CN116255929A - 三维测量系统及其校正方法 - Google Patents

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CN116255929A CN202210285541.8A CN202210285541A CN116255929A CN 116255929 A CN116255929 A CN 116255929A CN 202210285541 A CN202210285541 A CN 202210285541A CN 116255929 A CN116255929 A CN 116255929A
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黄暐翔
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李俊毅
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Abstract

一种三维测量系统及其校正方法，该方法包括：投影装置投射结构光至参考物件，其中参考物件包括第一校正平面及第二校正平面，摄像装置拍摄参考物件以取得至少一参考物件图像，在至少一参考物件图像中，处理器执行解码运算以取得至少一参考物件图像的多个相位数据，处理器依据这些相位数据运算对应于第一校正平面的第一相位及对应于第二校正平面的第二相位，处理器计算第一相位及第二相位之间的平面相位差，并依据平面相位差及第二校正平面相对于第一校正平面的高度执行运算，以取得一相位高度转换系数。

Description

三维测量系统及其校正方法
技术领域
本发明涉及基于相位移的三维测量，特别涉及一种三维测量系统及其校正方法。
背景技术
在工业制造的高精度检测中，经常会采用基于相位移的三维测量系统，因其具有非接触、测量精度高等优点，故可被应用在例如半导体测量、工业产品质量检测或工件三维测量等领域。
为了兼顾产品的生产效率及质量，可在产线上配置三维测量系统对产品进行即时检测。由于产品类型繁多，为了确保检测的精确度，需要针对不同类型的产品对三维测量系统进行校正。然而，现有的校正方式是将三维测量系统送回实验室或原厂进行校正。在校正时，需要使用到高精密微调平台以及特殊标准件，且已知的方法大多采用修改设备伽马值或查表方法来修正系统误差，整个校正流程复杂、耗时而且不便。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种基于相位移的三维测量系统及其校正方法。本发明的三维测量系统拍摄具有第一校正平面及第二校正平面的参考物件以产生至少一参考物件图像，并依据相位误差模型对至少一参考物件图像中的相位数据进行相位补偿，再依据补偿后的相位数据运算出相位高度转换系数。
依据本发明一实施例的一种三维测量系统的校正方法，包括：一投影装置投射一结构光至一参考物件，其中该参考物件包括一第一校正平面及一第二校正平面；一摄像装置拍摄该参考物件以取得至少一参考物件图像；一处理器依据该至少一参考物件图像执行解码运算，以取得该至少一参考物件图像的多个相位数据；该处理器依据这些相位数据运算对应于该第一校正平面的一第一相位及对应于该第二校正平面的一第二相位；以及该处理器计算该第一相位与该第二相位之间的一平面相位差，并依据该平面相位差及该第二校正平面相对于该第一校正平面的高度执行运算，以取得一相位高度转换系数。
依据本发明一实施例的一种一种基于相位移的三维测量系统，所述系统包括：一参考物件，包括一第一校正平面及一第二校正平面一投影装置，用于投射一结构光至该参考物件；一摄像装置，用于拍摄该参考物件以取得至少一参考物件图像；以及一处理器，电性连接该摄像装置及该投影装置，该处理器经配置以执行：依据该至少一参考物件图像执行解码运算，以取得该至少一参考物件图像的多个相位数据；依据这些相位数据运算对应于该第一校正平面的一第一相位及对应于该第二校正平面的一第二相位；以及计算该第一相位与该第二相位之间的一平面相位差，并依据该平面相位差及该第二校正平面相对于该第一校正平面的高度执行运算，以取得一相位高度转换系数。
综上所述，本发明提出一种基于相位移的三维测量系统、高度测量方法及产生相位高度转换系数的方法。本发明只需拍摄单一阶高块的参考物件图像，利用其中的相位信息即可产生后续校正时所需的相位高度转换系数。相位高度转换系数的产生既快速又适用于全画面。无论阶高块的摆放在哪个位置，应用本发明所产生的相位高度转换系数皆具有稳定性。此外，本发明提出的相位误差模型可对三维测量系统进行自适应相位补偿，降低相位误差，提升三维点云模型建立时的精准度。
以上的关于本公开内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。
附图说明
图1是本发明一实施例的基于相位移的三维测量系统的方块示意图；
图2是本发明一实施例的基于相位移的三维测量方法的流程图；
图3A是目标图像的范例；
图3B是绝对相位图的范例；
图3C是目标物件的相位差图的一范例；
图4是本发明一实施例的建立相位误差模型的流程图；
图5A是误差校正平面图像的一范例；
图5B是建模数据的一范例；
图5C是理想相位数据的一范例；
图5D是相位误差数据的一范例；
图5E是相位误差模型的一范例；
图6是本发明一实施例的产生相位高度转换系数的方法的流程图；
图7是参考物件的一范例；
图8是参考物件的另一范例；
图9是参考物件的相位差图的一范例；
图10是阶高块位于不同位置的高度误差热图在补偿前后的对照图；以及图11A～图11C是相位误差数据在补偿前后的一范例。
【符号说明】
100:三维测量系统
10:投影装置
20:摄像装置
30:处理器
40:目标物件
42:误差校正平面
52，52’，521，522:阶高块
52a，52b，52c:阶高块设置位置
54，54’:基板
50，50’:参考物件
60:参考面
A1，A2:相位平均值
B1:第一相位
B2:第二相位
C1:建模数据
C2:理想相位数据
F:视野
I1:目标图像
I2:误差校正平面图像
L1，L2:扫描线
SL:结构光
S1～S5，P1～P7，U1～U6:步骤
X52，Y52:阶高块的上表面尺寸
X54，Y54:基板的上表面尺寸
Z52，Z521，Z522:阶高块相对于基板的高度差
Figure BDA0003558048860000041
相位
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及特点，其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的构想及特点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范围。
图1是本发明一实施例的基于相位移的三维测量系统的方块示意图，此系统适用于测量目标物件40的高度，其中目标物件40设置于参考面60。如图1所示，基于相位移的三维测量系统100包括投影装置10、摄像装置20以及处理器30。投影装置10用于投射结构光SL至目标物件40。摄像装置20用于拍摄目标物件40以产生目标图像，摄像装置20的视野(field of view，FOV)F须包含参考面60及目标物件40，摄像装置20的拍摄角度可依据目标物件40的位置和尺寸适应性调整。本实施例的参考面60为平面，然而在其他实施方式中，参考面也可以是非均匀高度的表面或曲面，不以本实施例的平面为限。
一般而言，基于相位移的三维测量的原理是通过投射结构光SL(如纹理图像、相位条纹或光栅图像)到目标物件40的表面，再采集目标物件40表面反射的纹理信息，然后以三角几何计算出目标物件40表面的高度信息，其中通过相位高度转换系数k，即可藉由目标图像中的相位信息计算出高度信息，如下方式一所示。
式一：
Figure BDA0003558048860000042
假设参考面60位于x-y平面上，则h(x，y)代表位于坐标(x，y)的高度，P代表结构光SL的周期长度，d代表投影装置10与摄像装置20之间的距离，L代表摄像装置20与参考面60之间的距离，k代表相位高度转换系数，
Figure BDA0003558048860000051
代表目标物件40与参考面60在坐标(x，y)的相位差(phase-shift)。本发明是提出一种快速产生相位高度转换系数k的方法，以及利用相位高度转换系数k计算出物件高度的方法及其系统。/>
如图1所示，处理器30电性连接投影装置10及摄像装置20，藉此控制投影装置10发出结构光SL及控制摄像装置20拍摄目标图像。处理器30经配置以执行指令，例如依据目标图像执行多个第一指令以计算目标物件40的高度，这些第一指令对应的流程如图2所示。
图2是本发明一实施例的基于相位移的三维测量方法的流程图，步骤S1是“依据目标图像取得多个目标相位数据”，步骤S2是“依据误差相位模型补偿目标相位数据”，步骤S3是“取得基本相位数据”，步骤S4是“依据基本相位数据及目标相位数据计算相位差”，且步骤S5是“依据相位差及相位高度转换系数计算目标物件的高度”。
图3A是目标图像I1的一个范例。在步骤S1中，处理器30可产生多条扫描线，其中一条是图3A所示的扫描线L1，其通过参考面60及目标物件40。处理器30从扫描线L1上取得步骤S1所述的多个目标相位数据。依据这些目标相位数据可绘示出图3B所示的绝对相位图，其中横轴代表X方向的坐标，纵轴代表相位，且单位为弪度(radian)。
在步骤S1之后，也就是在处理器30依据目标图像I1取得目标相位数据之后执行步骤S2。在步骤S2中，处理器30依据一相位误差模型补偿这些目标相位数据。相位误差模型可反映测量到的目标相位与理想相位之间的误差值，此相位误差模型需在步骤S2之前预先被建立，至于建立方式则在后文叙述。另外，在一实施例中，步骤S2也可被省略，而从步骤S1直接移至步骤S3。
在步骤S2之后，也就是在处理器30依据相位误差模型补偿目标相位数据之后执行步骤S3。在步骤S3的一实施例中，处理器30取得预先存储的基本相位数据。详细地讲，在目标物件40尚未被放置在参考面60时，摄像装置20事先拍摄参考面60以产生参考面图像，处理器30依据此参考面图像执行解码运算，以取得参考面图像的多个相位数据，处理器30再以误差校正模型补偿参考面图像的相位数据以产生基本相位数据。因此，在步骤S3中，处理器30可取得事先产生的基本相位数据。在步骤S3的另一实施例中，也可以按照上述流程拍摄参考面60以即时产生最新的基本相位数据，本发明对此不予限制。
步骤S4是“依据基本相位数据及目标相位数据计算相位差”，详细地讲，将基本相位数据中的多笔相位数据及目标相位数据中的多笔数据，依据相同的像素坐标进行相减，藉此得到多笔相位差数据，绘制如图3C的示意图。依据相位差的大小，图3C大致可分为两个部分：坐标0～900及坐标1600～2500对应于参考图像I1中不存在目标物件40的区域，坐标900～1600对应于参考图像I1中存在目标物件40的区域。
在步骤S5中，处理器30计算相位差
Figure BDA0003558048860000061
与相位高度转换系数k相乘的积作为目标物件40的高度h，如式一及图3C所示。依据步骤S1～S5的流程，处理器30可计算出目标图像I1中每个点的高度，从而依据这些高度信息建立目标物件40的点云模型。
关于步骤S2所述相位误差模型的建立方式，详细地讲，处理器30经配置以执行指令，例如执行多个第二指令以产生相位误差模型，这些第二指令对应的流程如图4所示。
图4是本发明一实施例的建立相位误差模型的流程图，步骤P1为“投射结构光至误差校正平面”，步骤P2为“拍摄误差校正平面以产生误差校正平面图像”，步骤P3为“执行解码运算以取得误差校正平面的多个相位数据”，步骤P4为“取得多个相位数据中位于误差校正直线的多个建模数据”，步骤P5为“对建模数据进行线性拟合以产生多个理想相位数据”，步骤P6为“依据建模数据及理想相位数据计算多个相位误差数据”，且步骤P7为“依据相位误差数据建立相位误差模型”。
在步骤P1及步骤P2中，执行第二指令的处理器30分别控制投影装置10及摄像装置20进行对应的操作。在步骤P1中，结构光为周期性结构光，且该结构光的相位沿一延展方向递增。
图5A是误差校正平面图像I2的一范例，图5B是建模数据的一范例。在步骤P3的一实施例中，处理器30依据误差校正平面图像I2执行解码运算以取得对应于误差校正平面的多个相位数据。在步骤P4中，处理器30依据误差校正平面图像I2中平行于延展方向的一误差校正直线，取得误差校正平面图像I2的多个相位数据中位于误差校正直线的多个建模相位数据。处理器30在图5A所示的误差校正平面图像I2中产生一扫描线L2(误差校正直线)，此扫描线L2(误差校正直线)须通过误差校正平面42，且具有如图5B所示的斜率特性：在此扫描线L2上，多个建模数据的相位分布方向为递增(相当于平行于结构光相位的延展方向)。换句话说，当一笔建模数据的像素坐标增加时，其相位值也会增加。整体而言，步骤P3是：在误差校正平面图像I2中，处理器30依据相位分布方向递增的一直线(扫描线L2，即误差校正直线)取得多个建模数据。
由于误差校正平面42为一个平整、没有高度变化的平面，理想的情况下，此误差校正平面42对应的相位数据应该呈现线性递增。然而，投影装置10或摄像装置20的中的硬件元件可能导致测量时的误差，使得误差校正平面42对应的相位数据不会呈现完美的线性递增。因此，在步骤P5中，处理器30进行线性拟合，在一实施例中，处理器30例如采用最小二乘法(least squares method)依据建模数据产生出理想相位数据，图5C是采用最小二乘法产生的理想相位数据的一范例，其中具有微幅上下震动的曲线C1为建模数据，直线C2为理想相位数据。补充说明的是，本实施例的误差校正平面42与步骤S1～S7中的参考面60为相同平面，然而在其他实施方式中，误差校正平面42与步骤S1～S7中的参考面60也可以是不同的平面。
在步骤P6的一实施例中，对于每一像素坐标，处理器30计算理想相位及实际相位的差值作为一笔相位误差数据，图5D是采用上述方式产生的相位误差数据的一范例。
在步骤P7的一实施例中，处理器30依据多个相位误差数据执行傅立叶分析及低通滤波以建立相位误差模型。图5E是采用上述方式建立的相位误差模型的一范例，此相位误差模型可在步骤S2中用于补偿目标相位数据。
在一实施例中，在上述步骤P1～P7的流程中，还包括水平校准的步骤。详细地讲，处理器30依据相位数据运算对应于该第一校正平面的第一相位及对应于第二校正平面的第二相位还包括：处理器30依据至少一参考物件图像中通过该第一校正平面及该第二校正平面的参考直线，取得这些相位数据中位于参考直线的多个参考相位数据；处理器从这些参考相位数据中取得至少一组相位数据，其中该至少一组相位数据包括这些参考相位数据中的至少二者，且该至少一组相位数据对应于第一校正平面或第二校正平面；处理器30依据该至少一组相位数据对这些相位数据进行水平校准；以及处理器30依据执行水平校准后的这些参考相位数据运算对应于第一校正平面的第一相位，以及对应于第二校正平面的第二相位。
关于步骤S5所述相位高度转换系数k的产生方式，详细地讲，处理器30经配置以执行指令，例如执行多个第三指令以产生相位高度转换系数k，这些第三指令对应的流程如图6所示。图6是本发明一实施例的三维测量系统的校正方法的流程图，此方法用于产生相位高度转换系数k，步骤U1是“投射结构光至参考物件”，步骤U2是“拍摄参考物件以产生参考物件图像”，步骤U3是“依据参考物件图像取得多个相位原始数据”，步骤U4是“依据相位误差模型补偿相位原始数据”，步骤U5是“对相位原始数据进行水平校准”，且步骤U6是“依据这些相位原始数据计算相位差及相位高度转换系数”。
在步骤U1及步骤U2中，执行第三指令的处理器30分别控制投影装置10及摄像装置20进行对应的操作。图7是参考物件50的一个范例，在步骤U1中，参考物件50包括第一校正平面及第二校正平面，在一实施例中，参考物件50包括阶高块52及基板54，且阶高块52设置于基板54上，第一校正平面是阶高块52的上表面(顶面)，第二校正平面是基板54的上表面(顶面)。在步骤U2中，摄像装置20拍摄参考物件50以取得至少一参考物件图像，本发明不限制参考物件图像的数量。在一实施例中，同一个结构光图案可以有不同相位呈现。因此在步骤U1至U2中，投影装置10可投射不同相位的结构光，摄像装置20再逐一取像。
在一实施例中，阶高块52及基板54的多个属性可依据需求做调整，这些属性包括：阶高块52的上表面尺寸(可用X52、Y52来表示)、阶高块52相对于基板54的高度差Z52、阶高块52的数量、阶高块52设置在基板54上的位置以及基板54的上表面尺寸(可用X54、Y54来表示)。
关于阶高块52的上表面尺寸X52、Y52，在步骤U2的参考物件图像的一实施例中，阶高块52的上表面的长度X52和宽度Y52都至少为20个像素。然而本发明不以上述数值为限，实务上，可根据多个参数(如摄影机的焦距、参考物件图像的解析度)适应性调整摄像装置20的镜头与阶高块52之间的距离及拍摄角度，让参考物件图像中的阶高块52的上表面尺寸X52、Y52超过预设值。
关于阶高块52相对于基板54的高度差Z52，其数值取决于三维测量系统100所需的Z轴测量精度。在一实施例中，高度差Z52是测量精度的10倍以上，举例来说，若精度是1微米(micrometer，μm)，则高度差Z52必须大于或等于10微米。
图8是具有两个阶高块521、522的参考物件50’的范例。如图8所示，阶高块522设置在基板54’上，阶高块521设置在阶高块522上，阶高块521的上表面尺寸小于阶高块522的上表面尺寸。换个角度而言，两个阶高块521、522整体可被看成一个二阶的阶高块52’，因此阶高块52相对于基板54具有两种高度差Z521、Z522。本发明并不限制阶高块的数量(或阶数)，在不会大幅影响校正速度的前提下，愈多数量(阶数)的阶高块可以增加校正精度。
关于阶高块52设置在基板54上的位置，本发明并无特别限制。
关于基板54的上表面尺寸X54、Y54请参考图7。详细地讲，处理器30可在参考物件图像找到对应于基板54的图像区块。在一实施例中，此图像区块的尺寸至少为参考物件图像的尺寸的
Figure BDA0003558048860000091
换句话说，基板54的长度及宽度至少为三维测量系统100的视野F的/>
Figure BDA0003558048860000092
然而本发明不以上述数值为限，也不限制基板54的形状必须为矩形。
在步骤U3中，处理器30依据至少一参考物件图像执行解码运算以取得至少一参考物件图像的多个相位原始数据，其方式基本上类似于处理器30在步骤P3中依据误差校正平面图像I2取得多个建模数据的方式，在此不重复叙述。
在步骤U4中，处理器30使用在步骤P7中建立的相位误差模型补偿至少一参考物件图像的多个相位原始数据，换句话说，步骤P7需在步骤U4前执行完成。在一实施例中，可省略步骤U4，而从步骤U3直接移至步骤U5。
在步骤U5中，处理器30对相位原始数据进行水平校准的方式，基本上类似于处理器30在步骤S3中对目标相位数据进行水平校准的方式，在此不重复叙述。
在步骤U6中，处理器30依据(校正后且水平校准后的)相位原始数据运算对应于第一校正平面的第一相位及对应于第二校正平面的第二相位。在一实施例中，处理器30依据至少一参考物件图像中通过第一校正平面及第二校正平面的一参考直线，取得这些相位原始数据中位于参考直线的多个参考相位数据。处理器30依据这些参考相位数据运算对应于第一校正平面的第一相位，以及对应于第二校正平面的第二相位。在实作上，上述的参考直线，其概念类似于图3A所示的通过误差校正平面42及目标物件40的扫描线L1。在一实施例中，第一相位为第一校正平面的多个参考相位数据的平均值，第二相位为第二校正平面的多个参考相位数据的平均值。
处理器30计算第一相位及第二相位之间的平面相位差，然后依据平面相位差及第二校正平面相对于第一校正平面的高度执行运算，以取得相位高度转换系数k，其中计算相位差的方式类似于步骤S4。请参考图9，其为阶高块52的相位差
Figure BDA0003558048860000101
的示意图。相位差/>
Figure BDA0003558048860000102
关联于第一相位B1及第二相位B2，第一相位B1关联于多个相位数据中对应于基板54的相位数据，第二相位B2关联于多个相位数据中对应于阶高块52的多个相位数据，且相位高度转换系数k关联于阶高块52的高度Z52及相位差/>
Figure BDA0003558048860000103
在一实施例中，相位差为
Figure BDA0003558048860000104
第一相位B1及第二相位B2的差值，即
Figure BDA0003558048860000105
在一实施例中，第一相位B1为对应于基板54的多个相位数据的平均值，对应于基板54的多个相位数据例如坐标0～900的相位数据及坐标1600～2500的相位数据。第二相位B2为对应于阶高块52的多个相位数据的平均值，对应于阶高块52的多个相位数据例如坐标900～1600的相位数据。
在一实施例中，相位高度转换系数k为第二校正平面相对于第一校正平面的高度除以平面相位差的商值。在一实施例中，相位高度转换系数k为阶高块52的高度Z52除以相位差
Figure BDA0003558048860000106
的商值，即/>
Figure BDA0003558048860000107
在计算出相位高度转换系数k之后，可在图2的步骤S5中使用，藉此计算出目标物件40的高度。
在图6所示的流程中，为说明相位误差模型的功效，请参考图10，其为阶高块位于不同位置的高度误差热图在补偿前后的对照图，图10中高度误差的单位为微米(micrometer，μm)，而图11A～图11C则是相位误差数据在补偿前后的一范例。
图10以俯视图呈现补偿前后的基板54，基板54中的方格代表可设置阶高块52的多个位置。当阶高块52设置在基板54上的位置52a、52b、52c时，其补偿前后的相位图的范例分别如图11A、图11B、图11C所示。从图10中的二个高度误差热图可知：在步骤S2或步骤U4使用相位误差模型补偿之前，若阶高块52设置在基板54的角落时，则最终计算出的目标物件40的高度具有较大的测量误差；而在步骤S2或步骤U4使用相位误差模型补偿之后，无论阶高块52设置在基板54的何处，最终计算出的目标物件40的高度误差都一致，这代表本发明一实施例产生的相位高度转换系数k适用于摄像装置20可拍摄到的全部视野F。
请参考图1及图7。在一实施例中，本发明提出一种基于相位移的三维测量系统，所述系统包括：参考物件50、投影装置10、摄像装置20以及处理器30。参考物件50包括第一校正平面(如阶高块52的上表面)及第二校正平面(如基板54的上表面)。投影装置10用于投射结构光SL至参考物件50。摄像装置20用于拍摄参考物件50以取得至少一参考物件图像。处理器30电性连接摄像装置20及投影装置10，处理器30经配置以执行：依据至少一参考物件图像执行解码运算，以取得至少一参考物件图像的多个相位数据，依据这些相位数据运算对应于第一校正平面的第一相位及对应于第二校正平面的第二相位；以及计算第一相位与第二相位之间的平面相位差，并依据平面相位差及第二校正平面相对于第一校正平面的高度执行运算，以取得相位高度转换系数k。
综上所述，本发明提出一种基于相位移的三维测量系统、高度测量方法及产生相位高度转换系数的方法。本发明只需拍摄单一阶高块的参考物件图像，利用其中的相位信息即可产生后续校正时所需的相位高度转换系数。相位高度转换系数的产生既快速又适用于全画面。无论阶高块的摆放在哪个位置，应用本发明所产生的相位高度转换系数皆具有稳定性。此外，本发明提出的相位误差模型可对三维测量系统进行自适应相位补偿，降低相位误差，提升三维点云模型建立时的精准度。

Claims (20)

1.一种三维测量系统的校正方法，包括：
投影装置投射结构光至参考物件，其中该参考物件包括第一校正平面及第二校正平面；
摄像装置拍摄该参考物件以取得至少一参考物件图像；
处理器依据该至少一参考物件图像执行解码运算，以取得该至少一参考物件图像的多个相位数据；
该处理器依据这些相位数据运算对应于该第一校正平面的第一相位及对应于该第二校正平面的第二相位；以及
该处理器计算该第一相位与该第二相位之间的平面相位差，并依据该平面相位差及该第二校正平面相对于该第一校正平面的高度执行运算，以取得相位高度转换系数。
2.如权利要求1所述三维测量系统的校正方法，其中该处理器依据这些相位数据运算对应于该第一校正平面的该第一相位及对应于该第二校正平面的该第二相位还包括：
该处理器依据该至少一参考物件图像中通过该第一校正平面及该第二校正平面的参考直线，取得这些相位数据中位于该参考直线的多个参考相位数据；以及
该处理器依据这些参考相位数据运算对应于该第一校正平面的该第一相位，以及对应于该第二校正平面的该第二相位。
3.如权利要求1所述三维测量系统的校正方法，其中该处理器依据这些相位数据运算对应于该第一校正平面的该第一相位及对应于该第二校正平面的该第二相位还包括：
该处理器依据该至少一参考物件图像中通过该第一校正平面及该第二校正平面的参考直线，取得这些相位数据中位于该参考直线的多个参考相位数据；
该处理器从这些参考相位数据中取得至少一组相位数据，其中该至少一组相位数据包括这些参考相位数据中的至少二者，且该至少一组相位数据对应于该第一校正平面或该第二校正平面；
该处理器依据该至少一组相位数据对这些相位数据进行水平校准；以及
该处理器依据执行水平校准后的这些参考相位数据运算对应于该第一校正平面的该第一相位，以及对应于该第二校正平面的该第二相位。
4.如权利要求1所述三维测量系统的校正方法，其中该结构光为周期性结构光，且该结构光的相位沿延展方向递增，该校正方法还包括：
该投影装置投射该结构光至误差校正平面；
该摄像装置拍摄该误差校正平面以产生误差校正平面图像；
该处理器依据该误差校正平面图像执行解码运算，以取得该误差校正平面图像的多个相位数据；
该处理器依据该误差校正平面图像中平行于该延展方向的误差校正直线，取得该误差校正平面图像的多个相位数据中位于该误差校正直线的多个建模相位数据；
该处理器对这些建模相位数据进行线性拟合以产生多个理想相位数据；
该处理器依据这些建模相位数据及这些理想相位数据计算多个相位误差数据；以及
该处理器依据这些相位误差数据建立相位误差模型。
5.如权利要求1所述三维测量系统的校正方法，其中该参考物件包括基板及设置于该基板上的阶高块，且该第一校正平面为该基板的顶面，该第二校正平面为该阶高块的顶面。
6.如权利要求2所述三维测量系统的校正方法，其中
该第一相位为该第一校正平面的这些参考相位数据的平均值；
该第二相位为该第二校正平面的这些参考相位数据的平均值；以及
该相位高度转换系数为该第二校正平面相对于该第一校正平面的高度除以该平面相位差的商值。
7.如权利要求3所述三维测量系统的校正方法，其中该处理器依据该至少一参考物件图像执行解码运算以取得这些相位数据包括：
该处理器依据该至少一参考物件图像执行解码运算，以产生数个相位原始数据；以及
该处理器依据该相位误差模型对这些相位原始数据执行相位补偿，以取得该参考物件图像的这些相位数据。
8.如权利要求3所述三维测量系统的校正方法，其中该线性拟合为最小二乘法。
9.如权利要求3所述三维测量系统的校正方法，其中该处理器依据这些相位误差数据建立该相位误差模型包括：
该处理器依据这些相位误差数据执行傅立叶分析及低通滤波以建立该相位误差模型。
10.如权利要求5所述三维测量系统的校正方法，其中该参考物件图像中具有对应于该基板的图像区块，且该图像区块的尺寸至少为该参考物件图像的尺寸的2/3。
11.一种基于相位移的三维测量系统，所述系统包括：
参考物件，包括第一校正平面及第二校正平面；
投影装置，用于投射结构光至该参考物件；
摄像装置，用于拍摄该参考物件以取得至少一参考物件图像；以及
处理器，电性连接该摄像装置及该投影装置，该处理器经配置以执行：
依据该至少一参考物件图像执行解码运算，以取得该至少一参考物件图像的多个相位数据；
依据这些相位数据运算对应于该第一校正平面的第一相位及对应于该第二校正平面的第二相位；以及
计算该第一相位与该第二相位之间的平面相位差，并依据该平面相位差及该第二校正平面相对于该第一校正平面的高度执行运算，以取得相位高度转换系数。
12.如权利要求11所述基于相位移的三维测量系统，其中该处理器经配置以执行依据这些相位数据运算对应于该第一校正平面的该第一相位及对应于该第二校正平面的该第二相位还包括：
该处理器依据该至少一参考物件图像中通过该第一校正平面及该第二校正平面的参考直线，取得这些相位数据中位于该参考直线的多个参考相位数据；以及
该处理器依据这些参考相位数据运算对应于该第一校正平面的该第一相位，以及对应于该第二校正平面的该第二相位。
13.如权利要求11所述基于相位移的三维测量系统，其中该处理器经配置以依据这些相位数据运算对应于该第一校正平面的该第一相位及对应于该第二校正平面的该第二相位还包括：
该处理器依据该至少一参考物件图像中通过该第一校正平面及该第二校正平面的参考直线，取得这些相位数据中位于该参考直线的多个参考相位数据；
该处理器从这些参考相位数据中取得至少一组相位数据，其中该至少一组相位数据包括这些参考相位数据中的至少二者，且该至少一组相位数据对应于该第一校正平面或该第二校正平面；
该处理器依据该至少一组相位数据对这些相位数据进行水平校准；以及
该处理器依据执行水平校准后的这些参考相位数据运算对应于该第一校正平面的该第一相位，以及对应于该第二校正平面的该第二相位。
14.如权利要求11所述基于相位移的三维测量系统，其中该结构光为周期性结构光，且该结构光的相位沿延展方向递增；
该投影装置还用于投射该结构光至误差校正平面；
该摄像装置还用于拍摄该误差校正平面以产生误差校正平面图像；以及
该处理器经配置还执行：
依据该误差校正平面图像执行解码运算，以取得该误差校正平面图像的多个相位数据；
依据该误差校正平面图像中平行于该延展方向的误差校正直线，取得该误差校正平面图像的多个相位数据中位于该误差校正直线的多个建模相位数据；
对这些建模相位数据进行线性拟合以产生多个理想相位数据；
依据这些建模相位数据及这些理想相位数据计算多个相位误差数据；以及
依据这些相位误差数据建立相位误差模型。
15.如权利要求11所述基于相位移的三维测量系统，其中该参考物件包括基板及设置于该基板上的阶高块，且该第一校正平面为该基板的顶面，该第二校正平面为该阶高块的顶面。
16.如权利要求12所述基于相位移的三维测量系统，其中
该处理器运算该第一校正平面的这些参考相位数据的平均值以取得该第一相位；
该处理器运算该第二校正平面的这些参考相位数据的平均值，以取得该第二相位；以及
该处理器运算该第二校正平面相对于该第一校正平面的高度除以该平面相位差的商值，以取得该相位高度转换系数。
17.如权利要求13所述基于相位移的三维测量系统，其中该处理器经配置以执行依据该至少一参考物件图像执行解码运算以取得这些相位数据包括：
该处理器依据该至少一参考物件图像执行解码运算，以产生数个相位原始数据；以及
该处理器依据该相位误差模型对这些相位原始数据执行相位补偿，以取得该参考物件图像的这些相位数据。
18.如权利要求13所述基于相位移的三维测量系统，其中该处理器经配置以执行的线性拟合为最小二乘法。
19.如权利要求13所述基于相位移的三维测量系统，其中该处理器经配置以执行依据这些相位误差数据建立该相位误差模型包括：
该处理器依据这些相位误差数据执行傅立叶分析及低通滤波以建立该相位误差模型。
20.如权利要求17所述基于相位移的三维测量系统，其中该参考物件图像中具有对应于该基板的图像区块，且该图像区块的尺寸至少为该参考物件图像的尺寸的2/3。
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