TWI611278B - 兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組及控制方法 - Google Patents

兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組及控制方法 Download PDF

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Abstract

一種兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組及控制方法,其中二維或三維兼具跟隨及遙控功能之載具控制模組包含:一行動電子裝置及一位移裝置,該行動電子裝置包括一位移偵測模組、一控制界面及一切換模組。該位移裝置包含一座體、一位移模組、一控制單元及一障礙偵測模組,該位移模組安裝於該座體,用以使該座體位移,該控制單元訊號連接該行動電子裝置、該位移模組及該障礙偵測模組,以藉此供使用者在二維或三維模式下,依需求隨時切換位移裝置的移動方式,並可於障礙物阻礙移動時,提示使用者遙控位移裝置繞開障礙物。

Description

兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組及控制方法
本發明係關於一種使用於二維或三維空間的載具位移控制,尤指兼具跟隨及遙控功能之載具控制模組及控制方法。
可自動跟隨使用者的移動裝置已廣泛應用於各種領域,例如荷蘭的設計師Jelte van Geest設計了一張沙發椅,可偵測並跟隨使用者持有之圖書館證的RFID,讓使用者於圖書館中擁有一張專屬於自己的沙發椅,以便隨時乘坐閱覽書報。
另外,目前有業者研發如中華民國發明專利公告編號第I373435號之「自動跟隨救生裝置」,主要包含一發送單元、一救生本體以及裝設於該救生本體之一控制模組、一推進器、一方向舵及一感測模組,該發送單元用以供使用者配戴,該感測模組可接受該發送單元所發出的訊號而傳送至該控制模組,該控制模組則控制該推進器及該方向舵以自動追隨該使用者,並可供使用者手動控制,讓該使用者遭遇危難時可利用該救生本體自救。
但上述前案皆僅提供跟隨功能,並無法提供使用者遠端遙控的功能,因此使用上較為不便。例如在位移裝置因為障礙物、地形關係不容易跟隨使用者時,使用者須先關閉位移裝置的跟隨功能,再搬移位移裝置。另外,由於位移裝置與使用者之間仍保持距離,以致於使用者在緊急時不易快速觸及位移裝置。
爰此,本發明人為進一步增進載具控制的便利性,而提出一種兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組,包含:一行動電子裝置,包括一位移偵測模組、一控制界面及一切換模組,該位移偵測模組用以取得一位移量,該控制界面用以接收一操作訊號而產生一位移控制資訊,該切換模組用以切換為啟動該位移偵測模組或啟動該控制界面;及一位移裝置,包含一座體、一位移模組、一控制單元及一障礙偵測模組,該位移模組安裝於該座體,用以使該座體位移,該控制單元訊號連接該行動電子裝置、該位移模組及該障礙偵測模組;藉之,當該控制單元接收前述位移控制資訊時,該控制單元依據該位移控制資訊驅動該位移模組,使該位移裝置受該行動電子裝置控制;當該控制單元接收前述行動電子裝置之位移量時,該控制單元依據該位移量控制該位移模組,使該位移裝置跟隨該行動電子裝置;當該障礙偵測模組於該位移裝置跟隨該行動電子裝置過程中產生一障礙物訊號時,該控制單元使該位移模組停止且產生一警示訊號至該行動電子裝置,使該行動電子裝置的切換模組切換為啟動該控制界面。
進一步,該行動電子裝置包括一位移偵測模組,以提供前述位移量,該位移偵測模組包含一三軸加速計、一磁力計及一陀螺儀。
進一步,該位移偵測模組更包含一高度計。
進一步,該控制單元為一單晶片,該控制單元係藉由一訊號傳輸界面訊號連接該行動電子裝置,該訊號傳輸界面包含一WI-FI傳輸界面、一藍牙傳輸界面、一無線射頻傳輸界面之任一或組合。進一步,該障礙偵測模組包含一紅外線偵測模組或/及一超音波偵測模組。
進一步,更包括一影像擷取單元,該影像擷取單元安裝於該座體且連接該控制單元。
進一步,該控制單元依據該位移控制資訊,使該座體與該行動電子裝置之間維持預設的一間隔距離;該位移裝置更包括一距離調整模組,該距離調整模組連接該控制單元,用以在該行動電子裝置的位移量超過預設的一位移量上限時,調整該間隔距離而使該座體相對靠近或遠離該行動電子裝置。
本發明亦為實施於二維或三維空間的一種位移裝置,用以連線至一行動電子裝置,該行動電子裝置用以提供一位移控制資訊或該行動電子裝置位移之一位移量,該位移裝置包含:一座體;一位移模組,安裝於該座體,用以使該座體位移;一障礙偵測模組,於預定偵測範圍內偵測有一障礙物時產生一障礙物訊號;一控制單元,訊號連接該行動電子裝置、該位移模組及該障礙偵測模組,當該控制單元接收前述位移控制資訊時,該控制單元依據該位移控制資訊驅動該位移模組,使該位移裝置受該行動電子裝置控制;當該控制單元接收前述行動電子裝置之位移量時,該控制單元依據該位移量控制該位移模組,使該位移裝置跟隨該行動電子裝置;當該障礙偵測模組於該位移裝置跟隨該行動電子裝置過程中接收該障礙物訊號時,該控制單元使該位移模組停止且產生一警示訊號至該行動電子裝置。
本發明亦為實施於二維或三維空間的一種載具控制方法,包含:遙控步驟:一行動電子裝置之一控制界面產生一位移控制資訊至一位移裝置,使該位移裝置依據該位移控制資訊位移;跟隨步驟:該行動電子裝置之一位移偵測模組偵測該行動電子裝置之一位移量,並傳送該位移量至該位移裝置,使該位移裝置依據該位移量跟隨該行動電子裝置;障礙偵測步驟:若該位移裝置之一障礙偵測模組於該位移裝置跟隨該行動電子裝置過程中產生一障礙物訊號時,使該位移裝置停止位移且產生一警示訊號至該行動電子裝置,使該行動電子裝置之一切換模組關閉該位移偵測模組且啟動該控制界面;若該障礙偵測模組未產生該障礙物訊號時,則繼續執行該跟隨步驟。
進一步,更包括一調整步驟:該位移裝置與該行動電子裝置之間維持預設的一間隔距離,當該行動電子裝置的位移量超過預設的一位移上限值時,該位移裝置將調整該間隔距離,而使該位移座相對靠近或遠離該行動電子裝置。
進一步,該調整步驟中,該行動電子裝置於一預設時間內多次超過前述位移上限值時,使該位移裝置將調整該間隔距離。
根據上述技術特徵可達成以下功效:
1.使用上可利用行動電子裝置遙控位移裝置,或者讓位移裝置跟隨該行動電子裝置,以依使用者需求隨時切換位移裝置的移動方式。
2.跟隨過程中,若位移裝置遭遇障礙物時,位移裝置可停止位移並發送警示訊號至行動電子裝置,並可讓行動電子裝置自動切換為遙控模式,以便使用者即時遙控該位移裝置繞開障礙物。
3.位移裝置使用上可不限於地面移動,若該行動電子裝置進一步結合高度計,則可進一步控制具飛行功能的位移裝置。亦即,本發明可以實施於二維空間中,例如地面、水面、冰面等,也可實施於三度空間中,例如空中。
4.當行動電子裝置的位移量超過預設的位移上限值時,該位移裝置將調整該間隔距離,而使該位移座自動靠近或遠離該行動電子裝置,以方便使用者於需要時藉由搖晃行動電子裝置,即可讓行動電子裝置自動產生需求的動作,以進一步增進產品使用的便利性。
5.除了判斷是否超過前述位移上限值之外,還可進一步增加判斷頻率的條件,以避免使用者誤操作。
(1)‧‧‧行動電子裝置
(11)‧‧‧位移偵測模組
(12)‧‧‧控制界面
(13)‧‧‧切換模組
(131)‧‧‧切換標示
(100)‧‧‧警示訊號
(2)‧‧‧位移裝置
(21)‧‧‧座體
(22)‧‧‧位移模組
(23)‧‧‧控制單元
(231)‧‧‧訊號傳輸界面
(24)‧‧‧障礙偵測模組
(25)‧‧‧距離調整模組
(26)‧‧‧影像擷取單元
(A)‧‧‧使用者
(B)‧‧‧障礙物
[第一圖]係本發明實施例之系統架構示意圖。
[第二圖]係本發明實施例之系統方塊示意圖。
[第三圖]係本發明實施例之步驟流程示意圖。
[第四圖]係本發明實施例之使用狀態示意圖,示意位移裝置跟隨行動電子裝置。
[第五圖]係本發明實施例行動電子裝置控制位移裝置繞開障礙之使用狀態示意圖。
[第六圖]係本發明實施例調整步驟之步驟流程示意圖。
[第七圖]係本發明實施例調整步驟之使用示意圖,示意搖晃行動電子裝置使位移裝置相對靠近。
綜合上述技術特徵,本發明兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組及控制方法的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。要先說明的是,下述相似用途的元件為求簡明,將以相同的符號作為代表,但並不代表皆屬於相同元件。
請先參閱第一圖,係揭示本發明實施例兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組,包含:一行動電子裝置(1)及一位移裝置(2)。
續請參閱第一圖及第二圖所示,該行動電子裝置(1)包括一位移偵測模組(11)、一控制界面(12)及一切換模組(13),該位移偵測模組(11)用以取得一位移量,該位移量例如移動方向為向前、移動速度為10km/h等,該控制界面(12)用以接收一操作訊號(例如操作觸控螢幕之觸控訊號)而產生一位移控制資訊,該位移控制資訊例如前、後、左、右、加速、減速、上升、下降等指令。該切換模組(13)用以切換為啟動該位移偵測模組(11)或該控制界面(12)。舉例來說,該行動電子裝置(1)可為智慧型手機,而提供有三軸加速計、磁力計、陀螺儀等位移感測元件作為該位移偵測模組(11),並提供有觸控螢幕作為該控制界面(12),以及用於訊號傳輸的通訊界面等。該切換模組(13)為預先編寫的程式, 並可於觸控螢幕上提供一切換標示(131),供使用者點選該切換標示切換為遙控模式或跟隨模式,但並不以此為限,該控制界面(12)及該切換模組(13)皆可藉由實體控制鍵(例如按鍵、旋鈕等)來進行控制。較佳的是,該位移偵測模組(11)可更包含一高度計,使前述位移量可包含高度位移量。
續請參閱第一圖及第二圖所示,該位移裝置(2)可以實施於三維空間中,例如為飛行器本體(如玩具直昇機、四軸飛行機);也可以是實施於二維空間中,例如浮具(如船舶)、車體(如玩具車)等載具。該位移裝置(2)包含一座體(21)、一位移模組(22)、一控制單元(23)及一障礙偵測模組(24)。該位移模組(22)安裝於該座體(21),該位移模組(22)例如為飛行器或水上載具的推進器、車體的輪體驅動馬達及輪體。要再補充說明的是,該位移裝置(2)型態並不限於特定載具型態,只要該位移模組(22)可受控產生位移作動即可。該控制單元(23)訊號連接該行動電子裝置(1)、該位移模組(22)及該障礙偵測模組(24)。該控制單元(23)用於接收該行動電子裝置(1)的位移控制資訊及前述位移量。詳細而言,該控制單元(23)例如為一單晶片,該單晶片主要是把中央處理器、記憶體、定時/計數器(timer/counter)、各種輸入輸出介面等都整合在一塊積體電路晶片上的微型電腦,該控制單元(23)係藉由一訊號傳輸界面(231)訊號連接該行動電子裝置(1),該訊號傳輸界面(231)包含一WI-FI傳輸界面、一藍牙傳輸界面、一無線射頻傳輸界面之任一或組合,並可供使用者依需求加以切換選擇。該障礙偵測模組(24)用以於預定偵測範圍內偵測有一障礙物時產生一障礙物訊號。詳細而言,該障礙偵測模組(24)可包含一紅外線偵測模組或/及一超音波偵測模組,以藉由紅外線或/及超音波偵測是否有障礙物位在該位移模組(22)的移動方向上。但並不以此為限,亦可為利用影像分析判斷是否有障礙物而產生該障礙物訊號。
續請參閱第二圖所示,最好是,更包括一距離調整模組(25)及一影像擷取單元(26),該距離調整模組(25)連接該控制單元(23),用以調整該位移裝置(2)與該行動電子裝置(1)之間預設的一間隔距離(例如25公尺)。該影像擷取單元(26)安裝於該座體(21)且連接該控制單元(23),用以錄影或拍攝照片等。
使用之步驟請參閱第三圖,主要包含跟隨步驟、遙控步驟及障礙偵測步驟。續請參閱第一圖搭配第二圖,進一步說明各步驟的詳細內容:使用者(A)先開啟前述行動電子裝置(1)及前述位移裝置(2),並於該行動電子裝置(1)選擇跟隨功能或遙控功能,以供前述位移裝置(2)執行遙控步驟或跟隨步驟。其中,該遙控步驟係由該行動電子裝置(1)傳送前述位移控制資訊至該位移裝置(2),使該位移裝置(2)的控制單元(23)依據該位移控制資訊驅動該位移模組(22),使該位移裝置(2)產生對應的位移。具體來說,該行動電子裝置(1)選擇遙控功能時,該行動電子裝置(1)的觸控螢幕將顯示該控制界面(12),以供使用者利用控制界面(12)傳送前述位移控制資訊(例如前、後、左、右、加速、減速、上升、下降等),而該位移裝置(2)的控制單元(23)便依據該位移控制資訊驅動該位移模組(22),使該位移裝置(2)產生相對應的位移。
續請參閱第四圖搭配第二圖,該跟隨步驟係先由該行動電子裝置(1)之位移偵測模組(11)偵測該行動電子裝置(1)之位移量,並將該位移量傳送至該位移裝置(2),使該位移裝置(2)依據該位移量跟隨該行動電子裝置(1),且該位移裝置(2)與該行動電子裝置(1)之間維持預設的一間隔距離。具體來說,該行動電子裝置(1)選擇跟隨功能時,該行動電子裝置(1)將傳送自身的位移量(例如移動方向為向前、移動速度為10km/h)至前述位移裝置(2),該位移裝置(2)的控制單元(23)便會依據該位移量驅動該位移模組(22),使該位移裝置(2)產生相對應的位移(例如移動方向為向前、移動速度為10km/h),且與該行動電子裝置(1) 之間維持預設的間隔距離(例如10公尺、25公尺等),以避免因為距離過近造成使用者不小心揮打或誤踩該位移裝置(2)。
續請參閱第五圖搭配第二圖,該位移裝置(2)跟隨該行動電子裝置(1)過程中將執行該調障礙偵測步驟,該位移裝置(2)之障礙偵測模組(24)(例如雷射、超音波等收發偵測模組)會偵測位移路線上是否有障礙物(B),若有障礙物(B)時,該障礙偵測模組(24)將產生前述障礙物訊號,使該位移裝置停止位移且產生一警示訊號(100)(例如警示圖案、振動或燈光等)至該行動電子裝置(1),使該行動電子裝置(1)之切換模組(13)關閉該位移偵測模組(11)且啟動該控制界面(12),以便使用者即時控制該位移裝置繞開該障礙物(B)。若未產生前述障礙物訊號,則該位移裝置(2)便繼續執行該跟隨步驟。
續請參閱第六圖搭配第二圖,該調整步驟:當該行動電子裝置(1)的位移量超過預設的一位移上限值時,該位移裝置(2)的距離調整模組(25)將調整該間隔距離,而使該位移裝置(2)相對靠近或遠離該行動電子裝置(1)。續請參閱第七圖搭配第二圖,具體來說,當使用者劇烈搖晃該行動電子裝置(1)時,將使該行動電子裝置(1)的位移量超過該位移上限值(例如重力加速度超過2g、3g等),該位移裝置(2)的控制單元(23)便可判斷該行動電子裝置(1)目前為劇烈搖晃,接著使該距離調整模組(25)將預設為25公尺的前述間隔距離改為30公分,藉此,即可使該位移裝置(2)朝該行動電子裝置(1)的方向位移,而相對靠近該行動電子裝置(1),以方便使用者觸及該位移裝置(2)而可拿取該位移裝置(2)的物件(例如救援物資、救生設備等急救用品)或使用該位移裝置(2)(例如作為椅具供使用者乘坐)。但並不以此為限,當該位移裝置(2)的控制單元(23)判斷該行動電子裝置(1)目前為劇烈搖晃時,亦可使該距離調整模組(25)將預設為25公尺的前述間隔距離改為50公尺,讓該位移裝置(2)朝遠離該行動電子裝置(1)的方向位移,讓使用者在發現有路況不佳等狀況時,可讓該位移裝置(2)遠離而不致受 損。最好是,上述位移上限值的判斷方式可增加限定條件,以避免使用者的誤操作。例如判斷超過前述位移上限值的次數的頻率,是否對應一預定頻率(如每10秒有3次重力加速度超過2g),若是才使該位移裝置(2)的距離調整模組(25)將調整該間隔距離。
綜合上述實施例之說明,當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效,惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例,當不能以此限定本發明實施之範圍,即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾,皆屬本發明涵蓋之範圍內。
(1)‧‧‧行動電子裝置
(11)‧‧‧位移偵測模組
(12)‧‧‧控制界面
(13)‧‧‧切換模組
(2)‧‧‧位移裝置
(21)‧‧‧座體
(22)‧‧‧位移模組
(23)‧‧‧控制單元
(231)‧‧‧訊號傳輸界面
(24)‧‧‧障礙偵測模組
(25)‧‧‧距離調整模組
(26)‧‧‧影像擷取單元

Claims (7)

  1. 一種兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組,包含:一行動電子裝置,包括一位移偵測模組、一控制界面及一切換模組,該位移偵測模組用以取得一位移量,該控制界面用以接收一操作訊號而產生一位移控制資訊,該切換模組用以切換為啟動該位移偵測模組或啟動該控制界面;及一位移裝置,包含一座體、一位移模組、一控制單元、一障礙偵測模組及一距離調整模組,該位移模組安裝於該座體,用以使該座體位移,該控制單元訊號連接該行動電子裝置、該位移模組、該障礙偵測模組及該距離調整模組,並依據該位移控制資訊,使該座體與該行動電子裝置之間維持預設的一間隔距離,該距離調整模組用以在該行動電子裝置的位移量超過預設的一位移量上限時,調整該間隔距離而使該座體相對靠近或遠離該行動電子裝置;藉之,當該控制單元接收前述位移控制資訊時,該控制單元依據該位移控制資訊驅動該位移模組,使該位移裝置受該行動電子裝置控制;當該控制單元接收前述行動電子裝置之位移量時,該控制單元依據該位移量控制該位移模組,使該位移裝置跟隨該行動電子裝置;當該障礙偵測模組於該位移裝置跟隨該行動電子裝置過程中產生一障礙物訊號時,該控制單元使該位移模組停止且產生一警示訊號至該行動電子裝置,使該行動電子裝置的切換模組切換為啟動該控制界面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組,其中,該行動電子裝置包括一位移偵測模組,以提供前述位移量,該位移偵測模組包含一三軸加速計、一磁力計及一陀螺儀。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組,其中,該位移偵測模組更包含一高度計。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組,其中,該控制單元為一單晶片,該控制單元係藉由一訊號傳輸界面訊號連接該行動電子裝置,該訊號傳輸界面包含一WI-FI傳輸界面、一藍牙傳輸界面、一無線射頻傳輸界面之任一或組合。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之兼具二維或三維跟隨及遙控功能之載具控制模組,更包括一影像擷取單元,該影像擷取單元安裝於該座體且連接該控制單元。
  6. 一種載具控制方法,包含:遙控步驟:一行動電子裝置之一控制界面產生一位移控制資訊至一位移裝置,使該位移裝置依據該位移控制資訊位移;跟隨步驟:該行動電子裝置之一位移偵測模組偵測該行動電子裝置之一位移量,並傳送該位移量至該位移裝置,使該位移裝置依據該位移量跟隨該行動電子裝置;障礙偵測步驟:若該位移裝置之一障礙偵測模組於該位移裝置跟隨該行動電子裝置過程中產生一障礙物訊號時,使該位移裝置停止位移且產生一警示訊號至該行動電子裝置,使該行動電子裝置之一切換模組關閉該位移偵測模組且啟動該控制界面;若該障礙偵測模組未產生該障礙物訊號時,則繼續執行該跟隨步驟;調整步驟:該位移裝置與該行動電子裝置之間維持預設的一間隔距離,當該行動電子裝置的位移量超過預設的一位移上限值時,該位移裝置將調整該間隔距離,而使該位移座相對靠近或遠離該行動電子裝置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之載具控制方法,該調整步驟中,該行動電子裝置於一預設時間內多次超過前述位移上限值時,使該位移裝置將調整該間隔距離。
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