移动载具及其状态估测与感测融合切换方法技术

一种移动载具及其状态估测与感测融合切换方法。此移动载具包括至少一个传感器、至少一个致动器及处理器，用以移载及运送对象。此方法包括下列步骤：接收搬运对象的任务指令及执行此任务指令所需的数据；将此任务指令依映射位置区分为多个工作阶段，并将各个工作阶段映射至运输状态及执行状态其中之一，以建立语义层次；利用传感器估计移动载具的目前位置；以及将目前位置映射至语义层次中的工作阶段其中之一，以估测移动载具的目前状态。

【技术实现步骤摘要】
移动载具及其状态估测与感测融合切换方法
本公开是有关于一种装置状态的估测方法，且特别是有关于一种移动载具及其状态估测与感测融合切换方法。
技术介绍
自主移动载具(AutomatedGuidedVehicle，AGV)是一种移动式机器人，其可通过地板导线、机器视觉或雷射导航等技术在厂区、仓库内搬运货物。由于AGV能够自动装卸和运输货物，让载卸货更省力，且能够弹性调配载卸地点及运输路径，以提升交货效率、解决车道占用等问题。AGV仰赖定位、对象识别等技术来实施货物搬运，近年来多种定位技术群雄并起，如蓝芽(Bluetooth)、无线保真(WiFi)、超宽带(Ultra-Wideband，UWB)、可见光定位系统(VisibleLightPositioningSystem)、无线射频辨识(RadioFrequencyIdentification，RFID)等，依布建成本、精准度及技术特性，这些定位技术各有其适合应用的场域。由于定位技术的多元性，使得室内外无缝定位之设计，难以单纯地采用双系统间的切换来达成。公开内容本公开的目的系提供一种移动载具及其状态估测与感测融合切换方法，可实现多元定位系统之间的无缝切换。本公开提供一种移动载具的状态估测与感测融合切换方法，此移动载具包括至少一个传感器、至少一个致动器及处理器，用以移载及运送对象。此方法包括下列步骤：接收搬运对象的任务指令及执行此任务指令所需的数据；将此任务指令依映射位置区分为多个工作阶段，并将各个工作阶段映射至运输状态及执行状态其中之一，以建立语义层次；利用传感器估计移动载具的目前位置；以及将此目前位置映射至语义层次中的工作阶段其中之一，以估测移动载具的目前状态。本公开提供一种移动载具，其包括数据撷取装置、至少一个传感器、至少一个致动器、储存装置及处理器。其中，传感器是用以估计移动载具的目前位置。致动器是用以移载及运送对象。储存装置是用以储存由数据撷取装置撷取的数据及多个计算机指令或程序。处理器耦接数据撷取装置、传感器、致动器及储存装置，且经配置以执行计算机指令或程序以：利用数据撷取装置接收搬运对象的任务指令及执行此任务指令所需的数据；将此任务指令依映射位置区分为多个工作阶段，并将各个工作阶段映射至运输状态及执行状态其中之一，以建立语义层次；以及将传感器所估计的目前位置映射至语义层次中的所述工作阶段其中之一，以估测移动载具的目前状态。本公开的移动载具及其状态估测与感测融合切换方法通过将任务指令区分为多个工作阶段并映射至不同状态以建立语义层次，当移动载具在执行移载和运送对象的任务时，可通过将估计位置映射至当前状态并判断出是否发生状态转移，而当发生状态转移时，也能够快速地切换至适合当下状态的感测组合，以接续执行任务指令。从而，可有效率地执行移动载具的状态估测及其感测融合切换，实现定位系统之间的无缝切换。为让本公开的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是依照本公开一实施例所绘示的移动载具的方块图。图2是依照本案一实施例所绘示的移动载具的状态估测与感测融合切换方法的流程图。图3是依照本案一实施例所绘示的语义层次的示意图。图4是依照本案一实施例所绘示的状态转移模型的示意图。图5A至图5D是依照本案一实施例所绘示的感测融合切换方法的范例。【附图中主要元件符号说明】10：移动载具12：数据撷取装置14：传感器16：致动器18：储存装置20：处理器30：语义层次32：映射位置层34：工作阶段层36：状态层40：状态转移模型A：移载机械C：相机I：标识符O：对象P1～P4：工作阶段S：货架T：卸除对象V：自主移动载具W：仓库S202～S208：步骤具体实施方式本公开实施例系针对自主移动载具(AutomatedGuidedVehicle，AGV)设计一个共通架构，其中将所接收的任务指令依其映射位置区分为多个工作阶段以建立语义层次(semantichierarchy)，然后将各个工作阶段依据其顺序及链接关系随着语义层次映射至状态层，以建立状态转换模型。在实时运作中，自主移动载具即可通过估计自身当前位置，并将该位置映射至语义层次，以估测目前状态。此外，自主移动载具可比较目前状态与先前状态之间的差异，以判断是否发生状态转移，并在发生状态转移时重新排定传感器的优先级，以有效率地切换到适合目前状态的控制线程以继续执行搬运工作。图1是依照本公开一实施例所绘示的移动载具的方块图。请参照图1，本实施例的移动载具10例如是用以移载及运送对象的自主移动载具、搬运机器人等电子装置。移动载具10包括数据撷取装置12、至少一个传感器14、至少一个致动器16、储存装置18及处理器20，其功能分述如下。数据撷取装置12例如是通用串行总线(USB)接口、火线(Firewire)界面、雷电(Thunderbolt)接口、卡片阅读机等接口装置，其可用以连接随身碟、行动硬盘、记忆卡等外部装置以撷取数据。在另一实施例中，数据撷取装置12例如是键盘、鼠标、触摸板、触碰屏幕等输入工具，用以侦测使用者的输入操作以撷取输入数据。在又一实施例中，数据撷取装置12例如是支持以太网络(Ethernet)等有线网络链接的网络卡或是支持电机和电子工程师协会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，IEEE)802.11n/b/g等无线通信标准的无线网络卡，其可通过有线或无线方式与外部装置进行网络联机并撷取数据。传感器14例如是无线通信子系统、全球定位系统(globalpositionsystem，GPS)、低功耗蓝牙(BluetoothLowEnergy，BLE)、惯性测量单元(inertialmeasurementunit，IMU)、旋转编码器(rotaryencoder)、相机、光传感器(photodetector)、雷射或其组合，而可感测移动载具10周遭的电磁波、影像、声波等环境信息以及移动载具10自身的惯性、位移等，并将所侦测信息提供处理器20用以估计移动载具10的目前位置及/或状态。在一实施例中，传感器14可搭配雷射测绘(lasermapper)、测距(odometry)等系统，而可增加移动载具10位置的精准估测。致动器16例如是牙叉(fork)、手臂(arm)、滚轮(roller)、马达(motor)或其组合，其可组成叉臂式搬运系统，而可根据处理器20下达的控制指令或讯号，对对象进行装载、卸除及运送等操作动作。储存装置18可以是任何型态的固定式或可移动式随机存取内存(randomaccessmemory，RAM)、只读存储器(read-onlymemory，ROM)、闪存(flashmemory)或类似元件或上述元件的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动载具的状态估测与感测融合切换方法，所述移动载具包括至少一传感器、至少一致动器及处理器，用以移载及运送对象，所述方法包括下列步骤：/n接收搬运所述对象的任务指令及执行所述任务指令所需的数据；/n将所述任务指令依映射位置区分为多个工作阶段，并映射各所述工作阶段至运输状态及执行状态其中之一，以建立语义层次；/n利用所述传感器估计所述移动载具的目前位置；以及/n将所述目前位置映射至所述语义层次中的所述工作阶段其中之一，以估测所述移动载具的目前状态。/n

【技术特征摘要】
20191218 TW 1081463281.一种移动载具的状态估测与感测融合切换方法，所述移动载具包括至少一传感器、至少一致动器及处理器，用以移载及运送对象，所述方法包括下列步骤：
接收搬运所述对象的任务指令及执行所述任务指令所需的数据；
将所述任务指令依映射位置区分为多个工作阶段，并映射各所述工作阶段至运输状态及执行状态其中之一，以建立语义层次；
利用所述传感器估计所述移动载具的目前位置；以及
将所述目前位置映射至所述语义层次中的所述工作阶段其中之一，以估测所述移动载具的目前状态。


2.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述任务指令依映射位置区分为多个工作阶段，并映射各所述工作阶段至运输状态及执行状态其中之一，以建立语义层次的步骤之后，所述方法还包括：
根据所述工作阶段之间的顺序及链接关系，将各所述工作阶段随着所述语义层次映射至所述运输状态及所述执行状态其中之一，以形成状态转移模型。


3.根据权利要求2所述的方法，其中在估测所述移动载具的所述目前状态的步骤之后，所述方法还包括：
比较所述目前状态及前一时间点所估测的先前状态，以判断是否发生状态转移；以及
当判断发生所述状态转移时，依据所述状态转移模型循序切换所述状态转移下的多个感测组合，以选择可用的所述感测组合接续执行所述任务指令，其中各所述感测组合包括所述传感器及所述致动器的至少其中之一。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述任务指令由装载、卸除及运送中的至少一个工作组成，且将所述任务指令依映射位置区分为多个工作阶段，并映射各所述工作阶段至运输状态及执行状态其中之一，以建立语义层次的步骤包括：
将所述工作分别对应于至少一控制线程，并依据所述控制线程区分所述工作阶段。


5.根据权利要求3所述的方法，其中所述装载及所述卸除包括依据装载地点、卸除地点、移载对象以及装载对象与卸除对象的识别区分所述工作阶段。


6.根据权利要求4所述的方法，其中所述装载对象与所述卸除对象的识别方法包括生物特征、对象特征、环境特征或标识符。


7.根据权利要求3所述的方法，其中所述运送工作包括依据运送所经过的至少一个场所各自的地理信息系统区分所述工作阶段。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
利用所述传感器侦测位于所述移动载具的运送路径上的障碍物；以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖歆兰，林昆贤，张立光，吴韦良，陈一元，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71