TWI420066B - 物件量測方法與系統 - Google Patents

Description

物件量測方法與系統

本案係關於一種物件量測方法與系統，詳而言之，係關於一種利用非平行設置之二影像擷取裝置依據光束交會共線函式來計算出物件之立體座標之物件量測方法與系統。

由於科技的快速演進，無論是在商品設計、工業製造或是高精密的操作領域中，需要借重於機器人或機器手臂等自動化系統來進行的操作程序也越來越多，因此，如何提昇自動化系統的運作效率也成為重要之課題。其關鍵就在於如何令機器人或機器手臂等自動化系統得以精確地辨識出空間中的物件之立體座標，據此，各種可量測出物件的立體座標之量測方法也應運而生。

如美國US 06795200號專利案所揭示之物件量測方法，係先將結構光源投射於待測平面上，接著利用平行設置之二攝影機來分別取得待測平面上的物件影像。惟，實際使用時，結構光源擺設與配置往往會增加使用者額外的負擔。其次，以簡易的三角幾何原理來計算立體座標時，因無法兼顧到攝影機本身的觀測誤差，以致其所計算出之物件之立體座標的精確度不足，而精確度不足的立體座標更會使系統於後續作業中產生過大的誤差，故上開US 06795200號專利案不但實用性不佳，也無法適用於高精確度的操作領域中。

再者，於美國US 20060088203號專利案所揭示之物件量測方法中，乃先於工作區域上方同時架設多台固定式之攝影機，藉此對工作區域中之物件進行三維的取像作業，接著，於取像完成後再利用簡易的三角幾何原理來計算出物件之立體座標。然而，透過固定架設於工作區域上之多台攝影機來進行三維的取像作業不但成本較高，且使用彈性不佳，同時，也容易因視覺死角而阻礙三維的取像作業之進行，無法適用於高精細的操作領域。

另外，歐洲WO 2008076942號專利案亦揭示了一種物件量測方法，係先將單攝影機設置於移動式之機器手臂上，以利用移動式之機器手臂來針對工作區域中之物件進行多次、不同角度之取像作業，接著，再透過簡易的三角幾何原理來計算出物件之立體座標。然而，運用單攝影機來對工作區域中之物件進行多次、不同角度之取像作業需要耗費額外的時間，不但提高了成本，也降低了實用性。其次，與前述US 06795200號專利案及US 20060088203號專利案相同，利用簡易的三角幾何原理所計算出之物件之立體座標，同樣地會使系統於後續的作業中產生過大的誤差，當然也無法適用於極精細的操作領域。

有鑑於此，如何提供一種用以量測物件之立體座標之物件量測方法與系統，不但可方便、快速、精確地取得物件之立體座標，更可適用於高精細的操作領域，亟為各界所急待解決之課題。

為達上述目的及其他目的，本發明提出一種物件量測方法，係利用一組並排且向內旋轉之非平行設置之第一影像擷取裝置與第二影像擷取裝置以及與該第一及第二影像擷取裝置相連結之處理模組對物件進行量測，該物件量測方法包括以下步驟：(1)令該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置分別擷取至少一已知立體座標之鏡頭校正點之第一影像及第二影像，再令該處理模組透過鏡頭校正演算法依據該第一影像及該第二影像分別求得該第一影像擷取裝置之第一鏡頭扭曲參數及該第二影像擷取裝置之第二鏡頭扭曲參數；(2)令該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置擷取相同之複數個已知立體座標之姿態校正點的影像座標，再令該處理模組將該姿態校正點之立體座標、該第一鏡頭扭曲參數及該第二鏡頭扭曲參數代入以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數，其中，該幾何函數中包含未知之該第一影像擷取裝置的第一鏡頭中心與第一姿態參數以及未知之該第二影像擷取裝置的第二鏡頭中心與第二姿態參數；以及(3)令該處理模組利用預設之演算法計算該幾何函數，以解出該第一影像擷取裝置之該第一鏡頭中心與該第一姿態參數以及該第二影像擷取裝置之該第二鏡頭中心與該第二姿態參數，並將所解出之該第一鏡頭中心、該第一姿態參數、該第二鏡頭中心與該第二姿態參數代入該以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數中，以產生對應該第一及第二影像擷取裝置之第一光束交會共線函式與第二光束交會共線函式。

於一較佳態樣中，復包括步驟(4)，係令該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置同時擷取一目標物件之特徵點座標，並將該第一影像擷取裝置所擷取之特徵點座標與該第二影像擷取裝置所擷取之特徵點座標代入該第一及第二光束交會共線函式中，以計算出該目標物件之立體空間座標。

於另一較佳態樣中，上述之步驟(2)中之該以光束共線成像原理為基礎之幾何函式係滿足，其中，展開後為 ，而(X_A ，Y_A ，Z_A )為該姿態校正點之已知立體座標，(x_c ，y_c )為該第一/第二影像擷取裝置對該姿態校正點擷取之該影像座標，f為該第一/第二影像擷取裝置之已知焦距，k ₀ 、k ₁ 、k ₂ 、p ₁ 、p ₂ 為該第一/第二鏡頭扭曲參數，(X_L ，Y_L ，Z_L )為該第一/第二鏡頭中心，、係為x、y方向上任意圖像座標點與影像擷取裝置對姿態校正點所擷取之該影像座標的距離，其中，m ₁₁ =coscosκ、m ₁₂ =sinωsincosκ+cosωsinκ、m ₁₃ =-cosωsincosκ+sinωsinκ、m ₂₁ =-cossinκ、m ₂₂ =-sinωsinsinκ+cosωcosκ、m ₂₃ =cosωsinsinκ+sinωcosκ、m ₃₁ =sin、m ₃₂ =-sinωcos以及m ₃₃ =cosωcos，而ω、、κ為該第一/第二姿態參數。

其次，本發明亦提出一種物件量測方法，包括以下步驟：(1)令該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置分 別擷取至少一已知立體座標之校正點之第一影像及第二影像；(2)令該處理模組將該第一影像及該第二影像中對應該已知立體座標之校正點之參數代入以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數，以利用預設之演算法計算該幾何函數進而解出該第一影像擷取裝置之第一鏡頭扭曲參數、第一鏡頭中心與第一姿態參數以及該第二影像擷取裝置之第二鏡頭扭曲參數、第二鏡頭中心與第二姿態參數；以及(3)令該處理模組將所解出之該第一鏡頭扭曲參數、該第一鏡頭中心、該第一姿態參數、該第二鏡頭扭曲參數、該第二鏡頭中心與該第二姿態參數代入該以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數中，以產生對應該第一及第二影像擷取裝置之第一光束交會共線函式與第二光束交會共線函式。

另外，本發明還提出一種物件量測系統，包括第一影像擷取裝置及第二影像擷取裝置，係用以擷取校正點及目標物件之影像，其中，該第一影像擷取裝置及該第二影像擷取裝置係併排且向內旋轉之非平行設置；以及處理模組，係連結該第一及第二影像擷取裝置，用以依據該第一及第二影像擷取裝置所擷取之該校正點之影像進行鏡頭校正以及物件量測，其中，該處理模組將該校正點之影像之參數代入以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數，以利用預設之演算法計算該幾何函數進而解出該第一影像擷取裝置之第一鏡頭扭曲參數、第一鏡頭中心與第一姿態參數以及該第二影像擷取裝置之第二鏡頭扭曲參數、第二鏡頭中心與第二姿態參數，再令該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置同時擷取該目標物件之特徵點座標，並將該第一及該第二影像擷取裝置所擷取到之特徵點座標、該第一鏡頭扭曲參數、該第一鏡頭中心、該第一姿態參數、該第二鏡頭扭曲參數、該第二鏡頭中心與該第二姿態參數代入該以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數中，以計算出該目標物件之立體空間座標。

綜上所述，本發明可利用二非平行設置之影像擷取裝置來對物件進行影像擷取並推導出之影像擷取裝置之光束交會共線函式，再透過該光束交會共線函式計算出物件之立體座標，由於該些影像擷取裝置在對物件進行影像擷取之前，會先對立體座標已知之校正點進行影像擷取，並據此對該些影像擷取裝置進行鏡頭校正與姿態校正，因此，更可進一步提昇所量測出之物件之立體座標的精確度。

以下藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

請同時參閱第1A圖、第1B圖及第2圖，第1A圖與第1B圖係本發明之物件量測方法之步驟流程圖，而第2圖係本發明之物件量測系統之架構圖。

第1A圖之流程係應用於例如第2圖所示之物件量測系統1中，該系統包含至少一組並排且向內旋轉之非平行設置之影像擷取裝置10及影像擷取裝置10’，轉向機構11及轉向機構11’、固定基座12，及與影像擷取裝置10、10’相連結之處理模組13。

於本實施例中，影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’可例如為包含電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)之攝影機或數位相機，且分別固設於可例如為活動式轉盤之轉向機構11與轉向機構11’上，而轉向機構11、11’則可再以可旋轉活動之方式設置於具有尺規刻度之固定基座12上。再者，處理模組13可為具有邏輯運算功能之電腦或微處理晶片。

執行步驟S1時，可先將與處理模組13相連接之影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’分別藉由轉向機構11及轉向機構11’以可轉動的方式設置於固定基座12上，接著再依據至少一校正點之立體座標來調整轉向機構11及轉向機構11’之轉向角度，使影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’同時對準該校正點並以非平行設置之設置方式設置於固定基座12上。

具體實施時，影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’間可具有不大於10公分之間距，例如5公分，而固定基座12更可設置於機器人或機器手臂(未圖示)上，且處理模組13可內建於機器人或機器手臂中，當然，影像擷取裝置10、10’及轉向機構11、11’的數量可隨使用者需求而增加，而處理模組13亦可為簡易之資料轉換裝置，並將影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’所取得的資料藉由USB、IEEE1394a或IEEE1394b等傳輸介面傳輸至外部的運算單元(未圖示)再進行後續的運算。

於步驟S2中，令影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’分別擷取至少一已知立體座標之鏡頭校正點之第一影像及第二影像，再令處理模組13透過鏡頭校正演算法依據該第一影像及該第二影像分別求得影像擷取裝置10以及影像擷取裝置10’之鏡頭扭曲參數，接著進至步驟S3。

於本實施例中，處理模組13會先從第一影像及第二影像中計算出鏡頭校正點之影像座標，再利用鏡頭校正演算法，例如奇變差，依據該第一影像及該第二影像中之校正點之影像座標，分別求得影像擷取裝置10以及影像擷取裝置10’之鏡頭扭曲參數，而藉由所求得之鏡頭扭曲參數，即可將鏡頭成像邊緣的扭曲曲線調整為直線。再者，所述之鏡頭扭曲參數，亦可指影像擷取裝置10、10’之鏡頭的徑向失真與筒狀失真。

於步驟S3中，令影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’同時擷取相同之複數個已知立體座標之姿態校正點的影像座標，再令處理模組13將該姿態校正點之立體座標、影像擷取裝置10以及影像擷取裝置10’之鏡頭扭曲參數代入以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數中，其中，該幾何函數中包含未知之影像擷取裝置10以及影像擷取裝置10’的鏡頭中心與姿態參數。接著進至步驟S4。

於本實施例中，以光束共線成像原理為基礎之幾何函 式係滿足，且將鏡面扭曲向量代入後可展開為 ，而此時，“X_A ，Y_A ，Z_A ”係代表為姿態校正點之已知立體座標，“x_c ，y_c ”係為影像擷取裝置10、10’對姿態校正點所擷取之該影像座標，“f ”為影像擷取裝置10、10’之已知焦距，“k ₀ 、k ₁ 、k ₂ 、p ₁ 、p ₂ ”為影像擷取裝置10、10’之鏡頭扭曲參數，而“X_L ，Y_L ，Z_L ”為影像擷取裝置10、10’之鏡頭中心、係為x、y方向上任意圖像座標點與影像擷取裝置對姿態校正點所擷取之該影像座標的距離。

再者，前述之m ₁₁ =coscosκ、m ₁₂ =sinωsincosκ+cosωsinκ、m ₁₃ =-cosωsincosκ+sinωsinκ、m ₂₁ =-cossinκ、m ₂₂ =-sinωsinsinκ+cosωcosκ、m ₂₃ =cosωsinsinκ+sinωcosκ、m ₃₁ =sin、m ₃₂ =-sinωcos以及m ₃₃ =cosωcos，而ω、、κ即為為影像擷取裝置10、10’之姿態參數。

於步驟S4中，令處理模組13利用預設之演算法，例如數值疊代法或最小平方法等，計算該幾何函數，以同時解出該影像擷取裝置10以及影像擷取裝置10’之鏡頭中心與姿態參數，並將所解出的影像擷取裝置10以及影像擷取裝置10’之鏡頭中心與姿態參數，代入前述以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數中，以分別產生對應影像擷取裝置10及影像擷取裝置10’之光束交會共線函式。

為了清楚說明前述步驟S2~S4，請參閱第3圖，係以影像擷取裝置10為例說明校正點A(X_A ，Y_A ，Z_A )、校正點A(X_A ，Y_A ，Z_A )的影像座標A_a (x_c ，y_c )，及影像擷取裝置10之鏡頭中心L(X_L ，Y_L ，Z_L )於三維空間中之位置關係圖。

首先，A(X_A ，Y_A ，Z_A )係作為鏡頭校正點，而於影像擷取裝置10針對A(X_A ，Y_A ，Z_A )進行影像擷取後，會擷取出一影像畫面2，且影像畫面2會有A(X_A ，Y_A ，Z_A )之影像座標A_a (x_c ，y_c )。因此，當處理模組13將複數個A(X_A ，Y_A ，Z_A )之數值、複數個A_a (x_c ，y_c )之數值、以及影像擷取裝置10之焦距f 代入上述以光束共線成像原理為基礎之幾何函式後，處理模組13即可計算出影像擷取裝置10之鏡頭扭曲參數“k ₀ 、k ₁ 、k ₂ 、p ₁ 、p ₂ ”，進而對影像擷取裝置10完成鏡頭校正。當然，對影像擷取裝置10’亦可藉由相同的方法完成鏡頭校正，值得一提的是，對影像擷取裝置10及影像擷取裝置10’所作之鏡頭校正，係可同步實施或先後實施。

接著，再把A(X_A ，Y_A ，Z_A )作為姿態校正點，因此，當處理模組13計算出及影像擷取裝置10之姿態參數“ω、，及K”之數值後，因“ω、，及K”可代表影像擷取裝置10與空間中之方向軸之偏轉角度，因此處理模組13遂可藉由“ω、，及K”之數值對影像擷取裝置10完成姿態校正。值得一提的是，對影像擷取裝置10及影像擷取裝置10’所作之姿態校正，必須為同步實施。

最後，處理模組13即可解出該影像擷取裝置10鏡頭 中心，即為圖示中之L(X_L ，Y_L ，Z_L )，於是，當處理模組13將所解出的影像擷取裝置10之鏡頭中心L(X_L ，Y_L ，Z_L )之數值，影像擷取裝置10之姿態參數“ω、，及K”之數值代入該以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數中，即可產生對應影像擷取裝置10之光束交會共線函式，當然，影像擷取裝置10’之光束交會共線函式亦可藉由相同的方法所產生。

於步驟S5中，令影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’同時擷取一目標物件之特徵點座標，並令處理模組13將該影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’所擷取到之特徵點座標分別代入影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’之光束交會共線函式中，進而計算出目標物件之立體空間座標。

於本實施例中，處理模組13復可將影像擷取裝置10所擷取到之特徵點座標與影像擷取裝置10’所擷取到之特徵點座標進行匹配與相似判斷的動作，進而建立該目標物件之平面方程式，並透過所建立之平面方程式計算出該目標物件之立體空間座標與姿態。

而為了更加清楚說明步驟S5之作法，請再次參閱第3圖，此時，A(X_A ，Y_A ，Z_A )係代表目標物件之特徵點、A_a (x_c ，y_c )係代表目標物件之特徵點A(X_A ，Y_A ，Z_A )的影像座標，而L(X_L ，Y_L ，Z_L )則與前述相同係代表影像擷取裝置10之鏡頭中心。

因此，當影像擷取裝置10及影像擷取裝置10’分別對A(X_A ，Y_A ，Z_A )進行影像擷取後，會從影像畫面2中得到兩組A(X_A ，Y_A ，Z_A )之影像座標A_a (x_c ，y_c )，藉此，處理模組即可將兩組A_a (x_c ，y_c )之數值分別代回影像擷取裝置10及影像擷取裝置10’之光束交會共線函式中，進而再解出A(X_A ，Y_A ，Z_A )之數值，並得到目標物件之特徵點之空間座標。

在此需特別說明的是，由於校正點或目標物件的位置必需被影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’之視野交集區域所涵蓋，才能精確地算出空間座標進而產生立體視覺，因此，視野交集區域的面積大小也就直接影響運算結果的精確度。另一方面，當影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’之視野交集區域可距離攝影機之距離越近，也就越不容易發生因物件或校正點距離影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’過近而發生的近距離失焦情形，因此，本發明將影像擷取裝置10及影像擷取裝置10’以非平行之設置方式予以設置，可更適用於高精細的操作領域中。

而為了清楚說明本發明將影像擷取裝置10及影像擷取裝置10’以非平行之設置方式予以設置之優點，請參閱第4A圖及第4B圖，其中，第4A圖係繪示第2圖中之影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’以平行之設置方式之視野示意圖，而第4B圖係繪示第2圖中之影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’以非平行之設置方式所設置時之視野示意圖。如第4A圖所示，以平行之設置方式所設置之影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’會產生視野交集區域A1，且視野交集區域A1與平行設置之影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’之距離為d1；而如第4B圖所示，以非平行之設置方式所設置之影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’會產生視野交集區域A2，且視野交集區域A2與非平行設置之影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’之距離為d2。經比較可知，因視野交集區域A2之面積大於視野交集區域A1之面積，且距離d1之長度係大於距離d2之長度，所以非平行設置之影像擷取裝置10與影像擷取裝置10’更適用於極精細的操作領域中。

另外，請再次參閱第1B圖，以進一步說明本發明之物件量測方法之另一實施例。

於此實施例之步驟S1’中，可先令第一影像擷取裝置10與第二影像擷取裝置10’分別擷取至少一已知立體座標之校正點之第一影像及第二影像；接著，於步驟S2’，再令處理模組13將對應該第一影像及該第二影像之參數代入以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數中，以利用預設之演算法計算該幾何函數，進而解出第一影像擷取裝置10之第一鏡頭扭曲參數、第一鏡頭中心與第一姿態參數，以及第二影像擷取裝置10’之第二鏡頭扭曲參數、第二鏡頭中心與第二姿態參數；於步驟S3’中，處理模組13即可將所解出之第一鏡頭扭曲參數、第一鏡頭中心、第一姿態參數、第二鏡頭扭曲參數、第二鏡頭中心與第二姿態參數代入前述以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數中，進而產生對應該第一及第二影像擷取裝置之第一光束交會共線函式與第二光束交會共線函式。

當然，於此實施例之步驟S4’中，可再令第一影像擷取裝置10與第二影像擷取裝置10’同時擷取一目標物件之特徵點座標，並將第一影像擷取裝置10所擷取到之特徵點座標與第二影像擷取裝置10’所擷取到之特徵點座標代入前述第一及第二光束交會共線函式中，以計算出該目標物件之立體空間座標。

在此需特別說明的是，與前述實施例的差別在於，本實施例僅需擷一次校正點影像(亦即本實施例中第一影像擷取裝置10與第二影像擷取裝置10’僅分別擷取一次校正點影像進行校正，但影像中的校正點可能為複數個)，且本實施例之處理模組13係同步地求得第一影像擷取裝置10之第一鏡頭扭曲參數、第一姿態參數、第一鏡頭中心，以及第二影像擷取裝置10’之第二鏡頭扭曲參數、第二姿態參數、第二鏡頭中心。

換言之，本實施例藉由例如調整第一影像擷取裝置10與第二影像擷取裝置10’的轉向角度之方法，可藉由單一的校正點取代前述實施例之鏡頭校正點與姿態校正點，接著再令處理模組13同步完成對第一影像擷取裝置10及第二影像擷取裝置10’之鏡頭校正與姿態校正。而本實施例中之演算方法與相關的參數及函式，皆與前述實施例相同，故於此不再贅述。

綜上所述，本發明係利用二非平行設置之影像擷取裝置來對目標物件進行影像擷取，並依據影像擷取裝置之光束交會共線函式計算出目標物件之立體座標，因此，可方便、快速、精確地得到目標物件之立體座標。同時，由於該些影像擷取裝置在對物件進行影像擷取之前，會先對立體座標已知之校正點進行影像擷取，並據此對該些影像擷取裝置進行鏡頭校正與姿態校正，因此，可進一步提昇所量測出之物件之立體座標的精確度。據此，本發明不但可快速地取得目標物件之立體座標與姿態，更可提高目標物件量測時的精確性與便利性，有利於各種不同工作環境的應用。

上述實施型態僅例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

S1~S5、S1’~S4’‧‧‧步驟

1‧‧‧物件量測系統

10、10’‧‧‧影像擷取裝置

11、11’‧‧‧轉向機構

12‧‧‧固定基座

13‧‧‧處理模組

2‧‧‧影像畫面

A1、A2‧‧‧視野交集區域

第1A圖係本發明之物件量測方法之流程圖；

第1B圖係本發明之物件量測方法的另一實施例之流程圖；

第2圖係本發明之物件量測系統之架構圖；

第3圖係本發明之光束交會關係圖；

第4A圖係本發明之影像擷取裝置以平行之設置方式所設置之示意圖；以及

第4B圖係為本發明之本發明之影像擷取裝置以非平行之設置方式所設置之示意圖。

S1~S5．．．步驟

Claims (19)

1. 一種物件量測方法，係利用一組非平行設置之第一影像擷取裝置與第二影像擷取裝置以及與該第一及第二影像擷取裝置相連結之處理模組對物件進行量測，該方法包括以下步驟：(1)令該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置分別擷取至少一已知立體座標之校正點之第一影像及第二影像；(2)令該處理模組將該第一影像及該第二影像中對應該已知立體座標之校正點之參數代入以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數，以利用預設之演算法計算該幾何函數進而解出該第一影像擷取裝置之第一鏡頭扭曲參數、第一鏡頭中心與第一姿態參數以及該第二影像擷取裝置之第二鏡頭扭曲參數、第二鏡頭中心與第二姿態參數，其中，該以光束共線成像原理為基礎之幾何函式係滿足，而(X_A ，Y_A ，Z_A )為該校正點之已知立體座標，(x_c ，y_c )為該第一/第二影像擷取裝置對該校正點擷取之該影像座標，f 為該第一/第二影像擷取裝置之已知焦距，(X_L ，Y_L ，Z_L )為該第一/第二鏡頭中心，且m ₁₁ =coscosκ、m ₁₂ =sinωsincosκ+cosωsinκ、m ₁₃ =-cosωsincosκ+sinωsinκ、m ₂₁ =-cossinκ、m ₂₂ =-sinωsinsinκ+cosωcosκ、m ₂₃ =cosωsinsinκ+sinωcosκ、m ₃₁ =sin、m ₃₂ =-sinωcos以及m ₃₃ =cosωcos，而ω、、κ為該第一/第二姿態參數；以及(3)令該處理模組將所解出之該第一鏡頭扭曲參數、該第一鏡頭中心、該第一姿態參數、該第二鏡頭扭曲參數、該第二鏡頭中心與該第二姿態參數代入該以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數中，以產生對應該第一及第二影像擷取裝置之第一光束交會共線函式與第二光束交會共線函式。
2. 如申請專利範圍第1項之物件量測方法，復包括步驟(4)，令該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置同時擷取一目標物件之特徵點座標，並將該第一影像擷取裝置所擷取到之特徵點座標與該第二影像擷取裝置所擷取到之特徵點座標代入該第一及第二光束交會共線函式中，以計算出該目標物件之立體空間座標。
3. 如申請專利範圍第2項之物件量測方法，其中，該步驟(4)復包括將該第一影像擷取裝置之特徵點座標與該第二影像擷取裝置之特徵點座標進行匹配與相似判斷而建立該目標物件之平面方程式，以透過該平面方程式計算出該目標物件之立體空間座標與姿態。
4. 如申請專利範圍第1項之物件量測方法，其中，該步驟(2)之演算法，係利用奇變差將鏡頭成像邊緣的扭曲曲線調整為直線，而該預設之演算法，係為數值疊 代法。
5. 如申請專利範圍第1項之物件量測方法，其中，步驟(2)中之該以光束共線成像原理為基礎之幾何函式係滿足，其中，展開後為 ，而k ₀ 、k ₁ 、k ₂ 、p ₁ 、p ₂ 為該第一/第二鏡頭扭曲參數，且、係為x、y方向上任意圖像座標點與影像擷取裝置對姿態校正點所擷取之該影像座標的距離。
6. 如申請專利範圍第1項之物件量測方法，其中，該第一/第二鏡頭扭曲參數，係指該第一/第二影像擷取裝置之鏡頭的徑向失真與筒狀失真。
7. 一種物件量測方法，係利用一組非平行設置之第一影像擷取裝置與第二影像擷取裝置以及與該第一及第二影像擷取裝置相連結之處理模組對物件進行量測，該方法包括以下步驟：(1)令該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置分別擷取至少一已知立體座標之鏡頭校正點之第一影像及第二影像，再令該處理模組透過鏡頭校正演算法依據該第一影像及該第二影像分別求得該第一影像擷取裝置之第一鏡頭扭曲參數及該第二影像擷取裝 置之第二鏡頭扭曲參數；(2)令該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置擷取相同之複數個已知立體座標之姿態校正點的影像座標，再令該處理模組將該姿態校正點之立體座標、該第一鏡頭扭曲參數及該第二鏡頭扭曲參數代入以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數，其中，該幾何函數中包含未知之該第一影像擷取裝置的第一鏡頭中心與第一姿態參數以及未知之該第二影像擷取裝置的第二鏡頭中心與第二姿態參數，其中，該以光束共線成像原理為基礎之幾何函式係滿足，而(X_A ，Y_A ，Z_A )為該校正點之已知立體座標，(x_c ，y_c )為該第一/第二影像擷取裝置對該校正點擷取之該影像座標，f 為該第一/第二影像擷取裝置之已知焦距，(X_L ，Y_L ，Z_L )為該第一/第二鏡頭中心，且m ₁₁ =coscosκ、m ₁₂ =sinωsincosκ+cosωsinκ、m ₁₃ =-cosωsincosκ+sinωsinκ、m ₂₁ =-cossinκ、m ₂₂ =-sinωsinsinκ+cosωcosκ、m ₂₃ =cosωsinsinκ+sinωcosκ、m ₃₁ =sin、m ₃₂ =-sinωcos以及m ₃₃ =cosωcos，而ω、、κ為該第一/第二姿態參數；以及(3)令該處理模組利用預設之演算法計算該幾何函數，以解出該第一影像擷取裝置之該第一鏡頭中 心與該第一姿態參數以及該第二影像擷取裝置之該第二鏡頭中心與該第二姿態參數，並將所解出之該第一鏡頭中心、該第一姿態參數、該第二鏡頭中心與該第二姿態參數代入該以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數中，以產生對應該第一及第二影像擷取裝置之第一光束交會共線函式與第二光束交會共線函式。
8. 如申請專利範圍第7項之物件量測方法，復包括步驟(4)，令該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置同時擷取一目標物件之特徵點座標，並將該第一影像擷取裝置所擷取到之特徵點座標與該第二影像擷取裝置所擷取到之特徵點座標代入該第一及第二光束交會共線函式中，以計算出該目標物件之立體空間座標。
9. 如申請專利範圍第8項之物件量測方法，其中，該步驟(4)復包括將該第一影像擷取裝置之特徵點座標與該第二影像擷取裝置之特徵點座標進行匹配與相似判斷而建立該目標物件之平面方程式，以透過該平面方程式以計算出該目標物件之立體空間座標與姿態。
10. 如申請專利範圍第7項之物件量測方法，其中，該步驟(1)之鏡頭校正演算法，係利用奇變差將鏡頭成像邊緣的扭曲曲線調整為直線。
11. 如申請專利範圍第7項之物件量測方法，其中，步驟(2)中之該以光束共線成像原理為基礎之幾何函式係 滿足，其中，展開後為 ，而k ₀ 、k ₁ 、k ₂ 、p ₁ 、p ₂ 為該第一/第二鏡頭扭曲參數，且、係為x、y方向上任意圖像座標點與影像擷取裝置對姿態校正點所擷取之該影像座標的距離。
12. 如申請專利範圍第7項之物件量測方法，其中，該步驟(3)之預設之演算法，係為數值疊代法。
13. 如申請專利範圍第7項之物件量測方法，其中，該第一/第二鏡頭扭曲參數，係指該第一/第二影像擷取裝置之鏡頭的徑向失真與筒狀失真。
14. 一種物件量測系統，係包括：第一影像擷取裝置及第二影像擷取裝置，係用以擷取校正點及目標物件之影像，其中，該第一影像擷取裝置及該第二影像擷取裝置係非平行設置；以及處理模組，係連結該第一及第二影像擷取裝置，用以依據該第一及第二影像擷取裝置所擷取之該校正點之影像進行鏡頭校正以及物件量測，其中，該處理模組將該校正點之影像之參數代入以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數，以利用預設之演算法計算該幾何函數進而解出該第一影像擷取裝置之第一鏡頭 扭曲參數、第一鏡頭中心與第一姿態參數以及該第二影像擷取裝置之第二鏡頭扭曲參數、第二鏡頭中心與第二姿態參數，再令該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置同時擷取該目標物件之特徵點座標，並將該第一及該第二影像擷取裝置所擷取到之特徵點座標、該第一鏡頭扭曲參數、該第一鏡頭中心、該第一姿態參數、該第二鏡頭扭曲參數、該第二鏡頭中心與該第二姿態參數代入該以光束交會共線成像原理為基礎之幾何函數中，以計算出該目標物件之立體空間座標；第一轉向機構，係用以連接該第一影像擷取裝置；第二轉向機構，係用以連接該第二影像擷取裝置；以及固定基座，係用以連接該第一及第二轉向機構，其中，該第一及第二轉向機構係活動設置於該固定基座上，以依據該校正點及/或該目標物件之立體空間座標調整該第一及第二轉向機構之轉向角度，使該第一及第二影像擷取裝置以非平行之方式設置於該固定基座上。
15. 如申請專利範圍第14項之物件量測系統，其中，該些轉向機構係間隔設置於該固定基座上，使該非平行設置之該第一及第二影像擷取裝置間具有間距。
16. 如申請專利範圍第15項之物件量測系統，其中，該間距係小於10公分。
17. 如申請專利範圍第14項之物件量測系統，其中，所述之鏡頭校正，係指令該處理模組求得該第一影像擷取裝置之第一鏡頭扭曲參數及該第二影像擷取裝置之第二鏡頭扭曲參數，而所述之姿態校正，係指令該處理模組解出該第一影像擷取裝置之第一姿態參數以及該第二影像擷取裝置之第二姿態參數。
18. 如申請專利範圍第14項之物件量測系統，其中，該第一/第二影像擷取裝置，係為包含電荷耦合元件之攝影機或相機。
19. 如申請專利範圍第14項之物件量測系統，其中，該處理模組係為具有邏輯運算功能之電腦或微處理晶片。