(57)【要約】      （修正有）【課題】航空機に搭載された、カメラにより撮影した写真やレーザ測距儀により測定した標高点群に、地上座標を与える標定や直接定位装置との位置関係を求める較正のための指標となる対空標識を提供する。【解決手段】対空標識及び航空レーザ測量で標定に用いる対空標識に側板を付けることによって、天板の形状を判読しやすくした。また、対空標識の天板上に錐体を付けることによって対空標識の形状を三次元的に明らかにし、複数方向からの観測によるデータ上の対空標識のズレを三次元的に解析できるようにした。超低高度から撮影やレーザ測距ができるようになったことにより、小さな反射板でも、反射板に反射した太陽光やレーザ光を受光できるようになり、地上座標を取り付けた位置を中心として反射板を取り付け、その部分だけ他より明るいデータが得られるようにした。これによって空中写真や標高点群から対空標識の位置を自動的に検出しやすくした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板に側板を取り付けたことを特徴とする対空標識。
【請求項２】
天板に錐体を取り付けたことを特徴とする対空標識。
【請求項３】
地上座標を取り付ける位置に反射板を取り付けたことを特徴とする対空標識。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、航空機に搭載された、カメラにより撮影した写真やレーザ測距儀により測定した標高点群に、地上座標を与える標定や直接定位装置との位置関係を求める較正のための指標に関する。
【背景技術】
【０００２】  地形図作成においては、広域を均質な精度で作成できるという理由から、航空機から撮影した空中写真を使用した空中写真測量が標準的な手法として普及している（文献１参照）。【０００３】  空中写真測量では、空中写真に地上座標を与えるための指標として対空標識と呼ばれる標識を設置するとともに、対空標識には地上座標が与えられる。この地上座標を持った対空標識を空中写真上で観測することにより、空中写真に地上座標系での位置と傾きを与える標定、複数の空中写真に地上座標系での位置と傾き一挙に与える空中三角測量が行われてきた。空中三角測量は、標定の一手法である。【０００４】  近年では、ＧＰＳ衛星などの測位衛星を用いた衛星測位装置と加速度計や角速度計が組み込まれた慣性計測装置で構成される直接定位装置を航空機に搭載し、空中写真に地上座標系での位置と傾きを与えることも可能となっているが、衛星測位による座標系と地上座標系とのズレを補正するために対空標識が必要となる。【０００５】  カメラの変わりにレーザ測距儀を搭載し、地形の高さを高密度な標高点群として整備する航空レーザ測量も普及しているが、衛星測位で得られる高さと日常的に使われている水準測量で得られる高さとを整合させるために、調整用基準点とも呼ばれる対空標識を必要としている（文献１参照）。【０００６】  直接定位装置で観測したデータからカメラやレーザ測距儀に地上座標系での位置や傾きを与えるためには、直接定位装置とカメラ、あるいは直接定位装置とレーザ測距儀の関係を標定ソフトに与える必要がある。この関係は、直接定位装置から与えられた位置と傾きを、対空標識を撮影あるいは測距して対空標識から標定された位置と傾きと比較する較正作業によって求める（文献２参照）。【０００７】  空中写真測量に用いられる対空標識には、設置後に伸びる周辺の草に覆われるのを防げる高さの足が付けられているのが標準で、これ以外に路面や屋上に描かれたり、路面表示が使われたりすることもある。【０００８】  空中写真測量に用いられる対空標識には、地上座標が与えられたところが認識しやすいように、地上座標が与えられたところを頂点とする三角形や交点とする市松模様といった模様が描かれることもある。【０００９】  標定と較正は、同じ形の対空標識を使うことができる。【００１０】  航空レーザ測量に用いられる対空標識では、標定には数メートル四方の平坦地が、較正には大規模で矩形の屋根を持つ建物等が代用される。
航空レーザ測量では、測距できる標高点群の間隔が数十センチメートル以上と広いため、広い平坦地や大きな建物が必要となる。
【先行技術文献】
【文献１】
『作業規程の準則』  平成２８年３月３１日  国土交通省告示  第５６５号
【文献２】
『航空レーザ測量の品質評価』津留  宏介、中島  保、藤原  輝芳  写真測量とリモートセンシング  Ｖｏｌ．４１、Ｎｏ．１、２００２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  カメラの解像度が向上したり、レーザ測距儀の測距間隔が短くできるように向上したり、これらの向上を活かせる低高度での飛行が可能な無人航空機が登場したりして、より高解像度の空中写真の撮影や高密度の標高点群の作成が行われようになった（文献３参照）。
空中写真の高解像度化や標高点群の高密度化にともなって、対空標識に求められる大きさや形状も異なってくる。
しかしながら、単純に小さくしただけでは、新たな環境に適応できない面がある。【００１２】  超低高度からの撮影では、航空機の飛行高度に対する対空標識の高さが相対的に高く、空中写真の端になるほど対空標識の下が明瞭に写るようになる。
空中写真は、航空機の飛行に添って６０パーセント以上重複して撮影されるが、対空標識の空中写真への写り方は、空中写真ごとに異なってくる。
超低高度からの撮影では、空中写真の解像度が高いくなることもあり、空中写真ごとの対空標識の写り方の違いは、より明瞭となる。
このように同じ対空標識が、空中写真ごとに異なって写ることは、コンピュータソフトを使用した自動処理による対空標識の観測を阻害することになる。【００１３】  超低高度からのレーザ測距では、高密度な測距が可能となることから、対空標識の大きさは小さくでき、経済的となる。
超低高度からのレーザ測距では、測距対象地域が狭くなる。狭い対象地域では、対空標識を設置できる場所が限られてくる。従来の航空レーザ測量のように、平らな場所を選定できる可能性が小さくなるため、足を付けた対空標識の設置が有効となる。
しかしながら、足を付けて対空標識を設置すると、対空標識の下もレーザ測距されることになる。
対空標識の付近や真下に測距されたレーザ光が反射して対空標識の裏側に当たり、その反射光が入射してきた経路を戻ってレーザ測距儀に戻ってくるマルチパスが発生する。
これらの対空標識下のレーザ測距やマルチパスされたレーザ測距は、対空標識の天板を正しくレーザ測距された標高との区別を困難にする。
対空標識の足を長くすることによって問題は解決の方向に向かうが、材料費が上昇するとともに、保管や運搬に関わる負荷の増大、設置精度の低下などが生じ、本質的な解決策にはならない。【００１４】  超低高度からのレーザ測距では、高密度な測距が可能となることから、較正に用いられる対空標識も小さくすることが可能となる。
超低高度からのレーザ測距では、測距対象地域が狭くなる。狭い対象地域では、従来の航空レーザ測量のように矩形の屋根を持つ建物などを利用することが困難なため、自ら設置する必要が生じる。狭い対象地域では、矩形の屋根を持つ建物などのような形状に変わって、直接定位装置とレーザ測距儀との位置関係を効率的に算出できる形状であることも必要となる。
【先行技術文献】
【文献３】
『ＵＡＶを用いた公共測量マニュアル（案）』  平成２９年３月  国土交通省  国土地理院
【課題を解決するための手段】
【００１５】  対空標識の下が写ったり、対空標識の下を測距したり、対空標識の下や周辺を測距したレーザ光が反射して対空標識の裏側にあたってマルチパスにならないように、対空標識が撮影される側、対空標識が測距される側に側板を設置する。
対空標識の前方向を側板で覆ってもよい。
天板と側板の違いが明瞭になるように色を変えたり、模様を付けたりしてもよい。
【００１６】  レーザ測距されたデータから形状が明確に分かる錐体を、対空標識の上に設置する。錐体は完全な形状ではなく、レーザ測距される側だけであってもよい。
錐体の先端には、地上座標が与えられるようにする。
錐体の先端は、対空標識の中心と一致していなくてもよい。
【００１７】  地上座標を与える位置、通常は対空標識の中心に、反射板を設置する。
反射板は、その中央に穴が空いていてもよい。穴が空いていないものは、反射板の中心が地上座標を与える位置に、鋲などによって貼り付けられるものとする。
撮影や観測が超低高度から行われることもあり、小さな反射板であっても他と較べて明るく写るため、あるいは強い反射強度を観測しやすいため、対空標識の位置を自動処理で探しやすくなる。
【発明の実施するための形態】
【００１８】  以下、本発明の対空標識の作成方法の実施の一形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】天板
本発明の対空標識は、下から杭などで支えても歪みが生じない、厚みのある木材などの材料で作成する。図１は、足を設置して地面から離れて天板のみの三枚羽根形状の対空標識を設置した図である。
対空標識の形状は、側板を付けるものは、正多角形、円、羽根形状のいずれかとする。錐体を付けるものは、正多角形、円のいずれかとする。
対空標識の大きさは、撮影する空中写真の縮尺や測距するレーザ光の間隔に応じて決定し、空中写真上あるいは標高点群で明瞭に認識できる縮尺や間隔とする。
【００２０】側板
図２は、側板を取り付けた円、四角形、四枚羽根形状の対空標識の図である。
対空標識の天板側面への側板の取り付け位置は、空中写真に写る側、あるいはレーザ光で測距される側に設置し、撮影や測距が複数箇所から行われる場合には、全面に側板を取り付ける。
側面の幅は、空中写真に写す場合には数画素以上で写る、レーザ光で測距する場合には数点以上が測距できる長さとする。
【００２１】錐体
図３は、円錐を円形状の天板に、四角錐を四角形状の天板に、それぞれ設置した図である。
対空標識の天板上への錐体の設置は、錐体が安定するように設置する。
錐体の形状は、角錐でも円錐でもよく、実際に設置するのはレーザ光が照射される側面だけでもよい。
錐体の側面は、レーザ光が測距される側に設置し、測距が対空標識周辺の全ての方向から行われる場合には、全面を覆う。
錐体の大きさは、レーザ測距された標高点群により十分に錐体の形状が表現できる大きさとする。また、天板の大きさと同じでもよい。
【００２２】反射板
図４は、反射板を、円形状の天板中央に、円錐状の頂点に、それぞれ設置した図である。
天板の中央には、空中写真に太陽光を反射して非常に明るく写ったり、レーザ光を非常に強く反射したりする反射板を設置する。
反射板の形状は、正多角形や円などの中心が特定できるものとし、その中央に穴が空いていてもよい。穴が空いていないものは、天板と反射板の中心同士が一致するように鋲などによって天板に貼り付けても壊れないものとする。
反射板の大きさは、空中写真に写す場合は数画素以上に写る寸法、レーザ光を照射する場合は数点以上が照射される寸法とする。
【００２３】  側板や錐体の構造は、天板へ現場で組み立てられるものでも、天板へ予め設置されているものでもよいが、運搬や保管のためには組み立てられるものが好ましい。
側板や錐体自体も、幾つかの部品で構成し、組み立てられるようにしてもよい。
【００２４】  作成された対空標識は、杭などを用い、多少の衝撃では外れたり歪んだりしないように地上に設置する。
【００２５】  設置された対空標識の天板の中心あるいは錐体の頂点に基準点測量により地上座標を与える。
地上座標は、国が定めた測地座標系でも、利用者が設定した任意の座標系でもよい。
【００２６】  地上座標を与えられたところには、地上画素寸法の大きさやレーザ測距される間隔に応じた大きさの反射板を設置する。
【発明の効果】
【００２７】  以上で説明したように、本発明では、対空標識の天板に加え、側板を備えるとともに、側板に天板とは異なる色や模様を付けることができることによって、対空標識を撮影した空中写真では、対空標識の天板の形状が明瞭となり、地上座標を設置した位置が認識しやすくなる。
【００２８】  また、対空標識の天板に加え、天板上に錐体を備えることにより、レーザ測距で得られた標高点群での対空標識の形状が明瞭となり、地上座標を設置した位置が認識しやすくなる。
航空機を違う方向から飛行して得られたレーザ測距による標高点群を比較することにより、直接定位装置とレーザ測距儀の位置関係を較正できるようになる。
【００２９】  対空標識上の地上座標を設置する位置に反射板を取り付けることによって、その部分のみ他より明るく写るため自動処理での検出を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】  足を設置して地面から離れて天板のみの三枚羽根形状の対空標識を設置した図である。
【図２】  側板を取り付けた円、四角形、四枚羽根形状の対空標識の図である。
【図３】  円錐を円形状の天板に、四角錐を四角形状の天板に、それぞれ設置した図である。
【図４】  反射板を、円形状の天板中央に、円錐状の頂点に、それぞれ設置した図である。
【符号の説明】
【００３０】１    天板
２    足
３    地上座標を取り付けた位置
４    側板
５    錐体
６    反射板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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