學位論文

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    基於3D特徵地圖之分散式架構巡邏履帶式機器人
    (2017) 顏愷君; Yen, Kai-Chun
    本論文主要是設計並開發履帶式機器人之軟體、硬體架構，能於已知的室內環境中進行巡邏導航的功能，並能夠完成攀爬樓梯的任務。硬體方面為全新製作的履帶式機器人，除了在動力方面有所提升外，透過碳纖維的車身以及鋁合金的材質提供足夠強健的車體結構，並增加履帶的寬度強化與地面之間的磨擦力，能夠更穩健的攀爬樓梯；軟體方面，透過ROS的架構來開發履帶機器人的功能，基於此架構我們可以將一個複雜的程序規劃成多個部分來處理，像是感測器資料的接收、不同的演算法、機器人的控制等，將功能模組化，使用上有更大的彈性，並於功能上整合路徑規劃和影像定位，在機器人行走過程中，可以即時的監看Xtion所拍攝到的畫面，實現巡邏導航的功能，最後，經由實驗來驗證自製的履帶機器人有足夠能力完成跨樓層巡邏的任務。
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    跨樓層文件傳遞機器人之設計與實現
    (2016) 龔彥丞; Kung, Yen-Cheng
    本論文提出一擁有跨樓層文件傳遞功能之機器人的設計與實現，使輪型機器人能夠在一已知地圖的大樓中自主導航，並搭配影像及機械手臂，使機器人能夠搭乘電梯上下至目的地樓層，再配合開發於手機上的應用程式，讓使用者可以藉由使用者介面傳遞目的地資訊給機器人，使其前往目的地。針對定位演算法，本文提出「嵌設錯誤修正向量之蒙地卡羅定位法」，使傳統的蒙地卡羅定位的感測器資訊不僅僅只用來判別粒子的好壞與否，更可進一步得知下一刻時間的參考向量。路徑規劃部分本文提出了「改良型A*混合多重骨架路徑規劃演算法」，以改善傳統骨架繞路的問題，並搭配搜尋上下載點的策略，使其規劃出一條遠離障礙物並安全的路徑，不管在路徑長度還是規劃時間都較傳統A*混合骨架演算法來得優異。在電梯按鈕辨識部分，本篇論文使用輪廓提取的方式，對建立好的模組進行比對，使機器人得知電梯按鈕的座標。手臂控制方面，主要是搭配單攝影機，將三維正逆向運動學的數學模型簡化為二維，可使較不精準的機器手臂如同人類的手臂一樣，朝向按鈕伸直，並觸碰按鈕。最後再將使用者介面實現於Android智慧裝置上，搭配TCP/IP通訊，以及語音辨識工具，讓使用者可以用簡單的使用手機應用程式，命令機器人前往目的地。本論文最後以多個實驗結果驗證所提出之方法的可行性。