TWI627591B - 影像切換之追瞄裝置及方法 - Google Patents

Abstract

一種影像切換之追瞄方法，用以解決二追瞄元件在進行切換時，需以人工的方式重新調整其焦距，而耗費大量的時間成本之問題。係包含：以二追瞄元件其中之一對一目標物進行追蹤拍攝，以產生一追蹤影像，該追蹤影像中具有一焦點；以一處理模組依據一影像辨識法分析出該追蹤影像中的目標物；以一側距儀於其與該者的一垂直線上進行掃描，使該測距儀及一指標器分別投射出的一光束交會於該目標物的一交會點，以產生一對焦資訊；及將其一追瞄元件切換為另一追瞄元件時，該另一追瞄元件依據該對焦資訊進行對焦。

Description

影像切換之追瞄裝置及方法

本發明係關於一種影像切換之追瞄裝置及方法，尤其是一種具備二追瞄元件，該二追瞄元件由其一追瞄元件切換為另一追瞄元件時，不須重新對焦的追瞄裝置及方法。

習知追瞄裝置追蹤一目標物時，係以全彩影像或熱影像等技術進行追蹤，然而，全彩影像技術因受限於環境明暗度的條件之下，容易降低該目標物所能夠拍攝之清晰度，因此在天候不良的情況下，無法精確的對該目標物進行追蹤。另一方面，熱影像技術透過偵測該目標物之熱能的方式，雖可避免天候因素的影響，惟當該目標物所發出的熱源不足，以至於熱影像技術無法感應時，亦無法達到對該目標物追蹤之目的。

因此，為了解決全彩影像及熱影像等二技術之不同缺點，另一習知追瞄裝置，係同時搭載上述二技術以進行追蹤，惟全彩影像技術與熱影像技術之間在進行切換時，會造成焦距上的偏移而產生誤差，因此，需以人工的方式重新調整其焦距，而耗費大量的時間成本。

有鑑於此，習知追瞄裝置確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明係提供一種影像切換之追瞄裝置及方法，能夠具備二追瞄元件，該二追瞄元件由其一追瞄元件切換為另一追 瞄元件時，不須重新對焦。

本發明的一種影像切換之追瞄裝置，包含：一載台；一位移機構，一旋轉件結合於該載台，該位移機構用以沿著一X軸方向旋轉及沿著一Y軸方向升降；一追瞄組件，樞接於該位移機構，係由二追瞄元件中之一對一目標物進行追蹤拍攝，以產生一追蹤影像，該追蹤影像中具有一焦點，該追瞄組件以一測距儀及一指標器，使該焦點對位於該目標物；及一處理模組，耦接該位移機構及該追瞄組件，該處理模組依據一影像辨識法分析該追蹤影像中是否具有該目標物，若分析結果為是，則以該測距儀於其與該二追瞄元件的其中一追瞄元件的一垂直線上進行掃描，使該測距儀及該指標器分別投射出的一光束交會於該目標物的一交會點，該處理模組判斷該交會點是否重疊於該焦點，若判斷結果為是，則產生一對焦資訊，使另一追瞄元件以該對焦資訊進行對焦。

本發明的一種影像切換之追瞄方法，包含：以二追瞄元件其中之一對一目標物進行追蹤拍攝，以產生一追蹤影像，該追蹤影像中具有一焦點；以一處理模組依據一影像辨識法分析出該追蹤影像中的目標物；以一側距儀於其與該二追瞄元件的其中一追瞄元件的一垂直線上進行掃描，使該測距儀及一指標器分別投射出的一光束交會於該目標物的一交會點，以產生一對焦資訊；及將其一追瞄元件切換為另一追瞄元件時，該另一追瞄元件依據該對焦資訊進行對焦。

據此，本發明的影像切換之追瞄裝置及方法，藉由將該二追瞄元件與該測距儀設置於該垂直線，以及將該測距儀與該指標器設置於該水平線；或將該二追瞄元件設置於該垂直線，以及將該測距儀與該指標器設置於該水平線，並使該垂直線與該水平線互相垂直，在該二追瞄元件互相切換時，不會造成焦距上的偏移而產生誤差，因此，不需以人工的方式重新調整其焦距，係具有減少整體對焦時間之功效。

其中，若該二追瞄元件與該測距儀係設置於該垂直線，該測距儀與該指標器係設置於一水平線，該處理模組以該對焦資訊調整該另一追瞄元件的一旋轉角度。如此，係具有減少該另一追瞄元件之對焦時間之功效。

其中，該追瞄組件另包含一旋轉盤，該二追瞄元件、該測距儀及該指標器均設置於該旋轉盤，該二追瞄元件係設置於該垂直線，該測距儀與該指標器係設置於一水平線，該垂直線與該水平線互相垂直，該處理模組控制該旋轉盤旋轉，使該二追瞄元件之設置位置互換，並使該另一追瞄元件以該對焦資訊進行對焦。如此，係具有減少該另一追瞄元件之對焦時間之功效。

其中，該載台另設有一多軸感測器，該多軸感測器耦接該處理模組，並用以感應該載台的軸向變化以產生一軸向資訊，該處理模組依據該軸向資訊控制該位移機構沿著該X軸方向旋轉，沿著該Y軸方向升降，以及控制該追瞄組件的俯仰角度。如此，能夠避免因外力的影響而使對焦失敗，係具有提升對焦準確性之功效。

其中，該交會點係以該測距儀取得該目標物與該追瞄裝置的一距離值，該處理模組依據該距離值及該測距儀與該指標器的一間距求出一方向角，該處理模組依據該方向角調整該指標器。如此，係具有減少整體對焦時間之功效。

其中，若該二追瞄元件與該測距儀係設置於該垂直線，該測距儀與該指標器係設置於一水平線，該二追瞄元件的另一追瞄元件依據該對焦資訊調整其旋轉角度。如此，係具有減少該另一追瞄元件之對焦時間之功效。

其中，若該二追瞄元件係設置於該垂直線，該測距儀與該指標器係設置於一水平線，該垂直線與該水平線互相垂直，使該二追瞄元件 之設置位置互換，該二追瞄元件的另一追瞄元件依據該對焦資訊進行對焦。如此，係具有減少該另一追瞄元件之對焦時間之功效。

其中，以該測距儀取得與該目標物的一距離值，依據該距離值及該測距儀與該指標器的一間距求出一方向角，以該方向角調整該指標器，以使該焦點對位於該追蹤影像中的目標物。如此，係具有減少整體對焦時間之功效。

〔本發明〕

1‧‧‧載台

2‧‧‧位移機構

21‧‧‧旋轉件

3‧‧‧追瞄組件

31‧‧‧追瞄元件

32‧‧‧測距儀

33‧‧‧指標器

34‧‧‧旋轉盤

4‧‧‧處理模組

F‧‧‧焦點

I‧‧‧追蹤影像

M‧‧‧驅動元件

T‧‧‧目標物

θ‧‧‧方向角

S1‧‧‧追蹤步驟

S2‧‧‧對焦步驟

S3‧‧‧切換步驟

第1圖：本發明第一實施例之組合立體圖。

第2圖：本發明第一實施例之追蹤影像未完成對焦畫面示意圖。

第3圖：本發明第一實施例之測距儀及指標器進行對焦示意圖。

第4圖：本發明第一實施例之追瞄組件局部放大圖。

第5圖：本發明第一實施例之調整指標器之方向角示意圖。

第6圖：本發明第一實施例之追蹤影像完成對焦畫面示意圖。

第7圖：本發明第二實施例之組合立體圖。

第8圖：本發明之方法流程圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：本發明全文所述之「耦接」(coupling)，係指二裝置之間藉由有線實體、無線媒介或其組合(例如：異質網路)等方式，使該二裝置可以相互傳遞資料，係本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以理解。

請參照第1圖所示，其係本發明影像切換之追瞄裝置的第一實施例，係包含一載台1、一位移機構2、一追瞄組件3及一處理模組4，該位移機構2結合於該載台1上，該追瞄組件3樞接於該位移機構2，該 處理模組4耦接該位移機構2及該追瞄組件3。

詳言之，該載台1的外型及大小不受任何限制，可依使用需求調整配置，在本發明第一實施例中，該載台1概呈梯形立體狀，惟不以此為限。

該位移機構2以一旋轉件21結合於該載台1上，使該追瞄組件3能夠朝向一目標物T之方向。詳言之，該位移機構2能夠依據該旋轉件21沿著一X軸方向進行旋轉，及以一升降件(圖未繪製)沿著一Y軸方向升降，在本發明第一實施例中，該X軸方向的旋轉角度最大係為360度，該Y軸方向的升降高度在此不做任何限制，此為本領域技術人員可以理解，在此不多加贅述。

請參照第2至4圖所示，該追瞄組件3樞接於該位移機構2，並用以對該目標物T進行追蹤及對焦。詳言之，該追瞄組件3以二追瞄元件31其中之一對該目標物T進行追蹤拍攝，以產生一追蹤影像I，該追蹤影像I中具有一焦點F，該二追瞄元件31可以分別為一全彩影像模組及一熱影像模組，例如其可以為全彩相機及熱像儀，惟不以此為限。該追瞄組件3另以一測距儀32及一指標器33，使該焦點F對位於該目標物T上，其中，該二追瞄元件31、該測距儀32及該指標器33均可以以一驅動元件M帶動其旋轉，該測距儀32係用以取得該追瞄裝置與該目標物T之間的距離，該指標器32係用以定位使用，在本發明第一實施例中，該測距儀32係為一雷射測距儀，該指標器32係為一雷射指標器。其中，該二追瞄元件31與該測距儀32係設置於一垂直線，該測距儀32與該指標器33係設置於一水平線。如此，係具有減少該另一追瞄元件31之對焦時間之功效。

請參照第5及6圖所示，該處理模組4可以設置於該載台1或以外接的方式耦接該位移機構2及該追瞄組件3，該處理模組4可以為具有資料處理、訊號產生及控制功能的一控制裝置，例如：一微控制器 (MCU)係能夠簡化本發明之硬體架構，係具有降低大量生產時的製造成本之效果。該處理模組4依據一影像辨識法分析該追蹤影像I中是否具有該目標物T，若分析結果為是，則以該測距儀32於該垂直線上進行掃描，使該測距儀32與該指標器33個別投射出的光束，能夠交會於該目標物T的一交會點，隨後，該處理模組4判斷該交會點是否重疊於該焦點F，若判斷結果為是，則產生一對焦資訊。當該追瞄組件3由其一追瞄元件31切換為另一追瞄元件31時，該處理模組4依據該對焦資訊調整該另一追瞄元件31的一選轉角度以進行對焦；若判斷結果為否，則持續進行掃描。

詳言之，使該測距儀32與該指標器33個別投射出的光束形成該交會點，係以該測距儀32取得該目標物T與該追瞄裝置的一距離值，該處理模組4依據該距離值及該測距儀32與該指標器33之間的一間距，以求出該方向角θ，並根據該方向角θ調整該指標器33，藉此，使該指標器33投射出的光束能與該測距儀32交會於該交會點。

在本發明的第一實施例中，該追瞄裝置使用時，係以該二追瞄元件31的其一追瞄元件31(如：全彩影像)，對該目標物T進行追蹤拍攝，以產生一追蹤影像，該測距儀32持續於該垂直線上進行掃描，以調整該指標器33之方向角θ，使該測距儀32及該指標器33個別投射出的光束，與該追蹤影像中的焦點F重疊，以產生一對焦資訊。當由該二追瞄元件31的其一追瞄元件31切換為另一追瞄元件31時，該處理模組4依據該對焦資訊調整該另一追瞄元件31的旋轉角度，使該二追瞄元件31互相切換時，能夠自動對焦且不會造成焦距上的偏移之問題。

請參照第7圖所示，其係本發明影像切換之追瞄裝置的第二實施例，本發明的第二實施例大致上同於上述的第一實施例，其主要差異在於：本第二實施例的二追瞄元件31、測距儀32及指標器33均設置於一旋轉盤34，該旋轉盤34能夠沿著順時針或逆時針方向進行旋轉，其中， 該二追瞄元件31係設置於一垂直線，該測距儀32與該指標器33係設置於一水平線，該垂直線與該水平線互相垂直。該處理模組4產生該對焦資訊後，該處理模組4可以控制該旋轉盤34旋轉，使該二追瞄元件31之設置位置互換，並使該二追瞄元件31的另一追瞄元件31以該對焦資訊進行對焦。如此，係具有減少該另一追瞄元件31之對焦時間之功效。

其中，本發明之載台1還可以設有一多軸感測器(圖未繪製)，該多軸感測器耦接該處理模組4，並用以感應該載台1的軸向變化以產生一軸向資訊，該處理模組4能夠以該軸向資訊控制該位移機構2沿著該X軸方向旋轉，沿著該Y軸方向升降，以及控制該追瞄組件3的俯仰角度，在本發明的第一及第二實施例中，該多軸感測器係為一四軸陀螺儀，惟不以此為限。如此，能夠避免因外力的影響而使對焦失敗，係具有提升對焦準確性之功效。

請參照第8圖所示，其係本發明影像切換之追瞄方法的一較佳實施例，係包含：一追蹤步驟S1、一對焦步驟S2及一切換步驟S3。

該追蹤步驟S1能夠以二追瞄元件31的其一追瞄元件31，對一目標物T進行追蹤拍攝，以產生一追蹤影像I，該追蹤影像I中具有一焦點F，在本發明第一實施例中，該二追瞄元件31可以為一全彩影像模組及一熱影像模組，例如係一全彩相機及一熱像儀，惟不以此為限。

該對焦步驟S2能夠以一測距儀32及一指標器33，使該焦點F對位於該追蹤影像I中的目標物T。詳言之，該測距儀32取得該目標物T與該追瞄裝置的一距離值，依據該距離值及該測距儀32與該指標器33之間的一間距，以求出一方向角θ，並根據該方向角θ調整該指標器33，藉此，使該測距儀32與該指標器33個別投射出的光束交會於一交會點，且使該交會點重疊於該焦點F以完成對焦，並產生一對焦資訊。

該切換步驟S3依據該對焦資訊，使該二追瞄元件31的另一 追瞄元件31進行對焦，當該二追瞄元件31與該測距儀32係設置於一垂直線，該測距儀32與該指標器33係設置於一水平線，且該水平線與該垂直線係為互相垂直時，該二追瞄元件31的另一追瞄元件31依據該對焦資訊調整其旋轉角度，以完成對焦。如此，係具有減少該另一追瞄元件31之對焦時間之功效。

此外，當該二追瞄元件31係設置於一垂直線，該測距儀32與該指標器33係設置於一水平線，且該垂直線與該水平線係為互相垂直時，使該二追瞄元件31之設置位置互換，該二追瞄元件31中的另一者依據該對焦資訊進行對焦。如此，係具有減少該另一追瞄元件31之對焦時間之功效。

綜上所述，本發明的影像切換之追瞄裝置及方法，藉由將該二追瞄元件與該測距儀設置於該垂直線，以及將該測距儀與該指標器設置於該水平線；或將該二追瞄元件設置於該垂直線，以及將該測距儀與該指標器設置於該水平線，並使該垂直線與該水平線互相垂直，在該二追瞄元件互相切換時，不會造成焦距上的偏移而產生誤差，因此，不需以人工的方式重新調整其焦距，係具有減少整體對焦時間之功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

1. 一種影像切換之追瞄裝置，包含：一載台；一位移機構，一旋轉件結合於該載台，該位移機構用以沿著一X軸方向旋轉及沿著一Y軸方向升降；一追瞄組件，樞接於該位移機構，係由二追瞄元件中之一對一目標物進行追蹤拍攝，以產生一追蹤影像，該追蹤影像中具有一焦點，該追瞄組件以一測距儀及一指標器，使該焦點對位於該目標物；及一處理模組，耦接該位移機構及該追瞄組件，該處理模組依據一影像辨識法分析該追蹤影像中是否具有該目標物，若分析結果為是，則以該測距儀於其與該二追瞄元件的其中一追瞄元件的一垂直線上進行掃描，使該測距儀及該指標器分別投射出的一光束交會於該目標物的一交會點，該處理模組判斷該交會點是否重疊於該焦點，若判斷結果為是，則產生一對焦資訊，使另一追瞄元件以該對焦資訊進行對焦。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像切換之追瞄裝置，其中，當該二追瞄元件與該測距儀係設置於該垂直線，該測距儀與該指標器係設置於一水平線，該處理模組以該對焦資訊調整該另一追瞄元件的一旋轉角度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像切換之追瞄裝置，其中，該追瞄組件另包含一旋轉盤，該二追瞄元件、該測距儀及該指標器均設置於該旋轉盤，該二追瞄元件係設置於該垂直線，該測距儀與該指標器係設置於一水平線，該垂直線與該水平線互相垂直，該處理模組控制該旋轉盤旋轉，使該二追瞄元件之設置位置互換，並使該另一追瞄元件以該對焦資訊進行對焦。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像切換之追瞄裝置，其中，該載台另設有一多軸感測器，該多軸感測器耦接該處理模組，並用以感應該載台的 軸向變化以產生一軸向資訊，該處理模組依據該軸向資訊控制該位移機構沿著該X軸方向旋轉，沿著該Y軸方向升降，以及控制該追瞄組件的俯仰角度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之影像切換之追瞄裝置，其中，該交會點係以該測距儀取得該目標物與該追瞄裝置的一距離值，該處理模組依據該距離值及該測距儀與該指標器的一間距求出一方向角，該處理模組依據該方向角調整該指標器。
6. 一種影像切換之追瞄方法，包含：以二追瞄元件其中之一對一目標物進行追蹤拍攝，以產生一追蹤影像，該追蹤影像中具有一焦點；以一處理模組依據一影像辨識法分析出該追蹤影像中的目標物；以一側距儀於其與該二追瞄元件的其中一追瞄元件的一垂直線上進行掃描，使該測距儀及一指標器分別投射出的一光束交會於該目標物的一交會點，以產生一對焦資訊；及將其一追瞄元件切換為另一追瞄元件時，該另一追瞄元件依據該對焦資訊進行對焦。
7. 如申請專利範圍第6項所述之影像切換之追瞄方法，其中，若該二追瞄元件與該測距儀係設置於該垂直線，該測距儀與該指標器係設置於一水平線，該二追瞄元件的另一追瞄元件依據該對焦資訊調整其旋轉角度。
8. 如申請專利範圍第6項所述之影像切換之追瞄方法，其中，若該二追瞄元件係設置於該垂直線，該測距儀與該指標器係設置於一水平線，該垂直線與該水平線互相垂直，使該二追瞄元件之設置位置互換，該二追瞄元件的另一追瞄元件依據該對焦資訊進行對焦。
9. 如申請專利範圍第6項所述之影像切換之追瞄方法，其中，以該測距儀取得與該目標物的一距離值，依據該距離值及該測距儀與該指標器的一 間距求出一方向角，以該方向角調整該指標器，以使該焦點對位於該追蹤影像中的目標物。