JP2005345341A - デジタルデータを取り扱う写真測量システム - Google Patents

Abstract

【課題】 デジタルカメラを用いた写真測量システムにおいて画像データとともに画像データに関連する情報を関連づけてメモリに格納する。
【解決手段】 写真測量システム１０は画像撮影装置２０、位置調節装置３０、昇降装置５０、遠隔操作ユニット６０、パンチルトコントローラ７０を備える。画像撮影装置２０はデジタルカメラである右カメラ２１と左カメラ２２を備える。画像撮影装置２０は撮影するときの画像撮影装置２０の傾斜角を検出するチルトセンサ２５を有する。遠隔操作ユニット６０にメモリ６２を接続する。右カメラ２１と左カメラ２２により撮影された画像データとチルトセンサ２５により検出された傾斜角を関連づけてメモリ６２に格納する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数のデジタルカメラを備える写真測量システムにおいてメモリに格納される画像データに関する。

従来の測量において、測量しようとする点（測点）を含む周囲の風景を異なる視点から撮影し、撮影した視点の位置および撮影方向を用いて、測点の位置を三角測量の原理により求める方法が知られている。複数のカメラを所定の位置に固定したステレオカメラを用いて、このような測量が行われている。

このようなステレオカメラによる測量は測量地点での実測が不要で測量時間を短縮できる利点があり、交通事故の事故現場などの迅速で正確な測量が求められる場合に適用されている。すなわちステレオカメラを搭載したステレオカメラ車（特許文献１参照）で測量現場に移動し事故現場の撮影を行い、後に撮影した写真を従来公知の分析器を用いることにより測量が行われている。ところで、従来のステレオカメラは銀鉛カメラを用いており、撮影した画像は写真あるいはフィルムとして管理されている。
特開平１１−２５０２５２号公報

そこで画像に関連する情報を画像情報とともに多大な労力をかけることなく記録をすることが画像管理の上で便利であることに着目し、本発明では測量地点で撮影した画像ごとに関連する情報を迅速に記録する写真測量装置の提供を目的とする。

本発明の写真測量システムは第１のデジタルカメラと、第２のデジタルカメラと、第１のデジタルカメラと第２のデジタルカメラの撮影した画像を画像データとして取得する画像取得手段と、画像データに関連する画像関連情報を取得する情報取得手段と、画像データと画像関連情報とを関連づけて格納する記憶手段とを備えることを特徴としている。

情報取得手段は第１のデジタルカメラと第２のデジタルカメラにより撮影が行なわれるときの撮影状況を検出する撮影状況検出手段であることが好ましい。また撮影状況検出手段は第１のデジタルカメラおよび前記第２のデジタルカメラの姿勢を検出する姿勢検出手段であることが好ましく、姿勢検出手段はチルトセンサあるいは方位センサであることが好ましい。

また情報取得手段が画像関連情報を入力する入力手段であることが好ましく、入力手段により撮影日時、撮影場所、分類記号、あるいは撮影者の情報が入力されることが好ましい。

第１のデジタルカメラおよび第２のデジタルカメラの撮影視野に含まれる単一の被写体の画像を検出する画像検出手段と、検出された画像を表示する画像表示手段とを備えることが好ましい。ただし、第１のデジタルカメラあるいは第２のデジタルカメラが前記画像検出手段を兼ねる構成であってもよい。

第１のデジタルカメラおよび第２のデジタルカメラを、単一の被写体を第１のデジタルカメラおよび第２のデジタルカメラの撮影視野に含ませるための所定の位置に固定する基線桿を備えることが好ましく、基線桿を上下に移動させる昇降装置と、昇降装置を操作するための入力を行なう昇降入力装置とを備えることが好ましい。

第１のデジタルカメラと第２のデジタルカメラの投影中心を結ぶ基線と交わる直線に略平行な直線を軸に基線桿を回動して基線桿の向く方向を調節する方向調節装置と、方向調節装置における基線桿の方向を調節するための入力を行う方向入力装置とを備えることが好ましく、また第１のデジタルカメラと第２のデジタルカメラの投影中心を結ぶ基線に略平行な直線を軸に基線桿を回動して基線桿の傾斜を調節する傾斜調節装置と、傾斜調節装置における基線桿の傾斜を調節するための入力を行なう傾斜入力装置とを備えることが好ましい。

本発明によれば画像ごとに画像に関連する情報を関連づけて迅速に記録することが可能である。その結果、画像の管理が容易になり、また撮影状況などの情報を記録することにより測量現場で行う作業を省略可能とし、迅速に行われるべき撮影作業の短縮化が可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である写真測量システムの構成を示すブロック図である。

写真測量システム１０は画像撮影装置２０、位置調節装置３０、昇降装置５０、遠隔操作ユニット６０、およびパンチルトコントローラ７０により構成される。画像撮影装置２０は位置調節装置３０に連結され、位置調節装置３０は昇降装置５０に連結される。画像撮影装置２０は遠隔操作ユニット６０に電気的に接続され、撮影動作等が制御される。位置調節装置３０はパンチルトコントローラ７０に電気的に接続され、画像撮影装置２０の位置などが制御される。

図２は写真測量システムが測量用自動車に搭載された状態を模式的に示す図である。写真測量システム１０全体は測量用自動車８０内に格納され、測量地点において測量のための準備が行われる。

すなわち測量用自動車８０のサンルーフ８１がスライドして開き、画像撮影装置２０および位置調節装置３０は昇降装置５０により上昇して車外に設置される。次に被写体（図示せず）がカメラの撮影視野に収まるように位置調節装置３０によりカメラの向きおよび傾きが調節される。その後、被写体が画像撮影装置２０により撮影される。

図１において画像撮影装置２０は第1のデジタルカメラである右カメラ２１と第２のデジタルカメラである左カメラ２２、視準用カメラ２３、および基線桿２４により構成される。なお、写真測量においてカメラの焦点距離は測量精度に大きな影響を及ぼすため、焦点距離を変えるピント調整はおこなわれず、両カメラ２１、２２の焦点距離は固定される。

右カメラ２１と左カメラ２２は基線桿２４の両端において固定される。右カメラ２１と左カメラ２２は単一の被写体を各々のカメラ２１、２２の撮影視野に含ませるように同じ方向を向いており、両カメラ２１、２２の光軸は略平行となるように固定する位置が定められる。また右カメラ２１と左カメラ２２の投影中心を結ぶ基線である主基線（符号Ｓ）と基線桿２４は略平行となるように定められる。

視準用カメラ２３は基線桿２４の中央に備えられ、両カメラ２１、２２と同じ方向を向くように配置される。視準用カメラ２３は両カメラ２１、２２の撮影視野に含まれる単一の被写体を撮影視野に含み、その被写体画像を検出可能である。検出された被写体画像は遠隔操作ユニット６０に送られ、遠隔操作ユニット６０に設けられるモニタ６１に表示される。

遠隔操作ユニット６０において両カメラ２１、２２のシャッタレリーズが可能であり、シャッタレリーズが行われるときに両カメラ２１、２２の撮影動作が実行される。両カメラ２１、２２により撮影された画像はデジタルの画像データとして遠隔操作ユニット６０に取得される。画像データは遠隔操作ユニット６０に接続されたメモリ６２に格納される。

メモリ６２に格納された画像データ毎に撮影日時、撮影場所、分類表示、あるいは撮影者等の画像データに関連する画像関連情報が遠隔操作ユニット６０に設けられたキーボード６３により入力可能であり、これらの画像関連情報は画像データと関連づけられメモリ６２に格納される。なお、分類表示とは画像管理をするためにオペレータにより規則づけられる文字、数字、記号などの任意の組合せである。

したがって、従来の銀鉛写真を用いた場合に比べて、視差のある複数の画像から平面図を作成する従来公知の解析機（図示せず）に画像データを直接入力できることが可能であり、写真を現像する労力が不要となる。また撮影した写真毎に撮影日時などの情報を記録することが管理するために便利である。しかし、銀鉛写真の場合は現像した写真毎にこれらの記録が必要なため、そのような記録付けは不便でありまた誤植をする可能性もある。一方で、本実施形態によれば直接画像データにこれらの情報を関連づけられるので、記録付けが容易である。

左カメラ２２の光軸と右カメラ２１の光学中心を通る平面を基線桿２４の基準平面とすると、基線桿２４に設けられたチルトセンサ２５は基準平面と水平面のなす角、すなわち基線桿２４の傾きを検出する。両カメラ２１、２２は基線桿２４に固定されているので、基準平面と両カメラ２１、２２の光軸方向のなす角を予め検定しておくことにより、両カメラ２１、２２の光軸と水平面のなす角、すなわち両カメラ２１、２２の傾きを算出することが可能である。

なお、基線桿２４の傾きは後述する第１の傾斜角および第２の傾斜角として検出される。基線桿２４の基準平面が水平面と平行である場合における左カメラの光軸方向をｘ軸、左カメラ２２から右カメラ２１へ延びる基線の方向をｙ軸、ｘ軸およびｙ軸に直交する直線をｚ軸とする座標系を想定する。第１の傾斜角はｘ軸と平行な直線を軸にした回転角ωであり（図３参照）、第２の傾斜角はｙ軸と平行な直線を軸にした回転角φである（図４参照）。

図１において、遠隔操作ユニット６０においてシャッタレリーズが行われ撮影が行なわれるときにチルトセンサ２５により検出された基線桿２４の傾きに相当するデータは撮影された画像の画像データに関連づけられメモリ６２に格納される。

従来の自動車搭載型写真測量システムにおいては、測量準備中に気泡幹を見ながらカメラを水平に設置する作業が行なわれていた。しかし、本実施形態によれば両カメラ２１、２２を水平に設置することなく被写体を撮影し、カメラの傾きを従来公知の解析機に入力することにより、解析機において画像データに対して回転変換などが行われ、傾きの補正が可能である。したがって、撮影準備の工程を一部省略することが可能となる。

図５に示すように、位置調節装置３０は撮影装置支持部材３１と傾き調節部材３２と向き調節部材３３によって構成される。撮影装置支持部材３１はＵ字型構造体３４と支持本体３５によって構成される。Ｕ字型構造体３４は下側に開放しており、上側において支持本体３５に連結される。Ｕ字型構造体３４の相対するＵ字内面には傾斜駆動軸３６が設けられる。画像撮影装置２０は支持本体３５の上面において連結される。主基線Ｓ（図１）と傾斜駆動軸３６が平行になるように画像撮影装置２０の連結姿勢が定められる。

傾き調節部材３２は凸型構造体３７と方向駆動軸３８によって構成される。凸型構造体３７は凸部が上側であり、Ｕ字型構造体３４のＵ字型内面に噛み合わされる。凸型構造体３７には貫通孔３９が設けられ、貫通孔３９に傾斜駆動軸３６が貫通される。撮影装置支持部材３１は傾斜駆動軸３６を軸として回動自在である。撮影装置支持部材３１はモータ（図示せず）等の従来公知の回動機構によりその回動が制御される。モータはパンチルトコントローラ７０に備えられた傾斜入力装置（図示せず）に連結され、その回動が制御される。

したがって、傾斜入力装置における基線桿２４の傾斜を調節するための入力に基づいて、基線桿２４により構成される画像撮影装置２０が主基線Ｓ（図１）と平行である傾斜駆動軸３６を軸に回動して基線桿２４の傾斜を調節可能である。

凸型構造体３７の下方には上下方向を長手とする方向駆動軸３８が設けられる。向き調節部材３３は上面に挿入孔４０が設けられる。方向駆動軸３８は挿入孔４０に挿入される。傾き調節部材３２は方向駆動軸３８を軸として回動自在である。画像撮影装置２０の連結姿勢は、方向駆動軸３８が基準平面に対して直交するように定められる。

傾き調節部材３２はモータ（図示せず）等の従来公知の回動機構によりその回動が制御される。モータはパンチルトコントローラ７０に備えられた方向入力装置（図示せず）に連結され、その回動が制御される。

したがって、方向入力装置における基線桿２４の方向を調節するための入力に基づいて、基線桿２４により構成される画像撮影装置２０が基準平面に直交する方向駆動軸３８を軸に回動して基線桿２４の方向を調節可能である。

向き調節部材３３の下方には昇降装置５０により上下に駆動される支柱５１が連結される。昇降装置５０はモータ（図示せず）などを用いた従来公知の昇降機構によりその昇降が制御される。したがって、基線桿２４は位置調節装置３０を介して昇降装置５０により上下に移動可能である。昇降装置５０はパンチルトコントローラ７０に備えられた昇降入力装置（図示せず）に連結され、その昇降装置を操作するための入力が行なわれる。

以上のように本実施形態を適用した写真測量装置によれば、オペレータは測量に必要な工程の多くを測量用自動車内に搭載した遠隔操作ユニット６０およびパンチルトコントローラ７０の操作により行なうことが可能であり、従来のように車上に上っての作業がなくなる。

すなわち、オペレータは測量地点においてモニタ６１に表示される画像を見ながら、画像撮影装置２０の位置および姿勢を調節し被写体を撮影視野に含めることが可能である。チルトセンサ２５により検出された傾斜を用いて画像を補正できるため、従来のように基線桿２４を水平に合わせる調節が不要である。したがって、従来のように測量用自動車に画像撮影装置を設置し、被写体を撮影視野に含める位置および方向調節および基線桿を水平に合わせる調節を手動により行なうそれぞれの工程が短縮可能である。

また、オペレータはモニタ６１に表示される画像を見ながら撮影や両カメラ２１、２２の設定を変更可能であり、撮影工程も短縮される。さらに両カメラ２１、２２で撮影した画像をモニタ６１に即座に表示することが可能であり、撮影に失敗した場合に容易に撮り直しできる。

以上のように本実施形態によれば、測量作業にかかる時間の大幅な短縮化および測量用の写真などの管理が極めて容易となる。

本実施形態において、視準用カメラ２３が備えられているが、右カメラ２１あるいは左カメラ２２が視準用カメラを兼ねてもよい。すなわち、右カメラ２１あるいは左カメラ２２の撮影視野である画像がモニタ６１に表示される。

また本実施形態において、チルトセンサ２５により検出された傾きが画像データと関連づけられるが、基線桿２４の向く方向を検出する方位センサのように基線桿２４を介して両カメラ２１、２２の姿勢を検出する姿勢検出センサを備え、姿勢検出センサにより検出された姿勢を画像データに関連づける構成でもよい。さらに周辺光量や温度などの撮影時の状況を検出する撮影状況検出センサを備え、撮影状況検出センサにより検出された撮影状況を画像データに関連づける構成でもよい。

また本実施形態において、画像データおよび画像関連情報は１組の写真撮影毎にメモリ６２に格納されるが、一旦遠隔操作ユニット６０において保存し全撮影終了後まとめてメモリ６２に格納される構成であってもよい。

また本実施形態において、方向駆動軸３８が基準平面に対して直行するように定められるが、主基線と平行でない、すなわち主基線と交わる直線に平行となるように定められる構成であってもよい。方向駆動軸３８が主基線と平行でなければ基線桿２４の方向を調節することは可能だからである。

本発明の一実施形態を適用した写真測量システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態を適用した写真測量システムを測量用自動車に搭載した状態を示す図である。 チルトセンサにより検出される第１の傾斜角を示す図である。 チルトセンサにより検出される第２の傾斜角を示す図である。 位置調節装置の分解斜視図である。

符号の説明

１０ 写真測量システム
２０ 画像撮影装置
２１ 右カメラ
２２ 左カメラ
２３ 視準用カメラ
２４ 基線桿
２５ チルトセンサ
３０ 位置調節装置
５０ 昇降装置
６０ 遠隔操作ユニット
７０ パンチルトコントローラ

Claims (12)

1. 第１のデジタルカメラと、第２のデジタルカメラと、前記第１のデジタルカメラと前記第２のデジタルカメラの撮影した画像を画像データとして取得する画像取得手段と、前記画像データに関連する画像関連情報を取得する情報取得手段と、前記画像データと前記画像関連情報とを関連づけて格納する記憶手段とを備えた写真測量システム。
2. 前記情報取得手段が前記第１のデジタルカメラと前記第２のデジタルカメラにより撮影が行なわれるときの撮影状況を検出する撮影状況検出手段である請求項１に記載の写真測量システム。
3. 前記撮影状況検出手段が前記第１のデジタルカメラおよび前記第２のデジタルカメラの姿勢を検出する姿勢検出手段である請求項２に記載の写真測量システム。
4. 前記姿勢検出手段がチルトセンサあるいは方位センサである請求項３に記載の写真測量システム。
5. 前記情報取得手段が画像関連情報を入力する入力手段である請求項１に記載の写真測量システム。
6. 前記入力手段により撮影日時、撮影場所、分類記号、あるいは撮影者の情報が入力される請求項５に記載の写真測量システム。
7. 前記第１のデジタルカメラおよび前記第２のデジタルカメラの撮影視野に含まれる単一の被写体の画像を検出する画像検出手段と、検出された前記画像を表示する画像表示手段とを備えた請求項１に記載の写真測量システム。
8. 前記第１のデジタルカメラあるいは前記第２のデジタルカメラが前記画像検出手段を兼ねる請求項７に記載の写真測量システム。
9. 前記第１のデジタルカメラおよび前記第２のデジタルカメラを、単一の被写体を前記第１のデジタルカメラおよび前記第２のデジタルカメラの撮影視野に含ませるための所定の位置に固定する基線桿を備えた請求項１に記載の写真測量システム。
10. 前記基線桿を上下に移動させる昇降装置と、前記昇降装置を操作するための入力を行なう昇降入力装置とを備えた請求項９に記載の写真測量システム。
11. 前記第１のデジタルカメラと前記第２のデジタルカメラの投影中心を結ぶ基線と交わる直線に略平行な直線を軸に前記基線桿を回動して前記基線桿の向く方向を調節する方向調節装置と、前記方向調節装置における前記基線桿の方向を調節するための入力を行う方向入力装置とを備えた請求項９に記載の写真測量システム。
12. 前記第１のデジタルカメラと前記第２のデジタルカメラの投影中心を結ぶ基線に略平行な直線を軸に前記基線桿を回動して前記基線桿の傾斜を調節する傾斜調節装置と、前記傾斜調節装置における前記基線桿の傾斜を調節するための入力を行なう傾斜入力装置とを備えた請求項９に記載の写真測量システム。
    
    
    

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