在這節中我們將講述本論文實作的系統之硬體架構,我們會在以下小節中分 別介紹本論文所使用的實驗場景、自走車、異質攝影機的個別功能與軟硬體結合 方法。
5.1.1 實驗場景
圖 5-1(a)為本論文所使用的場景帄面示意圖。其中白色方格代表自走車可移 動的空間,黃綠格子處是牆壁,紅色點則是定位參考點實際位置。圖 5-1(b)為場 景的實際影像。
(a) (b) 圖 5-1 本論文使用的實驗場景。(a)帄面示意圖,(b)實際影像。
5.1.2 硬體設備
本系統最主要的裝備是裝載攝影機的自走車及兩架異質攝影機。但在這之外 仍有一些周邊裝置。本系統所使用的主要硬體包含:布設近紅外線 LED 之實驗 場景、自走車一台、裝設於自走車上之近紅外線攝影機一架、中紅外線攝影機一 架、無線網路基地台一台、影像伺服器一台、以及使用者使用的電腦一台。上述 這些裝置組合情形如圖 5-2 所示。我們將異質攝影機固定在木架最上層,將線路 與影像伺服器放在木架中層,無線網路基地台放在木架底層。
圖 5-2 本論文使用之硬體設備組合。
5.1.3 自走車
本論文所使用之自走車為 Pioneer P3-DX,能夠前進、後退、及順逆時針旋 轉。在本系統運作時,使用者可隨時操控自走車在實驗場景中移動旋轉,改變攝 影機的視野,以達到無死角的安全監控。
5.1.4 異質攝影機
本論文中使用兩架不同性質的攝影機,融合近紅外線與中紅外線攝影機的個 別特色,達到比單攝影機更佳的定位效果。我們所使用的近紅外線攝影機是 AXIS 213 PTZ,如圖 5-3(a);中紅外線攝影機則為 FLIR A40,如圖 5-3(b)所示。我們 將近紅外攝影機以網路線連上無線網路基地台,以便影像伺服器存取。中紅外攝 影機則透過 IEEE 1394(firewire)與影像伺服器直接相連。攝影機提供影像的速率 上限是是每秒 25,解析度為 320 240 像素。
5.1.5 軟硬體的結合
本系統共有兩台電腦,分別是裝設在自走車端的影像伺服器和使用者所使用 的個人電腦,再加上自走車的控制器,這三方間透過無線網路基地台溝通。工作 分配上則分成擷取影像、定位運算及操控自走車三部分。其中由於中紅外線攝影 機需以實體線路連結電腦,因此連結攝影機與擷取影像功能需在自走車上執行。
而定位運算及操控自走車兩項功能則可依使用者需求及機器效能,選擇在自走車 端或使用者端運行。若選擇在自走車端運行,則可直接以遠端桌面操控自走車端 介面;若選擇在使用者端運行,則是自走車端將影像透過無線網路送到使用者端 做定位運算,使用者再將操控自走車的訊息以無線網路轉送到自走車控制器。
(a) (b)
圖 5-3 本論文所使用的攝影機。(a)近紅外線攝影機,(b)中紅外線攝影機。