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研究生: 蘇志剛
Zhi-Gang Su
論文名稱: 桌上曲棍球機器人之系統研究
The Study of Air Hockey Robot System
指導教授: 吳忠霖
John-Ling Wu
口試委員: 薛文証
Wen-Jeng Hsueh
莊華益
Hua-Yi Chuang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 103
中文關鍵詞: 桌上曲棍球機器人紅外線攝影機對打策略
外文關鍵詞: Air Hockey Robot, Infra-Red (IR) camera, competition tactics
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  • 本論文為了使桌上曲棍球機器人有人性化的感覺,故使用紅外線攝影機作為機器人之眼睛,以擷取桌上曲棍球圓盤位置資訊,並且利用桌上曲棍球圓盤位置資訊做鏡頭座標與世界座標之座標轉換,藉由桌上曲棍球圓盤在世界座標上的位置資訊,預測桌上曲棍球圓盤軌跡及控制桌上曲棍球機器人進行防禦、待機、回擊、攻擊策略及其他策略等動作。
    為了完整的實現所有的對打策略,馬達必須有高速且精準的定位功能,故利用桌上曲棍球機器人手臂前端的位置資訊來驗證伺服機定位是否快速且準確,並且分別使用伺服機1所構成之桌上曲棍球機器人以及伺服機2所構成之桌上曲棍球機器人來實現對打策略。


    To humanize Air Hockey Robot, this research uses Infra-Red (IR) camera as the eyes of the robot to capture the position of Hockey ball, and make use of the position to transfer Image Coordinate to World Coordinate. With the position of Hockey ball on the World Coordinate to forecast its trace, and using Distributed control system and Centralized control system respectively to control the movement of the Hockey Robot like defense, standstill, offence, attack, and the others.
    To accomplish all competition tactics, the motor need to have the capability of high speed fixed position control. Therefore, we use the front position of Hockey Robot to test and verify if digital servo positioned fast and accurately or not. Besides, we use Hockey Robot built by digital servo1 and servo2 to accomplish competition tactics.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖表索引 VIII 第一章、緒論 1 1.1前言 1 1.2文獻回顧 2 1.3研究動機與目的 3 1.4 論文架構 3 第二章、機構分析 5 2.1正向運動學(Forward kinematics) 5 2.2反向運動學(Inverse kinematics) 7 2.3正向速度分析 9 2.4反向速度分析 12 2.5軌跡規劃 14 2.6動力分析 16 第三章、系統架構 20 3.1硬體架構 20 3.1.1 桌上曲棍球機器人 20 3.1.2 ARM9硬體架構 22 3.2 控制系統架構 26 3.2.1 關節座標控制 27 3.2.1.1伺服機1關節座標控制 28 3.2.1.2伺服機2關節座標控制 30 3.2.2直角座標控制 32 3.2.2.1伺服機1直角座標控制 33 3.2.2.2伺服機2直角座標控制 35 第四章、紅外線影像追蹤系統 36 4.1 各種擷取系統之比較 36 4.2 紅外線攝影機感測器 37 4.2.1 紅外線攝影機感測方式 38 4.2.2 紅外線攝影機感測器設定格式 41 4.2.2.1 紅外線攝影機裝置初始化設定 42 4.2.2.2 紅外線攝影機資料傳送與接收 43 4.3座標轉換 45 4.3.1高斯約旦消去法 48 4.3.2 座標轉換誤差量測 52 第五章、對打AI策略 57 5.1 桌上曲棍球圓盤軌跡預測法 57 5.1.1 軌跡取點方向及方式 57 5.1.2 軌跡預測狀況 58 5.1.2.1 軌跡預測狀況一 59 5.1.2.2 軌跡預測狀況二 61 5.1.2.3軌跡預測狀況三 62 5.2防守策略 65 5.2.1軌跡時間估算 65 5.2.2待命模式 66 5.2.3防守模式 67 5.2.4 回擊模式 68 5.3攻擊策略 69 5.3.1 碰撞偵測 69 5.3.2碰撞 71 5.3.3直線攻擊策略 73 5.4其他策略 75 5.4.1停球時之發球策略 75 6.1伺服機之定位精準度實驗 76 6.1.1 伺服機1之定位精準度實驗結果 78 6.1.2 伺服機2之定位精準度實驗結果 82 6.2 伺服機之直線軌跡追蹤實驗 86 6.2.1 伺服機1之直線軌跡追蹤實驗結果 87 6.2.2 伺服機2之直線軌跡追蹤實驗結果 90 6.3 直線攻擊策略實驗 92 6.3.1 伺服機1之直線攻擊策略實驗 92 6.3.2 伺服機2之直線攻擊策略實驗 95 第七章、結論與未來展望 100 7.1 結論 100 7.2 未來展望 101 參考文獻 102

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    無法下載圖示 全文公開日期 2014/07/24 (校內網路)
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