TWI744932B - 智慧型頭盔系統及其運作方法 - Google Patents
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Abstract
一種智慧型頭盔系統及其運作方法，透過在智慧型頭盔裝置中設置腦波感測器及攝像元件，用以持續感測腦波信號及拍攝眼部影像，並且傳送至伺服端分析及解讀腦波信號以生成情緒狀態，以及辨識眼部影像以生成瞌睡狀態，當情緒狀態為不佳且瞌睡狀態為否時，伺服端傳送第一驅動信號至智慧型頭盔裝置，使設置在智慧型頭盔裝置中的音樂播放器播放療癒音樂，當瞌睡狀態為是時，伺服端傳送第二驅動信號至智慧型頭盔裝置，使音樂播放器播放警示語音，用以達到提高駕駛的專注力之技術功效。
Description
本發明涉及一種智慧型頭盔之系統及其運作方法，特別是智慧型頭盔系統及其運作方法。
近年來，隨著物聯網的普及與蓬勃發展，各種物聯網裝置便如雨後春筍般出現。其中，智慧型頭盔便是其中一種常見的應用。
一般而言，傳統的智慧型頭盔具有與網路連線的功能，並且能夠接收導航指示、定位資訊等等。然而，無論是提供導航指示或定位資訊，眾多的訊息容易導致駕駛分心，進而大幅影響駕駛的注意力或專注力，對於駕駛而言，雖然提高了便利性但卻犧牲了安全性，故傳統的智慧型頭盔具有難以提高駕駛的專注力之問題。
有鑑於此，便有廠商提出與智慧型手機連線的技術手段，其透過設置在智慧型頭盔的揚聲器播放智慧型手機的來電顯示及自動接聽來電，並且允許駕駛以收音元件進行通話，避免駕駛分心操作智慧型手機而影響行駛安全性。不過，即便此方式能夠避免駕駛分心操作智慧型手機，卻無法避免通話內容影響駕駛情緒，導致注意力或專注力下降的情況，舉例來說，在通話中吵架
或通話時間長而導致疲倦困頓等情況，而這些情況皆會大幅降低駕駛的注意力或專注力，故仍然無法有效解決難以提高駕駛的專注力之問題。
綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在難以提高駕駛的專注力之問題，因此實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。
本發明揭露一種智慧型頭盔系統及其運作方法。
首先，本發明揭露一種智慧型頭盔系統，此系統包含：智慧型頭盔裝置及伺服端。其中，所述智慧型頭盔裝置包含：感測模組、傳輸模組及驅動模組。所述感測模組用以在偵測到人員配戴時，觸發設置在智慧型頭盔裝置的腦波感測器持續感測腦波信號，以及致能設置在智慧型頭盔裝置的攝像元件持續拍攝眼部影像；傳輸模組用以通過設置在智慧型頭盔裝置的無線傳輸元件傳送腦波信號及眼部影像，以及接收第一驅動信號及第二驅動信號；以及驅動模組用以在接收到第一驅動信號時，驅動設置在智慧型頭盔裝置的音樂播放器以播放療癒音樂，以及在接收到第二驅動信號時，驅動音樂播放器以播放警示語音。接著，在伺服端的部分，其用以持續分析及解讀接收到的腦波信號以生成情緒狀態，以及持續辨識接收到的眼部影像以生成瞌睡狀態，當情緒狀態為不佳且瞌睡狀態為否時，傳送第一驅動信號至智慧型頭盔裝置，當瞌睡狀態為是時，傳送第二驅動信號至智慧型頭盔裝置。
另外，本發明還揭露一種智慧型頭盔運作方法，其步驟包括：提供具有腦波感測器、攝像元件、無線傳輸元件及音樂播放器的智慧型頭盔裝置，其中音樂播放器包含療癒音樂及警示語音；當智慧型頭盔裝置偵測到人員配戴
時，觸發腦波感測器持續感測腦波信號，以及致能攝像元件持續拍攝眼部影像，並且通過無線傳輸元件將腦波信號及眼部影像傳送至伺服端；伺服端持續分析及解讀接收到的腦波信號以生成情緒狀態，以及持續辨識接收到的眼部影像以生成瞌睡狀態，當情緒狀態為不佳且瞌睡狀態為否時，傳送第一驅動信號至智慧型頭盔裝置，當瞌睡狀態為是時，傳送第二驅動信號至智慧型頭盔裝置；以及智慧型頭盔裝置在接收到第一驅動信號時，驅動設置在智慧型頭盔裝置的音樂播放器以播放所述療癒音樂，當智慧型頭盔裝置在接收到第二驅動信號時，驅動設置在智慧型頭盔裝置的音樂播放器以播放警示語音。
本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術的差異在於本發明是透過在智慧型頭盔裝置中設置腦波感測器及攝像元件，用以持續感測腦波信號及拍攝眼部影像，並且傳送至伺服端分析及解讀腦波信號以生成情緒狀態，以及辨識眼部影像以生成瞌睡狀態，當情緒狀態為不佳且瞌睡狀態為否時，伺服端傳送第一驅動信號至智慧型頭盔裝置，使設置在智慧型頭盔裝置中的音樂播放器播放療癒音樂，當瞌睡狀態為是時，伺服端傳送第二驅動信號至智慧型頭盔裝置，使音樂播放器播放警示語音。
透過上述的技術手段，本發明可以達成提高駕駛的專注力之技術功效。
110:智慧型頭盔裝置
111:感測模組
112:傳輸模組
113:驅動模組
120:伺服端
300:智慧型頭盔裝置
310:腦波感測器
320:攝像元件
330:無線傳輸元件
340:音樂播放器
步驟210:提供具有一腦波感測器、一攝像元件、一無線傳輸元件及一音樂播放器的一智慧型頭盔裝置，其中該音樂播放器包含至少一療癒音樂及一警示語音
步驟220:當該智慧型頭盔裝置偵測到人員配戴時，觸發該腦波感測器持續感測一腦波信號，以及致能該攝像元件持續拍攝一眼部影像，並且通過該無線傳輸元件將該腦波信號及該眼部影像傳送至一伺服端
步驟230:該伺服端持續分析及解讀接收到的該腦波信號以生成一情緒狀態，以及持續辨識接收到的該眼部影像以生成一瞌睡狀態，當該
情緒狀態為不佳且該瞌睡狀態為否時，傳送一第一驅動信號至該智慧型頭盔裝置，當該瞌睡狀態為是時，傳送一第二驅動信號至該智慧型頭盔裝置
步驟231:所述療癒音樂持續播放一固定時間後，該情緒狀態仍然為不佳時，該伺服端傳送該第二驅動信號，使該音樂播放器播放該警示語音
步驟240:該智慧型頭盔裝置在接收到該第一驅動信號時，驅動設置在該智慧型頭盔裝置的該音樂播放器以播放所述療癒音樂，該智慧型頭盔裝置在接收到該第二驅動信號時，驅動設置在該智慧型頭盔裝置的該音樂播放器以播放該警示語音
步驟241:該智慧型頭盔裝置在接收到該第二驅動信號時產生一限速信號，並且透過該無線傳輸元件傳送至一機動車輛的一限速裝置，用以致能該限速裝置以對該機動車輛進行限速
第1圖為本發明智慧型頭盔系統的系統方塊圖。
第2A圖至第2C圖為本發明智慧型頭盔運作方法的方法流程圖。
第3圖為應用本發明感測腦波信號及拍攝眼部影像之示意圖。
以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。
在說明本發明所揭露之智慧型頭盔系統及其運作方法之前，先對本發明所自行定義的名詞作說明，本發明所述的情緒狀態是由伺服端根據接收自智慧型頭盔裝置的腦波信號進行分析及解讀所產生，其可將分析及解讀出的負面情緒記錄為「不佳」或直接記錄相應的情緒，如：快樂、憂鬱等等。另外，所述瞌睡狀態則是根據駕駛的眼部影像之辨識結果，來判斷駕駛是否處於打瞌睡的狀態，在實際實施上，瞌睡狀態的記錄方式不限於記錄為「是」或「否」，任何能夠區分是否打瞌睡的記錄方式皆不脫離本發明的應用範疇。
以下配合圖式對本發明智慧型頭盔系統及其運作方法做進一步說明，請先參閱「第1圖」，「第1圖」為本發明智慧型頭盔系統的系統方塊圖，此系統包含：智慧型頭盔裝置110及伺服端120。首先，在智慧型頭盔裝置110的部分，其包含：感測模組111、傳輸模組112及驅動模組113。其中，感測模組111用以在偵測到人員配戴時，觸發設置在智慧型頭盔裝置的腦波感測器持續感測腦波信號，以及致能設置在智慧型頭盔裝置的攝像元件持續拍攝眼部影像。在實際實施上，偵測是否有人員配戴可以透過設置在智慧型頭盔裝置110內部頂端的壓力感測器來判斷，當感測到壓力時即判斷為人員配戴，反之則判斷為人員未配戴。另外，在人員配戴智慧型頭盔裝置110時，腦波感測器以電極片貼附在
頭皮四周，用以蒐集大腦區域產生的生理電流，以便提供伺服端透過生理電流的變化來判斷情緒狀態，例如：低落、亢奮、專注等等。除此之外，智慧型頭盔裝置110更可包含重覆式經顱磁刺激(rTMS,Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation)裝置，用以在情緒狀態為憂鬱時，以電磁脈衝在大腦皮質的特定區域產生感應電流，以增進或減弱特定區域神經細胞的興奮性。
傳輸模組112用以通過設置在智慧型頭盔裝置110的無線傳輸元件傳送腦波信號及眼部影像，以及接收第一驅動信號及第二驅動信號。在實際實施上，傳輸模組112可透過使用WiFi、ZigBee、CoAP(Constrained Application Protocol)、MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)或其相似的無線傳輸元件來實現，用以透過無線方式來接收及傳輸資料。另外，智慧型頭盔裝置110在接收到第二驅動信號時，可以產生限速信號，並且透過所述無線傳輸元件傳送至機動車輛的限速裝置，用以致能所述限速裝置以對機動車輛進行限速，例如：限制在最低時速為零或是速限之下。
驅動模組113用以在接收到第一驅動信號時，驅動設置在智慧型頭盔裝置110的音樂播放器以播放療癒音樂，以及在接收到第二驅動信號時，驅動音樂播放器以播放警示語音。在實際實施上，所述療癒音樂是指能夠使人有舒適、愉悅、放鬆等心理感受的音樂，能夠在情緒上有撫慰的效果，而所述警示語音則是預先錄製用於警示駕駛需加強專注力或注意力的語音。
接著，在伺服端120的部分，其用以持續分析及解讀接收到的腦波信號以生成情緒狀態，以及持續辨識接收到的眼部影像以生成瞌睡狀態，當情緒狀態為「不佳」且瞌睡狀態為「否」時，傳送第一驅動信號至智慧型頭盔裝置110，當情緒狀態為「不佳」且瞌睡狀態為「是」時，傳送第二驅動信號至
智慧型頭盔裝置110。在實際實施上，假設分析及解讀出的情緒是負面的，如：低落、氣憤、緊張等等，則情緒狀態設為「不佳」，反之若情緒是正面的，如：舒適、愉悅、放鬆等等，則情緒狀態設為「佳」。另外，在辨識眼部影像時，可以先二值化眼部影像，再根據眼睛區域的大小、形狀等等來判斷睜眼、瞇眼、閉眼等等情況，並且在持續瞇眼或閉眼的情況時，將瞌睡狀態設為「是」，反之若持續維持睜眼，便將瞌睡狀態設為「否」。除此之外，假設所述療癒音樂持續播放一段固定時間(例如：以分鐘或秒為單位的指定時間)後，所述情緒狀態仍然為不佳時，伺服端120可傳送第二驅動信號，使音樂播放器播放警示語音。
特別要說明的是，在實際實施上，本發明所述的模組皆可利用各種方式來實現，包含軟體、硬體或其任意組合，例如，在某些實施方式中，各模組可利用軟體及硬體或其中之一來實現，除此之外，本發明亦可部分地或完全地基於硬體來實現，例如，系統中的一個或多個模組可以透過積體電路晶片、系統單晶片(System on Chip,SoC)、複雜可程式邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device,CPLD)、現場可程式邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)等來實現。本發明可以是系統、方法及/或電腦程式。電腦程式可以包括電腦可讀儲存媒體，其上載有用於使處理器實現本發明的各個方面的電腦可讀程式指令，電腦可讀儲存媒體可以是可以保持和儲存由指令執行設備使用的指令的有形設備。電腦可讀儲存媒體可以是但不限於電儲存設備、磁儲存設備、光儲存設備、電磁儲存設備、半導體儲存設備或上述的任意合適的組合。電腦可讀儲存媒體的更具體的例子(非窮舉的列表)包括：硬碟、隨機存取記憶體、唯讀記憶體、快閃記憶體、光碟、軟碟以及上述的任意合適的組合。此處所使
用的電腦可讀儲存媒體不被解釋為瞬時信號本身，諸如無線電波或者其它自由傳播的電磁波、通過波導或其它傳輸媒介傳播的電磁波(例如，通過光纖電纜的光信號)、或者通過電線傳輸的電信號。另外，此處所描述的電腦可讀程式指令可以從電腦可讀儲存媒體下載到各個計算/處理設備，或者通過網路，例如：網際網路、區域網路、廣域網路及/或無線網路下載到外部電腦設備或外部儲存設備。網路可以包括銅傳輸電纜、光纖傳輸、無線傳輸、路由器、防火牆、交換器、集線器及/或閘道器。每一個計算/處理設備中的網路卡或者網路介面從網路接收電腦可讀程式指令，並轉發此電腦可讀程式指令，以供儲存在各個計算/處理設備中的電腦可讀儲存媒體中。執行本發明操作的電腦程式指令可以是組合語言指令、指令集架構指令、機器指令、機器相關指令、微指令、韌體指令、或者以一種或多種程式語言的任意組合編寫的原始碼或目的碼(Object Code)，所述程式語言包括物件導向的程式語言，如：Common Lisp、Python、C++、Objective-C、Smalltalk、Delphi、Java、Swift、C#、Perl、Ruby與PHP等，以及常規的程序式(Procedural)程式語言，如：C語言或類似的程式語言。所述電腦程式指令可以完全地在電腦上執行、部分地在電腦上執行、作為一個獨立的軟體執行、部分在客戶端電腦上部分在遠端電腦上執行、或者完全在遠端電腦或伺服器上執行。
請參閱「第2A圖」至「第2C圖」，「第2A圖」至「第2C圖」為本發明智慧型頭盔運作方法的方法流程圖，其步驟包括：提供具有腦波感測器、攝像元件、無線傳輸元件及音樂播放器的智慧型頭盔裝置，其中音樂播放器包含療癒音樂及警示語音(步驟210)；當智慧型頭盔裝置偵測到人員配戴時，觸發腦波感測器持續感測腦波信號，以及致能攝像元件持續拍攝眼部影像，並且
通過無線傳輸元件將腦波信號及眼部影像傳送至伺服端(步驟220)；伺服端持續分析及解讀接收到的腦波信號以生成情緒狀態，以及持續辨識接收到的眼部影像以生成瞌睡狀態，當情緒狀態為不佳且瞌睡狀態為否時，傳送第一驅動信號至智慧型頭盔裝置，當瞌睡狀態為是時，傳送第二驅動信號至智慧型頭盔裝置(步驟230)；智慧型頭盔裝置在接收到第一驅動信號時，驅動設置在智慧型頭盔裝置的音樂播放器以播放所述療癒音樂，當智慧型頭盔裝置在接收到第二驅動信號時，驅動設置在智慧型頭盔裝置的音樂播放器以播放警示語音(步驟240)。透過上述步驟，即可透過在智慧型頭盔裝置110中設置腦波感測器及攝像元件，用以持續感測腦波信號及拍攝眼部影像，並且傳送至伺服端120分析及解讀腦波信號以生成情緒狀態，以及辨識眼部影像以生成瞌睡狀態，當情緒狀態為不佳且瞌睡狀態為否時，伺服端120傳送第一驅動信號至智慧型頭盔裝置110，使設置在智慧型頭盔裝置110中的音樂播放器播放療癒音樂，當瞌睡狀態為是時，伺服端120傳送第二驅動信號至智慧型頭盔裝置110，使音樂播放器播放警示語音。
另外，在步驟230之後，可在所述療癒音樂持續播放一段固定時間後，情緒狀態仍然為不佳時，伺服端120傳送第二驅動信號，使音樂播放器播放警示語音(步驟231)；以及在步驟240之後，智慧型頭盔裝置110可在接收到第二驅動信號時產生限速信號，並且透過無線傳輸元件傳送至機動車輛的限速裝置，用以致能此限速裝置以對機動車輛進行限速(步驟241)。
以下配合「第3圖」以實施例的方式進行如下說明，請參閱「第3圖」，「第3圖」為應用本發明感測腦波信號及拍攝眼部影像之示意圖。首先，當駕駛配戴應用本發明的智慧型頭盔裝置300時，將觸發腦波感測器310持續感
測駕駛的腦波信號，以及致能攝像元件320持續拍攝眼部影像，並且通過無線傳輸元件330將腦波信號及眼部影像傳送至伺服端120。接著，伺服端120會持續分析及解讀接收到的腦波信號以生成情緒狀態，以及持續辨識接收到的眼部影像以生成瞌睡狀態，當情緒狀態為不佳且瞌睡狀態為否時，傳送第一驅動信號至智慧型頭盔裝置300，當瞌睡狀態為是時，傳送第二驅動信號至智慧型頭盔裝置300。假設智慧型頭盔裝置300接收到第一驅動信號，將驅動設置在智慧型頭盔裝置300的音樂播放器340以播放療癒音樂，進而影響駕駛的情緒，使情緒朝向舒適、愉悅、放鬆的方向發展。假設智慧型頭盔裝置300在接收到第二驅動信號，則驅動設置在智慧型頭盔裝置300的音樂播放器340以播放警示語音，提醒駕駛提高注意力或專注力。
綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於透過在智慧型頭盔裝置中設置腦波感測器及攝像元件，用以持續感測腦波信號及拍攝眼部影像，並且傳送至伺服端分析及解讀腦波信號以生成情緒狀態，以及辨識眼部影像以生成瞌睡狀態，當情緒狀態為不佳且瞌睡狀態為否時，伺服端傳送第一驅動信號至智慧型頭盔裝置，使設置在智慧型頭盔裝置中的音樂播放器播放療癒音樂，當瞌睡狀態為是時，伺服端傳送第二驅動信號至智慧型頭盔裝置，使音樂播放器播放警示語音，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在的問題，進而達成提高駕駛的專注力之技術功效。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
110:智慧型頭盔裝置
111:感測模組
112:傳輸模組
113:驅動模組
120:伺服端
Claims (10)
- 一種智慧型頭盔系統，該系統包含：一智慧型頭盔裝置，其包含：一感測模組，用以在偵測到人員配戴時，觸發設置在該智慧型頭盔裝置的一腦波感測器持續感測一腦波信號，以及致能設置在該智慧型頭盔裝置的一攝像元件持續拍攝一眼部影像；一傳輸模組，用以通過設置在該智慧型頭盔裝置的一無線傳輸元件傳送該腦波信號及該眼部影像，以及接收一第一驅動信號及一第二驅動信號；以及一驅動模組，用以在接收到該第一驅動信號時，驅動設置在該智慧型頭盔裝置的一音樂播放器以播放至少一療癒音樂，以及在接收到該第二驅動信號時，驅動該音樂播放器以播放一警示語音；以及一伺服端，用以持續分析及解讀接收到的該腦波信號以生成一情緒狀態，以及持續辨識接收到的該眼部影像以生成一瞌睡狀態，當該情緒狀態為不佳且該瞌睡狀態為否時，傳送該第一驅動信號至該智慧型頭盔裝置，當該瞌睡狀態為是時，傳送該第二驅動信號至該智慧型頭盔裝置。
- 如請求項1之智慧型頭盔系統，其中所述療癒音樂持續播放一固定時間後，該情緒狀態仍然為不佳時，該伺服端傳送該第二驅動信號，使該音樂播放器播放該警示語音。
- 如請求項1之智慧型頭盔系統，其中該智慧型頭盔裝置在接收到該第二驅動信號時產生一限速信號，並且透過該無線傳輸元件傳送至一機動車輛的一限速裝置，用以致能該限速裝置以對該機動車輛進行限速。
- 如請求項1之智慧型頭盔系統，其中該智慧型頭盔裝置更包含一重覆式經顱磁刺激(rTMS,Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation)裝置，用以在該情緒狀態為憂鬱時，以電磁脈衝在大腦皮質的一特定區域產生感應電流，以增進或減弱該特定區域神經細胞的興奮性。
- 如請求項1之智慧型頭盔系統，其中該伺服端先二值化該眼部影像，再根據其中的眼睛區域判斷睜眼、瞇眼及閉眼，並且在判斷為睜眼時，將該瞌睡狀態設為否，以及在判斷為持續瞇眼或閉眼時，將該瞌睡狀態設為是。
- 一種智慧型頭盔運作方法，其步驟包括：提供具有一腦波感測器、一攝像元件、一無線傳輸元件及一音樂播放器的一智慧型頭盔裝置，其中該音樂播放器包含至少一療癒音樂及一警示語音；當該智慧型頭盔裝置偵測到人員配戴時，觸發該腦波感測器持續感測一腦波信號，以及致能該攝像元件持續拍攝一眼部影像，並且通過該無線傳輸元件將該腦波信號及該眼部影像傳送至一伺服端； 該伺服端持續分析及解讀接收到的該腦波信號以生成一情緒狀態，以及持續辨識接收到的該眼部影像以生成一瞌睡狀態，當該情緒狀態為不佳且該瞌睡狀態為否時，傳送一第一驅動信號至該智慧型頭盔裝置，當該瞌睡狀態為是時，傳送一第二驅動信號至該智慧型頭盔裝置；以及該智慧型頭盔裝置在接收到該第一驅動信號時，驅動設置在該智慧型頭盔裝置的該音樂播放器以播放所述療癒音樂，該智慧型頭盔裝置在接收到該第二驅動信號時，驅動設置在該智慧型頭盔裝置的該音樂播放器以播放該警示語音。
- 如請求項6之智慧型頭盔運作方法，其中該方法更包含所述療癒音樂持續播放一固定時間後，該情緒狀態仍然為不佳時，該伺服端傳送該第二驅動信號，使該音樂播放器播放該警示語音的步驟。
- 如請求項6之智慧型頭盔運作方法，其中該方法更包含該智慧型頭盔裝置在接收到該第二驅動信號時產生一限速信號，並且透過該無線傳輸元件傳送至一機動車輛的一限速裝置，用以致能該限速裝置以對該機動車輛進行限速的步驟。
- 如請求項6之智慧型頭盔運作方法，其中該智慧型頭盔裝置更包含一重覆式經顱磁刺激(rTMS,Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation)裝置，用以在該情緒狀態為憂鬱時，以電磁脈衝在大腦皮質的一特定區域產生感應電流，以增進或減弱該特定區域神經細胞的興奮性。
- 如請求項6之智慧型頭盔運作方法，其中該伺服端先二值化該眼部影像，再根據其中的眼睛區域判斷睜眼、瞇眼及閉眼，並且在判斷為睜眼時，將該瞌睡狀態設為否，以及在判斷為持續瞇眼或閉眼時，將該瞌睡狀態設為是。
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| TW109118609A TWI744932B (zh) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | 智慧型頭盔系統及其運作方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| TWI744932B true TWI744932B (zh) | 2021-11-01 |
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| TW109118609A TWI744932B (zh) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | 智慧型頭盔系統及其運作方法 |
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| Publication number | Publication date |
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| TW202147270A (zh) | 2021-12-16 |
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