JP6167135B2 - 三次元位置計測方法、測量方法、三次元位置計測装置及び三次元位置計測プログラム - Google Patents
三次元位置計測方法、測量方法、三次元位置計測装置及び三次元位置計測プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6167135B2 JP6167135B2 JP2015113709A JP2015113709A JP6167135B2 JP 6167135 B2 JP6167135 B2 JP 6167135B2 JP 2015113709 A JP2015113709 A JP 2015113709A JP 2015113709 A JP2015113709 A JP 2015113709A JP 6167135 B2 JP6167135 B2 JP 6167135B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dimensional position
- point
- coordinate system
- measurement
- dimensional
- 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.)
- Active
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 120
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 78
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 83
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 73
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 43
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 36
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 27
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 18
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 241000128823 Dasyatis say Species 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
図1は、基準盤10、全方位撮像装置30及び三次元位置計測装置50を用いて、現実の三次元空間の中の計測点P,Qの位置を計測する様子を示している。この三次元位置計測方法では、三次元空間中の基準盤10を画像に写(映)すようにして全方位撮像装置30によって異なる二箇所で全方位(例えば水平方向に360°、垂直方向に180°)の撮影をし、取得した2個の全方位画像(全天球画像)及びそれらを展開したパノラマ画像(正距円筒画像)を利用して二箇所の撮影点間の距離を三次元位置計測装置50によって算出し、それらパノラマ画像の中の計測点P,Qの位置から三次元空間中の計測点P,Qの位置を三次元位置計測装置50によって算出する。
ここで、基準盤10、全方位撮像装置30及び三次元位置計測装置50のセットが三次元位置計測システムである。
図2は基準盤10の斜視図である。
図2に示すように、基準盤10は平板11及び4個のマーカーA〜Dを備える。平板11が矩形状の板材であり、平板11の一方の平面にマーカーA〜Dが記されているので、これらマーカーA〜Dが同一平面上にある。マーカーA〜Dは基準点であって、マーカーA〜Dの位置及びこれらの相対的な位置関係(各マーカーA〜D間の距離)が既知である。つまり、三次元空間中の任意の三次元位置を表す直交座標系XWYWZW(以下、ワールド座標系XWYWZWという。)におけるマーカーAの座標(XWA,YWA,ZWA)、マーカーBの座標(XWB,YWB,ZWB)、マーカーCの座標(XWC,YWC,ZWC)及びマーカーDの座標(XWD,YWD,ZWD)が定数として設定されている。例えば、これらマーカーA〜Dを頂点とした四角形が長方形に設計され、ワールド座標系XWYWZWの原点がその長方形の重心に設定され、ワールド座標系XWYWZWのXW軸及びYW軸が平板11に対して平行に設定され、ワールド座標系XWYWZWのZW軸が平板11に対して直角に設定され、ワールド座標系XWYWZWにおけるマーカーA〜Dの座標がそれぞれ(−a,b,0)、(−a,−b,0)、(a,−b,0)、(a,b,0)に設定されている(但し、a,bともに正数である)。
図3は全方位撮像装置30の側面図である。
図3に示すように全方位撮像装置30は筐体31、レンズ光学系32,33、固体撮像素子34,35、シャッターボタン36、コントローラユニット37及び記録媒体38を備える。
図4は、全方位撮像装置30によって生成されたパノラマ画像の概略図である。
パノラマ画像には画像座標系XSYSが設定されており、パノラマ画像中の任意のピクセルの二次元位置が画像座標系XSYSの座標で表される。ここで、画像座標系XSYSのXS軸がパノラマ画像の横方向に対して平行に設定され、画像座標系XSYSのYS軸がパノラマ画像の縦方向に対して平行に設定される。また、コントローラユニット37には傾斜センサーが設けられており、全方位撮像装置30が傾いた状態で全方位画像を撮影しても、全方位撮像装置30を中心として俯仰角0°の全周像がXS軸に平行な中心線に沿ってパノラマ画像に写るように、コントローラユニット37によって傾き補正処理が実行される。従って、三次元空間における俯仰角はパノラマ画像のYS座標から換算され、三次元空間における水平角はパノラマ画像のXS座標から換算される。
三次元位置計測装置50は、デスクトップ型、ノートブック型又はタブレット型のパーソナルコンピュータである。図5に示すように、三次元位置計測装置50は演算処理装置51、記憶部52、入力部53、表示部54、リーダライタ55及びインターフェース58等を備える。演算処理装置51は、CPU、GPU、ROM、RAM及びハードウェアインタフェース等を有するコンピュータである。記憶部52は、半導体メモリ又はハードディスクドライブ等からなる記憶装置である。入力部53は、スイッチ、キーボード、ポインティングデバイス等の入力装置である。表示部54は、画面表示を行うディスプレイである。
図6を参照して、計測点P,Qの位置の計測方法及び演算処理装置51の処理の流れについて説明する。ここで、図6は、計測点P,Qの位置の計測工程を示したものである。
まず、作業者が三次元空間中に基準盤10を配置する(ステップS1)。マーカーA〜Dの位置がワールド座標系XWYWZWの座標として設定されているので、基準盤10が三次元空間中に配置されることによって、ワールド座標系XWYWZWが三次元空間に定義される。
次に、作業者が入力部53を操作して、表示部54に表示された左側パノラマ画像57L上での任意の位置を指定することによって計測点Pの座標を入力すると、演算処理装置51が左側パノラマ画像57L上の計測点Pの二次元位置(左側画像座標系XLSYLSにより表された座標)を取得する(ステップS32:取得処理)。同様に、作業者が右側パノラマ画像57R上での任意の位置を指定することによって計測点Pの座標を入力すると、演算処理装置51が右側パノラマ画像57R上の計測点Pの二次元位置(右側画像座標系XRSYRSにより表された座標)を取得する(ステップS33:取得処理)。
次に、演算処理装置51が式(3)〜(5)を利用して左側カメラ座標系XLCYLCZLCにおける計測点Pの座標を算出する(ステップS34:計測点位置算出処理)。なお、右側カメラ座標系XRCYRCZRCにおける計測点Pの座標を算出するものとしてもよい。
以上の実施形態には次のような効果がある。
(1) 計測点P,Qが手の届く範囲や手の届かない範囲の何れにあっても、計測点P,Qの位置をカメラ座標系の座標として計測することができる。計測点P,Qが手の届かない範囲にある場合、脚立や足場等の計測補助具を設置しなくても済む。計測者の人数が少なくても、たとえ一人であっても、計測点P,Qの位置を計測することができる。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を上記実施形態に限定して解釈するためのものではない。本発明の実施形態はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明の範囲にはその等価物も含まれる。以下に、上記実施形態から変更した点について幾つか例を挙げて説明する。
Claims (10)
- 撮像装置によって異なる2箇所の撮影点で撮像された2枚のパノラマ画像を利用して、三次元空間中の計測点の三次元位置を計測する三次元位置計測方法であって、
前記三次元空間中の複数の基準点が写る2枚の前記パノラマ画像を前記撮像装置によって撮像する撮像工程と、
前記パノラマ画像に設定された画像座標系における前記基準点の二次元位置を取得する基準点二次元位置取得工程と、
前記基準点二次元位置取得工程によって取得された前記画像座標系における前記基準点の二次元位置を、前記撮影点を基準として前記三次元空間に設定されたカメラ座標系における前記基準点の三次元位置に展開する展開工程と、
前記展開工程によって展開された前記カメラ座標系における前記基準点の三次元位置と、前記三次元空間中の前記基準点を基準として設定されたワールド座標系における前記基準点の三次元位置とに基づいて、前記ワールド座標系における前記撮影点の三次元位置を算出する三次元位置算出工程と、
前記画像座標系における前記計測点の二次元位置を前記パノラマ画像上での前記計測点の二次元位置として取得する取得工程と、
前記三次元位置算出工程によって算出された前記ワールド座標系における前記撮影点の三次元位置から定まる前記撮影点間の距離と、前記撮像装置の焦点距離と、前記取得工程によって取得された前記画像座標系における前記計測点の二次元位置とに基づいて、前記カメラ座標系における前記計測点の三次元位置を算出する計測点三次元位置算出工程と、を備えることを特徴とする三次元位置計測方法。 - 前記撮像装置によって撮像される前記パノラマ画像が全方位のパノラマ画像であることを特徴とする請求項1に記載の三次元位置計測方法。
- 前記撮像工程において、前記基準点が前記三次元空間中で同一平面上に配置された状態でこれら基準点を前記パノラマ画像に写すことを特徴とする請求項1又は2に記載の三次元位置計測方法。
- 前記撮像工程において、前記基準点がマーカーとして平板に記された状態でこれら基準点を前記パノラマ画像に写すことを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の三次元位置計測方法。
- 前記撮像工程において、寸法と形状が既知の部材上に定められた点を前記基準点として、これら基準点を前記パノラマ画像に写すことを特徴とする請求項1又は2に記載の三次元位置計測方法。
- 請求項1から6の何れか一項に記載された三次元位置計測方法によって複数の計測点の三次元位置を計測し、これら計測点の三次元位置からこれら計測点間の距離、平面形状の面積又は立体形状の体積を算出することを特徴とする測量方法。
- 演算処理装置を備え、三次元空間中の複数の基準点が写るように撮像装置によって異なる2箇所の撮影点で撮像された2枚のパノラマ画像を利用して、前記三次元空間中の計測点の三次元位置を計測する三次元位置計測装置であって、
前記演算処理装置が、
前記パノラマ画像に設定された画像座標系における前記基準点の二次元位置を取得する基準点二次元位置取得処理と、
前記基準点二次元位置取得処理によって取得された前記画像座標系における前記基準点の二次元位置を、前記撮影点を基準として前記三次元空間に設定されたカメラ座標系における前記基準点の三次元位置に展開する展開処理と、
前記展開処理によって展開された前記カメラ座標系における前記基準点の三次元位置と、前記三次元空間中の前記基準点を基準として設定されたワールド座標系における前記基準点の三次元位置とに基づいて、前記ワールド座標系における前記撮影点の三次元位置を算出する三次元位置算出処理と、
前記画像座標系における前記計測点の二次元位置を前記パノラマ画像上での前記計測点の二次元位置として取得する取得処理と、
前記三次元位置算出処理によって算出された前記ワールド座標系における前記撮影点の三次元位置から定まる前記撮影点間の距離と、前記撮像装置の焦点距離と、前記取得処理によって取得された前記画像座標系における前記計測点の二次元位置とに基づいて、前記カメラ座標系における前記計測点の三次元位置を算出する計測点三次元位置算出処理と、を実行することを特徴とする三次元位置計測装置。 - 三次元空間中の計測点の三次元位置を計測するための三次元位置計測プログラムであって、
コンピュータに、
前記三次元空間中の複数の基準点が写るように撮像装置によって異なる2箇所の撮影点で撮像された2枚のパノラマ画像に設定された画像座標系における前記基準点の二次元位置を取得する基準点二次元位置取得処理と、
前記基準点二次元位置取得処理によって取得された前記画像座標系における前記基準点の二次元位置を、前記撮影点を基準として前記三次元空間に設定されたカメラ座標系における前記基準点の三次元位置に展開する展開処理と、
前記展開処理によって展開された前記カメラ座標系における前記基準点の三次元位置と、前記三次元空間中の前記基準点を基準として設定されたワールド座標系における前記基準点の三次元位置とに基づいて、前記ワールド座標系における前記撮影点の三次元位置を算出する三次元位置算出処理と、
前記画像座標系における前記計測点の二次元位置を前記パノラマ画像上での前記計測点の二次元位置として取得する取得処理と、
前記三次元位置算出処理によって算出された前記ワールド座標系における前記撮影点の三次元位置から定まる前記撮影点間の距離と、前記撮像装置の焦点距離と、前記取得処理によって取得された前記画像座標系における前記計測点の二次元位置とに基づいて、前記カメラ座標系における前記計測点の三次元位置を算出する計測点三次元位置算出処理と、を実行させるための三次元位置計測プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015113709A JP6167135B2 (ja) | 2015-06-04 | 2015-06-04 | 三次元位置計測方法、測量方法、三次元位置計測装置及び三次元位置計測プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015113709A JP6167135B2 (ja) | 2015-06-04 | 2015-06-04 | 三次元位置計測方法、測量方法、三次元位置計測装置及び三次元位置計測プログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016224015A JP2016224015A (ja) | 2016-12-28 |
JP6167135B2 true JP6167135B2 (ja) | 2017-07-19 |
Family
ID=57745709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015113709A Active JP6167135B2 (ja) | 2015-06-04 | 2015-06-04 | 三次元位置計測方法、測量方法、三次元位置計測装置及び三次元位置計測プログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6167135B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111649716A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-09-11 | 深圳移动互联研究院有限公司 | 一种基于全景图像的空间点对点距离测算方法 |
CN112509135B (zh) * | 2020-12-22 | 2023-09-29 | 北京百度网讯科技有限公司 | 元素标注方法、装置、设备、存储介质及计算机程序产品 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08201021A (ja) * | 1995-01-23 | 1996-08-09 | Mazda Motor Corp | キャリブレーション方法 |
JPH11325895A (ja) * | 1998-05-15 | 1999-11-26 | Asia Air Survey Co Ltd | 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 |
JP3530978B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2004-05-24 | 鹿島建設株式会社 | 画像計測方法及び画像計測プログラムを記録した記録媒体 |
JP4166988B2 (ja) * | 2002-02-20 | 2008-10-15 | 株式会社トプコン | ステレオ画像用処理装置及び方法 |
JP4767578B2 (ja) * | 2005-02-14 | 2011-09-07 | 株式会社岩根研究所 | 高精度cv演算装置と、この高精度cv演算装置を備えたcv方式三次元地図生成装置及びcv方式航法装置 |
JP5553202B2 (ja) * | 2010-01-14 | 2014-07-16 | 株式会社リコー | 距離測定装置及び距離測定方法 |
JP5650500B2 (ja) * | 2010-11-10 | 2015-01-07 | 本田技研工業株式会社 | 位置測定装置及び位置測定方法 |
-
2015
- 2015-06-04 JP JP2015113709A patent/JP6167135B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016224015A (ja) | 2016-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101666959B1 (ko) | 카메라로부터 획득한 영상에 대한 자동보정기능을 구비한 영상처리장치 및 그 방법 | |
JP4508049B2 (ja) | 360°画像撮影装置 | |
JP5093053B2 (ja) | 電子カメラ | |
JP5961945B2 (ja) | 画像処理装置、その画像処理装置を有するプロジェクタ及びプロジェクタシステム、並びに、画像処理方法、そのプログラム、及び、そのプログラムを記録した記録媒体 | |
TWI451750B (zh) | 攝影裝置、電腦可讀取記錄媒體及控制方法 | |
US10373337B2 (en) | Methods and computer program products for calibrating stereo imaging systems by using a planar mirror | |
KR102354299B1 (ko) | 단일 영상을 이용한 카메라 캘리브레이션 방법 및 이를 위한 장치 | |
JP6223169B2 (ja) | 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム | |
JP7073850B2 (ja) | 入力装置および入力装置の入力方法 | |
CN110784691B (zh) | 投影装置、投影***及影像校正方法 | |
JP2007192832A (ja) | 魚眼カメラの校正方法。 | |
JP6640294B1 (ja) | 複合現実システム、プログラム、携帯端末装置、及び方法 | |
JP6990694B2 (ja) | プロジェクタ、マッピング用データ作成方法、プログラム及びプロジェクションマッピングシステム | |
WO2019012803A1 (ja) | 指定装置、及び、指定プログラム | |
JP6167135B2 (ja) | 三次元位置計測方法、測量方法、三次元位置計測装置及び三次元位置計測プログラム | |
JP2007033087A (ja) | キャリブレーション装置及び方法 | |
JP6405539B2 (ja) | 多視点画像に対するラベル情報の処理装置及びそのラベル情報の処理方法 | |
JP6564622B2 (ja) | 三次元位置計測方法、測量方法、三次元位置計測装置及び三次元位置計測プログラム | |
WO2017057426A1 (ja) | 投影装置、コンテンツ決定装置、投影方法、および、プログラム | |
JP2005275789A (ja) | 三次元構造抽出方法 | |
JP4846304B2 (ja) | カメラ姿勢把握方法及びこれを用いた写真測量方法、これらのプログラム | |
JP6581280B1 (ja) | 監視装置、監視システム、監視方法、監視プログラム | |
JP2017184025A (ja) | 通信端末、画像通信システム、画像送信方法、画像表示方法、及びプログラム | |
Sahin | The geometry and usage of the supplementary fisheye lenses in smartphones | |
JP2011227073A (ja) | 3次元位置測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170125 |
|
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: 20170530 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170626 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6167135 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |