JP2001119721A - 3次元画像検出装置 - Google Patents
3次元画像検出装置Info
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- JP2001119721A JP2001119721A JP29497299A JP29497299A JP2001119721A JP 2001119721 A JP2001119721 A JP 2001119721A JP 29497299 A JP29497299 A JP 29497299A JP 29497299 A JP29497299 A JP 29497299A JP 2001119721 A JP2001119721 A JP 2001119721A
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- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の異なる方向から被写体を撮影し、被写
体の全体的な3次元形状を検出する。 【解決手段】 撮影画像の各画素に対応する被写体まで
の距離を検出可能なカメラを用いて、点G1 、点G2 、
点G3 から被写体であるビルを撮影する。点G1、点G
2 、点G3 の地図上の位置をGPSを用いて検出する。
各点G1 、G2 、G3 におけるカメラの撮影方位L
p1 、Lp2 、Lp3 およびカメラの傾斜角度をカメラ
に備えつけられた方位センサ、傾斜角度センサにより検
出する。各点G 1 、G2 、G3 における撮影により検出
された被写体の3次元形状を、それぞれ点G1 、G2 、
G3 を原点とした座標系であらわす。各撮影における地
図上の位置、撮影方位、傾斜角度に基づいて点G2 、点
G3 の座標系による被写体の座標を点G1 における座標
系に変換する。
体の全体的な3次元形状を検出する。 【解決手段】 撮影画像の各画素に対応する被写体まで
の距離を検出可能なカメラを用いて、点G1 、点G2 、
点G3 から被写体であるビルを撮影する。点G1、点G
2 、点G3 の地図上の位置をGPSを用いて検出する。
各点G1 、G2 、G3 におけるカメラの撮影方位L
p1 、Lp2 、Lp3 およびカメラの傾斜角度をカメラ
に備えつけられた方位センサ、傾斜角度センサにより検
出する。各点G 1 、G2 、G3 における撮影により検出
された被写体の3次元形状を、それぞれ点G1 、G2 、
G3 を原点とした座標系であらわす。各撮影における地
図上の位置、撮影方位、傾斜角度に基づいて点G2 、点
G3 の座標系による被写体の座標を点G1 における座標
系に変換する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝播時間測定法
を用いて被写体の3次元形状等を検出する3次元画像検
出装置に関する。
を用いて被写体の3次元形状等を検出する3次元画像検
出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来被写体までの距離を画素毎に検出す
る3次元画像検出装置としては、「Measurement Scienc
e and Technology」(S. Christie 他、vol.6, p1301-1
308, 1995 年)に記載された3次元画像検出装置や、国
際公開97/01111号公報に開示された3次元画像検出装置
などが知られている。これらの3次元画像検出装置で
は、パルス変調されたレーザ光が被写体に照射され、そ
の反射光が2次元CCDセンサによって受光され、電気
信号に変換される。このとき2次元CCDのシャッタ動
作を制御することにより、被写体までの距離に対応する
電気信号をCCDの画素毎に検出することができる。こ
の電気信号からCCDの各画素に対応する被写体までの
距離が検出される。
る3次元画像検出装置としては、「Measurement Scienc
e and Technology」(S. Christie 他、vol.6, p1301-1
308, 1995 年)に記載された3次元画像検出装置や、国
際公開97/01111号公報に開示された3次元画像検出装置
などが知られている。これらの3次元画像検出装置で
は、パルス変調されたレーザ光が被写体に照射され、そ
の反射光が2次元CCDセンサによって受光され、電気
信号に変換される。このとき2次元CCDのシャッタ動
作を制御することにより、被写体までの距離に対応する
電気信号をCCDの画素毎に検出することができる。こ
の電気信号からCCDの各画素に対応する被写体までの
距離が検出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの3次元画像検
出装置で被写体の3次元形状を検出する場合、1つの方
向からの撮影では、被写体の部分的な3次元形状しか検
出できない。被写体の全体的な3次元形状を検出するに
は、複数の異なる方向から被写体を撮影する必要があ
る。しかし、異なる方向から撮影して得られる被写体の
座標データは、異なる座標系に基づくものであり、これ
らの座標データを基に被写体を一体的に表すには、各座
標系によって表された被写体の座標データを1つの座標
系に変換する必要がある。従来これらの変換は、各方向
から得られた被写体の3次元的な画像をコンピュータの
ディスプレイ上に表示し、被写体の視覚的特徴点を手が
かりに3次元グラフィックソフトなどを用いて手動で一
体的な被写体画像を合成することにより行われている。
出装置で被写体の3次元形状を検出する場合、1つの方
向からの撮影では、被写体の部分的な3次元形状しか検
出できない。被写体の全体的な3次元形状を検出するに
は、複数の異なる方向から被写体を撮影する必要があ
る。しかし、異なる方向から撮影して得られる被写体の
座標データは、異なる座標系に基づくものであり、これ
らの座標データを基に被写体を一体的に表すには、各座
標系によって表された被写体の座標データを1つの座標
系に変換する必要がある。従来これらの変換は、各方向
から得られた被写体の3次元的な画像をコンピュータの
ディスプレイ上に表示し、被写体の視覚的特徴点を手が
かりに3次元グラフィックソフトなどを用いて手動で一
体的な被写体画像を合成することにより行われている。
【0004】本発明は、複数の異なる点から被写体を撮
影し、これら複数の撮影において検出される被写体の3
次元形状を簡単に1つの座標系を用いて一体的に表すこ
とが可能な3次元画像検出装置を得ることを目的として
いる。
影し、これら複数の撮影において検出される被写体の3
次元形状を簡単に1つの座標系を用いて一体的に表すこ
とが可能な3次元画像検出装置を得ることを目的として
いる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の3次元画像検出
装置は、被写体の3次元形状を示す距離情報を検出可能
なカメラであって、第1、第2の撮影におけるカメラの
位置を代表する第1の撮影点および第2の撮影点に関
し、被写体の第1の相対座標および第2の相対座標を距
離情報に基づいて算出する座標算出手段と、第1の相対
座標と、第2の相対座標を所定の座標系に変換する座標
変換処理手段と、カメラの少なくとも位置情報および撮
影方向の方位情報を取得するカメラ情報取得手段とを備
え、座標変換処理手段の座標変換が、カメラ情報取得手
段により取得される情報に基づいて行われることを特徴
としている。
装置は、被写体の3次元形状を示す距離情報を検出可能
なカメラであって、第1、第2の撮影におけるカメラの
位置を代表する第1の撮影点および第2の撮影点に関
し、被写体の第1の相対座標および第2の相対座標を距
離情報に基づいて算出する座標算出手段と、第1の相対
座標と、第2の相対座標を所定の座標系に変換する座標
変換処理手段と、カメラの少なくとも位置情報および撮
影方向の方位情報を取得するカメラ情報取得手段とを備
え、座標変換処理手段の座標変換が、カメラ情報取得手
段により取得される情報に基づいて行われることを特徴
としている。
【0006】カメラ情報取得手段は好ましくは、第1お
よび第2の撮影点の地図上の絶対座標を検出する絶対座
標検出手段と、撮影方向の方位情報を検出する方位情報
検出手段とを備え、位置情報が絶対座標検出手段により
取得され、方位情報が方位情報検出手段により取得され
る。より好ましくは、カメラ情報取得手段は、カメラの
傾斜角度情報を検出する傾斜角度情報検出手段を備え
る。
よび第2の撮影点の地図上の絶対座標を検出する絶対座
標検出手段と、撮影方向の方位情報を検出する方位情報
検出手段とを備え、位置情報が絶対座標検出手段により
取得され、方位情報が方位情報検出手段により取得され
る。より好ましくは、カメラ情報取得手段は、カメラの
傾斜角度情報を検出する傾斜角度情報検出手段を備え
る。
【0007】絶対座標は好ましくは、経度、緯度、高度
である。このときより好ましくは、絶対座標検出手段
は、GPS(Ground Positioning System )を利用す
る。
である。このときより好ましくは、絶対座標検出手段
は、GPS(Ground Positioning System )を利用す
る。
【0008】例えば所定の座標系は、第1の相対座標の
座標系である。
座標系である。
【0009】3次元画像検出装置は例えば、第1および
第2の相対座標を座標変換処理手段により所定の座標系
に変換し、変換された被写体の座標を1つのファイルに
記録可能である。また3次元画像検出装置は例えば、第
1および第2の相対座標を座標変換処理手段により所定
の座標系に変換し、変換された被写体の座標をそれぞれ
別個のファイルに記録可能である。
第2の相対座標を座標変換処理手段により所定の座標系
に変換し、変換された被写体の座標を1つのファイルに
記録可能である。また3次元画像検出装置は例えば、第
1および第2の相対座標を座標変換処理手段により所定
の座標系に変換し、変換された被写体の座標をそれぞれ
別個のファイルに記録可能である。
【0010】ファイルは好ましくは、ファイル内におい
て共通する情報やファイル間の関係を示す情報を記録す
るヘッダ領域と、被写体の座標や画像に関するデータを
記録するデータ領域とを有する。このときヘッダ領域
に、絶対座標と方位情報と傾斜角度情報とが記録され
る。
て共通する情報やファイル間の関係を示す情報を記録す
るヘッダ領域と、被写体の座標や画像に関するデータを
記録するデータ領域とを有する。このときヘッダ領域
に、絶対座標と方位情報と傾斜角度情報とが記録され
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態
であるカメラ型の3次元画像検出装置の斜視図である。
を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態
であるカメラ型の3次元画像検出装置の斜視図である。
【0012】カメラ本体10の前面において、撮影レン
ズ11の左上にはファインダ窓12が設けられ、右上に
はストロボ13が設けられている。カメラ本体10の上
面において、撮影レンズ11の真上には、測距光である
レーザ光を照射する発光装置14が配設されている。発
光装置14の左側にはレリーズスイッチ15、液晶表示
パネル16が設けられ、右側にはモード切替ダイヤル1
7と合成モード設定スイッチ18が設けられている。カ
メラ本体10の側面には、ICメモリカード等の記録媒
体を挿入するためのカード挿入口19が形成され、ま
た、ビデオ出力端子20、インターフェースコネクタ2
1、GPS(Ground Positioning System)アンテナ用
コネクタ22が設けられている。
ズ11の左上にはファインダ窓12が設けられ、右上に
はストロボ13が設けられている。カメラ本体10の上
面において、撮影レンズ11の真上には、測距光である
レーザ光を照射する発光装置14が配設されている。発
光装置14の左側にはレリーズスイッチ15、液晶表示
パネル16が設けられ、右側にはモード切替ダイヤル1
7と合成モード設定スイッチ18が設けられている。カ
メラ本体10の側面には、ICメモリカード等の記録媒
体を挿入するためのカード挿入口19が形成され、ま
た、ビデオ出力端子20、インターフェースコネクタ2
1、GPS(Ground Positioning System)アンテナ用
コネクタ22が設けられている。
【0013】図2は図1に示すカメラの回路構成を示す
ブロック図である。撮影レンズ11の中には絞り25が
設けられている。絞り25の開度はアイリス駆動回路2
6によって調整される。撮影レンズ11の焦点調節動作
およびズーミング動作はレンズ駆動回路27によって制
御される。
ブロック図である。撮影レンズ11の中には絞り25が
設けられている。絞り25の開度はアイリス駆動回路2
6によって調整される。撮影レンズ11の焦点調節動作
およびズーミング動作はレンズ駆動回路27によって制
御される。
【0014】撮影レンズ11の光軸上には撮像素子(C
CD)28が配設されている。CCD28には、撮影レ
ンズ11によって被写体像が形成され、被写体像に対応
した電荷が発生する。CCD28における電荷の蓄積動
作、電荷の読出動作等の動作はCCD駆動回路30によ
って制御される。CCD28から読み出された電荷信号
すなわち画像信号はアンプ31において増幅され、A/
D変換器32においてアナログ信号からデジタル信号に
変換される。デジタルの画像信号は撮像信号処理回路3
3においてガンマ補正等の処理を施され、画像メモリ3
4に一時的に格納される。アイリス駆動回路26、レン
ズ駆動回路27、CCD駆動回路30、撮像信号処理回
路33はシステムコントロール回路35によって制御さ
れる。
CD)28が配設されている。CCD28には、撮影レ
ンズ11によって被写体像が形成され、被写体像に対応
した電荷が発生する。CCD28における電荷の蓄積動
作、電荷の読出動作等の動作はCCD駆動回路30によ
って制御される。CCD28から読み出された電荷信号
すなわち画像信号はアンプ31において増幅され、A/
D変換器32においてアナログ信号からデジタル信号に
変換される。デジタルの画像信号は撮像信号処理回路3
3においてガンマ補正等の処理を施され、画像メモリ3
4に一時的に格納される。アイリス駆動回路26、レン
ズ駆動回路27、CCD駆動回路30、撮像信号処理回
路33はシステムコントロール回路35によって制御さ
れる。
【0015】画像信号は画像メモリ34から読み出さ
れ、LCD駆動回路36に供給される。LCD駆動回路
36は画像信号に応じて動作し、これにより画像表示L
CDパネル37には、画像信号に対応した画像が表示さ
れる。
れ、LCD駆動回路36に供給される。LCD駆動回路
36は画像信号に応じて動作し、これにより画像表示L
CDパネル37には、画像信号に対応した画像が表示さ
れる。
【0016】また画像メモリ34から読み出された画像
信号はTV信号エンコーダ38に送られ、ビデオ出力端
子20を介して、カメラ本体10の外部に設けられたモ
ニタ装置39に伝送可能である。システムコントロール
回路35はインターフェース回路40に接続されてお
り、インターフェース回路40はインターフェースコネ
クタ21に接続されている。したがって、画像メモリ3
4から読み出された画像信号は、インターフェースコネ
クタ21に接続されたコンピュータ41に伝送可能であ
る。また、システムコントロール回路35は、記録媒体
制御回路42を介して画像記録装置43に接続されてい
る。したがって画像メモリ34から読み出された画像信
号は、画像記録装置43に装着されたICメモリカード
等の記録媒体Mに記録可能である。
信号はTV信号エンコーダ38に送られ、ビデオ出力端
子20を介して、カメラ本体10の外部に設けられたモ
ニタ装置39に伝送可能である。システムコントロール
回路35はインターフェース回路40に接続されてお
り、インターフェース回路40はインターフェースコネ
クタ21に接続されている。したがって、画像メモリ3
4から読み出された画像信号は、インターフェースコネ
クタ21に接続されたコンピュータ41に伝送可能であ
る。また、システムコントロール回路35は、記録媒体
制御回路42を介して画像記録装置43に接続されてい
る。したがって画像メモリ34から読み出された画像信
号は、画像記録装置43に装着されたICメモリカード
等の記録媒体Mに記録可能である。
【0017】発光装置14は発光素子14aと照明レン
ズ14bにより構成され、発光素子14aの発光動作は
発光素子制御回路44によって制御される。発光素子1
4aはレーザダイオード(LD)またはLEDなどであ
り、照射されるレーザ光は被写体の距離を検出するため
の測距光として用いられる。このレーザ光は照明レンズ
14bを介して被写体の全体に照射される。被写体で反
射したレーザ光が撮影レンズ11に入射し、CCD28
で検出されることにより被写体までの距離情報が検出さ
れる。
ズ14bにより構成され、発光素子14aの発光動作は
発光素子制御回路44によって制御される。発光素子1
4aはレーザダイオード(LD)またはLEDなどであ
り、照射されるレーザ光は被写体の距離を検出するため
の測距光として用いられる。このレーザ光は照明レンズ
14bを介して被写体の全体に照射される。被写体で反
射したレーザ光が撮影レンズ11に入射し、CCD28
で検出されることにより被写体までの距離情報が検出さ
れる。
【0018】GPSアンテナ50はGPSアンテナ用コ
ネクタ22を介してGPS受信回路23に接続されお
り、GPS受信回路23はシステムコントロール回路3
5に接続されている。したがって、カメラは衛星からの
信号を受信することにより、そのときの経度、緯度、高
度を検出でき、検出された経度、緯度、高度はシステム
コントロール回路35へ出力される。またカメラには方
位センサ46、傾斜角度センサ48が備えられている。
したがって、カメラのレンズが向けられている方位およ
びカメラの傾斜角が、方位センサ46、傾斜角度センサ
48からの信号に基いて、方位検出回路47、傾斜角度
検出回路49により検出される。方位検出回路47、傾
斜角度検出回路49はシステムコントロール回路35に
それぞれ接続されており、検出された方位データおよび
傾斜角度データは、システムコントロール回路35へ出
力される。
ネクタ22を介してGPS受信回路23に接続されお
り、GPS受信回路23はシステムコントロール回路3
5に接続されている。したがって、カメラは衛星からの
信号を受信することにより、そのときの経度、緯度、高
度を検出でき、検出された経度、緯度、高度はシステム
コントロール回路35へ出力される。またカメラには方
位センサ46、傾斜角度センサ48が備えられている。
したがって、カメラのレンズが向けられている方位およ
びカメラの傾斜角が、方位センサ46、傾斜角度センサ
48からの信号に基いて、方位検出回路47、傾斜角度
検出回路49により検出される。方位検出回路47、傾
斜角度検出回路49はシステムコントロール回路35に
それぞれ接続されており、検出された方位データおよび
傾斜角度データは、システムコントロール回路35へ出
力される。
【0019】システムコントロール回路35には、レリ
ーズスイッチ15、モード切替ダイヤル17、合成モー
ド設定スイッチ18から成るスイッチ群45と、液晶表
示パネル(表示素子)16とが接続されている。
ーズスイッチ15、モード切替ダイヤル17、合成モー
ド設定スイッチ18から成るスイッチ群45と、液晶表
示パネル(表示素子)16とが接続されている。
【0020】次に図3および図4を参照して、本実施形
態における距離測定の原理について説明する。なお図4
において横軸は時間tである。
態における距離測定の原理について説明する。なお図4
において横軸は時間tである。
【0021】距離測定装置Bから出力された測距光は被
写体Sにおいて反射し、図示しないCCDによって受光
される。測距光は所定のパルス幅Hを有するパルス状の
光であり、したがって被写体Sからの反射光も、同じパ
ルス幅Hを有するパルス状の光である。また反射光のパ
ルスの立ち上がりは、測距光のパルスの立ち上がりより
も時間δ・t(δは遅延係数)だけ遅れる。測距光と反
射光は距離測定装置Bと被写体Sの間の2倍の距離rを
進んだことになるから、その距離rは r=δ・t・C/2 ・・・(1) により得られる。ただしCは光速である。
写体Sにおいて反射し、図示しないCCDによって受光
される。測距光は所定のパルス幅Hを有するパルス状の
光であり、したがって被写体Sからの反射光も、同じパ
ルス幅Hを有するパルス状の光である。また反射光のパ
ルスの立ち上がりは、測距光のパルスの立ち上がりより
も時間δ・t(δは遅延係数)だけ遅れる。測距光と反
射光は距離測定装置Bと被写体Sの間の2倍の距離rを
進んだことになるから、その距離rは r=δ・t・C/2 ・・・(1) により得られる。ただしCは光速である。
【0022】例えば測距光のパルスの立ち上がりから反
射光を検知可能な状態に定め、反射光のパルスが立ち下
がる前に検知不可能な状態に切換えるようにすると、す
なわち反射光検知期間Tを設けると、この反射光検知期
間Tにおける受光量Aは距離rの関数である。すなわち
受光量Aは、距離rが大きくなるほど(時間δ・tが大
きくなるほど)小さくなる。
射光を検知可能な状態に定め、反射光のパルスが立ち下
がる前に検知不可能な状態に切換えるようにすると、す
なわち反射光検知期間Tを設けると、この反射光検知期
間Tにおける受光量Aは距離rの関数である。すなわち
受光量Aは、距離rが大きくなるほど(時間δ・tが大
きくなるほど)小さくなる。
【0023】本実施形態では上述した原理を利用して、
CCD28に設けられ、2次元的に配列された複数のフ
ォトダイオードにおいてそれぞれ受光量Aを検出するこ
とにより、カメラ本体10から被写体Sの表面の各点ま
での距離をそれぞれ検出し、被写体Sの3次元形状を示
す3次元画像のデータを一括して入力している。
CCD28に設けられ、2次元的に配列された複数のフ
ォトダイオードにおいてそれぞれ受光量Aを検出するこ
とにより、カメラ本体10から被写体Sの表面の各点ま
での距離をそれぞれ検出し、被写体Sの3次元形状を示
す3次元画像のデータを一括して入力している。
【0024】図5は、CCD28に設けられるフォトダ
イオード51と垂直転送部52の配置を示す図である。
図6は、CCD28を基板53に垂直な平面で切断して
示す断面図である。このCCD28は従来公知のインタ
ーライン型CCDであり、不要電荷の掃出しにVOD
(縦型オーバーフロードレイン)方式を用いたものであ
る。
イオード51と垂直転送部52の配置を示す図である。
図6は、CCD28を基板53に垂直な平面で切断して
示す断面図である。このCCD28は従来公知のインタ
ーライン型CCDであり、不要電荷の掃出しにVOD
(縦型オーバーフロードレイン)方式を用いたものであ
る。
【0025】フォトダイオード51と垂直転送部52は
n型基板53の面に沿って形成されている。フォトダイ
オード51は2次元的に格子状に配列され、垂直転送部
52は所定の方向(図5において上下方向)に1列に並
ぶフォトダイオード51に隣接して設けられている。垂
直転送部52は、1つのフォトダイオード51に対して
4つの垂直転送電極52a,52b,52c,52dを
有している。したがって垂直転送部52では、4つのポ
テンシャルの井戸が形成可能であり、従来公知のよう
に、これらの井戸の深さを制御することによって、信号
電荷をCCD28から出力することができる。なお、垂
直転送電極の数は目的に応じて自由に変更できる。
n型基板53の面に沿って形成されている。フォトダイ
オード51は2次元的に格子状に配列され、垂直転送部
52は所定の方向(図5において上下方向)に1列に並
ぶフォトダイオード51に隣接して設けられている。垂
直転送部52は、1つのフォトダイオード51に対して
4つの垂直転送電極52a,52b,52c,52dを
有している。したがって垂直転送部52では、4つのポ
テンシャルの井戸が形成可能であり、従来公知のよう
に、これらの井戸の深さを制御することによって、信号
電荷をCCD28から出力することができる。なお、垂
直転送電極の数は目的に応じて自由に変更できる。
【0026】基板53の表面に形成されたp型井戸の中
にフォトダイオード51が形成され、p型井戸とn型基
板53の間に印加される逆バイアス電圧によってp型井
戸が完全空乏化される。この状態において、入射光(被
写体からの反射光)の光量に応じた電荷がフォトダイオ
ード51において蓄積される。基板電圧Vsub を所定値
以上に大きくすると、フォトダイオード51に蓄積した
電荷は、基板53側に掃出される。これに対し、転送ゲ
ート部54に電荷転送信号(電圧信号)が印加されたと
き、フォトダイオード51に蓄積した電荷は垂直転送部
52に転送される。すなわち電荷掃出信号によって電荷
を基板53側に掃出した後、フォトダイオード51に蓄
積した信号電荷が、電荷転送信号によって垂直転送部5
2側に転送される。このような動作を繰り返すことによ
り、垂直転送部52において信号電荷が積分され、いわ
ゆる電子シャッタ動作が実現される。
にフォトダイオード51が形成され、p型井戸とn型基
板53の間に印加される逆バイアス電圧によってp型井
戸が完全空乏化される。この状態において、入射光(被
写体からの反射光)の光量に応じた電荷がフォトダイオ
ード51において蓄積される。基板電圧Vsub を所定値
以上に大きくすると、フォトダイオード51に蓄積した
電荷は、基板53側に掃出される。これに対し、転送ゲ
ート部54に電荷転送信号(電圧信号)が印加されたと
き、フォトダイオード51に蓄積した電荷は垂直転送部
52に転送される。すなわち電荷掃出信号によって電荷
を基板53側に掃出した後、フォトダイオード51に蓄
積した信号電荷が、電荷転送信号によって垂直転送部5
2側に転送される。このような動作を繰り返すことによ
り、垂直転送部52において信号電荷が積分され、いわ
ゆる電子シャッタ動作が実現される。
【0027】図7は距離情報検出動作におけるタイミン
グチャートであり、図1、図2、図5〜図7を参照して
本実施形態における距離情報検出動作について説明す
る。なお本実施形態の距離情報検出動作では、図4を参
照して行なった距離測定の原理の説明とは異なり、外光
の影響による雑音を低減するために測距光のパルスの立
ち下がりから反射光を検知可能な状態に定め、反射光の
パルスが立ち下がった後に検知不可能な状態に切換える
ようにタイミングチャートを構成しているが原理的には
何ら異なるものではない。
グチャートであり、図1、図2、図5〜図7を参照して
本実施形態における距離情報検出動作について説明す
る。なお本実施形態の距離情報検出動作では、図4を参
照して行なった距離測定の原理の説明とは異なり、外光
の影響による雑音を低減するために測距光のパルスの立
ち下がりから反射光を検知可能な状態に定め、反射光の
パルスが立ち下がった後に検知不可能な状態に切換える
ようにタイミングチャートを構成しているが原理的には
何ら異なるものではない。
【0028】垂直同期信号(図示せず)の出力に同期し
て電荷掃出し信号(パルス信号)S1が出力され、これ
によりフォトダイオード51に蓄積していた不要電荷が
基板53の方向に掃出され、フォトダイオード51にお
ける蓄積電荷量はゼロになる(符号S2)。電荷掃出し
信号S1の出力の開始の後、一定のパルス幅を有するパ
ルス状の測距光S3が出力される。測距光S3が出力さ
れる期間(パルス幅)は調整可能であり、図示例では、
電荷掃出し信号S1の出力と同時に測距光S3がオフす
るように調整されている。
て電荷掃出し信号(パルス信号)S1が出力され、これ
によりフォトダイオード51に蓄積していた不要電荷が
基板53の方向に掃出され、フォトダイオード51にお
ける蓄積電荷量はゼロになる(符号S2)。電荷掃出し
信号S1の出力の開始の後、一定のパルス幅を有するパ
ルス状の測距光S3が出力される。測距光S3が出力さ
れる期間(パルス幅)は調整可能であり、図示例では、
電荷掃出し信号S1の出力と同時に測距光S3がオフす
るように調整されている。
【0029】測距光S3は被写体において反射し、CC
D28に入射する。すなわちCCD28によって被写体
からの反射光S4が受光されるが、電荷掃出し信号S1
が出力されている間は、フォトダイオード51において
電荷は蓄積されない(符号S2)。電荷掃出し信号S1
の出力が停止されると、フォトダイオード51では、反
射光S4の受光によって電荷蓄積が開始され、反射光S
4と外光とに起因する信号電荷S5が発生する。反射光
S4が消滅すると(符号S6)フォトダイオード51で
は、反射光に基く電荷蓄積は終了するが(符号S7)、
外光のみに起因する電荷蓄積が継続する(符号S8)。
D28に入射する。すなわちCCD28によって被写体
からの反射光S4が受光されるが、電荷掃出し信号S1
が出力されている間は、フォトダイオード51において
電荷は蓄積されない(符号S2)。電荷掃出し信号S1
の出力が停止されると、フォトダイオード51では、反
射光S4の受光によって電荷蓄積が開始され、反射光S
4と外光とに起因する信号電荷S5が発生する。反射光
S4が消滅すると(符号S6)フォトダイオード51で
は、反射光に基く電荷蓄積は終了するが(符号S7)、
外光のみに起因する電荷蓄積が継続する(符号S8)。
【0030】その後、電荷転送信号S9が出力される
と、フォトダイオード51に蓄積された電荷が垂直転送
部52に転送される。この電荷転送は、電荷転送信号の
出力の終了(符号S10)によって完了する。すなわ
ち、外光が存在するためにフォトダイオード51では電
荷蓄積が継続するが、電荷転送信号の出力が終了するま
でフォトダイオード51に蓄積されていた信号電荷S1
1が垂直転送部52へ転送される。電荷転送信号の出力
終了後に蓄積している電荷S14は、そのままフォトダ
イオード51に残留する。
と、フォトダイオード51に蓄積された電荷が垂直転送
部52に転送される。この電荷転送は、電荷転送信号の
出力の終了(符号S10)によって完了する。すなわ
ち、外光が存在するためにフォトダイオード51では電
荷蓄積が継続するが、電荷転送信号の出力が終了するま
でフォトダイオード51に蓄積されていた信号電荷S1
1が垂直転送部52へ転送される。電荷転送信号の出力
終了後に蓄積している電荷S14は、そのままフォトダ
イオード51に残留する。
【0031】このように電荷掃出し信号S1の出力の終
了から電荷転送信号S9の出力が終了するまでの期間T
U1の間、フォトダイオード51には、被写体までの距離
に対応した信号電荷が蓄積される。そして、反射光S4
の受光終了(符号S6)までフォトダイオード51に蓄
積している電荷が、被写体の距離情報と対応した信号電
荷S12(斜線部)として垂直転送部52へ転送され、
その他の信号電荷S13は外光のみに起因するものであ
る。
了から電荷転送信号S9の出力が終了するまでの期間T
U1の間、フォトダイオード51には、被写体までの距離
に対応した信号電荷が蓄積される。そして、反射光S4
の受光終了(符号S6)までフォトダイオード51に蓄
積している電荷が、被写体の距離情報と対応した信号電
荷S12(斜線部)として垂直転送部52へ転送され、
その他の信号電荷S13は外光のみに起因するものであ
る。
【0032】電荷転送信号S9の出力から一定時間が経
過した後、再び電荷掃出し信号S1が出力され、垂直転
送部52への信号電荷の転送後にフォトダイオード51
に蓄積された不要電荷が基板53の方向へ掃出される。
すなわち、フォトダイオード51において新たに信号電
荷の蓄積が開始する。そして、上述したのと同様に、電
荷蓄積期間TU1が経過したとき、信号電荷は垂直転送部
52へ転送される。
過した後、再び電荷掃出し信号S1が出力され、垂直転
送部52への信号電荷の転送後にフォトダイオード51
に蓄積された不要電荷が基板53の方向へ掃出される。
すなわち、フォトダイオード51において新たに信号電
荷の蓄積が開始する。そして、上述したのと同様に、電
荷蓄積期間TU1が経過したとき、信号電荷は垂直転送部
52へ転送される。
【0033】このような信号電荷S11の垂直転送部5
2への転送動作は、次の垂直同期信号が出力されるま
で、繰り返し実行される。これにより垂直転送部52に
おいて、信号電荷S11が積分され、1フィールドの期
間(2つの垂直同期信号によって挟まれる期間)に積分
された信号電荷S11は、その期間被写体が静止してい
ると見做せれば、被写体までの距離情報に対応してい
る。なお信号電荷S13は信号電荷S12に比べ微小で
あるため信号電荷S11は信号電荷S12と等しいと見
なすことができる。
2への転送動作は、次の垂直同期信号が出力されるま
で、繰り返し実行される。これにより垂直転送部52に
おいて、信号電荷S11が積分され、1フィールドの期
間(2つの垂直同期信号によって挟まれる期間)に積分
された信号電荷S11は、その期間被写体が静止してい
ると見做せれば、被写体までの距離情報に対応してい
る。なお信号電荷S13は信号電荷S12に比べ微小で
あるため信号電荷S11は信号電荷S12と等しいと見
なすことができる。
【0034】以上説明した信号電荷S11の検出動作は
1つのフォトダイオード51に関するものであり、全て
のフォトダイオード51においてこのような検出動作が
行なわれる。1フィールドの期間における検出動作の結
果、各フォトダイオード51に隣接した垂直転送部52
の各部位には、そのフォトダイオード51によって検出
された距離情報が保持される。この距離情報は垂直転送
部52における垂直転送動作および図示しない水平転送
部における水平転送動作によってCCD28から出力さ
れる。
1つのフォトダイオード51に関するものであり、全て
のフォトダイオード51においてこのような検出動作が
行なわれる。1フィールドの期間における検出動作の結
果、各フォトダイオード51に隣接した垂直転送部52
の各部位には、そのフォトダイオード51によって検出
された距離情報が保持される。この距離情報は垂直転送
部52における垂直転送動作および図示しない水平転送
部における水平転送動作によってCCD28から出力さ
れる。
【0035】次に、複数の方向から被写体を撮影し、各
方向からの撮影により検出された距離データを合成する
合成モードについて説明する。
方向からの撮影により検出された距離データを合成する
合成モードについて説明する。
【0036】図8は、合成モードにおける撮影動作の一
例を示すものであり、1つのカメラを用いて3個所から
被写体であるビルを撮影している。第1の撮影動作は、
点G 1 からビルの正面を撮影している。第2の撮影動作
は、点G2 からビルの右側面を撮影しており、第3の撮
影動作は、点G3 からビルの左斜め後を撮影している。
半直線Lp1 、Lp2 、Lp3 は、点G1 、G2 、G3
の撮影においてカメラのレンズが向けられた向きを表し
ており、撮影時のカメラの光軸に一致する。また点
G1 、G2 、G3 は、撮影時におけるカメラの撮影光学
系の焦点に一致する。
例を示すものであり、1つのカメラを用いて3個所から
被写体であるビルを撮影している。第1の撮影動作は、
点G 1 からビルの正面を撮影している。第2の撮影動作
は、点G2 からビルの右側面を撮影しており、第3の撮
影動作は、点G3 からビルの左斜め後を撮影している。
半直線Lp1 、Lp2 、Lp3 は、点G1 、G2 、G3
の撮影においてカメラのレンズが向けられた向きを表し
ており、撮影時のカメラの光軸に一致する。また点
G1 、G2 、G3 は、撮影時におけるカメラの撮影光学
系の焦点に一致する。
【0037】一点(一方向)からの撮影により検出され
る被写体の3次元形状は、被写体の一部についてのみで
ある。例えば第1の撮影動作では、ビルの正面部分の3
次元形状しか検出されない。ビル全体の3次元形状を検
出するには、図のように複数の方向からビルを撮影し、
各点G1 、G2 、G3 の撮影により検出されたビルの3
次元形状を1つに合成しなければならない。合成モード
では、各点G1 、G2、G3 の地図上の絶対座標、光軸
が向いている方位、カメラの水平面からの傾きをGP
S、方位センサ46、傾斜角度センサ48を用いて検出
し、これらのデータをもとに点G1 、G2 、G3 をそれ
ぞれ原点として検出されたビルの3次元形状に関する座
標データを1つの座標系に変換する。これにより各点G
1 、G2 、G3 において別々に検出された被写体の3次
元形状が、1つの座標系によって一体的に表される。な
お本実施形態では、合成モード設定後、初めて撮影が行
われたときの座標系、すなわち点G1 を座標原点とした
座標系を基準座標系として採用する。
る被写体の3次元形状は、被写体の一部についてのみで
ある。例えば第1の撮影動作では、ビルの正面部分の3
次元形状しか検出されない。ビル全体の3次元形状を検
出するには、図のように複数の方向からビルを撮影し、
各点G1 、G2 、G3 の撮影により検出されたビルの3
次元形状を1つに合成しなければならない。合成モード
では、各点G1 、G2、G3 の地図上の絶対座標、光軸
が向いている方位、カメラの水平面からの傾きをGP
S、方位センサ46、傾斜角度センサ48を用いて検出
し、これらのデータをもとに点G1 、G2 、G3 をそれ
ぞれ原点として検出されたビルの3次元形状に関する座
標データを1つの座標系に変換する。これにより各点G
1 、G2 、G3 において別々に検出された被写体の3次
元形状が、1つの座標系によって一体的に表される。な
お本実施形態では、合成モード設定後、初めて撮影が行
われたときの座標系、すなわち点G1 を座標原点とした
座標系を基準座標系として採用する。
【0038】図9は本実施形態において実行される3次
元画像検出動作のフローチャートである。
元画像検出動作のフローチャートである。
【0039】ステップ101においてレリーズスイッチ
15が全押しされていることが確認されるとステップ1
02が実行され、CCD28による通常の撮影動作(C
CDビデオ制御)がオン状態に定められ、被写体の2次
元画像が撮影され画像データとして検出される。検出さ
れた画像データは、ステップ103において画像メモリ
34に一時的に記憶される。
15が全押しされていることが確認されるとステップ1
02が実行され、CCD28による通常の撮影動作(C
CDビデオ制御)がオン状態に定められ、被写体の2次
元画像が撮影され画像データとして検出される。検出さ
れた画像データは、ステップ103において画像メモリ
34に一時的に記憶される。
【0040】ステップ104においてCCDのビデオ制
御がオフ状態に定められた後、ステップ105において
垂直同期信号が出力されるとともに測距光制御が開始さ
れる。すなわち発光装置14が駆動され、パルス状の測
距光S3が断続的に出力される。次いでステップ106
が実行され、CCD28による検知制御が開始される。
すなわち図7を参照して説明した距離情報検出動作が開
始され、電荷掃出信号S1と電荷転送信号S9が交互に
出力されて、距離情報の信号電荷S11が垂直転送部5
2において積分される。
御がオフ状態に定められた後、ステップ105において
垂直同期信号が出力されるとともに測距光制御が開始さ
れる。すなわち発光装置14が駆動され、パルス状の測
距光S3が断続的に出力される。次いでステップ106
が実行され、CCD28による検知制御が開始される。
すなわち図7を参照して説明した距離情報検出動作が開
始され、電荷掃出信号S1と電荷転送信号S9が交互に
出力されて、距離情報の信号電荷S11が垂直転送部5
2において積分される。
【0041】ステップ107では、距離情報検出動作の
開始から1フィールド期間が終了したか否か、すなわち
新たに垂直同期信号が出力されたか否かが判定される。
1フィールド期間が終了するとステップ108へ進み、
垂直転送部52において積分された距離情報の信号電荷
がCCD28から出力される。この信号電荷はステップ
109において画像メモリ34に一時的に記憶される。
開始から1フィールド期間が終了したか否か、すなわち
新たに垂直同期信号が出力されたか否かが判定される。
1フィールド期間が終了するとステップ108へ進み、
垂直転送部52において積分された距離情報の信号電荷
がCCD28から出力される。この信号電荷はステップ
109において画像メモリ34に一時的に記憶される。
【0042】ステップ110では測距光制御がオフ状態
に切換えられ、発光装置14の発光動作が停止する。ス
テップ111では、距離データの演算処理が行なわれ、
画像メモリ34に一時的に記憶される。
に切換えられ、発光装置14の発光動作が停止する。ス
テップ111では、距離データの演算処理が行なわれ、
画像メモリ34に一時的に記憶される。
【0043】ステップ112では、ステップ111で算
出された距離データから撮影点を原点とした被写体の座
標が算出され、画像メモリ34に一時的に記憶される。
出された距離データから撮影点を原点とした被写体の座
標が算出され、画像メモリ34に一時的に記憶される。
【0044】ステップ113では、GPSアンテナ50
で受信された衛星からの信号をGPS受信回路23で解
析して、カメラの地図上の座標である経度、緯度、高度
が検出される。ステップ114では、方位センサ46に
より撮像レンズの向いている方位が検出される。ステッ
プ115では、カメラの傾斜角度が傾斜角度センサ48
により検出される。検出された地図座標、方位、傾斜角
度のデータはそれぞれ画像メモリ34に一時的に記憶さ
れる。
で受信された衛星からの信号をGPS受信回路23で解
析して、カメラの地図上の座標である経度、緯度、高度
が検出される。ステップ114では、方位センサ46に
より撮像レンズの向いている方位が検出される。ステッ
プ115では、カメラの傾斜角度が傾斜角度センサ48
により検出される。検出された地図座標、方位、傾斜角
度のデータはそれぞれ画像メモリ34に一時的に記憶さ
れる。
【0045】ステップ116では、合成モードが設定さ
れているか否かが判定される。合成モードの設定は、合
成モード設定スイッチ18を手動でONに切り替えるこ
とにより設定される。ステップ116で合成モードが設
定されていないと判定されると、ステップ117でステ
ップ113〜ステップ115で検出された地図座標デー
タ、方位データ、傾斜角度データが記録媒体M上のデー
タファイルに記録される。データファイルは、図10に
示すように画像データおよび座標データを記録するデー
タ領域と、ファイルに共通する情報等を記録するヘッダ
領域とに分かれており、地図座標データ、方位データ、
傾斜角度データはヘッダ領域に記録される。
れているか否かが判定される。合成モードの設定は、合
成モード設定スイッチ18を手動でONに切り替えるこ
とにより設定される。ステップ116で合成モードが設
定されていないと判定されると、ステップ117でステ
ップ113〜ステップ115で検出された地図座標デー
タ、方位データ、傾斜角度データが記録媒体M上のデー
タファイルに記録される。データファイルは、図10に
示すように画像データおよび座標データを記録するデー
タ領域と、ファイルに共通する情報等を記録するヘッダ
領域とに分かれており、地図座標データ、方位データ、
傾斜角度データはヘッダ領域に記録される。
【0046】ステップ118では、画像データと座標デ
ータがデータファイルのデータ領域に記録される。画像
データは例えば赤(R)、緑(G)、青(B)の画素値
であり、座標データは(x、y、z)の座標値である。
これらのデータは、図11に示されるようなフォーマッ
トでデータ領域に記録される。点線で囲まれたデータ
(R、G、B、x、y、z)は1つの画素に対応する画
像データと座標データであり、画像データと座標データ
は各画素毎に対をなして所定の順番で記録される。
ータがデータファイルのデータ領域に記録される。画像
データは例えば赤(R)、緑(G)、青(B)の画素値
であり、座標データは(x、y、z)の座標値である。
これらのデータは、図11に示されるようなフォーマッ
トでデータ領域に記録される。点線で囲まれたデータ
(R、G、B、x、y、z)は1つの画素に対応する画
像データと座標データであり、画像データと座標データ
は各画素毎に対をなして所定の順番で記録される。
【0047】ステップ119では、再び合成モードが設
定されているか否かが判定される。合成モードが設定さ
れていないと判定されると、この3次元画像検出動作の
ルーチンは終了し、記録媒体Mに作成されたデータファ
イルは、1回の撮影のみに関するデータファイルとな
る。
定されているか否かが判定される。合成モードが設定さ
れていないと判定されると、この3次元画像検出動作の
ルーチンは終了し、記録媒体Mに作成されたデータファ
イルは、1回の撮影のみに関するデータファイルとな
る。
【0048】一方、ステップ116において、合成モー
ドが設定されていると判定されると、ステップ120に
処理が移り変数nに1が加算される。変数nは、現在実
行されている3次元画像検出動作が、合成モードが設定
されてから何番目の撮影に対応しているかを表してお
り、合成モード設定スイッチをオフ状態からオン状態に
切り替えたときにn=0に初期設定される。
ドが設定されていると判定されると、ステップ120に
処理が移り変数nに1が加算される。変数nは、現在実
行されている3次元画像検出動作が、合成モードが設定
されてから何番目の撮影に対応しているかを表してお
り、合成モード設定スイッチをオフ状態からオン状態に
切り替えたときにn=0に初期設定される。
【0049】ステップ121では、n=1であるか否か
が判定される。すなわち実行されている3次元画像検出
動作が、合成モードの第1の撮影動作によるものである
か否かが判定される。n=1のとき処理はステップ11
7に移り、ステップ113〜ステップ115で検出され
た地図座標データ、方位データ、傾斜角度データなど
が、図12のデータファイルのヘッダ領域に記録され
る。その後、ステップ118で画像データ、座標データ
が第1のデータ領域に記録され、ステップ119で再び
合成モードが設定されているか否かが判定される。合成
モードが設定されていると判定されると処理はステップ
101に戻り次の撮影が実行される(レリーズスイッチ
が押される)まで待機する。
が判定される。すなわち実行されている3次元画像検出
動作が、合成モードの第1の撮影動作によるものである
か否かが判定される。n=1のとき処理はステップ11
7に移り、ステップ113〜ステップ115で検出され
た地図座標データ、方位データ、傾斜角度データなど
が、図12のデータファイルのヘッダ領域に記録され
る。その後、ステップ118で画像データ、座標データ
が第1のデータ領域に記録され、ステップ119で再び
合成モードが設定されているか否かが判定される。合成
モードが設定されていると判定されると処理はステップ
101に戻り次の撮影が実行される(レリーズスイッチ
が押される)まで待機する。
【0050】また、ステップ121でn=1でないと判
定されると、処理はステップ122へ移り、ステップ1
12において算出された被写体の座標データが第1の撮
影点を原点とした座標系へ座標変換される。ステップ1
18では、画像データと座標変換された被写体の座標デ
ータとが、n番目のデータ領域に記録される。例えばn
=3のとき、画像データと座標変換された被写体の座標
データとは、第2のデータ領域に続けて第3のデータ領
域に図11で示されたデータフォーマットにしたがって
記録される。その後ステップ119で合成モードが設定
されているか否かが判定される。合成モードが設定され
ていると判定されるとステップ101に戻り次の撮影に
備える。一方、合成モード設定スイッチ18がオフ状態
に切り替えられ、合成モードは設定されていないと判定
されると、この3次元画像検出動作は終了する。なお、
合成モードが設定されている間、撮影により得られた画
像データや座標データは、モードの設定が解除されるま
で同一のデータファイルに記録される。
定されると、処理はステップ122へ移り、ステップ1
12において算出された被写体の座標データが第1の撮
影点を原点とした座標系へ座標変換される。ステップ1
18では、画像データと座標変換された被写体の座標デ
ータとが、n番目のデータ領域に記録される。例えばn
=3のとき、画像データと座標変換された被写体の座標
データとは、第2のデータ領域に続けて第3のデータ領
域に図11で示されたデータフォーマットにしたがって
記録される。その後ステップ119で合成モードが設定
されているか否かが判定される。合成モードが設定され
ていると判定されるとステップ101に戻り次の撮影に
備える。一方、合成モード設定スイッチ18がオフ状態
に切り替えられ、合成モードは設定されていないと判定
されると、この3次元画像検出動作は終了する。なお、
合成モードが設定されている間、撮影により得られた画
像データや座標データは、モードの設定が解除されるま
で同一のデータファイルに記録される。
【0051】次にステップ111において実行される演
算処理の内容を図7を参照して説明する。
算処理の内容を図7を参照して説明する。
【0052】反射率Rの被写体が照明され、この被写体
が輝度Iの2次光源と見做されてCCDに結像された場
合を想定する。このとき、電荷蓄積時間tの間にフォト
ダイオードに発生した電荷が積分されて得られる出力S
nは、 Sn=k・R・I・t ・・・(2) で表される。ここでkは比例定数で、撮影レンズのFナ
ンバーや倍率等によって変化する。
が輝度Iの2次光源と見做されてCCDに結像された場
合を想定する。このとき、電荷蓄積時間tの間にフォト
ダイオードに発生した電荷が積分されて得られる出力S
nは、 Sn=k・R・I・t ・・・(2) で表される。ここでkは比例定数で、撮影レンズのFナ
ンバーや倍率等によって変化する。
【0053】図7に示されるように電荷蓄積時間を
TU1、測距光S3のパルス幅をTS 、距離情報の信号電
荷S12のパルス幅をTD とし、1フィールド期間中の
その電荷蓄積時間がN回繰り返されるとすると、得られ
る出力SM10は、 SM10=Σk・R・I・TD =k・N・R・I・TD ・・・(3) となる。なお、パルス幅TD は TD =δ・t =2r/C ・・・(4) と表せる。このとき被写体までの距離rは r=C・SM10/(2・k・N・R・I) ・・・(5) で表せる。したがって比例定数k、反射率R、輝度Iを
予め求めておけば距離rが求められる。
TU1、測距光S3のパルス幅をTS 、距離情報の信号電
荷S12のパルス幅をTD とし、1フィールド期間中の
その電荷蓄積時間がN回繰り返されるとすると、得られ
る出力SM10は、 SM10=Σk・R・I・TD =k・N・R・I・TD ・・・(3) となる。なお、パルス幅TD は TD =δ・t =2r/C ・・・(4) と表せる。このとき被写体までの距離rは r=C・SM10/(2・k・N・R・I) ・・・(5) で表せる。したがって比例定数k、反射率R、輝度Iを
予め求めておけば距離rが求められる。
【0054】次にステップ112において算出される座
標データの算出方法について図13〜図16を参照して
説明する。
標データの算出方法について図13〜図16を参照して
説明する。
【0055】図13は、CCD28の位置と焦点Pf と
の関係を模式的に示した図であり、座標データの算出に
おいて用いられる座標系ξηζ(右手系)を表してい
る。座標系ξηζの原点は、カメラの撮影光学系におけ
る焦点Pf に取られており、η軸は光軸Lpに一致して
いる。ζ軸はCCD28の垂直軸に並行に取られてお
り、その向きは上向きである。またξ軸はCCD28の
水平軸に並行にとられている。点Pc はCCD28の受
光面と光軸Lpの交点であり、受光面の中心に一致す
る。点QはCCD28上の点Pの画素に対応する被写体
上の点であり、その座標は(ξQ ,ηQ ,ζQ )であ
る。平面Πは点Qを含むCCD28に平行な平面であ
る。点QC は光軸Lp(η軸)と平面Πの交点であり、
その座標は(0,η Q ,0)である。
の関係を模式的に示した図であり、座標データの算出に
おいて用いられる座標系ξηζ(右手系)を表してい
る。座標系ξηζの原点は、カメラの撮影光学系におけ
る焦点Pf に取られており、η軸は光軸Lpに一致して
いる。ζ軸はCCD28の垂直軸に並行に取られてお
り、その向きは上向きである。またξ軸はCCD28の
水平軸に並行にとられている。点Pc はCCD28の受
光面と光軸Lpの交点であり、受光面の中心に一致す
る。点QはCCD28上の点Pの画素に対応する被写体
上の点であり、その座標は(ξQ ,ηQ ,ζQ )であ
る。平面Πは点Qを含むCCD28に平行な平面であ
る。点QC は光軸Lp(η軸)と平面Πの交点であり、
その座標は(0,η Q ,0)である。
【0056】図14は、CCD28の受光面を正面から
見た図である。CCD28の水平、垂直方向の長さはそ
れぞれ2×H0 、2×V0 である。点PはCCD28の
中心PC から左へHP 、上へVP の距離にある。点PH
は、点PからCCD28の水平軸LH へ下ろした垂線の
足である。また点PV は、点PからCCD28の垂直軸
LV へ下ろした垂線の足である。
見た図である。CCD28の水平、垂直方向の長さはそ
れぞれ2×H0 、2×V0 である。点PはCCD28の
中心PC から左へHP 、上へVP の距離にある。点PH
は、点PからCCD28の水平軸LH へ下ろした垂線の
足である。また点PV は、点PからCCD28の垂直軸
LV へ下ろした垂線の足である。
【0057】図15は、焦点Pf とCCD28との関係
を焦点Pf とCCD28の水平軸L H を含む平面上で表
したものであり、角Θ0 は水平画角、fは焦点距離であ
る。線分Pf PH が光軸Lpとなす角をΘP とすると、
角ΘP は、 ΘP =tan-1(Hp /f) ・・・(6) によって求められる。
を焦点Pf とCCD28の水平軸L H を含む平面上で表
したものであり、角Θ0 は水平画角、fは焦点距離であ
る。線分Pf PH が光軸Lpとなす角をΘP とすると、
角ΘP は、 ΘP =tan-1(Hp /f) ・・・(6) によって求められる。
【0058】図16は、焦点Pf とCCD28との関係
を焦点Pf とCCD28の垂直軸L V を含む平面上で表
したものであり、角θ0 は垂直画角である。線分Pf P
V が光軸Lpとなす角をθP とすると、角θP は、 θP =tan-1(Vp /f) ・・・(7) によって求められる。
を焦点Pf とCCD28の垂直軸L V を含む平面上で表
したものであり、角θ0 は垂直画角である。線分Pf P
V が光軸Lpとなす角をθP とすると、角θP は、 θP =tan-1(Vp /f) ・・・(7) によって求められる。
【0059】焦点Pf と点Pを結ぶ線分Pf Pの長さ
は、線分Pf PH と線分PC PV の長さから、 Pf P=(Pf PH 2 +PC PV 2 )1/2 ・・・(8) によって求められる。ここで、(8)式のPf PH 、P
C PV は、 PC PV =VP 、 Pf PH =f/cosΘP なので、 Pf P=((f/cosΘP )2 +VP 2 )1/2 ・・・(9) と表すことができる。
は、線分Pf PH と線分PC PV の長さから、 Pf P=(Pf PH 2 +PC PV 2 )1/2 ・・・(8) によって求められる。ここで、(8)式のPf PH 、P
C PV は、 PC PV =VP 、 Pf PH =f/cosΘP なので、 Pf P=((f/cosΘP )2 +VP 2 )1/2 ・・・(9) と表すことができる。
【0060】線分Pf Qの長と、線分Pf Pの長さの比
Pf P/Pf Qをμとすると、点Qの座標成分ξQ 、η
Q 、ζQ は、 ξQ =HP /μ ・・・(10) ηQ =VP /μ ・・・(11) ζQ =f/μ ・・・(12) で算出される。焦点距離fおよびCCD28の任意の画
素に対応する点Pまでの距離HP 、VP は既知である。
また、線分Pf Qの長さは、焦点Pf から点Pに対応す
る被写体の点Qまでの距離なのでステップ111の演算
処理から算出可能である。点Pは、CCD28の1つの
画素を代表したものであり、上述の計算はCCD28の
全ての画素に対して可能である。ステップ112では、
CCD28の全ての画素(点P)に対応する被写体(点
Q)の座標(ξQ ,ηQ ,ζQ )が算出される。
Pf P/Pf Qをμとすると、点Qの座標成分ξQ 、η
Q 、ζQ は、 ξQ =HP /μ ・・・(10) ηQ =VP /μ ・・・(11) ζQ =f/μ ・・・(12) で算出される。焦点距離fおよびCCD28の任意の画
素に対応する点Pまでの距離HP 、VP は既知である。
また、線分Pf Qの長さは、焦点Pf から点Pに対応す
る被写体の点Qまでの距離なのでステップ111の演算
処理から算出可能である。点Pは、CCD28の1つの
画素を代表したものであり、上述の計算はCCD28の
全ての画素に対して可能である。ステップ112では、
CCD28の全ての画素(点P)に対応する被写体(点
Q)の座標(ξQ ,ηQ ,ζQ )が算出される。
【0061】次に図17、図18を参照してステップ1
22において実行される座標変換処理について説明す
る。
22において実行される座標変換処理について説明す
る。
【0062】図17に示されたxyz座標系は、ξηζ
座標系をη軸が北向きに、ξ軸が東向になるように回転
させたものである。すなわちx軸は東、y軸は北、z軸
は鉛直上向きに一致し、xy平面は水平面である。ξ
軸、η軸、ζ軸のxyz座標系に対する方向余弦をそれ
ぞれ(e11,e12,e13)、(e21,e22,e23)、
(e31,e32,e33)とすると、xyz座標系からξη
ζ座標系への座標変換は、これらの方向余弦を成分とす
る変換行列TR によって行われる。
座標系をη軸が北向きに、ξ軸が東向になるように回転
させたものである。すなわちx軸は東、y軸は北、z軸
は鉛直上向きに一致し、xy平面は水平面である。ξ
軸、η軸、ζ軸のxyz座標系に対する方向余弦をそれ
ぞれ(e11,e12,e13)、(e21,e22,e23)、
(e31,e32,e33)とすると、xyz座標系からξη
ζ座標系への座標変換は、これらの方向余弦を成分とす
る変換行列TR によって行われる。
【数1】 変換行列TR は、|TR |=1の直交変換行列なので、
その逆行列TR -1はTRの転置行列によって表される。
すなわちξηζ座標系からxyz座標系の座標変換は、
(14)式によって行われる。
その逆行列TR -1はTRの転置行列によって表される。
すなわちξηζ座標系からxyz座標系の座標変換は、
(14)式によって行われる。
【数2】 これらの方向余弦は、ステップ114、ステップ115
で検出される方位や傾斜角度から求められる。
で検出される方位や傾斜角度から求められる。
【0063】方位センサ46により検出された方位デー
タから光軸Lpの北向きからの水平角αが求められる。
また傾斜角度センサ48により、光軸Lp(η軸)の高
度角βと、ξ軸の高度角γが検出可能である。このとき
η軸(光軸Lp)の方向余弦(e21,e22,e23)およ
びξ軸の方向余弦の第3成分e13は、 e21=sinβ・sinα ・・・(15) e22=sinβ・cosα ・・・(16) e23=sinβ ・・・(17) e13=sinγ ・・・(18) によって表される。
タから光軸Lpの北向きからの水平角αが求められる。
また傾斜角度センサ48により、光軸Lp(η軸)の高
度角βと、ξ軸の高度角γが検出可能である。このとき
η軸(光軸Lp)の方向余弦(e21,e22,e23)およ
びξ軸の方向余弦の第3成分e13は、 e21=sinβ・sinα ・・・(15) e22=sinβ・cosα ・・・(16) e23=sinβ ・・・(17) e13=sinγ ・・・(18) によって表される。
【0064】ξζ平面は、原点を含みη軸に垂直な平面
なので、 e21x+e22y+e23z=0 ・・・(19) によって表される。ξ軸の方向余弦(e11,e12,
e13)は、(19)式を満たさなければならないので、 e21e11+e22e12+e23e13=0 ・・・(20) である。また、方向余弦(e11,e12,e13)には、 e11 2 +e12 2 +e13 2 =1 ・・・(21) の関係がある。
なので、 e21x+e22y+e23z=0 ・・・(19) によって表される。ξ軸の方向余弦(e11,e12,
e13)は、(19)式を満たさなければならないので、 e21e11+e22e12+e23e13=0 ・・・(20) である。また、方向余弦(e11,e12,e13)には、 e11 2 +e12 2 +e13 2 =1 ・・・(21) の関係がある。
【0065】(14)式〜(17)式と(19)式、
(20)式からξ軸の方向余弦の第1、第2成分である
e11,e12が求められる。すなわち、e11、e12は、
(20)式からξ軸の方向余弦の第1、第2成分である
e11,e12が求められる。すなわち、e11、e12は、
【数3】 によって算出される。なお(22)式の正負の符号の選
択は、xyz座標系が右手系となるように選択される。
択は、xyz座標系が右手系となるように選択される。
【0066】ζの方向余弦(e31,e32,e33)は、上
で求められた方向余弦で表されるξ軸の単位ベクトル
(e11,e12,e13)と、η軸の単位ベクトル(e21,
e22,e23)の外積によって求められ、 e31=e12e23−e13e22 ・・・(24) e32=e13e21−e11e23 ・・・(25) e33=e11e22−e12e21 ・・・(26) と表される。
で求められた方向余弦で表されるξ軸の単位ベクトル
(e11,e12,e13)と、η軸の単位ベクトル(e21,
e22,e23)の外積によって求められ、 e31=e12e23−e13e22 ・・・(24) e32=e13e21−e11e23 ・・・(25) e33=e11e22−e12e21 ・・・(26) と表される。
【0067】以上により、ξ、η、ζ軸の方向余弦が全
て求められ、(13)式の変換行列TR および(14)
式の逆変換行列TR -1が得られる。すなわち、ξηζ座
標系で表されたCCD28の任意の画素(点P)に対応
する被写体の座標(ξQ ,η Q ,ζQ )は変換行列TR
によりxyz座標系に変換でき、被写体をxyz座標系
で表すことができる。
て求められ、(13)式の変換行列TR および(14)
式の逆変換行列TR -1が得られる。すなわち、ξηζ座
標系で表されたCCD28の任意の画素(点P)に対応
する被写体の座標(ξQ ,η Q ,ζQ )は変換行列TR
によりxyz座標系に変換でき、被写体をxyz座標系
で表すことができる。
【0068】図18において、座標系G1 −ξ1 η1 ζ
1 は、第1の撮影動作が行われた点G1 を原点(焦点P
f )としたξηζ座標系であり、座標系G2 −ξ2 η2
ζ2は、第2の撮影動作が行なわれた点G2 を原点とし
たξηζ座標系である。また、座標系G1 −x1 y1 z
1 は、座標系G1 −ξ1 η1 ζ1 に対応するxyz座標
系であり、座標系G2 −x2 y2 z2 は、座標系G2 −
ξ2 η2 ζ2 に対応するxyz座標系である。すなわ
ち、x1 軸、x2 軸は東向き、y1 軸、y2 軸は北向き
に配置されており、z1 軸、z2 軸は鉛直上向きに配置
されている。座標系G2 −x2 y2 z2 は、座標系G1
−x1 y1 z1 をx軸方向へΔx、y軸方向へΔy、z
軸方向へΔz並行移動した座標系に対応する。
1 は、第1の撮影動作が行われた点G1 を原点(焦点P
f )としたξηζ座標系であり、座標系G2 −ξ2 η2
ζ2は、第2の撮影動作が行なわれた点G2 を原点とし
たξηζ座標系である。また、座標系G1 −x1 y1 z
1 は、座標系G1 −ξ1 η1 ζ1 に対応するxyz座標
系であり、座標系G2 −x2 y2 z2 は、座標系G2 −
ξ2 η2 ζ2 に対応するxyz座標系である。すなわ
ち、x1 軸、x2 軸は東向き、y1 軸、y2 軸は北向き
に配置されており、z1 軸、z2 軸は鉛直上向きに配置
されている。座標系G2 −x2 y2 z2 は、座標系G1
−x1 y1 z1 をx軸方向へΔx、y軸方向へΔy、z
軸方向へΔz並行移動した座標系に対応する。
【0069】ステップ122では、座標系G2 −ξ2 η
2 ζ2 で表された被写体の座標(位置ベクトル)を座標
系G1 −ξ1 η1 ζ1 の座標(位置ベクトル)に座標変
換する。この座標変換は、次のような手順で行なうこと
ができる。まず座標系G2 −ξ2 η2 ζ2 を座標系G2
−x2 y2 z2 に変換(回転)する。その後、座標系G
2 −x2 y2 z2 を座標系G1 −x1 y1 z1 に変換
(並行移動)し、最後に座標系G1 −x1 y1 z1 を座
標系G1 −ξ1 η1 ζ1 に変換(回転)する。これらの
変換により、座標系G2 −ξ2 η2 ζ2 において表され
た被写体の位置座標は、座標系G1 −ξ1 η1 ζ1 の位
置座標に変換される。
2 ζ2 で表された被写体の座標(位置ベクトル)を座標
系G1 −ξ1 η1 ζ1 の座標(位置ベクトル)に座標変
換する。この座標変換は、次のような手順で行なうこと
ができる。まず座標系G2 −ξ2 η2 ζ2 を座標系G2
−x2 y2 z2 に変換(回転)する。その後、座標系G
2 −x2 y2 z2 を座標系G1 −x1 y1 z1 に変換
(並行移動)し、最後に座標系G1 −x1 y1 z1 を座
標系G1 −ξ1 η1 ζ1 に変換(回転)する。これらの
変換により、座標系G2 −ξ2 η2 ζ2 において表され
た被写体の位置座標は、座標系G1 −ξ1 η1 ζ1 の位
置座標に変換される。
【0070】座標系G2 −ξ2 η2 ζ2 から座標系G2
−x2 y2 z2 への変換(回転)は(14)式の行列T
R -1であり、第2の撮影動作において検出されるη2 軸
の水平角と高度角、ξ2 軸の高度角を(15)式〜(1
8)式に代入することにより求められる。また座標系G
1 −x1 y1 z1 から座標系G1 −ξ1 η1 ζ1 への変
換(回転)は(13)式の行列TR であり、第1の撮影
動作において検出されるη1 軸の水平角と高度角、ξ1
軸の高度角を(15)式〜(18)式に代入することに
より求められる。
−x2 y2 z2 への変換(回転)は(14)式の行列T
R -1であり、第2の撮影動作において検出されるη2 軸
の水平角と高度角、ξ2 軸の高度角を(15)式〜(1
8)式に代入することにより求められる。また座標系G
1 −x1 y1 z1 から座標系G1 −ξ1 η1 ζ1 への変
換(回転)は(13)式の行列TR であり、第1の撮影
動作において検出されるη1 軸の水平角と高度角、ξ1
軸の高度角を(15)式〜(18)式に代入することに
より求められる。
【0071】座標系G2 −x2 y2 z2 から座標系G1
−x1 y1 z1 への変換(並行移動)は、 x1 =x2 +Δx ・・・(27) y1 =y2 +Δy ・・・(28) z1 =z2 +Δz ・・・(29) によって行われる。
−x1 y1 z1 への変換(並行移動)は、 x1 =x2 +Δx ・・・(27) y1 =y2 +Δy ・・・(28) z1 =z2 +Δz ・・・(29) によって行われる。
【0072】GPSにより検出された第1の撮影点G1
および第2の撮影点G2 の緯度、経度、高度をそれぞれ
(φ1 、ψ1 、h1 )、(φ2 、ψ2 、h2 )とし、Δ
φ、Δψ、Δhを Δφ=φ2 −φ1 ・・・(30) Δψ=ψ2 −ψ1 ・・・(31) Δh=h2 −h1 ・・・(32) で定義すると、第2の撮影点G2 から第1の撮影点G1
への並行移動量Δx、Δy、Δzは、地球の半径をRE
とすると、 Δx=RE ・sinψ・Δφ ・・・(33) Δy=RE ・Δψ ・・・(34) Δz=Δh ・・・(35) によって近似的に求められる。
および第2の撮影点G2 の緯度、経度、高度をそれぞれ
(φ1 、ψ1 、h1 )、(φ2 、ψ2 、h2 )とし、Δ
φ、Δψ、Δhを Δφ=φ2 −φ1 ・・・(30) Δψ=ψ2 −ψ1 ・・・(31) Δh=h2 −h1 ・・・(32) で定義すると、第2の撮影点G2 から第1の撮影点G1
への並行移動量Δx、Δy、Δzは、地球の半径をRE
とすると、 Δx=RE ・sinψ・Δφ ・・・(33) Δy=RE ・Δψ ・・・(34) Δz=Δh ・・・(35) によって近似的に求められる。
【0073】以上のように第1の実施形態によれば、n
箇所の異なる点G1 、G2 、…、G n から被写体を撮影
し、各点の撮影において検出される被写体の3次元形状
を第1の撮影点を基準とした座標系を用いて一体的に表
すことができ、被写体の全体的な3次元形状を検出する
ことができる。
箇所の異なる点G1 、G2 、…、G n から被写体を撮影
し、各点の撮影において検出される被写体の3次元形状
を第1の撮影点を基準とした座標系を用いて一体的に表
すことができ、被写体の全体的な3次元形状を検出する
ことができる。
【0074】次に図19を参照して本発明の第2の実施
形態について説明する。第2の実施形態は、第1の実施
形態とデータの保存方法が異なるだけで、その他の構成
は第1の実施形態と同様である。
形態について説明する。第2の実施形態は、第1の実施
形態とデータの保存方法が異なるだけで、その他の構成
は第1の実施形態と同様である。
【0075】第1の実施形態の合成モードでは、各点で
の撮影により得られた画像データと座標データは、1つ
のデータファイルに順番に記録されるが、第2の実施形
態では、各点の撮影により得られた画像データと座標デ
ータはそれぞれ異なるデータファイルに記録される。第
1のデータファイルは第1の撮影点、第2のデータファ
イルは第2の撮影点、第3のデータファイルは第3の撮
影点にそれぞれ対応する。各データファイルは、ヘッダ
領域とデータ領域を有し、ヘッダ領域には第1の撮影点
における地図上の位置座標(経緯度、高度)とカメラの
傾斜角度や、データファイル相互間の関連情報などが記
録される。例えば、第1のデータファイルのヘッダ領域
には、本ファイルが親ファイルであることと、子ファイ
ルである第2、第3のデータファイル名などが記録され
る。また第2、第3のデータファイルのヘッダ領域に
は、本ファイルが子ファイルであることと、親ファイル
である第1のデータファイル名が記録される。
の撮影により得られた画像データと座標データは、1つ
のデータファイルに順番に記録されるが、第2の実施形
態では、各点の撮影により得られた画像データと座標デ
ータはそれぞれ異なるデータファイルに記録される。第
1のデータファイルは第1の撮影点、第2のデータファ
イルは第2の撮影点、第3のデータファイルは第3の撮
影点にそれぞれ対応する。各データファイルは、ヘッダ
領域とデータ領域を有し、ヘッダ領域には第1の撮影点
における地図上の位置座標(経緯度、高度)とカメラの
傾斜角度や、データファイル相互間の関連情報などが記
録される。例えば、第1のデータファイルのヘッダ領域
には、本ファイルが親ファイルであることと、子ファイ
ルである第2、第3のデータファイル名などが記録され
る。また第2、第3のデータファイルのヘッダ領域に
は、本ファイルが子ファイルであることと、親ファイル
である第1のデータファイル名が記録される。
【0076】データ領域には各点での撮影により検出さ
れた画像データと、座標データが記録される。このとき
被写体の座標データは第1の実施形態とどうように第1
の撮影点におけるξηζ座標系に変換されて記録され
る。すなわち第1から第3までのデータファイルに記録
されている座標データは、全て第1の撮影点を原点とし
たξηζ座標系によって表されている。
れた画像データと、座標データが記録される。このとき
被写体の座標データは第1の実施形態とどうように第1
の撮影点におけるξηζ座標系に変換されて記録され
る。すなわち第1から第3までのデータファイルに記録
されている座標データは、全て第1の撮影点を原点とし
たξηζ座標系によって表されている。
【0077】以上のように、第2の実施形態においても
第1の実施形態と同様の効果が得られる。
第1の実施形態と同様の効果が得られる。
【0078】なお本実施形態では、位置座標、方位、傾
斜角度はカメラに備え付けられたGPS受信回路、方位
センサ、傾斜角度センサにより自動的に検出されていた
が、これらを別途検出し、カメラに手動で入力してもよ
い。
斜角度はカメラに備え付けられたGPS受信回路、方位
センサ、傾斜角度センサにより自動的に検出されていた
が、これらを別途検出し、カメラに手動で入力してもよ
い。
【0079】本実施形態において、座標系の並行移動
は、衛星を利用したGPSにより検出される撮影点の地
図上の経緯度、高度を利用して行われるが、例えば地上
に設けられた複数の基準点から電磁波や音波を発信し、
これを受信することにより各撮影点の相対的な位置関係
を検出して座標系の並行移動を行なってもよい。また、
カメラに加速度計などを備えることにより各撮影点の相
対的な位置関係を求めてもよい。
は、衛星を利用したGPSにより検出される撮影点の地
図上の経緯度、高度を利用して行われるが、例えば地上
に設けられた複数の基準点から電磁波や音波を発信し、
これを受信することにより各撮影点の相対的な位置関係
を検出して座標系の並行移動を行なってもよい。また、
カメラに加速度計などを備えることにより各撮影点の相
対的な位置関係を求めてもよい。
【0080】本実施形態の合成モードでは、各点におけ
る撮影により得られた被写体の座標を第1の撮影点での
座標系に変換したが、カメラの操作パネルから変換され
る座標系を別途指定できるようにしてもよい。
る撮影により得られた被写体の座標を第1の撮影点での
座標系に変換したが、カメラの操作パネルから変換され
る座標系を別途指定できるようにしてもよい。
【0081】また、本実施形態では、GPSアンテナ5
0は、ケーブルを介してカメラ本体10の外部に設けら
れているが、カメラ本体10の内部に設けられてもよ
い。
0は、ケーブルを介してカメラ本体10の外部に設けら
れているが、カメラ本体10の内部に設けられてもよ
い。
【0082】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の異
なる点から被写体を撮影し、これら複数の撮影において
検出される被写体の3次元形状を簡単に1つの座標系を
用いて一体的に表せる3次元画像検出装置を得ることが
できる。
なる点から被写体を撮影し、これら複数の撮影において
検出される被写体の3次元形状を簡単に1つの座標系を
用いて一体的に表せる3次元画像検出装置を得ることが
できる。
【図1】本発明の第1の実施形態であるカメラ型の測距
装置の斜視図である。
装置の斜視図である。
【図2】図1に示すカメラの回路構成を示すブロック図
である。
である。
【図3】測距光による距離測定の原理を説明するための
図である。
図である。
【図4】測距光、反射光、ゲートパルス、およびCCD
が受光する光量分布を示す図である。
が受光する光量分布を示す図である。
【図5】CCDに設けられるフォトダイオードと垂直転
送部の配置を示す図である。
送部の配置を示す図である。
【図6】CCDを基板に垂直な平面で切断して示す断面
図である。
図である。
【図7】被写体までの距離に関するデータを検出する距
離情報検出動作のタイミングチャートである。
離情報検出動作のタイミングチャートである。
【図8】合成モードで複数の方向から被写体を撮影し、
被写体の全体的な3次元形状を検出する方法について説
明した図である。
被写体の全体的な3次元形状を検出する方法について説
明した図である。
【図9】3次元画像検出動作のフローチャートである。
【図10】データファイルのヘッダ領域とデータ領域を
示す図である。
示す図である。
【図11】データ領域に記録される画像データと座標デ
ータのフォーマットを模式的に表した図である。
ータのフォーマットを模式的に表した図である。
【図12】第1の実施形態におけるデータファイルの構
造を模式的に表した図である。
造を模式的に表した図である。
【図13】ξηζ座標系、CCD28、CCD28の画
素とそれに対応する被写体上の点との関係を表した図で
ある。
素とそれに対応する被写体上の点との関係を表した図で
ある。
【図14】CCD28の正面図である。
【図15】カメラの撮影光学系における焦点とCCD2
8との関係を示す水平断面図である。
8との関係を示す水平断面図である。
【図16】カメラの撮影光学系における焦点とCCD2
8との関係を示す垂直断面図である。
8との関係を示す垂直断面図である。
【図17】ξηζ座標とxyz座標との関係を示す図で
ある。
ある。
【図18】第1、第2のξηζ座標と第1、第2のxy
z座標との相対的な関係を表す図である。
z座標との相対的な関係を表す図である。
【図19】第2の実施形態において用いられるデータフ
ァイルの概念図である。
ァイルの概念図である。
22 GPS受信回路 28 CCD 46 方位センサ 48 傾斜角度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/225 G01B 11/24 N Fターム(参考) 2F065 AA04 AA06 AA53 BB05 CC00 CC14 EE00 FF04 FF12 FF44 FF65 FF67 GG04 GG06 GG07 GG08 JJ03 JJ18 JJ26 LL04 LL06 LL30 NN02 QQ00 QQ03 QQ14 QQ23 QQ24 SS02 SS13 5C022 AA01 AB24 AB68 AC01 AC03 AC42 AC54 AC69 5C061 AA29 AB03 AB08 AB17 AB24 5J062 AA01 AA02 AA11 CC07 FF00 FF02 GG02 HH00
Claims (10)
- 【請求項1】 被写体の3次元形状を示す距離情報を検
出可能なカメラであって、 第1、第2の撮影における前記カメラの位置を代表する
第1の撮影点および第2の撮影点に関し、前記被写体の
第1の相対座標および第2の相対座標を前記距離情報に
基づいて算出する座標算出手段と、 前記第1の相対座標と、前記第2の相対座標を所定の座
標系に変換する座標変換処理手段と、 前記カメラの少なくとも位置情報および撮影方向の方位
情報を取得するカメラ情報取得手段とを備え、 前記座標変換処理手段の座標変換が、前記カメラ情報取
得手段により取得される情報に基づいて行われることを
特徴とする3次元画像検出装置。 - 【請求項2】 前記カメラ情報取得手段が、 前記第1および第2の撮影点の地図上の絶対座標を検出
する絶対座標検出手段と、 撮影方向の方位情報を検出する方位情報検出手段とを備
え、 前記位置情報が前記絶対座標検出手段により取得され、
前記方位情報が前記方位情報検出手段により取得される
ことを特徴とする請求項1に記載の3次元画像検出装
置。 - 【請求項3】 前記カメラ情報取得手段が、前記カメラ
の傾斜角度情報を検出する傾斜角度情報検出手段を備え
ることを特徴とする請求項2に記載の3次元画像検出装
置。 - 【請求項4】 前記絶対座標が経度、緯度、高度である
ことを特徴とする請求項2に記載の3次元画像検出装
置。 - 【請求項5】 前記絶対座標検出手段が、GPS(Grou
nd Positioning System )を利用していることを特徴と
する請求項4に記載の3次元画像検出装置。 - 【請求項6】 前記所定の座標系が、前記第1の相対座
標の座標系であることを特徴とする請求項1に記載の3
次元画像検出装置。 - 【請求項7】 前記第1および第2の相対座標を前記座
標変換処理手段により前記所定の座標系に変換し、変換
された前記被写体の座標を1つのファイルに記録可能で
あることを特徴とする請求項1に記載の3次元画像検出
装置。 - 【請求項8】 前記第1および第2の相対座標を前記座
標変換処理手段により前記所定の座標系に変換し、変換
された前記被写体の座標をそれぞれ別個のファイルに記
録可能であることを特徴とする請求項1に記載の3次元
画像検出装置。 - 【請求項9】 前記ファイルが、ファイル内において共
通する情報やファイル間の関係を示す情報を記録するヘ
ッダ領域と、前記被写体の座標や画像に関するデータを
記録するデータ領域とを有することを特徴とする請求項
7または請求項8に記載の3次元画像検出装置。 - 【請求項10】 前記ヘッダ領域に、前記絶対座標と前
記方位情報と前記傾斜角度情報とが記録されることを特
徴とする請求項9に記載の3次元画像検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29497299A JP2001119721A (ja) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | 3次元画像検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29497299A JP2001119721A (ja) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | 3次元画像検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001119721A true JP2001119721A (ja) | 2001-04-27 |
Family
ID=17814699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29497299A Withdrawn JP2001119721A (ja) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | 3次元画像検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001119721A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005338278A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Nikon Corp | 撮影用照明装置およびカメラシステム |
JP2008241491A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Hitachi Ltd | 3次元計測装置 |
US7647197B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-01-12 | Surveylab Group Limited | Mobile instrument, viewing device, and methods of processing and storing information |
JP2014137244A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Toshiba Corp | 三次元合成処理システムおよび三次元合成処理方法 |
JP2016021725A (ja) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | 株式会社九州建設サポート | 土木構造物の損傷診断用カメラ |
JP7409517B2 (ja) | 2020-09-15 | 2024-01-09 | 日本電信電話株式会社 | 3d点群の座標を変換する装置、方法及びプログラム |
-
1999
- 1999-10-18 JP JP29497299A patent/JP2001119721A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7647197B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-01-12 | Surveylab Group Limited | Mobile instrument, viewing device, and methods of processing and storing information |
US8024151B2 (en) | 2002-08-09 | 2011-09-20 | Surveylab Group Ltd. | Mobile instrument, viewing device, and methods of processing and storing information |
JP2005338278A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Nikon Corp | 撮影用照明装置およびカメラシステム |
JP2008241491A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Hitachi Ltd | 3次元計測装置 |
JP2014137244A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Toshiba Corp | 三次元合成処理システムおよび三次元合成処理方法 |
JP2016021725A (ja) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | 株式会社九州建設サポート | 土木構造物の損傷診断用カメラ |
JP7409517B2 (ja) | 2020-09-15 | 2024-01-09 | 日本電信電話株式会社 | 3d点群の座標を変換する装置、方法及びプログラム |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060915 |
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A711 | Notification of change in applicant |
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A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090407 |