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計測装置

国内特許コード P09A014819
整理番号 WASEDA-139-JP
掲載日 2009年11月13日
出願番号 特願2008-558146
登録番号 特許第4344869号
出願日 平成20年2月15日(2008.2.15)
登録日 平成21年7月24日(2009.7.24)
国際出願番号 JP2008052509
国際公開番号 WO2008099915
国際出願日 平成20年2月15日(2008.2.15)
国際公開日 平成20年8月21日(2008.8.21)
優先権データ
  • 特願2007-035918 (2007.2.16) JP
発明者
  • 瀧口 純一
  • 梶原 尚幸
  • 島 嘉宏
  • 黒崎 隆二郎
  • 橋詰 匠
出願人
  • 三菱電機株式会社
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 計測装置
発明の概要 道路周辺の地物の位置を計測することを目的とする。画像記憶部には道路周辺を撮影した画像が記憶されている。また、三次元点群モデル記憶部709には画像の撮影と同時に行われたレーザ計測により得られた3次元座標を示す点群が路面形状モデルとして記憶されている。モデル投影部172は点群を画像に投影し、画像表示部341は画像と点群とを重ね合わせて表示装置に表示する。画像点入力部342は計測対象の地物上の画素を計測画像点としてユーザに指定される。近傍抽出部171は計測画像点の近傍に位置し、計測対象の地物に重なっている点を点群から抽出する。地物位置算出部174は抽出された点が示す3次元座標を計測対象の地物の3次元座標として出力する。
従来技術、競合技術の概要


近年、カーナビゲーションシステムなどに代表されるGIS(Geographical Information System)とGPS(Global Positioning System)を組み合わせた製品の普及が著しい。また、一方で、GISとGPSによる位置情報をITS(Intelligent Transport Systems)の安全運転へ応用することが期待されており、道路上・道路脇の地物の位置情報は有効な情報であると考えられている。
また一方で、道路周辺の地物の情報を記録した道路管理台帳の高精度化、高度化が望まれている。しかしながら、1/500のスケールでキロポスト、標識、ガードレール、白線などの道路上・道路脇の地物の位置を記録する道路管理台帳の作成には、高い精度を持つ測量を行う必要があるため、GPSと距離・角度を計測するトータルステーションとを用いた静止測量が行われている。また、国道には往復30kmの区間に計測対象となる地物が約2000も存在していることもある。そのため、全国の道路管理台帳の高度化・高精度化には莫大な費用と時間とを要する。
そこで、情報収集時間および費用の縮減を目的としてMMS(Mobile Mapping System)が注目され研究開発が行われている。



例えば、白線の位置情報の取得には複数カメラを用いたステレオ視や、カメラパラメータと車両との関係に基づくカメラの設置位置から白線の位置情報を推定する手法が用いられていた。
【非特許文献1】
DorotaA.Grejner-Brzezinska and Charles Toth、「High Accuracy Dynamic Highway Mapping Using a GPS/INS/CCD System with On-The-Fly GPS Ambiguity Resolution」、Center for Mapping Department of Civil and Environmental Engineering and Geodetic Science The Ohio State University、Ohio Department of Transportation,District1、September 2004
【非特許文献2】
H.Gontran,J,Skaloud,P.-Y.Gilliron、「A MOBILE MAPPING SYSTEM FOR ROAD DATA CAPTURE VIA A SINGLE CAMERA」、[online]、[平成18年2月14日検索]、インターネット<URL:http://topo.epfl.ch/personnes/jsk/Papers/3dopt_hg.pdf
【非特許文献3】
G.Manzoni,R.G.Rizzo,C.Robiglio、「MOBLE MAPPING SYSTEMS IN CULTURAL HERITAGES SURVEY」、CIPA 2005 XX International Symposium、26 September-01 October,2005、Torino,Italy
【特許文献1】
特開2005-098853号公報
【特許文献2】
特開2006-234703号公報

産業上の利用分野


本発明は、例えば、計測装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
カメラから撮像された画像を記憶する画像記憶部と、
レーザ装置により計測した点群から構成されると共に各点群の三次元の位置が既知である点群を三次元点群モデルとして記憶する三次元点群モデル記憶部と、
前記画像記憶部に記憶された画像を解析して、計測対象とする地物が撮像された画像領域を地物画像領域として検出する地物領域検出部と、
前記地物領域検出部により解析された画像と前記三次元点群モデル記憶部に記憶された三次元点群モデルのうち前記画像に対応する三次元点群モデルとを表示装置の画面に重ね合わせて表示して、ユーザが注目する前記画像内の位置であって前記地物領域検出部が検出した前記地物画像領域内の位置を指定することをユーザに促す画像表示部と、
ユーザが指定した前記地物画像領域内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、
前記三次元点群モデル記憶部が記憶した前記三次元点群モデルの点群の中から、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出する対応点検出部と、
前記対応点検出部が検出した前記対応点の三次元の位置を用いて前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点の三次元の位置を特定する位置算出部と
を備えることを特徴とする計測装置。

【請求項2】
前記対応点検出部は、前記計測画像点により示される画像内の位置に地物領域検出部が検出した地物画像領域内に表示された点群の点が有る場合に、当該点を前記計測画像点に対応する対応点として検出する
ことを特徴とする請求項記載の計測装置。

【請求項3】
前記対応点検出部は、前記計測画像点により示される画像内の位置に地物領域検出部が検出した地物画像領域内に表示された点群の点が無い場合に、前記計測画像点に最も近い点を前記計測画像点に対応する対応点として検出する
ことを特徴とする請求項記載の計測装置。

【請求項4】
前記計測装置は、さらに、
位置算出部が特定した三次元の位置を計測対象とする地物の三次元の位置とし、計測対象とする地物の種別と三次元の位置とを対応させて記憶する結果記憶部
を備えたことを特徴とする請求項1~請求項いずれかに記載の計測装置。

【請求項5】
前記計測装置は、さらに、
前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部を備え
前記対応点検出部は、前記対応点として前記計測画像点の近傍1点を前記三次元点群モデルの点群から抽出
前記計測装置は、さらに、
前記対応点検出部が抽出した前記近傍1点を含む特定の平面を算出する近傍平面算出部を備え
前記位置算出部は、前記近傍平面算出部が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の三次元の位置として算出す
ことを特徴とする請求項1~請求項4いずれかに記載の計測装置。

【請求項6】
前記計測装置は、さらに、
前記三次元点群モデルの点群を前記画像に対応する前記カメラの撮像面に投影するモデル投影部を備え、
前記近傍抽出部は、前記モデル投影部により前記撮像面に投影された前記三次元点群モデルの点群のうち前記撮像面内で前記計測画像点から最も近い点と前記撮像面の横軸方向で前記計測画像点から最も近い点と前記撮像面の縦軸方向で前記計測画像点から最も近い点とのいずれかの点を前記近傍1点として抽出する
ことを特徴とする請求項記載の計測装置。

【請求項7】
前記近傍平面算出部は、前記計測画像点の前記近傍1点を含む水平面を前記特定の平面として算出する
ことを特徴とする請求項又は請求項記載の計測装置。

【請求項8】
前記近傍平面算出部は、前記計測画像点の前記近傍1点を含む平面であって前記三次元点群モデルに使用されている座標系を示すX-Y-Z座標系でX軸とY軸とZ軸とのいずれかと直交する平面を前記特定の平面として算出する
ことを特徴とする請求項又は請求項記載の計測装置。

【請求項9】
前記計測装置は、さらに、
位置計測の対象とする地物の種別をユーザに指定させ、ユーザにより指定された地物の種別を入力装置から入力する種別入力部を備え、
前記近傍平面算出部は、前記種別入力部により入力された地物の種別に基づいて、前記計測画像点の前記近傍1点の含まれる点群により表される地物の成す面を平面で表して前記特定の平面を算出する
ことを特徴とする請求項又は請求項記載の計測装置。

【請求項10】
前記計測装置は、さらに、
前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部と
前記対応点検出部が検出した前記対応点を含む特定の平面を算出する平面算出部とを備え
前記位置算出部は、前記対応点検出部が検出した前記対応点の三次元の位置を前記計測画像点の三次元の位置を示す第1の候補として取得し、前記平面算出部が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の三次元の位置を示す第2の候補として算出
前記計測装置は、さらに、
前記位置算出部が得た前記第1の候補と前記第2の候補とを表示装置の画面に表示して、前記第1の候補と前記第2の候補とのいずれかを指定することをユーザに促す位置表示部と、
前記第1の候補と前記第2の候補とのうちユーザが指定した方を前記計測画像点の三次元の位置として記憶する結果記憶部とを備えた
ことを特徴とする請求項1~請求項3いずれかに記載の計測装置。

【請求項11】
前記計測装置は、さらに、
前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部と
前記対応点検出部が検出した前記対応点を含む特定の平面を算出する平面算出部と、
計測対象とする地物の種別をユーザに指定させ、ユーザにより指定された地物の種別を入力装置から入力する種別入力部とを備え
前記位置算出部は、前記種別入力部が入力した地物の種別に基づいて、前記対応点検出部が検出した前記対応点と、前記平面算出部が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点とのいずれかを前記計測画像点の三次元の位置として特定す
ことを特徴とする請求項1~請求項4いずれかに記載の計測装置。

【請求項12】
前記計測装置は、さらに、
前記三次元点群モデルの各点群が表す地物の種別を判定する地物識別部と
前記カメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部を備え
前記対応点検出部は、前記対応点として前記計測画像点の近傍3点を前記三次元点群モデルの点群から抽出
前記位置算出部は、前記対応点検出部が抽出した前記計測画像点の近傍3点が成す平面を算出し、算出した平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の位置として算出す
ことを特徴とする請求項1~請求項4いずれかに記載の計測装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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