5.1 結論
本實驗室一直以來不斷持續投入機器人之研究與實際應用，過去所開發 之四足機器人不僅具備高度的地形適應能力、輕量化的機身及靈敏的動作能 力，在人工智慧計算的路徑規劃與控制動作產生方面亦有相當程度的發展。
但步行機器人在未知地形的探索方面仍然處於發展階段，其中使用視覺辨識 的方式辨識地形資料與其他感測器比較之下，具有感測範圍較大的優勢。
本研究已完成四足機器人跨越隨機河石地形研究的主軸，在於結合視覺 模組的影像擷取功能，建立影像視覺辨識系統探測地形座標資料的能力；整 合單板電腦與新型四足機器人 NC-F4-2010，取代以往的單晶片控制架構，並 為單板電腦開發一套嵌入式系統作為無線遙控與執行動作控制的開發平台，
讓機器人不受纜線限制移動範圍；最後結合實驗室所發展的快速規劃跨越隨 機河石地形的路徑規劃動作產生程式理論，整合伺服機控制智能型行動步態 規劃技術，實作一套能夠達成本研究跨越隨機河石地形目標的自主式四足機 器人系統，並經由跨越不同河石地形的實驗驗證設計之可行性。目前本研究 完成之成果，可歸納為下列幾項重點：
(1) 使用影像式視覺辨識探測地形座標資料 改以 DM&P 嵌入式單板電腦 RoBoard RB-100 作為執行動作控制之電腦，以 取代 NC-F4-09 所使用的單晶片，或以 RS232 纜線連接桌上型電腦的控制方
(3) 建立嵌入式作業系統實驗平台
使用 Microsoft Windows Embedded Standard 2009 開發環境套件，在單板 電腦 RoBoard RB-100 的硬體裝置基礎上，建立一套專用的 Windows
Embedded 嵌入式系統，不僅能支援本實驗所需之各項裝置，精簡後的 Windows Embedded 嵌入式系統比起完整 Windows XP 更節省系統資源與儲 存空間，但又保有程式運作執行的相容性。過去原本在桌上型個人電腦中使 用的 Visual Sequencer 機器人控制軟體與程式也能直接移植至單板電腦上運 行，減少機器人控制程式開發之負擔，同時系統整合了遠端桌面與網路元件 作為無線遙控的基礎。從長遠的角度來看，本次建立 Windows Embedded 系 統實驗平台所擁有的軟硬體彈性擴充能力也為未來加入更多功能奠定了基
(5) 具備無線遙控自主跨越隨機地形的能力
動作檔案可以經由無線傳輸至單板電腦上的伺服機控制軟體中，轉換為 具體實用之伺服機運動控制，成為機器人之連續行走動作。由實際運行的測 詴實驗，可以看出四足機器人 NC-F4-2010 正確的按照河石踏點步伐前進，
表示從視覺辨識→動作計算產生→運動控制三大環節皆可正確運作，使機器 人能達成跨越隨機河石地形的行走之目標。
圖 5-1 本論文流程三大環節
5.2 未來目標
本研究的目標為自主式四足機器人，目前的研究成果已將感測地形、路 徑規劃、動作產生以及運動控制等複雜計算交由人工智慧計算及程式軟體執 行，僅有少部分檔案傳輸、匯入動作需要人工操作。長程的未來方向除了研 究四足機器人穿越更複雜的隨機地形之外，還規劃將程式和控制系統做更緊 密的整合，讓整體機器人系統達到完全自主動作不需要人工操作的目標。
此外並計畫加入其他種類的感測器同時使用，像是在機器人腳底加上觸 覺壓力感測器，或者是使用紅外線、超音波距離感測器探索環境，可以彌補
視覺辨識易受光線影響且只有二維座標之不足，並能強化機器人探測複雜的 未知地形狀況的能力，例如走在更複雜的地形起伏高度變化或跨越各種障礙，
讓機器人能應用在更多場合。同時，加入人工智慧運算步態及河石踏點的選 擇亦將會是未來研究的方向之一。研究成果將可應用於其他有關隨機地形為 基礎的各種多足機器人工作控制系統。
參考文獻
[1] Belén Curto , Vidal Moreno , and Francisco J. Blanco , "A General Method for C-Space Evaluation and its Application to Articulated Robots," IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS AND AUTOMATION, vol. 18, pp.
24-31, Feb 2002.
[2] Tim Bretl , Sanjay Lall , Jean-Claude Latombe , and Stephen Rock ,
"Multi-Step Motion Planning for Free-Climbing Robots," Workshop on the Algorithmic Foundations of Robotics, pp. 217--232, 2004.
[3] Tim Bretl, "Motion planning of multi-limbed robots subject to equilibrium constraints: The free-climbing robot problem," International Journal of Robotics Research, vol. 25, no. 4, 2006.
[4] 鄭璧瑩、林建堯，「自主型四足機器人跨越河石地形的路徑規劃」，第十 屆全國機構與機器設計學術研討會，2007 年。
[5] Christophe Grand , Faïz Benamar , Frédéric Plumet , and Philippe Bidaud ,
"Stability and Traction Optimization of a Reconfigurable Wheel-Legged Robot," International journal of robotics research, vol. 23, pp. 1041-1058, Oct-Nov 2004.
[6] M. Anthony Lewis , Hyo-Kyung Lee , and Aftab Patla , "Foot Placement Selection Using Non-geometric Visual Properties," International journal of robotics research, vol. 24, pp. 553-561, Jul 2005.
[7] 陳柏琮，「智慧型機器人之五子棋、象棋及西洋棋對奕影像辨識技術」， 機械工程系，國立台灣科技大學，2006 年。
[8] M. Vukobratovic , B. Borovac , D. Surla , and D. Stokic , Biped Locomotion, Springer-Verlag, 1990.
[9] 機器人大寶，ZMP 零力矩點 Zero Moment Point，2007 年。
http://cilab.csie.ncu.edu.tw/mt/tabo/archives/2007/05/zmp_ece_zero_mo_1.
html
[10] RoboRealm, http://www.roborealm.com/
[11]
瞻營全電子有限公司 DMP ELECTRONIC, http://www.dmp.com.tw/
[12] Lynxmotion Robot Kit, http://www.lynxmotion.com/
[13]
鄭璧瑩、陳亮瑜，「應用於非連續河石地形四足機器人的創新設計與實 作」，第十二屆機構與機器設計學術研討會論文集，2009 年。
[14]
Microsoft. Windows Embedded Standard 2009 概觀，
http://www.microsoft.com/windowsembedded/zh-tw/products/westandard/d
[17] HITEC RCD, http://www.hitecrcd.com/
[18] Steven. (2009, Feb.) RoboRealm Matlab Mex Integration.
http://www.mathworks.de
[19] LUNG-WEN TSAI, ROBOT ANALYSIS - The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators, JOHN WILEY & SONS,INC., 1999.
[20]
Sara Morgan 著，Microsoft Robotics Studio 程式開發，康仕仲等譯，悅 知文化，2008 年。
[25] Joaquin Estremera and Pablo Gonzalez de Santos , "Generating continuous free crab gaits for quadruped robots on irregular terrain," IEEE Transactions on Robotics, vol. 21, no. 6, pp. 1067-1076, DECEMBER 2005.
[26] Jung-Min Yang , "Two-phase discontinuous gaits for quadruped walking machines," Robotics and Autonomous Systems, vol. 59, pp. 728-737, Sep.
2008.
學系，國立中央大學，碩士論文，2008 年。