TWI455494B - 無線訊號發射平台、移動電子裝置及追蹤導引訊號之方法 - Google Patents

Description

無線訊號發射平台、移動電子裝置及追蹤導引訊號之方法

本發明關於一種無線訊號發射平台、移動電子裝置及追蹤導引訊號之方法，尤指一種利用二訊號區域間之一無訊號區域作為導引機制之無線訊號發射平台、移動電子裝置及追蹤導引訊號之方法。

隨著無線技術的發展及相關零組件的開發，目前已有許多家電產品正朝向無線且自動化的管理發展。除了家電產品本身的功能外，電力的補充便是另一項重要課題。針對家電產品自動充電，目前多以充電基地台發出導引訊號，由家電產品偵測並追蹤該導引訊號，進而與該充電基地台連接，以達到充電的目的。

在此技術領域中，有一種方式為由該充電基地台發射單一導引訊號，由家電產品偵測並追蹤該導引訊號。此方式的問題在於家電產品不易偵測到該導引訊號。另有一種方式為由該充電基地台發射二導引訊號，此二導引訊號形成之二訊號區域有交錯的情形。由於整個訊號區域為該二訊號區域之聯集，故有較大的可偵測的範圍。當家電產品同時偵測到該二導引訊號時，即可推斷為家電產品位於該交錯訊號區域中，並據以朝該充電基地台移動。此方式的問題在於該交錯訊號區域通常呈一喇叭狀或一果核狀，該家電產品之偵測器極可能在此喇叭狀或果核狀之交錯訊號區域中左右移動，而非能直接朝向該充電基地台移動，該家電產品將耗費不少時間及路程在接近該充電基地台的程序中。

本發明的目的之一在於提供一種無線訊號發射平台，用以導引一移動電子裝置。該無線訊號發射平台提供二訊號區域及形成於該二訊號區域間之一狹長的無訊號區域，當該移動電子裝置同時偵測到該二訊號區域之訊號時，即能直接朝向該無線訊號發射平台移動。

本發明之無線訊號發射平台包含一第一發射器、一第二發射器及一阻隔構件。該第一發射器發射一第一訊號以形成一第一訊號區域。該第二發射器發射一第二訊號以形成一第二訊號區域。該阻隔構件，設置於該第一發射器及該第二發射器之間，使該第一訊號區域與該第二訊號區域之間形成一狹長的無訊號區域，其中該阻隔構件、該第一發射器及該第二發射器係水平設置於該無線訊號發射平台上。

本發明之另一目的在於提供一種移動電子裝置，對應本發明之無線訊號發射平台設置。利用該無線訊號發射平台提供之訊號區域，該移動電子裝置能迅速地朝向該無線訊號發射平台移動。

本發明之移動電子裝置包含一移動基座、一第一接收器、一第二接收器及一控制器。該第一接收器與該第二接收器設置於該移動基座上。該控制器設置於該移動基座並電連接至該第一接收器及該第二接收器，該控制器根據該第一接收器及該第二接收器對該第一訊號及該第二訊號之訊號接收結果，以控制該移動基座作動。例如，當該第一接收器只接收到該第一訊號，以及該第二接收器只接收到該第二訊號，該移動基座係可沿著狹長的無訊號區域，直線移動至該無線訊號發射平台。

本發明之另一目的在於提供一種追蹤導引訊號之方法，適用於該無線訊號發射平台導引該移動電子裝置。該追蹤導引訊號之方法使得該移動電子裝置在該無線訊號發射平台所建立之訊號區域中，能迅速地朝向該無線訊號發射平台移動。

本發明之追蹤導引訊號之方法包含下列步驟：首先，由該無線訊號發射平台產生一第一訊號區域及一第二訊號區域，該第一訊號區域與第二訊號區域之間具有一狹長的無訊號區域；接著，該控制器根據該第一接收器及該第二接收器對該第一訊號及該第二訊號之訊號接收結果，控制該移動電子裝置往該狹長的無訊號區域移動。該移動電子裝置移動至該無線訊號發射平台時，維持該第一接收器只接收到該第一訊號以及該第二接收器只接收到該第二訊號。

因此，於本發明之追蹤導引訊號之方法中，該無線訊號發射平台所發射之二訊號同時作為該移動電子裝置作動之導引訊號，可增加該移動電子裝置朝向該無線訊號發射平台移動之效率；並且當該移動電子裝置同時偵測到該二訊號時，即可直線移動至該無線訊號發射平台，更可大幅縮短該移動電子裝置之尋徑時間及移動至該無線訊號發射平台之路徑長度。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第1圖，其為根據本發明之一較佳實施例之一導引系統之示意圖。該導引系統包含一無線訊號發射平台1及一移動電子裝置3。無線訊號發射平台1包含一基座12、一第一發射器14、一第二發射器16及一阻隔構件18。第一發射器14、第二發射器16及阻隔構件18係水平設置於基座12上。第一發射器14發射一第一訊號以形成一第一訊號區域142。第二發射器16發射一第二訊號以形成一第二訊號區域162。阻隔構件18設置於第一發射器14及第二發射器16之間，使第一訊號區域142與第二訊號區域162之間形成一狹長的無訊號區域182。其中第一訊號區域142及第二訊號區域162以虛線扇形表示其範圍。第一發射器14及第二發射器16可藉由一觸發訊號觸發以發射該第一訊號及該第二訊號，例如當移動電子裝置3需要導引訊號時，由移動電子裝置3設置發射器(未圖示)發射觸發訊號，無線訊號發射平台1的接收器(未圖示)於接收到觸發訊號後，始啟動第一發射器14及第二發射器16發射第一訊號及第二訊號，以節省電力。前述狹長的無訊號區域182係指沒有該第一訊號及該第二訊號分佈之區域，其他訊號仍得存在於此區域182中；在本發明中無線訊號發射平台1所發射的訊號(第一訊號及第二訊號)的形態係以選擇大致直線傳播為佳，例如紅外線(波長700-1000 nm)、可見光(波長400-700 nm)、鐳射或超音波等較佳。

於此實施例中，移動電子裝置3包含一移動基座32、一第一接收器34、一第二接收器36及一控制器38。第一接收器34與第二接收器36設置於移動基座32上。控制器38設置於移動基座32中並電連接至第一接收器34及第二接收器36。控制器38能根據第一接收器34及第二接收器36對該第一訊號及該第二訊號之訊號接收結果，以控制移動基座32作動。補充說明的是，於基座12與移動基座32上可設置對應的連接埠，供基座12與移動基座32實體連接，以執行特定功能，例如訊息傳遞、充電等。但本發明不以此為限，例如基座12與移動基座32之接近僅作為定位之用，其他功能之則由其他部件執行；移動基座32可另外可設置馬達(未圖示)帶動在下方數個輪子(未圖示)，由控制器38所控制，用以帶動移動基座32在平面上移動。

請參閱第2圖，其為第1圖中該導引系統之俯視圖。由第2圖可知第一接收器34及第二接收器36間之距離40大於狹長的無訊號區域182之寬度184。如第2圖所示之情形，移動基座32係在第一接收器34只接收到第一訊號區域142之第一訊號，以及第二接收器36只接收到第二訊號區域162之第二訊號的狀態下，朝無線訊號發射平台1移動。實際上的狀況，參考第3圖所示，由控制器38不斷地根據第一接收器34及第二接收器36對該第一訊號及該第二訊號之訊號接收結果，修正移動基座32之移動方向而使移動基座32沿第3圖中虛線箭頭所示之路徑，大致呈直線地朝向無線訊號發射平台1移動。若距離40僅略大於寬度184，則於第2圖之情形中，移動電子裝置3可近乎正對無線訊號發射平台1而能以進乎直線的路徑朝向無線訊號發射平台1移動。其中寬度184可藉由控制阻隔構件18之寬度達成。

移動基座32具有一中心點，為便於而明各圖中之移動基座32以圓柱表示，其中心點即位於圓心處，故不另標示。第一接收器34至該中心點以及第二接收器36至該中心點形成一銳角324(參閱第2圖)，亦即第一接收器34及第二接收器36大致朝前(相對於移動基座32)接收訊號。於實際應用中亦可以其他結構，例如擋板，直接侷限第一接收器34及第二接收器36之接收角度範圍及方向；此時第一接收器34及第二接收器36之設置位置可不必位於同一側邊。

另外在移動電子裝置3之第一接收器34及第二接收器36均無法接收到第一訊號區域142之第一訊號及第二訊號區域162之第二訊號時，控制器38可控制移動基座32旋轉，使第一接收器34或第二接收器36可有效接收到訊號為原則，旋轉角度可自行設定例如45度或90度，在經過多次旋轉後，便有機會接收到訊號；若以旋轉的方式仍無法收到信號可以使移動電子裝置3進行記憶性的移 動，記錄移動過的路徑使移動電子裝置3避免走到無信號的路徑而回到有信號的區域。

移動電子裝置3可另包含一背向接收器，設置於相對於第一接收器34及第二接收器36之周面322上，藉此當第一接收器34及第二接收器36均未接收訊號時，該背向接收器有助於判斷是否移動電子裝置3仍位於第一訊號區域142或第二訊號區域162內。此外，於一般應用中，第一訊號區域142及第二訊號區域162係呈一扇形區域，並且基座12靠牆設置，如本實施例所示(請參閱第1圖及第2圖)，因此在牆面5與第一訊號區域142及第二訊號區域162間原有之無訊號區域，今另以發射器20於此無訊號區域形成指示訊號，以告知於此區域內之移動電子裝置3其所在區域，可避免移動電子裝置3不慎碰撞牆面5，並可藉由發射不同頻率之訊號，可使移動電子裝置3判斷出其係在無線訊號發射平台1之左側或右側。

請參閱第4圖，其為移動電子裝置3偏離無訊號區域182時之該導引系統之俯視圖，其中為便於說明，一次顯示兩種移動電子裝置3偏離無訊號區域182之情形。於左邊所示之移動電子裝置3，其第二接收器36接收到該第一訊號，亦即第二接收器36位於第一訊號區域142，因此控制器38控制移動基座32向右，即朝向狹長的無訊號區域182移動；於右邊所示之移動電子裝置3，其第一接收器34接收到該第二訊號，亦即第一接收器34位於第二訊號區域162，因此控制器38控制移動基座32向左，即朝向狹長的無訊號區域182移動。

請參閱第5圖，其為根據本發明之另一較佳實施例之一導引系統之俯視圖。此導引系統與第1圖之導引系統不同之處在於，第5圖中之移動電子裝置3更包含一第三接收器42。第三接收器42係設置於第一接收器34及第二接收器36之間並位於移動基座32之周面322上。因此，當第一接收器34接收到該第一訊號，第二接收器36接收到該第二訊號且第三接收器42未接收到該第一訊號及該第二訊號時，控制器38控制移動基座32朝向無線訊號發射平台1直線移動。於此實施例中，縱使第一接收器34與第二接收器36間之距離40顯大於無訊號區域182之寬度184，仍因第三接收器42能使移動基座32趨向停留於無訊號區域182中，移動電子裝置3整體仍能有效地維持沿無訊號區域182朝向無線訊號發射平台1移動。

控制器38可量測第一接收器34或第二接收器36之接收訊號能量，並根據該接收訊號能量，調整移動基座32之移動速度。例如當控制器38判斷該接收訊號能量較強時，即可推斷此時移動電子裝置3較接近無線訊號發射平台1，控制器38降低移動基座32之移動速度；反之，當控制器38判斷該接收訊號能量較弱時，即可推斷此時移動電子裝置3與無線訊號發射平台1間仍有相當距離，控制器38增加移動基座32之移動速度。藉此以縮短移動電子裝置3之移動路徑收歛至無訊號區域182之時間。此外，第一訊號區域142之第一訊號之頻率可異於第二訊號區域162之第二訊號之頻率，此可增加對該第一訊號及該第二訊號之鑑別度。

請參閱第6圖，其為根據本發明之追蹤導引訊號之方法之流程圖。基於前述導引系統之說明，該追蹤導引訊號之方法包含下列步驟：首先，無線訊號發射平台1產生第一訊號對應第一訊號區域142、第二訊號對應第二訊號區域162以及形成狹長的無訊號區域182位於第一訊號區域142與第二訊號區域162之間，如步驟S100及第2圖所示；接著，控制器38根據第一接收器34及第二接收器36對第一訊號區域142之第一訊號及第二訊號區域162之第二訊號之訊號接收結果，控制移動電子裝置3往狹長的無訊號區域182移動，如步驟S120所示，例如，移動電子裝置3朝向無線訊號發射平台1移動時係維持第一接收器34只接收到第一訊號以及第二接收器36只接收到第二訊號。當然，若如第5圖之移動電子裝置3具有第三接收器42，則於步驟S120修正為控制器38係根據第一接收器34、第二接收器36及第三接收器42對第一訊號區域142之第一訊號及第二訊號區域162之第二訊號之訊號接收結果，控制移動電子裝置3往狹長的無訊號區域182移動，例如，當移動電子裝置3係直線移動至無線訊號發射平台1時，係維持第一接收器34只接收到第一訊號以及第二接收器36只接收到第二訊號且該第三接收器42未接收到第一訊號及第二訊號。

請參閱第7圖，其為根據第2圖所示之導引系統之第6圖之詳細流程圖。進一步來說，在無線訊號發射平台1建立出所需之訊號區域後(如步驟S100所示)，控制器38會先判斷第一接收器34及第二接收器36是否接收到訊號，如步驟S122所示。若第一接收器34及第二接收器36均未接收到該第一訊號及該第二訊號，控制器38控制移動基座32任意移動或控制移動基座32旋轉一角度，如步驟S124所示，此部分可參閱前述任意移動或旋轉一角度之說明；之後，流程即再回到步驟S122。

若第一接收器34及第二接收器36有接收到該第一訊號或該第二訊號，則依下列各種不同情形分別處理。當第一接收器34只接收到該第一訊號，以及第二接收器36只接收到該第二訊號，控制器38控制移動基座32移動，以使移動電子裝置3可直線移動至無線訊號發射平台1，如步驟S126所示；此部分可直接參閱關於第2圖、第3圖及其相關之說明。又，當第二接收器36接收到該第一訊號時，或當第一接收器34接收到該第二訊號，控制器38控制移動基座32朝向狹長的無訊號區域182移動，如步驟S128所示；此部分可直接參閱關於第4圖及其相關之說明。

在經由步驟S126、S128之後，需先判斷移動電子裝置3是否已抵達無線訊號發射平台1或其他預設之連接位置，如步驟S130所示。若步驟S130判斷為是，則停止尋徑程序、流程結束；若步驟S130判斷為否，則流程再回到步驟S122。

相較於先前技術，本發明利用無訊號區域之特性，使得該移動電子裝置能同時考慮基於對該第一訊號及該第二訊號之訊號接收結果而產生之多個判斷條件，以迅速決定如何作動，大幅縮短該移動電子裝置之尋徑時間及移動至該無線訊號發射平台之路徑長度。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1．．．無線訊號發射平台

3．．．移動電子裝置

12．．．基座

14．．．第一發射器

16．．．第二發射器

18．．．阻隔構件

32．．．移動基座

34．．．第一接收器

36．．．第二接收器

38．．．控制器

40‧‧‧距離

42‧‧‧第三接收器

142‧‧‧第一訊號區域

162‧‧‧第二訊號區域

182‧‧‧無訊號區域

184‧‧‧寬度

322‧‧‧周面

324‧‧‧銳角

S100、S120~S130‧‧‧實施步驟

第1圖為根據本發明之一較佳實施例之一導引系統之示意圖。

第2圖為第1圖中該導引系統之俯視圖。

第3圖為移動電子裝置偏斜相對於無線訊號發射平台時之該導引系統之俯視圖。

第4圖為移動電子裝置偏離無訊號區域時之該導引系統之俯視圖。

第5圖為根據本發明之另一較佳實施例之一導引系統之俯視圖。

第6圖為根據本發明之追蹤導引訊號之方法之流程圖。

第7圖為根據第2圖所示之導引系統之第6圖之詳細流程圖。

1．．．無線訊號發射平台

3．．．移動電子裝置

12．．．基座

14．．．第一發射器

16．．．第二發射器

18．．．阻隔構件

32．．．移動基座

34．．．第一接收器

36．．．第二接收器

38．．．控制器

42．．．第三接收器

142．．．第一訊號區域

162．．．第二訊號區域

182．．．無訊號區域

322．．．周面

Claims (8)

1. 一種移動電子裝置，對應一無線訊號發射平台設置，該無線訊號發射平台發射一第一訊號及一第二訊號以對應產生一第一訊號區域、一第二訊號區域，該第一訊號區域與該第二訊號區域之間具有一狹長的無訊號區域，該移動電子裝置包含：一移動基座；一第一接收器；一第二接收器，與該第一接收器設置於該移動基座上且該第一接收器及該第二接收器間之距離大於該狹長的無訊號區域之寬度，該移動基座移動至該無線訊號發射平台且維持該第一接收器只接收到該第一訊號以及該第二接收器只接收到該第二訊號；以及一控制器，設置於該移動基座並電連接至該第一接收器及該第二接收器，該控制器根據該第一接收器及該第二接收器對該第一訊號及該第二訊號之訊號接收結果，以控制該移動基座作動。
2. 如請求項1所述之移動電子裝置，其中當該第二接收器接收到該第一訊號時，或當該第一接收器接收到該第二訊號，該控制器控制該移動基座朝向該狹長的無訊號區域移動，當該第一接收器接或該第二接收器未收到任何訊號時，該控制器控制該移動基座旋轉。
3. 如請求項1所述之移動電子裝置，其中該移動基座具有一中心點，該第一接收器至該中心點以及該第二接收器至該中心點形成一銳角。
4. 如請求項1所述之移動電子裝置，更包含一第三接收器，設置於該第一接收器及第二接收器之間，其中當該第一接收器接收到該第一訊號，該第二接收器接收到該第二訊號且該第三接收器未接收到該第一訊號及該第二訊號時，該移動基座係可直線移動至該無線訊號發射平台。
5. 如請求項1所述之移動電子裝置，其中該控制器量測該第一接收器或該第二接收器之接收訊號能量，並根據該接收訊號能量，調整該移動基座之移動速度。
6. 一種追蹤導引訊號之方法，適用於一無線訊號發射平台導引一移動電子裝置，該移動電子裝置包含一第一接收器、一第二接收器以及一控制器，其中該第一接收器及該第二接收器間之距離大於該狹長的無訊號區域之寬度，該方法包含下列步驟：該無線訊號發射平台發射一第一訊號及一第二訊號以對應產生一第一訊號區域與一第二訊號區域，該第一訊號區域與該第二訊號區域之間具有一狹長的無訊號區域；該控制器根據該第一接收器及該第二接收器對該第一訊號及 該第二訊號之訊號接收結果，控制該移動電子裝置往該狹長的無訊號區域移動；以及於該移動電子裝置移動至該無線訊號發射平台時，維持該第一接收器只接收到該第一訊號以及該第二接收器只接收到該第二訊號。
7. 如請求項6所述之方法，更包含：當該第一接收器及該第二接收器均未接收到該第一訊號及該第二訊號時，控制該移動基座任意移動或控制該移動基座旋轉一角度。
8. 如請求項6所述之方法，其中該移動電子裝置更包含一第三接收器，設置於該第一接收器及第二接收器之間，該方法更包含：當該第一接收器接收到該第一訊號，該第二接收器接收到該第二訊號且該第三接收器未接收到該第一訊號及該第二訊號時，該移動電子裝置係可直線移動至該無線訊號發射平台。