CN109212468A - 移动装置的方向定位系统及方法 - Google Patents

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    • G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
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    • G—PHYSICS
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Abstract

一种移动装置的方向定位系统包含有本体、第一反射镜、第二反射镜与多数个接收器，其中第一反射镜反射红外线信号至第二反射镜，第二反射镜再将红外线信号反射至接收器。接收器接收红外线信号，并将之通过微处理器根据信号密度差异而计算出移动装置相对红外线发射端的方向差，进而修正、调整移动装置的前进方向。一种方向定位方法即以前述系统为实施步骤的基础。

Description

移动装置的方向定位系统及方法
技术领域
本发明与移动装置有关；特别是指一种具有自动感应功能的移动装置的方向定位系统及方法。
背景技术
已知具有方向定位功能的移动装置，以小型的家用机器人为主，例如扫地机器人或是居家照护型机器人。前述机器人或因具备清洁功能，或因具备远程遥控、监看家中长者或幼者动态、提醒吃药等功能，甚至具备侦测一氧化碳功能，遂逐渐为市场接受与普及。
为维持机器人的正常运作，已知的移动装置设计有自动充电功能，即当移动装置的电力即将耗尽或是执行完默认功能之后，能自动回停泊处充电。现有引导移动装置回航的机制有采用预置模式，亦有采用导航(GPS)功能者，前者的微处理器根据预置程序以简单的法则走行，后者原理有如室内的卫星导航系统，使移动装置能知道现正身处于室内的哪一位置。
上述机制皆在于使得移动装置能顺利回到停泊处并与放置该处的充电器进行充电。也因此，如何使得移动装置能迅速且精确地回到停泊处充电，是相关技术开发者努力的方向。
公开内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种移动装置的方向定位系统及方法，可接收全方向的信号，以使移动装置迅速且精确地回到信号发出处。(二)技术方案
为了达成上述目的，本发明提供的一种移动装置的方向定位系统，用以接收一发射器的红外线信号，其包含一本体、一第一反射镜、一第二反射镜与多数个接收器。其中，第一反射镜具有一第一反射面；第二反射镜设置于该本体内部，且具有一第二反射面；该些接收器设置于该本体内部，且分布于该第二反射镜周围。
在一实施例中，该第一反射镜设置于该本体外部，该第二反射镜位于该第一反射镜的下方。
在一实施例中，该第一反射镜的该第一反射面接收并反射来自水平全方向的红外线信号，且该第一反射镜与该第二反射镜的其中至少之一为圆锥体，其圆锥面反射红外线信号。
在一实施例中，该第一反射镜的安装位置与该发射器的高度相当，以及该些接收器被以相同方位角设置。
本发明再提供一种移动装置的方向定位方法，即利用该第一反射面反射红外线信号至该第二反射面；利用该第二反射面反射红外线信号至该些接收器；以及，以该些接收器收到红外线信号的信号密度差异，计算出该移动装置相对该发射器的方向差。
本发明的效果在于该发射器的红外线信号通过该第一反射面反射至该第二反射面，且经过该第二反射面的反射而被该接收器所接收。
附图说明
图1为本发明一优选实施例的移动装置方向定位系统的侧面示意图；
图2为本发明上述优选实施例的移动装置方向定位系统的俯视示意图；
图3为包含本发明上述优选实施例的移动装置的环境应用示意图；
图4为本发明上述优选实施例的移动装置方向定位方法的流程图。
【符号说明】
100 移动装置
10 本体
12 第一反射镜
12a 第一反射面
14 第二反射镜
14a 第二反射面
16 接收器
200 发射器
A 精准定位区
L1、L2、L3 线
具体实施方式
为能更清楚地说明本发明，兹举一优选实施例并配合图式详细说明如后。请参图1至图4所示，为包含本发明优选实施例的方向定位系统的移动装置100，移动装置100可以是扫地机器人，也可以是居家照护型机器人，或者是其他适用于室内使用的机器人。移动装置100的移动方式可以是履带传动或是滚轮实现。
一个定点式发射器200配合移动装置100的方向定位系统而安置在室内的一隅，优选地，该发射器200结合于充电器(图未示)上，且相对地面有一高度距离，在本实施例中，发射器200为红外线发射器，其由主控电路搭配红外线发射源而可发出特定波长的红外线信号。
本实施例的方向定位系统包含一本体10、一第一反射镜12、一第二反射镜14与多数个接收器16。其中，该本体10的外形不限制是何种形态，其内部呈中空状。
本实施例中的该第一反射镜12、第二反射镜14与接收器16设置于该本体10内部。其中该第一反射镜12与该第二反射镜14分处上、下位置，且分别具有一圆锥体，该第一反射镜12的圆锥体的圆锥面构成第一反射面12a，该第二反射镜14的圆锥体的圆锥面构成第二反射面14a，且第一反射面12a正对第二反射面14a。该些接收器16为红外线接收器，且以相同方位角方式分布在该第二反射镜14的周围，在本实施例中使用三个接收器16，然于实务上则视需求增减，优选地，接收器16的数量越多越好。
该第一反射镜12的安装位置与该发射器200所处高度相当，虽然本实施例的第一反射镜12是位于本体10中，但仍可通过在本体10上开设镂空窗口或是其他的方式，来使得第一反射镜12的第一反射面12a能接收来自发射器200发出水平全方向的红外线信号，并顺利地将红外线信号反射至第二反射镜14。该第二反射镜14的第二反射面14a再将红外线信号反射至接收器16，并为接收器16所接收。
该些接收器16电性连接至一微处理器(图未示)，微处理器以接收器16收到红外线信号的信号密度差异，计算出该移动装置100相对该发射器200的方向差，据此以调整、修正该移动装置100的前进方向，使得该移动装置100能迅速且精确地回到该发射器200所在位置而为归位或是进行充电。前述信号密度包括但不限于接收器16所接收到红外线信号的强弱。诚如上述，当使用更多颗接收器16时，则可获得更精准的方位信息，以提高移动装置100回位的精准度。
另说明的是，本实施例的移动装置100除了通过上述技术而使移动装置100迅速且精确地回到发射器200所在位置，然于实务上不排除移动装置100包括有采用导航(GPS)功能或是预置模式的回航机制，通过导航功能或预置模式的设计，使得移动装置100能快速移动到图3所示的精准定位区A，以便本实施例的方向定位系统能更能充分发挥功效。前述精准定位区A是由线L1、L2及L3所围设的区域。
上述中，第一反射镜12虽是设置在本体10内部，然于其他应用例中，第一反射镜12可以是位于本体10外部的，换句话说，只要满足不妨碍接收并反射来自水平全方向的红外线信号的前提下，第一反射镜12的设置位置无须过度限制。另外，第一反射镜12及第二反射镜14虽是以圆锥面构成反射面，然于实务上，只要能有效反射红外线信号，第一反射镜12与第二反射镜14的其中至少一的反射面不以圆锥面为限，例如可以是具有曲率的弧面。
以上所述仅为本发明优选可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (7)

1.一种移动装置的方向定位系统，用以接收一发射器的红外线信号，其包含：
一本体；
一第一反射镜，具有一第一反射面；
一第二反射镜，设置于该本体内部，且具有一第二反射面；以及
多数个接收器，设置于该本体内部，且分布于该第二反射镜周围；
藉此，该发射器的红外线信号通过该第一反射面反射至该第二反射面，且经过该第二反射面的反射而被该些接收器所接收。
2.如-权利要求1所述移动装置的方向定位系统，其中该第一反射镜设置于该本体外部，该第二反射镜位于该第一反射镜的下方。
3.如权利要求1或2所述移动装置的方向定位系统，其中该第一反射镜的该第一反射面接收并反射来自水平全方向的红外线信号。
4.如权利要求3所述移动装置的方向定位系统，其中该第一反射镜与该第二反射镜的其中至少之一具有一圆锥体，其圆锥面反射红外线信号。
5.如权利要求1或2所述移动装置的方向定位系统，其中该第一反射镜的安装位置与该发射器的高度相当。
6.如权利要求1所述移动装置的方向定位系统，其中该些接收器被以相同方位角设置。
7.一种利用权利要求1所述系统的方向定位方法，包含步骤：
利用该第一反射面反射红外线信号至该第二反射面；
利用该第二反射面反射红外线信号至该些接收器；
以该些接收器收到红外线信号的信号密度差异，计算出该移动装置相对该发射器的方向差。
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