JP4285862B2 - 建物の３次元データ更新方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真測量手法により求めた３次元データを利用した３次元画像処理技術に関するものであり、特に、建物の３次元データを更新する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人工衛星または航空機等から垂直写真を撮影し、該垂直写真より得た画像データを基にして、３次元計測を行い、都市部の建物の３次元ＣＡＤデータを作成することが行われるようになってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、都市部においては、建物の新築或いは改築等が頻繁に行われるため、極めて短い周期で建物の３次元データを更新する必要がある。また、垂直写真では写真１枚当たりのカバー領域が狭く、さらに壁面等鉛直部分の確認が困難であった。そのため、従来の方法で建物の３次元データを更新しようとすると、その度に非常に多くの枚数の垂直写真を撮影する必要があり、更新作業に掛かるコストが割高となり、また更新作業の効率化及び省力化が図り難いという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、前述した問題点を解決すべく、更新作業のコスト低減化、効率化及び省力化を図ることのできる建物の３次元データ更新方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による建物の３次元データ更新方法は、斜め写真を基に実写画像を作成すると共に既存の都市３次元データを基に前記実写画像と同じ視点から見通したシミュレーション画像を作成し、前記実写画像と前記シミュレーション画像を同一画面上に表示し対比し、両画像の相違点を目視確認し、該相違点を基に前記既存の建物３次元データを更新することを特徴する。
【０００６】
本発明の１つの実施の形態によれば、前記斜め写真が見通しの良好な建物から撮影した地上写真である。
【０００７】
本発明の更に別の実施の形態によれば、前記実写画像と前記シミュレーション画像との対比の結果、新規建物が確認された場合、前記斜め写真から前記新規建物を３次元計測し、該新規建物の３次元データを作成し、該新規建物の３次元データを前記既存の都市３次元データに付加する。
【０００８】
本発明の別の実施の形態によれば、前記実写画像と前記シミュレーション画像との対比の結果、変更された建物が確認された場合、該建物の変更部分を基に、前記既存の建物３次元データを変更する。
【０００９】
本発明の更に別の実施の形態によれば、前記実写画像と前記シミュレーション画像との対比の結果、変更された建物壁面テクスチャーが確認された場合、該変更された建物壁面テクスチャーデータを前記斜め写真から取得し、該建物壁面テクスチャーデータを前記既存の都市３次元データに付加する。
【００１０】
本発明の更に別の実施の形態によれば、前記変更された建物壁面テクスチャーの一部分が確認された場合、該変更された建物壁面テクスチャーデータを前記斜め写真から取得し、該変更された建物壁面テクスチャーデータを予め記憶されたその建物の高さに応じて拡張修正し、該拡張修正したテクスチャーデータを前記既存の都市３次元データに付加する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は本発明による建物の３次元データ更新方法を示すフローチャートである。
【００１３】
先ず、都市部の見通しの良好な高層建物を複数箇所選択し、該各高層建物の屋上及び中間階からそれぞれパノラマカメラ（３５ミリ、６×６版等）により上下ステレオ地上斜め写真を撮影すると共にその屋上の複数地点からそれぞれメトリックカメラ（３５ミリ、６×６版等）により左右ステレオ地上斜め写真を撮影する（ステップ１０１）。また、前記各高層建物の屋上等から対象領域をカバーするように各方向の地上斜め単写真を撮影する（ステップ１０１）。そして、撮影した前記各地上斜め写真をコンピュータで直接扱えるように、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換し（ステップ１０２）、実写画像データを作成する（ステップ１０３）。前記ステレオ地上斜め写真はパノラマカメラまたはメトリックカメラにより撮影しているが、ＣＣＤカメラ等のデジタルカメラで撮影してもよく、その場合には、撮影後の処理をディジタルで行い直接ディジタルデータを取得できるため、前記アナログ−デジタル変換を行う必要はない。
【００１４】
次に、前記実写画像データを基に実写画像を作成すると共に従来と同様の方法で取得した既存の都市３次元データを基に前記実写画像と同じ視点から見通したシミュレーション画像を作成し、前記実写画像と前記シミュレーション画像をコンピュータの同一画面上に表示し対比する（ステップ１０４）。両画像を１対１で対応づけ、また必要に応じて両画像を重ね合わせ、両画像の相違点を目視で確認する（ステップ１０５）。
【００１５】
前記実写画像と前記シミュレーション画像との対比の結果、新規建物が確認された場合（ステップ１０６）には、前記地上斜め写真から前記新規建物を３次元計測し、該新規建物の３次元データを作成する（ステップ１０７）。この地上斜め写真から３次元計測する方法は、本出願人が発明し、特許出願（特願平１０−１５２２４３）した「パノラマカメラを用いたステレオ３次元計測方法および装置」に開示されているように、１次元のステレオマッチングにより３次元データを得るものである。その後、前記新規建物の３次元データを前記既存の都市３次元データに付加する（ステップ１０８）。
【００１６】
また、前記実写画像と前記シミュレーション画像との対比の結果、変更された建物が確認された場合（ステップ１０９）には、該建物の変更部分を基に、前記既存の都市３次元データを変更する（ステップ１１０）。
【００１７】
更に、前記実写画像と前記シミュレーション画像との対比の結果、変更された建物壁面テクスチャーが確認された場合（ステップ１１１）には、該建物壁面テクスチャーを画面上でクリックして選択し、該建物壁面テクスチャーの変更範囲を指定し、該変更された建物壁面テクスチャーデータを前記地上斜め写真から取得し（ステップ１１２）、該建物壁面テクスチャーデータを前記既存の都市３次元データに付加する（ステップ１１３）。このテクスチャーの付加は、傾斜した建物壁面をクロスターム付きアッフィン変換により矩形の建物壁面に変換して行う。
【００１８】
また、前記変更された建物壁面テクスチャーの一部分しか画面表示されていない場合には、該変更された建物壁面テクスチャーデータを前記地上斜め写真から取得し、該建物壁面テクスチャーデータの高さと予め記憶されたその建物の高さを比較して前記変更された建物壁面テクスチャーデータを拡張修正し、その後、該拡張修正したテクスチャーデータを前記既存の都市３次元データに付加する。なお、この時、前記変更された建物壁面テクスチャーデータの拡張修正、付加の一連の作業は、コンピュータで自動的に行わせてもよいことは言うまでもない。
【００１９】
以上説明したように、必要に応じて、それぞれ、新規建物、変更された建物、及び変更された建物壁面テクスチャーの３次元データを更新することにより建物の３次元データの更新を行う（ステップ１１４）。
【００２０】
このようにして更新された建物の３次元データを使用すると、コンピュータ上でインタラクティブに視点を自由自在に変化させた鳥瞰画像を得ることができ、所望の視点から都市を見通すことができるようになる。したがって、机上において、マイクロ波及びミリ波の無線ルートが確保できるかどうかについて見極め、基地局と受信局の位置を検討することができるようになる。
【００２１】
なお、上記実施の形態においては、都市部の見通しの良好な高層建物の屋上等から撮影した地上斜め写真を使用しているが、ヘリコプタまたは航空機等から撮影した航空斜め写真等の他の斜め写真を使用してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明では、垂直写真と比較して写真１枚当たりのカバー領域の広い斜め写真を使用しているので、更新作業に要する写真の枚数を最小限に抑えることができ、また、壁面等鉛直部分の確認を迅速かつ容易に行うことできる。したがって、本発明によれば、更新作業のコスト低減化、効率化及び省力化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による建物の３次元データ更新方法を示すフローチャートである。
Claims (6)
- パノラマカメラにより撮影された上下ステレオ地上斜め写真と、メトリックカメラにより撮影された左右ステレオ地上斜め写真とを、コンピュータによりアナログ−デジタル変換して実写画像を作成し、前記コンピュータにより既存の都市３次元データを基に前記実写画像と同じ視点から見通したシミュレーション画像を作成し、前記実写画像と前記シミュレーション画像を前記コンピュータの同一画面上に表示し、前記実写画像と前記シミュレーション画像両画像の相違点を基に前記コンピュータにより前記既存の都市３次元データを更新することを特徴する建物の３次元データ更新方法。
- 前記上下ステレオ地上斜め写真及び前記左右ステレオ地上斜め写真が見通しの良好な建物から撮影した地上写真である請求項１に記載の建物の３次元データ更新方法。
- 前記実写画像と前記シミュレーション画像との対比の結果、新規建物が確認された場合、１次元のステレオマッチングにより、前記上下ステレオ地上斜め写真及び前記左右ステレオ地上斜め写真から前記新規建物を前記コンピュータにより３次元計測し、前記コンピュータにより該新規建物の３次元データを作成し、該新規建物の３次元データを前記コンピュータ上の前記既存の都市３次元データに付加する請求項１または請求項２に記載の建物の３次元データ更新方法。
- 前記実写画像と前記シミュレーション画像との対比の結果、変更された建物が確認された場合、該建物の変更部分を基に、前記コンピュータ上の前記既存の都市３次元データを変更する請求項１または請求項２に記載の建物の３次元データ更新方法。
- 前記実写画像と前記シミュレーション画像との対比の結果、変更された建物壁面テクスチャーが確認された場合、該変更された建物壁面テクスチャーデータを前記上下ステレオ地上斜め写真及び前記左右ステレオ地上斜め写真から取得し、該建物壁面テクスチャーデータを前記コンピュータ上の前記既存の都市３次元データに付加する請求項１または請求項２に記載の建物の３次元データ更新方法。
- 前記変更された建物壁面テクスチャーの一部分が確認された場合、前記コンピュータにより、該変更された建物壁面テクスチャーデータを前記上下ステレオ地上斜め写真及び前記左右ステレオ地上斜め写真から取得し、前記コンピュータにより、該変更された建物壁面テクスチャーデータを予め記憶されたその建物の高さに応じて拡張修正し、該拡張修正したテクスチャーデータを前記コンピュータ上の前記既存の都市３次元データに付加する請求項５に記載の建物の３次元データ更新方法。
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