第六章 操作輔助策略
6.2 操作點預測輔助機制
雖然虛擬操作點影像輔助機制能夠有效地降低循軌誤差，但是必須在影像定 位正確之前提下才能有預期的效果，如果在影像定位產生誤差的情況下，就會造 成嚴重誤差，所以在此提出另一較適用於一般環境中的操作點預測輔助策略機制，
以克服網路影像定位對輔助機制之限制，架構如圖 6-8 所示。
圖 6-8 操作點預測輔助機制架構圖
首先系統會根據操作者對第一個物件循軌的結果進行記錄，由於一般人在操 作時如果預期會有網路延遲的影響，往往會有先給予些微命令，然後等待其結果 再判斷接下來動作的情況產生，不過由於系統需要紀錄操作者的反應時間與網路 對操作者造成的影響，所以此時操作者在進行第一個物件循軌時，必須盡量給予 固定的位置命令，當操作者看到操作點正好到物件的終點時，將搖桿放開，如此 就能提供系統需要的必要資訊即圖 6-8 中之 human factors information 部分，操 作情形如圖 6-9 所示。
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圖 6-9 操作點預測之學習機制
如此動作的意義在於，當操作者看到操作點到達目標時，將搖桿放開或往反 方向下位置命令，可以預期的是，操作點會因為網路延遲對操作者造成的影響，
超過預期的位置，然而在這樣前提下的循軌誤差，其實就代表著：如果操作者某 個時刻希望操作點停止，此段距離即代表操作者當初要在多遠之前將搖桿放開。
因此，在此操作規則下，第一段循軌誤差包含了操作者的反應時間與網路延 遲影響的資訊，另外要納入考量的就是操作點目前的移動速度，由於操作點的移 動速度並不會永遠與第一次循軌時之速度相等，所以在預測操作點時，我們必須 預測未來操作點之平均速度，以估測出操作前置量。預測操作點之概念如圖 6-10 所示：
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圖 6-10 預測操作點之概念示意圖
①：當操作者看到操作點以平均速度𝑉
𝑜𝑝
移動至第一個線段之終點時，停止操作 命令。可以預期的是，此時在受控端之操作點實際位置會因為網路延遲的關係距 離第一個線段之終點𝑆𝑑
= 𝑉𝑜𝑝
⌈𝑇𝑑
/𝑇𝑠
⌉。𝑇𝑠
為系統中斷時間。②：由於從實際看見到真正停止操作需要經過一段視覺反應時間𝑇
𝑟
，在這段時 間內所行進之距離為操作者反應時間造成之距離誤差𝑆𝑟
= 𝑉𝑜𝑝
⌈𝑇𝑟
/𝑇𝑠
⌉。③：當操作者真正放開搖桿時，搖桿之操作命令會以漸進的方式歸零，這段時 間內造成之距離誤差為𝑆
𝑗𝑠
④：最後，可得到在等速循軌下，由網路延遲、操作者反應時間與搖桿歸零反 應時間內造成的循軌誤差 S = 𝑆
𝑑
+ 𝑆𝑟
+ 𝑆𝑗𝑠
。此前置量之意義即代表，未來在操 作時需要多少距離之前”提早”停止操作。接著，對操作前置量S 進行分析。由上述可得知：
𝑆 = 𝑉
𝑜𝑝
⌈𝑇𝑑
+ 𝑇𝑟
𝑇𝑠
⌉ + 𝑆𝑗𝑠
(6-9) 而本實驗中搖桿操作命令範圍為0~4 pixel，第一次操作時操作者會將操作速度維
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持在𝑉
𝑜𝑝
= 3 或 4 之間；往返網路延遲 RTT 為 450 ms，所以單程延遲時間𝑇𝑑
為 225 ms，而人類視覺反應時間𝑇𝑟
約為 150 ms [10]，系統之中斷時間𝑇𝑠
= 50 𝑚𝑠。所以由上述條件代回(6-9)式中可得：
S = [(3 or 4) ⌈225 + 150
50 ⌉ + 𝑆
𝑗𝑠
] = [(24~32 pixel) + 𝑆𝑗𝑠
](6-10) 由實驗結果(6.4.2 節)可得知，第一次操作時之循軌誤差一般亦約在24~32 pixel之 間，所以可發現𝑆
𝑗𝑠
對S之影響可忽略，最後可將操作前置量 S 表示如下：𝑆 = 𝑉
𝑜𝑝
⌈𝑇𝑑
+ 𝑇𝑟
𝑇
𝑠
⌉ = 𝑉𝑜𝑝
𝑁(6-11) N：操作點超過第一個線段終點後，在停止操作前操作點位移之次數
然而操作者之操作命令會隨時間改變，所以必須根據不同之操作點移動速度 𝑉