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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:江佩華
研究生(外文):Pei-Hua Chiang
論文名稱:環境地圖建構之二次曲線擬合改善
論文名稱(外文):The Improvement of Quadratic Curve Fitting Method for Environmental Map Building
指導教授:黃振鴻
指導教授(外文):Chen-Hung Huang
口試委員:張嘉義黃振鴻陳啟川
口試委員(外文):Chii-Chuan ChenChen-Hung HuangChii-Chuan Chen
口試日期:2013-07-05
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:航太與系統工程學系
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:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:雷射測距儀環境地圖建構二次曲線擬合
外文關鍵詞:Laser Range FinderEnvironment Map BuildingEnvironment Map Building
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摘要
本論文為使無人飛行載具或自主式機器人能夠具備有主動辨識環境之功能。因此藉由人機介面圖形程式LabVIEW與商業數學軟體MATLAB,開發出二維環境地圖之人機介面系統。此系統建構之目的,期使無人飛行載具或自主式機器人可掌握範圍內環境之概況,並且正確與快速地建立環境地圖。
關於環境地圖建構之研究,於2011年,經由方位角之環境地圖資料點處理法,可有效簡化資料點參數,並有效的增加建構地圖之效率,但在對於曲面之環境地圖則會造成線段總參數過多,無法有效之簡化線段總參數。因此在2012年,藉由二次曲線之環境地圖資料點處理法,來改善曲面環境線段總參數簡化,但其計算處理效率卻遠小於方位角之環境地圖資料點處理法。
因此,本論文之研究目的在於,利用改良式之二次曲線處理法來有效的簡化線段與參數的數目,並增加建構地圖之效率。
In this paper, we wish that unmanned Aerial Vehicle and autonomous robot have ability to build environmental information automatically. We use LabVIEW and MATLAB to create a human-machine-interaction system for a two dimension map building. The purpose of this system, we want to build the environment map correctly and quickly.
About the study of environmental map building, in 2011, the azimuth environment map data point process method reduced total line quantities and add to the efficiency of building map. However, in the curve environment map, the method could not reduce total line quantities effectively. In 2012, the second degree curve map data point process method improved the problem of total line quantities. But this method needs more times to build map.
This paper establishes the improved quadratic curve process method, this method includes advantage of the azimuth environment map data point process method and the second degree curve map data point process method. Therefore, the improved quadratic curve process method reduces total line quantities, and builds the curve environment map quickly.
誌謝 ii
摘要 iv
ABSTRACT v
目錄 vi
圖目錄 ix
表目錄 xii
第一章 緒論 1
第二章 文獻回顧 3
2.1 環境地圖之介紹 3
2.2 群聚技術 7
2.3 線段萃取演算法 (Line Extraction Algorithms) 9
2.4 虛擬儀控應用於環境地圖建構 11
2.5 研究目的 12
第三章 曲面地圖建構之方法 13
3.1 座標系統之轉換 13
3.1.1 極座標系統 13
3.1.2 笛卡爾座標系統 14
3.1.3 座標轉換 15
3.2 環境地圖建構 17
3.2.1 最佳化直線分群法 18
3.2.2 方位角之環境地圖資料點處理法【19】 21
3.2.3 二次曲線之環境地圖資料點處理法【20】 28
3.2.4 改良式之二次曲線處理法 35
第四章 實驗設備介紹 39
4.1 硬體設備 39
4.1.1 雷射測距儀SICK LMS100 40
4.1.2 雷射測距原理 41
4.1.3 雷射測距儀資料傳輸模式 44
4.2 軟體程式 48
4.2.1 圖形化程式語言LabVIEW 48
4.2.2 商業數學軟體MATLAB 51
第五章 結果與討論 53
5.1 環境地點與實驗器材 53
5.2 實驗測試與結果 55
5.3 結果分析與討論 67
第六章 結論與未來展望 68
6.1 結論 68
6.2 未來展望 69
參考文獻 70
附錄A 75
附錄B 76
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