臺灣博碩士論文加值系統

本論文旨在運用Microsoft Kinect色彩深度攝影機，實作人物追隨之自走車。本文首先推導差速輪自走車之運動模型，再由所推導的運動模型，搭配比例-積分-微分控制器(Proportional-Integral-Derivative Controller，PID)和航位推算法(Dead Reckoning，DR)，對自走車做直線及方形路徑之運動測試，確保自走車能被穩定控制。再利用Microsoft Kinect彩色深度感測攝影機，找出人體骨架資訊及人體深度資訊，並搭配手勢鎖定該目標，並根據骨架資訊及深度資訊得出目標的三維坐標，以計算目標與自走車的相對角度與距離。再透過模糊邏輯控制器(Fuzzy Logic Controller，FLC)，推論出控制自走車兩個輪子的速度決策命令，讓自走車能順暢的運動。根據實驗結果，所完成的自走車系統能達成設計目標。

The purpose of this thesis is to use the Microsoft Kinect, a RGB-D camera, to implement a people following mobile robot. In this work, the motion model of a differential-wheel mobile robot is derived, and then the derived model is combined with the PID (Proportional-Integral-Derivative) control method and the Dead-Reckoning method to drive the mobile robot, moving along straight lines and square paths to make sure that the robot can be controlled stably. In addition, using the Microsoft Kinect RGB-D camera, the mobile robot can capture human skeleton information and human body depth information. On the basis of these information, the robot can calculate the three dimensional coordinate of a human target after he / her poses a particular gesture, for example, raising right hand. Thus the relative angle and distance between the target and the mobile robot can be obtained. Then through a fuzzy logic controller, the speed decision commands for controlling the two wheels of the robot are deduced to control the mobile robot following the target. According to the experimental results, the implemented mobile robot has achieved the design goal.

摘要....................................i
Abstract.............................. ii
誌謝..................................iii
目錄...................................iv
表目錄..................................v
圖目錄.................................vi
第一章 緒論............................1
1.1 研究背景及動機...................1
1.2 文獻探討........................1
1.3 研究方法........................2
1.4 論文架構........................3
第二章 系統原理........................4
2.1 差速輪自走車運動模型.............4
2.2 PID控制器原理...................5
2.3 模糊邏輯控制器原理...............6
第三章 自走車系統架構與設計............11
3.1 自走車機構設計..................11
3.2 硬體設備及控制周邊電路...........12
3.3 自走車系統控制單元...............19
3.4 骨架識別與處理..................26
第四章 系統測試與實驗結果...............30
4.1 Kinect影像處理實驗...............30
4.2 自走車運動實驗...................31
4.3 搭載Kinect自走車追蹤骨架實驗......35
第五章 結論及未來展望...................42
5.1 結論............................42
5.2 本文貢獻........................42
5.3 未來展望........................42
參考文獻................................43
Extended Abstract......................44

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[2] 追隨無人機，https://store.dji.com/guides/camera-drone-that-follows-you
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[11] 王文俊，2012，認識Fuzzy，全華圖書股份有限公司
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