本發(fā)明涉及一種定位技術(shù)，且特別涉及一種手持裝置、物件定位方法與計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)在有許多三維場(chǎng)景的應(yīng)用，例如虛擬實(shí)境(virtualreality)或照片中的多個(gè)物件之間的重新聚焦(refocus)，這些應(yīng)用已經(jīng)逐漸普及到智能手機(jī)之類的手持裝置，而這些應(yīng)用都需要檢測(cè)或計(jì)算多個(gè)物件在三維空間中的位置。雷達(dá)可用來(lái)檢測(cè)物件在三維空間中的位置，但是在單一指向性天線的雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)中，僅可以通過(guò)雷達(dá)返回時(shí)間(TOA:timeofarrival)推算天線有效照射角度內(nèi)的特定物件的相對(duì)位置。若欲得到三維空間的特定物件的位置，例如人、車、建筑…等，則必需采用陣列式天線進(jìn)行波束掃描。此方式無(wú)論在天線設(shè)計(jì)或是后端演算處理上，均難以在手持裝置上實(shí)現(xiàn)。有些高階手持裝置具有兩個(gè)圖像傳感器，可模擬人類的雙眼拍攝立體圖像(stereoimages)。這些手持裝置能用圖像處理算法分析立體圖像而推估三維空間的概況。但此方法若是在復(fù)雜環(huán)境時(shí)，例如圖像內(nèi)容出現(xiàn)太多相似物件，或拍攝到太單調(diào)的無(wú)特征畫面，或因?yàn)橐暯遣町惗斐善渲幸环鶊D像中待比對(duì)的特征物件被遮蔽時(shí)，就難以得到正確的估測(cè)結(jié)果。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種手持裝置、物件定位方法與計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)。本發(fā)明可在手持裝置上實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)物件的完整而準(zhǔn)確的三維空間定位。本發(fā)明的手持裝置至少包括雷達(dá)傳感器、圖像傳感器和控制單元。雷達(dá)傳感器發(fā)射探測(cè)波，并接收至少一物件反射探測(cè)波而產(chǎn)生的至少一回波。每一上述物件產(chǎn)生上述回波其中之一。圖像傳感器采集圖像(takesanimage)，此圖像包括上述物件的一個(gè)子集合?？刂茊卧罱永走_(dá)傳感器與圖像傳感器?？刂茊卧崛?extract)每一個(gè)回波的波形特征(signature)，并分別在時(shí)域(time domain)和頻域(frequencydomain)識(shí)別波形特征以判斷每一物件的第一種類，根據(jù)回波取得每一物件的第一位置，根據(jù)圖像取得每一物件的第二種類和第二位置，并根據(jù)每一物件的第一種類、第二種類、第一位置和第二位置進(jìn)行比對(duì)以結(jié)合或比較上述物件的第一位置和第二位置。本發(fā)明的物件定位方法包括以下步驟：發(fā)射探測(cè)波，并接收至少一物件反射探測(cè)波而產(chǎn)生的至少一回波，其中每一物件產(chǎn)生上述回波其中之一；采集圖像，此圖像包括上述物件的一個(gè)子集合；提取每一回波的波形特征并分別在時(shí)域和頻域識(shí)別波形特征以判斷每一物件的第一種類；根據(jù)上述回波取得每一物件的第一位置；根據(jù)圖像取得每一物件的第二種類和第二位置；以及根據(jù)每一物件的第一種類、第二種類、第一位置和第二位置進(jìn)行比對(duì)以結(jié)合或比較上述物件的第一位置和第二位置。本發(fā)明的計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)手持裝置載入并執(zhí)行此計(jì)算機(jī)程序后，可完成上述的物件定位方法?；谏鲜?，本發(fā)明使用簡(jiǎn)單的雷達(dá)傳感器和圖像傳感器互相輔助，所以能在手持裝置上實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)物件的完整而準(zhǔn)確的三維空間定位。為讓本發(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，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。附圖說(shuō)明圖1是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種手持裝置的示意圖。圖2是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的多個(gè)物件的深度與方位角度的示意圖。圖3至圖5是依照本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的一種物件定位方法的流程圖?！痉?hào)說(shuō)明】100：手持裝置120：雷達(dá)傳感器125：探測(cè)波140：圖像傳感器160：控制單元201～204：物件305～360、405～450、505～565：方法步驟D1～D4：物件的深度θ1～θ4：物件的方位角度具體實(shí)施方式圖1是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種手持裝置100的示意圖。手持裝置100可以是智能手機(jī)或平板計(jì)算機(jī)之類的手持式電子裝置。手持裝置100包括雷達(dá)傳感器120、圖像傳感器140、以及控制單元160?？刂茊卧?60耦接雷達(dá)傳感器120和圖像傳感器140。雷達(dá)傳感器120可發(fā)射探測(cè)波，例如以連續(xù)脈沖序列125的形式發(fā)射探測(cè)波。探測(cè)波可以是電磁波或超音波。手持裝置100周圍可以有一個(gè)或多個(gè)物件。雷達(dá)傳感器120可接收上述物件反射探測(cè)波而產(chǎn)生的至少一個(gè)回波(reflectedwave)。每一個(gè)物件可產(chǎn)生一個(gè)回波。如果手持裝置100是智能手機(jī)，則雷達(dá)傳感器120可用手持裝置100的天線實(shí)現(xiàn)。圖像傳感器140可采集圖像，這個(gè)圖像可包括上述物件的一個(gè)子集合。由于圖像傳感器的可視區(qū)(FOV:fieldofview)的限制，這個(gè)子集合可能包括上述的全部物件，或包括上述的部分物件，或沒(méi)有任何物件。控制單元160可根據(jù)上述物件的回波取得每一物件的第一種類T1和第一位置P1?？刂茊卧?60也可根據(jù)圖像傳感器140所采集的圖像取得每一物件的第二種類T2和第二位置P2。然后，控制單元160可進(jìn)行物件比對(duì)(objectmapping)。所謂物件比對(duì)，就是根據(jù)每一物件的第一種類T1、第二種類T2、第一位置P1和第二位置P2進(jìn)行比對(duì)，以結(jié)合或比較上述物件的第一位置P1和第二位置P2。舉例而言，第一位置P1可以是物件相對(duì)于手持裝置100的深度(也就是距離)，第二位置P2可以是物件相對(duì)于手持裝置100的方位角度。圖2是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的手持裝置100前方的物件201～204的俯視圖，物件201～204分別具有深度D1～D4與方位角度θ1～θ4。手持裝置100可包含一個(gè)波形特征數(shù)據(jù)庫(kù)。此波形特征數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)多種波形特征和每一種波形特征對(duì)應(yīng)的物件種類?？刂茊卧?60可提取每一物件的回波的波形特征，藉由波形特征數(shù)據(jù)庫(kù)，分別在時(shí)域和頻域識(shí)別此波形特征，以判斷每一物件的第一種類T1。第一種類T1可以是人類、車輛或建筑等種類。另外，控制單元160可根據(jù)每一物件的回波的返回時(shí)間計(jì)算產(chǎn)生每一 物件的深度P1。如此取得的第一種類T1和深度P1如下表所示。物件201202203204第一種類T1ABCD深度P1D2D4D3D1手持裝置100也可包含一個(gè)圖像特征數(shù)據(jù)庫(kù)。此圖像特征數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)多種圖像特征和每一種圖像特征對(duì)應(yīng)的物件種類。控制單元160可對(duì)圖像中的每一物件進(jìn)行二值化(thresholding)與邊緣檢測(cè)(edgedetection)以提取每一物件的圖像特征。然后控制單元160可藉由圖像特征數(shù)據(jù)庫(kù)，識(shí)別此圖像特征，以判斷每一物件的第二種類T2。第二種類T2可以是人類、車輛或建筑等種類。另外，控制單元160可根據(jù)每一物件在圖像中的位置，以取得每一物件的方位角度P2。如此取得的第二種類T2和方位角度P2如下表所示。物件201202203204第二種類T2ABCD方位角度P2θ1θ2θ3θ4如果每一個(gè)物件的第一種類T1和第二種類T2的判斷結(jié)果相同，就可以進(jìn)行物件比對(duì)來(lái)結(jié)合每一物件的深度P1和方位角度P2，以獲得每一物件的完整空間位置，如下表所示。物件201202203204深度P1D2D4D3D1方位角度P2θ1θ2θ3θ4圖3是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種物件定位方法的流程圖。本實(shí)施例中，每一物件的第一位置P1是該物件相對(duì)于手持裝置100的深度，每一物件的第二位置P2是該物件相對(duì)于手持裝置100的方位角度。雷達(dá)傳感器120在步驟305發(fā)射探測(cè)波，并接收物件的回波?？刂茊卧?60在步驟310提取每一物件的回波的波形特征?？刂茊卧?60在步驟315藉由波形特征數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別此波形特征，以判斷每一物件的第一種類T1。控制單元160在步驟320根據(jù)每一物件的回波的返回時(shí)間，計(jì)算產(chǎn)生每一物件的深度。另一方面，圖像傳感器140在步驟325采集圖像?？刂茊卧?60在步驟330校正(rectify)圖像，也就是修正拍攝角度所造成的圖像歪斜。控制單元160在步驟335進(jìn)行物件辨識(shí)，也就是提取物件的圖像特征，然后藉由圖像特征數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別此圖像特征，以判斷物件的第二種類T2?？刂茊卧?60在步驟340 根據(jù)物件是否在上述圖像中而決定物件的方位角度。本實(shí)施例的方位角度只有兩種，分別對(duì)應(yīng)物件是否存在于圖像中。接下來(lái)，控制單元160在步驟345進(jìn)行物件比對(duì)，以類似圖2實(shí)施例的方式結(jié)合物件的深度和方位角度?？刂茊卧?60在步驟350檢查是否物件的第一種類T1和第二種類T2都是一個(gè)特定種類，而且物件的深度和方位角度都在一個(gè)特定范圍內(nèi)。上述的特定種類可以是人類或其他具有呼吸與心跳等生理動(dòng)作的動(dòng)物。上述的特定范圍是指物件在圖像中而且物件的深度在一個(gè)適合測(cè)量生理動(dòng)作的預(yù)設(shè)范圍中(例如1.3～1.7公尺)。當(dāng)步驟350的檢查得到否定結(jié)果，則流程分別返回步驟305和325。當(dāng)步驟350的檢查得到肯定結(jié)果，則控制單元160在步驟355控制雷達(dá)傳感器120發(fā)射另一個(gè)探測(cè)波并接收物件的回波。步驟305和步驟355的探測(cè)波都包括多個(gè)脈沖，步驟305的探測(cè)波的脈沖間隔大于步驟355的探測(cè)波的脈沖間隔。例如在步驟305發(fā)射脈沖間隔為1毫秒(millisecond)的探測(cè)波，在步驟355則發(fā)射脈沖間隔為0.1毫秒的探測(cè)波。步驟305的探測(cè)波可用于確定物件位置。然后控制單元160可在步驟360利用步驟355的探測(cè)波檢測(cè)物件的呼吸或心跳等細(xì)微的生理動(dòng)作。本實(shí)施例可應(yīng)用于老人、嬰兒、傷患或病患的醫(yī)療監(jiān)護(hù)。圖4是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種物件定位方法的流程圖。本實(shí)施例中，每一物件的第一位置P1是該物件相對(duì)于手持裝置100的深度，每一物件的第二位置P2是該物件相對(duì)于手持裝置100的方位角度。步驟405～420和步驟305～320相同。步驟425、430分別與步驟325、330相同。步驟435和440如同圖2的實(shí)施例。接下來(lái)，控制單元160在步驟445根據(jù)圖像傳感器140采集的圖像取得每一物件的方位角度。更詳細(xì)的說(shuō)，控制單元160可將圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，為每一區(qū)域指定一個(gè)對(duì)應(yīng)的方位角度，然后將每一物件的方位角度設(shè)定為上述多個(gè)區(qū)域中包括該物件的該區(qū)域所對(duì)應(yīng)的方位角度。以上的方位角度可以是一維或二維的方位角度。接下來(lái)，控制單元160在步驟450進(jìn)行物件比對(duì)以結(jié)合每一物件的深度和方位角度。如此可取得每一物件在三維空間的完整位置，以應(yīng)用于建立三維圖像或虛擬實(shí)境場(chǎng)景，或多個(gè)物件之間的重新聚焦。圖5是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種物件定位方法的流程圖。本實(shí)施例 中，每一物件的第一位置P1和第二位置P2都是該物件相對(duì)于手持裝置100的深度，這兩個(gè)深度分別來(lái)自雷達(dá)傳感器120和圖像傳感器140。本實(shí)施例的圖像傳感器140可以模仿人眼同時(shí)采集兩個(gè)圖像，分別對(duì)應(yīng)左眼和右眼，所以物件會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在這兩個(gè)圖像中。步驟505～520和步驟305～320相同。圖像傳感器140在步驟525采集上述的兩個(gè)圖像。控制單元160在步驟530分別校正上述兩個(gè)圖像，在步驟535則是提取物件在兩個(gè)圖像中的圖像特征，在步驟540利用圖像特征數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)識(shí)別圖像特征以判斷每一物件的第二種類T2。控制單元160在步驟545利用這兩個(gè)圖像之間的圖像特征匹配以求取視差值(disparity)，并將此視差值換算成物件的深度。接下來(lái)，控制單元160在步驟550進(jìn)行物件比對(duì)，以比較上述物件的根據(jù)雷達(dá)回波計(jì)算的深度和根據(jù)圖像計(jì)算的深度，然后在步驟555檢查這兩種深度是否一致。如果這兩種深度一致，則控制單元160在步驟560根據(jù)這兩種深度產(chǎn)生上述物件的深度信息。此深度信息可用于建立三維圖像或虛擬實(shí)境場(chǎng)景，或多個(gè)物件之間的重新聚焦。如果上述兩種深度不一致，則控制單元160在步驟565調(diào)整上述物件的圖像特征，然后流程返回步驟545以重新計(jì)算來(lái)自圖像特征的物件深度，并重新進(jìn)行步驟550的物件比對(duì)。步驟565的調(diào)整可以是忽略不一致的深度所對(duì)應(yīng)的圖像特征，或重新選擇不一致的深度所對(duì)應(yīng)的物件的圖像特征。本實(shí)施例是用雷達(dá)做為輔助以取得正確的物件深度。當(dāng)圖像太復(fù)雜或太單調(diào)的時(shí)候，僅根據(jù)圖像估算的深度可能有誤，但若加上雷達(dá)檢測(cè)所產(chǎn)生的深度一起作比對(duì)就能解決此問(wèn)題。本發(fā)明也提供一種計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，此記錄介質(zhì)可以是存儲(chǔ)器、磁盤或光盤之類的實(shí)體存儲(chǔ)裝置。此記錄介質(zhì)可存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序。當(dāng)手持裝置載入并執(zhí)行此計(jì)算機(jī)程序后，可完成如上所述的物件定位方法。綜上所述，本發(fā)明采用雷達(dá)傳感器以及圖像傳感器同時(shí)進(jìn)行物件的深度和方位角度的估算，而獲得完整的物件位置。本發(fā)明也利用雷達(dá)傳感器和圖像傳感器之間的配合與比對(duì)，而獲得正確的物件深度與物件位置等信息。如此可達(dá)成正確的圖像處理，可得到更佳的三維圖像應(yīng)用效果。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā) 明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書界定范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3