JPH1019562A

JPH1019562A - 測量装置および測量方法

Info

Publication number: JPH1019562A
Application number: JP8169895A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kanzaki; 正神崎; Shuichi Nishizawa; 修一西澤; Michio Matsumoto; 三千緒松本
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】測量時間を短縮した、高速の測量等を行う機能
を有する装置を提供すること。【解決手段】測量対象領域のうちの、特定部分内の測距
を細かなピッチで行う測量方法であって、測量対象領域
の左・右画像情報であるステレオ画像情報を得て、得ら
れた左・右画像情報の夫々に対して、輪郭線抽出を行う
ステップと、該輪郭線に基づいて左右画像の対応付けを
行い、対応付け可能な輪郭線付近を特定部分とするステ
ップと、前記特定部分に対して、特定のピッチで測距を
行うステップと、を含む測量方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の工事に適用
可能で、高速測量を行える測量手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からの測量では、作業者がトランシ
ットを使用して、測量対象領域に対する測量を行ってい
た。この測量手法によれば、トランシット側の測量作業
者が、測定点側に配置された測量手元を使用して、測角
を行うものである。

【０００３】また、光波測距儀を使用して、測量対象領
域に対する測量を行う測量手法によれば、光波測距儀設
置側の作業者と、反射プリズムを固定する作業等を行う
ための、測定点側の作業者との、連携した作業によって
測距が行われていた。

【０００４】さらに、光波測距の機能とトランシットの
測角機能を併せ持つ、自動追尾型トータルステーション
による測量では、測量作業中常時、ステーションを操作
する作業員の操作によって、斜距離、水平角、高低角を
測定して、自動的に測定データを記録していた。また、
ノンプリズム型トータルステーションを使用しても、作
業者が測定点を１点毎に視準し測定作業を行うため、作
業者は測量作業中常時、該トータルステーションの操作
部に存在していた。

【０００５】さらにまた、ステレオ写真測量によれば、
測量対象領域に対する左右からの画像であるステレオ画
像を撮影、解析して、測量結果を求めていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術によれば、１名以上の作業者を必要とするととも
に、作業者は測量作業中常時、測量装置を操作する必要
があったことから作業工数が増加してしまうため、高速
に測量する装置の出現が期待されていた。

【０００７】また、ステレオ写真測量によっても、解析
作業に多くの時間がかかり、解析効率が非常に悪かっ
た。今、測量対象領域の全エリアを、ノンプリズムレー
ザ測距儀で測量した場合の測定時間についての具体例を
示す。

【０００８】例えば、「２００（ｍ）×２００（ｍ）」
の測量対象領域の全エリアを１０（ｃｍ）ピッチで測定
すると測定点数は、「（２００／０．１）×（２００／
０．１）＝２０００×２０００＝４００００００
（点）」となる。したがって、仮に、１点あたりの測定
時間を１（秒）とすると、「４００００００（秒）＝６
６６６６．７（分）＝１１１１．１（時間）」もの測定
時間が必要となり、「４６．３（日）」もの測定時間が
かかってしまうことになる。

【０００９】しかしながら、最も欲しいデータは地形変
化が激しい部分に対する測定データであり、地形変化の
激しくない平面等に対しては、その広さにもよるが、数
点ほどのデータを得て、得られたデータを直線補完処理
することで、測量は充分であることが多い事は、経験的
事実の示すところである。

【００１０】したがって、従来の測量手法では、いずれ
のものであっても、測定時間が多くなってしまい、ま
た、不必要な測定を行っていることにもなる。そこで、
本発明は、上記未解決の課題に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、無人での自動測定を可能にし、高速の
測量を可能にするために、測量対象領域の全エリアのう
ち、地形変化の激しい部分を見つけて、当該部分におけ
る測量のみを、比較的細かなピッチで行う手段を提供す
る点にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、測量対象領域のうちの、特
定部分の測距を細かなピッチで行う測量装置であって、
測量対象領域の左・右画像情報であるステレオ画像情報
を得るための撮影装置と、得られた左・右画像情報の特
徴抽出を行う画像処理装置と、前記測量対象領域のうち
の、特定部分での測距を特定のピッチで行う測距装置
と、前記画像処理装置が行った特徴抽出を参照して、前
記測距装置に前記特定部分を特定する情報を与える処理
装置と、を備える測量装置を提供する。

【００１２】また、本発明の他の態様である請求項２に
係る発明によれば、測量対象領域のうちの、特定部分内
の測距を細かなピッチで行う測量方法であって、測量対
象領域の左・右画像情報であるステレオ画像情報を得
て、得られた左・右画像情報の夫々に対して、輪郭線抽
出を行うステップと、該輪郭線に基づいて左右画像の対
応付けを行い、対応付け可能な輪郭線付近を特定部分と
するステップと、前記特定部分に対して、特定のピッチ
で測距を行うステップと、を含む測量方法を提供する。

【００１３】また、請求項３に係る発明は、請求項２に
おいて、さらに、測距点を画面上で見たとき、不規則ピ
ッチとなっている部分を、前記特定部分に含めるステッ
プを、含む測量方法を提供する。

【００１４】さらに、請求項４に係る発明は、請求項２
において、さらに、輪郭線抽出されていても地形変化の
ない部分を、前記特定部分から排除するステップを、含
む測量方法を提供する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
面を参照しつつ説明する。まず、この発明の原理の概要
説明を行い、その後に、詳細な実施形態を説明すること
により発明理解の容易化に努める。

【００１６】まず、一例として、２台のＣＣＤカメラを
用いた場合について原理説明を行う。なお、１台のＣＣ
Ｄカメラで、カメラの設置位置を変更して、特徴抽出を
行うための２種類の画像を得るようにしてもよい。（１）まず、２台のＣＣＤカメラ、ノンプリズムレーザ
測距儀を現場に設置する。（２）測量対象領域を２台のＣＣＤカメラによって、い
わゆるステレオ撮影し、各ＣＣＤカメラによって得られ
た画像情報に対して、特徴抽出を行う。特徴抽出として
は、輪郭線抽出等を行い、各輪郭線抽出画像の左右画像
を対応づけた後、対応付け可能なエリアの輪郭線抽出画
像を、地形変化の様子として把握する。（３）次に、把握された、地形変化の様子を参照して、
地形変化の大きなエリアを、ノンプリズムレーザ測距儀
により、特定の細かなピッチで測距する。一方、地形変
化の大きなエリア以外のエリアに対しては、全く測定し
ないか、または、粗いピッチで測距する。なお、ノンプ
リズムレーザに測角機能をも持たせて、測距の他に測角
を行うようにしている。（４）ノンプリズムレーザ測距儀により得られた、測距
測角データを測量データとする。なお、（３）におい
て、地形変化の大きなエリアとしたエリアに対して、予
め定めておいた、地形変化の大きさを示す指数以下にな
るまで、さらに、（２）、（３）の処理を繰り返して、
最終的に得られた測距測角データを測量データとしても
よい。（５）得られた測量データから、メッシュ図、コンタ
図、横断図、断面図等を生成して、出力する。

【００１７】以上が本発明の原理であり、ＣＣＤカメラ
によって得られた画像情報に対して、特徴抽出を行った
ものを参照し、特定のエリア内の測量ピッチ、例えば、
地形変化の大きなエリア内の測量ピッチを、他のエリア
内の測量ピッチより細かくして測量することによって、
地形変化の大きなエリア内では、詳細な測量が行われ、
一方、該エリア以外のエリアでは、粗いピッチでの測量
が行われることによって、測量時間を短縮する。

【００１８】なお、ノンプリズムレーザによって得られ
る３次元データとステレオ画像との対応点共有方法（３
次元データをステレオ画像にあてはめること）につい
て、さらに、詳細に説明しておくことにする。

【００１９】図２を参照して、ノンプリズムレーザ測距
儀によって得られる３次元データを、ＣＣＤカメラが撮
影した左右画像にあてはめる（対応点共有）には、ノン
プリズムレーザ測距儀とＣＣＤカメラの位置・方向関
係、および、ＣＣＤカメラのレンズの光学特性が正確に
把握されている必要がある。

【００２０】図２に示すように、天頂方向をＺ軸、これ
に垂直な平面を規定する直交座標系をＸ軸、Ｙ軸とし
て、右手系のＸ、Ｙ、Ｚ座標系を想定する。また、支持
台に図示しない回転軸によって回転可能に固定されたノ
ンプリズムレーザ測距儀から測距測角目標点Ａ（Ｘ１、
Ｙ１、Ｚ１）までの距離をＬ、測距測角目標点Ａの天頂
方向からの角度をα（鉛直角）、基準水平方向（真北）
からの角度をθ（水平角）、および、測距原点の座標を
（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）とすると、測距測角目標点Ａの座
標（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）は、次式で求まる。

【００２１】即ち、「Ｚ１＝Ｚ０＋Ｌ・ＣＯＳα、Ｙ１
＝Ｙ０＋Ｌ・ＳＩＮαＣＯＳθ、Ｘ１＝Ｘ０−Ｌ・ＳＩ
ＮαＳＩＮθ」（但し、符号は、「北」をＹ軸のプラス
とし、「東」をＸ軸のプラスとした）となる。

【００２２】また、図３に、レンズ、ＣＣＤ素子を有す
る光学系における、目標点、投影点等の関係を示し、焦
点距離を「Ｆ」、レンズから目標点Ａまでの距離をＬ、
投影点の高さをＡ、および、目標点と中心軸との離れを
Ｘとしている。

【００２３】目標点は、ＣＣＤ素子上の投影点の位置と
レンズ中心とを結ぶ直線（中心軸となす角度α）の延長
線上に存在し、「Ｘ／Ｌ＝Ａ／Ｆ＝ｔａｎα」なる関係
が成立するが、距離Ｌまたは目標点Ａと中心軸との離れ
Ｘが未知であれば、目標点の位置を特定することができ
ない。

【００２４】しかしながら、レンズとＣＣＤ素子が２組
存在すれば、目標点の位置を特定することが可能にな
る。今、２組のレンズとＣＣＤ素子を図４に示すような
位置関係を保つように設置する。すると、以下の関係式
が成立する。

【００２５】Ｘ／Ｌ＝Ａ／Ｆ（１）Ｙ＝Ｘ−Ｄ、（Ｘ−Ｄ）／Ｌ＝Ｂ／Ｆ（２）（１）、（２）より、Ｌ＝Ｆ・Ｄ／（Ａ−Ｂ）（３）、Ｘ＝Ａ・Ｄ／（Ａ−Ｂ）（４）したがって、各レンズの焦点距離Ｆ、右側カメラが備え
るレンズに対する投影点の位置Ａ、左側カメラが備える
レンズに対する投影点の位置Ｂ、および、両カメラの光
軸の距離Ｄが既知であり、離れＸ、Ｙ、距離Ｌが未知数
の場合には、式（３）、（４）によって、目標点の位置
を特定することができる。なお、図４では、説明を簡略
化するために、２つの光学系の中心軸は平行であり、レ
ンズやＣＣＤ素子の特性も同一のものとしているが、２
つの光学系の中心軸が平行でなく、レンズやＣＣＤ素子
の特性が異なっていても、光軸の傾きや光学素子の特性
の違いを考慮した演算を行うことによって、目標点の位
置を特定することが可能になる。

【００２６】次に、２組のレンズとＣＣＤ素子を図４に
示すような位置関係を保つように設置し、カメラ特性や
目標点位置が既知であるが、ＣＣＤ素子上での投影点の
位置が分からない場合を想定する。この場合において
は、式（１）〜（４）において、Ｌ、Ｘ、Ｙ、Ｆ、Ｄが
既知、Ａ、Ｂが未知数であるので、式（３）、（４）を
用いてＡ、Ｂについて解いた次式（５）、（６）を用い
て、Ａ、Ｂを求めればよい。

【００２７】Ａ＝Ｆ・Ｘ／Ｌ（５）Ｂ＝Ｆ・Ｙ／Ｌ（６）即ち、図４の２つのレンズの中心座標（Ｘ、Ｙに対応）
と中心軸方向（Ｆに対応）、および、目標点座標（Ｌに
対応）が分かれば、ＣＣＤ素子上での投影点の位置を計
算により求めることができる。このような演算により、
ノンプリズムレーザ測距儀によって得られる３次元デー
タを、ＣＣＤカメラが撮影した左右画像にあてはめる
（対応点共有）が実現されることになる。したがって、
自動的な画像処理によって、ノンプリズムレーザ測距儀
によって得られる３次元データを、ＣＣＤカメラが撮影
した左右画像にあてはめることが可能となることが裏付
けられた。なお、図４を参照した説明では、２次元上で
のものであるが、３次元空間内でも同様な原理が成り立
つ。したがって、後に述べるシステム動作説明で再度、
この原理についての説明は行わない。

【００２８】さて、以下、図１に示すシステムを用いた
測量処理について説明するものとする。なお、対応点を
求める等の画像処理については、公知の技術で対応可能
なこともあり、大まかな処理の流れのみを説明するに留
めて、理解の容易化に努める。

【００２９】図１に示すシステムは、測量対象領域の左
・右画像情報であるステレオ情報を得るためのＣＣＤカ
メラ右１０、ＣＣＤカメラ左１５と、反射体が不要な測
距を行うノンプリズムレーザ測距儀４０と、該測距儀４
０を水平、鉛直方向に駆動する水平角制御モータ３２、
鉛直角制御モータ３４と、左・右画像情報から特徴抽出
を行い、両画像の対応付け可能な部分を求める画像処理
装置２０と、求められた対応付け可能な部分を考慮し
て、地形変化の大きな部分の測量を特定のピッチで行う
ように、前記水平角制御モータ３２、前記鉛直角制御モ
ータ３４に制御信号を与え、ノンプリズムレーザ測距儀
４０の測距情報を得て、出力装置５０に出力する処理装
置３０と、を有する。

【００３０】なお、画像処理装置２０、処理装置３０
は、例えば、動作プログラムを格納したＲＯＭ、動作プ
ログラムにしたがった処理を行うＣＰＵ、および、処理
の際のワークエリア等として機能するＲＡＭ等の電子デ
バイスで実現可能であることから、画像処理装置２０、
処理装置３０は、１台のコンピュータシステムで実現で
きる。また、出力装置５０は、液晶ディスプレイ、ＣＲ
Ｔ等の表示装置や、プリンタ等の印字装置で実現可能で
ある。もちろん、測距情報からメッシュ図、コンタ図等
を作成、出力するように、処理装置３０の動作プログラ
ムを作成しておけば、メッシュ図やコンタ図が得られ
る。

【００３１】以下、動作説明を行うが、ここで留意すべ
きは、図１のシステムでは、ＣＣＤカメラを２台用いて
ステレオ画像を得るシステム例について示しているが、
ＣＣＤカメラ１台を用いて、異なる位置での画像を獲得
しておいて、これをステレオ画像として、画像処理装置
２０が画像処理するようにしておいても良い。但し、こ
こでは理解の容易化のため、カメラを２台用いたシステ
ム構成例の動作について説明する。即ち、以下、動作の
一実施形態について述べるにすぎない。

【００３２】なお、測距装置が、必要な点を測距してい
るか否かを確認する手段について説明しておくことにす
る。図７に、ＣＣＤカメラと測距装置を組み合わせた装
置の構成概要を示す。

【００３３】測距装置４１は、水平モータ３２および垂
直モータ３４によって、水平・鉛直方向に回転可能に構
成されている。また、ハーフミラー３６によって、測距
装置４１の視準軸とＣＣＤカメラ２００の視準軸とが一
致するようにし、測距しているポイントがカメラの一定
位置（例えば、画面中心）に撮像できるように構成して
ある（カメラ付き測距測角装置２１０）。また、他の１
台のカメラ１００を準備し、両カメラによってステレオ
撮影ができる位置に配置する。

【００３４】この時、対象物との位置関係を平面的に示
すと、図８のようになる。ここで、基線長Ｌ、左カメラ
（２００）方向角α、右カメラ（１００）方向角β、お
よび、カメラ画角γを既知のパラメータとし、説明の簡
略化のため、左右のカメラの画角を同一としている。

【００３５】さて、カメラには、視準軸を中心として、
一定の画角で捉えた映像が写ることになる。そこで、仮
に、映像内の特定点が、左右のステレオ画像で判別でき
れば、その点と左右２台のカメラを結ぶ三角形（内角θ
１、θ２を有する）が構成でき、特定点の位置を把握す
ることができる。そのためには、左右の画像において、
何処と何処が対応している箇所（換言すれば、同じ場
所）なのかを判別しなければないない。このための方法
として、撮影した画像の輝度に対して、しきい値を設定
して輪郭線を抽出し、この輪郭線を左右画像で比較し対
応付けを行う方法等が提案されている。但し、この方法
の詳細については、文献「ステレオ測量（測量協会
編）」、「画像処理産業応用総覧（フジテクノシステ
ム）」等に記載されているため、ここでは、詳細に説明
することは省略する。ところで、以上のような方法で測
量対象の位置を知ることが可能であるが、基線長Ｌが長
くとれない場合には、上記三角形の底辺が小さくなり必
然的に精度が悪くなるという問題が生じる。そこで、本
発明ではノンプリズムレーザ測距儀により、対象点を直
接測距し測定精度を向上させている。しかし、このと
き、ノンプリズムレーザ測距儀が、画像上の測量点を確
実に測距しているかどうかを確認する手段が必要とな
る。そこで、図７にて説明したように、測距装置をカメ
ラの光軸と一致するように設置することで、両者が一体
に動作するため、最初にステレオ撮影を行った時点での
画像を記憶しておき、何処を測距しているかを、現時点
の画像と比較し確認することが可能となる。この様子を
図９に示す。図９Ａは、最初にステレオ撮影を行った時
点での左カメラによる画像であり、これを記憶してお
く。一方、測距目標を定めて（図９Ｂ）、測距の視準軸
を画面中央とした、測距時の画像Ｃ（現時点の画像）
と、記憶していた画像Ａとの画面オーバラップ部分を比
較することによって、設定した点を測距しているか否か
を判定可能としている。このようにして、測距装置が本
当に必要な点を測距しているか否かを確認することがで
きる。

【００３６】さて、図６のフローチャート、図５の画像
処理の概要説明図を参照しつつ動作説明を行う。まず、
ステップＳ６０１において、画像入力を行う。この処理
は、ＣＣＤカメラ右１０およびＣＣＤカメラ左１５によ
って、測量対象領域の左・右画像情報であるステレオ画
像を撮影し、ステレオ画像情報は、画像処理装置２０の
ＲＡＭ内に格納される。

【００３７】図５の「画像撮影」に、ＣＣＤカメラ右
１０およびＣＣＤカメラ左１５で撮影した画像を、夫
々、左画像（Ａ）、右画像（Ｂ）としている。なお、測
量対象領域への光線のあたり具合による、輝度、陰影等
の分布状態によって、必ずしも両画像の対応付けが完全
にはできないのが一般的である。

【００３８】次に、ステップＳ６０３において、特徴抽
出を行う。この処理は、画像処理装置２０が、自装置の
ＲＡＭ内に格納していた左画像情報（Ａ）、右画像情報
（Ｂ）に対して、例えば、画像微分処理を行う空間フィ
ルタ等を用いて、輪郭線の抽出処理を行い、抽出した輪
郭線をＲＡＭ内の空きエリアに格納しておく。なお、輪
郭線の抽出処理を行った結果を、図５に示す（Ｃ、
Ｄ）。

【００３９】次に、ステップＳ６０５において、画像処
理装置２０は、輪郭線の情報を基に対応処理を行う。こ
の処理においては、まず、画像処理装置２０は、抽出さ
れた輪郭線を分類する作業を行う。例えば、図５中Ｅで
示すように、画像上側から下側に向けて、出現する輪郭
線に対して、「１、２、３、４、５、…」のように番号
を付していく。なお、同様な手順により、図５中Ｆで
は、画像上側から下側に向けて、出現する輪郭線に対し
て、「ア、イ、ウ、エ、オ、…」のように符号を付して
いく。

【００４０】次に、夫々の画像情報における、輪郭線の
情報を対応させるため、画像処理装置２０は、ＲＡＭの
空きエリアに、番号や符号を付した輪郭線を順に格納す
る（図５）。これにより輪郭線１と輪郭線アが対応付
けられ、同様に、「輪郭線２と輪郭線イ」、「輪郭線３
と輪郭線ウ」、「輪郭線４と輪郭線エ」、「輪郭線５と
輪郭線オ」が対応付けられる。

【００４１】次に、画像処理装置２０は、対応付けされ
た輪郭線ごとに、対応点が存在するか否かを判断する。
図５では、１例として、輪郭線３と輪郭線ウにおける対
応点の存在を判断する様子を示している。なお、両輪郭
線を拡大して示している。図では、４角形１個を１画素
とし、白色の画素を白画素、斜め線が引かれている画素
を黒画素とする。図を見て分かるように、対応点が存在
しない画素が存在する。なお、このような処理は、公知
に画像処理で行えるので詳述しない。

【００４２】このような処理を、例えば、対応付けされ
た輪郭線ごとに行っていき、対応点が存在する画素を求
めて、求めた情報を処理装置３０のＲＡＭに送る。即
ち、対応しない画素は考慮しないものとする。

【００４３】次に、ステップ６１０において、処理装置
３０は、自装置のＲＡＭ内に格納した、対応点が存在す
る画素の情報を参照して、該画素で構成される輪郭線を
含むエリアを特定エリアとする、特定エリア決定を行
う。なお、このとき、特定エリアの輪郭線付近の位置情
報を獲得する。

【００４４】ステップＳ６１２において、処理装置３０
は、このようにして求められた、特定エリアの輪郭線付
近の測距を、他のエリアより細かい特定ピッチで行うよ
うに、水平角制御モータ３２、鉛直角制御モータ３４に
制御信号を与えて、ノンプリズムレーザ測距儀４０を駆
動して行う測距処理を行う。

【００４５】これによって、輪郭線に基づいて左右画像
の対応付けが行われ、対応付け可能な輪郭線を含む特定
エリアの輪郭線付近に対して、他の部分より細かい特定
のピッチで測距が行われることになる。

【００４６】したがって、処理装置３０は、地形変化が
大きい輪郭線抽出が多く行われる、特定エリアの輪郭線
付近に対して、細かな測定ピッチで測距を行うように、
ノンプリズムレーザ測距儀４０を制御することになる。

【００４７】因みに、ノンプリズムレーザ測距儀４０
を、水平、鉛直方向に移動させる角度（細かい特定ピッ
チ）を、例えば「１／１００（°）」とした場合、１０
０（ｍ）先では、「１００（ｍ）×ｔａｎ（１／１００
°）＝１７．５（ｍｍ）」の距離差が生じることにな
る。もちろん、これ以外の領域での測量ピッチは、これ
より粗いもの（例えば、１（°））に設定しておく。

【００４８】そして、処理装置３０は、このような測量
によって得られた測距データを出力装置５０に出力す
る。以上が、本発明にかかる実施形態であるシステムの
基本的動作説明であり、本システムの動作では、対応点
が存在するか否かで、測距対象にするか否かの決定を
し、その際、例えば、対応点が存在しない比率が所定値
以上、換言すれば、対応点が存在する比率が所定値以下
の画像情報はすてて、対応付け可能な輪郭線を含む特定
エリアの輪郭線付近に対して、細かなピッチでの測量処
理を行っている。

【００４９】また、さらに以下に示すような処理を行う
ことで、測量精度の高精度化や高速化を図ることができ
るようになる。まず、図１０を参照して、さらなる処理
の第１の態様について説明する。

【００５０】図１０（ａ）は、「Ａ：平坦な対象物」お
よび「Ｂ：凹凸な対象物」をその上方から見た平面図を
模式的に示した図面である、測距光線が所定角度でスキ
ャンされた様子を、、測距測角装置の設定位置である点
Ｘから測距光線が延びるように描かれている。そして、
測距データに基づいて、処理装置３０が画面上に測定点
を表示させたとき、「Ａ：平坦な対象物」に対するプロ
ット点はほぼ等間隔に配置されるが、「Ｂ：凹凸な対象
物」に対するプロット点は不規則に配置されることが分
かる（図７（ｂ））。このような場合、プロット点が不
規則に配置される部分では、地形変化が激しいので、細
かな測量ピッチで測量すべきである。

【００５１】そのためには、処理装置３０が、測距デー
タに基づいて画面上にプロット点を配置した場合、その
配置状態が不規則になる（例えば、プロット点間距離の
差が所定間隔以上になる）と判断する処理、および、当
該不規則プロット部分を細かな測量ピッチで測量する処
理を行うように、処理装置３０の動作プログラムを作成
しておけばよい。これにより、凹凸の存在する部分を確
実に細かなピッチで測量できるようになり、測量精度が
向上する。

【００５２】また、図１１を参照して、さらなる処理の
第２の態様について説明する。対象物に存在する線ａ
は、例えば、濃淡のみを有している凹凸のない線である
とする。この場合、画像処理装置２０が輪郭線抽出を行
うと、符号Ａで示すように、輪郭線画像として抽出され
てしまう。これに対するプロット点を処理装置３０が画
面上に表示すると、実際には平坦であるためプロット点
が等間隔になってしまう。このような線は、本来、細か
なピッチで測量する対象から排除すべきである。

【００５３】このためには、処理装置３０が、測距デー
タに基づいて画面上にプロット点を配置した場合、輪郭
線抽出された部分であって、その配置状態が規則的にな
る部分（例えば、プロット点間距離が所定間隔になる）
であると判断する処理、および、当該部分を細かな測量
ピッチから排除する処理を行うように、処理装置３０の
動作プログラムを作成しておけばよい。これにより、輪
郭線抽出されてしまう部分であっても、平坦である部分
を、細かなピッチで測量しなくなり、無駄な測量を行わ
ずにすみ、測量時間が短縮する。

【００５４】以上説明してきたように、本発明の実施形
態によれば、地形の凹凸の激しい部分は細かなピッチで
測距し、平坦な場所に測距装置を設置して測量を行うの
で、測量の効率がよい。また、以下に示すような効果も
奏する。即ち、高精度かつ高速な測量が行え、また、測
量は自動的に行われるため、作業工数を大幅に低減する
とともに、測量の専門知識も不要となる。

【００５５】さらに、本システムの適用範囲は、造成工
事、橋梁工事、建築工事等多岐にわたり、断崖絶壁等の
危険箇所での測量も容易に行える。また、システムに照
明機器を備えることによって、夜間での起動操作も行
え、さらに、システムを所定時間ごとに起動するタイマ
ー装置を備えることによって、定期的な無人測量が行え
る。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、画像処理装置が、撮影装置により得られた
測量対象領域の画像情報に対して特徴抽出を行い、さら
に、処理装置が、前記画像処理装置が行った特徴抽出を
参照して、前記測距装置に測距部分を特定する情報を与
え、測距装置が、前記測量対象領域のうちの、特定部分
内での測距を行うので、各種分野の工事に適用可能な、
無人測量機能を有する高速測量装置を実現できるとい
う、効果がある。

【００５７】また、請求項２に係る発明によっても、測
量対象領域の左・右画像情報であるステレオ画像情報を
得て、得られた左・右画像情報の夫々に対して、輪郭線
抽出を行い、さらに、該輪郭線に基づいて左右画像の対
応付けを行い、対応付け可能な輪郭線付近を特定部分と
して、特定のピッチで測距を行うので、各種分野の工事
に適用可能な、無人測量機能を有する高速測量装置を実
現できるという、効果がある。また、請求項３に係る発
明では、測距点を画面上で見たとき、不規則ピッチとな
っている部分を、前記特定部分に含めるので、測量精度
が向上する。

【００５８】さらにまた、請求項４に係る発明によれば
輪郭線抽出されていても地形変化のない部分を、前記特
定部分から排除するので、無駄な測定を行わなくてすむ
ことになる。

【００５９】さらに本発明によれば、ステレオ写真解析
とノンプリズム測距の欠点を補い合う事で、高精度で高
速に測定することが可能になり、また、作業は機器の設
置と初期値設定の簡単な操作であるため、極めて大きな
省力化が達成でき、作業に際して測量の専門的知識を必
要としない。また、本発明の適用分野は、造成工事、橋
梁工事、建築工事等、多岐に渡り、測量対象エリアが断
崖絶壁等の場合でも、安全な測量が行える。さらに、画
像撮影は最初の１回だけでよく、測定自体は自動化され
ているため、何時でも所望の時に測定が行える。また、
システムに照明機器を備えることによって、夜間での起
動操作も行え、さらに、システムを所定時間ごとに起動
するタイマー装置を備えることによって、定期的な無人
測量が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のシステム構成例を示す構成
図である。

【図２】本発明の原理を説明する説明図である。

【図３】本発明の原理を説明する説明図である。

【図４】本発明の原理を説明する説明図である。

【図５】画像処理の概要を示す説明図である。

【図６】本発明の一実施形態における処理の流れを示す
フローチャートである。

【図７】本発明の実施形態のシステム概要図である。

【図８】本発明の原理を説明する説明図である。

【図９】本発明の原理を説明する説明図である。

【図１０】本発明にかかる実施形態の説明図である。

【図１１】本発明にかかる実施形態の説明図である。

【符号の説明】

１０ＣＣＤカメラ右１５ＣＣＤカメラ左２０画像処理装置３０処理装置３２水平角制御モータ３４鉛直角制御モータ４０ノンプリズムレーザ測距儀５０出力装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測量対象領域のうちの、特定部分の測距
を細かなピッチで行う測量装置であって、測量対象領域の左・右画像情報であるステレオ画像情報
を得るための撮影装置と、得られた左・右画像情報の特
徴抽出を行う画像処理装置と、前記測量対象領域のうち
の、特定部分での測距を特定ピッチ行う測距装置と、前
記画像処理装置が行った特徴抽出を参照して、前記測距
装置に前記特定部分を特定する情報を与える処理装置
と、を備える測量装置。
【請求項２】測量対象領域のうちの、特定部分内の測
距を細かなピッチで行う測量方法であって、測量対象領域の左・右画像情報であるステレオ画像情報
を得て、得られた左・右画像情報の夫々に対して、輪郭
線抽出を行うステップと、該輪郭線に基づいて左右画像の対応付けを行い、対応付
け可能な輪郭線付近を特定部分とするステップと、前記特定部分に対して、特定のピッチで測距を行うステ
ップと、を含む測量方法。
【請求項３】請求項２において、さらに、測距点を画
面上で見たとき、不規則ピッチとなっている部分を、前
記特定部分に含めるステップを、含む測量方法。
【請求項４】請求項２において、さらに、輪郭線抽出
されていても地形変化のない部分を、前記特定部分から
排除するステップを、含む測量方法。