JP3863651B2 - 写真測量用ターゲット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は写真測量で撮影時に基準尺として用いられる写真測量用ターゲットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、交通事故現場等で行なわれる写真測量にあっては、被写体は例えば銀塩フィルムを用いたカメラや電子スチルカメラでもって2箇所から撮影される。それら撮影画像から被写体の2次元座標が読み取られ、それら2次元座標に基づいて被写体の3次元座標を得て、この3次元座標から交通事故現場の測量図が作成される。
【0003】
このような写真測量では、測量図を作成するための基準平面と基準尺とが必要とされる。従来では、かかる基準平面及び基準尺を得るために、撮影現場には3つの円錐形状マーカが3ヵ所に設置され、それら円錐形状マーカの先端で決定される平面が基準平面とされ、また該先端間の距離が巻尺等で実測され、その距離が基準尺とされる。要するに、3つの円錐形状マーカが被写体と共に撮影され、これにより測量図の作成が可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような円錐形状マーカは設置は人手により行われ、またそれら円錐形状マーカの先端の間の距離は巻尺や測量機を用いて行わなければならず、撮影準備の手順が煩雑であるだけでなく時間も掛かるという点が問題とされている。
また、撮影地点を変更する場合には新たな基準点を設定しなければならず、このため撮影には時間がかかり手順が煩雑になるという問題があった。
【0005】
本発明の目的は、写真測量で撮影時に基準尺として用いられる写真測量用ターゲットであって、撮影準備を速やかに行い得るように構成された写真測量用ターゲットを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明による写真測量用ターゲットは、記録画像に基づいて任意の原点に対する被写体の座標を求める写真測量に用いられる写真測量用ターゲットであって、同一平面上に位置し、且つ相互間の距離が一定である少なくとも3個の基準点を有することを特徴としている。
【0007】
写真測量用ターゲットにおいて、好ましくは基準点によって基準面が画定される。また、基準面は多角形の頂点によって画定され得るが、多角形としては三角形が好ましい。
【0008】
写真測量用ターゲットにおいて、好ましくは板部材によって構成され、この板部材が前記基準面を画定し、前記板部材の輪郭の頂点が前記基準点を示す。
【0009】
写真測量用ターゲットにおいて、好ましくは基準面を画定する板部材を備え、この板部材に前記基準点を識別するための基準点識別部材が設けられる。
【0010】
写真測量用ターゲットにおいて、好ましくは基準点識別部材は板部材に形成された凸部あるいは凹部である。
【0011】
写真測量用ターゲットにおいて、好ましくは基準点識別部材は反射要素鏡である。
【0012】
写真測量用ターゲットにおいて、好ましくは基準点識別部材は各基準点に設けられた発光源である。
【0013】
写真測量用ターゲットにおいて、好ましくは基準点識別部材は複数の蛍光導光板から構成されるか、あるいは基準点識別部材が溝部を有する蛍光導光板である。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による写真測量用ターゲットの種々の実施形態について添付図面を参照して説明するが、その前に本発明による写真測量用ターゲットを用いる写真測量の一例について簡単に説明する。
【0015】
図1には、本発明によるターゲット10と、被写体である立方体102と、カメラ100との位置関係が示される。立方体102及びターゲット10はカメラ100によって第1及び第2のカメラ位置M1 及びM2 の双方の箇所で撮影される。ここでは、第1及び第2のカメラ位置M1 及びM2 はそれぞれカメラ100の撮影レンズの後側主点位置として定義され、それぞれのカメラ位置での光軸はO1 及びO2 で示される。なお、第1のカメラ位置M1 は実線で示され、第2のカメラ位置M2 は破線で示される。
【0016】
ターゲット10は正三角形状のプレートとして形成され、その3つの頂点が基準点P1 、P2 及びP3 とされる。基準点P1 、P2 及びP3 によって決定される平面(図中、ハッチング領域として図示される)は基準平面とされ、その一辺の長さがLとして示される。
【0017】
図2(a)及び図2(b)には第1及び第2のカメラ位置M1 及びM2 で撮影された画像が示され、図2(a)に示す第1の画像に対しては、そこに第1の直交座標系(x1 ,y1 )が設定され、その座標原点は第1の画像の撮像中心c1 とされる。図2(a)から明らかなように、第1の画像では、基準点P1 、P2 及びP3 の像点はそれぞれ座標p11(px11, py11)、座標p12(px12, py12)及び座標p13(px13, py13)で示される。図2(b)に示す第2の画像に対しても、第2の直交座標系(x2 ,y2 )が設定され、その座標原点も第1の画像の撮像中心c2 とされる。図2(b)から明らかなように、基準点P1 、P2 及びP3 の像点はそれぞれ座標p21(px21, py21)、座標p22(px22, py22)及びp23(px23, py23)で示される。
【0018】
第1及び第2の画像上での基準点P1 、P2 及びP3 のそれぞれの座標についてはpij(pxij, pyij)として表すことができる。ここで、iは画像の枚数に一致し、i=1は図2(a)の第1の画像に対応し、i=2は図2(b)の第2の画像に対応する。また、jは基準点Pj の数に一致する(本実施形態では、j= 1, 2, 3)。
【0019】
図3を参照すると、カメラ100による撮影時の第1の画像(図2(a))と、カメラ100による撮影時の第2の画像(図2(b))と、ターゲット10との間の位置関係が相対的に示され、このときターゲット10の基準点P1 、P2 及びP3 間の距離も相対的な長さとなっているので、該距離はL′として示されている。
【0020】
ここで、第1画像及び第2の画像に基づいて被写体即ち立方体102の3次元位置を特定すべく3次元直交元座標系(X,Y,Z)が適宜設定される。図3で示す例では、3次元直交座標系の座標原点は第1のカメラ位置M1 に一致させられ、しかもそのZ軸は第1のカメラ位置M1 での光軸O1 に一致させられる。このとき第2のカメラ位置M2 の3次元座標は(X0 ,Y0 ,Z0 )で示され、この3次元座標は第1のカメラ位置M1 に対する第2のカメラ位置M2 の変位量を表す。また、第2のカメラ位置M2 での光軸O2 の3次元角度座標が(α,β,γ)で示され、この3次元角度座標は光軸O1 に対する光軸O2 の回転角度を表す。即ち、αは3次元座標のX軸と成す角度を示し、βは3次元角度座標のY軸と成す角度を示し、γは3次元角度座標のZ軸と成す角度を示す。
【0021】
また、図3では、ターゲット10の3つの基準点P1 、P2 及びP3 の3次元座標のそれぞれについては、P1 (PX1 ,PY1 ,PZ1 )、P2 (PX2 ,PY2 ,PZ2 )及びP3 (PX3 ,PY3 ,PZ3 )で示され、これら3次元座標についてはPj (PXj ,PYj ,PZj )(j= 1, 2, 3)として表すことができる。図3から明らかなように、各基準点(Pj )と、その第1または第2の画像上の像点(pij)と、第1または第2のカメラ位置即ちカメラ100の撮影レンズの後側主点位置(M1 、M2 )とは一直線上にある。従って、3次元座標Pj (PXj ,PYj ,PZj )については以下の共線方程式(1)を用いて求めることができる。
【0022】
【数1】
なお、上記式(1)中のCはカメラ100の撮影レンズの主点距離(焦点距離)であり、第1及び第2の画像において同じである。即ち、主点距離Cは第1のカメラ位置(後側主点位置)M1 と撮像中心c1 との距離、あるいは第2のカメラ位置(後側主点位置)M2 と撮像中心c2 との距離である。
【0023】
図5のフローチャートを参照して、第1及び第2の画像に基づいて測量図を作成するための測量図作成ルーチンについて説明する。この測量図作成ルーチンは第1及び第2の画像をビデオデータとして取り込んだコンピュータによって実行され、このとき該コンピュータに接続されたTVモニタ装置の表示画面上には第1及び第2の画像(図2(a)及び図2(b))が表示される。
【0024】
まず、ステップS101では、上述した共線方程式(1)における未知変量、即ち第1のカメラ位置M1 に対する第2のカメラ位置M2 の変位量(X0 ,Y0 ,Z0 )並びに光軸O1 に対する光軸O2 の回転角(α,β,γ)に対して、適当な値(0を除く)が例えばキーボードの操作によりコンピュータに初期値として入力される。
【0025】
ステップS102では、TVモニタ装置の第1及び第2の画像上のそれぞれの基準点Pj の像点の互いに対応した2次元座標p1j(px1j, py1j)及びp2j(px2j, py2j)が順次コンピュータに入力される。なお、2次元座標p1j(px1j, py1j)及びp2j(px2j, py2j)の入力については、例えばマウスを操作して、TVモニタ装置の第1及び第2の画像上のそれぞれの基準点Pj の像点をカーソルで指定してクリックすることにより行われる。
【0026】
ステップS103では、カウンタkに初期値として1が与えられる。次いで、ステップS104では、被写体即ち立方体102上の任意の物点Qk=1 (図1)が選択され、TVモニタ装置の第1及び第2の画像上のそれぞれの物点Qk=1 の像点の互いに対応した2次元座標q1k(qx1k, qy1k)及びq2k(qx2k, qy2k)がコンピュータに入力される。なお、2次元座標q1k(qx1k, qy1k)及びq2k(qx2k, qy2k)の入力についても、マウスを操作して、TVモニタ装置の第1及び第2の画像上のそれぞれの物点Qk=1 の像点をカーソルで指定してクリックすることにより行われる。
【0027】
ステップS105では、2次元座標p1j(px1j, py1j)及びp2j(px2j, py2j)と2次元座標q1k(qx1k, qy1k)及びq2k(qx2k, qy2k)との入力データに基づいて、上述した共線方程式(1)が逐次近似解法により解かれ、これにより基準点Pj (j= 1, 2, 3)の3次元座標(PXj ,PYj ,PZj )及び物点Qk=1 の3次元座標(QX1 ,QY1 ,QZ1 )と未知変量(X0 ,Y0 ,Z0 )及び(α,β,γ)とが近似的に求められる。なお、逐次近似解法とは、共線方程式(1)の未知変量(X0 ,Y0 ,Z0 )及び(α,β,γ)に初期値を与え、この初期値の周りにテーラー展開して線形化し、最小二乗法により未知変量の補正量を求める手法であり、このような近似演算を繰り返すことにより、未知変量として一層誤差の少ない近似値が得られる。
【0028】
要するに、基準点Pj (j= 1, 2, 3)の3次元座標(PXj ,PYj ,PZj )を第1の画像の基準点座標p1j(px1j,py1j)と第2の画像の基準点座標p2j(px2j,py2j)とに基づいて求め、かつ物点Qk=1 の3次元座標(QX1 ,QY1 ,QZ1 )を第1の画像の物点座標q11(qx11,qy11)と第2の画像の物点座標q21(qx21,qy21)とに基づいて求めることにより、第2のカメラ位置M2 の変位量(X0 ,Y0 ,Z0 )及び光軸O2 の回転角(α,β,γ)についての近似値が得られる。
【0029】
ステップS106では、座標値による距離を実際の距離に補正するための補正倍率mを求める。この演算には既知の長さ、例えば基準点P1 及びP2 間の距離が用いられる。P1 及びP2 の実際の距離はターゲット10の一辺の長さLであることから、3次元直交座標系(X,Y,Z)における基準点P1 及びP2 の距離L’(図3参照)と実際の距離Lとの間には次の関係式が成り立つ。
L=L’×m (m:補正倍率)
【0030】
ステップS107では、上述の補正倍率mを用いてスケーリングが行われ、これにより基準点Pj の3次元座標(PXj ,PYj ,PZj )及び物点Qk=1 の3次元座標(QX1 ,QY1 ,QZ1 )間で実測値に基づく配置関係が得られることになる。
【0031】
ステップS108では、3次元直交座標系(X,Y,Z)が図4に示すような3次元直交座標系(X′,Y′,Z′)に座標変換される。同図から明らかなように、3次元直交座標系(X′,Y′,Z′)の座標原点は基準点P1 に一致させられ、そのX′軸は基準点P1 及びP2 を結ぶ直線に一致させられ、しかもそのX′−Z′平面が基準平面を含む平面Psに一致させられる。なお、3次元直交座標系(X′,Y′,Z′)の原点として、基準点P1 が選ばれたが、平面Ps上の任意の点であれば、3次元直交座標系(X′,Y′,Z′)の原点とし得る。
【0032】
ステップS109では、物点Qk=1 をX′−Z′平面が測量図としてTVモニタ装置に表示され、このときX′−Z′平面即ち測量図には、基準点P1 、P2 及びP3 と共に物点Qk=1 の投影点が表示される。なお、測量図はX′−Z′平面だけに限定されることはなく、X′−Y′平面あるいはY′−Z′平面とすることもできるし、更には3次元直交座標系(X′,Y′,Z′)に基づく立体斜図を測量図とすることもできる。
【0033】
ステップS110では、被写体即ち立方体102に対して他の物点が選択されるべきか否かが判断され、更に他の物点が選択される場合には、ステップS111に進み、そこでカウンタkがカウント値が“1”だけカウントアップされ、その後ステップS104に進み、そこでTVモニタ装置の第1及び第2の画像上のそれぞれの物点Qk=2 の像点の互いに対応した2次元座標q1k(qx1k, qy1k)及びq2k(qx2k, qy2k)がコンピュータに入力される。
【0034】
次いで、ステップS105では、基準点Pj の2次元座標p1j(px1j, py1j)及びp2j(px2j, py2j)と、物点Qk=1 の2次元座標q11(qx11, qy11)及びq21(qx21, qy21)と、物点Qk=2 の2次元座標q12(qx12, qy12)及びq22(qx22, qy22)との入力データに基づいて、上述した共線方程式(1)が再び逐次近似解法により解かれ、これにより基準点Pj (j= 1, 2, 3)の3次元座標(PXj ,PYj ,PZj )及び物点Qk=1 の3次元座標(QX1 ,QY1 ,QZ1 )と未知変量(X0 ,Y0 ,Z0 )及び(α,β,γ)とが再び近似的に求められる。このとき得られる未知変量(X0 ,Y0 ,Z0 )及び(α,β,γ)の近似値は前回よりも一層近似されたものとなる。
【0035】
要するに、物点Qk の数を増やせば増やす程、未知変量(X0 ,Y0 ,Z0 )及び(α,β,γ)は実際の値に近づくことになる。或る程度の近似値を得るためには、基準点P1 、P2 及びP3 を含めて少なくとも5点が必要であり、従って、被写体即ち立方体102に対する物点の選択については少なくとも2つ以上とされるべきある。
【0036】
図6を参照すると、本発明による写真測量ターゲット10の第1の実施形態が示される。ターゲット10は厚さ2〜3mmの正三角形の板12であり、正三角形の一辺の長さは約1mである。三角板12の頂点14、16及び18は基準点P1 、P2 及びP3 を成し、三角板12の平面は基準平面を成す。三角板12はアクリル樹脂から形成され、基準点即ち頂点14、16及び18が識別し易いように、必要に応じてマーキングが行われる。ターゲット10は正三角形に限定されることはなく、一定の形状を有していればよい。例えば、ターゲット10は四角形でもよく、大きさも特に限定されない。なお、ターゲット10が四角形とされるときは、その四隅の角が基準点とされる。また、ターゲット10の材料はアクリル樹脂に限ることなく、木材、鋼材、アルミニウム材等でもよい。
【0037】
図7には、本発明による写真測量ターゲット10の第2の実施形態が示され、このターゲット10は1辺1mの正三角形に形成された枠材13と、この枠材13の3つの頂点部21、24及び27のそれぞれに設けた基準点識別部材22、25及び28とから成る。本実施形態では、枠材13は幅3〜5cm、高さ5cmの木材から構成されるが、その他の適当な材料例えば樹脂材料、適当な金属材料を用いることもできる。基準点識別部材22、25及び28は四角錐の形状とされ、それら頂点23、26及び29は基準点P1 、P2 及びP3 を成し、また該頂点23、26及び29によって決定される平面は基準平面となる。
【0038】
好ましくは、基準点識別部材22、25及び28の表面にはその光の反射率を高めるためにボールレンズ状ビーズの集合体である反射シートが貼り付けられ、これにより基準点識別部材22、25及び28は際立って撮影され、たとえ暗闇時でも容易に識別することができる。なお、基準点識別部材22、25及び28の形状については四角錐だけに限定されず、その他の形状例えば円錐形、多角錐形、球形あるいは半球形であってもよい。また、基準点識別部材22、25及び28の表面には高反射率処理されればよく、上述の反射シートだけに限定されない。例えば、蛍光塗料や反射性塗料等で基準点識別部材22、25及び28の表面を塗布してもよい。
【0039】
図8には、本発明による写真測量用ターゲット10の第3の実施形態が示される。ターゲット10は第2の実施形態で示したものと同様に構成された枠材13と、この枠材13上に取り付けられた三角板12とから成る。三角板12は1辺1mの正三角形であり、この三角板12の3つの頂点部21、24及び27のそれぞれには基準点識別部材22、25及び28が設けられる。基準点識別部材22、25及び28は第2の実施形態と同様な態様で構成することができる。
【0040】
図9(a)及び図9(b)には本発明による写真測量用ターゲット10の第4の実施形態が示される。なお、図9(a)にはターゲット10の一部が斜視図として示され、また図9(b)には図9(a)のI−I線に沿う断面図が示されている。第4の実施形態では、ターゲット10は正三角形の形状を成す蛍光導光板として構成された三角板12から成る。詳述すると、蛍光導光板は透明アクリル樹脂材料から形成され、2つのクラッド層30と、これらクラッド層30に挟まれたコア層31とから構成される。コア層31の屈折率はクラッド層30の屈折率よりも大きく、またコア層31には適当な蛍光物質が混入されて均一に分布させられる。
【0041】
コア層31内の蛍光物質が三角板即ち蛍光導光板12の平面部33よりクラッド層30を通過して入射した光を受けると、蛍光物質からは蛍光が等方的に発光し、その蛍光のごく一部はクラッド層30を通過して平面部33から外部へ射出するが、しかし大部分の蛍光はクラッド層30とコア層31の界面、もしくはクラッド層30と空気との界面で反射させられる。即ち、蛍光の大部分は蛍光導光板12内をコア層31の周囲側面即ち端面35に向かって導かれて該端面35から外部へ射出する。かくして、蛍光導光板12の端面35は面積の大きい平面部33に比べ明るく光って見える。
【0042】
蛍光導光板12の頂点部21には円錐形状の凹部32が穿設され、この凹部32は図9(b)に示すようにコア層31にまで達しており、その内壁面にはコア層31が露出する。従って、蛍光物質から発光した蛍光は蛍光導光板12の端面35から射出するだけでなく凹部32からも射出するので、凹部32は際立って撮影され、たとえ暗闇時でも容易に識別することができる。勿論、凹部32は三角板即ち蛍光導光板12のそれぞれの頂点部に形成され、各凹部32の中心が基準点(P1 、P2 、P3 )を成すことになる。なお、凹部32の形状は円錐形状だけに限定されることはなく、例えば多角錐形でもよい。
【0043】
図10には、本発明による写真測量用ターゲット10の第5の実施形態が部分的に示され、このターゲット10は、図8に示した第3の実施形態の場合と同様に、枠材13と、この枠材13上に取り付けられた三角板12とから成る。三角板12の頂点部21には、基準点識別部材として、例えば自転車やガードレールに用いられるプラスチックの円形反射板34が設けられ、反射板34は入射光をその入射方向に反射するようになっているので、暗闇でも反射板34は際立って撮影されることになる。勿論、三角板12のその他の頂点部にも反射板34が設けられ、各反射板34の中心が基準点(P1 、P2 、P3 )を成す。
【0044】
図11及び図12には本発明による写真測量用ターゲット10の第6の実施形態が示される。なお、図11にはターゲット10の一部が斜視図として示され、また図12には図11のII−II線に沿う断面図が示されている。第6の実施形態でも、ターゲット10は、図8に示した第3の実施形態の場合と同様に、枠材13と、この枠材13上に取り付けられた三角板12とから成る。三角板12の各頂点部21には、基準点識別部材として、半球形レンズ38が設けられ、この半球形レンズの中心が基準点(P1 、P2 、P3 )を成す。
【0045】
図12に最もよく図示するように、半球形レンズ38の下側には発光源36例えば白熱球や高輝度LED(発光ダイオード)が配置され、この発光源36は三角板12の各頂点部21に穿設された円筒孔にそれぞれ埋め込まれる。発光源36は電源37にスイッチ39を介して接続され、電源37及びスイッチ39は枠材13内に適宜配置される。スイッチ39がオンされると、半球形レンズ38によって発光源36からの光線は全方向に射出させられ、このため半球形レンズ38は際立って撮影されることになり、その識別が容易となる。
【0046】
図13及び図14には、本発明による写真測量用ターゲット10の第7の実施形態が示される。なお、図13にはターゲット10の一部が斜視図として図示され、また図14には基準点識別部材40が平面図として図示される。第7の実施形態でも、ターゲット10は、図8に示した第3の実施形態の場合と同様に、枠材13と、この枠材13上に取り付けられた三角板12とから成る。三角板12の各頂点部21には基準点識別部材40が設けられ、これら基準点識別部材40は約5cmの高さとなった略三角錐形状とされ、その各頂点が基準点(P1 、P2 、P3 )を成す。
【0047】
図14に最もよく図示するように、基準点識別部材40は3枚の二等辺三角形の板部材41、42及び43により構成され、各板部材は約5cmの底辺長さ及び約2mmの板厚を持つ。各板部材41、42、43は図9(a)及び図9(b)の第4の実施形態で説明したような蛍光導光板として形成される。即ち、各板部材41、42、43は透明アクリル樹脂材料から形成され、2つのクラッド層と、これらクラッド層に挟まれたコア層とから構成される。コア層の屈折率はクラッド層の屈折率よりも大きく、またコア層には適当な蛍光物質が混入されて均一に分布させられる。
【0048】
各板部材内に入射した光により、コア層内の蛍光物質からは蛍光が等方的に発光し、その蛍光のごく一部はクラッド層を通過して各板部材の側面41c、42c、43cから外部へ射出するが、しかし大部分の蛍光はクラッド層とコア層の界面、もしくはクラッド層と空気との界面で反射させられる。即ち、蛍光の大部分は各板部材の端面41a及び41b;42a及び42b;43a及び43bから射出する。従って、各板部材41、42、43の端面41a及び41b;42a及び42b;43a及び43bは側面41c、42c、43cに比べて明るく光って見える。従って、各板部材の端面41a及び41b;42a及び42b;43a及び43bは際立って撮影され、基準点識別部材40の頂点即ち基準点を容易に識別することができる。
【0049】
なお、三角板12の各頂点部には基準点識別部材40を適正な位置に位置決めするためのマーキングが付けられているが、板部材41、42及び43の全体は透明材料であるので、基準点識別部材40の頂点を該マーキングに一致させるように該基準点識別部材40を容易に位置決めすることができる。
【0050】
図15、図16及び図17には、本発明による写真測量用ターゲット10の第8の実施形態が示される。なお、図15にはターゲット10の一部が斜視図として図示され、図16には基準点識別部材50が平面図として図示され、図17には図16の基準点識別部材50が分解図として示される。第8の実施形態においても、ターゲット10は、図8に示した第3の実施形態の場合と同様に、枠材13と、この枠材13上に取り付けられた三角板12とから成る。三角板12の各頂点部21には基準点識別部材50が設けられ、これら基準点識別部材50も約5cmの高さとなった略錐形状とされ、その各頂点が基準点(P1 、P2 、P3 )を成す。
【0051】
図16及び図17から明らかなように、基準点識別部材50は2枚の二等辺三角形の板部材52及び54から組み立てられ、各板部材は約5cmの底辺長さ及び約2mmの板厚を持つ。各板部材52、54は図9(a)及び図9(b)の第4の実施形態で説明したような蛍光導光板として形成される。即ち、各板部材52、54は透明アクリル樹脂材料から形成され、2つのクラッド層と、これらクラッド層に挟まれたコア層とから構成される。コア層の屈折率はクラッド層の屈折率よりも大きく、またコア層には適当な蛍光物質が混入されて均一に分布させられる。図17に示すように、板部材52にはその頂点からその高さの半分の距離まで延びたスロット53が形成され、また板部材54にはその底辺の中央からその高さの半分の距離まで延びたスロット55が形成され、双方のスロット53及び55の幅は板部材52及び54の板厚にほぼ等しい。
【0052】
基準点識別部材50の組立については、2枚の板部材52及び54がその双方のスロット53及び55を通して互いに交差させるような態様で行われる。図17に示すように、板部材54の頂点は微小な平坦面56とされ、基準点識別部材50の組立後、該平坦面56がその基準点識別部材50の頂部となる。
【0053】
図13及び図14に示した第7の実施形態の場合と同様に、各板部材52、54内に入射した光により、コア層内の蛍光物質からは蛍光が等方的に発光し、その蛍光のごく一部はクラッド層を通過して各板部材の両側面から外部へ射出するが、しかし大部分の蛍光はクラッド層とコア層の界面、もしくはクラッド層と空気との界面で反射させられる。即ち、蛍光の大部分は各板部材52、54の傾斜端面52a、54a(板部材54の場合には微小な平坦面56も含まれる)から射出する。従って、各板部材52、54はその両側面に比べて明るく光って見える。従って、板部材52及び54の端面52a及び54aと板部材54の平坦面56とは際立って撮影され、基準点識別部材50の頂点即ち基準点を容易に識別することができる。
【0054】
図18、図19及び図20には、本発明による写真測量用ターゲット10の第9の実施形態が示される。なお、図18にはターゲット10の一部が斜視図として図示され、図19には基準点識別部材60が平面図として図示され、図20には図19の基準点識別部材60が分解図として示される。第9の実施形態においても、ターゲット10は、図8に示した第3の実施形態の場合と同様に、枠材13と、この枠材13上に取り付けられた三角板12とから成る。三角板12の各頂点部21には基準点識別部材60が設けられ、これら基準点識別部材50も約5cmの高さとなった十字形状とされ、その十字形の交差領域の中心が基準点(P1 、P2 、P3 )を成す。
【0055】
図19及び図20から明らかなように、基準点識別部材60は2枚の長方形板部材62及び64から組み立てられる。各長方形板部材62、64は図9(a)及び図9(b)の第4の実施形態で説明したような蛍光導光板として形成される。即ち、各長方形板部材62、64は透明アクリル樹脂材料から形成され、2つのクラッド層と、これらクラッド層に挟まれたコア層とから構成される。コア層の屈折率はクラッド層の屈折率よりも大きく、またコア層には適当な蛍光物質が混入されて均一に分布させられる。図20に示すように、長方形板部材62にはその一方の側辺の中央からその幅の半分の距離まで延びたスロット63が形成され、同様に長方形板部材64にもその一方の側辺の中央からその幅の半分の距離まで延びたスロット65が形成され、双方のスロット63及び65の幅は長方形板部材62及び64の板厚にほぼ等しい。
【0056】
基準点識別部材60の組立については、2枚の長方形板部材62及び64がその双方のスロット63及び65を通して互いに十字形に交差させるような態様で行われる。2枚の長方形板部材62及び64の十字形交差領域が参照符号66で示され、この十字形交差領域66の中心が上述したように基準点(P1 、P2 、P3 )となる。
【0057】
図13及び図14に示した第7の実施形態の場合と同様に、各長方形板部材62、64内に入射した光により、コア層内の蛍光物質からは蛍光が等方的に発光し、その蛍光のごく一部はクラッド層を通過して各長方形板部材の両側面から外部へ射出するが、しかし大部分の蛍光はクラッド層とコア層の界面、もしくはクラッド層と空気との界面で反射させられる。即ち、蛍光の大部分は各長方形板部材62、64の側端面62a、64aから射出する。従って、各長方形板部材62、64はその両側面に比べて明るく光って見える。従って、長方形板部材62及び64の側端面62a及び64aは際立って撮影され、基準点識別部材60の十字形交差領域66を容易に識別することができる。
【0058】
図21及び図22には本発明による写真測量用ターゲット10の第10の実施形態が示される。第10の実施形態にあっても、図8に示した第3の実施形態の場合と同様に、ターゲット10は枠材13と、この枠材13上に取り付けられた三角板12とから成る。三角板12の頂点部21、24及び27には直径約10cm及び板厚約5mmの円形板部材として形成された基準点識別部材70、76及び78が設けられる。各基準点識別部材即ち円形板部材70、76、78は図9(a)及び図9(b)の第4の実施形態で説明したような蛍光導光板として形成される。即ち、各円形板部材は透明アクリル樹脂材料から形成され、2つのクラッド層と、これらクラッド層に挟まれたコア層とから構成される。コア層の屈折率はクラッド層の屈折率よりも大きく、またコア層には適当な蛍光物質が混入されて均一に分布させられる。
【0059】
図22に示すように、円形板部材70の中心には半球形突起74が配置され、この半球形突起74の底部の直径は約5mm程度とされる。半球形突起74は円形板部材のクラッド層の屈折率とは異なった屈折率を持つ適当な透明樹脂材料から形成される。好ましくは、かかる透明樹脂材料として軟質透明樹脂材料が用いられ、この場合には半球形突起74は円形板部材70の円形表面72の中心に対して着脱自在に貼り付けられるようにされる。なお、図21から明らかなように、円形板部材76及び78のそれぞれの中心にも半球状突起77及び79がそれぞれ配置される。
【0060】
各円形板部材70、76、78内に入射した光により、コア層内の蛍光物質からは蛍光が等方的に発光し、その蛍光はクラッド層とコア層の界面、もしくはクラッド層と空気との界面で反射させられる。しかしながら、各半球形突起74、77、79はクラッド層とは異なった屈折率を持つので、各半球形突起からは蛍光が全方向に射出させられ、このため各半球形突起74、77、79は円形板部材70、76、78の表面72に比べて明るく光って見える。従って、半球形突起74、77及び79は基準点(P1 、P2 、P3 )として際立って撮影され、それら半球形突起の存在を容易に識別することができる。
【0061】
図23には、第10の実施形態で用いた基準点識別部材即ち円形板部材70、76、78の変形例が示され、この変形例では、円形板部材は参照符号80で全体的に示され、その円形表面81には8本のV字形溝82がその中心から等間隔で放射状に延びるように形成される。各V字形溝82は円形板部材80のクラッド層まで達しているので、そのコア層内で発光した蛍光はV字形溝82から射出させられ、このためV字形溝82は円形板部材80の表面81に比べて明るく光って見える。即ち、V字形溝82は際立って撮影され、それら8本のV字形溝82の中心は基準点(P1 、P2 、P3 )として容易に識別され得る。なお、各V字形溝82の幅については、例えば約2mm程度とされる。
とされる。
【0062】
図24には、第10の実施形態で用いた基準点識別部材即ち円形板部材70、76、78の更に別の変形例が示され、この変形例では、円形板部材は参照符号86で全体的に示され、その円形表面87にはその中心に直径約6mm、深さ約3mmの円錐形凹部88が形成される。円錐形凹部88は円形板部材86のクラッド層まで達しているので、そのコア層内で発光した蛍光は円錐形凹部88から射出させられ、このため円錐形凹部88は円形板部材86の表面87に比べて明るく光って見える。即ち、円錐形凹部88は際立って撮影され、その中心は基準点(P1 、P2 、P3 )として容易に識別され得る。
【0063】
図25には、本発明による写真測量用ターゲット10の第11の実施形態が示される。第11の実施形態では、ターゲット10の枠材13は図8に示した第3の実施形態の場合と同様に構成されるが、しかし枠材13上には三角形状の蛍光導光板90が取り付けられる。蛍光導光板90は上述した場合と同様に透明アクリル樹脂材料から形成され、2つのクラッド層と、これらクラッド層に挟まれたコア層とから構成される。コア層の屈折率はクラッド層の屈折率よりも大きく、またコア層には適当な蛍光物質が混入されて均一に分布させられる。
【0064】
第11の実施形態では、蛍光導光板90の頂点部21、24及び27のそれぞれには半球形突起92、94及び96が基準点識別部材として配置される。各半球形突起92、94、96は、図21及び図22に示した第10の実施形態の半球形突起74と同様に構成される。即ち、各半球形突起92、94、96の底部の直径は約5mm程度とされ、しかも蛍光導光体90のクラッド層の屈折率とは異なった屈折率を持つ適当な透明樹脂材料から形成される。なお、好ましくは、かかる透明樹脂材料として軟質透明樹脂材料が用いられ、この場合には半球形突起92、94、96は蛍光導光板90の頂点部21、24、27の所定位置に着脱自在に貼り付けられる。
【0065】
図21及び図22に示した第10の実施形態の場合に説明したように、各半球形突起92、94、96からは蛍光が全方向に射出させられ、このため各半球形突起92、94、96は蛍光導光板90の表面に比べて明るく光って見える。従って、半球形突起92、94及び96は基準点(P1 、P2 、P3 )として際立って撮影され、それら半球形突起の存在を容易に識別することができる。
【0066】
図25の第11の実施形態では、半球形突起92、94及び96の代わりに、蛍光導光板90の頂点部21、24、27の所定位置に円錐形凹部や多角形凹部をそのコア層に到達するように形成してもよく、この場合にも該円錐形凹部や多角形凹部からは蛍光が際立って射出されることになる。
【0067】
【発明の効果】
以上の記載から明らかなように、本発明によるターゲットにあっては、少なくとも3つの基準点が常に所定の既知の間隔で配置されるので、写真測量の度毎に基準尺を巻尺等で測定するという手間が省ける。また、ターゲット上の3つの基準点によって基準平面が常に確定されるので、撮影画像から読み出されたデータをコンピュータで処理する際の処理が容易となる。更に、本発明によるターゲットでは、基準点が際立って撮影されるようになっているので、撮影画像上で基準点の像点を容易に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態である写真測量用ターゲットと被写体とカメラとの位置関係を示す斜視図である。
【図2】図1のカメラで撮影した画像を模式的に示す図であって、図2(a)は図1のカメラを第1のカメラ位置で撮影したときの第1の画像であり、図2(b)は図1のカメラを第2のカメラ位置で撮影したときの第2の画像である。
【図3】基準点とその像点と撮影レンズの後側主点位置との位置関係を3次元座標で示す図である。
【図4】基準形状を含む平面に基づく3次元座標を示す図である。
【図5】図2の2枚の画像から被写体の測量図を作成するためのルーチンを示すフローチャートである。
【図6】本発明による写真測量用ターゲットの第1の実施形態を示す斜視図である。
【図7】本発明による写真測量用ターゲットの第2の実施形態を示す斜視図である。
【図8】本発明による写真測量用ターゲットの第3の実施形態を示す分解斜視図である。
【図9】本発明による写真測量用ターゲットの第4の実施形態を示す図であって、図9(a)は第4の実施形態の一部を示す斜視図であり、図9(b)は図9(a)のI−I線に沿う断面図である。
【図10】本発明による写真測量用ターゲットの第5の実施形態の一部を示す部分斜視図である。
【図11】本発明による写真測量用ターゲットの第6の実施形態の一部を示す部分斜視図である。
【図12】図11のII−II線に沿う断面図である。
【図13】本発明による写真測量用ターゲットの第7の実施形態の一部を示す部分斜視図である。
【図14】図13に示す基準点識別部材の拡大平面図である。
【図15】本発明による写真測量用ターゲットの第8の実施形態の一部を示す部分斜視図である。
【図16】図15に示す基準点識別部材の拡大平面図である。
【図17】図15に示す基準点識別部材の分解図である。
【図18】本発明による写真測量用ターゲットの第9の実施形態の一部を示す部分斜視図である。
【図19】図17に示す基準点識別部材の拡大平面図である。
【図20】図17に示す基準点識別部材の分解図である。
【図21】本発明による写真測量用ターゲットの第10の実施形態を示す部品分解斜視図である。
【図22】図21に示す基準点識別部材の拡大斜視図である。
【図23】図22に示す基準点識別部材の変形例を示す斜視図である。
【図24】図22に示す基準点識別部材の別の変形例を示す斜視図である。
【図25】本発明による写真測量用ターゲットの第11の実施形態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
10 写真測量用ターゲット
12 三角板
13 枠材
21、24、27 頂点部
22、25、28 基準点識別部材
32 凹部
34 反射板
36 発光源
40、50、60、70、76、78、80、86 基準点識別部材
100 カメラ
102 立方体
Claims (7)
- 記録画像に基づいて任意の原点に対する被写体の座標を求める写真測量に用いられる写真測量用ターゲットであって、同一平面上に位置し、且つ相互間の距離が一定である少なくとも3個の基準点を有し、前記基準点によって基準面が画定され、前記基準面を画定する板部材に前記基準点を識別するための基準点識別部材が設けられ、前記基準点識別部材が板部材に形成された凸部であることを特徴とする写真測量用ターゲット。
- 前記基準点識別部材が反射要素であることを特徴とする請求項1に記載の写真測量用ターゲット。
- 前記基準点識別部材が各基準点に設けられた発光源であることを特徴とする請求項1に記載の写真測量用ターゲット。
- 前記基準点識別部材が複数の蛍光導光板から構成されることを特徴とする請求項1に記載の写真測量用ターゲット。
- 前記基準点識別部材が溝部を有する蛍光導光板であることを特徴とする請求項1に記載の写真測量用ターゲット。
- 記録画像に基づいて任意の原点に対する被写体の座標を求める写真測量に用いられる写真測量用ターゲットであって、同一平面上に位置し、且つ相互間の距離が一定である少なくとも3個の基準点を有し、前記基準点によって基準面が画定され、前記基準面を画定する板部材に前記基準点を識別するための基準点識別部材が設けられ、前記基準点識別部材が板部材に形成された凹部であることを特徴とする写真測量用ターゲット。
- 前記板部材がコア層をクラッド層で挟む蛍光導光板であり、前記凹部が前記コア層にまで達し、前記コア層が露出されることを特徴とする請求項6に記載の写真測量用ターゲット。
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