TWI682189B - 座標感測裝置及感測方法 - Google Patents

Abstract

一種座標感測裝置包含有：一接收器，用來感測一第一光訊號、一第二光訊號與一第三光訊號來產生一接收訊號；以及一控制器，用來依據該接收訊號來運算出該接收器的一座標；其中當該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號投射在一水平面上時會分別呈現一第一直線光紋、一第二直線光紋與一第三直線光紋。

Description

座標感測裝置及感測方法

本發明係關於一種座標感測裝置，特別是關於一種三維座標感測裝置。

行動裝置(例如手機)已是現代人生活不可或缺的用品之一，而定位技術發展至今，任何攜帶行動裝置的使用者都可以很方便地使用相關服務，進行如導航、周邊景點導覽、社交網路互動等多種用途，現代人的生活因此增添不少便利及趣味。目前市面上的定位裝置(或是導航裝置)大都採用全球定位系統(Global Position System,GPS)的技術，全球定位系統是結合衛星科技與無線通訊的技術，可提供使用者精確的定位、速度及時間資訊。

全球定位系統的定位需仰賴衛星與定位裝置之間的相互配合才得以順利運作。然而，目前的定位技術主要仍應用在室外的開闊空間，且受限於物理條件，定位的準確度還有待進一步提升，尤其不適於使用在室內單一場域的細部定位。舉例來說，當待測物(例如人員)身處室內的大場域空間時(例如大賣場)，習知全球定位系統的定位技術因建築物的遮蔽並無法得到待測物在該場域內的位置。

本發明之目的為提供一種三維座標感測裝置，其可準確地運算出一待測物於一特定場域內的位置。

本發明提供一種座標感測裝置，該座標感測裝置包含有一接收器以及一控制器。該接收器用來感測一第一光訊號、一第二光訊號與一第三光訊號來產生一接收訊號。該控制器用來依據該接收訊號來運算出該接收器的一座標。當該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號投射在一水平面上時，該水平面會分別呈現一第一直線光紋、一第二直線光紋與一第三直線光紋。

本發明提供一種感測方法，用來感測一待測物的一座標。該方法包含有：產生一第一光訊號、一第二光訊號與一第三光訊號，其中當該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號投射在一水平面上時，該水平面會分別呈現一第一直線光紋、一第二直線光紋與一第三直線光紋；當該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號分別投射至該待測物時，產生一接收訊號；以及依據該接收訊號來運算出該待測物的一座標。

本發明之座標感測裝置可利用於一定位系統中。在該定位位統中，該座標感測裝置透過一發送器發出的三道直線光紋，並以一旋轉中心同時旋轉來掃描一待測物。該發送器另發送出的一同步訊號至該待測物上的一接收器，以產生一參考時間。該接收器於一第一時間偵測到該第一光訊號時輸出一第一訊號，於一第二時間偵測到該第二光訊號時輸出一第二訊號，以及於一第三時間偵測到該第三光訊號時輸出一第三訊號。該座標感測裝置依據該第一時間、該第二時間、該第三時間、一參考時間、該三道光線旋轉時的角速度、發射端之間的距離以及其他已知的資訊來計算出該待測物的三維位置。因此，該定位系統可準確地計算出該待測物於一特定 場域內的三維確切位置。

1、1a‧‧‧座標感測裝置

11、11a‧‧‧傳送器

111、121‧‧‧無線傳輸模組

112、112a‧‧‧底面

12‧‧‧接收器

13‧‧‧控制器

301、401‧‧‧水平線

302、304、306、308、502、504、506、508‧‧‧直線

600‧‧‧方法

700‧‧‧方法

602~616‧‧‧步驟

702~716‧‧‧步驟

A、B、C、D‧‧‧位置

L1‧‧‧第一直線光紋

L2‧‧‧第二直線光紋

L3‧‧‧第三直線光紋

O‧‧‧旋轉中心

O1‧‧‧第一發射端

O2‧‧‧第二發射端

O3‧‧‧第三發射端

P‧‧‧水平面

P1‧‧‧第一點位置

P2‧‧‧第二點位置

P3‧‧‧第三點位置

r‧‧‧直線距離

S‧‧‧預定間距

S1、S1a‧‧‧第一光訊號

S2、S1b‧‧‧第二光訊號

S3、S1c‧‧‧第三光訊號

S11、S11a‧‧‧第一道雷射光牆

S22、S11b‧‧‧第二道雷射光牆

S33、S11c‧‧‧第三道雷射光牆

Sr‧‧‧接收訊號

Sn‧‧‧無線訊號

Sp1、Sp2、Sp3、Sp4‧‧‧脈衝訊號

t0、t1、t2、t3、t4、t6‧‧‧時間點

T、T1、T2‧‧‧待測物

TP‧‧‧掃描週期

T_d1‧‧‧第一時間間隔

T_d2‧‧‧第二時間間隔

N‧‧‧法線

Rd‧‧‧預定距離

d_a、d_b、d_c‧‧‧直線距離

θ、Φ、α、β、γ、φ‧‧‧夾角

Ht、h‧‧‧高度

X‧‧‧中心點

圖1A係依據本發明一種座標感測裝置之一實施例示意圖。

圖1B係利用本發明之一座標感測裝置來運算出一待測物的一座標之一實施例示意圖。

圖1C係利用本發明之一座標感測裝置來運算出一待測物的一座標之另一實施例示意圖。

圖2A係利用本發明之一座標感測裝置來運算出一待測物的一座標之另一實施例示意圖。

圖2B係利用本發明之一座標感測裝置來運算出一待測物的一座標之另一實施例示意圖。

圖2C係利用本發明之一座標感測裝置來掃描一待測物之另一實施例俯視圖。

圖2D係利用本發明之一接收器所產生的一接收訊號之一實施例波形圖。

圖3A係利用本發明之一座標感測裝置來掃描一待測物之另一實施例俯視圖。

圖3B係利用本發明之一接收器所產生的一接收訊號之另一實施例波形圖。

圖3C係其係利用本發明之一座標感測裝置來運算出一待測物的三維座標之一實施例側視圖。

圖3D係利用本發明之一座標感測裝置來掃描一待測物之另一實施例俯視圖。

圖4係利用本發明之一座標感測裝置來運算出一待測物的三維座標之另一實施例側視圖。

圖5係利用本發明之一座標感測裝置來掃描一待測物之一實施例俯視圖。

圖6係本發明一種運算出一待測物之一座標的方法之一實施例流程圖。

圖7係本發明一種運算出一待測物之一座標的方法之另一實施例流程圖。

以下揭示內容提供許多不同的實施例或範例，用於實施本申請案之不同特徵。元件與配置的特定範例之描述如下，以簡化本申請案之揭示內容。當然，這些僅為範例，並非用於限制本申請案。例如，以下描述在第二特徵上或上方形成第一特徵可包含形成直接接觸的第一與第二特徵之實施例，亦可包含在該第一與第二特徵之間形成其他特徵的實施例，因而該第一與第二特徵並非直接接觸。此外，本申請案可在不同範例中重複元件符號與/或字母。此重複係為了簡化與清楚之目的，而非支配不同實施例與/或所討論架構之間的關係。

請參照圖1A，其係依據本發明一種座標感測裝置1之一實施例示意圖。座標感測裝置1包含有一發送器11、一接收器12與一控制器13。發送器11係用來產生一第一光訊號S1、一第二光訊號S2與一第三光訊號S3。接收器12係用來感測第一光訊號S1、第二光訊號S2與該第三光訊號S3來產生一接收訊號Sr。在一實施例中，接收器12係利用一光電二極體(Photodiode)來偵測第一光訊號S1、第二光訊號S2與該第三光訊號 S3，並將第一光訊號S1、第二光訊號S2與該第三光訊號S3轉換成電訊號，例如接收訊號Sr。控制器13係用來依據接收訊號Sr來運算出接收器12的一座標。依據本發明之一實施例，發送器11另包含有一無線傳輸模組111，而接收器12也另包含有一無線傳輸模組121。發送器11的無線傳輸模組111係用來傳送一無線訊號Sn至接收器12的無線傳輸模組121。無線訊號Sn可以係一脈衝訊號。依據本發明之一實施例，無線傳輸模組111、121可以透過射頻技術(RF)、藍牙技術、紫蜂(ZigBee)技術、無線相容認證(Wi-Fi)技術、或其他無線傳輸模組來加以實現。此外，控制器13係耦接於發送器11與接收器12。在一實施例中，控制器13整合在發送器11中，而控制器13與接收器12之間係透過無線訊號來聯系。在另一實施例中，控制器13係整合在接收器12中，而控制器13與發送器11之間係透過無線訊號來聯系。控制器13也可為獨立設置的構件，只要可以透過有線或無線方式與發送器11與接收器12耦接即可，本發明並不以此限制。因此，發送器11、接收器12與控制器13之間可以用有線或無線方式的互相耦接。同理，發送器11、接收器12與控制器13之間可以透過射頻技術(RF)、藍牙技術、紫蜂(ZigBee)技術、無線相容認證(Wi-Fi)技術、或其他無線傳輸模組來加以實現。

依據本發明之一實施例，控制器13可包含座標感測裝置1的核心控制組件，例如可包含至少一中央處理器(CPU，例如微處理器)及一記憶體，或包含其它控制硬體、軟體或韌體。因此，可透過控制器13計算出一待測物T於一水平面P上與發送器11之間的三維座標或位置。

請參照圖1B，其係利用本發明之座標感測裝置1來運算出一待測物T的一座標之一實施例示意圖。待測物T係位於一場域內，該場域可以係一 室內的倉儲空間、一賣場空間、一辦公室空間或其它的室內空間。待測物T可以係人員或物件。進一步而言，為了待測物T的座標，本發明座標感測裝置1的接收器12可安裝在待測物T上。在圖1B與後續的相關圖式中，待測物T加上接收器12係標示為T/12。舉例而言，當待測物T為人員時，接收器12可設置於該人員攜帶的一行動裝置內(例如手機或平板內)。此外，接收器12也可以設置在該人員另外配戴的一座標感測裝置內(例如該人員所配戴的一智慧手環內)。除此之外，當待測物T為一物件時，則接收器12可安裝在該物件上。

座標感測裝置1的發送器11是設置在水平面P的上方，亦即發送器11的一水平高度係比水平面P的該水平高度來得高。舉例而言，發送器11可安裝在該場域的一天花板、燈具、偵煙器、空調出風口、或其他設備上。

依據本發明之一實施例，當待測物T與接收器12可以在該場域的一水平面P與發送器11之間的任一高度h自由移動時，控制器13可計算出待測物T在該場域的三維座標。

依據本發明之一實施例，藉由發送器11與接收器12的搭配設置，座標感測裝置1可以運算出待測物T位於水平面P與發送器11之間的任一高度h的座標。換言之，該座標係該場域中的三維座標。

依據本發明之一實施例，如圖1B所示，發送器11會朝水平面P發射出第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號S3，第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號S3具有一預定的投射方向。在本實施例中，第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號會分別具有一第一預定的投射方向、一第二預定的投射方向與一第三預定的投射方向，其中該第一預定的投射方向、該第二預定的投射方向與該第三預定的投射方向互為不同的投 射方向。第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號會分別依據該第一預定的投射方向、該第二預定的投射方向與該第三預定的投射方向投射至該場域的水平面P時，水平面P的表面會分別呈現一第一直線光紋(straight ray pattern)L1、一第二直線光紋L2與一第三直線光紋L3。請注意，水平面P的表面上，第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3可以係非可視光紋或可視光紋。依據本發明之一實施例，發送器11可以係一雷射發射器，其可發出三條不同方向的雷射光束，該些雷射光束可以係紅外線(IR)雷射光束，該些雷射光束會分別具有其雷射光牆，而第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號S3可分別為一第一雷射光牆、一第二雷射光牆與一第三雷射光牆。請注意，光牆為光線形成的平面。

依據圖1B所示的實施例，第一光訊號S1的雷射光牆與第三光訊號S3的雷射光牆之間會具有一個預定夾角θ，而第二光訊號S2的雷射光牆與發送器11之一底面112之間會具有另一個預定夾角φ。在水平面P上，第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3係大致上平行的三條直線光紋，其中第二直線光紋L2係處於第一直線光紋L1與第三直線光紋L3之間。此外，在本實施例中，由於水平面P與發送器11之間的距離(即Ht)以及夾角θ與φ都是預定值，因此第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3之間的間距也分別為三個預定間距。

進一步而言，本實施例的發送器11的一底面112具有一第一發射端O1與一第二發射端O2，第一發射端O1用來輸出第一光訊號S1與第三光訊號S3，第二發射端O2用來輸出第二光訊號S2，以及第一發射端O1與第二發射端O2之間的距離為一預定距離。在本實施例中，底面112是朝向水平 面P，且底面112係平行於水平面P。

在本發明的另一實施例中，第一光訊號S1與第三光訊號S3也可以具有相同的投射方向，例如第一光訊號S1係大致上平行於第三光訊號S3，如圖1C所示，其係利用本發明之座標感測裝置1a來運算出一待測物T的一座標之另一實施例示意圖。如圖1C所示，發送器11a可發出三條紅外線雷射光束S1a、S1b、S1c，其中第一道紅外線雷射光束S1a係大致上平行於第三道紅外線雷射光束S1c，而第二道紅外線雷射光束S1b則非平行的紅外線雷射光束S1a、S1c。在本實施例中，第二道紅外線雷射光束S1b的雷射光牆與發送器11a的一底面112a之間具有一預定的夾度φ。因此，本發明並不限定發送器11a發出光線的態樣。只要知道紅外線雷射光束S1a、S1b、S1c與發送器11a的底面112a之間分別的夾度，以及發送器11a與水平面P之間的距離(即z軸高度)，一樣可以計算出水平面P上第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3之間的間距。

請參照圖2A，其係利用本發明之座標感測裝置1來運算出一待測物T的一座標之另一實施例示意圖。圖2A所示的實施例係相同於照圖1B所示的實施例。如圖2A所示，發送器11會透過朝著水平面P發射出第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號S3。第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號S3在發送器11與水平面P之間會分別形成一第一道雷射光牆S11、一第二道雷射光牆S22與一第三道雷射光牆S33。第一道雷射光牆S11、第二道雷射光牆S22與第三道雷射光牆S33分別為圖2A所示的三個三角形平面。此外，第一光訊號S1與第三光訊號S3係從第一發射端O1輸出，而第二光訊號S2係從第二發射端O2輸出。當第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號S3到達水平面P時，可形成三條平行的直線光紋在水 平面P上，亦即第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3。依據本發明之一實施例，發送器11正下方的水平面P上的一點定義為一旋轉中心O。

請參照圖2B，其係利用本發明之座標感測裝置1來運算出一待測物T的一座標之另一實施例示意圖。如圖2B所示，當座標感測裝置1在操作時，發送器11會控制第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號S3以使得第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3繞著旋轉中心O旋轉。在本實施例中，該旋轉方向係順時鐘方向，然而本發明並不以此為限。在另一實施例中，該旋轉方向也可以係逆時鐘方向。在一實施例中，發送器11會透過一控制單元(圖未顯示)來控制第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號S3以使得第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3繞著旋轉中心O同時旋轉，並使得圖2A中的第一道雷射光牆S11、第二道雷射光牆S22與第三道雷射光牆S33依序掃描過(或通過)待測物T上的接收器12。請注意，本發明的旋轉中心O並不限於位於發送器11的正下方的水平面P上。在另一些實施例中，發送器11本身也會朝向不同方向旋轉，進而使得旋轉中心O在水平面P上也跟著同時旋轉。或者，在另一些實施例中，發送器11本身不旋轉，而只有第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3繞著旋轉中心O同時旋轉。

當第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3繞著旋轉中心O旋轉時，第一道雷射光牆S11、第二道雷射光牆S22與第三道雷射光牆S33會於不同的時間點掃描到待測物T上的接收器12。當第一道雷射光牆S11掃描過待測物T時，待測物T上的接收器12可偵測到第一道雷射光牆S11的光線，並使得接收器12於一第一時間輸出一第一訊號。當第二道雷 射光牆S22掃描過待測物T時，待測物T上的接收器12偵測到第二道雷射光牆S22的光線時，並使得接收器12於一第二時間輸出一第二訊號。當第三道雷射光牆S33掃描過待測物T時，待測物T上的接收器12偵測到第三道雷射光牆S33的光線時，並使得接收器12於一第三時間輸出一第三訊號。依據本發明之一實施例，該第一訊號與、第二訊號與該第三訊號分別為一第一脈衝訊號、一第二脈衝訊號與一第三脈衝訊號。

請參照圖2C，其係利用本發明之座標感測裝置1來掃描待測物T之另一實施例俯視圖。為了簡化起見，圖2C僅顯示出第一直線光紋L1與第三直線光紋L3與其分別的第一道雷射光牆S11與第三道雷射光牆S33。在圖2C中，旋轉中心O係重疊於第一發射端O1，並標示為O/O1。待測物T的高度h是介於水平面P與發射端O1之間。當第一直線光紋L1與第三直線光紋L3在水平面P上以旋轉中心O旋轉一圈時，第一道雷射光牆S11與第三道雷射光牆S33上的四個位置A、B、C、D會依序掃描過待測物T上的接收器12。接收器12會於四個對應的時間點分別輸出四個脈衝訊號，如圖2D所示。圖2D所示係利用本發明之接收器12所產生的一接收訊號Sr之一實施例波形圖。接收訊號Sr於時間點t1、t3、t4、t6分別為四個脈衝訊號Sp1、Sp2、Sp3、Sp4。依據本發明之一實施例，脈衝訊號Sp1、Sp2分別對應第一道雷射光牆S11與第三道雷射光牆S33的位置A、B，而脈衝訊號Sp3、Sp4分別對應第三道雷射光牆S33與第一道雷射光牆S11的位置C、D。進一步而言，若第一直線光紋L1與第三直線光紋L3掃描一圈的週期是TP，則脈衝訊號Sp1、Sp3分別的中心時間點t1、t4的時間差或脈衝訊號Sp2、Sp4分別的中心時間點t3、t6的時間差為半個掃描週期(TP/2)。第一直線光紋L1與第三直線光紋L3在水平面P上的旋轉的角速度ω可以由以方 程式(1)來得出：ω=2π/TP (1)

因此，第一直線光紋L1與第三直線光紋L3在水平面P上的旋轉的角速度ω為一預定角速度。請注意，第一道雷射光牆S11與第三道雷射光牆S33在高度h上的角速度是相同於第一直線光紋L1與第三直線光紋L3在水平面P上的角速度ω。

請注意，為了避免外界環境的雜散光線影響接收器12的準確度，在一些實施例中，座標感測裝置1、1a可另包括設置於接收器12上的一濾光片(圖未顯示)，該濾光片只讓第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號S3通過。利用該濾光片可濾除第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號S3以外的光線，進而提高接收器12的偵測準確度。

請參照圖3A，其係利用本發明之座標感測裝置1來掃描待測物T之另一實施例俯視圖。由圖3A中可知，當第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3在水平面P上以旋轉中心O持續旋轉時，其對應的第一道雷射光牆S11、第二道雷射光牆S22與第三道雷射光牆S33會依序掃描待測物T上的接收器12。接收器12可於不同的時間點多次地偵測到第一道雷射光牆S11、第二道雷射光牆S22與第三道雷射光牆S33的光線。因此，接收器12所產生的接收訊號Sr會具有多組的脈衝訊號。

此外，在本實施例中，在第一道雷射光牆S11、第二道雷射光牆S22與第三道雷射光牆S33掃描待測物T時，發送器11會先透過圖1A中的無線傳輸模組111來傳送一無線訊號Sn至接收器12的無線傳輸模組121。當接收器12接收到無線訊號Sn時，接收器12會得出一參考時間t0。參考時間t0係用來同步發送器11與接收器12，因此無線訊號Sn可視為一同步訊號。 進一步而言，發送器11會在第一直線光紋L1或第三直線光紋L3具有一個預定的角度或一參考角度(例如0度)時向接收器12傳送出無線訊號Sn，以使得接收器12產生一參考時間(即t0)。接著，每當第一直線光紋L1或第三直線光紋L3旋轉到該預定的角度或該參考角度時，發送器11都會向接收器12傳送出無線訊號Sn，以使得接收器12產生一參考時間(即t0)。如此一來，發送器11與接收器12就得以同步了。請參照圖3B，其係利用本發明之接收器12所產生的一接收訊號Sr之另一實施例波形圖。接收訊號Sr於時間點t1、t2、t3分別為三個脈衝訊號Sp1、Sp2、Sp3，脈衝訊號Sp1、Sp2、Sp3分別對應第一道雷射光牆S11、第二道雷射光牆S22與第三道雷射光牆S33掃描到待測物T的位置。依據本發明之一實施例，接收器12於參考時間t0接收到來自發送器11的無線訊號Sn。另外，接收器12所產生的接收訊號Sr可由控制器13接收與儲存。

此外，第一時間t1與第二時間t2之間具有一時間間隔(或稱時間差)T_d1，且時間間隔T_d1為脈衝訊號Sp1、Sp2的中心時間點的時間差，即T_d1=t2-t1。第二時間t2與第三時間t3之間具有一時間間隔T_d2，且時間間隔T_d2為脈衝訊號Sp2、Sp3的中心時間點的時間差，即T_d2=t3-t2。

請注意，於實施上，控制器13內的一微處理器可記錄連續三次的脈衝訊號(即Sp1、Sp2與Sp3)的上升、下降邊緣的時間點，以進一步計算出兩個脈衝訊號的中心時間點，進而獲得更準確的時間差。

另外，第一時間t1與第三時間t3具有一平均值，即(t1+t3)/2。該平均值與參考時間t0之間的一時間差，即(t1+t3)/2-t0，就是第一道雷射光牆S11或第三道雷射光牆S33從該參考角度旋轉到待測物T的接收器12時所需要的時間。另外，該平均值，即(t1+t3)/2，與參考時間t0的時間差與角速 度ω相乘後可得到一個旋轉角度Ψ，如以下方程式(2)所示：Ψ=ω*((t1+t3)/2-t0) (2)

大致上而言，旋轉角度Ψ係第一道雷射光牆S11或第三道雷射光牆S33從一參考點旋轉到待測物T的角度。依據本發明之一實施例，控制器13會利用上述的旋轉角度Ψ來計算出待測物T在高度h上的三維座標。

請參照圖3C，其係利用本發明之座標感測裝置1來運算出待測物T的三維座標之一實施例側視圖。在圖3C中，待測物T(或接收器12)與水平面P之間的垂直高度為h。此外，在高度h的一水平線301上，形成第二道雷射光牆S22係處於第一道雷射光牆S11與第三道雷射光牆S33之間。另外，垂直於水平面P且通過旋轉中心O的一法線N係對準於發送器11之底面112的第一發射端O1，亦即法線N會通過第一發射端O1。第二道雷射光牆S22是由第二發射端O2射出，且第二發射端O2係偏離法線N的位置。另外，這三道光牆S11、S22、S33係以角速度ω(ω=2π/TP)繞著旋轉中心O旋轉。發送器11與水平面P之間的垂直或最短距離為Ht。相似於圖1B，第一道雷射光牆S11與第三道雷射光牆S33之間具有一夾角θ，其係一預定夾角。發送器11之底面112的第一發射端O1與第二發射端O2之間具有一預定距離Rd，且第二道雷射光牆S22與底面112之間具有一夾角φ，其係一預定夾角。

此外，在高度h的水平線301上，第一道雷射光牆S11與水平線301相交於a點，第二道雷射光牆S22與水平線301相交於b點，第三道雷射光牆S33與水平線301相交於c點，法線N與水平線301相交於d點。在水平線301上，d點與c點的直線距離為d_a，b點與d點的直線距離為d_b，a點與d點的直線距離為d_c。請注意，該些直線距離d_a、d_b、d_c會隨著待測物T的高 度h的改變而改變。

請參照上述的圖3D，其係利用本發明之座標感測裝置1來掃描待測物T之一實施例俯視圖。如圖3D所示，在本實施例中，在高度h上，旋轉中心O的法線N與待測物T的接收器12之間於俯視時具有一距離r，且第一道雷射光牆S11旋轉通過待測物T時的位置係一第一點位置P1。與此同時，第二道雷射光牆S22上且與旋轉中心O的法線N具有相同距離r的位置為一第二點位置P2，以及第三道雷射光牆S33上且與旋轉中心O的法線N具有相同距離r的位置為一第三點位置P3。於此，第一點位置P1與旋轉中心O的法線N形成一第一直線302，第二點位置P2與旋轉中心O的法線N形成一第二直線304，第三點位置P3與旋轉中心O的法線N形成一第三直線306，而第一道雷射光牆S11與第三道雷射光牆S33之正中間具有一第四直線308。第四直線308係平行與第一道雷射光牆S11或第三道雷射光牆S33。第一直線302與第三直線306形成一個夾角Φ，第一直線302與第四直線308形成一個夾角α，第四直線308與第二直線304形成一個夾角β，第二直線304與第三直線306形成一個夾角γ。在本實施例中，夾角Φ等於夾角α、β、γ的總和。此外，夾角α大致上為夾角Φ的一半。由於第一直線光紋L1與第二直線光紋L2以旋轉中心O旋轉時具有預定角速度ω，因此上述的夾角α將等於預定角速度ω乘以第一時間間隔T_d1與第二時間間隔T_d2的一平均值，如以下方程式(3)所示：α=ω*(T_d1+T_d2)/2 (3)

此外，在高度h上，第一道雷射光牆S11與第三道雷射光牆S33之間具有一間距S(本實施例的間距S隨著高度h的變化而變化)。

如圖3C與圖3D所示，第一直線距離d_a係等於第三直線距離d_c，如以 下方程式(4)所示：d_c=d_a=(Ht-h)*tan(θ/2) (4)

第二直線距離d_b符合以下方程式(5)：d_b=(Ht-h)*cot(φ)-Rd (5)

再者，從圖3C與圖3D亦可以推導出以下的方程式(6)、(7)、(8)、(9)、(10)：sinα=S/2r=d_c/r (6)

Sinβ=d_b/r (7)

γ=α-β (8)

Td1=(α+β)/ω (9)

Td2=(α-β)/ω (10)

依據以上的方程式，控制器13可以依據以下兩組方程式(11)與(12)來運算出直線距離r與高度h的值，如下所示：

由於角速度ω、第一時間間隔T_d1與第二時間間隔T_d2可由量測與計算而得知，而高度Ht(即發送器11到水平面P的距離)、夾角θ、夾角φ與預定距離Rd為已知參數。故控制器13可由上述的聯立方程式(11)、(12)中解出待測器T的高度h與距離r，再結合上述的方程式(2)得到的旋轉角度Ψ後，可由以下的方程式(13)得到待測物T於該場域的三維座標(x,y,z)，如下所示：x=r*cos(ψ),y=r*sin(ψ),z=h (13)

x代表待測物T在高度h上的一橫座標距離，y代表待測物T在高度h上 的一縱座標距離，z代表待測物T距離水平面P的高度，以及Ψ代表該旋轉角度。

由上述可得知，控制器13中的微處理器可依據上述第一光訊號S1、第二光訊號S2與第三光訊號S3線旋轉時的角速度ω(或第一道雷射光牆S11、第二道雷射光牆S22與第三道雷射光牆S33旋轉時的角速度ω)、發送器11與水平面P之間的距離(即Ht)、第一時間間隔T_d1、第二時間間隔T_d2、及參考時間t0計算出待測物T於場域中的三維位置座標(x,y,z)。因此，本發明實施例可準確地得到待測物T於一特定場域內的確切位置。

請參照圖4，其係利用本發明之座標感測裝置1來運算出待測物T的三維座標之另一實施例側視圖。圖4所示的實施例係相似於圖1C所示的實施例，因此圖4內的元件標號係相似於圖1C內的元件標號。此外，相較於圖3C所示的實施例，在圖4中，除了第一發射端O1與第三發射端O3的位置以及第一光訊號S1a與第三光訊號S1c的投射方向之外，其他元件均相似於圖3C的元件。因此，為了簡化起見，圖4的元件標號係相似於圖3C的元件標號。以下關於圖4實施例的說明，請同時參照圖3D與圖4。

如圖4所示，發送器11a從第一發射端O1、第一發射端O2與第三發射端O3分別投射第一光訊號S1a、第二光訊號S1b與第三光訊號S1c，其中第一光訊號S1a係大致上平行於第三光訊號S1c，而第二光訊號S1b則非平行於第一光訊號S1a與第三光訊號S1c。進一步而言，第二光訊號S1b的雷射光牆S22a與發送器11a的一底面112a之間具有一預定的夾度φ，而第一光訊號S1a與第三光訊號S1c分別的雷射光牆S11a、S33a則垂直於發送器11a的底面112，以及第一光訊號S1a的雷射光牆S11a係平行於第三光訊號S1c的雷射光牆S33a。當第一光訊號S1a、第二光訊號S1b與第三光訊號S1c分 別以其預定的投射方向發射至水平面P時，水平面P上會呈現出三條平行的直線光紋，即第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3。

在底面112a上，第一發射端O2與第三發射端O3之間的距離(直線距離或最短距離)是一預定距離S。由於第一光訊號S1a與第三光訊號S1c分別的雷射光牆S11a、S33a係垂直從底面112發射至水平面P，因此，在水平面P上，第一直線光紋L1與第三直線光紋L3之間的距離也是S。第一發射端O2與第三發射端O3之間的一中心點為X。在操作時，發送器11a會繞著中心點X旋轉，以使得第一直線光紋L1、第二直線光紋L2與第三直線光紋L3繞著旋轉中心O旋轉。換言之，垂直於旋轉中心O的一法線N會對準底面112的中心點X。在本實施例中，第二發射端O2與中心點X之間具有一預定距離(直線距離或最短距離)Rd，且第二道雷射光牆S11b與底面112之間具有一夾角φ，其係一預定夾角。

此外，在高度h的水平線401上，第一道雷射光牆S11a與水平線401相交於a點，第二道雷射光牆S11b與水平線401相交於b點，第三道雷射光牆S11c與水平線401相交於c點，法線N與水平線401相交於d點。在水平線401上，d點與c點的直線距離為d_a，b點與d點的直線距離為d_b，a點與d點的直線距離為d_c。請注意，該些直線距離d_a、d_b、d_c會隨著待測物T的高度h的改變而改變。

請參照上述的圖5，其係利用本發明之座標感測裝置1a來掃描待測物T之一實施例俯視圖。請注意，為了簡化起見，圖5內的部分元件標號係相似於圖3D內的元件標號。如圖5所示，在本實施例中，在高度h上，旋轉中心O的法線N與待測物T的接收器12之間於俯視時具有一距離r，且第一道雷射光牆S11a旋轉通過待測物T時的位置係一第一點位置P1。與此同 時，第二道雷射光牆S11b上且與旋轉中心O的法線N具有相同距離r的位置為一第二點位置P2，以及第三道雷射光牆S11c上且與旋轉中心O的法線N具有相同距離r的位置為一第三點位置P3。於此，第一點位置P1與旋轉中心O的法線N形成一第一直線502，第二點位置P2與旋轉中心O的法線N形成一第二直線504，第三點位置P3與旋轉中心O的法線N形成一第三直線506，而第一道雷射光牆S11與第三道雷射光牆S33之正中間具有一第四直線508。第四直線508係平行與第一道雷射光牆S11a或第三道雷射光牆S11c。第一直線502與第三直線506形成一個夾角Φ，第一直線502與第四直線508形成一個夾角α，第四直線508與第二直線504形成一個夾角β，第二直線504與第三直線506形成一個夾角γ。在本實施例中，夾角Φ等於夾角α、β、γ的總和。此外，夾角α大致上為夾角Φ的一半。由於第一直線光紋L1與第二直線光紋L2以旋轉中心O旋轉時具有預定角速度ω，因此上述的夾角α將等於預定角速度ω乘以第一時間間隔T_d1與第二時間間隔T_d2的一平均值，如以下方程式(14)所示：α=ω*(T_d1+T_d2)/2 (14)

在高度h上，第一道雷射光牆S11a與第三道雷射光牆S11c之間具有一預定間距S(本實施例的預定間距S不會隨著高度h的變化而變化)。

第一直線距離d_a係等於第三直線距離d_c，如以下方程式(15)所示：d_c=d_a=S/2 (15)

由於預定間距S係已知參數，故第一直線距離d_a與第三直線距離d_c亦為已知參數。

第二直線距離d_b符合以下方程式(16)：d_b=(Ht-h)*cot(φ)-Rd (16)

再者，從圖3D與圖4亦可以推導出以下的方程式(17)、(18)、(19)、(20)、(21)：sinα=S/2r (17)

Sinβ=d_b/r (18)

γ=α-β (19)

Td1=(α+β)/ω (20)

Td2=(α-β)/ω=γ/ω (21)

依據以上的方程式，控制器13可以依據以下兩組方程式(22)與(23)來運算出直線距離r與高度h的值，如下所示：

由於角速度ω、第一時間間隔T_d1與第二時間間隔T_d2可由量測與計算而得知，而預定間距S、高度Ht(即發送器11a到水平面P的距離)、夾角φ與預定距離Rd為已知參數。故控制器13可由上述的聯立方程式(22)、(23)中解出待測器T的高度h與距離r，如以下方程式(24)、(25)所示：

再結合上述的方程式(2)得到的旋轉角度Ψ後，可由以下的方程式(26)得到待測物T於該場域的三維座標(x,y,z)，如下所示：x=r*cos(ψ),y=r*sin(ψ),z=h (26)

x代表待測物T在高度h上的一橫座標距離，y代表待測物T在高度h上的一縱座標距離，z代表待測物T距離水平面P的高度，以及Ψ代表該旋轉角度。

由上述可得知，控制器13中的微處理器可依據上述第一光訊號S1a、第二光訊號S1b與第三光訊號S1c線旋轉時的角速度ω(或第一道雷射光牆S11a、第二道雷射光牆S11b與第三道雷射光牆S11c旋轉時的角速度ω)、發送器11a與水平面P之間的距離(即Ht)、第一時間間隔T_d1、第二時間間隔T_d2、及參考時間t0計算出待測物T於場域中的三維位置座標(x,y,z)。因此，本發明實施例可準確地得到待測物T於一特定場域內的確切位置。

另外，在本實施例的座標感測裝置1、1a中，發送器11、11a一般是設置在人員(待測物T)的上方，因此發送器11、11a發出的光線並不會直射到人員的眼睛，故不會造成人眼的傷害。此外，若改變發送器11、11a發射出的三道光線的轉動速度(即改變角速度ω)，則可改變座標感測裝置1、1a的解析度。進一步而言，當角速度ω較低時，即使待測物T的距離較遠，座標感測裝置1仍可精確地計算出待測物T的座標位置。但是，若該三道光線的角速度ω太低時，例如低於一預定值，則會有雷射條紋的殘影問題，其會影響人員的視覺感受。在應用於人員較少的倉儲空間中，可以將多個發送器11、11a分別安裝於倉儲的多個燈具內，並以較低的角速度ω來獲得較大範圍的定位準確度；但若應用於人員較多的大賣場空間中，則需以較高的角速度ω來改善殘影的問題，避免眼睛的不適。此外，例如可將多個發送器11、11a分別安裝於天花板上的多個燈具、偵煙器、空調出風口、或其他設備上，以偵測出有該場域中有多少人員及其位置或物件(例如購物車)的位置，藉此可提供給賣場在商品銷售時統計或參 考。

簡言之，上述有關於座標感測裝置1運算出待測物T之座標的方法可以簡化為圖6所示的步驟。圖6所示係依據本發明一種運算出一待測物之一座標的方法600之一實施例流程圖。圖6所示的步驟順序並不做為本實施例方法600的限制，其順序可以依實際求任意調整或***其他必要的步驟。方法600包含有以下步驟：步驟602：產生一第一光訊號、一第二光訊號與一第三光訊號，其中該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號投射在該水平面上分別呈現一第一直線光紋、一第二直線光紋與一第三直線光紋，其中該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號分別以一第一投射方向、一第二投射方向與一第三投射方向投射在該水平面；步驟604：將該第一直線光紋、該第二直線光紋與該第三直線光紋在該水平面上繞著一旋轉中心旋轉；步驟606：對該待測物傳送一無線訊號以產生一參考時間；步驟608：計算出一第一道雷射光牆、一第二道雷射光牆與一第三道雷射光牆掃描過該待測物時的一第一時間、一第二時間與一第三時間；步驟610：計算出該第一直線光紋、該第二直線光紋與該第三直線光紋在該水平面上的一角速度；步驟612：依據該角速度、該第一時間、該第三時間及該參考時間來運算出一旋轉角度；步驟614：依據該第一時間、該第二時間、該第三時間、該角速度、一第一高度、一預定距離、一第一預定夾角與一第二預定夾角來運算出該待測物的一第二高度，以及運算出在該第二高度上，該旋轉中心的一法線 與該待測器之間的一直線距離，其中該第一高度是一發送器的高度，該預定距離是用來發射出該第一光訊號與該第三光訊號的一第一發射端與用來發射出該第二光訊號的一第二發射端之間的距離，該第一預定夾角是該第一光訊號與該第三光訊號之間的夾角，該第二預定夾角是該第二光訊號與一底面之間的夾角；步驟616：依據該直線距離與該旋轉角度來運算出該待測物的三維座標。

此外，上述有關於座標感測裝置1a運算出待測物T之座標的方法可以簡化為圖7所示的步驟。圖7所示係依據本發明一種運算出一待測物之一座標的方法700之一實施例流程圖。圖7所示的步驟順序並不做為本實施例方法700的限制，其順序可以依實際求任意調整或***其他必要的步驟。方法700包含有以下步驟：步驟702：產生一第一光訊號、一第二光訊號與一第三光訊號，其中該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號投射在該水平面上分別呈現一第一直線光紋、一第二直線光紋與一第三直線光紋，其中該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號分別以一第一投射方向、一第二投射方向與一第三投射方向投射在該水平面；步驟704：將該第一直線光紋、該第二直線光紋與該第三直線光紋在該水平面上繞著一旋轉中心旋轉；步驟706：對該待測物傳送一無線訊號以產生一參考時間；步驟708：計算出一第一道雷射光牆、一第二道雷射光牆與一第三道雷射光牆掃描過該待測物時的一第一時間、一第二時間與一第三時間；步驟710：計算出該第一直線光紋、該第二直線光紋與該第三直線光 紋在該水平面上的一角速度；步驟712：依據該角速度、該第一時間、該第三時間及該參考時間來運算出一旋轉角度；步驟714：依據該第一時間、該第二時間、該第三時間、該角速度、一第一高度、一第一預定距離、一第二預定距離與一預定夾角來運算出該待測物的一第二高度，以及運算出在該第二高度上，該旋轉中心的一法線與該待測器之間的一直線距離，其中該第一高度是一發送器的高度，該第一預定距離是用來發射出該第一光訊號的一第一發射端與用來發射出該第三光訊號的一第三發射端之間的距離，該第二預定距離是用來發射出該第二光訊號一第二發射端與一中心點之間的距離，該預定夾角是該第二光訊號與一底面之間的夾角；步驟716：依據該直線距離與該旋轉角度來運算出該待測物的三維座標。

綜上所述，在本發明之座標感測裝置可利用於一定位系統中。在該定位位統中，該座標感測裝置透過一發送器發出的三道直線光紋，並以一旋轉中心同時旋轉來掃描一待測物。該發送器另發送出的一同步訊號至該待測物上的一接收器，以產生一參考時間。該接收器於一第一時間偵測到該第一光訊號時輸出一第一訊號，於一第二時間偵測到該第二光訊號時輸出一第二訊號，以及於一第三時間偵測到該第三光訊號時輸出一第三訊號。該座標感測裝置依據該第一時間、該第二時間、該第三時間、一參考時間、該三道光線旋轉時的角速度、發射端之間的距離以及其他已知的資訊來計算出該待測物的三維位置。因此，該定位系統可準確地計算出該待測物於一特定場域內的三維確切位置。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧座標感測裝置

11‧‧‧發送器

12‧‧‧接收器

L1‧‧‧第一直線光紋

L2‧‧‧第二直線光紋

L3‧‧‧第三直線光紋

O‧‧‧旋轉中心

P‧‧‧水平面

S1‧‧‧第一光訊號

S2‧‧‧第二光訊號

S3‧‧‧第三光訊號

T‧‧‧待測物

Claims (35)

1. 一種座標感測裝置，包含有：一接收器，用來感測一第一光訊號、一第二光訊號與一第三光訊號來產生一接收訊號；以及一控制器，用來依據該接收訊號來運算出該接收器的一座標；其中當該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號投射在一水平面上時，該水平面會分別呈現一第一直線光紋、一第二直線光紋與一第三直線光紋，該第一直線光紋、該第二直線光紋與該第三直線光紋在該水平面上係繞著一旋轉中心旋轉，而該接收訊號於一第一時間、一第二時間與一第三時間分別具有有一第一脈衝、一第二脈衝與一第三脈衝，該第一時間、該第二時間與該第三時間分別對應該接收器感測到該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號的時間，以及該控制器至少依據該第一時間、該第二時間與該第三時間來運算出該接收器的該座標。
2. 如申請專利範圍第1項所述之座標感測裝置，其中該第一直線光紋、該第二直線光紋與該第三直線光紋大致上係互相平行，且該第二直線光紋係位於該第一直線光紋與該第三直線光紋之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之座標感測裝置，其中該控制器依據該第一時間與該第三時間來運算出該第一直線光紋、該第二直線光紋與該第三直線光紋的一角速度，該控制器另依據該角速度來運算出該接收器的該座 標。
4. 如申請專利範圍第3項所述之座標感測裝置，其中該接收器另依據一無線訊號以產生一參考時間，該控制器另依據該參考時間來運算出該接收器的該座標。
5. 如申請專利範圍第4項所述之座標感測裝置，其中該接收器另依據該第一時間、該第三時間、該參考時間與該角速度來運算出一旋轉角度，該控制器另依據該旋轉角度來運算出該接收器的該座標。
6. 如申請專利範圍第5項所述之座標感測裝置，另包含有：一發送器，設置在距離該水平面的一第一高度上，該發送器具有一第一發射端與一第二發射端，該第一發射端用來輸出該第一光訊號與該第三光訊號，該第二發射端用來輸出該第二光訊號，以及該第一發射端與該第二發射端之間的距離為一預定距離；其中該控制器另依據該第一高度與該預定距離來運算出該接收器的該座標。
7. 如申請專利範圍第6項所述之座標感測裝置，其中該第一光訊號與該第三光訊號之間具有一第一預定夾角，該控制器另依據該第一預定夾角來運算出該接收器的該座標。
8. 如申請專利範圍第7項所述之座標感測裝置，其中該第二發射端係設 置在該發送器的一底面，該第二光訊號與該底面之間具有一第二預定夾角，該控制器另依據該第二預定夾角來運算出該接收器的該座標。
9. 如申請專利範圍第8項所述之座標感測裝置，其中該座標係該接收器所處在的一第二高度上的三維座標，該第二高度係介於該水平面與該第一高度之間，該控制器依據該第一時間、該第二時間、該第三時間、該角速度、該第一高度、該預定距離、該第一預定夾角與該第二預定夾角來運算出該第二高度，以及運算出在該第二高度上，該旋轉中心的一法線與該接收器之間的一直線距離。
10. 如申請專利範圍第9項所述之座標感測裝置，其中該控制器依據該第二高度、該直線距離與該旋轉角度來運算出該接收器的該座標。
11. 如申請專利範圍第9項所述之座標感測裝置，其中該控制器依據以下兩組方程式來運算出該直線距離與該第二高度：

    

    其中r代表該直線距離，ω代表該角速度，T_d1代表該第一時間與該第二時間之一第一時間差、T_d2代表該第二時間與該第三時間之一第二時間差、Ht代表該第一高度、h代表該第二高度、θ代表該第一預定夾角、φ代表該第二預定夾角以及R_d代表該預定距離。
12. 如申請專利範圍第11項所述之座標感測裝置，其中該控制器依據以下方程式運算出該接收器的該座標：X=r*cos(ψ),y=r*sin(ψ),z=h其中x代表該接收器在該第二高度上的一橫座標距離，y代表該接收器在該第二高度上的一縱座標距離，z代表該接收器距離該水平面的該第二高度，以及Ψ代表該旋轉角度。
13. 如申請專利範圍第5項所述之座標感測裝置，另包含有：一發送器，設置在距離該水平面的一第一高度上，該發送器具有一第一發射端、一第二發射端與一第三發射端分別用來輸出該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號，該第一發射端與該第三發射端之間的距離為一第一預定距離，以及該第一發射端與該第三發射端之間一中心點與該第二發射端與之間的距離為一第二預定距離；其中該控制器另依據該第一高度、該第一預定距離與該第二預定距離來運算出該接收器的該座標。
14. 如申請專利範圍第13項所述之座標感測裝置，其中該第二發射端係設置在該發送器的一底面，該第二光訊號與該底面之間具有一預定夾角，該控制器另依據該預定夾角來運算出該接收器的該座標。
15. 如申請專利範圍第14項所述之座標感測裝置，其中該座標係該接收器所處在的一第二高度上的三維座標，該第二高度係介於該水平面與該第 一高度之間，該控制器依據該第一時間、該第二時間、該第三時間、該角速度、該第一高度、該第一預定距離、該第二預定距離、該預定夾角來運算出該第二高度，以及運算出在該第二高度上，該旋轉中心的一法線與該接收器之間的一直線距離。
16. 如申請專利範圍第15項所述之座標感測裝置，其中該控制器依據該第二高度、該直線距離與該旋轉角度來運算出該接收器的該座標。
17. 如申請專利範圍第15項所述之座標感測裝置，其中該控制器依據以下方程式來運算出該直線距離：

    

    其中r代表該直線距離，ω代表該角速度，T_d1代表該第一時間與該第二時間之一第一時間差、T_d2代表該第二時間與該第三時間之一第二時間差、S代表該第一預定距離。
18. 如申請專利範圍第17項所述之座標感測裝置，其中該控制器依據以下方程式來運算出該第二高度：

    

    其中h代表該第二高度、Ht代表該第一高度、r代表該直線距離，ω代表該角速度，T_d1代表該第一時間與該第二時間之一第一時間差、T_d2代表該第二時間與該第三時間之一第二時間差、S代表該第一預定距離、R_d代表該第二預定距離以及φ代表該預定夾角。
19. 如申請專利範圍第18項所述之座標感測裝置，其中該控制器依據以下方程式運算出該接收器的該座標：x=r*cos(ψ),y=r*sin(ψ),z=h其中x代表該接收器在該第二高度上的一橫座標距離，y代表該接收器在該第二高度上的一縱座標距離，z代表該接收器距離該水平面的該第二高度，以及Ψ代表該旋轉角度。
20. 一種感測方法，用來感測一待測物的一座標，包含有：產生一第一光訊號、一第二光訊號與一第三光訊號，其中當該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號投射在一水平面上時，該水平面會分別呈現一第一直線光紋、一第二直線光紋與一第三直線光紋；控制該第一直線光紋、該第二直線光紋與該第三直線光紋在該水平面上係繞著一旋轉中心旋轉；當該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號分別投射至該待測物時，產生一接收訊號；依據該接收訊號來運算出該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號分別投射至該待測物時的一第一時間、一第二時間與一第三時間；以及 至少依據該第一時間、該第二時間與該第三時間來運算出該待測物的一座標。
21. 如申請專利範圍第20項所述之感測方法，另包含有：依據該第一時間與該第三時間來運算出該第一直線光紋、該第二直線光紋與該第三直線光紋的一角速度；以及依據該接收訊號來運算出該待測物的該座標步驟另包含有：依據該角速度來運算出該接收器的該座標。
22. 如申請專利範圍第21項所述之感測方法，另包含有：依據一無線訊號以產生一參考時間；以及依據該接收訊號來運算出該待測物的該座標步驟另包含有：依據該參考時間來運算出該待測物的該座標。
23. 如申請專利範圍第22項所述之感測方法，另包含有：依據該第一時間、該第三時間、該參考時間與該角速度來運算出一旋轉角度；以及依據該接收訊號來運算出該待測物的該座標步驟另包含有：依據該旋轉角度來運算出該待測物的該座標。
24. 如申請專利範圍第23項所述之感測方法，另包含有：在距離該水平面的一第一高度上，從一第一發射端輸出該第一光訊號與該第三光訊號，從一第二發射端輸出該第二光訊號，以及該 第一發射端與該第二發射端之間的距離為一預定距離；以及依據該接收訊號來運算出該待測物的該座標步驟另包含有：依據該第一高度與該預定距離來運算出該待測物的該座標。
25. 如申請專利範圍第24項所述之感測方法，其中該第一光訊號與該第三光訊號之間具有一第一預定夾角，以及依據該接收訊號來運算出該待測物的該座標步驟另包含有：依據該第一預定夾角來運算出該待測物的該座標。
26. 如申請專利範圍第25項所述之感測方法，其中該第二發射端係設置在一底面，該第二光訊號與該底面之間具有一第二預定夾角，以及依據該接收訊號來運算出該待測物的該座標步驟另包含有：依據該第二預定夾角來運算出該接收器的該座標。
27. 如申請專利範圍第26項所述之感測方法，其中該座標係該待測器所處在的一第二高度上的三維座標，該第二高度係介於該水平面與該第一高度之間，該感測方法另包含有：依據該第一時間、該第二時間、該第三時間、該角速度、該第一高度、該預定距離、該第一預定夾角與該第二預定夾角來運算出該第二高度，以及運算出在該第二高度上，該旋轉中心的一法線與該待測器之間的一直線距離。
28. 如申請專利範圍第27項所述之感測方法，另包含依據以下兩組方程 式來運算出該直線距離與該第二高度：

    

    其中r代表該直線距離，ω代表該角速度，T_d1代表該第一時間與該第二時間之一第一時間差、T_d2代表該第二時間與該第三時間之一第二時間差、Ht代表該第一高度、h代表該第二高度、θ代表該第一預定夾角、φ代表該第二預定夾角以及R_d代表該預定距離。
29. 如申請專利範圍第28項所述之感測方法，另包含依據以下方程式運算出該待測器的該座標：X=r*cos(ψ),y=r*sin(ψ),z=h其中x代表該待測器在該第二高度上的一橫座標距離，y代表該待測器在該第二高度上的一縱座標距離，z代表該待測器距離該水平面的該第二高度，以及Ψ代表該旋轉角度。
30. 如申請專利範圍第23項所述之感測方法，另包含有：在距離該水平面的一第一高度上，從一第一發射端、一第二發射端與一第三發射端分別用來輸出該第一光訊號、該第二光訊號與該第三光訊號，該第一發射端與該第三發射端之間的距離為一第一預定距離，以及該第一發射端與該第三發射端之間一中心點與該第二發射端與之間的距離為一第二預定距離；以及依據該接收訊號來運算出該待測物的該座標步驟另包含有： 依據該第一高度、該第一預定距離與該第二預定距離來運算出該接收器的該座標。
31. 如申請專利範圍第30項所述之感測方法，其中該第二發射端係設置在一底面，該第二光訊號與該底面之間具有一預定夾角，以及依據該接收訊號來運算出該待測物的該座標步驟另包含有：依據該預定夾角來運算出該接收器的該座標。
32. 如申請專利範圍第31項所述之感測方法，其中該座標係該待測器所處在的一第二高度上的三維座標，該第二高度係介於該水平面與該第一高度之間，該感測方法另包含有：依據該第一時間、該第二時間、該第三時間、該角速度、該第一高度、該第一預定距離、該第二預定距離、該預定夾角來運算出該第二高度，以及運算出在該第二高度上，該旋轉中心的一法線與該接收器之間的一直線距離。
33. 如申請專利範圍第32項所述之感測方法，另包含依據以下方程式來運算出該直線距離：

    

    其中r代表該直線距離，ω代表該角速度，T_d1代表該第一時間與該第二時間之一第一時間差、T_d2代表該第二時間與該第三時間之一第二時間 差、S代表該第一預定距離。
34. 如申請專利範圍第33項所述之感測方法，另包含依據以下方程式來運算出該第二高度：

    

    其中h代表該第二高度、Ht代表該第一高度、r代表該直線距離，ω代表該角速度，T_d1代表該第一時間與該第二時間之一第一時間差、T_d2代表該第二時間與該第三時間之一第二時間差、S代表該第一預定距離、R_d代表該第二預定距離以及φ代表該預定夾角。
35. 如申請專利範圍第34項所述之感測方法，另包含依據以下方程式運算出該待測器的該座標：X=r*cos(ψ),y=r*sin(ψ),z=h其中x代表該待測器在該第二高度上的一橫座標距離，y代表該待測器在該第二高度上的一縱座標距離，z代表該待測器距離該水平面的該第二高度，以及Ψ代表該旋轉角度。

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