专利名称：可移动装置的定位方法及定位系统的制作方法
技术领域：
本案是关于一种定位方法，特别是关于一种可移动装置的定位方法及定位系统。
背景技术：
移动式电子装置一般可设计自动进站进行充电，传统方式是搭配红外线传感器， 且须采用接触式的充电方法。如图1所示为一种已知移动式电子装置自动进站充电的示意图，其中，移动式电子装置101上配备一红外线传感器102，而充电站111配备一红外线传感器112以及二金属接点113以供移动式电子装置101插设充电。在充电之前，移动式电子装置需自动定位至充电站，以使移动式电子装置与充电站的金属接点113能够对应到。在定位过程中，移动式电子装置101需先到达充电站111的红外线传感器112的正对面，然后以直线的路径121前进而到达充电站111。由于此种定位方式的可侦测范围122仅为一长条状，故其定位失误率较高，若失误的话，则必须离开充电站111重新对正一次。图2所示为另一种已知移动式电子装置自动进站充电的示意图，其中，充电站111 更配备另一红外线传感器114。在定位过程中，移动式电子装置需先移动至红外线传感器 112,114的左右边界所形成的可侦测范围124内，然后移动式电子装置正面朝内并以迂回的路径123进站。此种方式由于多配备一红外线传感器，故其可侦测范围较图1为大，所以失误率可稍微降低。然而，在此种定位方式中，移动式电子装置101所走的路径较长以致增加定位时间。除了上述缺点之外，传统的移动式电子装置定位方法亦没有达到物尽其用之效， 例如上述自动进站充电过程中没有使用到移动式电子装置身上皆有的视讯镜头以及影像分析技术。此外，由于传统充电方法都属于接触式充电，所以充电站必须倚靠在墙或柱子旁以应对移动式电子装置充电时的冲击，确保电极有确实接触，这也限制充电站的设置方式与位置。
发明内容
本案提供一种可移动装置的定位方法应用于一可移动装置与一定位站，可移动装置具有一感应线圈，定位站具有一发射线圈。定位方法包括通过发射线圈发射测试信号； 通过感应线圈接收发射线圈所发射的测试信号；量测感应线圈上所获得的感应值；以及依据感应值驱动可移动装置往定位站方向移动。本案另提供一种定位系统，其包括一可移动装置以及一定位站。可移动装置具有一处理单元以及一感应线圈，处理单元与感应线圈电性连接。定位站具有一电源发射单元以及一发射线圈，电源发射单元与发射线圈电性连接，并驱动发射线圈发射一测试信号，感应线圈感应发射线圈所发出的测试信号，处理单元量测感应线圈的一感应值并依据感应值驱动可移动装置往定位站移动。承上所述，本案利用感应线圈与发射线圈的间距与感应线圈从发射线圈所感应到的感应值所具有的特定关系来达到可移动装置的定位方法。其中，通过发射线圈发射测试信号，并通过感应线圈感应此测试信号并得到一感应值，即可依据感应值驱动可移动装置， 使得可移动装置的感应线圈与定位站的发射线圈重迭而完成定位。在定位完成之后，更可通过可移动装置的感应线圈与定位站的发射线圈对可移动装置进行充电或是传输信息。本案是利用电磁感应而非传统接触式来进行充电作业，且能大幅扩大可侦测范围、降低定位的失误率并提升定位效能。
图1与图2所示为已知移动式电子装置自动进站充电的示意图；图3为本发明较佳实施例的一种可移动装置的定位方法的步骤流程图；图4为本发明较佳实施例的一种定位系统的方块示意图；图5为本发明较佳实施例的可移动装置的感应线圈与发射线圈的间距与感应值的变化曲线图；图6为本发明较佳实施例的定位方法应用于一可移动装置与一定位站的示意图； 以及图7为应用本发明较佳实施例的定位方法的一种可能实际的流程图。
具体实施例方式以下将参照相关图式，说明依本案较佳实施例的一种可移动装置的定位方法，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。图3为本发明较佳实施例的一种可移动装置的定位方法的步骤流程图，图4为本发明较佳实施例的一种定位系统的方块示意图，定位系统包括一可移动装置2以及一定位站3。可移动装置2具有一处理单元M以及一感应线圈21，二者电性连接。定位站3具有一电源发射单元32以及一发射线圈31，二者电性连接。本实施例的定位方法应用于可移动装置2与定位站3。定位方法包括通过发射线圈31发射测试信号(步骤S01)；通过感应线圈21感应发射线圈31所发射的测试信号(步骤；量测感应线圈21上的一感应值(例如电压值)(步骤SO； )；以及依据感应值驱动可移动装置2往定位站3移动(步骤S04)。当定位站3的发射线圈31发射测试信号时，可移动装置2的感应线圈21由于电磁感应而产生一感应电压值，并且该感应值会随着两线圈的距离的不同而改变，因此可利用感应值的变化来反推两线圈(感应线圈与发射线圈)的距离，并藉此驱动可移动装置往定位站3移动，以使可移动装置越来越靠近定位站以达到定位目的。于此，处理单元M可量测感应线圈21的一感应值并依据感应值驱动可移动装置2往定位站3移动。而在定位完成之后，定位站3即可利用感应线圈21与发射线圈31的电磁感应，对可移动装置2进行无线充电或其它信息交换。图5为可移动装置2的感应线圈21与发射线圈31的间距与感应值的变化曲线图， 其中，X轴的间距是从可移动装置2的感应线圈21的中心至定位站3的发射线圈31的中心，Y轴为感应值大小。以下请参照图5以进一步说明本实施例的可移动装置的定位方法。图5所示的第一阶段，感应值处于上升状态且未大于一预设值。感应值逐渐上升， 代表感应线圈越来越靠近发射线圈。于此，预设值可例如为感应值VI，感应值Vl可事先量测并输入至可移动装置2内。可移动装置2移动过程中可透过感应值推测目前两线圈的间
5距。图5所示的第二阶段，感应值处于下降状态。当感应值过了感应值Vl之后，随着两线圈中心点的间距变�。杏χ祷嵯陆�。在此阶段中，处理单元M可驱动可移动装置2 使其降低移动速率，以免可移动装置2移动太快而造成错误判断。当感应数值下降至零时， 系统可以推定目前两线圈中心的间距为X。按照电磁感应原理，X的数值会稍小于两线圈的半径和。正确的数据可利用实测得知。在第三阶段中，感应值快速上升，之后趋近于定值如感应值V2。感应值趋于定值表示两线圈已重迭。本实施例的定位方法是在感应值增加到达一定值后，处理单元M是使可移动装置2停止。如此便完成可移动装置的定位。在可移动装置停止之后，定位方法可更包括使可移动装置通过发射线圈与感应线圈而进行无线充电或信息交换。另外，本实施例的定位方法亦可通过可移动装置进行影像撷取与影像识别来辅助进行。在此状况下，定位方法更包括对定位站撷取至少一影像；依据该影像进行影像识别；及依据影像识别的结果驱动可移动装置。在本实施例中，可移动装置2可更包括一取像单元25，其与处理单元M电性连接，处理单元M驱动取像单元25对定位站3撷取至少一影像，并依据影像进行影像识别及依据影像识别的结果驱动可移动装置2往定位站3移动。上述的定位方法可应用在远距离的定位，即可移动装置的感应线圈21的感应值一直为零的情况下。当然，本实施例的定位方法亦可同时使用影像识别的结果并搭配感应值来驱动可移动装置。图6为本发明较佳实施例的定位方法应用于一可移动装置与一定位站3的示意图。于图6中，仅绘出可移动装置的感应线圈21以及定位站3的发射线圈31以方便说明。 由于本实施例的定位方法是利用电磁感应而非红外线感测，因此可移动装置可从四面八方的路径22而来接近定位站3并完成定位，因此能扩大可侦测范围23，并大幅降低定位的失误率与提升定位效能。另外，本实施例不限制可移动装置的种类，其可例如为机器人、载具(例如机车、 汽车)、电器(例如吸尘器)、或其它可移动的装置。在定位之后可进行充电或信息传输等作业，本实施例是以充电为例。于此，可移动装置2可更包括一电源接收单元沈，其是与感应线圈21及处理单元M电性连接，在可移动装置2停止之后，定位站3的电源发射单元32可供应电源给发射线圈31，由于发射线圈 31与感应线圈21完全重迭，故二者通过电磁效应使得感应线圈21将一电力传送给电源接收单元沈而达到充电目的。图7为应用本实施例的定位方法的一种可能实际的流程图，其中可移动装置以机器人为例，定位站以充电站为例。首先，机器人收到回充电站充电的指示。然后先利用机器人的取像单元来寻找充电站的约略位置(SlOl)，此步骤包括对充电站的取像以及影像分析。接着，依据影像分析结果使机器人移动至充电站附近，并且与充电站的间距已使得影像分析无法辨识地板上的物件(S102)。然后，机器人以固定路径靠近充电站，且使机器人正面朝向充电站(S103)。的后，机器人判断感应线圈上的感应值(以电压值为例)(S104)。若感应值逐渐上升，则使机器人预测距离、降低速度并继续前进(S105)，然后再次判断感应值， 此步骤是对应图5的第一阶段。若感应值为零，则使机器人以正常速度继续前进(S106)，然后再次判断感应值。若感应值逐渐下降，则使机器人降低速度、继续前进直到感应值为零后停止(S107)，此步骤是对应图5的第二阶段。之后，使机器人退后一预设距离，原地旋转一圈，以使两线圈重迭并使机器人正面朝外(S108)。最后，读取感应值以微调机器人位置(此过程是对应图5的第三阶段)，开始充电(S109)。 以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本案的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于权利要求书中。
权利要求
1.一种可移动装置的定位方法，其应用于可移动装置与定位站，上述可移动装置具有感应线圈，上述定位站具有发射线圈，其特征是，上述定位方法包括通过上述发射线圈发射测试信号；通过上述感应线圈感应上述发射线圈所发出的测试信号；量测上述感应线圈的感应值；以及依据上述感应值驱动上述可移动装置。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征是，更包括 对上述定位站撷取至少一影像；依据上述影像进行影像识别；及依据上述影像识别的结果驱动上述可移动装置。
3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征是，其中在依据上述感应值驱动上述可移动装置的步骤中，若上述感应值处于上升状态且未大于预设值，则驱动上述可移动装置靠近上述发射线圈。
4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征是，其中在依据上述感应值驱动上述可移动装置的步骤中，若上述感应值处于下降状态，则减少上述可移动装置的移动速率。
5.根据权利要求1所述的定位方法，其特征是，其中在上述依据上述感应值驱动上述可移动装置的步骤中，若上述感应值下降至零，则驱动上述可移动装置以使上述感应值迅速增加。
6.根据权利要求5所述的定位方法，其特征是，其中在上述感应值迅速增加而趋近到达一定值后，使上述可移动装置停止。
7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征是，其中在上述可移动装置停止之后，更包括上述可移动装置通过上述发射线圈与上述感应线圈而充电。
8.—种定位系统，其特征是，包括可移动装置，具有处理单元以及感应线圈，上述处理单元与上述感应线圈电性连接；以及定位站，具有电源发射单元以及发射线圈，上述电源发射单元与上述发射线圈电性连接，并驱动上述发射线圈发射测试信号，上述感应线圈感应上述发射线圈所发出的测试信号，上述处理单元量测上述感应线圈的感应值并依据上述感应值驱动上述可移动装置往上述定位站移动。
9.根据权利要求8所述的定位系统，其特征是，其中上述可移动装置更包括取像单元，与上述处理单元电性连接，上述处理单元驱动上述取像单元对上述定位站撷取至少影像，并依据上述影像进行影像识别及依据上述影像识别的结果驱动上述可移动直ο
10.根据权利要求8所述的定位系统，其特征是，其中若上述感应值处于上升状态且未大于预设值，上述处理单元驱动上述可移动装置靠近上述发射线圈。
11.根据权利要求8所述的定位系统，其特征是，其中若上述感应值处于下降状态，则上述处理单元驱动上述可移动装置使其移动速率降低。
12.根据权利要求8所述的定位系统，其特征是，其中若上述感应值下降至零，则上述处理单元驱动上述可移动装置以使上述感应值迅速增加。
13.根据权利要求12所述的定位系统，其特征是，其中在上述感应值迅速增加而趋近到达定值后，上述处理单元驱动上述可移动装置使其停止。
14.根据权利要求13所述的定位系统，其特征是，更包括电源接收单元，与上述感应线圈及上述处理单元电性连接，在上述可移动装置停止移动之后，上述处理单元驱动上述电源接收单元使其从上述发射线圈及上述感应线圈接收电
全文摘要
一种可移动装置的定位方法，应用于一可移动装置与一定位站，可移动装置具有一感应线圈，定位站具有一发射线圈。定位方法包括通过发射线圈发射一测试信号；通过感应线圈感应发射线圈所发射的测试信号；量测感应线圈的一感应值；以及依据感应值驱动可移动装置往定位站移动。本案是利用电磁感应而非传统接触式来进行充电作业，且能大幅扩大可侦测范围、降低定位的失误率并提升定位效能。
文档编号G01S1/00GK102565754SQ201110369410
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月18日 优先权日2010年11月30日
发明者林诗颀, 赖明佑 申请人:华硕电脑股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
