JP2015143803A - Picture map creation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、写真地図作成方法に関する。 The present invention relates to a photographic map creation method.
特許文献１には、地図情報生成装置が記載されている。この地図情報生成装置は、航空機の飛行に伴って地図作成対象領域を上空から撮影して撮影画像を得ると共に、その撮影画像を中心投影から正射投影に変換調整して航空オルソ画像を生成する。また、この地図情報生成装置は、車両の走行に伴って地図作成対象領域を地上から撮影して撮影画像を得ると共に、その撮影画像を中心投影から正射投影に変換調整して地上オルソ画像を生成する。そして、この地図情報生成装置は、それらの航空オルソ画像及び地上オルソ画像のマッチングを行うことにより、地図情報を生成する。 Patent Document 1 describes a map information generation device. This map information generation device captures a map creation target area from the sky as the aircraft flies to obtain a captured image, and converts the captured image from a central projection to an orthographic projection to generate an aerial ortho image. . In addition, the map information generation device captures a map creation target region from the ground as the vehicle travels to obtain a captured image, and converts the captured image from a central projection to an orthographic projection to adjust the ground ortho image. Generate. And this map information production | generation apparatus produces | generates map information by matching those aerial ortho images and ground ortho image.
ところで、一般に、対象領域の地上からの撮影画像に対して正射投影変換を適切に施すことは、対象領域の上空からの撮影画像に対して正射投影変換を施す場合と比較して困難である。したがって、上述した地図方法生成装置においても、地上オルソ画像を用いて地図情報を生成することは容易ではないと考えられる。 By the way, in general, it is difficult to appropriately perform orthographic projection conversion on a photographed image from the ground of the target area as compared to when orthographic projection conversion is performed on a photographed image from above the target area. is there. Therefore, it is considered that it is not easy to generate map information using the above-mentioned ortho image in the map method generation apparatus described above.
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、地上からの撮影画像に基づいて容易に写真地図を生成可能な写真地図作成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a photographic map creation method capable of easily generating a photographic map based on a photographed image from the ground.
本発明に係る写真地図作成方法は、地上に固定された第１の固定カメラにより撮影された対象領域の第１の撮影画像を取得する第１の撮影画像取得ステップと、第１の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて第１の撮影画像を補正することにより、対象領域の第１の補正画像を取得する第１の補正画像取得ステップと、第１の補正画像の第１の正射投影変換係数を取得する第１の正射投影変換係数取得ステップと、第１の正射投影変換係数を用いて第１の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、対象領域の第１の写真地図を作成する第１の写真地図作成ステップと、を備え、第１の正射投影変換係数取得ステップは、対象領域の数値地形モデル及び第１の固定カメラの設置位置に基づいて、対象領域の第１の座標データを含む第１のシミュレーション画像を作成する第１のステップと、第１の補正画像と第１のシミュレーション画像とが重なるように幾何補正を行うことにより、第１の補正画像の第１の幾何補正変換係数を取得する第２のステップと、第１の座標データと第１の幾何補正変換係数とに基づいて第１の正射投影変換係数を取得する第３のステップと、を含む、ことを特徴とする。 The photographic map creation method according to the present invention includes a first captured image acquisition step of acquiring a first captured image of a target area captured by a first fixed camera fixed on the ground, and a first fixed camera. A first corrected image acquisition step of acquiring a first corrected image of the target region by correcting the first captured image using the lens distortion coefficient, and a first orthographic projection conversion of the first corrected image The first orthographic projection conversion coefficient acquisition step of acquiring the coefficient and the first photograph of the target region by performing the orthographic projection conversion processing of the first corrected image using the first orthographic projection conversion coefficient A first photographic map creation step for creating a map, and the first orthographic projection conversion coefficient acquisition step is configured to determine the target region based on the numerical terrain model of the target region and the installation position of the first fixed camera. A first sequence including the first coordinate data; The first geometric correction conversion coefficient of the first corrected image is obtained by performing geometric correction so that the first step of creating the simulation image overlaps the first corrected image and the first simulation image. A second step; and a third step of obtaining a first orthographic projection conversion coefficient based on the first coordinate data and the first geometric correction conversion coefficient.
この写真地図作成方法においては、まず、第１の固定カメラにより撮影された対象領域の地上からの第１の撮影画像を取得する。続いて、その第１の撮影画像を、第１の固定カメラのレンズ歪み係数により補正して第１の補正画像を取得する。続いて、その第１の補正画像に対する第１の正射投影変換係数を取得する。ここで、第１の正射投影変換係数を取得する際には、まず、対象領域の数値地形モデルに基づいて、対象領域の第１のシミュレーション画像を作成する。このシミュレーション画像は、対象領域の第１の座標データを含む。続いて、先に取得された第１の補正画像と、この第１のシミュレーション画像とが重なるように幾何補正を行い、第１の幾何補正変換係数を取得する。そして、第１のシミュレーション画像に含まれる第１の座標データと、この第１の幾何補正変換係数とに基づいて、第１の正射投影変換係数を取得する。その後、この第１の正射投影変換係数を用いて第１の補正画像を正射投影変換する。これにより、第１の写真地図が得られる。 In this photographic map creation method, first, a first photographed image from the ground of a target area photographed by a first fixed camera is acquired. Subsequently, the first captured image is corrected by the lens distortion coefficient of the first fixed camera to obtain a first corrected image. Subsequently, a first orthographic projection conversion coefficient for the first corrected image is acquired. Here, when acquiring the first orthographic projection conversion coefficient, first, a first simulation image of the target area is created based on the numerical terrain model of the target area. The simulation image includes first coordinate data of the target area. Subsequently, geometric correction is performed so that the first correction image acquired earlier and the first simulation image overlap, and a first geometric correction conversion coefficient is acquired. Then, a first orthographic projection conversion coefficient is acquired based on the first coordinate data included in the first simulation image and the first geometric correction conversion coefficient. Thereafter, the first correction image is orthographically transformed using the first orthographic projection conversion coefficient. Thereby, a 1st photograph map is obtained.
このように、この写真地図作成方法においては、対象領域の数値地形モデルから第１のシミュレーション画像を作成すると共に、その第１のシミュレーション画像と第１の補正画像とを用いて第１の補正画像の第１の幾何補正変換係数を取得する。このため、そのようにして得られる第１の幾何補正変換係数と第１の座標データとに基づいて、第１の正射投影変換係数を容易に取得することができる。よって、その第１の正射投影変換係数を第１の補正画像の変換に用いれば、容易に写真地図を生成可能である。 As described above, in this photographic map creation method, the first simulation image is created from the numerical terrain model of the target region, and the first correction image is used by using the first simulation image and the first correction image. The first geometric correction conversion coefficient is acquired. For this reason, it is possible to easily obtain the first orthographic projection conversion coefficient based on the first geometric correction conversion coefficient and the first coordinate data thus obtained. Therefore, if the first orthographic projection conversion coefficient is used for conversion of the first corrected image, a photographic map can be easily generated.
本発明に係る写真地図作成方法は、第１の撮影画像の撮影時間と異なる時間において第１の固定カメラにより撮影された対象領域の第２の撮影画像を取得する第２の撮影画像取得ステップと、第１の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて第２の撮影画像を補正することにより、対象領域の第２の補正画像を取得する第２の補正画像取得ステップと、第１の正射投影変換係数を用いて、第２の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、対象領域の第２の写真地図を作成する第２の写真地図作成ステップと、をさらに備えてもよい。 The photo map creation method according to the present invention includes a second captured image acquisition step of acquiring a second captured image of the target area captured by the first fixed camera at a time different from the capturing time of the first captured image. A second corrected image acquisition step of acquiring a second corrected image of the target region by correcting the second captured image using the lens distortion coefficient of the first fixed camera, and a first orthographic projection A second photographic map creation step of creating a second photographic map of the target region by performing an orthographic projection conversion process of the second corrected image using the conversion coefficient may be further provided.
この場合、地上に固定された第１の固定カメラによって互いに異なる時間に撮影された複数の撮影画像（第１及び第２の撮影画像）に基づいて、複数の写真地図（第１及び第２の写真地図）を得ることができる。このため、その複数の写真地図を用いて、対象領域の時間変化を観測（計測）することが可能となる。また、この場合には、複数の写真地図を作成する際に、共通して第１の正射投影変換係数を用いることができる。つまり、複数の写真地図を短時間に作成可能である。よって、時間的に高密度な複数の写真地図を作成することが可能となる。なお、この場合には、例えば航空機等を複数回にわたって対象領域の上空を飛行させ、互いに時間の異なる複数の写真地図を作成する場合と比較し、低コスト化を図ることもできる。 In this case, based on a plurality of photographed images (first and second photographed images) photographed at different times by the first fixed camera fixed on the ground, a plurality of photographic maps (first and second images) are obtained. Photo map). For this reason, it is possible to observe (measure) the time change of the target region using the plurality of photographic maps. In this case, the first orthographic transformation coefficient can be used in common when creating a plurality of photographic maps. That is, a plurality of photo maps can be created in a short time. Therefore, it is possible to create a plurality of photographic maps with a high temporal density. In this case, for example, the cost can be reduced as compared with a case where a plurality of photo maps having different times are created by flying an airplane or the like over a plurality of times, for example.
本発明に係る写真地図作成方法は、第１の固定カメラと異なる位置において地上に固定された第２の固定カメラにより第１の撮影画像の撮影時間と同じ時間において撮影された対象領域の第３の撮影画像を取得する第３の撮影画像取得ステップと、第２の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて第３の撮影画像を補正することにより、対象領域の第３の補正画像を取得する第３の補正画像取得ステップと、第３の補正画像の第２の正射投影変換係数を取得する第２の正射投影変換係数取得ステップと、第２の正射投影変換係数を用いて第３の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、対象領域の第３の写真地図を作成する第３の写真地図作成ステップと、第１の写真地図と第３の写真地図とを接合する第１の接合ステップと、をさらに備え、第２の正射投影変換係数取得ステップは、対象領域の数値地形モデル及び第２の固定カメラの設置位置に基づいて、対象領域の第２の座標データを含む第２のシミュレーション画像を作成する第４のステップと、第３の補正画像と第２のシミュレーション画像とが重なるように幾何補正を行うことにより、第３の補正画像の第２の幾何補正変換係数を取得する第５のステップと、第２の座標データと第２の幾何補正変換係数とに基づいて第２の正射投影変換係数を取得する第６のステップと、を含んでもよい。 According to the photographic map creation method of the present invention, the third of the target area photographed at the same time as the photographing time of the first photographed image by the second fixed camera fixed on the ground at a position different from that of the first fixed camera. A third captured image acquisition step for acquiring the third captured image, and a third corrected image for the target region is acquired by correcting the third captured image using the lens distortion coefficient of the second fixed camera. A third corrected image acquisition step, a second orthographic projection conversion coefficient acquisition step of acquiring a second orthographic projection conversion coefficient of the third correction image, and a second orthographic projection conversion coefficient By performing an orthographic projection conversion process of the corrected image, a third photographic map creating step of creating a third photographic map of the target area, and a first photographic map and a third photographic map are joined. 1 joining step and more In the second orthographic projection conversion coefficient acquisition step, a second simulation image including the second coordinate data of the target area is created based on the numerical terrain model of the target area and the installation position of the second fixed camera. A fourth step, and a fifth step of acquiring a second geometric correction conversion coefficient of the third corrected image by performing geometric correction so that the third corrected image and the second simulation image overlap. A sixth step of acquiring a second orthographic projection conversion coefficient based on the second coordinate data and the second geometric correction conversion coefficient.
この場合、互いに位置の異なる複数の固定カメラ（第１及び第２の固定カメラ）により撮影された複数の撮影画像（第１及び第３の撮影画像）に基づいて、互いに異なる視点からの対象領域の複数の写真地図（第１及び第３の写真地図）を得ることができる。したがって、それらの複数の写真地図を接合すれば、広範囲にわたる対象領域の写真地図、或いは、隠蔽部分の少ない対象領域の写真地図を得ることができる。 In this case, target regions from different viewpoints based on a plurality of captured images (first and third captured images) captured by a plurality of fixed cameras (first and second fixed cameras) having different positions. A plurality of photographic maps (first and third photographic maps) can be obtained. Therefore, by joining these plural photographic maps, it is possible to obtain a photographic map of the target region over a wide range or a photographic map of the target region with a small concealment portion.
本発明に係る写真地図作成方法は、第２の撮影画像の撮影時間と同じ時間において第２の固定カメラにより撮影された対象領域の第４の撮影画像を取得する第４の撮影画像取得ステップと、第２の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて第４の撮影画像を補正することにより、対象領域の第４の補正画像を取得する第４の補正画像取得ステップと、第２の正射投影変換係数を用いて、第４の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、対象領域の第４の写真地図を作成する第４の写真地図作成ステップと、第２の写真地図と第４の写真地図とを接合する第２の接合ステップと、をさらに備えてもよい。 The photo map creation method according to the present invention includes a fourth captured image acquisition step of acquiring a fourth captured image of the target area captured by the second fixed camera at the same time as the capturing time of the second captured image. A fourth corrected image acquisition step of acquiring a fourth corrected image of the target region by correcting the fourth captured image using the lens distortion coefficient of the second fixed camera, and a second orthographic projection A fourth photographic map creation step of creating a fourth photographic map of the target area by performing an orthographic projection conversion process of the fourth corrected image using the conversion coefficient, a second photographic map, and a fourth photographic map And a second joining step for joining the photographic maps.
この場合、時間的に異なる複数の接合後の写真地図を得ることができる。したがって、広範囲にわたって、或いは、隠蔽部分の少ない状態において、対象領域の時間変化を観測（計測）することが可能となる。 In this case, a plurality of post-joining photographic maps that are different in time can be obtained. Therefore, it is possible to observe (measure) the time change of the target region over a wide range or in a state where there are few hidden portions.
本発明によれば、地上からの撮影画像に基づいて容易に写真地図を生成可能な写真地図作成方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a photographic map creation method capable of easily generating a photographic map based on a photographed image from the ground.
以下、本発明に係る写真地図作成方法の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、互いに同一の要素同士、或いは互いに相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of a photographic map creation method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements or elements corresponding to each other are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図１は、本実施形態に係る写真地図作成装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る写真地図作成方法は、図１に示される写真地図作成装置１において主に実施される。図１に示されるように、写真地図作成装置１は、撮影画像取得部１０、補正画像取得部２０、正射投影変換係数取得部３０、及び写真地図作成部４０を備えている。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a photographic map creating apparatus according to the present embodiment. The photographic map creation method according to the present embodiment is mainly implemented in the photographic map creation device 1 shown in FIG. As shown in FIG. 1, the photographic map creation apparatus 1 includes a captured image acquisition unit 10, a corrected image acquisition unit 20, an orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30, and a photographic map creation unit 40.
撮影画像取得部１０は、地上に固定された固定カメラにより撮影された対象領域の撮影画像を取得する。ここで、固定カメラは、地上の所定の位置に固定されている。固定カメラは、地面に直接固定されている場合もあるし、所定の構造物（カメラ設置用の構造物や通常の建物等を含む）を介して地面に固定されている場合もある。また、固定カメラは、ビデオカメラでもよいしスチールカメラでもよい。 The captured image acquisition unit 10 acquires a captured image of a target area captured by a fixed camera fixed on the ground. Here, the fixed camera is fixed at a predetermined position on the ground. The fixed camera may be fixed directly to the ground, or may be fixed to the ground via a predetermined structure (including a camera installation structure or a normal building). The fixed camera may be a video camera or a still camera.
一例として、固定カメラは、災害カメラや環境監視カメラ等である。また、対象領域は、山岳、河川、市街地、及び港湾等の地上における任意の領域である。固定カメラは、地上に固定された状態において、対象領域を撮影可能なように、対象領域に向けて設置されている。撮影画像取得部１０は、例えば、固定カメラにより撮影された対象領域の撮影画像を固定カメラから受信して収録（記録）する。したがって、固定カメラ及び写真地図作成装置１（撮影画像取得部１０）は、撮影画像を送受信するために通信ネットワークにより結合されていてもよい。 As an example, the fixed camera is a disaster camera, an environmental monitoring camera, or the like. The target area is an arbitrary area on the ground such as a mountain, a river, an urban area, and a harbor. The fixed camera is installed toward the target area so that the target area can be photographed while being fixed on the ground. For example, the captured image acquisition unit 10 receives and records (records) a captured image of the target area captured by the fixed camera from the fixed camera. Therefore, the fixed camera and the photographic map creation device 1 (captured image acquisition unit 10) may be coupled by a communication network in order to transmit and receive captured images.
なお、後述するように、撮影画像取得部１０は、互いに異なる位置において地上に固定された複数の固定カメラにより撮影された複数の撮影画像を取得する場合がある。また、撮影画像取得部１０は、一つの固定カメラによって互いに異なる時間に撮影された複数の撮影画像を取得する場合もある。 As will be described later, the captured image acquisition unit 10 may acquire a plurality of captured images captured by a plurality of fixed cameras fixed on the ground at different positions. The captured image acquisition unit 10 may acquire a plurality of captured images captured at different times by a single fixed camera.
補正画像取得部２０は、固定カメラのレンズ歪み係数を用いて、撮影画像取得部１０により取得された撮影画像を補正する。これにより、補正画像取得部２０は、対象領域の補正画像を取得する。レンズ歪み係数は、固定カメラに固有のものである。したがって、補正画像取得部２０においては、互いに異なる固定カメラにより撮影された撮影画像に対しては、それぞれの固定カメラに固有のレンズ歪み係数が用いられる。 The corrected image acquisition unit 20 corrects the captured image acquired by the captured image acquisition unit 10 using the lens distortion coefficient of the fixed camera. Thereby, the corrected image acquisition unit 20 acquires a corrected image of the target area. The lens distortion coefficient is specific to the fixed camera. Therefore, the corrected image acquisition unit 20 uses a lens distortion coefficient unique to each fixed camera for the captured images captured by different fixed cameras.
正射投影変換係数取得部３０は、補正画像取得部２０により取得された補正画像の正射投影変換係数を取得する。正射投影変換係数の取得方法については、後に詳述する。なお、補正画像取得部２０により複数の補正画像が取得られた場合には、それぞれの補正画像に対して（対応する固定カメラごとに）正射投影変換係数を取得する。 The orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 acquires the orthographic projection conversion coefficient of the corrected image acquired by the correction image acquisition unit 20. The method for obtaining the orthographic projection conversion coefficient will be described in detail later. When a plurality of corrected images are acquired by the corrected image acquisition unit 20, an orthographic projection conversion coefficient is acquired for each corrected image (for each corresponding fixed camera).
写真地図作成部４０は、正射投影変換係数取得部３０により取得された正射投影変換係数を用いて、補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、補正画像から写真地図を作成する。なお、写真地図作成部４０は、後述するように、複数の固定カメラによって撮影された複数の撮影画像から複数の補正画像が得られている場合には、それらの補正画像から得られる複数の写真地図を互いに接合し（モザイク処理を施し）、例えば１つの写真地図を作成することができる。 The photographic map creation unit 40 creates a photographic map from the corrected image by performing an orthographic projection conversion process of the corrected image using the orthographic projection conversion coefficient acquired by the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30. In addition, as will be described later, when a plurality of corrected images are obtained from a plurality of captured images captured by a plurality of fixed cameras, the photo map creation unit 40 has a plurality of photographs obtained from the corrected images. Maps can be joined together (mosaiced) to create, for example, a single photo map.
以上の写真地図作成装置１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を含むコンピュータを主体として構成される。写真地図作成装置１の各部の機能（及び後述する写真地図作成方法）は、例えば、そのコンピュータにおいて所定のプログラムを実行することによって実現することができる。
［写真地図作成方法の第１の実施形態］
The above-described photographic map creation apparatus 1 is mainly composed of a computer including a CPU, a ROM, a RAM and the like, for example. The functions of each part of the photographic map creation device 1 (and the photographic map creation method described later) can be realized, for example, by executing a predetermined program on the computer.
[First Embodiment of Photo-Map Creation Method]
引き続いて、写真地図作成方法の第１の実施形態について説明する。ここでは、１つの固定カメラにより撮影された１つの撮影画像から１つの写真地図を作成する場合について例示的に説明する。図２は、本実施形態に係る写真地図作成方法の主なステップを示すフローチャートである。図２に示されるように、この写真地図作成方法においては、まず、撮影画像取得部１０が撮影画像を取得する（ステップＳ１０１：第１の撮影画像取得ステップ）。 Subsequently, a first embodiment of the photo map creation method will be described. Here, a case where one photograph map is created from one photographed image photographed by one fixed camera will be described as an example. FIG. 2 is a flowchart showing the main steps of the photo map creation method according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, in this photographic map creation method, first, the captured image acquisition unit 10 acquires a captured image (step S101: first captured image acquisition step).
より具体的には、上述したように地上に固定された固定カメラ（以下、「第１の固定カメラ」という）により撮影された対象領域の撮影画像（以下、「第１の撮影画像」という）を、第１の固定カメラから取得する。図３は、撮影画像の一例を示す写真である。図３の第１の撮影画像Ｐ１に示されるように、ここでは、対象領域は山岳であり、第１の固定カメラは山岳に臨むように設置されている。なお、第１の固定カメラの設置位置（例えば位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）及び角度（ω，φ，κ））に関する情報、及び、第１の固定カメラのレンズ歪み係数等に関する情報は予め取得されている。 More specifically, as described above, a captured image (hereinafter referred to as “first captured image”) of a target area captured by a fixed camera (hereinafter referred to as “first fixed camera”) fixed on the ground as described above. Are obtained from the first fixed camera. FIG. 3 is a photograph showing an example of a captured image. As shown in the first photographed image P1 of FIG. 3, here, the target region is a mountain, and the first fixed camera is installed so as to face the mountain. Information regarding the installation position of the first fixed camera (for example, position coordinates (x, y, z) and angle (ω, φ, κ)), and information regarding the lens distortion coefficient of the first fixed camera, etc. Has been acquired.
続いて、図２に示されるように、補正画像取得部２０が、第１の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて、ステップＳ１０１において取得された第１の撮影画像を補正することにより、対象領域の補正画像（以下、「第１の補正画像」という）を取得する（ステップＳ１０２：第１の補正画像取得ステップ）。図４は、補正画像の一例を示す写真である。図４に示されるように、第１の固定カメラのレンズ歪み係数を用いた補正により、中心投影画像とされた第１の補正画像Ｍ１が得られる。 Subsequently, as illustrated in FIG. 2, the corrected image acquisition unit 20 corrects the first captured image acquired in step S <b> 101 using the lens distortion coefficient of the first fixed camera, thereby correcting the target region. Are obtained (hereinafter referred to as “first corrected image”) (step S102: first corrected image obtaining step). FIG. 4 is a photograph showing an example of the corrected image. As shown in FIG. 4, a first corrected image M1 that is a central projection image is obtained by correction using the lens distortion coefficient of the first fixed camera.
続いて、図２に示されるように、正射投影変換係数取得部３０が、ステップＳ１０２により取得された第１の補正画像の正射投影変換係数（以下、「第１の正射投影変換係数」という）を取得する（ステップＳ１０３：第１の正射投影変換係数取得ステップ）。このステップについてより詳細に説明する。図５は、正射投影変換係数を取得するステップの詳細を示すフローチャートである。 Subsequently, as shown in FIG. 2, the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 performs the orthographic projection conversion coefficient (hereinafter referred to as “first orthographic projection conversion coefficient”) of the first corrected image acquired in step S <b> 102. (Step S103: first orthographic projection conversion coefficient acquisition step). This step will be described in more detail. FIG. 5 is a flowchart showing details of the step of acquiring the orthographic projection conversion coefficient.
図５に示されるように、ここでは、まず、正射投影変換係数取得部３０に対して、第１の固定カメラのカメラ位置情報が入力される（ステップＳ２０１）。カメラ位置情報は、例えば、第１の固定カメラの設置位置（例えば位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）及び角度（ω，φ，κ））に関する情報を含む。 As shown in FIG. 5, first, camera position information of the first fixed camera is input to the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 (step S <b> 201). The camera position information includes, for example, information related to the installation position (for example, position coordinates (x, y, z) and angle (ω, φ, κ)) of the first fixed camera.
続いて、正射投影変換係数取得部３０に対して、対象領域の数値地形モデルが入力される（ステップＳ２０２）。数値地形モデルは、例えばＤＥＭ（Digital Elevation Model）等であり、例えば国土地理院より提供されるメッシュ標高データ等を用いることができる。数値地形モデル（メッシュ標高データ）は、全国の地図を一辺１０ｍ程度の正方形の領域に細かく区分した上で、各領域の中心の標高がそれぞれ記憶されたものである。 Subsequently, the numerical terrain model of the target region is input to the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 (step S202). The numerical terrain model is, for example, DEM (Digital Elevation Model) or the like. For example, mesh elevation data provided by the Geographical Survey Institute can be used. The numerical terrain model (mesh elevation data) is obtained by finely dividing a map of the whole country into square areas having a side of about 10 m and storing the altitude at the center of each area.
続いて、正射投影変換係数取得部３０が、シミュレーション画像（以下、「第１のシミュレーション画像」という）を取得する（ステップＳ２０３：第１のステップ）。より具体的には、対象領域の数値地形モデル及び第１の固定カメラの設置位置に基づいて、対象領域の座標データ（以下、「第１の座標データ」という）を含む第１のシミュレーション画像を生成する（景観シミュレーションを行う）。 Subsequently, the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 acquires a simulation image (hereinafter referred to as “first simulation image”) (step S203: first step). More specifically, based on the numerical terrain model of the target area and the installation position of the first fixed camera, the first simulation image including the coordinate data of the target area (hereinafter referred to as “first coordinate data”) is obtained. Generate (perform landscape simulation).
上述したように、ここでは、第１の固定カメラの設置位置を用いて、対象領域における第１の固定カメラの第１の撮影画像に相当するエリアのシミュレーション画像として第１のシミュレーション画像が作成される。図６は、シミュレーション画像の一例を示す画像である。図６に示される第１のシミュレーション画像Ｓ１においては、２次元の画像面内（紙面内）の各点に対して標高等を含む座標が設定される。 As described above, here, a first simulation image is created as a simulation image of an area corresponding to the first captured image of the first fixed camera in the target region using the installation position of the first fixed camera. The FIG. 6 is an image showing an example of a simulation image. In the first simulation image S1 shown in FIG. 6, coordinates including altitude are set for each point in the two-dimensional image plane (in the paper plane).
続いて、図５に示されるように、正射投影変換係数取得部３０が、ステップＳ１０２において取得された第１の補正画像の幾何補正変換係数（以下、「第１の幾何補正変換係数」という）を取得する（ステップＳ２０４：第２のステップ）。より具体的には、ここでは、第１の補正画像と第１のシミュレーション画像とが重なるように幾何補正を行うことにより、第１の補正画像の第１の幾何補正変換係数を取得する。換言すれば、ここでは、第１の補正画像及び第１のシミュレーション画像の複数の対応点を取得すると共に、取得された複数の対応点を基にして多項式モデル近似により幾何補正変換係数を取得する。 Subsequently, as shown in FIG. 5, the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 performs the geometric correction conversion coefficient (hereinafter referred to as “first geometric correction conversion coefficient”) of the first correction image acquired in step S <b> 102. ) Is acquired (step S204: second step). More specifically, here, the first geometric correction conversion coefficient of the first correction image is obtained by performing geometric correction so that the first correction image and the first simulation image overlap. In other words, here, a plurality of corresponding points of the first correction image and the first simulation image are acquired, and a geometric correction conversion coefficient is acquired by polynomial model approximation based on the acquired plurality of corresponding points. .
続いて、正射投影変換係数取得部３０が、第１のシミュレーション画像に含まれる（第１のシミュレーション画像に設定された）第１の座標データと、第１の幾何補正変換係数とに基づいて第１の正射投影変換係数を取得する（ステップＳ２０５：第３のステップ）。より具体的には、ステップＳ２０４において取得された第１の幾何補正変換係数と第１のシミュレーション画像の第１の座標データとを結びつけたものを第１の正射投影変換係数とする。 Subsequently, the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 is based on the first coordinate data (set in the first simulation image) included in the first simulation image and the first geometric correction conversion coefficient. A first orthographic projection conversion coefficient is acquired (step S205: third step). More specifically, a combination of the first geometric correction conversion coefficient acquired in step S204 and the first coordinate data of the first simulation image is defined as a first orthographic projection conversion coefficient.
そして、図２に示されるように、得られた第１の正射投影変換係数を用いて第１の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、対象領域の写真地図（以下、「第１の写真地図」という）を作成する（ステップＳ１０４：第１の写真地図作成ステップ）。図７は、写真地図の一例を示す図である。図７に示されるように、以上のように作成された第１の写真地図Ａ１は、正射投影された画像であるので、この第１の写真地図Ａ１を基にして対象領域の所定箇所の面積等の計測が可能となる。 Then, as shown in FIG. 2, by performing orthographic projection conversion processing of the first corrected image using the obtained first orthographic projection conversion coefficient, a photographic map of the target area (hereinafter referred to as “first” 1 photo map ”) (step S104: first photo map creation step). FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a photographic map. As shown in FIG. 7, since the first photographic map A1 created as described above is an orthographic projection image, a predetermined location in the target region is based on the first photographic map A1. Measurement of area etc. becomes possible.
以上説明したように、本実施形態に係る写真地図作成方法においては、まず、第１の固定カメラにより撮影された対象領域の地上からの第１の撮影画像を取得する（例えばステップＳ１０１）。続いて、その第１の撮影画像を、第１の固定カメラのレンズ歪み係数により補正して第１の補正画像を取得する（例えばステップＳ１０２）。続いて、その第１の補正画像に対する第１の正射投影変換係数を取得する（例えばステップＳ１０３）。 As described above, in the photo map creation method according to the present embodiment, first, a first photographed image from the ground of the target area photographed by the first fixed camera is acquired (for example, step S101). Subsequently, the first captured image is corrected by the lens distortion coefficient of the first fixed camera to obtain a first corrected image (for example, step S102). Subsequently, a first orthographic projection conversion coefficient for the first corrected image is acquired (for example, step S103).
ここで、第１の正射投影変換係数を取得する際には、まず、対象領域の数値地形モデルに基づいて、対象領域の第１のシミュレーション画像を生成する（例えばステップＳ２０３）。この第１のシミュレーション画像は、対象領域の第１の座標データを含む。続いて、先に取得された第１の補正画像と、この第１のシミュレーション画像とが重なるように幾何補正を行い、第１の幾何補正変換係数を取得する（例えばステップＳ２０４）。 Here, when acquiring the first orthographic projection conversion coefficient, first, a first simulation image of the target region is generated based on the numerical terrain model of the target region (for example, step S203). The first simulation image includes first coordinate data of the target area. Subsequently, geometric correction is performed so that the first correction image acquired previously and the first simulation image overlap, and a first geometric correction conversion coefficient is acquired (for example, step S204).
そして、第１のシミュレーション画像の第１の座標データと、この第１の幾何補正変換係数とに基づいて、第１の正射投影変換係数を取得する（例えばステップＳ２０５）。その後、この第１の正射投影変換係数を用いて第１の補正画像を正射投影変換する（例えばステップＳ１０４）。これにより、第１の写真地図が得られる。 Then, a first orthographic projection conversion coefficient is acquired based on the first coordinate data of the first simulation image and the first geometric correction conversion coefficient (for example, step S205). Thereafter, the first correction image is orthographically converted using the first orthographic projection conversion coefficient (for example, step S104). Thereby, a 1st photograph map is obtained.
このように、本実施形態に係る写真地図作成方法においては、対象領域の数値地形モデルから第１のシミュレーション画像を作成すると共に、その第１のシミュレーション画像と第１の補正画像とを用いて第１の幾何補正変換係数を取得する。このため、そのようにして得られる第１の幾何補正変換係数と第１の座標データとを結びつけることにより、第１の正射投影変換係数を容易に取得することができる。よって、その第１の正射投影変換係数を第１の補正画像の変換に用いれば、容易に第１の写真地図を生成可能である。
［写真地図作成方法の第２の実施形態］
As described above, in the photographic map creation method according to the present embodiment, the first simulation image is created from the numerical terrain model of the target region, and the first simulation image and the first correction image are used to create the first simulation image. A geometric correction conversion coefficient of 1 is acquired. For this reason, the first orthographic projection conversion coefficient can be easily obtained by combining the first geometric correction conversion coefficient thus obtained and the first coordinate data. Therefore, if the first orthographic projection conversion coefficient is used for the conversion of the first corrected image, the first photographic map can be easily generated.
[Second Embodiment of Photo-Map Creation Method]
引き続いて、写真地図作成方法の第２の実施形態について説明する。ここでは、同一の固定カメラ（第１の固定カメラ）により互いに異なる時刻において撮影された複数の撮影画像から、複数の写真地図を作成する場合について説明する。 Subsequently, a second embodiment of the photo map creation method will be described. Here, a case will be described in which a plurality of photo maps are created from a plurality of captured images captured at different times by the same fixed camera (first fixed camera).
本実施形態に係る写真地図作成方法は、上記第１の実施形態に係る写真地図作成方法の一連のステップを含むが、重複する説明は省略する。本実施形態に係る写真地図作成方法においては、撮影画像取得部１０が、第１の撮影画像の撮影時間と異なる時間において第１の固定カメラにより撮影された別の撮影画像（以下、「第２の撮影画像」という）をさらに取得する（例えばステップＳ１０１：第２の撮影画像取得ステップ）。このステップは、上記第１の撮影画像取得ステップと同時に（或いは上記第１の撮影画像取得ステップに続けて）行ってもよいし、別途行ってもよい。 The photographic map creation method according to the present embodiment includes a series of steps of the photographic map creation method according to the first embodiment, but a duplicate description is omitted. In the photographic map creation method according to the present embodiment, the captured image acquisition unit 10 captures another captured image (hereinafter referred to as “second”) captured by the first fixed camera at a time different from the capturing time of the first captured image. (Refer to step S101: second captured image acquisition step). This step may be performed simultaneously with the first captured image acquisition step (or following the first captured image acquisition step), or may be performed separately.
続いて、補正画像取得部２０が、第１の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて第２の撮影画像を補正することにより、対象領域の別の補正画像（以下、「第２の補正画像」という）をさらに取得する（例えばステップＳ１０２：第２の補正画像取得ステップ）。このステップは、上記第１の補正画像取得ステップと同時に（或いは上記第１の補正画像取得ステップに続けて）行ってもよいし、別途行ってもよい。また、このステップにおいては、第２の撮影画像が第１の撮影画像と同一の固定カメラにより撮影されたものであるので、同一のレンズ歪み係数を用いることができる。 Subsequently, the corrected image acquisition unit 20 corrects the second captured image using the lens distortion coefficient of the first fixed camera, whereby another corrected image of the target region (hereinafter, “second corrected image”). (For example, step S102: second corrected image acquisition step). This step may be performed simultaneously with the first corrected image acquisition step (or subsequent to the first corrected image acquisition step), or may be performed separately. In this step, since the second captured image is captured by the same fixed camera as the first captured image, the same lens distortion coefficient can be used.
続いて、第１の正射投影変換係数を用いて、第２の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、別の写真地図（以下、「第２の写真地図」という）を作成する（例えばステップＳ１０４：第２の写真地図作成ステップ）。このステップは、上記第１の写真地図作成ステップと同時に（或いは上記第１の写真地図作成ステップに続けて）行ってもよいし、別途行ってもよい。 Subsequently, another photographic map (hereinafter referred to as “second photographic map”) is created by performing an orthographic projection conversion process of the second corrected image using the first orthographic projection conversion coefficient. (For example, step S104: second photographic map creation step). This step may be performed simultaneously with the first photographic map creation step (or following the first photographic map creation step), or may be performed separately.
ただし、第２の写真地図を作成する際の第１の正射投影変換係数は、第１の写真地図を作成する際のものと同一のものを用いることができる。このため、第１の正射投影変換係数が予め取得されている場合には、第２の写真地図の作成に際して改めて第１の正射投影変換係数を取得する必要はない。つまり、第１の正射投影変換係数が既に求められている場合には（すなわち、第１の正射投影変換係数取得ステップの後であれば）、第２の撮影画像に対して、第２の補正画像取得ステップ及び第２の写真地図作成ステップのみを行えばよい。 However, as the first orthographic projection conversion coefficient when creating the second photographic map, the same one as that used when creating the first photographic map can be used. For this reason, when the first orthographic projection conversion coefficient is acquired in advance, it is not necessary to acquire the first orthographic projection conversion coefficient anew when creating the second photographic map. That is, when the first orthographic projection conversion coefficient has already been obtained (that is, after the first orthographic projection conversion coefficient obtaining step), the second orthographic projection conversion coefficient is calculated with respect to the second captured image. Only the corrected image acquisition step and the second photo map creation step need be performed.
以上説明したように、本実施形態に係る写真地図作成方法においては、第１の固定カメラにより互いに異なる時間に撮影された複数の撮影画像（例えば第１及び第２の撮影画像）に基づいて、複数の写真地図（例えば第１及び第２の写真地図）を得ることができる。このため、その複数の写真地図を比較することにより、対象領域の時間変化を観測（計測）可能である。より具体的には、例えば、対象領域が山岳である場合には、その山岳における雪が積もった箇所の面積の時間変化を計測することにより、融雪（積雪）状況を観測することが可能となる。同様に、対象領域を適宜設定することにより、河川等における土砂の流出状況等を観測することも可能となる。 As described above, in the photo map creation method according to the present embodiment, based on a plurality of captured images (for example, the first and second captured images) captured at different times by the first fixed camera, A plurality of photographic maps (eg, first and second photographic maps) can be obtained. For this reason, it is possible to observe (measure) the time change of the target region by comparing the plurality of photographic maps. More specifically, for example, when the target region is a mountain, it is possible to observe the snow melting (snow accumulation) situation by measuring the time change of the area of the mountain where snow has accumulated. Similarly, by appropriately setting the target area, it is possible to observe the outflow situation of sediment in rivers and the like.
また、本実施形態に係る写真地図作成方法においては、複数の写真地図を作成する際に、複数の補正画像（例えば第１及び第２の補正画像）に対して共通して第１の正射投影変換係数を用いることができる。つまり、複数の写真地図を短時間に作成可能である。よって、時間的に高密度な複数の写真地図を作成することが可能となる。これにより、対象領域のリアルタイムな観測が可能となる。 Further, in the photo map creation method according to the present embodiment, when creating a plurality of photo maps, the first orthographic projection is commonly applied to a plurality of correction images (for example, the first and second correction images). Projection transformation coefficients can be used. That is, a plurality of photo maps can be created in a short time. Therefore, it is possible to create a plurality of photographic maps with a high temporal density. This enables real-time observation of the target area.
なお、本実施形態においては、一例として、１つの固定カメラから２つの撮影画像を取得する場合について説明したが、本実施形態に係る写真地図作成方法は、１つの固定カメラから３つ以上の任意の数の撮影画像を取得し、その撮影画像から写真地図を作成する場合に適用することができる。
［写真地図作成方法の第３の実施形態］
Note that, in the present embodiment, as an example, the case where two captured images are acquired from one fixed camera has been described. However, the photographic map creation method according to the present embodiment can include three or more arbitrary images from one fixed camera. This method can be applied to the case of acquiring a number of photographed images and creating a photo map from the photographed images.
[Third embodiment of photo map creation method]
引き続いて、写真地図作成方法の第３の実施形態について説明する。ここでは、互いに異なる位置において地上に固定された複数の固定カメラにより撮影された対象領域の複数の画像から複数の写真地図を作成し、それらの複数の写真地図を接合して単一の写真地図を作成する場合について説明する。 Subsequently, a third embodiment of the photo map creation method will be described. Here, a plurality of photographic maps are created from a plurality of images of a target area photographed by a plurality of fixed cameras fixed on the ground at different positions, and the plurality of photographic maps are joined to form a single photographic map. A case of creating a file will be described.
本実施形態に係る写真地図作成方法は、上記第１又は第２の実施形態に係る写真地図作成方法の一連のステップを含むが、重複する説明は省略する。以下、一例として、上述した第１の固定カメラとは別の固定カメラ（以下、「第２の固定カメラ」という）を用いる場合について説明する。第２の固定カメラは、第１の固定カメラと異なる位置において地上に固定されている。第２の固定カメラは、例えば、第１の固定カメラと異なる方向から対象領域に臨むように設置されている。 The photographic map creation method according to the present embodiment includes a series of steps of the photographic map creation method according to the first or second embodiment, but a duplicate description is omitted. Hereinafter, as an example, a case where a fixed camera different from the above-described first fixed camera (hereinafter referred to as “second fixed camera”) is used will be described. The second fixed camera is fixed to the ground at a position different from that of the first fixed camera. For example, the second fixed camera is installed so as to face the target region from a different direction from the first fixed camera.
本実施形態に係る写真地図作成方法においては、第１及び第２の固定カメラのそれぞれに対して、上述したステップＳ１０１〜１０４を実施することにより、第１の写真地図及び別の写真地図（以下「第３の写真地図」という）を作成する。第１の写真地図の作成は、上記第１の実施形態に示される通りである。第３の写真地図を作成する際には、まず、撮影画像取得部１０が、第２の固定カメラにより第１の撮影画像の撮影時間と同じ時間において撮影された対象領域の別の撮影画像（以下、「第３の撮影画像」という）を取得する（ステップＳ１０１：第３の撮影画像取得ステップ）。 In the photographic map creation method according to the present embodiment, the first photographic map and another photographic map (hereinafter referred to as “the photographic map”) are performed by performing the above-described steps S101 to S104 for each of the first and second fixed cameras. “Third photo map”). The creation of the first photographic map is as shown in the first embodiment. When creating the third photograph map, first, the photographed image acquisition unit 10 uses another photographed image of the target area photographed at the same time as the photographed time of the first photographed image by the second fixed camera ( Hereinafter, “third photographed image” is obtained (step S101: third photographed image obtaining step).
続いて、補正画像取得部２０が、第２の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて第３の撮影画像を補正することにより、対象領域の別の補正画像（以下、「第３の補正画像」という）を取得する（ステップＳ１０２：第３の補正画像取得ステップ）。ここでは、第２の固定カメラに固有のレンズ歪み係数を用いることによって、第３の補正画像を取得することができる。 Subsequently, the corrected image acquisition unit 20 corrects the third captured image using the lens distortion coefficient of the second fixed camera, whereby another corrected image of the target region (hereinafter, “third corrected image”). (Step S102: third corrected image acquisition step). Here, the third corrected image can be acquired by using a lens distortion coefficient unique to the second fixed camera.
続いて、正射投影変換係数取得部３０が、第３の補正画像の正射投影変換係数（以下、「第２の正射投影変換係数」という）を取得する（ステップＳ１０３：第２の正射投影変換係数取得ステップ）。より具体的には、図５に示されるように、まず、正射投影変換係数取得部３０において、第２の固定カメラのカメラ位置情報が入力される（ステップＳ２０１）。続いて、正射投影変換係数取得部３０において、対象領域の数値地形モデルが入力される（ステップＳ２０２）。 Subsequently, the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 acquires an orthographic projection conversion coefficient of the third corrected image (hereinafter referred to as “second orthographic projection conversion coefficient”) (step S103: second orthographic projection coefficient). Projection conversion coefficient acquisition step). More specifically, as shown in FIG. 5, first, the camera position information of the second fixed camera is input in the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 (step S201). Subsequently, the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 inputs a numerical terrain model of the target region (step S202).
続いて、正射投影変換係数取得部３０が、別のシミュレーション画像（以下、「第２のシミュレーション画像」という）を取得する（ステップＳ２０３：第４のステップ）。より具体的には、ステップＳ２０２で入力された対象領域の数値地形モデル及び第２の固定カメラの設置位置に基づいて、対象領域の別の座標データ（以下、「第２の座標データ」という）を含む第２のシミュレーション画像を作成する。ここでは、第２の固定カメラの設置位置を用いて、対象領域における第２の固定カメラの第３の撮影画像に相当するエリアのシミュレーション画像として第２のシミュレーション画像が作成される。第２のシミュレーション画像においては、２次元の画像面内の各点に対して標高を含む座標が設定される。 Subsequently, the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 acquires another simulation image (hereinafter referred to as “second simulation image”) (step S203: fourth step). More specifically, another coordinate data of the target area (hereinafter referred to as “second coordinate data”) based on the numerical terrain model of the target area input in step S202 and the installation position of the second fixed camera. A second simulation image including is created. Here, a second simulation image is created as a simulation image of an area corresponding to the third photographed image of the second fixed camera in the target region using the installation position of the second fixed camera. In the second simulation image, coordinates including elevation are set for each point in the two-dimensional image plane.
続いて、正射投影変換係数取得部３０が、ステップＳ１０２において取得された第２の補正画像の幾何補正変換係数（以下、「第２の幾何補正変換係数」という）を取得する（ステップＳ２０４：第５のステップ）。より具体的には、ここでは、第３の補正画像と第２のシミュレーション画像とが重なるように幾何補正を行うことにより、第３の補正画像の第２の幾何補正変換係数を取得する。換言すれば、ここでは、第３の補正画像及び第２のシミュレーション画像の複数の対応点を取得すると共に、取得された複数の対応点を基にして多項式モデル近似により第２の幾何補正変換係数を取得する。 Subsequently, the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 acquires the geometric correction conversion coefficient (hereinafter referred to as “second geometric correction conversion coefficient”) of the second correction image acquired in step S102 (step S204: (Fifth step). More specifically, here, the second geometric correction conversion coefficient of the third corrected image is obtained by performing geometric correction so that the third corrected image and the second simulation image overlap. In other words, here, a plurality of corresponding points of the third correction image and the second simulation image are acquired, and the second geometric correction conversion coefficient is obtained by polynomial model approximation based on the acquired plurality of corresponding points. To get.
続いて、正射投影変換係数取得部３０が、第２のシミュレーション画像に含まれる（第２のシミュレーション画像に設定された）第２の座標データと、第２の幾何補正変換係数とに基づいて第２の正射投影変換係数を取得する（ステップＳ２０５：第６のステップ）。より具体的には、ステップＳ２０４において取得された第２の幾何補正変換係数と第２のシミュレーション画像の第２の座標データとを結びつけたものを第２の正射投影変換係数とする。 Subsequently, the orthographic projection conversion coefficient acquisition unit 30 is based on the second coordinate data (set in the second simulation image) included in the second simulation image and the second geometric correction conversion coefficient. A second orthographic projection conversion coefficient is acquired (step S205: sixth step). More specifically, a combination of the second geometric correction conversion coefficient acquired in step S204 and the second coordinate data of the second simulation image is set as a second orthographic projection conversion coefficient.
そして、図２に示されるように、第２の正射投影変換係数を用いて第３の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、対象領域の第３の写真地図を作成する（ステップＳ１０４：第３の写真地図作成ステップ）。その後、モザイク処理として、第１の写真地図と第３の写真地図とを接合する（第１の接合ステップ）。このステップにおいては、例えば、色調補正を実施した後にモザイク処理を施すことができる。 Then, as shown in FIG. 2, a third photographic map of the target region is created by performing orthographic projection conversion processing of the third corrected image using the second orthographic projection conversion coefficient (step S104: Third photograph map creation step). Thereafter, as the mosaic process, the first photographic map and the third photographic map are joined (first joining step). In this step, for example, the mosaic process can be performed after the color tone correction.
以上説明したように、本実施形態に係る写真地図作成方法においては、互いに位置の異なる複数の固定カメラ（例えば第１及び第２の固定カメラ）により撮影された複数の撮影画像（例えば第１及び第３の撮影画像）に基づいて、互いに異なる視点からの対象領域の複数の写真地図（第１及び第３の写真地図）を得ることができる。したがって、それらの複数の写真地図を接合すれば、広範囲にわたる対象領域の写真地図、或いは、隠蔽部分の少ない対象領域の写真地図を得ることができる。 As described above, in the photographic map creation method according to the present embodiment, a plurality of captured images (for example, the first and second images) captured by a plurality of fixed cameras (for example, the first and second fixed cameras) having different positions from each other. Based on the third photographed image), a plurality of photographic maps (first and third photographic maps) of the target region from different viewpoints can be obtained. Therefore, by joining these plural photographic maps, it is possible to obtain a photographic map of the target region over a wide range or a photographic map of the target region with a small concealment portion.
なお、本実施形態においては、一例として、２つの固定カメラから撮影画像を取得する場合について説明したが、本実施形態に係る写真地図作成方法は、３つ以上の任意の数の固定カメラから撮影画像を取得し、その撮影画像から写真地図を作成する場合に適用することができる。 Note that, in the present embodiment, as an example, the case where captured images are acquired from two fixed cameras has been described. However, the photographic map creation method according to the present embodiment is captured from any number of three or more fixed cameras. This can be applied when an image is acquired and a photo map is created from the captured image.
引き続いて、本実施形態に係る写真地図作成方法により実際に写真地図が作成される様子の一例を示す。ここでは、図８に示されるように、対象領域Ｒを取り囲むように３つの固定カメラＣ１〜Ｃ３を用いる場合について例示する。なお、対象領域Ｒは、例えば富士山である。また、例えば、固定カメラＣ１は本栖湖付近に設置されており、固定カメラＣ２は御殿場市内に設置されており、固定カメラＣ３は三ツ峠山頂付近に設置されている。固定カメラＣ１〜Ｃ３は、それぞれの位置から対象領域Ｒに臨むように設置されている。 Subsequently, an example of how a photographic map is actually created by the photographic map creating method according to the present embodiment will be shown. Here, as illustrated in FIG. 8, a case where three fixed cameras C <b> 1 to C <b> 3 are used so as to surround the target region R is illustrated. The target area R is, for example, Mt. Fuji. In addition, for example, the fixed camera C1 is installed in the vicinity of Lake Motosu, the fixed camera C2 is installed in Gotemba city, and the fixed camera C3 is installed in the vicinity of Mt. The fixed cameras C1 to C3 are installed so as to face the target region R from their respective positions.
図９の（ａ）は、固定カメラＣ１により撮影された撮影画像である。図９の（ｂ）は、対象領域Ｒにおける固定カメラＣ１の撮影画像に相当するエリアのシミュレーション画像である。図９の（ｃ）は、これらの撮影画像及びシミュレーション画像に基づいて作成された写真地図である。 FIG. 9A shows a photographed image photographed by the fixed camera C1. FIG. 9B is a simulation image of an area corresponding to a captured image of the fixed camera C1 in the target region R. FIG. 9C is a photographic map created based on these captured images and simulation images.
図１０の（ａ）は、固定カメラＣ２により撮影された撮影画像である。図１０の（ｂ）は、対象領域Ｒにおける固定カメラＣ２の撮影画像に相当するエリアのシミュレーション画像である。図１０の（ｃ）は、これらの撮影画像及びシミュレーション画像に基づいて作成された写真地図である。 FIG. 10A shows a photographed image photographed by the fixed camera C2. FIG. 10B is a simulation image of an area corresponding to a captured image of the fixed camera C2 in the target region R. FIG. 10C is a photographic map created based on these captured images and simulation images.
図１１の（ａ）は、固定カメラＣ３により撮影された撮影画像である。図１１の（ｂ）は、対象領域Ｒにおける固定カメラＣ３の撮影画像に相当するエリアのシミュレーション画像である。図１１の（ｃ）は、これらの撮影画像及びシミュレーション画像に基づいて作成された写真地図である。 FIG. 11A shows a photographed image photographed by the fixed camera C3. FIG. 11B is a simulation image of an area corresponding to a captured image of the fixed camera C3 in the target region R. FIG. 11C is a photographic map created based on these captured images and simulation images.
図１２は、図９の（ｃ）に示された写真地図と図１０の（ｃ）に示された写真地図とを接合することにより（モザイク処理を施すことにより）作成された対象領域Ｒの広範囲にわたる写真地図である。図１３は、図１２に示された写真地図に対して図１１の（ｃ）に示された写真地図をさらに接合することにより作成された対象領域Ｒのさらに広範囲にわたる写真地図である。 FIG. 12 shows the target region R created by joining the photographic map shown in (c) of FIG. 9 and the photographic map shown in (c) of FIG. 10 (by applying a mosaic process). This is a wide range of photographic maps. FIG. 13 is a photographic map covering a wider range of the target area R created by further joining the photographic map shown in FIG. 11C to the photographic map shown in FIG.
このように、本実施形態に係る写真地図作成方法によれば、複数の固定カメラ（例えば固定カメラＣ１〜Ｃ３）からの撮影画像を用いることにより、より広範囲且つ隠蔽部の少ない写真地図を容易に作成することが可能となる。 As described above, according to the photographic map creation method according to the present embodiment, it is possible to easily create a photographic map with a wider range and a smaller number of concealment parts by using the captured images from a plurality of fixed cameras (for example, the fixed cameras C1 to C3). It becomes possible to create.
以上の実施形態は、本発明に係る写真地図作成方法の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る写真地図作成方法は、上述したものに限定されない。本発明に係る写真地図作成方法は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述したものを任意に変更したものとすることができる。 The above embodiment describes one embodiment of the photographic map creation method according to the present invention. Therefore, the photographic map creation method according to the present invention is not limited to the above-described one. The photographic map creation method according to the present invention can be arbitrarily changed from the above-described method within the scope not changing the gist of each claim.
例えば、上記第３の実施形態に係る写真地図作成方法においては、第１及び第２の固定カメラのそれぞれにおいて、互いに異なる時間に撮影された複数の撮影画像から複数の写真地図を作成してもよい。すなわち、上記第２の実施形態のように第１の固定カメラに対して時間的に異なる第１及び第２の写真地図を作成する一方で、第２の固定カメラに対して同様の方法を実施して時間的に異なる複数の写真地図を作成することができる。 For example, in the photographic map creation method according to the third embodiment, a plurality of photographic maps may be created from a plurality of captured images taken at different times in each of the first and second fixed cameras. Good. That is, while the first and second photo maps that are different in time with respect to the first fixed camera are created as in the second embodiment, the same method is performed on the second fixed camera. It is possible to create a plurality of photo maps that are different in time.
すなわち、上記第３実施形態に係る写真地図作成方法においては、第２の撮影画像の撮影時間と同じ時間において第２の固定カメラにより撮影された第４の撮影画像をさらに取得することができる（例えばステップＳ１０１：第４の撮影画像取得ステップ）。このステップは、上記第３の撮影画像取得ステップと同時に（或いは、上記第３の撮影画像取得ステップに続けて）行ってもよいし、別途行ってもよい。 That is, in the photo map creation method according to the third embodiment, it is possible to further acquire a fourth captured image captured by the second fixed camera at the same time as the capturing time of the second captured image ( For example, step S101: fourth captured image acquisition step). This step may be performed simultaneously with the third captured image acquisition step (or following the third captured image acquisition step), or may be performed separately.
また、上記第３実施形態に係る写真地図作成方法においては、第２の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて第４の撮影画像を補正することにより、対象領域の第４の補正画像をさらに取得することができる（例えばステップＳ１０２：第４の補正画像取得ステップ）。このステップは、上記第３の補正画像取得ステップと同時に（或いは、上記第３の撮影画像取得ステップに続けて）行ってもよいし、別途行ってもよい。 In the photo map creation method according to the third embodiment, the fourth corrected image of the target region is further acquired by correcting the fourth captured image using the lens distortion coefficient of the second fixed camera. (For example, step S102: fourth corrected image acquisition step). This step may be performed simultaneously with the third corrected image acquisition step (or following the third captured image acquisition step), or may be performed separately.
さらに、上記第３実施形態に係る写真地図作成方法においては、第２の正射投影変換係数を用いて、第４の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、対象領域の第４の写真地図を生成することができる（例えばステップＳ１０４：第４の写真地図作成ステップ）。このステップは、上記第３の写真地図作成ステップと同時に（或いは、上記第３の写真地図作成ステップに続けて）行ってもよいし、別途行ってもよい。 Furthermore, in the photographic map creation method according to the third embodiment, the fourth orthographic projection conversion process of the fourth correction image is performed using the second orthographic projection conversion coefficient, so that the fourth of the target region is obtained. A photographic map can be generated (for example, step S104: fourth photographic map creation step). This step may be performed simultaneously with the third photographic map creation step (or following the third photographic map creation step) or may be performed separately.
ただし、第４の写真地図を作成する際の第２の正射投影変換係数は、第３の写真地図を作成する際のものと同一のものを用いることができる。このため、第２の正射投影変換係数が予め取得されている場合には、第４の写真地図の作成に際して改めて第２の正射投影変換係数を取得する必要はない。つまり、第２の正射投影変換係数が既に求められている場合には（すなわち、第２の正射投影変換係数取得ステップの後であれば）、第４の撮影画像に対して、第２の補正画像取得ステップ及び第２の写真地図作成ステップのみを行えばよい。 However, the second orthographic projection conversion coefficient used when creating the fourth photographic map can be the same as that used when creating the third photographic map. For this reason, when the second orthographic projection conversion coefficient is acquired in advance, it is not necessary to acquire the second orthographic projection conversion coefficient anew when creating the fourth photographic map. That is, when the second orthographic projection conversion coefficient has already been obtained (that is, after the second orthographic projection conversion coefficient acquisition step), the second orthographic projection conversion coefficient is calculated with respect to the fourth captured image. Only the corrected image acquisition step and the second photo map creation step need be performed.
そして、上記第３実施形態に係る写真地図作成方法においては、第２の写真地図と第４の写真地図とをさらに接合することができる（第２の接合ステップ）。 In the photographic map creation method according to the third embodiment, the second photographic map and the fourth photographic map can be further joined (second joining step).
これにより、時間的に異なる複数の接合後の写真地図を得ることができる。したがって、広範囲にわたって、或いは、隠蔽部分の少ない状態において、対象領域の時間変化をリアルタイムに観測（計測）することが可能となる。 Thereby, a plurality of post-joining photographic maps that are different in time can be obtained. Therefore, it is possible to observe (measure) real-time changes in the target region over a wide range or in a state where there are few hidden portions.
Ｐ１…撮影画像、Ｍ１…補正画像、Ｓ１…シミュレーション画像、Ａ１…写真地図、Ｃ１〜Ｃ３…固定カメラ、Ｒ…対象領域。 P1 ... taken image, M1 ... corrected image, S1 ... simulation image, A1 ... photographic map, C1-C3 ... fixed camera, R ... target area.
Claims (4)
前記第１の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて前記第１の撮影画像を補正することにより、前記対象領域の第１の補正画像を取得する第１の補正画像取得ステップと、
前記第１の補正画像の第１の正射投影変換係数を取得する第１の正射投影変換係数取得ステップと、
前記第１の正射投影変換係数を用いて前記第１の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、前記対象領域の第１の写真地図を作成する第１の写真地図作成ステップと、
を備え、
前記第１の正射投影変換係数取得ステップは、
前記対象領域の数値地形モデル及び前記第１の固定カメラの設置位置に基づいて、前記対象領域の第１の座標データを含む第１のシミュレーション画像を作成する第１のステップと、
前記第１の補正画像と前記第１のシミュレーション画像とが重なるように幾何補正を行うことにより、前記第１の補正画像の第１の幾何補正変換係数を取得する第２のステップと、
前記第１の座標データと前記第１の幾何補正変換係数とに基づいて前記第１の正射投影変換係数を取得する第３のステップと、を含む、
ことを特徴とする写真地図作成方法。 A first captured image acquisition step of acquiring a first captured image of a target area captured by a first fixed camera fixed on the ground;
A first corrected image acquisition step of acquiring a first corrected image of the target area by correcting the first captured image using a lens distortion coefficient of the first fixed camera;
A first orthographic projection conversion coefficient acquisition step of acquiring a first orthographic projection conversion coefficient of the first corrected image;
A first photographic map creation step of creating a first photographic map of the target region by performing an orthographic projection conversion process of the first corrected image using the first orthographic projection conversion coefficient;
With
The first orthographic transformation coefficient acquisition step includes:
A first step of creating a first simulation image including first coordinate data of the target area based on a numerical terrain model of the target area and an installation position of the first fixed camera;
A second step of obtaining a first geometric correction conversion coefficient of the first corrected image by performing geometric correction so that the first corrected image and the first simulation image overlap;
Obtaining the first orthographic projection conversion coefficient based on the first coordinate data and the first geometric correction conversion coefficient; and
A method for creating a photo map characterized by that.
前記第１の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて前記第２の撮影画像を補正することにより、前記対象領域の第２の補正画像を取得する第２の補正画像取得ステップと、
前記第１の正射投影変換係数を用いて、前記第２の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、前記対象領域の第２の写真地図を作成する第２の写真地図作成ステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の写真地図作成方法。 A second captured image acquisition step of acquiring a second captured image of the target area captured by the first fixed camera at a time different from the capturing time of the first captured image;
A second corrected image acquisition step of acquiring a second corrected image of the target region by correcting the second captured image using a lens distortion coefficient of the first fixed camera;
A second photographic map creation step of creating a second photographic map of the target area by performing an orthographic projection conversion process of the second corrected image using the first orthographic projection conversion coefficient; ,
The photographic map creation method according to claim 1, further comprising:
前記第２の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて前記第３の撮影画像を補正することにより、前記対象領域の第３の補正画像を取得する第３の補正画像取得ステップと、
前記第３の補正画像の第２の正射投影変換係数を取得する第２の正射投影変換係数取得ステップと、
前記第２の正射投影変換係数を用いて前記第３の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、前記対象領域の第３の写真地図を作成する第３の写真地図作成ステップと、
前記第１の写真地図と前記第３の写真地図とを接合する第１の接合ステップと、
をさらに備え、
前記第２の正射投影変換係数取得ステップは、
前記対象領域の数値地形モデル及び前記第２の固定カメラの設置位置に基づいて、前記対象領域の第２の座標データを含む第２のシミュレーション画像を作成する第４のステップと、
前記第３の補正画像と前記第２のシミュレーション画像とが重なるように幾何補正を行うことにより、前記第３の補正画像の第２の幾何補正変換係数を取得する第５のステップと、
前記第２の座標データと前記第２の幾何補正変換係数とに基づいて前記第２の正射投影変換係数を取得する第６のステップと、を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の写真地図作成方法。 A third captured image of the target area captured at the same time as the capturing time of the first captured image is acquired by a second fixed camera fixed on the ground at a position different from the first fixed camera. 3 captured image acquisition steps;
A third corrected image acquisition step of acquiring a third corrected image of the target area by correcting the third captured image using a lens distortion coefficient of the second fixed camera;
A second orthographic projection conversion coefficient acquisition step of acquiring a second orthographic projection conversion coefficient of the third corrected image;
A third photographic map creation step of creating a third photographic map of the target region by performing an orthographic projection conversion process of the third corrected image using the second orthographic projection conversion coefficient;
A first joining step for joining the first photographic map and the third photographic map;
Further comprising
The second orthographic projection conversion coefficient acquisition step includes:
A fourth step of creating a second simulation image including second coordinate data of the target area based on the numerical terrain model of the target area and the installation position of the second fixed camera;
A fifth step of obtaining a second geometric correction conversion coefficient of the third correction image by performing geometric correction so that the third correction image and the second simulation image overlap;
A sixth step of obtaining the second orthographic projection conversion coefficient based on the second coordinate data and the second geometric correction conversion coefficient;
The photographic map creation method according to claim 2.
前記第２の固定カメラのレンズ歪み係数を用いて前記第４の撮影画像を補正することにより、前記対象領域の第４の補正画像を取得する第４の補正画像取得ステップと、
前記第２の正射投影変換係数を用いて、前記第４の補正画像の正射投影変換処理を行うことにより、前記対象領域の第４の写真地図を作成する第４の写真地図作成ステップと、
前記第２の写真地図と前記第４の写真地図とを接合する第２の接合ステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の写真地図作成方法。 A fourth captured image acquisition step of acquiring a fourth captured image of the target region captured by the second fixed camera at the same time as the capturing time of the second captured image;
A fourth corrected image acquisition step of acquiring a fourth corrected image of the target region by correcting the fourth captured image using a lens distortion coefficient of the second fixed camera;
A fourth photographic map creation step of creating a fourth photographic map of the target region by performing an orthographic projection conversion process of the fourth corrected image using the second orthographic projection conversion coefficient; ,
A second joining step for joining the second photographic map and the fourth photographic map;
The photographic map creation method according to claim 3, further comprising:
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