(57)【要約】    【課題】  測定対象物の画像の取得と測定対象物についての測距を可能とすると共に測定個所の特定を画像中で行える様にし、画像付きの地理データの収集を容易にすると共に画像データの取得作業、測定対象物の測定作業の簡略化を図る。    【解決手段】  測距光を照射し測定対象物迄の距離を測定する距離測定部５と、測定方向を撮像するカメラ３と、撮像した画像を表示する表示部６と、該表示部の画面位置に対応して設けられたタッチパネルと、測定方向の傾きを検知する傾斜センサ１１と、表示された画像上の前記測定対象物の複数ポイントを前記タッチパネルを介して指示することで、測定方向の傾きを考慮した前記測定対象物迄の距離と画像上で指示したポイント間距離を演算する演算部８とを具備する。    【選択図】          図１
2007248156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距光を照射し測定対象物迄の距離を測定する距離測定部と、測定方向を撮像するカメラと、撮像した画像を表示する表示部と、該表示部の画面位置に対応して設けられたタッチパネルと、測定方向の傾きを検知する傾斜センサと、表示された画像上の前記測定対象物の複数ポイントを前記タッチパネルを介して指示することで、測定方向の傾きを考慮した前記測定対象物迄の距離と画像上で指示したポイント間距離を演算する演算部とを具備することを特徴とする地理データ収集装置。
【請求項２】
座標位置を測定するＧＰＳ装置と、測定方向を検知する方位センサとを更に具備し、前記演算部は、測定された座標位置、検知された方位、測定された前記測定対象物迄の距離とに基づき該測定対象物の座標位置を演算する請求項１の地理データ収集装置。
【請求項３】
前記ＧＰＳ装置の測定値を補正する補正情報を受信する受信部を更に具備し、前記演算部は前記補正情報により補正した測定値に基づき前記測定対象物の座標位置を演算する請求項２の地理データ収集装置。
【請求項４】
表示画像上にはカーソルが表示され、該カーソルは測定中心を示し、画像上の該カーソルを前記測定対象物に合せ、前記距離測定部から測距光を照射して距離の測定を行う請求項１の地理データ収集装置。
【請求項５】
測定時に照射される測距光は、可視光である請求項１又は請求項４の地理データ収集装置。
【請求項６】
座標位置を測定するＧＰＳ装置と、測距光を照射し測定対象物迄の距離を測定する距離測定装置と、測定方向を撮像するカメラと、撮像した画像を表示する表示部と、該表示部の画面位置に対応して設けられたタッチパネルと、前記カメラで第１地点と第２地点に於いて取得した第１測定点を含む第１画像、第２画像と、前記ＧＰＳ装置により測定された第１地点と第２地点の座標位置と、前記距離測定装置により測定された第１地点から前記第１測定点迄の距離及び第２地点から前記第１測定点迄の距離に基づき、前記第１測定点の座標位置を演算し、又前記第１画像、前記第２画像の少なくとも一方で前記タッチパネルにより指定した第２測定点の座標位置を画像上の位置関係を基に演算し、前記第１測定点、前記第２測定点間の距離を演算する演算部とを具備することを特徴とする地理データ収集装置。
【請求項７】
前記第２測定点は前記第１測定点の鉛直線上に指定される画像上の点である請求項６の地理データ収集装置。
【請求項８】
前記第１測定点又は前記第２測定点の水平方向に少なくとも第３測定点を指定することで、鉛直線と水平線に囲まれる面積が算出される請求項７の地理データ収集装置。
【請求項９】
座標位置を測定するＧＰＳ装置と、測距光を照射し測定対象物迄の距離を測定する距離測定装置と、測定方向を撮像するカメラと、撮像した画像を表示する表示部と、前記カメラで第１地点に於いて取得した測定点を含む第１画像と、第２地点に於いて取得され画像マッチング処理により前記第１画像から追尾して特定された測定点を含む第２画像と、前記ＧＰＳ装置により測定された第１地点と第２地点の座標位置と、前記距離測定装置により測定された第１地点から前記測定点迄の距離及び第２地点から前記測定点迄の距離に基づき、該測定点の座標位置を演算する演算部とを具備することを特徴とする地理データ収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型地理データ収集装置、特に測定個所の画像データを取得し、画像中で測定個所を特定し、又測定個所を視覚で確認しつつ測定等が行え、又測定結果を画像データと共に収集可能な地理データ収集装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、電子地図を利用したナビゲータシステムが普及し、ナビゲータシステムは車両に搭載され、或は携帯電話の付加機能として搭載され利用されている。
【０００３】
ナビゲータシステムの普及に伴い電子地図に要求される地理データも多様化し、より細密な地理データ、或は視覚的な判断を容易にする為に地図上に付加されるシンボルマーク、或は立体画像等が要求される様になっている。
【０００４】
例えば、電子地図に転記する為の地理データの収集は、作業者が現地に赴き、現地での特徴的な地理情報、例えば目印となる公共の建造物、電信柱、公衆電話についてカメラ等の撮像装置で撮像し、画像データとして取得している。
【０００５】
又、地図に転記する為には、地表での座標データが必要であるので、建造物、電信柱の位置、公衆電話の位置の取得は、従来測量機を用いて測定対象物の測定を行っている。
【０００６】
従来、測定対象物について、画像を取得すると共に測定対象物の位置を簡便に測定する測定装置として、本出願人が先に提案した特許文献１に示されるものがある。
【０００７】
特許文献１に示される測定装置では、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置を具備し、基準点を用いなくても連続して地形、地物の測定が行える様にしたものであり、又前記測定装置では撮像装置を備え、撮像した画像と測量結果とのマッチングを行い、画像付きの座標データの取得を可能としている。
【０００８】
斯かる測定装置では高精度の測定データ、画像データが得られるが、電子地図に転記する為の地理データとしては、地図の精度を考慮すると然程精度は必要とされていない。又、前記測定装置での地理データの取得は、該測定装置を順次移動させ、所要位置に設置して行うが、地理データの取得には測定対象物迄の距離測定、鉛直角の測定、水平角の測定、画像の撮像、画像と測定データとのマッチング等、多くの工程を要し、短時間で多くの地理データを取得するには適しているとはいえなかった。
【０００９】
又本出願人は、特許文献２に於いて、簡便に距離測定が行える距離測定装置として携帯型測距装置を提案している。該携帯型測距装置では、撮像装置を具備していないので、測定対象物について測定点を特定することが難しく、又測定対象物の画像を取得できないので、地図に転記する為の地理データとするには、別途撮像装置により画像を取得する必要があり、取得した画像と測定データとのマッチング等複雑な作業を必要としていた。
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３１７２３７号公報
【００１１】
【特許文献２】特開２００２−３９７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は斯かる実情に鑑み、測定対象物の画像の取得と測定対象物についての測距を可能とすると共に測定個所の特定を画像中で行える様にし、画像付きの地理データの収集を容易にすると共に画像データの取得作業、測定対象物の測定作業の簡略化を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、測距光を照射し測定対象物迄の距離を測定する距離測定部と、測定方向を撮像するカメラと、撮像した画像を表示する表示部と、該表示部の画面位置に対応して設けられたタッチパネルと、測定方向の傾きを検知する傾斜センサと、表示された画像上の前記測定対象物の複数ポイントを前記タッチパネルを介して指示することで、測定方向の傾きを考慮した前記測定対象物迄の距離と画像上で指示したポイント間距離を演算する演算部とを具備する地理データ収集装置に係り、又座標位置を測定するＧＰＳ装置と、測定方向を検知する方位センサとを更に具備し、前記演算部は、測定された座標位置、検知された方位、測定された前記測定対象物迄の距離とに基づき該測定対象物の座標位置を演算する地理データ収集装置に係り、又前記ＧＰＳ装置の測定値を補正する補正情報を受信する受信部を更に具備し、前記演算部は前記補正情報により補正した測定値に基づき前記測定対象物の座標位置を演算する地理データ収集装置に係り、又表示画像上にはカーソルが表示され、該カーソルは測定中心を示し、画像上の該カーソルを前記測定対象物に合せ、前記距離測定部から測距光を照射して距離の測定を行う地理データ収集装置に係り、又測定時に照射される測距光は、可視光である地理データ収集装置に係るものである。
【００１４】
又本発明は、座標位置を測定するＧＰＳ装置と、測距光を照射し測定対象物迄の距離を測定する距離測定装置と、測定方向を撮像するカメラと、撮像した画像を表示する表示部と、該表示部の画面位置に対応して設けられたタッチパネルと、前記カメラで第１地点と第２地点に於いて取得した第１測定点を含む第１画像、第２画像と、前記ＧＰＳ装置により測定された第１地点と第２地点の座標位置と、前記距離測定装置により測定された第１地点から前記第１測定点迄の距離及び第２地点から前記第１測定点迄の距離に基づき、前記第１測定点の座標位置を演算し、又前記第１画像、前記第２画像の少なくとも一方で前記タッチパネルにより指定した第２測定点の座標位置を画像上の位置関係を基に演算し、前記第１測定点、前記第２測定点間の距離を演算する演算部とを具備する地理データ収集装置に係り、又前記第２測定点は前記第１測定点の鉛直線上に指定される画像上の点である地理データ収集装置に係り、又前記第１測定点又は前記第２測定点の水平方向に少なくとも第３測定点を指定することで、鉛直線と水平線に囲まれる面積が算出される地理データ収集装置に係るものである。
【００１５】
更に又本発明は、座標位置を測定するＧＰＳ装置と、測距光を照射し測定対象物迄の距離を測定する距離測定装置と、測定方向を撮像するカメラと、撮像した画像を表示する表示部と、前記カメラで第１地点に於いて取得した測定点を含む第１画像と、第２地点に於いて取得され画像マッチング処理により前記第１画像から追尾して特定された測定点を含む第２画像と、前記ＧＰＳ装置により測定された第１地点と第２地点の座標位置と、前記距離測定装置により測定された第１地点から前記測定点迄の距離及び第２地点から前記測定点迄の距離に基づき、該測定点の座標位置を演算する演算部とを具備する地理データ収集装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、測距光を照射し測定対象物迄の距離を測定する距離測定部と、測定方向を撮像するカメラと、撮像した画像を表示する表示部と、該表示部の画面位置に対応して設けられたタッチパネルと、測定方向の傾きを検知する傾斜センサと、表示された画像上の前記測定対象物の複数ポイントを前記タッチパネルを介して指示することで、測定方向の傾きを考慮した前記測定対象物迄の距離と画像上で指示したポイント間距離を演算する演算部とを具備するので、画像上で作業の確認、作業の実行が行え、複雑な作業を行うことなく、測定作業が行え、又測距データ付きの画像データの収集が容易に行えるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００１８】
図１に於いて、本発明に係る地理データ収集装置１について説明する。
【００１９】
図中、２は携帯可能な筐体であり、該筐体２には撮像部３、ＧＰＳ装置４、距離測定部５、表示部６、操作部７が設けられ、又前記筐体２内部には制御演算部８、記憶部９、入出力制御部１０、傾斜センサ１１、方位センサ１２、無線受信部１３が設けられており、前記撮像部３は対物レンズ１４、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等多数の画素（ピクセル）の集合体から成る撮像素子１５を具備し、該撮像素子１５は個々のピクセルの番地（撮像素子内での位置）を特定可能であり、該撮像素子１５に結像された対象物の画像は該撮像素子１５からデジタル画像信号として前記制御演算部８に出力され、該制御演算部８を介して前記記憶部９に記憶される様になっている。尚、図中、１６は前記地理データ収集装置１の電源としての可充電式電池、或は乾電池を示している。
【００２０】
前記距離測定部５は、ノンプリズム式の光波距離計を具備しており、測距光を測定対象物に照射し、測定対象物からの反射光を受光することで測定対象物迄の距離を測定可能となっている。
【００２１】
前記表示部６は、撮像した画像を表示すると共にタッチパネルとなっており、作業者は前記表示部６より所要の処理が行える様になっている。前記操作部７は、所要の操作ボタン（図示せず）、例えば電源の入切りを行う電源入切り釦、撮像を行う為のシャッタ釦、画面の切替えを行う表示切替え釦、測定を行う場合の測定釦等を有し、所要の処理を行える様になっている。
【００２２】
図２は、前記表示部６の一例を示しており、該表示部６の表示画面は主画面３１、第１副画面３２、第２副画面３３等によって構成され、例えば、前記主画面３１には測定方向の広範囲の画像が表示され、前記第１副画面３２には測定点近傍の拡大画面が表示され、前記第２副画面３３には測定距離、測定方向等の文字情報が表示される。尚、各画面の表示内容は、画面の切換えにより変更が可能であり、例えば前記主画面３１に測定点近傍の拡大画面を表示し、前記第１副画面３２に測定方向の広範囲の画像を表示する。
【００２３】
又、前記主画面３１は方位表示部３４、傾斜表示部３５を具備し、前記方位表示部３４には測定方向の方位が表示され、該方位表示部３４中の指針３６が真上を示す時が測定方向が真北であることを示す。又、前記傾斜表示部３５には前記地理データ収集装置１の傾斜状態が示され、前記傾斜表示部３５中の小円３７が中心に位置する状態が前記地理データ収集装置１の水平状態を示している。
【００２４】
又測定点は、前記主画面３１、前記第１副画面３２中にカーソル３８（図中では十字として示されている）で示される。
【００２５】
前記記憶部９は記憶媒体（図示せず）を有し、前記制御演算部８を介してデータの書込み、読取りが可能となっており、又前記記憶媒体には前記地理データ収集装置１を作動させる為の各種プログラム、例えば測定を実行するシーケンスプログラム、撮像画像を処理する画像処理プログラム、ＧＰＳによる測定データを後述する補正情報を基に補正する測定補正プログラム、前記表示部６にデータ、画像を表示させる為のプログラム等が格納されている。又、前記記憶媒体は、前記地理データ収集装置１に固定的に内蔵されている半導体メモリ、ＨＤ等の内部記憶媒体と、前記記憶部９に対して着脱可能な可搬記憶媒体とで構成されてもよい。該可搬記憶媒体としては前記地理データ収集装置１内に収納可能な、メモリカードに代表される小型記憶媒体等が用いられる。又、補助記憶装置として、前記地理データ収集装置１に接続可能な外部ＨＤ装置の外部記憶装置等が用いられてもよい。
【００２６】
前記入出力制御部１０は、外部処理装置、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に接続可能であり、前記記憶部９が記憶したデータを前記ＰＣに出力可能であり、又該ＰＣからデータを入力可能であり、又前述した各種プログラムの書込み、書換えが可能である。又、前記入出力制御部１０を介して前記記憶部９に少なくとも測定対象物の地点を含む地理データを入力しておく。
【００２７】
前記傾斜センサ１１は、前記地理データ収集装置１による距離測定中、データ収集作業中に該地理データ収集装置１の水平に対する傾斜を検出し、前記制御演算部８に入力するものであり、該制御演算部８は傾斜状態を前記傾斜表示部３５に表示する。
【００２８】
前記方位センサ１２は前記対物レンズ１４の光軸の方向、即ち前記撮像部３の撮像方向、即ち測定方向を検出するものであり、検出結果は前記制御演算部８に入力され、該制御演算部８は、方位を前記方位表示部３４に表示する。
【００２９】
前記無線受信部１３は後述する補正情報送受信機１７から送信されるＧＰＳ測定補正情報を受信し、補正情報を前記制御演算部８に送出する。
【００３０】
一般にＧＰＳ装置による単独測位では、電離層や大気圏に於ける伝搬遅延等の理由による誤差要因を含んでおり、測定精度は１０ｍ〜５０ｍ程度である。その為測定精度を向上したＤ−ＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＧＰＳ）、ＲＴＫ−ＧＰＳ（Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｋｉｎｅｔｉｃ  ＧＰＳ）がある。前記Ｄ−ＧＰＳでは、位置の分かっている基準局が発信するＦＭ放送の電波や中波ビーコンを利用した補正情報により、測定精度は数１０ｃｍ〜数ｍに向上する。又、前記ＲＴＫ−ＧＰＳでは、基準となる固定点と移動点で同時に受信し取得した信号を、無線装置等を用いて移動点に転送し、移動点側に於いて位置を決定することで、測定精度は１ｃｍ〜２ｃｍ程度に向上する。又、ＶＲＳ−ＧＰＳ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  ＧＰＳ）は、仮想基準点方式と呼ばれ、複数の電子基準点の観測データから、測量現場近傍に恰も基準点があるかの様な状態を作り出し、ＲＴＫ−ＧＰＳ受信機一台で高精度な測量を行うことができる。本発明の装置は、ハンディタイプの小型一体型地理データ収集装置であって、精度を重視しない場合には、例えば使い勝手のよい前記Ｄ−ＧＰＳ装置が搭載されるのが好ましい。
【００３１】
前記補正情報送受信機１７は補正情報受信機１８、補正情報送信機１９を有し、補正情報２１は携帯電話で受信可能であり、前記補正情報受信機１８としては簡便に携帯電話を使用することができる。又、該補正情報受信機１８で受信した補正情報２１は携帯電話の送信機能を利用して前記無線受信部１３に送信してもよく、或は図示の様に前記補正情報送信機１９を設け、該補正情報送信機１９により補正情報２１を前記無線受信部１３に送信してもよい。尚、携帯電話もブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）機能を備えたものもあり補正情報２１の送信は、近距離での大容量送信に適しているブルートゥース無線方式を使用してもよい。
【００３２】
次に、前記地理データ収集装置１に於いて測定、地理データを収集する場合について説明する。
【実施例１】
【００３３】
測定対象物２３に関する測定を、図３、図４を参照して説明する。尚、以下の測定は、前記測定対象物２３として電柱を選択した場合を示している。
【００３４】
ＳＴＥＰ：０１  撮影地点Ｏ1 から前記地理データ収集装置１を前記測定対象物２３に向け、更に前記地理データ収集装置１を水平に維持する。該地理データ収集装置１を前記測定対象物２３に向け、前記主画面３１中で前記カーソル３８を表示された画像中の前記測定対象物２３に於ける測定点Ｐに合致させる。前記カーソル３８と前記測定対象物２３の測定点Ｐとの合致状態は、前記第１副画面３２の拡大図により確認する。
【００３５】
ＳＴＥＰ：０２  測定点Ｐが決定されると、前記操作部７により測距釦（図示せず）を操作し、測距を実行する。測距光が発せられ、前記測定対象物２３の測定点に対する測距が行われ、測距結果は前記記憶部９に格納される。測定と同時に画像が取得され、又前記傾斜センサ１１と前記方位センサ１２により、測定時の傾きと、方位とが測定される。
【００３６】
ＳＴＥＰ：０３  前記測定対象物２３迄の距離が測定されると、前記傾斜センサ１１により測定された傾きに基づき測距距離が水平距離に換算される。
【００３７】
ＳＴＥＰ：０４  更に、前記ＧＰＳ装置４により測定時の前記地理データ収集装置１の位置座標（絶対座標）が求められ、測距距離、位置座標、前記方位センサ１２により測定された方位より、測定点の座標が求められる。
【００３８】
ＳＴＥＰ：０５  前記測定対象物２３上の距離等を求める場合には、前記表示部６をタッチパネルとして使用し、画像中の操作で種々の測定を実施できる。例えば、前記測定対象物２３の高さを求める場合、前記操作部７から距離演算モードを選択し、前記測定対象物２３の下点（Ｌｏｗｅｒ  ｐｔ．）をポインティングディバイス、例えばタッチペン等でタッチして指定し、更に該測定対象物２３の上点（Ｕｐｐｅｒ  ｐｔ．）をタッチして指定する。下点、上点が指定されると、下点、上点の信号は前記制御演算部８に入力され、画角が演算される。画角は、前記撮像素子１５中の下点、上点間の画素数が演算されることで得られる。
【００３９】
ＳＴＥＰ：０６  前記測定対象物２３迄の距離と、画角による図形上の演算により、即ち３角関数を利用して、下点、上点間の距離、即ち前記測定対象物２３の高さが測定できる。更に、３点以上指定することで、各点間の距離が測定できると共に点で囲まれた面積を演算することができる。
【００４０】
前記測定対象物２３の地上座標系の位置（絶対座標系の位置）を求める場合は、前記ＧＰＳ装置４により前記地理データ収集装置１を測定し、前記ＧＰＳ装置４の測定結果と前記方位センサ１２の方位測定で、前記測定対象物２３の絶対座標系の位置を測定できる。
【００４１】
又、上記測定結果は、前記測定対象物２３の方向の画像に関連付けられ、該画像と共に前記記憶部９に格納される。測定点に関する測定データが、画像と共に格納されるので、データを収集した後の整理、編集作業を行う場合に、錯誤無く簡単に行える。
【００４２】
尚、前記撮像部３の光学系と前記距離測定部５の光学系が独立して設けられている場合には、測距中心と画像中心とがずれるので、距離に対する画像中心と距離測定点との関係を予め求めておく。更に、前記撮像部３の取得する画像と実寸法の補正値であるキャリブレーションを予め求めておくことで、画像周辺部でも精度の高い測定が可能となる。又、前記撮像部３と前記距離測定部５とを同一光学系とし、反射光をビームスプリッタで分割し、分割した一方の光束で撮像し、他方で距離測定を行う様にすれば、撮像系の光軸と測距光軸が一致するので、測距中心と画像中心とが一致し、補正を省略できる。
【００４３】
又、前記表示部６により測定点が確認できるが、前記距離測定部５から照射される測距光を可視光とすることで、照射点が確認できるので作業性が良くなる。
【００４４】
又、前記測定対象物２３を順次変更して上記測定を実施し、測定データを前記記憶部９に記憶させていくことで、地理データの収集が行える。
【実施例２】
【００４５】
次に、２箇所の測定個所から前記測定対象物２３の１つの測定点Ｐを測定する場合について、図１、図５〜図７を参照して説明する。
【００４６】
ＳＴＥＰ：０１  第１撮影地点Ｏ1 から前記測定対象物２３を前記表示部６の画像で視準し、前記測定対象物２３の所要位置を測定点Ｐとし、該測定点Ｐと前記カーソル３８（視準位置）とを合致させる。
【００４７】
ＳＴＥＰ：０２  前記操作部７の釦を操作して、第１撮影地点Ｏ1 から前記測定対象物２３に向って撮影し、該測定対象物２３についての画像２５Ａが取得される。前記測定点Ｐは前記画像２５Ａの測定点ＰＡとして前記記憶部９に記憶される。尚、前記測定点Ｐは、特徴を有し、判断し易い点、例えば窓の角、建物のエッヂ等が選択されることが好ましい。
【００４８】
画像の取得と共に距離Ｌ１（第１撮影地点Ｏ1 から測定点Ｐ迄の水平成分距離）、撮像方向の傾き角が測定され、前記ＧＰＳ装置４により第１撮影地点Ｏ1 の位置座標（絶対座標（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ））の測定が行われ、第１位置データが取得される。更に、前記補正情報送受信機１７により補正情報２１が受信され、該補正情報２１は前記補正情報送信機１９から前記無線受信部１３に送信され、測定補正プログラムにより第１補正位置データに補正される。補正された第１補正位置データは前記画像２５Ａに関連付けられ、前記記憶部９に記憶される。
【００４９】
又、前記第１撮影地点Ｏ1 から前記測定点Ｐの視準方向が前記方位センサ１２によって測定され、測定結果は前記記憶部９に記憶される。方位が測定されることで、撮像はどちらの方位に向って行われたかの決定を容易にする。
【００５０】
ＳＴＥＰ：０３  第２撮影地点Ｏ2 に移動し、前記地理データ収集装置１を前記測定対象物２３の測定点Ｐに向ける。前記表示部６の画像を確認しながら、前記測定点Ｐが前記カーソル３８に合致する様に視準する。
【００５１】
前記地理データ収集装置１の向きを調整して、前記測定点Ｐと前記カーソル３８とを正確に合致させることは困難であるので、画像によるマッチングを行う。
【００５２】
ＳＴＥＰ：０４  第２撮影地点Ｏ2 から前記測定点Ｐを視準した状態で撮影し、画像２５Ｂを得る。該画像２５Ｂ中、前記測定点Ｐに対応する点は測定点ＰＢとして現れ、前記画像２５Ｂは前記記憶部９に記憶される。
【００５３】
該記憶部９に記憶された前記画像２５Ａの測定点ＰＡを含む小部分の画像を用い、前記画像２５Ｂ中の測定点ＰＢを含む小部分の画像とのマッチングを行い、前記画像２５Ｂ上に於ける測定点ＰＢの位置を特定する。マッチングは、小範囲の画像マッチングであることから、前記制御演算部８の負担は少なく、リアルタイムの画像マッチングが可能となる。リアルタイムで画像マッチングすることにより、前記測定点ＰＢを特定し、更に追尾することができる。前記画像２５Ｂ上の測定点ＰＢの位置が検出され、画像中心に対する測定点ＰＢの位置が求められる。得られた測定点ＰＢの位置は、標定の際の演算にフィードバックされる。
【００５４】
画像の取得と共に第２撮影地点Ｏ2 から測定点Ｐ迄の距離Ｌ２（第２撮影地点Ｏ2 から測定点Ｐ迄の水平成分距離）、撮像方向の傾き角が測定され、前記ＧＰＳ装置４により第２撮影地点Ｏ2 の位置座標（絶対座標（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ））が測定され、第２位置データが取得される。更に、前記補正情報送受信機１７により補正情報２１が受信され、該補正情報２１は前記補正情報送信機１９から前記無線受信部１３に送信され、測定補正プログラムにより第２位置データは第２補正位置データに補正される。補正された第２補正位置データは画像２５Ｂに関連付けられ、前記記憶部９に記憶される。又、前記方位センサ１２により、撮像方向が測定され、撮像方向は前記記憶部９に記憶される。
【００５５】
ＳＴＥＰ：０５  第１撮影地点Ｏ1 と第２撮影地点Ｏ2 それぞれの位置座標に基づき演算された撮影地点間の距離Ｌ、第１撮影地点Ｏ1 と測定点Ｐ間の距離Ｌ１、第２撮影地点Ｏ2 と測定点Ｐ間の距離Ｌ２により、前記測定点Ｐの位置座標（ＸＰ，ＹＰ）が求められる。更に、前記第１撮影地点Ｏ1 から前記測定点Ｐに対する傾き角、或は前記第２撮影地点Ｏ2 から前記測定点Ｐに対する傾き角と、距離Ｌ１又は距離Ｌ２から前記測定点Ｐの位置座標（ＺＰ）が求められ、前記測定点Ｐの絶対座標（ＸＰ，ＹＰ，ＺＰ）が特定される。尚、前記画像２５Ａ、前記画像２５Ｂの少なくとも一方で測定点Ｐ以外の点をタッチペン等で指定することで、実施例１と同様に２点間の距離を求めることができ、２点以上を更に指定することで面積を求めることができる。
【００５６】
又、前記測定対象物２３を順次変更して上記測定を実施し、測定データを前記記憶部９に記憶させていくことで、地理データの収集が行える。
【実施例３】
【００５７】
次に、２箇所の測定個所から前記測定対象物２３について複数の測定点Ｐを測定し、前記測定対象物２３の所定の部位の直線の長さ、面積を演算する場合について、図１、図８〜図１０を参照して説明する。
【００５８】
ＳＴＥＰ：０１  第１撮影地点Ｏ1 から前記測定対象物２３を前記表示部６の画像で視準し、前記測定対象物２３の所要位置を測定点Ｐ１とし、該測定点Ｐ１と前記カーソル３８（視準位置）とを合致させる。
【００５９】
ＳＴＥＰ：０２  前記操作部７の釦を操作して、第１撮影地点Ｏ1 から前記測定対象物２３に向って撮影し、該測定対象物２３についての画像２５Ａが取得される。前記測定点Ｐ１は前記画像２５Ａの測定点ＰＡ１として前記記憶部９に記憶される。尚、測定点Ｐ１は、上記した様に特徴を有し、判断し易い点、例えば窓の角、建物のエッヂ等が選択されることが好ましい。
【００６０】
画像の取得と共に距離Ｌ１（第１撮影地点Ｏ1 から測定点Ｐ１迄の水平成分距離）、第１撮影地点Ｏ1 での撮像方向の傾き角が測定され、前記ＧＰＳ装置４により第１撮影地点Ｏ1 の位置座標（絶対座標（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ））の測定が行われ、第１位置データが取得される。更に、前記補正情報送受信機１７により補正情報２１が受信され、該補正情報２１は前記補正情報送信機１９から前記無線受信部１３に送信され、測定補正プログラムにより第１補正位置データに補正される。補正された第１補正位置データは前記画像２５Ａに関連付けられ、前記記憶部９に記憶される。
【００６１】
又、前記第１撮影地点Ｏ1 から前記測定点Ｐ１の視準方向が前記方位センサ１２によって測定され、測定された視準方向は前記記憶部９に記憶される。方位が測定されることで、撮像はどちらの方位に向って行われたかの決定を容易にする。
【００６２】
ＳＴＥＰ：０３  前記画像２５Ａが表示された前記表示部６上でもう１つの測定点Ｐ２を指定する。タッチペン等により、前記画像２５Ａ上で前記測定点ＰＡ１を通る鉛直線上に有る測定点Ｐ２を指定する。測定点Ｐ２は前記画像２５Ａ中の測定点ＰＡ２として前記記憶部９に記憶される。面積を求める場合は、前記画像２５Ａ中で前記測定点ＰＡ１、測定点ＰＡ２に対してそれぞれ水平方向に有る測定点ＰＡ３、測定点ＰＡ４をタッチペン等により指定する。測定点ＰＡ３、測定点ＰＡ４についての画像上の位置データについても、前記測定点ＰＡ１、測定点ＰＡ２と同様に前記記憶部９に記憶される。
【００６３】
ＳＴＥＰ：０４  前記第１撮影地点Ｏ1 から第２撮影地点Ｏ2 に移動し、前記地理データ収集装置１を前記測定点Ｐ１に向ける。前記表示部６の画像で確認しながら、測定点Ｐ１が前記カーソル３８に合致する様に視準する。
【００６４】
ＳＴＥＰ：０５  第２撮影地点Ｏ2 から測定点Ｐ１を視準し、前記操作部７の釦を操作して、第２撮影地点Ｏ2 から前記測定対象物２３に向って撮影し、該測定対象物２３についての画像２５Ｂが取得される。前記測定点Ｐ１は前記画像２５Ｂの測定点ＰＢ１として前記記憶部９に記憶される。尚、測定点Ｐ１は、上記した様な特徴を有し、判断し易い点、例えば窓の角、建物のエッヂ等を選択しているので、前記画像２５Ｂ上で特定することが容易である。
【００６５】
画像の取得と共に距離Ｌ２（第２撮影地点Ｏ2 から測定点Ｐ１迄の水平成分距離）、第２撮影地点Ｏ2 での撮像方向の傾き角が測定され、前記ＧＰＳ装置４により第２撮影地点Ｏ2 の位置座標（絶対座標（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ））の測定が行われ、第２位置データが取得される。更に、前記補正情報送受信機１７により補正情報２１が受信され、該補正情報２１は前記補正情報送信機１９から前記無線受信部１３に送信され、測定補正プログラムにより第２補正位置データに補正される。補正された第２補正位置データは前記画像２５Ｂに関連付けられ、前記記憶部９に記憶される。
【００６６】
又、前記第２撮影地点Ｏ2 から前記測定点Ｐ１の視準方向が前記方位センサ１２によって測定され、測定された視準方向は前記記憶部９に記憶される。方位が測定されることで、撮像はどちらの方位に向って行われたかの決定を容易にする。
【００６７】
ＳＴＥＰ：０６  前記表示部６に表示された前記画像２５Ｂにより、前記測定点ＰＡ２と画像上の同じ位置となる測定点ＰＢ２をタッチペン等により指定する。該測定点ＰＢ２は前記測定点ＰＢ１の鉛直線上に位置する。測定点Ｐ２は前記画像２５Ｂ中の測定点ＰＢ２として前記記憶部９に記憶される。面積を求める場合は、同様にして前記画像２５Ｂ中で前記測定点ＰＡ３、測定点ＰＡ４に対応する画像上の位置、測定点ＰＢ３、測定点ＰＢ４をタッチペン等により指定する。測定点ＰＢ３、測定点ＰＢ４についての画像上の位置データについても、前記測定点ＰＢ１、測定点ＰＢ２と同様に前記記憶部９に記憶される。
【００６８】
ＳＴＥＰ：０７  測定点ＰＡ１と測定点ＰＢ１、測定点ＰＡ２と測定点ＰＢ２をそれぞれ正確に合致させる様、視準或は指定することは、実際は困難であるが、特徴点とし易い窓の角や、建物のエッジ等を指定することで、部分的な画像マッチングとなる。従って、画像２５Ａ、画像２５Ｂ上の測定点ＰＡ１と測定点ＰＢ１、測定点ＰＡ２と測定点ＰＢ２部分が対応点としてマッチングされ、測定点Ｐ１と測定点Ｐ２との関係が容易に求められる。
【００６９】
面積を求める場合に、指定する測定点Ｐ３、測定点Ｐ４についても同様に求められる。
【００７０】
尚、測定点Ｐ１と測定点Ｐ２との関係を鉛直に限ること、面積の場合は測定点Ｐ３、測定点Ｐ４を水平に限ることによって、画像の傾き等のマッチングは大幅に簡素化される。
【００７１】
尚、測定点Ｐ１に対して測定点Ｐ２、測定点Ｐ３、測定点Ｐ４を画像上任意の位置に指定しても、画像上の位置関係から、２点間の傾斜角等は演算でき、同様に測定点Ｐ１の絶対座標を測定することで、測定点Ｐ２、測定点Ｐ３、測定点Ｐ４の位置関係を特定することができる。
【００７２】
ＳＴＥＰ：０８  測定点Ｐ１と測定点Ｐ２の関係は、画像上の位置関係から求められる。又、測定点Ｐ１の位置座標は、第１撮影地点Ｏ1 の位置座標と第２撮影地点Ｏ2 の位置座標、第１撮影地点Ｏ1 と第２撮影地点Ｏ2 間の距離Ｌ、第１撮影地点Ｏ1 から測定点Ｐ１迄の距離Ｌ１、第２撮影地点Ｏ2 から測定点Ｐ１迄の距離Ｌ２により求められる。又、第１撮影地点Ｏ1 と第２撮影地点Ｏ2 との位置関係も求められる。位置座標、位置関係から測定点Ｐ１と測定点Ｐ２間の長さが算出される。
【００７３】
又、同様にして測定点Ｐ１と測定点Ｐ３間の長さも求めることができ、測定点Ｐ１と測定点Ｐ２間の長さと測定点Ｐ１と測定点Ｐ３間の長さとにより、測定点Ｐ１、測定点Ｐ２、測定点Ｐ３、測定点Ｐ４で囲まれた面積も演算することができる。
【００７４】
前記測定対象物２３を順次変更して上記測定を実施し、測定データを前記記憶部９に記憶させていくことで、地理データの収集が行える。
【実施例４】
【００７５】
位置データ付き画像データを含む地理データ収集について、図１、図１１〜図１３を参照して説明する。
【００７６】
ＳＴＥＰ：０１  第１撮影地点Ｏ1 から前記測定対象物２３を撮影する。前記撮像部３を前記測定対象物２３に向けると該測定対象物２３及びその周辺を含む画像が前記表示部６に表示される。前記測定対象物２３の所要位置を測定点Ｐとして選択する。該測定点Ｐは判別し易い、壁面に貼付けられた銘板、窓の角等が選択されることが好ましい。該測定点Ｐが画像の中央に位置する様に、前記カーソル３８が前記測定点Ｐに合致する様に前記撮像部３の方向を定め、前記操作部７の釦を操作して第１撮影地点Ｏ1 での前記測定対象物２３の画像２５を撮影する。該画像２５は前記記憶部９に記憶される。
【００７７】
画像の取得と共に前記第１撮影地点Ｏ1 の座標測定（位置測定（Ｘ1 ，Ｙ2 ，Ｚ3 ））が行われる。座標測定は、前記ＧＰＳ装置４により第１位置データが取得され、更に前記補正情報送受信機１７により補正情報２１が受信され、該補正情報２１は前記補正情報送信機１９から前記無線受信部１３に送信され、前記制御演算部８は測定補正プログラム、前記補正情報２１により前記第１位置データを補正して第１補正位置データを得る。
【００７８】
又、前記方位センサ１２により前記第１撮影地点Ｏ1 から前記測定点Ｐに対する第１方位角が概略検出され、検出された第１方位角は前記記憶部９に記憶される。
【００７９】
前記第１補正位置データ、前記第１方位角は、前記画像２５と関連付けられて前記記憶部９に記録される。前記第１補正位置データ、前記第１方位角と、前記画像２５との関連付けは、例えば前記第１補正位置データ、前記第１方位角と前記画像２５とを記憶することで関連付けデータが作成される等関連付けデータにより関連付けがなされる等である。
【００８０】
ＳＴＥＰ：０２  タッチパネルを兼ねる前記表示部６上で、前記測定点Ｐを含む所定範囲（好ましくは前記測定点Ｐを中心に持つ範囲：図１２では矩形の範囲を示す）（ａ×ａ）を第１テンプレート２６として登録する。
【００８１】
ＳＴＥＰ：０３  第２撮影地点Ｏ2 に移動して、前記測定対象物２３について異なる方向から撮影を行う。前記第１撮影地点Ｏ1 から前記第２撮影地点Ｏ2 に移動する過程で、方位角の変化が前記方位センサ１２によって検出され、前記測定点Ｐを中心とした前記第１撮影地点Ｏ1 、前記測定点Ｐに対する移動角度の概略がリアルタイムで測定され、移動角度は前記表示部６に表示され、作業者は前記第１撮影地点Ｏ1 、前記測定点Ｐに対してどの程度移動したかが分る様になっている。
【００８２】
前記第１撮影地点Ｏ1 、前記測定点Ｐに対して前記第２撮影地点Ｏ2 の位置は所定角度以上有ることが好ましい。従って、作業者は前記表示部６に表示された移動角により適正な前記第２撮影地点Ｏ2 を選択することが可能となる。
【００８３】
該第２撮影地点Ｏ2 に於いて、前記測定点Ｐが画像の中心になる様、前記撮像部３が前記測定対象物２３に向けられる。撮像中の画像に検索範囲２７（ｂ×ｂ，ｂ＞ａ）が設定され、該検索範囲２７内に前記測定点Ｐを含む前記第１テンプレート２６に相当する範囲（第２テンプレート２８）が含まれる状態で、前記第２撮影地点Ｏ2 での前記測定対象物２３の第２画像２９が撮影される。該第２画像２９は前記画像２５に対するステレオ画像として前記記憶部９に記憶される。
【００８４】
前記ＧＰＳ装置４による測定、補正情報２１による補正が行われ、前記第１撮影地点Ｏ1 と同様に、前記第２撮影地点Ｏ2 についての正確な３次元の第２補正位置データが取得され、前記測定点Ｐに対する前記第２撮影地点Ｏ2 の第２方位角が前記方位センサ１２によって検出される。前記第２方位角と前記第２補正位置データが前記第２画像２９に関連付けて前記記憶部９に記憶される。
【００８５】
ＳＴＥＰ：０４  前記画像２５と前記第２画像２９についての特徴抽出が行われる。特徴抽出が行われる処理範囲（ｃ×ｃ，ｃ＞ｂ）は、画像全体であってもよく前記第１テンプレート２６、前記第２テンプレート２８を含む画像の中央部分であってもよい。処理範囲の大きさは、処理時間等を考慮して適宜決定される。尚、特徴抽出はＬＧフィルタ、ＳＵＺＡＮフィルタ等を用いたエッヂ処理によって得られる。
【００８６】
ＳＴＥＰ：０５  抽出された特徴は、主に交点、単点であり、パスポイントとして設定される。
【００８７】
ＳＴＥＰ：０６  設定したパスポイントに基づき前記第１撮影地点Ｏ1 と前記第２撮影地点Ｏ2 とで撮影した前記画像２５、前記第２画像２９の倍率、カメラの傾きが演算され相互標定が行われる。
【００８８】
ＳＴＥＰ：０７  求められた撮影地点の倍率、カメラの傾きに基づき前記画像２５と前記第２画像２９間の倍率、傾きが補正される（偏位修正）。偏位修正された前記画像２５と前記第２画像２９と前記パスポイントに基づきステレオマッチングが行われる。
【００８９】
ＳＴＥＰ：０８  ステレオマッチングされた画像と前記測定対象物２３の位置データとが関連付けられ前記記憶部９に記憶される。
【００９０】
前記第１撮影地点Ｏ1 と前記第２撮影地点Ｏ2 と前記測定対象物２３は、ステレオマッチングにより撮影地点と撮影対象として座標位置が関連付けられる。この時方位データは、カメラがどの方向を向いていたかの概略特定に貢献する。而して、前記測定対象物２３について、２つの任意位置の２方向から撮影して画像を取得することで前記測定対象物２３の位置に関連付けられた３Ｄ画像の地理データを簡単に取得することができる。更に、適宜測定対象物を選定して順次、測定対象物の位置が関連付けられた３Ｄ画像の地理データを前記記憶部９に格納する。
【００９１】
ＳＴＥＰ：０９  得られた３Ｄ画像は作業者の操作により、前記表示部６に表示される。又、地理データは、可搬記憶媒体を介してＰＣに供給され、或は前記地理データ収集装置１とＰＣとが接続されて前記地理データ収集装置１からＰＣに送信され、ＰＣで電子地図帳に転記の処理が行われる。尚、前記記憶部９に電子地図が予め格納されている場合は、前記地理データ収集装置１で、地理データを電子地図に転記する処理を行ってもよい。又、地理データを転記した電子地図を前記表示部６に表示することが可能である。
【００９２】
更に、前記地理データ収集装置１で得られた画像、位置データから、画像中の各画素が地上座標系の３次元位置データを有する３次元データ付き画像データとすることもできる。３次元データ付き画像を前記表示部６に表示させ、画像中の任意の位置を指定すれば指定した位置の３次元データを取得することができる。即ち、前記ＧＰＳ装置４で測定される前記第１撮影地点Ｏ1 、前記第２撮影地点Ｏ2 の３次元測定及び、撮影地点Ｏ1 ，Ｏ2 の測定結果に基づく測定点Ｐについての３次元測定に加え、画像上から任意の地点の３次元測定が可能となる。
【００９３】
ＳＴＥＰ：１０  上記ＳＴＥＰ：０７で得られたステレオ画像データ、方位データが、可搬記憶媒体、或は所要の通信手段によりＰＣに供給される。前記画像２５、前記第２画像２９のステレオマッチングを行うことで、片方の画像光軸を基準とした画像座標系の３次元データが取得可能となる。
【００９４】
ＳＴＥＰ：１１  次に、前記ＧＰＳ装置４の測定値、前記補正情報２１を基に得られた補正位置データ、前記方位センサ１２で得られた方位データを画像座標系に加えることにより地上座標系のデータに変換する。
【００９５】
ＳＴＥＰ：１２  画像中の各画素は地上座標系の位置データを有し、画像中の任意の点を指摘することで、地上座標系の３次元データが直ちに得られる。又前記表示部６の表示画像上の位置、或は範囲を指定することで、距離或は面積を求めることができる。
【００９６】
ステレオ画像を元にした３次元データ計測では、前記測定対象物２３の画像を構成する個々の点の位置関係が得られる。前記画像２５、前記第２画像２９の内、片方の光軸を基準とした座標系（画像座標系）が形成される。この画像座標系に基づいて、２次元のディスプレイ等に３次元表示が可能となる。座標系は容易に変換できることから、例えば測量で使用される地上座標系に変換可能である。
【００９７】
尚、画像座標系の３次元データ（ＳＴＥＰ：１０）を基にＴＩＮ（三角網）を作成し、テクスチャマッピング等の処理を行いＴＩＮによる３次元データを取得する様にしてもよい（ＳＴＥＰ：１３〜ＳＴＥＰ：１５）。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る測定装置に用いられる表示部の一例を示す説明図である。
【図３】本発明に於ける第１の実施例の測定作業を示す説明図である。
【図４】本発明に於ける第１の実施例を示すフローチャートである。
【図５】本発明に於ける第２の実施例の測定作業を示す説明図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）は該測定作業で取得する画像の説明図である。
【図７】本発明に於ける第２の実施例を示すフローチャートである。
【図８】本発明に於ける第３の実施例の測定作業を示す説明図である。
【図９】（Ａ）（Ｂ）は該測定作業で取得する画像の説明図である。
【図１０】本発明に於ける第３の実施例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に於ける第４の実施例の測定作業を示す説明図である。
【図１２】（Ａ）（Ｂ）は該測定作業で取得する画像の説明図である。
【図１３】本発明に於ける第４の実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１              地理データ収集装置
３              撮像部
４              ＧＰＳ装置
５              距離測定部
６              表示部
７              操作部
８              制御演算部
９              記憶部
１０            入出力制御部
１１            傾斜センサ
１２            方位センサ
１３            無線受信部
１５            撮像素子
１７            補正情報送受信機
１９            補正情報送信機
２１            補正情報
２５            画像
２６            第１テンプレート
２７            検索範囲
２８            第２テンプレート
２９            第２画像
３１            主画面
３２            第１副画面
３４            方位表示部
３５            傾斜表示部
３８            カーソル
【図１】
2007248156.tif 000003
【図２】
2007248156.tif 000004
【図３】
2007248156.tif 000005
【図４】
2007248156.tif 000006
【図５】
2007248156.tif 000007
【図６】
2007248156.tif 000008
【図７】
2007248156.tif 000009
【図８】
2007248156.tif 000010
【図９】
2007248156.tif 000011
【図１０】
2007248156.tif 000012
【図１１】
2007248156.tif 000013
【図１２】
2007248156.tif 000014
【図１３】
2007248156.tif 000015