TWI744609B - Object positioning method - Google Patents
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本發明係關於一種物件定位方法,特別是關於一種多階層的物件定位方法。The present invention relates to an object positioning method, in particular to a multi-layer object positioning method.
隨著勞工安全衛生意識的提升,工地的安全性在近年已越來越受到重視。有很多小細節可以提升工地安全性,例如可以利用監視設備監控進入工地的人員數量與所在位置。或者因應不同的施工項目,可以利用監視設備檢查人員是否穿戴對應的安全配備等。但是,實際執行時往往會遇到一些問題。舉例來說,當工地的範圍很大或工地位於偏遠山區,傳統的監視設備因為數量有限,加上受到地形的影響,時常無法精確地掌握各個人員的所在位置。又例如,傳統的監視設備往往有解析度不足的問題,同樣不容易分辨人員是否確實穿戴對應的安全配備。此外,由於傳統的監視設備不免會有監視的死角,也無法確實利用監視設備觀察每個人員的健康狀態。With the improvement of labor safety and hygiene awareness, the safety of construction sites has been paid more and more attention in recent years. There are many small details that can improve site safety. For example, monitoring equipment can be used to monitor the number and location of people entering the site. Or in response to different construction projects, monitoring equipment can be used to check whether personnel are wearing corresponding safety equipment. However, some problems are often encountered in actual implementation. For example, when the scope of the construction site is large or the construction site is located in a remote mountainous area, traditional monitoring equipment is often unable to accurately grasp the location of each person due to the limited quantity and the influence of the terrain. For another example, traditional monitoring equipment often has the problem of insufficient resolution, and it is also not easy to distinguish whether personnel are actually wearing corresponding safety equipment. In addition, because traditional monitoring equipment inevitably has blind spots for monitoring, it is also impossible to use the monitoring equipment to observe the health status of each person.
因此,業界需要一種新的物件定位方法,除了要能克服傳統的監視設備數量因解析度不足,而無法分辨人員是否穿戴安全配備的問題之外,也要能精確地掌握各個人員的所在位置。Therefore, the industry needs a new method of object positioning. In addition to overcoming the problem of the lack of resolution of traditional surveillance equipment, which makes it impossible to distinguish whether personnel are wearing safety equipment, it must also be able to accurately grasp the location of each individual.
本發明提供一種物件定位方法,除了可以更有效地掌握各個人員的所在位置與健康狀態,且經過適當的設定,也能夠分辨人員是否確實穿戴對應的安全配備。The present invention provides an object positioning method, which not only can more effectively grasp the location and health status of each person, and after appropriate settings, can also distinguish whether the person actually wears the corresponding safety equipment.
本發明提出一種物件定位方法,包含以下步驟。首先,執行第一定位介面,第一定位介面安裝於第一行動裝置。接著,由第一定位介面驅動第一行動裝置,使第一行動裝置以第一定位信號掃描物件的第一相對位置。並且,由第一行動裝置取得對應第一行動裝置的第一環境位置。以及,依據第一環境位置與第一相對位置,計算關聯於物件的第一定位位置。The present invention provides an object positioning method, which includes the following steps. First, the first positioning interface is executed, and the first positioning interface is installed on the first mobile device. Then, the first mobile device is driven by the first positioning interface, so that the first mobile device scans the first relative position of the object with the first positioning signal. In addition, the first mobile device obtains the first environmental location corresponding to the first mobile device. And, according to the first environment position and the first relative position, the first positioning position associated with the object is calculated.
於一些實施例中,於由第一行動裝置取得對應第一行動裝置的第一環境位置的步驟中,更可以包含提供多個定位裝置,每一個定位裝置係發射各自的環境定位信號。並且,由第一行動裝置掃描至少一個環境定位信號。以及,依據至少一個環境定位信號,計算對應第一行動裝置的第一環境位置。此外,物件可以依據第一定位信號發射第一回饋信號,第一行動裝置依據第一回饋信號取得物件的第一相對位置。另外,每一個定位裝置與物件各可以具有藍芽信標發射模組。In some embodiments, the step of obtaining the first environmental position corresponding to the first mobile device by the first mobile device may further include providing a plurality of positioning devices, each of which transmits its own environmental positioning signal. In addition, at least one environmental positioning signal is scanned by the first mobile device. And, according to the at least one environmental positioning signal, the first environmental position corresponding to the first mobile device is calculated. In addition, the object may transmit a first feedback signal according to the first positioning signal, and the first mobile device obtains the first relative position of the object according to the first feedback signal. In addition, each positioning device and object may each have a Bluetooth beacon transmitting module.
於一些實施例中,所述物件定位方法更可以包含以下步驟。首先,執行第二定位介面,第二定位介面安裝於第二行動裝置。接著,由第二定位介面驅動第二行動裝置,使第二行動裝置以第二定位信號掃描物件的第二相對位置。由第二行動裝置取得對應第二行動裝置的第二環境位置。依據第二環境位置與第二相對位置,計算關聯於物件的第二定位位置。以及,依據第一定位位置與第二定位位置定位物件。In some embodiments, the object positioning method may further include the following steps. First, the second positioning interface is executed, and the second positioning interface is installed on the second mobile device. Then, the second mobile device is driven by the second positioning interface, so that the second mobile device scans the second relative position of the object with the second positioning signal. The second environmental location corresponding to the second mobile device is obtained by the second mobile device. According to the second environmental position and the second relative position, a second positioning position associated with the object is calculated. And, positioning the object according to the first positioning position and the second positioning position.
綜上所述,本發明提供的物件定位方法,利用到人員經常會隨身攜帶行動裝置,除了可以利用行動裝置來掃描物件,取得行動裝置與物件的相對位置,也可以透過定位裝置或全球定位系統來定位行動裝置的環境位置。如此一來,本發明藉由組合行動裝置與物件的相對位置與行動裝置的環境位置,從而可以多階層地完成物件的定位。藉此,本發明提供的物件定位方法,除了可以更有效地掌握各個人員的所在位置與健康狀態,且經過適當的設定,也能夠分辨人員是否確實穿戴對應的安全配備。In summary, the object positioning method provided by the present invention makes use of mobile devices that people often carry with them. In addition to using mobile devices to scan objects and obtain the relative position of the mobile device and the objects, it can also use positioning devices or global positioning systems. To locate the environmental location of the mobile device. In this way, the present invention combines the relative position of the mobile device and the object with the environmental position of the mobile device, so that the positioning of the object can be completed in a multi-level manner. In this way, the object positioning method provided by the present invention can not only more effectively grasp the location and health status of each person, and after appropriate settings, it can also distinguish whether the person actually wears the corresponding safety equipment.
下文將進一步揭露本發明之特徵、目的及功能。然而,以下所述者,僅為本發明之實施例,當不能以之限制本發明之範圍,即但凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化及修飾,仍將不失為本發明之要意所在,亦不脫離本發明之精神和範圍,故應將視為本發明的進一步實施態樣。The features, objectives and functions of the present invention will be further disclosed below. However, the following are only examples of the present invention, and should not be used to limit the scope of the present invention, that is, all equivalent changes and modifications made in accordance with the scope of the patent application of the present invention will still be the essence of the present invention. Without departing from the spirit and scope of the present invention, it should be regarded as a further implementation aspect of the present invention.
請一併參閱圖1與圖2,圖1係繪示依據本發明一實施例之物件定位方法的步驟流程圖,圖2係繪示依據本發明一實施例之物件定位方法的使用示意圖。如圖所示,於本實施例的步驟S10中,首先可以先執行第一行動裝置20a中的第一定位介面,所述第一定位介面可以安裝於第一行動裝置20a中。實務上,第一行動裝置20a可以是手機、平板電腦、穿戴式設備或其他具有運算能力的裝置,且第一行動裝置20a可以由人員攜帶著並直接操控。於一個例子中,第一定位介面可以是一種應用程式,可以預先安裝於第一行動裝置20a中。實務上,本實施例並不限制由何者執行第一定位介面,例如可以由攜帶第一行動裝置20a的人員執行第一定位介面。舉例來說,人員進入工地的範圍中,可以自行操作第一行動裝置20a,以開啟第一行動裝置20a中的第一定位介面。或者,可以由遠端設備連線到第一行動裝置20a,並由遠端設備的遙控執行第一定位介面。舉例來說,負責工地安全的單位可以有伺服器,當確認進入工地的人員後,可以遠端連線到對應人員的第一行動裝置20a,並由伺服器遙控執行第一行動裝置20a中的第一定位介面。Please refer to FIG. 1 and FIG. 2 together. FIG. 1 is a flowchart illustrating the steps of an object positioning method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of using the object positioning method according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in step S10 of this embodiment, the first positioning interface in the first
又或者,第一行動裝置20a可以依據特定條件的觸發,自動執行第一定位介面。舉例來說,工地的出入口可以有一個信號發送器,當第一行動裝置20a接收到信號發送器給出的信號後,可以自動執行第一行動裝置20a中的第一定位介面。本發明所屬技術領域具有通常知識者應該可以以了解所述特定條件的種類很多,本實施例在此不加以限制,例如特定條件也可以包含時間、班表、第一行動裝置20a的位置或電量等。以特定條件為第一行動裝置20a的電量做例子,當第一行動裝置20a的電量在一定程度之上,才會自動執行第一定位介面。反之,如果第一行動裝置20a的電量過低,為了避免妨礙人員利用第一行動裝置20a撥打緊急電話,第一行動裝置20a也可以選擇不執行第一定位介面。Alternatively, the first
於步驟S12中,由第一定位介面驅動第一行動裝置20a,使第一行動裝置20a以第一定位信號掃描物件30的第一相對位置。如前述的例子,第一定位介面可以受到使用者控制驅動第一行動裝置20a,或者受到遠端控制驅動第一行動裝置20a,或者依據條件地自行驅動第一行動裝置20a,本實施例在此不加以限制。實務上,物件30可以是一種信號發送器,而第一行動裝置20a需要和物件30有對應關係。在此所述的對應關係,係指使用相同或相容的通信技術手段,而非指外觀上的形狀對應或者被成組販售。為了方便說明,假設物件30是一種藍芽信標(beacon)發射模組,則所屬技術領域具有通常知識者應可以明白,第一行動裝置20a應需要支援藍芽技術,才能掃描物件30。於一個例子中,除了使用藍芽技術之外,第一行動裝置20a和物件30也可以使用其他常見的通信技術手段,例如Wifi、Zigbee或是LoRa,本實施例在此不加以限制。In step S12, the first
在此,第一行動裝置20a以第一定位信號掃描物件30時,所述第一定位信號可以用於判斷特定範圍內是否有物件30。本實施例在此不限制所述特定範圍的距離,所屬技術領域具有通常知識者應可以明白,不同的通信技術手段可以對應不同的操作距離。於一個例子中,第一定位信號可以例如是應用藍芽技術的掃描信號,物件30在接收到所述掃描信號後,可以對應發射第一回饋信號以回應第一行動裝置20a。接著,第一行動裝置20a可以依據第一回饋信號取得物件30的相對位置(第一相對位置)。於一個例子中,第一行動裝置20a可以依據第一回饋信號的信號強度,判斷物件30和第一行動裝置20a的遠近。當然,第一行動裝置20a也有可能更依據第一回饋信號的信號方向,輔助判斷物件30和第一行動裝置20a的相對方位。Here, when the first
於步驟S14中,由第一行動裝置20a取得對應第一行動裝置20a的第一環境位置。於一個例子中,第一行動裝置20a可以利用多個定位裝置40a~40c輔助定位。在此,定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c可以發射各自的環境定位信號,並由第一行動裝置20a掃描環境定位信號。如前所述,第一行動裝置20a同樣需要和定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c有對應關係,所述的對應關係,同樣指使用相同或相容的通信技術手段。實務上,定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c可以被預先裝設於工地中,且定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c的實際位置可以預先被記錄下來。於一個例子中,第一行動裝置20a可以依據兩個以上的定位裝置計算出自身的位置(第一環境位置)。In step S14, the first
舉例來說,假設第一行動裝置20a同時掃描到來自定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c的3個環境定位信號,則第一行動裝置20a可以藉由分析收到的3個環境定位信號的信號強度,計算出第一行動裝置20a對於定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c的相對位置。接著,又由於定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c的實際位置已知,於所屬技術領域具有通常知識者應可以利用第一行動裝置20a對於定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c的相對位置,與定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c的實際位置的組合,換算出第一行動裝置20a的實際位置。For example, assuming that the first
雖然本實施例繪示了3個定位裝置,但並不限制定位裝置的數量,例如本實施例也可以僅用1個定位裝置,推算第一行動裝置20a的位置。於一個例子中,定位裝置40a可以對應有位置編碼,而定位裝置40a發射的環境定位信號便包含所述位置編碼,從而當第一行動裝置20a掃描到定位裝置40a發射的環境定位信號時,便可以知道第一行動裝置20a在定位裝置40a的信號發射範圍中。假設定位裝置40a已知裝設在工地中的某一橋墩處,只要定位裝置40a的信號發射範圍較小,例如僅5到10公尺,自然也可以達成定位的效果。例如第一行動裝置20a從環境定位信號中的位置編碼,可以推知目前在某一橋墩處。於一個例子中,定位裝置40a的信號發射範圍是可以調整的,例如可以藉由調整發射功率而實現,從而定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c可以各自具有不同的信號發射範圍,本實施例在此不加以限制。Although this embodiment shows three positioning devices, the number of positioning devices is not limited. For example, in this embodiment, only one positioning device may be used to calculate the position of the first
值得一提的是,第一行動裝置20a也可以不藉由定位裝置而得知自身的位置。舉例來說,第一行動裝置20a也可以直接接收全球定位系統(GPS)信號,從而由GPS信號推算第一環境位置。實務上,第一行動裝置20a推算第一環境位置的方式可以依照工地環境來決定。假設工地在山區,且工地的範圍很大,如果依據前述實施例使用定位裝置推算第一環境位置時,可能需要預先裝設非常大量的定位裝置於工地的各處,或許會造成成本的負擔。此時,如果利用第一行動裝置20a(例如手機、平板電腦或穿戴式設備)中內建的GPS功能,直接接收GPS信號,並由GPS信號推算第一環境位置,便可以減少額外的成本支出。另一方面,假設工地在坑道、地下室或結構複雜的室內,實務上不容易收到GPS信號時,便可以在工地中預先裝設定位裝置,以利推算第一環境位置。It is worth mentioning that the first
接著,於步驟S16中說明當在步驟S14中取得了第一環境位置,以及在步驟S12中取得第一行動裝置20a和物件30的第一相對位置之後,便可以計算關聯於物件30的實際位置(第一定位位置)。在此,本實施例並不限制物件30的實際位置是由哪個裝置計算出來的,例如可以由第一行動裝置20a計算出物件30的實際位置,也可以由第一行動裝置20a將第一環境位置與第一相對位置上傳雲端平台(未繪示於圖式),由雲端平台計算出物件30的實際位置。Next, it is explained in step S16 that after the first environmental position is obtained in step S14, and the first relative position of the first
實務上,雲端平台也可以同時記錄多個物件的實際位置,以及多個物件在工地的移動軌跡。以物件30為例,雲端平台可以記錄物件30於固定時間間隔的實際位置(第一定位位置),即所述移動軌跡包含物件30的第一定位位置以及對應的時間點(時間戳記),從而可以追蹤工地中每一個物件於每一個時間點的所在位置。所述固定時間間隔可以自由設定,例如雲端平台或第一定位介面可以設定第一行動裝置20a的掃描頻率,使得第一行動裝置20a可以依據所述掃描頻率掃描物件30。於一個例子中,所述掃描頻率可以和第一行動裝置20a的電量有關,當第一行動裝置20a的電量低於一定程度,所述掃描頻率可以被設定成較低,以避免過度消耗第一行動裝置20a的電量。In practice, the cloud platform can also record the actual positions of multiple objects at the same time, as well as the movement tracks of multiple objects on the construction site. Taking the
以實際應用的例子來說,本實施例的第一行動裝置20a可以是人員的手機,物件30可以是具備通信技術手段的智慧手錶、智慧手環或者穿戴式裝置。假設替進入工地的人員均配發智慧手錶(物件30),便可以藉由人員的手機(第一行動裝置20a)掃描智慧手錶的相對位置,而推知手機和穿戴智慧手錶的人員的相對位置。接著,手機再透過定位裝置或GPS取得自身位置後,將前述的相對位置和前述自身位置一併上傳到雲端平台,由雲端平台換算出穿戴智慧手錶的人員位置,並可以知道人員在某施工點多少時間。進一步的,可以藉由記錄每個人員的移動軌跡,得知特定人員的工作狀況,例如由某一人員在吸菸區待了過久的時間,可能需要提醒一下那位人員。另外,若某一人員在施工區待了一定時間沒有移動,也有可能是健康出現問題,可以即時派人檢查與關懷。Taking an example of a practical application, the first
另一方面,物件30不僅可以是智慧手錶等穿戴式裝置,也可以設置於人員必須隨身攜帶、穿戴的安全裝備中。舉例來說,如果規範進入工地的人員需要穿著反光背心,傳統上只能在出入口用人力確認進入工地的人員是否有穿著反光背心。有別於傳統的做法,本實施例則可以將物件30黏貼或縫入反光背心中,可以很簡單的藉由物件30的實際位置是否改變,判斷物件30是否被棄置,而未被穿著或攜帶。從而本實施例可以檢查人員是否確實穿戴或配戴的安全配備,並且由物件30的所在位置也可以推知人員的所在位置。當然,物件30也可以視工地的情況裝設於不同的裝備上,例如若工地內有沼氣,則物件30可以黏貼或縫入防毒面具中,本實施例不加以限制。On the other hand, the
有別於傳統的監視設備容易受到地形的影響,無法精確地掌握各個人員的所在位置,本實施例所述的第一行動裝置20a由於可以是手機,一般來說,手機通常會被人員隨身攜帶著,且不會被放置於距離人員太遠的地方。因此,本實施例的第一行動裝置20a很容易可以掃描到被人員攜帶著或穿戴著的物件30,可以大幅減少監視死角或者無法定位的問題。Unlike traditional surveillance equipment that is easily affected by the terrain and cannot accurately grasp the location of each person, the first
此外,物件30也可以被不同的行動裝置同時掃描,請一併參閱圖2與圖3,圖3係繪示依據本發明另一實施例之物件定位方法的使用示意圖。如圖所示,除了與圖2相同步驟之外,圖3中更繪示了第二行動裝置20b以及第三行動裝置20c。實務上,第一行動裝置20a、第二行動裝置20b以及第三行動裝置20c的操作方式相同。在此,第二行動裝置20b以第二定位信號掃描物件30時,第二行動裝置20b可以依據第二回饋信號取得物件30的相對位置(第二相對位置)。以及,第三行動裝置20c以第三定位信號掃描物件30時,第三行動裝置20c可以依據第三回饋信號取得物件30的相對位置(第三相對位置)。In addition, the
另外,第二行動裝置20b以及第三行動裝置20c同樣可以利用多個定位裝置推算各自的所在位置(第二環境位置以及第三環境位置),或者直接接收GPS信號,並由GPS信號推算各自的所在位置(第二環境位置以及第三環境位置)。在此,所述多個定位裝置可以是定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c或其他的定位裝置。換言之,一個定位裝置不限制只能提供一個行動裝置掃描,同一個定位裝置可能可以協助多個行動裝置推算所在位置。In addition, the second mobile device 20b and the third
承接上述,第二行動裝置20b以及第三行動裝置20c可以取得相對於物件30的第二相對位置以及第三相對位置,並且同樣取得各自的所在位置(第二環境位置以及第三環境位置)。據此,第二行動裝置20b可以將第二相對位置以及第二環境位置上傳雲端平台,計算關聯於物件30的實際位置(第二定位位置)。同樣的,第三行動裝置20c可以將第三相對位置以及第三環境位置上傳雲端平台,計算關聯於物件30的實際位置(第三定位位置)。實務上,雲端平台可以分別計算出關聯於物件30的第一定位位置、第二定位位置以及第三定位位置,如果第一定位位置、第二定位位置以及第三定位位置相同或相差不多,則可以選取其中之一當成物件30的實際位置。另外,雲端平台也可以經由第一定位位置、第二定位位置以及第三定位位置在重新計算(例如內插運算)出物件30的實際位置,本實施例在此不加以限制。Continuing the above, the second mobile device 20b and the third
值得一提的是,本實施例不直接用定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c對物件30進行定位。其原因在於,定位裝置40a、定位裝置40b、定位裝置40c與物件30皆不具備掃描功能,因此無法由定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c直接掃描物件30,或者進行三角定位。於所屬技術領域具有通常知識者應可明白,不具掃描功能的定位裝置,成本上遠低於具掃描功能的定位裝置。因此當工地範圍普遍很大時,需要相當多的定位裝置,本實施例的定位裝置更有機會供產業大量利用。此外,由於定位裝置40a、定位裝置40b、定位裝置40c與物件30皆不具備掃描功能,在消耗電量上非常節省,有利於長時間的設置於工地。It is worth mentioning that this embodiment does not directly use the
本實施例係利用第一行動裝置20a、第二行動裝置20b以及第三行動裝置20c進行掃描,由於第一行動裝置20a、第二行動裝置20b以及第三行動裝置20c可以是人員的手機,不僅原本即有充足的電量。有鑑於近年手機的長足進步,本身即具備藍芽、Wifi等各式通訊技術手段,僅需要安裝應用程式(第一定位介面)即可操作,也免除了建置成本。另外,圖3中繪示的第一行動裝置20a、第二行動裝置20b以及第三行動裝置20c,由於距離物件30更近了,實際上可以比例用定位裝置40a、定位裝置40b與定位裝置40c對物件30進行定位更精準,且更能應用於有遮蔽或崎嶇地形。In this embodiment, the first
綜上所述,本發明提供的物件定位方法,利用到人員經常會隨身攜帶行動裝置,除了可以利用行動裝置來掃描物件,取得行動裝置與物件的相對位置,也可以透過定位裝置或全球定位系統來定位行動裝置的環境位置。如此一來,本發明藉由組合行動裝置與物件的相對位置與行動裝置的環境位置,從而可以多階層地完成物件的定位。藉此,本發明提供的物件定位方法,除了可以更有效地掌握各個人員的所在位置與健康狀態,且經過適當的設定,也能夠分辨人員是否確實穿戴對應的安全配備。In summary, the object positioning method provided by the present invention makes use of mobile devices that people often carry with them. In addition to using mobile devices to scan objects and obtain the relative position of the mobile device and the objects, it can also use positioning devices or global positioning systems. To locate the environmental location of the mobile device. In this way, the present invention combines the relative position of the mobile device and the object with the environmental position of the mobile device, so that the positioning of the object can be completed in a multi-level manner. In this way, the object positioning method provided by the present invention can not only more effectively grasp the location and health status of each person, and after appropriate settings, it can also distinguish whether the person actually wears the corresponding safety equipment.
S10~S16:步驟流程
20a:第一行動裝置
20b:第二行動裝置
20c:第三行動裝置
30:物件
40a、40b、40c:定位裝置S10~S16:
圖1係繪示依據本發明一實施例之物件定位方法的步驟流程圖。FIG. 1 is a flowchart showing the steps of an object positioning method according to an embodiment of the present invention.
圖2係繪示依據本發明一實施例之物件定位方法的使用示意圖。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the use of an object positioning method according to an embodiment of the present invention.
圖3係繪示依據本發明另一實施例之物件定位方法的使用示意圖。FIG. 3 is a schematic diagram showing the use of an object positioning method according to another embodiment of the present invention.
無without
S10~S16:步驟流程 S10~S16: Step flow
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