TW201814246A - 影像辨識確定座標與導航裝置 - Google Patents

Abstract

本創作係有關於一種「影像辨識確定座標與導航裝置」，其中包括一影像擷取單元、一影像處理單元、一影像座標資料庫、一影像辨識單元、一中央處理器、兩個無線單元、一影像追蹤控制單元、一基座、一距離感測器。本案透過影像擷取單元、影像處理單元、影像辨識單元，確定目標物，並由影像追蹤控制單元或中央處理器控制基座，使搭載於基座上的影像擷取單元能擷取目標影像；影像座標資料庫存放之影像與影像處理單元所處理之影像，在影像辨識單元中判斷，決定一座標；中央處理器依目的座標、起始座標與感測距離數據，進行計算，規劃出導航路徑。

Description

影像辨識確定座標與導航裝置

本創作「影像辨識確定座標與導航裝置」，涉及一種以影像辨識確定座標與導航之技術領域。

習知定位技術迅速發展，如：GPS定位，可用與軍事與商業；然而，商業用途上，其誤差範圍比軍用GPS定位還大，在加上室內不適合GPS定位，故為了降低定位時所帶來的誤差，並適合於室內室外之定位方法，以適當的設計，為使用者帶來便利性。

為改善前述定位技術不利於商品化之缺失，本創作「影像辨識確定座標與導航裝置」，其主要目的在於：提供一原理簡易，效果卓越之系統架構。

為達成上述目的，本案具體之手段為：該影像辨識確定座標裝置，包括有一影像擷取單元、一影像處理單元、一影像座標資料庫、一影像辨識單元、一中央處理器、一無線單元、一影像追蹤控制單元、一基座、一距離感測器。

所述該影像擷取單元，可擷取一範圍之影像。

所述該影像處理單元，可處理影像擷取單元所擷取之影像。

所述該影像座標資料庫，存放影像及座標之資料庫。

所述該影像辨識單元，用以判斷影像處理單元之輸出影像與影像座標資料庫之影像，並決定座標。

所述該中央處理單元，對各單元進行計算與設定，規劃導航路徑，並控制基座。

所述該無線單元，用以傳送資與接收資料之用。

所述該影像追蹤控制單元，用以計算追蹤目標物時，鏡頭應位移之向量，並控制基座。

所述該基座，用以改變影樣擷取單元之影像擷取方向，使鏡頭對準目標物。

所述該距離感測器，用以感測距離。

1‧‧‧影像擷取單元

11‧‧‧目標物

12‧‧‧影像感測器

13‧‧‧變焦裝置

14‧‧‧光學鏡頭

100‧‧‧影像辨識確定座標裝置

2‧‧‧影像處理單元

3‧‧‧影像座標資料庫

31‧‧‧座標A

32‧‧‧座標B

33‧‧‧座標C

34‧‧‧座標D

4‧‧‧影像辨識單元

5‧‧‧中央處理器

51‧‧‧影像追蹤控制單元

6‧‧‧基座

61‧‧‧水平旋轉驅動裝置

62‧‧‧垂直旋轉驅動裝置

7‧‧‧無線單元

8‧‧‧距離感測器

9‧‧‧無人移動裝置

圖1：係本創作之影像辨識確定座標之方塊示意圖。

圖2：係本創作之影像擷取一範圍示意圖。

圖3：係本創作影像座標資料庫示意圖。

圖4：係本創作之影像座標資料庫之座標示意圖。

圖5：係本創作之追蹤目標示意圖。

圖6：係本創作之影像辨識確定座標之流程圖。

圖7：係本創作新增影像追蹤控制單元、基座之影像辨識確定座標之方塊示 意圖。

圖8：係本創作新增距離感測器之影像辨識確定座標之方塊示意圖。

圖9：係本創作新增影像追蹤控制單元、基座、距離感測器之影像辨識確定座標之方塊示意圖。

圖10：係本創作導航示意圖。

本創作「影像辨識確定座標與導航裝置」，其結構組成，及所能產生的功效，配合圖式，舉一本案之較佳實施例詳細說明如下。

請參閱圖1，該影像辨識確定座標裝置100，包括：一影像擷取單元1，一影像處理單元2，一影像座標資料庫3，一影像辨識單元4，一中央處理器5，兩個無線單元7；參閱圖6，先由影像擷取單元1擷取目標物11之影像，透過影像處理單元2做影像處理，而影像座標資料庫3是事先存放數筆資料，每筆資料存放一影像與一座標，將無線單元7傳送影像處理單元2處理完的影像與影像座標資料庫3之影像，在影像辨識單元4中，進行判斷，若不相似，則繼續判斷其他影像資座標料庫3之影像；若相似或一樣，該影像座標資料庫3之相似影像的座標，作為決定之座標；在決定座標前，中央處理器5可對各單元與影像座標資料庫3中，進行計算與設定。

參閱圖1，該影像擷取單元1可由一個到數個影像擷取裝置集合而成，一起擷取影像，並傳送資訊。

參閱圖1，該影像辨識確定座標裝置100之影像處理單元2 之處理，可以平滑化、灰階處理、二值化影像、膨脹運算、侵蝕運算、補洞、影像邊緣偵測等方式處理。

參閱圖2，影像擷取單元1之變焦裝置13，可改變影像感測器12之感應範圍；影像感測器12之測距方法，以3D影像感測器晶片為例，以紅外線光運作，利用時差測距(ToF)測量原理：3D影像感測器晶片，會針對本身之每一像素，測量紅外線光自攝影機與目標物11之間往返時間，進而達到測距之目的。

參閱圖3，影像座標資料庫3存放數個影像及影像之座標，參閱圖4，該座標以目標物11為原點，計算一相對座標，該相對座標即為影像座標資料庫3之中，所存放的座標。

參閱圖5，目標物11未在影像擷取單元1之鏡頭中心，若要將影像擷取單元1之鏡頭中心對準目標物11，影像追蹤控制單元51或中央處理器5必須控制基座6，調整影像擷取單元1，使影像擷取單元1能擷取到目標物11，並使鏡頭對準目標物11；故由影像擷取單元1連續擷取影像，並轉為光學訊號，影像追蹤控制單元51藉由該光學訊號，計算一目標物11沿該光學鏡頭14中心切線方向之位移向量D，並將位移向量D轉為位移訊號，影像追蹤控制單元51或中央處理器5以該位移訊號控制基座6之兩個驅動裝置，分別是水平旋轉驅動裝置61與垂直旋轉驅動裝置62，使目標物11在光學鏡頭14之法線上。

參閱圖7，新增影像追蹤控制單元51、基座6之影像辨識確定座標裝置100，包括一影像擷取單元1、一影像處理單元2、一影像座標 資料庫3、一影像辨識單元4、一中央處理器5、兩個無線單元7、一影像追蹤控制單元51、一基座6；先由影像擷取單元1、影像處理單元2之動作，由無線單元7傳送處理完之影像資料給影像辨識單元4，再由影像座標資料庫3之動作與影像辨識單元4之判斷，確定是否為目標物11，若是目標物11，由影像追蹤控制單元51計算或中央處理器5控制基座6，使目標物11在影像擷取單元1之鏡頭中心，並決定座標；無線單元7與中央處理器5連接，隨時收發資訊；參閱圖10，該新增影像追蹤控制單元51、基座6之影像辨識確定座標裝置100安置於無人移動裝置9，無線單元7未接受資訊或目標物11未發出控制訊號時，該影像辨識確定座標裝置100，由中央處理器5控制，自主運作，決定座標，該座標即為無人移動裝置9之起始座標或現在座標，當目標物11送出控訊號，該訊號可以是目的座標訊號與影像資訊，而無線單元7收到訊號後，中央處理器5依目的座標、現在座標與影像擷取單元1之影像感測器12之感測距離數據，計算路徑，並控制無人移動裝置9，移動到目的座標。

參閱圖8，新增距離感測器8之影像辨識確定座標裝置100，包括一影像擷取單元1、一影像處理單元2、一影像座標資料庫3、一影像辨識單元4、一中央處理器5、兩個無線單元7、一距離感測器8；先由影像擷取單元1、影像處理單元2之動作，由無線單元7傳送處理完之影像資料給影像辨識單元4，再由影像座標資料庫3之動作與影像辨識單元4之判斷，確定是否為目標物11，若是目標物11，並決定座標；無線單元7與中央處理器5連接，隨時收發資訊；參閱圖10，該新增距離感測器8之影像 辨識確定座標裝置100安置於無人移動裝置9，無線單元7未接受資訊或目標物11未發出控制訊號時，該影像辨識確定座標裝置100，由中央處理器5控制，自主運作，決定座標，該座標即為無人移動裝置9之起始座標或現在座標，當目標物11送出控訊號，該訊號可以是目的座標訊號與影像資訊，而無線單元7收到訊號後，中央處理器5依目的座標、現在座標與距離感測器8之數據，計算路徑，並控制無人移動裝置9，移動到目的座標。

參閱圖9，新增影像追蹤控制單元51、基座6、距離感測器8之影像辨識確定座標裝置100，包括一影像擷取單元1、一影像處理單元2、一影像座標資料庫3、一影像辨識單元4、一中央處理器5、一影像追蹤控制單元51、一基座6、兩個無線單元7，以及一距離感測器8；先由影像擷取單元1、影像處理單元2之動作，由無線單元7傳送處理完之影像資料給影像辨識單元4，再由影像座標資料庫3之動作與影像辨識單元4之判斷，確定是否為目標物11，若是目標物11，由影像追蹤控制單元51計算或中央處理器5控制基座6，使目標物11在影像擷取單元1之鏡頭中心，並決定座標；無線單元7與中央處理器5連接，隨時收發資訊；參閱圖10，該新增影像追蹤控制單元51、基座6、距離感測器8之影像辨識確定座標裝置100安置於無人移動裝置9，無線單元7未接受資訊或目標物11未發出控制訊號時，該影像辨識確定座標裝置100，由中央處理器5控制，自主運作，決定座標，該座標即為無人移動裝置9之起始座標或現在座標，當目標物11送出控訊號，該訊號可以是目的座標訊號與影像資訊，而無線單元7收到訊號後，中央處理器5，依目的座標、現在座標與距離感 測器8之數據，計算路徑，並控制無人移動裝置9，移動到目的座標。

參閱圖10，無人移動裝置9經過目標物11時，因距離感測器8感測到目標物11，為確保安全距離，該距離感測器8，可以用雷達、紅外線方式感測，使移動路徑上呈現彎曲狀。

綜上所述，本案「影像辨識確定座標與導航裝置」，本案在產業上確實得以利用，於申請前未曾見於刊物或公開使用，且非為公眾所知悉之技術。再者，本案有效解決先前技術中長期存在的問題並達成相關使用者與消費者的需求。本案富具專利法規定之「產業利用性」、「新穎性」、「進步性」等要件，爰依法提請專利，懇請 鈞局詳查，並儘早為准予專利之審定，以保護申請人之智慧財產權。

本案雖藉由前述實施例來描述，但仍可變化其型態與細節，於不脫離本案之精神而達成，並由熟悉此項技藝之人士可了解。前述本案之較佳實施例，僅係藉本案原理可以具體實施的方式之一，但並不以此為限制，應依後附之申請專利範圍所界定為準。

Claims (13)

1. 一種影像辨識確定座標裝置，包括：一無線單元，用以傳送與接收資訊，以及傳送與接收控制訊號；一影像座標資料庫，存取影像及座標；一影像辨識單元，用以判斷無線單元傳送之影像與影像座標資料庫之影像；一中央處理器，用以計算、設定資訊與數據；影像辨識單元對無線單元接收之影像與影像座標資料庫的影像，進行判斷，以及中央處理器對整體裝置之計算、整合，決定座標。
2. 如申請專利範圍第1項之影像辨識確定座標裝置，更包括：一影像擷取單元，用以擷取影像；一影像處理單元，用以處理影像擷取單元所擷取的影像；一無線單元，用以傳送與接收資訊，以及傳送與接收控制訊號，並將影像處理單元處理完之影像傳送給影像辨識單元；無線單元未接受訊號前，中央處理器自主運作該影像辨識確定座標裝置，自行決定座標，該座標視為起始座標；中央處理器接受無線單元傳送之訊號，該訊號含影像與座標，並與影像座標資料庫之其中一資料相同，而該座標即為目的座標；中央處理器依目的座標、起始座標，與影像擷取單元之影像感測器之感測距離數據，規劃出導航路徑。
3. 如申請專利範圍第2項之影像辨識確定座標裝置，其中該影像擷取單元之影像感測器可感測距離，該距離可以是影像擷取單元與目標物之間的距離，也可以是影像擷取單元與阻礙物之間的距離；該影像擷取單元可以是一個到數個影像擷取裝置，一起擷取影像。
4. 如申請專利範圍第2項之影像辨識確定座標裝置，其中該影像座標資料庫中存放數個資料，每個資料就有一影像與一座標；該座標是以目標物為原點，計算一相對座標，該相對座標為存放於該影像座標資料庫之座標。
5. 如申請專利範圍第2項之影像辨識確定座標裝置，其中該影像辨識單元， 判斷影像處理單元處理完之影像是否與影像座標資料庫之影像相似，若不相似，則繼續對影像座標資料庫之其他影像作判斷；若相似，則將該影像座標資料庫之相似影像的座標，為決定之座標。
6. 如申請專利範圍第2項之影像辨識確定座標裝置，其中該影像辨識單元，判斷影像處理單元處理完之影像是否與影像座標資料庫之影像一樣，若不一樣，則繼續對影像座標資料庫之其他影像作判斷；若一樣，則將影像座標資料庫之一樣影像的座標，為決定之座標。
7. 如申請專利範圍第2項之影像辨識確定座標裝置，其中該中央處理器，可改變影像擷取單元所擷取的影像之大小與範圍、影像處理單元處理完之影像大小、影像座標資料庫之影像大小、影像座標資料庫之座標大小；中央處理器可依距離感測器之感測數據，以及影像擷取單元之影像感測器所感測距離，改變影像擷取單元所擷取的影像之大小與範圍、影像處理單元處理完之影像大小、影像座標資料庫之影像大小、影像座標資料庫之座標大小；中央處理器可依影像擷取單元所擷取的影像之大小與範圍，以及影像處理單元處理完之影像大小，改變影像座標資料庫之影像大小、影像座標資料庫之座標大小。
8. 如申請專利範圍第2項之影像辨識確定座標裝置，更包括：一基座，用以改變影像擷取單元之影像擷取角度；一影像追蹤控制單元，用以計算位移向量，並轉為位移向量訊號，含控制裝置，控制基座之動作；先透過影像擷取單元、影像處理單元、影像辨識單元與影像座標資料庫之運作，確定目標物，再透過影像追蹤控制單元之計算，並控制基座，改變影像擷取單元之影像擷取角度，使目標物在影像擷取單元之影像擷取範圍內，以影像辨識單元判斷，與中央處理器對整體裝置之計算、處理，決定座標；無線單元未接受訊號前，中央處理器自主運作該影像辨識確定座標裝置，自行 決定座標，該座標視為起始座標；中央處理器接受無線單元傳送之訊號，該訊號含影像與座標，並與影像座標資料庫之其中一資料相同，而該座標即為目的座標；中央處理器依目的座標、起始座標，與影像擷取單元之影像感測器之感測距離數據，規劃出導航路徑。
9. 如申請專利範圍第2項之影像辨識確定座標裝置，更包括：距離感測器，用以感測距離；無線單元未接受訊號前，中央處理器自主運作該影像辨識確定座標裝置，自行決定座標，該座標視為起始座標；中央處理器接受無線單元傳送之訊號，該訊號含影像與座標，並與影像座標資料庫之其中一資料相同，而該座標即為目的座標；中央處理器依目的座標、起始座標，與距離感測器之感測數據，規劃出導航路徑。
10. 如申請專利範圍第8項之影像辨識確定座標裝置，更包括：距離感測，用以感測距離；先透過影像擷取單元、影像處理單元、影像辨識單元與影像座標資料庫之運作，確定目標物，再透過影像追蹤控制單元之計算位移向量，並轉為位移訊號，並控制基座，改變影像擷取單元之影像擷取角度，使目標物在影像擷取單元之影像擷取範圍內，以影像辨識單元判斷，與中央處理器對整體裝置之計算、處理，決定座標；無線單元未接受訊號前，中央處理器自主運作該影像辨識確定座標裝置，自行決定座標，該座標視為起始座標；中央處理器接受無線單元傳送之訊號，該訊號含影像與座標，並與影像座標資料庫之其中一資料相同，而該座標即為目的座標；中央處理器依目的座標、起始座標，與距離感測器之感測數據，規劃出導航路徑。
11. 一種影像辨識確定座標裝置，包括：一偵測單元，用以擷取影像，以無線單元傳送影像；一主機，包含：一無線單元，用以傳送與接收資訊，以及傳送與接收控制訊號，並將訊號傳送到該主機內部各單元；一影像座標資料庫，存取影像及座標；一影像辨識單元，用以判斷無線單元傳送之 影像與影像座標資料庫之影像；一中央處理器，用以計算、設定資訊與數據；影像辨識單元對無線單元接收之影像與影像座標資料庫的影像，進行判斷，以及中央處理器對整體裝置之計算、整合，決定座標。
12. 如申請專利範圍第11項之影像辨識確定座標裝置，更包括：一影像處理單元，用以處理偵測單元所擷取的影像；該影像處理單元可放置於偵測單元，將處理完之影像傳送給主機；該影像處理單元可放置於主機，接收無線單元所傳送之影像，並將處理完之影像傳送給影像辨識單元。
13. 如申請專利範圍第11項之影像辨識確定座標裝置，該偵測單元可與主機分開，並以無線單元傳送資料與訊息；該偵測單元則放置在無人飛行載具；該主機可以是智慧手機。