無人節能載具之設計與製作

Design & Implementation of Energy-Saving Unmanned Vehicle

江明益(Ming-Yi Jiang)

指導教授 ： 王立昇

共同指導教授 ： 張帆人(Fan-Ren Chang)

國立臺灣大學/工學院/應用力學研究所/碩士(2008年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2008.03145

摘要

本論文主要為發展一精確定位且節能的戶外自動導航車系統，該系統包括主控站、參考站以及移動站三個部分。移動站部分，首先我們利用太陽能模組穩定充電於不斷電系統，達到節能的目標。在感測器方面，我們整合了GPS、INS以及電子羅盤進行位置及姿態的解算。GPS部分，我們利用載波三次相位差分法得到載體的位置；INS部分，則根據運動方程式，來進行位置的解算；電子羅盤則用來判定載具的姿態角。
為了進一步精凖的定位，我們利用三種運算法：WLS、RLS以及KF進行GPS/INS之整合，得到載體位置的估測量，並且與預先規劃的參考路徑作比較，得到模糊補償器的輸入參數。再透過模糊資料庫得到輸出補償量，即為載體所需的線速度和角度補償，經由無線網路傳送到控制卡，施加於伺服馬達做前輪轉向及後輪驅動，以完成路徑追蹤。經實驗驗證，我們所發展之系統確實可行。

關鍵字

無人載具 ； 節能 ； 整合

並列摘要

The main purpose of this thesis is to develop a precise positioning and energy-saving outdoor automatic vehicle system, which includes the main station, the reference station and the moving vehicle. Firstly, we use a solar modular system to steadily charge the Uninterruptible Power Supply (UPS) on the moving station to save the energy. As for the sensors, we integrated the GPS, INS and electronic compass to obtain the position and attitude of the vehicle. The position information is computed by using either KGPS (Kinematics GPS) for GPS or INS through the kinematics equation. Moreover, electronic compass is used to determinate the attitude.
In order to attain more accurate positioning, we use three algorithms to integrate GPS/INS：WLS(Weighted Least Squares), RLS(Recursive Least Squares) and KF(Kalman Filter). The position obtained is compared with the desired position. The fuzzy algorithm is then invoked to find the linear velocity compensation and angular compensation of the vehicle. The compensations are transmitted to the motion control card by using wireless link, which drive the vehicle to finish the path tracking. The experimental results showed that the proposed design is feasible.

並列關鍵字

Unmanned Vehicle ； Energy-Saving ； Integration

參考文獻

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