[發(fā)明專利]探索環(huán)境繪制三維空間地圖的自走式測量設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010106622.4
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN102141622A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊志雄
• 申請（專利權(quán)）人: 楊志雄
• 主分類號: G01S15/93
• 分類號: G01S15/93;G01S17/93;G01V8/14;G01C21/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可自行回避障礙并記錄其行經(jīng)路徑的自走設(shè)備，尤其涉及一種能記錄行經(jīng)路徑的高低起伏變化的3D路徑的自走式測量設(shè)備。

背景技術(shù)

目前無人搬運車及自走車，都是只按照一定的路徑行進，并不具備進入未知環(huán)境里探索路徑的功能。就目前檢索到的專利參考而言，如中國臺灣專利申請案號90119807“無人搬運車系統(tǒng)”、中國臺灣專利申請案號90125473“無人搬運車、其運行控制系統(tǒng)及方法、及自走車”、中國臺灣專利申請案號91102688“無人搬運車、無人搬運車系統(tǒng)以及芯片搬運方法”、中國臺灣專利申請案號91105854“控制可移動體的設(shè)備、方法及系統(tǒng)”、中國臺灣專利申請案號96105098“移動式機器人的自備視覺系統(tǒng)”及中國臺灣專利申請案號96127799“移動體的行走設(shè)備及其控制方法”等專利內(nèi)容中，無一談及其應用于探索未知環(huán)境中無障礙路徑的可能性。

中國臺灣專利申請案號94222768提出一種“具有檢測障礙功能的自走裝置”，利用光線的反射檢測其前方有無墻壁或樓梯口存在，以避免行進中發(fā)生撞墻或跌下樓梯的問題。其特征在于設(shè)有一檢測系統(tǒng)，包括一光發(fā)射器，一光接收器，以及一反射面，并令光發(fā)射器沿預定角度發(fā)射定義出一照射區(qū)域。反射面以一預定角度朝向照射區(qū)域，令照射區(qū)域的光線反射至反射面上形成一反射區(qū)域。

前述的參考案，主要通過元件之間的反射關(guān)系及角度設(shè)計，使光接收器在光發(fā)射器與地表距離在一定范圍內(nèi)時才收得到反射光，而當光發(fā)射器與地表的距離大于該范圍時則收不到該反射光，藉此排除因環(huán)境光害造成誤判的影響。鑒于目前汽車保險桿上已經(jīng)有倒車雷達檢測裝置可用，足以替代該參考案的功能，且本案的發(fā)明重點并不在于發(fā)明另一個檢測障礙的裝置，因此中國臺灣專利申請案號94222768顯然無助于本發(fā)明的自行回避障礙并記錄行經(jīng)路徑的自走設(shè)備的研發(fā)目的。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種探索環(huán)境繪制三維空間地圖的自走式測量設(shè)備，在一自走設(shè)備上配備一對馬達驅(qū)動單元、一防撞測距單元、一重力角度感測單元、一信號處理/編碼單元、一傳輸接口、一存儲單元及一電池。自走設(shè)備行進時，通過防撞測距單元檢測前方及兩側(cè)有無障礙，并將檢測所得的信號傳給信號處理/編碼單元。當防撞測距單元檢測到障礙，信號處理/編碼單元使兩馬達驅(qū)動單元分別改變轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)向以回避障礙。信號處理/編碼單元通過計算馬達驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向獲取自走設(shè)備的位移長度及轉(zhuǎn)向化為坐標信息，重力角度感測單元感測自走設(shè)備在位移路徑上的每一點的水平傾角并傳送給信號處理/編碼單元，藉以建立位移路徑上的每一點的(X，Y，水平傾角)，從而算出3D路徑每一點的3D坐標值(X，Y，Z)，并將此坐標值編碼透過傳輸接口對外發(fā)送。使用者可使用電腦及信號接收單元透過傳輸接口接收、儲存每一點的3D坐標，利用繪圖軟件加以顯示。

本發(fā)明實施例的自走設(shè)備不但可以自行回避探索空間里的障礙面，避開陷坑以朝無障礙的路徑前進，并且可以記錄所行經(jīng)的路徑，建立3D的坐標數(shù)據(jù)送至電腦儲存、編輯或繪圖顯示。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的實施例的應用示意圖；

圖2為本發(fā)明的可自行回避障礙并記錄其行經(jīng)路徑的自走設(shè)備實施例構(gòu)造示意圖；

圖3為本發(fā)明的實施例處于傾斜狀態(tài)的示意圖；

圖4為本發(fā)明的實施例所建立的3D路徑的示意圖；

圖5為本發(fā)明的實施例所建立的3D路徑的坐標示意圖；

圖6為本發(fā)明的變化實施例示意圖；

圖7為本發(fā)明的變化實施例的應用示意圖。

附圖標號：

1：探索環(huán)境繪制三維空間地圖的自走式測量設(shè)備

10：左側(cè)馬達驅(qū)動單元????11：右側(cè)馬達驅(qū)動單元

12：防撞測距單元????????13：重力角度感測單元

14：信號處理/編碼單元???15：傳輸接口

16：存儲單元????????????17電池

20：位移路徑????????????21：3D路徑

22：基準坐標????????????30：電腦

31：信號接收單元????????40：探索空間

41：障礙面??????????????42：陷坑

121：第一測距裝置???????122：第二測距裝置

P₀：出發(fā)點??????????????Pi：移動點

Pi-₁：前一移動點????????ΔS：路徑取樣長度