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研究生: 龔漢忠
Kung, Han-Chung
論文名稱: 自主性情境感知輔具機器人
Autonomous Context Awareness Assistive Robot
指導教授: 羅錦興
Luo, Ching-Hsing
共同指導教授: 陳世中
Chen, Shih-Chung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系碩士在職專班
Department of Electrical Engineering (on the job class)
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 95
中文關鍵詞: 情境感知代理人系統身障輔具自主性機器人路徑規劃
外文關鍵詞: Context Awareness, Assistive, Autonomous Robot, Path Planning
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  • 大多數的身障者或是行動不便的病患需要無障礙空間的設置以便利他們於環境中活動,但設置功能完善且符合各種需求的無障礙空間之成本相當高,以致目前之無障礙空間多為政府之公部門或大型醫療院所才有經費設置,一般私人單位或居家多無力負擔設置無障礙空間之龐大費用。
    本文研究具自主性之情境感知機器人的設計,利用市售家用自動清掃機器人在居家環境中之優良移動性且加以改裝,使其能在複雜的居家環境中移動並提供載送身障者或行動不便病患所需的物品之服務,因此,本機器人系統可服務的範圍亦可視為另一種無障礙空間。此機器人組成包含市售掃地機器人、機器人控制器、ZigBee無線傳輸模組及提供服務之情境代理人系統。市售掃地機器人優良的環境移動能力及具備多種先進的感測元件,本研究使用情境代理人架構及方法改良機器人系統之設計方式,以自製之控制器負責機器人之機電控制器並加入情境感知代理人系統負責機器人定位及路徑規劃功能,使得機器人系統成為一種服務,最後測試機器人執行定位導航及承載物品的能力來驗證本設計的可行性及功能性,使其能協助身障者或行動不便之病患取放物品,使家用清掃機器人能提供除掃地功能之外之其它服務。

    Autonomous mobile robot including mechanical, electrical, electronic engineering, computer, cognitive and social sciences and other fields of knowledge. In this research, we proposed a context awareness agent system to assist disable people to perform complex behavior, for example: pick and place objects and transfer message.
    Applying Context-aware technology to combine with the design of assistive tool could expand the functionality easily. Assistive tools can be two-way communication with other systems and users to exchange information. Robot will go into the human life gradually, and assist human in a variety situation to enhance the quality of human life. The robot of the research can move to the target that the user assigned. It will automatically avoid obstacles regarding to the result of the path evaluation while moving to the target position.

    摘要 1 Abstract 2 誌謝 3 目錄 4 圖目錄 7 表目錄 10 第一章 序論 11 1.1 前言 11 1.2 研究動機與目的 12 1.3 文獻探討 13 1.4 論文架構 16 第二章 機器人系統 17 2.1 自主機器人機構設計 17 2.2 機器人控制連線介面設計 19 2.3 驅動機器人命令 23 2.4 接收感應器資訊 25 2.5 機器人控制系統 30 2.5.1 量測移動距離與角度 33 2.5.2 機器人控制規則 34 2.6 障礙物偵測 35 第三章 路徑規劃及定位 39 3.1 Wavefront路徑演算法 39 3.2 建立環境地圖資訊 40 3.3 路徑規劃演算法 42 第四章 情境資訊代理人系統 51 4.1 無線傳輸模組 51 4.1.1 ZigBee通訊模組簡介 51 4.1.2 ZigBee模組規劃 54 4.1.3 ZigBee模組設定 58 4.1.4 無線控制系統 61 4.2 情境資訊機器人控制代理人系統 63 4.2.1 路徑評估代理人 64 4.2.2 機器人控制代理人 64 4.2.3 人機介面代理人 65 4.3 情境資訊機器人控制代理人系統啟動 66 4.4 情境資訊機器人控制代理人系統任務 68 4.5 初始地圖設定 69 第五章 實驗結果與討論 71 5.1 超音波感測器物體偵測率實驗 71 5.2 機器人轉向數據量測 74 5.3 機器人直行數據量測 76 5.4 障礙物辨識 77 5.5 路徑搜尋實驗 78 5.6 實際走行避障實驗結果 82 5.7 存取物品實驗 87 第六章 結論與未來展望 90 6.1 結論 90 6.2 未來展望 92 6.2.1 大範圍地圖之移動 92 6.2.2 更人性化的地圖建置方法 92 6.2.3 結合其它不同性質及功能的情境感知代理人系統 92 參考文獻 94

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    下載圖示 校內:2015-08-07公開
    校外:2015-08-07公開
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