移動(dòng)機(jī)器人的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種移動(dòng)機(jī)器人，包括一光發(fā)射單元、一處理單元、一光學(xué)構(gòu)件、一影像感測(cè)單元、一控制單元以及一移動(dòng)單元。光發(fā)射單元用以發(fā)出一主光束。處理單元處理主光束，用以產(chǎn)生多個(gè)次光束。次光束構(gòu)成一光線。當(dāng)次光束的部分照射一第一物體時(shí)，第一物體產(chǎn)生多個(gè)環(huán)境反射光束。光學(xué)構(gòu)件接收環(huán)境反射光束，用以產(chǎn)生一集中光束。影像感測(cè)單元接收集中光束并輸出第一檢測(cè)結(jié)果給控制單元，控制單元根據(jù)第一檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一第一深度資訊，并根據(jù)第一深度資訊，控制移動(dòng)單元，用以控制移動(dòng)機(jī)器人的行為模式。本發(fā)明可快速且有效率地測(cè)量景深。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種移動(dòng)機(jī)器人，特別涉及一種可快速且有效率地測(cè)量景深的移動(dòng)機(jī) 器人。 移動(dòng)機(jī)器人
【背景技術(shù)】
[0002] 移動(dòng)機(jī)器人在未知環(huán)境中的移動(dòng)是需要依靠感測(cè)裝置測(cè)量的結(jié)果，如果測(cè)量的資 訊不足，對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人來(lái)說(shuō)移動(dòng)是一件危險(xiǎn)的事。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種移動(dòng)機(jī)器人，包括一光發(fā)射單兀、一處理單兀、一光學(xué) 構(gòu)件、一影像感測(cè)單元、一控制單元以及一移動(dòng)單元。光發(fā)射單元用以發(fā)出一主光束。處理 單元處理主光束，用以產(chǎn)生多個(gè)次光束。次光束構(gòu)成一光線，該光線具有一照射范圍。當(dāng)次 光束的部分照射一第一物體時(shí)，第一物體產(chǎn)生多個(gè)環(huán)境反射光束。光學(xué)構(gòu)件接收環(huán)境反射 光束，用以產(chǎn)生一集中光束。影像感測(cè)單元接收集中光束并輸出第一檢測(cè)結(jié)果。控制單元 根據(jù)第一檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一第一深度資訊，并通過(guò)移動(dòng)單元控制移動(dòng)機(jī)器人的一行為模式。
[0004] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該光線平行一地面。
[0005] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該處理單元朝一地面發(fā)射該多個(gè)次光束。
[0006] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該處理單元根據(jù)該主光束，產(chǎn)生多個(gè)檢測(cè)光 束，該處理單元朝一地面發(fā)射該多個(gè)檢測(cè)光束，該光線平行該地面。
[0007] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中當(dāng)該多個(gè)檢測(cè)光束的部分照射一第二物體時(shí)， 該第二物體產(chǎn)生多個(gè)路面反射光束，該光學(xué)構(gòu)件接收該多個(gè)路面反射光束，用以產(chǎn)生一第 二集中光束，該影像感測(cè)單元根據(jù)該第二集中光束，產(chǎn)生一第二檢測(cè)結(jié)果，該控制單元根據(jù) 該第二檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一第二深度資訊，并通過(guò)該移動(dòng)單元，調(diào)整移動(dòng)機(jī)器人的行進(jìn)路徑。
[0008] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該光線為一平面光或是一曲面光.。
[0009] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該多個(gè)次光束依序被產(chǎn)生。
[0010] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該多個(gè)次光束同時(shí)被產(chǎn)生。
[0011] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該處理單元反射該主光束，用以產(chǎn)生該多個(gè)次 光束。
[0012] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該處理單元包括：一固定座；一鏡面，連接該 固定座，用以反射該主光束，其中該控制單元旋轉(zhuǎn)該固定座。
[0013] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該處理單元為一錐狀鏡面。
[0014] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該處理單元折射該主光束。
[0015] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該處理單元為一柱狀透鏡。
[0016] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該柱狀透鏡具有一表面，該表面具有一第一區(qū) 域以及一第二區(qū)域，該第一區(qū)域具有一第一反射膜，該第二區(qū)域具有一第二反射膜，該第一 反射膜的厚度等于該第二反射膜的厚度。
[0017] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該柱狀透鏡具有一表面，該表面具有一第一區(qū) 域以及一第二區(qū)域，該第一區(qū)域具有一第一反射膜，該第二區(qū)域具有一第二反射膜，該第一 反射膜的厚度不同于該第二反射膜的厚度。
[0018] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該柱狀透鏡具有一表面，該表面具有一反射 膜，該反射膜由一蒸鍍方式所形成。
[0019] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該處理單元繞射該主光束。
[0020] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該處理單元為一光柵透鏡。
[0021 ] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該光發(fā)射單兀包括一激光發(fā)射器。
[0022] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該光線為一類(lèi)線狀光線。
[0023] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該控制單元根據(jù)該深度資訊，從至少一預(yù)設(shè)行 為模式中，選擇一者作為該移動(dòng)機(jī)器人的該行為模式、或是根據(jù)該深度資訊以及一隨機(jī)方 式，決定該移動(dòng)機(jī)器人的該行為模式、或是根據(jù)該深度資訊以及一控制指令，決定該移動(dòng)機(jī) 器人的該行為模式，該控制指令由一使用者以直接或間接方式所設(shè)定。
[0024] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中該移動(dòng)機(jī)器人根據(jù)該預(yù)設(shè)行為模式，直線移 動(dòng)、沿障礙物移動(dòng)、隨機(jī)數(shù)決定移動(dòng)方向、定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、漩渦式旋轉(zhuǎn)、邊走邊轉(zhuǎn)、加速、減速、倒 退或停止。
[0025] 本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，優(yōu)選的，其中使用者以視距外操控來(lái)調(diào)整該移動(dòng)機(jī)器人的 該行為模式。
[0026] 本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人，為可快速且有效率地測(cè)量景深的 移動(dòng)機(jī)器人，避免了移動(dòng)機(jī)器人因測(cè)量資訊不足所帶來(lái)的危險(xiǎn)。
[0027] 為讓本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖，作 詳細(xì)說(shuō)明如下：
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1A為本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人的一可能實(shí)施例。
[0029] 圖1B為本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人的另一可能實(shí)施例。
[0030] 圖2為本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人的主視圖。
[0031] 圖3-圖5為本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人的側(cè)視圖。
[0032] 其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：
[0033] 100、100' ：移動(dòng)機(jī)器人；101 :光發(fā)射單元；102、108 :處理單元；103 :光學(xué)構(gòu)件； 104 :影像感測(cè)單元；105 :控制單元；106 :移動(dòng)單元；110、12 :曲面光；201、202 :邊界；203 : 角度；300 :外殼；301 :固定座；302 :鏡面；303 :驅(qū)動(dòng)器；304 :滾輪；401 :柱狀透鏡；501 :光 柵透鏡；LM :主光束；LS1?LS5S :次光束；LK1?LK4 :環(huán)境反射光束；SDT1、SDT2 :集中光束；IFMp IFM2 :檢測(cè)結(jié)果；Sa?Se2 :控制信號(hào)；LS6?LS1(I :檢測(cè)光束；LK5?LK8 :路面反射光束。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 圖1A為本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人的一可能實(shí)施例。如圖所示，移動(dòng)機(jī)器人100包括 一光發(fā)射單元101、一處理單元102、一光學(xué)構(gòu)件103、一影像感測(cè)單元104、一控制單元105 以及一移動(dòng)單元106。在本實(shí)施例中，移動(dòng)機(jī)器人100發(fā)出一光束，并進(jìn)行全域檢測(cè)（即 檢測(cè)360°的周?chē)h(huán)境），建立一深度資訊，再根據(jù)深度資訊，規(guī)劃一行為模式（relevant behavior)〇
[0035] 光發(fā)射單兀101發(fā)出一主光束LM。本發(fā)明并不限定主光束的種類(lèi)。在一可能實(shí)施 例中，主光束L M為一可見(jiàn)光或是一不可見(jiàn)光。另外，本發(fā)明亦不限定光發(fā)射單兀101的內(nèi)部 電路架構(gòu)。只要能夠發(fā)出光束的電路架構(gòu)，均可作為光發(fā)射單元101。在一可能實(shí)施例中， 光發(fā)射單元101具有一激光發(fā)射器（未顯示），用以發(fā)出激光。在其它實(shí)施例中，光發(fā)射單 元101具有一紅外線發(fā)射器（未顯示）。
[0036] 處理單元102處理主光束L"，用以產(chǎn)生多個(gè)次光束。為方便說(shuō)明，圖1A僅顯示次 光束L S1?LS5。次光束LS1?LS5構(gòu)成一光線110,其中光線110具有一照射范圍，即次光束 LS1?LS5所涵括的范圍。本發(fā)明并不限定處理單元102產(chǎn)生次光束LS1?L S5的順序。在一 可能實(shí)施例中，次光束LS1?LS5依序被產(chǎn)生。在另一可能實(shí)施例中，次光束L S1?LS5同時(shí) 被產(chǎn)生。在其它實(shí)施例中，光線110為一類(lèi)線狀光線。當(dāng)次光束LS1?L S5的部分照射一物 體時(shí)，該物體將反射次光束，用以產(chǎn)生多個(gè)環(huán)境反射光束LK1?LK4。本發(fā)明并不限定處理單 元102的內(nèi)部架構(gòu)。只要能夠?qū)⒁恢鞴馐D(zhuǎn)換成多個(gè)次光束的硬件架構(gòu)，均可作為處理單 元 102。
[0037] 將類(lèi)線狀光線照射到一平面所投影由光點(diǎn)所組成的圖案中，從該群光點(diǎn)集合中 取三點(diǎn)以上所成的子集合A，該子集合A計(jì)算線性回歸得到?jīng)Q定系數(shù)（coefficient of determination)大于 0· 9〇
[0038] 或該群光點(diǎn)集合中取四點(diǎn)以上所成的子集合B，該子集合B計(jì)算二次回歸得到?jīng)Q 定系數(shù)（coefficient of determination)大于 0· 9。
[0039] 光學(xué)構(gòu)件103接收多個(gè)環(huán)境反射光束，用以產(chǎn)生一集中光束SDT1。為方便說(shuō)明， 圖1A僅顯不環(huán)境反射光束LR1?LR4,其中環(huán)境反射光束L K1?LK4來(lái)自不同方向的反射 光。在本實(shí)施例中，光學(xué)構(gòu)件103具有全域視覺(jué)檢測(cè)，可接收360°范圍內(nèi)的所有環(huán)境反射 光束。本發(fā)明并不限定光學(xué)構(gòu)件103的種類(lèi)。在一可能實(shí)施例中，光學(xué)構(gòu)件103為一反射 鏡面（mirror)，用以反射環(huán)境反射光束。在另一可能實(shí)施例中，光學(xué)構(gòu)件103為一環(huán)廣域鏡 面（omni directional and wide angle lens)〇
[0040] 影像感測(cè)單元104耦接光學(xué)構(gòu)件103,并感測(cè)光學(xué)構(gòu)件103所產(chǎn)生的集中光束 SDT1，用以產(chǎn)生一檢測(cè)結(jié)果IFMi。本發(fā)明并不限定影像感測(cè)單元104如何感測(cè)光學(xué)構(gòu)件 103所產(chǎn)生的的集中光束S DT1。在一可能實(shí)施例中，影像感測(cè)單元104通過(guò)一電荷耦合 兀件（Charge-coupled Device ;CCD)或是一互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體（Complementary Metal-Oxide Semiconductor ;CM0S)，感測(cè)光學(xué)構(gòu)件103所產(chǎn)生的集中光束SDT1。另外，本 發(fā)明并不限定影像感測(cè)單元104的種類(lèi)。在一可能實(shí)施例中，影像感測(cè)單元104為一相機(jī) (camera)或是一攝影機(jī)。
[0041] 控制單元105耦接影像感測(cè)單元104,用以根據(jù)影像感測(cè)單元104所產(chǎn)生的檢測(cè)結(jié) 果IFMi，產(chǎn)生一深度資訊，并根據(jù)深度資訊產(chǎn)生一控制信號(hào)S a。控制單元105提供控制信 號(hào)Sa予移動(dòng)單元106,用以通過(guò)移動(dòng)單元106,控制移動(dòng)機(jī)器人100的行為模式，如控制移 動(dòng)機(jī)器人100的行進(jìn)路徑。在一可能實(shí)施例中，移動(dòng)單元106耦接控制單元105,并具有多 個(gè)滾輪（未顯示）以及一驅(qū)動(dòng)器（未顯示）。移動(dòng)單元106內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制信號(hào)S C1， 控制滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，進(jìn)而調(diào)整移動(dòng)機(jī)器人100的行為模式。
[0042] 在一可能實(shí)施例中，控制單元105具有至少一預(yù)設(shè)行為模式?？刂茊卧?05根據(jù) 深度資訊，從至少一預(yù)設(shè)行為模式中，選擇一者作為移動(dòng)機(jī)器人100的行為模式。預(yù)設(shè)行為 模式至少包括，直線移動(dòng)、沿障礙物移動(dòng)、隨機(jī)數(shù)決定移動(dòng)方向、定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、漩渦式旋轉(zhuǎn)、邊 走邊轉(zhuǎn)、加速、減速、倒退與停止…等。
[0043] 在另一可能實(shí)施例中，控制單元105隨機(jī)產(chǎn)生一行為模式?？刂茊卧?05根據(jù)所 有感測(cè)信號(hào)反饋的結(jié)果及/或根據(jù)各傳感器的權(quán)重或優(yōu)先權(quán)條件，產(chǎn)出單一行為模式或多 個(gè)行為模式的組合。在此例中，控制單元105所產(chǎn)生的行為模式并非預(yù)設(shè)值。
[0044] 在另一實(shí)施例中，控制單兀105根據(jù)一控制指令（未顯不），產(chǎn)生一相對(duì)應(yīng)行為模 式。在此例中，控制指令可為使用者以直接或間接方式所設(shè)定。在一可能實(shí)施例中，使用 者直接以接觸方式，如按壓移動(dòng)機(jī)器人100附屬的功能按鍵，調(diào)整移動(dòng)機(jī)器人100的行為 模式，或是非接觸式方式，如遙控器，程序軟件，視距外操控，調(diào)整移動(dòng)機(jī)器人100的行為模 式。
[0045] 視距外操控指可以被障礙物阻擋所形成無(wú)法直接觀察的情形下，仍可操控的方 式。例如傳輸指令可通過(guò)互聯(lián)\電話網(wǎng)絡(luò)\無(wú)線電信號(hào)\光線\聲音\氣味\熱傳遞\振 動(dòng)\幅射等方式傳遞。
[0046] 在一些實(shí)施例中，控制單元105所產(chǎn)生的行為模式改變移動(dòng)機(jī)器人100的運(yùn)動(dòng)位 置、方向、角度、速度、角速度、加速度與角加速度…等。在其它實(shí)施例中，控制單元105所 產(chǎn)生的行為模式改變移動(dòng)機(jī)器人100與周?chē)h(huán)境中至少一物體之間的相對(duì)關(guān)系，或是改變 移動(dòng)機(jī)器人100內(nèi)部的元件相對(duì)狀態(tài)、或是改變移動(dòng)機(jī)器人100與周邊配合裝置的相對(duì)狀 態(tài)…等。
[0047] 本發(fā)明并不限定控制單元105的內(nèi)部電路架構(gòu)。在一可能實(shí)施例中，控制單元105 具有多個(gè)微控制器（micro-controller)、處理器（processor)、內(nèi)存（memory)及邏輯電路 (logic circuit)。在其它實(shí)施例中，控制單元105產(chǎn)生另一控制信號(hào)Se2，用以開(kāi)啟或關(guān)閉 光發(fā)射單元101。舉例而言，在一第一期間，控制單元105關(guān)閉光發(fā)射單元101。此時(shí)，光學(xué) 構(gòu)件103接收移動(dòng)機(jī)器人100周?chē)姆瓷涔?。影像感測(cè)單元104根據(jù)光學(xué)構(gòu)件103的接收 結(jié)果，產(chǎn)生一第一檢測(cè)結(jié)果?？刂茊卧?05存儲(chǔ)第一檢測(cè)結(jié)果。在一第二期間，控制單元 105開(kāi)啟光發(fā)射單元101。此時(shí)，處理單元102產(chǎn)生次光束L S1?LS5。當(dāng)次光束LS1?LS5照 射到物體時(shí)，物體反射次光束L S1?LS5，用以產(chǎn)生環(huán)境反射光束LK1?LK4。光學(xué)構(gòu)件103接 收環(huán)境反射光束L K1?LK4。影像感測(cè)單元104根據(jù)光學(xué)構(gòu)件103的接收結(jié)果，產(chǎn)生一第二 檢測(cè)結(jié)果?？刂茊卧?05比較第一及第二檢測(cè)結(jié)果，用以在第二檢測(cè)結(jié)果中區(qū)分出反射光 束L K1?LK4，并根據(jù)區(qū)分結(jié)果，得知移動(dòng)機(jī)器人100與周?chē)矬w間的距離。在此例中，控制單 元105適當(dāng)?shù)亻_(kāi)啟或關(guān)閉光發(fā)射單元101，并根據(jù)時(shí)間相近的兩畫(huà)面，求得移動(dòng)機(jī)器人100 與周?chē)矬w間的距離。
[0048] 由于光學(xué)構(gòu)件103具有全域視覺(jué)能力，也就是具有360°的檢測(cè)角度，因此，光學(xué) 構(gòu)件103可接收移動(dòng)機(jī)器人100周?chē)乃蟹瓷涔?。?dāng)移動(dòng)機(jī)器人100進(jìn)入一窄小的空間 時(shí)，控制單元105可根據(jù)光學(xué)構(gòu)件103的接收結(jié)果，調(diào)整滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，用以快速離開(kāi)窄 小空間，以避免移動(dòng)機(jī)器人100持續(xù)陷于窄小空間中。
[0049] 圖1B為本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人的另一可能實(shí)施例。圖1B相似圖1A，不同之處在于 圖1B的移動(dòng)機(jī)器人100'多了一處理單元108。在本實(shí)施例中，處理單元108處理主光束 LM，用以產(chǎn)生多個(gè)檢測(cè)光束。為方便說(shuō)明，圖1B僅顯示檢測(cè)光束LS6?LS1(I。檢測(cè)光束L S6? LS1(I構(gòu)成一光線120,其中光線120具有一照射范圍，即檢測(cè)光束LS6?LS1(I所涵括的范圍。
[0050] 當(dāng)檢測(cè)光束LS6?LS1(I的部分照射一物體時(shí)，該物體產(chǎn)生多個(gè)路面反射光束L K5? LK8。光學(xué)構(gòu)件103接收路面反射光束LK5?LK8，用以產(chǎn)生一集中光束S DT2。影像感測(cè)單元 104根據(jù)集中光束SDT2，產(chǎn)生一檢測(cè)結(jié)果IFM2?？刂茊卧?05根據(jù)檢測(cè)結(jié)果IFM 2，產(chǎn)生控制 信號(hào)Sa，用以調(diào)整滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
[0051] 在一可能實(shí)施中，當(dāng)處理單元102產(chǎn)生光線110時(shí)，處理單元108停止產(chǎn)生光線 120。因此，光學(xué)構(gòu)件103只會(huì)接收到環(huán)境反射光束L K1?LK4。在另一可能實(shí)施例中，當(dāng)處 理單元108產(chǎn)生光線120時(shí)，處理單元102停止產(chǎn)生光線110。因此，光學(xué)構(gòu)件103只會(huì)接 收到路面反射光束L K5?LK8。在其它實(shí)施例中，處理單元102產(chǎn)生光線110的同時(shí)，處理單 元108也產(chǎn)生光線120。因此，光學(xué)構(gòu)件103會(huì)同時(shí)接收到環(huán)境反射光束L K1?LK4及路面 反射光束lK5?lK8。
[0052] 本發(fā)明并不限定光線110及120的照射方向。在一可能實(shí)施例中，處理單元102 所產(chǎn)生的光線110平行一地面，用以檢測(cè)周?chē)h(huán)境里的物體位置，而處理單元108朝地面發(fā) 射檢測(cè)光束L S6?LS1(I，用以檢測(cè)路面的狀況，如是否為凹凸不平的路面。通過(guò)光學(xué)構(gòu)件103 所接收到的環(huán)境反射光束L K1?LK4，可避免移動(dòng)機(jī)器人100碰撞到周?chē)h(huán)境里的障礙物。另 夕卜，通過(guò)光學(xué)構(gòu)件103所接收到的路面反射光束L K5?LK8，可避免移動(dòng)機(jī)器人100從高處摔 下。
[0053] 本發(fā)明并不限定光線110及120的形狀。在一可能實(shí)施例中，光線110及120均 為平面光線或是一曲面光線。另外，本發(fā)明亦不限定處理單元102及108產(chǎn)生光線110及 120的方式。在本實(shí)施例中，處理單元102及108根據(jù)同一光發(fā)射單元（如101)所發(fā)出的 主光束L M，產(chǎn)生光線110及120。舉例而言，通過(guò)調(diào)整光發(fā)射單元101的位置，便可使主光 束LM照射處理單元102或108,用以產(chǎn)生光線110或120。在其它實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)整處理 單元102及108的位置，便可接收到光發(fā)射單元101所發(fā)出的主光束L M。在另一可能實(shí)施 例中，處理單元102及108分別根據(jù)不同的主光束產(chǎn)生光線110及120。在此例中，移動(dòng)機(jī) 器人100'具有兩光發(fā)射單元。
[0054] 圖2為本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人的主視圖。如圖所示，移動(dòng)機(jī)器人100所發(fā)出的次光 束LS1?L S5可構(gòu)成一光線110。光線110具有邊界201及202。邊界201及202之間具有 一角度203。本發(fā)明并不限定角度203的大小。在一可能實(shí)施例中，邊界201及202間的角 度203大于180度。在另一可能實(shí)施例中，角度203接近360度。
[0055] 圖3為本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人的一側(cè)視圖。如圖所不，移動(dòng)機(jī)器人100包括一外殼 300。光發(fā)射器101設(shè)置于外殼300之中，并發(fā)射一主光束L M。處理單兀102設(shè)置于外殼 300之外，用以接收并處理主光束LM。在本實(shí)施例中，處理單元102反射主光束L M，用以產(chǎn) 生次光束LS1?LS5，其中次光束LS1?L S5形成光線110。在一可能實(shí)施例中，光線110平行 地面305。
[0056] 本發(fā)明并不限定處理單元102的內(nèi)部架構(gòu)。只要能夠?qū)⒁还馐幚沓啥鄠€(gè)次光 束的架構(gòu)，均可作為處理單元102。如圖所示，處理單元102包括一固定座301以及一鏡面 302。鏡面302具有一傾斜角度，并連接固定座301的中心。本發(fā)明并不限定鏡面302的傾 斜角度的大小。在一可能實(shí)施例中，鏡面302的傾斜角度約45°。在其它實(shí)施例中，通過(guò)控 制鏡面302的傾斜角度，便可控制光線110的照射方向，如向地面305照射或是朝移動(dòng)機(jī)器 人100的前方照射（如圖3所示）。
[0057] 在本實(shí)施例中，控制單元105旋轉(zhuǎn)固定座301。因此，鏡面302可將主光束LM反射 至不同方向，其中往不同方向延伸的反射光稱(chēng)為次光束。再者，鏡面302所產(chǎn)生的反射光可 構(gòu)成光線110。在此例中，鏡面302依序產(chǎn)生不同方向的反射光，也就是說(shuō)鏡面302所產(chǎn)生 的多個(gè)次光并非同時(shí)產(chǎn)生。
[0058] 光學(xué)構(gòu)件103設(shè)置于外殼300的上方，用以接收反射光。本發(fā)明并不限定光學(xué)構(gòu) 件103與處理單元102之間的距離。只要光學(xué)構(gòu)件103不位于光線110的照射范圍內(nèi)即可。 在其它實(shí)施例中，當(dāng)光學(xué)構(gòu)件103與處理單元102之間的距離愈大時(shí)，則可得知較精確的深 度資訊。
[0059] 影像感測(cè)單元104設(shè)置于外殼300之中，并位于光學(xué)構(gòu)件103的正下方，用以檢測(cè) 光學(xué)構(gòu)件103所產(chǎn)生的的集中光束?？刂茊卧?05根據(jù)影像感測(cè)單元104的檢測(cè)結(jié)果，產(chǎn) 生控制信號(hào)S a。移動(dòng)單元106的驅(qū)動(dòng)器303根據(jù)控制信號(hào)Sa，控制滾輪304的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 為方便說(shuō)明，圖3僅顯示單一滾輪，但并非用以限制本發(fā)明。在其它實(shí)施例中，移動(dòng)機(jī)器人 1〇〇具有多個(gè)滾輪。在本實(shí)施例中，滾輪304露出外殼300,并位于外殼300的下方。
[0060] 在其它實(shí)施例中，可利用一錐狀鏡面（未顯示）取代鏡面302。由于錐狀鏡面可根 據(jù)一主光束L M產(chǎn)生多個(gè)反射光束，并且不同的反射光束系往不同方向延伸，因此，控制單元 105不需旋轉(zhuǎn)固定座。在一可能實(shí)施例中，可省略固定座301。另外，錐狀鏡面同時(shí)產(chǎn)生多 個(gè)反射光束。
[0061] 圖4為本發(fā)明的處理單元的另一實(shí)施例。圖4相似圖3,不同之處在于圖4的處理 單元102以折射的方式，處理主光束L"。由于圖4的其它元件的動(dòng)作原理與圖3相同，故不 再贅述。在本實(shí)施例中，處理單元102為一柱狀透鏡401。柱狀透鏡401折射主光束L M，用 以產(chǎn)生多個(gè)發(fā)散光束，其中多個(gè)發(fā)散光束往不同方向延伸，并構(gòu)成光線110。光線110具有 一發(fā)散角度，約略120°。在一可能實(shí)施例中，柱狀透鏡401同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)發(fā)散光束。
[0062] 在另一可能實(shí)施例中，可在柱狀透鏡401的表面鍍上一層反射膜，用以提高柱狀 透鏡401的的發(fā)散角度。另外，通過(guò)調(diào)整光發(fā)射單元101及柱狀透鏡401的位置，便可控制 光線110的照射方向。在本實(shí)施例中，光線110朝移動(dòng)機(jī)器人100的前方照射。
[0063] 本發(fā)明并不限定形成反射膜的方式。在一可能實(shí)施例中，通過(guò)一蒸鍍方式 (d印osition)，便可在柱狀透鏡401的表面形成一反射膜。另外，反射膜可能均勻或不均勻 地形成在柱狀透鏡401的表面上。假設(shè)，柱狀透鏡401的一表面具有一第一區(qū)域以及一第 二區(qū)域。第一區(qū)域具有一第一反射膜，而第二區(qū)域具有一第二反射膜。在一可能實(shí)施例中， 第一反射膜的厚度不同或相同于第二反射膜的厚度。在其它實(shí)施例中，柱狀透鏡401的一 表面上的反射膜的厚度不同或相同于柱狀透鏡401的另一表面上的反射膜的厚度。
[0064] 圖5為本發(fā)明的處理單兀的另一實(shí)施例。圖5相似圖3,不同之處在于圖5的處理 單元102以繞射的方式，處理主光束L"。由于圖5的其它元件與圖3相同，故不再顯示。在 本實(shí)施例中，處理單兀102為一光柵透鏡501。光柵透鏡501具有一特定圖案（未顯不）， 用以將主光束L M繞射成多個(gè)次光束。在此例中，光柵透鏡501同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)次光束。
[0065] 在圖3-圖5中，移動(dòng)機(jī)器人100僅具有單一處理單元102,用以產(chǎn)生一光線110， 但并非用以限制本發(fā)明。在另一實(shí)施例中，可增加一處理單元108于圖3-圖5所示的移動(dòng) 機(jī)器人100中，用以產(chǎn)生另一光線120。通過(guò)調(diào)整光發(fā)射單元101及處理單元102、108的設(shè) 置位置，便可控制光線110及120的照射方向，如朝移動(dòng)機(jī)器人100的前方或下方照射。
[0066] 在其它實(shí)施例中，移動(dòng)機(jī)器人100可能具有兩光發(fā)射單元及兩處理單元。不同的 處理單元處理不同的光發(fā)射單元所產(chǎn)生的主光束。在另一實(shí)施例中，移動(dòng)機(jī)器人100可能 具有兩光發(fā)射單元及一處理單元。處理單元根據(jù)不同光發(fā)射單元所產(chǎn)生的主光束，提供不 同方向的光線。在此例中，兩光發(fā)射單元可能同時(shí)或不同時(shí)發(fā)射主光束。
[0067] 除非另作定義，在此所有詞匯（包含技術(shù)與科學(xué)詞匯）均屬本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】 中的技術(shù)人員的一般理解。此外，除非明白表示，詞匯于一般字典中的定義應(yīng)解釋為與其相 關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的文章中意義一致，而不應(yīng)解釋為理想狀態(tài)或過(guò)分正式的語(yǔ)態(tài)。
[0068] 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù) 領(lǐng)域中的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā) 明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種移動(dòng)機(jī)器人，其特征在于，包括： 一光發(fā)射單兀，用以發(fā)出一主光束； 一處理單元，處理該主光束，用以產(chǎn)生多個(gè)次光束，其中該多個(gè)次光束構(gòu)成一光線，該 光線具有一照射范圍，當(dāng)該多個(gè)次光束的部分照射一第一物體時(shí)，該第一物體產(chǎn)生多個(gè)環(huán) 境反射光束； 一光學(xué)構(gòu)件，接收該多個(gè)環(huán)境反射光束，用以產(chǎn)生一第一集中光束； 一影像感測(cè)單元，根據(jù)該第一集中光束，產(chǎn)生一第一檢測(cè)結(jié)果； 一控制單元，根據(jù)該第一檢測(cè)結(jié)果，產(chǎn)生一深度資訊；以及 一移動(dòng)單元，用以移動(dòng)該移動(dòng)機(jī)器人，其中該控制單元根據(jù)該深度資訊，并通過(guò)該移動(dòng) 單元，控制該移動(dòng)機(jī)器人的一行為模式。
2. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該光線平行一地面。
3. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該處理單元朝一地面發(fā)射該多個(gè)次光束。
4. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該處理單元根據(jù)該主光束，產(chǎn)生多個(gè)檢測(cè)光 束，該處理單元朝一地面發(fā)射該多個(gè)檢測(cè)光束，該光線平行該地面。
5. 如權(quán)利要求4所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中當(dāng)該多個(gè)檢測(cè)光束的部分照射一第二物體 時(shí)，該第二物體產(chǎn)生多個(gè)路面反射光束，該光學(xué)構(gòu)件接收該多個(gè)路面反射光束，用以產(chǎn)生一 第二集中光束，該影像感測(cè)單元根據(jù)該第二集中光束，產(chǎn)生一第二檢測(cè)結(jié)果，該控制單元根 據(jù)該第二檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一第二深度資訊，并通過(guò)該移動(dòng)單元，調(diào)整移動(dòng)機(jī)器人的行進(jìn)路徑。
6. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該光線為一平面光或是一曲面光.。
7. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該多個(gè)次光束依序被產(chǎn)生。
8. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該多個(gè)次光束同時(shí)被產(chǎn)生。
9. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該處理單元反射該主光束，用以產(chǎn)生該多個(gè) 次光束。
10. 如權(quán)利要求9所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該處理單元包括： 一固定座； 一鏡面，連接該固定座，用以反射該主光束，其中該控制單元旋轉(zhuǎn)該固定座。
11. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該處理單元為一錐狀鏡面。
12. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該處理單元折射該主光束。
13. 如權(quán)利要求12所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該處理單元為一柱狀透鏡。
14. 如權(quán)利要求13所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該柱狀透鏡具有一表面，該表面具有一第 一區(qū)域以及一第二區(qū)域，該第一區(qū)域具有一第一反射膜，該第二區(qū)域具有一第二反射膜，該 第一反射膜的厚度等于該第二反射膜的厚度。
15. 如權(quán)利要求13所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該柱狀透鏡具有一表面，該表面具有一第 一區(qū)域以及一第二區(qū)域，該第一區(qū)域具有一第一反射膜，該第二區(qū)域具有一第二反射膜，該 第一反射膜的厚度不同于該第二反射膜的厚度。
16. 如權(quán)利要求13所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該柱狀透鏡具有一表面，該表面具有一反 射膜，該反射膜由一蒸鍍方式所形成。
17. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該處理單元繞射該主光束。
18. 如權(quán)利要求17所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該處理單元為一光柵透鏡。
19. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該光發(fā)射單兀包括一激光發(fā)射器。
20. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該光線為一類(lèi)線狀光線。
21. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該控制單元根據(jù)該深度資訊，從至少一預(yù)設(shè) 行為模式中，選擇一者作為該移動(dòng)機(jī)器人的該行為模式、或是根據(jù)該深度資訊以及一隨機(jī) 方式，決定該移動(dòng)機(jī)器人的該行為模式、或是根據(jù)該深度資訊以及一控制指令，決定該移動(dòng) 機(jī)器人的該行為模式，該控制指令由一使用者以直接或間接方式所設(shè)定。
22. 如權(quán)利要求21所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中該移動(dòng)機(jī)器人根據(jù)該預(yù)設(shè)行為模式，直線 移動(dòng)、沿障礙物移動(dòng)、隨機(jī)數(shù)決定移動(dòng)方向、定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、漩渦式旋轉(zhuǎn)、邊走邊轉(zhuǎn)、加速、減速、 倒退或停止。
23. 如權(quán)利要求22所述的移動(dòng)機(jī)器人，其中使用者以視距外操控來(lái)調(diào)整該移動(dòng)機(jī)器人 的該行為模式。
【文檔編號(hào)】B25J5/00GK104117987SQ201310159582
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】陳豪宇, 洪士哲, 冷耀世 申請(qǐng)人:恩斯邁電子(深圳)有限公司