TWI659663B - 環境控制系統、控制裝置及控制方法 - Google Patents

環境控制系統、控制裝置及控制方法 Download PDF

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Abstract

一種環境控制系統、控制裝置及其方法。該控制裝置自一可追蹤裝置接收複數個感測訊號組，其中各該感測訊號組係感應自一主定位基地台及一第一從屬定位基地台其中之一，且最後一組係感應自該主定位基地台。該主定位基地台、該第一從屬定位基地台及一第二從屬定位基地台具有一共同覆蓋區域。該控制裝置根據該等感測訊號組判斷該可追蹤裝置在該共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之一方向移動了至少一預設距離，且因應地傳送指示訊號俾該第一從屬定位基地台關閉，而該第二從屬定位基地台開啟。

Description

環境控制系統、控制裝置及控制方法
本發明係關於一種環境控制系統、控制裝置及控制方法。更具體而言，本發明係關於一種用於燈塔追蹤技術之環境控制系統、控制裝置及控制方法。
在虛擬實境(Virtual Reality；VR)之技術中，如何正確且快速地定位及追蹤使用者之位置以便將之模擬在三維的虛擬環境中，為相當重要之議題。
近期被廣泛地討論之虛擬實境追蹤技術為燈塔(lighthouse)追蹤技術，其係以二個定位基地台(一個為主定位基地台，另一個為與主定位基地台同步之從屬定位基地台)來定位使用者所配戴之可追蹤裝置(例如：頭戴式顯示裝置(Head-Mounted Display；HMD))。簡言之，二個定位基地台輪流地運作，各定位基地台在其掃描週期(sweep cycle)會先發出同步訊號，再以訊號(例如：雷射光束)掃描實際空間。可追蹤裝置以其所包含之多個感應器來感應定位基地台所發出之訊號。後端之主機則根據可追蹤裝置所感應到之訊號計算出可追蹤裝置在實際空間中之位置，再將之模擬在三維的虛擬環境中。
儘管燈塔追蹤技術定位的準確率高，但實際使用時卻受限於 定位基地台之訊號所能發射之距離及角度，導致使用者的活動範圍受限。因此，如何擴展燈塔追蹤技術所能追蹤之範圍為一亟需克服的議題。
本發明之一目的在於提供一種控制裝置。該控制裝置包含一接收介面及一處理器，且二者彼此電性連接。該接收介面於一時間區間自一可追蹤裝置接收複數個感測訊號組，其中各該感測訊號組係感應自一主定位基地台及一第一從屬定位基地台其中之一，且該等感測訊號組之最後一組係感應自該主定位基地台。該主定位基地台、該第一從屬定位基地台及一第二從屬定位基地台具有一共同覆蓋區域。該處理器根據該等感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該時間區間內在該共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之一方向移動了至少一預設距離。於該處理器判斷該可追蹤裝置於該時間區間內在該共同覆蓋區域中往該方向移動了該至少一預設距離後，該接收介面更傳送一第一指示訊號俾該第一從屬定位基地台因應地關閉，且傳送一第二指示訊號俾該第二從屬定位基地台因應地開啟。
本發明之另一目的在於提供一種環境控制系統，其係包含一主定位基地台、一第一從屬定位基地台、一第二從屬定位基地台及一前段所述之控制裝置。
本發明之又一目的在於提供一種控制方法，其係適用於一電子計算裝置。該控制方法包含下列步驟：(a)於一時間區間自一可追蹤裝置接收複數個感測訊號組，其中各該感測訊號組係感應自一主定位基地台及一第一從屬定位基地台其中之一，且該等感測訊號組之最後一組係感應自 該主定位基地台，該主定位基地台、該第一從屬定位基地台及一第二從屬定位基地台具有一共同覆蓋區域，(b)根據該等感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該時間區間內在該共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之一方向移動了至少一預設距離，(c)於判斷該可追蹤裝置於該時間區間內在該共同覆蓋區域中往該方向移動了該至少一預設距離後，傳送一第一指示訊號俾該第一從屬定位基地台因應地關閉，以及(d)於判斷該可追蹤裝置於該時間區間內在該共同覆蓋區域中往該方向移動了該至少一預設距離後，傳送一第二指示訊號俾該第二從屬定位基地台因應地開啟。
本發明所提供之控制技術(包含環境控制系統、控制裝置及其方法)可與燈塔追蹤技術搭配使用。本發明會根據可追蹤裝置在該等定位基地台之哪一共同覆蓋範圍及是否面向主定位基地台來決定如何判斷是否要切換運作中的從屬定位基地台或運作中之主定位基地台。透過本發明所提供之控制技術，在任一時間點只會有一個主定位基地台及一個從屬定位基地台運作，因此能解決習知燈塔追蹤技術所面臨之空間受限問題。
以下結合圖式闡述本發明之詳細技術及實施方式，俾使本發明所屬技術領域中具有通常知識者能理解所請求保護之發明之技術特徵。
1‧‧‧環境控制系統
10‧‧‧控制裝置
11‧‧‧接收介面
13‧‧‧處理器
15‧‧‧可追蹤裝置
20a、20b、20c‧‧‧覆蓋區域
Rabc、Rab、Rac‧‧‧共同覆蓋區域
B1‧‧‧主定位基地台
C1、C2‧‧‧從屬定位基地台
R1、R2‧‧‧共同覆蓋區域
D1、……、D(n-1)、Dn‧‧‧定位基地台
E1、E2、……、En‧‧‧定位基地台
S301~S315‧‧‧步驟
第1A圖係描繪第一實施方式之環境控制系統1之示意圖；第1B圖係描繪主定位基地台B1、從屬定位基地台C1、C2被置放於一空間之一具體範例之俯視圖；第2圖係描繪第二實施方式之示意圖；以及 第3A圖及第3B圖係描繪第三實施方式之流程圖。
如前所述，由於燈塔追蹤技術能夠提供準確率高之定位，因此如何擴展其追蹤範圍為一重要議題。在燈塔追蹤技術中，可追蹤裝置無法同時接收二個從屬定位基地台之訊號，因此，若要藉由增加從屬定位基地台之數目來擴展追蹤範圍，則需要克服之技術問題是如何在從屬定位基地台間切換。
以下將透過實施方式來解釋本發明所提供之環境控制系統、控制裝置及控制方法如何在不同從屬定位基地台間切換，俾任一時刻只有一個從屬定位基地台與主定位基地台運作。然而，該等實施方式並非用以限制本發明需在如該等實施方式所述之任何環境、應用或方式方能實施。因此，關於實施方式之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以限制本發明之範圍。應理解，在以下實施方式及圖式中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示，且各元件之尺寸以及元件間之尺寸比例僅為例示而已，而非用以限制本發明之範圍。
本發明之第一實施方式為一環境控制系統1，其示意圖係描繪於第1A圖。環境控制系統1包含一控制裝置10、一可追蹤裝置15、一主定位基地台B1及二個從屬定位基地台C1、C2。控制裝置10包含一接收介面11及一處理器13，且二者彼此電性連接。接收介面11可為各種能接收訊號及資料之裝置。處理器13可為各種處理器、中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)、微處理器或本發明所屬技術領域中具有通常知識者所知之其他計算裝置中之任一者。於本實施方式中，控制裝置10及可追蹤裝置15各 為一獨立之硬體，但於其他實施方式中，控制裝置10及可追蹤裝置15可整合於同一個硬體。
主定位基地台B1及從屬定位基地台C1、C2各可為一能在自己的掃描週期(sweep cycle)發出同步訊號且再以訊號(例如：雷射光束)掃描一空間之裝置，其中主定位基地台B1及從屬定位基地台C1、C2之掃描週期不重疊。舉例而言，主定位基地台B1及從屬定位基地台C1、C2之結構可與習知的燈塔追蹤技術中所使用之定位基地台之結構相同，但從屬定位基地台C1、C2之開啟及關閉則由本發明之控制裝置10所控制。
可追蹤裝置15包含複數個感應器(例如：光感應器)用以感應主定位基地台B1及從屬定位基地台C1、C2所發射之訊號。舉例而言，可追蹤裝置15可為一頭戴式顯示裝置。在每一掃描週期，可追蹤裝置15所包含之該等感應器會進行感應。取決於可追蹤裝置15之方位，在每一掃描週期，可能全部的感應器都會感應到訊號，也可能只有某些感應器會感應到訊號，甚至所有的感應器皆未感應到訊號。可追蹤裝置15會將在每一掃描週期所感應到之訊號整合為一感測訊號組。換言之，於本實施方式中，每一感測訊號組會包含至少一感測值，且各感測值係感應自可追蹤裝置15之該等感應器其中之一。當一感測訊號組包含N個感測值時，代表在一掃描週期中有N個感應器感應到訊號，其中N為一正整數。
在使環境控制系統1運作前，需將主定位基地台B1、從屬定位基地台C1、C2置放於一空間中。第1B圖係繪示主定位基地台B1、從屬定位基地台C1、C2被置放於一空間之一具體範例之俯視圖，但該具體範例並非用以限制本發明之範圍。控制裝置10會知道主定位基地台B1、從屬定位 基地台C1、C2於該空間中被置放之位置(例如：在一初始化階段得知)。
請參照第1B圖，主定位基地台B1、從屬定位基地台C1及從屬定位基地台C2分別地由其訊號所能發射距離及角度界定一覆蓋區域20a、20b、20c。主定位基地台B1、從屬定位基地台C1及從屬定位基地台C2具有一共同覆蓋區域Rabc(亦即，覆蓋區域20a、20b、20c之交集)。另外，共同覆蓋區域Rab為僅由主定位基地台B1及從屬定位基地台C1覆蓋之區域，共同覆蓋區域Rac為僅由主定位基地台B1及從屬定位基地台C2覆蓋之區域。控制裝置10會知道共同覆蓋區域Rabc、Rab及Rac(例如：在一初始化階段得知)。
在環境控制系統1運作時，需將可追蹤裝置15連接至控制裝置10(可採用有線或無線之方式連接)。在環境控制系統1運作時，可追蹤裝置15可於該空間中移動(例如：由一使用者穿戴可追蹤裝置15並於該空間中移動)，並將感應自主定位基地台B1、從屬定位基地台C1或從屬定位基地台C2之感測訊號組傳送至控制裝置10。需說明者，在環境控制系統1運作之任一時刻，主定位基地台B1總是處於開啟之狀態，但從屬定位基地台C1、C2只會有一個開啟。控制裝置10在接收到可追蹤裝置15所傳送之感測訊號組之後，便可計算出可追蹤裝置15在空間中之位置，且會判斷是否要切換運作之從屬定位基地台(亦即，將目前運作中之從屬定位基地台關閉，且將另一個從屬定位基地台開啟)。由於本發明的重點在於如何決定從屬定位基地台之切換(亦可稱之為換手)，故以下的敘述將著重於此，並以第1B圖所示之具體範例說明。
如前所述，在環境控制系統1運作之任一時刻，主定位基地 台B1總是處於開啟之狀態，但從屬定位基地台C1、C2只會有一個開啟。因此，需要考慮到是否要切換運作之從屬定位基地台之情況為可追蹤裝置15位於共同覆蓋區域Rabc之時，因為共同覆蓋區域Rabc同時被主定位基地台B1及從屬定位基地台C1、C2覆蓋。此外，環境控制系統1之控制裝置10在定位可追蹤裝置15時係以主定位基地台B1做為原點。因此，控制裝置10會基於可追蹤裝置15是否面對主定位基地台B1(亦即，可追蹤裝置15是否有感應到主定位基地台B1所發射之訊號)而採用不同策略決定從屬定位基地台進行切換之時間點。
茲先說明可追蹤裝置15在共同覆蓋區域Rabc移動時，至少有某一時間點是面對主定位基地台B1之情況。
在環境控制系統1運作時，可追蹤裝置15會感應由主定位基地台B1及從屬定位基地台C1或從屬定位基地台C2所發出之訊號，並將感應到感測訊號組傳送至控制裝置10。控制裝置10則由其接收介面11接收可追蹤裝置15所傳來之感測訊號組。茲假設接收介面11於一第一時間區間自可追蹤裝置15接收複數個第一感測訊號組，其中各該第一感測訊號組係感應自主定位基地台B1或從屬定位基地台C1(代表於該第一時間區間主定位基地台B1及從屬定位基地台C1為開啟的)，且該等第一感測訊號組之最後一組訊號係感應自主定位基地台B1(代表在該第一時間區間之最後一刻可追蹤裝置15係面對著主定位基地台B1)。
於本實施方式中，當一感測訊號組係感應自主定位基地台B1，代表可追蹤裝置15在該感測訊號組所對應之掃描週期係面對著主定位基地台B1。於其他實施方式，除了前述一感測訊號組係感應自主定位基地 台B1之條件外，該感測訊號組還要包含複數個感測值(例如：4個)，才能代表可追蹤裝置15在該感測訊號組所對應之掃描週期係面對著主定位基地台B1。換言之，於該等實施方式中，前述該等第一感測訊號組之最後一組訊號係感應自主定位基地台B1，且包含複數個感測值。
處理器13根據該等第一感測訊號組判斷可追蹤裝置15於該第一時間區間內在共同覆蓋區域Rabc中往遠離從屬定位基地台C1且靠近從屬定位基地台C2之第一方向移動了至少一第一預設距離。需說明者，處理器13如何根據該等第一感測訊號組計算出可追蹤裝置15之位置、判斷出可追蹤裝置15之移動方向以及計算出可追蹤裝置15移動了多少距離並非本發明之重點，故不贅言。可追蹤裝置15於該第一時間區間內在共同覆蓋區域Rabc中往該第一方向移動了該至少一第一預設距離代表可追蹤裝置15極可能繼續地遠離從屬定位基地台C1且靠近從屬定位基地台C2。因此，在處理器13判斷可追蹤裝置15於該第一時間區間內在共同覆蓋區域Rabc中往該第一方向移動了該至少一第一預設距離後，接收介面11傳送一第一指示訊號及一第二指示訊號可追蹤裝置15，可追蹤裝置15再分別地將第一指示訊號及第二指示訊號傳送至從屬定位基地台C1及從屬定位基地台C2。從屬定位基地台C1會因應第一指示訊號而關閉，而從屬定位基地台C2會因應第二指示訊號而開啟。
於某些實施方式中，控制裝置10可採取「儘早切換從屬定位基地台」之策略。控制裝置10會在可追蹤裝置15剛由共同覆蓋區域Rab進入共同覆蓋區域Rabc後判斷是否要切換從屬定位基地台。於該等實施方式中，處理器13可根據早於該第一時間區間之其他時間區間所接收到的其他感測 訊號組判斷出可追蹤裝置15是否剛由共同覆蓋區域Rab進入共同覆蓋區域Rabc。於該等實施方式中，處理器13係在判斷可追蹤裝置15由共同覆蓋區域Rab進入共同覆蓋區域Rabc後之一預設時間區間內判斷可追蹤裝置15在共同覆蓋區域Rabc中往該第一方向移動了該至少一第一預設距離，並依此判斷結果以前述方式指示從屬定位基地台切換。簡言之，於該等實施方式中，一旦控制裝置10判斷出可追蹤裝置15進入另一從屬定位基地台之覆蓋範圍，即會判斷可追蹤裝置15是否持續地朝那一個從屬定位基地台靠近，以便及早切換。
於某些實施方式中，控制裝置10則會利用一虛擬分隔線來決定是否切換從屬定位基地台。於該等實施方式中，處理器13除了判斷可追蹤裝置15於該第一時間區間內在共同覆蓋區域Rabc中往遠離從屬定位基地台C1且靠近從屬定位基地台C2之第一方向移動了至少一第一預設距離，還會判斷在這過程是否跨越了一虛擬分隔線且超過該虛擬分隔線一第二預設距離。當處理器13判斷出可追蹤裝置15於該第一時間區間內在共同覆蓋區域Rabc中往遠離從屬定位基地台C1且靠近從屬定位基地台C2之第一方向移動了至少一第一預設距離、跨越了該虛擬分隔線且超過該虛擬分隔線該第二預設距離後，才會依此判斷結果以前述方式指示從屬定位基地台切換。
於某些實施方式中，前述虛擬分隔線可為區隔從屬定位基地台C1、C2之一中線。具體而言，從屬定位基地台C1被置放之位置及從屬定位基地台C2被置放之位置界定一中點，而該虛擬分隔線係由該中點及主定位基地台B1被置放之一位置所界定。
需說明者，前述說明皆是以可追蹤裝置15在共同覆蓋區域 Rabc中往遠離從屬定位基地台C1且靠近從屬定位基地台C2之方向移動為例。依據前述說明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者自能理解當可追蹤裝置15在共同覆蓋區域Rabc中往遠離從屬定位基地台C2且靠近從屬定位基地台C1之方向移動時，控制裝置10如何判斷是否要由從屬定位基地台C2切換至從屬定位基地台C1以及如何指示切換，茲不贅言。
需說明者，對於可追蹤裝置15在共同覆蓋區域Rabc中往遠離從屬定位基地台C1且靠近從屬定位基地台C2之方向移動以及往遠離從屬定位基地台C2且靠近從屬定位基地台C1之方向移動的二種情況，控制裝置10係以相同的原則/邏輯來判斷是否要切換從屬定位基地台。因此，在前述利用虛擬分隔線來決定是否切換從屬定位基地台之實施方式中，處理器13除了要判斷可追蹤裝置15之移動是否跨越了虛擬分隔線，還要判斷可追蹤裝置15之移動是否超過該虛擬分隔線第二預設距離(亦即，跨過該虛擬分隔線夠遠的距離)。由於處理器13還要判斷可追蹤裝置15之移動是否超過該虛擬分隔線第二預設距離，因此，即使可追蹤裝置15在虛擬分隔線不斷地來回移動，也不會造成需要頻繁地切換從屬定位基地台之情況。
接著說明可追蹤裝置15在共同覆蓋區域Rabc移動時未面對主定位基地台B1之情況。
當可追蹤裝置15未面對主定位基地台B1時，若進行從屬定位基地台之切換，會有因座標轉換所造成之時間差。因此，控制裝置13可採取「拖延切換從屬定位基地台」之策略。在詳述其運作細節前，先定義二條虛擬分隔線。第一條虛擬分隔線區分共同覆蓋區域Rabc及共同覆蓋區域Rac，而第二條虛擬分隔線則區分共同覆蓋區域Rabc及共同覆蓋區域Rab。
茲假設接收介面11於一第二時間區間自可追蹤裝置15接收複數個第二感測訊號組，其中各該第二感測訊號組係符合以下二個條件其中之一：(1)感應自從屬定位基地台C1及(2)感應自主定位基地台B1，包含至少一感測值，且該至少一感測值之一數目小於一預設值(例如：小於4個)。只要符合其中一個條件，即代表於該第二時間區間從屬定位基地台C1為開啟的，且於該第二時間區間可追蹤裝置15未面對主定位基地台B1。當處理器13根據該等第二感測訊號組判斷可追蹤裝置15於該第二時間區間內在共同覆蓋區域Rabc中往遠離從屬定位基地台C1且靠近從屬定位基地台C2之一第二方向移動時，會進一步地判斷可追蹤裝置15是否移動到夠靠近第一條虛擬分隔線之處。換言之，當處理器13根據該等第二感測訊號組判斷可追蹤裝置15於該第二時間區間內在共同覆蓋區域Rabc中往遠離從屬定位基地台C1且靠近從屬定位基地台C2之第二方向移動至一第二位置，且該第二位置距離該第一虛擬分隔線之一距離小於一門檻值，處理器13才會決定要切換從屬定位基地台。具體而言，接收介面11會因應前述判斷結果傳送一第三指示訊號及一第四指示訊號至可追蹤裝置15，可追蹤裝置15再分別地將第三指示訊號及第四指示訊號傳送至從屬定位基地台C2及從屬定位基地台C1。從屬定位基地台C2會因應第三指示訊號而開啟，且從屬定位基地台C1會因應第四指示訊號而關閉。
需說明者，前述說明是以可追蹤裝置15在共同覆蓋區域Rabc中往遠離從屬定位基地台C1且靠近從屬定位基地台C2之方向移動為例。依據前述說明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者自能理解當可追蹤裝置15在共同覆蓋區域Rabc中往遠離從屬定位基地台C2且靠近從屬定位基地 台C1之方向移動時，控制裝置10如何判斷是否要由從屬定位基地台C2切換至從屬定位基地台C1以及如何指示切換，茲不贅言。
由上述說明可知，當可追蹤裝置15在共同覆蓋區域Rabc中移動時，控制裝置10會根據可追蹤裝置15是否面向主定位基地台B1來決定如何判斷是否要切換運作中的從屬定位基地台。概要而言，當可追蹤裝置15至少有一時間點面對主定位基地台17時，控制裝置10主要是以可追蹤裝置15是否往某個方向移動了至少一預設距離，來評估可追蹤裝置15是否會越來越靠近某一從屬定位基地台。當可追蹤裝置15在某個方向移動了該至少一預設距離，控制裝置10會在可追蹤裝置15面對主定位基地台B1時決定要切換從屬定位基地台。當可追蹤裝置15以未面對主定位基地台17之方式在共同覆蓋區域Rabc中移動時，則可採取「拖延切換從屬定位基地台」之策略。由於控制裝置10能切換運作中的從屬定位基地台，故在任一時間點只會有一個從屬定位基地台運作，因此能夠擴展燈塔追蹤技術所能定位及追蹤之範圍。
本發明之第二實施方式為環境控制系統1之擴充應用，其示意圖係描繪於第2圖。於本實施方式中，使用者依其需求設置二組定位基地台，其中第一組包含n個定位基地台D1、……、D(n-1)、Dn，而第二組包含n個定位基地台E1、E2、……、En，其中參數n為大於1之正整數。定位基地台D1、……、D(n-1)、Dn被置放於一空間中之一側，而定位基地台E1、E2、……、En被置放於該空間中之另一側。需說明者，於其他實施方式中，第一組定位基地台之數目及第二組定位基地台之數目可不相同，且該二組定位基地台之置放方式不以第2圖所示為限。
控制裝置10知悉定位基地台D1、……、D(n-1)、Dn及定位基地台E1、E2、……、En於該空間中被置放之位置，知悉這些定位基地台各自之覆蓋範圍，且知悉這些定位基地台之各種共同覆蓋區域。舉例而言，可追蹤裝置15可於初始化階段獲悉前述資訊。
於本實施方式中，在擴充的環境控制系統運作之任一時刻，定位基地台D1、……、D(n-1)、Dn只會有一個開啟，且定位基地台E1、E2、……、En只會有一個開啟。因此，當可追蹤裝置15在空間中移動時，控制裝置10需要考慮到第一組定位基地台D1、……、D(n-1)、Dn中是否有哪兩個相鄰的定位基地台需要進行切換，亦需要考慮到第二組定位基地台E1、E2、……、En中是否有哪兩個相鄰的定位基地台需要進行切換。
於本實施方式中，當需要進行定位基地台之切換時，不做切換的那個定位基地台被視為主定位基地台，而欲切換之二個定位基地台被視為從屬定位基地台。換言之，任一定位基地台可扮演主定位基地台或從屬定位基地台兩種角色，視當時可追蹤裝置15位置而定。
為便於理解，茲先以可追蹤裝置15位於定位基地台D1、定位基地台E1及定位基地台E2之共同覆蓋範圍R1為例簡要地說明。此時，定位基地台D1被視為主定位基地台，而定位基地台E1及定位基地台E2皆被視為從屬定位基地台。控制裝置10如何判斷是否要在定位基地台E1及定位基地台E2中切換，其運作方式與第一實施方式中所述者相同，故不贅言。茲再以可追蹤裝置15位於定位基地台D(n-1)、定位基地台Dn及定位基地台En之共同覆蓋範圍R2為例簡要地說明。此時，定位基地台D(n-1)及定位基地台Dn被視為從屬定位基地台，而定位基地台En被視為主定位基地台。控制裝 置10如何判斷是否要在定位基地台D(n-1)及定位基地台Dn中切換，其運作方式與第一實施方式中所述者相同，故不贅言。
由上述說明可知，當一擴充的環境控制系統包含二組定位基地台時，控制裝置10會考慮到任一組定位基地台中是否有哪兩個相鄰的定位基地台需要進行切換，故在任一時間點每一組只會有一個定位基地台運作。透過本實施方式之擴充應用，可解決習知燈塔追蹤技術所面臨之空間受限問題，讓使用者可以有更大的活動範圍。
本發明之第三實施方式為一控制方法，其流程圖係描繪於第3A圖及第3B圖。該控制方法適用於一電子計算裝置(例如：第一實施方式及第二實施方式中之控制裝置10)，且與一採用燈塔追蹤技術之系統搭配運作。該系統包含一可追蹤裝置、一主定位基地台、一第一從屬定位基地台及一第二從屬定位基地台，其中主定位基地台、第一從屬定位基地台及第二從屬定位基地台具有一第一共同覆蓋區域。
本實施方式之控制方法可控制第一從屬定位基地台及第二從屬定位基地台間之切換。當可追蹤裝置至少有一時間點是面對主定位基地台時，控制方法係以第3A圖之流程來決定第一從屬定位基地台及第二從屬定位基地台間之切換。當可追蹤裝置背對主定位基地台時，控制方法係以第3B圖之流程來決定第一從屬定位基地台及第二從屬定位基地台間之切換。
茲先說明當可追蹤裝置至少有一時間點是面對主定位基地台時控制方法所採取之具體流程，請參照第3A圖。於步驟S301，該電子計算裝置於一第一時間區間自一可追蹤裝置接收複數個第一感測訊號組，其 中各該第一感測訊號組係感應自一主定位基地台及一第一從屬定位基地台其中之一，且該等第一感測訊號組之最後一組係感應自該主定位基地台。
於本實施方式中，當一感測訊號組係感應自該主定位基地台，代表可追蹤裝置在該感測訊號組所對應之掃描週期係面對著該主定位基地台。於其他實施方式，除了前述一感測訊號組係感應自該主定位基地台之條件外，該感測訊號組還要包含複數個感測值(例如：4個)，才能代表可追蹤裝置在該感測訊號組所對應之掃描週期係面對著該主定位基地台。換言之，於該等實施方式中，前述該等第一感測訊號組之最後一組訊號係感應自該主定位基地台，且包含複數個感測值。
於步驟S303，該電子計算裝置根據該等第一感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該第一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之一第一方向移動了至少一第一預設距離。因應步驟S303之判斷結果，該電子計算裝置執行步驟S305，傳送一第一指示訊號俾該第一從屬定位基地台因應地關閉。因應步驟S303之判斷結果，該電子計算裝置執行步驟S307，傳送一第二指示訊號俾該第二從屬定位基地台因應地開啟。需說明者，本發明並未限制步驟S305及步驟S307二者之執行順序，只要該二步驟係因應步驟S303之判斷結果執行即可。
於某些實施方式中，控制方法可採取「儘早切換從屬定位基地台」之策略。於該等實施方式中，該電子計算裝置會在判斷該可追蹤裝置由一僅由該主定位基地台及該第一從屬定位基地台覆蓋之第二共同覆蓋區域進入該第一共同覆蓋區域後，才執行步驟S303，並接續執行步驟S305 及步驟S307。
於某些實施方式中，控制方法會搭配一虛擬分隔線來決定是否切換從屬定位基地台。舉例而言，該虛擬分隔線可為該第一從屬定位基地台及該第二從屬定位基地台之中線(亦即，該第一從屬定位基地台被置放之一位置及該第二從屬定位基地台被置放之一位置界定一中點，該虛擬分隔線係由該中點及該主定位基地台被置放之一位置所界定)。於該等實施方式中，步驟S303還會判斷在該可追蹤裝置於該第一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之該第一方向移動了該至少一第一預設距離之過程是否跨越了該虛擬分隔線且超過該虛擬分隔線一第二預設距離。若皆是，才會執行步驟S305及步驟S307。
接著說明當可追蹤裝置背對主定位基地台時控制方法所採取之具體流程，請參照第3B圖。於步驟S309，該電子計算裝置於一第二時間區間自該可追蹤裝置接收複數個第二感測訊號組，其中各該第二感測訊號組係符合以下二個條件其中之一：(1)感應自該第一從屬定位基地台及(2)感應自該主定位基地台，包含至少一感測值，且該至少一感測值之一數目小於一預設值(例如：4個)。
於步驟S311，由該電子計算裝置根據該等第二感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該第二時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之一第二方向移動至一位置，且該位置距離一虛擬分隔線之一距離小於一門檻值。需說明者，該虛擬分隔線係介於一僅由該主定位基地台及該第二從屬定位基地台覆蓋之第二共同覆蓋區域及該第一共同覆蓋區域之間。
因應步驟S311之判斷結果，該電子計算裝置執行步驟S313，傳送一第三指示訊號俾該第二從屬定位基地台因應地開啟。因應步驟S311之判斷結果，該電子計算裝置執行步驟S315，傳送一第四指示訊號俾該第一從屬定位基地台因應地關閉。需說明者，本發明並未限制步驟S313及步驟S315二者之執行順序，只要該二步驟係因應步驟S311之判斷結果執行即可。
需說明者，前述第3B圖所示之流程係關於可追蹤裝置背對主定位基地台，且可追蹤裝置於該第二時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之該第二方向移動。本發明所屬技術領域中具有通常知識者依據第3B圖之相關敘述，應能理解當可追蹤裝置背對主定位基地台，且可追蹤裝置於某一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第二從屬定位基地台且靠近該第一從屬定位基地台之另一方向移動時，控制流程如何決定是否切換從屬定位基地台，茲不贅言。
除了上述步驟，第三實施方式亦能執行第一及第二實施方式所描述之所有運作及步驟，具有同樣之功能，且達到同樣之技術效果。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可直接瞭解第三實施方式如何基於上述第一及第二實施方式以執行此等運作及步驟，具有同樣之功能，並達到同樣之技術效果，故不贅述。
需說明者，於本發明專利說明書中，第一從屬定位基地台及第二從屬定位基地台之「第一」及「第二」僅用來表示該等從屬定位基地 台為不同從屬定位基地台而已。第一共同覆蓋區域及第二共同覆蓋區域中之「第一」及「第二」僅用來表示該等覆蓋區域為不同覆蓋區域而已。第一時間區間及第二時間區間中之「第一」及「第二」僅用來表示該等時間區間為不同時間區間而已。第一指示訊號、第二指示訊號、第三指示訊號及第四指示訊號中之「第一」、「第二」、「第三」及「第四」僅用來表示該等指示訊號為不同指示訊號而已。
綜上所述，本發明所提供之用於燈塔追蹤技術之控制技術(包含環境控制系統、控制裝置及其方法)會根據可追蹤裝置在哪一共同覆蓋範圍及是否面向主定位基地台來決定如何判斷是否要切換運作中的從屬定位基地台或運作中之主定位基地台。透過本發明所提供之控制技術，在任一時間點只會有一個主定位基地台及一個從屬定位基地台運作，因此能解決習知燈塔追蹤技術所面臨之空間受限問題。
上述實施方式僅用來列舉本發明之部分實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，而非用來限制本發明之保護範疇及範圍。任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，而本發明之權利保護範圍以申請專利範圍為準。

Claims (18)

  1. 一種控制裝置，包含：一接收介面，於一第一時間區間自一可追蹤裝置接收複數個第一感測訊號組，其中各該第一感測訊號組係感應自一主定位基地台及一第一從屬定位基地台其中之一，且該等第一感測訊號組之最後一組係感應自該主定位基地台，該主定位基地台、該第一從屬定位基地台及一第二從屬定位基地台具有一第一共同覆蓋區域；以及一處理器，電性連接至該接收介面，判斷該可追蹤裝置由一僅由該主定位基地台及該第一從屬定位基地台覆蓋之第二共同覆蓋區域進入該第一共同覆蓋區域，且在判斷該可追蹤裝置由該第二共同覆蓋範圍進入該第一共同覆蓋範圍後之一預設時間區間內，根據該等第一感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該第一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之一第一方向移動了至少一第一預設距離，其中，於該處理器判斷該可追蹤裝置於該第一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往該第一方向移動了該至少一第一預設距離後，該接收介面更傳送一第一指示訊號俾該第一從屬定位基地台因應地關閉，且傳送一第二指示訊號俾該第二從屬定位基地台因應地開啟。
  2. 如請求項1所述之控制裝置，其中該等第一感測訊號組之最後一組包含複數個感測值。
  3. 如請求項1所述之控制裝置，其中該處理器更判斷該可追蹤裝置在往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之該第一方向移動了該至少一第一預設距離時跨越了一虛擬分隔線且超過該虛擬分隔線一第二預設距離，其中該接收介面係於該處理器判斷該可追蹤裝置於該第一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往該第一方向移動了該至少一第一預設距離、跨越了該虛擬分隔線且超過該虛擬分隔線該第二預設距離後傳送該第一指示訊號及該第二指示訊號。
  4. 如請求項3所述之控制裝置，其中該第一從屬定位基地台被置放之一位置及該第二從屬定位基地台被置放之一位置界定一中點，該虛擬分隔線係由該中點及該主定位基地台被置放之一位置所界定。
  5. 如請求項1所述之控制裝置，其中一僅由該主定位基地台及該第二從屬定位基地台覆蓋之第三共同覆蓋區域與該第一共同覆蓋區域間具有一虛擬分隔線，該接收介面更於一第二時間區間自該可追蹤裝置接收複數個第二感測訊號組，其中，各該第二感測訊號組係符合以下二個條件其中之一：(1)感應自該第一從屬定位基地台及(2)感應自該主定位基地台，包含至少一感測值，且該至少一感測值之一數目小於一預設值，其中，該處理器更根據該等第二感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該第二時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之一第二方向移動至一位置，該位置距離該虛擬分隔線之一距離小於一門檻值，該接收介面更於該處理器判斷該可追蹤裝置移動至該位置後傳送一第三指示訊號俾該第二從屬定位基地台因應地開啟，且傳送一第四指示訊號俾該第一從屬定位基地台因應地關閉。
  6. 如請求項1所述之控制裝置，其中該第二共同覆蓋區域與該第一共同覆蓋區域間具有一虛擬分隔線，該接收介面更於一第二時間區間自該可追蹤裝置接收複數個第二感測訊號組，其中，各該第二感測訊號組係符合以下二個條件其中之一：(1)感應自該第二從屬定位基地台及(2)感應自該主定位基地台，包含至少一感測值，且該至少一感測值之一數目小於一預設值，其中，該處理器更根據該等第二感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該第二時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第二從屬定位基地台且靠近該第一從屬定位基地台之一第二方向移動至一位置，該位置距離該虛擬分隔線之一距離小於一門檻值，該接收介面更於該處理器判斷該可追蹤裝置移動至該位置後傳送一第三指示訊號俾該第一從屬定位基地台因應地開啟，且傳送一第四指示訊號俾該第二從屬定位基地台因應地關閉。
  7. 一種控制方法，適用於一電子計算裝置，該控制方法包含下列步驟：(a)於一第一時間區間自一可追蹤裝置接收複數個第一感測訊號組，其中各該第一感測訊號組係感應自一主定位基地台及一第一從屬定位基地台其中之一，且該等第一感測訊號組之最後一組係感應自該主定位基地台，該主定位基地台、該第一從屬定位基地台及一第二從屬定位基地台具有一第一共同覆蓋區域；(b)判斷該可追蹤裝置由一僅由該主定位基地台及該第一從屬定位基地台覆蓋之第二共同覆蓋區域進入該第一共同覆蓋區域；(c)在判斷該可追蹤裝置由該第二共同覆蓋範圍進入該第一共同覆蓋範圍後之一預設時間區間內，根據該等第一感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該第一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之一第一方向移動了至少一第一預設距離；(d)於判斷該可追蹤裝置於該第一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往該第一方向移動了該至少一第一預設距離後，傳送一第一指示訊號俾該第一從屬定位基地台因應地關閉；以及(e)於判斷該可追蹤裝置於該第一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往該第一方向移動了該至少一第一預設距離後，傳送一第二指示訊號俾該第二從屬定位基地台因應地開啟。
  8. 如請求項7所述之控制方法，其中該等第一感測訊號組之最後一組包含複數個感測值。
  9. 如請求項7所述之控制方法，更包含下列步驟：(f)判斷該可追蹤裝置在往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之該第一方向移動了該至少一第一預設距離時跨越了一虛擬分隔線且超過該虛擬分隔線一第二預設距離；其中，該步驟(d)及該步驟(e)係於該步驟(f)後執行。
  10. 如請求項9所述之控制方法，其中該第一從屬定位基地台被置放之一位置及該第二從屬定位基地台被置放之一位置界定一中點，該虛擬分隔線係由該中點及該主定位基地台被置放之一位置所界定。
  11. 如請求項7所述之控制方法，其中一僅由該主定位基地台及該第二從屬定位基地台覆蓋之第三共同覆蓋區域與該第一共同覆蓋區域間具有一虛擬分隔線，該控制方法更包含以下步驟：於一第二時間區間自該可追蹤裝置接收複數個第二感測訊號組，其中各該第二感測訊號組係符合以下二個條件其中之一：(1)感應自該第一從屬定位基地台及(2)感應自該主定位基地台，包含至少一感測值，且該至少一感測值之一數目小於一預設值；根據該等第二感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該第二時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之一第二方向移動至一位置，該位置距離該虛擬分隔線之一距離小於一門檻值；於判斷該可追蹤裝置移動至該位置後傳送一第三指示訊號俾該第二從屬定位基地台因應地開啟；以及於判斷該可追蹤裝置移動至該位置後傳送一第四指示訊號俾該第一從屬定位基地台因應地關閉。
  12. 如請求項7所述之控制方法，其中該第二共同覆蓋區域與該第一共同覆蓋區域間具有一虛擬分隔線，該控制方法更包含以下步驟：於一第二時間區間自該可追蹤裝置接收複數個第二感測訊號組，其中各該第二感測訊號組係符合以下二個條件其中之一：(1)感應自該第二從屬定位基地台及(2)感應自該主定位基地台，包含至少一感測值，且該至少一感測值之一數目小於一預設值；根據該等第二感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該第二時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第二從屬定位基地台且靠近該第一從屬定位基地台之一第二方向移動至一位置，該位置距離該虛擬分隔線之一距離小於一門檻值；於判斷該可追蹤裝置移動至該位置後傳送一第三指示訊號俾該第一從屬定位基地台因應地開啟；以及於判斷該可追蹤裝置移動至該位置後傳送一第四指示訊號俾該第二從屬定位基地台因應地關閉。
  13. 一種環境控制系統，包含：一主定位基地台；一第一從屬定位基地台；一第二從屬定位基地台，其中該主定位基地台、該第一從屬定位基地台及該第二從屬定位基地台具有一第一共同覆蓋區域；一可追蹤式裝置，用以感應該主定位基地台、該第一從屬定位基地台及該第二從屬定位基地台所發射之至少一訊號；一控制裝置，判斷該可追蹤裝置由一僅由該主定位基地台及該第一從屬定位基地台覆蓋之第二共同覆蓋區域進入該第一共同覆蓋區域，且於一第一時間區間自該可追蹤裝置接收複數個第一感測訊號組，其中各該第一感測訊號組係感應自該主定位基地台及該第一從屬定位基地台其中之一，且該等第一感測訊號組之最後一組係感應自該主定位基地台，其中，該控制裝置更在判斷該可追蹤裝置由該第二共同覆蓋範圍進入該第一共同覆蓋範圍後之一預設時間區間內，根據該等第一感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該第一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之一第一方向移動了至少一第一預設距離，其中，於判斷該可追蹤裝置於該第一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往該第一方向移動了該至少一第一預設距離後，該控制裝置傳送一第一指示訊號及一第二指示訊號至該可追蹤式裝置，該可追蹤裝置將該第一指示訊號及該第二指示訊號分別傳送至該第一從屬定位基地台及該第二從屬定位基地台，該第一從屬定位基地台因應該第一指示訊號而關閉，且該第二從屬定位基地台因應該第二指示訊號而開啟。
  14. 如請求項13所述之環境控制系統，其中該等第一感測訊號組之最後一組包含複數個感測值。
  15. 如請求項13所述之環境控制系統，其中該控制裝置更判斷該可追蹤裝置在往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之該第一方向移動了該至少一第一預設距離時跨越了一虛擬分隔線且超過該虛擬分隔線一第二預設距離，該控制裝置係於判斷該可追蹤裝置於該第一時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往該第一方向移動了該至少一第一預設距離、跨越了該虛擬分隔線且超過該虛擬分隔線該第二預設距離後傳送該第一指示訊號及該第二指示訊號。
  16. 如請求項15所述之環境控制系統，其中該第一從屬定位基地台被置放之一位置及該第二從屬定位基地台被置放之一位置界定一中點，該虛擬分隔線係由該中點及該主定位基地台被置放之一位置所界定。
  17. 如請求項13所述之環境控制系統，其中一僅由該主定位基地台及該第二從屬定位基地台覆蓋之第三共同覆蓋區域與該第一共同覆蓋區域間具有一虛擬分隔線，該控制裝置於一第二時間區間自該可追蹤裝置接收複數個第二感測訊號組，其中，各該第二感測訊號組係符合以下二個條件其中之一：(1)感應自該第一從屬定位基地台及(2)感應自該主定位基地台，包含至少一感測值，且該至少一感測值之一數目小於一預設值，其中，該控制裝置更根據該等第二感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該第二時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第一從屬定位基地台且靠近該第二從屬定位基地台之一第二方向移動至一位置，該位置距離該虛擬分隔線之一距離小於一門檻值，該控制裝置更於判斷該可追蹤裝置移動至該位置後傳送一第三指示訊號及一第四指示訊號至該可追蹤裝置，該可追蹤裝置將該第三指示訊號及該第四指示訊號分別傳送至該第二從屬定位基地台及該第一從屬定位基地台，該第二從屬定位基地台因應該第三指示訊號而開啟，且該第一從屬定位基地台因應該第四指示訊號而關閉。
  18. 如請求項13所述之環境控制系統，其中該第二共同覆蓋區域與該第一共同覆蓋區域間具有一虛擬分隔線，該控制裝置更於一第二時間區間自該可追蹤裝置接收複數個第二感測訊號組，其中，各該第二感測訊號組係符合以下二個條件其中之一：(1)感應自該第二從屬定位基地台及(2)感應自該主定位基地台，包含至少一感測值，且該至少一感測值之一數目小於一預設值，其中，該控制裝置更根據該等第二感測訊號組判斷該可追蹤裝置於該第二時間區間內在該第一共同覆蓋區域中往遠離該第二從屬定位基地台且靠近該第一從屬定位基地台之一第二方向移動至一位置，該位置距離該虛擬分隔線之一距離小於一門檻值，該控制裝置更於判斷該可追蹤裝置移動至該位置後傳送一第三指示訊號及一第四指示訊號至該可追蹤裝置，該可追蹤裝置將該第三指示訊號及該第四指示訊號分別傳送至該第一從屬定位基地台及該第二從屬定位基地台，該第一從屬定位基地台因應該第三指示訊號而地開啟，且該第二從屬定位基地台因應該第四指示訊號而關閉。
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