(57)【要約】【課題】低コスト、短時間、少人数でも使用できる計測システムを提供する。【解決手段】対象物を計測する計測システムであって、対象物の画像を取得する端末と、前記端末と接続されたサーバとを備え、前記端末は、カメラが対象物を撮影した動画と、測位装置が取得した位置情報とを記憶装置に保存し、前記記憶装置に保存された動画から複数の静止画像を抽出し、前記抽出した複数の静止画像に位置情報を付加し、前記位置情報が付加された複数の静止画像を前記サーバに送信し、前記サーバは、前記位置情報が付加された複数の静止画像を用いて、前記対象物の三次元データを生成する。【選択図】図１
2019082400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を計測する計測システムであって、
対象物の画像を取得する端末と、前記端末と接続されたサーバとを備え、
前記端末は、所定の処理を実行する第１演算装置と、前記第１演算装置に接続された第１記憶装置と、前記第１演算装置に接続された第１通信インタフェースと、対象物を撮影するカメラと、位置情報を取得する測位装置とを有し、
前記サーバは、所定の処理を実行する第２演算装置と、前記第２演算装置に接続された第２記憶装置と、前記第２演算装置に接続された第２通信インタフェースとを有し、
前記端末は、
前記カメラが対象物を撮影した動画と、前記測位装置が取得した位置情報とを前記第１記憶装置に保存し、
前記第１記憶装置に保存された動画から複数の静止画像を抽出し、前記抽出した複数の静止画像に前記位置情報を付加し、
前記位置情報が付加された複数の静止画像を前記サーバに送信し、
前記サーバは、前記位置情報が付加された複数の静止画像を用いて、前記対象物の三次元データを生成することを特徴とする計測システム。
【請求項２】
請求項１に記載の計測システムであって、
前記サーバは、前記生成された三次元データからＤＥＭデータを生成し、前記生成されたＤＥＭデータを前記端末に送信し、
前記端末は、前記生成されたＤＥＭデータの一部又は全部の指定を受けることによって、当該指定された領域における前記対象物の体積を計算することを特徴とする計測システム。
【請求項３】
請求項１に記載の計測システムであって、
前記端末は、前記第１記憶装置に保存された動画と、当該動画の撮影場所の変化とを対応付けて表示し、前記動画を確認できる画面を生成することを特徴とする計測システム。
【請求項４】
対象物を計測する計測装置であって、
所定の処理を実行する演算装置と、前記演算装置に接続された記憶装置と、前記演算装置に接続された通信インタフェースと、対象物を撮影するカメラと、位置情報を取得する測位装置とを備え、
前記演算装置は、
前記カメラが対象物を撮影した動画と、前記測位装置が取得した位置情報とを前記記憶装置に保存し、
前記記憶装置に保存された動画から複数の静止画像を抽出し、前記抽出した複数の静止画像に前記位置情報を付加し、
前記位置情報が付加された複数の静止画像を用いて、前記対象物の三次元データを生成することを特徴とする計測装置。
【請求項５】
請求項４に記載の計測装置であって、
前記生成された三次元データからＤＥＭデータを生成し、
前記生成されたＤＥＭデータの一部又は全部の指定を受けることによって、当該指定された領域における前記対象物の体積を計算することを特徴とする計測装置。
【請求項６】
請求項４に記載の計測装置であって、
前記記憶装置に保存された動画と、当該動画の撮影場所の変化とを対応付けて表示し、前記動画を確認できる画面を生成することを特徴とする計測装置。
【請求項７】
計測システムが対象物を計測する計測方法であって、
前記計測システムは、対象物の画像を取得する端末と、前記端末と接続されたサーバとを有し、
前記端末は、所定の処理を実行する第１演算装置と、前記第１演算装置に接続された第１記憶装置と、前記第１演算装置に接続された第１通信インタフェースと、対象物を撮影するカメラと、位置情報を取得する測位装置とを有し、
前記サーバは、所定の処理を実行する第２演算装置と、前記第２演算装置に接続された第２記憶装置と、前記第２演算装置に接続された第２通信インタフェースとを有し、
前記計測方法は、
前記端末が、前記カメラが対象物を撮影した動画と、前記測位装置が取得した位置情報とを前記第１記憶装置に保存するステップと、
前記端末が、前記第１記憶装置に保存された動画から複数の静止画像を抽出し、前記抽出した複数の静止画像に前記位置情報を付加するステップと、
前記端末が、前記位置情報が付加された複数の静止画像を前記サーバに送信するステップと、
前記サーバが、前記位置情報が付加された複数の静止画像を用いて、前記対象物の三次元データを生成するステップと、を含む計測方法。
【請求項８】
請求項７に記載の計測方法であって、
前記サーバが、前記生成された三次元データからＤＥＭデータを生成し、前記生成されたＤＥＭデータを前記端末に送信するステップと、
前記端末が、前記生成されたＤＥＭデータの一部又は全部の指定を受けることによって、当該指定された領域における前記対象物の体積を計算するステップと、を含む計測方法。
【請求項９】
請求項７に記載の計測方法であって、
前記端末が、前記第１記憶装置に保存された動画と、当該動画の撮影場所の変化とを対応付けて表示し、前記動画を確認できる画面を生成するステップを含む計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体物を計測する計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＴの活用による土木工事の効率化が求められている。肉体労働が主となる土木作業は敬遠されがちであり、人員不足となりやすい。しかし、東京オリンピックを控え、土木工事の需要は増加している。
【０００３】
土木工事における工期遵守や利益確保のためには、日々の工事進捗の定量的かつ正確な把握が必要である。工事進捗は、構築物の大きさや高さ、盛土などの土量（体積）の測定によって把握できる。これらの測定には、ＴＳ（トータルステーション）を用いて距離や角度を測定するＴＳ測量が一般的であり、測定に人手、時間、コストが必要である。このため、現実には、これらの方法を用いずに目測で推定して、工事進捗を把握することが多い。しかし、目測による正確な測定は難しい。
【０００４】
土木工事における測定の効率化のための技術として、以下の先行技術がある。特許文献１（特開２０１７−７２４２５号公報）には、対象の位置を検出する検出装置を有する作業機械が得た検出結果を用いて施工状況を管理する形状計測システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−７２４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、形状を計測する都度、作業機械を移動する必要があり、形状計測のために作業機械を操作する必要があるため、手間がかかるものであった。また、ステレオ画像を利用した三次元形状の復元技術を用いるため、一度に三次元形状が得られる範囲は限定的であり、広範囲を検出対象とする場合、複数の三次元形状を結合する処理が発生し、処理時間を要するものであった。このため、特許文献１に記載された発明を搭載する機械のコストが高くなりがちであった。
【０００７】
本発明は、低コスト、短時間、少人数でも使用できる計測システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、対象物を計測する計測システムであって、対象物の画像を取得する端末と、前記端末と接続されたサーバとを備え、前記端末は、所定の処理を実行する第１演算装置と、前記第１演算装置に接続された第１記憶装置と、前記第１演算装置に接続された第１通信インタフェースと、対象物を撮影するカメラと、位置情報を取得する測位装置とを有し、前記サーバは、所定の処理を実行する第２演算装置と、前記第２演算装置に接続された第２記憶装置と、前記第２演算装置に接続された第２通信インタフェースとを有し、前記端末は、前記カメラが対象物を撮影した動画と、前記測位装置が取得した位置情報とを前記第１記憶装置に保存し、前記第１記憶装置に保存された動画から複数の静止画像を抽出し、前記抽出した複数の静止画像に前記位置情報を付加し、前記位置情報が付加された複数の静止画像を前記サーバに送信し、前記サーバは、前記位置情報が付加された複数の静止画像を用いて、前記対象物の三次元データを生成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、低コスト、短時間、少人数（一人）で三次元モデルを生成でき、正確な計測ができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の計測システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１の計測システムによる計測処理のフローチャートである。
【図３】実施例１の計測システムを用いて計測対象の画像を撮影する様子を示す図である。
【図４】実施例１の計測システムによる撮影結果確認画面の例を示す図である。
【図５】実施例１の計測システムによる位置情報付画像生成処理を示す図である。
【図６】実施例１の計測システムが生成する三次元モデルを示す図である。
【図７】実施例１の計測システムにおける体積計測を示す図である。
【図８】実施例２の計測システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明を実施するための実施例を、図面を用いて説明する。
【００１２】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１の計測システムの構成を示す図である。
【００１３】
本実施例の計測システムは、タブレット端末１１とサーバ１３で構成される。タブレット端末１１とサーバ１３との間は、タブレット端末・サーバ間通信機能１４で接続される。タブレット端末・サーバ間通信機能１４は、タブレット端末１１とサーバ１３との間の通信路であり、インターネットや内部ネットワークによって構成される。
【００１４】
タブレット端末１１は、ＣＰＵ１０７、記憶装置１０８、カメラ１０９、測位装置１１０、通信インタフェース１１１及びユーザインタフェース１１２を有する計算機である。
【００１５】
ＣＰＵ１０７は、記憶装置１０８に格納されたプログラムを実行し、計測処理を行う演算装置である。具体的には、ＣＰＵ１０７は、プログラムを実行することによって、動画撮影・管理機能１０１、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位機能１０２、位置情報付き画像生成機能１０３、画像セット送信機能１０４、撮影結果確認機能１０５及び体積計測機能１０６を実行する。なお、ＣＰＵ１０７がプログラムを実行して行う処理の一部をハードウェア（例えば、ＦＰＧＡ）で行ってもよい。
【００１６】
動画撮影・管理機能１０１は、カメラ１０９に入射した光を動画又は静止画像として撮影し、記憶装置１０８に格納する。ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位機能１０２は、人工衛星から送信されＲＴＫ−ＧＮＳＳアンテナ１２で受信した信号を用いてＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位を行い、位置情報を記憶装置１０８に格納する。位置情報付き画像生成機能１０３は、動画撮影・管理機能１０１が撮影した動画からフレーム画像（静止画像）を抽出し、位置情報を付加して、位置情報付き画像を生成する。画像セット送信機能１０４は、位置情報を付加したフレーム画像のセットを、タブレット端末・サーバ間通信機能１４を経由してサーバ１３へ送信する。撮影結果確認機能１０５は、撮影された動画と撮影場所の軌跡とを対応させて表示する撮影結果確認画面を出力して、ユーザが撮影結果を確認するインタフェースを提供する。体積計測機能１０６は、生成されたＤＥＭ（Digital Elevation Model）データを用いて体積を計測する。
【００１７】
記憶装置１０８は、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ及び揮発性の記憶素子であるＲＡＭを含む。ＲＯＭは、不変のプログラム（例えば、ＢＩＯＳ）などを格納する。ＲＡＭは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）のような高速かつ揮発性の記憶素子であり、ＣＰＵ１０７が実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを一時的に格納する。
【００１８】
カメラ１０９は、タブレット端末１１の周囲の画像（動画像、静止画像）を撮影するＣ−ＭＯＳセンサなどで構成される撮像装置である。
【００１９】
タブレット端末１１には、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位機能１０２が人工衛星から送信される測位信号を受信するためのＲＴＫ−ＧＮＳＳアンテナ１２が接続されている。測位装置１１０は、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位機能１０２に制御されたＲＴＫ−ＧＮＳＳアンテナ１２が受信した測位信号を用いて、タブレット端末１１の位置を測定し、位置情報を生成する、例えば、ＧＰＳモジュールである。なお、高い精度が得られる測位方法であれば、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位以外の方法でもよい。
【００２０】
通信インタフェース１１１は、所定のプロトコルに従って、他の装置（例えば、サーバ１３）との通信を制御する通信インタフェース装置である。
【００２１】
ユーザインタフェース１１２は、ユーザに入出力機能を提供する。入力機能は、ユーザからの入力を受けるタッチパネルなどの入力インタフェースである。出力機能は、プログラムの実行結果をオペレータが視認可能な形式で出力する液晶表示パネルなどの出力インタフェースである。
【００２２】
タブレット端末１１は、その他の種類の携帯情報端末（例えば、スマートフォンや、携帯型コンピュータ）でもよい。
【００２３】
サーバ１３は、ＣＰＵ１３７、記憶装置１３８、データベース１３５及び通信インタフェース１３９を有する計算機である。
【００２４】
ＣＰＵ１３７は、記憶装置１３８に格納されたプログラムを実行し、計測用のデータを生成する処理を行う演算装置である。具体的には、ＣＰＵ１３７は、プログラムを実行することによって、三次元点群生成機能１３１、ＤＥＭ生成機能１３２、ステータス送信機能１３３及びＤＥＭデータ送信機能１３４を実行する。なお、ＣＰＵ１３７がプログラムを実行して行う処理の一部をハードウェア（例えば、ＦＰＧＡ）で行ってもよい。
【００２５】
三次元点群生成機能１３１は、生成された位置情報付きの画像から三次元点群を生成する。ＤＥＭ生成機能１３２は、三次元点群からＤＥＭデータを生成する。ステータス送信機能１３３は、サーバ１３における三次元点群生成処理及びＤＥＭデータ生成処理の進捗状況をタブレット端末１１に送信する。ＤＥＭデータ送信機能１３４は、生成されたＤＥＭデータをタブレット端末１１に送信する。
【００２６】
記憶装置１３８は、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ及び揮発性の記憶素子であるＲＡＭを含む。ＲＯＭは、不変のプログラム（例えば、ＢＩＯＳ）などを格納する。ＲＡＭは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）のような高速かつ揮発性の記憶素子であり、ＣＰＵ１３７が実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを一時的に格納する。
【００２７】
サーバ１３は、補助記憶装置を有する。補助記憶装置は、例えば、磁気記憶装置（ＨＤＤ）、フラッシュメモリ等からなる半導体記憶装置（ＳＳＤ）等の大容量かつ不揮発性の記憶装置によって構成されており、ＣＰＵ１３７が実行するプログラムを格納する。すなわち、プログラムは、補助記憶装置から読み出されて、記憶装置１３８にロードされて、ＣＰＵ１３７によって実行される。また、補助記憶装置は、タブレット端末１１から受信した画像データや、三次元点群、ＤＥＭデータなどのサーバ１３が生成したデータを記録するデータベース１３５を格納する。
【００２８】
通信インタフェース１３９は、所定のプロトコルに従って、他の装置（例えば、タブレット端末１１）との通信を制御する通信インタフェース装置である。
【００２９】
サーバ１３は、入力インタフェース及び出力インタフェースを有してもよい。入力インタフェースは、キーボードやマウスなどが接続され、ユーザからの入力を受けるインタフェースである。出力インタフェースは、ディスプレイ装置やプリンタなどが接続され、プログラムの実行結果をオペレータが視認可能な形式で出力するインタフェースである。
【００３０】
ＣＰＵ１３７が実行するプログラムは、リムーバブルメディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）又はネットワークを介してサーバ１３に提供され、非一時的記憶媒体である不揮発性の補助記憶装置に格納される。このため、サーバ１３は、リムーバブルメディアからデータを読み込むインタフェースを有するとよい。
【００３１】
次に、図２から図７を用いて、本発明の一実施例における処理を説明する。
【００３２】
利用者は、図３に示すように、ＲＴＫ−ＧＮＳＳアンテナ１２を搭載したヘルメット２２を着用し、タブレット端末１１の動画撮影・管理機能１０１を起動して、カメラ１０９を用いて、計測対象２３の全体が写るよう移動しながら動画を撮影する（Ｓ２０１）。ここで撮影される動画は、一般的な３０ｆｐｓでもよいが、連続して撮影される静止画像（例えば、毎秒１枚程度）でも本実施例では動画として扱うことができる。
【００３３】
画像の撮影と同時に、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位機能１０２が、ＲＴＫ−ＧＮＳＳアンテナ１２で受信した信号によってＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位を行い（Ｓ２１１）、画像撮影中の位置情報を記録する。撮影された画像と位置情報はタブレット端末１１の記憶装置１０８に保存される。
【００３４】
ＲＴＫ−ＧＮＳＳアンテナ１２は、人工衛星から送信される測位信号が受信しやすい高い位置に設けられれば、他の位置（例えば、タブレット端末１１の上部や、車両の上面）に設けられてもよい。
【００３５】
動画の撮影後、撮影結果確認機能１０５が起動し、ユーザが動画を確認できる。撮影結果確認機能１０５は、図４に示すように、撮影された動画と撮影場所の軌跡とを対応させて表示する撮影結果確認画面を出力する。撮影結果確認画面は、位置表示領域３３と動画表示領域３４とを含む。位置表示領域３３は、撮影時に取得した位置情報（軌跡３１）と撮影場所３２とを地図や上空から俯瞰した画像（例えば、航空写真）上に表示する。位置表示領域３３は、計測対象２３を表示してもよい。動画表示領域３４は、撮影した動画を表示する。ユーザが動作を再生すると、動画の進行に伴って、撮影場所を示すマーカ３２が軌跡３１上を移動する。撮影結果確認画面には、タイムスライダ３５が設けられており、タイムスライダ３５上でマーカを動かすことによって、撮影場所３２と当該撮影場所で写した動画を連動して変化させて表示できる。
【００３６】
ユーザは、撮影結果確認画面で軌跡と動画を対応させて見て、計測対象２３を不足なく撮影できていることを確認する。三次元モデルの生成においては、位置情報が付加されるフレーム画像が三枚以上必要である。このため、位置情報が付加されるフレーム画像が３枚以上得られない場合には、三次元モデル生成処理で位置情報付の三次元モデルが生成できないので、動画を再撮影する必要がある。撮影結果確認画面を用いると、サーバ１３で処理を実行する前に、三次元モデルを生成するためのデータに不足がないことを確認できる。
【００３７】
例えば、動画において、計測対象２３がフレームアウトしていたり、障害物（例えば、重機）によって計測対象２３が隠れたりしていれば、正しく撮影できておらず、データが不足すると判断できる。このデータが不足しているかの判断は、ユーザが動画中の計測対象２３を目視で確認してもよいが、前述した計測対象２３のフレームアウトや計測対象２３が障害物によって隠されているかをタブレット端末１１が動画中のフレーム毎に判定してもよい。また、判定結果を、タイムスライダ３５上のデータ不足箇所に付されたマーカによって表示し、ユーザに注意喚起してもよい。
【００３８】
一方、三次元モデルを生成するための十分な撮影できていない場合、不足している部分について再度、画像撮影処理（Ｓ２０１）を行い、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位処理（Ｓ２１１）を行う。再撮影は、再撮影が必要な位置で動画を撮影しても、静止画像を撮影してもよい。このとき、ユーザが、正しく撮影できていない動画の部分を表示すると、位置表示領域３３には正しく撮影できなかった撮影場所３２が表示され、再撮影が必要な地点を確認できる。
【００３９】
その後、動画が不足なく撮影できていることをユーザが確認した後、位置情報付き画像生成機能１０３が起動され、動画からフレーム画像（静止画像）を抽出する（Ｓ２０３）。フレーム画像の抽出間隔は、抽出されたフレーム画像の重複度が６０％以上となるように、次のフレームを選択するとよい。また、ユーザが指定した一定の時間間隔でフレーム画像を抽出してもよい。
【００４０】
そして、抽出したフレーム画像の撮影時刻のＧＮＳＳ情報を取得する（Ｓ２１２）。そして取得したＧＮＳＳ情報をフレーム画像に付加する（Ｓ２０４）。ＧＮＳＳ情報は、例えば、画像のＥＸＩＦ（Ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ  ｉｍａｇｅ  ｆｉｌｅ  ｆｏｒｍａｔ）情報に記録するとよい。
【００４１】
ここで、位置情報付画像生成処理（Ｓ２０３、Ｓ２１２、Ｓ２０４）の詳細を、図５を用いて説明する。
【００４２】
図５では、横軸に時間を示し、撮影開始時刻４１から撮影終了時刻４２の間で動画が撮影されており、動画から抽出されたフレーム画像の時刻と、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ情報が得られた時刻を時間軸上に示す。
【００４３】
ステップＳ２０３では、撮影された動画からフレーム画像を抽出する。図示した例では、時刻ｉ１〜ｉ１０の１０枚のフレーム画像が抽出される。一方、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位で撮影中の時刻ｇ１〜ｇ６で位置情報が得られている。図でわかるように、動画からフレーム画像を抽出した時刻とＲＴＫ−ＧＮＳＳ情報が得られた時刻は一致せず、通常はＲＴＫ−ＧＮＳＳ情報が得られた時刻の間隔の方が長い。このため、フレーム画像の撮影時刻の前後に取得された二つのＧＮＳＳ情報を内挿してフレーム画像の撮影時刻のＧＮＳＳ情報を推定するとよい。例えば、図５に示す例では、動画から抽出されたフレーム画像ｉ１及びｉ２には、位置情報ｇ１及びｇ２から内挿して計算された位置情報が付加される。
【００４４】
なお、位置情報が動画中のフレーム画像と同レベルの時間間隔で取得できる場合、フレーム画像の撮影時刻に最も近い時刻のＧＮＳＳ情報を、フレーム画像の撮影時刻のＧＮＳＳ情報に採用すればよい。
【００４５】
次に、ＧＮＳＳ情報のＦＩＸ解が得られなかった場合のフレーム画像の位置情報について説明する。
【００４６】
ＲＴＫ−ＧＮＳＳは基線解析においてＦＩＸ解が得られたときに誤差数センチメートルで位置を計測でき、ＦＬＯＡＴ解や、単独測位になった時はメートル単位の誤差が含まれる。ＦＩＸ解が得られた時以外の位置情報を利用すると、三次元モデルが生成できなかったり、三次元モデルに大きな誤差を含んだりするので、ＦＩＸ解が得られた時以外の位置情報を利用しないことが望ましい。図では、ＦＩＸ解が得られたＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位の結果を●、ＦＩＸ解が得られなかったＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位の結果を○で示す。
【００４７】
ＦＩＸ解が得られたＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位の時刻に挟まれた時間のフレーム画像には、前述した方法で位置情報を付加する。一方、前後の時刻の少なくとも一方のＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位でＦＩＸ解を得られていない場合、フレーム画像には位置情報を付加しない。図では、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位から得られた位置情報が付加されるフレーム画像を▲、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位から得られた位置情報が付加されないフレーム画像を△で示す。
【００４８】
なお、位置情報が付加されないフレーム画像には、サーバ１３で位置情報を付すことができる。サーバ１３は、後述する三次元点群生成処理Ｓ２０５において、タブレット端末１１から送信された位置情報付きの画像セット中の時間的に隣接する画像の特徴を比較する。このとき、二つの画像の撮影位置の相対的関係が分かる。このため、位置が既知のフレーム画像との相対的位置関係を使用して、位置情報が付加されないフレーム画像の撮影位置の情報を計算できる。
【００４９】
その後、画像セット送信機能１０４が、ステップＳ２０４で生成されたＧＮＳＳ情報を付加したフレーム画像のセットを、タブレット端末・サーバ間通信機能１４を経由してサーバ１３へ送信する。この際、動画の不足分をカバーする目的などによって、再撮影された動画から抽出されたフレーム画像のセットが三次元モデルの生成に必要な場合は、複数の画像セットを送信する。
【００５０】
サーバ１３は、タブレット端末１１から受信した画像セットをデータベース１１６に格納する。その後、サーバ１３では、三次元点群生成機能１３１が、ＳＦＭ（Structure From Motion)技術を用いて、タブレット端末１１から送信された位置情報付きの画像セット中の時間的に隣接する画像の特徴を比較して、特徴点を対応付け、図６（Ａ）に示すような三次元点群５１を生成する（Ｓ２０５）。生成された三次元点群５１によって、計測対象２３の各部の長さを計測できる。
【００５１】
その後、ＤＥＭ生成機能１３２が、図６（Ｂ）に示すような、ＤＥＭデータ５２を生成する（Ｓ２０６）。ＤＥＭデータは、一定間隔のメッシュで画定される各区画の高さ情報を含むので、体積が計測し易く、設計図と比較しやすい。図６（Ｂ）では、色が薄いほど高さが高いことを示す。なお、三次元点群からＤＥＭデータの生成において、周囲に点群が少ない粗点群（ノイズ）を除去し、データが欠落している場所の穴埋め処理を実行するとよい。
【００５２】
これら三次元点群生成処理Ｓ２０５及びＤＥＭデータ生成処理Ｓ２０６は一定の時間を要するので、ステータス送信機能１３３が、処理の進捗状況をタブレット端末１１に送信するとよい。
【００５３】
その後、ＤＥＭデータ送信機能１３４が、生成されたＤＥＭデータを、タブレット端末・サーバ間通信機能１４を経由してタブレット端末１１に送信する。
【００５４】
タブレット端末１１では、体積計測機能１０６が、サーバ１３から送信されたＤＥＭデータを用いて体積を計測する（Ｓ２０７）。例えば、図７で示すようにＤＥＭデータ５２を２次元的に表示し、体積を計測したい領域をユーザがポリゴン６１で選択する。体積計測機能１０６は、各区画の標高から基準高を減じた高さに、各区画の面積を乗じた値を、選択されたメッシュについて集計することによって、すなわち下式を用いて選択された領域の体積を計算して、画面に表示する。基準高は、ユーザが数値を入力してもよいし、表示されたＤＥＭデータの周囲の地点を画面上で指定することによって、指定された地点の標高を基準高として利用してもよい。
体積＝Σ各区画の面積×（各区画の標高−基準高）
【００５５】
ＤＥＭデータは、設計図を比較することによって、作業の現状が把握できる。さらに、現状と工事計画との比較によって、作業の進捗状状況を管理できる。
【００５６】
以上に説明したように、実施例１の計測システムでは、少人数（例えば１人）、短時間、低コストで計測対象２３の画像から、三次元データが得られ、計測対象２３の長さ、大きさ、体積などを計測できる。
【００５７】
＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２を説明する。なお、実施例２において、前述した実施例１と同じ構成及び機能には同じ符号を付し、それらの説明は省略し、実施例１との相違点のみを説明する。
【００５８】
実施例２は、前述した実施例１と異なり、タブレット端末１１で全ての処理を実行する。このため、三次元点群生成機能１３１、ＤＥＭ生成機能１３２及びステータス通知機能１４０がタブレット端末１１に実装されている。
【００５９】
図８は、本発明の実施例２の計測システムの構成を示す図である。
【００６０】
本実施例の計測システムは、単独で計測装置として機能するタブレット端末１１で構成される。タブレット端末１１は、ＣＰＵ１０７、記憶装置１０８、カメラ１０９、測位装置１１０、通信インタフェース１１１及びユーザインタフェース１１２を有する計算機である。
【００６１】
ＣＰＵ１０７は、記憶装置１０８に格納されたプログラムを実行し、計測処理を行う演算装置である。具体的には、ＣＰＵ１０７は、プログラムを実行することによって、動画撮影・管理機能１０１、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位機能１０２、位置情報付き画像生成機能１０３、撮影結果確認機能１０５、体積計測機能１０６、三次元点群生成機能１３１、ＤＥＭ生成機能１３２及びステータス通知機能１４０を実行する。ステータス通知機能１４０は、三次元点群生成処理及びＤＥＭデータ生成処理の進捗状況をユーザに通知する。
【００６２】
ＣＰＵ１０７が実行するプログラムは、ネットワーク又はリムーバブルメディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）を介してタブレット端末１１に提供され、非一時的記憶媒体である記憶装置１０８の不揮発性記憶領域に格納される。このため、タブレット端末１１は、リムーバブルメディアからデータを読み込むインタフェースを有するとよい。
【００６３】
タブレット端末１１は、その他の種類の携帯情報端末（例えば、スマートフォンや、携帯型コンピュータ）でもよい。
【００６４】
以上に説明したように、実施例２の計測システムは、全ての機能をタブレット端末１１に実装したので、サーバ１３との通信が困難な場所でも、計測対象２３の三次元データを生成し、長さや体積を計測できる。
【００６５】
以上に説明したように、本発明の実施例によると、カメラ１０９が対象物を撮影した動画と、測位装置１１０が取得した位置情報とを記憶装置１０８に保存し、記憶装置１０８に保存された動画から複数の静止画像を抽出し、抽出した複数の静止画像に位置情報を付加し、位置情報が付加された複数の静止画像を用いて、計測対象２３の三次元点群データ５１を生成するので、低コスト、短時間、少人数（一人）で正確に計測できる。
【００６６】
また、生成された三次元点群データ５１からＤＥＭデータ５２を生成し、生成されたＤＥＭデータ５２の一部又は全部の領域における計測対象２３の体積を計算するので、低コスト、短時間、少人数（一人）で計測対象２３の体積を正確に計測できる。
【００６７】
また、記憶装置１０８に保存された動画３４と、当該動画の撮影場所の変化３３とを対応付けて表示するので、動画と撮影場所との比較によって、三次元モデルを作成する対象を不足なく撮影できていることを撮影後すぐに（不完全な三次元モデルを生成する前に）確認できる。すなわち、動画像の撮影時に、計測対象２３が漏れなく撮影でき、期待する三次元モデルが取得できるかを、その場で確認できるので、三次元モデル生成後にデータを取得し直すという手間が省ける。仮に、撮影できていない箇所が確認時に見つかっても、その部分のみの画像を撮影すればよいので、全体のデータの取り直しが必要なく、作業効率を向上できる。
【００６８】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【００６９】
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
【００７０】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【００７１】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【００７２】
１１…タブレット端末
１２…ＲＴＫ−ＧＮＳＳアンテナ
１３…サーバ
１４…タブレット端末・サーバ間通信機能
１０１…動画撮影・管理機能
１０２…ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位機能
１０３…位置情報付き画像生成機能
１０４…画像セット送信機能
１０５…撮影結果確認機能
１０６…体積計測機能
１０７…ＣＰＵ
１０８…記憶装置
１０９…カメラ
１１０…測位装置
１１１…通信インタフェース
１１２…ユーザインタフェース
１３１…三次元点群生成機能
１３２…ＤＥＭ生成機能
１３３…ステータス送信機能
１３４…ＤＥＭデータ送付機能
１３５…データベース
１３７…ＣＰＵ
１３８…記憶装置
１３９…通信インタフェース
１４０…ステータス通知機能
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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