移动平台的导航方法与系统技术方案

移动平台的导航方法与系统。该导航系统包括多个标记反射柱及移动平台。多个标记反射柱用以标记一范围。移动平台在范围内移动并包括定位系统接收器、激光测距模块及处理器。定位系统接收器定位移动平台的坐标位置及方向。激光测距模块发射至少一激光分别测量标记反射柱与移动平台的距离与相对方位。处理器根据移动平台的坐标位置及方向与该等反射标记柱的距离推算该等标记反射柱的绝对位置及范围。移动平台持续以激光测距模块扫描追踪标记反射柱并校正移动平台的坐标位置及方向及标记反射柱的绝对位置，藉以控制移动平台于范围内移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导航方法及系统，且特别涉及一种移动平台的导航方法及系统。
技术介绍
随着科技的发展，服务型机器人渐渐的取代了许多传统人力劳务工作，各种室内外机器人也在欧美等市场渐渐普及。而目前户外移动平台高精度导航，最主要的应用场合，就是在户外服务型机器人。根据WinterGreen Research, Inc的市场报告统计资料(RobotHome Cleaning, Cooking, Pool Cleaning, and Lawn Mowing Market Strategy, MarketShares, and Market Forecasts, 2008-2014)显不，且目前户外服务型机器人仍属未成熟但是有高度发展潜力的市场，其中如割草机器人市场规模将会达在2014年会到305亿美元的规模。户外移动平台，顾名思义，主要用于户外大面积的工作，在许多场合环境里，例如，高尔夫球场、公园、家庭前后院等环境，是非常有用的产品。而关键技术中，户外移动平台的导航为最重要的一环及最有价值的关键零组件，也是此类移动平台工作效率好坏的所在。但是目前户外移动平台的导航技术皆有其局限性。现有技术例如美国专利US5341540 案(Process and autonomous apparatus forthe automatic cleaning of ground areas through the performance of programmedtasks)，此专利需包括一定位系统且装设该机器人的工作区域需具有“放置于一固定的参考点的信号标”。而此系统可避免已知的障碍物，并通过该信号标所传送的信号使其返回其原先程序设计的路径。但该系统需重要的使用者设定与内建的计算力，成本较高。另外，现有技术例如美国专利US6417641 (Navigation method and system forautonomous machines with markers defining the working area)，此专利米用导弓I 电缆方式导航，需安装一金属线，利用塑胶钉将电线固定在草坪上，划定虚拟边界，电线所围绕的起点与终点必须以充电座为中心形成一个闭回路。电线通上电流，割草机器人的底部前端设有电磁传感器，当触动到导引电缆时，机器人会自动转向避开，以保护草坪之外非工作区域的安全，但是若有小孩或小动物闯入工作安全区则无法保障误闯者的安全。且此专利因利用导线及塑胶钉安装，如果需维修则增加拆卸的困难。此外，现有技术例如美国专利US2006/0012777A1(Combination laser system andglobal navigation satellite system)。此篇专利也是采用结合激光与卫星导航的定位方法/装置，使用者需在两个以上的不同位置，装上定位装置。其中该定位装置包含了 GPS接收器与激光发射/接受器，装置接收了 GPS信号后，同时发射激光信号去寻找其他同类型的装置，并尝试接收其他同类型装置所发射的激光信号，藉此校正GPS的位置误差。但以此方式，每一个定位点都需要同时发射与接收激光信号，在成本上和使用便利度上皆有其限制。再者，现有技术例如美国专利US7840352 (Method and system for autonomousvehicle navigation)。此篇专利乃是采用激光扫描仪结合陀螺仪与GPS确认标记的位置与范围。如果要实施此专利则需有两种标记，包含直线标记与转角标记，并搭配激光扫描仪，当激光扫描仪扫过直角标记时，因所扫描到的形状不同，则可以判别转角的相对位置，而其绝对的标记位置则是由GPS确认绝对坐标并由陀螺仪判断激光扫描的角度，合成标记的绝对坐标。本方法所采用的陀螺仪在以马达为动力的无人自走车可能会有严重的干扰产生。有鉴于此，一种更进一步用于户外且提高工作效率的移动平台的导航方法及系统是有待开发的。
技术实现思路
本专利技术提供一种移动平台的导航方法及系统。本专利技术提供实施例的一种移动平台的导航方法，用于一系统中，该装置包括多个标记反射柱及一移动平台，其中该移动平台还包括一定位系统接收器、一激光测距模块及一处理器，该方法包括:放置该等多个标记反射柱以标记一范围；通过该定位系统接收器接收该移动平台的一坐标位置及方向；通过该激光测距模块发射至少一激光分别测量与该等标记反射柱与该移动平台之间的距离与相对方位；根据该移动平台的坐标位置及方向与该等反射标记柱的距离与相对方位，推算该等标记反射柱的绝对位置及该范围；以及持续以该激光测距模块扫描追踪该等标记反射柱，并持续校正该移动平台的坐标位置及方向及该等标记反射柱的绝对位置，藉以控制该移动平台于该范围内移动。本专利技术又提供实施例的一种移动平台的导航系统，包括:多个标记反射柱，标记一范围；一移动平台，用于该范围内移动，包括:一定位系统接收器，定位该移动平台的一经纬度；一激光测距模块，发射至少一激光分别测量与该等标记反射柱与该移动平台之间的距离与相对方位；一处理器，耦接于该定位系统接收器及该激光测距模块，根据该移动平台的坐标位置及方向与该等反射标记柱的距离与相对方位推算该等标记反射柱的绝对位置及该范围；其中，该移动平台持续以该激光测距模块扫描追踪该等标记反射柱，并持续校正该移动平台的坐标位置及方向及该等标记反射柱的绝对位置，藉以控制该移动平台于该范围内移动。为使本专利技术的上 述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1是显示本专利技术一实施例的移动平台的导航系统的架构示意图；图2是显示本专利技术一实施例的移动平台的区块示意图；图3A是显示本专利技术一实施例的激光测距模块的光路机构图；图3B是显示本专利技术一实施例的激光测距模块的剖面图；图4是显示本专利技术一实施例的移动平台的操作示意图；图5是显示本专利技术实施例的移动平台的操作流程图。主要元件符号说明100 移动平台的导航系统；101 104 标记反射柱；110 移动平台；112 定位系统接收器；114 激光测距模块；116 处理器；201 范围边界；Θ 角度；R 直径；A-A 截线；LI L4 距离；301 发射源；302 接收器；303 遮蔽板；304 接收孔；S401 S411 步骤。具体实施例方式为了让本专利技术的目的、特征、及优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图示图1至图5，做详细的说明。本专利技术说明书提供不同的实施例来说明本专利技术不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各元件的配置为说明之用，并非用以限制本专利技术。且实施例中图式标号的部分重复，为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。本专利技术实施的导航系统其具有多个标记反射柱及一移动平台。一使用者可在一户外工作范围的顶点放置具有特殊材质可反射激光的标记反射柱，以标定移动平台的工作范围。接着，设置于移动平台内的定位系统与激光测距模块定出移动平台的经纬度与各标记反射柱的绝对位置，并利用激光测距模块随时校正移动平台的相对位置使其位置误差达到公分等级。下文以数个实施例分别说明本专利技术的移动平台的导航系统及其方法流程。图1是显示本专利技术一实施例的移动平台的导航系统100的架构示意图。参考图1，移动平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动平台的导航方法，用于一系统中，该系统包括多个标记反射柱及一移动平台，其中该移动平台还包括一定位系统接收器、一激光测距模块及一处理器，该方法包括：放置所述多个标记反射柱以标记一范围；通过该定位系统接收器接收该移动平台的一坐标位置及方向；通过该激光测距模块发射至少一激光分别测量所述标记反射柱与该移动平台之间的距离与相对方位；该处理器根据该移动平台的坐标位置及方向与所述反射标记柱的距离与相对方位，推算所述标记反射柱的绝对位置及该范围；以及该处理器持续以该激光测距模块扫描追踪所述标记反射柱，并持续校正该移动平台的坐标位置及方向及所述标记反射柱的绝对位置，藉以控制该移动平台于该范围内移动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴建峰，刘彦辰，吴宗亮，王俊杰，钟裕亮，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：