移动式机器人的即时导航方法技术

本发明专利技术公开一种移动式机器人的即时导航方法，包括：移动式机器人取得目标位置；经由超宽频通讯模块自外部信标装置接收定位信号并计算当前位置；依据目标位置及当前位置计算移动方向；于经由移动式机器人的激光感测模块检测到障碍物时，校正移动方向，并依据校正后的移动方向移动以避开障碍物；及，重复执行上述检测、校正及移动，直到抵达目标位置。本发明专利技术经由主动检测障碍物，可有效避免移动式机器人误入无定位信号区域，而导航失败。

An instant navigation method for mobile robots

Including real-time navigation method, the invention discloses a mobile robot: a mobile robot to obtain target position; through the ultra wideband communication module from an external device receives beacon positioning signal and calculate the current position; according to the target position and the current position in the direction of mobile computing; mobile robot via laser sensing module to detect obstacles correction, moving direction, and based on the moving direction of the corrected move to avoid obstacles; and repeat the above detection, correction and mobile, until the arrival of the target location. By active detection of obstacles, the invention can effectively avoid the mobile robot getting into the non positioning signal area, and the navigation is failed.

【技术实现步骤摘要】
移动式机器人的即时导航方法
本专利技术是与移动式机器人有关，特别有关于移动式机器人的即时导航方法。
技术介绍
不同于采用全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)的户外定位技术，由于在室内空间(如建筑物内)中无法准确接收GPS信号，因此无法采用相同的技术于室内进行定位。为解决上述问题，目前已有一种室内定位技术被提出。前述室内定位技术是使用多个定位信标(beacon)来发射不同的定位信号。具体而言，多个定位信标是超宽频(Ultra-Wideband，UWB)信号发射器，分别被安装于建筑物的不同位置，并分别被设定为发出对应所安装位置的超宽频定位信号。藉此，使用者可使用室内导航装置来自多个定位信标取得定位信号，以进行室内定位。另，目前已有一种可自动进行室内导航的移动式机器人被提出。所述移动式机器人于收到目标位置后，可依据上述定位信号规划导航路线，并依据所规划的导航路线自动移动至目标位置。虽上述移动式机器人可自动移动至目标位置，然而，由于超宽频通讯的限制，前述定位信号与实际位置间可能存在误差。上述存在误差的定位信号将导致移动式机器人规划出错误的导航路线，而无法精准地移动至目标位置，或误入禁止区域(如管制区域或无定位信号区域)。图1为现有的移动式机器人的自动导航示意图，用以示例性说明前段所述状况。如图1所示，目标位置10的座标为(Xt,Yt)，移动式机器人12位于多个货架140-148间的主要走道，且其实际座标为(X1,Y1)。因此，若移动式机器人12朝移动方向V1移动时，可顺利抵达目标位置(Xt,Yt)。由于定位信号存在误差，移动式机器人12可能误认其所在座标为(X2,Y2)，并规划出错误的移动方向V2。当朝错误的移动方向V2移动后，移动式机器人12将从实际座标(X1,Y1)移动至错误位置(座标为(X3,Y3))。当移动式机器人12处于错误位置时，由于定位信号被货架146、148遮蔽，移动式机器人12将因无法收到定位信号而无法再次规划导航路线，这使得移动式机器人12无法自货架146、148间脱困而导致导航失败。
技术实现思路
本专利技术提供一种移动式机器人的即时导航方法，可主动检测障碍物位置并即时修正移动方向。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种移动式机器人的即时导航方法，其特征在于，包括步骤：a)于一移动式机器人取得一目标位置；b)依据经由一超宽频通讯模块接收的一定位信号决定该移动式机器人的一当前位置；c)依据该目标位置及该当前位置计算一移动方向；d)于经由一激光感测模块检测到一障碍物时校正该移动方向，并控制该移动式机器人朝校正后的该移动方向移动；及e)重复执行该步骤b至该步骤d直到该移动式机器人抵达该目标位置。优选地，该步骤d包括一步骤d1：于检测该障碍物的数量小于一障碍阀值时，依据该障碍物于该激光感测模块的一扫描范围中所占比例校正该移动方向。优选地，该步骤d1是于检测该障碍物位于该扫描范围的边缘且该障碍物的数量小于2时，依据该障碍物于该扫描范围中所占比例校正该移动方向。优选地，该步骤d1是依据该障碍物于该扫描范围中的一角度比例及一放大因子校正该移动方向，该放大因子是对应该移动式机器人所在的一走道宽度。优选地，该步骤d包括一步骤d2：于检测到该障碍物的数量不小于一障碍阀值时，识别前方不存在该障碍物的一无障碍方向，并以该无障碍方向作为新的该移动方向。优选地，该步骤d还包括一步骤d3：于该激光感测模块的一扫描范围中无法识别该无障碍方向时，控制该移动式机器人停止移动。优选地，还包括一步骤f：于经由一近距离感测模块检测到该障碍物时，控制该移动式机器人停止移动。优选地，于该步骤f后包括一步骤g：于该移动式机器人停止移动时，发出一警示讯息。优选地，于该步骤g后包括一步骤h：于发出该警示讯息达一警示时间且仍然经由该近距离感测器检测到该障碍物时，控制该移动式机器人倒退。优选地，于该步骤f后包括下列步骤：i)于停止移动达一停止时间且经由该近距离感测器检测到该障碍物时，控制该移动式机器人进入一休眠模式；及j)于进入该休眠模式达一休眠时间时，重新于该扫描范围中识别该无障碍方向。本专利技术经由主动检测障碍物，可有效避免移动式机器人误入无定位信号区域，而无法自动导航至目标位置。附图说明图1为现有的移动式机器人的自动导航示意图。图2为本专利技术第一实施例的移动式机器人的架构图。图3为本专利技术第一实施例的移动式机器人的即时导航方法的流程图。图4为本专利技术第二实施例的移动式机器人的即时导航方法的流程图。图5为本专利技术的校正模式示意图。图6为本专利技术的避障模式示意图。图7为本专利技术第三实施例的移动式机器人的即时导航方法的部分流程图。图8为本专利技术的移动式机器人的即时导航示意图。图9为本专利技术第四实施例的移动式机器人的即时导航方法的部分流程图。其中，附图标记：10…目标位置12、2…移动式机器人200…超宽频通讯模块202…激光感测模块204…人机界面206…驱动模块208…近距离感测模块210…记忆模块2100…电脑程序212…控制模块214…电池模块3…外部信标装置4…目标位置140-148、50-60…货架62-70…人员V1、V2…移动方向δ、δ1、δ2、δ3、δ4、δ5…移动方向α、α1…角度S10-S22…第一即时导航步骤S30-S48…第二即时导航步骤S10-S22…第一即时导航步骤S50-S58…近距离障碍物回避步骤S70-S76…等待障碍物排除步骤具体实施方式兹就本专利技术的一较佳实施例，配合附图，详细说明如后。请参阅图2，为本专利技术第一实施例的移动式机器人的架构图。本专利技术公开了一种移动式机器人的即时导航方法(下称即时导航方法)，应用于如图2所示的移动式机器人2。本专利技术中，移动式机器人2包括超宽频通讯模块200、激光感测模块202、人机界面204、驱动模块206、近距离感测模块208、记忆模块210及电性连接上述元件的控制模块212。超宽频(Ultra-Wideband，UWB)通讯模块200用以收发超宽频信号(如6.5GHz射频信号)。较佳地，超宽频通讯模块200是超音波收发器，并可自多个外部信标装置3接收以超音波传输的定位信号。具体而言，多个外部信标装置3是分别被安装于特定区域(如建筑物内)的不同位置，并分别被设定为发出不同的定位信号。较佳地，使用者可预先将上述特定区域座标化，以将各外部信标装置3所在位置对应至一组虚拟的座标。接着，使用者可对多个外部信标装置3分别进行设定，以使各外部信标装置3所发送的定位信号包括其所对应的座标。激光感测模块202用以检测障碍物。具体而言，激光感测模块202可依据是否收到反射光来判断扫描范围内是否有障碍物。更进一步地，激光感测模块202还可依据发射的激光与反射光的时间差来计算障碍物的距离。较佳地，激光感测模块202包括用以发射激光的激光模块及稜镜模块(图未标示)，使用者可经由控制稜镜模块的多个稜镜旋转方式来调整激光感测模块202的扫描维度。举例来说，当激光感测模块202控制所有稜镜皆水平旋转或垂直旋转时，可转换点光源的激光为二维激光，并对外部环境进行平面扫描；当激光感测模块202控制部分稜镜水平旋转且部分稜镜垂直旋转时，可转换点光源的激光为三维激光，并对外部环境进行立体扫描。较佳地，使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动式机器人的即时导航方法，其特征在于，包括步骤：a)于一移动式机器人取得一目标位置；b)依据经由一超宽频通讯模块接收的一定位信号决定该移动式机器人的一当前位置；c)依据该目标位置及该当前位置计算一移动方向；d)于经由一激光感测模块检测到一障碍物时校正该移动方向，并控制该移动式机器人朝校正后的该移动方向移动；及e)重复执行该步骤b至该步骤d直到该移动式机器人抵达该目标位置。

【技术特征摘要】
2016.08.22 TW 1051268121.一种移动式机器人的即时导航方法，其特征在于，包括步骤：a)于一移动式机器人取得一目标位置；b)依据经由一超宽频通讯模块接收的一定位信号决定该移动式机器人的一当前位置；c)依据该目标位置及该当前位置计算一移动方向；d)于经由一激光感测模块检测到一障碍物时校正该移动方向，并控制该移动式机器人朝校正后的该移动方向移动；及e)重复执行该步骤b至该步骤d直到该移动式机器人抵达该目标位置。2.如权利要求1所述的移动式机器人的即时导航方法，其特征在于，该步骤d包括一步骤d1：于检测该障碍物的数量小于一障碍阀值时，依据该障碍物于该激光感测模块的一扫描范围中所占比例校正该移动方向。3.如权利要求2所述的移动式机器人的即时导航方法，其特征在于，该步骤d1是于检测该障碍物位于该扫描范围的边缘且该障碍物的数量小于2时，依据该障碍物于该扫描范围中所占比例校正该移动方向。4.如权利要求2所述的移动式机器人的即时导航方法，其特征在于，该步骤d1是依据该障碍物于该扫描范围中的一角度比例及一放大因子校正该移动方向，该放大因子是对应该移动式机器人所在的一走道宽度。5.如权利要求1所述的移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴声辉，
申请(专利权)人：金宝电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71