专利名称：能自动定位移动的电子装置及让其移动件自动归位的方法
能自动定位移动的电子装置及让其移动件自动归位的方法
技术领域：
本发明是有关于一种具有移动件与基座的电子装置，且特别是有关于一种能自 动定位及移动的电子装置及让其移动件自动归位的方法。
背景技术：
随着科技的发展，智能型电子产品日益推陈出新，使得人类的生活更为便利。 以扫地机器人为例，其可进行清扫的工作，甚至可在设定的时间自动启动，所以能增进 人类生活的便利性。扫地机器人包括基座与移动件。移动件可四处移动，以进行清扫工作，而基座 可供移动件充电。当移动件的电力不足时，移动件会自动回归基座，以进行充电。因 此，如何让移动件能准确辨识其与基座之间的相对位置，以利移动件回归基座将是此类 智能型电子产品的重要技术。
发明内容本发明的目的在于提供一种能自动定位及移动的电子装置，其移动件可准确地 自动归位。本发明另另一个目的是提供一种让移动件自动归位的方法，以使移动件能准确 地自动归位。本发明提出的一种能自动定位及移动的电子装置，包括基座与移动件。基座具 有第一辨识部、第二辨识部与第三辨识部。第一辨识部与第二辨识部位于同一参考平面 上，而第三辨识部位于第一辨识部与第二辨识部之间且位于参考平面外。移动件具有影 像撷取组件，以撷取基座的影像，其中移动件根据影像撷取组件撷取的每一帧影像中的 第一辨识部、第二辨识部与第三辨识部的相对位置来计算移动路径，以移动至基座。在本发明的一实施例中，上述的第一辨识部、第二辨识部与第三辨识部之间的 连线形成等腰三角形，且第三辨识部位于等腰三角形的顶角。在本发明的一实施例中，上述的基座具有从参考平面内凹的凹面，而第三辨识 部设置于凹面上。在本发明的一实施例中，上述的第三辨识部至基座的底面的距离等于影像撷取 组件至移动件的底面的距离。在本发明的一实施例中，上述的第一辨识部至基座的底面的距离等于第二辨识 部至基座的底面的距离，而第一辨识部至基座的底面的距离不等于第三辨识部至基座的 底面的距离。在本发明的一实施例中，上述的第一辨识部、第二辨识部与第三辨识部分别包 括至少一发光组件或至少一识别图形。在本发明的一实施例中，上述的影像撷取组件的视角中心线垂直于参考平面。在本发明的一实施例中，上述的基座具有第一接合部，而移动件具有第二接合部，且移动件适于朝接近基座的方向移动以使第一接合部与第二接合部相接合。本发明另提出一种让移动件自动归位的方法，其适用于上述的能自动定位移动 的电子装置。此让移动件自动归位的方法是先藉由影像撷取组件持续撷取基座的影像， 接着根据每一帧影像中的第一辨识部、第二辨识部与第三辨识部的相对位置来计算移动 路径，以使移动件移动至基座。在本发明的一实施例中，上述的第一辨识部、第二辨识部与第三辨识部之间的 连线形成等腰三角形，且第三辨识部位于等腰三角形的顶角，第一辨识部与第二辨识部 之间存有第一间距，第三辨识部与参考平面之间存有第二间距，每一帧影像中的第一辨 识部与第二辨识部位于第一直在线，第三辨识部位于与第一直线垂直的第二直线上。上 述的计算移动路径，以使移动件移动至基座的方法包括计算每一帧影像中的第一辨识 部与第二直线之间的第一距离以及第二辨识部与第二直线之间的第二距离；根据第一距 离、第二距离、第一间距与第二间距计算通过影像撷取组件及第三辨识部的第三直线与 参考平面之间的夹角；根据第一距离、第二距离与夹角来计算移动路径，以使移动件移 动至中央位置，其中当移动件位于中央位置时，影像撷取组件所撷取到的影像中的第一 距离等于第二距离，且夹角等于90度；以及使移动件沿垂直于参考平面的直线路径移动 至基座。在本发明的一实施例中，上述的使移动件沿垂直于参考平面的直线路径移动至 基座之前更包括计算移动件与基座之间的距离。在本发明的一实施例中，上述的第三辨识部至基座的底面的距离等于影像撷取 组件至移动件的底面的距离，而计算移动件与基座之间的距离的方法例如是在移动件位 于中央位置时，计算影像撷取组件所撷取到的影像的第三辨识部与第一直线之间的第三 距离，并将第三距离乘以预设系数，以计算出移动件与基座之间的距离。在本发明的一实施例中，上述的取得预设系数的方法包括使移动件位于中央 位置并使移动件与基座相隔第四距离；令影像撷取组件所撷取到的影像中的第三辨识部 与第一直线之间的最短距离为第五距离；以及将第四距离除以第五距离以得到预设系 数。本发明的好处在于，由于第三辨识部位在第一辨识部及第二辨识部所处的参考 平面外，所以有利于移动件根据第一辨识部、第二辨识部与第三辨识部的相对位置来计 算移动路径，以精确地移动至基座。
图1是本发明一个实施例的一种能自动定位移动的电子装置的示意图。图2是本发明一个实施例的让移动件自动归位的方法的流程图。图3是本发明一个实施例的能自动定位移动的电子装置的移动件撷取影像的示 意图。图4是图3的移动件所撷取的影像的示意图。图5是本发明一个实施例中计算第三直线与参考平面之间的夹角的示意图。图6是本发明一个实施例中移动件位于中央位置所撷取到的影像的示意图。图7是本发明一个实施例中设定预设系数时移动件与基座的相对位置的示意图。图8是本发明一个实施例中设定预设系数时移动件所撷取到的影像的示意图。图9是本发明一个实施例中移动件回归基座时的示意图。
具体实施方式图1是本发明一实施例的一种能自动定位移动的电子装置的示意图。请参照图 1，本实施例的能自动定位移动的电子装置100可为扫地机器人或娱乐装置等，但不以此 为限。此能自动定位移动的电子装置100包括基座110与移动件120。基座110具有第 一辨识部112、第二辨识部114与第三辨识部116。第一辨识部112与第二辨识部114位 于同一参考平面P上，而第三辨识部116位于第一辨识部112与第二辨识部114之间且位 于参考平面P外。移动件120具有影像撷取组件122，以撷取基座110的影像。移动件 120根据影像撷取组件122撷取到的每一帧影像中的第一辨识部、第二辨识部与第三辨识 部的相对位置来计算移动路径，以移动至基座110。在本实施例中，基座110例如具有从参考平面P内凹的凹面111，而第三辨识部 116设置于凹面111上，以使第三辨识部116位于参考平面P外。影像撷取组件122的 视角θ的中心线C例如是垂直于参考平面P。亦即，影像撷取组件122的视角中心线 C平行于参考平面P的法向量。此外，上述的第一辨识部112、第二辨识部114与第三 辨识部116之间的连线例如是形成等腰三角形Τ，且第三辨识部116位于等腰三角形的顶 角。因此，第一辨识部112与第三辨识部116之间的距离等于第二辨识部114与第三辨 识部116之间的距离，如此有利于计算移动路径。此外，第一辨识部112至基座110的 底面113的距离例如是等于第二辨识部114至基座110的底面113的距离，而第一辨识部 112至基座110的底面113的距离例如是不等于第三辨识部116至基座110的底面113的 距离。如此，不仅有利于区别第一辨识部112、第二辨识部114与第三辨识部116，还可 防止在某些撷取到的影像中出现第三辨识部116与第一辨识部112或第二辨识部114重迭 的情形。上述的第一辨识部112、第二辨识部114与第三辨识部116可为发光组件或识别 图形，以供辨别第一辨识部112、第二辨识部114与第三辨识部116的相对位置。发光组 件可为可见光发光组件、红外光发光组件或其它合适的发光组件。在另一实施例中，第 一辨识部112、第二辨识部114与第三辨识部116的发光组件或识别图形可包括多个，且 每一第一辨识部112、第二辨识部114与第三辨识部116的这些发光组件或识别图形是朝 向不同方向，以利影像撷取组件122撷取到第一辨识部112、第二辨识部114与第三辨识 部116的影像。下文将详细说明如何让上述的移动件120自动归位的方法。图2是本发明一实施例的让移动件自动归位的方法的流程图，图3是本发明一实 施例的能自动定位移动的电子装置的移动件撷取影像的示意图，而图4是图3的移动件所 撷取的影像的示意图。请参照图2至图4，本实施例的让移动件自动归位的方法如步骤 SllO所示，先藉由移动件120的影像撷取组件122持续撷取基座110的影像Μ。亦即， 每隔一段预定的时间(如数秒钟)即藉由影像撷取组件122撷取一帧影像Μ。接着，如步骤S120所示，根据每一帧影像M中的第一辨识部112’、第二辨识部114’与第三辨识部116’的相对位置来计算移动路径，以使移动件120移动至基座 110。更详细地说，第一辨识部112与第二辨识部114之间存有第一间距VI，第三辨识 部116与参考平面P之间存有第二间距V2，每一帧影像M中的第一辨识部112’与第二 辨识部114’位于第一直线Ll上，第三辨识部116’位于与第一直线Ll垂直的第二直线 L2上。上述的计算移动路径，以使移动件120移动至基座110的方法例如是先计算每一 帧影像M中的第一辨识部112’与第二直线L2之间的第一距离Dl以及第二辨识部114’ 与第二直线L2之间的第二距离D2。接着，根据第一距离D1、第二距离D2、第一间距Vl与第二间距V2计算通过 影像撷取组件122及第三辨识部116的第三直线L3与参考平面P之间的夹角ω。更详 细地说，如图5所示，在计算时，可先将第四直线L4视为平行第三直线L3，且第三直线 L3与第四直线L4分别垂直影像Μ。由于第三直线L3与第四直线L4彼此平行，且第一 距离Dl与第二距离D2为已知，故可根据第一距离Dl与第二距离D2计算出距离El与 距离Ε2。又因为距离El加距离Ε2等于第一间距VI，且第三辨识部116至第一辨识部 112的距离等于第三辨识部116至第二辨识部114的距离，因此距离Ε3等于(V1/2)_E1。 而且，因距离E3及第二间距V2为已知，所以可算出夹角ω。如此，可根据第一距离 D1、第二距离D2与夹角ω来计算移动路径，以使移动件120移动至中央位置。此处所 指的中央位置是当移动件120位于此中央位置时，影像撷取组件122所撷取到的影像M中 的第一距离Dl等于第二距离D2，夹角ω等于90度，而第三直线L3与视角中心线C重 迭。需注意的是，在移动件120移动的过程中，影像撷取组件122仍会在每段预定的 时间就撷取一张影像Μ，以供修正移动路径。此外，当移动件120移动至中央位置后， 接着使移动件120沿垂直于参考平面P的直线路径移动至基座110。在一实施例中，使移动件120沿垂直于参考平面P的直线路径移动至基座110之 前可先计算移动件120与基座110之间的距离，接着再根据所计算出的距离使移动件120 沿垂直于参考平面P的直线路径移动，以回归基座110。在第三辨识部116至基座110的 底面113的距离等于影像撷取组件122至移动件120的底面121的距离的实施例中，计算 移动件与基座之间的距离的方法例如是在移动件120位于中央位置时，藉由影像撷取组 件122撷取影像M(如图6所示)，并计算所撷取到的影像M的第三辨识部116’与第一 直线Ll之间的第三距离D3，并将第三距离D3乘以预设系数，以计算出移动件120与基 座110之间的距离。上述的预设系数是在所述的能自动定位移动的电子装置100制造完成后即设定 于其中。请参照图7与图8，取得预设系数的方法例如是先使移动件120位于中央位置并 使移动件120与基座110相隔第四距离D4。接着，令影像撷取组件122所撷取到的影像 M中的第三辨识部116’与第一直线Ll之间的最短距离为第五距离D5。之后，将第四 距离D4除以第五距离D5以得到预设系数。图9是本发明另一实施例中移动件回归至基座的示意图。请参照图9，基座110 例如具有第一接合部118，而移动件120例如具有第二接合部124，且当移动件120朝接 近基座110的方向移动至第一接合部118与第二接合部124相接合时，则移动件120即停 止移动。此第一接合部118与第二接合部124可为充电端子，以使基座110能透过第一接合部118与第二接合部124而对移动件120内的充电电池充电。然而，本发明并不限 定第一接合部118与第二接合部124需为充电端子。第一接合部118与第二接合部124 亦可为互相配合的卡合部或是互相配合的孔与销，但不以此为限。综上所述，本发明实施例的能自动定位移动的电子装置100及让其移动件自动 归位的方法中，由于第三辨识部116位在第一辨识部112及第二辨识部114所处的参考平 面P外，所以有利于移动件120根据第一辨识部112、第二辨识部114与第三辨识部116 的相对位置来计算移动路径，以精确地移动至基座110。本发明已由上述相关实施例加以描述，但并非限制本发明于上述实施例，本专 利的权利范围以权利要求书为准。
权利要求
1.一种能自动定位移动的电子装置，其特征在于包括基座，具有第一辨识部、第二辨识部与第三辨识部，该第一辨识部与该第二辨识部 位于同一参考平面上，而该第三辨识部位于该第一辨识部与该第二辨识部之间且位于该 参考平面外；以及移动件，具有一影像撷取组件，以撷取该基座的影像，其中该移动件根据该影像撷 取组件撷取的每一帧影像中的该第一辨识部、该第二辨识部与该第三辨识部的相对位置 来计算移动路径，以移动至该基座。
2.根据权利要求1所述的能自动定位移动的电子装置，其特征在于该第一辨识部、该 第二辨识部与该第三辨识部之间的连线形成一等腰三角形，且该第三辨识部位于该等腰 三角形的顶角。
3.根据权利要求1所述的能自动定位移动的电子装置，其特征在于该基座具有从该参 考平面内凹的一凹面，而该第三辨识部设置于该凹面上。
4.根据权利要求1项所述的能自动定位移动的电子装置，其特征在于该第三辨识部至 该基座的底面的距离等于该影像撷取组件至该移动件的底面的距离。
5.根据权利要求1所述的能自动定位移动的电子装置，其特征在于该第一辨识部至该 基座的底面的距离等于该第二辨识部至该基座的底面的距离，而该第一辨识部至该基座 的底面的距离不等于该第三辨识部至该基座的底面的距离。
6.根据权利要求1所述的能自动定位移动的电子装置，其特征在于该第一辨识部、该 第二辨识部与该第三辨识部分别包括至少一发光组件或一识别图形。
7.根据权利要求1所述的能自动定位移动的电子装置，其特征在于该影像撷取组件的 视角中心线垂直于该参考平面。
8.根据权利要求1所述的能自动定位移动的电子装置，其特征在于该基座具有第一接 合部，而该移动件具有第二接合部，且该移动件适于朝接近该基座的方向移动以使该第 一接合部与该第二接合部相接合。
9.一种让移动件自动归位的方法，适用于如权利要求1所述的能自动定位移动的电子 装置，该让移动件自动归位的方法的特征在于包括藉由该影像撷取组件持续撷取该基座的影像；根据每一帧该影像中的该第一辨识部、该第二辨识部与该第三辨识部的相对位置来 计算移动路径，以使该移动件移动至该基座。
10.根据权利要求9所述的让移动件自动归位的方法，其特征在于该第一辨识部、 该第二辨识部与该第三辨识部之间的连线形成等腰三角形，且该第三辨识部位于该等腰 三角形的顶角，该第一辨识部与该第二辨识部之间存有第一间距，该第三辨识部与该参 考平面之间存有第二间距，每一帧该影像中的该第一辨识部与该第二辨识部位于第一直 线，该第三辨识部位于与该第一直线垂直的第二直线上，而计算移动路径，以使该移动 件移动至该基座的方法包括计算每一帧该影像中的该第一辨识部与该第二直线之间的第一距离以及该第二辨识 部与该第二直线之间的第二距离；根据该第一距离、该第二距离、该第一间距与该第二间距计算通过该影像撷取组件 及该第三辨识部的第三直线与该参考平面之间的夹角；根据该第一距离、该第二距离与该夹角来计算移动路径，以使该移动件移动至一中 央位置，其中当该移动件位于该中央位置时，该影像撷取组件所撷取到的该影像中的该 第一距离等于该第二距离，且该夹角等于90度；以及使该移动件沿垂直于该参考平面的直线路径移动至该基座。
11.根据权利要求10所述的让移动件自动归位的方法，其特征在于使该移动件沿垂 直于该参考平面的该直线路径移动至该基座之前更包括计算该移动件与该基座之间的距罔。
12.根据权利要求11所述的让移动件自动归位的方法，其特征在于该第三辨识部至该 基座的底面的距离等于该影像撷取组件至该移动件的底面的距离，而计算该移动件与该 基座之间的距离的方法包括在该移动件位于该中央位置时，计算该影像撷取组件所撷取到的该影像的该第三辨 识部与该第一直线之间的第三距离，并将该第三距离乘以一预设系数，以计算出该移动 件与该基座之间的距离。
13.根据权利要求12项所述的让移动件自动归位的方法，其特征在于取得该预设系数 的方法包括使该移动件位于该中央位置并使该移动件与该基座相隔第四距离； 令该影像撷取组件所撷取到的该影像中的该第三辨识部与该第一直线之间的最短距 离为第五距离；以及将该第四距离除以该第五距离以得到该预设系数。
全文摘要
一种能自动定位移动的电子装置及让其移动件自动归位的方法，电子装置包括基座与移动件。基座具有第一辨识部、第二辨识部与第三辨识部。第一辨识部与第二辨识部位于同一参考平面上，而第三辨识部位于第一辨识部与第二辨识部之间且位于参考平面外。移动件具有影像撷取组件，以撷取基座的影像，其中移动件根据影像撷取组件撷取的每一帧影像中的第一辨识部、第二辨识部与第三辨识部的相对位置来计算移动路径，以移动至基座。本发明另提出一种让上述的移动件自动归位的方法。
文档编号A47L11/24GK102012706SQ20101050815
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月1日 优先权日2010年10月1日
发明者赖志峰, 陈志佳 申请人:佳世达科技股份有限公司, 苏州佳世达电通有限公司