CN115704899A - 物体姿态判断系统以及物体侦测装置 - Google Patents

Abstract

一种物体姿态判断系统，包括：光源，用以发出光；光学感测器，用以感测根据该光的反射光而产生的光学数据；以及处理电路，用以计算该光学感测器以及物体间的距离资讯，该物体产生该反射光。处理电路更判断根据该距离资讯的该物体的姿态。本发明还提供一种物体侦测装置。本发明可以得到一种可应用于物体姿态侦测、物体存在侦测和物体位置侦测的物体侦测机制。

Description

物体姿态判断系统以及物体侦测装置

技术领域

本发明有关于物体姿态判断系统以及物体侦测装置，特别有关于可根据距离资讯侦测物体的存在或姿态的物体姿态判断系统以及物体侦测装置。

背景技术

传统的物体侦测系统可以侦测物体的存在。然而，其应用范围相当受限。举例来说，邻近感测器(proximity sensor)只能判断物体是处于远状态还是接近状态，而不能计算实际距离。此外，远红线装置只能侦测人体，甚至只能侦测移动的人体。此外，应用AI(Artificial Intelligence人工智能)演算法的物体侦测系统可能需要较长时间训练AI演算法。

因此，需要一种新的物体侦测方法。

发明内容

本发明一目的为公开一种具有较广运用范围的物体侦测机制。

本发明一实施例公开了一种物体姿态判断系统，包括：光源，用以发出光；光学感测器，用以感测根据该光的反射光而产生的光学数据；以及处理电路，用以计算该光学感测器以及物体间的距离资讯，该物体产生该反射光；其中该处理电路更判断根据该距离资讯的该物体的姿态。

本发明另一实施例公开了一种物体侦测装置，包括：光源，用以发出光；光学感测器，用以感测根据该光的反射光而产生的光学数据；以及处理电路，用以计算该光学感测器以及物体间的距离资讯，该物体产生该反射光；其中该处理电路依据该距离资讯判断目标空间是否已被使用。

综上所述，可以得到一种可应用于物体姿态侦测、物体存在侦测和物体位置侦测的物体侦测机制。

附图说明

图1绘示了根据本发明一实施例的物体姿态判断系统。

图2绘示了图1所示的物体姿态判断系统的另一视角的示意图。

图3绘示了根据本发明一实施例的，物体姿态判断系统如何将光发射至物体的示意图。

图4、图5、图6、图7、图8以及图9绘示了根据本发明不同实施例的，物体姿态判断系统的应用的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、100_1 物体姿态判断装置

101 光学感测器

103 处理电路

900 交通工具驾驶员

901 方向盘

CH1 CH2椅子

H 人体

LS1…LS1n、LS 光源

Ob 物体

X1、X2、X3、X4、X5 点

TT 托盘桌

具体实施方式

以下将以多个实施例来描述本发明的内容，还请留意，各实施例中的元件可通过硬体(例如装置或电路)或是韧体(例如微处理器中写入至少一程式)来实施。此外，以下描述中的”第一”、”第二”以及类似描述仅用来定义不同的元件、参数、数据、信号或步骤。并非用以限定其次序。举例来说，第一装置和第二装置可为具有相同结构但为不同的装置。

图1绘示了根据本发明一实施例的物体姿态判断系统。如图1所示，物体姿态判断装置100包括至少一个光源LS1…LS1n、光学感测器101和处理电路103。光源LS11…LS1n用以发光。n为正整数。光学感测器101用以感测基于光的反射光产生的光学数据。在一实施例中，光学感测器101是影像感测器，其用以感测包括反射光影像的感测影像。处理电路103用以计算光学感测器101与至少一个产生反射光的物体之间的距离资讯。处理电路103更依据距离资讯判断物体的至少一姿态。物体可以是任何类型的物体，稍后将详细描述。在以下实施例中，物体的数量为一，仅判断一种姿态，但不以此为限。

在一实施例中，距离资讯包括至少一距离值。换句话说，处理电路103根据光学感测器101与物体之间的实际距离(距离值)来判断物体的姿态。在一实施例中，处理电路103计算光学感测器101和物体之间的多轴(multi axes)距离值(即，光学感测器101和物体之间的多轴距离)以判断物体姿态。稍后将描述“多轴”的细节。多种方法可用以计算距离值。例如，处理电路103可以根据发光时间、接收反射光的时间以及光速来计算距离值。然而，距离值的计算可以通过其他方法来实现，例如基于光相位差。

此外，光源LS1…LS1n可以是任何类型的光源。例如，光源LS1…LS1n可以是至少一线光源、至少一平面光源或至少一点光源。

图2绘示了图1所示的物体姿态判断系统的另一视角的示意图。具体而言，图2为图1中的物体姿态判断装置以X方向观察的示意图。在图2的实施例中，光源LS1…LS1n的数量为1个，标记为LS。此外，光源LS是平面光源。

图3绘示了根据本发明一实施例的，物体姿态判断系统如何将光发射至物体的示意图。请注意，图3中的物体姿态判断装置100的结构与图2中的物体姿态判断装置100的结构相同，但不限于此。如图3所示，来自光源101的光被发射到物体Ob。如上所述，处理电路103计算光学感测器101与物体Ob之间的多个多轴距离值，以判断物体Ob的姿态。多轴距离值表示物体Ob的不同点(或部分)与光学感测器101之间的距离值。举例来说，处理电路103计算物体的点X1、X2、X3、X4、X5和光学感测器101之间的距离值Ob。请注意，处理电路103不限于当光源LS为平面光源时计算多轴上的距离值。当光源LS包括至少一线光源或多个点光源时，处理电路103也可以计算多轴距离值。

在一实施例中，“多轴”是指使用至少两种不同种类的光源，例如，垂直线光源和水平线光源。在这种情况下，上述距离资讯包括物体与物体姿态判断装置之间的“相对距离变化”。在一实施例中，这种“相对距离变化”可以由物体Ob的位移或者物体Ob是否存在所造成。当根据来自垂直线光源的光产生的光学数据的重心和根据水平线光源的光产生的光学数据的重心中的至少一个发生变化时，可以侦测到物体Ob的位移，以及物体Ob是否存在。还请留意，在这个例子中，可以侦测到物体Ob的位移或是否存在，但不会得到距离值。在另一实施例中，如果在使用至少两种不同类型的光源时可以得到其他参考值，则可以得到距离值。例如，如果设置了物体与垂直线光源、水平线光源的中心之间的预定距离值，则可以基于上述重心变化来预测实际距离值。

在一个实施例中，上述姿态是物体的倾斜状态。在这种情况下，物体可以是人体、椅子或托盘桌(tray table)。图4、图5、图6、图7、图8以及图9绘示了根据本发明不同实施例的，物体姿态判断系统的应用的示意图。

如图4所示，物体姿态判断装置100中的光源LS朝安装在椅子CH1上的托盘桌TT发射光。此外，物体姿态判断装置100中的处理电路103根据托盘桌TT的反射光产生的光学数据计算托盘桌TT与光学感测器101之间的距离资讯。然后，处理电路103根据距离资讯判断托盘桌TT的姿态。例如，在图4中，处理电路103根据距离资讯判断托盘桌TT处于向上姿态。此外，在图5中，处理电路103根据距离资讯判断托盘桌TT处于向下姿态。换句话说，处理电路103根据距离资讯判断托盘桌TT的倾斜状态。托盘桌TT的倾斜状态包括但不限于图4和图5所示的向上向下状态。

如上所述，距离资讯可以包括至少一距离值，因此处理电路103可以根据距离值判断托盘桌TT的姿态。例如，如果至少部分距离值大于临界临界值，则处理电路103判断托盘桌TT处于向上姿态。反之，若至少部分距离值小于临界值，则处理电路103判断托盘桌TT处于向下姿态。

除了托盘桌TT之外，处理电路103还可计算人体H与物体姿态判断装置100中的光学感测器101之间的距离资讯。在图4和图5的实施例中，人体H为使用托盘桌TT的使用者的人体，但不限于此。然后，处理电路103根据距离资讯判断人体H的倾斜状态。例如，在图4的实施例中，处理电路103根据距离资讯判断人体H处于直立姿态。再例如，在图5的实施例中，处理电路103根据距离资讯判断人体H处于斜躺姿态。

如上所述，距离资讯可以包括至少一个距离值，因此处理电路103可以根据距离值判断人体H的姿态。例如，如果至少部分距离值小于临界值，则处理电路103判断人体H处于直立姿态。反之，若至少部分距离值大于临界值，则处理电路103判断人体H处于斜躺姿态。在另一例子中，如果距离值的至少一变化小于差异临界值，则处理电路103判断人体H处于直立姿态，因为人体H在直立姿态时引起的距离差异较小。反之，若距离值的至少一变化大于一差异临界值，则处理电路103判断人体H处于斜躺姿态，因为人体H在斜躺姿态时会造成较大的距离差异。

图4和图5所示的规则也可以应用在判断椅子的倾斜状态。在图4、图5的实施例中，椅子CH2的倾斜状态对应于人体H坐在椅子CH2上的倾斜状态。因此，若处理电路103判断人体H处于斜躺姿态，则处理电路103也可根据相同规则判断椅子CH2处于斜躺姿态。类似地，若处理电路103判断人体H为直立姿势，则处理电路103也可根据相同规则判断椅子CH2为直立姿势。

在图5的实施例中，人体H的倾斜状态是在托盘桌TT处于向上姿态时被判断。然而，人体H的倾斜状态也可在托盘桌TT处于向下姿态时被判断，如图6的实施例所示。许多方法可用以实现图6中的实施例。例如，物体姿态判断装置100中的处理电路103根据光学感测器101对应于人体H上半部的区域(例如光学感测器101上半部区域)所感测到的光学数据来判断人体H的倾斜状态。类似的，处理电路103可根据光学感测器101对应于托盘桌TT的区域(例如光学感测器101下半部区域)所感测到的光学数据来判断人体H的倾斜状态。

除了图4、图5以及图6所示的应用之外，物体姿态判断装置100还可用以判断椅子是否被使用(被使用)。如图7所示，物体姿态判断装置100中的处理电路103根据距离资讯判断椅子CH2是否被使用。

如上所述，距离资讯可以包括多个距离值，因此处理电路103可以根据距离值判断椅子CH2是否被使用。例如，如果距离值没有剧烈变化，则表示椅子CH2未被使用，因为椅子CH2的椅背具有平坦的表面，导致距离差异较小。相反的，如果距离值的变化很大，则说明椅子CH2有使用者使用，因为人体通常具有不规则的表面，因此会导致较大的距离差异。图7所示的方法也可以表示为“根据距离资讯判断是否有人体的存在”。

在上述图4、图5、图6以及图7的实施例中，本发明公开的物体姿态判断系统仅包括一个物体姿态判断装置100。然而，本发明公开的物体姿态判断系统可以包括一个以上的物体姿态判断装置。如图8的实施例所示，物体姿态判断系统还包括另一个物体姿态判断装置100_1。物体姿态判断装置100用以判断人体H的姿态且/或椅子CH2的姿态。如上所述，第一物体姿态判断装置100还可用以判断椅子CH2是否被使用。此外，物体姿态判断装置100_1用以判断托盘桌TT的姿态。这样一来，托盘桌TT、人体H、椅子CH2的姿态判断可更加准确。

图8所示的物体姿态判断系统可以概括如下：

一种物体姿态判断系统，包括第一物体姿态判断装置(例如，100)和第二物体姿态判断装置(例如，100_1)。第一物体姿态判断装置包括至少一第一光源、第一光学感测器和第一处理电路。第一光源用以发射第一光。第一光学感测器用以感测基于第一光的反射光产生的第一光学数据。第一处理电路用以计算第一光学感测器与产生第一反射光的人体H或椅子CH2之间的第一距离资讯。第一处理电路根据第一距离资讯判断人体H或椅子CH2的倾斜状态。

第二光源用以发射第二光。第二光学感测器用以感测基于第二光的反射光产生的第二光学数据。第二处理电路计算第二光学感测器与产生反射光的托盘桌TT之间的第二距离资讯。第二处理电路还根据第二距离资讯判断托盘桌的倾斜状态。

在一实施例中，第一物体姿态判断装置位在托盘桌TT上方。第二物体姿态判断装置位在托盘桌TT下方且位在椅子CH2上。

在一实施例中，物体姿态判断系统还包括提示提示信息产生装置，用以根据倾斜状态产生提示信息。例如，如果将图4、图5、图6、图7以及图8所示的实施例应用在飞机上，则提示信息产生装置可以产生提示信息来告知托盘桌和/或椅子的姿态错误，例如，当飞机起飞时，椅子仍然处于倾斜姿态。并且，提示信息产生装置还可以产生提示信息，告知可用座位的数量，以供空服人员参考。

图4、图5、图6、图7以及图8的实施例中公开的概念可以进一步用在其他应用。在一实施例中，上述判断人体倾斜状态的方法可以用来判断交通工具驾驶员的状态。如图9所示，如果判断交通工具驾驶员900处于直立姿态，则代表交通工具驾驶员正在正常驾驶。相反的，如果判断交通工具驾驶员900处于斜躺姿态，则代表车辆驾驶员可能睡着了。在这种情况下，提示信息产生装置可以产生声音来唤醒车辆驾驶员。在图9的实施例中，物体姿态判断装置100设置在方向盘901上方，但不以此为限。

此外，在另一实施例中，判断人体倾斜状态的步骤可以应用在判断人体的姿势。这样的应用可以用在运动训练，例如舞蹈训练或体操训练。此外，此类应用可用在仪态训练。

此外，前述判断椅子是否被使用的方法可以用在判断容器是否被使用。此类应用可用在包装厂，例如判断货物是否放入箱内。还请留意，容器可以替换为任何其他目标空间。例如，目标空间可以是隔间、电梯或停车位。在一实施例中，目标空间是在交通工具踏板下方，因此可以应用本发明公开的方法来判断踏板下方的空间是否被使用，这代表可以应用本发明公开的方法来判断踏板是否被卡住。同样的，本发明公开的方法也可以用在判断是否有任何操作会被物体挡住。

此外，处理电路103可以根据距离资讯判断物体存在的位置。举例来说，在一实施例中，处理电路103可根据所得到的距离值来判断物体与物体姿态判断装置之间的“实际距离”。然后，处理电路103可根据实际距离判断物体的位置。

还请留意，若与物体姿态判断装置100具有相同结构的电子装置只能用以判断容器是否被使用或椅子是否被使用，而不能用以判断物体姿态。在这种情况下，电子装置可以被视为物体侦测装置。物体侦测装置还可用以根据距离资讯判断物体的位置。

本发明的范围不限于上述实施例。基于上述概念的其他应用也应落入本发明的范围内。

综上所述，可以得到一种可应用于物体姿态侦测、物体存在侦测和物体位置侦测的物体侦测机制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种物体姿态判断系统，其特征在于，包括：

光源，用以发出光；

光学感测器，用以感测根据该光的反射光而产生的光学数据；以及

处理电路，用以计算该光学感测器以及物体间的距离资讯，该物体产生该反射光；

其中该处理电路更判断根据该距离资讯的该物体的姿态。

2.如权利要求1所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该距离资讯包括距离值，且该处理电路根据该距离值判断该姿态。

3.如权利要求2所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该处理电路通过计算该光学感测器以及该物体间的多轴距离来判断该姿态。

4.如权利要求1所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该距离资讯包括相对距离变化，且该处理电路根据该相对距离变化判断该姿态。

5.如权利要求1所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该光源为线光源、平面光源或是多个点光源。

6.如权利要求1所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该姿态为该物体的倾斜状态。

7.如权利要求6所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该物体为椅子。

8.如权利要求6所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该物体为人体。

9.如权利要求6所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该物体为托盘桌。

10.如权利要求6所述的物体姿态判断系统，其特征在于，进一步包括：

一提示信息产生装置，用以根据该倾斜状态产生提示信息。

11.如权利要求1所述的物体姿态判断系统，其特征在于，进一步包括：

第一物体姿态判断装置，包括：

第一光源，用以发出第一光；

第一光感测器，用以感测根据该第一光的反射光而产生的第一光学数据；以及

第一处理电路，用以计算第一距离资讯，该第一距离资讯为该第一光学感测器和人体间的距离资讯，或该第一光学感测器和椅子间的距离资讯，该人体和该椅子产生该第一反射光；

第二物体姿态判断装置，包括：

第二光源，用以发出第二光；

第二光感测器，用以感测根据该第二光的反射光而产生的第二光学数据；以及

第二处理电路，用以计算第二距离资讯，该第二距离资讯为该第二光学感测器和托盘桌间的距离资讯，该托盘桌产生该第二反射光；

其中该第一物体姿态判断装置位在该托盘桌上方，且该第二物体姿态判断装置位在该托盘桌下方；

其中该第一处理电路根据该第一距离资讯判断该人体或该椅子的倾斜状态；

其中该第二处理电路根据该第二距离资讯判断该托盘桌的倾斜状态。

12.如权利要求11所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该第二物体姿态判断装置位在该椅子上。

13.如权利要求11所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该处理电路更依据该距离资讯判断目标空间是否已被使用。

14.如权利要求13所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该目标空间为椅子、隔间、容器、电梯或是停车位。

15.如权利要求1所述的物体姿态判断系统，其特征在于，该处理电路更根据该距离资讯判断该物体的位置。

16.一种物体侦测装置，其特征在于，包括：

光源，用以发出光；

光学感测器，用以感测根据该光的反射光而产生的光学数据；以及

处理电路，用以计算该光学感测器以及物体间的距离资讯，该物体产生该反射光；

其中该处理电路依据该距离资讯判断目标空间是否已被使用。

17.如权利要求16所述的物体侦测装置，其特征在于，该目标空间为椅子、隔间、容器、电梯或是停车位。

18.如权利要求16所述的物体侦测装置，其特征在于，该距离资讯包括距离值或相对距离变化，且该处理电路根据该距离值或该相对距离变化判断该目标空间是否已被使用。

19.如权利要求18所述的物体侦测装置，其特征在于，该处理电路通过计算该光学感测器以及该物体间的多轴距离来判断该目标空间是否已被使用。

20.如权利要求16所述的物体侦测装置，其特征在于，该处理电路更根据该距离资讯判断该物体的位置。

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