創客小棧-結合影像追蹤與定位巡航

創客小棧-結合影像追蹤與定位巡航之高爾夫撿球機具

本作品所提出的智慧型高爾夫球撿球機能夠依照使用者所規畫之路徑,透過主動式RFID 定位技術、數位電子羅盤方位校正及影像辨識處理與追蹤,達成自動化高爾夫撿球。其架構包含五大功能(如圖一所示),其說明如下:

(一) 主動式RFID定位

本作品的核心為PDA,再安裝使用主動式RFID 定位感測器(CF介面),偵測佈建於球場周邊的主動式RFID電子標籤的訊號強度(RSSI)以此為定位依據。再以模糊邏輯定位演算法,求得撿球車目前所在位置座標,因此撿球車可依照目前座標與各目的地目標行進。

(二) 數位電子羅盤方位

PDA以RS-232串列通訊方式與外部電子羅盤溝通,取得車體方位角,藉以得知車體方向,用以輔助控制撿球巡航角度。

(三) 影像辨識及處理

本作品使用USB與外部網路攝影機連結,擷取目前影像,透過多種影像處理技術,能準確追蹤高爾夫球位置,微調撿球車前進方向,彌補巡航路徑功能之不足。

(四) 動力系統與撿球、放球機構

撿球機採用RS-232串列傳輸方式與外部伺服馬達控制器溝通,控制兩個用於動力系統的強力直流馬達以及前方閘門的伺服馬達,達成車體行徑與自動化高爾夫球閘門控制。並以皮帶式傳動設計,動力來源採用直流馬達IG-30GM作為驅動,車體前輪使用兩個輔助小輪,面對高爾夫球練習場草地可正常通行。控制兩顆馬達正反轉、時間差、轉動速度等參數,即可控制撿球車車體前進、後退、轉彎、迴轉等多項行徑動作。

(五) 太陽能蓄電原理

太陽能電池是將太陽能轉換成電能的裝置,且不需要透過電解質來傳遞導電離子,而是改採半導體產生 PN 接面來獲得電位。當半導體受到太陽光的照射時,大量的自由電子伴隨而生,而此電子的移動又產生了電流,也就是在 PN 接面產生電位差。因此,太陽能電池需要陽光才能運作,所以大多是將太陽能電池與蓄電池串聯,將有陽光時所產生的電能先行儲存,以供無陽光時放電使用。本作品使用單晶矽太陽能電池,其效率高且性能穩定。

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