(57)【要約】【課題】高精度測位システムを用いた写真計測システムを提供する。【解決手段】写真計測システムは、異なる地点に配置された複数のポイントマークを撮影対象として含む写真画像データ９１と、上記複数のポイントマークの位置を特定する複数の位置データ９２とを入力し、上記写真画像データ９１に含まれる複数のポイントマークそれぞれと複数の位置データ９２とを対応づける位置データ対応付け部と、上記位置データ対応付け部が上記複数のポイントマークそれぞれへ対応づけた複数の位置データ９２を用いて、上記複数のポイントマークが所定の位置関係になるように上記写真画像データ９１を変換して、変換画像データ９３を生成する変換部と、上記変換部が生成した変換画像データ９３を格納する変換画像データメモリとを有する写真計測装置を備える。【選択図】        図１
2004362333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる地点に配置された複数のポイントマークを撮影対象として含む写真画像データと、上記複数のポイントマークの位置を特定する複数の位置データとを入力し、上記写真画像データに含まれる複数のポイントマークそれぞれと複数の位置データとを対応づける位置データ対応付け部と、
上記位置データ対応付け部が上記複数のポイントマークそれぞれへ対応づけた複数の位置データを用いて、上記複数のポイントマークが所定の位置関係になるように上記写真画像データを変換して、変換画像データを生成する変換部と、
上記変換部が生成した変換画像データを格納する変換画像データメモリと
を備えることを特徴とする写真計測システム。
【請求項２】
上記変換部は、上記写真画像データを地図投影図法に則り、正射影変換することを特徴とする請求項１記載の写真計測システム。
【請求項３】
上記写真計測システムは、さらに、
地図データを格納する地図データメモリと、
上記地図データメモリへ格納された地図データを読み出し、読み出した地図データへ上記変換画像データを投影して投影図データを生成する投影部と、
上記投影部が生成した投影図データを格納する投影図データメモリと
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の写真計測システム。
【請求項４】
上記写真画像データは、複数の位置から撮影した複数の写真画像データであり、
上記位置データ対応付け部は、複数の写真画像データそれぞれの複数のポイントマークと上記複数の位置データとを対応づけ、
上記投影部は、上記複数の写真画像データを入力し、入力した複数の写真画像データそれぞれの一部分を組み合わせて一つの変換画像データを生成することを特徴とする請求項３記載の写真計測システム。
【請求項５】
上記写真画像データは、交通事故現場の映像を撮影したデータであり、
上記地図データは、道路に関する情報を含む地図データであり、
上記投影部は、交通事故現場の状況を記録する映像を投影図データとして生成することを特徴とする請求項３または４記載の写真計測システム。
【請求項６】
上記写真計測システムは、さらに、
対象物の設計図データを格納する設計図データメモリと、
上記設計図データメモリへ格納された設計図データを読み出し、読み出した設計図データと上記変換画像データとを比較し、比較した結果を比較データとして生成する比較部と、
上記比較部が生成した比較データを格納する比較データメモリと
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の写真計測システム。
【請求項７】
上記写真画像データは、工事現場の作業状況を撮影した映像であり、
上記設計図データは、上記工事現場の作業工程を設定する作業工程設計データであり、
上記比較部は、上記工事現場の作業状況の映像と上記作業工程設計データとの差異を抽出した比較データを生成することを特徴とする請求項６記載の写真計測システム。
【請求項８】
上記写真画像データは、建造物を撮影した映像であり、
上記設計図データは、建造物の設計図であり、
上記比較部は、上記建造物の映像と上記設計図との差異を抽出した比較データを生成することを特徴とする請求項６記載の写真計測システム。
【請求項９】
上記写真画像データは、現在の建造物を撮影した映像であり、
上記設計図データは、建造物を過去に撮影したデータであり、
上記比較部は、上記現在の建造物を撮影した映像と上記建造物を過去に撮影した映像との差異を抽出した比較データを生成することを特徴とする請求項６記載の写真計測システム。
【請求項１０】
上記写真画像データは、利用者によって選択された異なる複数の任意点へ複数のポイントマークそれぞれを配置した画像データであり、
上記複数の位置データは、上記複数のポイントマークが配置された任意点それぞれにおいて、測位した位置データであることを特徴とする請求項１から９いずれかに記載の写真計測システム。
【請求項１１】
上記位置データは、測位精度がセンチメートルの単位であるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置によって測位されたデータであり、
上記任意点は、少なくとも三つであることを特徴とする請求項１から１０いずれかに記載の写真計測システム。
【請求項１２】
上記ポイントマークは、撮影対象となる現場の周囲の少なくとも四つの地点と、上記四つの地点の中央の地点とに配置されることを特徴とする請求項１から１０いずれかに記載の写真計測システム。
【請求項１３】
異なる地点に配置された複数のポイントマークを撮影対象として含む写真画像データと、上記複数のポイントマークの位置を特定する複数の位置データとを入力する入力工程と、
上記写真画像データに含まれる複数のポイントマークそれぞれと複数の位置データとを対応づける位置データ対応付け工程と、
上記位置データ対応付け工程が上記複数のポイントマークそれぞれへ対応づけた複数の位置データを用いて、上記複数のポイントマークが所定の位置関係になるように上記写真画像データを変換して、変換画像データを生成する変換工程と、
上記変換工程が生成した変換画像データを変換画像データメモリへ格納する変換画像データ格納工程と
を備えることを特徴とする写真計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、写真画像データと位置データとを用いた計測に関する。
【０００２】
【従来の技術】
交通事故等の現場検証では、被害者、加害車両等の位置を詳細に記録する。現状は、巻尺計測と個別写真撮影を基本としたものである。
このため、片側交通を遮断して現場検証を実施することが多く、（１）対象物間を個別に巻尺計測することから、時間を要し、交通の妨げとなる、（２）現場調査員自身が交通事故に遭遇する等の危険を伴う、という問題が発生したいた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０７−４９９１０号公報
【特許文献２】
特開平０７−２１０５８０号公報
【特許文献３】
特開平０７−５５４４６号公報
【特許文献４】
特許公報第２８８１７５３号公報
【特許文献５】
特開平０９−２４７５１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記に挙げた問題を解決するため、迅速かつ現場を詳細に記録できる仕組みが必要とされていた。
そこで、この発明は、高精度測位システムを用いた写真計測システムを提供することを目的とする。
特に、交通事故現場での交通事故処理を迅速かつ現場状況を詳細に記録するための高精度測位システムを用いた写真計測システムを提供することを目的とする。
さらに、工事現場の作業工程の管理や建造物の保守点検において、写真を撮影することによって、現状を記録するとともに、計測が可能となる写真計測システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る写真計測システムは、異なる地点に配置された複数のポイントマークを撮影対象として含む写真画像データと、上記複数のポイントマークの位置を特定する複数の位置データとを入力し、上記写真画像データに含まれる複数のポイントマークそれぞれと複数の位置データとを対応づける位置データ対応付け部と、
上記位置データ対応付け部が上記複数のポイントマークそれぞれへ対応づけた複数の位置データを用いて、上記複数のポイントマークが所定の位置関係になるように上記写真画像データを変換して、変換画像データを生成する変換部と、
上記変換部が生成した変換画像データを格納する変換画像データメモリと
を備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
実施の形態１では、交通事故の現場検証の場合を一例として説明する。
図１は、実施の形態１の写真計測システムの概略を示した図である。
デジタルカメラ８１等で事故現場を撮影した写真画像データ９１を取得する。また、写真画像データ９１内の任意点を選択し、各任意点についてＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星等を用いて測位して位置データ９２を取得する。写真画像データ９１は、位置データ９２を取得した任意点が特定できるように、撮影対象の範囲にポイントマークを配置し、ポイントマークを含む映像を撮影する。
写真画像データ９１と位置データ９２とを用いて、変換画像データ９３を生成する。さらに、生成した変換画像データ９３を地図データ９４へ投影して投影図データ９５を生成する。
このようにして、事故現場の映像を地図データ９４に投影した投影図データ９５を取得し、上記投影図データ９５を保存し、また、上記投影図データ９５を解析して、事故現場の検証を行えるようにする。
【０００７】
ここで、以下の説明で用いる用語を説明する。
写真画像データ９１は、計測したい現場（撮影対象）を含む画像データである。
写真画像データ９１は、デジタルカメラ８１等、映像を撮影できる機器を用いて実施する。また、映像を撮影する機器は、特別な、専用機器を用いる必要はなく、量産されているデジタルカメラ８１を用いることが可能である。安価なデジタルカメラ８１で対応できるため、コストを押さえることが可能である。また、写真画像データ９１は、デジタルデータであることを前提とする。
位置データ９２は、任意点の位置を特定するデータである。位置データ９２は、測位した地点における、緯度、経度を含み、必要に応じて、地面からの高さを含む。ＧＰＳ受信機等によって測位して取得した位置データ９２の精度は、センチメートル単位であることが望まれる。位置データ９２の精度は、写真画像データ９１を変換画像データ９３へ変換する場合の精度、及び、変換画像データ９３を用いて、緯度、経度、高さあるいは距離等を計測する場合の精度に影響する。任意点は、写真画像データ９１として撮影される撮影対象現場において、選択された複数の異なるポイント（地点）である。任意点は位置データを取得するポイントとなる。
【０００８】
ポイントマークは、撮影対象現場に配置され、任意点を示すマークである。ポイントマークは、撮影対象現場内の、異なる複数の任意点に配置される。写真画像データ９１は、ポイントマークを含む画像として撮影される。また、ポイントマークが配置された任意点において、ＧＰＳ受信機等を用いて測位され、位置データ９２が算出される。
変換画像データ９３は、写真画像データ９１に含まれる複数のポイントマークが、所定の位置関係になるように、写真画像データ９１を変換した画像データである。写真画像データ９１の変換にあたっては、複数のポイントマークそれぞれへ、位置データ９２を対応づけ、対応づけられた位置データを用いて変換を行う。以下の説明では、変換方式として、地図投影図法に則った正射影変換する場合を一例として説明する。しかしながら、他の方法による変換であってもかまわない。
地図データ９４は、デジタル化された地図のデータである。地図データ９４は、地理情報システム（ＧＩＳ：Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）が提供する地図を用いてもよい。また、地図データ９４は、掲載される情報が異なる複数のレイヤーの地図を備えることによって、目的に応じた地図を選択することも可能である。
投影図データ９５は、変換画像データ９３を地図データ９４へ投影したデータである。
【０００９】
図２は、実施の形態１の写真計測システムの動作の概略を示した図である。
図１及び図２とを用いて、写真計測システムの概要を説明する。
まず、写真撮影工程を実施する（Ｓ１１）。例えば、交通事故の事故現場では、撮影対象となる対象領域内の異なる任意点を複数選択し、選択した複数の任意点それぞれにポイントマークを配置する。複数のポイントマークを配置した対象領域の映像をデジタルカメラ８１等によって撮影する。
次に、位置データ取得工程を実施する（Ｓ１２）。配置されたポイントマークそれぞれの地点において、ＧＰＳ受信機等の測位装置を用いて測位し、ＧＰＳ測量技術等により、緯度、経度等を計算して位置データ９２を取得する。
次に写真画像変換処理工程を実施する（Ｓ１３）。写真画像データ９１に含まれるポイントマークの位置データ９２（緯度、経度）が地図データ９４の対応する位置（緯度、経度）と一致するように画像の形状変換（正射影変換）を行う。次に、写真画像投影工程を実施する（Ｓ１４）。写真画像データ９１を変換した変換画像データ９３と地図データ９４上へオーバレイし、投影図データ９５を生成し、保存する。
以上が写真計測システムの概要である。
【００１０】
次に、図３、図４を用いて、写真計測システムの写真画像変換処理工程および写真画像投影工程を具体的に説明する。
図３は、実施の形態１の写真計測装置の構成の一例を表した図である。
写真計測装置１００は、図２に示した写真画像変換処理工程及び写真画像投影工程の動作を実施する装置である。
入出力Ｉ／Ｆ（入力インタフェース）１１０は、外部装置２００を含む外部の機器・装置とのデータの入出力のインタフェースを司る。入出力Ｉ／Ｆ１１０は、例えば、ケーブルのコネクタ等を含む。
入力データメモリ１２０は、入出力Ｉ／Ｆ１１０が入力を受け付けたデータを格納する記憶領域である。写真画像データ９１と位置データ９２とは、関連づけて格納される。例えば、日付を含む識別子を付して、格納される。例えば、写真画像データ９１が撮影された日付を含む識別子を付与し、識別子を用いて格納された写真画像データ９１と位置データ９２とを検索できるようにする。また、入力データメモリ１２０は、入出力Ｉ／Ｆ１１０を介して入力されるその他のデータも格納することができる。
【００１１】
位置データ対応付け部１３０は、写真画像データ９１のポイントマークと取得した位置データ９２とを対応付ける。位置データ対応付け部１３０は、写真画像データ９１を構成する複数の画素それぞれを、画素を指定する座標を用いて特定し、ポイントマークが配置された画素の座標とポイントマークの地点で測位して取得した位置データ９２とを対応づける。すなわち、位置データ対応付け部１３０は、写真画像データ９１の画素の座標と緯度、経度とを対応づける。
変換部１４０は、位置データ対応付け部１３０が対応づけた位置データ９２を用いて、写真画像データ９１を正射影変換し、変換画像データ９３を生成する。変換画像データメモリ１５０は、変換画像データ９３を格納する記憶領域である。変換画像データ９３は、識別子を付して格納される。例えば、写真画像データ９１が撮影された日付を含む識別子を付与し、識別子を用いて格納された変換画像データ９３を検索できるようにする。
【００１２】
地図データメモリ１６０は、地図データ９４を格納する記憶領域である。地図データ９４の読み出しにあたっては、緯度、経度、あるいは、番地等を用いて必要とする地図データ９４を検索して読み出す。地図データ９４は、予め、記録媒体や、通信網等を用いて、外部から地図データメモリ１６０へ、格納される。
投影部１７０は、地図データ９４へ変換画像データ９３を投影して、地図データ９４と変換画像データ９３とを重ね合わせた投影図データ９５を生成する。二つのデータを重ね合わせは、緯度、経度が一致する画素を重ねることによって実施する。地図データ９４は、地図データメモリ１６０から、緯度、経度等を用いて地図データを読み出される。
【００１３】
投影図データメモリ１８０は、投影図データ９５を格納する記憶領域である。投影図データ９５は、識別子を付して格納される。例えば、写真画像データ９１が撮影された日付を含む識別子を付与し、利用者によって後日検索できるようにする。
表示・編集部１９０は、外部装置２００から入力される指示を受け付け、投影図データメモリ１８０に格納された投影図データ９５を外部装置２００へ出力する。また、外部装置２００からの指示に基づいて、投影図データ９５を編集する。その他、外部装置２００からの指示に基づいて、処理を実施する。
外部装置２００は、入出力Ｉ／Ｆ１１０を介して、写真計測装置１００が生成した投影図データ９５にアクセス（表示、印刷、編集及び他の記録媒体へのデータの出力等）する。
なお、上記各記憶領域において用いる識別子は、共通の識別子であってもよいし、各記憶領域それぞれに異なる識別子であってもよい。格納される各データは、各記憶領域に格納される場合に、識別子と関連づけて格納される。各データに付与される識別子は、写真画像データ９１、位置データ９２、変換画像データ９３、投影図データ９５とが相互に関連付けられる値を含むことが望ましい。
【００１４】
次に、図４を用いて動作を説明する。
図４は、実施の形態１の写真画像変換処理工程および写真画像投影工程との動作の一例を示したフローチャート図である。
まず、写真画像変換処理工程（Ｓ２１〜Ｓ２４）を説明する。
入出力Ｉ／Ｆ１１０を介して、写真画像データ９１と位置データ９２とが入力され、入力データメモリ１２０へ格納される（Ｓ２１）。
次に、位置データ対応付け部１３０は、入力データメモリ１２０から写真画像データ９１と位置データ９２とを読み込み、写真画像データ９１に含まれるポイントマークが配置された画素へ、対応するポイントマークの位置データ９２を対応付ける（Ｓ２２）。以下に具体例を示す。
写真画像データ９１の五つのポイントマークとそれぞれに対応する画素のアドレスをＮｏ１（Ｘ１  ，Ｙ１  ），Ｎｏ２（Ｘ２  ，Ｙ２  ），Ｎｏ３（Ｘ３  ，Ｙ３  ），Ｎｏ４（Ｘ４  ，Ｙ４  ），Ｎｏ５（Ｘ５  ，Ｙ５  ）とする。
位置データ対応付け部１３０は、上記Ｎｏ１〜Ｎｏ５それぞれに対応する位置データ９２（緯度、経度）を対応付ける。
複数の位置データ９２は、図１に一例として示したが、Ｎｏ１からＮｏ５それぞれに対応する緯度、経度データが入力される。Ｎｏ１（Ｎ１  ，Ｅ１  ），Ｎｏ２（Ｎ２  ，Ｅ２  ），Ｎｏ３（Ｎ３  ，Ｅ３  ），Ｎｏ４（Ｎ４  ，Ｅ４  ），Ｎｏ５（Ｎ５  ，Ｅ５  ）であり、Ｎｏ１では、Ｎ１  は、緯度、Ｅ１  は経度である。具体的には、（Ｎ１  ，Ｅ１  ）は、（Ｎ□°□’□”、Ｅ△°△’△”）のような数値が入力される。位置データ対応付け部１３０は、Ｎｏ１（Ｘ１  ，Ｙ１  ）の画素へ、緯度Ｎ１  ，経度Ｅ１  を対応付ける。位置データ対応付け部１３０は、Ｎｏ２〜Ｎｏ５についても、同様に対応付ける。
【００１５】
次に、変換部１４０は、ポイントマークへ対応付けられた位置データ９２を用いて、写真画像データ９１を、正射影変換して変換画像データ９３（正射影データ）を生成する（Ｓ２３）。
図５は、写真画像データ９１Ａが変換画像データ９３Ｂへ変換される一例を表した図である。写真画像データ９１Ａは、変換の様子をわかりやすく示すため、図１の写真画像データ９１とは異なる例を示す。変換部１４０が、位置データ９２（緯度、経度）を用いて、写真画像データ９１を正射影変換することによって、正面図が描かれることになる。従って、二つの地点の距離を取得したい場合、変換画像データ９３上の二つの距離を計測し、係数をかけることによって、実際の距離を取得することが可能となる。
変換部１４０は、生成した変換画像データ９３を変換画像データメモリ１５０へ格納する（Ｓ２４）。
【００１６】
次に、写真画像投影工程（Ｓ２５〜Ｓ２７）を説明する。
投影部１７０は、変換画像データメモリ１５０から変換画像データ９３を読み出し、地図データメモリ１６０から地図データ９４を読み出す（Ｓ２５）。投影部１７０は、目的に適応する地図データ９４を選択する。例えば、交通事故の事故現場の場合、道路状況が含まれている地図を選択する。
投影部１７０は、変換画像データ９３を地図データ９４へ投影する（Ｓ２６）。投影部１７０は、地図データ９４の緯度、経度と、変換画像データ９３に対応付けられた緯度、経度とが一致するように重ね、投影図データ９５を生成する。変換画像データ９３の経度、緯度は、位置データ対応付け部１３０によって、写真画像データ９１の画素に対応付けられた位置データ９２を変換画像データ９３に引き継いだものである。
投影部１７０は、生成した投影図データ９５を投影部データメモリ１８０へ格納する（Ｓ２７）。
【００１７】
投影図データメモリ１８０に格納された投影図データ９５は、利用者によって外部装置２００を用いて利用される。
表示・編集部１９０は、外部装置２００からの指示（要求）を受け付け、受け付けた指示に基づいて、投影図データメモリ１８０に格納された投影図データ９５を読み出し、提供する。また、表示・編集部１９０は、利用者からの指示に基づいて、投影図データ９５の編集、及び、編集された投影図データ９５を投影図データメモリ１８０へ書き込む。また、投影図データ９５は、画像として記録、保存するため、必要に応じて、作画ソフトウェア等により、容易に現場状況を図面化することが可能となる。表示・編集部１９０が作画ソフトウェアを備える場合であってもよいし、外部装置２００に投影図データ９５を読み出し、外部装置２００において、編集してもかまわない。
また、表示・編集部１９０は、変換画像データメモリ１５０へ格納される変換画像データ９３、あるいは、入力データメモリ１２０へ格納されている写真画像データ９１、位置データ９２へアクセスできるようにしてもよい。表示・編集部１９０は、識別子を用いて、各メモリに格納されたデータへアクセスする。
【００１８】
ここで、位置データ９２の取得手順について説明する。
図６は、位置データ９２取得手順の一例を表す図である。ＧＰＳ受信機等により測位する測位システムについては、詳細な説明は省略するが、ポイントマークの位置データ９２を取得する工程を説明する。
測位システムでは、緯度、経度が既知である複数の電子基準点２２０が測位した測位データを用いて、基準局２４０が補正データを計算する。補正データは、緯度、経度が未知の地点で測位した測位データを補正するために用いる。
位置データ９２は、図６の測位装置２６０及びモバイル端末２７０及び携帯端末２８０とを用いて取得される。
測位装置２６０は、ＧＰＳアンテナ２６１を介してＧＰＳ受信機２６２によって複数のＧＰＳ衛星２１０からＧＰＳ信号を受信することによって測位データを得る。また、携帯端末２８０は、通信網２５０を介して、補正データを受信する。モバイル端末２７０の位置データ計算部２７１は、補正データを用いて測位データを補正し、精度の高い位置データ９２を計算する。計算された位置データ９２は、ポイントマークの識別子、図１では、Ｎｏ１〜Ｎｏ５と対応づけて写真計測装置１００へ入力される。
このようにして、精度がセンチメートル単位の位置データ９２を取得することが可能となる。
【００１９】
また、ＧＰＳ受信機２６２によって測位する場合、日時の日付情報も取得できる。従って、位置データ計算部２７１は、位置データ９２へ、日付情報を付加することによって、位置データ９２を測位した日時を正確に付与することができる。また、位置データ９２に付与された日時情報を変換画像データ９３及び投影図データ９５へ付与することによって、写真画像データ９１を撮影し、位置データ９２を測位した日付を正確に残すことが可能となる。
【００２０】
図６では、携帯端末２８０を用いて、補正データを受信する例を示したが、所定の放送チャネルを用いた放送波等を用いて受信するようにすることも可能である。
また、モバイル端末２７０は、写真の撮影現場に携帯可能な計算機であればよい。測位データと補正データとから位置データ９２を算出できる装置であればよい。
また、図６では、複数のＧＰＳ衛星２１０からＧＰＳ信号を受信する例を示している。ＧＰＳ衛星２１０の代わりに準天頂衛星を用いることも可能である。準天頂衛星を用いることによって、ＧＰＳ信号を受信できる確率が向上する（電波が遮断される確率が低下する）ことにより、より精度の高い位置データ９２を取得することが可能となる。
【００２１】
次に、写真画像データ９１の数について言及する。
上記の説明では、写真画像データ９１を一つ用いる場合を説明したが、複数の写真画像データ９１を用いる場合であってもよい。
図７は、複数の写真画像データ９１を用いる場合の一例を示した図である。
図７（Ａ）は、四つの方向から写真を撮影した場合を示している。デジタルカメラ８１Ａ〜８１Ｄにより、写真画像データ９１を異なる方向から撮影し、複数の写真画像データ９１を取得する。複数の写真画像データ９１を組み合わせて、一つの写真画像データ９１を生成する。組合せの一例は、図７（Ａ）に示している。複数の写真画像データ９１を用いることにより、所定の地点と撮影点との距離が短くなる部分が生じ、上記部分については、単位面積あたりの画素数も増える。従って、一つの写真画像データ９１を用いる場合に比べ、写真画像データ９１の画素数を均一にすることが可能となる。
【００２２】
また、図７（Ｂ）のように、二つの写真画像データ９１を用いることも可能である。図７（Ｂ）上段は、Ｂ１部分とＢ２の部分との写真画像データ９１を組み合わせる例を示す。図７（Ｂ）下段は、写真画像データ９１を組み合わせる様子を表した。また、写真画像データ９１の数は、二つ、四つ等に限られることはなく、複数の写真画像データ９１を組み合わせることが可能となる。なお、図７では、ポイントマークを省略しているが、上記説明と同様に、ポイントマークを配置した写真画像データ９１を用い、位置データ対応付け部１３０は、各ポイントマークの位置データ９２を対応付ける。
【００２３】
上記で説明した具体例には、任意点は、五つである例を示したがこれに限られるわけではない。
任意点は、少なくとも撮影対象内に三つ含まれることが好ましい。三つの任意点によって、平面を形成することが可能になるからである。さらに、任意点は、五つ以上あることが好ましく、特に、五つの任意点は、撮影対象の周囲（四つの任意点を周囲に均等配置がよりよい）と、中央に配置される場合が好ましい。また、任意点は、多いほうが好ましく、測位作業や正射影変換工程との作業量との兼ね合いもあるが、五つから十個程度の数が適量と考えられる。しかしながら、二つの任意点を用いた場合を排除するわけではない。
また、ポイントマークを配置する場所は、緯度、経度等の絶対位置を正確に取得したい地点や、計測上ポイントとなる地点に配置することができる。従って、目的にあった写真画像データ９１を撮影することが可能となる。
【００２４】
このように、写真画像データ９１を、位置データ９２を用いて変換して変換画像データ９３を生成することによって、変換画像データ９３へ絶対位置（緯度、経度）を付与することが可能となる。
【００２５】
また、写真画像データ９１を正射影変換することによって、撮影現場の映像を地図にオーバレイすることが可能な変換画像データ９３（正面図）を取得することが可能となる。
【００２６】
さらに、上記変換画像データ９３を地図データ９４へオーバレイして投影図データ９５を生成することによって、撮影現場の状況を投影図データ９５として記録し保存することが可能となる。
【００２７】
また、複数の写真画像データ９１を用いることにより、画像データの画素の精度を向上させることができる。
【００２８】
また、交通事故現場の状況を上記投影図データ９５として記録・保存することが可能となることにより、現場の計測を投影図データ９５上で実施することが可能となる。また、事故現場を短時間のうちにセンチメートル精度で画像記録することができる。さらに、短時間で作業ができることにより、周辺交通への影響及び事故現場の調査担当者の二次災害を最小限にすることが可能となる。また、緯度、経度が精密に保存された状態で画像記録するので、現場状況を大縮尺地図に重ね合わせるなど、事故状況などを詳細に分析することができる。
【００２９】
さらに、ポイントマークは、任意の地点に配置することができるため、絶対位置（緯度、経度）を取得したい地点の位置データを取得することが可能となる。
【００３０】
また、精度の高い測位装置を用いることにより、変換画像データ９３へ、絶対位置を付与することが可能となる。また、変換画像データ９３を正確に地図データ９４へ重ね合わせることが可能となる。
【００３１】
また、ポイントマークを撮影対象現場の周囲と中央とに配置することによって、変換画像データ９３の変換の精度を向上させることができる。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態１では、変換部１４０は、写真画像データ９１を正射影変換する場合を説明したが、正射影変換以外の手法により、写真画像データ９１を変換する場合であってもよい。変換部１４０は、ポイントマークの位置データ９２を用いて、写真画像データ９１を変換し、地図や設計図などの平面図と対応する画像データが生成する機能を含む。また、変換部１４０は、写真画像データ９１と、写真画像データ９１に含まれる画素に対応する位置データ９２とを用いて変換する機能を含み、特に、複数のポイントマークの位置データ９２の精度が高いことによって、精度が高い変換画像データ９３を取得することが可能となる。
【００３３】
さらに、写真計測装置１００は、写真画像変換工程（図４のＳ２１〜Ｓ２４）を実行する機能を有し、精度の高い複数の位置データ９２を用いて変換画像データを生成するという点で特徴がある。従って、図３の写真計測装置１００は、地図データメモリ１６０、投影部１７０、投影図データメモリ１８０を含まない場合であっても、変換画像データ９３を生成するという点で特徴がある。
【００３４】
このように、写真画像データ９１へ、位置データ９２を対応付けることによって、絶対位置を付与した変換画像データ９３を生成することが可能になる。また、絶対位置が付与されることによって、変換画像データ９３の縮尺の変換等、編集操作が容易になる。
【００３５】
実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態１とは異なる場面での、変換画像データ９３の使用例を説明する。
図８は、実施の形態３の写真計測システムの概略を示した図である。
実施の形態１は、地図上に重ねる画像について説明したが、実施の形態３は、建造物等、立体的な（三次元となる）対象物に対して適用する場合を説明する。デジタルカメラ８１等で対象となる建造物を撮影した写真画像データ９１を取得する。
また、写真画像データ９１内の任意点を選択し、各任意点についてＧＰＳ衛星等を用いて測位して位置データ９２を取得する。写真画像データ９１は、位置データを取得した任意点が特定できるように、撮影対象の範囲にポイントマークを配置し、ポイントマークを含む映像を撮影する。図８では、十字で示したポイントマークを配置した三つの点が任意点となる。
写真画像データ９１と位置データ９２とを用いて、変換画像データ９３を生成する。
さらに、生成した変換画像データ９３を設計図データ９６と比較し、比較した結果を比較データ９７として生成する。図８の例では、変換画像データ９３と設計図データ９６とを同じ縮尺にして左右に並べた例を示している。
このようにして、建造物の変換画像データ９３と上記建造物の設計図等を比較した比較データ９７を取得することが可能となる。また、上記変換画像データ９３、設計図データ９６、比較データ９７は、メモリに格納・保存され、後日、利用者によって読み出し、利用することができるようにする。
【００３６】
設計図データ９６は、対象となる建造物等の設計図等、撮影対象に対して基準となるデータである。従って、設計図データ９６は、基準データといえる。
また、比較データ９７は、変換画像データ９３と設計図データ９６とを比較した結果を示すデータである。比較データ９７は、上記二つのデータを比較し、比較した結果であれば、含まれる項目や形式等限定されるものではない。撮影対象や写真計測システムを適用する用途に応じて生成されたデータであればよい。
従って、比較データ９７は、画像データであっても、比較した結果をテキストデータとしてまとめた場合であってもよい。例えば、変換画像データ９３と設計図データ９６とを同じ縮尺になるように変更し、左右に並べ、対応する地点（例えば、ポイントマーク）を点線等で対応付けて表示する画像データを生成してもよい。また、ポイントマークに相当する位置データ９２を設計図データ９６から抽出し、ポイントマークで計測した位置データ９２と設計図データ９６上の位置情報（設計段階で決定する設計図データ９６上の緯度、経度、高さ等を位置情報とする）とを比較した結果をテキストで示してもよい。また、上記比較した結果のテキストを画像データ（変換画像データ９３等）上に挿入したデータでもよい。上記二限られず、適用する用途に応じて、比較データ９７を生成するように構成することが可能である。
【００３７】
図９は、実施の形態３の写真計測装置の構成の一例を表した図である。
図９に示した写真計測装置１０１のうち、図３と同じ符号をつけた構成要素は、同様であるため、説明を省略する。
設計図データメモリ１６１は、設計図データ（デジタル化した設計図）９６を格納する記憶領域である。設計図データ９６は、予め、記録媒体や、通信網等を用いて、外部から設計図データメモリ１６１へ、格納される。設計図データ９６は、識別子を付与されて設計図データメモリ１６１へ格納される。また、設計図データ９６は、建物等の設計図データに限られることなく、変換画像データ９３と比較するデータであればその他のデータであってもよい。例えば、比較対象の基準となる基準データ（例えば、過去の画像データ）であってもよい。
【００３８】
比較部１７１は、設計図データ９６と変換画像データ９３とを比較し、比較した結果を比較データ９７として生成する。比較部１７１は、上記比較データ９７の説明で具体例を例示したように、適用する用途に応じた比較データ９７を生成するような機能を有する。
比較データメモリ１８１は、比較データ９７を格納する記憶領域である。比較データ９７は、識別子を付して格納される。例えば、写真画像データ９１が撮影された日付を含む識別子を付与し、利用者によって後日検索できるようにする。なお、表示・編集部１９０は、比較データメモリ１８１へアクセスする。アクセスの動作については、実施の形態１の投影図データメモリ１８０へのアクセスと同様である。
【００３９】
写真計測装置１０１は、図４に示した、写真画像変換工程（Ｓ２１〜Ｓ２４）までの動作は同様である。ただし、位置データ９２は、緯度、経度に加え、地上からの高さのデータを含む。従って、位置データ９２は、ポイントマークそれぞれにおいて測位したデータと補正データとを用いて、緯度、経度、高さの三つを計算する。この点は、実施の形態１とは異なる。
また、実施の形態１で説明した図４の写真画像投影工程の部分は異なる。すなわち、変換画像データメモリ１５０に格納された変換画像データ９３を用いる工程が異なることになる。以下に、比較データ９７を生成する工程を説明する。
比較部１７１は、変換画像データメモリ１５０から変換画像データ９３を読み出し、設計図データメモリ１６１から設計図データ９６を読み出す。読み出した変換画像データ９３と設計図データ９６とを比較して比較データ９７を生成する。生成した比較データ９７を比較データメモリ１８１へ格納する。比較部１７１が生成する比較データ９７の具体例については、以下に説明する。
【００４０】
次に、具体的な利用例を説明する。
図１０は、橋梁の工事現場において、設計図と工事現場とが一致しているかを検査する場合に写真計測システムを用いる例を示した図である。
図１０（Ａ）は、橋梁の支柱（橋杭）を建設した段階の現場を撮影した写真画像データ９１である。また、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の写真画像データ９１を正射影変換した変換画像データ９３である。図１０（Ｃ）は、橋梁の設計図データ９６であり、設計図データ９６には、建設する場所の位置情報が含まれているものとする。
【００４１】
比較部１７１は、変換画像データ９３と設計図データ９６とを比較し、橋梁の支柱の建設が正確な位置に実施されているかを確認する情報を比較データ９７として提供する。例えば、比較部１７１は、次の（１）〜（５）の手順で編集して比較データ９７を生成する。（１）確認のポイントとなる位置データを画像データより算出し、（２）図１０（Ｂ），（Ｃ）の画像データを同じ縮尺へ変換し、（３）変換した二つの画像データを比較できるように左右に並べ、（４）上記（１）で算出したポイントとなる位置データをそれぞれ図１０（Ｂ），（Ｃ）の対応する点へ記入する。（５）上記手順で生成した比較データ９７を比較データメモリ１８１へ格納する。
さらに、比較部１７１は、図１０（Ｂ），（Ｃ）について、設計図データ９６上の位置データと変換画像データ９３上の位置情報の差分を算出して、上記比較データ９７へ追加することも可能である。
【００４２】
利用者は、外部装置２００、表示・編集部１９０を介して、上記比較データ９７を検索、表示して、設計図データ９６通りに工事が進んでいるかを確認することができる。また、工事の作業状況の確認、例えば、工事日程との遅れがあるかを確認することができる。さらに、確認する管理者は、現場に出向くことなく、工事の進捗状況を画像として把握することが可能である。さらに、表示・編集部１９０が入力データメモリ１２０に格納されたデータを検索・表示する機能を有することによって、比較データ９７とともに、現場で撮影した写真画像データ９１も合わせて確認することが可能となる。
また、橋梁のように、建造物の地上面と接する地点の測位が困難な場合であっても、実際に建築中の建造物の複数の任意点を測位することによって、変換画像データ９３上で任意の点の位置データが計算できる。このため、実際に地上に接している地点の位置データが測位できない場合においても、建造物が正確な地点に建築されているかを確認することができる。特に、工事現場において、位置データを取得したい地点において位置データを取得できない場合、精度の高い位置データ９２を用いることによって画像データ上で位置データを計算することができる。
【００４３】
図１１は、設計図と工事現場の建造物とが一致しているかを検査する場合に写真計測システムを用いる例を示した図である。
図１１では、建造物の一例としてビルを対象とする例を説明する。
図１１（Ａ）は、建築中のビルの写真画像データ９１を撮影する様子を示している。ビルの各側面の任意点にポイントマークを配置し、デジタルカメラ８１Ａ〜８１Ｄを用いて各側面（四つの側面）を撮影する。また、各側面について、ポイントマークを配置し、位置データ９２を取得する。図１１（Ｂ）は、撮影した四つの写真画像データ９１について、それぞれ変換画像データ９３へ変換した図である。また、各側面それぞれの設計図データ９６は、設計図データメモリ１６１へ格納される。図１１（Ｃ）は、設計図データ９６を示す。図１１（Ｂ），（Ｃ）では、一つの面の変換画像データ９３を示し、他の面の図は省略している。
【００４４】
比較部１７１は、位置データ対応付け部１３０によって写真画像データ９１に対応づけられ、各側面の変換画像データ９３に引き継がれた位置データ９２の数値を変換画像データ９３上に貼りつけ、画像データ中で利用者が目視できるようにする。図１１（Ｂ）の（Ｎ１  ，Ｅ１  ，Ｈ１  ）等は、それぞれの地点の（緯度、経度、高さ）の値として示している。また、設計図データ９６上へ位置情報を貼り付ける（図中には示していない）。位置データ９２を貼り付けた変換画像データ９３と位置情報を貼り付けた設計図データ９６とを同じ縮尺にして並べて、各側面に対応する比較データ９７を生成する。各側面に対応する比較データ９７により、各側面毎の建築状況を把握することができる。また、図１１（Ｂ）は、ポイントマークの位置データ９２を貼り付けた例を示しているが、画像中の任意の点の位置データを計算し、計算した位置データを貼りつけることもできる。
【００４５】
さらに、比較部１７１は、各側面の変換画像データ９３を用いて、立体画像を作成することも可能である。また、各側面の設計図データ９６についても、完成予定の立体画像を作成することが可能である。立体画像の作成は、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）等のソフトウェアを計算機上で用い、必要なデータをＣＡＤへ入力することによって可能となる。従って、外部装置２００または表示・編集部１９０によって、ＣＡＤの機能を実現させることが可能となる。
【００４６】
このように、変換画像データ９３を基準となる設計図データ９６等と比較することにより、工事現場、建造物の工事状況（進捗状況）の把握、建造物の変化のチェック等、様々な用途に利用することができる。また、ＣＡＤ等を用いて、立体的な（三次元の）画像を作成することによって、完成させる建造物と、現在建築中の建造物とを、立体的に比較することが可能となる。
【００４７】
図１２は、建造物が時間を経過することによって、変化しているかを検査する場合に写真計測システムを用いる例を示した図である。
図１２では、送電線の鉄柱に適用する場合を説明する。送電線の鉄柱は、設置される土壌が軟弱な場合に（例えば、田圃）、地盤の沈下による不具合が発生する場合がある。また、様々使用環境によって鉄柱自体に異常が発生する場合がある。過去の鉄柱の画像と現在の鉄柱の画像とを比較することによって、鉄柱の異常を検出することが可能となる。
図１２（Ａ）は、写真画像データ９１の一例を示している。鉄柱の任意点にポイントマークを配置し、デジタルカメラ８１で撮影し、写真画像データ９１を取得する。また、ポイントマークを配置した地点における位置データ９２を取得する。
図１２（Ｂ）は、上記写真画像データ９１を正射影変換した変換画像データ９３である。ポイントマークを配置した地点の位置データ９２を貼り付けている。図１２（Ｃ）は、過去の変換画像データ９３である。ポイントマークを配置した地点の位置データ９２を貼り付けている。過去の変換画像データ９３は、基準データとして設計図データメモリ１６１へ格納されている。図１２は、一例として、図１２（Ｂ）が、図１２（Ｃ）に比べ、地盤沈下により、鉄柱の高さが低くなっている様子を示している。
【００４８】
比較部１７１は、変換画像データ９３へ、図１２（Ｂ），（Ｃ）に示すように、位置データ９２を貼り付ける。また、現在と過去の変換画像データ９３を同じ縮尺にして、並べて配置する。また、比較部１７１は、例えば、位置データ９２の高さが一致するように現在の変換画像データ９３と過去の変換画像データ９３とを並べて配置すると、地盤沈下によって、鉄柱の位置が変化していることを検出できる比較データ９７を提供できる。また、比較部１７１は、現在と過去の変換画像データ９３を所定の点を基準として一致させて重ねることによって、鉄柱の形状の変化や設置場所の変化を検出できる比較データ９７を提供できる。
【００４９】
このように、鉄柱のように、大きい建造物の変化を検出する場合においても、写真画像データ９１と位置データ９２とを用いることができる。特に、高い場所の位置データ９２は、取得が困難である場合が多い。しかしながら、複数のポイントマークにおける、精度の高い位置データ９２を取得することによって、大きな建造物の正面図を変換画像データ９３として取得するとともに精度の高い位置データ９２を取得することができる。また、過去の変換画像データ９３と、現在の変換画像データ９３とを比較することによって、建造物の変化を検出することが可能となる。特に、二つの画像データの縮尺を同じにすると、二つの画像データを重ね合わせて（あるいは並列させて）、一致しない点を検出することを容易する。
【００５０】
実施の形態４．
図３及び図９に示した写真計測装置１００、１０１は、計算機上で実現される。図３及び図９に示した各構成要素は、計算機の備えられるプロセッサによって制御され、各構成要素が有する機能を実行する。また、必要に応じて、各メモリへのアクセスを実施する。また、入出力Ｉ／Ｆ１１０は、外部機器とのデータの入出力を仲介するハードウェアやソフトウェア（ドライバ、バス等）を備える。また、入出力Ｉ／Ｆ１１０は、通信網を介して、データを入出力する場合であってもよい。この場合、入出力Ｉ／Ｆ１１０は、通信機器を備える。また、入出力Ｉ／Ｆ１１０は、利用者がデータを入出力するために指示を入力するマンマシンインタフェースとの間のデータの入出力をインタフェースを備える。計算機は、マンマシンインタフェースを接続し、利用者がデータを操作（検索、表示、編集等）できるように設置される。マンマシンインタフェースとしては、キーボード、マウス、デジタイザなどの入力機器、モニタ、プリンタ等データを表示する出力機器等を含む。
【００５１】
また、図３及び図９に示した写真計測装置１００，１０１は、計算機上で動作するプログラムによって実現することもできる。
上記プログラムは、少なくとも、下記の手順を実現する。
（１）異なる地点に配置された複数のポイントマークを撮影対象として含む写真画像データと、上記複数のポイントマークの位置を特定する複数の位置データとを入力する入力手順。
（２）上記写真画像データに含まれる複数のポイントマークそれぞれと複数の位置データとを対応づける位置データ対応付け手順。
上記位置データ対応付け手順が上記複数のポイントマークそれぞれへ対応づけた複数の位置データを用いて、上記複数のポイントマークが所定の位置関係になるように上記写真画像データを変換して、変換画像データを生成する変換手順。上記変換手順が生成した変換画像データを変換画像データメモリへ格納する変換画像データ格納手順。
【００５２】
また、上記手順に加え、図３，図９に示した各構成要素が実現する手順を含む場合がある。
また、上記各実施の形態を実施させるプログラムは、記録媒体に記録される。記録媒体は、磁気ディスク装置、ＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ）、光ディスク、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のその他の記録媒体による記録装置を用いても構わない。
上記プログラムは、計算機にロードされ、プロセッサの制御のもとで実行される。
【００５３】
また、実施の形態の説明において「〜部」として説明したものは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェア或いは、ハードウェア或いは、ソフトウェアとハードウェアとファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
【００５４】
【発明の効果】
この発明によれば、写真画像データ９１へ、位置データ９２を対応付けることによって、絶対位置を付与した変換画像データ９３を生成することが可能になり、写真を撮影した現場の正面図を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の写真計測システムの概略を示した図。
【図２】実施の形態１の写真計測システムの動作の概略を示した図。
【図３】実施の形態１の写真計測装置の構成の一例を表した図。
【図４】実施の形態１の写真画像変換処理工程および写真画像投影工程との動作の一例を示したフローチャート図。
【図５】写真画像データ９１が変換画像データ９３への変換の一例を表した図。
【図６】位置データ９２取得手順の一例を表す図。
【図７】複数の写真画像データ９１を用いる場合の一例を示した図。
【図８】実施の形態３の写真計測システムの概略を示した図。
【図９】実施の形態３の写真計測装置の構成の一例を表した図。
【図１０】橋梁の工事現場において、設計図と工事現場とが一致しているかを検査する場合に写真計測システムを用いる例を示した図。
【図１１】設計図と工事現場の建造物とが一致しているかを検査する場合に写真計測システムを用いる例を示した図。
【図１２】建造物が時間を経過することによって、変化しているかを検査する場合に写真計測システムを用いる例を示した図。
【符号の説明】
８１，８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ  デジタルカメラ、９１  写真画像データ、９２  位置データ、９３  変換画像データ、９４  地図データ、９５  投影図データ、９６  設計図データ、９７  比較データ、１００，１０１  写真計測装置、１１０  入出力Ｉ／Ｆ、１２０  入力データメモリ、１３０  位置データ対応付け部、１４０  変換部、１５０  変換画像データメモリ、１６０  地図データメモリ、１６１  設計図データメモリ、１７０  投影部、１７１  比較部、１８０  投影図データメモリ、１８１  比較データメモリ、１９０  表示・編集部、２００  外部装置、２２０  電子基準点、２２１，２６１  ＧＰＳアンテナ、２２２，２６２  ＧＰＳ受信機、２２３，２４１  通信装置、２３０，２５０  通信網、２４０  基準局、２４２  誤差補正データ計算部、２４３  補正データ配信部、２６０  測位装置、２７０  モバイル端末、２７１  位置データ計算部、２８０  携帯端末。
【図１】
2004362333.tif 000003
【図２】
2004362333.tif 000004
【図３】
2004362333.tif 000005
【図４】
2004362333.tif 000006
【図５】
2004362333.tif 000007
【図６】
2004362333.tif 000008
【図７】
2004362333.tif 000009
【図８】
2004362333.tif 000010
【図９】
2004362333.tif 000011
【図１０】
2004362333.tif 000012
【図１１】
2004362333.tif 000013
【図１２】
2004362333.tif 000014