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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳昭銘
研究生(外文):WU, CHAO-MING
論文名稱:智慧掃地機器人掃地路徑偵測
論文名稱(外文):Routing Path Detection for Sweeping Robot
指導教授:陳偉銘陳偉銘引用關係
指導教授(外文):Chen Wei-Ming
口試委員:黃德成沈偉誌
口試委員(外文):Huang Der-ChenShen Wei-Chih
口試日期:2019-07-23
學位類別:碩士
校院名稱:國立宜蘭大學
系所名稱:多媒體網路通訊數位學習碩士在職專班
學門:電算機學門
學類:網路學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:34
中文關鍵詞:影像處理Arduino雷射掃描儀掃地機器人
外文關鍵詞:Image ProcessingArduinoRPLIDAR A1Sweeping Robot
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二十一世紀以來,科技突飛猛進,發展進步之快速,已非上個世紀可比,人們對於生活品質的注重程度也越來越加提升,而現代人因生活需求改變,雙薪家庭的比例越來越高,不再像以前是男主外、女主內的生活模式,在男女雙方皆為生活工作忙碌的情況下,對於家務整理環境打掃等事務,也不再是由家中女性一手包辦。
有感於現在科技生活模式對於高智能家電越來越趨依賴,掃地機器人似乎已經成為年輕家庭中不可或缺的環境整理小幫手,各大進口廠牌的掃地機器人種類眾多,功能也不盡相同,但由於國外家庭生活模式及家中之傢俱設計與華人的使用習慣略有不同,也因此國外大廠在設計自動掃地機時,在路徑偵測模式上未必能符合華人使用習慣,本研究利用Android系統作為開發平台,使用Delphi 7設計研究所需的功能,利用RPLIDAR A1雷射雷達偵測,RPLIDAR A1採用雷射三角測距技術,可進行每秒8000次以上的測距動作,實現對周圍環境的360度全方位掃描測距檢測,從而獲得周圍環境的輪廓圖。當環境掃描完成後,藉由Arduino主控板當作橋樑進行溝通,當RPLIDAR A1對四周多次掃描後,程式會判斷自動掃地機該往何處移動,藉由傳輸訊息到Arduino控制板,Arduino控制板在對自動掃地機下達指令做路徑移動,當自動掃地機移動至規畫路徑時,在讓RPLIDAR A1進行新一次的掃描測距。藉此改善自動掃地機的行動效率。
Since the 21st century, science and technology have advanced by leaps and bounds, and the rapid development and progress has been comparable to that of the last century. People's attention to the quality of life has also increased. Modern people have become more and more dependent on their needs. High, no longer like the life mode of the former male and female, in the case of both men and women are busy with life and work, the housekeeping and cleaning of the environment, and other matters are no longer arranged by women at home.
It is felt that the current technology life mode is becoming more and more dependent on high-smart home appliances. The sweeping robot seems to have become an indispensable environmental organizer in young families. There are many kinds of sweeping robots of various imported brands, and their functions are not the same. However, because the foreign family life mode and the furniture design in the home are slightly different from the Chinese usage habits, the foreign manufacturers may not be able to conform to the Chinese habits in the path detection mode when designing the automatic sweeper. Using the Android system as a development platform, using the functions required by Delphi 7 design research, using RPLIDAR A1 laser radar detection, RPLIDAR A1 uses laser triangulation ranging technology, can perform more than 8000 times per second ranging operation, to achieve 360 degree omnidirectional scanning ranging detection of the surrounding environment to obtain a contour map of the surrounding environment. After the environment scan is completed, the Arduino main control board is used as a bridge to communicate. When the RPLIDAR A1 scans multiple times, the program will determine where the automatic sweeper should move, by transmitting messages to the Arduino control board, Arduino. The control panel moves the path to the automatic sweeper. When the automatic sweeper moves to the planning path, the RPLIDAR A1 is allowed to perform a new scan ranging. This improves the efficiency of the automatic sweeper.
摘要 I
Abstract II
目錄…………………………………………………………………………………………...III
表目錄…………………………………………………………………………………………V
圖目錄………………………………………………………………………………………..VI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 1
第二章 文獻探討 4
2.1 Kinect 4
2.2 影像追蹤辨識 7
2.3 Arduino 14
2.4 馬達控制 17
2.4.1 直流馬達……………………………………………………………………17
2.4.2 交流馬達……………………………………………………………………17
2.5 Delphi 18
2.6 Android Studio 18
2.7 雷射掃瞄儀 19
第三章 研究方法 20
3.1 研究流程 20
3.2 偵測配備 21
3.2.1 RPlidar ….………………………………………………………………...21
3.2.2 Kinect..….………………………………………………………………...21
3.2.3 Android 手機鏡頭………..……………………………………………...21
3.2.4 利弊比較….………………………………………………………………21
3.3 RPlidar A1讀寫 21
3.3.1 Arduini主控板連線測試.………………………………………………..21
3.3.2 Delphi 7連線測試………………………………………………………..22
3.3.3 RPlidar實作研究………………………………………………………... 22
3.4 RPLIDAR(紅外線測距儀)封包解析 22
3.4.1 數據封包……………………….………………………………………... 22
3.5 機器人行走之演算法 23
3.6 整合控制 23
3.6.1 Delphi 7……………………………………………………….................. 23
3.6.2 Arduini主控板連線……………………………………………………... 24

第四章 實作結果 25
4.1 掃描結果 25
第五章 結論 27
5.1 研究結果 27
5.2 未來展望 28
參考文獻 29
附錄 31
1.「二值化影像」,小花的學習日誌,http://bouwhat.pixnet.net/blog/post/22814961-%E7%9
B%B4%E6%96%B9%E5%9C%96%E5%9D%87%E5%8C%96(histogram-equalization)。
2.「平滑影像」,華人百科,https://www.itsfun.com.tw/%E9%AB%98%E6%96%AF%E6%BF%BE%E6%B3%A2/wiki-0814881-8371871。
3.角點檢測的幾種方法-I am Rocky – CSDN博客 https://blog.csdn.net/rocky_shared_image/article/details/7247509。
4.「角檢測」,維基百科,https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%A7%92%E6%A3%80%E6%B5%8B。
5.「Kinect」,維基百科,https://translate.google.com/translate?hl=zh-TW&sl=en&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Kinect&prev=search。
6.「身體就是控制器,微軟Kinect是怎麼做到的?」,T客邦,https://www.techbang.com/posts/2936-get-to-know-how-it-works-kinect。
7.「積分影像」,學習堅持、堅持學習部落格,https://dotblogs.com.tw/dragon229/2013/01/18/87485。
8.「Arduino」,維基百科,https://zh.wikipedia.org/wiki/Arduino
9. Arduino的基本介紹–中央研究院http://newsletter.ascc.sinica.edu.tw/news/read_news.php?nid=2782
10.用mBlock玩Arduino - Starting from Scratch–作者:林信良 2015/9https://openhome.cc/Gossip/Books/index.html
11. Arduino簡介–維基教科書https://zh.wikibooks.org/zh-tw/Arduino/%E7%AE%80%E4%BB%8B
12.輕鬆上手,自組Arduino手機藍芽遙控車–T客邦https://www.techbang.com/posts/23129-maker-club-ad-hoc-arduino-bluetooth-remote-control-car。
13.直流馬達與交流馬達之介紹與應用,作者:張超舜。https://www.shs.edu.tw/works/essay/2008/03/2008033111160722.pdf
14. 機器人吸塵器https://zh.wikipedia.org/wiki/。
15.機器視覺、光電與人文–林宸生(林祐菖)的教學與研究。http://140.134.32.129/index.html
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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