利用影像測定方位的方法技術(shù)

一種利用影像測定方位的方法，借助一已知視角的影像擷取系統(tǒng)取得一數(shù)字影像信號，而數(shù)字影像的畫素矩陣被定義為該已知視角，繼而此數(shù)字影像每一行、列的單位畫素間距為該已知視角的等分角，借此，由數(shù)字影像上預(yù)設(shè)的一單位畫素為基點，通過一運算單元來定義數(shù)字影像上被選定的顯示目標(biāo)與自基點延伸的假想軸線的相對夾角。本發(fā)明專利技術(shù)可以擴大影像定位的應(yīng)用領(lǐng)域，并且能以較價廉的費用達到極精準(zhǔn)的定位。（*該技術(shù)在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種。
技術(shù)介紹
以CCD(Charg Coupled Device)或CMOS(Complementary Meta 1-OxideSemiconductor)影像感測組件取得的數(shù)字影像被廣泛應(yīng)用于物性分析與伺服定位，尤甚在伺服定位被用于精密的加工設(shè)備上，此類的分析模式是以被攝物標(biāo)記的色階差來定義其幾何區(qū)域，再運算出幾何區(qū)域的幾何中心，借助影像畫素(pixel)矩陣求得精密的平面象限距離值或角度值，再利用這些距離值或角度值作為伺服機構(gòu)的驅(qū)動值，例如被用于PCB(Printed CircuitBoard)板沖孔設(shè)備時，工件上的標(biāo)記受影像擷取系統(tǒng)攝錄而顯示于顯示器上，此沖孔設(shè)備上的計算單元即計算出標(biāo)記的幾何中心，再命令伺服機構(gòu)移動工件至標(biāo)記的幾何中心與沖梢的中心軸線重疊位置。然而至目前為止，伺服定位多數(shù)僅應(yīng)用于2D的范疇，若平面定位所需位移距離極大時，伺服機構(gòu)在長距位移行程時即易產(chǎn)生機械性誤差所以并不適用。另一類型的定位系統(tǒng)如射擊系統(tǒng)之類，其瞄準(zhǔn)目標(biāo)方式不外是人工操作或雷達偵測，但人工操作在效率及精確性上經(jīng)常是因人而異，雷達偵測則所需費用很高，用于輕便的射擊武器并不普遍。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有的影像定位的方法存在的上述缺點，本專利技術(shù)提供一種，其可以擴大影像定位的應(yīng)用領(lǐng)域，并且能以較價廉的費用達到極精準(zhǔn)的定位。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種，其特征在于，借助一已知視角(Angle ofView)的影像擷取系統(tǒng)取得一數(shù)字影像信號，而數(shù)字影像的畫素(Pixel)矩陣被定義為該已知視角，繼而此數(shù)字影像每一行、列的單位畫素間距為該已知視角的等分角，借此，由數(shù)字影像上預(yù)設(shè)的一單位畫素為基點，通過一運算單元來定義數(shù)字影像上被選定的顯示目標(biāo)與自基點延伸的假想軸線的相對夾角。前述的，其中影像擷取系統(tǒng)的已知視角為通過取像鏡頭所得的視角。前述的，其中影像擷取系統(tǒng)的已知視角為取像鏡頭的焦平面(Focal Plane)上的影像感測芯片(Image Sensor)的感測區(qū)域(Format Size)。前述的，其中數(shù)字影像信號支持一顯示器的影像來源，以及顯示目標(biāo)的選定是通過顯示器上的一選取單元來定義一個區(qū)域的畫素群，并由運算單元求得畫素群的幾何中心為該顯示目標(biāo)方位角度運算基準(zhǔn)點。前述的，其中選取單元是一鼠標(biāo)光標(biāo)，以窗選出一顯示目標(biāo)。前述的，其中運算單元求出該數(shù)字影像上的顯示目標(biāo)與取像位置的相對夾角，并由一存儲單元記錄之，而再次以選取單元選定另一顯示目標(biāo)測定其方位。前述的，其中運算單元求出該數(shù)字影像上的顯示目標(biāo)與取像位置的相對夾角，并由一存儲單元記錄之，而再次以選取單元選定另一顯示目標(biāo)測定其方位。前述的，其中影像擷取系統(tǒng)的取像鏡頭視角為可變，借以將顯示目標(biāo)的成像縮放，求得顯示目標(biāo)成像輪廓的方位角度變化，各視角求得顯示目標(biāo)方位角度與該視角相對的焦距(Focal Length)差值為運算顯示目標(biāo)物距。前述的，其中影像擷取系統(tǒng)的取像鏡頭視角的變化是通過一變鏡頭完成至少兩種視角焦距及視角變化。前述的，其中顯示目標(biāo)的選定是由運算單元判斷影像擷取系統(tǒng)視角范圍內(nèi)移動物體的數(shù)字影像畫素群。前述的，其中影像擷取系統(tǒng)的取像鏡頭視角為可變，借以將顯示目標(biāo)的成像縮放，求得顯示目標(biāo)成像輪廓的方位角度變化，各視角求得顯示目標(biāo)方位角度與該視角相對的焦距(Focal Length)差值為運算顯示目標(biāo)物距。前述的，其中影像擷取系統(tǒng)的取像鏡頭視角的變化是通過一變鏡頭完成至少兩種視角焦距及視角變化。本專利技術(shù)的有益效果是，其可以擴大影像定位的應(yīng)用領(lǐng)域，并且能以較價廉的費用達到極精準(zhǔn)的定位。附圖說明下面結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)進一步說明。圖1是通過鏡頭取像的立體示意圖。圖2是本專利技術(shù)利用影像感測芯片image sensor等分視角的示意圖。圖3是圖1所示目標(biāo)物在顯示屏幕上的示意圖。圖4是圖3所示目標(biāo)物被窗選后的畫素放大示意圖。圖5是本專利技術(shù)利用兩種焦距的成像作圖法示意圖。圖6是圖5所示的利用兩種焦距的成像作圖法的簡化圖。圖7是圖5所示的兩種焦距的成像顯示于屏幕的示意圖。圖8是本專利技術(shù)另一顯示目標(biāo)的選定示意圖，顯示移動物體的數(shù)字影像畫素群移動變化。具體實施例方式本專利技術(shù)，是借助一已知視角(Angle of View)的影像擷取系統(tǒng)，支持一顯示器的數(shù)字影像來源，其中，影像擷取系統(tǒng)的已知視角為通過取像鏡頭所得的視角，或者為取像鏡頭的焦平面(Focal Plane)上的影像感測芯片(Image Sensor)的感測區(qū)域(Format Size)。該數(shù)字影像的畫素(Pixel)矩陣被定義為該已知視角，而每一行、列的單位畫素間距為該已知視角的等分角，如圖1、圖2所示，取像鏡頭視角為θ及影像感測芯片的畫素(Pixel)為1280×960，故每一縱向畫素間距θy＝θ/1280；每一橫向畫素間距θx＝θ/960。在圖1所示的目標(biāo)物10顯示于圖3所示的顯示器屏幕，顯示目標(biāo)物10′的選定方法的一是通過顯示器上的一選取單元(如鼠標(biāo)光標(biāo))窗選一個區(qū)域2的畫素群，借以界定出一顯示目標(biāo)10′，并由運算單元求得畫素群的幾何中心，如圖4中標(biāo)號11所示為該顯示目標(biāo)10′方位角度運算基準(zhǔn)點，繼而借由影像上預(yù)定的單畫素為基點41，在此例中，基點以取像鏡頭主軸(Principal Axis)為基點41，通過運算單元求得數(shù)字影像上的顯示目標(biāo)與自基點延伸的假想軸線41的相對夾角θ1。本專利技術(shù)可進一步在運算單元求出顯示目標(biāo)與取像位置的相對夾角并由一存儲單元(未顯示于圖面)記錄的，所以若在視角θ范圍內(nèi)呈現(xiàn)另一顯示目標(biāo)，可再次以選取單元選定此另一顯示目標(biāo)測定其方位。圖6、圖7所示為本專利技術(shù)影像擷取系統(tǒng)的取像鏡頭是通過一變鏡頭完成至少兩種視角焦距f1、f2及視角變化A1、A2，以將顯示目標(biāo)的成像縮放，求得顯示目標(biāo)第一成像及第二成像的方位角度變化，各視角求得顯示目標(biāo)方位角度與該視角相對的焦距(focal length)差值為運算顯示目標(biāo)物距(x+y)。前述所導(dǎo)出關(guān)系式為(tanA1)×(x+y)＝(tanA2)×yx＝f2-f1綜上所述，利用本專利技術(shù)影像測定方位的方法可向伺服系統(tǒng)提供驅(qū)動信號而調(diào)整一定位機構(gòu)的角度修正量，而且其精確度與影像感測芯片的畫素(Pixel)成正比，亦即畫素愈多等分角多愈小就可獲得更高精確度，以應(yīng)用于射擊系統(tǒng)為例當(dāng)遠方目標(biāo)物在顯示器上被窗選鎖定，通過運算單元計算出目標(biāo)物方位角度及物距，再依彈道換算該物距相對應(yīng)偏移值，所得數(shù)據(jù)即為射擊武器的角度修正量，借此達到射擊系統(tǒng)快速及精準(zhǔn)的瞄準(zhǔn)，進而可利用纜線或網(wǎng)絡(luò)傳輸功能將數(shù)字影像傳遞至遠程，在顯示器上的目標(biāo)物仍可被窗選鎖定，而不需將操作者處在危險之中。由于本專利技術(shù)并非以人工方式完成定位，以致于實際上并非要搭配顯示器上的選取單元，參閱圖8所示，顯示目標(biāo)的選定是直接由運算單元判斷影像擷取系統(tǒng)視角范圍內(nèi)移動物體的數(shù)字影像畫素群8，畫素群由P1位移到P2即被判斷為顯示目標(biāo)，并由運算單元求得畫素群的幾何中心為該81顯示目標(biāo)方位角度運算基準(zhǔn)點，繼而如先前所述，通過運算單元來求得數(shù)字影像上的顯示目標(biāo)與自基點41延伸的假想軸線的相對夾角。這種功能可被廣泛的應(yīng)用，例如在監(jiān)視系統(tǒng)的使用，當(dāng)系統(tǒng)視角范圍內(nèi)出現(xiàn)移動物體時，運算單元即能判斷錄像系統(tǒng)的啟動，此功能正普遍的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種利用影像測定方位的方法，其特征在于，借助一己知視角的影像擷取系統(tǒng)取得一數(shù)字影像信號，而數(shù)字影像的畫素矩陣被定義為該己知視角，繼而此數(shù)字影像每一行、列的單位畫素間距為該己知視角的等分角，借此，由數(shù)字影像上預(yù)設(shè)的一單位畫素為基點，通過一運算單元來定義數(shù)字影像上被選定的顯示目標(biāo)與自基點延伸的假想軸線的相對夾角。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用影像測定方位的方法，其特征在于，借助一已知視角的影像擷取系統(tǒng)取得一數(shù)字影像信號，而數(shù)字影像的畫素矩陣被定義為該已知視角，繼而此數(shù)字影像每一行、列的單位畫素間距為該已知視角的等分角，借此，由數(shù)字影像上預(yù)設(shè)的一單位畫素為基點，通過一運算單元來定義數(shù)字影像上被選定的顯示目標(biāo)與自基點延伸的假想軸線的相對夾角。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用影像測定方位的方法，其特征在于所述影像擷取系統(tǒng)的已知視角為通過取像鏡頭所得的視角。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用影像測定方位的方法，其特征在于所述影像擷取系統(tǒng)的已知視角為取像鏡頭的焦平面上的影像感測芯片的感測區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用影像測定方位的方法，其特征在于所述數(shù)字影像信號支持一顯示器的影像來源，以及顯示目標(biāo)的選定是通過顯示器上的一選取單元來定義一個區(qū)域的畫素群，并由運算單元求得畫素群的幾何中心為該顯示目標(biāo)方位角度運算基準(zhǔn)點。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用影像測定方位的方法，其特征在于所述選取單元是一鼠標(biāo)光標(biāo)，以窗選出一顯示目標(biāo)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用影像測定方位的方法，其特征在于所述運算單元求出該數(shù)字影像上的顯示目標(biāo)與取像位置的相對夾角，并由一存儲單元記錄之，而再次以選取單元選定另一顯示目標(biāo)測定其方...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳淑芬，
申請(專利權(quán))人：陳淑芬，
類型：發(fā)明
國別省市：71[中國|臺灣]