[发明专利]避障与防掉落系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种避障与防掉落系统及其方法，特别涉及的是一种移动装置的避障与防掉落系统，其是利用设置在移动装置上的位移传感器发射及接收反射讯号，以判断为障碍物或高度落差，其利用至少一组传感器即可同时达到避障与防止掉落的功能，可大幅简化移动装置的设计及装置成本。 

背景技术

自走式移动装置(或俗称机器人)在一特定的工作区域运行过程中，其本身是依循预设的行进模式移动，若移动装置在行进过程中不慎碰撞到障碍物或掉落至高度落差而卡住，甚至由高处摔落，如此均容易造成移动装置的损伤而无法继续运行，因此对在一自走式移动装置而言，障碍物回避以及防止装置掉落为其必备的基本功能。 

传统自走式移动装置对在障碍物回避以及防止装置掉落的感测功能，通常是由2组独立的感测组件分别执行各别功能，例如使用红外线、超音波或机械缓冲器等感测组件，其缺点在于，移动装置本身的设计较为复杂，而且需花费较高成本。 

请参阅图1所示，是为美国专利早期公开第20040143930号“Obstacle sensingsystem for an autonomous cleaning apparatus”，该装置提供一种自走式清洁装置的障碍物侦测系统，其是利用底盘10前方一机械式的缓冲器(Bumper)11作为障碍物侦测的主要组件，当缓冲器11碰撞到障碍物后，即产生讯号告知系统；惟，这种接触式避障侦测效率通常较差，需直接接触碰撞后才能达到避障功能，且系统容易因长时间多次的撞击而损害。 

再请参阅图2所示，美国专利第6594844号“Robot obstacle detection system”，其提供一种机器人障碍物侦测系统20，该系统20是利用多组兼具有红外线发射及光讯号接收功能的侦测器21、22作为主要侦测组件，其中，该侦测器21是设置在该机器人23前方，用以侦测前方障碍物或墙面，而该侦测器22设置在机器人23底部，则是提供防掉落侦测，通过此达到避障与防掉落目的；然而，由于该 侦测器21、22的侦测方向固定，必须设置多组侦测器方能扩大侦测角度及方位，否则存在有侦测死角，如图示是分别设置三组侦测器21、22，因此使得架构较为复杂、所需成本相对较高。 

发明内容

有鉴于现有技术的缺陷，本发明的主要目的在于，提出一种避障与防掉落系统及其方法，其是利用设置在移动装置上的位移传感器发射及接收反射讯号，以判断为障碍物或高度落差，其利用至少一组传感器即可同时达到避障与防止掉落的功能，可大幅简化移动装置的设计及装置成本。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案在于，提出一种避障与防掉落系统，其包含： 

一本体； 

至少一驱动轮，是设置在该本体，用在支撑及移动该本体； 

至少一位移传感器，是设置在该本体，用以发射及接收讯号，其发射及接收讯号的路径是与该本体所设置的平面成一特定角度，该位移传感器所发射及接收讯号的路径与该本体所设置的平面所成的特定角度是大于0度而小于90度； 

一转动装置，用以驱动该位移传感器在一定角度的范围内往复转动或作全圆周旋转；一控制单元，可接收及处理该位移传感器的讯号，以判断行进方向是否有障碍物或高度落差，并输出一讯号以驱动该本体转向。 

较佳地，该位移传感器可为光学传感器、声波传感器其中的一或其组合。 

为达上述目的，本发明还提出一种避障与防掉落方法，其是在一可移动的本体上设置至少一位移传感器用以侦测该本体的行进路线，其包含： 

-设定该位移传感器的发射及接收讯号的路径与该本体所设置的平面成一特定角度并初始化，该位移传感器所发射及接收讯号的路径与该本体所设置的平面所成的特定角度是大于0度而小于90度，且该位移传感器由一转动装置驱动，在一定角度的扇形范围内或全圆周旋转扫描侦测；； 

-该位移传感器发送及接收讯号，并将所接收的讯号传送至一控制单元； 

-由该控制单元接收该接收讯号并运算判断指令输出。 

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。 

附图说明

图1是现有一种自走式清洁装置的障碍物侦测系统的结构示意图； 

图2是现有一种机器人障碍物侦测系统的结构示意图； 

图3A是本发明较佳实施例的结构示意图； 

图3B是图3A所示实施例的右侧视图；