TWM634522U

TWM634522U - 使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置

Info

Publication number: TWM634522U
Application number: TW111207260U
Authority: TW
Inventors: 黃志峰
Original assignee: 正修學校財團法人正修科技大學
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2022-11-21

Abstract

本創作係有關於一種使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置，包含一室內自走式定位系統、一智慧型手機或平板，主要係先以智慧型手機或平板搭配室內自走式定位系統建立室內地圖以及特定地點的辨識二維圖像(QR code)，供老人或視覺損傷者透過在智慧型手機或平板輸入欲到達之目的地後，能利用自走式機構進行路線規劃以及語音導引，使老人或視覺損傷者順利到達目的地。

Description

使用QR　code定位的居家自走式語音導引裝置

本創作係有關於一種自走式語音導引裝置，尤其是指一種使用QR code定位的居家自走式語音導引裝。

對於視覺甫遭受損傷者而言，因為看不到外界環境，使得居家室內環境將成為其最長時間待的地方，同樣居家老人由於記憶力衰退也常常會忘記如何能自行在室內居住環境中隨心活動。

請參見TW201444543自主式行動車，係包括車本體、感測模組、導航定位模組、近端主機、驅動模組與供電模組。其中，導航定位模組設置於車本體並包含定位單元與路徑生成單元，定位單元運作於提供位置資訊，路徑生成單元運作於產生動態路線資訊；近端主機包含無線通訊模組、顯示模組、輸入模組與運算處理模組，運算處理模組運作於根據動態路線資訊提供控制訊號；驅動模組運作於接收控制訊號而驅動車本體作動。藉此，令自主式行動車，可根據目標資訊而由該導航定位模組自行定位並導航移動到特定位置。然而該案因係採用無線射頻辨識技術，成本較高且需近距離應，並有干擾之虞。

又如，TWI384249B RFID定位及導引系統，其係運用RFID(Radio Frequency Identification無線射頻辨識系統)來進行移動物體之定位及導引，並建構於開放空間的固定路徑上，路徑指示區與非路徑區以顏色和/或外型和/或敲擊聲音的不同來區別。在所有路徑上的起點/終點及每條路徑上間隔適當距離的地點上佈上RFID，並將RFIDReader置於移動之物體(如自走車或盲人的手杖)上，並根據所讀取到之RFIDreader內容來決定其位置。其適用於定位網路之佈建範圍大，而需定位之移動物體數量少之應用情境。然而RFID需近距離感應，因此並不適合用來導引。

再參TWI352608B具自動定位功能之導覽玩具載具裝置，係在前端環境中以智慧型地板(Smart Floor)環境來提供定位和導引導覽玩具車(Guide Toy Car)行進，藉此增加該導覽玩具車之定位凖確性，並且提供包含可自行維護學習教材及帳號管理等簡易之管理機制，由透過資料庫之設定，以達到容易管理之目的。藉此，使本發明在前端環境中可透過無線網路主動提供使用者導覽知識與資訊、提供數位載具給行動導覽學習系統使用、以及使用影音多媒體展示技術與趣味問答等不同之導覽模式吸引使用者之注意，讓使用者在導覽學習之過程中可提升學習之意願，並加深學習之效果。由於該案是以智慧型地板(Smart Floor)環境來提供定位和導引該導覽玩具車(Guide Toy Car)行進，其建置成本高，且不適用於大面積室內環境使用。

另，CN106153032A移動導引方法及移動導引裝置，其包含導引器及移動設備。導引器包含支撐壁、延伸壁及線光源。支撐壁立於一參考面，而與延伸壁連接。線光源設置於延伸壁上，並輸出光線而於參考面上形成一參考光線，且於支撐壁上形成一直射光線。移動設備具有攝影模塊，以拍攝一影像，影像中具有參考光線、直射光線及直射光線反射於參考面的一反射光線。移動設備計算影像中的參考光線與反射光線的夾角，而取得移動設備對應於線光源的一相對角度，據此可根據相對角度移動。該案因係以線光源形成一參考光線，移動設備計算影像中的參考光線與反射光線的夾角，而取得移動設備對應於線光源的一相對角度，使移動設備根據相對角度移動，然此結構不適用障礙物多之環境。

而CN103186140A移動平臺的導航方法與系統，該導航系統包括多個標記反射柱及移動平臺。多個標記反射柱用以標記一範圍。移動平臺在範圍內移動並包括定位系統接收器、鐳射測距模塊及處理器。定位系統接收器定位移動平臺的坐標位置及方向。鐳射測距模塊發射至少一鐳射分別測量標記反射柱與移動平臺的距離與相對方位。處理器根據移動平臺的坐標位置及方向與該等反射標記柱的距離推算該等標記反射柱的絕對位置及範圍。移動平臺持續以鐳射測距模塊掃描追蹤標記反射柱並校正移動平臺的坐標位置及方向及標記反射柱的絕對位置，藉以控制移動平臺於範圍內移動。然而該案之設計不僅成本高，而且不適用障礙物多之環境。

本創作之主要目的，係提供一種使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置，主要係供老人或視覺損傷者透過智慧型手機或平板輸入欲到達之目的地後，能利用自走式機構進行路線規劃以及語音導引，使老人或視覺損傷者順利到達目的地。

上述本創作之目的，係由以下技術實現：

一種使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置，係包含一室內自走式定位系統、一智慧型手機或平板，其中：

所述室內自走式定位系統，包含一自走式機構、一第一無線遙控模組、一速度感測器、一陀螺儀、一處理單元、一QR code影像擷取與辨識單元、一導引信息輸入單元、一語音導引單元，所述第一無線遙控模組、所述速度感測器、所述陀螺儀、所述處理單元、所述QR code影像擷取與辨識單元、所述導引信息輸入單元、所述語音導引單元安裝於所述自走式機構上；所述處理單元與所述第一無線遙控模組、所述速度感測器、所述陀螺儀、所述QR code影像擷取與辨識單元、所述導引信息輸入單元、所述語音導引單元電性連接；所述自走式機構具有行走構造而能在地面行走；所述第一無線遙控模組用於接收第二無線遙控模組的信息，並將所述信息經所述導引信息輸入單元傳送至所述處理單元；所述速度感測器感測所述自走式機構的行走速度以得到行走速度感測值，並將所述行走速度感測值傳至所述處理單元；所述陀螺儀感測所述自走式機構的行走方向以得到行走方向感測值，並將所述行走速度感測值傳至所述處理單元；所述QR code影像擷取與辨識單元用於擷取並辨識固定在室內預設目的地之二維圖像(QR code)；所述語音導引單元用於輸出導引行走方向及距離之語音；

所述智慧型手機或平板，包含一第二無線遙控模組、一二維圖像產生單元、一方向控制單元，所述第二無線遙控模組與所述二維圖像產生單元、所述方向控制單元連結；所述第二無線遙控模組與所述第一無線遙控模組連線傳輸信息；所述方向控制單元用於控制所述自走式機構的移動與方向；所述二維圖像產生單元用於產生預設室內目的地的二維圖像(QR code)，並將該二維圖像(QR code)輸出後對應固定於所述預設室內目的地；所述方向控制單元產生的方向信息以所述第二無線遙控模組傳送給所述第一無線遙控模組，所述第一無線遙控模組將所述方向信息經所述導引信息輸入單元傳送至所述處理單元，由所述處理單元驅動並依據所述方向信息控制所述自走式機構行走方向；

於一室內區域中，以一預設地點為基準座標位置，由所述智慧型手機或平板之所述方向控制單元輸入方向，輸入的所述方向經所述第二無線遙控模組送出，為所述第一無線遙控模組接收，再透過所述導引信息輸入單元傳給所述處理單元，所述處理單元依據輸入的所述方向控制所述自走式機構移動方向；在所述自走式機構移動過程中，所述速度感測器、所述陀螺儀會將其感測的速度感測值、方向感測值傳給所述處理單元，以計算出所述室內區域中預設各個目的地相對所述基準座標位置的目的地座標位置，接著透過所述二維圖像產生單元根據所述目的地座標位置產生對應各個目的地的二維圖像(QR code)，並將該些所述二維圖像(QR code)分別對應固定於各個目的地處；

於所述智慧型手機或平板輸入欲導引目的地，所述智慧型手機或平板經所述第二無線遙控模組將所述欲導引目的地信息送出，所述第一無線遙控模組接收所述欲導引目的地信息後，經所述導引信息輸入單元傳給所述處理單元；同時，所述處理單元通知所述QR code影像擷取與辨識單元擷取目前所述自走式機構所在位置附近的所述二維圖像(QR code)以辨識得知目前所述自走式機構所在位置，再將目前所在位置信息通知所述處理單元，所述處理單元依據輸入的所述欲導引目的地信息以及所述目前所在位置規劃出導引路線，接著所述處理單元通知所述自走式機構根據所述導引路線移動，並且在移動過程中以所述語音導引單元播放對應所述引導路線之導引語音；在所述自走式機構移動過程中，所述速度感測器、所述陀螺儀會將其感測的所述速度感測值、所述方向感測值傳給所述處理單元，同時所述QR code影像擷取與辨識單元亦會持續擷取目前所述自走式機構所在位置附近的所述二維圖像(QR code)以辨識得知目前所述自走式機構所在位置，且將目前所在位置信息通知所述處理單元，使所述處理單元計算出目前的導引位置，直到到達所述欲導引目的地

如上所述之使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置，其中，於所述智慧型手機或平板輸入欲導引目的地的方式可採語音輸入或文字輸入。

如上所述之使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置，其中，所述第一、二無線遙控模組係使用無線寬頻(WIFI)連線或藍芽(Bluetooth)連線。

本創作之優點為：

1.本創作之使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置，係藉由藉由室內各角落的二維圖像(QR code)得到目的地的座標與資訊，並使用室內自走式定位系統來計算目的地的目標並導引到目的地，因二維圖像(QR code)貼在室內環境固定的物品，不用像其他習用室內定位裝置需額外安裝參考位置節點的無線網路裝置，不但可以節省成本，而且藉由隨身攜帶的智慧手機或平板方便輸入目的地來控制室內自走式定位系統，完成語音導引到目的地的功能。

本創作之使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置，透過遙控室內自走式定位系統走遍室內各目的地來計算目的地的座標，產生二維圖像(QR code)以建立室內導引地圖資訊，藉由二維圖像(QR code)得到目的地的座標與資訊，不用人工建立導引地圖，使本裝置更容易實現。

為令本創作所運用之技術內容、新型目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：

請參看第一圖，為本創作使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置示意圖。

本創作之使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置，係包含一室內自走式定位系統1、一智慧型手機或平板2，其中：

室內自走式定位系統1，包含一自走式機構11、一第一無線遙控模組12、一速度感測器13、一陀螺儀14、一處理單元15、一QR code影像擷取與辨識單元16、一導引信息輸入單元17、一語音導引單元18；第一無線遙控模組12、速度感測器13、陀螺儀14、處理單元15、QR code影像擷取與辨識單元16、導引信息輸入單元17、語音導引單元18係安裝於自走式機構11上；處理單元15與第一無線遙控模組12、速度感測器13、陀螺儀14、QR code影像擷取與辨識單元16、導引信息輸入單元17、語音導引單元18電性連接。

智慧型手機或平板2，包含一第二無線遙控模組21、一二維圖像產生單元22、一方向控制單元23，第二無線遙控模組21與二維圖像產生單元22、方向控制單元23連結。

自走式機構11具有行走構造而能在地面行走；第一無線遙控模組12用於接收第二無線遙控模組21的信息，並將所述信息經導引信息輸入單元17傳送至處理單元15；速度感測器13感測自走式機構11的行走速度以得到行走速度感測值，並將該行走速度感測值傳至處理單元15；陀螺儀14感測自走式機構11的行走方向以得到行走方向感測值，並將該行走速度感測值傳至處理單元15；QR code影像擷取與辨識單元16用於擷取並辨識固定在室內預設目的地之二維圖像(QR code)；語音導引單元18用於輸出導引行走方向及距離之語音；方向控制單元23用於控制自走式機構11的移動與方向；二維圖像產生單元22用於產生預設室內目的地的二維圖像(QR code)，該二維圖像(QR code)在輸出後係被對應固定於所述預設室內目的地，使每一預設室內目的地皆有其專屬之二維圖像(QR code)；方向控制單元23產生的方向信息以第二無線遙控模組21傳送給第一無線遙控模組12，第一無線遙控模組12將該方向信息經導引信息輸入單元17傳送至處理單元15，處理單元15驅動並依據所述方向信息控制自走式機構11行走方向。

請參看的一、二圖。實施時，係於一室內區域中，以一預設地點為基準座標位置，例如門口，首先由社福人員或家人攜帶智慧型手機或平板2行走於室內空間各角落，並且在行走過程中，同步執行智慧型手機或平板2上之方向控制單元23以輸入行走過程中的方向信息，輸入的方向信息會透過第二無線遙控模組21送出，且為第一無線遙控模組12接收，第一無線遙控模組12接收後經導引信息輸入單元17傳給處理單元15，處理單元15便會依據輸入的方向信息控制自走式機構11移動方向；而在自走式機構11移動過程中，速度感測器13、陀螺儀14會同步運作感測自走式機構11的行走速度與方向，並將其感測的速度感測值、方向感測值傳給處理單元15，由處理單元15計算出所述室內區域中預設各個目的地相對所述基準座標位置的目的地座標位置，接著透過二維圖像產生單元22根據所述目的地座標位置產生對應各個目的地的二維圖像(QR code)，並將該些二維圖像(QR code)分別對應固定於各個目的地處，完成室內地圖的建置。

於是，當老人或視覺損傷者藉由智慧型手機或平板3輸入欲到達之目的地時，智慧型手機或平板2便會透過第二無線遙控模組21將欲導引目的地信息送出，並由室內自走式定位系統1之第一無線遙控模組12所接收，第一無線遙控模組12接收所述欲導引目的地信息後，經導引信息輸入單元17傳給處理單元15；同時，處理單元15通知QR code影像擷取與辨識單元16先擷取目前自走式機構11所在位置附近的二維圖像(QR code)，以辨識得知目前自走式機構11及老人或視覺損傷者所在位置，在QR code影像擷取與辨識單元16擷取目前所在位置的二維圖像(QR code)並完成辨識而得到目前所在位置信息後，將該目前所在位置信息通知處理單元15，處理單元15依據輸入的所述欲導引目的地信息以及所述目前所在位置規劃出導引路線，完成導引路線的規劃後，接著處理單元15通知自走式機構11根據所述導引路線移動，並且在移動過程中隨時以語音導引單元18播放對應所述引導路線之導引語音；在自走式機構11移動過程中，速度感測器13、陀螺儀14仍舊會不斷的感測自走式機構11行走的速度與方向，並且會將其感測的速度感測值、方向感測值傳給處理單元15，同時QR code影像擷取與辨識單元16亦會持續擷取行走當下自走式機構11所在位置附近的所述二維圖像(QR code)，以辨識得知目前自走式機構11行走過程中的所在位置，且將目前所在位置信息通知處理單元15，使處理單元15計算出目前的導引位置，並隨時修正方向，直到到達所述欲導引目的地。

其中，於智慧型手機或平板2輸入欲導引目的地的方式可採語音輸入或文字輸入。而第一無線遙控模組12、第二無線遙控模組21之間係使用無線寬頻(WIFI)連線或藍芽(Bluetooth)連線。

由上述說明可知(請再參看第二圖)，在本創作一較佳實施例中，可以以門口為開始座標，繞行室內各個角落，並預設室內複數個實際場景做為目的地之一，同時透過速度感測器13取得自走式機構11的速度，再乘上自走式機構11行走的時間便能得到該些目的地相對門口的距離，再透過陀螺儀14取得自走式機構11行走的方向得到該些目的地相對門口的方位，就能使用相對門口的距離和方位得到預設目的地的定位座標，藉由第一無線遙控模組12傳輸預設目的地的定位座標到智慧型手機或平板3，並使用智慧型手機或平板3之二維圖像產生單元22製作二維圖像(QR code)並且予以輸出，二維圖像(QR code)內包含室內實際場景目的地的定位座標和重要資訊，再將二維圖像(QR code)固定在與該二維圖像(QR code)對應的預設目的地上，就可得到如第二圖所示複數個預設目的地與二維圖像(QR code)位置1~N(1~N)；接著老人或視覺損傷者藉由在智慧型手機或平板2口說或手寫輸入欲到達之目的地，智慧型手機或平板2透過第二無線遙控模組21傳輸欲到達目的地資訊到室內自走式定位系統1後，室內自走式定位系統1將欲到達目的地資訊上傳到導引信息輸入單元17，而處理單元15根據導引信息輸入單元17的欲到達目的地資訊來進行路線規劃，處理單元15控制QR code影像擷取與辨識單元16來擷取自走式機構11附近二維圖像(QR code)並辨識，於取得目前所在位置後，處理單元15根據老人或視覺損傷者所欲到達的目的地進行路線規劃以及使用語音導引單元18來播放語音導引老人或視覺損傷者到達目的地。

以上所舉者僅係本創作之部份實施例，並非用以限制本創作，致依本創作之創意精神及特徵，稍加變化修飾而成者，亦應包括在本專利範圍之內。

綜上所述，本創作實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體技術手段，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出新型專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

1:室內自走式定位系統

11:自走式機構

12:第一無線遙控模組

13:速度感測器

14:陀螺儀

15:處理單元

16:QR code影像擷取與辨識單元

17:導引信息輸入單元

18:語音導引單元

2:智慧型手機或平板

21:第二無線遙控模組

22:二維圖像產生單元

23:方向控制單元

第一圖：揭示本創作使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置的方塊示意圖

第二圖：揭示本創作使用QR code定位的居家自走式語音導引裝置的實施狀態示意圖