空间定位系统以及方法技术方案

一种空间定位系统以及方法，相对观测者以及标的物形成一个虚拟的二维座标平面予以定位，其中二维座标平面是相对应观测者于空间移动，信号发射单元受观测者控制并位于二维座标平面，观测者上装配多个信号接收器，信号接收器以接收信号的强弱来判定距离，藉由多点会集可以界定信号发射单元、信号接收器的座标，甚至眼睛座标、或觇孔座标等，并可界定观测者在移动中时屏幕或二维座标平面的座标位置，以及界定移动中信号发射单元的座标位置，藉以产生相对应标的物的相对位置信号。

Space positioning system and method

A space positioning system and method, the relative observer and the object to form a two-dimensional virtual coordinate plane to position, which is corresponding to the two-dimensional coordinate plane observer in space moving signal transmitting unit by the control and observer in a two-dimensional coordinate plane, a plurality of signal receiver assembly observer, the strength of the signal receiver to receive the signal to determine the distance by multi point gather can define signal transmitting unit, signal receiver coordinates, coordinates, or even eye aperture coordinates, and define the observer while moving the screen or the two-dimensional coordinate plane coordinates, and define the signal transmitting unit in the mobile coordinate position, relative position signal to generate the corresponding object.

【技术实现步骤摘要】
空间定位系统以及方法
本专利技术涉及一种空间定位系统以及方法，尤其涉及利用于简报、屏幕游戏场合中的空间定位系统以及方法。
技术介绍
于人们的日常生活中，利用信号发射指向的需求很多，例如简报环境中，报告者以激光笔对屏幕指向来进行简报；或者屏幕游戏中，游戏者扮演枪手持枪对屏幕指向来进行射击屏幕游戏，或是游戏者扮演魔法师持魔法棒对屏幕指向来进行魔法屏幕游戏等，这些较复杂的信号指向需求，不仅需产生指向的信号，更需针对观测者以及标的物定位，才能符合实务上的应用。关于简报环境，报告者对屏幕有指向以及翻页控制的需求，以往报告者是手持激光笔对屏幕进行指向，因为报告者站在屏幕跟听众之间，为了指向以及跟观众沟通，往往需要频频回首或转身。针对翻页的需求，往往需要有人帮助操控电脑翻页，除耗费人力以外又要讲求默契，不然就是自己以遥控器翻页，手持激光笔又手持遥控器，使手部动作变的好复杂，加上频频回首转身，搞得报告者容易分心而难专注在报告内容的呈现，是听众的一大损失。此外，目前具有激光与遥控二合一的简报指向技术，遥控屏幕滑鼠采用加速度感应器、触控面板、或按键的方式，其控制逻辑和一般滑鼠一样，是利用改变相对座标的方式，但是其操控的效果却往往不如桌上滑鼠来的精准。因此需要一种新的技术能使报告者方便的进行指向以及操控，并改善操作的精准度。关于屏幕游戏，现阶段的技术有多种方式，中国台湾专利第I458532号的光线枪指向位置确定系统及方法，是由光线枪上安装的摄像装置来辅助屏幕座标的定位。中国台湾专利第M413112号的射击系统，是直接以激光光束于屏幕上形成光点。而中国台湾专利第M284416号适用于任何显示器的电玩无线控制器，藉由固态回转仪感应枪体移动方向来进行定位。目前市面上屏幕游戏有将接收器安装在屏幕端，接收枪枝上信号来判断瞄准点的方法，这种方式的缺点是当玩家离开原来做瞄准设定的位置时，其设定基础已经改变，原设定就会失去准确性。这些技术林林总总的，有的元件成本不低，例如摄像装置、固态回转仪，有的形成的功效有限，例如光点定位或屏幕端接收器的技术，并且，整体上缺乏一种有效率、低成本、又能解决各种指向功能的技术来符合多种需求。因此，本专利技术的主要目的在于提供一种通用于简报、屏幕游戏场合甚至虚拟实境游戏中所需的空间定位系统以及方法，一并以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供一种空间定位系统以及方法，藉由一个虚拟的二维座标平面予以定位，因此，不论是简报环境、屏幕游戏场合，甚至虚拟实境游戏中，都可用相同的原理，以更有效率、简便的模式，符合多种的需求来产生多种应用效能。本专利技术是关于一种空间定位系统以及方法，于空间中具有观测者以及标的物，空间定位系统是相对观测者以及标的物形成一个虚拟的二维座标平面予以定位，其中二维座标平面是相对应观测者于空间移动。空间定位系统包含信号发射单元、至少二信号接收器、以及座标运算模组。信号发射单元是受观测者控制，信号发射单元并位于二维座标平面，用以产生信号。至少二信号接收器是装设于观测者，用以接收信号发射单元所产生的信号，判读能量的强弱以产生距离信号。座标运算模组是耦接所述的信号接收器。当观测者相对标的物位于空间中的第一位置时，则进行设定阶段，座标运算模组是通过信号接收器根据信号发射单元的信号定义设定座标，若有屏幕需求时实务上可能需要多个设定座标，并根据该些信号接收器的距离信号以分别产生起始距离，座标运算模组根据设定座标以及该些起始距离，以产生起始的二维座标平面，并分别计算该些信号接收器的接收器座标。藉此，当观测者相对于标的物在空间移动至第二位置时，即进行信号处理阶段，该些信号接收器是分别再接收来自信号发射单元的距离信号，以分别产生运动距离，座标运算模组是根据观测者产生接续的二维座标平面，座标运算模组根据运动距离以及该些接收器座标计算出信号发射单元的运动座标，以运动座标相对于所述接续的二维座标平面，产生相对应标的物的相对位置信号，此位置信号可供后续简报的电脑、屏幕游戏的游戏机等作程式运用。如前述的空间定位系统，其中空间定位系统是可利用于简报环境，此时观测者为报告者，标的物为屏幕。报告者于第一位置持信号发射单元指向屏幕的多个特定位置以产生多个信号，座标运算模组是根据该些信号定义多个设定座标，座标运算模组针对每一个设定座标分别与该些起始距离，以产生起始的二维座标平面。此外，空间定位系统也可利用于射击屏幕游戏，此时观测者为枪手游戏者，标的物为屏幕，信号发射单元是设置于枪的准星处。枪手游戏者于第一位置持有信号发射单元指向屏幕的多个特定位置以产生多个信号，座标运算模组是根据该些信号定义多个设定座标，座标运算模组针对每一个设定座标分别与该些起始距离，以产生起始的二维座标平面。再者，空间定位系统也可利用于魔法屏幕游戏，此时观测者为魔法师游戏者，标的物为屏幕，信号发射单元是设置于魔法棒的顶端。魔法师游戏者于第一位置持有魔法棒并以信号发射单元指向屏幕的多个特定位置以产生多个信号，座标运算模组是根据该些信号定义多个设定座标，座标运算模组针对每一个设定座标分别与该些起始距离，以产生起始的二维座标平面。不论以上简报环境、射击屏幕游戏、或是魔法师游戏者，当屏幕为矩形且已知长宽比例时，则所述该些设定座标需为四个设定座标，其是指信号发射单元指向屏幕四个角落的其中三角落的三个设定座标，以及信号发射单元指向屏幕的中心点的设定座标。当屏幕为矩形且未知长宽比例，则所述该些设定座标为五个设定座标，其是指信号发射单元指向屏幕四个角落的其中三角落的三个设定座标，以及信号发射单元指向该三角落所形成屏幕的二边的中心点的两个设定座标。若为简报环境时，所述二维座标平面是相对应观测者于空间移动，是进一步指对应报告者所配带其中的一个信号接收器于空间移动。当观测者移动至第二位置时，所述根据观测者产生接续的二维座标平面，是以起始的二维座标平面相对于报告者所配带其中的该个信号接收器的相对位置，藉由报告者至第二位置时该个信号接收器的位置，以相对关系来得所述接续的二维座标平面。并且，二维座标平面是对应于屏幕，所述以运动座标相对于所述接续的二维座标平面，产生相对应标的物的相对位置信号，是指运动座标在二维座标平面的相对位置，相对应于屏幕而产生位置信号。若为射击屏幕游戏以及魔法屏幕游戏时，会于屏幕的四个角落至少装设三个发射器，如果是射击屏幕游戏还会在枪的觇孔处也多设置一个发射器。这时，需要三个信号接收器，该三个信号接收器是分别接收所述至少三个角落的发射器所产生的信号，以分别产生相对应的距离信号，座标运算模组根据该些距离信号产生该些屏幕距离，并根据该三个信号接收器的接收器座标以及该些屏幕距离，以产生所述至少三个发射器的屏幕角落座标。若为射击屏幕游戏，需额外算出觇孔座标。该三个信号接收器是分别接收觇孔处的发射器所产生的信号，以分别产生相对应的距离信号，座标运算模组根据该些距离信号产生该些觇孔距离，并根据该三个信号接收器的接收器座标以及该些觇孔距离，以产生觇孔座标。所述二维座标平面相对应观测者于空间移动，是指相对应枪手游戏者所装设信号接收器的接收器座标于空间移动。若为魔法屏幕游戏，需额外算出眼睛座标。藉由所述至少三个屏幕角落座标中任二个屏幕角落座标与起始的二维座标平面的四个角落座标中相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间定位系统，于空间中具有观测者以及标的物，该空间定位系统是相对该观测者以及该标的物形成一个虚拟的二维座标平面予以定位，其中该二维座标平面是相对应该观测者于空间移动，其特征在于，该空间定位系统包含：信号发射单元，受该观测者控制，该信号发射单元并位于该二维座标平面，用以产生信号；至少二信号接收器，装设于该观测者，用以接收该信号发射单元所产生的信号，以产生距离信号；以及座标运算模组，该座标运算模组耦接所述的信号接收器，当该观测者相对该标的物位于空间中的第一位置时，该座标运算模组通过该信号接收器根据该信号发射单元的信号定义设定座标，并根据该些信号接收器的距离信号以分别产生起始距离，该座标运算模组根据该设定座标以及该些起始距离，以产生起始的二维座标平面，并分别计算该些信号接收器的接收器座标；藉此，当该观测者相对于该标的物在空间移动至第二位置时，该些信号接收器分别再接收来自该信号发射单元的距离信号，以分别产生运动距离，该座标运算模组根据该运动距离以及该些接收器座标计算出该信号发射单元的运动座标，该座标运算模组根据该观测者产生接续的二维座标平面，以该运动座标相对于所述接续的二维座标平面，产生相对应该标的物的相对位置信号。...

【技术特征摘要】
2016.08.31 TW 1051279481.一种空间定位系统，于空间中具有观测者以及标的物，该空间定位系统是相对该观测者以及该标的物形成一个虚拟的二维座标平面予以定位，其中该二维座标平面是相对应该观测者于空间移动，其特征在于，该空间定位系统包含：信号发射单元，受该观测者控制，该信号发射单元并位于该二维座标平面，用以产生信号；至少二信号接收器，装设于该观测者，用以接收该信号发射单元所产生的信号，以产生距离信号；以及座标运算模组，该座标运算模组耦接所述的信号接收器，当该观测者相对该标的物位于空间中的第一位置时，该座标运算模组通过该信号接收器根据该信号发射单元的信号定义设定座标，并根据该些信号接收器的距离信号以分别产生起始距离，该座标运算模组根据该设定座标以及该些起始距离，以产生起始的二维座标平面，并分别计算该些信号接收器的接收器座标；藉此，当该观测者相对于该标的物在空间移动至第二位置时，该些信号接收器分别再接收来自该信号发射单元的距离信号，以分别产生运动距离，该座标运算模组根据该运动距离以及该些接收器座标计算出该信号发射单元的运动座标，该座标运算模组根据该观测者产生接续的二维座标平面，以该运动座标相对于所述接续的二维座标平面，产生相对应该标的物的相对位置信号。2.如权利要求1所述的空间定位系统，其特征在于，该空间定位系统利用于简报环境，该观测者为报告者，该标的物为屏幕，该报告者于该第一位置持有该信号发射单元指向该屏幕的多个特定位置以产生多个信号，该座标运算模组根据该些信号定义多个设定座标，该座标运算模组针对每一个设定座标分别与该些起始距离，以产生起始的二维座标平面。3.如权利要求2所述的空间定位系统，其特征在于，当该屏幕为矩形且已知长宽比例，则所述该些设定座标为四个设定座标，是指该信号发射单元指向该屏幕四个角落的其中三角落的三个设定座标，以及该信号发射单元指向该屏幕的中心点的设定座标。4.如权利要求2所述的空间定位系统，其特征在于，当该屏幕为矩形且未知长宽比例，则所述该些设定座标为五个设定座标，是指该信号发射单元指向该屏幕四个角落的其中三角落的三个设定座标，以及该信号发射单元指向该三角落所形成该屏幕的二边的中心点的两个设定座标。5.如权利要求2所述的空间定位系统，其特征在于，该二维座标平面是相对应该观测者于空间移动，是进一步指对应该报告者所配带其中一个信号接收器于空间移动。6.如权利要求5所述的空间定位系统，其特征在于，当该观测者移动至该第二位置时，所述根据该观测者产生接续的二维座标平面，是以起始的二维座标平面相对于报告者所配带其中的该个信号接收器的相对位置，藉由该报告者至该第二位置时该个信号接收器的位置，以相对关系来得所述接续的二维座标平面。7.如权利要求2所述的空间定位系统，其特征在于，该二维座标平面是对应于该屏幕，所述以该运动座标相对于所述接续的二维座标平面，产生相对应该标的物的相对位置信号，是指该运动座标在该二维座标平面的相对位置，相对应于该屏幕而产生位置信号。8.如权利要求1所述的空间定位系统，其特征在于，该空间定位系统是利用于射击屏幕游戏，该观测者为枪手游戏者，该标的物为屏幕，该信号发射单元设置于枪的准星处，该枪手游戏者于该第一位置持有该信号发射单元指向该屏幕的多个特定位置以产生多个信号，该座标运算模组是根据该些信号定义多个设定座标，该座标运算模组针对每一个设定座标分别与该些起始距离，以产生起始的二维座标平面。9.如权利要求8所述的空间定位系统，其特征在于，当该屏幕为矩形且已知长宽比例，则所述该些设定座标为四个设定座标，是指该信号发射单元指向该屏幕四个角落的其中三角落的三个设定座标，以及该信号发射单元指向该屏幕的中心点的设定座标。10.如权利要求8所述的空间定位系统，其特征在于，当该屏幕为矩形且未知长宽比例，则所述该些设定座标为五个设定座标，是指该信号发射单元指向该屏幕四个角落的其中三角落的三个设定座标，以及该信号发射单元指向该三角落所形成该屏幕的二边的中心点的两个设定座标。11.如权利要求8所述的空间定位系统，其特征在于，该屏幕的四个角落中的至少三个角落分别各设有一个发射器，该枪的觇孔处也进一步设置一个发射器，所述至少二信号接收器为三个信号接收器，该三个信号接收器分别接收所述至少三个角落的发射器所产生的信号，以分别产生相对应的距离信号，该座标运算模组根据该些距离信号产生该些屏幕距离，并根据该三个信号接收器的接收器座标以及该些屏幕距离，以产生所述至少三个发射器的屏幕角落座标，进一步该三个信号接收器是分别接收该觇孔处的发射器所产生的信号，以分别产生相对应的距离信号，该座标运算模组根据该些距离信号产生该些觇孔距离，并根据该三个信号接收器的接收器座标以及该些觇孔距离，以产生觇孔座标，所述该二维座标平面相对应该观测者于空间移动，是进一步指相对应该枪手游戏者所装设的接收器座标于空间移动。12.如权利要求11所述的空间定位系统，其特征在于，当该枪手游戏者移动至该第二位置时，需重新根据该三个信号接收器对所述至少三个发射器的该些距离信号以及该三个信号接收器的接收器座标重新计算该四个发射器的屏幕角落座标，并需重新根据该三个信号接收器对该觇孔处的发射器的该些距离信号以及该三个信号接收器的接收器座标重新计算该觇孔座标，所述根据该观测者产生接续的二维座标平面，是以重新计算后的觇孔座标对重新计算后的四个屏幕角落座标，配合该信号发射单元的位置，产生接续的二维座标平面。13.如权利要求12所述的空间定位系统，其特征在于，该二维座标平面是对应于该屏幕，所述以该运动座标相对于接续的二维座标平面，产生相对应该标的物的相对位置信号，是指该运动座标在该二维座标平面的相对位置，相对应于该屏幕而产生位置信号，其中当接续的二维座标平面的边长比例不等同于该屏幕的边长比例时，需针对该运动座标于该二维座标平面上进行比例修正。14.如权利要求1所述的空间定位系统，其特征在于，该空间定位系统是利用于魔法屏幕游戏，该观测者为魔法师游戏者，该标的物为屏幕，该信号发射单元设置于魔法棒的顶端，该魔法师游戏者于该第一位置持有该魔法棒并以该信号发射单元指向该屏幕的多个特定位置以产生多个信号，该座标运算模组是根据该些信号定义多个设定座标，该座标运算模组针对每一个设定座标分别与该些起始距离，以产生起始的二维座标平面。15.如权利要求14所述的空间定位系统，其特征在于，当该屏幕为矩形且已知长宽比例，则所述该些设定座标为四个设定座标，是指该信号发射单元指向该屏幕四个角落的其中三角落的三个设定座标，以及该信号发射单元指向该屏幕的中心点的设定座标。16.如权利要求14所述的空间定位系统，其特征在于，当该屏幕为矩形且未知长宽比例，则所述该些设定座标为五个设定座标，是指该信号发射单元指向该屏幕四个角落的其中三角落的三个设定座标，以及该信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉琪，
申请(专利权)人：张玉琪，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71