TWI780734B - 利用擴增實境顯示埋藏物件的方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，其主要包含定位、擷取平面圖資、立體化轉換，以及合成顯示埋藏物件等步驟。經此等步驟，經由行動裝置於預定區域取得一定位座標，行動裝置依所在之定位座標自物件資料庫擷取對應預定區域之埋藏物件的平面圖資，並由行動裝置依擷取之平面圖資，經立體化轉換埋藏物件而生成立體圖資，再由行動裝置於定位座標之現場擷取一實況影像，於此實況影像中依立體圖資以擴增實境合成並顯示預定區域之埋藏物件，藉此透過平面圖資立體化而能讓人清楚瞭解物件埋藏的實際位置。

Description

利用擴增實境顯示埋藏物件的方法

本發明係關於一種將埋藏物件可視化的方法，尤指一種利用擴增實境顯示埋藏物件的方法。

隨著市容美化之觀念，許多水管和電氣線路等管線大都埋藏於路面下；又如建築物也是，其大部分的水管和電氣線路也都是埋藏於牆板或樓板之中，因此能不顯露於外以免影響美觀。

然而，若有施工之需求而必須對路面或建築物之牆板與樓板進行破壞時，施工人員通常是透過平面之管線分布圖，再以丈量配合目測而估測埋藏之管線的所在位置再進行施工，但此由施工人員依經驗判斷之作法，除了相當耗費時間之外，實務上也常發生位置的誤判，而在施工時仍有不慎破壞管線的風險，故如何解決此一問題即為本發明之主要重點所在。

為解決上述課題，本發明提供一種利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，可透過擴增實境將埋藏物件顯示於行動裝置之實況影像中。

本發明之一項實施例提供一種利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，其包含定位、擷取平面圖資、立體化轉換，以及合成顯示埋藏物件等步驟。在定位之步驟中，係在一預定區域，經由一行動裝置取得一於預定區域所在之定位座標；在擷取平面圖資之步驟中，所述行動裝置依所在之定位座標，自一物件資料庫擷取一對應預定區域之埋藏物件的平面圖資；在立體化轉換之步驟中，所述行動裝置依平面圖資立體化轉換所述埋藏物件，以生成一立體圖資而將物件立體化；在合成顯示埋藏物件之步驟中，行動裝置於所在之定位座標現場擷取一實況影像，且依立體化轉換之立體圖資，於實況影像中以擴增實境合成並顯示預定區域之埋藏物件。

藉此，本發明之利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，藉由行動裝置之應用，而以預定區域所在之定位座標為據點，進而擷取埋藏物件之平面圖資並將其轉換為立體圖資，即可藉由行動裝置現象擷取之實況影像中，將立體圖資透過擴增實境而合成並顯示，藉此透過立體化之虛擬影像，輔助行動裝置之使用者對預定區域之埋藏物件可視化而呈現於實況影像中，以達到使用者對埋藏物件進行探勘及後續施工規劃之便利性。

為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

請參閱圖1至圖7所示，本發明提供一種利用擴增實境顯示埋藏物件的方法100，如圖1所示，包含定位101、擷取平面圖資102、立體化轉換103，以及合成顯示埋藏物件104等步驟，於本實施例中包括一影像校正105之步驟，其進一步可包括一智能位置比對105a、一智能影像比對105b以及一自動校正105c之步驟。此外，於本實施例中所使用之行動裝置200，其通訊連接物件資料庫300、全球衛星定位系統400（Global Positioning System , GPS）以及地理資訊系統500（Geographic Information System , GIS），其中：

所述定位101之步驟中，係在一預定區域A中，經由一行動裝置200取得一於預定區域A所在之定位座標C(如圖3所示)。所述預定區域A，於本實施例係指室外，特別是指在一街道之路段上，於此所述之埋藏物件係在道路之路面下方的埋藏管線，常見的是電力/電信/網路管線，又或者像是自來水、污水或天然氣管線。

於本實施例中，行動裝置200為一平板電腦，但不以此為限，行動裝置200亦可為智慧型手機或筆記型電腦等可攜式裝置。於本實施例中，行動裝置200可開啟本身之定位功能，且經由全球衛星定位系統400（Global Positioning System , GPS）而取得定位座標C，此定位座標C並不是固定的，而是可隨人員攜帶行動裝置200移動而隨時變動，藉此而達到動態定位。

所述擷取平面圖資102之步驟中，行動裝置200依所在之定位座標C，自一物件資料庫300擷取一對應預定區域A之埋藏物件的平面圖資。如圖2所示，本實施例係行動裝置200通訊連接物件資料庫300，以擷取所述平面圖資，行動裝置200經由全球衛星定位系統400之定位而取得定位座標C，再由行動裝置200經地理資訊系統500，透過定位座標C的所在位置，辨識所在之預定區域A的道路資料。

承上，所述物件資料庫300於本實施例中係政府機關已建制之「公共設施管線資料庫」，人員攜著行動裝置200在定位座標C之所在預定區域A時，由行動裝置200透過網際網路連線至物件資料庫300中，即可擷取到預定區域A所對應之埋藏管線的平面圖資(如圖3所示)，此述平面圖資即預定區域A中，包含電力/電信、自來水、污水或天然氣等道路所設之埋藏管線分布，且平面圖資中亦可見人手孔蓋M之位置。

所述立體化轉換103之步驟中，由行動裝置200依前述於物件資料庫300所擷取之平面圖資，將其中所含之埋藏管線經立體化轉換，以生成一立體圖資。所述合成顯示埋藏物件104之步驟中，行動裝置200於所在之定位座標C現場擷取一實況影像L，且依前述已生成之立體圖資於實況影像L中，以擴增實境合成並顯示預定區域A之埋藏管線T(如圖4所示)。

於本實施例中，行動裝置200安裝一應用程式(APP)，藉此應用程式將擷取之平面圖資進行立體化轉換103之步驟，以將平面圖資立體化轉換為立體圖資，且行動裝置200透過應用程式開啟攝像鏡頭，以現場擷取實況影像L，此時於行動裝置200所見的是道路及在旁之建築物畫面，再經合成顯示埋藏物件104之步驟，將已立體化轉換之立體圖資於實況影像L中合成並顯示，即可同步地從行動裝置200顯示之實況影像L中虛擬顯示立體化之埋藏管線T。

本實施例進一步包括一影像校正105之步驟，係於所述道路資料中進一步定義道路上之特定物為特徵點，當實況影像L中以擴增實境合成並顯示預定區域A之埋藏管線與實際位置有所偏差時，得於影像校正105之步驟中，透過手動輸入或自動校正之方式，以特徵點之實際位置為基準，重行定位以校正實況影像L中顯示之埋藏管線T和實際位置的偏差。所述特定物可為人手孔蓋、鑑界之界釘或電線桿。

承上所述，由於人員攜著行動裝置200在預定區域A時所定位之定位座標C並非必然精準，如僅以定位座標C作為基準，可能實況影像L中所拍攝到的人手孔蓋M1和實況影像L所顯示之人手孔蓋M2的位置會略有偏差而失精準(如圖4所示)，此時藉由人手孔蓋M1作為前述特定物，並由物件資料庫300中獲得人手孔蓋M1經測量後所得高精度之地理座標，即可藉此地理座標為所述特徵點，進而校正而使實況影像L中人手孔蓋M1、M2的位置重疊而無偏差(如圖5所示)，藉此可使埋藏管線T在實況影像L中能精準顯示在實際位置。

於一較佳實施例中，影像校正105之步驟包括一智能位置比對105a、一智能影像比對105b以及一自動校正105c之步驟，所述智能位置比對105a之步驟，係以定位座標C為中心，並擷取一延伸範圍內之複數所述特定物，並以智能比對各特定物與定位座標C相對距離之遠近，以產生一遠近比對結果；智能影像比對105b之步驟係以智能影像辨識複數特定物之種類，以產生一類型比對結果；經自動校正105c之步驟，以遠近比對結果和類型比對結果校正所述偏差。

舉例來說，所述特定物例如為人手孔蓋，操作時由行動裝置200經全球衛星定位系統400取得定位座標C，並開啟其本身之攝像鏡頭以現場擷取實況影像L，所述應用程式將以定位座標C為中心而抓取鄰近範圍之人手孔蓋的地理座標，透過智能位置比對105a之步驟，以人工智能比對(例如以GeoAi地理人工智能技術)在該鄰近範圍內之人手孔蓋與定位座標C相對距離之遠近，以產生所述遠近比對結果；同時，透過現場擷取實況影像L中所獲取複數人手孔蓋之影像，透過智能影像比對105b之步驟，以智能影像辨識人手孔蓋之種類，例如自來水用、瓦斯管線用，以及電信用等不同類型的人手孔蓋的影像建制於一影像資料庫(圖中未示)，並透過智能辨識技術經影像辨識出各地理位置之人手孔蓋為何種類型，藉此而產生一類型比對結果；接著，透過自動校正105c之步驟，以所述遠近比對結果和類型比對結果校正所述偏差，可自動校正實況影像L中人手孔蓋M1、M2的位置至重疊而無偏差，藉此可使埋藏管線T在實況影像L中精準顯示在實際位置。

由上述之說明不難發現本發明之特點，在於：

1.本發明之利用擴增實境顯示埋藏物件的方法100，主要透過攜帶行動裝置200至預定區域A後進行定位，而以預定區域A所在之定位座標C為據點，進而擷取埋藏物件之平面圖資並將其轉換為立體圖資，即可藉由行動裝置200現象擷取之實況影像L中，將立體圖資透過擴增實境而合成，並在行動裝置200上顯示，透過立體化之虛擬影像，輔助行動裝置200之使用者對預定區域A之埋藏物件可視化而呈現於實況影像L中，使用者無須經由任何之挖掘動作，即可達到對埋藏物件進行探勘，以及後續施工規劃之便利性。

2.本發明進一步包括影像校正105之步驟，在於單純透過定位101之步驟後，埋藏物件(如上述之埋藏管線T)在實況影像L顯示的位置可能和實際位置有誤差而不夠精準，而在影像校正105之步驟中，係藉由特徵點(例如前述已具高精度地理座標之人手孔蓋)為基準，而可如前述實施例由特徵點重行定位埋藏物件在實況影像L中的位置，藉以校正實況影像L中之埋藏物件顯示在實際位置，特別是在上述實施例中說明以人工智能之校正方式，進一步可達到自動且精準校正之功效。

本發明之利用擴增實境顯示埋藏物件的方法100，並不以上述實施例在室外之預定區域A實施為限，在第二實施例中係在室內之預定區域B實施，此時在定位101之步驟中，即非由全球衛星定位系統400（Global Positioning System , GPS）之定位而取得定位座標(圖中未示)，而係以行動裝置200本身設置之一陀螺儀201、一加速度計202及一高度計203(如圖2所示)，以陀螺儀201和加速度計202來計偵測人員於所述預定區域B之所在方位，且以高度計203確認人員於所述預定區域B之所在高度而取得定位座標。此外，平面圖資於此為所述室內之設計圖中所含之埋藏管線分布圖(如圖6所示)，物件資料庫300於本實施例中係一獨立建置之資料庫，所述室內之設計圖中所含之埋藏管線分布圖儲存於其中，俾供行動裝置200得透過連線而存取。

於本實施例中，同樣是由行動裝置200所安裝之應用程式，將擷取之平面圖資進行立體化轉換103之步驟，以將平面圖資立體化轉換為立體圖資，且行動裝置200透過應用程式開啟攝像鏡頭，以現場擷取實況影像L，此時於行動裝置200所見的是建築物室內之牆板及樓板，再經合成顯示埋藏物件104之步驟，將已立體化轉換之立體圖資於實況影像L中合成並顯示，即可同步地從行動裝置200顯示之實況影像L中虛擬顯示立體化之埋藏管線T(如圖7所示)，同樣可對預定區域B之埋藏物件可視化而呈現於實況影像L中，使用者無須經由任何之挖掘動作，即可達到對埋藏物件進行探勘，以及後續施工規劃之便利性。

另於本實施例中，如依前述實施例之影像校正105之步驟中，係於設計圖中進一步定義牆板及/或樓板上之特定物為特徵點，而此述特定物例如牆板及樓板之邊界、插座、開關或水龍頭，於本實施例中係以牆板及樓板之邊界b和牆板上所設之插座E為特徵點，當實況影像L中以擴增實境合成並顯示預定區域B之埋藏管線T與實際位置有所偏差時，於影像校正105之步驟中，如同第一實施例所述，可藉由上述特徵點所在位置為基準而重行定位以校正埋藏管線T在實況影像L中的位置，藉以校正實況影像L中之埋藏管線T顯示在實際位置，且同樣能以人工智能之校正方式，進一步可達到自動且精準校正之功效。

以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發明意欲保護之範疇。

100:方法 101:定位 102:擷取平面圖資 103:立體化轉換 104:合成顯示埋藏物件 105:影像校正 105a:智能位置比對 105b:智能影像比對 105c:自動校正 200:行動裝置 201:陀螺儀 202:加速度計 203:高度計 300:物件資料庫 400:全球衛星定位系統 500:地理資訊系統 A:預定區域 B:預定區域 C:定位座標 E:插座 L:實況影像 M:人手孔蓋 M1:人手孔蓋 M2:人手孔蓋 T:埋藏管線 b:邊界

圖1係本發明實施例之方法流程圖。 圖2係本發明實施例之行動裝置與外部通訊連結之方塊圖。 圖3係本發明第一實施例之行動裝置由物件資料庫擷取之埋藏管線的平面圖資示意圖。 圖4係本發明第一實施例之行動裝置透過擴增實境合成並顯示預定區域之埋藏管線之示意圖。 圖5係延續圖4之行動裝置透過擴增實境合成並顯示預定區域之埋藏管線往右偏移而校正至實際位置之示意圖。 圖6係本發明第二實施例之行動裝置由物件資料庫擷取之埋藏管線的平面圖資示意圖。 圖7係本發明第二實施例之行動裝置透過擴增實境合成並顯示預定區域之埋藏管線之示意圖。

100:方法

101:定位

102:擷取平面圖資

103:立體化轉換

104:合成顯示埋藏物件

105:影像校正

105a:智能位置比對

105b:智能影像比對

105c:自動校正

Claims (8)

1. 一種利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，其包含以下步驟： 定位：在一預定區域經由一行動裝置取得一於該預定區域所在之定位座標； 擷取平面圖資：所述行動裝置依所在之該定位座標，自一物件資料庫擷取一對應該預定區域之埋藏物件的平面圖資； 立體化轉換：所述行動裝置依該平面圖資立體化轉換所述埋藏物件而生成一立體圖資；以及 合成顯示埋藏物件：所述行動裝置於所在之該定位座標現場擷取一實況影像，且依該立體圖資於該實況影像中以擴增實境合成並顯示該預定區域之埋藏物件。
2. 如請求項1所述之利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，其中，所述預定區域為室外，於該定位之步驟中，所述行動裝置係經全球衛星定位系統而取得該定位座標，且經地理資訊系統依所在之該定位座標辨識該預定區域之道路資料；該平面圖資為所述道路資料中所含之埋藏管線分布圖。
3. 如請求項2所述之利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，其中，進一步包括一影像校正之步驟，係於該道路資料中進一步定義道路上之特定物為特徵點，當該實況影像中以擴增實境合成並顯示該預定區域之埋藏物件與實際位置有所偏差時，於該影像校正之步驟中，以該特徵點所在位置為基準而重行定位以校正所述偏差。
4. 如請求項3所述之利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，其中，所述特定物為人手孔蓋、鑑界之界釘或電線桿。
5. 如請求項3所述之利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，其中，該影像校正之步驟包括一智能位置比對、一智能影像比對以及一自動校正之步驟，該智能位置比對之步驟係以該定位座標為中心並擷取一延伸範圍內之複數該特定物，並以智能比對各該特定物與該定位座標相對距離之遠近，以產生一遠近比對結果；該智能影像比對之步驟係以智能影像辨識該複數特定物之種類，以產生一類型比對結果；該自動校正之步驟係以該遠近比對結果和該類型比對結果校正所述偏差。
6. 如請求項1所述之利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，其中，所述預定區域為室內，於該定位之步驟中，係以所述行動裝置之一陀螺儀及一加速度計偵測該人員於所述室內之所在方位，且以一高度計確認該人員於所述室內之所在高度而取得該定位座標；該平面圖資為所述室內之設計圖中所含之埋藏管線分布圖。
7. 如請求項6所述之利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，其中，進一步包括一影像校正之步驟，係於該設計圖中進一步定義牆板及/或樓板上之特定物為特徵點，當該實況影像中以擴增實境合成並顯示該預定區域之埋藏物件與實際位置有所偏差時，於該影像校正之步驟中，以該特徵點所在位置為基準而重行定位以校正所述偏差。
8. 如請求項7所述之利用擴增實境顯示埋藏物件的方法，其中，所述特定物為牆板或樓板之邊界、插座、開關或水龍頭。

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