应用飞时测距的多媒体系统及其操作方法与流程

本发明涉及一种测距技术，尤其涉及一种应用飞时测距(time-of-flight，tof)的多媒体系统及其操作方法。

背景技术：

在一般具有由多个穿戴式电子装置进行互动操作的虚拟现实(virtualreality，vr)系统、扩增实境(augmentedreality，ar)系统或其他多媒体系统当中，所述多个穿戴式电子装置之间的距离信息的取得是由所述多个穿戴式电子装置各别回传定位数据至主控服务器来进行分析及运算后，主控服务器接着再分别回传对应的距离信息至所述多个穿戴式电子装置。对此，所述多个穿戴式电子装置之间的距离信息的取得需要花费大量的数据运算时间以及数据传送时间，而导致在进行互动操作的过程中容易产生延迟，并且持续占有主控服务器的一部分的运算资源。有鉴于此，以下将提出几个实施例的解决方案。

技术实现要素：

本发明是针对一种应用飞时测距的多媒体系统及其操作方法，可使多媒体系统当中的多个电子装置的每一个皆能够有效地进行飞时测距功能。

根据本发明的实施例，本发明的应用飞时测距的多媒体系统包括多个电子装置。所述多个电子装置各别包括处理模块、飞时测距模块以及通信模块。飞时测距模块耦接处理模块，并且用以执行飞时测距操作。通信模块耦接处理模块，并且用以进行无线通信。所述多个电子装置经由各别的通信模块进行通信，以制订操作协议以及各别的唯一标识符，并且进行不同电子装置间时段(timeslot)的同步。所述多个电子装置依据操作协议以及各别的唯一标识符来依序经由各别的飞时测距模块执行飞时测距操作。

在根据本发明的实施例的多媒体系统中，所述操作协议包括所述多个电子装置的多个飞时测距时段的排序，并且所述多个飞时测距时段彼此未重叠。

在根据本发明的实施例的多媒体系统中，所述多个电子装置各别的飞时测距模块通过间接飞时测距法进行飞时测距操作。所述多个电子装置各别执行飞时测距操作的一个操作周期长度大于一个间接飞时测距周期的时间长度。所述一个间接飞时测距周期的时间长度等于一个光感测的时间长度与一个数据传输的时间长度相加。所述一个光感测的时间长度大于所述一个数据传输的时间长度。

在根据本发明的实施例的多媒体系统中，所述多个电子装置各别的飞时测距模块通过直接飞时测距法进行飞时测距操作。所述多个电子装置各别执行飞时测距操作的一个操作周期长度等于一个直接飞时测距周期的时间长度。所述一个直接飞时测距周期的时间长度等于一个光感测的时间长度与一个数据传输的时间长度相加。所述一个光感测的时间长度小于所述一个数据传输的时间长度。

在根据本发明的实施例的多媒体系统中，所述多媒体系统为虚拟现实系统或扩增实境系统。

根据本发明的实施例，本发明的应用飞时测距的多媒体系统的操作方法包括以下步骤：通过多个电子装置经由各别的通信模块进行通信，以制订操作协议以及各别的唯一标识符，并且进行不同电子装置间时段(timeslot)的同步；以及通过所述多个电子装置依据操作协议以及各别的该唯一标识符来依序经由各别的飞时测距模块执行飞时测距操作。

基于上述，本发明的应用飞时测距的多媒体系统的操作方法可使多媒体系统中的多个电子装置依序地进行飞时测距而不会发生信号冲突及误判的情况发生。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明的一实施例的电子装置的示意图；

图2为本发明的一实施例的多媒体系统的示意图；

图3为本发明的一实施例的间接飞时测距(indirecttime-of-flight，i-tof)的信号时序图；

图4为本发明的一实施例的直接飞时测距(directtime-of-flight，d-tof)的信号时序图；

图5为本发明的一实施例的多媒体系统的操作方法的流程图。

附图标号说明

100、210～240：电子装置；

110：处理模块；

120：飞时测距模块；

130：通信模块；

200：多媒体系统；

201～205：感测光；

pa、pb、p0、p1、pa’、pb’、p0’、p1’：时间长度；

i-tof、d-tof、t1、t2、t3、t4、t1’、t2’、t3’、t4’：时序；

s510、s520：步骤。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1为本发明的一实施例的电子装置的示意图。参考图1，电子装置100包括处理模块110、飞时测距(time-of-flight，tof)模块120以及通信模块130。处理模块110耦接飞时测距模块120以及通信模块130。在本实施例中，电子装置100可先通过通信模块130与另一电子装置进行通信，以制定操作协议(protocol)以及各自的唯一标识符(uniqueidentifier,uid)，并且进行不同电子装置间时段(timeslot)的同步。唯一标识符用于识别电子装置100的身分，并且操作协议包括基于不同唯一标识符的多个飞时测距时段(timeslot)的排序。因此，在本实施例中，电子装置100的处理模块110可接着依据操作协议以及各别的唯一标识符，来判断对应于自身的唯一标识符的飞时测距时段在操作协议中的排序，以决定飞时测距模块120执行飞时测距的时间。

在本实施例中，处理模块110可例如包括中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理(microprocessor)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits，asic)、可程序化逻辑设备(programmablelogicdevice，pld)、其他类似处理装置或这些装置的组合。在本实施例中，通信模块130为无线通信模块，例如wifi模块。

图2为本发明的一实施例的多媒体系统的示意图。参考图2，多媒体系统200可例如是虚拟现实(virtualreality，vr)系统或扩增实境(augmentedreality，ar)系统等，本发明并不限于此。多媒体系统200可包括多个电子装置210～240，并且电子装置210～240操作在同一虚拟现实应用程序或同一扩增实境程序，以进行互动操作。在本实施例中，电子装置210～240可例如是穿戴式电子装置。电子装置210～240可各别包括虚拟现实或扩增实境的显示模块以及相关控制电路等，并且还各别包括如图1实施例的电子装置100当中的多个模块。

在本实施例中，电子装置210～240可通过各自的通信模块来进行通信以制定操作协议以及各自的唯一标识符。唯一标识符用于识别彼此的身分，并且操作协议包括基于不同唯一标识符的多个飞时测距时段的排序。因此，电子装置210～240的处理模块110可接着依据操作协议以及各别的唯一标识符，来各自判断对应于自身的唯一标识符的飞时测距时段在操作协议中的排序，以决定各自执行飞时测距的时间。

举例而言，如图2所示，电子装置210～240已制定依序执行飞时测距的顺序。因此，电子装置210的飞时测距模块首先发射感测光201至当前朝向的电子装置220的穿戴者，并且接收对应回传的反射光后，即可经运算而取得电子装置210的穿戴者与电子装置220的穿戴者之间的距离。以此类推，电子装置220的飞时测距模块接着发射感测光202至当前朝向的电子装置230的穿戴者，以进行测距。电子装置230的飞时测距模块接着发射感测光203至当前朝向的电子装置220的穿戴者，以进行测距。电子装置240的飞时测距模块接着发射感测光204至当前朝向的电子装置220的穿戴者，以进行测距。由于电子装置210～240可持续依序反复进行测距，因此依据操作协议的测距时段的排序，电子装置210的飞时测距模块再次进行测距，以发射感测光205至当前朝向的电子装置240的穿戴者(电子装置210的穿戴者可能转向)，以取得电子装置210的穿戴者与电子装置240的穿戴者之间的当前距离。

据此，本实施例的多媒体系统200的电子装置210～240可有效且快速地取得彼此的距离，并且还可通过通信模块上传给彼此或主控服务器，以便于进行中的应用操作可实时地取得电子装置210～240之间的距离信息，而进行相对应的操作。

图3为本发明的一实施例的间接飞时测距(indirecttime-of-flight，i-tof)的信号时序图。参考图2以及图3，时序i-tof表示单一飞时测距模块进行周期性的测距操作的时序。依据时序i-tof可知，一个间接飞时测距周期的时间长度p0等于一个光感测的时间长度pa(斜线处)与一个数据传输的时间长度pb(非斜线处)相加。在本实施例中，光感测的时间长度pa系指飞时测距模块当中的光发射单元发射感测光至飞时测距模块当中的光感测单元接收相应的反射光的时间差的时间长度。数据传输时间长度pb系指飞时测距模块当中的模拟至数字转换器(analog-to-digitalconverter，adc)电路输出距离数据的时间长度。在本实施例中，时序t1～t4为分别对应于电子装置210～240各别的飞时测距模块进行周期性的测距操作的时序。

对此，电子装置210～240各别的飞时测距模块是通过间接飞时测距法进行飞时测距操作。间接飞时测距法是通过计算感测光的波形与反射光的波形间的相位差来换算距离，因此其响应所需时间较长，而使所述一个光感测的时间长度pa大于所述一个数据传输的时间长度pb。换言之，由于所述一个光感测的时间长度pa大于所述一个数据传输的时间长度pb，因此当电子装置210～240各别执行飞时测距操作的一个操作周期长度p1必然会大于一个间接飞时测距周期的时间长度p0。

详细而言，参照时序t1～t4，电子装置220需等待电子装置210的光感测结束后才接续进行光感测。以此类推，当电子装置240的光感测结束后，电子装置210才可重新进行下一轮的光感测。也就是说，电子装置210～240可依据间接飞时测距法来依序进行测距，但更新频率(refreshrate)将会下降。另外，上述的飞时测距时段的顺序系指在时序t1～t4中各别的光感测期间(斜线处)的顺序。

图4为本发明的一实施例的直接飞时测距(directtime-of-flight，d-tof)的信号时序图。参考图2以及图4，时序d-tof表示单一飞时测距模块进行周期性的测距操作的时序。依据时序d-tof可知，一个直接飞时测距周期的时间长度p0’等于一个光感测的时间长度pa’(斜线处)与一个数据传输的时间长度pb’(非斜线处)相加。在本实施例中，光感测的时间长度pa’系指飞时测距模块当中的光发射单元发射感测光至飞时测距模块当中的光感测单元接收相应的反射光的时间差的时间长度。数据传输时间长度pb’系指飞时测距模块当中的模拟至数字转换器电路输出距离数据的时间长度。在本实施例中，时序t1’～t4’为分别对应于电子装置210～240各别的飞时测距模块进行周期性的测距操作的时序。

对此，电子装置210～240各别的飞时测距模块是通过直接飞时测距法进行飞时测距操作时。直接飞时测距法是通过计算发射感测光与接收反射光之间的时间差来换算距离，因此其响应较快，而使所述一个数据传输的时间长度pb’大于所述一个光感测的时间长度pa’。换言之，由于所述一个光感测的时间长度pa’远小于所述一个数据传输的时间长度pb’，因此当电子装置210～240各别执行飞时测距操作的一个操作周期长度p1’可等于一个直接飞时测距周期的时间长度p0’。

详细而言，参照时序t1’～t4’，电子装置220需等待电子装置210的光感测结束后才接续进行光感测。以此类推，当电子装置240的光感测结束后，电子装置210可刚好结束输出距离数据，而无须等待以直接接续进行下一轮的光感测。也就是说，电子装置210～240可依据直接飞时测距法来依序进行测距，但相较于图3实施例，其更新频率不会降低。另外，上述的飞时测距时段的顺序系指在时序t1’～t4’中各别的光感测期间(斜线处)的顺序。

图5为本发明的一实施例的多媒体系统的操作方法的流程图。参考图2以及图5，本实施例的操作方法可适用于图2的多媒体系统200。在步骤s510中，电子装置210～240经由各别的通信模块进行通信，以制订操作协议以及各别的唯一标识符，并且进行不同电子装置间时段(timeslot)的同步。在步骤s520中，电子装置210～240依据该操作协议以及各别的所述唯一标识符来依序经由各别的飞时测距模块执行飞时测距操作。因此，本实施例的操作方法可使多媒体系统200中的多个电子装置210～240依序地进行飞时测距而不会发生信号冲突及误判的情况发生。

另外，关于本实施例的多媒体系统200以及电子装置210～240的其他组件特征、实施细节以及技术特征，可参考上述图1至图4的各实施例的说明而获致足够的教示、建议以及实施说明，因此在此不多加赘述。

综上所述，本发明的应用飞时测距的多媒体系统及其操作方法可通过飞时测距的方式来提供有效且实时的测距功能，并且本发明的多媒体系统及其操作方法可使多媒体系统中的多个电子装置先经由通信模块进行通信，以制定操作协议以及各自的唯一标识符，再接着依序地各自进行飞时测距而不会发生信号冲突及误判的情况发生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。