JPH10170263A - 写真測量用ターゲット - Google Patents
写真測量用ターゲットInfo
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- JPH10170263A JPH10170263A JP35285696A JP35285696A JPH10170263A JP H10170263 A JPH10170263 A JP H10170263A JP 35285696 A JP35285696 A JP 35285696A JP 35285696 A JP35285696 A JP 35285696A JP H10170263 A JPH10170263 A JP H10170263A
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Abstract
ーゲットを得る。 【解決手段】 ターゲット10は3本の辺部材12、1
4、16を有している。辺部材12、16は端部12
a、16aにおいて、辺部材14が上に重なるように、
ヒンジ18、20によりそれぞれ回動可能に連結され
る。辺部材12の端面12cには凸部が設けられる。辺
部材16の端面16cにはこの凸部に嵌合可能な孔が設
けられる。ターゲット10には基準点識別部材40、4
2、44が設けられる。
Description
おいて、撮影時に長さや角度の基準として用いられる写
真測量用ターゲットに関する。
測量において、例えば被写体は銀塩フィルムを用いたカ
メラ、あるいは電子スチルカメラにより撮影され、記録
画像における被写体の2次元座標から、演算により被写
体の3次元座標が得られる。
えば紐や現地で調整する構造物を設置し、これら紐や構
造物を含めて被写体の撮影が行なわれる。そして実際の
座標を算出する際には、紐や構造物により形成される基
準形状に基づいて演算が行なわれ、得られた座標値に基
づいて作図される。
定するためには、測量機などで測定しながら設定した
り、形状を決定する必要があった。その結果撮影に時間
がかかり、また運搬のために大きさに限界があった。
かつ運搬が容易な写真測量用ターゲットを提供すること
が目的である。
ターゲットは、記録画像に基づいて被写体の座標を求め
る写真測量に用いられる写真測量用ターゲットであっ
て、折り畳み可能に連結された複数のターゲット要素を
備え、これらのターゲット要素を広げた状態において、
ターゲット要素に設けられた少なくとも3個の基準点が
同一平面上に位置し、これらの基準点を結んで一定の基
準形状が形成されることを特徴としている。
は、ターゲット要素を連結するための連結部材を備え
る。
は、基準形状が正多角形であり、さらに好ましくは正三
角形である。
は、ターゲット要素が棒材であり、連結部材がこの棒材
の端部に設けられたヒンジである。さらに好ましくは、
3本の棒材を三辺とする三角形が形成され、この三角形
の2つの頂点に、ヒンジがそれぞれ設けられる。またさ
らに好ましくは、ヒンジが設けられていない頂点を形成
する2つの棒材の端部の一方に凹部が設けられ、もう一
方の棒材の端部にこの凹部に嵌合する凸部が設けられ
る。
は、2本の長棒材を二辺とし、この長棒材より短い2本
の短棒材を連結して一辺とする三角形が形成され、4本
の棒材の端部に、棒材を回動可能にするヒンジがそれぞ
れ設けられる。さらに好ましくは、2本の短棒材を連結
するヒンジの近傍に、2本の短棒材を一体的に固定する
ための固定部材が設けられる。
は、記録画像に基づいて被写体の座標を求める写真測量
に用いられる写真測量用ターゲットであって、結合部材
と、この結合部材に対して着脱可能であり、結合部材に
一体的に連結する複数のターゲット要素とを備え、ター
ゲット要素を結合部材に結合した状態において、ターゲ
ット要素に設けられた少なくとも3個の基準点が同一平
面上に位置し、これらの基準点を結んで一定の基準形状
が形成されることを特徴としている。
は、ターゲット要素が棒部材であり、結合部材が棒部材
の端部に嵌合可能な溝部を有する。
は、結合部材が円板であり、溝部が外周面から径方向に
穿設される。さらに好ましくは、溝部が円板の中心に対
して90度毎に設けられる。またさらに好ましくは、基
準形状が二等辺三角形である。
ーゲットの実施形態について添付図面を参照して説明す
る。なお、本実施形態に用いられるカメラは撮像素子を
用いた電子スチルカメラであり、撮像された画像は、記
録媒体に電気的あるいは磁気的に記録されるものとす
る。また、各実施形態において、対応する構成について
は同符号で示している。
ト10と、被写体である立方体102と、カメラ100
との位置関係を示す図である。カメラ100は立方体1
02とターゲット10が両方写るように2方向から撮影
される。第1及び第2のカメラ位置は、それぞれ撮影レ
ンズの主点位置M1、M2で示され、光軸方向はそれぞ
れO1、O2(図中、2点破線で示される)で示され
る。なお、第1のカメラ位置M1は実線で示され、第2
のカメラ位置M2は破線で示される。
角形の頂点に位置する3つの基準点P1、P2、P3を
有し、これらの基準点P1、P2、P3によって定義さ
れる形状(図中、ハッチングで示される)を本明細書で
は基準形状と呼ぶ。本実施形態では、基準形状を長さL
の正三角形とする。
1、M2からそれぞれ撮影されたときの画像である。図
2(a) で示す画像1において、撮像中心c1を原点とす
る2次元直交座標系である第1の写真座標系(x1,y
1)が画像上に設定される。この第1の写真座標系にお
ける基準点P1の像点はp11(px11, py11)で示さ
れる。同様に基準点P2、P3はそれぞれ像点p12(p
x12, py12)、p13(px13, py13)と対応する。
図2(b) の画像2においても、第2の写真座標系(x
1,y1)における基準点P1〜P3の像点は、それぞ
れp21(px21,py21)、p22(px22, py22)、
p23(px23, py23)で示される。
ゲットとの位置関係を3次元的に示す図である。図2に
示された2枚の画像から立方体の3次元座標を求めるた
めには、ある3次元の基準座標系を設定し、この基準座
標系における2枚の画像の位置を定めることが必要であ
る。第1のカメラ位置M1を原点とし、光軸O1方向を
Z軸とする右手系の3次元直交座標系(X、Y、Z)を
基準座標系と定め、第2のカメラ位置M2の位置をこの
基準座標系で表す。即ち第2のカメラ位置M2は、第1
のカメラ位置に対する変位量(Xo,Yo,Zo)、お
よび光軸O1に対する回転角(α,β,γ)で示され
る。
3)の3次元座標(PXi,PYi,PZi)は、例え
ば基準点とその像点と撮影レンズの主点位置とが一直線
上にあることを利用した共線方程式((1)式)を用い
て求められる。なお、(1)式におけるCは主点距離、
即ち焦点距離であり、2枚の画像において同一であるこ
ととする。図3において、主点距離Cは、撮影レンズの
主点位置M1と撮像中心c1との距離、あるいは撮影レ
ンズの主点位置M2と撮像中心c2との距離である。
から平面図を得るステップを説明する。これらのステッ
プは、例えば外部のコンピュータ(図示しない)により
行なわれる。
02で(1)式における未知変量、即ち基準座標系にお
ける第2のカメラ位置(Xo,Yo,Zo)、および光
軸O2の光軸O1、即ちZ軸に対する回転角(α,β,
γ)は0でない適当な数値が与えられる。ステップS1
04では、前述したように基準点P1の2枚の画像にお
ける像点p11、p21がペアに指定され、それぞれの写真
座標系で表される(図2参照)。基準点P2、P3につ
いても同様に像点のペアp12とp22、p13とp23が指定
される。
1とする変数kが与えられる。ステップS108では、
2枚の画像に共通して写る任意の物点、例えば図1に示
す立方体の頂点Qk(k=1)を決定する。そして物点
Q1の画像1(図2(a) 参照)における像点をq11、画
像2(図2(b) 参照)における像点をq21とし、この2
点をペアに指定する。
線方程式を例えば逐次近似解法などの手法を用いて解
き、基準点Pi(i= 1〜3)の3次元座標(PXi,
PYi,PZi)、および物点Q1の3次元座標(QX
1,QY1,QZ1)を求める。逐次近似解法とは、前
述の共線方程式において未知変量Xo、Yo、Zo、
α、β、γに初期値を与え、この初期値の周りにテーラ
ー展開して線形化し、最小二乗法により未知変量の補正
量を求める手法である。この演算により未知変量のより
誤差の少ない近似値が求められる。
i(i= 1〜3)の3次元座標(PXi,PYi,PZ
i)は、2つの写真座標p1i(px1i,py1i)、p2i
(px2i,py2i)から変換されると同時に、Xo、Y
o、Zo、α、β、γの近似値が求められる。また物点
Q1も、2つの写真座標q11(qx11,qy11)、q21
(qx21,qy21)から、3次元の基準座標(QX1,
QY1,QZ1)に変換される。
を実際の距離に補正するための補正倍率mを求める。こ
の演算には既知の長さ、例えば基準点P1とP2との距
離が用いられる。P1とP2の実際の距離はターゲット
10の一辺の長さLであることから、基準座標系(X,
Y,Z)におけるP1とP2の距離L’(図3参照)と
Lとの間には次の関係式が成り立つ。
補正倍率mを用いて実際の長さにスケーリングされる。
P1とP2を結ぶ直線をX軸とし、基準形状を含む平面
PsをX−Z平面とする3次元座標系(X’,Y’,
Z’)が設定され、基準点P1を原点として基準点P
2、P3、および物点Q1が基準座標系から座標変換さ
れる。なお、原点は基準形状を含む面内であれば、任意
の点でも構わない。この座標変換は、例えばベクトル変
換などを用いて行なわれる。
どに、例えばX−Z平面図として基準点P1〜P3とと
もに物点Q1が図示される。なお、特にX−Z平面図に
限定されることはなく、X−Y平面図あるいは立体斜視
図でもよい。
か否か、即ちさらに別の物点の3次元座標を求めるか否
かを判定する。ペア指定を継続しない場合は処理が終了
する。さらにペア指定を行なう場合はステップS122
においてkが1つカウントされ、ステップS108から
再実行される。
回数分だけステップS108からステップS122まで
繰り返し行なわれ、2枚の画像から、基準点P1〜P3
によって形成される基準平面Psを基に作図される。な
お物点Qkの数kは、Xo、Yo、Zo、α、β、γを
誤差の少ない値に近似するために2つ以上(基準点の3
点と合わせて5点以上)であることが好ましい。
ゲットを上から見た図である。ターゲット10はターゲ
ット要素である辺部材12、14、16を備える。辺部
材12、14、16は例えば長方形断面の木材であり、
3つの辺部材の長さはほぼ同じである。材質は木材に限
定されず加工しやすいアクリル樹脂などでもよい。
14の端部14a、14bは辺部材12、16の端部1
2a、16aの上にそれぞれ重ねられ三角形を形成す
る。辺部材12と辺部材14は、各々の端部12a、1
4aに中間連結部材であるヒンジ18が設けられ、2つ
の辺部材12、14が回動可能に連結される。辺部材1
4と辺部材16の端部14b、16aにも同様にヒンジ
20が設けられる。ヒンジの設けられない端部12b、
16bは、組み立て時に断面12c、16cが接合でき
るように、辺部材12、16の長手方向に対して約60
度だけ傾斜した面で切断された形状を有し、頂点部15
は鋭角を成している。
である。図7で示すように、断面12cには円柱状の凸
部22が、断面16bには凸部22に嵌合可能な孔24
がそれぞれ設けられる。凸部22と孔24が嵌合するこ
とにより、断面12c、16cが接合し、ターゲット1
0の外輪郭が略三角形になるよう組み立てられる。
見た側面図である。ターゲット10の表面には、基準平
面P(図中、二点鎖線で示される)を定義するための基
準点30、32、34が示され、これら基準点30、3
2、34を明確に識別するために基準点識別部材40、
42、44がそれぞれ設けられる。基準点識別部材4
0、42、44は、例えば表面に高反射率の反射シート
が添付された三角錐のアクリル樹脂である。なお形状、
材質などはこれに限定されることはなく、基準点が明確
に識別できる構成であればよい。
部12bの上に設けられる。同様に、基準点識別部材4
2、基準点識別部材44は端部14a、端部14bの上
にそれぞれ設けられる。基準点識別部材40、42、4
4の三角錐の頂点は基準点30、32、34として識別
され、基準点30、32、34により基準形状S(図
中、二点鎖線で示される)、即ち正三角形が定義され
る。基準形状Sの大きさ、即ち各基準点間の距離は特に
限定されないが、基準点間距離が大きい方が測拒精度が
高くなるので、基準点識別部材40、42、44は各辺
部材の端部12b、14b、16bに設けられることが
好ましい。また、基準形状Sは正三角形に特に限定され
るものではなく、基準点を4点以上設け四角形などにし
てもよい。
は辺部材14より薄く、基準点識別部材40の高さは、
基準点30、32、34の水平面からの高さが同じにな
るように、基準点識別部材42、44よりも大きく形成
される。したがって、基準点30、32、34から定義
される基準平面Pは、載置した道路面に対し常に平行と
なる。
を、基準点識別部材40、42、44の設けられていな
い側から見た図である。凸部22が孔24から外され、
ヒンジ18、20により辺部材12、16が回動させら
れると、図9のように運びやすい形状となる。
ーゲットは運搬時に折り畳まれるので運びやすく、また
写真測量用ターゲットを使用する場合には、辺部材1
2、16を回動させて凸部22を孔24に嵌合させるだ
けで簡単に組み立てられる。また写真測量用ターゲット
は一度組み立てられると辺部材12、14、16は一体
的に連結されているので、基準形状Sを変えることなく
移動できる。写真測量用ターゲットは前述したように、
基準平面を規定すると同時に、基準点間距離(ターゲッ
トの辺長さ)が一定な基準形状を有することから、写真
測量において2枚の画像から容易に被写体を図化でき
る。
写真測量用ターゲットが示される。ターゲット10は4
本の辺部材50、52、54、56を有する。辺部材5
0、56をそれぞれ三角形の一辺とし、辺部材50、5
6の半分の長さを有する辺部材52、54を2本連結し
て一辺として、正三角形が形成される。
点識別部材40、42、44が設けられ、これらの基準
点識別部材40、42、44は基準形状Sである正三角
形を形成している。基準点識別部材40、42、44の
構成は、3つとも大きさが等しいことを除けば第1実施
形態と実質的に同一であり(図6参照)、ここでは詳述
しない。
の3点と、辺部材52と辺部材54との中間連結部21
にはヒンジ51、53、55、57がそれぞれ設けられ
る。辺部材50と辺部材52は、ヒンジ53を中心に互
いが形成する狭角αを狭める方向に回動可能である。同
様に、辺部材54と辺部材56、辺部材56と辺部材5
0はそれぞれ互いの成す狭角が狭められる方向に回動す
る。また、中間連結部21は矢印Bで示す方向に移動可
能である。
示す斜視図である。辺部材52と辺部材54は中間連結
部21の側面においてヒンジ57により連結され、この
ヒンジ57を支点にターゲット10の中心側(図10参
照)へ回動可能である。使用時にターゲット10の形状
を保持するために、中間連結部21にはA方向に摺動可
能なカバー60が設けられる。
ー60の位置を規制するためのストッパ62、64が設
けられる。カバー60が図10に示す固定位置にあると
き、辺部材52、54は回動できず、ターゲット10は
形状が保持される。またカバー60が図11に示す解放
位置にあるとき、辺部材52、54は回動可能でありタ
ーゲット10は図12に示すように折り畳まれる。
写真測量用ターゲットが示される。ターゲット10は、
正方形断面の3本の角柱材70、72、74と、これら
の角柱材70、72、74の一端部70a、72a、7
4aをそれぞれ結合させる結合部材78とを有する。角
柱材70、72、74の形状または長さなどは特に限定
されないが、3本とも同形状であることが好ましく、さ
らに組立を簡便にするために左右上下の区別がない断面
を有することが好ましい。
材70、72、74をそれぞれ嵌合するための溝部78
a、78b、78cを有する。溝部78a、78b、7
8cは、結合部材78の中心に対して90度毎に設けら
れ、結合部材78の外周面から中心に向かって穿設され
る。図13は組み立てたときの状態を示し、図14は分
解したときの状態を示す。
は、角柱材70、72、74の結合部材78に嵌合され
ない他方の端部70b、72b、74bである。端部7
0b、72b、74bにより、基準形状Sである二等辺
三角形が定義される。なお、基準点には、第1実施形態
で示した反射鏡などの基準点識別部材を設けてもよい。
また、第1実施形態と同様に、基準点の位置及び、基準
形状は上述するものに限定されない。
ゲットは、結合部材78に角柱材70、72、74を差
し込むだけでよく、また角柱材70、72、74は左右
上下の区別がないので、どちらの端部を結合部材78に
差し込んでもよく、組立が簡便である。運搬する場合は
これらの結合を外すだけでよく、4つの部材70、7
2、74、78を分解した状態で運べる。さらに第1及
び第2実施形態と同様に、演算のための一定の基準形
状、および正確な基準平面を確実に得ることができる。
写真測量用ターゲットが示される。ターゲット10は角
柱材が4本であり、溝部が4つ設けられること以外は第
3実施形態と実質的に同一であり、ここでは詳述しな
い。なお第3実施形態と対応する部材には符号に10を
加算して示す。
り、分解することにより運搬を容易にし、また道路面に
対して平行な基準平面、及び一定の基準形状を確実かつ
容易に得ることができる写真測量用ターゲットである。
容易な写真測量用ターゲットを得ることができる。
と被写体とカメラとの位置関係を示す斜視図である。
画像を示す図である。
次元座標で示す図である。
図である。
を示すフローチャートである。
形態を示す上面図である。
大して示す斜視図である。
見た側面図である。
状態の底面図である。
施形態を示す上面図である。
部を拡大して示す斜視図である。
んだ状態の上面図である。
施形態を示す上面図である。
視図である。
施形態を示す図である。
視図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 記録画像に基づいて任意の原点に対する
被写体の座標を求める写真測量に用いられる写真測量用
ターゲットであって、 折り畳み可能に連結された複数のターゲット要素を備
え、 これらのターゲット要素を広げた状態において、前記タ
ーゲット要素に設けられた少なくとも3個の基準点が同
一平面上に位置し、これらの基準点を結んで一定の基準
形状が形成されることを特徴とする写真測量用ターゲッ
ト。 - 【請求項2】 前記ターゲット要素を連結するための連
結部材を備えたことを特徴とする請求項1に記載の写真
測量用ターゲット。 - 【請求項3】 前記基準形状が正多角形であることを特
徴とする請求項1に記載の写真測量用ターゲット。 - 【請求項4】 前記基準形状が正三角形であることを特
徴とする請求項3に記載の写真測量用ターゲット。 - 【請求項5】 前記ターゲット要素が棒材であり、前記
連結部材がこの棒材の端部に設けられたヒンジであるこ
とを特徴とする請求項2に記載の写真測量用ターゲッ
ト。 - 【請求項6】 3本の前記棒材を三辺とする三角形が形
成され、この三角形の2つの頂点に、前記ヒンジがそれ
ぞれ設けられることを特徴とする請求項5に記載の写真
測量用ターゲット。 - 【請求項7】 前記ヒンジが設けられていない頂点を形
成する2つの前記棒材の端部の一方に凹部が設けられ、
もう一方の前記棒材の端部にこの凹部に嵌合する凸部が
設けられることを特徴とする請求項6に記載の写真測量
用ターゲット。 - 【請求項8】 2本の長棒材を二辺とし、この長棒材よ
り短い2本の短棒材を連結して一辺とする三角形が形成
され、前記4本の棒材の端部に、前記棒材を回動可能に
する前記ヒンジがそれぞれ設けられることを特徴とする
請求項5に記載の写真測量用ターゲット。 - 【請求項9】 前記2本の短棒材を連結する前記ヒンジ
の近傍に、前記2本の短棒材を一体的に固定するための
固定部材が設けられることを特徴とする請求項8に記載
の写真測量用ターゲット。 - 【請求項10】 記録画像に基づいて被写体の座標を求
める写真測量に用いられる写真測量用ターゲットであっ
て、 結合部材と、この結合部材に対して着脱可能であり、前
記結合部材に一体的に連結する複数のターゲット要素と
を備え、 前記ターゲット要素を前記結合部材に結合した状態にお
いて、前記ターゲット要素に設けられた少なくとも3個
の基準点が同一平面上に位置し、これらの基準点を結ん
で一定の基準形状が形成されることを特徴とする写真測
量用ターゲット。 - 【請求項11】 前記ターゲット要素が棒部材であり、
前記結合部材が前記棒部材の端部に嵌合可能な溝部を有
することを特徴とする請求項10に記載の写真測量用タ
ーゲット。 - 【請求項12】 前記結合部材が円板であり、前記溝部
が外周面から径方向に穿設されることを特徴とする請求
項10に記載の写真測量用ターゲット。 - 【請求項13】 前記溝部が前記円板の中心に対して9
0度毎に設けられることを特徴とする請求項11に記載
の写真測量用ターゲット。 - 【請求項14】 前記溝部が少なくとも3つ設けられる
ことを特徴とする請求項13に記載の写真測量用ターゲ
ット。 - 【請求項15】 前記基準形状が二等辺三角形であるこ
とを特徴とする請求項14に記載の写真測量用ターゲッ
ト。
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JP35285696A JP3417775B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 写真測量用ターゲット |
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JPH10170263A true JPH10170263A (ja) | 1998-06-26 |
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ID=18426915
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1996
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