JP3777066B2 - 写真測量画像処理装置、写真測量画像処理方法、および写真測量画像処理プログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents
写真測量画像処理装置、写真測量画像処理方法、および写真測量画像処理プログラムを格納した記憶媒体 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は写真測量における画像処理に関する。
【0002】
【従来の技術】
写真測量は地図の作成に広く使用されているが、交通事故の現場検証等の局所的な状況の記録においても極めて有効な手段として活用されている。従来写真測量は2台のカメラを離間しつつ固定したステレオカメラを使用し、両カメラで撮影した2つの画像から各測量点の3次元座標を算出する。ここにステレオカメラは大重量かつ大型の機材であり、また3次元座標の計算にはカメラの位置情報、傾斜角度、被写体の実測長さ等詳細な情報を記録しておく必要があり、測量作業は煩雑かつ重労働であった。また交通事故現場の周囲に障害物が多い等、充分広い撮影環境が確保されないことも多く、ステレオカメラによる現場検証が困難なときも多かった。
【0003】
そこで本願出願人は、単眼のカメラによる写真測量方法(特開平10−293026号公報、特開平10−221072号公報)、および同写真測量の精度を向上させるために一対の画像(以下、「ペア画像」という)に含めるターゲット(特開平10−307025号公報、特開平10−293026号公報、特開平10−185563号公報、特開平10−185562号公報、特開平10−170263号公報、特開平10−141951号公報)を多数提案して、簡易機材による効率的な写真測量を実現している。
【0004】
このような写真測量方法においては、同一のターゲットと測量対象物とが任意の異なる方向から撮影されたペア画像を得、専用の写真測量画像処理装置において、マウス等の入力手段を用いたマニュアル作業によって、ペア画像に共通に写し込まれた測量点(以下、「物点」という)を指定することにより、これら物点に基づいて任意の範囲の測量が行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、測量が広範囲に渡る場合には多数のペア画像が用いられるが、この場合、このマニュアル作業に際しては、ペア画像においてそれぞれ対応する物点を見出し指定することの煩雑さもさることながら、測量精度を考慮しつつ、充分な精度が得られる物点を選択することは、熟練したオペレータにとっても極めて煩雑な作業であった。
【0006】
また、多数のペア画像からそれぞれ得られる測量図を接続するが、作図時点では得られた各測量図が測量範囲のどの位置を示すもののか識別しにくく、物点数を多く指定する必要があった。このため、作業効率が著しく低下していた。
【0007】
本発明はこのような従来の問題点を解消すべく創案されたもので、写真測量画像処理装置におけるマニュアル作業を大幅に効率化し得る、写真測量画像処理装置および写真測量画像処理方法および写真測量画像処理プログラムを格納した記録媒体を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる写真測量画像処理装置は、所定位置のターゲットを共通に含む所定数の画像を同一グループに定義し、各画像について撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを算出し、画像内の共通の物点を当該各画像について指定し、物点の3次元座標を算出し、この3次元座標に基づいて測量図を生成する写真測量画像処理装置であって、ターゲットを含む画像を複数記憶する画像記憶媒体と、画像を画像記憶媒体から読み込む読込手段と、読み込まれた画像にそれぞれ対応したオブジェクトを決定するオブジェクト決定手段と、オブジェクトを、画像の記憶順に従って、所定数ごとの仮のグループにグループ分けするオブジェクトグループ化手段と、これらのオブジェクトをグループごとに表示するグループ表示領域と、これらのオブジェクトから選択的に退避させたオブジェクトを表示する一時退避表示領域とを有する表示手段と、グループ表示領域および一時退避表示領域のオブジェクトを指定し得るとともに、グループ表示領域のオブジェクトを除去して一時退避表示領域に表示し、一時退避表示領域のオブジェクトを表示領域の指定位置に挿入し、これによって仮のグループを編集し得る編集手段と、グループ表示領域においてグループ分けされたオブジェクトに対応して、画像を所定数ごとのグループにグループ分けする画像グループ化手段とを備えることを特徴としている。これによってグループ設定作業を大幅に効率化し得る。
【0009】
写真測量画像処理装置において、好ましくはオブジェクトが対応する画像の縮小画像であり、これにより簡略な表示でありながら各グループの特徴を目視確認し得る。また好ましくは、表示手段において、例えば複写によって、同一のオブジェクトが複数表示されてもよい。これにより、1枚の画像を複数のグループに用いることができ、グループ構成の柔軟性が大幅に向上する。
【0010】
また写真測量画像処理装置において、好ましくはグループには2枚の画像が含まれ、これにより必要最小限の画像により3次元座標が算出される。
【0011】
写真測量画像処理装置において、好ましくはグループ表示領域において、同一グループのオブジェクトが水平方向に並列して表示されるとともに、異なるグループのオブジェクトが垂直方向に並列して表示される。これにより、グループ内のオブジェクト即ち画像の関連性、およびグループ間の関連性が容易に視認できる。
【0012】
また、本発明にかかる写真測量画像処理方法は、所定位置のターゲットを共通に含む所定数の画像を同一グループに定義し、各画像について撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを算出し、画像内の共通の物点を当該各画像について指定し、物点の3次元座標を算出し、この3次元座標に基づいて測量図を生成する写真測量画像処理方法であって、ターゲットを含む画像を画像記憶媒体に複数記憶する第1ステップと、読み込まれた画像にそれぞれ対応したオブジェクトを決定する第2ステップと、オブジェクトを、画像の記憶順に従って、所定数ごとの仮のグループにグループ分けする第3ステップと、表示手段においてこれらのオブジェクトをグループごとにグループ表示領域に表示するとともに、これらのオブジェクトから選択的に退避させた画像を一時退避表示領域に表示する第4ステップと、グループ表示領域および一時退避表示領域のオブジェクトを入力手段によって指定し、グループ表示領域のオブジェクトを除去して一時退避表示領域に表示し、一時退避表示領域のオブジェクトを表示領域の指定位置に挿入し、これによって仮のグループを編集する第5ステップと、グループ表示領域においてグループ分けされたオブジェクトに対応して、画像を所定数のグループごとにグループ分けする第6ステップとを備えることを特徴としている。これによってグループ設定作業を大幅に効率化し得る。
【0013】
また、本発明にかかる記憶媒体は、画像記憶媒体に記憶され所定形状のターゲットを含む複数の画像に基づいて、所定位置のターゲットを共通に含む画像を同一グループに定義し、各画像について撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを算出し、画像内の共通の物点を当該各画像について指定し、物点の3次元座標を算出し、この3次元座標に基づいて測量図を生成する写真測量画像処理プログラムであって、各画像に対応したオブジェクトを決定するオブジェクト決定ルーチンと、これらのオブジェクトを、画像の記憶順に従って、所定数ごとの仮のグループにグループ分けする仮グループ設定ルーチンと、表示手段において、これらのオブジェクトをグループごとにグループ表示領域に表示するとともに、これらのオブジェクトから選択的に退避させたオブジェクトを一時退避表示領域に表示する表示ルーチンと、グループ表示領域および一時退避表示領域のオブジェクトを入力手段によって指定し、グループ表示領域のオブジェクトを除去して一時退避表示領域に表示し、一時退避表示領域のオブジェクトを表示領域の指定位置に挿入し、これによって仮のグループを編集する編集ルーチンと、グループ表示領域においてグループ分けされたオブジェクトに対応して、画像をグループごとにグループ分けする画像グループ決定ルーチンとを備える写真測量画像処理プログラムを格納していることを特徴とする。従って、汎用のパーソナルコンピュータにより写真測量画像処理プログラムを実行させることができ、高精度な測量図が容易に作成できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る写真測量画像処理装置、写真測量画像処理方法、および写真測量画像処理プログラムの実施形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
図1は、本発明の一実施形態を示す図であり、同図には写真測量画像処理装置における表示装置(符号10、図3)の表示画面が示される。この表示画面には、グループ表示領域GDA、一時退避表示領域TMPA、メッセージ表示領域MDAが設けられ、さらにオブジェクトの編集、操作のための完了ボタンCIB、キャンセルボタンCSB、第1移動ボタンMB1、第2移動ボタンMB2、第3移動ボタンMB3およびスクロールバーSRBが設けられている。
【0016】
この表示画面には、処理すべき画像の特徴を明示し得るものとして、オブジェクトが表示される。このオブジェクトは各画像に対応して生成され、例えば対応する画像の縮小画像で表される(図2参照)。1つのグループは2個のオブジェクト、即ち2枚の画像によって構成される。表示画面においてオブジェクトをグループ化することにより、対応する画像もグループ化される。なお、1グループに含めるオブジェクト(画像)の数は3以上でもよい。
【0017】
グループ表示領域GDAには、5つのグループにグループ分けされた10個のオブジェクト、即ちグループ1(OB1,OB2)、グループ2(OB3,OB4)、グループ3(OB5,OB6)、グループ4(OB7,OB8)およびグループ5(OB9,OB10)が表示されている。同一グループ内の2個のオブジェクトは水平方向に並んで表示され、各グループは垂直方向に図中上から順に並んで表示される。
【0018】
グループ表示領域GDAには10個のオブジェクトが表示可能であるが、実際に処理するオブジェクトが10以上(5グループ以上)である場合には、オブジェクトの右側方に設けられたスクロールバーSRBの上下指示によって、表示すべきオブジェクト(グループ)をスクロールし得る。
【0019】
オブジェクトOB1〜10はそれぞれ画像IM1〜10に対応しており、これら画像IM1〜10はデジタルカメラによる撮影によって得られる。具体的には、被写体の光学画像がCCD等の撮像素子(図示せず)上に結像され、デジタル画素データとしてメモリカード等の画像記憶媒体に記録される。
【0020】
図2はグループGP1の画像IM1およびIM2と、オブジェクトOB1およびOB2との関係を示す図である。オブジェクトOB1、OB2に対応する2枚の画像IM1、IM2は、地面に置かれた共通のターゲットTを含む一対のペア画像として定義されている。ターゲットT上には所定の基準点34が設けられており、画像処理の際に、ペア画像IM1、IM2のそれぞれにおいてこの基準点34の像点が対応付けられることにより、両者の対応関係が定義される。
【0021】
測量図の作図に際しては、定義されたペア画像中で対応する像点がマニュアルで指定される。詳述すると、ペア画像IM1およびIM2において、道路の第1の角の像点OP' 、OP" がマウスによりマニュアル指定されると、これら像点OP' 、OP" に対応した物点の3次元座標が特定される。この物点の3次元座標に基づいて、例えば道路を鉛直上方から見た水平面図が描かれる。
【0022】
ターゲットTは3次元座標系を規定することにも用いられ、規定された3次元座標系に基づいて、ペア画像が得られたときの2つのカメラ位置や、物点の3次元座標が算出される。
【0023】
なお、異なるグループ間においては、ターゲットTは撮影すべき範囲に応じて適宜移動され、移動した位置はその初期値からの相対座標で表される。この相対座標は、ターゲットTに内蔵されたセンサ(図示せず)により測定され、ターゲットTからカメラに送信され、画像のデジタル画素データとともに記録されている。同一位置のターゲットTについて複数の画像が撮影される。図1においては、グループ1〜3は同一のターゲットTの位置(以下、ターゲット位置と呼ぶ)で撮影されているが、グループ4およびグループ5についてはそれぞれ異なるターゲット位置で撮影されている。
【0024】
図3は写真測量画像処理装置の全体構成を示すブロック図であり、図1で表示内容を示した表示装置10の他に、キーボード、マウス等の入力装置12、メモリカード等の画像記憶媒体13およびCPU14を有し、これらは直接または間接的にバス15に接続されている。
【0025】
CPU14には、入力状態管理部41、表示状態管理部42、エリア演算制御部43およびデータ管理部44が設けられ、必要な管理、演算、処理を実行する。入力装置12には、バス15に接続された入力装置制御装置17が接続され、これによって入力装置12からの入力がバス15に転送され、また入力装置12の入力モード等が設定される。画像記憶媒体13はメモリカードリーダ等の記憶媒体制御装置18に挿入され、これによって画像記憶媒体13に格納された写真データ(図4)が適宜読み出される。
【0026】
さらにバス15には作業メモリ19、表示メモリ20が接続され、作業メモリ19はCPU14による演算、処理におけるキャッシュメモリ等に使用され、図1の画面に表示されるオブジェクトに関するデータはここに格納される。表示メモリ20は表示装置10で表示すべき内容(図1)を保持する。表示装置10には、バス15に接続された表示装置制御装置16が接続され、表示メモリ20内のデジタルデータを表示装置10のためのアナログRGB信号に変換する。
【0027】
CPU14の入力状態管理部41は入力装置12の設定を管理し、また入力された情報、例えばマウスの座標、キーボードから入力された文字等を所定のデジタルデータに変換する。表示状態管理部42は表示装置10に表示すべき内容を管理し、表示に関する設定の変更等があったときには表示内容を変更する。エリア演算制御部43は後述する画像処理、座標算出等に使用される。データ管理部44は画像記憶媒体13から読込んだ画像、および生成されたオブジェクト等のデータを管理し、また図1の画面で設定されたオブジェクトおよび画像のグループ設定内容、これに基づいて作成された種々の座標データ、作図された測量図のデータ等を管理する。
【0028】
図4は画像記憶媒体13に格納される測量写真データのフォーマットを示す図であり、複数の写真データ(図4ではn−2番目〜n+1番目の写真データが示されている)が順次格納される。1個の写真データ(n番目)はヘッダHと画像データIMDよりなり、隣接する写真データとの区切りのため、画像データIMDの後に予備のスペースSPが設けられている。画像データIMDはデジタル画素データ列である。
【0029】
ヘッダHは画像名H1、識別番号H2、撮影日・撮影条件H3、回転角・移動量H4等を含む。画像名H1およびH3の撮影日はカメラにおいてマニュアルで入力される。識別番号H2は、例えば撮影ごとに1ずつインクリメントされる撮影位置番号と、ターゲットTが移動した際に1ずつインクリメントされるターゲット位置番号とを含み、後述するグループの設定等に用いられる。H3の撮影条件は撮影時にカメラから入力され、カメラの焦点距離f、水平および垂直方向の画角ΘhおよびΘv、CCDの分解能rp等が含まれる。H4の回転角には撮影時におけるターゲットTの水平面に対する回転角および方位が含まれ、移動量は前述したように最初のターゲット位置からの移動量である。これら回転角および移動量は、画像に含まれるターゲットTからカメラに送信される。
【0030】
次にターゲットTを用いたカメラ位置の算出方法を説明する。代表して図2の画像IM1の場合について説明する。図5は、カメラによる画像IM1の撮影状況を示す斜視図であり、図6は画像IM1に実質的に一致する結像面FとターゲットTとの関係を概念的に示す斜視図、図7は画像IM1の概念図である。カメラ50は図示しないCCDによって光学画像を電子画像に変換する。
【0031】
図5においては、カメラ50によって画角(FFでその境界を示す)内にターゲットTが捕らえられている。ターゲットTには基準点を示す基準点部材32、34、36が設けられる。ターゲットTは基準点32、36を端点とし、基準点34を角部とする直角のL字型に形成される。基準点32、34間の長さ、および基準点34、36間の長さはともに長さLTとする。なお図中、点Mはカメラ50の撮影光学系の後側主点位置(カメラ位置)を示し、一点鎖線Oはカメラ50の光軸を示す。
【0032】
図6に示すように、ターゲットTをカメラ50の結像面F上に結像した状態においては、光軸Oはカメラ位置Mおよび結像面Fの撮影中心Cを通り、結像面Fに投影された基準点32、34、36の像点p1、p2、p3は、カメラ位置Mと各基準点32、34、36とを結ぶ直線上にそれぞれ位置する。
【0033】
図6および図7に示すように、結像面F(画像IM1)には撮影中心Cを原点(0,0)とする写真座標系(Xp,Yp)が設定される。この写真座標系において像点p1、p2、p3の2次元座標は、それぞれp1(xp1,yp1)、p2(xp2,yp2)、p3(xp3,yp3)である。
【0034】
また、図6において、カメラ位置Mを原点(0,0,0)とする3次元座標系がカメラ座標系(Xc,Yc,Zc)として設定されており、Xc軸およびYc軸はそれぞれ写真座標系のXp軸およびYp軸に平行であり、Zc軸は光軸Oに一致する。
【0035】
カメラ座標系における基準点32、34、36の3次元座標をPci(Pcxi,Pcyi,Pczi)(ただし、i=1〜3)と定義すると、像点である写真座標pi(xpi,ypi)と基準点のカメラ座標(Pcxi,Pcyi,Pczi)との関係は式(1)および式(2)により示される。なお、式(1)および式(2)において、fはカメラ50の焦点距離である。
【数1】
【0036】
さらに、図6において、ターゲットTの基準点34を原点とする3次元座標が第1シーン座標系(Xs,Ys,Zs)として設定される。第1シーン座標系のXs軸、Zs軸は基準点34、32、基準点34、36の辺にそれぞれ沿っており、Ys軸はXs軸、Zs軸に対して垂直である。ターゲットTが傾斜面に置かれたときには、そのXs軸、Zs軸の水平面に対するそれぞれの回転角(図4のH4)が画像とともに記録されており、これによりXs軸およびZs軸の傾きが補正される。従って、Ys軸は鉛直方向に、Xs−Zs平面は水平面に一致せしめられる。
【0037】
ここで、第1シーン座標系におけるカメラ位置Mの座標を(ΔX,ΔY,Δ Z)、光軸Oの傾きを(α,β,γ)と定義すると、カメラ座標Pci(Pcxi,Pcyi,Pczi)とシーン座標Psi(Psxi,Psyi,Psz i)との関係は、式(3)により示される。
【数2】
【0038】
なお、式(3)におけるRは回転行列であり、式(4)に示されるように、光軸O(Zc軸)の方向余弦cosα、cosβ、cosγで表される。また、式(3)におけるΔは、座標原点移動量であり、カメラ位置Mのシーン座標(ΔX,ΔY,ΔZ)に一致する。
【0039】
実際には、基準点部材32、34、36は白色、ターゲットTは黒色を呈し、画像記憶媒体13から画像IM1がCPU14に読み込まれると、2値化処理等の画像処理が施されて、基準点32、34、36が自動抽出されて、その写真座標pi(xpi,ypi)(i=1〜3)が求められる。また、第1シーン座標系における基準点32、34、36のシーン座標は、それぞれPs1(−LT,0,0)、Ps2(0,0,0)、Ps3(0,0,LT)である(図6)。これらの値により、逐次近似解法を用いて、シーン座標系におけるカメラ位置M (ΔX,ΔY,ΔZ)、光軸Oの傾き(α,β,γ)が算出される。
【0040】
カメラ位置M(ΔX,ΔY,ΔZ)および光軸Oの傾き(α,β,γ)からなる6つのパラメータを、カメラパラメータと呼ぶ。グループGP1におけるもう一方の画像IM2のカメラパラメータも、同様の手法で求められる。
【0041】
以上のようにして、グループGP1の2つのカメラパラメータが求められる。他のグループGP2〜5に関してもそれぞれのカメラパラメータが求められる。しかし、各グループのカメラパラメータはそれぞれの画像に写し込まれたターゲットTの位置に基づいたシーン座標系で表されており、ターゲットTが移動すれば各シーン座標系が異なるものとなるため、全グループから1つの測量図を作成するためには、各シーン座標系を統一する必要がある。ここでは第1シーン座標系を基準座標に定め、グループGP4のカメラパラメータを定義する第2シーン座標系、およびグループGP5のカメラパラメータを定義する第3シーン座標系に座標変換を施している。
【0042】
図8は、第2シーン座標系(Xs' ,Zs' )のカメラパラメータを基準座標(Xs,Zs)に座標変換する状況を示す概念図である。図中、画像IM7およびIM8のカメラ位置はそれぞれM7およびM8で示される。初期位置であるターゲット位置RP1から、移動後のターゲット位置RP2への相対移動量を(Xdp,Zdp)、Xs軸に対するXs' 軸(あるいはZs軸に対するZs' 軸)の回転角をξとすると、カメラ位置M7およびM8の変換式は式(5)のとおりとなる。また、光軸O7およびO8については回転角ξが加算される。なお、この相対移動量および回転角は、ヘッダHに記録されたデータに基づいて求められる。
【数3】
【0043】
この座標変換により、グループGP4のカメラパラメータが基準座標(Xs,Zs)で表される。グループGP5のカメラパラメータについても、同様の座標変換が施される。なお、異なるターゲット位置において鉛直方向の移動がある場合には、ヘッダHに記録されたパラメータに基づいて適宜補正されるが、実際には無視できる程度の誤差である。
【0044】
以上のようにして、異なるターゲット位置であっても全画像を同一の座標系に統一することができるので、広範囲にわたる測量図を作成することができる。
【0045】
次に、測量図を作成する際に用いられるグループGP1の測量精度の評価について説明する。この測量精度の評価には、画像IM1および画像IM2のカメラパラメータの他に、カメラ50の垂直方向の画角Θv、水平方向の画角ΘhおよびCCDの分解能rpが用いられる。これら3つのパラメータは図4のヘッダH(撮影条件)に格納されている。以上のパラメータによって、水平面(シーン座標系におけるXs−Zs平面)における有効図化範囲が決定される。この有効図化範囲内においては、測量精度が保証され得る。
【0046】
図9はシーン座標系におけるカメラ位置Mおよび画角Θvを模式的に示す側面立面図であり、カメラ50は地面GLから高さΔY(ΔのY成分)の位置に存在し、Xs軸に対する光軸Oの傾きがαであることが示されている。ここで、カメラ50から地面に下ろした垂線の足をCOとし、画角の境界FFと地面との交線CRLから垂線の足COまでの最短距離をLnとすると、Lnよりもカメラ50に近い領域は充分な測量精度が得られない。このLnを精度保証手前限界という。この精度保証手前限界Lnは式(6)により算出される。
【数4】
【0047】
図10は長さLLの道L1、L2の測量を行う状況を示し、2箇所のカメラ位置M1、M2から計測範囲PRAを撮影している。ここで2つのカメラ位置Mの距離(基線長)をB、予め定められた許容誤差をAEとすると、精度を保証し得る遠方の距離の限界Lf(精度保証奥行限界)は式(7)により算出される。
【数5】
【0048】
図11は式(7)のみを考慮した有効図化範囲を示し、カメラ位置M1、M2から遠方に向かって広がり、精度保証奥行限界Lfによって区切られる台形の有効図化範囲VR1が表示されている。同図から明らかなようにLfは道の長さLLよりも短い。このため有効図化範囲VR1とオーバーラップする形で、カメラ位置M3、M4を基点とする第2の有効図化範囲VR2が定義され、これによって道L1、L2の全長が有効図化範囲に含まれ、良好な測量精度が保証される。
【0049】
なお許容誤差AEは適宜変更可能であり、高精度な測量図を得たい場合には小さい値に設定される。この場合、精度保証奥行限界Lfの値が小さくなり、有効図化範囲VRも縮小される。一方、測量図の精度があまり要求されない場合には許容誤差AEが大きい値に設定され、これにより有効図化範囲VRは拡大される。各グループの画像は、このように相互補完的に、順次連続した領域を撮影した画像であることが望ましい。従って、撮影では1つの測量対象に対して2枚の画像を連続して撮影しつつ、徐々にその測量対象を移動させる。
【0050】
図1の適正なグループの設定に際しては、以下の処理が実行される。即ち、画像記憶媒体13からその記憶順に従って、画像を読み出し、その連続する2枚ずつの画像(オブジェクト)を仮のグループとする。一般に画像撮影はペア画像を連続して撮影するのでこのグループ分けがそのまま適正なグループ分けになる可能性が高い。
【0051】
しかし、撮影途中で関連した証拠写真を撮影する場合等、仮のグループが適正なグループとならないこともある。図12はそのような状態の表示画面を示し、3番目のオブジェクトOBXがペアとなっているオブジェクトOB3との関連がない。これは図1の適正なグループ分けに比較し、3番目に関連の薄い画像IMX(オブジェクトOBXに対応)が撮影されたことが原因である。
【0052】
そこで図13に示すように、オブジェクトOBXをグループ表示領域GDAから除去し、一時退避表示領域TMPAに退避させる。移動に際してはオブジェクトOBXをマウス等の入力装置12によって指定し、指定が完了したこと示すためにオブジェクトOBXを反転させる。ここでマウスにより第1移動ボタンMB1を指示することにより、オブジェクトOBXは一時退避表示領域TMPAに移動する。そしてオブジェクトOBXの位置にオブジェクトOB3が繰り上がり、以降のオブジェクトOB4以下も同様に1つ前のオブジェクトの位置に繰り上がる。
【0053】
以上のようにして適正なグループ分けが実現され、グループ表示領域GDAにはグループ1(OB1,OB2)、グループ2(OB3,OB4)、グループ3(OB5,OB6)、グループ4(OB7,OB8)およびグループ5(OB9,OB10)が表示される。
【0054】
なお、グループ表示領域GDAおよび一時退避表示領域TMPAの双方においてオブジェクトをマウスで指定した後に、第2移動ボタンMB2をマウスで指示すると、一時退避表示領域TMPAで指定されたオブジェクトが、グループ表示領域GDAで指定されたオブジェクトの前に挿入される。そして、グループ表示領域GDAで指定されたオブジェクト以降のオブジェクトが、それぞれ1つ後のオブジェクトの位置に繰り下がる。
【0055】
第3移動ボタンMB3を指示した場合には、一時退避表示領域TMPAで指定されたオブジェクトがグループ表示領域GDAの最後のオブジェクトの後に挿入される。オブジェクトの指定のキャンセルにはキャンセルボタンCSBが使用され、グループ分けの編集が完了したときには完了ボタンCIBが指示される。
【0056】
この完了ボタンCIBの指示により、グループ表示領域GDAの表示内容に従って画像がグループ化され、各グループ内においてペア画像が対応付けられる。即ち、グループGP1のペア画像が画像IM1およびIM2に定義され、同様にグループGP2(IM3,IM4)、グループGP3(IM5,IM6)、グループGP4(IM7,IM8)およびグループGP5(IM9,IM10)が定義付けられる。
【0057】
このように、仮のグループ分けが自動的に行われ、グループ分けの状況を目視確認しつつ、その編集を容易に行うことができるので、適正なグループ分けを容易に実現し得る。
【0058】
図14〜図22はCPU14において実行されるグループ設定表示処理ルーチンを示すフローチャートである。このグループ設定表示処理ルーチンは、例えば画像記憶媒体13から画像が読み込まれてオブジェクトが生成された後、入力装置12によってグループ分けの指令が入力されることにより実行される。
【0059】
なお、グループ設定表示処理ルーチン中に示される画像名は、ここでは符号で示され、画像名「IM1」は画像IM1およびオブジェクトOB1に対応し、画像名「IM2」は画像IM2およびオブジェクトOB2、・・にそれぞれ対応する。また、画像番号はグループ表示領域GDAおよび一時退避表示領域TMPAに表示すべきオブジェクトを先頭から(図1中上から)順にカウントした値に一致し、例えば図12において、グループ表示領域GDAの画像番号「3」に対応する画像名は「IMX」であるが、図13においてはグループ表示領域GDAの画像番号「3」に対応する画像名は「IM3」である。
【0060】
図14および図15は、グループ設定表示処理のメインルーチンである。まず、ステップS101において、グループ表示領域GDAで指定された画像番号を示す変数UseSelNum、および一時退避表示領域TMPAで指定された画像番号を示す変数UnUseSelNumに、初期値0が代入される。
【0061】
次にステップS102において、グループ表示領域GDAに表示すべきオブジェクトに対応する画像名を示すリストUseListに、初期値として、画像記憶媒体13から読み込まれた全画像の画像名(図1の場合にはIM1〜IM1 0)が書き込まれる。一方、一時退避表示領域TMPAに表示すべきオブジェクトに対応する画像名のリストUnUseListには、何も書き込まれない空の状態に初期化される。
【0062】
この段階では一時退避表示領域TMPAにはオブジェクトが存在しないため、ステップS103において、第2移動ボタンMB2および第3移動ボタンMB3は薄く表示される(ディスエーブル状態)。このディスエーブル状態では、第2移動ボタンMB2および第3移動ボタンMB3上でマウスクリックしても、オブジェクトの移動は行われない。ステップS104において、UseListに書き込まれた画像名に対応したオブジェクト、即ち画像記憶媒体13から読み込まれた全画像に対応したオブジェクトが、グループ表示領域GDAに表示される。
【0063】
次にステップS201において、UseListの要素数、即ちオブジェクトの数が偶数であるか否か判定される。要素数が奇数のときは2個ずつのグループ分けを行うことができないので、完了ボタンはディスエーブル状態とされる(ステップS203)。要素数が偶数のときはグループ分けは可能であるので、完了ボタンはイネーブル状態とされる(ステップS202)。
【0064】
この後マウスクリックが検知されれば(ステップS204)、クリック場所に応じて分岐され(ステップS205)、それぞれ分岐処理(ステップS300、S400、S500、S600、S700およびS800)が実行され、さらに表示更新サブルーチン(ステップS900)において、各分岐処理によって変更された結果に基づいて画面の表示更新が行われ、ステップS201に戻る。クリックが検知されなかったとき(ステップS204)、またはクリック場所が分岐処理に移行すべき場所でなかったとき(ステップS205)は、ステップS201に戻る。
【0065】
図16は図15の第1の分岐サブルーチンE(ステップS300)における処理を示す。第1の分岐サブルーチンEはクリック場所が完了ボタンCIBであったときに実行され、現在表示されているグループの設定が正しいものとして、UseListの先頭要素から2要素ずつ選ばれてグループが確定され、グループ設定処理ルーチンが終了する。例えば、図1に示す状態で完了ボタンCIBがクリックされると、UseListの先頭の2つの要素「IM1」および「IM 2」に対応するオブジェクトOB1、2および画像IM1、2がグループGP1として設定され、このような設定内容を示すデータは作業メモリ19(図3)へ格納される。
【0066】
図17は図15の第2の分岐サブルーチンA1(ステップS400)における処理を示す。第2の分岐サブルーチンA1はクリック場所がグループ表示領域GDAであったときに実行される。ステップS401において、クリック場所がグループ表示領域GDAのいずれか1個のオブジェクトの領域(以下、オブジェクトスコープと呼ぶ)内であると判定されると、その画像番号がUseSelNumに登録され(ステップS402)、表示更新サブルーチン(ステップS90 0)へ移行する。ステップS401においてクリック場所がオブジェクトスコープ内でなかったと判定されると、登録されないまま表示更新サブルーチンへ移行する。
【0067】
図18は図15の第3の分岐サブルーチンA2(ステップS500)における処理を示す。第3の分岐サブルーチンA2は、クリック場所が一時退避表示領域TMPAであったときに実行される。ステップS501において、クリック場所がいずれか1個のオブジェクトスコープ内であると判定されると、その画像番号がUnUseSelNumに登録され(ステップS502)、表示更新サブルーチン(ステップS900、図22)へ移行する。一方、ステップS501においてクリック場所がオブジェクトスコープ内でなかったと判定されると、登録されないまま表示更新サブルーチンへ移行する。
【0068】
図19は図15の第4の分岐サブルーチンB1(ステップS600)における処理を示す。第4の分岐B1サブルーチンは、クリック場所が第1移動ボタンMB1であったときに実行される。
【0069】
グループ表示領域GDA内でいずれか1個のオブジェクトが指定されていたとき、即ちステップS601においてUseSelNumが0でないと判定されたとき、UseListからUseSelNumが示す画像番号に一致する画像名が削除され(ステップS602)、削除された画像名はUnUseListの末尾に追加される(ステップS603)。即ち指定されたオブジェクトは、グループ表示領域GDAから削除されて、一時退避表示領域TMPAへ加えられる。
【0070】
ここで一時退避表示領域TMPA内のオブジェクトがグループ表示領域GDA内に移動する可能性が生じるので、一時退避表示領域TMPAで指定されたオブジェクトとして、追加されたオブジェクトに対応する画像番号がUnUseSelNumに格納され、グループ表示領域GDAのオブジェクト指定を解除すべくUseSelNumが初期化される(ステップS604)。即ち、グループ表示領域GDAで指定されたオブジェクトは、一時退避表示領域TMPAに退避した後も指定された状態のままである。
【0071】
そして、第2移動ボタンMB2および第3移動ボタンMB3がイネーブル状態に設定され(ステップS605)、表示更新サブルーチン(ステップS900)へ移行する。なお、グループ表示領域GDA内で何れのオブジェクトも指定されていない場合(ステップS601)には、直ちに表示更新サブルーチンへ移行する。
【0072】
図20は図15の第5の分岐サブルーチンB2(ステップS700)における処理を示す。第5の分岐サブルーチンB2は、クリック場所が第2移動ボタンMB2であったときに実行される。
【0073】
グループ表示領域GDA内でいずれか1個のオブジェクトが指定されていたとき、即ちUseSelNumが0でないとき(ステップS701)であって、なおかつ一時退避表示領域TMPA内でいずれか1個のオブジェクトが指定されていたとき、即ちUnUseSelNumが0でない(ステップS702)ときには、ステップS703が実行され、UnUseListからUnUseSelNumに一致する画像番号の画像名が削除される。そして、削除された画像名はUseListにおいて、UseSelNumに一致する画像番号の画像名の前に追加される(ステップS704)。
【0074】
このように、指定されたオブジェクトは一時退避表示領域TMPAから削除され、グループ表示領域GDAで指定されたオブジェクトの前に追加される。以上の処理の結果、一時退避表示領域TMPAにオブジェクトが存在しなくなったときは、第2移動ボタンMB2および第3移動ボタンMB3が再びディスエーブルに設定される(ステップS705)。
【0075】
そしてUseSelNumには追加された要素の画像番号が代入され、一時退避表示領域TMPAにおけるオブジェクトの指定を解除すべくUnUseSelNumが0に初期化される(ステップS706)。即ち、一時退避表示領域TMPAで指定されたオブジェクトは、グループ表示領域GDAに移動した後も指定状態のままである。この後、表示更新サブルーチン(ステップS900)へ移行する。なお、グループ表示領域GDAまたは一時退避表示領域TMPAのどちらか一方、あるいは双方ともオブジェクトが指定されていなかったときは、直ちに表示更新サブルーチンへ移行する。
【0076】
図21は図15の第6の分岐サブルーチンB3(ステップS800)における処理を示す。第6の分岐B3サブルーチンは、クリック場所が第3移動ボタンMB3であったときに実行される。
【0077】
一時退避表示領域TMPA内でいずれか1個のオブジェクトが指定されていたとき、即ちステップS801においてUnUseSelNumが0でないと判定されたとき、UnUseListからUnUseSelNumに一致する画像番号の要素、即ち画像名が削除され(ステップS802)、削除された画像名はUseListの末尾に追加される(ステップS803)。即ち指定されたオブジェクトは、一時退避表示領域TMPAから削除されて、グループ表示領域GDAへ加えられる。
【0078】
以上の処理の結果、一時退避表示領域TMPAにオブジェクトが存在しなくなったときは、第2移動ボタンMB2および第3移動ボタンMB3がディスエーブルに設定される(ステップS804)。そして、グループ表示領域GDAにおいて指定されたオブジェクトとして、UseSelNumに追加された要素の画像番号が代入され、一時退避表示領域TMPAのオブジェクトの指定を解除すべくUnUseSelNumが0に初期化され(ステップS805)、その後表示更新サブルーチン(ステップS900)へ移行する。
【0079】
図16〜図21に示す分岐処理が終了したときには、図22の表示更新サブルーチン(ステップS900)が実行される。まず、UnUseSelNumに一致する画像番号のオブジェクト、即ち一時退避表示領域TMPAにおいて指定されたオブジェクトが反転表示され、かつ新たなUnUseListに基づいて表示すべきオブジェクトの更新が行われる(ステップS901)。
【0080】
次に、UseSelNumに一致する画像番号のオブジェクト、即ちグループ表示領域GDAにおいて指定されたオブジェクトが反転表示され、かつ新たなUseListに基づいてオブジェクトが更新表示される(ステップS902)。表示更新サブルーチンが終了すると、ステップS201(図15)に戻る。
【0081】
なお以上のグループ編集作業において、オブジェクトの複写を可能とし、1個のオブジェクトIMを複数のグループに重複させることも可能であり、これによってグループ構成の柔軟性が大幅に向上する。但し、簡便性、操作性においては重複を禁止した本実施形態が優れている。
【0082】
【発明の効果】
本発明によれば、最適なグループ分けを効率的に実行でき、写真測量画像処理装置におけるマニュアル作業を大幅に効率化し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る写真測量画像処理装置の一実施形態における表示装置の表示画面を示す概念図である。
【図2】 1つのグループに含まれる画像および対応するオブジェクトを示す図である。
【図3】 写真測量画像処理装置の全体構成を示すブロック図である。
【図4】 図3に示す画像記憶媒体に格納される写真データのフォーマットを示す概念図である。
【図5】 図3に示す写真測量画像処理装置で処理される画像の撮影状況を示す斜視図である。
【図6】 図5に示す撮影状況における画像、カメラ位置およびターゲットの関係を模式的に示す斜視図である。
【図7】 図5に示す撮影状況により得られた画像を示す概念図である。
【図8】 1つのシーン座標系を基準座標系に変換する状況を示す概念図である。
【図9】 図7の画像に基づいて求められる精度保証手前限界を決定する処理を示す概念図であって、カメラ位置およびその垂直方向の画角を示す図である。
【図10】 画像のおおまかな測量範囲を示す水平面図である。
【図11】 画像の有効図化範囲を示す水平面図である。
【図12】 画像グループを編集する前の表示画面を示す概念図である。
【図13】 画像グループ編集状態の表示画面を示す概念図である。
【図14】 図3に示すCPUにおいて実行されるグループ設定処理ルーチンの前半部分を示すフローチャートである。
【図15】 グループ設定処理ルーチンの後半部分を示すフローチャートである。
【図16】 図15に示す第1の分岐サブルーチンEの詳細を示すフローチャートである。
【図17】 図15に示す第2の分岐サブルーチンA1の詳細を示すフローチャートである。
【図18】 図15に示す第3の分岐サブルーチンA2の詳細を示すフローチャートである。
【図19】 図15に示す第4の分岐サブルーチンB1の詳細を示すフローチャートである。
【図20】 図15に示す第5の分岐サブルーチンB2の詳細を示すフローチャートである。
【図21】 図15に示す第6の分岐サブルーチンB3の詳細を示すフローチャートである。
【図22】 図15に示す表示更新サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 表示装置
12 入力装置
13 画像記憶媒体
GDA グループ表示領域
TMPA 一時退避表示領域
OB1〜OB10、OBX オブジェクト
IM1〜IM10、IMX 画像
GP1〜GP5 グループ
T ターゲット
Claims (7)
- 所定位置のターゲットを共通に含む所定数の画像を同一グループに定義し、前記各画像について撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを算出し、前記画像内の共通の物点を当該各画像について指定し、前記物点の3次元座標を算出し、この3次元座標に基づいて測量図を生成する写真測量画像処理装置であって、
前記ターゲットを含む画像を複数記憶する画像記憶媒体と、
前記画像を画像記憶媒体から読み込む読込手段と、
読み込まれた画像にそれぞれ対応したオブジェクトを決定するオブジェクト決定手段と、
前記オブジェクトを、前記画像の記憶順に従って、前記所定数ごとの仮のグループにグループ分けするオブジェクトグループ化手段と、
これらのオブジェクトをグループごとに表示するグループ表示領域と、これらのオブジェクトから選択的に退避させたオブジェクトを表示する一時退避表示領域とを有する表示手段と、
前記グループ表示領域および一時退避表示領域のオブジェクトを指定し得るとともに、グループ表示領域のオブジェクトを除去して一時退避表示領域に表示し、一時退避表示領域のオブジェクトを表示領域の指定位置に挿入し、これによって前記仮のグループを編集し得る編集手段と、
前記グループ表示領域においてグループ分けされたオブジェクトに対応して、前記画像を所定数ごとのグループにグループ分けする画像グループ化手段と
を備えることを特徴とする写真測量画像処理装置。 - 前記オブジェクトが対応する前記画像の縮小画像であることを特徴とする請求項1に記載の写真測量画像処理装置。
- 前記表示手段において、同一のオブジェクトが複数表示可能であることを特徴とする請求項1に記載の写真測量画像処理装置。
- 前記グループは2枚の画像を含むことを特徴とする請求項1記載の写真測量画像処理装置。
- 前記グループ表示領域において、同一グループのオブジェクトが水平方向に並列して表示されるとともに、異なるグループのオブジェクトが垂直方向に並列して表示されることを特徴とする請求項1に記載の写真測量画像処理装置。
- 所定位置のターゲットを共通に含む所定数の画像を同一グループに定義し、前記各画像について撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを算出し、前記画像内の共通の物点を当該各画像について指定し、前記物点の3次元座標を算出し、この3次元座標に基づいて測量図を生成する写真測量画像処理方法であって、
前記ターゲットを含む画像を画像記憶媒体に複数記憶する第1ステップと、
読み込まれた前記画像にそれぞれ対応したオブジェクトを決定する第2ステップと、
前記オブジェクトを、前記画像の記憶順に従って、前記所定数ごとの仮のグループにグループ分けする第3ステップと、
表示手段において、これらのオブジェクトをグループごとにグループ表示領域に表示するとともに、これらのオブジェクトから選択的に退避させた画像を一時退避表示領域に表示する第4ステップと、
前記グループ表示領域および一時退避表示領域のオブジェクトを入力手段によって指定し、グループ表示領域のオブジェクトを除去して一時退避表示領域に表示し、一時退避表示領域のオブジェクトを表示領域の指定位置に挿入し、これによって仮のグループを編集する第5ステップと、
前記グループ表示領域においてグループ分けされたオブジェクトに対応して、前記画像を所定数のグループごとにグループ分けする第6ステップと
を備えることを特徴とする写真測量画像処理方法。 - 画像記憶媒体に記憶され所定形状のターゲットを含む複数の画像に基づいて、所定位置のターゲットを共通に含む画像を同一グループに定義し、前記各画像について撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを算出し、前記画像内の共通の物点を当該各画像について指定し、前記物点の3次元座標を算出し、この3次元座標に基づいて測量図を生成する写真測量画像処理プログラムであって、
各画像に対応したオブジェクトを決定するオブジェクト決定ルーチンと、
これらのオブジェクトを、前記画像の記憶順に従って、前記所定数ごとの仮のグループにグループ分けする仮グループ設定ルーチンと、
表示手段において、これらのオブジェクトをグループごとにグループ表示領域に表示するとともに、これらのオブジェクトから選択的に退避させたオブジェクトを一時退避表示領域に表示する表示ルーチンと、
前記グループ表示領域および一時退避表示領域のオブジェクトを入力手段によって指定し、グループ表示領域のオブジェクトを除去して一時退避表示領域に表示し、一時退避表示領域のオブジェクトを表示領域の指定位置に挿入し、これによって仮のグループを編集する編集ルーチンと、
前記グループ表示領域においてグループ分けされたオブジェクトに対応して、前記画像をグループごとにグループ分けする画像グループ決定ルーチンと
を備える写真測量画像処理プログラムを格納していることを特徴とする記憶媒体。
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