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研究生:劉天圖
研究生(外文):Tien-Tu Liou
論文名稱:應用影像處理技術與類神經網路之智慧型除草機器人研究
論文名稱(外文):Intelligent Mower Robot Using Image Processing And Neural Networks
指導教授:李天明李天明引用關係
指導教授(外文):Ten-Min Lee
口試委員:王惠嘉朱倬梁李天明
口試委員(外文):Hei-Chia WangJwo-Liang ChuTen-Min Lee
口試日期:2013-01-29
學位類別:碩士
校院名稱:明道大學
系所名稱:資訊傳播學系碩士班
學門:傳播學門
學類:一般大眾傳播學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:影像處理技術、角度判別、雜訊濾除、類神經網路學習法
外文關鍵詞:Image processing, Edge finding, Angle calculation, Artificial neural networks
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智慧型機器人的發展已經融入到人類的生活當中,如居家服務型機器人、保全機器人等等也已經商品化,甚至不在少數,但即使商品化的產品也不能稱做完美無缺,唯有不斷的研發、精進與改善才能滿足人類的需求。
本論文主要目的在於研究一種不同於市售的智慧型自走式除草機之控制方式,除了提高工作的效率,也能適用於特定範圍之草地,取代人力,改善傳統除草工作必須耗費時間及人力的問題。
本研究主要使用影像處理及類神經網路學習法等技術,本研究可改善現有市售自走式除草機之效能。其中影像處理技術的範疇包含角度判別、雜訊濾除等方法,並以類神經網路學習法為輔,使除草載具能在指定的路徑上執行任務,達到省時、省力、節能的優點。

Intelligent robots have been part of life, such as home service robots and security robots. Even though they have been commercialized but they are still not perfect enough to meet human needs.
The main purpose of this study is to discover a new method to control the mower robot which is different from current commercial mower robots. The new control method will be able to increase the efficiency in terms of time and cost.
This study uses the technology of image processing and neural network learning to improve functions of the self-propelled lawn mower. Edge finding and other image processing techniques such as angle calculation have been developed to combine with the method of artificial neural networks to accomplish the task of autonomous mower robot.

誌謝 2
摘要 3
Abstract 4
第1章 前言 9
1.1 研究動機 9
1.2 研究目的 10
1.3 研究架構 10
第2章 文獻探討 11
2.1 自動除草車的發展 11
2.2 無人載具控制方式 12
2.3 相關定位技術的介紹 13
2.3.1 紅外線 13
2.3.2 超音波 15
2.3.3 雷射 17
2.3.4 影像 18
2.3.5 類神經網路(ANNs) 19
2.3.6 小結 20
第3章 研究設計 21
3.1 研究工具 21
3.2 研究理論 22
3.2.1 影像處理技術 23
3.2.2 類神經網路學習法 33
3.3 研究方法 38
3.3.1 實驗場地設置 38
3.3.2 載具定位與運動記錄設置 39
3.3.3 對照組實驗設定 43
3.3.4 實驗組實驗設定 44
第4章 實驗結果與分析 46
4.1 對照組隨機路徑除草 47
4.2 實驗組循線路徑除草 54
4.3 實驗結果分析 63
4.3.1 除草完成率比較 63
4.3.2 剩餘電力比較 65
第5章 結論與建議 66
5.1 結論 66
5.2 建議 67
參考文獻 68


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