(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に対し運動するカメラにより異なる撮影位置から撮影された画像を用いてステレオ写真測量を行い前記対象物の対応点の３次元座標を計測する３次元計測装置であって、
前記カメラの経路に沿って休止区間と交互に画像取得区間を設定し、前記画像取得区間にて順次撮影される複数の前記画像を取得する画像取得手段と、
同じ前記画像取得区間にて撮影された前記画像同士を用いた前記ステレオ写真測量により前記３次元座標を算出する座標算出手段と、を有し、
先行画像取得区間と後続画像取得区間との間にて前記画像の取得を休止する前記休止区間の長さは、前記先行画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域と前記後続画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域とが互いにつながるように設定され、かつ前記画像取得区間の長さは前記休止区間より短く設定されること、
を特徴とする３次元計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の３次元計測装置において、
前記画像取得手段は、前記画像取得区間にて３つ以上の撮影位置での前記画像を取得し、
マルチベースラインステレオ写真測量を行う構成とすること、
を特徴とする３次元計測装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の３次元計測装置において、
前記先行画像取得区間における前記画像と前記後続画像取得区間における前記画像とを用いた前記ステレオ写真測量を行い、これにより得られた前記３次元座標を基準として前記座標算出手段により算出された前記３次元座標の前記ステレオ写真測量における奥行き方向の位置を補正する座標補正手段を有すること、
を特徴とする３次元計測装置。
【請求項４】
対象物に対し運動するカメラにより異なる撮影位置から撮影された画像を用いてステレオ写真測量を行い前記対象物の対応点の３次元座標を計測する３次元計測方法であって、
前記カメラの経路に沿って休止区間と交互に画像取得区間を設定し、前記画像取得区間にて順次撮影される複数の前記画像を取得する画像取得ステップと、
前記各画像取得区間内の前記画像同士を用いた前記ステレオ写真測量により前記３次元座標を算出する座標算出ステップと、を有し、
先行画像取得区間と後続画像取得区間との間にて前記画像の取得を休止する前記休止区間の長さは、前記先行画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域と前記後続画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域とが互いにつながるように設定され、かつ前記画像取得区間の長さは前記休止区間より短く設定されること、
を特徴とする３次元計測方法。
【請求項５】
対象物に対し運動するカメラにより異なる撮影位置から撮影された画像を用いてステレオ写真測量を行い前記対象物の対応点の３次元座標を計測する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、当該コンピュータを、
前記カメラの経路に沿って休止区間と交互に画像取得区間を設定し、前記画像取得区間にて順次撮影される複数の前記画像を取得する画像取得手段、及び、
前記各画像取得区間内の前記画像同士を用いた前記ステレオ写真測量により前記３次元座標を算出する座標算出手段、として機能させ、
先行画像取得区間と後続画像取得区間との間にて前記画像の取得を休止する前記休止区間の長さは、前記先行画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域と前記後続画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域とが互いにつながるように設定され、かつ前記画像取得区間の長さは前記休止区間より短く設定されること、
を特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に対し運動するカメラにより異なる撮影位置から撮影された画像を用いてステレオ写真測量を行い前記対象物の３次元座標を計測する装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
物体上の点の３次元座標を求める技術としてステレオ写真測量が知られている。ステレオ写真測量は、異なる位置（視点）に配置したカメラから撮影した２つの画像に共通に写っている対応点を三角測量の原理に基づいて３次元座標を算出する。例えば、ステレオ写真測量技術を用いて、衛星、航空機等に搭載したカメラにより撮影した空中写真から地物の形状を求めることが行われている。
【０００３】
ここで、測定対象物の形状や障害物に起因して、画像にはそれを撮影する視点から見て影となる部分が生じ得、当該部分の座標はステレオ写真測量で取得できない。この現象をオクルージョンという。オクルージョンは、２つの画像を撮影するカメラの位置の間隔（基線長）を短くし、２つの画像間の視差を小さくすることで軽減できる。また、短基線とすることで、画像間での対象物の幾何形状や輝度状況などの変化が小さくなり、これにより対応点のマッチングが容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３１１０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
短基線のステレオ写真測量では、カメラを搭載するプラットフォームが基線長を移動するのに要する時間が短くなる。近年ではマルチコプター型の無人航空機（Unmanned Aerial Vehicle：ＵＡＶ）を用いて航空測量を行うことができる。例えば、ＵＡＶを秒速５メートルで飛行させながら、基線長０．５メートルのステレオ写真測量を連続して行う場合、写真撮影は１０コマ／秒での高速連写を要する。一方、写真測量には高解像度の写真を必要とする。高解像度の画像ほどデータサイズが大きくなるため、通常のデジタルスチルカメラでは高速連写を持続することが難しい。つまり、短基線のステレオ写真測量のための画像取得を連続して行うことが難しい。ここで、プラットフォームの速度を下げると、撮影作業の効率が低下する。また、基線長ごとの撮影で得られる画像の枚数は基線長が短くなるほど多くなることから、短基線のステレオ写真測量を連続して行うことは処理負荷が大きく処理時間が長くなる。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、オクル―ジョンを抑えつつ、ステレオ写真測量の撮影の効率化、更に計算コストの低減をバランスよく行うことができる３次元計測装置、３次元計測方法、及びプログラム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】
【０００７】
（１）本発明に係る３次元計測装置は、対象物に対し運動するカメラにより異なる撮影位置から撮影された画像を用いてステレオ写真測量を行い前記対象物の対応点の３次元座標を計測する装置であって、前記カメラの経路に沿って休止区間と交互に画像取得区間を設定し、前記画像取得区間にて順次撮影される複数の前記画像を取得する画像取得手段と、同じ前記画像取得区間にて撮影された前記画像同士を用いた前記ステレオ写真測量により前記３次元座標を算出する座標算出手段と、を有し、先行画像取得区間と後続画像取得区間との間にて前記画像の取得を休止する前記休止区間の長さは、前記先行画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域と前記後続画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域とが互いにつながるように設定され、かつ前記画像取得区間の長さは前記休止区間より短く設定される。
【０００８】
（２）上記（１）の３次元計測装置において、前記画像取得手段は、前記画像取得区間にて３つ以上の撮影位置での前記画像を取得し、マルチベースラインステレオ写真測量を行う構成とする。この結果、３次元点群の高さ精度やロバスト性を向上させることができる。
【０００９】
（３）上記（１），（２）の３次元計測装置は、さらに、前記先行画像取得区間における前記画像と前記後続画像取得区間における前記画像とを用いた前記ステレオ写真測量を行い、これにより得られた前記３次元座標を基準として前記座標算出手段により算出された前記３次元座標の前記ステレオ写真測量における奥行き方向の位置を補正する座標補正手段を有し得る。
【００１０】
（４）本発明に係る３次元計測方法は、対象物に対し運動するカメラにより異なる撮影位置から撮影された画像を用いてステレオ写真測量を行い前記対象物の対応点の３次元座標を計測する方法であって、前記カメラの経路に沿って休止区間と交互に画像取得区間を設定し、前記画像取得区間にて順次撮影される複数の前記画像を取得する画像取得ステップと、前記各画像取得区間内の前記画像同士を用いた前記ステレオ写真測量により前記３次元座標を算出する座標算出ステップと、を有し、先行画像取得区間と後続画像取得区間との間にて前記画像の取得を休止する前記休止区間の長さは、前記先行画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域と前記後続画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域とが互いにつながるように設定され、かつ前記画像取得区間の長さは前記休止区間より短く設定される。
【００１１】
（５）本発明に係るプログラムは、対象物に対し運動するカメラにより異なる撮影位置から撮影された画像を用いてステレオ写真測量を行い前記対象物の対応点の３次元座標を計測する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、当該コンピュータを、前記カメラの経路に沿って休止区間と交互に画像取得区間を設定し、前記画像取得区間にて順次撮影される複数の前記画像を取得する画像取得手段、及び、前記各画像取得区間内の前記画像同士を用いた前記ステレオ写真測量により前記３次元座標を算出する座標算出手段、として機能させ、先行画像取得区間と後続画像取得区間との間にて前記画像の取得を休止する前記休止区間の長さは、前記先行画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域と前記後続画像取得区間における前記画像同士の重複撮影領域とが互いにつながるように設定され、かつ前記画像取得区間の長さは前記休止区間より短く設定される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ステレオ写真測量においてオクル―ジョンを抑えつつ撮影の効率化、更に計算コストの低減をバランスよく行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る３次元計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図２】ステレオ写真測量の原理を説明する模式図である。
【図３】本発明の実施形態における撮影ポイントと撮影範囲とを示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態における３次元計測方法の概略のフロー図である。
【図５】３次元点群の高さ誤差の補正処理を説明する模式図である。
【図６】本発明の実施形態における撮影ポイントの他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）である３次元計測装置２について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は３次元計測装置２の概略の構成を示すブロック図であり、３次元計測装置２は演算処理装置４及び記憶装置６を含んで構成される。本実施形態では３次元計測装置２はマルチコプター型ＵＡＶに搭載され、カメラ８、ＧＮＳＳ／ＩＭＵ（Global Navigation Satellite System：グローバル衛星測位システム、Inertial Measurement Unit：慣性計測装置)１０を備える。なお、ＵＡＶの飛行用モーターやその制御機構は図１にて図示を省略しているが、それらは基本的に従来技術により構成される。ちなみにＵＡＶは無線で遠隔操縦される構成であってもよいし、記憶装置６に予め格納された飛行プログラムに従って自動飛行する構成であってもよい。また、３次元計測装置２はＵＡＶ以外に航空機やＭＭＳ（Mobile Mapping System）等の移動体に搭載してもよい。
【００１６】
演算処理装置４は例えば、コンピュータ及び、当該コンピュータ上で実行されるプログラムを用いて構築される。当該コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）が演算処理装置４を構成し、後述する画像取得手段２０、座標算出手段２２及び座標補正手段２４として機能する。
【００１７】
記憶装置６は半導体メモリやハードディスクなどで構成される。記憶装置６は演算処理装置４を画像取得手段２０、座標算出手段２２及び座標補正手段２４として機能させるためのプログラム及びその他のプログラムや、本システムの処理に必要な各種データを記憶する。例えば、記憶装置６はカメラ８により撮影された画像や３次元計測装置２による計測結果である３次元点群の座標などを記憶する。
【００１８】
カメラ８はデジタル画像を撮影する。本実施形態では計測対象は地物であり、カメラ８は飛行中のＵＡＶから地物を撮影可能なように撮影方向を下向きしてＵＡＶに搭載される。例えば、カメラ８の光軸１５の向きは、ＵＡＶの姿勢が水平である状態にて鉛直方向となるように設定されている。カメラ８の視野角θは計測対象範囲の地物の高低差等に応じて選択され得る。例えば、一般の空中写真測量ではθが９０°程度の広角カメラが用いられ、平地等の高低差の少ない地域を計測する場合にはθは１２０°程度とすることができ、一方、山岳地域、森林地域、高層構造物が存在する地域を計測する場合にはθは６０°程度とされ得る。カメラ８は撮影した画像データを演算処理装置４へ出力する。例えば、演算処理装置４はカメラ８から入力される画像データを記憶装置６に保存する。
【００１９】
ＧＮＳＳ／ＩＭＵ１０は、衛星から信号を受信すると共に、ＩＭＵによりＵＡＶの加速度・角速度を計測し、それらに基づいて、ＵＡＶの位置・姿勢を表すＧＮＳＳ／ＩＭＵデータを生成し、演算処理装置４へ出力する。例えば、演算処理装置４は画像データを取得した時刻のＧＮＳＳ／ＩＭＵデータを、当該画像データと対応付けて記憶装置６に保存する。
【００２０】
画像取得手段２０は、カメラ８に撮影タイミングを指示し、当該タイミングでの画像データを取得する。後述するように、画像取得手段２０は、カメラ８の経路（又はＵＡＶの飛行経路）に沿って、画像取得区間と休止区間とを交互に設定する。画像取得区間では、画像取得手段２０は比較的短い撮影位置の間隔ＢＳでカメラ８に撮影を指示し、複数枚の画像を取得する。一方、休止区間は撮影を行わない区間であり、先行画像取得区間における最後の撮影位置から後続画像取得区間における最初の撮影位置までの区間と定義することができる。休止区間は画像取得区間より長く設定される一方、先行画像取得区間における画像同士の重複撮影領域と後続画像取得区間における画像同士の重複撮影領域とが互いにつながるように設定される。
【００２１】
座標算出手段２２は、同じ画像取得区間にて撮影された画像同士を用いたステレオ写真測量により、対象物の３次元座標を算出し、対象物の形状に応じて分布する３次元点群を求める。また、座標算出手段２２はステレオマッチングに先立って、ＳｆＭ（Structure from Motion）手法を用いてカメラの正確な位置・姿勢を求める。その際、ＧＮＳＳ／ＩＭＵデータを初期値として使用することができる。
【００２２】
座標補正手段２４は、座標算出手段２２と同様、対象物の３次元座標をステレオ写真測量により算出するが、座標算出手段２２が同じ画像取得区間内の画像同士でステレオマッチングを行うのに対し、座標補正手段２４は異なる画像取得区間の画像同士でステレオマッチングを行う。すなわち、座標補正手段２４は先行画像取得区間の画像と後続画像取得区間の画像とを用いて３次元座標を算出する。座標補正手段２４は算出した３次元座標を基準として、座標算出手段２２により算出された３次元点群の座標を補正する。具体的には、座標補正手段２４はステレオ写真測量における奥行き方向に関する３次元点群の位置、つまり本実施形態においては高さを補正する。
【００２３】
図２はステレオ写真測量の原理を説明する模式図である。３次元空間の座標を直交座標系ＸＹＺで表し、Ｚ軸を高さ方向、ＸＹ平面を水平面とし、ＵＡＶの飛行方向、つまり基線に沿った方向をＹ軸とする。図２はＸＺ面内での位置関係を示しており、縦方向がＺ軸に対応し、横方向がＸ軸に対応する。
【００２４】
図２において点Ｏ１，Ｏ２はそれぞれ視点位置（カメラの位置）である。ここでは説明を簡単にするため、ＵＡＶは水平な姿勢を保ち、かつ水平に飛行する場合を説明する。この場合、点Ｏ１，Ｏ２は同じ高さにあり、また、カメラ８の光軸は視点Ｏ１，Ｏ２のいずれにおいても鉛直下方を向く。Ｉ１，Ｉ２は視点Ｏ１，Ｏ２に対応するカメラ８の投影面を表し、各投影面は視点から焦点距離ｆの位置にある。座標算出手段２２は、投影面Ｉ１，Ｉ２に撮影された画像同士をステレオマッチング処理し、対応点Ｍの投影面Ｉ１，Ｉ２における像Ｐ１，Ｐ２を求める。Ｐ１，Ｐ２の画像上での２次元座標をそれぞれ（ζ１，η１），（ζ２，η２）とする。ここで、ζ，η座標それぞれの座標軸はＸ軸，Ｙ軸と同じ向きとすると、ζ１−ζ２が点Ｍに関する視点Ｏ１，Ｏ２間でのＸ軸方向の視差となる。この視差を用いて、点Ｍの基線Ｏ１Ｏ２からのＺ方向の距離である撮影距離Ｈは例えば次式で算出される。なお、Ｂは基線Ｏ１Ｏ２の長さ（基線長）である。ちなみにＹ軸方向の視差は原理的には０となるため、η１−η２も０となる。
Ｈ＝ｆ・Ｂ／（ζ１−ζ２）  ………（１）
【００２５】
ここで、視点Ｏ１をＸＹＺ座標系の原点とすると、点ＭのＺ座標ｚｍは、
ｚｍ＝−Ｈ
となる。さらに、ζ，η座標の原点を投影面と光軸との交点と定義すると、ｘｍ，ｙｍは次式で表される。
ｘｍ＝ζ１・Ｂ／（ζ１−ζ２）  ………（２）
ｙｍ＝η１・Ｂ／（ζ１−ζ２）  ………（３）
【００２６】
ちなみに上述したように図２に示す位置関係は単純な例であり、実際には点Ｏ１，Ｏ２に高低差が存在したり、光軸が鉛直方向からずれたりし得る。そのような場合でも、座標算出手段２２は、ＳｆＭによるカメラの位置・姿勢データから各視点でのカメラ８と対応点Ｍとの位置関係を把握し、エピポーラ幾何を利用して点Ｍの３次元座標を算出することができる。
【００２７】
図３は本発明の実施形態における撮影ポイントと撮影範囲とを示す模式図である。図３はＸＺ面内での位置関係を示しており、縦方向がＺ軸（高さ）に対応し、横方向がＸ軸（水平方向の位置）に対応する。Ｏｉ（ｉ＝１，２，３，…）は撮影ポイントである。Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，…）はＯｉでのカメラ８の撮影範囲である。
【００２８】
ここで、撮影ポイントの間隔は均一ではなく、ＵＡＶの飛行経路、つまりカメラの経路３０に沿って、比較的近距離で２つの撮影ポイントが並ぶ区間（画像取得区間ＲＳ）と、それらに挟まれ撮影ポイントが存在しない比較的長い区間（休止区間ＲＰ）とが設けられる。画像取得区間ＲＳの２つの撮影ポイントの間隔をＢＳ、休止区間ＲＰの長さをＢＰと表すと、ＢＳ，ＢＰは、（ＢＳ＋ＢＰ）／Ｈ、又はＢＰ／Ｈが長基線ステレオ写真測量における基線比（Ｂ／Ｈ）に相当する値（例えば、Ｂ／Ｈ＝０．１〜１）となり、ＢＳ／Ｈが短基線ステレオ写真測量における基線比（Ｂ／Ｈ）に相当する値（例えば、Ｂ／Ｈ＜０．１）となるように設定される。
【００２９】
画像取得区間ＲＳにて隣り合う２つの撮影ポイント（例えば点Ｏ１，Ｏ２、又は点Ｏ３，Ｏ４）にてカメラ８は共通視野を有し、例えば、座標算出手段２２は、Ｏ１から撮影した画像とＯ２から撮影した画像との重複撮影領域３２ａにて地物の３次元点群をステレオ写真測量により算出できる。同様に、撮影ポイントＯ３，Ｏ４の重複撮影領域３２ｂにて地物の３次元点群が得られる。
【００３０】
休止区間ＲＰの長さＢＰは、先行する画像取得区間における画像同士の重複撮影領域３２ａと後続する画像取得区間における画像同士の重複撮影領域３２ｂとが互いにつながるように設定される。例えば、図３に示す例では重複撮影領域３２ａ，３２ｂが互いに重複領域３４を有するようにＢＰが設定される。これにより、地表を隙間無く計測することができる。
【００３１】
また、画像取得区間の長さは休止区間より短く設定される。具体的には本実施形態ではＢＳ＜ＢＰである。
【００３２】
図４は３次元計測装置２による３次元計測方法の概略のフロー図である。画像取得手段２０は例えば、ＧＮＳＳデータに基づいてカメラ８が撮影ポイントに来たことを検知してカメラ８に撮影を指示する。これにより、画像取得区間にて間隔ＢＳで撮影した複数枚の画像が得られる（ステップＳ１０）。
【００３３】
座標算出手段２２は、同じ画像取得区間にて撮影された画像同士について対応点マッチング処理を行う（ステップＳ２０）。なお、マッチング処理に先立って座標算出手段２２はＳｆＭ手法を用いて当該画像を撮影した時のカメラ８の位置・姿勢を求める。座標算出手段２２は画像における対応点の２次元座標とカメラ８の位置・姿勢とからエピポーラ幾何を利用して対応点の３次元座標を算出する（ステップＳ３０）。
【００３４】
ここで、基線長が短くなるほど、ステレオ計測により算出される３次元点群の高さ精度は、マッチングした画像における対応点の視差の誤差の影響を受けやすくなる。この点、ステップＳ２０にて高精度の画像マッチング手法を用いることで、ステレオ計測における視差の推定誤差を低減できる。例えば、高精度のマッチング手法として位相限定相関法を用いることができる。視差の誤差低減によりステップＳ３０にて３次元座標の高さの精度を向上できる。
【００３５】
ステップＳ３０にて短い基線長ＢＳのステレオ写真測量で算出された３次元座標は記憶装置６に格納される。
【００３６】
座標補正手段２４は、長い基線長のステレオ写真測量で算出した対応点の３次元座標を用いてステップＳ３０にて算出した３次元座標の高さを補正する（ステップＳ４０）。座標補正手段２４は記憶装置６に記憶されている画像から、例えば、休止区間を挟んで隣り合う２つの画像取得区間にて撮影された画像を読み出し、それら異なる画像取得区間の画像同士をステレオマッチング処理して対応点の３次元座標を算出する。例えば、当該処理では図３の重複領域３４の対応点の座標が得られる。
【００３７】
座標補正手段２４は、同じ対応点についてステップＳ３０で算出された高さと、ステップＳ４０にて算出された高さとの差に応じて、ステップＳ３０で算出された３次元座標の高さを補正する(ステップＳ５０）。
【００３８】
図５は座標補正手段２４による３次元点群の高さ誤差の補正処理を説明する模式図である。図５はＸＺ面内での位置関係を示しており、縦方向がＺ軸（高さ）に対応し、横方向がＸ軸（水平方向の位置）に対応する。Ｏ２ｉ−１，Ｏ２ｉ，Ｏ２ｉ＋１（ｉは自然数である。）は撮影ポイントであり、Ｏ２ｉ−１，Ｏ２ｉは同じ画像取得区間にて間隔ＢＳで隣り合う撮影ポイントであり、Ｏ２ｉ＋１はＯ２ｉ−１，Ｏ２ｉの隣の画像取得区間の撮影ポイントである。また、Ｅ２ｉ−１，Ｅ２ｉ，Ｅ２ｉ＋１はそれぞれ撮影ポイントＯ２ｉ−１，Ｏ２ｉ，Ｏ２ｉ＋１から、対象物４０上の対応点Ｍへの視線である。
【００３９】
ここでは、撮影ポイントＯ２ｉでのカメラ８の位置姿勢に推定誤差が存在する場合を例として説明する。当該誤差に伴い、撮影ポイントＯ２ｉでの視線Ｅ２ｉは正しい視線Ｅ'２ｉからずれている。そのため、撮影ポイントＯ２ｉ−１，Ｏ２ｉに関する基線長ＢＳでのステレオ写真測量で算出される対応点Ｍの推定位置は点ＭＳにずれている。図５にて点線４２は当該点ＭＳのように比較的短い基線長ＢＳでのステレオ写真測量で得られた３次元点群からなる対象物４０の形状を表している。ちなみに、短基線のステレオ写真測量での視線の誤差は高さの誤差を大きくし得ることから、図５では短基線ステレオ写真測量による計測結果４２を対象物の形状４０を高さ方向にずらした線で表現している。
【００４０】
座標補正手段２４は、例えば撮影ポイントＯ２ｉ＋１とＯ２ｉとに関するステレオ写真測量を行い、対応点Ｍの推定位置として点ＭＬ１を算出する。撮影ポイントＯ２ｉ＋１とＯ２ｉとのステレオ写真測量は、撮影ポイントＯ２ｉ−１，Ｏ２ｉに関するステレオ写真測量より基線長が長いため、撮影ポイントＯ２ｉの誤差（又は視線Ｅ２ｉが有する誤差）の影響を受けにくく、点ＭＬ１は点ＭＳより高さ方向の誤差が小さいことが期待できる。そこで、例えば、点ＭＳと点ＭＬ１との高さの差に応じて、短基線ステレオ写真測量による計測結果４２を補正する。例えば、計測結果４２である３次元点群の高さを点ＭＳに対する点ＭＬ１の高さだけずらし、補正した計測結果４４を得る。
【００４１】
実際には、いずれの撮影ポイントに誤差が存在するかを知ることは容易ではないことが多い。その場合、例えば、異なる画像取得区間に属する撮影ポイントの複数の組についてステレオ写真測量を行い、それらの結果の平均値などに基づいて補正することができる。具体的には図５の例において、対応点Ｍの推定位置として上述のＭＬ１に加え、撮影ポイントＯ２ｉ＋１とＯ２ｉ−１とに関するステレオ写真測量により点ＭＬ２を算出する。そして、点ＭＳ，ＭＬ１の高さの差と点ＭＳ，ＭＬ２の高さの差との平均値で計測結果４２を補正する。
【００４２】
図６は本発明の実施形態における撮影ポイントＯの他の例を示す模式図である。上述の説明では画像取得区間に設定する撮影ポイントの数ｎは２つとしてきたが、撮影ポイント数ｎは図６に示すように３つ以上とすることができ、画像取得区間内で撮影された複数枚の画像を用いてマルチベースラインステレオ写真測量を行うことができる。ここで、ｎの値はカメラ８の連写の性能、演算処理装置４でのマルチベースラインステレオ写真測量の処理負荷や作成する３次元点群の必要精度などを総合的に考慮して決める。なお、撮影ポイントの間隔をＢＳとすると画像取得区間ＲＳの長さは（ｎ−１）ＢＳとなる。
【００４３】
３次元計測装置２は短い基線長でのステレオ写真測量を画像取得区間のみで行い、画像取得区間同士の間には画像取得区間より長い休止区間が設けられる。基線長を短くすることにより、オクルージョンの軽減が図られ、またステレオマッチングが容易になる。これにより、３次元点群を高密度に抽出することが可能となる。一方、常時、短基線のステレオ写真測量を行うのではなく、休止期間を設けることにより、処理負荷の軽減、処理時間の短縮が図られ、３次元点群の抽出をより容易に行うことが可能となる。例えば、画像撮影と並行して３次元点群の生成が可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
２  ３次元計測装置、４  演算処理装置、６  記憶装置、８  カメラ、１０  ＧＮＳＳ／ＩＭＵ、２０  画像取得手段、２２  座標算出手段、２４  座標補正手段。
【図１】
0006529372.tif 000002
【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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