TW201540447A - 體感控制導覽機器人移動、追蹤、螢幕角度調整的方法 - Google Patents

Abstract

本發明使用一個體感裝置偵測前方人體骨架姿勢，導覽機器人依人體手勢指令移動，不論前進或轉彎可持續追蹤人體位置，並依據人體身高，調整導覽機器人之螢幕角度，使螢幕達到最佳使用位置。

Description

體感控制導覽機器人移動、追蹤、螢幕角度調整的方法

本發明係使用體感偵測人體之骨架及姿勢及距離之技術，結合電腦程式之判斷後，下達指令至底部動力輪及手部馬達並保持可即時調整之狀態。

以體感裝置而言，目前商業市場上使用之體感裝置大多是Microsoft的Kinect或ASUS的Xtion二種，不論哪一家生產之體感裝置，都只是提供CCD影像、紅外線的三維深度，至於要做何種商業運用，得自行開發軟體了。

以動力輪裝置而言，任何移動平台，包括機器人，都可依據不同的載重公斤數，安裝大小不同的動力輪，但動力輪本身不會執行何時該正轉何時反轉的判斷。

本發明是要提供導覽用的機器人能自行移動的方法，為了能自行判斷前方使用者位置，主動靠近並依據其身高，自行調整螢幕角度，使螢幕達到最佳使用位置，為解決上述需求，本發明之設備包括一體感裝置、一台電腦、一台螢幕、一個馬達、一個雙直流馬達控制模組、一個底部動力平台，共六個設備(如第4圖)。

本發明使用一個體感裝置偵測前方七公尺以內之人體動態骨架及姿勢，當範圍內有多人時，以正中間的一人為偵測對象，其於人體可忽略，當人體骨架手勢與電腦預先設定的骨架手勢相同時，導覽機器人即依指令向前移動，人體可不斷動態移動，不論前進或後退或轉彎，導覽機器人可持續追蹤人體位置，直至前方人體一公尺處停止，停止之同一時間並依據人體身高，調整導覽機器人手部的螢幕角度，使螢幕達到最佳使用位置(如第1圖、第2圖、第3圖)。

第1圖 係本發明之導覽機器人向前移動示意圖。

第2圖 係本發明之導覽機器人追蹤移動示意圖。

第3圖 係本發明之導覽機器人螢幕角度調整示意圖。

第4圖 係本發明使用之相關設備示意圖。

第5圖 係本發明之螢幕角度分為五個角度圖。

第6圖 係本發明之導覽機器人動作感測之流程圖。

首先在電腦(第4圖之44)中預存定義一組以上的人體骨架手勢，每一種骨架手勢代表一種指令，例如前進、後退、停止、左轉、右轉、螢幕上轉、螢幕下轉等多種指令定義。體感裝置(第4圖之41)按固定頻率拍攝前方七公尺以內之人體骨架手勢，當範圍內有多人時，以正中間的一人為偵測對象，其於人體可忽略，當人體骨架手勢與電腦(第4圖之44)預先設定的骨架手勢相同時，由電腦(第4圖之44)判斷該骨架手勢是何種指令，導覽機器人依指令執行三種移動動作，詳述如下。

第一種動作(第1圖)是導覽機器人收到骨架手勢指令向前移動，體感裝置(第4圖之41)的紅外線偵測導覽機器人與人體之間距離，依固定頻率即時傳送至電腦(第4圖之44)判斷，當導覽機器人與人體之間距離小於一公尺時，導覽機器人即停止移動；當人體在導覽機器人正前方時，電腦(第4圖之44)透過USB通訊模組通知雙直流馬達控制模組(第4圖之45)，雙直流馬達控制模組控制底部動力平台(第4圖之46)，底部動力平台由二個動力輪及二個非動力萬向輪組成，如果人體在導覽機器人正前方時，二個動力輪同時按等速度前進，如果人體在導覽機器人正前方偏右時，二個動力輪將左快右慢前進，形成導覽機器人右轉之動作，如 果人體在導覽機器人正前方偏左時，二個動力輪將左慢右快前進，形成導覽機器人左轉之動作，直到導覽機器人與人體之間距離小於一公尺時，導覽機器人即停止移動。

第二種動作(第2圖)是導覽機器人收到骨架手勢指令向前追蹤人體，體感裝置(第4圖之41)的紅外線偵測導覽機器人與人體之間距離，依固定頻率即時傳送至電腦(第4圖之44)判斷，當導覽機器人與人體之間距離小於一公尺時，導覽機器人即停止移動，當人體繼續移動，距離大於一公尺時，導覽機器人會自動繼續前進追蹤人體，直到人體脫離七公尺的範圍外或者導覽機器人收到骨架手勢的停止指令為止；當人體在導覽機器人正前方或偏右方或偏左方時，導覽機器人會依其人體行動軌跡而左轉或右轉或直行，其左轉或右轉或直行的通訊方式與控制方式與第一種動作(第1圖)相同。

第三種動作(第3圖)是繼第一種動作(第1圖)或第二種動作(第2圖)後，導覽機器人停止時，體感裝置(第4圖之41)偵測人體之身高調整螢幕(第4圖之42)之適當角度，使人體方便使用螢幕或觀看螢幕所提供的資訊，螢幕(第4圖之42)之角度分為五個角度(第5圖)，體感裝置(第4圖之41)偵測人體之身高即時傳送至電腦(第4圖之44)判斷，電腦透過USB通訊模組通知手部伺服馬達控制模組(第4圖之43)，同時伺服馬達轉至螢幕之適當的五個角度之一，當前方人體離開後， 下一個新人體進入偵測範圍時，體感裝置(第4圖之41)仍會立即偵測新人體之身高調整螢幕(第4圖之42)之適當角度，如果範圍內有多人時，以正中間的一人為偵測對象，其於人體會被忽略。

以上三種動作的運作感測指令訊號傳送之流程如第六圖。

(1)‧‧‧體感裝置收到骨架手勢指令

(2)‧‧‧由電腦分析判斷指令

(3)‧‧‧USB通訊模組通知雙直流馬達

(4)‧‧‧底部動力平台依指令追蹤或停止

(5)‧‧‧平台停止時，手部馬達依體感偵測自動調整螢幕角度

Claims (4)

1. 使用體感裝置控制導覽機器人的移動、追蹤及螢幕角度調整的方法，包括：使用一台體感裝置，一台電腦，一組雙直流馬達控制模組，一組底部動力平台由二個動力輪及二個非動力萬向輪組成，一個螢幕及一個伺服馬達。
2. 如申請專利範圍第一項所述之移動，使用一個體感裝置偵測前方七公尺以內之人體動態骨架及姿勢，當範圍內有多人時，以正中間的一人為偵測對象，其於人體可忽略，當人體骨架手勢與電腦預先設定的骨架手勢相同時，導覽機器人即依指令向前移動，人體可不斷動態移動，不論前進或後退或轉彎，導覽機器人可持續追蹤人體位置，直至前方人體一公尺處停止。
3. 如申請專利範圍第一項所述之追蹤，使用一個體感裝置偵測前方七公尺以內之人體動態骨架及姿勢，當範圍內有多人時，以正中間的一人為偵測對象，其於人體可忽略，當導覽機器人與人體之間距離小於一公尺時，導覽機器人即停止移動，當人體繼續移動，距離大於一公尺時，導覽機器人會自動繼續前進追蹤人體，直到人體脫離七公尺的範圍外或者導覽機器人收到骨架手勢的停止指令為止；當人體在導覽機器人正前方或偏右方或偏左方時，導覽機器人會依其人體行動軌跡而左轉或右轉或直行。
4. 如申請專利範圍第一項所述之螢幕角度調整，當導覽機器人靜止時，體感裝置偵測人體之身高調整螢幕至適當角度，使人體方便使用螢幕或觀看螢幕所提供的資訊，螢幕之角度分為五個角度，體感裝置偵測人體之身高即時傳送至電腦判斷，電腦透過USB通訊模組通知手部伺服馬達控制模組，同時伺服馬達轉至螢幕之適當的五個角度之一，當前方人體離開後，下一個新人體進入偵測範圍時，體感裝置仍會立即偵測新人體之身高調整螢幕之適當角度，如果範圍內有多人時，以正中間的一人為偵測對象，其於人體會被忽略。