(3.227.235.183) 您好!臺灣時間:2021/04/18 11:55
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:劉邦成
研究生(外文):Bang-Cheng Liu
論文名稱:以紅外線定位之居家看護機器人
論文名稱(外文):Service Robot with an IR Positioning System
指導教授:呂明峯
指導教授(外文):Ming-Feng Lu
口試委員:廖信德許騰仁呂明峯
口試委員(外文):Xin-De LiaoTeng-Ren XuMing-Feng Lu
口試日期:2013-06-13
學位類別:碩士
校院名稱:明新科技大學
系所名稱:電子工程研究所
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:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:服務型機器人慣性導航系統紅外線定位系統
外文關鍵詞:Service robotInertial navigation systemInfrared positioning system
相關次數:
  • 被引用被引用:7
  • 點閱點閱:374
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:60
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究開發以紅外線定位之居家看護服務型機器人,主要用來與居家老人互動,協助生理監測及照護,也可幫忙服務性之看護工作。本機器人機身重65公斤,在運動平台部分使用馬達搭載霍爾編碼器並搭配微控制器完成慣性導航系統,定位則採用紅外線定位系統。
機器人右手為夾爪,左手為托盤,可進行端湯等動作。右夾爪使用伺服馬達運用機械原理製成,左托盤部分使用壓動開關來決定托盤是否平擺。看護機器人手臂與頭頸部利用光電開關決定馬達轉動量。看護機器人安全機制部分於機身後方與前方觸控螢幕設置緊急停止開關,以及設置超音波與紅外線感應器可調整距離防止碰撞。看護機器人行徑利用紅外線定位系統作為場地的絕對座標,接收Landmark紅外線反射物反射後之圖樣計算出絕對座標值,實測結果看護機器人到達目標點時誤差約5公分左右。

In this study a service robot with an infrared positioning system is developed. Its weight is 65 kg and is mainly used at home to interact with the elderly and help them do some easy jobs. The motion platform has an inertial navigation system (INS) that is built up by motors with Hall sensors and MCU. The movement of arms and neck of this service robot is controlled by photoelectric switches which determine the amount of rotation of motors. The jaw at right hand is made by using servo motors based on mechanical principles. The tray at left hand has pressure switch to determine the position of the tray. The collision avoidance system of this service robot is constructed by ultrasonic sensors and IR sensors and its sensing distance can be adjusted. The front side of the robot has a touch screen to set conditions and the rear side has an emergency stop switch to prevent any accident happens. The infrared positioning system (IPS) receives reflecting pattern from landmarks to calculate the absolute coordinate values. Final testing results show that the deviation of positioning is about 5 cm.
摘要
ABSTRACT
致謝
目錄
表目錄
圖目錄
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 文獻回顧
1.3 研究動機
1.4 論文架構
第二章 看護機器人規劃與設計
2.1 機器人設計
2.2 看護機器人底盤
2.3 看護機器人內部空間配置
2.4 看護機器人手臂
2.5 看護機器人頭部與頸部
2.6 看護機器人外衣
第三章 看護機器人室內定位系統
3.1 定位系統架構
3.2 紅外線定位模組
3.2.1 StarGazer工作原理
3.2.2 LandMark介紹
3.2.3 StarGazer格式與協定
3.3 StarGazerMonitor使用
3.4 Hall Encoder
3.5 LabVIEW圖控軟體介紹
3.6 慣性導航系統
3.6.1 非完整約束條件
3.6.2 離散型運動方式之推導
第四章 看護機器人電控系統
4.1 電控系統架構
4.2 微控制器
4.3 馬達驅動板
4.4 感測電路板
4.4.1 超音波感測器
4.4.2紅外線感測器
4.5 看護機器人底盤控制
4.6 看護機器人上半身控制
4.6.1 語音控制架構
4.6.2 光電開關
4.6.3 上半身操作流程
4.7 血壓量測模組
4.8 電路板製作流程
4.8.1 ERC
4.8.2 DRC
4.9 雕刻刀類
4.10 雕刻機
4.10.1 CircuitCAM 4.0
4.10.2 BoardMaster 4.0
第五章 實驗結果 55
5.1 使用者操作介面
5.2 實驗場地設置
5.3 看護機器人情境行徑路線
5.4 手臂動作測試
第六章 結論與未來展望
6.1 結論
6.2 未來展望
附錄一 Landmark HLD1 3*3 ID 類型
附錄二 HLD1 編號列表
參考文獻



[1]R. Want, A. Hopper, V. Falcao , and J. Gibbons, “The Active Badge Location System," ACM Transaction on Information Systems, Vol. 40, No. 1, pp. 91-102, January 1992.
[2]Nissanka B. Priyantha, Anit Chakraborty, and Hari Balakrishnan, ”The CricketLocation-Support System,” in Proc. ACM Int. Conf. Mobile Computing Networking (MOBICOM), Boston, MA, pp. 32-43, Aug. 2000.
[3]L. M. Ni, Y. Liu, and A. P. Patil, “LANDMARC: Indoor Location Sensing Using Active RFID,” Proceedings of the First IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications(PerCom’03), pp. 407-415, 2003.
[4]顏啟森,無線感測器網路之感測器定位系統實作,國立中正大學,通訊工程研究所,碩士論文,2005。
[5]祥儀企業股份有限公司,http://www.shayye.com.tw/products.html
[6]伺服馬達控制原理,http://www.servocity.com/html/hs-422_super sport.html
[7]HAGISONIC公司,Localization system StarGazer for Intelligent Robots。
[8]蔡昆宏,“同輪法用於平面剛體運動合成之研究”,義守大學機械與自動化工程學系碩士班,碩士論文,2011年。
[9]林志穎,“結合CCD與INS之輪型機器人在滾球追蹤之實現”,中華技術學院電子工程研究所,碩士論文,2011年。
[10]Atmel公司,ATmega2560 Data Sheet.
[11]華育機電公司,生醫模組使用手冊。
[12]廣宇企業社,http://kuangyu.web66.com.tw/
[13]Arai. Y, Sekiai. M, “Absolute position measurement system for mobile robot based on incident angle detection of infrared light,” IEEE Conference Publications, pp.986 - 991, 2003.
[14]Chunhan Lee, Yushin Chang, Gunhong Park, Jaeheon Ryu, Seung-Gweon Jeong, Seokhyun Park, Jae Whe Park, Hee Chang Lee, Keum-Shik Hong, and Man Hyung Lee, “Indoor positioning system based on incident angles of infrared emitters,” IEEE Conference Publications, pp. 2218 – 2222, 2004.
[15]Woo-Chool Park and Myung-Hyun Yoon, “The Implementation of Indoor Location System to Control ZigBee Home Network,” IEEE Conference Publications, pp. 2158 - 2161, 2006.
[16]Petrellis N, Gioulekas F, Birbas M, Kikidis J, and Birbas A,“Use of interleaving and error correction to infraredpatterns for the improvement of position estimationsystems,” IEEE Conference Publications, pp. 488-491, 2008.
[17]Mori S, Hida K, and Sawada K, “Advanced car positioning method using infraredbeacon,” IEEE Conference Publications, pp. 45 - 50, 2008.
[18]Ping Zhou, Yue Liu, and Yongtian Wang, “Multiple infrared markers based real-time stereo vision positioning system for surgical navigation,” IEEE Conference Publications, pp. 692 - 696, 2009.
[19]Huimin Wang, Lin Ma, Yubin Xu, and Zhian Deng, “Dynamic Radio Map Construction for WLAN IndoorLocation,” IEEE Conference Publications, pp. 162 - 165, 2011.
[20]Yucel H, Ozkir T, Edizkan R, Yazici A, “Development of indoor positioning system with ultrasonic and infrared signals,” IEEE Conference Publications, pp.1-4,2012.
[21]Zhonghua Li, Zijing Zhou, Chunhui He, and Xiao Huang, “Advances in RFID-ILA:The past,present and future of RFID-based indoor location algorithms,” IEEE Conference Publications,pp.1-4,2012.
[22]Rung-Ching Chen and Yu-Hsiang Lin, “Using ZeeBee Sensor Network with artifical neural network for indoor location,” IEEE Conference Publications, pp. 290 - 294, 2012.
[23]孫駿榮、吳明展、盧聰勇,最簡單的互動設計 Arduino 一試就上手,碁峯資訊股份有限公司,2012。
[24]張義和,主流電腦輔助電路設計 Protel 99SE,全華圖書股份有限公司,2002。
[25]顏培仁、吳明瑞、周靜娟,圖控程式與自動量測LabVIEW 7.X,全華圖書股份有限公司,2008。
[26]李秀峰,“整合GPS與感測器於車輛定位”,國立臺灣科技大學機械工程技術研究所碩士論文,1998。
[27]李忠隆,“應用於車輛導航之GPS/INS整合系統設計”,國立交通大學電機與控制工程學系碩士論文,2001。
[28]黃仁杰,“全球定位系統與慣性導航系統整合之研究”,國立交通大學電機與控制工程系碩士倫文,2001。
[29]蕭勝議,“無人自走車避障與路徑回復系統設計製作”,逢甲大學機械工程學系碩士學位論文,2004。
[30]黃良吉,“GPS與感測器整合於三維地面車輛定位之應用”,國立臺灣科技大學機械工程系碩士論文,2006。
[31]吳建平,“以紅外線定位校正之室內慣性自動導航搬運車”,明新科技大學電子工程系碩士論文,2012。

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊
 
系統版面圖檔 系統版面圖檔