長距離召喚機器人實驗

本實驗主要目的在於驗證機器人召喚系統可以讓機器人在具有障礙物之環 境下，順利找到長距離的使用者，並且移動到使用者面前。長距離實驗環境為實 驗室到電梯口的走廊，如圖 6-19 所示，實驗室佈置了 4 個參考點，在走廊上佈

圖 6-18 短距離召喚機器人之實驗過程

表 6-5 短距離召喚機器人之實驗結果

Times

The distance between the robot and user

The angle between the robot and user

1 70 cm 10°

2 65 cm 12°

3 72 cm 15°

Average 69 cm 12°

與機器人身上的盲點所需要的定位資訊。使用者位於世界座標(6.5, 35)，機器人 位於世界座標(4.5, 5)，所設定的初始姿態資訊為(0, 0, 90∘)以及線速度 22 cm/sec。一開始使用者按下 Zigbee 模組上的按鍵來發射召喚訊號，如圖 6-21(a) 至圖 6-21(b)所示，當機器人收到召喚訊號後，立即透過 CC2431 定位引擎來估測 出使用者位置，其結果為(5.25, 35.42)，接著將使用者位置當作自主導航系統之 輸入，讓機器人開始往使用者方向前進。透過導航行為，機器人順利穿越門，閃 避環境中的障礙物，往使用者方向前進，如圖 6-21(c)至圖 6-21(o)，機器人移動 過程中，自我定位系統會持續地修正機器人自身座標，以改善里程計所累積的定 位誤差，自我定位系統之實驗數據如表 6-6 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(150, 24)進行資料融合，得到 CC2431 定位引擎的權重值(0, 0.15)，讓里 程計定位機器人的世界座標(-346, 490)與 CC2431 定位引擎定位機器人的世界座 標(-200, 975)進行權重分配，計算修正後的機器人世界座標(-346, 562)，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(125, 125)進行資料融合，得到 CC2431 定位引擎的權重值 (0.35, 0.35)，讓里程計定位機器人的世界座標(-244, 2929)與 CC2431 定位引擎定 位機器人的世界座標(-255, 2950)進行權重分配，計算修正後的機器人世界座標 (-233, 2936)，然後重新循環以上流程。當機器人距離使用者 4 公尺時，影像追蹤 使用者之功能開始運作，計算使用者在影像畫面之位置資訊，接著透過影像追蹤 控制器，讓機器人能修正自身方向，移動到使用者面前，如圖 6-21(p)至圖 6-21(r) 所示，而完整的機器人移動軌跡如圖 6-20 所示，機器人總共移動距離約 35 公尺。

最後，當機器人停在使用者面前後，本論文記錄使用者與機器人之間的距離以及 機器人面對使用者正面的角度差，結果如表 6-7 所示，經由三次相同實驗之結果，

機器人與使用者之間的平均距離為 68 公分，機器人面對使用者正面的平均角度

圖 6-19 長距離召喚機器人之實驗環境

圖 6-20 長距離召喚機器人之移動軌跡

圖 6-21 長距離召喚機器人之實驗過程

表 6-6 長距離召喚機器人之定位實驗數據

The distance between the robot and user

The angle between the robot and user

1 70 cm 35°

2 68 cm 23°

3 69 cm 32°

Average 68 cm 30°