红外线辨认定位系统及其读取方法

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红外线辨认定位系统及其读取方法\n技术领域\n[0001] 本发明是关于一种红外线辨认定位系统及其读取方法，尤指一种利用多个红外线的发光体进行影像编码，借由该各发光体的开启ON和关闭OFF代表二进制的0和1，通过排列组合而得到各种不同的二元码，将两组二元码组合呈现的标记物，并借由该影像撷取装置取得影像信息，并传递至该影像运算装置而进行译码及运算动作的目的。\n背景技术\n[0002] 常见电子条形码广泛采用一维条形码(JAN13)的技术，国际常见知编码方式有EAN-8、EAN-13、UPC-A及UPC-E等各种标准，应用已相当广泛；然而，其内含的信息相当少，且只限于使用数字，在这信息爆炸的时代已不敷使用，由于信息技术及硬件发展进步，使我们得以扩展电子条形码的容量，因而产生了二维条形码的标准及技术。常见的国际标准二维条形码有PDF417、Data Matrix、MaxiCode及QR Code等各种标准，除了数字及符号外，有些编码方式还可加入各国语言文字集，其中以QR Code最为大家所广泛使用，加上目前硬设备发展突飞猛进，已经有快速且有效的二维条形码辨识方案，二维条形码必定是将来重要的电子条形码技术。\n[0003] 目前常见的二维条形码是一种能被扫描识读的图形符号，该图形符号可用于存储各种经过编码的二进制信息，可以被附着在纸张等载体上，而图形编码可隐含各种不同的讯息，且需要经过特殊的译码技巧才可得知其传达的内容，可说是基于安全考量下进行识别的工作，图形编码技术的种类及应用范围相当广泛，过去最常见的条形码(Bar Code)是将宽度不等的黑条和空白，依照一定的编码规则进行排列，译码时透过光反射原理，进行光电讯号的转换，将数位讯号传到计算机运算进行运算，使得讯息得到识别，条形码的准确度高、有效率又易于制作，但读取时须直线对准扫描器；再者，近年来二维条形码(QR Code)越趋流行，它可储存的信息比一般的条形码更多且扫描时不需要对准扫描器，其最大特色是有容错能力，最高可以到7％～30％的面积破损仍可被读取。\n[0004] 依据上述可得知，目前常见的条形码所在平面可能会由于投射扭曲、亮度不均或其他图案的干扰等因素而导致后续的译码程序无法得到正确的结果；又该常见的条形码的图形编码其用途在于识别的功能，而无法适用于影像追踪等用途，实为一大弊端问题。\n[0005] 本发明人有鉴于此，并且依据多年从事此领域的相关经验，细心观察及研究，并配合学理运用，进而提出一种合理且有效改善上述缺点的本发明。\n发明内容\n[0006] 本发明的主要目的是在于：提供一种红外线辨认定位系统，利用多个红外线的发光体进行编码，再通过该影像撷取装置取得影像并传递至该影像运算装置而进行译码及运算动作，并在影像分析译码的过程中，可屏除外界不必要的信息目的。\n[0007] 本发明的次要目的是在于：提供一种红外线辨认定位系统，利用对称及不对称两组二元码组合的标记物，可容许遮蔽情况的发生，且容许被遮蔽的范围可达到一半多的情况下，其标记物仍可被正确读取的目的。\n[0008] 本发明的再一目的是在于：提供一种红外线辨认定位读取方法，通过上述该标记物以多颗红外线的发光体进行编码后所提供的信息影像，经过计算后可得知该标记物于三维空间位置座标信息的读取方法。\n[0009] 本发明一种红外线辨认定位系统，其特征在于：该红外线辨认定位系统包括：\n[0010] 一标记物，装设于任何物品上，该标记物包括有一载体及一位于载体表面处的编码区，该编码区处设有两组二元码，该各组二元码是以多颗红外线的发光体排列而成且进行影像编码信息，并通过排列组合可得到不同的二元码；再将两组二元码是以对角线相互交叉排列，并以交叉点为一中心点而形成一个具有编码的红外码图；\n[0011] 一影像撷取装置，用于扫描读取或照相取像该标记物内的信息影像；及[0012] 一影像运算装置，用于接收该影像撷取装置所传递信息影像，并将其信息影像进行分析译码及运算，而对该标记物进行识别工作及计算该标记物于三维空间位置信息。\n[0013] 一种红外线辨认定位读取方法，其特征在于：包括下列步骤：\n[0014] S1：利用该影像撷取装置撷取该标记物的红外码图其信息影像，并将撷取其信息影像传送至该影像运算装置；\n[0015] S2：依据该标记物的红外码图处的各发光体全灭及全亮判断出该各发光体其位置；\n[0016] S3：依据该标记物的红外码图处相互交叉排列的各发光体明灭数量判断对称性二元码及非对称性二元码；\n[0017] S4：依据该标记物的红外码图处的各发光体明灭变化所排列出图形编号，经由该影像运算装置的影像译码单元进行分析译码而转换为代码编号；\n[0018] S5：依据其代码编号来搜寻及比对于该影像运算装置的代码对应数据库内的信息，进而取得装设于该标记物的物品其整体的信息；\n[0019] S6：依据该标记物的红外码图各角落处的定位发光体，经由该影像运算装置的运算单元进行计算，以获得该标记物于三维空间位置座标信息。\n[0020] 1、本发明的功效在于提供一种红外线辨认定位系统，该红外线辨认定位系统包括：\n[0021] 一标记物，装设于任何物品上，该标记物包括有一载体及一位于载体表面处的编码区，该编码区处设有两组二元码，该各组二元码是以多颗红外线的发光体排列而成且进行影像编码信息，并通过排列组合可得到不同的二元码；再将两组二元码是以对角线相互交叉排列，并以交叉点为一中心点而形成一个具有编码的红外码图；一影像撷取装置，用于扫描读取或照相取像该标记物内的信息影像；及一影像运算装置，用于接收该影像撷取装置所传递信息影像，并将其信息影像进行分析译码及运算，而对该标记物进行识别工作及计算该标记物于三维空间位置信息，借由该红外码图的各发光体的明灭代表二进制的1和\n0，而使沿二对角线相互交叉排列的两组二元码，将两组二元码作为正方形的对角线而区分形成拥有一对称性二元码及一非对称性二元码的标记物，利用多颗红外线的发光体实现图形编码的技术，且该红外线的发光体使我们可以将接收到的光线限制在特定的波长，以大幅降低外在环境的干扰；借此，提供一种利用多颗红外线的发光体进行编码，再通过该影像撷取装置取得影像并传递至该影像运算装置而进行译码及运算动作，并在影像分析译码的过程中，可屏除外界不必要的信息目的的红外线辨认定位系统。\n[0022] 2、本发明的次要功效在于提供一种红外线辨认定位系统；该标记物中的红外码图的两组二元码所区分形成的对称性二元码及非对称性二元码其各发光体数量不同；而该红外码图的二元码的对称性二元码系指该二元码的左右两侧所发亮的各发光体对称于该对角线的中心点；该非对称性二元码则指该二元码的左右两侧所发亮的各发光体不对称于该对角线的中心点；其中该红外码图的二元码的对称性二元码与该非对称性二元码呈相对应型态，当该二元码的对称性二元码与该非对称性二元码部分被遮蔽时，借由该影像撷取装置对该红外码图未被遮蔽的对称性二元码与该非对称性二元码部分取得影像并传递至该影像运算装置而进行译码及运算动作，进而取得装设于该标记物的物品的相关信息；借此，提供一种利用对称及不对称两组二元码组合的标记物，可容许遮蔽情况的发生，且容许被遮蔽的范围可达到一半多的情况下，其标记物仍可被正确读取目的的红外线辨认定位系统。\n[0023] 3、本发明的再一功效在于提供一种红外线辨认定位读取方法，通过上述该标记物以多颗红外线的发光体进行编码后所提供的信息影像，经过计算后可得知该标记物于三维空间位置座标信息的读取方法，包括下列步骤：\n[0024] S1：利用该影像撷取装置撷取该标记物的红外码图其信息影像，并将撷取其信息影像传送至该影像运算装置；\n[0025] S2：依据该标记物的红外码图处的各发光体全灭及全亮判断出该各发光体其位置；\n[0026] S3：依据该标记物的红外码图处相互交叉排列的各发光体明灭数量判断对称性二元码及非对称性二元码；\n[0027] S4：依据该标记物的红外码图处的各发光体明灭变化所排列出图形编号，经由该影像运算装置的影像译码单元进行分析译码而转换为代码编号；\n[0028] S5：依据其代码编号来搜寻及比对于该影像运算装置的代码对应数据库内的信息，进而取得装设于该标记物的物品其整体的信息；\n[0029] S6：依据该标记物的红外码图各角落处的定位发光体，经由该影像运算装置的运算单元进行计算，以获得该标记物于三维空间位置座标信息；\n[0030] 借此，当要辨识各种含有标记物的物体时，经由该影像撷取装置撷取对该标记物的红外码图其信息影像进行撷取，并传递至该影像运算装置而进行译码及运算动作，以获得该标记物所代表的代码编号，而将获得的标记物所代表的代码编号进行其代码编号资料比对，以获得该标记物整体信息，并经过计算后可得知该标记物于三维空间位置座标信息的读取方法。\n附图说明\n[0031] 图1是本发明红外线辨认定位系统的方块示意图。\n[0032] 图2是本发明红外线辨认定位系统的实施使用状态立体图，意指该标记物无遭遮蔽所呈现的实施使用状态。\n[0033] 图3是本发明红外线辨认定位系统的标记物无遭遮蔽所呈现的示意图。\n[0034] 图4是本发明红外线辨认定位系统的实施使用状态立体图，意指该标记物遭遮蔽情况所呈现的实施使用状态。\n[0035] 图5是本发明红外线辨认定位系统的标记物遭遮蔽情况所呈现的示意图。\n[0036] 图6是本发明红外线辨认定位读取方法的步骤流程方块图。\n具体实施方式\n[0037] 请参阅图1至图5所示，为本发明红外线辨认定位系统及其读取方法的红外线辨认定位系统说明，该红外线辨认定位系统包括一标记物1、一影像撷取装置2及一影像运算装置3；其中：\n[0038] 该标记物1，装设于任何物品上，该标记物1包括有一载体11及一位于载体11表面处的编码区12，该编码区12处设有两组二元码131，该各组二元码131是以多颗红外线的发光体132排列而成且进行影像编码信息，并通过排列组合可得到不同的二元码131；再将两组二元码131是以对角线相互交叉排列，并以交叉点为一中心点133而形成一个具有编码的红外码图13；其中该红外码图13的各发光体132的明灭代表二进制的1和0，而使沿二对角线相互交叉排列的两组二元码131区分形成一对称性二元码1311及一非对称性二元码1312；该红外码图13的两组二元码131所区分形成的对称性二元码1311及非对称性二元码1312其各发光体132数量不同；其中该二元码131的对称性二元码1311指该二元码131的左右两侧所发亮的各发光体132对称于该对角线的中心点133；而该非对称性二元码1312则指该二元码131的左右两侧所发亮的各发光体132不对称于该对角线的中心点133；再者，该编码区12的红外码图13于各角落处增设有一颗红外线的定位发光体134，该各定位发光体134不作影像编码信息使用，借由该影像运算装置3对该红外码图13的各定位发光体134进行运算分析而取得该标记物1的三维空间位置信息；并于该编码区12更设有一IC芯片14，该IC芯片14用来控制该红外码图13的两组二元码131处的各发光体\n132进行明灭切换效果；\n[0039] 该影像撷取装置2，用于扫描读取或照相取像该标记物1内的信息影像，该影像撷取装置2为红外线摄影机或其他能够撷取自然光线频率或讯号器材的任一者；及[0040] 该影像运算装置3，用于接收该影像撷取装置2所传递信息影像，并将其信息影像进行分析译码及运算，而对该标记物1进行识别工作及计算该标记物1于三维空间位置信息；其中该影像运算装置3包含有一影像译码单元31，用于接收该影像撷取装置2所传递该标记物1的红外码图13其信息影像，并将对其信息影像进行分析译码，以获得该标记物\n1所代表的代码编号；一代码对应数据库32，耦接于该影像译码单元31处且作电性连结，该代码对应数据库32用于接收该影像译码单元31所对标记物1的红外码图13其信息影像分析译码后所得到的代码编号进行其代码编号资料比对，以获得该标记物1整体信息；及一运算单元33，用于接收该影像撷取装置2所传递该标记物1的红外码图13其信息影像，并对该红外码图13各角落处的定位发光体134进行计算，以获得该标记物1于三维空间位置座标信息；\n[0041] 借由以上所述，本发明的红外线辨认定位系统所达到的功效目的如下：\n[0042] 1、利用多颗红外线的发光体132进行编码，再通过该影像撷取装置2取得影像并传递至该影像运算装置3而进行译码及运算动作，并在影像分析译码的过程中，可屏除外界不必要的信息的目的，进而提供一种红外线辨认定位系统：\n[0043] 而该红外线辨认定位系统包括：一标记物1，装设于任何物品上，该标记物1包括有一载体11及一位于载体11表面处的编码区12，该编码区12处设有两组二元码131，该各组二元码131是以多颗红外线的发光体132排列而成且进行影像编码信息，并通过排列组合可得到不同的二元码131；再将两组二元码131是以对角线相互交叉排列，并以交叉点为一中心点133而形成一个具有编码的红外码图13；一影像撷取装置2，用于扫描读取或照相取像该标记物1内的信息影像；及一影像运算装置3，用于接收该影像撷取装置2所传递信息影像，并将其信息影像进行分析译码及运算，而对该标记物1进行识别工作及计算该标记物1于三维空间位置信息，借由该红外码图13的各发光体132的明灭代表二进制的1和0，而使沿二对角线相互交叉排列的两组二元码131，将两组二元码131作为正方形的对角线而区分形成拥有一对称性二元码1311及一非对称性二元码1312的标记物1，利用多颗红外线的发光体132实现图形编码的技术，且该红外线的发光体132使我们可以将接收到的光线限制在特定的波长，以大幅降低外在环境的干扰；\n[0044] 特别一提，针对该红外码图13处设有两组二元码131，该各组二元码131是以多颗红外线的发光体132排列而成且进行影像编码信息，并通过排列组合可得到不同的二元码131；再将两组二元码131是以对角线相互交叉排列，并以交叉点为一中心点133而形成一个具有编码的红外码图13；在此，更进一步说明，本发明的标记物1须由一对称性二元码\n1311及一非对称性二元码1312所组成，所谓对称性指该二元码131的左右两侧对称于交叉中间处的中心点133位元，如10001的左右两侧10和01对称于中心点133位元0；反之，非对称性即是左右两侧不对称于该中心点133位元，由于两条对角线需呈交叉状态，故该中心点133位元相同者才可配对为同一组，例如：10001和11010可组合成一个该标记物1，依此，建立多种组合的标记物1后，借由该影像运算装置3设有一代码对应数据库32，当该标记物1经该影像运算装置3的影像译码单元31译码后，并对照该代码对应数据库32进行查询该标记物1所属编号，意即可得知欲追踪的物体为何；\n[0045] 2、利用对称性二元码1311及非对称性二元码1312所组合的标记物1，可容许遮蔽情况的发生，且容许被遮蔽的范围可达到一半多的情况下，其标记物1仍可被正确读取的目的；\n[0046] 而该标记物1中的红外码图13的两组二元码131所区分形成的对称性二元码\n1311及非对称性二元码1312其各发光体132数量不同；而该二元码131的对称性二元码\n1311指该二元码131的左右两侧所发亮的各发光体132对称于该对角线的中心点133；且该非对称性二元码1312则指该二元码131的左右两侧所发亮的各发光体132不对称于该对角线的中心点133；其中该红外码图13的二元码131的对称性二元码1311与该非对称性二元码1312呈相对应型态，当该二元码131的对称性二元码1311与非对称性二元码1312部分被遮蔽时，借由该影像撷取装置2对该红外码图13未被遮蔽的对称性二元码1311与该非对称性二元码1312部分取得影像并传递至该影像运算装置3而进行译码及运算动作，进而取得装设于该标记物1的物品的相关信息，如图4、图5所示；\n[0047] 特别一提，利用该二元码131的对称性二元码1311与非对称性二元码1312呈对角线排列编码的优点，当该标记物1的红外码图13部份区域遭到遮蔽时，依然可以借由剩余的二元码131部分以查表的方式来得知其全貌，例如：当译码出一组对称性二元码1311时，根据，它只能被对应到其中一组非对称性二元码1312，反之亦然，为了让容许被遮蔽的范围达到最大化，可增加其中一组二元码131上的发光体132的数量，使该二元码131的对称性二元码1311及非对称性二元码1312的发光体132数量不同，如此一来，最多只需要知道该两组二元码131各一半的样貌，再依该发光体132的数量来判断哪一条是对称性二元码1311，又哪一条是非对称性二元码1312，最后再经该影像运算装置3进行查表，即可得知遭到遮蔽的标记物1的编号为何，以上述的五位元对角线为例，可在该对称性二元码1311的左右两侧各增加数值为1的位元，使得该两组二元码131在数量上产生差异，而原本的\n10001和11010变成了1100011和11010；\n[0048] 此外，为了从该影像撷取装置2拍摄到影像中解析出该标记物1的红外码图13的二元码131，于该红外码图13各角落处增设有一颗红外线的定位发光体134，该各定位发光体134不作影像编码信息使用，只是将该各定位发光体134一直设定为开启ON的状态，便借由该各定位发光体134以点对角连线交叉得到该标记物1的中心点133，而该中心点133到该各定位发光体134位置处即为该二元码131的一半样貌，也就是译码的最低需求；\n[0049] 又于译码的过程中，最重要的是如何得知该各发光体132为开启ON或关闭OFF状态，因此，必须找到该各发光体132在影像中的位置，再根据该点的像素值来判断该各发光体132的明灭情形；因此，利用该所增设于该编码区12的IC芯片14来控制该红外码图13的两组二元码131处的各发光体132进行明灭切换效果，在时间为t时，所有该各发光体\n132为开启ON状态，借以取出影像出现所有亮点的影像座标，判断该点即为该各发光体132在影像上的位置；在时间为t+1时，该各发光体132则切换成该二元码131的形式，再根据先前得到的座标位置，读取该点的像素值，判断该各发光体132为开启ON或关闭OFF状态，最后组合成完整该红外码图13的二元码131。\n[0050] 续请参阅图6所示，是本发明的红外线辨认定位读取方法，通过上述该标记物1以多颗红外线的发光体132进行编码后所提供的信息影像，经过计算后可得知该标记物1于三维空间位置座标信息的读取方法，包括下列步骤：\n[0051] S1：利用该影像撷取装置2撷取该标记物1的红外码图13其信息影像，并将撷取其信息影像传送至该影像运算装置3；\n[0052] 其中该步骤S1所述的影像撷取装置2为红外线摄影机或其他能够撷取自然光线频率或讯号器材的任一者；\n[0053] S2：依据该标记物1的红外码图13处的各发光体132全灭及全亮判断出该各发光体132其位置；\n[0054] S3：依据该标记物1的红外码图13处相互交叉排列的各发光体132明灭数量判断对称性二元码1311及非对称性二元码1312；\n[0055] S4：依据该标记物1的红外码图13处的各发光体132明灭变化所排列出图形编号，经由该影像运算装置3的影像译码单元31进行分析译码而转换为代码编号；\n[0056] S5：依据其代码编号来搜寻及比对于该影像运算装置3的代码对应数据库32内的信息，进而取得装设于该标记物1的物品其整体的信息；\n[0057] S6：依据该标记物1的红外码图13各角落处的定位发光体134，经由该影像运算装置3的运算单元33进行计算，以获得该标记物1于三维空间位置座标信息；\n[0058] 借此，当要辨识各种含有标记物1的物体时，经由该影像撷取装置2撷取对该标记物1的红外码图13其信息影像进行撷取，并传递至该影像运算装置3而进行译码及运算动作，以获得该标记物1所代表的代码编号进行其代码编号资料比对，进而取得该标记物1整体信息，并经过计算后可得知该标记物1于三维空间位置座标信息的读取方法。\n[0059] 综上所述，当知本发明确实可为相关产业广为利用，极具有进步性与新颖性，且发明于申请前未见公开，以符合专利法的规定，依法提出发明专利申请。\n[0060] 惟以上所述，仅为本发明的其中较佳实施例而已，当不能以之限定本发明实施的范围；即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。