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研究生：	許哲源 Hsu, Jer-Yuan
論文名稱：	自走車之驅動控制與避障規劃 Drive Control and Obstacle Avoidance Planning For An Automatic Mobile Vehicle
指導教授：	王榮泰 Wang, Rong-Tyai
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 工程科學系 Department of Engineering Science
論文出版年：	2003
畢業學年度：	91
語文別：	中文
論文頁數：	75
中文關鍵詞：	自走車、超音波感測器、避障
外文關鍵詞：	obstacle avoidance, automatic mobile vehicle, ultrasonic sensor
相關次數：	點閱：122 下載：34
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本論文的目的是發展自走車系統之馬達驅動控制和避障規劃。馬達的驅動控制是以微處理器(89C52)為核心，透過PWM信號來控制以功率電晶體所構成之H電橋，來達到控制馬達之目的。在感測器方面，前輪使用電位計來控制轉彎角度；後輪使用編碼器來控制自走車的前進與後退之距離，並配合16位元的計數器(8254)來測量馬達的轉速。人機控制介面是以Borland C++ Builder 6.0為基礎，並配合RS-232之串列傳輸來傳送控制指令和接收從自走車或超音波感測器所回傳的資料。在避障規劃方面，利用裝置在自走車上的超音波感測器來偵測出自走車與障礙物的距離，讓自走車能行走在未知的環境中，以達成避障的目的。

This thesis develops driving control of motor and obstacles avoiding plan for an Automatic Guide Vehicle (AGV). The kernel in driving control of motor is using 89C52. The microprocessor (89C52) is through PWM to control H-bridge composing of Power MOSFET. Using potentiometer controls turn angle in the front wheel. Using encoder controls AGV distance of the forward and backward in the rear wheel. The encoder is collocating 16 bits counter/timer (8254) to detect the velocity of AGV. The human-machine interface has constructed by Borland C++ Builder. The human-machine interface is using serial communication transmission command and receives data from AGV or ultrasonic sensor. In the obstacles avoiding plan, the ultrasonic sensor is mounted on the AGV to detect distance between the AGV and obstacles. The objective of the avoiding obstacles is enabling AGV moving in the unknown environment.

中文摘要.............................i
Abstract.............................ii
誌謝.................................iii
目錄.................................iv
圖目錄...............................viii
表目錄...............................xii
第一章 緒論..........................1
1.1 前言.............................1
1.2 路徑規劃與導航問題...............2
1.3 文獻回顧.........................3
1.4 研究目的.........................3
1.5 論文架構.........................4
第二章 自走車系統架構................5
2.1 自走車系統簡介...................5
2.2 自走車硬體架構...................7
2.2.1自走車車體結構..................7
2.2.2自走車微處理器系統..............8
2.2.3自走車電力系統..................8
2.3 自走車軟體系統...................9
2.4 自走車系統發展概況...............9
第三章 直流馬達之驅動控制............11
3.1 直流馬達之驅動方法...............11
3.2 馬達轉向控制.....................12
3.2.1 自走車前後輪馬達之控制流程.....13
第四章 感測器系統....................15
4.1 電位計...........................15
4.1.1 電位計組裝方式.................16
4.1.2 電位計參考電壓.................17
4.1.3 訊號放大電路...................18
4.1.4  ADC電路.......................20
4.1.5 前輪定位.......................23
4.2 編碼器...........................24
4.2.1 自走車位置控制.................25
4.2.2 自走車速度控制.................26
4.3 超音波感測器.....................31
4.3.1 超音波感測器之硬體設計.........32
4.3.2 超音波測距.....................37
第五章 通訊方式與控制介面設計........39
5.1 串列傳輸.........................39
5.2 資料傳輸格式之定義...............41
5.3 人機控制介面設計.................42
第六章 自走車之避障規劃..............49
6.1 自走車運動方程式.................49
6.2 沿牆避障.........................52
6.3 模擬結果.........................53
第七章 實驗結果......................57
7.1 前輪轉向實驗.....................57
7.2 後輪行走實驗.....................59
7.3 障礙物辨識.......................60
7.4 實際地圖行走實驗.................63
7.4.1 實際地圖之路徑規劃實驗.........63
7.4.2 實際地圖之避障實驗.............66
7.4.3 誤差分析.......................69
第八章 結論與未來發展................71
8.1 結論.............................71
8.2 未來發展.........................72
參考文獻.............................73
附錄 一  自走車微處理器I/O配置表.....A
附錄 二  指令識別字元................B
附錄 三  自走車電路圖................C
附錄 四  超音波電路圖................D


                                    

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校內：立即公開
校外：2003-08-05公開

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