TWI393853B - 三維空間座標量測裝置及其方法 - Google Patents

Description

三維空間座標量測裝置及其方法

本發明係關於一種三維空間座標量測裝置及其方法，尤其是一種可應用於動態量測之三維空間座標量測裝置及其方法。

隨著科技的進步，針對三維空間中物體之形狀、位移及角度…等量測之需求量也隨之增加，其中，將三維空間量測運用於車輛底盤之運動幾何量測即為一常見之例子。由於車輛底盤構造及作動方式較為複雜，因此在車輛底盤之分析及模擬困難度則相對增加，且車輛底盤之運動幾何量測，不同於一般之位置量測，除了要求高精度之外，還必須克服惡劣之量測環境；又，為了獲得更接近實際駕駛車輛時所獲得底盤之反應，則必須配合發動引擎使車輛產生震動，由引擎產生之震動往往會影響量測時的準確性，而導致獲得不正確之量測數據。雖然目前針對車輛底盤之動態模擬軟體眾多，卻很難可以準確地進行模擬分析，亦必須藉由實車產生震動之量測，方能準確獲得車輛底盤之反應。

一般市面上針對車輛底盤參數所使用之底盤對位量測，其可量測如：外傾角(Camber)、內傾角(Toe)及大王銷傾斜角(KPI)…等底盤參數；然而，該底盤對位量測僅能針對空間中之三個旋轉軸角度參數且必須在不發動引擎之情形下進行量測，因此獲得之量測數據並無法準確反應實際車輛駕駛之情形，而僅能做為靜態校正之參考依據。

又，目前運用於車輛底盤量測系統大概可以分成三種：〝雷射干涉儀〞、〝光學CCD影像量測方式〞及〝光學CCD搭配雷射系統〞；惟，該些量測系統於實車或是外在環境差之情形下，其量測之精確度往往不高，而無法獲得較準確之量測數據，又，欲提升該些量測系統之精確度時，則必須購買價格昂貴之器材，所花費之成本則相對提高。

舉例而言，習知運用於車輛底盤量測大致可區分為以下數種：

其一、如美國專利公告第US5675515號「Apparatus and method for determining vehicle wheel alignment measurement from three dimension wheel position and orientations」專利案，其係藉由將一影像感測器配合一升降台上之定位點及輪胎上之記號，來進行空間中絕對座標的計算，且必須透過至少2組以上之計算結果，來量測該車體之底盤參數。然而，該專利案係利用光學CCD方式來進行量測，而光學CCD方式容易受到高頻環境的干擾，只適用於車體靜止狀態之量測，若於動態環境下進行量測，會導致量測獲得之訊號複雜，而使得後續訊號處理之困難度增加。

其二、如美國專利公告第US4154531號「Time Base sweep-beam wheel alignment」專利案，其係利用雷射及光學CCD方式對車輛進行量測，以獲得車輪正確之位移量。然而，該專利案係利用紅外線雷射及光學CCD方式配合量測，整組系統複雜成本高，且利用許多光學鏡組，未來調校不便，也容易受環境因素的干擾及影響。

其三、如美國公告第US7089150B2號「Gyro based alignment system」專利案，揭示一種利用一陀螺儀對運輸工具進行3D角度之量測。然而，該專利案並無法量測車輪之位移變化，且陀螺儀之精確度雖然不斷地提高，但是能量測角度之範圍則相對更小，而無法兼顧高精確度及大範圍之量測。

綜上所述，上述各種針對車輛底盤進行量測之習知三維空間量測，大致具有無法在動態環境下正確量測、使用成本高及量測範圍小等諸多缺點，故仍有改良之必要。

本發明目的乃改良上述缺點，以提供一種三維空間座標量測裝置及其方法，係可於動態環境下量測待測物在空間中之位移及角度變化，以獲得待測物之空間座標與運動軌跡，以達到提升空間座標量測精確度的目的。

本發明目的係提供一種三維空間座標量測裝置及其方法，其整體結構簡單，不需要高成本之光學儀器即可進行動態量測，以達到降低使用成本的目的。

本發明目的係提供一種三維空間座標量測裝置及其方法，係藉由數拉線式傳感器進行量測，避免使用光學儀器產生失焦的問題，以確實獲得高精確度之空間座標量測的目的。

根據本發明之三維空間座標量測裝置，包含：一作動單元，包含一本體，該本體之一側形成有一第一基準面，且該本體相對於該第一基準面的另一側設有一結合部，其中該第一基準面延伸突出一桿體，在該桿體遠離該第一基準面之一端形成一基準點；一固定座，具有一第二基準面、一第一結合部及一第二結合部，該第二基準面係朝向該第一基準面，以於該第一及第二基準面之間形成一量測空間，該第一結合部與該基準點於X軸線方向形成一間距，該第二結合部與該基準點於Z軸線方向形成一高度差；一X感測元件，設置於該第一結合部上並連結該作動單元之基準點，用以量測該作動單元與該固定座於該X軸線方向之相對距離；數個Y1感測元件，設置於該第二基準面上並連結該第一基準面，用以量測該作動單元與該固定座於該Y軸線方向之相對距離；一Y2感測元件，設置於該作動單元之結合部，用以量測一Y角度差，該Y角度差係指一待測物設置於該作動單元之結合部時，該待測物以該Y軸線為軸心作旋轉所偏移之角度；及一Z感測元件，設置於該第二結合部上並連結該作動單元之基準點，用以量測該作動單元與該固定座於該Z軸線方向之相對距離。

根據本發明之三維空間座標量測方法，係包含：一架設步驟，係將一固定座之一第二基準面面對一作動單元之一第一基準面以形成一量測空間，使該作動單元之一基準點位於該量測空間內，並將該固定座之數感測元件與該作動單元對應連結，且將該作動單元結合於一待測物；一定義步驟，係於該固定座上定義一原點，及在該作動單元上相對該原點定義數參考點；一感測步驟，感測該待測物帶動該作動單元所產生的位移及角度變化，使該作動單元帶動該數感測元件作動，並量測該數感測元件之感測數據；及一分析步驟，係依據該感測數據計算該作動單元與該固定座之間的相對關係，以獲得該數參考點之空間座標及運動軌跡。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：本發明以下所述之「X軸線」係指一平行於水平面之第一軸線；以下所述之「Y軸線」係指與該第一軸線在水平面成90°夾角之第二軸線；以下所述之「Z軸線」係指與該水平面之第一軸線、第二軸線相互垂直之第三軸線。其中，該X軸線、Y軸線及Z軸線如各圖所示，係屬熟悉該技藝者所可以理解。此外，以下所述之「卡氏座標」則指以該X軸線、Y軸線、Z軸線所標示之三維空間座標，亦屬熟悉該技藝者所可以理解。

請參照第1圖所示，本發明較佳實施例之三維空間座標量測裝置包含一作動單元1、一固定座2、一X感測元件3、數個Y1感測元件4、一Y2感測元件5及一Z感測元件6。該X感測元件3、數個Y1感測元件4及Z感測元件6係設置於該固定座2上，並與該作動單元1互相連結，該Y2感測元件係設置於該作動單元1上。為便於以下之說明，針對本發明之三維空間座標量測裝置的各元件之配置方式及相對位置，係以該三維空間座標量測裝置處於未受致動之〝初始位置〞下進行說明。

請參照第1及2圖所示，該作動單元1包含一本體11、一桿體12及一結合部13。其中：該本體11具有一第一基準面111及一配重元件112，該第一基準面111形成於該本體11之一表面，且該第一基準面111於該〝初始位置〞時，該第一基準面111較佳位在該卡氏座標之X-Z平面上。該配重元件112設置於該本體11之底端，且該配重元件112較佳係選自具有足夠重量之配重塊或平衡錘，使該配重元件112可以受到較大地心引力的影響，進而避免該本體11沿該Y軸線產生大範圍之轉動偏移量。

該桿體12係突出於該本體11之第一基準面111，且該桿體12較佳沿該Y軸線方向延伸，其中該桿體12之一端連結於該本體11，而其另一端係為一自由端且形成有一基準點121。

該結合部13係設置於該本體11相對於該第一基準面111之另一表面，使該結合部13與該桿體12分別位於該本體11之相對兩側。其中，該結合部13具有一軸承(未標示)，以使該作動單元1經由該軸承與一待測物7可轉動地結合。

請參照第1圖所示，該固定座2包含一第二基準面21、一第一結合部22及一第二結合部23。其中：該第二基準面21係朝向該第一基準面111，且較佳位於該卡氏座標之X-Z平面上，以便於該二基準面111、21之間界定一〝量測空間〞，使該作動單元1之基準點121位於該第一基準面111及第二基準面23之間的〝量測空間〞內，且該第二基準面21與該第一基準面111之間具有一間距。其中，該間距於該Y軸線方向形成一〝Y位差D2〞，該〝Y位差D2〞即代表該作動單元1與該固定座2於該Y軸線方向之相對距離。

該第一結合部22係供該X感測元件3結合並位於該〝量測空間〞外，且該第一結合部22與該作動單元1之基準點121之間具有一間距。其中，該間距係於該X軸線方向形成一〝X位差D1〞，該〝X位差D1〞即代表該作動單元1與該固定座2於該X軸線方向之相對距離。

該第二結合部23係供該Z感測元件6結合並亦位於該〝量測空間〞外，且該第二結合部23與該作動單元1之基準點121之間具有一高度差。其中，該高度差係於該Z軸線方向形成一〝Z位差D3〞，該〝Z位差D3〞即代表該作動單元1與該固定座2於該Z軸線方向之相對距離。

請參照第1及2圖所示，該X感測元件3係設置於該固定座2之第一結合部22，並與該作動單元1之基準點121互相連結，用以量測該〝X位差D1〞。更詳言之，在本實施例當中，該X感測元件3係選自一拉線式傳感器，使該X感測元件3具有一X鋼繩31，並使該X鋼繩31與該基準點121連結，且該連結方式係熟悉該技藝者所可以理解。藉此，藉由量測該X鋼繩31之長度變化，即可獲得該〝X位差D1〞之變化。舉例而言，當該作動單元1產生位移拉動該X鋼繩31時，該X鋼繩31即帶動該X感測元件3之傳動機構(圖未繪示)同步轉動以適當改變該X鋼繩31之長度，使該X鋼繩31維持一預定張力；又，當該作動單元1位移反向移動時，該X感測元件3之回旋機構(圖未繪示)將自動收回該X鋼繩31，且於該X鋼繩31收回過程中亦維持該預定張力。藉此，透過保持呈該預定張力之X鋼繩31，可以準確量測該〝X位差D1〞。

請參照第1至3圖所示，該數個Y1感測元件4係設置於該固定座2之第二基準面21上，並與該作動單元1之第一基準面111互相連結；又，該數個Y1感測元件4不位於同一直線上。更詳言之，在本實施例當中，該數個Y1感測元件4包含一Y11感測元件41、一Y12感測元件42及一Y13感測元件43，該數感測元件41、42及43係於該第二基準面21上圍繞形成三角形；其中，該Y11感測元件41位於該第二基準面21之頂端，而使該二感測元件42、43位於該第二基準面21相對兩側。藉此，該數感測元件41、42、43係用以量測該〝Y位差D2〞，該二感測元件42、43係用以量測一〝Z角度差T1〞，該〝Z角度差T1〞係指以該第二基準面23為基準，該第一基準面111以該Z軸線為軸心作旋轉所偏移之角度。

此外，該數感測元件41、42、43係選自與該X感測元件3相同之拉線式傳感器，使該數感測元件41、42、43分別具有一Y11、Y12及Y13鋼繩411、421及431，並使該數鋼繩411、421、431與該第一基準面111連結，且該連結方式及數鋼繩411、421、431之作動情形係如上所述，於此不再贅述。藉此，透過保持呈該預定張力之數鋼繩411、421及431，即可準確量測該〝Y位差D2〞，以及，透過保持呈該預定張力之二鋼繩421及431，即可準確量測該〝Z角度差T1〞之變化。

再者，當該數鋼繩411、421、431與該第一基準面111連結時，係於該第一基準面111形成一三角形區域，且該作動單元1之基準點121較佳靠近該三角形區域內部的中心位置，可避免該數鋼繩411、421、431與該鋼繩31互相干涉。

該Y2感測元件5係設置於該結作動單元1之結合部13，用以量測一〝Y角度差T2〞，該〝Y角度差T2〞係指該待測物7設置於該作動單元1之結合部13時，該待測物7以該Y軸線為軸心作旋轉所偏移之角度。

請參照第1及3圖所示，該Z感測元件6係設置於該固定座2之第二結合部23，並與該作動單元1之基準點121互相連結，用以量測該〝Z位差D3〞。更詳言之，在本實施例當中，該Z感測元件6係選自與該X感測元件3相同之拉線式傳感器，使該Z感測元件6具有一Z鋼繩61，並使該Z鋼繩61與該基準點121連結，且該連結方式及Z鋼繩61之作動情形係如上所述，於此不再贅述。藉此，透過保持呈該預定張力之Z鋼繩61，可以準確量測該〝Z位差D3〞。

請參照第6圖所示，本發明較佳實施例之三維空間座標量測方法係藉由上述三維空間座標量測裝置執行，該三維空間座標量測方法包含一架設步驟S1、一定義步驟S2、一感測步驟S3及一分析步驟S4。藉由上述步驟流程，以於動態環境下進行空間座標量測，並可獲得高精確度之空間座標值。

請參照第6圖所示，並配合參照前述第1至3圖，本發明較佳實施例之三維空間座標量測方法之架設步驟S1，係將該固定座2之第二基準面21面對該作動單元1之第一基準面111形成該〝量測空間〞，以將該固定座2之數感測元件3、4、6與該作動單元1對應連結，且將該作動單元1結合於該待測物7。更詳言之，係將該數鋼繩31、411、421、431、61與該作動單元1以如上所述位置對應連結，且該Y2感測元件5係已設置於該結合部13時，藉由該結合部13結合於該待測物7(例如：車輪)之一側，使該作動單元1經由該結合部13之軸承與該待測物7可轉動地結合。藉此，當該待測物7旋轉作動時，可帶動該作動單元1產生位移及角度變化，並可使該作動單元1相對該待測物7形成空轉，以避免該作動單元1旋轉帶動該數鋼繩31、411、421、431、61旋轉，而導致該數鋼繩31、411、421、431、61打結或斷裂。

請參照第2至6圖所示，本發明較佳實施例之三維空間座標量測方法之定義步驟S2，係於該固定座2上定義一〝原點O〞，及在該作動單元1上相對該〝原點O〞定義數個〝參考點〞，該〝原點O〞係位於該固定座2之第二基準面21上；該數個〝參考點〞包含一〝第一參考點A〞及一〝第二參考點B〞，該〝第一參考點A〞係位於該作動單元1之基準點121，該〝第二參考點B〞係位於該桿體12與該第一基準面111連接處。藉此，以該〝原點O〞為基準，即可量測該〝第一參考點A〞及〝第二參考點B〞之空間座標值。

此外，為了進一步確保後續該感測步驟S3及分析步驟S4的準確性，當該作動單元1未受致動而位於該〝初始位置〞時，於該架設步驟S1中，該作動單元1之第一基準面111與該固定座2之第二基準面23較佳形成互相平行，而使該數鋼繩411、421、431具有相同之長度。以及，於該定義步驟S2中，該〝原點O〞較佳位於該第二基準面21之中心點，且該〝原點O〞、〝第一基準點A〞及〝第二基準點B〞位於同一直線上，且較佳沿該Y軸線方向。藉此，該作動單元1與該固定座2兩者於空間中的相對關係處於理想初始化狀態，以方便後續各步驟之進行、分析計算及推導。

請參照第1及6圖所示，本發明較佳實施例之三維空間座標量測方法之感測步驟S3，係感測該待測物7帶動該作動單元1所產生的位移及角度變化，使該作動單元1帶動該數感測元件3、4、5、6作動，並量測該數感測元件3、4、5、6之〝感測數據〞。更詳言之，該數〝感測數據〞係包含該〝X位差D1〞、〝Y位差D2〞、〝Z位差D3〞、〝Z角度差T1〞及〝Y角度差T2〞。舉例而言，當該待測物7帶動該作動單元1由該〝初始位置〞偏移時，係將該數感測元件3、4、5、6作動情形分別進行說明如下：

(1)請參照第1、2及4圖所示，該作動單元1係帶動該X感測元件3之X鋼繩31產生長度變化，藉由量測該X鋼繩31的長度，可獲得該作動單元1與該固定座2之間的〝X位差D1〞，即代表該作動單元1與該固定座2於該X軸線方向的相對距離。

(2)請參照第1、3及5圖所示，該作動單元1係帶動該數鋼繩411、421、431產生長度變化，藉由量測該數鋼繩411、421、431的長度，可獲得該作動單元1與該固定座2之間的〝Y位差D2〞，即代表該作動單元1與該固定座2於該Y軸線方向的相對距離。

(3)請參照第1、3及5圖所示，該作動單元1係帶動該Z感測元件6之Z鋼繩61產生長度變化，藉由量測該Z鋼繩61的長度，可獲得該作動單元1與該固定座2之間的〝Z位差D3〞，即代表該作動單元1與該固定座2於該Z軸線方向的相對距離。

(4)請參照第1、2及4圖所示，該作動單元1係帶動該二鋼繩421、431產生長度變化，可知該第一基準面111不再與該第二基準面21互相平行，藉由量測該二鋼繩421、431的長度，可獲得該作動單元1以該Z軸線為軸心作旋轉所偏移之〝Z角度差T1〞，即代表該作動單元1相對於該固定座2，以該Z軸線為軸心作旋轉的角度。

(5)請參照第1圖所示，藉由該待測物7旋轉帶動該作動單元1以該Y軸線方向為軸心作旋轉，藉由量測該Y2感測元件5，可獲得該作動單元1以該Y軸線為軸心作旋轉所偏移之〝Y角度差T2〞，即代表該待測物7相對於該作動單元1，以該Y軸線為軸心作旋轉的角度。

請參照第1及6圖所示，本發明較佳實施例之三維空間座標量測方法之分析步驟S4，係依據該數感測元件3、4、5、6之〝感測數據〞，分析該作動單元1與該固定座2於三維空間中的相對關係，以獲得該數參考點A、B之空間座標及運動軌跡。更詳言之，係於該感測步驟S3中以一〝固定時間間隔〞量測該數感測元件3、4、5、6之〝感測數據〞，該〝固定時間間隔〞可為0.1秒、0.5秒或1秒…等，係熟悉該技藝者所可以理解。藉此，可獲得該數感測元件3、4、5、6於不同時間點之〝感測數據〞，並藉由該數〝感測數據〞進行求解一〝X角度差T3〞。藉此，可以推得該〝第一參考點A〞及〝第二參考點B〞於不同時間點之空間座標值，以獲得該〝第一參考點A〞及〝第二參考點B〞於三維空間中之運動軌跡。其中，該〝X角度差T3〞係指該作動單元1相對於該固定座2，以該X軸線為軸心作旋轉的角度。

本發明之三維空間座標量測裝置及其方法，係感測該待測物帶動該作動單元所產生的位移及角度變化，以於動態環境下量測該數感測元件之〝感測數據〞，並可分析該作動單元與該固定座於三維空間中的相對關係，以獲得該數參考點之空間座標及運動軌跡，使得本發明之三維空間座標量測裝置及其方法具有達到提升空間座標量測精確度的的功效。

本發明之三維空間座標量測裝置及其方法，其係藉由該固定座上設置數感測元件，且該數感測元件係選自拉線式傳感器，並使該拉線式傳感器之鋼繩與該作動單元對應連結，以藉由該數鋼繩之長度的變化，獲得該作動單元與該固定座於三維空間中的相對關係，其整體結構簡單，不需要高成本之光學儀器即可進行動態量測，使得本發明之三維空間座標量測裝置及其方法具有達到降低使用成本的功效。

本發明之三維空間座標量測裝置及其方法，係藉由數拉線式傳感器進行量測，該數拉線式傳感器係分別連結該作動單元與固定座，當該作動單元產生大範圍之偏移時，可避免產生如光學儀器失焦的問題，使得本發明之三維空間座標量測裝置及其方法具有確實獲得高精確度之空間座標量測的功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

1．．．作動單元

11．．．本體

111．．．第一基準面

112．．．配重元件

12．．．桿體

121．．．基準點

13．．．結合部

2．．．固定座

21．．．第二基準面

22．．．第一結合部

23．．．第二結合部

3．．．X感測元件

31．．．X鋼繩

4．．．Y1感測元件

41．．．Y11感測元件

411．．．Y11鋼繩

42．．．Y12感測元件

421．．．Y12鋼繩

43．．．Y13感測元件

431．．．Y13鋼繩

5．．．Y2感測元件

6．．．Z感測元件

61．．．Z鋼繩

7．．．待測物

O．．．原點

A．．．第一參考點

B．．．第二參考點

D1．．．X位差

D2．．．Y位差

D3．．．Z位差

第1圖：本發明之三維空間座標量測裝置之立體圖。

第2圖：本發明之三維空間座標量測裝置之上視圖。

第3圖：本發明之三維空間座標量測裝置之側視圖。

第4圖：本發明之三維空間座標量測裝置之作動情形上視圖。

第5圖：本發明之三維空間座標量測裝置之作動情形側側圖。

第6圖：本發明之三維空間座標量測方法之步驟流程方塊圖。

1．．．作動單元

11．．．本體

111．．．第一基準面

112．．．配重元件

12．．．桿體

121．．．基準點

13．．．結合部

2．．．固定座

21．．．第二基準面

22．．．第一結合部

23．．．第二結合部

3．．．X感測元件

4．．．Y1感測元件

41．．．Y11感測元件

42．．．Y12感測元件

43．．．Y13感測元件

5．．．Y2感測元件

6．．．Z感測元件

7．．．待測物

D1．．．X位差

D2．．．Y位差

D3．．．Z位差

Claims (15)

1. Y軸線及Z軸線之三維空間座標量測裝置，包含：一作動單元，包含一本體，該本體之一側形成有一第一基準面，且該本體相對於該第一基準面的另一側設有一結合部，其中該第一基準面延伸突出一桿體，在該桿體遠離該第一基準面之一端形成一基準點；一固定座，具有一第二基準面、一第一結合部及一第二結合部，該第二基準面係朝向該第一基準面，以於該第一及第二基準面之間形成一量測空間，該第一結合部與該基準點於X軸線方向形成一間距，該第二結合部與該基準點於Z軸線方向形成一高度差；一X感測元件，設置於該第一結合部上並連結該作動單元之基準點，用以量測該作動單元與該固定座於該X軸線方向之相對距離；數個Y1感測元件，設置於該第二基準面上並連結該第一基準面，用以量測該作動單元與該固定座於該Y軸線方向之相對距離；一Y2感測元件，設置於該作動單元之結合部，用以量測一Y角度差，該Y角度差係指一待測物設置於該作動單元之結合部時，該待測物以該Y軸線為軸心作旋轉所偏移之角度；及一Z感測元件，設置於該第二結合部上並連結該作動單元之基準點，用以量測該作動單元與該固定座於該Z軸線方向之相對距離。
2. 依申請專利範圍第1項所述之三維空間座標量測裝置，其中該數個Y1感測元件包含一Y11感測元件、一Y12感測元件及一Y13感測元件，該Y11感測元件位於該第二基準面之頂端，該Y12及Y13感測元件分別位於該第二基準面之底端的相對兩側，用以量測一Z角度差，該Z角度差係指以該第二基準面為基準，該第一基準面以該Z軸線為軸心作旋轉所偏移之角度。
3. 依申請專利範圍第1或2項所述之三維空間座標量測裝置，其中該第一結合部及第二結合部均位於該量測空間之外，且該基準點位於該量測空間內。
4. 依申請專利範圍第1或2項所述之三維空間座標量測裝置，其中該作動單元之本體設有一配重元件，該配重元件位於該本體之底端。
5. 依申請專利範圍第1或2項所述之三維空間座標量測裝置，其中該X、Y1及Z感測元件係選自拉線式傳感器。
6. 依申請專利範圍第1或2項所述之三維空間座標量測裝置，其中該作動單元之結合部具有一軸承，使該作動單元經由該軸承與一待測物可轉動地結合。
7. 一種三維空間座標量測方法，包含下列步驟：一架設步驟，係將一固定座之一第二基準面面對一作動單元之一第一基準面以形成一量測空間，使該作動單元之一基準點位於該量測空間內，並將該固定座之數感測元件與該作動單元對應連結，且將該作動單元結合於一待測物；一定義步驟，係於該固定座上定義一原點，及在該作動單元上相對該原點定義數參考點；一感測步驟，感測該待測物帶動該作動單元所產生的位移及角度變化，使該作動單元帶動該數感測元件作動，並量測該數感測元件之感測數據；及一分析步驟，係依據該感測數據計算該作動單元與該固定座之間的相對關係，以獲得該數參考點之空間座標及運動軌跡。
8. 依申請專利範圍第7項所述之三維空間座標量測方法，其中該架設步驟將該數感測元件與該作動單元對應連結，係分別將一X感測元件連結至該基準點，將數Y1感測元件連結至該第一基準面，將一Z感測元件連結至該基準點，以及將一Y2感測元件設置於該作動單元之一結合部。
9. 依申請專利範圍第8項所述之三維空間座標量測方法，其中該感測步驟量測之感測數據，係由該X感測元件量測一X位差，由該數Y1感測元件量測一Y位差，由該Z感測元件量測一Z位差，由該數Y1感測元件量測一Z角度差，以及由該Y2感測元件量測一Y角度差。
10. 依申請專利範圍第9項所述之三維空間座標量測方法，其中該分析步驟計算該作動單元與該固定座之間的相對關係，係藉由該X位差、Y位差、Z位差、Z角度差及Y角度差，進行求解一X角度差，該X角度差係指該作動單元相對於該固定座以X軸線為軸心作旋轉的角度。
11. 依申請專利範圍第7、8、9或10項所述之三維空間座標量測方法，其中該架設步驟將該作動單元結合於該待測物，係將該作動單元與該待測物可轉動地結合。
12. 依申請專利範圍第7、8、9或10項所述之三維空間座標量測方法，其中該定義步驟係於該第二基準面定義該原點，及在該作動單元之一桿體的一端定義一第一參考點，另一端定義一第二參考點，且該第一參考點係為該基準點。
13. 依申請專利範圍第7、8、9或10項所述之三維空間座標量測方法，其中該架設步驟將該第一基準面面對該第二基準面，係使該二基準面形成互相平行。
14. 依申請專利範圍第7、8、9或10項所述之三維空間座標量測方法，其中該感測步驟量測該數感測元件之感測數據，係以一固定時間間隔量測，以獲得該數感測元件於不同時間點之感測數據。
15. 依申請專利範圍第14項所述之三維空間座標量測方法，其中該分析步驟係依據不同時間點之數感測數據，計算該數參考點於不同時間點之空間座標，以獲得該數參考點之運動軌跡。