JP7282578B2 - Angle measuring device, distance measuring device, speed measuring device, altitude measuring device, coordinate measuring device, angle measuring method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、測量における角度の測定を行うための角度測定装置、距離測定装置、速度測定装置、標高測定装置、座標測定装置、角度測定方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to an angle measuring device, a distance measuring device, a speed measuring device, an altitude measuring device, a coordinate measuring device, an angle measuring method, and a program for measuring angles in surveying.
従来、測量において角度を測定するためには、例えばトランシットやセオドライトなどの専用の測量装置が用いられている。特許文献1には、セオドライトの機能を備えたトータルステーションが開示されている。測量装置を用いた測量で正確に角度を測定するためには、ある程度経験を積む必要がある。また、トランシットやセオドライトなどの専用の測量装置は高価である。したがって、角度の測定は、容易に行えるものではなかった。
Conventionally, dedicated surveying instruments such as transits and theodolites are used to measure angles in surveying.
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、専用の道具を用いることなく、容易に角度を測定することができる角度測定装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an angle measuring device capable of easily measuring angles without using special tools.
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical measures.
本発明の第1の側面によって提供される角度測定装置は、撮像装置によって撮像された撮像画像を取得する画像取得部と、前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる表示制御部と、前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する補助線生成部と、前記縦中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ下側に位置する観測点を取得する観測点取得部と、前記表示画像上の第1目標点および第2目標点を取得する目標点取得部と、前記第1目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第1交点と、前記第2目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第2交点とを取得する交点取得部と、前記第1交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記第2交点と前記観測点とを結ぶ直線とがなす角度を検出する角度検出部とを備える。 An angle measuring device provided by a first aspect of the present invention includes an image acquisition unit that acquires a captured image captured by an imaging device, a display control unit that displays the captured image as a display image on a display device, and an auxiliary line generator for generating a vertical center line passing through the center of a display image and extending in a vertical direction, and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in a horizontal direction; an observation point acquisition unit that acquires an observation point located a predetermined distance below from the target point acquisition unit that acquires a first target point and a second target point on the display image; an intersection acquisition unit that acquires a first intersection that is an intersection of a vertical line drawn from the target point and the horizontal center line, and a second intersection that is an intersection of a vertical line drawn from the second target point and the horizontal center line; An angle detection unit for detecting an angle formed by a straight line connecting the first intersection and the observation point and a straight line connecting the second intersection and the observation point.
本発明の第2の側面によって提供される角度測定装置は、撮像装置によって撮像された撮像画像を取得する画像取得部と、前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる表示制御部と、前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する補助線生成部と、前記横中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ右側または左側に位置する観測点を取得する観測点取得部と、前記表示画像上の第3目標点を取得する目標点取得部と、前記第3目標点から前記縦中心線に下した垂線と前記縦中心線との交点である第3交点を取得する交点取得部と、前記第3交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記横中心線とがなす角度を検出する角度検出部とを備える。 An angle measuring device provided by a second aspect of the present invention includes an image acquisition unit that acquires a captured image captured by an imaging device, a display control unit that displays the captured image as a display image on a display device, and an auxiliary line generator for generating a vertical center line passing through the center of a display image and extending in a vertical direction, and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in a horizontal direction; an observation point acquiring unit that acquires an observation point located on the right or left side of the display image by a predetermined distance from the target point; a target point acquiring unit that acquires a third target point on the display image; An intersection acquisition unit that acquires a third intersection that is the intersection of a vertical line and the vertical center line, and an angle that detects an angle formed by a straight line connecting the third intersection and the observation point and the horizontal center line. and a detector.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記所定距離Xは、前記表示画像の横方向寸法をW、前記撮像装置の焦点距離をf1、35mm判換算時の焦点距離をf2、当該撮像装置の撮像素子の種類に応じた補正値をαとした場合、下記式に基づいて算出される。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記所定距離Xは、前記表示画像の横方向寸法をW、前記撮像装置のレンズの画角をφ、当該撮像装置の焦点距離をf1とした場合、下記式に基づいて算出される。
本発明の第3の側面によって提供される距離測定装置は、本発明の第1または第2の側面によって提供される角度測定装置と、前記角度検出部が検出した角度を用いて距離を算出する距離算出部とを備え、前記画像取得部は、長さが既知のマーカを撮像した画像を取得し、前記距離算出部は、前記角度および前記長さに基づいて、前記マーカとの距離を算出する。 A distance measuring device provided by the third aspect of the present invention calculates a distance using the angle detected by the angle measuring device provided by the first or second aspect of the present invention and the angle detection unit. a distance calculation unit, wherein the image acquisition unit acquires an image of a marker having a known length, and the distance calculation unit calculates a distance to the marker based on the angle and the length. do.
本発明の第4の側面によって提供される速度測定装置は、本発明の第3の側面によって提供される距離測定装置と、前記距離算出部が算出した距離に基づいて、前記マーカとの相対速度を算出する速度算出部とを備える。 The speed measuring device provided by the fourth aspect of the present invention is a distance measuring device provided by the third aspect of the present invention, and based on the distance calculated by the distance calculating section, the relative speed to the marker. and a speed calculation unit that calculates the
本発明の第5の側面によって提供される標高測定装置は、本発明の第2の側面によって提供される角度測定装置と、前記角度検出部が検出した角度θ’を用いて、前記撮像画像の撮像位置と、前記第3目標点が示す前記表示画像に表示された現実の現実位置との標高差を算出する標高差算出部と、前記撮像位置の標高と前記標高差とに基づいて、前記現実位置の標高を算出する標高算出部とを備え、前記標高差算出部は、前記撮像位置と前記現実位置との水平距離Dから、下記式に基づいて、前記標高差dhを算出する。
本発明の第6の側面によって提供される座標測定装置は、本発明の第1の側面によって提供される角度測定装置と、前記表示画像上で前記第2目標点として示された現実の位置である現実位置の座標を算出する座標算出部とを備え、前記座標算出部は、前記角度検出部が検出した角度、前記撮像画像の撮像位置と前記現実位置との水平距離、前記表示画像上で前記第1目標点として示された現実の位置の座標、および前記撮像位置の座標に基づいて、前記現実位置の座標を算出する。 The coordinate measuring device provided by the sixth aspect of the present invention comprises the angle measuring device provided by the first aspect of the present invention and the actual position indicated as the second target point on the displayed image. a coordinate calculation unit for calculating coordinates of a certain real position, wherein the coordinate calculation unit calculates the angle detected by the angle detection unit, the horizontal distance between the captured position of the captured image and the actual position, and The coordinates of the actual position are calculated based on the coordinates of the actual position indicated as the first target point and the coordinates of the imaging position.
本発明の第7の側面によって提供されるプログラムは、コンピュータを角度測定装置として機能させるプログラムであって、前記コンピュータを、鉛直方向を縦方向として撮像された撮像画像を取得する画像取得部と、前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる表示制御部と、前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する補助線生成部と、前記縦中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ下側に位置する観測点を取得する観測点取得部と、前記表示画像上の第1目標点および第2目標点を取得する目標点取得部と、前記第1目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第1交点と、前記第2目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第2交点とを取得する交点取得部と、前記第1交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記第2交点と前記観測点とを結ぶ直線とがなす角度を検出する角度検出部として機能させることを特徴とする。 A program provided by a seventh aspect of the present invention is a program for causing a computer to function as an angle measuring device, the computer comprising: an image acquisition unit configured to acquire an image captured with the vertical direction as the vertical direction; a display control unit for displaying the captured image as a display image on a display device; generating a vertical center line passing through the center of the display image and extending in the vertical direction; and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in the horizontal direction. an observation point acquisition unit that acquires an observation point located on the vertical center line a predetermined distance below the center of the display image; a first target point and a second target point on the display image; a target point acquisition unit that acquires a target point; a first intersection that is an intersection of a perpendicular line drawn from the first target point and the horizontal center line; a perpendicular line drawn from the second target point and the horizontal center line; an intersection acquisition unit that acquires a second intersection that is the intersection of the first intersection and the observation point, and an angle that detects the angle formed by the straight line that connects the second intersection and the observation point It is characterized by functioning as a detection unit.
本発明の第8の側面によって提供される角度測定方法は、鉛直方向を縦方向として撮像された撮像画像を取得する第1工程と、前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる第2工程と、前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する第3工程と、前記縦中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ下側に位置する観測点を取得する第4工程と、前記表示画像上の第1目標点および第2目標点を指定する第5工程と、前記第1目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第1交点と、前記第2目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第2交点とを取得する第6工程と、前記第1交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記第2交点と前記観測点とを結ぶ直線とがなす角度を検出する第7工程とを備える。 An angle measurement method provided by an eighth aspect of the present invention includes a first step of acquiring a captured image captured with the vertical direction as a vertical direction, and a second step of displaying the captured image as a display image on a display device. a third step of generating a vertical center line passing through the center of the display image and extending in the vertical direction, and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in the horizontal direction; a fourth step of obtaining an observation point located a predetermined distance below the center of the display image; a fifth step of specifying a first target point and a second target point on the display image; a sixth step of acquiring a first point of intersection that is an intersection point between the vertical line and the horizontal center line, and a second intersection point that is an intersection point between the vertical line drawn from the second target point and the horizontal center line; A seventh step of detecting an angle between a straight line connecting the first intersection and the observation point and a straight line connecting the second intersection and the observation point.
本発明によると、撮像画像を表示画像として表示装置に表示させて、表示画像上の第1目標点および第2目標点を指定することで、角度を測定することができる。よって、容易に角度を測定することができる。また、トランシットやセオドライトなどの専用の測量装置を用いることなく、角度の測定を行うことができる。 According to the present invention, an angle can be measured by displaying a captured image as a display image on a display device and specifying the first target point and the second target point on the display image. Therefore, angles can be easily measured. In addition, angles can be measured without using a dedicated surveying device such as a transit or theodolite.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る角度測定装置の全体構成を示す概略ブロック図である。図1に示すように、角度測定装置1は、制御部2、入出力部3、表示部4、操作部5、記憶部6を備えている。
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the overall configuration of the angle measuring device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
角度測定装置1は、カメラ7が撮像した撮像画像を用いて、2個の測点間の水平角度の測定を行うための装置である。角度測定装置1は、いわゆるCAD(Computer Aided Design)装置であって、例えば汎用的なパーソナルコンピュータに、CAD用のソフトウェアがインストールされたものである。本実施形態では、さらに、角度測定のためのプログラムが追加されている。角度測定のためのプログラムは、CAD用のソフトウェアにあらかじめ組み込まれていてもよいし、後で追加されてもよい。後で追加する場合は、図示しないインターネット回線などのネットワーク回線を介してサーバからダウンロードをしてインストールをしたり、DVD-ROMなどの記憶媒体からインストールをしたりなどの方法がとられる。
The
カメラ7は、デジタルカメラなどの撮像装置であって、測定したい2個の測点を含む画像を撮像する。図2および図3は、撮像時のカメラ7を示す図である。図2は、カメラ7の正面図を示している。図3(a)はカメラ7の側面図を示しており、図3(b)はカメラ7の平面図を示している。なお、これらの図では、理解の便宜上、カメラ7の横方向(図2における左右方向)をx方向とし、カメラ7の縦方向(図2における上下方向)をy方向とし、カメラ7の奥行き方向(図3における左右方向)をz方向として説明する。
The
図2および図3(a)に示すように、カメラ7は、三脚用ネジ穴71、レンズ72、撮像素子73を備えている。三脚用ネジ穴71は、カメラ7の下面に設けられており、カメラ7を三脚などに取り付けるためのものである。撮像素子73は、レンズ72から入力される光を受光して、画像を電気信号に変換する素子であり、いわゆるイメージセンサである。撮像素子73は、受光面(撮像面)が、z方向において、レンズ72の中心点から焦点距離f1だけ離れた位置になるように配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3A, the
また、カメラ7は、観測点に配置された撮影用ポール75に固定される。図2に示すように、撮影用ポール75は、第1ポール76、第2ポール77、およびアタッチメント78を備えている。第1ポール76は、三脚用ネジ穴71に取り付けられており、y方向に延びる。第2ポール77は、第1ポール76と平行になるように配置されている。アタッチメント78は、第1ポール76と第2ポール77とを平行状態で固定するものである。また、アタッチメント78は、y方向視において、第2ポール77の位置が撮像素子73の撮像面の中心位置に一致するように、第2ポール77を固定している。図3(b)に示すように、撮像素子73の撮像面の中心のx方向での位置は、カメラ7のレンズ72の中心の位置に一致する。また、撮像素子73の撮像面のz方向での位置は、レンズ72の位置と焦点距離f1とから推測できる。第2ポール77は、下端が観測点に配置されており、鉛直上方に延びるように配置される。これにより、カメラ7は、縦方向(y方向)が鉛直方向に一致し、横方向(x方向)が水平方向に一致した状態で、y方向視において、撮像素子73の撮像面の中心が観測点に一致するように配置される。なお、カメラ7は、撮影用ポール75に代えて他の治具を用いて、同様の配置とされてもよい。図3(a)、(b)に示すように、カメラ7は、z方向の撮像を行う。つまり、撮像方向はz方向に一致する。また、カメラ7によって撮像された撮像画像の縦方向はカメラ7の縦方向(y方向)に一致し、横方向はカメラ7の横方向(x方向)に一致する。
Also, the
図1に戻って、入出力部3は、外部との間でデータの入出力を行うためのものであり、例えばUSB端子などの入出力端子を備えている。入出力部3は、メモリーカードやメモリースティックなどの記憶媒体8を介して、カメラ7が撮像した撮像画像の画像データを入力される。なお、入出力部3は、カメラ7との間でUSBケーブルなどのケーブルによって接続されて、当該ケーブルを介して画像データを入力されてもよい。また、画像データは、無線通信によって、図示しない通信部から入力されてもよい。
Returning to FIG. 1, the input/output unit 3 is for inputting/outputting data to/from the outside, and includes an input/output terminal such as a USB terminal. The input/output unit 3 receives image data of an image captured by the
表示部4は、制御部2が生成した画像を表示するものであり、例えば液晶ディスプレイなどの表示装置を備えている。表示部4は、制御部2から入力される画像データに基づく画像を、表示装置に表示させる。
The
操作部5は、操作者が操作により命令を入力するためのものであり、例えばキーボードやマウス、タッチパネルなどの操作手段を備えている。操作部5は、操作者による操作手段の操作に応じた操作信号を制御部2に出力する。制御部2は、入力される操作信号に応じて処理を行う。本実施形態では、表示装置に表示された表示画像上の点を指定するために、例えばマウスが用いられる。操作者は、マウスを操作してカーソルを移動させ、指定したい位置でクリックすることで、位置を指定する。なお、位置の指定は、その他の操作手段を用いて行われてもよい。
The
記憶部6は、各種情報およびプログラムなどを記憶するものであり、例えばハードディスク装置などの記憶装置である。記憶部6は、CAD用のプログラムと、CADで用いられる3次元データや属性データ等の各種データとを記憶している。また、本実施形態では、記憶部6は、角度測定のためのプログラムを記憶しており、入出力部3から入力される画像データを記憶する。なお、記憶部6は、パーソナルコンピュータに内蔵された記憶装置であってもよいし、外部記憶装置であってもよい。
The
制御部2は、ハードウエアとしてはCPU、ROM、RAM、および画像処理プロセッサなどを備えており、操作者の操作によって操作部5から入力される操作信号に基づいて、例えば図面の作成や測量のための処理を行う。本実施形態では、制御部2は、角度測定処理として、2個の測点間の水平角度の測定を行う。
The
図4は、角度測定処理を説明するための図であり、表示装置に表示された画像を示している。図4に示すように、表示装置には、カメラ7が撮像した撮像画像が表示画像9として、表示されている。表示画像9の縦方向は撮像画像の縦方向に一致し、表示画像9の横方向は撮像画像の横方向に一致する。表示画像9は、横寸法Wが所定の大きさになるように表示されている。本実施形態では、W=135mmに設定されている。また、表示装置には、補助線として、縦中心線L1、横中心線L2、および平行線L3が表示されている。縦中心線L1は、表示画像9の中心を通り、縦方向に延びる補助線である。横中心線L2は、表示画像9の中心を通り、横方向に延びる補助線である。平行線L3は、横中心線L2に平行であり、横中心線L2から下側に所定距離Xだけ離れて配置された補助線である。また、表示装置には、観測点Fが表示されている。観測点Fは、縦中心線L1と平行線L3との交点である。なお、観測点Fは、縦中心線L1と平行線L3との交点として求めるのではなく、縦中心線L1上において、表示画像9の中心から所定距離Xだけ下側に位置する点として求めてもよい。この場合、平行線L3を表示する必要がない。
FIG. 4 is a diagram for explaining the angle measurement process and shows an image displayed on the display device. As shown in FIG. 4, the captured image captured by the
所定距離Xは、使用するカメラ7の機種および設定値によって異なる。設定された焦点距離によって撮影画角が異なるので、所定距離Xも異なる。また、カメラ7は、機種によって使用されている撮像素子73の種類が異なる。撮像素子73には、様々な種類があり、その大きさも種類によって異なる。撮像素子73の撮像面の大きさが異なると、撮像される範囲も異なってくるので、所定距離Xも異なる。所定距離Xは、後述する方法で、カメラ7の機種および設定値ごとに、あらかじめ取得される。
The predetermined distance X varies depending on the model and set value of the
記憶部6は、カメラ7の機種および設定値に対応付けて所定距離Xを記憶している。制御部2は、カメラ7の機種および設定値を操作者に選択させ、選択に応じて対応する所定距離Xを記憶部6から読み出して設定する。なお、入出力部3から入力される画像データに、カメラ7の機種および設定値を特定するための情報が含まれている場合は、制御部2は、当該情報に基づいて、所定距離Xを記憶部6から読み出して設定してもよい。
The
また、図4に示すように、表示装置には、第1目標点P1、第2目標点P2、第1交点P1’、および第2交点P2’が表示されている。第1目標点P1および第2目標点P2の位置は、操作者による操作部5の操作に基づいて指定される。第1交点P1’は、第1目標点P1から下した垂線(縦方向の下方に延ばした直線)と横中心線L2との交点である。第2交点P2’は、第2目標点P2から下した垂線と横中心線L2との交点である。また、図4に示すように、表示装置には、補助線L4および補助線L5が表示されている。補助線L4は、第1交点P1’と観測点Fとを結ぶ直線である。補助線L5は、第2交点P2’と観測点Fとを結ぶ直線である。
Further, as shown in FIG. 4, the display device displays a first target point P1, a second target point P2, a first intersection point P1', and a second intersection point P2'. The positions of the first target point P1 and the second target point P2 are specified based on the operation of the
角度測定処理は、現実の2個の測点と観測点との位置関係を縮小して、表示装置上に、第1交点P1’および第2交点P2’と観測点Fとの位置関係として表示している。したがって、補助線L4と補助線L5とがなす角度θが、2個の測点間の水平角度になる。 In the angle measurement process, the positional relationship between the two actual measurement points and the observation point is reduced and displayed on the display device as the positional relationship between the first intersection point P1' and the second intersection point P2' and the observation point F. are doing. Therefore, the angle θ formed by the auxiliary line L4 and the auxiliary line L5 is the horizontal angle between the two measurement points.
制御部2は、角度測定処理のための機能ブロックとして、画像取得部21、表示制御部22、補助線生成部23、観測点取得部24、目標点取得部25、交点取得部26、および角度検出部27を備えている。なお、制御部2のその他の機能ブロックについての図示および説明を省略する。
The
画像取得部21は、カメラ7によって撮像された撮像画像の画像データを取得するための機能ブロックである。画像取得部21は、操作者の操作部5の操作に基づいて選択された画像データを、記憶部6から読み出すことで取得する。なお、画像取得部21は、入出力部3からケーブルを介して、カメラ7に記憶されている画像データを直接読み出してもよい。
The
表示制御部22は、表示部4の制御を行う機能ブロックである。表示制御部22は、画像取得部21が取得した画像データに基づいて、表示画像9を表示装置に表示させる。また、表示制御部22は、補助線生成部23が生成した縦中心線L1、横中心線L2、平行線L3、補助線L4および補助線L5と、観測点取得部24が取得した観測点Fと、目標点取得部25が取得した第1目標点P1および第2目標点P2と、交点取得部26が取得した第1交点P1’および第2交点P2’も、表示装置に表示させる。
The
補助線生成部23は、縦中心線L1、横中心線L2、平行線L3、補助線L4、および補助線L5を生成する機能ブロックである。補助線生成部23は、表示装置の画面上の座標に基づいて、縦中心線L1、横中心線L2、および平行線L3を生成する。具体的には、補助線生成部23は、表示画像9の中心点の座標から、中心点を通り縦方向に延びる縦中心線L1を生成し、中心点を通り横方向に延びる横中心線L2を生成する。また、横中心線L2から下側に所定距離Xだけ離れた平行線L3を生成する。補助線生成部23が生成した各線L1~L3のデータは、表示制御部22、観測点取得部24、および交点取得部26に出力される。また、補助線生成部23は、交点取得部26より入力される第1交点P1’および第2交点P2’のデータと、観測点取得部24より入力される観測点Fのデータとに基づいて、補助線L4および補助線L5を生成する。具体的には、補助線生成部23は、第1交点P1’の座標と観測点Fの座標とを結ぶ補助線L4を生成し、第2交点P2’の座標と観測点Fの座標とを結ぶ補助線L5を生成する。補助線生成部23が生成した補助線L4および補助線L5のデータは、表示制御部22および角度検出部27に出力される。
The
観測点取得部24は、観測点Fを取得する機能ブロックである。観測点取得部24は、補助線生成部23から入力された縦中心線L1および平行線L3のデータに基づいて、縦中心線L1と平行線L3との交点座標を算出し、観測点Fの座標とする。観測点取得部24が取得した観測点Fのデータは、表示制御部22および補助線生成部23に出力される。
The observation
目標点取得部25は、第1目標点P1および第2目標点P2を取得する機能ブロックである。目標点取得部25は、操作者による操作部5の操作に基づいて指定された位置の座標を、第1目標点P1および第2目標点P2の座標として取得する。目標点取得部25が取得した第1目標点P1および第2目標点P2のデータは、表示制御部22および交点取得部26に出力される。
The target
交点取得部26は、第1交点P1’および第2交点P2’を取得する機能ブロックである。交点取得部26は、目標点取得部25より入力された第1目標点P1および第2目標点P2のデータと、補助線生成部23より入力された横中心線L2のデータとに基づいて、第1目標点P1および第2目標点P2からそれぞれ下した垂線と横中心線L2との交点座標を算出し、第1交点P1’および第2交点P2’の座標とする。交点取得部26が生成した第1交点P1’および第2交点P2’のデータは、表示制御部22および補助線生成部23に出力される。
The
角度検出部27は、補助線L4と補助線L5とがなす角度θを検出する機能ブロックである。角度検出部27は、補助線生成部23から入力された補助線L4および補助線L5のデータに基づいて、補助線L4と補助線L5とがなす角度θを算出する。角度検出部27が検出した角度θは、表示制御部22に出力され、表示装置に表示される。
The
図5は、制御部2が行う角度測定処理を説明するためのフローチャートの一例である。角度測定処理は、操作者が例えばメニュー画面で角度測定処理を選択した場合に開始される。
FIG. 5 is an example of a flowchart for explaining the angle measurement process performed by the
まず、使用するための画像を選択するための画面が表示装置に表示される(S1)。具体的には、制御部2は、記憶部6に記憶されている撮像画像を、例えばサムネイルとして表示装置に表示させ、使用するための撮像画像を選択することを促す表示を行う。次に、撮像画像が選択されたか否かが判別される(S2)。具体的には、制御部2は、操作部5から入力される操作信号に基づいて、撮像画像が選択されたか否かを判別する。撮像画像が選択されていない場合(S2:NO)は、ステップS2に戻って、当該判別が繰り返される。撮像画像が選択されるのを待って(S2:YES)、画像取得部21によって、選択された撮像画像の画像データが記憶部6から読み出される(S2)。次に、補助線生成部23によって縦中心線L1、横中心線L2、および平行線L3が生成され(S4)、観測点取得部24によって観測点Fが取得される(S5)。次に、表示制御部22によって、読み出された画像データに基づく表示画像9が表示装置に表示される(S6)。また、このとき、生成された各線L1~L3、および観測点Fも、表示画像9に重畳されて表示される。
First, a screen for selecting an image to be used is displayed on the display device (S1). Specifically, the
次に、第1目標点P1および第2目標点P2を指定することを促す表示が表示装置に表示される(S7)。次に、第1目標点P1および第2目標点P2が指定されたか否かが判別される(S8)。具体的には、制御部2は、操作部5から入力される操作信号に基づいて、第1目標点P1および第2目標点P2が指定されたか否かを判別する。指定されていない場合(S8:NO)は、ステップS8に戻って、当該判別が繰り返される。指定された場合(S8:YES)、交点取得部26によって第1交点P1’および第2交点P2’が取得され(S9)、補助線生成部23によって補助線L4および補助線L5が生成され、第1目標点P1、第2目標点P2、第1交点P1’、第2交点P2’、補助線L4、および補助線L5が、表示装置に表示される(S10)。次に、角度検出部27によって補助線L4と補助線L5とがなす角度θが検出され(S11)、表示制御部22によって表示装置に表示されて(S12)、角度測定処理は終了する。
Next, a display prompting the user to designate the first target point P1 and the second target point P2 is displayed on the display device (S7). Next, it is determined whether or not the first target point P1 and the second target point P2 have been specified (S8). Specifically, the
なお、図5のフローチャートに示す処理は一例であって、角度測定処理の処理手順は上述したものに限定されない。 Note that the processing shown in the flowchart of FIG. 5 is an example, and the processing procedure of the angle measurement processing is not limited to the above.
次に、図6および図7を参照して、所定距離Xを取得する方法について説明する。 Next, a method for obtaining the predetermined distance X will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.
所定距離Xは、所定距離Xとして仮の値を設定したときに、上記角度測定処理によって検出される角度θと、トランシットで実測した角度との比較に基づいて取得される。具体的には、角度測定処理によって検出される角度θと、トランシットで実測した角度との差が±0になるときの値を所定距離Xとする。 The predetermined distance X is obtained based on a comparison between the angle θ detected by the angle measurement process and the angle actually measured in transit when a provisional value is set as the predetermined distance X. Specifically, the predetermined distance X is defined as the value when the difference between the angle θ detected by the angle measurement process and the angle actually measured during transit becomes ±0.
焦点距離f1が4.6mmであり、撮像素子73に1/2.3型原色CCDが使用されているカメラ7で撮像された画像を用いて、所定距離Xを算出した場合を例にして説明する。当該例では、所定距離Xの仮の値として、X1=102.3mm、X2=103.5mm、X3=104.1mm、X4=104.6mm、X5=105mmを用いた。また、図6(a)に示すように、1つの画像上での5つの目標点P1,P2,P3,P4,P5を指定し、目標点P1と目標点P2との角度θ1、目標点P2と目標点P3との角度θ2、目標点P3と目標点P4との角度θ3、目標点P4と目標点P5との角度θ4、目標点P1と目標点P3との角度θ5、目標点P2と目標点P4との角度θ6、目標点P3と目標点P5との角度θ7、目標点P1と目標点P4との角度θ8、目標点P2と目標点P5との角度θ9、および目標点P1と目標点P5との角度θ10の10個の角度について、角度測定処理によって検出された角度と、トランシットで実測した角度との差を算出した。
A case where the predetermined distance X is calculated using an image captured by the
図6(b)は、所定距離Xの仮の値をX1~X5としたときの、角度θ1~θ10についての、角度測定処理によって検出された角度の、トランシットで実測した角度に対する角度差を示している。つまり、角度差は、角度測定処理によって検出された角度がトランシットで実測した角度より大きい場合にプラスになる。最下段は、角度θ1~θ10における角度差の平均値である。 FIG. 6(b) shows the angles detected by the angle measurement process for the angles θ 1 to θ 10 when the provisional values of the predetermined distance X are X 1 to X 5 , versus the angles actually measured in transit. It shows the angular difference. That is, the angle difference is positive when the angle detected by the angle measurement process is greater than the angle actually measured on the transit. The bottom row is the average value of the angular difference between the angles θ 1 to θ 10 .
図7は、所定距離Xの仮の値がX1~X5のときの角度差の平均値をプロットしたグラフである。縦軸は角度差を示しており、横軸は所定距離Xの仮の値(単位はmm)を示している。図7に示すように、所定距離Xの仮の値と角度差との関係は、比例関係にある。したがって、図7において、角度差が±0になるときの仮の値を所定距離Xとすればよいことが解る。本実施形態では、角度差が±0になるのは、X=104.0938571mmのときであると算出された。なお、本実施形態ではW=135mmに設定されているので、算出された所定距離Xも、表示画像9の横寸法Wが135mmのときの値である。表示画像9の横寸法Wが135mmの場合、所定距離Xはそのまま使用されるが、表示画像9の横寸法Wがこれと異なる場合は、所定距離Xに(W/135)を乗算した値が使用される。
FIG. 7 is a graph plotting the average values of the angular differences when the provisional values of the predetermined distance X are X 1 to X 5 . The vertical axis indicates the angle difference, and the horizontal axis indicates the provisional value of the predetermined distance X (unit: mm). As shown in FIG. 7, the relationship between the provisional value of the predetermined distance X and the angular difference is proportional. Therefore, in FIG. 7, it is understood that the predetermined distance X should be set to a provisional value when the angular difference is ±0. In this embodiment, it was calculated that the angle difference becomes ±0 when X=104.0938571 mm. In this embodiment, W is set to 135 mm, so the calculated predetermined distance X is also a value when the horizontal dimension W of the
また、焦点距離f1が5.8mmであり、撮像素子73に1/2.7型CCDが使用されているカメラ7で撮像された画像を用いて、上記と同様に所定距離Xを算出した場合は、所定距離X=140.4410000mmが算出された。このように、使用するカメラ7の機種および設定値によって、所定距離Xは異なる。したがって、使用する可能性があるカメラ7の機種および設定値ごとに、上記方法により所定距離Xを取得して、カメラ7の機種および設定値に対応付けて、記憶部6に記憶しておけばよい。なお、所定距離Xは、その他の方法で取得してもよい。
Further, when the predetermined distance X is calculated in the same manner as described above using an image captured by the
本実施形態によると、制御部2は、撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる。操作者は、表示画像上で第1目標点P1および第2目標点P2を指定するだけで、角度θを測定することができる。よって、容易に角度θを測定することができる。また、トランシットやセオドライトなどの専用の測量装置を用いることなく、角度θの測定を行うことができる。
According to this embodiment, the
また、本実施形態によると、制御部2は、指定された第1目標点P1および第2目標点P2に基づいて、実際の測点に対応する第1交点P1’および第2交点P2’を生成する。そして、第1交点P1’および第2交点P2’に基づいて、角度θを検出する。したがって、観測点と測点との間に障害物があって、実際の測点が見えない場合でも、角度θを検出することができる。
Further, according to the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、縦中心線L1、横中心線L2、平行線L3、第1交点P1’、第2交点P2’、観測点F、補助線L4、および補助線L5を、表示装置に表示する場合について説明したが、これらは表示装置に表示されなくてもよい。縦中心線L1、横中心線L2、平行線L3、および観測点Fは、表示画像9および所定距離Xから演算で生成することができる。また、表示画像9上で第1目標点P1および第2目標点P2の位置が指定されると、第1交点P1’、第2交点P2’、補助線L4、および補助線L5は、演算で生成することができる。演算で生成された補助線L4および補助線L5から、角度θを算出することができる。つまり、制御部2は、表示装置に表示画像9を表示させ、当該表示画像9上で第1目標点P1および第2目標点P2の位置を指定させることで、自動的に角度θを算出してもよい。
In this embodiment, the vertical center line L1, the horizontal center line L2, the parallel line L3, the first intersection point P1', the second intersection point P2', the observation point F, the auxiliary line L4, and the auxiliary line L5 are displayed on the display device. Although the case of displaying on the display device has been described, they do not have to be displayed on the display device. The vertical center line L1, the horizontal center line L2, the parallel line L3, and the observation point F can be generated from the
また、本実施形態においては、制御部2は、操作者に第1目標点P1および第2目標点P2を指定させるだけで、角度θを自動計算する場合について説明したが、これに限られない。制御部2が自動計算するのではなく、操作者が一般的なCAD装置にあらかじめ設定されているコマンドを利用して、角度θを検出してもよい。すなわち、操作者は、まず、CAD装置のコマンドにより、表示画像9を表示装置に表示させる。次に、補助線として、縦中心線L1、横中心線L2、および平行線L3を表示させる。次に、操作者は、第1目標点P1および第2目標点P2を指定し、第1目標点P1および第2目標点P2から横中心線L2に向けてそれぞれ垂線を表示させる。次に、各垂線と横中心線L2との交点(第1交点P1’および第2交点P2’)と、縦中心線L1と平行線L3との交点(観測点F)とを結ぶ直線(補助線L4および補助線L5)をそれぞれ表示させる。そして、操作者は、CAD装置のコマンドにより、補助線L4と補助線L5とがなす角度θを検出する。この方法でも、角度θを検出することができる。
Further, in the present embodiment, the case where the
また、本実施形態においては、カメラ7の縦方向(y方向)が鉛直方向に一致し、横方向(x方向)が水平方向に一致した状態で撮像された撮像画像を利用する場合について説明したが、これに限られない。
Further, in the present embodiment, the case of using a captured image captured with the vertical direction (y direction) of the
また、本実施形態においては、実測角度との比較により所定距離Xをあらかじめ取得して記憶部6に記憶しているが、これに限られない。所定距離Xは、以下の第1変形例および第2変形例に示すように、演算式を用いて簡易的に算出してもよい。
Further, in the present embodiment, the predetermined distance X is acquired in advance by comparison with the actually measured angle and stored in the
<第1変形例>
本変形例では、制御部2は、操作者に選択されたカメラ7の機種および設定値に基づいて、演算式を用いて所定距離Xを算出する。所定距離Xは、表示画像9の横寸法Wと、使用されたカメラ7の機種および設定値とに応じて、下記(1)式により簡易的に算出できる。下記(1)式において、f1はカメラ7の焦点距離であり、f2は35mm判換算時の焦点距離である。αは、カメラ7に使用されている撮像素子73の種類によって異なる補正値であり、撮像素子73の種類によって、所定距離Xを補正するためのものである。例えば、撮像素子73に1/2.3型原色CCDが使用されている場合、補正値α=+0.391である。
In this modification, the
例えば、カメラ7の設定が、焦点距離f1=4.6mm、35mm判換算時の焦点距離f2=26mmであり、撮像素子73に1/2.3型原色CCDが使用されている(補正値α=+0.391)場合、上記(1)式より、所定距離Xは、104.0938571mmになる。また、カメラ7の設定が、焦点距離f1=5.8mm、35mm判換算時の焦点距離f2=35mmであり、撮像素子73に1/2.7型CCDが使用されている(補正値α=-0.359)場合、上記(1)式より、所定距離Xは、140.4410000mmになる。
For example, the setting of the
本変形例においても、操作者は、表示装置に表示された表示画像上で第1目標点P1および第2目標点P2を指定するだけで、角度θを測定することができる。また、本変形例によると、所定距離Xが上記(1)式を用いて算出されるので、カメラ7の機種および設定値ごとに所定距離Xをあらかじめ取得して、記憶部6に記憶しておく必要がない。
Also in this modification, the operator can measure the angle θ simply by designating the first target point P1 and the second target point P2 on the display image displayed on the display device. Further, according to this modified example, since the predetermined distance X is calculated using the above formula (1), the predetermined distance X is obtained in advance for each model and set value of the
<第2変形例>
図8は、第2変形例について説明するための図である。本変形例では、第1変形例とは異なる演算式を用いて、所定距離Xを算出する。
<Second modification>
FIG. 8 is a diagram for explaining a second modification. In this modified example, the predetermined distance X is calculated using an arithmetic expression different from that in the first modified example.
レンズ72の画角φが判っている場合、図8に示すように、レンズ72の中心に対応する点Lと横中心線L2との距離をZ1とすると、tan(1/2)φ=(W/2)/Z1となる。また、点Lと観測点Fとの距離Z2は、z方向におけるレンズ72の中心点と実際の観測点との距離に相当する。z方向において観測点が撮像素子73の撮像面に一致しているので、距離Z2は焦点距離f1である(図3(a)参照)。したがって、所定距離Xは、下記(2)式により算出される。レンズ72の画角φおよび焦点距離f1は、操作者によって入力される。
本変形例においても、操作者は、表示装置に表示された表示画像上で第1目標点P1および第2目標点P2を指定するだけで、角度θを測定することができる。また、本変形例によると、所定距離Xが上記(2)式を用いて算出されるので、カメラ7の機種および設定値ごとに所定距離Xをあらかじめ取得して、記憶部6に記憶しておく必要がない。 Also in this modification, the operator can measure the angle θ simply by designating the first target point P1 and the second target point P2 on the display image displayed on the display device. Further, according to this modified example, the predetermined distance X is calculated using the above formula (2). No need to leave.
上記第1実施形態においては、角度測定装置1が、汎用的なパーソナルコンピュータにソフトウェアをインストールしたものである場合について説明したが、これに限られない。角度測定装置1は、例えばスマートフォンなどの携帯型通信端末にソフトウェアをインストールしたものであってもよい。この場合、角度測定装置1は、カメラ7が組み込まれており、例えば液晶画面を備えた表示部4、および、液晶画面の表面に配置されたタッチパネルを備えた操作部5も組み込まれており、現場に持参可能である。したがって、組み込まれたカメラ7で撮像し、撮像画像を液晶画面に表示して、タッチパネルで第1目標点P1および第2目標点P2を指定すれば、その場で角度θを検出することができる。
In the above-described first embodiment, the case where the
<第2実施形態>
次に、第1実施形態に係る角度測定装置1を応用した距離測定装置101について、第2実施形態として説明する。図9(a)は、第2実施形態に係る距離測定装置101の全体構成を示す概略ブロック図である。同図において、角度測定装置1(図1参照)と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態では、距離測定装置101は、例えばスマートフォンなどの携帯型通信端末にソフトウェアをインストールしたものとして説明する。したがって、図9(a)においては、入出力部3に代えて、カメラ7が内蔵されている。なお、距離測定装置101は、汎用的なパーソナルコンピュータにソフトウェアをインストールしたものであってもよい。
<Second embodiment>
Next, a
図9(a)に示すように、距離測定装置101は、制御部201、カメラ7、表示部4、操作部5、記憶部6を備えている。制御部201は、第1実施形態に係る制御部2に、さらに距離算出部28が追加されている。なお、図9(a)においては、制御部201の他の機能ブロックの記載を省略している。距離測定装置101は、角度測定装置1の機能を備えているので、カメラ7で撮像し表示装置に表示された表示画像上の2点間の角度を測定することができる。距離測定装置101は、水平方向に延びるマーカをカメラ7で撮像し、表示装置に表示された表示画像上のマーカの両端を指定することで、測定された角度とマーカの実際の長さとから、マーカまでの水平距離を測定する。
As shown in FIG. 9A, the
距離算出部28は、角度検出部27が検出した角度θに基づいて、距離を算出する機能ブロックである。水平方向の実際の長さが既知のマーカが画像の横方向の中心に位置するように、カメラ7が当該マーカを撮像し、目標点取得部25が第1目標点P1および第2目標点P2として表示画像上のマーカの両端の点を取得することで、角度検出部27は、実際のマーカの両端間の角度を角度θとして検出する。目標点取得部25は、表示画像からマーカの両端の点を自動的に取得する。図10(a)に示すように、マーカMの実際の長さがLm、観測点からマーカMまでの水平距離がD、マーカMの両端間の角度がθの場合、tan(1/2)θ=(Lm/2)/Dとなる。距離算出部28は、この関係を利用して、角度検出部27が検出した角度θとマーカMの実際の長さLmとから、下記(3)式により、観測点からマーカMまでの水平距離Dを算出する。マーカMの実際の長さLmは、記憶部6に記憶しておくか、操作者によって入力される。
本実施形態によると、距離測定装置101は、マーカMの両端間の角度θを容易に測定することができる。また、距離測定装置101は、測定した角度θに基づいて、マーカMまでの水平距離Dを、容易に測定することができる。
According to this embodiment, the
なお、本実施形態においては、マーカMが画像の横方向の中心に位置するように撮像する場合について説明したが、これに限られない。例えば、マーカMの一方端が画像の横方向の中心に位置するように撮像してもよい。この場合、図10(b)に示すように、tanθ=Lm/Dとなる。したがって、距離算出部28は、この関係を利用して、角度検出部27が検出した角度θとマーカMの実際の長さLmとから、下記(4)式により、観測点からマーカMまでの水平距離Dを算出する。
また、図11(a)に示すように、マーカMが画像の横方向の中心からずれて位置する場合、マーカMの一方端と中心とがなす角度θ1、または、マーカMの他方端と中心とがなす角度θ2と、マーカMの中心と画面中心とがなす角度(すなわちマーカMの偏り角度)βとを測定することで、観測点からマーカMまでの水平距離Dを算出することができる。図11(b)は、図11(a)を拡大した図である。図11(b)においては、点P1’および点P2’をそれぞれ点B,B’とし、マーカMの中心点から下した垂線と横中心線L2との交点を点Aとしている。また、点Aを通り、観測点と点Aとを結ぶ直線に直交する直線L6と、点Bおよび点B’から下した垂線との交点をそれぞれ点Cおよび点C’とし、直線L6と直線L4および直線L5との交点をそれぞれ点Dおよび点D’としている。 Further, as shown in FIG. 11(a), when the marker M is positioned away from the center of the image in the horizontal direction, the angle θ 1 formed between one end of the marker M and the center, or the other end of the marker M The horizontal distance D from the observation point to the marker M is calculated by measuring the angle θ2 formed with the center and the angle β formed between the center of the marker M and the center of the screen (that is, the bias angle of the marker M). can be done. FIG. 11(b) is an enlarged view of FIG. 11(a). In FIG. 11B, point P1' and point P2' are points B and B', respectively, and point A is the intersection of a perpendicular line drawn from the center point of marker M and horizontal center line L2. Further, a straight line L6 passing through the point A and orthogonal to the straight line connecting the observation point and the point A, and the perpendicular lines drawn from the points B and B' are respectively defined as points C and C', and the straight line L6 and the straight line The points of intersection with L4 and straight line L5 are defined as point D and point D', respectively.
三角形ABCは、頂点Cが直角であり、頂点Aが角度βの直角三角形である。したがって、辺ABの長さLAB、辺ACの長さLAC、および辺BCの長さLBCは、LAC=LAB・cosβ、LBC=LAB・sinβの関係になる。また、三角形BCDは、頂点Cが直角であり、頂点Bが角度θ1の直角三角形である。したがって、辺CDの長さLCDは、LCD=LBC・tanθ1で表すことができる。よって、辺ADの長さLADは、
LAD=LAC-LCD=LAB・cosβ-LBC・tanθ1
=LAB・cosβ-LAB・sinβ・tanθ1
となる。したがって、水平距離Dは、LAB=(1/2)Lmより、
D=LAD/tanθ1
=(1/2)Lm(cosβ/tanθ1-sinβ)
により算出することができる。
Triangle ABC is a right triangle with vertex C at right angle and vertex A at angle β. Therefore, the length L AB of the side AB, the length L AC of the side AC, and the length L BC of the side BC have the relationships of L AC =L AB ·cos β and L BC =L AB ·sin β . Triangle BCD is a right-angled triangle with vertex C at a right angle and vertex B at angle θ 1 . Therefore, the length LCD of the side CD can be represented by LCD = LBC ·tan θ 1 . Therefore, the length L AD of the side AD is
L AD =L AC -L CD =L AB ·cos β -L BC ·tan θ 1
=L AB ·cos β −L AB ·sin β ·tan θ 1
becomes. Therefore, from L AB =(1/2)Lm, the horizontal distance D is
D=L AD /tan θ 1
=(1/2)Lm(cos β /tan θ 1 -sin β )
It can be calculated by
また、三角形AB’C’は、頂点C’が直角であり、頂点Aが角度βの直角三角形である。したがって、辺AB’の長さLAB'、辺AC’の長さLAC'、および辺B’C’の長さLB'C'は、LAC'=LAB'・cosβ、LB'C'=LAB'・sinβの関係になる。また、三角形B’C’D’は、頂点C’が直角であり、頂点B’が角度θ2の直角三角形である。したがって、辺C’D’の長さLC'D'は、LC'D'=LB'C'・tanθ2で表すことができる。よって、辺AD’の長さLAD'は、
LAD'=LAC'+LC'D'=LAB'・cosβ+LB'C'・tanθ2
=LAB'・cosβ+LAB'・sinβ・tanθ2
となる。したがって、水平距離Dは、LAB'=(1/2)Lmより、
D=LAD'/tanθ2
=(1/2)Lm(cosβ/tanθ2+sinβ)
によっても算出することができる。
Triangle AB'C' is a right-angled triangle in which vertex C' is a right angle and vertex A is an angle β. Therefore, the length L AB' of the side AB ' , the length L AC' of the side AC ' , and the length L B'C' of the side B'C' are L AC' =L AB' ·cos β ,L. B'C' =L AB' ·sin β . Triangle B'C'D' is a right-angled triangle with vertex C' at a right angle and vertex B' at angle θ 2 . Therefore, the length L C'D' of the side C'D ' can be expressed as L C'D' =L B'C' ·tan θ 2 . Therefore, the length L AD ' of the side AD' is
L AD' =L AC' +L C'D' =L AB' ·cos β +L B'C' ·tan θ 2
=L AB′ ·cos β +L AB′ ·sin β ·tan θ 2
becomes. Therefore, the horizontal distance D is given by L AB' =(1/2)Lm
D= LAD' /tan θ 2
=(1/2)Lm(cos β /tan θ 2 +sin β )
It can also be calculated by
本実施形態においては、マーカMが水平方向に延びる線分である場合について説明したが、これに限られない。マーカMは、水平方向の2点が特定でき、かつ、2点間の距離が既知であればよい。例えば、マーカMは、水平方向に並び、その距離が既知の2個の点であってもよい。また、距離を測定したいものに、印刷などによりマーカMを表示してもよいし、水平方向の寸法が既知の自然物や人工物の全体または部分を、マーカMとして利用してもよい。 Although the case where the marker M is a line segment extending in the horizontal direction has been described in the present embodiment, the present invention is not limited to this. For the marker M, it is sufficient that two points in the horizontal direction can be identified and the distance between the two points is known. For example, the markers M may be two horizontally aligned points whose distance is known. Also, the marker M may be displayed by printing or the like on the object whose distance is to be measured, or the whole or part of a natural or artificial object whose horizontal dimension is known may be used as the marker M.
距離測定装置101は、例えば、図4のビル92の幅が既知であれば、ビル92をマーカMとして利用することで、ビル92までの水平距離を測定することができる。また、距離測定装置101は、自動車に搭載されて、車庫に配置されたマーカMを撮像することで、マーカMまでの水平距離を測定し、駐車支援に利用することができる。また、距離測定装置101は、宇宙船に搭載されて、直径が既知の天体(例えば月や惑星、帰還時には地球など)をマーカMとして、マーカMまでの水平距離を測定したり、他の宇宙船とのドッキングの際に、ドッキング位置にマーカを配置しておくことで、ドッキング位置との水平距離を測定することにも利用できる。また、建物内では、寸法が既知である貼り紙やポスター、掲示物などをマーカMに利用することができる。
For example, if the width of the
また、距離測定装置101は、カメラ7の撮像方向(z方向)を鉛直方向として撮像した撮像画像を用いることで、鉛直方向の距離(すなわち、深さまたは高さ)を測定することができる。したがって、距離測定装置101は、海底に沈めたマーカMを撮像することで、海底までの距離(深度)を測定することができる。また、距離測定装置101は、例えば外科手術などに使用される内視鏡によって所定の臓器やその一部をマーカMとして撮像することで、内視鏡と当該臓器との距離を測定することもできる。
Further, the
<第3実施形態>
次に、第2実施形態に係る距離測定装置101を応用した速度測定装置102について、第3実施形態として説明する。図9(b)は、第3実施形態に係る速度測定装置102の全体構成を示す概略ブロック図である。同図において、速度測定装置102(図9(a)参照)と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態では、速度測定装置102は、距離測定装置101と同様、例えばスマートフォンなどの携帯型通信端末にソフトウェアをインストールしたものとして説明する。なお、速度測定装置102は、汎用的なパーソナルコンピュータにソフトウェアをインストールしたものであってもよい。
<Third Embodiment>
Next, a
図9(b)に示すように、速度測定装置102は、制御部202、カメラ7、表示部4、操作部5、記憶部6を備えている。制御部202は、第1実施形態に係る制御部2に、さらに距離算出部28および速度算出部29が追加されている。また、制御部202は、第2実施形態に係る制御部201に、さらに速度算出部29が追加されているともいえる。なお、図9(b)においては、制御部202の他の機能ブロックの記載を省略している。速度測定装置102は、距離測定装置101の機能を備えているので、カメラ7でマーカMを撮像することで、マーカMまでの水平距離Dを測定することができる。
As shown in FIG. 9B, the
速度算出部29は、距離算出部28が算出したマーカMまでの水平距離Dと、計時された時間とに基づいて、速度を算出する機能ブロックである。速度算出部29は、距離算出部28が算出するマーカMまでの水平距離Dを所定のタイミングで取得し、水平距離Dの変化量をタイミング間の経過時間で除算することで、マーカMに対する相対速度を算出する。速度測定装置102は、マーカMが移動しない場合は、速度測定装置102(が取り付けられたもの)の速度を測定することができる。一方、速度測定装置102が移動しない場合は、マーカM(またはマーカMが付されているもの)の速度を測定することができる。
The
本実施形態によると、速度測定装置102は、マーカMの両端間の角度θを容易に測定することができる。また、速度測定装置102は、測定した角度θに基づいて、マーカMとの相対速度を容易に測定することができる。
According to this embodiment, the
速度測定装置102は、例えば、図4のビル92(幅が既知)をマーカMとしてカメラ7で撮像し続けることで、速度測定装置102が搭載された例えば自動車の速度を測定することができる。また、速度測定装置102は、宇宙船に搭載されて、直径が既知の天体をマーカMとしてカメラ7で撮像し続けることで、宇宙船の速度を測定することができる。また、ドッキング位置に配置されたマーカMにより、ドッキング速度を測定することにも利用できる。
The
また、配電線のための電柱(または通信線のための電柱)の直径は一定(既知)である。したがって、速度測定装置102は、自動車に搭載されて、電柱をマーカMとして撮像することで、当該電柱までの間で、自動車の速度を測定することができる。なお、道路上に電柱が連続して配置されているので、1つの電柱に達した場合は、次の電柱をマーカMとして撮像すればよい。また、速度測定装置102をメガネや帽子に取り付けることで、歩行者の速度を測定することも可能である。また、マンホールや汚水マスの蓋の直径や、道路標識の直径、信号機のランプ間(例えば赤ランプと黄ランプ)の距離なども規格で決まっているので、道路上のマーカMとして利用できる。また、道路幅が判る場合、道路の両端や道路に表示されている車道外側線(車道の路端寄りに引かれている白線)間の距離、車道の両側の電柱間の距離なども、道路上のマーカMとして利用できる。また、前を走る車との相対速度を測定するためには、ナンバープレートのサイズが規格で決まっているので、ナンバープレートをマーカMとして利用することができる。また、鉄道においては、架線を吊るすための門型の鉄柱などをマーカMとして利用できる。
Also, the diameter of a utility pole for distribution lines (or a utility pole for communication lines) is constant (known). Therefore, the
また、速度測定装置102を移動させずに固定して、ナンバープレートをマーカMとすることで、当該ナンバープレートの車の速度を測定することができる。また、直径が規格で決まっているボールをマーカMとすることで、当該ボールの速度を測定することができる。また、ランナーのゼッケンをマーカMとすることで、当該ゼッケンを付けているランナーの速度を測定することができる。なお、若干の誤差が生じるが、ランナーの顔の幅や両目の間隔、肩幅なども、マーカMとして利用できる。
Further, by fixing the
<第4実施形態>
次に、第1実施形態に係る角度測定装置1を応用した標高測定装置103について、第4実施形態として説明する。図12は、第4実施形態に係る標高測定装置103の全体構成を示す概略ブロック図である。同図において、角度測定装置1(図1参照)と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態では、標高測定装置103は、角度測定装置1と同様、汎用的なパーソナルコンピュータにソフトウェアをインストールしたものとして説明する。なお、標高測定装置103は、例えばスマートフォンなどの携帯型通信端末にソフトウェアをインストールしたものであってもよい。
<Fourth Embodiment>
Next, an
図12に示すように、標高測定装置103は、制御部203、入出力部3、表示部4、操作部5、記憶部6を備えている。入出力部3、表示部4、操作部5、および記憶部6は、第1実施形態に係る入出力部3、表示部4、操作部5、および記憶部6と同様のものである。
As shown in FIG. 12, the
制御部203は、第1実施形態に係る制御部2と同様のものであるが、本実施形態では、角度測定処理として、測点の仰角である鉛直角の測定を行う。また、制御部203は、測定した鉛直角と、水平距離とに基づいて、標高の測定を行う。
The
図13は、第4実施形態に係る角度測定処理を説明するための図であり、表示装置に表示された画像を示している。図13に示すように、表示装置には、カメラ7が撮像した撮像画像が表示画像9として、表示されている。図4と同様に、表示画像9の縦方向は撮像画像の縦方向に一致し、表示画像9の横方向は撮像画像の横方向に一致する。また、表示画像9は、横寸法Wが所定の大きさ(135mm)になるように表示されている。また、表示装置には、補助線として、縦中心線L1、横中心線L2、および平行線L3’が表示されている。縦中心線L1および横中心線L2は、第1実施形態(図4)と同様のものである。平行線L3’は、縦中心線L1に平行であり、縦中心線L1から右側に所定距離Xだけ離れて配置された補助線である。なお、平行線L3’は、縦中心線L1の左側に配置されてもよい。また、表示装置には、観測点F’が表示されている。観測点F’は、横中心線L2と平行線L3’との交点である。なお、観測点F’は、横中心線L2上において、表示画像9の中心から所定距離Xだけ右側に位置する点として求めてもよい。所定距離Xは、第1実施形態と同様にして取得される。
FIG. 13 is a diagram for explaining the angle measurement process according to the fourth embodiment, and shows an image displayed on the display device. As shown in FIG. 13, the image captured by the
また、図13に示すように、表示装置には、第3目標点P3および第3交点P3’が表示されている。第3目標点P3の位置は、操作者による操作部5の操作に基づいて指定される。第3交点P3’は、第3目標点P3から縦中心線L1に下した垂線(横方向の右方に延ばした直線)と縦中心線L1との交点である。また、図13に示すように、表示装置には、補助線L4’が表示されている。補助線L4’は、第3交点P3’と観測点F’とを結ぶ直線である。補助線L4’と横中心線L2とがなす角度θ’が、測点の鉛直角になる。
Further, as shown in FIG. 13, the display device displays a third target point P3 and a third intersection point P3'. The position of the third target point P3 is designated based on the operation of the
図12に示すように、制御部203は、角度測定処理のための機能ブロックとして、画像取得部21、表示制御部22、補助線生成部23’、観測点取得部24’、目標点取得部25’、交点取得部26’、および角度検出部27’を備えている。画像取得部21および表示制御部22は、第1実施形態に係る画像取得部21および表示制御部22と同様のものである。
As shown in FIG. 12, the
補助線生成部23’は、縦中心線L1、横中心線L2、平行線L3’、および補助線L4’を生成する機能ブロックである。補助線生成部23’は、表示装置の画面上の座標に基づいて、縦中心線L1、横中心線L2、および平行線L3’を生成する。補助線生成部23は、縦中心線L1から右側に所定距離Xだけ離れた平行線L3’を生成する。また、補助線生成部23’は、交点取得部26’より入力される第3交点P3’のデータと、観測点取得部24’より入力される観測点F’のデータとに基づいて、補助線L4’を生成する。具体的には、補助線生成部23’は、第3交点P3’の座標と観測点F’の座標とを結ぶ補助線L4’を生成する。
The auxiliary line generator 23' is a functional block that generates a vertical center line L1, a horizontal center line L2, a parallel line L3', and an auxiliary line L4'. The auxiliary line generator 23' generates a vertical center line L1, a horizontal center line L2, and a parallel line L3' based on the coordinates on the screen of the display device. The auxiliary
観測点取得部24’は、観測点F’を取得する機能ブロックである。観測点取得部24’は、補助線生成部23’から入力された横中心線L2および平行線L3’のデータに基づいて、横中心線L2と平行線L3’との交点座標を算出し、観測点F’の座標とする。 The observation point acquisition unit 24' is a functional block that acquires the observation point F'. The observation point acquisition unit 24' calculates the coordinates of the intersection of the horizontal center line L2 and the parallel line L3' based on the data of the horizontal center line L2 and the parallel line L3' input from the auxiliary line generation unit 23', Let it be the coordinates of the observation point F'.
目標点取得部25’は、第3目標点P3を取得する機能ブロックである。目標点取得部25’は、操作者による操作部5の操作に基づいて指定された位置の座標を、第3目標点P3の座標として取得する。
The target point acquisition unit 25' is a functional block that acquires the third target point P3. The target point acquisition unit 25' acquires the coordinates of the position designated by the operator's operation of the
交点取得部26’は、第3交点P3’を取得する機能ブロックである。交点取得部26’は、目標点取得部25’より入力された第3目標点P3のデータと、補助線生成部23’より入力された縦中心線L1のデータとに基づいて、第3目標点P3から縦中心線L1に下した垂線と縦中心線L1との交点座標を算出し、第3交点P3’の座標とする。 The intersection acquisition unit 26' is a functional block that acquires the third intersection P3'. The intersection acquisition unit 26' acquires the third target based on the data of the third target point P3 input from the target point acquisition unit 25' and the data of the vertical center line L1 input from the auxiliary line generation unit 23'. The coordinates of the intersection of the vertical center line L1 drawn from the point P3 and the vertical center line L1 are calculated to be the coordinates of the third intersection point P3'.
角度検出部27’は、補助線L4’と横中心線L2とがなす角度θ’を検出する機能ブロックである。角度検出部27’は、補助線生成部23’から入力された補助線L4’のデータと、補助線生成部23’から入力された横中心線L2のデータとに基づいて、補助線L4’と横中心線L2とがなす角度θ’を算出する。角度検出部27’が検出した角度θ’は、表示制御部22に出力され、表示装置に表示される。また、角度θ’は、標高算出部32にも出力される。
The angle detection unit 27' is a functional block that detects an angle ?' formed by the auxiliary line L4' and the horizontal center line L2. The angle detection unit 27' detects the auxiliary line L4' based on the data of the auxiliary line L4' input from the auxiliary line generation unit 23' and the data of the horizontal center line L2 input from the auxiliary
制御部203のうちの、画像取得部21、表示制御部22、補助線生成部23’、観測点取得部24’、目標点取得部25’、交点取得部26’、および角度検出部27’が、本発明の「角度測定装置」に相当する。また、図12に示すように、制御部203は、距離測定部31および標高算出部32を備えている。
Of the
距離測定部31は、目標物までの水平距離を測定する機能ブロックである。本実施形態では、距離測定部31は、第2実施形態に係る距離測定装置101の制御部201に相当する機能を備えており、カメラ7でマーカMを撮像することで、マーカMまでの水平距離Dを測定することができる。なお、距離測定部31は、他の方法で目標物までの水平距離Dを測定してもよい。距離測定部31が測定した水平距離Dは、標高算出部32に出力される。
The
標高算出部30は、目標点取得部25’が取得した第3目標点P3が示す、表示画像9に表示された現実の位置である現実位置の標高を算出する機能ブロックである。標高算出部30は、角度検出部27’が検出した角度θ’と、距離測定部31が測定した水平距離Dとに基づいて、下記(5)式により、撮像画像の撮像位置と現実位置との標高差dhを算出する。また、標高算出部30は、算出された標高差dhに、操作者によって入力された観測点の標高およびカメラ7の高さ(観測点からカメラ7のレンズ72の中心点までの高さ)を加算することで、現実位置の標高を算出する。標高算出部30が、本発明の「標高差算出部」および「標高算出部」に相当する。
本実施形態によると、制御部203は、撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる。操作者は、表示画像上で第3目標点P3を指定するだけで、測点の鉛直角である角度θ’を測定することができる。よって、容易に角度θ’を測定することができる。また、トランシットやセオドライトなどの専用の測量装置を用いることなく、角度θ’の測定を行うことができる。また、本実施形態によると、標高測定装置103は、角度θ’と水平距離Dとに基づいて、測点の標高を容易に測定することができる。
According to this embodiment, the
標高測定装置103は、例えばドローンに搭載されて、測定した標高をドローンでの高度測定データの基準に利用することができる。また、標高測定装置103は、第2実施形態に係る距離測定装置101と同様の方法で水平距離を測定することもでき、また、第3実施形態に係る速度測定装置102と同様の方法で速度を測定することもできる。すなわち、高さが既知の建物をマーカMとして撮像し、目標点取得部25’が第3目標点P3として表示画像上の建物(マーカM)の頂点を取得することで、角度検出部27’は、建物(マーカM)の鉛直角を角度θ’として検出する。角度θ’と建物(マーカM)の高さLmとに基づいて、観測点からマーカMまでの水平距離Dは、下記(6)式により算出することができる。また、水平距離Dと、計時された時間とに基づいて、速度を算出することができる。
<第5実施形態>
次に、第1実施形態に係る角度測定装置1を応用した座標測定装置104について、第5実施形態として説明する。図14は、第5実施形態に係る座標測定装置104の全体構成を示す概略ブロック図である。同図において、角度測定装置1(図1参照)と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態では、座標測定装置104は、角度測定装置1と同様、汎用的なパーソナルコンピュータにソフトウェアをインストールしたものとして説明する。なお、座標測定装置104は、例えばスマートフォンなどの携帯型通信端末にソフトウェアをインストールしたものであってもよい。
<Fifth Embodiment>
Next, a coordinate measuring
図14に示すように、座標測定装置104は、制御部204、入出力部3、表示部4、操作部5、記憶部6を備えている。入出力部3、表示部4、操作部5、および記憶部6は、第1実施形態に係る入出力部3、表示部4、操作部5、および記憶部6と同様のものである。
As shown in FIG. 14, the coordinate measuring
制御部204は、第1実施形態に係る制御部2と同様のものであるが、本実施形態では、測定された水平角度と、測定された水平距離とに基づいて、水平面上での座標の測定を行う。座標測定装置104は、あらかじめ水平面上での座標が既知である点Oと点Aの座標に基づいて、点Bの座標を測定する。
The
図14に示すように、制御部204は、角度測定処理のための機能ブロックとして、第1実施形態に係る制御部2と同様に、画像取得部21、表示制御部22、補助線生成部23、観測点取得部24、目標点取得部25、交点取得部26、および角度検出部27を備えている。操作者は、点Oを観測点として、カメラ7によって、点Aおよび点Bを含む画像を撮像し、撮像画像の画像データを入出力部3から入力する。そして、操作者は、操作部5の操作により、点Aの表示画像9上での位置を第1目標点P1として指定し、点Bの表示画像9上での位置を第2目標点P2として指定する。これにより、角度検出部27は、点Aと点Bとの水平角度を角度θとして検出する。また、制御部204は、さらに、距離測定部31および座標算出部33を備えている。
As shown in FIG. 14, the
距離測定部31は、点Bまでの水平距離を測定する機能ブロックである。本実施形態では、距離測定部31は、第2実施形態に係る距離測定装置101の制御部201に相当する機能を備えており、カメラ7でマーカMを撮像することで、マーカMまでの水平距離Dを測定することができる。なお、距離測定部31は、他の方法で点Bまでの水平距離Dを測定してもよい。距離測定部31が測定した水平距離Dは、座標算出部33に出力される。
The
座標算出部33は、座標が既知である点Oと点Aの座標に基づいて、目標点である点Bの座標を算出する機能ブロックである。座標算出部33は、角度検出部27が検出した角度θと、距離測定部31が測定した水平距離Dと、操作者による操作部5の操作によって入力された点Oと点Aの座標とに基づいて、点Bの座標を算出する。
The coordinate
図15は、座標算出部33が行う座標算出処理を説明するための図である。点Oの座標を(XO、YO)とし、点Aの座標を(XA、YA)とすると、点Oから点Aに向かう方向のX方向に対する角度θ0は、下記(7)式により算出できる。
点Aと点Bとの水平角度である角度θは、角度検出部27から座標算出部33に入力される。座標算出部33は、鉛直上方から見た場合に、点Bが点Aより、点Oを中心とした反時計周り方向に位置する状態の場合は、角度θを負の値にする。なお、角度検出部27が、正負を考慮して、角度θを検出してもよい。また、点Oと点Bとの水平距離Dは、距離測定部31から座標算出部33に入力される。点Bの座標(XB、YB)は、XA-XO>0の場合、下記(8)式及び(9)式により算出できる。
また、XA-XO<0の場合、点Bの座標(XB、YB)は、下記(10)式及び(11)式により算出できる。
座標算出部33は、操作者によって入力された点Oの座標(XO、YO)および点Aの座標(XA、YA)と、角度検出部27が検出した角度θと、距離測定部31が測定した水平距離Dとに基づいて、上記(7)~(9)式により、点Bの座標(XB、YB)を算出する。
The coordinate
本実施形態によると、座標測定装置104は、点Aと点Bとの水平角度である角度θを容易に測定することができる。また、座標測定装置104は、既知の点Oと点Aの座標に基づいて、目標点である点Bの座標を容易に測定することができる。
According to this embodiment, the coordinate measuring
なお、第5実施形態に係る座標測定装置104と、第4実施形態に係る標高測定装置103の両方の機能を備えて、3次元上の位置を測定する位置測定装置としてもよい。
It should be noted that a position measuring device that measures a three-dimensional position may be provided with the functions of both the coordinate measuring
本発明に係る角度測定装置、距離測定装置、速度測定装置、標高測定装置、座標測定装置、角度測定方法、およびプログラムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る角度測定装置、距離測定装置、速度測定装置、標高測定装置、座標測定装置、角度測定方法、およびプログラムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The angle measuring device, distance measuring device, speed measuring device, altitude measuring device, coordinate measuring device, angle measuring method, and program according to the present invention are not limited to the above-described embodiments. The specific configurations of the angle measuring device, the distance measuring device, the speed measuring device, the altitude measuring device, the coordinate measuring device, the angle measuring method, and the program according to the present invention can be designed and changed in various ways.
1 :角度測定装置
101 :距離測定装置
102 :速度測定装置
103 :標高測定装置
104 :座標測定装置
2,201,202,203,204:制御部
21 :画像取得部
22 :表示制御部
23,23’:補助線生成部
24,24’:観測点取得部
25,25’:目標点取得部
26,26’:交点取得部
27,27’:角度検出部
28 :距離算出部
29 :速度算出部
31 :距離測定部
32 :標高算出部
33 :座標算出部
3 :入出力部
4 :表示部
5 :操作部
6 :記憶部
7 :カメラ
71 :三脚用ネジ穴
72 :レンズ
73 :撮像素子
75 :撮影用ポール
76 :第1ポール
77 :第2ポール
78 :アタッチメント
8 :記憶媒体
9 :表示画像
1: Angle measuring device 101: Distance measuring device 102: Velocity measuring device 103: Altitude measuring device 104: Coordinate measuring
Claims (12)
前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる表示制御部と、
前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する補助線生成部と、
前記縦中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ下側に位置する観測点を取得する観測点取得部と、
前記表示画像上の第1目標点および第2目標点を取得する目標点取得部と、
前記第1目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第1交点と、前記第2目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第2交点とを取得する交点取得部と、
前記第1交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記第2交点と前記観測点とを結ぶ直線とがなす角度を検出する角度検出部と、
を備え、
前記所定距離Xは、前記表示画像の横方向寸法をW、前記撮像装置の焦点距離をf1、35mm判換算時の焦点距離をf2、当該撮像装置の撮像素子の種類に応じて選択された補正値をαとした場合、下記式に基づいて算出される、
角度測定装置。
a display control unit for displaying the captured image as a display image on a display device;
an auxiliary line generator for generating a vertical center line passing through the center of the display image and extending in the vertical direction, and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in the horizontal direction;
an observation point acquiring unit that acquires an observation point located on the vertical center line at a predetermined distance below the center of the display image;
a target point acquisition unit that acquires a first target point and a second target point on the display image;
Obtaining a first point of intersection that is the intersection of a perpendicular line drawn from the first target point and the horizontal center line, and a second intersection point that is the intersection of the perpendicular line drawn from the second target point and the horizontal center line. an intersection acquisition unit;
an angle detection unit for detecting an angle formed by a straight line connecting the first intersection point and the observation point and a straight line connecting the second intersection point and the observation point;
with
The predetermined distance X is a correction selected according to the horizontal dimension of the display image W, the focal length of the imaging device f1, the focal length in 35 mm format conversion f2, and the type of imaging element of the imaging device. When the value is α, it is calculated based on the following formula,
Angle measuring device.
前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる表示制御部と、
前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する補助線生成部と、
前記縦中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ下側に位置する観測点を取得する観測点取得部と、
前記表示画像上の第1目標点および第2目標点を取得する目標点取得部と、
前記第1目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第1交点と、前記第2目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第2交点とを取得する交点取得部と、
前記第1交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記第2交点と前記観測点とを結ぶ直線とがなす角度を検出する角度検出部と、
を備え、
前記所定距離Xは、前記表示画像の横方向寸法をW、前記撮像装置のレンズの画角をφ、当該撮像装置の焦点距離をf1とした場合、下記式に基づいて算出される、
角度測定装置。
a display control unit for displaying the captured image as a display image on a display device;
an auxiliary line generator for generating a vertical center line passing through the center of the display image and extending in the vertical direction, and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in the horizontal direction;
an observation point acquiring unit that acquires an observation point located on the vertical center line at a predetermined distance below the center of the display image;
a target point acquisition unit that acquires a first target point and a second target point on the display image;
Obtaining a first point of intersection that is the intersection of a perpendicular line drawn from the first target point and the horizontal center line, and a second intersection point that is the intersection of the perpendicular line drawn from the second target point and the horizontal center line. an intersection acquisition unit;
an angle detection unit for detecting an angle formed by a straight line connecting the first intersection point and the observation point and a straight line connecting the second intersection point and the observation point;
with
The predetermined distance X is calculated based on the following formula, where W is the horizontal dimension of the display image, φ is the angle of view of the lens of the imaging device, and f1 is the focal length of the imaging device.
Angle measuring device.
前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる表示制御部と、
前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する補助線生成部と、
前記横中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ右側または左側に位置する観測点を取得する観測点取得部と、
前記表示画像上の第3目標点を取得する目標点取得部と、
前記第3目標点から前記縦中心線に下した垂線と前記縦中心線との交点である第3交点を取得する交点取得部と、
前記第3交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記横中心線とがなす角度を検出する角度検出部と、
を備え、
前記所定距離Xは、前記表示画像の横方向寸法をW、前記撮像装置の焦点距離をf1、35mm判換算時の焦点距離をf2、当該撮像装置の撮像素子の種類に応じて選択された補正値をαとした場合、下記式に基づいて算出される、
角度測定装置。
a display control unit for displaying the captured image as a display image on a display device;
an auxiliary line generator for generating a vertical center line passing through the center of the display image and extending in the vertical direction, and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in the horizontal direction;
an observation point acquiring unit that acquires an observation point located on the right or left side of the center of the display image by a predetermined distance on the horizontal center line;
a target point obtaining unit that obtains a third target point on the display image;
an intersection acquisition unit that acquires a third intersection that is an intersection of a vertical line drawn from the third target point to the vertical center line and the vertical center line;
an angle detection unit that detects an angle formed by a straight line connecting the third intersection and the observation point and the horizontal center line;
with
The predetermined distance X is a correction selected according to the horizontal dimension of the display image W, the focal length of the imaging device f1, the focal length in 35 mm format conversion f2, and the type of imaging element of the imaging device. When the value is α, it is calculated based on the following formula,
Angle measuring device.
前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる表示制御部と、
前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する補助線生成部と、
前記横中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ右側または左側に位置する観測点を取得する観測点取得部と、
前記表示画像上の第3目標点を取得する目標点取得部と、
前記第3目標点から前記縦中心線に下した垂線と前記縦中心線との交点である第3交点を取得する交点取得部と、
前記第3交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記横中心線とがなす角度を検出する角度検出部と、
を備え、
前記所定距離Xは、前記表示画像の横方向寸法をW、前記撮像装置のレンズの画角をφ、当該撮像装置の焦点距離をf1とした場合、下記式に基づいて算出される、
角度測定装置。
a display control unit for displaying the captured image as a display image on a display device;
an auxiliary line generator for generating a vertical center line passing through the center of the display image and extending in the vertical direction, and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in the horizontal direction;
an observation point acquiring unit that acquires an observation point located on the right or left side of the center of the display image by a predetermined distance on the horizontal center line;
a target point obtaining unit that obtains a third target point on the display image;
an intersection acquisition unit that acquires a third intersection that is an intersection of a vertical line drawn from the third target point to the vertical center line and the vertical center line;
an angle detection unit that detects an angle formed by a straight line connecting the third intersection and the observation point and the horizontal center line;
with
The predetermined distance X is calculated based on the following formula, where W is the horizontal dimension of the display image, φ is the angle of view of the lens of the imaging device, and f1 is the focal length of the imaging device.
Angle measuring device.
前記角度検出部が検出した角度を用いて距離を算出する距離算出部と、
を備え、
前記画像取得部は、長さが既知のマーカを撮像した画像を取得し、
前記距離算出部は、前記角度および前記長さに基づいて、前記マーカとの距離を算出する、距離測定装置。 an angle measuring device according to any one of claims 1 to 4;
a distance calculation unit that calculates a distance using the angle detected by the angle detection unit;
with
The image acquisition unit acquires an image of a marker with a known length,
The distance measuring device, wherein the distance calculator calculates a distance to the marker based on the angle and the length.
前記距離算出部が算出した距離に基づいて、前記マーカとの相対速度を算出する速度算出部と、
を備える速度測定装置。 a distance measuring device according to claim 5;
a speed calculation unit that calculates a relative speed with respect to the marker based on the distance calculated by the distance calculation unit;
A speed measuring device with a
前記角度検出部が検出した角度θ’を用いて、前記撮像画像の撮像位置と、前記表示画像上で前記第3目標点として示された現実の位置である現実位置との標高差を算出する標高差算出部と、
前記撮像位置の標高と前記標高差とに基づいて、前記現実位置の標高を算出する標高算出部と、
を備え、
前記標高差算出部は、前記撮像位置と前記現実位置との水平距離Dから、下記式に基づいて、前記標高差dhを算出する、
標高測定装置。
Using the angle θ' detected by the angle detection unit, an elevation difference between the imaging position of the captured image and the actual position indicated as the third target point on the display image is calculated. an elevation difference calculator;
an altitude calculation unit that calculates the altitude of the actual position based on the altitude of the imaging position and the altitude difference;
with
The elevation difference calculation unit calculates the elevation difference dh from the horizontal distance D between the imaging position and the actual position based on the following formula.
Elevation measuring device.
前記表示画像上で前記第2目標点として示された現実の位置である現実位置の座標を算出する座標算出部と、
を備え、
前記座標算出部は、前記角度検出部が検出した角度、前記撮像画像の撮像位置と前記現実位置との水平距離、前記表示画像上で前記第1目標点として示された現実の位置の座標、および前記撮像位置の座標に基づいて、前記現実位置の座標を算出する、
座標測定装置。 An angle measuring device according to claim 1 or 2 ;
a coordinate calculation unit that calculates the coordinates of the actual position, which is the actual position indicated as the second target point on the display image;
with
The coordinate calculation unit calculates the angle detected by the angle detection unit, the horizontal distance between the imaging position of the captured image and the actual position, the coordinates of the actual position indicated as the first target point on the display image, and calculating the coordinates of the actual position based on the coordinates of the imaging position;
Coordinate measuring device.
前記コンピュータを、
鉛直方向を縦方向として撮像された撮像画像を取得する画像取得部と、
前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる表示制御部と、
前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する補助線生成部と、
前記縦中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ下側に位置する観測点を取得する観測点取得部と、
前記表示画像上の第1目標点および第2目標点を取得する目標点取得部と、
前記第1目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第1交点と、前記第2目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第2交点とを取得する交点取得部と、
前記第1交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記第2交点と前記観測点とを結ぶ直線とがなす角度を検出する角度検出部と、
して機能させ、
前記所定距離Xは、前記表示画像の横方向寸法をW、前記撮像画像を撮像した撮像装置の焦点距離をf1、35mm判換算時の焦点距離をf2、当該撮像装置の撮像素子の種類に応じて選択された補正値をαとした場合、下記式に基づいて算出される、
ことを特徴とするプログラム。
said computer,
an image acquisition unit that acquires a captured image captured with the vertical direction as the vertical direction;
a display control unit for displaying the captured image as a display image on a display device;
an auxiliary line generator for generating a vertical center line passing through the center of the display image and extending in the vertical direction, and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in the horizontal direction;
an observation point acquiring unit that acquires an observation point located on the vertical center line at a predetermined distance below the center of the display image;
a target point acquisition unit that acquires a first target point and a second target point on the display image;
Obtaining a first point of intersection that is the intersection of a perpendicular line drawn from the first target point and the horizontal center line, and a second intersection point that is the intersection of the perpendicular line drawn from the second target point and the horizontal center line. an intersection acquisition unit;
an angle detection unit for detecting an angle formed by a straight line connecting the first intersection point and the observation point and a straight line connecting the second intersection point and the observation point;
to make it work ,
The predetermined distance X is determined by W being the horizontal dimension of the display image, f1 being the focal length of the imaging device that captured the captured image, f2 being the focal length in 35mm format conversion, and depending on the type of imaging element of the imaging device. is calculated based on the following formula, where α is the correction value selected by
A program characterized by
前記コンピュータを、
鉛直方向を縦方向として撮像された撮像画像を取得する画像取得部と、
前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる表示制御部と、
前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する補助線生成部と、
前記縦中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ下側に位置する観測点を取得する観測点取得部と、
前記表示画像上の第1目標点および第2目標点を取得する目標点取得部と、
前記第1目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第1交点と、前記第2目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第2交点とを取得する交点取得部と、
前記第1交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記第2交点と前記観測点とを結ぶ直線とがなす角度を検出する角度検出部と、
して機能させ、
前記所定距離Xは、前記表示画像の横方向寸法をW、前記撮像画像を撮像した撮像装置のレンズの画角をφ、当該撮像装置の焦点距離をf1とした場合、下記式に基づいて算出される、
ことを特徴とするプログラム。
the computer,
an image acquisition unit that acquires a captured image captured with the vertical direction as the vertical direction;
a display control unit for displaying the captured image as a display image on a display device;
an auxiliary line generator for generating a vertical center line passing through the center of the display image and extending in the vertical direction, and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in the horizontal direction;
an observation point acquiring unit that acquires an observation point located on the vertical center line at a predetermined distance below the center of the display image;
a target point acquisition unit that acquires a first target point and a second target point on the display image;
Obtaining a first point of intersection that is the intersection of a perpendicular line drawn from the first target point and the horizontal center line, and a second intersection point that is the intersection of the perpendicular line drawn from the second target point and the horizontal center line. an intersection acquisition unit;
an angle detection unit for detecting an angle formed by a straight line connecting the first intersection point and the observation point and a straight line connecting the second intersection point and the observation point;
to make it work ,
The predetermined distance X is calculated based on the following formula, where W is the horizontal dimension of the display image, φ is the angle of view of the lens of the imaging device that captured the captured image, and f1 is the focal length of the imaging device. to be
A program characterized by
前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる第2工程と、
前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する第3工程と、
前記縦中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ下側に位置する観測点を取得する第4工程と、
前記表示画像上の第1目標点および第2目標点を指定する第5工程と、
前記第1目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第1交点と、前記第2目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第2交点とを取得する第6工程と、
前記第1交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記第2交点と前記観測点とを結ぶ直線とがなす角度を検出する第7工程と、
を備え、
前記所定距離Xは、前記表示画像の横方向寸法をW、前記撮像画像を撮像した撮像装置の焦点距離をf1、35mm判換算時の焦点距離をf2、当該撮像装置の撮像素子の種類に応じて選択された補正値をαとした場合、下記式に基づいて算出される、
角度測定方法。
a second step of displaying the captured image as a display image on a display device;
a third step of generating a vertical center line passing through the center of the display image and extending in the vertical direction, and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in the horizontal direction;
a fourth step of acquiring an observation point located on the vertical center line at a predetermined distance below the center of the display image;
a fifth step of designating a first target point and a second target point on the display image;
Obtaining a first point of intersection that is the intersection of a perpendicular line drawn from the first target point and the horizontal center line, and a second intersection point that is the intersection of the perpendicular line drawn from the second target point and the horizontal center line. a sixth step;
a seventh step of detecting an angle between a straight line connecting the first intersection and the observation point and a straight line connecting the second intersection and the observation point;
with
The predetermined distance X is determined by W being the horizontal dimension of the display image, f1 being the focal length of the imaging device that captured the captured image, f2 being the focal length in 35mm format conversion, and depending on the type of imaging element of the imaging device. is calculated based on the following formula, where α is the correction value selected by
Angle measurement method.
前記撮像画像を表示画像として表示装置に表示させる第2工程と、
前記表示画像の中心を通り縦方向に延びる縦中心線と、前記表示画像の中心を通り横方向に延びる横中心線とを生成する第3工程と、
前記縦中心線上において、前記表示画像の中心から所定距離だけ下側に位置する観測点を取得する第4工程と、
前記表示画像上の第1目標点および第2目標点を指定する第5工程と、
前記第1目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第1交点と、前記第2目標点から下した垂線と前記横中心線との交点である第2交点とを取得する第6工程と、
前記第1交点と前記観測点とを結ぶ直線と、前記第2交点と前記観測点とを結ぶ直線とがなす角度を検出する第7工程と、
を備え、
前記所定距離Xは、前記表示画像の横方向寸法をW、前記撮像画像を撮像した撮像装置のレンズの画角をφ、当該撮像装置の焦点距離をf1とした場合、下記式に基づいて算出される、
角度測定方法。
a second step of displaying the captured image as a display image on a display device;
a third step of generating a vertical center line passing through the center of the display image and extending in the vertical direction, and a horizontal center line passing through the center of the display image and extending in the horizontal direction;
a fourth step of acquiring an observation point located on the vertical center line at a predetermined distance below the center of the display image;
a fifth step of designating a first target point and a second target point on the display image;
Obtaining a first point of intersection that is the intersection of a perpendicular line drawn from the first target point and the horizontal center line, and a second intersection point that is the intersection of the perpendicular line drawn from the second target point and the horizontal center line. a sixth step;
a seventh step of detecting an angle between a straight line connecting the first intersection and the observation point and a straight line connecting the second intersection and the observation point;
with
The predetermined distance X is calculated based on the following formula, where W is the horizontal dimension of the display image, φ is the angle of view of the lens of the imaging device that captured the captured image, and f1 is the focal length of the imaging device. to be
Angle measurement method.
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