無線影像回授之小型機器足球員之控制方法與硬體裝置

The development of control method and hardware device for a small soccer robot with an RF vision system

蔡柏廷(Po-Ting Tsai)

國立虎尾科技大學/工程學院/動力機械工程研究所/碩士(2006年)

摘要

本論文製作一組以無線影像回授之小型移動式機器足球員之控制方法與硬體裝置，其中使用VHDL硬體描述語言撰寫FPGA晶片，設計製作出一台具有整合通訊、訊號加解密、馬達運動控制等之機器足球員。並利用此一硬體進行前視型機器足球員機器視覺之開發，在障礙物偵測的研究中，本研究提出一種以割線追隨方式之角落偵測法則，可以準確的找到障礙物輪廓線上的角落，搭配本研究另外提出的一種以影像近似線性投影方法，可以以單鏡頭所得之影像即求得物體距離、方向角及方位角；在目標物的偵測上使用NCC正規化彩色座標方法建模及最小平方圓法，由影像中分離目標物的顏色及判斷其形狀，可有效的找到目標物。此外，在運動控制方面亦利用影像回授建立一組模糊追球系統、一組模糊路線追隨系統及一組自動避障機制。

並列摘要

In this paper, we have successfully implemented a vision-integrated robot. All functions of this robot with an RF CCD had integrated into an FPGA chip by VHDL hardware language. The obstacle recognition has done by the algorithm for the gradient comparison of secant. The algorithm can be used to find the contours and corners of objects. Meanwhile, the distance, direction and orientation of the object recognized can be calculated through a linear projection principle of the image. Using the NCC(Normalized Color Coordinates) method and the least-squares circle for the exploration of football. We can find an obstacle by separating the colors of that obstacle in its image and determining its form. Besides, the motion control, we use image-feedback to build a system of fuzzy control for following a ball, a system of fuzzy control, following a path and a system of automatic obstacle avoidance.

參考文獻

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