TWI505801B - 室內機器人與其定位方法 - Google Patents

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TWI505801B TW103116558A TW103116558A TWI505801B TW I505801 B TWI505801 B TW I505801B TW 103116558 A TW103116558 A TW 103116558A TW 103116558 A TW103116558 A TW 103116558A TW I505801 B TWI505801 B TW I505801B
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Hsuan Po Chen
Yu Lun Ting
Sheng Chih Hsu
chang wan Chen
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Description

室內機器人與其定位方法
本發明是有關於一種室內機器人，且特別是有關於一種可依照站台數量調整定位模式的室內機器人與其定位方法。
隨著科技的進步，智慧型家電機器人的技術愈來愈成熟，其產品也愈來愈普及，其中打掃機器人(cleaning robot)就是其中一種。在許多可移動的機器人裝置中，為了達到自動移動的功能，機器人通常會具有驅動裝置、距離偵測器以及移動控制器。舉例而言，打掃機器人就是一種清掃裝置，不需使用者操作，便可自動移動，並吸取地板上的灰塵。
打掃機器人的定位方式有很多種，台灣專利I415590提供一種驅動自走式家電的方法，其自走式家電會在失去站台信號時，沿著牆壁邊界行駛，以便回到基地台或找到可供定位的站台為止。
然而，目前的打掃機器人在面臨站台數目不足時，並無法進行定位而必須返回基地台或特定區域中才能重新進行定位與導航。
本發明提供一種室內機器人與其定位方法，其具有多種定位模式，可以在導航的過程中，因應站台的數目進行定位。室內機器人可以在站台數目少於多點定位需求下進行準確定位而達到導航的目的。
本發明實施例提出一種室內機器人的定位方法，室內機器人位於一室內空間，室內空間中設置有複數個站台，室內機器人具有儲存複數個定位模式的一記憶體，定位方法包括下列步驟：建立一室內地圖與該些站台的座標；偵測位於一可視範圍內的站台並計算位於可視範圍內的一站台數量；以及室內機器人依據站台數量執行該些定位模式之一，其中當站台數量大於零且小於一定位需求值時，室內機器人對應所偵測到的站台移動一預設距離以定位室內機器人的位置。
在本發明實施例中，其中定位需求值等於3，當所偵測到的站台數量等於2時，室內機器人執行下列步驟：取得對應於所偵測到的站台的一第一距離資料；室內機器人沿一第一方向移動預設距離後取得對應於所偵測到的站台的一第二距離資料；以及根據第一距離資料與第二距離資料定位室內機器人的位置。
在本發明實施例中，其中定位需求值等於3，當所偵測到的該站台數量等於1時，室內機器人執行下列步驟：取得對應於所偵測到的站台的一第一距離資料；室內機器人沿第一方向移動預設距離後取得對應於所偵測到的站台的一第二距離資料；改變室內機器人的行進方向，沿一第二方向移動以取得對應於所偵測到的站台的一第三距離資料；以及根據第一距離資料、第二距離資料與第三距離資料定位室內機器人的位置。
在本發明實施例中，其中當站台數量大於或等於定位需求值時，室內機器人根據所偵測到的站台與室內機器人之間的距離定位室內機器人的位置。
在本發明實施例中，其中當站台數量等於零時，室內機器人記錄 一行進方向並且依照行進方向反向離開目前所在之一特定區域以偵測站台。
在本發明實施例中，其中當站台數量大於零且小於定位需求值時，室內機器人改變行進方向以沿一第一方向移動預設距離，並且在定位室內機器人的位置後，朝一目標位置前進。其中，第一方向之參數可儲存於記憶體中。
在本發明實施例中，其中在建立室內地圖與站台的座標之步驟包括下列步驟：沿室內空間的邊緣行走；依據一充電基地台的位置建立一封閉路徑；根據封閉路徑建立室內地圖；根據室內地圖，經由一使用者介面顯示一建議區域以供一使用者擺放該些站台；以及依據站台的擺放位置建立站台的座標。
在本發明實施例中，其中偵測位於可視範圍內的站台的步驟包括下列步驟：接收站台所發出的信號；偵測站台所發出的信號的到達時間；根據站台所發出的信號的到達時間的變化，定義位於可視範圍內的站台；計算位於可視範圍內的站台數量；以及計算位於可視範圍內的站台與室內機器人之間的距離。
本發明實施例提出一種具有定位模式的室內機器人，可於一室內空間中進行定位與導航，上述室內機器人包括一驅動模組、一記憶體、一偵測模組與一處理單元。其中，驅動模組用以移動該室內機器人；記憶體儲存有複數個定位模式；偵測模組用以偵測位於一可視範圍內的站台並計算位於該可視範圍內的一站台數量；處理單元耦接於該驅動模組、該記憶體與該偵測模組，該處理單元根據該站台數量執行該些定位模式之一。其中當站台數量大於零且小於一定位需求值時，室內機器人對應所偵測到的站台移動一預設距離以定位室內機器人的位置。
在本發明實施例中，上述室內機器人可為一地板集塵器，並且可應用上述定位方法進行定位與導航。
綜上所述，本發明提出一種機器人與其定位方法，其具有多種 定位模式，可以在單一站台或雙站台的情況下進行準確的定位與導航。本發明實施例係利用移動機器人的方式以取得更多的站台距離資料，藉此達到準確定位與導航的功效。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
100‧‧‧室內機器人
210‧‧‧處理單元
220‧‧‧驅動模組
230‧‧‧偵測模組
240‧‧‧記憶體
250‧‧‧角度感測器
S310~S330‧‧‧步驟
450‧‧‧充電基地台
410、420、430、440‧‧‧站台
401‧‧‧軌跡
Z400‧‧‧室內空間
Z41、Z42、Z43‧‧‧空間
S510~S591‧‧‧流程圖步驟
S610~S660‧‧‧流程圖步驟
S710~S740‧‧‧流程圖步驟
S810~S870‧‧‧流程圖步驟
811‧‧‧室內機器人
B1、B1'‧‧‧站台
R‧‧‧參考原點
R'、R"‧‧‧位置
X、Y‧‧‧座標方向
r1、r2、r3‧‧‧距離
θ1、θ2‧‧‧角度
D1、D2‧‧‧預設距離
S910~S940‧‧‧流程圖步驟
911、911'‧‧‧室內機器人
B11、B12‧‧‧站台
R10、R10'‧‧‧位置
R11、R11'‧‧‧位置
R12‧‧‧位置
r11、r12‧‧‧距離
r11'、r12'‧‧‧距離
S11~S13‧‧‧流程圖步驟
S110~S180‧‧‧流程圖步驟
圖1為根據本發明實施例的室內機器人示意圖；圖2為根據本發明實施例的室內機器人的功能方塊圖；圖3繪示本發明實施例的室內機器人的定位方法流程圖；圖4繪示本發明實施例的室內空間與室內機器人的示意圖；圖5繪示本發明實施例的室內機器人的定位方法的流程圖；圖6繪示本發明實施例的室內地圖的建立方法流程圖；圖7繪示本發明實施例的無站台定位模式的定位方法流程圖；圖8A繪示本發明實施例的單站台定位模式的定位方法流程圖；圖8B與圖8C繪示本發明實施例的單站台定位模式的定位方法示意圖；圖9A繪示本發明實施例的雙站台定位模式的定位方法流程圖；圖9B~圖9D繪示本發明實施例的雙站台定位模式的定位方法示意圖；圖10繪示本發明實施例的多站台定位模式的定位方法流程圖；以及圖11繪示本發明實施例的站台設置方法流程圖。
在下文中，將藉由圖式說明本發明之實施例來詳細描述本發明，而圖式中的相同參考數字可用以表示類似的元件。
請參照圖1與圖2，圖1為根據本發明實施例的室內機器人 示意圖，圖2為根據本發明實施例的室內機器人的功能方塊圖。室內機器人100包括處理單元210、驅動模組220、偵測模組230、記憶體240與角度感測器250。處理單元210耦接於驅動模組220、偵測模組230、記憶體240與角度感測器250，用以進行資料存取、運算、定位程序、參數設定與驅動控制等程序。處理單元210可使用微控制器或微處理器實現，但本實施例不限制於此。驅動模組220包括馬達與滾輪等驅動機構，可用以驅動室內機器人。記憶體240內儲存有程式資訊與設定參數等資料，其中程式資訊包括多種定位模式，處理單元210可以存取與執行該些定位模式以定位室內機器人100的位置。角度感測器250例如是電子羅盤，可以用來感測室內機器人100的行進方向與角度。室內機器人100例如是地板集塵器，可以設置集塵裝置以收集地板灰塵，但本實施例不限制室內機器人的功能。
室內機器人100的偵測模組230可以根據充電基地台與站台所發出的信號來進行定位。在本實施例中，室內機器人100可以根據信號的到達時間(Time of arrival,TOA)判斷該些站台是否位於一可視(light-of-sight,LOS)範圍內或者位於非可視(non-light-of-sight,NLOS)範圍內。室內機器人100可根據位於可視範圍內的站台的數量執行不同的定位模式以對室內機器人100定位，尤其在所偵測到的站台數量小於定位需求值(例如3台)時，室內機器人100藉由切換不同的定位模式依然可以找到本身的座標，然後前往目標地點。當定位用的站台數量不足以進行即時定位時，室內機器人100可以藉由移動前後的距離資料，計算出目前所偵測到的站台座標與本身的位置座標。
請同時參照圖3與圖4，圖3繪示本發明實施例的室內機器人的定位方法流程圖；圖4繪示本發明實施例的室內空間與室內機器人的示意圖。如圖3所示，首先，在步驟S310，室內機器人100會先建立室內地圖與站台410、420、430、440與充電基地台 450的座標。充電基地台450也可以做為定位用的站台，其具有類似站台410、420、430、440的定位功能。室內機器人100可沿著室內空間Z400的牆壁邊緣行走，在其行走的軌跡401建立一封閉路徑後，便可以建立對應於室內空間Z400的室內地圖。使用者可以在室內空間Z400中設置有多個站台410、420、430、440，並使其分布於各別的空間Z41、Z42、Z43中，以便室內機器人100進行定位。
在步驟S320，室內機器人100會偵測位於可視範圍中的站台(如410、420)，並且計算位於可視範圍中的站台數量。室內機器人100與站台410、420、430、440可以相互傳遞信號，並且根據站台410、420、430、440所發出的信號判斷哪些站台是位於室內機器人100的可視範圍中。所謂可視範圍表示，室內機器人100與站台410、420、430、440之間的信號傳遞是直線的，並且信號未被遮蔽物所阻擋。以圖4為例，充電基地台450與站台410、420位於室內機器人100的可視範圍內，而站台430、440因牆壁阻擋信號的傳遞，所以就位於非可視範圍內。室內機器人100可以偵測位於可視範圍內的站台410、420與室內機器人100之間的距離，並且根據所偵測到的距離資料與站台的座標計算室內機器人100本身的座標。
在偵測位於可視範圍的站台的步驟S320中，室內機器人100會接收站台所發出信號，然後偵測站台所發出的信號的到達時間。室內機器人100根據站台所發出的信號的到達時間的變化，定義位於可視範圍內的站台以及計算站台數量。在偵測到可視範圍內的站台後，室內機器人100可以根據站台的信號計算位於可視範圍內的站台與室內機器人之間的距離。室內機器人100可以根據站台所發出信號的到達時間差、振幅等信號特徵來計算站台的距離。在本實施例中，室內機器人100可以利用超寬頻(Ultra Wide-Band,UWB)點對點距離量測技術來偵測站台與室內機器人100之間的距離， 但本實施例不限制其距離偵測方法。
在步驟S330，室內機器人100可根據所偵測到的站台數量執行對應的定位模式以定位室內機器人100的位置。一般而言，只要位於可視範圍內的站台數量大於等於定位需求值(例如3)，室內機器人100可以直接根據所偵測到的距離資料與站台的座標計算室內機器人100本身的座標。然而，當位於可視範圍內的站台數量小於定位需求值(例如3)時，室內機器人100無法直接獲得本身的座標，而會透過不同的定位模式來定位本身的座標。在本實施例中，定位需求值以3為例說明。
在本實施例中，室內機器人100具有多種定位模式，包括無站台定位模式、單站台定位模式、雙站台定位模式與多站台定位模式等。處理單元210可以根據所偵測的站台數量執行對應的一種定位模式以進行定位。在上述定位模式中，當站台數量大於零且小於3時，室內機器人100會對應所偵測到的站台沿一方向移動一預設距離以定位室內機器人100的位置。室內機器人100的移動會改變室內機器人100與站台之間的距離。室內機器人100會藉由移動前後所獲得的距離資料與移動方向來確定站台與室內機器人100之間的相對位置關係，然後根據站台的座標定位室內機器人100的位置。換言之，當室內機器人100所偵測到可供定位的站台數量不夠進行多點定位時(如1或2)，室內機器人100可以藉由計畫性的移動來重新定位。
接下來，進一步說明本實施例的定位方法，請參照圖5，圖5繪示本發明實施例的室內機器人100的定位方法的流程圖。在步驟S510，室內機器人100初始化並準備進行導航。在步驟S520，室內機器人建立室內空間Z400的地圖與站台(410、420、430、440)的座標。充電基地台450則可做為座標的原點，但本實施例不限制於此。
室內地圖的建立方式請同時參照圖5與圖6，圖6繪示本實 施室內機器人100建立室內地圖的方法流程圖。在步驟S610，室內機器人100沿室內空間的邊緣行走，例如沿牆壁行走。在步驟S620，室內機器人100擷取所有來自感測器的資料。室內機器人100可以根據內建的距離感測器(如超音波感測器、紅外線感測器、碰撞感測器等)來感測牆壁或障礙物的位置，並且記錄所行經的軌跡。然後，在步驟S630，室內機器人100依據充電基地台450的位置建立封閉路徑。在建立室內地圖的過程中，室內機器人100會判斷所行經的軌跡是否形成一封閉路徑(如軌跡401)，若是，則完成室內地圖的建立，若否，則繼續前進以完成該封閉路徑。然後，在步驟S640，根據該封閉路徑建立室內地圖。在步驟S650，在完成室內地圖的建立後，室內機器人100可以透過使用者介面，例如螢幕或者外部電腦，顯示一建議區域以供使用者擺放站台410~440。在步驟S660，使用者可以依照建議的區域擺設站台，室內機器人100會根據站台的擺放位置建立站台的座標。
另外，若使用者已經在室內空間中擺放站台，室內機器人100在建立室內地圖的同時，就可以一併建立所有站台的座標，其座標可以利用充電基地台450為參考原點來建立，但本實施不限制於此。若使用者不須擺放站台，室內機器人100則可以直接建立室內地圖，而不需要進行步驟S650與S660。
請參照圖5，在步驟S530，室內機器人100會偵測可供定位用的站台數量N，N為零或正整數。室內機器人100會在導航的過程中偵測站台410~440與充電基地台450的信號，並判斷哪些站台位於可視範圍內，這些位於可視範圍內的站台就歸屬於可供定位的站台。當N等於0時，表示目前無站台可供定位，室內機器人100會執行無站台定位模式(步驟S540)。
無站台定位模式的定位方法請同時參照圖5與圖7，圖7繪示本發明實施例的無站台定位模式的定位方法流程圖。在步驟S710，室內機器人100會先記錄角度感測器250的初始值，然後 記錄目前的行進方向(步驟S720)。接著，在步驟S730，室內機器人根據目前的行進方向反向移動，然後離開目前所在的特定區域(步驟S740)。
在室內機器人100導航的過程中，如果所有可供定位的站台突然消失，表示室內機器人100可能進入特定區域中，例如房間或遮蔽物中。此時，利用無站台定位模式，室內機器人100會退出目前的區域以尋找站台(步驟S541)，直到找到站台以重新定位。在找到可供定位的站台後，回到步驟S530，判斷站台的數量，然後依照站台的數量選擇對應的定位方法以進行定位。換言之，室內機器人100會記錄移動軌跡，當偵測不到可供定位的站台時，室內機器人100會依循之前的移動軌跡離開目前的區域以尋找定位用的站台，並重新進行定位以朝目標位置前進。
當N等於1時，室內機器人100會執行單站台定位模式(步驟S550)。單站台定位模式的定位方法請同時參照圖5與圖8A~圖8C，圖8A繪示本發明實施例的單站台定位模式的定位方法流程圖。圖8B與圖8C繪示本發明實施例的單站台定位模式的定位方法示意圖。在圖8B與圖8C中，室內機器人以符號811表示。首先，在步驟S810，室內機器人811會依照目前的位置設定參考原點R，然後在步驟S820，室內機器人811會偵測室內機器人100與所偵測到的站台B1之間的距離r1以取得第一距離資料。然後，室內機器人811會沿一第一方向(例如X)移動預設距離D1，到達位置R'(步驟S830)。然後，偵測室內機器人100與站台B1之間的距離r2以取得第二距離資料(步驟S840)。然後，在步驟S850，使室內機器人811沿一第二方向(例如Y)移動預設距離D2至位置R"，接著，偵測室內機器人811與站台B1之間的距離r3以取得第三距離資料(步驟S860)。然後，在步驟S870，根據第一距離資料、第二距離資料、第三距離資料以及站台B1的座標定位室內機器人811的位置。
其中，上述第一方向與第二方向之參數值可儲存於室內機器人100的記憶體240中，或以程式、韌體的方式儲存室內機器人100之中。第一方向與第二方向可以是垂直的X方向與Y方向，也可以是兩個隨機的兩個方向。只是，本實施例利用X方向與Y方向可以簡化運算的程序並且加快定位速度。
由圖8B可知，在室內機器人811進行第一次移動時，室內機器人811向右方(X方向)移動，造成室內機器人811與站台B1之間的距離縮短(即r2小於r1)，表示站台B1位於在室內機器人811的右方，但是站台B1的可能位置有兩個(即站台B1或站台B1'。以參考原點R(0,0)為圓心，r1為半徑的圓形可形成第一個參考圓。以位置R'為圓心，r2為半徑的圓形可形成第二個參考圓，其中第一個參考圓與第二參考圓的兩個交點就是站台B1與站台B1'的位置。所以，藉由室內機器人811的第一次移動，可以將站台B1的可能位置由一個圓形軌跡縮減至兩個可能位置。
然後，室內機器人811進行第二次移動，向上方(Y方向)移動，所得到的結果是室內機器人811與站台B1之間的距離縮短(即r3小於r2)，表示真實的站台B1是位於室內機器人811上方，藉此排除站台B1'可能性。藉由參考原點R(0,0)以及距離r1、r2的數值，即可計算出站台B1與站台B1'相對於R(0,0)的座標位置。然後，在確定所偵測到的站台B1為實際站台時，室內機器人811便可利用原先已經儲存的站台B1的座標，以及站台B1相對於參考原點R(0,0)的座標位置兩個參數計算目前室內機器人811的所在位置R"的座標以對室內機器人811進行定位，如圖8C所示。
在圖8B與圖8C中，參考軸向X與Y可由室內機器人811的角度感測器250所感測到的方位來決定，藉此定義原點座標R(0,0)與室內機器人811的移動向量與移動角度。另外，本實施例也可以依照三角函數，利用距離r1、r2與預設距離D1可以推知角度θ1、θ2的數值，藉此對室內機器人811進行定位。
上述圖8B與圖8C的實施例是以站台B1位於室內機器人811的右上方(第一象限)為例說明。同理類推，若室內機器人811向X方向移動導致室內機器人811與站台B1之間的距離變大(即距離r2大於距離r1)，就表示站台B1位於室內機器人811的左方，但可能的位置有兩個，分別位於室內機器人811的左上方與左下方。然後，藉由第二次移動的距離變化，室內機器人811便可以偵測出站台B1的實際位置，藉此反推室內機器人811本身的座標位置。經由上述的說明，本技術領域具有通常知識者應可輕易推知其餘站台B1位置下的定位方式，在此不加贅述。
請參照圖5，當N等於2時，室內機器人100會執行雙站台定位模式(步驟S560)，雙站台定位模式的定位方法請同時參照圖5與圖9A~圖9D，圖9A繪示本發明實施例的雙站台定位模式的定位方法流程圖。圖9B~圖9D繪示本發明實施例的雙站台定位模式的定位方法示意圖。在圖9B~圖9D中，室內機器人以符號911表示，符號911'則用來表示室內機器人911在完成定位前的另一個可能位置。請參照圖9A，首先，在步驟S910，偵測室內機器人911與站台B11、B12之間的距離r11、r12(第一距離資料)，其中站台B11、B12表示目前所偵測到位於可視範圍中的站台。由站台B11、B12的座標與距離r11、r12可以推知室內機器人911的可能位置有兩個，分別以位置R10、R10'表示。位置R10、R10'的座標可以由站台B11、B12為圓心，距離r11、r12為半徑所形成的兩個參考圓的交點所推知。
接著，在步驟S920，室內機器人911沿一第一方向移動預設距離D1，其中第一方向可由室內機器人911自訂，本實施例不受限制，如圖9C所示。第一方向之參數可儲存於記憶體240中或由程式運算而得。室內機器人911由偵測到的位置R10、R10'移動至位置R11、R11'。然後，在步驟S930，室內機器人911根據站台B11、B12的信號進行距離偵測，以得到室內機器人911與站台 B11、B12之間的距離r11'、r12'(第二距離資料)。然後，在步驟S940，根據第一距離資料與第二距離資料定位室內機器人911的位置，由圖9D可知，室內機器人911的原始座標位於位置R10，移動後之座標為位於位置R11。
在步驟S940中，由於室內機器人911在移動前的可能位置R10、R10'可以由站台B11、B12的座標與距離r11、r12所形成的兩個參考圓的交點推知，而室內機器人911的移動方向則可以由內建的角度感測器250推知。室內機器人911在移動後的可能位置R11、R11'可以藉由站台B11、B12的座標與距離r11'、r12'所形成的兩個參考圓的交點得知。另外，室內機器人911可以藉由移動方向與移動距離D1計算出移動後的位置R11與位置R12。由圖9C可知，其中位置R11是同時符合偵測與計算的結果，所以室內機器人911在移動後的位置就是位置R11，藉此完成室內機器人911的定位。
由另一角度來說明，當室內機器人911的原始座標是位置R10時，室內機器人911移動後的座標應為位置R11，其偵測到的距離就會是r11'、r12'，如圖9D所示。反之，當室內機器人911的原始座標是位置R10'時，室內機器人911移動後的座標就不會是位置R11或位置R11'，其偵測到的距離就不會等於圖9C中的距離r11'、r12'，而會是站台B11、B12與位置R12之間的距離。
換言之，在雙站台偵測模式中，當偵測到有兩個站台B11、B12時，室內機器人911會先偵測與兩個站台B11、B12之間的距離，然後室內機器人對應所偵測到的站台B11、B12沿一方向移動預設距離D1以定位室內機器人911的位置。
請參照圖5，當N大於等於3時，室內機器人100會執行多站台定位模式(步驟S570)，多站台定位模式的定位方法請同時參照圖5與圖10，圖10繪示本發明實施例的多站台定位模式的定位方法流程圖。在步驟S11中，室內機器人100偵測每一站台的座 標與距離，然後偵測各站台偵測範圍內的交點(步驟S12)。在步驟S12中，室內機器人100會以各站台的座標為圓心，距離為半徑形成多個參考圓，然後計算其多個參考圓的交點。接下來，在步驟S13，室內機器人100根據上述參考圓的交點來定位目前室內機器人100的位置。上述多個參考圓的交點就是室內機器人100的位置。上述定位方式例如是三點定位方式，本技術領域具有通常知識者應可經由上述說明輕易推知其定位細節，在此不加贅述。此外，當位於可視範圍內的站台數量大於3時，室內機器人100可以依照站台信號的品質選擇較佳的站台來進行定位，藉此增加定位準確度與定位速度。
在依照站台數量N執行對應的定位模式後，室內機器人100完成定位並取得本身的座標(步驟S580)。接下來，室內機器人100依據所設定的目標位置前進(步驟S590)，然後到達目標位置(步驟S591)。
值得注意的是，室內機器人100在移動的過程中，可隨時針對站台數量N執行對應的定位模式，避免遺失本身的座標。即使當站台數量N小於多點定位的需求值(一般為3)時，室內機器人100仍然可藉由移動的方式來進行定位，並且準確的到達目標位置。室內機器人100定位時的移動方向可以預先儲存於記憶體240中以減少運算的時間，其移動方向可依照設計需求訂定並且由角度感測器250所感測的方位來定義，例如北方或東方，本實施例並不限制移動的方向。因此，當移動方向儲存於記憶體240中時，室內機器人100在進行單站台定位模式或雙站台定位模式時，便可以依照預設的方向移動以減少運算的時間。另外，在移動的過程中，室內機器人100也可以依照障礙物的位置進行調整，而動態的改變移動方向。室內機器人100可以記錄移動的軌跡並且計算移動後的相對位置與座標。
在本發明實施例中，室內機器人100在建立室內地圖後，可 以透過外部的電腦或顯示器提供站台設置建議給使用者，其步驟流程如圖11所示，圖11繪示本發明實施例的站台設置方法流程圖。首先，在步驟S110，室內機器人100透過使用者介面(螢幕)顯示建議區域與非建議區域，其中兩區域可以用顏色劃分，例如紅色與藍色。建議區域與非建議區域係依照站台的可視範圍與非可視範圍來決定，其可視範圍會依照站台的擺放位置而變。接下來，判斷使用者是否開啟非建議區域？(步驟S120)，若使用者開啟非建議區域(步驟S140)，則檢查站台數量是否足夠(步驟S150)；若使用者所開啟的區域為建議區域，則顯示可視範圍(步驟S130)。
在選擇非建議區域的情況下，若數量足夠，則顯示建議擺放的地點(步驟S170)；若數量不夠，則發出警訊(步驟S160)。當站台數量足夠時，顯示建議擺放的地點(步驟S170)，然後依照新設置的站台位置，重新建立並顯示地圖中的可視範圍(步驟S180)。
如圖11所示，室內機器人100具有建議擺放站台位置並且模擬可視範圍的功能，使用者可以預先規劃擺放位置以及訂定室內機器人100的移動區域。
值得注意的是，本實施例的室內機器人與其定位方法可以適用於室內空間，也可以適用於室外空間或特定區域。在室外空間或特定區域應用時，室內機器人同樣可以依照站台數量切換定位方法以定位本身的位置。上述實施例雖以室內機器人為例說明，但其定位方法也可以應用於室外機器人或有定位需求的移動機器人或移動載具上，本實施例不以室內機器人之名詞為限。
綜上所述，本發明實施例所述的室內機器人與定位方法，具有多種定位模式，可以適應各種站台數量來對本身進行定位。在移動的過程中，室內機器人不會因為部份站台信號的消失而導致迷航，而可以利用移動的方式重新定位並且繼續導航。
雖然本發明之實施例已揭露如上，然本發明並不受限於上述實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所 揭露之範圍內，當可作些許之更動與調整，因此本發明之保護範圍應當以後附之申請專利範圍所界定者為準。
S510~S591‧‧‧流程圖步驟

Claims (16)

  1. 一種室內機器人的定位方法，該室內機器人位於一室內空間，該室內空間中設置有複數個站台，該室內機器人具有儲存複數個定位模式的一記憶體，該定位方法包括：建立一室內地圖與該些站台的座標；偵測位於一可視範圍內的站台並計算位於該可視範圍內的一站台數量；以及該室內機器人依據該站台數量執行該些定位模式之一，其中當該站台數量大於零且小於一定位需求值時，該室內機器人對應所偵測到的站台移動一預設距離以定位該室內機器人的位置。
  2. 如請求項1所述的室內機器人的定位方法，其中該定位需求值等於3，當所偵測到的該站台數量等於2時，該室內機器人執行下列步驟：取得對應於所偵測到的站台的一第一距離資料；該室內機器人沿一第一方向移動該預設距離後取得對應於所偵測到的站台的一第二距離資料；以及根據該第一距離資料與該第二距離資料定位該室內機器人的位置。
  3. 如請求項1所述的室內機器人的定位方法，其中該定位需求值等於3，當所偵測到的該站台數量等於1時，該室內機器人執行下列步驟：取得對應於所偵測到的站台的一第一距離資料；該室內機器人沿第一方向移動該預設距離後取得對應於所偵測到的站台的一第二距離資料；改變該室內機器人的行進方向，沿一第二方向移動以取得對應於所偵測到的站台的一第三距離資料；以及根據該第一距離資料、該第二距離資料與該第三距離資料定位該室 內機器人的位置。
  4. 如請求項1所述的室內機器人的定位方法，其中當該站台數量大於或等於該定位需求值時，該室內機器人根據所偵測到的站台與該室內機器人之間的距離定位該室內機器人的位置。
  5. 如請求項1所述的室內機器人的定位方法，其中當該站台數量等於零時，該室內機器人記錄一行進方向並且依照該行進方向反向離開目前所在之一特定區域以偵測該些站台。
  6. 如請求項1所述的室內機器人的定位方法，其中當該站台數量大於零且小於該定位需求值時，該室內機器人改變行進方向以沿一第一方向移動該預設距離，並且在定位該室內機器人的位置後，朝一目標位置前進，其中該第一方向之參數儲存於該記憶體。
  7. 如請求項1所述的室內機器人的定位方法，其中在建立該室內地圖與該些站台的座標之步驟包括：沿該室內空間的邊緣行走；依據一充電基地台的位置建立一封閉路徑；根據該封閉路徑建立該室內地圖；根據該室內地圖，經由一使用者介面顯示一建議區域以供一使用者擺放該些站台；以及依據該些站台的擺放位置建立該些站台的座標。
  8. 如請求項1所述的室內機器人的定位方法，其中偵測位於該可視範圍內的站台的步驟包括：接收該些站台所發出的信號；偵測該些站台所發出的信號的到達時間；根據該些站台所發出的信號的到達時間的變化，定義位於該可視範圍內的站台；計算位於該可視範圍內的該站台數量；以及 計算位於該可視範圍內的站台與該室內機器人之間的距離。
  9. 一種室內機器人，位於一室內空間，該室內空間中設置有複數個站台，包括：一驅動模組，用以移動該室內機器人；一記憶體，儲存有複數個定位模式；一偵測模組，用以偵測位於一可視範圍內的站台並計算位於該可視範圍內的一站台數量；以及一處理單元，耦接於該驅動模組、該記憶體與該偵測模組，該處理單元根據該站台數量執行該些定位模式之一；其中當該站台數量大於零且小於一定位需求值時，該室內機器人對應所偵測到的站台移動一預設距離以定位該室內機器人的位置。
  10. 如請求項9所述的室內機器人，其中該定位需求值等於3，當所偵測到的該站台數量等於2時，該處理單元執行下列步驟：取得對應於所偵測到的站台的一第一距離資料；驅動該室內機器人沿一第一方向移動該預設距離後取得對應於所偵測到的站台的一第二距離資料；以及根據該第一距離資料與該第二距離資料定位該室內機器人的位置。
  11. 如請求項9所述的室內機器人，其中該定位需求值等於3，當所偵測到的該站台數量等於1時，該處理單元執行下列步驟：取得對應於所偵測到的站台的一第一距離資料；該室內機器人移動該預設距離後取得對應於所偵測到的站台的一第二距離資料；改變該室內機器人的行進方向，沿一第二方向移動以取得對應於所偵測到的站台的一第三距離資料；以及根據該第一距離資料、該第二距離資料與該第三距離資料定位該室內機器人的位置。
  12. 如請求項9所述的室內機器人，其中當該站台數量大於或等於該定位需求值時，該處理單元根據所偵測到的站台與該室內機器人之間的距離定位該室內機器人的位置。
  13. 如請求項9所述的室內機器人，其中當該站台數量等於零時，該室內機器人記錄一行進方向並且依照該行進方向反向離開目前所在之一特定區域以偵測該些站台。
  14. 如請求項9所述的室內機器人，其中當該站台數量大於零且小於該定位需求值時，該室內機器人改變行進方向以對應所偵測到的站台移動該預設距離，並且在定位該室內機器人的位置後，朝一目標位置前進。
  15. 如請求項9所述的室內機器人，更包括：一角度感測器，耦接於該處理單元，用以偵測該室內機器人的行進方向。
  16. 如請求項9所述的室內機器人，其中該室內機器人為一地板集塵器。
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