TW202014880A - 開放擴充式移動平台 - Google Patents

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李承浩
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Abstract

一種開放擴充式移動平台，係用以接收並執行複數個指令，每一指令包含一指令目標位置與一指令目標動作，並包含一移動平台與一擴充工作機構。移動平台包含一儲存模組、一定位模組、一指令排序模組與一控制模組。儲存模組係儲存一地圖資料與指令。定位模組係用以判斷移動平台之一目前位置。指令排序模組係分析指令的指令目標位置與目前位置，藉以將指令目標位置排列成一指令序列。控制模組係依照指令序列，產生移動控制信號控制移動平台至指令目標位置與動作控制信號控制擴充工作機構執行指令目標動作。

Description

開放擴充式移動平台
本發明係有關於一種移動平台，尤其是指一種開放擴充式之移動平台。
隨著人工智慧(Artificial Intelligence；AI)科技的發展，越來越多的移動機器人或是服務機器人問世，並且逐漸應用於各種行業，像是應用於餐廳的送餐機器人、應用於銀行的服務機器人，或是近期剛開始應用於機場幫助旅客託運行李的行李機器人等。
除了人型化的機器人以外，自動導引車(Automated Guided Vehicle；AGV)或稱無人自走車也可視為廣義的人工智慧。
然而，現階段的技術仍無法讓機器人完全自行獨立運作思考，仍需要背後的研發團隊或是使用者先行輸入指令，讓機器人依據指令而動作。而且，通常是輸入一個指令機器人產生相對應的動作，待上一個指令完成後，使用者才能再輸入下一個指令，機器人再依據上述下一個指令產生相對應的動作。此舉會造成使用者的不便，也會降低機器人的使用效率。
有鑒於在先前技術中，使用者需要輸入指令使機器人產生相對應的動作，並在動作結束後才能再輸入下一個指令所產生的種種問題。本發明之一主要目的係提供一種開放擴充式移動平台，用以一次接收並執行複數個指令。
本發明為解決先前技術之問題，所採用之必要技術手段為提供一種開放擴充式移動平台，係用以接收並執行複數個指令，且每一指令具有一指令目標位置與一指令目標動作，藉以定義出複數個上述之指令目標位置與複數個上述之指令目標動作，並包含一移動平台與一擴充工作機構。
移動平台包含一儲存模組、一定位模組、一指令排序模組與一控制模組。儲存模組，係儲存有一地圖資料與上述指令。定位模組，係通信連接儲存模組，用以利用上述地圖資料判斷移動平台之一目前位置。指令排序模組，係通信連接儲存模組與定位模組，用以分析該些指令目標位置，並將該些指令目標位置中與目前位置最近之一者定義為在一執行位置順序表中排序為第一之一第一目標位置，再將剩餘該些指令目標位置中與第一目標位置最近之一者定義為在執行位置順序表中排序為第二之第二目標位置，直到將該些指令目標位置完成在執行位置順序表中之排序後，將上述指令依照對應於該些指令目標位置在執行位置順序表中之排序而排列成一指令序列。控制模組，係通信連接指令排序模組， 接收指令序列，並據以產生複數個對應該些指令目標位置之移動控制信號與複數個對應於該些指令目標動作之動作控制信號，藉以利用該些移動控制信號控制該移動平台依照該執行位置順序表中之排序而移動至該些指令目標位置。
擴充工作機構，係設置於移動平台，用以在移動平台移動至該些指令目標位置時，接收對應於指令目標位置與指令目標動作之動作控制信號，以執行指令目標動作。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使開放擴充式移動平台，更包含一迷航判斷模組，該迷航判斷模組係用以在判斷該開放擴充式移動平台係執行該些指令中之一迷航指令而處於一迷航狀態時，產生一迷航信號並傳送至該定位模組，利用該定位模組判斷該開放擴充式移動平台之一迷航位置，利用該指令排序模組消除該迷航指令，且分析剩餘該些指令之該些指令目標位置中與該迷航位置最近之一者定義為在一執行位置修正順序表中排序為第一之一第一修正目標位置，再將剩餘該些指令目標位置中與該第一修正目標位置最近之一者定義為在該執行位置修正順序表中排序為第二之一第二修正目標位置，直到將剩餘該些指令目標位置完成在該執行位置修正順序表中之排序後，將剩餘該些指令依照對應於該些指令目標位置在該執行位置順序表中之排序而排列成一指令修正序列，並利用該控制模組接收該指令修正序列，據以產生 複數個對應剩餘該些指令目標位置之移動修正控制信號與複數個對應剩餘該些指令之該些指令目標動作之動作修正控制信號，以控制該移動平台移動至剩餘該些指令目標位置與控制該擴充工作機構執行對應剩餘該些指令目標位置之剩餘該些指令目標動作。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使開放擴充式移動平台中之迷航判斷模組包含一路徑判斷單元、一動作判斷單元與一迷航發送單元。路徑判斷單元，係用以判斷出移動平台無法移動至該些指令目標位置中之一者而處於該迷航狀態之一移動迷航狀態時，產生一移動迷航信號。動作判斷單元，係用以判斷出擴充工作機構無法執行該些指令目標動作中之一者而處於該迷航狀態之一動作迷航狀態時，產生一動作迷航信號。迷航發送單元，係通信連接路徑判斷單元與動作判斷單元，用以在接收到移動迷航信號與動作迷航信號中之至少一者時，產生迷航信號。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使開放擴充式移動平台中之擴充工作機構，包含一動作反饋單元，動作反饋單元係用以在擴充工作機構執行完成該些指令目標動作之任一者時，產生一動作完成反饋信號。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使開放擴充式移動平台中之儲存模組，係一記憶體、一資料庫與一儲存晶片中之一者。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所 衍生之一附屬技術手段為使開放擴充式移動平台中之定位模組，包含一GPS定位單元、一藍牙定位單元與一Wifi定位單元中之至少一者。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使開放擴充式移動平台中之指令排序模組，係一中央處理器(Central Processing Unit；CPU)。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使開放擴充式移動平台中之控制模組，係一微控制器(Microcontroller Unit；MCU)。
在上述必要技術手段的基礎下，本發明所衍生之一附屬技術手段為使開放擴充式移動平台中之控制模組，包含一用以產生上述移動控制信號之移動控制單元與一用以產生上述動作控制信號之動作控制單元。
承上所述，本發明所提供之開放擴充式移動平台，利用儲存模組、定位模組、指令排序模組與控制模組，儲存所有指令、分析目前位置與所有指令之指令目標位置，藉以將指令目標位置排列成指令序列，以控制移動平台與擴充工作機構移動至指令目標位置執行指令目標動作。
100‧‧‧開放擴充式移動平台
1‧‧‧移動平台
11‧‧‧儲存模組
12‧‧‧定位模組
121‧‧‧GPS定位單元
122‧‧‧藍牙定位單元
123‧‧‧Wifi定位單元
13‧‧‧指令排序模組
14‧‧‧控制模組
141‧‧‧移動控制單元
142‧‧‧動作控制單元
15‧‧‧迷航判斷模組
151‧‧‧路徑判斷單元
152‧‧‧動作判斷單元
153‧‧‧迷航發送單元
2‧‧‧擴充工作機構
21‧‧‧動作反饋單元
A、B、C、D、E‧‧‧指令目標位置
X‧‧‧障礙物
第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之方塊圖； 第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之儲存模組之指令儲存示意圖；第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之儲存模組之地圖資料示意圖；第四圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之指令排序模組之指令排序示意圖；第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之移動示意圖；第六圖與第七圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之迷航狀態示意圖；第八圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之指令排序模組之指令修正排序示意圖；以及第九圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之修正移動示意圖。
請參閱第一圖，第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之方塊圖。如圖所示，一種開放擴充式移動平台100，包含一移動平台1與一設置於移動平台1的擴充工作機構2。
移動平台1，包含一儲存模組11、一定位模組12、一指令排序模組13與一控制模組14。在本較佳實施例中，移動平台1更包含一迷航判斷模組15。
請一併參閱第一圖至第五圖，其中，第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平 台之儲存模組之指令儲存示意圖；第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之儲存模組之地圖資料示意圖；第四圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之指令排序模組之指令排序示意圖；以及第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之移動示意圖。開放擴充式移動平台100係用以接收並執行複數個指令，且每一個指令皆具有一指令目標位置與一指令目標動作。因此，複數個指令就會有複數個指令目標位置與複數個指令目標動作。
如第二圖所示，儲存模組11係儲存所接收到的複數個指令，每一個指令皆具有一個指令目標位置與一個指令目標動作，且還具有一個指令編號，在此指令編號僅為接收到的順序，與開放擴充式移動平台100要執行的順序無關。此外，儲存模組11還儲存有開放擴充式移動平台100所處一工作環境的一地圖資料，如第三圖所示。儲存模組11可為一記憶體、一儲存晶片或是一資料庫。
定位模組12，係通信連接儲存模組11，並利用地圖資料判斷移動平台1之一目前位置，即第三圖之星星處。定位模組12包含一GPS定位單元121、一藍牙定位單元122與一Wifi定位單元123。當開放擴充式移動平台100處在一室外環境時，即可利用GPS定位單元121進行定位；若開放擴充式移動平台100處於在一室內環境時，便可利用藍牙定位單元122或Wifi定位單元123進行室內定位。
指令排序模組13，係通信連接儲存模組11與定位模組12，並分析第二圖中之所有指令之所有指令目標位置，將指令目標位置中與目前位置距離最近之一者定義為一第一目標位置，即指令目標位置A，而第一目標位置在一執行位置順序表中的排序為第一。接著，再分析剩餘的指令目標位置，定義與第一目標位置距離最近的為一第二目標位置，即指令目標位置C，同理，第二目標位置在執行位置順序表中的排序為第二。指令排序模組13會分析完所有指令目標位置，在本較佳實施例中，第三目標位置為指令目標位置D、第四目標位置為指令目標位置E，而指令目標位置B則為第五目標位置。最後，指令排序模組13會將指令依照對應執行位置順序表中的排序而排序成一指令序列。
控制模組14，係通信連接指令排序模組13，用以接收指令序列，並據以產生複數個對應指令目標位置A、B、C、D與E之移動控制信號與複數個對應指令目標動作之動作控制信號，藉以控制移動平台1依照指令序列依序移動至指令目標位置A、C、D、E與B，如第五圖所示。控制模組14包含一移動控制單元141與一動作控制單元142，移動控制單元141係用以產生上述移動控制信號，動作控制單元142則用以產生上述動作控制信號。
擴充工作機構2，係用以在移動平台1移動至指令目標位置A、C、D、E與B時，接收對應指令目標位置A、C、D、E與B與指令目標動作之動作控制信號， 以執行對應的指令目標動作。如第四圖與第五圖所示，擴充工作機構2在移動平台1移動至指令目標位置A時，對應的指令目標動作為升降；移動至指令目標位置D時，對應的指令目標動作為取物，以此類推。擴充工作機構2可為一升降台、一旋轉台、一機械手臂、一具有開合功能的容器等。擴充工作機構2包含一動作反饋單元21，用以在執行完成該些指令目標動作中之任一者時，就產生一個動作完成反饋信號。
開放擴充式移動平台100，藉由儲存所有指令，並分析目前位置與指令的指令目標位置，以形成指令序列，因此，開放擴充式移動平台100可以最有效率的路徑行走完所有指令目標位置，並利用擴充工作機構2完成所有指令目標動作。不僅解決先前技術中，機器人需待完成一個指令後才可以接受另一個指令所衍生出的問題，還有效的提升開放擴充式移動平台100的移動效率。
接著，請一併參閱第一圖、第二圖、第六圖至第九圖，其中，第六圖與第七圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之迷航狀態示意圖；第八圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之指令排序模組之指令修正排序示意圖；以及，第九圖係顯示本發明較佳實施例所提供之開放擴充式移動平台之修正移動示意圖。
如第六圖所示，為本發明另一應用例，開放擴充式移動平台100自目前位置，即星星處，欲移動至 第一目標位置，即指令目標位置A。但是在移動過程中，移動路徑上出現障礙物X，造成開放擴充式移動平台100無法移動至指令目標位置A，使得開放擴充式移動平台100處於一迷航狀態。在此的迷航狀態為開放擴充式移動平台100無法到達指令目標位置，但不以此為限，迷航狀態也可為開放擴充式移動平台100到達指令目標位置後無法執行指令目標動作。
迷航判斷模組15，係通信連接定位模組12，用以在判斷出開放擴充式移動平台100處於迷航狀態時，產生一迷航信號。定位模組12接收到迷航信號後，係重新確認開放擴充式移動平台100的目前位置，並定義為一迷航位置，即第七圖星星處。
在本實施例中，迷航判斷模組15包含一路徑判斷單元151、一動作判斷單元152與一迷航發送單元153。路徑判斷單元151係用以在判斷出移動平台1無法移動至指令目標位置中之任一者而處於上述迷航狀態之一移動迷航狀態時，產生一移動迷航信號。動作判斷單元152係用以在判斷出擴充工作機構2無法執行指令目標動作中之任一者而處於上述迷航狀態之一動作迷航狀態時，產生一動作迷航信號。迷航發送單元153係通信連結路徑判斷單元151與動作判斷單元152，用以在接收移動迷航信號與動作迷航信號中之至少一者時，係產生上述迷航信號。
此外，動作判斷單元152也可藉由移動平台1移動至指令目標位置，而未收到擴充工作機構2之動 作反饋單元21所產生的動作完成反饋信號時，判斷開放擴充式移動平台100之擴充工作機構2處於動作迷航狀態。
指令排序模組13，會先消除造成開放擴充式移動平台100處於迷航狀態的指令與其指令目標位置，在本實施例即為指令目標位置A。並重新分析迷航位置與剩餘的指令目標位置B、C、D與E，將剩餘指令目標位置B、C、D、E中與迷航位置最近的一者定義為一第一修正目標位置，即指令目標位置B，而第一修正目標位置在一執行位置修正順序表中的排序為第一。接著，指令排序模組13會再分析剩餘的指令目標位置C、D、E，並將與第一修正目標位置最近的一者定義為一第二修正目標位置，即指令目標位置E，同理，第二修正目標位置在執行位置修正順序表中的排序為第二。並依照上述方法，依序定義指令目標位置D為第三修正目標位置與指令目標位置C為第四修正目標位置。最後，指令排序模組13會將指令依照對應執行位置修正順序表中的排序而排序成一指令修正序列，如第八圖所示。
控制模組14，會依照指令修正序列，產生對應指令目標位置B、C、D、E的移動修正控制信號與對應指令目標動作的動作修正控制信號，藉以控制移動平台1自迷航位置依序移動至指令目標位置B、E、D與C，使得開放擴充式移動平台100脫離迷航狀態，如第九圖所示。開放擴充式移動平台100會依序移動至指令目標位置B、E、D與C，並執行相對應的指令目標動作。
此外，在本發明其他實施例中，開放擴充式移動平台更包含一顯示模組，用以顯示第二圖、第四圖與第八圖之圖式，以告知一使用者開放擴充式移動平台的移動順序與對應移動順序指令目標位置的指令目標動作。顯示模組可為一顯示螢幕。
綜上所述，本發明所提供之開放擴充式移動平台，利用儲存模組儲存所有指令，並藉由定位模組與指令排序模組將所有指令排列成指令序列，最後藉由控制模組依據指令序列控制移動平台依序移動至指令目標位置，並控制擴充工作機構執行相對應的指令目標動作。
相較於先前技術，本發明所提供之開放擴充式移動平台不用等待完成一個指令的指令動作後，才可接收下一個指令，提升開放擴充式移動平台的使用便利性，且分析所有指令排列成指令序列，也可使開放擴充式移動平台的移動更有效率。此外，迷航判斷模組，更可以幫助開放擴充式移動平台脫離迷航狀態，並修正指令序列，使開放擴充式移動平台仍然有效率地移動至剩餘的指令目標位置且執行對應的指令目標動作。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
100‧‧‧開放擴充式移動平台
1‧‧‧移動平台
11‧‧‧儲存模組
12‧‧‧定位模組
121‧‧‧GPS定位單元
122‧‧‧藍牙定位單元
123‧‧‧Wifi定位單元
13‧‧‧指令排序模組
14‧‧‧控制模組
141‧‧‧移動控制單元
142‧‧‧動作控制單元
15‧‧‧迷航判斷模組
151‧‧‧路徑判斷單元
152‧‧‧動作判斷單元
153‧‧‧迷航發送單元
2‧‧‧擴充工作機構
21‧‧‧動作反饋單元

Claims (9)

  1. 一種開放擴充式移動平台，係用以接收並執行複數個指令，且每一該些指令具有一指令目標位置與一指令目標動作，藉以定義出複數個上述之指令目標位置與複數個上述之指令目標動作，並包含：一移動平台，包含：一儲存模組，係儲存有一地圖資料與該些指令；一定位模組，係通信連接該儲存模組，用以利用該地圖資料判斷該移動平台之一目前位置；一指令排序模組，係通信連接該儲存模組與該定位模組，用以分析該些指令目標位置，並將該些指令目標位置中與該目前位置最近之一者定義為在一執行位置順序表中排序為第一之一第一目標位置，再將剩餘該些指令目標位置中與該第一目標位置最近之一者定義為在該執行位置順序表中排序為第二之一第二目標位置，直到將該些指令目標位置完成在該執行位置順序表中之排序後，將該些指令依照對應於該些指令目標位置在該執行位置順序表中之排序而排列成一指令序列；以及一控制模組，係通信連接該指令排序模組，接收該指令序列，並據以產生複數個對應該些指令目標位置之移動控制信號以及複數個對應於該些指令目標動作之動作控制信號，藉以利用該些移動控制信號控制該移動平台依照該執行位置順序表中之排序而移動至該些指令目標位置；以及 一擴充工作機構，係設置於該移動平台，用以在該移動平台移動至該些指令目標位置時，接收對應於該些指令目標位置與該些指令目標動作之該些動作控制信號，以執行該些指令目標動作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之開放擴充式移動平台，該移動平台更包含一迷航判斷模組，該迷航判斷模組係用以在判斷該開放擴充式移動平台係執行該些指令中之一迷航指令而處於一迷航狀態時，產生一迷航信號並傳送至該定位模組，利用該定位模組判斷該開放擴充式移動平台之一迷航位置，利用該指令排序模組消除該迷航指令，且分析剩餘該些指令之該些指令目標位置中與該迷航位置最近之一者定義為在一執行位置修正順序表中排序為第一之一第一修正目標位置，再將剩餘該些指令目標位置中與該第一修正目標位置最近之一者定義為在該執行位置修正順序表中排序為第二之一第二修正目標位置，直到將剩餘該些指令目標位置完成在該執行位置修正順序表中之排序後，將剩餘該些指令依照對應於該些指令目標位置在該執行位置順序表中之排序而排列成一指令修正序列，並利用該控制模組接收該指令修正序列，據以產生複數個對應剩餘該些指令目標位置之移動修正控制信號與複數個對應剩餘該些指令之該些指令目標動作之動作修正控制信號，以控制該移動平台移動至剩餘該些指令目標位置與控制該擴充工作機構執行對應剩餘該些指令目標位置之剩 餘該些指令目標動作。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之開放擴充式移動平台，其中，該迷航判斷模組包含：一路徑判斷單元，係用以判斷出該移動平台無法移動至該些指令目標位置中之一者而處於該迷航狀態之一移動迷航狀態時，產生一移動迷航信號；一動作判斷單元，係用以判斷出該擴充工作機構無法執行該些指令目標動作中之一者而處於該迷航狀態之一動作迷航狀態時，產生一動作迷航信號；以及一迷航發送單元，係通信連接該路徑判斷單元與該動作判斷單元，用以在接收到該移動迷航信號與該動作迷航信號中之至少一者時，產生該迷航信號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之開放擴充式移動平台，其中，該擴充工作機構包含一動作反饋單元，該動作反饋單元係用以在該擴充工作機構執行完成該些指令目標動作之任一者時，產生一動作完成反饋信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之開放擴充式移動平台，其中，該儲存模組係一記憶體、一資料庫與一儲存晶片中之一者。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之開放擴充式移 動平台，其中，該定位模組包含一GPS定位單元、一藍牙定位單元與一Wifi定位單元中之至少一者。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之開放擴充式移動平台，其中，該指令排序模組係一中央處理器(Central Processing Unit；CPU)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之開放擴充式移動平台，其中，該控制模組係一微控制器(Microcontroller Unit；MCU)。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之開放擴充式移動平台，其中，該控制模組包含：一移動控制單元，係用以產生該些移動控制信號；以及一動作控制單元，係用以產生該些動作控制信號。
TW107134970A 2018-10-03 2018-10-03 開放擴充式移動平台 TWI676934B (zh)

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