JP2019032226A - Photogrammetry-purpose imaging device, and photogrammetry generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、三次元の被写体に対しデジタルカメラで撮影ポイントを周方向および高さ方向に種々変えて二次元写真を撮影するフォトグラメトリー用撮影装置、および撮影ポイントが異なる複数の二次元写真から、視差情報を解析して寸法・形状を求める写真測量を行い三次元写真を生成するフォトグラメトリー生成装置に関する。 The present invention relates to a photogrammetry photographing apparatus for photographing a three-dimensional object by changing a photographing point in a circumferential direction and a height direction with a digital camera in various ways and a plurality of two-dimensional photographs having different photographing points. The present invention also relates to a photogrammetry generation apparatus that generates a three-dimensional photograph by performing photogrammetry for analyzing dimensions and shapes by analyzing parallax information.
従来より、人物等の被写体の三次元画像を取得するために被写体の周囲に配置した複数のカメラで被写体を撮影する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。各カメラで被写体を同時撮影し、得られた各画像データに対し、画像処理を施すことで三次元画像を取得することが可能である。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a method of photographing a subject with a plurality of cameras arranged around the subject in order to acquire a three-dimensional image of the subject such as a person (see, for example, Patent Document 1). It is possible to acquire a three-dimensional image by simultaneously photographing a subject with each camera and performing image processing on each obtained image data.
特許文献1には、三次元の被写体に対しデジタルカメラで撮影ポイントを周方向および高さ方向に種々変えて二次元写真を撮影するフォトグラメトリー用撮影装置としてのスタジオが開示されている。このスタジオは、被写体の周囲に床面より立設される複数の支柱と、各支柱に着脱自在に固定された複数のデジタルカメラとを備えている。
しかしながら、特許文献1に開示されたスタジオは、被写体が変わるたびに、全てのデジタルカメラを一つ一つ高さ調整する必要があった。
However, the studio disclosed in
具体的には、大人に対して全てのデジタルカメラを高さ調整し、各デジタルカメラで撮影を行い、次に、被写体が背の低い子供に替わる場合に、もしも、全てのデジタルカメラを子供の背丈に合わせて一つ一つ高さ調整することをしなければ、大人胴部から上の部位を撮影していた複数のデジタルカメラは、子供を撮影していない状態の撮影結果となり、大人胴部から下の部位を撮影していた複数のデジタルカメラで、子供の全身を撮影することになり、この場合には、複数の二次元写真から、視差情報を解析して寸法・形状を求める写真測量を行い合成される三次元写真は、二次元写真の数が不足するので極めて粗い継ぎ接ぎ画像のようになる。 Specifically, if you adjust the height of all digital cameras for an adult and take a picture with each digital camera, then if the subject is replaced by a short child, If you do not adjust the height one by one according to your height, multiple digital cameras that photographed the upper part from the adult torso will result in the image of the child not being photographed. The whole body of the child will be photographed with a plurality of digital cameras that have photographed the lower part from the part. In this case, a photograph that analyzes the parallax information from a plurality of two-dimensional photographs to obtain the size and shape The three-dimensional photograph that is synthesized by surveying becomes a very rough spliced image because the number of two-dimensional photographs is insufficient.
したがって、フォトグラメトリーを行ったときに高精度な三次元写真を得られるようにするために、被写体の背丈が少しでも替わる場合には、全てのデジタルカメラを被写体の背丈に合わせて一つ一つ高さ調整する必要があり、各カメラの高さ調整に多大な時間を要していた、という問題があった。 Therefore, in order to obtain highly accurate three-dimensional photographs when performing photogrammetry, if the subject's height changes slightly, all digital cameras must be matched to the subject's height. There was a problem that it was necessary to adjust the height of each camera, and it took a lot of time to adjust the height of each camera.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、被写体の背丈が替わる場合に単純な操作を行うことにより、複数のデジタルカメラの全てを被写体の背丈に合わせて適切な高さに調整することができるフォトグラメトリー用撮影装置およびフォトグラメトリー生成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. By performing a simple operation when the subject's height changes, all of the plurality of digital cameras are adjusted to an appropriate height according to the subject's height. It is an object of the present invention to provide a photogrammetry photographing device and a photogrammetry generation device that can be adjusted to each other.
本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、上記目的を達成するため、被写体の周囲に配置された複数の支柱と、各前記支柱に対応して設けられ、複数のX形開脚リンクを上下方向に連結され、一番下の前記X形開脚リンクが開脚可能なように前記支柱の下部に固定されるとともに、少なくとも一番上の前記X形開脚リンクが開脚可能なように前記支柱に係合されかつ前記支柱に沿って上下方向に移動可能に設けられた複数の伸縮リンク機構と、両端部を互いに隣り合う二つの前記伸縮リンク機構の同一高さ位置の前記X形開脚リンクの回転中心の連結軸同士を連結するように横架された複数の昇降フレームと、各前記昇降フレームに支持され前記被写体を撮像する複数のデジタルカメラと、一端を一番上の各前記X形開脚リンクが開脚可能なように係止され、中途部を前記支柱の上端部に設けられた第1の滑車に巻き掛けられ、他端側が前記第1の滑車から所要長さ垂下する複数の吊ワイヤーと、各前記吊ワイヤーの下端に取付けられ、前記伸縮リンク機構と前記昇降フレームと前記デジタルカメラとの重力作用による前記伸縮リンク機構のリンク長を縮小する方向に前記吊ワイヤーにかかる負荷よりも所要小さい重量を有する複数のバランスウエイトと、一端を一番上の各前記X形開脚リンクが開脚可能なように係止され、中途部を前記支柱の上端部に設けられた第2の滑車に巻き掛けられ、他端側が一纏めに牽引可能に束ねられた第3の滑車に巻き掛けられ、下方向に牽引するように向きを変えられ、固定部に掛け止めされる複数の高さ調整用ワイヤーと、を備えた構成である。 In order to achieve the above object, a photogrammetry photographing apparatus according to the present invention is provided with a plurality of support columns arranged around a subject and corresponding to each of the support columns. The X-shaped leg link that is connected in the direction is fixed to the lower part of the column so that the lowermost X-shaped leg link can be opened, and at least the uppermost X-shaped leg link can be opened. The X-shaped opening at the same height position of a plurality of telescopic link mechanisms that are engaged with the struts and movable vertically along the struts and two telescopic link mechanisms that are adjacent to each other at both ends. A plurality of elevating frames horizontally mounted to connect the connecting shafts of the rotation centers of the leg links; a plurality of digital cameras supported by the elevating frames to image the subject; X-shaped open leg link A plurality of suspension wires each having a middle portion wound around a first pulley provided at an upper end portion of the column, and the other end depending on a required length from the first pulley, A weight that is attached to the lower end of the suspension wire and is smaller than the load applied to the suspension wire in the direction of reducing the link length of the expansion / contraction link mechanism due to the gravity action of the expansion / contraction link mechanism, the lifting frame, and the digital camera. A plurality of balance weights, one end of which is locked so that each uppermost X-shaped spread leg link can be opened, and a midway portion is wound around a second pulley provided at the upper end portion of the column. A plurality of height adjustment wires that are wound around a third pulley that is bundled together so that the other end side can be pulled together, the direction is changed so as to be pulled downward, and the fixed portion is hooked. Configuration with A.
この構成により、本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、被写体の背丈が替わる場合に単純な操作を行うことにより、複数のデジタルカメラの全てを被写体の背丈に合わせて適切な高さに調整することができる。具体的には、本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、高さ調整用ワイヤーの一纏め部分を固定部の固定を解き、一纏め部分を負荷がかかっている上方に移動させるか、または負荷に抗して下方へ引っ張るという単純操作により、被写体の周囲に配置した複数のデジタルカメラのそれぞれを被写体の高さに合わせた最適な高さに位置決めすることができ、観測点が異なる複数のデジタルカメラで、高精度な三次元合成写真であるフォトグラメトリーを得るための被写体の二次元写真を迅速に撮影することができる。 With this configuration, the photogrammetry photographing apparatus according to the present invention adjusts all of the plurality of digital cameras to an appropriate height according to the height of the subject by performing a simple operation when the height of the subject changes. can do. Specifically, the photogrammetry photographing apparatus according to the present invention unfastens the fixed portion of the bundle of height adjustment wires and moves the bundled portion upward or under load. With a simple operation of pulling down against it, it is possible to position each of the multiple digital cameras arranged around the subject at the optimum height that matches the height of the subject, and to have multiple digital cameras with different observation points Thus, it is possible to quickly take a two-dimensional photograph of a subject to obtain photogrammetry, which is a highly accurate three-dimensional composite photograph.
本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、前記固定部が、手巻きウインチ、電動ウインチ、またはピニオン・ラック機構のいずれかである構成とするのがよい。 The photogrammetry photographing apparatus according to the present invention is preferably configured such that the fixed portion is any one of a hand-wound winch, an electric winch, and a pinion rack mechanism.
この構成により、本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、高さ調整用ワイヤーの一纏め部分を固定部から外すことなく、一層小さい力で高さ調整用ワイヤーを緩めたり、引き下げたりすることができ、調整する高さが決まったら、そのまま高さ調整用ワイヤーを固定状態にできる。 With this configuration, the photogrammetry imaging device according to the present invention can loosen or lower the height adjustment wire with a smaller force without removing the bundle of height adjustment wires from the fixed portion. Once the height to be adjusted is determined, the height adjustment wire can be fixed.
本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、一番上の複数の前記デジタルカメラは、ズームレンズカメラである構成とするのがよく、さらに、前記ズームレンズカメラである前記デジタルカメラは、前記被写体の首より上部分を撮影するように位置される構成とするのがよい。 The photogrammetry photographing apparatus according to the present invention may be configured such that the uppermost plurality of digital cameras are zoom lens cameras, and the digital camera that is the zoom lens camera includes the subject. It is preferable that the camera is positioned so as to photograph a portion above the neck.
この構成により、本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、最も高精度な情報を必要とする被写体の頭部に対して各ズームレンズカメラのピントをその都度に高精度写真が得られるようにピント合わせをすることができる。 With this configuration, the photographing apparatus for photogrammetry according to the present invention can obtain a high-precision photograph each time the focus of each zoom lens camera is focused on the head of the subject requiring the most accurate information. You can focus.
本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、一番下の複数の前記デジタルカメラは、前記被写体の下端部を撮影するように位置される構成とするのがよい。 In the photogrammetry photographing apparatus according to the present invention, it is preferable that the plurality of lowermost digital cameras are positioned so as to photograph the lower end portion of the subject.
この構成により、本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、被写体の背高の大きさに関わらず、一定高さ範囲の被写体の下端部を撮影することができる。 With this configuration, the photogrammetry photographing apparatus according to the present invention can photograph the lower end portion of the subject in a certain height range regardless of the height of the subject.
本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、一番上および一番下以外の各高さの複数の前記デジタルカメラは、一つ上および一つ下の前記デジタルカメラと互いにオーバーラップするように前記被写体を撮影するように位置される構成とするのがよい。 In the photogrammetry photographing apparatus according to the present invention, the plurality of digital cameras having respective heights other than the uppermost and lowermost portions overlap each other with the upper and lower digital cameras. It is preferable that the subject is positioned so as to be photographed.
この構成により、本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、高さ方向に配列された複数のデジタルカメラの全てが、被写体の全長に対する適切な分割領域をオーバーラップして撮影することができ、フォトグラメトリーを行ったときに、映像が途切れることがない。 With this configuration, the photogrammetry photographing apparatus according to the present invention can photograph all the plurality of digital cameras arranged in the height direction by overlapping appropriate divided regions with respect to the entire length of the subject, When photogrammetry is performed, the image is not interrupted.
本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、複数の前記支柱のうちの、2つの前記支柱同士の間が、前記昇降フレームを有していないことにより、または前記昇降フレームが扉状に移動するように設けられていることにより、出入口とされている構成とするのがよい。 In the photogrammetry imaging device according to the present invention, between the two columns of the plurality of columns, the column does not have the lifting frame, or the lifting frame moves like a door. It is good to set it as the structure made into the entrance / exit by providing in this way.
この構成により、本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、被写体が出入口を通して出入することができる。 With this configuration, the photogrammetry photographing apparatus according to the present invention allows the subject to enter and exit through the entrance.
本発明に係るフォトグラメトリー生成装置は、上述した問題点を解決するため、上述した本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置と、前記フォトグラメトリー用撮影装置の複数の各前記デジタルカメラにより撮影された前記被写体の複数の二次元画像を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された複数の二次元画像を読み出し、視差情報を解析して寸法・形状を求める写真測量の演算を行い三次元画像データを生成する演算部と、前記演算部で生成された三次元画像データに基づいて、前記被写体の三次元画像を生成する画像生成部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a photogrammetry generation apparatus according to the present invention is photographed by the above-described photogrammetry photographing apparatus according to the present invention and the plurality of digital cameras of the photogrammetry photographing apparatus. A storage unit for storing a plurality of two-dimensional images of the subject and a plurality of two-dimensional images stored in the storage unit, and performing a photogrammetry operation for analyzing the parallax information to obtain a size / shape and performing a tertiary An arithmetic unit that generates original image data, and an image generator that generates a three-dimensional image of the subject based on the three-dimensional image data generated by the arithmetic unit.
この構成により、本発明に係るフォトグラメトリー生成装置は、フォトグラメトリー用撮影装置によって、被写体の周方向に適切に分配されかつ高さ方向にも適切な間隔で分配された観測点が異なる複数のデジタルカメラのそれぞれで被写体の二次元写真を迅速に撮影することができ、被写体の複数の二次元画像を記憶部に記憶し、記憶部に記憶された複数の二次元画像を読み出して、演算部で、視差情報を解析して寸法・形状を求める写真測量の演算を行い三次元画像データを生成し、画像生成部で、生成された三次元画像データに基づいて、高精度な被写体の三次元画像を生成することができる。 With this configuration, the photogrammetry generation apparatus according to the present invention has a plurality of observation points that are appropriately distributed in the circumferential direction of the subject and distributed at appropriate intervals in the height direction by the photogrammetry photographing apparatus. Each of the digital cameras can quickly take a two-dimensional photograph of the subject, store a plurality of two-dimensional images of the subject in the storage unit, read out the plurality of two-dimensional images stored in the storage unit, and calculate 3D image data is calculated by analyzing the parallax information to determine the size and shape, and 3D image data is generated. The image generation unit 3D of the subject is highly accurate based on the generated 3D image data. An original image can be generated.
本発明によれば、被写体の背丈が替わる場合に単純な操作を行うことにより、複数のデジタルカメラの全てを被写体の背丈に合わせて適切な高さに調整することができるフォトグラメトリー用撮影装置およびフォトグラメトリー生成装置を提供することができる。 According to the present invention, by performing a simple operation when the height of a subject is changed, a photogrammetry photographing apparatus capable of adjusting all of a plurality of digital cameras to an appropriate height according to the height of the subject. And a photogrammetry generator.
以下、本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置およびフォトグラメトリー生成装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a photogrammetry photographing apparatus and a photogrammetry generation apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[フォトグラメトリー用撮影装置の実施の形態]
図1ないし図5に示すように、フォトグラメトリー用撮影装置1は、被写体Mの周囲に配置された複数の支柱10aを有する装置フレーム10と、各支柱10aに対応して設けられた複数の伸縮リンク機構20と、互いに隣り合う伸縮リンク機構20の同一高さ位置のX形開脚リンク21を連結するように横架された複数の昇降フレーム30と、各昇降フレーム30に支持され被写体Mを撮影する複数のデジタルカメラ41,42,43と、各伸縮リンク機構20の一番上のX形開脚リンク21を吊り上げる各吊ワイヤー60に取付けられた複数のバランスウエイト62と、各伸縮リンク機構20の一番上のX形開脚リンク21を吊り上げ所要位置で下方向に牽引できるように一纏めにされて掛止される複数の高さ調整用ワイヤー64と、を備えている。
[Embodiment of photogrammetry photographing apparatus]
As shown in FIGS. 1 to 5, the
図1、図3に示すように、装置フレーム10は、この実施の形態では、10本の支柱10aを有する。各支柱10aは、接地脚10bの上に立設されている。10本の支柱10aは、平面視において、楕円形の環状配置に設けられている。被写体Mが、楕円形の中央の床面に載置される台Bの中心B1に乗るように位置決めされる。もって、被写体Mの周囲に10本の支柱10aが配列される。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
10本の支柱10aは、2本が楕円の長軸方向に対向配置され、その距離が例えば5.5〜6.5m位とされ、残り8本が短軸方向に対向配置され、短軸における対向距離が例えば4〜4.5m位とされている。このような距離を有することで、被写体Mの周囲に配置された複数のデジタルカメラ41,42,43の被写体Mに対する映写距離が何れの方角においても適切に取れるようになっている。
The ten
各接地脚10bは、一端上面部で支柱10aを固定し、他端側が装置内中央に向かって延びている。隣り合う接地脚10b同士は、下部連結フレーム10cで連結されている。また、隣り合う支柱10aの上部同士は、上部連結フレーム10dで連結されている。支柱10aと接地脚10bと下部連結フレーム10c、上部連結フレーム10dには、押出形材が用いられている。
Each
伸縮リンク機構20は、各支柱10aの内側に対応して設けられている。伸縮リンク機構20は、例えば8つのX形開脚リンク21を上下方向に連鎖状に連結されている。
The
図4、図5に示すように、各X形開脚リンク21の回転中心の連結軸22は、支柱10aに係合された昇降スライダ25に支持されている。一番下の昇降スライダ25は、支柱10aに固定されている。一番下以外の各支柱10aに係合された昇降スライダ25は、支柱10aに係合されかつ支柱10aに沿って上下方向に移動可能に設けられ、対応するX形開脚リンク21の回転中心の連結軸22を支持している。したがって、全てのX形開脚リンク21は、開脚可能に設けられており、一番下のX形開脚リンク21の開脚動作の回転中心が固定されており、一番下以外の全てのX形開脚リンク21は、一番上のX形開脚リンク21が吊り上げられることにより、支柱10aに沿って上下方向に移動可能である。
As shown in FIGS. 4 and 5, the connecting
一番上のX形開脚リンク21の二つの上端は、吊り上げバー23の左右の横長スリット23aに係合されている。
Two upper ends of the uppermost
なお、一番下と一番上の昇降スライダ25は必要な構成要素であり、それ以外のX形開脚リンク21の連結軸22は、昇降スライダ25に支持されてなくてもよい。少なくとも一番上のX形開脚リンク21の連結軸22が、支柱10aに係合されて移動するように構成されていればよい。
The bottom and
昇降フレーム30は、両端部を互いに隣り合う二つの伸縮リンク機構20の同一高さ位置のX形開脚リンク21の回転中心の連結軸22同士を連結するように横架されている。具体的には、各連結軸22にアングル形のブラケット24が設けられ、隣り合うブラケット24の上面に昇降フレーム30の両端部が載置され固定されている。昇降フレーム30は、例えば金属板またはプラスチック板よりなり、スパンの中程がデジタルカメラ41,42,43の重みで撓んだり、ゆがんだり、振動しない剛性を有するように架け渡されていればよい。
The elevating
図1〜図3に示すように、デジタルカメラ41,42,43は、各昇降フレーム30の伸縮リンク機構20に近い位置または中程に角度調整可能に支持され被写体Mを撮影するように設けられる。デジタルカメラ41,42,43の平面視における配置は、被写体Mの周囲に概略均等な感覚となるように設定されている。デジタルカメラ41,42,43は、有線または無線により外部信号を入力するようになっていて、外部信号を入力したら、被写体Mを撮影し、撮影した二次元画像を外部のPCに送信するようになっている。図3に示すデジタルカメラ41,42,43は、台Bの中心B1に対する方位角および距離は、昇降フレーム30の昇降に関わらず一定であり、方位角および距離の各数値は、予めPCに記憶されており、フォトグラメトリーの演算を行うときに利用される。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
デジタルカメラ41,42,43は、撮影方向が被写体Mに向かう水平方向に角度調整されて昇降フレーム30に支持される。
The
一番上の複数のデジタルカメラ41は、一番上の昇降フレーム30に支持され、ズームレンズカメラであり、被写体Mの頭部の中心と同一高さにて撮影するように位置される。
The plurality of uppermost
一番下の複数のデジタルカメラ42は、一番下の昇降フレーム30に支持され、被写体Mの下端部を含む下部を撮影するように位置される。一番下の複数のデジタルカメラ42の床面からの高さは、台Bの高さ+10〜20cmになるように調整される。
The plurality of bottom
一番上および一番下以外の各高さの複数のデジタルカメラ43は、一番上のデジタルカメラ41と一番下のデジタルカメラ42との間の高さ寸法を7等分する各位置になるように、および一番下一番上および一番下以外の昇降フレーム30に支持され、一つ上および一つ下のデジタルカメラ41,42,43と互いにオーバーラップするように被写体Mの撮影するように位置される。
The plurality of
吊ワイヤー60は、一端を一番上の各X形開脚リンク21の開脚が可能なように吊り上げバー23の中央部に係止され、中途部を支柱10aの上端部に設けられた第1の滑車51に巻き掛けられ、他端側が第1の滑車51から所要長さ垂下する。吊ワイヤー60は、延び縮みが無く、可撓性、腐食性、耐久性を有する単線状または撚り線状の適宜の材料が選択される。この実施の形態では、第1の滑車51は、一箇所に二個並んで設けられている。
The
バランスウエイト62は、各吊ワイヤー60の下端に取付けられ、対応する伸縮リンク機構20と昇降フレーム30とデジタルカメラ41,42,43との重力作用による伸縮リンク機構のリンク長を縮小する方向に吊ワイヤー60にかかる負荷よりも僅かに小さい重量を有する。
The
高さ調整用ワイヤー64は、一端を一番上の各X形開脚リンク21の開脚が可能なように吊り上げバー23の中央部に係止され、中途部を支柱10aの上端部に設けられた第2の滑車52に巻き掛けられ、さらに他端側が支柱10aの上端部に設けられた第3の滑車53に巻き掛けられ、一纏めに牽引可能に束ねられた下方向に牽引するように向きを変えられ、固定部66に掛け止めされる。この構成は、出入口Eが二つ有り、二つの出入口Eを結ぶ線の両側にそれぞれ設けられている。すなわち、半周単位で独立して昇降フレーム30およびデジタルカメラ41,43を昇降させることができる。高さ調整用ワイヤー64は、延び縮みが無く、可撓性、腐食性、耐久性を有する単線状または撚り線状の適宜の材料が選択される。
One end of the
固定部66は、高さ調整用ワイヤー64を上下方向の移動をロックできる手段であればよく、この実施の形態では、高さ調整用ワイヤー64を巻き付け固定できる短い棒状突起が適用されている。
The fixing
楕円形配置の10本の支柱10aのうちの、楕円形の長軸方向の両方の、2つの支柱10a同士の間が、昇降フレーム30を有していないことにより、または昇降フレーム30が扉状に移動するように設けられていることにより、二つの出入口Eが設けられている。
Of the ten
次に、フォトグラメトリー用撮影装置の作用を説明する。 Next, the operation of the photogrammetry photographing apparatus will be described.
高さ調整用ワイヤー64を操作し、高さ調整用ワイヤー64を弛めて重力作用により上方に走行させると、全ての伸縮リンク機構20が同時に縮小していき、上下方向の配列の昇降フレーム30の間隔が狭まるとともに、上下方向の配列のデジタルカメラの間隔が狭まる。また、高さ調整用ワイヤー64を牽引により下方に走行させると、全ての伸縮リンク機構20が同時に伸張していき、上下方向の配列の昇降フレーム30の間隔が広がるとともに、上下方向の配列のデジタルカメラ41,42,43の間隔が広がる。
When the
バランスウエイト62が、伸縮リンク機構20と昇降フレーム30とデジタルカメラ41,42,43とによる重力作用により、伸縮リンク機構20の長さを縮小する方向に吊ワイヤー60にかかる負荷よりも僅かに小さい重量を有するので、高さ調整用ワイヤー64を弛めたり、または引っ張る力が小さくて済み、人力操作が可能である。
The
そこで、被写体Mが、出入口Eを通してフォトグラメトリー用撮影装置の中央に位置し、体側方向が支柱10aの楕円形の環状配列の長軸方向に向くように姿勢を固定したら、高さ調整用ワイヤー64を操作し、被写体Mの背丈に合わせ、一番上のデジタルカメラ41が被写体Mの頭部の高さ半分の位置、具体的には目の位置に一致するように高さ調整する。
Therefore, when the subject M is positioned in the center of the photogrammetry photographing device through the entrance E and the body side direction is oriented in the long axis direction of the elliptical annular array of the
次いで、一番上のデジタルカメラ41のズームレンズを距離調整して被写体Mの頭部がフレーム一杯に収まるようにする。このズームレンズの調整は、被写体Mの背丈が異なっても再調整する必要はない。大人についてズームレンズを距離調整すれば、被写体Mが、顔が小さい子供に替わっても、調整するのがよいが、必要的ではない。被写体Mが大人と子供の二人の場合、一番上のデジタルカメラ41を大人に対応させるものとする。
Next, the distance of the zoom lens of the top
これにより、一番上の複数のデジタルカメラ41は、ズーム機能により、被写体Mの頭部の領域を撮影領域に合わせられ、撮影するようになっており、一番上以外の複数のデジタルカメラ42,43は、一つ上および一つ下のデジタルカメラ41,42,43との撮影領域が被写体Mの背丈に合わせて、例えば三分の一から五分の一、オーバーラップするように撮影領域を調整される。
As a result, the top
続いて、本実施の形態に係るフォトグラメトリー用撮影装置1の効果を説明する。
Next, effects of the
フォトグラメトリー用撮影装置1は、高さ調整用ワイヤー64の一纏め部分を固定部66から外し、一纏め部分を負荷がかかっている上方に移動させるか、または負荷に抗して下方へ引っ張るという単純操作により、被写体Mの周囲に配置した複数のデジタルカメラ41,42,43のそれぞれを被写体Mの高さに合わせた最適な高さに位置決めすることができ、観測点が異なる複数のデジタルカメラ41,42,43で、高精度な三次元合成写真であるフォトグラメトリーを得るための被写体Mの二次元写真を迅速に撮影することができる。
The
一番上の複数のデジタルカメラ41は、ズームレンズカメラとして、被写体Mの首より上部分を撮影するように位置される構成とされているので、最も高精度な情報を必要とする被写体Mの頭部に対して各ズームレンズカメラのピントをその都度に高精度写真が得られるようにピント合わせをすることができる。
Since the plurality of
一番下の複数のデジタルカメラ42は、被写体Mの下端部を撮影するように位置される構成とされているので、被写体Mの背高の大きさに関わらず、一定高さ範囲の被写体Mの下端部を撮影することができる。
Since the plurality of
一番上および一番下以外の各高さの複数のデジタルカメラ43は、一つ上および一つ下のデジタルカメラ41,42,43と互いにオーバーラップするように被写体Mの撮影するように位置される構成とされているので、高さ方向に配列された複数のデジタルカメラ41,42,43の全てが、被写体Mの全長に対する適切な分割領域をオーバーラップして撮影することができ、フォトグラメトリーを行ったときに、映像が途切れることがない。
The plurality of
複数の支柱のうちの、2つの支柱同士の間が、昇降フレームを有していないことにより、出入口Eとされている構成とされているので、被写体Mが出入口Eを通して出入することができる。なお、出入口Eについても昇降フレームが扉状に設けられ、被写体の出入りに合わせて設けるようにしてもよい。 Since there is no elevating frame between two columns among the plurality of columns, it is configured as an entrance / exit E, so that the subject M can enter / exit through the entrance / exit E. The entrance / exit E may also be provided with an elevating frame in the shape of a door and provided in accordance with the entry / exit of the subject.
なお、本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置は、上記実施の形態の構成に限定されるものでない。例えば、高さ調整用ワイヤーの一纏め部分である纏めワイヤー65を固定する固定部66は、実施例では、水平に突出している棒状体であり纏めワイヤー65を巻き付けるようになっているが、これに替えて、固定部を手巻きウインチ、電動ウインチ、またはピニオン・ラック機構のいずれかで構成して、纏めワイヤー65をワイヤー方向に移動するように構成してもよい。これにより、高さ調整用ワイヤーの一纏め部分を固定部から外すことなく、一層小さい力で高さ調整用ワイヤーを緩めたり、引き下げたりすることができ、調整する高さが決まったら、そのまま高さ調整用ワイヤーを固定状態にできる。
The photogrammetry imaging apparatus according to the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment. For example, in the embodiment, the fixing
また、ズームカメラを用いることは、一番上のデジタルカメラ41に限定するものではない。デジタルカメラ41,42,43の外に、被写体の下端部を斜め下方から撮影するデジタルカメラを下部連結フレーム10cに角度調整可能に備えるとともに、被写体の頭部を斜め上方から撮影するデジタルカメラを上部連結フレーム10dに角度調整可能に備えてもよい。さらに、被写体を挟んで向かい合う2つ1組で複数組の支柱の上端同士を繋ぐ複数本の天井フレームを備え、被写体の頭部を斜め上方から撮影するデジタルカメラを天井フレームに備えてもよい。
The use of the zoom camera is not limited to the top
被写体を複数の異なる位置の斜め上方より撮影する複数の天井カメラ(デジタルカメラ)を備える構成として、各天井カメラにより被写体を上部から撮像して画像データをも加えることで、より高精度の三次元画像を取得できる構成としてもよい。 As a structure with multiple ceiling cameras (digital cameras) that shoot subjects from obliquely above multiple different positions, each subject is captured from the top by each ceiling camera, and image data is also added, resulting in more accurate three-dimensional It is good also as a structure which can acquire an image.
上記実施の形態では、出入口Eが二つ有るが、一つとしても差し支えない。出入口Eを一つとする場合には、全ての出入口Eを結ぶ線の両側で出入口Eを1つとした場合には、第3の滑車53の配置が異なってくるが、一箇所に設ける纏めワイヤー65を操作することにより、一番した以外の昇降フレーム30およびデジタルカメラ41、43を被写体Mの背丈に合わせて高さ調整することができる。
In the above embodiment, there are two entrances E, but one may be used. When there is only one doorway E, when one doorway E is provided on both sides of the line connecting all the doorways E, the arrangement of the
[フォトグラメトリー生成装置の実施の形態]
図6は、本実施の形態に係るフォトグラメトリー生成装置100を示すブロック図である。フォトグラメトリー生成装置100は、図1ないし3のいずれかに記載の図5に示した上記実施の形態に係るフォトグラメトリー用撮影装置1と、フォトグラメトリー用撮影装置1の複数の各デジタルカメラ41,42,43により撮影された被写体Mの複数の二次元画像を記憶する記憶部71と、記憶部71に記憶された複数の二次元画像を読み出し、視差情報を解析して寸法・形状を求める写真測量の演算を行い、三次元画像データを生成する演算部72と、演算部72で生成された三次元画像データに基づいて、被写体の三次元画像を生成する画像生成部73と、表示部74と、を備えている。
[Embodiment of Photogrammetry Generation Device]
FIG. 6 is a block diagram showing the
フォトグラメトリー用撮影装置1は、上述したように複数のデジタルカメラ41,42,43により被写体Mを同時に撮影する。
The
記憶部71は、撮影により得られた二次元画像データを記憶する。記憶部71としては、半導体メモリやハードディスク等のデータ記憶デバイスが用いられる。
The
演算部72は、二次元画像データに基づき、各カメラ位置から共通点への視線または光線が交わる点を求めることで、対象点の三次元座標を算出し、三次元データを生成する。演算部72は、CPUといった処理装置、およびメモリやハードディスクなどの記録装置を備えて構成される。演算部72は、予め記憶されているデジタルカメラ41,42,43の方位角および台Bの中心B1までの距離を利用することにより、高精度なフォトグラメトリーの演算が行える。
The
画像生成部73は、得られた三次元データD2に基づいて、テクスチャ合成等を行い、視覚により認識する被写体の外見と略同様の外見を有する三次元画像を生成する。画像生成部73は、演算部72と同様にCPUが読み込んだ画像処理プログラムの実行により三次元画像を生成する。
The
記憶部71と演算部72と画像生成部73は、PCのROMに画像処理プログラムを読み込むことにより構成することができる。PCのCPUは、ROMに記録された画像処理プログラムをリードし、このプログラムを実行することによって、上述した演算部72と画像生成部73の処理を実行し、三次元データを生成する。画像処理プログラムとしては、市販の写真測量ソフトウェアを用いることができる。
The memory |
表示部74は、PCの液晶ディスプレイで構成され、三次元画像を表示する。
The
以上説明したように、本発明に係るフォトグラメトリー用撮影装置およびフォトグラメトリー生成装置は、被写体の背丈が替わる場合に単純な操作を行うことにより、複数のデジタルカメラの全てを被写体の背丈に合わせて適切な高さに調整することができるという効果を有し、フォトグラメトリー用撮影装置およびフォトグラメトリー生成装置全般に有用である。 As described above, the photogrammetry photographing apparatus and the photogrammetry generation apparatus according to the present invention can change all of a plurality of digital cameras to the subject height by performing a simple operation when the subject height changes. It has the effect of being able to be adjusted to an appropriate height in combination, and is useful for general photogrammetry imaging devices and photogrammetry generation devices.
1 フォトグラメトリー用撮影装置
10 装置フレーム
10a 支柱
20 伸縮リンク機構
21 X形開脚リンク
22 連結軸
30 昇降フレーム
41,42,43 デジタルカメラ
51 第1の滑車
52 第2の滑車
53 第3の滑車
60 吊ワイヤー
62 バランスウエイト
64 高さ調整用ワイヤー
66 固定部
71 記憶部
72 演算部
73 画像生成部
74 表示部
100 フォトグラメトリー生成装置
E 出入口
M 被写体
DESCRIPTION OF
Claims (8)
各前記支柱に対応して設けられ、複数のX形開脚リンクを上下方向に連結され、一番下の前記X形開脚リンクが開脚可能なように前記支柱の下部に固定されるとともに、少なくとも一番上の前記X形開脚リンクが開脚可能なように前記支柱に係合されかつ前記支柱に沿って上下方向に移動可能に設けられた複数の伸縮リンク機構と、
両端部を互いに隣り合う二つの前記伸縮リンク機構の同一高さ位置の前記X形開脚リンクの回転中心の連結軸同士を連結するように横架された複数の昇降フレームと、
各前記昇降フレームに支持され前記被写体を撮像する複数のデジタルカメラと、
一端を一番上の各前記X形開脚リンクが開脚可能なように係止され、中途部を前記支柱の上端部に設けられた第1の滑車に巻き掛けられ、他端側が前記第1の滑車から所要長さ垂下する複数の吊ワイヤーと、
各前記吊ワイヤーの下端に取付けられ、前記伸縮リンク機構と前記昇降フレームと前記デジタルカメラとの重力作用による前記伸縮リンク機構のリンク長を縮小する方向に前記吊ワイヤーにかかる負荷よりも所要小さい重量を有する複数のバランスウエイトと、
一端を一番上の各前記X形開脚リンクが開脚可能なように係止され、中途部を前記支柱の上端部に設けられた第2の滑車に巻き掛けられ、他端側が一纏めに牽引可能に束ねられた第3の滑車に巻き掛けられ、下方向に牽引するように向きを変えられ、固定部に掛け止めされる複数の高さ調整用ワイヤーと、
を備えたことを特徴とするフォトグラメトリー用撮影装置。 A plurality of supports arranged around the subject,
A plurality of X-shaped leg links are provided in correspondence with each of the columns, and are fixed to the lower part of the column so that the lowermost X-shaped link can be opened. A plurality of telescopic link mechanisms that are engaged with the support column and movable in the vertical direction along the support column so that at least the uppermost X-shaped opening link can be opened;
A plurality of elevating frames horizontally mounted to connect the connecting shafts of the rotation centers of the X-shaped spread leg links at the same height position of the two telescopic link mechanisms adjacent to each other at both ends;
A plurality of digital cameras supported by each of the elevating frames to image the subject;
One end is locked so that each uppermost X-shaped leg link can be opened, and a midway part is wound around a first pulley provided at an upper end part of the column, and the other end side is A plurality of hanging wires depending on the required length from one pulley;
A weight that is attached to the lower end of each suspension wire and is smaller than the load applied to the suspension wire in the direction of reducing the link length of the expansion / contraction link mechanism due to the gravity action of the expansion / contraction link mechanism, the lifting frame, and the digital camera. A plurality of balance weights,
One end is locked so that each uppermost X-shaped leg link can be opened, the middle part is wound around a second pulley provided at the upper end part of the column, and the other end side is gathered together A plurality of height adjustment wires that are wound around a third pulley that is bundled so as to be towable, changed in direction so as to be pulled downward, and hooked to a fixed portion;
An apparatus for photogrammetry, comprising:
前記フォトグラメトリー用撮影装置の複数の各前記デジタルカメラにより撮影された前記被写体の複数の二次元画像を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された複数の二次元画像を読み出し、視差情報を解析して寸法・形状を求める写真測量の演算を行い三次元画像データを生成する演算部と、
前記演算部で生成された三次元画像データに基づいて、前記被写体の三次元画像を生成する画像生成部と、を備えたことを特徴とするフォトグラメトリー生成装置。 The photogrammetry imaging device according to any one of claims 1 to 7,
A storage unit for storing a plurality of two-dimensional images of the subject photographed by each of the plurality of digital cameras of the photogrammetry photographing device;
A calculation unit that reads out a plurality of two-dimensional images stored in the storage unit, analyzes the parallax information, obtains a size / shape, and performs a photogrammetric calculation to generate three-dimensional image data;
An image generation unit, comprising: an image generation unit configured to generate a three-dimensional image of the subject based on the three-dimensional image data generated by the arithmetic unit.
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