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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蕭志宇
研究生(外文):XIAO, ZHI-YU
論文名稱:室內無人車導航系統之研製 - 基於紅外線技術
論文名稱(外文):Development of Indoor Autonomous Vehicle Navigation System - Based on Infrared Technology
指導教授:阮瑞祥
指導教授(外文):RUN, RAY-SHINE
口試委員:郭峻因游泰和阮瑞祥
口試委員(外文):GUO, JIUN-INYU, TAI-HORUN, RAY-SHINE
口試日期:2018-07-17
學位類別:碩士
校院名稱:國立聯合大學
系所名稱:電子工程學系碩士班
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:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:無人搬運車紅外線隱形的光路矩陣式的路徑規劃
外文關鍵詞:autonomous vehicleinfraredinvisible routematrix route
相關次數:
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無人搬運車在上個世紀末已然穿梭於自動化生產線上,而工業4.0時代的到來,與此相關的應用與研發更是方興未艾,從早期的循軌式無人車(Rail Guided Vehicle, RGV)到新式的無軌式無人車(Automatic Guided Vehicle , AGV),可窺見新舊技術的交替。不斷的創新、求變「或許」是推動時代演進永遠不變的真理,基於此信念,本研究想嘗試一個新的方法於此應用。
紅外線(收發)技術常見於一般家電之遙控裝置,其元件價格低廉與技術資訊公開是受本研究青睞的兩大主因,有別於傳統的短距離通訊應用,本研究提出一個新穎的用途:將紅外線LED貼附於特定型式的不透明擋板,並安裝於室內之天花板後,朝地面發射紅外光,此時在地面所形成之「隱形」的紅外光影將不再是圓形(或橢圓形) ,而是一個接近半圓形的區域(可由紅外線攝影機看見),再者,半圓形的直線部分變成了「亮暗分明」的邊際線,那就像是一段「隱形的光路」,可供地面上裝設了紅外線接收模組的無人搬運車作循跡運動。
將上述理念發揚光大,我們在室內走廊的天花板上裝設多個紅外線LED(搭配各式擋板) ,建置了一個矩陣式的路徑規劃與監控系統,可由遠端控制多台無人搬運車之運行,並可作即時之路徑規劃,以達到最佳化的管控效果。我們期望這一新的嘗試,可為無人搬運車的研發注入新血。

The autonomous vehicle has been widespread use in factory. In addition to the traditional RGV, there are now more commonly use AGV. So far, there are many ways to fulfill requirements of factory environment. This thesis uses different methods to complete the AGV system.
Infrared LED is not only a component which being frequently used to transmit signals at home, but also easy to obtain and inexpensive. The infrared technology has been developing maturely of coding and production. Furthermore, the infrared light can be shaded by baffles to present different shapes, and has a obvious border. Use the generated shapes of infrared light to create routes, based on mentioned method, that is invisible route, can be traced by the vehicles on the ground.
As above method, setting infrared LEDs with baffles on ceilings is to build a monitoring system which can plan matrix routes for vehicles. It can remote control vehicles, planning routes immediately for optimize management.

誌謝 I
摘要 II
ABSTRACT III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 文獻探討 2
1.3 研究目的 3
1.4 論文架構 3
第二章 系統架構 4
2.1 硬體架構 4
2.1.1 車體架構 4
2.1.1.1 車身結構 4
2.1.1.2 電路系統架構 5
2.1.2 紅外線矩陣路徑控制系統 6
2.1.2.1 各式支架結構 6
2.1.2.2 電路系統架構 7
2.2 軟韌體架構 8
2.2.1 車體主控端 8
2.2.2 車體紅外線分析端 9
2.2.3 紅外線導引MASTER端 11
2.2.4 紅外線導引SLAVE 端 13
2.2.5 WiFi端 14
2.3 通訊架構 15
2.3.1 RS485通訊 15
2.3.2 WIFI 通訊 16
2.3.3 UART 通訊 17
2.3.4 紅外線通訊 18
第三章 實驗原理及方法 20
3.1 車體運動控制 20
3.1.1 馬達控制 20
3.1.1.1 H-Bridge Driver 20
3.1.1.2 PWM 21
3.1.2 車速控制 22
3.2 紅外線在地面形成光影之探討 24
3.2.1 紅外光光線投影可變性 24
3.2.2 紅外光遮擋處與無遮擋處之光發散程度 27
3.3 循線及定位控制 30
3.3.1 接收器的擺放 30
3.3.2 紅外光車體控制 31
3.3.2.1 車體循線控制 31
3.3.2.2 車體定位控制 32
3.4 紅外線路徑之矩陣布局 33
3.4.1 紅外光光影擺放方式 33
3.4.2 矩陣布局之系統處理方法 35
3.5 系統整合 41
3.5.1 矩陣系統與中控端通訊命令 41
3.5.2 矩陣系統與無人車 42
3.5.2.1 無人車之矩陣通訊 42
3.5.2.2 無人車之矩陣行駛方式 44
第四章 實驗結果與討論 48
4.1 定位精確度實驗 48
4.2 直線行走偏移量實驗 50
4.3 多站點行駛實驗 52
4.4 中控端命令行駛實驗 54
4.5 問題探討 57
第五章 結論與未來展望 58
5.1 結論 58
5.2 未來展望 58
參考文獻 59
附錄 61
A. 車身結構3D介紹 61
B. 紅外線控制電路支架和紅外線擋板及接收板支架介紹 62
C. 開發軟體和使用軟體 63
C.1 Keil uVision5 63
C.2 Config2 64
C.3 Altium Designer 16 64
C.4 SketchUp 2017 65
C.5 Cura15.04 65
C.6 Arduino IDE 66
C.7 Hercules_3-8-2 66
D. 詳細硬體介紹 67
D.1. 直流馬達驅動器 67
D.2. 車速編碼器 67
D.3. 紅外線接收板 68
D.4. 紅外線LED 68
D.5. 車體微處理器主控板 69
D.6. POWER BANK 69
D.7. Wi-Fi 模組 70
D.8. 紅外線接收板 71
D.9. 電源供應器 71
D.10. 紅外線控制端自製微處理器控制板 72


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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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