JP2003114126A - ３次元測量装置および撮像基準方角測量方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＧＰＳ測量装置で測量が不可能な、あるいは
測量が不安定な場所にある測量対象点（測量対象物）の
３次元位置を測量することのできる３次元測量装置を得
る。 【解決手段】 測量対象点を撮像して画像データを出力
する撮像装置と、撮像装置の３次元位置を測量して３次
元位置データを出力するＧＰＳ装置と、撮像装置の撮像
方角を測量して撮像方角データを出力する撮像方角検出
装置と、画像データ、３次元位置データおよび撮像方角
データに基づいて測量対象点の３次元位置を演算する画
像処理・測量計算制御装置とからなる第１の３次元測量
ユニットを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、写真撮
像測量などに適用される３次元測量装置および撮像基準
方角測量方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＧＰＳを利用した３次元測量装置
（ＧＰＳ測量装置）は、ＧＰＳ人工衛星の発するＧＰＳ
電波を受信するＧＰＳアンテナや、ＧＰＳ電波に基づい
てＧＰＳアンテナの３次元位置を解析演算する受信解析
装置等により構成されている。

【０００３】また、必要に応じては、電波の遅延等の誤
差を補正するためのＧＰＳ補正情報を入手する通信手段
および補正処理装置を備える場合がある。

【０００４】この３次元測量装置で測量を実施する場
合、一般的な方法として、まず、ＧＰＳアンテナを三脚
等に取り付けて、ＧＰＳアンテナの測量基準点を測量対
象点（測量対象物）の上部に設置する。すると、３次元
測量装置は、ＧＰＳアンテナの測量基準点の３次元位置
を測量する。

【０００５】次に、前述の測量基準点と測量対象点との
間には距離があるので、この距離に基づいて３次元位置
を補正する。

【０００６】以上のような方法で、測量対象点の３次元
位置を測量している。

【０００７】このように、３次元測量装置を用いれば、
測量対象点上にＧＰＳアンテナを設置することにより、
測量対象点の３次元位置の測量が可能となる。

【０００８】また、旧来のトランシットを用いた測量と
比較して、大幅な作業の簡略化と測量時間の短縮が可能
となる。

【０００９】一方、測量対象点上にＧＰＳアンテナを設
置せずに、測量対象点の３次元位置を演算する方法は公
知となっている。

【００１０】図７は、従来の３次元測量装置を示す図で
ある。例えば、図７において、２ヶ所の地点Ｍ１および
Ｍ２に、それぞれ３次元測量ユニット１、１Ａを設置す
る。

【００１１】そして、各３次元測量ユニット１、１Ａ内
の撮像装置が撮像した各画像データと、２ヶ所の地点の
３次元位置Ｍ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）およびＭ２（Ｘ
２，Ｙ２，Ｚ２）と、撮像地点相互間の距離と、各撮像
装置の相対的な姿勢角度（撮像方角）（Θｒ１，Θｔ
１）および（Θｒ２，Θｔ２）とに基づいて、測量対象
点３０の３次元位置（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）を演算するこ
とができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の３次元測量装置
は以上のように、測量対象点上にＧＰＳアンテナを設置
できない場合や、あるいは別途容易に相対位置を測量可
能な一定の位置にＧＰＳアンテナを設置できない場合、
測量対象点の３次元位置の測量は困難であるという問題
点があった。

【００１３】また、建造物や樹木等の下や付近で３次元
測量装置による測量を実行する場合に、建造物や樹木等
によって、ＧＰＳ人工衛星から送られるＧＰＳ電波が遮
蔽されて安定した測量が出来なかったり、測量精度が劣
化してしまうという問題があった。

【００１４】また、建造物や付近の地形等によりＧＰＳ
電波が反射して、その反射波をＧＰＳ装置が受信してし
まい、安定した測量ができなかったり、測量精度が劣化
してしまうという問題があった。

【００１５】また、３次元測量装置を使用しない測量方
法として、従来のステレオカメラによる測量方法がある
が、十分な測量精度が得られないという問題があった。

【００１６】また、ステレオカメラによる測量では、既
知である複数の位置基準点を撮像画像の中に別途準備す
る必要があり問題であった。

【００１７】また、従来のステレオカメラによる測量で
は、画像処理により位置計算を行うが、風や震動により
撮像された画像が揺れて変化したり、揺れた物体の影が
映り込んだりと、自然現象や人工的な影響による光源の
変化等により画像データの解析処理が困難になるという
問題があった。

【００１８】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、測量対象点（測量対象物）にＧ
ＰＳアンテナを設置することなく、また、別途、位置の
基準点を準備することなく、高精度な３次元測量を可能
とする３次元測量装置を得ることを目的とする。

【００１９】また、構造物や樹木等の下や付近などのＧ
ＰＳ電波の受信が難しい場所での３次元測量を可能とす
る３次元測量装置を得ることを目的とする。

【００２０】さらに、自然環境や周囲の条件変化の影響
を受け難い３次元位置の測量を可能とする３次元測量装
置を得ることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る３次元測
量装置は、測量対象点を撮像して画像データを出力する
撮像装置と、撮像装置の３次元位置を測量して３次元位
置データを出力するＧＰＳ装置と、撮像装置の撮像方角
を測量して撮像方角データを出力する撮像方角検出装置
と、画像データ、３次元位置データおよび撮像方角デー
タに基づいて測量対象点の３次元位置を演算する画像処
理・測量計算制御装置とからなる第１の３次元測量ユニ
ットを備えたものである。

【００２２】また、この発明に係る３次元測量装置の画
像処理・測量計算制御装置は、画像データに基づいて、
複数の測量対象点の３次元位置の測量を同時に実行する
ものである。

【００２３】また、この発明に係る３次元測量装置の画
像処理・測量計算制御装置は、画像データに基づいて、
立体形状の測量対象物における複数の測定対象点の３次
元位置の測量を実行するものである。

【００２４】また、この発明に係る３次元測量装置の画
像処理・測量計算制御装置は、ＧＰＳ装置から生成され
るＧＰＳ時刻信号により撮像装置の撮像タイミングを制
御するものである。

【００２５】また、この発明に係る３次元測量装置は、
第１の３次元測量ユニットと同一構成の第２の３次元測
量ユニットを備え、第１および第２の３次元測量ユニッ
トは、第１および第２の３次元測量ユニット間でデータ
と撮像タイミングを制御するための撮像制御信号とを送
受信する測量情報通信装置をそれぞれ有し、第１および
第２の３次元測量ユニット内の各撮像装置は、撮像制御
信号による撮像タイミングで撮像するものである。

【００２６】また、この発明に係る３次元測量装置の第
１および前記第２の３次元測量ユニットは、撮像基準方
角測量用ターゲットをそれぞれ備え、撮像基準方角を測
量するための撮像の目標とするものである。

【００２７】また、この発明に係る撮像基準方角測量方
法は、第１の撮像地点に設置された第１の３次元測量ユ
ニットと第２の撮像地点に設置された第２の３次元測量
ユニットとを用いて撮像基準方角を測量する方法であっ
て、第１の３次元測量ユニットで第２の３次元測量ユニ
ットの特徴点を撮像する第１のステップと、第２の３次
元測量ユニットで第１の３次元測量ユニットの特徴点を
撮像する第２のステップとを備え、第１の３次元測量ユ
ニットの第１の撮像基準方角と第２の３次元測量ユニッ
トの第２の撮像基準方角とを測量するものである。

【００２８】さらに、この発明に係る撮像基準方角測量
方法は、第１および第２の撮像地点に設置された３次元
測量ユニットおよび擬似測量ユニットを用いて撮像基準
方角を測量する方法であって、第１の撮像地点に３次元
測量ユニットを設置し、第２の撮像地点に擬似測量ユニ
ットを設置し、３次元測量ユニットで擬似測量ユニット
を撮像する第１のステップと、第１の撮像地点に擬似測
量ユニットを設置し、第２の撮像地点に３次元測量ユニ
ットを設置し、３次元測量ユニットで擬似測量ユニット
を撮像する第２のステップとを備え、第１の撮像地点で
の第１の撮像基準方角と第２の撮像地点での第２の撮像
基準方角とを測量するものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図面を参照
しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明
する。

【００３０】図１は、この発明の実施の形態１の構成を
示すブロック図である。図１において、同様のものにつ
いては、同一符号を付して詳述を省略する。

【００３１】１は３次元測量ユニットを示す。１２は撮
像装置の３次元位置を測量して、３次元位置データを出
力するＧＰＳ装置を示す。１３は測量対象点（測量対象
物）を撮像（撮影）して画像データを出力する撮像装
置、１４は撮像装置の撮像方角を測量し撮像方角データ
を出力する撮像方角検出装置を示す。

【００３２】１５は画像処理・測量計算制御装置を示
す。この画像処理・測量計算制御装置１５は、撮像装置
１３の３次元位置データと、測量対象点の画像データ
と、撮像装置１３の撮像方角データとを画像処理および
測量計算する。または、複数の撮像装置１３の撮像タイ
ミングに対応した撮像制御信号により、撮像装置１３の
撮像タイミングを制御する。

【００３３】１６は２台の３次元測量ユニットの間で画
像データなどの各種データや、複数の撮像装置１３の撮
像タイミングに対応した撮像制御信号などを送受信する
測量情報通信装置を示す。

【００３４】ＧＰＳ装置１２は、ＧＰＳアンテナ１２
１、ＧＰＳ受信機１２２およびＧＰＳ補正情報通信装置
１２３を備えている。

【００３５】まず、ＧＰＳアンテナ１２１は、ＧＰＳ人
工衛星からのＧＰＳ電波を受信する。

【００３６】また、ＧＰＳ補正情報通信装置１２３は、
ＧＰＳ人工衛星からのＧＰＳ測量情報を補正するＧＰＳ
補正情報を取得する。

【００３７】さらに、ＧＰＳ受信機１２２は、ＧＰＳ電
波から取得したＧＰＳ測量情報およびＧＰＳ補正情報か
ら、ＧＰＳアンテナ１２１の３次元位置を測量する。

【００３８】次に、図１とともに図２および図３を参照
しながら、この発明の実施の形態１による動作について
説明する。図２および図３は、この発明の実施の形態１
を示す図である。図２および図３において、前述（図１
参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述
を省略する。

【００３９】図２において、３０は測量対象点（測量対
象物）を示す。図３において、３１は撮像画像（撮影画
像）を構成する画素を示す。

【００４０】次に、図１、図２および図３とともに、図
４のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の
形態１による動作について説明する。まず、測量開始に
当たって、一方の撮像地点Ｍ１に３次元測量ユニット１
を設置する（ステップＳ５０１）。

【００４１】次に、他方の撮像地点Ｍ２に３次元測量ユ
ニット１Ａを設置する（ステップＳ５０２）。

【００４２】次に、３次元測量ユニット１内のＧＰＳ装
置１２により、撮像装置１３の３次元位置を測量する
（ステップＳ５０３）。

【００４３】そして、３次元測量ユニット１でもう一方
の３次元測量ユニット１Ａを撮像し、撮像方角測量時に
利用する撮像基準方角を設定する（ステップＳ５０
４）。このときの撮像基準方角は、測定対象点の３次元
位置が測量されるまで利用される。

【００４４】次に、測量対象点３０の撮像を行い、画像
データおよび撮像方角データを３次元測量ユニット内の
メモリに記録する（ステップＳ５０５）。

【００４５】なお、画像データは、３次元測量ユニット
１の撮像装置１３を用いて測量対象点３０を撮像するこ
とにより取得される。また、撮像方角データは、撮像装
置１３の撮像で撮像方角検出装置１４が測量することに
より取得される。

【００４６】複数の測量対象点３０が存在する場合は、
ステップＳ５０５〜Ｓ５０６の動作を繰り返す。

【００４７】以上により、撮像地点Ｍ１における測量対
象点３０の画像データと、撮像装置１３の３次元位置お
よび撮像方角データとを取得することができる。

【００４８】一方、撮像地点Ｍ２に設置した３次元測量
ユニット１Ａにおいても、撮像地点Ｍ１に設置した３次
元測量ユニット１と同様に、ステップＳ５０７〜Ｓ５１
０の測量を実行する。

【００４９】なお、このとき３次元測量ユニット１で実
行するステップＳ５０３〜Ｓ５０６の測量と、３次元測
量ユニット１Ａで実行するステップＳ５０７〜Ｓ５１０
の測量とは、相互の同期を取って同時に測量したり、も
しくは同期を取らずに測量することが可能である。

【００５０】続いて、ステップＳ５０３およびＳ５０７
で測量した撮像地点Ｍ１およびＭ２での３次元位置デー
タと、ステップＳ５０５およびＳ５０９で測量した画像
データおよび撮像方角データとを画像処理・測量計算制
御装置１５で処理、演算して、測量対象点３０の３次元
位置を算出する（ステップＳ５１１）。

【００５１】次に、前述した測量対象点３０の３次元位
置の測量方法について、さらに具体的に説明する。

【００５２】例えば、撮像地点Ｍ１に設置された３次元
測量ユニット１内の撮像装置１３の３次元位置（Ｘ１，
Ｙ１，Ｚ１）および撮像方角（Θｒ１，Θｔ１）の測量
方法について説明する。

【００５３】まず、ＧＰＳ装置１２はＧＰＳ人工衛星か
らのＧＰＳ測量情報およびＧＰＳ補正情報を受信する。
そして、ＧＰＳ受信機１２２でＧＰＳ測量情報およびＧ
ＰＳ補正情報を解析、演算して、ＧＰＳアンテナ１２１
の３次元位置を算出する。

【００５４】次に、撮像装置１３（撮像地点Ｍ１）の３
次元位置とＧＰＳアンテナ１２１の３次元位置との距離
を補正して、撮像装置１３の３次元位置（Ｘ１，Ｙ１，
Ｚ１）を測量する。

【００５５】なお、ＧＰＳアンテナ１２１と撮像装置１
３とは物理的に結合され、一定の位置関係にあるので、
一定の演算で補正することができる。

【００５６】また、撮像方角検出装置１４は、撮像装置
１３で測量対象点３０を中心にして撮像すると、撮像装
置１３の３次元位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を中心とし
て、回転方向の角度Θｒおよび上下方向の角度（仰角）
Θｔの撮像方角を測量する。

【００５７】なお、この測量に当たっては、基準となる
方角（撮像基準方角）の設定が必要となる。

【００５８】この撮像基準方角は、３次元測量ユニット
１内の撮像装置１３により、撮像地点Ｍ２に設置された
３次元測量ユニット１Ａの測量対象点を撮像し、そのと
きに３次元測量ユニット１内の撮像方角検出装置４が検
出（測量）した方角（Θｒ１，Θｔ１）とする。

【００５９】このときの３次元測量ユニット１Ａの測量
対象点は、３次元測量ユニット１Ａにあらかじめ取付け
ておいた撮像基準方角測量用ターゲットを用いる。

【００６０】この他に、撮像基準方角測量用ターゲット
を取り付けずに、３次元測量ユニット１Ａ中の特徴的な
部分（点）をあらかじめ決めておき、その特徴点を撮像
基準方角測量用ターゲットとして用いることもできる。

【００６１】この方角の設定により、撮像方角の基準が
決定し、撮像方角検出装置４はその基準に基づいて撮像
方角を測量する。

【００６２】前述のようにして、撮像地点Ｍ１に設置さ
れた３次元測量ユニット１は、３次元測量ユニット１内
の撮像装置１３の３次元位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）およ
び撮像方角（Θｒ１，Θｔ１）を測量する。

【００６３】同様にして、撮像地点Ｍ２に設置された３
次元測量ユニット１Ａ内のＧＰＳ装置１２において、撮
像装置１３の撮像装置１３の３次元位置（Ｘ２，Ｙ２，
Ｚ２）を測量し、さらに、撮像地点Ｍ１に設置された３
次元測量ユニット１を撮像することにより、撮像方角
（Θｒ２，Θｔ２）を測量することができる。

【００６４】以上により、２ヶ所に設置された撮像装置
１３の３次元位置と、各撮像装置１３の撮像方角とが既
知となる。

【００６５】そして、各撮像装置１３が撮像して出力さ
れた画像データ、各３次元測量ユニットの測量により取
得された撮像方角データおよび撮像装置１３の３次元位
置データを、それぞれの画像処理・測量計算制御装置１
５に転送し、測量対象点３０の測量計算を行い、測量対
象点３０の３次元位置を算出する。

【００６６】以上の説明では、撮像方角を測量する場
合、測量対象点３０を撮像画像の中心合せて撮像すると
して説明した。しかし、本発明では、測量対象点は必ず
しも撮像画像の中心にある必要は無く、撮像画像の中に
含まれていれば測量可能である。以下に、その測量方法
を説明する。

【００６７】図３において、撮像画像は、その撮像画像
を構成する画素３１の集合体であり、撮像画像中の対応
する位置の明るさや色を情報として持っている。

【００６８】また、撮像画像を構成する各画素３１は、
撮像方角の中心からの角度変位が各々固定的である。よ
って、撮像画像中から目的とする画素（測量対象点３
０）の位置がわかれば、撮像方角と撮像画像の中心の方
角との間の変位角度（ΔΘｒ，ΔΘｔ）は容易な計算に
より算出することができる。

【００６９】つまり、撮像画像中の測量対象点３０に相
当する画素の位置を求め、その画素と撮像画像の中心の
方角との変位角度（ΔΘｒ，ΔΘｔ）を計算し、その変
位角度に基づいて撮像方角を補正することにより、測量
対象点３０の撮像方角を測量することができる。

【００７０】このように、直接、測量対象点３０の３次
元位置を測量する必要がなく、任意の２地点にそれぞれ
３次元測量ユニットを設置して、各撮像装置１３の３次
元位置および撮像方角を測量することにより、測量対象
点の３次元位置を算出することができる。

【００７１】なお、前述の測量計算は、２ヶ所に設置さ
れた３次元測量ユニットのどちらに内蔵する画像処理・
測量計算制御装置１５で行っても良く、また、測量計算
のプロセスを部分的に分散して処理する方法でも同様の
機能を実現できる。

【００７２】また、２つの画像処理・測量計算制御装置
１５の間の各種データの送受信は、測量情報通信装置１
６により実行することができる。

【００７３】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、２ヶ所の撮像地点に３次元測量ユニットをそれぞれ
設置し、各撮像地点から測量対象点を撮像することによ
り測量を実行したが、３次元測量ユニットを１台のみの
３次元測量装置を使用して、低価格な測量システムを構
成してもよい。

【００７４】以下、図面を参照しながら、この発明の実
施の形態２について説明する。図５は、この発明の実施
の形態２を示す図である。

【００７５】図５において、前述（図１、図２および図
３参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳
述は省略する。図５において、２０は片方の撮像地点に
設置する擬似測量ユニットを示す。

【００７６】次に、図１および図５とともに図６のフロ
ーチャートを参照しながら、この発明の実施の形態２に
よる動作について説明する。まず、測量開始に当たっ
て、一方の撮像地点Ｍ１に３次元測量ユニット１を設置
して撮像装置３の３次元位置を測量する（ステップＳ６
０１）。

【００７７】次に、他方の撮像地点Ｍ２に擬似測量ユニ
ット２０を設置する（ステップＳ６０２）。

【００７８】３次元測量ユニット１で擬似測量ユニット
２０を撮像して、撮像方角を測量するための撮像基準方
角を設定する（ステップＳ６０３）。このときの撮像基
準方角は、測定対象点の３次元位置が測量されるまで利
用される。

【００７９】次に、測量対象点の撮像を行い、画像デー
タおよび撮像方角データを記録する（ステップＳ６０
４）。ここで、複数の測量対象点が存在する場合には、
ステップＳ６０４〜Ｓ６０５の動作を繰り返す。

【００８０】続いて、撮像地点Ｍ１に設置していた３次
元測量ユニット１を、撮像地点Ｍ２に設置して、撮像装
置１３の３次元位置を測量する（ステップＳ６０６）。

【００８１】次に、撮像地点Ｍ２に設置していた擬似測
量ユニット２０を、撮像位置Ｍ１に設置する（ステップ
Ｓ６０７）。

【００８２】次に、３次元測量ユニット１で擬似測量ユ
ニット２０を撮像して、撮像基準方角を設定する（ステ
ップＳ６０８）。このときの撮像基準方角は、測定対象
点の３次元位置が測量されるまで利用される。

【００８３】次に、測量対象点３０の撮像を行い、画像
データおよび撮像方角データを記録する（ステップＳ６
０９）。ここで、複数の測量対象点が存在する場合に
は、ステップＳ６０９〜Ｓ６１０の動作を繰り返す。

【００８４】そして、ステップＳ６０１およびＳ６０６
のおいて測量して取得した撮像地点Ｍ１およびＭ２の３
次元位置データと、ステップＳ６０４およびＳ６０９に
おいて撮像および測量して取得した画像データおよび撮
像方角データを処理、演算して、測量対象点の３次元位
置を測量する（ステップＳ６１１）。

【００８５】次に、３次元測量ユニット１を１台のみ使
用したときの撮像基準方角の測量方法について具体的に
説明する。

【００８６】例えば、３次元測量ユニット１を設置した
撮像地点Ｍ１における撮像基準方角を測量する場合、撮
像地点Ｍ２に擬似測量ユニット２０を設置する。

【００８７】そして、３次元測量ユニット１により、擬
似測量ユニット２０内の撮像基準方角測量用ターゲット
か、特徴となる部分（点）を撮像し、３次元測量ユニッ
ト１内の撮像方角検出装置１４の測量値を撮像基準方角
とする。

【００８８】逆に、撮像地点Ｍ２における撮像基準方角
を測量する場合、撮像地点Ｍ１に擬似測量ユニット２０
を設置し、撮像地点Ｍ２に３次元測量ユニット１を設置
する。

【００８９】そして、前述のように、３次元測量ユニッ
ト１で擬似測量ユニット２０を撮像し、３次元測量ユニ
ット１内の撮像方角検出装置１４の測量値を撮像基準方
角とする。

【００９０】つまり、１台の３次元測量ユニット１と擬
似測量ユニット２０とを交互に設置して撮像することに
より、両撮像地点での撮像基準方角を設定することがで
きる。

【００９１】そして、撮像基準方角の設定後、前述のと
おり測量対象点３０の撮像を行うことにより、撮像方角
を測量することができる。

【００９２】３次元測量ユニット１と擬似測量ユニット
２０との設置で測量した３次元位置データ、画像データ
および撮像方角データにより、３次元測量ユニット１内
の画像処理・測量計算制御装置１５で測量対象点３０の
３次元位置を算出する。

【００９３】このように、この３次元測量装置は、３次
元測量ユニット１を１台のみ使用して、測量対象点の３
次元位置を測量することができる。

【００９４】なお、ここでは、３次元測量ユニットを１
台のみ使用するので、３次元測量ユニット間の通信は不
要となる。よって、図１における測量情報通信装置６は
不要となる。

【００９５】実施の形態３．なお、上記実施の形態１で
は、２つの撮像装置１３の撮像タイミングを制御してい
なかったが、２つの撮像装置１３の撮像タイミングを制
御して同時刻に撮像してもよい。

【００９６】以下、図１を参照しながら、この発明の実
施の形態３について説明する。この場合、ＧＰＳ装置２
で内部的に生成されるＧＰＳ時刻信号は、画像処理・測
量計算制御装置１５に入力される。

【００９７】また、画像処理・測量計算制御装置１５
は、ＧＰＳ時刻信号により撮像装置１３の撮像タイミン
グを制御する。

【００９８】このように、各撮像装置１３の撮像タイミ
ングの制御にＧＰＳ時刻信号を利用することにより、複
数の３次元測量ユニットの撮像時刻を正確に同期させる
ことができる。

【００９９】以上により、測量対象点の移動や撮像範囲
にある他の物体の移動、あるいは光量の変化、あるいは
色の変化を複数の撮像装置で同時刻、つまり同条件で撮
像することができる。

【０１００】また、例えば、測量対象点（測量対象物）
が風等で揺れている場合でも、この撮像時刻の同期によ
り、複数の撮像装置は同一場所の測量対象点を撮像可能
となる。

【０１０１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、測量
対象点を撮像して画像データを出力する撮像装置と、撮
像装置の３次元位置を測量して３次元位置データを出力
するＧＰＳ装置と、撮像装置の撮像方角を測量して撮像
方角データを出力する撮像方角検出装置と、画像デー
タ、３次元位置データおよび撮像方角データに基づいて
測量対象点の３次元位置を演算する画像処理・測量計算
制御装置とからなる第１の３次元測量ユニットを備えた
ので、ＧＰＳ測量装置で測量が不可能な、あるいは測量
が不安定な場所にある測量対象点（測量対象物）の３次
元位置を測量することのできる３次元測量装置が得られ
る効果がある。

【０１０２】また、この発明によれば、測量対象点は、
複数の測量対象点を含み、画像処理・測量計算制御装置
は、画像データに基づいて、複数の測量対象点の３次元
位置の測量を同時に実行するので、撮像した画像中に複
数の測量対象点がある場合、画像処理と測量計算とを必
要回繰返すことにより、１回の撮像で複数の測量対象点
の測量を実行することのできる３次元測量装置が得られ
る効果がある。

【０１０３】また、この発明によれば、測量対象点は、
立体形状の測量対象物を構成し、画像処理・測量計算制
御装置は、画像データに基づいて、測量対象物における
複数の測定対象点の３次元位置の測量を実行するので、
測量対象とする立体対象物が撮像画像に含まれている場
合、その立体対象物内の複数の特徴点の３次元測量を実
行することにより、その立体の３次元形状データを即座
に測量することのできる３次元測量装置が得られる効果
がある。

【０１０４】また、この発明によれば、ＧＰＳ装置は、
ＧＰＳ時刻信号を生成し、画像処理・測量計算制御装置
は、ＧＰＳ時刻信号により前記撮像装置の撮像タイミン
グを制御するので、同期信号の伝送路を必要とせず、正
確な同期が可能となり、正確な測量、周囲条件の影響を
受け難い測量をすることのできる３次元測量装置が得ら
れる効果がある。

【０１０５】また、この発明によれば、第１の３次元測
量ユニットと同一構成の第２の３次元測量ユニットを備
え、第１および第２の３次元測量ユニットは、第１およ
び第２の３次元測量ユニット間でデータと撮像タイミン
グを制御するための撮像制御信号とを送受信する測量情
報通信装置をそれぞれ有し、第１および第２の３次元測
量ユニット内の各撮像装置は、撮像制御信号による撮像
タイミングで撮像するので、風や震動により撮像された
画像が揺れて変化したり、揺れた物体の影が映り込んだ
り、光源の変化等の自然現象により画像データの解析処
理が困難になるという状況下においても正確に測量する
ことのできる３次元測量装置が得られる効果がある。

【０１０６】また、この発明によれば、第１および第２
の３次元測量ユニットは、撮像基準方角測量用ターゲッ
トをそれぞれ備え、撮像基準方角を測量するための撮像
の目標とするので、３次元測量装置の撮像基準方角の測
量に伴い、画像処理が容易となり、撮像基準方角測量用
ターゲット判定の安定性および正確度が向上する３次元
測量装置が得られる効果がある。

【０１０７】また、この発明によれば、第１の撮像地点
に設置された第１の３次元測量ユニットと第２の撮像地
点に設置された第２の３次元測量ユニットとを用いて撮
像基準方角を測量する方法であって、第１の３次元測量
ユニットで第２の３次元測量ユニットの特徴点を撮像す
る第１のステップと、第２の３次元測量ユニットで第１
の３次元測量ユニットの特徴点を撮像する第２のステッ
プとを備え、第１の３次元測量ユニットの第１の撮像基
準方角と第２の３次元測量ユニットの第２の撮像基準方
角とを測量するので、あらかじめ撮像基準方角測量用タ
ーゲットを備えた３次元測量装置と比較して、装置構成
が簡易となり、低価格に構成することのできる撮像基準
方角測量方法が得られる効果がある。

【０１０８】さらに、この発明によれば、第１および第
２の撮像地点に設置された３次元測量ユニットおよび擬
似測量ユニットを用いて撮像基準方角を測量する方法で
あって、第１の撮像地点に３次元測量ユニットを設置
し、第２の撮像地点に擬似測量ユニットを設置し、３次
元測量ユニットで擬似測量ユニットを撮像する第１のス
テップと、第１の撮像地点に擬似測量ユニットを設置
し、第２の撮像地点に３次元測量ユニットを設置し、３
次元測量ユニットで擬似測量ユニットを撮像する第２の
ステップとを備え、第１の撮像地点での第１の撮像基準
方角と第２の撮像地点での第２の撮像基準方角とを測量
するので、３次元測量ユニット１台のみでも、２台のと
きと同様の測量をすることのできる撮像基準方角測量方
法が得られる効果がある。さらに、複数の３次元測量ユ
ニットで構成された３次元測量装置よりも安価な測量シ
ステムを構成することのできる撮像基準方角測量方法が
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示すブロック構成
図である。

【図２】 この発明の実施の形態１を示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態１を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態１による処理動作を示
すフローチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態２を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態２による処理動作を示
すフローチャートである。

【図７】 従来の３次元測量装置を示す図である。

【符号の説明】

１、１Ａ ３次元測量ユニット 、１２ ＧＰＳ装置、
１３ 撮像装置、１４撮像方角検出装置、１５ 画像処
理・測量計算制御装置、１６ 測量情報通信処理、３０
測量対象点（測量対象物）、３１ 撮像画像を構成す
る画素、１２１ ＧＰＳアンテナ、１２２ ＧＰＳ受信
機、１２３ ＧＰＳ補正情報通信装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 雅行 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J062 AA01 CC07 DD13

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測量対象点を撮像して画像データを出力
   する撮像装置と、 前記撮像装置の３次元位置を測量して３次元位置データ
   を出力するＧＰＳ装置と、 前記撮像装置の撮像方角を測量して撮像方角データを出
   力する撮像方角検出装置と、 前記画像データ、前記３次元位置データおよび前記撮像
   方角データに基づいて測量対象点の３次元位置を演算す
   る画像処理・測量計算制御装置とからなる第１の３次元
   測量ユニットを備えた３次元測量装置。
2. 【請求項２】 前記測量対象点は、複数の測量対象点を
   含み、 前記画像処理・測量計算制御装置は、 前記画像データに基づいて、前記複数の測量対象点の３
   次元位置の測量を同時に実行することを特徴とする請求
   項１に記載の３次元測量装置。
3. 【請求項３】 前記測量対象点は、立体形状の測量対象
   物を構成し、 前記画像処理・測量計算制御装置は、 前記画像データに基づいて、前記測量対象物における複
   数の測定対象点の３次元位置の測量を実行することを特
   徴とする請求項２に記載の３次元測量装置。
4. 【請求項４】 前記ＧＰＳ装置は、ＧＰＳ時刻信号を生
   成し、 前記画像処理・測量計算制御装置は、 前記ＧＰＳ時刻信号により前記撮像装置の撮像タイミン
   グを制御することを特徴とする請求項１から３までのい
   ずれかに記載の３次元測量装置。
5. 【請求項５】 前記第１の３次元測量ユニットと同一構
   成の第２の３次元測量ユニットを備え、 前記第１および前記第２の３次元測量ユニットは、前記
   第１および前記第２の３次元測量ユニット間でデータと
   撮像タイミングを制御するための撮像制御信号とを送受
   信する測量情報通信装置をそれぞれ有し、 前記第１および前記第２の３次元測量ユニット内の各撮
   像装置は、前記撮像制御信号による撮像タイミングで撮
   像することを特徴とする請求項１から４までのいずれか
   に記載の３次元測量装置。
6. 【請求項６】 前記第１および前記第２の３次元測量ユ
   ニットは、撮像基準方角測量用ターゲットをそれぞれ備
   え、 撮像基準方角を測量するための撮像の目標とすることを
   特徴とする請求項５に記載の３次元測量装置。
7. 【請求項７】 第１の撮像地点に設置された第１の３次
   元測量ユニットと第２の撮像地点に設置された第２の３
   次元測量ユニットとを用いて撮像基準方角を測量する方
   法であって、 前記第１の３次元測量ユニットで前記第２の３次元測量
   ユニットの特徴点を撮像する第１のステップと、 前記第２の３次元測量ユニットで前記第１の３次元測量
   ユニットの特徴点を撮像する第２のステップとを備え、 前記第１の３次元測量ユニットの第１の撮像基準方角と
   前記第２の３次元測量ユニットの第２の撮像基準方角と
   を測量することを特徴とする撮像基準方角測量方法。
8. 【請求項８】 第１および第２の撮像地点に設置された
   ３次元測量ユニットおよび擬似測量ユニットを用いて撮
   像基準方角を測量する方法であって、 前記第１の撮像地点に前記３次元測量ユニットを設置
   し、前記第２の撮像地点に前記擬似測量ユニットを設置
   し、前記３次元測量ユニットで前記擬似測量ユニットを
   撮像する第１のステップと、 前記第１の撮像地点に前記擬似測量ユニットを設置し、
   前記第２の撮像地点に前記３次元測量ユニットを設置
   し、前記３次元測量ユニットで前記擬似測量ユニットを
   撮像する第２のステップとを備え、 前記第１の撮像地点での第１の撮像基準方角と前記第２
   の撮像地点での第２の撮像基準方角とを測量することを
   特徴とする撮像基準方角測量方法。