JP2002062802A - 地形データの修正方法 - Google Patents
地形データの修正方法Info
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- JP2002062802A JP2002062802A JP2000255740A JP2000255740A JP2002062802A JP 2002062802 A JP2002062802 A JP 2002062802A JP 2000255740 A JP2000255740 A JP 2000255740A JP 2000255740 A JP2000255740 A JP 2000255740A JP 2002062802 A JP2002062802 A JP 2002062802A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ステレオ画像処理により求めた地形データは対
応点の探索の精度に大きく依存する。特に、対応点の探
索を自動で行う場合、ミスマッチングにより地形データ
は実際より大きく異なる。そのため、求めた地形データ
の精度を確認し、地形データの修正量を決定する必要が
あった。 【解決手段】101で基準画像以外の画像を基準画像の
画像座標系に変換し、102で基準画像と変換画像を逐
次切替え表示する。上記処理により基準画像と変換画像
の対応点における画像のずれから、視差量を視覚的に表
示し、修正量を決定することができた。
応点の探索の精度に大きく依存する。特に、対応点の探
索を自動で行う場合、ミスマッチングにより地形データ
は実際より大きく異なる。そのため、求めた地形データ
の精度を確認し、地形データの修正量を決定する必要が
あった。 【解決手段】101で基準画像以外の画像を基準画像の
画像座標系に変換し、102で基準画像と変換画像を逐
次切替え表示する。上記処理により基準画像と変換画像
の対応点における画像のずれから、視差量を視覚的に表
示し、修正量を決定することができた。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3次元計測、およ
び画像処理の分野に関連し、特に画像を用いた地形デー
タの修正方法に関する。
び画像処理の分野に関連し、特に画像を用いた地形デー
タの修正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】地形の起伏を表す地形データを求める方
法として、同一地点を異なる視点から撮影した複数の画
像について、対応点の探索を人手もしくは自動で行い、
画素ごとに求めるステレオ画像処理が知られている(高
木、下田:画像解析ハンドブック、東海大学出版会、19
91, pp594−600)。
法として、同一地点を異なる視点から撮影した複数の画
像について、対応点の探索を人手もしくは自動で行い、
画素ごとに求めるステレオ画像処理が知られている(高
木、下田:画像解析ハンドブック、東海大学出版会、19
91, pp594−600)。
【0003】また、地形データを修正する方法として、
(小林 和夫:自動相関によるDEMの修正とオルソ作
成、日本写真測量学会 平成12年度次学術講演会発表
論文集、2000, pp.327−330)がある。ここで、DEM(Dig
ital Elevation Model)は格子状の地形データである。
上記文献ではマッチングにより求めたDEMの各地形デー
タに対し、各地形データおよびその周囲の地形データと
の統計量から、マッチングにより求めた地形データを修
正する方法と、実際に測定した粗精度のDEMを基準とし
て、マッチングにより求めた地形データを修正する方法
が挙げられている。
(小林 和夫:自動相関によるDEMの修正とオルソ作
成、日本写真測量学会 平成12年度次学術講演会発表
論文集、2000, pp.327−330)がある。ここで、DEM(Dig
ital Elevation Model)は格子状の地形データである。
上記文献ではマッチングにより求めたDEMの各地形デー
タに対し、各地形データおよびその周囲の地形データと
の統計量から、マッチングにより求めた地形データを修
正する方法と、実際に測定した粗精度のDEMを基準とし
て、マッチングにより求めた地形データを修正する方法
が挙げられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には2つ
の課題がある。
の課題がある。
【0005】(1)地形データの精度の確認 上記従来技術では、撮影された画像を用いずに近傍の地
形データとの統計量のみから地形データを修正してい
た。そのため、地形の起伏を正しく求めているか容易に
判断することができなかった。
形データとの統計量のみから地形データを修正してい
た。そのため、地形の起伏を正しく求めているか容易に
判断することができなかった。
【0006】(2)地形データの修正量の決定 上記従来技術では、実際に測定した粗精度のDEMを用い
て修正する方法の場合、地形データを実際に測定する際
に多大の時間と労力を要する。このため、容易に地形デ
ータの精度を向上させることができなかった。
て修正する方法の場合、地形データを実際に測定する際
に多大の時間と労力を要する。このため、容易に地形デ
ータの精度を向上させることができなかった。
【0007】そこで、本発明では上記課題を以下の手段
を用いて解決する。
を用いて解決する。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題(1)を解決す
る手段として、複数の画像のうち一枚を基準画像とし、
地形データのもととなる画像の各点の視差量から、基準
画像以外の画像を基準画像の画像座標系に変換する画像
変換処理と、基準画像および画像変換した変換画像を表
示する画像切替え表示処理からなり、画像切替え表示処
理は、各々の画像を切り替えて表示する。
る手段として、複数の画像のうち一枚を基準画像とし、
地形データのもととなる画像の各点の視差量から、基準
画像以外の画像を基準画像の画像座標系に変換する画像
変換処理と、基準画像および画像変換した変換画像を表
示する画像切替え表示処理からなり、画像切替え表示処
理は、各々の画像を切り替えて表示する。
【0009】上記課題(2)を解決する手段として、画
像の各点の視差量を修正する視差量修正処理を設け、視
差量修正処理は、基準画像と変換画像を比較することに
より、視差量の修正量を求め、求めた修正量から再度画
像変換処理および、画像切替え表示処理を実行し、再度
変換画像を切り替えて表示する。
像の各点の視差量を修正する視差量修正処理を設け、視
差量修正処理は、基準画像と変換画像を比較することに
より、視差量の修正量を求め、求めた修正量から再度画
像変換処理および、画像切替え表示処理を実行し、再度
変換画像を切り替えて表示する。
【0010】上記課題(2)を解決する別の手段とし
て、視差量修正処理において、目測にて基準画像と変換
画像の全体的なずれおよび局所的なずれを求め、視差量
の修正量を操作し、再度変換画像を作成し、画像のずれ
を確認する手段を繰り返し実行する。
て、視差量修正処理において、目測にて基準画像と変換
画像の全体的なずれおよび局所的なずれを求め、視差量
の修正量を操作し、再度変換画像を作成し、画像のずれ
を確認する手段を繰り返し実行する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態として、
ステレオ画像から3次元計測を行うことにより求めた視
差量の修正処理について説明する。
ステレオ画像から3次元計測を行うことにより求めた視
差量の修正処理について説明する。
【0012】本実施形態の概略を図1に示す。本実施形
態は画像変換処理、画像切替え表示処理、視差量修正処
理からなる。本実施形態は画像切替え表示処理を設け、
視差量の精度を視覚的に確認できるようにしたことに特
徴がある。
態は画像変換処理、画像切替え表示処理、視差量修正処
理からなる。本実施形態は画像切替え表示処理を設け、
視差量の精度を視覚的に確認できるようにしたことに特
徴がある。
【0013】各処理について以下詳細に説明する。
【0014】(1)画像変換処理 画像変換処理は同一地点を異なる視点で撮影した複数の
画像のうち一枚を基準画像とし、地形データのもととな
る画像の各点の視差量から、基準画像以外の画像を基準
画像の画像座標系に変換する処理である。
画像のうち一枚を基準画像とし、地形データのもととな
る画像の各点の視差量から、基準画像以外の画像を基準
画像の画像座標系に変換する処理である。
【0015】基準画像上の座標(i,j)をpa(i,j)、pa(i,
j)に対応する各画像上の座標をpb(i,j)とした時、各視
差量d(i,j)を次式で定義する。
j)に対応する各画像上の座標をpb(i,j)とした時、各視
差量d(i,j)を次式で定義する。
【0016】
【数1】
【0017】pa(i,j)に対応する各画像の座標は、数1
より次式で求めることができる。
より次式で求めることができる。
【0018】
【数2】
【0019】数2から求めた、pa(i,j)に対応する各画
像の座標の画素値を変換画像(i,j)の画素値とする。上
記処理を基準画像の全ての座標に対して行うことによ
り、変換画像を作成する。
像の座標の画素値を変換画像(i,j)の画素値とする。上
記処理を基準画像の全ての座標に対して行うことによ
り、変換画像を作成する。
【0020】(2)画像切替え表示処理 画像切替え表示処理は基準画像と変換画像を任意に切り
替えて表示する処理である。変換画像は基準画像の座標
系と同じため、基準画像のある地点の視差量が正しけれ
ば、それに対応する変換画像の対応点が同じ地点にく
る。また、基準画像のある地点の視差量が誤っていれ
ば、それに対応する変換画像の対応点はずれる。基準画
像と変換画像を切替え表示することにより、視差量の正
誤を視覚的に確認することができる。
替えて表示する処理である。変換画像は基準画像の座標
系と同じため、基準画像のある地点の視差量が正しけれ
ば、それに対応する変換画像の対応点が同じ地点にく
る。また、基準画像のある地点の視差量が誤っていれ
ば、それに対応する変換画像の対応点はずれる。基準画
像と変換画像を切替え表示することにより、視差量の正
誤を視覚的に確認することができる。
【0021】図2に画像切替え表示処理の実装例を示
す。本例は一つの表示ウィンドウ201から構成され、
マウスの左ボタンを押すと、基準画像Lが表示され、マ
ウスの右ボタンを押すと画像Rが瞬時に切替え表示され
る。
す。本例は一つの表示ウィンドウ201から構成され、
マウスの左ボタンを押すと、基準画像Lが表示され、マ
ウスの右ボタンを押すと画像Rが瞬時に切替え表示され
る。
【0022】(3)視差量修正処理 視差量修正処理は基準画像と変換画像を比較し、基準画
像と変換画像との画像のずれをもとに視差量を再計算す
る処理である。
像と変換画像との画像のずれをもとに視差量を再計算す
る処理である。
【0023】pa(i,j) とpa(i,j)に対応する点の画像変
換処理後の座標との画像のずれをz(i,j)とすると、pa
(i,j)における修正視差量は次式で表すことができる。
換処理後の座標との画像のずれをz(i,j)とすると、pa
(i,j)における修正視差量は次式で表すことができる。
【0024】
【数3】
【0025】視差量修正処理で求めた修正視差量から、
再度画像変換処理および画像切替え表示処理を行うこと
により、順次視差の確認および修正を行うことができ
る。
再度画像変換処理および画像切替え表示処理を行うこと
により、順次視差の確認および修正を行うことができ
る。
【0026】(変更例1)本実施形態では地形データを
修正するための特徴量として視差量に着目したが、高度
等の地形データを利用することができる。高度から視差
量への変換式fを用いて高度を視差量に変換する、高度
視差量変換処理、および視差量から高度への変換式fを
用いて視差量を高度に変換する視差量高度変換処理を設
けることにより、高度の確認および修正を行うことがで
きる。高度を用いた地形データの修正方法の処理ブロッ
ク図を図3に示す。
修正するための特徴量として視差量に着目したが、高度
等の地形データを利用することができる。高度から視差
量への変換式fを用いて高度を視差量に変換する、高度
視差量変換処理、および視差量から高度への変換式fを
用いて視差量を高度に変換する視差量高度変換処理を設
けることにより、高度の確認および修正を行うことがで
きる。高度を用いた地形データの修正方法の処理ブロッ
ク図を図3に示す。
【0027】上記処理を実行することにより、分かりや
すい地形データの量を用いて、地形データの修正を行う
ことができる。
すい地形データの量を用いて、地形データの修正を行う
ことができる。
【0028】(変更例2)本実施形態の視差量修正処理
103では、変換画像の基準画像に対する画像のずれか
ら、人間が修正量を決定していたが、基準画像と変換画
像における対応点の位置関係から対応点の画像のずれ量
を求め、対応点の画像のずれをもとに対応点の近傍にお
ける視差の修正量を推定して求めることができる。
103では、変換画像の基準画像に対する画像のずれか
ら、人間が修正量を決定していたが、基準画像と変換画
像における対応点の位置関係から対応点の画像のずれ量
を求め、対応点の画像のずれをもとに対応点の近傍にお
ける視差の修正量を推定して求めることができる。
【0029】対応点の位置関係から対応点の4近傍にお
ける視差の修正量の算出例を図3に示す。
ける視差の修正量の算出例を図3に示す。
【0030】対応点の4近傍の点をそれぞれp0、p1、
p2、p3とし、対応点における画像のずれをzとする。対
応点の4近傍の点から対応点までの距離をそれぞれd0、
d1、d2、d3とすると、対応点の4近傍における視差の修
正量は次式により求めることができる。
p2、p3とし、対応点における画像のずれをzとする。対
応点の4近傍の点から対応点までの距離をそれぞれd0、
d1、d2、d3とすると、対応点の4近傍における視差の修
正量は次式により求めることができる。
【0031】
【数4】
【0032】上記処理を実行することにより、対応点近
傍の視差量を精度よく求めることができる。
傍の視差量を精度よく求めることができる。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、複数の画像のうち一枚
を基準画像とし、地形データのもととなる画像の各点の
視差量から、基準画像以外の画像を基準画像の画像座標
系に変換する画像変換処理と、基準画像および画像変換
した変換画像を表示する画像切替え表示処理からなり、
画像切替え表示処理は、各々の画像を切り替えて表示す
ることにより、基準画像と変換画像の対応点における画
像のずれを視覚的に表示し、視差量の精度を確認するこ
とが可能になった。
を基準画像とし、地形データのもととなる画像の各点の
視差量から、基準画像以外の画像を基準画像の画像座標
系に変換する画像変換処理と、基準画像および画像変換
した変換画像を表示する画像切替え表示処理からなり、
画像切替え表示処理は、各々の画像を切り替えて表示す
ることにより、基準画像と変換画像の対応点における画
像のずれを視覚的に表示し、視差量の精度を確認するこ
とが可能になった。
【0034】画像の各点の視差量を修正する視差量修正
処理を設け、視差量修正処理は、基準画像と変換画像を
比較することにより、視差量の修正量を求め、求めた修
正量から再度画像変換処理および、画像切替え表示処理
を実行し、再度変換画像を切り替えて表示することによ
り、精度よく地形データを求めることが可能になった。
処理を設け、視差量修正処理は、基準画像と変換画像を
比較することにより、視差量の修正量を求め、求めた修
正量から再度画像変換処理および、画像切替え表示処理
を実行し、再度変換画像を切り替えて表示することによ
り、精度よく地形データを求めることが可能になった。
【0035】視差量修正処理において、目測にて基準画
像と変換画像の全体的なずれおよび局所的なずれを求
め、視差量の修正量を操作し、再度変換画像を作成し、
画像のずれを確認する手段を繰り返し実行することによ
り、精度よく地形データを求めることが可能になった。
像と変換画像の全体的なずれおよび局所的なずれを求
め、視差量の修正量を操作し、再度変換画像を作成し、
画像のずれを確認する手段を繰り返し実行することによ
り、精度よく地形データを求めることが可能になった。
【図1】実施形態1における地形データの修正方法の概
略図。
略図。
【図2】実施形態1における画像切替え表示処理の実装
例を示す図。
例を示す図。
【図3】実施形態1における高度を用いた地形データの
修正方法の処理ブロック図。
修正方法の処理ブロック図。
【図4】実施形態1における対応点の画像のずれから対
応点の4近傍における視差の修正量の算出例を示す図。
応点の4近傍における視差の修正量の算出例を示す図。
101…画像変換処理、102…画像切替え表示処理、
103…視差量修正処理、201…表示ウィンドウ、2
02…ディスプレイ、203…マウス、301…高度視
差量変換処理、302…視差量高度変換処理、401…
基準画像L、402…対応点、410〜413…対応点
の4近傍点、420〜423…対応点の4近傍点の各点
から対応点までの距離。
103…視差量修正処理、201…表示ウィンドウ、2
02…ディスプレイ、203…マウス、301…高度視
差量変換処理、302…視差量高度変換処理、401…
基準画像L、402…対応点、410〜413…対応点
の4近傍点、420〜423…対応点の4近傍点の各点
から対応点までの距離。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 和典 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 Fターム(参考) 2C032 HB03 HB11 HC13 HC23 2F065 AA06 AA53 AA54 CC00 EE00 FF04 JJ03 JJ05 JJ26 QQ25 QQ31 QQ36 SS13
Claims (6)
- 【請求項1】 同一地点を異なる視点で撮影した複数の
画像から、地形の起伏を表す地形データを算出する3次
元計測処理において、 複数の画像のうち一枚を基準画像とし、地形データのも
ととなる画像の各点の視差量から、既基準画像以外の画
像を既基準画像の画像座標系に変換する画像変換処理
と、 既基準画像および画像変換した既変換画像を表示する画
像切替え表示処理からなり、 既画像切替え表示処理は、各々の既画像を切り替えて表
示することを特徴とする地形データの修正方法。 - 【請求項2】 請求項1において、既画像の各点の視差
量を修正する視差量修正処理を設け、 視差量修正処理は、既基準画像と既変換画像を比較する
ことにより、既視差量の修正量を求めることを特徴とす
る地形データの修正方法。 - 【請求項3】 請求項2の視差量修正処理において、求
めた修正量から再度請求項1の既画像変換処理および、
既画像切替え表示処理を実行し、再度既変換画像を切り
替えて表示することを特徴とする地形データの修正方
法。 - 【請求項4】 請求項2の視差量修正処理において、目
測にて既基準画像と既変換画像の全体的なずれおよび局
所的なずれを求め、既視差量の修正量を操作し、再度変
換画像を作成し、画像のずれを確認する手段を繰り返し
実行することを特徴とする地形データの修正方法。 - 【請求項5】 請求項1の画像変換処理において、地形
データから地形データのもととなる画像の各点の視差量
を求めることを特徴とする地形データの修正方法。 - 【請求項6】 請求項2の視差量修正処理において、既
基準画像と既変換画像から対応する場所を表す対応点を
決定し、既対応点のずれ量から近傍の視差の修正量を求
めることを特徴とする地形データの修正方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000255740A JP2002062802A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 地形データの修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000255740A JP2002062802A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 地形データの修正方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002062802A true JP2002062802A (ja) | 2002-02-28 |
Family
ID=18744472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000255740A Pending JP2002062802A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 地形データの修正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002062802A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017119517A1 (ja) * | 2017-01-13 | 2017-07-13 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の制御システム、作業機械及び作業機械の制御方法 |
JP2018112051A (ja) * | 2017-12-05 | 2018-07-19 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の制御システム、作業機械、作業機械の制御方法及びナビゲーションコントローラ |
JP2019183636A (ja) * | 2017-12-05 | 2019-10-24 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の制御システム、作業機械、作業機械の制御方法及びナビゲーションコントローラ |
-
2000
- 2000-08-22 JP JP2000255740A patent/JP2002062802A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017119517A1 (ja) * | 2017-01-13 | 2017-07-13 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の制御システム、作業機械及び作業機械の制御方法 |
CN107002383A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-08-01 | 株式会社小松制作所 | 作业机械的控制系统、作业机械及作业机械的控制方法 |
JPWO2017119517A1 (ja) * | 2017-01-13 | 2018-01-11 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の制御システム、作業機械、作業機械の制御方法、及びナビゲーションコントローラ |
US10774505B2 (en) | 2017-01-13 | 2020-09-15 | Komatsu Ltd. | Work machine control system, work machine, and work machine control method |
CN107002383B (zh) * | 2017-01-13 | 2022-03-15 | 株式会社小松制作所 | 作业机械的控制系统、作业机械及作业机械的控制方法 |
JP2018112051A (ja) * | 2017-12-05 | 2018-07-19 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の制御システム、作業機械、作業機械の制御方法及びナビゲーションコントローラ |
JP2019183636A (ja) * | 2017-12-05 | 2019-10-24 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の制御システム、作業機械、作業機械の制御方法及びナビゲーションコントローラ |
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