(57)【要約】【課題】霧などによって光波では測量できない状態でも３次元の測量が可能となり、特に捨石均しの重錘のように衝撃が大きくＧＰＳアンテナが設置できない場合にも有効な画像センサを用いた３次元測量方法を提供する。【解決手段】画像センサ方向設定用標的３を配置し、画像センサ俯角設定用標的４を、上記標的３が画像センサに接続された画面の中心にきた時に、画像センサに接続された画面の一辺の２点に位置するように配置した後、座標が既知の２点にそれぞれ画像センサ２で、画像センサ方向設定用標的３を画像センサに接続された画面の中心に合わせた状態で、測定対象物５を２台の画像センサ２の視角内に位置するようにして測定対象物５までの角度を算出する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物を座標が既知の２台の画像センサの視角内に位置するようにして、測定対象物を２台の画像センサで同時に映し、画像センサの設置方向から画像センサで映した測定対象物までの角度を算出することにより、２点交会法により測定対象物の座標を求める画像センサを用いた３次元測量方法。
【請求項２】
座標が既知の点に、画像センサ方向設定用標的を配置し、画像センサ俯角設定用標的を、上記画像センサ方向設定用標的が画像センサに接続された画面の中心にきた時に、画像センサに接続された画面の一辺の２点に位置するように配置した後、座標が既知の２点にそれぞれ画像センサを配置して、それぞれの画像センサで、座標が既知の画像センサ方向設定用標的を画像センサに接続された画面の中心に合わせた状態で、測定対象物を２台の画像センサの視角内に位置するようにして、測定対象物を２台の画像センサで同時に映し、画像センサの設置方向から画像センサで映した測定対象物までの角度を算出することにより、２点交会法により測定対象物の座標を求める画像センサを用いた３次元測量方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２台の画像センサを使用して、画像センサの設置方向からその画像センサで映した測定対象物までの角度を算出することにより測定対象物の３次元座標を測量する２台の画像センサを用いた３次元測量方法に関する。
【０００２】
なお、画像センサとはＣＣＤカメラでとらえた対象物の映像をデジタル信号に変換し、種々の演算処理を行うことで、対象物の面積、長さ、個数、位置などの特徴を抽出し、設定された基準をもとに判定結果を出力するものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、測定対象物の３次元座標の測量を行なう場合、海中に捨石マウンドを造成し、重錘を打設してその高さを測量することが行なわれていたが、その際、捨石均しの重錘のように衝撃が大きく、ＧＰＳアンテナが設置できないような場合があり、その場合は自動追尾型光波測距測角機により測量が行なわれていた。
【０００４】
しかしながら、光波を使用した測量の場合は、霧や霧雨が降ると光波が届かない場合があり問題であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、霧や霧雨によって光波では測量できない状態でも３次元の測量が可能となり、特に捨石均しの重錘のように衝撃が大きくＧＰＳアンテナが設置できない場合にも有効な画像センサを用いた３次元測量方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、測定対象物を座標が既知の２台の画像センサの視角内に位置するようにして、測定対象物を２台の画像センサで同時に映し、画像センサの設置方向から画像センサで映した測定対象物までの角度を算出することにより、２点交会法により測定対象物の座標を求める画像センサを用いた３次元測量方法からなり、また本発明は、座標が既知の点に、画像センサ方向設定用標的を配置し、画像センサ俯角設定用標的を、上記画像センサ方向設定用標的が画像センサに接続された画面の中心にきた時に、画像センサに接続された画面の一辺の２点に位置するように配置した後、座標が既知の２点にそれぞれ画像センサを配置して、それぞれの画像センサで、座標が既知の画像センサ方向設定用標的を画像センサに接続された画面の中心に合わせた状態で、測定対象物を２台の画像センサの視角内に位置するようにして、測定対象物を２台の画像センサで同時に映し、画像センサの設置方向から画像センサで映した測定対象物までの角度を算出することにより、２点交会法により測定対象物の座標を求める画像センサを用いた３次元測量方法からなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明するが、図１はその一実施形態における作業船の船体の２カ所に設置した画像センサを用いて測定対象物の３次元測量を行なう場合の説明用平面図であり、図２は図１の画像センサに接続された画面を示す説明図である。
【０００８】
まず、作業船の船体１上の２カ所に配置した画像センサ２の船体１に対する位置を予め測量する。
【０００９】
次に、船体１上で、座標が既知の点に、画像センサ方向設定用標的３を画像センサ２と同じ高さに位置し、画像センサ俯角設定用標的４を、上記画像センサ方向設定用標的３が図２の画面の中心にきた時に、図示せるようにその画面の一辺の２点に位置するように配置する。
【００１０】
なお、画像センサ俯角設定用標的４は、画像センサの基準面に対する傾きを合わせるために使用するが、画像センサの方向や俯角が既知の場合、画像センサ俯角設定用標的４および画像センサ方向設定用標的３は不要である。
【００１１】
しかる後に、座標が既知の２点にそれぞれ画像センサ２を配置して、それぞれの画像センサ２で、座標が既知の画像センサ方向設定用標的３を画像センサに接続された画面の中心に合わせた状態で、測定対象物５を２台の画像センサの視角内に位置するようにして、その測定対象物５を２台の画像センサ２で同時に映し、画像センサ２の設置方向から画像センサ２で映した測定対象物５までの角度を算出する。測定対象物５には、周囲の色とは異なる色のターゲットを取り付け、画像センサ２が識別できるようにする。
【００１２】
上記の角度の算出に当っては、図３において画像センサ２のレンズ焦点６から画像センサ撮像素子面７までの既知のレンズの焦点距離Ｌｓと画像センサ２から出力される座標から撮像素子面７の中心からの距離Ｌｃから測定対象物５の方向角θｈを求めることになり、図３で角度θ＝ｔａｎ−１（Ｌｃ／Ｌｓ）となる。
【００１３】
また、図４において、撮像素子面７の中心８から測定対象物５までの鉛直距離Ｌｃ−ｖ及び水平距離Ｌｃ−ｈにより、画像センサ２の向きからの水平角θｈは、
θｈ＝ｔａｎ−１（Ｌｃ−ｈ／Ｌｓ）となり、また鉛直角θｖは、
θｖ＝ｔａｎ−１（Ｌｃ−ｖ／Ｌｓ）となる。
【００１４】
図５の要部平面図において、画像センサ２の船体１に対する位置及び画像センサ方向設定用標的３及び画像センサ俯角設定用標的４の位置は、測量であらかじめ求められており、画像センサ２から出力される測定対象物５の位置情報により各々の画像センサ２からの計測値により算出される角度Ａが算出できるため、取り付けた位置を測量により求めた船体１に対する測定対象物５の角度Ｂがわかり、２点交会法により測定対象物５の座標を求めることができる。
【００１５】
ここで、船体１の傾きは、加速度センサーを用いた動揺センサーにて求めることとし、船体１の位置はＲＴＫ−ＧＰＳにて求めることとする。
【００１６】
なお、上記の測量システムを動揺のない陸上に設置した場合は、動揺センサーやＲＴＫ−ＧＰＳは不要となる。
【００１７】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の画像センサを用いた３次元測量方法によれば、その画像センサを作業船等の船体に設置した時は、船体の座標をＲＴＫ−ＧＰＳにより測量し、船体の傾きを動揺センサーで検出して補正することにより、測定対象物の座標を求めることができる。
【００１８】
また、本発明によれば、霧や霧雨によって光波では測量できない状態でも測量が可能となり、特に、捨石均しのように衝撃が大きくＧＰＳアンテナが設置できないような場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における作業船の船体に２台の画像センサを用いて３次元測量を行なう場合の説明用平面図である。
【図２】図１の画像センサに接続された画面を示す説明図である。
【図３】図１の画像センサ設置方向から測定対象物までの角度の算出時の説明図である。
【図４】図３の撮像素子面の中心から測定対象物までの水平及び鉛直の距離を示す説明図である。
【図５】図１の測量対象物の画像センサからの角度及び船体に対する角度の説明図である。
【符号の説明】
２　　画像センサ
３　　画像センサ方向設定用標的
４　　画像センサ俯角設定用標的
５　　測定対象物
【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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