JP2003075152A - 航空機搭載撮像装置および航空撮像データ処理装置 - Google Patents
航空機搭載撮像装置および航空撮像データ処理装置Info
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- JP2003075152A JP2003075152A JP2001272166A JP2001272166A JP2003075152A JP 2003075152 A JP2003075152 A JP 2003075152A JP 2001272166 A JP2001272166 A JP 2001272166A JP 2001272166 A JP2001272166 A JP 2001272166A JP 2003075152 A JP2003075152 A JP 2003075152A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 対空標識を多数必要とせず、多数の基準点を
基にした空中三角測量を可能とした航空機搭載撮像装置
および航空撮像データ処理装置を提供する。 【解決手段】 ラインセンサ１０Ｂ、１０Ｎ、１０Ｆで
取得した画像とジャイロ１１、ＩＮＳ装置１５、ＧＰＳ
受信機１６から求めたカメラ１０の位置・姿勢情報を対
にして記録手段１４１に記録させる航空機搭載撮像装置
であって、取得した画像中から地表の特徴的模様、例え
ば道路区画線を画像処理部１３１により検出し、検出し
た白線の空間位置を求めてこれと記憶手段１４２内に格
納されている情報を比較することで位置・姿勢判定部１
３２は、カメラ１０の位置・姿勢情報を修正する。
基にした空中三角測量を可能とした航空機搭載撮像装置
および航空撮像データ処理装置を提供する。 【解決手段】 ラインセンサ１０Ｂ、１０Ｎ、１０Ｆで
取得した画像とジャイロ１１、ＩＮＳ装置１５、ＧＰＳ
受信機１６から求めたカメラ１０の位置・姿勢情報を対
にして記録手段１４１に記録させる航空機搭載撮像装置
であって、取得した画像中から地表の特徴的模様、例え
ば道路区画線を画像処理部１３１により検出し、検出し
た白線の空間位置を求めてこれと記憶手段１４２内に格
納されている情報を比較することで位置・姿勢判定部１
３２は、カメラ１０の位置・姿勢情報を修正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、上空から地表画像
を取得する航空機搭載撮像装置とその撮像データを処理
する航空撮像データ処理装置に関し、特にラインセンサ
を用いて地表画像を取得するとともに取得時のカメラの
位置・姿勢データを併せて取得する航空機搭載撮像装置
および航空撮像データ処理装置に関する。
を取得する航空機搭載撮像装置とその撮像データを処理
する航空撮像データ処理装置に関し、特にラインセンサ
を用いて地表画像を取得するとともに取得時のカメラの
位置・姿勢データを併せて取得する航空機搭載撮像装置
および航空撮像データ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】地形の形状を測量する手法として、航空
写真、衛星写真を利用する方法が知られている。こうし
た航空写真を撮影するシステムとして特許２８０７６２
２号公報に開示されている航空機搭載撮像装置が知られ
ている。
写真、衛星写真を利用する方法が知られている。こうし
た航空写真を撮影するシステムとして特許２８０７６２
２号公報に開示されている航空機搭載撮像装置が知られ
ている。
【０００３】この技術はスリーラインセンサカメラを利
用してカメラの位置・姿勢データとともに、連続的に撮
影した地表の画像データをデジタルデータとして記憶す
ることで後からソフトウェアによる詳細な補正等を可能
としたものである。こうして取得したデータを基にして
三角測量の原理により地表物の空間位置を求めることが
できる。
用してカメラの位置・姿勢データとともに、連続的に撮
影した地表の画像データをデジタルデータとして記憶す
ることで後からソフトウェアによる詳細な補正等を可能
としたものである。こうして取得したデータを基にして
三角測量の原理により地表物の空間位置を求めることが
できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、カメラの位
置・姿勢データのわずかな誤差が地表物の空間位置の大
きなずれの要因となることから、正確な測量を行うため
には、地上に基準点を設置し、その空間位置と取得した
データを基に演算した位置との偏差により補正を行う
（空中三角測量と呼ぶ）必要がある。測量精度を上げる
には基準点を多数設置することが好ましい。しかし、通
常、基準点として用いられる対空標識の設置には地権者
の許可も必要とし、設置・管理に手間がかかり、実用上
は多数設置することは困難である。
置・姿勢データのわずかな誤差が地表物の空間位置の大
きなずれの要因となることから、正確な測量を行うため
には、地上に基準点を設置し、その空間位置と取得した
データを基に演算した位置との偏差により補正を行う
（空中三角測量と呼ぶ）必要がある。測量精度を上げる
には基準点を多数設置することが好ましい。しかし、通
常、基準点として用いられる対空標識の設置には地権者
の許可も必要とし、設置・管理に手間がかかり、実用上
は多数設置することは困難である。
【０００５】そこで、本発明は対空標識を多数必要とせ
ず、多数の基準点を基にした空中三角測量を可能とした
航空機搭載撮像装置および航空撮像データ処理装置を提
供することを課題とする。
ず、多数の基準点を基にした空中三角測量を可能とした
航空機搭載撮像装置および航空撮像データ処理装置を提
供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る航空機搭載撮像装置は、航空機に搭載
されて地表画像を一次元画像として撮像するラインセン
サ複数個をそれぞれの視線を異ならせて配置して構成し
たカメラと、該カメラの撮像時の姿勢データを取得する
姿勢計測装置と、該カメラの撮像時の３次元位置情報を
取得する位置情報取得装置と、取得した一次元画像群と
撮像時の姿勢・位置情報を組にしてデジタルデータとし
て記録する記録装置と、を備える航空機搭載撮像装置に
おいて、取得した一次元画像群から地表の特徴的模様の
パターンおよびその位置を検出する検出手段と、地表の
特徴的模様のパターン・位置情報が記憶されている記憶
手段と、検出手段で検出された地表の特徴的模様の位置
を記憶手段に記憶されている位置情報と照合し、照合結
果に応じてカメラの姿勢・位置情報を補正する姿勢・位
置情報補正手段と、をさらに備えていることを特徴とす
る。
め、本発明に係る航空機搭載撮像装置は、航空機に搭載
されて地表画像を一次元画像として撮像するラインセン
サ複数個をそれぞれの視線を異ならせて配置して構成し
たカメラと、該カメラの撮像時の姿勢データを取得する
姿勢計測装置と、該カメラの撮像時の３次元位置情報を
取得する位置情報取得装置と、取得した一次元画像群と
撮像時の姿勢・位置情報を組にしてデジタルデータとし
て記録する記録装置と、を備える航空機搭載撮像装置に
おいて、取得した一次元画像群から地表の特徴的模様の
パターンおよびその位置を検出する検出手段と、地表の
特徴的模様のパターン・位置情報が記憶されている記憶
手段と、検出手段で検出された地表の特徴的模様の位置
を記憶手段に記憶されている位置情報と照合し、照合結
果に応じてカメラの姿勢・位置情報を補正する姿勢・位
置情報補正手段と、をさらに備えていることを特徴とす
る。
【０００７】一方、本発明に係る航空撮像データ処理装
置は、航空機に搭載されて地表画像を一次元画像として
撮像するラインセンサ複数個をそれぞれの視線を異なら
せて配置して構成したカメラと、該カメラの撮像時の姿
勢データを取得する姿勢計測装置と、該カメラの撮像時
の３次元位置情報を取得する位置情報取得装置と、取得
した一次元画像群と撮像時の姿勢・位置情報を組にして
デジタルデータとして記録する記録装置と、を備える航
空機搭載撮像装置によって取得されたデジタルデータを
処理する航空撮像データ処理装置であって、取得した一
次元画像群から地表の特徴的模様のパターンおよびその
位置を検出する検出手段と、地表の特徴的模様のパター
ン・位置情報が記憶されている記憶手段と、検出手段で
検出された地表の特徴的模様の位置を前記記憶手段に記
憶されている位置情報と照合し、照合結果に応じてカメ
ラの姿勢・位置情報を補正する姿勢・位置情報補正手段
と、を備えていることを特徴とする。
置は、航空機に搭載されて地表画像を一次元画像として
撮像するラインセンサ複数個をそれぞれの視線を異なら
せて配置して構成したカメラと、該カメラの撮像時の姿
勢データを取得する姿勢計測装置と、該カメラの撮像時
の３次元位置情報を取得する位置情報取得装置と、取得
した一次元画像群と撮像時の姿勢・位置情報を組にして
デジタルデータとして記録する記録装置と、を備える航
空機搭載撮像装置によって取得されたデジタルデータを
処理する航空撮像データ処理装置であって、取得した一
次元画像群から地表の特徴的模様のパターンおよびその
位置を検出する検出手段と、地表の特徴的模様のパター
ン・位置情報が記憶されている記憶手段と、検出手段で
検出された地表の特徴的模様の位置を前記記憶手段に記
憶されている位置情報と照合し、照合結果に応じてカメ
ラの姿勢・位置情報を補正する姿勢・位置情報補正手段
と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】本発明によれば、基準点として対空標識を
多数設置せずとも、地表における特徴的模様、例えば、
道路の区画線、駐車区画、道路標示等を基準点として用
いて空中三角測量を行うことにより、測量精度が向上す
る。ここで姿勢・位置情報の補正とは、姿勢・位置デー
タを修正する場合に限らず、カメラの姿勢をコントロー
ルする場合や、補正データを別途作成し、測量のための
データ処理時に測量結果の補正用に使用する場合を含
む。
多数設置せずとも、地表における特徴的模様、例えば、
道路の区画線、駐車区画、道路標示等を基準点として用
いて空中三角測量を行うことにより、測量精度が向上す
る。ここで姿勢・位置情報の補正とは、姿勢・位置デー
タを修正する場合に限らず、カメラの姿勢をコントロー
ルする場合や、補正データを別途作成し、測量のための
データ処理時に測量結果の補正用に使用する場合を含
む。
【０００９】この姿勢・位置情報補正手段は、照合結果
のずれが大きい場合には、姿勢・位置情報の補正を行わ
ないことが好ましい。対空標識を基準点として用いる場
合と異なり、地表における特徴的模様を基準点として用
いる場合には、建設・土木工事等により特徴的模様の位
置が変動したり、あるいは、路上の自動車等の障害物の
存在により特徴的模様が覆われて、カメラから認知でき
ない場合がある。このような場合には照合結果のずれが
大きくなり、姿勢・位置情報の補正を行うとむしろ測量
精度が悪化するおそれがあるので、補正を行わないこと
が好ましい。
のずれが大きい場合には、姿勢・位置情報の補正を行わ
ないことが好ましい。対空標識を基準点として用いる場
合と異なり、地表における特徴的模様を基準点として用
いる場合には、建設・土木工事等により特徴的模様の位
置が変動したり、あるいは、路上の自動車等の障害物の
存在により特徴的模様が覆われて、カメラから認知でき
ない場合がある。このような場合には照合結果のずれが
大きくなり、姿勢・位置情報の補正を行うとむしろ測量
精度が悪化するおそれがあるので、補正を行わないこと
が好ましい。
【００１０】記憶手段に記憶される地表の特徴的模様の
パターン・位置情報を書き換える入力手段をさらに備え
ていてもよい。これにより、パターン・位置情報の追
加、更新が容易になる。
パターン・位置情報を書き換える入力手段をさらに備え
ていてもよい。これにより、パターン・位置情報の追
加、更新が容易になる。
【００１１】検出手段で検出された地表の特徴的模様の
パターン・位置情報に基づいて記憶手段に格納されてい
るパターン・位置情報を更新する位置情報更新手段をさ
らに備えていてもよい。これにより、パターン・位置情
報の追加、更新が容易になる。また、検出手段で検出し
た特徴的模様であるから、検出可能性も高い。
パターン・位置情報に基づいて記憶手段に格納されてい
るパターン・位置情報を更新する位置情報更新手段をさ
らに備えていてもよい。これにより、パターン・位置情
報の追加、更新が容易になる。また、検出手段で検出し
た特徴的模様であるから、検出可能性も高い。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理
解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に
対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説
明は省略する。
の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理
解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に
対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説
明は省略する。
【００１３】図１は、本発明に係る航空機搭載撮像装置
１の構成を説明する図である。この装置１は、図１
（ａ）に示されるように、航空機等の飛翔体３の下部に
取り付けられ、飛翔体３の飛行中に上空から地表の画像
を取得するものである。飛翔体３は、図に示される固定
翼機に限られるものではなく、ヘリコプター等の回転翼
機や飛行船、気球等を含むものとする。
１の構成を説明する図である。この装置１は、図１
（ａ）に示されるように、航空機等の飛翔体３の下部に
取り付けられ、飛翔体３の飛行中に上空から地表の画像
を取得するものである。飛翔体３は、図に示される固定
翼機に限られるものではなく、ヘリコプター等の回転翼
機や飛行船、気球等を含むものとする。
【００１４】図１（ｂ）は、撮像装置１の構成を示す図
である。図では、飛翔体３の通常の進行方向を左向きと
して示している。ここで、撮像部（カメラ）１０は、多
数の画素を一次元に配列して構成されたラインセンサ１
０Ｂ、１０Ｆ、１０Ｎを飛翔体３の通常の進行方向に対
して直交させる形で平行に配列し、かつ、それぞれの視
線がクロスするように配置している。この結果、ライン
センサ１０Ｆは飛翔体３の前寄りの下方を、ラインセン
サ１０Ｎは飛翔体３の直下の、ラインセンサ１０Ｂは飛
翔体３の後ろ寄り下方の画像をそれぞれ取得することに
なる。
である。図では、飛翔体３の通常の進行方向を左向きと
して示している。ここで、撮像部（カメラ）１０は、多
数の画素を一次元に配列して構成されたラインセンサ１
０Ｂ、１０Ｆ、１０Ｎを飛翔体３の通常の進行方向に対
して直交させる形で平行に配列し、かつ、それぞれの視
線がクロスするように配置している。この結果、ライン
センサ１０Ｆは飛翔体３の前寄りの下方を、ラインセン
サ１０Ｎは飛翔体３の直下の、ラインセンサ１０Ｂは飛
翔体３の後ろ寄り下方の画像をそれぞれ取得することに
なる。
【００１５】カメラ１０はカメラ１０の姿勢（向き）を
検出するジャイロ１１とともにその姿勢変動を抑制する
スタビライザ１２内に配置されている。また、飛翔体３
の位置、ひいてはカメラ１０の位置を検出するため、慣
性航法（ＩＮＳ：Inertial Navigation System）装置１
５と、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星かか
らの信号を受信するアンテナ１７とこれに接続されたＧ
ＰＳ受信機１６とが装備されている。撮像装置１全体を
制御する制御装置１３には、カメラ１０で取得した画像
について所定の画像処理を行う画像処理部１３１と、Ｉ
ＮＳ装置１５とＧＰＳ受信機１６、ジャイロ１１の出力
を基にしてカメラの位置・姿勢を判定する位置・姿勢判
定部１３２と、カメラの姿勢制御を行う姿勢制御部１３
３、カメラの位置・姿勢と取得した１次元画像群を対応
づけて記録データを生成する記録データ作成部１３４と
を含む。記録装置１４には、記録データ作成部１３４で
作成したデータを記録するための記録手段１４１と、画
像処理部１３１が利用する所定のデータを格納している
記憶手段１４２とを有している。ここで、記録手段１４
１と、記憶手段１４２とは同一の記録装置（例えばハー
ドディスク）であってもよい。なお、記録手段１４１、
記憶手段１４２は記憶媒体が装置から着脱可能な光磁気
ディスク等であってもよい。また、記録手段１４１は書
き込み可能な記録媒体である必要があるが、記憶手段１
４２は必ずしも書き込み消去可能な記録媒体である必要
はなく、読み取り専用の記録媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ
やＤＶＤ−ＲＯＭ等であってもよい。
検出するジャイロ１１とともにその姿勢変動を抑制する
スタビライザ１２内に配置されている。また、飛翔体３
の位置、ひいてはカメラ１０の位置を検出するため、慣
性航法（ＩＮＳ：Inertial Navigation System）装置１
５と、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星かか
らの信号を受信するアンテナ１７とこれに接続されたＧ
ＰＳ受信機１６とが装備されている。撮像装置１全体を
制御する制御装置１３には、カメラ１０で取得した画像
について所定の画像処理を行う画像処理部１３１と、Ｉ
ＮＳ装置１５とＧＰＳ受信機１６、ジャイロ１１の出力
を基にしてカメラの位置・姿勢を判定する位置・姿勢判
定部１３２と、カメラの姿勢制御を行う姿勢制御部１３
３、カメラの位置・姿勢と取得した１次元画像群を対応
づけて記録データを生成する記録データ作成部１３４と
を含む。記録装置１４には、記録データ作成部１３４で
作成したデータを記録するための記録手段１４１と、画
像処理部１３１が利用する所定のデータを格納している
記憶手段１４２とを有している。ここで、記録手段１４
１と、記憶手段１４２とは同一の記録装置（例えばハー
ドディスク）であってもよい。なお、記録手段１４１、
記憶手段１４２は記憶媒体が装置から着脱可能な光磁気
ディスク等であってもよい。また、記録手段１４１は書
き込み可能な記録媒体である必要があるが、記憶手段１
４２は必ずしも書き込み消去可能な記録媒体である必要
はなく、読み取り専用の記録媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ
やＤＶＤ−ＲＯＭ等であってもよい。
【００１６】図２は地表の対象物４をカメラ１０で上空
から撮像したときのカメラ１０と対象物４との位置関係
を説明する図である。対象物４の任意の点Ｐは、カメラ
１０の３つのラインセンサ１０Ｆ、Ｂ、Ｎで同時にその
像が取得されるわけでなく、飛翔体３（図２では省略）
が図の右側から左側に向かって移動しているとすると、
まず、飛翔体３が対象物４の上空に近づいてきたがまだ
直上には達していない段階で、前向きに配置されている
ラインセンサ１０Ｆが点Ｐの画像を取得する。そして、
飛翔体３が対象物４の直上に達した時点で、下向きに配
置されているラインセンサ１０Ｎが点Ｐの画像を取得す
る。そして、飛翔体３が対象物４の上空を通過して、離
れていく段階で、後ろ向きに配置されているラインセン
サ１０Ｂが点Ｐの画像を取得することになる。
から撮像したときのカメラ１０と対象物４との位置関係
を説明する図である。対象物４の任意の点Ｐは、カメラ
１０の３つのラインセンサ１０Ｆ、Ｂ、Ｎで同時にその
像が取得されるわけでなく、飛翔体３（図２では省略）
が図の右側から左側に向かって移動しているとすると、
まず、飛翔体３が対象物４の上空に近づいてきたがまだ
直上には達していない段階で、前向きに配置されている
ラインセンサ１０Ｆが点Ｐの画像を取得する。そして、
飛翔体３が対象物４の直上に達した時点で、下向きに配
置されているラインセンサ１０Ｎが点Ｐの画像を取得す
る。そして、飛翔体３が対象物４の上空を通過して、離
れていく段階で、後ろ向きに配置されているラインセン
サ１０Ｂが点Ｐの画像を取得することになる。
【００１７】図３はこのようにして取得した画像群から
被写体の空間位置情報を算出する原理を説明する図であ
る。ここで、座標系としては地上座標系を用い、被写体
Ｐの空間位置を座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で表す。各ラインセ
ンサ１０Ｂ、Ｎ、Ｆで取得した画像中の被写体位置、つ
まり像点をｐB（ＸPB，ＹPB，ＺPB）、ｐN（ＸPN，
Ｙ PN，ＺPN）、ｐF（ＸPF，ＹPF，ＺPF）とする。ま
た、このときの各ラインセンサ１０Ｂ、Ｎ、Ｆの投影中
心をそれぞれＯB（ＸOB，ＹOB，ＺOB）、ＯN（ＸON，Ｙ
ON，ＺON）、ＯF（ＸOF，ＹOF，ＺOF）とする。ここ
で、図３に示されるように、被写体Ｐと像点ｐ、投影中
心Ｏは一直線上に並ぶから、次式が成立する。
被写体の空間位置情報を算出する原理を説明する図であ
る。ここで、座標系としては地上座標系を用い、被写体
Ｐの空間位置を座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で表す。各ラインセ
ンサ１０Ｂ、Ｎ、Ｆで取得した画像中の被写体位置、つ
まり像点をｐB（ＸPB，ＹPB，ＺPB）、ｐN（ＸPN，
Ｙ PN，ＺPN）、ｐF（ＸPF，ＹPF，ＺPF）とする。ま
た、このときの各ラインセンサ１０Ｂ、Ｎ、Ｆの投影中
心をそれぞれＯB（ＸOB，ＹOB，ＺOB）、ＯN（ＸON，Ｙ
ON，ＺON）、ＯF（ＸOF，ＹOF，ＺOF）とする。ここ
で、図３に示されるように、被写体Ｐと像点ｐ、投影中
心Ｏは一直線上に並ぶから、次式が成立する。
【数１】
ここで、ラインセンサ１０Ｂ、Ｎ、Ｆの投影中心ＯB、
ＯN、ＯFと像点ｐB、ｐN、ｐFの空間座標位置はカメラ
の姿勢・位置情報から既知であるから対応する投影中心
と像点を結ぶ直線を延長して交差する点が被写体Ｐの位
置である。実際の計算では測定誤差等により３本の直線
が交差しないことがありうる。その場合には、例えば最
小２乗法を用いてこれら３本の直線との距離が最も小さ
い点を被写体の位置Ｐとすればよい。
ＯN、ＯFと像点ｐB、ｐN、ｐFの空間座標位置はカメラ
の姿勢・位置情報から既知であるから対応する投影中心
と像点を結ぶ直線を延長して交差する点が被写体Ｐの位
置である。実際の計算では測定誤差等により３本の直線
が交差しないことがありうる。その場合には、例えば最
小２乗法を用いてこれら３本の直線との距離が最も小さ
い点を被写体の位置Ｐとすればよい。
【００１８】ところが、カメラの位置・姿勢情報には誤
差が存在することから、このようにして求めた被写体の
位置Ｐ（以下、計算で求めた位置をＰｃで表す）は、本
来の対象物の位置Ｐからずれてしまう。図４はこのずれ
を説明する図である。対象物４の頂部の被写体となる点
Ｐの像は、実際にはｐf、ｐn位置で取得される。しか
し、この時のカメラの位置・姿勢情報に誤差があり、像
点の位置はｐn’、ｐf’であると誤り、視線方向も実際
とは異なる方向として空間位置Ｐｃを求めた場合、Ｐｃ
は本来の位置Ｐからずれる。特に飛翔体３の高度を高く
とると、カメラの姿勢のずれ（つまり視線方向のずれ）
は、カメラの位置のずれに比して算出される位置情報の
ずれに大きく影響する。
差が存在することから、このようにして求めた被写体の
位置Ｐ（以下、計算で求めた位置をＰｃで表す）は、本
来の対象物の位置Ｐからずれてしまう。図４はこのずれ
を説明する図である。対象物４の頂部の被写体となる点
Ｐの像は、実際にはｐf、ｐn位置で取得される。しか
し、この時のカメラの位置・姿勢情報に誤差があり、像
点の位置はｐn’、ｐf’であると誤り、視線方向も実際
とは異なる方向として空間位置Ｐｃを求めた場合、Ｐｃ
は本来の位置Ｐからずれる。特に飛翔体３の高度を高く
とると、カメラの姿勢のずれ（つまり視線方向のずれ）
は、カメラの位置のずれに比して算出される位置情報の
ずれに大きく影響する。
【００１９】このような位置情報のずれ、つまり誤差を
軽減して高精度の測量を行うため、空間位置情報が予め
既知である基準点を複数個配置し、計算により求めた空
間位置Ｐｃと既知の空間位置Ｐとの偏差を基にして、誤
差修正を行うのが空中三角測量と呼ばれている手法であ
る。
軽減して高精度の測量を行うため、空間位置情報が予め
既知である基準点を複数個配置し、計算により求めた空
間位置Ｐｃと既知の空間位置Ｐとの偏差を基にして、誤
差修正を行うのが空中三角測量と呼ばれている手法であ
る。
【００２０】本発明は、地表の特徴的模様を空中三角測
量の基準点として用いるものであり、以下にその具体的
な動作について説明する。図５はその処理を示すフロー
チャートである。ここでは、図６に示されるような道路
上の車線区画線、いわゆる白線を検出する場合を例に説
明する。
量の基準点として用いるものであり、以下にその具体的
な動作について説明する。図５はその処理を示すフロー
チャートである。ここでは、図６に示されるような道路
上の車線区画線、いわゆる白線を検出する場合を例に説
明する。
【００２１】車道中央線、車線境界線、車道外側線、横
断歩道等の道路白線（区画線）の様式については、「道
路標識、区画線及び道路標示に関する命令」（昭和35年
12月17日、総理府・建設省令第３号）の第６条および別
表第４に定めがある。図６はその一例を示したものであ
り、４車線（片側２車線）の道路である。ここで、車道
中央線５１は、幅Ｗ1が０．１５〜０．２０ｍの実線、
車線境界線５２は、幅Ｗ2が幅０．１０〜０．１５ｍ、
線の長さｌ1が３〜１０ｍ、で線同士の間隔ｌ2がｌ1の
１０〜２０倍の破線であり、車道外側線５３は、幅Ｗ3
が０．１５〜０．１０ｍの実線である。すなわち、車線
境界線５２は通常幅Ｗ2、長さｌ1の矩形である。一方、
２車線の道路の場合には、車道中央線５１が破線となる
（この場合、ｌ1＝ｌ2である）。なお、車線境界線５２
が破線でなく、実線の場合もある。
断歩道等の道路白線（区画線）の様式については、「道
路標識、区画線及び道路標示に関する命令」（昭和35年
12月17日、総理府・建設省令第３号）の第６条および別
表第４に定めがある。図６はその一例を示したものであ
り、４車線（片側２車線）の道路である。ここで、車道
中央線５１は、幅Ｗ1が０．１５〜０．２０ｍの実線、
車線境界線５２は、幅Ｗ2が幅０．１０〜０．１５ｍ、
線の長さｌ1が３〜１０ｍ、で線同士の間隔ｌ2がｌ1の
１０〜２０倍の破線であり、車道外側線５３は、幅Ｗ3
が０．１５〜０．１０ｍの実線である。すなわち、車線
境界線５２は通常幅Ｗ2、長さｌ1の矩形である。一方、
２車線の道路の場合には、車道中央線５１が破線となる
（この場合、ｌ1＝ｌ2である）。なお、車線境界線５２
が破線でなく、実線の場合もある。
【００２２】この空中三角測量処理は、ラインセンサカ
メラ１０（実際には、ラインセンサ１０Ｂ、１０Ｎ、１
０Ｆのそれぞれ）で取得した画像群を取得している際
に、制御装置１３内で平行して行われるものである。こ
こで、位置・姿勢判定部１３２は、ジャイロ装置１１、
ＩＮＳ装置１５、ＧＰＳ受信機１６の出力信号を基にし
てカメラの姿勢・位置情報を作成し、記録データ作成部
１３４がこの姿勢・位置情報とラインセンサカメラ１０
で取得した画像群とを対にして記録手段１４１に順次記
録している。
メラ１０（実際には、ラインセンサ１０Ｂ、１０Ｎ、１
０Ｆのそれぞれ）で取得した画像群を取得している際
に、制御装置１３内で平行して行われるものである。こ
こで、位置・姿勢判定部１３２は、ジャイロ装置１１、
ＩＮＳ装置１５、ＧＰＳ受信機１６の出力信号を基にし
てカメラの姿勢・位置情報を作成し、記録データ作成部
１３４がこの姿勢・位置情報とラインセンサカメラ１０
で取得した画像群とを対にして記録手段１４１に順次記
録している。
【００２３】まずステップＳ１では、画像処理部１３１
が、記録手段１４１に記録されているライン画像群から
パターン認識によって車線境界線５２あるいは車道中央
線５１を構成する矩形を検出する。画像処理部１３１
は、次にステップＳ２で検出した矩形同士を対応づけて
その空間位置を図３に示した三角測量の技法から算出す
る。
が、記録手段１４１に記録されているライン画像群から
パターン認識によって車線境界線５２あるいは車道中央
線５１を構成する矩形を検出する。画像処理部１３１
は、次にステップＳ２で検出した矩形同士を対応づけて
その空間位置を図３に示した三角測量の技法から算出す
る。
【００２４】画像処理部１３１は、続くステップＳ３で
は、記憶手段１４２内に求めた矩形部に該当する白線の
空間位置情報が格納されているか否か、つまり記憶済み
であるか否かを判定する。白線情報が存在しない場合に
は、ステップＳ７へと移行して、制御装置１３は、検出
した白線位置情報を記憶手段１４２内に格納することで
白線位置情報の更新を行い、処理を終了する。
は、記憶手段１４２内に求めた矩形部に該当する白線の
空間位置情報が格納されているか否か、つまり記憶済み
であるか否かを判定する。白線情報が存在しない場合に
は、ステップＳ７へと移行して、制御装置１３は、検出
した白線位置情報を記憶手段１４２内に格納することで
白線位置情報の更新を行い、処理を終了する。
【００２５】白線位置情報が存在する場合には、ステッ
プＳ４へと移行して、画像処理部１３１は格納されてい
る白線の空間位置情報と算出した空間位置との位置とを
比較する。この位置ずれが閾値より大きい場合には、白
線位置そのものが変更された可能性もあると判定し、白
線位置によるカメラの姿勢・位置情報の較正を行わずに
そのまま処理を終了する。
プＳ４へと移行して、画像処理部１３１は格納されてい
る白線の空間位置情報と算出した空間位置との位置とを
比較する。この位置ずれが閾値より大きい場合には、白
線位置そのものが変更された可能性もあると判定し、白
線位置によるカメラの姿勢・位置情報の較正を行わずに
そのまま処理を終了する。
【００２６】一方、位置ずれが閾値以下であった場合に
は、ステップＳ５へと移行して位置・姿勢判定部１３２
がこの位置ずれが最小となるようカメラの姿勢・位置情
報を更新する。そして、必要ならば姿勢制御部１３３に
指示して、スタビライザ１２によってカメラの姿勢を制
御する。
は、ステップＳ５へと移行して位置・姿勢判定部１３２
がこの位置ずれが最小となるようカメラの姿勢・位置情
報を更新する。そして、必要ならば姿勢制御部１３３に
指示して、スタビライザ１２によってカメラの姿勢を制
御する。
【００２７】このように地表に多数存在する白線を基準
点として用いることで、対空標識を多数用いることなく
多数の基準点を用いた空中三角測量を行うことができ、
測量精度を向上させることができる。
点として用いることで、対空標識を多数用いることなく
多数の基準点を用いた空中三角測量を行うことができ、
測量精度を向上させることができる。
【００２８】以上の説明では、パターン認識によって画
像中から白線を検出する例について説明してきたが、記
憶手段１４２に格納されている白線の空間位置情報と、
カメラの姿勢・位置情報から白線が撮像される画素位置
を予想し、その近傍からパターンを探索するようにすれ
ば、認識精度をさらに向上させることができ、好まし
い。
像中から白線を検出する例について説明してきたが、記
憶手段１４２に格納されている白線の空間位置情報と、
カメラの姿勢・位置情報から白線が撮像される画素位置
を予想し、その近傍からパターンを探索するようにすれ
ば、認識精度をさらに向上させることができ、好まし
い。
【００２９】また、本発明にいう特徴的模様とは、上述
した白線の認識に限るものではなく、道路に描かれたＵ
ターン禁止、駐停車禁止、速度制限、通行区分等の道路
標示や駐車場等の駐車区画線、ビル屋上のヘリポートの
表示等を含むものとする。
した白線の認識に限るものではなく、道路に描かれたＵ
ターン禁止、駐停車禁止、速度制限、通行区分等の道路
標示や駐車場等の駐車区画線、ビル屋上のヘリポートの
表示等を含むものとする。
【００３０】以上の説明では、航空機搭載撮像装置にお
いて処理を行う例を説明してきたが、撮像装置で取得し
たカメラの姿勢・位置情報を含む画像データを処理する
際に空中三角測量を行うこともまた可能である。図７は
この航空撮像データ処理装置２の構成を示す図である。
この装置は、パーソナルコンピュータやワークステーシ
ョン等からなる計算機２０とモニタ２３、入力装置であ
るキーボード２４、マウス２５を備えており、計算機２
０には、内蔵の記憶装置であるハードディスク２２と、
ＣＰＵ、メモリから構成される演算部２１を有する。演
算部２１は、位置姿勢情報補正部２１１と画像処理部２
１２とを含む。これら位置姿勢情報補正部２１１、画像
処理部２１２はハードウェア的に構成されていても、ソ
フトウェア的に構成されていてもいずれでもよい。
いて処理を行う例を説明してきたが、撮像装置で取得し
たカメラの姿勢・位置情報を含む画像データを処理する
際に空中三角測量を行うこともまた可能である。図７は
この航空撮像データ処理装置２の構成を示す図である。
この装置は、パーソナルコンピュータやワークステーシ
ョン等からなる計算機２０とモニタ２３、入力装置であ
るキーボード２４、マウス２５を備えており、計算機２
０には、内蔵の記憶装置であるハードディスク２２と、
ＣＰＵ、メモリから構成される演算部２１を有する。演
算部２１は、位置姿勢情報補正部２１１と画像処理部２
１２とを含む。これら位置姿勢情報補正部２１１、画像
処理部２１２はハードウェア的に構成されていても、ソ
フトウェア的に構成されていてもいずれでもよい。
【００３１】このデータ処理装置２は、図１（ｂ）に示
される様な航空機搭載撮像装置１の撮像データを処理す
る装置であるが、従来の航空機搭載撮像装置で取得した
撮像データについても処理可能であることはいうまでも
ない。
される様な航空機搭載撮像装置１の撮像データを処理す
る装置であるが、従来の航空機搭載撮像装置で取得した
撮像データについても処理可能であることはいうまでも
ない。
【００３２】このデータ処理装置２の動作は図５の動作
からカメラの姿勢制御を取り除いた制御に相当するた
め、その詳細な説明は省略する。このように後処理を行
う場合でも本発明によれば空中三角測量の精度を向上さ
せて、測量精度を向上させることが可能である。
からカメラの姿勢制御を取り除いた制御に相当するた
め、その詳細な説明は省略する。このように後処理を行
う場合でも本発明によれば空中三角測量の精度を向上さ
せて、測量精度を向上させることが可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、道
路の区画線、道路標示のような地表の特徴的模様を空中
三角測量における基準点として用いることができるの
で、空中三角測量の精度を向上させ、ひいては測量精度
を向上させることが可能である。
路の区画線、道路標示のような地表の特徴的模様を空中
三角測量における基準点として用いることができるの
で、空中三角測量の精度を向上させ、ひいては測量精度
を向上させることが可能である。
【図１】本発明に係る航空機搭載撮像装置の概略構成図
である。
である。
【図２】図１の装置における地表画像の取得の様子を説
明する図である。
明する図である。
【図３】図１の装置における空間位置座標の測定原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図４】姿勢・位置情報の誤差が測量結果に及ぼす影響
を説明する図である。
を説明する図である。
【図５】本発明に係る航空撮像データ処理装置における
姿勢・位置情報の補正処理を示すフローチャートであ
る。
姿勢・位置情報の補正処理を示すフローチャートであ
る。
【図６】図５の処理において用いられる特徴的模様の例
を示す図である。
を示す図である。
【図７】本発明に係る航空撮像データ処理装置を示す概
略構成図である。
略構成図である。
１…航空機搭載撮像装置、２…航空撮像データ処理装
置、３…飛翔体、４…対象物、１０…カメラ、１１…ジ
ャイロ、１２…スタビライザ、１３…制御装置、１４…
記録装置、１５…ＩＮＳ装置、１６…ＧＰＳ受信機、１
７…アンテナ、２０…計算機、２１…演算部、２２…ハ
ードディスク、２３…モニタ、２４…キーボード、２５
…マウス、５１…車道中央線、５２…車線境界線、５３
…車道外側線、１３１…画像処理部、１３２…位置・姿
勢判定部、１３３…姿勢制御部、１３４…データ作成
部、１４１…記録手段、１４２…記憶手段、２１１…位
置・姿勢情報補正部、２１２…画像処理部。
置、３…飛翔体、４…対象物、１０…カメラ、１１…ジ
ャイロ、１２…スタビライザ、１３…制御装置、１４…
記録装置、１５…ＩＮＳ装置、１６…ＧＰＳ受信機、１
７…アンテナ、２０…計算機、２１…演算部、２２…ハ
ードディスク、２３…モニタ、２４…キーボード、２５
…マウス、５１…車道中央線、５２…車線境界線、５３
…車道外側線、１３１…画像処理部、１３２…位置・姿
勢判定部、１３３…姿勢制御部、１３４…データ作成
部、１４１…記録手段、１４２…記憶手段、２１１…位
置・姿勢情報補正部、２１２…画像処理部。
Claims (8)
- 【請求項１】 航空機に搭載されて地表画像を一次元画
像として撮像するラインセンサ複数個をそれぞれの視線
を異ならせて配置して構成したカメラと、該カメラの撮
像時の姿勢データを取得する姿勢計測装置と、該カメラ
の撮像時の３次元位置情報を取得する位置情報取得装置
と、取得した一次元画像群と撮像時の姿勢・位置情報を
組にしてデジタルデータとして記録する記録装置と、を
備える航空機搭載撮像装置において、 取得した一次元画像群から地表の特徴的模様のパターン
およびその位置を検出する検出手段と、 地表の特徴的模様のパターン・位置情報が記憶されてい
る記憶手段と、 前記検出手段で検出された地表の特徴的模様の位置を前
記記憶手段に記憶されている位置情報と照合し、照合結
果に応じて前記カメラの姿勢・位置情報を補正する姿勢
・位置情報補正手段と、 をさらに備えていることを特徴とする航空機搭載撮像装
置。 - 【請求項２】 前記姿勢・位置情報補正手段は、照合結
果のずれが大きい場合には、姿勢・位置情報の補正を行
わないことを特徴とする請求項１記載の航空機搭載撮像
装置。 - 【請求項３】 前記記憶手段に記憶される地表の特徴的
模様のパターン・位置情報を書き換える入力手段をさら
に備えている請求項１または２のいずれかに記載の航空
機搭載撮像装置。 - 【請求項４】 前記検出手段で検出された地表の特徴的
模様のパターン・位置情報に基づいて前記記憶手段に格
納されているパターン・位置情報を更新する位置情報更
新手段をさらに備えている請求項１〜３のいずれかに記
載の航空機搭載撮像装置。 - 【請求項５】 航空機に搭載されて地表画像を一次元画
像として撮像するラインセンサ複数個をそれぞれの視線
を異ならせて配置して構成したカメラと、該カメラの撮
像時の姿勢データを取得する姿勢計測装置と、該カメラ
の撮像時の３次元位置情報を取得する位置情報取得装置
と、取得した一次元画像群と撮像時の姿勢・位置情報を
組にしてデジタルデータとして記録する記録装置と、を
備える航空機搭載撮像装置によって取得されたデジタル
データを処理する航空撮像データ処理装置において、 取得した一次元画像群から地表の特徴的模様のパターン
およびその位置を検出する検出手段と、 地表の特徴的模様のパターン・位置情報が記憶されてい
る記憶手段と、 前記検出手段で検出された地表の特徴的模様の位置を前
記記憶手段に記憶されている位置情報と照合し、照合結
果に応じて前記カメラの姿勢・位置情報を補正する姿勢
・位置情報補正手段と、 を備えていることを特徴とする航空撮像データ処理装
置。 - 【請求項６】 前記姿勢・位置情報補正手段は、照合結
果のずれが大きい場合には、姿勢・位置情報の補正を行
わないことを特徴とする請求項５記載の航空撮像データ
処理装置。 - 【請求項７】 前記記憶手段に記憶される地表の特徴的
模様のパターン・位置情報を書き換える入力手段をさら
に備えている請求項５または６のいずれかに記載の航空
撮像データ処理装置。 - 【請求項８】 前記検出手段で検出された地表の特徴的
模様のパターン・位置情報に基づいて前記記憶手段に格
納されているパターン・位置情報を更新する位置情報更
新手段をさらに備えている請求項５〜７のいずれかに記
載の航空撮像データ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001272166A JP2003075152A (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 航空機搭載撮像装置および航空撮像データ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001272166A JP2003075152A (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 航空機搭載撮像装置および航空撮像データ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003075152A true JP2003075152A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19097576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001272166A Pending JP2003075152A (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 航空機搭載撮像装置および航空撮像データ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003075152A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100936509B1 (ko) | 2009-10-13 | 2010-01-20 | 새한항업(주) | 수치지도 제작용 촬영물의 일그러짐 및 왜곡을 방지하는 항공촬영기 고정기구 |
| KR101429155B1 (ko) | 2013-12-05 | 2014-08-12 | 대한민국 | 기상관측대상에 대하여 촬영 모드의 전환이 가능하고 효율적으로 이미지 획득을 할 수 있는 촬영 및 이미지 획득 시스템 그리고 이를 사용한 방법 |
| CN106908042A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-06-30 | 广西翼界科技有限公司 | 航测数据筛查方法 |
| JPWO2017208424A1 (ja) * | 2016-06-02 | 2018-11-01 | 三菱電機株式会社 | 姿勢推定装置、姿勢推定方法及び観測システム |
| CN115280398A (zh) * | 2020-03-13 | 2022-11-01 | Wing航空有限责任公司 | 用于着陆uav的特设地理基准垫 |
-
2001
- 2001-09-07 JP JP2001272166A patent/JP2003075152A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100936509B1 (ko) | 2009-10-13 | 2010-01-20 | 새한항업(주) | 수치지도 제작용 촬영물의 일그러짐 및 왜곡을 방지하는 항공촬영기 고정기구 |
| KR101429155B1 (ko) | 2013-12-05 | 2014-08-12 | 대한민국 | 기상관측대상에 대하여 촬영 모드의 전환이 가능하고 효율적으로 이미지 획득을 할 수 있는 촬영 및 이미지 획득 시스템 그리고 이를 사용한 방법 |
| JPWO2017208424A1 (ja) * | 2016-06-02 | 2018-11-01 | 三菱電機株式会社 | 姿勢推定装置、姿勢推定方法及び観測システム |
| CN106908042A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-06-30 | 广西翼界科技有限公司 | 航测数据筛查方法 |
| CN115280398A (zh) * | 2020-03-13 | 2022-11-01 | Wing航空有限责任公司 | 用于着陆uav的特设地理基准垫 |
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