JP2007514943A - 測量器のキャリブレーション - Google Patents
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Abstract
Description
V0=Vm+z0
により与えられ、それは図10及び12から決定することが可能である。ここで、Vmは垂直円26から読取られる場合の垂直角度を示している。
Claims (30)
- ベース要素とイメージセンサーを具備するカメラとを有する測量器をキャリブレートする方法において、前記カメラは前記ベース要素に関して固定されている垂直軸周りに回転可能であり且つ傾斜軸周りに回転可能であり、前記傾斜軸は前記垂直軸周りの前記カメラの回転と共に前記垂直軸周りに回転され、
キャリブレーション点と関連するデータ及び異なる面内において捕獲された前記イメージセンサー上の前記キャリブレーション点のイメージが使用され、前記キャリブレーション点の各々に対するデータは前記各キャリブレーション点と前記測量器との間の距離を表わす距離データを有しており且つ前記各キャリブレーション点の前記イメージの各々に対するデータは前記イメージセンサー上の前記各キャリブレーション点の前記イメージの位置を表わすイメージ位置データ及び前記垂直軸周りの前記傾斜軸の水平回転角度及び前記傾斜軸周りの前記カメラの垂直傾斜角度を表わす配向データを有しており、
前記キャリブレーション点の各々に対する前記距離データ及び前記キャリブレーション点の前記イメージの各々に対する前記イメージ位置及び配向データに基づいて、前記測量器が、前記カメラの少なくとも1個の光学的特性及び前記垂直軸と前記傾斜軸との相対的配向及び前記ベース要素、前記垂直軸及び前記傾斜軸のうちの1つに対する前記カメラの配向のうちの少なくとも1つを同時的に考慮に入れてキャリブレートされる方法。 - ベース要素とイメージセンサーを具備するカメラとを有する測量器をキャリブレートする方法において、前記カメラは前記ベース要素に関して固定されている垂直軸周りに回転可能であり且つ傾斜軸周りに回転可能であり、前記傾斜軸は前記垂直軸周りの前記カメラの回転と共に前記垂直軸周りに回転され、
キャリブレーション点のイメージが前記イメージセンサー上において且つ2つの面内において異なる位置において発生され、
前記キャリブレーション点の各々に対して、夫々のキャリブレーション点と前記測量器との間の距離を表わす距離データ、及び前記キャリブレーション点の各イメージに対して、前記イメージセンサー上の前記キャリブレーション点のイメージの位置を表わす位置データ、前記垂直軸周りの前記傾斜軸の水平回転角度及び前記傾斜軸の前記カメラの垂直傾斜角度を表わす配向データが決定され、
前記キャリブレーション点の各々に対する距離データ及び前記キャリブレーション点のイメージの各々に対する配向データに基づいて、前記カメラの少なくとも1個の光学的特性及び前記垂直軸及び前記傾斜軸の相対的配向及び前記ベース要素、前記垂直軸及び前記傾斜軸のうちの1つに対する前記カメラの配向のうちの少なくとも1つを同時的に考慮に入れて前記測量器をキャリブレートさせる方法。 - 請求項1又は2において、前記イメージセンサー上のキャリブレーション点のイメージの位置を計算するためにモデルを使用し、前記モデルは調節可能なモデルパラメータを有しており且つ前記キャリブレーション点の前記イメージの各々と関連する距離データ及び配向データを使用し、且つキャリブレーションのために、前記距離データ、位置データ及び配向データを使用して、前記キャリブレーション点及びモデルパラメータの少なくとも方向を推定することにより前記モデルを前記位置データに対して当て嵌める方法。
- 請求項3において、前記キャリブレーション点及び前記モデルパラメータの方向の推定のために、最尤推定値が使用される方法。
- 請求項3又は4において、前記モデルパラメータのうちの少なくとも1つが前記測量器からの前記キャリブレーション点の距離又は前記キャリブレーション点のイメージを捕獲する場合の前記カメラのフォーカシング状態に依存する方法。
- 請求項3乃至5のうちのいずれか1項において、前記モデルが、前記ベース要素に固定されている器械座標系における座標を前記カメラに固定されているカメラ座標系へ変換させる変換及びキャリブレーション点の位置を前記カメラ座標系における前記イメージセンサー上の位置へマッピングするカメラモデルを有しており、前記変換が調節可能な変換パラメータを有しており且つ前記カメラモデルが調節可能なカメラパラメータを有しており、且つキャリブレーションのために、前記器械座標系におけるキャリブレーション点の座標及び前記変換パラメータ及びカメラパラメータが推定され、従って前記モデルにより計算される如き前記キャリブレーション点のイメージの位置が前記キャリブレーション点のイメージの測定した位置に対して当て嵌められる方法。
- 請求項1乃至6のうちのいずれか1項において、前記キャリブレーションが垂直インデックスエラー及びコリメーションエラーのうちの少なくとも1つも考慮に入れて実施される方法。
- 請求項1乃至7のうちのいずれか1項において、前記キャリブレーションが、前記傾斜軸、前記ベース要素に固定されている器械座標系のうちの1つと相対的な前記カメラの配向を推定することを包含している方法。
- 請求項3乃至6のうちのいずれか1項において、前記カメラモデルが投影中心を有しており、その中に、前記カメラモデルに従って、前記イメージセンサー上に結像された物点からの全ての光線が交差し、且つ少なくとも1個のモデルパラメータが前記投影中心の位置に関係している方法。
- 請求項1乃至9のうちのいずれか1項において、少なくとも2個のキャリブレーション点と関連する距離データが異なるものである方法。
- 請求項1乃至10のうちのいずれか1項において、前記イメージセンサーにより捕獲されるイメージが得られ、前記捕獲されたイメージは前記キャリブレーション点のうちの少なくとも1個のイメージを有しており、且つ前記イメージセンサー上のキャリブレーション点のうちの前記少なくとも1個の前記イメージの位置が前記イメージにおけるキャリブレーション点のイメージをサーチすることにより決定される方法。
- 請求項2又は請求項3乃至11のうちのいずれか1項及び請求項2において、前記測量器に対する前記キャリブレーション点のうちの少なくとも1個の距離が光電子距離計測を使用して決定される方法。
- 請求項2又は12のうちのいずれか又は請求項3乃至11のうちのいずれか及び請求項2において、少なくとも1個の物点が前記イメージセンサー上に結像されている仮想キャリブレーション点へ結像される方法。
- 請求項13において、前記仮想キャリブレーション点が、コリメータ及びコリメータ対物レンズと前記コリメータ対物レンズの焦点との間でシフト可能なマークによって発生される方法。
- 請求項2又は請求項3乃至14のうちのいずれか及び請求項2において、前記キャリブレーション点のうちの少なくとも1個に対して、前記イメージセンサーのイメージの位置が予め定められており、前記キャリブレーション点が前記イメージセンサーの前記所定の位置へ結像されるまで前記垂直軸周りの回転及び前記傾斜軸周りの傾斜のうちの少なくとも1つによって前記カメラを前記キャリブレーション点に対して指向させ、且つその結果得られる配向データが読取られる方法。
- 請求項14において、前記キャリブレーション点のうちの少なくとも1つに対して、前記キャリブレーション点のイメージが前記イメージセンサー上に規則的な配置状態で発生される方法。
- 請求項15において、前記キャリブレーション点のうちの少なくとも1つに対して、前記イメージセンサーの所定の区域をカバーする複数個のセルからなる配置が発生され且つ前記セル内のランダムな位置が前記キャリブレーション点のイメージの位置として使用される方法。
- 請求項2又は請求項3乃至14のうちのいずれか及び請求項2において、前記キャリブレーション点のうちの少なくとも1つに対して、前記カメラを所定の配向状態に指向させ、前記配向状態が水平及び垂直角度又は水平及び垂直角度インクリメントの所定の組合わせによって定義されており、且つ各配向状態において、前記キャリブレーション点の夫々のイメージに対するイメージ位置データが得られる方法。
- 請求項18において、前記イメージ位置データ及び対応する配向データが両方の面に対して得られる方法。
- プロセッサ、前記プロセッサにより実行される場合に請求項1又は請求項3乃至11のうちのいずれか及び請求項1に基づく方法を実施するためのコンピュータプログラムが格納されているメモリを有しており、更に、キャリブレーション点及び前記方法において使用されるキャリブレーション点のイメージと関連するデータを読取るためのインターフェースを有しているデータ処理システム。
- 請求項20において、更に、コリメータの対物レンズと前記コリメータの焦点との間で前記コリメータのマークを移動させるために前記コリメータの駆動部に対するコマンドを出力するための出力インターフェースを有しており、前記コンピュータプログラムが異なる距離において仮想キャリブレーション点を発生するために前記マークを移動させるための命令を有しているデータ処理システム。
- 請求項20又は21において、更に、前記測量器に対して制御コマンドを発行するためのインターフェースを有しており、前記制御器は、ベース要素とイメージセンサーを具備するカメラとを有しており、前記カメラは前記測量器の前記ベース要素に関して固定されている垂直軸周りに回転可能であり且つ傾斜軸周りに回転可能であり、前記傾斜軸は前記垂直軸周りの前記カメラの回転と共に前記垂直軸周りに回転され、且つ前記測量器は、制御コマンドにより制御可能であるように前記垂直軸周りの前記カメラの回転及び前記傾斜軸周りの前記カメラの傾斜のための駆動部を有しており、前記コンピュータプログラムは、更に、キャリブレーション点及び前記イメージセンサー上の所定の位置のイメージを発生させるためのプログラムコードを有しているデータ処理システム。
- コンピュータ上で稼動される場合に請求項1又は請求項3乃至11のうちのいずれか及び請求項1に基づく方法を実施するためのプログラムコードを有しているコンピュータプログラム。
- コンピュータ上で稼動される場合に請求項1又は請求項3乃至11のうちのいずれか及び請求項1に基づく方法を実施するためにコンピュータにより読取可能な格納媒体上に格納されているプログラムコードを有しているコンピュータプログラムプロダクト。
- 請求項23に基づくコンピュータプログラム又は請求項24に基づくコンピュータプログラムプロダクトにおいて、更に、前記測量器に対して制御コマンドを発行することによりキャリブレーション点及び前記イメージセンサー上の所定の位置のイメージを発生するためのプログラムコードを有しているコンピュータプログラム又はコンピュータプログラムプロダクト。
- 測量器をキャリブレートするシステムにおいて、前記測量器がベース要素とイメージセンサーを具備するカメラとを有しており、前記カメラは前記ベース要素に関して固定されている垂直軸周りに回転可能であり且つ傾斜軸周りに回転可能であり、前記傾斜軸は前記垂直軸周りの前記カメラの回転と共に前記垂直軸周りに回転され、本システムが、コリメータ、コリメータ対物レンズと前記コリメータ対物レンズの焦点との間でシフト可能なマーク、前記マークをシフトさせるための駆動部、及び請求項19又は請求項19及び20に基づくデータ処理システムを有しており、前記データ処理システムにより発生される制御コマンドに応答して前記マークを移動させるために出力インターフェースが前記コリメータの前記駆動部と接続されているシステム。
- ベース要素とイメージセンサーを具備するカメラとを有している測量器において、前記カメラは前記ベース要素に関して固定されている垂直軸周りに回転可能であり且つ傾斜軸周りに回転可能であり、前記傾斜軸は前記垂直軸周りの前記カメラの回転と共に前記垂直軸周りに回転され、本測量器が請求項1乃至19のうちのいずれか1項に基づく方法を使用してキャリブレートされる測量器。
- イメージセンサーを具備するカメラを有する測量器において、前記イメージセンサー上の前記カメラによる物点のイメージングを、投影中心、前記イメージセンサーにより捕獲されるイメージに基づくイメージを表示するディスプレイ、及び視準軸を表わすマークを表示するために前記ディスプレイを制御する制御ユニットを有するカメラモデルの使用によりモデル化することが可能であり、前記視準軸は前記投影中心及び交点又は前記傾斜軸と前記垂直軸の最も近づいた点によって定義される測量器。
- ベース要素とイメージセンサーを具備するカメラとを有する測量器において、前記カメラは前記ベース要素に関して固定されている垂直軸周りに回転可能であり且つ傾斜軸周りに回転可能であり、前記傾斜軸は前記垂直軸周りの前記カメラの回転と共に前記垂直軸周りに回転され、前記カメラによる前記イメージセンサー上での物点のイメージングは、前記カメラに固定されている座標系で動作するカメラモデル及び器械座標系とカメラ座標系との間で座標を変換する変換モデルの使用によりモデル化することが可能であり、本器は、更に、データ処理ユニットを有しており、前記カメラ及び変換モデルを使用して前記カメラにより捕獲される物点の方向を決定するためのプログラムコードが格納されており、前記器械座標系の原点から前記物点への方向が前記カメラモデル及び前記変換モデルによって得られる方向及び前記器械座標系の原点から前記物点の距離を使用して計算される測量器。
- 測量器用のコンピュータプログラムにおいて、前記測量器は、データ処理システムと、ベース要素と、イメージセンサーを具備するカメラとを有しており、前記カメラは前記ベース要素に関して固定されている垂直軸周りに回転可能であり且つ傾斜軸周りに回転可能であり、前記傾斜軸は前記垂直軸周りの前記カメラの回転と共に前記垂直軸周りに回転され、前記カメラによる前記イメージセンサー上の物点のイメージングは、前記カメラに固定されている座標系において動作するカメラモデル及び器械座標系とカメラ座標系との間で座標を変換する変換モデルの使用によりモデル化することが可能であり、本コンピュータプログラムは、前記カメラ及び変換モデルを使用して前記カメラにより捕獲された物点の方向を決定するためのプログラムコードを有しており、前記器械座標系の原点から前記物点への方向が、前記カメラモデル及び前記変換モデルによって得られる方向及び前記プログラムが前記データ処理システムにより実行される場合に前記器械座標系の原点から前記物点の距離を使用して計算されるコンピュータプログラム。
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