(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準点又は標定点が含まれ、互いにオーバーラップした複数の画像が入力される画像入力機能と、
基準点又は標定点の地上座標値が予め記憶された記憶機能と、
基準点又は標定点の地上座標値に基づきオルソ画像上の各画素の地上座標値を求め、該地上座標値に対応する上記複数の画像上の画像座標値を計算し、上記複数の画像から簡易オルソ画像を形成するオルソ画像形成機能と、
上記オルソ画像形成機能で形成された簡易オルソ画像に基づき、再撮影の要否、及び、撮影位置又は基準点若しくは標定点位置の変更の要否を判定する判定機能と
を備えた画像計測処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像計測処理方法において、
上記オルソ画像形成機能で形成されたオルソ画像を表示する表示機能をさらに備えた画像計測処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像計測処理方法において、
上記画像入力機能は、複数の画像としてステレオ画像を入力し、
上記判定機能は、上記オルソ画像においてステレオ画像によりオーバーラップされていない非重複領域を抽出する機能を含むことを特徴とする画像計測処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載の画像計測処理方法において、
上記判定機能は、上記オルソ画像においてステレオ画像によるオーバーラップ部分に含まれる基準点又は標定点が不足又は位置不良しているかどうかを判定する機能を備えたことを特徴とする画像計測処理方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の画像計測処理方法において、
上記判定機能は、上記オルソ画像において画像によりカバーされていない測定対象領域中の非撮影領域を抽出する機能を含むことを特徴とする画像計測処理方法。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載の画像計測処理方法において、
上記オルソ画像形成機能は、上記判定機能により判定された上記非重複領域又は上記非撮影領域、又は、上記基準点若しくは標定点の不足若しくは位置不良を、上記オルソ画像の表示画面上において、識別可能に表示するための機能を含むことを特徴とする画像計測処理方法。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれかに記載の画像計測処理方法において、
上記判定機能が、オルソ画像において、上記非重複領域又は上記非撮影領域、又は、上記基準点若しくは標定点の不足若しくは位置不良を検出した場合、再撮影のためのデータを形成する修正データ形成機能をさらに備えたことを特徴とする画像計測処理方法。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれかに記載の画像計測処理方法において、
上記オルソ画像形成機能は、複数の画像に基づき接続標定又は相互標定等の標定処理を実行する機能を含み、
上記判定機能は、上記標定処理の結果が収束しない場合に、基準点又は標定点の設定を変更する指示を上記オルソ画像形成機能に出力する機能を備えたことを特徴とする画像計測処理方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の画像計測処理方法を実現させるための手段を備えた画像計測処理装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれかに記載の画像計測処理方法を実現させるための画像計測処理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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像計測処理方法並びに装置及び画像計測処理プログラムを記録した記録媒体に係る。本発明は、特に、近接・地上測量分野における測量及び図化に利用され、ディジタル写真測量及びパーソナルコンピュータによるディジタル処理を用いたポータブルでシンプルな画像計測処理技術に関する。
本発明は、ステレオ画像に対してはもちろん、例えば広範囲を小さい画像で互いに重複領域をもたせて分割して撮影した画像に対して適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
図５に、従来の画像計測撮影の説明図を示す。
通常、図示のように、ステレオ画像撮影による測量において、２枚以上のオーバーラップした画像を撮影することにより、三角測量の原理によって三次元座標が取得される。対象範囲が広い場合は、撮影精度や撮影レンズとの兼ね合いにより、複数枚の画像を撮影することになる。例えば簡単な現場においても、通常１０枚〜２０枚は撮影の必要がある。その際、各ステレオペア（モデル）に対して標定（カメラの位置、傾き等を求めること）ができなければ、ステレオ画像を作成することができず、また、三次元計測を行うことができない。
【０００３】
また、これら画像は中心投影画像とよばれるものであるが、最終的に求めたい図面は正射投影画像であり、詳細な画像図面を作成するには、画像を中心投影から正射投影（オルソ）画像に作成し直さなければならない。オルソ画像とは、写真測量技術に基づき、カメラの傾きや比高等による歪みを補正して正射投影とした画像である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の地上測量においては、撮影現場の測量・図化を行う際に、膨大な数の点を測量したり、三次元計測をする必要があったため、かなりの人手と労力を有していた。一方、近接・地上写真測量技術を使えば、写真撮影を行うだけで、面的な測量三次元データが得られるが、従来フィルム用カメラしかなかったため、その現像やスキャンニングに時間を有し（２〜３日）、更に解析作業にも数日を要していた。また、フィルムを現像した後に、さらに解析までの処理を行わないと、撮影された画像データが解析可能なものか、また、安定かつ確実で、信頼性が高い解析ができるかどうかはわからなかった。従来は、結果的に、撮影をやり直す等の作業が生ずることもあり、この手法はあまり用いられていなかった。
【０００５】
近年、デジタルカメラの普及拡大に伴い、従来のフィルムやアナログ式でないデジタルカメラによるデジタル近接・地上写真測量が可能になった。この技術を用いればフィルムの現像、スキャンニングの手間が無くなり、かつコンピュータによる解析を行うために、撮影から解析まで１〜２日で行えるようになった。
【０００６】
しかしながら、撮影データを取得後、解析装置（コンピュータ）のあるところに撮影データを持ち込み解析・計測する必要があった。そのために、解析に適切な撮影が行えていないと、やはり結果的に撮影し直し等の作業が生ずることがあり、必ずしも安定確実な解析が行えていたとはいえなかった。
また、画像により解析・計測する場合、基準点・標定点配置、撮影範囲、撮影オーバーラップ等が適切でないと、安定かつ信頼性の高い解析が行えず、不安定な結果や、場合によっては解析できないといったことも発生した。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、撮影現場において簡易オルソ画像を作成し、チェック・修正を行うことによって、計測範囲の確認、図化範囲の確認、基準点配置の確認及び標定確認等を、撮影直後にその現場にて行えるようにすることを目的とする。
本発明は、主にデジタルカメラなどのディジタル画像入力手段とパーソナルコンピュータを利用してディジタル写真測量を行うことにより、いつでも失敗のない確実で信頼性の高い解析及び計測を行うための画像を取得し、高精度・高解像度の計測・解析・図化を行うことを目的とする。
【０００８】
本発明は、詳細なオルソ画像を作成する前の簡易オルソ画像（正射画像）を現場で作成することにより、その撮影現場において、撮影結果の確認を行い、必要に応じて再撮影等の修正を行うことができるようにすることを目的とする。また、本発明は、詳細なオルソ画像を作成する前の簡易オルソ画像を確認することになるので、この後の一層正確な詳細解析及び詳細オルソ画像の作成を確実に達成できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、撮影現場において、以下のような動作及び確認を行うことができる。
（１）ステレオ解析における計測範囲（オーバーラップ）の確認、
（２）複数画像を統合したオルソ画像の作成及び確認、
（３）全体の計測（撮影）範囲及び図化範囲の確認、
（４）全体の基準点・標定点配置の確認、及び、
（５）標定確認、ステレオ法解析の際のモデル形成確認。
【００１０】
本発明の第１の解決手段によると、
基準点又は標定点が含まれ、互いにオーバーラップした複数の画像が入力される画像入力機能と、
基準点又は標定点の地上座標値が予め記憶された記憶機能と、
上記画像入力機能により入力された複数の画像から、基準点又は標定点の画像座標値又は写真座標値、及び、地上座標値に基づきオルソ画像を形成するオルソ画像形成機能と、
上記オルソ画像形成機能で形成されたオルソ画像に基づき、再撮影の要否、及び、撮影位置又は基準点若しくは標定点位置の変更の要否を判定する判定機能とを備えた画像計測処理方法並びに装置及び画像計測処理プログラムを記録した記録媒体を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係る画像計測処理装置の構成図を示す。画像計測処理装置は、制御部１、記憶部２、入出力インターフェース３、画像入力部４、表示部５、入出力部６を備える。
【００１２】
制御部１は、オルソ画像形成部１１、判定部１２、修正データ形成部１３を含む。記憶部（記憶機能）２には、基準点又は標定点のデータが予め記憶されるとともに、各種座標系での画像データ等が記憶される。基準点又は標定点のデータは、例えば地上座標値で記憶される。入出力インターフェース３は、共通バス等で構成され、各種装置（機能）を接続する。
画像入力部（画像入力機能）４は、例えばディジタルカメラ、ＣＣＤ等の２次元又は３次元画像を得るものである。画像入力部４には、基準点又は標定点が含まれ、且つ、例えば６０％程度が互いにオーバーラップした複数のステレオ画像が入力される。
【００１３】
表示部（表示機能）５は、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ又はプラズマディスプレイ等の２次元又は３次元表示を行うものである。表示部５は、制御部１のオルソ画像形成部１１で形成されたオルソ画像を表示する。また、表示部５は、制御部１の判定部１２により判定された非重複領域又は非撮影領域、又は、基準点若しくは標定点の不足若しくは位置不良等を、オルソ画像の表示画面上において、識別可能に表示する。
入出力部６は、各種画像データや判定結果等の情報を他の装置と入出力するものである。入出力部６としては、例えば、フロッピーディスクドライブ、ターミナル、キーボード、マウス、ＣＤ−ＲＯＭディスクドライブ等の各種入力装置・出力装置を備えることができる。
【００１４】
オルソ画像形成部（オルソ画像形成機能）１１は、画像入力部４により入力された複数のステレオ画像に基づき、基準点又は標定点の画像座標値（又は写真座標値）及び地上座標値からオルソ画像を形成する。オルソ画像形成部１１は、判定部１２により判定された非重複領域又は非撮影領域、又は、基準点若しくは標定点の不足若しくは位置不良を、オルソ画像の表示画面上において、識別可能に表示する機能を含む。また、オルソ画像形成部１１は、複数のステレオ画像に基づき接続標定又は相互標定等の標定処理を実行する機能を含む。
【００１５】
判定部（判定機能）１２は、オルソ画像形成部１１で形成されたオルソ画像に基づき、撮影位置の変更や基準点又は標定点位置の変更を要するか否かを判定する。判定部１２は、オルソ画像において、少なくとも２つのステレオ画像によりオーバーラップされていない非重複領域を抽出する機能を含む。また、判定部１２は、オルソ画像において、測定対象領域でステレオ画像によりカバーされていない非撮影領域を抽出する機能を含む。さらに、判定部１２は、オルソ画像において、少なくとも２つのステレオ画像によるオーバーラップ部分に含まれる基準点又は標定点が不足又は位置不良しているかどうかを判定する機能を備える。さらに、判定部１２は、オルソ画像形成部１１による標定処理の結果が収束しない場合に、基準点又は標定点の設定を変更する指示をオルソ画像形成部１１及び／又は修正データ形成部１３に出力する機能を備える。
【００１６】
修正データ形成部（修正データ形成機能）１３は、判定部１２が、オルソ画像において、非重複領域又は非撮影領域、又は、基準点若しくは標定点の不足若しくは位置不良を検出した場合、再撮影のためのデータを形成する。この再撮影のためのデータとしては、検出された不良を解消するために必要なデータであり、例えば、撮影位置に関するデータ、撮影範囲に関するデータ、基準点・標定点の選択に関するデータ、再配置すべき基準点・標定点の特定のためのデータ等がある。これらのデータは、オルソ画像形成部１１にフィードバックされる。
【００１７】
上述のような各手段（機能）は、例えばポータブルコンピュータ（ＰＣ）により実現することができる。また各手段により、以下に詳細に説明するような画像計測処理方法が実現される。
【００１８】
図２に、本発明に係る画像計測処理方法のフローチャートを示す。以下に、この図に従って、画像計測処理について説明する。
【００１９】
まず、基準点又は標定点を設置し、測量機などによって計測したデータを設定する（ステップＳ１１０）。基準点は、地上座標系（絶対座標系）（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で予め測量機等により正確に測定されたものである。標定点は、撮影画像上に均等に（離散的に）配置されていれば、その位置が計測されている必要はない。もちろん、位置が計測されている基準点と兼ねることもできる。なお、地上座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とは、モデルの実空間を定めた３次元の直交座標系である。
【００２０】
つぎに、各画像が十分オーバーラップし、且つ、基準点又は標定点が例えば少なくとも６点以上重複するよう撮影する（ステップＳ１２０）。ここでは、一例として、各画像に基準点又は標定点が最低６点以上ということであるが、必要に応じて適宜の数をそれぞれ用いることができる。例えば、仮にバンドル調整等を使えば、基準点の計測は３点まで減らすことが可能である。また、基準点ではなく標定点であっても、標定できるターゲットが６箇所程度あればよい。あるいは、標定点が平面状に配置していると仮定できれば４点でもよい。
【００２１】
撮影後、ポータブルコンピュータ（ＰＣ）に、オルソ画像作成範囲及び／又は解像度等の画像処理に必要な各種設定値を設定する（ステップＳ１３０）。つぎに、ＰＣ上で各画像の基準点又は標定点を計測する（ステップＳ１４０）。ここで、オルソ画像形成機能により、標定計算及びオルソ画像作成がプログラムに従い自動的に行われる（ステップＳ１５０）。この具体的な処理については、詳細に後述する。
オルソ画像形成機能による計算処理の後、ディスプレイ上に標定結果及びオルソ画像を画面表示する（ステップＳ１６０）。つぎに、ステップＳ１６０の結果より、測定された画像についての各チェック項目が確認される（ステップＳ１７０）。
【００２２】
ここで、表示機能には、オルソ画像により全体および各画像の配置が表示され、また、各種表示情報により標定結果の不十分なことが識別可能に表示されることにより、チェック項目が確認される。チェック項目としては、標定結果が不十分であれば（目的の精度に達していない、収束しない等）、基準点・標定点の選択又は配置が不適当ということが判定される。撮影忘れ等による非撮影領域が存在する場合のような全計測範囲の不良については、作成されたオルソ画像により確認される。画像の重複不良等による非重複領域が存在するような場合、オーバーラップ部分の可否が確認される。このようなオーバーラップ不良の場合、作成されたオルソ画像において、隣り合った画像でオーバーラップしてある部分のみ抽出し、表示することにより、オルソ画像上の各画像間の接合部に隙間が生じるので即座に判断できる。
【００２３】
測定者による表示画面の確認に加えて、制御機能（特に、判定機能）により自動的にチェック項目を確認することもできる。標定点の配置又は位置が不良のときのように、標定計算の計算結果が収束しない場合又は接続標定が正常に行われなかった場合は、ステップＳ１６０における標定結果でエラーを出力し、どこの画像が不適当であるか等の不良が識別可能に表示される。例えば、制御機能は、標定結果として目的の精度に達していないこと又は収束しないことを、表示機能に識別子又はフラグ等で自動的に表示したり、適当な範囲をカラーやパターンにより識別可能に表示することもできる。また、非撮影領域や非重複領域が存在する場合等についても、制御機能により画像処理技術を用いて自動的に適宜認識することができる。具体的には、例えば、画像の空白箇所を検出し、その面積・位置等を識別することにより、これら不良を判断することができる。
【００２４】
これらのチェック結果により修正が必要な場合、基準点・標定点の不足又は位置不良等により、再撮影の際にその配置を再度決定する必要があるか否かが判定される（ステップＳ１７２）。
ここで、例えば非撮影領域や非重複領域が存在するときのように、例えば画像の撮影位置だけが不適切であるため基準点・標定点の再配置を要しない場合は、修正データ形成機能により再撮影のためのデータが形成され、このデータに従い再度の撮影が行われる（ステップＳ１８６）。その後、ステップＳ１４０から再び処理が行われる。
【００２５】
一方、例えば標定計算の計算結果が収束しない場合又は接続標定が正常に行われなかった場合のように、基準点・標定点の配置変更を行う必要がある場合は、それらの再配置を検討する（ステップＳ１７４）。画像上に別の基準点又は標定点があり且つ再撮影を行わなくてもそれらの画像座標が得られる場合は、すでに撮影された画像から基準点・標定点の選択を変更して（ステップＳ１７６）、ステップＳ１５０から上述のような計算を繰り返す。この処理を自動的に行うようにしても良い。一方、画像上に別の適当な基準点又は標定点がない場合は、基準点又は標定点の配置を移動したりすることで配置変更を行なう（ステップＳ１８４）。その後、修正データ形成機能により、再配置された基準点・標定点を含む画像を再撮影するためのデータが形成され、これに従い再撮影が行われる（ステップＳ１８６）。さらに、ステップＳ１４０から処理が実行される。
【００２６】
なお、ステップＳ１８６の再撮影処理及びステップＳ１４０における計測処理等は、各不良に対処するのに必要な基準点・標定点を含む画像だけについて実行するようにしても良いし、全体の撮影対象画像について実行するようにしても良い。
また、チェック結果により再撮影が必要かどうかという判断、及び再撮影が必要な場合にどのステップまで戻るかという判断は、表示画面に基づき操作者がマニュアルで行っても良いし、また、ＰＣにより自動的に判断されても良いし、マニュアルとＰＣとを適宜組み合わせて判断しても良い。
以上のようにして、ステップＳ１７０のチェック結果により、修正が必要ないと判断された場合は、所望のオルソ画像が求められたと判断され、処理を終了する。
【００２７】
次に、図３に、標定計算及びオルソ画像作成処理のフローチャートを示す。これは、図２のフローチャートの主にステップＳ１５０に相当する処理である。
【００２８】
まず、図２に示されたステップＳ１４０により得られた各画像の三次元座標に基づき、各モデル画像に写し込まれた基準点・標定点等の計測点（例えば６点以上の計測点）から標定計算を順次行う（ステップＳ２０１）。標定計算は、ステップＳ１７０のチェックにおいて用いるデータであり、詳細に後述する。
計測点は、ディジタルカメラ等の固体撮像素子（ＣＣＤ）上に画像座標として求められたものである。そこで、この画像座標を、写真画像（ｘ、ｙ）に変換する（ステップＳ２０３）。写真座標系とは、主点を原点とする２次元座標系である。
【００２９】
つぎに、直接線形変換法（Direct Linier Transformation,ＤＬＴ）法を利用して、基準点などから得られた地上座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と画像上で計測されて得られた写真座標（ｘ、ｙ）との変換パラメータを計算する（ステップＳ２０５）。ここで、ＤＬＴ法とは、極端に斜め撮影された画像であっても、正射投影画像に変換することのできる画像変換方法である。ＤＬＴ法は、写真座標と被写体の３次元座標（対象点座標）との関係を３次の射影変換式で近似したものである。（ＤＬＴ法の詳細については、「村井俊治：解析写真測量、pp４６−５１、pp１４９−１５５」等を参照。）
【００３０】
以下に、ステップＳ２０５のＤＬＴ法について説明する。これはオルソ画像上のピクセル位置を求めるための変換パラメータを算出する処理である。ここでは、主に、基準点・標定点の既知の座標及び計測された画像（写真）座標に基づいて処理が行われる。
まず、次式にＤＬＴ法の基本式を示す。
【００３１】
【数１】
0004112077.tif 000002
ここで、  （ｘ、ｙ）：写真座標、
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）：地上座標、
Ｌ１〜Ｌ１１  ：ＤＬＴ法の未知変量。
【００３２】
数式１に対し、分母を消去すると、次の線形式を導き出せる。
【００３３】
【数２】
0004112077.tif 000003
さらに、数式２を変形すると、以下の式となる。
【００３４】
【数３】
0004112077.tif 000004
【００３５】
このような数式３を、基準点・標定点のデータに基づき最小二乗法を用いて解くと、写真座標（ｘ、ｙ）と地上座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）との関係を決定するＬ１〜Ｌ１１の１１個の未知変量（変換パラメータ）を取得することができる。
【００３６】
つぎに、オルソ画像上の各画素（ピクセル）の地上座標を計算する（ステップＳ２０７）。この処理では、オルソ画像作成のために、オルソ画像の画像座標（ｘ、ｙ）を地上座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に変換するものである。地上座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、先にステップＳ２０５で求められた変換パラメータを用いて計算される。即ち、オルソ画像の画像座標（ｘ、ｙ）に対応する地上座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、以下の式で与えられる。このようにして、オルソ画像上の各ピクセルの取得位置を求めることができる。
【００３７】
【数４】
0004112077.tif 000005
ここで、
（Ｘ０、Ｙ０）  ：地上座標系でのオルソ画像の左上の位置、
（ΔＸ、ΔＹ）：地上座標系での１画素の大きさ（例：ｍ／pixel）、
（ｘ、ｙ）    ：オルソ画像の画像座標、
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）：地上画像、
ａ，ｂ，ｃ，ｄ：ある画像座標（ｘ、ｙ）を内挿する複数の基準点により形成される平面方程式の係数。この係数は、例えば、三角形内挿処理（Triangulated Irraguler Network,ＴＩＮ）の平面の方程式の係数である。ＴＩＮは、３次元座標を内挿する方法として三角形を構成単位とするメッシュを生成するもので、三角網とも呼ばれる。ＴＩＮについての詳細は、「伊理正夫、腰塚武志：計算幾何学と地理情報処理、pp１２７」、Franz Aurenhammer,杉原厚吉訳：Voronoi図、一つの基本的な幾何データ構造に関する概論、ACM Computing Surveys, Vol.23,pp345-405」等を参照。）
【００３８】
今度は、ステップＳ２０５で求めた変換パラメータを使用して、数式１により、ステップＳ２０７で求められた地上座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に対応する画像座標（ｘ、ｙ）を計算する（ステップＳ２０９）。
このように求められた画像座標（ｘ、ｙ）から、該当する画像の地上座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）上の濃度値を取得する。この濃度値が、オルソ画像上における２次元の位置（Ｘ、Ｙ）のピクセルの濃度である。このように、地上座標上の位置（Ｘ、Ｙ）に貼り付ける画像濃度を取得する。以上のような処理を、オルソ画像のすべてのピクセルに対して行うことにより、画像合成が行なわれる。
【００３９】
これらの処理をコンピュータ上で自動的に計算処理することにより、標定計算及びオルソ画像作成が行われ、つぎに、ステップＳ１６０に示されるように、標定結果及びオルソ画像表示がなされる。尚、これら処理は、ポータブルコンピュータ上ではわずかな時間で（例えば、数分もかからずに）終了する。
【００４０】
次に、ステップＳ２０１に示された、各モデルの標定計算の詳細について説明する。まず、一例として、相互標定について説明する。相互標定は、２つのカメラの傾きと位置とを撮影時の状態に相対的に等しくする処理である。ステレオ画像においては、以下のような計算により、左右それぞれのカメラの位置等が求められる。
【００４１】
図４に、カメラ座標及びモデル座標の説明図を示す。
カメラ座標系では、レンズ中心（投影中心、主点）を原点とし、ｘ軸及びｙ軸は、写真画像のｘ軸及びｙ軸と平行とする。画面距離をｃ（ｃ＞０）とすると、写真平面上の点は（ｘ、ｙ、−ｃ）で表される。また、モデル座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）では、２枚１組の立体写真から形成される立体像を定義するための３次元座標系であり、原点は左写真の投影中心をとる。
まず、次式のような共面条件式によりそれらパラメータを求める。
【００４２】
【数５】
0004112077.tif 000006
ここで、
Ｘ０１、Ｙ０１、Ｚ０１：モデル座標系で表した左画像の投影中心座標、
Ｘ０１、Ｙ０１、Ｚ０１：モデル座標系で表した右画像の投影中心座標、
Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１    ：モデル座標系で表した左画像の像座標、
Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２    ：モデル座標系で表した右画像の像座標
である。
【００４３】
いま、図示のように、モデル座標系の原点を左側の投影中心にとり、右側の投影中心を結ぶ線をＸ軸にとるようにする。また、縮尺は、基線長を単位長さにとる。このとき求めるパラメータは、左側カメラのＺ軸の回転角κ１及びＹ軸の回転角φ１、また、右側カメラのＺ軸の回転角κ２及びＹ軸の回転角φ２及びＸ軸の回転角ω２、の５つの回転角となる。この場合左側カメラのＸ軸の回転角ω１は０なので、考慮する必要ない。
このような条件にすると、数式５の共面条件式は、次式のようになり、この式を解けば各パラメータが求まる。
【００４４】
【数６】
0004112077.tif 000007
ここで、モデル座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とカメラ座標系（ｘ、ｙ、ｚ）の間には、次に示すような座標変換の関係式が成り立つ。
【００４５】
【数７】
0004112077.tif 000008
【００４６】
これらの式を用いて、次の手順により、未知パラメータを求める。
1.初期近似値は通常０とする。
2.共面条件式（数式４）を近似値のまわりにテーラー展開し、線形化したときの微分係数の値を数式７により求め、観測方程式をたてる。
3.最小二乗法をあてはめ、近似値に対する補正量を求める。
4.近似値を補正する。
5.補正された近似値を用いて、2.〜5.までの操作を収束するまで繰り返す。
【００４７】
仮に、標定点の配置が不適当なときのように、収束しない場合がありうる。その際に、図２のステップＳ１６０の標定結果表示において、どこの画像が不適当かが識別され、表示される。
ここで、未知パラメータの計算が収束した場合、更に、例えば接続標定を行なう。接続標定は、単写真標定がなされた各モデル間の傾きや縮尺等を統一して複数の画像を接続することにより、同一座標系とする処理である。接続標定では、一対の実体写真において一方の標定要素は固定し他方の標定要素だけを操作して接続する処理が実行される。この処理を行なった場合、以下の式であらわされる接続較差を算出する。
【００４８】
【数８】
0004112077.tif 000009
【００４９】
算出した結果、ΔＺｊ及びΔＤｊが、所定値（例えば０．０００５（１／２０００））以下なら接続標定が正常に行われたと判定される。
計算結果が収束しない場合又は接続標定が正常に行われなかった場合は、図２のステップＳ１６０における標定結果表示でエラーを出力し、どこの画像が悪いか等の不良を識別可能に表示する。
【００５０】
以上のような本発明の画像計測処理方法を実行する画像計測処理プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク等の記録媒体により提供されることができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、以上のように、撮影現場において簡易オルソ画像を作成し、チェック・修正を行うことによって、計測範囲の確認、図化範囲の確認、基準点配置の確認及び標定確認等を撮影直後にその現場にて行えるという顕著な効果を奏する。
本発明によると、主にデジタルカメラなどのディジタル画像入力手段とパーソナルコンピュータを利用してディジタル写真測量を行うことにより、いつでも失敗のない確実で信頼性の高い解析及び計測を行うための画像を取得し、高精度・高解像度の計測・解析・図化を行うことができる。
【００５２】
本発明によると、詳細なオルソ画像を作成する前の簡易オルソ画像（正射画像）を現場で作成することにより、その撮影現場において、撮影結果の確認を行い、必要に応じて再撮影等の修正を行うことができる。また、本発明によると、詳細なオルソ画像を作成する前の簡易オルソ画像を確認することになるので、この後のより正確な詳細解析及び詳細オルソ画像の作成を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像計測処理装置の構成図。
【図２】本発明に係る画像計測処理方法のフローチャート。
【図３】自動標定計算及びオルソ画像処理のフローチャート。
【図４】カメラ座標及びモデル座標の説明図。
【図５】従来の画像計測撮影の説明図。
【符号の説明】
１    制御部
１１  オルソ画像形成部
１２  判定部
１３  修正データ形成部
２    記憶部
３    入出力インターフェース
４    画像入力部
５    表示部
６    入出力部
【図１】
0004112077.tif 000010
【図２】
0004112077.tif 000011
【図３】
0004112077.tif 000012
【図４】
0004112077.tif 000013
【図５】
0004112077.tif 000014