JP5065455B2 - Feature three-dimensional data generation method and feature three-dimensional data generation system - Google Patents
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Description
本発明は、Ｗｅｂ環境下において、地物の３次元データを生成する方法等に関する。 The present invention relates to a method for generating three-dimensional data of a feature in a Web environment.
Ｗｅｂ環境下において、航空写真画像データから地物の３次元データを生成することが知られている（例えば、特許文献１参照）。 It is known to generate three-dimensional data of features from aerial photograph image data under a Web environment (see, for example, Patent Document 1).
航空写真画像はフレーム型の面センサカメラにより撮影するため、ステレオ画像形成に不可欠な共面条件に基づくエピポーラ・ラインが成立する。
しかしながら、衛星から撮影される衛星画像は、ライン型（プッシュブルーム型とも言う）センサカメラを固定搭載した衛星が飛行することにより当該ライン型センサカメラで撮影されるか、もしくは、衛星に搭載したライン型センサカメラを動かすことにより撮影されるため、前記エピポーラ・ラインが成立しない。このため、Ｗｅｂ環境下において、衛星画像データから地物の３次元データを生成する方法については開発されていない。
したがって、結局のところユーザは、近年、携帯電話等に提供されているような、サーバである地図検索サイトが、ユーザからの入手希望が多いとサーバ側が予想して予め作成した地物の３ＤＣＡＤデータしか入手できないでいるのが現状である。
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、Ｗｅｂ環境下において、サーバコンピュータの負担が少なく、ユーザが、衛星画像データから地物の３次元データを容易に作成することのできるネットワークを用いた地物の３次元データ生成方法等を提供することを目的とする。
Since an aerial photograph image is taken by a frame-type surface sensor camera, an epipolar line based on coplanar conditions essential for stereo image formation is established.
However, a satellite image taken from a satellite is taken with a line-type (also referred to as push-broom type) sensor camera that is fixedly mounted and then taken by the line-type sensor camera, or a line that is mounted on the satellite. Since the image is taken by moving the type sensor camera, the epipolar line is not established. For this reason, a method for generating three-dimensional data of features from satellite image data under the Web environment has not been developed.
Therefore, in the end, the user has created 3D CAD data of features that the server has created in advance in anticipation that there are many requests from users for a map search site, such as that provided in recent years for mobile phones. It is the present condition that can only be obtained.
The present invention has been made in view of the conventional problems, and is a network in which the load on the server computer is small and the user can easily create the three-dimensional data of the feature from the satellite image data under the Web environment. An object of the present invention is to provide a method for generating three-dimensional data of a feature using an object.
本発明に係る地物の３次元データ生成方法は、サーバコンピュータから地物が撮影された衛星情報付きの衛星画像データ及びＲＰＣモデルを入手して前記地物の３次元データを生成する方法であって、地上の任意の３次元座標値の地点が撮影されている左右の衛星画像データの座標位置を前記ＲＰＣモデルに基づいて計算し、前記座標位置が撮影された左右の衛星画像データを前記サーバコンピュータに要求する第１のステップと、前記サーバコンピュータから入手した前記左右の衛星画像を撮影した各衛星の位置を結ぶ線分をステレオ基線とみなし、前記左右の衛星画像の前記座標位置をユーザコンピュータの表示手段の表示画面に設定した目印の位置に一致させた状態で、前記左右の衛星画像を前記ステレオ基線の方向ベクトルと前記左右の衛星画像のスキャン方向とのなす角度だけ回転させてステレオ表示した場合に、前記左右の衛星画像の前記座標位置に写る地物が一致していれば、当該地物の３次元座標値が前記地上の地点の３次元座標値であると決定する第２のステップと、を備えたので、Ｗｅｂ環境下において、サーバコンピュータの負担が少なく、かつ、ユーザが、衛星画像データから地物の３次元データを容易に作成することができる。
前記各衛星画像がどの方向から撮影されたかを表わす前記各衛星の３次元方向ベクトルで形成される平面が撮影対象地表面と交差する交線ベクトルを前記ステレオ基線の方向ベクトルとしたので、ステレオ基線の方向ベクトルをエピポーラ・ラインの近似と見なすことによって立体視が可能となる。
前記左右の衛星画像の前記座標位置に写る地物が一致しない場合には、前記左右の衛星画像の前記座標位置に写る地物が一致するまで、前記地上の地点の３次元座標値を変化させて前記ＲＰＣモデルに基づいて前記左右の衛星画像の前記座標位置を再計算させるので、地物の３次元座標値を確実に得ることができる。
本発明に係る地物の３次元データ生成システムは、サーバコンピュータとユーザコンピュータとが公衆通信網を介して接続されて構成され、前記サーバコンピュータは、衛星情報付きの衛星画像データ、ＲＰＣモデル、前記ユーザコンピュータで作動するウェブブラウザと協働して動作する３次元データ生成プログラムを記憶手段に保存するとともに、前記ユーザコンピュータに配信可能に構成され、前記ユーザコンピュータは、前記サーバコンピュータから配信される前記３次元データ生成プログラムに基づいて３次元データ生成手段を構成し、前記３次元データ生成手段は、前記サーバコンピュータから配信される前記ＲＰＣモデルに基づいて、地上の任意の３次元座標値の地点が撮影されている左右の衛星画像データの座標位置を計算して、当該座標位置が撮影された左右の衛星画像データを前記サーバコンピュータから入手するとともに、前記左右の衛星画像を撮影した各衛星の位置を結ぶ線分をステレオ基線とみなし、前記左右の衛星画像の前記座標位置をユーザコンピュータの表示手段の表示画面に設定した目印の位置に一致させた状態で、前記左右の衛星画像を前記ステレオ基線の方向ベクトルと前記左右の衛星画像のスキャン方向とのなす角度だけ回転させてステレオ表示した場合に、前記左右の衛星画像の前記座標位置に写る地物が一致していれば、当該地物の３次元座標値が前記地上の地点の３次元座標値であると決定するので、Ｗｅｂ環境下において、サーバコンピュータの負担が少なく、かつ、ユーザが、衛星画像データから地物の３次元データを容易に作成することができる。
前記３次元データ生成手段は、前記左右の衛星画像がそれぞれ１画素の地上投影寸法の異なる衛星によって撮影されたものである場合に、前記ユーザコンピュータの表示手段の画像表示倍率を調整するスケールファクタを乗じる処理を行うので、左右の衛星画像がそれぞれ１画素の地上投影寸法の異なる衛星によって撮影されたものである場合でも自然な立体視を実現できる。
前記３次元データ生成手段は、前記ステレオ表示に縦視差が残る場合には、前記ＲＰＣモデルのバイアス補正値を算出して前記ＲＰＣモデルを修正する処理を行うので、縦視差を解消できる。
前記３次元データ生成手段は、ジオイドモデルを用いて、前記地上の地点の３次元座標値の楕円体高を標高へ換算する処理を行うので、地球のジオイドを考慮した標高（海抜標高）ｈを表した地物の３次元座標値を得ることができる。
A method for generating three-dimensional data of features according to the present invention is a method of acquiring satellite image data with satellite information and RPC models obtained by photographing features from a server computer and generating three-dimensional data of the features. Then, the coordinate positions of the left and right satellite image data where a point of an arbitrary three-dimensional coordinate value on the ground is photographed are calculated based on the RPC model, and the left and right satellite image data where the coordinate position is photographed are calculated in the server. a first step, the considered line segments connecting the position of each satellite obtained by photographing a satellite image of the right and left, obtained from the server computer and the stereo baseline, the coordinate position location of the left and right satellite image user requesting the computer in a state of being matched to the position of the mark set on the display screen of the display means of the computer, the satellite images of the right and left direction vector of the stereo baseline left When the stereo image is rotated by an angle formed with the scan direction of the satellite image and the features appearing at the coordinate positions of the left and right satellite images match, the three-dimensional coordinate value of the feature is And a second step of determining that it is a three-dimensional coordinate value of a point on the ground, so that the burden on the server computer is small in the Web environment, and the user can calculate the three-dimensional feature from the satellite image data. Data can be created easily.
Since the intersecting line vector in which the plane formed by the three-dimensional direction vector of each satellite representing the direction from which each satellite image was captured intersects the imaging target ground surface is the direction vector of the stereo base line, the stereo base line Stereoscopic viewing is possible by regarding the directional vector of the above as an approximation of the epipolar line.
If the features appearing at the coordinate positions of the left and right satellite images do not match, the three-dimensional coordinate values of the ground points are changed until the features appearing at the coordinate positions of the left and right satellite images match. Since the coordinate positions of the left and right satellite images are recalculated based on the RPC model, the three-dimensional coordinate value of the feature can be obtained with certainty.
A feature three-dimensional data generation system according to the present invention is configured by connecting a server computer and a user computer via a public communication network, and the server computer includes satellite image data with satellite information, an RPC model, A three-dimensional data generation program that operates in cooperation with a web browser that operates on a user computer is stored in a storage unit, and is configured to be distributed to the user computer. The user computer is distributed from the server computer. A three-dimensional data generation unit is configured based on a three-dimensional data generation program, and the three-dimensional data generation unit determines a point of an arbitrary three-dimensional coordinate value on the ground based on the RPC model distributed from the server computer. Calculate the coordinate position of the left and right satellite image data being captured The left and right satellite image data in which the coordinate position is photographed are obtained from the server computer, and the line segment connecting the positions of the satellites in which the left and right satellite images are photographed is regarded as a stereo base line, and the left and right satellite images are obtained. The left and right satellite images are made to be the direction vector of the stereo base line and the scan direction of the left and right satellite images in a state where the coordinate positions of the left and right satellite images coincide with the mark positions set on the display screen of the display means of the user computer. If the feature displayed in the coordinate position of the left and right satellite images coincides when rotated by an angle and displayed in stereo, the three-dimensional coordinate value of the feature is the three-dimensional coordinate value of the point on the ground. Since it is determined that there is, the burden on the server computer is small in the Web environment, and the user can easily obtain the three-dimensional data of the feature from the satellite image data It can be formed.
The three-dimensional data generation means is configured to adjust a scale factor for adjusting an image display magnification of the display means of the user computer when the left and right satellite images are taken by satellites having different projection dimensions of one pixel each. Since the multiplication process is performed, natural stereoscopic vision can be realized even when the left and right satellite images are taken by satellites having different projection dimensions of one pixel each.
When the vertical parallax remains in the stereo display, the three-dimensional data generation unit calculates the bias correction value of the RPC model and corrects the RPC model, thereby eliminating the vertical parallax.
Since the three-dimensional data generation means performs a process of converting the ellipsoidal height of the three-dimensional coordinate value of the point on the ground into the altitude using a geoid model, the altitude (altitude above sea level) h considering the geoid of the earth is displayed. The three-dimensional coordinate value of the finished feature can be obtained.
実施形態１
実施形態１に係る地物の３次元データ生成システムは、図１に示すように、地図作成情報提供サイトのＷｅｂサーバのようなサーバコンピュータ１とユーザコンピュータ２とがインターネット３等の公衆通信網を介して接続されて構成される。
In the feature three-dimensional data generation system according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, a
サーバコンピュータ１は、衛星画像データ１１、衛星画像データに関する衛星情報１２、ＲＰＣモデル（Rational Polynomial Coefficients Model）１３、ユーザコンピュータ２で作動するＷｅｂブラウザと協働して動作するアプリケーションプログラムである３次元データ生成プログラム１４を記憶手段１５に保存するとともに、これら衛星画像データ１１、衛星情報１２、ＲＰＣモデル１３、３次元データ生成プログラム１４をユーザコンピュータ２に配信可能に構成される。
尚、各衛星画像データ１１と各衛星画像データ１１の衛星情報１２とが関連付けされて記憶され、衛星画像データ１１が検索された場合、その検索された衛星画像データ１１と当該衛星画像データ１１に関する衛星情報１２とを一緒に取り出せるようにデータベース化されており、衛星画像データ１１と当該衛星画像データ１１の衛星情報１２とが一緒にユーザコンピュータ２に送信される。
また、衛星画像は、データの取出しが容易になるように、例えば、等倍画像と、距離比が等倍画像の１／２である中領域画像と、距離比が中領域画像の１／２である大領域画像とに階層化／小分割(タイル)化されて保存されている。
The
In addition, when each
In addition, the satellite image has, for example, an equal magnification image, a middle area image whose distance ratio is ½ of the equal magnification image, and a distance ratio of ½ of the middle area image so that data can be easily extracted. Are stored in a layered / subdivided (tiled) manner in a large area image.
ユーザコンピュータ２は、サーバコンピュータ１から配信される３次元データ生成プログラム１４を入手して３次元データ生成手段２０を構成する。
即ち、３次元データ生成手段２０は、ユーザコンピュータ２とユーザコンピュータ２上で動作するＷｅｂブラウザと３次元データ生成プログラム１４との協働により実現される。この３次元データ生成手段２０は、サーバコンピュータ１に対して３次元計測対象となるステレオ立体視のための左右の衛星画像（以下、ステレオペア画像という）を要求する処理、及び、当該ステレオペア画像に基づいて地物の３次元データを生成する処理を行う。
The
That is, the three-dimensional data generation means 20 is realized by the cooperation of the
つまり、３次元データ生成手段２０は、画像座標計算手段２１と、サーバコンピュータ１にステレオペア画像を要求するステレオペア画像要求手段２２と、ステレオ基線方向設定手段２３と、回転角算出手段２４と、ステレオ表示手段２５と、標高換算手段２６とを備える。なお、ステレオペア画像を立体視する方法としては、上下分割方式、左右分割方式などがあるが、Ｗｅｂブラウザでの立体表示としては、周知のグラフィックスカードを用いることが好ましい。
That is, the three-dimensional
次に、本発明による地物の３次元データの生成方法について説明する。
はじめに、ユーザは、ユーザコンピュータ２を用い、インターネット３を介してサーバコンピュータ１にアクセスする。これにより、サーバコンピュータ１からユーザコンピュータ２に３次元データ生成プログラム１４、ＲＰＣモデル１３が送信される。
当該３次元データ生成プログラム１４は、ユーザコンピュータ２上で作動しているＷｅｂブラウザに、地上の任意の点Ｐの３次元座標値Ｐ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を指定するための初期入力画面の表示を指示する。これにより、ユーザコンピュータ２の表示手段３０の表示画面３１に初期入力画面が表示される。
Next, a method for generating three-dimensional data of features according to the present invention will be described.
First, the user uses the
The three-dimensional
前記３次元座標値Ｐ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）が前記初期入力画面に入力された場合、ユーザコンピュータ２の画像座標計算手段２１は、ＲＰＣモデル１３に基づいて、前記３次元座標値Ｐ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の地点が撮影されている左の衛星画像データ及び右の衛星画像データのスキャン方向座標位置とライン方向座標位置とを計算する。
When the three-dimensional coordinate value P (U, V, W) is input to the initial input screen, the image coordinate calculation means 21 of the
地上の座標系と衛星画像の座標系との関係は、ＲＰＣモデル１３により決定される。
ＲＰＣモデル１３とは、地上の座標系と衛星画像の座標系を有理多項式で関係づけるモデルである。
ＲＰＣモデル１３を用いることによって、図２に示すように、衛星の軌道情報が未知であっても３次元座標値Ｐ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に対応する画像座標ｐ（ｃ，ｌ）を計算できる。但し、ｃは衛星画像のスキャン方向座標、ｌは衛星画像のライン方向座標である。
画像座標ｐ（ｃ，ｌ）は、次の式により表される。但し、Ｕ，Ｖは経緯度座標、Ｗは楕円体高である。
The
By using the
The image coordinate p (c, l) is expressed by the following equation. However, U and V are longitude and latitude coordinates, and W is an ellipsoidal height.
次に、ステレオペア画像要求手段２２は、画像座標ｐ（ｃ，ｌ）を中心としたステレオ表示に必要な範囲領域を表示手段３０の表示画面３１の大きさ等に応じて計算し、この計算した範囲領域を示す情報をサーバコンピュータ１に送信してサーバコンピュータ１にステレオペア画像を要求する。これにより、サーバコンピュータ１は、衛星画像データ１１中からステレオ表示に必要な範囲領域のステレオペア画像データを抽出して、ユーザコンピュータ２に送信する。
Next, the stereo pair
ユーザコンピュータ２のステレオ基線方向設定手段２３は、サーバコンピュータ１から送られてきたステレオペア画像及びステレオペア画像の衛星情報１２に基づいてステレオ基線方向を設定する。
The stereo baseline direction setting means 23 of the
衛星画像の場合、エピポーラ・ラインは成立しないが、図３に示すように、衛星画像は画角が極めて狭く、平行投影とみなせるので、図４に示すように、ステレオを形成する２つの衛星の位置（図４のＳ１；Ｓ２）を結ぶ線分をステレオ基線ａと見なし、このステレオ基線ａの方向を画像のエピポーラ・ラインの近似と見なすことによって立体視が可能となる。 In the case of the satellite image, the epipolar line is not established, but as shown in FIG. 3, the satellite image has a very narrow angle of view and can be regarded as a parallel projection. Therefore, as shown in FIG. A line segment connecting positions (S 1 ; S 2 in FIG. 4) is regarded as a stereo base line a, and the direction of the stereo base line a is regarded as an approximation of an epipolar line of an image, thereby enabling stereoscopic viewing.
ステレオ基線方向設定手段２３は、以下の（１）、（２）に示す方法のうちのいずれか方法でステレオ基線ａの方向を設定する。
（１）ステレオペア画像を撮影した衛星１および衛星２（図４；図５参照）のそれぞれの撮影位置（撮影時の衛星位置Ｓ１；Ｓ２）及び撮影対象地表位置Ｐの３点で作られる面が撮影対象地表面と交差する交差線を計算し、この交差線をステレオ基線ａの方向とする。
（２）図５に示すように、立体視のためのステレオペア画像（図５の画像１；画像２）に付加されている衛星情報の一つである撮影時の衛星１と衛星２のそれぞれの方位角θｉと仰角φｉとにもとづき計算する。即ち、衛星画像１；衛星画像２（ステレオペア画像）がどの方向から撮影されたかを表わす衛星１、衛星２の３次元方向ベクトルで形成される平
(1) Each of the satellite 1 and satellite 2 (see FIG. 4; FIG. 5) that captured the stereo pair image is made up of three points: the shooting position (satellite position S 1 ; S 2 at the time of shooting) and the shooting target surface position P. The intersection line intersecting the surface to be imaged is calculated, and this intersection line is set as the direction of the stereo base line a.
(2) As shown in FIG. 5, each of the satellites 1 and 2 at the time of photographing, which is one of the satellite information added to the stereo pair image (image 1 ; image 2 in FIG. 5) for stereoscopic viewing. Is calculated based on the azimuth angle θ i and the elevation angle φ i . That is, satellite image 1 ; satellite image 2 (stereo pair image) is a plane formed by a three-dimensional direction vector of satellite 1 and satellite 2 indicating from which direction
前記衛星情報１２は、軌道情報（撮影時の衛星位置、撮影方向角）、１画素が相当する地上投影寸法、画像取得時の衛星方位と仰角など画像毎に付加されアンシラリ・データや画像メタデータに記載の事項等であるが、一般に、軌道情報として、衛星の撮影方向角、即ち、衛星の方位角θｉと仰角φｉの情報は与えられるが、撮影時の衛星位置に関する情報は与えられない場合が多い。従って、撮影時の衛星位置に関する情報が与えられない場合は、ステレオ基線方向設定手段２３は、前記（２）で示した方法でステレオ基線ａの方
そして、ステレオ表示手段２５は、ステレオペア画像を前記のように求めたステレオ基線ａの方向に合わせて左右に配置し、かつ、エピポーラ・ラインの近似方向に対する回転角としてステレオペア画像を後述する角度で回転表示させ、ステレオ基線ａの方向を表示手段３０の表示画面３１の横軸方向に一致させるようにして表示させる。
Then, the stereo display means 25 arranges the stereo pair images on the left and right in accordance with the direction of the stereo base line a obtained as described above, and the stereo pair images are angles described later as rotation angles with respect to the approximate direction of the epipolar line. The display is rotated so that the direction of the stereo base line a coincides with the horizontal axis direction of the
ステレオ基線ａの方向に対するステレオペア画像の回転角は、回転角算出手段２４により以下のように算出される。
前記ＲＰＣモデル１３で計算されたステレオペア画像の画像座標ｐｉ（ｃ，ｌ）を計測点位置として、例えば測標（表示画面３１の中央などを設定した目印（メスマーク））の位置に一致させ、かつ、それぞれの画像について上述した回転角で画像を回転させて表示する。そして、左右の画像の座標位置ｐｉ（ｃ，ｌ）に写る地物を立体視して一致していれば、その地物の３次元座標値が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）であると決定でき、地物の３次元座標値データが得られる。
The image coordinates p i (c, l) of the stereo pair image calculated by the
図２に示すように、地上の３次元座標値Ｐ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のＷは地球楕円体からの比高（楕円体高）を表しており、地球のジオイドを考慮した標高（海抜標高）ｈを表してはいない。Ｗとｈの差（ジオイド高）をモデル化したジオイドモデルが一般に提供されているため、所与のジオイドモデルを用いて楕円体高Ｗを標高ｈへ換算すればよい。これにより、地球のジオイドを考慮した標高（海抜標高）ｈを表した地物の３次元座標値を得ることができる。即ち、ジオイドモデルを用いて、地上の点の３次元座標値の楕円体高Ｗを標高（海抜標高）ｈへ換算する処理する標高換算手段２６を備えた構成の３次元データ生成手段２０とした。
As shown in FIG. 2, W of the three-dimensional coordinate value P (U, V, W) on the ground represents the specific height (ellipsoidal height) from the earth ellipsoid, and the elevation considering the geoid of the earth (altitude above sea level). ) It does not represent h. Since a geoid model obtained by modeling the difference between W and h (geoid height) is generally provided, the ellipsoidal height W may be converted to the altitude h using a given geoid model. Thereby, the three-dimensional coordinate value of the feature showing the altitude (elevation above sea level) h considering the geoid of the earth can be obtained. That is, the three-dimensional
横視差の制御方法について説明する。
ステレオペア画像の画像座標ｐｉ（ｃ，ｌ）を、例えば測標（表示画面の中央などを設定した目印（メスマーク））の位置に一致させ、かつ、その時それぞれの画像について上述した回転角で画像を回転させて表示するが、この際、もし、計算された画像座標位置の地物が立体視しても一致しない場合は、図７に示す如く、（Ｕ，Ｖ，Ｗ＋ΔＷ）や（Ｕ＋ΔＵ，Ｖ＋ΔＶ，Ｗ）もしくは（Ｕ＋ΔＵ，Ｖ＋ΔＶ，Ｗ＋ΔＷ）のように地上座標値を変化させて画像座標を再計算させ、再度、立体表示させて画像に写る地物が一致するまで繰り返し、一致したところを地物の３次元座標値として決定する。このようにすれば、地物の３次元座標値を確実に得ることができる。尚、図７はＷを変化させた場合を図示している。
このとき、ΔＵ，ΔＶ，ΔＷの変化は、ユーザコンピュータ２のポインティングデバイスとしての３次元ホイール付きマウスなどの動きとして、ΔＵ，ΔＶをマウスの左右前後の動きに、ΔＷをホイールの動きにそれぞれ対応させることができるため、マウスの動きにより、立体表示する位置や３次元計測する位置を制御することができる。
なお、マウスの左右前後の動きに対応させる方向は、マウスの左右の動きを例えばステ
The image coordinates p i (c, l) of the stereo pair image are made to coincide with, for example, the position of a target (a mark (female mark) set at the center of the display screen), and at that time, the rotation angle described above for each image. The image is rotated and displayed. At this time, if the feature at the calculated image coordinate position does not match even when viewed stereoscopically, as shown in FIG. 7, (U, V, W + ΔW) or (U + ΔU) , V + ΔV, W) or (U + ΔU, V + ΔV, W + ΔW), the ground coordinate values are changed, the image coordinates are recalculated, and again, the three-dimensional display is repeated until the features appearing in the images match. Is determined as the three-dimensional coordinate value of the feature. In this way, the three-dimensional coordinate value of the feature can be obtained with certainty. FIG. 7 shows a case where W is changed.
At this time, changes in ΔU, ΔV, and ΔW correspond to the movement of the mouse with a three-dimensional wheel as a pointing device of the
It should be noted that the direction corresponding to the left and right movements of the mouse is, for example, the left and right movements of the mouse.
なお、前記３次元計測は対象物である地物のカテゴリー別に行うことが好ましい。例えば、建物ならば直角閉合モード、道路ならば直線モードの計測モードが自動的に割り当てられていればよい。 In addition, it is preferable to perform the said three-dimensional measurement according to the category of the feature which is a target object. For example, it is only necessary to automatically assign a measurement mode of a right angle closing mode for a building and a straight line mode for a road.
即ち、実施形態１では、Ｗｅｂブラウザ上で、地上の任意の点の３次元座標値Ｐ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を指定することにより、ユーザコンピュータ２は、ＲＰＣモデル１３に基づいてＰ（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に対応する衛星画像の座標位置ｐｉ（ｃ，ｌ）を計算し、この座標位置ｐｉ（ｃ，ｌ）を中心としてステレオ表示に必要な領域範囲を計算し、この領域範囲を示すデータをサーバコンピュータに送信してステレオペア画像を要求することによりステレオペア画像を入手する。そして、ステレオペア画像の座標位置ｐｉ（ｃ，ｌ）を回転中心としてステレオペア画像を回転させてステレオ表示させる。この際、座標位置ｐｉ（ｃ，ｌ）の画像に写る地物が一致していれば、その地物の３次元座標値が（Ｕ，Ｖ，Ｗ）であると決定できて、３次元計測でき、地物の３次元座標値データを生成できる。
従って、ユーザコンピュータ２側で３次元データ生成処理を行うので、Ｗｅｂ環境下において、サーバコンピュータ１の負担が少なく、かつ、ユーザが、衛星画像データから地物の３次元データを容易に作成することができる。
That is, in the first embodiment, the
Accordingly, since the three-dimensional data generation process is performed on the
実施形態２
衛星画像配信元より提供されるＲＰＣモデル１３のみでは縦視差が残る場合がある。この場合には、所与の手法であるシフトバイアスＡ０，Ｂ０および画像座標軸方向のドリフトバイアスＡ１，Ｂ１を、
即ち、ステレオ表示に縦視差が残る場合には、ＲＰＣモデルのバイアス補正値を算出してＲＰＣモデルを修正する処理を行う残存縦視差除去手段を備えた構成の３次元データ生成手段２０とした。
In some cases, the vertical parallax may remain only with the
In other words, when the vertical parallax remains in the stereo display, the three-dimensional
実施形態３
１画素の地上投影寸法の異なる２衛星によるステレオ形成について説明する。
衛星画像データのステレオ形成は、１画素の地上投影寸法が同じである衛星同士の組み合わせのみならず、１画素の地上投影寸法が互いに異なる衛星同士の組み合わせであっても、ＲＰＣモデルが存在し、かつステレオ基線方向が計算されるなら可能である。画像の地上投影寸法の異なるときは、左右画像（ｉ＝１，２、ｉは画像の区別）のそれぞれの１画素の地上投影寸法の縦ｍｋ、横ｎｋ、の長さに基づき、１：ｎ１/ｍ１：ｍ２/ｍ１：ｎ２/ｍ１をスケールファクタとして左右の画像のディスプレイ上の画像表示倍率をスキャン方向とライン方向でそれぞれ１：ｎ１/ｍ１：ｍ２/ｍ１：ｎ２/ｍ１とすれば、自然な立体視を得ることができる。
即ち、左右の衛星画像がそれぞれ１画素の地上投影寸法の異なる衛星によって撮影されたものである場合に、ユーザコンピュータ２の表示手段３０の画像表示倍率を調整するスケールファクタを乗じる処理を行う手段を備えた構成の３次元データ生成手段２０とした。
Stereo formation by two satellites having different ground projection dimensions of one pixel will be described.
The stereo formation of the satellite image data includes not only a combination of satellites having the same ground projection size of one pixel but also a combination of satellites having different ground projection sizes of one pixel, and an RPC model exists. It is possible if the stereo baseline direction is calculated. When the ground projection dimensions of the images are different, the left and right images (i = 1, 2, i is a distinction between the images) are based on the lengths of the vertical projection dimensions m k and horizontal n k of each pixel. : N1 / m1 : m2 / m1 : If n2 / m1 is a scale factor, the image display magnification on the left and right images in the scan direction and line direction is 1: n1 / m1 : m2 / m1 : n2 / m1 , respectively. A natural stereoscopic view can be obtained.
That is, means for performing a process of multiplying a scale factor for adjusting the image display magnification of the display means 30 of the
尚、前記例では、ステレオペア画像を立体視する方法として、グラフィックスカードを用いた例を示したが、グラフィックスカードは高価なので、図８（ａ），（ｂ）に示すように、奇数行を左目で、偶数行を右目でみるようなラインシーケンシャル方式の画面を表示手段３０の表示画面３１に表示し、ユーザは偏光メガネ３２をかけてこの画面を見る方法などのように、画素単位で左眼と右眼とを制御して立体視を行う仕組みを用いるようにすれば、ユーザシステムを安価に構築することができる。
また、画像座標を計算する処理、ステレオ表示に必要な範囲領域を計算する処理をサーバコンピュータ１に負担させてもよい。
In the above example, a graphics card is used as a method for stereoscopically viewing a stereo pair image. However, since the graphics card is expensive, as shown in FIGS. A line sequential screen is displayed on the
Further, the
１ サーバコンピュータ、２ ユーザコンピュータ、３ インターネット、
１４ ３次元データ生成プログラム、２０ ３次元データ生成手段。
1 server computer, 2 user computer, 3 internet,
14 Three-dimensional data generation program, 20 Three-dimensional data generation means.
Claims (7)
地上の任意の３次元座標値の地点が撮影されている左右の衛星画像データの座標位置を前記ＲＰＣモデルに基づいて計算し、前記座標位置が撮影された左右の衛星画像データを前記サーバコンピュータに要求する第１のステップと、
前記サーバコンピュータから入手した前記左右の衛星画像を撮影した各衛星の位置を結ぶ線分をステレオ基線とみなし、前記左右の衛星画像の前記座標位置をユーザコンピュータの表示手段の表示画面に設定した目印の位置に一致させた状態で、前記左右の衛星画像を前記ステレオ基線の方向ベクトルと前記左右の衛星画像のスキャン方向とのなす角度だけ回転させてステレオ表示した場合に、前記左右の衛星画像の前記座標位置に写る地物が一致していれば、当該地物の３次元座標値が前記地上の地点の３次元座標値であると決定する第２のステップと、
を備えたことを特徴とする地物の３次元データ生成方法。 A method of obtaining satellite image data with satellite information and RPC model obtained by photographing a feature from a server computer and generating three-dimensional data of the feature,
Based on the RPC model, the coordinate positions of the left and right satellite image data at which a point of an arbitrary three-dimensional coordinate value is photographed on the ground are calculated, and the left and right satellite image data at which the coordinate position is photographed are stored in the server computer. A first step to request;
The line segment connecting the position of each satellite photographs the left and right satellite image obtained from the server computer regarded as stereo baseline was set the coordinate position location of the left and right satellite image on a display screen of the display means of the user computer When the left and right satellite images are displayed in stereo with the left and right satellite images rotated by an angle formed by the direction vector of the stereo base line and the scan direction of the left and right satellite images in a state of being matched with the position of the mark, the left and right satellite images A second step of determining that the three-dimensional coordinate value of the feature is the three-dimensional coordinate value of the point on the ground if the feature reflected in the coordinate position of
A method for generating three-dimensional data of a feature.
前記サーバコンピュータは、衛星情報付きの衛星画像データ、ＲＰＣモデル、前記ユーザコンピュータで作動するウェブブラウザと協働して動作する３次元データ生成プログラムを記憶手段に保存するとともに、前記ユーザコンピュータに配信可能に構成され、
前記ユーザコンピュータは、前記サーバコンピュータから配信される前記３次元データ生成プログラムに基づいて３次元データ生成手段を構成し、
前記３次元データ生成手段は、前記サーバコンピュータから配信される前記ＲＰＣモデルに基づいて、地上の任意の３次元座標値の地点が撮影されている左右の衛星画像データの座標位置を計算して、当該座標位置が撮影された左右の衛星画像データを前記サーバコンピュータから入手するとともに、前記左右の衛星画像を撮影した各衛星の位置を結ぶ線分をステレオ基線とみなし、前記左右の衛星画像の前記座標位置をユーザコンピュータの表示手段の表示画面に設定した目印の位置に一致させた状態で、前記左右の衛星画像を前記ステレオ基線の方向ベクトルと前記左右の衛星画像のスキャン方向とのなす角度だけ回転させてステレオ表示した場合に、前記左右の衛星画像の前記座標位置に写る地物が一致していれば、当該地物の３次元座標値が前記地上の地点の３次元座標値であると決定することを特徴とする地物の３次元データ生成システム。 A server computer and a user computer are connected via a public communication network.
The server computer stores satellite image data with satellite information, an RPC model, and a three-dimensional data generation program that operates in cooperation with a web browser that operates on the user computer, and can be distributed to the user computer. Composed of
The user computer constitutes a three-dimensional data generation means based on the three-dimensional data generation program distributed from the server computer,
The three-dimensional data generation means calculates the coordinate positions of the left and right satellite image data in which a point of an arbitrary three-dimensional coordinate value on the ground is photographed based on the RPC model distributed from the server computer, The left and right satellite image data in which the coordinate position is photographed is obtained from the server computer, and the line segment connecting the positions of the satellites that photographed the left and right satellite images is regarded as a stereo base line, and the left and right satellite images are With the coordinate position coincident with the position of the mark set on the display screen of the display means of the user computer, the left and right satellite images are only an angle formed by the direction vector of the stereo baseline and the scan direction of the left and right satellite images. If the feature shown in the coordinate position of the left and right satellite images coincides when rotated and displayed in stereo, the three-dimensional 3-dimensional data generation system of the feature which target value and determines that the 3-dimensional coordinate value of a point of the ground.
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