筛选结果，至于排名的方式繁多，例如是以加权总和计算一加权总分进行计算，在此不 再赘述。
[0075] 步骤S4-该处理单元31根据筛选出的灯源方位信息所对应的预存姿 态角及预存坐标，估算该物体9的估算姿态角及估算坐标。就姿态角方面，估算 姿态角
，其中，N为筛选出来的灯源方位信息总笔数，筛选 出的第k笔灯源方位信息对应的预存姿态角Ak为（Af，A〖，Ap。就坐标方面， 估算坐标
,其中，N为筛选出来的灯源方位信息总笔数，筛选出的第k笔 灯源方位信息对应的预存物体9坐标ck为（C〖，C〖，Cp。
[0076] 本发明自由空间定位方法的第二较佳实施例，与第一实施例大致相同，其差异在 于，步骤S3中不以长度、夹角、旋转角等进行筛选，而是以所述多个灯源0、X、Y、Z的坐标直 接进行筛选，也就是该待判信息不包含长度、夹角、旋转，而是包含该待判影像上所述多个 灯源〇、X、Y、Z的坐标。因此，在存储单元32中存储的灯源方位信息，亦不包含长度、夹角、 旋转角，而是包含该物体9处于该预存姿态角及该预存坐标后，该预提取影像上所述多个 灯源〇、X、Y、Z的坐标。
[0077] 详细而言，该灯源方位信息包括在该预提取影像中该灯源0的坐标 0 P(0『，Op、该灯源X的坐标Xp(Xf，X【）、该灯源Y的坐标Y'Y，，Yf)，及该灯源Z 的坐标ZP(Z〖，Z〖）；步骤S2分析得到在该待判影像中该灯源0的坐标〇<?(〇；?，〇9， 该灯源X的坐标XQ(X；2, #)，该灯源Y的坐标YWY；3, Y2Q)，该灯源Z的坐标 ZQ(Z；l Z〗），本实施例的步骤S3比对及筛选的方式为：计算一综合差异值f，其中，
是先分别计算各灯源〇、X、Y、Z在该预提取影像中与在该待判影像中的距离，再综合计算其 差异。
[0078] 如此，所筛选出的灯源方位信息，其灯源0、X、Y、Z的坐标oP，x P，YP，ZP会与该待判 影像所得的坐标〇Q、x Q、yQ、zQ十分接近，而藉此所估算的估算姿态角及估算坐标，也会与该 物体9的真实情况十分接近。
[0079] 综上所述，通过取像模块2对该灯源模块1取像，分析得到相关于所述多个灯源0、 X、Y、Z的坐标的待判信息后，筛选出与该待判信息相类似的一或多笔灯源方位信息，藉此估 算该物体9的该估算姿态角及该估算坐标，故确实能达成本发明的目的。
[0080] 惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范 围，即大凡依本发明申请专利范围及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍 属本发明专利涵盖的范围内。
【主权项】
1. 一种自由空间定位方法，适用于估算一物体在空间的姿态角，由一自由空间定位系 统执行，该系统包含一灯源模块、一设于该物体上的取像模块，及一与该取像模块信息连接 的计算模块，该计算模块包括相连接的一处理单元与一存储单元，该灯源模块包括界定出 一平面的一灯源0、一灯源X，及一灯源Y，W及位于该平面的一侧的一灯源Z，该存储单元存 储有多笔灯源方位信息及每一笔灯源方位信息所对应的一预存姿态角，该方法包含W下步 骤： (A)该取像模块对该灯源模块取像，产生一待判影像，并传送至该计算模块的该处理单 元； 炬）该处理单元分析该待判影像中该灯源0、该灯源X、该灯源Y及该灯源Z的坐标，得 到一相关于各该灯源在该待判影像中的坐标的待判信息； (C)该处理单元将该待判信息与该存储单元中的各笔灯源方位信息进行比对，筛选出 与该待判信息相类似的一或多笔灯源方位信息；及 值）该处理单元根据筛选出的灯源方位信息所对应的预存姿态角估算该物体的一估算 姿态角。2. 如权利要求1所述自由空间定位方法，其中，步骤（C)中对每一笔灯源方位信息计算 得到一个相关于该待判信息与该一笔灯源方位信息间的差异的综合差异值，并筛选出该综 合差异值小于等于一阔值所对应的灯源方位信息。3. 如权利要求2所述自由空间定位方法，其中，该灯源方位信息是相关于各灯源在一 预提取影像上的位置，当该物体处于该预存姿态角且设于该物体上的该取像模块对该灯源 模块取像而产生该预提取影像后，分析该预提取影像可得该灯源方位信息。4. 如权利要求3所述自由空间定位方法，其中，该物体处于一预存坐标及该预存姿态 角且设于该物体上的该取像模块对该灯源模块取像而产生该预提取影像后，分析该预提取 影像可得该灯源方位信息。5. 如权利要求3所述自由空间定位方法，其中，定义该灯源0与该灯源X的连线线段 为第一边Li、该灯源0与该灯源Y的连线线段为第二边L2,该灯源0与该灯源Z的连线线段 为第H边Ls，步骤炬）计算得到的该待判信息包括该待判影像中该第一边的长度巧、第二 边的长度巧、第H边的长度巧、第一边与第二边的第一夹角蜂、第二边与第H边的第二夹 角及第一边与第H边的第H夹角讀；该灯源方位信息包括该预提取影像中该第一边的 长度巧、该第二边的长度巧、该第H边的长度巧、该第一边与该第二边的夹角巧、该第二 边与该第H边的夹角强，及该第一边与该第H边的夹角€;步骤（C)计算该综合差异值f=6. 如权利要求3所述自由空间定位方法，其中，各该灯源方位信息还包括该灯源0 在该预提取影像的坐标〇p(〇f，Op，该待判信息包括该灯源0在该待判影像中的坐标 〇Q(〇^ 〇含），步骤似该处理单元还计算距离，其 中距离do为该灯源0在该待判影像中的位置与在该预提取影像中的位置的距离，并筛选出 该距离do小于等于一预设距离所对应的灯源方位信息。7. 如权利要求3所述自由空间定位方法，其中，该灯源方位信息包括在该预提取 影像中该灯源0的坐标〇P(〇f，Op、该灯源X的坐标XPCX；*，Xp、该灯源Y的坐标 YP(YiP，Yp，及该灯源Z的坐标ZP(巧，巧），该待判信息包括在该待判影像中该灯源0的 坐标〇9(0；^ 0?)，该灯源X的坐标X%X?，X?)，该灯源Y的坐标YQ(巧，￥29)，该灯源2 的坐标Z〇(Zf，Z?)，该综合差异值f为，8. 如权利要求1所述自由空间定位方法，其中，步骤值）将筛选出的灯源方位信息对应 的预存姿态角进行平均，得到估算的该物体的一估算姿态角AE09. 如权利要求8所述自由空间定位方法，其中，aE=其中，N为筛选出来的灯源方位信息总笔数，筛选出的第k笔灯源方位信息对应的预存 姿态角Ak为(Af，A^，Ap。10. 如权利要求1所述自由空间定位方法，其中，该灯源模块的各该灯源发出的光线的 波长彼此相异，步骤炬）中该处理单元是根据该待判影像的像素值识别各该灯源。11. 如权利要求1所述自由空间定位方法，还适用于估算该物体在空间的坐标，其中， 每笔灯源方位信息还对应一预存坐标，步骤值）还将筛选出的灯源方位信息所对应的预存 坐标进行平均，得到估算的该物体的一估算坐标CE〇12. 如权利要求11所述自由空间定位方法，其中，CE=其中，N为筛选出来的灯源方位信息总笔数，筛选出的第k笔灯源方位信息对应的预存 物体坐标沪为化N巧，cp。13. -种自由空间定位系统，执行如权利要求1至12中任一权利要求所述自由空间定 位方法。
【专利摘要】本发明公开了一种自由空间定位方法及系统，该自由空间定位方法适用于估算一物体在空间的姿态角，由一系统执行，该系统包含一灯源模块、一设于该物体上的取像模块，及一包括一处理单元与一存储单元的计算模块，该灯源模块包括界定出一平面的灯源O、X、Y，以及位于该平面的一侧的灯源Z，该存储单元存储有多笔灯源方位信息及对应的预存姿态角，该方法包含：(A)该取像模块对该灯源模块取像产生待判影像；(B)该处理单元分析待判影像得到一待判信息；(C)筛选出与该待判信息相类似的一或多笔灯源方位信息；及(D)根据筛选出的灯源方位信息所对应的预存姿态角估算该物体的一估算姿态角。
【IPC分类】G01C21/00, G01B11/00, G01C1/00
【公开号】CN104931039
【申请号】CN201410131376
【发明人】李崇玮, 林子尧, 魏守德
【申请人】纬创资通股份有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年4月2日
【公告号】US20150262349