JP3364257B2 - 空中写真撮影方法 - Google Patents

空中写真撮影方法

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JP3364257B2
JP3364257B2 JP01168293A JP1168293A JP3364257B2 JP 3364257 B2 JP3364257 B2 JP 3364257B2 JP 01168293 A JP01168293 A JP 01168293A JP 1168293 A JP1168293 A JP 1168293A JP 3364257 B2 JP3364257 B2 JP 3364257B2
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正明 小澤
井上  徹
洌 荒井
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朝日航洋株式会社
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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は空中写真撮影方法に関
し、特に公共測量座標メッシュによって区画された写真
地図等に基づいて空中写真を撮影する場合に使用される
空中写真撮影方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】航空機等による空中写真の撮影は従来よ
り広く行われている。従来の一般的な空中写真撮影方法
としては、地上に2点以上の顕著な目標を選び、これら
を結ぶ直線を撮影コースとし、この撮影コースを撮影用
のカメラを搭載した航空機等を一定高度で飛行させ、上
記カメラの姿勢を垂直に保持し、一定の割合で写真が重
なり合うように地上を連続的に撮影する方法が用いられ
ている。
【0003】そしてこうして得られた情報量の多い空中
写真に基づき、即ち空中写真の性質を残したまま地図の
効果をもたせるべく、モザイク、写真図、あるいは写真
地図等が作成される。ここでモザイクは略モザイク、半
厳密モザイク、並びに厳密モザイクを総称したもので、
略モザイクは写真の印画をそのまま地物を合わせて張合
わせたものであり、また半厳密モザイクは菱形鎖法によ
って各写真の位置や方位を定めてモザイクしたものであ
り、更に厳密モザイクは写真を偏位修正によって鉛直写
真のように直し且つ基準点に基づいて位置合わせをして
モザイクしたものである。また写真図は、写真には現れ
ない地名、境界、建物の区分等をモザイクに表現したも
のである。更に、写真地図は、まず1枚の空中写真を鉛
直写真に引き直した土地形の高低に応じて部分部分を一
定縮尺に変位修正し、正射投影写真(オルソフォト)と
なし、これをモザイクし注記、記号、あるいは必要に応
じて等高線を記入したものである。
【0004】上記の写真地図の特徴は、多量の情報が省
略されずそのまま表現され、加えて地形や地物の変化を
とらえる上で重要な同時性に優れている点である。この
ような特徴を活用するため、写真地図を利用する種々の
需要があり、地方公共団体における固定資産課税評価の
ための調査業務等がある。
【0005】例えば上記の固定資産課税評価のための調
査では、既に作成された写真地図(公共測量座標メッシ
ュによって区画された写真地図)と実際の地物との変化
を調べるため、この写真地図に基づいて空中写真を撮影
し、この撮影した空中写真によって写真地図を調査時点
毎に繰返し作成する作業が行われる。
【0006】上記のように写真地図を作成する場合に
は、図4に例示したように、公共測量座標メッシュによ
って区画された写真地図mの図画m1〜m3の全体をカ
バーするようにカメラ1によって何枚もの空中写真f1
〜f8をオーバラップないしサイドラップさせつつ撮影
し、これら新たに撮影した空中写真f1〜f8をモザイ
ク手法によって接合する方法が採られる。図において斜
線部分はその際のモザイク接合部であり、符号1bはカ
メラレンズである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各空中
写真におけるオーバーラップ等の誤差は1つ1つは小さ
いものであるが、連続的に撮影する空中写真の枚数が多
くなるのに伴い誤差が蓄積される。このためこれら空中
写真に基づいて新しい写真地図等を作成する場合におい
て煩雑なモザイク工程が必要となり、また得られた写真
地図等もモザイクによる濃淡むら、張合わせの食い違い
が避けられなかった。
【0008】また従来はカメラを垂直に保持し、即ち図
5に示したように基準水平面200に対してカメラ1の
光軸1aを鉛直にして撮影する方法である。従って傾斜
した地表面201を撮影する場合、写真地図の図画m4
によって囲われる地表面201を代表する平面に対して
カメラ光軸1aの傾きが生じ、このため得られた空中写
真により作成された写真図画f9は、中心投影の法則に
より、図5(b)で点線で示したように実線で示した地
図図画mに対して歪んでしまう。即ち、地表面201の
2点A,Bに対応する地図図画m上の長さa,bに対し
て写真図画f9上の長さa′,b′が歪むことから、写
真縮尺の歪みが生じてしまう。従って写真地図作成にお
いてこの歪みを偏歪修正機等によって修正する必要があ
るという問題もある。
【0009】本発明の目的は、上記のようなモザイク工
程や偏歪修正が不要である、空中写真撮影方法を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば3次元測
地座標に基づいて航空機および前記航空機に搭載された
空中写真撮影用のカメラの位置および姿勢を検出し、前
記検出結果に基づいて前記航空機をナビゲーションし
制御装置に格納されている写真地図に関するデータに基
づいて表示されている地図図画の中心と前記ナビゲーシ
ョンされている航空機の位置とが一致すると制御装置が
判断したときに、前記制御装置からの制御信号により前
記カメラのシャッターを押すことにより前記カメラ
影することを特徴とする空中写真撮影方法が得られる。
上記のような3次元測地座標に基づく航空機等の位置や
姿勢の検出、即ち3次元測地座標上における航空機やカ
メラの位置や姿勢の検出は、例えばGPS(globa
l positioning system)を用いて
容易に行うことができる。
【0011】また本発明によれば3次元測地座標に基づ
いて航空機および前記航空機に搭載された空中写真撮影
用のカメラの位置および姿勢を検出し、前記検出結果に
基づいて前記航空機をナビゲーションし、制御装置に格
納されている写真地図に関するデータに基づいて表示さ
れている地図図画の中心と前記ナビゲーションされてい
る航空機の位置とが一致すると制御装置が判断したとき
に、前記制御装置からの制御信号により前記カメラの光
軸が写真地図上における地表面に常に垂直になるように
姿勢制御された前記カメラによって撮影することを特徴
とする空中写真撮影方法が得られる。この場合におい
て、撮影縮尺に応じた距離、あるいは写真地図の図面を
1枚の空中写真で有効に覆うことができる距離の高度か
ら撮影すれば良い。
【0012】
【作用】上記のように3次元測地座標空間に基づいて航
空機やカメラを制御し、カメラによる空中写真の主点を
写真地図の図画中心に指定して撮影することで、3次元
測地座標と相互変換可能な公共測量座標メッシュによっ
て区画された写真地図の図画中央に撮影された空中写真
の主点を一致させることができる。このため、写真地図
作成におけるモザイク工程の必要性がなくなり、写真地
図作成の効率化を図れる。これに加え、モザイクによる
写真像の濃淡むら、張合わせによる食い違いが排除でき
て、品質の良い写真地図作成ができる。
【0013】一方、上記のように写真地図の図画中央を
写真主点とし、図画内の地表面を代表する平面に垂直な
方向で撮影することで、中心投影による歪みが生じるこ
とがない。このため、写真地図作成における偏歪修正の
工程が不要となる。そしてこの偏歪工程が省けることに
より、作業の効率化が図れ、また生産効率を高めること
ができる。更にカメラ軸の傾斜による撮影有効面積の低
下が防止される。
【0014】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0015】図1は航空機に搭載されるナビゲーション
システムおよび空中写真撮影用のカメラ(航空カメラ)
制御システムを示したものである。図において、カメラ
1のマウント等には少なくとも1つのサーボモータがつ
いており、これによって3次元測地座標系に基づく姿勢
の調整が可能で、その光軸が制御できるようになってい
る。またカメラ1における光軸の向きやカメラ1の姿勢
等に関するデータが制御装置3に逐次入力される。
【0016】GPS受信器2は、アンテナ21を介して
GPSからの信号を受信し、この信号によって航空機の
3次元位置をリアルタイムで逐次検知する。この位置検
知信号はマイクロコンピュータ等で構成される制御装置
3に逐次入力される。
【0017】制御装置3には予め設定された撮影コース
に関するデータ、この撮影コースにおける公共測量座標
メッシュによって区画された写真地図等に関するデー
タ、並びに航空機に備えられたカメラ1の位置やその光
軸の向き等に関するデータ、等が記憶保持されている。
尚、写真地図に関するデータには、写真地図上における
地表面(平均的地表平面)の傾斜に関するデータ、並び
に上記写真地図の地図図画における図画中心に関するデ
ータ等が含まれている。
【0018】これらのデータは、予め制御装置3に入力
され、あるいは外部機器から逐次データ入力される。そ
して制御装置3はこれらのデータに基づいて、ナビゲー
ション用のモニタ4に現在飛行している地点並びに飛行
すべきコースや高度および速度等がリアルタイムで画面
表示される。
【0019】以上の構成であるナビゲーションシステム
とカメラ制御システムにおいては、航空機のパイロット
はモニタ4に表示された画像情報に基づいて、撮影コー
スを所定の高度と速度で飛行する。この場合、制御装置
3からの制御信号によってカメラ1の光軸が平均的地表
面に常に垂直になるように制御されている。そして航空
の位置が、ナビケーションモニタに表示されている撮
影コースの主点と一致したときには、制御装置3からの
制御信号によってカメラ1のシャッターが押される。そ
してこれにより、撮影コースにおける各地図図画毎の空
中写真が、各地図図画中心をそれぞれその主点として、
連続して撮影される。
【0020】図2は、以上のようにして連続撮影した空
中写真F1〜F3と写真地図Mの地図図画M1〜M3と
の対応関係を示したもので、各空中写真F1〜F3の主
点Pは各地図図画M1〜M3の図画中心と一致してい
る。
【0021】また図3は、地表面が傾斜している場合に
おける空中写真の写真図画F4と写真地図の地図図画M
4との対応関係をそれぞれ示したもので、地表面201
の2点A,Bに対応する地図図画m上のa,bに対応す
る長さの写真図画f9上のa″,b″が得られる。
【0022】更に、表1、2に、従来の方法と本発明の
空中写真撮影方法との比較を示した。ここで表1は本発
明の図2に示した方法と図4に示された従来の方法に対
応し、また表2は同じく図3に示した本発明の方法と図
5に示された従来の方法に対応するものである。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、空中写真
から写真地図等を作成する際におけるモザイク工程が不
要であるため、写真地図作成の効率化が図れるととも
に、モザイクによる写真像の濃淡むらや食い違いが排除
でき、品質の良い写真地図作成ができる。また、カメラ
の光軸を平均的地表平面に垂直に位置制御することで、
偏歪修正が不要となり、このため作業の効率化が図れ、
また生産効率を高まるとともに、撮影有効面積の低下が
防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかわるナビゲーションシステムおよ
びカメラ制御システムシステムの概略を示したブロック
図である。
【図2】本発明の方法により撮影した空中写真と写真地
図との対応を示した説明図である。
【図3】(a)、(b)は本発明の方法により撮影した
空中写真と写真地図との対応を示した説明図である。
【図4】従来方法により撮影した空中写真と写真地図と
の対応を示した説明図である。
【図5】(a)、(b)は従来方法により撮影した空中
写真と写真地図との対応を示した説明図である。
【符号の説明】
1 カメラ 2 GPS受信器 3 制御装置 4 モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−155345(JP,A) 特開 昭64−36400(JP,A) 特開 平4−315084(JP,A) 特開 平2−253244(JP,A) 特開 昭49−123324(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 37/00 - 37/06 G03B 15/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3次元測地座標に基づいて航空機および
    前記航空機に搭載された空中写真撮影用のカメラの位置
    および姿勢を検出し、前記検出結果に基づいて前記航空
    機をナビゲーションし、制御装置に格納されている写真
    地図に関するデータに基づいて表示されている地図図画
    の中心と前記ナビゲーションされている航空機の位置と
    が一致すると制御装置が判断したときに、前記制御装置
    からの制御信号により前記カメラのシャッターを押すこ
    とにより前記カメラ撮影することを特徴とする空中写
    真撮影方法。
  2. 【請求項2】 3次元測地座標に基づいて航空機および
    前記航空機に搭載された空中写真撮影用のカメラの位置
    および姿勢を検出し、前記検出結果に基づいて前記航空
    機をナビゲーションし、制御装置に格納されている写真
    地図に関するデータに基づいて表示されている地図図画
    の中心と前記ナビゲーションされている航空機の位置と
    が一致すると制御装置が判断したときに、前記制御装置
    からの制御信号により前記カメラの光軸が写真地図上に
    おける地表面に常に垂直になるように姿勢制御された前
    記カメラによって撮影することを特徴とする空中写真撮
    影方法。
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WO2020103022A1 (zh) * 2018-11-21 2020-05-28 广州极飞科技有限公司 一种测绘系统、测绘方法、装置、设备及介质
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