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研究生： 許吟竹
Hsu, Yin-Chu
論文名稱： 移動式群集機器人通訊系統技術之研發
Design and Implementation of Communication System for Mobile Swarm Robots
指導教授： 周榮華
Chou, Jung-Hua
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： 2013
畢業學年度： 101
語文別： 中文
論文頁數： 61
中文關鍵詞： 超音波感測器 、三角定位法 、RF通訊模組 、路徑追蹤
外文關鍵詞： Ultrasonic sensors, Triangular localization, RF communication module, Path tracing
相關次數： 點閱：113  下載：3 
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    • 本論文主要設計與製作利用超音波定位與RF通訊之群組機器人。在此系統中使用三台不完全相同之機器人，個別載有定位模組、通訊模組與驅動模組，利用超音波感測器、通訊模組與三角定位法做絕對定位座標，再利用驅動模組控制機器人移動行為。實驗結果分析定位系統精密度約為2.2公分，路徑追蹤單次偏移標準路徑角度平均約1.7°，而將定位系統與驅動系統結合的實驗約3分20秒可以完成控制群集機器人到達指定位置。

    In this thesis, swarm robots are designed and implemented using ultrasonic positioning modules and RF communication modules for localization and motion control. This system has three different robots, each one contains a positioning module, a communication module, and a driving module. Robots using ultrasonic sensors, communication modules and triangular localization to obtain their absolute positioning coordinates first, then using driving module for motion control. The experimental results show that the precision of the positioning system is about 2.2 cm. The linear path tracing result shows that the offset average of standard path one time is about 1.7°. The experimental result of combining positioning system and driving system for accomplishing the work controlling swarm robots to their assigned position is about 3 minutes and 20 seconds.

    目錄 中文摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 表目錄 VII 圖目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 1 1.3 論文架構 2 第二章 相關技術介紹 3 2.1 定位基本技術 3 2.1.1 到達時間定位法 4 2.1.2 到達時間差定位法 5 2.1.3 接收信號角度定位法 6 2.1.4 接收訊號強度定位法 7 2.2空間定位技術 8 2.2.1 紅外線室內定位技術 9 2.2.2 超音波定位技術 9 2.2.3 藍牙定位技術 10 2.2.4 ZigBee定位技術 10 2.2.5 RFID定位技術 10 2.3文獻探討 11 第三章 硬體架構與介紹 19 3.1 群組機器人硬體架構簡介 19 3.2 群組機器人車體架構 20 3.3 驅動系統與電路簡介 22 3.3.1 驅動控制核心 22 3.3.2 直流馬達 23 3.3.3 直流馬達驅動晶片和光耦合器 24 3.3.4 電源系統 27 3.4 定位系統與電路簡介 28 3.4.1 定位控制核心 28 3.4.2 超音波感測器 29 3.5 通訊系統硬體簡介 31 3.5.1 RF通訊模組 31 3.5.2 RF收發模組 32 3.6 避障系統硬體介紹 33 3.6.1 紅外線測距感測器 34 第四章 系統設計與實現 36 4.1 系統控制流程 36 4.2定位系統流程 36 4.2.1 子系統流程 37 4.2.2 實驗方法 38 4.2.3 時序分析 41 4.3驅動系統流程 43 4.3.1 子系統流程 43 4.3.2 紅外線避障系統流程 44 4.3.3 兩輪校正流程 45 第五章 實驗結果與討論 47 5.1定位系統結果分析 47 5.2路徑追蹤結果分析 52 5.3群體移動實驗 54 第六章 結論與建議 56 6.1 結論 56 6.2 建議 56 參考文獻 58

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