TW201805598A - 自主移動設備及建立導航路徑的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種建立導航路徑的方法,其包括以下步驟:S1,提供一自主移動設備;S2,在必要位置設置人工標記,並將該人工標記ID所對應的位置資訊存儲至所述地圖注釋解譯模組;S3,啟動所述自主移動設備的人員引導模式,該自主移動設備跟隨引導人員從起點向目的地前進,在前進過程中,持續把一些特定點作為導航點,並將該些導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑;S4,給所述導航路徑命名,所述語音輸入模組語音輸入導航路徑的名稱,自主移動設備自動增加一條導航路徑。另外,本發明進一步涉及一種自主移動設備。
Description
本發明涉及一種自主移動設備及建立導航路徑的方法。
目前,即時定位及地圖構建(SLAM)是機器人等自主移動設備在定位過程中最常用的一種技術,該SLAM技術是指機器人從未知環境的位置地點出發,在運動過程中通過重複觀測到的地圖特徵定位自身的位置和姿態,再根據自身增量式的構建地圖,從而達到同時定位和地圖構建的目的。該SLAM技術多半仰賴感測器來提供額外資訊以達成定位,如GPS、IMU、Odometry(輪速表),當安裝有萬向輪或全向輪的自主移動設備移動時,由於輪速表無法作為移動距離的參考,而室內環境也不適合使用GPS。
目前,人們運用人工標記為定位方法,但一般都是預先在預定地點設置人工標記,然後編寫相應的程式控制自主移動設備在地圖中行走。當使用者將自主移動設備購買回去之後,一般需要技術人員上門服務,根據欲使用場所的地理環境設置人工標記和編寫程式。一般在起點、目的地、拐角等處設置人工標記,並且根據各個人工標記之間的距離以及路面的狀況來計算自主移動設備輪子旋轉的方向和馬達的輸出等等,但是自主移動設備在實際移動過程中,會有滑輪,空轉和一些誤差等,所以不能夠準確地到達目的地,總是有一些偏離。如此,需要來來回回調試和修改幾次,才能越來越準確地到達目的地。需要技術人員上門服務這點比較麻煩,而且還需要調試和修改幾次,所以費時又費力。
有鑑於此,確有必要提供一種自主移動設備及建立導航路徑的方法,使自主移動設備能夠自動建立一個導航路徑,既省時省力,又能準確地移動到目的地。
一種自主移動設備,其包括:一地圖注釋解譯模組,該地圖注釋解譯模組存儲有欲移動區域的地圖及對應的地圖描述檔,還存儲有人工標記ID所對應的位置資訊,所述欲移動區域內設置多個人工標記,自主移動設備可以在該人工標記之間移動;一圖像採集模組,該圖像採集模組用於拍攝自主移動設備在欲移動區域移動過程中前方的圖像形成圖像信號;一人工標記識別模組,該人工標記識別模組用於接收所述圖像採集模組輸出的圖像信號,識別圖像中的人工標記,從而實現所述自主移動設備的定位;一人員跟隨模組,該人員跟隨模組可以使自主移動設備進入人員引導模式,持續把一些特定點作為導航點,並將該些導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑;一語音輸入模組,該語音輸入模組用於輸入導航路徑的名稱,自主移動設備會自動增加一條導航路徑,一控制模組,該控制模組可以根據所述地圖注釋解譯模組存儲的導航路徑控制自主移動設備移動。
一種建立導航路徑的方法,其包括以下步驟:S1,提供一種自主移動設備;S2,在必要位置設置人工標記,並將該人工標記ID所對應的位置資訊存儲至所述地圖注釋解譯模組;S3,啟動所述自主移動設備的人員引導模式,該自主移動設備跟隨引導人員從起點向目的地前進,在前進過程中,持續把一些特定點作為導航點,並將該些導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑;S4,給所述導航路徑命名,所述語音輸入模組語音輸入導航路徑的名稱,自主移動設備自動增加一條導航路徑。
與先前技術比較,本發明提供的自主移動設備及建立導航路徑的方法,啟動所述自主移動設備的人員引導模式,在前進過程中,持續把一些特定點作為導航點,並將該些導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑,之後,自主移動設備會按照該導航路徑移動。所以,可以省去技術人員上門服務和人工作業的麻煩,既省時又省力,而且所述自主移動設備還能順利、準確地到達目的地。
圖1為本發明自主移動設備的模組圖。
圖2為本發明建立導航路徑的方法的流程圖。
下面將結合附圖及具體實施例對本發明提供的自主移動設備及建立導航路徑的方法作進一步的詳細說明。
請參閱圖1,本發明提供一種自主移動設備,其包括:一地圖注釋解譯模組,該地圖注釋解譯模組存儲有欲移動區域的地圖及對應的地圖描述檔,還存儲有人工標記ID所對應的位置資訊,所述欲移動區域內設置多個人工標記,自主移動設備可以在該人工標記之間移動;一圖像採集模組,該圖像採集模組用於拍攝自主移動設備在欲移動區域移動過程中前方的圖像形成圖像信號;一人工標記識別模組,該人工標記識別模組用於接收所述圖像採集模組輸出的圖像信號,識別圖像中的人工標記,從而實現所述自主移動設備的定位;一人員跟隨模組,該人員跟隨模組可以使自主移動設備進入人員引導模式,持續把一些特定點作為導航點,並將該些導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑;一語音輸入模組,該語音輸入模組用於輸入導航路徑的名稱,自主移動設備會自動增加一條導航路徑,一控制模組,該控制模組根據所述地圖注釋解譯模組存儲的導航路徑控制自主移動設備移動。
所述自主移動設備可以為機器人、無人搬運車、無人駕駛機等能夠自主移動的設備,所述自主移動設備的移動方式可以為足式、輪式等。
所述欲移動區域可以為某一些固定的工作場所,如工廠、餐廳、巡邏站等。所述欲移動區域內設置有多個人工標記和導航點,所述每一個人工標記對應一個ID,該ID可以為數位、文字等資訊,代表所述人工標記的名稱,如起點或目的地。所述人工標記可以為Tag36h11標記系列、Tag36h10標記系列、Tag25h9標記系列或Tag16h5標記系列等中的任意一個或多個。
所述地圖注釋解譯模組存儲有欲移動區域的地圖及對應的地圖描述檔,還存儲有人工標記ID所對應的位置資訊,所述欲移動區域內設置多個人工標記,自主移動設備可以在該人工標記之間移動。所述欲移動區域的地圖以設計好的標記語言(XML)或其它格式檔案存儲,其中,定義有人工標記。所述地圖描述檔包括對所述地圖中人工標記附近區域的描述,如地圖中人工標記的地點名稱。
所述地圖注釋解譯模組進一步存儲有導航點、該導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊。
所述圖像採集模組包括一攝像頭,該攝像頭設置於所述自主移動設備面對移動方向的一面,拍攝自身視野能夠覆蓋的區域範圍的圖像,以便能夠拍攝到所述人工標記,形成圖像信號,該圖像信號通過一資料線傳送到所述人工標記識別模組。所述攝像頭為一般的基於CCD或CMOS的網路攝像頭即可。
所述人工標記識別模組接收到所述圖像採集模組拍攝到的圖像,讀取並識別其中的人工標記,並將該人工標記的ID傳輸給地圖注釋解譯模組,從而判斷出自主移動設備相對於所述人工標記的相對位置及角度,實現定位。如果所述人工標記識別模組根據採集到的人工標記可以計算自主移動設備與人工標記之間的距離與角度,然後控制模組可以微調所述自主移動設備移動到人工標記處。
所述人員跟隨模組可以使自主移動設備跟隨引導人員前進,進入人員引導模式,持續把一些特定點作為導航點,並將該些導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑,具體的請參見下面的建立導航路徑的方法。
所述語音輸入模組用於輸入導航路徑的名稱,自主移動設備會自動增加一條導航路徑。
所述控制模組根據所述地圖注釋解譯模組存儲的導航路徑控制自主移動設備移動到目的地。
請參閱圖2,本發明進一步提供一種建立導航路徑的方法,其包括以下步驟:
S1,提供一個具有如前所述的自主移動設備;
S2,在必要位置設置人工標記,並將該人工標記ID所對應的位置資訊存儲至所述地圖注釋解譯模組;
S3,啟動所述自主移動設備的人員引導模式,該自主移動設備跟隨引導人員從起點向目的地前進,在前進過程中,持續把一些特定點作為導航點,並將該些導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑;
S4,給所述導航路徑命名,所述語音輸入模組語音輸入導航路徑的名稱,自主移動設備自動增加一條導航路徑。
在所述步驟S1中,所述自主移動設備可以是機器人、無人搬運車或者無人駕駛車等。
在所述步驟S2中,在必要位置設置人工標記,並將該人工標記ID所對應的位置資訊存儲至所述地圖注釋解譯模組。所述圖像採集模組持續採集欲移動區域周遭的人工標記的圖像形成圖像信號,並將該圖像傳輸給所述人工標記識別模組;所述人工標記識別模組識別人工標記的圖像並將人工標記的ID傳輸給所述地圖注釋解譯模組,所述地圖注釋解譯模組根據人工標記的ID判斷自主移動設備的位置,從而實現所述自主移動設備的定位。
在所述步驟S3中,啟動所述自主移動設備的人員引導模式,該自主移動設備跟隨引導人員從起點向目的地前進,在前進的過程中,會遇到障礙物、拐角或路面粗糙度發生較大變化的位置,這些位置即是一些特定點,自主移動設備會跟隨引導人員走過該些特定點,並持續把該些特定點作為導航點,並將該些導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑。所述自主移動設備實際移動資訊包括自主移動設備的輪子的旋轉方向、輪子的轉速以及輪子旋轉的圈數等等。
在所述步驟S4中,給所述導航路徑命名,所述語音輸入模組語音輸入導航路徑的名稱,自主移動設備自動增加一條導航路徑。
之後,所述控制模組控制所述自主移動設備根據上述導航路徑順利地、準確地移動到目的地。到達目的地後,所述圖像採集模組根據採集到的目的地的人工標記可以計算所述自主移動設備與目的地之間的距離與角度,然後控制模組可以微調所述自主移動設備移動到目的地。
下面舉例說明自主移動設備建立導航路徑的方法,該自主移動設備可以是機器人、無人搬運車或者無人駕駛車等。
如下圖所示,某工廠購置一台具有如前所述的機器人,欲使機器人在該工廠的某一區域內移動。首先在機器人欲移動區域的起點設置人工標記A,在目的地設置人工標記B,使機器人從人工標記A移動到B。因為是新的環境,所以啟動所述機器人的人員引導模式,該機器人跟隨引導人員從起點向目的地前進,當前進到c點時,出現一個障礙物,不能再繼續前進,引導人員需要帶著機器人繞過該障礙物,那麼該障礙物所在的點F點即為一個特定點,為了繞開該障礙物,引導人員向左走,走到e點發現避開了障礙物,然後發現可以按原有路線繼續前進,當前進到g點時,再向右走到h點,已經完全繞開所述障礙物,之後按原有路線向前走到達人工標記B。在從人工標記A移動到人工標記B的過程中,所述機器人一直跟隨著引導人員,該機器人從人工標記A直行移動25圈到達c點,然後往左移動4圈到達e點,然後向右轉按照原有路線移動5圈到達g點,之後再向右移動4圈到達h點,之後按原有路線向前移動25圈到達人工標記B,上述即為機器人的實際移動資訊。當然也有其他方式可以避開障礙物。
由此可見,在從起點走到目的地的過程中,也就是從人工標記A走到人工標記B的過程中,遇到一個障礙物,那麼不能一直直線前行,需要新增一個導航點F,表示該位置有一個障礙物,並將該導航點F相對所述人工標記的位置存儲到所述地圖注釋解譯模組,且將所述機器人的實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑。
給所述導航路徑命名為“躲避障礙物”,所述語音輸入模組語音輸入導航路徑的名稱即“躲避障礙物”,機器人自動增加一條導航路徑。
之後,所述控制模組控制所述機器人根據上述導航路徑即“躲避障礙物”順利地、準確地移動到目的地。
可以理解,當人工標記A和人工標記B之間有拐角或路面粗糙度有較大變化時,也可以增加一些導航點,使自主移動設備能更順利、更準確地移動到目的地。
本發明提供的自主移動設備及建立導航路徑的方法,啟動所述自主移動設備的人員引導模式,該自主移動設備跟隨引導人員從起點向目的地前進,在前進過程中,持續把一些特定點作為導航點,並將該些導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑,之後,自主移動設備會按照該導航路徑移動。所以,可以省去技術人員上門服務和人工作業的麻煩,既省時又省力,而且所述自主移動設備還能順利、準確地到達目的地。
綜上所述,本發明確已符合發明專利之要件,遂依法提出專利申請。惟,以上所述者僅為本發明之較佳實施例,自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化,皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
無:
無
Claims (10)
- 一種自主移動設備,其包括: 一地圖注釋解譯模組,該地圖注釋解譯模組存儲有欲移動區域的地圖及對應的地圖描述檔,還存儲有人工標記ID所對應的位置資訊,所述欲移動區域內設置多個人工標記,自主移動設備可以在該人工標記之間移動; 一圖像採集模組,該圖像採集模組用於拍攝自主移動設備在欲移動區域移動過程中前方的圖像形成圖像信號; 一人工標記識別模組,該人工標記識別模組用於接收所述圖像採集模組輸出的圖像信號,識別圖像中的人工標記,從而實現所述自主移動設備的定位; 一人員跟隨模組,該人員跟隨模組可以使自主移動設備進入人員引導模式,持續把一些特定點作為導航點,並將該些導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑; 一語音輸入模組,該語音輸入模組用於輸入導航路徑的名稱,自主移動設備會自動增加一條導航路徑; 一控制模組,該控制模組可以根據所述地圖注釋解譯模組存儲的導航路徑控制自主移動設備移動。
- 如請求項1所述的自主移動設備,其中,所述地圖注釋解譯模組進一步存儲有導航點、該導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊。
- 如請求項1所述的自主移動設備,其中,所述人工標記為Tag36h11標記系列、Tag36h10標記系列、Tag25h9標記系列或Tag16h5標記系列中的任意一個。
- 如請求項1所述的自主移動設備,其中,所述人工標記識別模組根據採集到的人工標記可以計算自主移動設備與人工標記之間的距離與角度,通過控制模組可以微調所述自主移動設備移動到所述人工標記處。
- 如請求項1所述的自主移動設備,其中,所述圖像採集模組包括一攝像頭,該攝像頭設置於所述自主移動設備面對移動方向的一面,拍攝該攝像頭視野能夠覆蓋的區域範圍的圖像,從而能夠拍攝到所述人工標記。
- 一種建立導航路徑的方法,其包括以下步驟: S1,提供一如請求項1~5任意一項所述的自主移動設備; S2,在必要位置設置人工標記,並將該人工標記ID所對應的位置資訊存儲至所述地圖注釋解譯模組; S3,啟動所述自主移動設備的人員引導模式,該自主移動設備跟隨引導人員從起點向目的地前進,在前進過程中,持續把一些特定點作為導航點,並將該些導航點相對所述人工標記的位置以及所述自主移動設備實際移動資訊存儲到所述地圖注釋解譯模組,形成導航路徑; S4,給所述導航路徑命名,所述語音輸入模組語音輸入導航路徑的名稱,自主移動設備自動增加一條導航路徑。
- 如請求項6所述的建立導航路徑的方法,其中,在所述步驟S3中,所述自主移動設備實際移動資訊包括自主移動設備的輪子的旋轉方向、輪子的轉速以及輪子旋轉的圈數。
- 如請求項6所述的建立導航路徑的方法,其中,在所述步驟S2中,所述圖像採集模組持續採集欲移動區域的人工標記的圖像形成圖像信號,並將該圖像傳輸給所述人工標記識別模組。
- 如請求項6所述的建立導航路徑的方法,其中,在所述步驟S3中,所述人工標記識別模組識別人工標記的圖像並將人工標記的ID傳輸給所述地圖注釋解譯模組,所述地圖注釋解譯模組根據人工標記的ID判斷自主移動設備的位置,從而實現所述自主移動設備的定位。
- 如請求項6所述的建立導航路徑的方法,其中,在所述步驟S4之後,所述控制模組控制所述自主移動設備根據導航路徑移動到目的地。
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