CN104210518A - 无线自动推车套组及其无线自动推车控制*** - Google Patents

无线自动推车套组及其无线自动推车控制*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种无线自动推车套组及其无线自动推车控制***,无线自动推车套组包含一推车及一无限自动推车控制***,推车具有一可用以承载物品的车座及一与车座连接的握杆,握杆供使用者握持;该无限自动推车控制***包含一可供使用者随身携带的目标装置,及一装设于推车车座上的追踪装置;该目标装置具有一用以提供一定位特征的定位单元;该追踪装置可分析该定位特征并判断出该目标装置的方位,并使该推车往该目标装置的方位行进。本发明无线自动推车套组,推车自动跟随使用者,省去使用者还须靠自己的体力推动推车。

Description

无线自动推车套组及其无线自动推车控制***
技术领域
本发明涉及一种自动推车,特别是涉及一种让推车可以循特定方位移动的无线自动推车套组及其无线自动控制***。
背景技术
民众在商场购物,或携带多个大型行李行走时,通常需要借助手推车,将商品或行李置于手推车上,再以人力推行达到移动且搬运物品的目的。此种搬运方式,虽然已较直接手提省力,但若遇路途遥远或移动时间漫长,仍不免让使用者感到疲劳、肌肉酸痛,尤其大多数的手推车把手的高度是固定的,对于身高与把手高度不匹配的小孩或老人家,推动时更加不便,也因此更易疲累。
公告日为2010年10月21日,公告号为M390690,名称为“智能型自动导引行李箱”的中国台湾新型专利,揭露一种会自动追随目标物(例如:行李箱的主人)的电动行李箱,然而将电子设备装置入讲究空间管理的行李箱中,除了增加重量以外,还牺牲了行李箱最宝贵的容积。此外,该现有行李箱必须靠电力驱动,势必要内建足以推动重达十多公斤的行李箱的大型电池,而现今最主要的行动电力设备两种电池:车辆使用的铅酸电池及行动装置使用的锂电池,铅酸电池的电解液具有腐蚀性,可充电的锂电池则因为自放电现象而有***的危险,各国航空公司纷纷将此列为禁运品,让自动行李箱本身在实践上颇为困难。
发明内容
本发明提供一种通过判读使用者方位,来让推车跟随使用者前进的无线自动推车控制***。
另外,本发明还提供一种具有上述无线自动推车控制***的无线自动推车套组。
为达上述优点,本发明提供一种无线自动推车控制***,适用于控制一推车行进,该控制***包含一可供使用者携带的目标装置及一追踪装置;该目标装置包括一用以提供一定位特征的定位单元;该追踪装置包括一用以撷取该定位特征的特征撷取单元、一电连接该特征撷取单元并分析该定位特征且判断出该目标装置的方位的处理单元,及一电连接该处理单元的驱动单元,该驱动单元用以接收该驱动命令信号,并控制该推车往该目标装置的方位行进。
较佳地,该定位单元所提供的该定位特征是一射频信号,该追踪装置的该特征撷取单元接收该射频信号,而该处理单元通过分析该射频信号,以判断该目标装置的方位。
更佳地,该追踪装置的该特征撷取单元具有间隔地设置于该推车的一第一信号接收模块及一第二信号接收模块,分别与该处理单元电连接且分别用以接收该射频信号,而该处理单元对该第一信号接收模块与该第二信号接收模块所接收到的射频信号作比对计算,进而判断出该目标装置的方位。
更佳地,该追踪装置还包括一车体及一联结体,该驱动单元设于该车体,该车体受该驱动单元的控制而移动,该联结体设于该车体,用以联结该推车,使该推车受该车体带动而往该目标装置的方位行进。
本发明的功效在于,利用各种现有可能的定位技术来追踪放在使用者身上的目标装置,并驱使推车跟随使用者来行进,省去使用者还须靠自己的体力推动推车,且由于追踪装置透过推动推车来达到搬运行李或货物的目的,追踪装置与所欲搬运的物体在物理结构上彼此分离,故不会因为将行李中内建电子设备,而有不许航空托运的情况发生。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明无线自动推车套组的第一较佳实施例的使用示意图。
图2为第一较佳实施例的无线自动推车控制***的***方块图。
图3为本发明无线自动推车套组的第二较佳实施例的使用示意图。
图4为第二较佳实施例的无线自动推车控制***的***方块图。
图5为本发明无线自动推车套组的第三较佳实施例的使用示意图。
图6为本发明无线自动推车套组的第四较佳实施例的使用示意图。
图7为第四较佳实施例的无线自动推车控制***的方块示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效,请配合图式参考以下四个较佳实施例的详细说明。
图1为本发明无线自动推车套组的第一较佳实施例的使用示意图,图2为本实施例的无线自动推车控制***10的***方块图。参阅图1及图2,无线自动推车套组包含一推车90及一无限自动推车控制***10,推车90具有一可用以承载、容装物品货物、行李的车座92,及一与车座连接的握杆93,握杆93供使用者握持,而透过人力推动、拉动的方式,可使该推车90往使用者欲前进的方向行进。该无限自动推车控制***10包含一可供使用者随身携带的目标装置1,及一装设于推车90的车座92上的追踪装置2。本实施例中追踪装置2装设在适用于搬运商品的购物推车90上,然而本实施例实际上还可以运用于诸如拖板推车、重型手推车、婴儿推车、多层手推车、餐车等各种推车的行进控制上,并不以图1所示的购物推车90为限。
该目标装置1包括一提供定位特征的定位单元11,此定位单元11于第一较佳实施例中发射出射频信号的行动台(mobile station),其具有一控制模块111及与该控制模块111电连接的一信号发射模块112,控制模块111可控制信号发射模块112发出稳定的射频信号,而透过分析信号发射模块112所发出的射频信号特征,即可判断出该追踪装置1的方位,故定位单元11于本实施例中所提供的定位特征实为一射频信号。
该设于推车90的车座92上的追踪装置2包括一用于接收信号发射模块112所发出的射频信号的特征撷取单元21、一电连接该特征撷取单元21并分析此射频信号的特征的处理单元22、一电连接处理单元22的驱动单元23,及与驱动单元23电连接的一马达单元24。该特征撷取单元21于本实施例中,实为接收定位单元11所发出的射频信号的基地台(Base station),其具有一设置在追踪装置2两相反侧的一第一信号接收模块211及一第二信号接收模块212,此二接收模块211、212均分别与该处理单元22电连接,而该处理单元22对该第一信号接收模块211与该第二信号接收模块212所接收到的射频信号的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)作比对计算,进而计算出该目标装置1的方位。
值得一提的是,本实施例如前段所述虽然采用现有的RSSI定位技术,然而也可透过接收信号角度定位法(Angle of Arrival,AOA),利用射频信号接收时的角度进行定位,或到达时间定位法(Time of Arrival,TOA)与到达时间差定位法(Time Difference of Arrival,TDOA),利用信号接收的时间或时间差来进行定位,等等诸如此类的现有定位技术,均与RSSI定位技术实质上具有相同的定位功效,是射频信号定位技术相关领域中具有通常知识者易于思及的手段,且在解决本发明欲处理的追踪定位问题上,该些现有射频定位技术均具有相同的价值。
该处理单元22在将信号接收模块211与该第二信号接收模块212所接收到的射频信号的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)进行定位演算后,推算出目标装置1的方位,接着再依照推算出的目标装置1的方位,发出一驱动命令信号予该驱动单元23。
该马达单元24具有一用以控制推车90的两个前轮91转向的转向马达241,及一用以带动该等前轮91滚动的驱动马达242。该驱动单元23接收到处理单元22发出的驱动命令信号后,依据该驱动命令信号控制转向马达241及驱动马达242,让前轮91朝着该目标装置1的方位滚动,并且带动整个推车90往该目标装置1的方位行进。关于如何驱动推车90往特定方位行进的自动控制技术种类繁多,应为熟悉该项技艺者所易于思及,故在此不多赘述。
图3为本发明无线自动推车套组的第二较佳实施例的使用示意图,图4为第二较佳实施例的无线自动推车控制***20的***方块图。参阅图3与图4,本实施例与第一较佳实施例不同之处在于,第二较佳实施例的无线自动推车控制***20所采用的定位技术,非为射频信号定位而采用影像定位技术。第二较佳实施例中,目标装置3的定位单元31为一个印刷在目标装置3的外层的红色三角形,用以提供明显与环境背景颜色不同的光学特征;而本实施例的控制***20的追踪装置2’的特征撷取单元21’,实为一拍摄前方画面的影像撷取单元,该特征撷取单元21’撷取推车90前方画面,并将该画面转成影像信号输出予处理单元22。
处理单元22透过分析定位单元31所展示的红色三角形位于所撷取到的画面中的相对位置、大小与偏角,即可再利用算法来判断出该目标装置3的方位;最后处理单元22再如同第一较佳实施例中,依照推算出的目标装置3的方位,发出一驱动命令信号予该驱动单元23,使驱动单元23依据驱动命令信号控制转向马达241及驱动马达242,让前轮91朝着该目标装置3的方位滚动,并且带动整个推车90往该目标装置1的方位行进。
值得一提的是,在现有定位技术中,将影像定位技术及RSSI定位技术或其它各种定位技术整合运用,达到交叉比对彼此辅助的效果,以提高定位的精确度及实用性,是定位技术相关领域中具有通常知识者易于思及的手段,虽于本发明的第一较佳实施例与第二较佳实施例中未有不同定位技术的整合,然而此整合是定位技术相关领域中具有通常知识者易于思及的手段,且对于本发明的实现上具有相同的价值。
图5为本发明无线自动推车套组的第三较佳实施例的使用示意图。参阅图5,本实施例中,对于无线自动推车控制***30的目标装置1的定位方式,如同第一较佳实施例采用RSSI定位技术,透过分析目标装置1发送的射频信号,再利用定位算法来判断出该目标装置1的方位,并拉动推车90往目标装置1的方位行进。值得一提的是,本实施例虽采RSSI定位技术,但也可如同第二较佳实施例中,采用影像定位技术甚至二者的整合定位技术来标定目标装置1的方位,不以RSSI定位技术为限,此二技术细节以如前面第一较佳实施例与第二较佳实施例所述,于此不再赘语。
第三较佳实施例与第一较佳实施例不同的地方在于,追踪装置5可分离地与推车90连接的一个独立体,请同时参阅图2,此追踪装置5还包含装载信号接收模块、处理单元、驱动单元与马达单元的一车体51,及连接于该车体51与推车90之间的联结体52,本实施例中,该连结体52是可拆卸地联结推车90的连杆,让追踪装置5可以依使用者的不同需求,选择要用现有的手推车以人力推行,或是将追踪装置5与推车90连接,通过携带目标装置1来让追踪装置5拉动推车90跟随使用者来移动。本实施例中,车体51具有一履带组511,履带组511受追踪装置5的马达单元带动,而让追踪装置5拉动推车90往目标装置1的方位行进。
图6为本发明无线自动推车套组的第四较佳实施例的使用示意图,图7为第四较佳实施例的无限自动推车控制***40的方块示意图。参阅图6与图7,本实施例中,无线自动推车套组包含一推车90及一无限自动推车控制***40,推车90同第一较佳实施例,具有一车座92。该无限自动推车控制***40包括一可供使用者随身携带的目标装置1及一追踪装置2’’。本实施例的目标装置1同第一较佳实施例,包括一提供射频信号作为定位特征的定位单元11,而此定位单元11具有一控制模块111及与该控制模块111电连接的一信号发射模块112,控制模块111可控制信号发射模块112发出稳定的射频信号。
第四较佳实施例中,追踪装置2’’运用现有所常用的的室***频定位技术,而定位目标装置1方位的监控***。追踪装置2’’具有一布设于室内环境中的特征撷取单元21’’、一与该特征撷取单元21’’无线通讯且具有处理单元(图中未示)的终端机22’,及一与于该终端机22’通讯且设于推车90的车座92上的追踪器7。特征撷取单元21’’于本实施例中,是布设于环境中的具有多个传感器213(sensors)的传感器数组,每个传感器213均可接收定位单元11所发出的射频信号,并也同时接收由安装于推车90的追踪器7所发射出射频信号(关于追踪器7如何发出射频信号容后述),与该些传感器213个别无线通讯的终端机22’,接收到射频信号的接收信号强度指示(RSSI),可进而计算出该目标装置1与推车90的方位。本发明于第四较佳实施例中,虽然以采用无线射频定位技术为例,但本发明的定位技术并不以此为限。利用环境中所布设的传感器来进行定位监控,现有已存在蓝芽定位、红外线定位等定位技术,此均与本实施例所采的无线射频定位实质上具有相同的定位功效,应为定位技术相关领域中具有通常知识者易于思及的手段,且在解决本发明欲处理的追踪定位问题上,该些现有定位技术均具有相同的价值。
终端机22’在将特征撷取单元21’’所接收到的射频信号的接收信号强度指示(RSSI)进行定位演算后,推算出目标装置1与推车90个别的方位,接着再依照推算出的方位,发出一驱动命令信号予追踪器7。
追踪器7具有一发出射频信号作为推车90的定位特征的定位单元71、一可接收来自终端机22’所发出该驱动命令信号的信号接收模块74、一电连接信号接收模块74的驱动单元23,及与驱动单元23电连接的一马达单元24。该驱动单元23透过信号接收模块74接收到终端机22’发出的驱动命令信号后,依据驱动命令信号控制转向马达241及驱动马达242,带动整个推车90往该目标装置1的方位行进。
综合以上所述,本发明的无线自动推车控制***10(20、30、40)透过撷取由使用者携带的目标装置1(3)的定位特征,譬如第一、第三、第四较佳实施例的射频信号的接收信号强度指示,或第二较佳实施例的相对于环境背景的光学特征,可以让追踪装置2(2’、2’’、5)判断出该目标装置1(3)的方位,并驱动推车90来往目标装置1(3)的方位行进,以此达到让推车90跟随使用者的效果。
以上所述,仅是本发明的实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种无线自动推车控制***,适用于控制一推车行进,该控制***包含:
一目标装置,可供使用者携带,该目标装置包括一用以提供一定位特征的定位单元;及
一追踪装置,包括一特征撷取单元、一处理单元和一驱动单元;该特征撷取单元用以撷取该定位特征;该处理单元电连接该特征撷取单元,用以分析该定位特征并判断出该目标装置的方位,并且输出一驱动命令信号;该驱动单元电连接该处理单元,用以接收该驱动命令信号,并控制该推车往该目标装置的方位行进。
2.如权利要求1所述的无线自动推车控制***,其特征在于:该定位单元所提供的该定位特征是一射频信号,该追踪装置的该特征撷取单元接收该射频信号,而该处理单元通过分析该射频信号,以判断该目标装置的方位。
3.如权利要求2所述的无线自动推车控制***,其特征在于:该追踪装置的该特征撷取单元具有间隔地设置于该推车的一第一信号接收模块及一第二信号接收模块,该第一信号接收模块与该第二信号接收模块分别与该处理单元电连接且分别用以接收该射频信号,而该处理单元对该第一信号接收模块与该第二信号接收模块所接收到的射频信号作比对计算,进而判断出该目标装置的方位。
4.如权利要求1所述的无线自动推车控制***,其特征在于:该定位单元所提供的该定位特征是一光学特征,该追踪装置的该特征撷取单元撷取该光学特征,而该处理单元通过分析该光学特征,判断出该目标装置的方位。
5.如权利要求4所述的无线自动推车控制***,其特征在于:该追踪装置的该特征撷取单元设置于该推车上。
6.如权利要求1~5项中任一所述的无线自动推车控制***,其特征在于:该追踪装置还包括一设置于该推车且电连接该驱动单元的马达单元,用以受该驱动单元控制并带动该推车往该目标装置的方位行进。
7.如权利要求1-5项中任一项所述的无线自动推车控制***,其特征在于:该追踪装置还包括:
一车体,该驱动单元设于该车体,该车体受该驱动单元的控制而移动,及
一联结体,设于该车体,用以联结该推车,使该推车受该车体带动而往该目标装置的方位行进。
8.一种无线自动推车套组,包含:
一推车,包括供置放物品的一车座及一与该车座连接的握杆,该握杆是供使用者握持并通过人力以推动该推车;及
一无线自动推车控制***,包括一目标装置及一追踪装置;该目标装置供使用者携带,该目标装置具有一用以提供一定位特征的定位单元;该追踪装置设于该推车上,该追踪装置具有一处理单元、一马达单元及一驱动单元;该处理单元电连接该特征撷取单元,用以分析该定位特征并判断出该目标装置的方位,并且输出一驱动命令信号;该马达单元设置于该推车上,用以带动该推车行进;该驱动单元电连接该处理单元与该马达单元,用以接收该驱动命令信号,并依据该驱动命令信号控制该马达单元,使该推车往该目标装置的方位行进。
9.如权利要求8所述的无线自动推车套组,其特征在于:该定位单元所提供的该定位特征是一射频信号,该追踪装置的该特征撷取单元接收该射频信号,而该处理单元系通过分析该射频信号,以判断该目标装置的方位。
10.如权利要求8所述的无线自动推车套组,其特征在于:该定位单元所提供的该定位特征是一光学特征,该追踪装置的该特征撷取单元撷取该光学特征,而该处理单元通过分析该光学特征,判断出该目标装置的方位。
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