TWI661210B - 座標系統制定方法、裝置及資料結構產品 - Google Patents

座標系統制定方法、裝置及資料結構產品 Download PDF

Info

Publication number
TWI661210B
TWI661210B TW106146353A TW106146353A TWI661210B TW I661210 B TWI661210 B TW I661210B TW 106146353 A TW106146353 A TW 106146353A TW 106146353 A TW106146353 A TW 106146353A TW I661210 B TWI661210 B TW I661210B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
view
positioning
map
coordinate system
point
Prior art date
Application number
TW106146353A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201928388A (zh
Inventor
黃博裕
廖歆蘭
吳韋良
張立光
林昆賢
陳一元
Original Assignee
財團法人工業技術研究院
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 財團法人工業技術研究院 filed Critical 財團法人工業技術研究院
Priority to CN201810140308.4A priority Critical patent/CN109978944B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI661210B publication Critical patent/TWI661210B/zh
Publication of TW201928388A publication Critical patent/TW201928388A/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20Instruments for performing navigational calculations
    • G01C21/206Instruments for performing navigational calculations specially adapted for indoor navigation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/005General purpose rendering architectures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S2205/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S2205/01Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations specially adapted for specific applications
    • G01S2205/02Indoor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/16Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2210/00Indexing scheme for image generation or computer graphics
    • G06T2210/04Architectural design, interior design

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

一種座標系統制定方法,適於由電子裝置制定一室內空間的座標系統。此方法包括以下步驟:取得關於此室內空間佈局的至少一個圖層以生成二維或三維的視圖;取得位於此室內空間內的多個定位裝置的位置,並標示這些位置於視圖;根據用以顯示視圖的單位面積或單位體積,分割視圖為多個視圖圖磗;根據所標示的各個定位裝置的位置,分割定位裝置周圍的部分視圖為多個定位圖磗;以及取所述視圖圖磗及定位圖磗的至少一個代表點作為參考點定義參考框架,而制定出以此參考框架為基準的座標系統。

Description

座標系統制定方法、裝置及資料結構產品
本發明是有關於一種定位方法及裝置,且特別是有關於一種座標系統制定方法及裝置。
現今的室內定位技術大多利用Wi-Fi、藍芽、地球磁場等進行定位,其在佈建室內定位系統時,須在各採樣點採集與處理位置指紋(以接收信號強度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)測量)並進行離線訓練,接著持偵測設備在定位區域內移動以進行在線校正,借重學習演算法完成訊號地圖後編譯至室內地圖以同步兩者。
然而,上述方法不僅前置作業和數據更新流程繁雜,且由於建築構造和裝潢擺設會造成訊號阻隔,致使定位裝置的覆蓋範圍難以準確預測,其變化也無法被人感知,縱使事先知道各定位裝置(無線通訊裝置)的位置,也難以訂定座標系統以標準化室內地圖的參考框架。
本發明提供一種座標系統制定方法及系統,根據用以顯示視圖的單位面積或單位體積以及分群演算法分割圖磚,可迅速制定出室內空間的座標系統,且無需因應格局變動而重新建置。
本發明提供一種座標系統制定方法,適於由電子裝置制定一室內空間的座標系統。此方法包括以下步驟:取得關於該室內空間佈局的至少一個圖層以生成二維或三維的視圖;取得位於此室內空間內的多個定位裝置的位置,並標示這些位置於視圖;根據用以顯示視圖的單位面積或單位體積,分割視圖為多個視圖圖磗;根據所標示的各個定位裝置的位置,分割定位裝置周圍的部分視圖為多個定位圖磗;以及取所述視圖圖磗及定位圖磗的至少一個代表點作為參考點定義參考框架,而制定出以此參考框架為基準的座標系統。
本發明提供一種座標系統制定裝置,其包括資料擷取單元、儲存單元及處理器。其中,儲存單元,用以儲存由所述資料擷取單元擷取的資料及多個電腦指令或程式;處理器,耦接所述資料擷取單元及所述儲存單元,配置為執行所述電腦指令或程式以執行以下步驟:利用所述資料擷取單元或所述儲存單元取得關於一室內空間的佈局的至少一圖層以生成二維或三維的視圖,利用所述資料擷取單元取得位於該室內空間內的多個定位裝置的位置,並標示所述位置於所述視圖,根據用以顯示所述視圖的單位面積或單位體積,分割所述視圖為多個視圖圖磗,根據所標示的各所述定位裝置的所述位置,分割所述定位裝置周圍的部分所述視圖為多個定位圖磗,以及取所述視圖圖磗及所述定位圖磗的至少一代表點作為參考點定義參考框架,而制定出以所述參考框架為基準的所述座標系統。
本發明提供一種資料結構產品,其係提供電子地圖或室內定位服務所必需之資訊的資料結構,其特徵在於包括:一資料結構以及一執行模組,其中該資料結構包括:第一欄位,儲存由一室內空間分割出的多個圖磗其中之一的識別碼,其中所述圖磗包括視圖圖磗及定位圖磗;第二欄位,儲存所述圖磗的種類;第三欄位,儲存所述圖磗的至少一代表點是否屬參考點的標示;以及第四欄位,儲存與所述圖磗相關的資訊,所述資訊包括所述資料結構的階層關係、所述視圖圖磗的屬性或物件描述至少其中之一,其中所述視圖圖磗是根據用以顯示由關於該室內空間的佈局的至少一圖層生成的所述視圖的單位面積或單位體積,分割所述視圖而得;以及所述定位圖磗是根據標示在所述視圖中的多個定位裝置的位置,分割所述定位裝置周圍的部分所述視圖而得;其中該執行模組,經處理器存取上述資料結構,並根據位置對應所述欄位的內容決定及輸出鄰近該位置的視圖圖磗。
基於上述,本發明的座標系統制定方法、裝置及資料結構產品,藉由分群演算法分割室內空間的部分視圖,並藉由所分割圖磗的代表點作為參考點定義參考框架,可制定出室內空間的絕對座標系統。此座標系統不僅可迅速制定,且無需因應格局變動而重新建置。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
本發明採用一種基於光通訊的室內定位技術,利用可見光通訊的光源做為定位裝置,根據用以顯示視圖的單位面積或單位體積以及分群演算法分割圖磚,以定義參考框架並制定室內空間的座標系統。此座標系統可迅速制定且不受格局變動影響。對應於定位裝置的新增或減少,本發明會根據其位置自動調整所分割圖磗的範圍,進而更新參考框架。
圖1是依照本發明一實施例所繪示之座標系統制定裝置的方塊圖。請參照圖1,本實施例的座標系統制定裝置10例如是具有運算能力的伺服器、工作站或電腦叢集等電子裝置。座標系統制定裝置10例如包括、資料擷取單元12、儲存單元14及處理器16,其功能分述如下:
在一實施例中,座標系統制定裝置10例如由處理器16執行電腦指令或程式以提供編輯介面,此編輯介面例如是繪圖軟體(Drawing Software)、電腦輔助設計軟體(Computer Aided Design Software)、外掛程式(Plugin),其視覺化顯示室內空間的佈局、所標示定位裝置的位置、與關於該室內空間的物件,並提供使用者編輯物件之顯示效果或資訊的方法;所述物件包括視圖、定位裝置、與點、線、面、體之幾何物件,所述資訊包括但不限制於資料結構之階層關係如父節點或子節點之識別碼、視圖圖磚的屬性如樓層與縮放層級、或物件描述如該物件的點、線、面、體之幾何表示、座標、與屬性等。
資料擷取單元12例如是通用序列匯流排(USB)介面、火線(Firewire)介面、雷電(Thunderbolt)介面、讀卡機等介面裝置,其可用以連接隨身碟、行動硬碟、記憶卡等外部裝置以擷取資料。在另一實施例中,資料擷取單元12例如是鍵盤、滑鼠、觸控板、觸碰螢幕等輸入工具,用以偵測使用者的輸入操作以擷取輸入資料。在又一實施例中,資料擷取單元12例如是支援乙太網路(Ethernet)等有線網路連結的網路卡或是支援電機和電子工程師協會(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)802.11n/b/g等無線通訊標準的無線網路卡,其可透過有線或無線方式與外部裝置進行網路連線並擷取資料。
儲存單元14可以是任何型態的固定式或可移動式隨機存取記憶體(random access memory,RAM)、唯讀記憶體(read-only memory,ROM)、快閃記憶體(flash memory)或類似元件或上述元件的組合。在本實施例中,儲存單元14用以儲存由資料擷取單元12擷取的資料,其中包含座標系統制定方法所取得或產生的關於至少一室內空間之資料與與可供處理器16存取並執行的電腦指令或程式。
處理器16例如是中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)或圖形處理單元(Graphics Processing Unit,GPU),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。處理器16連接資料擷取單元12、及儲存單元14,其會從儲存單元14載入電腦指令或程式,並據以執行本發明的座標系統制定方法。以下即舉實施例說明此方法的詳細步驟。
圖2是依照本案一實施例所繪示之座標系統制定方法的流程圖。圖3A及圖3B是依照本案一實施例所繪示之座標系統制定方法的範例。請同時參照圖1、圖2及圖3A,本實施例的方法適用於圖1的座標系統制定裝置10,以下即搭配座標系統制定裝置10中的各項元件說明本發明之座標系統制定方法的詳細步驟。
在步驟S202中,由處理器16透過資料擷取單元12或儲存單元14取得關於一室內空間的佈局的至少一個圖層以生成二維或三維的視圖,在一實施例中進一步顯示於編輯介面中。其中,所述的圖層例如包含繪製有該室內空間輪廓的圖稿或地圖、室內空間的立體模型、標示有該室內空間內的物件擺設格局或設備佈局等,在此不設限。在圖3A的範例中,藉由取得室內空間的輪廓31及地圖或佈局圖32,並疊加或融合所取得圖層而生成二維或三維的視圖33。
在步驟S204中,透過資料擷取單元12取得位於該室內空間內的多個定位裝置的位置,並將這些位置標示於視圖(例如圖3A中標示於視圖33中的標示33a)。在一實施例中是由編輯介面執行前述動作。其中,所述的定位裝置包括支援可見光通訊的各種光源,例如照明系統、顯示器背光、號誌燈、與燈箱看板等,其可發出波長在380nm~780nm的可見光光波,而提供用戶裝置藉由擷取光訊號以解調變並根據解碼結果進行定位,具體實施例可參見申請人之先申請內容(台灣專利申請號106126391),但本發明並不限於此。在一實施例中,處理器16可利用資料擷取單元12接收外部裝置提供的定位裝置的位置,例如使用者藉由鍵盤、滑鼠等裝置於編輯介面中輸入的定位裝置的位置,以在視圖中標示,本實施例不以此為限。
在步驟S206中,處理器16會根據用以顯示視圖的單位面積或單位體積,分割所述視圖為多個視圖圖磗(例如圖3A的視圖34中由虛線分割出的視圖圖磗34a)。詳言之,上述的視圖圖磚例如是能涵蓋室內空間整體的一個或多個幾何圖形,其中最小的視圖圖磚例如具有單位面積或單位體積的大小。而在一實施例中,上述視圖圖磚的大小亦可基於用戶裝置用以傳輸或接收圖磗資料的頻寬與用以顯示視圖圖面的解析度而定,本實施例不以此為限。
在步驟S208中,處理器16會根據所標示的各個定位裝置的位置,將定位裝置周圍的部分的視圖分割為多個定位圖磗(例如圖3A的視圖35中由黑點連線所分割出的定位圖磗35a,每個定位圖磗涵蓋一個定位裝置)。在一實施例中,處理器16例如是採用例如是最小生成樹(Minimum Spanning Tree)或K-means演算法對視圖中的各個資料點進行分群;該資料點例如為所述視圖的單位格線上的交叉點,所述單位可以公分、公尺、公厘、坪、或者像素,在此不設限。
在一實施例中,處理器16例如是利用由數個節點(Vertex)與數條連接節點的邊(Edge)所構成的圖(Graph)表示各資料點與各個定位裝置的關聯;詳言之,節點即為各資料點與各定位裝置的位置之集合,所述集合內任相異節點皆有邊相互連接形成完全圖(Complete Graph),其中,根據所標示的各個定位裝置的位置取得信號強度並轉換為連接資料點與定位裝置間的邊之權重值,其餘連接兩資料點的邊和兩定位裝置的邊之權重值均預設為無限大;透過此轉換定義優化目標為將所述節點分群為指定個數的子集合,使連接子集合間最小權重的邊之總合權重值最大,其中,習知用以產生最小生成樹(Minimum Spanning Tree)的Kruskal’s演算法可應用於解決所述最佳化問題。
在本另一實施例中,處理器16例如是定義優化目標為以各個定位裝置的位置作為群中心點,對視圖的多個資料點進行分群,使得各群中的所有資料點到所屬群中心點的誤差為最小,從而以各群資料點的涵蓋範圍分割出定位圖磗,其中,誤差可為各群資料點到所屬群中心點的距離(例如:歐式距離)之總合,習知的K-means分群演算法可應用於解決所述最佳化問題;最佳化問題之表示和轉換方式,以及所採用的分群演算法,在此不設限。
舉例來說,圖4是依照本案一實施例所繪示之分割定位圖磗的範例。請參照圖4,假設所欲分割的視圖40中標示有3個定位裝置a、b、c,則以這3個定位裝置a、b、c的位置作為群中心點,對視圖40的多個資料點進行分群,使得各群中的所有資料點到所屬群中心點的誤差為最小,從而以各群資料點的範圍分割出定位圖磗40a、40b、40c。
在一實施例中,除了根據視圖中標示的各個定位裝置的位置外,處理器16還會根據定位裝置位置周圍的視圖圖磗的邊界,將定位裝置周圍的部分視圖分割為多個定位圖磗,使得所分割的各個定位圖磗僅位於單一個視圖圖磗的範圍內。也就是說,每一個定位圖磗將僅對應於單一個視圖圖磗。藉此,在後續執行用戶裝置的定位時,只要以距離用戶裝置最近的定位裝置為參考,即可藉由該定位裝置所在的定位圖磗找出對應的視圖圖磗,並提供至用戶裝置顯示。例如,在圖3A的範例中是以位於視圖35的單位格線上的交叉點(即黑點)的連線(可視為視圖圖磗的邊界)來分割定位圖磗35a,因此定位圖磗35a將僅對應於單一個視圖圖磗。
回到圖2的流程,在步驟S210中,處理器16會取上述分割的視圖圖磗及定位圖磗中的至少一個代表點作為參考點來定義參考框架,從而制定出以此參考框架為基準的座標系統。詳言之,處理器16例如是取上述的定位圖磗及部分的視圖圖磗的集合作為參考圖磗,使得這些參考圖磗能涵蓋室內空間,再使用這些參考圖磗的代表點來定義參考框架,從而制定出以此參考框架為基準的座標系統。上述的代表點例如為所對應的視圖圖磗或定位圖磗的幾何中心,本實施例並不以此為限。以圖3A為例,在視圖36中,*標示各個視圖圖磗36a的代表點,而x則標示各個定位圖磗36b的代表點。
藉由前述方法所制定的座標系統,該室內空間中的任一點均可以參考圖磗的識別碼及座標系統的表示法的結合來表示。詳言之,針對室內空間中至少一目標點其中的任一目標點,可以參考框架中距離該目標點最近的參考點之識別碼、以及該目標點相對於該參考點的距離及方位來表示該目標點於所制定的座標系統中的座標。
舉例來說,圖5A及圖5B分別是依照本案一實施例所繪示之標示室內空間中任一目標點的範例。請參照圖5A,以二維視圖為例,可採用極座標系統(polar coordinate system)表示二維空間中目標點 T的位置。此表示方法是以參考框架上最接近目標點 T的點作為參考點 R 1(即參考圖磚之代表點),而以參考點 R 1所屬參考圖磚的識別碼01、目標點 T與參考點 R 1 之間的距離 r和與極軸 x的夾角𝜃表示目標點 T在室內空間之位置,即 T( 01, r, 𝜃)。
請參照圖5B,以三維視圖為例,則可採用球座標系統(spherical coordinate system)表示三維空間中目標點 P的位置。此表示方法是以參考框架上最接近目標點 P的點作為參考點 R 2 (即參考圖磚之代表點),而以參考點 R 2 所屬參考圖磚的識別碼02、目標點 P與參考點 R 2 的正z軸間的夾角𝜃、以及參考點 R 2 到目標點 P連線在xy平面的投影線與正x軸間的夾角 φ表示目標點 P在室內空間之位置,即 P( 02, r, 𝜃, φ)。
在一實施例中,上述藉由分割視圖所產生的圖磗可用以建立一資料結構,而用於表示關於該室內空間之資料;其特徵在於包括:第一欄位(識別碼欄位),儲存至少一室內空間經座標系統制定方法所分割的多個圖磚其中之一的識別碼;第二欄位(資料型態欄位),儲存用以定義該圖磗的種類,其包括視圖圖磗及定位圖磗;第三欄位(參考標示欄位),用以標示該圖磚的至少一代表點是否屬參考點;以及第四欄位(註記欄位),儲存關於該圖磚的資訊,所述資訊包括但不限制於所述資料結構之階層關係如父節點或子節點之識別碼、視圖圖磚的屬性如樓層與縮放層級、或物件描述如該物件的點、線、面、體之幾何表示、座標、與屬性等。
以圖3B為例,視圖36中包括已分割的多個視圖圖磗及多個定位圖磗,而在本發明實施例所建立的資料結構中,將針對每個視圖圖磗記錄一個檔案,其中包括識別碼、資料型態及註記。其中,將視圖36中的視圖圖磗在水平方向的位置由左至右以0至5編號、在垂直方向上的位置由下至上以0至4編號,則每個視圖圖磗的識別碼可由其所在位置(水平方向上的編號及垂直方向上的編號)代表。例如,水平方向上編號為2及垂直方向上編號為1的視圖圖磗,其識別碼為21;水平方向上編號為5及垂直方向上編號為0的視圖圖磗,其識別碼為50。此外,在資料結構中,還分別記錄視圖圖磗21和50的種類為視圖圖磗、是否作為參考框架(是)以及註記(視圖圖磗21的註記為L21、視圖圖磗50的註記為LB)。其中,上述的註記是用以去資料庫擷取資料來使用,例如註記L21代表至資料庫擷取如圖所示的labelID為L21的資料。另一方面,由圖3B可知,視圖圖磗21包括代表點分別為B、C的定位圖磗,故在資料結構中,分別記錄這兩個定位圖磚的識別碼為B、C、種類為定位圖磗、是否作為參考框架(是)以及註記(例如定位圖磗B的註記為LB,代表至資料庫擷取如圖所示的labelID為LB的資料),且基於定位圖磚B、C是包涵在視圖圖磗21中,故在資料結構中還記錄其關連的視圖圖磗為視圖圖磗21(在圖3B中以連線表示)。
本發明在一實施例中利用伺服器(即座標系統制定裝置)記錄上述關於至少一室內空間之資料,並藉由本發明的管理程式,提供外部用戶裝置查詢並取得關於所在位置的地圖資訊。其中,當使用者在室內空間時,可使用用戶裝置藉由支援可見光通訊的定位裝置定位,讀取周圍定位裝置的識別碼計算所在位置並按所制訂的座標系統將該所在位置的座標上傳到上述伺服器;而當接收到用戶裝置利用所述定位裝置定位取得的用戶位置時,伺服器,包括一執行模組,即根據對應的參考圖磚之上述欄位的內容,例如是視圖圖磚識別碼或註記欄位中父節點或子節點之識別碼,取得鄰近此用戶位置的視圖圖磗,並輸出至用戶裝置,藉此提供用戶裝置所在位置附近的地圖資訊。用戶裝置並以所在位置作為基準點,利用裝置內的重力感測器、陀螺儀等慣性元件去偵測使用者的位移及方向,並計算行走距離。當預測將到達其他定位裝置附近時,再重新進行定位以重新校正基準點。藉此,用戶裝置不僅可準確預測使用者在室內空間中的位置,並可由上述伺服器獲得所在位置周圍的室內地圖。
基於前述實施例所建立的座標系統,可賦予室內空間中任一興趣點(point of interest,POI)一個絕對座標;舉例來說,圖6A之室內空間當中的3個興趣點若以俯視圖(如圖6B)觀看將重疊為1個點,本發明實施例透過分割不同樓層的視圖,使3個興趣點分屬相異的參考圖磚,並根據參考點之識別碼、以及該興趣點的位置相對於該參考點的距離及方位來賦予其絕對座標。其中,在資料結構中,會分別記錄圖6B中興趣點A、B、C所屬的視圖圖磗的識別碼為A、B、C,種類為視圖圖磗,是否作為參考框架(否)以及註記(視圖圖磗A的註記為LA、視圖圖磗B的註記為LB、視圖圖磗C的註記為LC)。上述的註記是用以去資料庫擷取資料來使用,例如註記LA代表至資料庫擷取如圖所示的labelID為LA的資料,其中例如包括屬性、所包括的子節點、名稱、位置(方位)、所屬的母節點等資料。以此類推,註記LB代表至資料庫擷取如圖所示的labelID為LB的資料、註記LC代表至資料庫擷取如圖所示的labelID為LC的資料。請參照圖6A,其中興趣點A、B、C所屬圖磚的註記欄位分別記錄關於興趣點A、B、C資訊之資料,包含樓層、興趣點的名稱和座標;在電子地圖的應用中,當使用者查詢興趣點時,便可傳送鄰近視圖圖磗以顯示電子地圖於用戶端;而在室內導航的應用中,當使用者將興趣點設定為路徑起始點、到達點、或途經點時,便可利用該興趣點之座標進行路徑規劃。
在一實施例中,所述座標系統可應用於擴增實境(Augmented Reality,AR)體驗。舉例來說,圖7A至圖7C是依照本案一實施例所繪示之座標系統使用方法的範例。系統業者可在如圖7A所示的室內地圖72內建置AR物件72a,該物件之錨點74a如圖7B所示,而關於該物件之描述如幾何表示、座標、與屬性等皆紀錄於所屬定位圖磚的父節點(即視圖圖磚)的註記欄位中,使得使用者在室內移動時,可根據AR物件與使用者所在位置座標來計算距離差距,且用戶裝置在存取鄰近視圖圖磗同時取得該AR物件,從而使用者可在用戶裝置顯示單元中所示的AR場景76中觀看到AR物件76a。
綜上所述,本發明的座標系統制定方法、裝置及資料結構產品利用既有的照明設備作為定位裝置,無需在各採樣點測量接收信號強度指示(RSSI)與處理位置指紋。此外,本發明融合電子地圖的資料結構和定位裝置的位置,定義出室內空間的絕對座標系統,可使室內空間中的每一點皆能被精準地表示,且此座標系統不受格局變動影響。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧座標系統制定裝置
12‧‧‧資料擷取單元
14‧‧‧儲存單元
16‧‧‧處理器
31‧‧‧地圖
32‧‧‧佈局圖
33、34、35、36、84‧‧‧視圖
33a‧‧‧標示
34a、36a‧‧‧視圖圖磗
35a、36b、40a、40b、40c‧‧‧定位圖磗
40‧‧‧視圖
62‧‧‧多樓層地圖
64‧‧‧俯視圖
72‧‧‧室內地圖
72a‧‧‧AR座標
74a、76a‧‧‧AR物體
76‧‧‧AR場景
a、b、c‧‧‧定位裝置
A、B、C‧‧‧點
TP‧‧‧目標點
R 1R 2‧‧‧參考點
r‧‧‧距離
θφ‧‧‧夾角
S202~S210、S302~S306‧‧‧步驟
圖1是依照本發明一實施例所繪示之座標系統制定裝置的方塊圖。 圖2是依照本發明一實施例所繪示之座標系統制定方法的流程圖。 圖3A及圖3B是依照本發明一實施例所繪示之座標系統制定方法的範例。 圖4是依照本發明一實施例所繪示之分割定位圖磗的範例。 圖5A及圖5B分別是依照本發明一實施例所繪示之標示室內空間中任一目標點的範例。 圖6A與圖6B是依照本發明一實施例所繪示之座標系統使用方法的範例。 圖7A至圖7C是依照本發明一實施例所繪示之座標系統使用方法的範例。

Claims (20)

  1. 一種座標系統制定方法,適於由電子裝置制定一室內空間的座標系統,該方法包括下列步驟: 取得關於該室內空間的佈局的至少一圖層以生成二維或三維的視圖; 取得位於該室內空間內的多個定位裝置的位置,並標示所述位置於所述視圖; 根據用以顯示所述視圖的單位面積或單位體積,分割所述視圖為多個視圖圖磗; 根據所標示的各所述定位裝置的所述位置,分割所述定位裝置周圍的部分所述視圖為多個定位圖磗;以及 取所述視圖圖磗及所述定位圖磗的至少一代表點作為參考點定義參考框架,而制定出以所述參考框架為基準的所述座標系統。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的座標系統制定方法,其中根據所標示的各所述定位裝置的所述位置,分割所述定位裝置周圍的部分所述視圖為所述定位圖磗的步驟包括: 以各所述定位裝置的所述位置作為群中心點對所述視圖的多個資料點進行分群,使得各群中的所有所述資料點到所屬群中心點的誤差為最小,而以各群的所述資料點的範圍分割出所述定位圖磗。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的座標系統制定方法,其中所述資料點包括所述視圖的單位格線上的交叉點,且所述誤差為各群中的所述資料點到所屬群中心點的距離總合。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的座標系統制定方法,其中根據所標示的各所述定位裝置的所述位置,分割所述定位裝置周圍的部分所述視圖為多個定位圖磗的步驟更包括: 根據各所述定位裝置的所述位置周圍的所述視圖圖磗的邊界,分割所述定位裝置周圍的部分所述視圖為多個定位圖磗,使得所分割的各所述定位圖磗僅位於單一所述視圖圖磗的範圍內。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的座標系統制定方法,其中取所述視圖圖磗及所述定位圖磗的至少一代表點作為所述參考點定義所述參考框架,而制定出以所述參考框架為基準的所述座標系統的步驟包括: 取所述定位圖磗及部分所述視圖圖磗的一集合作為參考圖磗,使得所述參考圖磗能涵蓋所述室內空間;以及 使用所述參考圖磗的所述代表點定義所述參考框架,而制定出以所述參考框架為基準的所述座標系統。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的座標系統制定方法,其中取所述視圖圖磗及所述定位圖磗的至少一代表點作為所述參考點定義所述參考框架,而制定出以所述參考框架為基準的所述座標系統的步驟更包括: 使用所述圖磗定義可表示所述室內空間的資料結構,所述資料結構包括各所述圖磗的識別碼、資料型態及註記欄的至少其中之一。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的座標系統制定方法,更包括: 接收用戶裝置利用所述定位裝置定位取得的用戶位置;以及 傳送鄰近所述用戶位置的所述視圖圖磗至所述用戶裝置,以顯示於所述用戶裝置。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的座標系統制定方法,其中所述代表點為所對應的所述視圖圖磗或所述定位圖磗的幾何中心。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的座標系統制定方法,更包括: 參考所述參考框架定義所述室內空間中至少一目標點之任一目標點的位置,其中包括: 找出所述參考框架中距離所述目標點最近的所述參考點; 計算所述目標點相對於所述參考點的距離及方位;以及 以所述參考點的識別碼、所述距離及所述方位作為所述目標點於所述座標系統中的座標。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的座標系統制定方法,更包括: 依據用以傳輸所述視圖的傳輸頻寬以及用以顯示所述視圖的解析度的至少其中之一,決定所述單位面積或所述單位體積的大小。
  11. 一種座標系統制定裝置,包括: 資料擷取單元; 儲存單元,儲存由所述資料擷取單元擷取的資料及多個電腦指令或程式;以及 處理器,耦接所述資料擷取單元及所述儲存單元,配置為執行所述電腦指令或程式以: 利用所述資料擷取單元或所述儲存單元取得關於一室內空間的佈局的至少一圖層以生成二維或三維的視圖; 利用所述資料擷取單元取得位於該室內空間內的多個定位裝置的位置,並標示所述位置於所述視圖; 根據用以顯示所述視圖的單位面積或單位體積,分割所述視圖為多個視圖圖磗; 根據所標示的各所述定位裝置的所述位置,分割所述定位裝置周圍的部分所述視圖為多個定位圖磗;以及 取所述視圖圖磗及所述定位圖磗的至少一代表點作為參考點定義參考框架,而制定出以所述參考框架為基準的所述座標系統。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的座標系統制定裝置,其中所述處理器包括以各所述定位裝置的所述位置作為群中心點對所述視圖的多個資料點進行分群,使得各群中的所有所述資料點到所屬群中心點的誤差為最小,而以各群的所述資料點的範圍分割出所述定位圖磗。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的座標系統制定裝置,其中所述資料點包括所述視圖的單位格線上的交叉點,且所述誤差為各群中的所述資料點到所屬群中心點的距離總合。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的座標系統制定裝置,其中所述處理器更根據各所述定位裝置的所述位置周圍的所述視圖圖磗的邊界,分割所述定位裝置周圍的部分所述視圖為多個定位圖磗,使得所分割的各所述定位圖磗僅位於單一所述視圖圖磗的範圍內。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的座標系統制定裝置,其中所述處理器包括取所述定位圖磗及部分所述視圖圖磗的一集合作為參考圖磗,使得所述參考圖磗能涵蓋所述室內空間,以及使用所述參考圖磗的所述代表點定義所述參考框架,而制定出以所述參考框架為基準的所述座標系統。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的座標系統制定裝置,其中所述處理器更使用所述圖磗定義可表示所述室內空間的資料結構,所述資料結構包括各所述圖磗的識別碼、資料型態及註記欄的至少其中之一。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的座標系統制定裝置,其中所述處理器更利用資料擷取裝置接收用戶裝置利用所述定位裝置定位取得的用戶位置,並傳送鄰近所述用戶位置的所述視圖圖磗至所述用戶裝置,以顯示於所述用戶裝置。
  18. 如申請專利範圍第11項所述的座標系統制定裝置,所述處理器更參考所述參考框架定義所述室內空間中至少一目標點之任一目標點的位置,其中包括找出所述參考框架中距離所述目標點最近的所述參考點,計算所述目標點相對於所述參考點的距離及方位,以及以所述參考點的識別碼、所述距離及所述方位作為所述目標點於所述座標系統中的座標。
  19. 如申請專利範圍第11項所述的座標系統制定裝置,所述處理器包括依據用以傳輸所述視圖圖面的傳輸頻寬以及用以顯示所述視圖的解析度的至少其中之一,決定所述單位面積或所述單位體積的大小。
  20. 一種資料結構產品,包括: 一資料結構,包括: 第一欄位,儲存由一室內空間分割出的多個圖磗其中之一的識別碼,其中所述圖磗包括視圖圖磗及定位圖磗; 第二欄位,儲存所述圖磗的種類; 第三欄位,儲存所述圖磗的至少一代表點是否屬參考點的標示;以及 第四欄位,儲存與所述圖磗相關的資訊,所述資訊包括所述資料結構的階層關係、所述視圖圖磗的屬性或物件描述至少其中之一,其中 所述視圖圖磗是根據用以顯示由關於該室內空間的佈局的至少一圖層生成的所述視圖的單位面積或單位體積,分割所述視圖而得;以及 所述定位圖磗是根據標示在所述視圖中的多個定位裝置的位置,分割所述定位裝置周圍的部分所述視圖而得;以及 執行模組,經處理器存取上述資料結構,並根據位置對應所述欄位的內容決定及輸出鄰近該位置的視圖圖磗。
TW106146353A 2017-12-27 2017-12-29 座標系統制定方法、裝置及資料結構產品 TWI661210B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810140308.4A CN109978944B (zh) 2017-12-27 2018-02-11 坐标系统制定方法、装置及数据结构产品

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/854,830 2017-12-27
US15/854,830 US10769836B2 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Method and apparatus for establishing coordinate system and data structure product

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI661210B true TWI661210B (zh) 2019-06-01
TW201928388A TW201928388A (zh) 2019-07-16

Family

ID=66950527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106146353A TWI661210B (zh) 2017-12-27 2017-12-29 座標系統制定方法、裝置及資料結構產品

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10769836B2 (zh)
TW (1) TWI661210B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110636437B (zh) * 2019-09-05 2021-02-02 哈尔滨工程大学 一种基于指纹对的辅助定位方法
US10943038B1 (en) 2019-10-07 2021-03-09 Procore Technologies, Inc. Dynamic adjustment of cross-sectional views
US10950046B1 (en) 2019-10-07 2021-03-16 Procore Technologies, Inc. Generating two-dimensional views with gridline information
US11501040B2 (en) 2019-10-07 2022-11-15 Procore Technologies, Inc. Dynamic dimensioning indicators
FR3104732B1 (fr) * 2019-12-11 2021-11-19 Sagemcom Broadband Sas Equipement mobile réalisant une cartographie de qualité de connexion
US20230099770A1 (en) * 2021-09-29 2023-03-30 Ncr Corporation Indoor route mapping
US12061633B2 (en) 2022-09-08 2024-08-13 Tyco Fire & Security Gmbh Building system that maps points into a graph schema
US12013823B2 (en) * 2022-09-08 2024-06-18 Tyco Fire & Security Gmbh Gateway system that maps points into a graph schema
CN115357671B (zh) * 2022-10-19 2023-01-10 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种飞机装配数据构建方法、装置、设备及介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080239425A1 (en) * 2005-03-31 2008-10-02 Kazuyuki Yoshida Hologram Recording Apparatus and Method, Hologram Reproducing Apparatus and Method, and Computer Program
TW201121313A (en) * 2009-12-01 2011-06-16 Ind Tech Res Inst Camera calibration system and coordinate data generation system and method thereof
TW201211573A (en) * 2010-05-06 2012-03-16 Qualcomm Inc Methods and apparatus for estimating a geolocation of a wireless communications device
US20130122941A1 (en) * 2008-12-22 2013-05-16 Qualcomm Incorporated Providing and utilizing maps in location determination based on RSSI and RTT data
CN105137390A (zh) * 2015-09-14 2015-12-09 上海工程技术大学 一种基于可调发射功率ap的室内定位方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101365348B1 (ko) 2007-12-18 2014-02-21 삼성전자주식회사 가시광 통신을 이용한 네비게이션 시스템에서 메시지 교환방법
US20130157628A1 (en) * 2009-01-15 2013-06-20 Dt Systems, Inc. Smart phone based electronic fence system
KR101090925B1 (ko) * 2009-12-24 2011-12-08 금강수계관리위원회 지아이에스 기반의 선형지도 제작을 위한 하천 및 도로 중심선 작성시스템 및 그 방법
KR101878712B1 (ko) 2011-05-27 2018-07-18 삼성전자주식회사 가시광 통신과 gps를 이용한 위치 정보 확인 장치 및 방법
CA2842826C (en) 2011-07-26 2019-09-17 ByteLight, Inc. Self identifying modulated light source
US20130207980A1 (en) * 2012-02-13 2013-08-15 Anil Babu Ankisettipalli Visualization of data clusters
US9461752B2 (en) 2012-06-30 2016-10-04 Intel Corporation Methods and arrangements for generating a waveform for frequency shift keying communications
US20140257687A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-11 Qualcomm Incorporated Pyramid mapping data structure for indoor navigation
US9644973B2 (en) * 2013-03-28 2017-05-09 Google Inc. Indoor location signalling via light fittings
KR102084203B1 (ko) 2013-04-29 2020-03-03 삼성전자주식회사 가시광 통신을 이용한 실내 위치 정보 제공 장치, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
US20150036016A1 (en) 2013-07-30 2015-02-05 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for determining the orientation of a mobile phone in an indoor environment
EP3061290B1 (en) * 2013-10-21 2020-10-28 Intel Corporation Apparatus, system and method of estimating a location of a mobile device
TWI497462B (zh) 2014-02-05 2015-08-21 Ind Tech Res Inst 產生室內地圖的方法及系統
EP3123289B8 (en) 2014-03-28 2019-04-03 Signify Holding B.V. Locating a portable device based on coded light
US9456311B2 (en) * 2014-04-07 2016-09-27 At&T Intellectual Property I, L.P. Determining indoor location of devices using reference points and sensors
US10019821B2 (en) 2014-09-02 2018-07-10 Naver Business Platform Corp. Apparatus and method for constructing indoor map using cloud point
CN105425210A (zh) 2015-11-27 2016-03-23 泉州装备制造研究所 一种室内可见光定位系统及方法
CN105674986A (zh) 2016-04-05 2016-06-15 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种可见光与惯性组合的室内定位方法
CN105827311B (zh) 2016-04-20 2018-08-28 清华大学 基于可见光通信的室内定位方法和定位系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080239425A1 (en) * 2005-03-31 2008-10-02 Kazuyuki Yoshida Hologram Recording Apparatus and Method, Hologram Reproducing Apparatus and Method, and Computer Program
US20130122941A1 (en) * 2008-12-22 2013-05-16 Qualcomm Incorporated Providing and utilizing maps in location determination based on RSSI and RTT data
TW201121313A (en) * 2009-12-01 2011-06-16 Ind Tech Res Inst Camera calibration system and coordinate data generation system and method thereof
TW201211573A (en) * 2010-05-06 2012-03-16 Qualcomm Inc Methods and apparatus for estimating a geolocation of a wireless communications device
CN105137390A (zh) * 2015-09-14 2015-12-09 上海工程技术大学 一种基于可调发射功率ap的室内定位方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10769836B2 (en) 2020-09-08
TW201928388A (zh) 2019-07-16
US20190197759A1 (en) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI661210B (zh) 座標系統制定方法、裝置及資料結構產品
US9619942B2 (en) Coordinate geometry augmented reality process
KR102160990B1 (ko) 객체 기반의 3d 도시 모델링 방법 및 이를 구현하는 서버, 그리고 이를 이용하는 시스템
Irizarry et al. InfoSPOT: A mobile Augmented Reality method for accessing building information through a situation awareness approach
US9116011B2 (en) Three dimensional routing
US20130271461A1 (en) Systems and methods for obtaining parameters for a three dimensional model from reflectance data
US12092479B2 (en) Map feature identification using motion data and surfel data
US20210019954A1 (en) Semantic interior mapology: a tool box for indoor scene description from architectural floor plans
CN106980633A (zh) 室内地图数据的生成方法及装置
TWI722738B (zh) 擴增實境裝置與定位方法
Christenson Registering visual permeability in architecture: isovists and occlusion maps in AutoLISP
KR20100025144A (ko) 지리 정보 시스템과 건축도면을 기반으로 하는 건축물 전산관리 시스템 및 그 방법
JP5492343B1 (ja) 写真計測図化方法、及び写真計測図化装置
CN109978944B (zh) 坐标系统制定方法、装置及数据结构产品
US11561669B2 (en) Systems and methods of using a digital twin for interacting with a city model
JP7291251B2 (ja) 環境地図管理装置、環境地図管理方法及びプログラム
JP7544484B2 (ja) オフスクリーン関心地点(Points of Interest)を示すためのグラフィカル・ユーザ・インターフェース
JP7285678B2 (ja) 情報処理装置、及び制御プログラム
KR102635566B1 (ko) 내비게이션 시스템용 지도 생성 장치 및 방법
CN112346579A (zh) 用于大规模桌面模型的指向和交互控制装置
JPWO2021111613A1 (ja) 3次元地図作成装置、3次元地図作成方法、及び3次元地図作成プログラム
JP6293293B2 (ja) マルチセンサ計測装置のルーティンを確立する方法
JP2022161770A (ja) 作業支援システム及び作業支援方法
CN118251703A (zh) 简化3d建筑物和导航网络的构建