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TWI749379B - 具有跟隨功能的無人車及無人車驅動方法 - Google Patents

具有跟隨功能的無人車及無人車驅動方法 Download PDF

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TWI749379B
TWI749379B TW108137700A TW108137700A TWI749379B TW I749379 B TWI749379 B TW I749379B TW 108137700 A TW108137700 A TW 108137700A TW 108137700 A TW108137700 A TW 108137700A TW I749379 B TWI749379 B TW I749379B
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羅正方
陳杏圓
楊義強
林毅斌
王維浩
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經緯航太科技股份有限公司
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Abstract

一種具有跟隨功能的無人車，包含：一無人車本體；一移動機構，裝設於該無人車本體上，該移動機構驅動該無人車移動；一擷取裝置，裝設於該無人車本體上，該擷取裝置擷取一目標信號，其中該目標信號關聯於一待跟隨目標；以及一處理器，裝設於該無人車本體上，其中當該無人車處於一跟隨模式時，該處理器根據該目標信號產生關聯於該待跟隨目標的一目標方向資訊與一目標距離資訊，並根據該目標方向資訊與該目標距離資訊控制該移動機構，以使該移動機構驅動該無人車以跟隨該待跟隨目標。

Description

具有跟隨功能的無人車及無人車驅動方法
本發明係關於一種具有跟隨功能的無人車及無人車驅動方法。
傳統的無人車並不具有完善的跟隨功能，而需由使用者自行操控無人車以跟隨使用者。因此，當使用者正在使用其他裝置或設備而無法同時操控無人車，或使用者對無人車的操控方式並不熟悉時，即無法令自行車自行跟隨使用者。有鑑於此，需要一種具有跟隨功能的無人車及無人車驅動方法以使無人車可自行跟隨使用者。
為了解決上述問題，本發明之一構想在於提供一種具有跟隨功能的無人車及無人車驅動方法以使無人車可自行跟隨使用者。
基於前揭構想，本發明提供一種具有跟隨功能的無人車，包含：一無人車本體；一移動機構，裝設於該無人車本體上，該移動機構驅動該無人車移動；一擷取裝置，裝設於該無人車本體上，該擷取裝置擷取一目標信號，其中該目標信號關聯於一待跟隨目標；以及一處理器，裝設於該無人車本體上，其中當該無人車處於一跟隨模式時，該處理器根據該目標信號產生關聯於該待跟隨目標的一目標方向資訊與一目標距離資訊，並根據該目標方向資訊與該目標距離資訊控制該移動機構，以使該移動機構驅動該無人車以跟隨該待跟隨目標。
於本發明之一較佳實施例中，該擷取裝置為一影像擷取裝置，該目標信號為包含該待跟隨目標的一影像信號。
於本發明之一較佳實施例中，該目標信號係由置於該待跟隨目標上的一信號發射器所產生；其中該擷取裝置包含複數個接收裝置，該複數個接收裝置分別接收該信號發射器所產生的該目標信號；其中該處理器係根據該複數個接收裝置所分別接收到的該目標信號以產生該目標方向資訊與該目標距離資訊。
於本發明之一較佳實施例中，該複數個接收裝置分別裝設於該無人車本體上的不同位置；其中該目標信號係一超寬頻（UWB ，Ultra Wideband）信號；其中該信號發射器與該複數個接收裝置組合成一超寬頻定位系統。
於本發明之一較佳實施例中，該無人車進一步包含：一雷射測距裝置，裝設於該無人車本體上，該雷射測距裝置偵測該無人車與一待避物體的一間隔距離；其中該處理器根據該間隔距離控制該移動機構，以使該移動機構驅動該無人車繞過該待避物體。
於本發明之一較佳實施例中，當該無人車繞過該待避物體後，該處理器根據該目標方向資訊與該目標距離資訊控制該移動機構，以使該移動機構驅動該無人車以繼續跟隨該待跟隨目標。
於本發明之一較佳實施例中，當該間隔距離小於一預定距離時，該處理器根據該間隔距離控制該移動機構，以使該移動機構停止驅動該無人車。
於本發明之一較佳實施例中，該無人車進一步包含一警示裝置，該警示裝置裝設於該無人車本體上；其中當該擷取裝置於一預定時間內均未擷取到該目標信號時，該警示裝置發出一警示。
根據本發明之目的，再提供一種無人車驅動方法，應用於一無人車，該無人車驅動方法包含：使該無人車處於一跟隨模式；由該無人車的一擷取裝置擷取一目標信號，其中該目標信號關聯於一待跟隨目標；由該無人車的一處理器根據該目標信號產生關聯於該待跟隨目標的一目標方向資訊與一目標距離資訊；以及由該處理器根據該目標方向資訊與該目標距離資訊控制該無人車的一移動機構，以使該移動機構驅動該無人車以跟隨該待跟隨目標。
於本發明之一較佳實施例中，該擷取裝置為一影像擷取裝置，該目標信號為包含該待跟隨目標的一影像信號。
於本發明之一較佳實施例中，該無人車驅動方法進一步包含：由置於該待跟隨目標上的一信號發射器產生該目標信號；其中該擷取裝置包含複數個接收裝置，所述由該無人車的該擷取裝置擷取該目標信號係由該複數個接收裝置分別接收該信號發射器所產生的該目標信號；其中該處理器係根據該複數個接收裝置所分別接收到的該目標信號以產生該目標方向資訊與該目標距離資訊。
於本發明之一較佳實施例中，該複數個接收裝置分別裝設於該無人車上的不同位置；其中該目標信號係一超寬頻信號；其中該信號發射器與該複數個接收裝置組合成一超寬頻定位系統。
於本發明之一較佳實施例中，該無人車驅動方法進一步包含：由該無人車的一雷射測距裝置偵測該無人車與一待避物體的一間隔距離；以及由該處理器根據該間隔距離控制該移動機構，以使該移動機構驅動該無人車繞過該待避物體。
於本發明之一較佳實施例中，該無人車驅動方法進一步包含：當該無人車繞過該待避物體後，由該處理器根據該目標方向資訊與該目標距離資訊控制該無人車的該移動機構，以使該移動機構驅動該無人車以繼續跟隨該待跟隨目標。
於本發明之一較佳實施例中，該無人車驅動方法進一步包含：當該間隔距離小於一預定距離時，由該處理器根據該間隔距離控制該移動機構，以使該移動機構停止驅動該無人車。
於本發明之一較佳實施例中，該無人車驅動方法進一步包含：當該擷取裝置於一預定時間內均未擷取到該目標信號時，由該無人車的一警示裝置發出一警示。
本發明前述各方面及其它方面依據下述的非限制性具體實施例詳細說明以及參照附隨的圖式將更趨於明瞭。
請參閱第一圖，其例示說明了根據本發明無人車一具體實施例的系統架構圖。如第一圖所示實施例，具有跟隨功能的無人車100包含無人車本體110、移動機構120、雷射測距裝置130、處理器140、擷取裝置150以及警示裝置160。其中，移動機構120、雷射測距裝置130、處理器140、擷取裝置150以及警示裝置160均裝設於無人車本體110上，處理器140控制移動機構120，以使移動機構120驅動無人車100移動。在第一圖所示實施例中，擷取裝置150包含第一接收裝置152、第二接收裝置154、第三接收裝置156以及第四接收裝置158。信號發射器600置於待跟隨目標500上，第一接收裝置152、第二接收裝置154、第三接收裝置156以及第四接收裝置158可分別接收信號發射器600所產生的目標信號。
在一具體實施例中，第一接收裝置152、第二接收裝置154、第三接收裝置156以及第四接收裝置158分別裝設於無人車本體110上的不同位置，並可通訊連接於信號發射器600。其中，目標信號係一超寬頻信號，第一接收裝置152、第二接收裝置154、第三接收裝置156、第四接收裝置158與信號發射器600組合成一超寬頻定位系統。如此，當無人車100處於跟隨模式時，處理器140即可根據第一接收裝置152、第二接收裝置154、第三接收裝置156與第四接收裝置158所分別自信號發射器600接收到的目標信號以產生關聯於待跟隨目標500的目標方向資訊與目標距離資訊。處理器140並可進一步根據所產生的目標方向資訊與目標距離資訊控制移動機構120，以使移動機構120驅動無人車100以跟隨待跟隨目標500。在一具體實施例中，處理器140係根據所產生的目標方向資訊與目標距離資訊控制移動機構120，以使無人車100根據待跟隨目標500的移動速度而跟隨待跟隨目標500。在一具體實施例中，無人車100係以實質上相等於待跟隨目標500的移動速度而跟隨待跟隨目標500。在一具體實施例中，處理器140係根據所產生的目標方向資訊與目標距離資訊控制移動機構120，使無人車100以與待跟隨目標500保持一預定跟隨距離的方式跟隨待跟隨目標500。
在第一圖所示實施例中，雷射測距裝置130可偵測無人車100與一待避物體的間隔距離。處理器140並可接著根據所偵測到的間隔距離控制移動機構120，以使移動機構120驅動無人車100繞過待避物體。在一具體實施例中，當無人車100繞過待避物體後，處理器140可根據目標方向資訊與目標距離資訊控制移動機構120，以使移動機構120驅動無人車100以繼續跟隨待跟隨目標500。在一具體實施例中，當間隔距離小於一預定距離時，處理器140即根據所偵測到的間隔距離控制移動機構120，以使移動機構120停止驅動無人車100。如此，即可避免無人車100撞擊突然出現於前方的物體。
在第一圖所示實施例中，當擷取裝置150於一預定時間內均未擷取到目標信號時，警示裝置160即發出警示。在一具體實施例中，所述於一預定時間內未擷取到目標信號，係指第一接收裝置152、第二接收裝置154、第三接收裝置156或第四接收裝置158其中至少一者於一預定時間內均未接收到目標信號。在一具體實施例中，所述於一預定時間內未擷取到目標信號，係指第一接收裝置152、第二接收裝置154、第三接收裝置156或第四接收裝置158其中至少兩者於一預定時間內均未接收到目標信號（若僅其中一者未接收到目標信號，則無人車100仍可執行其跟隨功能）。在一具體實施例中，當無人車100無法繞過待避物體（例如待避物體的體機過於龐大而無法繞過）或無法朝待跟隨目標500的方向前進（例如因地形的高低落差過大導致無人車100無法朝待跟隨目標500的方向前進，或通道太窄導致無人車100無法通過等）時，警示裝置160即發出警示。
應了解，第一圖在此僅為例示，無人車的擷取裝置並非僅可包含四個接收裝置，而係可視需求包含不同數量的接收裝置。例如無人車的擷取裝置可包含五個或六個接收裝置，但不以此為限。
請參閱第二圖，其例示說明了根據本發明無人車另一具體實施例的系統架構圖。如第二圖所示實施例，具有跟隨功能的無人車200包含無人車本體210、移動機構220、雷射測距裝置230、處理器240、擷取裝置250以及警示裝置260。其中，移動機構220、雷射測距裝置230、處理器240、擷取裝置250以及警示裝置260均裝設於無人車本體210上，處理器240控制移動機構220，以使移動機構220驅動無人車200移動。在第二圖所示實施例中，擷取裝置250為影像擷取裝置，其擷取包含了待跟隨目標500的一影像信號以做為目標信號。
在一具體實施例中，在擷取裝置250擷取包含了待跟隨目標500的影像信號以做為目標信號之前，處理器240可根據擷取裝置250所擷取的影像，判斷是否可開始進行待跟隨目標500的辨識。例如當擷取裝置250所擷取的影像為逆光的影像而不易辨識影像中的各個物體時，處理器240即判斷為不適合進行待跟隨目標500的辨識。或例如當擷取裝置250所擷取的影像中包含過多人物而不易確認待跟隨目標500為影像中的何者時，處理器240即判斷為不適合進行待跟隨目標500的辨識。在一具體實施例中，當處理器240判斷為適合進行待跟隨目標500的辨識時，擷取裝置250即開始擷取包含了待跟隨目標500的影像信號，此時處理器240可根據該影像信號辨識待跟隨目標500，並記錄待跟隨目標500為無人車200應跟隨的對象。如此，當無人車200處於跟隨模式時，擷取裝置250即開始擷取包含了待跟隨目標500的影像信號以做為目標信號。處理器240則根據目標信號以產生關聯於待跟隨目標500的目標方向資訊與目標距離資訊。處理器240並可進一步根據所產生的目標方向資訊與目標距離資訊控制移動機構220，以使移動機構220驅動無人車200以跟隨待跟隨目標500。在一具體實施例中，處理器240係根據所產生的目標方向資訊與目標距離資訊控制移動機構220，以使無人車200根據待跟隨目標500的移動速度而跟隨待跟隨目標500。在一具體實施例中，無人車200係以實質上相等於待跟隨目標500的移動速度而跟隨待跟隨目標500。在一具體實施例中，處理器240係根據所產生的目標方向資訊與目標距離資訊控制移動機構220，使無人車200以與待跟隨目標500保持一預定跟隨距離的方式跟隨待跟隨目標500。
在第二圖所示實施例中，雷射測距裝置230可偵測無人車200與一待避物體的間隔距離。處理器240並可根據所偵測到的間隔距離控制移動機構220，以使移動機構220驅動無人車200繞過待避物體。在一具體實施例中，當無人車200繞過待避物體後，處理器240可根據目標方向資訊與目標距離資訊控制移動機構220，以使移動機構220驅動無人車100以繼續跟隨待跟隨目標500。在一具體實施例中，當間隔距離小於一預定距離時，處理器240即根據所偵測到的間隔距離控制移動機構220，以使移動機構220停止驅動無人車100。如此，即可避免無人車200撞擊突然出現於前方的物體。
在第二圖所示實施例中，當擷取裝置250於一預定時間內均未擷取到目標信號時，警示裝置260即發出警示。在一具體實施例中，當無人車100無法繞過待避物體（例如待避物體的體機過於龐大而無法繞過）或無法朝待跟隨目標500的方向前進（例如因地形的高低落差過大導致無人車200無法朝待跟隨目標500的方向前進，或通道太窄導致無人車200無法通過等）時，警示裝置260即發出警示。
請參閱第三圖，其例示說明了根據本發明無人車驅動方法一具體實施例的流程圖。如第三圖所示實施例，無人車驅動方法300開始於步驟310，使該無人車處於跟隨模式。接著進行步驟320，由無人車的擷取裝置擷取目標信號，其中該目標信號關聯於待跟隨目標。接著進行步驟330，由無人車的處理器根據目標信號產生關聯於待跟隨目標的目標方向資訊與目標距離資訊。接著進行步驟340，由處理器根據目標方向資訊與目標距離資訊控制無人車的移動機構，以使移動機構驅動無人車以跟隨待跟隨目標。接著進行步驟350，由無人車的雷射測距裝置偵測無人車與待避物體的間隔距離。接著進行步驟360，由處理器根據該間隔距離控制移動機構，以使移動機構驅動無人車繞過待避物體。接著進行步驟370，當無人車繞過待避物體後，由處理器根據目標方向資訊與目標距離資訊控制無人車的移動機構，以使移動機構驅動無人車以繼續跟隨待跟隨目標。
在一具體實施例中，無人車的擷取裝置為影像擷取裝置，其中目標信號為包含待跟隨目標的一影像信號。在一具體實施例中，無人車驅動方法300進一步包含當間隔距離小於一預定距離時，由處理器根據間隔距離控制移動機構，以使移動機構停止驅動無人車之步驟。在一具體實施例中，無人車驅動方法300進一步包含當擷取裝置於一預定時間內均未擷取到目標信號時，由無人車的警示裝置發出警示之步驟。
在一具體實施例中，擷取裝置包含複數個接收裝置。在步驟320之前進一步包含了由置於待跟隨目標上的信號發射器產生目標信號之步驟。其中步驟320所述由無人車的擷取裝置擷取目標信號係由該複數個接收裝置分別接收信號發射器所產生的目標信號。且其中該處理器係根據該複數個接收裝置所分別接收到的該目標信號以產生該目標方向資訊與該目標距離資訊。在一具體實施例中，該複數個接收裝置分別裝設於無人車上的不同位置。其中目標信號係一超寬頻信號，信號發射器與該複數個接收裝置組合成一超寬頻定位系統。
至此，本發明之具有跟隨功能的無人車及無人車驅動方法已經由上述說明及圖式加以說明。然應了解，本發明各具體實施例僅是做為說明之用，在不脫離本發明申請專利範圍與精神下可進行各種改變，且均應包含於本發明之專利範圍中。因此，本說明書所描述的各具體實施例並非用以限制本發明，本發明之真實範圍與精神揭示於以下申請專利範圍。
100:無人車 110:無人車本體 120:移動機構 130:雷射測距裝置 140:處理器 150:擷取裝置 152:第一接收裝置 154:第二接收裝置 156:第三接收裝置 158:第四接收裝置 160:警示裝置 200:無人車 210:無人車本體 220:移動機構 230:雷射測距裝置 240:處理器 250:擷取裝置 260:警示裝置 300:無人車驅動方法 310:步驟 320:步驟 330:步驟 340:步驟 350:步驟 360:步驟 370:步驟 500:待跟隨目標 600:信號發射器
第一圖為本發明無人車一具體實施例的系統架構圖。
第二圖為本發明無人車另一具體實施例的系統架構圖。
第三圖為本發明無人車驅動方法一具體實施例的流程圖。
無
100:無人車
110:無人車本體
120:移動機構
130:雷射測距裝置
140:處理器
150:擷取裝置
152:第一接收裝置
154:第二接收裝置
156:第三接收裝置
158:第四接收裝置
160:警示裝置
500:待跟隨目標
600:信號發射器

Claims (10)

  1. 一種具有跟隨功能的無人車，包含：一無人車本體；一移動機構，裝設於該無人車本體上，該移動機構驅動該無人車移動；一擷取裝置，裝設於該無人車本體上，該擷取裝置擷取一目標信號，其中該目標信號關聯於一待跟隨目標；一處理器，裝設於該無人車本體上，其中當該無人車處於一跟隨模式時，該處理器根據該目標信號產生關聯於該待跟隨目標的一目標方向資訊與一目標距離資訊，並根據該目標方向資訊與該目標距離資訊控制該移動機構，以使該移動機構驅動該無人車以跟隨該待跟隨目標；以及一雷射測距裝置，裝設於該無人車本體上，該雷射測距裝置偵測該無人車與一待避物體的一間隔距離；其中該目標信號係由置於該待跟隨目標上的一信號發射器所產生；其中該擷取裝置包含複數個接收裝置，該複數個接收裝置分別接收該信號發射器所產生的該目標信號；其中該處理器係根據該複數個接收裝置所分別接收到的該目標信號以產生該目標方向資訊與該目標距離資訊；其中該複數個接收裝置分別裝設於該無人車本體上的不同位置； 其中當該間隔距離小於一預定距離時，該處理器根據該間隔距離控制該移動機構，以使該移動機構停止驅動該無人車。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無人車，其中該目標信號係一超寬頻信號；其中該信號發射器與該複數個接收裝置組合成一超寬頻定位系統。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之無人車，其中該處理器根據該間隔距離控制該移動機構，以使該移動機構驅動該無人車繞過該待避物體。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之無人車，其中當該無人車繞過該待避物體後，該處理器根據該目標方向資訊與該目標距離資訊控制該移動機構，以使該移動機構驅動該無人車以繼續跟隨該待跟隨目標。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之無人車，進一步包含一警示裝置，該警示裝置裝設於該無人車本體上；其中當該擷取裝置於一預定時間內均未擷取到該目標信號時，該警示裝置發出一警示。
  6. 一種無人車驅動方法，應用於一無人車，該無人車驅動方法包含：使該無人車處於一跟隨模式；由置於一待跟隨目標上的一信號發射器產生一目標信號；由該無人車的一擷取裝置擷取該目標信號，其中該目標信號關聯於該待跟隨目標； 由該無人車的一處理器根據該目標信號產生關聯於該待跟隨目標的一目標方向資訊與一目標距離資訊；由該處理器根據該目標方向資訊與該目標距離資訊控制該無人車的一移動機構，以使該移動機構驅動該無人車以跟隨該待跟隨目標；由該無人車的一雷射測距裝置偵測該無人車與一待避物體的一間隔距離；以及當該間隔距離小於一預定距離時，由該處理器根據該間隔距離控制該移動機構，以使該移動機構停止驅動該無人車；其中該擷取裝置包含複數個接收裝置，所述由該無人車的該擷取裝置擷取該目標信號係由該複數個接收裝置分別接收該信號發射器所產生的該目標信號；其中該處理器係根據該複數個接收裝置所分別接收到的該目標信號以產生該目標方向資訊與該目標距離資訊；其中該複數個接收裝置分別裝設於該無人車上的不同位置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之無人車驅動方法，其中該目標信號係一超寬頻信號；其中該信號發射器與該複數個接收裝置組合成一超寬頻定位系統。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之無人車驅動方法，進一步包含： 由該處理器根據該間隔距離控制該移動機構，以使該移動機構驅動該無人車繞過該待避物體。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之無人車驅動方法，進一步包含：當該無人車繞過該待避物體後，由該處理器根據該目標方向資訊與該目標距離資訊控制該無人車的該移動機構，以使該移動機構驅動該無人車以繼續跟隨該待跟隨目標。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之無人車驅動方法，進一步包含：當該擷取裝置於一預定時間內均未擷取到該目標信號時，由該無人車的一警示裝置發出一警示。
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