TWI657416B - 利用雷射反射定位之無人搬運車架構 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種「利用雷射反射定位之無人搬運車架構」，其架構主要包括有一移動平台、一個或一個以上的反光定位單元與一微處理單元。該移動平台內至少包括有一雷射發射單元與一雷射接收單元，當該移動平台移行時，利用雷射發射單元產生雷射，經接觸反光定位單元反射且藉雷射接收單元接收，移動平台就能藉該資訊進行座標計算與路徑定位，以決定該無人搬運車後續之移行路徑，俾滿足各種不同狀況之現場應用，以完成自動化移動目的。

Description

利用雷射反射定位之無人搬運車架構

本發明「利用雷射反射定位之無人搬運車架構」，涉及一種無人搬運車之定位原理，係利用雷射收發配合反光定位單元以完成座標計算與路徑定位之技術領域者。

近年來基於各項營運成本不斷升高，如何降低各項成本，成為企業是否能獲利的關鍵。隨著科技的高度發展，越來越多人力工作逐步被自動化機器取代，例如生產線的各式組裝工序、餐廳的點餐工作、廚房的食物烹煮或是物品在廠內的輸送，逐步都已交由機具或機器人進行與完成。

其中，就一般廠區在進行物品的自動化機器運送或移動來說，以往或許可以先由人員將廠區平面圖等資料經人工丈量、繪製而設定至機器人微處理單元中，但實務上常發生因人為誤差導致最後機器人於移行時產生誤失造成碰撞等危險。此外，以人工方式進行丈量與設定也相當耗費人力，效率極差。顯然，該空間之丈量與設定等程序也應該交由機器人進行，方能降低失誤發生之可能。發明人前曾提出有一專利申請第97125644號前案「遠端遙控 方法」，其確實有效增進機具自動化移動與遙控之效能。更且，隨後又提出有一專利申請第106103591號前案「無人搬運車之導引架構」，該案亦提供一種創新的導引技術，以滿足無人搬運車之移行需求。惟，不斷創新係為所有發明家共同的目標，本發明人求好心切，特再研發成本案，期能藉本案之提出，俾使無人搬運車之定位方式效能更高，定位效果更精確，期使無人搬運車於各空間內之移動能達致全面自動化，使該相關產品能臻致完善、理想與實用。

為改善習知技術在應用上仍存有限制之缺失，本發明「利用雷射反射定位之無人搬運車架構」，其主要目的在於：提供一種無人搬運車之定位技術，其主要是利用在空間內設置有一個或一個以上的反光定位單元，令該無人搬運車相對於該各反光定位單元進行雷射之發射與反射後之接收，該無人搬運車就能依據該反射之雷射角度與強度等資訊進行距離與定位座標之計算，以達成後續路徑設定及定位，而完成該無人搬運車後續移行之目的。

利用該種反光片定位之雷射導引技術，本案另一目的在於：使該無人搬運車之定位和導引，能完全以自動化之方式達成空間內平面偵測與地圖之建立、編輯、儲存以及移動等需求，完全能避免人為誤失，提高準確度與效率，獲致全面自動化之目的。

為達上述目的，本案具體之內容為：該架構，主要包括有一移動平台、一個或一個以上的反光定位單元與一微處理單元。

所述該移動平台，係為一無人搬運車，結構中包括有一雷射發射單元、一雷射接收單元、一處理單元與一無線傳輸單元；其中該雷射發射單元能產生雷射光，該雷射接收單元能接收雷射光，該處理單元中包括有一地圖資料與一路徑資料和一定位系統；該無線傳輸單元能以無線方式進行資料之傳輸；前述該各雷射發射單元、雷射接收單元、處理單元與無線傳輸單元皆呈電性連接關係。

所述該一個或一個以上的反光定位單元，該各反光定位單元係預設於空間內特定位置，以位於該移動平台預設移行路徑旁側為佳，其具有能反射由移動平台產生的雷射光之功能；該反光定位單元包括有一反光片。

所述該微處理單元，內建有地圖資料與路徑資料，其能與該移動平台利用其無線傳輸單元進行資料之無線傳輸，該微處理單元係為一微電腦，內部包括資料庫，其能進行各項編輯、設定與運算。

前述該反光定位單元之雷射反射資訊，至少包括距離資訊與反射強度資訊；該雷射反射其為一光強度反射相對於背景的反射現像。

前述該反光定位單元，若位於該移動平台右側進行定位時，使用右側±45度角之雷射收發反射角度；若該反光定位單元位於該移動平台左側進行定位時，使用左側±45度角之雷射收發反射角度。

前述該移動平台之行進路徑，包括有一起始區與一結束區，該雷射收發角度、座標角度可在微處理單元進行各項設定或修改。

前述該移動平台之行進路徑，包括前進、後退 和轉向，其若配合反光定位單元之使用，若該前進後退只使用單一個反光定位單元時，可為單一雷射發射接收角度再加一個預設之補正角度，以完成前後誤差補正資訊。

所述該雷射發射單元、雷射接收單元，亦可改採激光雷達發射單元、激光雷達接收單元。

1‧‧‧移動平台

11‧‧‧雷射發射單元

12‧‧‧雷射接收單元

13‧‧‧處理單元

131‧‧‧地圖資料

132‧‧‧路徑資料

133‧‧‧定位系統

14‧‧‧無線傳輸單元

2‧‧‧反光定位單元

21‧‧‧反光片

3‧‧‧微處理單元

31‧‧‧地圖資料

32‧‧‧路徑資料

4‧‧‧空間

41‧‧‧起始區

42‧‧‧結束區

第一圖：係為本發明之架構方塊圖。

第二圖：係為本發明中移動平台移行時之示意圖。

第三圖：係為本發明實施時移動平台產生雷射並透過反光定位單元反射雷射之示意圖。

第四圖：係為本發明實施時移動平台移行於起始區與結束區間之配置示意圖。

茲謹就本發明「利用雷射反射定位之無人搬運車架構」之結構組成，及其所產生之功效，配合圖式，舉一本案之較佳實施例詳細說明如下。

首請參閱第一圖所示，本案之硬體架構，主要包括有一移動平台1、一個或一個以上的反光定位單元2與一微處理單元3。所述該移動平台1，係為一無人搬運車，結構中包括有一雷射發射單元11、一雷射接收單元12、一處理單元13與一無線傳輸單元14；其中該雷射發射單元11能產生雷射光，該雷射接收單元12能接收雷射光，該處理單元13中包括有一地圖資料131與一路徑資料 132和一定位系統133；該無線傳輸單元14能以無線方式進行資料之傳輸；前述該各雷射發射單元11、雷射接收單元12、處理單元13與無線傳輸單元14皆呈電性連接關係。該一個或一個以上的反光定位單元2，該各反光定位單元2係預設於空間內特定位置，以位於該移動平台1預設移行路徑旁側為佳，其具有能反射由移動平台1產生的雷射光之功能，該各反光定位單元2包括有一反光片21。該微處理單元3，內建有地圖資料31與路徑資料32，其能與該移動平台1利用其無線傳輸單元14進行資料之無線傳輸，該微處理單元3係為一微電腦，內部包括資料庫，其能進行各項編輯、設定與運算。

前述該反光定位單元2之雷射反射資訊，至少包括距離資訊與反射強度資訊；該雷射反射其為一光強度反射相對於背景的反射現像。該反光定位單元2，若位於該移動平台1右側進行定位時，使用右側±45度角之雷射收發反射角度；若該反光定位單元2位於該移動平台左側進行定位時，使用左側±45度角之雷射收發反射角度。前述該移動平台1之行進路徑，包括前進、後退和轉向，其若配合反光定位單元2之使用，若該前進後退只使用單一個反光定位單元2時，可為單一雷射發射接收角度再加一個預設之補正角度，以完成前後誤差補正資訊。

如第二圖，係揭示本案中該移動平台1相對於一反光定位單元2配置關係之示意圖；如第三圖，當移動平台1行進時，其雷射發射單元11發射雷射光，雷射光經碰觸到反光定位單元2之反光片21後反射，經該雷射接收單元12接收，配合處理單元13之運算，以及利用無線傳輸單元14與微處理單元3進行資料傳輸和處理，該移動平台1就能依據該反射之雷射角度與強度等資訊進行距離與定位座標之計算，以達成後續路徑設定及定位，而完成該移動平台1後續移行之目的。

如第四圖，該移動平台1係配置於一空間4內進行移動，包括有一起始區41與一結束區42，其間則是利用配置一個反光定位單元2，來達成本案之雷射導引目的。

綜上所述，本案利用一位於移動平台上的雷射發射單元產生雷射，經接觸特定位置之反光定位單元反射，再藉雷射接收單元接收，移動平台就能藉該資訊進行座標計算與路徑定位，以決定該無人搬運車後續之移行路徑，俾滿足各種不同狀況之現場應用，以完成自動化移動目的，顯然相當理想實用。本案在產業上確實得以利用，於申請前未曾見於刊物或公開使用，且非為公眾所知悉之技術。再者，本案有效解決先前技術中長期存在的問題並達成相關使用者與消費者長期的需求，得佐證本發明並非能輕易完成。本案完全符合專利法規定之「產業利用性」、「新穎性」與「進步性」等要件，爰依法提請專利，懇請鈞局詳查，並儘早為准予專利之審定，以保護申請人之智慧財產權，俾勵創新。

本發明雖藉由前述實施例來描述，但仍可變化其形態與細節，於不脫離本發明之精神而達成，並由熟悉此項技藝之人士可了解。前述本案之較佳實施例，僅係藉本案原理可以具體實施的方式之一，但並不以此為限制，應依後附之申請專利範圍所界定為準。

Claims (6)

1. 一種利用雷射反射定位之無人搬運車架構，包括：一移動平台，包括有一雷射發射單元、一雷射接收單元、一處理單元與一無線傳輸單元；其中該雷射發射單元能產生雷射光，該雷射接收單元能接收反射之雷射光，該處理單元能就反射之雷射光進行運算；該無線傳輸單元能以無線方式進行資料之外部傳輸；一個或一個以上的反光定位單元，該各反光定位單元係預設於空間內特定位置，具有反射由該移動平台所產生的雷射光之功能；一微處理單元，內建有地圖資料與路徑資料，其能與該移動平台利用其無線傳輸單元進行資料之無線傳輸；其中，該反光定位單元位於該移動平台右側進行定位時，使用右側±45度角之雷射收發反射角度；該反光定位單元位於該移動平台左側進行定位時，使用左側±45度角之雷射收發反射角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述利用雷射反射定位之無人搬運車架構，其中該處理單元中包括有一地圖資料與一路徑資料和一定位系統。
3. 如申請專利範圍第1項所述利用雷射反射定位之無人搬運車架構，其中該雷射接收單元能接收一反射之雷射反射資訊，至少包括距離資訊與反射強度資訊。
4. 如申請專利範圍第1項所述利用雷射反射定位之無人搬運車架構，其中該移動平台之行進路徑，包括前進、後退和轉向，其若配合該反光定位單元之使用，若該前進後退只使用單一個該反光定位單元時，可為單一雷射發射接收角度再加一個預設之補正角度，以完成前後誤差補正資訊。
5. 如申請專利範圍第1項所述利用雷射反射定位之無人搬運車架構，其中該雷射發射單元、該雷射接收單元，亦可改為激光雷達發射單元、激光雷達接收單元。
6. 如申請專利範圍第1項所述利用雷射反射定位之無人搬運車架構，其中該移動平台之行進路徑，至少包括有一起始區，該反光定位單元至少包括有一反光片；該移動平台自該起始區開始移動後，即能依據該反光定位單元進行雷射反射定位與移動。