實驗結果

5.1.1 聲源方位判斷

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本實驗為聲源相對於移動式平台方位的判斷，實驗環境中有一固定位置的喇叭放置於基地端，由移動平台要求喇叭發出一個 0.25 秒由六個頻率(343.75、375、

406.25、437.5、468.75、500Hz)所組成的聲波，如圖 37 所示，經由移動式平台上的雙聲道麥克風接收後計算其相位差與大小比，取其中大小比最大之頻率的相位差作為方位判斷的依據。

圖 37 複頻聲音訊號

無障礙物之聲源方位判斷(LOS)

如圖 38 所示，於各點上移動平台的麥克風裝置皆面向正 y 方向，且距離基 地端 2 公尺，而角度以海星號座標系統為準，由左而右從 0 度遞增為 180 度。

圖 38 無障礙物聲源判斷

我們分別於每一個位置計算五次相對方位的角度，在取其平均值，得到實驗結果如表 3。

表 3 聲源方位判斷比較表(1)

平台位置相對真實角度平均角度誤差

位置7 135 120.7196 10.578%

位置6 120 101.0345 15.804%

位置5 105 102.874 2.025%

位置1 90 90.6911 0.768%

位置2 75 78.0892 4.119%

位置3 60 72.3738 20.623%

位置4 45 63.4263 40.947%

觀察實驗結果不難發覺，當聲源與移動平台之間的相對夾角越大時，所判斷出來的角度會有越大的誤差，許多因素都會影響結果，如，喇叭並不是一完美的點聲源、聲速於不同的溫度會有所改變，與我們實驗計算所代入的 340m/sec 會有些許差異、受限於機構的影響，兩個麥克風接收同一方向來的聲波，其角度不能太大等問題。整體來說當聲源在移動平台正前方正負 30 度裡，結果都可以接受。

有障礙物之聲源方位判斷(NLOS)

如圖 39 所示，我們於環境中加入一個障礙物，使聲源與移動平台間為 NLOS。

圖 39 有障礙物聲源判斷

一樣我們分別於四個點各取五次計算值，再做其平均，得到實驗結果如表 4 所示。

表 4 聲源方位判斷比較表(2)

平台位置平均角度與移動平台夾角

位置1 41.3232 48.6768

位置2 129.2134 39.2134

位置3 70.8285 19.1715

位置4 103.2532 13.2532

根據聲音的特性，可以合理的發現，角度在移動平台越靠近障礙物時，會變大，而在離障礙物較遠時，會變小。且平台位於障礙物右邊時，將會判斷聲源從右邊而來，位於障礙物左邊時，聲源從左邊而來(以移動平台座標為準)，例用這個特性作為當移動平台遭遇障礙物時，該往左邊旋轉或是往右邊旋轉且應該旋轉幾度的依據。

5.1.2 SVM 障礙物判斷

障礙物判斷障礙物判斷障礙物判斷

如 3.3.2 小節所述，聲波在經過障礙物時各個頻率的相位差將會被障礙物影響，透過這個性質我們就可以使用 SVM 做無障礙物與有障礙物的分類。下面各表列出 SVM 訓練資料部分的 Time-Delay，分為無障礙情況，移動平台正對聲源、

面向左邊與面向右邊，與有障礙物情況，移動平台正對聲源、面向左邊與面向右邊等情形。

表 5 SVM 部分訓練資料(1) 無障礙物，正面對聲源