專利名稱：攝影機(jī)校正系統(tǒng)與坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝影機(jī)校正系統(tǒng)與坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)及攝影機(jī)校正方法與坐標(biāo) 數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法。
背景技術(shù)：
隨著影像技術(shù)的進(jìn)步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已廣泛用于掌握被監(jiān)控人員的位置。在目前 的監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控人員是經(jīng)由直接觀看監(jiān)視影像畫面來確認(rèn)被監(jiān)控人員所處的位置。然 而，由于監(jiān)視影像畫面的方向及大小，直接受限于攝影機(jī)的架設(shè)位置，因此監(jiān)控人員難以立 即正確判斷出被監(jiān)控人員所在位置及動(dòng)向，甚至當(dāng)被監(jiān)控人員的移動(dòng)已超出單一攝影機(jī)所 涵蓋的范圍而發(fā)生跨攝影機(jī)的情況時(shí)，監(jiān)控人員很難判斷被監(jiān)控人員將會(huì)在哪一臺(tái)攝影機(jī) 的畫面中再度出現(xiàn)。為了解決此問題，將監(jiān)控影像畫面中的移動(dòng)目標(biāo)物的位置標(biāo)示于地圖 上，將可以為監(jiān)控人員提供另一種完整的監(jiān)控視界。為了得到監(jiān)視攝影機(jī)所拍攝到的移動(dòng)目標(biāo)物相對于地圖的位置，目前常用的方式 為對所有監(jiān)視攝影機(jī)進(jìn)行校正(Calibration)，以得到攝影機(jī)的影像平面與實(shí)際場景地面 (Ground Plane)的對應(yīng)關(guān)系，對其原理說明如下。實(shí)際的移動(dòng)目標(biāo)物會(huì)在地面上形成一個(gè)腳點(diǎn)(Ground Point, GP)，而這個(gè)腳點(diǎn)會(huì) 對應(yīng)到攝影機(jī)所拍攝的影像平面上的一個(gè)投影點(diǎn)。對特定攝影機(jī)而言，投影點(diǎn)坐標(biāo)與腳點(diǎn) 坐標(biāo)之間存在一個(gè)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。而對于不同的攝影機(jī)而言，每一攝影機(jī)皆會(huì)對應(yīng)一個(gè)坐 標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。也就是說，通過此坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣可將攝影機(jī)中的移動(dòng)目標(biāo)物的影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 成唯一的實(shí)際地面位置坐標(biāo)。一旦得到地面位置坐標(biāo)后，通過地圖與實(shí)際場景的比例尺及 方位等信息，就可以很容易的將移動(dòng)目標(biāo)物的位置在地圖上標(biāo)示出來。使用單應(yīng)性矩陣(Homography)作為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣來進(jìn)行坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換的方法已廣 泛被使用。此方法是先在兩個(gè)目標(biāo)平面之間找到4組以上的對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)值，并且應(yīng)用聯(lián)立 方程式求解法求出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣H。此技術(shù)應(yīng)用于攝影機(jī)校正時(shí)，上述兩個(gè)平面即指攝影機(jī) 的影像平面及實(shí)際的地平面?，F(xiàn)有的求取攝影機(jī)的影像平面及實(shí)際的地平面的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩 陣的做法，是以人工方式在攝影機(jī)影像內(nèi)選取4組對應(yīng)于地面明顯易判別的特征點(diǎn)，分別 計(jì)算出特征點(diǎn)在攝影機(jī)影像平面及地平面上的坐標(biāo)值，進(jìn)而求解出對應(yīng)此攝影機(jī)的單應(yīng)性 矩陣。然而，在使用此方法時(shí)，要找到在待校正攝影機(jī)影像中且在地圖上均能易辨識的 特征點(diǎn)是相當(dāng)不容易的。因此，進(jìn)行攝影機(jī)的校正往往需要仰賴人員的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)。此外，地 平面上特征點(diǎn)的位置需要以人工測量方式來取得坐標(biāo)值，然而，地平面上特征點(diǎn)的位置經(jīng) 常會(huì)因地形地物的限制而造成無法直接測量(即，特征點(diǎn)與參考點(diǎn)不在一直線上)，導(dǎo)致需 要通過間接測量方式測量，增加測量時(shí)間。對于一個(gè)大型的監(jiān)視系統(tǒng)而言，其監(jiān)視攝影機(jī)數(shù) 量通常動(dòng)輒上百部，對這種規(guī)模的監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行攝影機(jī)校正，無疑需要投入極高的時(shí)間與 人力成本。因此，如何能夠自動(dòng)化完成攝影機(jī)校正，是本領(lǐng)域技術(shù)人員所致力的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種攝影機(jī)校正系統(tǒng)，其能夠自動(dòng)地產(chǎn)生攝影機(jī)的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)與實(shí) 際場景的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣以校正攝影機(jī)。本發(fā)明提供一種攝影機(jī)校正方法，其能夠自動(dòng)地產(chǎn)生攝影機(jī)的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)與實(shí) 際場景的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣以校正攝影機(jī)。本發(fā)明提供一種坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)，其能夠自動(dòng)地產(chǎn)生實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù) 據(jù)。本發(fā)明提供一種坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，其能夠自動(dòng)地產(chǎn)生實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù) 據(jù)。本發(fā)明的示范性實(shí)施例提出一種攝影機(jī)校正系統(tǒng)。本攝影機(jī)校正系統(tǒng)包括至少一 個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置與一坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置。坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置是配置在一實(shí)際場景中， 并且用以根據(jù)地圖坐標(biāo)系統(tǒng)分別地產(chǎn)生對應(yīng)實(shí)際場景的地面上不同的多個(gè)實(shí)際位置的多 個(gè)地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置是電性連接至攝影機(jī)，并且用以從待校正的攝影機(jī)中 接收影像平面以及分別地從坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置中接收這些地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。并且，坐標(biāo)數(shù)據(jù) 辨識裝置分別地辨識在影像平面中對應(yīng)每一實(shí)際位置的影像位置，并且依據(jù)影像平面的影 像坐標(biāo)系統(tǒng)來計(jì)算每一影像位置的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)。此外，坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置依據(jù)所計(jì)算的 影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)和所接收的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來計(jì)算對應(yīng)此攝影機(jī)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。本發(fā)明的示范性實(shí)施例提出一種攝影機(jī)校正方法。本攝影機(jī)校正方法包括在一實(shí) 際場景中配置至少一個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，以及使用待校正的攝影機(jī)來獲取對應(yīng)此實(shí)際場 景的影像平面。本攝影機(jī)校正方法也包括使用坐標(biāo)產(chǎn)生裝置根據(jù)地圖坐標(biāo)系統(tǒng)自動(dòng)地產(chǎn)生 對應(yīng)此實(shí)際場景的地面上不同的多個(gè)實(shí)際位置的多個(gè)地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)；以及使用坐標(biāo)產(chǎn)生裝 置發(fā)送對應(yīng)實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。本攝影機(jī)校正方法也包括辨識在影像平面中對應(yīng)每 一實(shí)際位置的影像位置；依據(jù)影像平面的影像坐標(biāo)系統(tǒng)來計(jì)算每一影像位置的影像坐標(biāo)數(shù) 據(jù)；接收對應(yīng)這些實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)；以及依據(jù)所計(jì)算的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)和所接收的 地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來計(jì)算對應(yīng)此攝影機(jī)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。本發(fā)明的示范性實(shí)施例提出一種坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)。本坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)包括物 理信息采集單元與控制器。物理信息采集單元用以采集一實(shí)際場景中的參考點(diǎn)與此實(shí)際場 景中的實(shí)際位置之間的物理信息?？刂破魇请娦赃B接至物理信息采集單元，并且用以依據(jù) 所采集的在參考點(diǎn)與實(shí)際位置之間的物理信息來產(chǎn)生在地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中對應(yīng)此實(shí)際位置 的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的示范性實(shí)施例提出一種坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法。本坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法包括在 一實(shí)際場景中配置坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置。此外，本坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法也包括使用此坐標(biāo)產(chǎn)生 裝置自動(dòng)地采集在實(shí)際場景中的參考點(diǎn)與實(shí)際場景中的實(shí)際位置之間的物理信息并且依 據(jù)所采集的物理信息來產(chǎn)生在地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中對應(yīng)此實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)?；谏鲜雒枋?，本發(fā)明能夠快速地產(chǎn)生攝影機(jī)的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)與實(shí)際場景的地圖 坐標(biāo)數(shù)據(jù)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣以校正攝影機(jī)。為令本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下文將結(jié)合附圖來詳細(xì)描述本 發(fā)明的特別實(shí)施例。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的攝影機(jī)校正系統(tǒng)的概要方塊圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的影像平面與實(shí)際場景地面的轉(zhuǎn) 換示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的概要方塊 圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置測量實(shí)際位 置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)的示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法的流程圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置的概要方塊 圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置計(jì)算影像位 置的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)的示意圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的攝影機(jī)校正方法的流程圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例所繪示的攝影機(jī)校正系統(tǒng)的概要方塊圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的概要方塊 圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例所繪示的特征點(diǎn)定位單元的概要方塊 圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例所繪示的測量實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù) 的示意圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法的流程圖。主要元件符號說明100:攝影機(jī)校正系統(tǒng)102 攝影機(jī)104 第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106 第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108 第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110 第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置112 坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置202 影像平面204 實(shí)際場景地面A、B、C、D 實(shí)際位置A'、B'、C'、D'影像位置302 物理信息采集單元304 控制器306 發(fā)光單元312 加速規(guī)R 參考點(diǎn)
602 光源定位單元604 發(fā)光信號解碼單元606 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算單元0 影像坐標(biāo)原點(diǎn)S501、S503、S505 坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生步驟S801、S803、S805、S807、S809、S811、S813 攝影機(jī)校正步驟900 攝影機(jī)校正系統(tǒng)902 第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置904 特征點(diǎn)定位單元1002 物理信息采集單元1004 控制器1006 發(fā)光單元1012 激光接收單元1014 無線傳輸單元1102:激光發(fā)射單元1104:距離感測單元1106:角度感測單元1108:無線傳輸單元θ 相對角度L 相對距離S1301、S1303、S1305、S1307、S1309、S1311 坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生步驟
具體實(shí)施例方式[第一示范性實(shí)施例]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的攝影機(jī)校正系統(tǒng)的概要方塊圖， 并且圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的影像平面與實(shí)際場景地面的轉(zhuǎn)換示 意圖。請參照圖1，攝影機(jī)校正系統(tǒng)100包括第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù) 產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108、第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110與坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝 置112。攝影機(jī)校正系統(tǒng)100是用以校正攝影機(jī)102，其中攝影機(jī)102是用以拍攝欲監(jiān)控的 實(shí)際場景的影像平面202。第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置 108、第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110是用以產(chǎn)生實(shí)際場景中對應(yīng)實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。具 體來說，第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置 108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110是分別地放置于實(shí)際場景地面204中的4個(gè)不同實(shí)際位 置A、B、C與D (如圖2所示)，并且第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、 第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110會(huì)分別地產(chǎn)生在實(shí)際場景地面 204的地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中本身所處位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。例如，實(shí)際場景地面204的地圖坐標(biāo) 系統(tǒng)為經(jīng)緯度坐標(biāo)、二度分帶坐標(biāo)或使用者自定坐標(biāo)。
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必須了解的是，在本示范性實(shí)施例中，攝影機(jī)校正系統(tǒng)100包括4個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生 裝置(即，第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置 I08與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110)來產(chǎn)生在實(shí)際場景中對應(yīng)4個(gè)不同實(shí)際位置的地圖坐標(biāo) 數(shù)據(jù)。然而，本發(fā)明不限于此，在本發(fā)明另一示范性實(shí)施例中，也可以僅配置1個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù) 產(chǎn)生裝置并且通過人工來移動(dòng)或自動(dòng)地移動(dòng)至4個(gè)不同實(shí)際位置來產(chǎn)生在實(shí)際場景中對 應(yīng)4個(gè)不同實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。此外，在本發(fā)明另一示范性實(shí)施例中，也可以配置更 多個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置來產(chǎn)生對應(yīng)更多個(gè)不同實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。值得一提的是，在本示范性實(shí)施例中，第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù) 產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110分別地會(huì)發(fā)射光源 并且通過光源的發(fā)射狀態(tài)來傳遞所產(chǎn)生的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112是電性連接至攝影機(jī)102。坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112會(huì)從攝 影機(jī)102中接收攝影機(jī)102所拍攝的實(shí)際場景的影像平面202。特別是，坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝 置112會(huì)辨識與解析攝影機(jī)102所拍攝的實(shí)際場景的影像平面202來識別出每一坐標(biāo)數(shù)據(jù) 產(chǎn)生裝置所發(fā)射的光源；依據(jù)所識別的光源來獲得在影像平面202的影像坐標(biāo)系統(tǒng)中每一 坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)；接收每一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置所傳遞的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)； 以及依據(jù)在影像平面202的影像坐標(biāo)系統(tǒng)中每一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)和在 實(shí)際場景的地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中每一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來計(jì)算對應(yīng)攝影機(jī)102 的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。具體來說，坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112會(huì)辨識與解析攝影機(jī)102所拍攝的實(shí)際場景的 影像平面202中的光源來識別出在影像平面202中第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104的影像位置 A'、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106的影像位置B'、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108的影像位置 C'與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)的影像位置D'，并且計(jì)算出影像位置A'、B'、C'與D'的影像坐標(biāo) 數(shù)據(jù)。此外，坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112會(huì)分別地依據(jù)從第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo) 數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110所發(fā)射的光源 中接收實(shí)際位置A、B、C與D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。然后，坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112會(huì)依據(jù)所計(jì)算 的影像位置A'、B'、C'與D'的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)和所接收的實(shí)際位置A、B、C與D的地圖坐 標(biāo)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生對應(yīng)攝影機(jī)102的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，由此即可完成攝影機(jī)102的校正。例如，坐 標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112所計(jì)算的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣為單應(yīng)性矩陣(Homography)。以下將配合圖式 更詳細(xì)描述坐標(biāo)產(chǎn)生裝置與坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置的運(yùn)作。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的概要方塊 圖，并且圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置測量實(shí)際位置 的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)的示意圖。第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置 108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110的結(jié)構(gòu)與功能為相同，以下將以第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置 104為例來進(jìn)行說明。請參照圖3，第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104包括物理信息采集單元302、控制器304 與發(fā)光單元306。物理信息采集單元302用以采集在實(shí)際場景地面204中的參考點(diǎn)與實(shí)際位置(例 如，實(shí)際位置A)之間的物理信息。在本示范性實(shí)施例中，物理信息采集單元302包括加速規(guī)312。具體來說，當(dāng)使用者欲進(jìn)行攝影機(jī)102的校正而將第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104放 置于實(shí)際場景平面204的實(shí)際位置A時(shí)，使用者需要將物理信息采集單元302重置(S卩，歸 零)并且將第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104從參考點(diǎn)R移動(dòng)至實(shí)際位置A。此時(shí)，物理信息采集 單元302會(huì)采集出第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104從參考點(diǎn)R移動(dòng)至實(shí)際位置A的加速度值。控制器304是電性連接至物理信息采集單元302。當(dāng)物理信息采集單元302采集 到第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104從參考點(diǎn)R移動(dòng)至實(shí)際位置的加速度值時(shí)，控制器304會(huì)依 據(jù)此加速度值來計(jì)算實(shí)際位置與參考點(diǎn)R之間在X軸與Y軸上的位移，并且依據(jù)所計(jì)算的 位移來產(chǎn)生實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。例如，控制器304會(huì)將第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104 從參考點(diǎn)R移動(dòng)至實(shí)際位置A的加速度值進(jìn)行兩次積分(即，牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律)以獲得 實(shí)際位置A相對于參考點(diǎn)R的位移(例如，如圖4所示在X軸上的位移ΔΧ1與在Y軸上的 位移Δ Yl)，由此根據(jù)在地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中對應(yīng)參考點(diǎn)R的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生實(shí)際位置A的 地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法的流程圖。請參照圖5，首先，在步驟S501中使用坐標(biāo)產(chǎn)生裝置采集在實(shí)際場景中的參考點(diǎn) 與實(shí)際位置之間的物理信息。例如，在本示范性實(shí)施例中，第一坐標(biāo)產(chǎn)生裝置104是測量從 實(shí)際場景中的參考點(diǎn)R移動(dòng)至實(shí)際位置A的加速度。然后，在步驟S503中依據(jù)所采集的物 理信息來計(jì)算實(shí)際場景中的參考點(diǎn)與實(shí)際位置之間的位移。最后，在步驟S505中依據(jù)所計(jì) 算實(shí)際場景的參考點(diǎn)與實(shí)際位置的位移來產(chǎn)生對應(yīng)實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。除了產(chǎn)生地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)之外，控制器304會(huì)對所產(chǎn)生的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼以 由發(fā)光單元306來發(fā)送。發(fā)光單元306電性連接至控制器304，并且用以產(chǎn)生光源并且經(jīng)由所產(chǎn)生的光源 來發(fā)送控制器304所編碼的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。具體來說，控制器304會(huì)將所產(chǎn)生的地圖坐標(biāo) 數(shù)據(jù)編碼成光信號。例如，控制器304以光閃爍頻率來編碼表示實(shí)際位置A的地圖坐標(biāo)數(shù) 據(jù)的值，并且發(fā)光單元306依據(jù)控制器304的編碼來產(chǎn)生光源以發(fā)送實(shí)際位置A的地圖坐 標(biāo)數(shù)據(jù)。也就是說，發(fā)光單元306是通過產(chǎn)生不同光源的狀態(tài)來傳遞控制器304所產(chǎn)生的 不同的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在此，發(fā)光單元306可以以單顆光源來發(fā)送光信號或者以多顆光源 來發(fā)送光信號。在此，實(shí)際位置B、C與D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)亦是以上述方式通過第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生 裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110來產(chǎn)生與發(fā)送，在此不 作重復(fù)描述。圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置的概要方塊 圖，并且圖7是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置計(jì)算影像位置 的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)的示意圖。請參照圖6，坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112包括光源定位單元602、發(fā)光信號解碼單元604 與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算單元606。光源定位單元602是用以辨識與解析攝影機(jī)102所拍攝的實(shí)際場景的影像平面 202來識別出第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生 裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110的發(fā)光單元所發(fā)射的光源，并且獲得在影像平面202 的影像坐標(biāo)系統(tǒng)(如圖7的X軸與Y軸所示)中的第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110(即，影像位置 A'、B'、C'與D')的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)。以第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104為例，光源定位單元602會(huì)辨識出在攝影機(jī)102所 拍攝的實(shí)際場景的影像平面202中第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104所發(fā)送的光源的影像，并且 依據(jù)影像原點(diǎn)0來計(jì)算在影像平面202的影像坐標(biāo)系統(tǒng)中此光源所在位置(即，影像位置 A')的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)。如圖7所示，光源定位單元602依據(jù)影像平面202的像素來定義影 像坐標(biāo)系統(tǒng)，并且計(jì)算在影像平面202中影像位置A'、B'、C'與D'相對于影像原點(diǎn)0的 位移來作為影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)。發(fā)光信號解碼單元604電性連接至光源定位單元602。發(fā)光信號解碼單元604會(huì) 分別地解碼第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝 置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110的發(fā)光單元所發(fā)射的光源所產(chǎn)生的光源的狀態(tài)來獲得 實(shí)際位置A、B、C與D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。也就是說，發(fā)光信號解碼單元604能夠識別坐標(biāo)數(shù) 據(jù)產(chǎn)生裝置的發(fā)光單元所發(fā)射的光源的狀態(tài)，由此解碼坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的控制器所編碼 的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算單元606電性連接至光源定位單元602與發(fā)光信號解碼單元604。 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算單元606依據(jù)從光源定位單元602中所接收的影像位置A'、B'、C'與D' 的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及從發(fā)光信號解碼單元604中所接收的實(shí)際位置A、B、C與D的地圖坐標(biāo) 數(shù)據(jù)來計(jì)算對應(yīng)攝影機(jī)102的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。在本示范性實(shí)施例中，光源定位單元602、發(fā)光信號解碼單元604與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算 單元606是由硬件來實(shí)施。然而，本發(fā)明不限于此，例如，坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112為個(gè)人電 腦并且光源定位單元602、發(fā)光信號解碼單元604與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算單元606是以軟件形式配 置在坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112中。圖8是根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例所繪示的攝影機(jī)校正方法的流程圖。請參照圖8，首先，在步驟S801中在實(shí)際場景中配置第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、 第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110。接 著，在步驟S803中使用攝影機(jī)102獲取(或拍攝)對應(yīng)實(shí)際場景的影像平面202。在步驟S805中由第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第三坐 標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110根據(jù)地圖坐標(biāo)系統(tǒng)分別且自動(dòng)地產(chǎn)生對 應(yīng)實(shí)際位置A、B、C與D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。之后，在步驟S807中第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第 三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110分別地發(fā)送對應(yīng)實(shí)際位置A、B、C與 D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。具體來說，第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第 三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110會(huì)編碼所產(chǎn)生的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)并且 依據(jù)所編碼的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生光源，由此通過所產(chǎn)生的光源的狀態(tài)來傳遞實(shí)際位置A、 B、C與D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。然后，在步驟S809中由坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112辨識在影像平面202中第一坐標(biāo)數(shù) 據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù) 產(chǎn)生裝置110的影像位置A'、B'、C'與D'，并且獲得在影像平面202的影像坐標(biāo)系統(tǒng)中 影像位置A'、B'、C'與D'的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)。具體來說，坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112會(huì)辨識在攝影機(jī)102所拍攝的影像平面202中第一坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置104、第二坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置 106、第三坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置108與第四坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置110所產(chǎn)生的光源，并且依據(jù)所 辨識出的光源位置來計(jì)算出影像位置A'、B'、C'與D'的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在步驟S811中由坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112辨識與接收對應(yīng)實(shí)際位置A、B、C與D的 地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。例如，坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112會(huì)辨識在攝影機(jī)102所拍攝的影像平面202 中的光源并且解碼光源所傳遞的光信號來獲得對應(yīng)實(shí)際位置A、B、C與D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。最后，在步驟S813中由坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112依據(jù)影像位置A'、B'、C'與D' 的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)和實(shí)際位置A、B、C與D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來計(jì)算對應(yīng)攝影機(jī)102的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 矩陣，由此完成攝影機(jī)102的校正。[第二示范性實(shí)施例]在第一示范性實(shí)施例的攝影機(jī)校正系統(tǒng)中坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置是通過測量從參考 點(diǎn)移動(dòng)至實(shí)際位置的加速度來計(jì)算實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)，而在第二示范性實(shí)施例的攝 影機(jī)校正系統(tǒng)中坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置是通過激光來測量實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。以下將針 對第二示范性實(shí)施例與第一示范性實(shí)施例的差異之處來進(jìn)行說明。圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例所繪示的攝影機(jī)校正系統(tǒng)的概要方塊圖。請參照圖9，攝影機(jī)校正系統(tǒng)900包括第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902、特征點(diǎn)定位單 元904、與坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112。在此，攝影機(jī)校正系統(tǒng)900將對攝影機(jī)102進(jìn)行校正，其 中坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置112的功能與結(jié)構(gòu)已描述如上，在此不作重復(fù)描述。特征點(diǎn)定位單元904是配置在實(shí)際場景的參考點(diǎn)R上，并且用以發(fā)射激光以測量 第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902的相對距離與相對角度。第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902會(huì)從特征 點(diǎn)定位單元904中接收所測量的相對距離與相對角度并且計(jì)算對應(yīng)的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的概要方塊 圖。請參照圖10，第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902包括物理信息采集單元1002、控制器 1004與發(fā)光單元1006。物理信息采集單元1002包括激光接收單元1012與無線傳輸單元1014。激光接收 單元1012用以接收特征點(diǎn)定位單元904所發(fā)射的激光，并且無線傳輸單元1014用以傳送 確認(rèn)信息以及接收特征點(diǎn)定位單元904所傳送的相對距離與相對角度?？刂破?004是電性連接至物理信息采集單元1002。當(dāng)物理信息采集單元1002采 集到特征點(diǎn)定位單元904所傳送的相對距離與相對角度時(shí)，控制器1004會(huì)依據(jù)此相對距離 與相對角度來計(jì)算實(shí)際位置與參考點(diǎn)R之間的位移，并且依據(jù)所計(jì)算的位移來產(chǎn)生實(shí)際位 置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。此外，控制器1004會(huì)對所產(chǎn)生的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼以由發(fā)光單元 306來發(fā)送。圖11是根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例所繪示的特征點(diǎn)定位單元的概要方塊 圖。請參照圖11，特征點(diǎn)定位單元904包括激光發(fā)射單元1102、距離感測單元1104、角 度感測單元1106與無線傳輸單元1108。激光發(fā)射單元1102會(huì)以360度來旋轉(zhuǎn)并發(fā)射激光。距離感測單元1104用以感測 特征點(diǎn)定位單元904和第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902之間的相對距離。角度感測單元1106用以感測特征點(diǎn)定位單元904和第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902之間的相對角度。無線傳輸單 元1108用以傳送感測特征點(diǎn)定位單元904和第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902之間的相對距離 與相對角度。圖12是根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例所繪示的測量實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù) 的示意圖。請參照圖12，當(dāng)欲產(chǎn)生實(shí)際位置A的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)時(shí)，第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902 會(huì)被放置于實(shí)際場景的實(shí)際位置A上，并且放置于實(shí)際場景的參考點(diǎn)R上的特征點(diǎn)定位單 元904的激光發(fā)射單元1102會(huì)開始以360度來旋轉(zhuǎn)并且持續(xù)發(fā)射激光。期間，當(dāng)?shù)谖遄鴺?biāo) 數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902的激光接收單元1012接收到激光發(fā)射單元1102所發(fā)射的激光時(shí)，第五 坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902的無線傳輸單元1014會(huì)發(fā)送確認(rèn)信息給特征點(diǎn)定位單元904的無 線傳輸單元1108。此時(shí)，激光發(fā)射單元1102會(huì)立刻停止旋轉(zhuǎn)，并且距離感測單元1104會(huì)測 量特征點(diǎn)定位單元904和第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902之間的相對距離L。此外，角度感測 單元1106會(huì)依據(jù)激光發(fā)射單元1102的旋轉(zhuǎn)角度來計(jì)算測量特征點(diǎn)定位單元904和第五坐 標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902之間的相對角度θ。然后，特征點(diǎn)定位單元904的無線傳輸單元1108 會(huì)將所測量的相對距離L與相對角度θ傳送給第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902的無線傳輸單 元1014。最后，控制器1004會(huì)依據(jù)物理信息采集單元1002所采集的相對距離L與相對角 度θ來計(jì)算第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902相對于參考點(diǎn)R的在X軸上的位移與在Y軸上的 位移，并且由此產(chǎn)生第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902所處位置(即，實(shí)際位置Α)的地圖坐標(biāo)數(shù) 據(jù)。圖13是根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例所繪示的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法的流程圖。請參照圖13，首先，在步驟S1301中將特征點(diǎn)定位單元904放置于實(shí)際場景的參考 點(diǎn)R上且將第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902放置于實(shí)際位置上(例如，實(shí)際位置Α)。然后，在步驟S1303中特征點(diǎn)定位單元904持續(xù)旋轉(zhuǎn)并發(fā)射激光。然后，在步驟 S1305中判斷第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902是否接收到特征點(diǎn)定位單元904所發(fā)射的激光。倘若第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902未接收到所發(fā)射的激光時(shí)，特征點(diǎn)定位單元904 持續(xù)旋轉(zhuǎn)并發(fā)射激光(即，步驟S130;3)。倘若第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902接收到所發(fā)射的 激光時(shí)，則在步驟S1307中特征點(diǎn)定位單元904停止旋轉(zhuǎn)。如上所述，當(dāng)?shù)谖遄鴺?biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生 裝置902接收到所發(fā)射的激光會(huì)發(fā)送確認(rèn)信息給特征點(diǎn)定位單元904，并且特征點(diǎn)定位單 元904會(huì)依據(jù)此確認(rèn)信息而停止旋轉(zhuǎn)。之后，在步驟S1309中由特征點(diǎn)定位單元904計(jì)算相對距離與相對速度并且將所 計(jì)算的相對距離與相對速度傳送給第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902。最后，在步驟S1311中由第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902依據(jù)所接收的相對距離與相 對速度來產(chǎn)生實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在本示范性實(shí)施例中，當(dāng)欲產(chǎn)生實(shí)際位置B、C與D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)時(shí)，使用者僅需 將第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902移動(dòng)至實(shí)際位置B、C與D后第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902即可 自動(dòng)地產(chǎn)生實(shí)際位置B、C與D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。類似于第一示范性實(shí)施例，當(dāng)攝影機(jī)102拍攝實(shí)際場景的影像平面后，坐標(biāo)數(shù)據(jù) 辨識裝置112會(huì)解析與辨識第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902所發(fā)射的光源并計(jì)算影像位置A'、 B'、C'與D'的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)；解碼第五坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置902所發(fā)射的光源以接收實(shí)際位置A、B、C與D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并且依據(jù)影像位置A'、B'、C'與D'的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù) 和實(shí)際位置A、B、C與D的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來計(jì)算對應(yīng)攝影機(jī)102的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。綜上所述，本發(fā)明的示范性實(shí)施例的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置能夠自動(dòng)地產(chǎn)生所在位置 的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)并且經(jīng)由光源傳送所產(chǎn)生的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。此外，本發(fā)明的示范性實(shí)施例 的坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置能夠辨識在攝影機(jī)所拍攝的影像平面中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置并且計(jì) 算所辨識的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)。再者，本發(fā)明的示范性實(shí)施例的坐標(biāo)數(shù)據(jù) 辨識裝置能夠依據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置所發(fā)射的光源來獲得坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的地 圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。由此，本發(fā)明的示范性實(shí)施例的坐標(biāo)數(shù)據(jù)能夠依據(jù)所計(jì)算的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)和 所接收的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來自動(dòng)地產(chǎn)生對應(yīng)攝影機(jī)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣以完成攝影機(jī)的校正。雖然已在上文中揭露了本發(fā)明的上述實(shí)施例，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何 所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，應(yīng)當(dāng)可以進(jìn)行些許的更 動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種攝影機(jī)校正系統(tǒng)，其特征在于，該攝影機(jī)校正系統(tǒng)包括至少一個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，配置在一實(shí)際場景中，用以根據(jù)地圖坐標(biāo)系統(tǒng)分別地產(chǎn) 生對應(yīng)該實(shí)際場景的地面上不同的多個(gè)實(shí)際位置的多個(gè)地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)；以及坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置，電性連接至攝影機(jī)，用以從該攝影機(jī)中接收該實(shí)際場景的影像平 面以及分別地從所述至少一個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置中接收所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)，其中該坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置分別地辨識在該影像平面中對應(yīng)每一所述實(shí)際位置的影像 位置，并且依據(jù)該影像平面的影像坐標(biāo)系統(tǒng)來計(jì)算每一所述影像位置的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)，其中該坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置依據(jù)所述影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)和所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來計(jì)算對應(yīng)該 攝影機(jī)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝影機(jī)校正系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生 裝置包括物理信息采集單元，用以采集該實(shí)際場景中的參考點(diǎn)與所述實(shí)際位置之間的物理信息；控制器，電性連接至該物理信息采集單元，用以依據(jù)所采集的該實(shí)際場景中的該參考 點(diǎn)與所述實(shí)際位置之間的物理信息來產(chǎn)生所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)并且編碼所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)； 以及發(fā)光單元，電性連接至該控制器，并且用以產(chǎn)生光源并且發(fā)送已編碼的所述地圖坐標(biāo) 數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝影機(jī)校正系統(tǒng)，其特征在于，該坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置包括 光源定位單元，用以辨識該發(fā)光單元所產(chǎn)生的光源以獲得所述影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)； 發(fā)光信號解碼單元，電性連接至該光源定位單元，用以依據(jù)該發(fā)光單元所產(chǎn)生的光源來解碼已編碼的所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)；以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算單元，電性連接至該光源定位單元與該發(fā)光信號解碼單元，用以依據(jù)所 述影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)和所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來計(jì)算對應(yīng)該攝影機(jī)的該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝影機(jī)校正系統(tǒng)，其特征在于，該物理信息采集單元包括加 速規(guī)，用以測量從該實(shí)際場景中的該參考點(diǎn)移動(dòng)至所述實(shí)際位置的加速度，其中該控制器依據(jù)該加速規(guī)所測量的從該實(shí)際場景中的該參考點(diǎn)移動(dòng)至所述實(shí)際位 置的加速度來計(jì)算所述實(shí)際位置的位移并且依據(jù)所述實(shí)際位置的位移產(chǎn)生對應(yīng)所述實(shí)際 位置的所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝影機(jī)校正系統(tǒng)，其特征在于，該攝影機(jī)校正系統(tǒng)還包括特 征點(diǎn)定位單元，配置在該參考點(diǎn)上，其中該特征點(diǎn)定位單元用以發(fā)射激光，經(jīng)由該激光測量所述實(shí)際位置的相對距離與相 對角度，并且傳送所述實(shí)際位置的相對距離與相對角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝影機(jī)校正系統(tǒng)，其特征在于，該物理信息采集單元用以接 收來自于該特征點(diǎn)定位單元的該激光以及所述實(shí)際位置的相對距離與相對角度，其中該控制器依據(jù)所述實(shí)際位置的相對距離與相對角度分別地計(jì)算所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝影機(jī)校正系統(tǒng)，其特征在于，該特征點(diǎn)定位單元包括 激光發(fā)射單元，用以旋轉(zhuǎn)并發(fā)射該激光；距離感測單元，用以感測該激光的發(fā)射距離，以測量所述實(shí)際位置的相對距離； 角度感測單元，用以感測該激光的發(fā)射角度，以測量所述實(shí)際位置的相對角度；以及 無線傳輸單元，用以傳送所述實(shí)際位置的相對距離與相對角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝影機(jī)校正系統(tǒng)，其特征在于，該物理信息采集單元包括 激光接收單元，用以接收該激光；以及無線傳輸單元，用以接收所述實(shí)際位置的相對距離與相對角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝影機(jī)校正系統(tǒng)，其特征在于，該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣為單應(yīng)性矩陣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝影機(jī)校正系統(tǒng)，其特征在于，該地圖坐標(biāo)系統(tǒng)為經(jīng)緯度坐 標(biāo)或二度分帶坐標(biāo)。
11.一種攝影機(jī)校正方法，其特征在于，該攝影機(jī)校正方法包括 在一實(shí)際場景中配置至少一個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置；使用攝影機(jī)獲取對應(yīng)該實(shí)際場景的影像平面；使用所述至少一個(gè)坐標(biāo)產(chǎn)生裝置根據(jù)地圖坐標(biāo)系統(tǒng)自動(dòng)地產(chǎn)生對應(yīng)該實(shí)際場景的地 面上不同的多個(gè)實(shí)際位置的多個(gè)地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)；使用所述至少一個(gè)坐標(biāo)產(chǎn)生裝置發(fā)送對應(yīng)所述實(shí)際位置的所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)； 辨識在該影像平面中對應(yīng)每一所述實(shí)際位置的影像位置； 依據(jù)該影像平面的影像坐標(biāo)系統(tǒng)來計(jì)算每一所述影像位置的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)； 接收對應(yīng)所述實(shí)際位置的所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)；以及依據(jù)所述影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)和所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來計(jì)算對應(yīng)該攝影機(jī)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝影機(jī)校正方法，其特征在于，使用所述至少一個(gè)坐標(biāo)產(chǎn) 生裝置發(fā)送對應(yīng)所述實(shí)際位置的所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟包括編碼所述系統(tǒng)坐標(biāo)；以及使用所述至少一個(gè)坐標(biāo)產(chǎn)生裝置所發(fā)射的光源來傳送已編碼的所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的攝影機(jī)校正方法，其特征在于，接收對應(yīng)所述實(shí)際位置的 所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟包括接收所述至少一個(gè)坐標(biāo)產(chǎn)生裝置所發(fā)射的光源并且解碼已編碼的所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的攝影機(jī)校正方法，其特征在于，辨識在該影像平面中對應(yīng) 每一所述實(shí)際位置的影像位置的步驟包括依據(jù)所述至少一個(gè)坐標(biāo)產(chǎn)生裝置所發(fā)射的光源來辨識在該影像平面中對應(yīng)每一所述 實(shí)際位置的影像位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝影機(jī)校正方法，其特征在于，使用所述至少一個(gè)坐標(biāo)產(chǎn) 生裝置根據(jù)該地圖坐標(biāo)系統(tǒng)自動(dòng)地產(chǎn)生對應(yīng)該實(shí)際場景的地面上不同的所述實(shí)際位置的 所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟包括使用所述至少一個(gè)坐標(biāo)產(chǎn)生裝置測量從該實(shí)際場景中的參考點(diǎn)移動(dòng)至所述實(shí)際位置 的加速度；依據(jù)所測量的加速度來計(jì)算從該實(shí)際場景中的該參考點(diǎn)至所述實(shí)際位置的位移；以及 依據(jù)所計(jì)算從該實(shí)際場景中的該參考點(diǎn)至所述實(shí)際位置的位移來產(chǎn)生對應(yīng)所述實(shí)際 位置的所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝影機(jī)校正方法，其特征在于，使用所述至少一個(gè)坐標(biāo)產(chǎn) 生裝置根據(jù)該地圖坐標(biāo)系統(tǒng)自動(dòng)地產(chǎn)生對應(yīng)該實(shí)際場景的地面上不同的所述實(shí)際位置的 所述地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)的步驟包括在該實(shí)際場景中的參考點(diǎn)中配置特征點(diǎn)定位單元以發(fā)射光源；使用特征點(diǎn)定位單元經(jīng)由該光源來偵測所述實(shí)際位置與該參考點(diǎn)之間的相對距離與 相對角度；以及依據(jù)所偵測所述實(shí)際位置與該參考點(diǎn)之間的相對距離與相對角度來計(jì)算所述地圖坐 標(biāo)數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝影機(jī)校正方法，其特征在于，該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣為單應(yīng)性矩陣。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝影機(jī)校正方法，其特征在于，該地圖坐標(biāo)系統(tǒng)為經(jīng)緯度 坐標(biāo)或二度分帶坐標(biāo)。
19.一種坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)，包括物理信息采集單元，用以采集一實(shí)際場景中的參考點(diǎn)與該實(shí)際場景中的實(shí)際位置之間 的物理信息；以及控制器，電性連接至該物理信息采集單元，用以依據(jù)所采集的在該參考點(diǎn)與該實(shí)際位 置之間的物理信息來產(chǎn)生在地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中對應(yīng)該實(shí)際位置的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于，該坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)還 包括發(fā)光單元，電性連接至該控制器，并且用以產(chǎn)生光源，其中該控制器編碼該地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)并且該發(fā)光單元經(jīng)由該光源發(fā)送已編碼的該地圖 坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于，該物理信息采集單元包 括加速規(guī)，用以測量從該實(shí)際場景中的該參考點(diǎn)移動(dòng)至該實(shí)際位置的加速度，其中該控制器依據(jù)該加速規(guī)所測量的從該實(shí)際場景中的該參考點(diǎn)移動(dòng)至該實(shí)際位置 的加速度來計(jì)算該實(shí)際位置的位移并且依據(jù)該實(shí)際位置的位移來產(chǎn)生對應(yīng)該實(shí)際位置的 該地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于，該坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)還 包括特征點(diǎn)定位單元，配置在該參考點(diǎn)上，其中該特征點(diǎn)定位單元用以發(fā)射激光，經(jīng)由該激光測量該實(shí)際位置的相對距離與相對 角度，并且傳送該實(shí)際位置的相對距離與相對角度。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于，該物理信息采集單元用 以接收來自于該特征點(diǎn)定位單元的該激光以及該實(shí)際位置的相對距離與相對角度，其中該控制器依據(jù)該實(shí)際位置的相對距離與相對角度計(jì)算對應(yīng)該實(shí)際位置的該地圖 坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于，該特征點(diǎn)定位單元包括激光發(fā)射單元，用以旋轉(zhuǎn)并發(fā)射該激光；距離感測單元，用以感測該激光的發(fā)射距離，以測量該實(shí)際位置的相對距離；角度感測單元，用以感測該激光的發(fā)射角度，以測量該實(shí)際位置的相對角度；以及無線傳輸單元，用以傳送該實(shí)際位置的相對距離與相對角度。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于，該物理信息采集單元包括激光接收單元，用以接收該激光；以及無線傳輸單元，用以接收該實(shí)際位置的相對距離與相對角度。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于，該地圖坐標(biāo)系統(tǒng)為經(jīng)緯 度坐標(biāo)或二度分帶坐標(biāo)。
27.—種坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，其特征在于，該坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法包括在實(shí)際場景中配置坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置；以及使用該坐標(biāo)產(chǎn)生裝置自動(dòng)地采集在該實(shí)際場景中的參考點(diǎn)與該實(shí)際場景中的實(shí)際位 置之間的物理信息并且依據(jù)所采集的物理信息來產(chǎn)生在地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中對應(yīng)該實(shí)際位置 的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，其特征在于，該坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法還 包括編碼該地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)；使用該坐標(biāo)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生光源并且經(jīng)由該光源發(fā)送已編碼的該地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，其特征在于，使用該坐標(biāo)產(chǎn)生裝置自 動(dòng)地采集在從該實(shí)際場景中的該參考點(diǎn)與該實(shí)際場景中的該實(shí)際位置之間的物理信息并 且依據(jù)所采集的物理信息來產(chǎn)生在該地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中對應(yīng)該實(shí)際位置的該地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù) 步驟包括測量從該實(shí)際場景中的該參考點(diǎn)移動(dòng)至該實(shí)際位置的加速度；依據(jù)所測量的加速度來計(jì)算該實(shí)際位置的位移；以及依據(jù)所計(jì)算該實(shí)際位置的位移來產(chǎn)生對應(yīng)該實(shí)際位置的該地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，其特征在于，使用該坐標(biāo)產(chǎn)生裝置自 動(dòng)地采集在從該實(shí)際場景中的該參考點(diǎn)與該實(shí)際場景中的該實(shí)際位置之間的物理信息并 且依據(jù)所采集的物理信息來產(chǎn)生在該地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中對應(yīng)該實(shí)際位置的該地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù) 步驟包括在該參考點(diǎn)上配置特征點(diǎn)定位單元以發(fā)射光源；使用特征點(diǎn)定位單元經(jīng)由該光源來偵測該實(shí)際位置與該參考點(diǎn)之間的相對距離與相 對角度；以及依據(jù)所偵測該實(shí)際位置與該參考點(diǎn)之間的相對距離與相對角度來計(jì)算對應(yīng)該實(shí)際位 置的該地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生方法，其特征在于，該地圖坐標(biāo)系統(tǒng)為經(jīng)緯 度坐標(biāo)或二度分帶坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種攝影機(jī)校正系統(tǒng)與坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生系統(tǒng)及其方法，該攝影機(jī)校正系統(tǒng)包括坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置與坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置。坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置用以產(chǎn)生在實(shí)際場景中的多個(gè)實(shí)際位置的多個(gè)地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置用以從待校正攝影機(jī)中接收實(shí)際場景的影像平面并從坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置中接收地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)。并且，坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置辨識在影像平面中對應(yīng)每一實(shí)際位置的影像位置并計(jì)算每一影像位置的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)。此外，坐標(biāo)數(shù)據(jù)辨識裝置依據(jù)所計(jì)算的影像坐標(biāo)數(shù)據(jù)和所接收的地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)來計(jì)算對應(yīng)此待校正攝影機(jī)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣?；诖?，本攝影機(jī)校正系統(tǒng)能夠快速地完成攝影機(jī)的校正。
文檔編號H04N17/00GK102104791SQ20091026104
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者洪上智, 白宏益, 藍(lán)坤銘, 袁啟亞, 陳一元 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院