JP2001021351A

JP2001021351A - 写真測量画像処理装置、写真測量画像処理方法、および写真測量画像処理プログラムを格納した記憶媒体

Info

Publication number: JP2001021351A
Application number: JP11192940A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Nakayama; 利宏中山
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2001-01-26
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JP3777067B2; US6618498B1

Abstract

(57)【要約】【課題】写真測量画像処理装置におけるマニュアル作
業を大幅に効率化する。【解決手段】共通のターゲットＴを含む画像を読み込
み、それぞれのカメラ位置およびその光軸の傾きを算出
する。２枚の画像を１つのグループにグループ化し、多
数のグループを相互に関連付けてグループ接続する。画
像表示領域ＩＭＡおよび作図領域ＤＲＡを同一表示画面
に設定し、ペア画像選択タグＰＩＭＴによってグループ
ＧＰ１のペア画像ＩＭ１およびＩＭ２を選択表示する。
各画像ＩＭ１、ＩＭ２について対応する像点ＯＰ１' お
よびＯＰ１" を指定し、物点ＯＰ１の３次元座標を算出
する。この３次元座標に基づいて作図領域ＤＲＡに物点
ＯＰ１を点表示する。

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画
像処理に関する。

【０００２】

【従来の技術】写真測量は地図の作成に広く使用されて
いるが、交通事故の現場検証等の局所的な状況の記録に
おいても極めて有効な手段として活用されている。従来
写真測量は２台のカメラを離間しつつ固定したステレオ
カメラを使用し、両カメラで撮影した２枚の画像から各
測量点の３次元座標を算出する。ここにステレオカメラ
は大重量かつ大型の機材であり、また３次元座標の計算
にはカメラの位置情報、傾斜角度、被写体の実測長さ等
詳細な情報を記録しておく必要があり、測量作業は煩雑
かつ重労働であった。また交通事故現場の周囲に障害物
が多い等、充分広い撮影環境が確保されないことも多
く、ステレオカメラによる現場検証が困難なときも多か
った。

【０００３】そこで本願出願人は、単眼のカメラによる
写真測量方法（特開平１０−２９３０２６号公報、特開
平１０−２２１０７２号公報）、および同写真測量の精
度を向上させるために、一対の画像（以下、「ペア画
像」という）に含めるターゲット（特開平１０−３０７
０２５号公報、特開平１０−２９３０２６号公報、特開
平１０−１８５５６３号公報、特開平１０−１８５５６
２号公報、特開平１０−１７０２６３号公報、特開平１
０−１４１９５１号公報）を多数提案して、簡易機材に
よる効率的な写真測量を実現している。

【０００４】このような写真測量方法においては、同一
のターゲットと測量対象物とが任意の異なる方向から撮
影されたペア画像を得、専用の写真測量画像処理装置に
おいて、マウス等の入力手段を用いたマニュアル作業に
よって、ペア画像に共通に写し込まれた測量点（以下、
「物点」という）を指定することにより、これら物点に
基づいて任意の範囲の測量が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、測量が広範
囲に渡る場合には多数のペア画像が用いられるが、この
場合、このマニュアル作業に際しては、ペア画像におい
てそれぞれ対応する物点を見出し指定することの煩雑さ
もさることながら、測量精度を考慮しつつ、充分な精度
が得られる物点を選択することは、熟練したオペレータ
にとっても極めて煩雑な作業であった。

【０００６】また、多数のペア画像からそれぞれ得られ
る測量図を接続するが、作図時点では得られた各測量図
が測量範囲のどの位置を示すものか識別しにくく、接続
作業は極めて煩雑であった。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点を解消す
べく創案されたもので、写真測量画像処理装置における
マニュアル作業を大幅に効率化し得る、写真測量画像処
理装置および写真測量画像処理方法および写真測量画像
処理プログラムを格納した記録媒体を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る写真測量画
像処理装置は、所定形状のターゲットを共通に含む複数
の画像を、画像記憶媒体から読み込む読込手段と、各画
像について、ターゲットに基づいて座標系を設定し、各
座標系における撮影したカメラの位置およびその光軸の
傾きを含むカメラパラメータを算出するカメラパラメー
タ算出手段と、同一位置のターゲットを含む所定数の画
像を、画像記憶媒体の記憶順に従って、同一のグループ
にグループ分けするグループ化手段と、全グループの座
標系のうちの１つを所定の基準座標系に定め、他の座標
系を基準座標系に統一することにより、各グループ同士
を接続するグループ接続手段と、グループごとに画像を
切替表示する画像表示領域と、基準座標系に基づいて設
定された作図領域とを有する表示手段と、画像表示領域
に表示するグループを指定すると共に、表示された所定
数の画像内に共通に写る物点を指定する入力手段と、カ
メラパラメータ算出手段によって算出されたカメラパラ
メータを用いて、物点の基準座標系における３次元座標
を算出し、この３次元座標に基づいて測量図を生成し、
作図領域に表示する測量図作成手段とを備えたことを特
徴としている。これによって、作図に使用する物点の指
定数を大幅に削減でき、写真測量におけるマニュアル作
業を大幅に効率化し得る。

【０００９】写真測量画像処理装置において、各グルー
プが２枚の画像を含んでもよく、これによって必要最小
限の画像による測量図作成が可能である。

【００１０】写真測量画像処理装置のグループ接続手段
において、好ましくは、画像記憶媒体の記憶順に従って
グループ同士が接続され、これにより接続の手順が簡略
化でき、撮影履歴が容易に想起できる。

【００１１】写真測量画像処理装置のグループ接続手段
において、好ましくは、最初に接続されるグループの座
標系が基準座標系に定められる。これにより、接続する
グループの数を容易に増減できる。

【００１２】また、本発明に係る写真測量画像処理方法
は、所定形状のターゲットを共通に含む複数の画像を得
る第１のステップと、各画像について、ターゲットに基
づいて座標系を設定し、各座標系における撮影したカメ
ラの位置およびその光軸の傾きを含むカメラパラメータ
を算出する第２のステップと、同一位置のターゲットを
含む所定数の画像を、画像記憶媒体の記憶順に従って、
同一のグループにグループ分けする第３のステップと、
全グループの座標系のうちの１つを所定の基準座標系に
定め、他の座標系を基準座標系に統一することにより、
各グループ同士を接続する第４のステップと、表示装置
の画像表示領域にグループごとに画像を切替表示すると
ともに、基準座標系に基づいた作図領域を画像表示領域
と同一画面上に設定する第５のステップと、画像表示領
域に表示するグループを指定すると共に、表示された所
定数の画像内に共通に写る物点を指定する第６のステッ
プと、第２のステップによって算出されたカメラパラメ
ータを用いて、物点の基準座標系における３次元座標を
算出し、この３次元座標に基づいて測量図を生成し、作
図領域に表示する第７のステップとを備えたことを特徴
としている。これによって、作図に使用する物点の指定
数を大幅に削減でき、写真測量におけるマニュアル作業
を大幅に効率化し得る。

【００１３】また、本発明に係る記憶媒体は、所定形状
のターゲットを共通に含む複数の画像を、画像記憶媒体
から読み込む画像読込ルーチンと、各画像について、タ
ーゲットに基づいて座標系を設定し、各座標系における
撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを含むカメ
ラパラメータを算出するカメラパラメータ算出処理ルー
チンと、同一位置のターゲットを含む所定数の画像を、
画像記憶媒体の記憶順に従って、同一のグループにグル
ープ分けするグループ化処理ルーチンと、全グループの
座標系のうちの１つを所定の基準座標系に定め、他の座
標系を基準座標系に統一することにより、各グループ同
士を接続するグループ接続処理ルーチンと、表示装置の
画像表示領域にグループごとに画像を切替表示するとと
もに、基準座標系に基づいた作図領域を画像表示領域と
同一画面上に設定する表示処理ルーチンと、入力装置の
操作に基づいて、画像表示領域に表示するグループを決
定すると共に、表示された所定数の画像内に共通に写る
物点を決定する入力処理ルーチンと、カメラパラメータ
算出処理ルーチンによって算出されたカメラパラメータ
を用いて、物点の基準座標系における３次元座標を算出
し、この３次元座標に基づいて測量図を生成し、作図領
域に表示する測量図作成処理ルーチンとを備えた写真測
量画像処理プログラムを格納したことを特徴としてい
る。従って、汎用のパーソナルコンピュータにより写真
測量画像処理プログラムを実行させることができ、高精
度な測量図が容易に作成できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明に係る写真測量画像処
理装置、写真測量画像処理方法、および写真測量画像処
理プログラムの実施形態を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施形態における写真
測量の撮影状況を示す図であり、測量対象である道路の
外形および白線を鉛直上方から見た水平面図である。同
図には、撮影地点を示すカメラ位置Ｍ１〜１８が示さ
れ、各カメラ位置Ｍはそれぞれカメラ５０の撮影光学系
の後側主点位置に一致する。このカメラ位置Ｍ１〜１８
からそれぞれ伸びる矢印は撮影光学系の光軸の方向を示
している。カメラは図示しないＣＣＤを備え、光学画像
を電子画像、即ちデジタル画素データに変換する。

【００１６】撮影はカメラ位置Ｍ１から順に行われ、１
つの測量対象に対して異なる２方向からの撮影が連続し
て行われる。カメラ位置Ｍ１およびＭ２で得られた２枚
の画像は１つのグループ（グループＧＰ１）として定義
され、ターゲット位置ＲＰ１にあるターゲット（図中、
Ｌ字で示される）を共通に写し込んでいる。続いて、カ
メラ位置Ｍ３およびＭ４（グループＧＰ２）、カメラ位
置Ｍ５およびＭ６（グループＧＰ３）、・・・、カメラ
位置Ｍ１７およびＭ１８（グループＧＰ９）の順に、２
回の連続撮影が順に行われる。このような撮影により、
９グループのペア画像が得られる。なお、１グループに
含める画像枚数は３以上でもよい。

【００１７】ターゲットを全画像に写し込むために、撮
影地点の移動に伴って、ターゲットはターゲット位置Ｒ
Ｐ１からＲＰ２、およびＲＰ３へ順次移動させられる。
グループＧＰ１〜３（カメラ位置Ｍ１〜６の画像）にお
いてはターゲットはターゲット位置ＲＰ１であり、グル
ープＧＰ４および５（カメラ位置Ｍ７〜１０の画像）の
ターゲット位置はＲＰ２、グループ６〜９（カメラ位置
Ｍ１１〜１８の画像）のターゲット位置はＲＰ３であ
る。

【００１８】図中、三角点で示される接続点ＲＣ１〜４
には、例えばコーン等の目印が置かれる。この接続点Ｒ
Ｃは、異なるターゲット位置ＲＰの略中間に置かれ、少
なくとも同一ターゲット位置における複数グループの内
の１グループには必ず写し込まれている。

【００１９】このようにして得られた９グループのペア
画像（１８枚）は、カメラによりメモリカード等の画像
記憶媒体（符号１３、図３）に所定のフォーマットに従
って格納される。

【００２０】ターゲット位置ＲＰ２およびＲＰ３は、そ
の初期値ＲＰ１からの相対座標で表される。この相対座
標は例えば移動量および回転角であり、ターゲットＴに
内蔵されたセンサ( 図示せず) により測定され、ターゲ
ットＴからカメラに送信され、画像データ（デジタル画
素データ）とともに画像記憶媒体１３に格納される。

【００２１】図２は画像記憶媒体１３に格納される測量
写真データのフォーマットを示す図であり、画像１８枚
分の写真データ（図２ではｎ−２番目〜ｎ＋１番目の写
真データが示されている）が順次格納される。１個の写
真データ（ｎ番目）はヘッダＨと画像データＩＭＤより
なり、隣接する写真データとの区切りのため、画像デー
タＩＭＤの後に予備のスペースＳＰが設けられている。
画像データＩＭＤはデジタル画素データ列である。

【００２２】ヘッダＨは画像名Ｈ１、識別番号Ｈ２、撮
影日・撮影条件Ｈ３、回転角・移動量Ｈ４等を含む。画
像名Ｈ１はカメラにおいてマニュアルで入力され、Ｈ３
の撮影日はマニュアルあるいは、図示しない日時自動設
定機構により決定される。識別番号Ｈ２は、例えば撮影
ごとに１ずつインクリメントされる撮影地点番号と、タ
ーゲットＴが移動した際に１ずつインクリメントされる
ターゲット位置番号とを含み、後述する画像のグループ
化や、グループ接続等に用いられる。

【００２３】Ｈ３の撮影条件は撮影時にカメラから入力
され、カメラの焦点距離ｆ、水平および垂直方向の画角
ΘｈおよびΘｖ、ＣＣＤの分解能ｒｐ等が含まれる。Ｈ
４の回転角には撮影時におけるターゲットＴの水平面上
の回転角および方位が含まれ、移動量は最初のターゲッ
ト位置ＲＰ１（図１）からの移動量である。

【００２４】次に図３を参照して、画像記憶媒体１３か
ら９グループのペア画像を読み出して、測量図として図
１に示すような水平面図を作成する写真測量画像処理装
置の全体構成について説明する。同図には写真測量画像
処理装置の全体構成を示すブロック図が示される。

【００２５】写真測量画像処理装置は、表示装置１０、
キーボードおよびマウス等の入力装置１２、画像記憶媒
体１３およびＣＰＵ１４を有し、これらは直接または間
接的にバス１５に接続されている。

【００２６】ＣＰＵ１４には、入力状態管理部４１、表
示状態管理部４２、演算処理部４３およびデータ管理部
４４が設けられ、ここで必要な管理、演算、処理が実行
される。入力装置１２には、バス１５に接続された入力
装置制御装置１７が接続され、これによって入力装置１
２からの入力がバス１５に転送され、また入力装置１２
の入力モード等が設定される。画像記憶媒体１３はメモ
リカードリーダ等の記憶媒体制御装置１８に挿入され、
これによって画像記憶媒体１３に格納された写真データ
（図２）が適宜読み出される。

【００２７】さらにバス１５には作業メモリ１９、表示
メモリ２０が接続され、作業メモリ１９はＣＰＵ１４の
演算、処理におけるキャッシュメモリ等に使用され、後
述するグループ接続処理に用いられるオブジェクトに関
するデータはここに格納される。表示メモリ２０には表
示装置１０で表示すべき内容が保持される。表示装置１
０には、バス１５に接続された表示装置制御装置１６が
接続され、表示メモリ２０内のデジタルデータが表示装
置１０のためのアナログＲＧＢ信号に変換される。

【００２８】ＣＰＵ１４の入力状態管理部４１は入力装
置１２の設定を管理し、また入力された情報、例えばマ
ウスにより画面上を移動するマウスポインタの座標、キ
ーボードから入力された文字等を所定のデジタルデータ
に変換する。表示状態管理部４２は表示装置１０に表示
すべき内容を管理し、表示に関する設定の変更等があっ
たときには表示内容を変更する。演算処理部４３は後述
するカメラ位置等の算出処理およびグループ接続処理に
使用される。データ管理部４４は画像記憶媒体１３から
読込んだ画像、および生成されたオブジェクト等のデー
タを管理し、また後述するオブジェクトおよび画像のグ
ループ設定内容、これに基づいて作成された種々の座標
データ、作図された測量図のデータ等を管理する。

【００２９】図３に示す写真測量画像処理装置において
は、まず画像記憶媒体１３から画像１８枚分の写真デー
タが読み出され、これらに基づいてそれぞれカメラ位置
Ｍ１〜１８の３次元座標およびその光軸の傾きが算出さ
れる。

【００３０】図４〜図６を参照して、ターゲットを用い
たカメラ位置およびその光軸の傾きを算出する処理を説
明する。代表して、カメラ位置Ｍ１の場合について説明
する。図４はカメラ位置Ｍ１におけるカメラ５０による
撮影状況を示す斜視図であり、図５は同撮影状況により
得られた画像ＩＭ１とターゲットＴの関係を概念的に示
す斜視図、図６は画像ＩＭ１の概念図である。

【００３１】図４においては、カメラ５０によって画角
（ＦＦでその境界を示す）内にターゲットＴが捕らえら
れている。ターゲットＴは基準点３２、３４、３６を有
し、これら基準点３２、３６を端点とし、基準点３４を
角部とする直角のＬ字型に形成される。基準点３２、３
４間の長さ、および基準点３４、３６間の長さはともに
長さＬＴとする。なお、点Ｍ１はカメラ位置を示し、一
点鎖線Ｏ１はカメラ５０の光軸を示す。

【００３２】図５に示すように、ターゲットＴをカメラ
５０の結像面Ｆ上に結像した状態においては、光軸Ｏ１
はカメラ位置Ｍ１および結像面Ｆの撮影中心Ｃを通り、
結像面Ｆに投影された基準点３２、３４、３６の像点ｐ
１、ｐ２、ｐ３は、カメラ位置Ｍ１と各基準点３２、３
４、３６とを結ぶ直線上にそれぞれ位置する。

【００３３】図５および図６に示すように、結像面Ｆに
実質的に一致する画像ＩＭ１には、撮影中心Ｃを原点
（０，０）とする写真座標系（Ｘｐ，Ｙｐ）が設定され
る。この写真座標系において像点ｐ１、ｐ２、ｐ３の２
次元座標は、それぞれｐ１（ｘｐ１，ｙｐ１）、ｐ２
（ｘｐ２，ｙｐ２）、ｐ３（ｘｐ３，ｙｐ３）である。

【００３４】また、図５において、カメラ位置Ｍ１を原
点（０，０，０）とする３次元座標系がカメラ座標系
（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）として設定されており、Ｘｃ軸お
よびＹｃ軸はそれぞれ写真座標系のＸｐ軸およびＹｐ軸
に平行であり、Ｚｃ軸は光軸Ｏ１に一致する。

【００３５】カメラ座標系における基準点３２、３４、
３６の３次元座標をＰｃｉ（Ｐｃｘｉ，Ｐｃｙｉ，Ｐｃ
ｚｉ）（ただし、ｉ＝１〜３）と定義すると、像点であ
る写真座標ｐｉ（ｘｐｉ，ｙｐｉ）と基準点のカメラ座
標（Ｐｃｘｉ，Ｐｃｙｉ，Ｐｃｚｉ）との関係は式
（１）および式（２）により示される。なお、式（１）
および式（２）において、ｆはカメラ５０の焦点距離で
ある。

【数１】

【００３６】さらに、図５において、ターゲットＴの基
準点３４を原点とする３次元座標が第１シーン座標系
（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）として設定される。第１シーン座
標系のＸｓ軸、Ｚｓ軸は基準点３４、３２、基準点３
４、３６の辺にそれぞれ沿っており、Ｙｓ軸はＸｓ軸、
Ｚｓ軸に対して垂直である。ターゲットＴが傾斜面に置
かれたときには、そのＸｓ軸、Ｚｓ軸の水平面に対する
それぞれの回転角（図２のＨ４）が画像データとともに
記録されており、これによりＸｓ軸およびＺｓ軸の傾き
が補正される。従って、Ｙｓ軸は鉛直方向に一致させら
れ、Ｘｓ−Ｚｓ平面は水平面にほぼ一致せしめられる。

【００３７】ここで、第１シーン座標系におけるカメラ
位置Ｍ１の座標を（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）、光軸Ｏ１の傾
きを（α，β，γ）と定義すると、カメラ座標Ｐｃｉ
（Ｐｃｘｉ，Ｐｃｙｉ，Ｐｃｚｉ）とシーン座標Ｐｓｉ
（Ｐｓｘｉ，Ｐｓｙｉ，Ｐｓｚｉ）との関係は、式
（３）により示される。

【数２】

【００３８】なお、式（３）におけるＲは回転行列であ
り、式（４）に示されるように、光軸Ｏ１（Ｚｃ軸）の
方向余弦ｃｏｓα、ｃｏｓβ、ｃｏｓγで表される。ま
た、式（３）におけるΔは、座標原点移動量であり、カ
メラ位置Ｍ１のシーン座標（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）に一致
する。

【００３９】実際には、基準点部材３２、３４、３６は
白色、ターゲットＴは黒色を呈し、画像記憶媒体１３か
ら画像ＩＭ１がＣＰＵ１４に読み込まれると、２値化処
理等の画像処理が施されて、基準点３２、３４、３６が
自動抽出されて、その写真座標ｐｉ（ｘｐｉ，ｙｐｉ）
（ｉ＝１〜３）が求められる。また、第１シーン座標系
における基準点３２、３４、３６のシーン座標は、それ
ぞれＰｓ１（−ＬＴ，０，０）、Ｐｓ２（０，０，
０）、Ｐｓ３（０，０，ＬＴ）である（図５）。これら
の値により、逐次近似解法を用いて、第１シーン座標系
におけるカメラ位置Ｍ１のシーン座標（ΔＸ，ΔＹ，Δ
Ｚ）、光軸Ｏ１の傾き（α，β，γ）が算出される。

【００４０】なお、逐次近似解法については公知である
ので詳述しないが、この算出において最初に与えられる
初期値としては、ΔＸ＝０ｍ、ΔＹ＝１．５ｍ、ΔＺ＝
０ｍ、α＝０度、βは０〜３６０度の範囲における任意
の値、γ＝０度が与えられる。ΔＹに関しては撮影者の
目の高さに相当する。またβに関しては経験によって定
められるおおよその値である。このように、実際の撮影
に即した近似値を初期値として与えると、算出時間の短
縮化が図れる。

【００４１】カメラ位置Ｍ１（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）およ
び光軸Ｏ１の傾き（α，β，γ）からなる６つのパラメ
ータを、カメラパラメータと呼ぶ。残り１７枚の画像Ｉ
Ｍ２〜１８のカメラパラメータについても、同様の手法
で求められる。これらカメラパラメータは、作業メモリ
１９の所定領域に格納される。

【００４２】実際には、画像記憶媒体１３からその記憶
順に従って画像が読み出され、１８枚の画像ＩＭ１〜１
８について順次カメラパラメータ算出処理が行われ、カ
メラパラメータがそれぞれ求められる。その後各画像を
相互に対応付ける接続処理が行われる。

【００４３】上述のカメラパラメータ算出処理により求
められた各画像のカメラパラメータは、ターゲット位置
ＰＲに基づいたシーン座標系で表されており、ターゲッ
トＴが移動すれば各シーン座標系が異なるものとなるた
め、全画像から１つの測量図を作成するためには、各シ
ーン座標系を統一する必要がある。ここでは第１シーン
座標系を基準座標に定め、ターゲット位置ＲＰ２を原点
とする第２シーン座標系、およびターゲット位置ＲＰ３
を原点とする第３シーン座標系に、それぞれ座標変換を
施している。

【００４４】図７は、第２シーン座標系（Ｘｓ' ，Ｚ
ｓ' ）におけるカメラ位置Ｍ７、Ｍ８を基準座標（Ｘ
ｓ，Ｚｓ）に座標変換する状況を示す概念図である。タ
ーゲット位置ＲＰ１からターゲット位置ＲＰ２への相対
移動量を（Ｘｄｐ，Ｚｄｐ）、Ｘｓ軸に対するＸｓ' 軸
（あるいはＺｓ軸に対するＺｓ' 軸）の回転角をξとす
ると、座標変換は式（５）で表される。また、光軸Ｏ７
およびＯ８の傾きについては回転角ξがそれぞれのα、
γに加算される。なお、この相対移動量および回転角
は、ヘッダＨ４に記録されたデータに基づいて求められ
る。

【数３】

【００４５】この座標変換により、カメラ位置Ｍ７〜１
０および光軸Ｏ７〜１０が基準座標（Ｘｓ，Ｚｓ）で表
される。第３シーン座標系におけるカメラ位置Ｍ１１〜
１８および光軸Ｏ１１〜１８についても、同様に座標変
換が施される。なお、異なるターゲット位置ＲＰにおい
て鉛直方向の移動がある場合には、ヘッダＨに記録され
たデータに基づいて適宜補正されるが、実際には無視で
きる程度の誤差である。

【００４６】以上のようにして、異なるターゲット位置
であっても全画像を同一の座標系に統一することができ
るので、広範囲にわたる測量図を一度に作成することが
できる。

【００４７】図８〜図１６を参照して、図７に示す原理
を用いた接続処理を説明する。この接続処理において
は、まず１つのグループに含まれる２枚の画像を定義す
る「グループ化」が行われ、さらに定義されたグループ
同士を接続して対応付ける「グループ接続」が行われ
る。

【００４８】この「グループ化」および「グループ接
続」においては、全画像ＩＭ１〜１８に対応してそれぞ
れオブジェクトＯＢ１〜１８が生成され、これらのオブ
ジェクトＯＢを画面に表示して視覚的に編集することに
より、全画像ＩＭ１〜１８が対応付けられる。即ち、画
面においてオブジェクトを「グループ化」または「グル
ープ接続」することにより、対応する画像も「グループ
化」または「グループ接続」される。

【００４９】なお、オブジェクトＯＢは、例えば対応す
る画像ＩＭの縮小画像で表される。１つのグループは２
個のオブジェクト、即ち２枚の画像によって構成され
る。なお、１グループに含めるオブジェクト（画像）の
数は３以上でもよい。

【００５０】図８はグループＧＰ１の画像ＩＭ１および
ＩＭ２と、オブジェクトＯＢ１およびＯＢ２との関係を
示す図である。オブジェクトＯＢ１、ＯＢ２に対応する
２枚の画像ＩＭ１、ＩＭ２は、地面に置かれた共通のタ
ーゲットＴを含む一対のペア画像として定義されてい
る。画像記憶媒体１３から画像ＩＭ１、ＩＭ２がＣＰＵ
１４に読み込まれると、各画像ＩＭ１、ＩＭ２に対応し
たオブジェクトＯＢ１、ＯＢ２が生成され、これらオブ
ジェクトＯＢのデータは作業メモリ１９に格納される。

【００５１】図９および図１０には、「グループ化」を
行うときの表示画面が示される。この表示画面には、グ
ループ表示領域ＧＤＡ、一時退避表示領域ＴＭＰＡ、メ
ッセージ表示領域ＭＤＡが設けられ、さらにオブジェク
トの編集、操作のための完了ボタンＣＩＢ、キャンセル
ボタンＣＳＢ、第１移動ボタンＭＢ１、第２移動ボタン
ＭＢ２、第３移動ボタンＭＢ３およびスクロールバーＳ
ＲＢが設けられている。

【００５２】画像ＩＭ１〜１８に対応したオブジェクト
ＯＢ１〜１８は、画像記憶媒体１３における記憶順に従
って一時的にグループ分けされる。即ち、連続する２枚
ずつの画像（オブジェクト）が仮のグループＧＰに自動
的に設定され、グループ表示領域ＧＤＡに表示される。

【００５３】グループ表示領域ＧＤＡには、５つの仮の
グループに分けられた１０個のオブジェクト、即ちグル
ープＧＰ１（ＯＢ１，ＯＢ２）、グループＧＰ２（ＯＢ
Ｘ，ＯＢ３）、グループＧＰ３（ＯＢ４，ＯＢ５）、グ
ループＧＰ４（ＯＢ６，ＯＢ７）およびグループＧＰ５
（ＯＢ８，ＯＢ９）が表示されている。同一グループＧ
Ｐ内の２個のオブジェクトＯＢは水平方向に並んで表示
され、各グループＧＰは垂直方向に図中上から順に並ん
で表示される。

【００５４】グループ表示領域ＧＤＡには１０個のオブ
ジェクトＯＢが表示可能であるが、本実施形態において
処理するオブジェクトＯＢは１８個であるため、オブジ
ェクトＯＢの右側方に設けられたスクロールバーＳＲＢ
の上下指示によってオブジェクトＯＢ（グループＧＰ）
をスクロールし、オブジェクトＯＢ１１〜１８（グルー
プ６〜９）を表示し得る。

【００５５】撮影はペア画像を連続して撮影するので、
このグループ分けがそのまま適正なグループ分けになる
可能性が高い。しかし、撮影途中で関連した証拠写真を
撮影する場合等、仮のグループＧＰが適正なグループＧ
Ｐとならないこともある。図９はそのような状態の表示
画面を示し、３番目のオブジェクトＯＢＸがペアとなっ
ているオブジェクトＯＢ３との関連がない。これはオブ
ジェクトＯＢＸに対応する画像ＩＭ、即ち３番目に関連
の薄い画像ＩＭＸが撮影されたことが原因である。

【００５６】そこで図１０に示すように、オブジェクト
ＯＢＸをグループ表示領域ＧＤＡから除去し、一時退避
表示領域ＴＭＰＡに退避させる。移動に際してはオブジ
ェクトＯＢＸをマウス等の入力装置１２によって指定
し、指定が完了したことを示すためにオブジェクトＯＢ
Ｘを反転させる。ここでマウスにより第１移動ボタンＭ
Ｂ１を指示することにより、オブジェクトＯＢＸは一時
退避表示領域ＴＭＰＡに移動する。そしてオブジェクト
ＯＢＸの位置にオブジェクトＯＢ３が繰り上がり、以降
のオブジェクトＯＢ４以下も同様に１つ前のオブジェク
トの位置に繰り上がる。

【００５７】以上のようにして適正なグループ分けが実
現され、グループ表示領域ＧＤＡにはグループ１（ＯＢ
１，ＯＢ２）、グループ２（ＯＢ３，ＯＢ４）、グルー
プ３（ＯＢ５，ＯＢ６）、グループ４（ＯＢ７，ＯＢ
８）およびグループ５（ＯＢ９，ＯＢ１０）が表示され
る。

【００５８】このように、仮のグループ分けが自動的に
行われ、グループ分けの状況を目視確認しつつ、その編
集を容易に行うことができるので、適正なグループ分け
を容易に実現し得る。

【００５９】なお、グループ表示領域ＧＤＡおよび一時
退避表示領域ＴＭＰＡの双方においてオブジェクトＯＢ
をマウスで指定した後に、第２移動ボタンＭＢ２をマウ
スで指示すると、一時退避表示領域ＴＭＰＡで指定され
たオブジェクトＯＢが、グループ表示領域ＧＤＡで指定
されたオブジェクトＯＢの前に挿入される。そして、グ
ループ表示領域ＧＤＡで指定されたオブジェクトＯＢ以
降のオブジェクトＯＢが、それぞれ１つ後のオブジェク
トＯＢの位置に繰り下がる。

【００６０】第３移動ボタンＭＢ３を指示した場合に
は、一時退避表示領域ＴＭＰＡで指定されたオブジェク
トＯＢがグループ表示領域ＧＤＡの最後のオブジェクト
ＯＢの後に挿入される。オブジェクト指定のキャンセル
にはキャンセルボタンＣＳＢが使用され、グループ分け
の編集が完了したときには完了ボタンＣＩＢが指示され
る。

【００６１】この完了ボタンＣＩＢの指示により、グル
ープ表示領域ＧＤＡの表示内容に従って画像ＩＭがグル
ープ化され、各グループＧＰ内においてペア画像が対応
付けられる。即ち、グループＧＰ１のペア画像が画像Ｉ
Ｍ１およびＩＭ２に定義され、同様にグループＧＰ２
（ＩＭ３，ＩＭ４）、グループＧＰ３（ＩＭ５，ＩＭ
６）、グループＧＰ４（ＩＭ７，ＩＭ８）およびグルー
プＧＰ５（ＩＭ９，ＩＭ１０）が定義付けられる。以上
で「グループ化」が終了する。

【００６２】続いて、図１１〜図１６を参照して「グル
ープ接続」について説明する。図１１〜図１６には「グ
ループ接続」を行うときの表示画面が示される。この
「グループ接続」により全グループＧＰの相互関係、あ
るいは撮影履歴を表示装置１０の画面上で容易に視認で
きる。

【００６３】同一ターゲット位置のグループＧＰは、シ
ーン座標系が同一であるので予め相互に関連付けられて
おり、１つの上位グループＧＧに定義される。同一上位
グループＧＧ内においては、各グループＧＰは所定の順
番、例えば画像記憶媒体の記憶順、即ち撮影順に「グル
ープ接続」され、上位グループＧＧの順番もターゲット
位置の順番に応じて定められる。上位グループＧＧのグ
ループ分け、および上位グループＧＧ内における接続
は、図２に示す写真データのヘッダＨ２に格納される識
別番号（ターゲット位置番号）に基づいて決定される。

【００６４】詳述すると、ターゲット位置がＲＰ１であ
るグループＧＰ１〜３が上位グループＧＧ１に定義さ
れ、ターゲット位置がＲＰ２であるグループＧＰ４およ
びＧＰ５が上位グループＧＧ２に、ターゲット位置がＲ
Ｐ３であるグループＧＰ６〜９が上位グループＧＧ３に
定められる。

【００６５】ターゲット位置ＲＰが異なる上位グループ
ＧＧについては、シーン座標系が異なるので、マニュア
ル操作により両者が「グループ接続」され、式（５）で
示す変換式により両者のシーン座標系が統一される。

【００６６】図１１は、表示装置１０における表示画面
の初期状態を示す図である。この表示画面の右側には接
続候補表示領域ＧＤＡが設けられる。接続候補表示領域
ＧＤＡには、１つの上位グループＧＧ（上位グループＧ
Ｇ１）が表示されている。各グループＧＰはそれぞれ２
枚の画像によって構成されるが、接続候補表示領域ＧＤ
Ａには、各グループＧＰの一方のオブジェクトＯＢが表
示される。これにより、簡略な表現でありながら各グル
ープＧＰの特徴を明示し得る。図１１においては、上位
グループＧＧ１を構成するグループＧＰ１〜３の代表と
して、垂直方向に沿って上から順にオブジェクトＯＢ
１、ＯＢ３およびＯＢ５が表示される。

【００６７】接続候補表示領域ＧＤＡの図中上方には、
上位グループ送りボタンＧＧＡおよび上位グループ戻し
ボタンＧＧＲが設けられており、上位グループ送りボタ
ンＧＧＡによって順位が後の上位グループＧＧのオブジ
ェクトＯＢが順次選択表示され、上位グループ戻しボタ
ンＧＧＲによって順位が前の上位グループＧＧのオブジ
ェクトＯＢが順次選択表示される。

【００６８】これにより接続候補表示領域ＧＤＡにオブ
ジェクトＯＢを上位グループＧＧごとに切り替え表示で
き、任意の上位グループＧＧのオブジェクトＯＢを選択
できる。なお接続候補表示領域ＧＤＡに表示する上位グ
ループＧＧを２個以上とし、あるいは表示個数を適宜変
更可能な構成とすることも勿論可能である。

【００６９】接続候補表示領域ＧＤＡの図中左方には接
続編集領域ＣＥＡが設けられ、この接続編集領域ＣＥＡ
において、接続候補表示領域ＧＤＡで選択されたオブジ
ェクトＯＢの配置等がマニュアルにより自在に編集さ
れ、これにより各グループＧＰの相互の接続関係が定義
されるとともに、撮影履歴を容易に視覚化し得る。

【００７０】接続編集領域ＣＥＡの図中上方には、左端
から順に配置モードボタンＡＲＭ、移動モードボタンＭ
ＶＭ、削除モードボタンＤＬＭの３つの編集モード設定
ボタンが設けられ、オペレータにより「配置モード」、
「移動モード」および「削除モード」の中から何れか１
つの編集モードが選択される。

【００７１】「配置モード」のときには、接続候補表示
領域ＧＤＡで選択されたオブジェクトＯＢを上位グルー
プＧＧごとに接続編集領域ＣＥＡへ配置できる。「移動
モード」が設定されているときには、接続編集領域ＣＥ
Ａ内において各オブジェクトＯＢを任意の位置に移動で
きる。また「削除モード」が設定されているときには、
接続編集領域ＣＥＡに配置されているオブジェクトＯＢ
を上位グループＧＧごとに一括して削除し、接続候補表
示領域ＧＤＡへ退避できる。なお、図１１に示す初期状
態においては、予め「配置モード」に設定されており、
配置モードボタンＡＲＭがハッチングで示される。

【００７２】また、接続編集領域ＣＥＡの図中右上に
は、表示更新ボタンＤＲＭおよび表示設定ボタンＤＳＴ
が設けられ、さらにその上方にはオペレータにメッセー
ジを報知するためのメッセージ表示領域ＭＳＡが設けら
れる。表示設定ボタンＤＳＴのクリックによって、図示
しない表示設定変更メニューが表示され、接続編集領域
ＣＥＡに表示するオブジェクトＯＢの大きさおよび表示
画像の変更、あるいはオブジェクトＯＢ間を接続する接
続線ＣＮＬ（図１２）の線種、線幅および線色等などが
適宜変更される。そして表示更新ボタンＤＲＭのクリッ
クによって、設定変更の結果に基づいて接続編集領域Ｃ
ＥＡが更新表示される。さらに表示画面の右上隅には、
グループ接続処理の終了を指示する完了ボタンＣＩＢ、
およびグループ接続処理の中止を指示するキャンセルボ
タンＣＳＢが設けられる。

【００７３】上位グループＧＧ１のオブジェクトＯＢ
１、３および５は、接続候補表示領域ＧＤＡから接続編
集領域ＣＥＡへ移動させられると同時に互いに接続され
る。詳述すると、「配置モード」状態において、接続候
補表示領域ＧＤＡに示された上位グループＧＧ１の任意
のオブジェクトＯＢ、例えばオブジェクトＯＢ１（画像
ＩＭ１）をマウスクリックにより指定する。このとき、
指定されたオブジェクトＯＢ１の周囲は一点鎖線で囲ま
れて指定画像であることが示され、他の画像と区別され
る。なお、指定画像の区別化は一点鎖線表示でなくても
よく、線種、線幅あるいは線色等の変更、反転表示等で
示してもよい。

【００７４】その後、接続編集領域ＣＥＡ内にマウスポ
インタを移動させると、マウス操作に応じて移動するオ
ブジェクトマーカＧＭ（図中、破線で示す）が表示され
る。このオブジェクトマーカＧＭは、マウスポインタを
中心としオブジェクトＯＢ１とほぼ同じ大きさの長方形
を呈している。編集領域ＣＥＡ内におけるオブジェクト
マーカＧＭの位置をマウスで指定することにより、上位
グループＧＧ１は接続編集領域ＣＥＡの指定位置に移動
する。

【００７５】図１２は、上位グループＧＧ１が接続編集
領域ＣＥＡに移動した状態を示す。図１１で示されたオ
ブジェクトマーカＧＭの位置にはオブジェクトＯＢ１が
配置され、同時にオブジェクトＯＢ３およびＯＢ５がそ
の下に連続して表示される。連続する２つのオブジェク
トＯＢ間（ＯＢ１−ＯＢ３間、ＯＢ３−ＯＢ５間）には
接続線ＣＮＬが示され、相互に接続されていることが明
示される。接続編集領域ＣＥＡにおいては、２つのオブ
ジェクトＯＢの略中央を結ぶ接続線ＣＮＬが描かれ、そ
の上に２つのオブジェクトＯＢが覆うように表示され
る。

【００７６】このように、同一上位グループＧＧ内にお
けるオブジェクトＯＢ間の接続は、接続編集領域ＣＥＡ
へのオブジェクトＯＢの移動により、自動的に行われ
る。同時に、同一上位グループＧＧ内のグループＧＰは
撮影順に接続される。

【００７７】上位グループＧＧ１の接続編集領域ＣＥＡ
への移動によって、上位グループＧＧ１を除いた中で一
番前の順位にある上位グループＧＧ、即ち上位グループ
ＧＧ２のオブジェクトＯＢ７およびＯＢ９が、接続候補
表示領域ＧＤＡに新たに表示される。

【００７８】続いて、図１３〜図１５を参照して、上位
グループＧＧ２のオブジェクトＯＢ７および９を、既に
接続が終了しているオブジェクトＯＢ１、３および５に
接続する操作について説明する。具体的には、前述した
操作と同じ操作によってオブジェクトＯＢ７および９を
接続編集領域ＣＥＡへ一括して移動して互いに接続し、
次にマニュアルでオブジェクトＯＢ５にオブジェクトＯ
Ｂ７を接続する。

【００７９】まず、接続候補表示領域ＧＤＡにおいて接
続すべきオブジェクトＯＢ７が指定され、一方、接続編
集領域ＣＥＡにおいて接続されるべきオブジェクトＯＢ
５が指定され、これらの周囲は一点鎖線に表示変更され
る。これら２つのオブジェクトＯＢ５、７の指定が完了
し、マウスポインタを接続編集領域ＣＥＡ内に移動する
と、オブジェクトマーカＧＭが表示され、オブジェクト
ＯＢ７を配置すべき位置が示される。マウス操作により
オブジェクトマーカＧＭを移動すれば、配置位置を変更
し得る。位置が決定した時点でマウスをクリックする
と、オブジェクトＯＢ７の位置が確定する。

【００８０】ここで、図１４に示すように、オブジェク
トＯＢ５とオブジェクトＯＢ７とを接続する画面に切り
替えられる。図１４には、オブジェクトＯＢ５に対応す
るグループＧＰ３のペア画像ＩＭ５およびＩＭ６が上段
に並列して表示され、オブジェクトＯＢ７に対応するグ
ループＧＰ４のペア画像ＩＭ７およびＩＭ８が下段に並
列して表示される。

【００８１】これらの画像ＩＭ５〜８において、接続点
ＲＣ１およびＲＣ２（図１）の像点が指定される。な
お、これらの接続点ＲＣ１およびＲＣ２は、図１の撮影
ではコーンを載置することにより示されていたが、全画
像ＩＭ５〜８内に共通に写し込まれた２点であればよ
い。

【００８２】接続点ＲＣ１の像点の指定においては、ま
ず、第１の指定モードボタンＫＢ１がクリックされ、こ
れにより、以後マウスにより画像ＩＭ５〜８で連続して
指定される４点が接続点ＲＣ１の像点として対応付けら
れる。接続点ＲＣ１の像点は画像ＩＭ５〜８においてそ
れぞれＲＣ１５、ＲＣ１６、ＲＣ１７およびＲＣ１８で
示される。同様に、第２の指定モードボタンＫＢ２のク
リック後、画像ＩＭ５〜８において、接続点ＲＣ２の像
点ＲＣ２５、ＲＣ２６、ＲＣ２７およびＲＣ２８が指定
される。

【００８３】ペア画像ＩＭ５およびＩＭ６において、接
続点ＲＣ１の像点ＲＣ１５、ＲＣ１６が指定されると、
これら像点の写真座標から、第１シーン座標系における
接続点ＲＣ１の３次元座標が求められ、同様に像点ＲＣ
１７、ＲＣ１８の写真座標から、第２シーン座標系にお
ける３次元座標が求められる。これにより、第１シーン
座標系に対する第２シーン座標系の相対移動量が求めら
れる。さらに、接続点ＲＣ２の第１および第２シーン座
標系における３次元座標を加味すれば、第１シーン座標
系に対する第２シーン座標系の回転角が求められる。従
って、図７に示すＸｄｐ、Ｚｄｐ、およびξが求められ
ることとなり、式（５）に基づいて座標変換が行える。

【００８４】２つの接続点ＲＣ１およびＲＣ２の対応付
けが完了したときには、完了ボタンＯＦＮを指示するこ
とにより、接続処理が完了する。これにより、グループ
ＧＰ４がグループＧＰ３に接続され、同時に第２シーン
座標系で表されていたグループＧＰ４およびＧＰ５が第
１シーン座標系（基準座標系）に座標変換される。な
お、完了ボタンＯＦＮの下には処理を中断するためのキ
ャンセルボタンＯＣＳが設けられる。なお、像点指定の
際には図示しない倍率設定メニューにより像点の近傍の
画像を任意に拡大でき、像点指定が高精度に行われる。

【００８５】接続処理が完了すると、図１５に示す画面
に切り替えられ、オブジェクトＯＢ５とオブジェクトＯ
Ｂ７とが接続線ＣＮＬで接続される。このとき、接続候
補表示領域ＧＤＡには次の順位の上位グループＧＧ３の
オブジェクトＯＢ１１、１３、１５および１７が表示さ
れる。上位グループＧＧ３の接続に関しては、上述の操
作と同様であり、ここでは説明を省略する。

【００８６】図１６を参照して、「移動モード」につい
て説明する。移動モードボタンＭＶＭがマウスにより指
定されると、「移動モード」に設定され、接続編集領域
ＣＥＡ内におけるオブジェクトＯＢの配置変更を可能に
する。これによって図１６に示すように、各グループＧ
Ｐにより示される撮影領域の実際の位置関係に近い表示
が可能であり、あるいは、接続編集領域ＣＥＡで表示に
適した配置を設定し得る。なお、このとき接続候補表示
領域ＧＤＡおよび接続編集領域ＣＥＡ間におけるオブジ
ェクトＯＢの移動は不可である。

【００８７】具体的には、任意のオブジェクトＯＢをマ
ウスで指定すると、このオブジェクトの周囲が一点鎖線
表示されるとともに、オブジェクトマーカＧＭが発生す
る。このオブジェクトマーカＧＭを移動させたい位置に
マウスで移動させてクリックすると、このオブジェクト
マーカＧＭに示された位置に指定されたオブジェクトＯ
Ｂが移動する。

【００８８】また、図示されないが、削除モードボタン
ＤＬＭにより「削除モード」が設定された場合には、接
続編集領域ＣＥＡで指定されたオブジェクトＯＢが、こ
のオブジェクトＯＢと同一上位グループＧＧのオブジェ
クトＯＢとともに、接続候補表示領域ＧＤＡへ移動せし
められる。このとき、オブジェクトＯＢ間およびグルー
プＧＰ間の接続関係も同時に削除される。

【００８９】オブジェクトＯＢの編集が終了し、完了ボ
タンＣＩＢがクリックされると、この編集結果に基づい
て全画像ＩＭ１〜１８が対応付けられる。そして「グル
ープ接続」が完了し、この編集結果のデータは作業メモ
リ１９に格納される。

【００９０】このように、「グループ化」によって同一
グループ内の２枚の画像が対応付けられるとともに、
「グループ接続」によって異なるグループ同士が対応付
けられることにより、基準座標系における全カメラ位置
Ｍ１〜１８および全光軸傾きＯ１〜１８が求められる。
従って、ペア画像において共通に移し込まれている物点
の像点を指定すると、これら２つの像点に基づいて物点
の３次元座標が特定できる。またこの像点指定におい
て、対応付けられた複数の異なるグループに渡って物点
指定が容易に行えるので、指定する物点数を減らすこと
ができ、作業効率が向上する。

【００９１】「グループ化」および「グループ接続」の
後、各グループＧＰのペア画像における像点の指定、物
点の座標演算、描画等の「測量図作成」が行われる。

【００９２】図１７は、「測量図作成」における表示画
面を示す図である。表示画面の画像表示領域ＩＭＡに
は、グループＧＰ１の画像ＩＭ１およびＩＭ２が並列し
て表示される。画像表示領域ＩＭＡの上方にはペア画像
選択タグＰＩＭＴが設けられ、このペア画像選択タグＰ
ＩＭＴをマウスでクリックすることによって、画像表示
領域ＩＭＡに表示すべきペア画像をグループＧＰ１〜９
のいずれかから任意に選択できる。また、画像表示領域
ＩＭＡの上部には補助メニューＳＭが設けられており、
「ペア名称変更」、「基準点再設定」、「ユーザ設定変
更」、「ウインドウ設置」等のコマンドを選択し得る。

【００９３】画像表示領域ＩＭＡの下側には作図領域Ｄ
ＲＡが設けられ、グループＧＰ１〜９の１８枚の画像に
基づいて作図された測量図（図中の道路の外形を示す実
線Ｌ等）が描かれる。測量図は道路を鉛直上方から見た
水平面図である。なお、作図領域ＤＲＡにはターゲット
位置ＲＰ１、ＲＰ２およびＲＰ３が予め点表示される。

【００９４】測量図の作図に際しては、ペア画像中で対
応する像点がマニュアルで指定される。詳述すると、画
像ＩＭ１およびＩＭ２において、道路の角の像点ＯＰ
１' 、ＯＰ１" がマウスによりマニュアル指定される
と、これら像点ＯＰ１' 、ＯＰ１" に対応した物点ＯＰ
１の３次元座標が算出されるとともに、作図領域ＤＲＡ
に物点ＯＰ１が点表示される。同様に、像点ＯＰ２' 、
ＯＰ２" が指定されると、作図領域ＤＲＡに物点ＯＰ２
が点表示される。

【００９５】作図領域ＤＲＡ内には、作図のためのメニ
ューＤＲＭが設けられ、このメニューＤＲＭにおいて、
「直線描画」、「多角形描画」、「直径指定円描画」、
「半径指定円描画」、「補助点描画」、「入力完了」等
のコマンドが選択される。例えば「直線描画」が選択さ
れている場合、物点ＯＰ１およびＯＰ２が連続して指定
されると、この２点ＯＰ１、ＯＰ２を結ぶ直線Ｌ１が自
動的に作成され、作図領域ＤＲＡに表示される。

【００９６】画像領域ＩＭＡおよび作図領域ＤＲＡの左
側にはメインメニューＭＭが設けられ、メインメニュー
ＭＭ内には、作業完了ボタンＣＩＢ、コマンドメニュー
ＣＭ、倍率設定部ＭＧ、回転設定部ＲＴおよび表示設定
部ＤＴが設けられている。作業完了ボタンＣＩＢがマウ
スクリックされると、測量図作成処理が終了する。

【００９７】コマンドメニューＣＭにおいては、「道路
外形描画」、「当事者記号描画」、「図形記号描画」、
「記号描画」、「文字描画」、「計測」、「記号、図形
編集」、「元に戻す」、「消去」、「図面保存」、「印
刷設定」、「図面印刷」、「図面校正」等のコマンドが
選択可能である。倍率設定部ＭＧにおいては、作図領域
ＤＲＡに表示倍率を適宜設定し、回転設定部ＲＴにおい
ては作図領域ＤＲＡに表示された測量図等を適宜回転指
定し得る。また表示設定部ＤＴにおいては、測量図（実
線Ｌ）の線種、線幅、色等の変更が設定される。

【００９８】このように、ペア画像を表示する画像表示
領域ＩＭＡと、測量図を表示する作図領域ＤＲＡを同一
画面に表示することにより、ペア画像における像点の指
定とそれに対応して表示される物点との対応が容易に確
認できる。

【００９９】図１８〜図２１のフローチャートを参照し
て、測量図作成処理ルーチンについて説明する。この測
量図作成処理ルーチンは、図１７に示す画面が表示され
た後に、ＣＰＵ１４において実行される。

【０１００】まず、画面上におけるマウスクリック位置
を示すフラグＳｕｒｖｅｙが「０」に初期化される（ス
テップＳ２０１）。このＳｕｒｖｅｙは、左側に表示さ
れた画像（図１７においては画像ＩＭ１）において作図
したい物点、例えばＯＰ１の像点ＯＰ１' が指定された
場合には「１」となり、右側に表示された画像（図１７
においては画像ＩＭ２）において像点ＯＰ１" が指定さ
れた場合には「２」となる。

【０１０１】次いで、作業完了ボタンＣＩＢがマウス指
定されたか否かが判定され（ステップＳ２０２）、さら
にマウスクリックの有無が検出される（ステップＳ２０
３）。作業完了の指示があった場合には直ちに測量図作
成処理ルーチンは終了し、作業完了ボタンＣＩＢが指定
されず、かつマウスクリックが検出された場合には、マ
ウスクリックが行われた場所により分岐処理が行われる
（ステップＳ２０４）。

【０１０２】ここで、クリック場所がペア画像選択タグ
ＰＩＭＴ（図１７）であったときは第１の分岐処理サブ
ルーチン（ステップＳ３００）に移行し、画像表示領域
ＩＭＡであったときは第２の分岐処理サブルーチン（ス
テップＳ４００）に移行する。

【０１０３】マウスクリックが検知されない場合（ステ
ップＳ２０３）、クリック場所がペア画像選択タグＰＩ
ＭＴまたは画像表示領域ＩＭＡの何れでもなかった場
合、または第１または第２の分岐処理サブルーチンが終
了した場合には、ステップＳ２０２に戻り、ステップＳ
２０２が再実行される。

【０１０４】第１の分岐処理サブルーチンにおいては、
フラグＳｕｒｖｅｙが０であるか否かが判定され（ステ
ップＳ３０１）、「０」であれば指定されたペア画像選
択タグに対応する画像ペアを表示して（ステップＳ３０
２）、第１の分岐処理サブルーチンが終了する。Ｓｕｒ
ｖｅｙが「０」でなければ、直ちに第１の分岐処理サブ
ルーチンが終了する。

【０１０５】第２の分岐処理サブルーチンにおいては、
Ｓｕｒｖｅｙの値によりさらに分岐し（ステップＳ４０
１）、「０」であったときは両画像において初めて像点
が指定されたと判定され、クリック位置に応じてＳｕｒ
ｖｅｙに値が代入されると共に、クリック位置の座標、
即ち像点ＯＰ１' またはＯＰ１" の写真座標が読み取ら
れる（ステップＳ４０２）。クリック位置が左画像ＩＭ
１であればＳｕｒｖｅｙに「１」が代入され、右画像Ｉ
Ｍ２であれば「２」が代入される。

【０１０６】Ｓｕｒｖｅｙが「１」の場合（ステップＳ
４０１）には、左画像ＩＭ１において像点ＯＰ１' が既
に指定されたと判定され、さらに右画像ＩＭ２がクリッ
クされたか否かが判定される（ステップＳ４０３）。左
画像ＩＭ１および右画像ＩＭ２が連続してクリックされ
た場合には、それぞれのクリック位置が対応する像点Ｏ
Ｐ１' およびＯＰ１" であるとみなされ、２つの像点Ｏ
Ｐ１' およびＯＰ１"の写真座標から物点ＯＰ１の３次
元座標が算出され（ステップＳ５００）、Ｓｕｒｖｅｙ
が「０」に戻される（ステップＳ４０５）。

【０１０７】左画像ＩＭ１が連続して指定された場合
（ステップＳ４０３）には、前回指定されたクリック位
置に変わって、現在指定されているクリック位置が像点
ＯＰ１' に定められる（ステップＳ４０７）。

【０１０８】Ｓｕｒｖｅｙが「２」の場合（ステップＳ
４０１）には、右画像ＩＭ２において像点ＯＰ１" が既
に指定されたと判定され、さらに左画像ＩＭ１がクリッ
クされたか否かが判定される（ステップＳ４０６）。右
画像ＩＭ２および左画像ＩＭ１が連続してクリックされ
た場合には、それぞれのクリック位置が対応する像点Ｏ
Ｐ１" およびＯＰ１' であるとみなされ、２つの像点Ｏ
Ｐ１" およびＯＰ１'の写真座標から物点ＯＰ１の３次
元座標が算出され（ステップＳ５００）、作図領域ＤＲ
Ａに物点ＯＰ１が表示されると共に、Ｓｕｒｖｅｙが
「０」に戻される（ステップＳ４０５）。

【０１０９】右画像ＩＭ２が連続して指定された場合
（ステップＳ４０６）には、前回指定されたクリック位
置に変わって、現在指定されているクリック位置が像点
ＯＰ１" に定められる（ステップＳ４０７）。

【０１１０】ステップＳ４０２、ステップＳ４０５およ
びステップＳ４０７が実行されると、第２の分岐処理サ
ブルーチンが終了し、ステップＳ２０１（図１８）に戻
る。

【０１１１】図２１は、物点の３次元座標算出サブルー
チン（ステップＳ５００）の詳細を示すフローチャート
である。３次元座標算出には逐次近似解法が用いられ
る。まず、物点ＯＰ１の３次元座標Ｐｓ（Ｐｓｘ，Ｐｓ
ｙ，Ｐｓｚ）に適当な初期値が与えられ（ステップＳ５
０１）、左画像ＩＭ１において指定された像点ＯＰ１'
の写真座標ｐｏ１（ｘｏ１，ｙｏ１）および右画像ＩＭ
２における像点ＯＰ１"の写真座標ｐｏ２（ｘｏ２，ｙ
ｏ２）が読み出される（ステップＳ５０２）。次に、左
画像ＩＭ１のカメラパラメータ（ΔＸ１，ΔＹ１，ΔＺ
１，α１，β１，γ１）および右画像ＩＭ２のカメラパ
ラメータ（ΔＸ２，ΔＹ２，ΔＺ２，α２，β２，γ
２）が作業メモリ１９から読み出される。

【０１１２】そして、初期値の与えられたシーン座標Ｐ
ｓ（Ｐｓｘ，Ｐｓｙ，Ｐｓｚ）と、２つのカメラパラメ
ータと、式（１）〜（４）とに基づいて、計算上の像点
ＯＰ１' の写真座標ｐ１（ｐｘ１，ｐｙ１）および像点
ＯＰ１" の写真座標ｐ２（ｐｘ２，ｐｙ２）が算出され
る（ステップＳ５０４）。

【０１１３】この算出された写真座標ｐ１またはｐ２
と、画像から読み取られた写真座標ｐｏ１またはｐｏ２
との差の二乗の和Φ（式（６）参照）が最小になるよう
に、３次元座標Ｐｓの値が更新されつつ繰り返し演算さ
れることにより、３次元座標Ｐｓが決定される。

【数４】

【０１１４】物点ＯＰ１の３次元座標Ｐｓ（Ｐｓｘ，Ｐ
ｓｙ，Ｐｓｚ）が求められると、３次元座標算出サブル
ーチンは終了する。このように、画像ペア選択タグＰＩ
ＭＴによりペア画像を切り替えながら、物点指定が行え
る。従って、測量が広範囲にわたる場合に個々の測量図
作成して、その後に全測量図を貼り合わせる従来の作業
に比べ、指定する物点数を大幅に減らすことができ、ま
た糊代部分に生じた誤差を考慮する必要もなくなる。

【０１１５】本実施形態の写真測量画像処理装置におい
ては、画像を読み出し、各画像からそれぞれカメラパラ
メータを算出し、画像を所定枚数ごとに対応付ける「グ
ループ化」を行い、さらにグループ同士を関連付ける
「グループ接続」を行った後に、物点指定による作図が
行われる。

【０１１６】即ち、作図の前に全画像のカメラパラメー
タが同一の基準座標系で示されているので、測量が広範
囲に渡る場合でも１つの測量図を作成するだけでよい。
従って複数のグループに渡る物点指定が容易に行え、広
範囲の測量図の作成において物点指定数を減らすことが
できる。この「グループ化」および「グループ接続」
は、表示画面上表示された画像を用いて目視により行わ
れるので、オペレータは撮影状況を想起しながら作業で
き、作業効率を向上できる。

【０１１７】また、画像上で指定した像点から物点を求
める演算や、基準座標系への座標変換はＣＰＵ１４によ
り実行されるので、作図時にはオペレータが意識するこ
となく、物点指定作業を視覚的に行える。

【０１１８】さらに、作図のための表示画面（図１７）
においては、作図領域ＤＲＡの上方に各グループの画像
が選択的に表示できるので、画像上の像点と測量図上の
物点との対応が容易に視認でき、作業効率が上がると共
に、誤操作が防止できる。

【０１１９】また、本実施形態では測量図が水平面図で
あるため、略水平面に平行に設けられたターゲットの基
準点を基準の３次元座標系（基準座標系およびシーン座
標系）に定めることにより、測量図に最適な座標系が設
定され、演算をより簡略化できる。

【０１２０】

【発明の効果】本発明によれば、写真測量におけるグル
ープ化およびグループ接続を、測量図作成の前に行うの
で、異なるグループ間に渡る物点指定が容易に行え、指
定する物点数を大幅に減らしてマニュアル作業を大幅に
効率化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】写真測量における撮影状況を模式的に示す図
であって、鉛直上方から見た水平面図である。

【図２】本発明に係る写真測量画像処理装置の一実施
形態で処理される写真データのフォーマットを示す概念
図である。

【図３】本発明に係る写真測量画像処理装置の全体構
成を示すブロック図である。

【図４】１枚の画像の撮影状況を示す斜視図である。

【図５】図４に示す撮影状況における画像、カメラ位
置およびターゲットの関係を模式的に示す斜視図であ
る。

【図６】図４に示す撮影状況により得られた画像を示
す概念図である。

【図７】異なるカメラ位置を１つの基準座標に変換す
る状況を示した概念図である。

【図８】１つのグループにおける２枚の画像と対応す
るオブジェクトとの関係を示す図である。

【図９】図３に示す表示装置の表示画面を示す図であ
り、グループ化における操作画面を示す概念図である。

【図１０】グループ化において、関連性の薄い画像を
グループから削除した状態の表示画面を示す概念図であ
る。

【図１１】図３に示す表示装置の表示画面を示す図で
あり、グループ接続における操作画面を示す概念図であ
る。

【図１２】グループ接続において、接続候補表示領域
のオブジェクトを接続編集領域に配置した状態の表示画
面を示す概念図である。

【図１３】グループ接続において、さらに他の接続候
補表示領域のオブジェクトを選択した状態の表示画面を
示す概念図である。

【図１４】グループ接続を実行するための別の表示画
面を示す概念図である。

【図１５】グループ接続後の表示画面を示す概念図で
ある。

【図１６】グループ接続において、接続編集領域内に
おいてオブジェクトを移動した状態の表示画面を示す概
念図である。

【図１７】図３に示す表示装置の表示画面を示す図で
あり、測量図作成における操作画面を示す概念図であ
る。

【図１８】図３に示すＣＰＵにおいて実行されるルー
チンを示すフローチャートである。

【図１９】図１８に示す第１の分岐処理サブルーチン
の詳細を示すフローチャートである。

【図２０】図１８に示す第２の分岐処理サブルーチン
の詳細を示すフローチャートである。

【図２１】図２０に示す３次元座標算出サブルーチン
の詳細を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０表示装置１２入力装置１３画像記憶媒体ＩＭＡ画像表示領域ＤＲＡ作図領域ＰＩＭＴペア画像選択タグＴターゲットＲＰ１〜ＲＰ３ターゲット位置ＲＣ１〜ＲＣ４接続点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定形状のターゲットを共通に含む複数
の画像を、画像記憶媒体から読み込む読込手段と、前記各画像について、前記ターゲットに基づいて座標系
を設定し、各座標系における撮影したカメラの位置およ
びその光軸の傾きを含むカメラパラメータを算出するカ
メラパラメータ算出手段と、同一位置のターゲットを含む所定数の画像を、前記画像
記憶媒体の記憶順に従って、同一のグループにグループ
分けするグループ化手段と、全グループの前記座標系のうちの１つを所定の基準座標
系に定め、他の前記座標系を前記基準座標系に統一する
ことにより、各グループ同士を接続するグループ接続手
段と、前記グループごとに前記画像を切替表示する画像表示領
域と、前記基準座標系に基づいて設定された作図領域と
を有する表示手段と、前記画像表示領域に表示するグループを指定すると共
に、表示された所定数の画像内に共通に写る物点を指定
する入力手段と、前記カメラパラメータ算出手段によって算出されたカメ
ラパラメータを用いて、前記物点の前記基準座標系にお
ける３次元座標を算出し、この３次元座標に基づいて測
量図を生成し、前記作図領域に表示する測量図作成手段
とを備えたことを特徴とする写真測量画像処理装置。
【請求項２】前記各グループは２枚の画像を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の写真測量画像処理装置。
【請求項３】前記グループ接続手段において、前記画
像記憶媒体の記憶順に従って前記グループ同士が接続さ
れることを特徴とする請求項１に記載の写真測量画像処
理装置。
【請求項４】前記グループ接続手段において、最初に
接続される前記グループの前記座標系が前記基準座標系
に定められることを特徴とする請求項１に記載の写真測
量画像処理装置。
【請求項５】所定形状のターゲットを共通に含む複数
の画像を得る第１のステップと、前記各画像について、前記ターゲットに基づいて座標系
を設定し、各座標系における撮影したカメラの位置およ
びその光軸の傾きを含むカメラパラメータを算出する第
２のステップと、同一位置のターゲットを含む所定数の画像を、前記画像
記憶媒体の記憶順に従って、同一のグループにグループ
分けする第３のステップと、全グループの前記座標系のうちの１つを所定の基準座標
系に定め、他の前記座標系を前記基準座標系に統一する
ことにより、各グループ同士を接続する第４のステップ
と、表示装置の画像表示領域に前記グループごとに前記画像
を切替表示するとともに、前記基準座標系に基づいた作
図領域を前記画像表示領域と同一画面上に設定する第５
のステップと、前記画像表示領域に表示するグループを指定すると共
に、表示された所定数の画像内に共通に写る物点を指定
する第６のステップと、前記第２のステップによって算出されたカメラパラメー
タを用いて、前記物点の前記基準座標系における３次元
座標を算出し、この３次元座標に基づいて測量図を生成
し、前記作図領域に表示する第７のステップとを備えた
ことを特徴とする写真測量画像処理方法。
【請求項６】所定形状のターゲットを共通に含む複数
の画像を、画像記憶媒体から読み込む画像読込ルーチン
と、前記各画像について、前記ターゲットに基づいて座標系
を設定し、各座標系における撮影したカメラの位置およ
びその光軸の傾きを含むカメラパラメータを算出するカ
メラパラメータ算出処理ルーチンと、同一位置のターゲットを含む所定数の画像を、前記画像
記憶媒体の記憶順に従って、同一のグループにグループ
分けするグループ化処理ルーチンと、全グループの前記座標系のうちの１つを所定の基準座標
系に定め、他の前記座標系を前記基準座標系に統一する
ことにより、各グループ同士を接続するグループ接続処
理ルーチンと、表示装置の画像表示領域に前記グループごとに前記画像
を切替表示するとともに、前記基準座標系に基づいた作
図領域を前記画像表示領域と同一画面上に設定する表示
処理ルーチンと、入力装置の操作に基づいて、前記画像表示領域に表示す
るグループを決定すると共に、表示された所定数の画像
内に共通に写る物点を決定する入力処理ルーチンと、前記カメラパラメータ算出処理ルーチンによって算出さ
れたカメラパラメータを用いて、前記物点の前記基準座
標系における３次元座標を算出し、この３次元座標に基
づいて測量図を生成し、前記作図領域に表示する測量図
作成処理ルーチンとを備えた写真測量画像処理プログラ
ムを格納したことを特徴とする記憶媒体。