JP6707098B2 - 3D model generation system - Google Patents

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JP6707098B2 JP2018014248A JP2018014248A JP6707098B2 JP 6707098 B2 JP6707098 B2 JP 6707098B2 JP 2018014248 A JP2018014248 A JP 2018014248A JP 2018014248 A JP2018014248 A JP 2018014248A JP 6707098 B2 JP6707098 B2 JP 6707098B2
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この発明は、対象物上空を計測器を搭載した飛行体で飛行し、対象物の凹凸データを生成するシステムに関するものである。 The present invention relates to a system for flying over an object with a flying body equipped with a measuring instrument and generating unevenness data of the object.

自動車や航空機に搭載したレーザ測量機により、地表や道路などの凹凸に関する三次元データ(三次元モデル)を生成することが行われている。いずれの場合も、レーザによる対象物の計測点の位置(ローカル座標)を、搭載している自動車や航空機の姿勢を考慮して補正し、正しい三次元モデルを得るようにしている。 BACKGROUND ART Laser surveying instruments mounted on automobiles and aircrafts are used to generate three-dimensional data (three-dimensional model) relating to unevenness of the ground surface, roads, and the like. In any case, the position (local coordinate) of the measurement point of the object by the laser is corrected in consideration of the attitude of the mounted automobile or aircraft to obtain a correct three-dimensional model.

たとえば、特許文献1においては、航空機からレーザによって地表の位置(ローカル座標)を計測し、慣性計測器によって航空機の姿勢を計測して、地表の高さ(地表の凹凸)を算出するようにしている。 For example, in Patent Document 1, the position of the ground surface (local coordinates) is measured from the aircraft by a laser, the attitude of the aircraft is measured by an inertial measuring device, and the height of the ground surface (irregularities of the ground surface) is calculated. There is.

特許4923706号Patent 4923706

しかしながら、特許文献1のような従来技術では、慣性計測器およびレーザ測距器の測定時刻を合致させなければならず、高精度の調整が必要であった。 However, in the conventional technique as disclosed in Patent Document 1, the measurement times of the inertial measuring device and the laser range finder have to be matched, and high-precision adjustment is required.

また、慣性計測器に精度のよい高価な機器を用いなければレーザ測距の結果を正しく補正できず、誤差が大きくなるという問題があった。 In addition, there is a problem that the result of the laser distance measurement cannot be correctly corrected unless an expensive and accurate instrument is used as the inertial measurement device, resulting in a large error.

この発明は、上記のような問題点を解決して安価な機器を用いて精度よく三次元モデルを生成することのできるシステムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a system that solves the above problems and can accurately generate a three-dimensional model using an inexpensive device.

この発明のいくつかの独立して適用可能な特徴を以下に示す。 The following are some independently applicable features of the invention.

(1)(2)(3)(5)この発明に係る三次元モデル生成システムは、対象物の上空を飛行する飛行体と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したロール対応データを出力するロール計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したピッチ対応データを出力するピッチ計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したヨー対応データを出力するヨー計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したグローバル位置データを出力するグローバル位置計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データを出力するローカル位置計測器と、前記ローカル位置データの計測時刻に近接する計測時刻のロール対応データ、ピッチ対応データまたはヨー対応データに基づいて、前記ローカル位置データの計測時刻におけるロール対応データ、ピッチ対応データまたはヨー対応データを推定し、ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出する推定手段と、
同時刻におけるロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段とを備えている。
(1) (2) (3) (5) the three-dimensional model generation system according to the present invention, a flying body flying above the object, and mounted on the flying body, the measurement time and the roll corresponding data measured A roll measuring instrument that outputs, a pitch measuring instrument that is mounted on the flying body and outputs measurement time and measured pitch correspondence data, and a yaw measurement that is mounted on the flying body and outputs measurement time and measured yaw correspondence data And a global position measuring device mounted on the flying body and outputting measured time and measured global position data, and a local position measuring device mounted on the flying body and outputting local time data of the measuring time and the measuring point of the object. Based on the position measuring device and the roll-corresponding data, pitch-corresponding data or yaw-corresponding data at the measuring time close to the measuring time of the local position data, the roll-corresponding data, the pitch-corresponding data or the yaw-corresponding data at the measuring time of the local position data. Estimate corresponding data, and use roll corresponding data, pitch corresponding data, yaw corresponding data as roll data, pitch data, yaw data, or roll data, pitch data, yaw data based on roll corresponding data, pitch corresponding data, yaw corresponding data An estimating means for calculating
A three-dimensional data generation unit that generates data indicating the uneven shape of the object based on the roll data, pitch data, yaw data, local position data, and global position data at the same time.

したがって、各計測器について完全な同期をとって計測を行うことなく、精度の高い三次元データを得ることができる。 Therefore, it is possible to obtain highly accurate three-dimensional data without performing measurement in perfect synchronization with each measuring device.

(4)この発明に係るシステムは、飛行体は、飛行方向に垂直に飛行ルートをずらせながら、対象物の上空を直線状に折り返して飛行し、前記飛行体は、対象物の端部から所定距離離れた位置を折り返し点とし、対象物端部から折り返し点までの間に減速加速を行い、対象物上空では等速となるよう制御され、当該等速部分のデータに基づいて三次元モデルを生成することを特徴としている。 (4) In the system according to the present invention, the aircraft flies by linearly folding over the object while shifting the flight route perpendicular to the flight direction, and the aircraft is a predetermined distance from the end of the object. With the turning point at a distance, the deceleration and acceleration are performed between the end of the object and the turning point, and the speed is controlled to be constant over the object, and the three-dimensional model is calculated based on the data of the constant velocity part. It is characterized by generating.

したがって、対象物上空では等速で飛行し、上記補間処理を精度よく行うことができる。 Therefore, it is possible to fly at a constant speed above the object and accurately perform the above interpolation processing.

(5)(6)(7)(8)(10)この発明に係る三次元モデル生成システムは、対象物の上空を飛行する飛行体と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したロール対応データを出力するロール計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したピッチ対応データを出力するピッチ計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したヨー対応データを出力するヨー計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したグローバル位置データを出力するグローバル位置計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データを出力するローカル位置計測器と、ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出し、ロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段とを備えた三次元モデル生成システムにおいて、前記ローカル位置計測器は、一計測周期において、飛行体を中心として飛行方向に所定の長さ、飛行方向に垂直に所定の幅の計測エリアにわたって対象物の計測点のローカル座標を計測し、隣接する計測周期における計測エリアは、飛行方向に一部重複しており、前記三次元データ生成手段は、対象計測エリアに隣接する隣接計測エリアの凹凸形状データを、前記重複部分の凹凸データに基づいて修正する誤差修正手段を備えることを特徴としている。 (5) (6) (7) (8) (10) The three-dimensional model generation system according to the present invention is a flying body that flies over an object, and is mounted on the flying body. A roll measuring device that outputs corresponding data, a pitch measuring device that is mounted on the flying body and outputs measurement time and measured pitch corresponding data, and a pitch measuring device that is mounted on the flying body and outputs measured time and measured yaw corresponding data A yaw measuring device that is mounted on the aircraft, and a global position measuring device that is mounted on the aircraft and outputs measured time and measured global position data. The local position measuring device that outputs and the roll-corresponding data, pitch-corresponding data, and yaw-corresponding data are directly used as roll data, pitch data, yaw data, or roll-corresponding data, pitch-corresponding data, and yaw-corresponding data are used. , A three-dimensional model generation system including three-dimensional data generation means for calculating yaw data and generating data indicating the concavo-convex shape of the object based on roll data, pitch data, yaw data, local position data, and global position data. In the above, the local position measuring instrument measures the local coordinates of the measuring point of the object over a measuring area having a predetermined length in the flight direction and a predetermined width perpendicular to the flight direction in one measurement cycle. , The measurement areas in the adjacent measurement cycles partially overlap in the flight direction, and the three-dimensional data generation means converts the unevenness shape data of the adjacent measurement area adjacent to the target measurement area into the unevenness data of the overlapping portion. It is characterized in that it is provided with an error correcting means for correcting it based on the above.

したがって、重複領域のデータに基づいて全領域のエリアを補正することができる。 Therefore, the area of the entire area can be corrected based on the data of the overlapping area.

(9)この発明に係るシステムは、誤差修正手段は、さらに、前記対象物の近傍に設置された三次元的位置が既知の基準平面を計測した際の凹凸形状データに基づいて、距離計測器とピッチ計測器、ロール計測器の前記所定角度の設置ずれによる凹凸形状データの誤差を修正することを特徴としている。 (9) In the system according to the present invention, the error correcting means further includes a distance measuring device based on unevenness shape data when a reference plane installed in the vicinity of the object and having a known three-dimensional position is measured. It is characterized in that an error in the unevenness shape data due to the deviation of the pitch measuring device and the roll measuring device from the predetermined angle is corrected.

したがって、基準平面による補正を、全ての領域に反映することができる。 Therefore, the correction by the reference plane can be reflected in all the regions.

(11)(12)(13)(14)この発明に係る三次元モデル生成システムは、飛行方向に垂直に飛行ルートをずらせながら、対象物の上空を直線状に折り返して飛行する飛行体と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したロール対応データを出力するロール計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したピッチ対応データを出力するピッチ計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したヨー対応データを出力するヨー計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したグローバル位置データを出力するグローバル位置計測器と、前記飛行体に搭載され、計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データを出力するローカル位置計測器と、ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出し、ロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段とを備えた三次元モデル生成システムにおいて、前記ローカル位置データは、飛行方向に垂直な方向に幅を持ったエリアの各計測点について計測され、前記折り返しによって隣接する飛行ルートによる距離値計測のエリアの重複部分においては、飛行ルートに対する角度が垂直に近い方のエリアのローカル位置データを用いることを特徴としている。 (11) (12) (13) (14) The three-dimensional model generation system according to the present invention, while shifting the flight route perpendicular to the flight direction, the flying body flying by linearly folding over the object, A roll measuring device mounted on the flying body and outputting measured time and measured roll corresponding data, a pitch measuring device mounted on the flying body, outputting measured time and measured pitch corresponding data, and the flying body Equipped with a yaw measuring device that outputs measurement time and measured yaw corresponding data, and a global position measuring device that is installed in the aircraft and outputs measurement time and measured global position data, and is installed in the aircraft, A local position measuring device that outputs the measurement time and the local position data of the measurement point of the object, and roll-corresponding data, pitch-corresponding data, yaw-corresponding data as it is as roll data, pitch data, yaw data, or roll-corresponding data, pitch-corresponding data A third order that calculates roll data, pitch data, yaw data based on the data and yaw correspondence data, and based on the roll data, pitch data, yaw data, local position data, and global position data, generates data indicating the uneven shape of the object. In the three-dimensional model generation system including the original data generation means, the local position data is measured at each measurement point in an area having a width in a direction perpendicular to the flight direction, and the distance between adjacent flight routes due to the folding back. In the overlapping area of the value measurement area, local position data of the area whose angle to the flight route is closer to vertical is used.

したがって、より正確な三次元データのみを用いて精度の高いモデルを生成することができる。 Therefore, a highly accurate model can be generated using only more accurate three-dimensional data.

(15)この発明に係るシステムは、ロール計測器およびピッチ計測器は慣性計測器であり、ヨー計測器は、飛行体の飛行面に水平な面に多角形状に配置された複数の衛星測位システムによる位置検出器であり、グローバル位置計測器は、前記複数の衛星測位システムによる位置検出器と共用していることを特徴としている。 (15) In the system according to the present invention, the roll measuring instrument and the pitch measuring instrument are inertial measuring instruments, and the yaw measuring instrument is a plurality of satellite positioning systems arranged in a polygonal shape on a plane horizontal to the flight surface of the flying object. The global position measuring device is also used as the position detecting device by the plurality of satellite positioning systems.

したがって、グローバル位置検出器によってヨーを正確に検出することができる。 Therefore, the yaw can be accurately detected by the global position detector.

(16)この発明に係るシステムは、ローカル位置計測器は、飛行体を中心として飛行方向に所定の長さ、飛行方向に垂直に所定の幅にわたって対象物の各計測点の位置を計測するレーザ計測器であることを特徴としている。 (16) In the system according to the present invention, the local position measuring device is a laser that measures the position of each measurement point of the object over a predetermined length in the flight direction centered on the flying object and a predetermined width perpendicular to the flight direction. It is characterized by being a measuring instrument.

したがって、計測点の相対的な位置を正確に検出することができる。 Therefore, the relative position of the measurement point can be accurately detected.

(17)この発明に係る計測器ユニットは、三次元モデルを生成するため、飛行体に搭載するための計測器ユニットであり、飛行体のロールを計測するロール計測器と、飛行体のピッチを計測するピッチ計測器と、計測方向を360度回転させながら所定幅にわたってローカル位置を検出可能なレーザスキャナであって、計測方向の回転面が対象物に対して略垂直となるように配置されたレーザスキャナとを備えている。 (17) The measuring instrument unit according to the present invention is a measuring instrument unit to be mounted on a flying body in order to generate a three-dimensional model, and a roll measuring instrument for measuring the roll of the flying body and a pitch of the flying body. A pitch measuring device for measuring and a laser scanner capable of detecting a local position over a predetermined width while rotating the measuring direction by 360 degrees, and were arranged such that a rotation surface in the measuring direction was substantially perpendicular to an object. It is equipped with a laser scanner.

したがって、計測点の位置を正確に検出することができる。 Therefore, the position of the measurement point can be accurately detected.

(18)この発明に係る計測器ユニットは、位置計測器、ヨー計測器も当該計測器ユニット内に備えたことを特徴としている。 (18) The measuring instrument unit according to the present invention is characterized in that a position measuring instrument and a yaw measuring instrument are also provided in the measuring instrument unit.

したがって、計測器ユニットにて三次元モデル生成のための必要最小データを全て得ることができる。 Therefore, it is possible to obtain all necessary minimum data for generating the three-dimensional model in the measuring instrument unit.

「推定手段」は、実施形態では、ステップS3やS4がこれに対応する。 In the embodiment, the “estimating means” corresponds to steps S3 and S4.

「三次元データ生成手段」は、実施形態では、ステップS22、S24がこれに対応する。 In the embodiment, the “three-dimensional data generating means” corresponds to steps S22 and S24.

「計測値取得手段」は、実施形態においては、ステップS1がこれに対応する。 In the embodiment, the “measured value acquisition means” corresponds to step S1.

「誤差修正手段」は、実施形態においては、ステップS24がこれに対応する。 In the embodiment, the “error correction means” corresponds to step S24.

「プログラム」とは、CPUにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソース形式のプログラム、圧縮処理がされたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む概念である。 The “program” is a concept including not only a program directly executable by the CPU but also a source format program, a compressed program, an encrypted program, and the like.

この発明の一実施形態による三次元モデル生成システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a three-dimensional model generation system by one embodiment of this invention. 飛行体2の外観図である。3 is an external view of the flying object 2. FIG. 計測ユニットを示す図である。It is a figure which shows a measurement unit. 計測エリアの重複を示す図である。It is a figure which shows the duplication of a measurement area. 飛行ルート62の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus|trajectory of the flight route 62. 飛行体2に搭載されたコンピュータのハードウエア構成である。It is a hardware configuration of a computer mounted on the aircraft 2. 三次元モデル生成装置のハードウエア構成である。It is a hardware configuration of a three-dimensional model generation device. 三次元モデル生成プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of a three-dimensional model generation program. グローバル位置検出器4、6、8の計測データの例である。It is an example of measurement data of global position detectors 4, 6, and 8. レーザ計測器10、慣性計測器2の計測データの例である。It is an example of the measurement data of the laser measuring instrument 10 and the inertial measuring instrument 2. データの補間を示す図である。It is a figure which shows the interpolation of data. 統合計測データの例である。It is an example of integrated measurement data. 三次元モデル生成プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of a three-dimensional model generation program. 飛行体の位置の特定方法を示す図である。It is a figure which shows the specific method of the position of a flying body. 統合計測データの例である。It is an example of integrated measurement data. 三次元モデル生成プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of a three-dimensional model generation program. 飛行体のグローバル位置、姿勢、ローカル位置の関係を示す図である。It is a figure which shows the global position of an air vehicle, a posture, and the relationship of a local position. 傾き・高さ補正を示す図である。It is a figure which shows inclination / height correction. 三次元モデル生成プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of a three-dimensional model generation program. 重複領域における補正処理の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the correction process in an overlap area. 生成された三次元モデルを示す図である。It is a figure which shows the produced|generated three-dimensional model. 横重複領域を示す図である。It is a figure which shows a horizontal overlap area. 地上設置型スキャナによる三次元モデルと実施形態による三次元モデルとの比較図である。It is a comparison diagram of the three-dimensional model by a ground type scanner and the three-dimensional model by an embodiment.

1.全体構成
図1に、この発明の一実施形態による三次元モデル生成システムの機能ブロック図を示す。無人航空機(UAV)などの飛行体20は、三次元データを生成したい対象である対象物(たとえば地表など)の上空を飛行し計測を行う。飛行体20には、慣性計測器2、GNSSによるグローバル位置検出器4、6、8、ローカル位置検出器10が搭載されている。慣性計測器2は、たとえば、少なくとも2軸のジャイロと2方向の加速度計によって、ロールデータとピッチデータを、計測時刻とともに出力するものである。計測時刻は、GPS衛星の原子時計によって較正された時計によって計測されている。なお、グローバル位置検出器4、6、8、ローカル位置検出器10の計測データについても同様である。この実施形態では、慣性計測器2が、ロール計測器、ピッチ計測器として機能する。
1. Overall Configuration FIG. 1 shows a functional block diagram of a three-dimensional model generation system according to an embodiment of the present invention. An air vehicle 20, such as an unmanned aerial vehicle (UAV), flies over an object (for example, the surface of the earth) which is an object for which three-dimensional data is desired to be generated and performs measurement. The aircraft 20 is equipped with an inertial measuring device 2, global position detectors 4, 6, 8 by GNSS, and a local position detector 10. The inertial measuring device 2 outputs the roll data and the pitch data together with the measurement time by using at least a biaxial gyro and a bidirectional accelerometer. The measurement time is measured by a clock calibrated by the atomic clock of the GPS satellite. The same applies to the measurement data of the global position detectors 4, 6, 8 and the local position detector 10. In this embodiment, the inertial measuring device 2 functions as a roll measuring device and a pitch measuring device.

また、GNSSによるグローバル位置検出器4、6、8は、それぞれ、衛星からの電波を受信してグローバル位置データ(平面直角座標系)を出力する。グローバル位置検出器4、6、8は、対象物に対して略水平な面上に設けられている。このグローバル位置検出器4、6、8は、グローバル位置データを計測時刻とともに出力する。これらのグローバル位置データにより、飛行体20のヨーを算出することができる。すなわち、この実施形態では、グローバル位置検出器4、6、8の出力はヨー対応データであり、グローバル位置検出器4、6、8はヨー検出器として機能する。 The GNSS global position detectors 4, 6 and 8 respectively receive radio waves from satellites and output global position data (planar rectangular coordinate system). The global position detectors 4, 6, and 8 are provided on a surface that is substantially horizontal to the object. The global position detectors 4, 6, 8 output the global position data together with the measurement time. The yaw of the air vehicle 20 can be calculated from these global position data. That is, in this embodiment, the outputs of the global position detectors 4, 6, 8 are yaw correspondence data, and the global position detectors 4, 6, 8 function as yaw detectors.

さらに、グローバル位置検出器4、6、8は、飛行体20の位置を計測するグローバル位置計測器としても機能する。 Further, the global position detectors 4, 6 and 8 also function as global position measuring devices that measure the position of the air vehicle 20.

また、ローカル位置計測器10は対象物の計測点のローカル位置(飛行体20を原点とする座標位置)をレーザ光などによって計測し、計測時刻とともにローカル位置データとして出力する。 Further, the local position measuring device 10 measures the local position of the measurement point of the object (coordinate position with the flying body 20 as the origin) by laser light or the like, and outputs it as local position data together with the measurement time.

これら慣性計測器2、グローバル位置検出器4、6、8、ローカル位置検出器10からの計測値は、記録媒体に記録された後、三次元モデル生成装置22の計測値取得手段12によって取り込まれる。なお、慣性計測器2、グローバル位置検出器4、6、8、ローカル位置検出器10からの計測値を、直接、計測値取得手段12が取り込むようにしてもよい。
The measured values from the inertial measuring device 2, the global position detectors 4, 6, 8 and the local position detector 10 are recorded in a recording medium and then taken in by the measured value acquisition means 12 of the three-dimensional model generation device 22. .. It should be noted that the measured values from the inertial measuring device 2, the global position detectors 4, 6, 8 and the local position detector 10 may be directly fetched by the measured value acquisition means 12 .

三次元データ生成手段16は、計測した時の飛行体20のグローバル位置データと、姿勢データ(ロール、ピッチ、ヨー)と、ローカル位置データとに基づいて、対象物の計測点のグローバル座標を算出し、対象物の計測点の三次元位置を示す三次元データを生成する。 The three-dimensional data generation means 16 calculates the global coordinates of the measurement point of the target object based on the global position data of the flying body 20 at the time of measurement, the attitude data (roll, pitch, yaw), and the local position data. Then, three-dimensional data indicating the three-dimensional position of the measurement point of the object is generated.

この演算を行うためには、同時刻に計測したローカル位置検出器10によるローカル位置データ、慣性計測器2によるロールデータ、ピッチデータ、グローバル位置検出器4、6、8によるグローバル位置データ(ヨー対応値、グローバル位置データ)が必要である。しかし、これらを全て同じ短い時間間隔で計測するためには、各計測機器、特に、グローバル位置検出器4、6、8に極めて計測間隔の短い高精度の機器を用いなければならないことになる。 In order to perform this calculation, local position data by the local position detector 10 measured at the same time, roll data by the inertial measuring device 2, pitch data, global position data by the global position detectors 4, 6, 8 (yaw correspondence Value, global position data) is required. However, in order to measure all of them at the same short time interval, it is necessary to use high-precision devices with extremely short measurement intervals for the respective measurement devices, especially the global position detectors 4, 6, 8.

そこで、この実施形態では、ローカル位置検出器10によって計測点のローカル位置が計測された時刻に隣接する時刻に計測されたグローバル位置データに基づいて、ローカル位置検出器10によってローカル位置が計測された時刻におけるグローバル位置データを補間して推定するようにしている。この処理を行うのが、推定手段14である。 Therefore, in this embodiment, the local position detector 10 measures the local position based on the global position data measured at a time adjacent to the time at which the local position detector 10 measures the local position of the measurement point. Global position data at time is interpolated and estimated. The estimating means 14 performs this processing.

なお、この実施形態では、慣性計測器2のロールデータ、ピッチデータは、短い間隔で計測されているので、補間は行わず、ローカル位置検出器10による計測時刻にもっとも近い計測時刻のロールデータ、ピッチデータを推定値として用いるようにしている。なお、これらデータについても、上記と同様にして補間を行って推定するようにしてもよい。 In this embodiment, since the roll data and the pitch data of the inertial measuring device 2 are measured at short intervals, interpolation is not performed, and the roll data of the measuring time closest to the measuring time by the local position detector 10, Pitch data is used as an estimated value. Note that these data may be interpolated and estimated in the same manner as above.

以上のようにして、三次元データ生成手段16は、飛行体20の姿勢(ロール、ピッチ、ヨー)を考慮し、計測点のローカル位置データ、飛行体20のグローバル位置データに基づいて、対象物の計測点の三次元データを生成する。 As described above, the three-dimensional data generation unit 16 considers the attitude (roll, pitch, yaw) of the flying object 20, and based on the local position data of the measurement point and the global position data of the flying object 20, the target object. 3D data of the measurement points of is generated.

なお、上記三次元データの生成に際しては、グローバル位置検出器4、6、8、ローカル位置検出器10、慣性計測器2の互いの設置位置関係を考慮して精度よく三次元データを生成するようにしている。 When generating the above three-dimensional data, the three-dimensional data should be generated accurately in consideration of the mutual positional relationship among the global position detectors 4, 6, 8 and the local position detector 10 and the inertial measuring device 2. I have to.

ただし、これら機器を飛行体2に設置する際、互いの位置関係を設計上の狙いどおりに精密に取り付けることは困難である。そのため、この取付誤差により、上記座標変換処理によって生成された三次元データに誤差が生じることとなる。また、GNSSによるグローバル位置検出器は、高さ方向の精度が十分でない。そこで、この実施形態では、対象物近傍にグローバル位置が既知の基準平面(たとえば、四隅のグローバル位置が既知の机などの平面)を設置し、これに対して生成された三次元データによって上記誤差を算出し、生成された三次元データを修正するようにしている。 However, when these devices are installed on the air vehicle 2, it is difficult to precisely attach the mutual positional relationship as designed. Therefore, this mounting error causes an error in the three-dimensional data generated by the coordinate conversion process. Further, the global position detector based on GNSS does not have sufficient accuracy in the height direction. Therefore, in this embodiment, a reference plane whose global position is known (for example, a plane such as a desk whose global positions of four corners are known) is installed in the vicinity of the object, and the above-mentioned error is generated by the three-dimensional data generated for this. Is calculated and the generated three-dimensional data is corrected.

この実施形態では、ローカル位置検出器10は一計測単位において、図4に示すように、飛行体2を中心(飛行中心線をCLで示す)として飛行方向DRに所定の長さ、飛行方向に垂直に所定の幅の計測エリアにおける対象物の計測点のローカル位置(ローカル位置検出器10を原点とする座標における三次元位置)を計測する。図4において、AR1、AR2、AR3が、それぞれ一計測単位の計測エリアを示している。計測エリアAR1は斜線によって示され、計測エリアAR2はドット模様によって示され、計測エリアAR13は斜線によって示されている。次の一計測単位における計測エリアは、図4に示すように、その前の計測エリアと飛行方向に一部重複するようにしている。たとえば、計測エリアAR1と計測エリアAR2は、重複計測エリアD12において重複している。同様に、計測エリアAR2と計測エリアKR3は、重複計測エリアD23において重複している。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the local position detector 10 has a predetermined length and a predetermined flight direction in the flight direction DR with the flying object 2 as the center (the flight center line is indicated by CL) in one measurement unit . The local position (three-dimensional position in coordinates with the local position detector 10 as the origin) of the measurement point of the object in the measurement area having a predetermined width is measured vertically. In FIG. 4, AR1, AR2, and AR3 each represent a measurement area of one measurement unit. The measurement area AR1 is indicated by diagonal lines, the measurement area AR2 is indicated by dot patterns, and the measurement area AR13 is indicated by diagonal lines. As shown in FIG. 4, the measurement area in the next one measurement unit partially overlaps with the measurement area before it in the flight direction. For example, the measurement area AR1 and the measurement area AR2 overlap in the overlapping measurement area D12. Similarly, the measurement area AR2 and the measurement area KR3 overlap in the overlapping measurement area D23.

したがって、前述の基準平面によって修正された計測エリアの三次元データを得ると、上記重複部分の三次元データに基づいて、隣接する計測エリアの三次元データも修正することができる。これにより、対象物が広い面積を持っていても、小さな基準平面があれば全体の三次元データを修正することができる。
Therefore, when the three-dimensional data of the measurement area corrected by the above-mentioned reference plane is obtained, the three-dimensional data of the adjacent measurement areas can also be corrected based on the three-dimensional data of the overlapping portion. As a result, even if the object has a large area, the entire three-dimensional data can be corrected if there is a small reference plane .

2.システム構成
2.1飛行体20の構成
図2に、一実施形態による三次元モデル生成システムの飛行体20の例を示す。この実施形態では、コンピュータによって制御される無人航空機(UAV)を飛行体20として用いている。ロータより外側の端部に、3つのGPS受信器4、6、8が設けられている。これらは、互いに120度の角度をもって、水平面(対象物に略水平な面)上に設けられている。
2. System configuration
2.1 Configuration of Aircraft 20 FIG. 2 shows an example of the aircraft 20 of the three-dimensional model generation system according to one embodiment. In this embodiment, a computer controlled unmanned aerial vehicle (UAV) is used as the air vehicle 20. Three GPS receivers 4, 6 and 8 are provided at the end outside the rotor. These are provided on a horizontal plane (a plane substantially horizontal to the object) at an angle of 120 degrees with each other.

飛行体20の本体上部には、計測データを取得して記録するためのコンピュータ11が設けられている。本体下部には、三次元方向の角速度データ、加速度データを得る慣性計測器2が設けられている。さらに、その下部には、ローカル位置検出器であるレーザ計測器10が設けられている。 A computer 11 for acquiring and recording measurement data is provided on the upper portion of the main body of the flying body 20. An inertial measuring instrument 2 for obtaining angular velocity data and acceleration data in the three-dimensional direction is provided at the lower part of the main body. Further, a laser measuring device 10 as a local position detector is provided below the laser measuring device 10.

図3Aに、慣性計測器2とレーザ計測器10の設置位置関係を示す。これら計測器は、設置筐体30に固定されて飛行体20に搭載されている。慣性計測器2は、飛行進行方向32に関しての、ロール値、ピッチ値、ヨー値を出力可能に構成されている。すなわち、飛行進行方向32を軸とする回転であるロール値、飛行進行方向に対して横方向に垂直な方向34を軸とする回転であるピッチ値、飛行進行方向に対して下方向に垂直な方法36を軸とする回転であるヨー値を出力可能に構成されている。
FIG. 3A shows a positional relationship between the inertial measuring instrument 2 and the laser measuring instrument 10. These measuring instruments are fixed to the installation housing 30 and mounted on the aircraft 20. The inertial measuring device 2 is configured to be able to output a roll value, a pitch value, and a yaw value in the flight direction 32. That is, a roll value that is a rotation about the flight advancing direction 32, a pitch value that is a rotation about a direction 34 that is perpendicular to the flight advancing direction, and a pitch value that is below the flight advancing direction. It is configured to be able to output a yaw value that is rotation about the method 36.

しかし、慣性計測器2のヨー値は誤差が大きいので、この実施形態では、ヨー値についてはGNSSによるグローバル位置検出器4、6、8の出力データに基づいて算出するようにしている。したがって、慣性計測器2からは、ロール値、ピッチ値のみを使用するようにしている。 However, since the yaw value of the inertial measuring device 2 has a large error, in this embodiment, the yaw value is calculated based on the output data of the global position detectors 4, 6, 8 by GNSS. Therefore, from the inertial measuring device 2, only the roll value and the pitch value are used.

なお、グローバル位置検出器4、6、8によって構成される三角平面が図3Aの方向36に垂直な平面と水平になるように、設置筐体30が飛行体2に取り付けられている。
The installation housing 30 is attached to the aircraft 2 so that the triangular plane formed by the global position detectors 4, 6, and 8 is horizontal to the plane perpendicular to the direction 36 in FIG. 3A .

レーザ計測器10は、図3B(図3Aの側面図)に示すように、点Cを中心として、矢印11aに示す方向にある対象物の計測点のローカル位置を計測する。この際、図3Aに示すように、レーザ計測器10は、飛行方向32に対して所定の幅(計測中心方向11xに対して所定の角度)を持って対象物の各計測点のローカル位置を計測する。 As shown in FIG. 3B (side view of FIG. 3A), the laser measuring instrument 10 measures the local position of the measurement point of the object in the direction indicated by the arrow 11a with the point C as the center. At this time, as shown in FIG. 3A, the laser measuring device 10 has a predetermined width in the flight direction 32 (a predetermined angle with respect to the measurement center direction 11x) to determine the local position of each measurement point of the object. measure.

さらに、図3Bに示すように、レーザ計測器10は、点Cを中心として計測方向を時計回りに回転させる。したがって、点Cを中心として計測方向を常に回転させながら計測を行っている。ただし、この実施形態では、下方向に対象物があるので、図3Bに示すように、下方向11b(図3Aの方向36と合致させている)から前後所定角度(たとえば14度)の間の計測値のみを用いるようにしている。1回転ごとの計測が一計測単位となる。したがって、レーザ計測器10の一計測単位に対応して、対象物における計測点の計測エリアは矩形状となる。なおレーザ計測器10によるローカル位置データは対象物上の多数の点群データとなる。 Further, as shown in FIG. 3B, the laser measuring instrument 10 rotates the measuring direction clockwise around the point C. Therefore, the measurement is performed while constantly rotating the measurement direction around the point C. However, in this embodiment, since there is an object in the downward direction, as shown in FIG. 3B, between the downward direction 11b (matched with the direction 36 in FIG. 3A) and a predetermined front-back angle (for example, 14 degrees). Only measured values are used. The measurement for each rotation is one measurement unit. Therefore, the measurement area of the measurement point on the object has a rectangular shape corresponding to one measurement unit of the laser measuring instrument 10. The local position data obtained by the laser measuring instrument 10 becomes a large number of point cloud data on the object.

なお、中心方向11xが回転することによって形成される面が、図3Aの慣性計測器2の方向34に垂直な面となるように、レーザ計測器10が取り付けられている。
The laser measuring instrument 10 is attached such that the surface formed by rotating the central direction 11x is a surface perpendicular to the direction 34 of the inertial measuring instrument 2 in FIG. 3A .

図4に、レーザ計測器10の計測単位ごとの計測エリアAR1、AR2、AR3・・・を示す。飛行体20の飛行中心線CLを中心として矩形状の計測エリアAR1、AR2、AR3・・・が示されている。これら計測エリアAR1、AR2、AR3・・・は、飛行方向DRの方向に並んでいる。また、隣接する計測エリアAR1と計測エリアAR2とは重複して、重複計測エリアD12が形成されている。同様に、隣接する計測エリアAR2と計測エリアAR3とは重複し、重複計測エリアD23が形成されている。 FIG. 4 shows measurement areas AR1, AR2, AR3,... For each measurement unit of the laser measuring instrument 10. Rectangular measurement areas AR1, AR2, AR3... Are shown around the flight center line CL of the flying object 20. These measurement areas AR1, AR2, AR3... Are arranged in the direction of the flight direction DR. Further, the adjacent measurement area AR1 and measurement area AR2 overlap to form an overlapping measurement area D12. Similarly, the adjacent measurement area AR2 and measurement area AR3 overlap, forming an overlapping measurement area D23.

図5に、地表の所定領域を対象物60とした場合の飛行体20の飛行軌跡62の例を示す。この飛行軌跡62は予め記録されており、飛行体20に搭載されたコンピュータによって、飛行体20がこの線に沿って飛ぶように制御される。飛行軌跡62は、折返して飛行方向に垂直な方向にずらしたものとなっている。 FIG. 5 shows an example of the flight locus 62 of the flying object 20 when the predetermined area on the ground surface is the object 60. This flight trajectory 62 is recorded in advance, and the computer mounted on the flight vehicle 20 controls the flight vehicle 20 to fly along this line. The flight trajectory 62 is folded back and shifted in a direction perpendicular to the flight direction.

なお、折り返し点の近傍では飛行速度が急激に変化するため、補間を行った計測データの正確性に影響を与える可能性がある。そこで、対象物60の端部(領域の端部)において直ちに折り返すのではなく、所定距離Lをおいてから折り返すようにしている。これによって、対象物(領域)60の上空においての飛行速度をできるだけ一定にするようにしている。 Since the flight speed changes rapidly near the turning point, the accuracy of the interpolated measurement data may be affected. Therefore, the end portion (the end portion of the area) of the object 60 is not folded back immediately, but is folded back after a predetermined distance L. Thus, the flight speed of the object (area) 60 in the sky is made as constant as possible.

図6に、飛行体20に搭載されているコンピュータのハードウエア構成を示す。CPU50には、メモリ52、可搬性記録媒体54、ハードディスク56、飛行体制御部58、慣性計測器2、グローバル位置検出器4、6、8、レーザ計測器10が接続されている。飛行体制御部58は、飛行体20の姿勢などを制御するものである。また、グローバル位置検出器4、6、8の位置データに基づいて、ハードディスク56に設定された飛行ルートにしたがって飛行するように制御する。なお、この実施形態では自動飛行としたが、手動操作によって飛行させてもよい。 FIG. 6 shows a hardware configuration of a computer mounted on the flying body 20. A memory 52, a portable recording medium 54, a hard disk 56, a flight control unit 58, an inertial measuring device 2, global position detectors 4, 6, 8 and a laser measuring device 10 are connected to the CPU 50. The flying body control unit 58 controls the attitude and the like of the flying body 20. Further, based on the position data of the global position detectors 4, 6 and 8, it is controlled to fly according to the flight route set in the hard disk 56. In this embodiment, the flight is automatic, but the flight may be performed manually.

慣性計測器2、グローバル位置検出器4、6、8、レーザ計測器10からの計測データは、可搬性記録媒体54に記録される。可搬性記録媒体54は、取り外して持ち運ぶことが可能となっている。記録された計測データは、可搬性記録媒体54によって、飛行終了後に三次元モデル生成装置に渡される。
The measurement data from the inertial measuring device 2, the global position detectors 4, 6, 8 and the laser measuring device 10 is recorded on the portable recording medium 54. The portable recording medium 54 can be removed and carried. The recorded measurement data is passed to the three-dimensional model generation device after the flight by the portable recording medium 54.

2.2三次元モデル生成装置
図7に、三次元モデル生成装置のハードウエア構成を示す。CPU80には、メモリ82、ディスプレイ84、マウス/キーボード86、ハードディスク88、DVD−ROMドライブ90、可搬性記録媒体54、通信回路92が接続されている。
2.2 Three-dimensional model generator Figure 7 shows the hardware configuration of the three-dimensional model generator. A memory 82, a display 84, a mouse/keyboard 86, a hard disk 88, a DVD-ROM drive 90, a portable recording medium 54, and a communication circuit 92 are connected to the CPU 80.

通信回路92は、インターネットなどに接続するためのものである。可搬性記録媒体54は、飛行後に飛行体20から取り外したものであり、計測データが記録されている。 The communication circuit 92 is for connecting to the Internet or the like. The portable recording medium 54 is removed from the flying body 20 after the flight, and the measurement data is recorded therein.

ハードディスク88には、オペレーティングシステム94、三次元モデル生成プログラム96が記録されている。三次元モデル生成プログラム96は、オペレーティングシステム94と協働してその機能を発揮するものである。これらプログラムは、DVD−ROM98に記録されていたものを、DVD−ROMドライブ90を介して、ハードディスク88にインストールしたものである。
An operating system 94 and a three-dimensional model generation program 96 are recorded on the hard disk 88. The three-dimensional model generation program 96 cooperates with the operating system 94 to exert its function. These programs are those recorded on the DVD-ROM 98 and installed on the hard disk 88 via the DVD-ROM drive 90.

3.三次元モデル生成処理
3.1計測値の対応づけ
図8に、三次元モデル生成プログラム96の計測値の対応づけに関する処理のフローチャートを示す。
3. 3D model generation processing
3.1 Correspondence of Measured Values FIG. 8 shows a flowchart of processing relating to correspondence of measured values of the three-dimensional model generation program 96.

この処理は、レーザ計測による各計測点のローカル位置データについて、同じ計測時刻のロールデータ、ピッチデータ、グローバル位置データを決定するものである。同じ時刻における、これらの計測値が得られて初めて、飛行体20の姿勢を考慮して、ローカル位置データ、グローバル位置データによる計測点のグローバル位置の算出が可能となるからである。 This process determines roll data, pitch data, and global position data at the same measurement time for local position data at each measurement point by laser measurement. This is because it is possible to calculate the global position of the measurement point based on the local position data and the global position data in consideration of the attitude of the flying object 20 only when these measured values are obtained at the same time.

まず、CPU80は、可搬性記録媒体54に記録されている計測データを、取り込んでメモリ82に展開する(ステップS1)。なお、一度に取り込まずに、処理において必要となった都度、取り込むようにしてもよい。 First, the CPU 80 takes in the measurement data recorded in the portable recording medium 54 and expands it in the memory 82 (step S1). It should be noted that instead of loading all at once, it may be loaded each time it is needed in processing.

図9A、図9Bに、取り込まれたデータの例を示す。いずれの計測値とも、計測時刻が併せて記録されている。ロールデータ、ピッチデータは、同じ慣性計測器2から出力されたデータであり、図9Aに示すように、同じ時刻に計測値が得られている。グローバル位置データ検出器4、6、8は、同じ時計によって計測時刻が計測されており、同じ時刻に計測値が得られている。なお、これら計測器・検出器の時計は、GPS衛星の原子時計によって較正されているので、信頼性が高くなっている。 9A and 9B show examples of captured data. The measurement time is also recorded for each of the measured values. The roll data and the pitch data are data output from the same inertial measuring device 2, and as shown in FIG. 9A, measured values are obtained at the same time. The global position data detectors 4, 6 and 8 measure the measurement time by the same clock and obtain the measurement value at the same time. Since the clocks of these measuring instruments and detectors are calibrated by the atomic clocks of GPS satellites, their reliability is high.

レーザ計測器10によるローカル位置データには、いずれの測定単位(図4の計測エリアAR1、AR2・・・に対応する測定単位)にて計測したものであるかも併せて記録されている。なお、この実施形態では、飛行体を原点とし、飛行体2の進行方向をY、進行方向に垂直な横方向をX、進行方向に垂直な下方向をZとしている。極座標によって表したデータであってもよい。 In the local position data by the laser measuring device 10, which measurement unit (measurement unit corresponding to the measurement areas AR1, AR2... In FIG. 4) is also recorded. In this embodiment, the aircraft is the origin, the traveling direction of the aircraft 2 is Y, the lateral direction perpendicular to the traveling direction is X, and the downward direction perpendicular to the traveling direction is Z. It may be data represented by polar coordinates.

次に、CPU80は、一点のローカル位置データについて、最も近接した時刻に計測されたロールデータ、ピッチデータを対応付ける(ステップS3)。この実施形態においては、図10に示すように、慣性計測器2の計測間隔が短い(0.02秒間隔)ため、最大でも、0.01秒程度の誤差に収まることになる。図10の場合であれば、ローカル位置データDに対してロール値Rが対応付けられることになる。 Next, the CPU 80 associates the local position data of one point with the roll data and the pitch data measured at the closest time (step S3). In this embodiment, as shown in FIG. 10, since the measurement interval of the inertial measuring instrument 2 is short (0.02 second interval), the error is within 0.01 seconds at the maximum. In the case of FIG. 10, the roll value R is associated with the local position data D.

次に、CPU80は、一点のローカル位置データについて、グローバル位置データを対応付ける(ステップS4)。この実施形態においては、GNSSによるグローバル位置データは、ロールデータ・ピッチデータと比べて計測間隔が長い(0.2秒間隔)。このため、最も近接した時刻に計測されたグローバル位置データに対応付けると誤差が大きい。そこで、この実施形態では、前後に近い2つのグローバル位置データP1、P2を用いて、補間を行い、推定グローバル位置データPxを算出し、これを対応付けるようにしている。 Next, the CPU 80 associates the global position data with the local position data of one point (step S4). In this embodiment, the global position data by GNSS has a longer measurement interval (0.2 second interval) than the roll data/pitch data. Therefore, the error is large when it is associated with the global position data measured at the closest time. Therefore, in this embodiment, the two global position data P1 and P2 close to the front and back are used to perform interpolation to calculate the estimated global position data Px, and the estimated global position data Px are associated with each other.

補間においては、飛行体20が等速移動していると仮定し、時間差AとBの比にて推定位置データPxを算出するようにしている。すなわち、下式にて補間を行っている。 In the interpolation, it is assumed that the flying body 20 is moving at a constant speed, and the estimated position data Px is calculated from the ratio of the time differences A and B. That is, interpolation is performed using the following formula.

Px=P1+(P2−P1)・(A/(A+B))
以上のようにして、所定時刻のローカル距離データに対し、ロール角、ピッチ角、3つのグローバル位置データを対応付けることができる。
Px=P1+(P2-P1)・(A/(A+B))
As described above, the roll angle, the pitch angle, and the three global position data can be associated with the local distance data at the predetermined time.

CPU80は、これを全ての計測データについて行う(ステップS2、S5)。このようにして、図11に示すような統合計測データを得ることができる。 The CPU 80 does this for all measurement data (steps S2 and S5). In this way, integrated measurement data as shown in FIG. 11 can be obtained.

3.2ヨー値および飛行体位置の算出
この実施形態では、位置検出器4、6、8によるグローバル位置データに基づいて、ヨー値を算出するようにしている。図12に、三次元モデル生成プログラム96のヨー角・飛行体位置の算出に関する処理のフローチャートを示す。
3.2 Calculation of Yaw Value and Aircraft Position In this embodiment, the yaw value is calculated based on the global position data by the position detectors 4, 6, 8. FIG. 12 shows a flowchart of a process relating to the calculation of the yaw angle/aircraft position of the three-dimensional model generation program 96.

CPU80は、統合計測データに基づき、3つのグローバル位置データのうちの信頼性の高い2つを選択する(ステップS12)。この実施形態では、Fix率の高いグローバル位置データを信頼性の高いものとして選択するようにしている。 The CPU 80 selects two highly reliable ones out of the three global position data based on the integrated measurement data (step S12). In this embodiment, global position data having a high Fix rate is selected as highly reliable.

この実施形態では、図13Aに示すように、3つのGNSSによるグローバル位置検出器4、6、8は、三角形(他の多角形としてもよい)の頂点に配置されており、互いの位置関係は既知である。たとえば、信頼性の高いものとしてグローバル位置検出器4、8を選択した場合、飛行体20の進行方向は、グローバル位置検出器8の位置からグローバル位置検出器4の位置に向かう方向を、グローバル位置検出器4を中心として角度φ回転させた方向となる。角度φは既知である。 In this embodiment, as shown in FIG. 13A, the three GNSS global position detectors 4, 6, and 8 are arranged at the vertices of a triangle (other polygons may be used), and their relative positions are It is known. For example, when the global position detectors 4 and 8 are selected as having high reliability, the traveling direction of the flying body 20 is the direction from the position of the global position detector 8 toward the position of the global position detector 4 to the global position. The direction is rotated by an angle φ around the detector 4. The angle φ is known.

また、図13Bに示すように、信頼性の高いものとしてグローバル位置検出器6、8を選択した場合、飛行体20の進行方向は、グローバル位置検出器8の位置からブローバル位置検出器6の位置に向かう方向を、右回りに90度回転させた方向となる。 Further, as shown in FIG. 13B, when the global position detectors 6 and 8 are selected as having high reliability, the traveling direction of the aircraft 20 is from the position of the global position detector 8 to the position of the global position detector 6. The direction toward is the direction rotated 90 degrees clockwise.

以上のようにして飛行体20の方向を算出した後、北方向(グローバル位置データに基づき算出できる)との角度を算出してヨーを求めることができる(ステップS13)。 After calculating the direction of the flying object 20 as described above, the yaw can be obtained by calculating the angle with the north direction (which can be calculated based on the global position data) (step S13).

続いて、CPU80は、3つのグローバル位置データの中心点を算出し、これを飛行体20の位置(北緯、東経、高さ)とする(ステップS14)。なお、2つのグローバル位置データしか取得できない場合であっても、グローバル位置検出器4、6、8の配置が既知であるから、中心点を算出することができる。 Subsequently, the CPU 80 calculates the center point of the three global position data and sets it as the position (north latitude, east longitude, height) of the flying body 20 (step S14). Even when only two pieces of global position data can be acquired, the center point can be calculated because the positions of the global position detectors 4, 6, and 8 are known.

CPU80は以上の処理を、統合計測データ全ての時刻について行う(ステップS11、S15)。 The CPU 80 performs the above processing for all times of the integrated measurement data (steps S11 and S15).

以上のようにして、図14に示すように、飛行体20の各時刻における姿勢、グローバル位置、計測点のローカル位置が得られる。 As described above, as shown in FIG. 14, the attitude, global position, and local position of the measurement point of the flying object 20 at each time are obtained.

3.3三次元モデルの生成
図15に、三次元モデル生成プログラム96の三次元データ生成に関する処理のフローチャートを示す。
3.3 Generation of Three-Dimensional Model FIG. 15 shows a flowchart of processing relating to three-dimensional data generation of the three-dimensional model generation program 96.

CPU80は、統合計測データを用いて、飛行体2のグローバル位置、飛行体のロール、ピッチ、ヨー、計測点のローカル位置に基づき、計測点のグローバル位置を算出する(ステップS22)。これを模式的に示すと図16に示すようになる。まず、飛行体2のグローバル位置が統合計測データから得られる。さらに、飛行体2のロール、ピッチ、ヨーを考慮して傾いた座標系において、ローカル位置データにより計測点の位置を、飛行体2との関係において特定することができる。したがって、計測点のグローバル位置も算出することができる。 The CPU 80 calculates the global position of the measuring point based on the global position of the flying object 2, the roll, pitch, yaw of the flying object, and the local position of the measuring point using the integrated measurement data (step S22). This is schematically shown in FIG. First, the global position of the air vehicle 2 is obtained from the integrated measurement data. Furthermore, the position of the measurement point can be specified in relation to the aircraft 2 by the local position data in the coordinate system that is inclined considering the roll, pitch, and yaw of the aircraft 2. Therefore, the global position of the measurement point can also be calculated.

また、この際、各機器間の取付位置関係を考慮して計測点のグローバル位置を精度よく検出する。たとえば、図3A、図3Bにおける慣性計測器2の中心位置とレーザ計測器10の中心位置との違いも考慮して、前記グローバル位置を算出するようにしている。 Further, at this time, the global position of the measurement point is accurately detected in consideration of the mounting position relationship between the devices. For example, the global position is calculated in consideration of the difference between the center position of the inertial measuring device 2 and the center position of the laser measuring device 10 in FIGS. 3A and 3B.

CPU80は、この処理を統合計測データの全ての時刻のデータについて繰り返し、計測点群の三次元データを算出する(ステップS21、S23)。図20に、生成された三次元データの例を示す。 The CPU 80 repeats this processing for all the time data of the integrated measurement data, and calculates the three-dimensional data of the measurement point group (steps S21 and S23). FIG. 20 shows an example of the generated three-dimensional data.

次に、CPU80は、各測定単位ごとに高さ・傾きを補正する(ステップS24)。この実施形態では、計測器間の取付誤差や各計測機器の計測誤差などによる三次元データの誤差を修正するため、対象物の近傍(たとえば地面上)に四隅のグローバル位置が既知の基準平面を設置している。 Next, the CPU 80 corrects the height/inclination for each measurement unit (step S24). In this embodiment, in order to correct an error in three-dimensional data due to a mounting error between measuring instruments or a measuring error of each measuring instrument, reference planes with known global positions of four corners are provided near an object (for example, on the ground). It is installed.

この四隅を計測点として含む測定単位(基準測定エリア)における、四隅の三次元データ(平面直角座標によって対応付ける)によって、傾きおよび高さを補正する。 The inclination and height are corrected by the three-dimensional data (corresponding by the plane rectangular coordinates) of the four corners in the measurement unit (reference measurement area) including these four corners as measurement points.

図18に、高さ・傾きの補正処理のフローチャートを示す。CPU80は、まず、基準測定エリアの傾きを補正する(ステップS31)。 FIG. 18 shows a flowchart of the height/tilt correction processing. The CPU 80 first corrects the inclination of the reference measurement area (step S31).

たとえば、既知の基準平面の二点が図17に示すように、R1、R2であるとする。これに対応する三次元データがTD1、TD2であるとすると、両者を結ぶ直線を想定し、この直線の傾きθが0度となるように基準測定エリア内の三次元データを補正する。 For example, assume that two points on a known reference plane are R1 and R2, as shown in FIG. If the corresponding three-dimensional data is TD1 and TD2, a straight line connecting the two is assumed, and the three-dimensional data in the reference measurement area is corrected so that the inclination θ of the straight line becomes 0 degree.

上記では、図17に示す方向の傾きについてのみ説明したが、紙面に垂直な方向の傾きも同じようにして補正する。 Although only the inclination in the direction shown in FIG. 17 has been described above, the inclination in the direction perpendicular to the paper surface is also corrected in the same manner.

以上のように、傾き補正値θx(X軸方向の補正値)、θy(Y軸方向の補正値)を用いて、基準測定エリアの三次元データの傾きを補正する。 As described above, the inclination correction values θx (correction value in the X-axis direction) and θy (correction value in the Y-axis direction) are used to correct the inclination of the three-dimensional data in the reference measurement area.

次に、CPU80は、この補正値θx、θyを他の全ての測定エリアに適用して、傾きを補正する(ステップS32)。これにより、全ての測定エリアの傾きが補正されることになる。 Next, the CPU 80 applies the correction values θx and θy to all other measurement areas to correct the inclination (step S32). As a result, the inclinations of all measurement areas are corrected.

さらに、CPU80は、基準測定エリアについて、傾き補正をした後のTD1とR1との距離(TD2とR2でも同じ)ERの分だけ、基準測定エリア内の三次元データの高さを補正する(ステップS33)。これにより、基準測定エリアについては、傾きと高さの双方が補正され、他のエリアについては傾きのみが補正された状態となる。 Further, in the reference measurement area, the CPU 80 corrects the height of the three-dimensional data in the reference measurement area by the distance ER between the TD1 and R1 (the same applies to TD2 and R2) after the inclination correction (step S). S33). As a result, both the tilt and the height are corrected in the reference measurement area, and only the tilt is corrected in the other areas.

次に、CPU80は、他の測定エリアの高さ補正を行う(ステップS34〜S42)。この実施形態では、図4に示すように、隣接する測定エリアが重複するように測定を行っている。そこで、基準測定エリアを信頼エリアとし、これに重複する領域を持つ隣接測定エリアを、高さ補正を行う対象エリアとする(ステップS34)。この重複エリアは、同じ箇所を計測しているので、本来同じ位置であれば同じ高さを持つはずである。したがって、基準測定エリアの高さに合わせるように、対象エリアの高さを補正する。以下、処理の詳細を説明する。 Next, the CPU 80 corrects the height of other measurement areas (steps S34 to S42). In this embodiment, as shown in FIG. 4, measurement is performed so that adjacent measurement areas overlap. Therefore, the reference measurement area is set as the reliability area, and the adjacent measurement area having the overlapping area is set as the target area for height correction (step S34). Since the same area is measured in this overlapping area, it should have the same height at the same position. Therefore, the height of the target area is corrected to match the height of the reference measurement area. The details of the processing will be described below.

まず、CPU80は、基準測定エリアの重複領域における端部において、円形の所定領域を設定し、当該円形に含まれる対象エリアの計測点数、隣接エリアの計測点数がともに所定点数を超えているかどうかを判断する。所定点数を超えていなければ信頼性が低いとしてその円形に基づく補正は行わない。 First, the CPU 80 sets a circular predetermined area at the end of the overlapping area of the reference measurement area, and determines whether the number of measurement points of the target area and the number of measurement points of the adjacent area included in the circle both exceed the predetermined number. to decide. If the number of points does not exceed the predetermined number, the reliability is low and the correction based on the circle is not performed.

次に、所定点数を超えるエリアにつき、三次元データが平坦(角度があってもよい)であるかどうかを判断する。図19Bに重複エリア近傍の三次元データの平面図、図19Aにその垂直断面を示す。図において、基準測定エリアの三次元データは太丸、対象エリアの三次元データは細丸で示している。図19BのARE1〜ARE4が所定領域である。なお、図示していないが、所定領域は計測エリアの幅にわたって順次設定される。 Next, it is determined whether or not the three-dimensional data is flat (there may be an angle) for the area exceeding the predetermined score. FIG. 19B shows a plan view of three-dimensional data in the vicinity of the overlapping area, and FIG. 19A shows its vertical section. In the figure, the three-dimensional data of the reference measurement area is indicated by a thick circle, and the three-dimensional data of the target area is indicated by a thin circle. ARE1 to ARE4 in FIG. 19B are predetermined areas. Although not shown, the predetermined area is sequentially set over the width of the measurement area.

CPU80は、各領域ARE1〜ARE4において基準測定エリアの三次元データが平坦であるかどうかを判断し、所定の平坦度以上の領域を一つ選択する(ステップS36)。なお、平坦度は、領域内の全点を近似する平面を想定し、当該平面と各点との距離の総和が小さいほど、平坦度が高いとして算出することができる。したがって、高さ方向に平坦ではないARE4のような領域は選択されないことになる(対応する図19Aを参照のこと)。平坦でない領域を基準として高さ補正を行うと、平面位置の僅かなずれが高さに大きく影響し、補正誤差が大きくなる可能性があるためである。 The CPU 80 determines whether the three-dimensional data of the reference measurement area is flat in each of the areas ARE1 to ARE4, and selects one area having a predetermined flatness or more (step S36). Note that the flatness can be calculated assuming that a plane that approximates all the points in the region is assumed and the smaller the total sum of the distances between the plane and each point, the higher the flatness. Therefore, areas such as ARE4 that are not flat in the height direction will not be selected (see corresponding FIG. 19A). This is because if the height correction is performed with the non-flat region as a reference, a slight deviation of the plane position may greatly affect the height, and the correction error may increase.

次に、CPU80は、選択された領域において、対象エリアの平坦度が所定以上であるかどうかを判断する(ステップS38)。対象エリアの当該領域が平坦でなければ、基準測定エリアの平坦度条件を満たす他の領域を選択し、当該領域での対象エリアの平坦度が条件を満たすかどうか判断する(ステップS43、S38)。 Next, the CPU 80 determines whether or not the flatness of the target area is equal to or larger than a predetermined value in the selected area (step S38). If the target area is not flat, another area that satisfies the flatness condition of the reference measurement area is selected, and it is determined whether the flatness of the target area in the target area satisfies the conditions (steps S43 and S38). ..

上記の処理により、基準測定エリアについても対象エリアについても平坦度が条件を満たす領域が見いだされる。CPU80は、この領域に基づいて高さ補正を行う(ステップS39)。 By the above processing, a region where the flatness satisfies the conditions is found for both the reference measurement area and the target area. The CPU 80 corrects the height based on this area (step S39).

たとえば、領域ARE2が選択されたとする。ここで、CPU80は、図19Aに示すように、領域ARE2に属する基準測定エリアの三次元データの点の高さ平均値を算出する。また、領域ARE2に属する対象エリアの三次元データの点の高さ平均値を算出する。この両平均値の差DEFが0となるように、対象エリア全体の三次元データを補正する。図19Aの場合であれば、対象エリア全体の三次元データに、それぞれ、高さ方向に差DEFを加算する。 For example, assume that the area ARE2 is selected. Here, as shown in FIG. 19A, the CPU 80 calculates the average height value of the points of the three-dimensional data of the reference measurement area belonging to the area ARE2. Further, the height average value of the points of the three-dimensional data of the target area belonging to the area ARE2 is calculated. The three-dimensional data of the entire target area is corrected so that the difference DEF between the two average values becomes zero. In the case of FIG. 19A, the difference DEF is added in the height direction to the three-dimensional data of the entire target area.

以上のようにして、対象エリアの高さ補正が行われる。次に、CPU80は、補正された対象エリアを信頼エリアとし、これに重複する隣接測定エリアを対象エリアとし、ステップS37以下を繰り返し実行する。 The height of the target area is corrected as described above. Next, the CPU 80 sets the corrected target area as the trust area, and the adjacent measurement area overlapping this is set as the target area, and repeats step S37 and subsequent steps.

これを全ての測定エリアについて行うことで、全エリアの三次元データの高さを補正することができる。 By performing this for all measurement areas, the height of the three-dimensional data in all areas can be corrected.

以上のようにして傾き・高さ補正が終了すると、CPU80は、左右重複領域の三次元データを選択する処理を行う(図15、ステップS25)。 When the inclination/height correction is completed as described above, the CPU 80 performs a process of selecting three-dimensional data in the left and right overlapping areas (FIG. 15, step S25).

この実施形態において、飛行体2の飛行ルートは図5に示すとおりである。飛行ルート設定の際には、計測漏れが生じないように、隣接する折り返し飛行ルート62aと62bにおいて、計測エリアが一部重複するようにしている。 In this embodiment, the flight route of the air vehicle 2 is as shown in FIG. When the flight route is set, the measurement areas are partially overlapped on the adjacent return flight routes 62a and 62b so that measurement leakage does not occur.

その詳細を、図21に示す。図において、飛行線(飛行体2の移動の中心線)F1と飛行線F2との間に、重複エリアDUPが形成されているのをみることができる。この重複エリアDUPにおいては、2つの飛行線による測定エリアに基づく三次元データが含まれている。双方のデータを用いてもよいが、この実施形態では、いずれか一方の測定エリアの三次元データのみを採用するようにしている。 The details are shown in FIG. In the figure, it can be seen that an overlapping area DUP is formed between the flight line (center line of movement of the flight vehicle 2) F1 and the flight line F2. In this overlapping area DUP, three-dimensional data based on the measurement area by two flight lines is included. Both data may be used, but in this embodiment, only the three-dimensional data of one of the measurement areas is adopted.

この実施形態では、測定エリアを図21に示すように、小さな矩形領域A1、A2・・・A101、A102・・・に区切り、横方向に隣接する飛行線の2つのエリアが重複する場合、計測を行った飛行線に近い方の三次元データを残すようにしている。たとえば、領域A1であれば、飛行線F1に近いので、飛行線F1による計測データに基づく三次元データ(計測エリアARE1の三次元データ)を残し、飛行線F2による計測データに基づく三次元データ(計測エリアARE11の三次元データ)を削除する。領域A101であれば、飛行線F2に近いので、飛行線F2による計測データに基づく三次元データ(計測エリアARE11の三次元データ)を残し、飛行線F1による計測データに基づく三次元データ(計測エリアARE1の三次元データ)を削除する。 In this embodiment, the measurement area is divided into small rectangular areas A1, A2... A101, A102... As shown in FIG. 21, and when two areas of flight lines adjacent in the lateral direction overlap each other, measurement is performed. The three-dimensional data closer to the flight line where the flight was performed is left. For example, in the area A1, since it is close to the flight line F1, three-dimensional data based on the measurement data of the flight line F1 (three-dimensional data of the measurement area ARE1) is left, and three-dimensional data based on the measurement data of the flight line F2 ( (3D data of the measurement area ARE11) is deleted. If it is the area A101, since it is close to the flight line F2, three-dimensional data based on the measurement data by the flight line F2 (three-dimensional data of the measurement area ARE11) is left, and three-dimensional data based on the measurement data by the flight line F1 (measurement area). 3D data of ARE1) is deleted.

以上のようにして、対象物に関しての、図20に示すような三次元データを生成することができる。 As described above, it is possible to generate three-dimensional data regarding the object as shown in FIG.

図22Aに、地上設置型のレーザスキャナによって計測した三次元データを示す。図22Bに、本実施形態の手法によって生成した三次元データを示す。計測のために多大なコストと時間を要する地上設置型のレーザスキャナに比べても、本実施形態のシステムによる三次元データは遜色がないことが理解できる。
FIG. 22A shows three-dimensional data measured by a laser scanner installed on the ground. FIG. 22B shows three-dimensional data generated by the method of this embodiment. It can be understood that the three-dimensional data obtained by the system according to the present embodiment is comparable to the ground-based laser scanner, which requires a great deal of cost and time for measurement.

4.その他
(1)上記実施形態では、ロール計測器、ピッチ計測器として慣性検出器2を用いている。しかし、ロール計測器、ピッチ計測器としてそれぞれ独立した機器を用いるようにしてもよい。また、ロール計測器、ピッチ計測器として、上記実施形態におけるヨー計測器と同じように、GNSSによる位置検出器を複数個配置して用いるようにしてもよい。
4. Other
(1) In the above embodiment, the inertial detector 2 is used as the roll measuring device and the pitch measuring device. However, independent devices may be used as the roll measuring device and the pitch measuring device. As the roll measuring device and the pitch measuring device, a plurality of GNSS position detectors may be arranged and used as in the yaw measuring device in the above embodiment.

(2)上記実施形態では、ヨー計測器として複数のGNSSによる位置検出器を用いている。GPSや複数の基地局を用いた位置検出器を用いてもよい。また、慣性検出器2のヨー出力を用いるようにしてもよい。 (2) In the above embodiment, a plurality of GNSS position detectors are used as the yaw measuring device. A position detector using GPS or a plurality of base stations may be used. Alternatively, the yaw output of the inertial detector 2 may be used.

(3)上記実施形態では、ローカル位置検出器としてレーザスキャナを用いている。しかし、音波、光などを用いた検出器を用いるようにしてもよい。 (3) In the above embodiment, the laser scanner is used as the local position detector. However, a detector using sound waves, light, etc. may be used.

(4)上記実施形態では、飛行体2の飛行速度を調整することで、飛行進行方向に測定エリアが一部重複するようにしている。これにより、高さ方向の誤差を重複領域に基づいて補正できるようにしている。 (4) In the above embodiment, the flight speed of the flying object 2 is adjusted so that the measurement areas partially overlap in the flight progress direction. Thereby, the error in the height direction can be corrected based on the overlapping area.

しかし、飛行速度の変化によって重複領域が形成されない場合、上記の補正ができないことになる。この場合には、図21に示す重複領域DUPに基づいて補正を行うようにすればよい。 However, when the overlapping area is not formed due to the change in flight speed, the above correction cannot be performed. In this case, the correction may be performed based on the overlap area DUP shown in FIG.

また、飛行体20に搭載しているコンピュータにおいて、隣接する測定エリアが重複しているかどうかをリアルタイムに判断してもよい。重複していないことが明らかになれば、無線通信やインターネット通信によって、地上のコンピュータにその旨を伝える。これにより、飛行中に、直ちに、再飛行を実施することができ無駄がない。 In addition, a computer mounted on the flying body 20 may determine in real time whether or not adjacent measurement areas overlap. If it becomes clear that they do not overlap, the fact is communicated to a computer on the ground by wireless communication or Internet communication. As a result, re-flight can be carried out immediately during flight, and there is no waste.

(5)上記実施形態では、無人の飛行体2に機器を搭載するようにしている。しかし、有人の飛行機やヘリコプターなどに機器を搭載して実施してもよい。また、海底を対象物として、船などに機器を搭載して、海底の三次元データを生成するようにしてもよい。 (5) In the above embodiment, the device is mounted on the unmanned air vehicle 2. However, the device may be mounted on a manned airplane or helicopter. In addition, a device may be mounted on a ship or the like with the seabed as an object to generate three-dimensional data of the seabed.

(6)上記実施形態では、グローバル位置データとしてGNSSのデータを用いているが、所定エリア内の位置データをグローバル位置データとしてもよい。 (6) In the above embodiment, GNSS data is used as global position data, but position data within a predetermined area may be used as global position data.

(7)上記実施形態では、基準平面を一つ設けた場合について説明した。しかし、複数の基準平面を設け、最も近い基準平面に基づいて補正を行うようにしてもよい。これにより、誤差をできるだけ小さくすることができる。 (7) In the above embodiment, the case where one reference plane is provided has been described. However, a plurality of reference planes may be provided and the correction may be performed based on the closest reference plane. This makes it possible to minimize the error.

(8)上記実施形態では、グローバル座標系として平面座標系を用いるようにしている。しかし、緯度・経度などを用いるようにしてもよい。


(8) In the above embodiment, the plane coordinate system is used as the global coordinate system. However, latitude/longitude may be used.


Claims (18)

対象物の上空を飛行する飛行体と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したロール対応データを出力するロール計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したピッチ対応データを出力するピッチ計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したヨー対応データを出力するヨー計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したグローバル位置データを出力するグローバル位置計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データを出力するローカル位置計測器と、
前記ローカル位置データの計測時刻に近接する計測時刻のロール対応データ、ピッチ対応データまたはヨー対応データに基づいて、前記ローカル位置データの計測時刻におけるロール対応データ、ピッチ対応データまたはヨー対応データを推定し、ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出する推定手段と、
同時刻におけるロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段と、
を備えた三次元モデル生成システム。
An air vehicle that flies over the object,
A roll measuring instrument that is mounted on the aircraft and outputs the measured time and the measured roll-corresponding data,
A pitch measuring device which is mounted on the flying body and outputs measurement time and measured pitch corresponding data,
A yaw measuring device that is mounted on the aircraft and outputs the measurement time and the measured yaw correspondence data,
A global position measuring device that is mounted on the aircraft and outputs measured time and measured global position data,
A local position measuring device which is mounted on the aircraft and outputs local time data of a measuring time and a measuring point of an object,
Estimating roll-corresponding data, pitch-corresponding data, or yaw-corresponding data at the measuring time of the local position data, based on roll-corresponding data, pitch-corresponding data, or yaw-corresponding data at measurement times close to the measurement time of the local position data. , The roll corresponding data, the pitch corresponding data, the yaw corresponding data are directly used as the roll data, the pitch data, and the yaw data, or the estimating means for calculating the roll data, the pitch corresponding data, and the yaw corresponding data based on the roll corresponding data, the pitch corresponding data, and the yaw corresponding data. When,
Three-dimensional data generation means for generating data indicating the uneven shape of the object based on roll data, pitch data, yaw data, local position data, and global position data at the same time,
3D model generation system equipped with.
対象物の上空を飛行する飛行体に搭載されたロール計測器によって計測された計測時刻およびロール対応データと、前記飛行体に搭載されたピッチ計測器によって計測されたピッチ対応データと、前記飛行体に搭載されたヨー計測器によって計測された計測時刻およびヨー対応データと、前記飛行体に搭載されたグローバル位置計測器によって計測された計測時刻およびグローバル位置データと、前記飛行体に搭載されたローカル位置計測器によって計測された計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データとを取得する計測値取得手段と、
前記ローカル位置データの計測時刻に近接する計測時刻のロール対応データ、ピッチ対応データまたはヨー対応データに基づいて、前記ローカル位置データの計測時刻におけるロール対応データ、ピッチ対応データまたはヨー対応データを推定し、ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出する推定手段と、
同時刻におけるロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段と、
を備えた三次元モデル生成装置。
Measurement time and roll corresponding data measured by a roll measuring device mounted on a flying body flying above an object, pitch corresponding data measured by a pitch measuring device mounted on the flying body, and the flying body Measurement time and yaw correspondence data measured by the yaw measuring device installed on the aircraft, measurement time and global position data measured by the global position measuring device installed on the aircraft, and local data installed on the aircraft. A measurement value acquisition means for acquiring the measurement time measured by the position measuring instrument and the local position data of the measurement point of the object,
Estimating roll-corresponding data, pitch-corresponding data, or yaw-corresponding data at the measuring time of the local position data, based on roll-corresponding data, pitch-corresponding data, or yaw-corresponding data at measurement times close to the measurement time of the local position data. , The roll corresponding data, the pitch corresponding data, the yaw corresponding data are directly used as the roll data, the pitch data, and the yaw data, or the estimating means for calculating the roll data, the pitch corresponding data, and the yaw corresponding data based on the roll corresponding data, the pitch corresponding data, and the yaw corresponding data. When,
Three-dimensional data generation means for generating data indicating the uneven shape of the object based on roll data, pitch data, yaw data, local position data, and global position data at the same time,
A three-dimensional model generation device equipped with.
三次元モデル生成装置をコンピュータによって実現するための三次元モデル生成プログラムであって、コンピュータを、
対象物の上空を飛行する飛行体に搭載されたロール計測器によって計測された計測時刻およびロール対応データと、前記飛行体に搭載されたピッチ計測器によって計測されたピッチ対応データと、前記飛行体に搭載されたヨー計測器によって計測された計測時刻およびヨー対応データと、前記飛行体に搭載されたグローバル位置計測器によって計測された計測時刻およびグローバル位置データと、前記飛行体に搭載されたローカル位置計測器によって計測された計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データとを取得する計測値取得手段と、
前記ローカル位置データの計測時刻に近接する計測時刻のロール対応データ、ピッチ対応データまたはヨー対応データに基づいて、前記ローカル位置データの計測時刻におけるロール対応データ、ピッチ対応データまたはヨー対応データを推定し、ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出する推定手段と、
同時刻におけるロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段として機能させるための三次元モデル生成プログラム。
A three-dimensional model generation program for realizing a three-dimensional model generation device by a computer,
Measurement time and roll corresponding data measured by a roll measuring device mounted on a flying body flying above an object, pitch corresponding data measured by a pitch measuring device mounted on the flying body, and the flying body Measurement time and yaw correspondence data measured by the yaw measuring device installed on the aircraft, measurement time and global position data measured by the global position measuring device installed on the aircraft, and local data installed on the aircraft. A measurement value acquisition means for acquiring the measurement time measured by the position measuring instrument and the local position data of the measurement point of the object,
Estimating roll-corresponding data, pitch-corresponding data, or yaw-corresponding data at the measuring time of the local position data, based on roll-corresponding data, pitch-corresponding data, or yaw-corresponding data at measurement times close to the measurement time of the local position data. , The roll corresponding data, the pitch corresponding data, the yaw corresponding data are directly used as the roll data, the pitch data, and the yaw data, or the estimating means for calculating the roll data, the pitch corresponding data, and the yaw corresponding data based on the roll corresponding data, the pitch corresponding data, and the yaw corresponding data. When,
A three-dimensional model generation program for functioning as three-dimensional data generation means for generating data indicating the uneven shape of an object based on roll data, pitch data, yaw data, local position data, and global position data at the same time.
請求項1〜3のいずれかのシステム、装置またはプログラムにおいて、
前記飛行体は、飛行方向に垂直に飛行ルートをずらせながら、対象物の上空を直線状に折り返して飛行し、
前記飛行体は、対象物の端部から所定距離離れた位置を折り返し点とし、対象物端部から折り返し点までの間に減速加速を行い、対象物上空では等速となるよう制御され、
当該等速部分のデータに基づいて三次元モデルを生成することを特徴とするシステム、装置またはプログラム。
The system, device or program according to any one of claims 1 to 3,
The flying body, while shifting the flight route perpendicular to the flight direction, flying in a straight line over the object,
The aircraft is a turning point at a position away from the end of the object by a predetermined distance, performs deceleration acceleration between the end of the object and the turning point, and is controlled to be a constant speed above the object,
A system, an apparatus or a program which generates a three-dimensional model based on the data of the constant velocity portion.
計測時刻および計測したロール対応データを出力するロール計測器と、計測時刻および計測したピッチ対応データを出力するピッチ計測器と、計測時刻および計測したヨー対応データを出力するヨー計測器と、計測時刻および計測したグローバル位置データを出力するグローバル位置計測器と、計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データを出力するローカル位置計測器とを搭載した飛行体を対象物の上空を飛行させて行う三次元モデル生成方法であって、
前記ローカル位置データの計測時刻に近接する計測時刻のロール対応データ、ピッチ対応データまたはヨー対応データに基づいて、前記ローカル位置データの計測時刻におけるロール対応データ、ピッチ対応データまたはヨー対応データを推定し、ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出し、
同時刻におけるロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元モデル生成方法。
A roll measuring instrument that outputs the measurement time and the measured roll correspondence data, a pitch measuring instrument that outputs the measurement time and the measured pitch correspondence data, a yaw measuring instrument that outputs the measurement time and the measured yaw correspondence data, and a measurement time And a global position measuring device that outputs the measured global position data and a local position measuring device that outputs the measurement position and the local position data of the measurement point of the object are carried by flying over the object. A three-dimensional model generation method,
Estimating roll-corresponding data, pitch-corresponding data or yaw-corresponding data at the measuring time of the local position data, based on roll-corresponding data, pitch-corresponding data or yaw-corresponding data at measurement times close to the measurement time of the local position data. , Roll corresponding data, pitch corresponding data, yaw corresponding data as it is roll data, pitch data, yaw data, or roll data, pitch corresponding data, yaw corresponding data is calculated based on the roll corresponding data, pitch corresponding data, yaw corresponding data,
A three-dimensional model generation method for generating data indicating an uneven shape of an object based on roll data, pitch data, yaw data, local position data, and global position data at the same time.
対象物の上空を飛行する飛行体と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したロール対応データを出力するロール計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したピッチ対応データを出力するピッチ計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したヨー対応データを出力するヨー計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したグローバル位置データを出力するグローバル位置計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データを出力するローカル位置計測器と、
ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出し、ロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段と、
を備えた三次元モデル生成システムにおいて、
前記ローカル位置計測器は、一計測単位において、飛行体を中心として飛行方向に所定の長さ、飛行方向に垂直に所定の幅の計測エリアにわたって対象物の計測点のローカル座標を計測し、隣接する計測単位における計測エリアは、飛行方向に一部重複しており、
前記三次元データ生成手段は、対象計測エリアに隣接する隣接計測エリアの凹凸形状データを、前記重複部分の凹凸データに基づいて修正する誤差修正手段を備えることを特徴とする三次元モデル生成システム。
An air vehicle that flies over the object,
A roll measuring instrument that is mounted on the aircraft and outputs the measured time and the measured roll-corresponding data,
A pitch measuring device which is mounted on the flying body and outputs measurement time and measured pitch corresponding data,
A yaw measuring device that is mounted on the aircraft and outputs the measurement time and the measured yaw correspondence data,
A global position measuring device that is mounted on the aircraft and outputs measured time and measured global position data,
A local position measuring device which is mounted on the aircraft and outputs local time data of a measuring time and a measuring point of an object,
Roll data, pitch data, and yaw data can be used as roll data, pitch data, and yaw data as they are, or roll data, pitch data, and yaw data can be calculated based on roll data, pitch data, and yaw data. , Three-dimensional data generating means for generating data indicating the uneven shape of the object based on the pitch data, yaw data, local position data, and global position data,
In a three-dimensional model generation system equipped with
The local position measuring device measures, in one measurement unit , local coordinates of a measurement point of an object over a measurement area having a predetermined length in a flight direction and a predetermined width perpendicular to the flight direction centered on the flying body, and adjacent to each other. The measurement area in the measurement unit that partially overlaps in the flight direction,
The three-dimensional data generation means comprises error correction means for correcting unevenness shape data of an adjacent measurement area adjacent to the target measurement area based on the unevenness data of the overlapping portion.
対象物の上空を飛行する飛行体に搭載されたロール計測器によって計測された計測時刻およびロール対応データと、前記飛行体に搭載されたピッチ計測器によって計測されたピッチ対応データと、前記飛行体に搭載されたヨー計測器によって計測された計測時刻およびヨー対応データと、前記飛行体に搭載されたグローバル位置計測器によって計測された計測時刻およびグローバル位置データと、前記飛行体に搭載されたローカル位置計測器によって計測された計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データとを取得する計測値取得手段と、
ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出し、ロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段と、
を備えた三次元モデル生成装置において、
前記ローカル位置計測器は、一計測単位において、飛行体を中心として飛行方向に所定の長さ、飛行方向に垂直に所定の幅の計測エリアにわたって対象物の計測点のローカル座標を計測し、隣接する計測単位における計測エリアは、飛行方向に一部重複しており、
前記三次元データ生成手段は、対象計測エリアに隣接する隣接計測エリアの凹凸形状データを、前記重複部分の凹凸データに基づいて修正する誤差修正手段を備えることを特徴とする三次元モデル生成装置。
Measurement time and roll corresponding data measured by a roll measuring device mounted on a flying body flying above an object, pitch corresponding data measured by a pitch measuring device mounted on the flying body, and the flying body Measurement time and yaw correspondence data measured by the yaw measuring device installed on the aircraft, measurement time and global position data measured by the global position measuring device installed on the aircraft, and local data installed on the aircraft. A measurement value acquisition means for acquiring the measurement time measured by the position measuring instrument and the local position data of the measurement point of the object,
Roll data, pitch data, and yaw data can be used as roll data, pitch data, and yaw data as they are, or roll data, pitch data, and yaw data can be calculated based on roll data, pitch data, and yaw data. , Three-dimensional data generating means for generating data indicating the uneven shape of the object based on the pitch data, yaw data, local position data, and global position data,
In a three-dimensional model generation device equipped with
The local position measuring device measures, in one measurement unit , local coordinates of a measurement point of an object over a measurement area having a predetermined length in a flight direction and a predetermined width perpendicular to the flight direction centered on the flying body, and adjacent to each other. The measurement area in the measurement unit that partially overlaps in the flight direction,
The three-dimensional data generation device is provided with an error correction device that corrects unevenness shape data of an adjacent measurement area adjacent to the target measurement area based on the unevenness data of the overlapping portion.
三次元モデル生成装置をコンピュータによって実現するための三次元モデル生成プログラムであって、コンピュータを、
対象物の上空を飛行する飛行体に搭載されたロール計測器によって計測された計測時刻およびロール対応データと、前記飛行体に搭載されたピッチ計測器によって計測されたピッチ対応データと、前記飛行体に搭載されたヨー計測器によって計測された計測時刻およびヨー対応データと、前記飛行体に搭載されたグローバル位置計測器によって計測された計測時刻およびグローバル位置データと、前記飛行体に搭載されたローカル位置計測器によって計測された計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データとを取得する計測値取得手段と、
ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出し、ロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段と、
を備えた三次元モデル生成プログラムにおいて、
前記ローカル位置計測器は、一計測単位において、飛行体を中心として飛行方向に所定の長さ、飛行方向に垂直に所定の幅の計測エリアにわたって対象物の計測点のローカル座標を計測し、隣接する計測単位における計測エリアは、飛行方向に一部重複しており、
前記三次元データ生成手段は、対象計測エリアに隣接する隣接計測エリアの凹凸形状データを、前記重複部分の凹凸データに基づいて修正する誤差修正手段を備えることを特徴とする三次元モデル生成プログラム。
A three-dimensional model generation program for realizing a three-dimensional model generation device by a computer,
Measurement time and roll corresponding data measured by a roll measuring device mounted on a flying body flying above an object, pitch corresponding data measured by a pitch measuring device mounted on the flying body, and the flying body Measurement time and yaw correspondence data measured by the yaw measuring device installed on the aircraft, measurement time and global position data measured by the global position measuring device installed on the aircraft, and local data installed on the aircraft. A measurement value acquisition means for acquiring the measurement time measured by the position measuring instrument and the local position data of the measurement point of the object,
Roll data, pitch data, and yaw data can be used as roll data, pitch data, and yaw data as they are, or roll data, pitch data, and yaw data can be calculated based on roll data, pitch data, and yaw data. , Three-dimensional data generating means for generating data indicating the uneven shape of the object based on the pitch data, yaw data, local position data, and global position data,
In the three-dimensional model generation program with
The local position measuring device measures, in one measurement unit , local coordinates of a measurement point of an object over a measurement area having a predetermined length in a flight direction and a predetermined width perpendicular to the flight direction centered on the flying body, and adjacent to each other. The measurement area in the measurement unit that partially overlaps in the flight direction,
A three-dimensional model generation program, wherein the three-dimensional data generation means includes error correction means for correcting unevenness shape data of an adjacent measurement area adjacent to the target measurement area based on the unevenness data of the overlapping portion.
請求項6〜8のいずれかのシステム、装置またはプログラムにおいて、
前記誤差修正手段は、さらに、前記対象物の近傍に設置された三次元的位置が既知の基準平面を計測した際の凹凸形状データに基づいて、距離計測器とピッチ計測器、ロール計測器の前記所定角度の設置ずれによる凹凸形状データの誤差を修正することを特徴とするシステム、装置またはプログラム。
The system, device or program according to any one of claims 6 to 8,
The error correction means is further based on unevenness shape data when a three-dimensional position installed in the vicinity of the target object is measuring a known reference plane, and a distance measuring device, a pitch measuring device, and a roll measuring device. A system, an apparatus or a program, which corrects an error of unevenness shape data due to the installation deviation of the predetermined angle.
計測時刻および計測したロール対応データを出力するロール計測器と、計測時刻および計測したピッチ対応データを出力するピッチ計測器と、計測時刻および計測したヨー対応データを出力するヨー計測器と、計測時刻および計測したグローバル位置データを出力するグローバル位置計測器と、計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データを出力するローカル位置計測器とを搭載した飛行体を対象物の上空を飛行させて行う三次元モデル生成方法であって、
ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出し、ロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元モデル生成方法において、
前記ローカル位置計測器は、一計測単位において、飛行体を中心として飛行方向に所定の長さ、飛行方向に垂直に所定の幅の計測エリアにわたって対象物の計測点のローカル座標を計測し、隣接する計測単位における計測エリアは、飛行方向に一部重複しており、
前記三次元データ生成においては、対象計測エリアに隣接する隣接計測エリアの凹凸形状データを、前記重複部分の凹凸データに基づいて修正することを特徴とする三次元モデル生成方法。
A roll measuring instrument that outputs the measurement time and the measured roll correspondence data, a pitch measuring instrument that outputs the measurement time and the measured pitch correspondence data, a yaw measuring instrument that outputs the measurement time and the measured yaw correspondence data, and a measurement time And a global position measuring device that outputs the measured global position data, and a local position measuring device that outputs the measurement position and the local position data of the measurement point of the object are carried out by flying over the object. A three-dimensional model generation method,
Roll data, pitch data, and yaw data can be used as roll data, pitch data, and yaw data as they are, or roll data, pitch data, and yaw data can be calculated based on roll data, pitch data, and yaw data. , A pitch data, yaw data, local position data, and global position data, in a three-dimensional model generation method for generating data indicating the uneven shape of the object,
The local position measuring device measures, in one measurement unit , local coordinates of a measurement point of an object over a measurement area having a predetermined length in a flight direction and a predetermined width perpendicular to the flight direction centered on the flying body, and adjacent to each other. The measurement area in the measurement unit that partially overlaps in the flight direction,
In the three-dimensional data generation, the three-dimensional model generation method is characterized in that the irregularity shape data of the adjacent measurement area adjacent to the target measurement area is corrected based on the irregularity data of the overlapping portion.
飛行方向に垂直に飛行ルートをずらせながら、対象物の上空を直線状に折り返して飛行する飛行体と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したロール対応データを出力するロール計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したピッチ対応データを出力するピッチ計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したヨー対応データを出力するヨー計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および計測したグローバル位置データを出力するグローバル位置計測器と、
前記飛行体に搭載され、計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データを出力するローカル位置計測器と、
ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出し、ロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段と、
を備えた三次元モデル生成システムにおいて、
前記ローカル位置データは、飛行方向に垂直な方向に幅を持ったエリアの各計測点について計測され、
前記折り返しによって隣接する飛行ルートによる距離値計測のエリアの重複部分においては、飛行ルートに対する角度が垂直に近い方のエリアのローカル位置データを用いることを特徴とする三次元モデル生成システム。
While shifting the flight route perpendicular to the flight direction, a flying body that folds over the object in a straight line and flies,
A roll measuring instrument that is mounted on the aircraft and outputs the measured time and the measured roll-corresponding data,
A pitch measuring device which is mounted on the flying body and outputs measurement time and measured pitch corresponding data,
A yaw measuring device that is mounted on the aircraft and outputs the measurement time and the measured yaw correspondence data,
A global position measuring device that is mounted on the aircraft and outputs measured time and measured global position data,
A local position measuring device which is mounted on the aircraft and outputs local time data of a measuring time and a measuring point of an object,
Roll data, pitch data, and yaw data can be used as roll data, pitch data, and yaw data as they are, or roll data, pitch data, and yaw data can be calculated based on roll data, pitch data, and yaw data. , Three-dimensional data generating means for generating data indicating the uneven shape of the object based on the pitch data, yaw data, local position data, and global position data,
In a three-dimensional model generation system equipped with
The local position data is measured for each measurement point in an area having a width in the direction perpendicular to the flight direction,
A three-dimensional model generation system, wherein local position data of an area whose angle with respect to a flight route is closer to vertical is used in an overlapping portion of areas for distance value measurement by adjacent flight routes due to the folding back.
飛行方向に垂直に飛行ルートをずらせながら、対象物の上空を直線状に折り返して飛行する飛行体に搭載されたロール計測器によって計測された計測時刻およびロール対応データと、前記飛行体に搭載されたピッチ計測器によって計測されたピッチ対応データと、前記飛行体に搭載されたヨー計測器によって計測された計測時刻およびヨー対応データと、前記飛行体に搭載されたグローバル位置計測器によって計測された計測時刻およびグローバル位置データと、前記飛行体に搭載されたローカル位置計測器によって計測された計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データとを取得する計測値取得手段と、
ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出し、ロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段と、
を備えた三次元モデル生成装置において、
前記ローカル位置データは、飛行方向に垂直な方向に幅を持ったエリアの各計測点について計測され、
前記折り返しによって隣接する飛行ルートによる距離値計測のエリアの重複部分においては、飛行ルートに対する角度が垂直に近い方のエリアのローカル位置データを用いることを特徴とする三次元モデル生成装置。
While shifting the flight route perpendicular to the flight direction, the measurement time and roll corresponding data measured by the roll measuring instrument mounted on the flying body flying in a straight line over the target object and the data corresponding to the roll are installed on the flying body. The pitch corresponding data measured by the pitch measuring device, the measurement time and the yaw corresponding data measured by the yaw measuring device mounted on the flying body, and the global position measuring device mounted on the flying body were measured. Measurement time and global position data, and measurement value acquisition means for acquiring the measurement time measured by the local position measuring device mounted on the aircraft and the local position data of the measurement point of the object,
Roll data, pitch data, and yaw data can be used as roll data, pitch data, and yaw data as they are, or roll data, pitch data, and yaw data can be calculated based on roll data, pitch data, and yaw data. , Three-dimensional data generating means for generating data indicating the uneven shape of the object based on the pitch data, yaw data, local position data, and global position data,
In a three-dimensional model generation device equipped with
The local position data is measured for each measurement point in an area having a width in the direction perpendicular to the flight direction,
A three-dimensional model generation device, wherein local position data of an area whose angle to a flight route is closer to a vertical angle is used in an overlapping portion of areas where distance values are measured by flight routes adjacent to each other by folding back.
三次元モデル生成装置をコンピュータによって実現するための三次元モデル生成プログラムであって、コンピュータを、
飛行方向に垂直に飛行ルートをずらせながら、対象物の上空を直線状に折り返して飛行する飛行体に搭載されたロール計測器によって計測された計測時刻およびロール対応データと、前記飛行体に搭載されたピッチ計測器によって計測されたピッチ対応データと、前記飛行体に搭載されたヨー計測器によって計測された計測時刻およびヨー対応データと、前記飛行体に搭載されたグローバル位置計測器によって計測された計測時刻およびグローバル位置データと、前記飛行体に搭載されたローカル位置計測器によって計測された計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データとを取得する計測値取得手段と、
ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出し、ロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成手段として機能させるための三次元モデル生成プログラムにおいて、
前記ローカル位置データは、飛行方向に垂直な方向に幅を持ったエリアの各計測点について計測され、
前記折り返しによって隣接する飛行ルートによる距離値計測のエリアの重複部分においては、飛行ルートに対する角度が垂直に近い方のエリアのローカル位置データを用いることを特徴とする三次元モデル生成プログラム。
A three-dimensional model generation program for realizing a three-dimensional model generation device by a computer,
While shifting the flight route perpendicular to the flight direction, the measurement time and roll corresponding data measured by the roll measuring instrument mounted on the flying body flying in a straight line over the target object and the data corresponding to the roll are mounted on the flying body. The pitch corresponding data measured by the pitch measuring device, the measurement time and the yaw corresponding data measured by the yaw measuring device mounted on the flying body, and the global position measuring device mounted on the flying body Measurement time and global position data, and measurement value acquisition means for acquiring the measurement time measured by the local position measuring device mounted on the aircraft and the local position data of the measurement point of the object,
Roll data, pitch data, and yaw data can be used as roll data, pitch data, and yaw data as they are, or roll data, pitch data, and yaw data can be calculated based on roll data, pitch data, and yaw data. , A three-dimensional model generation program for functioning as three-dimensional data generation means for generating data indicating the uneven shape of the object based on the pitch data, yaw data, local position data, and global position data,
The local position data is measured for each measurement point in an area having a width in the direction perpendicular to the flight direction,
A program for generating a three-dimensional model, wherein local position data of an area whose angle to a flight route is closer to vertical is used in an overlapping portion of areas for measuring distance values by adjacent flight routes by folding back.
計測時刻および計測したロール対応データを出力するロール計測器と、計測時刻および計測したピッチ対応データを出力するピッチ計測器と、計測時刻および計測したヨー対応データを出力するヨー計測器と、計測時刻および計測したグローバル位置データを出力するグローバル位置計測器と、計測時刻および対象物の計測点のローカル位置データを出力するローカル位置計測器とを搭載した飛行体を、飛行方向に垂直に飛行ルートをずらせながら、対象物の上空を直線状に折り返して飛行させて行う三次元モデル生成方法であって、
ロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データをそのままロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータとし、あるいはロール対応データ、ピッチ対応データ、ヨー対応データに基づいてロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータを算出し、ロールデータ、ピッチデータ、ヨーデータ、ローカル位置データ、グローバル位置データに基づいて、対象物の凹凸形状を示すデータを生成する三次元データ生成方法において、
前記ローカル位置データは、飛行方向に垂直な方向に幅を持ったエリアの各計測点について計測され、
前記折り返しによって隣接する飛行ルートによる距離値計測のエリアの重複部分においては、飛行ルートに対する角度が垂直に近い方のエリアのローカル位置データを用いることを特徴とする三次元モデル生成方法。
A roll measuring instrument that outputs the measurement time and the measured roll correspondence data, a pitch measuring instrument that outputs the measurement time and the measured pitch correspondence data, a yaw measuring instrument that outputs the measurement time and the measured yaw correspondence data, and a measurement time And a global position measuring device that outputs the measured global position data and a local position measuring device that outputs the measurement time and the local position data of the measurement point of the object are mounted on a flight route perpendicular to the flight direction. A three-dimensional model generation method in which the object is folded back in a straight line and flying while flying,
Roll data, pitch data, and yaw data can be used as roll data, pitch data, and yaw data as they are, or roll data, pitch data, and yaw data can be calculated based on roll data, pitch data, and yaw data. , A pitch data, yaw data, local position data, and global position data, a three-dimensional data generation method for generating data indicating the uneven shape of an object,
The local position data is measured for each measurement point in an area having a width in the direction perpendicular to the flight direction,
A method for generating a three-dimensional model, wherein local position data of an area whose angle to a flight route is closer to vertical is used in an overlapping portion of areas for distance value measurement by adjacent flight routes by folding back.
請求項1〜4、6〜9、11〜13のいずれかのシステム、装置またはプログラムにおいて、
前記ロール計測器およびピッチ計測器は慣性計測器であり、
前記ヨー計測器は、飛行体の飛行面に水平な面に多角形状に配置された複数の衛星測位システムによる位置検出器であり、
前記グローバル位置計測器は、前記複数の衛星測位システムによる位置検出器と共用していることを特徴とするシステム、装置またはプログラム。
The system, device or program according to any one of claims 1 to 4, 6 to 9 and 11 to 13,
The roll measuring instrument and the pitch measuring instrument are inertial measuring instruments,
The yaw measuring device is a position detector by a plurality of satellite positioning systems arranged in a polygonal shape on a plane horizontal to the flight surface of the air vehicle,
The system, device or program, wherein the global position measuring device is shared with the position detecting device by the plurality of satellite positioning systems.
請求項1〜4、6〜9、11〜13、15のいずれかのシステム、装置またはプログラムにおいて、
前記ローカル位置計測器は、飛行体を中心として飛行方向に所定の長さ、飛行方向に垂直に所定の幅にわたって対象物の各計測点の位置を計測するレーザ計測器であることを特徴とするシステム、装置またはプログラム。
The system, apparatus or program according to any one of claims 1 to 4, 6 to 9, 11 to 13,
The local position measuring device is a laser measuring device that measures the position of each measurement point of the object over a predetermined length in the flight direction and a predetermined width perpendicular to the flight direction centered on the flying object. System, device or program.
三次元モデルを生成するため、飛行体に搭載するための計測器ユニットであり、
飛行体のロールを計測するロール計測器と、
飛行体のピッチを計測するピッチ計測器と、
計測方向を360度回転させながら所定幅にわたってローカル位置を検出可能なレーザスキャナであって、計測方向の回転面が対象物に対して略垂直となるように配置されたレーザスキャナと、
を備えた計測器ユニット。
It is a measuring unit to be mounted on an aircraft to generate a three-dimensional model.
A roll measuring instrument that measures the roll of the flying object,
A pitch measuring device that measures the pitch of the flying object,
A laser scanner capable of detecting a local position over a predetermined width while rotating the measurement direction by 360 degrees, the laser scanner being arranged such that a rotation surface in the measurement direction is substantially perpendicular to an object.
Instrument unit equipped with.
請求項17の計測器ユニットにおいて、さらに
位置計測器、ヨー計測器も当該計測器ユニット内に備えたことを特徴とする計測器ユニット。
The measuring instrument unit according to claim 17, further comprising a position measuring instrument and a yaw measuring instrument in the measuring instrument unit.
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