JP2000221029A

JP2000221029A - 写真測量用タ―ゲットの基準点の算出装置、写真測量用タ―ゲットの基準点の算出方法及び写真測量用タ―ゲットの基準点の算出プログラムが格納された記録媒体

Info

Publication number: JP2000221029A
Application number: JP33484699A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Wakashiro; 滋若代; Masato Hara; 正人原; Atsumi Kaneko; 敦美金子; Toshihiro Nakayama; 利宏中山; Atsushi Kida; 敦木田
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2000-08-11
Anticipated expiration: 2019-11-25
Also published as: JP3737919B2

Abstract

(57)【要約】【課題】写真測量において写真測量用ターゲットの基
準点を自動算出する。【解決手段】撮影画像内の同一直線上にある高い輝度
情報を有する３点列と４点列を１つづつ選択し、ステッ
プＳ１０５６でそれぞれの端点に相当するグループの重
心が一致するかチェックし、一致する場合、ステップＳ
１０５８で４点列を構成するグループのうち３点列の端
点と一致する端点と反対側の端点に相当するグループの
重心の座標を変数Ａ１に格納し、３点列と４点列の一致
する端点に相当するグループの重心の座標を変数Ａ２に
格納し、３点列を構成するグループのうち４点列の端点
と一致する端点と反対側の端点に相当するグループの重
心の座標を変数Ａ３に格納する。ステップＳ１０６０
で、Ａ２からＡ１へのベクトルに対するＡ２からＡ３へ
のベクトルの成す反時計回りの角度θが所定の範囲内に
あるかチェックし、範囲内の場合、４点列、３点列を基
準点、補助点と判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、写真測量における
カメラ位置の算出に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、交通事故調査等の写真測量では、
ステレオ写真による測量が知られている。ステレオ写真
による測量では、所定の距離をおいた２つのカメラで同
時に現場が撮影され、それにより得られるステレオ画像
を光学式の機械で立体視しながら立体化された画像内の
点を測量点として指定し、各測量点の座標が算出され
る。測量点を算出するためには、撮影画像を撮影した２
つカメラの位置情報、即ちカメラから被写体までの距離
や、被写体に対するカメラの角度等の情報が必要であ
る。そのため、撮影現場において、担当者がカメラの位
置情報を常に計測し記録しなければならない。

【０００３】しかしながら、撮影する度に被写体に対す
るカメラの距離や角度を計測するのは煩わしく、また時
間と労力を要するため、迅速な処理が求められる事故調
査等の現場では、常に正確なカメラの位置情報を得るこ
とは困難であった。さらに、ステレオ画像を光学式の機
械で立体視したり、立体化された画像内の点を指定する
といった作業は担当者の熟練度に左右されるため、測量
の作業効率や測量精度の点においても問題があった。

【０００４】このような問題を解決するため、３つの基
準点部材を備えたターゲットを用いた写真測量システム
が提案されている。測量現場に前述のターゲットを設置
した上で異なるカメラ位置及び角度で複数の写真を撮影
し、コンピュータのメモリにデジタル画像として格納す
る。複数のデジタル画像の中から、適宜一対のデジタル
画像を選出してコンピュータに接続されたモニタ上に表
示させ、それぞれの画像内においてターゲットの基準点
部材をコンピュータに接続されたマウス等を用いて指定
する。指定された基準点部材の座標値に基づいてカメラ
位置データが算出される。さらに、モニタ上の画像内の
任意の測量点を指定し、指定された測量点の座標値及び
カメラ位置データに基づいて適宜演算処理が実行され、
測量現場の白地図が作成されモニタに表示される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、モニタに映
し出されたデジタル画像を目視しながらマウス操作を行
ない基準点部材を指定するという作業は、操作者の操作
技術に依存する部分が大きい。また、測量現場の状況に
よっては撮影される写真が大量になる場合があり、マウ
スによる基準点部材の指定は操作者に多大な労力を強い
ることになる。即ち、基準点部材の指定が常時、正確に
行なわれるとは限らない。基準点部材の指定が正確に行
なわれない場合、精度の高いカメラ位置データは算出さ
れず、その結果、カメラ位置データに基づく演算処理に
影響を及ぼし、白地図が精度高く作成されないという問
題があった。

【０００６】本発明は、以上の問題を解決するものであ
り、撮影画像からカメラ位置を自動的に算出する写真測
量装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる写真測量
用ターゲットの基準点の算出装置は、互いの間隔が既知
である第１、第２、第３の基準点が設けられ、第１の基
準点と第２の基準点を結ぶ第１の直線と第２の基準点と
第３の基準点を結ぶ第２の直線とが所定の角度を有し、
第１の直線上と第２の直線上にそれぞれ個数の異なる補
助点が設けられた写真測量用ターゲットと共に測量対象
物をカメラにより撮影する画像取得手段と、画像取得手
段により得られる撮影画像内において、第１の直線上の
補助点の数と、第２の直線上の補助点の数を比較するこ
とにより、撮影画像内の第１の基準点、第２の基準点及
び第３の基準点の位置を特定し、撮影画像内の２次元直
交座標である写真座標系における第１の基準点、第２の
基準点及び第３の基準点の座標値を取得する２次元座標
取得手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】好ましくは、写真測量用ターゲットにおい
て、第１の基準点、第２の基準点、第３の基準点及び補
助点が撮影画像内において他の被写体よりも相対的に高
い輝度情報を有するよう反射部材から成り、２次元座標
取得手段が、撮影画像を構成する各画素の輝度情報を所
定の閾値と比較して、画素のそれぞれについて高い輝度
情報を有する画素と低い輝度情報を有する画素との２種
類に種別する２値化処理手段と、撮影画像内において高
い輝度情報を有する画素が所定範囲内で複数連続するグ
ループを抽出するグループ抽出手段と、グループを構成
する各画素の輝度情報および写真座標系における座標値
に基づいて、グループの重心の座標値を算出するグルー
プ重心座標値算出手段と、撮影画像内において、第１の
基準点と第２の基準点と第１の直線上の補助点の数の合
計点数と等しい数の重心が同一直線上に並ぶ第１の点列
を抽出する第１の点列抽出手段と、撮影画像内におい
て、第２の基準点と第３の基準点と第２の直線上の補助
点の数の合計点数と等しい数の重心が同一直線上に並ぶ
第２の点列を抽出する第２の点列抽出手段と、それぞれ
の点列において一方の端部の重心を共有する第１の点列
と第２の点列の組合せを選択する選択手段と、選択手段
により選択された第１の点列において選択手段により選
択された第２の点列と共有する重心と反対側の端部に相
当する重心を第１の基準点と特定し、選択手段により選
択された第１の点列と第２の点列が共有する重心を第２
の基準点と特定し、選択手段により選択された第２の点
列において選択手段により選択された第１の点列と共有
する重心と反対側の端部に相当する重心を第３の基準点
と特定する基準点特定手段とを備えている。

【０００９】写真測量用ターゲットにおいて、例えば第
１の直線上に補助点が２つ設けられ、第２の直線上に補
助点が１つ設けられ、撮影画像内において第１の点列が
重心が同一直線上に４つ並ぶ４点列であり、第２の点列
が重心が同一直線上に３つ並ぶ３点列であることを特徴
とする。

【００１０】また、本発明の写真測量用ターゲットの基
準点の算出方法は、互いの間隔が既知である第１、第
２、第３の基準点が設けられ、第１の基準点と第２の基
準点を結ぶ第１の直線と第２の基準点と第３の基準点を
結ぶ第２の直線とが所定の角度を有し、第１の直線上と
第２の直線上にそれぞれ個数の異なる補助点が設けられ
た写真測量用ターゲットと共に測量対象物をカメラによ
り撮影する第１ステップと、カメラにより撮影された撮
影画像内において、第１の直線上の補助点の数と第２の
直線上の補助点の数との差に基づいて、第１の基準点、
第２の基準点、及び第３の基準点を特定し、撮影画像内
の２次元直交座標である写真座標系における第１の基準
点、第２の基準点及び第３の基準点の座標値を取得する
第２ステップとを備えることを特徴とする。

【００１１】また、本発明に係る写真測量用ターゲット
の基準点の算出プログラムが格納された記録媒体は、互
いの間隔が既知である第１、第２、第３の基準点が設け
られ、第１の基準点と第２の基準点を結ぶ第１の直線と
第２の基準点と第３の基準点を結ぶ第２の直線とが所定
の角度を有し、第１の直線上と第２の直線上にそれぞれ
個数の異なる補助点が設けられた写真測量用ターゲット
と共に測量対象物がカメラにより撮影された撮影画像内
において、第１の直線上の補助点の数と第２の直線上の
補助点の数の相違に基づいて、第１の基準点、第２の基
準点及び第３の基準点を特定し、撮影画像内の２次元直
交座標である写真座標系における第１の基準点、第２の
基準点及び第３の基準点の座標値を取得する２次元座標
取得ルーチンを備えたことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１には、本発明に係る実施形態
に適用される写真測量用ターゲットが一部破断して示さ
れる。図２には、同写真測量用ターゲットの側面図が示
される。ターゲット１０はＬ字型を呈しており、２本の
柱状部材１２、１４を備える。第１の柱状部材１２およ
び第２の柱状部材１４は金属材料から形成され、内部が
中空の四角柱形状を呈しており、それらの全外周面には
無反射シートが貼付される。第１の柱状部材１２および
第２の柱状部材１４の幅は共に同じ長さＬ_wであり、ま
たそれぞれの厚みは共に同じ長さＬ_Hである。

【００１３】第１の柱状部材１２の一方の端部１２ａに
は、直方体の制御部筐体２０が一体的に固定される。制
御部筐体２０は金属材料から形成され、その全外周面に
は無反射シートが貼付される。制御部筐体２０におい
て、その厚みは第１の柱状部材１２の厚みと同じ長さＬ
_Hであり、またその幅は第１の柱状部材１２の幅Ｌ_wの
約２倍である。制御部筐体２０はその側面２０ｂが第１
の柱状部材１２の側面１２ｂと同一平面上に位置するよ
うに設けられており、制御部筐体２０の側面２０ｃは第
１の柱状部材１２の側面１２ｃから突出している。

【００１４】制御部筐体２０の側面２０ｃには、第２の
柱状部材１４の一方の端部１４ａがヒンジ１５により回
動可能に取付けられる。第２の柱状部材１４の側面１４
ｂは、制御部筐体２０の第１の柱状部材１２が設けられ
る面の反対側の端面２０ｄと同一平面上に位置する。

【００１５】第２の柱状部材１４の側面１４ｃと制御部
筐体２０の側面２０ｃとが成す角α、即ち２本の柱状部
材１２および１４の軸心ＡおよびＢ（図中、二点鎖線で
示す）が成す鋭角側には固定部材であるステー１６が連
結され、これにより２本の柱状部材１２および１４は互
いに固定される。ステー１６はその幅および厚みは第１
および第２の柱状部材１２、１４の幅Ｌ_wおよび厚みＬ
_Hより小さい。またステー１６の長手方向長さは第１の
柱状部材１２の長手方向長さより短い。

【００１６】ステー１６は２本の柱状部材１２、１４に
対してそれぞれ傾斜して設けられ、このとき第２の柱状
部材１４の第１の柱状部材１２に対して成す鋭角αは９
０度である。ステー１６はステー用ヒンジ９２により第
１の柱状部材１２に回動可能に固定され、ロックヒンジ
９４により第２の柱状部材１４に対して着脱自在であ
る。

【００１７】ターゲット１０の上面、即ち２本の柱状部
材１２、１４および制御部筐体２０の上面には３個の基
準点部材３１、３４、３６、および３個の補助点部材３
２、３３、３５が同一平面上に設けられる。基準点部材
３１（第１の基準点）、補助点部材３２、３３は第１の
柱状部材１２の上面１２ｅに設けられ、基準点部材３４
（第２の基準点）は制御部筐体２０の上面２０ｅに設け
られ、補助点部材３５、基準点部材３６（第３の基準
点）は第２の柱状部材１４の上面１４ｅに設けられる。
すなわち、基準点部材３１と基準点部材３４を結ぶ直線
（第１の直線）上に２個の補助点部材３２、３３が設け
られ、基準点部材３４と基準点部材３６を結ぶ直線（第
２の直線）上に１個の補助点部材３５が設けられてい
る。

【００１８】各基準点部材３１、３４、３６、および各
補助点部材３２、３３、３５は円板状を呈しており、そ
れらの直径は全て同じであり、かつ柱状部材１２、１４
の幅Ｌ_wより小さい。

【００１９】基準点部材３１、３４、補助点部材３２、
３３は、軸心Ａ方向に平行な基準点部材３１と基準点部
材３４を結ぶ直線（第１の直線）上に設けられ、基準点
部材３４、３６および補助点部材３５は、軸心Ｂ方向に
平行な基準点部材３４と基準点部材３６を結ぶ直線（第
２の直線）上に設けられる。すなわち、基準点部材３１
と基準点部材３４を結ぶ直線上に２個の補助点部材３
２、３３が設けられ、基準点部材３４と基準点部材３６
を結ぶ直線上に１個の補助点部材３５が設けられてお
り、各直線上に配設される補助点部材の数は異なる。基
準点部材３１と補助点部材３２の間、補助点部材３２と
補助点部材３３の間、補助点部材３３と基準点部材３４
の間の距離はそれぞれ等しく、基準点部材３４と補助点
部材３５の間、補助点部材３５と基準点部材３６の間の
距離はそれぞれ等しい。また、基準点部材３１から基準
点部材３４までの距離と、基準点部材３４から基準点部
材３６までの距離は等しい。

【００２０】基準点部材３１、３４、３６、および補助
点部材３２、３３、３５によって、写真測量の基準平面
が定められ、同時に基準点部材３１、３４、３６を頂点
とする二等辺三角形の辺長さが基準尺として定められ
る。即ち、基準点部材３１から基準点部材３４までの距
離、あるいは基準点部材３４から基準点部材３６までの
距離、あるいは基準点部材３６から基準点部材３１まで
の距離が既知であり、これらが基準尺として写真測量に
用いられる。

【００２１】図１から明らかなように、二等辺三角形の
長さの等しい２辺において補助点部材の数が異なってい
るため、ターゲット１０の向きが容易に判別でき、被写
体が同一の撮影画像が多数ある場合に、そのカメラ位置
が容易に想定できる。

【００２２】基準点部材３１、３４、３６および補助点
部材３２、３３、３５により規定される基準平面は、道
路面と平行であることが望ましい。制御部筐体２０は第
１の柱状部材１２側に設けられており、ヒンジ１５で第
２の柱状部材１４の端部のみを連結した場合、第１の柱
状部材１２側が重いために第２の柱状部材１４が道路面
から浮き、第１の柱状部材１２側の基準点部材３１、補
助点部材３２、３３と、第２の柱状部材１４側の補助点
部材３５、基準点部材３６が同一平面上に位置すること
ができなくなり、また基準平面が道路面に対して平行で
なくなる恐れがある。

【００２３】このため、ステー１６により柱状部材１
２、１４の中間を互いに連結させて、第２の柱状部材１
４の道路面からの浮上りを防止し、基準平面を道路面に
平行にして写真測量の精度を向上させている。

【００２４】さらに、ヒンジ１５の取付によって生じる
制御部筐体２０の側面２０ｃと第２の柱状部材１４の端
面１４ａとの間隙にはシート状の弾性部材１９（図５参
照）が設けられ、これにより第２の柱状部材１４のガタ
つきが防止される。弾性部材１９はゴムやスポンジ等か
ら形成され、第２の柱状部材１４の端面１４ａに密着固
定される。なお、シート状の弾性部材１９の代わりにバ
ネ部材を設けてもよい。

【００２５】基準点部材３１、３４、３６および補助点
部材３２、３３、３５には反射シートが貼付され、さら
に各基準点部材３１、３４、３６および補助点部材３
２、３３、３５の周りには、黒色の円板部材である無反
射部材４１、４２、４３、４４、４５、４６がそれぞれ
設けられる。これにより、撮影画像における基準点部材
３１、３４、３６および補助点部材３２、３３、３５の
識別が容易になり、写真測量の精度を向上させることが
できる。

【００２６】ターゲット１０は、基準点部材３１、３
４、３６および補助点部材３２、３３、３５が設けられ
る面の反対側の面に３本の脚１８を備える。脚１８は基
準点部材３１、３４、３６に対応して設けられ、これら
によりターゲット１０は道路面に対して脚１８の長さ分
だけ離れて載置される。

【００２７】図３および図４を参照して、補助点部材３
５および無反射部材４５の構成について説明する。図３
は、図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面におけるターゲッ
ト１０の断面図である。図４は無反射部材４５の第２の
柱状部材１４側の面を示す平面図である。他の基準点部
材３１、３４、３６、補助点部材３２、３３および無反
射部材４１、４２、４３、４４、４６は、補助点部材３
５および無反射部材４５と同様の構成であるのでここで
は説明を省略する。

【００２８】第２の柱状部材１４の上面１４ｅには磁石
保持部材６２が設けられ、この磁石保持部材６２の内部
には環状の磁石６４が収納される。磁石保持部材６２の
外径は第２の柱状部材１４の幅Ｌ_wと略同じ長さであ
る。磁石６４は磁石保持部材６２とともに、ネジ部材６
６により第２の柱状部材１４に一体的に固定される。ネ
ジ部材６６の頭部６７には反射シート６８が貼付され
る。これら磁石保持部材６２、磁石６４、ネジ部材６６
および反射シート６８により、補助点部材３５が構成さ
れる。

【００２９】無反射部材４５は、電波が透過できる材
料、例えば樹脂あるいはゴムから形成された円板７２を
備える。円板７２の材料がゴムの場合、無反射部材４５
の落下による破損が防止される。円板７２の一方の面に
は無反射シート７４が貼付される。無反射部材４５の直
径はこの実施形態においては、補助点部材３５、即ちネ
ジ部材頭部６７の直径の約７倍である。また、無反射部
材４５の厚みはネジ部材６６の頭部６７の厚みよりわず
かに小さい。

【００３０】無反射部材４５の中央には、ネジ部材６６
の頭部６７と略同径の嵌合穴７６が形成される。無反射
部材４５の無反射シート７４が設けられていない面にお
いて、嵌合穴７６の周囲には環状の鉄板７８が埋込まれ
ている。鉄板７８の内径は嵌合穴７６の直径と略等し
く、その外径は磁石保持部材６２の外径と略等しい。

【００３１】無反射部材４５は補助点部材３５に対して
着脱自在である。ターゲット１０の使用時には、ネジ部
材６６の頭部６７と嵌合穴７６とが嵌合させられ、この
とき磁石６４の磁力により鉄板７８がネジ部材６６の頭
部６７あるいは磁石保持部材６２に密着固定される。図
３から明らかなように、無反射部材４５が補助点部材３
５に取付けられた状態において、反射シート６８と無反
射シート７４とは略同一平面上にある。ターゲット１０
の非使用時には、人手により無反射部材４５が補助点部
材３５から取外される。

【００３２】このように、無反射部材４５を補助点部材
３５に対して着脱自在にすることにより、ターゲット１
０の携帯性が向上する。さらに、反射シート６８の周囲
に無反射シート７４が設けられることにより、補助点部
材３５の領域が明確になり、夜間や雨によって周囲が暗
い現場での撮影、あるいは道路面が反射しやすい現場で
の撮影等の撮影条件が悪い場合でも、撮影画像における
補助点部材３５の識別が容易になる。

【００３３】なお、補助点部材３５と無反射部材４５と
の直径の比率、即ち反射シート６８および無反射シート
７４の領域の大きさは、特にこの実施形態に限定され
ず、ターゲット１０の撮影画像において反射シート６８
が十分認識できる大きさであればよい。また補助点部材
３５および無反射部材４５の形状も円形に限定されな
い。

【００３４】図５は、図１における制御部筐体２０の近
傍を拡大して示す平面図であり、一部破断して示す図で
ある。図６は図５のＸＩ−ＸＩ線における断面図であ
り、制御部筐体２０の構成を簡略化して示す図である。

【００３５】制御部筐体２０の端面２０ｄ側には電池収
納室８３が設けられる。電池収納室８３には電源である
電池８７が収納され、ターゲット１０に電力を供給して
いる。電池収納室８３は端面２０ｄ側に開口を有し、蓋
部８３ａにより閉密される。制御部筐体２０の端面２０
ｄにはスイッチ８５が一体的に設けられ、このスイッチ
８５の手動操作により電源のオン、オフが切換えられ
る。電源がオンされると、傾斜角センサや方位センサ等
（図示せず）の各種のセンサが作動し、ターゲット１０
の位置情報が得られる。

【００３６】制御部筐体２０の上面２０ｅは開口８１を
有しており、この開口８１はカバー８２により閉密され
る。カバー８２は電波が透過可能な材料、例えば樹脂か
ら形成される。

【００３７】このようなターゲット１０が測量現場にお
いて所定の位置に配設された上で、カメラにより撮影さ
れる。

【００３８】次に、ターゲット１０を用いた本実施形態
のカメラ位置算出の手順について説明する。図７は、タ
ーゲット１０とカメラ１００との位置関係を示す図であ
る。ターゲット１０は、カメラ１００によってカメラ位
置Ｍで撮影される。カメラ位置Ｍは、カメラ１００の撮
影レンズの後側主点位置として定義される。カメラ位置
Ｍでの光軸は２点鎖線Ｏで示される。上述のようにター
ゲット１０上には３個の基準点部材と３個の補助点部材
が設けられるが、図の複雑化を避けるために頂点である
３個の基準点部材のみを説明に用いる。図７において、
基準点部材３１、３４および３６によって決定される平
面は基準平面とされ、基準点部材３１と基準点部材３４
との間の距離、および基準点部材３４と基準点部材３６
との間の距離が基準尺Ｌとして示される。

【００３９】尚、図７から明らかなように、カメラ１０
０には読み出し可能な記録媒体であるＩＣカード２４が
装着されている。ＩＣカード２４はカメラ１００に対し
て着脱自在である。撮影された画像データはこのＩＣカ
ード２４に記録される。画像データに基づく写真測量の
実行は、ＩＣカード２４を後述する写真測量装置に装着
し、ＩＣカード２４に記録された画像データを写真測量
装置のメモリにロードした上で行なわれる。

【００４０】図８にはカメラ位置Ｍにおける撮影画像が
示される。撮影画像には２次元直交座標系（Ｘｐ_,Ｙ
ｐ）が設定され、その座標原点は撮像中心ＣＰとされ
る。図８から明らかなように、撮影画像では、基準点部
材３１、３４および３６の像点はそれぞれ座標Ｐ１（Ｘ
ｐ₁，Ｙｐ₁）、Ｐ２（Ｘｐ₂，Ｙｐ₂）、Ｐ３（Ｘｐ
₃，Ｙｐ₃）で示される。尚、本明細書では撮影画像の
２次元直交座標を「写真座標系」と呼ぶ。

【００４１】図９は、カメラ１００による撮影画像と、
ターゲット１０との間の位置関係を相対的に示す図であ
る。基準点部材３１、３４および３６により規定される
基準平面は、図中ハッチング領域で示される。図９にお
いて、カメラ位置Ｍの３次元直交座標は（Ｘｃ，Ｙｃ，
Ｚｃ）で示される。その座標原点はカメラ位置Ｍにおけ
るカメラ１００の撮影レンズの後側主点位置に一致し、
またそのＺｃ軸はカメラ位置Ｍにおける撮影レンズの光
軸Ｏに一致する。また、Ｘｃ軸は図８に示す撮影画像の
２次元直交座標系のＸｐ軸と平行であり、Ｙｃ軸は同２
次元直交座標系のＹｐ軸と平行である。本明細書では、
カメラ位置Ｍの３次元直交座標を「カメラ座標系」と呼
ぶ。

【００４２】ここで、撮影画像に基づいてカメラ位置Ｍ
を特定するために、図１０に示す右手系の３次元直交座
標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）が適宜設定される。３次元直
交座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）の座標原点はターゲット
１０の基準点部材３４に一致させられる。Ｚｓ軸は、基
準点部材３４から３６へ向かう方向であり、基準点部材
３４を通り、Ｚｓ軸に直交し、かつ基準平面にある軸を
Ｘｓ軸とし、基準点部材３４を通り、基準平面に直交す
る軸、すなわち紙面に直交する軸をＹｓ軸とする。上述
のようにターゲット１０の基準点部材３１と基準点部材
３４、および基準点部材３４と基準点部材３６との間の
距離はＬなので、基準点部材３１、３４および３６の像
点はそれぞれ座標Ｐｓ１（−Ｌ，０，０）、Ｐｓ２
（０，０，０）、Ｐｓ３（０，０，Ｌ）で示される。本
明細書ではこの３次元直交座標を「シーン座標系」と呼
ぶ。

【００４３】カメラ位置Ｍは、シーン座標系とカメラ座
標系の相対的な関係で示される。すなわち、シーン座標
系の原点からのカメラ座標系の原点の移動距離と、Ｘｓ
軸のＸｃ軸回りの回転角と、Ｙｓ軸のＹｃ軸回りの回転
角、およびＺｓ軸のＺｃ軸回りの回転角で、カメラ位置
Ｍは定義される。

【００４４】シーン座標系における基準点の座標値Ｐｓ
ｉ（Ｐｓｘｉ，Ｐｓｙｉ，Ｐｓｚｉ）（ｉ＝１、２、
３）と、カメラ座標系における基準点Ｐｉの座標値Ｐｃ
ｉ（Ｐｃｘｉ，Ｐｃｙｉ，Ｐｃｚｉ）（ｉ＝１、２、
３）との関係は（１）式で示される。

【００４５】

【数１】

【００４６】（１）式において、αはＸｓ軸のＸｃ軸回
りの回転角、βはＹｓ軸のＹｃ軸回りの回転角、γはＺ
ｓ軸のＺｃ軸回りの回転角であり、Ｒはα、β、γの回
転行列、Δはシーン座標からカメラ座標へのベクトルで
ある。

【００４７】また、カメラ座標系における基準点の座標
値Ｐｃｉ（Ｐｃｘｉ，Ｐｃｙｉ，Ｐｃｚｉ）（ｉ＝１、
２、３）と、写真座標系における基準点の座標値Ｄｉ
（Ｄｘｉ、Ｄｙｉ）（ｉ＝１、２、３）との関係は式
（２）で表わされる。尚、（２）式における「ｆ」はカ
メラ１００の撮影レンズの焦点距離である。

【００４８】

【数２】

【００４９】以上のように、上述の（１）式および
（２）式により、基準点のシーン座標系における座標値
から、写真座標系における座標値が算出される。一方、
写真座標系における基準点の座標値は、後述するように
撮影画像より自動抽出される。従って、（１）式および
（２）式から算出した基準点の座標値と、撮影画像から
自動抽出した座標値とを比較することにより、カメラ位
置を定義するΔＸ、ΔＹ、ΔＺ、α、β、γの値を算出
することができる。

【００５０】図１７は、ＩＣカード２４に格納された画
像データに基づいて写真測量が行なわれる写真測量装置
の座標算出システムのブロック図である。図１７に示す
ように、座標算出システムはコンピュータ１８４を備え
るコンピュータシステムで構成される。コンピュータ１
８４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１８４Ａ、オペレ
ーティングシステム、常数等が格納された読出し専用メ
モリ（ＲＯＭ）１８４Ｂ、データ等を一時的に格納する
書込み／読出し自在なメモリ（ＲＡＭ）１８４Ｃ、ＣＰ
Ｕ１８４Ａで実行された演算結果を格納するためのハー
ドディスク１８４Ｄ、入出力インターフェース（Ｉ／
Ｏ）１８４Ｅを有する。

【００５１】コンピュータシステムはまた、Ｉ／Ｏ１８
４Ｅを介してコンピュータ１８４に接続されるＩＣカー
ドリーダ１８６を備える。ＩＣカードリーダ１８６はＩ
Ｃメモリカード２４が装着されるスロットを備えてお
り、１フレーム分のデジタル画像や他のデータを読み込
むためのＩＣカードドライバ１８８を有する。

【００５２】また、コンピュータシステムは、Ｉ／Ｏ１
８４Ｅを介してコンピュータ１８４に接続されるＣＤ−
ＲＯＭリーダ１９７を備える。ＣＤ−ＲＯＭリーダ１９
７は、ＣＤ−ＲＯＭ１９８を装着するためのトレーを備
えており、ＣＤ−ＲＯＭドライブユニット１９９を有す
る。後述するターゲットの基準点やカメラ位置の算出プ
ログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ１９８に格納されている。こ
の算出プログラムはＣＤ−ＲＯＭ１９８から読み出さ
れ、ハードディスク１８４Ｄに記憶される。

【００５３】さらに、コンピュータシステムは、ＩＣメ
モリカード２４から読み出された１フレーム分のデジタ
ル画像データに基づく撮影画像の再生や、コンピュータ
１８４により作成される測量図の再生を行なうためのモ
ニタ１９０、種々のコマンド信号やデータをコンピュー
タ１８４に入力するためのキーボード１９２、モニタ１
９０に表示されるカーソルを操作するためのマウス１９
４、必要に応じて測量図を印刷するためのプリンタ１９
６を備える。

【００５４】図１１は、上述のＣＰＵ１８４Ａにより実
行される、本実施形態のカメラ位置算出の手順を示すフ
ローチャートである。ステップＳ１０００において、上
述のターゲット１０を設置して撮影した測量現場のデジ
タル画像が本実施形態の写真測量装置にロードされ、次
いでステップＳ１００２でグレースケール処理が行なわ
れる。グレースケール処理とは、カラー画像から色成分
を除去し、輝度情報のみを抽出する処理である。デジタ
ル画像を構成する全ての画素毎に２５６階調の輝度情報
が抽出され、配列形式の変数Ｉｍｇに格納される。すな
わち、各画素の輝度情報はＩｍｇ（ｊ，ｋ）で表わされ
る。ｊおよびｋは画素のデジタル画像における２次元座
標値（写真座標系の座標値）である。

【００５５】ステップＳ１００４で各画素毎に抽出され
た輝度情報の２値化処理が行なわれる。変数Ｉｍｇに格
納された輝度情報を所定の閾値を比較し、その輝度情報
が高く閾値を超えていれば「１」、輝度情報が低く閾値
以下であれば「０」をＩｍｇと同様の配列形式の変数Ｂ
ｉｎに格納する。すなわち、各画素の輝度情報を２値化
したデータはＢｉｎ（ｊ，ｋ）で表わされる。上述のよ
うに、本実施形態で用いられるターゲット１０の基準点
部材３１、３４、３６、補助点部材３２、３３、３５に
は反射シートが貼付され、その周りには、黒色の無反射
部材４１、４２、４３、４４、４５、４６が設けられて
いる。従って、基準点部材３１、３４、３６および補助
点部材３２、３３、３５に対応する画素の２値化データ
は「１」となり、周囲の無反射部材４１、４２、４３、
４４、４５、４６に対応する画素の２値化データは
「０」となる。

【００５６】次いで、ステップＳ１００６でラベリング
が行なわれる。ラベリングとは、２値化データが「１」
である画素が連続している部分を１つのグループとして
抽出する処理であり、デジタル画像において輝度情報の
高い領域が抽出される。各グループ毎に、そのグループ
を構成する画素の数およびそれぞれの２次元座標値が所
定の変数に格納される。

【００５７】次いで、ステップＳ１００８で各グループ
の面積、すなわち画素数が算出され、ステップＳ１０１
０で、各グループの画素数に基づいて、そのグループが
基準点部材若しくは補助点部材に相当するか否かを判別
する。具体的には、画素数が下限値Ｔｈ１と上限値Ｔｈ
２の範囲内にあるか否かをチェックする。下限値Ｔｈ１
および上限値Ｔｈ２は、それにより規定される画素数の
範囲が、デジタル画像内の基準点部材、補助点部材に相
当するグループの画素数を十分に含み、かつ最小の範囲
となるよう設定されている。従ってステップＳ１０１０
の処理により、デジタル画像のノイズに相当する画素数
が１、２個程度のグループや、測量現場の道路上におい
てペンキが塗布されたような、広範囲にわたって高い輝
度情報を有する領域に相当するグループが除去される。

【００５８】次いでステップ１０１２において、各グル
ープの輝度情報を考慮した重心の算出が行われる。図１
２は、重心算出の処理手順を示すフローチャートであ
る。ステップＳ１０２２で変数ＳｕｍＸ、ＳｕｍＹ、Ｓ
ｕｍＩｍｇが初期化される。変数ＳｕｍＸには、グルー
プを構成する各画素の輝度情報とｘ座標値との積が累積
して格納され、変数ＳｕｍＹには、グループを構成する
各画素の輝度情報とｙ座標値との積が累積して格納され
る。また、変数ＳｕｍＩｍｇは、グループを構成する各
画素の輝度情報を加算した総和が格納される。

【００５９】ステップＳ１０２６で、画素の輝度情報
（Ｉｍｇ（ｊ，ｋ））と画素のｘ座標値（ｊ）の積が算
出され、その時点で変数ＳｕｍＸに格納されている値に
加算した上で変数ＳｕｍＸに格納される。次いでステッ
プＳ１０２８で、画素の輝度情報と画素のｙ座標値
（ｋ）の積が算出され、その時点で変数ＳｕｍＹに格納
されている値に加算した上で変数ＳｕｍＹに格納され
る。さらに、ステップＳ１０３０で、画素の輝度情報が
その時点で変数ＳｕｍＩｍｇに格納されている値に加算
され、変数ＳｕｍＩｍｇに格納される。以上のステップ
Ｓ１０２６〜Ｓ１０３０の処理が、グループを構成する
全ての画素に対して繰り返される。

【００６０】すなわち、変数ＳｕｍＸには、各画素の輝
度情報をｘ方向の座標値に基づいて重み付けをした値の
総和が格納され、変数ＳｕｍＹには、各画素の輝度情報
をｙ方向の座標値に基づいて重み付けをした値の総和が
格納される。また、変数ＳｕｍＩｍｇには、各画素の輝
度情報の総和が格納される。

【００６１】ステップＳ１０３２でグループを構成する
全ての画素に対して、上述の輝度情報の累積演算処理が
行われたか否かがチェックされる。グループを構成する
全ての画素についてステップＳ１０２６〜Ｓ１０３０の
処理が行われたら、ステップＳ１０３４へ進む。ステッ
プＳ１０３４では、各画素の輝度情報をｘ方向の座標値
に基づいて重み付けをした値の総和を、各画素の輝度情
報の総和により除算する処理が行なわれ、グループの重
心のｘ座標値が算出される。ステップＳ１０３６では、
各画素の輝度情報をｙ方向の座標値に基づいて重み付け
をした値の総和を、各画素の輝度情報の総和により除算
する処理が行なわれ、グループの重心のｙ座標値が算出
される。

【００６２】次いで、ステップＳ１０３８において、撮
影画像内の全てのグループについて輝度情報を考慮した
重心の座標の算出が行われたか否かがチェックされる。
全てのグループについての重心の座標の算出処理が終了
していない場合は、ステップＳ１０２０〜Ｓ１０３６ま
での処理が繰り返される。全てのグループについての重
心の座標の算出処理が終了したら、図１１のステップＳ
１０１４へ進む。

【００６３】図１３は、各グループの重心座標の算出が
行なわれた後の撮影画像の各画素の状態を模式的に示す
図であり、輝度情報の低い画素には斜線を付してある。
図１３に示すように、グループＧ１〜Ｇ１３が抽出され
ており、それぞれの重心はＧＣ１〜ＧＣ１３である。

【００６４】ステップＳ１０１４では、ターゲット１０
の基準点部材３１、３４、３６、補助点部材３２、３
３、３５の相対関係を満たす、グループの組み合わせを
抽出する。図１４はグループの組み合わせ抽出処理の前
半を示すフローチャート、図１５は後半を示すフローチ
ャートである。以降、グループの組合せ抽出処理の手順
を図１３を参照しながら説明する。

【００６５】ステップＳ１０４０で画像内のグループか
ら任意の２グループを選択され、ステップＳ１０４２
で、選択した２グループの重心を含む直線が算出され
る。次いでステップＳ１０４４で直線上において、選択
した２グループの重心の間に重心を有するグループが検
出される。

【００６６】ステップＳ１０４６において、ステップＳ
１０４４で検出されたグループの数がチェックされる。
直線上に重心を有するグループがステップＳ１０４０で
選択された２グループを含めて４つの場合はステップＳ
１０４８へ進み、３つの場合はステップＳ１０５０へ進
み、その他の場合はステップＳ１０５２へ進む。

【００６７】例えば、グループＧ１とグループＧ２が選
択された場合、それぞれの重心ＧＣ１、ＧＣ２を含む直
線上には他のグループの重心が存在しないため、処理は
ステップＳ１０５２へ進む。グループＧ３とグループＧ
６が選択された場合、若しくはグループＧ１０とグルー
プ１３が選択された場合、重心ＧＣ３、ＧＣ６を含む直
線上にはグループＧ４の重心ＧＣ４とグループＧ５の重
心ＧＣ５の２つの重心が存在し、重心ＧＣ１０、ＧＣ１
３を含む直線上にはグループＧ１１の重心ＧＣ１１とグ
ループＧ１２の重心ＧＣ１２の２つの重心が存在する。
従って処理はステップＳ１０４８へ進む。グループＧ１
とグループＧ３が選択された場合、若しくはグループＧ
７とグループＧ９が選択された場合、重心ＧＣ１、ＧＣ
３を含む直線上にはグループＧ２の重心ＧＣ２が１つ存
在し、重心ＧＣ７、ＧＣ９を含む直線上には、グループ
Ｇ８の重心ＧＣ８が１つ存在する。従って処理はステッ
プＳ１０５０へ進む。

【００６８】ステップＳ１０４８では、４つのグループ
が同一直線上に並列する４点列として登録され、ステッ
プＳ１０５０では、３つのグループが同一直線上に並列
する３点列として登録される。例えば図１３の各グルー
プは、グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３と、グループＧ６、Ｇ
７、Ｇ８がそれぞれ３点列として登録され、グループＧ
４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７と、グループＧ１０、Ｇ１１、Ｇ
１２、Ｇ１３がそれぞれ４点列として登録される。

【００６９】ステップＳ１０５２では、２グループの全
ての組合せについて処理が行なわれたか否かがチェック
され、全ての組合せについて処理が終了していない場合
はステップＳ１０４０〜Ｓ１０５０の処理が繰り返され
る。２グループの全ての組合せについて処理が終了した
ら、図１５のステップＳ１０５４へ進む。

【００７０】ステップＳ１０５４では、それぞれ同一直
線上にある３点列と４点列が１つづつ選択され、それぞ
れの端点に相当するグループの重心が一致するか否かが
チェックされる。それぞれの端点に相当するグループの
重心が一致する場合ステップＳ１０５８へ進み、端点に
相当するグループの重心が一致しない場合、ステップＳ
１０５４へ戻り、他の組合せの３点列と４点列が選択さ
れる。図１３において、グループＧ３は、グループＧ
１、Ｇ２、Ｇ３の３点列の端点であり、かつグループＧ
３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６の４点列の端点である。従って、
３点列と４点列の組合せとして、グループＧ１、Ｇ２、
Ｇ３と、グループＧ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６が選択され
る。

【００７１】ステップＳ１０５８では、４点列を構成す
るグループのうち、３点列の端点と一致する端点と反対
側の端点に相当するグループの重心の座標が、基準点部
材３１の座標を示す変数Ａ１（Ａｘ₁、Ａｙ₁）に格納
され、３点列と４点列の一致する端点に相当するグルー
プの重心の座標が基準点部材３４の座標を示す変数Ａ２
（Ａｘ₂、Ａｙ₂）に格納され、３点列を構成するグル
ープのうち、４点列の端点と一致する端点と反対側の端
点に相当するグループの重心の座標が、基準点部材３６
の座標を示す変数Ａ３（Ａｘ₃、Ａｙ₃）に格納され
る。すなわち、図１３の重心ＧＣ６の座標が変数Ａ１に
格納され、重心ＧＣ３が変数Ａ２に格納され、重心ＧＣ
１が変数Ａ３に格納される。

【００７２】次いでステップＳ１０６０において、変数
Ａ２から変数Ａ１へ向かうベクトルに対する、変数Ａ２
から変数Ａ３へ向かうベクトルの成す角度がチェックさ
れる。変数Ａ２から変数Ａ１へ向かうベクトルに対す
る、変数Ａ２から変数Ａ３へ向かうベクトルの成す反時
計回りの角度θが、下限値Ｔｈ３より大きくかつ上限値
Ｔｈ４より小さいか否かがチェックされる。本実施形態
では、下限値Ｔｈ３は０度、上限値Ｔｈ４は１８０度に
設定されている。ステップＳ１０６０の条件を満たす場
合、選択された３点列と４点列の組合せがターゲット１
０の３つの基準点部材３１、３４、３６、補助点部材３
２、３３、３５の相対的関係を満たす組合せであるの
で、グループの組み合わせ抽出処理を終了し、図１１の
ステップＳ１０１６へ進む。

【００７３】角度θが下限値Ｔｈ３と上限値Ｔｈ４の範
囲内にない場合、ステップＳ１０６２へ進み、３点列と
４点列の全ての組合せについて処理が行なわれたか否か
がチェックされる。ステップＳ１０５６〜Ｓ１０６０ま
での処理が行なわれていない３点列と４点列の組合せが
存在する場合は、ステップＳ１０５４へ戻り、ステップ
Ｓ１０６０までの処理を繰り返す。

【００７４】すなわち、基準点部材３１、３４、３６、
補助点部材３２、３３、３５の相対的関係を満たす３点
列と４点列の組合せが検出されるまでステップＳ１０５
４〜Ｓ１０６２の処理が繰り返される。基準点部材と補
助点部材の相対的関係を満たす３点列と４点列の組合せ
が検出されたら、他の３点列と４点列の他の組合せの処
理は行なわずに処理を終了する。

【００７５】図１３の３点列と４点列の組合せ、グルー
プＧ１、Ｇ２、Ｇ３と、グループＧ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ
６に関して、変数Ａ２から変数Ａ１へ向かうベクトルに
対する変数Ａ２から変数Ａ３へ向かうベクトルの反時計
回りの角度は、図１３から明らかなように、下限値Ｔｈ
３と上限値Ｔｈ４の範囲内にある。従って、グループＧ
１、Ｇ２、Ｇ３と、グループＧ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６
は、基準点部材３１、３４、３６、補助点部材３２、３
３、３５の相対的関係を満たす３点列と４点列の組合せ
として検出される。

【００７６】ステップＳ１０１６において、カメラ位置
の算出処理が行われる。図１６は、カメラ位置算出の処
理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０７
０で、上述の（１）式の変数ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ、α、
β、γを初期化する。次いで、ステップＳ１０７２で、
（１）式のＰｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３にそれぞれ（−Ｌ，
０，０）、（０，０，０）、（０，０，Ｌ）を代入し、
かつ変数ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ、α、β、γに適当な値を代
入し、カメラ座標系における基準点部材３１、３４、３
６の各座標値Ｐｃ１（Ｐｃｘ₁、Ｐｃｙ₁、Ｐｃ
ｚ₁）、Ｐｃ２（Ｐｃｘ ₂、Ｐｃｙ₂、Ｐｃｚ₂）、Ｐ
ｃ３（Ｐｃｘ₃、Ｐｃｙ₃、Ｐｃｚ₃）を算出する。

【００７７】ステップＳ１０７４で、上述の（２）式に
Ｐｃ１、Ｐｃ２、Ｐｃ３の各座標値を代入し、写真座標
系における基準点部材３１、３４、３６の各座標値Ｄ１
（Ｄｘ₁、Ｄｙ₁）、Ｄ２（Ｄｘ₂、Ｄｙ₂）、Ｄ３
（Ｄｘ₃、Ｄｙ₃）を算出する。

【００７８】ステップＳ１０７６において、撮影画像か
ら自動抽出した基準点部材３１、３４、３６の写真座標
系における各座標値Ａ１、Ａ２、Ａ３と、上述の（１）
式および（２）式を用いて算出した座標値Ｄ１、Ｄ２、
Ｄ３とを比較する。すなわち、各基準点部材の座標値Ｄ
１、Ｄ２、Ｄ３とＡ１、Ａ２、Ａ３との差分の絶対値を
それぞれ算出し、その合計値Ｓを算出する。

【００７９】ステップＳ１０７８で、合計値Ｓが最小で
あるか否かを確認し、最小でない場合は、変数ΔＸ、Δ
Ｙ、ΔＺ、α、β、γの値を変えてステップＳ１０７２
からＳ１０７６の処理を繰り返す。すなわち、合計値Ｓ
が最小となる変数ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ、α、β、γを最小
二乗法により算出する。

【００８０】ステップＳ１０７８で合計値Ｓが最小であ
ることが確認されたら、ステップＳ１０８０において合
計値Ｓが最小となった場合の変数ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ、
α、β、γの値をカメラ位置Ｍを示すパラメータとして
登録し、カメラ位置算出処理を終了する。

【００８１】以上のように本実施形態によれば、ターゲ
ット１０において基準点部材３１、３４の間に設けられ
た補助点部材と、基準点部材３４、３６の間に設けられ
た補助点部材の数が異なり、かつ各基準点部材および各
補助点部材に反射シートが貼付されているため、撮影画
像内において輝度情報により各基準点部材、補助点部材
の位置を特定することが容易である。従って、撮影画像
内における基準点部材３１、３４、３６の座標値が自動
的に抽出される。

【００８２】また、本実施形態によれば、ターゲット１
０の基準点部材３１、３４の間の長さと基準点部材３
４、３６の間の長さ、および第１の柱状部材１２と第２
の柱状部材１４の角度が既知であるため、シーン座標系
における各基準点部材の座標値が所定の値に定まってお
り、その座標値に基づいて写真座標系における各基準点
部材の座標値を算出できる。従って、撮影画像内で自動
抽出した基準点部材の座標値と比較することにより、カ
メラ位置を自動算出することができる。

【００８３】尚、図１１、１２、１４、１５、１６に示
すフローチャートの処理は、測量現場のデジタル画像を
モニタに表示し、モニタ上でターゲットの基準点及び任
意の測量点を指定し、所定の測量演算等が実行される写
真測量システムにおいて、ターゲットの基準点の２次元
座標の算出及びカメラ位置の算出を実行する部分であ
る。即ち、本実施形態によれば、モニタに表示されたデ
ジタル画像内のターゲットの基準点をマウスにより指定
するという作業が省略されると共に、担当者の熟練度に
左右されない正確なカメラ位置のデータが常時得られ、
写真測量システムにおける以降の処理段階において精度
の高い演算処理が実行される。

【００８４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、写真測
量においてカメラ位置を自動的に算出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に適用される写真測量用ター
ゲットを示す平面図である。

【図２】図１に示す写真測量用ターゲットの側面図であ
る。

【図３】図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面におけるター
ゲットの断面図である。

【図４】図１に示すターゲットの無反射部材の第２の柱
状部材側の面を示す平面図である。

【図５】図１に示すターゲットの制御部筐体の近傍を拡
大して示す平面図であり、一部破断して示す図である。

【図６】図５のＸＩ−ＸＩ線における断面図であり、制
御部筐体の構成を簡略化して示す図である。

【図７】本発明の実施形態である写真測量用ターゲット
とカメラとの位置関係を示す斜視図である。

【図８】図７のカメラで撮影した画像を模式的に示す図
である。

【図９】基準点部材と、その像点と、カメラの撮影レン
ズの後側主点位置との位置関係を３次元座標で示す図で
ある。

【図１０】シーン座標系とカメラ座標系を相対的に示す
図である。

【図１１】本発明の実施形態のカメラ自動算出処理の手
順を示すフローチャートである。

【図１２】撮影画像内で高い輝度情報を有するグループ
の重心を算出する手順を示すフローチャートである。

【図１３】グループの重心座標の算出が行なわれた後の
撮影画像の各画素の状態を模式的に示す図である。

【図１４】グループの組み合わせ抽出処理の前半を示す
フローチャートである。

【図１５】グループの組み合わせ抽出処理の後半を示す
フローチャートである。

【図１６】カメラ位置算出の処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図１７】写真測量装置の座標算出システムのブロック
図である。

【符号の説明】

１０ターゲット１２第１の柱状部材１４第２の柱状部材１５ヒンジ１６ステー２０制御部筐体２４ＩＣカード３１、３４、３６基準点部材３２、３３、３５補助点部材４１、４２、４３、４４、４５、４６無反射部材９２ステー用ヒンジ９４ロックヒンジ１８４コンピュータ１８６ＩＣカードリーダ１８８ＩＣカードドライバ１９７ＣＤ−ＲＯＭリーダ１９８ＣＤ−ＲＯＭ１９９ＣＤ−ＲＯＭドライブユニット１９０モニタ１９２キーボード１９４マウス１９６プリンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金子敦美東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者中山利宏東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者木田敦東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いの間隔が既知である第１、第２、第
３の基準点が設けられ、前記第１の基準点と前記第２の
基準点を結ぶ第１の直線と前記第２の基準点と前記第３
の基準点を結ぶ第２の直線とが所定の角度を有し、前記
第１の直線上と前記第２の直線上にそれぞれ個数の異な
る補助点が設けられた写真測量用ターゲットと共に測量
対象物をカメラにより撮影する画像取得手段と、前記画像取得手段により得られる撮影画像内において、
前記第１の直線上の前記補助点の数と、前記第２の直線
上の前記補助点の数を比較することにより、前記撮影画
像内の前記第１の基準点、前記第２の基準点及び前記第
３の基準点の位置を特定し、前記撮影画像内の２次元直
交座標である写真座標系における前記第１の基準点、前
記第２の基準点及び前記第３の基準点の座標値を取得す
る２次元座標取得手段とを備えたことを特徴とする写真
測量用ターゲットの基準点の算出装置。
【請求項２】前記写真測量用ターゲットにおいて、前
記第１の基準点、前記第２の基準点、前記第３の基準点
及び前記補助点が前記撮影画像内において他の被写体よ
りも相対的に高い輝度情報を有するよう反射部材から成
り、前記２次元座標取得手段が、前記撮影画像を構成する各画素の輝度情報を所定の閾値
と比較して、前記画素のそれぞれについて高い輝度情報
を有する画素と低い輝度情報を有する画素との２種類に
種別する２値化処理手段と、前記撮影画像内において前記高い輝度情報を有する画素
が所定範囲内で複数連続するグループを抽出するグルー
プ抽出手段と、前記グループを構成する各画素の輝度情報および前記写
真座標系における座標値に基づいて、前記グループの重
心の座標値を算出するグループ重心座標値算出手段と、前記撮影画像内において、前記第１の基準点と前記第２
の基準点と前記第１の直線上の前記補助点の数の合計点
数と等しい数の前記重心が同一直線上に並ぶ第１の点列
を抽出する第１の点列抽出手段と、前記撮影画像内において、前記第２の基準点と前記第３
の基準点と前記第２の直線上の前記補助点の数の合計点
数と等しい数の前記重心が同一直線上に並ぶ第２の点列
を抽出する第２の点列抽出手段と、それぞれの点列において一方の端部の前記重心を共有す
る前記第１の点列と前記第２の点列の組合せを選択する
選択手段と、前記選択手段により選択された前記第１の点列において
前記選択手段により選択された前記第２の点列と共有す
る前記重心と反対側の端部に相当する前記重心を前記第
１の基準点と特定し、前記選択手段により選択された前
記第１の点列と前記第２の点列が共有する前記重心を前
記第２の基準点と特定し、前記選択手段により選択され
た前記第２の点列において前記選択手段により選択され
た前記第１の点列と共有する前記重心と反対側の端部に
相当する前記重心を前記第３の基準点と特定する基準点
特定手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記
載の写真測量用ターゲットの基準点の算出装置。
【請求項３】前記写真測量用ターゲットにおいて、前
記第１の直線上に前記補助点が２つ設けられ、前記第２
の直線上に前記補助点が１つ設けられ、前記撮影画像内
において前記第１の点列が前記重心が同一直線上に４つ
並ぶ４点列であり、前記第２の点列が前記重心が同一直
線上に３つ並ぶ３点列であることを特徴とする請求項２
に記載の写真測量用ターゲットの基準点の算出装置。
【請求項４】互いの間隔が既知である第１、第２、第
３の基準点が設けられ、前記第１の基準点と前記第２の
基準点を結ぶ第１の直線と前記第２の基準点と前記第３
の基準点を結ぶ第２の直線とが所定の角度を有し、前記
第１の直線上と前記第２の直線上にそれぞれ個数の異な
る補助点が設けられた写真測量用ターゲットと共に測量
対象物をカメラにより撮影する第１ステップと、前記カメラにより撮影された撮影画像内において、前記
第１の直線上の前記補助点の数と前記第２の直線上の前
記補助点の数との差に基づいて、前記第１の基準点、前
記第２の基準点、及び前記第３の基準点を特定し、前記
撮影画像内の２次元直交座標である写真座標系における
前記第１の基準点、前記第２の基準点及び前記第３の基
準点の座標値を取得する第２ステップとを備えることを
特徴とする写真測量用ターゲットの基準点の算出方法。
【請求項５】互いの間隔が既知である第１、第２、第
３の基準点が設けられ、前記第１の基準点と前記第２の
基準点を結ぶ第１の直線と前記第２の基準点と前記第３
の基準点を結ぶ第２の直線とが所定の角度を有し、前記
第１の直線上と前記第２の直線上にそれぞれ個数の異な
る補助点が設けられた写真測量用ターゲットと共に測量
対象物がカメラにより撮影された撮影画像内において、
前記第１の直線上の前記補助点の数と前記第２の直線上
の前記補助点の数の相違に基づいて、前記第１の基準
点、前記第２の基準点及び前記第３の基準点を特定し、
前記撮影画像内の２次元直交座標である写真座標系にお
ける前記第１の基準点、前記第２の基準点及び前記第３
の基準点の座標値を取得する２次元座標取得ルーチンを
備える写真測量用ターゲットの基準点の算出プログラム
が格納されていることを特徴とする記録媒体。