JPH08254409A - 三次元形状計測解析法 - Google Patents
三次元形状計測解析法Info
- Publication number
- JPH08254409A JPH08254409A JP7058690A JP5869095A JPH08254409A JP H08254409 A JPH08254409 A JP H08254409A JP 7058690 A JP7058690 A JP 7058690A JP 5869095 A JP5869095 A JP 5869095A JP H08254409 A JPH08254409 A JP H08254409A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- measuring
- measurement
- point
- dimensional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大型構造物の三次元形状を高精度かつ高能率
で計測する。 【構成】 計測対象物の測点上に設けられた多数のタ−
ゲットを同時に視準する２台一組のモ−タ−駆動可能な
撮像装置搭載の測角計と、撮像装置で把えたタ−ゲット
画像を解析する画像処理装置と、計測条件の設定，座標
変換，解析を行う三次元計測システムを用いて、前記シ
ステムに入力した座標値を座標変換して計測機を駆動し
タ−ゲットを自動的に追尾して自動的に測点の三次元座
標値を計測する。
で計測する。 【構成】 計測対象物の測点上に設けられた多数のタ−
ゲットを同時に視準する２台一組のモ−タ−駆動可能な
撮像装置搭載の測角計と、撮像装置で把えたタ−ゲット
画像を解析する画像処理装置と、計測条件の設定，座標
変換，解析を行う三次元計測システムを用いて、前記シ
ステムに入力した座標値を座標変換して計測機を駆動し
タ−ゲットを自動的に追尾して自動的に測点の三次元座
標値を計測する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車，航空
機，アンテナ等の工作物の工業用計測および土木，建築
構造物ならびに船舶等の大型構造物の三次元形状計測と
その計測値の解析を行う、三次元形状計測解析システム
に関する。
機，アンテナ等の工作物の工業用計測および土木，建築
構造物ならびに船舶等の大型構造物の三次元形状計測と
その計測値の解析を行う、三次元形状計測解析システム
に関する。
【０００２】
【従来技術】例えば、自動車，航空機，アンテナおよび
橋梁，建築鉄骨，船舶，その他大型鋼構造物を構成する
部材の三次元形状の正確なデ−タを得ることは、形状寸
法性能の保証および組立，据え付け作業の保証という点
で、重要なことである。従来の三次元形状の計測は、測
量の分野で発展してきた前方交会法による三角測量や光
波距離計を用いた測距，測角法によって、計測対象物上
の測点またはタ−ゲット中心を計測してきた。例えば、
２台の計測機で計測対象物上の任意の点の三次元座標値
を計測できる三次元座標計測システムが、商品名「ＫＥ
ＲＮＥＤＳ３／ＷＩＬＤ ＴＭＳ」として、ライカ株式
会社から市販されている。このシステムは、三角測量の
原理を基に、２台の計測機（セオドライト）で同じ測点
上のタ−ゲットを視準して水平角と鉛直角を求め、コン
ピュ−タが自動的に測点の三次元座標値を計算するもの
で、1/100,000〜1/200,000の高い精度が得られるもので
ある。
橋梁，建築鉄骨，船舶，その他大型鋼構造物を構成する
部材の三次元形状の正確なデ−タを得ることは、形状寸
法性能の保証および組立，据え付け作業の保証という点
で、重要なことである。従来の三次元形状の計測は、測
量の分野で発展してきた前方交会法による三角測量や光
波距離計を用いた測距，測角法によって、計測対象物上
の測点またはタ−ゲット中心を計測してきた。例えば、
２台の計測機で計測対象物上の任意の点の三次元座標値
を計測できる三次元座標計測システムが、商品名「ＫＥ
ＲＮＥＤＳ３／ＷＩＬＤ ＴＭＳ」として、ライカ株式
会社から市販されている。このシステムは、三角測量の
原理を基に、２台の計測機（セオドライト）で同じ測点
上のタ−ゲットを視準して水平角と鉛直角を求め、コン
ピュ−タが自動的に測点の三次元座標値を計算するもの
で、1/100,000〜1/200,000の高い精度が得られるもので
ある。
【０００３】一方、反射タ−ゲットと１台の光波距離計
を用いた測距，測角法による三次元座標計測システムが
電子式ト−タルステ−ションとして、測量機器メ−カ−
から市販されているが、計測精度は１mm＋１ppm×Ｄ
（Ｄ：測定距離）程度であり、１００ｍ以内の測定距離
では、前者の前方交会法によるほうが精度が高い。
を用いた測距，測角法による三次元座標計測システムが
電子式ト−タルステ−ションとして、測量機器メ−カ−
から市販されているが、計測精度は１mm＋１ppm×Ｄ
（Ｄ：測定距離）程度であり、１００ｍ以内の測定距離
では、前者の前方交会法によるほうが精度が高い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
「ＫＥＲＮＥＤＳ３／ＷＩＬＤ ＴＭＳ」を含めて従来
の前方交会法や電子式ト−タルステ−ションによる計測
においては、視準作業における望遠鏡のピント合わせや
タ−ゲット中心と望遠鏡の十字線の中心合わせ等を人間
の視覚によって行っていたため、人的誤差が入りやすい
うえに、作業が煩雑で視準作業に時間を要し、能率が悪
く計測精度を低下させる要因となっていた。これに対し
て、最近、計測機にサ−ボモ−タを装備し、これを遠隔
駆動させて自動計測するものが出現してきている。しか
し、現状の自動計測システムは、所定の測角精度以内で
各々の計測機の視準軸を測点に完全に合致させる必要が
あり、高精度な位置決め機構を備えた特殊な計測機を必
要とするという問題点があった。
「ＫＥＲＮＥＤＳ３／ＷＩＬＤ ＴＭＳ」を含めて従来
の前方交会法や電子式ト−タルステ−ションによる計測
においては、視準作業における望遠鏡のピント合わせや
タ−ゲット中心と望遠鏡の十字線の中心合わせ等を人間
の視覚によって行っていたため、人的誤差が入りやすい
うえに、作業が煩雑で視準作業に時間を要し、能率が悪
く計測精度を低下させる要因となっていた。これに対し
て、最近、計測機にサ−ボモ−タを装備し、これを遠隔
駆動させて自動計測するものが出現してきている。しか
し、現状の自動計測システムは、所定の測角精度以内で
各々の計測機の視準軸を測点に完全に合致させる必要が
あり、高精度な位置決め機構を備えた特殊な計測機を必
要とするという問題点があった。
【０００５】さらに、自動計測させるため、視準対象タ
−ゲットの方向角をあらかじめティ−チングしておく必
要があり、実測時の計測機位置を原点としたときの各測
点の設定方向角をどのような方法でティ−チングするか
という課題があった。また、いずれの計測システムにお
いても、測点を直接視準できない場合には、計測機から
視準できる位置に測点から偏位させてタ−ゲットを設置
する必要があり、タ−ゲットを視準し三次元座標値を求
めただけては測点の位置を特定できず、測点の三次元座
標値すなわち計測対象物の実形状を正確に求めることで
できないという問題がある。
−ゲットの方向角をあらかじめティ−チングしておく必
要があり、実測時の計測機位置を原点としたときの各測
点の設定方向角をどのような方法でティ−チングするか
という課題があった。また、いずれの計測システムにお
いても、測点を直接視準できない場合には、計測機から
視準できる位置に測点から偏位させてタ−ゲットを設置
する必要があり、タ−ゲットを視準し三次元座標値を求
めただけては測点の位置を特定できず、測点の三次元座
標値すなわち計測対象物の実形状を正確に求めることで
できないという問題がある。
【０００６】発明者は、これらの問題を改善し、人的な
作業を極力排除し、かつ能率が良く精度の高い三次元形
状計測解析方法を、特願平０６−２７２５４１号で提示
した。
作業を極力排除し、かつ能率が良く精度の高い三次元形
状計測解析方法を、特願平０６−２７２５４１号で提示
した。
【０００７】この三次元形状計測解析方法は、測点上に
設置されたタ−ゲットと、モ−タ駆動可能なＣＣＤカメ
ラで捉えたタ−ゲット上の視準点の位置を測距，測角す
る機能を備えた計測機本体と、計測機本体のＣＣＤカメ
ラで捉えたタ−ゲットの画像を解析する画像処理装置
と、計測条件の設定，座標変換，解析を行なうプログラ
ムが作動するモニタ−付きコンピュ−タ等で構成された
三次元計測システムを用いて、計測対象物の設計寸法値
または三次元設計座標値をコンピュ−タ−に入力し、モ
ニタ−画面で計測機の設置可能範囲を求めた後、その範
囲内に計測機を設置し、基準となる測点を実測して得ら
れた座標値を基に基準座標系を設定して各測点の三次元
設計座標値の座標変換を行い、その設計座標値を自動計
測用の極座標値に変換し、変換された極座標値で計測機
のＣＣＤカメラを駆動し、各測点に取り付けられたタ−
ゲットを自動的に追尾し、タ−ゲットの三次元設計座標
値を測定した後、各種補正を行って測定対象物の三次元
設計座標値を得るものである。
設置されたタ−ゲットと、モ−タ駆動可能なＣＣＤカメ
ラで捉えたタ−ゲット上の視準点の位置を測距，測角す
る機能を備えた計測機本体と、計測機本体のＣＣＤカメ
ラで捉えたタ−ゲットの画像を解析する画像処理装置
と、計測条件の設定，座標変換，解析を行なうプログラ
ムが作動するモニタ−付きコンピュ−タ等で構成された
三次元計測システムを用いて、計測対象物の設計寸法値
または三次元設計座標値をコンピュ−タ−に入力し、モ
ニタ−画面で計測機の設置可能範囲を求めた後、その範
囲内に計測機を設置し、基準となる測点を実測して得ら
れた座標値を基に基準座標系を設定して各測点の三次元
設計座標値の座標変換を行い、その設計座標値を自動計
測用の極座標値に変換し、変換された極座標値で計測機
のＣＣＤカメラを駆動し、各測点に取り付けられたタ−
ゲットを自動的に追尾し、タ−ゲットの三次元設計座標
値を測定した後、各種補正を行って測定対象物の三次元
設計座標値を得るものである。
【０００８】これに対し本発明の三次元形状解析法は、
水平角と鉛直角の測角機能のみ備えた（測距離機能を有
しない）撮像装置を２台１組用いて三角測量の原理で座
標計測を行い、タ−ゲットの偏位補正等の演算により高
精度に測定対象物の三次元形状を計測するものである。
水平角と鉛直角の測角機能のみ備えた（測距離機能を有
しない）撮像装置を２台１組用いて三角測量の原理で座
標計測を行い、タ−ゲットの偏位補正等の演算により高
精度に測定対象物の三次元形状を計測するものである。
【０００９】
（１） 本願発明の三次元座標計測解析法は、計測対象
物上の測点に設けたタ−ゲットを視準して、各測点の三
次元座標値を計測するシステムにおいて、測点上に設置
されたタ−ゲットと、２台一組の撮像装置搭載の視準方
向を測角する機能を備えた計測機、および撮像されたタ
−ゲットの画像を解析する画像処理装置で構成された計
測装置を用いて、それぞれの撮像装置の視準軸が測定対
象タ−ゲット内に入った状態で測角を行うとともに、画
像処理装置にて撮像されたタ−ゲット像を解析し、それ
ぞれの視準点からのタ−ゲット像の中心のずれ量とタ−
ゲット面の傾きを求め、演算により視準点の三次元座標
値の補正を行うことによって、タ−ゲット中心点の三次
元座標値を求めることを特徴とする。
物上の測点に設けたタ−ゲットを視準して、各測点の三
次元座標値を計測するシステムにおいて、測点上に設置
されたタ−ゲットと、２台一組の撮像装置搭載の視準方
向を測角する機能を備えた計測機、および撮像されたタ
−ゲットの画像を解析する画像処理装置で構成された計
測装置を用いて、それぞれの撮像装置の視準軸が測定対
象タ−ゲット内に入った状態で測角を行うとともに、画
像処理装置にて撮像されたタ−ゲット像を解析し、それ
ぞれの視準点からのタ−ゲット像の中心のずれ量とタ−
ゲット面の傾きを求め、演算により視準点の三次元座標
値の補正を行うことによって、タ−ゲット中心点の三次
元座標値を求めることを特徴とする。
【００１０】（２） 本願発明の一実施態様は、計測対
象物上の多数の測点に設けたタ−ゲットを視準して、各
測点の三次元座標値を計測するシステムにおいて、２台
一組のモ−タ駆動可能な撮像装置搭載の測角する機能を
備えた計測機と、計測条件の設定，座標変換，解析を行
うプログラムが作動するモニタ−付きコンピュ−タ等で
構成された三次元計測システムを用いて、計測対象物の
設計寸法値または三次元設計座標値をコンピュ−タに入
力し、モニタ−画面で計測機の設置可能範囲を求めた
後、その範囲内に計測機を設置し、基準となる測点を実
測して得られた座標値を基に基準座標系を設定して各測
点の三次元設計座標値の座標変換を行い、その設計座標
値を自動計測用の極座標に変換し、変換された極座標値
の方向角で各々の計測機を駆動し、各測点に取り付けら
れたたタ−ゲットを自動的に追尾し、上記（１）の三次
元座標計測解析法でタ−ゲット中心点の三次元座標値を
求める。
象物上の多数の測点に設けたタ−ゲットを視準して、各
測点の三次元座標値を計測するシステムにおいて、２台
一組のモ−タ駆動可能な撮像装置搭載の測角する機能を
備えた計測機と、計測条件の設定，座標変換，解析を行
うプログラムが作動するモニタ−付きコンピュ−タ等で
構成された三次元計測システムを用いて、計測対象物の
設計寸法値または三次元設計座標値をコンピュ−タに入
力し、モニタ−画面で計測機の設置可能範囲を求めた
後、その範囲内に計測機を設置し、基準となる測点を実
測して得られた座標値を基に基準座標系を設定して各測
点の三次元設計座標値の座標変換を行い、その設計座標
値を自動計測用の極座標に変換し、変換された極座標値
の方向角で各々の計測機を駆動し、各測点に取り付けら
れたたタ−ゲットを自動的に追尾し、上記（１）の三次
元座標計測解析法でタ−ゲット中心点の三次元座標値を
求める。
【００１１】（３） 本発明の一実施例では、計測対象
物上の測点に設けたタ−ゲットを視準して、各測点の三
次元座標値を計測するシステムにおいて、測点の方向を
示すマ−クが印されたタ−ゲットと、撮像装置、および
撮像されたタ−ゲット像の画像を解析する画像処理装置
で構成された計測装置を用いて、画像処理装置にて撮像
されたタ−ゲット像を解析し、タ−ゲット像の主軸と前
記マ−クの位置関係を求め、タ−ゲット中心点の三次元
座標値から、演算により計測対象物上の測点の三次元座
標値を求める。
物上の測点に設けたタ−ゲットを視準して、各測点の三
次元座標値を計測するシステムにおいて、測点の方向を
示すマ−クが印されたタ−ゲットと、撮像装置、および
撮像されたタ−ゲット像の画像を解析する画像処理装置
で構成された計測装置を用いて、画像処理装置にて撮像
されたタ−ゲット像を解析し、タ−ゲット像の主軸と前
記マ−クの位置関係を求め、タ−ゲット中心点の三次元
座標値から、演算により計測対象物上の測点の三次元座
標値を求める。
【００１２】
【作用】上記（１）の本発明によれば、計測対象物の測
定に設置されたタ−ゲット上の任意の２点が、２台の撮
像装置塔載の計測機によってそれぞれ視準され、水平
角，鉛直角が検出されると同時に撮像される。撮像され
たタ−ゲット像を画像解析することにより視準点からタ
−ゲット中心点までの三次元的なずれ量を求め、検出さ
れた水平角，鉛直角と、あらかじめ測定された２台の計
測機間の水平距離をもとに三角測量の原理を利用した演
算によって、タ−ゲット中心点の三次元座標値を得る。
定に設置されたタ−ゲット上の任意の２点が、２台の撮
像装置塔載の計測機によってそれぞれ視準され、水平
角，鉛直角が検出されると同時に撮像される。撮像され
たタ−ゲット像を画像解析することにより視準点からタ
−ゲット中心点までの三次元的なずれ量を求め、検出さ
れた水平角，鉛直角と、あらかじめ測定された２台の計
測機間の水平距離をもとに三角測量の原理を利用した演
算によって、タ−ゲット中心点の三次元座標値を得る。
【００１３】上記（２）の実施態様によれば、計測対象
物上の各測点の三次元座標値あるいは計測対象物の寸法
値は設計値において既知であるので、この既知の設計座
標値と計測機本体の位置をモニタ−付きコンピュ−タ−
に入力し、次に各測点のタ−ゲットの配置，視準する順
番といった計測のシミュレ−ションを行い、計測対象物
上の所定のタ−ゲットを視準できる計測機本体の設置範
囲をモニタ−上で実測の前に求められる。この設置範囲
内に計測機本体を設置することによって、以降の自動計
測が確実なものとなる。計測現場では、上記範囲内に設
置された２台１組の計測機により計測対象物上の基準点
となる３測点上のタ−ゲットの位置が測角され、それぞ
れの計測機を原点とした水平角，鉛直角すなわち方向角
として検出される。そして、この方向角と２台の計測機
の間隔から三角測量の原理によりいずれかの計測機を原
点とする三次元座標系における基準の３測点の三次元座
標値が求められ、その３基準点を基に基準直交座標系が
定められる。この基準座標系を共通の座標系とし、入力
済みの設計座標値または設計寸法値は基準座標系の三次
元設計座標値に変換される。そして、各測点の計測では
この三次元設計座標値を計測機の原点とした各測点の極
座標値に変換し、この極座標値の方向角を用いて、あら
かじめ設定した順番で計測機本体上の撮像装置の視準方
向を自動的に制御することによって、各測点のタ−ゲッ
トが順次追尾され、視準される。
物上の各測点の三次元座標値あるいは計測対象物の寸法
値は設計値において既知であるので、この既知の設計座
標値と計測機本体の位置をモニタ−付きコンピュ−タ−
に入力し、次に各測点のタ−ゲットの配置，視準する順
番といった計測のシミュレ−ションを行い、計測対象物
上の所定のタ−ゲットを視準できる計測機本体の設置範
囲をモニタ−上で実測の前に求められる。この設置範囲
内に計測機本体を設置することによって、以降の自動計
測が確実なものとなる。計測現場では、上記範囲内に設
置された２台１組の計測機により計測対象物上の基準点
となる３測点上のタ−ゲットの位置が測角され、それぞ
れの計測機を原点とした水平角，鉛直角すなわち方向角
として検出される。そして、この方向角と２台の計測機
の間隔から三角測量の原理によりいずれかの計測機を原
点とする三次元座標系における基準の３測点の三次元座
標値が求められ、その３基準点を基に基準直交座標系が
定められる。この基準座標系を共通の座標系とし、入力
済みの設計座標値または設計寸法値は基準座標系の三次
元設計座標値に変換される。そして、各測点の計測では
この三次元設計座標値を計測機の原点とした各測点の極
座標値に変換し、この極座標値の方向角を用いて、あら
かじめ設定した順番で計測機本体上の撮像装置の視準方
向を自動的に制御することによって、各測点のタ−ゲッ
トが順次追尾され、視準される。
【００１４】上記（３）の実施例によれば、タ−ゲット
面上にマ−クを記したタ−ゲットを用いることにより、
タ−ゲット像の画像処理により求められた測点の方向と
タ−ゲットの寸法諸元をもとに演算を行って、タ−ゲッ
トの中心点と測点のずれ量を求め補正を行い測点の三次
元座標が求められる。上記の方法で求められた計測対象
物上の測点の三次元設計座標値は、任意の三次元直交座
標における座標値，寸法値に変換され、各測点の設計寸
法又は設計座標の設計値と比較され、誤差量が算定され
出力される。
面上にマ−クを記したタ−ゲットを用いることにより、
タ−ゲット像の画像処理により求められた測点の方向と
タ−ゲットの寸法諸元をもとに演算を行って、タ−ゲッ
トの中心点と測点のずれ量を求め補正を行い測点の三次
元座標が求められる。上記の方法で求められた計測対象
物上の測点の三次元設計座標値は、任意の三次元直交座
標における座標値，寸法値に変換され、各測点の設計寸
法又は設計座標の設計値と比較され、誤差量が算定され
出力される。
【００１５】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００１６】
【実施例】図１に、本発明を一態様で実施する三次元座
標自動計測解析システムの全体構成を示す。このシステ
ムは、主に大型構造物の形状計測を行なうものである。
システムは、計測対象物１０上の各測点に設けられたタ
−ゲット６と、２台１組のサ−ボモ−タ駆動のカラ−Ｃ
ＣＤカメラ塔載の、水平角および鉛直角の測角を行う機
構を有する計測機（１ａ，１ｂ）と、計測機（１ａ，１
ｂ）のＣＣＤカメラから得られた画像を解析する画像処
理装置２と、計測のシュミレ−ション，座標変換等の解
析および計測結果の記憶を行うモニタ−付きコンピュ−
タ３と、自動計測用極座標を演算し、計測機本体の数値
制御用デ−タの生成を行うプログラムが稼働する携帯型
コンピュ−タ４と、ＣＣＤラメラの視準方向，拡大倍
率，合焦を遠隔操作するコントロ−ラ５と、プリンタ１
４，プロッタ１５，モデム１６等の出力装置と、で構成
される。
標自動計測解析システムの全体構成を示す。このシステ
ムは、主に大型構造物の形状計測を行なうものである。
システムは、計測対象物１０上の各測点に設けられたタ
−ゲット６と、２台１組のサ−ボモ−タ駆動のカラ−Ｃ
ＣＤカメラ塔載の、水平角および鉛直角の測角を行う機
構を有する計測機（１ａ，１ｂ）と、計測機（１ａ，１
ｂ）のＣＣＤカメラから得られた画像を解析する画像処
理装置２と、計測のシュミレ−ション，座標変換等の解
析および計測結果の記憶を行うモニタ−付きコンピュ−
タ３と、自動計測用極座標を演算し、計測機本体の数値
制御用デ−タの生成を行うプログラムが稼働する携帯型
コンピュ−タ４と、ＣＣＤラメラの視準方向，拡大倍
率，合焦を遠隔操作するコントロ−ラ５と、プリンタ１
４，プロッタ１５，モデム１６等の出力装置と、で構成
される。
【００１７】タ−ゲット６は、ＣＣＤカメラで撮像さ
れ、撮影画像上の標識として利用されるもので、視準距
離，ＣＣＤカメラの有効画素数および視野角に応じて適
当な大きさのものを用いる。タ−ゲット６の形状は、後
述するタ−ゲットの傾きによるずれ量の補正をする場合
には、真円にしたものを使用する。さらにタ−ゲット表
面に着色したり特定のマ−クを付けると、タ−ゲットの
識別に便利である。
れ、撮影画像上の標識として利用されるもので、視準距
離，ＣＣＤカメラの有効画素数および視野角に応じて適
当な大きさのものを用いる。タ−ゲット６の形状は、後
述するタ−ゲットの傾きによるずれ量の補正をする場合
には、真円にしたものを使用する。さらにタ−ゲット表
面に着色したり特定のマ−クを付けると、タ−ゲットの
識別に便利である。
【００１８】図２の（ａ）は、真円の視準面７をもつシ
−トタイプのタ−ゲットである。タ−ゲット表面には必
ずしもタ−ゲットの視準面７の中心を示すクロスライン
を必要としないが、タ−ゲット中心を測点に合わせやす
いように、図２の（ｂ）に示すようなクロスラインを記
してもよい。図２の（ｃ）は、タ−ゲット６の視準面７
の中心を測点に一致させることのできない場合に、測点
から偏位させた位置に設置して使用するタ−ゲットの一
例であり、タ−ゲット６の視準面７を傾斜または回転さ
せて計測機の方向に向けて使用してもよい。この場合、
測点の方向を示すマ−クとしてタ−ゲットの中心を通る
径線８をタ−ゲット視準面７上に記したものを使用す
る。
−トタイプのタ−ゲットである。タ−ゲット表面には必
ずしもタ−ゲットの視準面７の中心を示すクロスライン
を必要としないが、タ−ゲット中心を測点に合わせやす
いように、図２の（ｂ）に示すようなクロスラインを記
してもよい。図２の（ｃ）は、タ−ゲット６の視準面７
の中心を測点に一致させることのできない場合に、測点
から偏位させた位置に設置して使用するタ−ゲットの一
例であり、タ−ゲット６の視準面７を傾斜または回転さ
せて計測機の方向に向けて使用してもよい。この場合、
測点の方向を示すマ−クとしてタ−ゲットの中心を通る
径線８をタ−ゲット視準面７上に記したものを使用す
る。
【００１９】図１に示す計測機（１ａ，１ｂ）は、水平
角，鉛直角の測角を行う測角計と、タ−ゲットを自動的
に追尾，探索，視準するためのカラ−ＣＣＤカメラと、
視準方向を数値的に制御できる水平角，鉛直角可変用の
サ−ボモ−タ等を備えており、設計極座標値の入力を受
けタ−ゲットの視準面７を視準して、測角を行い、水平
角，鉛直角を出力する。また、色彩によるタ−ゲットの
識別の必要がなければ、白黒のカメラでもよい。
角，鉛直角の測角を行う測角計と、タ−ゲットを自動的
に追尾，探索，視準するためのカラ−ＣＣＤカメラと、
視準方向を数値的に制御できる水平角，鉛直角可変用の
サ−ボモ−タ等を備えており、設計極座標値の入力を受
けタ−ゲットの視準面７を視準して、測角を行い、水平
角，鉛直角を出力する。また、色彩によるタ−ゲットの
識別の必要がなければ、白黒のカメラでもよい。
【００２０】モニタ−付きコンピュ−タ３は、計測シュ
ミレ−ション，座標変換等の解析，設計値および計測結
果のグラフィック表示および記憶等を行うもので、三次
元のＣＡＤ等の解析ソフトウェアが作動するものとす
る。
ミレ−ション，座標変換等の解析，設計値および計測結
果のグラフィック表示および記憶等を行うもので、三次
元のＣＡＤ等の解析ソフトウェアが作動するものとす
る。
【００２１】携帯型コンピュ−タ４は、上記のモニタ−
付きコンピュ−タ３とほぼ同様の機能を有し、実測時の
計測対象物と計測機（１ａ，１ｂ）の位置関係に基づい
て、各測定点の三次元設計座標値の変換を行い、自動計
測用極座標値を演算し数値制御用デ−タの作成を行うも
ので、ノ−トパソコンあるいはハンディ−タ−ミナル等
を用いる。なお、携帯型コンピュ−タ４を省略し、画像
処理装置とモニタ−付きコンピュ−タ３とオンライン等
で直接接続してもよい。コントロ−ラ５は、ＣＣＤカメ
ラの視準方向，拡大倍率，合焦を遠隔操作する機能を有
し、計測対象物１０上の測点のうち、原点と基準軸およ
び基準面を設定するための３基準点（９ａ，９ｂ，９
ｃ）を視準するために使用される。また計測対象物１０
上の三次元設計座標値が既知でない測点の三次元座標値
を、マニュアル操作で計測する場合に使用する。以下、
前記のように構成したシステムを用いて、計測対象物１
０上の測点の三次元座標値を自動的に計測する実施例に
ついて説明する。
付きコンピュ−タ３とほぼ同様の機能を有し、実測時の
計測対象物と計測機（１ａ，１ｂ）の位置関係に基づい
て、各測定点の三次元設計座標値の変換を行い、自動計
測用極座標値を演算し数値制御用デ−タの作成を行うも
ので、ノ−トパソコンあるいはハンディ−タ−ミナル等
を用いる。なお、携帯型コンピュ−タ４を省略し、画像
処理装置とモニタ−付きコンピュ−タ３とオンライン等
で直接接続してもよい。コントロ−ラ５は、ＣＣＤカメ
ラの視準方向，拡大倍率，合焦を遠隔操作する機能を有
し、計測対象物１０上の測点のうち、原点と基準軸およ
び基準面を設定するための３基準点（９ａ，９ｂ，９
ｃ）を視準するために使用される。また計測対象物１０
上の三次元設計座標値が既知でない測点の三次元座標値
を、マニュアル操作で計測する場合に使用する。以下、
前記のように構成したシステムを用いて、計測対象物１
０上の測点の三次元座標値を自動的に計測する実施例に
ついて説明する。
【００２２】図３は、計測手順の骨子を示すフロ−チャ
−トである。本発明の三次元座標値自動計測法は、 計測対象物１０の設計あるいは製作のために作成さ
れた既知の三次元設計座標値を、モニタ−付きコンピュ
−タ３を使用して、三次元ＣＡＤの図形デ−タとして入
力を行い、モニタ−画面上に計測対象物１０の三次元設
計モデルを作成し測点を決定する。この場合、計測対象
物１０の設計寸法値を入力して三次元モデルを作図して
もよい。
−トである。本発明の三次元座標値自動計測法は、 計測対象物１０の設計あるいは製作のために作成さ
れた既知の三次元設計座標値を、モニタ−付きコンピュ
−タ３を使用して、三次元ＣＡＤの図形デ−タとして入
力を行い、モニタ−画面上に計測対象物１０の三次元設
計モデルを作成し測点を決定する。この場合、計測対象
物１０の設計寸法値を入力して三次元モデルを作図して
もよい。
【００２３】 同じ三次元ＣＡＤの画像上に、計測機
（１ａ，１ｂ）の設置位置を入力し、 （ａ）この点を原点として計測対象物１０上の測点
の設計極座標値を、ＣＡＤの座標表示機能により求め
る。（ｂ）また、計測機（１ａ，１ｂ）が設置された位
置から視準できる測点上のタ−ゲットを、三次元ＣＡＤ
の隠線処理機能を用いて選定し、タ−ゲットの測点から
の偏位およびタ−ゲット面の向きを設定したうえで、タ
−ゲットの視準面７の中心点の設計極座標値を（ａ）と
同様にして求め、測定順番の設定等の計測条件のシュミ
レ−ションを行い、２台の計測機（１ａ，１ｂ）の設置
可能範囲を求める。
（１ａ，１ｂ）の設置位置を入力し、 （ａ）この点を原点として計測対象物１０上の測点
の設計極座標値を、ＣＡＤの座標表示機能により求め
る。（ｂ）また、計測機（１ａ，１ｂ）が設置された位
置から視準できる測点上のタ−ゲットを、三次元ＣＡＤ
の隠線処理機能を用いて選定し、タ−ゲットの測点から
の偏位およびタ−ゲット面の向きを設定したうえで、タ
−ゲットの視準面７の中心点の設計極座標値を（ａ）と
同様にして求め、測定順番の設定等の計測条件のシュミ
レ−ションを行い、２台の計測機（１ａ，１ｂ）の設置
可能範囲を求める。
【００２４】 前記設置可能範囲内に各々の計測機
（１ａ，１ｂ）を設置し、 計測対象物１０上に基準面を構成する３基準点（９
ａ，９ｂ，９ｃ）に設置されたタ−ゲット上の視準面７
の水平角，鉛直角を計測機（１ａ，１ｂ）により実測す
る。
（１ａ，１ｂ）を設置し、 計測対象物１０上に基準面を構成する３基準点（９
ａ，９ｂ，９ｃ）に設置されたタ−ゲット上の視準面７
の水平角，鉛直角を計測機（１ａ，１ｂ）により実測す
る。
【００２５】 この座標値は三次元ＣＡＤに入力さ
れ、後述する自動視準の原理および測点の偏位補正によ
り測点の三次元座標値を求め、任意の１点を原点９ａ、
原点と第２点９ｂを通る軸をｘ軸、この軸と第３点９ｃ
を含む平面をｘ−ｙ面と定義して計測対象物の局所座標
系とし、三次元ＣＡＤ上に設定する。
れ、後述する自動視準の原理および測点の偏位補正によ
り測点の三次元座標値を求め、任意の１点を原点９ａ、
原点と第２点９ｂを通る軸をｘ軸、この軸と第３点９ｃ
を含む平面をｘ−ｙ面と定義して計測対象物の局所座標
系とし、三次元ＣＡＤ上に設定する。
【００２６】 その局所座標上にで作成された計測
対象物１０の三次元設計モデルの複写を行う。すなわ
ち、図４のように、計測対象物１０のうえに共通の座標
軸を持つ三次元設計モデルが投影された状態である。そ
して、実測時の各々の計測機（１ａ，１ｂ）位置を原点
としたときの三次元設計モデル上の測点に設置されたタ
−ゲットの視準面７の中心点の設計極座標値がＣＡＤの
座標表示機能により求められる。また、一組の計測機
（１ａ，１ｂ）の設置点から視準できない測点は、前記
のシュミレ−ションから解っているので、それらに設
置されたタ−ゲットを視準できる複数の計測機（１ａ，
１ｂ）の設置点を設け、複数の計測機から視準可能な、
計測対象物内外の共通測定点にタ−ゲットを設置し、こ
れを計測の接合点として座標を一致させる。この計測機
設置数，位置および共通測定点の数，位置も、あらかじ
めシミュレ−ションしておく。
対象物１０の三次元設計モデルの複写を行う。すなわ
ち、図４のように、計測対象物１０のうえに共通の座標
軸を持つ三次元設計モデルが投影された状態である。そ
して、実測時の各々の計測機（１ａ，１ｂ）位置を原点
としたときの三次元設計モデル上の測点に設置されたタ
−ゲットの視準面７の中心点の設計極座標値がＣＡＤの
座標表示機能により求められる。また、一組の計測機
（１ａ，１ｂ）の設置点から視準できない測点は、前記
のシュミレ−ションから解っているので、それらに設
置されたタ−ゲットを視準できる複数の計測機（１ａ，
１ｂ）の設置点を設け、複数の計測機から視準可能な、
計測対象物内外の共通測定点にタ−ゲットを設置し、こ
れを計測の接合点として座標を一致させる。この計測機
設置数，位置および共通測定点の数，位置も、あらかじ
めシミュレ−ションしておく。
【００２７】 この測定対象タ−ゲットの設計極座標
値に、その測点のタ−ゲットの形式，色，サイズといっ
た属性デ−タを加え、各々のタ−ゲットの自動追尾，探
索，視準用の数値制御デ−タを作成し、 このデ−タを用いて計測機（１ａ，１ｂ）を駆動
し、ＣＣＤカメラの視準方向，拡大倍率，合焦の遠隔操
作を行い、測定対象タ−ゲットを自動的に追尾，視準す
る。本発明におけるタ−ゲット中心点の自動視準の原理
は次の通りである。
値に、その測点のタ−ゲットの形式，色，サイズといっ
た属性デ−タを加え、各々のタ−ゲットの自動追尾，探
索，視準用の数値制御デ−タを作成し、 このデ−タを用いて計測機（１ａ，１ｂ）を駆動
し、ＣＣＤカメラの視準方向，拡大倍率，合焦の遠隔操
作を行い、測定対象タ−ゲットを自動的に追尾，視準す
る。本発明におけるタ−ゲット中心点の自動視準の原理
は次の通りである。
【００２８】図５は、ＣＣＤカメラが捉えたタ−ゲット
６の視準面７の影像である。ＣＣＤカメラにより真円の
視準面７を持つタ−ゲット６を視準し得られたタ−ゲッ
ト像（視準面７の像）は、ＣＣＤカメラの光軸と角度を
持っていれば、楕円の画像として捉えられるが、画像の
長径と視準面７の直径は常に等しい。
６の視準面７の影像である。ＣＣＤカメラにより真円の
視準面７を持つタ−ゲット６を視準し得られたタ−ゲッ
ト像（視準面７の像）は、ＣＣＤカメラの光軸と角度を
持っていれば、楕円の画像として捉えられるが、画像の
長径と視準面７の直径は常に等しい。
【００２９】図６を用いて次に、タ−ゲットの中心点
の、ＣＣＤカメラの視準点からのずれ量（Δｘ，Δｙ，
Δｚ）の算出法を説明する。視準軸方向をｚｐとし、そ
れと直交する面をｘｐ−ｙｐ平面とし、水平方向にｘｐ
軸、それに直交する軸をｙｐ軸として画像座標系を設定
し、タ−ゲット上の視準点、すなわち視準軸がタ−ゲッ
トと交差する点をＰとし、画像座標系の原点とする。こ
のｘｐ−ｙｐ平面上に投影されたタ−ゲットの視準面７
の光像（以下タ−ゲット像と称す）１２の画像解析を行
い、タ−ゲット像１２の中心Ｃの視準点Ｐからのずれ量
（Δｘ，Δｙ）およびタ−ゲット像１２の長径ａと短径
ｂを求める。なお、長径ａは常に真円の視準面７の直径
に等しいので既知である。この短径と長径の比から、視
準面７（タ−ゲット面）が光軸となす角度φが算出され
る。
の、ＣＣＤカメラの視準点からのずれ量（Δｘ，Δｙ，
Δｚ）の算出法を説明する。視準軸方向をｚｐとし、そ
れと直交する面をｘｐ−ｙｐ平面とし、水平方向にｘｐ
軸、それに直交する軸をｙｐ軸として画像座標系を設定
し、タ−ゲット上の視準点、すなわち視準軸がタ−ゲッ
トと交差する点をＰとし、画像座標系の原点とする。こ
のｘｐ−ｙｐ平面上に投影されたタ−ゲットの視準面７
の光像（以下タ−ゲット像と称す）１２の画像解析を行
い、タ−ゲット像１２の中心Ｃの視準点Ｐからのずれ量
（Δｘ，Δｙ）およびタ−ゲット像１２の長径ａと短径
ｂを求める。なお、長径ａは常に真円の視準面７の直径
に等しいので既知である。この短径と長径の比から、視
準面７（タ−ゲット面）が光軸となす角度φが算出され
る。
【００３０】
【数１】
【００３１】さらに、タ−ゲット６の視準面７の長軸
（Ｌ軸）が水平軸（ｘｐ軸）となす角度αを求め、以下
のような計算式によりタ−ゲット中心点（視準面７の円
中心）Ｔの視準軸方向のずれ量Δｚを算出する。
（Ｌ軸）が水平軸（ｘｐ軸）となす角度αを求め、以下
のような計算式によりタ−ゲット中心点（視準面７の円
中心）Ｔの視準軸方向のずれ量Δｚを算出する。
【００３２】
【数２】
【００３３】各々の計測機（１ａ，１ｂ）による、視準
点Ｐiを原点とした時の、タ−ゲット中心点Ｔの視準点
Ｐiからのずれ量の、全体座標系における三次元座標値
（ΔＸi，ΔＹi，ΔＺi）は、視準面７の視準点Ｐiの方
向角（Ｈｐi，Ｖｐi）と、上記で求められたずれ量の、
画像座標系における三次元座標値（Δｘi，Δｙi，Δｚ
i）から、下式により求められる。
点Ｐiを原点とした時の、タ−ゲット中心点Ｔの視準点
Ｐiからのずれ量の、全体座標系における三次元座標値
（ΔＸi，ΔＹi，ΔＺi）は、視準面７の視準点Ｐiの方
向角（Ｈｐi，Ｖｐi）と、上記で求められたずれ量の、
画像座標系における三次元座標値（Δｘi，Δｙi，Δｚ
i）から、下式により求められる。
【００３４】
【数３】
【００３５】図７を用いて、対象タ−ゲット中心点の座
標値の算出方法を説明する。各々の計測機１ａ，計測機
１ｂの位置をそれぞれＯ1，Ｏ2とし、計測機１ａ，計測
機１ｂから視準したタ−ゲット６の視準面７上の点をＰ
1，Ｐ2、タ−ゲットの中心をＴとする。Ｏ2，Ｐ1，
Ｐ2，Ｔの、Ｏ1を通る水平面上への投影点をＯ2p，
Ｐ1p，Ｐ2p，Ｔｐとし、Ｏ1を原点としてＯ2pを通る軸
をＸ1軸とする。ここで、Ｒ1，Ｒ2は計測機位置Ｏ1，Ｏ
2から視準点Ｐ1，Ｐ2までの斜距離、Ｈ1，Ｈ2はＲ1，Ｒ
2の水平面への投影線がＸ1軸となす角度、ｄ1，ｄ2は計
測機位置Ｏ1，Ｏ2からタ−ゲット中心Ｔまでの斜距離の
水平面への投影線、θ1，θ2はｄ1，ｄ2がＸ1軸となす
角度である。２台の計測機（１ａ，１ｂ）間の水平距離
Ｏ1Ｏ2pをＬとすると、各々の計測機（１ａ，１ｂ）の
位置Ｏiから視準点Ｐiまでの斜距離Ｒiは下式により求
められる。
標値の算出方法を説明する。各々の計測機１ａ，計測機
１ｂの位置をそれぞれＯ1，Ｏ2とし、計測機１ａ，計測
機１ｂから視準したタ−ゲット６の視準面７上の点をＰ
1，Ｐ2、タ−ゲットの中心をＴとする。Ｏ2，Ｐ1，
Ｐ2，Ｔの、Ｏ1を通る水平面上への投影点をＯ2p，
Ｐ1p，Ｐ2p，Ｔｐとし、Ｏ1を原点としてＯ2pを通る軸
をＸ1軸とする。ここで、Ｒ1，Ｒ2は計測機位置Ｏ1，Ｏ
2から視準点Ｐ1，Ｐ2までの斜距離、Ｈ1，Ｈ2はＲ1，Ｒ
2の水平面への投影線がＸ1軸となす角度、ｄ1，ｄ2は計
測機位置Ｏ1，Ｏ2からタ−ゲット中心Ｔまでの斜距離の
水平面への投影線、θ1，θ2はｄ1，ｄ2がＸ1軸となす
角度である。２台の計測機（１ａ，１ｂ）間の水平距離
Ｏ1Ｏ2pをＬとすると、各々の計測機（１ａ，１ｂ）の
位置Ｏiから視準点Ｐiまでの斜距離Ｒiは下式により求
められる。
【００３６】
【数４】
【００３７】これにより、それぞれの計測機を原点とし
た時の、全体座標系におけるタ−ゲット中心点Ｔの三次
元座標値（Ｘｃi，Ｙｃi，Ｚｃi）は下式のようにな
る。
た時の、全体座標系におけるタ−ゲット中心点Ｔの三次
元座標値（Ｘｃi，Ｙｃi，Ｚｃi）は下式のようにな
る。
【００３８】
【数５】
【００３９】図８を用いて次に、計測対象物１０上の測
点から偏位させた位置にタ−ゲット６の視準面７を設置
した場合の、測点の三次元座標値の算出方式を説明す
る。図８の（ａ）と（ｂ）は、それぞれタ−ゲットの正
面図と側面図であり、図８の（ｃ）はＣＣＤカメラによ
り撮像されたタ−ゲット像１２である。タ−ゲット中心
Ｔから測点Ｑまでのタ−ゲット面７の径線方向の距離を
ｈ、接線方向をｆ、直角方向の距離をｄとし、タ−ゲッ
ト像１２の長軸（Ｌ軸）と径線８の画像１３のなす角度
βを画像解析により求め、画像座標系において、タ−ゲ
ット中心Ｔを原点としたときの測点Ｑの座標値（Δｘ
ｓ，Δｙｓ，Δｚｓ）は下式により求められる。
点から偏位させた位置にタ−ゲット６の視準面７を設置
した場合の、測点の三次元座標値の算出方式を説明す
る。図８の（ａ）と（ｂ）は、それぞれタ−ゲットの正
面図と側面図であり、図８の（ｃ）はＣＣＤカメラによ
り撮像されたタ−ゲット像１２である。タ−ゲット中心
Ｔから測点Ｑまでのタ−ゲット面７の径線方向の距離を
ｈ、接線方向をｆ、直角方向の距離をｄとし、タ−ゲッ
ト像１２の長軸（Ｌ軸）と径線８の画像１３のなす角度
βを画像解析により求め、画像座標系において、タ−ゲ
ット中心Ｔを原点としたときの測点Ｑの座標値（Δｘ
ｓ，Δｙｓ，Δｚｓ）は下式により求められる。
【００４０】
【数６】
【００４１】上記の測点Ｑの、画像座標系における座標
値を、全体座標系に変換して、各々の計測機（１ａ，１
ｂ）を原点とした時の測点Ｑの三次元座標値（Ｘｓi，
Ｙｓi，Ｚｓi）は次式により求められる。
値を、全体座標系に変換して、各々の計測機（１ａ，１
ｂ）を原点とした時の測点Ｑの三次元座標値（Ｘｓi，
Ｙｓi，Ｚｓi）は次式により求められる。
【００４２】
【数７】
【００４３】上記の方法により、自動視準された計測対
象物１０上のタ−ゲットの中心点の三次元座標値は、タ
−ゲット６の視準面７の設置偏位（測点とタ−ゲット中
心とのずれ量）が補正されて、測点の三次元座標値が求
められる。
象物１０上のタ−ゲットの中心点の三次元座標値は、タ
−ゲット６の視準面７の設置偏位（測点とタ−ゲット中
心とのずれ量）が補正されて、測点の三次元座標値が求
められる。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、計測対象物の三次元座
標の計測においてタ−ゲットを視準する際、タ−ゲット
中心点に複数の計測機の視準軸を合致させることなく、
撮像装置によって得られたタ−ゲット像を画像解析する
ことによりずれ量を求めて補正することとしているた
め、タ−ゲットの中心と計測機の視準軸を合致させる際
生じる視準誤差を排除でき高精度の計測ができる。しか
も、視準操作に要していた時間の短縮がはかられ、計測
スピ−ドを大幅に速くできる。
標の計測においてタ−ゲットを視準する際、タ−ゲット
中心点に複数の計測機の視準軸を合致させることなく、
撮像装置によって得られたタ−ゲット像を画像解析する
ことによりずれ量を求めて補正することとしているた
め、タ−ゲットの中心と計測機の視準軸を合致させる際
生じる視準誤差を排除でき高精度の計測ができる。しか
も、視準操作に要していた時間の短縮がはかられ、計測
スピ−ドを大幅に速くできる。
【００４５】また、複数の計測機の視準軸を計測対象物
上の測点に完全に合致させる必要がないため、既知の三
次元設計座標値を用いて撮像装置と測角計からなる計測
機を自動的に制御してモ−タ駆動させ、計測対象物上の
測点に設置されたタ−ゲットの自動視準を行うことが容
易にでき、実際の計測作業において人手作業が大幅に省
略され、人爲的ミスが少なくなり、計測現場における計
測作業が迅速かつ確実にできる。
上の測点に完全に合致させる必要がないため、既知の三
次元設計座標値を用いて撮像装置と測角計からなる計測
機を自動的に制御してモ−タ駆動させ、計測対象物上の
測点に設置されたタ−ゲットの自動視準を行うことが容
易にでき、実際の計測作業において人手作業が大幅に省
略され、人爲的ミスが少なくなり、計測現場における計
測作業が迅速かつ確実にできる。
【００４６】また、計測対象物上の測点から偏位させた
位置にタ−ゲットを設置することが可能となり、計測機
の設置台数あるいは移動回数を削減することができ、計
測設備コスト，計測時間を大幅に削減することができる
とともに、計測機の切り替えや移動による座標の接合の
際に生じる測定誤差を最小限にすることができ、高精度
の計測ができる。
位置にタ−ゲットを設置することが可能となり、計測機
の設置台数あるいは移動回数を削減することができ、計
測設備コスト，計測時間を大幅に削減することができる
とともに、計測機の切り替えや移動による座標の接合の
際に生じる測定誤差を最小限にすることができ、高精度
の計測ができる。
【図１】 本発明を一態様で実施する、大型構造物用の
計測測定装置の全体構成を示す斜視図（一部は正面図、
一部はブロック図）である。
計測測定装置の全体構成を示す斜視図（一部は正面図、
一部はブロック図）である。
【図２】 （ａ）は図１に示すタ−ゲット６の拡大平面
図、（ｂ）および（ｃ）は、タ−ゲットの変形例を示す
平面図である。
図、（ｂ）および（ｃ）は、タ−ゲットの変形例を示す
平面図である。
【図３】 本発明の一実施例の計測手順の骨子を示すフ
ロ−チャ−トである。
ロ−チャ−トである。
【図４】 計測対象構造物の実物のうえに共通の座標軸
を持った三次設計モデルを投影した状態を示す斜視図で
ある。
を持った三次設計モデルを投影した状態を示す斜視図で
ある。
【図５】 図１に示す計測機１ａ，１ｂのＣＣＤカメラ
の光軸に対してφの角度を持つ真円の視準面７と、該Ｃ
ＣＤカメラによる該視準面７の光像（タ−ゲット像）１
２を示す平面図である。
の光軸に対してφの角度を持つ真円の視準面７と、該Ｃ
ＣＤカメラによる該視準面７の光像（タ−ゲット像）１
２を示す平面図である。
【図６】 図１に示す計測機１ａ，１ｂのＣＣＤカメラ
のタ−ゲット像１２と、タ−ゲット中心の光軸方向のず
れ量Δｚの関係を示す平面図である。
のタ−ゲット像１２と、タ−ゲット中心の光軸方向のず
れ量Δｚの関係を示す平面図である。
【図７】 図１に示す計測機１ａ，１ｂのＣＣＤカメラ
を原点とするタ−ゲット中心点の三次元座標値を示す平
面図で量る。
を原点とするタ−ゲット中心点の三次元座標値を示す平
面図で量る。
【図８】 図１に示すタ−ゲット６の視準面７の平面お
よび側面と、図１に示す計測機１ａ，１ｂのＣＣＤカメ
ラで撮影した視準面７の光像すなわちタ−ゲット像１２
の相関を示す平面図であり、視準面７の中心点を原点と
する測定Ｑの、ＣＣＤカメラ撮影画面上の位置を示す。
よび側面と、図１に示す計測機１ａ，１ｂのＣＣＤカメ
ラで撮影した視準面７の光像すなわちタ−ゲット像１２
の相関を示す平面図であり、視準面７の中心点を原点と
する測定Ｑの、ＣＣＤカメラ撮影画面上の位置を示す。
１ａ，１ｂ：計測機 ２：画像
処理装置 ３：モニタ−付きコンピュ−タ ４：携帯
型コンピュ−タ ５：コントロ−ラ ６：計測
用タ−ゲット ７：視準面 ８：径線 ９ａ，９ｂ，９ｃ：基準点 １０：計
測対象物 １１：計測対象物への設計値の投影線 １２：タ
−ゲット像 １３：径線の光像 １４：プ
リンタ １５：プロッタ １６：モ
デム
処理装置 ３：モニタ−付きコンピュ−タ ４：携帯
型コンピュ−タ ５：コントロ−ラ ６：計測
用タ−ゲット ７：視準面 ８：径線 ９ａ，９ｂ，９ｃ：基準点 １０：計
測対象物 １１：計測対象物への設計値の投影線 １２：タ
−ゲット像 １３：径線の光像 １４：プ
リンタ １５：プロッタ １６：モ
デム
Claims (3)
- 【請求項１】計測対象物上の測点に設けたタ−ゲットを
視準して、各測点の三次元座標値を計測するシステムに
おいて、測点上に設置されたタ−ゲットと、２台一組の
撮像装置搭載の視準方向を測角する機能を備えた計測
機、および撮像されたタ−ゲットの画像を解析する画像
処理装置で構成された計測装置を用いて、それぞれの撮
像装置の視準軸が測定対象タ−ゲット内に入った状態で
測角を行うとともに、画像処理装置にて撮像されたタ−
ゲット像を解析し、それぞれの視準点からのタ−ゲット
像の中心のずれ量とタ−ゲット面の傾きを求め、演算に
より視準点の三次元座標値の補正を行うことによって、
タ−ゲット中心点の三次元座標値を求めることを特徴と
する三次元座標計測解析法。 - 【請求項２】計測対象物上の多数の測点に設けたタ−ゲ
ットを視準して、各測点の三次元座標値を計測するシス
テムにおいて、２台一組のモ−タ駆動可能な撮像装置搭
載の測角する機能を備えた計測機と、計測条件の設定，
座標変換，解析を行うプログラムが作動するモニタ−付
きコンピュ−タ等で構成された三次元計測システムを用
いて、計測対象物の設計寸法値または三次元設計座標値
をコンピュ−タに入力し、モニタ−画面で計測機の設置
可能範囲を求めた後、その範囲内に計測機を設置し、基
準となる測点を実測して得られた座標値を基に基準座標
系を設定して各測点の三次元設計座標値の座標変換を行
い、その設計座標値を自動計測用の極座標に変換し、変
換された極座標値の方向角で各々の計測機を駆動し、各
測点に取り付けられたタ−ゲットを自動的に追尾し、請
求項１記載の方法でタ−ゲット中心点の三次元座標値を
求めることを特徴とする三次元座標自動計測解析法。 - 【請求項３】計測対象物上の測点に設けたタ−ゲットを
視準して、各測点の三次元座標値を計測するシステムに
おいて、測点の方向を示すマ−クが印されたタ−ゲット
と、撮像装置、および撮像されたタ−ゲット像の画像を
解析する画像処理装置で構成された計測装置を用いて、
画像処理装置にて撮像されたタ−ゲット像を解析し、タ
−ゲット像の主軸と前記マ−クの位置関係を求め、タ−
ゲット中心点の三次元座標値から、演算により計測対象
物上の測点の三次元座標値を求めることを特徴とする請
求項１又は請求項２記載の三次元形状計測解析法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058690A JPH08254409A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 三次元形状計測解析法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058690A JPH08254409A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 三次元形状計測解析法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08254409A true JPH08254409A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13091554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7058690A Withdrawn JPH08254409A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 三次元形状計測解析法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08254409A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002063241A1 (fr) * | 2001-02-08 | 2002-08-15 | Nkk Corporation | Procede de mesure de coordonnees tridimensionnelles, dispositif de mesure de coordonnees tridimensionnelles et procede permettant la construction d"une structure de grande dimension |
| US7549254B2 (en) | 2001-12-07 | 2009-06-23 | Karen Pamela Winton | Method of allocating advertising space and system therefor |
| JP2012041620A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Jfe Steel Corp | 鋼構造物の合わせ面の加工方法 |
| CN103542868A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-01-29 | 武汉海达数云技术有限公司 | 基于角度和强度的车载激光点云噪点自动去除方法 |
| KR101370523B1 (ko) * | 2012-10-19 | 2014-03-27 | 주식회사 지오시스템 | 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 방법 |
| CN104296734A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-01-21 | 上海通用金属结构工程有限公司 | 一种曲线异型杆件位置测量方法 |
| CN104807405A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-29 | 四川大学 | 一种基于光线角度标定的三维坐标测量方法 |
| CN105115443A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-02 | 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 | 基于视觉测量技术的水平全视角高精度三维测量方法 |
| JP6488470B1 (ja) * | 2018-10-03 | 2019-03-27 | 鹿島建設株式会社 | 自動測量システム及び自動測量方法 |
| CN113137952A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-07-20 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种隧道断面测点的定位方法 |
| CN113432575A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-09-24 | 北京建筑大学 | 一种检测墙体鼓包形变的方法、测量机器人及存储介质 |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP7058690A patent/JPH08254409A/ja not_active Withdrawn
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002063241A1 (fr) * | 2001-02-08 | 2002-08-15 | Nkk Corporation | Procede de mesure de coordonnees tridimensionnelles, dispositif de mesure de coordonnees tridimensionnelles et procede permettant la construction d"une structure de grande dimension |
| US6559931B2 (en) | 2001-02-08 | 2003-05-06 | Nkk Corporation | Three-dimensional (3-D) coordinate measuring method, 3-D coordinate measuring apparatus, and large-structure building method |
| US7549254B2 (en) | 2001-12-07 | 2009-06-23 | Karen Pamela Winton | Method of allocating advertising space and system therefor |
| US8610642B2 (en) | 2001-12-07 | 2013-12-17 | Karen Pamela Winton | Method of allocating advertising space and system therfor |
| JP2012041620A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Jfe Steel Corp | 鋼構造物の合わせ面の加工方法 |
| KR101370523B1 (ko) * | 2012-10-19 | 2014-03-27 | 주식회사 지오시스템 | 조선 해양 구조물의 측정 및 정도 관리 방법 |
| CN103542868A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-01-29 | 武汉海达数云技术有限公司 | 基于角度和强度的车载激光点云噪点自动去除方法 |
| CN104296734A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-01-21 | 上海通用金属结构工程有限公司 | 一种曲线异型杆件位置测量方法 |
| CN104807405A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-29 | 四川大学 | 一种基于光线角度标定的三维坐标测量方法 |
| CN104807405B (zh) * | 2015-04-27 | 2017-05-10 | 四川大学 | 一种基于光线角度标定的三维坐标测量方法 |
| CN105115443A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-02 | 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 | 基于视觉测量技术的水平全视角高精度三维测量方法 |
| JP6488470B1 (ja) * | 2018-10-03 | 2019-03-27 | 鹿島建設株式会社 | 自動測量システム及び自動測量方法 |
| JP2020056710A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 鹿島建設株式会社 | 自動測量システム及び自動測量方法 |
| CN113137952A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-07-20 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种隧道断面测点的定位方法 |
| CN113137952B (zh) * | 2021-04-23 | 2021-11-12 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种隧道断面测点的定位方法 |
| CN113432575A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-09-24 | 北京建筑大学 | 一种检测墙体鼓包形变的方法、测量机器人及存储介质 |
| CN113432575B (zh) * | 2021-05-13 | 2024-02-13 | 北京建筑大学 | 一种检测墙体鼓包形变的方法、测量机器人及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6559931B2 (en) | Three-dimensional (3-D) coordinate measuring method, 3-D coordinate measuring apparatus, and large-structure building method | |
| JP3210817B2 (ja) | 三次元座標自動計測解析法 | |
| US10585167B2 (en) | Relative object localization process for local positioning system | |
| Georgiev et al. | Localization methods for a mobile robot in urban environments | |
| US8812257B2 (en) | Method for determining a virtual tool center point | |
| US9869549B2 (en) | Robotic laser pointer apparatus and methods | |
| US8060344B2 (en) | Method and system for automatically performing a study of a multidimensional space | |
| JP4607095B2 (ja) | 測量機器において画像処理を行う方法と装置 | |
| US8218131B2 (en) | Position measuring system, position measuring method and position measuring program | |
| US4724480A (en) | Method for optical alignment of one object with respect to another | |
| JP2004508954A (ja) | 位置決め装置およびシステム | |
| JP3859571B2 (ja) | ３次元視覚センサ | |
| US7075634B2 (en) | Surveying system | |
| JPH08254409A (ja) | 三次元形状計測解析法 | |
| JP4138145B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JPH09311021A (ja) | 光波測距儀を用いた３次元形状測定方法 | |
| JP2001296124A (ja) | ３次元座標計測方法及び３次元座標計測装置 | |
| JP2003114105A (ja) | 大型構造物の建造方法 | |
| US11662432B2 (en) | System and method for positioning of a laser projection system | |
| JP4359083B2 (ja) | 測量システム | |
| JP3498250B2 (ja) | 橋梁鈑桁など長尺構造物の自動計測装置及び方法 | |
| JPH07139918A (ja) | 円柱中心位置・半径計測方法 | |
| JPH09178447A (ja) | 三次元形状計測用ターゲット | |
| JPH0474649B2 (ja) | ||
| JPH0364801B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |