(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
視差を有する複数の画像を取得する取得部と、
上記複数の画像間の視差に基づいて、被写体上の２つの計測点間の計測距離を算出するとともに、当該視差に基づいて、当該計測距離に対応する計測誤差を算出する算出部と、
上記計測誤差をより小さくするための撮像位置であって、上記２つの計測点の中点を通り、上記２つの計測点を通る直線に直交する直線上に位置する撮像位置へのガイドを表示するガイド表示部と
を備えていることを特徴とする三次元計測装置。
【請求項２】
上記ガイドは、上記計測誤差をより小さくするための撮像位置への移動量、移動方向、回転量および回転方向の少なくとも１つを示すガイドであることを特徴とする請求項１に記載の三次元計測装置。
【請求項３】
上記複数の画像のうちの１つの画像である基準画像内で指定された上記２つの計測点間の計測距離と、当該計測距離の計測誤差とを上記基準画像に重畳して表示する表示部をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の三次元計測装置。
【請求項４】
上記取得部は、視差を有する複数の画像を複数回取得し、
上記算出部は、各回における当該複数の画像間の視差に基づいて算出した計測距離のうち、対応する計測誤差が最小となる計測距離を特定することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の三次元計測装置。
【請求項５】
視差を有する複数の画像を取得する取得ステップと、
上記複数の画像間の視差に基づいて、被写体上の２つの計測点間の計測距離を算出するとともに、当該視差に基づいて、当該計測距離に対応する計測誤差を算出する算出ステップと、
上記計測誤差をより小さくするための撮像位置であって、上記２つの計測点の中点を通り、上記２つの計測点を通る直線に直交する直線上に位置する撮像位置へのガイドを表示するガイド表示ステップと
を含むことを特徴とする三次元計測方法。
【請求項６】
請求項１に記載の三次元計測装置としてコンピュータを機能させるための三次元計測プログラムであって、上記取得部および上記算出部としてコンピュータを機能させるための三次元計測プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載の三次元計測プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被写体の位置を計測する三次元計測装置、及び三次元計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体の三次元位置を計測するシステムの一例として、ステレオカメラを用いた三次元計測システムがある。この三次元計測システムでは、（１）２台のカメラを例えば左右に離間して配置して被写体を同時に撮像し、（２）得られた各々の画像の対から各々の画像の対応する画素の対、つまり対応点を探索し、（３）各々の画像の対応点同士がどれだけ離れているか、すなわち視差を求め、（４）求めた視差から三角測量の原理を用いて被写体までの距離を算出する。被写体の三次元位置は、下記〔数１〕の計算式で表すことができる。
【０００３】
【数１】
0006543085.tif 000002
【０００４】
ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚは、２台のカメラのうちの一方のカメラ（基準カメラ）を原点とした三次元座標、ｘ、ｙは基準カメラに搭載されている撮像センサ上の座標、ｆは焦点距離、ｂは２台のカメラの間隔である基線長、Ｄは視差である。また、Ｚ方向は、基準カメラから見た奥行方向を示す。
【０００５】
また、三次元計測時の計測誤差は、三次元座標Ｘ、Ｙ、Ｚにおける各々の座標軸方向への分解能（以下、単に分解能と呼ぶ）（δＸ、δＹ、δＺ）に相当する。
【０００６】
この分解能（δＸ、δＹ、δＺ）は、下記〔数２〕の計算式で表すことができる。
【０００７】
【数２】
0006543085.tif 000003
【０００８】
ここで、ｐは撮像センサ上における分解能である。例えば画像上での分解能が１ピクセルであれば、撮像センサ上における分解能は、撮像センサの画素ピッチに相当する。
【０００９】
画素ピッチのサイズが充分に小さいと仮定すると、「Ｚ・ｐ２」は「０」に近似できるので、上記〔数２〕におけるδＺは、下記〔数３〕に変換できる。
【００１０】
【数３】
0006543085.tif 000004
【００１１】
すなわち、δＺは、δＸまたはδＹをＺ／ｂ倍した分解能である。
【００１２】
ステレオカメラを用いた三次元位置を計測するシステムにおいては、一般的にＺ＞ｂとなる。つまり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と比較して、Ｚ軸方向の分解能が低くなる。
【００１３】
上記〔数２〕および〔数３〕に表されるように、各座標軸方向への分解能は、カメラからの距離Ｚおよび撮像センサの分解能ｐに比例し、焦点距離ｆや基線長ｂに反比例する。
【００１４】
ところで特許文献１には、撮像時に分解能を算出して表示して、分解能が予め定めた基準の範囲外となった場合に、分解能の表示様態を変更することにより、分解能が基準の範囲外に変化したことを容易に認識させる技術が開示されている。特許文献１に開示される技術においては、撮像条件として焦点距離、基線長、画素サイズ、および単一の対象物までの距離を取得し、分解能を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】再表２０１１／１１８０６５（２０１１年９月２９日国際公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
一般に、三次元位置を計測した場合の計測誤差は、計測対象の着目点（計測点とも呼ぶ）の位置に応じて異なり得る。例えば、計測点が無限遠に位置する場合、当該計測点計測誤差は最も大きく、近景の計測点においては、無限遠に計測点が位置する場合よりも計測誤差は小さい。また、各処理において許容される計測誤差は、計測対象によって変化し得る。
【００１７】
上記のことを鑑みると、所望の計測点の計測誤差を計算することのできる技術が望まれる。
【００１８】
この点に関し、特許文献１に記載の技術では、単一の対象物までの距離を取得し、分解能を算出しているので、所望の計測点の計測誤差を計算することはできない。
【００１９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望の計測点の計測誤差を計算できる三次元計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る三次元測定装置は、撮像位置が異なる、複数の画像を取得する取得部と、上記複数の画像の少なくとも何れかにおいて計測点を指定する計測点指定部と、上記計測点における視差を算出する視差算出部と、上記計測点の三次元位置を特定するための三次元情報を上記視差から算出する三次元情報算出部とを備え、上記三次元情報算出部は、上記三次元情報を参照して、上記計測点における計測誤差を算出する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一態様によれば、所望の計測点の計測誤差を計算することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態１に係る三次元計測装置の概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る三時元計測処理部の概略ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る三時元計測処理部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は各軸方向への距離とその計測誤差の概念を説明する図であり、（ｂ）はユークリッド距離と計測誤差の概念を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る表示部に表示される表示用画像の一例である。
【図６】本発明の実施形態１に係る表示部に表示される表示用画像の他の例である。
【図７】本発明の実施形態２に係る三次元計測処理部の概略ブロック図である。
【図８】本発明の実施形態２に係る三次元計測処理部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態２に係る表示部に表示される画像の一例である。
【図１０】表示部に表示される、好ましくない表示用画像の一例である。
【図１１】本発明の実施形態３に係る表示部に表示される表示用画像の一例である。
【図１２】本発明の実施形態４に係る三次元計測処理部の概略ブロック図である。
【図１３】本発明の実施形態４に係る撮像推奨位置の推定方法の概念を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態４に係るガイドを重畳した表示用画像の一例である。
【図１５】本発明の実施形態４に係る三次元計測処理部の別の構成例を示す図である。
【図１６】（ａ）は移動中の撮像ガイドの例を示し、（ｂ）は推奨位置到達時の撮像ガイドの例を示す。
【図１７】本発明の実施形態５に係る三次元計測システムの概略ブロック図である。
【図１８】本発明の実施形態５に係る三次元計測システムの処理の流れ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】
【００２３】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本実施形態について、図１〜６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２４】
本実施形態において、三次元計測装置１００は、図１に示すように、画像取得部１０１、三次元計測処理部１０２、表示部１０３、保存部１０４、ユーザ入力部１０５、およびこれらのユニット間におけるデータのやり取りが実行されるデータバス１０６を備えている。
【００２５】
画像取得部１０１は、少なくとも２つの視点から被写体が撮像された多視点画像を取得する。多視点画像は、撮像装置を平行移動させながら複数回撮像した画像データ、撮像装置を複数具備するように構成された多視点撮像装置によって撮像された画像データ、サイドバイサイドやフレームパッキングなどの多視点画像の保存フォーマットで保存された画像データ等が挙げられる。撮像装置は、撮像部と、レンズ等の光学部品とを含む。撮像部は、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子であることが好ましい。三次元計測装置１００は、撮像装置を含む構成としてもよい。
【００２６】
三次元計測処理部１０２は、画像取得部１０１が取得した画像を基に、三次元計測処理を行い、被写体の三次元情報を算出する。ここで、被写体の三次元情報とは、被写体の三次元位置を特定するための情報のことを指す。例えば、三次元情報は、（１）被写体の三次元位置を、座標を用いて直接的に特定する情報であってもよいし、（２）予め設定されている複数の位置のうち、何れの位置に対応するものであるのかを指定することにより、被写体の三次元位置を間接的に特定する情報であってもよい。また、三次元情報には、後述する計測点間の距離を示す情報が含まれる構成としてもよい。
【００２７】
三次元計測処理部１０２は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｉｓｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等によって構成され、画像取得部１０１によって取得した多視点画像を用いて、三次元計測処理を行い、結果をデータバス１０６に出力する。三次元計測処理部１０２における処理の詳細については後述する。
【００２８】
保存部１０４は、（１）画像取得部１０１が取得した画像、（２）三次元計測処理部１０２による三次元計測処理の結果、及び（３）三次元計測処理部１０２による三次元計測処理に用いられるパラメータ等を保存する。保存部１０４は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の主記憶装置やＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の補助記憶装置を含む。主記憶装置は、画像データや計測処理結果を一時的に保持するために利用される。補助記憶装置には、画像データ、三次元計測処理の結果など、ストレージとして長期的に保存するためのデータが格納される。
【００２９】
表示部１０３は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ  ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｓｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等によって構成される。表示部１０３は、画像取得部１０１が取得した画像、三次元計測処理部１０２から出力される三次元計測処理の結果、保存部１０４に保存された画像データ等を表示する。
【００３０】
ユーザ入力部１０５は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）やＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等によって構成される。ユーザ入力部１０５は、ユーザによるマウスを用いた操作入力、及びユーザによるテキストファイルを介した座標指定入力等を受け取る。なお、表示部１０３、およびユーザ入力部１０５は、静電容量方式や抵抗膜方式のタッチパネルによって構成してもよい。
【００３１】
三次元計測処理部１０２は、図２に示すように、計測点指定部１０７、視差算出部１０８、距離算出部１０９、および画像生成部１１０を備えている。
【００３２】
計測点指定部１０７は、ユーザ入力部１０５が受け取ったユーザの入力を参照し、画像上に複数の計測点を指定する。
【００３３】
視差算出部１０８は、計測点指定部１０７に指定された複数の計測点の各々の視差を算出する。
【００３４】
距離算出部１０９は、視差算出部１０８によって算出された視差に基づき、各々の計測点の三次元位置を算出し、各々の計測点間の距離および計測誤差を算出する。
【００３５】
ここで、計測点の三次元位置とは、より具体的には、当該計測点が指し示す実空間上の対応点の三次元位置のことを指す（以下同様）。また、「各々の計測点間の距離」とは、各々の計測点が指し示す実空間上の対応点の間の距離のことを指す（以下同様）。
【００３６】
画像生成部１１０は、距離算出部１０９によって算出された各々の計測点間の距離および計測誤差の情報を、撮像部が撮像した撮像画像に重畳して、表示部１０３に表示させるための画像を生成する。
【００３７】
次に、図３のフローチャートを参照して、三次元計測処理部１０２における三次元計測処理の流れを説明する。
【００３８】
（ステップＳ１０１）
ステップＳ１０１において、まず、表示部１０３が、基準画像を表示する。基準画像は、画像取得部１０１によって取得された多視点画像のうちの１つの画像であり、計測点を指定するための画像である。三次元計測装置１００は、計測点が指定されると、基準画像上の当該計測点の座標（ｘ、ｙ）を特定する。
【００３９】
そして、計測点指定部１０７は、ユーザ入力部１０５を介したユーザからの計測点の指定を待つ。計測点指定部１０７は、ユーザから全ての計測点が指定されたら、指定された計測点の座標情報を視差算出部１０８へ送る。
【００４０】
（ステップＳ１０２）
ステップＳ１０２において、視差算出部１０８は、ステップＳ１０１において選択された計測点における視差を算出する。視差は、例えば、ブロックマッチングを利用した方法で算出されるのが好ましい。ブロックマッチングにおいては、基準画像における計測点とその周辺画素からなるテンプレートを生成し、他の画像上でマッチング位置の探索を行うことによって、視差を算出する。マッチングの評価は、例えば、ＳＡＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ＳＳＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ＺＮＣＣ（Ｚｅｒｏ−ｍｅａｎ  Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）等を利用するのが好ましい。
【００４１】
視差算出部１０８は、視差を、予め全ての画素について算出し、視差画像を生成してもよい。しかしながら、特に解像度の高い画像を取り扱う場合においては、本実施形態のように指定された計測点のみの視差を算出するように構成すると、計算量が削減され、好ましい。なお、本実施形態においては、ユーザによる全ての計測点の指定が完了してから視差を算出しているが、計測点が指定されるごとに、指定された計測点の視差を算出してもよい。
【００４２】
（ステップＳ１０３）
ステップＳ１０３において、距離算出部１０９は、各計測点の視差と座標に基づいて、各計測点の三次元位置および計測誤差を算出する。三次元位置および計測誤差は、上記〔数１〕〜〔数３〕に基づき算出される。各式におけるＸ、Ｙ、Ｚが三次元位置の座標であり、δＸ、δＹ、δＺが計測誤差である。
【００４３】
（ステップＳ１０４）
ステップＳ１０４において、距離算出部１０９は、ステップＳ１０３において算出された各計測点の三次元位置および計測誤差に基づいて、計測点間の距離である計測距離、および各々の計測点の計測誤差を統合した統合計測誤差を算出する。
【００４４】
以下、ステップＳ１０４における処理を詳述する。本実施形態においては、２点の計測点間の距離を計測する。すなわち、本実施形態においては、２点の計測点が指定される。
【００４５】
図４（Ａ）は、各軸方向への計測距離と計測誤差の概念を説明する図であり、Ｙ軸方向からみたＸＺ平面である。
【００４６】
ここで、２点の計測点のうち一方の計測点の位置を基準位置とよび、他方の計測点の位置を参照位置とよぶ。以下では、計測点１１１を基準位置とし、計測点１１３を参照位置とした場合について説明する。
【００４７】
計測点１１１は、Ｚ方向にやや長い楕円体の計測誤差領域１１２を有する。また、計測点１１３もまた、Ｚ方向にやや長い楕円体の計測誤差領域１１４を有する。距離算出部１０９は、計測点間の各軸方向の計測距離および計測誤差を、各々下記〔数４〕、〔数５〕のように算出する。
【００４８】
【数４】
0006543085.tif 000005
【００４９】
【数５】
0006543085.tif 000006
【００５０】
ここで、Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂは基準位置とする計測点１１１の三次元位置であり、Ｘｒ、Ｙｒ、Ｚｒは計測点１１３の三次元位置である。また、ＤＸ、ＤＹ、ＤＺは各軸方向に沿った計測点間の計測距離である。また、δＸｂ、δＹｂ、δＺｂは計測点１１１の計測誤差であり、δＸｒ、δＹｒ、δＺｒは計測点１１３の計測誤差である。また、ＤδＸ、ＤδＹ、ＤδＺは各軸方向に沿った計測点間の計測誤差である。
【００５１】
図４（Ｂ）は、計測点２点間のユークリッド距離および当該２点が成す直線方向の計測誤差の概念を説明する図である。距離算出部１０９は、計測点２点間のユークリッド距離Ｄｅｕｃｌｉｄを、各軸方向に対する計測点間の距離（ＤＸ、ＤＹ、ＤＺ）から〔数６〕のように算出する。
【００５２】
【数６】
0006543085.tif 000007
【００５３】
直線方向の計測誤差について説明する。距離算出部１０９は、直線方向の計測誤差を、計測点１１１と計測点１１３とを通る直線１１５と、各々の計測点における計測誤差が成す楕円体１１２および１１４とに基づき算出する。距離算出部１０９は、計測点１１１と計測点１１３とを通る直線１１５を、下記〔数７〕によって算出する。また、距離算出部１０９は、各々の楕円体１１２、１１４を、計測誤差の値をパラメータとして下記〔数８〕によって算出する。
【００５４】
【数７】
0006543085.tif 000008
【００５５】
【数８】
0006543085.tif 000009
【００５６】
距離算出部１０９は、〔数７〕および〔数８〕により、直線１１５と各楕円体１１２、１１４の交点１１６〜１１９の三次元位置を算出することができる。各計測点における直線１１５に沿った計測誤差δＤは、計測位置座標（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚｏ）と交点座標（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）に基づき、〔数９〕によって算出される。ここで、計測位置座標（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚｏ）は、計測点１１１、１１３の座標である。つまり、（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚｏ）は、（Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ）または（Ｘｒ、Ｙｒ、Ｚｒ）のことを指す。また、交点座標（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）は、交点１１６〜１１９の座標値である。これらの座標値は、上記〔数７〕、〔数８〕により算出される。
【００５７】
【数９】
0006543085.tif 000010
【００５８】
ここで、計測点１１１における直線１１５に沿った計測誤差をδＤｂ、計測点１１３における直線方向への計測誤差をδＤｒとすると、距離算出部１０９は、直線１１５方向への統合された統合計測誤差δＤｅｕｃｌｉｄを下記〔数１０〕で算出できる。
【００５９】
【数１０】
0006543085.tif 000011
【００６０】
以上の処理によって、距離算出部１０９は、計測点間の計測距離Ｄｅｕｃｌｉｄおよび統合計測誤差δＤｅｕｃｌｉｄを算出することができる。
【００６１】
（ステップＳ１０５）
ステップＳ１０５において、画像生成部１１０は、ステップＳ１０３において算出した各計測点の三次元位置を示す情報、Ｓ１０４において算出した計測点間の計測距離、および、統合計測誤差を、撮像画像に重畳することによって、表示用画像を生成する。
【００６２】
図５は、表示用画像の一例である。画像生成部１１０は、ユーザによって指定された計測点１２１および１２２を、基準画像に重畳させることによって表示画像１２０を生成する。計測点１２１および１２２を明示する方法として、例えば、これらの基準点を丸印や十字印などのマーカとして基準画像に重畳することが好ましい。また、計測点ごとの計測誤差に応じてマーカのサイズや色を変えることが好ましい。これにより、各々の計測点による直線の計測精度への影響を確認することができる。
【００６３】
さらに、画像生成部１１０は、計測点を結ぶ直線１２３も基準画像に重畳させることにより表示画像１２０を生成する。更に、画像生成部１１０は、基準画像における計測点１２２の周辺位置に結果表示領域１２４を設定し、結果表示領域１２４内に計測点間の計測距離および統合計測誤差を重畳することによって表示画像１２０を生成することが好ましい。これにより、参照位置とする計測点１２２を選択する際に注目していた画像領域周辺に結果が表示されるため、ユーザが結果をすばやく確認することができる。
【００６４】
図５に示すように、計測結果を「計測距離±統合計測誤差」の形で示すことで、目安となる計測距離とその統合計測誤差を確認することができる。このとき、プラス側とマイナス側の誤差が異なる場合、大きい方の誤差を選択して選択した誤差を表示してもよいし、誤差範囲がプラス側とマイナス側で等しくなるように計測誤差の値をシフトした値を表示してもよく、装置の仕様に応じて適宜選択することができる。
【００６５】
別の表示方法として、「計測距離−統合計測誤差〜計測距離＋統合計測誤差」のように表示してもよい。例えば図５の例においては「４．８〜５．２ｍ」と表示する。２つの計測点間の長さの大小関係を判定するような場合においては、好適な表示様態である。
【００６６】
表示する計測誤差は、各軸方向の距離ＤＸ、ＤＹ、ＤＺと計測誤差ＤδＸ、ＤδＹ、ＤδＺの組み合わせであってもよいし、直線距離Ｄｅｕｃｌｉｄとその統合計測誤差δＤｅｕｃｌｉｄの組み合わせであってもよく、必要な誤差に基づいて適切な値で算出すればよい。また、このような誤差の算出方法は、ユーザの指定によって切り換えられるように構成してもよい。
【００６７】
さらに、誤差の算出は計測点の指定のたびに行うだけでなく、計測点の座標における概算誤差を記憶しておき、その値から誤差を算出するようにしてもよい。つまり、離散的な座標または視差値毎に概算誤差を記憶しておく。記憶されている離散的な座標または視差値の間の値が存在する場合には、線形補間により算出することができる。これにより、誤差算出の処理量を低減することができる。
【００６８】
また、誤差の提示方法は図５に示す例のように、テキストデータとして表示だけではなく、例えば、重畳する直線１２３の太さを変えることで提示するようにしてもよいし、図６に示すように表示画像１２０上にカラーバー１２５を表示しておき、直線の色を変えることで表現するようにしてもよい。図６の構成においては、ユーザは、２つの直線の計測を行った場合に、各々の計測精度の比較をすぐさま行うことができる。
【００６９】
また、複数の計測点が存在する場合、ユーザは、どの計測点の誤差が大きくなっているかを把握すると、ユーザは、撮像位置を修正して再撮像する。これにより、ユーザは、精度の良い計測ができるようになる。そのため、画像生成部１１０は、計測距離等の計測値に対する誤差に追加して、指定した計測点ごとの誤差を表示しても良い。誤差の大小関係だけ分かれば良いときには、画像生成部１１０は、計測点の色や形を変えて表示することで実現すればよい。これにより、画像生成部１１０は、ユーザに計測誤差、および、各計測点における誤差を提示し、分かり易い計測を実現することができる。
【００７０】
以上の説明においては、計測点２点間の計測距離を表示する例について説明したが、各計測点の三次元位置及び計測誤差を表示するように構成することも可能である。
【００７１】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図７〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７２】
本実施形態に係る三次元計測装置は、入力画像として動画像を受け取り、計測点を追跡しながら三次元計測を行う。
【００７３】
本実施形態に係る三次元計測装置は、実施形態１の三次元計測処理部１０２に代えて、三次元計測処理部２００を備える。なお、本実施形態に係る三次元計測装置のその他の構成は、実施形態１において説明した三次元計測装置１００と同様である。
【００７４】
図７は、本実施形態における三次元計測処理部２００の構成例である。三次元計測処理部２００は、実施形態１の三次元計測処理部１０２の構成に加え、計測点追跡部２０１、および計測結果比較部２０２をさらに備える。
【００７５】
計測点追跡部２０１は、動画像の各フレームにおいて、１又は複数の対象計測点を探索することによって、当該対象計測点を追跡する。
【００７６】
計測結果比較部２０２は、各フレームにおける計測点の計測結果を比較したうえで、各計測結果のうち計測誤差が最小となったフレームにおける計測結果を保持する。
【００７７】
本実施形態においては、まず、表示部１０３が、動画像中の任意の１フレームを表示し、実施形態１と同様の処理が行われる。計測結果比較部２０２は、１フレーム目における距離算出部１０９の計測点の計測結果を、最小計測誤差の初期値として、一時的に保持する。１フレーム目の計測点の計測および表示が終了すると、三次元計測処理部２００は、動画像として撮像されている２フレーム目以降の計測処理を開始する。
【００７８】
次に、図８のフローチャートを参照して、三次元計測処理部２００における三次元計測処理の流れを説明する。
【００７９】
（ステップＳ２０１）
ステップＳ２０１において、計測点追跡部２０１は、保存部１０４に保持されている過去フレームの画像（１フレーム目の画像）と、現在フレームの画像（２フレーム目の画像）と、過去フレームにおける計測点の座標を受け取る。計測点追跡部２０１は、過去フレーム画像を基準画像、現在フレーム画像を参照画像とし、視差算出部１０８と同様の処理によって、現在フレーム画像で対応する計測点を探索する。計測点追跡部２０１は、このように計測点を探索することによって、現在フレームにおける計測点位置を算出する。
【００８０】
（ステップＳ２０２）
ステップＳ２０２において、計測点指定部１０７、視差算出部１０８および距離算出部１０９は、第１の実施形態と同様の計測処理を行い、計測結果を画像生成部１１０および計測結果比較部２０２に送る。
【００８１】
（ステップＳ２０３）
ステップＳ２０３において、計測結果比較部２０２は、距離算出部１０９から受け取った現在フレームにおける計測誤差と、最小の計測誤差とを比較することで最小計測誤差の更新を行う。計測結果比較部２０２は、計測誤差が最小となったフレームを特定し、特定されたフレームにおける計測距離と計測誤差を画像生成部１１０に送る。
【００８２】
（ステップＳ２０４）
ステップＳ２０４において、画像生成部１１０は、距離算出部１０９から受け取った現在フレームにおける計測結果と、計測結果比較部２０２から受け取った最小誤差フレームにおける計測結果とを受け取る。そして、画像生成部１１０は、各々の計測結果を現在フレームの画像に重畳して表示用画像を生成する。
【００８３】
図９に、本実施形態において生成される表示用画像の一例を示す。図５の表示様態に加えて、最小誤差時の計測結果の表示領域２０３に、計測誤差が最小であったフレームにおける計測結果が表示される。なお、現在フレームにおける計測結果、および最小誤差時の計測結果のいずれか一方のみを表示するシンプルな表示形態としてもよい。
【００８４】
また、計測点追跡部２０１による計測結果の追跡中に、ユーザが任意のタイミングで再度、任意の１フレームを抽出し、計測点を調整し、再追跡できるように三次元計測処理部２００を構成してもよい。このように構成すると、例えば、ユーザが被写体に近づいた場合等に、指定した計測点のズレを修正できるため、好適である。
【００８５】
本実施形態によれば、画像取得部１０１が入力画像として動画像を受け取り、三次元計測処理部２００が計測点を追跡しながら計測を行うことで、計測誤差が最も小さくなった時点における距離および計測誤差を提示することができる。これにより、ユーザは、計測誤差が最も小さくなった時点における距離および計測誤差を容易に把握することができる。
【００８６】
本実施形態おいては、画像取得部１０１が動画像の各フレームの画像を受け取る場合について説明したが、変形例として、例えば、ユーザが移動しながら複数枚撮像した静止画を継時的な画像シーケンスとして受け取り、計測点を追跡しながらの三次元計測を行ってもよい。
【００８７】
〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について、図１０〜図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８８】
本実施形態においては、計測点として３点以上が指定された場合における、計測点の組み合わせの例と複数の計測結果の表示手段について説明する。
【００８９】
３点以上の計測点が指定された場合、２つの計測点の組み合わせを選択する選択手段として、以下の３つの手段が挙げられる。本実施形態に係る三次元計測装置の三次元計測処理部は、以下の手段の何れかを実現する処理部を備える構成とすることができる。本実施形態に係る三次元計測処理部のその他の構成は、本明細書に記載された他の実施形態における三次元計測処理部と同様の構成とすればよい。
【００９０】
第一の手段は、１点目を基準として、その他の点とを組み合わせる手段である。例えば、１点目を必ず基準位置として、１点目と２点目、１点目と３点目、のような組み合わせとなる。この手段は、ある基準位置に対する各計測点までの距離を比較する場合等に好適である。
【００９１】
第二の手段は、選択順に２点ずつを組み合わせる手段である。この手段によれば、例えば、奇数番目に選択した点を基準位置として、１点目と２点目、３点目と４点目、のような組み合わせとなる。この場合、複数の被写体のサイズを比較する場合等に好適である。すなわち、１点目が第１の被写体の一方の端部であり、２点目が第１の被写体の他方の端部であり、３点目が第２の被写体の一方の端部であり、４点目が第２の被写体の他方の端部であるような場合等に好適である。
【００９２】
第三の手段は、連続する２点を組み合わる手段である。例えば、先に指定した点を基準位置として、１点目と２点目、２点目と３点目、のような組み合わせとなる。この手段は、部材の各パーツ間の寸法の確認をする場合等に好適である。
【００９３】
計測結果の表示は、前述の実施形態と同様に参照点の周辺位置に結果表示領域１２４を撮像画像に重畳してもよい。しかしながら、計測点同士が密集した場合などにおいては、図１０に示すように結果表示領域３０３を配置しづらい場合がある。そこで、図１１に示すように、計測点が複数選択された場合には、本実施形態に係る三次元計測処理部が備える画像生成部は、結果表示領域を表示画像の周辺領域に整理して配置するとよい。これにより、ユーザは、各結果表示領域３０３と計測点３０２の位置関係を保持しながら、計測結果を比較および確認することができる。
【００９４】
ここで、本実施形態に係る画像生成部は、結果表示領域３０３と計測点３０２との対応関係を、対応線３０４によって明示する。本実施形態に係る画像生成部が、複数の結果表示領域３０３を、できる限り隣接して表示し、かつ、対応線３０４が互いに交差しないように配置する構成とすれば、ユーザが、各計測結果の比較確認を容易に行うことができるので、好適である。
【００９５】
図１１においては、結果表示領域３０３を表示画像１２０の右側に寄せた例を示したが、表示画像１２０の周辺領域であれば、Ｌ字配置、コ字配置、ロ字配置のように適宜配置すればよい。また、図１１においては、撮像画像に結果表示領域３０３を重畳するように表示する例を示しているが、表示画像の外側に表示領域を設定するように構成してもよい。
【００９６】
〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について、図１２〜図１６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００９７】
本実施形態においては、計測誤差を小さく撮像するためのカメラの移動方向を示すガイドを表示する構成について説明する。
【００９８】
本実施形態に係る三次元計測装置は、実施形態１の三次元計測処理部１０２に代えて、三次元計測処理部４００を備える。なお、本実施形態に係る三次元計測装置のその他の構成は、実施形態１において説明した三次元計測装置１００と同様である。
【００９９】
図１２に示すように、本実施形態における三次元計測処理部４００は、実施形態１の三次元計測処理部１０２の構成に加え、移動位置推定部４０１をさらに備える。なお、三次元計測処理部２００に移動位置推定部４０１を備えるように構成してもよい。
【０１００】
移動位置推定部４０１は、距離算出部１０９から三次元情報および計測誤差を受け取り、三次元情報および計測誤差を参照することによって、計測誤差をより小さく撮像するための撮像推奨位置の推定を行う。図１３は、撮像推奨位置の推定方法の概念図である。
【０１０１】
ステレオカメラにおいて、各々のカメラの画角が共通となる範囲および仮想の原点Ｏの位置は、ステレオカメラの各々のカメラの原点ＯＬまたはＯＲを基準位置として、基線長ｂおよび画角θから算出することができる。移動位置推定部４０１は、位置移動後の原点Ｏ’を、計測点１１１および１１３を通る直線４０２上の、計測点１１１と１１３との中点を通る直交する平面４０３上に推定する。そして、移動位置推定部４０１は、原点Ｏ’を、画角を成す直線４０４が計測点１１１の計測誤差が成す楕円体と外接する直線と、画角を成す４０５が計測点１１３の計測誤差が成す楕円体と外接する直線との交点の座標として算出する。この算出は、直線の式及び楕円体の式として上記〔数７〕および〔数８〕を利用することで実行することができる。移動後の原点Ｏ’が決まれば、ＯＬ’およびＯＲ’の位置も自動的に定まる。以上によって、ベクトルＯＬ−ＯＬ’およびベクトルＯＲ−ＯＲ’が求まるので、移動位置推定部４０１は、移動量を定めることができる。また、移動位置推定部４０１は、回転量を、現在のステレオカメラの光軸に対する平面４０３の角度によって算出することができる。移動位置推定部４０１は、算出した移動量および回転量を、画像生成部１１０に送る。
【０１０２】
ここで、移動量とは、原点Ｏから原点Ｏ’への移動量である。原点Ｏ及び原点Ｏ’の３次元座標値をそれぞれ（Ｘｏ,Ｙｏ，Ｚｏ）及び（Ｘｏ’，Ｙｏ’，Ｚｏ’）とすると、移動位置推定部４０１は、ＸＹＺ軸それぞれの方向への移動量を（Ｘｏ’−Ｘｏ，Ｙｏ’−Ｙｏ，Ｚｏ’−Ｚｏ）として算出する。これは３次元座標変換における並進ベクトルに相当する。
【０１０３】
一方で、ＯＬ、ＯＲ、ＯＬ’、ＯＲ’の座標値をそれぞれ、（ＸＬ、ＹＬ、ＺＬ）、（ＸR、ＹR、ＺR）、（ＸＬ’、ＹＬ’、ＺＬ’）、（RＬ’、ＹR’、ＺR’）とすると、移動位置推定部４０１は、３次元座標変換における回転行列Ｒを、下記〔数１１〕の行列計算によって算出する。
【０１０４】
【数１１】
0006543085.tif 000012
【０１０５】
ここで、移動位置推定部４０１は、回転行列Ｒを用いて、ロドリゲスの回転公式等に基づき、回転角度（オイラー角）を算出することができる。移動位置推定部４０１は、算出した回転角度を、上述した回転量として後段の処理に出力する。
【０１０６】
本実施形態における画像生成部１１０は、移動位置推定部４０１から送られた移動量および回転量に基づき、撮像ガイドを撮像画像に重畳した画像を生成する。図１４は、撮像ガイドを撮像画像に重畳した画像の一例である。本実施形態における画像生成部１１０は、表示画像に撮像ガイド表示領域４０６を設定する。画像生成部１１０は、撮像ガイド表示領域４０６に、移動量ガイド４０７および回転量ガイド４０８の少なくとも一方を表示する。
【０１０７】
ここで図１４の移動量ガイド４０７に表示される移動量の数値は、前記ＸＹＺ軸それぞれの方向への移動量のいずれかもしくは複数でも良いし、ＸＹＺ軸それぞれの方向への移動量が成すユークリッド距離でも良い。また、回転量ガイド４０８に表示される回転量は、オイラー角に基づき３次元コンパスのようなＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）として表示しても良いし、各回転角度の数値データを表示しても良い。
【０１０８】
なお、画像生成部１１０が、撮像ガイド表示領域４０６、および結果表示領域１２４等が重ならないように配置すると、計測結果を確認しながら、撮像位置の移動量も確認できるため、好適である。
【０１０９】
以上の構成によって、より計測誤差の小さい計測結果を得るための撮像位置について、ユーザに報知することが可能となる。
【０１１０】
本実施形態においては、２点の計測点を結ぶ直線である着目する直線が１つの場合について説明したが、計測する直線が複数ある場合においても、例えば、複数の直線のうち、最後に選択した直線を着目する直線として、上記処理を行えばよい。最後に選択した直線は、ユーザが最終的に着目していた直線である可能性が高いため、好適である。また、着目する直線をユーザに選択させるように構成してもよい。その場合においても、最初の候補として最後の選択した直線を提示するようにすると、好適である。
【０１１１】
また、図１５に示すように、本実施形態は、自己位置検出部４０９をさらに備えるように構成してもよい。自己位置検出部４０９は、ジャイロセンサ、地磁気センサ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等によって構成され、三次元計測装置の自己位置を逐次計測し、三次元計測処理部４００に送信する。
【０１１２】
図１６（ａ）は、移動中の撮像ガイドの例を示す。三次元計測処理部４００は、自己位置検出部４０９から自己位置情報を受け取り、当該自己位置情報を参照して、例えば図１６（ａ）に示すように、移動量ガイド４０７および回転量ガイド４０８の表示様態を変更することが好ましい。以上のような表示様態によって、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示した状態からの移動内容をユーザが容易に確認することができる。
【０１１３】
図１６（ｂ）は、推奨位置到達時の撮像ガイドの例を示す。三次元計測処理部４００は、自己位置が新たな撮像推奨位置付近に接近した場合、図１６（Ｂ）に示すような、撮像を促すためのガイド４１０を表示することが好ましい。さらに、撮像推奨位置に一定時間以上とどまった場合に、自動で撮像する手段をさらに備えると、ユーザの作業を減らすことができて好ましい。その場合、三次元計測処理部４００が、カウントガイド４１１の表示様態を変えることによって、撮像タイミングまでの時間を通知するようにすると好適である。三次元計測処理部４００は、例えば、カウント前には黒色の丸で表示しているカウントガイドを、順次白色にすることでカウントアップを表現してもよい。また、三次元計測処理部４００は、撮像タイミングに対応するガイドを、丸で表示しているガイドとは異なるガイド（図１６（Ｂ）においては十字のガイド）にすると、ユーザに撮像タイミングを容易に予測させることができるようになり、好適である。
【０１１４】
〔実施形態５〕
本発明のさらに他の実施形態について、図１７〜図１８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１１５】
実施形態４においては、計測誤差が最小となる撮像位置への移動を促すガイドを表示する手段について説明した。しかし、地上１０ｍの高さに設置された物体を撮像しようとする場合のように、計測対象によっては、ユーザが移動できない位置において計測処理する必要が生じる場合がある。この場合には、三次元計測装置のみを移動させることができるように構成することが望ましい。
【０１１６】
以上に鑑み、本実施形態においては、本発明における三次元計測装置の少なくとも一部を飛行体に搭載する例について説明する。
【０１１７】
本実施形態に係る三次元計測装置は、実施形態１の三次元計測処理部１０２に代えて、計測部５０２を備える。なお、本実施形態に係る三次元計測装置のその他の構成は、実施形態１において説明した三次元計測装置１００と同様である。
【０１１８】
図１７は、本実施形態における三次元計測システムの一例を示す図である。三次元計測システムは、飛行体５００およびユーザ端末５０１を含んでいる。
【０１１９】
図１７に示すように、飛行体５００は、計測部５０２、通信部５０３、駆動部５０４、自己位置検出部５０５、およびこれらのユニット間におけるデータのやり取りが実行されるデータバス５０６を備えている。
【０１２０】
計測部５０２は、実施形態１〜４までに記載の三次元計測装置と同様に、画像取得部１０１、三次元計測処理部１０２、および保存部１０４を有する構成であり、三次元計測を行う。
【０１２１】
通信部５０３は、ユーザ端末５０１との通信を行う。通信部５０３は、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）等の無線通信規格を利用した無線通信モジュールを含み、撮像画像や表示用画像をユーザ端末５０１に送信し、指定された計測点の座標値や飛行制御の情報等をユーザ端末５０１からのユーザ入力として受け取る。
【０１２２】
駆動部５０４は、飛行体５００を飛行させるためのユニットであって、モータ制御基板、ブラシレスモータ、およびプロペラ等を備える。
【０１２３】
自己位置検出部５０５は、飛行体５００の位置や姿勢を検出する。自己位置検出部５０５は、実施形態４における自己位置検出部４０９と同様にＧＰＳセンサ等を有し、三次元計測装置の自己位置を逐次計測して、計測された位置情報を計測部５０２等に送る。
【０１２４】
ユーザ端末５０１は、端末通信部５０７、表示部５０８、外部入出力部５０９、制御部５１０、およびこれらのユニット間におけるデータのやり取りが実行されるデータバス５１１を備えている。
【０１２５】
端末通信部５０７は、飛行体５００との通信を行う。端末通信部５０７は、通信部５０３と同様に無線通信モジュールを備え、各種データのやり取りを行う。
【０１２６】
表示部５０８は、撮像画像および計測結果を表示する。表示部５０８は、表示部１０３と同様に多視点画像や表示用画像を表示する。
【０１２７】
外部入出力部５０９は、ユーザからの入力受付等、外部とのやり取りを行う。外部入出力部５０９は、ユーザ入力部１０５と同様に、ユーザからの計測点の入力等が行われる。
【０１２８】
次に、図１８のフローチャートを参照して、本実施形態の三次元計測システムにおける三次元計測処理の流れを説明する。
【０１２９】
（ステップＳ５０１）
ステップＳ５０１において、表示部５０８は、通信部５０３および端末通信部５０７を介して、画像取得部１０１で取得した画像を逐次表示する。さらに、表示部５０８は、ユーザが計測点を選択するための任意のフレーム画像を静止画像として表示する。
【０１３０】
（ステップＳ５０２）
ステップＳ５０２において、ユーザ端末５０１は、外部入出力部５０９を介して、ユーザによって指定された計測点の座標（指定座標）を受け取り、通信部５０３および端末通信部５０７を介して、指定座標を計測部５０２に送る。
【０１３１】
（ステップＳ５０３）
ステップＳ５０３において、計測部５０２は、計測処理を行い、計測結果を含む表示用画像をユーザ端末５０１に送る。
【０１３２】
（ステップＳ５０４）
ステップＳ５０４において、表示部５０８は、計測部５０２から受け取った表示用画像を表示する。また、外部入出力部５０９は、ユーザからの必要精度情報の入力を受け付け、必要精度情報の入力があった場合には、必要精度情報を計測部５０２に送る。
【０１３３】
ここで、必要精度情報とは、ユーザが行う処理、または、三次元計測装置が行う処理において許容される精度を示す情報のことを指す。
【０１３４】
（ステップＳ５０５）
ステップＳ５０５において、計測部５０２は、実施形態２と同様の手段によって、計測点の追跡を行い、逐次の計測結果を基に生成した表示用画像を、表示部５０８に送る。また、実施形態４と同様の手段によって得られる移動量および回転量情報と、自己位置検出部５０５から送られた自己位置情報とに基づき、駆動部５０４は飛行体５００の移動を行う。
【０１３５】
（ステップＳ５０６）
ステップＳ５０６において、計測部５０２は、ステップＳ５０５において移動した位置における画像を撮像し、計測処理を行う。計測結果の計測精度がステップＳ５０４において指定された計測精度情報の計測精度よりも高かった場合には、表示部５０８は通常の結果表示を行う。一方で、計測結果の計測精度がステップＳ５０４において指定された計測精度情報の計測精度よりも低かった場合には、表示部５０８は所望精度での計測が不可能である旨のアラート表示を行う。
【０１３６】
以上の構成によって、ユーザが移動できない位置においても、必要な計測精度で計測処理を行うことができる。
【０１３７】
なお、三次元計測処理部１０２をユーザ端末５０１上に備え、ユーザ端末５０１側で三次元計測処理するように構成することも可能である。しかし、複数の画像データを無線通信する必要があるため、画像の解像度が高い場合や動画像を処理する場合においては、本実施形態で説明した構成にした方が、表示用画像１枚の通信となり、通信データ量を削減できるため、好適である。
【０１３８】
また、飛行体への搭載例について説明したが、自動車のように地上を走行するような移動装置に搭載するように構成できることは自明である。
【０１３９】
〔ソフトウェアによる実現例〕
各実施形態に係る三次元計測装置が備える各部（特に三次元計測処理部１０２、三次元計測処理部２００、三次元計測処理部４００、計測部５０２）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１４０】
後者の場合、各実施形態に係る三次元計測装置は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１４１】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る三次元計測装置１００は、撮像位置が異なる、複数の画像を取得する取得部（画像取得部１０１）と、上記複数の画像の少なくとも何れかにおいて計測点を指定する計測点指定部１０７と、上記計測点における視差を算出する視差算出部１０８と、上記計測点の三次元位置を特定するための三次元情報を上記視差から算出する三次元情報算出部（距離算出部１０９）とを備え、上記三次元情報算出部（距離算出部１０９）は、上記三次元情報を参照して、上記計測点における計測誤差を算出する。
【０１４２】
上記の構成によれば、所望の計測点の計測誤差を計算することができる。
【０１４３】
本発明の態様２に係る三次元計測装置１００は、上記態様１において、上記計測点指定部１０７は、複数の計測点を指定し、上記三次元情報算出部（距離算出部１０９）は、上記複数の計測点の各々の計測誤差を算出し、上記複数の計測点間の距離の計測誤差を算出してもよい。
【０１４４】
上記の構成によれば、ユーザに指定された複数の計測点の各々の計測誤差、および複数の計測点間の距離の計測誤差を算出することができる。
【０１４５】
本発明の態様３に係る三次元計測装置１００は、上記態様１または２において、上記三次元情報、及び上記計測誤差を表示する表示部１０３、５０８をさらに備えてもよい。
【０１４６】
上記の構成によれば、ユーザは、三次元情報、および計測誤差を把握することができる。
【０１４７】
本発明の態様４に係る三次元計測装置１００は、上記態様３において、上記表示部１０３、５０８は、上記複数の画像のうちの１つの画像である基準画像内で指定された少なくとも２つの計測点間の計測距離と、当該計測距離の計測誤差とを上記基準画像に重畳して表示してもよい。
【０１４８】
上記の構成によれば、ユーザは、基準画像に重畳された状態で、計測距離および計測誤差を確認することができる。
【０１４９】
本発明の態様５に係る三次元計測装置１００は、上記態様１〜態様４の何れか１態様において、上記取得部（画像取得部１０１）は、逐次的に撮像された複数の画像を取得し、当該三次元計測装置１００は、上記複数の画像の各々における１又は複数の計測点を追跡する計測点追跡部２０１と、上記複数の画像の各々の計測点の計測誤差を比較し、計測誤差が最小となる画像を特定する計測結果比較部２０２とを備えていてもよい。
【０１５０】
上記の構成によれば、計測誤差が最も小さくなった時点を容易に把握することができる。
【０１５１】
本発明の態様６に係る三次元計測装置１００は、上記態様１〜態様５の何れか１態様において、上記三次元情報算出部（距離算出部１０９）から上記三次元情報および上記計測誤差を取得し、上記三次元情報および上記計測誤差を参照することによって、上記計測誤差をより小さくするための撮像位置の推定を行う推定部（移動位置推定部４０１）をさらに備えてもよい。
【０１５２】
上記の構成によれば、より計測誤差が小さい三次元計測結果を得るための撮像位置を把握することができる。
【０１５３】
本発明の態様７に係る三次元計測装置は、上記態様１〜態様６の何れか１態様において、上記画像を取得する撮像部をさらに備えてもよい。
【０１５４】
上記の構成によれば、ユーザは、所望の計測点の計測誤差を把握しながら、画像を取得することができ、利便性がよい。
【０１５５】
本発明の態様８に係る三次元計測方法は、撮像位置が異なる、複数の画像を取得する取得ステップと、上記複数の画像の少なくとも何れかにおいて計測点を指定する計測点指定ステップと、上記計測点における視差を算出する視差算出ステップと、上記計測点の三次元位置を特定するための三次元情報を上記視差から算出する三次元情報算出ステップと、上記三次元情報を参照して、上記計測点における計測誤差を算出する計測誤差算出ステップとを含んでいる。
【０１５６】
上記の構成によれば、所望の計測点の計測誤差を計算することができる。
【０１５７】
本発明の各態様に係る三次元測定装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記三次元測定装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記三次元測定装置をコンピュータにて実現させる三次元測定装置の三次元測定制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【０１５８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明は、三次元測定に利用することができる。
【符号の説明】
【０１６０】
１００  三次元計測装置
１０１  画像取得部（取得部）
１０２、２００、４００  三次元計測処理部
１０３、５０８  表示部
１０４  保存部
１０５  ユーザ入力部
１０６、５０６、５１１  データバス
１０７  計測点指定部
１０８  視差算出部
１０９  距離算出部（三次元情報算出部）
１１０  画像生成部
１２４、３０３  結果表示領域
１２５  カラーバー
２０１  計測点追跡部
２０２  計測結果比較部
２０３  表示領域
３０４  対応線
４０１  移動位置推定部（推定部）
４０６  撮像ガイド表示領域
４０７  移動量ガイド
４０８  回転量ガイド
４０９、５０５  自己位置検出部
４１０  ガイド
４１１  カウントガイド
５００  飛行体
５０１  ユーザ端末
５０２  計測部
５０３  通信部
５０４  駆動部
５０７  端末通信部
５０９  外部入出力部
５１０  制御部
【図１】
0006543085.tif 000013
【図２】
0006543085.tif 000014
【図３】
0006543085.tif 000015
【図４】
0006543085.tif 000016
【図５】
0006543085.tif 000017
【図６】
0006543085.tif 000018
【図７】
0006543085.tif 000019
【図８】
0006543085.tif 000020
【図９】
0006543085.tif 000021
【図１０】
0006543085.tif 000022
【図１１】
0006543085.tif 000023
【図１２】
0006543085.tif 000024
【図１３】
0006543085.tif 000025
【図１４】
0006543085.tif 000026
【図１５】
0006543085.tif 000027
【図１６】
0006543085.tif 000028
【図１７】
0006543085.tif 000029
【図１８】
0006543085.tif 000030