TW201541175A - 移動式閃燈定位系統及其方法 - Google Patents

Abstract

一種移動式閃燈定位系統，包含有一第一定位器，一搭載閃光燈的多軸飛行器，一相機參數擷取器，以及一運算器。該第一定位器係用以測得該被攝體的第一位置資訊。該搭載閃光燈的多軸飛行器設置有一取得該閃光燈的閃光燈出力參數的閃燈參數擷取器，以及一測得該閃光燈的第二位置資訊的第二定位器。該相機參數擷取器用以擷取該攝像裝置內的拍攝參數。該運算器定義該第一位置資訊為原點，並透過該閃光燈的該閃光燈出力參數、該攝像資訊計算出一具有較佳閃燈距離的閃燈距離參數，透過該閃燈距離參數控制該多軸飛行器相對該原點間維持於該較佳閃燈距離。

Description

移動式閃燈定位系統及其方法

本發明係有關於一種移動式閃燈定位系統及其方法，尤指一種藉由相機參數及閃燈出力指數以控制多軸飛行器與被攝體間維持較佳閃燈距離的移動式閃燈定位系統及其方法。

一般攝影者在拍攝照片時，除了需注意光圈大小、快門速度和光感係數以外，尚需觀察整體環境中的光線分布。舉例而言，於高光環境中，影像容易產生對比度過高的問題，而於低光環境中，由於光線不足，為使得照片正確的曝光並減少雜訊，這時就必須藉由閃光燈來補光或打光。

拍攝用的閃光燈可分為內置閃光燈(Internal Flash)、外置閃光燈(External Flash)和離機閃光燈(Off Camera Flash)三種，內置閃光燈係指相機裡內建不可拆卸的閃光燈，外置閃光燈係指外接於相機上方熱靴的閃光燈，外接閃光燈的優點在於可依照攝影需求選擇不同的閃光燈，離機閃光燈係泛指未固定於相機上的閃光燈，常用的離機閃主要可分為有線及無線兩種，其優點在於閃光燈調配的自由度高，可依使用者需求擺放於不同 的位置並調整合適的打光方向及角度。

在使用閃光燈拍攝的情況下，閃光燈與被攝體間的距離，是決定正確曝光的重要條件。一般使用離機閃時通常是先根據相機參數，計算出閃光燈與被攝體間的較佳閃燈距離，再由攝影者去移動閃光燈至適當位置，並調整為合適的角度。但如果各項拍攝參數於拍攝過程中重新調整，則就必須重新利用公式計算對應的閃燈距離，並再藉由攝影者去重新調整閃光燈之位置，於拍攝現場瞬息萬變的環境中，重新計算距離及調整位置將會大幅增加攝影者拍攝時的困難度。

有鑑於此，本發明的目的在於透過多軸飛行器控制閃光燈與被攝體間的相對位置，讓閃光燈可以依照拍攝參數自動地計算出較佳的閃燈距離，並藉由該較佳閃燈距離適當地調整閃光燈與被攝體間的間距。

為達到上述目的，本發明係提供一種移動式閃燈定位系統包含有一第一定位器、一搭載閃光燈的多軸飛行器、一相機參數擷取器、以及一運算器。該第一定位器係設置於被攝體上，並測得該被攝體的第一位置資訊。該搭載閃光燈的多軸飛行器其上設置有一連結至該閃光燈並取得該閃光燈的閃光燈出力參數的閃燈參數擷取器，以及一測得該閃光燈的第二位置資訊的第二定位器。該相機參數擷取器係裝設於攝像裝置上，藉以擷取該攝像 裝置內的拍攝參數。該運算器定義該第一位置資訊為原點，並透過該閃光燈的該閃光燈出力參數、該攝像資訊計算出一具有較佳閃燈距離的閃燈距離參數，透過該閃燈距離參數控制該多軸飛行器相對該原點間維持於該較佳閃燈距離。

進一步地，該相機參數擷取器上係設置有一測得該攝像裝置的第三位置資訊的第三定位器。

進一步地，該運算器係取得該第一定位器及該第二定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第二定位器相對該第一定位器的第一位置座標，並取得該第一定位器及該第三定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第三定位器相對該第一定位器的第二位置座標。

進一步地，該運算器係取得該第二定位器及該第一定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第一定位器相對該第二定位器的第三位置座標，並取得該第二定位器及該第三定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第三定位器相對該第二定位器的第四位置座標。

進一步地，該運算器係取得該第三定位器及該第一定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第一定位器相對該第三定位器的第五位置座標，並取得該第三定位器及該第二定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第二定位器相對該第三定位器的第六位置座標。

進一步地，該運算單元係透過以下公式取得該閃燈 距離參數：Dt=GN×((ISO/100))÷F

其中，Dt係為該閃燈距離參數，GN係為感光度係數(ISO值)為100時的該閃光燈出力參數，ISO係為該攝像裝置的感光度係數，F係為該攝像裝置的光圈值。

進一步地，該搭載閃光燈的多軸飛行器包含有一飛行器主體，至少三設置於該飛行器主體上並藉由電動機帶動的旋翼軸，以及一設置於該飛行器主體上供該閃光燈設置的設置部。

進一步地，包含有一設置於該攝像裝置上的離機閃觸發器，該搭載閃光燈的多軸飛行器係包含有一設置於該設置部上的離機閃接收器，以及一設置於該離機閃接收器上並電性連結於該閃光燈一側連接埠的熱靴，該攝像裝置係透過該離機閃觸發器傳送一閃燈觸發指令至該閃光燈。

進一步地，該搭載閃光燈的多軸飛行器包含有處理單元，分別設置於該閃光燈垂直方向兩側並連結於該處理單元的一上側垂直陣列天線以及一下側垂直陣列天線，以及分別設置於該閃光燈水平方向兩側並連結於該處理單元的一左側水平陣列天線以及一右側水平陣列天線。

進一步地，該設置部包含有一供離機閃接收器或該閃光燈設置的熱靴，一設置於該飛行器主體上藉由馬達帶動該熱靴沿第一平面旋轉的第一旋轉裝置，以及一設置於該飛行器主體藉由馬達帶動該熱靴沿第二平面旋轉的第二旋轉裝置。

進一步地，該馬達係連接於該處理單元，該處理單元係透過該左側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該右側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第一電磁波相位差(phase difference)，並依照該第一電磁波相位差藉由該馬達控制該第一旋轉裝置沿該第一平面旋轉，該處理單元係透過該上側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該下側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第二電磁波相位差(phase difference)，並依照該第二電磁波相位差藉由該馬達控制該第二旋轉裝置沿該第二平面旋轉。

進一步地，該馬達係連接於該處理單元，該處理單元係透過該左側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該右側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第一代碼偏移級距，並依照該第一代碼偏移級距藉由該馬達控制該第一旋轉裝置沿該第一平面旋轉，該處理單元係透過該上側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該下側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第二代碼偏移級距，並依照該第二代碼偏移級距藉由該馬達控制該第二旋轉裝置沿該第二平面旋轉。

進一步地，該飛行器主體上係設置有氣壓計、超聲波感測器、電子羅盤、GPS、重力感測器(G-sensor)及陀螺儀。

本發明之另一目的，在於提供一種移動式閃燈定位 方法，包含有以下步驟：藉由設置於被攝體上的第一定位器，測得該被攝體的第一位置資訊；藉由設置於搭載閃光燈的多軸飛行器上的第二定位器，測得該閃光燈的第二位置資訊；藉由裝設於攝像裝置上的相機參數擷取器，以擷取該攝像裝置內的拍攝參數；定義該第一位置資訊為原點，並透過該閃光燈的閃光燈出力參數、及該攝像資訊計算出一具有較佳閃燈距離的閃燈距離參數；以及透過該閃燈距離參數控制該飛行器主體於相對該原點間維持於該較佳閃燈距離上移動。

進一步地，該相機參數擷取器上係設置有一測得該攝像裝置的第三位置資訊的第三定位器，該第一位置資訊、該第二位置資訊、及該第三位置資訊係由以下步驟取得：定義該被攝體的位置為該第一位置資訊；藉由該第一定位器及該第二定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第二定位器相對該第一定位器的第一位置座標，並定義該第一位置座標為該第二位置資訊；藉由該第一定位器及該第三定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第三定位器相對該第一定位器的第二位置座標，並定義該第二位置座標為該第三位置資訊。

進一步地，該閃燈距離參數係透過以下公式取得：Dt=GN×((ISO/100))÷F其中，Dt係為該閃燈距離參數，GN係為感光度係數(ISO值)為100時的該閃光燈出力參數，ISO係為該攝像裝置的感光度係數，F係為該攝像裝置的光圈值。

進一步地，該搭載閃光燈的多軸飛行器包含有一飛行器主體，至少三設置於該飛行器主體上並藉由電動機帶動的旋翼軸，以及一設置於該飛行器主體上供該閃光燈設置的設置部。

進一步地，該閃光燈的燈座的水平方向兩側分別設置有左側水平陣列天線以及右側水平陣列天線，該閃光燈的燈座的垂直方向兩側分別設置有上側垂直陣列天線以及下側垂直陣列天線，該閃光燈係藉由以下方式調整擺頭方向：透過該左側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該右側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第一電磁波相位差(phase difference)，並依照該第一電磁波相位差控制該閃光燈沿該第一平面旋轉；以及透過該上側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該下側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第二電磁波相位差(phase difference)，並依照該第二電磁波相位差控制該閃光燈沿該第二平面旋轉。

進一步地，該該閃光燈的燈座的水平方向兩側分別設置有左側水平陣列天線以及右側水平陣列天線，該閃光燈的燈座的垂直方向兩側分別設置有上側垂直陣列天線以及下側垂直陣列天線，該閃光燈係藉由以下方式調整擺頭方向：透過該左側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該右側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第一代碼偏移級距，並依照該第一代碼偏移級距控制該閃光燈沿該 第一平面旋轉；以及透過該上側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該下側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第二代碼偏移級距，並依照該第二代碼偏移級距控制該閃光燈沿該第二平面旋轉。

是以，本發明之若干實施例相較於先前技術具有以下之有益技術功效：

1.本發明透過多軸飛行器控制閃光燈與被攝體間的相對位置，藉此可大幅地減少攝影者於拍攝時的困難度。

2.本發明可藉由三點建立攝影者、被攝體、及閃光燈的相對位置關係，並藉由平板、或語音指令快速調整多軸飛行器的位置，藉以調整至較佳的拍攝距離及所需要的拍攝角度。

3.本發明係藉由水平天線陣列、及垂直天線陣列自動化地控制閃光燈的擺頭方向，藉以定位至較佳的打光角度。

100‧‧‧移動式閃燈定位系統

20‧‧‧被攝體

21‧‧‧第一定位器

30‧‧‧搭載閃光燈的多軸飛行器

31‧‧‧閃光燈

311‧‧‧第一旋轉裝置

312‧‧‧第二旋轉裝置

313‧‧‧偵測器

314‧‧‧熱靴

3131‧‧‧左側水平陣列天線

3132‧‧‧右側水平陣列天線

3133‧‧‧上側垂直陣列天線

3134‧‧‧下側垂直陣列天線

32‧‧‧離機閃接收器

33‧‧‧第二定位器

34‧‧‧處理單元

35‧‧‧飛行器主體

36‧‧‧閃燈參數擷取器

40‧‧‧攝像裝置

41‧‧‧相機參數擷取器

42‧‧‧第三定位器

43‧‧‧離機閃觸發器

50‧‧‧運算器

51‧‧‧處理單元

52‧‧‧儲存單元

S101-S104‧‧‧步驟

Dt‧‧‧較佳閃燈距離

θ₁‧‧‧天頂角

θ₂‧‧‧方位角

DH1‧‧‧距離

DH2‧‧‧距離

DH3‧‧‧距離

DH4‧‧‧距離

圖1，係為本發明移動式閃燈定位系統的方塊示意圖。

圖2，係為本發明移動式閃燈定位系統的使用狀態示意圖(一)。

圖3，係為本發明移動式閃燈定位系統的使用狀態示意圖(二)。

圖4，係為本發明搭載閃光燈的多軸飛行器的外觀示 意圖。

圖5，係為本發明移動式閃燈定位方法的流程示意圖。

圖6，係為本發明閃光燈的水平擺頭示意圖。

圖7，係為本發明閃光燈的垂直擺頭示意圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。再者，本發明中之圖式，為說明方便，其比例未必按實際比例繪製，而有誇大之情況，該等圖式及其比例非用以限制本發明之範圍。

本發明係提供一種移動式閃燈定位系統，該系統主要係藉由多軸飛行器低噪、穩定的特性，精確的控制閃光燈適當的與被攝體間維持一較佳閃燈距離，藉此繞行被攝體以調整攝影者所欲打光的方向與角度。

請參閱「圖1」，係本發明移動式閃燈定位系統的方塊示意圖，如圖所示：本發明的移動式閃燈定位系統100主要係包含有一第一定位器21、一搭載閃光燈的多軸飛行器30、一相機參數擷取器41、以及一訊號連結於上述裝置的運算器50。

所述的該第一定位器21係設置於被攝體20上，可為穿戴式電腦(Wearable Computer)或是具有訊號收發功能的數據 處理裝置，用以供被攝體20穿戴，藉以定位被攝體20的位置以測得被攝體20的第一位置資訊。更具體而言，該第一定位器21可為行動裝置、智慧型眼鏡、智慧型手錶或是其他類此之電子裝置。藉由該第一定位器21上的天線模組，透過所取得的信號將可測得距離參數，以及訊號方位角參數。該距離參數係藉由整個系統時間同步，用信號發射到接收的時間來估計距離取得或是藉由電波信號強度值(Received Signal Strength Indication,RSSI)取得。

所述的多軸飛行器30係用於搭載離機閃光燈31，該多軸飛行器30係包含有一離機閃接收器32、一第二定位器33、一處理單元34、以及一閃燈參數擷取器36。該離機閃接收器32係包含有訊號接收模組、以及連接於該訊號接收模組的熱靴(Hot Shoe)(圖未示)，透過該熱靴攝影者可依需求裝設不同的離機閃光燈31(有關於多軸飛行器30的其他細部結構，後面將有更詳細的說明)。該多軸飛行器30上相應於該閃光燈31的位置係設置有一第二定位器33，該第二定位器33係用於定位該閃光燈31的位置以測得該閃光燈31的第二位置資訊。所述的第二定位器33係為具有天線陣列模組的訊號收發裝置，藉由該天線模組，透過所取得的信號將可測得距離參數，以及訊號方位角參數。該處理單元34係可藉由熱靴314連結至該閃光燈31上的閃燈出力指數調整器並取得該閃光燈的閃光燈出力參數，並藉由無線傳輸單元(圖未示)將該閃光燈出力參數回傳至該運算器50用以計算較佳的閃燈距離。

所述的相機參數擷取器41係裝設於攝像裝置40上，藉以擷取該攝像裝置40內的拍攝參數。該攝像裝置40上設有一第三定位器42以及一離機閃觸發器43，該第三定位器42係用以定位該攝像裝置40的位置以測得該攝像裝置40的第三位置資訊。所述的第三定位器42係為具有天線模組的訊號收發裝置，藉由該天線陣列模組，透過所取得的信號將可測得距離參數，以及訊號方位角參數。

所述的運算器50係包含有處理單元51，以及連接於該處理單元51的儲存單元52。在本實施例中，該處理單元51以及該儲存單元52，係可共同構成為一單晶片，裝置於上述第一定位器、相機參數擷取器、或多軸飛行器上，或可共同構成一電腦或處理器，例如是個人電腦、工作站、主機電腦、行動裝置、平板或其他型式之電腦或處理器，在此並不限制其種類。

在本實施例中，該處理單元51可耦接於儲存單元52。該處理單元51例如是中央處理器(Central Processing Unit；CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor；DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits；ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device；PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。於本實施例中，該處理單元51係用以載入該儲存單元52內的程式，藉以完成定位程序、並控制該多軸飛行器30移動至指定的位置。

以下係針對本發明的實施方法進行詳細的說明，請參閱「圖2」及「圖3」，係為本發明移動式閃燈定位系統的使用狀態示意圖(一)及使用狀態示意圖(二)，如圖所示：所述的該第一定位器21係測得該被攝體20的第一位置資訊；所述的第二定位器33係測得該閃光燈31的第二位置資訊；所述的第三定位器42係測得該攝像裝置40的第三位置資訊。所述的運算器50於取得該第一位置資訊、第二位置資訊、及第三位置資訊後，該運算器50係先定義該第一位置資訊為原點P，其中該原點亦可定義為該第二位置資訊或是該第三位置資訊，在本發明中並不予以限制。於此同時，該運算器50係透過無線連結至該閃燈參數擷取器36取得該閃光燈31的該閃光燈出力參數，並取得該相機參數擷取器41的拍攝參數。藉由該閃光燈出力參數及該拍攝參數計算出具有較佳閃燈距離的閃燈距離參數。

所述的較佳閃燈距離係指藉由內建公式、或依使用者預先設定而得到的公式，依據閃光燈出力參數及相機參數所取得該閃燈對應於被攝體間的較佳間距，使被攝體得依攝影者的需求正確的曝光。

於本實施態樣中，所述的較佳閃燈距離可依正確曝光距離的公式計算取得，所述的公式如下：Dt=GN×((ISO/100))÷F

其中Dt係為閃燈距離參數，GN係為感光度係數(ISO值)為100時的閃光燈出力參數，ISO係為攝像裝置的感光度係數， F係為攝像裝置的光圈值。

以該第一定位器21為原點P(0,0,0)，運算器50將限制該多軸飛行器30移動的範圍，使該多軸飛行器30上的閃光燈31與該被攝體20間的間距維持於較佳閃燈距離Dt，意即該目標座標(x,y,z)必須符合以下之公式：(x²+y²+z²)=Dt

此時該多軸飛行器30將透過該運算器50控制，以該第一定位器21的位置為中心點，相對該第一定位器21於間距為Dt的軌道上移動。當該多軸飛行器30遠離軌道，並與該較佳閃燈距離的差值大於預設的閾值時，該運算器50將藉由該第一定位器21的位置做為參考點，重新計算目標座標，使該多軸飛行器30移動至該目標座標，藉此使該閃光燈31與該被攝體20維持於適當的間距。

其中，該第一位置資訊、該第二位置資訊、及該第三位置資訊係利用以下方式取得。首先，先設定該第一定位器21的位置為原點(該原點即為第一位置資訊)。接續，該運算器50係藉由測量該第一定位器21及該第二定位器33間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第二定位器33相對該第一定位器21的第一位置座標(即第二位置資訊)，測量該第一定位器21及該第三定位器42間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第三定位器42的相對該第一定位器21的第二位置座標(即第三位置資訊)，藉此可確定該被攝體20、該攝像裝置40、該閃光燈31間 的相對位置關係(如「圖3」所示)。

另一實施態樣，該第一位置資訊、該第二位置資訊、及該第三位置資訊係利用以下方式取得。首先，先設定該第二定位器33的位置為原點。接續，該運算器50係藉由測量該第二定位器33及該第一定位器21間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第一定位器21相對該第二定位器33的第三位置座標，測量該第二定位器33及該第三定位器42間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第三定位器42的相對該第二定位器33的第四位置座標，藉此可確定該被攝體20、該攝像裝置40、該閃光燈31間的相對位置關係(如「圖3」所示)。

另一實施態樣，該第一位置資訊、該第二位置資訊、及該第三位置資訊係利用以下方式取得。首先，先設定該第三定位器42的位置為原點。接續，該運算器50係藉由測量該第一定位器21及該第三定位器42間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第一定位器21相對該第三定位器42的第五位置座標，測量該第二定位器33及該第三定位器42間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第二定位器33的相對該第三定位器42的第六位置座標，藉此可確定該被攝體20、該攝像裝置40、該閃光燈31間的相對位置關係(如「圖3」所示)。

以上所述的定位方案可採用無線射頻辨識(RFID)、藍芽(Bluetooth)、Zigbee等相關技術，於本發明中並不予以限制。

請參閱「圖2」，於該被攝體20、該攝像裝置40、及 該閃光燈31間的相對位置確認時，該第一、第二、第三位置資訊係可透過該運算器50顯示於顯示螢幕上。該運算器50可將該第一位置資訊、該第三位置資訊間的連線設為第一參考向量，此時，運算器50可藉由該第一參考向量為基準，透過較佳閃燈距離Dt、以及二角度值(天頂角θ₁、方位角θ₂)建立精確的目標座標，使該多軸飛行器30移動至使用者所指定的位置。

所述的目標座標係可藉由以下公式取得：(x=Dtsinθ₁cosθ₂,y=Dtsinθ₁sinθ₂,z=Dtcosθ₁)

其中Dt為較佳閃燈距離，θ₁為天頂角，θ₂為方位角。

舉例而言，以被攝體20、攝像裝置40間的連線為基準(忽略仰角的問題，以第一位置資訊與第三位置資訊間的連線為x軸)，使用者得以觸控、聲控輸入天頂角θ₁及方位角θ₂，即可確定一精確的座標，控制該多軸飛行器30移動至相應的目標座標。

有關於本發明多軸飛行器30的詳細構造，請參閱「圖4」，係為本發明搭載閃光燈的多軸飛行器30的外觀示意圖，如圖所示：所述搭載閃光燈的多軸飛行器30主要包含有飛行器主體35，至少三設置於該飛行器主體35上並藉由電動機帶動的旋翼軸，以及一設置於該飛行器主體35上供該閃光燈31設置的設置部(圖未示)。在本實施態樣中係揭示一種四軸的飛行器，惟本發明並不限制於此單一實施態樣。其中該飛行器主體35的設置部上係設置有一離機閃接收器32，以及一連結於該離機閃接收器32並對應於該設置部的位置以連結於該閃光燈31一側連接埠的熱靴 314。當攝影者按下攝像裝置40上的拍攝鍵時，該離機閃觸發器43係傳遞一觸發指令至該離機閃接收器32，藉由該離機閃接收器32啟動該閃光燈31進行補光。該多軸飛行器30的其他部分尚包含有前述設於該飛行器主體35上的閃光燈31、第二定位器33、閃燈參數擷取器36等。

為精確地控制該多軸飛行器30的移動方向，該多軸飛行器30係包含有氣壓計、超聲波感測器、電子羅盤、GPS、重力感測器(G-sensor)及陀螺儀。上述內容圖均未示。

其中該第二定位器33除了收發訊號藉以得到第二位置資訊功能外，亦可接收運算器50傳送至該處理單元34的操控指令。該處理單元34於接收到該運算器50的操控指令時，係透過上述裝置測得飛行器主體35所應移動的移動方向及距離，其各裝置的功能如下：透過氣壓計可測得該飛行器主體35的高度，亦可藉由電子羅盤或GPS計算該飛行器主體35的水平位置，藉由GPS所取得的座標做為參考值，藉以減少誤差。其中該超聲波感測器係設置於該飛行器主體35的周側，可避免該飛行器主體35在飛行時與鄰近物品碰觸。其中該重力感測器(G-sensor)係設置於該飛行器主體35上，可測得該飛行器主體35是否維持水平飛行。其中該陀螺儀係用以確認該飛行器主體35飛行方向、或裝設於該閃光燈上用以測定該閃光燈旋轉的角度。

以下，係針對本發明的移動式閃燈定位方法配合流程圖進行說明： 請參閱「圖5」所示，係為本發明移動式閃燈定位方法的流程示意圖，如圖所示：本發明之移動式閃燈定位方法包含有以下步驟：於起始時，藉由設置於被攝體20上的第一定位器21，測得該被攝體20的第一位置資訊，並傳送至運算器50(步驟S101)。藉由設置於搭載閃光燈的多軸飛行器30上的第二定位器33，測得該閃光燈31的第二位置資訊，並傳送至運算器50(步驟S102)。藉由裝設於攝像裝置40上的相機參數擷取器41，以擷取該攝像裝置40內的拍攝參數，並藉由一第三定位器42，測得該第三位置資訊，並傳送至運算器50(步驟S103)。上述的三步驟係可同時進行，其操作順序於本發明中並不予以限制。運算器50收到以上資訊，係定義該第一位置資訊為原點，透過以下公式取得較佳閃燈距離(步驟S104)：Dt=GN×((ISO/100))÷F

其中，Dt係為該閃燈距離參數，GN係為感光度係數(ISO值)為100時的該閃光燈出力參數，ISO係為該攝像裝置的感光度係數，F係為該攝像裝置的光圈值。

為精確的定位該閃光燈的方位，以下請一併參閱「圖6」、及「圖7」，係針對閃光燈31擺頭的技術進行詳細的說明。該搭載閃光燈的多軸飛行器30係包含有一設置於該飛行器主體35藉由馬達帶動該熱靴314沿第一平面旋轉的第一旋轉裝置311，以及一設置於該飛行器主體35藉由馬達帶動該熱靴314沿第二平面 旋轉的第二旋轉裝置312。該第一旋轉裝置311係藉由馬達帶動該閃光燈31於水平面上旋轉(如圖6所示)，該第二旋轉裝置312係藉由馬達帶動該閃光燈31相對該飛行器主體35軸旋(如圖7所示)。

為計算該閃光燈的擺頭方向，於所述的閃光燈31周側係對應地設置一電性連結於該處理單元34的偵測器313，該偵測器313係套置於該閃光燈31周側，所述的偵測器313亦可作為前述第二定位器33的天線實施，其包含有分別設置於該閃光燈31水平方向兩側的左側水平陣列天線3131以及右側水平陣列天線3132，以及設置於該閃光燈31垂直方向兩側並連結於該處理單元34的一上側垂直陣列天線3133以及一下側垂直陣列天線3134。

藉由第一定位器21所傳出的訊號，該偵測器313可透過電磁波相位差(phase difference)調整該閃光燈31的旋轉方向及旋轉角度。如「圖6」所示，該左側水平陣列天線3131及該右側水平陣列天線3132於接收到該第一定位器21的電磁波訊號時，係同步二水平陣列天線的時間並代入時間差參數△t及波長參數λ作為參考值進行運算，藉以取得該左側水平陣列天線3131及該右側水平陣列天線3132間的第一電磁波相位差φ₁(phase difference)，所述第一電磁波相位差係可由以下公式取得：φ₁=2π(△t/λ)

藉由該第一電磁波相位差φ₁，可透過換算取得該閃 光燈31所應旋轉的角度，並藉由第一電磁波相位差φ₁的正值或負值判斷該閃光燈31所應旋轉的方向。假設右側水平陣列天線3132所取得的電磁波訊號相對於左側水平陣列天線3131所取得的電磁波訊號間的第一電磁波相位差φ₁為正值，則判定該第一定位器21至該左側水平陣列天線3131的距離DH1小於該右側水平陣列天線3132的距離DH2，該處理單元34將控制該第一旋轉裝置311，往該左側水平陣列天線3131的方向轉動；反之，該第一電磁波相位差φ₁為負值，則該第一定位器21至該右側水平陣列天線3152的距離DH2小於該左側水平陣列天線3151的距離DH1，該處理單元34將控制該第一旋轉裝置313，往該右側水平陣列天線3132的方向轉動。

如「圖7」所示，該上側垂直陣列天線3133及該下側垂直陣列天線3134於接收到該第一定位器21的電磁波訊號時，係同步二垂直陣列天線的時間並代入時間差參數△t及波長參數λ作為參考值進行運算，藉以取得該上側垂直陣列天線3133及該下側垂直陣列天線3134間的第二電磁波相位差φ₂(phase difference)，所述第二電磁波相位差係可由以下公式取得：φ₂=2π(△t/λ)

藉由該第二電磁波相位差φ₂，可透過換算取得該閃光燈31所應旋轉的角度，並藉由第二電磁波相位差φ₂的正值或負值判斷該閃光燈31所應旋轉的方向。假設下側垂直陣列天線3134所取得的電磁波訊號相對於上側垂直陣列天線3133所取得的電磁 波訊號間的第二電磁波相位差φ₂為正值，則判定該第一定位器21至該上側垂直陣列天線3133的距離DH3小於該下側垂直陣列天線3134的距離DH4，該處理單元34將控制該第二旋轉裝置312，往該上側垂直陣列天線3133的方向轉動；反之，該第二電磁波相位差φ₂為負值，則該第一定位器21至該下側垂直陣列天線3134的距離DH3小於該上側垂直陣列天線3133的距離DH4，該處理單元34將控制該第二旋轉裝置312，往該下側垂直陣列天線3134的方向轉動。

除了藉由相位差控制閃燈擺頭的方式外，於另一實施方式中，亦可於該電磁波訊號中藉由分碼多重進接(Code Division Multiple Access,CDMA)的方式，將傳送的訊息進行調變(modulation)已取得代碼串，並同步二水平陣列天線的時間，藉以計算相同代碼間的代碼偏移級距(亦即時間差參數)，藉由該代碼偏移級距調整該閃光燈31的旋轉方向及旋轉角度，其具體的演算方式如下：該處理單元34係透過該左側水平陣列天線3131由該第一定位器21所接收到的電磁波訊號與經由該右側水平陣列天線3132由該第一定位器21所接收到的電磁波訊號計算得到相同代碼間的第一代碼偏移級距，並依照該第一代碼偏移級距透過換算取得該閃光燈31所應旋轉的角度以及旋轉的方向，藉以控制該馬達帶動該第一旋轉裝置311沿該第一平面旋轉至目標方向。另一方面，該處理單元34係透過該上側垂直陣列天線3133由該第 一定位器21所接收到的電磁波訊號與經由該下側垂直陣列天線3134由該第一定位器21所接收到的電磁波訊號計算得到相同代碼間的第二代碼偏移級距，並依照該第二代碼偏移級距透過換算取得該閃光燈31所應旋轉的角度以及旋轉的方向，藉以控制該馬達帶動該第二旋轉裝置312沿該第二平面旋轉至目標方向。

綜上所述，本發明透過多軸飛行器控制閃光燈30與被攝體間20的相對位置，藉此可大幅地減少攝影者於拍攝時的困難度。此外，本發明可藉由三點建立攝影者、被攝體、及閃光燈的相對位置關係，並藉由平板、或語音指令快速調整多軸飛行器的位置，藉以調整至較佳的拍攝距離及所需要的拍攝角度。再者，本發明係藉由水平天線陣列、及垂直天線陣列自動化地控制閃光燈的擺頭方向，藉以定位至較佳的打光角度。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

20‧‧‧被攝體

21‧‧‧第一定位器

30‧‧‧搭載閃光燈的多軸飛行器

33‧‧‧第二定位器

40‧‧‧攝像裝置

42‧‧‧第三定位器

43‧‧‧離機閃觸發器

50‧‧‧運算器

Dt‧‧‧較佳閃燈距離

θ₁‧‧‧天頂角

θ₂‧‧‧方位角

Claims (20)

1. 一種移動式閃燈定位系統，包含有：一第一定位器，係設置於被攝體上，並測得該被攝體的第一位置資訊；一搭載閃光燈的多軸飛行器，其上設置有一連結至該閃光燈並取得該閃光燈的閃光燈出力參數的閃燈參數擷取器，以及一測得該閃光燈的第二位置資訊的第二定位器；一相機參數擷取器，係裝設於攝像裝置上，藉以擷取該攝像裝置內的拍攝參數；以及一運算器，定義該第一位置資訊為原點，並透過該閃光燈的該閃光燈出力參數、該拍攝參數計算出一具有較佳閃燈距離的閃燈距離參數，透過該閃燈距離參數控制該多軸飛行器相對該原點間維持於該較佳閃燈距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之移動式閃燈定位系統，其中該相機參數擷取器上係設置有一測得該攝像裝置的第三位置資訊的第三定位器。
3. 如申請專利範圍第2項所述之移動式閃燈定位系統，其中該運算器係取得該第一定位器及該第二定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第二定位器相對該第一定位器的第一位置座標，並取得該第一定位器及該第三定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第三定位器相對該第一定位器的第二位置座標。
4. 如申請專利範圍第2項所述之移動式閃燈定位系統，其中該運算器係取得該第二定位器及該第一定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第一定位器相對該第二定位器的第三位置座標，並取得該第二定位器及該第三定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第三定位器相對該第二定位器的第四位置座標。
5. 如申請專利範圍第2項所述之移動式閃燈定位系統，其中該運算器係取得該第三定位器及該第一定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第一定位器相對該第三定位器的第五位置座標，並取得該第三定位器及該第二定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第二定位器相對該第三定位器的第六位置座標。
6. 如申請專利範圍第1項所述之移動式閃燈定位系統，其中該運算單元係透過以下公式取得該閃燈距離參數：Dt=GN×((ISO/100))÷F其中，Dt係為該閃燈距離參數，GN係為感光度係數(ISO值)為100時的該閃光燈出力參數，ISO係為該攝像裝置的感光度係數，F係為該攝像裝置的光圈值。
7. 如申請專利範圍第1項所述之移動式閃燈定位系統，其中該搭載閃光燈的多軸飛行器包含有一飛行器主體，至少三設置於該飛行器主體上並藉由電動機帶動的旋翼軸，以及一設置於該飛行器主體上供該閃光燈設置的設置部。
8. 如申請專利範圍第7項所述之移動式閃燈定位系統，更進一步包含有一設置於該攝像裝置上的離機閃觸發器，該搭載閃光燈的多軸飛行器係包含有一設置於該設置部上的離機閃接收器，以及一設置於該離機閃接收器上並電性連結於該閃光燈一側連接埠的熱靴，該攝像裝置係透過該離機閃觸發器傳送一閃燈觸發指令至該閃光燈。
9. 如申請專利範圍第7項所述之移動式閃燈定位系統，其中該搭載閃光燈的多軸飛行器包含有處理單元，分別設置於該閃光燈垂直方向兩側並連結於該處理單元的一上側垂直陣列天線以及一下側垂直陣列天線，以及分別設置於該閃光燈水平方向兩側並連結於該處理單元的一左側水平陣列天線以及一右側水平陣列天線。
10. 如申請專利範圍第9項所述之移動式閃燈定位系統，其中該設置部包含有一供離機閃接收器或該閃光燈設置的熱靴，一設置於該飛行器主體藉由馬達帶動該熱靴沿第一平面旋轉的第一旋轉裝置，以及一設置於該飛行器主體藉由馬達帶動該熱靴沿第二平面旋轉的第二旋轉裝置。
11. 如申請專利範圍第10項所述之移動式閃燈定位系統，其中該馬達係連接於該處理單元，該處理單元係透過該左側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該右側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第一電磁波相位差(phase difference)，並依照該第一電磁波相 位差藉由該馬達控制該第一旋轉裝置沿該第一平面旋轉，該處理單元係透過該上側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該下側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第二電磁波相位差(phase difference)，並依照該第二電磁波相位差藉由該馬達控制該第二旋轉裝置沿該第二平面旋轉。
12. 如申請專利範圍第10項所述之移動式閃燈定位系統，其中該馬達係連接於該處理單元，該處理單元係透過該左側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該右側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第一代碼偏移級距，並依照該第一代碼偏移級距藉由該馬達控制該第一旋轉裝置沿該第一平面旋轉，該處理單元係透過該上側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該下側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第二代碼偏移級距，並依照該第二代碼偏移級距藉由該馬達控制該第二旋轉裝置沿該第二平面旋轉。
13. 如申請專利範圍第1項所述之移動式閃燈定位系統，其中該飛行器主體上係設置有氣壓計、超聲波感測器、電子羅盤、GPS、重力感測器(G-sensor)及陀螺儀。
14. 一種移動式閃燈定位方法，包含有以下步驟：藉由設置於被攝體上的第一定位器，測得該被攝體的第一位置資訊； 藉由設置於搭載閃光燈的多軸飛行器上的第二定位器，測得該閃光燈的第二位置資訊；藉由裝設於攝像裝置上的相機參數擷取器，以擷取該攝像裝置內的拍攝參數；定義該第一位置資訊為原點，並透過該閃光燈的閃光燈出力參數、及該攝像資訊計算出一具有較佳閃燈距離的閃燈距離參數；以及透過該閃燈距離參數控制該飛行器主體於相對該原點間維持於該較佳閃燈距離上移動。
15. 如申請專利範圍第14項所述之移動式閃燈定位方法，其中該相機參數擷取器上係設置有一測得該攝像裝置的第三位置資訊的第三定位器，該第一位置資訊、該第二位置資訊、及該第三位置資訊係由以下步驟取得：定義該被攝體的位置為該第一位置資訊；藉由該第一定位器及該第二定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第二定位器相對該第一定位器的第一位置座標，並定義該第一位置座標為該第二位置資訊；藉由該第一定位器及該第三定位器間的距離參數、以及訊號方位角參數，建立該第三定位器相對該第一定位器的第二位置座標，並定義該第二位置座標為該第三位置資訊。
16. 如申請專利範圍第14項所述之移動式閃燈定位方法，其中該閃燈距離參數係透過以下公式取得： Dt=GN×((ISO/100))÷F其中，Dt係為該閃燈距離參數，GN係為感光度係數(ISO值)為100時的該閃光燈出力參數，ISO係為該攝像裝置的感光度係數，F係為該攝像裝置的光圈值。
17. 如申請專利範圍第14所述之移動式閃燈定位方法，其中該搭載閃光燈的多軸飛行器包含有一飛行器主體，至少三設置於該飛行器主體上並藉由電動機帶動的旋翼軸，以及一設置於該飛行器主體上供該閃光燈設置的設置部。
18. 如申請專利範圍第14項所述之移動式閃燈定位方法，其中該閃光燈的燈座的水平方向兩側分別設置有左側水平陣列天線以及右側水平陣列天線，該閃光燈的燈座的垂直方向兩側分別設置有上側垂直陣列天線以及下側垂直陣列天線，該閃光燈係藉由以下方式調整擺頭方向：透過該左側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該右側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第一電磁波相位差(phase difference)，並依照該第一電磁波相位差控制該閃光燈沿該第一平面旋轉；以及透過該上側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該下側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第二電磁波相位差(phase difference)，並依照該第二電磁波相位差控制該閃光燈沿該第二平面旋轉。
19. 如申請專利範圍第14項所述之移動式閃燈定位方法，其中該閃光燈的燈座的水平方向兩側分別設置有左側水平陣列天線以及右側水平陣列天線，該閃光燈的燈座的垂直方向兩側分別設置有上側垂直陣列天線以及下側垂直陣列天線，該閃光燈係藉由以下方式調整擺頭方向：透過該左側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該右側水平陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第一代碼偏移級距，並依照該第一代碼偏移級距控制該閃光燈沿該第一平面旋轉；以及透過該上側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號與經由該下側垂直陣列天線由該第一定位器所接收到的電磁波訊號計算得到第二代碼偏移級距，並依照該第二代碼偏移級距控制該閃光燈沿該第二平面旋轉。
20. 一種內儲程式的電腦可讀取記錄媒體，當運算器載入程式並執行後係可完成如申請專利範圍第14項至第19項中任一項所述的方法。