移动装置的定位系统制造方法及图纸

一种定位系统，适用于一移动装置上，包含一存储装置、一光达以及一控制器。存储装置用以存储一全域地图。光达用以打出多个雷射光源以产生一初始区域地图。控制器用以将初始区域地图进行旋转，以产生一旋转区域地图，将旋转区域地图及初始区域地图分别与全域地图中的多个部分区域进行比对，以取得至少一相似区域，依据至少一相似区域各自的一中心点位置计算该移动装置位于全域地图的至少一候选坐标，依据至少一候选坐标各自对应的一地图轮廓计算至少一地图轮廓各自对应全域地图的一相似度分数，选择至少一相似度分数最高者所对应的候选坐标作为移动装置位于全域地图的一定位坐标。

【技术实现步骤摘要】
移动装置的定位系统
本专利技术是关于一种定位系统，特别是关于一种移动装置的定位系统。
技术介绍
随着科技进步，越来越多智慧移动装置被使用者所使用，智慧移动装置例如为扫地机器人、服务机器人、工业机器人…等等。这些智慧行移动装置需要知道本身于已知地图中的位置信息(如处于已知地图的原点)，才能顺畅地运作移动。在已知地图中，当使用雷射信号做定位的智慧移动装置在非原点启动时，智慧移动装置无法得知自身在地图上的位置，目前常见的解决方式是采用蒙地卡罗定位方法(adaptiveMonteCarlolocalization，AMCL)。然而，蒙地卡罗定位方法的起始定位方法在大区域和低功耗的智慧移动装置下，无法快速及准确的定位，使得使用者无法随意将智慧移动装置摆放在任何位置后启动而运作。因此，上述现有方式仍有待加以进一步改进。
技术实现思路
为了解决上述的问题，本公开内容的一实施方式提供了一种定位系统，适用于一移动装置上，包括一存储装置、一光达以及一控制器。存储装置用以存储一全域地图。光达用以产生一初始区域地图。控制器用以将初始区域地图进行旋转，以产生一旋转区域地图，将旋转区域地图及初始区域地图分别与全域地图中的多个部分区域进行比对，以取得至少一相似区域，依据至少一相似区域各自的一中心点位置计算该移动装置位于全域地图的至少一候选坐标，依据至少一候选坐标各自对应的一地图轮廓计算至少一地图轮廓各自对应全域地图的一相似度分数，选择至少一相似度分数最高者所对应的候选坐标作为移动装置位于全域地图的一定位坐标。<br>本专利技术所示的定位系统，能将搭载本案定位系统移动装置，随意摆放在已知地图的在任何位置，当移动装置在已知地图的非原点或特定位置启动时，移动装置可以透过定位系统使用雷射光源结合地图信息进行定位，以达到快速并准确定位的效果。附图说明图1是依照本专利技术一实施例绘示一种定位系统的方块图。图2是根据本专利技术的一实施例绘示一种定位方法的流程图。图3A是根据本专利技术的一实施例绘示一种初始区域地图的示意图。图3B是根据本专利技术的一实施例绘示一种全域地图的示意图。图4A～4C是根据本专利技术的一实施例绘示一种初始区域地图的示意图。图5A是根据本专利技术的一实施例绘示一种将旋转区域地图及初始区域地图分别与全域地图中的多个部分区域进行比对的示意图。图5B是根据本专利技术的一实施例绘示一种将相似区域各自的一中心点位置的示意图。图6A是根据本专利技术的一实施例绘示一种由初始区域地图计算移动装置位于全域地图的候选坐标的示意图。图6B～6D是根据本专利技术的一实施例绘示一种由旋转区域地图计算移动装置位于全域地图的候选坐标的示意图。图7A是根据本专利技术的一实施例绘示候选坐标的示意图。图7B是根据本专利技术的一实施例绘示候选坐标各自对应的一地图轮廓的示意图。具体实施方式图1以下说明是为完成专利技术的较佳实现方式，其目的在于描述本专利技术的基本精神，但并不用以限定本专利技术。实际的
技术实现思路
必须参考之后的权利要求范围。必须了解的是，使用于本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用以表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、元件以及/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、元件、组件，或以上的任意组合。于权利要求中使用如“图一”、“第二”、“第三”等词是用来修饰权利要求中的元件，并非用来表示之间具有优先权顺序，先行关系，或者是一个元件先于另一个元件，或者是执行方法步骤时的时间先后顺序，仅用来区别具有相同名字的元件。请参照图1～2及3A～3B，图1是依照本专利技术一实施例绘示一种定位系统100的方块图。图2是根据本专利技术的一实施例绘示一种定位方法200的流程图。图3A是根据本专利技术的一实施例绘示一种初始区域地图LM1的示意图。图3B是根据本专利技术的一实施例绘示一种全域地图GM的示意图。如图1所示，定位系统100适用于一移动装置上，例如定位系统100可以设置于扫地机器人、服务机器人、工业机器人…等等会移动的装置上。定位系统100包含一光达10、一控制器20及一存储装置30。于一实施例中，定位系统100还包含一移动部件40，例如为轮子，控制器20可以控制移动部件40的移动方向及/或移动速度。于一实施例中，光达10(LightDetectionandRanging，LiDAR)又称雷射雷达，其是利用光来测量目标的距离。光达10能高精度地测得距离、辨识物体外型并建立周遭三维地理信息模型，具有高量测距離、高精度、高辨識度等优点，且不受环境亮度影响，可以不分昼夜地感测周遭障碍物形狀、距離等信息，扫描范围可以为几公尺到几百公尺，满足更精准的感测需求。于一实施例中，光达10包含发射器11、接收器12及/或成像元件13。于一实施例中，发射器11用以打出(发出)多个雷射光源。于一实施例中，接收器12用以接收雷射光源打到障碍物或物体后的反射光源，于一实施例中，接收器12可以是光感测器，光感测器一般是用光电二极体(Photodiode,PD)或崩溃光电二极体(Avalanchephotodiode,APD)以实现之。于一实施例中，成像元件13用以依据发射器11打出的雷射光源与接收器12接收到每个反射光源的时间差，以计算光达10与障碍物之间的障碍物距离，并依据障碍物距离绘制初始区域地图(例如图3A所示的初始区域地图LM1)，并将初始区域地图LM1传到控制器20。于一实施例中，成像元件13是指扫描式或非扫描式的成像元件。于一具体实施例中，控制器20可依据光达10所获得的信息绘制初始区域地图LM1。于一实施例中，控制器20可以是任何具有运算功能的电子装置。于一实施例中，控制器20可由体积电路如微控制单元(microcontroller)、微处理器(microprocessor)、数位信号处理器(digitalsignalprocessor)、特殊应用积体电路(applicationspecificintegratedcircuit，ASIC)或一逻辑电路来实施。于一实施例中，存储装置30可被实作为唯读存储器、快闪存储器、软盘、硬盘、光盘、随身盘、磁带、可由网络存取的数据库或本领域技术人员可轻易想到及具有相同功能的存储媒体。于一实施例中，存储装置30用以存储全域地图GM(如图3B所示的全域地图GM)。以下叙述定位方法200，定位方法200可以使搭载定位系统100的移动装置自己取得其位于全域地图GM的位置。详细而言，全域地图GM是为已知的信息存储于存储装置30。初始区域地图LM1则是当下所产生的地图。而本定位方法200即为计算初始区域地图LM1相对于全域地图GM的位置，以得知移动装置位于全域地图GM的位置。于步骤210中，利用光达10以产生一初始区域地图LM1。如图3A所示，光达10为了产生完整的点云，发射器10必须能够非常快速地对目前位置所处环境进行采样。于一些实施例中，光达10使用旋转组件或旋转镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位系统，适用于一移动装置上，包括：/n一存储装置，用以存储一全域地图；/n一光达，用以产生一初始区域地图；以及/n一控制器，用以将该初始区域地图进行旋转，以产生一旋转区域地图，将该旋转区域地图及该初始区域地图分别与该全域地图中的多个部分区域进行比对，以取得至少一相似区域，依据该至少一相似区域各自的一中心点位置计算该移动装置位于该全域地图的至少一候选坐标，依据该至少一候选坐标各自对应的一地图轮廓计算该至少一地图轮廓各自对应该全域地图的一相似度分数，选择该至少一相似度分数最高者所对应的该候选坐标作为该移动装置位于该全域地图的一定位坐标。/n

【技术特征摘要】
20190402 TW 1081115911.一种定位系统，适用于一移动装置上，包括：
一存储装置，用以存储一全域地图；
一光达，用以产生一初始区域地图；以及
一控制器，用以将该初始区域地图进行旋转，以产生一旋转区域地图，将该旋转区域地图及该初始区域地图分别与该全域地图中的多个部分区域进行比对，以取得至少一相似区域，依据该至少一相似区域各自的一中心点位置计算该移动装置位于该全域地图的至少一候选坐标，依据该至少一候选坐标各自对应的一地图轮廓计算该至少一地图轮廓各自对应该全域地图的一相似度分数，选择该至少一相似度分数最高者所对应的该候选坐标作为该移动装置位于该全域地图的一定位坐标。


2.如权利要求1所述定位系统，其中该光达还包括：
一发射器，用以发射多个雷射光源；
一接收器，用以接收该些雷射光源打到至少一障碍物后的至少一反射光源；以及
一成像元件，用以依据该至少一反射光源以绘制该初始区域地图，并将该初始区域地图传到该控制器。


3.如权利要求1所述定位系统，其中该控制器还用以将该初始区域地图进行不同角度的旋转，以产生多个旋转区域地图。


4.如权利要求1所述定位系统，其中该控制器还用以将该初始区域地图与该全域地图中的一左上角起始区域进行比对，计算一图一相似度权重；将该初始区域地与该全域地图中的该左上角启始区域往右一特定像素单位的区域进行比对，计算一图二相似度权重。


5.如权利要求1所述定位系统，其中该控制器还用以在将该初始区域地与该全域地图中由一左上角起始区域往一右上角区域比对完成后，该初始区域地图从该全域地图的该左上角起始区域往下一特定像...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昭毅，林家葳，王扬生，陈俊廷，陈宇晴，
申请(专利权)人：广达电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71