立體視覺應用於多自主行動機器人無線感 測網路定位技術之研究

A Study on Wireless Sensor Network Localization for Multiple Autonomous Mobile Robots Using Stereovision

王荷凱(Ho-Kai Wang)

指導教授 ： 陳冠宇

中原大學/工學院/機械工程研究所/碩士(2015年)

https://doi.org/10.6840/cycu201500582

摘要

一般而言，服務型機器人的工作環境是以室內為主，而當多部機器人在環境中執行
任務時，若沒有可以即時監控的工具、精確的定位技術和良好的避障系統，則服務型機
器人很難確實的完成任務。近年來，利用無線感測網路技術建置室內定位系統的應用明
顯增加，乃因其具有架構簡單、小尺寸、低成本、低消耗功率、相互連結性高等特點，
此技術可應用於多部自主行動機器人服務的室內辦公環境中進行文件包裹遞送的物流
作業系統。本文將先前的研究成果加入了雙目立體視覺視差圖和即時雲端同步，首先藉
由建立立體視差圖，讓機器人能自主的完成靜態及動態障礙物的閃避；再者將即時雲端
同步系統架設在各部機器人上，使用者能在遠端得知每部機器人的即時狀態；最後結合
多部機器人在室內工作環境中相遇的避障系統，再使用超音波感測器及ZigBee 無線感
測網路的定位訊號，針對不同的相遇情況使其能各自安全閃避與執行任務。

關鍵字

無線感測網路 ； 室內定位 ； 自主行動服務型機器人 ； 立體視覺視差 ； 雲端同步

並列摘要

Typically, service robots are mainly designed to work in indoor environments. In fact, if
there is the lack of real-time monitoring tool, precise positioning technology and good
obstacle avoidance system, service robots can not actually perform tasks well. Recently, due
to its simple structure, small size, low cost, low power consumption, and easy to connect with
each other, the wireless sensor network has been widely used for constructing the indoor
locatization system. This positioning technique can be applied to a logistics operating system
for controlling multiple autonomous mobile robots working in an intelligent office
environment for the delivery of documents and packages. In this paper, the methods of
binocular disparity map and real-time cloud sync are integrated into the results of previous
studies. Firstly, we measure the depth of each obstacle by computing the disparity map from
stereo-pair images to let a service robot can avoid both static and dynamic obstacles. Next,
users can remotely monitor real-time status of every robot by installing the cloud sync system
on each robot. Finally, by integration of ultrasonic sensors and WSN’s positioning signals into
an obstacle avoidance system for multiple robots, these robots can avoid each other in
different situations.

並列關鍵字

Wireless sensor network ； Indoor localization ； Autonomous mobile service robot ； Stereovision algorithm ； Cloud sync

參考文獻

ZigBee無線定位開發系統-實驗指導書，華亨科技股份有限公司。

陳聖方，ZigBee無線網路音訊傳輸之應用，中原大學機械工程學系碩士論文，2009。

蔡競輝，自主行動機器人無線感測網路定位技術之發展，中原大學機械工程學系碩士論文，2013。

俞牧之，智慧避障導覽機器人之研究，中原大學機械工程學系碩士論文，2010。

ZigBee無線定位開發系統-Z-Stack定位開發指南，華亨科技股份有限公司。