TWI731340B

TWI731340B - 虛實結合之定位方法

Info

Publication number: TWI731340B
Application number: TW108120281A
Authority: TW
Inventors: 莊賢哲
Original assignee: 遊戲橘子數位科技股份有限公司
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2021-06-21
Also published as: TW202045956A

Abstract

本發明係有關一種虛實結合之定位方法，其不僅透過電子裝置傳送定位資訊至伺服器，以供追蹤電子裝置之定位，而是進一步透過電子裝置擷取外部之場景影像與場景音訊，或由伺服器依據定位資訊產生對應之場景影像與場景音訊，進一步用於確認電子裝置之定位。

Description

虛實結合之定位方法

本發明係有關一種定位方法，尤其是一種虛實結合之定位方法。

無線通訊系統被廣泛部署以提供諸如電話、視訊、資料、訊息傳遞和廣播之類的各種電信服務。典型的無線通訊系統可以採用能夠經由共享可用系統資源(例如，頻寬、傳輸功率)來支援與多個使用者通訊的多工存取技術。此種多工存取技術的實例包括分碼多工存取(CDMA)系統、分時多工存取(TDMA)系統、分頻多工存取(FDMA)系統、正交分頻多工存取(OFDMA)系統、單載波分頻多工存取(SC-FDMA)系統和分時同步分碼多工存取(TD-SCDMA)系統。

絕對定位技術(例如，全球定位系統(GPS)、Wi-Fi及鄰近標記)雖然可提供信賴及準確的位置資訊，但若是以最大可能速率來更新此類資訊將消耗相當大的功率且無法保證完整的覆蓋率。相對定位技術(例如，步行航位推算(pedestrian dead reckoning，PDR))是基於先前所判定的位置利用使用者裝置的慣性感測器來估計使用者裝置的當前位置，其甚至可在絕對位置資訊無法取得的環境下使用，然而以此技術所估計當前位置將存在累計誤差。

值得注意的是，移動裝置常配備有可以用於執行相對定位技術的嵌入式感測器(例如，加速計、陀螺感測器及磁力計)。移動裝置的中央處理單元(CPU)可以收集感測器產生的樣本並基於樣本執行一些處理。例如，CPU可以計算移動裝置的移動和方位或計算移動裝置的使用者已經行走的步數。

在科技日新月異的世代中，適地性服務(Location Based Service,LBS)早已廣泛應用於民生用途上。定位系統過去僅用於軍事方面，而近年來更將其導入行車導航、救災、醫療以及購物推播等相關應用。然其定位方式繁多，除常見的全球定位系統(Global Positioning System,GPS)外，3G無線基地台定位等技術近年來也投入許多研究。其中GPS能準確進行移動定位及測速定位，且精度可達10公尺內，其最廣面積更達於地球表面(98%)，然而GPS於高樓林立的街道中或室內容易受到環境折射、繞射、傢俱佈局等干擾因素，導致使用GPS進行室內定位的結果誤差甚大。

目前，ZigBee、Wi-Fi、Beacon等模組取代GPS於室內定位的角色，更發展出多種演算法及其機制，其中指紋比對法較廣為使用。指紋比對法須透過事先訓練量測環境中不同位置的無線定位訊號樣式，建立並儲存資料庫，於定位時從資料庫之訓練的樣式進行比對，選出與當前訊號相似之一點或數點來估測目標位置，然僅依靠偵測已知特定無線基地台(Access Point)之訊號值(RSSI)當作比對之參考依據，其易受環境影響造成誤判且誤差率較高。

基於上述之問題，本發明提供一種虛實結合之定位方法，其藉由實體的現實環境條件與虛擬的現實環境條件結合定位系統上所對應的地標，以提高定位信賴度。

本發明之主要目的，提供一種虛實結合之定位方法，其利用截取或儲存現實環境條件，以搭配定位資訊，進而增加定位資訊的可靠度。

為了達到上述之目的，本發明揭示了一種虛實結合之定位方法，其先由一伺服器發送一定位請求至一第一電子裝置，然後由該第一電子裝置依據該定位請求而產生並傳送一定位資訊、至少一場景影像與至少一場景音訊至該伺服器，其中，該影像擷取單元擷取該第一電子裝置附近之至少一場景影像並傳送至該伺服器，該聲音擷取單元擷取該第一電子裝置附近之至少一場景音訊並傳送至該伺服器。該伺服器依據該至少一場景影像、該至少一場景音訊與該定位資訊經比對資料庫之參考影像與參考音訊而確認定位資訊之正確性後，確認該第一電子裝置之位置。藉此，經擷取之場景影像與場景音訊提高定位資訊之信賴度。

本發明提供一實施例，其內容在於該至少一場景影像為一建築物件影像、一室內物件影像或一人物影像。

本發明提供一實施例，其內容在於該至少一場景音訊為一流體聲音訊號、一機械運轉聲音訊號、一動物聲音訊號或一蟲鳴聲音訊號。

本發明提供一實施例，其內容在於該第一電子裝置依據該定位請求而產生一定位資訊、至少一場景影像與至少一場景音訊並傳送至該伺服器之步驟中，該第一電子裝置為透過一全球定位系統(GPS)、一陀螺儀、一加速度計或上述之組合取得該定位資訊，以傳送至該伺服器。

本發明提供一實施例，其內容在於虛實結合之定位方法更包含一第二電子裝置傳送該定位請求至該伺服器之步驟。

本發明提供一實施例，其內容在於於該第一電子裝置依據該定位請求而產生一定位資訊、至少一場景影像與至少一場景音訊並傳送至該伺服器之步驟中，該第一電子裝置進一步傳送一時間標記至該伺服器，該時間標記對應於該至少一場景影像、該至少一場景音訊與該定位資訊，使該伺服器依據該定位資訊並進一步依據該時間標記比對該至少一場景影像與該至少一場景音訊。

為了達到上述之目的，本發明另揭示了一種虛實結合之定位方法，先由一伺服器發送一定位請求至一第一電子裝置，然後由該第一電子裝置依據該定位請求而產生一定位資訊，並依據定位資訊產生對應之虛擬資訊，且該虛擬資訊包含至少一虛擬影像與至少一虛擬音訊的一虛擬參數；然後由該伺服器依據該虛擬資訊建立至少一虛擬影像與至少一虛擬音訊，並藉此比對資料庫之至少一參考影像與至少一參考聲音，以確認該定位資訊之正確性，進而確認該第一電子裝置之位置。藉此，讓虛擬影像與虛擬音訊亦可提供定位資訊之信賴度。

本發明提供另一實施例，其內容在於該至少一虛擬影像為一建築物件影像、一室內物件影像或一人物影像。

本發明提供另一實施例，其內容在於該至少一虛擬音訊為一流體聲音訊號、一機械運轉聲音訊號、一動物聲音訊號或一蟲鳴聲音訊號。

本發明提供另一實施例，其內容在於該第一電子裝置依據一應用程式與該定位請求而傳送一定位資訊與一多媒體資訊至該伺服器之步驟中，該第一電子裝置為透過一全球定位系統(GPS)、一陀螺儀、一加速度計或上述之組合取得該定位資訊，以傳送至該伺服器。

本發明提供另一實施例，其內容在於虛實結合之定位方法更包含一第二電子裝置傳送該定位請求至該伺服器之步驟。

本發明提供另一實施例，其內容在於該第一電子裝置依據該定位請求而產生一定位資訊，並依據該定位資訊產生一虛擬資訊，以傳送至該伺服器之步驟中，該第一電子裝置依據該定位資訊之一經緯度與一區域名稱，產生該虛擬資訊。

本發明提供另一實施例，其內容在於該伺服器依據該虛擬資訊建立至少一虛擬影像與至少一虛擬音訊之步驟中，該伺服器依據該虛擬資訊讀取一區域資料庫之複數個影像資料與複數個聲音資料，以產生該至少一虛擬影像與該至少一虛擬音訊。

本發明提供另一實施例，其內容在於該虛擬資訊進一步包含該至少一虛擬影像與該至少一虛擬音訊的一時間標記，其中於該伺服器依據該虛擬資訊建立至少一虛擬影像與至少一虛擬音訊之步驟中，該第一電子裝置依據該定位資訊並進一步依據該時間標記建立該至少一虛擬影像與該至少一虛擬音訊。

1:定位系統

2:定位系統

3:定位系統

10:伺服器

12:資料庫

20:第一電子裝置

22:影像擷取單元

24:聲音擷取單元

30:第二電子裝置

P:定位資訊

R1:參考影像

R2:參考音訊

RQ:定位請求

V1:虛擬影像

V2:虛擬音訊

VD:影像資料

VR:虛擬資訊

SD:聲音資料

S10-S60:步驟

S110-S170:步驟

第1圖：其為本發明之一實施例之流程圖；第2圖：其為本發明之一實施例之系統示意圖；第3圖：其為本發明之一實施例之系統示意圖；第4圖：其為本發明之另一實施例之流程圖；第5圖：其為本發明之另一實施例之系統示意圖；第6圖：其為本發明之另一實施例之流程圖；以及第7圖：其為本發明之另一實施例之系統示意圖。

為使貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：

有鑑於習知定位技術對於可靠度的影響，據此，本發明遂提出一種虛實結合之定位方法，以解決習知技術所造成之信賴度問題。

以下，將進一步說明本發明一種虛實結合之定位方法所包含之特性、所搭配之結構及其方法：首先，請參閱第1圖，其為本發明之一實施例之流程圖。如圖所示，本發明之一種虛實結合之定位方法，其步驟包含：步驟S10：第二電子裝置傳送定位請求至伺服器；步驟S20：伺服器發送定位請求至第一電子裝置；步驟S30：第一電子裝置依據定位請求而產生定位資訊、至少一場景影像與至少一場景音訊並傳送至伺服器；步驟S40：伺服器依據定位資訊讀取至少一參考影像與至少一參考聲音並比對至少一場景影像與至少一場景音訊；以及步驟S50：判斷相似度是否大於門檻值；步驟S60：伺服器依據至少一場景影像、至少一場景音訊與定位資訊確認第一電子裝置之位置。

請一併參閱第2圖，其為本發明之一實施例之系統示意圖。如圖所示，本發明之虛實結合之定位方法所採用之定位系統1包含一伺服器10、一第一電子裝置20與一第二電子裝置30，其中資料庫12進一步通訊連接一資料庫12，第一電子裝置20進一步電性連接一影像擷取單元22與一聲音擷取單元24。

於步驟S10中，第二電子裝置30為透過使用者操作發出一定位請求RQ至伺服器10；接續於步驟S20中，經由伺服器10轉送至第一電子裝置20，因此第二電子裝置30透過伺服器10傳送定位請求RQ至第一電子裝置20。於步驟S30中，第一電子裝置20依據其所接收到的定位請求RQ，啟動電性連接之影像擷取單元22與聲音擷取單元24，以擷取第一電子裝置20附近之至少一場景影像IMG與至少一場景聲訊S並傳送至第一電子裝置20，藉此讓第一電子裝置20將定位資訊P、至少一場景影像IMG與至少一場景聲訊S一並傳送至伺服器10，其中第一電子裝置20為透過一全球定位系統(GPS)、一陀螺儀、一加速度計或上述之組合取得定位資訊P，本實施例中，第一電子裝置20為一手機，而影像擷取單元22與聲音擷取單元24分別為手機內建之相機與麥克風，但不限於此，第一電子裝置20更可為一筆記型電腦，而影像擷取單元22與聲音擷取單元24分別為筆記型電腦內建之相機與麥克風，另外第二電子裝置30亦可為手機、筆記型電腦或其他行動裝置，例如：平板電腦、Google眼鏡。

於步驟S40中，伺服器10依據定位資訊P，將資料庫12中對應之參考影像R1與參考音訊R2讀取出來，以比對來自第一電子裝置20之至少一場景影像IMG與至少一場景聲訊S，於步驟S50中，藉由參考影像R1與參考音訊R2比對來自第一電子裝置20之至少一場景影像IMG與至少一場景聲訊S，藉由參考影像R1與參考音訊R2比對來自第一電子裝置20之至少一場景影像IMG與至少一場景聲訊S之相似度是否大於門檻值，例如：80%，以確認定位資訊P之正確性，當大於門檻值時，執行步驟S60，當未大於門檻值時，執行步驟S30。最後於步驟S60中，伺服器10依據來自第一電子裝置20之至少一場景影像IMG與至少一場景聲訊S確認定位資訊P之正確性，而依據來自第一電子裝置20之至少一場景影像IMG與至少一場景聲訊S以及定位資訊P確認第一電子裝置20之位置，並進一步將第一電子裝置20之位置回傳至第二電子裝置30，且可進一步將場景影像IMG與場景聲訊S一同傳送至第二電子裝置30。

其中場景影像IMG為一建築物件影像、一室內物件影像或一人物影像，場景音訊S為一流體聲音訊號、一機械運轉聲音訊號、一動物聲音訊號或一蟲鳴聲音訊號。

請進一步參閱第3圖，於另一實施例中，本發明於步驟S中，第一電子裝置20進一步傳送一時間標記至該伺服器，該時間標記對應於該至少一場景影像、該至少一場景音訊與該定位資訊，使該伺服器依據該定位資訊並進一步依據該時間標記比對該至少一場景影像與該至少一場景音訊

以上實施例中，本發明之虛實結合之定位方法為透過擷取電子裝置之外部影像與聲音而確認定位資訊，進一步確認第一電子裝置20之位置。上述之實施例為針對其他使用者對第一電子裝置20要求定位，但是另一實施例為使用者設定伺服器10追蹤第一電子裝置20，因此由伺服器10直接發出定位請求RQ，其如第4圖所示，其中第1圖與第4圖之差異在於第4圖未包含步驟S10，而是由伺服器10直接發出定位請求RQ，其採用之定位系統2如第5圖所示，定位系統2中，包含一伺服器10與一第一電子裝置20，由於伺服器10與第一電子裝置20相同於前一實施例，因此不再贅述。

除此之外，本發明更可擷取直接讀取伺服器10之資料庫12中的資料，以進一步確認位置。

請參閱第6圖，其為本發明之另一實施例之流程圖。如圖所示，本發明之虛實結合之定位方法，其步驟包含：步驟S110：第二電子裝置傳送定位請求至伺服器；步驟S120：伺服器發送定位請求至第一電子裝置；步驟S130：依據該定位請求產生定位資訊，並依據定位資訊產生虛擬資訊，以傳送至伺服器；步驟S140：伺服器依據該虛擬資訊建立至少一虛擬影像與至少一虛擬音訊；步驟S150：伺服器依據定位資訊讀取至少一參考影像與至少一參考聲音並比對至少一虛擬影像與至少一虛擬音訊；步驟S160：判斷相似度是否大於門檻值；以及步驟S170：伺服器依據至少一虛擬影像、至少一虛擬音訊與定位資訊確認第一電子裝置之位置。

請進一步參閱第7圖，其為本發明之另一實施例之系統示意圖。如圖所示，本發明之虛實結合之定位方法所採用之定位系統3包含一伺服器10、一第一電子裝置20與一第二電子裝置30，其中伺服器10連接一資料庫12。

步驟S110與步驟S120同於上述之步驟S10與步驟S20因此不再贅述。於步驟S130中，第一電子裝置20依據定位請求RQ產生一定位資訊P，同時第一電子裝置20依據定位資訊P產生對應之虛擬資訊VR，且第一電子裝置20將定位資訊P與虛擬資訊VR傳送至伺服器10，其中第一電子裝置20為依據定位資訊P中所記載之經緯度以及對應之區域名稱，而產生對應之虛擬資訊VR。於步驟S140中，伺服器10依據虛擬資訊VR建立出至少一虛擬影像V1與至少一虛擬音訊V2，其中虛擬影像V1為一建築物件影像、一室內物件影像或一人物影像，虛擬音訊V2為一流體聲音訊號、一機械運轉聲音訊號、一動物聲音訊號或一蟲鳴聲音訊號，特別是，伺服器10依據該虛擬資訊VR讀取一資料庫12之複數個影像資料VD與複數個聲音資料SD，以產生該至少一虛擬影像V1與該至少一虛擬音訊V2，例如：針對台北市西門捷運站，該些個影像資料VD與該些個聲音資料SD會對應於台北市西門捷運站附近的建築物影像、一室內物件影像或一人物影像以及流體聲音訊號、一機械運轉聲音訊號、一動物聲音訊號或一蟲鳴聲音訊號，如捷運站出口與車潮行進間所發出之引擎聲。

於步驟S150中，伺服器10依據定位資訊P，將資料庫12中對應之參考影像R1與參考音訊R2讀取出來，以比對至少一虛擬影像V1與至少一虛擬音訊V2，於步驟S160中，藉由參考影像R1與參考音訊R2比對虛擬影像V1與虛擬音訊 V2之相似度是否大於門檻值，例如：80%，以確認定位資訊P之正確性，當大於門檻值時，執行步驟S170，當未大於門檻值時，執行步驟S140。最後於步驟S170中，伺服器10依據至少一虛擬影像V1與至少一虛擬音訊V2確認定位資訊P之正確性，而依據至少一虛擬影像V1與至少一虛擬音訊V2以及定位資訊P確認第一電子裝置20之位置，並進一步將第一電子裝置20之位置回傳至第二電子裝置30，且可進一步將虛擬影像V1與虛擬音訊V2傳送至第二電子裝置30。

此外，於另一實施例中，虛擬資訊VR進一步包含虛擬影像V1與虛擬音訊V2的一時間標記(圖未示)，因此於步驟S140中，第一電子裝置20除了依據定位資訊P並進一步依據前述之時間標記，而建立虛擬影像V1與虛擬音訊V2。

綜上所述，本發明之虛實結合之定位方法為依據定位資訊擷取電子裝置外部之場景影像與場景音訊或者依據定位資訊建立虛擬資訊，以供伺服器建立對應之虛擬影像與虛擬音訊，以用於確認定位資訊之正確性，進而提升定位資訊之可靠度。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

Claims

一種虛實結合之定位方法，其包含: 一伺服器發送一定位請求至一第一電子裝置；該第一電子裝置依據該定位請求而產生一定位資訊、至少一場景影像與至少一場景音訊並傳送至該伺服器，其中，該第一電子裝置以一影像擷取單元擷取該第一電子裝置附近之該至少一場景影像，該第一電子裝置以一聲音擷取單元擷取該第一電子裝置附近之該至少一場景音訊；該伺服器依據該定位資訊讀取一資料庫之至少一參考影像與至少一參考聲音並比對該至少一場景影像與該至少一場景音訊，以確認該定位資訊之正確性；以及該伺服器依據該至少一場景影像、該至少一場景音訊與該定位資訊確認該第一電子裝置之位置。
如申請專利範圍第1項所述之虛實結合之定位方法，其中該至少一場景影像為一建築物件影像、一室內物件影像或一人物影像。
如申請專利範圍第1項所述之虛實結合之定位方法，其中該至少一場景音訊為一流體聲音訊號、一機械運轉聲音訊號、一動物聲音訊號或一蟲鳴聲音訊號。
如申請專利範圍第1項所述之虛實結合之定位方法，其中於該第一電子裝置依據該定位請求而產生一定位資訊、至少一場景影像與至少一場景音訊並傳送至該伺服器之步驟中，該第一電子裝置為透過一全球定位系統(GPS)、一陀螺儀、一加速度計或上述之組合取得該定位資訊，以傳送至該伺服器。
如申請專利範圍第1項所述之虛實結合之定位方法，更包含: 一第二電子裝置傳送該定位請求至該伺服器。
如申請專利範圍第1項所述之虛實結合之定位方法，其中於該第一電子裝置依據該定位請求而產生一定位資訊、至少一場景影像與至少一場景音訊並傳送至該伺服器之步驟中，該第一電子裝置進一步傳送一時間標記至該伺服器，該時間標記對應於該至少一場景影像、該至少一場景音訊與該定位資訊，使該伺服器依據該定位資訊並進一步依據該時間標記比對該至少一場景影像與該至少一場景音訊。
一種虛實結合之定位方法，其包含: 一伺服器發送一定位請求至一第一電子裝置；該第一電子裝置依據該定位請求而產生一定位資訊，並依據該定位資訊產生一虛擬資訊，以傳送至該伺服器，該虛擬資訊包含至少一虛擬影像與至少一虛擬音訊的一虛擬參數；該伺服器依據該虛擬資訊建立至少一虛擬影像與至少一虛擬音訊，該至少一虛擬影像與該至少一虛擬音訊對應於該定位資訊；該伺服器依據該定位資訊讀取至少一參考影像與至少一參考聲音並比對該至少一虛擬影像與該至少一虛擬音訊，以確認該定位資訊之正確性；以及該伺服器依據該至少一虛擬影像、該至少一虛擬音訊與該定位資訊確認該第一電子裝置之位置。
如申請專利範圍第7項所述之虛實結合之定位方法，其中該至少一虛擬影像為一建築物件影像、一室內物件影像或一人物影像。
如申請專利範圍第7項所述之虛實結合之定位方法，其中該至少一虛擬音訊為一流體聲音訊號、一機械運轉聲音訊號、一動物聲音訊號或一蟲鳴聲音訊號。
如申請專利範圍第7所述之虛實結合之定位方法，其中於該第一電子裝置依據一應用程式與該定位請求而傳送一定位資訊與一多媒體資訊至該伺服器之步驟中，該第一電子裝置為透過一全球定位系統(GPS)、一陀螺儀、一加速度計或上述之組合取得該定位資訊，以傳送至該伺服器。
如申請專利範圍第7項所述之虛實結合之定位方法，更包含: 一第二電子裝置傳送該定位請求至該伺服器。
如申請專利範圍第7項所述之虛實結合之定位方法，其中於該第一電子裝置依據該定位請求而產生一定位資訊，並依據該定位資訊產生一虛擬資訊，以傳送至該伺服器之步驟中，該第一電子裝置依據該定位資訊之一經緯度與一區域名稱，產生該虛擬資訊。
如申請專利範圍第7項所述之虛實結合之定位方法，其中於該伺服器依據該虛擬資訊建立至少一虛擬影像與至少一虛擬音訊之步驟中，該伺服器依據該虛擬資訊讀取一資料庫之複數個影像資料與複數個聲音資料，以對應產生該至少一虛擬影像與該至少一虛擬音訊。
如申請專利範圍第7項所述之虛實結合之定位方法，其中該虛擬資訊進一步包含該至少一虛擬影像與該至少一虛擬音訊的一時間標記，其中於該伺服器依據該虛擬資訊建立至少一虛擬影像與至少一虛擬音訊之步驟中，該第一電子裝置依據該定位資訊並進一步依據該時間標記建立該至少一虛擬影像與該至少一虛擬音訊。