專利名稱：可移動裝置的定位方法及定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本案是關(guān)于一種定位方法，特別是關(guān)于一種可移動裝置的定位方法及定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
移動式電子裝置一般可設(shè)計自動進站進行充電，傳統(tǒng)方式是搭配紅外線傳感器， 且須采用接觸式的充電方法。如圖1所示為一種已知移動式電子裝置自動進站充電的示意圖，其中，移動式電子裝置101上配備一紅外線傳感器102，而充電站111配備一紅外線傳感器112以及二金屬接點113以供移動式電子裝置101插設(shè)充電。在充電之前，移動式電子裝置需自動定位至充電站，以使移動式電子裝置與充電站的金屬接點113能夠?qū)?yīng)到。在定位過程中，移動式電子裝置101需先到達充電站111的紅外線傳感器112的正對面，然后以直線的路徑121前進而到達充電站111。由于此種定位方式的可偵測范圍122僅為一長條狀，故其定位失誤率較高，若失誤的話，則必須離開充電站111重新對正一次。圖2所示為另一種已知移動式電子裝置自動進站充電的示意圖，其中，充電站111 更配備另一紅外線傳感器114。在定位過程中，移動式電子裝置需先移動至紅外線傳感器 112,114的左右邊界所形成的可偵測范圍124內(nèi)，然后移動式電子裝置正面朝內(nèi)并以迂回的路徑123進站。此種方式由于多配備一紅外線傳感器，故其可偵測范圍較圖1為大，所以失誤率可稍微降低。然而，在此種定位方式中，移動式電子裝置101所走的路徑較長以致增加定位時間。除了上述缺點之外，傳統(tǒng)的移動式電子裝置定位方法亦沒有達到物盡其用之效， 例如上述自動進站充電過程中沒有使用到移動式電子裝置身上皆有的視訊鏡頭以及影像分析技術(shù)。此外，由于傳統(tǒng)充電方法都屬于接觸式充電，所以充電站必須倚靠在墻或柱子旁以應(yīng)對移動式電子裝置充電時的沖擊，確保電極有確實接觸，這也限制充電站的設(shè)置方式與位置。

發(fā)明內(nèi)容
本案提供一種可移動裝置的定位方法應(yīng)用于一可移動裝置與一定位站，可移動裝置具有一感應(yīng)線圈，定位站具有一發(fā)射線圈。定位方法包括通過發(fā)射線圈發(fā)射測試信號； 通過感應(yīng)線圈接收發(fā)射線圈所發(fā)射的測試信號；量測感應(yīng)線圈上所獲得的感應(yīng)值；以及依據(jù)感應(yīng)值驅(qū)動可移動裝置往定位站方向移動。本案另提供一種定位系統(tǒng)，其包括一可移動裝置以及一定位站?？梢苿友b置具有一處理單元以及一感應(yīng)線圈，處理單元與感應(yīng)線圈電性連接。定位站具有一電源發(fā)射單元以及一發(fā)射線圈，電源發(fā)射單元與發(fā)射線圈電性連接，并驅(qū)動發(fā)射線圈發(fā)射一測試信號，感應(yīng)線圈感應(yīng)發(fā)射線圈所發(fā)出的測試信號，處理單元量測感應(yīng)線圈的一感應(yīng)值并依據(jù)感應(yīng)值驅(qū)動可移動裝置往定位站移動。承上所述，本案利用感應(yīng)線圈與發(fā)射線圈的間距與感應(yīng)線圈從發(fā)射線圈所感應(yīng)到的感應(yīng)值所具有的特定關(guān)系來達到可移動裝置的定位方法。其中，通過發(fā)射線圈發(fā)射測試信號，并通過感應(yīng)線圈感應(yīng)此測試信號并得到一感應(yīng)值，即可依據(jù)感應(yīng)值驅(qū)動可移動裝置， 使得可移動裝置的感應(yīng)線圈與定位站的發(fā)射線圈重迭而完成定位。在定位完成之后，更可通過可移動裝置的感應(yīng)線圈與定位站的發(fā)射線圈對可移動裝置進行充電或是傳輸信息。本案是利用電磁感應(yīng)而非傳統(tǒng)接觸式來進行充電作業(yè)，且能大幅擴大可偵測范圍、降低定位的失誤率并提升定位效能。


圖1與圖2所示為已知移動式電子裝置自動進站充電的示意圖；圖3為本發(fā)明較佳實施例的一種可移動裝置的定位方法的步驟流程圖；圖4為本發(fā)明較佳實施例的一種定位系統(tǒng)的方塊示意圖；圖5為本發(fā)明較佳實施例的可移動裝置的感應(yīng)線圈與發(fā)射線圈的間距與感應(yīng)值的變化曲線圖；圖6為本發(fā)明較佳實施例的定位方法應(yīng)用于一可移動裝置與一定位站的示意圖； 以及圖7為應(yīng)用本發(fā)明較佳實施例的定位方法的一種可能實際的流程圖。
具體實施例方式以下將參照相關(guān)圖式，說明依本案較佳實施例的一種可移動裝置的定位方法，其中相同的組件將以相同的參照符號加以說明。圖3為本發(fā)明較佳實施例的一種可移動裝置的定位方法的步驟流程圖，圖4為本發(fā)明較佳實施例的一種定位系統(tǒng)的方塊示意圖，定位系統(tǒng)包括一可移動裝置2以及一定位站3?？梢苿友b置2具有一處理單元M以及一感應(yīng)線圈21，二者電性連接。定位站3具有一電源發(fā)射單元32以及一發(fā)射線圈31，二者電性連接。本實施例的定位方法應(yīng)用于可移動裝置2與定位站3。定位方法包括通過發(fā)射線圈31發(fā)射測試信號(步驟S01)；通過感應(yīng)線圈21感應(yīng)發(fā)射線圈31所發(fā)射的測試信號(步驟；量測感應(yīng)線圈21上的一感應(yīng)值(例如電壓值)(步驟SO； )；以及依據(jù)感應(yīng)值驅(qū)動可移動裝置2往定位站3移動(步驟S04)。當(dāng)定位站3的發(fā)射線圈31發(fā)射測試信號時，可移動裝置2的感應(yīng)線圈21由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)生一感應(yīng)電壓值，并且該感應(yīng)值會隨著兩線圈的距離的不同而改變，因此可利用感應(yīng)值的變化來反推兩線圈(感應(yīng)線圈與發(fā)射線圈)的距離，并藉此驅(qū)動可移動裝置往定位站3移動，以使可移動裝置越來越靠近定位站以達到定位目的。于此，處理單元M可量測感應(yīng)線圈21的一感應(yīng)值并依據(jù)感應(yīng)值驅(qū)動可移動裝置2往定位站3移動。而在定位完成之后，定位站3即可利用感應(yīng)線圈21與發(fā)射線圈31的電磁感應(yīng)，對可移動裝置2進行無線充電或其它信息交換。圖5為可移動裝置2的感應(yīng)線圈21與發(fā)射線圈31的間距與感應(yīng)值的變化曲線圖， 其中，X軸的間距是從可移動裝置2的感應(yīng)線圈21的中心至定位站3的發(fā)射線圈31的中心，Y軸為感應(yīng)值大小。以下請參照圖5以進一步說明本實施例的可移動裝置的定位方法。圖5所示的第一階段，感應(yīng)值處于上升狀態(tài)且未大于一預(yù)設(shè)值。感應(yīng)值逐漸上升， 代表感應(yīng)線圈越來越靠近發(fā)射線圈。于此，預(yù)設(shè)值可例如為感應(yīng)值VI，感應(yīng)值Vl可事先量測并輸入至可移動裝置2內(nèi)?？梢苿友b置2移動過程中可透過感應(yīng)值推測目前兩線圈的間
5距。圖5所示的第二階段，感應(yīng)值處于下降狀態(tài)。當(dāng)感應(yīng)值過了感應(yīng)值Vl之后，隨著兩線圈中心點的間距變小，感應(yīng)值會下降。在此階段中，處理單元M可驅(qū)動可移動裝置2 使其降低移動速率，以免可移動裝置2移動太快而造成錯誤判斷。當(dāng)感應(yīng)數(shù)值下降至零時， 系統(tǒng)可以推定目前兩線圈中心的間距為X。按照電磁感應(yīng)原理，X的數(shù)值會稍小于兩線圈的半徑和。正確的數(shù)據(jù)可利用實測得知。在第三階段中，感應(yīng)值快速上升，之后趨近于定值如感應(yīng)值V2。感應(yīng)值趨于定值表示兩線圈已重迭。本實施例的定位方法是在感應(yīng)值增加到達一定值后，處理單元M是使可移動裝置2停止。如此便完成可移動裝置的定位。在可移動裝置停止之后，定位方法可更包括使可移動裝置通過發(fā)射線圈與感應(yīng)線圈而進行無線充電或信息交換。另外，本實施例的定位方法亦可通過可移動裝置進行影像擷取與影像識別來輔助進行。在此狀況下，定位方法更包括對定位站擷取至少一影像；依據(jù)該影像進行影像識別；及依據(jù)影像識別的結(jié)果驅(qū)動可移動裝置。在本實施例中，可移動裝置2可更包括一取像單元25，其與處理單元M電性連接，處理單元M驅(qū)動取像單元25對定位站3擷取至少一影像，并依據(jù)影像進行影像識別及依據(jù)影像識別的結(jié)果驅(qū)動可移動裝置2往定位站3移動。上述的定位方法可應(yīng)用在遠距離的定位，即可移動裝置的感應(yīng)線圈21的感應(yīng)值一直為零的情況下。當(dāng)然，本實施例的定位方法亦可同時使用影像識別的結(jié)果并搭配感應(yīng)值來驅(qū)動可移動裝置。圖6為本發(fā)明較佳實施例的定位方法應(yīng)用于一可移動裝置與一定位站3的示意圖。于圖6中，僅繪出可移動裝置的感應(yīng)線圈21以及定位站3的發(fā)射線圈31以方便說明。 由于本實施例的定位方法是利用電磁感應(yīng)而非紅外線感測，因此可移動裝置可從四面八方的路徑22而來接近定位站3并完成定位，因此能擴大可偵測范圍23，并大幅降低定位的失誤率與提升定位效能。另外，本實施例不限制可移動裝置的種類，其可例如為機器人、載具(例如機車、 汽車)、電器(例如吸塵器)、或其它可移動的裝置。在定位之后可進行充電或信息傳輸?shù)茸鳂I(yè)，本實施例是以充電為例。于此，可移動裝置2可更包括一電源接收單元沈，其是與感應(yīng)線圈21及處理單元M電性連接，在可移動裝置2停止之后，定位站3的電源發(fā)射單元32可供應(yīng)電源給發(fā)射線圈31，由于發(fā)射線圈 31與感應(yīng)線圈21完全重迭，故二者通過電磁效應(yīng)使得感應(yīng)線圈21將一電力傳送給電源接收單元沈而達到充電目的。圖7為應(yīng)用本實施例的定位方法的一種可能實際的流程圖，其中可移動裝置以機器人為例，定位站以充電站為例。首先，機器人收到回充電站充電的指示。然后先利用機器人的取像單元來尋找充電站的約略位置(SlOl)，此步驟包括對充電站的取像以及影像分析。接著，依據(jù)影像分析結(jié)果使機器人移動至充電站附近，并且與充電站的間距已使得影像分析無法辨識地板上的物件(S102)。然后，機器人以固定路徑靠近充電站，且使機器人正面朝向充電站(S103)。的后，機器人判斷感應(yīng)線圈上的感應(yīng)值(以電壓值為例)(S104)。若感應(yīng)值逐漸上升，則使機器人預(yù)測距離、降低速度并繼續(xù)前進(S105)，然后再次判斷感應(yīng)值， 此步驟是對應(yīng)圖5的第一階段。若感應(yīng)值為零，則使機器人以正常速度繼續(xù)前進(S106)，然后再次判斷感應(yīng)值。若感應(yīng)值逐漸下降，則使機器人降低速度、繼續(xù)前進直到感應(yīng)值為零后停止(S107)，此步驟是對應(yīng)圖5的第二階段。之后，使機器人退后一預(yù)設(shè)距離，原地旋轉(zhuǎn)一圈，以使兩線圈重迭并使機器人正面朝外(S108)。最后，讀取感應(yīng)值以微調(diào)機器人位置(此過程是對應(yīng)圖5的第三階段)，開始充電(S109)。 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本案的精神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均應(yīng)包括于權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種可移動裝置的定位方法，其應(yīng)用于可移動裝置與定位站，上述可移動裝置具有感應(yīng)線圈，上述定位站具有發(fā)射線圈，其特征是，上述定位方法包括通過上述發(fā)射線圈發(fā)射測試信號；通過上述感應(yīng)線圈感應(yīng)上述發(fā)射線圈所發(fā)出的測試信號；量測上述感應(yīng)線圈的感應(yīng)值；以及依據(jù)上述感應(yīng)值驅(qū)動上述可移動裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征是，更包括 對上述定位站擷取至少一影像；依據(jù)上述影像進行影像識別；及依據(jù)上述影像識別的結(jié)果驅(qū)動上述可移動裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征是，其中在依據(jù)上述感應(yīng)值驅(qū)動上述可移動裝置的步驟中，若上述感應(yīng)值處于上升狀態(tài)且未大于預(yù)設(shè)值，則驅(qū)動上述可移動裝置靠近上述發(fā)射線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征是，其中在依據(jù)上述感應(yīng)值驅(qū)動上述可移動裝置的步驟中，若上述感應(yīng)值處于下降狀態(tài)，則減少上述可移動裝置的移動速率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征是，其中在上述依據(jù)上述感應(yīng)值驅(qū)動上述可移動裝置的步驟中，若上述感應(yīng)值下降至零，則驅(qū)動上述可移動裝置以使上述感應(yīng)值迅速增加。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定位方法，其特征是，其中在上述感應(yīng)值迅速增加而趨近到達一定值后，使上述可移動裝置停止。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定位方法，其特征是，其中在上述可移動裝置停止之后，更包括上述可移動裝置通過上述發(fā)射線圈與上述感應(yīng)線圈而充電。
8.—種定位系統(tǒng)，其特征是，包括可移動裝置，具有處理單元以及感應(yīng)線圈，上述處理單元與上述感應(yīng)線圈電性連接；以及定位站，具有電源發(fā)射單元以及發(fā)射線圈，上述電源發(fā)射單元與上述發(fā)射線圈電性連接，并驅(qū)動上述發(fā)射線圈發(fā)射測試信號，上述感應(yīng)線圈感應(yīng)上述發(fā)射線圈所發(fā)出的測試信號，上述處理單元量測上述感應(yīng)線圈的感應(yīng)值并依據(jù)上述感應(yīng)值驅(qū)動上述可移動裝置往上述定位站移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定位系統(tǒng)，其特征是，其中上述可移動裝置更包括取像單元，與上述處理單元電性連接，上述處理單元驅(qū)動上述取像單元對上述定位站擷取至少影像，并依據(jù)上述影像進行影像識別及依據(jù)上述影像識別的結(jié)果驅(qū)動上述可移動直ο
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定位系統(tǒng)，其特征是，其中若上述感應(yīng)值處于上升狀態(tài)且未大于預(yù)設(shè)值，上述處理單元驅(qū)動上述可移動裝置靠近上述發(fā)射線圈。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定位系統(tǒng)，其特征是，其中若上述感應(yīng)值處于下降狀態(tài)，則上述處理單元驅(qū)動上述可移動裝置使其移動速率降低。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定位系統(tǒng)，其特征是，其中若上述感應(yīng)值下降至零，則上述處理單元驅(qū)動上述可移動裝置以使上述感應(yīng)值迅速增加。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的定位系統(tǒng)，其特征是，其中在上述感應(yīng)值迅速增加而趨近到達定值后，上述處理單元驅(qū)動上述可移動裝置使其停止。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的定位系統(tǒng)，其特征是，更包括電源接收單元，與上述感應(yīng)線圈及上述處理單元電性連接，在上述可移動裝置停止移動之后，上述處理單元驅(qū)動上述電源接收單元使其從上述發(fā)射線圈及上述感應(yīng)線圈接收電
全文摘要
一種可移動裝置的定位方法，應(yīng)用于一可移動裝置與一定位站，可移動裝置具有一感應(yīng)線圈，定位站具有一發(fā)射線圈。定位方法包括通過發(fā)射線圈發(fā)射一測試信號；通過感應(yīng)線圈感應(yīng)發(fā)射線圈所發(fā)射的測試信號；量測感應(yīng)線圈的一感應(yīng)值；以及依據(jù)感應(yīng)值驅(qū)動可移動裝置往定位站移動。本案是利用電磁感應(yīng)而非傳統(tǒng)接觸式來進行充電作業(yè)，且能大幅擴大可偵測范圍、降低定位的失誤率并提升定位效能。
文檔編號G01S1/00GK102565754SQ201110369410
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者林詩頎, 賴明佑 申請人:華碩電腦股份有限公司