JP4755561B2 - 写真計測に用いる基準点用ターゲット - Google Patents

Description

本発明は、地形、構造物等の形状を計測するための写真計測に用いる基準点用ターゲットに関する。

従来、地形や構造物の形状を写真機（デシタル写真機）によって撮影した写真画像を基に計測を行う写真計測技術が知られている。
例えば、廃棄物最終処分場の埋め立て実績を計測する場合を例に採って説明すると、この廃棄物最終処分場は日々搬入されるゴミなどによって埋め立てられていくため、その地形が変化していく。
この変化した地形を計測することによって、埋め立て計画図の作成や容積を計算し、廃棄物最終処分場の残余容量を算定することができることから、地形を精密に計測することは廃棄物最終処分場の維持管理にとって極めて重要である。

この写真計測技術は、中心を基準点とした基準点用ターゲットと、中心を測点とした測点用ターゲットを用いる。
撮影計画に基づき３点以上の基準点用ターゲットと、この基準点用ターゲットを含めて８点以上になるように少なくとも５点以上の測点用ターゲットを被計測現場に設置し、光波測量などを利用し、前記基準点用ターゲットを基に基準点の３次元座標を取得する。
ここで重要なのは、基準点の座標を正確に取得することで、このため、光波測量に用いるプリズム用ポールを基準点用ターゲットの中心に立てる必要がある。
次に、複数箇所から写真を撮影し、その写真画像をコンピュータの写真計測用ソフトに取り込み、２枚の写真画像間で、前記３点以上の基準点用ターゲットと、５点以上の測点用ターゲット（合計８点以上のターゲット）について、同一位置のターゲット同士の中心点を指示し、カメラの位置解析を行う。この時点での３次元座表は、基準カメラ位置を中心とした仮の座標系で表される。
次に、前記カメラ位置解析をした後、基準点の座標を再入力し、再計算することで実座標系に変換され、そして、２枚以上の写真画像間において、地形の同一点を計測することができる。
ここでも写真画像に写っている基準点用ターゲットと測点用ターゲットの中心を正確に指示することが正確な測点を求める上で重要である。
このように、写真計測技術では、基準点及び測点を正確に求めることが重要であり、このためには、ターゲットの中心を正確に指示することが必要である。

従来、写真計測技術で用いるターゲットとして、球体に形成されたターゲットが知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
この球体ターゲットは、全方向から見ても球形であり、どの方向から撮影しても写真画像には円形で表示されるため、その中心を目見当により比較的容易に指示することができる。
特開平７−１９０７６６号公報 特開２００５−３７１２９号公報

しかしながら、従来の球体ターゲットは、単なる球体（ボール）であり、測点である中心を目見当により概ね指示することができるが、更なる正確を要求される場合、単なる球体だけでは不十分であり、目見当でありながら、より正確に測点である中心を指示できるようにすることが要求されている。

また、従来の球体ターゲットは、その測点を求めるためだけを目的としたターゲットであり、光波測量によって基準点の座標を取得するために使用するプリズム用ポールを中心に立てるための構造はない。

本発明は、光波測量によって基準点の座標を取得するために使用するプリズム用ポールを中心に正確に立てることができると共に、測点用ターゲットとして兼用することができる基準点用ターゲットを提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明（請求項１）の写真計測に用いる基準点用ターゲットは、
中心を基準とした球体が支持部材に取り付けられ、
この球体の外周面に複数本の目測用棒体が突設され、
各目測用棒体の軸線が球体の中心で交差するように形成され、
前記球体の上部にポール挿入穴が形成され、
このポール挿入穴の底端に球体の中心に一致する先尖穴端部が形成され、
前記ポール挿入穴に蓋部材が着脱可能に取り付けられ、
この蓋部材の外周面が、該蓋部材をポール挿入穴に装着した状態で球体の外周面に連続する部分球面に形成されている構成とした。

又、本発明（請求項２）の写真計測に用いる基準点用ターゲットは、請求項１記載の基準点用ターゲットにおいて、
前記支持部材が棒状に形成され、この棒状支持部材の軸線が球体の中心で前記目測用棒体の軸線と交差するように形成されている構成とした。

本発明の基準点用ターゲット（請求項１）は、測点用ターゲット兼用構成として、中心を測点とした球体の外周面に複数本の目測用棒体が突設され、この複数本の目測用棒体の軸線が球体の中心で交差するように形成されている構成を備えている。
したがって、写真画像に写された測点用ターゲット兼用構成で測点（中心点）を求めるに際し、複数本の目測用棒体を球体の中心に向けて延長させるように見ることで、その交点である測点の位置の見当が付け易くなる。
これにより、球体の中心である測点を、単なる球体のものと比べ、目見当でありながら更に正確に指示することができ、この結果、写真計測の精度を著しく向上させることができる。

又、支持部材を棒状に形成し、この棒状支持部材の軸線を球体の中心で目測用棒体の軸線と交差させるように形成すると（請求項２）、支持部材に目測用棒体としての機能を持たせることができる。

本発明の基準点用ターゲット（請求項１）は、前記測点用ターゲット兼用構成に、ポール挿入穴と、蓋部材を追加した構成としている。
即ち、基準点用ターゲットは、基準点の３次元座標を取得するため、光波測量に用いるプリズム用ポールを中心に立てる必要があり、そのための構造を付加したものである。

プリズム用ポールを中心に立てるには、蓋部材を取り外してポール挿入穴を現わし、プリズム用ポールを手に持ってポール挿入穴に挿入する。
このとき、プリズム用ポールの先端がポール挿入穴の底端に形成した先尖穴端部に嵌め込まれるもので、この先尖穴端部が球体の中心に一致しているため、プリズム用ポールを自動的に球体の中心に立てることができる。
このようにしてプリズム用ポールを球体の中心に立てたのち、プリズムに設けた水平器を見ながらプリズム用ポールを垂直に立て、その状態で光波測量により基準点の３次元座標を取得するものである。

次に、上記の光波測量により基準点の３次元座標を取得した後は、基準点用ターゲットを測点用ターゲットとして兼用させるもので、このとき、ポール挿入穴に蓋部材を装着させてポール挿入穴を塞ぐ。
このようにしてポール挿入穴に蓋部材を装着させた状態では、蓋部材の外周面に形成した部分球面が球体の外周面に連続し、外周全面が球面の球体に復元するため、測点用ターゲットとして支障なく使用することができる。

図１は実施例の基準点用ターゲットにおける測点用ターゲット兼用構成Ａを示す正面図、図２はその平面図である。

この測点用ターゲット兼用構成Ａは、球体１が支持部材２に取り付けられている。
前記球体１は、その中心Ｃを測点として設定したもので、プラスチック、金属等の耐候性に優れた材質で球形に形成され、外周面に複数本の目測用棒体（明細書において、目測用棒体を総称する場合は符号３を付す）が突設されている。

前記目測用棒体３は、その軸線が球体１の中心で交差するように形成されている。
実施例では、球体１の中心Ｃを通る平面Ｍ上において９０度間隔で配置された４本の目測用棒体３ａ，３ａ，３ｂ，３ｂと、前記平面Ｍと直角をなし、球体１の中心Ｃを通る直径線Ｃ１上に配置された１本の目測用棒体３ｃとの合計５本の目測用棒体３ａ，３ａ，３ｂ，３ｂ，３ｃが球体１の外周面に突設されている。
これにより、平面Ｍ上に配置された４本の目測用棒体３ａ，３ａ，３ｂ，３ｂのうち、２本の目測用棒体３ａ，３ａが球体１の直径線Ｃ２上に配置され、その直径線Ｃ２と直角に交差する直径線Ｃ３上に他の２本の目測用棒体３ｂ，３ｂが配置され、かつこれら４本の目測用棒体３ａ，３ａ，３ｂ，３ｂと直角に交差する直径線Ｃ１上に１本の目測用棒体３ｃが配置される。

なお、前記球体１は、実施例では直径２００ｍｍ、目測用棒体３は直径１０ｍｍ、突出長さ１００ｍｍとしているが、球体１の直径、目測用棒体３の直径、突出長さ及び本数は被計測現場や写真撮影の距離や角度等を勘案して決定する。
又、球体１及び目測用棒体３の材質、色彩についても適宜に決定する。

したがって、写真画像に写された測点用ターゲット兼用構成Ａで測点を求める場合、複数本の目測用棒体３を球体１の中心に向けて延長させるように見れば、この目測用棒体３が目測用定規になるため、交点である測点の位置の見当が容易になる。
これにより、球体１の中心である測点を、単なる球体のものと比べ、目見当でありながら更に正確に指示することができる。

前記支持部材２は球体１を支持するためのもので、棒状に形成され、この棒状支持部材２ａの一端（上端）に球体１が取り付けられている。
実施例では、棒状支持部材２ａを重石２０の上に立設させることで、この重石２０を利用して被計測現場に設置させるようにしているが、これに限らず、例えば、杭（図７の符号２１で示す）の上端に取り付けたり、棒状支持部材２ａ自体を杭として使用したり、適宜の設置方法を採用できる。
又、前記棒状支持部材２ａに対する球体１の取り付けは、棒状支持部材２ａの上端に形成した球面座板２３に球体１をビスや接着剤で固定するようになっている。

前記棒状支持部材２ａは、その軸線Ｃ４が球体１の中心Ｃで前記目測用棒体３ａ，３ａ，３ｂ，３ｂの直径線Ｃ２，Ｃ３と直角に交差するように形成されるもので、実施例では、棒状支持部材２ａの軸線Ｃ４を球体１の中心を通る直径線Ｃ１上に一致させることで、平面Ｍ上に配置した４本の目測用棒体３ａ，３ａ，３ｂ，３ｂの軸線と直角に交差するように形成している。

このように、棒状支持部材２ａの軸線Ｃ４を球体１の中心Ｃで目測用棒体３の軸線と交差させるように形成することで、棒状支持部材２ａを目測用棒体として利用することができる。

次に、図３は実施例の基準点用ターゲットを示す正面図、図４はその基準点ターゲットを示す分解正面図、図５はその基準点ターゲットの使用状態を示す正面図である。

この基準点用ターゲットＢは、前記測点用ターゲット兼用構成Ａの構成に、基準点の３次元座標を取得するための構成、即ち、ポール挿入穴４と、蓋部材５を追加した構造に形成されたものであり、その付加構造について以下に説明する。
なお、前記測点用ターゲット兼用構成Ａと同一構成部分は図面の符号を同一にして、その説明を省略する。

前記ポール挿入穴４は、基準点の３次元座標を取得するため、光波測量に用いるプリズム用ポールＰを球体１の中心Ｃに立てるためのもので、棒状支持部材２ａの軸線Ｃ４と同一線上になる球体１の直径線Ｃ１上において球体１の上面に開口するように形成され、その外周面に１本の目測用棒体３ｃが突設されている。
このポール挿入穴４は上端の開口径がプリズム用ポールＰの直径よりも大きく、球体１の中心Ｃに向けて次第に開口径が小さくなったテーパ穴に形成され、その底端に球体１の中心Ｃに一致する先尖穴端部４０が形成されている。

前記蓋部材５は、前記ポール挿入穴４に着脱可能に取り付けられ、この蓋部材５をポール挿入穴４に嵌め込んで装着した状態で、蓋部材５の外周面に形成した部分球面５０が球体１の外周面に連続し、球面体を形成するようになっている。

したがって、この基準点用ターゲットＢを使用して基準点の３次元座標を取得するには、この基準点用ターゲットＢを被計測現場の適宜位置に設置させ、図５に示すように、前記蓋部材５を取り外した状態で、プリズム用ポールＰを手で持ってポール挿入穴４に挿入させる。
このようにしてプリズム用ポールＰを球体１の中心Ｃに立てたのち、プリズム９に設けた水平器を見ながらプリズム用ポールＰを垂直に立て、その状態で光波測量を行うことで、基準点の３次元座標を取得することができる。

このとき、前記ポール挿入穴４がテーパ穴に形成されているため、プリズム用ポールＰとポール挿入穴４との間に形成された隙間によって、プリズム用ポールＰを一定の範囲Ｑ内で傾斜させることが可能になる。
これにより、棒状支持部材２ａが垂直に設置されていない場合でも、前記範囲Ｑ内であれば、球体１の中心Ｃにプリズム用ポールＰを垂直に立てることが可能になり、基準点用ターゲットＢの設置作業を容易に行なうことができる。

そして、光波測量により基準点の３次元座標を取得した後は、ポール挿入穴４に蓋部材５を装着させてポール挿入穴４を塞ぐもので、この状態では、蓋部材５の外周面に形成した部分球面５０が球体１の外周面に連続し、外周全面が球面に復元する。
これにより基準点用ターゲットＢは、前記測点用ターゲット兼用構成Ａと同様の形状になり、これを測点用ターゲットとして兼用させることが可能になる。

次に、図６は基準点用ターゲットの他の実施例を示す正面図である。
この基準点用ターゲットＢ１は、ポール挿入穴４がプリズム用ポールＰの直径よりも大きく、上端から球体１の中心Ｃ近くまで同一の開口径に形成されたストレート穴に形成され、その底端に球体１の中心Ｃに一致する先尖穴端部４０が形成されている。
このようにストレート穴に形成したポール挿入穴４についても、プリズム用ポールＰとポール挿入穴４との間に形成された隙間によって、プリズム用ポールＰを一定の範囲Ｑ内で傾斜させることが可能になる点は、前記図５の例と同様である。

次に、図７は基準点用ターゲットの他の実施例を示す正面図である。
この基準点用ターゲットＢ２は、この基準点用ターゲットＢ２を傾斜面設置用として形成させたもので、棒状支持部材２ａの軸線Ｃ４と、ポール挿入穴４を形成した球体１の直径線Ｃ１とが、角度（実施例では１３５度）を持つように、棒状支持部材２ａの上端に球体１を取り付けた構造になっている。
このように、棒状支持部材２ａの軸線Ｃ４をポール挿入穴４を形成した球体１の直径線Ｃ１に対して角度を持たせることにより、ポール挿入穴４を垂直に向けながら、基準点用ターゲットＢ２を傾斜地面等に容易に設置することができる。

実施例の基準点用ターゲットにおける測点用ターゲット兼用構成Ａを示す正面図である。 その平面図である。 実施例の基準点用ターゲットを示す正面図である。 その基準点用ターゲットを示す分解正面図である。 その基準点用ターゲットの使用状態を示す正面図である。 基準点用ターゲットの他の実施例を示す正面図である。 基準点用ターゲットの他の実施例を示す正面図である。

１ 球体
２ 支持部材
２ａ 棒状支持部材
２０ 重石
２１ 杭
２３ 球面座板
３ａ 目測用棒体
３ｂ 目測用棒体
３ｃ 目測用棒体
４ ポール挿入穴
４０ 先尖穴端部
５ 蓋部材
５０ 部分球面
９ プリズム
Ａ 測点用ターゲット兼用構成
Ｂ 基準点用ターゲット
Ｂ１ 基準点用ターゲット
Ｂ２ 基準点用ターゲット
Ｃ 中心
Ｃ１ 直径線
Ｃ２ 直径線
Ｃ３ 直径線
Ｃ４ 軸線
Ｍ 平面
Ｐ プリズム用ポール
Ｑ 範囲

Claims (2)

1. 中心を基準とした球体が支持部材に取り付けられ、
   この球体の外周面に複数本の目測用棒体が突設され、
   各目測用棒体の軸線が球体の中心で交差するように形成され、
   前記球体の上部にポール挿入穴が形成され、
   このポール挿入穴の底端に球体の中心に一致する先尖穴端部が形成され、
   前記ポール挿入穴に蓋部材が着脱可能に取り付けられ、
   この蓋部材の外周面が、該蓋部材をポール挿入穴に装着した状態で球体の外周面に連続する部分球面に形成されていることを特徴する写真計測に用いる基準点用ターゲット。
2. 前記支持部材が棒状に形成され、この棒状支持部材の軸線が球体の中心で前記目測用棒体の軸線と交差するように形成されている請求項１記載の基準点用ターゲット。

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