TWI326811B - Moving apparatus and method of self-direction-test and self-direction-correction thereof - Google Patents
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Description
1326811 P53950065TW 22326twf.doc/006 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種移動裝置，且 移動裝置及義於㈣裝置之自我方位檢^校正方:種 【先前技術】
為了讓移動裝置能夠改變其目前方位至 航技術已經發展出來並應用在移動裝^上= 運行的機器人，例如汽車、能夠自動 疋軌道上 能夠自叙化〜 I夠自動巡邏的保全機器人及 月匕约自動清知室内的吸塵器機器人等等。 雪的方位導航技術是參考—安裝在軸裝置上的 冤千、准盤（Electronic Compass)所提供的方位資訊
^^置目前的綠。細’對於使帛電子羅盤作為方 用途的移練置而言，目前無可避免的問題在於周 圍環境的简對於電子随所產生_場預，進而影響 移動裝置之方位導航的準確度與可靠度’同時也可能造& 不可預期的傷害或損毀。 就目則針對電子維盤因磁場干擾所造成方位導航不 ΐ確^解決對策來看，通常是將另一不受磁場干擾的方位 置測單元，例如迴轉儀（Gyr〇sc〇pe)或光學式編碼器 jOimcal Encoder)，並與電子羅盤構成移動裝置之方位 V航Η料的雙迴授系統。然而，這些辅助用的方位量測單 元雖可達到校正電子羅盤方位訊號的目的，但是其中的迴 5 1326811 P53950065TW 22326twf.d〇c/006 轉儀必須額外增加成本，而其中的光學式編碼器除了額外 增加成本以外，其設計及整合至電子羅盤較為複雜。 【發明内容】 本發明提供-種鶴裝置，其具有自我方位檢驗及校 正的功能。 本發明提供一種自我方位檢驗及校正方法，適用於一 φ 移動裝置，以提高方位導航的準確度及可靠度。 ▲本發明提供一種移動裝置，具有自我方位檢驗與校正 . 工力能。移動裝置包括-本體、至少-對車輪、一控制單元、 -純量測單元及至少—對闕^。輯車輪安裝至本 體三用以改變本體之方位。控制單元安裝至本體。方位量 測單=安裝至本體，並耦接至控制單元，用以量測本體之 方位資訊，並將方位資訊傳遞給控制 =方位資訊來得知本體之-第—方位變化 盗安裝至本體，並耦接至控制單元，用以分別量測這對車 輪之速度資訊，並將速度資訊傳遞給控制單元使得控制 單士依照逮度資訊來得知本體之一第二方位變化值。^藉 由這對車輪來改變本體之目前方位到達一目標方位的過程 中，控制單元藉由比對奪一方位變化值及第二方位變化值 來=斷方位量測單元是备失效’當方位量測單元被判斷有 效時，控制單元依照方位量測單元所量測之方位資訊來得 =本體之目前方位，當方位量測單元被判斷失效時，控制 單元依照這對編碼器所量測之速度資訊來得知本體之目前 6 1326811 P53950065TW 22326tw£d〇c/006 由=本發明是參考原本安裝至本體以量測車輪速户 的編碼器所量測的速度資訊來判斷方位量測單元是否= 效’所以僅需改變控鮮元之内部運算邏輯，而無=增加 新的硬體元件或改變現有硬體設計架構，即可提升移動I 置之方位導航’確度及可靠度。因此， = 成本及簡化料的優點。 、有降低 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 =如，下文特舉多個實施例，並配合所附圖式，作詳細說 【實施方式】 =是本發明之—實施例之—種移動裝置的側視圖， 二方^ 1之移練置的俯視圖，圖3是圖1之移動裝置 。請參考圖丨至圖3，本實施例之移動裝置m 曼太辦體110及一對車輪120，其中這對車輪120安裝 本體110,用以改變本體U0之方位，並可平移本體11〇。 本體=()t1G1更包括—方位量測單元140，其安裝至 位次却並輕接至控制單元130，用以量測本體110之方 •元^^並將方位資訊傳遞給控制單元130,使得控制單 在太每、照方位資訊來得知本體110之第一方位變化值。 ===施例中，方位量測單元14Q可為—電子羅盤或一迴 移動裝置1G1更包括—對編碼器150，其安裝至本體 8 P53950065TW 22326twf.doc/006 110，並耦接至控制單元130，用以分別量測這對車輪12〇 之速度資訊，並將速度資訊傳遞給控制單元130，使得控 制單元130依照速度資訊’如這對車輪12〇間之轉速差異， 來得知本體110之一第二方位變化值。 八 當控制單元Π0接收到一外部或内部的方位改變指令 時，藉由這對車輪120來改變本體11〇之目前方位至一二 應於方位改變指令的目標方位。在藉由這對車輪12〇來改 變本體110之目前方位到達一目標方位的過程中，控制單 元130藉由比對第一方位變化值及第二方位變化值^判斷 方位量測單元140是否失效。 因此，當方位量測單元140被判斷有效時，控制單元 130依照f位量測單元14〇所量測之方位資訊來得知本體 110之目前方位。相反地，當方位量測單元14〇被判斷失 效時，控制單元130依照這對編碼器15〇所量測之速度資 訊來得知本體110之目前方位。 又、 一在本實施例中，控制單元130比對第一方位變化值及 第二方位變化值的方式可為比對第一方位變化值及第二方 位變化值之差的絕對值是否大於一預設值。當第一方位變 ^值及第二方位變化值之差的絕對值大於預設值時，控制 早兀130可判斷方位量測單元14〇是失效的。相反地當 第二方位變化值及第二方位變化值之差的絕對值小於預設 值％，控制單元no可判斷方位量測單元14〇是有效的。 移動裝置101更可包括一警示器160，其安裝至本體 110 ’並耦接至控制單元130。當方位量測單元14〇被判斷 1326811 P53950065TW 22326twf.doc/006 失效時，控鮮元13G輸出訊號至警示器，以使邀示 益160發出警不訊息，以近距離地警告 ς 例如是聲音或綠。 《料心 移動裝iHH更可包括一無線模 體110, _接至控制單幻30,當方位量測單; 時:Γ元13G輸出訊號至無線模組170 ’以使 遠==線警示訊號至-遠物介面-以 置HH更可包括“對驅動單元· 本體⑽，並_至控制單元m，用車=至 同的動力源。此外，移動裝置1〇1更可:3 = 圖提供電力至需要電力的元件。 驗與校正方法的流程圖。請表考圖i二的2方位檢 法:二2 \之移動裝置的自我方位檢驗與校正方 法用以钕向方位導航的準確度及可靠度。 葬由；所不’控制單元13G依照—方位改變指令 :=t輪120來改變本體110的目前方位到達-目標 180來八^驟S10中’控制單元130可藉由這對驅動單元 ⑽V刀別驅動這對車輪12〇以改變本體ιι〇的方位以 的二=二:方對車輪120來改變本體⑽ 位量i 的過程中，控制料13G藉由方 位里測早來得知本體m在一預設 万 1326811 P53950065TW 22326twf.doc/006 方位變化值’同時控制單元13〇藉由這對編碼器15〇來分 別量測這對車輪12〇之速度資訊，以得知本體1丨〇在預設 週期中之一第二方位變化值。 如步驟S30所示’控制單元13〇藉由比對第一方位變 化值及第二方位變化值來判斷方位量測單元是否失效。在 步驟S30中’比對第一方位變化值及第二方位變化值之步 驟可為比對第一方位變化值及第二方位變化值之差的絕對 肇值疋否大於一預設值。接著，當第一方位變化值及第二方 位變化值之差的絕對值大於預設值時，控制單元13〇可判 斷方位量測單元140是失效的。相反地，當第一方位變化 值及第二方位變化值之差的絕對值小於預設值時，控制單 元130可判斷方位量測單元14〇是有效的。 如步驟S40所示，當方位量測單元140被控制單元13〇 判斷有效時，控制單元130依照方位量測單元14〇所量測 之方位資訊來得知本體110之目前方位。 兹如步驟S50所示’當方位量測單元14〇被控制單元ι3〇 籲 判斷失效時’控制單元130依照這對編碼n 15G所量測之 速，資訊來得知本體110之目前方位。此外，更可藉由警 :器160發出警示訊息，以近距離地警告使用者，或者是 藉由無線模組170發出無線警示訊號至一遠端監控介面 忉，以遠距離地警告使用者。 如步驟S60所示，當控制單元13〇依照方位量測單元 140所塁測之速度資訊來得知本體丨之目前方位時，控 制單疋130判斷本體11〇之目前方位是否到達目標方位。 11 1326811 P53950065TW 22326twf.doc/0〇6
所量測之速度資訊來得知本體110之目前方位時，控制單 元130判斷本體110之目前方位是否到達目標方位。當本 體no之目前方位尚未到達目標方位時，回到步驟S5〇。 相反地，當本體110之目前方位已經到達目標方位時，停 止這對車輪120來改變本體ι1〇之目前方位。 圖5是本發明之另—實施例之―種移動裝置的俯視 圖，圖6是圖5之移動農置的方塊圖。請參考圖5及圖6, 相較於圖2之實施_移動裝置1(H，第二實施例之 裝置102更包括另-對車輪122及另—對編碼_ 152。這 對車輪122安裝至本豸11〇，而這對編碼_ 152則
當本體1 1 〇之目方位尚未到達目標方位時，回到步驟 S20。相反地’當本體110之目前方位已經到達目標方位 時’停止這對車輪120來改變本體110之目前方位。 如步驟S62所示，當控制單元130依照這對編碼器15〇 輪122，並减缝财元⑽，㈣分缝測這對 =22之^度資訊’雜速度資訊傳遞給控鮮元⑽。 it ^制單7〇 13G亦可參考來自這對編碼器15 的速度資訊，崎知本體㈣之-第二方位變化值。 ，本㈣乃是_綠量群元所量測之方 位貝訊來仔知一方位變卜枯 測車輪之速度資訊來得知另n一對編碼器所分別量 古办磁“ Γ 另—方位變化值，且比對這兩個 方位，化值判斷方位量測單元是否失效。 若方位量測單元有效，則採用方位量測單元所量測之 12 1326811 P53950065TW 22326twf.doc/006 方位資訊來得知本體之目前方位；若方位量測單元失效， 則採用這對編碼器所分別量測這對車輪之速度資訊來得知 本體之目前方位。 由於本發明是參考原本安裝至本體以量測車輪速度 的編碼器所量測的速度資訊來判斷方位量測單元是否失 效’所以僅纽變控鮮元之内部運算邏輯，而無須增加 新的硬體元件纽變現有硬體設計架構，g卩可提升移^ ==及可靠度。因此，本發明具槪 限定發Γ已以多個實施例揭露如上1其並非用以 何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 為準。j之保€補當視後附之中請專利朗所界定者 圖式簡單說明】 ，1是本發明之—實施例之—種 ^是圖i之移動裝置的俯視圖。動裝置的側視圖。 圖1之移動裝置的方塊圖。 圖 二4疋本發明之應用於圖i之 圖5是本翻u_流程圖。 另一實把例之一種移動襄置的俯視 6疋圖5之移動襞置的方塊圖 圖 13 1326811 P53950065TW 22326twf.doc/006 【主要元件符號說明】 10 ··遠端監控介面 101、102 :移動裝置 110 :本體 120、122 :車輪 130 :控制單元 140 :方向量測單元 150、152 :編碼器 160 :警示器 170 :無線模組 180 :驅動單元 190 :電源模組
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Claims (1)
- 丄 P53950065TW 22326twf.doc/〇〇6 丄 括 、申請專利範圓：，種移動裝置，具有自我方位檢驗與校正功能， 包 —本體； 位 乂對車輪’女裝至該本體，用以改變該本體之方 一控制單元，安裝至該本體； 元，用絲Ϊ該本體，並祕至該控制單 押制置_枯二方位資訊，並將方位資訊傳遞給該 :第二變=控:Γ依照方位資訊來得知該本體之 ^少:對編碼器，安裝至該本體，並麵接至該控制單 疋’用以5別量_對車輪之速度資訊 „’使得該控制單元依照速度 本體之一第二方位變化值， 其中在藉由靖車輪來改變該本體之目前方位到達 二標方位的過程中，該控制單元藉由比對該第一方位變 ^及該第二方位變化值來判斷該方位量測單元是否失 ^ :該位1測單元被判斷有效時，該控制單元依照該 位量測單元所量測之方位資訊來得知該本體之目前方 ^ ’當該方位量測單元被觸失效時，該控制單元依照該 對編碼騎量狀速度資絲得知該本體之目前方位。 日2.如申請專利範圍第1項所述之移動裝置，其中該方 位里測单元為一電子羅盤或一迴轉儀。 15 1326811 P53950065TW 22326twf.doc/006 3. 如申請專利範圍第1項所述之移動裝置，其中比對 該第一方位變化值及該第二方位變化值的方式為比對該第 一方位變化值及該第二方位變化值之差的絕對值是否大於 一預設值。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之移動裝置更包括： 警示器，安裝至該本體，並耦接至該控制單元，當 =方^醇元被賴失效時，_财元輸_號至該 §不裔’以使該警示器發出警示訊息。 L如申請專利範圍第i項所述之移動裝置，更包括： 冬哮古模if，安裝至該本體，絲接至該控制單元， =線測單元被判斷失效時，該控制單元輸出訊號至 St 使該無線模組發出無線警示訊號至一遠端 6- 範圍第1項所述之移動裝置，更包括: 元 對驅動早兀，安裝至該本體， 用以驅動該對車輪。 亚耦接至該控制早 置，包括 ―種自我方位檢驗與校正方法’適用於一移動裂 (2)在經由該對車輪來改微二:到達—目標方位； 二票:位的過程令’藉二：的:前方位到達該 付知該本體在1設週=置方位量測單元來 由該移動裝置之 ；—第-方位變化值’同時藉 對為碼絲分別量測該對車輪之逮度資 16 1326811 P53950065TW 22326twf.doc/006 正方法，更包括： 當該方位量測單元被判斷失效時，藉由該移動装置之 一警示器發出警示訊息。 如申請專利範圍第7項所述之自我方位檢驗與 正方法，更包括： 、乂 一 當該方位量測單元被判斷失效時，藉由該移動裝置之 無線模組發出無線警示訊號至一遠端監控介面。 正方如巾請專利範圍第7項所述之自我方位檢驗與校 忐，其中藉由該對車輪來改變該本體的方位的 ΞίϊΓ裝置之—馳鮮絲分卿_對車輪以Ξ 又吻+體的方位。 18
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