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研究生:王九鼎
研究生(外文):Chiu-Ting Wang
論文名稱:自主視覺導航之水下載具設計與實現
論文名稱(外文):Design and Implementation of an Autonomous Underwater Vehicle with Visual Guidance
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:55
中文關鍵詞:AUVKinectRoboard直流馬達
外文關鍵詞:AUVKinectRoboardDC motor
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本論文主要是利用深度感測攝影機,並且結合嵌入式系統與馬達的運動控制來完成一自主式水下載具AUV。
由於一般的RGB攝影機在水下的視覺上容易有偏色的問題產生,增加演算法的複雜度;或者是因為水下光線的不足而造成物體的無法被觀察到,需要載具自行打光來增加水中的可見度,故本文之水下載具的視覺感測利用Kinect的深度攝影機來探測水下的情形,藉由深度資料以了解目標物的相對位置以及面積大小。處理的系統是使用昭營科技公司DM&P所開發的小型電腦ebox和機器人控制板Roboard,以此系統結合影像處理與運動控制,裝置皆具有x86處理器與256 MB以上的記憶體。主要的流程是利用ebox擷取並處理Kinect的深度影像並且透過串列埠與Roboard連接,可以將資訊互相傳遞了解目前水下的狀況,最後再交由Roboard特有的GPIO輸出訊號控制馬達動作,完成不同的水下任務。

This thesis is aimed to construct an autonomous underwater vehicle (AUV) with stereo vision capability. Integrating a depth sensing camera, an embedded processing system and motion control methodology, the AUV can navigate without human’s tele-operation.
Some color-based image processing methods encounter problems in underwater images. Therefore in this thesis, the Kinect camera is used to perform underwater vision tasks. The obtained depth information is used to track the target and avoid the obstacles. The Kinect image is sent to an embedded platform which is consisted of a tiny computer, ebox, and a control panel, Roboard. The ebox is responsible for image processing and the Roboard is suitable for motor control. With this setup, the AUV can have better sensing and guidance capability.

摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 論文架構 4
第二章 系統之軟硬體架構 5
2.1 系統架構 5
2.2 核心處理系統 6
2.2.1 影像處理核心ebox 6
2.2.2 動作控制核心Roboard 8
2.2.3 TTL串列傳輸介面與通訊協定 10
2.3 Kinect深度感測裝置 12
2.4 水下載具動力系統 14
2.4.1 PWM 14
2.4.2 沉水馬達與馬達驅動IC 15
2.4.3 電動船外機馬達與電子變速器 17
2.5 水下載具電源與自製電路 19
2.5.1 電池與電源電路 19
2.5.2 馬達電流放大電路 21
2.6 水下載具實現 22
2.6.1 水下載具移動裝置 22
2.6.2 水下載具沉浮裝置 24
2.7 軟體開發架構 26
第三章 水下載具的視覺處理 29
3.1 影像處理流程 29
3.2 RGB色彩模型與影像處理方法 31
3.3 面積與質心運算 34
3.4 影像處理結果 35
第四章 實驗結果 39
4.1 利用室內游泳池完成水下載具的基本動作 39
4.2 利用充氣游泳池完成水下載具追蹤任務 45
4.3 利用長方形水槽完成水下載具避障任務 48
第五章 結論與未來展望 51
5.1 結論 51
5.2 未來展望 52
參考文獻 53


[1] 台灣大學工程科學及海洋工程學系 水下載具實驗室
http://www.esoe.ntu.edu.tw/research/super_pages.php?
ID=research1&Sn=29
[2] 澳洲西澳大學 機器人及自動化實驗室
http://robotics.ee.uwa.edu.au/robotics.html
[3] 三井造船株式會社
http://www.mes.co.jp/mes_technology/flash/front/
underwater/
[4] 樂扣樂扣生活網
http://www.locknlock.tw
[5] Kinect + Water
http://www.fiveyearstobefamous.com/eszterOzsvald/
kinect-water/
[6] John Westwood,“What the Future Holds for ROVs and
AUVs,Underwater Magazine”, May/June 2000。
[7] Thomas Bräunl,“Embedded Robotics”, 2ed, Springer,
June 2006。
[8] Alexander V. Inzartsev,“Underwater Vehicles”, In-
Tech, January 2009。
[9] Umesh A. Korde, “Study of a Jet-Propulsion Method for
an Underwater Vehicle”,Ocean Engineering 31,1205-
1218, 2004。
[10] 柯仕鴻,“應用多核心微控制器於迷你水下載具之開發研究”,國   
立成功大學系統及船舶機電學系碩士論文,2008。
[11] 郭真祥、陳彥均、胡耀文,“仿生型自主式水下載具行動規劃與虛
擬實境之研究”,國立臺灣大學「台大工程」學刊,No. 92, 2004。
[12] 鄭逸琳、張瑞東,“具觀測能力的無線遙控微小水下載具之研發”,中國機
械工程學會第二十四屆全國學術研討會論文集 中原大學 桃園、中壢 論文
編號:B18-0011,2007。
[13] 許志嘉,“利用影像輔助之水下模型載具導航與運動控制”,國立 台灣
海洋大學電機工程學系碩士論文,2007。
[14] 劉秀虹,“智慧型合作搬運與隊形變換之視覺伺服雙機器人系
統”,國立台灣海洋大學電機工程學系碩士論文,2007。
[15] 蔡名哲,“智慧型娛樂小管家機器人”,國立台灣海洋大學電機工 程學
系碩士論文,2008。
[16] 張文駿,“具自組追隨功能之智慧型機器人”,國立台灣海洋大 學電
機工程學系碩士論文,2009。
[17] 羅建洲,“具視覺功能之模組化機器人”,國立台灣海洋大學電 機工
程”學系碩士論文,2009。
[18] 曾怡達,“智慧型多功能之自組式模組化機器人” ,國立台灣海 洋大學
電機工程學系碩士論文,2010。
[19] 伍柏錡,“智慧型機器魚模組設計與控制” ,國立台灣海洋大學電機工程學
系碩士論文,2011。
[20] 張文莉,“水下載具泛用控制器架構之研發” ,國立中山大學海下科技暨應
用海洋物理研究所碩士論文,2010。
[21] 劉家興,“水下動態目標物追蹤” ,國立台灣海洋大學機械與機電工程學系
碩士論文,2009。
[22] 黃世銘,“應用模糊理論實現迷你水下載具之深度控制”, 國立成
功大學系統及船舶機電學系碩士論文,2008。
[23] 鍾國亮,“影像處理與電腦視覺”,東華書局,2002。
[24] USAL Autonomous Underwater Vehicle
   http://robotics.ee.uwa.edu.au/auv/usal.html
[25] LM7805 datasheet http://www.st.com
[26] L298N datasheet http://www.st.com
[27] LM2678 datasheet http://www.ti.com
[28] RS232 TO UART
http://www.ftdichip.com/Products/FT232R.htm

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