KR100373615B1 - 촬영 화상을 사용한 지도 작성 방법, 장치 및 촬영 화상의일그러짐 보정 방법 - Google Patents

Abstract

고해상도로 일그러짐이 없는 지도 작성용 화상을 얻는 방법이 제공된다. 항공기에 의해 지상이 촬영되어(10), 항공 사진이 얻어진다(S12). 또한 인공 위성에 의해 지상이 촬영되어(S20), 위성 사진이 얻어진다(S22). 항공 사진은 해상도가 대단히 높고, 위성 사진은 일그러짐이 극단적으로 작다. 위성 사진을 사용하여 기하 보정에 의해 항공 사진의 일그러짐이 제거된다(S34). 양자의 장점을 살려, 고해상도로 일그러짐이 없는 화상이 얻어진다. 상기 화상을 이용함으로써, 고정밀도의 지도를 만들 수 있다(S42).

Description

촬영 화상을 사용한 지도 작성 방법, 장치 및 촬영 화상의 일그러짐 보정 방법{Method and device for making map using photograph image and method for correcting distortion of photograph image}

최근, 디지털 데이터로 구성되는 디지털 지도의 용도가 확대되어 있고, 대표적인 것으로 하여 차량 등의 네비게이션 장치를 들 수 있다. 보다 높은 기능을 구비한 각종의 네비게이션 장치가 제안되어 있고, 예를 들면, 전방 커브의 존재나 주행해야 할 레인을 운전자에게 전하는 것이 제안되어 있다. 또한, 네비게이션 기술을 응용하여, 도로 비탈이나 곡율에 따라서 차량을 제어하는 것도 제안되어 있다. 또한, ITS(Intelligent Transport Systems)에 관련하는 신기능도 각종 제안되어 있다. 그리고, 이러한 높은 기능을 실현하기 위해서, 고정밀도의 지도를 높은 갱신 빈도로 제공하는 것이 요망된다.

지도의 작성은 항공 사진을 사용하여 행하는 것이 주지이다. 항공 사진에는 높은 해상도에서 지표면을 촬영할 수 있다고 하는 이점이 있다. 반면, 항공 사진의 시야각은 비교적 넓게, 화상의 중앙부 이외에서는 일그러짐이 있다고 하는 불리한 점이 있다. 그러므로, 해상도가 높음에도 불구하고 도로 등의 상세 형상을 파악하는 것이 곤란하다. 그래서, 지도 작성 전에 항공 사진의 일그러짐을 제거할 필요가 있다.

일그러짐 보정의 하나의 방법에서는 일그러짐을 발생시키는 오차량이 추정되어, 오차량에 근거하여 화상이 수정된다. 그러나, 항공 사진의 높은 해상도에 알맞은 정밀도로 일그러짐을 제거하는 것은 곤란하다.

또한, 일본 특개평5-165402호 공보에는 촬영된 지역의 지도를 이용하여 항공 사진의 일그러짐을 보정하는 것이 제안되어 있다. 지도와 화상이 일치하도록, 아핀 변환 처리, 회전 처리 등이 행하여진다. 상기 기술을 응용하여, 지도 작성에 있어서도, 기존의 지도를 기준으로 사용하여 촬영 화상의 일그러짐을 제거하는 것이 가능하다. 그렇지만, 과거에 작성된 지도를 비교 대상으로서 사용하는 것이 되기 때문에, 현재의 지형, 도로, 건물 등의 상태에 의거한 일그러짐의 보정은 불가능하다고 하는 불리한 점이 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 리얼 타임인 지상의 상태에 근거하여 지도 작성용 화상의 일그러짐을 정확히 보정할 수 있도록 하는 것에 있다.

본 발명은 높은 곳에서 지상을 촬영한 화상을 이용하여 지도를 작성하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 화상의 일그러짐의 보정에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예의 지도 작성 방법을 도시하는 흐름도.

도 2는 공중 사진의 수평방향의 일그러짐을 도시하는 도면.

도 3은 공중 사진 중의 입체물의 경사에 의한 일그러짐을 도시하는 도면.

도 4는 기하적인 일그러짐 보정 처리의 예를 도시하는 도면.

도 5는 일그러짐 보정 후의 화상 보완 처리를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 실시예의 지도 작성 장치를 도시하는 도면.

도 7은 오르소크로매틱(orthochromatic) 화상을 도시하는 도면.

발명의 개시

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의하면, 제 1 고도로부터 촬영한 지도 작성용 화상과, 제 1 고도보다 높은 제 2 고도로부터 촬영한 일그러짐 보정용의 화상이 취득된다. 그리고, 일그러짐 보정용 화상을 사용하여 지도 작성용 화상의 일그러짐이 보정되고, 보정된 지도 작성용 화상을 기초로 지도가 작성된다. 상기 제 1 고도는 지도 작성에 요구되는 해상도를 갖는 화상이 얻어지는 높이로 설정되고, 제 2 고도는 일그러짐 보정의 기초가 되도록 요구되는 작은 일그러짐을 갖는 화상이 얻어지는 높이로 설정되어 있다.

바람직하게는 지도 작성용 화상은 항공 사진이고, 일그러짐 보정용 화상은 위성 사진이다. 즉, 제 1 고도가 비행기의 항로의 높이이고, 제 2 고도가 인공 위성 궤도의 높이이다.

저고도에서 촬영되는 항공 사진은 해상도가 높은 반면, 중앙부로부터 떨어짐에 따라서 일그러짐이 커진다. 한편, 고고도에서 촬영되는 위성 사진은 해상도가 낮지만, 일그러짐이 대단히 작다. 따라서, 일그러짐이 작은 위성 사진을 사용하여 해상도가 높은 항공 사진을 보정함으로써, 고해상도에서 일그러짐이 작은 사진을 얻을 수 있으며, 이 사진을 사용함으로써 고정밀도의 지도를 만들 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 과거에 만들어진 지도를 기준으로 하는 것이 아니고, 현재의 상태를 기준으로 하므로, 도로, 건물 등의 변화의 영향을 받는 일없이 정확한 보정을 할 수 있다.

본 발명의 지도 작성용 화상과 일그러짐 보정용 화상은 각각 항공 사진과 위성 사진으로는 한정되지 않는다. 양화상의 촬영 고도가 상대적으로 충분히 다르면 되고, 예를 들면, 양화상이 상대적으로 다른 고도에서 촬영된 항공 사진이어도 된다. 보정용 화상의 고도 설정에 요구되는 조건은 일그러짐 보정의 기초에 사용할정도로 충분히 작은 일그러짐의 화상이 얻어지는 것이다. 즉, 촬영 고도가 높을 수록 일그러짐이 작은 것을 고려하여, 일그러짐 보정의 목표와 동등 이상으로 작은 일그러짐이 생기지 않는 고도에서 보정용 화상이 촬영되면 된다.

바람직하게는 지도 작성용 화상의 보정은 기하 보정에 의해서 행하여진다. 기하 보정을 이용함으로써 확실히 일그러짐의 보정이 가능하다.

바람직하게는 지도 작성용 화상 중의 입체물의 경사의 보정에 의해서 생기는 입체물의 배후의 화상 누락 부분이, 일그러짐 보정용 화상의 해당 부분을 사용하여 보완된다. 낮은 고도에서 촬영하였을 때, 입체물의 배후의 부분이 촬영되지 않는다. 이 배후의 부분은 일그러짐 보정 후의 화상에서는 아무것도 찍히지 않은 부분으로 되어 버린다. 본 발명에 의하면, 상기 배후 부분이, 일그러짐 보정용 화상의 해당 부분을 사용하여 보완된다. 따라서, 지도 작성에 필요한 정보가, 촬영 범위의 전부분에서 확실히 얻어진다.

본 발명의 다른 양태는 높은 곳에서 지상을 촬영한 화상의 일그러짐을 보정하는 일그러짐 보정 방법으로서, (i) 제 1 고도에서 촬영한 제 1 화상을 취득하는 단계와, ii) 상기 제 1 고도보다 높은 제 2 고도에서 촬영한 제 2 화상을 취득하는 단계와, iii) 상기 제 2 화상을 사용하여 상기 제 1 화상의 일그러짐을 보정하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 고도는 일그러짐 보정 후의 화상에 요구되는 해상도를 갖는 화상이 얻어지는 높이로 설정되며, 상기 제 2 고도는 일그러짐 보정의 기초가 되도록 요구되는 작은 일그러짐을 갖는 화상이 얻어지는 높이로 설정되어 있다. 이와 같이, 본 발명은 지도 작성 이외의 용도, 예를 들면 항공 사진의 제공서비스 등에도 적용할 수 있다.

이하, 본 발명의 적합한 실시예에 관해서, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 지도 작성 방법을 도시하고 있다. 개략적으로는 항공기에 의해 사진 촬영이 행하여지고(S10), 고해상도(고분해능)의 디지털 사진이 얻어진다(S12). 한편, 인공 위성에 의한 사진 촬영이 행하여지고(S20), 고위치 정밀도의 디지털 사진, 즉 일그러짐이 거의 없는 사진이 얻어진다(S22). 이들의 사진은 통신이나 그 밖의 방법으로 지도 작성용 화상 처리 장치에 취득된다(S30). S32의 기하 보정 처리에서는 위성 사진을 사용하여 항공 사진의 일그러짐이 보정되고, 다음에, S34에서 후술하는 화상 보완 처리가 행하여진다. 이렇게하여, 고분해능으로 고위치 정밀도(일그러짐이 작다) 화상이 얻어지고(S40), 상기 화상을 사용하여 지도 작성이 행하여진다(S42).

「항공 사진의 특징」

항공 사진은 비교적 저고도에서 촬영되므로, 해상도가 높은, 예를 들면, 5 내지 30cm의 해상도도 실현 가능하다. 그러나, 시야각이 넓기 때문에, 화상의 중앙부로부터 주변부로 감에 따라서 일그러짐이 커진다.

도 2는 화상의 중앙 이외의 장소에서는 피사체의 외관 길이(수평 방향)가 참 값과 다른 것을 도시하고 있다. H는 촬영 고도(카메라 중심), O는 카메라의 바로 아래의 점, L은 피사체의 길이, D는 스윙 거리(swing distance)(촬영 중심으로부터 피사체까지의 거리)이다. H=3000m, L=100m인 것으로 한다.

피사체가 카메라의 바로 아래에 있을 때, 피사체의 길이는 실제의 길이와 같은 100m에서 보인다. 그러나, D=300m일 때, 즉, 피사체가 촬영 중심으로부터 300m 떨어지면, 피사체의 외관 길이(d)가 99.2m가 된다. 이 외관 길이(d)와 실제의 길이의 상위가 화상의 일그러짐의 원인이다. 그리고, 중심으로부터 멀어질수록, 외관 길이(d)가 짧게 되어, 일그러짐이 커진다.

또한, 도 2에 있어서, D=400m일 때의 외관 길이(d)는 98.7m가 된다. 따라서, 예를 들면, 오차 목표를 1m 이내로 설정하면, 촬영 고도가 3000m일 때, 촬영 화상의 ±300m 정도의 범위밖에 사용할 수 없게 된다.

또한, 도 2의 다른 기호를 설명하면, α는 피사체의 관측 각도, θ는 스윙 각도, β는 최대 앙각, γ(=β-θ)는 원시점 시각, X는 스윙 거리(카메라 중심으로부터 피사체까지의 거리)이다. D=0일 때(카메라 바로 아래), α=β=γ=1.91도, θ=0도, X=3000m이다. D=300m일 때, θ=5.71도, β=7.59도, γ=1.88도,X=3014.96m이다. 또한, D= 300m에서의 오차 배율(d/L)은 0.992이다.

다음에, 도 3은 화상의 위치에 따라서 건물 등의 입체물이 외관 상, 경사져 버리는 것을 도시하고 있다. H는 촬영 고도(카메라 중심), h는 건물의 높이이다. H=3000m, h=30m로 한다. 스윙 거리 D=500m, 스윙 각도θ=9.46도, 즉 카메라 바로 아래로부터 500m 떨어진 곳에서는 경사량(m)이 4.93m가 된다. 높이 30m의 건물이 4.93m 경사져 보인다. 경사 각도(a)는 9.34도이다.

이와 같이, 항공 사진에는 큰 일그러짐이 있으므로, 중심 부근이 좁은 부분외에 지도 작성에 사용할 수 없다. 가령 일그러짐 보정없이 지도를 작성하고자 하면, 대부분이 랩한 다수의 사진을 준비할 필요가 생기고, 이것은 지도 작성 비용의 증가를 초래한다. 그래서, 일그러짐을 보정하여, 사진의 넓은 범위를 지도 작성에 사용할 수 있도록 하는 것이 요망된다.

일그러짐의 보정은 오차량의 추정에 근거하여 행하는 것이 가능하다. 그러나, 항공 사진의 높은 해상도에 알맞도록, 오차량을 고정밀도로 추정하기는 어렵다. 이래서는 해상도가 높다고 하는 항공 사진의 이점을 충분히 살릴 수 없게 된다. 본 발명은 이 점을 감안하여, 고정밀도의 일그러짐 보정을 가능하게 하는 방법을 제공한다.

「위성 사진의 특징」

위성 촬영의 고도는 항공 촬영과 비교해 대폭 높다. 그 결과, 항공 촬영에서 문제가 되는 수평 오차나 건물의 경사는 거의 없게 된다. 따라서, 위성 사진에는 일그러짐이 거의 없고, 위성 사진으로부터 얻어지는 피사체의 위치 정보의 정밀도는 대단히 높다.

도 2에 있어서, 위성 촬영의 고도(H)가 680km인 것으로 한다. D=3000m, 즉 촬영 중심으로부터 3km떨어진 지점에서도, L=100m의 피사체의 오차는 0.1cm 정도이다. 또한, 도 3의 건물의 경사량(m)도 13cm 정도이다. 예를 들면 분해능이 1m인 것으로 하면, 분해능을 대폭으로 상회하는 위치 정밀도가 얻어지게 된다.

「기하 보정(일그러짐 보정)」

기하 보정(geometric correction)이란, 기하학적 일그러짐을 갖는 화상으로부터 일그러짐을 제거하는 것을 말한다. 상기한 바와 같이, 위성 사진의 위치 정밀도는 대단히 높다. 상기 위치 정보를 이용하여, 항공 사진 중에서의 피사체의 위치를 보정한다. 또한, 건물 등의 입체물의 경사를 없애준다. 이로써 항공 사진으로부터 일그러짐을 제거할 수 있다.

도 4a 내지 도 4d는 본 실시예의 기하 보정 처리의 구체예를 모식적으로 도시하고 있다. 기준점(O)은 예를 들면 지상에 설치된 삼각점이며, 또한 예를 들면, 빌딩각과 같은 특징적인 점이다. 또한, 건물(B)은 화상 중심으로부터 떨어진 위치에 찍혀 있다. 항공 촬영 및 위성 촬영의 촬영 범위는 기준점(O)을 포함하도록 설정되어 있고, 기준점(O)을 원점으로 하는 XY좌표가 설정되어 있다.

도 4a는 항공 사진이고, 건물(B)의 각 좌표는 (x1', y1')이고, 건물의 폭은 X', Y'이다. 이들의 숫자는 기하 일그러짐에 따른 오차를 포함하고 있다.

한편, 도 4b는 위성 사진이고, 건물(B)의 각의 좌표는 (x1, y1)이다. 또한, 건물의 폭은 X, Y이다. 위성 사진의 일그러짐은 작으므로, 이들의 숫자에도 거의오차가 없다.

도 4c에서는 항공 사진의 수평 거리의 오차가 보정된다. 건물(B)의 각 좌표가 위성 사진과 같게 되도록, 건물(B)이 이동된다. 또한, 건물(B)의 폭도, 위성 사진과 동일하게 되도록 보정된다.

도 4d에서는 항공 사진의 건물의 경사가 보정된다. 구체적으로는 건물(B)의 지붕이 적정한 위치, 여기서는 지표면에서의 건물(B)의 위치로 이동된다.

이상에 의해, 건물(B)이 촬영 중심으로부터 떨어져 있는 것에 기인하는 일그러짐이 해소되었다. 상기의 처리는 촬영 화상의 전체에 대하여 행하여진다. 물론, 건물 이외의 입체물에 대하여도 마찬가지의 처리가 행하여진다. 이렇게 하여, 고해상도로 일그러짐이 없는 사진이 얻어진다.

상기의 기하 보정 처리는 아래와 같이 하여 행할 수 있다. 화상 중에 복수의 대표점을 설정한다. 대표점에 관해서 수평거리의 보정을 행하여, 보정치를 구한다. 보정치는 예를 들면 x, y방향의 보정폭이고, 또한 보정의 방향과 거리(벡터)이다. 이들 복수의 대표점의 보정치로부터, 대표점 이외의 임의의 점의 보정치를 선형식으로 결정한다. 예를 들면, 2개의 대표점의 중점의 보정치는 그들의 대표점의 보정치의 평균으로 설정된다. 한편, 경사의 보정은 각 입체물마다 오퍼레이터에 의해 행하여진다.

또한, 경사의 보정은 아래와 같이 하여 행할 수 있다. 후술하는 오르소크로매틱 화상을 사용하면, 화상 중의 각 점의 표고를 알 수 있으므로, 입체물의 높이도 알 수 있다. 그래서, 도 3을 참조하여 건물의 외관 상의 경사를 산출한다. 또한, 경사의 방향은 화상 중심을 기점으로 하는 방사 방향이다. 경사량과 경사 방향에서 건물의 지붕을 검출하여, 지붕을 적정한 위치에 보정한다. 즉, 경사량 만큼, 경사 방향과 반대 방향으로 이동한다. 이로써 건물의 경사가 보정된다. 이 처리는 건물 이외의 입체물에 관해서도 마찬가지로 행하여진다.

기하 보정을 행할 때는 보정 전의 화상의 각 점이 보정 후의 화상에 투영된다. 즉, 입력 화상의 각 화소에 관해서, 보정 후의 화상 상에서 대응하는 위치가 구해지고, 그 위치에 입력 화상의 화소의 화소치가 주어진다. 그러나, 산출한 위치는 보정 후의 화상의 격자점(화소의 위치)과 일치하지 않는다. 그래서, 내삽 처리에 의해 격자점의 화소치가 구해진다.

반대로, 보정 후의 화상의 각 점이 보정 전의 화상에 투영되어도 된다. 즉, 출력 화상의 각 화소에 관해서, 보정 전의 화상 상에서 대응하는 위치가 구해진다. 여기서도, 산출된 위치는 통상은 격자점(화소의 위치)과 일치하지 않는다. 그래서, 내삽 처리에 의해, 주위의 화소로부터 산출 위치의 화소치가 구해진다. 상기 화소치를, 보정 후의 화상의 화소 데이터로 한다.

상기의 내삽 처리는 예를 들면, i) 최근접 내삽-가장 가까운 화소의 화소치를 채용하는, ii) 모두 1차 내삽-주위 4점의 화소치를 사용하여 선형식으로 내삽하는, iii) 3차 콘볼루션 내삽-주위의 16점의 화소치를 사용하여 3차 콘볼루션 함수를 사용하여 내삽하는 처리이다.

또한, 본 실시예의 일그러짐 보정은 항공 사진을 분할한 부분 영역마다 행하여도 된다. 각 영역에 기준점이 설정되고, 기준점으로부터의 수평 거리가 보정된다.

「입체물의 배후의 화상 보완」

도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 항공 사진에서는 입체물이 경사하여 찍힌다. 그 결과, 입체물의 배후의 부분이 사진에 찍히지 않는다. 기하 보정으로 입체물의 경사를 보정하면, 입체물 배후의 부분이 공백이 되어, 화상 누락 부분이 생긴다. 본 실시예에서는 아래와 같이 하여 공백 부분을 보완하여, 완전한 화상을 얻는다.

도 5a 내지 도 5d는 보완 처리의 예를 도시하고 있다. 도 5a는 항공 사진이고, 건물(B)는 경사져 있다. 한편, 도 5b는 위성 사진이고, 건물(B)은 경사져 있지 않다. 위성 사진에서 볼 수 있는 바와 같이, 건물(B)의 이웃에는 등이 낮은 건물(C)이 서 있다. 그렇지만, 항공 사진에서는 건물(B)이 경사져 있기 때문에, 건물(C)이 건물(B)의 배후에 숨겨져 있다.

도 5c에서는 도 4를 참조하여 설명한 방법으로 일그러짐의 보정이 행하여진다. 이 때, 건물(B)의 경사 보정에 의해서, 즉, 건물(B)의 지붕을 이동하였기 때문에, 건물(B)의 배후에 공백부분이 생긴다. 원래 여기에는 건물(C)이 존재하지만, 건물(C)은 오리지널 항공 사진에 찍혀 있지 않으므로, 보정 후의 화상에도 나타나지 않는다.

도 5d에서는 위성 사진을 사용하여 공백 부분이 보완되어 있다. 즉, 공백부분에 해당하는 부분 화상이 위성 사진으로부터 절취되어지고, 항공 사진에 접착된다. 이 때에 건물(C)도 항공 사진에 접착된다. 위성 사진의 접착에 의해 해상도가 저하하지만, 공백 부분은 해소된다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 공백 부분이 없는 완전한 화상이 얻어진다. 따라서, 지도 작성에 필요한 정보가 화상의 전부분으로부터 얻어지며, 이로써, 정확한 지도를 만들 수 있다.

「지도 작성 처리」

도 1로 되돌아가면, 기하 보정 및 화상 보완을 행한 결과, 고분해능으로 고위치 정밀도의 화상이 얻어진다(S40). 상기 화상은 분해능이 높다고 하는 항공 사진의 이점과, 일그러짐이 거의 없다고 하는 위성 사진의 이점을 겸비한다. 상기 화상을 사용하여 지도 작성 처리가 행하여진다(S42). 이로써 고정밀도의 지도를 만들 수 있다.

본 발명에 있어서, 지도 작성은 새로운 지도를 만드는 것과, 기존의 지도를 갱신하는 것을 포함한다. 후자의 경우, 예를 들면, S42에서 얻어진 사진이 지도와 비교되어, 변화 부분이 지도에 반영된다.

또한, S40에서 얻어지는 화상은 지도 작성 이외의 용도에도 이용가능하다. 예를 들면 항공 사진의 제공 서비스 등에도 이용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일그러짐 보정 처리는 지도 작성에만 한정되는 것은 아니다.

「지도 작성 장치」

다음에, 도 6을 참조하여, 상기의 일그러짐 보정을 행하는 적합한 지도 작성 장치의 구성예를 설명한다. 화상 입력부(10)에는 항공 사진 및 위성 사진이 입력된다. 사진 화상의 디지털 데이터가 입력되어도 되고, 사진이 스캐너 등으로 읽어들여, 디지털 데이터로 변환되어도 된다. 항공 사진 및 위성 사진은 통신 장치(12)에 의해서 입수되어도 된다. 여기서도, 아날로그 데이터를 수신하여 디지털 화상 데이터로 변환하여도, 처음부터 디지털 화상 데이터를 수신하여도 된다. 이들의 화상 입력부(10) 및 통신 장치(12)는 화상 취득 수단으로서 기능하고 있다.

적합한 예에서는 지상의 수신국이 인공 위성에 대하여 촬영 지시를 보낸다. 인공 위성은 촬영 지시에 따라서 소정 시간에 소정 위치에서 촬영을 행하여, 화상데이터를 수신국에 보낸다. 그리고, 화상 데이터는 수신국에서 지도 작성 센터에 송신된다.

입수된 화상은 일단, 화상 기억부(14)에 격납된다. 기억부(14)는 개념적으로는 화상 처리 장치의 전부의 메모리를 포함하며, 즉, RAM 및 하드디스크 등을 포함한다.

기하 보정부(16)는 항공 화상 및 위성 화상을 기억부(14)로부터 판독한다. 그리고, 상술한 기하 보정이 행하여지며, 즉, 일그러짐이 없는 위성 화상을 기준으로 하여, 항공 화상의 일그러짐이 보정된다. 보정 후의 화상에 대하여, 또한 화상보완부(18)에 의해 보완 처리가 행하여진다.

보완 후의 화상은 일단 기억부(14)에 되돌려지고 나서 지도 작성부(20)에서 판독 출력되고, 또는, 직접적으로 지도 작성부(20)에 건네진다. 지도 작성부(20)는 보정 후의 화상을 사용하여 지도를 작성한다. 지도 작성부(20)는 촬영 화상으로부터 화상 처리에 의해서 지도를 작성하기 위한 주지의 화상 처리 기능을 갖고 있으면 된다.

완성한 지도는 기억부(14)에 격납됨과 동시에, 출력부(22)로부터 출력된다. 출력 데이터는 예를 들면, 기록 매체(24)에 격납되며, 또한 프린터(26)로 인쇄된다. 또한, 출력 데이터는 통신 장치(28)에 보내어지고, 외부의 지도 이용자에게 송신된다.

본 발명에 따라서 만들어진 지도는, 예를 들면, 차량의 네비게이션 장치로서 이용된다. 최근의 차량을 고기능화하는 ITS 기술(Intelligent Transport Systems)의 전분야에서 이용 가능하다. 또한, 본 발명에 따라서 만들어진 지도는 소위 GIS(Geographic Information System)의 전분야에서도 적합하게 이용 가능하다.

「오르소크로매틱 화상」

본 실시예에 있어서, 바람직하게는 위성 사진에 대하여 오르소크로매틱 화상 처리를 실시한다. 그리고, 오르소크로매틱 위성 화상을 사용하여 항공 사진의 일그러짐을 보정한다.

도 7은 오르소크로매틱 화상 처리의 원리를 도시하고 있다. 오르소크로매틱 화상 처리에서는 복수의 각도로부터 동일 에어리어를 촬영한 위성 사진에 화상 처리를 실시함으로써, 지표면을 실질적으로 바로 위에서 본 화상이 얻어진다. 상기 처리에서는 삼각측량 등의 기술에 의해 각 지점의 표고 정보가 얻어지고, 표고 정보를 사용하여 바로 위에서 본 화상이 생성된다.

상술한 바와 같이 위성 화상의 일그러짐은 원래 대단히 작다. 또한, 오르소크로매틱 화상 처리에 의해서 위성 화상의 일그러짐을 해소할 수 있으며, 위치 정밀도가 대단히 높은 화상이 얻어진다. 상기 오르소크로매틱 화상을 기준으로 이용함으로써, 한층 더 일그러짐 보정 정밀도와 지도 정밀도의 향상을 꾀할 수 있다.

또한, 오르소크로매틱 화상 처리에서는 화상 중의 각 점의 표고 정보가 얻어진다. 상기 표고 정보는 3차원의 지도의 작성에 적합하게 이용된다.

이상으로 본 발명의 적합한 실시예를 설명하였다. 본 발명에 의하면, 고분해능이기는 하지만 화상 중심으로부터 떨어질수록 일그러짐이 커지는 항공 화상을, 분해능은 약간 떨어지지만 일그러짐이 없는 위성 화상으로 보정한다. 양자의 이점을 살림으로써, 고분해능으로 일그러짐이 없는 화상이 얻어진다. 이로써, 고정밀도의 지도 작성을 제공할 수 있으며, 또한, 항공 사진을 다른 용도로 사용할 때일지라도 일그러짐이 없는 사진을 제공할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 항공 사진의 보정을, 같은 시기에 촬영한 위성 화상에 근거하여 행한다. 이것은 과거의 정보가 아니라, 항공 사진의 촬영 시점의 건물, 도로 등의 정보에 근거하여 보정을 행할 수 있는 점에서 적합하다.

항공 촬영은 사전의 비행 스케쥴의 작성이 필요하고, 언제라도 촬영할 수 있는 것은 아니다. 한편, 위성 촬영은 상당한 빈도로 행할 수 있다(예를 들면, 3일에 1회). 따라서, 항공 촬영의 타이밍에 위성 촬영의 타이밍을 용이하게 맞출 수 있다. 이 점에서도 위성 사진의 이용은 적합하다.

또한, 상기의 실시예에서는 지도 작성용 화상이 항공 사진이고, 일그러짐 보정용 화상이 위성 사진이었다. 그러나, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 중요한 것은 일그러짐 보정의 요구 정밀도와 비교하여 충분히 일그러짐이 작은 화상이 얻어질수록, 보정용 화상의 촬영 고도가 높은 것이다. 양화상이 항공사진이어도, 또한, 양화상이 위성 사진이어도 된다.

그렇지만, 본 실시예와 같이 한쪽을 항공 사진, 다른쪽을 위성 사진으로 하는 것은 본 발명의 이점을 최대한으로 인출하는 결과로서 적합하다. 2개의 화상의 촬영 고도가 극단적으로 떨어져 설정되어짐으로써, 해상도가 대단히 높은 화상이 위치 정밀도가 대단히 높은 화상을 사용하여 보정되며, 그 결과, 양자의 장점을 겸비한 양호한 화상이 얻어진다.

이상과 같이 본 발명은 적어도, 네비게이션 장치 또는 다른 용도로 사용하는 지도를 작성하는 기술로서 유용하다.

Claims (12)

1. 높은 곳에서 지상을 촬영한 화상을 사용하여 지도를 작성하는 지도 작성 방법에 있어서,

   제 1 고도에서 촬영한 지도 작성용 화상을 취득하는 단계와,

   상기 제 1 고도보다 높은 제 2 고도에서 촬영한 일그러짐 보정용의 화상을 취득하는 단계와,

   일그러짐 보정용 화상을 사용하여 지도 작성용 화상의 일그러짐을 보정하는 단계와,

   보정된 지도 작성용 화상을 기초로 지도를 작성하는 단계를 포함하며,

   상기 제 1 고도는 지도 작성에 적합하도록 설정된 해상도를 갖는 화상이 얻어지는 높이로 설정되고,

   상기 제 2 고도는 일그러짐 보정의 기초가 되도록 요구되는 작은 일그러짐을 갖는 화상이 얻어지는 높이로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 지도 작성 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지도 작성용 화상은 항공 사진이고, 상기 일그러짐 보정용 화상은 위성 사진인 것을 특징으로 하는 지도 작성 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 지도 작성용 화상의 보정은 기하 보정에 의해서 행하여지는 것을 특징으로 하는 지도 작성 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 지도 작성용 화상 중의 입체물의 경사의 보정에 의해서 생기는 입체물 배후의 화상 누락 부분을, 상기 일그러짐 보정용 화상의 해당 부분을 사용하여 보완하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지도 작성 방법.
5. 높은 곳에서 지상을 촬영한 화상을 사용하여 지도를 작성하는 지도 작성 장치에 있어서,

   제 1 고도에서 촬영한 지도 작성용 화상, 및 상기 제 1 고도보다 높은 제 2 고도에서 촬영한 일그러짐 보정용 화상을 기억하는 화상 기억부와,

   일그러짐 보정용 화상을 사용하여 지도 작성용 화상의 일그러짐을 보정하는 일그러짐 보정부와,

   보정된 지도 작성용 화상을 사용하여 지도를 작성하는 지도 작성부를 포함하며,

   상기 제 1 고도는 지도 작성에 적합하도록 설정된 해상도를 갖는 화상이 얻어지는 높이로 설정되고,

   상기 제 2 고도는 일그러짐 보정의 기초가 되도록 요구되는 작은 일그러짐을 갖는 화상이 얻어지는 높이로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 지도 작성 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 지도 작성용 화상은 항공 사진이고, 상기 일그러짐 보정용 화상은 위성 사진인 것을 특징으로 하는 지도 작성 장치.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 지도 작성용 화상의 보정은 기하 보정에 의해서 행하여지는 것을 특징으로 하는 지도 작성 장치.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 지도 작성용 화상 중의 입체물의 경사의 보정에 의해서 생기는 입체물 배후의 화상 누락 부분을, 상기 일그러짐 보정용 화상의 해당 부분을 사용하여 보완하는 것을 특징으로 하는 지도 작성 장치.
9. 높은 곳에서 지상을 촬영한 화상의 일그러짐을 보정하는 일그러짐 보정 방법으로서,

   제 1 고도에서 촬영한 제 1 화상을 취득하는 단계와,

   상기 제 1 고도보다 높은 제 2 고도로부터 촬영한 제 2 화상을 취득하는 단계와,

   상기 제 2 화상을 사용하여 상기 제 1 화상의 일그러짐을 보정하는 단계를포함하며,

   상기 제 1 고도는 일그러짐 보정 후의 화상에 요구되는 해상도를 갖는 화상이 얻어지는 높이로 설정되고,

   상기 제 2 고도는 일그러짐 보정의 기초가 되도록 요구되는 작은 일그러짐을 갖는 화상이 얻어지는 높이로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 일그러짐 보정 방법.
10. 제 1 항 또는 제 2 항의 지도 작성 방법으로 작성된 지도.
11. 제 5 항 또는 제 6 항의 지도 작성 장치로 작성된 지도.
12. 제 9 항의 일그러짐 보정 방법으로 작성된 지도.