JP5256464B2 - Image top feature measurement method, display method, and measurement apparatus - Google Patents

Image top feature measurement method, display method, and measurement apparatus Download PDF

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JP5256464B2 JP2008073481A JP2008073481A JP5256464B2 JP 5256464 B2 JP5256464 B2 JP 5256464B2 JP 2008073481 A JP2008073481 A JP 2008073481A JP 2008073481 A JP2008073481 A JP 2008073481A JP 5256464 B2 JP5256464 B2 JP 5256464B2
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Description

本発明は、デジタル方式のカメラによる撮影で得られる画像を利用する技術に係り、特に画像に取り込まれている建造物や道路などの地物の幅、高さ、奥行きについて画像上で計測して地物データを得る技術に関する。   The present invention relates to a technique for using an image obtained by photographing with a digital camera, and in particular, measures the width, height, and depth of a feature such as a building or a road captured in the image on the image. The present invention relates to a technique for obtaining feature data.

近年におけるデータ処理技術の発展は、カメラによる画像の様々な分野への利用を活発化させている。例えば特許文献1〜特許文献7に開示されるのがそのような例である。   In recent years, the development of data processing technology has activated the use of images by cameras in various fields. For example, Patent Documents 1 to 7 disclose such examples.

特許文献1の「地図作成支援システム」は、地図の作成支援に画像を利用する場合で、車両道路を遊歩道などから区別して道路データや三次元地図を作成することを課題としている。そのために、カメラとGPSシステムなどの位置情報取得手段を搭載した計測車両で道路を走行しながら画像を一定の移動距離ごとに取得し、それらの画像を位置情報取得手段による位置情報と関連付けて得られるデータを地図データの作成に利用するようにしている。   The “map creation support system” of Patent Document 1 is a case where an image is used for map creation support, and an object is to create road data and a three-dimensional map by distinguishing a vehicle road from a promenade or the like. For this purpose, images are acquired at fixed distances while traveling on the road with a measurement vehicle equipped with position information acquisition means such as a camera and a GPS system, and these images are obtained in association with position information obtained by the position information acquisition means. Data is used to create map data.

特許文献2の「三次元地図データベースの作成方法」は、地物の高さ情報を有する三次元地図データベースの作成に画像を利用する。そのために特許文献2の「三次元地図データベースの作成方法」では、特許文献1の計測車両と同様な移動計測車を用いる。すなわち二次元地図上の特定の地域内に存在する各地物の高さ情報取得対象の隅角部の集合を目標端点群として予め決めておき、そして移動計測車で2箇所以上の測定点から各目標端点を撮像するとともに、撮像画像中に表れる目標端点を撮像時の各測定点の三次元位置座標などに基づいて算出し、得られた三次元位置座標をその目標端点の二次元地図データベース上における二次元位置座標と対応付ける関係で二次元地図データベースに追加することで三次元地図データベースを作成するようにしている。   Patent Document 2 “Method for Creating 3D Map Database” uses an image for creating a 3D map database having height information of features. Therefore, in the “method for creating a three-dimensional map database” in Patent Document 2, a mobile measuring vehicle similar to the measuring vehicle in Patent Document 1 is used. That is, a set of corners for obtaining height information of each feature existing in a specific area on a two-dimensional map is determined in advance as a target end point group, and each of two or more measurement points is measured with a mobile measuring vehicle. The target endpoint is imaged, and the target endpoint that appears in the captured image is calculated based on the 3D position coordinates of each measurement point at the time of imaging, and the obtained 3D position coordinates are displayed on the 2D map database of the target endpoint A three-dimensional map database is created by adding to the two-dimensional map database in association with the two-dimensional position coordinates in FIG.

特許文献3の「写真測量による3次元計測方法」は、画像を測量に利用する場合で、写真測量における計測点の対応付けをより高精度に行うことができるようにする。そのために特許文献3の「写真測量による3次元計測方法」では、広角画像と望遠画像を用い、望遠画像の被写体像を同じ撮影位置から撮影された広角画像中の被写体像に一致するように両画像を合成して表示した合成写真画像を撮影位置ごとに作成するとともに、合成写真画像の望遠画像の撮影領域内に共通して写っている基準点を指定し、さらに基準点の複数の合成写真画像中の座標値に基づいて撮影位置関係を演算し、当該撮影位置関係に基づいて写真画像中の任意の計測点の座標値からその計測点の被写体空間中の3次元位置情報を計測するようにしている。   The “three-dimensional measurement method by photogrammetry” of Patent Document 3 is a case where an image is used for surveying, and measurement points in photogrammetry can be associated with higher accuracy. Therefore, in the “three-dimensional measurement method by photogrammetry” of Patent Document 3, both a wide-angle image and a telephoto image are used so that the subject image of the telephoto image matches the subject image in the wide-angle image taken from the same shooting position. Create a composite photo image that is displayed by combining the images for each shooting position, specify a common reference point in the shooting area of the telephoto image of the composite photo image, and then create multiple composite photos of the reference points An imaging position relationship is calculated based on the coordinate value in the image, and three-dimensional position information in the subject space of the measurement point is measured from the coordinate value of an arbitrary measurement point in the photographic image based on the imaging position relationship. I have to.

特許文献4の「消失点決定方法」は、画像上で建造物の高さを推定して3次元の地図モデルを作成したり、画像によりロボットの通行可能な通路を特定したりするのに必要な画像上の消失点の決定方法を提案している。その消失点決定方法では、歩道を撮影した画像データから線分を抽出し、さらにその線分の中から消失点に有用なものを選択し、消失点と線分の両端で作られる三角形の面積に基づいて定まる評価値を用いて消失点の位置を特定する。   The “vanishing point determination method” of Patent Document 4 is necessary to create a three-dimensional map model by estimating the height of a building on an image, or to specify a path through which a robot can pass through an image. A method for determining the vanishing point on an image is proposed. In the vanishing point determination method, a line segment is extracted from the image data taken from the sidewalk, and then, a useful one for the vanishing point is selected from the line segments, and the area of the triangle formed by the vanishing point and both ends of the line segment is selected. The position of the vanishing point is specified using an evaluation value determined based on the above.

特許文献5の「カメラ画像−実空間座標対応付けマップ生成方法」は、画像を監視に利用する場合で、監視画像中の人などの位置をリアルタイムで求めるのに用いるカメラ画像−実空間座標対応付けマップの生成方法を提案している。そのカメラ画像−実空間座標対応付けマップ生成方法では、対応付けを行う実空間の床面に正方形パターンを配置し、正方形パターンの存在する位置の実空間座標を決定する。そして正方形パターンを含む実空間を撮影して得られる画像中の正方形パターンの各頂点の画像座標を検出するとともに、その頂点画像座標を通る2直線の消失点の位置を計算し、それで計算された消失点の数に基づいて撮影画像の全画素について実空間座標が記述された対応マップ画像を生成する。
特開2007−206099号公報 特開2000−74669号公報 特開2006−113001号公報 特開2007−57386号公報 特開2005−275500号公報
The “camera image-real space coordinate correspondence map generation method” of Patent Document 5 is a case where an image is used for monitoring, and a camera image-real space coordinate correspondence used for obtaining a position of a person or the like in the monitoring image in real time. It proposes a method for generating a map. In the camera image-real space coordinate association map generation method, a square pattern is arranged on the floor surface of the real space to be associated, and the real space coordinates of the position where the square pattern exists are determined. Then, the image coordinates of each vertex of the square pattern in the image obtained by photographing the real space including the square pattern are detected, and the positions of the vanishing points of the two straight lines passing through the vertex image coordinates are calculated. Based on the number of vanishing points, a corresponding map image in which real space coordinates are described for all pixels of the captured image is generated.
JP 2007-206099 A JP 2000-74669 A JP 2006-113001 A JP 2007-57386 A JP 2005-275500 A

カメラによる画像は、上述の例の他にもまだ多くの利用形態が可能である。例えば、道路とそれに沿った地物を撮影した画像を道路沿いの不動産の課税評価用の資料として利用するのもそのひとつである。すなわち不動産の課税評価では、評価対象不動産の周囲の地物状況が大きく影響することから、そうした地物状況について説得力の高い資料を得られるようにすることが大切になるが、そのような資料として撮影画像、特にカメラの光軸方向に道路が延びている状態で撮影することで得られる道路沿い画像を利用するということである。   In addition to the above-described example, the camera image can still be used in many forms. For example, one example is the use of images taken of roads and features along the road as data for tax assessment of real estate along the roads. In other words, in the tax assessment of real estate, the situation of the surrounding features of the property to be assessed has a significant effect, so it is important to obtain highly persuasive materials about the situation of such features. In other words, a photographed image, in particular, an image along the road obtained by photographing in a state where the road extends in the optical axis direction of the camera is used.

ただ、道路沿い画像を不動産の課税評価用の資料として用いるについては、道路に沿って一定間隔で撮影した一連の道路沿い画像を整えることが求められ、また道路沿い画像に含まれている建造物や道路などの地物の幅、高さ、奥行き等を含む地物データを道路沿い画像に重ねて表示できるようにすることも重要な要素として求められる。   However, in order to use roadside images as materials for tax assessment of real estate, it is required to arrange a series of roadside images taken at regular intervals along the road, and the buildings included in the roadside images It is also required as an important factor that feature data including the width, height, depth, etc. of features such as roads and roads can be displayed superimposed on the image along the road.

こうした要求のうち、一連の道路沿い画像についての要求には、上記の特許文献1や特許文献2に記載されるようなカメラと位置情報取得手段を搭載した計測車両を走行させながら一定間隔で道路沿い画像を取得することで応えることができる。しかし、地物データについての要求には、上述の従来の技術では十分に応えることができない。   Among these requests, a request for a series of roadside images includes roads at regular intervals while running a measurement vehicle equipped with a camera and position information acquisition means as described in Patent Document 1 and Patent Document 2 above. You can respond by acquiring images along the way. However, the above-described conventional technology cannot sufficiently meet the demand for feature data.

地物データを画像に表示するには、画像上で地物を計測する必要がある。画像上での地物の計測は、例えば上記の特許文献2や特許文献3に開示の例のように、視差を有した複数の画像を用いる手法で行うことが可能である。しかし、複数の画像を用いる手法では、ひとつの被写体空間についての地物を計測するのに複数の画像を処理する必要があることから、データ処理の負担が大きくなり、また同じ被写体空間について2箇所以上から撮像する必要があることから、撮影についての負担も大きくなり、コストパフォーマンスの問題を招く。また特許文献4は、画像上での地物の計測に画像上の消失点が有効であることについては触れているものの、その具体的手段の開示がなく、地物データについての要求に応えることができない。   In order to display feature data on an image, it is necessary to measure the feature on the image. The measurement of the feature on the image can be performed by a method using a plurality of images having parallax, as in the examples disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, for example. However, in the method using a plurality of images, it is necessary to process a plurality of images to measure a feature in one subject space, which increases the burden of data processing, and two locations for the same subject space. Since it is necessary to take an image from the above, the burden on the image taking increases, resulting in a problem of cost performance. Patent Document 4 mentions that the vanishing point on the image is effective for the measurement of the feature on the image, but does not disclose the specific means and responds to the request for the feature data. I can't.

以上のようなことは、例えば道路沿い画像を利用して道路沿いや道路横断の電線を含むケーブル(配電ケーブルや通信ケーブルであり、これも地物の一種である)の地上高を計測してケーブル地上高データを収集するといった画像の利用形態の場合についてもいえる。すなわち車両を走行させながら得る道路沿い画像を利用してケーブル地上高データを収集する方法は、現場においてケーブル地上高を実測する方法に比べ大幅に作業負担を軽減させることが期待でき、有力な方法といえるが、それを実用的なものとするには、画像上でのケーブル地上高の高い精度での計測を簡単に行えるようにすることが望まれる。   For example, the image above the road is used to measure the ground height of the cable (distribution cable and communication cable, which is also a kind of feature) including the electric wires along the road and across the road. The same applies to the case of image usage such as collecting cable ground height data. That is, the method of collecting cable ground height data using roadside images obtained while driving a vehicle can be expected to significantly reduce the work load compared to the method of actually measuring the cable ground height at the site. However, in order to make it practical, it is desirable to be able to easily perform measurement with high accuracy of the cable ground height on the image.

本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、その課題は、画像上での地物の高い精度での計測を簡単に行うことを可能とする画像上地物計測方法及び表示法並びに計測装置の提供にある。   The present invention has been made in the background of the circumstances as described above, and the problem thereof is an on-image feature measurement method that enables easy measurement of features on an image with high accuracy and It is in providing a display method and a measuring device.

本発明では、上記課題を解決するために、地物を含む画像上で計測対象とする地物における計測部位の画素数からその計測部位の長さを求めることで計測をなし、これにより単画像計測(ひとつの被写体空間についての地物計測を1枚の画像で行う計測)を可能とし、これにより画像上での地物計測を簡単に行えるようにすることを基本としている。ただこの場合、1つの画素が体現している長さは、計測部位の被写体空間におけるカメラに対する奥行き位置、つまり計測部位の被写体空間でのカメラからの距離で異なる。このため1画素あたりの体現長さを計測部位ごとに求める必要があることになる。これについて、本発明では、画像上の消失点と計測部位の位置関係が1画素あたりの体現長さに相関するということを利用して計測部位における1画素あたりの体現長さを求めるようにしている。この場合、画像上の消失点は、画像に取り込まれている地物の輪郭、より具体的には被写体空間にあって画像面に対し直交している地物の輪郭を用いて求めることで十分な精度が得られ、例えば表示装置に表示した画像上で描画機能により地物の輪郭をなぞるなどの簡単な操作を行うことで求めることができる。また消失点と計測部位の位置関係から1画素あたりの体現長さを求める処理も比較的簡単なもので済む。このため画像上での地物の高い精度での地物データの計測を簡単に行うことが可能となる。   In the present invention, in order to solve the above-described problem, measurement is performed by obtaining the length of the measurement part from the number of pixels of the measurement part in the feature to be measured on the image including the feature, thereby obtaining a single image. Basically, it is possible to perform measurement (measurement in which a single object space is measured with one image), thereby easily performing feature measurement on the image. However, in this case, the length of one pixel is different depending on the depth position with respect to the camera in the subject space of the measurement site, that is, the distance from the camera in the subject space of the measurement site. For this reason, it is necessary to obtain the actual length per pixel for each measurement region. In this regard, in the present invention, by utilizing the fact that the positional relationship between the vanishing point on the image and the measurement part correlates with the manifestation length per pixel, the manifestation length per pixel in the measurement part is obtained. Yes. In this case, it is sufficient to obtain the vanishing point on the image by using the contour of the feature captured in the image, more specifically, the contour of the feature in the subject space and orthogonal to the image plane. For example, it can be obtained by performing a simple operation such as tracing the outline of a feature by using a drawing function on an image displayed on a display device. In addition, the processing for obtaining the actual length per pixel from the positional relationship between the vanishing point and the measurement site is relatively simple. Therefore, it is possible to easily measure the feature data with high accuracy of the feature on the image.

以上のような考え方に基づく本発明では、カメラによる画像上で当該画像に取り込まれている地物について計測する画像上地物計測方法において、前記画像に取り込まれている地物の輪郭を用いて消失点を求めるとともに、前記消失点に基づいて計測対象の地物の所望計測部位における1画素あたりの体現長さを求め、それによる1画素あたりの体現長さに基づいて地物データの計測をなすようにしたことを特徴としている。   In the present invention based on the above concept, in the on-image feature measurement method for measuring the feature captured in the image on the image by the camera, the contour of the feature captured in the image is used. While calculating | requiring a vanishing point, calculating | requiring the actual length per pixel in the desired measurement site | part of the target object of a measurement object based on the said vanishing point, and measuring feature data based on the actual length per pixel by it It is characterized by having made it.

また本発明では、上記のような画像上地物計測方法について、画像が道路沿い画像、つまりカメラの光軸方向に延びている状態で道路を取り込んで撮影される画像である場合、消失点は、道路の側線を用いて求めるようにする。このようにすることで、道路沿い画像での高い精度の地物計測を可能とする消失点をより簡単に求めることができる。   In the present invention, for the above-described image top feature measurement method, when the image is an image along the road, that is, an image taken by capturing the road while extending in the optical axis direction of the camera, the vanishing point is , Use the side line of the road. By doing in this way, the vanishing point which enables the highly accurate feature measurement in a roadside image can be calculated | required more easily.

こうしたことから本発明では、上記のような画像上地物計測方法において、前記画像は、前記カメラの光軸方向に延びている状態で道路を取り込んで撮影される道路沿い画像であり、前記消失点は、前記道路の側線を用いて求めるようにされていることを特徴としている。   Therefore, according to the present invention, in the above image top feature measurement method, the image is an image along the road captured by capturing the road in a state of extending in the optical axis direction of the camera, and the disappearance The point is characterized in that it is obtained using a side line of the road.

上記のような画像上地物計測方法については、1画素あたりの体現長さの絶対値を求める必要がある。1画素あたりの体現長さの絶対値は、画像の光学的な解析などで求めることも可能である。しかし画像解析法は、精度に問題を残す。また画像に取り込まれている地物について予め判っている長さを利用して1画素あたりの体現長さの絶対値を求めることも可能である。しかし長さが既知の地物を画像に取り込むことは必ずしも容易でない。そこで、長さが既知の線状体を画像に取り込ませ、その線状体の像を利用して1画素あたりの体現長さの絶対値を求めるようにするのが適切となる。   For the above-described image top feature measurement method, it is necessary to obtain the absolute value of the manifestation length per pixel. The absolute value of the manifestation length per pixel can also be obtained by optical analysis of the image. However, the image analysis method leaves a problem in accuracy. It is also possible to obtain the absolute value of the manifestation length per pixel by using a previously known length of the feature captured in the image. However, it is not always easy to capture a feature having a known length in an image. Therefore, it is appropriate to capture a linear body having a known length into an image and obtain the absolute value of the actual length per pixel using the linear body image.

こうしたことから本発明では、上記のような画像上地物計測方法において、長さが既知の線状体を前記道路沿い画像に取り込ませることで、前記線状体の像として、前記道路沿い画像上での絶対長さが既知となる教師線を前記道路沿い画像中に生成させるようにし、そして計測対象の地物の所望計測部位に対して前記道路沿い画像上で計測線を指定し、前記消失点に対する前記計測線と前記教師線の相対的位置関係の下で前記計測線を前記教師線とそれぞれの画素数について比較することにより地物データの計測をなすようにしたことを特徴としている。   For this reason, in the present invention, in the above-described image top feature measurement method, a linear object having a known length is taken into the road-side image, whereby the road-side image is used as the image of the linear body. A teacher line whose absolute length is known is generated in the roadside image, and a measurement line is designated on the roadside image with respect to a desired measurement portion of the feature to be measured, The feature data is measured by comparing the measurement line with the teacher line with respect to the number of pixels under the relative positional relationship between the measurement line and the teacher line with respect to a vanishing point. .

このように教師線を用いるについては、地物の幅、高さ、奥行きそれぞれを必要に応じて計測できるようにするために、教師線を被写体空間における3次元座標の各座標軸について得るようにするのが好ましい。   As described above, when using the teacher line, the teacher line is obtained for each coordinate axis of the three-dimensional coordinates in the subject space so that the width, height, and depth of the feature can be measured as necessary. Is preferred.

こうしたことから本発明では、上記のような画像上地物計測方法において、前記教師線は、前記道路沿い画像の被写体空間における3次元座標の各座標軸について生成させるようにしたことを特徴としている。   Therefore, the present invention is characterized in that the teacher line is generated for each coordinate axis of the three-dimensional coordinates in the subject space of the image along the road in the above-described image top feature measuring method.

地物データとして、地物の幅、高さ、奥行きそれぞれを計測しようとする場合、それぞれの計測では、消失点と計測部位の位置関係の1画素あたりの体現長さに対する相関が異なる。   When each of the width, height, and depth of the feature is to be measured as the feature data, the correlation of the positional relationship between the vanishing point and the measurement site with respect to the actual length per pixel differs in each measurement.

こうしたことから本発明では、上記のような画像上地物計測方法において、前記被写体空間の3次元座標について横方向をX軸、奥行き方向をY軸、縦方向をZ軸とし、また前記道路沿い画像に設定する画像上2次元座標について横方向をx軸、縦方向をy軸とするとして、前記計測線のX軸成分については、前記計測線の端点の前記y軸上での位置における1画素あたりの体現長さを前記X軸方向の教師線に基づいて求めて計測をなし、前記計測線のZ軸成分については、前記計測線の端点の前記y軸上での位置における1画素あたりの体現長さを前記Z軸方向の教師線に基づいて求めて計測をなし、前記計測線のY軸成分については、任意に仮想される投影中心からの前記道路沿い画像上での投影により、前記Y軸方向の教師線のy軸成分と前記計測線のy軸成分それぞれを前記画像上2次元座標におけるx軸に平行な線分上に投影して得られる教師線投影像と計測線投影像をそれぞれの画素数について比較することで地物データの計測をなすようにされていることを特徴としている。   Therefore, according to the present invention, in the above-described image top feature measurement method, the three-dimensional coordinates of the subject space have the X axis as the horizontal direction, the Y axis as the depth direction, and the Z axis as the vertical direction, and along the road. Assuming that the horizontal direction is the x-axis and the vertical direction is the y-axis for the two-dimensional coordinates on the image set in the image, the X-axis component of the measurement line is 1 at the position of the end point of the measurement line on the y-axis. The actual length per pixel is measured based on the teacher line in the X-axis direction, and the Z-axis component of the measurement line is measured per pixel at the position of the end point of the measurement line on the y-axis. Is measured based on the teacher line in the Z-axis direction, the Y-axis component of the measurement line is arbitrarily projected by projection on the image along the road from the virtually projected center, Y-axis formation of the teacher line in the Y-axis direction And the measurement line projection image obtained by projecting the y-axis components of the measurement line onto the line segment parallel to the x-axis in the two-dimensional coordinates on the image with respect to the number of pixels. It is characterized by measuring feature data.

消失点と計測部位の位置関係が1画素あたりの体現長さに相関することを利用した計測では、1画素あたりの体現長さの精度がカメラからの距離に応じて異なり、カメラに近過ぎたり、カメラから遠過ぎたりすると精度が不十分になる可能性がある。   In measurement using the fact that the positional relationship between the vanishing point and the measurement site correlates with the actual length per pixel, the accuracy of the actual length per pixel differs depending on the distance from the camera, and is too close to the camera. If it is too far from the camera, the accuracy may be insufficient.

こうしたことから本発明では、上記のような画像上地物計測方法において、前記道路沿い画像に計測領域を設定し、その計測領域内についてだけ計測を行えるようにしたことを特徴としている。   For this reason, the present invention is characterized in that in the above-described image top feature measurement method, a measurement region is set in the roadside image, and measurement can be performed only within the measurement region.

上記のような画像上地物計測方法で得られる地物データの利用分野としては、上述のように不動産の課税評価用の資料とする道路沿い画像に表示して用いるのが有力なひとつとしてある。この場合、上述のように道路に沿って一定間隔で撮影した一連の道路沿い画像を整える必要がある。   As a field of use of the feature data obtained by the above-described image top feature measurement method, it is one of the most effective to display and use it on the roadside image as the material for the tax assessment of the real estate as described above. . In this case, it is necessary to arrange a series of road-side images taken at regular intervals along the road as described above.

こうしたことから本発明では、上記のような画像上地物計測方法において、前記道路沿い画像は、カメラが搭載された車両を走行させながら撮影して得られる画像であることを特徴とし、また上記のような画像上地物計測方法で得られた地物データを前記道路沿い画像上に表示して画像データを形成するものとしている。   Therefore, in the present invention, in the image top feature measurement method as described above, the image along the road is an image obtained by shooting while driving a vehicle on which a camera is mounted. The feature data obtained by the above-described feature measurement method on the image is displayed on the image along the road to form image data.

本発明は、前記地物データは、地物の長さ、高さ、奥行き、傾き、距離、面積の少なくともいずれか1つを含むものとした請求項1〜8のいずれかに記載の画像上地物計測方法を開示する。   On the image according to any one of claims 1 to 8, wherein the feature data includes at least one of a length, height, depth, inclination, distance, and area of the feature. Disclosed is a feature measurement method.

更に本発明は、カメラにて撮像された地物を含む表示画面に表示する表示手段と、
この表示画像上で指定された地物の輪郭線をデータとして取り込み、この輪郭線データからその消失点を求める第1の処理手段と、
この消失点データに基づいて上記表示画像上の計測対象の地物の所望計測部位における1画素当りの体現長さを求める第2の処理手段と、
この体現長さに基づいて計測部位の長さ、高さ、奥行き、傾き、距離、面積の少なくともいずれか1つを含む地物データを求める第3の処理手段と、
を備える画像上地物計測装置を開示する。
Furthermore, the present invention provides a display means for displaying on a display screen including features captured by a camera,
A first processing means for fetching contour lines of features designated on the display image as data, and obtaining vanishing points from the contour line data;
Second processing means for obtaining an actual length per pixel at a desired measurement site of the measurement target feature on the display image based on the vanishing point data;
Third processing means for obtaining feature data including at least one of the length, height, depth, inclination, distance, and area of the measurement site based on the manifestation length;
An on-image feature measuring apparatus comprising:

以上のような本発明によれば、画像上での地物の高い精度での計測を簡単に行えるようになり、例えば不動産の課税評価用の資料として用いることのできる道路沿い画像を低コストで得ることが可能となり、また画像を利用したケーブル地上高データの収集が可能となる。   According to the present invention as described above, it becomes possible to easily measure the feature on the image with high accuracy. For example, an image along the road that can be used as a material for taxation evaluation of real estate can be obtained at low cost. It is also possible to obtain cable ground height data using images.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。図1に、一実施形態による画像上地物計測方法の実施に用いる地物データ取得システム1の構成を示す。本実施形態における地物データ取得システム1は、道路2で撮影車両3を走行させながら画像として道路沿い画像4を取得し、その道路沿い画像4における地物について計測を行って地物データを得る場合であり、撮影車両3と画像上地物計測システム5からなる。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. FIG. 1 shows a configuration of a feature data acquisition system 1 used for carrying out an on-image feature measurement method according to an embodiment. The feature data acquisition system 1 according to the present embodiment acquires a roadside image 4 as an image while driving the photographing vehicle 3 on the road 2, and performs measurement on the feature in the roadside image 4 to obtain feature data. This is a case, and consists of a photographing vehicle 3 and an image top feature measurement system 5.

撮影車両3は、例えば幅員が4m以下であるような狭い道路が錯綜する市街地でも走行可能な車両にデジタル方式のカメラ6と撮影管理システム7を搭載して構成されている。   The photographing vehicle 3 is configured by mounting a digital camera 6 and a photographing management system 7 on a vehicle that can travel even in an urban area where a narrow road with a width of 4 m or less is complicated, for example.

カメラ6は、スチールカメラまたはビデオカメラであり、通常はスチールカメラが用いられ、前方撮影用カメラ6fと後方撮影用カメラ6rとして2台が搭載される。前方撮影用カメラ6fは、撮影車両3の走行方向前方を走行方向に光軸が沿った状態で撮影を行い、後方撮影用カメラ6rは、撮影車両3の走行方向後方を走行方向に光軸が沿った状態で撮影を行う。これら前方撮影用カメラ6fや後方撮影用カメラ6rによる撮影で得られる道路沿い画像4は、光軸方向に延びている状態で道路を取り込んだ画像となる。このように走行方向前方と後方のそれぞれについて撮影できるようにするのは、撮影車両3の走行方向によっては前方撮影用カメラ6fが逆光になる場合があることから、そのような場合に対応できるようにするためである。   The camera 6 is a still camera or a video camera. Usually, a still camera is used, and two cameras are mounted as a front shooting camera 6f and a rear shooting camera 6r. The front photographing camera 6f performs photographing in the state where the optical axis is along the traveling direction in front of the photographing vehicle 3, and the rear photographing camera 6r has the optical axis in the traveling direction behind the photographing vehicle 3. Take a picture along the line. The roadside image 4 obtained by photographing with the front photographing camera 6f and the rear photographing camera 6r is an image in which the road is captured while extending in the optical axis direction. In this way, the front and rear of the traveling direction can be photographed because the front photographing camera 6 f may be backlit depending on the traveling direction of the photographing vehicle 3, so that such a case can be dealt with. It is to make it.

撮影管理システム7は、測位システム8、撮影制御システム9、および画像データ管理システム10の各サブシステムを含んでいる。測位システム8は、撮影車両3の現在位置と走行方向、より具体的にはカメラ6の光軸方向についての情報である位置方位情報を例えば走行距離1mごとにといった間隔で取得するのに機能する。そのために測位システム8は、GPS(全地球測位システム)と距離/慣性計測システムを組み合わせて構成される。GPSは、撮影車両3の前後に設けた2つのGPSアンテナ11により衛星からの信号を受信することで位置方位情報を取得する。一方、距離/慣性計測システムは、撮影車両3の走行方向や車両の水平面に対する傾きをジャイロにより検出する慣性計測器と撮影車両3の走行距離を検出する距離計測器からなり、これらにより位置方位情報を取得する。このようにGPSと距離/慣性計測システムを組み合わせて測位システム8を構成することにより、GPS衛星からの信号を受信できない環境においても位置方位情報を安定的に取得することができる。   The imaging management system 7 includes each subsystem of a positioning system 8, an imaging control system 9, and an image data management system 10. The positioning system 8 functions to acquire position and orientation information, which is information about the current position and traveling direction of the photographing vehicle 3, more specifically, the optical axis direction of the camera 6, at intervals of, for example, every traveling distance 1m. . Therefore, the positioning system 8 is configured by combining a GPS (Global Positioning System) and a distance / inertia measurement system. The GPS acquires position / orientation information by receiving signals from a satellite with two GPS antennas 11 provided before and after the photographing vehicle 3. On the other hand, the distance / inertia measurement system includes an inertial measuring device that detects a traveling direction of the photographing vehicle 3 and an inclination of the vehicle with respect to a horizontal plane by a gyro and a distance measuring device that detects a traveling distance of the photographing vehicle 3, and thereby includes position direction information. To get. As described above, by configuring the positioning system 8 by combining the GPS and the distance / inertia measurement system, it is possible to stably acquire the position and orientation information even in an environment where signals from GPS satellites cannot be received.

撮影制御システム9は、一定距離間隔で道路沿い画像4を取得できるような制御としてカメラ6による撮影を制御する。具体的には、撮影車両3の走行距離をカウントし、例えば5mといった一定の走行距離ごとに撮影指令を出力してカメラ6に撮影を行わせる。こうした撮影により、撮影車両3が走行する道路に沿った一定距離間隔による一連の道路沿い画像を取得することができる。   The imaging control system 9 controls imaging by the camera 6 as control that can acquire the roadside images 4 at regular distance intervals. Specifically, the traveling distance of the photographing vehicle 3 is counted, and a photographing command is output for every certain traveling distance such as 5 m to cause the camera 6 to perform photographing. By such photographing, a series of roadside images can be acquired at a constant distance along the road on which the photographing vehicle 3 travels.

画像データ管理システム10は、ワークステーションレベルのデータ処理装置を用いて構成され、カメラ6による撮影で取得された道路沿い画像4のデータを管理する。その管理は、道路沿い画像4をその撮影時の位置方位情報と関連させるようにしてなされる。   The image data management system 10 is configured by using a workstation-level data processing device, and manages data of the roadside image 4 acquired by photographing by the camera 6. The management is performed by associating the roadside image 4 with the position and orientation information at the time of photographing.

ここで、道路沿い画像4には、後述のような画像上地物計測処理に必要な教師線LTを生成させるようにする。教師線LTは、道路沿い画像4中の道路2の側線(これは後述のように消失点を求めるための地物の輪郭として用いられる)に沿う方向を1つの座標軸とした道路沿い画像4の被写体空間における3次元座標(X、Y、Z座標)の各座標軸について生成させる。つまりX軸方向の教師線LTx、Y軸方向の教師線LTy、Z軸方向の教師線LTzとして生成させる。これらの教師線LTx、LTy、LTzは、長さが既知の線状体(例えば測量用のポールなど)を取り込ませることで、その線状体の像として生成させる。このような教師線LTは、原理的にいえば、道路沿い画像を同一の撮影条件で撮影する範囲については、その撮影条件で最初に撮影する道路沿い画像にだけ生成させることで足りる。ただ実際的には、例えば1日の撮影作業の最初に撮影する道路沿い画像ごとに教師線用の線状体を写し込ませて教師線を生成させるようにするのが好ましい。これは、撮影車両3へのカメラ6のセット状態が撮影条件に影響し、そのセット状態が1日の撮影作業ごとに微妙に異なる可能性があるからである。なお、道路が傾斜していると、それにより水平面に対しカメラも傾くことになるが、そのカメラの傾きは位置方位情報を用いて検出され、画像上地物計測処理に際して傾きに応じた補正がなされることになる。   Here, in the roadside image 4, a teacher line LT necessary for image upper feature measurement processing as described later is generated. The teacher line LT is an image of the roadside image 4 with a direction along the side line of the road 2 in the roadside image 4 (this is used as an outline of a feature for obtaining a vanishing point as described later) as one coordinate axis. Each coordinate axis of three-dimensional coordinates (X, Y, Z coordinates) in the subject space is generated. That is, the teacher line LTx in the X-axis direction, the teacher line LTy in the Y-axis direction, and the teacher line LTz in the Z-axis direction are generated. These teacher lines LTx, LTy, and LTz are generated as images of the linear bodies by taking in linear bodies with known lengths (for example, surveying poles). In principle, it is sufficient to generate such a teacher line LT only for a roadside image that is first captured under the shooting conditions for a range in which a roadside image is shot under the same shooting conditions. However, practically, it is preferable to generate a teacher line by imprinting a linear body for a teacher line for each road-side image taken at the beginning of a day's shooting work, for example. This is because the setting state of the camera 6 on the photographing vehicle 3 affects the photographing conditions, and the setting state may be slightly different for each day of photographing work. If the road is inclined, the camera is also inclined with respect to the horizontal plane. However, the inclination of the camera is detected using the position and orientation information, and correction according to the inclination is performed in the image top feature measurement processing. Will be made.

画像上地物計測システム5は、データ処理装置12にコンピュータプログラムとして構成される画像上地物計測手段13を搭載して構成される。画像上地物計測手段13は、画像データ管理システム10から取り込んだ道路沿い画像4のデータや道路沿い画像4に地物データを記録した後述のような地物データ付き道路沿い画像を管理する画像データ管理部14、道路沿い画像4に取り込まれている地物について計測して地物データを取得する計測部15、および計測部15が取得した地物データを道路沿い画像4に記録して地物データ付き道路沿い画像を生成させる地物データ記録部16を含んでいる。   The image top feature measurement system 5 is configured by mounting the image top feature measurement means 13 configured as a computer program on the data processing device 12. The on-image feature measuring means 13 manages the roadside image with feature data as described later in which the data of the roadside image 4 captured from the image data management system 10 or the feature data is recorded in the roadside image 4. The data management unit 14, the measurement unit 15 that measures the features captured in the roadside image 4 and acquires the feature data, and records the feature data acquired by the measurement unit 15 in the roadside image 4 A feature data recording unit 16 for generating an image along the road with object data is included.

以下では画像上地物計測システム5でなされる画像上地物計測処理の例について説明する。本例における画像上地物計測処理は、道路沿い画像4における道路2の側線を地物の輪郭として用いて消失点を求める場合であり、図2にその流れを示すように、ステップS1〜ステップS8の各処理過程を含む。   Hereinafter, an example of the image upper feature measurement process performed by the image upper feature measurement system 5 will be described. The image top feature measurement processing in this example is a case where the vanishing point is obtained by using the side line of the road 2 in the road-side image 4 as the contour of the feature. As shown in FIG. Each process of S8 is included.

まずステップS1で処理対象画像の表示処理がなされる。処理対象画像の表示処理は、計測対象の道路沿い画像をデータ処理装置12の表示画面に表示する処理で、ユーザによる指定を受けて行うか、あるいは一連の道路沿い画像を順次的に表示するようにして行われる。   First, in step S1, a processing target image is displayed. The processing target image display process is a process of displaying the roadside image to be measured on the display screen of the data processing device 12, and is performed in response to designation by the user, or a series of roadside images are sequentially displayed. Is done.

ステップS2では、道路側線の指定を行う。具体的には、ステップS1で表示した道路沿い画像について道路の側線をユーザが指定する。その指定は、例えば図3に示すようにして行う。具体的には、表示画面に表示されている道路沿い画像4における道路2の側線を左右で対応する直線部分のそれぞれについて描画機能によりなぞるようにして2本の指定線LI、LIを描線することで行う。   In step S2, a road side line is designated. Specifically, the user designates a road side line for the roadside image displayed in step S1. The designation is performed as shown in FIG. 3, for example. Specifically, the two designated lines LI and LI are drawn by tracing the side line of the road 2 in the roadside image 4 displayed on the display screen with the drawing function for each of the corresponding straight line portions on the left and right. To do.

ステップS3では、消失点の決定処理がなされる。道路2の側線を用いて消失点を求める場合、消失点は2本の指定線LI、LIの交点Vとなる。したがって消失点の特定は、交点Vの道路沿い画像4上での位置を求めることで行う。具体的には、道路沿い画像4の横方向(道路沿い画像4の被写体空間における横方向に対応)をx軸とし、縦方向をy軸とする画像上2次元座標を道路沿い画像4に設定し、その画像上2次元座標における座標値(xv,yv)として交点Vの道路沿い画像4上での位置を求め、それを消失点とする。なお、図3では、x軸がX軸方向の教師線LTxと平行になるように画像上2次元座標を設定する場合としてある。   In step S3, vanishing point determination processing is performed. When the vanishing point is obtained using the side line of the road 2, the vanishing point is the intersection V of the two designated lines LI and LI. Therefore, the vanishing point is specified by obtaining the position of the intersection V on the road-side image 4. Specifically, the two-dimensional coordinates on the image with the horizontal direction of the road-side image 4 (corresponding to the horizontal direction in the subject space of the road-side image 4) as the x-axis and the vertical direction as the y-axis are set in the road-side image 4. Then, the position of the intersection V on the road-side image 4 is obtained as the coordinate value (xv, yv) in the two-dimensional coordinates on the image, and this is used as the vanishing point. In FIG. 3, the two-dimensional coordinates on the image are set so that the x-axis is parallel to the teacher line LTx in the X-axis direction.

ステップS4では、計測部位に対する計測線の指定処理がなされる。この処理は、図3に示す例のように、描画機能により計測部位に計測線Sを描線することで行うか、または計測部位の両端に端点A、Bを指定することで行う。   In step S4, measurement line designation processing for the measurement region is performed. This process is performed by drawing the measurement line S on the measurement site by the drawing function as in the example shown in FIG. 3, or by specifying the end points A and B at both ends of the measurement site.

ステップS5では、ステップS4で指定の計測線の計測処理がなされる。この計測処理は、図4に示す例のような道路沿い画像の被写体空間における3次元座標を前提にして行う。ここでは3次元座標について横方向をX軸、奥行き方向をY軸、縦方向をZ軸とする。このような3次元座標を前提にする場合、計測線は、それが道路沿い画像上でとる姿勢に応じて、X、Y、Zの各軸方向の成分の1つだけの場合と2つまたは3つの組合せでなる場合がある。組合せでなる場合は、それぞれの成分から三平方の定理で計測線の長さを求める。   In step S5, measurement processing of the measurement line specified in step S4 is performed. This measurement process is performed on the premise of three-dimensional coordinates in the subject space of the roadside image as in the example shown in FIG. Here, regarding the three-dimensional coordinates, the horizontal direction is the X axis, the depth direction is the Y axis, and the vertical direction is the Z axis. If such three-dimensional coordinates are assumed, there are two measurement lines depending on the orientation that the measurement line takes on the image along the road and the case where there is only one component in each of the X, Y, and Z axial directions. There may be three combinations. In the case of a combination, the length of the measurement line is obtained from each component by the three-square theorem.

図5に示すのは、X軸成分とY軸成分を含む計測線SのX軸成分CXの算出原理である。X軸方向の教師線LTxの各端点の画像上2次元座標での座標値を(xta,yta)、(xtb,ytb)とし、計測線Sの端点A、Bそれぞれの画像上2次元座標での座標値を(xa,ya)(xb,yb)とする。なお、図5の計測線Sは必ずしも図3の計測線Sと対応していない。   FIG. 5 shows the calculation principle of the X-axis component CX of the measurement line S including the X-axis component and the Y-axis component. The coordinate values of the end points of the teacher line LTx in the X-axis direction at the two-dimensional coordinates on the image are (xta, yta) and (xtb, ytb), and the two-dimensional coordinates on the images of the end points A and B of the measurement line S are used. Is set to (xa, ya) (xb, yb). Note that the measurement line S in FIG. 5 does not necessarily correspond to the measurement line S in FIG.

計測線Sの端点A、Bそれぞれの消失点垂線からの距離をSaとSbとすると、これらSa、Sbは、教師線LTxの実際の長さTLに基づいて求めることができ、計測線SのX軸成分CXは、CX=Sa−Sbとして求めることができる。ここで、消失点垂線とは、消失点Vからの垂線であり、図5の場合、x軸が教師線LTxと平行であることから、x軸に直交する線分となっている。   Assuming that the distances from the vanishing point perpendicular lines of the end points A and B of the measurement line S are Sa and Sb, these Sa and Sb can be obtained based on the actual length TL of the teacher line LTx. The X-axis component CX can be obtained as CX = Sa−Sb. Here, the vanishing point perpendicular line is a perpendicular line from the vanishing point V, and in the case of FIG. 5, the x axis is parallel to the teacher line LTx, and thus is a line segment orthogonal to the x axis.

Saを教師線LTxの実際の長さTLから求めるには、座標値yaの位置に仮想される教師線LTx‐aを用いる。具体的には、教師線LTxの画素数がN、教師線LTx‐aの画素数がNa、そしてSaの画素数がnaであるとすると、Saは、Sa=〔(TL/N)・(TL/Na)〕・naとして求めることができる。同様にしてSbも求めることができる。以上がCXの算出原理で、実際には下記の式でCXを求めるようにしている。
CX=|TL・{(xa−xv)・(yb−ya)/(ya−yv)+xa−xb}・(2・yv−yta−ytb)/{2・(xta−xtb)・(yv−yb)}|
In order to obtain Sa from the actual length TL of the teacher line LTx, the teacher line LTx-a virtually assumed at the position of the coordinate value ya is used. Specifically, when the number of pixels of the teacher line LTx is N, the number of pixels of the teacher line LTx-a is Na, and the number of pixels of Sa is na, Sa is Sa = [(TL / N) · ( TL / Na)] · na. Similarly, Sb can be obtained. The above is the calculation principle of CX. Actually, CX is obtained by the following equation.
CX = | TL * {(xa-xv) * (yb-ya) / (ya-yv) + xa-xb} * (2 * yv-yta-ytb) / {2 * (xta-xtb) * (yv- yb)} |

図6に示すのは、計測線SのY軸成分CYの算出原理である。CYは、投影図法により求める。すなわち、任意に仮想される投影中心Pからの道路沿い画像上での投影により、Y軸方向の教師線LTyのy軸成分LTy-vと計測線Sのy軸成分svそれぞれをx軸に平行な線分上に投影して教師線投影像LTy-hと計測線投影像vs-hを得る。この場合、教師線投影像LTy-hと計測線投影像vs-hは、それぞれにおける1画素あたりの体現長さが同じになっている。したがって教師線投影像LTy-hと計測線投影像vs-hをそれぞれの画素数について単純に比較することでCYの長さを求めることができる。具体的には、教師線LTyの実際の長さをTLとして、CY=TL・vs-h/LTy-hとしてCYの長さを求めることができる。以上がCYの算出原理で、実際には下記の式でCYを求めるようにしている。
CY=TL・|{(yta−yv)・(ytb−yv)・(yb−ya)}/{(ya−yv)・(yb−yv)・(ytb−yta)}|
以上のようにしてCXとCYが求まれば、計測線Sの実際の長さSLは、SL=(CX+CY1/2として求めることができる。
FIG. 6 shows the calculation principle of the Y-axis component CY of the measurement line S. CY is obtained by projection projection. That is, the y-axis component LTy-v of the teacher line LTy in the Y-axis direction and the y-axis component sv of the measurement line S are parallel to the x-axis by projection on the image along the road from the arbitrarily projected projection center P. Projecting onto a straight line segment, a teacher line projection image LTy-h and a measurement line projection image vs-h are obtained. In this case, the teacher line projection image LTy-h and the measurement line projection image vs-h have the same actual length per pixel. Therefore, the length of CY can be obtained by simply comparing the teacher line projection image LTy-h and the measurement line projection image vs-h with respect to the number of pixels. Specifically, the actual length of the teacher line LTy can be determined as TL, and the length of CY can be determined as CY = TL · vs−h / LTy−h. The above is the calculation principle of CY. Actually, CY is obtained by the following equation.
CY = TL · | {(yta-yv) · (ytb-yv) · (yb-ya)} / {(ya-yv) · (yb-yv) · (ytb-yta)} |
If CX and CY are obtained as described above, the actual length SL of the measurement line S can be obtained as SL = (CX 2 + CY 2 ) 1/2 .

図7に示すのは、計測線SのZ軸成分CZの算出原理である。図7では計測線SがZ軸方向の教師線LTzと平行な場合としてある。したがって計測線SはX軸成分だけからなり、CZ=Sとなる。CZは、上述のCXの算出と同様な原理で教師線LTzに基づいて長さを求めることができる。具体的には、計測線Sの下側の端点の座標値ybの位置に仮想される教師線LTz‐sを用い、教師線LTzの画素数がN、教師線LTz‐sの画素数がNa、そしてCZ(=S)の画素数がnaであるとすると、CZは、CZ=〔(TL/N)・(TL/Na)〕・naとして求めることができる。   FIG. 7 shows the calculation principle of the Z-axis component CZ of the measurement line S. In FIG. 7, the measurement line S is parallel to the teacher line LTz in the Z-axis direction. Therefore, the measurement line S consists only of the X-axis component, and CZ = S. The length of CZ can be obtained based on the teacher line LTz on the same principle as the calculation of CX described above. Specifically, the hypothetical teacher line LTz-s is used at the position of the coordinate value yb of the lower end point of the measurement line S, the number of pixels of the teacher line LTz is N, and the number of pixels of the teacher line LTz-s is Na. If the number of pixels of CZ (= S) is na, CZ can be obtained as CZ = [(TL / N) · (TL / Na)] · na.

以上がCZの算出原理で、実際には下記の式でCZを求めるようにしている。ただし式中の「ChiHei_Y」は、計測線Sの端点Bを含む地平面の画像上2次元座標におけるy軸の座標値である。この「ChiHei_Y」は、計測線Sが地平面にある場合は端点Bのy軸座標値と同じになる。ただし、計測線Sの端点Bは必ずしも地平面になくともよい。
CZ=|TL・{(yb−ya)・(yv−yta) / { (yta−ytb)・(yv−ChiHei_Y)}|
The above is the calculation principle of CZ. Actually, CZ is obtained by the following equation. However, “ChiHei_Y” in the equation is a coordinate value of the y axis in the two-dimensional coordinates on the image of the ground plane including the end point B of the measurement line S. This “ChiHei_Y” is the same as the y-axis coordinate value of the end point B when the measurement line S is on the ground plane. However, the end point B of the measurement line S is not necessarily on the ground plane.
CZ = | TL · {(yb-ya) · (yv-yta) / {(yta-ytb) · (yv-ChiHe_Y)} |

以上のような消失点と計測部位の位置関係が1画素あたりの体現長さに相関することを利用した計測では、1画素あたりの体現長さの精度がカメラからの距離に応じて異なり、カメラに近過ぎたり、カメラから遠過ぎたりすると精度が不十分になる可能性がある。そこで、図8に示すように、道路沿い画像4に計測領域17を適切に設定し、その計測領域17内についてだけ計測を行えるようにするのが好ましい。この場合、教師線LTxと教師線LTzが計測領域17の外縁となるのが適切である。したがって教師線LTを生成させる画像は、教師線LTxと教師線LTzが計測領域17の外縁となるような条件で撮影された画像を計測対象とするのが好ましい。   In the measurement using the positional relationship between the vanishing point and the measurement part as described above correlates with the actual length per pixel, the accuracy of the actual length per pixel differs depending on the distance from the camera. If it is too close to or too far from the camera, the accuracy may be insufficient. Therefore, as shown in FIG. 8, it is preferable to appropriately set the measurement region 17 in the roadside image 4 so that the measurement can be performed only in the measurement region 17. In this case, it is appropriate that the teacher line LTx and the teacher line LTz are the outer edges of the measurement region 17. Therefore, the image for generating the teacher line LT is preferably a measurement target image captured under the condition that the teacher line LTx and the teacher line LTz are the outer edges of the measurement region 17.

図2に戻って、ステップS6では、必要な計測部位の全てについて計測が終了したかを判定する。この判定が否定的な場合にはステップS4に戻って処理を繰り返し、肯定的になった場合にはステップS7に進む。   Returning to FIG. 2, in step S <b> 6, it is determined whether measurement has been completed for all necessary measurement parts. If this determination is negative, the process returns to step S4 to repeat the process. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S7.

ステップS7では、計測を終えた道路沿い画像に地物データを記録して地物データ付き画像データを生成する。図9に、地物データ付き画像データの例を示す。図9の(a)の例の地物データ付き画像データ18は、道路2の幅員データと道路沿いの建造物19の高さデータが記録されている場合で、図9の(b)の例の地物データ付き画像データ20は、電線などの道路横断ケーブル21の地上高データが記録されている場合である。   In step S7, the feature data is recorded on the roadside image that has been measured, and image data with feature data is generated. FIG. 9 shows an example of image data with feature data. The image data with feature data 18 in the example of FIG. 9A is a case where the width data of the road 2 and the height data of the building 19 along the road are recorded, and the example of FIG. 9B. The feature data-added image data 20 is a case where the ground height data of the road crossing cable 21 such as an electric wire is recorded.

ステップS8では、必要な画像の全てについて計測が終了したかを判定する。この判定が否定的な場合にはステップS1に戻って処理を繰り返し、肯定的になった場合には処理終了となる。   In step S8, it is determined whether measurement has been completed for all necessary images. If this determination is negative, the process returns to step S1 to repeat the process. If the determination is affirmative, the process ends.

また以上の実施形態は、道路の側線を用いて消失点を求める場合である。これは、例えば不動産の課税評価用の資料あるいはケーブル地上高データ収集用などに地物データ付き画像を利用する場合、画像は、カメラの光軸方向に延びている状態で道路を取り込んで撮影される道路沿い画像となることが通常であること、そしてそのような道路沿い画像では道路の側線が画像面に対して直交する状態になるのが通常であることから、道路の側線を用いて消失点を求めるのが合理的であること、という理由による。つまり消失点を道路の側線で求める方法は、道路沿い画像について特に有効であるということであって、必要に応じて道路以外の地物の輪郭(例えば道路沿いの構造物と道路の境界線など)であっても被写体空間にあって画像面に対し直交する地物の輪郭であればそれを用いて消失点を求めることは可能である。   Moreover, the above embodiment is a case where a vanishing point is calculated | required using the side line of a road. This is because, for example, when using an image with feature data for collecting tax assessment data for real estate or collecting data for cable ground height data, the image is taken by capturing the road while extending in the optical axis direction of the camera. It is normal for the image to be along the road, and in such an image along the road, the road side line is usually perpendicular to the image plane. This is because it is reasonable to ask for points. In other words, the method of calculating the vanishing point with the side line of the road is particularly effective for images along the road, and if necessary, outlines of features other than the road (for example, the boundary line between the structure along the road and the road, etc.) ), The vanishing point can be obtained using the contour of the feature in the subject space and orthogonal to the image plane.

また計測地物データ例として幅や高さの例を示したが、それ以外に、地物に関しての、ある基準点からの距離、傾き、面積等を含ませることもできる。これらは、広義には画像の地物の、いわゆる幾何学的抽出データとして位置づけることができ、本発明の適用例として加えることができる。   Moreover, although the example of the width | variety and height was shown as an example of measurement feature data, the distance, inclination, area, etc. from a certain reference point regarding a feature can also be included. These can be positioned as so-called geometric extraction data of image features in a broad sense, and can be added as an application example of the present invention.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、これは代表的な例に過ぎず、本発明はその趣旨を逸脱することのない範囲で様々な形態で実施することができる。例えば以上の実施形態は、撮影車両を走行させながら取得される道路沿い画像についての場合であったが、本発明はこれに限られず、カメラによる画像一般に適用することが可能である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this is only a representative example and this invention can be implemented with various forms in the range which does not deviate from the meaning. For example, the above embodiment is a case of an image along a road acquired while the photographing vehicle is running, but the present invention is not limited to this, and can be applied to an image by a camera in general.

一実施形態による画像上地物計測方法の実施に用いる地物データ取得システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the feature data acquisition system used for implementation of the on-image feature measuring method by one Embodiment. 画像上地物計測処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of an image top feature measurement process. 道路側線や計測線の指定について説明する図である。It is a figure explaining designation | designated of a road side line and a measurement line. 被写体空間における3次元座標の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the three-dimensional coordinate in to-be-photographed space. 計測線のX軸成分の算出についての原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle about calculation of the X-axis component of a measurement line. 計測線のY軸成分の算出についての原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle about calculation of the Y-axis component of a measurement line. 計測線のZ軸成分の算出についての原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle about calculation of the Z-axis component of a measurement line. 計測領域の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measurement area | region. 地物データ付き画像データの例を示す図である。It is a figure which shows the example of image data with feature data.

符号の説明Explanation of symbols

1 地物データ取得システム
2 道路
3 撮影車両
4 道路沿い画像
5 画像上地物計測システム
6 カメラ
7 撮影管理システム
8 測位システム
9 撮影制御システム
10 画像データ管理システム
11 GPSアンテナ
12 データ処理装置
13 画像上地物計測手段
14 画像データ管理部
15 計測部
16 地物データ記録部
17 計測領域
18 地物データ付画像データ
19 建造物
20 地物データ付画像データ
21 道路横断ケーブル
LT 教師線
S 計測線
V 消失点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Feature data acquisition system 2 Road 3 Photographing vehicle 4 Image along road 5 Feature measurement system on image 6 Camera 7 Imaging management system 8 Positioning system 9 Imaging control system 10 Image data management system 11 GPS antenna 12 Data processing device 13 On image Feature measurement means 14 Image data management unit 15 Measurement unit 16 Feature data recording unit 17 Measurement area 18 Image data with feature data 19 Building 20 Image data with feature data 21 Road crossing cable LT Teacher line S Measurement line V Loss point

Claims (8)

カメラによる地物を含む画像上で当該画像に含まれている地物について計測する画像上地物計測方法において、
前記画像は、前記カメラの光軸方向に延びている状態で道路を取り込んで撮影される道路沿い画像であり、この画像に含まれている道路の側線を用いて消失点を求めるとともに、前記消失点に基づいて計測対象の地物の所望計測部位における1画素あたりの体現長さを求め、それによる1画素あたりの体現長さに基づいて地物データの計測をするに際し、
長さが既知の線状体を前記道路沿い画像に取り込ませることで、前記線状体の像として、前記道路沿い画像上での絶対長さが既知となる教師線を前記道路沿い画像中に生成させるようにし、そして計測対象の地物の所望計測部位に対して前記道路沿い画像上で計測線を指定し、前記消失点に対する前記計測線と前記教師線の相対的位置関係の下で前記計測線を前記教師線とそれぞれの画素数について比較することにより地物データの計測をなすようにしたことを特徴とする画像上地物計測方法。
In the image top feature measurement method for measuring a feature included in the image on the image including the feature by the camera,
The image is an image along a road captured by capturing a road in a state extending in the optical axis direction of the camera, and a vanishing point is obtained using a side line of the road included in the image, and the disappearance In measuring the feature data based on the actual length per pixel based on the actual length per pixel in the desired measurement region of the target feature to be measured based on the points,
By incorporating a linear body having a known length into the roadside image, a teacher line whose absolute length on the roadside image is known is included in the roadside image as the linear body image. And generating a measurement line on the image along the road with respect to a desired measurement part of the feature to be measured, and under the relative positional relationship between the measurement line and the teacher line with respect to the vanishing point The on- image feature measuring method, wherein the feature data is measured by comparing the measurement line with the teacher line for each number of pixels.
前記教師線は、前記道路沿い画像の被写体空間における3次元座標の各座標軸について生成させるようにしたことを特徴とする請求項に記載の画像上地物計測方法。 2. The image top feature measurement method according to claim 1 , wherein the teacher line is generated for each coordinate axis of a three-dimensional coordinate in the subject space of the image along the road. 前記被写体空間の3次元座標について横方向をX軸、奥行き方向をY軸、縦方向をZ軸とし、また前記道路沿い画像に設定する画像上2次元座標について横方向をx軸、縦方向をy軸とするとして、
前記計測線のX軸成分については、前記計測線の端点の前記y軸上での位置における1画素あたりの体現長さを前記X軸方向の教師線に基づいて求めて計測をなし、
前記計測線のZ軸成分については、前記計測線の端点の前記y軸上での位置における1画素あたりの体現長さを前記Z軸方向の教師線に基づいて求めて計測をなし、
前記計測線のY軸成分については、任意に仮想される投影中心からの前記道路沿い画像上での投影により、前記Y軸方向の教師線のy軸成分と前記計測線のy軸成分それぞれを前記画像上2次元座標におけるx軸に平行な線分上に投影して得られる教師線投影像と計測線投影像をそれぞれの画素数について比較することで地物データの計測をなすようにされていることを特徴とする請求項に記載の画像上地物計測方法。
For the three-dimensional coordinates of the subject space, the horizontal direction is the X axis, the depth direction is the Y axis, and the vertical direction is the Z axis. As the y-axis,
For the X-axis component of the measurement line, the actual length per pixel at the position of the end point of the measurement line on the y-axis is obtained based on the teacher line in the X-axis direction, and measurement is performed.
For the Z-axis component of the measurement line, measure the actual length per pixel at the position of the end point of the measurement line on the y-axis based on the teacher line in the Z-axis direction,
With respect to the Y-axis component of the measurement line, the y-axis component of the teacher line in the Y-axis direction and the y-axis component of the measurement line are respectively projected by projection on the image along the road from an arbitrary virtual projection center. The feature data is measured by comparing the teacher line projection image obtained by projecting onto the line segment parallel to the x-axis in the two-dimensional coordinates on the image and the measurement line projection image with respect to the number of pixels. The image top feature measurement method according to claim 2 , wherein:
前記道路沿い画像に計測領域を設定し、その計測領域内についてだけ地物データの計測を行えるようにしたことを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の画像上地物計測方法。 The image upper ground according to any one of claims 1 to 3 , wherein a measurement area is set in the roadside image, and the feature data can be measured only within the measurement area. Object measurement method. 前記道路沿い画像は、カメラが搭載された車両を走行させながら撮影して得られる画像であることを特徴とする請求項〜請求項のいずれか1項に記載の画像上地物計測方法。 The roadside image, the image upper base material measuring method according to any one of claims 1 to 4, wherein the camera is an image obtained by photographing while traveling vehicle equipped . 請求項〜請求項のいずれか1項に記載の画像上地物計測方法で得られた地物データを前記地物を含む画像上に表示してなる表示方法。 It claims 1 to any display method comprising displaying on the image containing the feature of the feature data obtained by the image upper base material measuring method according to one of claims 5. 上記地物データは、地物の長さ、高さ、奥行き、傾き、距離、面積の少なくともいずれか1つを含むものとした請求項1〜のいずれかに記載の画像上地物計測方法。 The feature data, the length of the feature, height, depth, inclination, distance, image upper base material measuring method according to any one of claims 1 to 6 is intended to include at least one of the area . カメラの光軸方向に延びている状態で道路を取り込んで撮像された道路沿いの地物を含む表示画面に表示する表示手段と、
この表示画像上で指定された道路の側線をデータとして取り込み、この側線データからその消失点を求める第1の処理手段と、
この消失点データに基づいて上記表示画像上の計測対象の地物の所望計測部位における1画素当りの体現長さを求める第2の処理手段と、
この体現長さに基づいて計測部位の長さ、高さ、奥行き、傾き、距離、面積の少なくともいずれか1つを含む地物データを求める第3の処理手段と、を備え、
前記第3の処理手段は、
長さが既知の線状体を前記道路沿い画像に取り込ませることで、前記線状体の像として、前記道路沿い画像上での絶対長さが既知となる教師線を前記道路沿い画像中に生成させるようにし、そして計測対象の地物の所望計測部位に対して前記道路沿い画像上で計測線を指定し、前記消失点に対する前記計測線と前記教師線の相対的位置関係の下で前記計測線を前記教師線とそれぞれの画素数について比較することにより地物データを求めることを特徴とする画像上地物計測装置。
Display means for displaying on a display screen including features along the road captured by capturing the road in a state extending in the optical axis direction of the camera;
A first processing means for fetching a side line of a road designated on the display image as data and obtaining a vanishing point from the side line data;
Second processing means for obtaining an actual length per pixel at a desired measurement site of the measurement target feature on the display image based on the vanishing point data;
A third processing means for obtaining feature data including at least one of the length, height, depth, inclination, distance, and area of the measurement site based on the manifestation length ;
The third processing means includes
By incorporating a linear body having a known length into the roadside image, a teacher line whose absolute length on the roadside image is known is included in the roadside image as the linear body image. And generating a measurement line on the image along the road with respect to a desired measurement part of the feature to be measured, and under the relative positional relationship between the measurement line and the teacher line with respect to the vanishing point An on- image feature measuring apparatus for obtaining feature data by comparing a measurement line with the teacher line for each number of pixels .
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