TWI743519B - 自走式裝置及其建立地圖方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種自走式裝置及其建立地圖方法;該自走式裝置建立地圖方法包括:提供一工作空間;提供一自走式裝置,設有一傳感器與一顯示介面;使該自走式裝置在該工作空間內以該傳感器偵測該工作空間之特徵,並使該顯示介面以不同之圖案顯示該傳感器已偵測之工作空間與未偵測之工作空間及該自走式裝置在已偵測之工作空間與未偵測之工作空間的位置;該顯示介面另顯示一指向性之圖案指向該未偵測之工作空間的圖案;根據該指向性之圖案的顯示,控制該自走式裝置於該工作空間內朝該未偵測之工作空間移動;藉此,使用者容易自行建立該工作空間之地圖。

Description

自走式裝置及其建立地圖方法
本發明係有關於一種自走式裝置及其建立地圖方法,尤指一種用於在工作空間內移動進行預設作業的自走式裝置及其建立地圖方法。
隨著科技之日新月異,傳統清潔、巡檢、搬運...等人力工作逐漸以自動化機器取代,自走式裝置也應運而生;習知之自走式裝置可以光學傳感器配合同步定位與地圖建構(Simultaneous localization and mapping;SLAM)技術建立工作空間之地圖,以利後續藉由地圖規劃出預設之移動路徑,但地圖之建立方式,可能會因自走式裝置之體積大小或工作空間大小而有所差異。
如家用型掃地機器人因機體體積與工作空間都相對較小,在建立地圖時,不需特別考慮家用型掃地機器人是否已移動覆蓋全部工作空間,也不需特別考慮家用型掃地機器人是否會撞傷障礙物,故使用者(客戶)可放任家用型掃地機器人等小型之自走式裝置在工作空間內隨機移動以建立地圖。
但商用型掃地機器人因機體體積與工作空間都相對較大,在建立地圖時,需特別考慮商用型掃地機器人是否已移動覆蓋全部工作空間,也需特別考慮商用型掃地機器人是否會撞傷障礙物,故目前商用型掃地機器人等大型之自走式裝置在建立地圖時,通常係由自走式裝置製造商之工程人員攜帶外部電腦至工作空間內,以外部電腦控制自走式裝置在工作空間內移動並以外部電腦內之地圖建立系統建立地圖。
習知大型之自走式裝置在建立地圖時,使用者(客戶)需請工程人員(製造商)攜帶外部電腦至工作空間內,以工程人員(製造商)之專業經驗配合外部電腦內之地圖建立系統控制自走式裝置在工作空間內移動,以建立工作空間之地圖,並在地圖建立完成後將自走式裝置交還使用者(客戶)使用;故每次工作空間有所變更時,使用者(客戶)皆需請工程人員(製造商)至工作空間內重新建立地圖,如此使用者(客戶)將耗費許多等待成本,工程人員(製造商)也耗費許多出差成本,相當不便!
爰是,本發明之目的,在於提供一種便於建立地圖的自走式裝置。
本發明之另一目的,在於提供一種便於建立地圖的自走式裝置建立地圖方法。
本發明之又一目的,在於提供一種用以執行如所述自走式裝置建立地圖方法的裝置。
依據本發明目的之自走式裝置,包括:一本體,可在一工作空間內移動;一地圖建立單元,設於該本體上;該地圖建立單元設有一傳感器與一顯示介面;該傳感器可偵測該工作空間之特徵;該顯示介面以不同之圖案顯示該傳感器的偵測方向、該傳感器已偵測之工作空間與未偵測之工作空間及該本體在已偵測之工作空間與未偵測之工作空間的位置。
依據本發明另一目的之自走式裝置建立地圖方法,包括:提供一工作空間;提供一自走式裝置,設有一傳感器與一顯示介面;使該自走式裝置在該工作空間內以該傳感器偵測該工作空間之特徵,並使該顯示介面以不同之圖案顯示該傳感器已偵測之工作空間與未偵測之工作空間及該自走式裝置在已偵測之工作空間與未偵測之工作空間的位置;該顯示介面 另顯示一指向性之圖案指向該未偵測之工作空間的圖案;根據該指向性之圖案的顯示,控制該自走式裝置於該工作空間內朝該未偵測之工作空間移動。
依據本發明又一目的之自走式裝置,包括:用以執行如所述自走式裝置建立地圖方法的裝置。
本發明實施例之自走式裝置及其建立地圖方法,該自走式裝置上之顯示介面可以不同之圖案顯示地圖資訊,方便使用者一邊參考該顯示介面所顯示之地圖資訊,一邊在該自走式裝置旁側控制該自走式裝置於該工作空間內朝該未偵測之工作空間移動,以逐步建立該工作空間之地圖。
A:自走式裝置
A1:本體
A2:地圖建立單元
A21:傳感器
A22:處理器
A23:顯示介面
A3:驅動單元
A31:前導輪
A32:後導輪
A33:驅動輪
A4:清潔單元
A41:吸塵機構
A42:刷洗機構
A43:吸液機構
A5:控制單元
B:點
C:點
F:工作表面
O:障礙物
S:工作空間
T1:第一圖案
T2:第二圖案
T3:第三圖案
T4:第四圖案
T5:第五圖案
T6:第六圖案
Z:牆壁
圖1係本發明實施例中自走式裝置之示意圖。
圖2係本發明實施例中自走式裝置在工作空間移動之示意圖。
圖3係本發明實施例中自走式裝置在B點時,顯示介面所顯示之圖案的示意圖。
圖4係本發明實施例中自走式裝置在C點時,顯示介面所顯示之圖案的示意圖。
圖5係本發明實施例中自走式裝置在B點時,顯示介面所顯示之圖案與顯示介面及本體相對位置關係之示意圖。
圖6係本發明實施例中自走式裝置在C點時,顯示介面所顯示之圖案與顯示介面及本體相對位置關係之示意圖。
請參閱圖1、2,本發明實施例之自走式裝置建立地圖方法可採用如圖1所示之可自動移動進行清潔工作之自走式裝置A來達成;該自走 式裝置A可在如圖2所示之工作空間S內移動,以建立該工作空間S之地圖;該工作空間S由四面牆壁Z所圍設形成且該工作空間S內設有障礙物O;該自走式裝置A設有:一本體A1,可在一工作空間S內移動(如點B至點C);一地圖建立單元A2,設於該本體A1上,可偵測該本體A1於該工作空間S內移動時所遇到之例如障礙物O或牆壁Z...等環境之特徵,並紀錄該等特徵以建立該工作空間S之地圖資訊;該地圖建立單元A2設有一傳感器A21、一處理器A22與一顯示介面A23;該傳感器A21可偵測該工作空間S之特徵;該處理器A22可將該傳感器A21所偵測之特徵處理成地圖資訊;該顯示介面A23可顯示該處理器A22處理後之地圖資訊;其中,該傳感器A21為光達(LIDAR)傳感器並設於該本體A1之前側,可對該本體A1前側之該工作空間S進行掃描偵測(掃描偵測之範圍約成扇形);該顯示介面A23為觸控式螢幕並設於該本體A之上側,可以不同之圖案顯示該傳感器A21已偵測之工作空間S與未偵測之工作空間S及該本體A1相對在已偵測之工作空間S與未偵測之工作空間S的位置或提供使用者觸控點選預設功能之選項;一驅動單元A3,設於該本體A1之底部,可驅動該本體A1於該工作空間S之工作表面F上自動移動執行前進、後退、旋轉...等動作;該驅動單元A3設有一前導輪A31、一後導輪A32與兩個驅動輪A33,該前導輪A31與該後導輪A32分設於該本體A1之前、後側,該兩個驅動輪A33分設於該本體A1約略中間處之兩側;一清潔單元A4,設於該本體A1之底部,可在本體A1移動時清潔該工作表面F;該清潔單元A4設有一吸塵機構A41、一刷洗機構A42與一吸液機構A43,該吸塵機構A41設於該本體A1之前側,該吸液機構A43設於該本體A1之後側,該刷洗機構A42設於該吸塵機構A41與該吸液機構A43之間; 一控制單元A5,設於該本體A1上,可執行各項數據運算並執行該自走式裝置A之各種功能控制。
請參閱圖2、3、4,該自走式裝置A在點B時,該顯示介面A23所顯示之地圖資訊如圖3所示;該自走式裝置A在點C時,該顯示介面A23所顯示之地圖資訊如圖4所示;該顯示介面A23將以數種不同之圖案顯示該工作空間S之地圖資訊,其可包括:一第一圖案T1,以第一顏色(綠色)顯示已偵測之工作空間S;一第二圖案T2,以第二顏色(紅色)顯示未偵測之工作空間S;一第三圖案T3,以第三顏色(黑色)顯示已偵測之該障礙物O部分;一第四圖案T4,以預設圖案(圓形)顯示該本體A1相對該已偵測之工作空間S與該未偵測之工作空間S的位置;一第五圖案T5,以指向性之圖案(箭頭)指向該未偵測之工作空間S的圖案(第二圖案T2)中距離該本體A1最近者;一第六圖案T6,以偵測方向之圖案(扇形)顯示該本體A1之偵測方向(即該本體A1之向前移動方向);其中,該些圖案之顏色或形狀係提供使用者方便辨識之用,並不以此為限,亦可使用符號、填充線、顏色深淺...等視覺差異替代。
請參閱圖2、3、4,雖然該自走式裝置A在點B與點C之移動方向皆不相同,但該第四圖案T4在該顯示介面A23中以預設大小保持於該顯示介面A23之預設位置(該顯示介面A23之中央處),且該第六圖案T6在該顯示介面A23中以預設大小保持於該顯示介面A23之預設位置(朝向該本體A1之前側);該顯示介面A23僅可顯示該本體A1周圍預設範圍之部分地圖資訊,隨著該自走式裝置A之移動,該顯示介面A23所顯示之地圖資訊亦會改變;換言之,如圖3、4、5、6所示,該第一圖案T1、第二圖案T2、第三 圖案T3與第五圖案T5可隨著該自走式裝置A移動方向之不同而改變與該顯示介面A23及本體A1之相對位置,但該第四圖案T4與第六圖案T6不隨著該自走式裝置A移動方向之不同而改變與該顯示介面A23及本體A1之相對位置。
本發明實施例之自走式裝置建立地圖方法在實施上,當該自走式裝置A初至未知之工作空間S或原本工作空間S之環境有所變化時,使用者可直接由該自走式裝置A建立新的地圖資訊;使用者以遙控器遙控或人力推動方式在該自走式裝置A旁側控制該自走式裝置A於該工作空間S進行移動,使該自走式裝置A以前側之該傳感器A21對該工作空間S之特徵進行掃描偵測;並使該顯示介面A23以不同之圖案顯示該傳感器A21已偵測之工作空間S與未偵測之工作空間S及該自走式裝置A相對在已偵測之工作空間S與未偵測之工作空間S的位置;當使用者以點B作為該自走式裝置A建立地圖之起點時,使用者在參考圖3中該顯示介面A23所顯示之資訊後可知,大部分代表未偵測之工作空間S的第二圖案T2分佈於該自走式裝置A之後側,故使用者根據該顯示介面A23所顯示之資訊,控制該自走式裝置A轉向後側朝未偵測之工作空間S移動;或者,使用者直接參考該顯示介面A23中該第五圖案T5之建議方向,控制該自走式裝置A轉向後側朝未偵測之工作空間S移動;當使用者控制該自走式裝置A移動至點C時,使用者在參考圖4中該顯示介面A23所顯示之資訊後可知,大部分代表未偵測之工作空間S的第二圖案T2存在於該自走式裝置A之右側,故使用者根據該顯示介面A23所顯示之資訊,控制該自走式裝置A轉向右側朝未偵測之工作空間S移動;或者,使用者直接參考該顯示介面A23中該第五圖案T5之建議方向,控制該自走式裝 置A轉向右側朝未偵測之工作空間S移動;以此類推逐漸擴增該已偵測之工作空間S,逐步建立該工作空間S之地圖。
本發明實施例之自走式裝置及其建立地圖方法,該自走式裝置A上之顯示介面A23可以不同之圖案顯示地圖資訊,方便使用者一邊參考該顯示介面A23所顯示之地圖資訊,一邊在該自走式裝置A旁側控制該自走式裝置A於該工作空間S內朝該未偵測之工作空間S移動,以逐步建立該工作空間S之地圖。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
A23:顯示介面
T1:第一圖案
T2:第二圖案
T3:第三圖案
T4:第四圖案
T5:第五圖案
T6:第六圖案

Claims (12)

  1. 一種自走式裝置,包括:一本體,可在一工作空間內移動;一地圖建立單元,設於該本體上;該地圖建立單元設有一傳感器與一顯示介面;該傳感器可偵測該工作空間之特徵;該顯示介面以不同之圖案顯示該傳感器的偵測方向、該傳感器已偵測之工作空間與未偵測之工作空間及該本體在已偵測之工作空間與未偵測之工作空間的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述自走式裝置,其中,該已偵測之工作空間與該未偵測之工作空間以不同顏色之圖案顯示。
  3. 如申請專利範圍第1項所述自走式裝置,其中,該顯示介面另顯示一指向性之圖案指向該未偵測之工作空間的圖案。
  4. 如申請專利範圍第3項所述自走式裝置,其中,該指向性之圖案指向該未偵測之工作空間的圖案中距離該本體最近者。
  5. 如申請專利範圍第1項所述自走式裝置,其中,該本體之圖案保持於該顯示介面之預設位置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述自走式裝置,其中,該傳感器為光達傳感器並設於該本體之前側。
  7. 如申請專利範圍第6項所述自走式裝置,其中,該傳感器的偵測方向之圖案保持於該顯示介面之預設位置。
  8. 如申請專利範圍第1項所述自走式裝置,其中,該顯示介面為觸控式螢幕並設於該本體之上側。
  9. 一種自走式裝置建立地圖方法,包括: 提供一工作空間;提供一自走式裝置,設有一傳感器與一顯示介面;使該自走式裝置在該工作空間內以該傳感器偵測該工作空間之特徵,並使該顯示介面以不同之圖案顯示該傳感器已偵測之工作空間與未偵測之工作空間及該自走式裝置在已偵測之工作空間與未偵測之工作空間的位置;該顯示介面另顯示一指向性之圖案指向該未偵測之工作空間的圖案;根據該指向性之圖案的顯示,控制該自走式裝置於該工作空間內朝該未偵測之工作空間移動。
  10. 如申請專利範圍第9項所述自走式裝置之建立地圖方法,其中,該自走式裝置之移動係以遙控器遙控方式進行。
  11. 如申請專利範圍第9項所述自走式裝置之建立地圖方法,其中,該自走式裝置之移動係以人力推動方式進行。
  12. 一種自走式裝置,包括:用以執行如申請專利範圍第9至11項任一項所述自走式裝置建立地圖方法的裝置。
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