TWI403697B - 以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統及其方法 - Google Patents

Description

以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統及其方法

一種距離量測的系統及其方法，尤其是指一種以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統及其方法。

目前對於機器人的研究發展，可以分為機器人控制、機器人影像視覺、機器人定位…等研究主題，機器人控制即為控制機器人的動作、移動…等，機器人影像視覺即為提供機器人視覺、辨識、判斷的功能，而機器人定位則是透過感測器來對機器人所在位置進行定位、或是機器人與目標物之間距離的量測。

而一般用於機器人的感測器雖能得到單純且精準的量測資訊，但是僅能獲得單一且簡單的資訊，當機器人需要多種環境資訊時，則每一種環境資訊需要對應的感測器才能獲得對應的環境資訊，或是提供機器人複雜的演算法來減少感測器的數量。

在機器人上使用影像擷取裝置可以提供機器人視覺、辨識、判斷的功能，更可以透過影像擷取裝置來作為感測器使用，透過使用影像擷取裝置來作為感測器使用，不僅增加在判斷物件特性上的效率且能簡單的得到更多的環境資訊。

而若要利用影像擷取裝置來進行距離的量測時，則需要使用兩台的影像擷取裝置，透過兩台影像擷取裝置模擬成人類立體視覺，並計算出相對應的距離，但使用兩台影像擷取裝置卻也會造成成本的增加。

綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在需要透過兩台影像擷取裝置來模擬成人類立體視覺以計算出距離的問題，因此有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

有鑒於先前技術存在需要透過兩台影像擷取裝置來模擬成人類立體視覺以計算出距離的問題，本發明遂揭露一種以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統及其方法，其中：

本發明所揭露的以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統，以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統包含：影像合成裝置、影像擷取裝置以及計算系統，影像合成裝置更包含：外殼、第一光慮鏡、第二光慮鏡、透光反射鏡以及反射鏡；計算系統更包含：影像接收模組、影像分析模組、正規化模組、系統參數模組以及距離計算模組。

影像合成裝置的外殼具有第一影像進口、第二影像進口及影像出口，第一影像進口及第二影像進口設置於外殼的同一側，影像出口設置於與第一影像進口反向側且與第一影像進口位置相對應；影像合成裝置的第一光慮鏡設置於第一影像進口，且第一光慮鏡具有透光性與第一色彩；影像合成裝置的第二光慮鏡設置於第二影像進口，且第二光慮鏡具有透光性與第二色彩，第一色彩與第二色彩不相同；影像合成裝置的透光反射鏡分別與第一影像進口及影像出口呈現45度角相對設置於第一影像進口及影像出口之間，且第一影像進口進入的第一影像可穿透透光反射鏡於影像出口輸出，且第一影像包含標記；影像合成裝置的反射鏡與第二影像進口呈現45度角相對設置於第二影像進口，且反射鏡與透光反射鏡平行相對設置，且第二影像進口進入的第二影像可由反射鏡及透光反射鏡的二次反射於影像出口輸出，且第二影像包含標記。

影像擷取裝置是固定於影像出口外，且同時接收到第一影像與第二影像的合成影像，或是影像擷取裝置依據第一色彩與第二色彩分別輸出第一影像與第二影像。

計算系統的影像接收模組是於影像擷取裝置接收合成影像，或於影像擷取裝置接收第一影像與第二影像；計算系統的影像分析模組是當影像接收模組接收到合成影像時，依據第一色彩與第二色彩將合成影像分析為第一影像與第二影像；計算系統的正規化模組是將第一影像正規化為第二影像的大小規格；計算系統的系統參數模組，系統參數包含X 以及θ₁ ，系統參數X 為第二影像中標記與實際距離的反射誤差距離，系統參數θ₁ 為第一影像與第二影像的影像視角角度，並且定義第一影像中心點或第二影像中心點至標記量測點的角度為θ_{2 c} ，定義第一影像或是第二影像的實際大小為I ，定義標記至射影機的實際垂直距離為Z ，定義第一影像中心或第二影像中心至標記中心的實際垂直距離為D _{1 c} ，系統參數X 以及θ₁ 分別由下列公式所計算：

；及

X =D _{1 c} ×cot(θ_{2 c} )-Z ；

計算系統的距離計算模組，由系統參數模組計算出系統參數X 之後，定義第一影像中心點或第二影像中心點至測量物件量測點的角度為θ_{2 r} ，定義第一影像中心或第二影像中心至測量物件的實際垂直距離為D _{1 r} ，測量物件至射影機的實際垂直距離為Z _r ，實際垂直距離為Z _r 即可由下列公式計算得出：

；及

Z _r =D ×cot(θ_{2 r} )-X 。

本發明所揭露的以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，影像擷取裝置透過影像合成裝置取得第一色彩的第一影像及第二色彩的第二影像，且第一色彩與第二色彩不相同，以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法包含下列步驟：

首先，於影像擷取裝置接收第一影像與第二影像；接著，將第一影像正規化為第二影像的大小規格；接著，將第一影像正規化為第二影像的大小規格；接著，系統參數包含X 以及θ₁ ，系統參數X 為第二影像中一標記與實際距離的反射誤差距離，系統參數θ₁ 為第一影像與第二影像的影像視角角度，並且定義第一影像中心點或第二影像中心點至標記量測點的角度為θ_{2 c} ，定義第一影像或是第二影像的實際大小為I ，定義標記至射影機的實際垂直距離為Z ，定義第一影像中心或第二影像中心至標記中心的實際垂直距離為D _{1 c} ，系統參數X 以及θ₁ 分別由下列公式所計算：

；及

X =D _{1 c} ×cot(θ_{2 c} )-Z ；

最後，計算出系統參數X 之後，測量物件至射影機的實際垂直距離為Z _r ，定義第一影像中心點或第二影像中心點至測量物件量測點的角度為θ_{2 r} ，定義第一影像中心或第二影像中心至測量物件的實際垂直距離為D _{1 r} ，實際垂直距離為Z _r 即可由下列公式計算得出：

；及

Z _r =D ×cot(θ_{2 r} )-X 。

本發明所揭露的以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，影像擷取裝置透過影像合成裝置取得第一色彩的第一影像及第二色彩的第二影像合成的合成影像，且第一色彩與第二色彩不相同，以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法包含下列步驟：

首先，於影像擷取裝置接收合成影像；接著，依據第一色彩與第二色彩將合成影像分析為第一影像與第二影像；接著，將第一影像正規化為第二影像的大小規格；接著，系統參數包含X 以及θ₁ ，系統參數X 為第二影像中一標記與實際距離的反射誤差距離，系統參數θ₁ 為第一影像與第二影像的影像視角角度，並且定義第一影像中心點或第二影像中心點至標記量測點的角度為θ_{2 c} ，定義第一影像或是第二影像的實際大小為I ，定義標記至射影機的實際垂直距離為Z ，定義第一影像中心或第二影像中心至標記中心的實際垂直距離為D _{1 c} ，系統參數X 以及θ₁ 分別由下列公式所計算：

；及

X =D _{1 c} ×cot(θ_{2 c} )-Z ；

最後，計算出系統參數X 之後，測量物件至射影機的實際垂直距離為Z _r ，定義第一影像中心點或第二影像中心點至測量物件量測點的角度為θ_{2 r} ，定義第一影像中心或第二影像中心至測量物件的實際垂直距離為D _{1 r} ，實際垂直距離為Z _r 即可由下列公式計算得出：

；及

Z _r =D ×cot(θ_{2 r} )-X 。

本發明所揭露的系統與方法如上，與先前技術之間的差異在於本發明透過影像合成裝置中的透光反射鏡以及反射鏡使單一影像擷取裝置可以同時獲得第一影像與第二影像，藉以模擬成人類立體視覺，並透過第一影像與第二影像以計算出相對應的距離，並提出距離計算的方法。

透過上述的技術手段，本發明可以達成以單一影像擷取裝置提供距離量測的技術功效。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明的實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。

以下首先要說明本發明所揭露的影像合成裝置，並請參考「第1A圖」以及「第1B圖」所示，「第1A圖」繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的影像合成裝置立體示意圖；「第1B圖」繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的影像合成裝置側視剖面圖。

影像合成裝置10是由外殼11、第一光慮鏡12、第二光慮鏡13、透光反射鏡14以及反射鏡15所構成。

影像合成裝置10的外殼11一般是以輕量金屬、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚鄰苯二甲醯胺(Polyphthalamide，PPA)或其他常用來作為外殼11的熱塑性樹脂材質所構成，在此僅為舉例說明外殼11的常用材質，並不以此侷限本發明的應用範疇，並且外殼11是需要具有較差的反光性，藉以避免影像受到外殼11反射的干擾。

外殼11具有第一影像進口111、第二影像進口112及影像出口113，第一影像進口111以及第二影像進口112設置於外殼11的同一側，影像出口113設置於與第一影像進口111反向側且與第一影像進口111位置相對應，「第1A圖」以及「第1B圖」中是以矩形體作為外殼11的呈現，外殼11亦可以呈現為圓柱體或是其他幾合外形，在此僅為舉例說明之，並不以此侷限本發明的應用範疇，。

影像合成裝置10的第一光慮鏡12設置於外殼11的第一影像進口111，且第一光慮鏡12具有透光性與第一色彩，第一色彩可以為藍色、紅色、綠色…等顏色，即由第一影像進口111所進入的第一影像會透過第一光慮鏡12而呈現第一色彩。

影像合成裝置10的第二光慮鏡13設置於第二影像進口112，且第二光慮鏡13具有透光性與第二色彩，第二色彩可以為藍色、紅色、綠色…等顏色，即由第二影像進口112所進入的第二影像會透過第二光慮鏡13而呈現第二色彩；值得注意的是，第一色彩與第二色彩不相同，即假設第一色彩為藍色時，第二色彩可以為紅色、綠色…等顏色，絕對不會是藍色。

第一光慮鏡12以及第二光慮鏡13可以為玻璃材質、塑膠材質或是其他具有透光性且可具有色彩的材質所構成，並且第一光慮鏡12以及第二光慮鏡13的厚度需要越薄越好，藉以避免第一光慮鏡12以及第二光慮鏡13由於厚度所造成影像失真的問題，另外第一光慮鏡12以及第二光慮鏡13亦需要避免影像失真，即第一光慮鏡12以及第二光慮鏡13表面為平面，不能具有波浪的凹凸形狀。

影像合成裝置10的透光反射鏡14分別與第一影像進口111及影像出口113呈現45度角相對設置於第一影像進口111及影像出口113之間，且第一影像進口111進入的第一影像可穿透透光反射鏡14於影像出口113輸出。

影像合成裝置10的反射鏡15與第二影像進口112呈現45度角相對設置於第二影像進口112，且反射鏡15與透光反射鏡14平行相對設置，且第二影像進口112進入的第二影像可由反射鏡15及透光反射鏡14的二次反射於影像出口113輸出。

上述的透光反射鏡14即會具有透光性以及反光性，透光反射鏡14面向於第一影像進口111可將第一影像進口111進入的第一影像穿透，並於影像出口113輸出第一影像，而透光反射鏡14面向於反射鏡15可將反射鏡15所反射的第二影像再次反射，並於影像出口113輸出第二影像，即影像出口113可以同時輸出第一影像以及第二影像。

影像擷取裝置20是固定於影像出口113外，影像擷取裝置20可以具有影像處理功能或是不具有影像處理功能，當影像擷取裝置20不具有影像處理功能時，影像擷取裝置20即可同時接收到第一影像與第二影像的合成影像；當影像擷取裝置20具有影像處理功能時，影像擷取裝置20即可以依照據第一色彩與第二色彩進行影像處理，即可以第一色彩與第二色彩分別輸出第一影像與第二影像。

接著，請參考「第2圖」以及「第3A圖」以及「第3B圖」所示，「第2圖」繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統方塊圖；「第3A圖」以及「第3B圖」繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法流程圖。

計算系統30包含有影像接收模組31、影像分析模組32、正規化模組33、系統參數模組34以及距離計算模組35。

計算系統30的影像接收模組31於影像擷取裝置20接收合成影像(步驟112)，即影像擷取裝置20不具有影像處理功能，或是計算系統30的影像接收模組31於影像擷取裝置20接收第一影像與第二影像(步驟111)，即影像擷取裝置20具有影像處理功能。

當影像接收模組31於影像擷取裝置20接收合成影像時，會再透過計算系統30的影像分析模組32依據第一色彩與第二色彩進行影像處理，即可將合成影像分析為第一影像與第二影像(步驟122)，上述在影像擷取裝置20依照據第一色彩與第二色彩進行影像處理，即可以第一色彩與第二色彩分別輸出第一影像與第二影像，或是由影像分析模組32依據第一色彩與第二色彩進行影像處理，即可將合成影像分析為第一影像與第二影像，上述依照第一色彩與第二色彩處理出第一影像與第二影像的影像處理技術請參考現有技術，在此不再進行贅述。

接著，請參考「第4A圖」以及「第4B圖」所示，「第4A圖」繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的影像成像示意圖；「第4B圖」繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的影像成像等效示意圖。

如「第4A圖」所示，即為影像物件41在影像擷取裝置的成像原理示意，影像物件41的成像結果42請參考「第4A圖」所示，而為了方便進行後續說明，即可將影像物件41在影像擷取裝置的成像原理等效為影像物件41投影至屏幕上，影像物件41的等效成像結果43請參考「第4B圖」所示，並且後續說明將以影像物件的等效成像結果作為說明以及圖式的示意。

接著，請同時參考「第2圖」、「第3A圖」、「第3B圖」、「第5A圖」以及「第5B圖」所示，「第5A圖」繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的第一影像與第二影像成像等效示意圖；「第5B圖」繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的第一影像與第二影像分開成像等效示意圖。

如「第5A圖」即為影像擷取裝置20透過影像合成裝置10所同時接收到的第一影像51以及第二影像52的成像等效示意，可以得知由於第二影像會經過二次反射，第二影像52的成像大小會小於第一影像51的成像大小，並且為了簡化圖面示意，將「第5A圖」的成像等效示意分別進行等效示意為「第5B圖」，並且由於影像處理在將圖像放大時，會產生計算的影像失真的問題，因此，即需要將第一影像51正規化為第二影像52的大小規格。

接著，請同時參考「第2圖」、「第3A圖」、「第3B圖」以及「第6圖」所示，「第6圖」繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的第一影像正規化原理成像等效示意圖。

在進行第一影像51正規化時，首先需要在第一影像51以及第二影52像重疊的範圍中設置實際長度為D _r 的標記61，標記61為水平的直線，並將標記61放置於與影像合成裝置10距離為Z 的距離處，且標記61在第一影像51的長度為N ₁ ，標記61在第二影像52的長度為N ₂ ，此時正規化模組33即會依據標記61在第一影像51與第二影像52的大小比例關係為N ₁ :N ₂ ，即將第一影像51中的標記61等比例縮小為第二影像52中的標記61的大小。

接著，由於第二影像52透過影像合成裝置10第二影像52會通過影像合成裝置10中反射鏡15以及透光反射鏡14的二次反射關係，第二影像52會比實際長度多一段X 的距離，即第一影像51與第二影像52實際的焦距會不同，因此，第一影像51與第二影像52的視角範圍會有差異，這會造成第一影像51的影像範圍會大於第二影像52的影像範圍，因此，需要再進一步將縮小後的第一影像51進行影像的擷取，以使第一影像51的影像範圍與第二影像52的影像範圍相同，即可以將第一影像51正規化為第二影像的大小規格(步驟130)。

接著，請同時參考「第2圖」、「第3A圖」、「第3B圖」、「第6圖」、「第7圖」以及「第8圖」所示，「第7圖」繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的影像合成裝置視角角度計算示意圖；「第8圖」繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統參數計算示意圖。

在完成第一影像51的正規化之後，會再藉由系統參數模組34用以計算系統的參數，由於是由第二影像52作為基準，而第二影像52會通過反射鏡以及透光反射鏡的二次反射關係，因此，第二影像52會比實際長度多一段X 的距離，即第二影像52中標記61與實際距離的反射誤差距離，並且第一影像51與第二影像52的影像視角角度皆為θ₁ ，並且第一影像中心點或第二影像中心點至標記量測點的角度為θ_{2 c} 。

由上述可知，由於標記61在第一影像51的長度為N ₁ ，標記61在第二影像52的長度為N ₂ ，已知第一影像51的長度為I ₁ ，已知第二影像51的長度為I ₂ ，並且標記61的實際長度D _r 為已知，而定義第一影像51以及第二影像52的實際長度為I ，第一影像51的實際長度I 可以透過比例D _r :N ₁ 得出，以及第二影像52的實際長度I 可以透過比例D _r :N ₂ 得出，即第一影像51以及第二影像52的實際長度I 可分別由下列公式計算得出：

在得出第一影像51以及第二影像52的實際長度I 之後，並且已知標記61與影像合成裝置10的距離為Z ，透過反三角函數a tan即可以計算得出第一影像51與第二影像52的影像視角角度皆為θ₁ ，即第一影像51與第二影像52的影像視角角度θ₁ 可由下列公式計算得出：

(步驟140)。

接著，由於標記61在第一影像51的長度為N ₁ ，標記61在第二影像52的長度為N ₂ ，並且標記61的實際長度D _r 為已知，而第一影像51中心至標記61中心的實際垂直距離定義為D _{1 c} (第二影像51中心至標記61中心的實際垂直距離亦可被定義為D _{1 c} )，第一影像51中心至標記61中心的實際垂直距離D _{1 c} 是透過下列公式的比例(比例計算方式請參考上述，在此不再進行贅述)所計算：

P =D _{1 c} +D _{2 c} 。

而P 定義為第一影像進口111中心至第二影像進口112中心的實際距離，D _{2 c} 定義為第二影像52中心至標記61中心的實際垂直距離(第一影像51中心至標記61中心的實際垂直距離亦可被定義為D _{2 c} )。

在得出第一影像51或是第二影像52中心至標記61中心的實際垂直距離為D _{1 c} 之後，由三角幾何關係可以得知：

0.5×I ×cot(θ₁ -90)=D _{1 c} ×cot(θ_{2 c} )=X +Z

並且可以推得θ_{2 c} 可由下列公式計算得出：

而在算出θ_{2 c} 之後，即可以推得第二影像52中標記61與實際距離的反射誤差距離X 可由下列公式計算得出：

X =D _{1 c} ×cot(θ_{2 c} )-Z (步驟140)。

接著，在系統參數模組計算出系統參數X 之後，距離計算模組35即可對任意的測量物件62計算出測量物件62與影像合成裝置10的實際垂直距離，即假設測量物件62至影像合成裝置10的實際垂直距離為Z _r ，定義第一影像中心點或第二影像中心點至測量物件量測點的角度為θ_{2 r} ，定義第一影像51中心至測量物件62的實際垂直距離為D _{1 r} (第二影像51中心至測量物件62中心的實際垂直距離亦可被定義為D _{1 r} )，第一影像51中心至測量物件62中心的實際垂直距離D _{1 r} 是透過下列公式的比例(比例計算方式請參考上述，在此不再進行贅述)所計算：

P =D _{1 r} +D _{2 r} 。

而P 定義為第一影像進口111中心至第二影像進口112中心的實際距離，D _{2 r} 定義為第二影像52中心至測量物件62中心的實際垂直距離(第二影像52中心至測量物件62中心的實際垂直距離亦可被定義為D _{2 r} )。

在得出第一影像51或是第二影像52中心至測量物件62中心的實際垂直距離為D _{1 r} 之後，由三角幾何關係可以得知：

0.5×I ×cot(θ₁ -90)=D _{1 r} ×cot(θ_{2 r} )=X +Z

並且可以推得θ_{2 r} 可由下列公式計算得出：

而在算出θ_{2 r} 之後，實際垂直距離為Z _r 即可由下列公式計算得出：

Z _r =D ×cot(θ_{2 r} )-X (步驟150)。

本發明透過影像合成裝置10使單一影像擷取裝置20可以同時取得第一影像以及第二影像，並且可由第一影像以及第二影像計算出任意測量物件至影像合成裝置10的實際垂直距離。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於本發明透過影像合成裝置中的透光反射鏡以及反射鏡使單一影像擷取裝置可以同時獲得第一影像與第二影像，藉以模擬成人類立體視覺，並透過第一影像與第二影像以計算出相對應的距離，並提出距離計算的方法。

藉由此一技術手段可以來解決先前技術所存在需要透過兩台影像擷取裝置來模擬成人類立體視覺以計算出距離的問題，進而達成以單一影像擷取裝置提供距離量測的技術功效。

雖然本發明所揭露的實施方式如上，惟所述的內容並非用以直接限定本發明的專利保護範圍。任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所揭露的精神和範圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作些許的更動。本發明的專利保護範圍，仍須以所附的申請專利範圍所界定者為準。

10．．．影像合成裝置

11．．．外殼

111．．．第一影像進口

112．．．第二影像進口

113．．．影像出口

12．．．第一光慮鏡

13．．．第二光慮鏡

14．．．透光反射鏡

15．．．反射鏡

20．．．影像擷取裝置

30．．．計算系統

31．．．影像接收模組

32．．．影像分析模組

33．．．正規化模組

34．．．系統參數模組

35．．．距離計算模組

41．．．影像物件

42．．．成像結果

51．．．第一影像

52．．．第二影像

61．．．標記

62．．．測量物件

步驟111　於影像擷取裝置接收第一影像與第二影像

步驟112　於影像擷取裝置接收合成影像

步驟122　依據第一色彩與第二色彩將合成影像分析為第一影像與第二影像

步驟130　將第一影像正規化為第二影像的大小規格

步驟140　計算系統參數X 以及θ₁

步驟150　計算測量物件的實際距離

第1A圖繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的影像合成裝置立體示意圖。

第1B圖繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的影像合成裝置側視剖面圖。

第2圖繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統方塊圖。

第3A圖及第3B圖繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法流程圖。

第4A圖繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的影像成像示意圖。

第4B圖繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的影像成像等效示意圖。

第5A圖繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的第一影像與第二影像成像等效示意圖。

第5B圖繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的第一影像與第二影像分開成像等效示意圖。

第6圖繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的第一影像正規化原理成像等效示意圖。

第7圖繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的影像合成裝置視角角度計算示意圖。

第8圖繪示為本發明以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統參數計算示意圖。

10．．．影像合成裝置

20．．．影像擷取裝置

30．．．計算系統

31．．．影像接收模組

32．．．影像分析模組

33．．．正規化模組

34．．．系統參數模組

35．．．距離計算模組

Claims (16)

1. 一種以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統，其包含：一影像合成裝置，該影像合成裝置更包含：一外殼，該外殼具有一第一影像進口、一第二影像進口及一影像出口，該第一影像進口及該第二影像進口設置於該外殼的同一側，該影像出口設置於與該第一影像進口反向側且與該第一影像進口位置相對應；一第一光慮鏡，該第一光慮鏡設置於該第一影像進口，且該第一光慮鏡具有透光性與第一色彩；一第二光慮鏡，該第二光慮鏡設置於該第二影像進口，且該第二光慮鏡具有透光性與第二色彩，且第一色彩與第二色彩不相同；一透光反射鏡，該透光反射鏡分別與該第一影像進口及該影像出口呈現45度角相對設置於該第一影像進口及該影像出口之間，且該第一影像進口進入的一第一影像可穿透該透光反射鏡於該影像出口輸出；及一反射鏡，該反射鏡與該第二影像進口呈現45度角相對設置於該第二影像進口，且該反射鏡與該透光反射鏡平行相對設置，且該第二影像進口進入的一第二影像可由該反射鏡及該透光反射鏡的二次反射於該影像出口輸出；一影像擷取裝置，固定於該影像出口外，該影像擷取裝置依據第一色彩與第二色彩分別輸出該第一影像與該第二影像；及一計算系統，該計算系統更包含：一影像接收模組，於該影像擷取裝置接收該第一影像與該第二影像；一正規化模組，將該第一影像正規化為該第二影像的大小規格；一系統參數模組，系統參數包含X 以及θ₁ ，系統參數X 為該第二影像中一標記與實際距離的反射誤差距離，系統參數θ₁ 為該第一影像與該第二影像的影像視角角度，並且定義該第一影像中心點或該第二影像中心點至該標記量測點的角度為θ_{2 c} ，定義第一影像或是第二影像的實際大小為I ，定義該標記至該影像合成裝置的實際垂直距離為Z ，定義第一影像中心或第二影像中心至該標記中心的實際垂直距離為D _{1 c} ，系統參數X 以及θ₁ 分別由下列公式所計算： ；及X =D _{1 c} ×cot(θ_{2 c} )-Z ；一距離計算模組，由該系統參數模組計算出系統參數X 之後，一測量物件至該影像合成裝置的實際垂直距離為Z _r ，定義該第一影像中心點或該第二影像中心點至該測量物件量測點的角度為θ_{2 r} ，定義第一影像中心或第二影像中心至該測量物件的實際垂直距離為D _{1 r} ，實際垂直距離為Z _r 即可由下列公式計算得出：；及Z _r =D ×cot(θ_{2 r} )-X 。
2. 如申請專利範圍第1項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統，其中該影像擷取裝置更包含同時接收到該第一影像與該第二影像的一合成影像。
3. 如申請專利範圍第2項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統，其中該影像接收模組更包含於該影像擷取裝置接收該合成影像。
4. 如申請專利範圍第3項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統，其中該計算系統更包含一影像分析模組，當該影像接收模組接收到該合成影像時，依據第一色彩與第二色彩將該合成影像分析為該第一影像與該第二影像。
5. 如申請專利範圍第1項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統，其中定義第一影像中心或第二影像中心至該標記中心的實際垂直距離為D _{1 c} 是透過下列公式的比例所計算：P =D _{1 c} +D _{2 c} ；其中，P 定義為該第一影像進口中心至該第二影像進口中心的實際距離，D _{2 c} 定義為第二影像中心或第一影像中心至該標記中心的實際垂直距離。
6. 如申請專利範圍第1項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統，其中定義第一影像中心或第二影像中心至該測量物件的實際垂直距離為D _{1 r} 是透過下列公式的比例所計算：P =D _{1 r} +D _{2 r} ；其中，P 定義為該第一影像進口中心至該第二影像進口中心的實際距離，D _{2 r} 定義為第二影像中心或第一影像中心至該測量物件的實際垂直距離。
7. 一種以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，一影像擷取裝置透過一影像合成裝置取得第一色彩的一第一影像及第二色彩的一第二影像，且第一色彩與第二色彩不相同，該以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法包含下列步驟：於該影像擷取裝置接收該第一影像與該第二影像；將該第一影像正規化為該第二影像的大小規格；系統參數包含X 以及θ₁ ，系統參數X 為該第二影像中一標記與實際距離的反射誤差距離，系統參數θ₁ 為該第一影像與該第二影像的影像視角角度，並且定義該第一影像中心點或該第二影像中心點至該標記量測點的角度為θ_{2 c} ，定義第一影像或是第二影像的實際大小為I ，定義該標記至該射影機的實際垂直距離為Z ，定義第一影像中心或第二影像中心至該標記中心的實際垂直距離為D _{1 c} ，系統參數X 以及θ₁ 分別由下列公式所計算： ；及X =D _{1 c} ×cot(θ_{2 c} )-Z ；及計算出系統參數X 之後，一測量物件至該影像合成裝置的實際垂直距離為Z _r ，定義該第一影像中心點或該第二影像中心點至該測量物件量測點的角度為θ_{2 r} ，定義第一影像中心或第二影像中心至該測量物件的實際垂直距離為D _{1 r} ，實際垂直距離為Z _r 即可由下列公式計算得出：；及Z _r =D ×cot(θ_{2 r} )-X 。
8. 如申請專利範圍第7項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，其中該影像合成裝置包含：一外殼、一第一光慮鏡、一第二光慮鏡、一透光反射鏡以及一反射鏡：該外殼具有一第一影像進口、一第二影像進口及一影像出口，該第一影像進口及該第二影像進口設置於該外殼的同一側，該影像出口設置於與該第一影像進口反向側且與該第一影像進口位置相對應；該第一光慮鏡設置於該第一影像進口，且該第一光慮鏡具有透光性與第一色彩；該第二光慮鏡設置於該第二影像進口，且該第二光慮鏡具有透光性與第二色彩；透光反射鏡分別與該第一影像進口及該影像出口呈現45度角相對設置於該第一影像進口及該影像出口之間，且該第一影像進口進入的一第一影像可穿透該透光反射鏡於該影像出口輸出；及該反射鏡與該第二影像進口呈現45度角相對設置於該第二影像進口，且該反射鏡與該透光反射鏡平行相對設置，且該第二影像進口進入的一第二影像可由該反射鏡及該透光反射鏡的二次反射於該影像出口輸出。
9. 如申請專利範圍第8項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，其中該影像擷取裝置固定於該影像出口外。
10. 如申請專利範圍第7項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，其中定義第一影像中心或第二影像中心至該標記中心的實際垂直距離為D _{1 c} 是透過下列公式的比例所計算：P =D _{1 c} +D _{2 c} ；其中，P 定義為該第一影像進口中心至該第二影像進口中心的實際距離，D _{2 c} 定義為第二影像中心或第一影像中心至該標記中心的實際垂直距離。
11. 如申請專利範圍第7項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，其中定義第一影像中心或第二影像中心至該測量物件的實際垂直距離為D _{1 r} 是透過下列公式的比例所計算：P =D _{1 r} +D _{2 r} ；其中，P 定義為該第一影像進口中心至該第二影像進口中心的實際距離，D _{2 r} 定義為第二影像中心或第一影像中心至該測量物件的實際垂直距離。
12. 一種以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，一影像擷取裝置透過一影像合成裝置取得第一色彩的一第一影像及第二色彩的一第二影像合成的一合成影像，且第一色彩與第二色彩不相同，該以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法包含下列步驟：於該影像擷取裝置接收該合成影像；依據第一色彩與第二色彩將該合成影像分析為該第一影像與該第二影像；將該第一影像正規化為該第二影像的大小規格；系統參數包含X 以及θ₁ ，系統參數X 為該第二影像中一標記與實際距離的反射誤差距離，系統參數θ₁ 為該第一影像與該第二影像的影像視角角度，並且定義該第一影像中心點或該第二影像中心點至該標記量測點的角度為θ_{2 c} ，並且定義第一影像或是第二影像的實際大小為I ，定義該標記至該射影機的實際垂直距離為Z ，定義第一影像中心或第二影像中心至該標記中心的實際垂直距離為D _{1 c} ，系統參數X 以及θ₁ 分別由下列公式所計算： ；及X =D _{1 c} ×cot(θ_{2 c} )-Z ；及計算出系統參數X 之後，一測量物件至該影像合成裝置的實際垂直距離為Z _r ，定義該第一影像中心點或該第二影像中心點至該測量物件量測點的角度為θ_{2 r} ，定義第一影像中心或第二影像中心至該測量物件的實際垂直距離為D _{1 r} ，實際垂直距離為Z _r 即可由下列公式計算得出：；及Z _r =D ×cot(θ_{2 r} )-X 。
13. 如申請專利範圍第12項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，其中該影像合成裝置包含：一外殼、一第一光慮鏡、一第二光慮鏡、一透光反射鏡以及一反射鏡：該外殼具有一第一影像進口、一第二影像進口及一影像出口，該第一影像進口及該第二影像進口設置於該外殼的同一側，該影像出口設置於與該第一影像進口反向側且與該第一影像進口位置相對應；該第一光慮鏡設置於該第一影像進口，且該第一光慮鏡具有透光性與第一色彩；該第二光慮鏡設置於該第二影像進口，且該第二光慮鏡具有透光性與第二色彩；透光反射鏡分別與該第一影像進口及該影像出口呈現45度角相對設置於該第一影像進口及該影像出口之間，且該第一影像進口進入的一第一影像可穿透該透光反射鏡於該影像出口輸出；及該反射鏡與該第二影像進口呈現45度角相對設置於該第二影像進口，且該反射鏡與該透光反射鏡平行相對設置，且該第二影像進口進入的一第二影像可由該反射鏡及該透光反射鏡的二次反射於該影像出口輸出。
14. 如申請專利範圍第13項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，其中該影像擷取裝置固定於該影像出口外。
15. 如申請專利範圍第12項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，其中定義第一影像中心或第二影像中心至該標記中心的實際垂直距離為D _{1 c} 是透過下列公式的比例所計算：P =D _{1 c} +D _{2 c} ；其中，P 定義為該第一影像進口中心至該第二影像進口中心的實際距離，D _{2 c} 定義為第二影像中心或第一影像中心至該標記中心的實際垂直距離。
16. 如申請專利範圍第12項所述的以單一影像擷取裝置提供距離量測的方法，其中定義第一影像中心或第二影像中心至該測量物件的實際垂直距離為D _{1 r} 是透過下列公式的比例所計算：P =D _{1 r} +D _{2 r} ；其中，P 定義為該第一影像進口中心至該第二影像進口中心的實際距離，D _{2 r} 定義為第二影像中心或第一影像中心至該測量物件的實際垂直距離。