CN102087529B - 移动装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种移动装置及其控制方法。第一接收装置接收来自基站的射线，以获得由移动装置所在的起始位置指向基站的方向以作为目标方向。驱动装置驱动移动装置由起始位置朝目标方向移动。当移动装置遇到位于目标方向上且在目标区域内的第一障碍物时，第二接收装置根据射线来获得移动装置与基站之间的距离以作为中间距离。假使判断装置判断出中间距离不等于预设距离，驱动装置驱动移动装置绕过第一障碍物并朝向目标方向移动。假使判断装置判断出中间距离等于预设距离，驱动装置判断第一障碍物即为基站且驱动移动装置停靠于第一障碍物。

Description

移动装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种移动装置，特别是涉及可返回基站的移动装置及其返回基站的控制方法。

背景技术

近年来，机器人装置广泛地应用在人类生活环境中，例如扫地机器人装置。目前的扫地机器人在完成扫地任务或电力不足时，需要返回到停靠站停泊或进行充电。

目前，在一种返回停靠站的模式下，当扫地机器人要移动或返回停靠站时，扫地机器人以距墙面一定距离并沿着墙行走去寻找停靠站所发出的编码信号以识别停靠站。当扫地机器人检测到此编码信号时，则以特定模式转入停靠站以停泊或充电。若扫地机器人没有检测到停靠站所发出的编码信号时，此时扫地机器人通常会漫无目的地或者沿着墙再绕一圈去寻找编码信号，直到检测到编码信号且成功地返回停靠站为止。

另一种返回停靠站的模式是，扫地机器人先沿着停靠站所发出的射线而会到停靠站附近，再通过测距红外线或超音波来检测周遭物体的距离与位置。然而，测距红外线或超音波只能提供被检测到的物体距离与位置，但无法确认该物体是否为停靠站，因此需再检测由停靠站所发出的编码信号来识别停靠站。藉由重复检测物体及识别停靠站才能顺利返回。

上述现有的返回停靠站方法，扫地机器人需花较多时间去寻找与识别停靠站，来得知停靠站的位置与方向得以返回至停靠站。

因此，期望提供一种移动装置及其控制方法，期能使移动装置较快速的返回基站。

发明内容

本发明提供一种控制方法，适用于一移动装置，包括以下步骤：接收来自基站的射线；根据射线来获得由移动装置所在的起始位置指向基站的方向以作为目标方向；使移动装置由起始位置朝目标方向移动；定义目标区域，其中，当移动装置位于目标区域内时，可根据射线来获得移动装置与基站之间的距离；当移动装置遇到位于目标方向上且在目标区域内的第一障碍物时，根据射线来获得移动装置与基站之间距离以作为中间距离；判断中间距离是否等于预设距离；若中间距离不等于预设距离，使移动装置绕过第一障碍物并持续朝向目标方向移动；以及若中间距离等于预设距离，则判断第一障碍物即为基站且使移动装置停靠于第一障碍物。

本发明还提供一种移动装置，包括第一接收装置、第二接收装置、驱动装置、以及判断装置。第一接收装置接收来自基站的射线。第一接收装置根据射线来获得由移动装置所在的起始位置指向基站的方向以作为目标方向。驱动装置驱动移动装置由起始位置朝目标方向移动。第二接收装置接收射线。当移动装置遇到位于目标方向上且在目标区域内的第一障碍物时，第二接收装置根据射线来获得移动装置与基站之间的距离以作为中间距离。判断装置判断中间距离是否等于一预设距离。假使判断装置判断出中间距离不等于预设距离，驱动装置驱动移动装置绕过第一障碍物并持续朝向目标方向移动。假使判断装置判断出中间距离等于预设距离，驱动装置判断第一障碍物即为基站且驱动移动装置停靠于第一障碍物。

附图说明

图1A及图1B表示根据本发明实施例的移动装置；

图2是说明当移动装置位于目标区域内时获得目标方向的操作示意图；

图3是说明获得目标距离的操作示意图；

图4是说明当移动装置位于目标区域外时获得目标方向的操作示意图；

图5是说明移动装置遇到目标区域内的障碍物的示意图；

图6是说明移动装置遇到目标区域外的障碍物的示意图；以及

图7A及图7B表示根据本发明实施例的控制方法。

附图符号说明

1～移动装置；

2～基站；

10A、10B～第一接收装置；

11～第二接收装置；

12～驱动装置；

13～判断装置；

14～监控装置；

20～光源；

OA～目标区域；

OB1、OB2～障碍物。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

图1A表示根据本发明实施例的移动装置。参阅图1A，移动装置1可以是可移动的机器人，例如扫地机器人，其可随意移动或者依既定路线移动，且可于完成任务或电力不足时返回基站2停泊或进行充电。参阅图1A及图1B，移动装置1包括至少一个第一接收装置10、一个第二接收装置11、驱动装置12、以及判断装置13。在图1A及图1B的实施例中，是以两个第一接收装置10A及10B为例来说明。第一接收装置10A与10B以及第二接收装置11都接收来自基站2的光源20的射线。该光源可发射红外线，且以红外线发射二极管来实现。虽然第一接收装置10A与10B以及第二接收装置11都接收来自光源20的射线，但由于第一接收装置以及第二接收装置具有不同的镜头，使得第一接收装置以及第二接收装置撷取并分析的射线具有不同的特性及成分。

第一接收装置10A与10B撷取载于射线上且用来识别基站20身份的编码信号。当移动装置1原地旋转使得第一接收装置10A与10B中的任一个接收到来自光源20的射线时，该第一接收装置则根据该编码信号来识别基站20的身分。参阅图2，在此实施例中，是以第一接收装置10A接收到来自光源20的射线为例来说明。此时，识别出基站20身份的第一接收装置10A可获得由移动装置10当前所在的起始位置指向基站20的目标方向。驱动装置12则驱动移动装置1由起始位置朝目标方向D_IR移动。

第二接收装置11也接收来自光源20的射线。参阅图1B，第二接收装置11具有一窗体110，其储存多个距离数值，每一距离数值对应一个电压数值。参阅图3，当移动装置1进入到目标区域OA内时，移动装置1原地旋转使第二接收装置11接收来自光源20的射线，此时，第二接收装置11可根据该射线来获得一检测电压数值，此时根据该检测电压数值来对窗体110进行查表可获得移动装置1与基站20之间的距离D_IS。在图3的实施例中，距离D_IS是指移动装置1的第二接收装置11与光源20的最小距离。

在本发明实施例中，“移动装置1进入到目标区域OA内”是以移动装置1整个进入至目标区域OA内为例来说明。在其它实施例中，“移动装置1进入到目标区域OA内”可表示移动装置1的中心进入至目标区域OA内，或者是移动装置1的第二接收器11进入至目标区域OA。

在图3的实施例中，第二接收装置11在目标区域OA才可根据来自光源20的射线来获得移动装置1与基站20之间的距离，然而第一接收装置10A与10B不受限于目标区域OA。第一接收装置10A与10B在目标区域OA外也可根据载于射线的编码信号来获得由移动装置10当前所在的位置指向基站20的方向。在图2的实施例中，是以当移动装置1进入目标区域OA时，第一接收装置10A获得起始位置为例来说明。然而，在其它实施例中，如图4所示，当移动装置1位于目标区域OA外(即起始位置位于目标区域OA外)时，第一接收装置10A或10B仍可根据载于射线的编码信号来获得由移动装置10当前所在的位置指向基站20的方向，以作为目标方向。直到移动装置1朝向该目标方向前进而进入至目标区域OA时，第二接收装置11才根据来自光源20的射线来获得移动装置1与基站20之间的距离。

在移动装置1朝目标方向移动的期间，假使遇到障碍物，第1B图的判断装置13则判断该障碍物是否就是基站20。此文所述“遇到”一词，表示两物体的表面彼此接触，或者是两物体间彼此相当接近但没有彼此接触。换句话说，“遇到”一词表示移动装置1的表面接触到障碍物的表面，或者表示移动装置1移动至相当接近障碍物的位置但移动装置1的表面没有接触到障碍物的表面。

参阅图3及图5，假设移动装置1朝目标方向移动而移动至目标区域OA内且遇到位于目标方向上的障碍物OB 1时，第二接收装置11根据来自光源20的射线来获得一检测电压数值，此时第二接收装置11再根据该检测电压数值来对窗体110进行查表可获得移动装置1与基站2之间的距离(称为中间距离)。接着，判断装置13判断该中间距离是否等于一预设距离，其中，此预设距离具有固定值。当判断装置13判断出该中间距离不等于该预设距离时，驱动装置12驱动移动装置1绕过障碍物OB1并持续朝向目标方向移动，直到遇到基站2为止。当装置13判断出该中间距离等于预设距离时，驱动装置12则判断障碍物OB1即为基站2且驱动移动装置1停靠于障碍物OB1。

在上述实施例中，预设距离是定义为当移动装置1遇到基站2时两者间的距离。举例来说，当移动装置1的表面接触到基站2的表面时，或者是当移动装置1移动至相当接近基站2的位置但移动装置1的表面没有接触到基站2时，移动装置1的第二接收装置11与基站2的光源20间的最小距离作为预设距离。

在其它实施例中，第二接收装置11根据该检测电压数值对窗体110进行查表所得的距离，可以是移动装置1的质量中心与基站2的质量中心间的距离。在此情况下，当移动装置1的表面接触到基站2的表面时，或者是当移动装置1移动至相当接近基站2的位置但移动装置1的表面没有接触到基站2时，移动装置1的质量中心与基站2的质量中心间的距离则作为预设距离。

假设移动装置1是位于目标区域OA外(即起始位置位于目标区域OA外)而由第一接收装置10A或10B来获得目标方向。参阅图4及图6，在移动装置1朝目标方向移动的期间，移动装置1遇到位于目标方向上且在目标区域外OA的障碍物OB2。此时移动装置1直接绕过障碍物OB2并持续朝向目标方向移动。

参阅图1B，移动装置还包括监控装置14。监控装置14用来监控移动装置1是否朝向目标方向移动。假使监控装置14监测到移动装置1偏离目标方向而朝一偏移方向移动时，驱动装置12则驱动移动装置1由偏移方向转回目标方向并朝向目标方向持续移动。

在图1A及图1B的实施例中，第二接收装置11的镜头为全向式镜头，因此，只要移动装置1进入到来自光源20的射线所覆盖的区域，第二接收装置11便可接收到该射线。

图7A表示根据本发明实施例的控制方法，适用于图1A的移动装置1。以下将结合图1A及图1B来说明。首先，由第一接收装置10A或10B(以下以第一接收装置10A为例来说明)来接收来自基站2的光源20的射线(步骤S70)。第一接收装置10A根据射线来获得由移动装置1所在的起始位置指向基站2的目标方向(步骤S71)。驱动装置12驱动移动装置1由起始位置朝目标方向移动(步骤S72)。定义一目标区域(步骤S73)。当移动装置位于目标区域内时，可根据射线来获得移动装置1与基站2之间的距离。当移动装置1遇到位于目标方向上且在目标区域内的障碍物时，第二接收装置11根据来自光源20的射线来获得移动装置1与障碍物之间的距离以作为中间距离(步骤S74)。判断装置13则判断该中间距离是否等于一预设距离(步骤S75)。假使判断装置13判断出该中间距离不等于预设距离，驱动装置12使移动装置1绕过该障碍物并持续朝向目标方向移动(步骤S76)。假使判断装置13判断出该中间距离等于预设距离，则驱动装置判断该障碍物即为基站2且使移动装置1停靠于该障碍物(步骤S77)。

在图7A的方法流程中，定义目标区域的步骤S73可于步骤S70之前、步骤S70至S71之间、或步骤S71至S72之间来执行，不以在步骤S72之后为限。此外，图7的控制方法中，移动装置1的起始位置可位于目标区域之外或之内。

假使移动装置1的起始位置位于目标区域之外。参阅图7B，当移动装置1遇到位于目标方向上且在目标区域外的一障碍物时，驱动装置12则驱动移动装置绕过该障碍物并持续朝向目标方向移动(步骤S78)。

根据上述的移动装置1及其控制方法，移动装置1可在无图资的情况下较快速地获得基站2的方向及位置。当移动装置1的电源不足时，能实时返回基站2充电。

本发明虽以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可做若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (14)

1.一种用于移动装置返回基站的控制方法，包括：

接收来自一基站的一射线；

根据该射线来获得由该移动装置所在的一起始位置指向该基站的方向以作为一目标方向；

使该移动装置由该起始位置朝该目标方向移动；

定义一目标区域，其中，当该移动装置位于该目标区域内时，可根据该射线来获得该移动装置与该基站之间的距离；

当该移动装置遇到位于该目标方向上且在该目标区域内的一第一障碍物时，根据该射线来获得该移动装置与该基站之间距离以作为一中间距离；

判断该中间距离是否等于一预设距离；

若该中间距离不等于该预设距离，使该移动装置绕过该第一障碍物并持续朝向该目标方向移动；以及

若该中间距离等于该预设距离，则判断该第一障碍物即为该基站且使该移动装置停靠于该第一障碍物。

2.如权利要求1所述的控制方法，其中，该起始位置位于该目标区域外。

3.如权利要求2所述的控制方法，还包括：

当该移动装置遇到位于该目标方向上且在该目标区域外的一第二障碍物时，使该移动装置绕过该第二障碍物并持续朝向该目标方向移动。

4.如权利要求1所述的控制方法，其中，该起始位置位于该目标区域内。

5.如权利要求1所述的控制方法，其中，在获得该目标方向的该步骤中，该目标方向是根据载于该射线上的一编码信号来获得，且该编码信号是关于该基站的身份识别。

6.如权利要求1所述的控制方法，还包括：

监控该移动装置是否朝向该目标方向移动；以及

假使该移动装置偏离该目标方向而朝一偏移方向移动时，使该移动装置由该偏移方向转回并朝向该目标方向移动。

7.如权利要求1所述的控制方法，其中，该预设距离是根据当该移动装置遇到该基站时该移动装置与该基站之间的距离来定义。

8.一种移动装置，包括：

一第一接收装置，用以接收来自一基站的一射线，其中，该第一接收装置根据该射线来获得由该移动装置所在的一起始位置指向该基站的方向以作为一目标方向；

一驱动装置，用以驱动该移动装置由该起始位置朝该目标方向移动；

一第二接收装置，用以接收该射线，其中，当该移动装置遇到位于该目标方向上且在一目标区域内的一第一障碍物时，该第二接收装置根据该射线来获得该移动装置与该基站之间的距离以作为一中间距离；以及

一判断装置，用以判断该中间距离是否等于一预设距离；

其中，假使该判断装置判断出该中间距离不等于该预设距离，该驱动装置驱动该移动装置绕过该第一障碍物并持续朝向该目标方向移动；以及

其中，假使该判断装置判断出该中间距离等于该预设距离，该驱动装置判断该第一障碍物即为该基站且驱动该移动装置停靠于该第一障碍物。

9.如权利要求8所述的移动装置，其中，该起始位置位于该目标区域外。

10.如权利要求9所述的移动装置，其中，当该移动装置遇到位于该目标方向上且在该目标区域外的一第二障碍物时，该驱动装置驱动该移动装置绕过该第二障碍物并持续朝向该目标方向移动。

11.如权利要求8所述的移动装置，其中，该起始位置位于该目标区域内。

12.如权利要求8所述的移动装置，其中，该第一接收装置是根据载于该射线上的一编码信号来获得该目标方向，且该编码信号是关于该基站的身份识别。

13.如权利要求8所述的移动装置，还包括：

一监控装置，用以监控该移动装置是否朝向该目标方向移动；

其中，假使该监控装置监测到该移动装置偏离该目标方向而朝一偏移方向移动时，该驱动装置驱动该移动装置由该偏移方向转回并朝向该目标方向移动。

14.如权利要求8所述的移动装置，其中，该预设距离是根据当该移动装置遇到该基站时该移动装置与该基站之间的距离来定义。