JP2011123008A - Measuring method, measuring program, and measuring device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure or continuously monitor an object to be measured such as a civil engineering structure or a building structure, easily with high accuracy using single image data, without requiring large-scale facilities or manpowers. <P>SOLUTION: A first target 40 wherein a position relationship between each fixed target mark 42 is known, and a different second target 50 are arranged on a structure 70 such as a civil engineering structure or a building structure, independently across a boundary of a crack 71 or the like existing on the structure 70, and image data 30 acquired by photographing an image thereof by a digital camera 90 from an optional position and a direction are input into an information processing device 10 and processed by a measuring program 20, to thereby measure a distance ΔL between the first target 40 and the second target 50 in a non-contact state to the structure 70 or the like from the single image data 30. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、計測方法および計測プログラムならびに計測装置に関する。   The present invention relates to a measurement method, a measurement program, and a measurement apparatus.

例えば、土木構造物や建築構造物等においては、保守管理等の目的で局所的な変形等を継続的に観測し、保守管理や安全管理の対策の目安とする場合がある。
その場合、対象物の運動量や変位・変形については、直接人間が器具を用いて測定する方法が考えられるが、測定箇所が構造物の天井等の高所に存在する場合のように測定対象に容易に近づけない場合などでは測定が困難である。
For example, in civil engineering structures and building structures, local deformation or the like is continuously observed for the purpose of maintenance management and the like, which may be used as a measure for maintenance management and safety management measures.
In that case, the method of measuring the momentum and displacement / deformation of the object directly by human beings can be considered, but the object to be measured is the same as when the measurement location is at a high place such as the ceiling of the structure. Measurement is difficult when it is not easily accessible.

また、ひずみ計などを設置し、データを遠隔地で収集し測定する方法も考えられるが、設備が大掛かりになる。
さらに、測量機器等を用いて測定する方法等も考えられるが、高価な測量機器や、機器の運用のための人員が必要となり、継続的な観測の場合には、その都度、測量機器や人員の準備が必要となる。
In addition, a method of collecting and measuring data at a remote location by installing a strain gauge can be considered, but the facility becomes large.
In addition, methods such as surveying equipment may be considered, but expensive surveying equipment and personnel for operation of the equipment are required, and in the case of continuous observation, surveying equipment and personnel are required each time. Preparation is required.

このため、例えば、特許文献1や特許文献2のように、測定箇所を写真撮影する写真測量が考えられる。   For this reason, for example, as in Patent Document 1 and Patent Document 2, photogrammetry for taking a photograph of the measurement location can be considered.

特許第3530978号公報Japanese Patent No. 3530978 特許第4145484号公報Japanese Patent No. 4145484

しかし、従来の写真測量では、現場の複数の写真の多数の標定点を配置して撮影し、繰返し重ねあわせ、標定して3次元座標値を取得する必要があり、高度で複雑な作業が必須であり、大かがりな設備や、多数の人員を要するという技術的課題がある。   However, in conventional photogrammetry, it is necessary to place and photograph a number of ground control points of multiple photographs in the field, repeatedly superimpose and standardize to obtain 3D coordinate values, and advanced and complicated work is essential. However, there is a technical problem of requiring large equipment and a large number of personnel.

本発明の目的は、大掛かりな設備や人員を必要とすることなく、単一の画像データにて簡易かつ高精度に、土木構造物や建築構造物等の被測定物の測定や継続的な監視を行うことが可能な計測技術を提供することにある。   The object of the present invention is to measure and continuously monitor an object to be measured such as a civil engineering structure or a building structure with a single image data easily and with high accuracy without requiring large-scale equipment and personnel. It is to provide a measurement technique capable of performing the above.

本発明の第1の観点は、被測定物に配置された、2次元の位置関係が既知または2次元の位置関係が任意の尺度で設定された少なくとも3個の固定ターゲットを含む第1ターゲット、および前記第1ターゲットに対して任意の位置に配置された少なくとも一つの対象ターゲットを含む第2ターゲットの画像が同一画面内に含まれるように撮影して単一の画像データを得る第1ステップと、
前記画像データから、複数の前記固定ターゲットによって定まる測定平面内における当該固定ターゲットおよび前記対象ターゲットの2次元座標を検出する第2ステップと、
前記2次元座標に基づいて、前記固定ターゲットと前記対象ターゲットとの距離を算出する第3ステップと、
を含む計測方法を提供する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a first target including at least three fixed targets arranged on an object to be measured and having a known two-dimensional positional relationship or a two-dimensional positional relationship set on an arbitrary scale; And a first step of obtaining a single image data by photographing so that an image of a second target including at least one target target arranged at an arbitrary position with respect to the first target is included in the same screen; ,
A second step of detecting, from the image data, two-dimensional coordinates of the fixed target and the target in a measurement plane determined by a plurality of the fixed targets;
A third step of calculating a distance between the fixed target and the target target based on the two-dimensional coordinates;
A measurement method including

本発明の第2の観点は、被測定物に配置された、2次元の位置関係が既知または2次元の位置関係が任意の尺度で設定された少なくとも3個の固定ターゲットを含む第1ターゲット、および前記第1ターゲットに対して任意の位置に配置された少なくとも一つの対象ターゲットを含む第2ターゲットの画像を同一画面内に含む単一の画像データを入力する第1ステップと、
前記画像データから、複数の前記固定ターゲットによって定まる測定平面内における当該固定ターゲットおよび前記対象ターゲットの2次元座標を検出する第2ステップと、
前記2次元座標に基づいて、前記固定ターゲットと前記対象ターゲットとの距離を算出する第3ステップと、
をコンピュータに実行させる計測プログラムを提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a first target including at least three fixed targets arranged on an object to be measured and having a known two-dimensional positional relationship or a two-dimensional positional relationship set on an arbitrary scale; And a first step of inputting single image data including an image of a second target including at least one target target disposed at an arbitrary position with respect to the first target in the same screen;
A second step of detecting, from the image data, two-dimensional coordinates of the fixed target and the target in a measurement plane determined by a plurality of the fixed targets;
A third step of calculating a distance between the fixed target and the target target based on the two-dimensional coordinates;
A measurement program for causing a computer to execute is executed.

本発明の第3の観点は、被測定物に配置された、2次元の位置関係が既知または2次元の位置関係が任意の尺度で設定された少なくとも3個の固定ターゲットを含む第1ターゲット、および前記第1ターゲットに対して任意の位置に配置された少なくとも一つの対象ターゲットを含む第2ターゲットの画像を同一画面内に含む画像データを入力する入力手段と、
単一の前記画像データから複数の前記固定ターゲットによって定まる測定平面内における当該固定ターゲットおよび前記対象ターゲットの2次元座標を検出し、前記2次元座標に基づいて、前記固定ターゲットと前記対象ターゲットとの距離を算出する演算手段と、
を含む計測装置を提供する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a first target including at least three fixed targets arranged on an object to be measured and having a known two-dimensional positional relationship or having a two-dimensional positional relationship set on an arbitrary scale; And input means for inputting image data including an image of a second target including at least one target target arranged at an arbitrary position with respect to the first target in the same screen;
Two-dimensional coordinates of the fixed target and the target target in a measurement plane determined by a plurality of the fixed targets are detected from a single image data, and the fixed target and the target target are detected based on the two-dimensional coordinates. Computing means for calculating the distance;
A measuring device including the above is provided.

本発明によれば、大掛かりな設備や人員を必要とすることなく、単一の画像データにて簡易かつ高精度に、土木構造物や建築構造物等の被測定物の測定や継続的な監視を行うことが可能な計測技術を提供することができる。   According to the present invention, measurement and continuous monitoring of an object to be measured such as a civil engineering structure and a building structure can be performed easily and with high accuracy using a single image data without requiring large-scale equipment and personnel. It is possible to provide a measurement technique capable of performing the above.

本発明の一実施の形態である計測方法および計測プログラムならびに計測装置のシステム構成および作用の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the system configuration and an effect | action of the measuring method and measuring program which are one embodiment of this invention, and a measuring device. 本発明の一実施の形態である計測方法および計測プログラムを実施する計測装置の構成の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of a structure of the measuring device which implements the measuring method and measuring program which are one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である計測方法および計測プログラムならびに計測装置にて用いられる計測ファイルの構成例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structural example of the measurement file used with the measuring method and measuring program which are one embodiment of this invention, and a measuring device. 本発明の一実施の形態である計測方法の工程全体の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the whole process of the measuring method which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である計測プログラムによる距離計測処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the distance measurement process by the measurement program which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である計測方法における正射影画像の画像データの一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the image data of the orthogonal projection image in the measuring method which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である計測方法における斜め方向の撮影画像の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the picked-up image of the diagonal direction in the measuring method which is one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態である計測方法における斜め方向の撮影画像の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the picked-up image of the diagonal direction in the measuring method which is one embodiment of this invention. ターゲットマークの中心座標を画像より精密に求める方法の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the method of calculating | requiring the center coordinate of a target mark more precisely than an image. 本発明の一実施の形態である計測方法における座標定義の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the coordinate definition in the measuring method which is one embodiment of this invention. 後方交会法における共線条件を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the collinear conditions in a back intersection method.

本発明の実施の形態では、一態様として、複数個の固定ターゲットにより平面を設定し、単写真での位置座標の取得と距離計測を行う画像計測技術、およびそれによる精密距離計測技術、移動量計測技術を例示する。   In an embodiment of the present invention, as one aspect, a plane is set by a plurality of fixed targets, an image measurement technique for obtaining position coordinates in a single photograph and a distance measurement, and a precision distance measurement technique thereby, a movement amount The measurement technique is illustrated.

本態様では、デジタルカメラ等により撮影された測定対象物の写真画像に含まれる3点以上の固定ターゲットと少なくとも一つの対象ターゲットの画像のうち、複数の固定ターゲットの画像から一つの平面を構成し、この平面上にある他の対象ターゲットの2次元座標を画像計測により取得する。   In this aspect, one plane is formed from images of a plurality of fixed targets among three or more fixed targets and at least one target target image included in a photographic image of a measurement object photographed by a digital camera or the like. The two-dimensional coordinates of other target targets on this plane are acquired by image measurement.

すなわち、複数の固定ターゲットの上記平面上の2次元座標が予め任意の尺度で既知であれば、同一平面上にある他の対象ターゲットの2次元座標を決定することができ、固定ターゲットと対象ターゲットとの間の距離を計算により求めれば距離計測ができる。   That is, if the two-dimensional coordinates on the plane of a plurality of fixed targets are known in advance on an arbitrary scale, the two-dimensional coordinates of other target targets on the same plane can be determined. The distance can be measured by calculating the distance between the two.

また、固定ターゲットと他の対象ターゲットの間に、不連続な境界がある場合、境界の変動前後に固定ターゲットおよび対象ターゲットの撮影および画像計測を行い、固定ターゲットの座標を、境界の変動の前後で一致させることにより、他の対象ターゲットの境界の変動の前後の座標を得て、境界の変動の前後における固定ターゲットと対象ターゲットの間の距離を計算することで、境界の両側の移動量を計測することができる。   If there is a discontinuous boundary between the fixed target and another target target, the fixed target and target target are photographed and measured before and after the boundary change, and the fixed target coordinates are set before and after the boundary change. To obtain the coordinates before and after the change of the boundary of the other target target, and calculate the distance between the fixed target and the target target before and after the change of the boundary. It can be measured.

すなわち、単一写真の画像データにて簡便に、計測対象物に接触することなく離れた位置から測定対象物の変形等を高精度に継続的に計測することができる。
これにより、本態様によれば、例えば道路構造物に設けられた伸縮装置などの保守管理において、交通荷重や温度変化などに追随した移動量を設計値と比較して健全性を評価したり、斜面上の岩塊や斜面やコンクリート構造物のクラックのように変形量が経時的に変化する可能性がある構造物等を評価する場合のように、変形量が大きくなると重大な危険をもたらすものを監視する場合に、遠隔点から非接触に簡易かつ精密に計測する手段を提供することができる。
That is, the deformation of the measurement object can be continuously measured with high accuracy from a position away from the measurement object simply and with no contact with the measurement object.
Thereby, according to this aspect, for example, in maintenance management such as a telescopic device provided in a road structure, the amount of movement following the traffic load or temperature change is compared with the design value, and the soundness is evaluated. When the amount of deformation increases, such as when evaluating structures such as rocks on slopes, cracks or cracks in concrete structures where the amount of deformation may change over time When monitoring the above, it is possible to provide a means for simply and precisely measuring from a remote point in a non-contact manner.

また、平面的な変位を伴う変形量の簡易かつ高精度な非接触な計測のための手段を提供することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
In addition, it is possible to provide a means for simple and highly accurate non-contact measurement of a deformation amount accompanied by a planar displacement.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態である計測方法および計測プログラムならびに計測装置の構成および作用の一例を示す概念図である。
図2は、本発明の一実施の形態である計測方法および計測プログラムを実施する計測装置の構成の一例を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the configuration and operation of a measurement method, a measurement program, and a measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a measurement apparatus that implements a measurement method and a measurement program according to an embodiment of the present invention.

図3は、本発明の一実施の形態である計測方法および計測プログラムならびに計測装置にて用いられる計測ファイルの構成例を示す概念図である。
図1に例示されるように、本実施の形態の計測方法では、土木構造物や建築構造物等の構造物70に第1ターゲット40および第2ターゲット50を、例えば構造物70に存在する亀裂71等の境界を挟んで独立に配置し、これらの画像をデジタルカメラ90にて任意の位置および方向から撮影して得られた画像データ30を情報処理装置10に入力し、後述の計測プログラム20にて処理することで、単一の画像データ30から、構造物70等に対して非接触にて、第1ターゲット40と第2ターゲット50の距離ΔLを計測する。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration example of a measurement file used in a measurement method, a measurement program, and a measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
As illustrated in FIG. 1, in the measurement method according to the present embodiment, the first target 40 and the second target 50 are formed in a structure 70 such as a civil engineering structure or a building structure, for example, a crack existing in the structure 70. The image data 30 obtained by photographing these images from an arbitrary position and direction with the digital camera 90 is input to the information processing apparatus 10 and the measurement program 20 to be described later. In this way, the distance ΔL between the first target 40 and the second target 50 is measured from the single image data 30 without contact with the structure 70 or the like.

本実施の形態の場合、デジタルカメラ90は、例えば、市販のデジタルスチルカメラからなり、デジタルカメラ90から得られる画像データ30には、画像情報の他に撮影時のレンズ焦点距離f、画素数、画像サイズ等の付帯情報も所定のフォーマット(例えば、デジタルスチルカメラ用画像ファイルフォーマット規格であるExif)で記録され、情報処理装置10に入力される。   In the case of the present embodiment, the digital camera 90 is composed of, for example, a commercially available digital still camera, and the image data 30 obtained from the digital camera 90 includes, in addition to image information, a lens focal length f, the number of pixels, The incidental information such as the image size is also recorded in a predetermined format (for example, Exif which is an image file format standard for digital still cameras) and input to the information processing apparatus 10.

なお、デジタルカメラ90としてデジタルビデオカメラを用い、その一コマの静止画像を画像データ30として用いてもよい。
本実施の形態の第1ターゲット40は、例えば、裏面が粘着性の樹脂フィルム等からなる白地の基材41の表面に3個以上の複数の固定ターゲットマーク42を、例えば、黒色で既知の位置関係で印刷することで作成されている。
Note that a digital video camera may be used as the digital camera 90, and a still image of one frame may be used as the image data 30.
The first target 40 according to the present embodiment includes, for example, three or more fixed target marks 42 on the surface of a white base material 41 whose back surface is made of an adhesive resin film or the like. It is created by printing in relation.

同様に、第2ターゲット50は、例えば、裏面が粘着性の樹脂フィルムや台紙、金属板等からなる白地の基材51の表面に1個以上の対象ターゲットマーク52を、例えば、黒色で既知の位置関係で印刷することで作成されている。   Similarly, the second target 50 is, for example, one or more target target marks 52 are known, for example, black, on the surface of a white base material 51 made of an adhesive resin film, mount, metal plate, or the like. It is created by printing in positional relationship.

一方、図2に例示されるように、本実施の形態の計測装置としての情報処理装置10は、一例として、市販のパーソナルコンピュータ等からなり、マイクロプロセッサ11、主記憶12、記憶装置13、ディスプレイ14、キーボード15、外部入出力インタフェース16等の構成要素を情報伝送路17で接続して構成されている。   On the other hand, as illustrated in FIG. 2, the information processing apparatus 10 as a measurement apparatus according to the present embodiment includes, as an example, a commercially available personal computer or the like, and includes a microprocessor 11, a main memory 12, a storage device 13, and a display. 14, a keyboard 15, an external input / output interface 16, and the like are connected by an information transmission path 17.

マイクロプロセッサ11は、中央処理装置として、主記憶12に格納された計測プログラム20を実行することにより、後述のフローチャート等に例示される各種の処理を実現する。   As a central processing unit, the microprocessor 11 implements various processes exemplified by flowcharts described later by executing a measurement program 20 stored in the main memory 12.

主記憶12は、例えば、半導体メモリ等で構成され、マイクロプロセッサ11がアクセスする計測プログラム20や図示しない基本ソフトウェア等のプログラムやデータを保持する。   The main memory 12 is composed of, for example, a semiconductor memory and holds programs and data such as a measurement program 20 accessed by the microprocessor 11 and basic software (not shown).

記憶装置13は、例えば、不揮発性の記録媒体で構成され、後述の計測ファイル60や画像データ30等のデータを保持する。
ディスプレイ14は、情報処理装置10のユーザに対して情報を可視化して提示する。
The storage device 13 is composed of, for example, a non-volatile recording medium, and holds data such as a measurement file 60 and image data 30 described later.
The display 14 visualizes and presents information to the user of the information processing apparatus 10.

キーボード15は、図示しないマウス等の入力手段とともに、ユーザに情報入力インタフェースを提供する。
外部入出力インタフェース16は、有線、あるいは無線、光線等の通信媒体を介して、デジタルカメラ90との間で、画像データ30等の情報の授受を行う機能を備えている。
The keyboard 15 provides an information input interface to the user together with input means such as a mouse (not shown).
The external input / output interface 16 has a function of exchanging information such as image data 30 with the digital camera 90 via a wired, wireless, or light communication medium.

本実施の形態の情報処理装置10の場合、記憶装置13には、上述の第1ターゲット40および第2ターゲット50に関する計測結果を記録するための計測ファイル60が格納されている。   In the case of the information processing apparatus 10 of the present embodiment, the storage device 13 stores a measurement file 60 for recording measurement results regarding the first target 40 and the second target 50 described above.

図3に例示されるように、この計測ファイル60は、撮影日時61、第1ターゲット位置情報62、第2ターゲット位置情報63、ターゲット間距離64、正射影画像65が、が対応つけられて格納されている。   As illustrated in FIG. 3, the measurement file 60 stores an imaging date / time 61, first target position information 62, second target position information 63, an inter-target distance 64, and an orthogonal projection image 65 in association with each other. Has been.

撮影日時61には、上述のように構造物70に配置された第1ターゲット40および第2ターゲット50の撮影日時が記録される。
第1ターゲット位置情報62には、第1ターゲット40の個々の固定ターゲットマーク42の位置情報が記録される。
The shooting date and time 61 records the shooting date and time of the first target 40 and the second target 50 arranged on the structure 70 as described above.
In the first target position information 62, position information of individual fixed target marks 42 of the first target 40 is recorded.

第2ターゲット位置情報63には、第2ターゲット50の対象ターゲットマーク52の位置情報が記録される。
ターゲット間距離64には、第1ターゲット40の一つの固定ターゲットマーク42と、第2ターゲット50の一つの対象ターゲットマーク52の中心間の距離ΔLが記録される。
In the second target position information 63, position information of the target target mark 52 of the second target 50 is recorded.
In the inter-target distance 64, a distance ΔL between the centers of one fixed target mark 42 of the first target 40 and one target target mark 52 of the second target 50 is recorded.

正射影画像65には、第1ターゲット40および第2ターゲット50の任意の方向からの撮影画像を、正対した方向からの撮影画像に変換した正射影画像が記録される。
この正射影画像65は、必要に応じてディスプレイ14に表示させることにより、ユーザが目視で画像データ30を閲覧する際の作業性が向上する。
In the orthographic image 65, an orthographic image obtained by converting a captured image from an arbitrary direction of the first target 40 and the second target 50 into a captured image from a facing direction is recorded.
By displaying the orthogonal projection image 65 on the display 14 as necessary, the workability when the user browses the image data 30 visually is improved.

以下、本実施の形態の計測方法および計測プログラムならびに計測装置の作用の一例について説明する。
図4は、本実施の形態の計測方法の工程全体の一例を示すフローチャートであり、図5は、その中における本実施の形態の計測プログラム20による距離計測処理の一例を示すフローチャートである。
Hereinafter, an example of the operation of the measurement method, the measurement program, and the measurement apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the entire process of the measurement method of the present embodiment, and FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of distance measurement processing by the measurement program 20 of the present embodiment therein.

まず、上述のような第1ターゲット40および第2ターゲット50を作成して準備する(ステップ210)。
上述のように、この作成時には、第1ターゲット40では、複数の固定ターゲットマーク42が、一つの固定ターゲットマーク42を中心として直交する2軸の各々に、他の二つの固定ターゲットマーク42が配置される。そして、この第1ターゲット40における複数の固定ターゲットマーク42の位置関係(実座標値)が測定され、既知である。
First, the first target 40 and the second target 50 as described above are prepared and prepared (step 210).
As described above, at the time of this creation, in the first target 40, a plurality of fixed target marks 42 are arranged on the two axes perpendicular to each other with the one fixed target mark 42 as the center. Is done. The positional relationship (actual coordinate values) of the plurality of fixed target marks 42 in the first target 40 is measured and known.

次に、図6のように、例えば、構造物70の任意の平面上の亀裂71に対して、第1ターゲット40(以下、必要に応じてA群のターゲットと記す)と、第2ターゲット50(B群のターゲット)を設置する(ステップ220)。   Next, as shown in FIG. 6, for example, with respect to a crack 71 on an arbitrary plane of the structure 70, a first target 40 (hereinafter referred to as a group A target if necessary) and a second target 50. (Group B target) is installed (step 220).

本実施の形態の場合には、上述のように、A群のターゲットは実座標が既知でその間隔については予め求められているか、または自由に設定されていることを前提とする。
次に、構造物70に配置された第1ターゲット40および第2ターゲット50が同一画面内に入るように任意の方向から単一の画像として撮影し(例えば図7または図8)、画像データ30として情報処理装置10の記憶装置13に格納される(ステップ230)。
In the case of the present embodiment, as described above, it is assumed that the target of group A is known in real coordinates and the distance between the targets is obtained in advance or is set freely.
Next, the first target 40 and the second target 50 arranged in the structure 70 are taken as a single image from any direction so that they enter the same screen (for example, FIG. 7 or FIG. 8), and the image data 30 Is stored in the storage device 13 of the information processing apparatus 10 (step 230).

次に、情報処理装置10において、画像データ30に基づいて、計測プログラム20による計測処理を行わせる(ステップ240)。
図5は、この計測プログラム20による処理の一例を示すフローチャートである。
Next, the information processing apparatus 10 causes the measurement program 20 to perform measurement processing based on the image data 30 (step 240).
FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing by the measurement program 20.

本実施の形態の場合、計測プログラム20は、ターゲット中心検出機能21、射影変換機能22、および距離計測機能23で構成されている。
計測プログラム20は、記憶装置13から画像データ30を読み出す(ステップ241)。
In the case of the present embodiment, the measurement program 20 includes a target center detection function 21, a projective transformation function 22, and a distance measurement function 23.
The measurement program 20 reads the image data 30 from the storage device 13 (step 241).

次に、ターゲット中心検出機能21によって、画像データ30の各ターゲット(個々の固定ターゲットマーク42および対象ターゲットマーク52)について、図9に示す通りターゲットの中心座標(画像座標)を画像より精密に求める。   Next, with respect to each target (individual fixed target mark 42 and target target mark 52) of the image data 30, the target center coordinate (image coordinate) is obtained more precisely than the image by the target center detection function 21 as shown in FIG. .

すなわち、ターゲット中心検出機能21は、画像データ30から、閾値(thresh)以上の明るさを有するピクセル31の隣接集団を一つの固定ターゲットマーク42または対象ターゲットマーク52と認識し、個々のピクセル31のピーク値(peak)と、その座標位置に基づいて当該隣接集団の重心位置を算出し、この重心位置を当該固定ターゲットマーク42または対象ターゲットマーク52の中心と決定する(ステップ242)。   That is, the target center detection function 21 recognizes an adjacent group of pixels 31 having brightness equal to or higher than a threshold (thresh) from the image data 30 as one fixed target mark 42 or target target mark 52, and Based on the peak value (peak) and its coordinate position, the centroid position of the adjacent group is calculated, and this centroid position is determined as the center of the fixed target mark 42 or the target target mark 52 (step 242).

このように、個々の固定ターゲットマーク42および対象ターゲットマーク52の画像の部分の面積重心を求めることで、画像データ30における1画素サイズの1/10程度の精度で精密に、固定ターゲットマーク42および対象ターゲットマーク52の各々の中心位置の画像座標を求めることができる(ステップ242)。   In this way, by obtaining the area centroid of the image portion of each fixed target mark 42 and target target mark 52, the fixed target mark 42 and Image coordinates of the center position of each target mark 52 can be obtained (step 242).

次に、計測プログラム20は、射影変換機能22により、上述のステップ242で求めた、位置関係(実座標)が既知の第1ターゲット40の固定ターゲットマーク42の当該実座標と、ステップ242で求められた個々の固定ターゲットマーク42の画像位置(中心位置)を用いて、後方交会法によって、当該画像データ30の撮影時におけるカメラ(レンズ中心)位置(X0,Y0,Z0)と、各座標軸の回転量(ω,φ,κ)を計算する(ステップ243)。   Next, the measurement program 20 uses the projective transformation function 22 to obtain the actual coordinates of the fixed target mark 42 of the first target 40 whose positional relationship (real coordinates) is known, which is obtained in the above-described step 242, and in step 242. Using the image positions (center positions) of the individual fixed target marks 42 thus obtained, the camera (lens center) position (X0, Y0, Z0) at the time of photographing the image data 30 and the coordinates of each coordinate axis are obtained by the backward intersection method. The amount of rotation (ω, φ, κ) is calculated (step 243).

すなわち、上述のステップ210およびステップ220の前提より、全ての固定ターゲットマーク42および対象ターゲットマーク52は同一平面上にあり、A群のターゲット(固定ターゲットマーク42)は座標が既知であることを元に3点の固定ターゲットマーク42の各々の中心位置の画像座標と、固定ターゲットマーク42の既知の位置座標(実座標)より写真測量における共線条件式(ターゲット位置、カメラ撮影位置およびターゲット画像座標の関係式)から、後方交会法によりカメラの撮影位置および撮影方向を決定することができる。   That is, based on the premise of Step 210 and Step 220 described above, all the fixed target marks 42 and the target target marks 52 are on the same plane, and the coordinates of the group A targets (fixed target marks 42) are known. Collinear conditional expressions (target position, camera shooting position and target image coordinates) in photogrammetry from the image coordinates of the center position of each of the three fixed target marks 42 and the known position coordinates (actual coordinates) of the fixed target mark 42. From this relational expression), it is possible to determine the shooting position and shooting direction of the camera by the backward intersection method.

この計算の詳細を以下に示す。図10は、座標定義例を示す概念図であり、図11は、後方交会法における共線条件を示す概念図である。
図10のように座標定義を行った場合、後方交会法により、デジタルカメラ90の撮影位置および方向角(両者をあわせて外部標定要素と呼ぶ)を求める手順は以下の通りである。
Details of this calculation are shown below. FIG. 10 is a conceptual diagram showing an example of coordinate definition, and FIG. 11 is a conceptual diagram showing collinear conditions in the backward intersection method.
When coordinates are defined as shown in FIG. 10, the procedure for obtaining the photographing position and direction angle of the digital camera 90 (both are referred to as external orientation elements) by the backward intersection method is as follows.

なお、図11において、レンズ中心と、構造物70上の実際の点Pおよび画像データ30上の点pの位置を示している。
図10において、原点がレンズ中心点Cである写真画像座標系(x,y)と、実座標系(X,Y,Z)およびレンズ焦点距離f、カメラ方向角(ω,φ,κ)の間は以下の式(1)の関係式が成り立つ。
In FIG. 11, the lens center, the actual point P on the structure 70, and the position of the point p on the image data 30 are shown.
In FIG. 10, the photographic image coordinate system (x, y) whose origin is the lens center point C, the real coordinate system (X, Y, Z), the lens focal length f, and the camera direction angle (ω, φ, κ). The following relational expression (1) holds.

上記式(1)のω、φ、κはそれぞれ座標軸の回転量をあらわしており、撮影軸(レンズ光軸)に対しての回転角(ω)、撮影軸の垂直方向の回転角(φ)、水平方向の回転角(κ)を示す。また、(X0,Y0,X0)はレンズ中心点Cの実座標値を示す。λは適当な係数である。   In the above equation (1), ω, φ, and κ represent the rotation amount of the coordinate axis, respectively, the rotation angle (ω) with respect to the photographing axis (lens optical axis), and the rotation angle (φ) in the vertical direction of the photographing axis. The rotation angle (κ) in the horizontal direction is shown. Further, (X0, Y0, X0) indicates the actual coordinate value of the lens center point C. λ is an appropriate coefficient.

上記式(1)の回転部分を、以下の式(2)のように整理すると、上記式(1)は、以下の式(3)ように表記することができる。   If the rotating part of the above equation (1) is arranged as in the following equation (2), the above equation (1) can be expressed as in the following equation (3).

この式(3)を展開して、λを消去すると以下の式(4)および式(5)ように書きかえることができる。   When this equation (3) is expanded and λ is eliminated, the following equations (4) and (5) can be rewritten.

求める未知数(X0,Y0,Z0),(ω,φ,κ)に対して、3点(3個の固定ターゲットマーク42)の実座標(X1,Y1,0),(X2,Y2,0),(X3,Y3,0)、(条件として3点は同一平面上にありとしているためZ座標はいずれも0)と、3点の画像上の座標(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)およびレンズ焦点距離fが既知であるから、これらを連立させて未知数を求める。   Real coordinates (X1, Y1, 0), (X2, Y2, 0) of three points (three fixed target marks 42) with respect to the unknowns (X0, Y0, Z0) and (ω, φ, κ) to be obtained , (X3, Y3, 0), (As a condition, since the three points are on the same plane, the Z coordinate is 0), and the coordinates of the three points on the image (x1, y1), (x2, y2) , (X3, y3) and the lens focal length f are known, the unknowns are obtained by combining them.

なお、レンズひずみについての影響を除外するための補正項を共線条件式の中に含めることも考えられるが、多くの場合、短焦点レンズによる撮影ではその影響度合いが大きく、長焦点レンズではその度合いは極めて小さい。   Although it is conceivable to include a correction term to exclude the influence of lens distortion in the collinear conditional expression, in many cases, the degree of influence is large when shooting with a short focus lens, and that with a long focus lens. The degree is extremely small.

本実施の形態では、被写体との位置関係を考慮しつつ、デジタルカメラ90において、長焦点レンズを用いて、撮影することで、レンズひずみの影響を計測精度以下におさえることができる。   In the present embodiment, the influence of lens distortion can be kept below the measurement accuracy by taking a picture using a long focus lens in the digital camera 90 while taking into account the positional relationship with the subject.

なお、例えば、個々の固定ターゲットマーク42の中心座標の計測誤差により、座標既知の3点の固定ターゲットマーク42の座標から計算で求めたカメラの撮影位置は不安定となるケースが発生するが、座標既知のターゲットを4点(四番目の固定ターゲットマーク42を第1ターゲット40に設ける)とし、各々が、4点のターゲットの中の任意の3点の組合せで決定される複数の平面に対して、共線条件式から方程式を導き、これを最小二乗法により解くことで、第1ターゲット40および第2ターゲット50が存在する一つの平面を決定することで、誤差配分が最適となる安定したカメラの撮影位置を求めることができる。   Note that, for example, there may occur a case where the shooting position of the camera obtained by calculation from the coordinates of the three fixed target marks 42 whose coordinates are known is unstable due to the measurement error of the center coordinates of each fixed target mark 42. Targets with known coordinates are four points (fourth fixed target mark 42 is provided on the first target 40), and each of a plurality of planes determined by a combination of arbitrary three points among the four points of the target Then, by deriving an equation from the collinear conditional expression and solving it by the least square method, by determining one plane where the first target 40 and the second target 50 exist, the error distribution is optimized and stable. The photographing position of the camera can be obtained.

次に、計測プログラム20は、射影変換機能22により、デジタルカメラ90の撮影位置およびA群のターゲットの位置から、撮影された画像データ30の射影変換を実施し、第1ターゲット40および第2ターゲット50を正面から撮影した画像を作成し、計測ファイル60の正射影画像65に記録する(ステップ244)。   Next, the measurement program 20 performs the projective transformation of the photographed image data 30 from the photographing position of the digital camera 90 and the position of the target of the A group by the projective transformation function 22, and the first target 40 and the second target. An image obtained by photographing 50 from the front is created and recorded in the orthogonal projection image 65 of the measurement file 60 (step 244).

すなわち、図7や図8のように斜め方向から撮影された画像データ30を、正面から撮影した図6のような画像データ30に変換する。
また、正射影画像が不要な場合は、固定ターゲットマーク42および対象ターゲットマーク52の画像座標のみ射影変換を実施すれば、画像データ30の全体のピクセル31の射影変換を実施せずとも、次のステップ245で用いる固定ターゲットマーク42および対象ターゲットマーク52の座標(x,y)を提供できる。
That is, the image data 30 photographed from an oblique direction as shown in FIGS. 7 and 8 is converted into image data 30 as depicted in FIG. 6 photographed from the front.
If an orthographic image is unnecessary, if only the image coordinates of the fixed target mark 42 and the target target mark 52 are subjected to projective transformation, the following projection transformation of the entire pixel 31 of the image data 30 is not performed. The coordinates (x, y) of the fixed target mark 42 and the target target mark 52 used in step 245 can be provided.

次に、計測プログラム20は、距離計測機能23により、上述のステップ244で変換した正射影画像よりA群のターゲットおよびBのターゲットの座標(x,y)を求め、それらの座標値を計算してターゲット間の距離ΔLを求める(ステップ245)。   Next, the measurement program 20 obtains the coordinates (x, y) of the target of the A group and the target of the B from the orthogonal projection image converted in the above step 244 by the distance measurement function 23, and calculates those coordinate values. Then, a distance ΔL between the targets is obtained (step 245).

この距離ΔLは、たとえば、対象ターゲットマーク52と、直近の一つの固定ターゲットマーク42との距離である。
例えば、60cmの幅を、適切なレンズを装着した横幅3000画素のデジタルカメラ90で撮影した場合、1画素は0.2mmを示すことになる。図9およびステップ242にて説明した通り、1/10画素単位で固定ターゲットマーク42および対象ターゲットマーク52の各々の中心座標を求めることができれば、0.02mmの分解能で距離ΔLを計測することが可能になる。
This distance ΔL is, for example, the distance between the target target mark 52 and the most recent fixed target mark 42.
For example, when a 60 cm wide image is taken with a digital camera 90 having a lateral width of 3000 pixels equipped with an appropriate lens, one pixel indicates 0.2 mm. As described in FIG. 9 and step 242, if the center coordinates of each of the fixed target mark 42 and the target target mark 52 can be obtained in units of 1/10 pixels, the distance ΔL can be measured with a resolution of 0.02 mm. It becomes possible.

すなわち、一例として600万画素のデジタルカメラ90により撮影された画像データ30は横3000、縦2000ピクセルのデータである。適当なレンズを選定して、30cm×20cmの範囲を撮影した場合、1ピクセルのサイズは0.1mm×0.1mmとなる。   That is, as an example, the image data 30 photographed by the digital camera 90 having 6 million pixels is data of 3000 pixels wide and 2000 pixels vertically. When an appropriate lens is selected and a range of 30 cm × 20 cm is photographed, the size of one pixel is 0.1 mm × 0.1 mm.

固定ターゲットマーク42および対象ターゲットマーク52の各々の画像が、直径で20ピクセル程度のサイズで撮影されていれば、ターゲットマークの中心を重心検出により算出すると、上述の0.1mmの1/5から1/10程度の検出精度で算出することが可能となる。このため、0.02mm程度の位置決定精度を設定することができる。   If the images of each of the fixed target mark 42 and the target target mark 52 are taken with a size of about 20 pixels in diameter, the center of the target mark is calculated by detecting the center of gravity. It is possible to calculate with a detection accuracy of about 1/10. For this reason, the position determination accuracy of about 0.02 mm can be set.

以上が、ステップ240における計測プログラム20による距離計測処理の一例である。
上述の図4のフローチャートに戻って、ステップ240で得られた距離ΔLは、計測プログラム20により計測ファイル60にターゲット間距離64として記録される。
The above is an example of the distance measurement process by the measurement program 20 in step 240.
Returning to the flowchart of FIG. 4 described above, the distance ΔL obtained in step 240 is recorded as the inter-target distance 64 in the measurement file 60 by the measurement program 20.

また、第1ターゲット40の個々の固定ターゲットマーク42の中心位置は、第1ターゲット位置情報62に記録され、第2ターゲット50の個々の対象ターゲットマーク52の中心位置は、第2ターゲット位置情報63に記録される。   The center position of each fixed target mark 42 of the first target 40 is recorded in the first target position information 62, and the center position of each target target mark 52 of the second target 50 is the second target position information 63. To be recorded.

そして、ユーザは、構造物70に配置された同じ第1ターゲット40と第2ターゲット50のペアから前後して撮影された複数の画像データ30の各々から得られた距離ΔLを比較することにより、構造物70における亀裂71の拡大等の変位の情報を得ることができる。   Then, the user compares the distance ΔL obtained from each of the plurality of image data 30 photographed before and after the pair of the same first target 40 and second target 50 arranged in the structure 70, Information on displacement such as enlargement of the crack 71 in the structure 70 can be obtained.

さらに、本実施の形態の場合、以下のようにして構造物70の変形の判定を計測プログラム20に自動的に行わせることもできる。
すなわち、計測プログラム20は、入力された画像データ30と同じ第1ターゲット40および第2ターゲット50に関する過去の画像データ30の記録を計測ファイル60から検索し、2回目以降の画像データ30である(初回撮影でない)と判定された場合には(ステップ260)、前回に計測されて記録されている距離ΔLと、今回得られた距離ΔLとを比較して両者の差分Eを計算し(ステップ270)、この差分Eが所定の判定閾値E0を超えた場合には(ステップ280)、ユーザに対して距離ΔLの増大、すなわち、構造物70の変形の増大を警告する(ステップ290)。
Furthermore, in the case of the present embodiment, the measurement program 20 can automatically determine the deformation of the structure 70 as follows.
That is, the measurement program 20 searches the measurement file 60 for a record of past image data 30 relating to the same first target 40 and second target 50 as the input image data 30, and is the second and subsequent image data 30 ( If it is determined that it is not the first shooting (step 260), the distance ΔL measured and recorded last time is compared with the distance ΔL obtained this time to calculate the difference E between them (step 270). ) When the difference E exceeds a predetermined determination threshold E0 (step 280), the user is warned of an increase in the distance ΔL, that is, an increase in deformation of the structure 70 (step 290).

なお、図4のフローチャートでは、同一の第1ターゲット40と第2ターゲット50のペアに対する二回目以降の撮影では、ステップ230から行われることになる。
このように、本実施の形態の計測技術によれば、例えば、構造物70の亀裂71を挟んで配置された第1ターゲット40と第2ターゲット50の画像を1画面内に含む単一の画像データ30を撮影するたけで、構造物70に対する任意の位置で非接触に、第1ターゲット40と第2ターゲット50の距離ΔLを精密に計測できる。
In the flowchart of FIG. 4, the second and subsequent shootings for the same first target 40 and second target 50 pair are performed from step 230.
As described above, according to the measurement technique of the present embodiment, for example, a single image including images of the first target 40 and the second target 50 arranged with the crack 71 of the structure 70 interposed therebetween in one screen. Only by photographing the data 30, the distance ΔL between the first target 40 and the second target 50 can be accurately measured without contact at any position with respect to the structure 70.

この結果、同一の第1ターゲット40および第2ターゲット50の画像データ30を相前後して継続的に撮影することで、構造物70における亀裂71の拡大等の変位を精密に計測および監視できる。   As a result, by continuously photographing the image data 30 of the same first target 40 and second target 50 one after another, displacement such as expansion of the crack 71 in the structure 70 can be accurately measured and monitored.

また、デジタルカメラ90で構造物70を、所定の期間をおいて段階的に撮影するだけなので、測量機器等の大かがりな設備や、多数の運用人員を必要としない。
すなわち、本実施の形態によれば、大掛かりな設備や人員を必要とすることなく、単一の画像データにて簡易かつ高精度に、土木構造物や建築構造物等の被測定物の測定や継続的な監視を行うことが可能な計測技術を提供することができる。
In addition, since the structure 70 is only photographed step by step with the digital camera 90, a large facility such as a surveying instrument or a large number of operation personnel is not required.
That is, according to the present embodiment, measurement of an object to be measured such as a civil engineering structure or a building structure can be easily and accurately performed with a single image data without requiring large-scale equipment and personnel. Measurement technology capable of continuous monitoring can be provided.

なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、第1ターゲット40の複数の固定ターゲットマーク42の座標値を自由に設定した仮想平面上で固定ターゲットマーク42および対象ターゲットマーク52の中心位置を決定することもできる。
Needless to say, the present invention is not limited to the configuration exemplified in the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the center positions of the fixed target mark 42 and the target target mark 52 can be determined on a virtual plane in which the coordinate values of the plurality of fixed target marks 42 of the first target 40 are freely set.

その場合には、距離ΔLは、第1ターゲット40の固定ターゲットマーク42同士の距離に対する比率として計測される。
また、第1ターゲット40や第2ターゲット50を配置する代わりに、構造物70に存在する寸法が既知の構成部材の画像を、第1ターゲット40および第2ターゲット50として用いてもよい。
In this case, the distance ΔL is measured as a ratio with respect to the distance between the fixed target marks 42 of the first target 40.
Further, instead of arranging the first target 40 and the second target 50, images of components having known dimensions existing in the structure 70 may be used as the first target 40 and the second target 50.

その場合には、第1ターゲット40や第2ターゲット50の配置作業も省略でき、構造物70の変形の計測や監視において、一層の省力化を実現できる利点がある。   In that case, the arrangement | positioning operation | work of the 1st target 40 and the 2nd target 50 can also be skipped, and there exists an advantage which can implement | achieve further labor saving in measurement and monitoring of the deformation | transformation of the structure 70.

10 情報処理装置
11 マイクロプロセッサ
12 主記憶
13 記憶装置
14 ディスプレイ
15 キーボード
16 外部入出力インタフェース
17 情報伝送路
20 計測プログラム
21 ターゲット中心検出機能
22 射影変換機能
23 距離計測機能
30 画像データ
31 ピクセル
40 第1ターゲット
41 基材
42 固定ターゲットマーク
50 第2ターゲット
51 基材
52 対象ターゲットマーク
60 計測ファイル
61 撮影日時
62 第1ターゲット位置情報
63 第2ターゲット位置情報
64 ターゲット間距離
65 正射影画像
70 構造物
71 亀裂
90 デジタルカメラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Information processing apparatus 11 Microprocessor 12 Main memory 13 Storage apparatus 14 Display 15 Keyboard 16 External input / output interface 17 Information transmission path 20 Measurement program 21 Target center detection function 22 Projection conversion function 23 Distance measurement function 30 Image data 31 Pixel 40 First Target 41 Base material 42 Fixed target mark 50 Second target 51 Base material 52 Target target mark 60 Measurement file 61 Shooting date and time 62 First target position information 63 Second target position information 64 Inter-target distance 65 Orthographic image 70 Structure 71 Crack 90 Digital camera

Claims (13)

被測定物に配置された、2次元の位置関係が既知または2次元の位置関係が任意の尺度で設定された少なくとも3個の固定ターゲットを含む第1ターゲット、および前記第1ターゲットに対して任意の位置に配置された少なくとも一つの対象ターゲットを含む第2ターゲットの画像が同一画面内に含まれるように撮影して単一の画像データを得る第1ステップと、
前記画像データから、複数の前記固定ターゲットによって定まる測定平面内における当該固定ターゲットおよび前記対象ターゲットの2次元座標を検出する第2ステップと、
前記2次元座標に基づいて、前記固定ターゲットと前記対象ターゲットとの距離を算出する第3ステップと、
を含むことを特徴とする計測方法。
A first target including at least three fixed targets arranged on the object to be measured and having a known two-dimensional positional relationship or having a two-dimensional positional relationship set on an arbitrary scale; and arbitrary with respect to the first target A first step of obtaining a single image data by photographing so that an image of a second target including at least one target target arranged at the position is included in the same screen;
A second step of detecting, from the image data, two-dimensional coordinates of the fixed target and the target in a measurement plane determined by a plurality of the fixed targets;
A third step of calculating a distance between the fixed target and the target target based on the two-dimensional coordinates;
A measurement method comprising:
請求項1記載の計測方法において、
さらに、異なる時刻で撮影された複数の前記画像データの各々から得られた前記固定ターゲットと前記対象ターゲットとの前記距離の変化を検出して、前記被測定物の変形量を判別する第4ステップを含むことを特徴とする計測方法。
The measurement method according to claim 1,
Further, a fourth step of determining a deformation amount of the object to be measured by detecting a change in the distance between the fixed target and the target target obtained from each of the plurality of image data photographed at different times. A measurement method comprising:
請求項1記載の計測方法において、
前記第1ターゲットは、4個以上の前記固定ターゲットを含み、
前記第2ステップでは、4個以上の前記固定ターゲットの中の任意の3個の組合せで定まる複数の平面から最小自乗法によって前記測定平面を定めることを特徴とする計測方法。
The measurement method according to claim 1,
The first target includes four or more fixed targets,
In the second step, the measurement plane is determined by a least square method from a plurality of planes determined by an arbitrary combination of three of the four or more fixed targets.
請求項1記載の計測方法において、
前記第1ステップでは、前記被測定物に対して任意の方向から撮影して前記画像データを取得し、前記第2ステップでは、前記2次元座標の座標変換によって、前記画像データを、前記被測定物に正対した準正射画像の前記画像データに変換することを特徴とする計測方法。
The measurement method according to claim 1,
In the first step, the image data is acquired by photographing the object to be measured from an arbitrary direction, and in the second step, the image data is converted into the measured object by coordinate conversion of the two-dimensional coordinates. A measurement method, wherein the image data is converted into a quasi-orthogonal image directly facing an object.
請求項1記載の計測方法において、
前記被測定物に配置された前記第1ターゲットおよび前記第2ターゲットをデジタルカメラにて任意の方向から撮影して前記画像データを得ることを特徴とする計測方法。
The measurement method according to claim 1,
A measurement method characterized in that the image data is obtained by photographing the first target and the second target arranged on the object to be measured from an arbitrary direction with a digital camera.
請求項1記載の計測方法において、
前記第2ステップでは、前記測定平面における前記2次元座標の座標値を、一つの前記固定ターゲットを基準とした比率で求め、
前記第3ステップでは、前記固定ターゲットと前記対象ターゲットとの前記距離を比率として計測することを特徴とする計測方法。
The measurement method according to claim 1,
In the second step, the coordinate value of the two-dimensional coordinate in the measurement plane is determined by a ratio with reference to one fixed target,
In the third step, the distance between the fixed target and the target target is measured as a ratio.
請求項1記載の計測方法における前記第1ステップ、前記第2ステップおよび前記第3ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする計測プログラム。   A measurement program for causing a computer to execute the first step, the second step, and the third step in the measurement method according to claim 1. 被測定物に配置された、2次元の位置関係が既知または2次元の位置関係が任意の尺度で設定された少なくとも3個の固定ターゲットを含む第1ターゲット、および前記第1ターゲットに対して任意の位置に配置された少なくとも一つの対象ターゲットを含む第2ターゲットの画像を同一画面内に含む画像データを入力する入力手段と、
単一の前記画像データから複数の前記固定ターゲットによって定まる測定平面内における当該固定ターゲットおよび前記対象ターゲットの2次元座標を検出し、前記2次元座標に基づいて、前記固定ターゲットと前記対象ターゲットとの距離を算出する演算手段と、
を含むことを特徴とする計測装置。
A first target including at least three fixed targets arranged on the object to be measured and having a known two-dimensional positional relationship or having a two-dimensional positional relationship set on an arbitrary scale; and arbitrary with respect to the first target Input means for inputting image data including an image of a second target including at least one target target arranged at the position of the same target on the same screen;
Two-dimensional coordinates of the fixed target and the target target in a measurement plane determined by a plurality of the fixed targets are detected from a single image data, and the fixed target and the target target are detected based on the two-dimensional coordinates. Computing means for calculating the distance;
A measuring device comprising:
請求項8記載の計測装置において、
前記演算手段は、異なる時刻で撮影された複数の前記画像データの各々から得られた前記固定ターゲットと前記対象ターゲットとの前記距離の変化を検出して、前記被測定物の変形量を判別することを特徴とする計測装置。
The measuring device according to claim 8, wherein
The computing means detects a change in the distance between the fixed target and the target target obtained from each of the plurality of image data photographed at different times, and determines a deformation amount of the object to be measured. A measuring device characterized by that.
請求項8記載の計測装置において、
前記第1ターゲットは、4個以上の前記固定ターゲットを含み、前記演算手段は、4個以上の前記固定ターゲットの中の任意の3個の組合せで定まる複数の平面から最小自乗法によって前記測定平面を定めることを特徴とする計測装置。
The measuring device according to claim 8, wherein
The first target includes four or more fixed targets, and the calculation means calculates the measurement plane by a least square method from a plurality of planes determined by a combination of any three of the four or more fixed targets. A measuring device characterized in that
請求項8記載の計測装置において、
前記演算手段は、前記被測定物に対して任意の方向から撮影された前記画像データを、前記2次元座標の座標変換によって、前記被測定物に正対した準正射画像に変換することを特徴とする計測装置。
The measuring device according to claim 8, wherein
The computing means converts the image data photographed from an arbitrary direction with respect to the measured object into a quasi-orthogonal image facing the measured object by coordinate conversion of the two-dimensional coordinates. A characteristic measuring device.
請求項8記載の計測装置において、
入力手段は、デジタルカメラが接続され、前記デジタルカメラから前記画像データを入力する入出力インタフェースであることを特徴とする計測装置。
The measuring device according to claim 8, wherein
The input device is an input / output interface to which a digital camera is connected and which inputs the image data from the digital camera.
請求項8記載の計測装置において、
前記演算手段は、前記測定平面における前記2次元座標の座標値を、一つの前記固定ターゲットを基準とした比率で求め、前記固定ターゲットと前記対象ターゲットとの前記距離を比率として計測することを特徴とする計測装置。
The measuring device according to claim 8, wherein
The calculation means obtains a coordinate value of the two-dimensional coordinates on the measurement plane by a ratio based on one fixed target, and measures the distance between the fixed target and the target target as a ratio. A measuring device.
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