電子裝置、位置測量方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種電子裝置、位置測量方法及系統(tǒng)。根據(jù)電子裝置的移動(dòng)過程中，獲得移動(dòng)信息。并且，在移動(dòng)過程中，電子裝置感應(yīng)到識(shí)別標(biāo)簽時(shí)，依據(jù)移動(dòng)信息計(jì)算自第一感應(yīng)點(diǎn)移動(dòng)至第二感應(yīng)點(diǎn)的位移向量，藉此獲得第一感應(yīng)點(diǎn)與第二感應(yīng)點(diǎn)的相對位置。
【專利說明】電子裝置、位置測量方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種位置估測技術(shù)，特別是涉及一種可測量出物件在三維空間中位置 的電子裝置、位置測量方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前物件識(shí)別技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于物流管控、倉儲(chǔ)管理、以及互動(dòng)游具設(shè)計(jì)等 不同領(lǐng)域之中。物件識(shí)別技術(shù)例如為近場通訊（Near Field Communication, NFC)、無線射 頻身份識(shí)別系統(tǒng)（Radio Frequency Identification (RFID) system)等。
[0003] 上述類型技術(shù)僅能通過訊號(hào)衰減，來估計(jì)訊號(hào)的范圍，但無法判斷訊號(hào)的方向源， 因此，限制了這些技術(shù)在定位上的應(yīng)用。目前發(fā)展中的解決方案主要有「無線訊號(hào)三角定 位」（RF Triangulation)及「無線訊號(hào)特征定位」（RFFingerprinting)兩種。而這些方法 都必需在選定區(qū)域中布設(shè)多個(gè)訊號(hào)讀寫裝置，同時(shí)也必需面臨例如訊號(hào)的散射、多重路徑、 及訊號(hào)衰減等等問題。這些因素直接影響到了建置成本、應(yīng)用范圍，以及定位精確度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種電子裝置、位置測量方法及系統(tǒng)，可測量出物件在三維空間中位 置。
[0005] 本發(fā)明的位置測量方法，包括：根據(jù)電子裝置的移動(dòng)過程，獲得移動(dòng)信息；在移動(dòng) 過程中，電子裝置感應(yīng)到識(shí)別標(biāo)簽，其中識(shí)別標(biāo)簽設(shè)置于物件中；并在感應(yīng)到識(shí)別標(biāo)簽時(shí)， 依據(jù)移動(dòng)信息計(jì)算自第一感應(yīng)點(diǎn)移動(dòng)至第二感應(yīng)點(diǎn)的位移向量，藉此獲得第一感應(yīng)點(diǎn)與第 二感應(yīng)點(diǎn)的相對位置。
[0006] 本發(fā)明的電子裝置，其包括運(yùn)動(dòng)感測模塊、物件識(shí)別模塊以及處理單元。處理單元 耦接至運(yùn)動(dòng)感測模塊與物件識(shí)別模塊。運(yùn)動(dòng)感測模塊用以根據(jù)一移動(dòng)過程，獲得移動(dòng)信息。 物件識(shí)別模塊用以判斷是否感應(yīng)到識(shí)別標(biāo)簽，其中識(shí)別標(biāo)簽設(shè)置在物件中。并且，在電子 裝置的移動(dòng)過程中，在物件識(shí)別模塊感應(yīng)到識(shí)別標(biāo)簽時(shí)，通過處理單元依據(jù)移動(dòng)信息計(jì)算 自第一感應(yīng)點(diǎn)移動(dòng)至第二感應(yīng)點(diǎn)的位移向量，藉此獲得第一感應(yīng)點(diǎn)與第二感應(yīng)點(diǎn)的相對位 置。
[0007] 本發(fā)明的位置測量系統(tǒng)包括多個(gè)物件以及電子裝置。上述多個(gè)物件分布于三維空 間，且分別配置有識(shí)別標(biāo)簽。電子裝置包括運(yùn)動(dòng)感測模塊、物件識(shí)別模塊以及處理單元。處 理單元耦接至運(yùn)動(dòng)感測模塊與物件識(shí)別模塊。運(yùn)動(dòng)感測模塊用以根據(jù)一移動(dòng)過程，獲得移 動(dòng)信息。物件識(shí)別模塊用以判斷是否感應(yīng)到識(shí)別標(biāo)簽，其中識(shí)別標(biāo)簽設(shè)置在物件中。并且， 在電子裝置的移動(dòng)過程中，在物件識(shí)別模塊感應(yīng)到識(shí)別標(biāo)簽時(shí)，通過處理單元依據(jù)移動(dòng)信 息計(jì)算自第一感應(yīng)點(diǎn)移動(dòng)至第二感應(yīng)點(diǎn)的位移向量，藉此獲得第一感應(yīng)點(diǎn)與第二感應(yīng)點(diǎn)的 相對位置。
[0008] 基于上述，本發(fā)明結(jié)合物件識(shí)別技術(shù)與運(yùn)動(dòng)感應(yīng)技術(shù)，藉以測量出物件在三維空 間中的位置，不僅不易受到訊號(hào)干擾，還可以彈性靈活配置。
[0009] 為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并結(jié)合附圖詳細(xì) 說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的位置測量系統(tǒng)的示意圖。
[0011] 圖2是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的位置測量方法流程圖。
[0012] 圖3是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的另一種位置測量方法流程圖。
[0013] 圖4是依照本發(fā)明第二實(shí)施例的位置測量系統(tǒng)的示意圖。
[0014] 圖5是依照本發(fā)明第三實(shí)施例的位置測量系統(tǒng)的示意圖。
[0015] 附圖符號(hào)說明
[0016] 10 :位置測量系統(tǒng)
[0017] 11 ?14、401 ?414、501 ?510 :物件
[0018] 100:電子裝置
[0019] 110:物件識(shí)別模塊
[0020] 120 :運(yùn)動(dòng)感測模塊
[0021] 130 :處理單元
[0022] 40 :火車游戲組
[0023] 400 :火車主體
[0024] 50 :倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)
[0025] 500:便攜式電子裝置
[0026] F :場域
[0027] S205?S215 :位置測量方法的各步驟
[0028] S305?S330 :另一種位置測量方法的各步驟

【具體實(shí)施方式】
[0029] 第一實(shí)施例
[0030] 圖1是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的位置測量系統(tǒng)的示意圖。位置測量系統(tǒng)10包括 電子裝置100與多個(gè)物件。在此，以在三維空間的場域F中具有物件11?14為例進(jìn)行說 明。而在其他實(shí)施例中并不限制物件的數(shù)量及設(shè)置的位置。物件11?14皆分別配置有一 識(shí)別標(biāo)簽。例如，可利用物件識(shí)別系統(tǒng)來對各個(gè)物件設(shè)置對應(yīng)的識(shí)別標(biāo)簽。物件識(shí)別系統(tǒng) 包括物件編碼系統(tǒng)與物件標(biāo)記系統(tǒng)。物件編碼系統(tǒng)將個(gè)別物件的屬性(如：名稱、種類、形 狀、大小、顏色等）編譯成為一物件識(shí)別碼。而物件標(biāo)記系統(tǒng)則將各個(gè)物件識(shí)別碼分別寫入 不同的識(shí)別標(biāo)簽中，并且將每個(gè)識(shí)別標(biāo)簽與相對應(yīng)的物件結(jié)合。
[0031] 電子裝置100在場域F中進(jìn)行移動(dòng)，藉由感測多個(gè)物件11?14的識(shí)別標(biāo)簽，藉以 估測物件11?14的位置。電子裝置100包括物件識(shí)別模塊110、運(yùn)動(dòng)感測模塊120以及處 理單元130。處理單元130耦接至物件識(shí)別模塊110與運(yùn)動(dòng)感測模塊120。
[0032] 物件識(shí)別模塊110用以判斷是否感應(yīng)到識(shí)別標(biāo)簽。例如，識(shí)別標(biāo)簽為無線射頻識(shí) 別標(biāo)簽（Radio Frequency Identification (RFID) tag),而物件識(shí)別模塊110為無線射頻識(shí) 別讀取器（RFID reader)。RFID系統(tǒng)是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，其是利用無線電波來 傳送識(shí)別數(shù)據(jù)，一組RFID系統(tǒng)包括RFID標(biāo)簽與RFID讀取器。
[0033] 運(yùn)動(dòng)感測模塊120用以根據(jù)電子裝置100的移動(dòng)過程來獲得移動(dòng)信息。而運(yùn)動(dòng)感 測模塊120例如為三維加速器、重力感測器及陀螺儀其中之一或其組合者。
[0034] 處理單兀130例如為中央處理單兀（Central Processing Unit，CPU)或是其他可 編程的微處理器（Microprocessor)等。在電子裝置100的移動(dòng)過程中，處理單元130會(huì)依 據(jù)運(yùn)動(dòng)感測模塊120所獲得的移動(dòng)信息來計(jì)算電子裝置100的移動(dòng)軌跡T。并且，在物件識(shí) 別模塊110感應(yīng)到物件的識(shí)別標(biāo)簽時(shí)，處理單元130會(huì)依據(jù)移動(dòng)信息計(jì)算自第一感應(yīng)點(diǎn)移 動(dòng)至第二感應(yīng)點(diǎn)的位移向量，藉此獲得第一感應(yīng)點(diǎn)與第二感應(yīng)點(diǎn)的相對位置。上述第一感 應(yīng)點(diǎn)例如為電子裝置100初始位置，或是在前一次感應(yīng)到識(shí)別標(biāo)簽時(shí)的位置；而上述第二 感應(yīng)點(diǎn)例如為目前感應(yīng)到識(shí)別標(biāo)簽時(shí)的位置。另外，初始位置可以為自定，或是通過全球定 位系統(tǒng)（Global Positioning System, GPS)所獲得的座標(biāo)位置。
[0035] 另外，在其他實(shí)施例中，亦可將處理單元130所應(yīng)處理的工作交由云端伺服器來 進(jìn)行。例如，電子裝置100中可僅配置最低階的處理單元130并且設(shè)置一連線單元，利用連 線單元連網(wǎng)而將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳送至云端伺服器。
[0036] 下面結(jié)合上述位置測量系統(tǒng)10來說明位置測量方法。圖2是依照本發(fā)明第一實(shí) 施例的位置測量方法流程圖。在本實(shí)施例中，通過電子裝置100在場域F中的移動(dòng)，利用物 件識(shí)別模塊110分別感應(yīng)物件11?14的識(shí)別標(biāo)簽，并利用運(yùn)動(dòng)感測模塊120來獲得電子 裝置100在移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)信息(例如：角動(dòng)量與加速度)，藉此依序估測物件11?14之間的 相對位置。
[0037] 在步驟S205中，根據(jù)電子裝置100的移動(dòng)過程，獲得移動(dòng)信息。例如，通過運(yùn)動(dòng)感 測模塊120來偵測電子裝置100的角動(dòng)量與加速度，之后，處理單元130利用角動(dòng)量與加速 度來計(jì)算出移動(dòng)軌跡T。另外，可通過下述方程式（1)來計(jì)算出在時(shí)間點(diǎn)t時(shí)的位置。
[0038]

【權(quán)利要求】
1. 一種位置測量方法，包括： 根據(jù)一電子裝置的一移動(dòng)過程，獲得一移動(dòng)信息； 在該移動(dòng)過程中，該電子裝置感應(yīng)到一識(shí)別標(biāo)簽，其中該識(shí)別標(biāo)簽設(shè)置于一物件中；以 及 在感應(yīng)到該識(shí)別標(biāo)簽時(shí)，依據(jù)該移動(dòng)信息計(jì)算自一第一感應(yīng)點(diǎn)移動(dòng)至一第二感應(yīng)點(diǎn)的 一位移向量，藉此獲得該第一感應(yīng)點(diǎn)與該第二感應(yīng)點(diǎn)的相對位置。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在感應(yīng)到該識(shí)別標(biāo)簽時(shí)，還包括： 計(jì)算該第一感應(yīng)點(diǎn)與該第二感應(yīng)點(diǎn)之間的一最短直線距離；以及 判斷該最短直線距離是否大于一閾值，以在該最短直線距離大于該閾值的情況下，計(jì) 算該第一感應(yīng)點(diǎn)與該第二感應(yīng)點(diǎn)的該相對位置。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中在該最短直線距離尚未大于該閾值的情況下，判斷 該識(shí)別標(biāo)簽的一物件識(shí)別碼是否與前次所讀取的物件識(shí)別碼相同，以在不相同的情況下， 計(jì)算該第一感應(yīng)點(diǎn)與該第二感應(yīng)點(diǎn)的該相對位置。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在感應(yīng)到該識(shí)別標(biāo)簽時(shí)，還包括： 讀取該識(shí)別標(biāo)簽，藉此獲得一物件識(shí)別碼； 判斷該物件識(shí)別碼是否已讀取過； 倘若該物件識(shí)別碼為首次讀取，記錄該物件識(shí)別碼并新增對應(yīng)的一讀取次數(shù)；以及 倘若該物件識(shí)別碼已讀取過，累記該物件識(shí)別碼對應(yīng)的該讀取次數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中 通過一運(yùn)動(dòng)感測模塊來偵測該電子裝置的移動(dòng)而獲得該移動(dòng)信息，其中該移動(dòng)信息包 括一角動(dòng)量與一加速度；以及 在獲得該移動(dòng)信息的步驟之后還包括： 利用該角動(dòng)量與該加速度來計(jì)算該電子裝置的一移動(dòng)軌跡。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 記錄該相對位置。
7. -種電子裝置，包括： 一運(yùn)動(dòng)感測模塊，根據(jù)一移動(dòng)過程，獲得一移動(dòng)信息； 一物件識(shí)別模塊，判斷是否感應(yīng)到一識(shí)別標(biāo)簽，其中該識(shí)別標(biāo)簽設(shè)置在一物件中；以及 一處理單元，耦接至該運(yùn)動(dòng)感測模塊與該物件識(shí)別模塊，其中在該移動(dòng)過程中，在該物 件識(shí)別模塊感應(yīng)到該識(shí)別標(biāo)簽時(shí)，依據(jù)該移動(dòng)信息計(jì)算自一第一感應(yīng)點(diǎn)移動(dòng)至一第二感應(yīng) 點(diǎn)的一位移向量，藉此獲得該第一感應(yīng)點(diǎn)與該第二感應(yīng)點(diǎn)的相對位置。
8. 如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其中在該物件識(shí)別模塊感應(yīng)到該識(shí)別標(biāo)簽時(shí)，該處 理單元計(jì)算該第一感應(yīng)點(diǎn)與該第二感應(yīng)點(diǎn)之間的一最短直線距離，并且判斷該最短直線距 離是否大于一閾值，以在該最短直線距離大于該閾值的情況下，計(jì)算該第一感應(yīng)點(diǎn)與該第 二感應(yīng)點(diǎn)的該相對位置。
9. 如權(quán)利要求8所述的電子裝置，其中在該最短直線距離尚未大于該閾值的情況下， 該處理單元判斷該識(shí)別標(biāo)簽的一物件識(shí)別碼是否與前次所讀取的物件識(shí)別碼相同，以在不 相同的情況下，計(jì)算該第一感應(yīng)點(diǎn)與該第二感應(yīng)點(diǎn)的該相對位置。
10. 如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其中在該物件識(shí)別模塊感應(yīng)到該識(shí)別標(biāo)簽時(shí)，該物 件識(shí)別模塊讀取該識(shí)別標(biāo)簽，藉此獲得一物件識(shí)別碼；而該處理單元判斷該物件識(shí)別碼是 否已讀取過；倘若該物件識(shí)別碼為首次讀取，該處理單元記錄該物件識(shí)別碼并新增對應(yīng)的 一讀取次數(shù)；倘若該物件識(shí)別碼已讀取過，該處理單元累記該物件識(shí)別碼對應(yīng)的該讀取次 數(shù)。
11. 如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其中該移動(dòng)信息包括一角動(dòng)量與一加速度。
12. 如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其中該處理單元記錄該相對位置。
13. -種位置測量系統(tǒng)，包括： 多個(gè)物件，分布于三維空間，且分別配置有一識(shí)別標(biāo)簽；以及 一電子裝置，包括： 一運(yùn)動(dòng)感測模塊，根據(jù)該電子裝置的一移動(dòng)過程，獲得一移動(dòng)信息； 一物件識(shí)別模塊，判斷是否感應(yīng)到一識(shí)別標(biāo)簽，其中該識(shí)別標(biāo)簽設(shè)置于一物件；以及 一處理單元，耦接至該運(yùn)動(dòng)感測模塊與該物件識(shí)別模塊，其中在該移動(dòng)過程中，在該物 件識(shí)別模塊感應(yīng)到該識(shí)別標(biāo)簽時(shí)，依據(jù)該移動(dòng)信息計(jì)算自一第一感應(yīng)點(diǎn)移動(dòng)至一第二感應(yīng) 點(diǎn)的一位移向量，藉此獲得該第一感應(yīng)點(diǎn)與該第二感應(yīng)點(diǎn)的相對位置。
【文檔編號(hào)】G01S5/02GK104215933SQ201310237707
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月31日
【發(fā)明者】林岳賢, 黃致凱 申請人:緯創(chuàng)資通股份有限公司