JP2001227945A - 像点対応付け装置、像点対応付け方法、および像点対応付けプログラムを格納した記録媒体 - Google Patents
像点対応付け装置、像点対応付け方法、および像点対応付けプログラムを格納した記録媒体Info
- Publication number
- JP2001227945A JP2001227945A JP2000042950A JP2000042950A JP2001227945A JP 2001227945 A JP2001227945 A JP 2001227945A JP 2000042950 A JP2000042950 A JP 2000042950A JP 2000042950 A JP2000042950 A JP 2000042950A JP 2001227945 A JP2001227945 A JP 2001227945A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- point
- auxiliary
- image point
- distortion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 22
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 20
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 5
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 5
- 230000003936 working memory Effects 0.000 description 5
- 102100033040 Carbonic anhydrase 12 Human genes 0.000 description 2
- 101000867855 Homo sapiens Carbonic anhydrase 12 Proteins 0.000 description 2
- 238000013523 data management Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
度に指定する。 【解決手段】 像点指定装置のモニタ画面に、第1画像
IM1と第2画像IM2とを並列して表示する。測量点
q1 が第1画像IM1に投影された第1像点Q11を指定
し、双方の画像が得られたときの撮影光学系の歪曲収差
を考慮した補助線ADLを第2画像IM2に重ねて表示
する。補助線ADLを参照して第2像点Q 12を指定す
る。第1像点Q11および第2像点Q12を対応付けて、測
量点q1 の3次元座標を求め、作図領域DRAに点表示
する。
Description
写体の測量図を作成する写真測量において、各画像にお
ける被写体上の像点の対応付けを高精度に行う像点対応
付け装置、像点対応付け方法、および像点対応付けプロ
グラムを格納した記録媒体に関する。
2台のカメラを用いて左眼用画像および右眼用画像から
成るステレオ画像を得、このステレオ画像に基づいて被
写体の測量図が生成される。具体的には、例えば左眼用
画像および右眼用画像をモニタ画面上に並列して表示さ
せ、目視により各画像に共通に写し込まれた被写体上の
任意の測量点を立体視し、各画像上における測量点、即
ち2つの像点を対応付けている。そして、対応付けられ
た像点および2台のカメラ間の距離から測量点の3次元
座標が求められ、測量図が生成される。
の画像で像点をマウス等で指定し、指定された像点に対
応する像点を他方の画像で検索して指定するため、目視
による場合には測量図の精度は操作者の能力および経験
に依存し、また対応付けに非常な労力および時間を要す
る。このため、一方の画像で像点を指定した場合に、他
方の画像にエピポーラ線と呼ばれる視覚用補助線を表示
させて、対応付けを容易にすることが行われている。
れた像点と双方のカメラの撮影光学系の主点位置とを含
む平面と、他方の画像(実際にはカメラの結像面)との
交線として定義される。例えばステレオ画像の場合には
垂直方向(Y方向)の視差がないので、一方の画像上の
像点が指定されてY座標が決定すると、他方の画像にお
けるエピポーラ線はこのY座標に一致するY座標を有し
水平方向(X方向)に延びる直線として定めることがで
き、対応する像点はエピポーラ線上にあるとみなせる。
従って、操作者はこのエピポーラ線上でカーソルを移動
させて水平方向の視差を対応付けるだけでよく、これに
より作業効率が大幅に向上する。
ラの撮影光学系は固有の歪曲収差を有しているため、双
方の画像における像点の座標は歪曲収差による誤差をそ
れぞれ含み、一方の画像に基づいて定められたエピポー
ラ線と他方の画像上の像点との位置がずれ、高精度な像
点の対応付けが行えないという問題が生じる。歪曲収差
のない撮影光学系を用いればこのような問題は解消され
るが、歪曲収差のない撮影光学系は非常に高価であり、
実用的ではない。
のであり、歪曲収差を有する撮影光学系を用いた場合に
おいても、複数の画像上において像点の対応付けが容易
かつ高精度に行える像点対応付け装置、および像点対応
付け装置を用いた写真測量方法を提供することが目的で
ある。
け装置は、歪曲収差を有する撮影光学系によって同一の
被写体を結像して得られた第1画像および第2画像をモ
ニタ画面に表示する画像表示手段と、モニタ画面上の第
1画像において、被写体上の所定の測量点が投影された
第1像点を指定する第1指定手段と、第1像点に歪曲収
差の影響を排除する補正を施して得られた第1補正像点
と測量点とを通る所定の直線上に位置する複数の補助点
を定義する補助点定義手段と、補助点を歪曲収差を加味
して第2画像に投影した補助像点を定義する補助像点定
義手段と、補助像点を第2画像に重ねてモニタ画面に表
示する補助像点表示手段と、モニタ画面に表示された補
助像点に基づいて第2画像上に投影された測量点の第2
像点を指定する第2指定手段と、測量点の相対位置を特
定するために第1像点および第2像点を対応付ける対応
付け手段とを備えることを特徴としている。これによ
り、歪曲収差を有する撮影光学系を用いた場合において
も、複数の画像上において像点の対応付けが容易かつ高
精度に行える。
らに具体的には、第1画像が得られたときの撮影光学系
の入射瞳位置である第1撮影位置から所定距離離れた所
定点が、歪曲収差のない結像面上に投影された投影点を
定義する投影点定義手段と、投影点定義手段により得ら
れた投影点の2次元座標に対して、Kararaの式に
基づいて座標変換を行うことにより投影点の歪曲収差を
加味した2次元座標を得る歪曲収差補正手段と、投影点
の歪曲収差を加味した2次元座標が第1像点の2次元座
標に一致するように所定点の相対位置を特定し特定され
た所定点の投影点を第1補正像点として定める第1補正
像点特定手段と、第1撮影位置および第1補正像点を通
る直線を所定の直線として定義する直線定義手段と、直
線定義手段により定義された所定の直線上にあってかつ
測量点を含み得る所定範囲内にある補助点を複数個抽出
しこれら補助点の3次元座標をそれぞれ算出する補助点
抽出手段とを備えていてもよい。
て抽出される補助点の所定範囲は、第1撮影位置から1
メートル以上かつ50メートル以内の範囲であることが
好ましい。測量精度を考慮すれば、撮影の範囲は撮影位
置から1〜50メートル程度の範囲に限られるため、測
量点がこの範囲内に高い確率で含まれる。
さらに具体的には、補助点定義手段により定義された補
助点の3次元座標と第2画像が得られたときの撮影光学
系の入射瞳位置である第2撮影位置の3次元座標とに基
づいて補助点が歪曲収差のない結像面に投影されたとき
の2次元座標を算出する2次元座標算出手段と、2次元
座標算出手段により得られた補助点の2次元座標に対し
てKararaの式に基づいて歪曲収差を加味する座標
変換を行うことにより補助像点の2次元座標を算出する
歪曲収差補正手段とを備えていてもよい。
位置の3次元座標をそれぞれ算出する撮影位置算出手段
を備えていてもよく、撮影位置算出手段は第1および第
2画像に写し込まれた所定位置にあるターゲットの寸法
形状と、第1および第2画像におけるターゲットの像の
寸法形状とに基づいて、第1および第2撮影位置の3次
元座標を算出する。これにより、撮影時にターゲットを
被写体近傍に置けば基準となる長さを逐一測る必要がな
く、撮影作業が簡便になる。さらに好ましくは、撮影位
置算出手段が第1および第2画像におけるターゲットの
像を歪曲収差に基づいて補正する。これにより、第1お
よび第2撮影位置の3次元座標は、歪曲収差が補正され
た高精度な値となる。
補助像点は実質的に線として表示されることが好まし
い。撮影光学系が所定数の画素を格子状に配列した撮像
素子を有する電子スチルカメラに設けられた場合には、
補助点の個数が撮像素子の水平方向の画素数より大きい
値であればよく、具体的には1000個以上が好まし
い。これにより、第2画像に重ねて表示する補助像点が
高精度な線として表示される。
所定の歪曲収差を有する撮影光学系を備えたカメラによ
って、第1および第2撮影位置から同一の被写体を撮像
し、第1画像および第2画像を得る第1ステップと、第
1および第2画像をモニタ画面に表示する第2ステップ
と、モニタ画面に表示された第1画像において、被写体
上の所定の測量点が投影された第1像点を指定する第3
ステップと、第3ステップにより指定された第1像点を
歪曲収差に基づいて補正し得られた第1補正像点に基づ
いて測量点を通る所定の直線上の複数の補助点を定義す
る第4ステップと、補助点を歪曲収差を加味して第2画
像に投影した補助像点を定義する第5ステップと、補助
像点を第2画像に重ねてモニタ画面に表示する第6ステ
ップと、モニタ画面に表示された補助像点に基づいて第
2画像上に投影された測量点の第2像点を指定する第7
ステップと、測量点の相対位置を特定するために第1像
点および第2像点を対応付ける第8ステップとを備える
ことを特徴としている。これにより、歪曲収差を有する
撮影光学系を用いた場合においても、複数の画像上にお
いて像点の対応付けが容易かつ高精度に行える。
曲収差を有する撮影光学系によって同一の被写体を結像
して得られた第1画像および第2画像をモニタ画面に表
示する画像表示ルーチンと、モニタ画面に表示された第
1画像において指定された被写体上の所定の測量点が投
影された第1像点を歪曲収差に基づいて補正し補正され
た第1像点に基づいて測量点を通る所定の直線上の複数
の補助点を定義する補助点定義ルーチンと、補助点を歪
曲収差を加味して第2画像に投影した補助像点を定義す
る補助像点定義ルーチンと、補助像点を第2画像に重ね
てモニタ画面に表示する補助像点表示ルーチンと、測量
点の相対位置を特定するためにモニタ画面に表示された
補助像点に基づいて指定され第2画像上に投影された測
量点の第2像点と第1像点とを対応付ける対応付けルー
チンとを備えることを特徴とする像点対応付けプログラ
ムを格納している。これにより、汎用のパーソナルコン
ピュータにおいて像点対応付けプログラムを実行でき、
歪曲収差を有する撮影光学系を用いた場合においても複
数の画像上において像点の対応付けが容易かつ高精度に
行える。
方法の実施形態について添付図面を参照して説明する。
ある。像点対応付け装置は、装置全体の動作を制御する
CPU10と、画像に関するデータをICメモリカード
40から読取るためのカード読取装置12と、読取られ
た画像を表示するモニタ装置14とを備える。また像点
対応付け装置は、像点指定や種々の指示に用いるマウス
16およびキーボード17を備える。CPU10、カー
ド読取装置12、モニタ装置14およびマウス16は直
接または間接的にバス30に接続される。
30に接続された入力制御部26が接続され、マウス1
6およびキーボード17からの入力がバス30に転送さ
れ、またこれらの入力モード等が設定される。
2に挿入され、ICメモリカード40内に格納された複
数の画像データが装置内に適宜読み込まれる。画像デー
タは、図示しない電子スチルカメラにより撮像された1
フレーム分のデジタル画素データと、撮影時の撮影条件
や撮影光学系の歪曲収差のデータ、さらに画像に写し込
まれたターゲットの寸法形状および配置のデータ等を含
む。
込み動作は、バス30に接続された記録媒体制御部22
により制御される。記録媒体制御部22にはハードディ
スク13が接続され、このハードディスク13にはIC
メモリカード40から読み込まれた画像データが格納さ
れる。
モリ44がそれぞれ接続される。表示メモリ42はモニ
タ装置14で表示すべき内容をデジタルデータとして保
持し、バス30に接続された表示制御部24は保持され
たデジタルデータをモニタ装置14のためのアナログR
GB信号に変換する。作業メモリ44はCPU10によ
る演算、処理におけるキャッシュメモリ等に使用され
る。
状態管理部34、演算処理部36およびデータ管理部3
8を備え、必要な管理、演算、処理を実行する。入力状
態管理部32はマウス16およびキーボード17の設定
を管理し、また入力された情報、例えばマウス16の座
標、キーボード17から入力された文字等を所定のデジ
タルデータに変換する。表示状態管理部34はモニタ装
置14に表示すべき内容を管理し、表示に関する設定の
変更等があったときには表示内容を変更する。演算処理
部36は後述する像点等の座標算出や歪曲収差補正等に
使用される。データ管理部38はICメモリカード40
から読込んだデータ内容を管理し、また読み込まれた画
像に基づいて作成された種々の座標データや像点の対応
付けのデータ等を管理する。
ナルコンピュータが適用され、また画像に関するデータ
の読込みから作図までの一連の写真測量用画像処理プロ
グラムは像点対応付け装置に着脱自在な記録媒体である
CD−ROM60、または像点対応付け装置に内蔵され
た記録媒体であるハードディスク13に格納される。ハ
ードディスク13内に写真測量用画像処理プログラムが
格納されていない場合には、CPU10はCD−ROM
ドライブ48を介してCD−ROM60から写真測量用
画像処理プログラムを読み出し、ハードディスク13に
インストールする。既にハードディスク13にインスト
ールされている場合には、CPU10はハードディスク
13内の写真測量用画像処理プログラムを読み出し、種
々の処理を実行する。なお、後述する対応付け処理プロ
グラムは写真測量用画像処理プログラムに含まれる。
に示す図である。この表示画面の画像表示領域IMAに
は、地表面上の所定位置に置かれたターゲット50を含
む一対の画像、即ち第1画像IM1、第2画像IM2が
並列して表示される。第1画像IM1および第2画像I
M2は単一の電子スチルカメラで撮影された画像であ
り、それぞれの撮影位置はオペレータにより任意に定め
られる。第1画像IM1および第2画像IM2はICメ
モリカード40に格納されていたデジタル画素データに
基づいて表示され、水平方向にW個、垂直方向にH個の
画素が配列される。W、Hは整数(W≧H)であり、例
えばW=1000、H=800である。
RAが設けられ、2つの画像に基づいて作図された測量
図、具体的には道路の外形を示す実線Lが描かれる。測
量図は道路を鉛直上方から見た水平面図である。なお、
測量点q1 、q2 、q3 、q 4 およびターゲット50の
角部を示す基準点RPは、作図領域DRAにおいて点表
示される。画面の左方にはメニューMMが設けられ、種
々のコマンドが選択可能である。
における像点がマニュアルで指定されて、対応付けられ
る。例えば、第1画像IM1において、道路の角の測量
点q 1 の第1像点AQ11がマウス16によりマニュアル
指定されると、第2画像IM2に補助線ADLが重ねて
表示され、この補助線ADLを参照しながら第2像点A
Q12がマニュアル指定される。
りそのピクセル座標(AX11,AY 11)が取得され、作
業メモリ44に格納される。ピクセル座標(AX11,A
Y11)は、第1画像IM1の左上隅からの水平および垂
直方向の画素数である。第2像点AQ12についても同
様、マウス指定によりピクセル座標(AX12,AY12)
が得られる。
点AQ11および第2像点AQ12が互いに対応付けられる
と、これら第1像点AQ11および第2像点AQ12のピク
セル座標に基づいて測量点q1 の3次元座標が算出され
るとともに、作図領域DRAに測量点q1 が点表示され
る。測量点q2 、q3 、q4 についても同様、像点AQ
21と像点AQ22、像点AQ31と像点AQ32、像点AQ41
と像点AQ42がそれぞれ互いに対応付けられ、3次元座
標が算出される。
標は、ターゲット50の基準点RPを原点とする共通の
3次元座標系における値である。基準点RPの第1画像
IM1および第2画像IM2におけるそれぞれの像点は
RP1 およびRP2 で示される。
画像IM1の像点指定が行われ、補助線ADLは第2画
像IM2上に示されているが、指定の順序が逆、即ち第
2画像IM2の像点指定を先に行っても良い。この場
合、補助線ADLは第1画像IM1上に表示される。
と、他方の画像に対応する像点を含み得る補助線ADL
が自動的に表示されるので、オペレータは対応する像点
を容易に指定し得る。
つの対応する第1像点AQi1、第2像点AQi2との関係
を概念的に示す図である。iは測量点の数を示すパラメ
ータである。
ルカメラの撮影光学系の入射瞳位置は第1撮影位置M1
で示され、その座標はターゲット50に基づいて設定さ
れた基準座標系(X,Y,Z)における3次元座標、即
ち基準座標(ΔX1 ,ΔY1,ΔZ1 )で示される。ま
た撮影光学系の向きは光軸CL1で示され、その回転角
はX軸、Y軸およびZ軸周りの回転変位量(Δα1 ,Δ
β1 ,Δγ1 )で表される。これら6つのパラメータΔ
X1 、ΔY1 、ΔZ1 、Δα1 、Δβ1 およびΔγ1 を
カメラパラメータと呼ぶ。
み込まれた時にCPU10によってターゲット50の寸
法形状に基づいて算出される。同様に、第2画像IM2
が得られたときのカメラパラメータ、即ち第2撮影位置
M2(ΔX2 ,ΔY2 ,ΔZ 2 )および光軸CL2(Δ
α2 ,Δβ2 ,Δγ2 )は画像読込み時に算出される。
カメラパラメータの算出に関しては従来公知であり、こ
こではその説明を省略する。
的に一致する第1画像IM1(図中、破線で示される)
上に第1像点AQi1(図中、白丸で示される)として投
影される。測量点qi は、理想的には第1撮影位置M1
と第1像点AQi1とを結ぶ直線ELの延長線上に位置す
るはずであるが、現実には撮影光学系が歪曲収差を有す
るために直線ELから外れてしまう。
て結像された理想的な結像面を、第1スクリーンS1
(図中、実線で示される)として設定し、第1スクリー
ンS1に投影された測量点qi の像点を第1補正像点Q
i1(図中、黒丸で示される)として示す。第1スクリー
ンS1は光軸CL1に対して垂直な平面であり、かつそ
の結像中心C1は光軸CL1上に位置する。このとき、
測量点qi は第1撮影位置M1と第1補正像点Qi1とを
通る直線EL上に位置する。
点とする第1スクリーン座標系(X’,Y’)が設定さ
れ、第1補正像点Qi1の第1スクリーンS1における相
対位置はスクリーン座標(Xi1,Yi1)で表される。測
量点qi の基準座標(qxi,qyi ,qzi )と、第
1補正像点Qi1のスクリーン座標(Xi1,Yi1)との関
係は、(1)式および(2)式により定義付けられる。
(1)式および(2)式においてjは画像数を示すパラ
メータであり、第1画像IM1の場合にはj=1であ
る。
(xij,yij,zij)は、基準座標系とは異なる電子ス
チルカメラに設定されたカメラ座標系における測量点q
i の3次元座標である。詳述すると、第1画像IM1に
は第1撮影位置M1を原点とする第1カメラ座標系
(x’,y’,z’)が設定され、この第1カメラ座標
系における測量点qi の座標は(xi1,yi1,zi1)で
表される。なお、x’軸は第1スクリーンS1のX’軸
に平行であり、電子スチルカメラに設けられた撮像素子
の水平方向に一致する。またy’軸はY’軸に平行かつ
撮像素子の垂直方向に一致する。同様に第2カメラ座標
系(x”,y”,z”)が設定され、この第2カメラ座
標系における測量点qi の座標は(xi2,yi2,zi2)
で表される。
(xij,yij,zij)と基準座標(qxi,qyi ,q
zi )との関係を示し、(2)式は測量点qi のカメラ
座標(xij,yij,zij)とスクリーン座標(Xi1,Y
i1)との関係を示す。(2)式のCmは電子スチルカメ
ラ固有に定められたパラメータであり、双方の撮影位置
M1、M2において同値である。
の結像面である第2画像IM2、および理想的な結像面
である第2スクリーンS2における測量点qi の像点
が、それぞれ第2像点AQi2および第2補正像点Qi2と
して示される。測量点qi が直線EL上にあることか
ら、直線ELを第2スクリーンS2に投影した直線(以
下、投影線と呼ぶ)PEL上には、第2補正像点Qi2が
位置する。
換すれば、変換された線上には第2像点AQi2が位置す
るはずである。本実施形態では、この変換された線を補
助線ADL(図中破線で示される)として定義し、図3
に示すように第2画像IM2に重ねて表示させている。
このように補助線ADLは撮影光学系の歪曲収差を考慮
して求められており、これにより第2像点AQi2を容易
かつ高精度に指定し得る。
点qi を含み得る所定範囲内にあるn個の補助点p1 〜
pn を抽出し、これら補助点p1 〜pn を第2スクリー
ンS2に投影し、さらに歪曲収差に基づいて変換して補
助像点AP1 〜APn (図3にはAP1 およびAPn の
みを示す)を得、連続する補助像点AP1 〜APn を結
ぶことにより補助線ADLを生成する。補助点の数nは
多い方が好ましく、少なくとも第1画像IM1の水平方
向の画素数Wより大きい値に設定される。この場合、水
平方向において1画素単位で補助線ADLを表示でき、
高精度かつ滑らかな補助線ADLが得られる。
しては、第1撮影位置M1から1m以上50m以下の範
囲が好ましい。この下限値1mおよび上限値50mは、
像点指定を高精度に行うために撮影範囲が1m以上50
m以下程度に限られることから経験的に得られた数値で
あり、特に限定されるものではない。図3に示す画面上
のメニューMMで所定範囲を適宜変更しても良い。本実
施形態においては水平方向の画素数Wが1000であ
り、1mから50mの範囲を1000等分することによ
り1000個の補助点pn (1≦n≦1000)が定義
される。
pzn )は、(3)式により算出される。(3)式にお
いてtは距離を示すパラメータであり、Rは直線ELの
方向を示す方向ベクトル(rX ,rY ,rZ )である。
この方向ベクトルRは第1カメラ位置M1からの単位ベ
クトルである。
るスクリーン座標(Xn2,Yn2)は、前述の(1)式お
よび(2)式により求められる。ここで、パラメータi
およびjにはそれぞれn(1≦n≦1000)および2
が代入され、qxn 、qynおよびqzn にはそれぞれ
補助点pn の基準座標pxn 、pyn およびpzn が代
入される。
Yn2)は、(4)式に示すKararaの歪曲収差補正
モデルを用いて、歪曲収差を考慮した値に変換される。
変換後の点は補助像点APn で示され、その変換後の2
次元座標は(DXn2,DYn2)で表される。(4)式に
おいて、D2 、D4 、D6 、P1 、P2 、XcおよびY
cは歪曲収差を示すパラメータであり、特にXcおよび
Ycは光軸CL2 の第2画像IM2の中心に対するX”
方向およびY”方向のずれ量である。
DYn2)は、結像中心C2を原点とする第2スクリーン
座標系における値であり、さらに(5)式によって第2
画像IM2におけるピクセル座標(AXn2,AYn2)に
変換される。(5)式において、PxおよびPyはそれ
ぞれ撮像素子の水平方向および垂直方向の画素間距離で
あり、WおよびHは水平方向および垂直方向の画素数で
ある。
算出されたピクセル座標(AXn2,AYn2)に基づい
て、第2画像IM2上に例えば赤色の点で表示され、補
助像点APn を連続して結ぶことにより補助線ADLが
得られる。
処理部36において実行される対応付け処理プログラム
について説明する。
ーチンを示すフローチャートである。このメインルーチ
ンは対応付け処理プログラムが起動されることにより開
始される。まず、ステップS102において第1画像I
M1および第2画像IM2の画像データがICメモリカ
ード40から読み込まれる。このとき、撮影時の撮影条
件や撮影光学系の歪曲収差のデータ、およびターゲット
50の寸法形状および配置のデータは作業メモリ44に
格納される。
画像IM1のカメラパラメータ(ΔX1 、ΔY1 、ΔZ
1 、Δα1 、Δβ1 、Δγ1 )および第2画像IM2の
カメラパラメータ(ΔX2 、ΔY2 、ΔZ2 、Δα2 、
Δβ2 、Δγ2 )が算出される。これらカメラパラメー
タは作業メモリ44の所定領域に格納される。次にステ
ップS106が実行され、第1画像IM1および第2画
像IM2がモニタ装置14の画面に設定された画像表示
領域IMA(図3)に表示される。
の数を示すパラメータiの値が0に初期化され、ステッ
プS110において第1画像IM1および第2画像IM
2における測量点qi の像点の対応付けを継続するか否
かが判定される。継続する場合にはステップS112以
降が実行され、継続しない場合にはステップS122が
実行される。
カウントアップされる。続いてステップS114が実行
され、ここでは第1画像IM1における測量点q(i=1)
の像点、即ち第1像点AQ11がマニュアル指定され、そ
のピクセル座標(AX11, AY11)が取得される。
ブルーチンが実行され、第2画像IM2に補助線ADL
が表示される。続いてステップS116において、補助
線ADLを参照しつつ第2画像IM2における測量点q
(i=1) の像点、即ち第2像点AQ12がマニュアル指定さ
れ、これによりそのピクセル座標(AX12, AY12)が
取得される。
ップS114で指定された第1像点AQ11と、ステップ
S116で指定された第2像点AQ12とが、測量点q
(i=1)の像点として対応付けられ、それらピクセル座標
(AX11, AY11)および(AX12, AY12)が作業メ
モリ44に格納される。
第2像点AQ12とのピクセル座標および、カメラパラメ
ータに基づいて測量点q(i=1) の基準座標(X1 ,
Y1 ,Z 1 )が算出され、作図領域DRA(図3)に点
表示される。基準座標の算出については公知であり、こ
こでは説明を省略する。ステップS120の終了後ステ
ップS110へ戻り、次の測量点q(i=2) について像点
指定を行う場合にはステップS112〜S120が再実
行される。
すると判定されると、ステップS122において作業メ
モリ44に格納されていたデータ、即ち第1画像IM1
および第2画像IM2の画像データやカメラパラメー
タ、測量点および第1および第2像点に関するデータ、
測量図に関するデータ等が所定のフォーマットに基づい
てファイルに変換され、ハードディスク13に格納され
た後、メインルーチン即ち対応付け処理プログラムが終
了する。
(ステップS200)の詳細を示すフローチャートであ
る。まず、ステップS202において第1画像IM1お
よび第2画像IM2のカメラパラメータが作業メモリ4
4から読み出される。次に、ステップS300の方向ベ
クトル算出サブルーチンが実行され、直線ELの方向を
定義付ける方向ベクトルR(rX ,rY ,rZ )が算出
される。
により定義された直線EL上の補助点pn が定義され、
具体的には(1)式のパラメータtに数値が代入され
る。本実施形態においては、距離tには1m以上50m
以下の範囲を1000等分した数値が代入される。即
ち、ステップS206により1000個の補助点p
n (1≦n≦1000)およびその基準座標が得られ
る。
pn の基準座標および第2画像IM2のカメラパラメー
タに基づいて、補助点pn を第2スクリーンS2に投影
した点のスクリーン座標が算出され、さらに1000個
の投影点のスクリーン座標にはそれぞれ歪曲補正が施さ
れる。これにより、補助点pn を画像IM2に投影した
補助像点APn の高精度なピクセル座標が得られる。
0個の補助像点APn を連続して結んだ補助線ADLが
描画されて、モニタ装置14の画面上の第2画像IM2
に重ねて表示され、補助線描画サブルーチンが終了す
る。
チン(ステップS300)の詳細を示すフローチャート
である。ここでは、方向ベクトルRの先端である第1カ
メラ位置M1から距離1だけ離れた点RBを第1画像I
M1に投影した点と、指定した第1像点AQi1との距離
が最小となり得るような、rX 、rY およびrZ の値が
求められる。
クトルRのrX 、rY 、およびrZに適当な初期値が与
えられる。次に、ステップS304において(1)式に
より点RBのカメラ座標が算出される。続いて(2)
式、(4)式および(5)式により点RBのスクリーン
座標、歪曲収差を考慮した2次元座標、ピクセル座標が
順に算出される(ステップS306、308、31
0)。そしてステップS312が実行され、ステップS
310により求められた点RBの第1画像IM1におけ
るピクセル座標(AXRB,AYRB)と、指定した第1像
点AQi1のピクセル座標(AXi1,AYi1)との距離の
2乗で表される誤差Φが(6)式により算出される。
値であるか否かが判定され、最小値でないと判定される
とrX 、rY およびrZ の値がより近似した値に変えら
れてステップS304に戻る。即ち、誤差Φが最小値に
収束するまでrX 、rY およびrZ の値が順次変えられ
て誤差Φの算出が繰り返し行われる。誤差Φが最小値で
あると判定されると、ステップS316において現在の
rX 、rY およびrZの値が方向ベクトルRとして登録
され、方向ベクトル算出サブルーチンが終了する。
像点の対応付けが高精度に行える。
すブロック図である。
す図である。
念的に示す図である。
すフローチャートである。
ローチャートである。
示すフローチャートである。
29)
Claims (11)
- 【請求項1】 歪曲収差を有する撮影光学系によって同
一の被写体を結像して得られた第1画像および第2画像
をモニタ画面に表示する画像表示手段と、 前記モニタ画面上の前記第1画像において、前記被写体
上の所定の測量点が投影された第1像点を指定する第1
指定手段と、 前記第1像点に前記歪曲収差の影響を排除する補正を施
して、得られた第1補正像点と前記測量点とを通る所定
の直線上に位置する複数の補助点を定義する補助点定義
手段と、 前記補助点を前記歪曲収差を加味して前記第2画像に投
影した補助像点を定義する補助像点定義手段と、 前記補助像点を前記第2画像に重ねて前記モニタ画面に
表示する補助像点表示手段と、 前記モニタ画面に表示された前記補助像点に基づいて、
前記第2画像上に投影された前記測量点の第2像点を指
定する第2指定手段と、 前記測量点の相対位置を特定するために前記第1像点お
よび前記第2像点を対応付ける対応付け手段とを備える
ことを特徴とする像点対応付け装置。 - 【請求項2】 前記補助点定義手段が、 前記第1画像が得られたときの前記撮影光学系の入射瞳
位置である第1撮影位置から所定距離離れた所定点が、
前記歪曲収差のない結像面上に投影された投影点を定義
する投影点定義手段と、 前記投影点定義手段により得られた投影点の2次元座標
に対して、Kararaの式に基づいて座標変換を行う
ことにより、前記投影点の前記歪曲収差を加味した2次
元座標を得る歪曲収差補正手段と、 前記投影点の前記歪曲収差を加味した2次元座標が前記
第1像点の2次元座標に一致するように前記所定点の相
対位置を特定し、特定された所定点の投影点を前記第1
補正像点として定める第1補正像点特定手段と、 前記第1撮影位置および前記第1補正像点を通る直線を
前記所定の直線として定義する直線定義手段と、 前記直線定義手段により定義された前記所定の直線上に
あって、かつ前記測量点を含み得る所定範囲内にある前
記補助点を複数個抽出し、これら補助点の3次元座標を
それぞれ算出する補助点抽出手段とを備えることを特徴
とする請求項1に記載の像点対応付け装置。 - 【請求項3】 前記所定範囲は、前記第1撮影位置から
1メートル以上かつ50メートル以内の範囲であること
を特徴とする請求項2に記載の像点対応付け装置。 - 【請求項4】 前記補助像点定義手段が、 前記補助点定義手段により定義された前記補助点の3次
元座標と、前記第2画像が得られたときの前記撮影光学
系の入射瞳位置である第2撮影位置の3次元座標とに基
づいて、前記補助点が歪曲収差のない結像面に投影され
たときの2次元座標を算出する2次元座標算出手段と、 前記2次元座標算出手段により得られた前記補助点の2
次元座標に対して、Kararaの式に基づいて前記歪
曲収差を加味する座標変換を行うことにより、前記補助
像点の2次元座標を算出する歪曲収差補正手段とを備え
ることを特徴とする請求項1に記載の像点対応付け装
置。 - 【請求項5】 前記第1および第2画像に写し込まれた
所定位置にあるターゲットの寸法形状と、前記第1およ
び第2画像における前記ターゲットの像の寸法形状とに
基づいて、前記第1および第2画像が得られたときの前
記撮影光学系の入射瞳位置である第1および第2撮影位
置の3次元座標をそれぞれ算出する撮影位置算出手段を
備えることを特徴とする請求項1に記載の像点対応付け
装置。 - 【請求項6】 前記撮影位置算出手段が、前記第1およ
び第2画像における前記ターゲットの像を前記歪曲収差
に基づいて補正することを特徴とする請求項5に記載の
像点対応付け装置。 - 【請求項7】 前記モニタ画面において、前記補助像点
が実質的に線として表示されることを特徴とする請求項
1に記載の像点対応付け装置。 - 【請求項8】 前記撮影光学系が所定数の画素を格子状
に配列した撮像素子を有する電子スチルカメラに設けら
れ、前記補助点の個数が前記撮像素子の水平方向の画素
数より大きい値であることを特徴とする請求項1に記載
の像点対応付け装置。 - 【請求項9】 前記補助点の個数が少なくとも1000
個であることを特徴とする請求項1に記載の像点対応付
け装置。 - 【請求項10】 所定の歪曲収差を有する撮影光学系を
備えたカメラによって、第1および第2撮影位置から同
一の被写体を撮像し、第1画像および第2画像を得る第
1ステップと、 前記第1および第2画像をモニタ画面に表示する第2ス
テップと、 前記モニタ画面に表示された前記第1画像において、前
記被写体上の所定の測量点が投影された第1像点を指定
する第3ステップと、 第3ステップにより指定された前記第1像点を前記歪曲
収差に基づいて補正し、得られた第1補正像点に基づい
て前記測量点を通る所定の直線上の複数の補助点を定義
する第4ステップと、 前記補助点を前記歪曲収差を加味して前記第2画像に投
影した補助像点を定義する第5ステップと、 前記補助像点を前記第2画像に重ねて前記モニタ画面に
表示する第6ステップと、 前記モニタ画面に表示された前記補助像点に基づいて、
前記第2画像上に投影された前記測量点の第2像点を指
定する第7ステップと、 前記測量点の相対位置を特定するために、前記第1像点
および前記第2像点を対応付ける第8ステップとを備え
ることを特徴とする像点対応付け方法。 - 【請求項11】 所定の歪曲収差を有する撮影光学系に
よって、同一の被写体を結像して得られた第1画像およ
び第2画像をモニタ画面に表示する画像表示ルーチン
と、 前記モニタ画面に表示された前記第1画像において指定
された前記被写体上の所定の測量点が投影された第1像
点を、前記歪曲収差に基づいて補正し、補正された第1
像点に基づいて前記測量点を通る所定の直線上の複数の
補助点を定義する補助点定義ルーチンと、 前記補助点を前記歪曲収差を加味して前記第2画像に投
影した補助像点を定義する補助像点定義ルーチンと、 前記補助像点を前記第2画像に重ねて前記モニタ画面に
表示する補助像点表示ルーチンと、 前記測量点の相対位置を特定するために、前記モニタ画
面に表示された前記補助像点に基づいて指定され前記第
2画像上に投影された前記測量点の第2像点と、前記第
1像点とを対応付ける対応付けルーチンとを備えること
を特徴とする像点対応付けプログラムを格納した記録媒
体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000042950A JP3851483B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 像点対応付け装置、像点対応付け方法、および像点対応付けプログラムを格納した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000042950A JP3851483B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 像点対応付け装置、像点対応付け方法、および像点対応付けプログラムを格納した記録媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001227945A true JP2001227945A (ja) | 2001-08-24 |
JP3851483B2 JP3851483B2 (ja) | 2006-11-29 |
Family
ID=18565948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000042950A Expired - Fee Related JP3851483B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 像点対応付け装置、像点対応付け方法、および像点対応付けプログラムを格納した記録媒体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3851483B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004325072A (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-18 | Mamoru Otsuki | 写真測量方法および写真測量プログラム |
JP2013017053A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Taisei Corp | パノラマ画像距離算出装置 |
JP2014021672A (ja) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Taisei Corp | 三次元座標算出装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02216404A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-08-29 | Olympus Optical Co Ltd | 計測用内視鏡装置 |
-
2000
- 2000-02-21 JP JP2000042950A patent/JP3851483B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02216404A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-08-29 | Olympus Optical Co Ltd | 計測用内視鏡装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004325072A (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-18 | Mamoru Otsuki | 写真測量方法および写真測量プログラム |
JP2013017053A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Taisei Corp | パノラマ画像距離算出装置 |
JP2014021672A (ja) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Taisei Corp | 三次元座標算出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3851483B2 (ja) | 2006-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10825198B2 (en) | 3 dimensional coordinates calculating apparatus, 3 dimensional coordinates calculating method, 3 dimensional distance measuring apparatus and 3 dimensional distance measuring method using images | |
EP1596330B1 (en) | Estimating position and orientation of markers in digital images | |
US8107722B2 (en) | System and method for automatic stereo measurement of a point of interest in a scene | |
CN110568447A (zh) | 视觉定位的方法、装置及计算机可读介质 | |
US6768813B1 (en) | Photogrammetric image processing apparatus and method | |
JP3777067B2 (ja) | 写真測量画像処理装置、写真測量画像処理方法、および写真測量画像処理プログラムを格納した記憶媒体 | |
CN110838164B (zh) | 基于物体点深度的单目图像三维重建方法、***及装置 | |
KR20130138247A (ko) | 신속 3d 모델링 | |
JPH10221072A (ja) | 写真測量システムおよび写真測量方法 | |
KR101453143B1 (ko) | 스테레오 매칭 처리 시스템, 스테레오 매칭 처리 방법, 및 기록 매체 | |
KR102129206B1 (ko) | 사진 이미지를 이용한 3차원 좌표 계산 방법 및 3차원 좌표 계산 장치 | |
KR101346192B1 (ko) | 항공측량 전용 촬영이미지의 실시간 정사 보정용 항공측량시스템 | |
US6618497B1 (en) | Photogrammetric image processing apparatus and method | |
JP2006017632A (ja) | 3次元画像処理装置、光軸調整方法、光軸調整支援方法 | |
JP3851483B2 (ja) | 像点対応付け装置、像点対応付け方法、および像点対応付けプログラムを格納した記録媒体 | |
JP2003323603A (ja) | ステレオマッチング方法、3次元計測方法及び3次元計測装置並びにステレオマッチング方法のプログラム及び3次元計測のプログラム | |
JP2005174151A (ja) | 三次元画像表示装置及び方法 | |
JP3637416B2 (ja) | 3次元計測方法、3次元計測システム、画像処理装置、及びコンピュータプログラム | |
CN113347402A (zh) | 基于Unity的渲染沉浸式内容的改良方法、装置和存储介质 | |
JP4409924B2 (ja) | 三次元画像表示装置及び方法 | |
CN113256811A (zh) | 建筑物建模方法、设备和计算机可读存储介质 | |
JP2002135807A (ja) | 3次元入力のためのキャリブレーション方法および装置 | |
JP3441657B2 (ja) | 画像点設定装置及びこの画像点設定装置を用いた写真測量方法 | |
JP4427305B2 (ja) | 三次元画像表示装置及び方法 | |
JP4810403B2 (ja) | 情報処理装置、情報処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041213 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060811 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060901 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090908 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100908 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110908 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120908 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120908 Year of fee payment: 6 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120908 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120908 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130908 Year of fee payment: 7 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |