垂直 垂直 垂直移動障礙物動態避障導引 垂直 移動障礙物動態避障導引 移動障礙物動態避障導引 移動障礙物動態避障導引實驗 實驗 實驗 實驗

接下來，我們進行垂直移動障礙物的閃避實驗，場景與平行移動障礙物動態 避障導引實驗時相同，如圖 4.27 所示，目標位置為座標(0,10)的位置，並以一個

「田」字記號表示，動態障礙物則以寬度約為 0.68m 的主動式行動輔助機器人作 為 i-Go 的閃避對象。本實驗主要探討障礙物在不同入射角時系統的避障能力，

實驗中我們針對 30^o 和 60^o 進行驗證，並將障礙物速度分別限制在 0.5m/s 和 0.28m/s 的範圍內，起始位置則分別為(-3.46,2.5)和(-2,3.96)。障礙物開始為靜止 狀態，直到其進入雷射偵測範圍後，即 i-Go 抵達(0,0.5)的位置時，障礙物才開始 以設定好的速度朝著使用者的行徑路徑前進。我們將參數整理成表 4.11 如下。

表 4.11 垂直移動障礙物動態避障導引實驗參數

起始位置起始位置 起始位置起始位置 入射角入射角 入射角入射角 半徑半徑 半徑半徑 朝向角朝向角 朝向角朝向角 初速初速 初速初速 目標位置目標位置目標位置目標位置

i-Go (0,0) 無 0.36 90^o 0 (0,10)

障礙物障礙物障礙物

障礙物 (-3.46,2.5) 30 ^o 0.34 0^o 0.6 無 障礙物

障礙物障礙物

障礙物 (-2,3.96) 60 ^o 0.34 0^o 0.25 無 (單位：公尺)

(a) 入射角 30^o (b) 入射角 60^o

圖 4.27 垂直移動障礙物動態避障導引實驗場景：(a)入射角 30^o和(b)入射角 60^o

78

圖 4.28 垂直移動障礙物動態避障導引實驗軌跡圖(入射角 30^o)

(a) 左右輪煞車力矩 (b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，

朝向角，速度和角速度

圖 4.29 垂直移動障礙物動態避障導引實驗結果(入射角 30^o)-受測者 A 之(a)左右 輪煞車力矩和(b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，朝向角，速度和角速度

(a) 左右輪煞車力矩 (b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，

朝向角，速度和角速度

圖 4.30 垂直移動障礙物動態避障導引實驗結果(入射角 30^o)-受測者 B 之(a)左右 輪煞車力矩和(b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，朝向角，速度和角速度

(a) 左右輪煞車力矩 (b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，

朝向角，速度和角速度

圖 4.31 垂直移動障礙物動態避障導引實驗結果(入射角 30^o)-受測者 C 之(a)左右 輪煞車力矩和(b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，朝向角，速度和角速度

80

圖 4.32 垂直移動障礙物動態避障導引實驗軌跡圖(入射角 60^o)

(a) 左右輪煞車力矩 (b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，

朝向角，速度和角速度

圖 4.33 垂直移動障礙物動態避障導引實驗結果(入射角 60^o)-受測者 A 之(a)左右 輪煞車力矩和(b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，朝向角，速度和角速度

(a) 左右輪煞車力矩 (b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，

朝向角，速度和角速度

圖 4.34 垂直移動障礙物動態避障導引實驗結果(入射角 60^o)-受測者 B 之(a)左右 輪煞車力矩和(b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，朝向角，速度和角速度

(a) 左右輪煞車力矩 (b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，

朝向角，速度和角速度

圖 4.35 垂直移動障礙物動態避障導引實驗結果(入射角 60^o)-受測者 C 之(a)左右 輪煞車力矩和(b) i-Go 之狀態變數：x 位置，y 位置，朝向角，速度和角速度

82

待閃避完成後，系統開始加大左輪煞車力矩，同時降低右輪煞車力矩，以導引 使用者往目標位置前進，並在過程中慢慢修正使用者的行進方向。對照圖 4.32(a)-4.34(a)的左右輪力矩輸出圖，發現兩實驗的力矩輸出趨勢相似，只有閃 避時間區間因每個人行走速度和障礙物距離的不同而有所不同，大致上均符合 演算法的控制法則。_{最後，由圖}4.29(b)-4.31(b)和_由圖4.32(b)-4.34(b)的 i-Go 狀 態，可看出位置和朝向角變化如同模擬時一樣十分平順，速度方面，使用者均 可保持在一定的速度上，只有角速度的變化較大，證明系統可在順應適用者的 行走習慣上，幫助使用者調整朝向角，完成閃避動態障礙物及導引的任務。

84