JP2021177134A - 撮影システム、及び撮影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本願発明の課題は、従来の問題を解決することであり、すなわち、単独作業を可能とし、しかもドローン操作のように専門的な知識を必要とすることなく、さらにその場でサイドラップを確認しながら写真測量を行うことができる撮影システムと、これを用いた撮影方法を提供することである。【解決手段】本願発明の撮影システムは、撮影コース間でサイドラップを確保しつつ対象範囲の地盤を撮影していく際に用いられる撮影システムであって、画像取得手段と姿勢センサ、撮影位置算出手段、撮影範囲算出手段、表示手段を備えたものである。撮影範囲算出手段は撮影姿勢と撮影位置と画像取得手段の諸元に基づいて「撮影範囲」を算出する手段であり、表示手段は「現状撮影範囲」と「既得撮影範囲」を表示する手段である。現状撮影範囲と既得撮影範囲を目視することでサイドラップを確認することができる。【選択図】図５

Description

本願発明は、宅地などの地盤を網羅的に撮影する技術に関するものであり、より具体的には、隣接する撮影コース間で適切なサイドラップを確保しつつ撮影することができる撮影システムと、これを用いた撮影方法に関するものである。

一般的に、所有地を売却するにあたって正確な土地の面積を確定するときや、相続などで土地を分割するために分筆登記を申請するとき、ブロック塀など境界付近に新たに施設を設置するため境界を明確にするとき、境界標の新設や復元を行うときなどの場面では、隣接地の土地所有者との境界立会いが行われる。そして境界立会いでは、法務局の資料や現況測量図を確認しながら境界についての協議が行われる。

境界立会いで用いられる現況測量は、ブロック塀や境界標といった地物を含む土地の現況を測り、その土地のおおよその寸法、面積、地盤高さを把握するために実施する測量である。境界確定測量などに比べ、その作業は短期間で完了し、そのため測量にかかるコストも抑えられる。なお、現況平面測量を行う場合、高低測量と真北測量もあわせて実施されることが多い。

一方、我が国では年間９０万戸を超える戸建て住宅が新築されているが、戸建て住宅を新築する際にも現況平面測量が実施される。敷地の形状や面積を把握するため、あるいは建物の配置や間口などを計画するために現況平面測量が行われるわけである。また、土地を購入するときには売主から土地の測量図が提示されるが、その測量図の適否を判断するためにも現況平面測量（いわば点検測量）を実施することがある。

このように現況平面測量は、様々な場面で多用される測量であり、そして上記したように比較的短期間かつ低コストで行われる。換言すれば、現況平面測量の依頼を受けた者は、短期間かつ低コストで作業を行うことが求められるわけである。ところが、実際に現況平面測量を行うには、テープ（巻尺）で長さを求めるにしても、水準器（レベル）で高さを求めるにしても、最低２人は必要であり、人件費や移動費を考えるとコストを抑えるのはそれほど容易なことではない。

ところで、近年では技術の進歩に伴い、省力化や作業時間の短縮、コストの抑制を図るべく種々の測量技術が提案されている。ドローンを利用した測量手法もその一つであり、例えば特許文献１では、測量対象となる土地に対空標識を配置し、その上空をドローンが飛行しながら写真測量を行う技術について提案している。

特開２０１９−６０６４１号公報

特許文献１で開示される写真測量は、ドローンの操作者のみによる実施が可能であり、省力化という点においては好適な手法といえる。しかしながら、ドローンを操作するには相当の知識と技能が求められ、つまり専門の者に依頼する必要があることから相当の人件費を要し、そのうえドローンに係る費用も要するため、コストを低減することは難しい。

また、写真測量によって対象となる土地を計測するためには、連続する画像間で所定のオーバーラップが確保されるように、しかも隣接する撮影コース間で所定のサイドラップが確保されるように、それぞれ画像を取得する必要があるところ、ドローンによる空撮ではこのようなオーバーラップやサイドラップを確保しながら撮影することは難しい。

ドローンによる空撮を行うことなく、作業者が歩きながら撮影することによって、対象となる土地の写真測量を行うことも考えられる。この場合、ＳｆＭ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｒｏｍ Ｍｏｔｉｏｎ）を利用することができる。このＳｆＭは、対象物を撮影した複数枚の写真を用いていわば対象物の形状を復元する（つまり、３次元モデルを作成する）手法である。様々な方向から撮影された写真内に収められた対象物の特徴点（例えば、施設の一部など）は、当然ながらそれぞれ写真ごとに特徴点の画像内位置は異なるものの、実際には同じ位置（座標）にあるという条件を利用し、すべての写真に対してバンドル調整法などの調整計算を行うことによって外部標定要素を求めるとともに特徴点の３次元座標を求める。

ところが作業者が歩きながら撮影するケースであっても、ドローンによる空撮と同様、隣接する撮影コース間で所定のサイドラップが確保されるように画像を取得することは難しい。通常、作業者がカメラを通して確認するのはまさにカメラで撮影しようとする範囲であり、その範囲が既に撮影した画像とどういった位置関係にあるかを把握することはできない。そのため、撮影者の感覚に頼って画像を取得することになり、隣接コースの画像とのサイドラップを確実に確保することは著しく困難となるわけである。

本願発明の課題は、従来の問題を解決することであり、すなわち、単独作業を可能とし、しかもドローン操作のように専門的な知識を必要とすることなく、さらにその場でサイドラップを確認しながら写真測量を行うことができる撮影システムと、これを用いた撮影方法を提供することである。

本願発明は、既に取得された画像の撮影範囲と、現在の撮影範囲とを合わせて表示することによって撮影者にサイドラップを確認させる、という点に着目したものであり、従来にはなかった発想に基づいてなされた発明である。

本願発明の撮影システムは、撮影コース間でサイドラップを確保しつつ対象範囲の地盤を撮影していく際に用いられる撮影システムであって、画像取得手段と姿勢センサ、撮影位置算出手段、撮影範囲算出手段、表示手段を備えたものである。画像取得手段は、連続自動撮影により画像を取得する手段であり、姿勢センサは、画像取得手段の「撮影姿勢」を計測するものである。撮影位置算出手段は、画像取得手段で取得された複数の画像を用いた空間演算により画像取得手段の「撮影位置」を算出する手段であり、撮影範囲算出手段は、撮影姿勢と撮影位置と画像取得手段の諸元に基づいて「撮影範囲（画像取得手段による撮影領域の大きさと位置を含む）」を算出する手段である。表示手段は、「現状撮影範囲（現在の撮影範囲）」と「既得撮影範囲（既に取得された画像の撮影範囲）」を表示する手段である。そして、現状撮影範囲と既得撮影範囲との重複状況を目視することによって、隣接する撮影コースとのサイドラップを確認することができる。

本願発明の撮影システムは、サイドラップ算出手段と適否判定手段をさらに備えたものとすることもできる。サイドラップ算出手段は、現状撮影範囲と隣接撮影コースの既得撮影範囲とのサイドラップ率を算出する手段であり、適否判定手段は、現状撮影範囲の適否を判定する手段である。なおサイドラップ算出手段は、現状撮影範囲の面積と現状撮影範囲のうち既得撮影範囲が占める面積に基づいてサイドラップ率を算出し、適否判定手段は、サイドラップ率とあらかじめ定められた閾値に基づいて現状撮影範囲の適否を判定する。

本願発明の撮影システムは、現状撮影範囲と既得撮影範囲をそれぞれ枠線で表示するとともに、現状撮影範囲の枠線内には画像取得手段によって得られる現状の画像を表示するものとすることもできる。なお、表示手段における現状撮影範囲の表示位置は、画像取得手段の移動に伴って変動する。

本願発明の撮影システムは、表示切替手段をさらに備えたものとすることもできる。表示切替手段は、オペレータの操作によって表示手段の表示内容を切り替える手段であり、「全体表示（対象範囲全体の表示）」と「拡大表示（現状撮影範囲の周辺の表示）」のいずれかに切り替える。

本願発明の撮影システムは、３次元モデル作成手段をさらに備えたものとすることもできる。３次元モデル作成手段は、画像取得手段によって取得された複数の画像に基づいて対象範囲の地盤の３次元モデルを作成する手段である。

本願発明の撮影方法は、本願発明の撮影システムを用い、撮影コース間でサイドラップを確保しつつ対象範囲の地盤を撮影していく撮影方法であって、座標系設定工程と撮影工程を備えた方法である。座標系設定工程では、複数のマーカー（座標既知）を画像取得手段によって連続撮影し、取得された複数の画像とマーカーの座標に基づく空間演算を行うことによって座標系を設定する。撮影工程では、撮影コースを進みながら画像取得手段によって地盤を撮影していく。本願発明の撮影システムの撮影位置算出手段は、座標系設定工程で設定された座標系における撮影位置を算出し、本願発明の撮影システムの撮影範囲算出手段は、この座標系における撮影範囲を算出する。そして撮影工程では、現状撮影範囲と既得撮影範囲との重複状況を目視することによって、隣接する撮影コースとのサイドラップを確認しながら撮影していく。

本願発明の撮影方法は、外縁算出工程をさらに備えた方法とすることもできる。外縁算出工程では、対象範囲の外縁を画像取得手段によって連続撮影し、取得された複数の画像に基く空間演算を行うことによって、座標系設定工程で設定された座標系における対象範囲の外縁の位置を算出する。この場合、撮影工程では、表示手段に表示された対象範囲の外縁の全部又は一部を目視しながら撮影していく。

本願発明の撮影方法は、マーカー設置工程をさらに備えた方法とすることもできる。マーカー設置工程では、マーカー用定規を用いて複数のマーカーを設置する。なおマーカー用定規は、複数のマーカーの設置位置を示すマーカー設置目印を有するとともに、それぞれマーカー設置目印は相対的な位置が既知とされる。

本願発明の撮影システム、及び撮影方法には、次のような効果がある。
（１）単独作業が可能であり、従来の写真測量手法に比して省力化を図ることができる。
（２）その場でサイドラップを確認しながら写真測量を行うことができることから、従来に比して手戻り作業を低減することができる。
（３）専門的な知識を備えた者を必要とせず、またドローンのような特殊な機器を必ずしも必要としないため、従来に比してコストを低減することができる。

（ａ）は対象範囲と撮影コースを模式的に示す平面図、（ｂ）は撮影位置と撮影範囲を模式的に示す斜視図。 サポート支柱によって頭上に配置された画像取得手段を模式的に示すモデル図。 本願発明の撮影システムの主な構成を示すブロック図。 画像取得手段と撮影範囲を模式的に示す側面図。 拡大表示とした表示手段を模式的に示すモデル図。 全体表示とした表示手段を模式的に示すモデル図。 本願発明の撮影システムを使用するときの主な処理の流れを示すフロー図。 対象範囲の外縁と、外縁上に配置された複数のマーカーを模式的に示す平面図。 本願発明の撮影方法の主な工程の流れを示すフロー図。 （ａ）はＬ字形のマーカー用定規を模式的に示す平面図、（ｂ）はＴ字形のマーカー用定規を模式的に示す平面図。

本願発明の撮影システム、及び撮影方法の一例を、図に基づいて説明する。

１．全体概要
本願発明は、宅地など区画された土地やこれから区画を行う土地を網羅的に撮影するための技術である。より詳しくは、図１（ａ）に示すように測量対象となる範囲（以下、単に「対象範囲ＴＡ」という。）に対して撮影コースＳＣを進みながら撮影する際に、十分なサイドラップ（隣接する撮影コースＳＣの画像との重複）が確保されていることを確認したうえで撮影することができる技術である。なお図１（ａ）では、対象範囲ＴＡの短辺方向（図では上下方向）に撮影コースＳＣを取り、都合４往復することで対象範囲ＴＡの全領域を網羅するように撮影している。

図１（ｂ）に示すように、取得した画像の範囲（以下、「撮影範囲ＰＲ」という。）どうしが一部重複し、すなわち十分なオーバーラップ（進行方向に連続する画像間の重複）とサイドラップが確保されていると、写真測量技術を利用したバンドル調整やＳｆＭといった空間演算処理を実行することによって、画像取得手段（例えばカメラやビデオカメラ）のレンズ中心座標（以下、「撮影位置ＣＴ」という。）を算出することができる。また図１（ｂ）に示すような画像を利用すれば、従来の写真計測技術を用いて地盤の３次元モデルを作成することもできるし、対象範囲ＴＡを上空から見た正射画像（オルソフォト）を作成することもできる。

撮影コースＳＣを進みながら撮影するにあたっては、例えば図２に示す装置を利用するとよい。この図では、操作者が手元の表示手段１０５を確認しながら、サポート支柱１１２によって支持された画像取得手段１０１で撮影を行っている。このように画像取得手段１０１を頭上より高く（例えば地上２．０〜２．５ｍ）配置すると、撮影範囲ＰＲをより広範囲とすることができて好適となる。もちろん、サポート支柱１１２を用いることなく、画像取得手段１０１を手元に置いて撮影していくこともできる。

２．撮影システム
次に、本願発明の撮影システムについて、図を参照しながら詳しく説明する。なお、本願発明の撮影方法は、本願発明の撮影システムを用いて対象範囲を撮影する方法であり、したがってまずは本願発明の３次元モデル作成装置について説明し、その後に本願発明の撮影方法について説明することとする。

図３は、本願発明の撮影システム１００の主な構成を示すブロック図である。この図に示すように本願発明の撮影システム１００は、画像取得手段１０１と姿勢センサ１０２、撮影位置算出手段１０３、撮影範囲算出手段１０４、表示手段１０５を含んで構成され、さらに表示切替手段１０６やサイドラップ算出手段１０７、適否判定手段１０８、３次元モデル作成手段１０９、画像記憶手段１１０、撮影範囲記憶手段１１１、サポート支柱１１２（図２）などを含んで構成することもできる。

撮影システム１００を構成する撮影位置算出手段１０３と撮影範囲算出手段１０４、表示切替手段１０６、サイドラップ算出手段１０７、適否判定手段１０８、３次元モデル作成手段１０９は、専用のものとして製造することもできるし、汎用的なコンピュータ装置を利用することもできる。このコンピュータ装置は、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリを具備しており、さらにマウスやキーボード等の入力手段やディスプレイを含むものもあり、タブレット型コンピュータ（ｉＰａｄ（登録商標）など）やスマートフォンといった携帯型端末機器、あるいはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）やサーバーなどを例示することができる。なお、上記した撮影位置算出手段１０３と撮影範囲算出手段１０４、表示切替手段１０６〜３次元モデル作成手段１０９すべての手段をひとつのコンピュータ装置で実装することもできるし、例えば表示切替手段１０６、サイドラップ算出手段１０７、適否判定手段１０８は携帯型端末機器に、その他は異なるコンピュータ装置（クラウド環境に置かれたサーバー等）に実装するなど、各手段を分離して実装することもできる。なお、上記した各手段を２以上のコンピュータ装置に実装する場合、各コンピュータ装置間で情報（データ）の送受信が行えるよう無線（あるいは有線）通信手段を備えたものにするとよい。

また画像取得手段１０１は、後述するようにデジタルビデオカメラやデジタルカメラなどを利用することができ、特にタブレット型コンピュータやスマートフォンといった携帯型端末機器に装備されたデジタルビデオカメラ等を利用するとよい。同様に表示手段１０５も、携帯型端末機器の液晶ディスプレイを利用するとよい。

画像記憶手段１１０と撮影範囲記憶手段１１１は、携帯型端末機器を含むコンピュータ装置の記憶装置を利用することもできるし、そのほかデータベースサーバーに構築することもできる。データベースサーバーに構築する場合、ローカルなネットワーク（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に置くこともできるし、インターネット経由（つまり無線通信）で保存するクラウドサーバーとすることもできる。

以下、撮影システム１００を構成する主な手段ごとに詳しく説明する。

（画像取得手段）
画像取得手段１０１は、対象範囲ＴＡの地盤の画像を取得するものであり、連続自動撮影することができる機能を兼ね備えたものである。例えば、動画を取得するビデオカメラ（特にデジタルビデオカメラ）を利用することができ、既述したとおり特に携帯型端末機器に装備されたデジタルビデオカメラ等を利用するとよい。

撮影者が撮影開始ボタンなどを操作すると、画像取得手段１０１が自動的に連続して第１画像（フレーム）を取得していく。なお、その画像の取得ピッチ（間隔）は短く、例えば毎秒２４〜６０枚（つまり、２４〜６０ｆｐｓ）の画像が取得されるよう設定される。そして画像取得手段１０１によって取得された画像は、画像記憶手段１１０に記憶される（図３）。このとき、全ての画像（例えば、２４〜６０ｆｐｓ）を画像記憶手段１１０に記憶させる仕様とすることもできるし、所定間隔ごとの画像のみ画像記憶手段１１０に記憶させる仕様とすることもできる。

（姿勢センサ）
姿勢センサ１０２は、画像取得手段１０１の撮影姿勢を計測するセンサであり、角速度センサや地磁気センサなどを利用することができる。ここで撮影姿勢とは、画像取得手段１０１の光軸方向であり、直交する３軸（例えば、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸）に対する傾き（ヨー、ピッチ、ロール）であって各軸周りの回転角（ω，φ，κ）によって定められる。なお、市販のタブレット型コンピュータやスマートフォン（携帯型端末機器）には電子コンパスと加速度センサ（いわゆる６軸センサ）を内蔵したものもあり、このような携帯端末を利用すれば画像取得手段１０１と姿勢センサ１０２を兼ね備えたものとすることができる。また姿勢センサ１０２による計測は、画像記憶手段１１０に画像が記憶されるタイミングと同期して（あるいは、関連付けられるように）実行される仕様にするとよい。

（撮影位置算出手段）
撮影位置算出手段１０３は、画像記憶手段１１０から複数の画像を読み出し（図３）、これら読み出した画像を用いて画像取得手段１０１の撮影位置ＣＴ（レンズ中心）の３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求める手段である。画像取得手段１０１の撮影位置ＣＴを求めるにあたっては、従来の写真測量技術を利用したバンドル調整やＳｆＭといった空間演算処理を実行するとよい。そのため、既述したように連続する（隣接する）画像どうしは一定程度重複（オーバーラップやサイドラップ）しておく必要がある。

オーバーラップに関しては、撮影コースＳＣを進行する（歩く）撮影者の速度によるものの、ある程度短い間隔で画像記憶手段１１０に画像を記憶させることによって、十分なオーバーラップを確保することができる。一方、サイドラップに関しては、撮影者の位置に依存することから機械的にサイドラップを確保することは難しい。そこで本願発明では、後述するように既に撮影した撮影範囲ＰＲ（以下、「既得撮影範囲ＰＲＶ」という。）と現在の撮影範囲（以下、「現状撮影範囲ＰＲＣ」という。）を表示手段１０５に表示することによって、撮影者にサイドラップの状況を提示することとした。

（撮影範囲算出手段）
撮影範囲算出手段１０４は、撮影位置ＣＴと撮影姿勢、画像取得手段１０１の諸元（焦点距離や画像素子など）に基づいて、撮影範囲ＰＲ（既得撮影範囲や現状撮影範囲）を算出するものである。図４に示すように、撮影位置ＣＴ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と撮影姿勢（ω，φ，κ）、そして画像取得手段１０１の諸元が既知であれば、撮影範囲算出手段１０４が撮影しとする（あるいは撮影した）地盤の寸法と形状を算出することができ、さらに対象範囲ＴＡ内における平面位置（座標）を算出することもできる。すなわち撮影範囲算出手段１０４は、寸法と形状、平面位置を含む撮影範囲ＰＲを算出する。

撮影範囲算出手段１０４は、画像記憶手段１１０によって記憶される全ての画像に対して撮影範囲ＰＲを算出する仕様とすることもできるし、画像記憶手段１１０によって記憶される画像のうち所定間隔ごとに抽出された画像に対して撮影範囲ＰＲを算出する仕様とすることもできる。そして撮影範囲算出手段１０４によって算出された撮影範囲ＰＲは、その画像とともに（つまり、紐づけたうえで）撮影範囲記憶手段１１１に記憶される（図３）。

（表示手段と表示切替手段）
表示手段１０５は、既得撮影範囲ＰＲＶと現状撮影範囲ＰＲＣを表示する手段であり、既述したように市販のタブレット型コンピュータやスマートフォン（携帯型端末機器）の液晶ディスプレイを利用するとよい。なお、画像取得手段１０１（姿勢センサ１０２）として携帯型端末機器を利用する場合、画像取得手段１０１用と表示手段１０５用の２つの携帯型端末機器を用意することもできるし、１つの携帯型端末機器を利用して画像取得手段１０１（姿勢センサ１０２）と表示手段１０５を構成することもできる。

図５に示す表示手段１０５は、既得撮影範囲ＰＲＶと現状撮影範囲ＰＲＣをそれぞれ枠線で表示しており、現状撮影範囲ＰＲＣの枠線内には画像取得手段１０１が現在捉えている画像（以下、「現状画像ＲＭ」という。）も表示されている。また、対象範囲ＴＡの外周境界線（以下、「外縁ＥＧ」という。）が得られているときは、表示手段１０５にその外縁ＥＧを表示することもできる。なお図５では、現状撮影範囲ＰＲＣの枠線を破線で示し、現状撮影範囲ＰＲＣの枠線を実線で示しているが、これに限らず種々の線種でそれぞれの枠線を示すことができる。

ところで、既得撮影範囲ＰＲＶは既に取得した画像に係る撮影範囲ＰＲであるため、表示手段１０５における既得撮影範囲ＰＲＶ（枠線）の表示位置は変動しない。一方、現状撮影範囲ＰＲＣは画像取得手段１０１が現在捉えている位置と範囲であり、つまり撮影者が立つ位置に応じて変化していく。そのため表示手段１０５における現状撮影範囲ＰＲＣ（枠線）の表示位置は、撮影者（すなわち画像取得手段１０１）の移動に伴って変動する。より詳しくは、撮影範囲算出手段１０４が撮影範囲ＰＲを算出するタイミングで、現状撮影範囲ＰＲＣ（枠線）の表示位置は更新される。なお、既得撮影範囲ＰＲＶや外縁ＥＧに関しては、従来の地図表示アプリケーション等と同様、スワイプやフリックといった操作で表示位置を変更する仕様にすることもできる。

図５に示すように、表示手段１０５に既得撮影範囲ＰＲＶと現状撮影範囲ＰＲＣを合わせて表示することによって、撮影者は十分なサイドラップを確保できているか目視で確認することができる。サイドラップが十分と判断できればその位置から撮影コースＳＣを進んでいくこととし、サイドラップが十分でない判断すればその位置を変更した（例えば図５では左方に寄った）位置から撮影コースＳＣを進んでいくとよい。

図５では、現状撮影範囲ＰＲＣとその周辺にある既得撮影範囲ＰＲＶのみを表示しており、すなわち現状撮影範囲ＰＲＣが拡大された表示（以下、「拡大表示」という。）とされていることから、サイドラップの状況を容易に確認することができる。反面、対象範囲ＴＡにおける現在位置を把握することは難しく、また撮影の進捗状況を把握することも難しい。そこで、対象範囲ＴＡにおける現在位置や撮影の進捗状況を把握するときには、図６に示すように対象範囲全体を表示（以下、「全体表示」という。）するとよい。そして、拡大表示と全体表示を切り替えるのが表示切替手段１０６である。例えば、図５の右上に表示された切替アイコンＳＷを撮影者が操作（タップなど）すると図６に示す全体表示に切り替わり、図６の右上に表示された切替アイコンＳＷを撮影者が操作（タップなど）すると図５に示す拡大表示に切り替わる仕様とすることができる。

（サイドラップ算出手段と適否判定手段）
撮影者がサイドラップを目視確認すると説明したが、撮影者によらず機械的に判断する仕様とすることもできる。この場合、撮影システム１００は、サイドラップ算出手段１０７と適否判定手段１０８を備えたものとする。このサイドラップ算出手段１０７は、現状撮影範囲ＰＲＣの面積と、現状撮影範囲ＰＲＣのうち既得撮影範囲ＰＲＶが占める面積に基づいてサイドラップ率を算出する手段である。例えば、現状撮影範囲ＰＲＣのうち既得撮影範囲ＰＲＶが占める面積を、現状撮影範囲ＰＲＣの面積で除した値をサイドラップ率として算出することができる。

適否判定手段１０８は、サイドラップ算出手段１０７が算出したサイドラップ率と、あらかじめ定められた閾値（以下、「ラップ閾値」という。）を照らし合わせ、サイドラップ率がラップ閾値を上回っているときは「現状撮影範囲ＰＲＣはサイドラップが十分確保されている」と判定し、逆にサイドラップ率がラップ閾値を下回っているときは「現状撮影範囲ＰＲＣはサイドラップが十分確保されていない」と判定する。そして、適否判定手段１０８によって判定された結果は、表示手段１０５に表示し、あるいは音声や振動、音声と振動の組み合わせによって撮影者に伝える仕様にするとよい。

（３次元モデル作成手段）
３次元モデル作成手段１０９は、対象範囲ＴＡの地盤の３次元モデルを作成する手段である。より詳しくは、３次元モデル作成手段１０９が画像記憶手段１１０から必要な画像（対象範囲ＴＡを網羅した画像）を読み出し、写真測量技術を利用したバンドル調整やＳｆＭといった空間演算処理を実行することによって地盤の３次元モデルを作成する（図３）。また、対象範囲ＴＡを網羅した画像を用いて、対象範囲ＴＡを上空から見た正射画像（オルソフォト）を作成する仕様としてもよい。

（処理の流れ）
続いて、図７を参照しながら本願発明の撮影システム１００を使用するときの主な処理の流れについて説明する。なお図７のフロー図では、中央の列に実施する行為を示し、左列にはその行為に必要なものを、右列にはその行為から生ずるものを示している。

はじめに座標系を設定し（図７のＳｔｅｐ１００）、外縁ＥＧを算出する（図７のＳｔｅｐ２００）。座標系を設定するにあたっては、図８に示すようなマーカーＭＫを利用するとよい。以下、マーカーＭＫを利用して座標系を設定する手順の例について説明する。

まず座標が既知である位置に複数のマーカーＭＫを設置する。もちろんマーカーＭＫを設置した後に、トータルステーションやテープ（巻尺）を用いた計測を行うことでマーカーＭＫの座標を求めてもよい。ここで用いられる座標は、任意座標系における座標とすることも、各種測地座標系における座標とすることもできる。またマーカーＭＫは、図８に示すように一直線上に並ばないように、しかも外縁ＥＧ上で３以上の個所に設置するとよい。マーカーＭＫを所定位置に設置すると、撮影システム１００の画像取得手段１０１でそれぞれのマーカーＭＫを撮影していく。このとき、撮影者が撮影開始ボタンなどを操作した後、その撮影を継続して（停止せずに）すべてのマーカーＭＫを撮影するとよい。

すべてのマーカーＭＫの連続撮影が完了すると、撮影により得られた複数の画像を用い、従来の写真測量技術を利用したバンドル調整やＳｆＭといった空間演算処理を実行することによって、それぞれのマーカーＭＫのいわば仮の座標を算出する。そして、マーカーＭＫの既知座標（いわば正の座標）と、空間演算処理によって求められた仮の座標とに基づいて変換処理や縮尺調整等を行うことで、撮影システム１００に座標系（以下、便宜上「システム用座標系」という。）が設定される。

撮影システム１００にシステム用座標系が設定されると、対象範囲ＴＡの外縁ＥＧを算出する。具体的には、撮影システム１００の画像取得手段１０１で外縁ＥＧの連続撮影（この場合も、撮影開始後は停止せずに撮影）を行い、撮影により得られた複数の画像を用いた空間演算処理（バンドル調整やＳｆＭ）を実行することによって、システム用座標系における外縁ＥＧの位置を求める。なお、マーカーＭＫの連続撮影と外縁ＥＧの連続撮影は、それぞれ別に行ってもよいし、一度の撮影でマーカーＭＫと外縁ＥＧの画像を取得することもできる。また、既にシステム用座標系が設定されている場合は、座標系の設定処理（図７のＳｔｅｐ１００）を省略することができるし、同じく外縁ＥＧが算出されている場合は、縁ＥＧの算出処理（図７のＳｔｅｐ２００）を省略することができる。

撮影システム１００にシステム用座標系が設定され、対象範囲ＴＡの外縁ＥＧが算出されると、例えば図２に示す装置を持った撮影者が、図１（ａ）に示すような撮影コースＳＣを進みながら対象範囲ＴＡの地盤を撮影していく。この場合も、撮影開始後は停止せずに連続して撮影していくとよい。撮影が開始されると、画像が取得される（図７のＳｔｅｐ３００）とともに所定間隔で画像記憶手段１１０に画像が記憶され、姿勢センサ１０２によって所定間隔で撮影姿勢を計測する（図７のＳｔｅｐ４００）。さらに撮影中は、所定間隔で撮影位置算出手段１０３が撮影位置を算出し（図７のＳｔｅｐ５００）、所定間隔で撮影範囲算出手段１０４が対象範囲ＴＡを算出する（図７のＳｔｅｐ６００）とともに、表示手段１０５に対象範囲ＴＡ（既得撮影範囲ＰＲＶと現状撮影範囲ＰＲＣ）が表示される（図７のＳｔｅｐ７００）。

撮影システム１００にシステム用座標系が設定され、対象範囲ＴＡの外縁ＥＧが算出されると、例えば図２に示す装置を持った撮影者が、図１（ａ）に示すような撮影コースＳＣを進みながら対象範囲ＴＡの地盤を撮影していく。この場合も、撮影開始後は停止せずに連続して撮影していくとよい。撮影が開始されると、画像取得手段１０１が画像が取得していく（図７のＳｔｅｐ３００）とともに、所定間隔で画像記憶手段１１０に画像が記憶され、所定間隔で姿勢センサ１０２が撮影姿勢を計測する（図７のＳｔｅｐ４００）。さらに撮影中は、所定間隔で撮影位置算出手段１０３が撮影位置を算出し（図７のＳｔｅｐ５００）、所定間隔で撮影範囲算出手段１０４が撮影範囲ＰＲを算出する（図７のＳｔｅｐ６００）とともに、表示手段１０５に撮影範囲ＰＲ（既得撮影範囲ＰＲＶと現状撮影範囲ＰＲＣ）が表示される（図７のＳｔｅｐ７００）。

撮影システム１００がサイドラップ算出手段１０７と適否判定手段１０８を備えている場合は、現状撮影範囲ＰＲＣが算出されたタイミングでサイドラップ算出手段１０７がサイドラップ率を算出し（図７のＳｔｅｐ８００）、これに応じて適否判定手段１０８が判定した結果を表示手段１０５等に出力する（図７のＳｔｅｐ９００）。また、撮影システム１００が３次元モデル作成手段１０９を備えている場合は、対象範囲ＴＡを網羅的に撮影した後、必要な画像を用いた空間演算処理（バンドル調整やＳｆＭ）を実行することによって、対象範囲ＴＡの地盤の３次元モデルを作成する。

３．撮影方法
続いて、本願発明の撮影方法ついて図９を参照しながら説明する。なお、本願発明の撮影方法は、ここまで説明した撮影システム１００を用いて対象範囲を撮影する方法であり、したがって撮影システム１００で説明した内容と重複する説明は避け、本願発明の撮影方法に特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、「２．撮影システム」で説明したものと同様である。

図９は、本願発明の撮影方法の主な工程の流れを示すフロー図である。この図に示すように、はじめにマーカーＭＫを設置する（図９のＳｔｅｐ１０）。このとき図８に示すように、一直線上に並ばないように、しかも外縁ＥＧ上で３以上の個所に、マーカーＭＫを設置するとよい。また、後続の座標系の設定工程（図９のＳｔｅｐ３０）では、マーカーＭＫの設置位置の座標が必要となるため、座標既知点にマーカーＭＫを設置するか、設置後に計測を行う。なお、図１０に示すマーカー用定規を利用すれば、容易にマーカーＭＫを座標既知点に設置することができる。

図１０は、マーカー用定規２００を模式的に示す平面図であり、（ａ）はＬ字形のマーカー用定規２００を、（ｂ）はＴ字形のマーカー用定規２００をそれぞれ示している。この図に示すようにマーカー用定規２００は、マーカーＭＫの設置位置を示すマーカー設置目印２０１を備えている。このマーカー設置目印２０１は、当然ながら設置されるマーカーＭＫの数（図では３個所）だけ設けられ、それぞれのマーカー設置目印２０１は横軸材２０２と縦軸財２０３によって連結されている。なお横軸材２０２と縦軸財２０３は、持ち運びの便宜のため折り畳める材料（例えば、布材や紙材、樹脂材など）を用いるとよい。

マーカー設置目印２０１間の距離（例えば、中心点間距離）０は既知であり、例えば図１０（ａ）のＬ字形のマーカー用定規２００の場合は横軸長ＬＸと縦軸長ＬＹが既知とされ、図１０（ｂ）のＴ字形のマーカー用定規２００の場合は第１横軸長ＬＸ１と第２横軸長ＬＸ２、縦軸長ＬＹが既知とされる。また、横軸材２０２と縦軸財２０３の挟角も既知であり、図１０（ａ）のＬ字形のマーカー用定規２００、図１０（ｂ）のＴ字形のマーカー用定規２００ともに、横軸材２０２と縦軸財２０３の挟角は直角とされている。

このようにマーカー設置目印２０１は、横軸材２０２を第１軸、縦軸財２０３を第２軸とし、任意点を原点とするいわば任意座標系（平面直角座標系）そのものであり、したがってマーカーＭＫをマーカー設置目印２０１に設置するだけで、当該任意座標系における座標が付与されるわけである。

所定位置にマーカー設置目印２０１を設置すると、図８に示すように対象範囲ＴＡの外周に沿って進みながら、マーカーＭＫと外縁ＥＧの連続撮影を行う（図９のＳｔｅｐ２０）。外周の撮影を行うと、撮影システム１００にシステム用座標系を設定し（図９のＳｔｅｐ３０）、対象範囲ＴＡの外縁ＥＧを算出する（図９のＳｔｅｐ４０）。そして、画像の取得（図７に示すＳｔｅｐ３００）〜撮影範囲の表示（図７に示すＳｔｅｐ７００）を繰り返しながら（あるいは、画像の取得（図７に示すＳｔｅｐ３００）〜影範囲の適否判定（図７に示すＳｔｅｐ９００）を繰り返しながら）、図１（ａ）に示すような撮影コースＳＣを進み対象範囲ＴＡの地盤を撮影していく（図９のＳｔｅｐ５０）。撮影システム１００が３次元モデル作成手段１０９を備えている場合は、対象範囲ＴＡを網羅的に撮影した後、必要な画像を用いた空間演算処理（バンドル調整やＳｆＭ）を実行することによって、対象範囲ＴＡの地盤の３次元モデルを作成する（図９のＳｔｅｐ６０）。

本願発明の撮影システム、及び撮影方法は、隣接地の土地所有者との境界立会いや、戸建て住宅の新築、土地の購入といった際に行われる現況測量のほか、土木工事や建築工事のために行われる土地の測量など、土地を測量するあらゆる場面で利用することができる。

１００ 本願発明の撮影システム
１０１ （撮影システムの）画像取得手段
１０２ （撮影システムの）姿勢センサ
１０３ （撮影システムの）撮影位置算出手段
１０４ （撮影システムの）撮影範囲算出手段
１０５ （撮影システムの）表示手段
１０６ （撮影システムの）表示切替手段
１０７ （撮影システムの）サイドラップ算出手段
１０８ （撮影システムの）適否判定手段
１０９ （撮影システムの）３次元モデル作成手段
１１０ （撮影システムの）画像記憶手段
１１１ （撮影システムの）撮影範囲記憶手段
１１２ （撮影システムの）サポート支柱
２００ マーカー用定規
２０１ （マーカー用定規の）マーカー設置目印
２０２ （マーカー用定規の）横軸材
２０３ （マーカー用定規の）縦軸財
ＣＴ 撮影位置
ＥＧ 外縁
ＭＫ マーカー
ＰＲ 撮影範囲
ＰＲＣ 現状撮影範囲
ＰＲＶ 既得撮影範囲
ＲＭ 現状画像
ＳＣ 撮影コース
ＳＷ 切替アイコン
ＴＡ 対象範囲

Claims (8)

1. 撮影コース間でサイドラップを確保しつつ対象範囲の地盤を撮影していく際に用いられる撮影システムであって、
   連続自動撮影により画像を取得する画像取得手段と、
   前記画像取得手段の撮影姿勢を計測する姿勢センサと、
   前記画像取得手段で取得された複数の前記画像を用いて空間演算を行うことによって、前記画像取得手段の撮影位置を算出する撮影位置算出手段と、
   前記撮影姿勢と、前記撮影位置と、前記画像取得手段の諸元と、に基づいて、前記画像取得手段による撮影領域の大きさ及び位置を含む撮影範囲を、算出する撮影範囲算出手段と、
   現在の前記撮影範囲である現状撮影範囲と、既に取得された前記画像の前記撮影範囲である既得撮影範囲と、を表示する表示手段と、を備え、
   前記現状撮影範囲と前記既得撮影範囲との重複状況を目視することによって、隣接する撮影コースとのサイドラップを確認し得る、
   ことを特徴とする撮影システム。
2. 前記現状撮影範囲と、隣接する撮影コースの前記既得撮影範囲と、のサイドラップ率を算出するサイドラップ算出手段と、
   前記現状撮影範囲の適否を判定する適否判定手段と、を備え、
   前記サイドラップ算出手段は、前記現状撮影範囲の面積と、前記現状撮影範囲のうち前記既得撮影範囲が占める面積と、に基づいて前記サイドラップ率を算出し、
   前記適否判定手段は、前記サイドラップ率と、あらかじめ定められた閾値と、に基づいて前記現状撮影範囲の適否を判定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の撮影システム。
3. 前記表示手段は、前記現状撮影範囲と前記既得撮影範囲をそれぞれ枠線で表示するとともに、該現状撮影範囲の枠線内には前記画像取得手段によって得られる現状の画像を表示し、
   前記表示手段における前記現状撮影範囲の表示位置は、前記画像取得手段の移動に伴って変動する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の撮影システム。
4. オペレータが操作することによって、前記表示手段の表示内容を切り替える表示切替手段を、さらに備え、
   前記表示切替手段は、対象範囲全体を表示する全体表示と、前記現状撮影範囲の周辺を表示する拡大表示と、のいずれかに切り替える、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮影システム。
5. 前記画像取得手段によって取得された複数の前記画像に基づいて、対象範囲の地盤の３次元モデルを作成する３次元モデル作成手段を、さらに備えた、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の撮影システム。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の前記撮影システムを用い、撮影コース間でサイドラップを確保しつつ対象範囲の地盤を撮影していく撮影方法であって、
   座標が既知の複数のマーカーを前記画像取得手段によって連続撮影し、取得された複数の画像と該マーカーの座標に基づいて空間演算を行うことによって、座標系を設定する座標系設定工程と、
   撮影コースを進みながら、前記画像取得手段によって地盤を撮影していく撮影工程と、を備え、
   前記撮影位置算出手段は、前記座標系設定工程で設定された前記座標系における前記撮影位置を算出するとともに、前記撮影範囲算出手段は、該座標系における前記撮影範囲を算出し、
   前記撮影工程では、前記現状撮影範囲と前記既得撮影範囲との重複状況を目視することによって、隣接する撮影コースとのサイドラップを確認しながら撮影していく、
   ことを特徴とする撮影方法。
7. 対象範囲の外縁を前記画像取得手段によって連続撮影し、取得された複数の画像に基づいて空間演算を行うことによって、前記座標系設定工程で設定された前記座標系における対象範囲の外縁の位置を算出する外縁算出工程を、さらに備え、
   前記撮影工程では、前記表示手段に表示された対象範囲の外縁の全部又は一部を目視しながら撮影していく、
   ことを特徴とする請求項６記載の撮影方法。
8. マーカー用定規を用いて、複数の前記マーカーを設置するマーカー設置工程を、さらに備え、
   前記マーカー用定規は、複数の前記マーカーの設置位置を示すマーカー設置目印を有するとともに、それぞれ該マーカー設置目印は相対的な位置が既知である、
   ことを特徴とする請求項６又は請求項７記載の撮影方法。

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