JP4217083B2 - 測量システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は測点の角度が測量できる装置、例えばセオドライト、又はト−タルステ−ション等の測量機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来測量においては、測量しようとする点（測点）を含む周囲の風景を撮影し、撮影された画像を測定データと共に保存することがある。このような場合、例えば通常のカメラを用いて測量目標物周囲の概略的な風景を記録する方法や、測量機内に内蔵された撮像装置を用いて測点毎に周囲の風景を撮影する方法などが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３３７３３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常のカメラを用いて撮影を行なう場合には、撮影された画像上に測点の位置が表示されないことから測点が画像上のどの位置に対応するのか知ることができない。一方、特開平１１−３３７３３６号公報に記載された方法では、測点毎に１枚以上の画像が記録されるため大容量の記録装置を必要とし、その取り扱いも煩雑となる。
【０００５】
本発明は、測量機で得られる測量情報とカメラで得られる測量現場の画像情報とを簡便かつ効率的に関連付け可能とすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の測量システムは、測量を行なうための測量機と、測量機に対し相対的に所定の位置に配置され、測点を含む測量現場の概観画像を撮影するための撮像装置と、測量機により測量される測点の測量情報と測点に対応する概観画像上の位置に関する位置情報とを対応付ける対応付け手段とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
測量システムにおいて、測量機に対し所定の位置に配置された撮像装置の位置のみが既知でその傾きが未知の場合には、撮像装置の傾きに関する情報を求める傾斜情報算出手段を備える。このとき、傾斜情報算出手段において、撮像装置の傾きに関する情報が、２以上の任意に設定された基準点を測量機により測量したときの測量情報と、基準点の概観画像上の位置（画素位置）との関係から算出される。
【０００８】
測量機と概観画像との位置関係は、例えば測量機に対する概観画像が撮影されたときの撮像装置の位置及び傾きを表す外部標定要素により表され、傾きを表す外部標定要素が傾斜情報算出手段により求められる。これにより、カメラの位置を特定するために別途センサ等を設ける必要がなく、例えば従来の単写真標定の手法を用いて簡略、低コストで測量手段と概観画像との対応を知ることができる。
【０００９】
また測量システムにおいて傾斜情報を算出する場合には、測量システムは概観画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段における画像上の位置を指定するための入力手段とを備えることが好ましく、基準点の位置は入力手段により概観画像上の任意の位置を指定することにより決定される。これにより、概観画像と測量手段との間の位置関係を簡便・迅速に算出することができる。
【００１０】
また測量システムは、概観画像を表示する画像表示手段と、測量情報と概観画像の位置情報との対応付けに基づいて測量機により測量される概観画像内の測点の位置を画像表示手段により表示された概観画像上に示す測点表示手段とを備えることが好ましい。これにより、測点の概観画像上の位置を視覚的に確認することが可能となり、測量残しなどを防止することができるとともに、測点の配置を容易に認識することができる。
【００１１】
測量システムは、好ましくは対応付け手段による測量情報と概観画像上の位置情報との対応を記録可能な記録手段を備える。これにより、測量作業終了後にも上記対応付けにより概観画像上に測点を表示することが可能となる。また、測量手段は例えば測角手段を備え、測量データは測点までの例えば高度角・水平角である。また、ト−タルステ−ションのように測距手段も備え、測定デ−タとして斜距離、高度・水平角、又は座標値を使用してもよい。
【００１２】
撮像装置における撮像光学系の投影中心は視準原点と光学的に等価な位置に配置されることが好ましい。このとき視準望遠鏡は、例えば視準望遠鏡を水平面内で回動するための鉛直軸と、鉛直軸と直交し視準望遠鏡を俯仰させるための水平軸とを中心に回動可能であり、視準望遠鏡の光軸は鉛直軸および水平軸との交点を通り、この交点が視準原点となる。これにより、測点とその像点の概観画像上の位置との対応がより簡略なものとなる。
【００１３】
このとき測量システムは、光軸を分岐するビームスプリッタを備え、ビームスプリッタにより分岐された光軸の一方は視準原点を通り、その他方は投影中心を通り、視準原点および投影中心とはビームスプリッタによる光軸の分岐点から等距離に配置されることが好ましい。また、ビームスプリッタは例えばハーフミラーであり、例えばビームスプリッタにより分岐され投影中心を通る分岐光学系と撮像装置とは測量機に内蔵される。これらにより、より簡略な構成で撮像装置を視準望遠鏡と光学的に等価な位置に配置することができる。またこのとき更に対応関係を簡略にするには、他方に分岐された視準望遠鏡の光軸が撮像装置の光軸に一致することが好ましい。
【００１４】
また測量機は、視準望遠鏡と、視準望遠鏡を水平面内で回動するための鉛直軸と、鉛直軸と直交し視準望遠鏡を俯仰させるための水平軸とを備え、視準望遠鏡の光軸は鉛直軸および水平軸との交わる視準原点を通り、撮像装置の光軸は視準望遠鏡の光軸と例えば平行である。
【００１５】
本発明のデジタルカメラは、測量機に対し所定の位置に配置されるデジタルカメラであって、被写体の画像を撮影する撮像手段と、測量機との位置関係から、測量機により測量された測点の測量情報と測点に対応する概観画像上の位置に関する位置情報とを対応付ける対応付け手段とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
デジタルカメラは、概観画像を表示する画像表示手段と、測点の測量情報と概観画像上の位置情報との対応付けに基づいて測量機により測量される概観画像内の測点の位置を画像表示手段により表示された概観画像上に示す測点表示手段とを備えることが好ましい。
【００１７】
デジタルカメラは、例えば撮像手段により撮影された２以上の基準点を含む測量現場の概観画像における基準点の２次元的な位置情報と測量機による基準点の３次元的な測量情報に基づいて、概観画像と測量機との間の位置関係を算出する位置関係算出手段を備える。
【００１８】
デジタルカメラは概観画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段における画像上の位置を指定するための入力手段とを備え、基準点の位置は入力手段により概観画像上の任意の位置を指定することにより決定される。
【００１９】
また、デジタルカメラは測量機との間において測量情報に関わるデータの伝送を行なうためのデータ伝送手段を備えることが好ましい。これにより、効率的に測量情報をデジタルカメラに伝送することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態である測量機とカメラを用いた測量システムの回路構成を示すブロック図である。
【００２１】
測量機１０は例えばトータルステーション、セオドライト等の角度が測れる装置であればよい。以下説明の便宜上、測量機１０がトータルステーションの場合について説明を行なうが他の方式の測量機を用いた場合も略同様である。
【００２２】
測量機１０は、測点に視準するための視準望遠鏡１７を備える。視準望遠鏡１７は、高度角θaを測定するために視準望遠鏡を俯仰させる水平軸Ｌhと、水平角θhを測定するために視準望遠鏡を水平方向に回転させる鉛直軸Ｌpとを有し、これらの軸の周りに回動可能である。水平軸Ｌhと鉛直軸Ｌpとは点Ｏ_S（以下視準原点Ｏ_Sと呼ぶ）において直交し、視準望遠鏡１７の光軸（視準線）は視準原点Ｏ_Sを通る。光軸Ｌは、ハーフミラー１８において２分され、一方は接眼レンズに導かれ他方は測距部１１に導かれる。
【００２３】
測距部１１では視準された測点までの斜距離等を例えば光波測距等により検出し、測角部１２はこのときの水平角θh、高度角θa等を検出する。測距部１１及び測角部１２はそれぞれシステムコンロール回路１３に接続されており、システムコントロール回路１３からの指令に基づき制御される。例えば測距部１１はシステムコントロール回路１３の指令に基づいて測距を行い、測定値をシステムコントロール回路１３に送出する。一方、測角部１２は常時角度を測定しておりシステムコントロール回路１３からの要求に応じて測定値をシステムコントロール回路１３へ送出する。検出された斜距離、水平角、高度角等の測定値はシステムコントロール回路１３において処理される。システムコントロール回路１３には、この他にも、スイッチ群１４、表示器１５（例えばＬＣＤ）、インターフェース回路１６等が接続されている。インターフェース回路１６には、インターフェースケーブルを介して例えばデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）２０が接続される。なお、インターフェース回路１６は、データコレクタ（図示せず）やコンピュータ等の周辺機器にも接続可能である。
【００２４】
デジタルスチルカメラ２０には、ＣＣＤ等の撮像素子２１が設けられており、撮像レンズ２２を介して被写体の映像を撮像可能である。すなわち、撮像素子２１では被写体の映像が画像信号として検出され、画像信号処理回路２３へ出力される。画像信号処理回路２３では、入力された画像信号に対してＲＧＢゲイン補正、ホワイトバランス補正、ガンマ補正やスーパインポーズ等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像信号は例えば表示部（例えばＬＣＤ）２４に送出されシースルー画像として表示される。また、システムコントロール回路２６に接続されたスイッチ群２９に設けられたシャッターボタン（図示せず）が押下されると、被写体の映像がデジタル画像としてメモリ２５に一時的に記憶される。
【００２５】
メモリ２５に記憶されたデジタル画像は、画像信号処理回路２３を介して表示部２４に表示可能であるとともに、システムコントロール回路２６を介して記録媒体（ＩＣカードや光学的あるいは磁気的な記録媒体等）２７に記録可能である。また、記録媒体２７に記録された画像はシステムコントロール回路２６により表示部２４に表示することが可能である。なお、デジタルスチルカメラ２０をコンピュータ等の周辺機器にインターフェース回路２８を介して接続し、撮像された画像を画像データとして伝送し表示することも可能である。
【００２６】
システムコントロール回路２６には、ポインティングデバイス３０が接続されており、これにより表示部２４の画面上の任意の位置を指定することが可能である。ポインティングデバイス３０としては、例えば十字キー、トラックボール、ジョイスティック、タッチスクリーン等が用いられる。また、システムコントロール回路２６にはＲＯＭ３１が接続され、例えば、焦点距離（又は画面距離）や光軸と画像中心とのズレ、ディストーション補正のためのパラメータなどの内部定位要素、画素ピッチなどが記録されている。
【００２７】
次に図１、図２、図３を参照して第１の実施形態の測量システムにおける測点表示処理について説明する。図２は、第１の実施形態の測量システムにおける測量機およびカメラの配置を概念的に示す図であり、図３は第１の実施形態の測量システムにおける測量手順を示すフローチャートである。
【００２８】
図２に示すように、デジタルスチルカメラ２０は、測量機１０に対して光学的に等価な位置に配置される。すなわち、視準望遠鏡１７の視準原点Ｏ_Sから距離Ｄの光軸Ｌ上の位置には、例えばハーフミラーＭ等のビームスプリッタが、光軸Ｌに対して所定の角度（例えば４５°）をもって配置され、光軸ＬはハーフミラーＭにより光軸Ｌcに分岐される。デジタルスチルカメラ２０のレンズ中心（投影中心）Ｏ_LはハーフミラーＭから（光軸Ｌcが光軸Ｌから分岐した点から）距離Ｄの位置となるように配置され、光軸Ｌｃは撮像素子２１の座標原点を通る。このとき被写体からの光はその略半分がハーフミラーＭを透過し、光軸Ｌに沿って視準望遠鏡１７に入射し、残りの略半分はハーフミラーＭにより反射され光軸Ｌcに沿って、デジタルスチルカメラ２０の撮像レンズ２２に入射し撮像素子２１の撮像面に被写体像として結像される。なお、図２において、領域Ｓaは、デジタルスチルカメラ２０により撮影される領域を示している。
【００２９】
ステップＳ１０１において、オペレータはデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）２０により測量現場の概観を撮影する。撮影された１枚のデジタル画像（概観画像）には、測量されるべき測点が複数含まれる。ステップＳ１０２では、撮影された概観画像が例えばデジタルスチルカメラ２０の表示部２４に表示される。表示された概観画像において２つの異なる点（画素）がオペレータによりポインティングデバイス３０を用いて選択され、選択された画素に対応する実空間内の任意物点が基準点Ｐ_i（ｉ＝１，２）として指定される。このとき指定された各基準点Ｐ_iに対応する撮像面上の像点Ｐ_i’の位置が、ＲＯＭ３１に格納されている内部定位要素を用いてそれぞれ２次元の画像座標（ｘｐ_i’，ｙｐ_i’）として求められる。なお画像座標系は画像左上を原点としたy’軸下向きが正の２次元座標系である。
【００３０】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２において指定された各基準点Ｐ_iの（高度、水平）角度が測量機１０を用いてオペレータにより測定され、測定値はインターフェースを介してデジタルスチルカメラ２０のシステムコントロール回路２６へ伝送される。システムコントロール回路２６では、各基準点Ｐ_iの単位距離３次元座標（Ｘｐ_i，Ｙｐ_i，Ｚｐ_i）が所定の測量座標系（例えば視準原点Ｏ_Sを原点とする座標系）において算出される。ここで単位距離３次元座標（Ｘｐ_i，Ｙｐ_i，Ｚｐ_i）は、測量座標系の原点Ｏ_Sを中心とした半径１の球面と測角方向の直線との交点の座標である。本実施形態において１つの視準線上の任意の点は撮像面Ｓ上の同一の点に投影されるので、この交点の座標を視準点の仮の３次元座標として以後の計算を行なう。なお、測量機の基準となる方向からの水平回転角をθh、垂直回転角をθaとするとき、Ｘｐ_i＝ｓｉｎθh・ｃｏｓθa、Ｙｐ_i＝ｓｉｎθa、Ｚｐ_i＝−ｃｏｓθh・ｃｏｓθaで表される。またこのとき各基準点Ｐ_iの測量座標（Ｘｐ_i，Ｙｐ_i，Ｚｐ_i）は、それぞれ像点Ｐ_i’の画像座標（ｘｐ_i’，ｙｐ_i’）に対応付けられる。
【００３１】
ステップＳ１０４では後述するように、各基準点Ｐ_iに対する測量座標と画像座標との対応から概観画像を撮影したときのデジタルスチルカメラ２０の傾きが、例えば空間後方交会法により算出される。すなわち、視準原点Ｏ_Sを原点とする測量座標系に対するデジタルスチルカメラ２０に固定された３次元カメラ座標系の撮影時におけるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸回りの回転角（ω，φ，κ）が外部標定要素として求められる。なお、第１の実施形態においてデジタルスチルカメラ２０は測量機１０に対して光学的に等価な位置に配置され、レンズ中心（投影中心）Ｏ_Lは視準原点Ｏ_Sと光学的に等価な位置にあるため、カメラ座標系の原点Ｏ_Lは測量座標系の原点（視準原点）Ｏ_Sと見なすことができる。したがって外部標定要素（Ｘ_O，Ｙ_O，Ｚ_O，ω，φ，κ）のうちカメラ座標系の原点Ｏ_Lの測量座標系における座標（Ｘ_O，Ｙ_O，Ｚ_O）は（０,０,０）なので、カメラの傾きを表す外部標定要素（ω，φ，κ）が求められることにより、画像座標と測量座標との射影関係が確立される。なおカメラ座標系は、レンズ中心（投影中心）Ｏ_Lを原点とした左手座標系であり、そのｙ軸、ｚ軸はスクリーン座標系のｓ’軸、ｔ’軸と平行であり、ｘ軸は撮像面に垂直で、投影中心から像面とは反対の方向に向けて定義される。ここでスクリーン座標系は、主点を原点とした撮像面上の２次元座標系であり、ｓ’軸は撮像素子２１の水平ライン方向に、ｔ’軸は垂直ライン方向に対応する。
【００３２】
ステップＳ１０５では、オペレータが測量機１０を測点Ｑ₁に向けて視準し、測点Ｑ₁の測量を行なう。測定値はインターフェースを介してデジタルスチルカメラ２０に伝送される。このときデジタルスチルカメラ２０のシステムコントロール回路２６では測点Ｑ₁の測量座標が算出される。ステップＳ１０６では、算出された測点Ｑ₁の測量座標およびステップＳ１０４において求められた外部標定要素（ω，φ，κ）に基づいて測点Ｑ₁に対応する像点Ｑ₁’の概観画像上の画像座標（ｘｑ₁’，ｙｑ₁’）が求められ、画像座標（ｘｑ₁’，ｙｑ₁’）に対応する位置に測点Ｑ₁を示すマークまたは測定値がスーパインポーズされデジタルスチルカメラ２０の表示部２４に表示される。なお像点Ｑ₁’に対応する画素の位置は、像点Ｑ₁’のスクリーン座標（ｓｑ₁’，ｔｑ₁’）と画素ピッチとから算出される。
【００３３】
ステップＳ１０７において測量を継続する場合にはステップＳ１０５以下の処理が繰り返し実行される。例えば測量機１０を用いて測点Ｑ₂、Ｑ₃を測量すると、デジタルスチルカメラ２０の表示部２４に表示された概観画像には、測点Ｑ₂、Ｑ₃の像点Ｑ₂’、Ｑ₃’に対応する位置にそれぞれ測点Ｑ₂、Ｑ₃を示すマークまたは測定値が表示される。一方測量を終了する場合にはステップＳ１０８において、概観画像の画像データ、カメラの内部定位要素、像点Ｑ₁’、Ｑ₂’、Ｑ₃’の画像座標（概観画像上の位置を示す位置情報、例えば画素の位置を示すデータであってもよい）、測点Ｑ₁、Ｑ₂、Ｑ₃の（高度、水平）角度の測量データ（測量情報）がそれぞれ関連付けて記録媒体２７に記録され、本実施形態の測量システムを用いた測点表示処理は終了する。なお、概観画像の画像データ、測点に対応する画像座標データ（または画素位置を示すデータ）や測量データ等は、それぞれ別のファイルに記録されてもよいし、同一のファイルに記録されてもよい。
【００３４】
また、図４を参照して第１の実施形態の測量システムにおける測点表示処理の変形例について説明する。図４は、この変形例における測量手順のフローチャートである。
【００３５】
図２の測量手順では、測量座標系に対するデジタルスチルカメラ２０の位置及び傾きを空間後方交会法で算出（Ｓ１０４）した後に、各各測点の測量を行いその都度、測点を概観画像上に表示した。一方、図４のフローチャートに示された変形例では、測量機１０による測点の測量が行なわれた後に測量座標系に対するデジタルスチルカメラ２０の位置及び傾きが算出され、その後全測点の位置が概観画像上に一斉に表示される。
【００３６】
すなわち、ステップＳ１１０、Ｓ１１１では、測量機１０を用いて、複数の測点に対する測定が連続して行なわれる。測点の測量が終了した場合には、ステップＳ１１２において、ステップＳ１１０で測定された測点を含む測量現場の概観画像がデジタルスチルカメラ２０を用いて撮影される。ステップＳ１１３では、概観画像上に表示された測点の中から同一直線上にない３つの測点（画素）が基準点Ｐ_iとしてオペレータによってポインティングデバイス３０を用いて指定される。ステップＳ１１４では、ステップＳ１１３において指定された基準点Ｐ_iに対応する測点の３次元座標（Ｘｐ_i，Ｙｐ_i，Ｚｐ_i）が、例えばオペレータによって対応付けられる。
【００３７】
ステップＳ１１５では、基準点Ｐ_iに対するステップＳ１１４の対応付けに基づいて、デジタルスチルカメラ２０の位置及び傾きが、空間後方交会法により、図２のステップＳ１０４と同様に算出される。ステップＳ１１６では、ステップＳ１１５において算出された外部標定要素を用いて、ステップＳ１１０において測定された全ての測点に対する概観画像上の画像座標が求められ、概観画像上にその位置を示すマークまたは測定値がスーパインポーズされて表示部２４に表示される。ステップＳ１１７では、ステップＳ１０８と同様に各データが記録媒体に記録される。以上により、変形例における測量は終了する。
【００３８】
なお、図２、４ではステップＳ１０１、Ｓ１１２で測量現場の撮影を行ったが、過去に撮影した概観画像を使用してもよい。さらには、撮影と測量が同時に行われるシステムとしてもよい。これは例えばスイッチ群１４内の測量開始スイッチとスイッチ群２９内のＤＳＣ撮影スイッチを連動させる方式を採用して行なうことができる。また、予めステップＳ１０１〜Ｓ１０４を行い、後日ステップＳ１０５〜Ｓ１０８を行ってもよい。この場合、測量機の設置場所は同位置とする。また、図４に示すフロ−チャートのようにステップＳ１１０の測量を先に行い、後で画像との融合を行ってもよい。またステップＳ１１０の測量を行わず、以前測量されたデ−タ（国土地理院の三角点、市販の地図や地理デ−タ含む）を使用してもよい。但し、座標系の違う測量情報を使用する場合には測量情報を座標変換により1つの座標系に統一して行なうことがよい。これは、測点を概観画像上に表示する場合や基準点の測量情報により対応づけを行なう場合共である。（例えば、座標系の違う測点を表示させる場合。例えば基準点として、一部以前測量された測量デ−タを使用する場合などは測量現場での測量座標と違う場合があり、その場合には座標変換により測量現場の座標値に変換して使用する。又逆を行ってもよい）
【００３９】
次に図５、図６を参照して本実施形態における空間後方交会法によるデジタルスチルカメラ２０の傾きの算出方法（ステップＳ１０３）の原理と、測点を概観画像へ表示する方法（ステップＳ１０６）について説明する。
【００４０】
図５は、２つの基準点Ｐ₁、Ｐ₂とこれらの撮像面Ｓにおける像点Ｐ₁’、Ｐ₂’との関係を模式的に示している。図６は図２のステップＳ１０３におけるデジタルスチルカメラ２０の傾きを表す外部標定要素（ω，φ，κ）を算出する空間後方交会法のプログラムのフローチャートであり、その算出には最小二乗法を用いた逐次近似法が用いられる。なお基準点の数は２つ以上であればいくつあってもよいが、ここでは基準点が２点指定された場合を例に説明を行なう。
【００４１】
まず、ステップＳ２０１においてカメラの傾きを表す外部標定要素（ω，φ，κ）に近似値として適当な初期値（ω_G，φ_G，κ_G）を与える。次にステップＳ２０２では、与えられた外部標定要素（ω_G，φ_G，κ_G）を用いて２つの基準点Ｐ_i（ｉ＝１，２）の測量座標（Ｘｐ_i，Ｙｐ_i，Ｚｐ_i）から各基準点Ｐ_iに対応する像点Ｐ_i’の近似的な画像座標（ｘｐ_Gi’，ｙｐ_Gi’）を算出する。
【００４２】
すなわち、基準点Ｐ_i（ｉ＝１，２）のカメラ座標系における座標（ｘｐ_i，ｙｐ_i，ｚｐ_i）は、測量座標系における座標（Ｘｐ_i，Ｙｐ_i，Ｚｐ_i）から次の（１）式により求まるので、近似的な外部標定要素（ω_G，φ_G，κ_G）および基準点Ｐ_iの測量座標（Ｘｐ_i，Ｙｐ_i，Ｚｐ_i）を（１）式に代入すると、基準点Ｐ_iの近似的なカメラ座標系座標（ｘｐ_Gi，ｙｐ_Gi，ｚｐ_Gi）を求めることができる。なお、第１の実施形態においてカメラ座標系の原点（Ｘ_O，Ｙ_O，Ｚ_O）の値は、（０,０,０）である。
【数１】

ここで、行列｛Ｔ_jk｝は回転行列であり、各成分Ｔ_jkは例えば次式で表される。
Ｔ₁₁＝ｃｏｓφ・ｃｏｓκ
Ｔ₁₂＝ｃｏｓω・ｓｉｎκ＋ｓｉｎω・ｓｉｎφ・ｃｏｓκ
Ｔ₁₃＝ｓｉｎω・ｓｉｎκ−ｃｏｓω・ｓｉｎφ・ｃｏｓκ
Ｔ₂₁＝−ｃｏｓφ・ｓｉｎκ
Ｔ₂₂＝ｃｏｓω・ｃｏｓκ−ｓｉｎω・ｓｉｎφ・ｓｉｎκ
Ｔ₂₃＝ｓｉｎω・ｃｏｓκ＋ｃｏｓω・ｓｉｎφ・ｓｉｎκ
Ｔ₃₁＝ｓｉｎφ
Ｔ₃₂＝−ｓｉｎω・ｃｏｓφ
Ｔ₃₃＝ｃｏｓω・ｃｏｓφ
【００４３】
基準点Ｐ_iに対応する像点Ｐ_i’のスクリーン座標（ｓｐ_i’，ｔｐ_i’）は、撮影された基準点、投影中心、およびその像点が同一直線上にあるという共線条件から外部標定要素（Ｘ_O，Ｙ_O，Ｚ_O，ω，φ，κ）および基準点Ｐ_iのカメラ座標系座標（ｘｐ_i，ｙｐ_i，ｚｐ_i）を用いて次の（２）式により求められる。
【数２】

したがって、（２）式にカメラ座標系の原点座標（０,０,０）と近似的な外部標定要素（ω_G，φ_G，κ_G）および（１）式で求められた基準点Ｐ_iの近似的なカメラ座標系座標（ｘｐ_Gi，ｙｐ_Gi，ｚｐ_Gi）を代入することにより基準点Ｐ_iに対応する像点Ｐ_i’の近似的なスクリーン座標（ｓｐ_Gi’，ｔｐ_Gi’）を算出することができる。
【００４４】
また、像点Ｐ_i’の近似的な画像座標（ｘｐ_Gi’，ｙｐ_Gi’）は近似的なスクリーン座標（ｓｐ_Gi’，ｔｐ_Gi’）を次の（３）式に代入することにより求められる。
【数３】

ここで、Ｐｘ、ＰｙはそれぞれＣＣＤの水平、垂直方向の画素ピッチであり、Ｗ、Ｈはそれぞれ画像の水平、垂直方向のピクセル数である。
【００４５】
ステップＳ２０３では、近似的に与えられた外部標定要素（ω_G，φ_G，κ_G）の値が適切か否かを判定するためのメリット関数Φが計算される。メリット関数Φは例えば（４）式で定義される。
【数４】

すなわち、本実施形態においてメリット関数Φは概観画像上で指定された基準点Ｐ_iの像点Ｐ_i’の画像座標（ｘｐ_i’，ｙｐ_i’）と、測量により求められた基準点Ｐ_iの測量座標（Ｘｐ_i，Ｙｐ_i，Ｚｐ_i）とカメラ座標系の原点座標（０,０,０）および近似的に与えられた外部標定要素（ω_G，φ_G，κ_G）から求められた像点Ｐ_i’の近似的な画像座標（ｘｐ_Gi’，ｙｐ_Gi’）との間の距離の２乗和に対応している。
【００４６】
次にステップＳ２０４において、メリット関数Φが所定値よりも小さいか否かが判定される。すなわち、近似的に与えられた外部標定要素（ω_G，φ_G，κ_G）による像点Ｐ_i’の近似的な画像座標（ｘｐ_Gi’，ｙｐ_Gi’）が、概観画像上で指定された基準点Ｐ_iの像点Ｐ_i’の画像座標（ｘｐ_i’，ｙｐ_i’）に十分近いか否かが判定される。Φ＜所定値の場合にはこの処理は終了し、カメラ座標系の原点座標（０,０,０）と、現在与えられている外部標定要素（ω_G，φ_G，κ_G）の値を、概観画像撮影時のカメラの位置および傾きを表す外部標定要素であるとする。
【００４７】
一方、ステップＳ２０４においてΦ≧所定値であると判定された場合には、ステップＳ２０５において近似的に与えられた外部標定要素（ω_G，φ_G，κ_G）に対する補正量（δω，δφ，δκ）が例えば最小二乗法により求められる。すなわち、供線条件である（２）式を近似値である外部標定要素（ω_G，φ_G，κ_G）の周りにテイラー展開し高次の項を省いて線形化し、補正量（δω，δφ，δκ）を未知量とする正規方程式を作成することにより適正な補正量（δω，δφ，δκ）が求められる。
【００４８】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２０５において算出された補正量（δω，δφ，δκ）に基づいて近似値である外部標定要素（ω_G，φ_G，κ_G）の値が更新される。すなわち、（ω_G，φ_G，κ_G）の各値は、それぞれ（ω_G＋δω，φ_G＋δφ，κ_G＋δκ）に置き換えられカメラの傾きが更新される。その後処理はステップＳ２０２へ戻り、ステップＳ２０４においてΦ＜所定値と判定されるまでステップＳ２０２〜ステップＳ２０６が繰り返し実行される。
【００４９】
なお以上の説明は、ディストーション等の内部定位が無い（無視できる量）場合、または概観画像が補正されたものの場合であり、補正していない概観画像を既知の内部定位量にて補正する場合は（２）式で求められたスクリーン座標（ｓｐ_Gi’，ｔｐ_Gi’）を次の（５）式によりディストーション補正したスクリーン座標（ｓｃｐ_Gi’，ｔｃｐ_Gi’）に変換される。
【数５】

ここで、Ｄ₂、Ｄ₄、Ｄ₆はそれぞれディストーション２次成分、４次成分、６次成分であり、Ｐ₁、Ｐ₂はディストーション非対称成分、Ｘ_c、Ｙ_cは主点の画像中心からのｓ’軸方向、ｔ’軸方向への偏心量である。また、画像座標（ｘｐ_Gi’，ｙｐ_Gi’）は、次の（６）式から求められる。
【数６】

【００５０】
空間後方交会法により撮影時のデジタルスチルカメラ２０の傾きを示す外部標定要素（ω，φ，κ）が算出されると、図３のステップＳ１０５で測量される測点に対応する像点の画像座標は、測量された水平角および高度角から算出された測点の測量座標と、空間後方交会法により算出された外部標定要素の値とから（１）式および（２）式を用いて求められる。ステップＳ１０６では、この画像座標に基づいて概観画像上の測点に対応する位置（画素）に測点を示すマークまたは測定値を表示する。
【００５１】
以上のように、第１の実施形態によれば、測点の測量データから測点の位置を測量現場で撮影された概観画像上の位置（画素）に簡便に対応付けることができる。これにより、概観画像内の任意の測点を画像上に表示することができるため測点の配置を概観画像上において簡単に確認することができ、測量作業、および後の測量データの整理を効率的に行なうことができる。また、１枚の概観画像に複数の測点を対応付けられるので、画像を記録するための記録容量を節約することができ、効率的に測量データを測量現場の画像情報に関連付けることができる。又、第一の実施形態では、視準望遠鏡の高度・水平回転中心を原点とした測量座標で説明したが、高度・水平回転中心を、国土地理院等で規定している基準点を使用した絶対座標に変換して行っても良い。また、ト−タルステ−ション等を使用して、各測定点の測定デ−タ（斜距離・高度・水平角度、測量座標）を使用、記録してもよい。
【００５２】
なお、第１の実施形態において、デジタルスチルカメラ２０の撮像レンズ２２の光軸が光軸Ｌcに一致され、光軸Ｌc（x軸）周りの回転角ωの値のみが未知数である場合（φ＝０、κ＝０の場合）には基準点Ｐ_iの数は１つでよいことはいうまでもない。更に、デジタルスチルカメラ２０の外部標定要素全てが既知の場合には、基準点の決定・測量および空間後方交会法に関わる処理は行なう必要がなく、例えば式（１）、（２）から測点に対応する外観画像上の位置を直接求めることができる。また撮像レンズ２２の光軸が光軸Ｌcに一致され、カメラ座標系の軸yが、測量機１０の水平軸Ｌhに対応するように配置されている場合には、測量座標系とカメラ座標系とは同一座標系と見なせるので、概観画像内にある任意の測点Ｑ_iに測量機１０が視準されるとき、この測点Ｑ_iに対応する像点Ｑ_i’の位置（ｘｐ_i’，ｙｐ_i’）は、概観画像撮影時の初期視準方向である水平角θh₀と高度角θa₀と、測量機１０において測定される測点Ｑ_iの水平角θh_i、高度角θa_iと、撮像レンズ２２の画面距離ｆとから（ディスト−ション補正が必要な場合は内部定位要素も用いる）、ｘｐ_i’＝ｆ・ｔａｎ（θh_i−θh₀）、ｙｐ_i’＝ｆ・ｔａｎ（θa_i−θa₀）として直接求めることができる。したがって、このような場合には、概観画像撮影時に測量機１０が向けられていた方向を初期視準方向（水平角θh₀および高度角θa₀）としてデジタルスチルカメラ２０に伝送し、その後直ちに測点を概観画像上に表示した測量を行なうことができ、より簡便かつ効率的に測量機で得られる測量情報とカメラで得られる測量現場の画像情報とを関連付けることができる。
【００５３】
次に図７を参照して本発明の第２の実施形態の測量システムについて説明する。図７は第２の実施形態における測量機とカメラの配置を模式的に表した図である。第２の実施形態の測量システムでは、測量機とカメラの配置が第１の実施形態と異なるのみでその他の構成は第１の実施形態の測量システムと略同様である。したがって以下の説明においては、第１の実施形態とその構成が異なる部分についてのみ説明し、第１の実施形態と共通の構成に関してはその説明を省略する。また、第１の実施形態と同様の構成に関しては同一参照符号を用いる。
【００５４】
第１の実施形態では、デジタルスチルカメラ２０が測量機１０に対して光学的に等価な位置に配置されることから、レンズ中心（投影中心）Ｏ_Lは視準原点Ｏ_Sと同位置あると見なすことができた。一方、第２の実施形態では、デジタルスチルカメラ２０のレンズ中心（投影中心）Ｏ_L’は、物理的にも光学的に視準原点Ｏ_Sと等価な位置に配置されておらず、カメラ座標系の原点であるレンズ中心（投影中心）Ｏ_L’は、測量座標系の原点である視準原点Ｏ_Sとは異なる所定の位置にある。すなわちカメラ座標系の原点Ｏ_L’の測量座標系における座標（Ｘ_O，Ｙ_O，Ｚ_O）のうちの少なくとも１つの成分は０でない。また、第２の実施形態では、デジタルスチルカメラ２０の撮像レンズ２２の光軸Ｌｃ’は、測量機１０の視準望遠鏡１７の光軸Ｌに平行に配置される。
【００５５】
デジタルスチルカメラ２０の光軸Ｌc’（ｘ軸）周りの回転角ωが未知の場合には、φ＝０、κ＝０としたときの行列成分Ｔ_jkと、カメラ座標系における原点Ｏ_L’の測量座標（Ｘ_O，Ｙ_O，Ｚ_O）と、１つの基準点の測量座標および画像座標を式（１）、（２）に代入することにより、この回転角ωが求められる。これに基づいて測点Ｑ_iの測量座標（Ｘｐ_i，Ｙｐ_i，Ｚｐ_i）から像点Ｑ_i’の画像座標（ｘｐ_i’，ｙｐ_i’）が求められる。また更に、回転角ωが既知であれば、全ての外部標定要素（Ｘ_O，Ｙ_O，Ｚ_O，ω，φ，κ）が既知であるため、直接（２）式に測点Ｑ_iの測量座標（Ｘｐ_i，Ｙｐ_i，Ｚｐ_i）を代入し、像点Ｑ_i’の画像座標（ｘｐ_i’，ｙｐ_i’）を求めることができる。
【００５６】
第１の実施形態と同様に、測点Ｑ_iに測量機１０が視準されると、求められた像点Ｑ_i’の画像座標（ｘｐ_i’，ｙｐ_i’）に基づいて概観画像上の測点Ｑ_iに対応する位置に測点Ｑ_iを示すマークまたは測定値が表示され、測量が終了するまで繰り返される。
【００５７】
以上のように、第２の実施形態においても第１の実施形態と略同様の効果を得ることができる。
【００５８】
なお第２の実施形態では、光軸Ｌc’は光軸Ｌに平行であったが、図８のように光軸Ｌc’が光軸Ｌと交わる場合においても同様に（２）式を用いて測点の測量座標から対応する像点の概観画像上の位置を求めることができる。
【００５９】
次に、図９を参照して本発明における第３の実施形態の測量システムについて説明する。第３の実施形態は第１の実施形態と略同様であるので、第１の実施形態とは異なる構成についてのみ説明する。なお第１の実施形態と共通の構成には同一参照符号を用いる。
【００６０】
図９は、第３の実施形態における測量システムの概略的な構成を示すブロック図である。第３の実施形態では、測量現場の概観画像の撮影に例えば通常市販されているデジタルスチルカメラ２０’が用いられる。まず、デジタルスチルカメラ２０’は、第１の実施形態と同様に測量機１０に対して光学的に等価な位置に配置される。また、デジタルスチルカメラ２０’は、インターフェースケーブルを介して例えばノート型パソコン（ＰＣ）等のコンピュータ４０に接続され、撮影された測量現場の概観画像は、コンピュータ４０に伝送される。その後コンピュータ４０はインターフェースケーブルを介して測量機１０に接続される。コンピュータにはマウス、トラックボール、ジョイスティック、キーボード等の入力装置４１や、ハードディスク、ＤＶＤ、ＭＯ、ＩＣカード等の記録媒体４２、ＬＣＤ、ＣＲＴ等の画像表示装置４３が接続されている。
【００６１】
コンピュータ４０に伝送された概観画像の画像データは、例えば記録媒体４２に記録される。概観画像はコンピュータ４０にインストールされている測量支援プログラムにより画像表示装置４３に表示される。以下第１の実施形態と同様の処理がコンピュータ４０の測量支援プログラムにより測量機１０とコンピュータ４０との間において行なわれる。すなわち、オペレータは画像表示装置４３に表示された概観画像において、２以上の点（画素）を基準点Ｐ_iとして入力装置４１のポインティングデバイスを用いて指定し、指定された基準点Ｐ_iの位置を測量機１０により測定する。測量支援プログラムは基準点Ｐ_iに対応する像点Ｐ_i’の画像座標と測定値から算出された基準点Ｐ_iの測量座標とから概観画像撮影時のデジタルスチルカメラ２０’の外部標定要素（ω，φ，κ）を算出し、画像座標と測量座標との射影関係を確立する。測量支援プログラムは測量機１０から測点の測定データを取得して、確立された射影関係に基づいて画像表示装置４３に表示された概観画像上に測点の位置を示すマークや測定値を表示する。また、測量データ、画像データ、内部定位要素、外部標定要素等は関連付けられて記録媒体４２に記録される。
【００６２】
なお、第３の実施形態で用いられるカメラは測量機１０に外付け、または内蔵されるが、測量専用のカメラとは限らないので内部定位要素が知られていない場合がある。このような場合には、測量に先立ち予めデジタルスチルカメラ２０’の内部定位を行い、これにより求められた内部定位要素を用いて画像座標を算出すればよい。
【００６３】
以上のように、第３の実施形態においても第１の実施形態と略同様の効果を得ることができる。また、第３の実施形態では、市販のデジタルカメラを用いることができる。更に第３の実施形態は測量を支援するための専用の装置として構成してもよいが、本実施形態の測量支援プログラムを汎用のノート型パソコンにインストールして用いることができるので、より簡略にかつ低コストで上記測量システムを提供することができる。
【００６４】
本実施形態では、デジタルスチルカメラで説明したが、デジタル画像が取れるものならばデジタルビデオ等でもかまわない。又、本実施形態では、測点の表示と記したが、測量値（角度等）や測点番号を測点マークの近くに表示してもよい。又反射部材を持つ作業者を測点と仮定し、特別な記号等（色、形状等で通常の測点マークと区別）で概観画像上に表示してもよい。また自動視準機能内蔵の測量機では、ターゲット位置の測定を任意時間間隔毎に行い、常時フィードバックをかけて表示する事もできる。また、ＴＳを使用して測量した場合には、入力手段により指定した測点間の距離等の測量解析情報を概観画像上に表示してもよい。
【００６５】
また、測量機の測角値（高度、水平角等）はインクリメンタル式では常時計測されている値であり、アブソリュート式では回転停止時には必ず計測されている値である。よって任意時間間隔毎（連続）、または回転停止時の角度位置に記号＋等で概観画像上に表示を行い、視準望遠鏡の視準位置ガイドとしてもよい。そして測定点として確定した位置で任意操作（キーボード入力等）により測点表示してもよい。
【００６６】
なお、本実施形態では、概観画像上においてポインティングデバイスを用いて任意に基準点を指定したが、撮影範囲内に例えば寸法が既知の基準尺や、任意に配置できる基準マーク等を配置し、これらを基準点として外部標定要素を求めてもよい。この場合、概観画像上において基準尺や基準マークの位置がポインティングデバイス等を用いて選択される。また基準尺や基準マークが用いられる場合には、例えば画像処理を用いて基準点の概観画像上の位置を自動的に検出してもよい。
【００６７】
各実施形態のデジタルスチルカメラは測量機に一体的に備え付けられたもの（例えば内蔵型）であってもよいし、従来の測量機に外付けされるものであってもよい。また、本実施形態において概観画像は、デジタルスチルカメラの表示装置に表示され、測点との画像上の位置との対応もデジタルスチルカメラにおいて計算されたが、カメラでは概観画像のみを撮影し、その画像データをコンピュータに転送し、コンピュータのディスプレイ上で概観画像を表示してもよく、この場合には基準点の決定や、測点と画像上の位置との対応の計算、測点の概観画像への表示はコンピュータにおいて行なわれる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、測量機で得られる測量情報とカメラで得られる測量現場の画像情報とを簡便かつ効率的に関連付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施形態である測量システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の測量システムにおける測量機およびカメラの配置を概念的に示す図である。
【図３】第１の実施形態の測量システムにおける測量手順を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態の測量システムにおける測量手順の変形例を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態において、２つの基準点Ｐ₁、Ｐ₂と撮像面Ｓにおける像点Ｐ₁’、Ｐ₂’との関係を模式的に示す図である。
【図６】デジタルスチルカメラの位置および傾きを表す外部標定要素（ω，φ，κ）を算出する空間後方交会法のプログラムのフローチャートである。
【図７】第２の実施形態の測量システムにおいてカメラの光軸と測量機の視準望遠鏡の光軸とが平行の場合における測量機およびカメラの配置を概念的に示す図である。
【図８】第２の実施形態の測量システムにおいてカメラの光軸と測量機の視準望遠鏡の光軸とが交差する場合における測量機およびカメラの配置を概念的に示す図である。
【図９】本発明における第３の実施形態である測量システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 測量機
１６、２８ インターフェース回路
２０ デジタルスチルカメラ
２４ 表示部
２６ システムコントロール回路
２７、４２ 記録媒体
３０ ポインティングデバイス
４０ コンピュータ
４１ 入力装置
４３ 画像表示装置

Claims (23)

1. 測量を行なうための測量機と、
   前記測量機に対し相対的に所定の位置に配置され、測点を含む測量現場の概観画像を撮影するための撮像装置と、
   前記測量機による測点の測量情報と前記測点に対応する前記概観画像上の位置に関する位置情報とを対応付ける対応付け手段と、
   前記撮像装置の傾きに関する情報を求める傾斜情報算出手段とを備え、
   前記測量機に対し所定の位置に配置された前記撮像装置の位置のみが既知である
   ことを特徴とする測量システム。
2. 前記傾斜情報算出手段において、前記撮像装置の傾きに関する情報が、２以上の任意に設定された基準点を前記測量機により測量したときの測量情報と、前記基準点の前記概観画像上の位置との関係から算出されることを特徴とする請求項 1に記載の測量システム。
3. 前記測量機と前記概観画像との位置関係が、前記測量機に対する前記概観画像が撮影されたときの前記撮像装置の位置及び傾きを表す外部標定要素により表され、前記傾きを表す外部標定要素が前記傾斜情報算出手段により求められることを特徴とする請求項２に記載の測量システム。
4. 前記概観画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段における画像上の位置を指定するための入力手段とを備え、前記基準点の位置が前記入力手段により前記概観画像上の任意の位置を指定することにより決定されることを特徴とする請求項２に記載の測量システム。
5. 測量を行なうための測量機と、
   前記測量機に対し相対的に所定の位置に配置され、測点を含む測量現場の概観画像を撮影するための撮像装置と、
   前記測量機による測点の測量情報と前記測点に対応する前記概観画像上の位置に関する位置情報とを対応付ける対応付け手段とを備え、
   前記測量機が視準望遠鏡を備え、前記撮像装置における撮像光学系の投影中心が前記視準望遠鏡の視準原点と光学的に等価な位置に配置されている
   ことを特徴とする測量システム。
6. 前記視準望遠鏡が水平面内で回動するための鉛直軸と、前記鉛直軸と直交し前記視準望遠鏡を俯仰させるための水平軸とを中心に回動可能であり、前記視準望遠鏡の光軸が前記鉛直軸および前記水平軸との交点を通り、前記交点が前記視準原点であることを特徴とする請求項５に記載の測量システム。
7. 前記光軸を分岐するビームスプリッタを備え、前記ビームスプリッタにより分岐された光軸の一方が前記視準原点を通り、その他方が前記投影中心を通り、前記視準原点および前記投影中心とが前記ビームスプリッタによる前記光軸の分岐点から等距離に配置されることを特徴とする請求項６に記載の測量システム。
8. 前記ビームスプリッタがハーフミラーであることを特徴とする請求項７に記載の測量システム。
9. 前記ビームスプリッタにより分岐され前記投影中心を通る分岐光学系と前記撮像装置とが前記測量機に内蔵されることを特徴とする請求項７に記載の測量システム。
10. 前記他方に分岐された視準望遠鏡の光軸が前記撮像装置の光軸に一致することを特徴とする請求項７に記載の測量システム。
11. 前記概観画像を表示する画像表示手段と、前記測量情報と前記概観画像の位置情報との対応付けに基づいて前記測量機により測量される、又は測量された前記概観画像内の測点の位置を前記画像表示手段により表示された前記概観画像上に示す測点表示手段とを備えることを特徴とする請求項１または請求項５の何れか一項に記載の測量システム。
12. 前記対応付け手段による前記測量情報と前記概観画像上の位置情報 との対応を記録可能な記録手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項５の何れか一項に記載の測量システム。
13. 前記測量機が測角手段を備え、前記測量情報が測点の測角値であることを特徴とする請求項１または請求項５の何れか一項に記載の測量システム。
14. 前記測角値が、高度角及び水平角であることを特徴とする請求項１３に記載の測量システム。
15. 前記測量機が測距手段と測角手段とを備え、前記測量情報が測点までの斜距離と高度、水平角度であることを特徴とする請求項１または請求項５の何れか一項に記載の測量システム。
16. 前記測量機が測距手段と測角手段とを備え、前記測量情報が測点の座標値であることを特徴とする請求項１または請求項５の何れか一項に記載の測量システム。
17. 前記測量機が、視準望遠鏡と、前記視準望遠鏡を水平面内で回動するための鉛直軸と、前記鉛直軸と直交し前記視準望遠鏡を俯仰させるための水平軸とを備え、前記視準望遠鏡の光軸は前記鉛直軸および前記水平軸との交わる視準原点を通り、前記撮像装置の光軸が前記視準望遠鏡の光軸と平行であることを特徴とする請求項１に記載の測量システム。
18. 測量機に対し所定の位置に配置されるデジタルカメラであって、
    測点を含む測量現場の概観画像を撮影する撮像手段と、
    前記測量機との位置関係から、前記測量機により測量された測点の測量情報と前記測点に対応する前記概観画像上の位置に関する位置情報とを対応付ける対応付け手段と、
    前記撮像装置の傾きに関する情報を求める傾斜情報算出手段とを備え、
    前記測量機に対する前記デジタルカメラの位置のみが既知である
    ことを特徴とするデジタルカメラ。
19. 視準望遠鏡を備える測量機に対し所定の位置に配置されるデジタルカメラであって、
    測点を含む測量現場の概観画像を撮影する撮像手段と、
    前記測量機との位置関係から、前記測量機により測量された測点の測量情報と前記測点に対応する前記概観画像上の位置に関する位置情報とを対応付ける対応付け手段とを備え、
    前記デジタルカメラにおける撮像光学系の投影中心が前記視準望遠鏡の視準原点と光学的に等価な位置に配置されている
    ことを特徴とするデジタルカメラ。
20. 前記概観画像を表示する画像表示手段と、前記測点の前記測量情報と前記概観画像上の位置情報との対応付けに基づいて前記測量機により測量される前記概観画像内の測点の位置を前記画像表示手段により表示された前記概観画像上に示す測点表示手段とを備えることを特徴とする請求項１８または請求項１９の何れか一項に記載のデジタルカメラ。
21. 前記撮像手段により撮影された２以上の基準点を含む測量現場の概観画像における前記基準点の２次元的な位置情報と測量機による前記基準点の３次元的な測量情報に基づいて、前記概観画像と前記測量機との間の位置関係を算出する位置関係算出手段を備えることを特徴とする請求項１８または請求項１９の何れか一項に記載のデジタルカメラ。
22. 前記概観画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段における画像上の位置を指定するための入力手段とを備え、前記基準点の位置が前記入力手段により前記概観画像上の任意の位置を指定することにより決定されることを特徴とする請求項２１に記載のデジタルカメラ。
23. 前記測量機との間において前記測量情報に関わるデータの伝送を行なうためのデータ伝送手段を備えることを特徴とする請求項１８または請求項１９の何れか一項に記載のデジタルカメラ。

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