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非接触画像計測装置

国内特許コード P05A008162
整理番号 TDU-036
掲載日 2006年1月27日
出願番号 特願2002-329669
公開番号 特開2004-163271
登録番号 特許第4052382号
出願日 平成14年11月13日(2002.11.13)
公開日 平成16年6月10日(2004.6.10)
登録日 平成19年12月14日(2007.12.14)
発明者
  • 近津 博文
出願人
  • 東京電機大学
発明の名称 非接触画像計測装置
発明の概要 【課題】対象空間上に縮尺距離、あるいは標高基準点の拘束条件および地上基準点を不要とするオンサイト・キャリブレーションを可能にして、対象空間に基準点を置けない条件の対象空間で高精度な写真測量をできるようにする非接触画像計測装置を提供する。
【解決手段】デジタルカメラ10の撮影光軸16および前記レーザ距離計14のレーザ光軸18が一致して前記測定対象空間の測定点に向かうようにさせるハーフミラー20と、2位置以上から前記デジタルカメラ10で撮影しおよびレーザ距離計14で距離計測した測定対象空間の6点以上の測定点について前記求められた画像座標と計測距離に基づき、デジタルカメラ10の外部標定要素および内部標定要素を算出するパーソナルコンピュータ22とを有し、測定対象空間の三次元計測を可能とする非接触画像計測装置である。<EMI LX=1100 HE=050 WI=069 ID=000002 LY=1742>
従来技術、競合技術の概要 写真測量におけるアナログからデジタルへの変化は、フィルムからCCD(電化結合素子)センサへの変遷であり、フィルムの現像およびプリントという従来のフィルムカメラでは避けられなかった時間的損失が解消され、リアルタイムな画像取得が可能になった。特に最近ではセンサ技術の飛躍的な発展により、CCDセンサの高解像度化が急速に進み、多種多様な高解像度民生用デジタルカメラが発売されており、高解像度民生用デジタルカメラによる簡便なデジタル写真測量の実用化が多くの分野において期待されている。従来、撮影画像に距離を関連つける技術には、広範囲な実空間を対象とした濃淡画像を取得しその画像中の任意の1点に対してカメラからの距離情報を取得し、画像を繋ぎ合わせてパノラマ画像を作成し、パノラマ画像中に距離が測られた対象物の距離情報が記録されている距離情報付き画像作成装置の技術が開示されている(特許文献1)。一方、被写体の空間的な位置、すなわち、3次元座標を求めることを扱う写真測量においては、地上写真測量、空中写真測量などの種類があるがその拠り所とする原理は同じであり、写真は中心投影像であることである。詳しく述べると、写真測量は中心投影画像である写真の平面座標を測定し、さらに被写体、レンズ、フィルム(あるいは撮像素子)を結ぶ光の幾何学的条件を利用して、被写体の空間位置、すなわち3次元座標を求めることである。測定には必ず何らかの誤差が含まれており、写真側量では、種々の誤差を含んだ測定値から未知変量の最適値を求めなければならず、レンズ歪、焦点距離、主点位置などの補正パラメータの内部標定要素に基づく内部標定と、撮影点の位置とカメラの傾きの外部標定要素に基づく外部標定とが重要になるとされる(非特許文献1)。
【特許文献1】特開2000-227963号
【非特許文献1】(社団法人)日本写真測量学会発行(平成9年4月改定版発行)、解析写真測量委員会発刊「解析写真測量」
産業上の利用分野 本発明は、民生用等の高解像度デジタルカメラによる簡便なデジタル写真測量を実用化し得る非接触画像計測装置に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 6以上の疑似基準点を含む測定対象空間を2位置以上の撮影箇所から撮影するデジタル撮像手段と、 デジタル撮像手段によって撮影した画像中の各疑似基準点の画像座標を求める画像座標演算手段と、 上記2位置以上の撮影箇所から測定対象空間内の各疑似基準点までの距離を非接触で計測するレーザ距離計と、 前記デジタル撮像手段の撮影光軸および前記レーザ距離計のレーザ光軸を一致させて前記測定対象空間内の疑似基準点に該撮影光軸および該レーザ光軸が向かうようにさせるための光軸一致手段と、 2位置以上の撮影箇所から撮影しおよび距離計測した測定対象空間の6点以上の疑似基準点について前記求められた画像座標と計測距離に基づき、デジタル撮像手段の外部標定要素および内部標定要素を算出する演算手段と、 デジタル撮像手段の撮影画像、計測距離、画像座標外部標定要素、および内部標定要素を記憶格納する記憶手段とを有し、 記憶手段に記憶格納したデジタル撮像手段の外部標定要素、および内部標定要素に基づき、デジタル撮像手段のオンサイト・キャリブレーションを行って対象空間の精密三次元計測を可能としたことを特徴とする非接触画像計測装置。
【請求項2】 光軸一致手段は、測定対象空間と前記デジタル撮像手段との間の光軸上に設けられたハーフミラーであって、該ハーフミラーを透過して前記デジタル撮像手段の測定対象空間の測定点に向かう光軸と前記ハーフミラーにより反射されて測定対象空間の測定点に向かうレーザ光軸とを一致させるための前記ハーフミラーを有することを特徴とする請求項1に記載の非接触画像計測装置。
【請求項3】 前記デジタル撮像手段による撮影画像を画面に表示しかつ該表示画面上にレーザ距離計のレーザ光照射点を表示するモニタ手段と、 デジタル撮像手段およびレーザ距離計の光軸のうちの少なくとも一方の光軸を調整可能にする光軸調整手段とを備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の非接触画像計測装置。
【請求項4】 デジタル撮像手段、レーザ距離計、記憶手段、ハーフミラー、モニタ手段、光軸調整手段、およびデータ処理手段を一体の筐体内に設けるとともに、当該筐体を旋回方向および仰角方向で2軸回転可能に軸支する支持手段を設けたことを特徴とする請求項1ないし3のうちのいずれか1項に記載の非接触画像計測装置。
産業区分
  • 測定
  • 写真映画
  • テレビ
  • その他通信
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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