即時影像追蹤之自走車設計

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姓名

陳俊嘉(Chun-chia Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

即時影像追蹤之自走車設計
(The Design of Autonomous Vehicle with Real-time Object Tracking)

相關論文

★ 影像處理運用於家庭防盜保全之研究	★ 適用區域範圍之指紋辨識系統設計與實現
★ 頭部姿勢辨識應用於游標與機器人之控制	★ 應用快速擴展隨機樹和人工魚群演算法及危險度於路徑規劃
★ 智慧型機器人定位與控制之研究	★ 基於人工蜂群演算法之物件追蹤研究
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摘要(中)

本論文主要目的在使用影像技術以及模糊控制器去實現自走車之即時物體辨識與追蹤。整體架構分為四個系統，分別為影像處理系統、微控制器處理系統、結構及動力驅動系統、無線傳輸系統，整合四個系統與電腦端，透過無線傳輸，做物體位置判別及控制命令的判斷。在追蹤的過程之中，自走車上的無線針孔攝影機將獲得的影像資訊，經由無線傳輸回電腦端，為了減少影像資料量，將每一張影像圖片先經過影像處理，計算之後便能得知追蹤物體與自走車之間的相對關係，再使用Matlab模擬車體的軌跡，然後比較兩種控制方法，經由影像追蹤模擬結果比較之後，本論文使用模糊控制，運用模糊控制器將得到的相對關係解出所需要的轉角及速度，再經由無線通訊模組將控制指令傳回自走車上的微控制處理晶片，進而追蹤目標物體。經由Matlab所完成之影像追蹤模擬及真實實驗的結果，證明我們所提出的概念有助於相關工程上的應用。

摘要(英)

The main purpose of this research is utilizing image processing technology and fuzzy control to realize real-time object tracking. The proposed autonomous vehicle includes four parts, image processing system, microcontroller, mechanism and wireless communication system. When tracking the object, the CCD camera feedback the environment information to host computer. The computer recognizes the position of object by image processing and control the movement of vehicle. The simulation is provided to estimate the performance of both control method. The result shows that fuzzy control could achieve better response. The angles and speeds of the vehicle is estimated by fuzzy controller. The control command was transmitted from PC to microcontroller by wireless module. Finally, the autonomous vehicle can track the object accurately and stably. The simulation of target tracking which is performed by MATLAB also proves the feasibility of the proposed robot system.

關鍵字(中)

★ 微處理器
★ 影像處理
★ 物體辨識與追蹤
★ 自走車
★ 模糊控制

關鍵字(英)

★ microcontroller
★ tracking
★ fuzzy control
★ autonomous vehicle
★ image processing

論文目次

目錄 Ⅰ
圖目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅷ
第一章緒論1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.3 文獻回顧 2
1.4 論文架構 3
第二章自走車軟硬體架構4
2.1 影像處理系統 4
2.2.1 CCD攝影機 4
2.1.2 影像擷取卡 6
2.1.3 影像處理介面 7
2.2 無線傳輸系統 8
2.3 微控制器處理系統 9
2.4 車體結構及動力驅動系統 12
2.4.1 車體結構 12
2.4.2 前輪轉向結構 13
2.4.3 後輪驅動結構 17
2.4.4 電源供應 18
第三章數位影像處理20
3.1 影像擷取 20
3.2 物體顏色偵測 21
3.3 影像二值化 23
3.4 膨脹與侵蝕 24
3.4.1 侵蝕運算 24
3.4.2 膨脹運算 26
3.5 連接區塊標記法 27
3.6重心判斷 30
第四章實驗模擬及結果34
4.1 車體動態系統 34
4.2 線性轉換控制 36
4.2.1 前輪轉角控制 36
4.2.2 後輪速度控制 38
4.3 模糊控制 39
4.3.1 前輪轉角控制 40
4.3.2 後輪速度控制 41
4.4 自走車追蹤模擬結果 43
4.5 自走車追蹤實驗結果 52
第五章結論與未來研究方向58
5.1 結論 58
5.2 未來研究方向 58
參考文獻 60
著作目錄 63
附錄一：單晶片 CCP 模組之 PWM 功能 64
附錄二：前輪轉角及S03T 直流伺服機間的角度變換公式推導 66

參考文獻

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指導教授

鍾鴻源(Hung-yuan Chung)

審核日期

2007-7-2

推文