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TWI721324B - 電子裝置及立體物體的判斷方法 - Google Patents

電子裝置及立體物體的判斷方法 Download PDF

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TWI721324B
TWI721324B TW107135672A TW107135672A TWI721324B TW I721324 B TWI721324 B TW I721324B TW 107135672 A TW107135672 A TW 107135672A TW 107135672 A TW107135672 A TW 107135672A TW I721324 B TWI721324 B TW I721324B
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Inventor
劉揚偉
林忠億
Original Assignee
鴻海精密工業股份有限公司
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Abstract

一種電子裝置及立體物體的判斷方法，所述電子裝置包括偵測模組，控制感測單元偵測電子裝置前方預設距離範圍內是否存在物體；攝像模組，當存在物體時，控制攝像單元拍攝物體的第一圖像；驅動模組，控制第一驅動單元驅動攝像單元移動以改變拍攝物體的角度；所述攝像模組還在攝像單元移動後，控制攝像單元拍攝物體的第二圖像；對比模組，對攝像單元拍攝的第一圖像及第二圖像進行對比分析，判斷第一圖像及第二圖像中物體的輪廓是否相同；及確定模組，當判定第一圖像及第二圖像中物體的輪廓不相同時，確定物體是立體的。

Description

電子裝置及立體物體的判斷方法
本發明涉及一種電子裝置及立體物體的判斷方法。
隨著科學技術的發展，智慧電子設備的應用越來越廣泛，如無人駕駛汽車、掃地機器人等。為避免發生碰撞，具有自動位移功能的電子設備通常都需要判斷位移路徑上是否存在障礙物。現有的判斷障礙物的方法有藉由設置多個攝像頭拍攝目標物體的圖像以判斷目標物體是否立體，當目標物體為立體時，則為障礙物，電子設備應該及時避讓。然而設置多個攝像頭提高了電子設備的硬體成本，還增加了電量消耗。
有鑒於此，有必要提供一種電子裝置及立體物體的判斷方法，以解決上述技術問題。
一種電子裝置，包括處理器、感測單元、攝像單元及第一驅動單元，所述處理器包括：偵測模組，用於控制所述感測單元偵測所述電子裝置前方預設距離範圍內是否存在物體； 攝像模組，用於當所述感測單元偵測到所述電子裝置前方預設距離範圍存在物體時，控制所述攝像單元拍攝所述物體的第一圖像；驅動模組，用於控制所述第一驅動單元驅動所述攝像單元移動以改變拍攝所述物體的角度；所述攝像模組還用於在所述攝像單元移動後，控制所述攝像單元拍攝所述物體的第二圖像；對比模組，用於對所述攝像單元拍攝的第一圖像及第二圖像進行對比分析，判斷所述第一圖像及第二圖像中所述物體的輪廓是否相同；及確定模組，用於當所述對比模組判定所述第一圖像及第二圖像中所述物體的輪廓不相同時，確定所述物體是立體的。
一種立體物體的判斷方法，應用於一電子裝置中，所述電子裝置包括感測單元、攝像單元及第一驅動單元，所述方法包括以下步驟：(a)控制所述感測單元偵測所述電子裝置前方預設距離範圍內是否存在物體；(b)當所述感測單元偵測到所述電子裝置前方預設距離範圍存在物體時，控制所述攝像單元拍攝所述物體的第一圖像；(c)控制所述第一驅動單元驅動所述攝像單元移動以改變拍攝所述物體的角度；(d)在所述攝像單元移動後，控制所述攝像單元拍攝所述物體的第二圖像；(e)對所述攝像單元拍攝的第一圖像及第二圖像進行對比分析，判斷所述第一圖像及第二圖像中所述物體的輪廓是否相同；及(f)當判定所述第一圖像及第二圖像中所述物體的輪廓不相同時，確定所述物體是立體的。
上述電子裝置及立體物體的判斷方法採用單鏡頭即可判斷目標物體是否為立體，從而減少了電子裝置的硬體成本，也降低了電量消耗。
1:電子裝置
10:處理器
101:偵測模組
102:攝像模組
103:驅動模組
104:對比模組
105:確定模組
106:控制模組
20:記憶體
30:感測單元
40:攝像單元
50:第一驅動單元
60:固定桿
70:底座
80:滑軌
90:軸承
100:第二驅動單元
2:物體
圖1是本發明較佳實施方式中電子裝置的應用環境示意圖。
圖2A-2B是本發明較佳實施方式中電子裝置的攝像單元的應用示意圖。
圖3是本發明一實施方式中攝像單元的應用結構示意圖。
圖4是本發明另一實施方式中攝像單元的應用結構示意圖。
圖5是本發明較佳實施方式中立體物體的判斷方法的流程示意圖。
請參考圖1，為本發明所提供的電子裝置1的應用環境示意圖。在本實施方式中，所述電子裝置1為掃地機器人或其他具有自動位移功能的電子設備。所述電子裝置1可以自動判斷前方的目標物體是立體還是平面，從而避免在位移時發生碰撞。
所述電子裝置1包括，但不僅限於，處理器10、記憶體20、感測單元30、攝像單元40及第一驅動單元50。在本實施方式中，所述處理器10可以為單片機或微處理器。所述記憶體20優選為唯讀記憶體或隨機存取記憶體。所述感測單元30可以為紅外線感測器，用於發射紅外線及接收反射的紅外線。所述攝像單元40為攝像頭，用於拍攝圖像。所述第一驅動單元50及第二驅動單元100均為電機。
所述電子裝置1至少包括偵測模組101、攝像模組102、驅動模組103、對比模組104、確定模組105及控制模組106。在本實施方式中，上述模組 為存儲於所述記憶體20中且可被所述處理器10調用執行的可程式化軟體指令。可以理解的是，在其他實施方式中，上述模組也可為固化於所述處理器10中的程式指令或固件(firmware)。
所述偵測模組101用於控制所述感測單元30偵測所述電子裝置1前方預設距離範圍內是否存在物體2。
在本實施方式中，當所述電子裝置1開始自動位移時，所述感測單元30即時偵測所述電子裝置1前方預設距離範圍內是否存在物體2。具體的，所述感測單元30向所述電子裝置1的前方預設距離範圍發射紅外線，當接收到反射的紅外線時，所述感測單元30偵測到所述電子裝置1前方預設距離範圍存在物體2。當未接收到反射的紅外線時，所述感測單元30偵測到所述電子裝置1前方預設距離範圍內不存在物體2。在本實施方式中，所述預設距離為三米。
所述攝像模組102用於當所述感測單元30偵測到所述電子裝置1前方預設距離範圍存在物體2時，控制所述攝像單元40拍攝所述物體2的第一圖像。
在本實施方式中，所述當所述感測單元30偵測到所述電子裝置1的前方預設距離範圍存在物體2時，所述攝像模組102控制所述攝像單元40開啟，所述攝像單元40在開啟後拍攝所述物體2的第一圖像。
需要說明的是，當所述感測單元30偵測到所述電子裝置1的前方預設距離範圍存在多個物體2時，所述攝像單元40也可以拍攝包括所述多個物體2在內的第一圖像。
所述驅動模組103用於控制所述第一驅動單元50驅動所述攝像單元40移動以改變拍攝所述物體2的角度。
請參考圖2A、2B及圖3，在第一實施方式中，所述電子裝置1還包括固定桿60、底座70及滑軌80。所述攝像單元40固定於所述固定桿60上，所 述固定桿60裝設於所述底座70上，所述底座70可移動地裝設於所述滑軌80上。所述第一驅動單元50裝設於所述底座70靠近所述滑軌80的位置處。在所述第一實施方式中，所述滑軌80呈圓弧形。所述驅動模組103控制所述第一驅動單元50驅動所述底座70沿所述滑軌80移動以帶動所述攝像單元40移動，由於所述滑軌80呈圓弧形，所述底座70及所述攝像單元40的移動軌跡為弧線，從而可以改變所述攝像單元40拍攝所述物體2的角度。例如，如圖2A-2B所示，假設所述攝像單元40的初始位置為C，當所述第一驅動單元50驅動所述攝像單元40移動後，所述攝像單元40位於位置B，此時所述攝像單元40拍攝所述物體2的角度發生改變。
請參考圖4，在第二實施方式中，所述電子裝置1還包括軸承90，與所述第一驅動單元50電性連接。所述攝像單元40及所述軸承90分別裝設於所述固定桿60的兩端，所述軸承90用於驅動所述固定桿60及攝像單元40旋轉。所述底座70可移動地裝設於所述滑軌80上。在所述第二實施方式中，所述滑軌80為直線滑軌。所述驅動模組103控制所述第一驅動單元50驅動所述底座70沿所述滑軌80移動以帶動所述攝像單元40移動，然後所述驅動模組103還控制所述第一驅動單元50驅動所述軸承90帶動所述固定桿60轉動以進一步帶動所述攝像單元40旋轉，從而改變所述攝像單元40拍攝所述物體2的角度。
所述攝像模組102還用於在所述攝像單元40移動後，控制所述攝像單元40拍攝所述物體2的第二圖像。
在本實施方式中，當所述攝像單元40藉由移動改變拍攝所述物體2的角度後，所述攝像單元40拍攝所述物體2的第二圖像。
在其他實施方式中，所述驅動模組103控制所述第一驅動單元50驅動所述攝像單元40移動預設次數，每次移動時改變一預設拍攝角度，所述攝像模組102在所述攝像單元40每次移動後控制所述攝像單元40拍攝所述物體2的 第二圖像，從而拍攝得到多張所述物體2的第二圖像。其中，所述預設次數為三次，所述預設拍攝角度為三十度。
所述對比模組104用於對所述攝像單元40拍攝的第一圖像及第二圖像進行對比分析，判斷所述第一圖像及第二圖像中所述物體2的輪廓是否相同。
在本實施方式中，所述對比模組104對所述攝像單元40拍攝得到的第一圖像及第二圖像進行邊緣檢測以分別得到兩個圖像中物體2的輪廓，然後判斷所述第一圖像及第二圖像中所述物體2的輪廓是否相同。當第一圖像及第二圖像中包含多個物體2時，所述對比模組104判斷所述第一圖像及第二圖像中每一物體2的輪廓是否相同。
所述確定模組105用於當所述對比模組104判定所述第一圖像及第二圖像中所述物體2的輪廓不相同時，確定所述物體2為立體。當所述對比模組104判定所述第一圖像及第二圖像中所述物體2的輪廓相同時，確定所述物體2是平面的。
當第一圖像及第二圖像中包含多個物體2時，所述確定模組105用於當所述對比模組104判定所述第一圖像及第二圖像中存在一個或者多個物體2的輪廓不相同時，確定所述一個或者多個物體2是立體的。
所述控制模組106用於當所述確定模組105確定所述物體2是立體時，發送一控制指令控制所述第二驅動單元100驅動所述電子裝置1繞開所述物體2。當所述確定模組105確定所述電子裝置1在所述預設距離範圍內的多個物體2中存在立體物體2時，發送所述控制指令控制所述第二驅動單元100驅動所述電子裝置1繞開所有的立體物體2。
請參考圖5，為本發明較佳實施方式中立體物體的判斷方法的流程示意圖。
步驟S101，控制所述感測單元30偵測所述電子裝置1前方預設距離範圍內是否存在物體2。當判斷結果為是時，所述流程進入步驟S102，否則，所述流程繼續步驟S101。
在本實施方式中，所述感測單元30朝所述電子裝置1前方發射紅外線，藉由判斷是否接收到反射紅外線來偵測所述電子裝置1前方預設距離範圍內是否存在物體2。
步驟S102，當所述感測單元30感測到所述電子裝置1前方預設距離範圍存在物體2時，控制所述攝像單元40拍攝所述物體2的第一圖像。
步驟S103，控制第一驅動單元50驅動所述攝像單元40移動以改變拍攝所述物體2的角度。
步驟S104，在所述攝像單元40移動後，控制所述攝像單元40拍攝所述物體2的第二圖像；
步驟S105，對所述攝像單元40拍攝的第一圖像及第二圖像進行對比分析，判斷所述第一圖像及第二圖像中所述物體2的輪廓是否相同。當判斷結果為否時，所述流程進入步驟S106。當判斷結果為是時，所述流程返回步驟S101。
步驟S106，當判定所述第一圖像及第二圖像中所述物體2的輪廓不相同時，確定所述物體2是立體的。
進一步地，所述方法還包括以下步驟：當確定所述物體2是立體時，發送一控制指令控制所述第二驅動單元100驅動所述電子裝置1繞開所述物體2。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
1:電子裝置
10:處理器
101:偵測模組
102:攝像模組
103:驅動模組
104:對比模組
105:確定模組
106:控制模組
20:記憶體
30:感測單元
40:攝像單元
50:第一驅動單元
100:第二驅動單元

Claims (8)

  1. 一種電子裝置，包括處理器，其改良在於，還包括感測單元、攝像單元、第一驅動單元、固定桿、底座及滑軌，所述攝像單元固定於所述固定桿上，所述固定桿裝設於所述底座上，所述底座移動地裝設於所述滑軌上，所述第一驅動單元裝設於所述底座靠近所述滑軌的位置處，所述滑軌呈圓弧形，所述處理器包括：偵測模組，用於控制所述感測單元偵測所述電子裝置前方預設距離範圍內是否存在物體；攝像模組，用於當所述感測單元偵測到所述電子裝置前方預設距離範圍存在物體時，控制所述攝像單元拍攝所述物體的第一圖像；驅動模組，用於控制所述第一驅動單元驅動所述底座沿所述滑軌移動以帶動所述攝像單元移動以改變拍攝所述物體的角度；所述攝像模組還用於在所述攝像單元移動後，控制所述攝像單元拍攝所述物體的第二圖像；對比模組，用於對所述攝像單元拍攝的第一圖像及第二圖像進行對比分析，判斷所述第一圖像及第二圖像中所述物體的輪廓是否相同；及確定模組，用於當所述對比模組判定所述第一圖像及第二圖像中所述物體的輪廓不相同時，確定所述物體是立體的。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中，所述感測單元為紅外線感測器，用於朝所述電子裝置前方預設距離範圍內發射紅外線，當接收到反射紅外線時，則判定所述電子裝置前方預設距離範圍存在物體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中，所述驅動模組用於控制所述第一驅動單元驅動所述攝像單元移動預設次數，每次移動時改變一 預設拍攝角度，所述攝像模組在所述攝像單元每次移動後控制所述攝像單元拍攝所述物體的第二圖像。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中，所述電子裝置還包括軸承、固定桿、底座及滑軌，所述攝像單元及所述軸承分別裝設於所述固定桿的兩端，所述軸承用於驅動所述固定桿及攝像單元旋轉，所述底座移動地裝設於所述滑軌上，所述滑軌為直線滑軌，所述驅動模組用於控制所述第一驅動單元驅動所述底座沿所述滑軌移動以帶動所述攝像單元移動，所述驅動模組還控制所述第一驅動單元驅動所述軸承帶動固定桿轉動以進一步帶動所述攝像單元旋轉，從而改變所述攝像單元的拍攝所述物體的角度。
  5. 一種立體物體的判斷方法，應用於一電子裝置中，所述電子裝置包括感測單元、攝像單元、固定桿、底座及滑軌，所述攝像單元固定於所述固定桿上，所述固定桿裝設於所述底座上，所述底座移動地裝設於所述滑軌上，所述第一驅動單元裝設於所述底座靠近所述滑軌的位置處，所述滑軌呈圓弧形，其改良在於，所述方法包括以下步驟：(a)控制所述感測單元偵測所述電子裝置前方預設距離範圍內是否存在物體；(b)當所述感測單元偵測到所述電子裝置前方預設距離範圍存在物體時，控制所述攝像單元拍攝所述物體的第一圖像；(c)控制所述第一驅動單元驅動所述底座沿所述滑軌移動以帶動所述攝像單元移動以改變拍攝所述物體的角度；(d)在所述攝像單元移動後，控制所述攝像單元拍攝所述物體的第二圖像；(e)對所述攝像單元拍攝的第一圖像及第二圖像進行對比分析，判斷所述第一圖像及第二圖像中所述物體的輪廓是否相同；及 (f)當判定所述第一圖像及第二圖像中所述物體的輪廓不相同時，確定所述物體是立體的。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之立體物體的判斷方法，其中，所述感測單元為紅外線感測器，步驟(a)具體為：朝所述電子裝置前方預設距離範圍內發射紅外線，藉由判斷是否接收到反射紅外線來偵測所述電子裝置前方預設距離範圍內是否存在物體。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之立體物體的判斷方法，其中，步驟(c)具體為控制所述第一驅動單元驅動所述攝像單元移動預設次數，每次移動時改變一預設拍攝角度，步驟(d)具體為在所述攝像單元每次移動後控制所述攝像單元拍攝所述物體的第二圖像。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之立體物體的判斷方法，其中，所述電子裝置還包括軸承、固定桿、底座及滑軌，所述攝像單元及所述軸承分別裝設於所述固定桿的兩端，所述軸承用於驅動所述固定桿及攝像單元旋轉，所述底座移動地裝設於所述滑軌上，所述滑軌為直線滑軌，步驟(c)具體為控制所述第一驅動單元驅動所述底座沿所述滑軌移動以帶動所述攝像單元移動，所述驅動模組還控制所述第一驅動單元驅動所述軸承帶動固定桿轉動以進一步帶動所述攝像單元旋轉，從而改變所述攝像單元的拍攝所述物體的角度。
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