Browsing by Author "Shen, Hao"

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    視覺型同時定位與建圖系統之硬體實現
    (2018) 沈浩; Shen, Hao
    本論文針對機器人視覺型同時定位與建圖(Visual Simultaneous Localization and Mapping, V-SLAM)計算效率之問題，將V-SLAM系統透過FPGA硬體加速電路之設計，實現一低成本、低功耗與高效能的系統，讓機器人在未知環境中能夠即時的建立三維環境地圖，同時對機器人自身位置進行定位。本論文主要是將先前學長所提出的V-SLAM系統實現於FPGA上，以硬體加速電路的優勢，利用管線化設計與平行化計算等，使V-SLAM能夠即時的提供機器人的狀態以及環境地圖。為了驗證各功能模組於硬體化電路的計算速度以及精確度，本論文採用不同的實驗平台，包括個人電腦、FPGA與Nios II等，以真實環境下所拍攝的影像資訊，依照各模組的功能分別以不同角度進行測試。實驗結果顯示，相較於一般個人電腦或Nios II，FPGA硬體加速電路功能模組於特徵比對的運算效率分別提升了約390倍與16,000倍；而在精準度的測試中，2D-to-3D特徵轉換模組與重心計算模組在FPGA的運算中，相較於軟體計算結果誤差小於1%，地圖管理模組的測試則是以雙眼攝影機的參數決定近似門檻值後，以OR邏輯閘對高位元進行判斷即可得到與軟體相同之結果。從實驗結果可知，以本論文所提出之FPGA設計方法完成之V-SLAM系統可以實現即時的機器人同時定位與建圖，具備低成本與低功耗的優勢。