TWI395933B - 雷射光學影像水位量測裝置及其方法 - Google Patents

Description

雷射光學影像水位量測裝置及其方法

本案係關於一種水位量測裝置及其方法，尤其，本案係關於一種雷射光學影像水位量測裝置及其方法，以即時非接觸式光學影像技術量測反應槽及渠道的水位，增加水位量測的即時性及準確性。

污水處理廠放流水的水質與水量即時自動監測依據對象可分為前端污水處理系統及後端承受水體兩部分。在污水處理系統方面，對放流渠道進行即時自動偵測時，可將即時水體監測資訊回饋至控制系統。在承受水體方面，掌握即時放流水的狀態資訊可了解放流水是否符合總量管制標準、排放標準及做為水體排放異常時的通報處理。

目前，污水處理廠放流渠道的水量量測設備主要分為水位量測設備及流量量測設備，水位量測設備大多利用接觸式感應元件測量水位，包括浮筒式、水壓式、電容式及探測式等，而以非接觸式感應元件的水位量測設備為超音波式、影像式。前述其原理及方法如表1所述。

其中，應用影像測邊原理的水位量測方法還包括人工回歸法、自動回歸法及三角函數等量測方法。

在惡劣的環境下以接觸式量測設備進行量測將使量測設備損壞並導致量測品質不佳，並需定時清潔感測設備或更換感測器。此外，量測設備的量測範圍及量測準確度也受限於量測的水體性質，包括：容忍壓力、溫度、密度、黏度、導電度等。例如，渦輪及渦流式流量計不適用於量測高動黏度液體，電磁式流量計僅適用於非導電性之管壁；超音波流量計受限於傳播媒體而有不同，例如氣泡存在時，超音波容易產生反射及擾射。除了環境及水體性質的影響外，傳統水位或水量的量測並無法提供即時的自動監測資訊。

此外，在放流渠道至承受水體之間即時調整水質及水量、以及控制放流渠道放流水的水量，可避免突然改變放流水的水質及水量進而影響承受水體，且具有於達到水質及水量臨界值時給予警報、告知操作人員的優點。但是，接觸式量測設備卻不具備上述優點。

本案申請人鑑於習知技術中的不足，經過悉心試驗與研究，並一本鍥而不捨之精神，終構思出本案「雷射光學影像水位量測裝置及其方法」，該非接觸式水位量測裝置及量測方法根據拍攝的雷射光點影像，可精準的、即時的量測水體的水位，進而推知污水處理廠或水體的水量，能夠克服先前技術的不足，以下為本案 之簡要說明。

為了克服在惡劣環境下量測水位及水質易造成量測設備損壞及量測品質不佳，本發明以非接觸式的雷射光學影像水位量測裝置、校正方法及量測方法，能夠有效、精確的量測水體的水位高度，並且該雷射光學影像水位量測設備經過校正後即可在不同場所或位置進行水位量測，省去重複校正的程序。

本發明提出一種雷射光學影像水位量測裝置，包括：一平板，具有一第一表面；至少一影像擷取裝置，設置在該平板的第一表面，其中每一影像擷取裝置具有一CMOS感測元件；至少二雷射光源，設置在該平板的第一表面；以及一影像處理裝置，與該至少一影像擷取裝置的每一個連接。該至少一影像擷取裝置透過該CMOS感測元件擷取該至少二雷射光源的光線射入一水體產生的一水面影像，並將該水面影像傳送至該影像處理裝置進行水位估計。

根據上述構想，該至少一影像擷取裝置可為攝影機或照相機。此外，該至少二雷射光源可為紅光、綠光、藍光或其他雷射光源；該影像處理裝置可為電腦。

根據上述構想，雷射光學影像水位量測裝置還包括一散熱裝置，設置於相應該平板第一表面的一第二表面上，用以維持該雷射光學影像水位量測裝置的溫度。

根據上述構想，雷射光學影像水位量測裝置還包括一水平調整裝置，該水平調整裝置包括一水平儀及至少一調節輪，該水平儀設置於該平板的第二表面上，該至少一調節輪設置於該平板的 第一表面上，該水平調整裝置用以調整該雷射光學影像水位量測裝置之水平。

根據上述構想，該水位估計係計算該至少二雷射光源的光線投射至在該水面影像上所形成光點間的距離而加以完成。

根據上述構想，該至少二雷射光源排列為一直線或者一多邊形。

本發明另提出一種雷射光學影像水位量測裝置的校正方法，該雷射光學影像水位量測裝置包括一影像擷取裝置、二雷射光源及一影像處理裝置，該影像擷取裝置與該影像處理裝置連接，該影像擷取裝置與該至少二雷射光源朝同一方向設置，該校正方法包括下列步驟：(a)架設該雷射光學影像水位量測裝置於一待測物上方的一第一距離；(b)該至少二雷射光源的光線射入該待測物；(c)以該影像擷取裝置拍攝該待測物為一第一影像；(d)傳送該第一影像至該影像處理裝置；(e)垂直移動該待測物，使該雷射光學影像水位量測裝置位於該待測物上方的一第二距離；(f)以該影像擷取裝置拍攝該待測物為一第二影像；(g)傳送該第二影像至該影像處理裝置；(h)重覆垂直移動該待測物，使該雷射光學影像水位量測裝置位於該待測物上方的一第N距離(N至少為五)；(i)以該影像擷取裝置拍攝該待測物為一第N影像；(j)傳送該第N影像至該影像處理裝置；及(k)建立該第一影像至該第N影像的一雷射光影像間距與一實際距離的一校正曲線。

本發明另提出一種雷射光學影像水位量測裝置的校正方法，該雷射光學影像水位量測裝置包括一影像擷取裝置、至少二雷射光源及一影像處理裝置，該影像擷取裝置與該影像處理裝置連接，該影像擷取裝置與該二雷射光源朝同一方向設置，包括下列 步驟：(a)架設該雷射光學影像水位量測裝置於一待測物上方的一第一距離；(b)該至少二雷射光源的光線射入該待測物；(c)拍攝該待測物為一第一影像；(d)垂直移動該待測物，使該雷射光學影像水位量測裝置位於該待測物上方的一第二距離；(e)拍攝該待測物為一第二影像；(f)重覆垂直移動該待測物，使該雷射光學影像水位量測裝置位於該待測物上方的一第N距離(N至少為五)；(g)拍攝該待測物為一第N影像；(h)傳送該第一影像至第N影像到該影像處理裝置；及(i)建立該第一影像至該第N影像的一雷射光影像間距與一實際距離的一校正曲線。

本發明另提出一種雷射光學影像水位量測方法，該雷射光學影像水位量測裝置包括一影像擷取裝置、至少二雷射光源及一影像處理裝置，該影像擷取裝置與該影像處理裝置連接，該影像擷取裝置與該二雷射光源朝同一方向設置，該水位量測方法包括下列步驟：(a)架設該雷射光學影像水位量測裝置於一水體上方的一第一距離；(b)該至少二雷射光源的光線射入該水體；(c)以該影像擷取裝置拍攝該水體的表面為一第一影像；(d)傳送該第一影像至該影像處理裝置；及(e)藉由一校正曲線計算該水體的水位。

根據上述構想，步驟(c)還包括：(c1)拍攝該水體的一第二影像至一第N－1影像及一第N影像。

根據上述構想，步驟(d)還包括：(d1)判讀傳送至該影像處理裝置之影像上的至少二雷射光點；(d2)修正該至少二雷射光點；及(d3)計算該至少二雷射光點間彼此的距離。

根據上述構想，當步驟(d2)無法修正該至少二雷射光點時，重疊該第N－1影像及該第N影像，用以增加該至少二雷射光點的差異性。

本案所提出之「雷射光學影像水位量測裝置及其方法」將可由以下的實施例說明而得到充分瞭解，使得熟習本技藝之人士可以據以完成之，然而本案之實施並非可由下列實施例而被限制其實施型態，熟習本技藝之人士仍可依據除既揭露之實施例的精神推演出其他實施例，該等實施例皆當屬於本發明之範圍。

請參閱第1圖(A)及第1圖(B)，分別為本案實施例1的雷射光學影像水位量測裝置的仰視圖及側視剖面圖。在第1(A)圖中，雷射光學影像水位量測裝置10的影像擷取裝置11、12設置於平板16之第一表面，其中，影像擷取裝置11、12各具有一個鏡頭111、121，內含一CMOS感測元件；二雷射光源13、14，設置在該平板16的第一表面，即影像擷取裝置11與二雷射光源13、14朝同一方向設置；以及一影像處理裝置(圖未示出)，分別與影像擷取裝置11、12連接。其中，影像擷取裝置11、12可為攝影機或照相機，影像處理裝置可為電腦，二雷射光源13、14可為紅光、綠光、藍光或其他雷射光源。在本實施例1所使用的影像擷取裝置11、12為可與電腦連接之網路攝影機；雷射光源13、14則設置於平板16的第一表面；散熱裝置15設置於相應於平板16第一表面之一第二表面上(以虛線表示)，包括散熱風扇及散熱片，以維持雷射光學影像水位量測裝置10的恆溫，避免雷射光源13、14因長時間使用而溫度上升，導致電流變化並影響雷射光源13、14的發光強度，水平調整裝置由水平儀17及調節輪18、19(共4個調節輪)組成。其中，水平儀17設置在平板16的第二表面上(以虛線表示)，調節輪18、19係設置在平板16的第一表面上。一般 而言，調節輪的數目可依照使用者的需要而設置，例如：只設置1或2個調節輪，並以其他的支持件支持雷射光學影像水位量測裝置；設置3個調節輪，排列成一三角形；或是依需要設置複數個調節輪，使雷射光學影像水位量測裝置為水平放置及不易晃動。在本實施例1中，係使用4個調節輪18、19設置在平板16之第一表面的四個頂角，以調整雷射光學影像水位量測裝置達到水平放置的狀態。在第1(B)圖中，影像擷取裝置11、12的鏡頭111、121皆面向下方，而水平調整裝置使每一次水位量測都在同一基準面進行量測，減少雷射光學影像水位量測裝置10傾斜所造成的誤差。

在本實施例中，雷射光學影像水位量測裝置所使用的影像擷取裝置為華碩電腦股份有限公司生產製造的網路攝影機MF－200，其CMOS感測元件為2.0 M CMOS感應器，真實解析度為200萬像素(1600×1200)，每秒拍攝5~7幀照片，以手動方式對焦，該網路攝影機MF－200具有超廣角鏡頭，可視角為80°，鏡頭光圈為F/1.6，有效焦距為3.5 mm至27 mm(等同35 mm底片時)，對焦距離為3 mm至無窮遠。雷射光學影像水位量測裝置可以設置一台或多台影像擷取裝置，多台影像擷取裝置可以進行拍攝的水體影像之比較，或者，當一台影像擷取裝置故障時，另一影像擷取裝置依舊可以執行拍攝水體影像的工作。

雷射光源具有高強度、準直性及單色性的優點，其雷射光模組於532 nm波長時的光徑為0.2 cm，於650 nm波長時的光徑為0.4 cm。雷射光源可做為量測水位的目標物，藉由多隻雷射光源同時射入水體可以確保水位量測裝置在微小傾斜時進行修正。

請參閱第2圖，為本案實施例1的雷射光學影像水位量測裝 置及其校正平台示意圖。在第2圖中，雷射光學影像水位量測裝置10架設於校正平台20上方，校正平台20底部放置校正板21，做為校正之用。校正板21可為任何有形、可辨識其大小之物體。

在進行水位量測前，需先對雷射光學影像水位量測裝置的影像擷取裝置進行校正，該校正方法包括下列步驟：(a)架設該雷射光學影像水位量測裝置10於校正板21上方的一第一距離Z；(b)至少二雷射光源13、14的光線射入該校正板21；(c)以該影像擷取裝置11、12拍攝該校正板21為一第一影像；(d)傳送該第一影像至該影像處理裝置；(e)垂直移動該校正板21，使該雷射光學影像水位量測裝置10位於該校正板21上方的一第二距離Z’；(f)以該影像擷取裝置11、12拍攝該待測物為一第二影像；(g)傳送該第二影像至該影像處理裝置；(h)重覆垂直移動該校正板21，使該雷射光學影像水位量測裝置10位於該校正板21上方的一第N距離(N至少為五)；(i)以該影像擷取裝置11、12拍攝該校正板21為一第N影像；(j)傳送該第N影像至該影像處理裝置；及(k)建立該第一影像至該第N影像的一雷射光影像間距與一實際距離的一校正曲線。其中，傳送影像至影像處理裝置係可於拍攝完成當下傳送至影像處理裝置，也可累積至N個影像拍攝完成後再一起傳送至影像處理裝置進行處理，在此便不再贅述。

本實施例之雷射光學影像水位量測裝置的影像擷取裝置的校正方法係依據史奈爾定律(Snell’s Law)所形成之光行進路徑，藉由三角量測原理而加以完成，如第3圖的三角測量原理示意圖所示。當雷射光源13與校正板21距離Z時，其雷射光與鏡頭111之光軸61之間距為B，間距B藉由鏡頭111與其光軸61所形成的三角量測關係成像於互補式金氧半(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)感測元件上，其雷射光於CMOS感測元件至光軸61距離為U1，鏡頭111至CMOS感測元件的距離為I。當雷射光源13與校正板21距離為Z’時，間距B通過鏡頭111成像於CMOS感測元件上，其雷射光於CMOS感測元件至光軸距離為U2。由簡單的三角形相似，可得影像光點間距實際距離的比例關係，如式1及式2所示。

將式1及式2相比，獲得式3的比例關係。

根據三角測量原理可知，光點間所構成的影像距離與實際裝置至水面距離成反比。當實際距離越近，光點影像距離越大；當實際距離越遠，光點影像距離越小。

在本實施例的雷射光學影像水位量測裝置的校正方法中，影像擷取裝置拍下複數張校正板至雷射光學影像水位量測裝置不同距離的影像(即第一影像至第N影像，N至少為五)，並傳輸這些影像至影像處理裝置，建立第一影像至第N影像的雷射光影像間距與實際距離的校正曲線。透過上述三角測量原理及式3的比例關係，以線性迴歸方式建立光點間所構成的影像距離與實際裝置(即鏡頭111)至水面距離關係式，做為影像擷取裝置之校正曲線。

請參閱第4圖，為以雷射光學影像水位量測裝置量測水位高度示意圖。在第4圖中，兩雷射光源13、14構成線關係，雷射光源13、14射出的光線在水體W表面分別形成雷射光點31、32，在不同時間點依序拍攝水體影像，獲得到第一影像、第二影像、 第N-1影像至第N影像，並將水體影像透過影像擷取裝置傳送至影像處理裝置，如電腦，以進行分析。請參閱第5圖，為雷射光學影像水位量測裝置拍攝的水體影像示意圖。在第5圖中，水體影像30上呈現的雷射光點31、32實際上是雷射光源的光線射入水體底部所產生的。雷射光點31、32各拖曳出亮線，亮線的尾端為雷射光點33、34，其表示水面的光線所在之處。因此，電腦所要分析的即是判別雷射光點33、34並且分析雷射光點33、34之間的距離，藉由不同水位之高度所造成的兩點影像距離，以校正迴歸曲線計算出水位高度。並且利用影像分析軟體修正雷射光點33、34增強水體影像的辨識。

當水體影像擷取完成後，將水體影像轉換成RGB像素數值，儲存影像陣列至Mocrosoft® Excel檔案。當進行雷射光點判斷時，在Excel檔案的工作表中由上而下逐列搜尋影像陣列中的像素數值最大值，並標示雷射光點在影像陣列中之座標位置。接著，在該工作表中由左而右及由右而左逐行搜尋影像陣列中的像素最大值，並標示雷射光點座標位置，取其雷射光點座標具有交集的座標位置，由此可判讀出各個雷射光點在影像陣列中的像素位置(x,y)，分別計算影像光點間的像素座標位置及其距離，由影像單位像素所代表的實際量測裝置至水體距離長度計算出水位值。

為了加強雷射光點的影像辨識能力，本發明採用影像疊圖方法增加數位影像RGB數值範圍，如第6圖所示。在第6圖中，幀1(即第一影像)及幀2(即第二影像)的單張影像陣列像素中心點與周圍像素的數值範圍差距為5，將幀1及幀2進行影像疊圖，其疊圖後的幀3之中心點與周圍像素的數值範圍差距將從5變成10，產生出明顯的數值範圍差距，此可增強影像辨識雷射光點。 同理，也可將第N-1影像及第N影像進行影像疊圖，使疊圖後的影像之像素間產生明顯的數值差距，進而增強辨識雷射光點的能力。

影像擷取裝置擷取的水體影像經過上述的影像疊圖方法，可加強水體反射雷射光點的辨識度，再以影像量測修正方法定義雷射光點的像素位置，根據其雷射光點第一次搜尋像素位置結果，以此像素位置為中心點擴展至周圍n×n陣列(例如3×3陣列像素)，如第7圖所示。在第7圖中，像素位置由幀4的中心點(畫斜線之方格)擴展至幀5的3×3陣列(畫斜線之方格)，以此3×3陣列像素進行座標位置的修正，將每一雷射光點間距進行平均，取其平均雷射光點影像間距。

本發明除了使用兩雷射光源13、14，還可使用三支或三支以上的雷射光源排列成三角形或多邊形。以三支雷射光源排列成三角形為例，每個內角a、b及c分別對應一邊長A、B及C，由於三支雷射光源的位置固定，因此可計算出每隻雷射光源間的距離。根據餘弦定理計算出內角a、b及c的大小，如式4、5及6所示。

並根據正弦定理得知，在任意三角形中，三邊與其對應角的正弦值成一定比例，如式7。

其中，a、b及c為內角，A、B及C為內角a、b及c對應的 邊長，R為角a、b、c之外接圓之半徑。在內角與邊長為已知條件下，以前述參數做為水位量測裝置的量測方法之修正條件。

3個3×3的雷射光源影像陣列元素排列組合後將產生729(9×9×9)個三角形，分別應用餘弦定理(式4、5及6)計算各個角度，總共有729×3個角度值，搜尋與三支雷射光源的原始設定角度差異最小的一角度，並根據式7的關係式，以該角度與原始設定角度差異最小所對應之邊長做為另外兩邊長修正的依據，再根據三支雷射光源彼此間的原始邊長的比例計算另外兩邊邊長，計算其水位。

將本實施例之雷射光學影像水位量測裝置(具有二支攝影機及二支雷射光源)架設在固定容積的槽體上方，分別注入28.85、41.6及53.3 cm高的水量，量測靜態槽體水位80次，其結果請參閱第8圖(A)、(B)及(C)。橫軸為量測次數，縱軸為量測的水位高度，量測結果的平均誤差百分比在1%左右。

此外，利用幫浦(Masterflex Pump)以31.25 ml/sec的流速將水入流至固定容積的槽體(46 cm×30 cm×50 cm)，以雷射光學影像水位量測裝置量測水的進流量增加水位高度與雷射光源量測水位變化關係，其結果請參閱第9圖。在第9圖中，橫軸為雷射光學影像水位量測裝置量測的水位高度，縱軸為水的固定入流高度。實驗結果的迴歸曲線方程式為y =0.974106x +0.773371，迴歸係數為0.999322，證實本發明的雷射光學影像水位量測裝置可以精準的、即時的量測水量變動時的水位高度。

綜上所述，本發明的雷射光學影像水位量測裝置可以非接觸式的量測污水處理廠或其他水體的水位高度，而且此水位量測裝置所需的裝設成本與現有技術的量測裝置相較是相對低廉，當影 像擷取裝置或雷射光源故障或使用壽命已到，可以迅速進行更換。

此水位量測裝置的經過校正後即可在不同場所或位置進行水位量測，無須因為更換量測場所或位置即需重新校正水位量測裝置。而透過本發明的量測方法及影像疊圖方法，可即時的、精確的量測靜態水體及水量變動時的水位高度，並且強化拍攝的水體影像的訊號。

本發明實屬難能的創新發明，深具產業價值，援依法提出申請。此外，本發明可以由本領域技術人員做任何修改，但不脫離如所附權利要求所要保護的範圍。

第1圖(A)、第1圖(B)、第2圖及第4圖

10‧‧‧雷射光學影像水位量測裝置

11‧‧‧影像擷取裝置

111‧‧‧鏡頭

12‧‧‧影像擷取裝置

121‧‧‧鏡頭

13‧‧‧雷射光源

14‧‧‧雷射光源

15‧‧‧散熱裝置

16‧‧‧平板

17‧‧‧水平儀

18‧‧‧調節輪

19‧‧‧調節輪

20‧‧‧校正平台

21‧‧‧校正板

31‧‧‧雷射光點

32‧‧‧雷射光點

W‧‧‧水體

第3圖

111‧‧‧鏡頭

13‧‧‧雷射光源

21‧‧‧校正板

61‧‧‧光軸

B‧‧‧雷射光與光軸之間距

CMOS‧‧‧互補式金氧半感測元件

I‧‧‧鏡頭至CMOS感測元件距離

U1‧‧‧CMOS感測元件至光軸距離

U2‧‧‧CMOS感測元件至光軸距離

Z‧‧‧雷射光源與校正板距離

Z’‧‧‧雷射光源與校正板距離

第5圖

30‧‧‧水體影像

31‧‧‧雷射光點

32‧‧‧雷射光點

33‧‧‧雷射光點

34‧‧‧雷射光點

第1圖(A)及(B)分別為本案實施例1的雷射光學影像水位量測裝置的仰視圖(A)及側視剖面圖(B)。

第2圖為本案實施例1的雷射光學影像水位量測裝置及其校正平台示意圖。

第3圖為三角測量原理示意圖。

第4圖為以雷射光學影像水位量測裝置量測水位高度示意圖。

第5圖為雷射光學影像水位量測裝置拍攝的水體影像示意圖。

第6圖為雷射光學影像水位量測裝置的影像疊圖方法示意圖。

第7圖為影像陣列元素擴展示意圖。

第8圖(A)、(B)及(C)分別為本案實施例1的雷射光學影像水位量測裝置量測實際高度28.85(A)、41.6(B)及53.3(C)公分的水位之量測結果。

第9圖為本案實施例1的雷射光學影像水位量測裝置量測之水位高度與固定入流高度關係圖。

10‧‧‧雷射光學影像水位量測裝置

11‧‧‧影像擷取裝置

111‧‧‧鏡頭

12‧‧‧影像擷取裝置

121‧‧‧鏡頭

13‧‧‧雷射光源

14‧‧‧雷射光源

15‧‧‧散熱裝置

16‧‧‧平板

17‧‧‧水平儀

18‧‧‧調節輪

19‧‧‧調節輪

31‧‧‧雷射光點

32‧‧‧雷射光點

W‧‧‧水體

Claims (14)

1. 一種雷射光學影像水位量測裝置，包括：一平板，具有一第一表面；至少一影像擷取裝置，設置在該平板的該第一表面，其中每一影像擷取裝置具有一CMOS感測元件；至少二雷射光源，設置在該平板的該第一表面；及一影像處理裝置，與該至少一影像擷取裝置的每一個連接，其中該至少一影像擷取裝置透過該CMOS感測元件擷取該至少二雷射光源的光線射入一水體產生的一水面影像，並將該水面影像傳送至該影像處理裝置進行一水位估計，該水位估計係計算該至少二雷射光源的光線投射至在該水面影像上所形成光點間的距離而加以完成。
2. 如申請專利範圍第1項之雷射光學影像水位量測裝置，其中該至少一影像擷取裝置為一攝影機或一照相機。
3. 如申請專利範圍第1項之雷射光學影像水位量測裝置，其中該至少二雷射光源選自一紅光、一綠光、一藍光其中之一。
4. 如申請專利範圍第1項之雷射光學影像水位量測裝置，其中該影像處理裝置為一電腦。
5. 如申請專利範圍第1項之雷射光學影像水位量測裝置，還包括一散熱裝置，設置於相應該平板第一表面的一第二表面上，用以維持該雷射光學影像水位量測裝置的溫度。
6. 如申請專利範圍第1項之雷射光學影像水位量測裝置，還包括一水平調整裝置，該水平調整裝置包括：一水平儀及至少一調節輪，該水平儀設置於該平板的該第二表面上，該至少一調節輪設置於該平板的該第一表面上，該水平調整裝置用以調整該雷射光學影像水位量測裝置之水平。
7. 如申請專利範圍第1項之雷射光學影像水位量測裝置，其中當該至少二雷射光源為兩個時，排列為一直線。
8. 如申請專利範圍第1項之雷射光學影像水位量測裝置，其中當該至少二雷射光源為三個以上時，排列為一多邊形。
9. 一種雷射光學影像水位量測裝置的校正方法，該雷射光學影像水位量測裝置包括一影像擷取裝置、至少二雷射光源及一影像處理裝置，該影像擷取裝置與該影像處理裝置連接，該影像擷取裝置與該二雷射光源朝同一方向設置，該校正方法包括下列步驟：(a)架設該雷射光學影像水位量測裝置於一待測物上方的一第一距離；(b)該至少二雷射光源的光線射入該待測物；(c)以該影像擷取裝置拍攝該待測物為一第一影像；(d)傳送該第一影像至該影像處理裝置；(e)垂直移動該待測物，使該雷射光學影像水位量測裝置位於該待測物上方的一第二距離；(f)以該影像擷取裝置拍攝該待測物為一第二影像；(g)傳送該第二影像至該影像處理裝置；(h)重複垂直移動該待測物，使該雷射光學影像水位量測裝置位於該待測物上方的一第N距離，其中N至少為5；(i)以該影像擷取裝置拍攝該待測物為一第N影像；(j)傳送該第N影像至該影像處理裝置；及(k)建立該第一影像至該第N影像的一雷射光影像產生之間距與一不同水位高度的實際距離的一校正曲線。
10. 一種雷射光學影像水位量測裝置的校正方法，該雷射光學影像水位量測裝置包括一影像擷取裝置、至少二雷射光源及一影像處理裝置，該影像擷取裝置與該影像處理裝置連接，該影像擷取裝置與該二雷射光源朝同一方向設置，包括下列步驟：(a)架設該雷射光學影像水位量測裝置於一待測物上方的一第一距離；(b)該至少二雷射光源的光線射入該待測物； (c)拍攝該待測物為一第一影像；(d)垂直移動該待測物，使該雷射光學影像水位量測裝置位於該待測物上方的一第二距離；(e)拍攝該待測物為一第二影像；(f)重複垂直移動該待測物，使該雷射光學影像水位量測裝置位於該待測物上方的一第N距離，其中N至少為5；(g)拍攝該待測物為一第N影像；(h)傳送該第一影像至第N影像到該影像處理裝置；及(i)建立該第一影像至該第N影像的一雷射光影像產生之間距與一不同水位高度的實際距離的一校正曲線。
11. 一種雷射光學影像水位量測裝置的水位量測方法，該雷射光學影像水位量測裝置包括一影像擷取裝置、至少二雷射光源及一影像處理裝置，該影像擷取裝置與該影像處理裝置連接，該影像擷取裝置與該二雷射光源朝同一方向設置，該水位量測方法包括下列步驟：(a)架設該雷射光學影像水位量測裝置於一水體上方的一第一距離；(b)該至少二雷射光源的光線射入該水體；(c)以該影像擷取裝置拍攝該水體的表面為一第一影像；(d)傳送該第一影像至該影像處理裝置，判讀傳送至該影像處理裝置之該影像上的至少二雷射光點，以及計算該至少二雷射光點間彼此的距離；及(e)藉由一校正曲線計算該水體的水位。
12. 如申請專利範圍第11項所述的水位測量方法，其中步驟(c)還包括：(c1)拍攝該水體的一第二影像至一第N影像。
13. 如申請專利範圍第12項所述的水位測量方法，其中步驟(d)還包括：(d1)修正該至少二雷射光點。
14. 如申請專利範圍第13項所述的水位量測方法，其中，當步驟(d1)無法修正該至少二雷射光點時，重疊一第N-1影像及該第N影像，用以增加該至少二雷射光點的差異性。