发明创造名称：一种定位方法和系统、移动终端
外观设计名称：
决定号：187039
决定日：2019-08-13
委内编号：1F268035
优先权日：
申请（专利）号：201510081808.1
申请日：2015-02-16
复审请求人：杨阳
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：张惠军
合议组组长：韩黎敏
参审员：余莹洁
国际分类号：G01C21/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：一项权利要求的技术方案与最接近现有技术之间存在区别技术特征，如果同领域的另一篇现有技术并未给出采用该区别技术特征解决相应技术问题的技术启示，则该权利要求相对于这两篇现有技术具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510081808.1、名称为“一种定位方法和系统、移动终端”的发明专利申请（下称本申请），本申请的申请日为2015年02月16日，公开日为2015年05月06日，申请人为杨阳。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门以本申请权利要求1-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由，于2018年09月04日作出驳回决定，驳回了本申请。驳回决定中引用了如下两篇对比文件：
对比文件1：CN1880918A，其公开日期为2006年12月20日；
对比文件2：“三维目标特征提取及识别研究”，张跃强，中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑，2012年第7期，其公开日期为2012年07月15日。
驳回决定所依据的文本为2018年03月06日提交的权利要求第1-13项、以及申请日2015年02月16日提交的说明书第1-63段、说明书附图图1-5、说明书摘要及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 一种定位系统，该定位系统包括：
图像采集装置，适于采集环境图像；
定位装置，适于确定所采集环境图像的位置；
轮廓获取装置，获取该位置对应的多个视角的环境轮廓；
视角识别装置，适于将所采集的环境图像与所述多个视角的环境轮廓进行比对，以确定所采集的环境图像对应的视角的环境轮廓和视角数据，以及
显示装置，适于在该环境图像中显示其对应的视角数据。
2. 如权利要求1所述的定位系统，其中所述环境图像包括街道图像或建筑图像。
3. 如权利要求1所述的定位系统，还包括轮廓存储器，该轮廓存储器存储有多个位置的环境轮廓；以及
所述轮廓获取装置根据下述方式获取所采集环境图像的位置对应的多个视角的环境轮廓：
从该轮廓数据库中获取该位置对应的多个视角的环境轮廓。
4. 如权利要求1所述的定位系统，该轮廓数据获取装置与服务器中轮廓数据库通信连接，该轮廓数据库存储有多个位置的环境轮廓；以及
所述轮廓获取装置根据下述方式获取所采集环境图像的位置对应的多个视角的环境轮廓：
从该轮廓数据库中获取该位置对应的多个视角的环境轮廓。
5. 如权利要求1所述的定位系统，其中视角识别装置适于根据下述方式将所采集的环境图像与所述多个视角的环境轮廓进行比对，以确定所采集的环境图像对应的视角的环境轮廓和视角数据：
获取所采集的环境图像的轮廓；
将该环境图像的轮廓与所述多个视角的环境轮廓进行匹配分析，以确定 该环境图像的轮廓对应的视角的环境轮廓；以及
获取该环境轮廓对应的视角数据。
6. 如权利要求5所述的定位系统，所述视角数据包括：建筑物信息、街道信息以及该视角的导航数据。
7. 一种定位方法，适于在移动终端中执行，该方法包括步骤：
采集环境图像；
确定所采集环境图像的位置；
获取该位置对应的多个视角的环境轮廓；
将所采集的环境图像与所述多个视角的环境轮廓进行比对，以确定所采集的环境图像对应的环境轮廓和视角数据；以及
在该环境图像中，显示其对应的视角数据。
8. 如权利要求7所述的定位方法，其中所述环境图像包括街道图像或建筑图像。
9. 如权利要求7所述的定位方法，该移动终端包括轮廓存储器，该轮廓存储器适于存储多个位置的环境轮廓；以及
所述获取所采集环境图像的位置对应的多个视角的环境轮廓的步骤包括：
从该轮廓数据库中获取该位置对应的多个视角的环境轮廓。
10. 如权利要求7所述的定位方法，该移动终端与服务器中轮廓数据库通信连接，该轮廓数据库存储有多个位置的环境轮廓；以及
所述获取所采集环境图像的位置对应的多个视角的环境轮廓的步骤包括：
从该轮廓数据库中获取该位置对应的多个视角的环境轮廓。
11. 如权利要求7所述的定位方法，所述将所采集的环境图像与所述多个视角的环境轮廓进行比对，以确定所采集的环境图像对应的视角的环境轮廓的步骤包括：
获取所采集的环境图像的轮廓；
将该环境图像的轮廓与所述多个视角的环境轮廓进行匹配分析，以确定该环境图像的轮廓对应的环境轮廓；以及
获取该环境轮廓对应的视角数据。
12. 如权利要求7所述的定位方法，所述视角数据包括：建筑物信息、街道信息以及该视角的导航数据。
13. 一种移动终端，包括如权利要求1至6任一项的定位系统。”
驳回决定认为，权利要求1与对比文件1公开的内容相比，其区别在于：权利要求1的轮廓获取装置获取的是多个视角的环境轮廓，从而视角识别装置将所采集的环境图像与多个视角的环境轮廓进行比对，以确定所采集的环境图像对应的视角的环境轮廓和视角数据。基于所述区别技术特征，其实际所要解决的技术问题为：如何更加快速、准确地对目标进行匹配、定位。对比文件2公开了利用多视角的目标模型与拍摄的图像进行比对，从而快速获取目标的精确匹配和定位，本领域技术人员容易想到将对比文件2公开的对人造目标的识别方法应用于对比文件1中，对环境目标进行匹配和定位，权利要求1不具备创造性。基于同样的理由，权利要求7也不具备创造性。从属权利要求2-6、8-12的附加技术特征或者被对比文件1或2所公开，或者为本领域常规技术手段，因而权利要求2-6、8-12均不具备创造性。权利要求13要求保护一种移动终端，对比文件1公开了一种便携式终端，结合针对权利要求1-6的意见评述可知，权利要求13也不具备创造性。
申请人杨阳（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年12月07日向国家知识产权局提出了复审请求，未提交修改文件。复审请求人认为：（1）在对比文件1的技术方案中，中心点的位置选取、照相机的方位角、倾角，在实践中存在误差，因此计算出的拍摄的目标位置和显示目标均存在误差，导致照相机拍摄的目标不能够准确与显示目标匹配，根据目标轮廓提取信息应用于地图数据匹配，相对于本申请是一个相反的教导。（2）对比文件2对于目标模型的定义不清楚，本申请采集的是环境图像，对比文件2采集的是人造目标图像，因此本申请计算方案构建的数据库与对比文件2相比，匹配速度更快、准确度更高；对比文件2是机器人视力范围内人造目标具体位置的确定，没有公开将轮廓匹配的技术方案应用于导航路线的技术方案。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年12月24日受理了该复审请求，并将本案转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见中认为，对于对比文件2，无论是人造目标图像还是环境图像（例如建筑物体的图像），其实质均为一种三维物体，具体的实施方法并不会存在较大的差异性，均为预存相关物体的多个视角下的图像信息，将当前拍摄的图像与预存的多个视角下的图像信息进行匹配，从而对相关物体进行识别和定位；正是由于对比文件1存在诸如定位精度不高的问题，本领域技术人员才有动机进行改进，采用例如对比文件2公开的方式来解决上述问题，对比文件1并不存在反向启示，因此坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
针对上述复审请求，本案合议组以驳回决定所针对的文本为基础进行审查，并于2019年04月28日发出复审通知书。
复审通知书中指出，权利要求1与对比文件1的区别在于：轮廓获取装置，获取该位置对应的多个视角的环境轮廓；视角识别装置，适于将所采集的环境图像与所述多个视角的环境轮廓进行比对，以确定所采集的环境图像对应的视角的环境轮廓和视角数据。对比文件2给出了通过三维轮廓提取和匹配，对目标对象进行快速识别和定位的技术启示。当面临如何在室外环境中进行快速定位的技术问题时，基于对比文件2所给出的教导，本领域技术人员有动机将对比文件2所披露的图像轮廓提取及匹配方法应用于对比文件1的方法中，实现快速定位。从属权利要求2-6的附加技术特征或者被对比文件1或2公开，或者为本领域的常规技术手段，因此权利要求2-6也均不具备创造性。权利要求7-12请求保护一种定位方法，适于在移动终端中执行。对比文件1涉及用于将照相机拍摄的图像与便携式终端中的地图数据匹配的方法以及使用便携式终端中的照相机拍摄的图像的旅行路线导航方法，权利要求7-12所限定的方法步骤分别与权利要求1-6的定位系统中的相关部件所实现的功能或所起的作用相同，基于类似的理由可知，权利要求7-12也不具备创造性。权利要求13请求保护一种移动终端，包括如权利要求1-6的定位系统，对比文件1公开了在移动终端中采用该导航定位方法，且权利要求1-6均不具备创造性，因此权利要求13也不具备创造性。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年06月11日、2019年06月12日提交了内容相同的意见陈述书以及权利要求书的全文修改替换页，在复审通知书所针对文本的基础上，在独立权利要求1、7中补入特征“其中，每个视角的环境轮廓为对应视角的外缘轮廓，一个视角的外缘轮廓为从该视角所拍摄的环境图像中所提取的边缘线条”，修改后的独立权利要求1、7内容如下：
“1. 一种定位系统，该定位系统包括：
图像采集装置，适于采集环境图像；
定位装置，适于确定所采集环境图像的位置；
轮廓获取装置，获取该位置对应的多个视角的环境轮廓；
视角识别装置，适于将所采集的环境图像与所述多个视角的环境轮廓进行比对，以确定所采集的环境图像对应的视角的环境轮廓和视角数据，其中，每个视角的环境轮廓为对应该视角的外缘轮廓，一个视角的外缘轮廓为从该视角所拍摄的环境图像中所提取的边缘线条；以及
显示装置，适于在该环境图像中显示其对应的视角数据。”
“7. 一种定位方法，适于在移动终端中执行，该方法包括步骤：
采集环境图像；
确定所采集环境图像的位置；
获取该位置对应的多个视角的环境轮廓；
将所采集的环境图像与所述多个视角的环境轮廓进行比对，以确定所采集的环境图像对应的环境轮廓和视角数据，其中，每个视角的环境轮廓为对应该视角的外缘轮廓，一个视角的外缘轮廓为从该视角所拍摄的环境图像中所提取的边缘线条；以及
在该环境图像中，显示其对应的视角数据。”
复审请求人认为，本申请要解决的技术问题是，用于无法将当前位置的环境图像与传统的导航方式中的参考路线进行对应的情况。本申请权利要求1与对比文件1的区别至少包括图像采集装置、定位装置、轮廓获取装置和视角识别装置以及各个装置所实现的功能或者作用；对比文件1图像采集装置的作用与本申请不同，对比文件1中定位装置的作用与本申请不同。权利要求技术方案中的各个技术特征之间是相互支持、相互作用的，并非各自孤立的技术特征，解决的技术问题是“环境图像无法准确地与导航参考路线相匹配”。对比文件1与本申请从技术问题、技术方案和技术效果方面都是不同的；对比文件2公开了一种三维目标特征提取及识别方法，根据轮廓匹配算法将测试图像与目标模型图像进行匹配，完成三维目标的识别和精确定位。而本申请是通过所采集的环境图像与所述多个视角的环境轮廓进行比对，从而确定所采集的环境图像对应的环境轮廓和视角数据，将环境图像准确地与导航参考路线相匹配。 因此，对比文件2没有公开区别技术特征，本申请具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，依法作出审查决定。
决定的理由
（一）审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人于2019年06月12日答复复审通知书时提交了权利要求书的最终全文修改替换页，经审查，复审请求人所做的修改符合专利法第33条及专利法实施细则第61条的规定。本决定以2019年06月12日提交的权利要求第1-13项，以及申请日2015年02月16日提交的说明书第1-63段、说明书附图图1-5、说明书摘要及摘要附图为基础作出。
（二）关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
一项权利要求的技术方案与最接近现有技术之间存在区别技术特征，如果同领域的另一篇现有技术并未给出采用该区别技术特征解决相应技术问题的技术启示，则该权利要求相对于这两篇现有技术具备创造性。
具体在本案中：
1. 权利要求1具备创造性
权利要求1要求保护一种定位系统。对比文件1公开了一种匹配照相机拍摄图像和便携终端中地图数据及旅程导航方法，并具体公开了（参见说明书第11页第2段-第19页第3段，图1-4）：照相机102拍摄目标的图像，图像处理器104在图像上执行图像处理；GPS接收机100接收由多个GPS卫星定期传送的导航信息，使用该导航信息来提取位置坐标；传感器108用于检测照相机102的方位角和倾度（具体参见说明书第11页第2-5段）。控制器112响应GPS接收机的输出信号，确定照相机102的当前位置（具体参见说明书第12页第1段）。控制器112从地图数据存储器106读取包含照相机102的当前位置的预定区的地图数据，以及将照相机102的当前位置与所读取的地图数据匹配，使用照相机102的匹配的当前位置和方位角来计算各个显示目标，控制器112将所计算的目标的位置信息与显示目标的位置信息比较，根据比较结果使所计算的目标与显示目标匹配，如果完成所述匹配，控制器112读取所匹配的显示目标的各自的文本信息，根据控制器112的控制，将所读取的文本信息插入由图像处理器104俘获的俘获图像的相关目标的位置中。显示器驱动单元114将插入文本信息的俘获图像输出到显示单元116，使其显示在屏幕上（具体参见说明书第13页第2-3段）。其中，图像处理器104从所俘获的图像提取各个目标的轮廓，以及使用所提取的轮廓，分离至少一个图像（具体参见说明书第14页第5段）。
在本申请权利要求1中，图像采集装置适于采集环境图像，定位装置适于确定所采集环境图像的位置。对比文件1涉及用于将照相机拍摄的图像与便携式终端中的地图数据匹配的方法以及使用便携式终端中的照相机拍摄的图像的旅行路线导航方法，其中使用照相机102拍摄目标的图像，GPS接收机100用于提取位置坐标，确定照相机102的当前位置。由此可见，对比文件1中照相机102的作用与本申请图像采集装置的作用相同，均用于采集环境图像；对比文件1的GPS接收机100的作用与本申请定位装置的作用相同，均用于确定所采集环境图像的位置。即，对比文件1公开了权利要求1中的图像采集装置和定位装置。
可见，对比文件1公开了一种定位方法，通过照相机拍摄目标的图像，确定照相机的当前位置，并调取地图数据，将照相机的当前位置与所读取的地图数据匹配，将所计算的目标的位置信息与显示目标的位置信息比较、匹配，并且在完成匹配后，将读取的所匹配目标的文本信息插入所俘获图像的相关目标的位置中，以便为用户提供直观的提示。权利要求1与对比文件1的区别技术特征是：轮廓获取装置，获取该位置对应的多个视角的环境轮廓；视角识别装置，适于将所采集的环境图像与所述多个视角的环境轮廓进行比对，以确定所采集的环境图像对应的视角的环境轮廓和视角数据；每个视角的环境轮廓为对应该视角的外缘轮廓，一个视角的外缘轮廓为从该视角所拍摄的环境图像中所提取的边缘线条。权利要求1实际解决的技术问题是如何将环境图像准确地与导航参考路线相匹配以便进行快速定位。
针对上述区别，合议组认为：
本申请由环境图像提取街道和建筑物的边缘线条轮廓，与存储器中存储的该拍摄位置处多个视角的环境轮廓进行轮廓特征匹配，以确定所采集的环境图像对应的视角。而对比文件1从所拍摄的图像提取各个目标的轮廓，进而提取各个目标的底部中心点，根据照相机目前位置到中心点位置的距离以及方位角，并结合照相机的倾度和放大率信息计算得出目标的方位，并与地图数据匹配，读取与至少一个目标匹配的显示目标的文本信息，从而进行直观的定位。也即本申请通过图像轮廓特征匹配实现定位，对比文件1通过位置信息（距离及方位角）实现定位，两者实现定位的具体手段存在差异。对比文件1是通过计算的方式求得目标物体的位置，以及根据在地图中所存储的显示物体的位置信息，通过将两个位置信息进行匹配，从而得到相应的视角信息，例如建筑物的名称等。而本申请则是通过环境图像匹配的方式直接获取目标物体的位置信息以及物体本身的信息。由此可见，针对上述区别技术特征，对比文件1并未给出技术启示。
对比文件2公开了一种三维目标特征提取方法，并具体公开了如下技术特征：通过安放在机器人平台上的成像设备对人造目标进行视觉测量，提取图像目标的几何特征，然后与不同视角图像或目标特征库进行匹配就能完成对三维目标的跟踪、识别和姿态估计等，从而为机器人的自主控制和动作、路径规划提供准确的目标信息；含有人造目标的场景中包含了大量的能够很好地反映目标结构信息的直线、面和轮廓特征，利用这些特征对目标进行表达能够降低三维目标跟踪、识别与姿态估计等算法的复杂度，基于几何特征匹配不同视角图像或匹配图像与模型的方法成为目标检测、目标识别、图像匹配、目标三维重建以及目标姿态估计等方法的重要实现手段（参见第1.1节）。目标轮廓反映了目标形状的主要信息，轮廓特征是图像的重要视觉特征，利用轮廓特征进行目标识别和姿态估计可以提高算法的效率和准确性（参见第1.3.3节、第4.1节，图4.5和4.6）。大部分自然场景中的人造目标多为三维目标，三维目标在不同姿态或者不同视点下，可能出现遮挡或者自遮挡，并呈现出不同的视觉特征，因此需要不同视角下或者不同位姿条件下目标模型图像进行训练，构建目标特征库，对三维目标进行表达；三维目标视觉特征识别可以分为两步：第一步，训练，通过对不同视图下目标模型图像进行训练，构建目标特征数据库；第二步，测试，利用“匹配-投票-聚类”框架，完成测试图像中三维目标的识别和准确定位（第5.2节，图5.4）。
首先，对比文件2披露的是一种基于双目的人造三维目标识别方法，在识别之前需要针对不同视图下的目标模型图像进行训练，构建目标特征数据库，通过建立目标在不同视图下的模型图像，使得在不同姿态或者不同视点下，即便出现遮挡或者自遮挡的情况，也能够准确地识别和定位三维目标。然而在本申请中，通过轮廓获取装置获取图像采集装置所采集的环境图像的外缘轮廓，通过视角识别装置，将该外缘轮廓与系统所保存的该环境下的多个视角的环境轮廓进行比对，从而将实际场景与导航地图相匹配，以便进行快速准确地定位。可见，对比文件2并未公开上述区别技术特征。
此外，虽然对比文件2公开了根据轮廓匹配算法，将所拍摄的图像与多视角的目标模型进行比对，从而快速识别和定位三维目标。但是在对比文件2中是针对每个三维目标进行识别的，并且在针对某一三维目标进行识别之前，需要拍摄该三维目标不同视图下的图像，针对该三维目标构建目标多视图模型图像，并进行训练。可见，对比文件2解决的是针对单个三维目标的识别和定位问题，采用的技术手段是构建不同视角下三维目标的双目多视图模型图像，所取得的技术效果是实现在不同视角下（即便存在遮挡时）也能够准确地识别定位出单个三维目标。而本申请解决的技术问题是，在导航过程中用户对于环境不熟悉，难以将当前的环境图像与导航路线相匹配；采用的技术手段是采集用户所处环境的环境图像以及位置信息，获取环境图像的代表了视角数据的外缘轮廓信息，该外缘轮廓信息包含有所拍摄环境图像的整体二维特征，并非针对其中某个三维物体，而是针对整幅环境图像生成的（参见本申请图4），将外缘轮廓数据与数据库中预存的该位置在不同视角下的环境轮廓进行比对，从而快速确定用户当前所处的视角；所取得的技术效果是能够将环境图像准确地与导航参考路线相匹配从而进行快速定位。由此可见，对比文件2仅仅公开了通过图像轮廓匹配的方法可以在不同视角下针对三维物体进行识别和定位，并未公开在导航定位中将整个环境图像的外缘轮廓与多个视角的环境轮廓进行比对从而获得视角定位信息，也未给出技术启示。
综上所述，对比文件1、对比文件2并未公开上述区别技术特征也未给出技术启示，并且基于目前的证据尚不能证明该区别技术特征属于本领域的公知常识，并且该区别技术特征为本申请的技术方案带来了将实际场景与导航地图相匹配从而可以快速准确地定位的技术效果。因此，权利要求1的技术方案具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
2. 在独立权利要求1具备创造性的前提下，直接或间接引用其的从属权利要求2-6也均具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
3. 权利要求7-12请求保护一种定位方法，适于在移动终端中执行，权利要求7-12所限定的方法步骤分别与权利要求1-6的定位系统中的相关部件所实现的功能或所起的作用相同，基于类似的理由可知，权利要求7-12也具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
8. 权利要求13请求保护一种移动终端，包括如权利要求1至6任一项的定位系统。如前所述，权利要求1至6的定位系统均具备创造性，因此，权利要求13具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
决定
在修改文本的基础上撤销国家知识产权局原审查部门于2018年09月04日作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本决定所针对的文本的基础上对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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