JP2002508069A - 測定マークおよび測定マークの検出方法並びに物体測量方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 測定マーク、測定マークの検出方法並びに物体測量方法が提案される。本発明によれば、物体にコード化された測定マークが付けられ、これが測定マーク検出方法を用いて自動的に検出されかつデコード化されかつ物体の３Ｄ表出が実現される。本発明によれば、測定マーク検出方法は自動的に、幾何学的および放射性の障害作用を補償しかつ検出およびデコード化の品質を判断するための少なくとも１つの品質基準を発生する。本発明によれば殊に、大量の測定マークの高速な検出およびデコード化、ひいては大きな物体の高速な測量が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】 測定マークおよび測定マークの検出方法並びに物体測量方法 本発明は、請求項１の上位概念に記載の測定マークの検出方法並びに請求項１ ３の上位概念に記載の物体測量方法並びに請求項１４の上位概念に記載の測定マ ークに関する。この種の測定マークおよび方法は既に、［１］から公知である。 この形式の測定マークおよび方法は例えば、工業分野における測定課題の実行 経過時間を短縮するために用いられる。ここにおいて近年、とりわけ、写真測量 およびストリップ投射のような光学的な測定方法がますます重要になってきてい る。この形式の方法における重要な要求は、測定プロセスのロバストな設計およ び大幅な自動化である。即ちしばしば、引き続いてＣＡＤデータセットとして用 意されなければならない大きな物体の高速の、隙間のない３Ｄ測量が要求されて いる。ストリップ投射（streifenprojection）の原理に基づいている光学的な測 定システムではこのために、隙間のなくかつ面積をカバーしている、測定物体の ３Ｄデータが提供される。通例制限されている、このシステムの測定ボリューム のために、数多くの測定記録のパスに適った接合を可能にする、上位の座標系に おける結合点のような重要な付加情報が要求される。パス点の３Ｄ座標のような このために必要な情報は写真測量により提供される。写真測量による測定および 評価プロセスの自動化に関連して、画像測定は特別重要性を増してきている。測 定すべき画素の数ないし連結体全体の画像の数が増大するに従って、相同の画素 （homologe Bildpunkt）を識別するためのコストは急激に上昇する。これに関す る時間コストをできるだけ僅かに抑えるために、実際には、測定すべき、大抵は 円形状の測定指標の他に、コード化指標も有している測定マークがますます使用 されるようになっている。種々異なった形状において現れるこれらのコード化指 標は、ユーザによってインタラクティブに実施されるべき画像測定の経過中視覚 的なわかりやすさを改善するためにだけかまたは測定マークの自動的な検出のた めに用いられるようになっている。実際には、例えば測定マークの回転および／ または歪化のような幾何学的な障害作用によって測定マークの検出の際に問題が 発生することがしばしばある。この形式の障害作用を計算により補償できるよう にするために、測定マークに付加的な方位指標を備えるようにすると有利である 。 自動的な測定マーク検出のフレキシビリティおよびロバストさは殊に、使用さ れるコード化の特性によって決められる。即ち、実際に広く普及しているリング コード化の値領域（コード化深度）には、制限された数のコード化セグメントし か解像することができないという理由で限定されている。値領域を拡張すること は比較的煩雑でありかつ測定マークが著しく大きくなってしまうことを避けるの は難しい。自動的な測定検出に影響する別のファクターはイメージ化されるコー ド化の品質である。これに関する重要な妨害ファクターは、測定マークの、例え ば回転、縮尺変更、ずれ、圧潰または遠近法的な歪化、または画像雑音、反射、 コントラストの欠乏、局所的なコントラスト差およびイメージ化のアンシャープ ネスのような放射性障害もしくは干渉でありまたは測定マークが部分的に隠され る、即ち測定マークの部分的なマスキングもある。この形式の妨害ファクターの 補償により自動的な測定マーク検出が著しく改良される。 測定マークの誤検出は後続の評価プロセス、例えば物体測量に、リジェクトさ れ、それ故に考慮されない測定マークより著しく大きな不都合な影響を及ぼす［ ２］。この形式の誤検出は、測定マークをリジェクトするためのしきい値をユー ザが設定できるようにする、検出品質の規定によって著しく低減することができ る。 それ故に本発明の課題は、一方において、測定マークをできるだけ迅速かつ確 実に検出することができかつできるだけロバストでしかもフレキシブルである方 法を提供すること、ないし他方において、測定マークを検出するための提供すべ き方法をできるだけ効果的に使用する、物体を測量するための方法を提供するこ とでありかつ第３には、測定マークを検出するための提供すべき方法によって特 別迅速かつ申し分なく検出される測定マークを提供することである。 本発明は、測定マークを検出するための提供すべき方法に関しては請求項１の 特徴部分によって示されておりかつ物体測量のための提供すべき方法に関しては 請求項１３の特徴部分によって示されておりかつ提供すべき測定マークに関して は請求項１４の特徴部分によって示されている。その他の請求項には、測定マー クを検出するための本発明の方法の有利な構成および実施の形態（請求項２ない し１２）並びに本発明の測定マークの有利な構成および実施の形態（請求項１５ ）が記載されている。 本発明の核心は、測定マークを検出するための方法に関しては、光または隣接 する波長領域からの電磁波を用いて生成され、ピクセルから形成されている、中 心の既知のピクセル座標を有する仮想測定マークのデジタルイメージにおいて、 測定指標、方位指標およびコード化指標を潜在的に含んでいる、幾何学的および 放射性障害作用および測定マークのマスキングによる不都合な影響が自動的に補 償され、かつ測定マークを検出するための少なくとも１つの品質基準が突き止め られ、かつ実際の測定マークの検出または推定マークのリジェクトについての少 なくとも１つの検査が少なくとも１つの品質基準に基づいて実施され、かつ実際 の測定マークのコード化指標から、特徴的な指標ベクトルが導出され、それが分 類部に供給されるという点にある。 以下、測定マーク検出方法（ＭＥＶ＝Me markenerk ennungsverfahren）と表 す、測定マークを検出するための本発明の方法の第１の有利な実施の形態におい て、推定または実際の測定マークのデジタルイメージがまず局所的にバイナリ化 され、かつその後漸く、障害作用の補償、少なくとも１つのリジェクト判断基準 の検査および実際の測定マークの指標ベクトルの導出が行われる。バイナリ化は 、放射性の障害を補償するために、殊にコントラスト強調のために実施される。 局所的なバイナリ化、即ち大域のバイナリ化、即ち複数の測定マークを有する画 像全体にわたるバイナリ化に対して仮想測定マークの近接領域においてバイナリ 化する利点は、放射性障害が大抵は著しく改善されること、殊にコントラスト向 上が高められるという点にある。 本発明のＭＥＶの第２の有利な実施の形態において、推定または実際の測定マ ークのデジタルイメージ内の関係領域が識別されかつ該関係領域に基づいて、調 べている物体が推定の測定マークであるかまたは実際 の測定マークであるかが決定され、かつこの関係領域が、障害、即ち反射の形の 推定の測定マークに対応付けられると、リジェクトが行われ、かつ関係領域が、 実際の測定マークに対応付けられると、どの個々の関係領域が測定指標および／ または方位指標および／またはコード化指標の担体であるかがわかるように、個 々の関係領域に対する一義的な対応付けが行われる。この形態の利点は一方にお いて、調べるべき画像内容の、関係領域への制限によって実質的な情報担体に制 限され、従って方法が加速かされるということ、かつ他方において、種々異なっ た関係領域の、所定の種類の指標への対応付けにより、所定の情報、例えば測定 マークの方位の抽出のために、所定の関係領域だけを、即ち方位指標を含んでい る関係領域だけを調べればよいということになり、従って同様に方法が加速化さ れるという点にある。 関係領域の識別は有利には、種々異なった形式において行うことができる。一 方において、推定または実際の測定マークのデジタルイメージのカラー値物体の 関係解析を行い、つまりここではカラー値が前以て決められた値領域内にある、 デジタルイメージのすべてのピクセルが１つのカラー値物体に割り当てられる。 他方において、推定または実際の測定マークのデジタルイメージのグレー値物体 の関係解析を行い、つまりここではグレー値が前以て決められた値領域内にある 、デジタルイメージのすべてのピクセルが１つのグレー値の物体に割り当てられ る。第３には、推定または実際の測定マークのバイナリ化されたデジタルイメー ジの白物体の関係解析を行うことができる。本発明のＭＥＶの３つの形態のそれ ぞれは特有の利点を有している。カラー値を調べることにより、殊に関係領域が カラーおよび輝度についてその周囲とは著しく異なっているときは、グレー値を 調べるよりは、関係領域の一層正確な識別が可能になる。グレー値を調べるには 僅かな計算時間ですみかつ測定マークのデジタルイメージの生成のために比較的 簡単で、従ってコストの面で有利な撮影装置しか必要としない。デジタルイメー ジの白物体を調べる場合には、計算時間は最も少なくてすみ、それ故に最も高速 である。 本発明のＭＥＶの別の有利な実施の形態において、測定マークの測定指標、方 位指標およびコード化指標は既知の、固定数において存在しており、かつこれら は相互に既知の、固定の幾何学的な関係、殊に既知の、固定の間隔および相互の 相対位置を有しておりかつ相互に既知の、固定の大きさ比にある。その場合調べ ている物体が推定の測定マークであるかまたは実際の測定マークであるかどうか の、関係領域に基づく決定は、個々のの見付け出された関係領域が前以て決めら れた最小数を有しているかどうかかつ前以て決められた、有利には任意に前以て 決められた許容偏差領域内 で相互に既知の幾何学的な関係にあるかどうかを検査することによって行われる 。測定マークのこの形式の形状により、上述の方法、即ち簡単な、ひいては高速 だが、にも拘わらず信頼できる、調べている物体が推定の測定マークであるかま たは実際の測定マークであるかの決定を下すことが可能になる。 本発明のＭＥＶの別の有利な実施の形態において、見付け出された関係領域の 簡単化された表出が生成されかつこの簡単化によって後続の評価が加速化される 。同時に情報消失を最小化にしかつ計算コストをできるだけ僅かにしておいて関 係領域を一層簡単化すれば特別有利である。この要求は、関係領域を多角形を用 いた輪郭表出、所謂多角形表出によって十分に満たされ、かつこの最初の多角形 表出に置換される近似された多角形表出、所謂多角形近似によって一層良好に満 たされる。この形式の多角形近似のために、前以て決められた、最大限許される 面積偏差が越えられるまで、専ら、輪郭表出の最初の多角形の支点が取りのけら れるという方法が特別効果的であることが認められている。これにより殊に、標 本化および／またはバイナリ化による輪郭の歪みを補償することができる。 本発明のＭＥＶの別の有利な実施の形態において、まず、実際の測定マークの 見付け出された一連の関係領域から、種々異なった関係領域の相互の幾何学的関 係の知識を用いて少なくとも１つの関係領域が方位指 標の担体として識別され、かつこれら方位標識から、測定マークの実際の方位が 求められ、かつそれから固定的に前以て決められた、統一性のある方位に対する 正規化が実施され、殊に測定マークまたは関係領域のデジタルイメージまたは関 係領域の表出の正規化が実施される。この形態の利点は、調査を、前以て決めら れた幾何学的な関係に相応しておりかつ従って方位指標を含んでいる関係領域に 制限することによって、測定マークの実際の方位を一方において、僅かな計算コ スト、ひいては一層高速にかつ他方において、比較的少ないエラーで突き止める ことができるという点にある。というのは、考察の際に障害を考慮することが大 幅に排除されるからである。相応に、処理すべきすべての測定マークを前以て決 められた、統一性のある方位に対して正規化することも定性的には価値が高い。 正規化自体は測定マークの検出の際の幾何的な障害を補償するために必要である 。 本発明のＭＥＶのこの有利な形態の更なるステップにおいて、見付け出された 一連の関係領域から種々異なった関係領域の相互の幾何学的関係の知識を用いて 少なくとも１つの関係領域がコード化指標の担体として識別され、かつそれから コード化指標の担体として識別されたそれぞれの関係領域が、ｎ×ｎのパターン 、例えば１６×１６のパターンに大きさ正規化される。この形態の利点は、ここ でも、調査を、前以て決め られた幾何学的な関係に相応しておりかつ従ってコード化指標を含んでいる関係 領域に制限することによって、測定マークの実際のコード化を一方において、僅 かな計算コスト、ひいては一層高速にかつ他方において、考察の際に障害を考慮 することが大幅に排除されるという理由で比較的少ないエラーで突き止めること ができるという点にある。関係領域を正方形のパターンに正規化することで、例 えば種々異なった撮影距離によって引き起こされる、種々異なった測定マークの 関係領域の種々異なった大きさによる障害が補償され、かつそれぞれのパターン エレメントによって、容易に、従って高速に識別可能な指標担体を使用すること ができるようになる。 本発明のＭＥＶのこの有利な形態の別の特別有利な中間ステップにおいて、コ ード化指標の担体として識別されかつ大きさ正規化されたそれぞれの関係領域の 個々のパターンエレメントが、最大のカラー値領域またはグレー値領域、例えば ０ないし２５５のグレー値領域に関してスケーリングされる。この形態の利点は 、放射性の障害が補償されること、殊にコントラストが強調される点にある。個 々の指標担体、即ちパターンエレメントの特徴は著しく明瞭になり、従って後続 の分類が容易になる。 本発明のＭＥＶのこの有利な形態の続くステップにおいて、コード化指標の担 体として識別された関係領 域のパターンエレメントのそれぞれのカラー値またはグレー値が、ｎ×ｎ次元の 、例えば２５６次元の、この関係領域の指標ベクトルの構成要素として捕捉され 、かつそれからこの指標ベクトルに対して主軸変換を行って、変換された指標ベ クトルの個々のの構成要素がその重みに相応して分類のために整理された順香に あるようにされる。その後、最初の、従って最も重要な構成要素から計数されて 、制限された数の、前記変換された指標ベクトルの構成要素、例えば最初の４０ の構成要素が、個々の物体分類部に供給され、ここでは例えば１段の正方形の多 角形分類部に供給される。この形態の利点は、分類が実質的な情報担体、即ちこ こでは指標ベクトルの第１の構成要素に制限することができ、従って加速化する ことができるという点にある。 本発明のＭＥＶのこの有利な形態の続くステップにおいて、この分類を用いて 、構成要素数が、生じ得るコード化物体の数に等しく、かつ構成要素が、所定の 物体クラスの識別の確率を表している確率ベクトルが計算される。その後、識別 を最高の確率によって行った物体クラスが、該確率が前以て決められた最小値を 上回っている限りは、正しいものとして推定される。そうでない場合、即ち前以 て決められた最小確率以上の確率で物体クラスが識別されなかったとき、測定マ ークのリジェクトが行われる。この形態の利点は、一 方において、物体クラスの正しい識別の確率計算のための情報担体として指標ベ クトルのすべての個々の重要な構成要素を考慮することによって、測定マークの 部分的な覆い隠しを補償することができるという点にある。他方において、この 形態によって、にも拘わらず一義的にないし十分に高い確率で識別されなかった 物体ないし測定マークをリジェクトすることができかつこのことは、測定データ の後続の更なる処理にとって、誤った対応付けより著しく有利である。 本発明のＭＥＶの別の有利な形態において、検出すべき測定マークは相互に独 立した、空間的に分離されている測定指標、方位指標およびコード化指標を有し ている。この形態の利点は、殊に方位指標およびコード化指標のこのような一義 的な分離によって、一方において検出は著しくロバストになりかつ他方において コード化の著しく大きな自由度が使用できるようになり、従ってコード化深度を 高めることができる点にある。 本発明のＭＥＶの別の有利な形態において、検出すべき測定マークは、測定指 標と、少なくとも２つの優先方向、特別有利には相互に垂直の関係にある優先方 向にある方位指標と、固定の数の既知の文字、数字などの記号類および／または シンボルの形のコード化指標とを有しており、その際測定指標、方位指標および コード化指標は相互に既知の、固定の幾何学的な関係 を有しており、殊に相互に既知の、固定の間隔および相対位置を有しておりかつ 既知の、相互に固定の大きさ比にある。この形態の利点は、既知の本当の測定マ ークの測定指標の優先方向と測定マークの存在するイメージの優先方向との差か ら、測定マークの方位、従って正規化された方位に対する相対的なその回転およ びずれ角度が容易に計算されるという点にある。固定の数および固定の幾何学的 な関係の利点は、個々の関係領域を測定指標、方位指標およびコード化指標の情 報担体として一層容易に対応付けることができる点にある。更に、固定の数およ び固定の幾何学的な関係により、調べている物体が実際の測定マークであるのか 、もしくは検出の品質がどの位高いかについての付加的な簡単な検査が可能にな る。 本発明のＭＥＶの別の有利な実施の形態において、測定指標は、円面の形に形 成されており、方位指標は、２つの側方部分と１つのこれらに対して垂直に位置 している、有利には著しく長い連結ウェブとから成っているＵ字形の形状に形成 されており、かつコード化指標は、セリフのないフォントの３つの順次続く数字 または４つの順次続く、１０個の数字および２６個の大文字のうちのある数から 成る記号の形に構成されている。その際、測定指標、方位指標およびコード化指 標は相互に既知の、固定の幾何学的な関係において次のように配置されている、 即ち円面の形の測定指標が 方位指標のＵ字形の形状内の中央に存在しておりかつコード化指標が固定数の既 知の記号の形において，Ｕ字の連結ウェブの下方に、既知の、固定の間隔をおき かつ既知の固定の大きさ比で該連結ウェブに並んで配置されている。この形態の 利点は、一方において、Ｕ字形状の指標はその形状および他の指標に対する幾何 学的な関係によって特別容易に識別することができかつ側方ウェブおよび連結ウ ェブの垂直の配向によって、測定マークの２つの優先方向を容易に識別すること ができ、かつ２つの方向を連結ウェブの著しく大きな長さに基づいて特別容易に 区別することができるという点にある。コード化を、記号、即ちここでは数字お よび大文字によって行う利点は、方位指標から厳格に分離されること、ここでは 例えば通例のリングコード化の例に比べて、検出能力が格段に改良されかつコー ド化深度が著しく容易に拡張できるということにある。 本発明のＭＥＶの別の有利な形態において、調べている物体が推定の測定マー クであるかまたは実際の測定マークであるかどうかの決定が行われ、かつ測定指 標、方位指標またはコード化指標に対する個々の関係領域の対応付けが、まず、 推定または実際の測定マークの中心の既知のピクセル座標の周囲に、関係領域を 探し、かつ推定または実際の測定マークのそれぞれ見付け出された関係領域に対 して、それぞれの関係領域 の最小の、軸平行な、閉じている方形である方形を突き止めるようにして行われ る。その後、閉じている方形内に、推定または実際の測定マークの中心の既知の ピクセル座標が存在している最小の関係領域が、測定指標の仮想担体として識別 されかつ閉じている方形内に、推定または実際の測定マークの中心の既知のピク セル座標が存在している次に大きな関係領域が、方位指標の仮想担体として識別 される。その後、閉じている方形に基づいて、２つの方形が前以て決められた許 容偏差領域内で相互に既知の幾何学的な関係にある、ここでは例えば、相互に既 知の大きさ比にありかつ一方が他方によって取り囲まれているかどうかを検査す ることによって、調べている物体が推定測定マークであるのかまたは実際の測定 マークであるのかの決定が行われる。この許容偏差領域を逸脱しているときは、 測定マークのリジェクトが行われる。この形態は、即ち非常に簡単で、従って高 速の手段で、調べている物体が推定の測定マークであるかまたは実際の測定マー クであるかを決定することができ、かつ同時に、個々の関係領域の、測定指標、 方位指標およびコード化指標に対する対応付けを行うことができるので有利であ る。その場合、情報の本来の抽出は専ら、既知の、その都度本当の情報担体にお いて、従って一層高速に行うことができる。 本発明のＭＥＶのこの有利な実施の形態の次のステ ップにおいて、調べている物体が実際の測定マークとして検出された場合には、 測定マーク方位が突き止められる。このことは例えば、方位指標の多角形近似を 生成し、かつ方位指標の、ピクセル座標系の主軸に対する相対角度を、該多角形 近似の、長さによって重み付けられた個々の多角形部分を角度ヒストグラムに記 録することによってかつこの角度ヒストグラムの２つの最高の振幅を求めること によって、かつ最高の振幅を連結ウェブに対応付けることによって、かつ２番目 に高い振幅をＵ字の側方ウェブに対応付けることによって突き止めるようにして 行われる。本発明の別の有利な変形例において、測定マークの方位指標は、同様 に、方位指標の多角形近似を生成し、かつ一方において、最長の多角形部分をＵ 字の連結ウェブに対応付けかつ前以て決められた角度許容偏差領域内のすべての 別の多角形部分もＵ字の連結ウェブに対応付けかつその加算後、これら多角形部 分の角度の重み付けられた平均の計算を行う、かつ他方において、Ｕ字の連結ウ ェブに対応付けられなかった最長の多角形部分をＵ字の側方ウェブに対応付けか つ前以て決められた角度許容偏差領域内のすべての別の多角形部分もＵ字の側方 ウェブに対応付けかつその加算の後、これら多角形部分の角度の重み付けられた 平均の計算を行うようにしてによって突き止められる。その場合２つの変形例に おいて、Ｕ字の連結ウェブの、ピクセル座標系の主軸 に対する相対的な角度の知識から、測定マークの回転角度の計算およびＵ字の側 方ウェブの、ピクセル座標系の主軸に対する相対的な角度の知識から、測定マー クのずれ角度の計算が行われる。その際、測定マークの回転が考慮されかつ計算 された推定ずれ角度が相応に補正される。この形態の利点は、実施の速度が高い ということである。 本発明のＭＥＶのこの有利な形態の続くステップにおいて、測定マークの回転 およびずれ角度の知識において、測定マークのイメージの回転およびずれ正規化 が実施されかつ回転およびずれ正規化されたイメージにおいて、コード化指標が 既知の数であるか、Ｕ字の連結ウェブの下方に存在しているかどうか、かつこれ らコード化指標の大きさの差が前以て決められた許容偏差領域内にあるかどうか が検査されるようにして、この関係領域がコード化指標の担体として識別される 。この識別、即ち同定の要求が満たされなかった場合は、測定マークのリジェク トが行われる。この形態の利点は、非常に簡単で、従って高速な手段によって、 調べている物体が十分に高い確率で測定マークであるかどうかおよびその検出が 十分に高い検出品質で実施可能であるかどうかを決定することができる点にある 。 物体を測量するための方法の基本的な思想は、光または隣接する波長領域から の電磁波を用いて、測定指 標、方位指標およびコード化指標を含んでいる測定マークを備えている測量すべ き物体から、ピクセルから形成されている、デジタルイメージが生成され、かっ 物体のデジタルイメージ内に仮想、即ち推定のまたは実際の測定マークが識別さ れ、例えばその大きさが所定の許容許容偏差内にある明るい面が識別され、かつ 該仮想測定マークの中心のピクセル座標が突き止められ、かつ測定マークを検出 するための本発明の方法のこれまで説明した形態の１つまたは複数個を使用して 、これら仮想測定マークの中心のピクセル座標の周囲内で局所的に測定マークの 検出が実施され、かつ個々の検出された測定マークのピクセル座標が測量すべき 物体の３Ｄ座標系に関連付けられ、例えば写真測量を用いた３Ｄコレスポンデン ス解析を用いて関連付けられるということにある。 測定マークに関する本発明の要点は、それが相互に独立した、空間的に分離さ れている測定指標、方位指標およびコード化指標を次のように有している、即ち 方位指標は少なくとも２つの相互に垂直に存在している優先方向を有しており、 かつコード化指標は固定数の既知の記号および／またはシンボルの形に存在して おり、かつ測定指標、方位指標およびコード化指標は既知の、固定数において存 在しており、かつ測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に既知の、固定 の幾何学的な関係を有している、殊に既知の、固定の 間隔および相互相対位置を有しており、かつ相互に既知の、固定の大きさ比にあ るという点にある。 測定マークの特別有利な形態において、この測定指標は円面の形において形成 されており、かつ方位指標は、２つの側方部分およびこれらに対して垂直である 、有利には著しく長い連結ウェブから成っているＵ字の形状に形成されており、 かつコード化指標は、セリフのないフォントの３つの順次続く数字またはセリフ のないフォントの１０個の数字および２６の大文字のうち４つの順次続く数字の 形に形成されている。更に、測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に既 知の、固定の幾何学的な関係において次のように配置されている、即ち円面の形 の測定指標が方位指標のＵ字形状内の中心にありかつ固定数の既知の記号の形の コード化指標がＵ字の連結ウェブの下方に、これに対して既知の、固定の間隔を おいてかつ既知の固定の大きさ比において順次配置されているように配置されて いる。 次に、物体を測量するための本発明の方法の実施例および測定マークを検出す るための本発明の方法の実施例について詳細に説明する。 測量すべき物体は測定マークが付けられる。 この種の測定マーク１が（拡大されて）第１図に図示されている。それは、円 の形の測定指標２と、中央に測定指標が存在しておりかつ連結ウェブが側方ウェ ブより明らかに長い、Ｕ字の形の方位指標３と、Ｕ字の連結ウェブの下方に固定 の間隔をおいて存在している統一のとれた大きさの３つの数字の形のコード化指 標４とを含んでいる。 測定マークが付けられている物体は、光学的なデジタルカメラによって種々異 なった位置からグレー値像として撮影される。３Ｄコレスポンデンス解析を用い て、物体の３Ｄ座標が物体のイメージのピクセル座標に関連付けられる。 画像全体内で、あるかもしれない、即ち仮想の測定マークが求められる。その 際それは実際の測定マークであるかまたは推定測定マーク、例えば反射または別 の明るい妨害物である可能性がある。これらの仮想測定マークに対して、その中 心のピクセル座標が突き止められる。次いで、測定マークを検出するための方法 が実施される。 測定マークを検出するための本発明の以下に詳細に説明される実施例において 、まず、仮想の測定マークの中心の既知のピクセル座標の周囲がバイナリ化され る。このために、既知のピクセル座標から出発して、まず、測定指標、即ち円面 が突き止められる。実際の測定指標の円面は白であり、即ちそれはここで利用さ れるスケールにおいて２５５の近傍にあるはずである高いグレー値を有している 。既知のピクセル座標から出発して、円面の直径が水平方向および垂直方向にお いて測量されかつ結果が平均化され、その際丁度考察中のピクセルのグレー値が 中心のピクセルのグレー値に対して５０％だけ低下するところが円面の境界と見 なされる。そこで周囲として、測定円の１０倍の直径および同じ中心を有する面 が考察される。この周囲内で、すべてのピクセルのグレー値が平均化されかつし きい値としてのこの平均値によって周囲のバイナリ化が実施される。 バイナリ化のしきい値を突き止めるためのグレー値の平均化は次にように行わ れる：まず、推定または実際の測定マークの中心のピクセル座標の周囲内で、ピ クセルの最大グレー値および最小グレートが突き止められる。その後、この周囲 内のすべてのピクセルの最小グレー値よりこの周囲内のすべてのピクセルの最大 グレー値により近いグレー値を有する、この周囲内の各グレー値が、高いグレー 値を有するピクセルの群に割り当てられる。まさに最大グレー値と最小グレー値 との間にあるグレー値を有するピクセルもこの群に割り当てられる。この周囲内 のすべてのピクセルの最大グレー値よりこの周囲内のすべてのピクセルの最小グ レー値により近いグレー値を有する、この周囲内の各グレー値が、比較的低いグ レー値を有するピクセルの群に割り当てられる。その後、高いグレー値を有する ピクセル群からすべてのピクセルのすべてのグレー値の平均値が形成されかつ群 エレメントの数によって重 み付けられかつ低いグレー値を有するピクセル群からすべてのピクセルのすべて のグレー値の平均値が形成されかつ群エレメントの数によって重み付けられる。 その後これら２つの重み付けられた平均値から、バイナリ化のしきい値として使 用される平均値が形成される。 本来のバイナリ化の際に、グレー値がしきい値の上にあるかまたはしきい値に 等しい、この周囲内の各ピクセルにはバイナリ値白が当てられ、かつカラーまた はグレー値がしきい値の下方にある、この周囲内の各ピクセルにはバイナリ値黒 が当てられる。 次いで、このバイナリ化された周囲内で、関連領域が次のようにして探し出さ れる：バイナリ化後、白または黒であるすべての隣接しているピクセルがそれぞ れの関連領域に割り当てられる。 既知のピクセル座標の調べている周囲に実際の測定マークがあるかどうかの決 定、および場合により、個々の見付け出された関連領域の、所定の指標種類への 対応付けは次のように行われる：まず、推定または実際の測定マークのぞれぞれ 見付け出された関連領域に対して、それぞれの関連領域の最小の、軸平行な、取 り囲んでいる方形である方形が突き止められる。それから、内部に推定または実 際の測定マークの中心の既知のピクセル座標が存在している取り囲んでいる方形 を持った最小の関連領域が測定指標を含んでいる関連 領域と見なされ、かつ内部に推定または実際の測定マークの中心の既知のピクセ ル座標が存在している取り囲んでいる方形を持った次に大きな関連領域が方位指 標を含んでいる関連領域と見なされる。その後、次の条件が満たされているかど うかが検査される。前以て決められている許容偏差領域内に、この２つの方形が 相互に既知の幾何学的関係にあるか、即ち殊に、これらが相互に既知の大きさの 比にあるかそして一方が他方によって包囲されているかどうか。この条件が満た されていなければ、調べている物体は推定測定マークとしてリジェクトされる。 調べている物体が実際の測定マークとして検出されると、その方位が次のよう にして求められる： まず、見付け出された関連領域の簡単化された表出、いわばリプレゼンテーシ ョンが生成される。ここでは殊に、多角形を用いた輪郭表出、多角形表出が生成 される。それからこの最初の多角形表出が近似された多角形表出、多角形近似に よって置き換えられる。この多角形近似は、それが専ら、輪郭表出の最初の多角 形の支点だけを取りのけるように、しかも前以て決められた許容可能な最大面積 偏差が超えられるまで実施される。 このようにして突き止められた多角形部分のうち、最も長いものがＵ字の連結 ウェブに対応付けられ並びに第１のものに対して相対的に前以て決められた角度 許容偏差領域内にい存在しているそれぞれ別の多角形部分が対応付けられる。こ のようにして見付け出された多角形部分から、ピクセル座標系の主軸に対して相 対的なこれらの角度の重み付けされた平均値が計算される。まだ考慮されていな い多角形部分のうち、最も長いものが、Ｕ字の側方ウェブに対応付けられ並びに 第１のものに対して相対的に前以て決められた角度許容偏差領域内に存在してい るそれぞれ別の多角形部分も対応付けられる。このようにして見付け出された多 角形部分から、ピクセル座標系の主軸に対して相対的なこれらの角度の重み付け された平均値が計算される。 ピクセル座標系の主軸に対して相対的な、Ｕ字の連結ウェブの角度の知識から 、測定マークの回転角度が計算されかつ測定マークのイメージの回転正規化が実 施される。ピクセル座標系の主軸に対して相対的な、Ｕ字の側方ウェブの角度の 知識から、測定マークの推定偏揺角度が計算されかつこの推定偏揺角度から回転 角度の知識を用いて実際のずれ角度が計算されかつ測定マークのイメージのずれ 正規化が実施される。 測定マークの回転および偏揺正規化されたイメージにおいて、コード化指標を 含んでいる関連領域が次のようにして識別される： Ｕ字の連結ウェブの下方に、既知の固定数の関連領域が存在しているかどうか かつその大きさの差が前以 て決められた許容領域内にあるかどうかが検査される。この識別要求が満たされ ていない場合、測定マークのリジェクトが行われる。 識別要求が満たされている場合、コード化指標のデコード化が次のようにして 行われる： コード化指標の担体として識別されたそれぞれの関連領域は、１６×１６のパ ターンに大きさ正規化されかつ関連領域の個々のスクリーンエレメントのグレー 値を０ないし２５５のグレー値領域についてスケーリングすることによってコン トラスト強調される。この１６×１６スクリーンのそれぞれのグレー値はこの関 連領域の２５６次元の指標ベクトルの構成要素と捕捉されかつこのようにして形 成された指標ベクトルに対して主軸変換が行われて、変換された指標ベクトルの 個々の構成要素がその重みに相応して分類のために整理された順番で存在してい るようなされる。この指標ベクトルの第１の、即ち最も重要な４０の構成要素が 個々の記号分類部、ここでは殊に１段の正方形の多角形分類部に供給される。 この分類を用いて、生じ得る記号の数に等しい数、即ちここではすべての数字 の数、即ち１０に等しい数の構成要素数を有し、かつその構成要素が所定の記号 クラスの識別の確率を示している確率ベクトルが計算される。それから、この確 率が前以て決められた最小値を上回っている場合には、最大の確率で識別が行わ れた記号クラスが正しいクラスとして推定される。この最小の確率が正しいデコ ード化のために十分でなければ、測定マークのリジェクトが行われる。 測定マークの成功裡の検出、即ち実際のマークの識別が上手くいきかつコード 化指標のデコード化が上手くいった後、結果として、測定点座標が所属のデコー ド化されたコード化指標と一緒に、物体を測量するための方法を実施するところ に送出される。最適には検出の品質基準、例えば３つの数字の正しい検出のそれ ぞれの確率値の最小のものを引き渡すことができる。 ここでは殊に、写真測量を用いた３Ｄコレスポンデンス解析の途中で、測定マ ークのピクセル座標から、測量すべき物体の本当の３Ｄ座標が突き止められる。 その際検出の品詞基準が考慮されかつ個々の測定マークの相応の重み付けが行わ れる。 物体測量のための本発明の方法は、この例の実施例において、大きな物体、例 えば自動車の測量のために特別適していることが認められている。 本発明は上述した実施例にのみ限定されず、むしろ別の実施例に転用可能であ る。 即ち、例えば、測量すべき物体が物質の形の測定マークを付けられているので はなくて、光が相応に成形されたマスクによって物体の表面に投射されるかまた は相応の成形された測定マークがレーザビームを用いて直接、物体の表面にイメ ージ化されることが考えら れる。この形式の、物体の表面に測定マークを取り付けるための純光学的な方法 によって、極めて敏感な表面またはアクセスするのが非常に難しい表面を有する 物体の測量も、確かに液体の表面の測量でさえ可能になる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年８月４日（１９９９．８．４） 【補正内容】 請求の範囲 1. 物体の測量のための、測定指標、方位指標およびコード化指標を含んでい る測定マークの評価方法であって、 まず、ピクセルから成っている、推定または実際の測定マークのデジタルイメー ジを、光の波長領域または隣接する波長領域の電磁波を用いて生成し、かつ 前記方位指標を使用して、測定マークの検出能力に関する幾何学的な障害作用を 自動的に補償する形式の方法において、 推定または実際の測定マークのデジタルイメージ内のその中心のピクセル座標は 既知であり、かつ 放射性の障害作用を自動的に補償し、かつ 部分的なマスキングによる障害作用を自動的に補償し、かつ 測定マークの検出に対する少なくとも１つの品質基準を突き止め、かつ 該少なくとも１つの品質基準に基づいて実際の測定マークの検出または推定測定 マークのリジェクトについての少なくとも１つの検査を実施し、かつ 実際の測定マークの前記コード化指標から、特徴的な指標ベクトルを導出し、該 指標ベクトルを分類部に供給し、 前記検出すべき測定マークは、相互に空間的に分離さ れている測定指標と、方位指標と、コード化指標とを有している ことを特徴とする方法。 2. 推定または実際の測定マークのデジタルイメージをまず局所的にバイナリ 化し、かつ このバイナリ化の後にようやく、障害作用の補償、少なくとも１つのリジェクト 判断基準の検査および実際の測定マークの指標ベクトルの導出を行う 請求項１記載の方法。 3. 次のように局所的にバイナリ化する、即ち 推定または実際の測定マークの中心のピクセル座標の前以て決められた周囲内 に、ピクセルの最大および最小カラーまたはグレー値を突き止め、かつ カラーまたはグレー値が、該周囲内のすべてのピクセルの最小のカラーまたは グレー値より該周囲内のすべてのピクセルの最大のカラーまたはグレー値の近傍 にあるかまたはカラーまたはグレー値がこれら２つの値の真ん中に正確にある、 該周囲内の各ピクセルを高いカラーまたはグレー値を有するピクセルの群に割り 当て、かつ カラーまたはグレー値が、該周囲内のすべてのピクセルの最大のカラーまたは グレー値より該周囲内のすべてのピクセルの最小のカラーまたはグレー値の近傍 にある、該周囲内の各ピクセルを低いカラーまたはグレー値を有するピクセルの 群に割り当て、か つ 高いカラーまたはグレー値を有するピクセルの群からのすべてのピクセルのす べてのカラーまたはグレー値の平均値を形成しかつ群エレメントの数によって重 み付け、かつ 低いカラーまたはグレー値を有するピクセルの群からのすべてのピクセルのす べてのカラーまたはグレー値の平均値を形成しかつ群エレメントの数によって重 み付け、かつ 前記２つの重み付けられた平均値から、平均値を形成し、該平均値をバイナリ 化のしきい値として利用し、かつ カラーまたはグレー値が前記しきい値より上にあるかまたは該しきい値に等し い、前記周囲内の各ピクセルがバイナリ値白を得るようにし、かつ カラーまたはグレー値が前記しきい値より下にある、前記周囲内の各ピクセル がバイナリ値黒を得る 請求項２記載の方法。 4. 測定マークの測定指標、方位指標およびコード化指標は既知の、固定数に おいて存在しており、かつ測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に既知 の、固定の幾何学的な関係を有しており、例えば既知の、固定の間隔および相互 の相対位置を有しておりかつ相互に既知の、固定の大きさ比にあり、かつ 推定または実際の測定マークのデジタルイメージ内の 関係領域を識別し、かつ 該関係領域に基づいて、調べている物体が推定の測定マークであるかまたは実際 の測定マークであるかを決定し、かつ 調べている物体が推定の測定マークであるかまたは実際の測定マークであるかど うかの、関係領域に基づく決定を、個々の見付け出された関係領域が前以て決め られた最小数を有しているかどうかかつ前以て決められた、有利には任意に前以 て決められた許容偏差領域内で相互に既知の幾何学的な関係にあるかどうかを検 査することによって行い、かつ 前記関係領域が、障害、即ち推定の測定マークに対応付けられると、リジェクト を行い、かつ 前記関係領域が、実際の測定マークに対応付けられると、どの個々の関係領域が 測定指標および／または方位指標および／またはコード化指標の担体であるかが わかるように、それぞれの個々の関係領域に対する一義的な対応付けを行う 請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。 5. 関係領域の識別を次のように行う、即ち 推定または実際の測定マークのデジタルイメージのカラー値物体の関係解析を 行い、ここでカラー値が前以て決められた値領域内にある、デジタルイメージの すべてのピクセルを１つのカラー値物体に割り当て、 または 推定または実際の測定マークのデジタルイメージのグレー値物体の関係解析を 行い、ここでグレー値が前以て決められた値領域内にある、デジタルイメージの すべてのピクセルを１つのグレー値物体に割り当て、 または 推定または実際の測定マークのバイナリ化されたデジタルイメージの黒および ／または白物体の関係解析を行う 請求項４記載の方法。 6. 関係領域の識別を次のように行う、即ち 推定または実際の測定マークのデジタルイメージのカラー値物体の関係解析を 行い、ここでデジタルイメージのすべてのピクセルをカラー値の分類を用いて、 有利には局所的な隣接領域におけるカラー値を考慮して、１つのカラー値物体に 割り当て、 または 推定または実際の測定マークのデジタルイメージのグレー値物体の関係解析を 行い、ここでデジタルイメージのすべてのピクセルをグレー値の分類を用いて、 有利には局所的な隣接領域におけるグレー値を考慮して、１つのグレー値物体に 割り当て、 または 推定または実際の測定マークのバイナリ化されたデ ジタルイメージの黒および／または白物体の関係解析を行う 請求項４記載の方法。 7. 見付け出された関係領域の簡単化された表出を、多角形を用いた輪郭表出 、多角形表出によって生成し、 かつ有利にはこの最初の多角形表出を近似された多角形表出、多角形近似によっ て置き換え、 かつ該多角形近似を有利には、それが前以て決められた、有利には任意に前以 て決められた、最大限許される面積偏差が越えられるまで、専ら、輪郭表出の最 初の多角形の支点を取りのけるようにして実施する 請求項３から６までのいずれか１項記載の方法。 8. 実際の測定マークの見付け出された一連の関係領域から種々異なった関係 領域の相互の幾何学的関係の知識を用いて少なくとも１つの関係領域を方位指標 の担体として識別し、かつ 該方位標識から測定マークの実際の方位を求め、かつ固定的に前以て決められた 、統一性のある方位に対する正規化を実施し、例えば測定マークまたは関係領域 のデジタルイメージの正規化、有利には関係領域の表出の正規化を実施し、かつ 見付け出された一連の関係領域から種々異なった関係領域の相互の幾何学的関係 の知識を用いて少なくとも １つの関係領域をコード化指標の担体として識別し、かつ コード化指標の担体として識別されたそれぞれの関係領域を、ｎ×ｎのパターン 、有利には１６×１６のパターンに大きさ正規化し、かつ 有利には、コード化指標の担体として識別されたそれぞれの関係領域を、最大の カラー値領域またはグレー値領域、有利には０ないし２５５のグレー値領域につ いて関係領域の個々のパターンエレメントのカラーまたはグレー値をスケーリン グすることによってコントラスト強調し、かつ コード化指標の担体として識別された関係領域のパターンエレメントのそれぞれ のカラー値またはグレー値を、ｎ×ｎ次元の、有利には２５６次元の、この関係 領域の指標ベクトルの構成要素として利用し、かつ前記指標ベクトルに対して主 軸変換を行って、変換された指標ベクトルの個々の構成要素がその重みに相応し て分類のために整理された順番にあるようにし、かつ 最初の、従って最も重要な構成要素から計数されて、制限された数の、前記変換 された指標ベクトルの構成要素、有利には最初の４０の構成要素を、個々の物体 分類部に供給し、有利には個々の記号または個々のシンボル分類部、有利には一 段の正方形の多角形分類部に供給し、かつ 前記分類を用いて、構成要素数が、生じ得るコード化物体の数に等しい、有利に は生じ得るコード化記号またはコード化シンボルの数に等しく、かつ構成要素が 、所定の物体クラスの識別の確率、有利には所定の記号またはシンボルクラスの 識別の確率を表している確率ベクトルを計算し、かつ 識別を最高の確率によって行った物体クラス、有利には記号またはシンボルクラ スを、該確率が前以て決められた、有利には任意に前以て決められた最小値を上 回っている限りは、正しいものとして推定し、かつ 前以て決められた最小確率を上回る確率によって物体クラス、有利には記号また はシンボルクラスが識別されなかったとき、当該測定マークのリジェクトを行う 請求項４から７までのいずれか１項記載の方法。 9. 評価すべき測定マークは、 測定指標と、 少なくとも２つの優先方向、有利には相互に垂直の 関係にある優先方向にあ る方位指標と、 固定の数の既知の記号および／またはシンボルの形のコード化指標と を有しておりかつ 前記測定指標、方位指標およびコード化指標は既知の、固定数において存在して おり、 かつ 前記測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に 既知の、固定の幾何学的な関係を有しており、例えば相互に既知の、固定の間隔 および相対位置を有しており、かつ既知の、相互に固定の大きさ比にある 請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。 10．測定指標は、円面の形に形成されており、 方位指標は、２つの側方部分と１つのこれらに対して垂直に位置している、有利 には著しく長い連結ウェブとから成っているＵ字形の形状に形成されており、 コード化指標は、 セリフのないフォントの３つの順次続く数字または４つの順次続く、１０個の 数字および２６個の大文字のうちのある数から成る記号 の形に構成されており かつ 前記測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に既知の、固定の幾何学的な 関係において次のように配置されている、即ち 測定指標が円面の形において方位指標のＵ字形の形状内の中央に存在しており かつ コード化指標が固定数の既知の記号の形において，Ｕ字の連結ウェブの下方に 、既知の、固定の間隔をおいてかつ既知の固定の大きさ比で該連結ウェブに並ん で配置されている 請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。 11．推定または実際の測定マークの中心の既知のピ クセル座標の周囲に、関係領域を探し、かつ 推定または実際の測定マークのそれぞれ見付け出された関係領域に対して、それ ぞれの関係領域の最小の、軸平行な、取り囲んでいる方形である方形を突き止め 、かつ 取り囲んでいる方形内に、推定または実際の測定マークの中心の既知のピクセル 座標が存在している最小の関係領域を、測定指標を含んでいる関係領域として識 別し、 かつ 取り囲んでいる方形内に、推定または実際の測定マークの中心の既知のピクセル 座標が存在している次に大きな関係領域を、方位指標を含んでいる関係領域とし て識別し、 かつ 閉じている方形に基づいて、前記２つの方形が前以て決められた、有利には任意 に前以て決められた許容偏差領域内で相互に既知の幾何学的な関係にある、有利 には相互に既知の大きさ比にあるおよび／または一方が他方によって取り囲まれ ているかどうかを検査することによって、調べている物体が推定測定マークであ るのかまたは実際の測定マークであるのかの決定を行い、 かつ 前記許容偏差領域を上回っているときは、測定マーク のリジェクトを行い、 かつ 調べている物体が実際の測定マークとして検出された場合には、その方位を次の ようにして突き止める、即ち 方位指標の多角形近似を生成し、かつ 方位指標の、ピクセル座標の主軸系に対する相対角度を 前記多角形近似の、長さによって重み付けられた個々の多角形部分を角度ヒ ストグラムに記録することによってかつ 前記角度ヒストグラムの２つの最高の振幅を求めることによって、かつ 前記最高の振幅をＵ字の連結ウェブに対応付けることによって、かつ ２番目に高い振幅をＵ字の側方ウェブに対応付けることによって 突き止め、 または 前記方位指標の、ピクセル座標系の主軸に対する相対角度を有利には次のよう にして突き止める、即ち最長の多角形部分をＵ字の連結ウェブに対応付けること によって、かつ 前以て決められた、有利には任意に前以て決められた、角度許容偏差領域内 のすべての別の多角形 部分をＵ字の連結ウェブに対応付けることによって、かつ これら多角形部分の角度の重み付けられた平均を計算することによってかつ Ｕ字の連結ウェブに対応付けられなかった最長の多角形部分をＵ字の側方ウ ェブに対応付けることによって、かつ 前以て決められた、有利には任意に前以て決められた角度許容偏差領域内の すべての別の多角形部分をＵ字の側方ウェブに対応付けることによって、かつ これら多角形部分の角度の重み付けられた平均の計算 によって突き止め かつ Ｕ字の連結ウェブの角度の、ピクセル座標系の主軸に対する相対角度の知識から 、測定マークの回転角度を計算しかつ測定マークのイメージの回転正規化を実施 し、かつ Ｕ字の側方ウェブの、ピクセル座標系の主軸に対する相対角度の知識から、測定 マークの推定ずれ角度を計算しかつ該推定されたずれ角度から回転角度の知識を 用いて実際のずれ角度を計算しかつ測定マークのイメージのずれ正規化を実施し 、 かつ 測定マークの回転およびずれ正規化されたイメージにおいてコード化指標の関係 領域を次のようにして識別し、即ち 該コード化指標が既知の数でＵ字の連結ウェブの下方にありかつ その大きさ差が前以て決められた、有利には任意に前以て決められた許容偏差 領域内にある ように識別し、 かつ 前記識別の要求が満たされなかった場合は、測定マークのリジェクトを行う 請求項１０記載の方法。 12．物体の測量方法であって、 測量すべき物体に、測定指標、方位指標およびコード化指標を含んでいる測定マ ークを備え、かつ 該測定マークを備えている測量すべき物体の、ピクセルから形成されている、デ ジタルイメージを、光または隣接する波長領域からの電磁波を用いて生成し、か つ ピクセルから形成されている、物体のデジタルイメージ内の仮想、即ち推定のま たは実際の測定マークを識別し、 かつ該仮想測定マークの中心のピクセル座標を突き止める形式の方法において、 請求項１から１１までのいずれか１項記載の測定マー クの評価方法を使用し、 前記仮想測定マークの中心のピクセル座標の周囲内で局所的に測定マークの評価 を実施し、かつ 個々の検出された測定マークのピクセル座標を測量すべき物体の３Ｄ座標系に関 連付け、有利には３Ｄコレスポンデンス解析を用いて関連付ける ことを特徴とする物体測量方法。 13．相互に独立した、空間的に分離されている測定指標、方位指標およびコー ド化指標を有している物体の測量方法に使用されるための測定マークであって、 ここで、 方位指標は少なくとも２つの相互に垂直に存在している優先方向を有しており 、かつ コード化指標が固定数の既知の記号および／またはシンボルの形に存在してお り、 かつ 測定指標、方位指標およびコード化指標は既知の、固定数において存在しており 、 かつ 測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に既知の、固定の幾何学的な関係 を有している ことを特徴とする測定マーク。 14．測定指標は円面の形において形成されており、方位指標は、２つの側方部 分およびこれらに対して垂直である、有利には著しく長い連結ウェブから成って いるＵ字形の形状に形成されており、 コード化指標は、 セリフのないフォントの３つの順次続く数字またはセリフのないフォントの１ ０個の数字および２６の大文字のうち４つの順次続く記号 の形に形成されており、 かつ 測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に既知の、固定の幾何学的な関係 において次のように配置されている、即ち 円面の形の測定指標が方位指標のＵ字形状内の中心にありかつ 固定数の既知の記号の形のコード化指標がＵ字の連結ウェブの下方に、これに 対して既知の、固定の間隔をおいてかつ既知の固定の大きさ比において並んで配 置されているように 配置されている 請求項１３記載の測定マーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 測定指標、方位指標およびコード化指標を含んでいる測定マークの検出方 法であって、 まず、ピクセルから成っている、推定または実際の測定マークのデジタルイメー ジを、光の波長領域または隣接する波長領域の電磁波を用いて生成し、かつ 前記方位指標を使用して、測定マークの検出能力に関する幾何学的な障害作用を 自動的に補償する形式の方法において、 推定または実際の測定マークのデジタルイメージ内のその中心のピクセル座標は 既知であり、かつ 放射性の障害作用を自動的に補償し、かつ 部分的なマスキングによる障害作用を自動的に補償し、かつ 測定マークの検出に対する少なくとも１つの品質基準を突き止め、かつ 該少なくとも１つの品質基準に基づいて実際の測定マークの検出または推定測定 マークのリジェクトについての少なくとも１つの検査を実施し、かつ 実際の測定マークの前記コード化指標から、特徴的な指標ベクトルを導出し、該 指標ベクトルを分類部に供給する ことを特徴とする方法。 2. 推定または実際の測定マークのデジタルイメー ジをまず局所的にバイナリ化し、有利には次のようにバイナリ化し、 推定または実際の測定マークの中心のピクセル座標の前以て決められた周囲内 に、ピクセルの最大および最小カラーまたはグレー値を突き止め、かつ カラーまたはグレー値が、該周囲内のすべてのピクセルの最小のカラーまたは グレー値より該周囲内のすべてのピクセルの最大のカラーまたはグレー値の近傍 にあるかまたはカラーまたはグレー値がこれら２つの値の真ん中に正確にある、 該周囲内の各ピクセルを高いカラーまたはグレー値を有するピクセルの群に割り 当て、かつ カラーまたはグレー値が、該周囲内のすべてのピクセルの最大のカラーまたは グレー値より該周囲内のすべてのピクセルの最小のカラーまたはグレー値の近傍 にある、該周囲内の各ピクセルを低いカラーまたはグレー値を有するピクセルの 群に割り当て、かつ 高いカラーまたはグレー値を有するピクセルの群からのすべてのピクセルのす べてのカラーまたはグレー値の平均値を形成しかつ群エレメントの数によって重 み付け、かつ 低いカラーまたはグレー値を有するピクセルの群からのすべてのピクセルのす べてのカラーまたはグレー値の平均値を形成しかつ群エレメントの数によっ て重み付け、かつ 前記２つの重み付けられた平均値から、平均値を形成し、該平均値をバイナリ 化のしきい値として利用し、かつ カラーまたはグレー値が前記しきい値より上にあるかまたは該しきい値に等し い、前記周囲内の各ピクセルがバイナリ値白を得るようにし、かつ カラーまたはグレー値が前記しきい値より下にある、前記周囲内の各ピクセル がバイナリ値黒を得るようにし、 かつ 前記バイナリ化の後漸く、障害作用の補償、少なくとも１つのリジェクト判断基 準の検査および実際の測定マークの指標ベクトルの導出を行う 請求項１記載の方法。 3. 推定または実際の測定マークのデジタルイメージ内の関係領域を識別し、 かつ 該関係領域に基づいて、調べている物体が推定の測定マークであるかまたは実際 の測定マークであるかを決定し、かつ 前記関係領域が、障害、即ち推定の測定マークに対応付けられると、リジェクト を行い、かつ 前記関係領域が、実際の測定マークに対応付けられると、どの個々の関係領域が 測定指標および／または方位指標および／またはコード化指標の担体であるかが わかるように、それぞれの個々の関係領域に対する一義的な対応付けを行う 請求項１または２記載の方法。 4. 関係領域の識別を次のように行う、即ち 推定または実際の測定マークのデジタルイメージのカラー値物体の関係解析を 行い、ここでカラー値が前以て決められた値領域内にある、デジタルイメージの すべてのピクセルを１つのカラー値物体に割り当て、 または 推定または実際の測定マークのデジタルイメージのグレー値物体の関係解析を 行い、ここでグレー値が前以て決められた値領域内にある、デジタルイメージの すべてのピクセルを１つのグレー値物体に割り当て、 または 推定または実際の測定マークのバイナリ化されたデジタルイメージの黒および ／または白物体の関係解析を行う 請求項３記載の方法。 5. 関係領域の識別を次のように行う、即ち 推定または実際の測定マークのデジタルイメージのカラー値物体の関係解析を 行い、ここでデジタルイメージのすべてのピクセルをカラー値の分類を用いて、 有利には局所的な隣接領域におけるカラー値を 考慮して、１つのカラー値物体に割り当て、 または 推定または実際の測定マークのデジタルイメージのグレー値物体の関係解析を 行い、ここでデジタルイメージのすべてのピクセルをグレー値の分類を用いて、 有利には局所的な隣接領域におけるグレー値を考慮して、１つのグレー値物体に 割り当て、 または 推定または実際の測定マークのバイナリ化されたデジタルイメージの黒および ／または白物体の関係解析を行う 請求項３記載の方法。 6. 測定マークの測定指標、方位指標およびコード化指標は既知の、固定数に おいて存在しており、かつ測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に既知 の、固定の幾何学的な関係を有しており、例えば既知の、固定の間隔および相互 の相対位置を有しておりかつ相互に既知の、固定の大きさ比にあり、かつ 調べている物体が推定の測定マークであるかまたは実際の測定マークであるかど うかの、関係領域に基づく決定を、個々の見付け出された関係領域が前以て決め られた最小数を有しているかどうかかつ前以て決められた、有利には任意に前以 て決められた許容偏差領域内で相互に既知の幾何学的な関係にあるかどうかを検 査することによって行う 請求項３から５までのいずれか１項記載の方法。 7. 見付け出された関係領域の簡単化された表出を生成し、有利には多角形を 用いた輪郭表出、多角形表出を生成し、 かつ有利にはこの最初の多角形表出を近似された多角形表出、多角形近似によっ て置き換え、 かつ該多角形近似を有利には、それが前以て決められた、有利には任意に前以て 決められた、最大限許される面積偏差が越えられるまで、専ら、輪郭表出の最初 の多角形の支点を取りのけるようにして実施する 請求項３から６までのいずれか１項記載の方法。 8. 実際の測定マークの見付け出された一連の関係領域から種々異なった関係 領域の相互の幾何学的関係の知識を用いて少なくとも１つの関係領域を方位指標 の担体として識別し、かつ 該方位標識から測定マークの実際の方位を求め、かつ固定的に前以て決められた 、統一性のある方位に対する正規化を実施し、例えば測定マークまたは関係領域 のデジタルイメージの正規化、有利には関係領域の表出の正規化を実施し、かつ 見付け出された一連の関係領域から種々異なった関係領域の相互の幾何学的関係 の知識を用いて少なくとも１つの関係領域をコード化指標の担体として識別し、 かつ コード化指標の担体として識別されたそれぞれの関係 領域を、ｎ×ｎのパターン、有利には１６×１６のパターンに大きさ正規化し、 かつ 有利には、コード化指標の担体として識別されたそれぞれの関係領域を、最大の カラー値領域またはグレー値領域、有利には０ないし２５５のグレー値領域につ いて関係領域の個々のパターンエレメントのカラーまたはグレー値をスケーリン グすることによってコントラスト強調し、かつ コード化指標の担体として識別された関係領域のパターンエレメントのそれぞれ のカラー値またはグレー値を、ｎ×ｎ次元の、有利には２５６次元の、この関係 領域の指標ベクトルの構成要素として利用し、かつ 前記指標ベクトルに対して主軸変換を行って、変換された指標ベクトルの個々の 構成要素がその重みに相応して分類のために整理された順番にあるようにし、か つ 最初の、従って最も重要な構成要素から計数されて、制限された数の、前記変換 された指標ベクトルの構成要素、有利には最初の４０の構成要素を、個々の物体 分類部に供給し、有利には個々の記号または個々のシンボル分類部、有利には一 段の正方形の多角形分類部に供給し、かつ 前記分類を用いて、構成要素数が、生じ得るコード化物体の数に等しい、有利に は生じ得るコード化記号またはコード化シンボルの数に等しく、かつ構成要素が 、所定の物体クラスの識別の確率、有利には所定の記号またはシンボルクラスの 識別の確率を表している確率ベクトルを計算し、かつ 識別を最高の確率によって行った物体クラス、有利には記号またはシンボルクラ スを、該確率が前以て決められた、有利には任意に前以て決められた最小値を上 回っている限りは、正しいものとして推定し、かつ前以て決められた最小確率を 上回る確率によって物体クラス、有利には記号またはシンボルクラスが識別され なかったとき、当該測定マークのリジェクトを行う請求項３から７までのいずれ か１項記載の方法。 9. 検出すべき測定マークは相互に独立した、空間的に分離されている測定指 標、方位指標およびコード化指標を有している 請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。 10．検出すべき測定マークは、 測定指標と、 少なくとも２つの優先方向、有利には相互に垂直の関係にある優先方向にある 方位指標と、 固定の数の既知の記号および／またはシンボルの形のコード化指標と を有しておりかつ 前記測定指標、方位指標およびコード化指標は既知の、固定数において存在して おり、 かつ 前記測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に既知の、固定の幾何学的な 関係を有しており、例えば相互に既知の、固定の間隔および相対位置を有してお り、かつ既知の、相互に固定の大きさ比にある 請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。 11．測定指標は、円面の形に形成されており、 方位指標は、２つの側方部分と１つのこれらに対して垂直に位置している、有利 には著しく長い連結ウェブとから成っているＵ字形の形状に形成されており、 コード化指標は、 セリフのないフォントの３つの順次続く数字または４つの順次続く、１０個の 数字および２６個の大文字のうちのある数から成る記号 の形に構成されており かつ 前記測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に既知の、固定の幾何学的な 関係において次のように配置されている、即ち 測定指標が円面の形において方位指標のＵ字形の形状内の中央に存在しており かつ コード化指標が固定数の既知の記号の形において，Ｕ字の連結ウェブの下方に 、既知の、固定の間隔をおいてかつ既知の固定の大きさ比で該連結ウェブに並ん で配置されている 請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。 12．推定または実際の測定マークの中心の既知のピクセル座標の周囲に、関係 領域を探し、かつ 推定または実際の測定マークのそれぞれ見付け出された関係領域に対して、それ ぞれの関係領域の最小の、軸平行な、取り囲んでいる方形である方形を突き止め 、かつ 取り囲んでいる方形内に、推定または実際の測定マークの中心の既知のピクセル 座標が存在している最小の関係領域を、測定指標を含んでいる関係領域として識 別し、 かつ 取り囲んでいる方形内に、推定または実際の測定マークの中心の既知のピクセル 座標が存在している次に大きな関係領域を、方位指標を含んでいる関係領域とし て識別し、かつ 閉じている方形に基づいて、前記２つの方形が前以て決められた、有利には任意 に前以て決められた許容偏差領域内で相互に既知の幾何学的な関係にある、有利 には相互に既知の大きさ比にあるおよび／または一方が他方によって取り囲まれ ているかどうかを検査することによって、調べている物体が推定測定マークであ るのかまたは実際の測定マークであるのかの決定を行い、 かつ 前記許容偏差領域を上回っているときは、測定マーク のリジェクトを行い、 かつ 調べている物体が実際の測定マークとして検出された場合には、 その方位を次のようにして突き止める、即ち 方位指標の多角形近似を生成し、かつ 方位指標の、ピクセル座標の主軸系に対する相対角度を 前記多角形近似の、長さによって重み付けられた個々の多角形部分を角度ヒ ストグラムに記録することによってかつ 前記角度ヒストグラムの２つの最高の振幅を求めることによって、かつ 前記最高の振幅をＵ字の連結ウェブに対応付けることによって、かつ ２番目に高い振幅をＵ字の側方ウェブに対応付けることによって 突き止め、 または 前記方位指標の、ピクセル座標系の主軸に対する相対角度を有利には次のように して突き止める、即ち 最長の多角形部分をＵ字の連結ウェブに対応付けることによって、かつ 前以て決められた、有利には任意に前以て決められた、角度許容偏差領域内の すべての別の多角形部分 をＵ字の連結ウェブに対応付けることによって、かつ これら多角形部分の角度の重み付けられた平均を計算することによってかつ Ｕ字の連結ウェブに対応付けられなかった最長の多角形部分をＵ字の側方ウェ ブに対応付けることによって、かつ 前以て決められた、有利には任意に前以て決められた角度許容偏差領域内のす べての別の多角形部分をＵ字の側方ウェブに対応付けることによって、かつこれ ら多角形部分の角度の重み付けられた平均の計算によって突き止め かつ Ｕ字の連結ウェブの角度の、ピクセル座標系の主軸に対する相対角度の知識から 、測定マークの回転角度を計算しかつ測定マークのイメージの回転正規化を実施 し、かつ Ｕ字の側方ウェブの、ピクセル座標系の主軸に対する相対角度の知識から、測定 マークの推定ずれ角度を計算しかつ該推定されたずれ角度から回転角度の知識を 用いて実際のずれ角度を計算しかつ測定マークのイメージのずれ正規化を実施し 、 かつ 測定マークの回転およびずれ正規化されたイメージにおいてコード化指標の関係 領域を次のようにして識別 し、即ち 該コード化指標が既知の数でＵ字の連結ウェブの下方にありかつ その大きさ差が前以て決められた、有利には任意に前以て決められた許容偏差 領域内にある ように識別し、 かつ 前記識別の要求が満たされなかった場合は、測定マークのリジェクトを行う 請求項１１記載の方法。 13．請求項１から１２までのいずれか１項記載の、測定マークの検出方法を使 用した 物体測量方法において、 測量すべき物体に、測定指標、方位指標およびコード化指標を含んでいる測定マ ークを備え、かつ 該測定マークを備えている測量すべき物体の、ピクセルから形成されている、デ ジタルイメージを、光または隣接する波長領域からの電磁波を用いて生成し、 かつ ピクセルから形成されている、物体のデジタルイメージ内の仮想、即ち推定のま たは実際の測定マークを識別し、 かつ該仮想測定マークの中心のピクセル座標を突き止め、かつ これら仮想測定マークの中心のピクセル座標の周囲内 で局所的に測定マークの検出を実施し、かつ 個々の検出された測定マークのピクセル座標を測量すべき物体の３Ｄ座標系に関 連付け、有利には３Ｄコレスポンデンス解析を用いて関連付ける ことを特徴とする方法。 14．測定マークは相互に独立した、空間的に分離されている測定指標、方位指 標およびコード化指標を次のように有している、即ち 方位指標は少なくとも２つの相互に垂直に存在している優先方向を有しており 、かつ コード化指標が固定数の既知の記号および／またはシンボルの形に存在してお り、 かつ 測定指標、方位指標およびコード化指標は既知の、固定数において存在しており 、 かつ 測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に既知の、固定の幾何学的な関係 を有している ことを特徴とする測定マーク。 15．測定指標は円面の形において形成されており、方位指標は、２つの側方部 分およびこれらに対して垂直である、有利には著しく長い連結ウェブから成って いるＵ字形の形状に形成されており、 コード化指標は、 セリフのないフォントの３つの順次続く数字または セリフのないフォントの１０個の数字および２６の大文字のうち４つの順次続 く記号 の形に形成されており、 かつ 測定指標、方位指標およびコード化指標は相互に既知の、固定の幾何学的な関係 において次のように配置されている、即ち 円面の形の測定指標が方位指標のＵ字形状内の中心にありかつ 固定数の既知の記号の形のコード化指標がＵ字の連結ウェブの下方に、これに 対して既知の、固定の間隔をおいてかつ既知の固定の大きさ比において並んで配 置されているように 配置されている 請求項１４記載の測定マーク。