(57)【要約】      （修正有）【課題】計測精度を確保しつつ写真撮影を簡便に行うことができる写真計測システムを提供する。【解決手段】計測対象物８の設計データを読み込み、仮想三次元空間内に計測対象物８の三次元モデルを生成する三次元モデル生成機能部と、計測ポイントを設定する計測ポイント設定機能部と、撮影位置合わせ用ターゲットとしての境界線もしくは、輪郭線から、特徴点を設定する撮影位置合わせ用ターゲット設定機能部と、三次元モデルを用いて写真撮影位置を複数導出する写真撮影位置導出機能部と、三次元モデルを用いて計測対象物８および撮影位置合わせ用ターゲットが写り得る撮影位置合わせ用画像をそれぞれ生成する撮影位置合わせ用画像生成機能部と、各写真撮影位置を表示する写真撮影位置表示機能部と、各撮影位置合わせ用画像を表示する撮影位置合わせ用画像表示機能部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象物の設計データを読み込み、仮想三次元空間内に前記計測対象物の三次元モデルを生成する三次元モデル生成機能部と、
前記計測対象物を計測するための計測ポイントを設定する計測ポイント設定機能部と、
前記計測対象物を前記計測ポイントが含まれるように撮影する写真撮影位置の決定基準となる撮影位置合わせ用ターゲットを設定する撮影位置合わせ用ターゲット設定機能部と、
前記三次元モデルを用いて、前記計測ポイントの計測精度が所定精度となる前記写真撮影位置を複数導出する写真撮影位置導出機能部と、
前記三次元モデルを用いて、各前記写真撮影位置から撮影した場合の前記計測対象物および前記撮影位置合わせ用ターゲットが写り得る写真座標を算出して、撮影位置合わせ用画像をそれぞれ生成する撮影位置合わせ用画像生成機能部と、
各前記写真撮影位置を表示する写真撮影位置表示機能部と、
各前記撮影位置合わせ用画像を表示する撮影位置合わせ用画像表示機能部と、
を備えた写真計測システム。
【請求項２】
前記撮影位置合わせ用画像表示機能部は、
前記撮影位置合わせ用画像にカメラから取り込んだ写真を合成した合成画像を表示する請求項１に記載の写真計測システム。
【請求項３】
カメラから取り込んだ写真の前記撮影位置合わせ用ターゲットの位置と、前記撮影位置合わせ用画像に含まれている前記撮影位置合わせ用ターゲットの位置との一致度を算出して出力する撮影位置判定機能部を備えた請求項１または請求項２に記載の写真計測システム。
【請求項４】
計測対象物の設計データを読み込み、仮想三次元空間内に前記計測対象物の三次元モデルを生成し、
前記計測対象物を計測するための計測ポイントを設定し、
前記計測対象物の計測ポイントが含まれるように撮影する写真撮影位置の決定基準となる撮影位置合わせ用ターゲットを設定し、
前記三次元モデルを用いて、前記計測ポイントの計測精度が所定精度となる前記写真撮影位置を複数導出し、
前記三次元モデルを用いて、各前記写真撮影位置から撮影した場合の前記計測対象物および前記撮影位置合わせ用ターゲットが写り得る写真座標を算出して、撮影位置合わせ用画像をそれぞれ生成し、
各前記写真撮影位置および各前記撮影位置合わせ用画像を表示する写真撮影位置指示方法。
【請求項５】
前記撮影位置合わせ用画像に、カメラから取り込んだ写真を合成した合成画像として表示する請求項４に記載の写真撮影位置指示方法。
【請求項６】
カメラから取り込んだ写真の前記撮影位置合わせ用ターゲットの位置と、前記撮影位置合わせ用画像に含まれている前記撮影位置合わせ用ターゲットの位置との一致度を算出して出力する請求項５に記載の写真撮影位置指示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数箇所の写真撮影位置にて撮影した写真から三次元座標を得て写真測量を行うための写真計測システムおよび写真撮影位置指示方法に関し、特に、計測精度を確保しつつ写真撮影を簡便に行うことができるものである。
【背景技術】
【０００２】
立体的な構造物を製作した後、設計通りに作られているか否かを確認する方法の一つとして写真測量が用いられている。ただし、写真測量による計測精度は写真撮影位置や撮影枚数によって変動するため、計測者の技量や経験に依存するものであった。そこで、従来の写真計測システムは、計測精度を安定させるために写真撮影位置を指示する方法を用いている。
【０００３】
写真撮影位置を決定する方法として、まずは計測対象物の設計データを基に３ＤＣＡＤ空間内に作成したモデルに対して、写真計測を所望する計測ポイントを設定する。この計測ポイントを撮影し得る仮想写真撮影位置を３ＤＣＡＤ空間内に設定し、各仮想写真撮影位置にて撮影された写真を用いて写真計測のシミュレーションを行い、計測精度を算出する。
【０００４】
算出された計測精度が所定精度より低い場合は、仮想写真撮影位置の変更、または仮想写真撮影位置の追加を行い、再び計測精度を算出する。算出された計測精度が所定精度以上となった場合は、仮想写真撮影位置を実際の写真撮影位置として決定し、この写真撮影位置を示した撮影位置指示書を出力する。この指示に基づいて撮影した写真を用いることで、撮影位置に依存する計測精度のばらつきを抑え、安定した計測精度で写真計測を行うというものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４７０２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の写真計測システムは、撮影位置指示書に記載されたカメラ位置およびカメラの向きを厳密に合わせるならば、測定器による距離測定や角度測定が必要になる。例えば、距離測定器を用いて基準点からの距離を測定してカメラ位置を調整し、角度測定器を用いて基準面からの角度を測定してカメラの向きを調整することになるため、写真撮影に時間かかるという問題点があった。
【０００７】
また、大まかにカメラ位置およびカメラの向きを合わせるならば、計測対象物の写り込み位置や大きさ、角度が仮想写真撮影位置から撮影され得る写真と異なるため、シミュレーション時の計測精度と異なり、計測精度が所定精度以下になる可能性が出るという問題点があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、計測精度を確保しつつ写真撮影を簡便に行うことができる写真計測システムおよび写真撮影位置指示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の写真計測システムは、
計測対象物の設計データを読み込み、仮想三次元空間内に前記計測対象物の三次元モデルを生成する三次元モデル生成機能部と、
前記計測対象物を計測するための計測ポイントを設定する計測ポイント設定機能部と、
前記計測対象物を前記計測ポイントが含まれるように撮影する写真撮影位置の決定基準となる撮影位置合わせ用ターゲットを設定する撮影位置合わせ用ターゲット設定機能部と、
前記三次元モデルを用いて、前記計測ポイントの計測精度が所定精度となる前記写真撮影位置を複数導出する写真撮影位置導出機能部と、
前記三次元モデルを用いて、各前記写真撮影位置から撮影した場合の前記計測対象物および前記撮影位置合わせ用ターゲットが写り得る写真座標を算出して、撮影位置合わせ用画像をそれぞれ生成する撮影位置合わせ用画像生成機能部と、
各前記写真撮影位置を表示する写真撮影位置表示機能部と、
各前記撮影位置合わせ用画像を表示する撮影位置合わせ用画像表示機能部とを備えたものである。
【００１０】
また、この発明の写真撮影位置指示方法は、
計測対象物の設計データを読み込み、仮想三次元空間内に前記計測対象物の三次元モデルを生成し、
前記計測対象物を計測するための計測ポイントを設定し、
前記計測対象物の計測ポイントが含まれるように撮影する写真撮影位置の決定基準となる撮影位置合わせ用ターゲットを設定し、
前記三次元モデルを用いて、前記計測ポイントの計測精度が所定精度となる前記写真撮影位置を複数導出し、
前記三次元モデルを用いて、各前記写真撮影位置から撮影した場合の前記計測対象物および前記撮影位置合わせ用ターゲットが写り得る写真座標を算出して、撮影位置合わせ用画像をそれぞれ生成し、
各前記写真撮影位置および各前記撮影位置合わせ用画像を表示するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の写真計測システムおよび写真撮影位置指示方法は、上記のように構成され行われているため、
計測精度を確保しつつ写真撮影を簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１における写真計測システムを備えた写真計測方法を示す概念図である。
【図２】図１に示した写真計測システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した写真計測システムの写真撮影位置指示方法を示すフローチャートである。
【図４】図２に示した写真計測システムにおいて作成される計測対象物の三次元モデルを示す図である。
【図５】図２に示した写真計測システムにおける撮影位置合わせ用画像の作成手順を示す図である。
【図６】図２における写真計測システムにて導出された写真撮影位置としてのカメラ撮影位置および照明位置を示した配置図である。
【図７】図１における写真計測システムでのカメラのファインダから観察されるファインダ像と撮影位置合わせ用画像との比較を示した図である。
【図８】図１における写真計測システムでのカメラのファインダから観察されるファインダ像と撮影位置合わせ用画像との比較を示した図である。
【図９】図１における写真計測システムでのボルト穴の写真座標の算出手順を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２による写真計測システムで写真撮影位置指示方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１０に示した写真計測システムの写真撮影位置指示方法の際の合成画像を示した図である。
【図１２】図１０に示した写真計測システムの写真撮影位置指示方法の際の合成画像を示した図である。
【図１３】本発明の実施の形態３による写真計測システムを備えた写真計測方法を示す概念図である。
【図１４】図１３に示した写真計測システムで計測用マークの使用例を示す図である。
【図１５】図１３に示した写真計測システムで写真撮影位置指示方法を示すフローチャートである。
【図１６】図１３に示した写真計測システムにおいて作成される計測対象物の三次元モデルを示す図である。
【図１７】図１３における写真計測システムにて導出された写真撮影位置を示した配置図である。
【図１８】図１３における写真計測システムでの計測用マークの写真座標の算出手順を示す図である。
【図１９】この発明の実施の形態４における写真計測システムで写真撮影位置指示方法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】
【００１３】
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における写真計測システムを備えた写真計測方法を示す概念図である。図２は図１に示した写真計測システムの構成を示すブロック図である。図３は図２に示した写真計測システムの写真撮影位置指示方法および、この写真撮影位置指示方法による計測対象物の計測方法を示すフローチャートである。図４は図２に示した写真計測システムにおいて作成される計測対象物の三次元モデル、計測ポイント、および撮影位置合わせ用ターゲットを示した図である。
【００１４】
図５は図２に示した写真計測システムにおける撮影位置合わせ用画像の作成手順を示した図である。図５（ａ）は、導出した写真撮影位置を仮想三次元空間内に示した図である。図５（ｂ）、（ｄ）は、各写真撮影位置から撮影した場合に写り得る計測対象物の仮想写真を示した図である。図５（ｃ）、（ｅ）は、図５（ｂ）、（ｄ）の仮想写真から撮影位置合わせ用ターゲットを抽出した撮影位置合わせ用画像を示した図である。
【００１５】
図６は図２における写真計測システムにて導出された写真撮影位置としてのカメラ撮影位置および照明位置と計測対象物との位置関係を示した配置図である。図７はこの発明の実施の形態１による写真計測システムにおけるカメラのファインダから観察されるファインダ像と撮影位置合わせ用画像との比較を示した図であり、導出した写真撮影位置に到達していない場合を示した図である。図８はこの発明の実施の形態１による写真計測システムにおけるカメラのファインダから観察されるファインダ像と撮影位置合わせ用画像との比較を示した図であり、導出した写真撮影位置に到達した場合を示した図である。
【００１６】
図９は図８にて計測者が撮影した写真からボルト穴の写真座標の算出手順を示す図である。図９（ａ）は、計測者がカメラにて撮影した写真を示す図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の写真のボルト穴を拡大した画像を示す図である。図９（ｃ）は、図９（ｂ）の画像に対してエッジ抽出処理を行った後の画像を示す図である。図９（ｄ）は、図９（ｃ）の画像に対して輪郭抽出処理および楕円フィッティング処理により楕円の重心位置を算出した画像を示す図である。
【００１７】
図１、図２に示すように、ボルト穴１を有する計測対象物８を計測するための写真計測システム２は、三次元モデル生成機能部３０と、計測ポイント設定機能部３１と、撮影位置合わせ用ターゲット設定機能部３２と、写真撮影位置導出機能部３３と、撮影位置合わせ用画像生成機能部３４と、写真撮影位置表示機能部３５と、撮影位置合わせ用画像表示機能部３６と、写真撮影機能部３７と、計測ポイント抽出機能部３８と、三次元座標算出機能部３９とを備えている。
【００１８】
そして、写真計測システム２が計測対象物８の設計データ、例えば三次元ＣＡＤデータを取得可能な、ネットワーク上に存在するサーバ７または情報メディア６が存在する。また、計測対象物８を撮影するための、カメラ４と、照明機５とが存在する。そして、写真計測システム２からの情報を表示する表示器３が存在する。カメラ４にて撮影された写真は、写真計測システム２に入力される。
【００１９】
次に上記のように構成された実施の形態１の写真計測システムにおける写真撮影位置指示方法、および、この写真撮影位置指示方法による計測対象物の計測方法について図３を用いて説明する。まず、三次元モデル生成機能部３０は、計測対象物８の設計データを例えばサーバ７または情報メディア６から取り込む。そして、例えば図４に示すように、三次元ＣＡＤ上の仮想三次元空間９内に、計測対象物８の三次元モデル１０を生成して、表示器３に表示する（図３のステップＳ１）。
【００２０】
次に、計測者は表示器３に表示された計測対象物８の三次元モデル１０から、例えば、円形状のボルト穴１を、計測対象物８を計測する場合の特徴的な形状部分の計測ポイント１１として選択するように指示する。そして、この選択された円形状のボルト穴１が、計測ポイント設定機能部３１にて計測ポイント１１として設定される（図３のステップＳ２）。ここ言う特徴的な形状部分の計測ポイント１１とは、図４に示すような円形状のボルト穴１に限られることはなく、例えば、三角形や方形などの幾何学形状からなる部品や穴、溝、突起などでも良い。また、幾何学形状ではない部品や穴、溝、突起などでも良い。
【００２１】
次に、計測者は、表示器３に表示された計測対象物８の三次元モデル１０から、計測対象物８を計測ポイント１１が含まれるように撮影する写真撮影位置の決定基準となる撮影位置合わせ用ターゲットを指示する。具体的には、図４に示すような、計測対象物８の三次元モデル１０と床面４０との境界線１２もしくは、計測対象物８の三次元モデル１０の計測ポイント１１を含む面の輪郭線１３もしくは、計測対象物８の三次元モデル１０において距離の離れた４つの特徴点１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄなどが、撮影位置合わせ用ターゲット設定機能部３２にて撮影位置合わせ用ターゲットとして設定される（図３のステップＳ３）。
【００２２】
次に、計測対象物８の三次元モデル１０を用いて、計測ポイント１１を強調し、計測精度が所定精度となるような、複数の写真撮影位置としてのカメラ撮影位置および照明位置を、写真撮影位置導出機能部３３が導出する（図３のステップＳ４）。この写真撮影位置の導出方法としては、計測対象物８の三次元モデル１０の計測ポイント１１を有する面に対して、計測精度が最も良くなるカメラ撮影位置および照明位置が一意的に決まるのであれば、その位置を、計測ポイント１１が存在する面に対してのカメラ撮影位置および照明位置として導出する。例えば、計測対象物８のボルト穴１のエッジを最も強調する照明方向、および、計測誤差を最小にする基線長、そして、カメラ４の角度が事前評価で分かっているのであれば、その照明位置およびカメラ撮影位置を写真撮影位置として導出結果とする。
【００２３】
また、他の写真撮影位置の導出方法としては、仮想三次元空間９内に仮想写真撮影位置を設定し、仮想写真撮影位置から撮影した場合に得られる計測精度が予め設定していた所定精度以上であれば、その仮想写真撮影位置を写真撮影位置として導出結果とする。また、所定精度未満であれば、所定精度に達成するまで仮想写真撮影位置の変更もしくは仮想写真撮影位置の追加を行い、精度が達成するまで繰り返し行うという方法でも良い。
【００２４】
ここで言う計測精度とは、仮想写真撮影位置から撮影した場合に写り得る計測対象物８を示す二次元画像を基に算出した計測ポイント１１の相対的な三次元座標と、設計データから得られる計測ポイント１１の相対的な三次元座標との位置関係の誤差にて設定されるものである。
【００２５】
また、上記に示した照明位置の導出方法以外として、導出された各カメラ撮影位置に対して最適な照明位置を導出するという方法でも良い。例えば、導出された１つのカメラ撮影位置に対して、カメラ４の光軸と、照明機５の光軸と、計測ポイント１１の存在する面が交わる点を通る、計測ポイント１１の存在する面に垂直な軸を基準軸とした場合、カメラ４の光軸と基準軸とのなす角度と、照明機５の光軸と基準軸とのなす角度が等しくなるような照明位置を導出する方法がある。そしてこの場合、各カメラ撮影位置に対してそれぞれ照明位置の導出を行う。
【００２６】
次に、撮影位置合わせ用画像生成機能部３４は、図５（ａ）に示すように、先のステップ４にて三次元モデル１０から導出した複数のカメラ撮影位置１５ａ、１５ｂから撮影した場合に写り得る、計測ポイント１１を有する三次元モデル１０の仮想写真１６ａ、１６ｂを図５（ｂ）、（ｄ）に示すようにそれぞれ算出する。そして、仮想写真１６ａ、１６ｂから撮影位置合わせ用ターゲットとしての、境界線１２もしくは、輪郭線１３もしくは、特徴点１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを抽出することで、図５（ｃ）、（ｅ）に示すような撮影位置合わせ用画像１７ａ、１７ｂをそれぞれ生成する（図３のステップＳ５）。
【００２７】
次に、計測対象物８と、導出したカメラ撮影位置１５ａ、１５ｂと、照明位置１８との位置関係を示す配置図１９を写真撮影位置表示機能部３５にて生成し、図６に示すように表示器３に表示する（図３のステップＳ６）。そして、計測者に対してカメラ撮影位置１５ａ、１５ｂおよび照明位置１８を指示する。尚、この際生成する配置図１９は、図６に示すような平面図でも良いし、図６とは異なり立体図でも良い。さらに、図６に示すような大まかな位置関係が分かるような表示方法でも良いし、図６とは異なり、詳細な距離や角度、縮尺などを記載しても良い。
【００２８】
次に、撮影位置合わせ用画像表示機能部３６は撮影位置合わせ用画像１７ａ、１７ｂを表示器３に表示する（図３のステップＳ７）。そして、計測者は、配置図１９に基づいて、照明機５とカメラ４とを配置する。そして、計測者は、撮影位置合わせ用画像１７ａ、１７ｂの撮影位置合わせ用ターゲットとしての境界線１２もしくは、輪郭線１３もしくは、特徴点１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと、実際のカメラ４によって撮影される写真における撮影位置合わせ用ターゲットとしての境界線１２もしくは、輪郭線１３もしくは、特徴点１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの位置が一致するような位置になるまでカメラ４の位置を調整して移動する。
【００２９】
尚、実際にカメラ４に撮影された写真には、撮影位置合わせ用ターゲットとしての境界線１２もしくは、輪郭線１３もしくは、特徴点１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが表示されるものでは無く、計測者が撮影位置合わせ用画像１７ａ、１７ｂに示された撮影位置合わせ用ターゲットとして表示されている境界線１２もしくは、輪郭線１３もしくは、特徴点１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを参考に検証するものである。このことは以下の実施の形態においても同様であるためその説明は適宜省略する。
【００３０】
具体的には、図７に示すように、導出されたカメラ撮影位置に到達していない場合には、カメラ４のファインダから観察されるファインダ像２０ａの撮影位置合わせ用ターゲットの位置と、導出したカメラ撮影位置１５ｂにおける撮影位置合わせ用画像１７ｂの撮影位置合わせ用ターゲットの位置とに差が生じている。これが合うように計測者はカメラ４を移動し、図８に示すように、カメラ４のファインダから観察されるファインダ像２０ｂの撮影位置合わせ用ターゲットの位置と、導出したカメラ撮影位置１５ｂにおける撮影位置合わせ用画像１７ｂの撮影位置合わせ用ターゲットの位置とが同様の位置になるようにする。
【００３１】
次に、計測者が決定したカメラ撮影位置に設置されたカメラ４にて計測対象物８を撮影した写真２１（図９（ａ））を、写真撮影機能部３７が取り込み、保存する（図３のステップＳ８）。次に、保存した各写真撮影位置から撮影した写真２１（図９（ａ））から、ボルト穴１（計測ポイント１１）の写真座標を算出する（図３のステップＳ９）。
【００３２】
例えば、図９（ｂ）に示すように写真２１に対して、Ｃａｎｎｙフィルタや微分フィルタなどでエッジ抽出を行い（図９（ｃ））、さらに、輪郭抽出処理および楕円フィッティング処理により楕円形状を抽出し、その重心位置を算出することでボルト穴１（計測ポイント１１）の写真座標を得る（図９（ｄ））。尚、上記に示した計測ポイント１１の抽出方法以外に、例えば導出したカメラ撮影位置から撮影した場合に写り得る、計測ポイント１１の形状を登録しておき、保存した写真２１に対してパターンマッチングを行うことにより、計測ポイント１１の写真座標（二次元座標）を算出する方法を用いても良い。
【００３３】
次に、算出した計測ポイント１１の写真座標（二次元座標）を各写真間にて対応付けして、各計測ポイント１１の三次元座標を三次元座標算出機能部３９により算出する（図３のステップＳ１０）。ここで、算出した計測ポイント１１の三次元座標は、導出した写真撮影位置に基づき撮影した写真を使用しているため、所定精度の計測結果を得ることができる。
【００３４】
上記のように構成された実施の形態１の写真計測システムによれば、遠近感を捉えやすい撮影位置合わせ用ターゲットを設定し、所定精度が得られる写真撮影位置から撮影した場合に写り得る撮影位置合わせ用画像および写真撮影位置を表示することで、計測者が適切な写真撮影位置に到達したかどうかを容易に判断できる。よって、所定精度を満たす写真を撮影できる。
【００３５】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、撮影位置合わせ用画像を表示して計測者がカメラのファインダを見ながら、カメラのカメラ撮影位置を移動して調整する例を示したが、本実施の形態２においては、撮影位置合わせ用画像表示機能部において、撮影位置合わせ用画像に、カメラから取り込んだ写真を合成した合成画像を表示するものである。
【００３６】
図１０はこの発明の実施の形態２における写真計測システムの写真撮影位置指示方法を示すフローチャートである。図１１、図１２は本発明の実施の形態２による写真計測システムにおいてカメラの写真と撮影位置合わせ用画像との合成画像を示した図である。図１１は、導出した写真撮影位置にカメラが到達していない場合を示す図である。図１２は、導出した写真撮影位置にカメラが到達した場合を示す図である。尚、写真計測システムの構成は、上記実施の形態１と同様であるためその説明は適宜省略する。また、同様の部分は同一符号を用いて説明する。また、このことは以下の実施の形態においても同様であるため、その説明は適宜省略する。
【００３７】
次に上記のように構成された実施の形態２の写真計測システムにおける写真撮影位置指示方法について図１０を用いて、上記実施の形態１と異なる部分について説明する。まず、上記実施の形態１と同様の工程を経て、撮影位置合わせ用画像表示機能部３６は、撮影位置合わせ用画像１７ａ、１７ｂの表示するとともに、カメラ４から随時取り込んだ写真２２ａ、２２ｂを合成して合成画像２３ａ、２３ｂとして表示器３に表示する（図１０のステップＳ１１）。
【００３８】
具体的には、図１１に示すように、導出したカメラ撮影位置に到達していない場合には、カメラ４からの写真２２ａ（図１１（ａ））と、撮影位置合わせ用画像１７ｂ（図１１（ｂ））との合成画像２３ａ（図１１（ｃ））となり、導出したカメラ撮影位置に到達していないことが容易に判断することができる。
【００３９】
そして、計測者は、撮影位置合わせ用画像１７ｂに合うようにカメラ４を移動して撮影し、図１２に示すように、カメラ４からの写真２２ｂ（図１２（ａ））と、撮影位置合わせ用画像１７ｂ（図１２（ｂ））との合成画像２３ｂ（図１２（ｃ））となり、導出したカメラ撮影位置に到達していることが容易に判断することができる。よって、計測者に対して、撮影位置合わせ用画像１７ｂの撮影位置合わせ用ターゲットの位置、と、実際撮影しているカメラ４の写真２２ｂの撮影位置合わせ用ターゲットの位置とが一致するような位置まで移動するように指示することができ、導出した写真撮影位置まで誘導することが可能となる。
【００４０】
さらにこの際、カメラ４から取り込んだ写真の撮影位置合わせ用ターゲットの位置と、撮影位置合わせ用画像１７ａ、１７ｂに含まれている撮影位置合わせ用ターゲットの位置との一致度、例えば、写真座標位置の差、または、縮尺比を算出する撮影位置判定機能部を備えるようにしてもよい。
そして、撮影位置判定機能部が、一致度の許容範囲を表示器３に追加して表示する。そして、一致度が許容範囲内であれば最適な写真撮影位置に到達したものとし、表示器３に表示して計測者に報知してもよい。もしくは、報知音や音声ガイドを再生することによって計測者に報知してもよい。
【００４１】
上記のように構成された実施の形態２の写真計測システムによれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、カメラから随時取り込んだ写真と撮影位置合わせ用画像との合成画像を随時表示することによって、撮影位置合わせ用画像の撮影位置合わせ用ターゲットと、カメラから取り込んだ写真とに写る撮影位置合わせ用ターゲットとの差分が明らかになり、計測者が適切な写真撮影位置に到達したかどうかを容易に判断できる。
【００４２】
さらに、カメラから随時取り込んだ写真に写る撮影位置合わせ用ターゲットと、撮影位置合わせ用画像の撮影位置合わせ用ターゲットの一致度を報知することによって、計測者が適切な写真撮影位置に到達したかどうかを容易に判断できる。
【００４３】
実施の形態３．
上記各実施の形態においては、計測対象物自体に計測ポイントを設定する例を示したが、これに限られることはなく、本実施の形態３においては、計測対象物を計測するための計測ポイントを、計測対象物に新たに設置して、その計測ポイントを計測する例について説明する。
【００４４】
図１３はこの発明の実施の形態３における写真計測システムを備えた写真計測方法を示す概念図である。図１４は図１３に示した写真計測システムの計測対象物の計測ポイントの構成を説明する図である。図１５は図１３に示した写真計測システムの写真撮影位置指示方法および、この写真撮影位置指示方法による計測対象物の計測方法を示すフローチャートである。図１６は図１３に示した写真計測システムにおいて作成される計測対象物の三次元モデル、計測ポイント、および撮影位置合わせ用ターゲットを示した図である。図１７は図１３における写真計測システムにて導出された写真撮影位置としてのカメラ撮影位置と計測対象物との位置関係を示した配置図である。
【００４５】
図１８は図１７にて計測者が撮影した写真からボルト穴の写真座標の算出手順を示す図である。図１８（ａ）は、計測者がカメラにて撮影した写真を示す図である。図１８（ｂ）、図１８（ａ）の写真のボルト穴を拡大した画像を示す図である。図１８（ｃ）は、図１８（ｂ）の画像に対してエッジ抽出処理を行った後の画像を示す図である。図１８（ｄ）は、図１８（ｃ）の画像に対して輪郭抽出処理および楕円フィッティング処理により楕円の重心位置を算出した画像を示す図である。尚、写真計測システムの構成は、上記各実施の形態と同様であるためその説明は適宜省略する。
【００４６】
図１３において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態３においては、カメラ４と照明機５とが一体に形成されている例について示している。さらに、計測対象物８に計測用マーク２４が貼り付けられた嵌め込み部品２６を備えている。この計測用マーク２４は、計測対象物８が持つ特徴的な形状部分の代わりに計測ポイント２５として使用するためのものである。
【００４７】
例えば、黒い背景に指向性無く光を反射する素材で、円を描いたものなどを計測したい箇所に貼り付けて設置されている。よって、図１４に示すように計測対象物８のボルト穴１に計測用マーク２４を貼り付けた嵌め込み部品２６を嵌めこむなどして、計測対象物８の計測したい箇所に計測用マーク２４を設置している。このような計測用マーク２４を計測ポイント２５とする場合は、照明位置に依存せずに計測用マーク２４の形状を強調することができるため、照明位置は計測用マーク２４に向いていれば良く、特に指示しないものとする。
【００４８】
尚、本実施の形態３においては、計測用マーク２４を計測ポイント２５としているため、写真の撮影において照明機５の位置には左右されることが少ないので、図１３においては、照明機５をカメラ４と一体型の例を示したが、これに限られることはなく、上記各実施の形態と同様に独立型の場合でも行うことができる。
【００４９】
次に上記のように構成された実施の形態３の写真計測システムにおける写真撮影位置指示方法について図１５を用いて、上記各実施の形態と異なる部分について説明する。まず、上記各実施の形態と同様の工程を経て、計測用マーク２４を計測ポイント２５として計測ポイント設定機能部３１は設定する（図１５のステップＳ１２）。次に、図１６に示すように計測したい計測ポイント２５のおおむね中心位置を仮計測ポイント２７として計測ポイント設定機能部３１がさらに設定する（図１５のステップＳ１３）。
【００５０】
さらに、上記各実施の形態と同様の工程を経て、写真撮影位置導出機能部３３は、仮計測ポイント２７の計測精度が、所定精度となるような写真撮影位置を上記各実施の形態と同様に導出する（図１５のステップＳ１４）。さらに、上記各実施の形態と同様の工程を経て、写真撮影位置表示機能部３５は、導出したカメラ撮影位置１５ａ、１５ｂと計測対象物８との位置関係を示す配置図２８を図１７に示すように生成し、表示器３に表示する（図１５のステップＳ１５）。
【００５１】
さらに、上記各実施の形態と同様の工程を経て、計測ポイント抽出機能部３８は、各写真撮影位置からを撮影した写真２９から、計測用マーク２４の写真座標を算出する（図１５のステップＳ１６）。具体的には上記各実施の形態と同様に、例えば、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように写真２９に対して、Ｃａｎｎｙフィルタや微分フィルタなどでエッジ抽出を行い（図１８（ｃ））、さらに、輪郭抽出処理および楕円フィッティング処理により楕円形状を抽出し、その重心位置を算出することで計測用マーク２４（計測ポイント２５）の写真座標を得る（図１８（ｄ））。尚、上記に示した計測ポイント２５の抽出方法以外に、例えば導出したカメラ撮影位置から撮影した場合に写り得る、計測ポイント２５の形状を登録しておき、保存した写真２９に対してパターンマッチングを行うことにより、計測ポイント２５の写真座標（二次元座標）を算出する方法を用いても良い。そして以下、上記各実施の形態と同様に行い、計測対象物８の計測を行う。
【００５２】
上記のように構成された実施の形態３の写真計測システムによれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、計測対象物に明確となる計測ポイントを新たに計測用マークとして設定することができるため、計測者が適切な写真撮影位置に到達したかどうかをさらに容易に判断できる。よって、所定精度を満たす写真の撮影を更に容易に行うことができる。
【００５３】
実施の形態４．
上記実施の形態３では、撮影位置合わせ用画像を表示して計測者がカメラのファインダを見ながら、カメラのカメラ撮影位置を移動して調整する例を示したが、本実施の形態４においては、上記実施の形態３と同様に、計測ポイントとしての計測用マークを計測対象物に新たに設置した場合であって、上記実施の形態２と同様に、撮影位置合わせ用画像機能部において撮影位置合わせ用画像に、カメラから取り込んだ写真を合成した合成画像を表示するものである。
【００５４】
図１９はこの発明の実施の形態４における写真計測システムの写真撮影位置指示方法を示すフローチャートである。次に上記のように構成された実施の形態４の写真計測システムにおける写真撮影位置指示方法について図１９を用いて、上記実施の形態３と異なる部分について説明する。まず、上記実施の形態３と同様の工程を経て、撮影位置合わせ用画像表示機能部３６は、撮影位置合わせ用画像の表示するとともに、カメラ４から随時取り込んだ写真を合成して合成画像として表示器３に表示する（図１９のステップＳ１７）。尚、具体的な表示方法は、上記実施の形態２と同様である。
【００５５】
そして、計測者は、合成画像から導出したカメラ撮影位置に到達していないと判断すると、カメラ４を移動して撮影し、合成画像から導出したカメラ撮影位置に到達している判断することができる。よって、計測者に対して、撮影位置合わせ用画像の撮影位置合わせ用ターゲットの位置と、実際撮影しているカメラ４の写真の撮影位置合わせ用ターゲットの位置とが一致するような位置まで移動するように指示することができ、導出した写真撮影位置まで誘導することが可能となる。
【００５６】
さらにこの際、上記実施の形態２と同様に、カメラ４から取り込んだ写真の撮影位置合わせ用ターゲットの位置と、撮影位置合わせ用画像に含まれている撮影位置合わせ用ターゲットの位置との一致度、例えば、写真座標位置の差、または、縮尺比を算出する撮影位置判定機能部を備えるようにしてもよい。そして、撮影位置判定機能部が、一致度の許容範囲を表示器３に追加して表示する。そして、一致度が許容範囲内であれば最適な写真撮影位置に到達したものとし、表示器３に表示して計測者に報知してもよい。もしくは、報知音や音声ガイドを再生することによって計測者に報知してもよい。
【００５７】
上記のように構成された実施の形態４の写真計測システムによれば、上記実施の形態３と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、上記実施の形態２と同様に、カメラから随時取り込んだ写真と撮影位置合わせ用画像との合成画像を随時表示することによって、撮影位置合わせ用画像の撮影位置合わせ用ターゲットと、カメラから取り込んだ写真とに写る撮影位置合わせ用ターゲットとの差分が明らかになり、計測者が適切な写真撮影位置に到達したかどうかを容易に判断できる。
【００５８】
さらに、カメラから随時取り込んだ写真に写る撮影位置合わせ用ターゲットと、撮影位置合わせ用画像の撮影位置合わせ用ターゲットの一致度を報知することによって、計測者が適切な写真撮影位置に到達したかどうかを容易に判断できる。
【００５９】
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  ボルト穴、２  写真計測システム、３  表示器、４  カメラ、５  照明機、
６  情報メディア、７  サーバ、８  計測対象物、９  仮想三次元空間、
１０  三次元モデル、１１  計測ポイント、１２  境界線、１３  輪郭線、
１４ａ  特徴点、１４ｂ  特徴点、１４ｃ  特徴点、１４ｄ  特徴点、
１５ａ  カメラ撮影位置、１５ｂ  カメラ撮影位置、１６ａ  仮想写真、
１６ｂ  仮想写真、１７ａ  撮影用位置合わせ画像、１７ｂ  撮影用位置合わせ画像、
１８  照明位置、１９  配置図、２０ａ  ファインダ像、２０ｂ  ファインダ像、
２１  写真、２２ａ  写真、２２ｂ  写真、２３ａ  合成画像、２３ｂ  合成画像、
２４  計測用マーク、２５  計測ポイント、２６  嵌込部品、２７  仮計測ポイント、
２８  配置図、２９  写真、３０  三次元モデル生成機能部、
３１  計測ポイント設定機能部、３２  撮影位置合わせ用ターゲット設定機能部、
３３  写真撮影位置導出機能部、３４  撮影位置合わせ用画像生成機能部、
３５  写真撮影位置表示機能部、３６  撮影位置合わせ用画像表示機能部、
３７  写真撮影機能部、３８  計測ポイント抽出機能部、３９  三次元座標算出機能部、４０  床面。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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