TWI862467B - 撿物機器人 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種撿物機器人，其包含攝像裝置、自走式移動裝置以及撿物裝置。攝像裝置產生影像。自走式移動裝置包含移動模組及處理模組。移動模組配置以帶動自走式移動裝置位移。攝像裝置設置於自走式移動裝置。處理模組由影像辨識出一物件資訊及對應於物件資訊的一尺寸資訊。處理模組控制移動模組往該物件資訊的位置位移。撿物裝置的複數個彈性件環狀地且間隔的配置。其中，處理模組依據物件資訊及尺寸資訊控制撿物裝置的間隔調整模組調整複數個彈性件所形成的間隔狀態。

Description

撿物機器人

本發明係關於一種撿物機器人的技術領域，特別是關於一種應用影像辨識以調整撿物裝置，以應用於球場上撿球或撿異物的撿物機器人。

目前，人們經濟能力提升，及對於身體健康狀況的關注，休閒運動已經為民眾廣泛所重視，各種球類運動更是順應此一潮流而逐漸為大眾所熱衷，諸如高爾夫球、棒球、桌球、網球等。以上所述之球類，均需利用大量的球進行練習以達到重複訓練基本動作，而練習過程中，大量的球易散落於練習場地的各個角落，撿拾者需重複彎腰撿球並收集於收納桶內。此種一一撿球方式，造成撿拾者需耗費過多的時間及精力，以及容易造成撿拾者手部髒污，更甚者，撿拾者因反覆的彎腰撿球而造成腰部酸痛的運動傷害問題。

綜觀前所述，本發明的發明人於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述的目標設計了一種撿物機器人，以針對現有技術的缺失加以改善，進而增進產業上的實施利用。

有鑒於上述習知技術的問題，本發明的目的就是在提供一種撿物機器人，以解決上述習知所待改善的問題。

基於上述目的，本發明係提供一種撿物機器人，其包含一攝像裝置、一自走式移動裝置以及一撿物裝置。攝像裝置係擷取撿物機器人的前方或前方及周圍以產生一影像。自走式移動裝置係包含一移動模組及一處理模組。該移動模組係配置以帶動該自走式移動裝置位移。該攝像裝置係設置於該自走式移動裝置上。該處理模組係電性連接該攝像裝置及該移動模組。該處理模組包含一辨識單元及一控制單元。該辨識單元係配置以由該影像辨識出一物件資訊及對應於該物件資訊的一尺寸資訊。該控制單元係控制該移動模組使該自走式移動裝置往該物件資訊的位置位移。撿物裝置係包含二環件、複數個彈性件及間隔調整模組。二該環件係間隔地設置。複數個該彈性件係環狀間隔地設置於二該環件之間。該間隔調整模組係連接至複數個該彈性件。其中，該控制單元係電性連接至該間隔調整模組。該控制單元係依據該物件資訊及該尺寸資訊控制該間隔調整模組調整複數個該彈性件所形成的間隔狀態。

較佳地，複數個該彈性件形成複數個間隔。該間隔狀態包含該間隔變小、該間隔變大及該間隔的長邊方向斜向於二該環件所形成的軸線。

較佳地，該間隔包含第一距離、第二距離及第三距離。該第一距離對應於網球使用。該第二距離小於該第一距離，且以桌球為基準對應於桌球與高爾夫球使用。該間隔的長邊方向斜向於二該環件所形成的軸線係對應於羽球使用。該第三距離對應於網球、桌球、高爾夫球與羽球以外的異物使用。

較佳地，各該環件分別設有一軌道。該間隔調整模組包含設置於該彈性件的兩端的一從動件及對應於複數個該從動件的複數個轉動驅動器。該從動件係設置於該軌道。該轉動驅動器係連接於該從動件，且各該轉動驅動器電性連接至該控制單元。

較佳地，該軌道係為環形齒軌，該從動件係為齒輪。

較佳地，該間隔調整模組包含二無線傳輸模組。二該無線傳輸模組分別設置於各該環件且電性連接所在的該環件上的複數個該轉動驅動器。該無線傳輸模組電性連接至該控制單元。

以下將以具體的實施例配合所附的圖式詳加說明本發明的技術特徵，以令本發明所屬技術領域具有通常知識者可易於理解本發明的目的、技術特徵、及其優點。

本發明的優點、特徵以及達到的技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本發明可以不同形式來實現，故不應被理解僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域中具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所定義。

應當理解的是，儘管術語「第一」、「第二」等在本發明中可用於描述各種元件、部件、區域、區段、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、區段、層及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、區段、層及/或部分與另一個元件、部件、區域、區段、層及/或部分區分開。

還需要說明的是，在本文中，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個…」限定的要素，並不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。

除非另有定義，本發明所使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本發明所屬技術領域的通常知識者通常理解的相同含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的定義，並且將不被解釋為理想化或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

還應當理解，在本發明中所使用的術語僅僅是出於描述特定實施例的目的而並不意在限制本發明。如在本發明說明書及/或所附申請專利範圍中所使用的那樣，除非上下文清楚地指明其它情況，否則單數形式的「一」及「該」，其意在包括複數形式。

請一併參閱圖1至4。圖1、2為本發明的撿物機器人的方塊示意圖及整體結構示意圖。圖3係為本發明的撿物機器人的間隔狀態的示意圖。。圖3係為本發明的撿物機器人的間隔調整模組的結構示意圖。

如圖所示，本發明的撿物機器人1，其主要應用於一球場，以撿取球場上的球具用品或其他如垃圾等異物。撿物機器人1包含一攝像裝置2、一自走式移動裝置3以及一撿物裝置4。

其中，攝像裝置2係如所屬技術領域中具有通常知識者所熟知或慣用的攝影機或攝像頭。其中，攝像裝置2係設置於自走式移動裝置3上，其係配置擷取該撿物機器人1的前方或前方及周圍以產生影像21。舉例來說，攝像裝置2可定向地不斷擷取撿物機器人1的前方的影像21，而自走式移動裝置3則可例如掃地機器人一般地依遍地性及/或不重複性地；或者是，攝像裝置2可具有一自動旋轉模組，以在自動旋轉模組的帶動下持續的轉動，以擷取撿物機器人1的前方及周圍的影像21。

其中，自走式移動裝置3係包含一移動模組31及一處理模組32。該移動模組31係如所屬技術領域中具有通常知識者所熟知或慣用的自走式機器人；舉例來說，移動模組31包含一承載體及在承載體的相對的兩側分別間隔的二個輪體；並且，承載體設有如馬達、多個齒輪、軸桿等，以帶動輪體轉動或轉向等；另外，輪體可為一般輪體或全向輪等。移動模組31係配置以帶動該自走式移動裝置3位移。處理模組32例如是中央處理單元（central processing unit，CPU），或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微控制單元（micro control unit，MCU）、微處理器（microprocessor）、數位信號處理器（digital signal processor，DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（application specific integrated circuit，ASIC）、算數邏輯單元（arithmetic logic unit，ALU）、複雜可程式邏輯裝置（complex programmable logic device，CPLD）、現場可程式化邏輯閘陣列（field programmable gate array，FPGA）或其他類似元件或上述元件的組合。處理模組32設置於自走式移動裝置3上，並電性連接攝像裝置2及移動模組31。

其中，該處理模組32包含軟體形式、硬體形式或軟體與硬體協同運作形式的一辨識單元321及一控制單元322。該辨識單元321係配置以由該影像21辨識出物件資訊323及對應於該物件資訊323的尺寸資訊324。其中，辨識單元321由影像21辨識出物件及其例如形狀的物件資訊323、例如尺寸大小的尺寸資訊324係為所屬技術領域中具有通常知識者所熟知或慣用的技術手段，例如AI影像辨識等技術，於此便不再加以贅述。控制單元322係控制該移動模組31使該自走式移動裝置3往該物件資訊323的位置位移。

其中，撿物裝置4係包含二環件41、複數個彈性件42及間隔調整模組43。二環件41可為金屬材質或塑膠材質所製成，其係沿著垂直於自走式移動裝置3的前進方向的方向間隔地設置於自走式移動裝置3的前方。複數個彈性件42可為彈簧繩、彈力繩、可彈性變形的塑膠等元件，其係環狀間隔地設置於二該環件41之間。該間隔調整模組43係連接至複數個彈性件42。

其中，該控制單元322係電性連接至該間隔調整模組43。該控制單元322係依據物件資訊323及尺寸資訊324控制該間隔調整模組43調整複數個該彈性件42所形成的間隔狀態325。

進一步來說，複數個該彈性件42形成複數個間隔。該間隔狀態325包含該間隔變小、該間隔變大及該間隔的長邊方向斜向於二該環件41所形成的軸線。其中，該間隔包含一第一距離D1、一第二距離D2及一第三距離D3。該第一距離D1對應於網球使用。該第二距離D2小於該第一距離D1，且以桌球為基準對應於桌球與高爾夫球使用。該間隔的長邊方向斜向於二該環件41所形成的軸線係對應於羽球使用。該第三距離D3對應於網球、桌球、高爾夫球與羽球以外的異物使用。

也就是說，當控制單元322依據物件資訊323及尺寸資訊324判斷物件為網球時，其控制間隔調整模組43調整複數個彈性件42所形成間隔為第一距離D1的間隔狀態325，從而當撿物裝置4移動至物件時可藉由複數個彈性件42將物件收納至複數個彈性件42及二環件41所圍繞形成的空間中。又，當控制單元322依據物件資訊323及尺寸資訊324判斷物件為桌球或高爾夫球時，其控制間隔調整模組43調整複數個彈性件42所形成間隔為第二距離D2的間隔狀態325，從而當撿物裝置4移動至物件時可藉由複數個彈性件42將物件收納至複數個彈性件42及二環件41所圍繞形成的空間中。當控制單元322依據物件資訊323及尺寸資訊324判斷物件為羽球時，其控制間隔調整模組43調整複數個彈性件42所形成長邊方向斜向於二該環件41所形成的軸線（即斜向間隔）的間隔狀態325，從而當撿物裝置4移動至物件時可藉由複數個彈性件42將物件收納至複數個彈性件42及二環件41所圍繞形成的空間中。再者，當控制單元322依據物件資訊323及尺寸資訊324判斷物件為球具用品以外的異物（例如瓶罐等垃圾）時，其控制間隔調整模組43調整複數個彈性件42所形成間隔為第三距離D3的間隔狀態325，從而當撿物裝置4移動至物件時可藉由複數個彈性件42將物件收納至複數個彈性件42及二環件41所圍繞形成的空間中。

另外，就間隔調整模組43進一步來說，各該環件41分別設有一軌道411。該間隔調整模組43包含設置於該彈性件42的兩端的一從動件431及對應於複數個該從動件431的複數個轉動驅動器432。該從動件431係設置於該軌道411。該轉動驅動器432係連接於該從動件431，且各該轉動驅動器432電性連接至該控制單元322。

其中，該軌道411係為環形齒軌，該從動件431係為齒輪，轉動驅動器432可為馬達。也就是說，控制單元322可各別控制轉動驅動器432運作，從而使從動件431於軌道411中位移，進而調整彈性件42的位置，以獲得所需的間隔狀態325。

順帶一提的是，控制單元322可經由實線路及/或電子接點的方式電性連接至轉動驅動器432，而在本實施例中，各該間隔調整模組43包含二無線傳輸模組433。二該無線傳輸模組433分別設置於各該環件41且電性連接所在的該環件41上的複數個該轉動驅動器432。該無線傳輸模組433電性連接至該控制單元322。亦即，控制單元322可經由無線傳輸模組433以無線地控制轉動驅動器432運作。

本發明的撿物機器人，其藉由上述配置，從而可在一個球場上不止僅是撿球可亦撿除球場的如垃圾等異物。更甚者，本發明的撿物機器人可巡遊於不同的球場以一併撿取不同的球具用品。或者是，本發明的撿物機器人可改善使用者需針對不同球類用品購置不同的撿球裝置的困擾。

在本發明所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置，可藉由其它的方式實現。例如上述實施例在不相衝突的基礎下，可任意搭配組合進行應用；例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如所述模組的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式；例如多個模組或元件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是藉由一些介面，裝置或模組的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的模組可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模組顯示的部件可以是或者也可以不是物理模組，即可以位於一個地方，或者也可以分佈到多個網路模組上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模組來實現實施例方案的目的。

另外，在本發明的各個實施例中的各功能模組可以集成在一個處理器中，也可以是各個模組單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上模組集成在一個模組中。上述集成的模組既可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模組的形式實現。

所述集成的模組如果以軟體功能模組的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以儲存在一個電腦可讀取儲存介質中。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟體產品的形式體現出來，該電腦軟體產品儲存在一個儲存介質中，包括若干指令用以使得一台電腦設備(可為個人電腦、伺服器或者網路設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。

1:撿物機器人 2:攝像裝置 21:影像 3:自走式移動裝置 31:移動模組 32:處理模組 321:辨識單元 322:控制單元 323:物件資訊 324:尺寸資訊 325:間隔狀態 4:撿物裝置 41:環件 411:軌道 42:彈性件 43:間隔調整模組 431:從動件 432:轉動驅動器 433:無線傳輸模組 D1:第一距離 D2:第二距離 D3:第三距離

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對本發明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本發明所屬技術領域中的具有通常知識者來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1係為本發明的撿物機器人的方塊示意圖。

圖2係為本發明的撿物機器人的整體結構示意圖。

圖3係為本發明的撿物機器人的間隔狀態的示意圖。

圖4係為本發明的撿物機器人的間隔調整模組的結構示意圖。

1:撿物機器人

2:攝像裝置

21:影像

3:自走式移動裝置

31:移動模組

32:處理模組

321:辨識單元

322:控制單元

323:物件資訊

324:尺寸資訊

325:間隔狀態

4:撿物裝置

41:環件

42:彈性件

43:間隔調整模組

Claims (6)

1. 一種撿物機器人，係包含： 一攝像裝置，係擷取該撿物機器人的前方或前方及周圍以產生一影像； 一自走式移動裝置，係包含一移動模組及一處理模組；該移動模組係配置以帶動該自走式移動裝置位移；該攝像裝置係設置於該自走式移動裝置上；該處理模組係電性連接該攝像裝置及該移動模組；該處理模組包含一辨識單元及一控制單元；該辨識單元係配置以由該影像辨識出一物件資訊及對應於該物件資訊的一尺寸資訊；該控制單元係控制該移動模組使該自走式移動裝置往該物件資訊的位置位移；以及 一撿物裝置，係包含二環件、複數個彈性件及一間隔調整模組；二該環件係間隔地設置；複數個該彈性件係環狀間隔地設置於二該環件之間；該間隔調整模組係連接至複數個該彈性件；其中，該控制單元係電性連接至該間隔調整模組；該控制單元係依據該物件資訊及該尺寸資訊控制該間隔調整模組調整複數個該彈性件所形成的一間隔狀態。
2. 如請求項1所述的撿物機器人，其中複數個該彈性件形成複數個間隔；該間隔狀態包含該間隔變小、該間隔變大及該間隔的長邊方向斜向於二該環件所形成的軸線。
3. 如請求項2所述的撿物機器人，其中該間隔包含一第一距離、一第二距離及一第三距離；該第一距離對應於網球使用；該第二距離小於該第一距離，且以桌球為基準對應於桌球與高爾夫球使用；該間隔的長邊方向斜向於二該環件所形成的軸線係對應於羽球使用；該第三距離對應於網球、桌球、高爾夫球與羽球以外的異物使用。
4. 如請求項1至3中任一項所述的撿物機器人，其中各該環件分別設有一軌道；該間隔調整模組包含設置於該彈性件的兩端的一從動件及對應於複數個該從動件的複數個轉動驅動器；該從動件係設置於該軌道；該轉動驅動器係連接於該從動件，且各該轉動驅動器電性連接至該控制單元。
5. 如請求項4所述的撿物機器人，其中該軌道係為環形齒軌，該從動件係為齒輪。
6. 如請求項5所述的撿物機器人，其中該間隔調整模組包含二無線傳輸模組，二該無線傳輸模組分別設置於各該環件且電性連接所在的該環件上的複數個該轉動驅動器；該無線傳輸模組電性連接至該控制單元。