校正方向感應器讀數

 且 85類別的角點座標組。此時校正的第一步驟需將藍色矩形表示的左 上角點座標和紅色三角形表示的右上角點座標同時校正，同理，藍色矩形表示的 右上角點座標和紅色三角形表示左上角點座標同時校正；藍色矩形的左下角點座 標和紅色三角形的右下角點座標同時校正；藍色矩形的右下角點座標和紅色三角 形的左下座角點標同時校正。同時校正的兩角點，新的v座標值為兩角點v座標 值的平均，新的u座標值則將兩點寬度中央位移至影像中央後的換算結果。圖 4-5(a)為 5且 85與5且 85二類別校正前的示意圖；圖 4-5(b)為

5

 且 85與 5且 85二類別校正後的示意圖。

各類別中的角點座標經過校正後，所建立的轉換矩陣會變得更準確。要注意 的是系統在進行角點分類的時候，其分類依據是利用該組角點的影像拍攝時，攝 影機架設的原始和角度值。因為方向感應器在感應的時候，所讀取到的和

 角度值是將地平面當作參考依據量測的結果，與實際上將座標軸當作參考依據 的量測結果是不同的。因此，需先對和角度值做校正再進行分類。而方向感 應器讀數的校正在下一節將有詳細說明。

第三節 校正方向感應器讀數

藉由上一節所得到的各類別平均角點座標可以計算轉換矩陣，但是要依照角 度作為選擇類別的依據，若用外部的器具量測是不容易的。因此本研究採用手機 內所擁有的方向感應器來讀取對應和的角度讀數，以便將各類別的轉換矩陣 分類完整。

手機內各式感應器所採用的座標系統有兩種，分別為手機座標系統和世界座 標系統。採用手機座標系統的有加速度感應器、重力感應器、陀螺儀、線性加速 度感應器和地磁感應器，座標軸示意圖如圖 4-6(a)所示。圖 4-6(a)中的x軸為橫向 穿過手機中心之一軸、 y 軸為縱向穿過手機中心之軸，而z軸則為從手機鏡面貫 穿並通過手機中心之軸。另一方面，採用世界座標系統的有方向感應器和旋轉向 量感應器，座標軸如圖 4-6(b)所示。圖 4-6(b)中三軸分別為x軸、 y 軸和z軸，透

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(a) (b)

圖 4-6：手機座標系統與世界座標系統的示意圖[And 13]。

(a)手機座標系統；(b)世界座標系統。

過手機在這三軸方向的旋轉可以得到三個不同的角度值。當手機繞著z軸轉動時 方位角(azimuth angle)的角度值會改變，手機繞著x軸轉動時俯仰角(pitch angle) 的角度值會改變，手機繞著 y 軸轉動時則影響到側傾角(roll angle)的角度值。

在本論文中僅需要俯仰角和側傾角的角度值，當手機採橫向放置進行拍攝的 時候，此時俯仰角和側傾角如圖 3-2 所示。經實驗操作發現到當俯仰角和側傾 角 之角度值同時改變的時候，會造成角度值讀數與真實狀況不同的現象。若手 機採用橫向放置拍攝，方向感應器會讀取到俯仰角和側傾角的角度值，此時 俯仰角會是圖 4-7(c)中橘色所表示的角度，並不是真實的俯仰角度 ' ，因此 必需要將角度值校正為 ' ，俯仰角校正可透過下列公式進行：

) ' sin / arcsin(sin

'  

  (3-4-1)

俯仰角度值需要校正的原因在於圖 4-7 中的 x - y 平面，即為真實世界中的地 平面，因此在於手機中的方向感應器是讀取手機與地平面的夾角當作讀數，而非 手機與x軸之間的夾角，所以才會有類似圖 4-7(c)的情形出現。另外側傾角 也 是相同道理，由於感應器的側傾角軸與俯仰角軸相差 90 度，因此當發生圖 4-7(c) 的情況時，在側傾角 的計算上會發現圖 4-7(a)的 ' 需要再加上 90 度。

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