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研究生:薛宇翔
研究生(外文):Yu-Hsiang Hsueh
論文名稱:機械式加減速與離心力感測裝置之研究
論文名稱(外文):The Study of Acceleration, Deceleration and Centrifugal Force Sensing Device
指導教授:李廣齊李廣齊引用關係
指導教授(外文):Kuang-Chyi Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:自動化工程研究所
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:42
中文關鍵詞:離心力輔助照明嵌入式系統
外文關鍵詞:centrifugal forceauxiliary lightingembedded systems
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本文以一機械式加減速與離心力感測裝置應用於車輛輔助照明之感測模擬與測試。該裝置以一特定形狀軌道配置有可滾動並具導電作用之球體,由機械式加減速與離心力感測裝置控制輔助照明設備明滅。
於一懸臂樑上搭載機械式自動感測裝置,利用伺服馬達進行旋轉加減速運動,分別模擬車輛車速與車身傾斜角度,偵測汽車轉向狀況或路面上坡下坡狀況,主要內容為加減速與離心力機台設計、離心力與傾斜度感測裝置分析、檢測與控制電路設計與嵌入式控制系統設計與測試等四個部分。藉由加減速與離心力參數與機械式感測裝置,可有效地達成車輛自動輔助照明的功能。
最後文中將與電子水平儀、主動式轉向頭燈等系統進行其車輛速度、補光控制方法與價格性等各項分析,其機械式加減速與離心力感測裝置價格較為低廉,利用機械式原理可找出電子水平儀無法感測之加減速狀況,更可應用於各項機台之自動檢測裝置。


This article uses a mechanical steering angle and tilt angle sensing device to simulation for automotive auxiliary lighting. The device has a conductive metal ball which rolling in particular shape track. This article uses this device to control auxiliary lighting equipment turned on or turned off.
Mechanical sensing device is placed on the cantilever, by used servo motor rotation deceleration movement. This article simulates vehicle traffic speed and the vehicle body tilt angle. Detect vehicle steering status or condition of road surface slope downhill. The main content is acceleration, deceleration and centrifugal force machine design. Centrifugal force and tilt level sensing device. Detection and control circuit design. Embedded control system design and testing of four parts. By acceleration and deceleration, and centrifugal force parameters and mechanical sensing device can be effectively reached the vehicle the automatic auxiliary lighting function.
This article completed the steering angle and the tilt angle sensing device used in automotive auxiliary lighting. This sensing device is cheaper than electronic level sensor and gyroscope. The electronic level can’t sense plus and deceleration situation. This device can use the principle of mechanical to find plus and deceleration situation. It also can use in automated detection machine.

目 錄
中文摘要..............................i
英文摘要..............................ii
誌 謝..............................iii
目 錄..............................iv
表目錄..............................v
圖目錄..............................v
第一章 前言..............................1
1.1 研究目的..............................1
1.2 研究背景..............................2
1.3 研究方法..............................3
1.4 本文架構..............................4
第二章 機械式加減速與離心力感測裝置之研究平台架構..............................5
2.1 機械式感測裝置..............................5
2.2 機械式感測裝置機構平台..............................7
2.3 ARM控制器架構..............................9
2.4 離心力感測平台周邊驅動與電路..............................11
第三章 機械式加減速與離心力感測裝置之應用..............................16
第四章 實驗方法與結果..............................30
4.1 機械式感測裝置機構設計與分析..............................30
4.2 轉向角度量測與傾斜角度量測分析..............................33
4.3 機械式感測裝置實驗結果與分析..............................39
第五章 結論..............................32
參考文獻..............................34
英文論文大綱..............................35
簡歷..............................42


表目錄
表2.1 伺服馬達之性能參數表..............................9
表3.1 路面狀態感測對應表..............................17
表3.2 感測器與輔助照明補光時間對應表..............................18

圖目錄
圖1.1 機械式加減速與離心力感測裝置研究流程圖..............................3
圖2.1 機械式感測裝置內部構造示意圖..............................6
圖2.2 機械式感測裝置內部概念圖..............................6
圖2.3 測試平台設計圖..............................7
圖2.4 伺服馬達之感測平台裝配圖..............................8
圖2.5 控制器核心板實體圖..............................9
圖2.6 控制器底板規格實體圖..............................10
圖2.7 周邊驅動電路示意圖..............................12
圖2.8 周邊驅動電路實體圖..............................13
圖3.1 車燈光線示意圖..............................14
圖3.2 輔助車燈位置..............................15
圖3.3 補光角度推算示意圖..............................16
圖4.1 不鏽鋼橫梁示意圖..............................20
圖4.2 機械式感測裝置實體圖..............................21
圖4.3 機械式感測裝置成品圖..............................32
圖4.4 離心力與傾斜模擬機台示意圖..............................23
圖4.5 轉向角度量測模組示意圖..............................24
圖4.6 傾斜角度量測模組示意圖..............................25
圖4.7 離心力與傾斜量測用嵌入式控制系統..............................26
圖4.8 離心力與傾斜模擬機台控制電路..............................26
圖4.9 離心力與傾斜感測訊號處理電路..............................27
圖4.10 10 rad/s 實測參數圖..............................27
圖4.11 20 rad/s 實測參數圖..............................28
圖4.12 30 rad/s 實測參數圖..............................28
圖4.13 40 rad/s 實測參數圖..............................29
圖4.14 50 rad/s 實測參數圖..............................29
圖4.15 60 rad/s 實測參數圖..............................30
圖4.16 70 rad/s 實測參數圖..............................30
圖4.17 80 rad/s 實測參數圖..............................31
圖4.18 90 rad/s 實測參數圖..............................31

[1]中華民國交通部全球資訊網, http://www.motc.gov.tw/。
[2]Gunnar D. Jenssen, Cato A. Bjorkli, Kristian Sakshaug and Terje Moen, “Behavioural Adaptation to Adaptive Front Lighting Systems (AFS): A Six Day Driving Simulator Study”,14th World Congress on Intelligent Transport Systems, Beijing, China, 2007.
[3]李旺軒,適路性前方照明系統之發展與現況,機械工業雜誌248 期,pp. 232-249,2003/11。
[4]OPEL Technic, http://www.opel-technik.de/afl/.
[5]Hella, Inc., “Technical Information Electronics – Lighting Electronics”, Hella, Inc., 2003.
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[7]Martijn Tideman, Simon J. Janssen, “A Simulation Environment for Developing Intelligent Headlight Systems”, IEEE Intelligent Vehicles Symposium, pp. 225-231, 2005.
[8]Roslak, J., Wallaschek, J., “Active Lighting Systems for Improved Road Safety”, IEEE Intelligent Vehicles Symposium, pp. 682-685, 2004.
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[10]陳智暉,“捷運電聯車適路性頭燈之研究”,華梵大學機電工程研究所碩士論文,台灣,2007。
[11]林志鵬,“軌道車輛適路性頭燈設計與分析”,機電工程研究所碩士論文,台灣,2007。
[12]李旺軒、巫志倫,“車身網路整合實現於適路性頭燈照明系統”,智慧車輛與動力技術專輯,台灣,2005。
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[15]劉俊峰、曾君、鄭家偉,“AFS 系統中智能多傳感器數據融合研究與應用”,第二十九屆中國控制會議記錄,中國,2010。
[16]http://bbs.embedsky.net/forum.php, 天嵌科技論壇
[17]黃盈仁,“汽車補光用機械平台之研究”,國立虎尾科技大學機械與機電工程研究所碩士論文,台灣,2013。


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