ＧＰＳ付全方位カメラ及び空間データ収集装置
【課題】
ＧＰＳで測定した位置情報が、撮像装置の撮像中心の位置を正確に反映させる様にし、画像データと位置情報とを高精度で関連付け、都市空間等の構造体の正確な３次元データが取得できる様にした。
【解決手段】
上下に平行に配置された少なくとも一対のＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂと、該ＧＰＳアンテナと平行な平面に配置され、全方位の画像を取得可能にした複数のカメラ２８ａ〜２８ｆと、該カメラと前記ＧＰＳアンテナを収納するケース２７とを具備し、前記ＧＰＳアンテナの基準位置と前記カメラの画像基準位置とを合致させた。
ＧＰＳで測定した位置情報が、撮像装置の撮像中心の位置を正確に反映させる様にし、画像データと位置情報とを高精度で関連付け、都市空間等の構造体の正確な３次元データが取得できる様にした。
【解決手段】
上下に平行に配置された少なくとも一対のＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂと、該ＧＰＳアンテナと平行な平面に配置され、全方位の画像を取得可能にした複数のカメラ２８ａ〜２８ｆと、該カメラと前記ＧＰＳアンテナを収納するケース２７とを具備し、前記ＧＰＳアンテナの基準位置と前記カメラの画像基準位置とを合致させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は都市空間等の構築物の間を移動しながら撮像し、更に撮像した位置を検出し、撮像された撮像データと検出された位置データにより都市空間等に於ける構築物、構造物の３次元モデルを形成する為に空間データ収集を行うＧＰＳ付全方位カメラ及び空間データ収集装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の様な全地域測位システムの技術進歩がめざましく、比較的安価な装置を用いた場合にも、数十センチ程度の精度で位置測定が可能となっている。
【０００３】
斯かるＧＰＳを車両等の移動体に搭載すると共にカメラ或はレーザ測量装置（レーザスキャナ）を搭載し、都市空間に於ける構築物、構造物の３次元データを収集すると共に画像を収集するデータ収集システムが開発され、カーナビゲーション等に用いられる地図データを作製することに役立てられている（特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
この様なシステムに於いては、該システムにより取得した構造体の３次元データを過去に作製された地図に、人手による位置付け、演算処理によるフィッティング等の手法により反映して地図データを作製している。斯かる地図データの作製では、それ程の精度は要求されない。
【０００５】
ところが、従来のシステムでは高精度のデータを取得するのは困難である為、過去に作製された地図データと現在の実際の都市空間の構造物とを比較する為の調査、或は、過去に作製された地図データを実際の構造物とに整合させる為の調査には適さない。
【０００６】
この様な調査を行う場合には、より高精度で都市空間等の構造体の３次元データを取得する必要があり、更に高精度の３次元データを取得するにはデータを取得するカメラやレーザスキャナ自体の位置を正確に知る必要がある。
【０００７】
従来の空間データ収集装置について、特許文献１に示されるものがあり、図７により概略を説明する。
【０００８】
図７中、１は車両、２はビデオカメラ、３はＧＰＳ、４は車速センサ、５は方位センサ、６は記憶装置を示している。
【０００９】
前記ビデオカメラ２によって撮像しつつ、前記車両１が移動し、該車両１の移動に伴って撮像される映像データと、又撮像と同時に前記ＧＰＳ３により前記ビデオカメラ２の位置データが取得され、更に前記方位センサ５によって前記ビデオカメラ２の撮像方向が測定される。
【００１０】
前記ＧＰＳ３によって得られた前記ビデオカメラ２の位置情報、前記方位センサ５によって得られた方位（撮像方向）に基づき、映像データ中から検出した検出対象と前記ビデオカメラ２との相対位置情報を算出し、この算出された相対位置情報と上記測位情報とに基づき、検出対象の位置情報が生成される様になっている。
【００１１】
従来のデータ収集装置は、前記ビデオカメラ２の上に前記ＧＰＳ３が設置される構造であり、該ＧＰＳ３の基準位置と、前記ビデオカメラ２の撮像中心とは所定の距離離れて設置されており、例えば前記車両１が傾斜した場合等は、前記ビデオカメラ２と前記ＧＰＳ３と水平方向に位置ずれを生じ、該ＧＰＳ３の測定位置が前記ビデオカメラ２の撮像中心の位置を正確に反映するとは限らず、高精度で都市空間等の構造体の３次元データを取得することは困難であった。
【００１２】
又、図８に示される様に、特許文献２には路面沿道撮影車１１が示され、該路面沿道撮影車１１は撮影機１２、距離測定装置１３、舵取り角度検出装置１４、ＧＰＳ１５、変位センサ１６、中央制御装置１７、ジャイロ１８を具備し、前記撮影機１２によって路面及び沿道を撮影し、撮影した路面及び沿道の映像情報を、前記ＧＰＳ１５で取得した被撮影場所の位置情報及び／又は被撮影場所の路面情報と関連付けて記憶及び／又は表示する様になっている。
【００１３】
特許文献２に於いても、前記撮影機１２、前記距離測定装置１３と前記ＧＰＳ１５とは離れた位置にあり、前記路面沿道撮影車１１の向きが変った場合、該路面沿道撮影車１１が傾斜した場合、前記ＧＰＳ１５で検出した位置情報と、前記撮影機１２、前記距離測定装置１３の位置とはずれが生じるので、前記撮影機１２で撮像した画像データと位置情報との関連づけの際に誤差が生じる。
【００１４】
従って、特許文献２に於いても、高精度で都市空間等の構造体の３次元データを取得することは困難であった。
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−１１９５９１号公報
【００１６】
【特許文献２】特開２０００−１９４９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は斯かる実情に鑑み、ＧＰＳで測定した位置情報が、撮像装置の撮像中心の位置を正確に反映させる様にし、画像データと位置情報とを高精度で関連付け、都市空間等の構造体の正確な３次元データが取得できる様にしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上下に平行に配置された少なくとも一対のＧＰＳアンテナと、該ＧＰＳアンテナと平行な平面に配置され、全方位の画像を取得可能にした複数のカメラと、該カメラと前記ＧＰＳアンテナを収納するケースとを具備し、前記ＧＰＳアンテナの基準位置と前記カメラの画像基準位置とを合致させたＧＰＳ付全方位カメラに係り、又前記一対のＧＰＳアンテナは、上下に所要の間隔を隔てて設けられ、前記カメラは前記ＧＰＳアンテナの間に設けられたＧＰＳ付全方位カメラに係り、又前記ケースは球体形状であるＧＰＳ付全方位カメラに係り、更に又天頂方向にも画像基準位置を前記ＧＰＳアンテナの基準位置に合致させたカメラを配置したＧＰＳ付全方位カメラに係るものである。
【００１９】
又本発明は、前記ＧＰＳ付全方位カメラと、方位センサと、演算処理装置とを具備し、該演算処理装置は、前記ＧＰＳアンテナの信号を基に撮像地点の座標データを演算すると共に取得した撮像地点の座標データと、撮像画像と、前記方位センサからの信号を基に撮像画像中の測定対象物の３次元座標を演算する様構成された空間データ収集装置に係り、又記憶部を具備し、撮像画像を得られた３次元座標に関連付けて前記記憶部に格納する空間データ収集装置に係り、更に又慣性航行装置を具備し、前記ＧＰＳアンテナによる位置情報が得られない場合、前記慣性航行装置により、位置情報を補完する空間データ収集装置に係るものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、上下に平行に配置された少なくとも一対のＧＰＳアンテナと、該ＧＰＳアンテナと平行な平面に配置され、全方位の画像を取得可能にした複数のカメラと、該カメラと前記ＧＰＳアンテナを収納するケースとを具備し、前記ＧＰＳアンテナの基準位置と前記カメラの画像基準位置とを合致させたので、ＧＰＳ付全方位カメラを支持する移動体が向きを変え、或は傾斜した場合にもＧＰＳアンテナの基準点とカメラで撮像する画像の基準点とのずれが発生せず、両基準点に対しての補正作業が必要なくなる。
【００２１】
又本発明によれば、前記ＧＰＳ付全方位カメラと、方位センサと、演算処理装置とを具備し、該演算処理装置は、前記ＧＰＳアンテナの信号を基に撮像地点の座標データを演算すると共に取得した撮像地点の座標データと、撮像画像と、前記方位センサからの信号を基に撮像画像中の測定対象物の３次元座標を演算する様構成されたので、前記ＧＰＳアンテナの基準位置と前記カメラの画像基準位置とを合致させる為の補正作業を行うことなく、直ちに３次元座標の演算が可能となり、前記演算処理装置の処理の負担が軽減され、又高精度のデータ収集が可能となる。
【００２２】
更に又本発明によれば、慣性航行装置を具備し、前記ＧＰＳアンテナによる位置情報が得られない場合、前記慣性航行装置により、位置情報を補完するので、衛星からの電波を受信できない環境下でも、データ収集が可能であり、データの欠如部分がなくなり、他の測定方法でデータの欠如を補う必要がなく、効率のよいデータ収集が可能となる等の優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００２４】
図１に示される様に、自動車等の移動体２１にＧＰＳ付全方位カメラ２２が取付けられる。該ＧＰＳ付全方位カメラ２２は、全方位が視野に入る位置、例えば、前記移動体２１の天井に設置される。又、該移動体２１には演算処理装置２３、慣性航行装置（ＩＭＵ）２４が搭載されている。
【００２５】
図２〜図４は、本発明に用いられる前記ＧＰＳ付全方位カメラ２２の概略の構成を示している。以下、該ＧＰＳ付全方位カメラ２２について説明する。
【００２６】
球体のケース２７に複数、例えば６個のカメラ２８ａ〜２８ｆ及び平行に配置された一対のＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂ、傾斜センサ２５、前記方位センサ２６が内蔵され、又前記ケース２７は垂直な支柱３０を介して取付けられている。前記ケース２７は水密構造を有し、前記ＧＰＳ付全方位カメラ２２は防水構造となっている。尚、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂは一組のＧＰＳアンテナ２９として機能する。
【００２７】
前記カメラ２８ａ〜２８ｆの光学系の光軸３３ａ〜３３ｆ（図４参照）は同一水平面上にあり、又該光軸３３ａ〜３３ｆは１点、好ましくは前記ケース２７の中心点Ｏで交差し、更に前記光軸３３ａ〜３３ｆは前記中心点Ｏを中心として等角度の配置、即ち６０°間隔の放射状となっている。
【００２８】
前記カメラ２８ａ〜２８ｆは同一構造であるので、以下カメラ２８として説明する。
【００２９】
該カメラ２８は、受光素子３４及び前記光学系を構成する対物レンズ３５を有し、前記受光素子３４は、例えば画素の集合体であるＣＣＤ、ＣＭＯＳ等であり、受光する画素の受光面３６上での位置が特定できる様になっている。
【００３０】
更に、画素の位置から画角が特定できる様になっている。例えば、図４に於いて、前記中心点Ｏを３次元座標の原点とし、前記受光面３６の前記光軸３３上の位置をｙ１とし、画素Ｐ１の水平方向の位置をｘ１、鉛直方向をｚ１とすると、前記光軸３３に対する水平角はｔａｎ-1ｘ１／ｙ１、鉛直角はｔａｎ-1ｚ１／ｙ１で求められる。従って、前記光軸３３の方位が分れば、前記受光素子３４中の任意の画素の方位が特定される。即ち前記中心点Ｏは画像の基準位置となっている。
【００３１】
前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂは円板状に形成され、前記カメラ２８ａ〜２８ｆを挾んで上下に配設され、衛星からの電波（周波数Ｌ１，Ｌ２）を受信可能となっている。２波長による位置測定により高精度の測定が可能となる。又、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂの基準点は前記中心点Ｏに設定され、該ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂが電波を受信して測定される位置は前記中心点Ｏに関するものとなる。尚、ＧＰＳアンテナは複数対設けてもよく、例えば、前記カメラ２８ａ〜２８ｆを挟んで上側に２枚、下側に２枚の２対設けてもよい。又、カメラ２８は、前記ケース２７の天頂部に設けてもよい。この場合も、画像基準位置をＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂの基準点に合致させる。
【００３２】
次に、図５により本発明に係る空間データ収集装置３８の概略構成を説明する。
【００３３】
該空間データ収集装置３８は、主に前記ＧＰＳ付全方位カメラ２２、前記傾斜センサ２５、前記方位センサ２６、前記演算処理装置２３、前記慣性航行装置２４、測距部３９から構成される。
【００３４】
又、前記演算処理装置２３は、演算部４１、第１記憶部４２、地図データ格納部４３、画像処理部４４、第２記憶部４５、方位判断部４６を有し、前記慣性航行装置２４、前記測距部３９、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂからの信号はＧＰＳ処理部４９、第１入力制御部４７を介して前記演算部４１に入力される。前記カメラ２８ａ〜２８ｆにより、全方位の画像が撮像される。又、前記カメラ２８ａ〜２８ｆによる撮像の態様は、それぞれが動画像を連続的に取得してもよく、或は静止画像を所定時間間隔毎に取得してもよい。取得された画像データは、第２入力制御部４８を介して画像デジタル信号として前記画像処理部４４に入力される様になっている。
【００３５】
前記第２入力制御部４８は、前記カメラ２８ａ〜２８ｆからの画像信号を、ＧＰＳ時刻と関連付けたシリーズの信号として出力する。例えば、前記カメラ２８ａ〜２８ｆを特定するカメラ番号をａ，ｂ，…，ｆとし、カメラ２８ａの画像信号をａ画像信号、カメラ２８ｂの画像信号をｂ画像信号、…、カメラ２８ｆの画像信号をｆ画像信号として、時系列に出力する。
【００３６】
前記画像処理部４４では、前記第２入力制御部４８を経て入力された画像データから構築物、構造物を抽出し、更に、エッジ処理する等して特徴点（標定点）を抽出する。画像処理された画像データは、カメラ番号に関連付けられ、又時系列に前記第２記憶部４５に格納される。
【００３７】
前記方位判断部４６は、前記カメラ２８ａ〜２８ｆの撮像方向の方位を判断するものであり、前記傾斜センサ２５、前記方位センサ２６の内少なくとも、該方位センサ２６からの方位検出信号が入力され、前記画像処理部４４に送られ、更に該画像処理部４４に於いてカメラ番号が入力される。
【００３８】
前記方位センサ２６が検出する方位は、前記カメラ２８ａ〜２８ｆの内の基準となるカメラ、例えばカメラ２８ａの光学系の光軸の方向と一致している。従って、カメラ番号が分ることで、各カメラ２８ａ〜２８ｆの光軸３３ａ〜３３ｆの方位（撮像方向）が決定される。
【００３９】
前記第１記憶部４２には、前記ＧＰＳアンテナ２９からの信号に基づき前記中心点Ｏの地球上座標系の位置（絶対平面座標）を算出する座標位置演算プログラム、前記測距部３９により構築物、構造物に関する測距を行う為のシーケンスプログラム、前記画像処理部４４からの画像データ、前記ＧＰＳ処理部４９からの信号、前記測距部３９からの測距データ、前記方位判断部４６からの方位データに基づき、構築物、構造物の３次元座標を演算する３次元座標演算プログラム、又得られた３次元座標と前記地図データ格納部４３に格納された地図データとを比較し、較正値を演算する比較演算プログラム、又得られた３次元座標を基に構築物、構造物の画像データを貼付ける等のデータ処理を行うデータ処理プログラム等のプログラムが格納されている。
【００４０】
又、前記移動体２１がトンネル等、衛星からの電波が届かない場所を通行する場合は、前記ＧＰＳアンテナ２９による位置測定を行うことができないので、この場合は、該ＧＰＳアンテナ２９により測定できた最後の位置から前記慣性航行装置２４による位置測定結果が採用され、該慣性航行装置２４で得られた測定位置が、前記中心点Ｏの位置として採用される。又、再び、前記ＧＰＳアンテナ２９からの信号を受信できる様になった場合は、該ＧＰＳアンテナ２９の信号に基づいた位置測定結果が採用される。更に、該ＧＰＳアンテナ２９の信号に基づいた位置測定結果と前記慣性航行装置２４により測定された位置とで誤差を生じた場合は、該ＧＰＳアンテナ２９の信号に基づいた位置測定結果に基づき前記誤差が修正される。
【００４１】
前記演算部４１には、前記ＧＰＳ処理部４９からの信号、前記測距部３９からの構築物、構造物に関する測距データ、前記慣性航行装置２４からの検出信号が前記第１入力制御部４７を介して入力され、又、前記画像処理部４４から画像信号、前記方位判断部４６から方位信号が入力される。
【００４２】
又、前記演算部４１は、前記ＧＰＳアンテナ２９及びＧＰＳ処理部４９からの信号、座標位置に基づき前記ＧＰＳ付全方位カメラ２２の中心点Ｏの現在位置（地球上座標系の位置）をリアルタイムで演算し、前記方位判断部４６からの信号及び方位と現在位置と撮像画像とを関連付けて前記第１記憶部４２に記憶する。
【００４３】
又、前記演算部４１は、２地点間で得た画像に関し、各点での前記ＧＰＳアンテナ２９及びＧＰＳ処理部４９からの信号に基づき得られた２地点間の距離を演算し、該２地点間の距離と各点から見た撮像対象物の方位とに基づき、各点と撮像対象物迄の距離を演算し、撮像対象物の３次元絶対座標を演算する。更に、撮像対象物の画像データと３次元絶対座標とを関連付けて前記第１記憶部４２に格納する。
【００４４】
以下、上記した空間データ収集装置３８によるデータ収集作用について図６を参照して説明する。
【００４５】
前記移動体２１によりデータ収集領域を移動しつつ、前記カメラ２８ａ〜２８ｆにより全方位の画像を取得する。該カメラ２８ａ〜２８ｆがビデオカメラであると、個々のカメラで３０フレーム／ｓｅｃで動画を取得する。尚、前記カメラ２８ａ〜２８ｆはデータ収集が実行される前に予め、キャリブレーション等の初期設定が完了している。
【００４６】
又、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂはそれぞれ、常時、衛星５１からの電波（２周波数）を受信し、受信電波に基づき前記演算処理装置２３で地球上の座標位置、即ち前記中心点Ｏの位置を演算する。
【００４７】
上記した様に、ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂの基準位置及び前記カメラ２８ａ〜２８ｆにより撮像した画像基準位置は共に前記中心点Ｏであるので、前記ＧＰＳアンテナ２９で受信した信号に基づき位置測定した結果（以下ＧＰＳ位置情報と称す）は、即ち画像の基準位置であり、車両の向きが変った場合、車両が傾いた場合等いずれの場合も、前記ＧＰＳアンテナ２９の基準位置と画像の基準位置とはずれがなく、補正の必要がなく、又精度が高い。
【００４８】
又、ＧＰＳ位置情報と画像データとを関連付けて、更に前記測距部３９により測距を実行している場合は、測距データを関連付けて前記第１記憶部４２に記憶される。又、前記慣性航行装置２４によって前記中心点Ｏの現在位置が測定され、ＩＭＵ位置情報として取得される。該ＩＭＵ位置情報は定期的に、或はリアルタイムで前記ＧＰＳ位置情報に基づき補正される。又、ＩＭＵ位置情報は前記ＧＰＳ位置情報が取得できない場合に利用される。
【００４９】
図６に於いて、構造物５２についての画像データ、３次元座標データを収集する場合を説明する。又、以下は、前記測距部３９による測距データが得られない場合を説明する。
【００５０】
前記移動体２１が位置Ａから位置Ｂに移動する過程で、前記ＧＰＳアンテナ２９によりＧＰＳ位置情報を常時取得し、又前記カメラ２８ａ〜２８ｆにより全方位の画像を連続的に取得する。
【００５１】
位置ＡでＧＰＳ位置情報が取得され、位置Ａで取得された画像の内、例えばカメラ２８ａで撮像した画像中に前記構造物５２が含まれている場合は、位置Ａから位置Ｂに至る間で得られた前記カメラ２８ａの画像から、前記構造物５２部分の構造物画像データ５２ａが抽出され、更に連続画像の時間的に隣接するフレーム間で画像マッチングが実行され、画像間でのトラッキングが行われる。
【００５２】
尚、画像マッチングの処理を簡単にする為、画像のエッヂ処理を行い構造物画像データ５２ａ部分で特徴点を抽出し、特徴点間のマッチングを行ってもよい。更に、フレーム間では、前記構造物画像データ５２ａの大きな変化はないので、画像マッチングは容易に行える。又フレーム間での画像マッチングが成功しなかった場合は、隣接するカメラ、例えばカメラ２８ｂで得られた画像とのマッチングが実行される。
【００５３】
前記移動体２１が位置Ｂに到達した時点で、位置ＢのＧＰＳ位置情報が取得され、位置Ｂで取得した画像から前記構造物画像データ５２ａ′が抽出される。該構造物画像データ５２ａ′の抽出は、位置Ａからの連続画像を利用した画像トラッキングを行うことで、容易に実行できる。
【００５４】
位置Ａに於ける前記構造物画像データ５２ａと位置Ｂに於ける構造物画像データ５２ａ′について標定が行われる。位置Ａの撮像画像中心の方位（水平角）即ち前記カメラ２８ａの光軸の方位は、前記方位センサ２６が検出した方位と、使用された前記カメラ２８が特定されることで求められ、又、鉛直角は前記傾斜センサ２５によって検出された傾斜角によって求められる。又、同様にして位置Ｂの撮像画像についての水平角と鉛直角とが求められる。
【００５５】
前記構造物画像データ５２ａと前記構造物画像データ５２ａ′中から複数の標定点を選択する。例えば前記構造物５２の角が標定点５３として選択される。又、該標定点５３が選択されると、位置Ａ、位置Ｂそれぞれの位置での前記標定点５３の水平角、鉛直角は該標定点５３を受光した前記受光素子３４中の画素Ｐ１の位置から求められる（図４参照）。
【００５６】
又、位置Ａと位置Ｂ間の距離は、両地点でのＧＰＳ位置情報に基づき演算により求められ、更に位置Ａと位置Ｂから前記標定点５３迄の距離が求められ、得られた水平角、鉛直角より、前記標定点５３の３次元座標が求められる。尚、前記カメラ２８ａ〜２８ｆの基準点と前記ＧＰＳアンテナ２９の基準点とは同一であるので、前記カメラ２８の水平角、鉛直角が変化したとしても、２つの基準点間にずれは生じることがなく、補正をする必要がない。
【００５７】
而して、前記構造物５２について、所要数の点についての３次元座標を求めることで、前記構造物５２ついての３次元座標データが取得でき、更に前記構造物５２の画像データと３次元座標データとを関連付けることで、画像を地図データとして使用でき、既存の地図データと比較でき、既存の地図データの較正が可能となると共に既存の地図データ上に画像データを貼付けることも可能となる。
【００５８】
尚、画像データ、３次元座標データの取得は、構造物に限らず、街路樹、縁石、電柱、信号機等、種々の設置物についても地球座標系での３次元データを画像と共に取得できる。
【００５９】
次に、前記測距部３９により、前記構造物５２についての距離測定を行った場合は、位置Ａ、位置Ｂから前記構造物５２迄の距離が得られるので、測距方向と測距結果と両地点でのＧＰＳ位置情報により、前記構造物５２の３次元座標が求められる。
【００６０】
尚、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂを重合させて見かけ上１枚の円形の基板とし、該基板の周囲に前記カメラ２８ａ〜２８ｆを配置し、該カメラ２８ａ〜２８ｆの画像の基準位置と前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂの基準位置とを合致させてもよい。この場合、前記カメラ２８ａ〜２８ｆ、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂを収納する前記ケースは円盤状に形成される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係る空間データ収集装置を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ付全方位カメラを示す概略斜視図である。
【図３】該ＧＰＳ付全方位カメラの概略平断面図である。
【図４】該ＧＰＳ付全方位カメラに用いられるカメラと中心点Ｏとの関係を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る空間データ収集装置の概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態に於ける作用を示す説明図である。
【図７】従来例を示す説明図である。
【図８】他の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
２１ 移動体
２２ ＧＰＳ付全方位カメラ
２３ 演算処理装置
２４ 慣性航行装置
２５ 傾斜センサ
２６ 方位センサ
２７ ケース
２８ カメラ
２９ ＧＰＳアンテナ
３３ 光軸
３４ 受光素子
３６ 受光面
３９ 測距部
４１ 演算部
４２ 第１記憶部
４４ 画像処理部
４５ 第２記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は都市空間等の構築物の間を移動しながら撮像し、更に撮像した位置を検出し、撮像された撮像データと検出された位置データにより都市空間等に於ける構築物、構造物の３次元モデルを形成する為に空間データ収集を行うＧＰＳ付全方位カメラ及び空間データ収集装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の様な全地域測位システムの技術進歩がめざましく、比較的安価な装置を用いた場合にも、数十センチ程度の精度で位置測定が可能となっている。
【０００３】
斯かるＧＰＳを車両等の移動体に搭載すると共にカメラ或はレーザ測量装置（レーザスキャナ）を搭載し、都市空間に於ける構築物、構造物の３次元データを収集すると共に画像を収集するデータ収集システムが開発され、カーナビゲーション等に用いられる地図データを作製することに役立てられている（特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
この様なシステムに於いては、該システムにより取得した構造体の３次元データを過去に作製された地図に、人手による位置付け、演算処理によるフィッティング等の手法により反映して地図データを作製している。斯かる地図データの作製では、それ程の精度は要求されない。
【０００５】
ところが、従来のシステムでは高精度のデータを取得するのは困難である為、過去に作製された地図データと現在の実際の都市空間の構造物とを比較する為の調査、或は、過去に作製された地図データを実際の構造物とに整合させる為の調査には適さない。
【０００６】
この様な調査を行う場合には、より高精度で都市空間等の構造体の３次元データを取得する必要があり、更に高精度の３次元データを取得するにはデータを取得するカメラやレーザスキャナ自体の位置を正確に知る必要がある。
【０００７】
従来の空間データ収集装置について、特許文献１に示されるものがあり、図７により概略を説明する。
【０００８】
図７中、１は車両、２はビデオカメラ、３はＧＰＳ、４は車速センサ、５は方位センサ、６は記憶装置を示している。
【０００９】
前記ビデオカメラ２によって撮像しつつ、前記車両１が移動し、該車両１の移動に伴って撮像される映像データと、又撮像と同時に前記ＧＰＳ３により前記ビデオカメラ２の位置データが取得され、更に前記方位センサ５によって前記ビデオカメラ２の撮像方向が測定される。
【００１０】
前記ＧＰＳ３によって得られた前記ビデオカメラ２の位置情報、前記方位センサ５によって得られた方位（撮像方向）に基づき、映像データ中から検出した検出対象と前記ビデオカメラ２との相対位置情報を算出し、この算出された相対位置情報と上記測位情報とに基づき、検出対象の位置情報が生成される様になっている。
【００１１】
従来のデータ収集装置は、前記ビデオカメラ２の上に前記ＧＰＳ３が設置される構造であり、該ＧＰＳ３の基準位置と、前記ビデオカメラ２の撮像中心とは所定の距離離れて設置されており、例えば前記車両１が傾斜した場合等は、前記ビデオカメラ２と前記ＧＰＳ３と水平方向に位置ずれを生じ、該ＧＰＳ３の測定位置が前記ビデオカメラ２の撮像中心の位置を正確に反映するとは限らず、高精度で都市空間等の構造体の３次元データを取得することは困難であった。
【００１２】
又、図８に示される様に、特許文献２には路面沿道撮影車１１が示され、該路面沿道撮影車１１は撮影機１２、距離測定装置１３、舵取り角度検出装置１４、ＧＰＳ１５、変位センサ１６、中央制御装置１７、ジャイロ１８を具備し、前記撮影機１２によって路面及び沿道を撮影し、撮影した路面及び沿道の映像情報を、前記ＧＰＳ１５で取得した被撮影場所の位置情報及び／又は被撮影場所の路面情報と関連付けて記憶及び／又は表示する様になっている。
【００１３】
特許文献２に於いても、前記撮影機１２、前記距離測定装置１３と前記ＧＰＳ１５とは離れた位置にあり、前記路面沿道撮影車１１の向きが変った場合、該路面沿道撮影車１１が傾斜した場合、前記ＧＰＳ１５で検出した位置情報と、前記撮影機１２、前記距離測定装置１３の位置とはずれが生じるので、前記撮影機１２で撮像した画像データと位置情報との関連づけの際に誤差が生じる。
【００１４】
従って、特許文献２に於いても、高精度で都市空間等の構造体の３次元データを取得することは困難であった。
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−１１９５９１号公報
【００１６】
【特許文献２】特開２０００−１９４９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は斯かる実情に鑑み、ＧＰＳで測定した位置情報が、撮像装置の撮像中心の位置を正確に反映させる様にし、画像データと位置情報とを高精度で関連付け、都市空間等の構造体の正確な３次元データが取得できる様にしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上下に平行に配置された少なくとも一対のＧＰＳアンテナと、該ＧＰＳアンテナと平行な平面に配置され、全方位の画像を取得可能にした複数のカメラと、該カメラと前記ＧＰＳアンテナを収納するケースとを具備し、前記ＧＰＳアンテナの基準位置と前記カメラの画像基準位置とを合致させたＧＰＳ付全方位カメラに係り、又前記一対のＧＰＳアンテナは、上下に所要の間隔を隔てて設けられ、前記カメラは前記ＧＰＳアンテナの間に設けられたＧＰＳ付全方位カメラに係り、又前記ケースは球体形状であるＧＰＳ付全方位カメラに係り、更に又天頂方向にも画像基準位置を前記ＧＰＳアンテナの基準位置に合致させたカメラを配置したＧＰＳ付全方位カメラに係るものである。
【００１９】
又本発明は、前記ＧＰＳ付全方位カメラと、方位センサと、演算処理装置とを具備し、該演算処理装置は、前記ＧＰＳアンテナの信号を基に撮像地点の座標データを演算すると共に取得した撮像地点の座標データと、撮像画像と、前記方位センサからの信号を基に撮像画像中の測定対象物の３次元座標を演算する様構成された空間データ収集装置に係り、又記憶部を具備し、撮像画像を得られた３次元座標に関連付けて前記記憶部に格納する空間データ収集装置に係り、更に又慣性航行装置を具備し、前記ＧＰＳアンテナによる位置情報が得られない場合、前記慣性航行装置により、位置情報を補完する空間データ収集装置に係るものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、上下に平行に配置された少なくとも一対のＧＰＳアンテナと、該ＧＰＳアンテナと平行な平面に配置され、全方位の画像を取得可能にした複数のカメラと、該カメラと前記ＧＰＳアンテナを収納するケースとを具備し、前記ＧＰＳアンテナの基準位置と前記カメラの画像基準位置とを合致させたので、ＧＰＳ付全方位カメラを支持する移動体が向きを変え、或は傾斜した場合にもＧＰＳアンテナの基準点とカメラで撮像する画像の基準点とのずれが発生せず、両基準点に対しての補正作業が必要なくなる。
【００２１】
又本発明によれば、前記ＧＰＳ付全方位カメラと、方位センサと、演算処理装置とを具備し、該演算処理装置は、前記ＧＰＳアンテナの信号を基に撮像地点の座標データを演算すると共に取得した撮像地点の座標データと、撮像画像と、前記方位センサからの信号を基に撮像画像中の測定対象物の３次元座標を演算する様構成されたので、前記ＧＰＳアンテナの基準位置と前記カメラの画像基準位置とを合致させる為の補正作業を行うことなく、直ちに３次元座標の演算が可能となり、前記演算処理装置の処理の負担が軽減され、又高精度のデータ収集が可能となる。
【００２２】
更に又本発明によれば、慣性航行装置を具備し、前記ＧＰＳアンテナによる位置情報が得られない場合、前記慣性航行装置により、位置情報を補完するので、衛星からの電波を受信できない環境下でも、データ収集が可能であり、データの欠如部分がなくなり、他の測定方法でデータの欠如を補う必要がなく、効率のよいデータ収集が可能となる等の優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００２４】
図１に示される様に、自動車等の移動体２１にＧＰＳ付全方位カメラ２２が取付けられる。該ＧＰＳ付全方位カメラ２２は、全方位が視野に入る位置、例えば、前記移動体２１の天井に設置される。又、該移動体２１には演算処理装置２３、慣性航行装置（ＩＭＵ）２４が搭載されている。
【００２５】
図２〜図４は、本発明に用いられる前記ＧＰＳ付全方位カメラ２２の概略の構成を示している。以下、該ＧＰＳ付全方位カメラ２２について説明する。
【００２６】
球体のケース２７に複数、例えば６個のカメラ２８ａ〜２８ｆ及び平行に配置された一対のＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂ、傾斜センサ２５、前記方位センサ２６が内蔵され、又前記ケース２７は垂直な支柱３０を介して取付けられている。前記ケース２７は水密構造を有し、前記ＧＰＳ付全方位カメラ２２は防水構造となっている。尚、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂは一組のＧＰＳアンテナ２９として機能する。
【００２７】
前記カメラ２８ａ〜２８ｆの光学系の光軸３３ａ〜３３ｆ（図４参照）は同一水平面上にあり、又該光軸３３ａ〜３３ｆは１点、好ましくは前記ケース２７の中心点Ｏで交差し、更に前記光軸３３ａ〜３３ｆは前記中心点Ｏを中心として等角度の配置、即ち６０°間隔の放射状となっている。
【００２８】
前記カメラ２８ａ〜２８ｆは同一構造であるので、以下カメラ２８として説明する。
【００２９】
該カメラ２８は、受光素子３４及び前記光学系を構成する対物レンズ３５を有し、前記受光素子３４は、例えば画素の集合体であるＣＣＤ、ＣＭＯＳ等であり、受光する画素の受光面３６上での位置が特定できる様になっている。
【００３０】
更に、画素の位置から画角が特定できる様になっている。例えば、図４に於いて、前記中心点Ｏを３次元座標の原点とし、前記受光面３６の前記光軸３３上の位置をｙ１とし、画素Ｐ１の水平方向の位置をｘ１、鉛直方向をｚ１とすると、前記光軸３３に対する水平角はｔａｎ-1ｘ１／ｙ１、鉛直角はｔａｎ-1ｚ１／ｙ１で求められる。従って、前記光軸３３の方位が分れば、前記受光素子３４中の任意の画素の方位が特定される。即ち前記中心点Ｏは画像の基準位置となっている。
【００３１】
前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂは円板状に形成され、前記カメラ２８ａ〜２８ｆを挾んで上下に配設され、衛星からの電波（周波数Ｌ１，Ｌ２）を受信可能となっている。２波長による位置測定により高精度の測定が可能となる。又、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂの基準点は前記中心点Ｏに設定され、該ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂが電波を受信して測定される位置は前記中心点Ｏに関するものとなる。尚、ＧＰＳアンテナは複数対設けてもよく、例えば、前記カメラ２８ａ〜２８ｆを挟んで上側に２枚、下側に２枚の２対設けてもよい。又、カメラ２８は、前記ケース２７の天頂部に設けてもよい。この場合も、画像基準位置をＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂの基準点に合致させる。
【００３２】
次に、図５により本発明に係る空間データ収集装置３８の概略構成を説明する。
【００３３】
該空間データ収集装置３８は、主に前記ＧＰＳ付全方位カメラ２２、前記傾斜センサ２５、前記方位センサ２６、前記演算処理装置２３、前記慣性航行装置２４、測距部３９から構成される。
【００３４】
又、前記演算処理装置２３は、演算部４１、第１記憶部４２、地図データ格納部４３、画像処理部４４、第２記憶部４５、方位判断部４６を有し、前記慣性航行装置２４、前記測距部３９、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂからの信号はＧＰＳ処理部４９、第１入力制御部４７を介して前記演算部４１に入力される。前記カメラ２８ａ〜２８ｆにより、全方位の画像が撮像される。又、前記カメラ２８ａ〜２８ｆによる撮像の態様は、それぞれが動画像を連続的に取得してもよく、或は静止画像を所定時間間隔毎に取得してもよい。取得された画像データは、第２入力制御部４８を介して画像デジタル信号として前記画像処理部４４に入力される様になっている。
【００３５】
前記第２入力制御部４８は、前記カメラ２８ａ〜２８ｆからの画像信号を、ＧＰＳ時刻と関連付けたシリーズの信号として出力する。例えば、前記カメラ２８ａ〜２８ｆを特定するカメラ番号をａ，ｂ，…，ｆとし、カメラ２８ａの画像信号をａ画像信号、カメラ２８ｂの画像信号をｂ画像信号、…、カメラ２８ｆの画像信号をｆ画像信号として、時系列に出力する。
【００３６】
前記画像処理部４４では、前記第２入力制御部４８を経て入力された画像データから構築物、構造物を抽出し、更に、エッジ処理する等して特徴点（標定点）を抽出する。画像処理された画像データは、カメラ番号に関連付けられ、又時系列に前記第２記憶部４５に格納される。
【００３７】
前記方位判断部４６は、前記カメラ２８ａ〜２８ｆの撮像方向の方位を判断するものであり、前記傾斜センサ２５、前記方位センサ２６の内少なくとも、該方位センサ２６からの方位検出信号が入力され、前記画像処理部４４に送られ、更に該画像処理部４４に於いてカメラ番号が入力される。
【００３８】
前記方位センサ２６が検出する方位は、前記カメラ２８ａ〜２８ｆの内の基準となるカメラ、例えばカメラ２８ａの光学系の光軸の方向と一致している。従って、カメラ番号が分ることで、各カメラ２８ａ〜２８ｆの光軸３３ａ〜３３ｆの方位（撮像方向）が決定される。
【００３９】
前記第１記憶部４２には、前記ＧＰＳアンテナ２９からの信号に基づき前記中心点Ｏの地球上座標系の位置（絶対平面座標）を算出する座標位置演算プログラム、前記測距部３９により構築物、構造物に関する測距を行う為のシーケンスプログラム、前記画像処理部４４からの画像データ、前記ＧＰＳ処理部４９からの信号、前記測距部３９からの測距データ、前記方位判断部４６からの方位データに基づき、構築物、構造物の３次元座標を演算する３次元座標演算プログラム、又得られた３次元座標と前記地図データ格納部４３に格納された地図データとを比較し、較正値を演算する比較演算プログラム、又得られた３次元座標を基に構築物、構造物の画像データを貼付ける等のデータ処理を行うデータ処理プログラム等のプログラムが格納されている。
【００４０】
又、前記移動体２１がトンネル等、衛星からの電波が届かない場所を通行する場合は、前記ＧＰＳアンテナ２９による位置測定を行うことができないので、この場合は、該ＧＰＳアンテナ２９により測定できた最後の位置から前記慣性航行装置２４による位置測定結果が採用され、該慣性航行装置２４で得られた測定位置が、前記中心点Ｏの位置として採用される。又、再び、前記ＧＰＳアンテナ２９からの信号を受信できる様になった場合は、該ＧＰＳアンテナ２９の信号に基づいた位置測定結果が採用される。更に、該ＧＰＳアンテナ２９の信号に基づいた位置測定結果と前記慣性航行装置２４により測定された位置とで誤差を生じた場合は、該ＧＰＳアンテナ２９の信号に基づいた位置測定結果に基づき前記誤差が修正される。
【００４１】
前記演算部４１には、前記ＧＰＳ処理部４９からの信号、前記測距部３９からの構築物、構造物に関する測距データ、前記慣性航行装置２４からの検出信号が前記第１入力制御部４７を介して入力され、又、前記画像処理部４４から画像信号、前記方位判断部４６から方位信号が入力される。
【００４２】
又、前記演算部４１は、前記ＧＰＳアンテナ２９及びＧＰＳ処理部４９からの信号、座標位置に基づき前記ＧＰＳ付全方位カメラ２２の中心点Ｏの現在位置（地球上座標系の位置）をリアルタイムで演算し、前記方位判断部４６からの信号及び方位と現在位置と撮像画像とを関連付けて前記第１記憶部４２に記憶する。
【００４３】
又、前記演算部４１は、２地点間で得た画像に関し、各点での前記ＧＰＳアンテナ２９及びＧＰＳ処理部４９からの信号に基づき得られた２地点間の距離を演算し、該２地点間の距離と各点から見た撮像対象物の方位とに基づき、各点と撮像対象物迄の距離を演算し、撮像対象物の３次元絶対座標を演算する。更に、撮像対象物の画像データと３次元絶対座標とを関連付けて前記第１記憶部４２に格納する。
【００４４】
以下、上記した空間データ収集装置３８によるデータ収集作用について図６を参照して説明する。
【００４５】
前記移動体２１によりデータ収集領域を移動しつつ、前記カメラ２８ａ〜２８ｆにより全方位の画像を取得する。該カメラ２８ａ〜２８ｆがビデオカメラであると、個々のカメラで３０フレーム／ｓｅｃで動画を取得する。尚、前記カメラ２８ａ〜２８ｆはデータ収集が実行される前に予め、キャリブレーション等の初期設定が完了している。
【００４６】
又、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂはそれぞれ、常時、衛星５１からの電波（２周波数）を受信し、受信電波に基づき前記演算処理装置２３で地球上の座標位置、即ち前記中心点Ｏの位置を演算する。
【００４７】
上記した様に、ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂの基準位置及び前記カメラ２８ａ〜２８ｆにより撮像した画像基準位置は共に前記中心点Ｏであるので、前記ＧＰＳアンテナ２９で受信した信号に基づき位置測定した結果（以下ＧＰＳ位置情報と称す）は、即ち画像の基準位置であり、車両の向きが変った場合、車両が傾いた場合等いずれの場合も、前記ＧＰＳアンテナ２９の基準位置と画像の基準位置とはずれがなく、補正の必要がなく、又精度が高い。
【００４８】
又、ＧＰＳ位置情報と画像データとを関連付けて、更に前記測距部３９により測距を実行している場合は、測距データを関連付けて前記第１記憶部４２に記憶される。又、前記慣性航行装置２４によって前記中心点Ｏの現在位置が測定され、ＩＭＵ位置情報として取得される。該ＩＭＵ位置情報は定期的に、或はリアルタイムで前記ＧＰＳ位置情報に基づき補正される。又、ＩＭＵ位置情報は前記ＧＰＳ位置情報が取得できない場合に利用される。
【００４９】
図６に於いて、構造物５２についての画像データ、３次元座標データを収集する場合を説明する。又、以下は、前記測距部３９による測距データが得られない場合を説明する。
【００５０】
前記移動体２１が位置Ａから位置Ｂに移動する過程で、前記ＧＰＳアンテナ２９によりＧＰＳ位置情報を常時取得し、又前記カメラ２８ａ〜２８ｆにより全方位の画像を連続的に取得する。
【００５１】
位置ＡでＧＰＳ位置情報が取得され、位置Ａで取得された画像の内、例えばカメラ２８ａで撮像した画像中に前記構造物５２が含まれている場合は、位置Ａから位置Ｂに至る間で得られた前記カメラ２８ａの画像から、前記構造物５２部分の構造物画像データ５２ａが抽出され、更に連続画像の時間的に隣接するフレーム間で画像マッチングが実行され、画像間でのトラッキングが行われる。
【００５２】
尚、画像マッチングの処理を簡単にする為、画像のエッヂ処理を行い構造物画像データ５２ａ部分で特徴点を抽出し、特徴点間のマッチングを行ってもよい。更に、フレーム間では、前記構造物画像データ５２ａの大きな変化はないので、画像マッチングは容易に行える。又フレーム間での画像マッチングが成功しなかった場合は、隣接するカメラ、例えばカメラ２８ｂで得られた画像とのマッチングが実行される。
【００５３】
前記移動体２１が位置Ｂに到達した時点で、位置ＢのＧＰＳ位置情報が取得され、位置Ｂで取得した画像から前記構造物画像データ５２ａ′が抽出される。該構造物画像データ５２ａ′の抽出は、位置Ａからの連続画像を利用した画像トラッキングを行うことで、容易に実行できる。
【００５４】
位置Ａに於ける前記構造物画像データ５２ａと位置Ｂに於ける構造物画像データ５２ａ′について標定が行われる。位置Ａの撮像画像中心の方位（水平角）即ち前記カメラ２８ａの光軸の方位は、前記方位センサ２６が検出した方位と、使用された前記カメラ２８が特定されることで求められ、又、鉛直角は前記傾斜センサ２５によって検出された傾斜角によって求められる。又、同様にして位置Ｂの撮像画像についての水平角と鉛直角とが求められる。
【００５５】
前記構造物画像データ５２ａと前記構造物画像データ５２ａ′中から複数の標定点を選択する。例えば前記構造物５２の角が標定点５３として選択される。又、該標定点５３が選択されると、位置Ａ、位置Ｂそれぞれの位置での前記標定点５３の水平角、鉛直角は該標定点５３を受光した前記受光素子３４中の画素Ｐ１の位置から求められる（図４参照）。
【００５６】
又、位置Ａと位置Ｂ間の距離は、両地点でのＧＰＳ位置情報に基づき演算により求められ、更に位置Ａと位置Ｂから前記標定点５３迄の距離が求められ、得られた水平角、鉛直角より、前記標定点５３の３次元座標が求められる。尚、前記カメラ２８ａ〜２８ｆの基準点と前記ＧＰＳアンテナ２９の基準点とは同一であるので、前記カメラ２８の水平角、鉛直角が変化したとしても、２つの基準点間にずれは生じることがなく、補正をする必要がない。
【００５７】
而して、前記構造物５２について、所要数の点についての３次元座標を求めることで、前記構造物５２ついての３次元座標データが取得でき、更に前記構造物５２の画像データと３次元座標データとを関連付けることで、画像を地図データとして使用でき、既存の地図データと比較でき、既存の地図データの較正が可能となると共に既存の地図データ上に画像データを貼付けることも可能となる。
【００５８】
尚、画像データ、３次元座標データの取得は、構造物に限らず、街路樹、縁石、電柱、信号機等、種々の設置物についても地球座標系での３次元データを画像と共に取得できる。
【００５９】
次に、前記測距部３９により、前記構造物５２についての距離測定を行った場合は、位置Ａ、位置Ｂから前記構造物５２迄の距離が得られるので、測距方向と測距結果と両地点でのＧＰＳ位置情報により、前記構造物５２の３次元座標が求められる。
【００６０】
尚、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂを重合させて見かけ上１枚の円形の基板とし、該基板の周囲に前記カメラ２８ａ〜２８ｆを配置し、該カメラ２８ａ〜２８ｆの画像の基準位置と前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂの基準位置とを合致させてもよい。この場合、前記カメラ２８ａ〜２８ｆ、前記ＧＰＳアンテナ２９ａ，２９ｂを収納する前記ケースは円盤状に形成される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係る空間データ収集装置を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ付全方位カメラを示す概略斜視図である。
【図３】該ＧＰＳ付全方位カメラの概略平断面図である。
【図４】該ＧＰＳ付全方位カメラに用いられるカメラと中心点Ｏとの関係を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る空間データ収集装置の概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態に於ける作用を示す説明図である。
【図７】従来例を示す説明図である。
【図８】他の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
２１ 移動体
２２ ＧＰＳ付全方位カメラ
２３ 演算処理装置
２４ 慣性航行装置
２５ 傾斜センサ
２６ 方位センサ
２７ ケース
２８ カメラ
２９ ＧＰＳアンテナ
３３ 光軸
３４ 受光素子
３６ 受光面
３９ 測距部
４１ 演算部
４２ 第１記憶部
４４ 画像処理部
４５ 第２記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に平行に配置された少なくとも一対のＧＰＳアンテナと、該ＧＰＳアンテナと平行な平面に配置され、全方位の画像を取得可能にした複数のカメラと、該カメラと前記ＧＰＳアンテナを収納するケースとを具備し、前記ＧＰＳアンテナの基準位置と前記カメラの画像基準位置とを合致させたことを特徴とするＧＰＳ付全方位カメラ。
【請求項２】
前記一対のＧＰＳアンテナは、上下に所要の間隔を隔てて設けられ、前記カメラは前記ＧＰＳアンテナの間に設けられた請求項１のＧＰＳ付全方位カメラ。
【請求項３】
前記ケースは球体形状である請求項１のＧＰＳ付全方位カメラ。
【請求項４】
天頂方向にも画像基準位置を前記ＧＰＳアンテナの基準位置に合致させたカメラを配置した請求項３のＧＰＳ付全方位カメラ。
【請求項５】
請求項１に係るＧＰＳ付全方位カメラと、方位センサと、演算処理装置とを具備し、該演算処理装置は、前記ＧＰＳアンテナの信号を基に撮像地点の座標データを演算すると共に取得した撮像地点の座標データと、撮像画像と、前記方位センサからの信号を基に撮像画像中の測定対象物の３次元座標を演算する様構成されたことを特徴とする空間データ収集装置。
【請求項６】
記憶部を具備し、撮像画像を得られた３次元座標に関連付けて前記記憶部に格納する請求項５の空間データ収集装置。
【請求項７】
慣性航行装置を具備し、前記ＧＰＳアンテナによる位置情報が得られない場合、前記慣性航行装置により、位置情報を補完する請求項５の空間データ収集装置。
【請求項１】
上下に平行に配置された少なくとも一対のＧＰＳアンテナと、該ＧＰＳアンテナと平行な平面に配置され、全方位の画像を取得可能にした複数のカメラと、該カメラと前記ＧＰＳアンテナを収納するケースとを具備し、前記ＧＰＳアンテナの基準位置と前記カメラの画像基準位置とを合致させたことを特徴とするＧＰＳ付全方位カメラ。
【請求項２】
前記一対のＧＰＳアンテナは、上下に所要の間隔を隔てて設けられ、前記カメラは前記ＧＰＳアンテナの間に設けられた請求項１のＧＰＳ付全方位カメラ。
【請求項３】
前記ケースは球体形状である請求項１のＧＰＳ付全方位カメラ。
【請求項４】
天頂方向にも画像基準位置を前記ＧＰＳアンテナの基準位置に合致させたカメラを配置した請求項３のＧＰＳ付全方位カメラ。
【請求項５】
請求項１に係るＧＰＳ付全方位カメラと、方位センサと、演算処理装置とを具備し、該演算処理装置は、前記ＧＰＳアンテナの信号を基に撮像地点の座標データを演算すると共に取得した撮像地点の座標データと、撮像画像と、前記方位センサからの信号を基に撮像画像中の測定対象物の３次元座標を演算する様構成されたことを特徴とする空間データ収集装置。
【請求項６】
記憶部を具備し、撮像画像を得られた３次元座標に関連付けて前記記憶部に格納する請求項５の空間データ収集装置。
【請求項７】
慣性航行装置を具備し、前記ＧＰＳアンテナによる位置情報が得られない場合、前記慣性航行装置により、位置情報を補完する請求項５の空間データ収集装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−３８８２２（Ｐ２０１０−３８８２２Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０４３２６（Ｐ２００８−２０４３２６）
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
【Ｆターム（参考）】
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