JP2001264059A - Method of measuring displacement quantity of measured object - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、画像（撮像）デー
タを数値情報（ディジタル情報）に変換した輝度データ
を使用して、被計測対象の変位量の計測を行うための方
法に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for measuring a displacement amount of an object to be measured using luminance data obtained by converting image (imaging) data into numerical information (digital information).
【０００２】[0002]
【従来の技術】切・盛土工事に伴う法面動態観測、ある
いは、崩壊の恐れがある急壁斜面における安全監視のた
めの地山挙動計測には、従来から用いられている測量法
（以下、「従来測量法」という）を用いる方法や、自動
計測機器を使用して計測対象についての微細な変位量を
計測する方法（以下、「自動計測方法」という）等が用
いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, a surveying method (hereinafter, referred to as "below") is used for observing a slope behavior associated with cutting and embankment work, or for measuring ground behavior for safety monitoring on a steep slope having a risk of collapse. A method using "conventional surveying method"), a method of measuring a minute displacement amount of a measurement target using an automatic measuring device (hereinafter, referred to as "automatic measuring method"), and the like are used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来測量法を
用いて計測を行う場合には、変位箇所に反射プリズムを
設置する必要があること、あるいは、必ず２人以上の測
量者が断続的に測量をし続ける必要があること等から、
多大な労力と測量費用がかかるという問題点を有してい
た。また、自動計測方法により計測対象についての微細
な変位量を計測する場合において、ミクロン単位で変位
量を計測可能である機器は、その価格や設置費用が高
く、かつ、計測を行う箇所に事前に固設しておくことが
一般的である。そのため、変位箇所が特定できない箇所
においては、費用対効果の点から採用が難しいという問
題を有していた。However, in the case of performing measurement using the conventional surveying method, it is necessary to install a reflecting prism at a displaced position, or two or more surveyors must be intermittent. Because it is necessary to continue surveying,
There was a problem that a great deal of labor and surveying costs were required. In addition, when measuring the minute displacement amount of the measurement target by the automatic measurement method, the equipment that can measure the displacement amount in micron units is expensive and installation cost is high, and the location where the measurement is to be performed is required in advance. Generally, it is fixed. For this reason, there has been a problem that it is difficult to adopt a portion where a displacement portion cannot be specified from the viewpoint of cost effectiveness.
【０００４】そこで、本発明は、法面や急崖等の被計測
対象における経時的な変位量を、正確かつ簡易に計測可
能となる変位量計測方法を提供することを目的としてい
る。Accordingly, an object of the present invention is to provide a displacement measuring method capable of accurately and easily measuring a temporal displacement of an object to be measured such as a slope or a steep cliff.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の本発明は、以下の手順を含むことを
特徴とする被計測対象の変位量計測方法（以下、「変位
量計測方法」という）である。 （１）被計測対象に測点を定め、前記測点を領域中心と
した測点周辺領域に関する基準測点輝度データと、前記
測点における基準測点位置データとを登録する、基準測
点データ登録手順。 （２）所望の時間経過後に、前記基準測点位置データに
基づく地点を領域中心として、前記測点周辺領域より広
範囲の領域に関する観測測点輝度データを認識する、観
測測点輝度データ認識手順。 （３）前記観測測点輝度データと、前記基準測点輝度デ
ータとを比較照合し、前記観測測点輝度データの全体中
から、最も前記基準測点輝度データのパターン（輝度分
布の特徴）と類似する範囲を抽出し、前記類似する範囲
の領域中心を変位後における測点位置と定める、変位後
測点位置決定手順。 （４）前記変位後における測点位置データと、前記基準
測点位置データとから、前記測点の変位量を算出する、
測点変位量算出手順。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a displacement amount of an object to be measured (hereinafter, referred to as a "displacement amount"). Measurement method ”). (1) A reference point data, in which a measurement point is determined on a measurement target, and reference point luminance data relating to a measurement point peripheral area around the measurement point and reference point position data at the measurement point are registered. Registration procedure. (2) An observation station luminance data recognition procedure for recognizing observation station luminance data for an area wider than the surrounding area of the measurement point with a point based on the reference measurement point position data as an area center after a lapse of a desired time. (3) The observation station luminance data is compared with the reference station luminance data, and the pattern of the reference station luminance data (the characteristic of the luminance distribution) is selected from the entire observation station luminance data. A procedure for determining a post-displacement measurement point position, in which a similar range is extracted and the center of the similar range is determined as the measurement point position after the displacement. (4) calculating a displacement amount of the measuring point from the measuring point position data after the displacement and the reference measuring point position data;
Measurement point displacement calculation procedure.
【０００６】ここで、基準測点位置データに基づく地点
とは、基準測点データ登録手順において、登録されてい
る所望の時間経過前の測点位置に対応する地点である。
また、輝度データの認識とは、画像データを視認し、当
該画像データを数値情報に変換することをいう。なお、
測点の位置データは、通常、３次元位置データを用いる
ものである。Here, the point based on the reference station position data is a point corresponding to the station position before a desired time has been registered in the reference station data registration procedure.
Recognition of luminance data refers to visually recognizing image data and converting the image data into numerical information. In addition,
The position data of the measurement point usually uses three-dimensional position data.
【０００７】従って、本発明では、画像データを数値情
報化した輝度データを用いて被計測対象の測点の変位を
計測するため、正確、迅速かつ簡易に被計測対象の変位
を計測可能となる。すなわち、基準測点輝度データと、
所望の時間経過後において基準測点位置データに基づく
地点を領域中心として観測された、測点周辺領域より広
範囲の領域に関する観測測点輝度データとを用い、当該
観測測点輝度データの全体中で、基準測点輝度データの
パターン（輝度分布の特徴）と最も類似する範囲を抽出
する（以下、「抽出作業」という）ことにより、前記所
望の時間経過後の測点を正確、迅速かつ簡易に決定し、
変位量の算出を行うことができる。このように、本発明
は、画像データを高精度の輝度データに変換して使用し
ているため、変位後測点位置決定手順における抽出作業
を、統計的手法を用いて容易かつ迅速に行うことができ
る。さらに、画像認識法を用いていないため、昼夜の別
なく、被計測対象の変位量を正確に計測することができ
る。Therefore, according to the present invention, since the displacement of the measurement point of the object to be measured is measured using the luminance data obtained by converting the image data into numerical information, the displacement of the object to be measured can be measured accurately, quickly and easily. . That is, reference station luminance data,
After the desired time has elapsed, the observation point luminance data for the area wider than the surrounding area of the observation point was observed with the point based on the reference measurement point position data as the center of the area. By extracting the range most similar to the pattern of the reference measurement point luminance data (characteristics of the luminance distribution) (hereinafter referred to as “extraction work”), the measurement point after the elapse of the desired time can be accurately, quickly, and simply. Decide,
The displacement amount can be calculated. As described above, according to the present invention, since the image data is used after being converted into high-precision luminance data, the extraction work in the post-displacement measurement point position determination procedure can be easily and quickly performed using a statistical method. Can be. Further, since the image recognition method is not used, the displacement amount of the measurement target can be accurately measured regardless of day or night.
【０００８】また、請求項２に記載の本発明は、請求項
１に記載の変位量計測方法において、前記測点変位量算
出手順後に、前記基準測点位置データ及び前記基準測点
輝度データを、前記変位後の測点位置データ及び前記変
位後の測点を領域中心とした測点周辺領域についての輝
度データに更新する、基準測点データ更新手順を行った
後、前記観測測点輝度データ認識手順後の各手順を行
う、ことを特徴としている。ここで、変位後の測点を領
域中心とした測点周辺領域の広さは、前記基準測点輝度
データの対象としている測点周辺領域と同一の広さを有
するものである。According to a second aspect of the present invention, in the displacement measuring method according to the first aspect, after the measuring point displacement calculating step, the reference measuring point position data and the reference measuring point luminance data are converted. Updating the reference point data after the displacement, and updating the reference point data update procedure to the luminance data for the peripheral area around the point with the measured point after the displacement. Each procedure after the recognition procedure is performed. Here, the area around the measurement point around the measurement point after the displacement has the same size as the area around the measurement point that is the target of the reference measurement point luminance data.
【０００９】従って、本発明は、輝度データを用いて測
点の変位量を計測する方法であり、当該輝度データは太
陽位置や光度等により変化するため、測点に関し、最新
の基準測点輝度データに更新することにより、常に精度
良く測点の変位量の計測を行うことができる。なお、測
点の追尾を継続的に行うためには、基準測点位置データ
についても同様に、最新の位置データに更新することが
必要となる。Accordingly, the present invention is a method for measuring the displacement of a measuring point using luminance data. Since the luminance data changes depending on the sun position, luminous intensity, etc., the latest reference measuring point luminance is measured with respect to the measuring point. By updating the data, the displacement amount of the measurement point can always be measured with high accuracy. In addition, in order to continuously perform the tracking of the measurement point, it is necessary to similarly update the reference measurement point position data to the latest position data.
【００１０】さらに、請求項３に記載の本発明は、以下
の手順を含むとともに、後記測点変位量算出手順及び後
記比較点変位量算出手順の順序は問わないことを特徴と
する被計測対象の変位量計測方法である。 （１）被計測対象に測点を定め、前記測点を領域中心と
した測点周辺領域に関する基準測点輝度データと、前記
測点における基準測点位置データとを登録するととも
に、前記測点の近傍に比較点を定め、前記比較点を領域
中心とした比較点周辺領域に関する基準比較点輝度デー
タと、前記比較点における基準比較点位置データとを登
録する、基準データ登録手順。 （２）所望の時間経過後に、前記基準測点位置データに
基づく地点を領域中心として、前記測点周辺領域より広
範囲の領域に関する観測測点輝度データを認識し、ま
た、前記基準比較点位置データに基づく地点を領域中心
として、前記比較点周辺領域より広範囲の領域に関する
観測比較点輝度データを認識する、観測輝度データ認識
手順。 （３）前記観測測点輝度データと、前記基準測点輝度デ
ータとを比較照合し、前記観測測点輝度データの全体中
から、最も前記基準測点輝度データのパターンと類似す
る範囲を抽出し、前記類似する範囲の領域中心を変位後
における測点位置と定めるとともに、前記変位後におけ
る測点の位置データと、前記基準測点位置データとか
ら、前記測点の変位量を算出する、測点変位量算出手
順。 （４）前記観測比較点輝度データと、前記基準比較点輝
度データとを比較照合し、前記観測比較点輝度データの
全体中から、最も前記基準比較点輝度データのパターン
と類似する範囲を抽出し、前記類似する範囲の領域中心
を変位後における比較点位置と定めるとともに、前記変
位後における比較点の位置データと、前記基準比較点位
置データとから、前記比較点の変位量を算出する、比較
点変位量算出手順。 （５）前記測点における変位量と、前記比較点における
変位量とから変位量差を算出し、前記変位量差が、所定
値以下である場合には、前記測点における変位量を真の
測点変位量であると判断し、前記変位量差が、所定値よ
り大きい場合には、前記測点は変位していないと判断す
る、測点変位判定手順。Further, the present invention according to claim 3 includes the following procedure, and the order of the later-described measurement point displacement calculation procedure and the later-described comparison point displacement calculation procedure does not matter. This is a method for measuring the amount of displacement. (1) A measuring point is determined for the object to be measured, and reference measuring point luminance data and a reference measuring point position data at the measuring point are registered with respect to a measuring point peripheral area around the measuring point. A reference point in the vicinity of the reference point, and register reference reference point luminance data on a reference point peripheral area around the comparison point as an area center and reference reference point position data at the comparison point. (2) After a desired time elapses, with the point based on the reference measurement point position data as the region center, the observation measurement point luminance data for an area wider than the measurement point peripheral area is recognized, and the reference comparison point position data is recognized. An observation luminance data recognition procedure for recognizing observation comparison point luminance data relating to an area wider than the surrounding area of the comparison point with a point based on the area as a center of the area. (3) The observation station luminance data is compared with the reference station luminance data, and a range most similar to the pattern of the reference station luminance data is extracted from the entire observation station luminance data. Determining the center of the area of the similar range as the measurement point position after the displacement, and calculating the displacement amount of the measurement point from the position data of the measurement point after the displacement and the reference measurement point position data. Point displacement calculation procedure. (4) The observation comparison point luminance data and the reference comparison point luminance data are compared and collated, and a range most similar to the pattern of the reference comparison point luminance data is extracted from the entire observation comparison point luminance data. Calculating the displacement amount of the comparison point from the position data of the comparison point after the displacement and the reference comparison point position data, while determining the center of the area of the similar range as the comparison point position after the displacement. Point displacement calculation procedure. (5) A displacement amount difference is calculated from the displacement amount at the measurement point and the displacement amount at the comparison point, and when the displacement amount difference is equal to or less than a predetermined value, the displacement amount at the measurement point is calculated as a true value. A measuring point displacement determining procedure in which the measuring point is determined to be a measuring point displacement and, when the displacement amount difference is larger than a predetermined value, the measuring point is determined not to be displaced.
【００１１】ここで、測点変位量算出手順及び比較点変
位量算出手順は同一の方法を用いるものであり、その順
序は問わないものである。また、一つの測点に対し、複
数の比較点をとってもよい。さらに、測点変位量及び比
較点変位量は、変位の大きさと変位方向についてのベク
トル量として求めることが好ましい。Here, the procedure for calculating the displacement of the measuring point and the procedure for calculating the displacement of the comparison point use the same method, and the order is not limited. Also, a plurality of comparison points may be taken for one measurement point. Further, it is preferable that the measurement point displacement amount and the comparison point displacement amount are obtained as vector amounts regarding the magnitude and displacement direction of the displacement.
【００１２】従って、本発明によれば、測点の近傍に比
較点を定め、請求項１における方法と同様の方法によ
り、測点と比較点の変位量を算出し、当該測点における
変位量と、比較点の変位量差が、所定値以下である場合
のみ、測点の変位量を真の測点変位量と判断することか
ら、測点のみを使用して変位量を計測する場合と比較し
て、さらに、確実に、その計測を行うことができる。Therefore, according to the present invention, a comparison point is set in the vicinity of a measurement point, and the displacement between the measurement point and the comparison point is calculated by the same method as in the first aspect. And, only when the displacement amount difference of the comparison point is equal to or less than a predetermined value, the displacement amount of the measuring point is determined to be a true measuring point displacement amount, so that the displacement amount is measured using only the measuring point. In comparison, the measurement can be performed more reliably.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。まず、図１乃至図
４を参照して、本発明の変位量計測方法に使用される変
位量計測装置について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings. First, a displacement measuring device used in the displacement measuring method of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００１４】［変位量計測装置］変位量計測装置は、ト
ータルステーション１０（トータルステーション１０に
内蔵される旋回手段１５を含む）と、データ処理手段で
あるコンピュータ２０と、遠隔操作手段３０と、画像撮
影手段４０と、画像表示手段５０とを主要部として構成
されている。[Displacement amount measuring device] The displacement amount measuring device includes a total station 10 (including a turning means 15 built in the total station 10), a computer 20 as data processing means, a remote control means 30, an image photographing means. 40 and the image display means 50 are configured as main parts.
【００１５】◎トータルステーション１０ 図１に示すように、トータルステーション１０は、ノン
プリズム型であって、測距機能（レーザ距離計１３によ
り計測）及び測角機能を併せ持ち、斜距離、水平角及び
鉛直角（３次元位置）の同時計測が可能である装置であ
り、本実施形態の被計測対象である断崖５に面し、全体
の見通しが可能である地点に据え付けられている。Total Station 10 As shown in FIG. 1, the total station 10 is of a non-prism type and has both a distance measuring function (measured by a laser distance meter 13) and an angle measuring function, and has an oblique distance, a horizontal angle and a vertical angle. This is a device capable of simultaneous measurement of (three-dimensional position), and is installed at a point facing the cliff 5 to be measured in the present embodiment and capable of providing an overall view.
【００１６】ここで、トータルステーション１０は、前
記据え付け地点に構築した鉄筋コンクリート架台１１に
固着した鋼製支持脚１２に対し固定されており、これに
より十分な計測精度の確保が可能となっている。また、
鉄筋コンクリート架台１１の上部は、計測すべき前方向
を除いてフード部材及び屋根部材（ともに図示せず）に
より防護されている。なお、トータルステーション１０
は、一般的に使用される三脚の上に整準盤を介して設置
することも可能である。Here, the total station 10 is fixed to a steel support leg 12 fixed to a reinforced concrete gantry 11 constructed at the installation point, whereby sufficient measurement accuracy can be ensured. Also,
The upper part of the reinforced concrete gantry 11 is protected by a hood member and a roof member (both not shown) except for the front direction to be measured. The total station 10
Can be installed on a commonly used tripod via a leveling board.
【００１７】旋回手段１５は、図２（ａ）に示すよう
に、トータルステーション１０の一部を構成している、
ＣＣＤカメラ４１，４２における水平軸の支持部４４を
鉛直軸周りで旋回させると共に視準軸の支持部４５を水
平軸周りで旋回させる手段であり、旋回機構及び駆動モ
ータである超音波などを使用した旋回駆動モータ（図示
せず）のほか、コンピュータ２０からの操作信号を超音
波などを使用した旋回駆動モータへと伝送する後記デー
タ伝送手段８０（図３参照）から構成されている。The turning means 15 constitutes a part of the total station 10 as shown in FIG.
A means for rotating the horizontal axis support section 44 of the CCD cameras 41 and 42 around the vertical axis and the collimating axis support section 45 about the horizontal axis, and uses an ultrasonic wave or the like which is a rotation mechanism and a drive motor. In addition to the turning drive motor (not shown), a data transmission means 80 (see FIG. 3) described later for transmitting an operation signal from the computer 20 to the turning drive motor using ultrasonic waves or the like is provided.
【００１８】なお、トータルステーション１０の３次元
位置データは、後記コンピュータ２０のＲＯＭ２３に格
納されている制御プログラムにより、後記入力インター
フェース２６を介して、コンピュータ２０に入力され、
基準データ記憶装置２４又は計測データ記憶装置２５に
記憶されるように構成されている。The three-dimensional position data of the total station 10 is input to the computer 20 via an input interface 26 to be described later by a control program stored in a ROM 23 of the computer 20 to be described later.
It is configured to be stored in the reference data storage device 24 or the measurement data storage device 25.
【００１９】◎コンピュータ２０ 図３に示すように、制御手段であるコンピュータ２０
は、中央演算処理装置（以下「ＣＰＵ２１」という）、
ランダムアクセスメモリ（以下「ＲＡＭ２２」という）
及びリードオンリーメモリ（以下「ＲＯＭ２３」とい
う）、基準データ記憶装置２４、計測データ記憶装置２
５と、から構成されている。前記ＲＯＭ２３には、トー
タルステーション１０の測距、測角等の遠隔操作を制御
するプログラム及び画像データを輝度データに変換し、
伝送、記憶させるための制御プログラム等（図示外）の
各種制御プログラムが格納されている。そして、ＣＰＵ
２１は、入力インターフェース２６を介して、与えられ
た操作信号に基づいて前記プログラムを実行し、出力イ
ンターフェース２７を介して、トータルステーション１
０の測距、測角等の遠隔操作及び画像データの処理を制
御可能となっている。◎ Computer 20 As shown in FIG.
Is a central processing unit (hereinafter referred to as “CPU 21”),
Random access memory (hereinafter referred to as "RAM 22")
And a read-only memory (hereinafter referred to as “ROM 23”), a reference data storage device 24, and a measurement data storage device 2.
5 is comprised. The ROM 23 converts a program for controlling remote operation such as distance measurement and angle measurement of the total station 10 and image data into luminance data,
Various control programs such as a control program (not shown) for transmission and storage are stored. And CPU
21 executes the program based on an operation signal given via an input interface 26, and outputs the total station 1 via an output interface 27.
Remote control such as distance measurement and angle measurement of 0 and processing of image data can be controlled.
【００２０】基準データ記憶装置２４は、後記初期設定
データ、基準測点輝度データＥ、基準比較点輝度データ
Ｉ、基準測点位置データ、基準比較点位置データの各デ
ータを記憶（登録）する装置である。また、計測データ
記憶装置２５は、後記観測測点輝度データＤ、観測比較
点輝度データＨ、前記変位後における測点７’及び比較
点９’の３次元位置データ等の各データを記憶（登録）
する装置である。The reference data storage device 24 stores (registers) initial setting data, reference measurement point luminance data E, reference comparison point luminance data I, reference measurement point position data, and reference comparison point position data. It is. Further, the measurement data storage device 25 stores (registers) each data such as the observation point luminance data D, the observation comparison point luminance data H, and the three-dimensional position data of the measurement point 7 ′ and the comparison point 9 ′ after the displacement. )
It is a device to do.
【００２１】◎遠隔操作手段３０ 遠隔操作手段３０は、図３に示すように、トータルステ
ーション１０の遠隔操作で視準方向の設定以外のものを
行う手段であり、コンピュータ２０に対する入力手段と
して機能するマウス３１及びキーボード３２と、コンピ
ュータ２０からの出力信号をトータルステーション１０
まで伝送するデータ伝送手段８０と、から構成されてい
る。そして、マウス３１又はキーボード３２によって指
示される操作信号が入力インターフェース２６を介し
て、コンピュータ２０に入力されるようになっている。Remote control means 30 As shown in FIG. 3, the remote control means 30 is a means for performing other than the setting of the collimation direction by remote control of the total station 10, and a mouse functioning as an input means for the computer 20. 31 and a keyboard 32 and output signals from the computer 20 to the total station 10
And data transmission means 80 for transmitting data up to An operation signal specified by the mouse 31 or the keyboard 32 is input to the computer 20 via the input interface 26.
【００２２】◎画像撮影手段４０ 画像撮影手段４０は、２台のＣＣＤカメラ４１，４２か
ら構成されている。周知のように、ＣＣＤカメラは、Ｃ
ＣＤ（Charge coupled device）の撮像素子Ｃ（電荷結
合素子）（図４参照）により、被計測対象の画像データ
を撮影する装置である。本発明で使用する変位量計測装
置では、広角撮像を撮影するための広角レンズを備える
広角ＣＣＤカメラ４１と、微視撮像を撮影するための望
遠レンズを備える望遠ＣＣＤカメラ４２の２種類を、マ
ウス３１又はキーボード３２の操作により切替操作可能
となっており、当該２種類の撮像はそれぞれ画像表示手
段５０を構成するディスプレイ５１に表示可能となって
いる。The image photographing means 40 is composed of two CCD cameras 41 and 42. As is well known, a CCD camera has a C
This is an apparatus that captures image data of an object to be measured using an image pickup device C (charge coupled device) (see FIG. 4) of a CD (Charge Coupled Device). In the displacement amount measuring apparatus used in the present invention, two types of a wide-angle CCD camera 41 having a wide-angle lens for photographing a wide-angle image and a telephoto CCD camera 42 having a telephoto lens for photographing a microscopic image are used. Switching can be performed by operating the keyboard 31 or the keyboard 32, and the two types of imaging can be displayed on the display 51 constituting the image display means 50.
【００２３】なお、図２に示すように、２台のＣＣＤカ
メラ４１，４２は、視準軸４３の支持部４５と一体に設
けられ、それぞれの光軸４１ａ，４２ａが視準軸４３と
一定間隔で平行に設定されている。また、ＣＣＤカメラ
４により得られた画像上には、後述するように、トータ
ルステーション１０が現に視準している位置の表示マー
ク（以下、「位置表示マークＰ」という、図１参照）が
表示されることになる。As shown in FIG. 2, the two CCD cameras 41 and 42 are provided integrally with the support 45 of the collimating axis 43, and the respective optical axes 41a and 42a are fixed to the collimating axis 43. They are set in parallel at intervals. Further, on the image obtained by the CCD camera 4, a display mark (hereinafter, referred to as a "position display mark P", see FIG. 1) of a position where the total station 10 is currently collimated is displayed as described later. Will be.
【００２４】◎画像表示手段５０ 画像表示手段５０は、図１に示すように、２種類のＣＣ
Ｄカメラ４１，４２により撮影された画像データを、遠
隔操作する箇所においてリアルタイムで表示するととも
に、後記測点変位量を表示する装置であり、２台のディ
スプレイ５１，５２から構成されている。これにより、
操作者Ｍは、ディスプレイ５１を見ながらトータルステ
ーション１０の遠隔操作を行うことが可能になり、その
画面上で観測領域の設定、トータルステーション１０の
視準方向の設定及び画像データの取り込み等を指示する
ことが可能になっている。また、ディスプレイ５２によ
り、対象となる測点７の変位量を、直ちに認識可能とな
っている。◎ Image display means 50 The image display means 50 has two types of CCs as shown in FIG.
This is a device that displays image data captured by the D cameras 41 and 42 in real time at a location to be remotely operated and also displays a displacement of a measurement point, which will be described later, and includes two displays 51 and 52. This allows
The operator M can remotely control the total station 10 while looking at the display 51, and instructs setting of the observation area, setting of the collimating direction of the total station 10, capturing of image data, and the like on the screen. Has become possible. Further, the display 52 allows the displacement amount of the target measuring point 7 to be immediately recognized.
【００２５】なお、本実施例では、１台のディスプレイ
５１を用いて、広角ＣＣＤカメラ４１及び望遠ＣＣＤカ
メラ４２の画像を切り換えて表示しているが、両ＣＣＤ
カメラ４１，４２の画像を２台のディスプレイを用いて
表示するものであっても良い。In this embodiment, the images of the wide-angle CCD camera 41 and the telephoto CCD camera 42 are switched and displayed using one display 51.
The images of the cameras 41 and 42 may be displayed using two displays.
【００２６】◎その他の手段 ○視準位置表示手段６０ 視準位置表示手段６０は、トータルステーション１０が
現に視準している計測対象上の点に対応する前記位置表
示マークＰを画像表示手段５０の画像上において表示す
る手段である。視準位置表示手段６０は、コンピュータ
２０に対する入力手段として機能するトータルステーシ
ョン１０と、コンピュータ２０と、当該コンピュータ２
０からの出力手段として機能する画像表示手段５０とか
ら構成されている。◎ Other means ○ Collimation position display means 60 The collimation position display means 60 displays the position display mark P corresponding to the point on the measurement target which the total station 10 is currently collimating on the image display means 50. This is a means for displaying on an image. The collimating position display means 60 includes the total station 10 functioning as an input means for the computer 20, the computer 20, and the computer 2.
And an image display means 50 functioning as an output means from 0.
【００２７】コンピュータ２０のＲＯＭ２３には、画像
上において表示される位置表示マークＰの動きを制御す
るプログラム（図示外）が格納されており、ＣＰＵ２１
は、入力インターフェース２６を介して、与えられた３
次元位置データに基づいて前記プログラムを実行し、出
力インターフェース２７を介して、画像表示手段５０の
画像上において表示される位置表示マークＰの動きを制
御することが可能となっている。The ROM 23 of the computer 20 stores a program (not shown) for controlling the movement of the position display mark P displayed on the image.
Is given via the input interface 26.
The program is executed based on the dimensional position data, and the movement of the position display mark P displayed on the image of the image display means 50 can be controlled via the output interface 27.
【００２８】○視準方向設定手段７０ 視準方向設定手段７０は、画像表示手段５０における画
像上で特定された位置に対応する計測対象上の点を視準
するように旋回手段１５の旋回動作を制御してトータル
ステーション１０の視準方向の設定をする手段であり、
コンピュータ２０に対する入力手段として機能する画像
表示手段５０と、コンピュータ２０と、当該コンピュー
タ２０からの出力手段として機能する旋回手段１５とか
ら構成されている。The collimating direction setting means 70 The collimating direction setting means 70 controls the turning operation of the turning means 15 so as to collimate a point on the measurement object corresponding to the position specified on the image on the image display means 50. To set the collimating direction of the total station 10 by controlling
It comprises an image display means 50 functioning as an input means to the computer 20, a computer 20, and a turning means 15 functioning as an output means from the computer 20.
【００２９】図３において、画像表示手段５０上で特定
された位置の座標データが入力インターフェース２６を
介して、コンピュータ２０に入力されるようになってい
る。ＲＯＭ２３には、画像表示手段５０上で特定された
地点の３次元位置データから、当該位置に対応する計測
対象上の地点を視準するように旋回手段１５の旋回動作
を制御するプログラム（図示外）が格納されており、Ｃ
ＰＵ２１は、入力インターフェース２６を介して、与え
られた３次元位置データに基づいて前記プログラムを実
行し、出力インターフェース２７を介して、旋回手段１
５の旋回動作を制御することが可能となっている。In FIG. 3, coordinate data of the position specified on the image display means 50 is input to the computer 20 via the input interface 26. The ROM 23 stores a program (not shown) for controlling the turning operation of the turning means 15 from the three-dimensional position data of the point specified on the image display means 50 so as to collimate the point on the measurement target corresponding to the position. ) Is stored and C
The PU 21 executes the program based on the given three-dimensional position data via the input interface 26, and executes the turning means 1 via the output interface 27.
5 can be controlled.
【００３０】なお、本実施の形態では、コンピュータ２
０は、トータルステーション１０の測距及び測角等の遠
隔操作を制御する制御装置として、また、画像表示手段
５０の画像上において表示される位置位置マークＰの動
きを制御する制御装置として、更に、画像表示手段５０
上で特定された位置の３次元位置データから、当該位置
に対応する計測対象上の点を視準するように旋回手段１
５の旋回動作を制御する制御装置としての役割を果たす
ことになる。In this embodiment, the computer 2
0 is a control device for controlling remote operation such as distance measurement and angle measurement of the total station 10, and a control device for controlling the movement of the position mark P displayed on the image of the image display means 50. Image display means 50
From the three-dimensional position data of the position specified above, the turning means 1 is used to collimate a point on the measurement target corresponding to the position.
5 will serve as a control device for controlling the turning operation.
【００３１】○データ伝送手段８０ データ伝送手段８０は、トータルステーション１０の各
計測データ（画像データを含む）をトータルステーショ
ン１０の据付箇所から遠隔操作を行う箇所まで伝送する
ほか、遠隔操作手段３０においてコンピュータ２０から
の出力信号をトータルステーション１０まで伝送し、旋
回手段１５においてコンピュータ２０からの操作信号を
旋回駆動モータまで伝送するものであり、複数本の信号
ケーブル８１を束ねたものとして構成されている。Data transmission means 80 The data transmission means 80 transmits each measurement data (including image data) of the total station 10 from a location where the total station 10 is installed to a location where remote control is performed. Is transmitted to the total station 10, and the turning means 15 transmits an operation signal from the computer 20 to the turning drive motor. The turning means 15 is configured by bundling a plurality of signal cables 81.
【００３２】［輝度データ（画像数値化データ）］本発
明の変位量計測方法で使用する輝度データについて説明
する。輝度データは、ＣＣＤカメラ４１，４２により撮
影された画像を各撮像素子Ｃごとに赤、緑、青の３原色
に分離して、光量に応じた輝度信号（電気信号）に変換
することにより、当該輝度信号を０〜２５５段階（１撮
像素子あたり２５６段階）の数値化（以下、「輝度数値
データ」という）を行い、画像数値化データとして使用
するものであり（図４参照）、以下の方法により作成さ
れる。なお、前記ＣＣＤは、水平方向６４０素子、垂直
方向４８０素子の撮像素子Ｃを格子状に配列することに
より構成されている。[Brightness Data (Image Numerical Data)] The brightness data used in the displacement measuring method of the present invention will be described. The luminance data is obtained by separating an image captured by the CCD cameras 41 and 42 into three primary colors of red, green, and blue for each image sensor C and converting the image into a luminance signal (electric signal) corresponding to the amount of light. The luminance signal is digitized in 0 to 255 steps (256 steps per image sensor) (hereinafter referred to as “luminance numerical data”) and used as image numerical data (see FIG. 4). Created by the method. The CCD is configured by arranging 640 elements in the horizontal direction and 480 elements in the vertical direction in the form of a lattice.
【００３３】具体的には、操作者Ｍが、ＣＣＤカメラ４
１，４２により撮影されたディスプレイ５１上の画像を
見ながらマウス３１を操作し、画像の取り込み指示を行
うと、画面上に表示されている画像データは、データ伝
送装置８０により、入力インターフェイス２６であるビ
デオキャプチャーボード（図示せず）を介して、基準デ
ータ記憶装置２４又は計測データ記憶装置２５に記憶さ
れるようになっている（輝度データの認識と登録に相
当）。More specifically, the operator M operates the CCD camera 4
When the user operates the mouse 31 while instructing to capture an image while watching the image on the display 51 taken by the camera 1 or 42, the image data displayed on the screen is transmitted to the input interface 26 by the data transmission device 80 through the input interface 26. The data is stored in a reference data storage device 24 or a measurement data storage device 25 via a certain video capture board (not shown) (corresponding to recognition and registration of luminance data).
【００３４】なお、輝度データは、望遠ＣＣＤカメラ４
２で撮影されてディスプレイ５１の全域に表示されてい
る画像データを、「６４０×４８０の撮像素子Ｃ」に対
応する数の輝度数値データに変換することにより作成さ
れるものである。但し、後記基準測点輝度データＥ及び
基準比較点輝度データＩは、前記「６４０×４８０の撮
像素子Ｃ」に対応する数の輝度数値データ（以下、「広
領域輝度数値データ」という）のうち、測点又は比較点
を領域中心とした「２００×２００の撮像素子Ｃ」に対
応する数の輝度数値データ（以下、「狭領域輝度数値デ
ータ」という）の部位として、自動的に切り出された状
態で基準データ記憶装置２４に記憶されるように制御さ
れている。The luminance data is stored in the telephoto CCD camera 4.
The image data is created by converting the image data captured by the camera 2 and displayed on the entire area of the display 51 into luminance numerical data of a number corresponding to “640 × 480 image sensor C”. However, the reference point luminance data E and the reference comparison point luminance data I are the luminance numerical data (hereinafter, referred to as “wide area luminance numerical data”) of the number corresponding to the “640 × 480 image sensor C”. Automatically extracted as a portion of the number of pieces of luminance numerical data (hereinafter, referred to as “narrow area luminance numerical data”) corresponding to “200 × 200 image sensor C” with the measurement point or the comparison point as the center of the area. It is controlled to be stored in the reference data storage device 24 in the state.
【００３５】［変位量計測方法］次に、前記変位量計測
装置を用いた本発明の変位量計測方法について説明す
る。以下の説明において、被計測対象は、クラックが生
じている断崖５であり、当該断崖５全体の見通しが可能
である所定地点に、トータルステーション１０が据え付
けられている。また、ＣＣＤカメラ４１，４２における
計測前の視準誤差の調整を行うための後視点Ｑ（図１参
照）が、予め所定位置に設定されている。[Displacement Measuring Method] Next, a displacement measuring method of the present invention using the displacement measuring apparatus will be described. In the following description, an object to be measured is a cliff 5 having a crack, and the total station 10 is installed at a predetermined point where the entire cliff 5 can be seen. Further, a rear viewpoint Q (see FIG. 1) for adjusting a collimation error before measurement in the CCD cameras 41 and 42 is set at a predetermined position in advance.
【００３６】◎第１実施形態 本発明の第１実施形態は、測点７に関するデータのみを
用いて、当該測点７における変位量の計測を行う方法で
あり、最も基本的な方法である。図５に示すように、本
発明は、基準測点データ登録手順、観測測点輝度データ
認識手順、変位後測点位置決定手順、測点変位量算出手
順、基準測点データ更新手順、の各手順から構成されて
おり、前記基準測点データ登録手順の前に初期設定手順
が行われる。First Embodiment The first embodiment of the present invention is a method of measuring the displacement at the measurement point 7 using only the data on the measurement point 7, and is the most basic method. As shown in FIG. 5, the present invention includes a reference station data registration procedure, an observation station luminance data recognition procedure, a post-displacement station position determination procedure, a station displacement calculation procedure, and a reference station data update procedure. An initial setting procedure is performed before the reference station data registration procedure.
【００３７】（０）初期設定手順（図５におけるＳ０） 本手順は、変位量計測を行う際の準備手順である。ま
ず、トータルステーション１０及び後視点Ｇの３次元位
置データを初期設定データとして、基準データ記憶装置
２４に記憶させる。また、変位量の計測は、操作者Ｍが
直接行うことも可能であるが、コンピュータ２０により
自動計測を行うことも可能である。従って、自動計測を
行う場合には、測定時間（一定時間ごとに連続的に行う
場合は、測定時間の間隔）を設定する。(0) Initial setting procedure (S0 in FIG. 5) This procedure is a preparation procedure for measuring the amount of displacement. First, the three-dimensional position data of the total station 10 and the rear viewpoint G are stored in the reference data storage device 24 as initial setting data. The measurement of the displacement amount can be performed directly by the operator M, but can also be performed automatically by the computer 20. Therefore, when performing automatic measurement, a measurement time is set (in the case of performing measurement continuously at regular time intervals, a measurement time interval).
【００３８】（１）基準測点データ登録手順（図５にお
けるＳ１） 本手順は、断崖５（被計測対象）に測点７を定め、当該
測点７を領域中心とした測点周辺領域に関して画像デー
タを撮影し、当該画像データを輝度データに変換して基
準測点輝度データＥ（参照用輝度データ）として登録す
るとともに、測点７における３次元位置データを計測
し、基準測点位置データとして登録するものである。(1) Procedure for registering reference measurement point data (S1 in FIG. 5) In this procedure, a measurement point 7 is determined on a cliff 5 (measurement target), and a measurement point surrounding area having the measurement point 7 as an area center is determined. Image data is taken, the image data is converted into luminance data, registered as reference measurement point luminance data E (reference luminance data), and three-dimensional position data at measurement point 7 is measured. It is registered as.
【００３９】まず、断崖５の所望位置に、変位を追尾す
るための基準となる地点である測点７を定める。この測
点７は、任意の位置、かつ、任意の数定めることができ
る。そのため、クラックの交点等、目印となる位置に設
けたり、被計測対象に所定間隔で設けたりすることが一
般的である。但し、以下では、一つの測点（図１におけ
る符号７Ａに相当）を対象とした場合について、説明を
行うこととする。First, at a desired position of the cliff 5, a measurement point 7 serving as a reference point for tracking the displacement is determined. The number of the measurement points 7 can be determined at an arbitrary position and an arbitrary number. For this reason, it is common to provide them at mark positions such as intersections of cracks, or to provide them at predetermined intervals on the measurement target. However, in the following, a case will be described in which one measurement point (corresponding to reference numeral 7A in FIG. 1) is targeted.
【００４０】また、測点７を領域中心とした測点周辺領
域は、測点７の周辺における輝度分布の特徴が正確に識
別可能である広さとなるように、適切に設定される必要
がある。なお、本実施形態では、前記のように基準測点
輝度データＥは、狭領域輝度数値データとして作成され
ることになる。The area around the measuring point 7 centered on the measuring point 7 needs to be set appropriately so that the brightness distribution around the measuring point 7 can be identified accurately. . In the present embodiment, the reference measurement point luminance data E is created as narrow-area luminance numerical data as described above.
【００４１】次に、測点７を領域中心とした測点周辺領
域の画像データを撮影し、輝度データに変換して、基準
データ記憶装置２４に記憶（登録）させる。操作者Ｍ
は、ディスプレイ５１に表示されている広角ＣＣＤカメ
ラ４１における断崖５の全景を見ながらマウス３１を操
作し、画像中心に表示されている位置表示マークＰを測
点７の近傍に合わせる。そして、望遠ＣＣＤカメラ４２
の画像に切り替え、ディスプレイ５１に表示されている
望遠ＣＣＤカメラ４２における画像を見ながらマウス３
１の操作を行い、位置表示マークＰの位置を微調整して
測点７に一致させる。Next, the image data of the surrounding area of the measuring point around the measuring point 7 is photographed, converted into luminance data, and stored (registered) in the reference data storage device 24. Operator M
The user operates the mouse 31 while watching the entire view of the cliff 5 in the wide-angle CCD camera 41 displayed on the display 51 to adjust the position display mark P displayed at the center of the image to the vicinity of the measurement point 7. And the telephoto CCD camera 42
While watching the image of the telephoto CCD camera 42 displayed on the display 51, the mouse 3
By performing the operation 1, the position of the position display mark P is finely adjusted to coincide with the measurement point 7.
【００４２】さらに、マウス３１の操作により、ＣＰＵ
２１に、画像データの取り込みのための指示信号を送信
する。すると、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に格納されて
いるプログラムを実行し、ディスプレイ５１に表示され
ている画像データを、データ伝送装置８０を介してコン
ピュータ２０に伝送し、輝度データに変換した後に、基
準測点輝度データＥの初期値として、基準データ記憶装
置２４に記憶させる。Further, the operation of the mouse 31 causes the CPU
An instruction signal for capturing image data is transmitted to 21. Then, the CPU 21 executes the program stored in the ROM 23, transmits the image data displayed on the display 51 to the computer 20 via the data transmission device 80, converts the image data into luminance data, The luminance data E is stored in the reference data storage device 24 as an initial value.
【００４３】続いて、測点７の３次元位置の計測を行
う。操作者Ｍは、マウス３１の操作により、ＣＰＵ２１
に３次元位置計測のための指示信号を送信する。する
と、ＣＰＵ２１は、与えられた指示信号に基づいてプロ
グラムを実行し、トータルステーション１０の測距及び
測角等の計測動作を制御し、計測を行う。そして、計測
動作によって得られた各計測データは、データ伝送手段
８０により、トータルステーション１０の据付がされた
箇所からコンピュータ２０に伝送され、入力インターフ
ェース２６を介して、測点基準位置データの初期値とし
て、基準データ記憶装置２４に記憶される。Subsequently, the three-dimensional position of the measuring point 7 is measured. The operator M operates the mouse 21 to operate the CPU 21.
To send an instruction signal for three-dimensional position measurement. Then, the CPU 21 executes a program based on the given instruction signal, controls the measuring operation of the total station 10 such as distance measurement and angle measurement, and performs measurement. Each measurement data obtained by the measurement operation is transmitted to the computer 20 from the place where the total station 10 is installed by the data transmission means 80, and is input as the initial value of the measurement point reference position data via the input interface 26. , Are stored in the reference data storage device 24.
【００４４】（２）観測測点輝度データ認識手順（図５
におけるＳ２） 本手順は、設定された所望の計測時間（所望の時間経過
後）に、前記基準測点位置データに基づく地点を領域中
心として、前記測点周辺領域より広範囲の領域に関する
観測測点輝度データＤを認識するものである。(2) Observation station luminance data recognition procedure (FIG. 5)
In this procedure, at the set desired measurement time (after the elapse of the desired time), the observation point for the area wider than the surrounding area of the measurement point is set with the point based on the reference measurement point position data as the area center. It recognizes the luminance data D.
【００４５】ここで、測点周辺領域より広範囲の領域と
は、前記基準測点データ登録手順において定めた測点周
辺領域と比較して広範囲の領域であることを意味し、本
手順では、当該広範囲の領域について輝度データを入手
するものである。このように広範囲の領域であることを
必要とする理由は、測点７の変位量の計測にあたり、変
位後における測点周辺領域に関して、変位前の測点周辺
領域と同一広さの領域の輝度データを把握しなければ、
以下の作業を行うことができないためである。従って、
その範囲は、その目的を達成可能となるように、適切に
定める必要がある。Here, the area wider than the surrounding area of the measuring point means an area wider than the surrounding area of the measuring point defined in the reference measuring point data registration procedure. This is to obtain luminance data for a wide area. The reason why such a wide area is required is that when measuring the amount of displacement of the measuring point 7, the luminance of the area having the same size as the peripheral area of the measuring point before the displacement with respect to the peripheral area of the measuring point after the displacement is measured. Without knowing the data,
This is because the following operations cannot be performed. Therefore,
Its scope needs to be set appropriately so that its purpose can be achieved.
【００４６】まず、観測前に後視点Ｑを視準することに
より、ＣＣＤカメラ４１，４２の向きを微動調整し、位
置補正を行う。First, by collimating the rear viewpoint Q before the observation, the directions of the CCD cameras 41 and 42 are finely adjusted, and the position is corrected.
【００４７】次に、設定された測点７の３次元位置デー
タに基づいて、ＣＣＤカメラ４１，４２を前記測点７の
方向に向け、前記基準測点データ登録手順における方法
と同一の方法により、前記測点周辺領域より広範囲の領
域に関する観測測点輝度データＤの認識を行う。ここ
で、観測測点輝度データＤは、前記のように、広領域輝
度数値データとして、計測データ記憶装置２５に記憶さ
れることになる。このとき、ＣＣＤカメラ４１，４２の
誘導は、既に記憶されている基準測点位置データに基づ
き、コンピュータ２０により旋回手段１５を制御しなが
ら、レーザ距離計１３を当該測点７に誘導することによ
り、自動的に行われる。Next, based on the set three-dimensional position data of the measuring point 7, the CCD cameras 41 and 42 are directed in the direction of the measuring point 7, and the same method as in the reference measuring point data registration procedure is used. , The recognition of the observation point luminance data D for a wider area than the area surrounding the measurement point is performed. Here, the observation point luminance data D is stored in the measurement data storage device 25 as wide area luminance numerical data as described above. At this time, the CCD cameras 41 and 42 are guided by guiding the laser distance meter 13 to the measurement point 7 while controlling the turning means 15 by the computer 20 based on the reference measurement point position data already stored. Done automatically.
【００４８】（３）変位後測点位置決定手順（図５にお
けるＳ３） 図７に示すように、本手順は、基準測点輝度データＥ
と、観測測点輝度データＤの一部とを部分的に比較照合
し、当該観測測点輝度データＤの全体中から、最も前記
基準輝度データＥのパターンと類似する範囲（以下、
「最類似範囲Ｅ’」という）を抽出し、当該最類似範囲
Ｅ’の領域中心を変位後における測点位置（以下、「変
位後測点７’」という）と定めるものである。(3) Procedure for Determining Post-Displacement Measurement Point Position (S3 in FIG. 5) As shown in FIG.
And a part of the observation station luminance data D, and a part of the observation station luminance data D that is the most similar to the pattern of the reference luminance data E (hereinafter, referred to as “the reference luminance data E”).
The “most similar range E ′” is extracted, and the center of the area of the most similar range E ′ is determined as the measurement point position after displacement (hereinafter, referred to as “post-displacement measurement point 7 ′”).
【００４９】つまり、本手順では、観測測点輝度データ
Ｄの全範囲について、基準測点輝度データＥと同一数
（同一形状）である撮像素子Ｃの領域を部分的に選択し
（選択された領域ＳＤ）、順次、当該選択された領域Ｓ
Ｄと基準測点輝度データＥにおいて、対応する位置同士
間の撮像素子Ｃの輝度数値データを各々比較する。そし
て、各撮像素子Ｃ同士における輝度数値データ差の２乗
値を総ての撮像素子Ｃに関して総和することにより類似
度として算定し、当該類似度が最も小さい場合の領域を
最類似範囲Ｅ’として抽出する。さらに、最類似範囲
Ｅ’の輝度データを構成する撮像素子Ｃの集合体におい
て、中央部の撮像素子Ｃの位置Ｕ（図４参照）を変位後
の測点７’の位置と定めるものである。That is, in this procedure, in the entire range of the observation point luminance data D, the area of the image sensor C having the same number (the same shape) as the reference point luminance data E is partially selected (selected). Area SD), and sequentially, the selected area S
In D and the reference measurement point luminance data E, the luminance numerical data of the image sensor C between the corresponding positions are compared. Then, the square value of the luminance numerical data difference between the image pickup devices C is calculated as the similarity by summing up the square values of all the image pickup devices C, and the area where the similarity is the smallest is defined as the most similar range E ′. Extract. Further, in the aggregate of the image sensors C constituting the luminance data of the most similar range E ′, the position U (see FIG. 4) of the image sensor C at the center is determined as the position of the measurement point 7 ′ after the displacement. .
【００５０】具体的な手順について、図６を参照して説
明する。本実施形態では、観測測点輝度データＤは、
「６４０×４８０の撮像素子Ｃ」に対応する輝度数値デ
ータ（広領域輝度数値データ）の集合体から構成されて
いる。一方、基準輝度データＥは、「２００×２００の
撮像素子Ｃ」に対応する輝度数値データ（狭領域輝度数
値データ）の集合体から構成されている。そこで、前記
測点輝度データＤの全範囲から、連続した「２００×２
００の撮像素子Ｃ」に対応する輝度数値データ（狭領域
輝度数値データ）の集合体を含む領域を選択し（選択さ
れた領域ＳＤ）、選択された領域ＳＤにおける撮像素子
Ｃの輝度数値データ［ｄ（ｍ，ｎ）］と、当該撮像素子
に対応する測点基準輝度データＥの輝度数値データ［ｅ
（ｉ，ｊ）］同士とを比較して、両輝度数値データ差の
２乗値の総和を類似度Ｚ（Ｍ，Ｎ）として算定し、当該
類似度Ｚ（Ｍ，Ｎ）が最小となる測点輝度データＥの領
域を最類似範囲Ｅ’として再抽出する（後記類似度算定
式参照）。そして、最類似範囲Ｅ’の輝度データを構成
する撮像素子Ｃの集合体における中央部の撮像素子Ｃの
位置Ｕを変位後の測点７’の位置と定めることとする。The specific procedure will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the observation station luminance data D is
It is composed of a set of luminance numerical data (wide area luminance numerical data) corresponding to “640 × 480 image sensor C”. On the other hand, the reference luminance data E is composed of a set of luminance numerical data (narrow area luminance numerical data) corresponding to “200 × 200 image sensor C”. Therefore, a continuous “200 × 2”
A region including a set of luminance numerical data (narrow-region luminance numerical data) corresponding to the “image sensor C of 00” is selected (selected region SD), and luminance numerical data of the image sensor C in the selected region SD is selected. d (m, n)] and luminance numerical data [e] of the measurement point reference luminance data E corresponding to the image sensor.
(I, j)], and the sum of the squares of the difference between the two luminance numerical data is calculated as the similarity Z (M, N), and the similarity Z (M, N) is minimized. The area of the measurement point luminance data E is re-extracted as the most similar range E '(see the similarity calculation formula described later). Then, the position U of the image sensor C at the center in the aggregate of the image sensors C constituting the luminance data of the most similar range E 'is determined as the position of the measurement point 7' after the displacement.
【００５１】○類似度算定式 Ｚ（Ｍ，Ｎ）＝Σm=M,M+199Σn=N,N+199〔ｄ（ｍ，ｎ）
−ｅ（ｉ，ｊ）〕2 Ｚ（Ｍ，Ｎ）：類似度 ｄ（ｍ，ｎ）：観測測点輝度データにおける撮像素子
（ｍ，ｎ）の輝度数値データ ｅ（ｉ，ｊ）：基準測点輝度データにおける撮像素子
（ｉ，ｊ）の輝度数値データ 但し、Ｍは、１≦Ｍ≦４４１の範囲、Ｎは、１≦Ｎ≦２
８１の範囲で選択する。また、各（Ｍ，Ｎ）における類
似度の算定にあたり、ｉ，ｊは各（ｍ，ｎ）の値に対応
して、それぞれ、順にｉ＝１〜２００，ｊ＝１〜２００
の値をとる。○ Similarity calculation formula Z (M, N) = Σm = M, M + 199Σn = N, N + 199 [d (m, n)
−e (i, j)] 2 Z (M, N): similarity d (m, n): luminance numerical data of image sensor (m, n) in observation station luminance data e (i, j): reference Luminance numerical data of the image sensor (i, j) in the measurement point luminance data, where M is in the range of 1 ≦ M ≦ 441, and N is 1 ≦ N ≦ 2.
Select in the range of 81. In calculating the similarity in each (M, N), i and j correspond to the values of (m, n), respectively, and i = 1 to 200 and j = 1 to 200, respectively.
Take the value of
【００５２】前記のように、輝度数値データは、それぞ
れ「０〜２５５」の数値データであり、各輝度データに
ついての特徴が類似しているほど、類似度は「０」に近
い値をとることになる。従って、前記Ｍ，Ｎを前記範囲
で変化させながら類似度Ｚ（Ｍ，Ｎ）を算出し、最小と
なるＭ，Ｎの値を決定することにより、容易に最類似範
囲Ｅ’を抽出することができる。As described above, the luminance numerical data is numerical data of “0 to 255”, and the similarity is closer to “0” as the characteristic of each luminance data is more similar. become. Therefore, by calculating the similarity Z (M, N) while changing the M and N in the range and determining the minimum M and N values, the most similar range E ′ can be easily extracted. Can be.
【００５３】（４）測点変位量算出手順（図５における
Ｓ４） 本手順は、変位後測点７’の３次元位置データを計測
し、前記基準測点位置データと比較することにより、前
記測点７の変位量を算出するものである。(4) Measurement Point Displacement Calculating Procedure (S4 in FIG. 5) This procedure measures the three-dimensional position data of the displaced measuring point 7 'and compares it with the reference measurement point position data. The displacement of the measuring point 7 is calculated.
【００５４】まず、測点７を視準している望遠ＣＣＤカ
メラ４２の視準位置（位置表示マークＰで表示）を、前
記変位後測点位置決定手順により決定した変位後測点
７’に相当する位置に移動させる。このとき、前記最類
似範囲Ｅ’に基づく変位後測点７’の位置と、現実に望
遠ＣＣＤカメラ４２で撮影している位置表示マークＰの
位置との水平方向及び鉛直方向の「ずれ」を、撮像素子
Ｃの１単位を基準として把握し、旋回手段１５の水平角
及び鉛直角を補正しながら、当該「ずれ」が所定量以下
となる地点にまで、望遠ＣＣＤカメラ４２を移動させ、
固定する。そして、トータルステーション１０により、
変位後測点７’の３次元位置データ計測し、測点７の３
次元位置データと比較することにより、測点７の変位量
を算出する（３次元位置データの計測方法は、前記基準
測点データ登録手順の場合と同様）。なお、算出された
変位量は、ディスプレイ５２にリアルタイムで表示され
ることになる。First, the collimated position (indicated by the position display mark P) of the telephoto CCD camera 42 collimating the measuring point 7 is set to the post-displacement measuring point 7 'determined by the above-described post-displacement measuring point position determining procedure. Move to the corresponding position. At this time, the horizontal and vertical “shifts” between the position of the post-displacement measuring point 7 ′ based on the most similar range E ′ and the position of the position display mark P actually photographed by the telephoto CCD camera 42 are determined. While grasping one unit of the image sensor C as a reference and correcting the horizontal angle and the vertical angle of the turning means 15, the telephoto CCD camera 42 is moved to a point where the “displacement” is equal to or less than a predetermined amount,
Fix it. And, by the total station 10,
After the displacement, the three-dimensional position data of the measuring point 7 ′ is measured, and 3
The displacement amount of the measurement point 7 is calculated by comparing the three-dimensional position data with the three-dimensional position data (the method of measuring the three-dimensional position data is the same as that in the reference measurement point data registration procedure). The calculated displacement is displayed on the display 52 in real time.
【００５５】（５）基準測点データ更新手順（図５にお
けるＳ５） 本手順は、測点変位量算出手順後に、基準測点位置デー
タ及び基準測点輝度データＥの初期値（基準測点データ
の初期値に対応）を、変位後測点７’での３次元位置デ
ータ及び変位後測点７’を領域中心とした測点周辺領域
についての測点輝度データ（最類似範囲Ｅ’の輝度デー
タ）（変位後の基準測点データに対応）を認識して、最
新データに更新するものである（３次元位置データの計
測及び測点輝度データの認識、並びにそれらの更新方法
は、前記基準測点データ登録手順の場合と同様）。(5) Procedure for updating reference station data (S5 in FIG. 5) This procedure is performed after the procedure for calculating the station displacement amount, the initial values of the reference station position data and the reference station luminance data E (reference station data). Is used as the three-dimensional position data at the post-displacement measurement point 7 ′ and the measurement point luminance data (the luminance of the most similar range E ′) about the measurement point peripheral area around the post-displacement measurement point 7 ′. Data) (corresponding to the reference station data after displacement) and updating the data to the latest data (measurement of three-dimensional position data, recognition of station luminance data, and a method of updating them) As in the case of the procedure for registering measurement data).
【００５６】本発明は、輝度データを用いて測点７の変
位量を計測する方法であるが、輝度データは太陽位置や
光度等により変化することから、測点７に関して、基準
測点輝度データＥの初期値を最新の基準測点輝度データ
に更新することにより、常に精度良く測点７の変位量の
計測を行うために、本手順を行うものである。また、測
点７の追尾を継続的に行うためには、基準測点位置デー
タについても同様に、最新のデータに更新することが必
要となることから、当該手順を行うものである。The present invention is a method of measuring the displacement amount of the measuring point 7 using the luminance data. Since the luminance data changes depending on the sun position, the luminous intensity, and the like, the measuring point 7 has the reference measuring point luminance data. This procedure is performed in order to always measure the displacement of the measuring point 7 with high accuracy by updating the initial value of E to the latest reference measuring point luminance data. In addition, in order to continuously track the measuring point 7, it is necessary to update the reference measuring point position data to the latest data in the same manner, so that the procedure is performed.
【００５７】従って、本手順を行った後、前記観測測点
輝度データ認識手順後の各手順を行うことにより、連続
的に測点７の追尾を行うことができる。なお、所定間隔
をおいて、測点７の観測を行う場合には、前記観測測点
輝度データ認識手順から基準測点データ更新手順を所定
回数繰り返すことになる。Therefore, after performing this procedure, the tracking of the measuring point 7 can be continuously performed by performing each procedure after the above-mentioned observation measuring point luminance data recognizing procedure. When the observation point 7 is observed at predetermined intervals, the procedure of updating the reference measurement point data from the observation measurement point luminance data recognition procedure is repeated a predetermined number of times.
【００５８】以上のように、本発明では、輝度データを
用いて被計測対象の測点の変位を計測するため、正確、
迅速かつ簡易に被計測対象の変位を計測可能となる。す
なわち、基準測点輝度データＥと、所望の時間経過後に
おいて基準測点位置データに基づく地点を領域中心とし
て観測された、測点周辺領域より広範囲の観測測点輝度
データＤとを用い、当該観測測点輝度データＤの全体中
で、基準測点輝度データＥのパターンと最も類似する範
囲を抽出する（以下、「抽出作業」という）ことによ
り、前記所望の時間経過後の測点７’を正確、迅速かつ
簡易に決定し、変位量の算出を行うことができる。この
ように、本発明は、画像データを高精度の輝度データに
変換して使用しているため、変位後測点位置決定手順に
おける抽出作業を、統計的手法（相関分析）を用いて容
易かつ迅速に行うことができる。さらに、画像認識法を
用いていないため、昼夜の別なく、被計測対象の変位量
を正確に計測することができる。As described above, in the present invention, the displacement of the measurement point of the object to be measured is measured using the luminance data, so
The displacement of the object to be measured can be measured quickly and easily. That is, using the reference station luminance data E and the observation station luminance data D that is observed after the desired time has elapsed with the point based on the reference station position data as the center of the area and is wider than the surrounding area of the measurement point, By extracting a range most similar to the pattern of the reference measurement point luminance data E from the entire observation measurement point luminance data D (hereinafter, referred to as “extraction work”), the measurement point 7 ′ after the desired time has elapsed. Can be determined accurately, quickly and easily, and the displacement amount can be calculated. As described above, according to the present invention, since the image data is converted into high-precision luminance data and used, the extraction work in the post-displacement measuring point position determination procedure can be easily and easily performed using a statistical method (correlation analysis). Can be done quickly. Further, since the image recognition method is not used, the displacement amount of the measurement target can be accurately measured regardless of day or night.
【００５９】なお、前記変位量計測方法において、複数
の測点に関して、変位の追尾を行う場合には、前記と同
様の操作を各々の測点について行うことにより対応可能
である。In the displacement amount measuring method, when tracking the displacement with respect to a plurality of measurement points, the same operation as described above can be performed for each measurement point.
【００６０】さらに、前記一連の作業をコンピュータ２
０により自動的に行うことも可能であり、その結果、操
作者Ｍがトータルステーション１０の据付箇所にいなく
ても、２４時間体制で変位量を自動計測可能となる。Further, the above-described series of operations is performed by the computer 2
0, the displacement can be automatically measured. As a result, even if the operator M is not at the installation location of the total station 10, the displacement can be automatically measured 24 hours a day.
【００６１】○第２実施形態 本発明の第２実施形態は、測点７に関するデータの他、
比較点９に関するデータを用いて、測点７における変位
量の計測を行う方法であり、第１実施形態における変位
量計測方法と比較して、精度が高い計測方法である。な
お、以下の説明において、第１実施形態と同一の構成要
素については同一の符号を付し、重複した説明は省略す
る。Second Embodiment In a second embodiment of the present invention, in addition to the data related to the measurement point 7,
This is a method for measuring the displacement amount at the measurement point 7 using the data on the comparison point 9, and is a measurement method with higher accuracy than the displacement amount measurement method in the first embodiment. In the following description, the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【００６２】図８に示すように、本発明は、基準データ
登録手順、観測輝度データ認識手順、測点変位量算出手
順、比較点変位量算出手順及び測点変位判定手順、の各
手順から構成されている。なお、前記基準データ登録手
順の前に初期設定手順（図８におけるＴ０）が行われる
が、当該初期設定手順は、第１実施形態と同様である。As shown in FIG. 8, the present invention comprises a reference data registration procedure, an observation luminance data recognition procedure, a measurement point displacement calculation procedure, a comparison point displacement calculation procedure, and a measurement point displacement determination procedure. Have been. Note that an initial setting procedure (T0 in FIG. 8) is performed before the reference data registration procedure, and the initial setting procedure is the same as in the first embodiment.
【００６３】（１）基準データ登録手順（図８における
Ｔ１） 本手順は、基準測点データ登録手順と基準比較点データ
登録手順から構成されており、その順序は特に問わない
ものである。 ○基準測点データ登録手順 本手順は、断崖５（被計測対象）に測点７を定め、当該
測点７を領域中心とした測点周辺領域に関して画像デー
タを撮影し、当該画像データを輝度データに変換して基
準測点輝度データＥ（参照用輝度データ）として登録す
るとともに、測点７における３次元位置データを計測
し、基準測点位置データとして登録するものであり、第
１実施形態と同様の方法により行われる。(1) Reference data registration procedure (T1 in FIG. 8) This procedure includes a reference measurement point data registration procedure and a reference comparison point data registration procedure, and the order is not particularly limited. ○ Procedure for registering reference measurement point data This procedure defines a measurement point 7 on a cliff 5 (measurement target), captures image data about a measurement point peripheral area around the measurement point 7, and sets the image data to luminance. The data is converted into data and registered as reference measurement point luminance data E (reference luminance data), and three-dimensional position data at measurement point 7 is measured and registered as reference measurement point position data. Is performed in the same manner as described above.
【００６４】○基準比較点データ登録手順 本手順は、前記測点７の近傍に、比較点９を定め、当該
比較点９を領域中心とした比較点周辺領域に関して画像
データを撮影し、当該画像データを輝度データに変換し
て基準比較点輝度データＩ（参照用輝度データ）として
登録するとともに、比較点９における３次元位置データ
を計測し、基準比較点位置データとして登録するもので
ある。Procedure for Registering Reference Comparison Point Data In this procedure, a comparison point 9 is set in the vicinity of the measurement point 7, and image data is photographed with respect to a comparison point peripheral area centered on the comparison point 9. The data is converted into luminance data and registered as reference comparison point luminance data I (reference luminance data), and three-dimensional position data at the comparison point 9 is measured and registered as reference comparison point position data.
【００６５】比較点周辺領域の広さは、必ずしも測点周
辺領域のに広さと同一である必要はないが、実際の計測
を行う際には、同一の広さであることが操作上望ましい
ため、本実施形態でもそのように設定されている。ここ
で、比較点９は、測点７と近接しすぎると、比較点９を
設ける意味がなく、また、離間させすぎると、変位の程
度が異なりすぎることとなる。そのため、基準測点輝度
データＥの領域と、基準比較点輝度データＩの領域が１
／２〜１／４程度重複した領域となるように、比較点９
を設定することが好ましい（図９（ａ）参照）。なお、
基準比較点輝度データＩの登録方法、基準比較点位置デ
ータの計測及び登録方法は、前記測点７における方法と
同様である。The area around the comparison point does not necessarily have to be the same as the area around the measurement point, but it is desirable for the operation to be the same when performing actual measurement. In the present embodiment, such setting is made. Here, if the comparison point 9 is too close to the measurement point 7, there is no point in providing the comparison point 9, and if the comparison point 9 is too far away, the degree of displacement will be too different. Therefore, the area of the reference point luminance data E and the area of the reference comparison point luminance data I are 1
The comparison point 9 is set so that the area overlaps by about ２〜 to １ ／.
Is preferably set (see FIG. 9A). In addition,
The method of registering the reference comparison point luminance data I and the method of measuring and registering the reference comparison point position data are the same as the method of the measurement point 7.
【００６６】（２）観測輝度データ計測手順（図８にお
けるＴ２） 本手順は、設定された所望の計測時間（所望の時間経過
後）に、前記基準測点位置データ及び比較点位置データ
に基づく各地点を領域中心として、前記測点周辺領域よ
り広範囲の領域に関する観測測点輝度データＤ及び観測
比較点輝度データＨを認識するものであり、それぞれの
輝度データの計測方法は、第１実施形態と同様である。(2) Observation luminance data measurement procedure (T2 in FIG. 8) This procedure is based on the reference measurement point position data and the comparison point position data at a set desired measurement time (after a desired time has elapsed). The observation point luminance data D and the observation comparison point luminance data H relating to an area wider than the measurement point peripheral area are recognized with each point as the area center. The method of measuring the respective luminance data is described in the first embodiment. Is the same as
【００６７】（３）測点変位量算出手順（図８における
Ｔ３） 本手順は、前記基準測点輝度データＥと、観測測点輝度
データＤとを部分的に比較照合し、当該観測測点輝度デ
ータＤの全体中から、最も基準測点輝度データＥのパタ
ーンと類似する最類似範囲Ｅ’を抽出し、当該最類似範
囲Ｅ’の領域中心を変位後測点７’の位置と定めるとと
もに、当該変位後測点７’の３次元位置データを計測
し、前記基準測点位置データと比較することにより、前
記測点７の変位量を算出するものである。本手順では、
第１実施形態における、変位後測点位置決定手順及び測
点変位量算出手順と同様の作業を行うものである。(3) Procedure for calculating station displacement (T3 in FIG. 8) In this procedure, the reference station luminance data E and the observation station luminance data D are partially compared and collated, and the observation station From the entire luminance data D, the most similar range E ′ similar to the pattern of the reference measurement point luminance data E is extracted, and the center of the area of the most similar range E ′ is determined as the position of the post-displacement measurement point 7 ′. The displacement amount of the measurement point 7 is calculated by measuring the three-dimensional position data of the post-displacement measurement point 7 'and comparing it with the reference measurement point position data. In this procedure,
The same operation as the procedure for determining the measurement point position after displacement and the procedure for calculating the measurement point displacement amount in the first embodiment is performed.
【００６８】（４）比較点変位量算出手順（図８におけ
るＴ４） 本手順では、前記基準比較点輝度データＩと、観測比較
点輝度データＨとを部分的に比較照合し、当該観測比較
点輝度データＨの全体中から、最も基準比較点輝度デー
タＩのパターンと類似する最類似範囲Ｉ’を抽出し、当
該最類似範囲Ｉ’の領域中心を変位後比較点９’の位置
と定めるとともに、当該変位後比較点９’の３次元位置
データを計測し、前記基準測比較点データと比較するこ
とにより、前記比較点９の変位量を算出するものであ
る。なお、本手順は、前記測点変位量算出手順と同様の
作業を行うものであり、また、測点変位量算出手順と、
比較点変位量算出手順とは、その順序は問わないもので
ある。(4) Comparison Point Displacement Calculation Procedure (T4 in FIG. 8) In this procedure, the reference comparison point luminance data I and the observation comparison point luminance data H are partially compared and collated, and the observation comparison point From the entire luminance data H, the most similar range I ′ similar to the pattern of the reference comparison point luminance data I is extracted, and the center of the area of the most similar range I ′ is determined as the position of the post-displacement comparison point 9 ′. The displacement amount of the comparison point 9 is calculated by measuring the three-dimensional position data of the post-displacement comparison point 9 ′ and comparing it with the reference measurement comparison point data. This procedure performs the same operation as the above-mentioned measurement point displacement amount calculation procedure.
The order of the comparison point displacement amount calculation procedure is not limited.
【００６９】（５）測点変位判定手順（図８におけるＴ
５） 本手順は、前記測点７における変位量と、比較点９の変
位量を比較し、測点７の変位の有無を判定するものであ
る。すなわち、測点７における変位量ベクトル７７（変
位量と変位方向とから構成）と比較点９の変位量ベクト
ル９９とを比較して、その変位量差（変位量と変位方
向）が、所定値以下である場合には、当該測点７の変位
量を真の測点変位量と判断する（図９（ｂ）参照）。し
かし、変位量差が、所定値より大きい場合には、測点７
は変位しないと判断する。この時には、変位量非同一か
つ変位方向同一（図９（ｃ）参照）、変位量同一かつ変
位方向非同一（図９（ｄ）参照）、変位量非同一かつ変
位方向非同一（図示せず）の３ケースが考えられ、それ
ら総ての場合について測点７は変位しないと判断するこ
とになる。(5) Measurement point displacement determination procedure (T in FIG. 8)
5) In this procedure, the displacement amount at the measurement point 7 is compared with the displacement amount at the comparison point 9 to determine whether the measurement point 7 is displaced. That is, the displacement vector 77 (composed of the displacement and the displacement direction) at the measurement point 7 is compared with the displacement vector 99 at the comparison point 9 and the difference between the displacements (the displacement and the displacement direction) is determined by a predetermined value. In the following cases, the displacement of the measuring point 7 is determined to be a true measuring point displacement (see FIG. 9B). However, if the displacement difference is larger than the predetermined value, the measurement point 7
Is determined not to be displaced. At this time, the displacement amounts are not the same and the displacement directions are the same (see FIG. 9C), the displacement amounts are the same and the displacement directions are the same (see FIG. 9D), the displacement amounts are the same and the displacement directions are not the same (not shown). ) Are considered, and it is determined that the measuring point 7 does not displace in all cases.
【００７０】本発明では、被計測対象についての輝度デ
ータのみを使用して、測点７の変位量を計測することを
目的としており、前記測点変位量算出手順において、太
陽光等の関係から、測点７における周辺領域とは全く異
なる領域を基準測点輝度データＥと類似していると誤認
してしまう恐れがある。本手順は、そのような誤認を防
止するために行うものであり、測点７の他に比較点９を
設定することにより、誤認がほとんどなくなることが確
認されている。The purpose of the present invention is to measure the amount of displacement of the measuring point 7 using only the luminance data of the object to be measured. However, there is a risk that an area completely different from the surrounding area at the measurement point 7 may be mistaken for being similar to the reference measurement point luminance data E. This procedure is performed to prevent such erroneous recognition, and it has been confirmed that by setting the comparison point 9 in addition to the measurement point 7, erroneous recognition hardly occurs.
【００７１】なお、第１実施形態と同様に、前記測点変
位判定手順後に、基準測点位置データ、基準測点輝度デ
ータ、基準比較点位置データ及び基準比較点輝度データ
を、前記変位後の測点及び比較点での３次元位置データ
及び輝度データに更新する手順を行い、継続して、前記
観測輝度データ認識手順以下の手順を行うことができ
る。Note that, similarly to the first embodiment, after the measurement point displacement determination procedure, the reference measurement point position data, the reference measurement point luminance data, the reference comparison point position data, and the reference comparison point luminance data are replaced with the post-displacement luminance data. The procedure for updating the three-dimensional position data and the brightness data at the measurement point and the comparison point is performed, and the procedure following the observation brightness data recognition procedure can be continuously performed.
【００７２】従って、本発明によれば、測点７の近傍に
比較点９を定め、第１実施形態の変位量計測方法と同様
の方法により、測点７と比較点９の変位量を算出し、当
該測点７における変位量と、比較点９の変位量の差が、
所定値以下である場合のみ、測点７の変位量を真の測点
変位量と判断することから、測点７のみを使用して変位
量を計測する場合と比較して、さらに、確実に、その計
測を行うことができる。Therefore, according to the present invention, the comparison point 9 is set near the measurement point 7, and the displacement between the measurement point 7 and the comparison point 9 is calculated by the same method as the displacement measurement method of the first embodiment. Then, the difference between the displacement amount at the measurement point 7 and the displacement amount at the comparison point 9 is
Only when the measured value is equal to or less than the predetermined value, the displacement amount of the measuring point 7 is determined to be a true measuring point displacement amount. , The measurement can be performed.
【００７３】なお、本実施形態の場合についても、前記
と同様の操作を各々の測点について行うことにより、複
数の測点に関して変位の追尾を行うことができることは
言うまでもない。In the present embodiment, it is needless to say that the displacement can be tracked for a plurality of measuring points by performing the same operation as above for each measuring point.
【００７４】以上、本発明について、好適な実施形態に
ついての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限
られず、各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で適宜設計変更が可能である。特に、ＣＣＤカ
メラに使用されるＣＣＤの精度等は適切な仕様に変更可
能であり、また、輝度データの数値化方法等について
も、特に制限はない。さらに、変位後測点位置決定手順
における最類似範囲の抽出方法は、前記方法に限定され
るものではない。As described above, an example of a preferred embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the design of each component may be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. It is possible. In particular, the precision and the like of the CCD used in the CCD camera can be changed to appropriate specifications, and there is no particular limitation on the method of digitizing the luminance data. Furthermore, the method of extracting the most similar range in the post-displacement measurement point position determination procedure is not limited to the above method.
【００７５】[0075]
【発明の効果】本発明によれば、法面や急崖における経
時的な変位量を、正確かつ簡易に計測可能となる被計測
対象の変位量計測方法を提供することができる。また、
本発明を適用することにより、高所構造物等の変位量の
計測等、種々の計測対象に使用することができる。According to the present invention, it is possible to provide a displacement amount measuring method for an object to be measured, which can accurately and easily measure a temporal displacement amount on a slope or a steep cliff. Also,
By applying the present invention, it can be used for various measurement targets such as measurement of the amount of displacement of a high place structure or the like.
【図１】変位量計測装置の概略構成を示す斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a displacement measuring device.
【図２】変位量計測装置の画像撮影手段を示す図であ
り、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。FIGS. 2A and 2B are diagrams showing image photographing means of the displacement measuring device, wherein FIG. 2A is a perspective view and FIG. 2B is a side view.
【図３】変位量計測装置における制御系を示すブロック
図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control system in the displacement measuring device.
【図４】輝度データの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of luminance data.
【図５】本発明の変位量計測方法（第１実施形態）を示
すフロー図である。FIG. 5 is a flowchart showing a displacement amount measuring method (first embodiment) of the present invention.
【図６】本発明の変位量計測方法（第１実施形態）にお
ける変位後測点位置決定手順の類似度算定方法を示す説
明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a similarity calculation method in a post-displacement measurement point position determination procedure in the displacement amount measurement method (first embodiment) of the present invention.
【図７】本発明の変位量計測方法（第１実施形態）にお
ける変位後測点位置決定手順の概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of a post-displacement measurement point position determination procedure in the displacement amount measuring method (first embodiment) of the present invention.
【図８】本発明の変位量計測方法（第２実施形態）を示
すフロー図である。FIG. 8 is a flowchart showing a displacement measurement method (second embodiment) of the present invention.
【図９】本発明の変位量計測方法（第２実施形態）にお
ける測点変位判定手順の概念図であり、（ａ）は変位前
の状態図、（ｂ）は測点が変位したと判断する場合を示
す状態図、（ｃ）及び（ｄ）は測点が変位しないと判断
する場合を示す状態図である。9A and 9B are conceptual diagrams of a measurement point displacement determination procedure in the displacement amount measurement method (second embodiment) of the present invention, wherein FIG. 9A is a state diagram before displacement, and FIG. (C) and (d) are state diagrams showing a case where it is determined that the measurement point does not displace.
Ｍ 操作者 ５ 断崖 ７ 測点 ７’ 変位後測点 ９ 比較点 ９’ 変位後比較点 １０ トータルステーション １５ 旋回手段 ２０ コンピュータ ２１ ＣＰＵ（中央演算処理装置） ２２ ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ） ２３ ＲＯＭ（リードオンリーメモリ） ２４ 基準データ記憶装置 ２５ 計測データ記憶装置 ２６ 入力インターフェース ２７ 出力インターフェース ３０ 遠隔操作手段 ３１ マウス ４０ 画像撮影手段 ４１ 広角ＣＣＤカメラ ４２ 望遠ＣＣＤカメラ ５０ 画像表示手段 ５１，５２ ディスプレイ ６０ 視準位置表示手段 ７０ 視準方向設定手段 ８０ データ伝送手段 Ｅ 基準測点輝度データ Ｄ 観測測点輝度データ Ｉ 基準比較点輝度データ Ｈ 観測比較点輝度データ M Operator 5 Cliff 7 Measurement point 7 'Measurement point after displacement 9 Comparison point 9' Comparison point after displacement 10 Total station 15 Turning means 20 Computer 21 CPU (Central processing unit) 22 RAM (Random access memory) 23 ROM (Read only) Memory) 24 reference data storage device 25 measurement data storage device 26 input interface 27 output interface 30 remote control means 31 mouse 40 image photographing means 41 wide-angle CCD camera 42 telephoto CCD camera 50 image display means 51, 52 display 60 collimation position display means 70 collimation direction setting means 80 data transmission means E reference station luminance data D observation station luminance data I reference comparison point luminance data H observation comparison point luminance data
フロントページの続き (72)発明者 松本 三千緒 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA06 AA09 BB05 BB28 DD00 FF01 FF04 FF26 FF61 FF65 JJ03 JJ26 MM08 PP05 PP22 QQ03 QQ23 QQ25 QQ38 QQ47 SS13 TT02 UU05 Continued on the front page (72) Inventor Michio Matsumoto 1-25-1, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Taisei Corporation F-term (reference) 2F065 AA04 AA06 AA09 BB05 BB28 DD00 FF01 FF04 FF26 FF61 FF65 JJ03 JJ26 MM26 PP05 PP22 QQ03 QQ23 QQ25 QQ38 QQ47 SS13 TT02 UU05
Claims (3)
測対象の変位量計測方法。 （１）被計測対象に測点を定め、前記測点を領域中心と
した測点周辺領域に関する基準測点輝度データと、前記
測点における基準測点位置データとを登録する、基準測
点データ登録手順。 （２）所望の時間経過後に、前記基準測点位置データに
基づく地点を領域中心として、前記測点周辺領域より広
範囲の領域に関する観測測点輝度データを認識する、観
測測点輝度データ認識手順。 （３）前記観測測点輝度データと、前記基準測点輝度デ
ータとを比較照合し、前記観測測点輝度データの全体中
から、最も前記基準測点輝度データのパターンと類似す
る範囲を抽出し、前記類似する範囲の領域中心を変位後
における測点位置と定める、変位後測点位置決定手順。 （４）前記変位後における測点位置データと、前記基準
測点位置データとから、前記測点の変位量を算出する、
測点変位量算出手順。1. A method for measuring a displacement amount of an object to be measured, comprising the following steps. (1) A reference point data, in which a measurement point is determined on a measurement target, and reference point luminance data relating to a measurement point peripheral area around the measurement point and reference point position data at the measurement point are registered. Registration procedure. (2) An observation station luminance data recognition procedure for recognizing observation station luminance data for an area wider than the surrounding area of the measurement point with a point based on the reference measurement point position data as an area center after a lapse of a desired time. (3) The observation station luminance data is compared with the reference station luminance data, and a range most similar to the pattern of the reference station luminance data is extracted from the entire observation station luminance data. And determining the post-displacement measurement point position determining step of determining the center of the similar range as the measurement point position after the displacement. (4) calculating a displacement amount of the measuring point from the measuring point position data after the displacement and the reference measuring point position data;
Measurement point displacement calculation procedure.
測点位置データ及び前記基準測点輝度データを、前記変
位後の測点位置データ及び前記変位後の測点を領域中心
とした測点周辺領域についての輝度データに更新する、
基準測点データ更新手順を行った後、前記観測測点輝度
データ認識手順後の各手順を行う、ことを特徴とする請
求項１に記載の被計測対象の変位量計測方法。2. After the step of calculating the amount of displacement of the measuring point, the reference measuring point position data and the reference measuring point luminance data are measured using the measuring point position data after the displacement and the measuring point after the displacement as an area center. Update to the brightness data for the area around the point,
The method according to claim 1, wherein after performing the reference station data update procedure, each procedure after the observation station luminance data recognition procedure is performed.
位量算出手順及び後記比較点変位量算出手順の順序は問
わないことを特徴とする被計測対象の変位量計測方法。 （１）被計測対象に測点を定め、前記測点を領域中心と
した測点周辺領域に関する基準測点輝度データと、前記
測点における基準測点位置データとを登録するととも
に、 前記測点の近傍に比較点を定め、前記比較点を領域中心
とした比較点周辺領域に関する基準比較点輝度データ
と、前記比較点における基準比較点位置データとを登録
する、基準データ登録手順。 （２）所望の時間経過後に、前記基準測点位置データに
基づく地点を領域中心として、前記測点周辺領域より広
範囲の領域に関する観測測点輝度データを認識し、 また、前記基準比較点位置データに基づく地点を領域中
心として、前記比較点周辺領域より広範囲の領域に関す
る観測比較点輝度データを認識する、観測輝度データ認
識手順。 （３）前記観測測点輝度データと、前記基準測点輝度デ
ータとを比較照合し、 前記観測測点輝度データの全体中から、最も前記基準測
点輝度データのパターンと類似する範囲を抽出し、前記
類似する範囲の領域中心を変位後における測点位置と定
めるとともに、 前記変位後における測点の位置データと、前記基準測点
位置データとから、前記測点の変位量を算出する、測点
変位量算出手順。 （４）前記観測比較点輝度データと、前記基準比較点輝
度データとを比較照合し、 前記観測比較点輝度データの全体中から、最も前記基準
比較点輝度データのパターンと類似する範囲を抽出し、
前記類似する範囲の領域中心を変位後における比較点位
置と定めるとともに、 前記変位後における比較点の位置データと、前記基準比
較点位置データとから、前記比較点の変位量を算出す
る、比較点変位量算出手順。 （５）前記測点における変位量と、前記比較点における
変位量とから変位量差を算出し、 前記変位量差が、所定値以下である場合には、前記測点
における変位量を真の測点変位量であると判断し、 前記変位量差が、所定値より大きい場合には、前記測点
は変位していないと判断する、測点変位判定手順。3. A method for measuring a displacement of an object to be measured, which includes the following procedures and does not matter in the order of a procedure for calculating a displacement of a measuring point and a procedure for calculating a displacement of a comparative point, which will be described later. (1) A measuring point is defined for the object to be measured, and reference measuring point luminance data and reference measuring point position data at the measuring point are registered with respect to a measuring point peripheral area around the measuring point. A reference point in the vicinity of the reference point, and register reference reference point luminance data on a reference point peripheral area around the comparison point as an area center and reference reference point position data at the comparison point. (2) after a lapse of a desired time, recognizing observation station luminance data relating to an area wider than the surrounding area of the station with the point based on the reference station position data as the center of the area; An observation luminance data recognition procedure for recognizing observation comparison point luminance data relating to an area wider than the surrounding area of the comparison point with a point based on the area as a center of the area. (3) The observation station luminance data is compared with the reference station luminance data, and a range most similar to the pattern of the reference station luminance data is extracted from the entire observation station luminance data. Determining the center of the area of the similar range as the measurement point position after the displacement, and calculating a displacement amount of the measurement point from the position data of the measurement point after the displacement and the reference measurement point position data. Point displacement calculation procedure. (4) The observation comparison point luminance data is compared with the reference comparison point luminance data, and a range that is most similar to the pattern of the reference comparison point luminance data is extracted from the entire observation comparison point luminance data. ,
Determining the area center of the similar range as the position of the comparison point after the displacement, and calculating the displacement amount of the comparison point from the position data of the comparison point after the displacement and the reference comparison point position data. Displacement calculation procedure. (5) calculating a displacement amount difference from the displacement amount at the measurement point and the displacement amount at the comparison point; A measuring point displacement determining procedure in which the measuring point is determined to be a measuring point displacement amount, and when the displacement amount difference is larger than a predetermined value, the measuring point is determined not to be displaced.
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