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非接觸式偵測心跳資訊之研究分析

心跳資訊是臨床檢測生命參數的重要指標，現行的主流方法是採用接觸式檢測技術，非接觸式(Non-contact)的檢測是指借助外來能量，不接觸人體的方式，來檢測人體生理環境的變化。 目前一般使用於量測身體狀況參數的生理監視儀器，皆須要以有線的方式，將感測器聯結於量測者的身體上，長時間下來對量測者而言是相當不舒服的。非接觸式偵測的設備由於價格過於昂貴及取得不易，不適合在一般家庭或是個人使用。 本研究提出一套基於影像之非接觸式心跳量測方法，利用人臉對於光線吸收的變化來找出心跳，並過影像處理與獨立成份分析法將影像中隱含的資訊找出並集中，再透過頻域轉換及心跳估測等程序，達到全自動非接觸量測。

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載波聚合天線設計與模擬

本篇論文主要研究長期演進技術(Long Term Evolution, LTE)中的載波聚合技術(Carrier Aggregation, CA)，應用於3D印表機所印出的塑膠模板， 載波聚合技術是將多個載波同時使用，故我們會在載波聚合所使用的頻段選取其中幾個作為我們設計的目標頻段，先將選取頻率經過長度計算放置在平板上做模擬，再將模擬好的天線在放入載波聚合的模具上，會產生頻寬不足以及頻率飄移等問題，藉由我們在平面天線優化上的經驗，分別以加寬導線的寬度及調整導線長度來做修正，調整好的天線在多天線上還存在著隔離度的問題，我們分別以不同角度的隔離度來做模擬，得到90度以上的角度隔離度較佳，再加上考慮到天線個數上的問題，以90度為我們的最佳擺放位置。

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載波聚合天線之實作與量測

由於在現今的手機中，基本上均使用單極天線來做為其天線，所以在此論文會先提及單極天線的量測，並且本論文得到其在1.84GHz以及2.6GHz的中心頻率下，銅線直徑與線長及線彎間距之間的關係式;再來延續單極天線的實測去做其在同一平面上的隔離度量測，而得到其在距離越大隔離度也能夠越好的結果。 而最後也是本論文主要的主軸，探討現今最火熱的長期演進技術之載波聚合，由此技術下去探討以及設計一個載波聚合天線，而從先前的研究去延伸，我們設計一個在同一個基板但不同平面的八面體天線，而以此載波聚合天線去測量其在不同面上的隔離度關係，而在相隔90度的面上，基本上就可以達到我們所需要的隔離度。

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智慧型家電節能管控系統

現今時代中，許多高科技家電問世，讓人們的生活過得十分便利。但越高科技的家電相對消耗的能源也就越多。因此能源消耗速度加快，能源問題也越來越常被各界提出討論。近幾年，國內更是因為發電廠問題而爭論不休。除了能源來源問題，如何去節約能源也變成一個重要課題。 針對節省能源的目的，本論文設計了智慧家電節能管控系統。這系統透過智慧家庭的概念，使用低速率無線個人區域網路ZigBee，對家中各個家電設備進行互相連接。並且使用近年來流行的Android系統，在其系統下設計家電節能管控APP。並將此APP安裝在智慧型手機上，成為整個系統的中央控制中心。之後將中央控制中心與ZigBee無線傳輸網路使用USB OTG傳輸媒介連結，中央控制中心便可透過ZigBee操控家電設備。並且本文也使用WSN (Wireless Sensor Network)概念。在ZigBee無線傳輸網路中，加入Sensor進行環境品質數據偵測，並將量測到的數據回傳給中央控制中心。中心可以依據數據進行家電節能管制動作，減少家電設備在不必要時後啟動工作。讓家電達到高效率與節約能源的目的。

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六軸機械手臂與音圈馬達夾爪的設計

本論文提出一個六軸機械手臂之機構的設計實現方式以及一個夾爪之機構的設計實現方式與其控制方法。在六軸機械手臂之機構的設計實現上，本論文提出一些加強機構剛性以及馬達與減速機的配置方式來改善原先六軸機械手臂會晃動的問題，並且自行設計組裝一個諧和式減速機。在夾爪之機構的設計實現上，本論文設計一個音圈馬達傳動的機構，所實現的機構可以提高夾爪之行程為音圈馬達最高行程的二倍。在音圈馬達控制的設計實現上，本論文設計一個模糊控制器，並且用遺傳演算法來找到一個近似的最佳解參數集，使得所設計的模糊控制器會讓音圈馬達有不錯的控制效果。此外，在夾爪之開合精準度上，本論文設計一個量測平台來量測所設計實現之夾爪的開合精準度。從一些比較結果可知，本論文所提控制方法確實可以讓所設計實現的音圈馬達夾爪具有較佳的控制結果。

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光纖液位感測器之設計與實現

在本篇論文中，我們設計並製作出磁性浮球式光纖液位感測器，這類型光纖液位感測器非常適合建構於光纖網路中，用於監測液位高度。 所提出的液位監測系統是由光時域反射儀(Optical Time-Domain Reflectometer, OTDR)和光纖液位感測器所組成；它使用OTDR作為遠端測量儀器，並在光纖線路上設置光纖液位感測器。平時光纖液位感測器在感測處具有一極低的光插入損耗，但當液位到達感測器端的位置時，OTDR上可以觀察到一較高光纖損耗，其中感測器因磁性浮球組緊緊相吸在一起而引入較大的光彎曲損耗。 本系統具備即時遠端監測之功能，且光纖液位感測器具有成本低、結構簡單、輕巧且可重複使用等優點。

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一種應用非對稱結構提升MIMO天線隔離度的研究

針對一個小型行動裝置的MIMO天線(e.g.2X2)，在空間有限的情況下，本論文提出一種雙頻的MIMO天線，且利用非對稱的結構來提高其隔離度的設計。 此MIMO天線由兩個具有類似結構(但有差異)的天線元件組成，天線元件的結構為一個以偶極天線當負載的狹縫(slit)，其中激發槽狹縫將負責高頻帶(5GHz-6GHz)的輻射，偶極負載則負責低頻帶(2.4GHz)的輻射，另一個天線元件則反其道而行，其激發狹縫負責低頻帶的輻射，偶極負載則負責高頻帶的輻射。 本論文針對厚度為0.8mm的FR4基板(相對介電係數為4.4)進行天線設計，模擬與實驗結果皆顯示，此一創新結構將可使隔離度更加提升(相較於對稱結構)，其原因在於負責相同頻率輻射的兩個天線輻射體，具有不同的幾何結構(分別為狹縫及偶極金屬導線)，導致輻射體之間的互耦量減少之故；此外，針對此一雙頻的MIMO天線，吾人使用一種系統化的天設計流程，此一流程是結合了直交表(orthogonal array; OA)和響應表面模型(response surface modeling ; RSM)的技術，非常適合針對此一非對稱高隔離度MIMO天線進行優化設計。

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應用等差田口優化法於超寬頻天線的設計

超寬頻(UWB)天線是一個無線超寬頻系統的關鍵元件，本論文研究一個平面單極UWB天線的優化設計，且以0.8mm厚的FR4基板(相對介電係數為4.4)來進行模擬與實驗驗證。優化過程乃是以一個長方形單極當作初始結構，並將其細分成多個(例如10個)細長條的金屬strip，且以strip的長度當作待優化變數。 本論文的目的在使用一個系統性的優化設計方法(結合等差田口優化法與響應表面模型技巧)來探究上述平面單極UWB天線的特性，包括只改變單極輻射體的下緣、只改變接地面的上緣，或同時改變上述兩者的的上緣與下緣所產生的效果。 除此之外，我們還探討了將細長條的寬度，以及接地面的寬度也一起加入做為變數所產生的效果。實驗與模擬結果顯示經此方法設計出來的平面單極UWB天線的|S11|max較之前的研究設計結果還要低3dB左右(達-13dB)。

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重疊指紋的自動分離與辨識之研究

在近年來指紋被當作是生物識別的一個重要工具，而犯罪現場的重疊指紋辨識是警方辦案的困擾。因重疊與未重疊指紋邊界區域的方向場計算，易受重疊指紋區域影響，導致錯誤的指紋分離與辨識，本論文提出重疊指紋自動分離系統及改良式指紋方向場增強演算法以利辨識。首先，進行重疊與非重疊區域的判別。本文利用重疊區域有兩個方向場且指紋山脊點數較未重疊區域多的特性進行初步分離。因核心點區域與重疊區域有類似特性，容易被誤判為重疊區域。本文再利用核心點的偵測，修正重疊與未重疊區域。最後，利用指紋輪廓明顯與否區分兩枚未重疊指紋區域。接著進行兩枚指紋的分離與辨識。因在重疊與未重疊指紋邊界區域的方向場計算容易產生錯誤，本文提出遞迴式的方向場演算法，再結合限制鬆弛標籤演算法分配方向場[11]，最後用Gabor-filter進行分離與辨識[5]。經實驗證實，本系統與手動指紋分離接近。

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以深度圖像修補為基礎之3D建模

近年來，深度攝影機的價格越趨近便宜，令更多的研究者能夠使用深度攝影機。相對原本的二維影像，增加深度資訊對於電腦視覺的應用有很大的幫助，但是目前從深度攝影機得到原始的深度影像都有破洞、邊緣不完整、雜訊等問題。因此本論文提出了一個深度影像的修補方法，並將修補後的影像以3D重建的方式重現。首先，對破洞的部分進行偵測，並使用破洞周圍有效的深度資訊以及背景的深度資訊進行破洞的修補。再來，在複雜背景下，彩色資訊的邊緣不明顯，我們使用形態學和中值濾波器對邊緣做修正。在簡單背景下，使用彩色圖像的邊緣對深度圖像進行校正。最後，將得到無破洞且邊緣較完整的深度影像以Kinect Fusion的方法重建3D模型。