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研究生:趙正銓
研究生(外文):Cheng-Chuan Chao
論文名稱:可與跑者臉部同步運動之兩軸機器人系統開發
論文名稱(外文):The XY linear robot system for synchronized motion with runner face
指導教授:林其禹林其禹引用關係
指導教授(外文):Chyi-yeu Lin
口試委員:林其禹
口試委員(外文):Chyi-yeu Lin
口試日期:2015-01-26
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:人臉追蹤跑步機同步運動交流伺服馬達控制器MATLABGUI
外文關鍵詞:face trackingtreadmillsynchronization motionAC servo motor controllerMATLAB GUI
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本研究結合伺服馬達控制、串列通訊、電腦視覺函式庫等技術,開發一套二維影像追蹤移動平台應用於動態影像追蹤人臉,針對使用者在跑步機和其他健身器材上進行往復式運動並同時觀看前方的LCD螢幕節目或文字會因眼睛不斷調整觀看角度而不適的解決方案。另外以人因舒適為主要考量,舒適及極大化使用空間、操作便利、觀看舒適及清晰為出發點設計及開發。
跑者運動過程中,透過簡易的網路攝影機進行影像擷取,利用偵測目標之移動軌跡的水平、垂直振幅與頻率,最後輸出給控制器驅動馬達,控制運動機構的移動,並隨著使用者的變化即時修正機構輸出。另外為了驗證實作的可行性,建構一套MATLAB GUI模擬分析系統。
This study aims to combine multiple techniques including servo motor control serial communication and computer vision to develop a 2-D image tracking platform applied on synchronized motion with face detection and motion. It aims to provide a solution to ease human’s eyes when they watch a stationery monitor in front of the treadmill on which a person is running.
When an exerciser is running on the treadmill, the image of his face is extracted by a camera and then the horizontal and vertical amplitude and frequency of the motion trajectory are detected. The controller-driven motor and the motion-control mechanism are actuated so as to synchronize the face trajectory. For easy verification of the synchronization control system MATLAB GUI simulation analysis is also implemented.
目錄
中文摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
圖表目錄 VI
第1章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 文獻回顧 4
1.4 論文架構 7
第2章 影像擷取及處理 8
2.1 RGB色彩空間 8
2.2 相機成像與校正 10
2.3 影像校正 12
2.4 計算人臉的參數 14
第3章 運動控制與人機介面 20
3.1 人機介面 22
3.2 雙執行緒並列與機構補償 23
第4章 實驗系統架構 29
4.1 系統架構 29
4.2 硬體設備 29
4.2.1 伺服馬達與線性螺桿 29
4.2.2 馬達驅動器 33
4.2.3 網路攝影機 36
4.2.4 連接器 37
4.3 軟體設備 38
4.3.1 visual studio、Intel Opencv library 38
4.3.2 lightening人機介面軟體 40
4.3.3 Matlab gui 42
4.4 系統架構整合 44
第5章 實驗結果與討論 47
5.1 模擬結果 47
5.2 實驗結果 53
第6章 結論與未來展望 54
6.1 結論 54
6.2 未來展望 55
參考文獻 56
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