TWI711014B - 可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統與方法 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統與方法，其包含一移動載具、一環境感測裝置、一機械視覺裝置以及一運算裝置，透過該可用於移動載具以偵測安全或危險區域之方法，可使該移動載具依據該環境感測裝置以及機械視覺裝置接收現場環境資訊與現場影像資訊，並產生環境建模資訊，而將該些環境建模資訊疊加，並依其結果判斷安全或危險區域，進一步產生其路徑規劃結果，而提供該移動載具或人員最佳的移動路徑。

Description

可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統與方法

本發明係有關於一種可用於移動載具之系統與方法，尤其為一種有關於可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統與方法。

現今對於有安全疑慮之場所或進行高危險相關工作時，一般以機器人來取代人力，用以降低人員傷害。習知機器人一般僅具備單一用途，因此只適合用於特定條件的場域進行運作，意即不同用途與狀態的場域則需有多種機器人來進行分工，相對的需要投入高額的成本才能夠實現，再者，由於習知機器人大多侷限於單一環境，無法在複雜的嚴苛環境下作業，而使習知機器人在實際用途上受到諸多的限制。

隨著科技的發展，無人載具已發展出許多功能，因此具有危險性的工作漸漸多數交由機器人判定，如中華民國公告第I577881號發明專利即提供一種多感測功能的無人探勘載具，該載具係包含距離偵測、氣體偵測以及溫度偵測，且可藉由終端裝置提供用戶介面，並透過攝像單元、環境偵測單元取得影像以及與環境障礙物的距離、氣體濃度及溫度等等，此外並具有影像分析功能，而可控制機臂單元將障礙物移除，達到其探勘之功能。

然而，先前技術之無人載具雖具有多種感測功能，為其感測僅在於警示作用，而未有針對區域之安全性路徑規劃之功能，雖可藉由終端裝置移動，但必須依據載具影像尋找路徑，對於較複雜之環境或較寬敞之場地將因為僅依據影像分析作為移動而受到限制。

有鑒於習知機器人其使用上之缺點及其結構設計、整合模組化上未臻理想之事實，如何開發出一種更符合操控便利性，各種複雜且危險環境運作之移動載具以偵測安全或危險區域之方法，服務社會大眾及促進此業之發展，為相關領域之技術人員有待克服之課題。

本發明之主要目的，係提供一種有關於可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統以及方法，使移動載具具有最佳路徑規劃功能具備危害處理或迴避能力。

為了達到上述之目的，本發明之一實施例係揭示一種可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，其包含一移動載具、一環境感測裝置、一機械視覺裝置以及一運算裝置，該運算裝置包含至少一處理器以及一通訊模組，該運算裝置經由該通訊模組與該移動載具連接，該處理器包含一環境建模單元以及一人工智慧單元，該環境建模單元透過該通訊模組接收現場環境資訊與現場影像資訊，分別產生對應的環境建模資訊，該人工智慧單元依據該些環境建模資訊疊加並判斷安全或危險區域，以產生一路徑規劃。

本發明提供一實施例，可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，其中該運算裝置依據路徑規劃控制該移動載具。

本發明提供一實施例，可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統其中該感測器至少包含一輻射偵檢器、一有毒氣體感測器、一粉塵感測器、一溫度感測器、一濕度感測器、一磁場感測器、一電磁波感測器、一紫外線感測器與一生命跡象感測器或上述的組合。

本發明提供一實施例，可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，其中粉塵感測器之感測範圍包含PM2.5至PM10。

本發明提供一實施例，可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，其中該機械視覺裝置至少包含一攝影機、一熱成像儀、一顆粒影像分析儀或上述的組合。

本發明提供一實施例，可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，其中該驅動載具模組設有一通訊介面以及一微電腦控制器，該通訊整合模組通訊連接該通訊模組，並經由該通訊介面連接該微電腦控制器，該運算裝置透過該微電腦控制器進一步驅動該載具致動器。

本發明提供一實施例，可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，更包含：一人機介面，該人機介面為一遠端外部控制裝置，該人機介面透過該通訊模組與該運算裝置連接，以遠端遙控該移動載具

本發明提供一實施例係揭示了一種可用於移動載具以偵測安全或危險區域之方法，其一移動載具透過一環境感測裝置與一機械視覺裝置接收現場環境資訊與現場影像資訊；並依據一運算裝置透過一通訊模組接收該現場環境資訊與該現場影像資訊；再以一環境建模單元依據該現場環境資訊與該現場影像資訊，分別建立環境建模資訊，產生複數個環境建模資訊結果；以及一人工智慧單元依據該些環境建模資訊結果進行疊加並判斷安全或危險區域，以產生一路徑規劃結果。如此一來，用戶可透過該移動載具至現場收集其環境資訊以及影像資訊後，以該環境建模單元將其現場情況還原，以及該人工智慧單元進行路徑規劃，適用於各種危害環境偵測且透過任務需求，使其自動移動於安全區域或危險區域。

本發明提供一實施例，其中於人工智慧單元依據該些環境建模資訊結果進行疊加，判斷安全或危險區域之步驟中，更包含：該人工智慧單元依據該些環境建模資訊結果進行疊加，產生一值域；以及該值域經一門檻值比對並判斷是否為安全或危險區域，以進行路徑規劃。

本發明提供一實施例，其中於產生一路徑規劃結果之步驟中，更包含：該人工智慧單元依據安全或危險區域進行模擬路徑規劃，以模擬行徑時真實情況。

本發明提供一實施例，更包含一步驟，該運算裝置經由一通訊模組傳送該路徑規劃結果至一移動載具之通訊整合模組；以及該通訊整合模組接收該路徑規劃結果，並經一通訊介面傳送至一微電腦控制器；以及該 微電腦控制器依據該路徑規劃結果驅動一載具致動器，以驅使該移動載具進行移動。

本發明之另一實施例，其中於該運算裝置經由一通訊模組傳送該路徑規劃結果至一移動載具之步驟中，更包含：該運算裝置經由該通訊模組傳送該路徑規劃結果至一人機介面；以及該人機介面透過該通訊模組與該運算裝置連接，以遠端遙控該移動載具。

S1~S17:步驟

1:系統

11:移動載具

111:通訊整合模組

112:驅動載具模組

1121:通訊介面

1122:微電腦控制器

113:載具致動器

12:環境感測裝置

121:感測器

13:機械視覺裝置

14:運算裝置

141:處理器

1411:環境建模單元

1412:人工智慧單元

142:通訊模組

15:人機介面

第1圖：其是本發明之一實施例之系統示意圖

第2圖：其是本發明之一實施例之部分流程圖

第3圖：其是本發明之一實施例之部分流程圖

第4圖：其是本發明之一實施例之部分流程圖

第5圖：其是本發明之一實施例之流程圖

第6圖：其是本發明之一實施例之流程圖

為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：在下文中，將藉由圖式來說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而本發明之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例式性實施例。

本發明為一種可用於移動載具以偵測安全或危險區域之方法，該方法透過環境感測裝置、機械視覺裝置以及運算裝置等，並結合移動載具，使該移動載具具有危害處理能力，並透過人工智慧計算規劃路徑使該移動載具具有區域導航自走能力。

首先請參閱第1圖，其為本發明之一實施例之系統示意圖，如圖所示；本發明可用於移動載具以偵測安全或危險區域系統1，包含至少一移動載具11、一環境感測裝置12、一機械視覺裝置13與一運算裝置14，除此之外，本發明之可用於移動載具以偵測安全或危險區域系統1更可進一步包含一人機介面15，該人機介面15為一遠端外部控制裝置，該人機介面15透過該通訊模組142與該運算裝置14連接，以遠端遙控該移動載具11。

本發明之可用於移動載具以偵測安全或危險區域系統1，其中該移動載具11設有一通訊整合模組111、一驅動載具模組112以及一載具致動器113；以及該運算裝置14包含至少一處理器141以及一通訊模組142，該處理器141包含一環境建模單元1411以及一人工智慧單元1412，並可藉此該環境建模單元1411透過該通訊模組142接收現場環境資訊與現場影像資訊，分別產生對應的環境建模資訊，該人工智慧單元1412依據該些環境建模資訊疊加並判斷安全或危險區域，以產生一路徑規劃結果。

本發明可用於移動載具以偵測安全或危險區域系統1，其中該驅動載具模組更進一步包含一通訊介面1121以及一微電腦控制1122，該通訊整合模組111通訊連接通訊模組142，並經由該通訊介面1121連接該微電腦控制器1122，該運算裝置14透過該微電腦控制器1122進一步驅動該載具致動器113。

接著說明為達成本發明可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統的方法，請參閱第2圖，其為本發明之一實施例之部分流程圖。如圖所示，本發明可用於移動載具以偵測安全或危險區域之方法，其步驟包含：步驟S1：一移動載具透過一環境感測裝置與一機械視覺裝置接收現場環境資訊與現場影像資訊；步驟S3：一運算裝置透過一通訊模組接收該現場環境資訊與該現場影像資訊；步驟S5：一環境建模單元依據該現場環境資訊與該現場影像資訊，分別建立環境建模資訊，產生複數個環境建模資訊結果；以及 步驟S7：一人工智慧單元依據該些環境建模資訊結果進行疊加並判斷安全或危險區域，以產生一路徑規劃結果。

如步驟S1所示，本實施例為一移動載具11透過一環境感測裝置12與一機械視覺裝置13接收現場環境資訊與現場影像資訊，其中該環境感測裝置12包含至少一感測器121，其中該感測器121至少包含一輻射偵檢器、一有毒氣體感測器、一粉塵感測器、一溫度感測器、一濕度感測器、一磁場感測器、一電磁波感測器、一紫外線感測器與一生命跡象感測器或上述的組合，其中該粉塵感測器之感測範圍包含PM2.5至PM10；該機械視覺裝置13至少包含一攝影機、一熱成像儀、一顆粒影像分析儀或上述的組合。因此藉由設置於該移動載具上之環境感測裝置12與機械視覺裝置13，以接收現場環境資訊與現場影像資訊。

如步驟S3所示，一運算裝置14透過一通訊模組142接收該現場環境資訊與該現場影像資訊。如步驟S5所示，一環境建模單元1411依據該現場環境資訊與該現場影像資訊，分別建立環境建模資訊，產生複數個環境建模資訊結果。如步驟7所示，一人工智慧單元1412依據該些環境建模資訊結果進行疊加並判斷安全或危險區域，以產生一路徑規劃結果。進一步參閱第3圖，其為本發明之一實施例之部分流程圖。如圖所示，步驟S7進一步包含：步驟S71：該人工智慧單元依據該些環境建模資訊結果進行疊加，產生一值域；以及步驟S73：該值域經一門檻值比對並判斷是否為安全或危險區域。

如步驟S71所示，該人工智慧單元1412針對運算裝置14所接收每一個環境建模資訊結果進行疊加後，產生一值域，並將執行步驟S73針對該值域經一門檻值比對，並由用戶設定該門檻值，進一步判斷該區域是否為安全區域，例如於火災現場該運算裝置接收所偵測之倒塌障礙物情形、有毒氣體分布情形以及溫度分布情形等等之環境建模資訊結果，將該些建模資訊 結果進行疊加後，產生該值域，並進一步以該門檻值比對判斷出可供安全進入火災現場之路徑。

參閱第4圖，其為本發明之一實施例之部分流程圖，如圖所示，本發明其中於產生一路徑規劃結果之步驟中，更包含：步驟S8：該人工智慧單元依據安全或危險區域進行模擬路徑規劃。

如步驟S8所示，該人工智慧單元1412依據安全或危險區域進行模擬路徑規劃，例如於火災現場中，當該人工智慧單元1412依據規劃路徑之結果，進行模擬可行之安全路徑結果或者不可行之危險路徑問題，進一步呈現給用戶參考。

參閱第5圖，其為本發明之一實施例之流程圖。如圖所示，本發明可用於移動載具以偵測安全或危險區域之方法步驟中，更進一步包含：步驟S9：該運算裝置經由一通訊模組傳送該路徑規劃結果至一移動載具之通訊整合模組；步驟S11：該通訊整合模組接收該路徑規劃結果，並經一通訊介面傳送至一微電腦控制器；以及步驟S13：該微電腦控制器依據該路徑規劃結果驅動一載具致動器，以驅使該移動載具進行移動。

如步驟S9所示，該運算裝置14經由一通訊模組142傳送該路徑規劃結果至一移動載具11之通訊整合模組111，而由執行步驟S11將所接收之路徑規劃結果經過一通訊介面1121傳送至一微電腦控制器1122，最後如步驟S13所述，該微電腦控制器1122將依據該路徑規劃結果驅動一載具致動器113，而使該移動載具11進行移動，例如在於多樓層之火災現場，該運算裝置14透過通訊方式與該移動載具11連接，並傳送該路徑規劃結果，使該移動載具11可根據其所規劃之路徑結果自動於樓層中移動，並且至其他樓層接收現場環境資訊與現場影像資訊，一方面可供用戶一邊掌握內部資訊，除可迅速協助救災外，更可以同時繼續接收其他樓層狀況，使其救災效率大幅提升。

參閱第6圖，其為本發明之一實施例之流程圖。如圖所示，其中於該運算裝置經由一通訊模組傳送該路徑規劃結果至一移動載具之步驟中，更包含：步驟S15：該運算裝置經由該通訊模組傳送該路徑規劃結果至一人機介面；以及步驟S17：該人機介面透過該通訊模組與該運算裝置連接，以遠端遙控該移動載具。

如步驟S15所示，該運算裝置14經由該通訊模組142傳送該路徑規劃結果至一人機介面15，而執行步驟S17該人機介面15透過該通訊模組142與該運算裝置連接14，使其接收之該路徑規劃結果呈現於人機介面15，而用戶可透過遠端遙控該移動載具11，例如於火災現場中，依據運算裝置14所傳送之該路徑規劃結果，用戶可依據其需求進一步遠端遙控該移動載具11，而使該移動載具依照所選擇之路徑進行移動，而大幅提升該移動載具之機動性。

綜上所述，本發明為一種可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統與方法，其提供該移動載具連接多種感測器，並且搭配該運算裝置達到偵測安全或危險區域，進而產生路徑規劃結果，使該移動載具可依據該路徑規劃結果而自行移動或者提供用戶參考選擇，使該移動載具更符合操控便利性，且可適用於各種複雜與危險的環境下進行運作。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1:系統

11:移動載具

111:通訊整合模組

112:驅動載具模組

1121:通訊介面

1122:微電腦控制器

113:載具致動器

12:環境感測裝置

121:感測器

13:機械視覺裝置

14:運算裝置

141:處理器

1411:環境建模單元

1412:人工智慧單元

142:通訊模組

15:人機介面

Claims (11)

1. 一種可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，其包含：一移動載具，該移動載具設有一通訊整合模組、一驅動載具模組以及一載具致動器；一環境感測裝置，其設置於該移動載具上，該環境感測裝置電性連接該移動載具，該環境感測裝置包含至少一感測器，以接收現場環境資訊；一機械視覺裝置，其設置於該移動載具上，該機械視覺裝置電性連接該移動載具，以接收現場影像資訊；以及一運算裝置，該運算裝置包含至少一處理器以及一通訊模組，該運算裝置經由該通訊模組與該移動載具連接，該處理器包含一環境建模單元以及一人工智慧單元，該環境建模單元透過該通訊模組接收現場環境資訊與現場影像資訊，產生環境建模資訊，該人工智慧單元依據該些環境建模資訊疊加並判斷安全或危險區域，以產生一路徑規劃結果；其中該驅動載具模組設有一通訊介面以及一微電腦控制器，該通訊整合模組通訊連接該通訊模組，並經由該通訊介面連接該微電腦控制器，該運算裝置透過該微電腦控制器驅動該載具致動器；該運算裝置之該環境建模單元透過該通訊模組接收現場環境資訊與現場影像資訊，其係該環境感測裝置及該機械視覺裝置經由該移動載具之該通訊整合模組通訊連接該通訊模組，以傳送現場環境資訊與現場影像資訊；及該人工智慧單元依據該些環境建模資訊結果進行疊加產生一值域，該值域經一門檻值比對並判斷是否為安全或危險區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，其中該運算裝置依據該路徑規劃結果控制該移動載具。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，其中該感測器至少包含一輻射偵檢器、一有毒氣體感測器、一粉塵感測器、一溫度感測器、一濕度感測器、一磁場感測器、一電磁波感測器、一紫外線感測器與一生命跡象感測器或上述的組合。
4. 如申請專利範圍第3項所述之可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，其中粉塵感測器之感測範圍包含PM2.5至PM10。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，其中該機械視覺裝置至少包含一攝影機、一熱成像儀、一顆粒影像分析儀或上述的組合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，其中該驅動載具模組設有一通訊介面以及一微電腦控制器，該通訊整合模組通訊連接該通訊模組，並經由該通訊介面連接該微電腦控制器，該運算裝置透過該微電腦控制器進一步驅動該載具致動器。
7. 如申請專利範圍第1項所述之可用於移動載具以偵測安全或危險區域之系統，更包含：一人機介面，該人機介面為一遠端外部控制裝置，該人機介面透過該通訊模組與該運算裝置連接，以遠端遙控該移動載具。
8. 一種可用於移動載具以偵測安全或危險區域之方法，其步驟包含：一移動載具透過一環境感測裝置與一機械視覺裝置接收現場環境資訊與現場影像資訊；一運算裝置透過一通訊模組接收該現場環境資訊與該現場影像資訊；一環境建模單元依據該現場環境資訊與該現場影像資訊，分別建立環境建模資訊，產生複數個環境建模資訊結果；以及 一人工智慧單元依據該些環境建模資訊結果進行疊加並判斷安全或危險區域，以產生一路徑規劃結果；其中該運算裝置之該環境建模單元透過該通訊模組接收現場環境資訊與現場影像資訊，其係該環境感測裝置及該機械視覺裝置係經由該移動載具之一通訊整合模組通訊連接該通訊模組，以傳送現場環境資訊與現場影像資訊；及該人工智慧單元依據該些環境建模資訊結果進行疊加產生一值域，該值域經一門檻值比對並判斷是否為安全或危險區域。
9. 如申請專利範圍第8項所述之可用於移動載具以偵測安全或危險區域之方法，其中於產生一路徑規劃結果之步驟中，更包含：該人工智慧單元依據安全或危險區域進行模擬路徑規劃。
10. 如申請專利範圍第8項所述之可用於移動載具以偵測安全或危險區域之方法，更包含：該運算裝置經由一通訊模組傳送該路徑規劃結果至一移動載具之通訊整合模組；該通訊整合模組接收該路徑規劃結果，並經一通訊介面傳送至一微電腦控制器；以及該微電腦控制器依據該路徑規劃結果驅動一載具致動器，以驅使該移動載具進行移動。
11. 如申請專利範圍第10項所述之可用於移動載具以偵測安全或危險區域之方法，其中於該運算裝置經由一通訊模組傳送該路徑規劃結果至一移動載具之步驟中，更包含：該運算裝置經由該通訊模組傳送該路徑規劃結果至一人機介面；以及該人機介面透過該通訊模組與該運算裝置連接，以遠端遙控該移動載具。

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