距离侦测与指示方法及具有此侦测与指示功能的行动装置的制造方法_2

文档序号:8478585阅读:来源:国知局
偏低。
[0027]在此一应用环境下,因为该些红外光光点照射在物体的表面上,所以其落点会根据行动装置2前方的障碍物的位置而于空间上呈现出相应的分布。于此实施例中,对红外光侦测模块23的侦测结果进行计算便可得到各红外光光点与该行动装置2之间的距离;也就是空间上的深度值(cbpth)。若以变量z代表此一距离的大小时,变量z愈大则其相距愈远,变数z愈小则其相距愈近。
[0028]在图3中呈现了本发明利用发出的红外光信号Pl与接收的红外光信号P2进行距离大小计算的示意图。由于本发明是采用高频(例如频率为1nsec)且带宽较短的脉冲产生红外光的形式,并使用带宽较大的红外光侦测元件232,使得无论是在发射红外光信号Pl或侦测到相应光点所代表的反射红外光信号P2上,其信号的上升缘位置都可清楚辨识。本发明分别对发射与接收的红外光信号P1、P2各自的上升缘时间点定义出所述的发射时间与接收时间,且由该处理单元212进行实际距离的计算。
[0029]详细来说,在一时序信号的运作下,产生红外光的发射时间为已知,且通过侦测到相应的由障碍物反射的红外光的接收时间也可有效地得知,使得发射至接收红外光所经历的一飞行时间(TOF)便可求得。因此,将该飞行时间乘上光速再除以2便为红外光侦测模块23与障碍物之间的距离,也就是红外光光点于空间上的深度值(cbpth)。
[0030]因此,本发明的其一特征在于根据各红外光光点于空间上的坐标(X,y, z)进行分析,进而判断出哪些障碍物距离使用者较近(需设定相关的预设条件)而有碰撞之虞,并发出警示以避免碰撞。进一步来说,本发明的警示设计除了能提醒使用者外,更是一种相应的导引指示;例如仅于正前方有一障碍物时,便可指示改变移动方向为朝左或朝右;或者于正上方或正下方有一障碍物时,便指示使用者要做出低头或是跨越的动作。
[0031]承上所述,由于本发明主要为提供盲人或视障者所需的导盲功能,因此该行动装置2还包含有用以发出该导引指示的一指示模块24 ;且该指示模块24主要是利用音效或语音方式进行移动方向的指示。当然,本发明的指示方式也不限于声音的形式;例如也可采用灯光明灭或闪烁、产生不同震动等方式作指示。因此,所设置的该指示模块24便可为一音响单元、一震动单元或一发光单元,或是可同时兼而有之。
[0032]本发明的另一特征在于,所发出的该导引指示可在两种模式下完成;其中一者为实时模式,而另一者为非实时模式。
[0033]以一实际运作的例子来说,若导引指示设定为非实时模式,也就是在完成整张侦测平面10的扫描之后才发出警示的方式,完成一个完整的侦测平面10的扫描与侦测所需的时间可为1/60秒。虽然脉冲产生元件22与侦测模块23可如此快速地完成扫描与侦测,但环境仍有可能在此1/60秒中产生突发状况;例如在1/60秒中侦测到突然出现的障碍物,此时由于设定为非实时模式,在未完成整个平面的扫描与侦测前无法警示或指示使用者,因此使用者会撞到障碍物。如此,若导引指示仅具有非实时模式,也就是完成整张平面的扫描之后才发出警示的方式将缓不济急。
[0034]以另一实际运作的例子来说,现有MEMS形式的微型投影机其一秒可具有60张完整的影像平面,而一个完整的影像平面其分辨率可为640X480,且每一光点的数据长度为16位(bit);如此,处理单元212每一秒所要处理的数据量可高达36MB,对于数据分析来说不免会造成处理上的困难。
[0035]因此,实时模式的概念为,无论所形成的侦测平面是否完成所有的红外光光点的发射,只要于逐一扫描的过程中有侦测到距离较近的障碍物时,便发出警示。而非实时模式的概念则为,使用者先将行动装置2与障碍物的距离范围作分类设定,在完成一个完整的侦测平面10侦测后,将侦测到的距离分成多个群组,对多个群组进行判断与指示,若侦测到有距离较近的障碍物则发出警示,由于不是对每一个光点进行判断,进而可达到减少数据处理量的效果。
[0036]承上所述,为同时达到此两种模式的进行,本发明是将由该处理单元212以两个对应的缓冲区间来处理所得到的距离数据;也就是所得到的距离数据以数据流形式依次且同时地流向此二缓冲区间。其一区间用以进行实时模式的处理,而另一区间用以进行非实时模式的处理。或者,仅利用单一缓冲区间,根据使用模式的不同对距离数据做不同的处理。
[0037]现续以上述的优选实施例并以实时模式作实施说明。在实时模式下,本发明的距离侦测与指示方法是由该红外光侦测元件232对形成该侦测平面10的至少一部分(可参阅图4)依次进行侦测,经过该处理单元212计算后便得到相应于该侦测平面10的至少一部分的距离数据。
[0038]如前文所述,用以判断距离是否较近需设定相关的预设条件;在此,该预设条件可为于该侦测平面10的发射期间出现所得的任一部分的距离数据的数值小于一距离门限值的情形。
[0039]请参阅图4,为在实时模式下进行扫描的示意图。如图4所示,行动装置2的前方有两障碍物;其中一障碍物3a相距较远,例如距离为大于3公尺,而另一障碍物3b相距较近,例如距离为I公尺。使用者并预设了一距离门限值,例如3公尺。因此,在逐一扫描与侦测的过程中,当扫描到该障碍物3a时,因计算出其距离大于该距离门限值,故不发出警示;然而,当一旦扫描到该障碍物3b时,因计算出其距离小于该距离门限值,便即刻发出警示。
[0040]进一步来说,根据该侦测平面10的分辨率大小,相应于某一障碍物的影像分布范围可能是由数个红外光光点所构成,且一个红外光光点可对应得到一笔距离数据。因此,在侦测到行动装置2的前方有距离较近的障碍物时,代表实际上将有连续性的数笔距离数据都将呈现出小于该距离门限值的情形。
[0041]有鉴于此,为避免可能的误判以及侦测上可能存在的误差,本发明的实时模式运作还可提供进一步的灵敏度设定。详细来说,该预设条件还包含所得的距离数据的数目在一预设数目之内,且该些距离数据于时间上是连续地产生。例如在此实施例中,将该预设数目设定为3,也就是当有连续地侦测到3笔距离数据都为小于3公尺的距离门限值的情形时,才会将该障碍物3b判断为相距较近。
[0042]由此可知,若要设定成最佳的灵敏度反应,则可将该预设数目设定为1,也就是只要有侦测到任一笔距离数据的数值小于该距离门限值的情形时,便会发出警示。
[0043]现续以上述的优选实施例并以非实时模式作实施说明。在非实时模式下,本发明的距离侦测与指示方法在完成一个完整的侦测平面10的发射时,也同步地完成了对形成该侦测平面10的每一红外光光点位置的红外光侦测,因此可得到具有代表所有红外光光点的距离数据或深度值数据的一红外光影像11(可参阅图5A);接着经过该处理单元212的处理,而将该红外光影像11所代表的所有距离数据根据多个预设距离范围进行群组的分类。
[0044]如前文所述,用以判断距离是否较近需设定相关的预设条件;在此,该预设条件为于所分类的群组中出现所得的任一部分的距离数据的数值小于一距离门限值的情形。
[0045]请同时参阅图5A、图5B,为在非实时模式下进行分类的示意图;其中图5A所代表的时间点可早于图5B的时间点。在此实施例中,为减少数据处理量,由该处理单元212先对该红外光影像11作初步过滤;例如删去该红外光影像11中其距离为大于3公尺的数据,而呈现如图5A所示的另一红外光影像11’。在该红外光影像11’上显示了在该行动装置2的前方有四障碍物3a?3d。当然,在其他实施例中也可不作初步过滤。
[0046]在此实施例中,多个预设距离
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