機器人轉彎移動 60 公尺

實驗環境為實驗室外的走廊，如圖 6-8 所示，環境中佈置了 13 個參考點，

每個參考點均放置於高度相同的小圓凳上，彼此相隔 6 公尺交叉擺放，來提供機 器人身上的盲點所需要的定位資訊。機器人位於起始的世界座標(1, 4.5)，所設定 的初始姿態資訊為(0, 0, 90∘)，機器人以線速度 22 cm/sec 往正前方(Y 方向)移動 到轉折點的世界座標(1, 34.5)，然後向右轉 90∘後，往正右方(X 方向)移動到終 點的世界座標(31, 34.5)，其移動距離總共為 60 公尺，過程中，機器人透過融合 自我定位系統之導航控制來修正自身定位，並且同時記錄里程計與自我定位系統 兩種定位資料。

實驗結果如圖 6-9 至圖 6-12 所示，綠色虛線為里程計之定位紀錄，藍色圓 圈為 CC2431 定位引擎之定位紀錄，紅色實線為自我定位系統之定位紀錄，由圖 可以發現，機器人在前 30 公尺中，里程計估測 X 軸方向位置的誤差會隨著機器 人移動距離增加而明顯地越來越大，然後在後 30 公尺中，里程計估測 Y 軸方向

圖 6-8 機器人轉彎移動 60 公尺之實驗環境

統可以逐漸地將定位誤差修正回來，保持在一個可接受的誤差範圍內。實驗數據 如表 6-3 所示，當機器人移動 6 公尺時，自我定位系統開始修正定位誤差，將機 器人移動距離 6 公尺與 CC2431 定位引擎之定位穩定度(50, 75)進行資料融合，得 到 CC2431 定位引擎的權重值(0, 0)，因為機器人移動距離不長以及定位穩定度不 是很高，所以此刻自我定位系統不進行任何修正，然後機器人每移動 2 公尺後，

自我定位系統都會進行定位修正，直到機器人移動 30 公尺時，自我定位系統會 進行最後一次定位修正，將機器人移動距離 30 公尺與 CC2431 定位引擎的之位 穩定度(100, 25)進行資料融合，得到 CC2431 定位引擎的權重值(0.35, 0.75)，讓 里程計定位機器人的世界座標(11, 2846)與 CC2431 定位引擎定位機器人的世界 座標(150, 2850)進行權重分配，計算修正後的機器人世界座標(59, 2849)，然後重 新循環以上流程。最後，當機器人移動完 60 公尺時，本論文記錄下機器人所停

下的世界座標位置，然後與里程計以及自我定位系統所估測的機器人世界座標相 比，來比較定位估測誤差大小，結果如表 6-4 所示，經由三次相同實驗可發現，

使用自我定位系統的平均誤差為 68 公分，比起使用里程計定位的平均誤差為 949 公分，可以有效減少機器人自身定位的誤差。

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

-500

Every 0.05 sec

The X axis coordinate (cm)

Estimated value by odometer

Estimated value by the proposed method

圖 6-9 機器人轉彎移動 60 公尺之 X 軸估測值

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

0

Every 0.05 sec

The Y axis coordinate (cm)

Estimated value by odometer

Estimated value by the proposed method

圖 6-10 機器人轉彎移動 60 公尺之 Y 軸估測值

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 -150

-100 -50 0 50 100 150

Every 0.05 sec

Angle (degree)

圖 6-11 機器人轉彎移動 60 公尺之朝向角估測值

-1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

The X axis coordinate (cm)

The Y axis coordinate (cm)

Estimated value by odometer

Estimated value by CC2431 location engine Estimated value by the proposed method ideal value

圖 6-12 機器人轉彎移動 60 公尺之移動軌

表 6-3 機器人轉彎移動 60 公尺之定位實驗數據

Localization Error by Odometer (cm)

Localization Error by Proposed Method (cm) X-axis Y-axis Position X-axis Y-axis Position

1 587 985 1147 20 60 63

2 349 832 902 55 23 60

3 276 749 798 78 22 81

Average 404 855 949 51 35 68