學位論文
Permanent URI for this collectionhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/73890
Browse
3 results
Search Results
Item 增強型蒙地卡羅定位法及其在單板電腦之實現(2014) 郭家瑞機器人定位是行動機器人導航的核心技術，為了讓機器人順利執行任務，首要目標即是即時獲得機器人位置。要得到機器人位置則必須考慮三大問題：全域定位、位置追蹤、以及機器人綁架。機器人定位發展已久，最廣為人知且最普遍採用的演算法為蒙地卡羅定位法(Monte Carlo Localization, MCL)，MCL是利用粒子濾波器作為主要架構的機器人定位法，透過粒子濾波器逐漸淘汰不良粒子，進而估測出機器人所在位置。儘管MCL被廣泛的採用，其無法從機器人綁架問題中恢復及運算大量粒子資訊造成計算負擔過大，成為MCL最大的缺點。為了解決此一問題，自調適蒙地卡羅演算法(Self-Adaptive Monte Carlo Localization, SAMCL)加入了相似能量區域(Similar Energy region, SER)及預先存取(Pre-caching)機制，解決了機器人綁架重新搜尋的問題，並提高即時運算速度，但MCL與SAMCL兩者仍存在共同的缺點：粒子淘汰過程中容易受超強粒子影響而陷入區域最佳解，粒子數量在位置追蹤及全域搜尋上的不平衡也會造成搜尋效果不好或追蹤過程計算負擔過大，再者，由於機器人的方向估測不易，導致即便粒子位置正確，但因為方向錯誤而被淘汰的可能性。因此，本論文提出一種改良式蒙地卡羅定位法，稱之為「具強健方向估測之蒙地卡羅定位法」(Improved Monte Carlo Localization with Robust Orientation Estimation, IMCLROE)，加入了方向估測機制來避免粒子位置正確卻被淘汰的問題，以及粒子數量平衡機制來平衡搜尋與追蹤的粒子數量，並且利用競爭選取法避免陷入區域最佳解，以提高粒子分布的多樣性。實驗證明IMCLROE有效解決了MCL及SAMCL在搜尋追蹤及綁架上的不足。Item 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。Item 具定位校正機制之群組機器人路徑規劃與路徑追蹤(2016) 彭君豪; Peng, Jun-Hao本論文提出具定位校正機制之群組機器人路徑追蹤以及路徑規劃演算法，透過融合里程計以及雷射距離感測器的設計，來解決里程計存在累積誤差的問題。在定位方面則是引進蒙地卡羅定位法，以粒子濾波器作為主要架構，藉由雷射資訊進行機器人自主定位，透過定位結果補償移動過程中里程計的誤差，來達到更好的控制效果。在路徑規劃方面，考慮到路徑會隨著機器人的移動而有所改變，基於D*Lite 演算法的基礎，並將演算法推廣到群組，視其他機器人為障礙物，進行迴避。並交由MySQL伺服器進行資料統籌，減少機器人的運算負擔，讓機器人可以專心處理感測器資訊。在路徑追蹤方面，本文使用倒階控制法設計運動學控制器，將路徑規劃的結果當作參考信號，以MCL定位以及里程計混合輸出結果取代過去所使用的里程計定位，以避免里程計的累計誤差。實驗結果表示此方法能使機器人準確運行於事先規劃好的軌跡之上，並且能夠發現群組中其他機器人的存在，並嘗試進行迴避。