TWI641856B

TWI641856B - 移動裝置以及移動控制方法

Info

Publication number: TWI641856B
Application number: TW106113151A
Authority: TW
Inventors: 陳信甫; 方昭清; 何其驊
Original assignee: 華碩電腦股份有限公司
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2018-11-21
Also published as: TW201741686A; CN107422724A; CN107422724B

Abstract

本揭露之移動裝置適用於根據移動基準面而移動於一表面上，且包含第一測距感測器、第二測距感測器以及控制單元。第一測距感測器配置以沿著第一軸向偵測第一測距感測器至前述之表面的第一偵測距離。第二測距感測器配置以沿著第二軸向偵測第二測距感測器至前述之表面的第二偵測距離。第一測距感測器沿著第一軸向於移動基準面上具有第一投影。第二測距感測器沿著第二軸向於移動基準面上具有第二投影。第一投影與移動裝置之間的距離大於第二投影與移動裝置之間的距離。

Description

移動裝置以及移動控制方法

本揭露係關於一種移動裝置以及移動控制方法。

一般來說，移動裝置在一特定之工作區域運作過程中，其本身係依循預設之行進模式移動。若移動裝置在行進過程中因高度落差卡住或未能感應地面狀況而由高處摔落，會造成移動裝置的損傷而使得移動裝置無法繼續運作。

依據本揭露之一實施方式，移動裝置係適用於根據移動基準面而移動於一表面上，且包含第一測距感測器、第二測距感測器以及控制單元。第一測距感測器配置以沿著第一軸向偵測第一測距感測器至前述之表面的第一偵測距離。第二測距感測器配置以沿著第二軸向偵測第二測距感測器至前述之表面的第二偵測距離。第一測距感測器沿著第一軸向於移動基準面上具有第一投影。第二測距感測器沿著第二軸向於移動基準面上具有第二投影。第一投影與移動裝置之間的距離大於第二投影與移動裝置之間的距離。控制單元配置以在第一偵測距離的值位於第一範圍時，使移動裝置以限速模式移動，並配置以在第二偵測距離大於第二預定距離時，使移動裝置停止移動。

依據本揭露之另一實施方式，移動控制方法係適用於根據移動基準面而移動於一表面上的移動裝置，且包含以下步驟：取得移動裝置上的第一位置沿著第一軸向至前述之表面之第一偵測距離，其中移動基準面與第一軸向之間具有第一交點；取得移動裝置上的第二位置沿著第二軸向至前述之表面之第二偵測距離，其中移動基準面與第二軸向之間具有第二交點，且第一交點與移動裝置之間的距離大於第二交點與移動裝置之間的距離；當第一偵測距離的值位於第一範圍時，使移動裝置以限速模式移動；以及當第二偵測距離大於第二預定距離時，使移動裝置停止移動。

1‧‧‧移動裝置

10‧‧‧移動本體

12‧‧‧第一測距感測器

14‧‧‧第二測距感測器

16‧‧‧控制單元

18‧‧‧驅動輪

160‧‧‧第一位置

162‧‧‧第二位置

A1‧‧‧第一軸向

A2‧‧‧第二軸向

D1‧‧‧第一範圍

D2‧‧‧第二範圍

H1‧‧‧第一高度

H2‧‧‧第二高度

I1‧‧‧第一交點

I2‧‧‧第二交點

L1‧‧‧第一光線

L2‧‧‧第二光線

P‧‧‧移動基準面

P1‧‧‧第一投影

P2‧‧‧第二投影

D1、D2、DS‧‧‧範圍

R‧‧‧關係式

S、S1、S10、S12、S2、S20、S22、S3、S30、S32、S34‧‧‧表面

T1‧‧‧第一偵測距離

T2‧‧‧第二偵測距離

701~705‧‧‧步驟

801~802‧‧‧步驟

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1A及1B圖分別繪示依據本揭露之一些實施方式之移動裝置於不同方向的側視圖。

第2A圖繪示依據本揭露之一些實施方式之反射率對應偵測距離的關係圖。

第2B及2C圖繪示依據本揭露之一些實施方式之移動控制方法的流程圖。

第3A及3B圖分別繪示依據本揭露之一些實施方式之移動裝置於一表面上在不同時間點的側視圖。

第4A及4B圖分別繪示依據本揭露之一些實施方式之移動裝置於一表面上在不同時間點的側視圖。

第5A及5B圖分別繪示依據本揭露之一些實施方式之移動裝置於另一表面上在不同時間點的側視圖。

請參照第1A及1B圖。第1A及1B圖分別繪示依據本揭露之一些實施方式之移動裝置1於不同方向的側視圖。本實施方式的移動裝置1係適用於根據移動基準面P而移動於表面S上。如第1A及1B圖所示，於本實施方式中，移動裝置1包含移動本體10、第一測距感測器12、第二測距感測器14、控制單元16以及驅動輪18。移動基準面P係由多個驅動輪18最接近表面S的部位所定義。也就是說，多個驅動輪18最接近表面S的部位皆位於移動基準面P上。於其他實施方式中，移動基準面P可由任何移動裝置1中最靠近表面S的部位所定義。

於第1A及1B圖中，第一測距感測器12以及第二測距感測器14位於移動本體10上，且分別設置於移動本體10的第一位置160以及第二位置162。於一實施方式中，第一測距感測器12以及第二測距感測器14分別與表面S相距距離為第一高度H1以及第二高度H2，且第一高度H1不同於第二高度H2。第一測距感測器12配置以沿著第一軸向A1偵測第一測距感測器12至表面S的第一偵測距離T1。第二測距感測器14配置以沿著第二軸向A2偵測第二測距感測器14至表面S的第二偵測距離T2，且第一軸向A1不平行於第二軸向A2。本實施方式的第一偵測距離T1以及第二偵測距離T2為變數，其分別依據第一測距感測器12以及第二測距感測器14至反射表面的距離而變化。於其一實施方式中，第一高度H1可相同於第二高度H2，而第一軸向A1可不平行於第二軸向A2。於一實施方式中，第一高度H1可不同於第二高度H2，而第一軸向A1可平行於第二軸向A2。

於第1A及1B圖中，第一測距感測器12沿著第一軸向A1朝表面S射出第一光線L1，而第二測距感測器14沿著第二軸向A2朝表面S射出第二光線L2。第一測距感測器12沿著第一軸向A1於移動基準面P上具有第一投影P1，而第二測距感測器14沿著第二軸向A2於移動基準面P上具有第二投影P2。第一投影P1與移動裝置1之間的距離大於第二投影P2與移動裝置1之間的距離。移動基準面P與第一軸向A1之間具有第一交點I1，而移動基準面P與第二軸向A2之間具有第二交點I2。第一交點I1與移動裝置1之間的距離大於第二交點I2與移動裝置1之間的距離。移動裝置1的移動本體10藉由驅動輪18支撐於表面S，且輔助移動本體10於表面S上移動，但本揭露不以此為限。

第2A圖繪示依據本揭露之一實施方式之反射率對應偵測距離的關係圖。為了將移動裝置1應用於不同反射率的表面，本實施方式將第一測距感測器12所射出的第一光線 L1相對於不同表面的反射率做演算法處理。詳細而言，在相同的環境下，蒐集第一測距感測器12所射出的第一光線L1對於具有不同反射率之表面的反射資料，並蒐集在相同反射率之表面下對於不同反射距離的反射資料，且比對沿著第一軸向A1第一測距感測器12與反射面之間的實際距離(於本實施方式中也被稱為第一預定距離)。藉此，建立第一測距感測器12之第一預定距離與反射率之間的關係式，即第2A圖中的關係式R。於本實施方式中，第一預定距離與反射率呈正相關。因此，移動裝置1的控制單元16接收第一測距感測器12所量到的數據後，可回推反射物的材質，再回推此反射物與第一測距感測器12之間的實際距離。

然而，由於第一測距感測器12所射出的第一光線L1與反射面相距距離較遠，因而所偵測的資料會有誤差。因此，本實施方式將誤差範圍定義為第一預定距離的百分之五，但本案不以此誤差範圍為限。依據前述誤差範圍將反射率對應偵測距離之間定義不同的範圍DS、D1以及D2。如第2A圖所示，在特定反射率下，當偵測距離的值小於第一範圍D1而位於安全範圍DS，代表移動裝置1所偵測到的距離實質上相同於第一預定距離。當偵測距離的值位於大於第一範圍D1的第二範圍D2，代表移動裝置1偵測到段差。當偵測距離的值位於第一範圍D1，代表移動裝置1可能偵測到段差或可能偵測到具有不同反射率的表面。

請參照第2B及2C圖，並配合參照第1B圖以及第2A圖。第2B及2C圖分別繪示依據本揭露之一實施方式之移動控制方法的流程圖，其中第2B圖所示之移動控制方法依據移動裝置1的第一測距感測器12，而第2C圖所示之移動控制方法依據移動裝置1的第二測距感測器14。儘管本文將所揭示之移動控制方法繪示及描述為一系列步驟或事件，但應瞭解到，並不以限制性意義解讀此類步驟或事件之所繪示次序。舉例而言，除本文繪示及/或描述之次序外，一些步驟可以不同次序發生及/或與其他步驟或事件同時發生。另外，實施本文描述之一或多個態樣或實施方式可並不需要全部繪示操作。進一步地，可在一或多個獨立步驟及/或階段中實施本文所描繪之步驟中的一或更多者。

於第2B圖中，依據移動裝置1的第一測距感測器12的移動控制方法包含步驟701至步驟705，並配合參照第1B圖。

於步驟701中，取得移動裝置1之第一位置160上的第一測距感測器12沿著第一軸向A1至表面S的第一偵測距離T1。

步驟702為一維持移動速度判斷。於步驟702中，可藉由控制單元16進行運算判斷，並將指令輸出。若第一偵測距離T1的值小於第一範圍D1而位於安全範圍DS時，則可根據步驟7020使移動裝置1的移動速度維持以第一速度移動，並重新進行步驟701。若第一偵測距離T1的值並不小於第一範圍D1時，則進行步驟703。

步驟703為一停止移動判斷。於步驟703中，可藉由控制單元16進行運算判斷，並將指令輸出。若第一偵測距離T1的值位於第二範圍D2時，則可根據步驟7030使移動裝置1停止移動。可選地，於其他實施方式中，若第一偵測距離T1的值位於第二範圍D2時，則可使移動裝置1進行轉向或退後。此外，若第一偵測距離T1的值不位於第二範圍D2而位於第一範圍D1時，則進行步驟704。

於步驟704中，在一時間區間內，可藉由控制單元16控制移動裝置1以一限速模式移動，且持續偵測第一偵測距離T1的值。於本實施方式中，限速模式為使移動裝置1的移動速度由第一速度降低至第二速度，或使移動裝置1的移動速度維持以第二速度移動，但本揭露不以此為限。於本實施方式中，時間區間的長度定義為至少大於移動裝置1以第二速度移動下移動第一交點I1與第二交點I2之間相距的距離所需的時間(見第1B圖)，但本案不以此定義為限。

步驟705為一取消限速模式判斷。於步驟705中，可藉由控制單元16進行運算判斷，並將指令輸出。若在前述之時間區間內，第一偵測距離T1的值小於第一範圍D1而位於安全範圍DS時，則可根據步驟7050在前述之時間區間結束時取消限速模式，並重新進行步驟701。若在前述之時間區間內，第一偵測距離T1的值並不小於第一範圍D1，則重新進行步驟703。

於第2C圖中，依據移動裝置1的第二測距感測器14的移動控制方法包含步驟801以及步驟802，並配合參照第1B圖。

於步驟801中，取得移動裝置1之第二位置162 上的第二測距感測器14沿著第二軸向A2至表面S的第二偵測距離T2。

步驟802為一停止移動判斷。於步驟802中，可藉由控制單元16進行運算判斷，並將指令輸出。若第二偵測距離T2大於第二預定距離(即，沿著第二軸向A2第二測距感測器14與反射面之間的實際距離)，則控制單元16配置以使移動裝置1停止移動。可選地，於其他實施方式中，若第二偵測距離T2大於第二預定距離時，則可使移動裝置1進行轉向或退後。此外，若第二偵測距離T2小於第二預定距離，則重新進行步驟801。

如第1B圖所示，於本實施方式中，第一測距感測器12沿著第一軸向A1朝表面S射出第一光線L1。第一測距感測器12沿著第一軸向A1偵測第一測距感測器12與表面S之間具有第一偵測距離T1。此時，第一偵測距離T1的值小於第一範圍D1(見第2A圖)，控制單元16控制移動裝置1的移動速度維持以第一速度移動。

此外，第二測距感測器14沿著第二軸向A2偵測第二測距感測器14與表面S之間具有第二偵測距離T2。此時，第二偵測距離T2實質上等於第二預定距離。因此，控制單元16不會使移動裝置1停止移動。

請參照第3A及3B圖。第3A及3B圖分別繪示依據本揭露之一實施方式之移動裝置1在於一表面S1上在不同時間點的側視圖，其中表面S1包含表面S10、表面S12以及表面S14。表面S10、表面S12以及表面S14位於移動基準面P上，且表面S12位於表面S10與表面S14之間。表面S10以及表面S14的反射率大於表面S12的反射率。也就是說，表面S10以及表面S14由反射率較高的材質所構成，而表面S12由反射率較低的材質所構成。如3A圖所示，於本實施方式中，第一測距感測器12以及第二測距感測器14分別沿著第一軸向A1以及第二軸向A2朝表面S10射出第一光線L1以及第二光線L2。第一測距感測器12沿著第一軸向A1偵測第一測距感測器12與表面S10之間具有第一偵測距離T1。此時，第一偵測距離T1的值小於第一範圍D1，控制單元16控制移動裝置1的移動速度維持以第一速度移動。

於第3B圖中，第一測距感測器12沿著第一軸向A1朝表面S12射出第一光線L1。由於表面S12具有較低的反射率，第一偵測距離T1的值會位於第一範圍D1。此時，控制單元16會將移動裝置1以限速模式移動。也就是說，控制單元16會將移動裝置1的移動速度由第一速度降低至第二速度，維持以第二速度移動一時間區間，且持續偵測該第一偵測距離T1的值。

接著，第一測距感測器12沿著第一軸向A1持續朝表面S12射出第一光線L1。在第一光線L1相交於表面S12上的任一時間點，第一偵測距離T1的值實質上會位於第一範圍D1。控制單元16會重設時間的記數器，在前述之時間點起算的另一時間區間內，維持以第二速度移動另一時間區間，且持續偵測第一偵測距離T1的值。

接著，當第一測距感測器12所射出的第一光線 L1由表面S12離開而接觸至表面S14之後，由於表面S14具有較高的反射率，第一偵測距離T1的值實質上皆小於第一範圍D1。因此，控制單元16會在另一時間區間結束時取消限速模式。也就是說，控制單元16會將移動裝置1的移動速度會由第二速度提高至第一速度。

此外，於本實施方式中，第二測距感測器14沿著第二軸向A2偵測第二測距感測器14與表面S2之間具有第二偵測距離T2。此時，第二偵測距離T2實質上等於第二預定距離。因此，控制單元16不會使移動裝置1停止移動。

請參照第4A及4B圖。第4A及4B圖分別繪示依據本揭露之一實施方式之移動裝置1於表面S2上在不同時間點的側視圖，其中表面S2包含表面S20以及表面S22。表面S20位於移動基準面P上，而表面S22位於移動基準面P相對於移動裝置1的一側。如4A圖所示，於本實施方式中，第一測距感測器12以及第二測距感測器14分別沿著第一軸向A1以及第二軸向A2朝表面S2射出第一光線L1以及第二光線L2。當第一測距感測器12所射出的第一光線L1相交於表面S22上時，由於表面S22遠離移動基準面P與第一軸向A1之間的第一交點I1，第一偵測距離T1的值會位於第一範圍D1。此時，控制單元16會將移動裝置1以限速模式移動。也就是說，控制單元16會將移動裝置1的移動速度由第一速度降低至第二速度，維持以第二速度移動一時間區間，且持續偵測該第一偵測距離T1的值。

接著，第一測距感測器12沿著第一軸向A1持續朝表面S22射出第一光線L1。在第一光線L1相交於表面S22上的任一時間點，第一偵測距離T1的值實質上會位於第一範圍D1。控制單元16會重設時間的記數器，在前述之時間點起算的另一時間區間內，維持以第二速度移動另一時間區間，且持續偵測第一偵測距離T1的值。

於第4B圖中，當第二測距感測器14所射出的第二光線L2由表面S20離開而接觸至表面S22之後，由於表面S22遠離移動基準面P與第二軸向A2之間的第二交點I2，進而第二偵測距離T2會大於第二預定距離。因此，於移動裝置1以第二速度移動的情況下，控制單元16會使移動裝置1停止移動。於其他實施方式中，控制單元16可使移動裝置1進行轉向或退後。此外，本實施方式中的第二速度定義為移動裝置1以第二速度移動至停止時不會傾倒的速度，但本案不以此為限。

於其他實施方式中，表面S22明顯遠離移動基準面P。當第一測距感測器12所射出的第一光線L1相交於表面S22上時，第一偵測距離T1的值會位於大於第一範圍D1的第二範圍D2。因此，控制單元16會使移動裝置1減速至停止移動。於其他實施方式中，控制單元16可使移動裝置1進行轉向或退後。

藉此，當第一測距感測器12偵測到段差時，控制單元16可控制移動裝置1以較低的速度繼續移動，並當第二測距感測器14偵測到段差時可控制移動裝置1停止移動。因此，本實施方式的移動裝置1可提高移動裝置1的移動距離，且提供移動裝置1較大的移動性。此外，當第二測距感測器14偵測到段差而停止時，本實施方式的移動裝置1不會因為慣性而傾倒，亦不會來不及減速而掉落至高度落差而卡住、或由高處摔落。

請參照第5A及5B圖。第5A及5B圖分別繪示依據本揭露之一實施方式之移動裝置1於表面S3上在不同時間點的側視圖，其中表面S3包含表面S30、S32以及表面S34。表面S30以及表面S34位於移動基準面P上。表面S32位於表面S30與表面S34之間，且位於移動基準面P相對於移動裝置1的一側。

如5A圖所示，於本實施方式中，第一測距感測器12以及第二測距感測器14分別沿著第一軸向A1以及第二軸向A2朝表面S3射出第一光線L1以及第二光線L2。當第一測距感測器12所射出的第一光線L1相交於表面S32上時，由於表面S32遠離移動基準面P與第一軸向A1之間的第一交點I1，第一偵測距離T1的值會位於第一範圍D1。此時，控制單元16會將移動裝置1以限速模式移動。也就是說，控制單元16會將移動裝置1的移動速度由第一速度降低至第二速度，維持以第二速度移動一時間區間，且持續偵測該第一偵測距離T1的值。

接著，第一測距感測器12沿著第一軸向A1持續朝表面S32射出第一光線L1。在第一光線L1相交於表面S32上的任一時間點，第一偵測距離T1的值實質上會位於第一範圍D1。控制單元16會重設時間的記數器，在前述之時間點起算的另一時間區間內，維持以第二速度移動另一時間區間，且持續偵測第一偵測距離T1的值。

接著，當第一測距感測器12所射出的第一光線L1由表面S32離開而接觸至表面S34之後，由於表面S34位於移動基準面P上，第一偵測距離T1的值實質上會小於第一範圍D1。因此，控制單元16會在第一測距感測器12所射出的第一光線L1離開表面S32之後，使移動裝置1維持以第二速度移動另一時間區間，並在前述之時間區間結束時取消該限速模式而提高速度至第一速度。

於第5B圖中，在前述之另一時間區間結束之前，當第二測距感測器14所射出的第二光線L2由表面S30離開而接觸至表面S32之後，由於表面S32遠離移動基準面P與第二軸向A2之間的第二交點I2，進而第二偵測距離T2會大於第二預定距離。因此，於移動裝置1以第二速度移動的情況下，控制單元16會使移動裝置1停止移動。

於其他實施方式中，表面S32明顯遠離移動基準面P。當第一測距感測器12所射出的第一光線L1相交於表面S32上時，第一偵測距離T1的值會位於大於第一範圍D1的第二範圍D2。因此，控制單元16會使移動裝置1減速至停止移動。於其他實施方式中，控制單元16可使移動裝置1進行轉向或退後。

前述的實施方式的特徵使此技術領域中具有通常知識者可更佳的理解本案之各方面，在此技術領域中具有通常知識者應瞭解，為了達到相同之目的及/或本案所提及之實施方式相同之優點，其可輕易利用本案為基礎，進一步設計或修飾其他製程及結構，在此技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，該等相同之結構並未背離本案之精神及範圍，而在不背離本案之精神及範圍下，其可在此進行各種改變、取代及修正。

Claims

一種移動裝置，適用於根據一移動基準面而移動於一表面上，該移動裝置包含：一第一測距感測器，配置以沿著一第一軸向偵測該第一測距感測器至該表面的一第一偵測距離；一第二測距感測器，配置以沿著一第二軸向偵測該第二測距感測器至該表面的一第二偵測距離，其中該第一測距感測器沿著該第一軸向於該移動基準面上具有一第一投影，該第二測距感測器沿著該第二軸向於該移動基準面上具有一第二投影，且該第一投影與該移動裝置之間的距離大於該第二投影與該移動裝置之間的距離；以及一控制單元，配置以在該第一偵測距離的值位於一第一範圍時使該移動裝置以一限速模式移動，並配置以在該第二偵測距離大於一第二預定距離時使該移動裝置停止移動。
如請求項1所述之移動裝置，其中該控制單元係根據該限速模式而使該移動裝置的移動速度由一第一速度降低至一第二速度。
如請求項1所述之移動裝置，其中該控制單元還配置以在該移動裝置以該限速模式移動後的一時間區間內，持續偵測該第一偵測距離的值，且配置以在判定該第一偵測距離的值在該時間區間內皆小於該第一範圍時，使該時間區間結束時取消該限速模式。
如請求項1所述之移動裝置，其中該控制單元還配置以在該移動裝置以該限速模式移動後的一時間區間內，持續偵測該第一偵測距離的值，並配置以在判定該第一偵測距離的值在該時間區間內之一時間點位於該第一範圍時，使該移動裝置維持以該限速模式移動。
如請求項1所述之移動裝置，其中該控制單元還配置以在該第一偵測距離的值位於大於該第一範圍之一第二範圍時，使該移動裝置停止移動。
一種移動控制方法，適用於根據一移動基準面而移動於一表面上的一移動裝置，該移動控制方法包含：取得該移動裝置上的一第一位置沿著一第一軸向至該表面之一第一偵測距離，其中該移動基準面與該第一軸向之間具有一第一交點；取得該移動裝置上的一第二位置沿著一第二軸向至該表面之一第二偵測距離，其中該移動基準面與該第二軸向之間具有一第二交點，且該第一交點與該移動裝置之間的距離大於該第二交點與該移動裝置之間的距離；當該第一偵測距離的值位於一第一範圍時，使該移動裝置以一限速模式移動；以及當該第二偵測距離大於一第二預定距離時，使該移動裝置停止移動。
如請求項6所述之移動控制方法，其中當該第一偵測距離的值位於該第一範圍時，使該移動裝置以該限速模式移動的步驟包含：使該移動裝置的移動速度由一第一速度降低至一第二速度。
如請求項6所述之移動控制方法，更包含：在使該移動裝置以該限速模式移動後的一時間區間內，持續偵測該第一偵測距離與該第一預定距離之間的差值；以及在該第一偵測距離的值在該時間區間內皆小於該第一範圍時，在該時間區間結束時取消該限速模式。
如請求項6所述之移動控制方法，更包含：在使該移動裝置以該限速模式移動後的一時間區間內，持續偵測該第一偵測距離的值；以及在該第一偵測距離的值在該時間區間內之一時間點位於該第一範圍時，使該移動裝置維持以該限速模式移動。
如請求項9所述之移動控制方法，更包含：在該時間點起算的另一時間區間內，持續偵測該第一偵測距離的值；在該第一偵測距離的值在該另一時間區間內皆小於該第一範圍時，在該另一時間區間結束時取消該限速模式；以及在該第一偵測距離的值在該另一時間區間內之另一時間點位於該第一範圍時，使該移動裝置維持以該限速模式移動。
如請求項6所述之移動控制方法，更包含：在該第一偵測距離的值位於大於該第一範圍的一第二範圍時，使該移動裝置停止移動。