目標物追蹤結果

經過 5.1 節中調校結果的驗證，確認了經過訓練後的類神經網路可控制眼球

機器人將欲追蹤目標物由各角落帶至影像中心位置，接下來要驗證的是當欲追蹤 目標物物開始移動的時後系統在追蹤上的表現。在追蹤過程中眼球機器人脖子轉 軸的最大速度Vmax_neck為800 轉/分，而眼睛轉軸的最大速度Vmax_eye則為100 轉/

分。首先驗證的是當目標物速度固定的時候，系統對欲追蹤目標物的追蹤結果。

在追蹤過程中，物體移動的軌跡如圖5.13 所示，欲追蹤球型目標物在 50cm ×

50cm 的範圍內從右上到左下以 16 秒一次反覆的固定速度反覆的移動（單軸速度 約為0.0625m/s）。

圖5.13 欲追蹤目標物定速移動軌跡圖

距影像中 心誤差

系統調整 次數

圖5.14 目標物定速移動的水平方向追蹤誤差軌跡

距影像中 心誤差

系統調整 次數

圖5.15 目標物定速移動的垂直方向追蹤誤差軌跡

距影像中 心誤差

距影像中 心誤差

圖5.16 目標物定速移動的 2 維追蹤誤差軌跡

追蹤的結果誤差約在±0.04，而由圖 5.16 也可看出欲追蹤目標在整個追蹤過 程中皆落在影像中心附近的一個小範圍內。在圖5.14 和 5.15 中紅色圓圈出來的 部份很明顯的看出誤差增加，這是因為此時眼球機器人因眼睛軸到達系統所限制

的極限值而做眼睛和脖子的切換動作所造成。

接下來將物體的速度隨時間規律的做改變，軌跡如下圖 5.17 以 sin 和 cos 函 數組成一個球型的軌跡，速度為32 秒一圈。以此來觀察追蹤系統對於目標物速 度變化時的追蹤表現。

圖5.17 欲追蹤目標物規律變速度移動軌跡圖

距影像中 心誤差

系統調整 次數

圖5.18 目標物規律變速移動的水平方向追蹤誤差軌跡

距影像中 心誤差

系統調整 次數

圖5.19 目標物規律變速移動的垂直方向追蹤誤差軌跡

距影像中 心誤差

距影像中 心誤差

圖5.20 目標物規律變速移動的二維追蹤誤差軌跡

在上圖中可以看出追蹤結果目標物距影像中心的最大誤差約在±0.02，在物體 速度緩慢規律變化的過程中，系統誤差也隨著物體速度而變化。物體速度越快，

系統追蹤的誤差也越大，這部份將嘗試用4.5 節中所提到的即時速度調整做修正 並將結果展示在本章最後一小節。

最後測試的是當欲追蹤目標物速度隨機的作變化時，追蹤系統的反映和追蹤 結果。如下圖5.21 所示當欲追蹤目標物移動到邊框時，速度會隨機作變化，以不 同的速度在50cm × 50cm 的範圍內作直線的彈跳，從而形成不規則的軌跡。要 注意的是，若目標物未碰到邊框，則速度不會作改變。

圖5.21 目標物隨機改變速度移動軌跡圖示意圖

距影像中 心誤差

系統調整 次數

圖5.22 目標物隨機改變速度的水平方向追蹤誤差軌跡

距影像中 心誤差

系統調整 次數

圖5.23 目標物隨機改變速度的垂直方向追蹤誤差軌跡

距影像中 心誤差

距影像中 心誤差

圖5.24 目標物隨機改變速度的二維追蹤誤差軌跡

和前面兩種軌跡相比，追蹤此類型軌跡的誤差明顯的變大，最到誤差甚至到 達±0.08。除了目標物速度的改變造成系統追蹤上的困難之外，因為目標物速度因

隨機的改變所達到的最大速度也比前面兩種例子還高（最高速度約為0.1m/s），

所以在結果中有較大的誤差出現。