JP2008116384A - 撮像システム、および立体画像撮像方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明にかかる撮像システムにおいては、角度情報を出力する角度測定機能と、電子制御による駆動手段とを備えた測定手段に、画像情報を出力する少なくとも2つの撮像手段を、所定の相対的な位置関係で配設し、前記測定手段と前記撮像手段とを関連付けて作動させることにより、前記測定手段から得られる角度情報と、前記撮像手段から得られる画像情報とに基づいて、広範囲の立体画像を得るように構成した。
【選択図】図1
Description
少なくとも2つの撮像手段を、撮像方向の角度測定機能を備えた測定手段に、所定の相対的な位置関係で配設した。
請求項2の発明では、
前記撮像手段の少なくとも1つは、前記測定手段に対して着脱可能に取り付けられている。
請求項3の発明では、
前記測定手段は、電子制御によるモータドライブ式の駆動手段を備えている。
請求項4の発明では、
前記撮像手段を、前記測定手段に取り付けたときに、前記測定手段の視準用の駆動手段に対する前記撮像手段の静的荷重によるアンバランスを軽減する荷重補償手段を備えている。
請求項5の立体画像撮像方法では、
角度情報を出力する角度測定機能と、電子制御による駆動手段とを備えた測定手段に、画像情報を出力する少なくとも2つの撮像手段を、所定の相対的な位置関係で配設し、前記測定手段と前記撮像手段とを関連付けて作動させることにより、前記測定手段から得られる角度情報と、前記撮像手段から得られる画像情報とに基づいて、広範囲の立体画像を得る。
請求項6では、
前記測定手段に対して着脱可能に取り付けられている少なくとも1つの撮像手段を用いる。
なお、前記測定手段としては、トータルステーションなどの測量機を用いるとよい。
少なくとも2つの撮像手段を、測定手段に対して、所定の相対的な位置関係で配設したので、撮像手段で撮像した画像データを、測定手段による測量情報に関連付けして解析しやすい。
請求項2では、前記2つの撮像手段は、前記測定手段に対して着脱可能に取り付けられているので、撮像しないときには、撮像手段を取り外しておけるので、損傷を防止することができる。また、従来の測定手段に必要に応じて装着することもできる。
請求項3では、前記測定手段は、電子制御によるモータドライブ式の駆動手段を備えているので、前記駆動手段を制御して測定手段を撮像したい方向に向けると、撮像手段の向きも追従して動くので、駆動手段を測定手段と撮像手段とで共用することができる。
請求項4では、荷重補償手段を備えているので、前記測定手段に取り付けたときでも、前記駆動機構に対する負荷を抑制することができる。
請求項5の立体画像撮像方法では、
角度情報を出力する角度測定機能と、電子制御による駆動手段とを備えた測定手段に、画像情報を出力する少なくとも2つの撮像手段を、所定の相対的な位置関係で配設し、前記測定手段と前記撮像手段とを関連付けて作動させることにより、前記測定手段から得られる角度情報と、前記撮像手段から得られる画像情報とに基づいて、広範囲の立体画像を、容易に、またほぼ自動的に得ることができる。
請求項6では、
前記測定手段に対して着脱可能に取り付けられている少なくとも1つの撮像手段を用いるので、必要に応じて従来の測定手段に取り付けて上述したような立体画像を撮影することが可能になる。
1は測量手段としての測量機であり、例えば従来型のトータルステーションと同等の測量機のレンズ筒11の外周に、後述する指示フレームを取り付けるための雄ねじ12が形成されている。
画像処理装置においては、入力された画像信号に対してRGBゲイン補正、ホワイトバランス補正、ガンマ補正やスーパインポーズ等の所定の画像処理が施されるとともに、立体画像処理プログラムによって、2台のデジタルカメラ21、22で撮影した2つの画像に基づいて、当該測量機を基準とした被写体の3次元位置データを得て記録することができる。
この孔31に前記レンズ筒11を挿入し、前記雄ねじ12と螺合し得る雌ねじ32が形成された押さえリング33を前記雄ねじ12に螺合して締めつけることによって、前記測量機1に前記支持フレーム3が固定され、この支持フレーム3に前記2つのデジタルカメラ21、22が固定されるのである。
このとき、2つのデジタルカメラ21、22は、前記測量機1の光軸を挟んだ左右両側に固定され、これらのデジタルカメラ21、22の光軸は、前記測量機の光軸に平行になるように支持される。
また、前記各ケースの後部には、バランス錘51、52が配されている。これらのバランス錘51、52は、前記デジタルカメラ21、22およびそれらのケース、支持フレーム3、押さえリング33が、前記測量機1に取り付けられた場合に、前記測量機1の駆動機構に対する静的荷重によるアンバランスを軽減するための荷重補償手段として備えられている。
前記バランス錘51、52は、アンバランスを軽減するように、その位置と重さとが設定されている。図2に示した斜視図のように、前記デジタルカメラ21、22、それらのケース、支持フレーム3、および押さえリング33から構成される部材の重心が、前記測量機1の駆動機構の水平軸にできるだけ近づくように、前記バランス錘51、52の位置と重さとが設定されている。
前記支持フレーム3は軽量化のために肉抜きされている。
前記支持フレーム3は光軸まわりの左右バランスのために、光軸まわりに左右対称に形成されている。
前記2つのデジタルカメラ21、22と画像処理装置とをケーブルで接続する場合には、接続するケーブルは、駆動機構への負担を重くしないように、十分に柔から素材で構成されている。
ステレオ写真を撮像したい場合には、前記測量機1のレンズ筒11を、前記支持フレーム3の孔31に通して、支持フレーム3の孔31から凸出したレンズ筒11の雄ねじ12に、押さえリング33の雌ねじ32をねじ込んで、支持フレーム3をレンズ筒11に固定する。
支持フレーム3、押さえリング33などに遊びがないように構成すれば、装着した状態で測量機1とデジタルカメラの光軸を一回合わせたあとは、装着するだけで光軸が一致することが期待できる。
1)同時に視準できる測量用基準点を2点以上設定する。
2)測量機1を設置してセットアップする。
3)前記測量機1に2台のデジタルカメラを取り付ける。
4)パソコンを起動させて、立体画像を解析する機能と前記測量機1および2台のデジタ ルカメラを制御する機能を含んだプログラムを立ち上げる。
5)前記測量機1および2台のデジタルカメラを前記パソコンと接続する。
6)前記2台のデジタルカメラからの画像が前記パソコンに取り込まれる状態になってい ることを確認する。
7)前記測量機1の位置を計算するために一方の基準点を視準して、位置を測定して記録 する。
8)他方の基準点を視準して、位置を測定して記録する。
9)立体画像を得たい領域に、前記測量機1と2台のデジタルカメラとを、相対的な位置 関係を変えずに向ける。撮影して2台のデジタルカメラからの画像情報をパソコンに 取り込み保存する。このとき、前記測量機1からは距離情報や角度情報などの測量情 報をパソコンに取り込み保存する。
10)必要に応じて、さらに、前記測量機1と2台のデジタルカメラの向きを変えて撮影 して取り込み保存する。
11)パソコンに保存された画像情報、距離情報、角度情報などに基づいて、前記プログ ラムの立体画像解析機能によって画像処理して、対象領域の立体画像を得る。
以上のように、本発明の立体画像撮像方法によれば、一回の撮影でも立体画像を得ることができ、必要に応じて広い領域の立体画像を簡単に得ることができる。
特に、前記測量機1が電子制御によるモータドライブ式の駆動手段を備えている場合には、パソコンから所定の駆動情報を出力して前記駆動手段を電子制御することによって、所定の範囲の立体画像を自動的に得ることも可能である。
また、前記2台のデジタルカメラで撮影した画像に基づいて画像処理することにより、光学的な距離測定機能の測定範囲を超えた遠距離の距離も測定することが可能である。
前記支持フレーム3、雄ねじ12、孔31、押さえリング33を用いて2つのデジタルカメラ21、22を測量機1に取り付ける構造に代えて、実施例2に示したような、他の取り付け構造を採用することができる。
また、3つ以上のデジタルカメラを、測量機に着脱可能に、もしくは固定して取り付けても。
少なくとも2つの測量機のうちの少なくとも1つを測量機に固定し、他は着脱可能に取り付けてもよい。
なお、いずれの取り付け構造であっても、2つのデジタルカメラ21、22の配設位置は前記測量機1の位置と所定の相対的な位置関係を保持した状態に配設し、その相対的な位置関係を保持した状態で駆動するように構成する。
例えば、水平位置は測量機1の光軸の高さと一致させるが、鉛直位置はずらして設置してもよい。また、所定の角度差を保った状態で駆動するように配設してもよい。いずれの場合も、2つのデジタルカメラ21、22の光軸と、測量機1の光軸との相対的な位置関係が分かっていれば、補正して利用することができるのである。
この実施例では、前記支持フレーム3の孔31の近傍に係合・解除機構38を設け、前記測量機1のレンズ筒11には前記係合・解除機構に係合する被係合機構18を設け、前記支持フレーム3をワンタッチで測量機に取り付けたり、取り外したりできるように構成した。
具体的には、例えば、前記係合・解除機構38は、孔31の内面に出没する係合出没部材381と、孔31の内面に突出する係合固定部材382と、前記係合出没部材381を内側方向に弾性付勢する付勢手段(図示せず)と、前記付勢手段に抗して前記係合出没部材381を外側方向に移動させる解除ボタン383とを備えている。前記係合出没部材381と係合固定部材382は孔の上下の向かい合った位置に配設されている。
そして、前記支持フレーム3を前記測量機のレンズ筒11に係合させて取り付けるときには、前記係合固定部材382を前記係合孔に係合さえて、さらに、前記係合出没部材381の先が弾性付勢力によって前記係合孔181に嵌まり込んで係合したときに、前記支持フレーム3を前記測量機のレンズ筒11に係合させて位置固定するように構成されている。
前記支持フレーム3と前記測量機のレンズ筒11との係合状態を解除するときには、前記解除ボタン383を操作することによって、前記係合出没部材381の先を弾性付勢力に抗して退避させることによって、前記支持フレーム3と前記測量機のレンズ筒11との係合を解除し、前記支持フレーム3を取り外すことができるように構成されている。
11 レンズ筒11
12 雄ねじ12
21、22 デジタルカメラ
3 支持フレーム
31 孔31
32 雌ねじ32
Claims (6)
- 少なくとも2つの撮像手段を、撮像方向の角度測定機能を備えた測定手段に、所定の相対的な位置関係で配設したことを特徴とする撮像システム。
- 前記撮像手段の少なくとも1つは、前記測定手段に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。
- 前記測定手段は、電子制御によるモータドライブ式の駆動手段を備えていることを特徴とする請求項1または2の何れか1項に記載の撮像システム。
- 前記撮像手段を、前記測定手段に取り付けたときに、前記測定手段の視準用の駆動手段に対する前記撮像手段の静的荷重によるアンバランスを軽減する荷重補償手段を備えたことを特徴とする請求項1、2、3の何れか1項に記載の撮像システム。
- 角度情報を出力する角度測定機能と、電子制御による駆動手段とを備えた測定手段に、画像情報を出力する少なくとも2つの撮像手段を、所定の相対的な位置関係で配設し、前記測定手段と前記撮像手段とを関連付けて作動させることにより、前記測定手段から得られる角度情報と、前記撮像手段から得られる画像情報とに基づいて、広範囲の立体画像を得ることを特徴とする立体画像撮像方法。
- 前記測定手段に対して着脱可能に取り付けられている少なくとも1つの撮像手段を用いることを特徴とする請求項5に記載の立体画像撮像方法。
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