(57)【要約】【課題】航空写真測量に係り、標定用ターゲットの設置に係るコストを削減しつつ、高い測量精度を得る。【解決手段】飛行開始前のＵＡＶ２００を設置する無人航空機の発射台２２０であって、航空写真測量に用いる標定点を構成するターゲット表示２２４と、飛行前の段階におけるＵＡＶ２００のターゲット表示２２４に対する位置が特定された状態で発射台２２０に対するＵＡＶ２００の位置を決める位置決め部２２１，２２２を備えるＵＡＶ２００の発射台２２０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人航空機が設置される無人航空機の設置台であって、
航空写真測量に用いる標定点を構成するターゲット表示機能と、
飛行前の段階における無人航空機の前記ターゲット表示機能に対する位置が特定された状態で当該設置台に対する前記無人航空機の位置を決める構造および／または表示と
を備える無人航空機の設置台。
【請求項２】
前記無人航空機はレーザー測位のための反射ターゲットを備え、
前記無人航空機が当該設置台に搭載された状態において、前記ターゲット表示機能と前記反射ターゲットの位置関係が特定されている請求項１に記載の無人航空機の設置台。
【請求項３】
前記反射ターゲットの位置が測位されることで、当該設置台の位置が特定される請求項２に記載の無人航空機の設置台。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の無人航空機の設置台を用いた測量方法であって、
前記設置台に設置された状態における前記無人航空機の位置を測定する第１のステップと、
前記第１のステップの結果に基づき、前記設置台の位置を特定する第２のステップと、
飛行している前記無人航空機から前記設置台および航空写真測量の対象を撮影する第３のステップと、
前記第２のステップで得た前記設置台の位置および前記第３のステップで得た撮影画像に基づき測量対象の三次元データを計算する第４のステップと
を有する測量方法。
【請求項５】
前記設置台上に前記無人航空機を設置した状態における前記無人航空機の位置と前記設置台の位置との関係は予め特定されており、
前記設置台上に設置された状態で測位された前記無人航空機の位置と前記特定された内容に基づき、前記設置台の位置の特定が行なわれる請求項４に記載の測量方法。
【請求項６】
前記第４のステップにおいて、前記設置台を標定点として用いる請求項４または５に記載の測量方法。
【請求項７】
前記第４のステップにおいて、前記設置台の位置を拘束点として、前記航空写真測量の対象を撮影したカメラの外部標定要素および内部標定要素を最適化する調整計算が行なわれる請求項４〜６のいずれか一項に記載の測量方法。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の無人航空機の設置台に設置された状態における前記無人航空機の位置データを受け付ける位置データ受付部と、
前記無人航空機の位置データに基づき、前記設置台の位置を特定する位置特定部と、
飛行している前記無人航空機から前記設置台および航空写真測量の対象を撮影した画像の画像データを受け付ける画像データ受付部と、
前記設置台の前記位置および前記画像データに基づき前記航空写真測量の対象の三次元データの計算を行う計算部と
を備えた測量装置。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の無人航空機の設置台を用いた測量システムであって、
前記設置台に設置された状態における前記無人航空機の位置を測定する手段と、
前記無人航空機の位置に基づき、前記設置台の位置を特定する手段と、
飛行している前記無人航空機から前記設置台および航空写真測量の対象を撮影する手段と、
前記設置台の前記位置および前記撮影で得た撮影画像に基づき前記航空写真測量の対象の三次元データを計算する手段と
を有する測量システム。
【請求項１０】
コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、
コンピュータに
請求項１〜３のいずれか一項に記載の無人航空機の設置台に設置された状態における前記無人航空機の位置データを受け付けさせ、
前記無人航空機の位置データに基づき、前記設置台の位置を特定させ、
飛行している前記無人航空機から前記設置台および航空写真測量の対象を撮影した画像の画像データを受け付けさせ、
前記設置台の前記位置および前記撮影で得た撮影画像に基づき前記航空写真測量の対象の三次元データの計算を行わせるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空写真測量の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無人航空機（ＵＡＶ(Unmanned Aerial Vehicle)）を航空写真測量に用いる技術が知られている。この技術では、ＵＡＶから地表等の測量対象を撮影した写真画像を利用して測量対象の三次元モデル作成する。この技術では、まず撮影対象が重複した複数の写真画像を用いて標定を行い、ＵＡＶ搭載のカメラの外部標定要素（位置と姿勢）を求め、この外部標定要素を用いて三次元モデルの作成に係る処理が行なわれる。航空写真測量におけるカメラの外部標定要素を求める技術については、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４―６１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、地表に位置を予め測定した標定用ターゲットを複数配置し、航空写真の画像に写った標定用ターゲットを用いて後方交会法により各画像に対応したカメラの外部標定要素の算出が行われる。この技術では、標定用ターゲットの設置および測位に係るコストが問題となる。また、地形によっては標定用ターゲットの設置が困難であるという問題もある。
【０００５】
例えば、ＴＳ（トータルステーション）でＵＡＶを追跡および測位することで、標定用ターゲットを利用しなくても三次元モデルに実スケールを与えることができる（例えば、特願２０１７−１７１２８９参照）。しかしながら、最終的に得られる三次元モデルの精度を求める場合、地上に少なくとも一点の標定用ターゲットを配置し、その位置データを拘束点として調整計算を行うことが望ましい。
【０００６】
このような背景において、本発明は、航空写真測量に係り、標定用ターゲットの設置に係るコストを削減しつつ、高い測量精度が得られる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、無人航空機が設置される無人航空機の設置台であって、航空写真測量に用いる標定点を構成するターゲット表示機能と、飛行前の段階における無人航空機の前記ターゲット表示機能に対する位置が特定された状態で当該設置台に対する前記無人航空機の位置を決める構造および／または表示とを備える無人航空機の設置台である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記無人航空機はレーザー測位のための反射ターゲットを備え、前記無人航空機が当該設置台に搭載された状態において、前記ターゲット表示機能と前記反射ターゲットの位置関係が特定されていることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記反射ターゲットの位置が測位されることで、当該設置台の位置が特定されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の無人航空機の設置台を用いた測量方法であって、前記設置台に設置された状態における前記無人航空機の位置を測定する第１のステップと、前記第１のステップの結果に基づき、前記設置台の位置を特定する第２のステップと、飛行している前記無人航空機から前記設置台および航空写真測量の対象を撮影する第３のステップと、前記第２のステップで得た前記設置台の位置および前記第３のステップで得た撮影画像に基づき測量対象の三次元データを計算する第４のステップとを有する測量方法である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記設置台上に前記無人航空機を設置した状態における前記無人航空機の位置と前記設置台の位置との関係は予め特定されており、前記設置台上に設置された状態で測位された前記無人航空機の位置と前記特定された内容に基づき、前記設置台の位置の特定が行なわれることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の発明の第４のステップにおいて、前記設置台を標定点として用いることを特徴とする。請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項の第４のステップにおいて、前記第４のステップにおいて、前記設置台の位置を拘束点として、前記航空写真測量の対象を撮影したカメラの外部標定要素および内部標定要素を最適化する調整計算が行なわれることを特徴とする。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の無人航空機の設置台に設置された状態における前記無人航空機の位置データを受け付ける位置データ受付部と、前記無人航空機の位置データに基づき、前記設置台の位置を特定する位置特定部と、飛行している前記無人航空機から前記設置台および航空写真測量の対象を撮影した画像の画像データを受け付ける画像データ受付部と、前記設置台の前記位置および前記画像データに基づき前記航空写真測量の対象の三次元データの計算を行う計算部とを備えた測量装置である。
【００１３】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の無人航空機の設置台を用いた測量システムであって、前記設置台に設置された状態における前記無人航空機の位置を測定する手段と、前記無人航空機の位置に基づき、前記設置台の位置を特定する手段と、飛行している前記無人航空機から前記設置台および航空写真測量の対象を撮影する手段と、前記設置台の前記位置および前記撮影で得た撮影画像に基づき前記航空写真測量の対象の三次元データを計算する手段とを有する測量システムである。
【００１４】
請求項１０に記載の発明は、コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、コンピュータに請求項１〜３のいずれか一項に記載の無人航空機の設置台に設置された状態における前記無人航空機の位置データを受け付けさせ、前記無人航空機の位置データに基づき、前記設置台の位置を特定させ、飛行している前記無人航空機から前記設置台および航空写真測量の対象を撮影した画像の画像データを受け付けさせ、前記設置台の前記位置および前記撮影で得た撮影画像に基づき前記航空写真測量の対象の三次元データの計算を行わせるプログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、航空写真測量に係り、標定用ターゲットの設置に係るコストを削減しつつ、高い測量精度が得られる技術が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の全体概念図である。
【図２】標定の原理を示すイメージ図である。
【図３】標定の原理を示すイメージ図である。
【図４】実施形態のブロック図である。
【図５】処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．第１の実施形態
（概要）
図１に実施形態の概要の全体図を示す。図１には、ＴＳ（トータルステーション）１００、ＵＡＶ２００、ＵＡＶ２００の発射台２２０、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）を利用して構成した測量データ処理装置４００が示されている。ＵＡＶ２００は飛行しながらカメラ２０１による地上の撮影を行う。ＵＡＶ２００は、ＴＳ（トータルステーション）１００により追跡され、且つ、その三次元位置が逐次測定される。ＴＳ１００によるＵＡＶ２００の追跡は、ＵＡＶ２００に搭載した反射プリズム２０２を追尾光により追尾することで行われる。ＴＳ１００によるＵＡＶ２００の測位は、反射プリズム２０２を対象としたレーザー測距により、ＴＳ１００から見たＵＡＶ２００の方向と距離を求めることで行われる。反射プリズム２０２は、コーナーキューブを利用した光学ターゲットであり、入射光を１８０°向きを反転させて状態で反射する。
【００１８】
ＴＳ１００は、絶対座標系上における既知の三次元位置に設置されており、ＴＳ１００から見たＵＡＶ２００の方向と距離が計測されることで、絶対座標系におけるＵＡＶ２００の三次元位置が特定される。具体的にいうと、ＴＳ１００から測距用のレーザー光がＵＡＶ２００の反射プリズム２０２に照射される。反射プリズム２０２で反射された当該レーザー光は、ＴＳ１００で受光される。この反射光の受光タイミングとＴＳ１００内に設けられた基準光路を伝わった基準光の受光タイミングの位相差から、ＴＳ１００から反射プリズム２０２までの距離が算出される。またこの際のＴＳ１００の光軸の方向からＴＳ１００から見た反射プリズム２０２の方向が判る。そして反射プリズム２０２までの距離と方向からＴＳ１００に対する反射プリズム２０２の位置が算出される。絶対座標系上におけるＴＳ１００の位置は既知なので、ＴＳ１００に対する反射プリズム２０２位置が判明することで、絶対座標系における反射プリズム２０２の位置が特定される。これが反射プリズム２０２を対象としたレーザー測距の原理である。
【００１９】
絶対座標系というのは、地図情報を扱う地上に固定された座標系であり、地図座標系とも言える。例えば、ＧＮＳＳで用いられる座標系が絶対座標系（地図座標系）である。絶対座標系における座標系の表記としては、緯度、経度、標高（平均海面からの高さ）が挙げられる。絶対座標系の座標軸の向きとしては、Ｘ軸が東の方向、Ｙ軸が北の方向、Ｚ軸が鉛直上方の方向とする例が挙げられる。ここでローカル座標系を用いることもできる。
【００２０】
ＴＳ（トータルステーション）１００は、市場で入手可能なものを用いている。ＴＳ１００に関しては、例えば特開２００９−２２９１９２号公報、特開２０１２−２０２８２１号公報に記載されている。ＴＳ１００によりＵＡＶ２００を追跡し、測位する技術については、例えば特願２０１６−２４７９１７号や特願２０１７−００２４１９号等に記載されている。また、ＴＳによるターゲット（反射プリズム２０２）の検出および追跡に関する技術は、例えば日本国特許第５１２４３１９号公報に記載されている。
【００２１】
ＵＡＶ２００は、市販されているものにカメラ２０１と反射プリズム２０２を取り付けたものである。ＵＡＶ２００は、飛行制御装置、ＩＵＭ（慣性計測装置）、飛行計画や飛行ログ等を記憶する記憶装置、無線通信装置、ＧＮＳＳ位置特定装置を備えている。ここで、ＵＡＶ２００におけるカメラ２０１、反射プリズム２０２、ＩＭＵ、ＧＮＳＳ位置特定装置の位置および姿勢の関係は予め調べられており、そのデータは測量データ処理装置４００に予め記憶されている。
【００２２】
ＵＡＶ２００は、飛行計画と飛行ログを記憶する記憶装置を備える。飛行計画は、通過点の座標とその点における速度を予め定めたデータである。飛行ログには、ＧＮＳＳ装置が計測した飛行経路のデータ、撮影データ、ＩＭＵが計測した撮影時のＵＡＶ２００の姿勢のデータが記憶される。
【００２３】
ＵＡＶ２００は、脚部２０３，２０４，２０５，２０６を備えている。脚部２０６は、模様が付けられており、脚部２０３，２０４０，２０５と区別できるように工夫されている。脚部２０６を認識することで、ＵＡＶ２００の向きが特定される。
【００２４】
ＵＡＶ２００は、予め定めた飛行計画に従って飛行し、その際にカメラ２０１により航空写真測量の対象（例えば地表）を撮影する。撮影は、１秒毎や２秒毎といった時間間隔で行われ、撮影対象が重複し、少しずつずれた画像が飛行経路に沿って多数撮影される。カメラ２０１が撮影した画像データは、撮影時刻、撮影時刻にＩＭＵによって計測されたＵＡＶ２００の姿勢（カメラ２０１の姿勢）、撮影時刻にＧＮＳＳ位置特定装置によって計測されたＵＡＶ２００の位置（カメラ２０１の位置）のデータと共に飛行ログに格納される。飛行ログのデータは、飛行終了後に回収され、測量データ処理装置４００で処理される。
【００２５】
発射台２２０は、ＵＡＶ２００の発射台兼標定用ターゲットとして機能する。発射台２２０は、航空写真測量に用いる標定点用ターゲットとしても機能させるためのターゲット表示機能を有している。この例では、カメラ２０１が撮影した航空写真中での特定を容易とするターゲット表示２２４が発射台に設けられている。ターゲット表示２２４は、航空写真測量における標定点として機能する。ターゲット表示の形状や色は、画像として識別し易いものが選択される。ターゲット表示としてカラーコードターゲットやバーコード表示を用いることもできる。
【００２６】
発射台２２０は、位置決め部２２１と２２２を備えている。位置決め部２２１は、脚部２０６を収容する凹部を有し、位置決め部２２２は、脚部２０３を収容する凹部を有している。２つの凹部は形状が異なるように設定されており、位置決め部２２１には、脚部２０６は収容できるが、脚部２０３は形が合わず収容できない。逆に、位置決め部２２２には、脚部２０３は収容できるが、脚部２０６は形が合わず収容できない。こうすることで、発射台２２０にＵＡＶ２００を設置した際に、発射台２２０に対するＵＡＶ２００の位置および姿勢が一義的に決まるようにしている。特にこの構造では、発射台２２０にＵＡＶ２００を設置した際に、発射台２２０に対する反射プリズム２０２の位置が一義的に決まる。
【００２７】
発射台２２０にＵＡＶ２００を設置した状態で、発射台２２０の位置（ターゲット表示２２４の中心位置）、ＵＡＶ２００の位置（例えば搭載するＩＭＵの位置）、カメラ２０１の位置、反射プリズム２０２の位置の関係は一義的に決まる。この関係は予め既知のデータとして取得され、測量データ処理装置４００内の記憶部３１１（図４参照）に記憶されている。
【００２８】
航空写真測量の精度を高めるには、各画像の撮影時におけるカメラ２０１の外部標定要素（位置と姿勢）の精度が重要となる。本実施形態では、以下の手順によりカメラ２０１の外部標定要素の精度を高める。
【００２９】
（処理フローの概略）
（１）飛行開始
まず、ＵＡＶ２００を発射台２２０上に設置する。この際、位置決め部２２１および２２２を利用して、発射台２２０上におけるＵＡＶ２００の姿勢および位置を予め定めたものとなるようにする。上記のセッティングが済んだ状態（飛行開始前の状態）で、ＴＳ１００によりＵＡＶ２００の反射プリズム２０２を捕捉し、追尾と測位を開始する。この飛行開始前の段階における反射プリズム２０２の測位データから反射台２２０の標定点としての位置（この場合は、ターゲット表示２２４の中心の位置）が割り出され、その値が後に行われる調整計算時の拘束点として取得される。
【００３０】
その後、飛行を開始する。飛行は、予め定めた飛行計画に従って行われ、飛行中にカメラ２０１による地表の撮影が行われる。この際、撮影する航空写真画像の中に発射台２２０が写った画像が必ず含まれるように、撮影のタイミングや飛行コースの設定が行なわれる。
【００３１】
（１）相互標定
航空写真画像に基づく任意スケールの相対三次元モデルの作成を行い、複数の画像間で特定された特徴点と各画像の撮影時におけるカメラ２０１の位置および姿勢の相対関係を特定する。
【００３２】
（２）絶対標定
ＴＳ１００が測位したカメラ２０１の位置（反射プリズムの位置を利用）を用いて上記（１）の相互標定で作成された相対三次元モデルにスケール（実際の値）を与え、カメラ２０１の絶対座標系における外部標定要素の絶対値を求める。
【００３３】
（３）調整計算
バンドル調整計算および反射プリズム位置とカメラ位置の関係を考慮した調整計算を同時に行い、特徴点の位置、外部標定用要素および内部標定要素の最適化を行う。この調整計算の際、飛行を開始する前の段階で取得した発射台２２０の位置を拘束点として用いる。
【００３４】
上記の調整計算の際、他の補正要素を考慮してもよい。例えば、ＴＳ１００からの測距光および追尾光の入射角に依存する反射プリズム２０２における反射点位置の偏差を考慮した計算を行ってもよい（例えば、特願２０１７−１７１２８９参照）。
【００３５】
（各処理の詳細）
（１）相互標定
以下、説明を簡素にするために重複した対象を異なる位置から撮影した２枚の画像（以下ステレオ画像）を用いた相互標定について説明する。ＵＡＶ２００は、飛行しながらカメラ２０１により地表を連続して撮影し、多数の航空写真画像を得る。ここで、時間軸上で近接し、撮影範囲が重複した２枚の航空写真画像をステレオ画像として選択する。ＵＡＶ２００は飛行しながら撮影を刻々と行うので、上記のステレオ画像は、視点の位置が異なり、且つ、重複した対象が写った２枚の画像となる。
【００３６】
図２は、時刻ｔ１におけるカメラ２００を示すカメラ２０１ａ、時刻ｔ２（ｔ１＜ｔ２）におけるカメラ２００を示すカメラ２０１ｂが地表の重複した領域を撮影した場合のイメージ図である。
【００３７】
この処理では、まずカメラ２０１ａから撮影した第１の画像とカメラ２０１ｂから撮影した第２の画像のそれぞれから特徴点の抽出を行い、更に第１の画像と第２の画像における特徴点の対応関係の特定を行う。この技術については、例えば特開２０１３−１８６８１６号公報や特開２０１３−１７８６５６号公報に記載されている。なお、特開２０１３−１８６８１６号公報には、特徴点の抽出、２つの画像間における特徴点のマッチング、交会法、各種の標定、特徴点の三次元位置の算出、バンドル調整等について詳細に記載されている。
【００３８】
図２には、上記第１および第２の画像から抽出された共通の特徴点Ｐｊが示されている。なお、２つの画像に共通な特徴点は多数抽出されるが、ここでは説明を簡素にするために１点の特徴点Ｐｊのみが図２に図示されている。
【００３９】
相互標定では、カメラ２０１ａから撮影した第１の画像とカメラ２０１ｂから撮影した第２の画像の間における特徴点のずれが解消されるようにカメラ２０１ａと２０１ｂの向きと位置を探索（調整）し、カメラ２０１ａおよび２０１ｂの相対的な外部標定要素（位置と姿勢）を求める。この際、ＵＡＶ２００のＩＭＵが計測したＵＡＶ２００の姿勢のデータから求めた各画像の撮影時におけるカメラ２０１ａ，２０１ｂの姿勢のデータを初期値として、カメラ２０１ａおよび２０１ｂの相対的な外部標定要素の探索を行う。この段階では、実スケール（絶対座標系における座標値や姿勢の値）が与えられておらず、この段階における外部標定要素は、カメラ２０１ａと２０１ｂの相対位置関係と相対的な姿勢（向き）の関係となる。
【００４０】
図２の場合でいうと、相互標定により、カメラ２０１ａ，２０１ｂ，特徴点Ｐｊの相対的な位置関係、すなわち、カメラ２０１ａ，２０１ｂ，特徴点Ｐｊを頂点とする三角形の形状（２つの角の角度）が求まる。ただし、実スケールが与えられていないので、上記の三角形の大きさは定まらず、相対的な図形となる。
【００４１】
相互標定は、カメラ２０１が撮影した利用可能な全ての画像を対象に行われ、各画像に対応した各視点位置におけるカメラ２０１の相対的な外部標定要素を得る。上記の説明では、２枚の画像をステレオ画像として用いた相互標定の例を説明したが、実際には重複した対象が写った３枚以上の画像を用いて相互標定が行われる。
【００４２】
多数の画像に対応したカメラ位置に関して、上記の相対的な位置と姿勢の関係を求めることで、多数の特徴点とカメラの位置および姿勢との相対的な関係が特定された相対三次元モデルが得られる。図３には、複数の画像に係る各カメラの位置と向きの相対関係と、複数の画像で共通する特徴点の位置の相対関係を特定した相対三次元モデルを作成する原理が概念的に示されている。この相対三次元モデルは実スケールが与えられておらず、絶対座標系との関係は、相互標定の段階では判っておらず未知である。
【００４３】
図３には、発射台２２０も撮影画面２０９から抽出され、標定点として利用される状態が示されている。ここで、撮影画面２０９中の黒点２１０は、撮影画面中における特徴点や発射台２２０の画面上の点である。測定対象物の特徴点および発射台２２０、上記の画像上の点２１０、投影中心（カメラ２０１の光学原点）の３点を結ぶ光束（バンドル）が同一直線上になければならないという条件が、後述する共線条件である。
【００４４】
上記の相互標定は、特徴点の他に発射台２２０（ターゲット表示２２４）を用いて行ってもよい。この場合、発射台２２０（ターゲット表示２２４）を標定点とした相互標定が行われる。この処理では、まず、カメラ２０１が写した写真画像像中から発射台２２０（ターゲット表示２２４）の画像を抽出する。この処理は、公知の画像認識技術を用いて行われる。またこの処理は、発射台２２０が写った複数の写真画像を対象に行われる。そして、発射台２２０（ターゲット表示２２４）の位置を図２のＰｊとして上述した相互標定を行う。
【００４５】
（２）絶対標定
仮に、図３における複数の特徴点の絶対座標系における位置が判れば、図３の相対モデルに実スケールが与えられ、またカメラ２０１の絶対座標系における向きも特定される。これは、従来から行われている標定用ターゲットを用いた絶対標定の原理である。
【００４６】
本実施形態では、従来利用されている標定用ターゲットを用いずに相互標定によって得られた相対三次元モデルに実スケールを与え、図３に示す相対三次元モデルを絶対座標系上で記述できるようにする。以下、本実施形態における絶対標定ついて説明する。
【００４７】
この処理では、図３に例示する相対三次元モデルにおけるカメラ２０１の移動軌跡に着目する。図１に示すように、本実施形態では、ＵＡＶ２００のカメラ２０１（反射プリズム２０２）の移動軌跡は、ＴＳ１００により追跡および測位され、その軌跡は絶対座標系上で判明している。
【００４８】
そこで、反射プリズム２０２の位置をカメラ２０１の位置と見なして、相対三次元モデル上のカメラ２０１の移動軌跡がＴＳ１００で測位した絶対座標系上におけるカメラ２０１の移動軌跡にフィッティングするように、相対三次元モデルの縮尺調整、平行移動、回転移動を行う。
【００４９】
相対三次元モデルにおけるカメラ２０１の移動軌跡（各時刻における位置を追った軌跡）をＴＳ１００の測位データにフィッティングさせることで、相対三次元モデルにおけるカメラ２０１の移動軌跡が絶対座標系上で記述可能となる。こうして、相対三次元モデルにおけるカメラ位置に実スケール（実際の値）が与えられる。相対三次元モデルにおける各カメラ位置が与えられることで、相対三次元モデルにおける各カメラの姿勢も絶対座標系における値が得られる。また、当該相対三次元モデルにおける各特徴点の実位置も与えられる。こうして相互標定で得られた相対三次元モデルにおける各パラメータの絶対座標系上における実際の値（絶対値）が与えられる。
【００５０】
本明細書では、絶対座標系上における実際の値が絶対値として扱われる。例えば、緯度，経度，標高が位置の絶対値となる。また、北方向をＸ軸、東方向をＹ軸、鉛直上方向をＺ軸とするＸＹＺ座標系におけるベクトルの向きが姿勢の絶対値となる。なお、絶対座標系の代わりにＴＳ１００を原点する座標系（ＴＳ座標系）等のローカル座標系を採用することもできる。この場合、特徴点やカメラ２０１の外部標定要素の絶対値は、ＴＳ座標系等のローカル座標系におけるものとなる。  
【００５１】
なお、図３の原理で得られる相対三次元モデルは、誤差を含んでおり、また上記の絶対標定において、カメラ２０１の位置を反射プリズム２０２の位置と見なすことに起因する誤差もある。このため、上記絶対標定におけるカメラ位置の軌跡のフィッティングは完全ではなく誤差を含んでいる。よって、絶対標定で得られる特徴点とカメラ２０１の外部標定要素の値も誤差を含んでいる。
【００５２】
以上述べたように、本実施形態における絶対標定では、カメラ２０１の移動軌跡を足掛かりとして、相互標定において用いた相対三次元モデルにおけるカメラ２０１の移動軌跡に絶対座標系における値を付与し、当該相対三次元モデルに実スケールを与える。すなわち、相互標定で用いた相対三次元モデルをＴＳ１００で実測したカメラ位置に座標変換し、当該相対三次元モデルのスケールと向きを絶対座標系上で特定する。
【００５３】
上記の絶対標定により、各画像における特徴点の三次元位置、各画像に対応するカメラ２０１の外部標定要素（位置と姿勢）が求まる。
【００５４】
また、上記の絶対標定における相対三次元モデルに実スケールを与える処理の際、反射台２２０の位置を拘束点として用いてもよい。この場合、相対三次元モデルに実スケールを与える処理における拘束条件が増えるので、当該処理における計算効率と計算精度を高めることができる。
【００５５】
（３）調整計算
上記（２）の絶対標定により得られた特徴点の位置、および外部標定要素は誤差を含んでいる。この誤差を低減するために以下に説明する調整計算を行う。なお、調整計算の際に内部標定要素（画面距離、主点位置およびディストーションパラメータ）も未知パラメータとして最適化を行う。この調整計算では、数１，数２，数３の観測方程式を立て、最小二乗法による各パラメータ（特徴点（Ｘj,Ｙj,Ｚj)と外部標定要素（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i(回転行列)）および内部標定要素（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2））の最適化が行われる。なお、数１で示したΔｘij,ΔｙijはBrownのディストーションモデルの補正式であるが、使用するディストーションモデルは別のモデルであってもよい。
【００５６】
【数１】
2019138842.tif 000003
【００５７】
ｃ：画面距離（焦点距離）
（Ｘj,Ｙj,Ｚj)：着目した特徴点の三次元座標
（ｘij,ｙij）：画像i上における点ｊの画像上の座標
（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi）：写真iの撮影時におけるカメラ２０１の位置
（ａ11i〜ａ33i）：写真iの撮影時におけるカメラ２０１の姿勢を示す回転行列
（Δｘij,Δｙij）：内部標定要素に関わる補正量
（ｘp,ｙp）：主点位置座標
（ｋ1〜ｋ3）：放射方向のディストーションパラメータ
（ｐ1〜ｐ2）：接線方向のディストーションパラメータ
【００５８】
【数２】
2019138842.tif 000004
【００５９】
（Ｘpi,Ｙpi,Ｚpi）：画像iを撮影した時刻における反射プリズム２０２の位置
（ＬＸ,ＬＹ,ＬＺ) ：カメラ位置（投影中心）と反射プリズム反射点との離間距離
【００６０】
【数３】
2019138842.tif 000005
【００６１】
（ＸＧｊ，ＹＧｊ，ＺＧｊ）：発射台２２０の位置
【００６２】
上記の数１において、（Ｘj,Ｙj,Ｚj)の初期値は、上述した絶対標定で得られた三次元モデル（絶対座標系上における三次元モデル）における特徴点の三次元座標を用いる。（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi）の初期値は、絶対標定で得られた三次元モデルにおけるカメラ２０１の位置を用いる。（ａ11i〜ａ33i）の初期値は、絶対標定で得られた三次元モデルにおけるカメラ２０１の姿勢を示す回転行列の値を用いる。（Ｘpi,Ｙpi,Ｚpi）は、飛行開始前のＵＡＶ２００が発射台２２０上に設置された状態において測位された反射プリズム２０２の位置データを用いる。
【００６３】
ここで、（Ｘj,Ｙj,Ｚj)として、撮影画像中から抽出した特徴点だけでなく発射台２２０（ターゲット表示２２４）の三次元座標も更に用いてもよい。この場合、（ｘij,ｙij）は画像i上における発射台２２０（ターゲット表示２２４）の画像上の座標となる。発射台２２０（ターゲット表示２２４）は、ＵＡＶ２００の飛行開始前にＴＳ１００により精密に測位されている。観測点の中に一つとはいえ、位置精度の高い点が含まれることで、計算誤差を抑える効果が得られる。
【００６４】
数１は、バンドル調整計算を行うための観測方程式である。バンドル調整計算では、測定対象物の特徴点、画像上の点、投影中心の３点を結ぶ光束（バンドル）が同一直線上になければならないという共線条件に基づき、各画像の光束１本毎に数１の観測方程式を立て、最小二乗法により特徴点の座標（Ｘj,Ｙj,Ｚj)とカメラ２０１の外部標定要素のパラメータ（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i）および内部標定要素のパラメータ（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2）の同時調整が行われる。
【００６５】
数２は、カメラ２０１と反射プリズム２０２の位置のズレを考慮にいれた調整計算を行うための観測方程式である。（ＬＸ,ＬＹ,ＬＺ)は、ＵＡＶ２００に固定された座標系におけるカメラ２０１と反射プリズム２０２の位置関係（オフセット関係）を決める既知のパラメータである。
【００６６】
数３は、発射台２２０の位置（ＸＧｊ，ＹＧｊ，ＺＧｊ）を基準点（標定点）として、特徴点の座標（Ｘj,Ｙj,Ｚj)を拘束する式である。特徴点の座標（Ｘj,Ｙj,Ｚj)は、相互標定および絶対標定を用いて計算により求めた値であり、誤差を含んでいる。他方で、発射台２２０の位置（ＸＧｊ，ＹＧｊ，ＺＧｊ）は、ＴＳ１００により精密に測位されている。そこで、各特徴点に関して数３の計算を行いその残差が十分に小さい、あるいは前回の計算からの残差の変動が十分に小さい（計算結果の変動が収束した状態）となる（Ｘj,Ｙj,Ｚj)を求める。これにより、特徴点の位置の誤差が低減され、それが同時に計算される数１および数２に反映され、カメラ２０１の外部標定要素（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i）および内部標定要素（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2）の精度が高められる。
【００６７】
数１〜数３を用いた調整計算では、特徴点（Ｘj,Ｙj,Ｚj)とカメラ２０１の外部標定要素（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i(姿勢を示す回転行列)）および内部標定要素（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2）をパラメータとして、数１〜数３の残差を算出する。この際、最小二乗法により上記の残差が収束するような（Ｘj,Ｙj,Ｚj)，（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i），（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2）の組み合わせを探索する。具体的には、数１〜数３で示される残差が小さくなるように、各パラメータ（Ｘj,Ｙj,Ｚj)，（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i），（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2）に補正量を加えて数１〜数３の計算を同時に行うことを繰り返す。そして、数１〜数３が収束条件を満たす未知パラメータ（Ｘj,Ｙj,Ｚj)，（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i），（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2）の組み合わせを求める。収束条件としては、残差が十分に小さい、前回の計算からの残差の変動が十分に小さい（計算結果の変動が収束した状態）を用いる。
【００６８】
（優位性／その他）
上述した方法では、発射台２２０を航空写真測量の対象（例えば地表）に設置された標定点として用いることで、従来用いられていた標定用ターゲットを利用せずに高い精度の航空写真測量が可能となる。本技術では、発射台２２０の位置の特定は、ＵＡＶ２００の飛行開始前の段階で行ったＴＳ１００による反射プリズム２０２の測位により行われる。この際の測位は、ＵＡＶ２００の追跡および測位に係る処理の一環であり、発射台２２０を直接の対象とした測位作業ではない。そのため、発射台２２０の位置の特定のための手間は増えない。また、発射台２２０を設置する位置は任意であり、発射台２２０の位置決めのための余計な作業は必要ない。
【００６９】
本技術は、従来から行われている標定用ターゲットの利用を排除するものではない。よって、本技術において、標定用ターゲットを地表に配置し、画像から抽出した特徴点に対する拘束条件を更に加えることも可能である。この場合、数３における（ＸＧｊ，ＹＧｊ，ＺＧｊ）として発射台２２０の位置（ＸＧ１，ＹＧ１，ＺＧ１）に加えて標定用ターゲット（ＸＧｊ，ＹＧｊ，ＺＧｊ）（ｊ＝２，３，４・・）の位置を用いて調整計算を行う。
【００７０】
（ハードウェアの構成）
図４には、上述した（１）相互標定，（２）絶対標定，（３）調整計算を行う測量データ処理装置４００のブロック図が示されている。測量データ処理装置４００は、コンピュータとして機能する。測量データ処理装置４００は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）やＷＳ（ワークステーション）を用いて構成されている。
【００７１】
測量データ処理装置４００を専用の電子回路で構成することもできる。例えば、ＦＰＧＡ等の電子回路を用いて測量データ処理装置４００の一部または全部を構成することもできる。ＰＣやＷＳを用いて測量データ処理装置４００を構成した場合、ユーザは、当該ＰＣやＷＳのユーザーインターフェース（ＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェース）等）を用いて、測量データ処理装置４００の操作を行う。測量データ処理装置４００は、測位データ受付部３００、画像データ受付部３０１、相互標定部３０２、絶対標定部３０３、調整計算実行部３０４、拘束点取得部３０５、処理制御部３０８、三次元モデル作成部３０９、通信部３１０、記憶部３１１、標定点抽出部３１２を備えている。
【００７２】
測位データ受付部３００は、ＴＳ１００が測位したＵＡＶ２００の位置データ（反射プリズム２０２の位置データ）を受け付ける。この位置データは、飛行開始前の発射台２２０上における反射プリズム２０２の位置、および画像iを撮影した時刻における反射プリズム２０２の絶対座標系における位置（Ｘpi,Ｙpi,Ｚpi）である。
【００７３】
画像データ受付部３０１は、カメラ２０１が撮影した画像の画像データを受け付ける。この画像データは、撮影時刻、撮影時刻におけるＵＡＶ２００に搭載のＩＭＵのデータ（ＵＡＶ２００の姿勢のデータ）と関連付けされた状態で、画像データ受付部３０１で受け付けられる。ＵＡＶ２００におけるカメラ２０１の外部標定要素（ＵＡＶ２００に対するカメラ２０１の姿勢と位置）は既知であるので、ＵＡＶ２００の姿勢が分かれば、その際におけるカメラ２０１の姿勢も分かる。
【００７４】
相互標定部３０２は、画像データ受付部３０１が受け付けた画像データの中から、重複した対象が撮影された複数の画像を抽出し、それを対象に前述した相互標定を行う。この処理では、連続して多数枚が撮影された各画像から抽出した多数の特徴点と各画像を撮影したカメラ２０１の外部標定要素の相対関係が特定された相対三次元モデルが作成され、各画像に対応したカメラの相対的な外部標定要素が算出される。なお、上記の相互標定の際、発射台２２０の位置を拘束点として用いることも可能である。  
【００７５】
絶対標定部３０３は、相互標定部３０２で行った相互標定の結果を用いて、上述した絶対標定を行う。この処理では、相互標定で得た相対三次元モデルにおけるカメラ２０１の移動経路Ｓと、ＴＳ１００が追尾したＵＡＶ２００（反射プリズム２０２）の移動経路Ｓ’とが比較され、移動経路Ｓと移動経路Ｓ’の差が最小となるように、相対三次元モデルの縮尺調整、平行移動、回転移動を行う。上記の差が最小となった段階で、相対三次元モデルに実スケールが与えられ、また絶対座標系（移動経路Ｓを記述する絶対座標系）における向きが決まる。なお、上記の絶対標定の際、発射台２２０の位置を拘束点として用いることも可能である。  
【００７６】
調整計算実行部３０４は、数１〜数３を用いた調整計算の処理を行う。この処理では、数１のバンドル調整計算と、数２のカメラ２０１の位置と反射プリズム２０２の位置の違いに起因する誤差を最小化する調整計算、および数３の拘束条件に係る計算が同時に行なわれ、画像中から抽出した特徴点の三次元座標、各画像に対応したカメラ２０１の外部標定要素および内部標定要素が最適化される。
【００７７】
拘束点取得部３０５は、反射台２２０（ターゲット表示２２４）の撮影画像中における位置および絶対座標系上における位置を取得する。反射台２２０（ターゲット表示２２４）の位置は、以下のようにして取得される。まず、飛行開始前の状態で発射台２２０上に設置されたＵＡＶ２００の反射プリズム２０２の絶対座標系における位置がＴＳ１００によって計測される。ＵＡＶ２００が発射台２２０上に設置された状態における反射プリズム２０２と反射台２２０（ターゲット表示２２４）の位置関係は既知であるので、発射台２２０上に設置されたＵＡＶ２００の反射プリズム２０２の位置が判ることで、反射台２２０（ターゲット表示２２４）の位置が割り出される。この処理およびその結果の取得が拘束点取得部３０５で行われる。
【００７８】
処理制御部３０８は、測量データ処理装置４００で行われる処理の手順やタイミングを制御する。処理制御部３０８の機能は、測量データ処理装置４００を構成するハードウェア（例えば、ＰＣやＷＳ）が備えるＣＰＵによって担われる。三次元モデル作成部３０９は、調整計算が行われた結果得られた特徴点の三次元座標を用いてカメラ２０１が撮影した画像に基づく三次元モデルの作成を行う。画像に基づく三次元モデルの作成については、例えば特開ＷＯ２０１１/０７０９２７号公報、特開２０１２−２３０５９４号公報、特開２０１４−３５７０２号公報等に記載されている。
【００７９】
通信部３１０は、外部の機器との間で通信を行う。ＰＣやＷＳを用いて測量データ処理装置４００を構成した場合、通信部３１０は、利用したＰＣやＷＳのインターフェース機能や通信機能を利用して構成される。記憶部３１１は、測量データ処理装置４００の動作に必要なプログラムやデータ、測量データ処理装置４００の動作の結果得られたデータ等を記憶する。ＰＣやＷＳを用いて測量データ処理装置４００を構成した場合、記憶部３１１として、利用したＰＣやＷＳの半導体メモリやハードディスク装置が利用される。
【００８０】
標定点抽出部３１２は、画像中から標定点として利用される特徴点の抽出および発射台２２０（ターゲット表示２２４）の抽出を行う。特徴点の抽出は、ソーベルフィルタやガウシアンフィルタ等を用いた画像中からの特徴点抽出技術を用い行う。発射台２２０の抽出は、公知の画像認識技術を用いて行う。
【００８１】
（処理の手順の一例）
図７は、測量データ処理装置４００で行われる処理の一例を示すフローチャートである。図７の処理を実行するプログラムは、測量データ処理装置４００の記憶部３１１に記憶され、処理制御部３０８によって実行される。当該プログラムは、適当な記憶媒体に記憶され、そこから提供される形態も可能である。
【００８２】
まず、ＵＡＶ２００を発射台２２０上に設置する（ステップＳ１０１）。この際、位置決め部２２１，２２２を利用して、発射台２２０に対するＵＡＶ２００の姿勢と位置を予め定められた関係となるようにする。なお、ここでは、位置と姿勢は絶対座標系上におけるものを扱うものとする。
【００８３】
次に、飛行を開始する前の段階で、ＵＡＶ２００の測位をＴＳ１００により行う（ステップＳ１０２）。なお、ＴＳ１００は、既知の位置に設置され、姿勢の基準が特定された状態ものを用いる。例えば、ＴＳ１００の位置の経度、緯度、平均海面からの高度は、予め特定され、またＴＳ１００の光軸の向きは、水平面からの仰角または俯角、鉛直上の方向から見た北を基準とした時計回り方向の角度で計測されることが予め定められている。ステップＳ１０２の作業では、ＴＳ１００により反射プリズム２０２の測位が行なわれる。ＵＡＶ２００の位置（例えば、ＩＭＵの位置や重心の位置）、反射プリズム２０２の反射中心の位置、カメラ２０１の投影中心（光学原点）の位置の関係は予め既知の情報であるので、ステップＳ１０２の作業により、ＵＡＶ２００およびカメラ２０１の位置が判明する。
【００８４】
ＵＡＶ２００の位置を求めたら、発射台２２０の位置（この例ではターゲット表示２２４の中心の位置）を取得する（ステップＳ１０３）。この処理は、拘束点取得部３０５で行われる。
【００８５】
発射台２２０の位置は、以下のようにして求められる。この段階では、発射台２２０上におけるＵＡＶ２００の位置がＴＳ１００により計測されている。ここで、ＵＡＶ２００の位置と発射台２２０の姿勢と位置の関係は、ステップＳ１０１で確定されており、既知の情報である。よって、ステップＳ１０２で得たＵＡＶ２００の位置データに基づき、発射台２２０の位置が求められる。
【００８６】
また、以下のように考えることもできる。まず、ステップＳ１０１において、反射プリズム２０２の位置が特定されている。ここで、反射プリズム２０２の位置と発射台２２０の位置（ターゲット表示２２４の中心の位置）との関係は特定され、既知の情報である。よって、発射台２２０上に置かれたＵＡＶ２００の反射プリズム２０２の位置情報を得ることで、発射台２２０の位置を求めることができる。
【００８７】
次に、ＵＡＶ２００の飛行を開始し、カメラ２０１を用いた航空写真測量の対象（地表や建築構造物等）の空撮を行う（ステップＳ１０４）。この際、ＴＳ１００により、飛行しているＵＡＶ２００の追尾と測位が継続して行われる。また、撮影した写真画像の中に発射台２２０が写ったものが複数枚含まれるようにする。
【００８８】
空撮が終了したら、カメラ２０１が撮影した画像データおよびＴＳ１００のＵＡＶ２００に係る測位データを取得する（ステップＳ１０５）。なお、ＵＡＶ２００の飛行開始前の段階の測位データ（発射台２２０上におけるＵＡＶ２００の測位データ）をこの段階で受け付けてもよい。画像データと測位データを取得したら、カメラ２０１が撮影した写真画像、その撮影時刻、当該撮影時刻においてＴＳ１００が測位したＵＡＶ２００の位置のデータを関連付けし、それを記憶部３１１に記憶する。
【００８９】
次に、空撮画像中から特徴点の抽出および発射台２２０（ターゲット表示２２４）の抽出を行う（ステップＳ１０６）。この処理は、標定点抽出部３１２で行われる。
【００９０】
次に、ＵＡＶ２００から撮影した画像に基づきスケールなしの三次元モデル（相対三次元モデル）の作成が行われる（ステップＳ１０７）。この処理は、相互標定部３０２で行われる。この処理では、図２の原理により、標定点Ｐjを利用した撮影対象の相対三次元モデルの作成が行なわれる。ここでは、標定点Ｐjとして、画像中から抽出された特徴点が用いられるが、それに加えて発射台２２０を利用することもできる。この処理において相互標定が行われ、各画像に対応したカメラ２０１の相対的な外部標定要素を求める。
【００９１】
次に、ステップ１０７で作成した相対三次元モデルにおけるカメラ２０１の移動経路Ｓが、ＴＳ１００が測位した反射プリズム２０２の移動経路Ｓ’にフィッティングするように相対三次元モデルの縮尺調整、平行移動、回転移動を行う。この処理により、相対三次元モデルに対して、反射プリズム２０２の位置への座標変換が施され、相対三次元モデルに実スケールが与えられる。（ステップＳ１０８）。この処理は、絶対標定部３０３で行われる。
【００９２】
ステップＳ１０８の処理により、ステップ１０７で作成した相対三次元モデルが絶対座標系上で記述される三次元モデルとなり、絶対座標系における各画像の特徴点の三次元座標（Ｘj,Ｙj,Ｚj)、および画像ｉに対応する絶対座標系におけるカメラの外部標定要素（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i）が得られる。なお、この処理において、発射台２２０の位置を拘束条件として用いてもよい。
【００９３】
次に調整計算が行われる（ステップＳ１０９）。この処理は、調整計算実行部３０４で行われる。この処理では、数１〜数３の最小二乗解を計算することで、（Ｘj,Ｙj,Ｚj)、（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i）、（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2）の最適化を行う。ここで、ステップＳ１１０の判定を行い、収束条件を満たした場合に処理を終了し、特徴点の三次元座標（Ｘj,Ｙj,Ｚj)、外部標定要素（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i）および内部標定要素（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2）の値を確定する。収束条件を満たさない場合、未知パラメータ（（Ｘj,Ｙj,Ｚj)、（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i）、（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2））を更新し（ステップＳ１１１）、再度調整計算を行う。実際には、未知パラメータの更新が多数回繰り返し行われ、収束条件が満たされた段階で（Ｘj,Ｙj,Ｚj)、（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i）、（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2）の値が確定される。
【００９４】
（むすび）
相互標定により、カメラ２０１の移動経路Ｓを記述する相対三次元モデルが作成される。他方でＵＡＶ２００搭載の反射プリズム２０２はＴＳ１００で測位され、その絶対座標系上における移動経路Ｓ’が実測値として特定される。
【００９５】
相互標定の後、絶対標定を行う。絶対標定では、絶対座標系上における実測値である移動経路Ｓ’に相対三次元モデル上の移動経路Ｓがフィッティングするように、相対三次元モデルの縮尺調整、平行移動、回転を行う。絶対座標系上において、移動経路Ｓ’に移動経路Ｓがフィッティングすることで、相互標定で得た相対三次元モデルの絶対座標系上における向きと実スケールが与えられる。
【００９６】
絶対標定の後、数１〜数３の調整計算を同時に行ない、撮影対象の特徴点の三次元座標（Ｘj,Ｙj,Ｚj)、カメラ２０１の外部標定要素（Ｘoi，Ｙoi，Ｚoi，ａ11i〜ａ33i）および内部標定要素（ｃ,ｘp,ｙp,ｋ1〜ｋ3,ｐ1〜ｐ2）の最適化を行う。この際、数１のバンドル調整計算と同時に、数２の調整計算を同時に行うことで、カメラ２０１と反射プリズム２０２の位置のズレに起因する各パラメータへの誤差の影響が低減される。加えて、発射台２２０の位置データを用いた数３の拘束条件に係る調整計算を同時に行うことで、数１〜数３を速く収束させることができ、また高い計算精度を得ることができる。
【００９７】
また、本技術は、予め位置を特定した多数の標定点（標定用ターゲット）を用いないで測量対象の三次元モデルの作成ができる優位性がある。他方で、予め位置を特定した多数の標定点を用いないので、測量現場固有のパラメータの偏差や誤差要因が存在する場合がある。固定の内部標定要素を用いた場合、上記の偏差や誤差要因が調整計算（バンドル調整）に悪影響を与える。これに対して、本技術では、内部標定要素を固定せず、内部標定要素も含めて調整計算を行うので、上記の悪影響を抑えることができる。
【００９８】
（その他）
図１には、ＵＡＶ２００を発射台２２０に対する姿勢および位置を物理的に決める手段（位置決め部２２１，２２２）が示されているが、それに代わって、あるいはそれに加えて発射台２２０に対するＵＡＶ２００の姿勢と位置を決める表示を発射台２２０に付与してもよい。この場合、この表示を目安にＵＡＶ２００の発射台２２０への設置が行われる。
【００９９】
ＵＡＶ２００の形状が中心軸に対して対称であり、この中心軸上に反射プリズムが配置され、発射台２２０にＵＡＶ２００を設置した状態において、ＵＡＶ２００の中心軸と発射台２２０の中心（ターゲット表示２２４の中心）が一致する場合、設置状態における発射台２２０に対するＵＡＶ２００の姿勢は問われない。
【０１００】
発射台２２０は、空撮画像中から識別できるターゲット表示機能を有していればよい。よって、識別し易い形状や色として、ターゲット表示２２４を設けない構造とすることも可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００…ＴＳ（トータルステーション）、２００…ＵＡＶ、２０１…カメラ、２０２…反射プリズム、２２０…発射台、２２１…位置決め部、２２２…位置決め部、２２４…ターゲット表示。
【図１】
2019138842.tif 000006
【図２】
2019138842.tif 000007
【図３】
2019138842.tif 000008
【図４】
2019138842.tif 000009
【図５】
2019138842.tif 000010