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研究生: 吳東晉
Wu, Tung-chin
論文名稱: 自主式機械臂拋射運動之研究
Motion Control of an Autonomic Robot
指導教授: 陳介力
Chen, Chieh-Li
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 航空太空工程學系
Department of Aeronautics & Astronautics
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 69
中文關鍵詞: S curve視覺伺服機械手臂
外文關鍵詞: S curve, manipulator, visual servo
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  • 本文主要研究自主式機械臂運動控制系統的建構,並利用飛鏢拋射實現系統測試,研究工作主要包含認知系統的建立及拋射運動的控制。在認知系統部份使用雙眼視覺萃取目標物資訊,判定飛鏢落點,並回授此影像訊號來修正系統不確定性的影響。在拋射運動控制部份,從已知目標點座標資訊反求所需的橫向旋轉角,並利用曲線擬合技術求得所需的縱向發射角,最後根據S Curve規劃運動路徑使手臂運動符合馬達性能且符合拋射條件。本研究針對所有誤差加以分析並設法改善,經由實驗證實此自主式運動控制系統應用在飛鏢拋射中,除了具有良好的發射穩定性,命中率也相當準確。

    The aim of this dissertation is to develop an autonomic robot system for throwing darts. The main work includes the construction of the cognitive capability and the motion control. Through binocular vision, the location of the desired target and the hit-point of the dart will be obtained. The visual information then feedback to the system for reducing the error caused by the uncertainty and, eventually, to hit the desired target location.
      The results show that the autonomic robotic system, which composed of two CCD cameras and a 2-link manipulator, has a good performance. The resulting accuracy and precision are both satisfactory.

    中文摘要………………………………….………………………….…......…I 英文摘要…………………………………………………………....………..II 致謝…………………………………………………………..........….…..…III 目錄……………………………………………………………….....………IV 表目錄………………………………………………………..……….……VII 圖目錄……………………………………………………...……..….……VIII 符號表……………………………………………………...…………….….XI 第一章 緒論……………………...……………………………………..........1 1.1前言……………………...……………………………………….1 1.2文獻回顧……………………...…………………………….……1 1.3本文架構…………………………...…………………………….5 第二章 電腦視覺……………………………...……………………………..6 2.1 透視投影幾合……………………..…….....…………………...6 2.2 投影座標轉換……………………….…………...……..………7 2.2.1 攝影機座標系統……………………………….....………8 2.2.2 影像座標系統……………………………..………...……8 2.2.3 世界座標系統…………………..…..…………………..10 2.3 攝影機參數校正……………...……………………………….11 2.3.1 平面投影轉換矩陣………..…………...………..………11 2.3.2 平面投影轉換矩陣之求解…………...……..………..…12 2.3.3 校正實驗結果……………..……...………………..……14 第三章 目標物影像判定……………………...……………………………16 3.1 影像識別………………………..……...…………...…………16 3.1.1 標靶資訊萃取…………………….……………..………16 3.1.2 雙眼資訊誤差分析……………...…………..…..………21 3.2 飛鏢落點判定………………………….…………...…………23 第四章 視覺回授伺服控制系統………………………...…………………30 4.1 系統架構…………………………………….………...………30 4.2 運動控制伺服系統: ………………………….....……………31 4.2.1 發射運動路徑規劃………………………...……..……32 4.2.2 橫向瞄準………………………………...………………38 4.2.3 縱向瞄準………………………………...………………39 4.3 三鏢校正………………………...………………...…..………42 4.3.1 橫向校正…………………………………...…..…..……43 4.3.2 縱向校正………………………………...…..…..………43 第五章 實驗與討論………………………………...………………………47 5.1 實驗架構…………………………………...…….……………47 5.2 誤差來源分析………………………...……...…..……………53 5.2.1 夾鏢位置……………………..………….………………53 5.2.2 速度控制誤差………………..…..……...………………54 5.2.3 夾爪時間延遲…………………..…….....………………57 5.2.4 校正準確影響的變化…………………...………………59 5.3 實驗結果………………...……..……………...………………60 5.3.1 穩定性實驗……………………..……….………………60 5.3.2 準確度實驗………………………....……...……………62 第六章 結論與展望…………………………………...........………………64 6.1 結論……………………………..……………......……………64 6.2 建議與展望………………………….....……...………………65 參考文獻……………………....…………………...………………………..66 附錄A………………………………………………………………………..68 自述……………………………………………………...…………………..69

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    下載圖示 校內:2008-07-28公開
    校外:2008-07-28公開
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