測量方法及び測量装置
ビデオトータルステーションを使用する測量方法は、該ビデオトータルステーションを第一プラットフォーム上に配置させ、風景の第一イメージを記録し、該ビデオトータルステーションを該第一プラットフォームからある距離離れて配置されている第二プラットフォーム上に配置させ、該第一プラットフォームからの距離を測定し且つ該風景の第二イメージを記録することを包含している。該イメージ内に包含されているオブジェクトの三次元座標は、測定された距離に基づいて該イメージの写真測量分析により決定される。更に、該ビデオトータルステーションのオリエンテーションは、該イメージを採取している場合及び該距離を測定している場合に記録することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大略、測量方法及び測量装置に関するものである。本発明は、又、該測量装置をして該測量方法を実施させるコンピュータプログラムプロダクトに関するものである。特に、本発明は、写真測量法、即ち異なる位置から記録した複数のイメージからオブジェクトの三次元データを得ることを実施する測量装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の写真測量方法は２つの異なる位置からある風景の２つのイメージを得るためにカメラを使用する。該カメラとは別であり角度及び距離を測定することを可能とする測量装置が、該２つの画像が採られる該２つの位置の相対的な位置を決定するために、該カメラの該２つの位置から離れて位置決めされる。これら２つのイメージの分析から及び該２つのカメラ位置の相対的な位置の情報に基づいて、該風景において得られたオブジェクトの三次元データを得ることが可能である。
【０００３】
ある風景の２つのイメージが異なる位置から得られる更なる従来の写真測量方法は、該風景内に配置させた互いの所定の距離を有する複数のターゲットを使用する。該所定のターゲットは得られるイメージ内に位置させることが可能であり且つ該風景内に包含されるその他のオブジェクトの三次元データの決定を可能とし且つそのスケーリングを補正する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
別個の装置を両方のカメラ位置から適切な距離に位置させて２つのカメラ位置を決定することの必要性、又は風景内に所定のターゲットを位置決めさせることの必要性は厄介であり、且つ測定誤差の源でもある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上述した問題を考慮して達成されたものである。
【０００６】
本発明の実施例は、別個の装置で相対的なカメラ位置を決定することの必要性又は測定されるオブジェクト近くに所定のターゲットを配置させる必要性なしで且つカメラを有する測量装置を使用して写真測量分析のために複数のイメージを得る方法を提供している。
【０００７】
本発明の実施例は、測定線に沿ってオブジェクトからの距離を決定する距離測定システム、該距離測定システムに対して固定的に装着されているカメラ、ベースに対して該距離測定システム及び該カメラを回転自在に装着するスイベル装置、及び該ベースに対しての該距離測定システム及び該カメラのオリエンテーション即ち方位を決定するオリエンテーション測定システムを有する測量装置を使用する。このような測量装置は、又、当該技術においてはビデオトータルステーションと呼称される。
【０００８】
このような測量装置を使用して、本発明に基づく測量方法の１実施例は、ある風景に対して第一プラットフォームを配置し、該第一プラットフォーム上に該測量装置を装着し、該測量装置が該第一プラットフォーム上に装着されている間に、第一オリエンテーションにおいて該ベースに対して該距離測定システム及び該カメラを指向させ、且つ該カメラを使用して該風景の第一イメージを記録し、第二プラットフォームが該第一プラットフォームからある距離に配置されるように該風景に対して第二プラットフォームを配置させ、且つ該測量装置を該第二プラットフォーム上に装着し、且つ該測量装置が該第二プラットフォーム上に装着されている間に、第二オリエンテーションにおいて該ベースに対して該距離測定システム及び該カメラを指向させ且つ該カメラを使用して該風景の第二イメージを記録し、且つ該測定線が該第一プラットフォーム上に設けた所定の第一オブジェクトと交差するような第三オリエンテーションにおいて該ベースに対し該距離測定システム及び該カメラを指向させ且つ該距離測定システムを使用して該第一プラットフォーム上に設けた該第一オブジェクトからの第一距離を測定し、且つ測定した第一距離を記録する、ことを包含している。
【０００９】
該プラットフォームは、その上に該測定装置の明確且つ再現性のある装着を可能とする任意の適宜のプラットフォームとすることが可能である。特に、該プラットフォームはトライポッドを有することが可能である。
【００１０】
本発明の例示的実施例によれば、該第一プラットフォーム上に設けられる該オブジェクトはレトロリフレクタである。
【００１１】
その他の実施例によれば、該オブジェクトは当該技術において使用されている従来のターゲットマーク、又は該プラットフォーム上に再現性を持って装着させることが可能であり且つ該距離測定システムによって検知し且つ追跡することが可能な任意のその他の適宜の構成体とすることが可能である。
【００１２】
本発明の例示的実施例によれば、該第一プラットフォームは該測量装置又は該第一オブジェクトのいずれかを受取ることが可能であり、且つ該第一オブジェクトは精密に且つ再現性を持ってこのプラットフォーム上に装着可能である。
【００１３】
本発明のこの実施例によれば、単に１個の単一の測量装置及び２個のプラットフォームを使用しながら風景の２個又はそれ以上のイメージを一人で容易に得ることが可能である。何等その他の別個且つ独立した測量装置又はその風景内に位置決めさせた予め定めたターゲットが必要なものではない。
【００１４】
該第一及び第二の記録されたイメージ（画像）は写真測量分析のため、且つ、特に、ステレオ分析のために適切なものである。該２つのプラットフォームの間の距離、従って第一及び第二イメージが記録された２つの位置の間の距離は精密に測定されるので、適切な座標系において該風景内に含まれているオブジェクトの三次元座標を決定することが可能である。該座標系は第一又は第二イメージが記録されたカメラ位置に固定させることが可能であり、又は任意のその他の適宜の座標系を選択することが可能である。
【００１５】
写真測量分析は両方のイメージにおける少なくとも１個のオブジェクトの選択を包含している場合がある。その選択は、第二画像を記録した後すぐにユーザにより実施することが可能である。例えば、ユーザはマウスカーソル又は任意のその他の適宜のポインティング装置又は方法を使用して該測量装置のフラットスクリーンディスプレイ上のオブジェクトを選択することが可能である。オブジェクトの選択は、オフラインにおいて、即ち記録したイメージ及び第一距離等の記録した付加的な測定データをこのコンピュータへ転送した後にその測定位置から離れて配置されているこのコンピュータにおいて実施することも可能である。
【００１６】
本発明の実施例によれば、本方法は、更に、該測定線が該第二プラットフォーム上に設けられている所定の第二オブジェクトと交差するような第四オリエンテーションにおいて該距離測定システム及び該カメラを該ベースに対して指向させ且つ該距離測定システムを使用して該第二プラットフォーム上に設けられている該第二オブジェクトからの第二距離を測定し且つ測定した第二距離を記録し、その場合に該距離測定システムが該第一プラットフォーム上に装着されていることを包含している。このことは、ユーザが該第二オブジェクトを該第二プラットフォーム上に配置させることを必要とするが、記録されたイメージの改良された写真測量分析を実施することが可能であるように該２つのカメラ位置の間の距離が第二測定によって決定されるという利点を有している。
【００１７】
ここでのある実施例によれば、該第一イメージを記録している間の該ベースに対する該カメラの第一オリエンテーションは該オリエンテーション測定システムを使用して測定され且つ記録される。又、該第二プラットフォーム上のオブジェクトを指し示す該距離測定システムの第四オリエンテーションが測定され且つ記録される。この付加的に記録される情報は、写真測量分析において使用することが可能であり、というのは、それは第二イメージを記録するカメラの位置と相対的な第一イメージを記録するカメラのオリエンテーションを表わしているからである。このことは写真測量分析の冗長性を増加させ、従って写真測量分析の精度を改善する場合がある。
【００１８】
更なる例示的実施例によれば、本方法は、第二イメージを記録する場合に該カメラの第二オリエンテーションを測定し、測定した第二オリエンテーションを記録し、且つ第一プラットフォームを指し示している場合に該距離測定システムの第三オリエンテーションを測定し、且つ測定した第三オリエンテーションを記録する、ことを包含している。記録された第二オリエンテーション及び第三オリエンテーションにより与えられるこの付加的な情報は、第一イメージを記録する場合のカメラの位置に対する第二イメージを記録する場合のカメラのオリエンテーションを表わしている。この情報は、又、写真測量分析の冗長性を増加させ且つその精度を改善する場合がある。
【００１９】
ここにおいて使用されるような記録という用語は、後で再使用するためのイメージ、距離及びオリエンテーション等の測定データの格納又は転送を意味している。例えば、測量装置の角度測定装置の出力信号は周期的にサンプルされる場合があり、且つそのサンプルされた信号はユーザ入力の後すぐにサンプルされた所望の測定信号を表わす１つの信号を除いて廃棄される。更に、所望の測定データの記録は、又、大型格納装置上にセンサーにより周期的に与えられる全ての出力信号の連続的な記録を包含する場合があり、その場合に、データアドレス等の付加的に記録される信号は後で再使用するための特定の所望の測定データを識別することを可能とする。
【００２０】
本発明の実施例は測定線に沿ってあるオブジェクトからの距離を決定する距離測定システムと、該距離測定システムに対して固定的に装着されているカメラと、ベースに対して該距離測定システム及び該カメラを回転自在に装着するスイベル装置と、該ベースに対する該距離測定システム及び該カメラのオリエンテーション即ち方位を決定するオリエンテーション測定システムと、ある手順を実施する形態とされている処理ユニットとを有する測量装置を提供しており、該手順は、該測量装置が第一プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラがある風景を指し示す第一オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第一確認をユーザから受取り、該第一確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第一イメージを記録し、該測量装置が第二プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラが該風景を指し示す第二オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第二確認をユーザから受取り、該第二確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第二イメージを記録し、該測量装置が該第二プラットフォーム上に装着されていること及び該測定線が該第一プラットフォーム上に設けられている所定の第一オブジェクトと交差するような第三オリエンテーションにおいて該距離測定システム及び該カメラが該ベースに対して指向されていることの第三確認をユーザから受取り、該距離測定システムを使用して該第一プラットフォーム上に設けられている該第一オブジェクトからの第一距離を測定し、且つ該第三確認を受取った場合に測定した第一距離を記録する、ことを包含している。
【００２１】
本発明の更なる実施例は、測量装置の処理ユニットをして上に例示した測量方法を実行させるべく適合されているコンピュータプログラムを表わす情報を包含しているコンピュータ読取可能担体を提供している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に説明する例示的実施例においては、機能及び構成において類似しているコンポーネントは可能な限り同様な参照番号で示してある。従って、特定の実施例の個々のコンポーネントの特徴を理解するためには、その他の実施例及び本発明の要約の説明を参照すべきである。
【００２３】
図１は本発明の実施例に基づいて使用することが可能な測量装置の例示である。測量装置１はトライポッド５のプラットフォーム３の上に装着したビデオタキオメーター又はビデオトータルステーションである。トライポッド５はプレート９に取付けた３個の脚部７を有している。プラットフォーム３は３個のネジ１１によってプレート９に装着されており、脚部が配置されている地面に対してプラットフォーム３のレベリングを可能としている。
【００２４】
測量装置１はプラットフォーム３内に設けられた対応する凹所内に受納されている例えば円錐形状の凸部１５を有している位置決めメカニズムによって所定の各再現性のある位置にプラットフォーム３に取付けられており且つ固定メカニズム（図１においては不図示）によりプラットフォーム３に固定されているベース１３を具備している。
【００２５】
ベース１３は垂直軸２１周りをベース１３及びプラットフォーム３に対して一対のブラケット１７が回転自在であるように軸受装置１９によってベース１３上に装着されている一対のブラケット１７を有しているスイベル装置を担持している。軸受２３は光学的測定システム２５がその周りに回転自在であるように共通の水平軸２４を定義するためにブラケット１７の各々に設けられている。
【００２６】
ブラケット１７により担持されているモータ装置２７は、測量装置１の処理ユニット２９によって制御されるモータ装置２７の動作により垂直軸２１周りに測定システム２５を回転させるために歯車列３０を介してベース１３へ固定されているピン２８と係合している。
【００２７】
垂直軸２１周りの測定システム２５のオリエンテーション即ち方位は、ピン２８に固定されているエンコーダディスク３２と相対的な角度位置を読取るセンサー３１により検知される。センサー３１によって発生されるオリエンテーション測定信号が処理ユニット２９へ供給される。
【００２８】
ブラケット１７によって担持されているモータ装置３３は、処理ユニット２９によって制御されるモータ装置３３の動作により水平軸２４周りに測定システム２５を回転させるために歯車列３５を介して光学的測定システム２５の軸３４と係合している。
【００２９】
水平軸２４周りの測定システム２５のオリエンテーション即ち方位は、軸３４に固定されているエンコーダディスク３７と相対的な角度位置を読取るセンサー３６により検知される。センサー３６によって発生されるオリエンテーション測定信号は処理ユニット２９へ供給される。
【００３０】
ユーザにより動作可能な制御ノブ３８がブラケット１７のうちの１つの外側表面上に設けられており、垂直軸及び水平軸２１，２４周りの光学的測定システムのスイベル運動を行わせることを処理ユニット２９に命令する。
【００３１】
測定システム２５の機能的模式図が図２に例示してある。測定システム２５は距離測定システム及びカメラを有しており、両者はそれらのビーム経路における共通の光学的要素を使用する。風景から射出される光４１が対物レンズ４３を介して光学系２５へ入りフォーカシングレンズ４４を介してその風景をＣＣＤカメラ要素４５上に結像させる。ＣＣＤカメラ要素４５により得られたイメージデータは測量装置１の処理ユニット２９へ供給される。処理ユニット２９は該イメージデータからカメラ４５によって検知された風景を表わすイメージを発生し且つそのイメージ表示を測量装置１のディスプレイ４７上に表示する。該処理ユニットは、又、該イメージデータをメモリ１２３内に格納すべく適合されている。
【００３２】
光学系２５は、更に、距離測定システムを有しており、それは赤外線ＬＥＤ等の発光要素４９、発光要素４９によって射出された距離測定用光を集光するための集光レンズ４８、対物レンズ４３とフォーカシングレンズ４４を介して延在する光軸４２に沿って対物レンズ４３を介して光が射出されるように集光された光を反射プリズム５１へ向けて反射させるダイクロイックミラー５０を有している。
【００３３】
光学系２５は、更に、照明光を射出するためのＬＥＤのような光源５２、該照明光が光軸４２に沿って対物レンズ４３を介して射出されるように光源５２によって射出された照明光を反射プリズム５１へ向かう方向へ集光させる集光レンズ５３を有している。
【００３４】
ターゲットから反射された照明光は対物レンズ４３を介して光学系２５へ入り、半透明ミラー５８から反射され且つ４個のセクター検知器要素を具備する検知器５９へ入射して処理ユニット２９へ供給される位置信号を発生する。該処理ユニットは、該４個の検知器要素５９が実質的に等しい光強度を受取るように該位置信号が最適化されるようにモータ２７及び３３を制御する。このことは、距離測定システムの測定線を表わす光軸４２が反射用ターゲットへ向けられていることを表わす。
【００３５】
発光要素４９により発生され且つターゲットから反射された距離測定光は対物レンズ４３を介して光学系２５へ入り且つダイクロイックプリズム６３から反射されて受光要素６５上へ入射して出力信号を発生し該出力信号は反射ターゲットから測定システム２５への距離を表している。このターゲットからの距離は、発光要素４９によって射出された光強度と検知器６５によって受光された強度との間の位相差を評価することにより、又は当該技術において良く知られているその他の光学的距離測定方法によって計算することが可能である。
【００３６】
測量装置１を使用する測量方法を図３乃至７を参照して以下に例示する。
【００３７】
この例においては家屋１０１である風景のオブジェクト部分の三次元座標を計算することが本方法の１つの目的であると仮定する。興味のあるオブジェクト部分は窓の角部１０３、壁の角部１０５、及び家屋１０１の屋根の頂部１０７を有している。
【００３８】
第一ステップ１１１において、第一トライポッド５′及び第二トライポッド５″が各々家屋１０１からある距離において且つ互いにある距離において配置される。トライポッド５′，５″のプラットフォーム３はネジ１１によって水平であるように且つ測量装置１がプラットフォーム３上に装着された場合に軸２１の垂直オリエンテーションを与えるようにレベリングされる。
【００３９】
次いで、測量装置１がステップ１１７において第一トライポッド５′上にユーザにより装着され、且つレトロリフレクタ用プリズム１１９がステップ１２１において第二トライポッド５″のプラットフォーム３上に装着される。レトロリフレクタをトライポッド５′及び５″のプラットフォーム３上に精密に且つ再現性があるように装着させることが可能であるように、レトロリフレクタ用プリズム１１９を測量装置１のベース１３と同一の円錐形状をした凸部１５を具備しているベース１２０上に装着する。
【００４０】
測量装置１の測定用オプティックス２５を、測定線即ち光軸４２がレトロリフレクタ１１９に向かって方向付けされるように指向させる。次いで、処理ユニット２９と関連しているメモリ１２３内に格納されている測定用プログラムがユーザにより開始される。該プログラムは、レトロリフレクタ１１０が第二トライポッド５″上に配置されており、測量装置１が第一トライポッド５′上に配置されており且つレトロリフレクタ１１９に向かって指向されていることを確認することをユーザに要求する第一ダイアログをディスプレイ４７上に表示させる。このダイアログの確認がなされると、処理ユニット２９は検知器５９の読みに基づいてモータ２７及び３３を動作させることにより、測定線４２をレトロリフレクタ１１９の反射点と交差すべく精密に指向させる手順を実施する。その後に、レトロリフレクタ１１９からの距離がセンサー６５の読みから決定される。レトロリフレクタ１１９からの距離及びセンサー３１及び３６により検知されるような垂直軸及び水平軸２１及び２４周りの角度位置がステップ１２７においてメモリ１２３内に記録される。ステップ１２７における家屋１０１に対する測量装置１及びレトロリフレクタ１１９の形態を図４に示してある。
【００４１】
その後に、処理ユニット２９が、第一トライポッド５′上に装着されている測量装置１が興味のある風景１０１に向かって方向付けされていることを確認することをユーザに要求するダイアログを表示させる。次いで、ユーザは図５に例示されるように家屋１０１の顕著な部分がカメラ４５により検知されるように測量装置１の光学系２５を指向させることが可能である。該ダイアログの確認がなされると、該処理ユニットは、ステップ１２９において、軸２１及び２４周りの検知されたオリエンテーションと共に、ＣＣＤカメラ４５により検知されたイメージデータをメモリ１２３内に格納する。
【００４２】
次いで、処理ユニット２９は、更なるイメージが第一トライポッド５′の位置から記録されるべきであるか否か、又はユーザが該手順の次の主要なステップへ移行する意図であるか否かをユーザが決定することを可能とする更なるダイアログを表示させることが可能である。このことは、得られるデータの冗長性を増加させ、且つ単一のイメージによってカバーすることが不可能なより大きな風景をカバーするためにユーザが更なるイメージを記録することを可能とする。
【００４３】
次の主要なステップへ移行することの決定がなされると、ユーザは測量装置１を第二トライポッド５″の位置へ運び、第二トライポッド５″からレトロリフレクタ１１９を取除き、ステップ１３１において該測量装置を第二トライポッド５″上に装着する。ユーザは、更に、ステップ１３３においてレトロリフレクタ１１９を第一トライポッド５′上に装着することが可能である。
【００４４】
一方、処理ユニット２９は、図６に示されているように、レトロリフレクタ１１９が第一トライポッド５′上に装着されていること、測量装置１が第二トライポッド５″上に装着されており且つレトロリフレクタ１１９に向かって指向されていることをユーザが確認することを要求する更なるダイアログを表示させる。確認がなされると、処理ユニット２９は、ステップ１３５において、レトロリフレクタ１１９からの距離を測定し且つその距離及びステップ１２７を参照して上に例示したのと同一の処理に基づいてベース１３と相対的な光軸のオリエンテーションを記録する。
【００４５】
その後に、ユーザは、測定装置を家屋１０１へ向けて指向付け且つ測量装置が図７に例示したように興味のあるオブジェクトに向かって方向付けられていることをユーザが表わすことを要求する処理ユニット２９により表示されるダイアログを確認することが可能である。
【００４６】
その後に、該処理ユニットは、ステップ１３７において、垂直軸及び水平軸２１及び２４周りの測定用オプティックス２５のオリエンテーションと共に、ＣＣＤカメラ４５から得られたイメージデータをメモリ１２３内に格納する。
【００４７】
次いで、該処理ユニットは、冗長性を増加させるため、又は１つの単一イメージによって結像させることが不可能な拡張された風景をカバーするために更なるイメージを記録すべきであるか否か、又は該手順を終了させるべきか否かをユーザに尋ねることが可能である。
【００４８】
次いで、ユーザは第一トライポッド５′を第三位置に配置させることにより第三位置から家屋１０１の更なるイメージを継続して記録することが可能であり、その場合に第一トライポッド５′から第二トライポッド５″上の測量装置１の距離を測定し且つ第三位置にある第一トライポッド上に測量装置１を装着し且つ該第三位置から該家屋の１つ又はそれ以上のイメージを記録することにより手続を進める。このプロセスは得られたデータの冗長性を改善し且つ写真測量分析の精度を増加させるために任意の数のより多くの位置から更なるイメージを採取すべく継続させることが可能である。
【００４９】
家屋１０１の最後のイメージを記録した後に、ユーザは測量装置１の処理ユニット２９を使用して記録されているイメージの写真測量分析を実施することが可能であり、又はユーザはケーブルネットワーク又は無線ネットワーク又はその他を介して測量装置をデスクトップコンピュータへ接続させることにより記録されたデータをデスクトップコンピュータ等の別のコンピュータへ転送させることが可能である。その処理は、マウスカーソルなどのポインティング装置を使用して家屋１０１の窓の端部１０３等のイメージ内の少なくとも１つのオブジェクトを識別することを包含する場合がある。適宜のソフトウエアが記録されているイメージの分析を実施し且つ異なるイメージ間での類似性分析による顕著なオブジェクトの自動的な識別を行うことも可能である。第一及び第二トライポッド位置から採られた一対のイメージにおいて２個又はそれ以上のオブジェクトが識別される場合には、該分析用ソフトウエアは任意の座標系においてこれらのオブジェクトの三次元座標を計算することが可能であり、というのは、これらのイメージが採られた場所からの２つのカメラの位置の間の距離はステップ１２７及び１３５のうちの一方又は両方において精密に測定されているからである。この点に関して、ステップ１２７及び１３５のうちの一方はオプションである。又、ステップ１２７及び１３５におけるリフレクタと相対的なオリエンテーションの記録もオプションである。然しながら、ステップ１２９及び１３７におけるオリエンテーションの記録と共にステップ１２７及び１３５におけるオリエンテーションの記録はイメージ分析の増加された精度の利点を有している。
【００５０】
図２を参照して上に説明した測量装置の例示において、対物レンズ４２及びアダプタレンズ４４の光軸は対物レンズ４３、ミラー５８、４個のセクター検知器要素５９によって定義される測定線と一致しているものと仮定していた。実際上、該測定線及び光軸は互いに多少ずれている。然しながら、このようなズレはキャリブレーションすることが可能であり且つメモリ１２３内に測定装置と関連する付加的なデータとして格納することが可能である。
【００５１】
更に、図１を参照する上の説明は、光軸４２、垂直軸２１、水平軸２４が一点において直角に交差するものと仮定している。然しながら、実際には、これらの軸は正確に１つの点において交差するものではなく、これらの軸も互いに正確に直交して整合しているものではない。このような逸れはキャリブレーションすることが可能であり且つメモリ１２３内にキャリブレーションデータとして格納することが可能である。次いで、該キャリブレーションデータは精度を改善するためにイメージの分析において使用することが可能である。
【００５２】
本発明をある例示的実施例に関して説明したが、多くの代替例、修正例及び変更例が当業者にとって自明なものであることは明らかである。従って、ここに記載した本発明の例示的実施例は例示であることを意図したものであり何等制限的なことを意図したものではない。特許請求の範囲において定義されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに種々の変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の１実施例に基づく測量装置を例示した概略図。
【図２】図１に示した測量装置の機能的模式図。
【図３】本発明の１実施例に基づく測量方法を例示したフローチャート。
【図４】図４に例示した測量方法における測定状態を例示した概略図。
【図５】図４に例示した測量方法における測定状態を例示した概略図。
【図６】図４に例示した測量方法における測定状態を例示した概略図。
【図７】図４に例示した測量方法における測定状態を例示した概略図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大略、測量方法及び測量装置に関するものである。本発明は、又、該測量装置をして該測量方法を実施させるコンピュータプログラムプロダクトに関するものである。特に、本発明は、写真測量法、即ち異なる位置から記録した複数のイメージからオブジェクトの三次元データを得ることを実施する測量装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の写真測量方法は２つの異なる位置からある風景の２つのイメージを得るためにカメラを使用する。該カメラとは別であり角度及び距離を測定することを可能とする測量装置が、該２つの画像が採られる該２つの位置の相対的な位置を決定するために、該カメラの該２つの位置から離れて位置決めされる。これら２つのイメージの分析から及び該２つのカメラ位置の相対的な位置の情報に基づいて、該風景において得られたオブジェクトの三次元データを得ることが可能である。
【０００３】
ある風景の２つのイメージが異なる位置から得られる更なる従来の写真測量方法は、該風景内に配置させた互いの所定の距離を有する複数のターゲットを使用する。該所定のターゲットは得られるイメージ内に位置させることが可能であり且つ該風景内に包含されるその他のオブジェクトの三次元データの決定を可能とし且つそのスケーリングを補正する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
別個の装置を両方のカメラ位置から適切な距離に位置させて２つのカメラ位置を決定することの必要性、又は風景内に所定のターゲットを位置決めさせることの必要性は厄介であり、且つ測定誤差の源でもある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上述した問題を考慮して達成されたものである。
【０００６】
本発明の実施例は、別個の装置で相対的なカメラ位置を決定することの必要性又は測定されるオブジェクト近くに所定のターゲットを配置させる必要性なしで且つカメラを有する測量装置を使用して写真測量分析のために複数のイメージを得る方法を提供している。
【０００７】
本発明の実施例は、測定線に沿ってオブジェクトからの距離を決定する距離測定システム、該距離測定システムに対して固定的に装着されているカメラ、ベースに対して該距離測定システム及び該カメラを回転自在に装着するスイベル装置、及び該ベースに対しての該距離測定システム及び該カメラのオリエンテーション即ち方位を決定するオリエンテーション測定システムを有する測量装置を使用する。このような測量装置は、又、当該技術においてはビデオトータルステーションと呼称される。
【０００８】
このような測量装置を使用して、本発明に基づく測量方法の１実施例は、ある風景に対して第一プラットフォームを配置し、該第一プラットフォーム上に該測量装置を装着し、該測量装置が該第一プラットフォーム上に装着されている間に、第一オリエンテーションにおいて該ベースに対して該距離測定システム及び該カメラを指向させ、且つ該カメラを使用して該風景の第一イメージを記録し、第二プラットフォームが該第一プラットフォームからある距離に配置されるように該風景に対して第二プラットフォームを配置させ、且つ該測量装置を該第二プラットフォーム上に装着し、且つ該測量装置が該第二プラットフォーム上に装着されている間に、第二オリエンテーションにおいて該ベースに対して該距離測定システム及び該カメラを指向させ且つ該カメラを使用して該風景の第二イメージを記録し、且つ該測定線が該第一プラットフォーム上に設けた所定の第一オブジェクトと交差するような第三オリエンテーションにおいて該ベースに対し該距離測定システム及び該カメラを指向させ且つ該距離測定システムを使用して該第一プラットフォーム上に設けた該第一オブジェクトからの第一距離を測定し、且つ測定した第一距離を記録する、ことを包含している。
【０００９】
該プラットフォームは、その上に該測定装置の明確且つ再現性のある装着を可能とする任意の適宜のプラットフォームとすることが可能である。特に、該プラットフォームはトライポッドを有することが可能である。
【００１０】
本発明の例示的実施例によれば、該第一プラットフォーム上に設けられる該オブジェクトはレトロリフレクタである。
【００１１】
その他の実施例によれば、該オブジェクトは当該技術において使用されている従来のターゲットマーク、又は該プラットフォーム上に再現性を持って装着させることが可能であり且つ該距離測定システムによって検知し且つ追跡することが可能な任意のその他の適宜の構成体とすることが可能である。
【００１２】
本発明の例示的実施例によれば、該第一プラットフォームは該測量装置又は該第一オブジェクトのいずれかを受取ることが可能であり、且つ該第一オブジェクトは精密に且つ再現性を持ってこのプラットフォーム上に装着可能である。
【００１３】
本発明のこの実施例によれば、単に１個の単一の測量装置及び２個のプラットフォームを使用しながら風景の２個又はそれ以上のイメージを一人で容易に得ることが可能である。何等その他の別個且つ独立した測量装置又はその風景内に位置決めさせた予め定めたターゲットが必要なものではない。
【００１４】
該第一及び第二の記録されたイメージ（画像）は写真測量分析のため、且つ、特に、ステレオ分析のために適切なものである。該２つのプラットフォームの間の距離、従って第一及び第二イメージが記録された２つの位置の間の距離は精密に測定されるので、適切な座標系において該風景内に含まれているオブジェクトの三次元座標を決定することが可能である。該座標系は第一又は第二イメージが記録されたカメラ位置に固定させることが可能であり、又は任意のその他の適宜の座標系を選択することが可能である。
【００１５】
写真測量分析は両方のイメージにおける少なくとも１個のオブジェクトの選択を包含している場合がある。その選択は、第二画像を記録した後すぐにユーザにより実施することが可能である。例えば、ユーザはマウスカーソル又は任意のその他の適宜のポインティング装置又は方法を使用して該測量装置のフラットスクリーンディスプレイ上のオブジェクトを選択することが可能である。オブジェクトの選択は、オフラインにおいて、即ち記録したイメージ及び第一距離等の記録した付加的な測定データをこのコンピュータへ転送した後にその測定位置から離れて配置されているこのコンピュータにおいて実施することも可能である。
【００１６】
本発明の実施例によれば、本方法は、更に、該測定線が該第二プラットフォーム上に設けられている所定の第二オブジェクトと交差するような第四オリエンテーションにおいて該距離測定システム及び該カメラを該ベースに対して指向させ且つ該距離測定システムを使用して該第二プラットフォーム上に設けられている該第二オブジェクトからの第二距離を測定し且つ測定した第二距離を記録し、その場合に該距離測定システムが該第一プラットフォーム上に装着されていることを包含している。このことは、ユーザが該第二オブジェクトを該第二プラットフォーム上に配置させることを必要とするが、記録されたイメージの改良された写真測量分析を実施することが可能であるように該２つのカメラ位置の間の距離が第二測定によって決定されるという利点を有している。
【００１７】
ここでのある実施例によれば、該第一イメージを記録している間の該ベースに対する該カメラの第一オリエンテーションは該オリエンテーション測定システムを使用して測定され且つ記録される。又、該第二プラットフォーム上のオブジェクトを指し示す該距離測定システムの第四オリエンテーションが測定され且つ記録される。この付加的に記録される情報は、写真測量分析において使用することが可能であり、というのは、それは第二イメージを記録するカメラの位置と相対的な第一イメージを記録するカメラのオリエンテーションを表わしているからである。このことは写真測量分析の冗長性を増加させ、従って写真測量分析の精度を改善する場合がある。
【００１８】
更なる例示的実施例によれば、本方法は、第二イメージを記録する場合に該カメラの第二オリエンテーションを測定し、測定した第二オリエンテーションを記録し、且つ第一プラットフォームを指し示している場合に該距離測定システムの第三オリエンテーションを測定し、且つ測定した第三オリエンテーションを記録する、ことを包含している。記録された第二オリエンテーション及び第三オリエンテーションにより与えられるこの付加的な情報は、第一イメージを記録する場合のカメラの位置に対する第二イメージを記録する場合のカメラのオリエンテーションを表わしている。この情報は、又、写真測量分析の冗長性を増加させ且つその精度を改善する場合がある。
【００１９】
ここにおいて使用されるような記録という用語は、後で再使用するためのイメージ、距離及びオリエンテーション等の測定データの格納又は転送を意味している。例えば、測量装置の角度測定装置の出力信号は周期的にサンプルされる場合があり、且つそのサンプルされた信号はユーザ入力の後すぐにサンプルされた所望の測定信号を表わす１つの信号を除いて廃棄される。更に、所望の測定データの記録は、又、大型格納装置上にセンサーにより周期的に与えられる全ての出力信号の連続的な記録を包含する場合があり、その場合に、データアドレス等の付加的に記録される信号は後で再使用するための特定の所望の測定データを識別することを可能とする。
【００２０】
本発明の実施例は測定線に沿ってあるオブジェクトからの距離を決定する距離測定システムと、該距離測定システムに対して固定的に装着されているカメラと、ベースに対して該距離測定システム及び該カメラを回転自在に装着するスイベル装置と、該ベースに対する該距離測定システム及び該カメラのオリエンテーション即ち方位を決定するオリエンテーション測定システムと、ある手順を実施する形態とされている処理ユニットとを有する測量装置を提供しており、該手順は、該測量装置が第一プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラがある風景を指し示す第一オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第一確認をユーザから受取り、該第一確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第一イメージを記録し、該測量装置が第二プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラが該風景を指し示す第二オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第二確認をユーザから受取り、該第二確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第二イメージを記録し、該測量装置が該第二プラットフォーム上に装着されていること及び該測定線が該第一プラットフォーム上に設けられている所定の第一オブジェクトと交差するような第三オリエンテーションにおいて該距離測定システム及び該カメラが該ベースに対して指向されていることの第三確認をユーザから受取り、該距離測定システムを使用して該第一プラットフォーム上に設けられている該第一オブジェクトからの第一距離を測定し、且つ該第三確認を受取った場合に測定した第一距離を記録する、ことを包含している。
【００２１】
本発明の更なる実施例は、測量装置の処理ユニットをして上に例示した測量方法を実行させるべく適合されているコンピュータプログラムを表わす情報を包含しているコンピュータ読取可能担体を提供している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に説明する例示的実施例においては、機能及び構成において類似しているコンポーネントは可能な限り同様な参照番号で示してある。従って、特定の実施例の個々のコンポーネントの特徴を理解するためには、その他の実施例及び本発明の要約の説明を参照すべきである。
【００２３】
図１は本発明の実施例に基づいて使用することが可能な測量装置の例示である。測量装置１はトライポッド５のプラットフォーム３の上に装着したビデオタキオメーター又はビデオトータルステーションである。トライポッド５はプレート９に取付けた３個の脚部７を有している。プラットフォーム３は３個のネジ１１によってプレート９に装着されており、脚部が配置されている地面に対してプラットフォーム３のレベリングを可能としている。
【００２４】
測量装置１はプラットフォーム３内に設けられた対応する凹所内に受納されている例えば円錐形状の凸部１５を有している位置決めメカニズムによって所定の各再現性のある位置にプラットフォーム３に取付けられており且つ固定メカニズム（図１においては不図示）によりプラットフォーム３に固定されているベース１３を具備している。
【００２５】
ベース１３は垂直軸２１周りをベース１３及びプラットフォーム３に対して一対のブラケット１７が回転自在であるように軸受装置１９によってベース１３上に装着されている一対のブラケット１７を有しているスイベル装置を担持している。軸受２３は光学的測定システム２５がその周りに回転自在であるように共通の水平軸２４を定義するためにブラケット１７の各々に設けられている。
【００２６】
ブラケット１７により担持されているモータ装置２７は、測量装置１の処理ユニット２９によって制御されるモータ装置２７の動作により垂直軸２１周りに測定システム２５を回転させるために歯車列３０を介してベース１３へ固定されているピン２８と係合している。
【００２７】
垂直軸２１周りの測定システム２５のオリエンテーション即ち方位は、ピン２８に固定されているエンコーダディスク３２と相対的な角度位置を読取るセンサー３１により検知される。センサー３１によって発生されるオリエンテーション測定信号が処理ユニット２９へ供給される。
【００２８】
ブラケット１７によって担持されているモータ装置３３は、処理ユニット２９によって制御されるモータ装置３３の動作により水平軸２４周りに測定システム２５を回転させるために歯車列３５を介して光学的測定システム２５の軸３４と係合している。
【００２９】
水平軸２４周りの測定システム２５のオリエンテーション即ち方位は、軸３４に固定されているエンコーダディスク３７と相対的な角度位置を読取るセンサー３６により検知される。センサー３６によって発生されるオリエンテーション測定信号は処理ユニット２９へ供給される。
【００３０】
ユーザにより動作可能な制御ノブ３８がブラケット１７のうちの１つの外側表面上に設けられており、垂直軸及び水平軸２１，２４周りの光学的測定システムのスイベル運動を行わせることを処理ユニット２９に命令する。
【００３１】
測定システム２５の機能的模式図が図２に例示してある。測定システム２５は距離測定システム及びカメラを有しており、両者はそれらのビーム経路における共通の光学的要素を使用する。風景から射出される光４１が対物レンズ４３を介して光学系２５へ入りフォーカシングレンズ４４を介してその風景をＣＣＤカメラ要素４５上に結像させる。ＣＣＤカメラ要素４５により得られたイメージデータは測量装置１の処理ユニット２９へ供給される。処理ユニット２９は該イメージデータからカメラ４５によって検知された風景を表わすイメージを発生し且つそのイメージ表示を測量装置１のディスプレイ４７上に表示する。該処理ユニットは、又、該イメージデータをメモリ１２３内に格納すべく適合されている。
【００３２】
光学系２５は、更に、距離測定システムを有しており、それは赤外線ＬＥＤ等の発光要素４９、発光要素４９によって射出された距離測定用光を集光するための集光レンズ４８、対物レンズ４３とフォーカシングレンズ４４を介して延在する光軸４２に沿って対物レンズ４３を介して光が射出されるように集光された光を反射プリズム５１へ向けて反射させるダイクロイックミラー５０を有している。
【００３３】
光学系２５は、更に、照明光を射出するためのＬＥＤのような光源５２、該照明光が光軸４２に沿って対物レンズ４３を介して射出されるように光源５２によって射出された照明光を反射プリズム５１へ向かう方向へ集光させる集光レンズ５３を有している。
【００３４】
ターゲットから反射された照明光は対物レンズ４３を介して光学系２５へ入り、半透明ミラー５８から反射され且つ４個のセクター検知器要素を具備する検知器５９へ入射して処理ユニット２９へ供給される位置信号を発生する。該処理ユニットは、該４個の検知器要素５９が実質的に等しい光強度を受取るように該位置信号が最適化されるようにモータ２７及び３３を制御する。このことは、距離測定システムの測定線を表わす光軸４２が反射用ターゲットへ向けられていることを表わす。
【００３５】
発光要素４９により発生され且つターゲットから反射された距離測定光は対物レンズ４３を介して光学系２５へ入り且つダイクロイックプリズム６３から反射されて受光要素６５上へ入射して出力信号を発生し該出力信号は反射ターゲットから測定システム２５への距離を表している。このターゲットからの距離は、発光要素４９によって射出された光強度と検知器６５によって受光された強度との間の位相差を評価することにより、又は当該技術において良く知られているその他の光学的距離測定方法によって計算することが可能である。
【００３６】
測量装置１を使用する測量方法を図３乃至７を参照して以下に例示する。
【００３７】
この例においては家屋１０１である風景のオブジェクト部分の三次元座標を計算することが本方法の１つの目的であると仮定する。興味のあるオブジェクト部分は窓の角部１０３、壁の角部１０５、及び家屋１０１の屋根の頂部１０７を有している。
【００３８】
第一ステップ１１１において、第一トライポッド５′及び第二トライポッド５″が各々家屋１０１からある距離において且つ互いにある距離において配置される。トライポッド５′，５″のプラットフォーム３はネジ１１によって水平であるように且つ測量装置１がプラットフォーム３上に装着された場合に軸２１の垂直オリエンテーションを与えるようにレベリングされる。
【００３９】
次いで、測量装置１がステップ１１７において第一トライポッド５′上にユーザにより装着され、且つレトロリフレクタ用プリズム１１９がステップ１２１において第二トライポッド５″のプラットフォーム３上に装着される。レトロリフレクタをトライポッド５′及び５″のプラットフォーム３上に精密に且つ再現性があるように装着させることが可能であるように、レトロリフレクタ用プリズム１１９を測量装置１のベース１３と同一の円錐形状をした凸部１５を具備しているベース１２０上に装着する。
【００４０】
測量装置１の測定用オプティックス２５を、測定線即ち光軸４２がレトロリフレクタ１１９に向かって方向付けされるように指向させる。次いで、処理ユニット２９と関連しているメモリ１２３内に格納されている測定用プログラムがユーザにより開始される。該プログラムは、レトロリフレクタ１１０が第二トライポッド５″上に配置されており、測量装置１が第一トライポッド５′上に配置されており且つレトロリフレクタ１１９に向かって指向されていることを確認することをユーザに要求する第一ダイアログをディスプレイ４７上に表示させる。このダイアログの確認がなされると、処理ユニット２９は検知器５９の読みに基づいてモータ２７及び３３を動作させることにより、測定線４２をレトロリフレクタ１１９の反射点と交差すべく精密に指向させる手順を実施する。その後に、レトロリフレクタ１１９からの距離がセンサー６５の読みから決定される。レトロリフレクタ１１９からの距離及びセンサー３１及び３６により検知されるような垂直軸及び水平軸２１及び２４周りの角度位置がステップ１２７においてメモリ１２３内に記録される。ステップ１２７における家屋１０１に対する測量装置１及びレトロリフレクタ１１９の形態を図４に示してある。
【００４１】
その後に、処理ユニット２９が、第一トライポッド５′上に装着されている測量装置１が興味のある風景１０１に向かって方向付けされていることを確認することをユーザに要求するダイアログを表示させる。次いで、ユーザは図５に例示されるように家屋１０１の顕著な部分がカメラ４５により検知されるように測量装置１の光学系２５を指向させることが可能である。該ダイアログの確認がなされると、該処理ユニットは、ステップ１２９において、軸２１及び２４周りの検知されたオリエンテーションと共に、ＣＣＤカメラ４５により検知されたイメージデータをメモリ１２３内に格納する。
【００４２】
次いで、処理ユニット２９は、更なるイメージが第一トライポッド５′の位置から記録されるべきであるか否か、又はユーザが該手順の次の主要なステップへ移行する意図であるか否かをユーザが決定することを可能とする更なるダイアログを表示させることが可能である。このことは、得られるデータの冗長性を増加させ、且つ単一のイメージによってカバーすることが不可能なより大きな風景をカバーするためにユーザが更なるイメージを記録することを可能とする。
【００４３】
次の主要なステップへ移行することの決定がなされると、ユーザは測量装置１を第二トライポッド５″の位置へ運び、第二トライポッド５″からレトロリフレクタ１１９を取除き、ステップ１３１において該測量装置を第二トライポッド５″上に装着する。ユーザは、更に、ステップ１３３においてレトロリフレクタ１１９を第一トライポッド５′上に装着することが可能である。
【００４４】
一方、処理ユニット２９は、図６に示されているように、レトロリフレクタ１１９が第一トライポッド５′上に装着されていること、測量装置１が第二トライポッド５″上に装着されており且つレトロリフレクタ１１９に向かって指向されていることをユーザが確認することを要求する更なるダイアログを表示させる。確認がなされると、処理ユニット２９は、ステップ１３５において、レトロリフレクタ１１９からの距離を測定し且つその距離及びステップ１２７を参照して上に例示したのと同一の処理に基づいてベース１３と相対的な光軸のオリエンテーションを記録する。
【００４５】
その後に、ユーザは、測定装置を家屋１０１へ向けて指向付け且つ測量装置が図７に例示したように興味のあるオブジェクトに向かって方向付けられていることをユーザが表わすことを要求する処理ユニット２９により表示されるダイアログを確認することが可能である。
【００４６】
その後に、該処理ユニットは、ステップ１３７において、垂直軸及び水平軸２１及び２４周りの測定用オプティックス２５のオリエンテーションと共に、ＣＣＤカメラ４５から得られたイメージデータをメモリ１２３内に格納する。
【００４７】
次いで、該処理ユニットは、冗長性を増加させるため、又は１つの単一イメージによって結像させることが不可能な拡張された風景をカバーするために更なるイメージを記録すべきであるか否か、又は該手順を終了させるべきか否かをユーザに尋ねることが可能である。
【００４８】
次いで、ユーザは第一トライポッド５′を第三位置に配置させることにより第三位置から家屋１０１の更なるイメージを継続して記録することが可能であり、その場合に第一トライポッド５′から第二トライポッド５″上の測量装置１の距離を測定し且つ第三位置にある第一トライポッド上に測量装置１を装着し且つ該第三位置から該家屋の１つ又はそれ以上のイメージを記録することにより手続を進める。このプロセスは得られたデータの冗長性を改善し且つ写真測量分析の精度を増加させるために任意の数のより多くの位置から更なるイメージを採取すべく継続させることが可能である。
【００４９】
家屋１０１の最後のイメージを記録した後に、ユーザは測量装置１の処理ユニット２９を使用して記録されているイメージの写真測量分析を実施することが可能であり、又はユーザはケーブルネットワーク又は無線ネットワーク又はその他を介して測量装置をデスクトップコンピュータへ接続させることにより記録されたデータをデスクトップコンピュータ等の別のコンピュータへ転送させることが可能である。その処理は、マウスカーソルなどのポインティング装置を使用して家屋１０１の窓の端部１０３等のイメージ内の少なくとも１つのオブジェクトを識別することを包含する場合がある。適宜のソフトウエアが記録されているイメージの分析を実施し且つ異なるイメージ間での類似性分析による顕著なオブジェクトの自動的な識別を行うことも可能である。第一及び第二トライポッド位置から採られた一対のイメージにおいて２個又はそれ以上のオブジェクトが識別される場合には、該分析用ソフトウエアは任意の座標系においてこれらのオブジェクトの三次元座標を計算することが可能であり、というのは、これらのイメージが採られた場所からの２つのカメラの位置の間の距離はステップ１２７及び１３５のうちの一方又は両方において精密に測定されているからである。この点に関して、ステップ１２７及び１３５のうちの一方はオプションである。又、ステップ１２７及び１３５におけるリフレクタと相対的なオリエンテーションの記録もオプションである。然しながら、ステップ１２９及び１３７におけるオリエンテーションの記録と共にステップ１２７及び１３５におけるオリエンテーションの記録はイメージ分析の増加された精度の利点を有している。
【００５０】
図２を参照して上に説明した測量装置の例示において、対物レンズ４２及びアダプタレンズ４４の光軸は対物レンズ４３、ミラー５８、４個のセクター検知器要素５９によって定義される測定線と一致しているものと仮定していた。実際上、該測定線及び光軸は互いに多少ずれている。然しながら、このようなズレはキャリブレーションすることが可能であり且つメモリ１２３内に測定装置と関連する付加的なデータとして格納することが可能である。
【００５１】
更に、図１を参照する上の説明は、光軸４２、垂直軸２１、水平軸２４が一点において直角に交差するものと仮定している。然しながら、実際には、これらの軸は正確に１つの点において交差するものではなく、これらの軸も互いに正確に直交して整合しているものではない。このような逸れはキャリブレーションすることが可能であり且つメモリ１２３内にキャリブレーションデータとして格納することが可能である。次いで、該キャリブレーションデータは精度を改善するためにイメージの分析において使用することが可能である。
【００５２】
本発明をある例示的実施例に関して説明したが、多くの代替例、修正例及び変更例が当業者にとって自明なものであることは明らかである。従って、ここに記載した本発明の例示的実施例は例示であることを意図したものであり何等制限的なことを意図したものではない。特許請求の範囲において定義されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに種々の変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の１実施例に基づく測量装置を例示した概略図。
【図２】図１に示した測量装置の機能的模式図。
【図３】本発明の１実施例に基づく測量方法を例示したフローチャート。
【図４】図４に例示した測量方法における測定状態を例示した概略図。
【図５】図４に例示した測量方法における測定状態を例示した概略図。
【図６】図４に例示した測量方法における測定状態を例示した概略図。
【図７】図４に例示した測量方法における測定状態を例示した概略図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測量装置を使用する測量方法において、該測量装置は、
測定線に沿ってオブジェクトからの距離を決定するための距離測定システム、
該距離測定システムに対して固定的に装着されているカメラ、
ベースに対して該距離測定システム及び該カメラを回転自在に装着するスイベル装置、
該距離測定システム及び該カメラの該ベースに対してのオリエンテーションを決定するためのオリエンテーション測定システム、
を有しており、該方法が、
風景に対して第一プラットフォームを配置させ、
該第一プラットフォーム上に該測量装置を装着し、且つ、該測量装置が該第一プラットフォーム上に装着されている間に、該距離測定システム及び該カメラを該ベースに対して第一オリエンテーションにおいて指向させ、且つ該カメラを使用して該風景の第一イメージを記録し、
第二プラットフォームが該第一プラットフォームからある距離に配置されるように該風景に対して第二プラットフォームを配置させ、
該第二プラットフォーム上に該測量装置を装着し、該測量装置が該第二プラットフォーム上に装着されている間に、
該距離測定システム及び該カメラを該ベースに対して第二オリエンテーションにおいて指向させ且つ該カメラを使用して該風景の第二イメージを記録し、且つ
該測定線が該第一プラットフォーム上に設けられた所定の第一オブジェクトと交差するように該距離測定システム及び該カメラを該ベースに対して第三オリエンテーションにおいて指向させ且つ該距離測定システムを使用して該第一プラットフォーム上に設けた該第一オブジェクトからの第一距離を測定し、且つ該測定した第一距離を記録する、
ことを包含している測量方法。
【請求項２】
請求項１において、更に、記録した第一画像及び記録した第二画像の各々における少なくとも１個のオブジェクトを識別し、且つ座標系における少なくとも１個のオブジェクトの三次元座標を決定する、ことを包含している測量方法。
【請求項３】
請求項２において、少なくとも１個のオブジェクトの三次元座標を決定することが記録された第一及び第二イメージ内のオブジェクトの位置、及び記録されている第一距離に基づいている測量方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちの１項において、該第一オブジェクトが第一レトロリフレクタである測量方法。
【請求項５】
請求項４において、更に、該第一プラットフォームから該測量装置を取除き、且つその後に該第一プラットフォーム上に該第一トレロリフレクタを装着させる、ことを包含している測量方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちの１項において、更に、該距離測定システムが該第一プラットフォーム上に装着されている間に、該測定線が該第二プラットフォーム上に設けられている所定の第二オブジェクトと交差するように該距離測定システム及び該カメラを該ベースに対して第四オリエンテーションにおいて指向させ且つ該距離測定システムを使用して該第二プラットフォーム上に設けられている該第二オブジェクトからの第二距離を測定し、且つ該測定した第二距離を記録する、ことを包含している測量方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちの１項において、更に、該距離測定システムが該第二プラットフォーム上に装着されている間に、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第二オリエンテーションを測定し、且つ測定した第二オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第三オリエンテーションを測定し、且つ測定した第三オリエンテーションを記録する、
ことを包含している測量方法。
【請求項８】
請求項７において、更に、該距離測定システムが該第一プラットフォーム上に装着されている間に、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第一オリエンテーションを測定し且つ測定した第一オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第四オリエンテーションを測定し且つ測定した第四オリエンテーションを記録する、
ことを包含している測量方法。
【請求項９】
請求項８において、更に、記録した第一画像及び記録した第二画像の各々における少なくとも１個のオブジェクトを識別し、且つ記録した第一及び第二画像内のオブジェクトの位置、記録した第一、第二、第三、第四オリエンテーション、及び記録した第一距離に基づいて、ある座標系における少なくとも１個のオブジェクトの三次元座標を決定する、ことを包含している測量方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちの１項において、該第二オブジェクトが第二トレロリフレクタである測量方法。
【請求項１１】
請求項１０において、更に、該測量装置の該第二プラットフォーム上への装着を実施する前に該第二トレロリフレクタを該第二プラットフォームから取除くことを包含している測量方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちの１項において、該第一及び第二プラットフォームの少なくとも１つがトライポッドを有している測量方法。
【請求項１３】
測量装置の処理ユニットが手順を実施させるべく適合されているコンピュータプログラムを表わす情報を包含しているコンピュータ読取可能担体において、該測量装置が、
測定線に沿ってのオブジェクトからの距離を決定するための距離測定システム、
該距離測定システムに対して固定的に装着されているカメラ、
該距離測定システム及び該カメラをベースに対して回転自在に装着しているスイベル装置、
該距離測定システム及び該カメラの該ベースに対してのオリエンテーションを決定するオリエンテーション測定システム、
を有しており、該手順が、
該測量装置が第一プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラがある風景を指し示す第一オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第一確認をユーザから受取り、
該第一確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第一イメージを記録し、
該測量装置が第二プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラが該風景を指し示す第二オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第二確認をユーザから受取り、
該第二確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第二イメージを記録し、
該測量装置が該第二プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラが該測定線が該第一プラットフォーム上に設けられている所定の第一オブジェクトと交差するように第三オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第三確認をユーザから受取り、且つ該距離測定システムを使用して該第一プラットフォーム上に設けられている該第一オブジェクトからの第一距離を測定し、且つ該第三確認を受取った場合に測定した第一距離を記録する、
ことを包含しているコンピュータ読取可能担体。
【請求項１４】
請求項１３において、該手順が、更に、
該測量装置が該第一プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測量システム及び該カメラが該測定線が該第二プラットフォーム上に設けられている所定の第二オブジェクトと交差するような第四オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第四確認をユーザから受取る、
ことを包含しているコンピュータ読取可能担体。
【請求項１５】
請求項１４において、該手順が、更に、
該距離測定システムを使用して該第二プラットフォーム上に設けられている該第二オブジェクトからの第二距離を測定し且つ該第四確認を受取った場合に測定した第二距離を記録する、
ことを包含しているコンピュータ読取可能担体。
【請求項１６】
請求項１５において、該手順が、更に、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第四オリエンテーションを測定し且つ該第四確認を受取った場合に測定した第四オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第一オリエンテーションを測定し且つ該第一確認を受取った場合に測定した第一オリエンテーションを記録する、
ことを包含しているコンピュータ読取可能担体。
【請求項１７】
請求項１３乃至１６のうちの１項において、該手順が、更に、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第二オリエンテーションを測定し且つ該第二確認を受取った場合に測定した第二オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第三オリエンテーションを測定し且つ該第三確認を受取った場合に測定した第三オリエンテーションを記録する、
ことを包含しているコンピュータ読取可能担体。
【請求項１８】
測量装置において、
測定線に沿ってのあるオブジェクトからの距離を決定するための距離測定システム、
該距離測定システムに対して固定的に装着されているカメラ、
該距離測定システム及び該カメラをベースに対して回転自在に装着しているスイベル装置、
該距離測定システム及び該カメラの該ベースに対するオリエンテーションを決定するためのオリエンテーション測定システム、
ある手順を実施する形態とされている処理ユニット、
を有しており、該手順が、
該測量装置が第一プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラがある風景を指し示す第一オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第一確認をユーザから受取り、
該第一確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第一イメージを記録し、
該測量装置が第二プラットフォーム上に装着されていること及び該測定システム及び該カメラが該風景を指し示す第二オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第二確認をユーザから受取り、
該第二確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第二イメージを記録し、
該測量装置が該第二プラットフォーム上に装着されていること及び該測定線が該第一プラットフォーム上に設けられている所定の第一オブジェクトと交差するような第三オリエンテーションにおいて該距離測定システム及び該カメラが該ベースに対して指向されていることの第三確認をユーザから受取り、且つ該距離測定システムを使用して該第一プラットフォーム上に設けられている該第一オブジェクトからの第一距離を測定し、且つ該第三確認を受取った場合に測定した第一距離を記録する、
ことを包含している測量装置。
【請求項１９】
請求項１８において、該処理ユニットが、
該測量装置が該第一プラットフォーム上に装着されていること及び該測定線が該第二プラットフォーム上に設けられている所定の第二オブジェクトと交差するような第四オリエンテーションにおいて該距離測定システム及び該カメラが該ベースに対して指向されていることの第四確認をユーザから受取る、
ことを更に包含している該手順を実施する形態とされている測量装置。
【請求項２０】
請求項１９において、該処理ユニットが、
該距離測定システムを使用して該第二プラットフォーム上に設けられている該オブジェクトからの第二距離を測定し且つ該第四確認を受取った場合に測定した第二距離を記録する、
ことを更に包含する該手順を実施する形態とされている測量装置。
【請求項２１】
請求項２０において、該処理ユニットが、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第四オリエンテーションを測定し且つ該第四確認を受取った場合に測定した第四オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第一オリエンテーションを測定し且つ該第一確認を受取った場合に測定した第一オリエンテーションを記録する、
ことを更に包含する該手順を実施する形態とされている測量装置。
【請求項２２】
請求項１８乃至２１のうちの１項において、該処理ユニットが、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第二オリエンテーションを測定し且つ該第二確認を受取った場合に測定した第二オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第三オリエンテーションを測定し且つ該第三確認を受取った場合に測定した第三オリエンテーションを記録する、
ことを更に包含する該手順を実施する形態とされている測量装置。
【請求項２３】
請求項１乃至１２のうちの１項に基づく測量方法を該測量装置をして実施させる形態とされている処理ユニットを有している測量装置。
【請求項２４】
請求項１乃至１２のうちの１項に基づく測量方法を測量装置の処理ユニットをして実行させるべく適合されているコンピュータプログラムを表わす情報を包含しているコンピュータ読取可能担体。
【請求項１】
測量装置を使用する測量方法において、該測量装置は、
測定線に沿ってオブジェクトからの距離を決定するための距離測定システム、
該距離測定システムに対して固定的に装着されているカメラ、
ベースに対して該距離測定システム及び該カメラを回転自在に装着するスイベル装置、
該距離測定システム及び該カメラの該ベースに対してのオリエンテーションを決定するためのオリエンテーション測定システム、
を有しており、該方法が、
風景に対して第一プラットフォームを配置させ、
該第一プラットフォーム上に該測量装置を装着し、且つ、該測量装置が該第一プラットフォーム上に装着されている間に、該距離測定システム及び該カメラを該ベースに対して第一オリエンテーションにおいて指向させ、且つ該カメラを使用して該風景の第一イメージを記録し、
第二プラットフォームが該第一プラットフォームからある距離に配置されるように該風景に対して第二プラットフォームを配置させ、
該第二プラットフォーム上に該測量装置を装着し、該測量装置が該第二プラットフォーム上に装着されている間に、
該距離測定システム及び該カメラを該ベースに対して第二オリエンテーションにおいて指向させ且つ該カメラを使用して該風景の第二イメージを記録し、且つ
該測定線が該第一プラットフォーム上に設けられた所定の第一オブジェクトと交差するように該距離測定システム及び該カメラを該ベースに対して第三オリエンテーションにおいて指向させ且つ該距離測定システムを使用して該第一プラットフォーム上に設けた該第一オブジェクトからの第一距離を測定し、且つ該測定した第一距離を記録する、
ことを包含している測量方法。
【請求項２】
請求項１において、更に、記録した第一画像及び記録した第二画像の各々における少なくとも１個のオブジェクトを識別し、且つ座標系における少なくとも１個のオブジェクトの三次元座標を決定する、ことを包含している測量方法。
【請求項３】
請求項２において、少なくとも１個のオブジェクトの三次元座標を決定することが記録された第一及び第二イメージ内のオブジェクトの位置、及び記録されている第一距離に基づいている測量方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちの１項において、該第一オブジェクトが第一レトロリフレクタである測量方法。
【請求項５】
請求項４において、更に、該第一プラットフォームから該測量装置を取除き、且つその後に該第一プラットフォーム上に該第一トレロリフレクタを装着させる、ことを包含している測量方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちの１項において、更に、該距離測定システムが該第一プラットフォーム上に装着されている間に、該測定線が該第二プラットフォーム上に設けられている所定の第二オブジェクトと交差するように該距離測定システム及び該カメラを該ベースに対して第四オリエンテーションにおいて指向させ且つ該距離測定システムを使用して該第二プラットフォーム上に設けられている該第二オブジェクトからの第二距離を測定し、且つ該測定した第二距離を記録する、ことを包含している測量方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちの１項において、更に、該距離測定システムが該第二プラットフォーム上に装着されている間に、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第二オリエンテーションを測定し、且つ測定した第二オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第三オリエンテーションを測定し、且つ測定した第三オリエンテーションを記録する、
ことを包含している測量方法。
【請求項８】
請求項７において、更に、該距離測定システムが該第一プラットフォーム上に装着されている間に、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第一オリエンテーションを測定し且つ測定した第一オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第四オリエンテーションを測定し且つ測定した第四オリエンテーションを記録する、
ことを包含している測量方法。
【請求項９】
請求項８において、更に、記録した第一画像及び記録した第二画像の各々における少なくとも１個のオブジェクトを識別し、且つ記録した第一及び第二画像内のオブジェクトの位置、記録した第一、第二、第三、第四オリエンテーション、及び記録した第一距離に基づいて、ある座標系における少なくとも１個のオブジェクトの三次元座標を決定する、ことを包含している測量方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちの１項において、該第二オブジェクトが第二トレロリフレクタである測量方法。
【請求項１１】
請求項１０において、更に、該測量装置の該第二プラットフォーム上への装着を実施する前に該第二トレロリフレクタを該第二プラットフォームから取除くことを包含している測量方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちの１項において、該第一及び第二プラットフォームの少なくとも１つがトライポッドを有している測量方法。
【請求項１３】
測量装置の処理ユニットが手順を実施させるべく適合されているコンピュータプログラムを表わす情報を包含しているコンピュータ読取可能担体において、該測量装置が、
測定線に沿ってのオブジェクトからの距離を決定するための距離測定システム、
該距離測定システムに対して固定的に装着されているカメラ、
該距離測定システム及び該カメラをベースに対して回転自在に装着しているスイベル装置、
該距離測定システム及び該カメラの該ベースに対してのオリエンテーションを決定するオリエンテーション測定システム、
を有しており、該手順が、
該測量装置が第一プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラがある風景を指し示す第一オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第一確認をユーザから受取り、
該第一確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第一イメージを記録し、
該測量装置が第二プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラが該風景を指し示す第二オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第二確認をユーザから受取り、
該第二確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第二イメージを記録し、
該測量装置が該第二プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラが該測定線が該第一プラットフォーム上に設けられている所定の第一オブジェクトと交差するように第三オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第三確認をユーザから受取り、且つ該距離測定システムを使用して該第一プラットフォーム上に設けられている該第一オブジェクトからの第一距離を測定し、且つ該第三確認を受取った場合に測定した第一距離を記録する、
ことを包含しているコンピュータ読取可能担体。
【請求項１４】
請求項１３において、該手順が、更に、
該測量装置が該第一プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測量システム及び該カメラが該測定線が該第二プラットフォーム上に設けられている所定の第二オブジェクトと交差するような第四オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第四確認をユーザから受取る、
ことを包含しているコンピュータ読取可能担体。
【請求項１５】
請求項１４において、該手順が、更に、
該距離測定システムを使用して該第二プラットフォーム上に設けられている該第二オブジェクトからの第二距離を測定し且つ該第四確認を受取った場合に測定した第二距離を記録する、
ことを包含しているコンピュータ読取可能担体。
【請求項１６】
請求項１５において、該手順が、更に、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第四オリエンテーションを測定し且つ該第四確認を受取った場合に測定した第四オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第一オリエンテーションを測定し且つ該第一確認を受取った場合に測定した第一オリエンテーションを記録する、
ことを包含しているコンピュータ読取可能担体。
【請求項１７】
請求項１３乃至１６のうちの１項において、該手順が、更に、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第二オリエンテーションを測定し且つ該第二確認を受取った場合に測定した第二オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第三オリエンテーションを測定し且つ該第三確認を受取った場合に測定した第三オリエンテーションを記録する、
ことを包含しているコンピュータ読取可能担体。
【請求項１８】
測量装置において、
測定線に沿ってのあるオブジェクトからの距離を決定するための距離測定システム、
該距離測定システムに対して固定的に装着されているカメラ、
該距離測定システム及び該カメラをベースに対して回転自在に装着しているスイベル装置、
該距離測定システム及び該カメラの該ベースに対するオリエンテーションを決定するためのオリエンテーション測定システム、
ある手順を実施する形態とされている処理ユニット、
を有しており、該手順が、
該測量装置が第一プラットフォーム上に装着されていること及び該距離測定システム及び該カメラがある風景を指し示す第一オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第一確認をユーザから受取り、
該第一確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第一イメージを記録し、
該測量装置が第二プラットフォーム上に装着されていること及び該測定システム及び該カメラが該風景を指し示す第二オリエンテーションにおいて該ベースに対して指向されていることの第二確認をユーザから受取り、
該第二確認を受取った場合に該カメラを使用して該風景の第二イメージを記録し、
該測量装置が該第二プラットフォーム上に装着されていること及び該測定線が該第一プラットフォーム上に設けられている所定の第一オブジェクトと交差するような第三オリエンテーションにおいて該距離測定システム及び該カメラが該ベースに対して指向されていることの第三確認をユーザから受取り、且つ該距離測定システムを使用して該第一プラットフォーム上に設けられている該第一オブジェクトからの第一距離を測定し、且つ該第三確認を受取った場合に測定した第一距離を記録する、
ことを包含している測量装置。
【請求項１９】
請求項１８において、該処理ユニットが、
該測量装置が該第一プラットフォーム上に装着されていること及び該測定線が該第二プラットフォーム上に設けられている所定の第二オブジェクトと交差するような第四オリエンテーションにおいて該距離測定システム及び該カメラが該ベースに対して指向されていることの第四確認をユーザから受取る、
ことを更に包含している該手順を実施する形態とされている測量装置。
【請求項２０】
請求項１９において、該処理ユニットが、
該距離測定システムを使用して該第二プラットフォーム上に設けられている該オブジェクトからの第二距離を測定し且つ該第四確認を受取った場合に測定した第二距離を記録する、
ことを更に包含する該手順を実施する形態とされている測量装置。
【請求項２１】
請求項２０において、該処理ユニットが、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第四オリエンテーションを測定し且つ該第四確認を受取った場合に測定した第四オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第一オリエンテーションを測定し且つ該第一確認を受取った場合に測定した第一オリエンテーションを記録する、
ことを更に包含する該手順を実施する形態とされている測量装置。
【請求項２２】
請求項１８乃至２１のうちの１項において、該処理ユニットが、
該オリエンテーション測定システムを使用して該第二オリエンテーションを測定し且つ該第二確認を受取った場合に測定した第二オリエンテーションを記録し、且つ
該オリエンテーション測定システムを使用して該第三オリエンテーションを測定し且つ該第三確認を受取った場合に測定した第三オリエンテーションを記録する、
ことを更に包含する該手順を実施する形態とされている測量装置。
【請求項２３】
請求項１乃至１２のうちの１項に基づく測量方法を該測量装置をして実施させる形態とされている処理ユニットを有している測量装置。
【請求項２４】
請求項１乃至１２のうちの１項に基づく測量方法を測量装置の処理ユニットをして実行させるべく適合されているコンピュータプログラムを表わす情報を包含しているコンピュータ読取可能担体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００９−５１３９５７（Ｐ２００９−５１３９５７Ａ）
【公表日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３６９３４（Ｐ２００８−５３６９３４）
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／０１１４７２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０４８４２５
【国際公開日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【出願人】（５０５０９３９４３）トリンブル イエナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (6)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｒｉｍｂｌｅ Ｊｅｎａ ＧｍｂＨ
【公表日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／０１１４７２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０４８４２５
【国際公開日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【出願人】（５０５０９３９４３）トリンブル イエナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (6)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｒｉｍｂｌｅ Ｊｅｎａ ＧｍｂＨ
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