头戴式装置以及导览方法与流程

本发明是关于一种头戴式装置及其导览方法，特别是关于一种运用非可见标签的导览系统。

背景技术：

一般而言，展览会场所展示的每一对象皆有其历史或背景，为了让一般参观的民众可以深入地了解他们所看的对象，大部分的展览会场会提供专人导览或移动装置的互动导览服务，也可以让参观者可以更加投入于展览品的欣赏，并且提升观展的乐趣。

专人导览虽然可提供参观者详细的解说介绍，但参观者必须一直跟随导览人员，若观展人数众多时，便会造成观展上的不便。而另目前应用于移动装置的互动导览方式大致上包含快速响应码导览器(Quick Response Code,QR Code)及射频(Radio Frequency,RF)定位技术导览器。

然而，参观者使用快速响应码导览机，必须手持移动装置并且集中于有形图像(例如QR Code)前，才能获得导览效果，此方式会严重影响参观者观赏展示品的视觉，而且一件展示物品只显示出一个展示对象信息。而使用射频定位技术导览机可能无法在展示区域内精准的定位，进而影响观展品质。

技术实现要素：

根据本发明的一种实施方式提出一种头戴式装置用于导览展示对象，头戴式装置包含影像撷取单元、处理模块以及信息输出模块。影像撷取单元用以于非可见光频段下撷取输入影像。处理模块与影像撷取单元以及信息输出界面耦接，处理模块包含辨识单元、计算单元以及控制单元。辨识单元用以于输入影像辨识非可见标签。计算单元依据该非可见标签相对于输入影像中的尺寸与位置判断该戴式装置与展示对象的相对距离与相对夹角。控制单元用以将相对距离比对门槛距离，来判断是否触发介绍信息；以及依据距离以及角度决定显示的对象信息。

综合以上所述，本发明揭示一种适用于头戴式装置的展场导览的方法，包含于非可见光频段下，撷取一输入影像，于输入影像辨识出非可见标签，非可见标签对应展示对象信息，根据非可见标签相对于输入影像中的尺寸与位置判断头戴式装置与非可见标签之间的相对距离与相对夹角。当相对距离小于门槛距离，信息输出界面播放展示对象信息。

当使用者在展览会场中使用该头戴式装置时，随着使用者变换视角以及距离，将收到关于展示对象的不同信息。

附图说明

为了让该领域具有通常知识的人更容易了解本发明的上述的特征、优点及实施例，所附附图的说明如下：

图1为本发明一实施例的一种头戴式装置的示意图；

图2为本发明一实施例的一种头戴式装置的方块图；

图3A为本发明一实施例的一互动导览系统流程图；

图3B为本发明另一实施例的一互动导览系统流程图；

图4A～图4F为本发明的不同位置对应的输入影像的示意图。

图5为本发明一实施例的一互动式导览体验的示意图。

具体实施方式

图1绘示根据本发明的一实施例中一种用来导览展示对象的头戴式装置100的示意图。于一个展览会场中通常包含了多个展示对象，如图1中示意性地绘出两个展示对象OBJ1、OBJ2，但实际应用中会场可能同时存有更多的展示对象OBJ1、OBJ2，于图中未示。头戴式装置100可以是智能眼镜或是头盔。

头戴式装置100用来提供使用者关于展示对象OBJ1、OBJ2的各种进一步信息，例如包含展示对象OBJ1、OBJ2的背景、作者、年代、历史、材料、风格等各种相关信息。头戴式装置100播放针对适当展示对象的适当文字介绍、语音介绍、影像介绍、多媒体实境介绍或实体信号介绍。举例来说，当使用者的视线涵盖图1中的展示对象OBJ1时，于此例中展示对象OBJ1为一个青铜鼎，此时，头戴式装置100播放有关于青铜鼎的特定介绍信息。当使用者的视线涵盖图1中的展示对象OBJ2时，于此例中展示对象OBJ2为一幅风景画，此时头戴式装置100播放有关于风景画的特定介绍信息。关于头戴式装置100如何分辨须播放某一特定展示对象的特定文字介绍、语音介绍、影像介绍、多媒体实境介绍或实体信号介绍的详细作法将于下列段落中说明。

请一并参阅图2，其绘示本发明的头戴式装置100的方块图。图2为本发明的头戴式装置100的方块图，该头戴式装置可为智能头戴式装置或智能眼镜，但不以此为限。头戴式装置100包含影像撷取单元110、处理模块120以及信息输出界面130。

影像撷取单元110用来从一非可见光频下撷取输入影像，输入影像的内容可能涵盖至少一个展示对象以及与展示对象相对应的非可见标签。于一实施例中，输入影像可包含至少一非可见标签。非可见光频段，例如红外光或紫外光等在可见光谱外的频段，但不以此为限。如图1所示，展示对象OBJ1、OBJ2分别设置有相对应的非可见标签CD1、CD2。非可见标签CD1可以透过红外线/紫外线的投射装置将有特定格式(例如符合QR code或ArUco标签或是具相等性的其他二维条码格式)的非可见标签投放至展示对象OBJ1所在位置上方的墙面上，但本发明并不以此为限，非可见标签CD1也可以投射在展示对象OBJ1周围附近的位置，例如存放该展示对象OBJ1的玻璃橱窗，或是非可见标签CD1也可以直接投射在展示对象OBJ1上。

上述所提到的非可见标签CD1是指人眼不可见的频谱形成的二维条码标签。影像撷取单元110是针对相对应非可见光谱的相机或摄影镜头，其可以用来捕捉可见光谱外的影像。也就是说，非可见标签CD1、CD2无法直接由肉眼可视，但在影像撷取单元110所撷取的输入影像中可清楚拍摄到非可见标签CD1、CD2的内容。

处理模块120包含辨识单元121、计算单元122以及控制单元123。其中该辨识单元121从输入影像中辨识出非可见标签。举例来说，利用标签辨识的演算法在输入影像中寻找符合QR code或ArUco标签格式的定位标示点，再根据定位标示点提取标签的内容，如条码、方块分布、数字或其他表示方式，各种由影像中辨识标签的方式为习知技艺之人所熟知，在此不另赘述。

计算单元122依据非可见标签CD1、CD2相对于输入影像中的尺寸大小与位置，计算出头戴式装置100与非可见标签(CD1或CD2)的相对距离与相对夹角，再通过控制单元123将所计算出的相对距离比对门槛距离，来判断是否触发信息输出界面130播放介绍信息以及依据距离以及角度决定显示的对象信息。关于相对距离与相对夹角的计算与比较，在后续段落中将透过实际应用的例子进行完整说明。

信息输出界面130用来输出相对展示对象信息，举例来说，信息输出界面130可以包含文字播放单元131、语音播放单元132、影像播放单元133、多媒体播放单元134以及实体信号播放单元135至少一者用来输出相对展示对象信息。文字播放单元131可以是一个具有LED功能的显示器或低耗能的电子纸显示器。语音播放单元132可以是扩音器或喇叭。影像播放单元133可以是具有2D或3D显示技术的液晶屏幕显示屏。多媒体播放单元134可以是提供扩增实境(AR)或虚拟实境(VR)的装置。实体信号播放单元135可以是提供实质的振动信号的振动器。

请一并参阅图3A，其绘示根据本发明中一种导览方法200的方法流程图。在步骤S202中，当使用者进入展示会场时，执行头戴式装置100内建的导览应用程序。

在步骤S204中，使用者观看某一展示对象并且头戴式装置100侦测到展示对象。其中该展示对象会产生一非可见光频段下的标签，可由一投影灯或一主动式发光元件产生，但不以此为限。如图1所绘示，使用者P1～P6使用头戴式装置100进入展场，随着使用者移动到不同位置或面对不同方向，头戴式装置100将会侦测到投影灯301、302投射于展示对象OBJ1、展示对象OBJ2上方的非可见标签CD1、CD2。

在步骤S206中，在使用者移动的过程中，头戴式装置100中的影像撷取单元110在非可见光频段下周期性地(例如每秒5张、每秒1张或是每30秒1张)撷取输入影像，此输入影像大致上相似于使用者肉眼所看到的视野，请一并参阅图4A至图4F，其绘示使用者移动到不同位置或不同视角时所得到的输入影像321～326。

图4A绘示，当使用者站在图1中所示的位置P1及采用图中所示的视角311时所得到的输入影像321，于输入影像321当中包括非可见标签CD1。

图4B绘示，当使用者站在图1中所示的位置P2及采用图中所示的视角311时所得到的输入影像322，于输入影像322当中包括非可见标签CD1。图4B中的输入影像322与图4A中的输入影像321两者的视角大致相似，仅使用者所在的位置P1与P2与非可见标签CD1之间的相对距离不同，因此，图4B中的输入影像322当中非可见标签CD1的尺寸大于图4A中的输入影像321非可见标签CD1的尺寸。

图4C绘示，当使用者站在图1中所示的位置P3及采用图中所示的视角311时所得到的输入影像323，于输入影像323当中包括非可见标签CD1。

图4D绘示，当使用者站在图1中所示的位置P4及采用图中所示的另一视角312时所得到的输入影像324，于输入影像324当中包括非可见标签CD1。

图4E绘示，当使用者站在图1中所示的位置P5及采用图中所示的另一视角313时所得到的输入影像325，于输入影像325当中包括非可见标签CD1。

图4F绘示，当使用者站在图1中所示的位置P6及采用图中所示的另一视角314时所得到的输入影像326，于输入影像326当中包括非可见标签CD2。

上述仅是举例使用者位于展场内某些位置P1～P6，所撷取到的相对应的输入影像321～326，实际上，使用者的所在位置可以是展场内的任一范围。

于一实施例中，在步骤S206所撷取到的输入影像可以通过处理模块120中的辨识单元121在步骤S208进行演算法进而辨识出非可见标签。辨识单元121运用的演算方式可以是利用QR Code或ArUco演算法，但不以此为限。如图4A～图4E所绘示，辨识单元121辨识出输入影像321～325中的非可见标签CD1，同理，如图4F，辨识单元121将辨识出输入影像326中的非可见标签CD2。

非可见标签CD1与CD2具有一抗旋转条码的功能。也就是说，通过抗旋转条码，使用者可以从任何角度观看展示对象并正确地辨识非可见标签，而不受限于某一角度观看，达到进行360度的互动导览。在本实施例中，抗旋转条码可为ArUco Makers或QR Code，但不以此为限。

当辨识出非可见标签之后，在步骤S210中，计算单元122依据非可见标签相对于该输入影像中的比例判断该头戴式装置100与非可见标签的相对距离。如同图1所绘示，使用者站立于展示对象OBJ1的靠近左侧的位置P2，以视角311观看展示对象OBJ1，计算单元122依据该位置所撷取到的输入画面322中的非可见标签CD1的比例来判断位置P2与非可见标签CD1之间的相对距离。

计算出相对距离，在步骤S212中，控制单元123接收来自于计算单元122所计算出的相对距离，并将相对距离与预设的门槛距离做比较。当判断头戴式装置与非可见标签之间的距离小于门槛距离时，便触发信息输出界面播放所对应的展示对象信息。若头戴式装置与非可见标签之间的距离大于门槛距离时，便不会触发展示对象信息输出。

于此实施例中，假设非可见标签CD1具有预设的门槛距离D1，也就是说，当使用者进入门槛距离D1的范围内时，使用者便可能收到相对应的非可见标签CD1的展示对象信息。如图4B所示，使用者与非可见标签CD1之间的距离接近门槛距离D1且恰好位于门槛距离D1之内时，非可见标签CD1在输入影像322中的比例大概为10％。

参照图4A、图4B以及图4C，依据使用者于不同位置P1、P2以及P3所撷取到的输入影像321、322、323当中所对应的非可见标签CD1的比例，判断使用者与非可见标签CD1的相对距离，如使用者于位置P1时，输入影像321中非可见标签CD1的比例约为25％大于10％，进而判断位置P1与非可见标签CD1的相对距离小于门槛距离D1；相对之下，如使用者于位置P3时，输入影像323中非可见标签CD1的比例约为6％小于10％，则判断位置P3与非可见标签CD1的相对距离大于门槛距离D1。

如图4A及图4B的例子，使用者位于P1与P2的位置，其相对距离小于或大致等于门槛距离，使用者便可接收到关于展示对象OBJ1的展示对象信息。又如图4C的例子，使用者位于P3的位置，其相对距离大于门槛距离，使用者便不会接收到关于展示对象OBJ1的展示对象信息。

除了考虑相对距离之外，本发明进一步考虑使用者所在位置与展示对象OBJ1的相对夹角，请参阅图3B，其绘示根据本发明另一实施例中一种导览方法201的方法流程图，于图3B的导览方法201相较图3A中的导览方法200于步骤S212后进一步包含步骤S213，当步骤S212中判断相对距离小于门槛距离时，导览方法201便触发步骤S213。

于步骤S213中，计算单元122计算头戴式装置与非可见标签之间的相对夹角，并触发输出界面播放所对应的展示对象信息。

使用者在位置P1～P3且采用视角311时，输入影像如图4A～图4C所示，展示对象OBJ1大致位于输入影像321～323的中央区域，代表使用者于位置P1～P3的视角311大致为直线朝向展示对象OBJ1。此时，非可见标签CD1与输入影像321～323中心线的偏移较小，也就是使用者的位置与非可见标签CD1之间的相对夹角较小。另一方面，使用者在位置P4且采用视角312(使用者看向展示对象OBJ1的左侧，未直线朝向展示对象OBJ1)时，此时，展示对象OBJ1虽仍位于输入影像324的范围内，但非可见标签CD1是输入影像324的边缘区域，代表使用者于位置P4的视角312并非直线朝向展示对象OBJ1，此时，非可见标签CD1与输入影像324中心线的偏移较大，也就是使用者的位置与非可见标签CD1之间的相对夹角较大。

当所计算出的相对距离小于门槛距离D1，且使用者的位置与非可见标签CD1之间的相对夹角较小时，控制单元123触发信息输出界面130，在步骤S214，使用者可以从信息输出界面130取得展示对象OBJ1的展示对象信息，例如，使用者位于位置P1、P2且采用视角311时，便可从信息输出界面130得知展示对象OBJ1的信息。

若相对距离小于相对应的门槛距离且相对夹角较大时，于一实施例中控制单元123不传送触发信息到信息输出界面130，故于此实施例中使用者也不会接收到展示对象信息。例如，使用者位于位置P4且采用视角312时(参见图4D)，因相对夹角较大，故不触发展示对象信息。于另一实施例中，相对夹角较大时，控制单元123仍传送触发信息到信息输出界面130，此时使用者仍接收到展示对象信息，于部份实施例中，使用者所接收到的展示对象信息的内容随相对夹角的大小进行挑选。

本发明并不限于对同一个展示对象OBJ1仅有一组相同的展示对象信息，于部份实施例中，头戴式装置100与导览方法200可进一步让同一个展示对象OBJ1提供多样化的展示对象信息。

于一实施例中，由不同视角观看同一个展示对象OBJ1时，可以得到不同的介绍信息。如图4B与图4E的输入影像，代表头戴式装置100与非可见标签CD1的相对夹角不同，当头戴式装置100位于展示对象OBJ1的左侧视角形成相对夹角(参照图4B)，头戴式装置100可以触发播放展示对象OBJ1的第一展示对象信息(内容可以介绍展示对象OBJ1的作者简介)。另一方面，当头戴式装置100位于展示对象OBJ1的右侧视角形成相对夹角(参照图4E)，头戴式装置100可以触发播放展示对象OBJ1的第二展示对象信息(内容可以介绍展示对象OBJ1的历史背景)。此外，不同的展示对象信息并不以上述角度相异为限。

于另一实施例中，由不同距离观看同一个展示对象OBJ1时，可以得到不同的展示对象信息。头戴式装置100与导览方法200对每一展示对象设置有相异的第三展示对象信息以及第四展示对象信息。如图4A与图4B的输入影像，代表头戴式装置100与非可见标签CD1的相对距离不同，当头戴式装置100与非可见标签CD1的相对距离较小(参照图4A)，头戴式装置100与导览方法200可以触发播放展示对象OBJ1的第三展示对象信息(内容可以介绍青铜鼎的花纹、细节雕刻等近距离观赏信息)。另一方面，当头戴式装置100与非可见标签CD1的相对距离较大(参照图4B)，头戴式装置100与导览方法200可以触发播放展示对象OBJ1的第四展示对象信息(内容可以介绍青铜鼎的整体外型、风格、色彩等远距离/综观观赏信息)。此外，不同的展示对象信息并不以上述距离相异为限。

于另一实施例中，同理可知，由不同距离结合不同视角观看同一个展示对象OBJ1时，亦可以得到相异的展示对象信息，可参照如上述段落的实施方式的结合应用，在此不另赘述。

本发明并不限于仅对同一个展示对象OBJ1进行导览，如图1，使用者在位置P6以视角314观察时，输入影像326如图4F所示，此时，输入影像326涵盖了另一个非可见标签CD2，头戴式装置100与导览方法200可以根据输入影像326的内容得知非可见标签CD2相对于输入影像326中的尺寸与位置，进而判断头戴式装置100与非可见标签CD2之间的相对距离与相对夹角，当使用者在非可见标签CD2的门槛距离D2之内时，便可播放展示对象OBJ2的展示对象信息，详细的作法已在前述实施例中有完整说明，请参见上述实施例中步骤S208～S214的内容，在此不另赘述。

另一实施例中，头戴式装置100与导览方法200可以提供互动式的导览体验，于步骤S216中所播放的展示对象信息并不仅限于展示对象的文字/语音/影像导览说明，展示对象信息亦可以是展示对象相关的互动特效。

当使用者改变观看视角时，可以依据所对应的观看视角画面上浮现的动画提示来搜寻一目标物，同时可通过文字或语音提示来帮助使用者找到目标物，当搜寻到目标物，步骤S216中所播放的展示对象信息包含目标物的互动式动画。参照图1，当使用者P6以视角314看向展示对象OBJ2，头戴式装置100提示画面显示该展示对象OBJ2中一目标物(在此例中为一视角看向左边的人物)，使用者P6通过改变视角314来搜寻该目标物，当越靠近目标物时，头戴式装置100提供文字或语音信息提示使用者找到目标物，如图5，当使用者P6找到目标物，此时便播放互动式动画。于一实施例中，互动式动画的内容是透过图5中的另一投影灯303投射目标物画面(在此例中为一视角看向右边的人物，取代原先视角看向左边的人物)于目标物的位置。

于另一实施例中，展示对象OBJ2本身为显示在互动显示屏幕(图中未示)上的画作，则可直接触发互动显示屏幕改变画作的内容，由视角看向左边的人物变化为视角看向右边的人物。