TW201533428A

TW201533428A - 遠端測距的方法

Info

Publication number: TW201533428A
Application number: TW103106108A
Authority: TW
Inventors: Miao-Bin Su
Original assignee: Jesurpass
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-09-01
Also published as: US20150243037A1

Abstract

一種遠端測距的方法，其利用一具有拍攝模組的行動裝置執行遠端距離的量測，該拍攝模組具有一成像寬度、一成像高度與一成像夾角，該方法利用拍攝模組中鏡頭的成像範圍和成像夾角，取得量測目標物與拍攝模組的夾角，進而利用該夾角搭配三角函數關係，來進行遠端距離的量測。因此，本發明不需要到點即可實施之距離量測，且可以透過軟體方式安裝於任何行動裝置上，利用行動裝置上的拍攝模組(相機功能)，便可以輕鬆藉由拍攝取得目標物與自己的相對距離。

Description

遠端測距的方法

本發明關於一種遠端測距的方法，特別是一種利用照相功能取得遠方標的物與拍攝者之間的距離。

一般對遠端距離的量測，大多採遠端已知物體尺寸與望遠鏡中物體大小作比對，來推估距離，如許多高爾夫專用的測距儀，但其解析度很低，另外採雷射測距儀雖可得很準確的距離，但花費很高，且測距有限。

因此，是否有一種遠端測距的方法，在不需要知道遠方標的物大小的前提下，仍可進行遠端的距離量測。

依據上述之需求，本發明之一目的在於提供一種利用照相來取得遠方標的物與拍攝者之間的距離。

根據一實施例，本發明提供一種遠端測距的方法，是利用一具有一拍攝模組、一全球定位系統晶片或一電子陀螺儀的行動裝置執行遠端距離的量測，該方法分別於一第一位置與一第二位置依序取得一參考圖；利用該全球定位系統晶片取得該第一位置與該第二位置的一定位距離；利用該電子陀螺儀取得該第一位置與該第二位置之參考圖的一角度偏移量；以及根據一測量規則，利用該定位距離與該角度偏移量取得該目標物與該定位點的直線距離。

根據另一實施例，本發明提供一種遠端測距的方法，其利用一具有拍攝模組的行動裝置執行遠端距離的量測，該拍攝模組具有一成像寬度與一成像夾角，該方法包括：提供一定位點直線對應於一目標物；於一拍攝點以直視方式取得一具有該目標物的參考圖，其中該拍攝點為該定位點的水平位移；取得該拍攝點與該定位點之間一定位距離；於該參考圖中取得該目標物與一中央軸線的一水平距離；根據該成像夾角、該成像寬度與該水平距離取得一角度偏移量；以及根據一測量規則，利用該定位距離與該角度偏移量取得該目標物與該定位點的直線距離。

根據又一實施例，一種遠端測距的方法，利用一具有拍攝模組的行動裝置執行遠端距離的量測，該拍攝模組具有一成像高度與一成像夾角，該方法包括：將該拍攝模組對應於一目標物以取得一參考圖，其中該頂端與該底端間已知有一預設高度；於該參考圖中，取得該頂端與該底端之間的一相對距離；根據該成像夾角、該成像高度與該相對距離取得一角度偏移量；根據一測量規則，利用該角度偏移量與該預設高度，取得該拍攝模組與該目標物的一直線距離。

因此，本發明之遠端測距的方法，不需要到點即可實施之距離量測，且可以透過軟體方式安裝於任何行動裝置上，利用行動裝置上的拍攝模組(相機功能)，便可以輕鬆藉由拍攝取得目標物與自己的相對距離。

20‧‧‧定位點

21‧‧‧拍攝點

30‧‧‧目標物

40‧‧‧揮杆者

θ‧‧‧角度偏移量

α‧‧‧成像夾角

W‧‧‧成像寬度

X‧‧‧水平距離

h‧‧‧成像高度

H _o‧‧‧預設高度

第1圖為本發明之遠端測距的方法的流程圖。

第2圖為搭配第1圖說明本發明一實施例之遠端測距的方法的示意圖。

第3圖為本發明之遠端測距的方法的流程圖。

第4圖為搭配第3圖說明本發明另一實施例之遠端測距的方法的示意圖。

請參考第1及2圖所示，第1圖為本發明之遠端測距的方法的流程圖，第2圖為搭配第1圖說明本發明遠端測距的方法的示意圖。本發明之遠端測距的方式是利用一具有拍攝功能的行動裝置(例如：智慧型手機、相機或平板電腦等)來執行遠端距離的量測。

根據一實施例，如第1圖所示，本發明遠端測距的方法，是利用一具有拍攝模組的行動裝置執行遠端距離的量測，該拍攝模組具有一成像寬度與一成像夾角，該方法包括：步驟S10提供一定位點直線對應於一目標物；步驟S20於一拍攝點以直視方式取得一具有該目標物的參考圖，其中該拍攝點為該定位點的水平位移；步驟S30取得該拍攝點與該定位點之間一定位距離；步驟S40於該參考圖中取得該目標物與一中央軸線的一水平距離；步驟S50根據該成像夾角、該成像寬度與該水平距離取得一角度偏移量；步驟S60根據一測量規則，利用該定位距離與該角度偏移量取得該目標物與該定位點的直線距離。

於一實施例，步驟S60所述之測量規則可表示為：；其中 D為直線距離、D _o為定位距離及θ為角度偏移量。

為協助審查委員更能了解本發明遠端測距的方法，請配合參考第2圖，於一實施例，當一量測者於一定位點20欲量測前方目標物30與自己的垂直距離時，如步驟S10所述，量測者先於該定位點20的位置，指定欲測量目標物30；於實際應用上，量測者可將拍攝模組的鏡頭直線對應目標物30，令目標物30位於成像寬度W之中軸線位置，或可以透過拍攝成像後，由量測者手動標記目標物30於相片中的絕對位置，亦或是利用特徵點取樣的方式取得目標物於相片中的相對位置。

接著，如步驟S20所述，量測者自定位點20水平位移至一拍攝點21以直視的方式進行拍攝一包含目標物30的照片，該拍攝點21可相較定位點20為任一距離，然而，距離的長短並不會影響本發明測距的方法。

由於拍攝點21與定位點20的定位距離是由量測者自行定義，因此，步驟S30所述取得定位距離可由量測者輸入。此外，有鑒於全球定位系統(Global Positioning System,GPS)晶片與電子陀螺儀於行動裝置上越來越普及，本發明之步驟S30另可以藉由GPS的輔助分別取得定位點20與拍攝點21的坐標資訊，進而計算出兩點之間的定位距離，或是利用電子陀螺儀取得兩點(拍攝點21與定位點20)之間的相對定位距離。

取得定位距離後，步驟S40會根據步驟S20所取得的照片參考圖中，計算目標物30經位移後相對中央軸線的直線距離，來取得水平距離。

值得注意的是，步驟S40中計算目標物30相對中央軸線的水平距離，亦可利用如上述步驟S20所言，由量測者手動標記目標物30於相片參考圖中的絕對位置，亦或是利用特徵點取樣的方式取得目標物30於相片參考圖中的位置。當利用特徵點的方式時，步驟S40可於步驟S20取樣特徵點後自動計算。

接著，在已知的成像夾角α、成像寬度W與水平距離下，步驟S50利用投射夾角的關係可計算出目標物與中軸線的角度偏移量θ，該角度偏移量θ可由以下關係式所表達：；其中 θ為角度偏移量、α為成像夾角、W為成像寬度及X為水平距離。

最後，本發明遠端測距的方法，便可利用該定位距離與該角度偏移量θ取得該目標物30與該定位點20的直線距離 (步驟S60)。

另外，於本發明另一實施例，另包括步驟S70根據定位點20的坐標與該直線距離，取得該目標物30的坐標。

當本發明取得目標物30與該定位點20的距離後，可藉由定位點20的坐標取得目標物30的坐標，並搭配目前地圖導覽軟體，進行導航功能。

好處在於，一般導航需要輸入目的地的地址或是至少需要知道目的地的名稱，但對於陌生環境，特別是國外地區。舉例來說，若某人前往國外旅遊，途中發現前方有個不知名但十分漂亮的寺廟，而想要前往參拜，但在不知道地址與名稱的情況下，除非打開地圖花時間尋找或是詢問路人，別無他法。

若利用本發明遠端測距的方法，旅人可以透過步驟S10至S70取得自己與目的地的坐標位置，藉由地圖導覽軟體，進行導航。

此外，隨著行動裝置(例如：智慧型手機)功能越來越強大，如上所述，全球定位系統(Global Positioning System,GPS)晶片與電子陀螺儀可以協助直接自動量測任一組位置(第一位置與第二位置即為上述的定位點與拍攝點)，舉例來說，步驟S50所述的角度偏移量θ可以藉由電子陀螺儀直接計算量測者的拍攝角度差，而該拍攝點為該定位點的位移亦可利用全球定位系統晶片直接計算兩者的相對距離，之後便可以直接利用測量規則直接計算出量測者與目標物間的距離。

請參考第3及4圖所示，於本發明遠端測距的方法之另一實施例，其可應用於對已知高度目標物進行距離的量測，如同上述之實施例，本發明遠端測距的方法，是利用一具有拍攝模組的行動裝置執行遠端距離的量測，該拍攝模組具有一成像高度(鏡頭的成像高度或寬度視拍攝模組擺放成相對關係)與一成像夾角，該方法包括：步驟S100將該拍攝模組直線對應於一目標物的一底端或一頂端取得一參考圖；步驟S200輸入該目標物之該頂端與該底端間的該預設高度；步驟S300於該參考圖中，取得該頂端與該底端之間的一相對距離；步驟S400根據該成像夾角、該成像高度與該相對距離取得一角度偏移量；步驟S500根據一測量規則，利用該角度偏移量與該預設高度，取得該拍攝模組與該目標物的一直線距離。本實施例可以應用於高爾夫練習時，揮杆者40可以透過本發明遠端測距的方法取得自已與高爾夫球旗杆(即為球洞)的距離。如第4圖所示，在已知的成像夾角α、成像高度h與旗杆頂端與底端的相對距離H下，步驟S400利用投射夾角的關係可計算出目標物頂端與底端角度偏移量 θ，該角度偏移量θ可由以下夾角關係所表達：；其中 θ為角度偏移量、α為成像夾角、h為成像高度及H為相對距離。

類似地，如上述實施例步驟S60所述之測量規則，本實施例的步驟S500亦應用三角函數的關係式，其可為：D=H _o cosθ；其中D為直線距離、H _o為預設高度及θ為角度偏移量。

透過兩個實施例的說明，本發明之遠端測距的方法可以分別透過兩點的方式或是預先得知目標物高度的方式，利用三角函數與拍照的手段即可取得距離。

因此，本發明之遠端測距的方法，不需要到點即可實施距離的量測，且可以透過軟體方式安裝於任何行動裝置上，利用行動裝置上的拍攝模組(相機功能)，便可以輕鬆藉由拍攝取得目標物與自己的相對距離。

Claims

一種遠端測距的方法，是利用一具有一拍攝模組、一全球定位系統晶片或一電子陀螺儀的行動裝置執行遠端距離的量測，該方法包括：分別於一第一位置與一第二位置依序取得一參考圖；利用該全球定位系統晶片取得該第一位置與該第二位置的一定位距離；利用該電子陀螺儀取得該第一位置與該第二位置之參考圖的一角度偏移量；以及根據一測量規則，利用該定位距離與該角度偏移量取得一目標物與該第二位置的一直線距離。
如請求項1所述之遠端測距的方法，其中該測量規則為：；其中 D為該直線距離、D _o為該定位距離及θ為該角度偏移量。
一種遠端測距的方法，是利用一具有拍攝模組的行動裝置執行遠端距離的量測，該拍攝模組具有一成像寬度與一成像夾角，該方法包括：提供一定位點直線對應於一目標物；於一拍攝點以直視方式取得一具有該目標物的參考圖，其中該拍攝點為該定位點的水平位移；取得該拍攝點與該定位點之間一定位距離；於該參考圖中取得該目標物與一中央軸線的一水平距離；根據該成像夾角、該成像寬度與該水平距離取得一角度偏移量；以及根據一測量規則，利用該定位距離與該角度偏移量取得該目標物與該定位點的一直線距離。
如請求項3所述之遠端測距的方法，其中該測量規則為：；其中 D為該直線距離、D _o為該定位距離及θ為該角度偏移量。
如請求項3所述之遠端測距的方法，其中根據該成像夾角、該成像寬度與該水平距離取得該角度偏移量的步驟，其包括一夾角關係，該夾角關係為：；其中 θ為該角度偏移量、α為該成像夾角、W為該成像寬度及X為該水平距離。
如請求項3所述之遠端測距的方法，其中該行動裝置具有一全球定位系統晶片或一電子陀螺儀，用於取得該定位距離。
如請求項1所述之遠端測距的方法，其中該行動裝置具有一全球定位系統晶片或一電子陀螺儀，用於取得該定位點的一坐標。
如請求項7所述之遠端測距的方法，另包括：根據該定位點的坐標與該直線距離，取得該目標物的一坐標。
一種遠端測距的方法，是利用一具有拍攝模組的行動裝置執行遠端距離的量測，該拍攝模組具有一成像高度與一成像夾角，該方法包括：將該拍攝模組對應於一目標物以取得一參考圖，其中該目標物之一頂端與一底端間已知有一預設高度；於該參考圖中，取得該頂端與該底端之間的一相對距離；根據該成像夾角、該成像高度與該相對距離取得一角度偏移量；以及根據一測量規則，利用該角度偏移量與該預設高度，取得該拍攝模組與該目標物的一直線距離。
如請求項9所述之遠端測距的方法，其中根據該成像夾角、該成像高度與該相對距離取得該角度偏移量的步驟，其包括一夾角關係，該夾角關係為：；其中 θ為該角度偏移量、α為該成像夾角、h為該成像高度及H為該相對距離。
如請求項9所述之遠端測距的方法，其中該測量規則為：D=H _o cosθ；其中D為該直線距離、H _o為該預設高度及θ為該角度偏移量。