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研究生:曾靖惠
研究生(外文):Ching-Hui Tseng
論文名稱:視覺影像導引之智慧型吸附式移動機器人設計與應用
論文名稱(外文):Design and Application of Image-Guided Intelligent Adsorbed Mobile Robots
指導教授:鄭智湧鄭智湧引用關係
指導教授(外文):Chih-Yung Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:MatlabRS232ZIGBEE攝影機影像處理
外文關鍵詞:MatlabRS232ZIGBEEcamerasimage processing
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本論文主要是利用能夠行駛壁面的吸附式移動機器人,配合著攝影機偵測環境讓移動機器人能夠自主完成任務。系統主要以攝影機為影像偵測工具,將影像回傳至個人電腦利用Matlab軟體處理影像以及規劃路徑後,透過RS232至ZIGBEE以無線方式傳送動作指令給移動機器人,使其完成各項動作。與一般移動機器人不同之處,此機器人需爬行於壁面,克服地心引力等問題而能的在壁面或天花板上移動,論文中利用此特性,設計並完成擦黑板及跟隨式照明燈具等特殊任務。
The main objective of this thesis is to combine adsorbed mobile platform and computer vision to construct certain autonomous intelligent robots. The ability for robots to crawl on the wall or on the ceiling results in interesting robot applications here, such as a whiteboard-cleaning robot or a user-tracking light robot. Equipped with a camera to detect environment, theses mobile robots can perform intelligent tasks using visual servoing techniques. The image captured is sent to PC for processing and path is planned in Matlab environment. And then, the PC wirelessly transmits the action instructions to mobile robot by RS232 and ZIGBEE interface.
摘要 I
Abstract II
圖目錄 VII
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 論文架構 3
第二章 硬體架構與實驗環境 4
2.1 系統架構 4
2.2 機構介紹 5
2.2.1 強力磁鐵 6
2.2.2 樂高輪胎 7
2.3 電力系統 7
2.3.1 鋰聚電池 8
2.3.2 7805 9
2.3.3 LM317 9
2.4 馬達驅動系統 10
2.4.1 TA7279P 11
2.4.2 PWM 12
2.4.3 馬達組 13
2.5 通訊系統 13
2.5.1 RS232 14
2.5.2 MAX232 15
2.5.3 ZIGBEE無線傳輸模組 16
2.6 控制核心 20
2.6.1 AT89C2051 20
2.7 攝影機 23
2.8 實驗環境 25
2.9 應用軟體介紹 26
2.9.1 Keil C 26
2.9.2 Matlab 26
第三章 影像處理 28
3.1 顏色偵測 28
3.1.1 RGB色彩空間 28
3.1.2 HSV色彩空間 29
3.2 濾波器 30
3.2.1 閉合 30
3.2.1 區域連通與區塊標記 32
3.2.2 質心運算 33
3.3 手勢辨識 35
3.3.1 邊緣偵測 35
3.3.2 凸包 37
第四章 路線規劃與設計 40
4.1 座標轉換 40
4.2 角度與距離 40
4.3 方向辨別 42
4.4 閥值設計 44
4.5 目標位置設計 47
第五章 實驗結果 50
5.1 任務一:自主式全面黑板清潔 50
5.1.1 任務目的 50
5.1.2 任務一程式流程 51
5.1.3 實驗結果 52
5.2 任務二:自主式限制區域黑板清潔 55
5.2.1 任務二目的 55
5.2.2 任務二程式流程 56
5.2.3 實驗結果 57
5.3 任務三:天花板監控式移動燈具 58
5.3.1 任務三目的 58
5.3.2 任務三程式流程 58
5.3.3 實驗結果 59
第六章 結論與未來展望 60
6.1 結論 60
6.2 未來展望 61
參考文獻 63


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[6] 張俊雄,“攀爬機器人之運動控制”,國立雲林科技大學電機工程碩士班碩士論文,2005。
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[17] 張學暉,Zigbee模組的安裝,採智科技股份有限公司,2007。
[18] Convex hull http://www.csie.ntnu.edu.tw/~u91029/ConvexHull.html
[19] WolframMathWorld http://mathworld.wolfram.com/Convex.html
[20] 馮丁樹,MATLAB之工程應用 http://bime-matlab.blogspot.tw/

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