CN116481529A - 导航装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导航装置，搭配于无线辨识标签。该导航装置包括移动式信号收发器以及运算处理器。该移动式信号收发器用来发出侦测信号，并且接收对应于该侦测信号的激发信号。该运算处理器电连接该移动式信号收发器。该运算处理器分析该激发信号以取得该移动式信号收发器和该无线辨识标签的相对位置关系，并且根据该相对位置关系生成移动参数以相应移动该移动式信号收发器。导航装置的移动式信号收发器搭配无线辨识标签，可用来划设虚拟边界或虚拟围栏、或是记录特定物件的移动轨迹与最终位置、或是应用在居家防盗方案。无线辨识标签不需具备储电元件，能够提供详细标记信息以指定特殊任务，故能结合区域性地图发展出多样化的应用态样。
Description
技术领域
本发明涉及一种导航装置，特别是有关一种搭配于无线辨识标签的导航装置。
背景技术
传统的扫地机器人会自动侦测且避开障碍物以进行清洁，例如使用影像侦测技术或光信号侦测技术，而影像侦测技术易受到环境光变化、或待测物件的形变或光影变化而降低其辨识准确率，光信号侦测技术则可能因物件材质的反射率或折射率影响其辨识准确率。除此之外，扫地机器人的侦测器设置在顶部，难以侦测到某些低矮障碍物，例如地毯；或者，使用者期望扫地机器人要避开某些没有设置障碍物的区域，故现有解决方案会利用红外线发射器划分界线，意即将红外线发射器排列在地毯或地板上，由扫地机器人侦测红外线发射器的红外线信号来作为虚拟墙。然而，红外线发射器需配置储电元件，由储电元件供应电力给信号发射元件以维持虚拟墙的建立，因此会有电量减弱造成虚拟墙失效的缺陷，需要定期检查电力以判断是否需进行充电或更换储电元件，造成使用上的不便。传统扫地机器人与红外线发射器的组合因需频繁更换储电元件而具有使用不便且成本昂贵的缺点。
发明内容
本发明公开一种搭配于无线辨识标签的导航装置。
本发明进一步公开一种导航装置，搭配于无线辨识标签。该导航装置包括移动式信号收发器以及运算处理器。该移动式信号收发器用来发出侦测信号，并且接收对应于该侦测信号的激发信号。该运算处理器电连接该移动式信号收发器。该运算处理器分析该激发信号以取得该移动式信号收发器和该无线辨识标签的相对位置关系，并且根据该相对位置关系生成移动参数以相应移动该移动式信号收发器。
本发明还公开该运算处理器进一步根据该相对位置关系判断该无线辨识标签的位置信息，并且根据该位置信息决定是否发出警示信息、或是开启或关闭该导航装置的特定功能。
本发明还公开该运算处理器进一步根据该相对位置关系判断该移动式信号收发器是否抵达或离开特定区域，并且相应开启或关闭该导航装置的特定功能。
本发明还公开该导航装置具有区域性地图，该运算处理器进一步根据该相对位置关系修正该移动式信号收发器在该区域性地图内的座标信息。
本发明还公开该导航装置具有区域性地图，该运算处理器进一步根据该相对位置关系判断该无线辨识标签是否停留在该区域性地图的允许范围内。
本发明还公开该导航装置具有区域性地图，该运算处理器进一步根据该相对位置关系建立该无线辨识标签在该区域性地图内的移动轨迹。
本发明还公开该导航装置具有区域性地图，该运算处理器进一步根据该相对位置关系判断该无线辨识标签在该区域性地图内的座标信息，并且根据该座标信息发出控制指令以驱动外部装置。
本发明还公开该无线辨识标签的数量为两个或两个以上，该运算处理器进一步根据该移动式信号收发器和该些无线辨识标签的相对位置关系分析该些无线辨识标签之间的位置变化，并且根据该位置变化决定是否发出警示信息。
本发明还公开该无线辨识标签的数量为两个或两个以上，该运算处理器进一步根据该移动式信号收发器和该些无线辨识标签的相对位置关系设定虚拟边界，并控制该移动式信号收发器跨越或不可跨越该虚拟边界。该运算处理器进一步在该移动式信号收发器跨越该虚拟边界时，启动或关闭该导航装置的特定功能。
本发明还公开该无线辨识标签的数量为两个或两个以上，该运算处理器进一步根据该移动式信号收发器和该些无线辨识标签的相对位置关系设定虚拟围栏，以将该移动式信号收发器的活动范围限定在该虚拟围栏内。
本发明还公开该运算处理器读取该无线辨识标签的标记信息，并且依照该标记信息开启或关闭该导航装置的特定功能。
本发明的导航装置可具有配对于无线辨识标签的移动式信号收发器；导航装置可为扫地机器人或类似电子设备，移动式信号收发器则表示其相对于地板的位置会随着扫地机器人而移动。导航装置会根据无线接收信号强度、或到达角度测距、或类似的技术原理，计算出导航装置相对于无线辨识标签的距离和角度变化，从而启动或关闭导航装置的相应功能。导航装置的移动式信号收发器搭配无线辨识标签，可用来划设虚拟边界或虚拟围栏、或是记录特定物件的移动轨迹与最终位置、或是应用在居家防盗方案。无线辨识标签不需具备储电元件，可长期使用不需更换，并且能够提供详细标记信息以指定特殊任务，故能结合区域性地图发展出多样化的应用态样。
附图说明
图1为本发明实施例的导航装置的功能方块图。
图2为本发明第一实施例的导航装置与无线辨识标签的应用示意图。
图3为本发明第二实施例的导航装置与无线辨识标签的应用示意图。
图4为本发明第三实施例的导航装置与无线辨识标签的应用示意图。
图5为本发明第四实施例的导航装置与无线辨识标签的应用示意图。
图6为本发明第五实施例的导航装置与无线辨识标签的应用示意图。
其中，附图标记说明如下：
10 导航装置
12 无线辨识标签
14 移动机构
16 移动式信号收发器
18 运算处理器
具体实施方式
请参阅图1，图1为本发明实施例的导航装置10的功能方块图。导航装置10可搭配于一个或多个无线辨识标签12，利用无线辨识标签12的位置提供各种定位信息的变化应用。举例来说，导航装置10可能是扫地机器人、或其它具有自主移动功能的电子设备；无线辨识标签12可以是无线射频辨识标签、多重无线标签、电池辅助型被动标签、或是可以通过无线信号去识别特定目标且读写相关信息的任意无线通讯元件。无线辨识标签12可以安装在活动物体上，例如生物体或可动机器，用来判断活动物体的移动轨迹或所在位置。无线辨识标签12还可以安装在固定位置；当导航装置10靠近或跨越无线辨识标签12时，导航装置10可读取无线辨识标签12以取得所在区域的相关信息。
导航装置10可包括移动机构14、移动式信号收发器16以及运算处理器18。移动机构14可以是滚轮机构、履带机构、或是可移动导航装置10本体的其它等效机构。移动式信号收发器16可随着移动机构14的作动而在承载面上相应移动；若导航装置10为扫地机器人，承载面即可为地板，然实际应用不限于此。移动式信号收发器16可持续不断或间歇性发出侦测信号。无线辨识标签12感应到侦测信号时会生成激发信号，以使移动式信号收发器16能够接收到相应于侦测信号的激发信号。运算处理器18可电连接移动式信号收发器16。运算处理器18会分析激发信号取得移动式信号收发器16和无线辨识标签12的相对位置关系，并且根据相对位置关系生成移动参数以驱使移动机构14相应移动导航装置10。
请参阅图2，图2为本发明第一实施例的导航装置10与无线辨识标签12的应用示意图。第一实施例中，无线辨识标签12的数量为一个，可以设置在需要特殊标记信息的地点；以图2为例，无线辨识标签12可以设置在落地灯旁，并且提供不能碰撞的标记信息。当导航装置10从远方逐渐接近落地灯及其无线辨识标签12，可以在移动式信号收发器16和无线辨识标签12的相对位置关系低于预定门槛值时，降低导航装置10的移动速度、或是停止导航装置10前进、或是将导航装置10转向以避免碰撞到落地灯。
第一实施例中，导航装置10可以无线辨识标签12为中心划设一个特定区域，例如半径0.5米的圆形区域。特定区域的边界即为前述的预定门槛值。导航装置10靠近、或接触、或跨越特定区域的边界时，则可自动开启或关闭导航装置10的特定功能，意即，降低导航装置10的移动速度、或是停止导航装置10前进、或是将导航装置10转向以避免碰撞到落地灯。
第一实施例还可以有其它的变化态样。若房门安装了垂地门廉，无线辨识标签12可以设置在门廉上，并且提供可以打扫的标记信息。导航装置10靠近门廉的无线辨识标签12时，读取到可以打扫的标记信息，就可以驱动移动机构14维持相同的移动速度使得导航装置10穿越垂地门廉，以从房间内移动到房门外继续打扫。或者，无线辨识标签12还可以安装在垃圾桶上，并且提供加强打扫的标记信息；导航装置10靠近垃圾桶及其无线辨识标签12时，读取到加强打扫的标记信息，则可驱动导航装置10提供吸力、或是驱动导航装置10在垃圾桶旁的预定范围内重复清洁。
请参阅图3，图3为本发明第二实施例的导航装置10与无线辨识标签12的应用示意图。第二实施例中，无线辨识标签12的数量为两个，两个无线辨识标签12之间可形成虚拟边界，例如设置在房门的两侧。虚拟边界即为两个无线辨识标签12之间的连接线。当导航装置10从远方逐渐接近无线辨识标签12，导航装置10可以根据移动式信号收发器12和无线辨识标签12的相对位置关系，判断导航装置10是否即将抵达虚拟边界，并且依照两个无线辨识标签12的预设标记信息去控制导航装置10继续前进以跨越虚拟边界、或是控制导航装置10在碰触到虚拟边界前即停止前进或转向而不跨越虚拟边界。
两个无线辨识标签12的标记信息除了注记可以跨越或不可跨越等信息，还可以进一步记录是否开启或关闭导航装置10的特定功能的信息。举例来说，两个无线辨识标签12如提供可以跨越且关闭扫地功能的标记信息，导航装置10跨越虚拟边界后即关闭吸尘机构，表示导航装置10只清洁房内区域，离开房间就停止清洁仅直接回到充电座。或者，两个无线辨识标签12如提供可以跨越且开启擦地功能的标记信息，导航装置10跨越虚拟边界后可开启水箱的释水功能，让导航装置10离开房间后就同时进行扫地与拖地的清洁功能。无线辨识标签12的标记信息内容与导航装置10的相关功能的开启与关闭不限于前揭实施态样，端依实际需求而定。
请参阅图4，图4为本发明第三实施例的导航装置10与无线辨识标签12的应用示意图。第三实施例中，无线辨识标签12的数量可为三个或三个以上，用来设定虚拟围栏；如图4所示，无线辨识标签12可能分别设置在地毯的四个边角。虚拟围栏的各边界为两相邻无线辨识标签12之间的连接线。当导航装置10接近无线辨识标签12，导航装置10可根据移动式信号收发器16和无线辨识标签12的相对位置关系，判断导航装置10是否即将进入或离开虚拟围栏，从而决定要禁止导航装置10进入虚拟围栏、或是将导航装置10限定在虚拟围栏内。无线辨识标签12也可以提供标记信息，让导航装置10在进入或离开虚拟围栏时启动或关闭其特定功能。
请参阅图5，图5为本发明第四实施例的导航装置10与无线辨识标签12的应用示意图。第四实施例中，两个或两个以上的无线辨识标签12还可以分别安装在房门与邻近的墙壁、或是两扇相邻的窗户；房门与邻近墙壁的两个无线辨识标签12为一组配对，相邻窗户的两个无线辨识标签12为另一组配对。导航装置10能分析移动式信号收发器16和该些无线辨识标签12的相对位置关系，从而判断每一组配对的两个无线辨识标签12的位置变化，例如相互远离或接近。每一组配对无线辨识标签12的位置相互远离表示门窗被开启，而位置相互接近则表示门窗被关闭。因此，无线辨识标签12还可应用在居家防盗，导航装置10会侦测无线辨识标签12的位置变化去判断门窗是否非预期性地开启或关闭，从而决定是否发出警示信息给预先设定好的关系人、或是直接联络保全中心。
请参阅图6，图6为本发明第五实施例的导航装置10与无线辨识标签12的应用示意图。无线辨识标签12可以挂在生物体身上。若无线辨识标签12挂在病人身上，导航装置10在打扫过程中，能根据移动式信号收发器16和无线辨识标签12的相对位置关系判断配戴无线辨识标签12的病人的位置信息，并根据位置信息决定是否发出警示信息。举例来说，若导航装置10利用无线辨识标签12辨识病人长时间停留在座椅区，可认定病人在看电视或休息，属于正常情况而不需发出警示信息；若导航装置10通过无线辨识标签12发现病人长时间停留在空旷区或厕所，会担忧病人可能昏迷，故会发送警示信息给预先设定好的关系人、或是直接联络医疗专线。
进一步来看，导航装置10可先依照历史轨迹记录界定其活动范围的区域性地图，例如预先设定区域性地图的厕所的所在位置。如果导航装置10利用无线辨识标签12发现病人停留在厕所，导航装置10可先去清洁其它区域，例如客厅，并且设定隔一段预设时间再次回来厕所，检查病人是否仍在厕所；若连续多次检查都发现病人留在厕所、或病人留在厕所超出预设时间，表示病人有昏迷危险，就会发送警示信息给关系人或医疗专线。
若无线辨识标签12配戴在特定物件身上，也能根据移动式信号收发器16和无线辨识标签12的相对位置关系判断特定物件的位置信息。特定物件可能是手机、钥匙、电视遥控器等易丢失的重要物件；特定物件可能被使用者随手乱放、或是宠物咬去当玩具。特定物件可能掉在桌椅下方、或其它不易寻找的地方。特定物件还可以是猫狗等宠物，会自己躲到床底等角落。导航装置10可开启其特定功能，例如记录无线辨识标签12的移动变化与最后位置，让使用者能方便快速地找到特定物件。
若无线辨识标签12配戴在病人或宠物身上，导航装置10可以无线辨识标签12为中心划设一个特定区域，例如圆形区域。导航装置10可根据移动式信号收发器16和无线辨识标签12的相对位置关系，判断其是否抵达或离开特定区域，从而相应触发开启或关闭导航装置10的特定功能。若导航装置10判断即将抵达特定区域，表示导航装置10快要碰撞到病人或宠物，故可停止导航装置10的打扫功能、或是利用移动机构14驱动导航装置10沿着特定区域的外缘环绕打扫，避免导航装置10撞击惊吓到病人或宠物。
导航装置10除了依照其历史轨迹记录界定所在范围的区域性地图，还可一并记录安装在固定位置的无线辨识标签12在区域性地图内的座标信息，例如安装在落地灯、门廉、垃圾桶、房门两侧、地毯边角的无线辨识标签12。当导航装置10以预先记录的区域性地图作为参考标准行进移动时，还可利用移动式信号收发器16和无线辨识标签12的相对位置关系校正导航装置10在区域性地图的座标信息。举例来说，安装在落地灯、门廉、垃圾桶、房门两侧、地毯边角的无线辨识标签12会各自有其特殊编号；若导航装置10以区域性地图参考标准移动到落地灯旁，可依照其相对于安装在落地灯的无线辨识标签12的相对位置关系，判断是否正确移动到落地灯旁、或是离落地灯尚有过长间距，从而决定是否需修正导航装置10在区域性地图的定位点。
若具有特殊编号的无线辨识标签12安装在允许范围的边界，例如安装在厨房门口的两侧，而具有另一特殊编号的无线辨识标签12安装在宠物身上，导航装置10可根据移动式信号收发器16和该些无线辨识标签12(安装在允许范围的边界)的相对位置关系、以及移动式信号收发器16和该些无线辨识标签12(安装在宠物身上)的相对位置关系，判断宠物是否进入、或离开、或停留在区域性地图的允许范围内，并相应开启或关闭导航装置10的特定功能。如此一来，导航装置10可在打扫过程中分析宠物是否进入允许范围，若宠物跑进厨房，可通过导航装置10远端发出声音信息，呼唤宠物离开。声音信息可以是预录信息、或是使用者在远端即时呼叫。
若具有特殊编号的无线辨识标签12安装在落地灯，具有另一特殊编号的无线辨识标签12安装在病人身上，导航装置10还可以根据移动式信号收发器16和设置在落地灯的无线辨识标签12的相对位置关系、以及移动式信号收发器16和安装在病人身上的无线辨识标签12的相对位置关系，判断病人在区域性地图内的座标信息时否靠近、离开或停留在落地灯。导航装置10可在病人靠近或停留于落地灯旁时发出控制指令以启动落地灯，并且在病人离开落地灯时发出另一控制指令以关闭落地灯。由此可知，导航装置10和其它外部装置(例如智慧家电)可一并连线到控制主机，导航装置10就能在病人接近或远离智慧家电时自动启动或关闭智慧家电的特定功能。智慧家电也可以是空调设备、影音娱乐设备等，端视实际需求而定。
再者，导航装置10除了会在区域性地图内划设其自身的行进轨迹，还可以根据移动式信号收发器16相对于无线辨识标签12的远近变化，建立配戴此无线辨识标签12的生物体在区域性地图内的移动轨迹。无线辨识标签12可能挂在病人或宠物身上，导航装置10可以记录并且储存病人或宠物在房内的移动轨迹；除了让病人通过以有线方式或无线方式连线于导航装置10的携带式电子装置自行观看外，其它获得授权的使用者也可以远端连线到导航装置10或相应的控制主机去观看移动轨迹，以得知病人或宠物是否在厕所停留过久、或是否进入厨房、或是否离开房间。
综上所述，本发明的导航装置可具有配对于无线辨识标签的移动式信号收发器；导航装置可为扫地机器人或类似电子设备，移动式信号收发器则表示其相对于地板的位置会随着扫地机器人而移动。导航装置会根据无线接收信号强度(Received SignalStrength Indication,RSSI)、或到达角度测距(Angle of Arrival,AOA)、或类似的技术原理，计算出导航装置相对于无线辨识标签的距离和角度变化，从而启动或关闭导航装置的相应功能。导航装置的移动式信号收发器搭配无线辨识标签，可用来划设虚拟边界或虚拟围栏、或是记录特定物件的移动轨迹与最终位置、或是应用在居家防盗方案。无线辨识标签不需具备储电元件，可长期使用不需更换，并且能够提供详细标记信息以指定特殊任务，故能结合区域性地图发展出多样化的应用态样。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种导航装置，搭配于无线辨识标签，其特征在于，该导航装置包括：
移动式信号收发器，用来发出侦测信号，并且接收对应于该侦测信号的激发信号；以及
运算处理器，电连接该移动式信号收发器，该运算处理器分析该激发信号以取得该移动式信号收发器和该无线辨识标签的相对位置关系，并且根据该相对位置关系生成移动参数以相应移动该移动式信号收发器。
2.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，该运算处理器进一步根据该相对位置关系判断该无线辨识标签的位置信息，并且根据该位置信息决定是否发出警示信息、或是开启或关闭该导航装置的特定功能。
3.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，该运算处理器进一步根据该相对位置关系判断该移动式信号收发器是否抵达或离开特定区域，并且相应开启或关闭该导航装置的特定功能。
4.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，该导航装置具有区域性地图，该运算处理器进一步根据该相对位置关系修正该移动式信号收发器在该区域性地图内的座标信息。
5.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，该导航装置具有区域性地图，该运算处理器进一步根据该相对位置关系判断该无线辨识标签是否停留在该区域性地图的允许范围内。
6.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，该导航装置具有区域性地图，该运算处理器进一步根据该相对位置关系建立该无线辨识标签在该区域性地图内的移动轨迹。
7.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，该导航装置具有区域性地图，该运算处理器进一步根据该相对位置关系判断该无线辨识标签在该区域性地图内的座标信息，并且根据该座标信息发出控制指令以驱动外部装置。
8.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，该无线辨识标签的数量为两个或两个以上，该运算处理器进一步根据该移动式信号收发器和该些无线辨识标签的相对位置关系分析该些无线辨识标签之间的位置变化，并且根据该位置变化决定是否发出警示信息。
9.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，该无线辨识标签的数量为两个或两个以上，该运算处理器进一步根据该移动式信号收发器和该些无线辨识标签的相对位置关系设定虚拟边界，并控制该移动式信号收发器跨越或不可跨越该虚拟边界。
10.如权利要求9所述的导航装置，其特征在于，该运算处理器进一步在该移动式信号收发器跨越该虚拟边界时，启动或关闭该导航装置的特定功能。
11.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，该无线辨识标签的数量为两个或两个以上，该运算处理器进一步根据该移动式信号收发器和该些无线辨识标签的相对位置关系设定虚拟围栏，以将该移动式信号收发器的活动范围限定在该虚拟围栏内。
12.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，该运算处理器读取该无线辨识标签的标记信息，并且依照该标记信息开启或关闭该导航装置的特定功能。
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