Browsing by Author "許陳鑑"
Now showing 1 - 20 of 102
- Results Per Page
- Sort Options
Item Item SIFT影像辨識演算法及其在FPGA之實現(2016) 潘偉正; Pan, Wei-Zheng本文提出將SIFT影像辨識演算法實現於FPGA上，以解決影像辨識需要大量運算時間，而使得系統無法即時運算之問題。為了大幅減少邏輯單元之需求以及提升系統頻率，我們依照硬體適合之架構以及平行處理的優勢，針對SIFT演算法進行改良，如使用軟體預先計算高斯模板、使用數值方式避免反矩陣使用除法器以及將影像金字塔使用平行處理之架構實現等。除此之外，我們也使用CORDIC演算法進行三角函數、平方相加開根號以及反三角函數等實現，還有使用最佳化演算法找出高斯影像所需之最佳參數，並在硬體中進行連續高斯影像金字塔之近似，最後使用硬體實現影像梯度直方圖統計，如此一來就能於硬體中進行特徵主方向偵測以及特徵點描述之功能，而論文中會清楚介紹上述所提到之實現方法。而為了降低開發之困難性，首先以軟硬協同設計之架構對部分模組進行加速設計，完成後，再將整個系統以全硬體方式進行實現，值得一提的是，整個系統電路皆是由管線架構設計而成，因此可以大幅提升運算效率，進而達到即時運算之目標，從實驗結果證實，電路模組運算速度相較於軟體有大幅提升，而硬體實現結果相較於軟體之誤差也保有相當之精確度。Item 主動式履帶機器人應用於連續樓梯攀爬與避障策略之研究(2015) 蕭智偉; Hsiao, Chih-Wei本論文主要是設計並開發自主式履帶機器人之軟體、硬體架構，能於室內未知的環境中自主式的執行連續樓梯攀爬與避障任務。履帶式機器人使用Xtion感測器取得深度影像資訊來辨識環境中的目標物，不需要經過複雜的影像運算，即可辨識出不同環境下目標物的位置和距離，並且在夜晚也能正確地辨識目標物；透過加裝的自製雲台組，Xtion可以依據實驗的需要進行角度調整，輔助履帶式機器人完成不同環境的任務。履帶式機器人使用單板電腦UDOO作為控制核心，使得體積更小、開發上有更多彈性，能依據不同實驗的需要加裝額外的感測器。本論文提出了一種影像避障的方式，依據Xtion感測器提供的障礙物距離資訊計算出機器人左、右履帶速度差與機器人旋轉半徑之間的關係，讓機器人能持續行走且順利的避開障礙物，並且設計了一系列的動作模式，來解決履帶式機器人連續樓梯攀爬的問題，讓機器人能夠在室內環境中任意的移動，最後經由實驗結果證實了自製履帶式機器人能夠實現跨樓層的樓梯攀爬與避障等任務。Item 以SOPC為基礎利用單一攝影機傾斜攝影之移動式機器人物體追蹤與定位系統(行政院國家科學委員會, 2012-07-31) 許陳鑑; 李世安本計畫主要係以可程式規劃系統晶片(System On Program Chip, SOPC)為基礎，建置一台具備影像物體追蹤(object tracking)、影像式定位(image-based localization)、以及避障功能(obstacle avoidance)之全方位移動式機器人。作法上係以單一CCD作傾斜式之攝影(tilt photographing)，據以發展出多種以傾斜式攝影為基礎之影像式距離及角度量測系統，藉由與物體追蹤技術相結合，達到對於目標物之定位(localization)，並將相關演算法實現在可程式規劃系統晶片(System On Program Chip, SOPC)上，達到以SOC晶片系統即時處理及控制移動式機器人的目的，目前已經達成部分計畫目標，包含完成一影像式量測方法，用以量測傾斜面上之目標物定位資訊，包含目標物之距離、傾斜角度、以及目標物體之垂直高度等。Item 以SOPC為基礎利用單一攝影機傾斜攝影之移動式機器人物體追蹤與定位系統(行政院國家科學委員會, 2011-07-31) 許陳鑑本計畫擬建置一台以可程式規劃系統晶片(System On Program Chip, SOPC)為基礎，具備 影像物體追蹤(object tracking)、影像式定位(image-based localization)、以及避障功能 (obstacle avoidance)之全方位移動式機器人。作法上係以單一CCD 作傾斜式之攝影(tilt photographing)，據以發展出多種以傾斜式攝影為基礎之影像式距離及角度量測系統，藉 由與物體追蹤技術相結合，達到對於目標物之定位(localization)，並將相關演算法實現 在可程式規劃系統晶片(System On Program Chip, SOPC)上，達到以SOC 晶片系統即時 處理及控制移動式機器人的目的。三年期之計畫共包含5 個研究子題，分別是：(1)全方 位機器人系統架構與建置，(2) 混合型物體影像追蹤系統，(3)影像式物體定位系統，(4) 模糊避障系統，以及(5) SOPC 系統之實現。 機器人系統架構上，本計畫擬設計一台具有全方位移動能力之機器人，視覺系統則 僅配置單一CCD 作傾斜式攝影，作為影像式距離量測、影像物體追蹤、以及影像式物 體定位等相關系統之基礎；機器人的週邊則配置有超音波感測器、紅外線感測器，利用 多重感測器資料融合技術，建立機器人之模糊避障(fuzzy obstacle avidance)功能。在影像 物體追蹤方面，本計畫擬以粒子濾波器演算法(particle filter, PF)、粒子群最佳化法(particle swarm optimization, PSO)，以及單體搜尋法(Nelder-Mead Simplex Search Method, NM)為 基礎，擷取其長處予以整合，開發兩種混合型(Hybrid)目標物體追蹤法，配合特徵為基 礎之物體辨識技術(feature-based methods for object recognition)，快速偵測目標物體，再 輔以所開發出來之多種影像式物體定位系統，以獲取所偵測到的目標物體相對於量測系 統的座標位置。在機器人避障系統方面，本計畫擬設計一模糊系統，將多種感測器資訊 融合成障礙物的距離與方向資訊，並透過模糊避障機制來決定機器人的移動方向與旋轉 角度，最後再以SOPC 實現各種相關演算法，利用FPGA 的硬體電路優勢，以軟硬體協 同設計(Hardware/Software Co-design)的技術設計各種硬體加速器電路，提升相關演算法 的執行效率，實現以SOC 晶片系統即時處理及控制移動式機器人的目的。Item 以SOPC為基礎利用單一攝影機傾斜攝影之移動式機器人物體追蹤與定位系統(行政院國家科學委員會, 2013-07-31) 許陳鑑; 李世安本計畫擬建置一台以可程式規劃系統晶片(System On Program Chip, SOPC)為基礎，具備影像物體追蹤(object tracking)、影像式定位(image-based localization)、以及避障功能(obstacle avoidance)之全方位移動式機器人。作法上係以單一CCD作傾斜式之攝影(tilt photographing)，據以發展出多種以傾斜式攝影為基礎之影像式距離及角度量測系統，藉由與物體追蹤技術相結合，達到對於目標物之定位(localization)，並將相關演算法實現在可程式規劃系統晶片(System On Program Chip, SOPC)上，達到以SOC晶片系統即時處理及控制移動式機器人的目的。三年期之計畫共包含5個研究子題，分別是：(1)全方位機器人系統架構與建置，(2) 混合型物體影像追蹤系統，(3)影像式物體定位系統，(4)模糊避障系統，以及(5) SOPC系統之實現。 在機器人系統架構方面，本計畫擬設計一台具有全方位移動能力之機器人，視覺系統則僅配置單一CCD作傾斜式攝影，作為影像式距離量測、影像物體追蹤、以及影像式物體定位等相關系統之基礎；機器人的週邊則配置有超音波感測器、紅外線感測器，利用多重感測器資料融合技術，建立機器人之模糊避障(fuzzy obstacle avidance)功能。在影像物體追蹤方面，本計畫擬以粒子濾波器演算法(particle filter, PF)、粒子群最佳化法(particle swarm optimization, PSO)，以及單體搜尋法(Nelder-Mead Simplex Search Method, NM)為基礎，擷取其長處予以整合，開發兩種混合型(Hybrid)目標物體追蹤法，配合特徵為基礎之物體辨識技術(feature-based methods for object recognition)，快速偵測目標物體，再輔以所開發出來之多種影像式物體定位系統，以獲取所偵測到的目標物體相對於量測系統的座標位置。在機器人避障系統方面，本計畫擬設計一模糊系統，將多種感測器資訊融合成障礙物的距離與方向資訊，並透過模糊避障機制來決定機器人的移動方向與旋轉角度，最後再以SOPC實現各種相關演算法，利用FPGA的硬體電路優勢，以軟硬體協同設計(Hardware/Software Co-design)的技術設計各種硬體加速器電路，提升相關演算法的執〈行效率，實現以SOC晶片系統即時處理及控制移動式機器人的目的。Item 以SOPC為架構之直覺式遙控感測移動平台之實現(2008-07-23) 許陳鑑; 黃俊偉本文以ATERA的CycloneII為主要設計核心，完成具備以加速度及陀螺儀感測器為輸入控制之直覺式遙控器，並透過連續旋轉伺服馬達以及全向輪，實現一具多方向連續移動功能之直覺式遙控感測控制之移動平台。Item 以並行處理之演化法則及其在間隔系統最佳控制器設計之研究(行政院國家科學委員會, 2004-07-31) 許陳鑑; 王偉彥Item 以信號能量為基礎之多目標基因演算法對於間隔系統強健控制器設計之研究(行政院國家科學委員會, 2003-07-31) 許陳鑑Item 以信號能量相似為基礎之數位化再設計系統性能的評估(行政院國家科學委員會, 1999-07-31) 許陳鑑Item 以基因演算法則為基礎之系統模型降階之研究(行政院國家科學委員會, 2000-07-31) 許陳鑑Item 以基因演算法則調整之改良式高階積分子及其在數位控制系統之研究(行政院國家科學委員會, 2001-07-31) 許陳鑑Item 以基因演算法則調整之最佳適應性模糊類神經控制系統之研究(行政院國家科學委員會, 2002-07-31) 許陳鑑Item 以影像為基礎之目標物三維空間定位(2011-06-18) 許陳鑑; 易志孝; 盧映宇; 賴古梵Item 以模糊理論為基礎應用超音波感測器之未知環境地圖建置(2012) 林士勛本論文係以裝載在Pioneer3-DX雙輪自走車之超音波感測器進行環境偵測，利用所蒐集到的感測器資料建立室內未知環境地圖，並以格點地圖方式呈現。由於超音波感測器所蒐集到之環境量測數據具有不確定性，因此本論文提出一模糊資料融合的方法，利用實驗結果所歸納出的超音波感測器模型，以解決超音波所具有的角度不確定性及多次反射易造成距離誤判的缺陷問題，再以模糊邏輯運算將感測器資料加以融合。隨著自走車的移動，地圖內的格點資訊將不斷地被計算與更新，最後可獲得一完整之障礙物環境格點地圖，可提供移動式機器人做為定位、導航或路徑規劃之依據，增加其自主運行的能力。文末以本校科技學院及演化控制實驗室外走廊等局部環境，利用自走車建置環境地圖，實驗結果證實本論文所提出的模糊資料融合方法所建構之未知環境地圖之可行性。Item 以深度學習拆解與辨識中文書法字之筆畫(2018) 吳彥德; Wu, Yen-Te本論文針對中文書法字領域中較少人關注的部分─筆畫，以往對於文字方面的研究大多是文字辨識，例如：光學字元識別(Optical Character Recognition，OCR)，主要在於”辨識”出文字。本論文透過筆畫來理解文字並進行拆解、辨識以及重現，遂提出了基於深度學習之筆畫拆解與辨識及即時書寫系統，驗證平台是透過網路攝影機讀取文字影像再用並列式手臂(Delta Robot)做即時的書寫。基於深度學習之筆畫辨識系統採用近幾年急速發展的深度學習來進行物件辨識，深度學習已經在影像識別方面證明其強對大的能力，藉由大量數據集學習對應物件而產生理想的網路模型，以此模型辨識想尋找的物件。所以本論文採用深度學習並改良部分神經網路架構，以得到較好的筆畫辨識結果。本系統參考並沿用YOLO(You only look once)在即時(Real-time)偵測與定位上的優良檢測速度以及準確度，在得出辨識與定位結果後，利用辨識與定位出的物件資訊做進一步的物件分割，再採用影像前處理濾除干擾以及提取骨架，得到每個筆畫物件的座標點，最後交由並列式手臂進行書寫以及文字的重構。此外，由於訓練神經網路需要大量的運算，因此有關神經網路的執行以及訓練都使用GPU進行平行運算來加速。本論文將文字筆畫作為物件並使用深度學習進行辨識與定位，此方式能同時得到筆畫種類以及座標，並且基於YOLO網路架構針對筆畫辨識進行架構改良，進一步提升辨識、定位準確率，同時保持原有的辨識速度。Item 以深度學習為基礎之多人即時動作辨識系統(2020) 蔡仁凱; Tsai, Jen-Kai隨著人工智慧領域快速的發展，人類動作辨識技術在近年來獲得極大關注，應用也非常廣泛，例如在長照中心對受照護者提供即時活動偵測，在工廠環境及公共環境中提供異常行為之偵測等，都能藉由動作辨識的結果實現提醒、警示、紀錄等智慧監控之功能，預防意外的發生，也解決人力資源短缺的問題。因此，如何利用穩健的動作辨識達到即時智慧監控的目的，實為一重要議題。本文提出一套以深度學習為基礎之多人即時動作辨識系統，以達到智慧型監控的目的，並應用於長照環境中。本系統結合YOLOv3與Deep SORT演算法，能從影片中同時偵測多個人物，並進行追蹤。在人物面對鏡頭時，還能透過FaceNet架構辨識人物身份姓名。對於遠距離人物而言，我們開發一套zoom in方法，根據人物框選的大小自動使用高解析度畫面以獲得更好的辨識效果。為了提升系統的穩健性，在將畫面輸入I3D前，我們會先模糊人物以外區域，減少背景帶來的影響。最後，利用非最大值抑制方法，降低因多個滑動視窗所造成的不穩定情形。實驗結果顯示，本文所提出的方法能夠實現一套即時多人之動作辨識系統。Item 以演化法則為基礎之不確定間隔系統最佳控制器設計之研究(行政院國家科學委員會, 2005-07-31) 許陳鑑; 王偉彥本計畫係利用演化(evolutionary)法則以設計間隔系統(interval systems)之最佳控制器，使 所形成之閉迴路系統在不確定參變動時皆能穩定操作，並且滿足使用者所指定之強健增 益邊限(gain margin)及相位邊限(phase margin)等性能規格。設計目標係將控制系統之最 差狀況(worst-case)增益邊界/相位邊際與要求規格之誤差降到最低，因此，該設計可規劃 形成一最小化問題，而由所提出之基因演算法求解。作法上係藉由極值系統(extremal systems)求出開迴路系統在不確定參數變動下最差之增益邊限/相位邊限值，以建構一聚 積誤差函數(aggregated error)，再利用基因演算法搜尋一組最佳控制器參數，使其最差之 增益邊限/相位邊限仍可滿足使用者所指定之強健增益邊界及相位邊際等性能規格。為確 保系統強健穩定(robust stability)，各組染色體之適合度必須加以評估，本計劃將分別以 Kharitonov 多項式的根位址以及相關聯之4 個頂點系統(vertex system)之能量信號為基 礎，建構兩種限制條件處理機制(constraints handling mechanism)，用以整合到適合度評 定函數中，以有效評估各組染色體之適合度，方便演化過程之進〈行，為驗証所求得解答 之正確性，本計劃將利用Kharitonov 定理証明所求得系統強健穩定，並利用求得之32 個極值系統之Nyquist 圖，以證明系統滿足使用者指定的規格。藉由本計畫所提出之方 法，我們希望所求得之最佳控制器能不僅滿足使用者指定之規格，並且解除在實際應用 上之諸多限制問題，諸如：（1）不須限制控制器型式，它可以是任意型式之控制器， （2）不須限制不確定間隔系統之階數，（3）作法簡單，不需使用圖形觀察方法，避免 煩雜的數學推導及運算。本計劃最終將把所提出之設計法則嵌入前次專題研究計畫所發 展出來之設計工具箱(toolbox)中，並整合到Matlab 圖形介面(GUI)環境，以方便使用者 設計一強健穩定之最佳控制器。Item 以演化為基礎之不確定間隔系統容忍控制器設計之研究（II）(行政院國家科學委員會, 2006-07-31) 許陳鑑; 鄭明哲本計畫係利用演化(evolutionary)法則以設計不確定間隔系統(uncertain interval systems)之最佳容忍控制器(tolerance controller)，使所形成之閉迴路系統在不確定參變動 時皆能穩定操作，並且增益邊限(gain margin)及相位邊限(phase margin)等性能規格能夠 滿足使用者所指定之接受範圍(Region of Acceptability)內，達到容忍設計(tolerance design) 的目的。設計目標係將控制系統之極值(extremal)增益邊限/相位邊限與要求規格之誤差 降到最低，因此，該設計可規劃形成一最佳化問題，而由所提出之單目標(mono-objective) 及多目標(multi-objective)基因演算法求解。作法上係先以極值系統(extremal systems)求 出在不確定參數變動下，系統之極值增益邊限/相位邊限，再利用基因演算法搜尋最佳控 製器參數，使系統之增益邊限/相位邊限可以滿足使用者所指定之容忍範圍。為確保系統 強健穩定(robust stability)，各組染色體之適合度必須加以評估，本計劃將以特徵多項式 相關聯之Generalized Kharitonov Segments 多項式的根位址為基礎，建構一限制條件處理 機制(constraints handling mechanism)，用以整合到適合度評定函數中，以有效評估各組 染色體之適合度，方便演化過程之進〈行，為驗証所求得解答之正確性，本計畫將利用 GKT (Generalized Kharitonov Theorem)定理驗証所求得系統之強健穩定性，並利用所求 得之32 個極值系統之Nyquist 圖，以證明閉迴路系統滿足使用者指定的容忍規格範圍。 由於基因演算法的演化過程較為耗時，特別是本計劃所要解決的問題對於各染色體適合 度之評估需要較強的計算能力，否則求解過程可能費時過久。由於基因演算法在本質上 極適合並〈行計算之處理方式，所以，在計劃中也分別提出以軟體及硬體所建構之並〈行計 算環境以進〈行演化。軟體方面係利用普遍使用之工作站電腦，透過TCP/IP 網路協定， 建構一主從架構(master-slave)之並〈行處理環境，藉由從屬端(client site)執〈行多個 MATLAB 程式，以並〈行計算方式，加速評估各染色體之適合度；硬體方面係將基因演 算法之演化環境建構在一SOPC (System On a Programmable Chip)中，特別是在晶片中組 構(configure)多個NIOS 處理器系統(multi-processor system)，作為適合度評估模組(fitness evaluation module)，以充分利用硬體之資源，以並〈行計算方式，加速評估各染色體之適 合度，以求得最佳容忍控制器，滿足使用者所要求之性能規格，達到容忍設計的目的。Item