指向式机器人的遥控系统的制作方法
【专利摘要】一种指向式机器人的遥控系统。本发明提出一种遥控系统，该遥控系统包含受控装置和遥控装置。所述受控装置具有光源并根据所述遥控装置的控制信号而移动。所述遥控装置供使用者操作并包含图像传感器。所述遥控装置根据所述光源位于所述图像传感器所获取图像中成像位置和所述使用者的指向位置决定所述受控装置的移动方向并发出所述控制信号。
【专利说明】指向式机器人的遥控系统
【技术领域】
[0001] 本发明关于一种遥控系统，特别是关于一种指向式机器人的遥控系统。
【背景技术】
[0002] 已知遥控系统中，例如包含遥控汽车和遥控器，所述遥控汽车根据所述遥控器所 发出的电波信号进行移动。所述遥控汽车通常包含用以启动接收器进行待命或以预设速度 进行直线移动的开关。所述遥控器在其上包含多个按键，例如包含多个方向键用以控制所 述遥控汽车的移动方向。为了提高指向精确度，某些遥控器设置有摇杆取代方向键以提供 更多可控制的方向。因此，使用者可通过所述遥控器的摇杆以控制所述遥控汽车进行任意 角度的转向。
[0003] 然而，由于使用者视线与受控装置的目前行进方向并非一致，在控制的过程中使 用者需以所述受控装置的视角思考其转向。例如，当所述使用者通过所述遥控器发出左转 指令至所述遥控汽车时，若所述使用者视线与所述遥控汽车行进方向一致，所述使用者可 看到所述遥控汽车向左转向；反之，若所述使用者视线与所述遥控汽车行进方向相反，所述 使用者却看到所述遥控汽车向右转向。因此，已知遥控系统中，方向的控制对于使用者来说 较不方便。
[0004] 另一种遥控系统使用雷射引导光束取代上述机械式按键的控制。所述遥控系统包 含受控装置和遥控装置。所述遥控装置设置雷射；所述受控装置具有摄影机用以取像所述 雷射引导光束的指向点并朝所述指向点的方向移动。相较于前述方法，此种遥控装置大幅 地简化了按键配置并可提升使用者操作经验。然而，所述受控装置的摄影机需进行360度 全景扫描以取像所述雷射引导光束，同时识别的过程容易受到环境光源的干扰，因而具有 反应时间缓慢和精确度不佳的问题。
[0005] 有鉴于此，本发明提出一种不需复杂按键即可以有效率且精确移动受控装置的遥 控系统。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种包含受控装置和遥控装置的遥控系统。所述受控装置具有光源并 根据所述遥控装置的控制信号而移动。所述遥控装置供使用者操作并包含图像传感器。所 述遥控装置根据所述光源位于所述图像传感器所获取图像中成像位置和所述使用者的指 向位置决定所述受控装置的移动方向并发出所述控制信号。
[0007] 本发明的目的在提供一种遥控系统，其受控装置包含光源以不同的闪烁频率、发 光面积或发光形状等不同特征对应不同的工作模式；所述遥控装置可根据所述光源的不 同特征识别所述受控装置的工作模式以发出控制信号，其包含工作模式指令和移动方向指 令。
[0008] 本发明另一目的在提供一种遥控系统，其遥控装置仅需使用开关(例如机械式按 键或电容式开关）以发出控制信号，故可简化控制程序。
[0009] 为达上述目的，本发明提供一种遥控系统包含受控装置和遥控装置。所述受控装 置包含光源。所述遥控装置包含图像传感器和处理器。所述图像传感器用以获取包含所述 光源的第一图像和第二图像。所述处理器用以根据所述第一图像和所述第二图像中所述光 源的成像位置计算所述受控装置的目前移动向量，根据所述第二图像中所述光源的所述成 像位置和指向位置计算指向向量，并根据所述目前移动向量和所述指向向量决定所述受控 装置的移动方向。
[0010] 本发明另提供一种遥控系统包含受控装置和遥控装置。所述受控装置包含第一光 源和第二光源。所述遥控装置包含图像传感器和处理器。所述图像传感器用以获取包含所 述第一光源和所述第二光源的图像。所述处理器用以根据所述图像中所述第一光源和所述 第二光源的成像位置计算所述受控装置的目前移动方向，根据所述图像中所述第一光源或 所述第二光源的所述成像位置和指向位置计算指向向量，并根据所述目前移动方向、所述 指向向量和所述成像位置决定所述受控装置的移动方向。
[0011] 本发明另提供一种遥控系统包含受控装置和遥控装置。所述受控装置包含具有预 设图案的光源。所述遥控装置包含图像传感器和处理器。所述图像传感器用以获取包含所 述预设图案的图像。所述处理器用以根据所述图像中所述预设图案判定所述受控装置的目 前移动方向，并根据所述图像中所述光源的成像位置和指向位置计算指向向量，并根据所 述目前移动方向、所述指向向量和所述成像位置决定所述受控装置的转向角度。
[0012] 一实施例中，所述受控装置还包含接收器且所述遥控装置还包含发射器，所述处 理器通过所述发射器将所述移动方向、转向角度或模式指令传送至所述接收器；所述发射 器可通过红外光或无线电波进行资料传送。
[0013] 一实施例中，所述光源可为恒亮或具有闪烁频率。所述受控装置为清洁机器人，所 述清洁机器人具有至少一种对应所述光源的闪烁频率的运作模式；其中，所述运作模式可 包含移动速度和/或操作强度等。
[0014] 一实施例中，所述处理器还根据所述移动向量和/或所述指向向量的大小决定所 述受控装置的移动速度、移动距离或目的。
[0015] 本发明实施例的指向式机器人的遥控系统可根据所述受控装置的光源图像通过 向量运算以决定所述受控装置的转向角度、移动方向和/或移动距离。借此，使用者可更直 觉地控制所述遥控装置的动作。
[0016] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式 作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1显示本发明第一实施例的遥控系统的示意图；
[0018] 图2显示本发明第一实施例中图像传感器所获取的图像所形成的二维空间的示 意图；
[0019] 图3显示本发明第二实施例的遥控系统的示意图；
[0020] 图4显示本发明第二实施例中图像传感器所获取的图像的示意图；
[0021] 图5显示本发明第三实施例的遥控系统的示意图；
[0022] 图6显示本发明第三实施例中图像传感器所获取的图像的示意图；
[0023] 附图标记说明
[0024] 1、2、3 遥控系统
[0025] 10、10' 受控装置
[0026] 12、12， 光源
[0027] 121 第一光源
[0028] 122 第二光源
[0029] 14、14' 接收器
[0030] 20 遥控装置
[0031] 25 图像传感器
[0032] 27 发射器
[0033] 29 处理器
[0034] 2DS 二维空间
[0035] CpCpP 图像中心
[0036] 5 预设移动方向
[0037] F 图像
[0038] F1 第一图像
[0039] F2 第二图像
[0040] 112、112' 光源图像
[0041] Pc 二维空间中心
[0042] P12 成像位置
[0043] P^P121 第一成像位置
[0044] P2^P122 第二成像位置
[0045] Sc 控制信号
[0046] T1^T2 时间
[0047] V 视角
[0048] Θ 转向角度。
【具体实施方式】
[0049] 为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，作 详细说明如下。此外，在本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，在此合先叙明。
[0050] 下列说明中，将以实施例说明本发明的遥控系统，其遥控装置利用图像传感器取 代已知的雷射引导光束。然而，本发明的实施例并不限定于任何特定环境、应用或实施方 式。因此，下列各实施例的说明仅为例示性，并非用以限定本发明。可以了解的是，与本发 明不直接相关的构件已省略而未显示在下列实施例和图示中。
[0051] 图1显示本发明第一实施例的遥控系统1的示意图，例如指向式机器人的遥控系 统。所述遥控系统1包含受控装置10和遥控装置20。使用者可通过所述遥控装置20控制 所述受控装置10,例如控制所述受控装置10的行进方向、移动速度、移动距离、转向角度和 /或操作强度等。
[0052] 所述受控装置10具有光源12和接收器14。所述光源12以可调的点亮频率发光 或持续点亮，以作为所述受控装置10的位置侦测参考点。所述接收器14则用以与所述遥 控装置20进行单向或双向通讯。必须说明的是，图1所示所述受控装置10的光源12的位 置并非用以限定本发明。本实施例中，所述受控装置10可为执行预设功能的指向式机器 人，例如清扫机器人（Cleaning Robot)，但并不以此为限，只要是可利用遥控器控制其运作 的装置即可。
[0053] 所述遥控装置20包含图像传感器25、发射器27和处理器29 ;其中，所述处理器29 电性连接所述图像传感器25和所述发射器27。一实施例中，所述遥控装置20还包含至少 一个开关(未示出）供所述使用者操作，所述开关可为机械式按键或电容式开关，用以触发 所述图像传感器25获取图像和所述发射器27发出控制信号S c。
[0054] 本实施例中，所述图像传感器25较佳位于所述遥控装置20的前方，因此所述遥控 装置20供所述使用者手持使用时其指向大致为所述使用者的手臂方向的延伸。所述图像 传感器25以预设视角V获取图像，用以获取涵盖所述受控装置10的所述光源12的图像。 所述处理器29则根据所述图像形成二维空间以进行向量运算。例如图2显示根据所述图 像传感器25所获取的图像所形成的二维空间2DS的示意图。
[0055] 请参照图1和图2所示，假设于时间T1时，所述图像传感器25获取包含所述光源 12的第一图像F 1，其具有图像中心C1 (例如使用者的指向位置）；接着所述处理器29即可 识别所述第一图像F1中所述光源12的光源图像I 12，并将所述第一图像F1映射（mapping) 至二维坐标系统2DS，例如极坐标系统或直角坐标系统，此时所述第一图像F 1的所述图像中 心C1对应至二维空间中心Pc，并将所述第一图像F 1中所述光源图像I12的位置记录为第一 成像位置P1。相同地，假设于时间T 2时，所述图像传感器25获取包含光源12'的第二图像 F2，其具有图像中心C2 (例如使用者的指向位置）；接着所述处理器29即可识别所述第二图 像F2中所述光源12'的光源图像1 12'，并将所述第二图像F2映射至所述二维坐标系统2DS， 此时所述第二图像F2的所述图像中心C 2对应至所述二维空间中心Pc，并将所述第二图像F2 中所述光源图像I12'的位置记录为第二成像位置P2。必须说明的是，所述第一成像位置P 1 和所述第二成像位置P2可分别为光源所形成物件图像的中心位置、重心位置或所述物件图 像中其他预设位置，只要使用相同定义即可。
[0056] 必须说明的是，图1中参考符号12、12'仅用以表示不同时间的光源，并非表示不 同光源；同理，参考符号1〇、1〇'以及14、14'仅用以表示不同时间的元件，并非表示不同元 件。
[0057] 本实施例中，所述处理单元29将所述第一图像F1和所述第二图像F2利用空间变 换转换至同一二维空间以进行向量运算。一实施例中，所述第二图像F 2可转换至所述第一 图像F1所形成的二维空间；另一实施例中，所述第一图像F1可转换至所述第二图像F 2所形 成的二维空间；另一实施例中，所述第一图像F1和所述第二图像F2可分别转换至另一二维 空间，以进行后续向量运算。例如，当以所述第一图像F 1所形成的二维空间进行向量运算 时，所述图像中心C1可为所述二维空间中心Pc ;当以所述第二图像F2所形成的二维空间进 行向量运算时，所述图像中心C2可为所述二维空间中心P c ;当使用所述第一图像和所述第 二图像以外的二维空间时，所述图像中心C1和C2则映射至所述二维空间中心P。。其中简单 方式是可将所述第一图像F 1和所述第二图像F2直接叠合，用以判断后续所述第一成像位置 P1和所述第二成像位置P2的向量变化。
[0058] 因此，所述处理器29可根据所述二维空间2DS中所述第一成像位置P1和所述第 二成像位置P 2得到目前移动向量$并根据所述二维空间2DS中所述第二成像位置P2和 所述二维空间中心P。得到指向向量g，接着根据所述目前移动向量@、所述指向向量 和所述第二成像位置匕通过向量运算即可决定所述受控装置10的移动方向或转向角 度Θ，例如图2所示朝向所述二维空间中心P。的方向。
[0059] 本实施例中，所述发射器27可通过红外光或无线电波(例如蓝牙)将所述移动方向 传送至所述接收器14。可以理解图1和图2仅示例性地显示所述光源12、所述接收器14、 所述发射器27与所述图像传感器25的相对位置以和所述视角V的形状；其中，所述视角V 的形状和尺寸可根据所述图像传感器25的取像角度和取像距离而定。较佳地，所述处理单 元29能够将所述图像传感器25所获取的图像转换成一矩型或方形的二维空间，以利进行 向量运算。
[0060] 一实施例中，如果所述处理器29具有色阶或色彩识别功能，所述受控装置10的所 述光源12可设计为以不同亮度或颜色发光以对应所述受控装置10的不同工作模式，例如 正常模式下所述受控装置10以预设速度和预设强度工作；静音模式下所述受控装置10以 小于所述预设速度和所述预设强度工作；快速模式下所述受控装置10以大于所述预设速 度和所述预设强度工作。必须说明的是，此处所述各种模式的功能可于出厂前根据所述受 控装置10所执行的功能预先设定，并不限于本发明说明中所揭示的功能。因此，所述处理 器29决定所述受控装置10的所述移动方向时，也可同时决定是否改变所述受控装置10的 工作模式。此外，所述移动方向和所述工作模式可分别决定，所述工作模式的模式数量可根 据不同应用决定。
[0061] 一实施例中，所述受控装置10的所述光源12可设计为以不同频率闪烁以对应所 述受控装置10的不同工作模式。所述处理器29可根据所述第一图像F1和所述第二图像 F2决定所述移动方向，还可根据多个张图像以判定所述受控装置10的目前工作模式，故所 述图像传感器25在每次被触发时(例如按压开关）可连续获取数张图像而并不限于两张图 像。此外，所述第一图像F 1和所述第二图像F2并不限定为连续的两张图像，也可为连续获 取的多个张图像中相隔一张或多个张图像的两张图像。本实施例中，所述光源12可设计具 有不同闪烁频率以对应所述受控装置10的不同工作模式(例如所述正常模式、静音模式或 快速模式)，当所述处理器29决定所述受控装置10的所述移动方向时，也可根据所获取多 个图像判断所述光源12的闪烁频率以决定是否改变所述受控装置10的工作模式。此外， 如果所述受控装置10被设定以静音模式运作时，所述受控装置10或所述处理器29可忽略 模式变更指令。
[0062] 一实施例中，所述处理器29还可根据所述目前移动向量g和所述指向向量g 至少其中一者的大小决定所述受控装置10的移动速度和/或移动距离。举例而言，当所 述指向向量的大小（即范数）大于或小于阈值时，所述处理器29发出的控制信号S c可 同时包含移动方向和模式变更信息；其中，所述阈值可为固定数值或由所述目前移动向量 g大小的倍数决定。此外，所述阈值可根据可改变的模式数量而包含多个阈值。所述处 理器29还可判断所述移动向量g的大小是否符合使用者的设定以决定是否进行模式变 更，或也可直接控制所述受控装置10的移动速度。
[0063]图3显示本发明第二实施例的遥控系统2的示意图，其同样可为指向式机器人的 遥控系统并包含受控装置10和遥控装置20。使用者同样可通过所述遥控装置20控制所述 受控装置10,例如控制所述受控装置10的工作模式、行进方向、转向角度、移动速度、移动 距离和/或操作强度等。
[0064] 所述受控装置10具有第一光源121、第二光源122和接收器14且以预设移动方向 δ (例如所述受控装置10的正面）移动。所述第一光源121和所述第二光源122具有不同 的特征(详述于后)，以供所述遥控装置20进行区别。所述接收器14则用以与所述遥控装 置20进行单向或双向通讯。必须说明的是，图3所示所述受控装置10的所述第一光源121 和所述第二光源122的位置并非用以限定本发明。如第一实施例所述，所述受控装置10可 为执行预设功能的指向式机器人。
[0065] 所述遥控装置20包含图像传感器25、发射器27和处理器29 ;其中，所述处理器29 电性连接所述图像传感器25和所述发射器27。如第一实施例所述，所述遥控装置20可还 包含至少一个开关(未不出）。
[0066] 本实施例中，由于所述处理器29根据所述图像传感器25获取涵盖所述受控装置 10的所述第一光源121和所述第二光源122的一张图像判断所述受控装置10的移动方向， 因此所述处理器29可直接利用所述张图像所形成的二维空间进行向量运作。本实施例将 直接以所述图像传感器25获取的所述图像说明向量运算，例如图4显示所述图像传感器25 所获取的图像F的示意图。可以了解的是，当所述图像传感器25的取像角度导致所述图像 F不为矩形时，可利用空间变换转换为矩形的二维空间以利向量运算。
[0067] 请参照图3和图4所示，所述图像传感器25获取包含所述第一光源121和所述第 二光源122的图像F，接着所述处理器29即可识别所述第一光源121和所述第二光源122 并记录为第一成像位置P121和第二成像位置P122，如图4所示，所述图像F并具有图像中心 Ρ。必须说明的是，所述第一成像位置P121和所述第二成像位置P122可分别为物件图像的中 心位置、重心位置或其他预设位置，只要使用定义相同的位置即可。
[0068] 因此，所述处理器29可根据所述图像F中所述第一成像位置P121和所述第二成像 位置P122得到所述受控装置10的目前移动方向;此处假设所述目前移动方向? 和所述预设移动方向g预设为相同方向（也即P121Pm =5)，所述处理器29即可借由所述目 前移动方向P121P122决定所述受控装置1〇的所述预设移动方向g ;同时，所述处理器29根据 所述图像F中所述图像中心P和所述第二成像位置P122得到指向向量0 ;因此，根据所述 目前移动方向P121P122、所述指向向量@和所述成像位置P122通过向量运算即可决定所述 受控装置的移动方向或转向角度Θ，如图4所示。本实施例与第一实施例的差异在于，第一 实施例可根据所述受控装置10在两张图像中的光源位置变化判断所述受控装置10的目前 移动方向，而第二实施例中所述处理器29根据同一图像中两光源判断所述受控装置10的 目前移动方向，其他部份则与第一实施例类似，故于此不再赘述。
[0069] 必须注意的是，所述目前移动方向P121P122和所述预设移动方向g仅示例性地预设 为相同方向（也即)。其他实施例中，所述目前移动方向P 121P122和所述预设移动 方向j5可不相同，只要于出厂时预先设定并由所述处理器29进行转换即可。本实施例中， 只要能够判断所述第一光源121和所述第二光源122的相对位置，即能够判断所述目前移 动方向P121P 122。
[0070] 此外，本实施例仅例示所述指向向量为Ρ.::2Γ^且所述预设移动方向g的起始点为 所述第二成像位置P 122 ;另一实施例中，所述指向向量也可选择为0同时所述预设移动 方向己的起始点可选择为所述第一成像位置P121。
[0071] 本实施例中，所述受控装置10的所述第一光源121和所述第二光源122具有不同 的特征，例如不同亮度、颜色、面积或形状。例如，所述处理器29具有色阶或色彩识别功能， 所述第一光源121由3颗LED灯所组成且所述第二光源122由1颗LED灯所组成，并假设 所述LED灯亮度相同，所述处理器29可由色阶识别功能决定所述第一光源121和所述第二 光源122的位置。因此，所述处理器29可根据上述光源特征识别所述第一光源121和所述 第二光源122的相对位置以得到所述受控装置10的所述目前移动方向1^；。
[0072] 此外，所述第一光源121和所述第二光源122的不同亮度或颜色的组合可对应所 述受控装置的不同工作模式(例如所述正常模式、静音模式或快速模式)，因此所述处理器 29决定所述受控装置10的所述移动方向时，也可决定是否改变所述受控装置10的工作模 式。
[0073] 如第一实施例所述，所述第一光源121和所述第二光源122也可设计为不同闪烁 频率以对应所述受控装置10的不同工作模式(例如所述正常模式、静音模式或快速模式)或 供分辨不同光源，因此所述处理器29决定所述受控装置10的所述移动方向时，也可决定是 否改变所述受控装置10的工作模式。
[0074] 如第一实施例所述，所述处理器29还可根据所述指向向量^的大小决定所述 受控装置10的移动速度和/或移动距离，例如根据所述指向向量@与至少一个阈值的比 较结果判断是否改变工作模式，由于其与第一实施例类似，故于此不再赘述。
[0075] 图5显示本发明第三实施例的遥控系统3的示意图，其同样可为指向式机器人的 遥控系统并包含受控装置10和遥控装置20。使用者同样可通过所述遥控装置20控制所述 受控装置10,例如控制所述受控装置10的行进方向、转向角度、移动速度、移动距离和/或 操作强度等。
[0076] 所述受控装置10具有光源12和接收器14且以预设移动方向石移动，其中所述光 源12具有预设图案用以对应于所述预设移动方向δ (例如箭号指向所述预设移动方向5， 如图5所示)。所述光源12以可调的点亮频率发光或持续点亮，以作为所述受控装置10的 位置检测参考点。所述接收器14则用以与所述遥控装置20进行单向或双向通讯。必须说 明的是，图5所示所述受控装置10的所述光源12的位置并非用以限定本发明。如第一实 施例所述，所述受控装置10可为执行预设功能的指向式机器人
[0077] 所述遥控装置20包含图像传感器25、发射器27和处理器29 ;其中，所述处理器29 电性连接所述图像传感器25和所述发射器27。如第一实施例所述，所述遥控装置20可还 包含至少一个开关(未不出）。
[0078] 本实施例中，由于所述处理器29根据所述图像传感器25获取涵盖所述受控装置 10的所述光源12的一张图像判断所述受控装置10的移动方向或转向角度，因此所述处理 器29可直接利用所述张图像所形成的二维空间进行向量运作。本实施例将直接以所述图 像传感器25获取的所述图像说明向量运算，例如图6显示所述图像传感器25所获取的图 像F的示意图。可以了解的是，当所述图像传感器25的取像角度导致所述图像F不为矩形 时，可利用空间变换转换为矩形的二维空间以利向量运算。
[0079] 请参照图5和图6所示，所述图像传感器25获取包含所述光源12的图像F，接着 所述处理器29即可识别所述光源12并记录为成像位置P 12和图像中心P，如图6所示。同 时，所述处理器29也判断所述光源12的所述预设图案的形状。必须说明的是，所述成像位 置P 12可为所述物件图像（即光源图像）的中心位置、重心位置或其他预设位置。例如，本实 施例中所述成像位置P12定义为所述预设图案的中心位置。
[0080] 因此，所述处理器29可根据所述图像F中所述成像位置P12和所述预设图案的形 状得到所述受控装置10的所述预设移动方向g ;例如所述预设图案的形状为箭头并假设 所述箭头指向与所述预设移动方向石了页设为相同方向，如图5所示，所述处理器29即可借 由所述预设图案判断所述受控装置10的所述预设移动方向δ以作为目前移动方向；同时， 所述处理器29根据所述图像F中所述图像中心P得到指向向量?，接着根据所述目前移 动方向、所述指向向量和成像位置通过向量运算即可决定所述受控装置的转向角度Θ或 移动方向，如图6所不。本实施例与第一实施例的差异在于，第一实施例可根据所述受控装 置10在两张图像中的光源位置变化判断所述受控装置10的目前移动方向，而第三实施例 中所述处理器29根据所述光源的形状判断所述受控装置10的目前移动方向，其他部份则 与第一实施例类似，故于此不再赘述。
[0081] 必须注意的是，所述预设图案的形状仅示例性地显示为箭号；其他实施例中，所述 预设图案的形状可为三角形、五边形、或其他非对称图形，只要所述处理器29可识别并与 所述预设方向g进行关联即可。也即，本实施例中，只要所述处理器29能够识别出所述光 源图像的形状，即可识别出目前移动方向（即预设方向D )。
[0082] 本实施例中，由于所述处理器29具有图案识别功能，所述光源12的所述预设图案 也可设计由多个发光二极体排列而成并控制部份二极体发光以形成不同图案来对应所述 受控装置10的不同工作模式(例如所述正常模式、静音模式或快速模式)，因此所述处理器 29决定所述受控装置10的所述移动方向时，也可决定是否改变所述受控装置10的工作模 式。
[0083] 另一实施例中，如果所述处理器29具有色阶或色彩识别功能，所述受控装置10的 所述光源12可设计为以不同亮度或颜色以对应所述受控装置10的不同工作模式(例如所 述正常模式、静音模式或快速模式)，因此所述处理器29决定所述受控装置10的所述移动 方向时，也可决定是否改变所述受控装置10的工作模式。此时，所述光源12可持续以不同 亮度或颜色发光以表示目前工作模式。
[0084] 如第一实施例所述，所述光源12也可具有不同闪烁频率以对应所述受控装置10 的不同工作模式(例如所述正常模式、静音模式或快速模式)，因此所述处理器29决定所述 受控装置10的所述移动方向时，也可决定是否改变所述受控装置10的工作模式。
[0085] 如第一实施例所述，所述处理器29还可根据所述指向向量p的大小决定所述受 控装置10的移动速度和/或移动距离；例如根据所述指向向量:与至少一个阈值的比较 结果判断是否改变工作模式，由于其与第一实施例类似，故于此不再赘述。
[0086] 上述各实施例中，所述遥控装置20较佳为手持式遥控装置；其他实施例中，所述 遥控装置20也可为可携式电子装置，例如搭载红外光或蓝牙功能的智慧型手机，其中所述 智慧型手机的照相机功能可对应本发明的所述图像传感器25的功能。
[0087] 上述各实施例的所述图像传感器25的视野较佳涵盖整个所述受控装置10以确保 所述光源皆可被所述图像传感器25获取。所述图像传感器25可为一互补式金氧半导体 (CMOS)图像传感器或电荷耦合装置（CXD)。
[0088] 一实施例中，上述各实施例的所述图像传感器25根据所述处理器29所应用的坐 标系统可被划分为多个子区域的集合。以直角坐标系统为例，请参照图2所示，其显示操 作区域被划分为多个子区域的矩阵的示意图。也就是说，所述图像中至少一个光点的位置 信息可获取自查找表，所述查找表由划分所述图像传感器的视野为多个子区域的矩阵所形 成。
[0089] 上述光源可为任何已知光源，例如发光二极体（LED)、雷射二极体（LD)或其他主 动光源，但本发明并不限于此，例如可以半透明盖体透出主动光源所发出的光，借以决定光 源的形状。若使用红外光光源，则可避免影响使用者的视觉。
[0090] 本发明说明中，指向位置可定义为图像中心，当映射至二维空间进行向量运算时， 所述指向位置可映射至二维空间中心。然而，根据不同实施例，所述指向位置也可定义为所 获取的图像中的其它预设位置，例如所述图像的角落；当映射至二维空间进行向量运算时， 所述指向位置可映射至所述二维空间的相对位置。
[0091] 如上所述，已知具有多个按键或以雷射引导光束来操作的遥控系统分别具有精确 度不佳和反应时间缓慢的问题。因此，本发明提供一种指向式机器人的遥控系统，其可根据 所述受控装置的光源图像通过向量运算决定所述受控装置的转向角度、移动方向、移动目 的和/或移动距离。借此，使用者可更直觉地控制所述遥控装置的操作。
[0092] 虽然本发明已被前述实施例披露，但是其并非用以限定本发明，任何本发明所属 【技术领域】中具有通常知识的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更 动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定的范围为准。
【权利要求】
1. 一种遥控系统，该遥控系统包含： 受控装置，该受控装置包含： 光源；以及 遥控装置，该遥控装置包含： 图像传感器，用以获取包含所述光源的第一图像和第二图像；以及 处理器，用以根据所述第一图像和所述第二图像中所述光源的成像位置计算所述受控 装置的目前移动向量，根据所述第二图像中所述光源的所述成像位置和指向位置计算指向 向量，并根据所述目前移动向量和所述指向向量决定所述受控装置的移动方向。
2. 根据权利要求1所述的遥控系统，其中所述受控装置还包含接收器，且所述遥控装 置还包含发射器，所述处理器通过所述发射器以红外光或无线电波将所述移动方向传送至 所述接收器。
3. 根据权利要求1所述的遥控系统，其中所述光源具有闪烁频率。
4. 根据权利要求3所述的遥控系统，其中所述受控装置为清洁机器人，所述清洁机器 人具有至少一种对应所述光源的所述闪烁频率的运作模式。
5. 根据权利要求1所述的遥控系统，其中所述指向位置为所述第二图像的图像中心。
6. 根据权利要求1所述的遥控系统，其中所述处理器还根据所述目前移动向量和所述 指向向量的至少其中一者的大小决定所述受控装置的移动速度和/或移动距离。
7. 根据权利要求1所述的遥控系统，其中所述遥控装置为手持式遥控装置或可携式电 子装置。
8. -种遥控系统，该遥控系统包含： 受控装置，该受控装置包含： 第一光源和第二光源；以及 遥控装置，该遥控装置包含： 图像传感器，用以获取包含所述第一光源和所述第二光源的图像；以及 处理器，用以根据所述图像中所述第一光源和所述第二光源的成像位置计算所述受控 装置的目前移动方向，根据所述图像中所述第一光源或所述第二光源的所述成像位置和指 向位置计算指向向量，并根据所述目前移动方向、所述指向向量和所述成像位置决定所述 受控装置的移动方向。
9. 根据权利要求8所述的遥控系统，其中所述受控装置还包含接收器，且所述遥控装 置还包含发射器，所述处理器通过所述发射器以红外光或无线电波将所述移动方向传送至 所述接收器。
10. 根据权利要求8所述的遥控系统，其中所述第一光源和所述第二光源具有不同的 特征。
11. 根据权利要求10所述的遥控系统，其中所述受控装置为清洁机器人，所述清洁机 器人具有至少一种对应所述第一光源和/或所述第二光源的所述特征的运作模式。
12. 根据权利要求8所述的遥控系统，其中所述指向位置为所述图像的图像中心。
13. 根据权利要求8所述的遥控系统，其中所述遥控装置为手持式遥控装置或可携式 电子装置。
14. 一种遥控系统，该遥控系统包含： 受控装置，该受控装置包含： 光源，具有预设图案；以及 遥控装置，该遥控装置包含： 图像传感器，用以获取包含所述预设图案的图像；以及 处理器，用以根据所述图像中所述预设图案判定所述受控装置的目前移动方向，并根 据所述图像中所述光源的成像位置和指向位置计算指向向量，并根据所述目前移动方向、 所述指向向量和所述成像位置决定所述受控装置的转向角度。
15. 根据权利要求14所述的遥控系统，其中所述受控装置还包含接收器，且所述遥控 装置还包含发射器，所述处理器通过所述发射器以红外光或无线电波将所述转向角度传送 至所述接收器。
16. 根据权利要求14所述的遥控系统，其中所述光源的所述预设图案为箭头或非对称 图形。
17. 根据权利要求14所述的遥控系统，其中所述光源具有闪烁频率，所述受控装置具 有至少一种对应所述光源的所述闪烁频率的运作模式。
18. 根据权利要求14所述的遥控系统，其中所述预设图案由多个发光二极体排列而 成，且通过使部分所述发光二极体发光以改变所述预设图案，所述受控装置具有至少一种 运作模式对应所述光源的所述预设图案。
19. 根据权利要求14所述的遥控系统，其中所述指向位置为所述图像的图像中心。
20. 根据权利要求14所述的遥控系统，其中所述遥控装置为手持式遥控装置或可携式 电子装置。
【文档编号】G05D1/02GK104238555SQ201310240883
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月18日 优先权日:2013年6月18日
【发明者】黄森煌, 柯怡贤 申请人:原相科技股份有限公司