[发明专利]光学装置及其检测周围环境的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学装置，且特别涉及一种用以检测周围环境的光学装置。

背景技术

近年来单车活动已蔚为风潮，悠闲舒适地骑乘自行车旅行或是运动，乃广为大众所喜爱的活动。然而，单车活动亦存在许多潜在危险，由于骑车人的身体并没有受到外部金属体的保护，一旦发生意外，往往造成严重的后果。而意外的发生主要原因经常来自于骑车人的注意力不集中，没能及时注意到周遭环境的变化，且骑车人的视野有限，无法兼顾到各方向的可能危险。

因此，如何有效地检测周围环境，以提供单车骑士更高的安全性，乃目前业界所致力的课题之一。

发明内容

本发明涉及一种光学装置及其检测周围环境的方法。

根据本发明的第一方面，提出一种光学装置，用以检测一周围环境，光学装置包括图像提取单元、图像处理单元以及分析单元。图像提取单元用以发射出一光线，以扫描的方式射向周围环境，图像提取单元并根据由周围环境反射的光线产生对应至不同时间点的多个深度图像。图像处理单元用以根据这些深度图像，产生一物体于不同的时间点的速度，并根据物体的先前速度变化情形，预测物体的未来速度。分析单元用以根据物体的先前速度变化情形及未来速度，产生相关的警示讯息。

根据本发明的另一方面，提出一种检测周围环境的方法，应用于一光学装置，方法包括下列步骤：发射出一光线，以扫描的方式射向周围环境；根据由周围环境反射的光线产生对应至不同时间点的多个深度图像；根据这些深度图像，产生一物体于不同的时间点的速度，并根据物体的先前速度变化情形，预测该物体的未来速度；以及根据物体的先前速度变化情形及未来速度，产生相关的警示讯息。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示依照本发明实施例的光学装置的示意图

图2绘示依照本发明实施例的图像提取单元的示意图。

图3绘示激光发射及光检测的波形图。

图4绘示依照本发明另一实施例的光学装置的示意图。

图5绘示光学装置实际使用例子的示意图。

图6绘示依照本发明实施例的检测周围环境的方法流程图。

【符号说明】

1、2：光学装置

10：图像提取单元

12：图像处理单元

14：分析单元

31～34：步骤

100：微机电系统

102：红外线激光发射器

104：红外线光检测器

160、161、162：可见光激光光源

B：移动本体

D：深度图像

M：警示讯息

P：投影图像

Y：光线

Y’：反射光线

具体实施方式

图1绘示依照本发明实施例的光学装置的示意图。光学装置1包括图像提取单元10、图像处理单元12以及分析单元14。图像提取单元10用以发射出一光线Y，以扫描的方式射向周围环境，周围环境反射光线Y，图像提取单元10接收到反射光线Y’，产生对应至不同时间点的多个深度图像D。图像处理单元12用以根据这些深度图像D，产生一物体于不同的时间点的速度，并根据物体的先前速度变化情形，预测物体的未来速度。分析单元14用以根据物体的先前速度变化情形及未来速度，产生相关的警示讯息M。现在将各元件功能详细说明如下。

图2绘示依照本发明实施例的图像提取单元的示意图。图像提取单元10用以产生多个对应至不同时间点关于周围环境的深度图像D。图像提取单元10包括微机电系统100、红外线激光发射器102以及红外线光检测器104。红外线激光发射器102用以发射光线Y，光线Y为红外线光。微机电系统100使得光线Y扫描周围环境。

微机电系统100例如包括一微型扫描反射镜，红外线激光发射器102发射出的光线Y射至扫描反射镜后，经反射而使得光线Y发射至周围环境。微机电系统100驱动扫描反射镜旋转不同的角度，使得射出的光线Y扫描周围环境中的一平面。如图2所示，微机电系统100使得光线Y以扫描的方式，逐列扫描周围环境中的一平面。

当光线Y发射至周围环境后，会被周围环境中的物体所反射，红外线光检测器104用以接收反射光线Y’，并根据红外线光发射与被接收的时间差，计算出图像中各个像素的「深度」，即环境中物体与光学装置1之间的距离d。距离d的计算公式如下：