機電工程學系

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系所沿革

為迎合產業機電整合人才之需求,本校於民國 91年成立機電科技研究所,招收碩士班學生;隨後並於民國93年設立大學部,系所整合為「機電科技學系」,更於101學年度起招收博士班學生。103學年度本系更名為「機電工程學系」,本系所之發展方向與目標,係配合國家政策、產業需求與技術發展趨勢而制定。本系規劃專業領域包含「精密機械」及「光機電整合」 為兩大核心領域, 使學生不但學有專精,並具跨領域的知識,期能強化學生之應變能力,以適應多元變化的明日社會。

教學目標主要希望教導學生機電工程相關之基本原理與實務應用的專業知能,並訓練學生如何運用工具進行設計、執行、實作與驗證各項實驗,以培養解決機電工程上各種問題所需要的獨立思考與創新能力。

基於建立系統性的機電工程整合教學與研究目標,本系學士班及研究所之教育目標如下:

一、學士班

1.培育具備理論與實作能力之機電工程人才。

2.培育符合產業需求或教育專業之機電工程人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之機電工程人才。

二、研究所

1.培育具備機電工程整合實務能力之專業工程師或研發人才。

2.培育機電工程相關研究創新與產業應用之專業工程師或研發人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之專業工程師或研發人才。

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    應用運動回復結構技術建立機器手臂夾取點與三維物體模型
    (2013) 陳希哲; Chen, Hsi Che
    本研究主要目標是利用多張二維影像重建三維物件模型後,判斷物體的 型態描述,並決定適當夾取點的位置。一般得到立體影像研究所使用的方法 大多為非接觸式系統中的雙眼視覺法,此法模擬人類雙眼,藉由視差推算物 體和攝影機之間的深度資訊用於靜態物件追蹤上,不過此方法限用於靜態物 體上,如果攝影機放置在動態的機器手臂或者是移動中的汽車上。則前人的 立體視覺法無法立即作三維重建模型。為了解決此方法,我們使用運動恢復 結構,找出連續動態拍攝的影像中,每個影像的相機關係性,並且重建出三 維模型,讓機器手臂可以判定適當的夾取點位置。 利用單眼視覺系統搭配Harris 轉角偵測方法進行影像中特徵的偵測,並依 據影像訊息求算特徵在空間中三維座標,並實現單眼視覺系統在運動恢復結 構(structure from motion)的三維模型建構。 本研究之三維建模採用三個步驟,首先將影像中的特徵點萃取出來,接著 計算出連續影像中各個物件和原始的影像差異性,並追蹤特徵點,最後利用 矩陣分解法,解出物體隱含在虛擬三維座標空間的座標,並用點雲圖呈現出 來。
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    使用轉角偵測與虛擬網格法重建三維模型
    (2011) 黃盈源; Ying-Yuan Huang
    本研究主要之研究目標為使用二維影像重建三維物件模型。一般研究上所使用的方法為非接觸式系統中的立體視覺法,此方法模擬人類雙眼感知影像進而推算物體與雙眼間之深度,因此系統需要使用兩隻攝影機進行影像的擷取,擷取後的兩張影像進行匹配找出現實空間中一點分別投影至二維影像的投影點,之後利用現實空間與相機座標系統彼此間的幾何轉換關係,藉由兩張影像上的投影點計算出此一點於現實空間中之深度資訊,如此一來即可重建出物體的三維模型。然而立體視覺法中困難之處在於如何從左右兩影像準確地找出相對應的投影點進行深度計算,因此針對此問題在過去的研究提出從外部投影一結構光至物件表面,藉由結構光協助系統定位左右兩影像中相對應的投影點,然而此法受限於物體表面之顏色。故本研究提出之三維重建方法無須藉由投影結構光即可重建出物件之三維模型,針對簡單幾何物件以及曲面物件分別使用轉角偵測以及虛擬網格協助系統定義左右兩影像中相對應的投影點重建出物件之三維模型,簡單幾何物件之特徵點通常出現於輪廓之轉角處,因此系統透過轉角偵測找出左右兩影像中物件輪廓之特徵點,藉由立體視覺法重建起特徵點之深度資訊將特徵點重建至三維座標空間中,再根據重建之特徵點還原出物件之三維模型。在另一方面,由於曲面物件不同於簡單幾何物件在轉角處有明顯之特徵點,因此本研究先於左物件影像建立起虛擬網格,藉由極線幾何原理估測曲面物件左右兩影像中相對應的投影點,於右物件影像建立起相對應的虛擬網格,根據左右兩物件影像之虛擬網格以立體視覺法成功地重建出曲面物件之三維模型。
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    以二維影像輪廓資料重建三維物體模型
    (2009) 郭江禹; Jiang-Yu Guo
    本論文研究之目的是建立一套自動化物體模型重建系統,並發展利用二維影像輪廓來重建三維物體模型之技術,藉由二維影像輪廓的建立,使物體能夠呈現出三維立體的模型,可應用於醫學物理療法中,例如:核磁共振造影系統、核子醫學系統…等等,並可結合機械手臂系統,達到辨識與挾持物體之自動化功能。 在產生三維立體模型方法中,目前最常見到的有下列幾種:第一,最為直接的方式,是使用三維模型繪圖軟體(如:3D Maxs)來製作出三維的模型;第二,使用三維量測掃描系統,對物體直接進行掃描,透過三維空間資料,以電腦建立出三維立體模型;第三,使用攝影機拍攝,藉由所得到的二維數位影像組合,或經數位影像處理後,搭配一些演算法,並建立出三維立體模型。 本研究即採用第三種方式,來建立三維立體模型。首先,藉由投影原理的概念,以兩台CCD 攝影機,模擬出工程圖學四個象限中之第一象限的直立式投影面與水平式投影面,並且將此兩面的投影,透過本論文的演算法,把二維影像序列的座標值提取出來。並搭配OpenGL的函式,將三維的座標點連結後,即可得粗略的三維立體模型,接著佈局網格,並且進行著色與打光的技術,三維的立體模型即可完整地產生出來。 由實驗結果可得知,本研究成功地建立一套三維立體模型重建系統,利用攝影機拍攝物體外型並經過多重數位影像處理技術,將物體之三維立體模型重新建立於電腦中,用以提供機械手臂作後端處理之用。