已知環境模擬B

z 模擬環境說明

經由上面已知環境模擬A可以得知在已知環境中將採用虛擬區域劃分策 略，為了證明此策略的強健性以及可行性，所以分別把此策略應用在三個不一樣 的場地，同樣讓多機器人執行合作搜尋的任務，場地大小同樣為 350cm X 350cm，如圖 5-3所示，為環境中擺設五個障礙物(黑色實心方形為障礙物，紫 色小方形為目標物)，圖 5-5為模擬房間式的環境(黑色實心長條形為障礙物，紫 色小方形為目標物)，圖 5-6為環境中擺設不一樣的障礙物(黑色實心圓形和方形 為障礙物，紫色小方形為目標物)，模擬機器人速度 3cm/sec，模擬不同機器人數 目(1~6 台機器人)，不一樣的機器人數目分別各模擬 20 次，然後取平均值當成搜 尋時間，都使用虛擬區域劃分策略，最後再和沒有使用合作策略的來做比較。

圖 5-5 模擬場地 A-2 圖 5-6 模擬場地 A-3

z 模擬結果分析

圖 5-7為模擬場地A-1 的模擬結果曲線圖，表 5-2為平均時間紀錄，紅色為 沒有使用合作策略時的平均搜尋時間以及標準差，藍色為有使用合作策略時的平 均搜尋時間以及標準差，由圖中可以得知當機器人數目慢慢增多時，有、無使用 合作策略，標準差都會降低，但是有合作策略時，標準差上會明顯的降低，顯示 在搜尋時間上比較集中，同時有合作策略在平均搜尋時間上也會有相對的改善，

透過合作策略的使用，提升搜尋效率。

0 1 2 3 4 5 6 0

5 10 15 20 25 30 35 40 45

number of robots

search time (min)

uncooperative(environment1) cooperative(environment1)

圖 5-7 模擬場地 A-1 之模擬結果

表 5-2 模擬場地 A-1 之平均時間紀錄

Average(min) 1 robot 2 robots 3 robots 4 robots 5 robots 6 robots uncooperative 26.9 18.0 15.0 9.7 8.4 7.6

cooperative --- 14.0 11.0 7.9 7.1 7.1

圖 5-8為模擬場地A-2 的模擬結果曲線圖，表 5-3為平均時間紀錄，紅色 為沒有使用合作策略時的平均搜尋時間以及標準差，藍色為有使用合作策略時的 平均搜尋時間以及標準差，由圖中可以得知當機器人數目增多時，有使用合作策 略時，會降低標準差，而且在機器人數目2~3 時，平均搜尋時間的改善比較明顯，

透過合作策略的使用，一樣可以提升搜尋效率。

0 1 2 3 4 5 6 0

10 20 30 40 50

number of robots

search time (min)

uncooperative(environment2) cooperative(environment2)

圖 5-8 模擬場地 A-2 之模擬結果

表 5-3 模擬場地 A-2 之平均時間紀錄

Average(min) 1 robot 2 robots 3 robots 4 robots 5 robots 6 robots uncooperative 29.1 18.4 17.3 12.4 9.6 7.8

cooperative --- 16.1 14.1 11.5 9.1 6.9

圖 5-9為模擬場地A-3 的模擬結果曲線圖，表 5-4為平均時間紀錄，紅色 為沒有使用合作策略時的平均搜尋時間以及標準差，藍色為有使用合作策略時的 平均搜尋時間以及標準差，由圖中可以觀察到，當機器人數目增加時，在搜尋平 均時間以及標準差都有降低的趨勢，並且在機器人數目2~4 時，相對於沒有使用 合作策略的搜尋，改善的幅度最大。

0 1 2 3 4 5 6

search time (min)

uncooperative(environment3) cooperative(environment3)

圖 5-9 模擬場地 A-3 之模擬結果

表 5-4 模擬場地 A-3 之平均時間紀錄

Average(min) 1 robot 2robots 3robots 4robots 5robots 6robots uncooperative 29.7 20.9 15.2 14.3 10.9 10.1

cooperative --- 18.1 13.0 12.4 10.4 9.4 軍藍色、淺藍色各代表Robot-1、Robot-2、Robot-3，左上方空心圓圈為各機器人 的初始位置，虛線、實線為機器人路徑軌跡，當其中一台機器人找到目標物後，