JP2001336930A - 目標点の三次元位置検出方法 - Google Patents
目標点の三次元位置検出方法Info
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- JP2001336930A JP2001336930A JP2000157310A JP2000157310A JP2001336930A JP 2001336930 A JP2001336930 A JP 2001336930A JP 2000157310 A JP2000157310 A JP 2000157310A JP 2000157310 A JP2000157310 A JP 2000157310A JP 2001336930 A JP2001336930 A JP 2001336930A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多数の目標点の三次元位置を簡単な方法で精
度よく計測することができる方法の提供。 【解決手段】 姿勢方向情報が得られる装置が取り付け
られたデジタルカメラを自由に回転させ、任意の二点か
ら目標点を撮影し、該目標点の三次元位置を計測するこ
とを特徴とする目標点の三次元位置検出方法。
度よく計測することができる方法の提供。 【解決手段】 姿勢方向情報が得られる装置が取り付け
られたデジタルカメラを自由に回転させ、任意の二点か
ら目標点を撮影し、該目標点の三次元位置を計測するこ
とを特徴とする目標点の三次元位置検出方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、目標点の三次元位
置検出方法、さらに詳しくは、姿勢方向情報が得られる
装置を取り付けたデジタルカメラを用いて、多数の目標
点を簡単に計測することができる目標点の三次元位置検
出方法に関する。
置検出方法、さらに詳しくは、姿勢方向情報が得られる
装置を取り付けたデジタルカメラを用いて、多数の目標
点を簡単に計測することができる目標点の三次元位置検
出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】土木建築物の位置や寸法の計測、例えば
基礎杭や構造物の位置計測、橋梁の出来形計測等は、従
来計測点を一点一点メジャーで実測したり、レーザー距
離計を用いたトータルステーション等による非接触計測
等により行っていた。
基礎杭や構造物の位置計測、橋梁の出来形計測等は、従
来計測点を一点一点メジャーで実測したり、レーザー距
離計を用いたトータルステーション等による非接触計測
等により行っていた。
【０００３】しかしながら、一般に土木建築物の計測点
数は膨大な数に上る。例えば２６０ｍ2程度の敷地に対
する基礎杭は１００本程度あり、建築にあたっては、か
かるすべての基礎杭の図面位置に対する偏心量を測定せ
ねばならない。従来の計測方法では、これらの基礎杭位
置の測定方法には長時間を要していた。
数は膨大な数に上る。例えば２６０ｍ2程度の敷地に対
する基礎杭は１００本程度あり、建築にあたっては、か
かるすべての基礎杭の図面位置に対する偏心量を測定せ
ねばならない。従来の計測方法では、これらの基礎杭位
置の測定方法には長時間を要していた。
【０００４】これを解決するため、例えば２台のカメラ
を所定の間隔で設置し、ステレオ視により、同時に多数
の点の三次元位置を測定する方法が知られている。
を所定の間隔で設置し、ステレオ視により、同時に多数
の点の三次元位置を測定する方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
方法では、２台のカメラが固定されているため、目標の
計測点群にカメラを自由に向けることがでない。このた
め、固定されたカメラの一視野に入り得る何点かを同時
に計測できるに留まり、数十点を同時に計測することは
困難であった。
方法では、２台のカメラが固定されているため、目標の
計測点群にカメラを自由に向けることがでない。このた
め、固定されたカメラの一視野に入り得る何点かを同時
に計測できるに留まり、数十点を同時に計測することは
困難であった。
【０００６】したがって、本発明は、多数の計測点を簡
単な方法で精度よく計測できる方法を提供することを目
的とする。
単な方法で精度よく計測できる方法を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意研究した結果、姿勢方向情報が得られ
る装置をデジタルカメラに取り付け、これを自由に回転
させて任意の二点から目標点を撮影すれば、簡単に精度
よく多数点を測定することができることを見出し、本発
明を完成した。
を達成すべく鋭意研究した結果、姿勢方向情報が得られ
る装置をデジタルカメラに取り付け、これを自由に回転
させて任意の二点から目標点を撮影すれば、簡単に精度
よく多数点を測定することができることを見出し、本発
明を完成した。
【０００８】すなわち、本発明は、姿勢方向情報が得ら
れる装置が取り付けられたデジタルカメラを自由に回転
させ、任意の二点から目標点を撮影し、該目標点の三次
元位置を計測することを特徴とする目標点の三次元位置
検出方法を提供するものである。本発明はまた、かかる
目標点の三次元位置検出方法において、任意の二点のう
ちの一点に、姿勢方向情報が得られる装置が取り付けら
れたデジタルカメラを設置し、他の一点がｙ軸上に位置
するように右手基準座標系を設定し、姿勢方向情報が得
られる装置を用いて該一点及び該他の一点のデジタルカ
メラの方位データを取得し、次いでデジタルカメラで該
一点及び該他の一点における目標点を撮影し、該他の一
点がｙ軸上に位置するように右手基準座標系を設定して
得られた方位データ、該一点及び該他の一点における目
標点の画像データ及びデジタルカメラで該目標点を撮影
したときのデジタルカメラの方位データから、該一点と
目標点を通る直線及び該他の一点と目標点を通る直線を
求め、該２つの直線の交点から目標点の座標を求める三
次元位置検出方法を提供するものである。本発明はま
た、かかる目標点の三次元位置検出方法において、姿勢
方向情報が得られる装置が、３軸ジャイロセンサー又は
ロータリーエンコーダーである目標点の三次元位置検出
方法を提供するものである。
れる装置が取り付けられたデジタルカメラを自由に回転
させ、任意の二点から目標点を撮影し、該目標点の三次
元位置を計測することを特徴とする目標点の三次元位置
検出方法を提供するものである。本発明はまた、かかる
目標点の三次元位置検出方法において、任意の二点のう
ちの一点に、姿勢方向情報が得られる装置が取り付けら
れたデジタルカメラを設置し、他の一点がｙ軸上に位置
するように右手基準座標系を設定し、姿勢方向情報が得
られる装置を用いて該一点及び該他の一点のデジタルカ
メラの方位データを取得し、次いでデジタルカメラで該
一点及び該他の一点における目標点を撮影し、該他の一
点がｙ軸上に位置するように右手基準座標系を設定して
得られた方位データ、該一点及び該他の一点における目
標点の画像データ及びデジタルカメラで該目標点を撮影
したときのデジタルカメラの方位データから、該一点と
目標点を通る直線及び該他の一点と目標点を通る直線を
求め、該２つの直線の交点から目標点の座標を求める三
次元位置検出方法を提供するものである。本発明はま
た、かかる目標点の三次元位置検出方法において、姿勢
方向情報が得られる装置が、３軸ジャイロセンサー又は
ロータリーエンコーダーである目標点の三次元位置検出
方法を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、デジタルカメラによる
画像と、姿勢方向情報が得られる装置（以下、「姿勢情
報装置」という）から得られるデジタルカメラの姿勢方
向情報とから、目標点の三次元位置を検出する方法であ
る。本発明に用いるデジタルカメラに特に制限はなく、
目標点の距離や目標物の大きさ等によって適宜選択する
ことができる。
画像と、姿勢方向情報が得られる装置（以下、「姿勢情
報装置」という）から得られるデジタルカメラの姿勢方
向情報とから、目標点の三次元位置を検出する方法であ
る。本発明に用いるデジタルカメラに特に制限はなく、
目標点の距離や目標物の大きさ等によって適宜選択する
ことができる。
【００１０】姿勢情報装置としては、デジタルカメラに
取り付け可能なものであれば特に制限はないが、３軸ジ
ャイロセンサー、ロータリーエンコーダー等が好まし
く、３軸ジャイロセンサーが特に好ましい。
取り付け可能なものであれば特に制限はないが、３軸ジ
ャイロセンサー、ロータリーエンコーダー等が好まし
く、３軸ジャイロセンサーが特に好ましい。
【００１１】本発明の目標点の三次元位置検出方法を説
明する。まず姿勢情報装置を取り付けたデジタルカメラ
を、任意の一点（Ｒ）に固定し、他の任意の一点（Ｌ）
が画像の中心位置になるように、デジタルカメラを調整
する（図１参照）。なお、座標系は、Ｒを原点とする右
手座標系とし、直線ＲＬの方向を基準座標のｙ軸と一致
させる。この位置で、デジタルカメラの方位データを姿
勢情報装置から取得する。このときの方位データのｘ軸
周りの回転角（ピッチ角ψ）をＰ０、ｙ軸まわりの回転
角（ロール角θ）をＲ０、ｚ軸まわりの回転角（ヨウ角
φ）をＹ０とする。
明する。まず姿勢情報装置を取り付けたデジタルカメラ
を、任意の一点（Ｒ）に固定し、他の任意の一点（Ｌ）
が画像の中心位置になるように、デジタルカメラを調整
する（図１参照）。なお、座標系は、Ｒを原点とする右
手座標系とし、直線ＲＬの方向を基準座標のｙ軸と一致
させる。この位置で、デジタルカメラの方位データを姿
勢情報装置から取得する。このときの方位データのｘ軸
周りの回転角（ピッチ角ψ）をＰ０、ｙ軸まわりの回転
角（ロール角θ）をＲ０、ｚ軸まわりの回転角（ヨウ角
φ）をＹ０とする。
【００１２】次に図２に示すように、デジタルカメラを
目標点に向けて、目標点を撮影する。同時に姿勢情報装
置から方位データを取得し、Ｒにおけるピッチ角ψをＰ
１、ロール角θをＲ２、ヨウ角φをＹ１とする。また、
図３に示すように、Ｒにおける目標点の画像データか
ら、画像平面上の目標点位置（Ｘｓ１、Ｚｓ１）をピク
セル単位で計測する。次いで、図４に示すように、上記
で得られたピクセル単位の画像平面上の目標点位置を、
ｃｃｄセル平面上に変換し、Ｒ上のデジタルカメラの
ｘ’、ｙ’、ｚ’空間座標系（目標点がデジタルカメラ
の画面上に入るようにデジタルカメラの位置を調整した
ときの、デジタルカメラの焦点を原点とした右手座標
系）に対する目標点までのピッチ角及びヨウ角を算出す
る。
目標点に向けて、目標点を撮影する。同時に姿勢情報装
置から方位データを取得し、Ｒにおけるピッチ角ψをＰ
１、ロール角θをＲ２、ヨウ角φをＹ１とする。また、
図３に示すように、Ｒにおける目標点の画像データか
ら、画像平面上の目標点位置（Ｘｓ１、Ｚｓ１）をピク
セル単位で計測する。次いで、図４に示すように、上記
で得られたピクセル単位の画像平面上の目標点位置を、
ｃｃｄセル平面上に変換し、Ｒ上のデジタルカメラの
ｘ’、ｙ’、ｚ’空間座標系（目標点がデジタルカメラ
の画面上に入るようにデジタルカメラの位置を調整した
ときの、デジタルカメラの焦点を原点とした右手座標
系）に対する目標点までのピッチ角及びヨウ角を算出す
る。
【００１３】ｃｃｄセル平面上の目標点位置座標は、ｘ
ｃ１＝ｘｓ１×Ｗｃ／Ｗｓ（Ｗｃは感光面（スクリー
ン）の水平方向のサイズ（ｍ）の１／２を示し、Ｗｓは
スクリーンの水平方向の解像度（ｍ）を示す。）、ｚｃ
１＝ｚｓ１×Ｈｃ／Ｈｓ（Ｈｃは感光面（スクリーン）
の垂直方向のサイズ（ｍ）の１／２を示し、Ｈｓは垂直
方向の解像度（ｍ）を示す。）で表される。この座標を
ｙ’軸のまわりに（Ｒ１−Ｒ０）回転し、ｙ軸からみた
目標点位置を求める。ｙ軸でのｃｃｄセル平面上の目標
点までのピッチ角Ｐｃ１、ヨウ角Ｙｃ１は、Ｐｃ１＝ｔ
ａｎ-1［｛ｘｃ１ｓｉｎ（Ｒ０−Ｒ１）＋ｚｃ１ｃｏｓ
（Ｒ０−Ｒ１）｝／ｆ］、Ｙｃ１＝−ｔａｎ-1［｛ｘｃ
１ｃｏｓ（Ｒ０−Ｒ１）−ｚｃ１ｓｉｎ（Ｒ０−Ｒ
１）｝／ｆ］で表される。ただし、ｆはデジタルカメラ
の焦点距離を表す。
ｃ１＝ｘｓ１×Ｗｃ／Ｗｓ（Ｗｃは感光面（スクリー
ン）の水平方向のサイズ（ｍ）の１／２を示し、Ｗｓは
スクリーンの水平方向の解像度（ｍ）を示す。）、ｚｃ
１＝ｚｓ１×Ｈｃ／Ｈｓ（Ｈｃは感光面（スクリーン）
の垂直方向のサイズ（ｍ）の１／２を示し、Ｈｓは垂直
方向の解像度（ｍ）を示す。）で表される。この座標を
ｙ’軸のまわりに（Ｒ１−Ｒ０）回転し、ｙ軸からみた
目標点位置を求める。ｙ軸でのｃｃｄセル平面上の目標
点までのピッチ角Ｐｃ１、ヨウ角Ｙｃ１は、Ｐｃ１＝ｔ
ａｎ-1［｛ｘｃ１ｓｉｎ（Ｒ０−Ｒ１）＋ｚｃ１ｃｏｓ
（Ｒ０−Ｒ１）｝／ｆ］、Ｙｃ１＝−ｔａｎ-1［｛ｘｃ
１ｃｏｓ（Ｒ０−Ｒ１）−ｚｃ１ｓｉｎ（Ｒ０−Ｒ
１）｝／ｆ］で表される。ただし、ｆはデジタルカメラ
の焦点距離を表す。
【００１４】次に、デジタルカメラをＬに移動させ、上
記と同様の操作を行う。すなわち、図５に示すように、
デジタルカメラをＬに移動させ、目標点を撮影する。同
時に姿勢情報装置でデジタルカメラの方位データを取得
する。Ｌにおける方位データのピッチ角ψ、ロール角
θ、ヨウ角φをそれぞれＰ２、Ｒ２、Ｙ２とする。ま
た、図６に示すように、Ｌにおける画像データから画像
平面上の目標点位置（Ｘｓ２、Ｚｓ２）をピクセル単位
で計測する。次いで、図４の場合と同様に、上記で得ら
れたピクセル単位の画像平面上の目標点位置を、ｃｃｄ
セル平面上に変換し、Ｌ上のデジタルカメラのｘ’、
ｙ’、ｚ’空間座標系に対する目標点までのピッチ角Ｐ
ｃ２及びヨウ角Ｙｃ２を算出する。
記と同様の操作を行う。すなわち、図５に示すように、
デジタルカメラをＬに移動させ、目標点を撮影する。同
時に姿勢情報装置でデジタルカメラの方位データを取得
する。Ｌにおける方位データのピッチ角ψ、ロール角
θ、ヨウ角φをそれぞれＰ２、Ｒ２、Ｙ２とする。ま
た、図６に示すように、Ｌにおける画像データから画像
平面上の目標点位置（Ｘｓ２、Ｚｓ２）をピクセル単位
で計測する。次いで、図４の場合と同様に、上記で得ら
れたピクセル単位の画像平面上の目標点位置を、ｃｃｄ
セル平面上に変換し、Ｌ上のデジタルカメラのｘ’、
ｙ’、ｚ’空間座標系に対する目標点までのピッチ角Ｐ
ｃ２及びヨウ角Ｙｃ２を算出する。
【００１５】ｃｃｄセル平面上の目標点位置座標は、ｘ
ｃ２＝ｘｓ２×Ｗｃ／Ｗｓ、ｚｃ２＝ｚｓ２×Ｈｃ／Ｈ
ｓで表される。この座標をｙ’軸のまわりに（Ｒ２−Ｒ
０）回転し、ｙ軸からみた目標点位置を求める。ｙ軸で
のｃｃｄセル平面上の目標点までのピッチ角Ｐｃ２、ヨ
ウ角Ｙｃ２は、Ｐｃ２＝ｔａｎ-1［｛ｘｃ２ｓｉｎ（Ｒ
０−Ｒ２）＋ｚｃ２ｃｏｓ（Ｒ０−Ｒ２）｝／ｆ］、Ｙ
ｃ２＝−ｔａｎ-1［｛ｘｃ２ｃｏｓ（Ｒ０−Ｒ２）−ｚ
ｃ２ｓｉｎ（Ｒ０−Ｒ２）｝／ｆ］で表される。ただ
し、ｆはデジタルカメラの焦点距離を表す。
ｃ２＝ｘｓ２×Ｗｃ／Ｗｓ、ｚｃ２＝ｚｓ２×Ｈｃ／Ｈ
ｓで表される。この座標をｙ’軸のまわりに（Ｒ２−Ｒ
０）回転し、ｙ軸からみた目標点位置を求める。ｙ軸で
のｃｃｄセル平面上の目標点までのピッチ角Ｐｃ２、ヨ
ウ角Ｙｃ２は、Ｐｃ２＝ｔａｎ-1［｛ｘｃ２ｓｉｎ（Ｒ
０−Ｒ２）＋ｚｃ２ｃｏｓ（Ｒ０−Ｒ２）｝／ｆ］、Ｙ
ｃ２＝−ｔａｎ-1［｛ｘｃ２ｃｏｓ（Ｒ０−Ｒ２）−ｚ
ｃ２ｓｉｎ（Ｒ０−Ｒ２）｝／ｆ］で表される。ただ
し、ｆはデジタルカメラの焦点距離を表す。
【００１６】上記のデータから、目標点の座標を算出す
る（図７参照）。まず、Ｒにおけるデジタルカメラの方
位データと画像平面内の目標点位置データとから、ｙ軸
を座標変換し、直線Ａを求める。次いで、Ｌにおけるデ
ジタルカメラの方位データと画像平面内の目標点位置デ
ータとから、ｙ軸を座標変換し、直線Ｂを求める。直線
Ａと直線Ｂの交点の座標が目標点の座標である。以下、
具体的に説明する。
る（図７参照）。まず、Ｒにおけるデジタルカメラの方
位データと画像平面内の目標点位置データとから、ｙ軸
を座標変換し、直線Ａを求める。次いで、Ｌにおけるデ
ジタルカメラの方位データと画像平面内の目標点位置デ
ータとから、ｙ軸を座標変換し、直線Ｂを求める。直線
Ａと直線Ｂの交点の座標が目標点の座標である。以下、
具体的に説明する。
【００１７】ｙ軸上の任意の点Ｑ（０、ｑ、０）（ただ
しｑ≠０）を座標変換してＲ及びＬを通る直線Ａ及びＢ
を求める。カメラスクリーン上の目標点のピクセル位置
から求めたピッチ角Ｐｃ１、Ｐｃ２、及びヨウ角Ｙｃ
１、Ｙｃ２から座標変換して、ＲとＱの変換座標を求め
る。一般に点（ｘ、ｙ、ｚ）として変換すると、座標変
換は、数１式で表される。
しｑ≠０）を座標変換してＲ及びＬを通る直線Ａ及びＢ
を求める。カメラスクリーン上の目標点のピクセル位置
から求めたピッチ角Ｐｃ１、Ｐｃ２、及びヨウ角Ｙｃ
１、Ｙｃ２から座標変換して、ＲとＱの変換座標を求め
る。一般に点（ｘ、ｙ、ｚ）として変換すると、座標変
換は、数１式で表される。
【００１８】
【数１】
【００１９】次に、カメラの回転によるカメラの焦点位
置とＱの変換座標を求める。デジタルカメラがＲにある
場合、ピッチ角の変換は、数２式で行うことができる。
置とＱの変換座標を求める。デジタルカメラがＲにある
場合、ピッチ角の変換は、数２式で行うことができる。
【００２０】
【数２】
【００２１】かかるピッチ角の変換をＧ１とする。ロー
ル角の変換は、数３式で行うことができる。
ル角の変換は、数３式で行うことができる。
【００２２】
【数３】
【００２３】かかるロール角の変換をＧ２とする。ヨウ
角の変換は、数４式で行うことができる。
角の変換は、数４式で行うことができる。
【００２４】
【数４】
【００２５】かかるヨウ角の変換をＧ３とする。Ｒ位置
でのピッチ角ψ、ロール角θ、ヨウ角φは、ψ＝Ｐ１−
Ｐ０、θ＝Ｒ１−Ｒ０、φ＝Ｙ１−Ｙ０となる。したが
って、ＲにおけるＱの位置は、
でのピッチ角ψ、ロール角θ、ヨウ角φは、ψ＝Ｐ１−
Ｐ０、θ＝Ｒ１−Ｒ０、φ＝Ｙ１−Ｙ０となる。したが
って、ＲにおけるＱの位置は、
【００２６】
【数５】
【００２７】となる。ここでＱの座標変換後の座標を
（ａ１、ｂ１、ｃ１）とすると、直線ＡはＲ（０、０、
０）とＱを通る直線であるから、直線Ａを媒介変数ｓで
表すと、ｘ＝ａ１ｓ、ｙ＝ｂ１ｓ、ｚ＝ｃ１ｓとなる。
（ａ１、ｂ１、ｃ１）とすると、直線ＡはＲ（０、０、
０）とＱを通る直線であるから、直線Ａを媒介変数ｓで
表すと、ｘ＝ａ１ｓ、ｙ＝ｂ１ｓ、ｚ＝ｃ１ｓとなる。
【００２８】同様にして直線Ｂを求める。Ｌ位置でのピ
ッチ角ψ、ロール角θ、ヨウ角φは、ψ＝Ｐ２−Ｐ０、
θ＝Ｒ２−Ｒ０、φ＝Ｙ２−Ｙ０となる。したがって、
ＬにおけるＱの位置は、
ッチ角ψ、ロール角θ、ヨウ角φは、ψ＝Ｐ２−Ｐ０、
θ＝Ｒ２−Ｒ０、φ＝Ｙ２−Ｙ０となる。したがって、
ＬにおけるＱの位置は、
【００２９】
【数６】
【００３０】となる。ここでＱの座標変換後の座標を
（ａ２、ｂ２、ｃ２）とすると、直線ＢはＬ（０、Ｄ、
０）とＱを通る直線であるから、直線Ｂを媒介変数ｔで
表すと、ｘ＝ａ２ｔ、ｙ＝（ｂ２−Ｄ）ｔ、ｚ＝ｃ２ｔ
となる。目標点の座標は、直線Ａと直線Ｂの交点である
から、上記から、ａ１ｓ＝ａ２ｔ、ｂ１ｓ＝（ｂ２−
Ｄ）ｔ＋Ｄ、ｃ１ｓ＝ｃ２ｔとなる。これらの式から
ｘ、ｙ、ｚを求めると、目標点の座標は、（ａ１ａ２Ｄ
／（ａ２ｂ１−ａ１ｂ２＋ａ１Ｄ１）、ａ２ｂ１Ｄ／
（ａ２ｂ１−ａ１ｂ２＋ａ１Ｄ）、ａ２ｃ１Ｄ／（ａ２
ｂ１−ａ１ｂ２＋ａ１Ｄ１）となる。
（ａ２、ｂ２、ｃ２）とすると、直線ＢはＬ（０、Ｄ、
０）とＱを通る直線であるから、直線Ｂを媒介変数ｔで
表すと、ｘ＝ａ２ｔ、ｙ＝（ｂ２−Ｄ）ｔ、ｚ＝ｃ２ｔ
となる。目標点の座標は、直線Ａと直線Ｂの交点である
から、上記から、ａ１ｓ＝ａ２ｔ、ｂ１ｓ＝（ｂ２−
Ｄ）ｔ＋Ｄ、ｃ１ｓ＝ｃ２ｔとなる。これらの式から
ｘ、ｙ、ｚを求めると、目標点の座標は、（ａ１ａ２Ｄ
／（ａ２ｂ１−ａ１ｂ２＋ａ１Ｄ１）、ａ２ｂ１Ｄ／
（ａ２ｂ１−ａ１ｂ２＋ａ１Ｄ）、ａ２ｃ１Ｄ／（ａ２
ｂ１−ａ１ｂ２＋ａ１Ｄ１）となる。
【００３１】これら一連の操作は、電算機等を用いて行
うことができる。なお、上記一連の操作は、デジタルカ
メラの焦点を中心にして回転するものとして説明した
が、デジタルカメラをスタンド（雲台）にとりつけて回
転させる場合には、３つの座標変換を別々に行う操作を
すればよい。
うことができる。なお、上記一連の操作は、デジタルカ
メラの焦点を中心にして回転するものとして説明した
が、デジタルカメラをスタンド（雲台）にとりつけて回
転させる場合には、３つの座標変換を別々に行う操作を
すればよい。
【００３２】
【実施例】次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
【００３３】実施例１ 図１において、Ｄ＝０．９７７ｍのスライダー上の両端
にＲ位置とＬ位置がある装置を使用した。デジタルカメ
ラは、エレクトリム社製ｃｃｄカメラＥＤＣ−２０００
Ｅを使用した。焦点距離ｆは０．０１６ｍである。ｃｃ
ｄセル平面の高さＨｃは０．００３６７ｍ、幅Ｗｃは
０．００４８４ｍである。ｃｃｄセル高さ画素数Ｈｓは
４９４個、幅画素数は６５２個である。また、３軸ジャ
イロセンサーは、データ・テック社製ＧＵ−３０１１を
使用した。
にＲ位置とＬ位置がある装置を使用した。デジタルカメ
ラは、エレクトリム社製ｃｃｄカメラＥＤＣ−２０００
Ｅを使用した。焦点距離ｆは０．０１６ｍである。ｃｃ
ｄセル平面の高さＨｃは０．００３６７ｍ、幅Ｗｃは
０．００４８４ｍである。ｃｃｄセル高さ画素数Ｈｓは
４９４個、幅画素数は６５２個である。また、３軸ジャ
イロセンサーは、データ・テック社製ＧＵ−３０１１を
使用した。
【００３４】Ｒを原点とするｘｙｚ空間座標系におい
て、座標が既知である目標点を用意する。Ｒ位置及びＬ
位置からの、該目標点の画像とカメラの方位情報をパー
ソナルコンピューターに入力する。具体的には、Ｐ０＝
２．３２９１０１６（ｄｅｇ）、Ｒ０＝０．３２９５８
９８（ｄｅｇ）、Ｙ０＝０（ｄｅｇ）、Ｐ１＝１．４７
２０（ｄｅｇ）、Ｒ１＝１．０３２７（ｄｅｇ）、Ｙ１
＝７８．７８８（ｄｅｇ）、Ｐ２＝１．４５０１９５３
（ｄｅｇ）、Ｒ２＝０．９２２８５１６（ｄｅｇ）、Ｙ
２＝８５．３４１７９６９（ｄｅｇ）、Ｘｓ１＝−２０
１、Ｚｓ１＝７２、Ｘｓ２＝−２０７、Ｚｓ２＝７６で
あった。これらの数値から、上記各式を用いて、Ｐｃ１
＝１．９１５（ｄｅｇ）、Ｙｃ１＝５．３２８（ｄｅ
ｇ）が得られる。同様に、Ｐｃ２＝２．０２１（ｄｅ
ｇ）、Ｙｃ２＝５．４８６（ｄｅｇ）が得られる。ここ
でＱ座標を（０、１、０）とすると、座標変換後のＲ位
置での原点ＲとＱの位置は、Ｒ（０、０、０）、Ｑ
（０．９５７、０．２８３、０．０６０）で表される。
同様に、座標変換後のＬ位置での原点ＬとＱの位置は、
Ｌ（０、０．９７７、０）、Ｑ（０．９８３、１．１５
２、０．０６１）で表される。
て、座標が既知である目標点を用意する。Ｒ位置及びＬ
位置からの、該目標点の画像とカメラの方位情報をパー
ソナルコンピューターに入力する。具体的には、Ｐ０＝
２．３２９１０１６（ｄｅｇ）、Ｒ０＝０．３２９５８
９８（ｄｅｇ）、Ｙ０＝０（ｄｅｇ）、Ｐ１＝１．４７
２０（ｄｅｇ）、Ｒ１＝１．０３２７（ｄｅｇ）、Ｙ１
＝７８．７８８（ｄｅｇ）、Ｐ２＝１．４５０１９５３
（ｄｅｇ）、Ｒ２＝０．９２２８５１６（ｄｅｇ）、Ｙ
２＝８５．３４１７９６９（ｄｅｇ）、Ｘｓ１＝−２０
１、Ｚｓ１＝７２、Ｘｓ２＝−２０７、Ｚｓ２＝７６で
あった。これらの数値から、上記各式を用いて、Ｐｃ１
＝１．９１５（ｄｅｇ）、Ｙｃ１＝５．３２８（ｄｅ
ｇ）が得られる。同様に、Ｐｃ２＝２．０２１（ｄｅ
ｇ）、Ｙｃ２＝５．４８６（ｄｅｇ）が得られる。ここ
でＱ座標を（０、１、０）とすると、座標変換後のＲ位
置での原点ＲとＱの位置は、Ｒ（０、０、０）、Ｑ
（０．９５７、０．２８３、０．０６０）で表される。
同様に、座標変換後のＬ位置での原点ＬとＱの位置は、
Ｌ（０、０．９７７、０）、Ｑ（０．９８３、１．１５
２、０．０６１）で表される。
【００３５】Ｒ位置での原点ＲとＱ（０．９５７、０．
２８３、０．０６０）を通る直線Ａと、Ｌ位置での原点
ＬとＱ（０．９８３、１．１５２、０．０６１）を通る
直線Ｂの交点の座標は、上記式から、（８．２８７、
２．４５２、０．５１７）である。この結果は、巻き尺
を用いた位置計測結果（８．３００、２．４５０、０．
５００）とほぼ一致した。
２８３、０．０６０）を通る直線Ａと、Ｌ位置での原点
ＬとＱ（０．９８３、１．１５２、０．０６１）を通る
直線Ｂの交点の座標は、上記式から、（８．２８７、
２．４５２、０．５１７）である。この結果は、巻き尺
を用いた位置計測結果（８．３００、２．４５０、０．
５００）とほぼ一致した。
【００３６】
【発明の効果】本発明の方法によれば、多数の目標点の
三次元位置を簡単な方法で精度よく計測することができ
る。
三次元位置を簡単な方法で精度よく計測することができ
る。
【図１】 三次元位置計測装置の三次元座標の説明図で
ある。
ある。
【図２】 Ｒ位置で目標点を撮影するときの三次元座標
の説明図である。
の説明図である。
【図３】 Ｒ位置でのデジタルカメラの画像平面上の目
標点位置を示すものである。
標点位置を示すものである。
【図４】 デジタルカメラのｃｃｄセル平面と焦点との
関係を示すものである。
関係を示すものである。
【図５】 Ｌ位置で目標点を撮影するときの三次元座標
の説明図である。
の説明図である。
【図６】 デジタルカメラのｃｃｄセル平面と焦点との
関係を示すものである。
関係を示すものである。
【図７】 目標点の座標を算出するための説明図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 CC14 DD06 FF05 FF09 FF66 JJ03 JJ26 PP05 QQ00 QQ03 QQ28 2F112 AC06 BA05 BA06 CA02 CA08 CA12 DA28 FA03 FA21
Claims (3)
- 【請求項１】 姿勢方向情報が得られる装置が取り付け
られたデジタルカメラを自由に回転させ、任意の二点か
ら目標点を撮影し、該目標点の三次元位置を計測するこ
とを特徴とする目標点の三次元位置検出方法。 - 【請求項２】 任意の二点のうちの一点に、姿勢方向情
報が得られる装置が取り付けられたデジタルカメラを設
置し、他の一点がｙ軸上に位置するように右手基準座標
系を設定し、姿勢方向情報が得られる装置を用いて該一
点及び該他の一点のデジタルカメラの方位データを取得
し、次いでデジタルカメラで該一点及び該他の一点にお
ける目標点を撮影し、該他の一点がｙ軸上に位置するよ
うに右手基準座標系を設定して得られた方位データ、該
一点及び該他の一点における目標点の画像データ及びデ
ジタルカメラで該目標点を撮影したときのデジタルカメ
ラの方位データから、該一点と目標点を通る直線及び該
他の一点と目標点を通る直線を求め、該２つの直線の交
点から目標点の座標を求めることを特徴とする請求項１
記載の目標点の三次元位置検出方法。 - 【請求項３】 姿勢方向情報が得られる装置が、３軸ジ
ャイロセンサー又はロータリーエンコーダーである請求
項１又は２記載の目標点の三次元位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000157310A JP2001336930A (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 目標点の三次元位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000157310A JP2001336930A (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 目標点の三次元位置検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001336930A true JP2001336930A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=18661965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000157310A Withdrawn JP2001336930A (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 目標点の三次元位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001336930A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100424466C (zh) * | 2003-12-03 | 2008-10-08 | 卢存伟 | 非接触三维测量方法及装置 |
| JP2013096934A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-20 | Nec Corp | 目標位置検出装置、該検出装置に用いられる目標位置検出方法及び目標位置検出プログラム |
| CN104677329A (zh) * | 2015-03-19 | 2015-06-03 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 基于摄像头的目标测距方法及装置 |
-
2000
- 2000-05-26 JP JP2000157310A patent/JP2001336930A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100424466C (zh) * | 2003-12-03 | 2008-10-08 | 卢存伟 | 非接触三维测量方法及装置 |
| JP2013096934A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-20 | Nec Corp | 目標位置検出装置、該検出装置に用いられる目標位置検出方法及び目標位置検出プログラム |
| CN104677329A (zh) * | 2015-03-19 | 2015-06-03 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 基于摄像头的目标测距方法及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070807 |