撮影装置及び撮影方法
【課題】 空中や地上で撮影された対象物の画像を集成して、効率よく当該対象物に関する3Dモデルを作成できる撮影装置を提供すること。
【解決手段】 撮影部110と、撮影部110の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部120と、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130と、画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成するモデル形成部210と、モデル形成部210で形成された対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、撮影位置測定部120で得られる撮影位置情報に基づいて、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示するモデル表示部160とを備えている。
【解決手段】 撮影部110と、撮影部110の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部120と、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130と、画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成するモデル形成部210と、モデル形成部210で形成された対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、撮影位置測定部120で得られる撮影位置情報に基づいて、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示するモデル表示部160とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、空中や地上で撮影された対象物の画像から効率よく当該対象物に関する3D(三次元)モデルを作成するのに好適な撮影装置及び撮影方法に関する。
【背景技術】
【0002】
本出願人の提案にかかる特許文献1に記載されているように、最近のデジタル技術の進歩により、レーザースキャナー或いはデジタル写真測量の手法を用いて、計測対象の詳細な3Dデータ及び高分解能な画像データが容易に取得出来るようになってきている。たとえば、デジタルカメラによる近接写真測量や、地上型の自動追尾式測量機のような機器によれば、地上からの対象物側面に関しては詳細な計測が可能である。
【0003】
【特許文献1】特開2002−352224号公報 図2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、自動追尾式測量機により取得した3Dデータは、基本的には距離データを含む三次元座標データにて構成されている。そこで、自動追尾式測量機により取得した3Dデータと現場状況との対応づけが困難で、3Dデータを測定対象物の画像情報と紐付ける作業を行なう際に、測定対象物の何れの位置を計測したのか困難になるという課題があることが判明した。また、地上に設置された自動追尾式測量機により取得した3Dデータには、たとえばビルの屋上や道路などの上空からの3Dデータが取得できないという課題があった。
【0005】
他方で、ヘリコプターや航空機等の飛行体に設置するための、デジタルカメラやレーザースキャナー機器も近年になって開発されてきている。しかし、このような上空からの撮影画像と、地上からの撮影画像を組合せて対象物の3Dモデルを作成する場合には、撮影方向の相違や撮影縮尺・レンズ収差の相違に基づく画像歪が大きくなり、撮影画像の集成負担が大きく、対象物の3Dモデルを作成することが困難であるという課題があった。
【0006】
本発明は上述した課題を解決したもので、空中や地上で撮影された対象物の画像を集成して、効率よく当該対象物に関する3Dモデルを作成できる撮影装置及び撮影方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成する本発明の撮影装置は、例えば図1に示すように、撮影部110と、撮影部110の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部120と、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130と、画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成するモデル形成部210と、モデル形成部210で形成された対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、撮影位置測定部120で得られる撮影位置情報に基づいて、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示するモデル表示部160とを備えている。
【0008】
このように構成された装置においては、撮影部110が移動した場合の、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像がモデル表示部160に表示されるので、撮影部110の撮影位置が対象物10のモデル形成に必要な撮影位置として適切であるか否かが、撮影者にとって判別可能である。
【0009】
本発明の請求項1に記載の撮影装置において、好ましくは、さらに、撮影位置情報と共に前記画像データ記憶部に記憶された第1の撮影画像と、モデル表示部160に表示される第2の撮影画像とを用いて、モデル形成部210において対象物10の三次元モデルを形成すると共に、第1及び第2の撮影画像に関する撮影位置情報から、対象物10の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔の少なくとも一つを求める撮影条件測定部220を備えるとよい。
【0010】
上記目的を達成する本発明の撮影装置は、例えば図3に示すように、対象物10を撮影する撮影部110と、撮影部110の撮影位置を指定する撮影位置指示部180と、位置既知点を有する対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130と、画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成するモデル形成部210と、モデル形成部210で形成された対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、撮影位置指示部180で指定された撮影位置に基づいて、撮影部110の指定撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示するモデル表示部165とを備えるものである。
【0011】
このように構成された装置においては、撮影位置指示部180で指定された撮影位置に撮影部110が移動した場合の、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像がモデル表示部165に表示されるので、撮影位置指示部180で指定された撮影位置が対象物10のモデル形成に必要な撮影位置として適切であるか否かが、撮影者にとって判別可能である。
【0012】
本発明の請求項3に記載の撮影装置において、好ましくは、さらに、撮影部110の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部120を有し、第1及び第2の撮影画像に対する撮影位置情報から、対象物10の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔の少なくとも一つを求める撮影条件測定部220を備えるとよい。ここで、第1及び第2の撮影画像は、撮影位置情報と共に画像データ記憶部130に記憶された第1の撮影画像と、モデル表示部165に表示される第2の撮影画像とを用いて、モデル形成部210において対象物10の三次元モデルを形成するものである。
【0013】
本発明の撮影装置において、好ましくは、画像データ記憶部130には、撮影部110以外の撮影機器で撮影された少なくとも一組のステレオ画像であって、モデル形成部210において当該ステレオ画像を用いて対象物10の三次元モデルが形成可能な当該ステレオ画像が記憶される。一組のステレオ画像には、例えば撮影部110以外の撮影機器で撮影されたステレオ画像(小縮尺の航空写真)が用いられる。このステレオ画像は、本撮影装置の撮影部以外で撮影された画像であり、撮影部110で撮影される画像と比較して広域撮影画像であることが望ましく、撮影部110で撮影された画像に対して、小縮尺、低解像度、広域を撮影した画像を意味することが一般的である。なお、本撮影装置の撮影部以外で撮影された画像に代えて、本撮影装置の撮影部110で撮影した画像のみを用いて、3Dモデルの形成処理等を施すこともできる。
【0014】
本発明の撮影装置において、好ましくは、画像データ記憶部130に記憶されている画像は、撮影部110以外の撮影機器で撮影された、ステレオ航空写真、ステレオの小縮尺写真、ステレオの低解像度画像、広域撮影画像の少なくとも一つを含むとよい。
【0015】
本発明の撮影装置において、好ましくは、撮影部110で撮影された画像データに、対象物画像に重畳して対象物10の位置既知点を表示することが可能な状態で、画像データ記憶部130に記憶されるように構成され、しかして、画像データ記憶部130に記憶された前記対象物画像が、モデル形成部210において対象物10の三次元モデルを形成するための画像として利用可能に構成されているとよい。
【0016】
本発明の撮影装置において、好ましくは、撮影部110は、撮影位置情報と共に画像データ記憶部130に記憶される第1の撮影画像と、対象物画像に関して当該第1の撮影画像と重複領域を有する状態で撮影される第2の撮影とを撮影し、画像データ記憶部130は、第1の撮影画像と第2の撮影画像を逐次記憶するように構成されているとよい。
【0017】
本発明の撮影装置において、好ましくは、撮影部110は、視野に含まれている対象物10を異なる撮影位置で逐次撮影すると共に、さらに、当該逐次撮影された対象物10の画像データに基づく対象物画像を表示するモニター画像表示部150を有するとよい。
【0018】
本発明の撮影装置において、好ましくは、さらに、モニター画像表示部150に、前記逐次撮影された対象物10の画像データに重畳させて、基準点又はパスポイントの少なくとも一方を表示するための基準点表示位置演算部230を有するとよい。
【0019】
本発明の撮影装置において、好ましくは、さらに、撮影条件測定部220で測定された撮影条件を表示する測定条件表示部170を有するように構成されているとよい。
【0020】
上記目的を達成する本発明の撮影装置300は、例えば図5に示すように、対象物10を撮影する撮影部110と、撮影部110が撮影する対象物10を表示するファインダー画像表示部190と、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130と、画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の基準点データ又は三次元モデルを形成するデータ形成部240とを備え、ファインダー画像表示部190は、基準点データ又は三次元モデルを、対象物画像上に表示するように構成されている。
【0021】
このように構成された装置においては、ファインダー画像表示部190に表示される撮影部110が撮影する対象物10に対して、データ形成部240によって画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて形成された対象物10の基準点データ又は三次元モデルを、対象物画像上に表示するので、撮影部110の撮影位置が既に対象物10の基準点データ又は三次元モデルの存在しているものか、撮影者にとって判別可能であり、対象物10の三次元モデル作成に必要とされる撮影作業が円滑に行なえる。
【0022】
上記目的を達成する本発明の撮影方法は、例えば図2に示すように、撮影部110により対象物10を撮影する際の撮影位置情報を取得し(S110)、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成し(S120)、対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、前記撮影位置情報に基づいて、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示する(S130)各工程をコンピュータに実行させるものである。
【0023】
上記目的を達成する本発明の撮影方法は、例えば図4に示すように、撮影部110により対象物10を撮影する際の、撮影位置として指定された情報を入力し(S210)、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成し(S220)、対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、前記指定された撮影位置に基づいて、撮影部110の指定撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示する(S230)各工程をコンピュータに実行させるものである。
【発明の効果】
【0024】
請求項1に記載の本発明の撮影装置によれば、撮影部110が移動した場合の、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像がモデル表示部160に表示されるので、撮影部110の撮影位置が対象物10のモデル形成に必要な撮影位置として適切であるか否かが、撮影者にとって判別可能であり、対象物10の三次元モデル作成に必要とされる撮影作業が円滑に行なえる。
【0025】
請求項3に記載の本発明の撮影装置によれば、撮影位置指示部180で指定された撮影位置に撮影部110が移動した場合の、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像がモデル表示部165に表示されるので、撮影位置指示部180で指定された撮影位置が対象物10のモデル形成に必要な撮影位置として適切であるか否かが、撮影者にとって判別可能であり、対象物10の三次元モデル作成に必要とされる撮影作業が円滑に行なえる。
【0026】
請求項12に記載の本発明の撮影装置によれば、ファインダー画像表示部190に表示される撮影部110が撮影する対象物10に対して、データ形成部240によって画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて形成された対象物10の基準点データ又は三次元モデルを、対象物画像上に表示するので、撮影部110の撮影位置が既に対象物10の基準点データ又は三次元モデルの存在しているものか、撮影者にとって判別可能であり、対象物10の三次元モデル作成に必要とされる撮影作業が円滑に行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
以下図面を用いて本発明を説明する。
【実施例1】
【0028】
図6は本発明の一実施の形態を説明する全体構成図である。対象物10は、測定対象物や製作対象物となる有体物で、例えば都市計画、建築、メンテナンス、文化財の領域に含まれる建築物等の各種工作物や人物・風景等が該当する。図において、本発明の撮影装置は、撮影ユニットハウジング100、撮影部110、撮影部110の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部120、125、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130、モニター画像表示部150、モデル表示部160、測定条件表示部170、演算処理部200を有しているもので、例えば撮影ガイディングシステム(Virtual Guiding System)と呼ばれる。
【0029】
撮影ユニットハウジング100は、撮影部110と撮影位置測定部120、125を一体に保持するもので、撮影者が操作しやすいように小型軽量化されている。撮影部110には、例えばデジタルカメラとして、民生用のデジタルカメラが利用可能であり、好ましくはビデオ出力可能なものが好ましい。画素数は、必要な解像度に応じて選択される。撮影位置測定部120は、撮影部110の撮影位置(X,Y,Z)を地球上における緯度・経度・高度として測定できるようにGPSが用いられる。撮影位置測定部120には、例えば、キネマティックとリアルタイムキネマティックの切替えが可能なものが好ましい。撮影位置測定部125は、撮影部110の撮影姿勢(Yaw, Pitch, Law)を測定する3軸角度センサーを用いる。撮影位置測定部125は、例えば分解能0.05°で、静止時精度が1°RMS、動的精度が3°RMSとなっている。
【0030】
演算処理部200には、例えば汎用のノート型パソコンを用いることができ、撮影部110で撮影された画像情報と、撮影位置測定部120、125で測定された撮影部110の位置情報(X,Y,Z)と姿勢情報(Yaw, Pitch, Law)が入力される。汎用のノート型パソコンには、フレキシブル・ディスク記憶装置やCDROM等の電磁気的記憶装置が設けられており、画像データ記憶部130として使用される。汎用のノート型パソコンの液晶表示パネルは、モニター画像表示部150、モデル表示部160、測定条件表示部170として使用される。汎用のノート型パソコンには、ソフトウェアとしてモデル形成部210、撮影条件測定部220並びに基準点表示位置演算部230が格納されている。
【0031】
モデル形成部210は、画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成するもので、具体的な三次元モデル作成演算式は、例えば本出願人の提案にかかる特開2004−037270号公報に記載されている。モデル形成部210は、例えば株式会社トプコンより供給される3D計測システムPI−3000V2(商品名)として供給されており、航空写真からデジタルカメラによる画像まで一括して3D計測、モデリングできるシステムである。
【0032】
撮影条件測定部220は、第1及び第2の撮影画像に関する撮影位置情報から、対象物10の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔を測定して、測定条件表示部170に測定結果を表示する。第1及び第2の撮影画像は、撮影位置情報と共に画像データ記憶部130に記憶された第1の撮影画像と、モニター画像表示部150に表示される第2の撮影画像であって、モデル形成部210において対象物10の三次元モデルを形成するのに用いられる。
【0033】
基準点表示位置演算部230は、撮影部110のファインダーの画像情報に対して、あらかじめ入力された基準点座標がファインダーの画像上の表示位置として配置されるかを計算して、モニター画像表示部150で表示されているファインダー画像上に、当該基準点が対象物10に重畳した状態でリアルタイム表示を行なう。
【0034】
図7は液晶表示パネルに表示される画面の一例を説明する図で、モニター画像表示部150、モデル表示部160、測定条件表示部170として使用される。モニター画像表示部150は、ファインダー画像表示部190としても用いられるもので、撮影部110のファインダーの画像情報が、各種インターフェースを経由して演算処理部200を構成するコンピュータに送られ、液晶表示パネル上に表示される。基準点表示位置演算部230により、ファインダーの画像情報に含まれている対象物10に関する基準点が、重畳した状態で表示される。これにより、モニター画像表示部150上に基準点が何個写るかが、撮影部110の撮影時に判断できる。モニター画像表示部150は、撮影部110で撮影され、画像データ記憶部130に記憶されている第1及び第2撮影画像を逐次呼び出して表示させる構造としてもよい。図7の装置においては、3個の画面を表示できるように設計されており、左2つの画面が撮影され画像データ記憶部130に記憶されている画像で、最も右の画面が現在撮影部110で取込まれている画像を表示させている。撮影者は、モニター画像表示部150で表示される3画面をリアルタイムで確認をしながら、撮影ポイントを探すことが容易となる。また、3個の画面全てに画像データ記憶部130に記憶されている第1及び第2撮影画像を逐次表示させることにより、既に撮影された画像の確認を行なうこともできる。
【0035】
モデル表示部160には、モデル形成部210によって、対象物10に関してモデリングされた結果を、撮影部110の撮影位置と姿勢から見た視点に適合させて表示することができる。これにより、対象物10のモデリングの欠落部分を認識して、撮影方向として補充すべき対象物10の撮影方向を確認しながら、対象物10に対する撮影位置を決めることができる。対象物10の三次元的な表示は、例えばOpenGL機能を利用することで、三次元計測して再構築した対象物10の画像を、ワイヤーフレーム表示やテクスチャマッピング表示できる。これにより、モデル表示部160上で視点、解像度をリアルタイムに対象物10の画像を表示可能となっている。
【0036】
測定条件表示部170には、撮影位置測定部120により測定された撮影部110の位置情報(X,Y,Z)が表示され、撮影位置測定部125により測定された撮影部110の姿勢情報(Yaw, Pitch, Law)が表示される。
【0037】
また、画像データ記憶部130は、前回撮影部110により撮影された画像及び撮影位置を保持している。撮影条件測定部220には、画像データ記憶部130に記憶された前回撮影画像の情報(第1の撮影画像)を元に、モニター画像表示部150に表示されるファインダー画像(第2の撮影画像)のオーバーラップ率が表示されている。撮影条件測定部220には、対象物10の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔を測定しているので、対象物10の概略精度を計算して、測定条件表示部170に表示出力する。
【0038】
撮影条件測定部220により概略得られる精度は、次式で得られる。
ΔXY=H*δp/f (1)
ΔZ=H*H*δp/(f*B) (2)
ここで、δpは撮影部110の画素分解能またはスキャナの読み取り分解能、fは焦点距離で、使用する撮影部110により既知である。基線長Bは、撮影した画像の撮影位置測定部120から計測された位置と、次に撮影する撮影位置測定部120の位置から算出される。撮影距離Hは、撮影する箇所に基準点もしくは3Dモデルがあれば撮影位置測定部120の位置と、基準点もしくは3Dモデルの位置から算出することができる。もし基準点もしくは3Dモデルが写っていないときは、概略値を入力する。上式で用いるパラメータである分解能δp、焦点距離f、基線長B、撮影距離Hから、現在撮影しようとしているステレオモデルの計測後の概略精度ΔXY、ΔZが算出される。
【0039】
このように構成された装置における撮影作業について説明する。図8は空中並びに地上で撮影された画像による3Dモデルの計測を説明するフローチャートである。まず、空中撮影を行う(S300)。空中撮影画像には、航空写真(例えば国土地理院提供)、ヘリコプター、飛行船、バルーンなどの撮影システムにより取得したものや、エンジン付きのパラグライダーなどを用いて撮影した画像データなど、多種多様なものが利用できる。ただし、撮影部110の撮影条件での内部標定要素は、既知である必要がある。
【0040】
次に、地上では、3Dモデル作成に必要な基準点を自動追尾式測量機やGPSにて取得する(S310)。この際、自動追尾式測量機による計測値は、GPSによる地球測位座標系などに統一しておく。そして、S200にて取得された空中撮影画像を用いて、モデル形成部210による対象物10の3Dモデルの計測を行う(S320)。この場合、必要に応じてS210で取得した基準点を使用する。
【0041】
次に、撮影ガイディングシステムを用いて、撮影部110による地上撮影を行う(S230)。この作業の前にあらかじめ、S210で計測された基準点や、S220で作成された3Dモデルデータを撮影ガイディングシステムに記憶させておく。これにより、撮影位置を確認する際、モニター画像表示部150には、撮影部110を向けたアングルの対象物画像がリアルタイムで表示され、モニター画像表示部150の対象物画像上にS210で計測された基準点が重畳した状態で表示される。また、モデル表示部160には、S220で作成された3Dモデルが、撮影部110を覗いたアングルで表示される。また、測定条件表示部170には、モニター画像表示部150での計測精度やオーバーラップの状態も確認できる。これら機能により、撮影者は3Dモデル作成のような後処理も考慮した最適な位置に、撮影部110の撮影位置が誘導される。
【0042】
次に、撮影ガイディングシステムにて撮影した画像を、モデル形成部210にてステレオ計測することにより、地上による3Dモデルを作成する(S340)。
【0043】
次に、モデル形成部210にて全体の3Dモデル作成をする(S350)。モデル形成部210にて、空中や地上で撮影された各ステレオモデルの画像のパスポイント及びタイポイントを同時にバンドル調整することにより、空中や地上で撮影された各ステレオモデルの画像の座標系を統一し、全体の3Dモデルを作成する。なお、撮影ガイディングシステムでは、地上による3Dモデル形成作業と、空中や地上で撮影された各ステレオモデルの画像全体の3Dモデル作成作業とは、バンドル調整しながら自動的に行なうことができる。
【0044】
次に、上述の本発明にかかる撮影ガイディングシステムを用いた、航空写真、空中画像、地上画像による3Dモデル作成の一例を説明する。図9は、本発明にかかる撮影ガイディングシステムを用いた3Dモデル作成の対象物の全体敷地図である。対象物は、本出願人の所有する8階建てビルで、本出願人の本社登記地に所在している。利用した画像は、対象物全体の基礎画像情報として航空写真(図10)、対象物上空からのモデリングにパワードグライダーから撮影部110により撮影した画像(図12)、そして対象物の地上側面部を撮影ガイディングシステムの撮影部110にて取得した(図15)。そして、これら3類型の画像をそれぞれモデル形成部210にて3Dモデル作成して、融合させた。基準点は、対象物であるビルの側面を自動追尾式測量機にて計測し、対象物の敷地内にてGPS計測した点を利用して、自動追尾式測量機で計測した基準点位置をGPS座標に変換した。
【0045】
以下にそれぞれの撮影・解析について説明する。
(1)航空写真解析によるベース作成
図10は、本出願人の本社登記地を含む、東京板橋区周辺約4km四方が撮影されている国土地理院提供の航空写真である。撮影カメラは、いわゆる一般の航空写真撮影用カメラが利用可能である。焦点距離、画角などは、撮影に必要なものが適宜選択される。
【0046】
図11はモデル形成部により3Dモデル作成対象領域をモデル化した画像である。3Dモデル作成対象領域の解析には、航空写真をベース(下地)として使用するため、フィルムをスキャナにて、例えば読取解像度600dpiにて読み取り、モデル形成部210にて内部標定した。なお、図12では、ステレオマッチングは行わず簡単な3D図化を行って使用しているが、山などの起伏がある場合は、3Dモデル作成対象領域の起伏部分をステレオマッチング処理して、3Dモデル化するとよい。
【0047】
(2)空中撮影(パワードグライダー)画像からの3Dモデル作成
図12は、対象物上空からのモデリングにパワードグライダーから撮影部110により撮影した画像である。図13は、パワードパラグライダー(エンジン付きのパラグライダー)による写真撮影の説明図である。パワードパラグライダーは、航空機ではないため、高度規制等の制約が少なく、安価で安全な撮影ができる特徴がある。パワードグライダーの他に、ヘリコプター、気球、大縮尺な航空写真撮影可能なセスナ機なども利用することが可能である。撮影に使用した撮影カメラには、民生用のデジタルカメラが利用できる。。
【0048】
図14は空中写真の3Dモデル化の一例を説明する説明図である。3Dモデル解析の手順は以下の通りである。まず、モデル形成部210にて、自動追尾式測量機で測定した基準点を入れて標定を行い、対象物であるビルのエッジ部分、手前庭部のポリライン計測を行う(図14a)。ここで、ポリライン計測とは、対応点をマニュアルで指示又は相関処理を用いた半自動で計測しながら三次元計測を行うことをいい、マニュアルや自動位置検出で行うことができる。次に、対象物であるビルについて、自動的にビル壁面の計測と、平面部メッシュ作成を行なう(図14b)。そして、対象物であるビルについて、テクスチャを貼り付けて(図14c)、ビルの外観形状を表す。そして、3Dモデル化されたビルの外観形状は、航空写真と一体化して、対象物付近の概括的な画像情報と融合する(図14d)。このとき、対象物であるビルの一部壁面に関しては、航空写真の制約により撮影されていない方向があり、3Dモデル化の際に欠けた状態となっている。
【0049】
(3)撮影ガイディングシステムによる地上3Dモデルの追加
図15は、撮影部110により対象物に関して補充すべき撮影方向から撮影している様子と、追加撮影画像を示している。このとき、撮影ガイディングシステムの表示画面は、例えば図7に示すようになっている。モニター画像表示部150に、対象物に関して補充すべき撮影方向からの画像が表示されている。対象物であるビルの一部壁面に関しては、航空写真の制約により撮影されていない方向があるが、補充すべき撮影方向から撮影することで、欠けていた壁面の画像情報が、精密な基準点情報と共に得られる。
【0050】
図16は、航空写真にワイヤーフレームを貼り付けた対象物の画像である。図17は、航空写真にテクスチャを貼り付けた対象物の画像である。ここで、テクスチャとワイヤーフレームは、撮影ガイディングシステムにより補充された地上画像から、モデル形成部210により得られた3Dモデルから取得される。ここで、テクスチャとはグラフィックスなどにおいて、図形の表面に付けられた模様や、質感を表わすための描き込みをいい、対象物の二次元画像に立体感を表現するのに用いられる。また、ワイヤーフレームとは、例えば対象物の表面形状を多数の三角形等の多角形の頂点で表した場合の、頂点間を結ぶ多角形の線分図をいう。対象物であるビルの一部壁面に関しては、航空写真の制約により撮影されていない方向があるが、撮影ガイディングシステムにより補充すべき撮影方向からの対象物の撮影画像を取得して、3Dモデル化することで、対象物全体の3Dモデル化処理が行える。
【0051】
図18は、対象物に隣接するビルを追加した3Dモデルの説明図である。対象物に隣接するビルは、空中撮影した画像を用いて、図17に示す対象物全体の3Dモデル化処理後、さらに追加したものである。このように、3Dモデル化処理で補充追加したい部分は、撮影ガイディングシステムや空中画像や航空写真からの解析を加えていくことで、容易に対処できる。
【実施例2】
【0052】
図19は、本発明の第2の実施の形態を説明する全体構成図である。実施例1においては、図6に示すようにデジタルカメラとノートパソコンの組合わせを示している。しかし、本実施例では、図19に示すようにGPS、デジタルカメラ及び小型のホストPCとを一体に構成している。小型のホストPCには、例えばPDAのような携帯用情報処理端末を用いる。GPS、デジタルカメラ及び小型のホストPCの有する機能については、実施例1で説明したものと共通なので、その詳細は省略する。
【実施例3】
【0053】
図20は、本発明の第3の実施の形態を説明する全体構成図である。図において、本発明の撮影装置は、撮影ユニットハウジング100、撮影部110、撮影部110の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部120、125、画像データ記憶部130、モニター画像表示部150、モデル表示部165、測定条件表示部170、撮影位置指示部180、演算処理部200を有している。なお、図20において、図6と同一作用をするものには同一符号を付して、説明を省略する。
【0054】
撮影位置指示部180は、撮影部110の撮影位置を指定するもので、例えばパソコンに接続されるマウスやカソールキーが用いられる。モデル表示部165は、モデル形成部210で形成された対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、撮影位置指示部180で指定された撮影位置に基づいて、撮影部110の指定撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示する。
【0055】
図21は、撮影位置指示部180による撮影位置の入力に用いられる撮影位置入力画面の一例を示す説明図である。撮影位置入力画面は、例えばモデル表示部165に表示される対象物の平面図を用いるとよい。撮影位置入力画面では、ライトペン、マウスなどの器具により撮影位置1〜6が入力される。すると、モデル形成部210によって撮影位置として入力された位置からの対象物の3Dモデルが形成され、視認画像がモデル表示部165に表示される。
【0056】
図22は、モデル表示部165に表示される指定撮影位置からの対象物視認画像の一例を示す図で、図中符号1〜6は図21の撮影指定位置1〜6に対応している。撮影位置指示部180から撮影指定位置1〜6が入力されると、モニター画像表示部150には、指示された撮影位置1〜6から、撮影部110を向けたアングルの対象物画像の3D画像が形成され、これがモニター画像表示部150に表示される。なお、本実施例のシステム構成を図19のような構成としても良い。
【0057】
以上説明したように、航空写真と撮影ガイディングシステムの撮影部110による地上からの撮影画像をバンドル調整する場合、基準点もしくはタイポイントの配置および認識が重要である。本実施例によれば、それらの標定点を撮影ガイディングシステムで撮影部110の撮影時にリアルタイムに表示させることで、効率よく空中および地上からの3Dモデル構築が可能となる。また、本実施例によれば、多種多様な撮影部110と解像度で撮影された画像を一括してバンドル調整を行うことで、各種の画像計測データの整合性を確保し、さらに、高性能なステレオマッチングにより計測されたDSM(Digital stereo matching)データでテクスチャ付きの3Dモデルを作成して、あらゆる視点位置から多種多様な解像度にて表示できる。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本発明の撮影装置における第1の実施の形態を説明する全体構成ブロック図である。
【図2】本発明の第1の撮影方法を説明するフローチャートである。
【図3】本発明の撮影装置における第2の実施の形態を説明する全体構成ブロック図である。
【図4】本発明の第2の撮影方法を説明するフローチャートである。
【図5】本発明の撮影装置における第3の実施の形態を説明する全体構成ブロック図である。
【図6】本発明の一実施の形態を説明する全体構成図である。
【図7】液晶表示パネルに表示される画面の一例を説明する図である。
【図8】空中並びに地上で撮影された画像による3Dモデルの計測を説明するフローチャートである。
【図9】本発明にかかる撮影ガイディングシステムを用いた3Dモデル作成の対象物の全体敷地図である。
【図10】本出願人の本社登記地を含む、東京板橋区周辺約4km四方が撮影されている国土地理院提供の航空写真である。
【図11】モデル形成部により3Dモデル作成対象領域をモデル化した画像である。
【図12】対象物上空からのモデリングにパワードグライダーから撮影部110により撮影した画像である。
【図13】パワードパラグライダー(エンジン付きのパラグライダー)による写真撮影の説明図である。
【図14】空中写真の3Dモデル化の一例を説明する説明図である。
【図15】撮影部110により対象物に関して補充すべき撮影方向から撮影している様子と、追加撮影画像を示している。
【図16】航空写真にワイヤーフレームを貼り付けた対象物の画像である。
【図17】航空写真にテクスチャを貼り付けた対象物の画像である。
【図18】対象物に隣接するビルを追加した3Dモデルの説明図である。
【図19】本発明の第2の実施の形態を説明する全体構成図である。
【図20】本発明の第3の実施の形態を説明する全体構成図である。
【図21】撮影位置指示部180による撮影位置の入力に用いられる撮影位置入力画面の一例を示す説明図である。
【図22】モデル表示部165に表示される指定撮影位置からの対象物視認画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
【0059】
10 測定対象物
110 撮影部
120 撮影位置測定部
130 画像データ記憶部
150 モニター画像表示部
160、165 モデル表示部
170 測定条件表示部
180 撮影位置指示部
190 ファインダー画像表示部
210 モデル形成部
220 撮影条件測定部
230 基準点表示位置演算部
【技術分野】
【0001】
この発明は、空中や地上で撮影された対象物の画像から効率よく当該対象物に関する3D(三次元)モデルを作成するのに好適な撮影装置及び撮影方法に関する。
【背景技術】
【0002】
本出願人の提案にかかる特許文献1に記載されているように、最近のデジタル技術の進歩により、レーザースキャナー或いはデジタル写真測量の手法を用いて、計測対象の詳細な3Dデータ及び高分解能な画像データが容易に取得出来るようになってきている。たとえば、デジタルカメラによる近接写真測量や、地上型の自動追尾式測量機のような機器によれば、地上からの対象物側面に関しては詳細な計測が可能である。
【0003】
【特許文献1】特開2002−352224号公報 図2
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、自動追尾式測量機により取得した3Dデータは、基本的には距離データを含む三次元座標データにて構成されている。そこで、自動追尾式測量機により取得した3Dデータと現場状況との対応づけが困難で、3Dデータを測定対象物の画像情報と紐付ける作業を行なう際に、測定対象物の何れの位置を計測したのか困難になるという課題があることが判明した。また、地上に設置された自動追尾式測量機により取得した3Dデータには、たとえばビルの屋上や道路などの上空からの3Dデータが取得できないという課題があった。
【0005】
他方で、ヘリコプターや航空機等の飛行体に設置するための、デジタルカメラやレーザースキャナー機器も近年になって開発されてきている。しかし、このような上空からの撮影画像と、地上からの撮影画像を組合せて対象物の3Dモデルを作成する場合には、撮影方向の相違や撮影縮尺・レンズ収差の相違に基づく画像歪が大きくなり、撮影画像の集成負担が大きく、対象物の3Dモデルを作成することが困難であるという課題があった。
【0006】
本発明は上述した課題を解決したもので、空中や地上で撮影された対象物の画像を集成して、効率よく当該対象物に関する3Dモデルを作成できる撮影装置及び撮影方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成する本発明の撮影装置は、例えば図1に示すように、撮影部110と、撮影部110の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部120と、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130と、画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成するモデル形成部210と、モデル形成部210で形成された対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、撮影位置測定部120で得られる撮影位置情報に基づいて、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示するモデル表示部160とを備えている。
【0008】
このように構成された装置においては、撮影部110が移動した場合の、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像がモデル表示部160に表示されるので、撮影部110の撮影位置が対象物10のモデル形成に必要な撮影位置として適切であるか否かが、撮影者にとって判別可能である。
【0009】
本発明の請求項1に記載の撮影装置において、好ましくは、さらに、撮影位置情報と共に前記画像データ記憶部に記憶された第1の撮影画像と、モデル表示部160に表示される第2の撮影画像とを用いて、モデル形成部210において対象物10の三次元モデルを形成すると共に、第1及び第2の撮影画像に関する撮影位置情報から、対象物10の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔の少なくとも一つを求める撮影条件測定部220を備えるとよい。
【0010】
上記目的を達成する本発明の撮影装置は、例えば図3に示すように、対象物10を撮影する撮影部110と、撮影部110の撮影位置を指定する撮影位置指示部180と、位置既知点を有する対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130と、画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成するモデル形成部210と、モデル形成部210で形成された対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、撮影位置指示部180で指定された撮影位置に基づいて、撮影部110の指定撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示するモデル表示部165とを備えるものである。
【0011】
このように構成された装置においては、撮影位置指示部180で指定された撮影位置に撮影部110が移動した場合の、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像がモデル表示部165に表示されるので、撮影位置指示部180で指定された撮影位置が対象物10のモデル形成に必要な撮影位置として適切であるか否かが、撮影者にとって判別可能である。
【0012】
本発明の請求項3に記載の撮影装置において、好ましくは、さらに、撮影部110の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部120を有し、第1及び第2の撮影画像に対する撮影位置情報から、対象物10の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔の少なくとも一つを求める撮影条件測定部220を備えるとよい。ここで、第1及び第2の撮影画像は、撮影位置情報と共に画像データ記憶部130に記憶された第1の撮影画像と、モデル表示部165に表示される第2の撮影画像とを用いて、モデル形成部210において対象物10の三次元モデルを形成するものである。
【0013】
本発明の撮影装置において、好ましくは、画像データ記憶部130には、撮影部110以外の撮影機器で撮影された少なくとも一組のステレオ画像であって、モデル形成部210において当該ステレオ画像を用いて対象物10の三次元モデルが形成可能な当該ステレオ画像が記憶される。一組のステレオ画像には、例えば撮影部110以外の撮影機器で撮影されたステレオ画像(小縮尺の航空写真)が用いられる。このステレオ画像は、本撮影装置の撮影部以外で撮影された画像であり、撮影部110で撮影される画像と比較して広域撮影画像であることが望ましく、撮影部110で撮影された画像に対して、小縮尺、低解像度、広域を撮影した画像を意味することが一般的である。なお、本撮影装置の撮影部以外で撮影された画像に代えて、本撮影装置の撮影部110で撮影した画像のみを用いて、3Dモデルの形成処理等を施すこともできる。
【0014】
本発明の撮影装置において、好ましくは、画像データ記憶部130に記憶されている画像は、撮影部110以外の撮影機器で撮影された、ステレオ航空写真、ステレオの小縮尺写真、ステレオの低解像度画像、広域撮影画像の少なくとも一つを含むとよい。
【0015】
本発明の撮影装置において、好ましくは、撮影部110で撮影された画像データに、対象物画像に重畳して対象物10の位置既知点を表示することが可能な状態で、画像データ記憶部130に記憶されるように構成され、しかして、画像データ記憶部130に記憶された前記対象物画像が、モデル形成部210において対象物10の三次元モデルを形成するための画像として利用可能に構成されているとよい。
【0016】
本発明の撮影装置において、好ましくは、撮影部110は、撮影位置情報と共に画像データ記憶部130に記憶される第1の撮影画像と、対象物画像に関して当該第1の撮影画像と重複領域を有する状態で撮影される第2の撮影とを撮影し、画像データ記憶部130は、第1の撮影画像と第2の撮影画像を逐次記憶するように構成されているとよい。
【0017】
本発明の撮影装置において、好ましくは、撮影部110は、視野に含まれている対象物10を異なる撮影位置で逐次撮影すると共に、さらに、当該逐次撮影された対象物10の画像データに基づく対象物画像を表示するモニター画像表示部150を有するとよい。
【0018】
本発明の撮影装置において、好ましくは、さらに、モニター画像表示部150に、前記逐次撮影された対象物10の画像データに重畳させて、基準点又はパスポイントの少なくとも一方を表示するための基準点表示位置演算部230を有するとよい。
【0019】
本発明の撮影装置において、好ましくは、さらに、撮影条件測定部220で測定された撮影条件を表示する測定条件表示部170を有するように構成されているとよい。
【0020】
上記目的を達成する本発明の撮影装置300は、例えば図5に示すように、対象物10を撮影する撮影部110と、撮影部110が撮影する対象物10を表示するファインダー画像表示部190と、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130と、画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の基準点データ又は三次元モデルを形成するデータ形成部240とを備え、ファインダー画像表示部190は、基準点データ又は三次元モデルを、対象物画像上に表示するように構成されている。
【0021】
このように構成された装置においては、ファインダー画像表示部190に表示される撮影部110が撮影する対象物10に対して、データ形成部240によって画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて形成された対象物10の基準点データ又は三次元モデルを、対象物画像上に表示するので、撮影部110の撮影位置が既に対象物10の基準点データ又は三次元モデルの存在しているものか、撮影者にとって判別可能であり、対象物10の三次元モデル作成に必要とされる撮影作業が円滑に行なえる。
【0022】
上記目的を達成する本発明の撮影方法は、例えば図2に示すように、撮影部110により対象物10を撮影する際の撮影位置情報を取得し(S110)、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成し(S120)、対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、前記撮影位置情報に基づいて、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示する(S130)各工程をコンピュータに実行させるものである。
【0023】
上記目的を達成する本発明の撮影方法は、例えば図4に示すように、撮影部110により対象物10を撮影する際の、撮影位置として指定された情報を入力し(S210)、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成し(S220)、対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、前記指定された撮影位置に基づいて、撮影部110の指定撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示する(S230)各工程をコンピュータに実行させるものである。
【発明の効果】
【0024】
請求項1に記載の本発明の撮影装置によれば、撮影部110が移動した場合の、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像がモデル表示部160に表示されるので、撮影部110の撮影位置が対象物10のモデル形成に必要な撮影位置として適切であるか否かが、撮影者にとって判別可能であり、対象物10の三次元モデル作成に必要とされる撮影作業が円滑に行なえる。
【0025】
請求項3に記載の本発明の撮影装置によれば、撮影位置指示部180で指定された撮影位置に撮影部110が移動した場合の、撮影部110の撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像がモデル表示部165に表示されるので、撮影位置指示部180で指定された撮影位置が対象物10のモデル形成に必要な撮影位置として適切であるか否かが、撮影者にとって判別可能であり、対象物10の三次元モデル作成に必要とされる撮影作業が円滑に行なえる。
【0026】
請求項12に記載の本発明の撮影装置によれば、ファインダー画像表示部190に表示される撮影部110が撮影する対象物10に対して、データ形成部240によって画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて形成された対象物10の基準点データ又は三次元モデルを、対象物画像上に表示するので、撮影部110の撮影位置が既に対象物10の基準点データ又は三次元モデルの存在しているものか、撮影者にとって判別可能であり、対象物10の三次元モデル作成に必要とされる撮影作業が円滑に行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
以下図面を用いて本発明を説明する。
【実施例1】
【0028】
図6は本発明の一実施の形態を説明する全体構成図である。対象物10は、測定対象物や製作対象物となる有体物で、例えば都市計画、建築、メンテナンス、文化財の領域に含まれる建築物等の各種工作物や人物・風景等が該当する。図において、本発明の撮影装置は、撮影ユニットハウジング100、撮影部110、撮影部110の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部120、125、位置既知点を有する対象物10の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部130、モニター画像表示部150、モデル表示部160、測定条件表示部170、演算処理部200を有しているもので、例えば撮影ガイディングシステム(Virtual Guiding System)と呼ばれる。
【0029】
撮影ユニットハウジング100は、撮影部110と撮影位置測定部120、125を一体に保持するもので、撮影者が操作しやすいように小型軽量化されている。撮影部110には、例えばデジタルカメラとして、民生用のデジタルカメラが利用可能であり、好ましくはビデオ出力可能なものが好ましい。画素数は、必要な解像度に応じて選択される。撮影位置測定部120は、撮影部110の撮影位置(X,Y,Z)を地球上における緯度・経度・高度として測定できるようにGPSが用いられる。撮影位置測定部120には、例えば、キネマティックとリアルタイムキネマティックの切替えが可能なものが好ましい。撮影位置測定部125は、撮影部110の撮影姿勢(Yaw, Pitch, Law)を測定する3軸角度センサーを用いる。撮影位置測定部125は、例えば分解能0.05°で、静止時精度が1°RMS、動的精度が3°RMSとなっている。
【0030】
演算処理部200には、例えば汎用のノート型パソコンを用いることができ、撮影部110で撮影された画像情報と、撮影位置測定部120、125で測定された撮影部110の位置情報(X,Y,Z)と姿勢情報(Yaw, Pitch, Law)が入力される。汎用のノート型パソコンには、フレキシブル・ディスク記憶装置やCDROM等の電磁気的記憶装置が設けられており、画像データ記憶部130として使用される。汎用のノート型パソコンの液晶表示パネルは、モニター画像表示部150、モデル表示部160、測定条件表示部170として使用される。汎用のノート型パソコンには、ソフトウェアとしてモデル形成部210、撮影条件測定部220並びに基準点表示位置演算部230が格納されている。
【0031】
モデル形成部210は、画像データ記憶部130に記憶された画像データを用いて、対象物10の三次元モデルを形成するもので、具体的な三次元モデル作成演算式は、例えば本出願人の提案にかかる特開2004−037270号公報に記載されている。モデル形成部210は、例えば株式会社トプコンより供給される3D計測システムPI−3000V2(商品名)として供給されており、航空写真からデジタルカメラによる画像まで一括して3D計測、モデリングできるシステムである。
【0032】
撮影条件測定部220は、第1及び第2の撮影画像に関する撮影位置情報から、対象物10の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔を測定して、測定条件表示部170に測定結果を表示する。第1及び第2の撮影画像は、撮影位置情報と共に画像データ記憶部130に記憶された第1の撮影画像と、モニター画像表示部150に表示される第2の撮影画像であって、モデル形成部210において対象物10の三次元モデルを形成するのに用いられる。
【0033】
基準点表示位置演算部230は、撮影部110のファインダーの画像情報に対して、あらかじめ入力された基準点座標がファインダーの画像上の表示位置として配置されるかを計算して、モニター画像表示部150で表示されているファインダー画像上に、当該基準点が対象物10に重畳した状態でリアルタイム表示を行なう。
【0034】
図7は液晶表示パネルに表示される画面の一例を説明する図で、モニター画像表示部150、モデル表示部160、測定条件表示部170として使用される。モニター画像表示部150は、ファインダー画像表示部190としても用いられるもので、撮影部110のファインダーの画像情報が、各種インターフェースを経由して演算処理部200を構成するコンピュータに送られ、液晶表示パネル上に表示される。基準点表示位置演算部230により、ファインダーの画像情報に含まれている対象物10に関する基準点が、重畳した状態で表示される。これにより、モニター画像表示部150上に基準点が何個写るかが、撮影部110の撮影時に判断できる。モニター画像表示部150は、撮影部110で撮影され、画像データ記憶部130に記憶されている第1及び第2撮影画像を逐次呼び出して表示させる構造としてもよい。図7の装置においては、3個の画面を表示できるように設計されており、左2つの画面が撮影され画像データ記憶部130に記憶されている画像で、最も右の画面が現在撮影部110で取込まれている画像を表示させている。撮影者は、モニター画像表示部150で表示される3画面をリアルタイムで確認をしながら、撮影ポイントを探すことが容易となる。また、3個の画面全てに画像データ記憶部130に記憶されている第1及び第2撮影画像を逐次表示させることにより、既に撮影された画像の確認を行なうこともできる。
【0035】
モデル表示部160には、モデル形成部210によって、対象物10に関してモデリングされた結果を、撮影部110の撮影位置と姿勢から見た視点に適合させて表示することができる。これにより、対象物10のモデリングの欠落部分を認識して、撮影方向として補充すべき対象物10の撮影方向を確認しながら、対象物10に対する撮影位置を決めることができる。対象物10の三次元的な表示は、例えばOpenGL機能を利用することで、三次元計測して再構築した対象物10の画像を、ワイヤーフレーム表示やテクスチャマッピング表示できる。これにより、モデル表示部160上で視点、解像度をリアルタイムに対象物10の画像を表示可能となっている。
【0036】
測定条件表示部170には、撮影位置測定部120により測定された撮影部110の位置情報(X,Y,Z)が表示され、撮影位置測定部125により測定された撮影部110の姿勢情報(Yaw, Pitch, Law)が表示される。
【0037】
また、画像データ記憶部130は、前回撮影部110により撮影された画像及び撮影位置を保持している。撮影条件測定部220には、画像データ記憶部130に記憶された前回撮影画像の情報(第1の撮影画像)を元に、モニター画像表示部150に表示されるファインダー画像(第2の撮影画像)のオーバーラップ率が表示されている。撮影条件測定部220には、対象物10の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔を測定しているので、対象物10の概略精度を計算して、測定条件表示部170に表示出力する。
【0038】
撮影条件測定部220により概略得られる精度は、次式で得られる。
ΔXY=H*δp/f (1)
ΔZ=H*H*δp/(f*B) (2)
ここで、δpは撮影部110の画素分解能またはスキャナの読み取り分解能、fは焦点距離で、使用する撮影部110により既知である。基線長Bは、撮影した画像の撮影位置測定部120から計測された位置と、次に撮影する撮影位置測定部120の位置から算出される。撮影距離Hは、撮影する箇所に基準点もしくは3Dモデルがあれば撮影位置測定部120の位置と、基準点もしくは3Dモデルの位置から算出することができる。もし基準点もしくは3Dモデルが写っていないときは、概略値を入力する。上式で用いるパラメータである分解能δp、焦点距離f、基線長B、撮影距離Hから、現在撮影しようとしているステレオモデルの計測後の概略精度ΔXY、ΔZが算出される。
【0039】
このように構成された装置における撮影作業について説明する。図8は空中並びに地上で撮影された画像による3Dモデルの計測を説明するフローチャートである。まず、空中撮影を行う(S300)。空中撮影画像には、航空写真(例えば国土地理院提供)、ヘリコプター、飛行船、バルーンなどの撮影システムにより取得したものや、エンジン付きのパラグライダーなどを用いて撮影した画像データなど、多種多様なものが利用できる。ただし、撮影部110の撮影条件での内部標定要素は、既知である必要がある。
【0040】
次に、地上では、3Dモデル作成に必要な基準点を自動追尾式測量機やGPSにて取得する(S310)。この際、自動追尾式測量機による計測値は、GPSによる地球測位座標系などに統一しておく。そして、S200にて取得された空中撮影画像を用いて、モデル形成部210による対象物10の3Dモデルの計測を行う(S320)。この場合、必要に応じてS210で取得した基準点を使用する。
【0041】
次に、撮影ガイディングシステムを用いて、撮影部110による地上撮影を行う(S230)。この作業の前にあらかじめ、S210で計測された基準点や、S220で作成された3Dモデルデータを撮影ガイディングシステムに記憶させておく。これにより、撮影位置を確認する際、モニター画像表示部150には、撮影部110を向けたアングルの対象物画像がリアルタイムで表示され、モニター画像表示部150の対象物画像上にS210で計測された基準点が重畳した状態で表示される。また、モデル表示部160には、S220で作成された3Dモデルが、撮影部110を覗いたアングルで表示される。また、測定条件表示部170には、モニター画像表示部150での計測精度やオーバーラップの状態も確認できる。これら機能により、撮影者は3Dモデル作成のような後処理も考慮した最適な位置に、撮影部110の撮影位置が誘導される。
【0042】
次に、撮影ガイディングシステムにて撮影した画像を、モデル形成部210にてステレオ計測することにより、地上による3Dモデルを作成する(S340)。
【0043】
次に、モデル形成部210にて全体の3Dモデル作成をする(S350)。モデル形成部210にて、空中や地上で撮影された各ステレオモデルの画像のパスポイント及びタイポイントを同時にバンドル調整することにより、空中や地上で撮影された各ステレオモデルの画像の座標系を統一し、全体の3Dモデルを作成する。なお、撮影ガイディングシステムでは、地上による3Dモデル形成作業と、空中や地上で撮影された各ステレオモデルの画像全体の3Dモデル作成作業とは、バンドル調整しながら自動的に行なうことができる。
【0044】
次に、上述の本発明にかかる撮影ガイディングシステムを用いた、航空写真、空中画像、地上画像による3Dモデル作成の一例を説明する。図9は、本発明にかかる撮影ガイディングシステムを用いた3Dモデル作成の対象物の全体敷地図である。対象物は、本出願人の所有する8階建てビルで、本出願人の本社登記地に所在している。利用した画像は、対象物全体の基礎画像情報として航空写真(図10)、対象物上空からのモデリングにパワードグライダーから撮影部110により撮影した画像(図12)、そして対象物の地上側面部を撮影ガイディングシステムの撮影部110にて取得した(図15)。そして、これら3類型の画像をそれぞれモデル形成部210にて3Dモデル作成して、融合させた。基準点は、対象物であるビルの側面を自動追尾式測量機にて計測し、対象物の敷地内にてGPS計測した点を利用して、自動追尾式測量機で計測した基準点位置をGPS座標に変換した。
【0045】
以下にそれぞれの撮影・解析について説明する。
(1)航空写真解析によるベース作成
図10は、本出願人の本社登記地を含む、東京板橋区周辺約4km四方が撮影されている国土地理院提供の航空写真である。撮影カメラは、いわゆる一般の航空写真撮影用カメラが利用可能である。焦点距離、画角などは、撮影に必要なものが適宜選択される。
【0046】
図11はモデル形成部により3Dモデル作成対象領域をモデル化した画像である。3Dモデル作成対象領域の解析には、航空写真をベース(下地)として使用するため、フィルムをスキャナにて、例えば読取解像度600dpiにて読み取り、モデル形成部210にて内部標定した。なお、図12では、ステレオマッチングは行わず簡単な3D図化を行って使用しているが、山などの起伏がある場合は、3Dモデル作成対象領域の起伏部分をステレオマッチング処理して、3Dモデル化するとよい。
【0047】
(2)空中撮影(パワードグライダー)画像からの3Dモデル作成
図12は、対象物上空からのモデリングにパワードグライダーから撮影部110により撮影した画像である。図13は、パワードパラグライダー(エンジン付きのパラグライダー)による写真撮影の説明図である。パワードパラグライダーは、航空機ではないため、高度規制等の制約が少なく、安価で安全な撮影ができる特徴がある。パワードグライダーの他に、ヘリコプター、気球、大縮尺な航空写真撮影可能なセスナ機なども利用することが可能である。撮影に使用した撮影カメラには、民生用のデジタルカメラが利用できる。。
【0048】
図14は空中写真の3Dモデル化の一例を説明する説明図である。3Dモデル解析の手順は以下の通りである。まず、モデル形成部210にて、自動追尾式測量機で測定した基準点を入れて標定を行い、対象物であるビルのエッジ部分、手前庭部のポリライン計測を行う(図14a)。ここで、ポリライン計測とは、対応点をマニュアルで指示又は相関処理を用いた半自動で計測しながら三次元計測を行うことをいい、マニュアルや自動位置検出で行うことができる。次に、対象物であるビルについて、自動的にビル壁面の計測と、平面部メッシュ作成を行なう(図14b)。そして、対象物であるビルについて、テクスチャを貼り付けて(図14c)、ビルの外観形状を表す。そして、3Dモデル化されたビルの外観形状は、航空写真と一体化して、対象物付近の概括的な画像情報と融合する(図14d)。このとき、対象物であるビルの一部壁面に関しては、航空写真の制約により撮影されていない方向があり、3Dモデル化の際に欠けた状態となっている。
【0049】
(3)撮影ガイディングシステムによる地上3Dモデルの追加
図15は、撮影部110により対象物に関して補充すべき撮影方向から撮影している様子と、追加撮影画像を示している。このとき、撮影ガイディングシステムの表示画面は、例えば図7に示すようになっている。モニター画像表示部150に、対象物に関して補充すべき撮影方向からの画像が表示されている。対象物であるビルの一部壁面に関しては、航空写真の制約により撮影されていない方向があるが、補充すべき撮影方向から撮影することで、欠けていた壁面の画像情報が、精密な基準点情報と共に得られる。
【0050】
図16は、航空写真にワイヤーフレームを貼り付けた対象物の画像である。図17は、航空写真にテクスチャを貼り付けた対象物の画像である。ここで、テクスチャとワイヤーフレームは、撮影ガイディングシステムにより補充された地上画像から、モデル形成部210により得られた3Dモデルから取得される。ここで、テクスチャとはグラフィックスなどにおいて、図形の表面に付けられた模様や、質感を表わすための描き込みをいい、対象物の二次元画像に立体感を表現するのに用いられる。また、ワイヤーフレームとは、例えば対象物の表面形状を多数の三角形等の多角形の頂点で表した場合の、頂点間を結ぶ多角形の線分図をいう。対象物であるビルの一部壁面に関しては、航空写真の制約により撮影されていない方向があるが、撮影ガイディングシステムにより補充すべき撮影方向からの対象物の撮影画像を取得して、3Dモデル化することで、対象物全体の3Dモデル化処理が行える。
【0051】
図18は、対象物に隣接するビルを追加した3Dモデルの説明図である。対象物に隣接するビルは、空中撮影した画像を用いて、図17に示す対象物全体の3Dモデル化処理後、さらに追加したものである。このように、3Dモデル化処理で補充追加したい部分は、撮影ガイディングシステムや空中画像や航空写真からの解析を加えていくことで、容易に対処できる。
【実施例2】
【0052】
図19は、本発明の第2の実施の形態を説明する全体構成図である。実施例1においては、図6に示すようにデジタルカメラとノートパソコンの組合わせを示している。しかし、本実施例では、図19に示すようにGPS、デジタルカメラ及び小型のホストPCとを一体に構成している。小型のホストPCには、例えばPDAのような携帯用情報処理端末を用いる。GPS、デジタルカメラ及び小型のホストPCの有する機能については、実施例1で説明したものと共通なので、その詳細は省略する。
【実施例3】
【0053】
図20は、本発明の第3の実施の形態を説明する全体構成図である。図において、本発明の撮影装置は、撮影ユニットハウジング100、撮影部110、撮影部110の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部120、125、画像データ記憶部130、モニター画像表示部150、モデル表示部165、測定条件表示部170、撮影位置指示部180、演算処理部200を有している。なお、図20において、図6と同一作用をするものには同一符号を付して、説明を省略する。
【0054】
撮影位置指示部180は、撮影部110の撮影位置を指定するもので、例えばパソコンに接続されるマウスやカソールキーが用いられる。モデル表示部165は、モデル形成部210で形成された対象物10の三次元モデルに関して、画像データ記憶部130に記憶された画像データと、撮影位置指示部180で指定された撮影位置に基づいて、撮影部110の指定撮影位置から視認される対象物10の三次元モデル画像を表示する。
【0055】
図21は、撮影位置指示部180による撮影位置の入力に用いられる撮影位置入力画面の一例を示す説明図である。撮影位置入力画面は、例えばモデル表示部165に表示される対象物の平面図を用いるとよい。撮影位置入力画面では、ライトペン、マウスなどの器具により撮影位置1〜6が入力される。すると、モデル形成部210によって撮影位置として入力された位置からの対象物の3Dモデルが形成され、視認画像がモデル表示部165に表示される。
【0056】
図22は、モデル表示部165に表示される指定撮影位置からの対象物視認画像の一例を示す図で、図中符号1〜6は図21の撮影指定位置1〜6に対応している。撮影位置指示部180から撮影指定位置1〜6が入力されると、モニター画像表示部150には、指示された撮影位置1〜6から、撮影部110を向けたアングルの対象物画像の3D画像が形成され、これがモニター画像表示部150に表示される。なお、本実施例のシステム構成を図19のような構成としても良い。
【0057】
以上説明したように、航空写真と撮影ガイディングシステムの撮影部110による地上からの撮影画像をバンドル調整する場合、基準点もしくはタイポイントの配置および認識が重要である。本実施例によれば、それらの標定点を撮影ガイディングシステムで撮影部110の撮影時にリアルタイムに表示させることで、効率よく空中および地上からの3Dモデル構築が可能となる。また、本実施例によれば、多種多様な撮影部110と解像度で撮影された画像を一括してバンドル調整を行うことで、各種の画像計測データの整合性を確保し、さらに、高性能なステレオマッチングにより計測されたDSM(Digital stereo matching)データでテクスチャ付きの3Dモデルを作成して、あらゆる視点位置から多種多様な解像度にて表示できる。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本発明の撮影装置における第1の実施の形態を説明する全体構成ブロック図である。
【図2】本発明の第1の撮影方法を説明するフローチャートである。
【図3】本発明の撮影装置における第2の実施の形態を説明する全体構成ブロック図である。
【図4】本発明の第2の撮影方法を説明するフローチャートである。
【図5】本発明の撮影装置における第3の実施の形態を説明する全体構成ブロック図である。
【図6】本発明の一実施の形態を説明する全体構成図である。
【図7】液晶表示パネルに表示される画面の一例を説明する図である。
【図8】空中並びに地上で撮影された画像による3Dモデルの計測を説明するフローチャートである。
【図9】本発明にかかる撮影ガイディングシステムを用いた3Dモデル作成の対象物の全体敷地図である。
【図10】本出願人の本社登記地を含む、東京板橋区周辺約4km四方が撮影されている国土地理院提供の航空写真である。
【図11】モデル形成部により3Dモデル作成対象領域をモデル化した画像である。
【図12】対象物上空からのモデリングにパワードグライダーから撮影部110により撮影した画像である。
【図13】パワードパラグライダー(エンジン付きのパラグライダー)による写真撮影の説明図である。
【図14】空中写真の3Dモデル化の一例を説明する説明図である。
【図15】撮影部110により対象物に関して補充すべき撮影方向から撮影している様子と、追加撮影画像を示している。
【図16】航空写真にワイヤーフレームを貼り付けた対象物の画像である。
【図17】航空写真にテクスチャを貼り付けた対象物の画像である。
【図18】対象物に隣接するビルを追加した3Dモデルの説明図である。
【図19】本発明の第2の実施の形態を説明する全体構成図である。
【図20】本発明の第3の実施の形態を説明する全体構成図である。
【図21】撮影位置指示部180による撮影位置の入力に用いられる撮影位置入力画面の一例を示す説明図である。
【図22】モデル表示部165に表示される指定撮影位置からの対象物視認画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
【0059】
10 測定対象物
110 撮影部
120 撮影位置測定部
130 画像データ記憶部
150 モニター画像表示部
160、165 モデル表示部
170 測定条件表示部
180 撮影位置指示部
190 ファインダー画像表示部
210 モデル形成部
220 撮影条件測定部
230 基準点表示位置演算部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮影部と;
前記撮影部の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部と;
位置既知点を有する対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部と;
前記画像データ記憶部に記憶された画像データを用いて、前記対象物の三次元モデルを形成するモデル形成部と;
前記モデル形成部で形成された前記対象物の三次元モデルに関して、前記画像データ記憶部に記憶された画像データと、前記撮影位置測定部で得られる撮影位置情報に基づいて、当該撮影部の撮影位置から視認される前記対象物の三次元モデル画像を表示するモデル表示部と;
を備える撮影装置。
【請求項2】
さらに、撮影位置情報と共に前記画像データ記憶部に記憶された第1の撮影画像と、前記モデル表示部に表示される第2の撮影画像とを用いて、前記モデル形成部において前記対象物の三次元モデルを形成すると共に;
前記第1及び第2の撮影画像に関する撮影位置情報から、前記対象物の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔の少なくとも一つを求める撮影条件測定部を備える請求項1記載の撮影装置。
【請求項3】
対象物を撮影する撮影部と;
前記撮影部の撮影位置を指定する撮影位置指示部と;
位置既知点を有する対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部と;
前記画像データ記憶部に記憶された画像データを用いて、前記対象物の三次元モデルを形成するモデル形成部と;
前記モデル形成部で形成された前記対象物の三次元モデルに関して、前記画像データ記憶部に記憶された画像データと、前記撮影位置指示部で指定された撮影位置に基づいて、当該撮影部の指定撮影位置から視認される前記対象物の三次元モデル画像を表示するモデル表示部と;
を備える撮影装置。
【請求項4】
さらに、前記撮影部の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部を有し;
撮影位置情報と共に前記画像データ記憶部に記憶された第1の撮影画像と、前記モデル表示部に表示される第2の撮影画像とを用いて、前記モデル形成部において前記対象物の三次元モデルを形成すると共に;
前記第1及び第2の撮影画像に対する撮影位置情報から、前記対象物の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔の少なくとも一つを求める撮影条件測定部を備える請求項3記載の撮影装置。
【請求項5】
前記画像データ記憶部には、前記撮影部以外の撮影機器で撮影された少なくとも一組のステレオ画像であって、前記モデル形成部において当該ステレオ画像を用いて前記対象物の三次元モデルが形成可能な当該ステレオ画像が記憶される請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の撮影装置。
【請求項6】
前記画像データ記憶部に記憶されている画像は、前記撮影部以外の撮影機器で撮影された、ステレオ航空写真、ステレオの小縮尺写真、ステレオの低解像度画像、広域撮影画像の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の撮影装置。
【請求項7】
前記撮影部で撮影された画像データに、前記対象物画像に重畳して前記対象物の位置既知点を表示することが可能な状態で、前記画像データ記憶部に記憶されるように構成され;
しかして、前記画像データ記憶部に記憶された前記対象物画像が、前記モデル形成部において前記対象物の三次元モデルを形成するための画像として用いることができる請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の撮影装置。
【請求項8】
前記撮影部は、撮影位置情報と共に前記画像データ記憶部に記憶される第1の撮影画像と、前記対象物画像に関して当該第1の撮影画像と重複領域を有する状態で撮影される第2の撮影とを撮影し;
前記画像データ記憶部は、第1の撮影画像と第2の撮影画像を逐次記憶するように構成される請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の撮影装置。
【請求項9】
前記撮影部は、視野に含まれている対象物を異なる撮影位置で逐次撮影すると共に;
さらに、当該逐次撮影された対象物の画像データに基づく対象物画像を表示するモニター画像表示部を有する請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の撮影装置。
【請求項10】
さらに、前記モニター画像表示部に、前記逐次撮影された対象物の画像データに重畳させて、基準点又はパスポイントの少なくとも一方を表示する基準点表示位置演算部を備える請求項9記載の撮影装置。
【請求項11】
さらに、撮影条件測定部で測定された撮影条件を表示する測定条件表示部を有する請求項2又は請求項4に記載の撮影装置。
【請求項12】
対象物を撮影する撮影部と;
前記撮影部が撮影する対象物を表示するファインダー画像表示部と;
位置既知点を有する前記対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部と;
前記画像データ記憶部に記憶された画像データを用いて、前記対象物の基準点データ又は三次元モデルを形成するデータ形成部と;
を備え、前記ファインダー画像表示部は、前記基準点データ又は三次元モデルを前記対象物画像上に、表示するように構成されている撮影装置。
【請求項13】
撮影部により対象物を撮影する際の撮影位置情報を取得し;
位置既知点を有する前記対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部に記憶された画像データを用いて、前記対象物の三次元モデルを形成し;
前記対象物の三次元モデルに関して、前記画像データ記憶部に記憶された画像データと、前記撮影位置情報に基づいて、当該撮影部の撮影位置から視認される前記対象物の三次元モデル画像を表示する;
各工程をコンピュータに実行させる撮影方法。
【請求項14】
撮影部により対象物を撮影する際の撮影位置として指定された情報を入力し;
位置既知点を有する前記対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部に記憶された画像データを用いて、前記対象物の三次元モデルを形成し;
前記対象物の三次元モデルに関して、前記画像データ記憶部に記憶された画像データと、前記指定された撮影位置に基づいて、当該撮影部の指定撮影位置から視認される前記対象物の三次元モデル画像を表示する;
各工程をコンピュータに実行させる撮影方法。
【請求項1】
撮影部と;
前記撮影部の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部と;
位置既知点を有する対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部と;
前記画像データ記憶部に記憶された画像データを用いて、前記対象物の三次元モデルを形成するモデル形成部と;
前記モデル形成部で形成された前記対象物の三次元モデルに関して、前記画像データ記憶部に記憶された画像データと、前記撮影位置測定部で得られる撮影位置情報に基づいて、当該撮影部の撮影位置から視認される前記対象物の三次元モデル画像を表示するモデル表示部と;
を備える撮影装置。
【請求項2】
さらに、撮影位置情報と共に前記画像データ記憶部に記憶された第1の撮影画像と、前記モデル表示部に表示される第2の撮影画像とを用いて、前記モデル形成部において前記対象物の三次元モデルを形成すると共に;
前記第1及び第2の撮影画像に関する撮影位置情報から、前記対象物の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔の少なくとも一つを求める撮影条件測定部を備える請求項1記載の撮影装置。
【請求項3】
対象物を撮影する撮影部と;
前記撮影部の撮影位置を指定する撮影位置指示部と;
位置既知点を有する対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部と;
前記画像データ記憶部に記憶された画像データを用いて、前記対象物の三次元モデルを形成するモデル形成部と;
前記モデル形成部で形成された前記対象物の三次元モデルに関して、前記画像データ記憶部に記憶された画像データと、前記撮影位置指示部で指定された撮影位置に基づいて、当該撮影部の指定撮影位置から視認される前記対象物の三次元モデル画像を表示するモデル表示部と;
を備える撮影装置。
【請求項4】
さらに、前記撮影部の撮影位置情報を取得する撮影位置測定部を有し;
撮影位置情報と共に前記画像データ記憶部に記憶された第1の撮影画像と、前記モデル表示部に表示される第2の撮影画像とを用いて、前記モデル形成部において前記対象物の三次元モデルを形成すると共に;
前記第1及び第2の撮影画像に対する撮影位置情報から、前記対象物の三次元測定をする場合の測定精度、基線、撮影位置、撮影角度、撮影部間隔の少なくとも一つを求める撮影条件測定部を備える請求項3記載の撮影装置。
【請求項5】
前記画像データ記憶部には、前記撮影部以外の撮影機器で撮影された少なくとも一組のステレオ画像であって、前記モデル形成部において当該ステレオ画像を用いて前記対象物の三次元モデルが形成可能な当該ステレオ画像が記憶される請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の撮影装置。
【請求項6】
前記画像データ記憶部に記憶されている画像は、前記撮影部以外の撮影機器で撮影された、ステレオ航空写真、ステレオの小縮尺写真、ステレオの低解像度画像、広域撮影画像の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の撮影装置。
【請求項7】
前記撮影部で撮影された画像データに、前記対象物画像に重畳して前記対象物の位置既知点を表示することが可能な状態で、前記画像データ記憶部に記憶されるように構成され;
しかして、前記画像データ記憶部に記憶された前記対象物画像が、前記モデル形成部において前記対象物の三次元モデルを形成するための画像として用いることができる請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の撮影装置。
【請求項8】
前記撮影部は、撮影位置情報と共に前記画像データ記憶部に記憶される第1の撮影画像と、前記対象物画像に関して当該第1の撮影画像と重複領域を有する状態で撮影される第2の撮影とを撮影し;
前記画像データ記憶部は、第1の撮影画像と第2の撮影画像を逐次記憶するように構成される請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の撮影装置。
【請求項9】
前記撮影部は、視野に含まれている対象物を異なる撮影位置で逐次撮影すると共に;
さらに、当該逐次撮影された対象物の画像データに基づく対象物画像を表示するモニター画像表示部を有する請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の撮影装置。
【請求項10】
さらに、前記モニター画像表示部に、前記逐次撮影された対象物の画像データに重畳させて、基準点又はパスポイントの少なくとも一方を表示する基準点表示位置演算部を備える請求項9記載の撮影装置。
【請求項11】
さらに、撮影条件測定部で測定された撮影条件を表示する測定条件表示部を有する請求項2又は請求項4に記載の撮影装置。
【請求項12】
対象物を撮影する撮影部と;
前記撮影部が撮影する対象物を表示するファインダー画像表示部と;
位置既知点を有する前記対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部と;
前記画像データ記憶部に記憶された画像データを用いて、前記対象物の基準点データ又は三次元モデルを形成するデータ形成部と;
を備え、前記ファインダー画像表示部は、前記基準点データ又は三次元モデルを前記対象物画像上に、表示するように構成されている撮影装置。
【請求項13】
撮影部により対象物を撮影する際の撮影位置情報を取得し;
位置既知点を有する前記対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部に記憶された画像データを用いて、前記対象物の三次元モデルを形成し;
前記対象物の三次元モデルに関して、前記画像データ記憶部に記憶された画像データと、前記撮影位置情報に基づいて、当該撮影部の撮影位置から視認される前記対象物の三次元モデル画像を表示する;
各工程をコンピュータに実行させる撮影方法。
【請求項14】
撮影部により対象物を撮影する際の撮影位置として指定された情報を入力し;
位置既知点を有する前記対象物の複数の画像データを記憶する画像データ記憶部に記憶された画像データを用いて、前記対象物の三次元モデルを形成し;
前記対象物の三次元モデルに関して、前記画像データ記憶部に記憶された画像データと、前記指定された撮影位置に基づいて、当該撮影部の指定撮影位置から視認される前記対象物の三次元モデル画像を表示する;
各工程をコンピュータに実行させる撮影方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図8】
【図19】
【図6】
【図7】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図20】
【図21】
【図22】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図8】
【図19】
【図6】
【図7】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図20】
【図21】
【図22】
【公開番号】特開2006−3280(P2006−3280A)
【公開日】平成18年1月5日(2006.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−181809(P2004−181809)
【出願日】平成16年6月18日(2004.6.18)
【出願人】(000220343)株式会社トプコン (904)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年1月5日(2006.1.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年6月18日(2004.6.18)
【出願人】(000220343)株式会社トプコン (904)
【Fターム(参考)】
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