CN107422724B - 移动装置以及移动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动装置以及移动控制方法，移动装置适用于根据移动基准面而移动于表面上，包含：第一测距传感器，被配置成沿着第一轴向侦测第一测距传感器至表面的第一侦测距离；第二测距传感器，被配置成沿着第二轴向侦测第二测距传感器至表面的第二侦测距离；以及控制单元，被配置成在第一侦测距离的值位于第一范围时使移动装置以限速模式移动，并被配置成在第二侦测距离大于第二预定距离时使移动装置停止移动。第一测距传感器沿着第一轴向在移动基准面上具有第一投影。第二测距传感器沿着第二轴向在移动基准面上具有第二投影。第一投影与移动装置之间的距离大于第二投影与移动装置之间的距离。本发明可提供移动装置较大的移动性。

Description

移动装置以及移动控制方法

技术领域

本发明是有关于一种移动装置以及移动控制方法。

背景技术

一般来说，移动装置在特定的工作区域运行过程中，其本身是按照默认的行进模式移动。若移动装置在行进过程中因高度落差卡住或未能感应地面状况而由高处摔落，会造成移动装置的损伤而使得移动装置无法继续运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提高移动装置的移动距离，且提供移动装置较大的移动性的移动装置以及移动控制方法。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种移动装置，适用于根据移动基准面而移动于表面上。移动装置包含：第一测距传感器，被配置成沿着第一轴向侦测第一测距传感器至表面的第一侦测距离；第二测距传感器，被配置成沿着第二轴向侦测第二测距传感器至表面的第二侦测距离；以及控制单元，被配置成在第一侦测距离的值位于第一范围时使移动装置以限速模式移动，并被配置成在第二侦测距离大于第二预定距离时使移动装置停止移动。第一测距传感器沿着第一轴向在移动基准面上具有第一投影。第二测距传感器沿着第二轴向在移动基准面上具有第二投影。第一投影与移动装置之间的距离大于第二投影与移动装置之间的距离。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种移动控制方法，适用于根据移动基准面而移动于表面上的移动装置。移动控制方法包含：取得移动装置上的第一位置沿着第一轴向至表面的第一侦测距离，其中移动基准面与第一轴向之间具有第一交点；取得移动装置上的第二位置沿着第二轴向至表面的第二侦测距离，其中移动基准面与第二轴向之间具有第二交点，且第一交点与移动装置之间的距离大于第二交点与移动装置之间的距离；当第一侦测距离的值位于第一范围时，使移动装置以限速模式移动；以及当第二侦测距离大于第二预定距离时，使移动装置停止移动。

借此，当第一测距传感器侦测到段差时，控制单元可控制移动装置以较低的速度继续移动，并当第二测距传感器侦测到段差时可控制移动装置停止移动。因此，本发明可提高移动装置的移动距离，且提供移动装置较大的移动性。此外，当第二测距传感器侦测到段差而停止时，移动装置不会因为惯性而倾倒，也不会来不及减速而掉落至高度落差而卡住、或由高处摔落。

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图在下文中作出详细说明，应当理解的是上述一般描述和以下详细的描述仅为示例，旨在对所要求保护的本发明提供进一步的解释。

应当理解的是，发明内容中可能不包含本发明的所有方面和实施例，因此并不意味着以任何方式进行限制或限制。本发明的公开包括对本领域技术人员显而易见的各种改进和修改。

附图说明

为了更好地理解本发明，说明书包括附图并且附图构成说明书的一部分。附图例举说明了本发明的实施例，结合说明书的描述用来解释本发明的原理。

图1A及1B分别示出根据本发明一实施方式的移动装置的不同方向的侧视图。

图2A示出根据本发明一实施方式的反射率对应侦测距离的关系图。

图2B及2C示出根据本发明一实施方式的移动控制方法的流程图。

图3A及3B示出根据本发明一实施方式的移动装置于一表面上在不同时间点的侧视图。

图4A及4B分别示出根据本发明一实施方式的移动装置于一表面上在不同时间点的侧视图。

图5A及5B分别示出根据本发明一实施方式的移动装置于另一表面上在不同时间点的侧视图。

具体实施方式

请参照图1A及1B。图1A及1B分别示出根据本发明一实施方式的移动装置1的不同方向的侧视图。本实施方式的移动装置1适用于根据移动基准面P而移动于表面S上。如图1A及1B所示，在本实施方式中，移动装置1包含移动本体10、第一测距传感器12、第二测距传感器14、控制单元16以及驱动轮18。移动基准面P是由多个驱动轮18最接近表面S的部位所定义。也就是说，多个驱动轮18最接近表面S的部位都位于移动基准面P上。在其它实施方式中，移动基准面P可由任何移动装置1中最靠近表面S的部位所定义。

在图1A及1B中，第一测距传感器12以及第二测距传感器14位于移动本体10上，且分别设置于移动本体10的第一位置160以及第二位置162。在一实施方式中，第一测距传感器12以及第二测距传感器14分别与表面S相距距离为第一高度H1以及第二高度H2，且第一高度H1不同于第二高度H2。第一测距传感器12被配置成沿着第一轴向A1侦测第一测距传感器12至表面S的第一侦测距离T1。第二测距传感器14被配置成沿着第二轴向A2侦测第二测距传感器14至表面S的第二侦测距离T2，且第一轴向A1不平行于第二轴向A2。本实施方式的第一侦测距离T1以及第二侦测距离T2为变量，其分别根据第一测距传感器12以及第二测距传感器14至反射表面的距离而变化。在一实施方式中，第一高度H1相同于第二高度H2，而第一轴向A1不平行于第二轴向A2。在一实施方式中，第一高度H1不同于第二高度H2，而第一轴向A1平行于第二轴向A2。

在图1A及1B中，第一测距传感器12沿着第一轴向A1朝表面S射出第一光线L1，而第二测距传感器14沿着第二轴向A2朝表面S射出第二光线L2。第一测距传感器12沿着第一轴向A1在移动基准面P上具有第一投影P1，而第二测距传感器14沿着第二轴向A2在移动基准面P上具有第二投影P2。第一投影P1与移动装置1之间的距离大于第二投影P2与移动装置1之间的距离。移动基准面P与第一轴向A1之间具有第一交点I1，而移动基准面P与第二轴向A2之间具有第二交点I2。第一交点I1与移动装置1之间的距离大于第二交点I2与移动装置1之间的距离。移动装置1的移动本体10通过驱动轮18支撑于表面S，且辅助移动本体10在表面S上移动，但本发明不以此为限。

图2A示出根据本发明一实施方式的反射率对应侦测距离的关系图。为了将移动装置1应用于不同反射率的表面，本实施方式将第一测距传感器12所射出的第一光线L1相对于不同表面的反射率做算法处理。详细而言，在相同的环境下，搜集第一测距传感器12所射出的第一光线L1对于具有不同反射率的表面的反射资料，并搜集在相同反射率的表面下对于不同反射距离的反射数据，且比对沿着第一轴向A1第一测距传感器12与反射面之间的实际距离(在本实施方式中也被称为第一预定距离)。借此，建立第一测距传感器12的第一预定距离与反射率之间的关系式，即图2A中的关系式R。在本实施方式中，第一预定距离与反射率呈正相关。因此，移动装置1的控制单元16接收第一测距传感器12所量到的数据后，可回推反射物的材质，再回推此反射物与第一测距传感器12之间的实际距离。

然而，由于第一测距传感器12所射出的第一光线L1与反射面相距距离较远，因而所侦测的数据会有误差。因此，本实施方式将误差范围定义为第一预定距离的百分之五，但本发明不以此误差范围为限。根据前述误差范围将反射率对应侦测距离之间定义不同的范围DS、D1以及D2。如图2A所示，在特定反射率下，当侦测距离的值小于第一范围D1而位于安全范围DS，代表移动装置1所侦测到的距离实质上相同于第一预定距离。当侦测距离的值位于大于第一范围D1的第二范围D2，代表移动装置1侦测到段差。当侦测距离的值位于第一范围D1，代表移动装置1可能侦测到段差或可能侦测到具有不同反射率的表面。

请参照图2B及2C，并配合参照图1B以及图2A。图2B及2C分别示出根据本发明一实施方式的移动控制方法的流程图，其中图2B所示的移动控制方法依据移动装置1的第一测距传感器12，图2C所示的移动控制方法依据移动装置1的第二测距传感器14。尽管本发明将所公开的移动控制方法示出及描述为一系列步骤或事件，但应了解到，并不以限制性意义解读此类步骤或事件的所示出的次序。举例而言，除本发明示出及/或描述的次序外，一些步骤可以不同次序发生及/或与其它步骤或事件同时发生。另外，实施本发明描述的一个或多个方面或实施方式可并不需要全部示出的操作。进一步地，可在一个或多个独立步骤及/或阶段中实施本发明所描绘的步骤中的一个或多个。

在图2B中，依据移动装置1的第一测距传感器12的移动控制方法包含步骤701至步骤705，并配合参照图1B。

在步骤701中，取得移动装置1的第一位置160上的第一测距传感器12沿着第一轴向A1至表面S的第一侦测距离T1。

步骤702为维持移动速度判断。在步骤702中，可通过控制单元16进行运算判断，并将指令输出。若第一侦测距离T1的值小于第一范围D1而位于安全范围DS时，则可根据步骤7020使移动装置1的移动速度维持以第一速度移动，并重新进行步骤701。若第一侦测距离T1的值并不小于第一范围D1时，则进行步骤703。

步骤703为停止移动判断。在步骤703中，可通过控制单元16进行运算判断，并将指令输出。若第一侦测距离T1的值位于第二范围D2时，则可根据步骤7030使移动装置1停止移动。可选地，在其它实施方式中，若第一侦测距离T1的值位于第二范围D2时，则可使移动装置1进行转向或退后。此外，若第一侦测距离T1的值不位于第二范围D2而位于第一范围D1时，则进行步骤704。

在步骤704中，在一时间区间内，可通过控制单元16控制移动装置1以限速模式移动，且持续侦测第一侦测距离T1的值。在本实施方式中，限速模式为使移动装置1的移动速度由第一速度降低至第二速度，或使移动装置1的移动速度维持以第二速度移动，但本发明不以此为限。在本实施方式中，时间区间的长度定义为至少大于移动装置1以第二速度移动下移动第一交点I1与第二交点I2之间相距的距离所需的时间(见图1B)，但本发明不以此定义为限。

步骤705为取消限速模式判断。在步骤705中，可通过控制单元16进行运算判断，并将指令输出。若在前述的时间区间内，第一侦测距离T1的值小于第一范围D1而位于安全范围DS，则可根据步骤7050在前述的时间区间结束时取消限速模式，并重新进行步骤701。若在前述的时间区间内，第一侦测距离T1的值并不小于第一范围D1，则重新进行步骤703。

在图2C中，依据移动装置1的第二测距传感器14的移动控制方法包含步骤801以及步骤802，并配合参照图1B。

在步骤801中，取得移动装置1的第二位置162上的第二测距传感器14沿着第二轴向A2至表面S的第二侦测距离T2。

步骤802为停止移动判断。在步骤802中，可通过控制单元16进行运算判断，并将指令输出。若第二侦测距离T2大于第二预定距离(即，沿着第二轴向A2第二测距传感器14与反射面之间的实际距离)，则控制单元16被配置成使移动装置1停止移动。可选地，在其它实施方式中，若第二侦测距离T2大于第二预定距离时，则可使移动装置1进行转向或退后。此外，若第二侦测距离T2小于第二预定距离，则重新进行步骤801。

如图1B所示，在本实施方式中，第一测距传感器12沿着第一轴向A1朝表面S射出第一光线L1。第一测距传感器12沿着第一轴向A1侦测第一测距传感器12与表面S之间具有第一侦测距离T1。此时，第一侦测距离T1的值小于第一范围D1(见图2A)，控制单元16控制移动装置1的移动速度维持以第一速度移动。

此外，第二测距传感器14沿着第二轴向A2侦测第二测距传感器14与表面S之间具有第二侦测距离T2。此时，第二侦测距离T2实质上等于第二预定距离。因此，控制单元16不会使移动装置1停止移动。

请参照图3A及3B。图3A及3B分别示出根据本发明一实施方式的移动装置1于表面S1上在不同时间点的侧视图，其中表面S1包含表面S10、表面S12以及表面S14。表面S10、表面S12以及表面S14位于移动基准面P上，且表面S12位于表面S10与表面S14之间。表面S10以及表面S14的反射率大于表面S12的反射率。也就是说，表面S10以及表面S14由反射率较高的材质所构成，而表面S12由反射率较低的材质所构成。如图3A所示，在本实施方式中，第一测距传感器12以及第二测距传感器14分别沿着第一轴向A1以及第二轴向A2朝表面S10射出第一光线L1以及第二光线L2。第一测距传感器12沿着第一轴向A1侦测第一测距传感器12与表面S10之间具有第一侦测距离T1。此时，第一侦测距离T1的值小于第一范围D1，控制单元16控制移动装置1的移动速度维持以第一速度移动。

在图3B中，第一测距传感器12沿着第一轴向A1朝表面S12射出第一光线L1。由于表面S12具有较低的反射率，第一侦测距离T1的值会位于第一范围D1。此时，控制单元16会将移动装置1以限速模式移动。也就是说，控制单元16会将移动装置1的移动速度由第一速度降低至第二速度，维持以第二速度移动一时间区间，且持续侦测该第一侦测距离T1的值。

接着，第一测距传感器12沿着第一轴向A1持续朝表面S12射出第一光线L1。在第一光线L1相交于表面S12上的任一时间点，第一侦测距离T1的值实质上会位于第一范围D1。控制单元16会重设时间的记数器，在前述的时间点起算的另一时间区间内，维持以第二速度移动另一时间区间，且持续侦测第一侦测距离T1的值。

接着，当第一测距传感器12所射出的第一光线L1由表面S12离开而接触至表面S14之后，由于表面S14具有较高的反射率，第一侦测距离T1的值实质上都小于第一范围D1。因此，控制单元16会在另一时间区间结束时取消限速模式。也就是说，控制单元16会将移动装置1的移动速度会由第二速度提高至第一速度。

此外，在本实施方式中，第二测距传感器14沿着第二轴向A2侦测第二测距传感器14与表面S2之间具有第二侦测距离T2。此时，第二侦测距离T2实质上等于第二预定距离。因此，控制单元16不会使移动装置1停止移动。

请参照图4A及4B。图4A及4B分别示出根据本发明一实施方式的移动装置1于表面S2上在不同时间点的侧视图，其中表面S2包含表面S20以及表面S22。表面S20位于移动基准面P上，而表面S22位于移动基准面P相对于移动装置1的一侧。如图4A所示，在本实施方式中，第一测距传感器12以及第二测距传感器14分别沿着第一轴向A1以及第二轴向A2朝表面S2射出第一光线L1以及第二光线L2。当第一测距传感器12所射出的第一光线L1相交于表面S22上时，由于表面S22远离移动基准面P与第一轴向A1之间的第一交点I1，第一侦测距离T1的值会位于第一范围D1。此时，控制单元16会将移动装置1以限速模式移动。也就是说，控制单元16会将移动装置1的移动速度由第一速度降低至第二速度，维持以第二速度移动一时间区间，且持续侦测该第一侦测距离T1的值。

接着，第一测距传感器12沿着第一轴向A1持续朝表面S22射出第一光线L1。在第一光线L1相交于表面S22上的任一时间点，第一侦测距离T1的值实质上会位于第一范围D1。控制单元16会重设时间的记数器，在前述的时间点起算的另一时间区间内，维持以第二速度移动另一时间区间，且持续侦测第一侦测距离T1的值。

在图4B中，当第二测距传感器14所射出的第二光线L2由表面S20离开而接触至表面S22之后，由于表面S22远离移动基准面P与第二轴向A2之间的第二交点I2，进而第二侦测距离T2会大于第二预定距离。因此，在移动装置1以第二速度移动的情况下，控制单元16会使移动装置1停止移动。在其它实施方式中，控制单元16可使移动装置1进行转向或退后。此外，本实施方式中的第二速度定义为移动装置1以第二速度移动至停止时不会倾倒的速度，但本发明不以此为限。

在其它实施方式中，表面S22明显远离移动基准面P。当第一测距传感器12所射出的第一光线L1相交于表面S22上时，第一侦测距离T1的值会位于大于第一范围D1的第二范围D2。因此，控制单元16会使移动装置1减速至停止移动。在其它实施方式中，控制单元16可使移动装置1进行转向或退后。

借此，当第一测距传感器12侦测到段差时，控制单元16可控制移动装置1以较低的速度继续移动，并当第二测距传感器14侦测到段差时可控制移动装置1停止移动。因此，本实施方式的移动装置1可提高移动装置1的移动距离，且提供移动装置1较大的移动性。此外，当第二测距传感器14侦测到段差而停止时，本实施方式的移动装置1不会因为惯性而倾倒，也不会来不及减速而掉落至高度落差而卡住、或由高处摔落。

请参照图5A及5B。图5A及5B分别示出根据本发明的一实施方式的移动装置1于表面S3上在不同时间点的侧视图，其中表面S3包含表面S30、S32以及表面S34。表面S30以及表面S34位于移动基准面P上。表面S32位于表面S30与表面S34之间，且位于移动基准面P相对于移动装置1的一侧。

如图5A所示，在本实施方式中，第一测距传感器12以及第二测距传感器14分别沿着第一轴向A1以及第二轴向A2朝表面S3射出第一光线L1以及第二光线L2。当第一测距传感器12所射出的第一光线L1相交于表面S32上时，由于表面S32远离移动基准面P与第一轴向A1之间的第一交点I1，第一侦测距离T1的值会位于第一范围D1。此时，控制单元16会将移动装置1以限速模式移动。也就是说，控制单元16会将移动装置1的移动速度由第一速度降低至第二速度，维持以第二速度移动一时间区间，且持续侦测该第一侦测距离T1的值。

接着，第一测距传感器12沿着第一轴向A1持续朝表面S32射出第一光线L1。在第一光线L1相交于表面S32上的任一时间点，第一侦测距离T1的值实质上会位于第一范围D1。控制单元16会重设时间的记数器，在前述的时间点起算的另一时间区间内，维持以第二速度移动另一时间区间，且持续侦测第一侦测距离T1的值。

接着，当第一测距传感器12所射出的第一光线L1由表面S32离开而接触至表面S34之后，由于表面S34位于移动基准面P上，第一侦测距离T1的值实质上会小于第一范围D1。因此，控制单元16会在第一测距传感器12所射出的第一光线L1离开表面S32之后，使移动装置1维持以第二速度移动另一时间区间，并在前述的时间区间结束时取消该限速模式而提高速度至第一速度。

在图5B中，在前述的另一时间区间结束之前，当第二测距传感器14所射出的第二光线L2由表面S30离开而接触至表面S32之后，由于表面S32远离移动基准面P与第二轴向A2之间的第二交点I2，进而第二侦测距离T2会大于第二预定距离。因此，在移动装置1以第二速度移动的情况下，控制单元16会使移动装置1停止移动。

在其它实施方式中，表面S32明显远离移动基准面P。当第一测距传感器12所射出的第一光线L1相交于表面S32上时，第一侦测距离T1的值会位于大于第一范围D1的第二范围D2。因此，控制单元16会使移动装置1减速至停止移动。在其它实施方式中，控制单元16可使移动装置1进行转向或退后。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明所公开的实施例的结构进行各种修改和变化。综上所述，本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种移动装置，适用于根据移动基准面而移动于表面上，其特征在于，所述移动装置包含：

第一测距传感器，被配置成沿着第一轴向侦测所述第一测距传感器至所述表面的第一侦测距离；

第二测距传感器，被配置成沿着第二轴向侦测所述第二测距传感器至所述表面的第二侦测距离，其中所述第一测距传感器沿着所述第一轴向在所述移动基准面上具有第一投影，所述第二测距传感器沿着所述第二轴向在所述移动基准面上具有第二投影，且所述第一投影与所述移动装置之间的距离大于所述第二投影与所述移动装置之间的距离；以及

控制单元，被配置成在所述第一侦测距离的值位于第一范围时使所述移动装置以限速模式移动，在所述第一侦测距离的值小于所述第一范围而位于安全范围时使所述移动装置的移动速度维持不变，并被配置成在所述第二侦测距离大于第二预定距离时使所述移动装置停止移动。

2.根据权利要求1所述的移动装置，其特征在于，所述控制单元是根据所述限速模式而使所述移动装置的移动速度由第一速度降低至第二速度。

3.根据权利要求1所述的移动装置，其特征在于，所述控制单元还被配置成在所述移动装置以所述限速模式移动后的时间区间内，持续侦测所述第一侦测距离的值，且被配置成在判定所述第一侦测距离的值在所述时间区间内都小于所述第一范围时，使所述时间区间结束时取消所述限速模式。

4.根据权利要求1所述的移动装置，其特征在于，所述控制单元还被配置成在所述移动装置以所述限速模式移动后的时间区间内，持续侦测所述第一侦测距离的值，并被配置成在判定所述第一侦测距离的值在所述时间区间内的时间点位于所述第一范围时，使所述移动装置维持以所述限速模式移动。

5.根据权利要求1所述的移动装置，其特征在于，所述控制单元还被配置成在所述第一侦测距离的值位于大于所述第一范围的第二范围时，使所述移动装置停止移动。

6.一种移动控制方法，适用于根据移动基准面而移动于表面上的移动装置，其特征在于，所述移动控制方法包含：

取得所述移动装置上的第一位置沿着第一轴向至所述表面的第一侦测距离，其中所述移动基准面与所述第一轴向之间具有第一交点；

取得所述移动装置上的第二位置沿着第二轴向至所述表面的第二侦测距离，其中所述移动基准面与所述第二轴向之间具有第二交点，且所述第一交点与所述移动装置之间的距离大于所述第二交点与所述移动装置之间的距离；

当所述第一侦测距离的值位于第一范围时，使所述移动装置以限速模式移动；

当所述第一侦测距离的值小于所述第一范围而位于安全范围时，使所述移动装置的移动速度维持不变；以及

当所述第二侦测距离大于第二预定距离时，使所述移动装置停止移动。

7.根据权利要求6所述的移动控制方法，其特征在于，当所述第一侦测距离的值位于所述第一范围时，使所述移动装置以所述限速模式移动的步骤包含：

使所述移动装置的移动速度由第一速度降低至第二速度。

8.根据权利要求6所述的移动控制方法，其特征在于，所述移动控制方法还包含：

所述在使所述移动装置以所述限速模式移动后的时间区间内，持续侦测所述第一侦测距离与第一预定距离之间的差值；以及

在所述第一侦测距离的值在所述时间区间内都小于所述第一范围时，在所述时间区间结束时取消所述限速模式。

9.根据权利要求6所述的移动控制方法，其特征在于，所述移动控制方法还包含：

在使所述移动装置以所述限速模式移动后的时间区间内，持续侦测所述第一侦测距离的值；以及

在所述第一侦测距离的值在所述时间区间内的时间点位于所述第一范围时，使所述移动装置维持以所述限速模式移动。

10.根据权利要求9所述的移动控制方法，其特征在于，所述移动控制方法还包含：

在所述时间点起算的另一时间区间内，持续侦测所述第一侦测距离的值；

在所述第一侦测距离的值在所述另一时间区间内都小于所述第一范围时，在所述另一时间区间结束时取消所述限速模式；以及

在所述第一侦测距离的值在所述另一时间区间内的另一时间点位于所述第一范围时，使所述移动装置维持以所述限速模式移动。

11.根据权利要求6所述的移动控制方法，其特征在于，所述移动控制方法还包含：

在所述第一侦测距离的值位于大于所述第一范围的第二范围时，使所述移动装置停止移动。

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