(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状のターゲットを共通に含む複数の画像を、画像記憶媒体から読み込む読込手段と、
前記各画像について、前記ターゲットに基づいて座標系を設定し、各座標系における撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを含むカメラパラメータを算出するカメラパラメータ算出手段と、
同一位置のターゲットを含む所定数の画像を、前記画像記憶媒体の記憶順に従って、同一のグループにグループ分けするグループ化手段と、
全グループの前記座標系のうちの１つを所定の基準座標系に定め、他の前記座標系を前記基準座標系に統一することにより、各グループ同士を接続するグループ接続手段と、
前記グループごとに前記画像を切替表示する画像表示領域と、前記基準座標系に基づいて設定された作図領域とを有する表示手段と、
前記画像表示領域に表示するグループを指定すると共に、表示された所定数の画像内に共通に写る物点を指定する入力手段と、
前記カメラパラメータ算出手段によって算出されたカメラパラメータを用いて、前記物点の前記基準座標系における３次元座標を算出し、この３次元座標に基づいて測量図を生成し、前記作図領域に表示する測量図作成手段と
を備えたことを特徴とする写真測量画像処理装置。
【請求項２】
前記各グループは２枚の画像を含むことを特徴とする請求項１に記載の写真測量画像処理装置。
【請求項３】
前記グループ接続手段において、前記画像記憶媒体の記憶順に従って前記グループ同士が接続されることを特徴とする請求項１に記載の写真測量画像処理装置。
【請求項４】
前記グループ接続手段において、最初に接続される前記グループの前記座標系が前記基準座標系に定められることを特徴とする請求項１に記載の写真測量画像処理装置。
【請求項５】
所定形状のターゲットを共通に含む複数の画像を得る第１のステップと、
前記各画像について、前記ターゲットに基づいて座標系を設定し、各座標系における撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを含むカメラパラメータを算出する第２のステップと、
同一位置のターゲットを含む所定数の画像を、前記画像記憶媒体の記憶順に従って、同一のグループにグループ分けする第３のステップと、
全グループの前記座標系のうちの１つを所定の基準座標系に定め、他の前記座標系を前記基準座標系に統一することにより、各グループ同士を接続する第４のステップと、
表示装置の画像表示領域に前記グループごとに前記画像を切替表示するとともに、前記基準座標系に基づいた作図領域を前記画像表示領域と同一画面上に設定する第５のステップと、
前記画像表示領域に表示するグループを指定すると共に、表示された所定数の画像内に共通に写る物点を指定する第６のステップと、
前記第２のステップによって算出されたカメラパラメータを用いて、前記物点の前記基準座標系における３次元座標を算出し、この３次元座標に基づいて測量図を生成し、前記作図領域に表示する第７のステップと
を備えたことを特徴とする写真測量画像処理方法。
【請求項６】
所定形状のターゲットを共通に含む複数の画像を、画像記憶媒体から読み込む画像読込ルーチンと、
前記各画像について、前記ターゲットに基づいて座標系を設定し、各座標系における撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを含むカメラパラメータを算出するカメラパラメータ算出処理ルーチンと、
同一位置のターゲットを含む所定数の画像を、前記画像記憶媒体の記憶順に従って、同一のグループにグループ分けするグループ化処理ルーチンと、
全グループの前記座標系のうちの１つを所定の基準座標系に定め、他の前記座標系を前記基準座標系に統一することにより、各グループ同士を接続するグループ接続処理ルーチンと、
表示装置の画像表示領域に前記グループごとに前記画像を切替表示するとともに、前記基準座標系に基づいた作図領域を前記画像表示領域と同一画面上に設定する表示処理ルーチンと、
入力装置の操作に基づいて、前記画像表示領域に表示するグループを決定すると共に、表示された所定数の画像内に共通に写る物点を決定する入力処理ルーチンと、
前記カメラパラメータ算出処理ルーチンによって算出されたカメラパラメータを用いて、前記物点の前記基準座標系における３次元座標を算出し、この３次元座標に基づいて測量図を生成し、前記作図領域に表示する測量図作成処理ルーチンと
を備えた写真測量画像処理プログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は写真測量における画像処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
写真測量は地図の作成に広く使用されているが、交通事故の現場検証等の局所的な状況の記録においても極めて有効な手段として活用されている。従来写真測量は２台のカメラを離間しつつ固定したステレオカメラを使用し、両カメラで撮影した２枚の画像から各測量点の３次元座標を算出する。ここにステレオカメラは大重量かつ大型の機材であり、また３次元座標の計算にはカメラの位置情報、傾斜角度、被写体の実測長さ等詳細な情報を記録しておく必要があり、測量作業は煩雑かつ重労働であった。また交通事故現場の周囲に障害物が多い等、充分広い撮影環境が確保されないことも多く、ステレオカメラによる現場検証が困難なときも多かった。
【０００３】
そこで本願出願人は、単眼のカメラによる写真測量方法（特開平１０−２９３０２６号公報、特開平１０−２２１０７２号公報）、および同写真測量の精度を向上させるために、一対の画像（以下、「ペア画像」という）に含めるターゲット（特開平１０−３０７０２５号公報、特開平１０−２９３０２６号公報、特開平１０−１８５５６３号公報、特開平１０−１８５５６２号公報、特開平１０−１７０２６３号公報、特開平１０−１４１９５１号公報）を多数提案して、簡易機材による効率的な写真測量を実現している。
【０００４】
このような写真測量方法においては、同一のターゲットと測量対象物とが任意の異なる方向から撮影されたペア画像を得、専用の写真測量画像処理装置において、マウス等の入力手段を用いたマニュアル作業によって、ペア画像に共通に写し込まれた測量点（以下、「物点」という）を指定することにより、これら物点に基づいて任意の範囲の測量が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、測量が広範囲に渡る場合には多数のペア画像が用いられるが、この場合、このマニュアル作業に際しては、ペア画像においてそれぞれ対応する物点を見出し指定することの煩雑さもさることながら、測量精度を考慮しつつ、充分な精度が得られる物点を選択することは、熟練したオペレータにとっても極めて煩雑な作業であった。
【０００６】
また、多数のペア画像からそれぞれ得られる測量図を接続するが、作図時点では得られた各測量図が測量範囲のどの位置を示すものか識別しにくく、接続作業は極めて煩雑であった。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題点を解消すべく創案されたもので、写真測量画像処理装置におけるマニュアル作業を大幅に効率化し得る、写真測量画像処理装置および写真測量画像処理方法および写真測量画像処理プログラムを格納した記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る写真測量画像処理装置は、所定形状のターゲットを共通に含む複数の画像を、画像記憶媒体から読み込む読込手段と、各画像について、ターゲットに基づいて座標系を設定し、各座標系における撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを含むカメラパラメータを算出するカメラパラメータ算出手段と、同一位置のターゲットを含む所定数の画像を、画像記憶媒体の記憶順に従って、同一のグループにグループ分けするグループ化手段と、全グループの座標系のうちの１つを所定の基準座標系に定め、他の座標系を基準座標系に統一することにより、各グループ同士を接続するグループ接続手段と、グループごとに画像を切替表示する画像表示領域と、基準座標系に基づいて設定された作図領域とを有する表示手段と、画像表示領域に表示するグループを指定すると共に、表示された所定数の画像内に共通に写る物点を指定する入力手段と、カメラパラメータ算出手段によって算出されたカメラパラメータを用いて、物点の基準座標系における３次元座標を算出し、この３次元座標に基づいて測量図を生成し、作図領域に表示する測量図作成手段とを備えたことを特徴としている。これによって、作図に使用する物点の指定数を大幅に削減でき、写真測量におけるマニュアル作業を大幅に効率化し得る。
【０００９】
写真測量画像処理装置において、各グループが２枚の画像を含んでもよく、これによって必要最小限の画像による測量図作成が可能である。
【００１０】
写真測量画像処理装置のグループ接続手段において、好ましくは、画像記憶媒体の記憶順に従ってグループ同士が接続され、これにより接続の手順が簡略化でき、撮影履歴が容易に想起できる。
【００１１】
写真測量画像処理装置のグループ接続手段において、好ましくは、最初に接続されるグループの座標系が基準座標系に定められる。これにより、接続するグループの数を容易に増減できる。
【００１２】
また、本発明に係る写真測量画像処理方法は、所定形状のターゲットを共通に含む複数の画像を得る第１のステップと、各画像について、ターゲットに基づいて座標系を設定し、各座標系における撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを含むカメラパラメータを算出する第２のステップと、同一位置のターゲットを含む所定数の画像を、画像記憶媒体の記憶順に従って、同一のグループにグループ分けする第３のステップと、全グループの座標系のうちの１つを所定の基準座標系に定め、他の座標系を基準座標系に統一することにより、各グループ同士を接続する第４のステップと、表示装置の画像表示領域にグループごとに画像を切替表示するとともに、基準座標系に基づいた作図領域を画像表示領域と同一画面上に設定する第５のステップと、画像表示領域に表示するグループを指定すると共に、表示された所定数の画像内に共通に写る物点を指定する第６のステップと、第２のステップによって算出されたカメラパラメータを用いて、物点の基準座標系における３次元座標を算出し、この３次元座標に基づいて測量図を生成し、作図領域に表示する第７のステップとを備えたことを特徴としている。これによって、作図に使用する物点の指定数を大幅に削減でき、写真測量におけるマニュアル作業を大幅に効率化し得る。
【００１３】
また、本発明に係る記憶媒体は、所定形状のターゲットを共通に含む複数の画像を、画像記憶媒体から読み込む画像読込ルーチンと、各画像について、ターゲットに基づいて座標系を設定し、各座標系における撮影したカメラの位置およびその光軸の傾きを含むカメラパラメータを算出するカメラパラメータ算出処理ルーチンと、同一位置のターゲットを含む所定数の画像を、画像記憶媒体の記憶順に従って、同一のグループにグループ分けするグループ化処理ルーチンと、全グループの座標系のうちの１つを所定の基準座標系に定め、他の座標系を基準座標系に統一することにより、各グループ同士を接続するグループ接続処理ルーチンと、表示装置の画像表示領域にグループごとに画像を切替表示するとともに、基準座標系に基づいた作図領域を画像表示領域と同一画面上に設定する表示処理ルーチンと、入力装置の操作に基づいて、画像表示領域に表示するグループを決定すると共に、表示された所定数の画像内に共通に写る物点を決定する入力処理ルーチンと、カメラパラメータ算出処理ルーチンによって算出されたカメラパラメータを用いて、物点の基準座標系における３次元座標を算出し、この３次元座標に基づいて測量図を生成し、作図領域に表示する測量図作成処理ルーチンとを備えた写真測量画像処理プログラムを格納したことを特徴としている。従って、汎用のパーソナルコンピュータにより写真測量画像処理プログラムを実行させることができ、高精度な測量図が容易に作成できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る写真測量画像処理装置、写真測量画像処理方法、および写真測量画像処理プログラムの実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態における写真測量の撮影状況を示す図であり、測量対象である道路の外形および白線を鉛直上方から見た水平面図である。同図には、撮影地点を示すカメラ位置Ｍ１〜１８が示され、各カメラ位置Ｍはそれぞれカメラ５０の撮影光学系の後側主点位置に一致する。このカメラ位置Ｍ１〜１８からそれぞれ伸びる矢印は撮影光学系の光軸の方向を示している。カメラは図示しないＣＣＤを備え、光学画像を電子画像、即ちデジタル画素データに変換する。
【００１６】
撮影はカメラ位置Ｍ１から順に行われ、１つの測量対象に対して異なる２方向からの撮影が連続して行われる。カメラ位置Ｍ１およびＭ２で得られた２枚の画像は１つのグループ（グループＧＰ１）として定義され、ターゲット位置ＲＰ１にあるターゲット（図中、Ｌ字で示される）を共通に写し込んでいる。続いて、カメラ位置Ｍ３およびＭ４（グループＧＰ２）、カメラ位置Ｍ５およびＭ６（グループＧＰ３）、・・・、カメラ位置Ｍ１７およびＭ１８（グループＧＰ９）の順に、２回の連続撮影が順に行われる。このような撮影により、９グループのペア画像が得られる。なお、１グループに含める画像枚数は３以上でもよい。
【００１７】
ターゲットを全画像に写し込むために、撮影地点の移動に伴って、ターゲットはターゲット位置ＲＰ１からＲＰ２、およびＲＰ３へ順次移動させられる。グループＧＰ１〜３（カメラ位置Ｍ１〜６の画像）においてはターゲットはターゲット位置ＲＰ１であり、グループＧＰ４および５（カメラ位置Ｍ７〜１０の画像）のターゲット位置はＲＰ２、グループ６〜９（カメラ位置Ｍ１１〜１８の画像）のターゲット位置はＲＰ３である。
【００１８】
図中、三角点で示される接続点ＲＣ１〜４には、例えばコーン等の目印が置かれる。この接続点ＲＣは、異なるターゲット位置ＲＰの略中間に置かれ、少なくとも同一ターゲット位置における複数グループの内の１グループには必ず写し込まれている。
【００１９】
このようにして得られた９グループのペア画像（１８枚）は、カメラによりメモリカード等の画像記憶媒体（符号１３、図３）に所定のフォーマットに従って格納される。
【００２０】
ターゲット位置ＲＰ２およびＲＰ３は、その初期値ＲＰ１からの相対座標で表される。この相対座標は例えば移動量および回転角であり、ターゲットＴに内蔵されたセンサ( 図示せず) により測定され、ターゲットＴからカメラに送信され、画像データ（デジタル画素データ）とともに画像記憶媒体１３に格納される。
【００２１】
図２は画像記憶媒体１３に格納される測量写真データのフォーマットを示す図であり、画像１８枚分の写真データ（図２ではｎ−２番目〜ｎ＋１番目の写真データが示されている）が順次格納される。１個の写真データ（ｎ番目）はヘッダＨと画像データＩＭＤよりなり、隣接する写真データとの区切りのため、画像データＩＭＤの後に予備のスペースＳＰが設けられている。画像データＩＭＤはデジタル画素データ列である。
【００２２】
ヘッダＨは画像名Ｈ１、識別番号Ｈ２、撮影日・撮影条件Ｈ３、回転角・移動量Ｈ４等を含む。画像名Ｈ１はカメラにおいてマニュアルで入力され、Ｈ３の撮影日はマニュアルあるいは、図示しない日時自動設定機構により決定される。識別番号Ｈ２は、例えば撮影ごとに１ずつインクリメントされる撮影地点番号と、ターゲットＴが移動した際に１ずつインクリメントされるターゲット位置番号とを含み、後述する画像のグループ化や、グループ接続等に用いられる。
【００２３】
Ｈ３の撮影条件は撮影時にカメラから入力され、カメラの焦点距離ｆ、水平および垂直方向の画角ΘｈおよびΘｖ、ＣＣＤの分解能ｒｐ等が含まれる。Ｈ４の回転角には撮影時におけるターゲットＴの水平面上の回転角および方位が含まれ、移動量は最初のターゲット位置ＲＰ１（図１）からの移動量である。
【００２４】
次に図３を参照して、画像記憶媒体１３から９グループのペア画像を読み出して、測量図として図１に示すような水平面図を作成する写真測量画像処理装置の全体構成について説明する。同図には写真測量画像処理装置の全体構成を示すブロック図が示される。
【００２５】
写真測量画像処理装置は、表示装置１０、キーボードおよびマウス等の入力装置１２、画像記憶媒体１３およびＣＰＵ１４を有し、これらは直接または間接的にバス１５に接続されている。
【００２６】
ＣＰＵ１４には、入力状態管理部４１、表示状態管理部４２、演算処理部４３およびデータ管理部４４が設けられ、ここで必要な管理、演算、処理が実行される。入力装置１２には、バス１５に接続された入力装置制御装置１７が接続され、これによって入力装置１２からの入力がバス１５に転送され、また入力装置１２の入力モード等が設定される。画像記憶媒体１３はメモリカードリーダ等の記憶媒体制御装置１８に挿入され、これによって画像記憶媒体１３に格納された写真データ（図２）が適宜読み出される。
【００２７】
さらにバス１５には作業メモリ１９、表示メモリ２０が接続され、作業メモリ１９はＣＰＵ１４の演算、処理におけるキャッシュメモリ等に使用され、後述するグループ接続処理に用いられるオブジェクトに関するデータはここに格納される。表示メモリ２０には表示装置１０で表示すべき内容が保持される。表示装置１０には、バス１５に接続された表示装置制御装置１６が接続され、表示メモリ２０内のデジタルデータが表示装置１０のためのアナログＲＧＢ信号に変換される。
【００２８】
ＣＰＵ１４の入力状態管理部４１は入力装置１２の設定を管理し、また入力された情報、例えばマウスにより画面上を移動するマウスポインタの座標、キーボードから入力された文字等を所定のデジタルデータに変換する。表示状態管理部４２は表示装置１０に表示すべき内容を管理し、表示に関する設定の変更等があったときには表示内容を変更する。演算処理部４３は後述するカメラ位置等の算出処理およびグループ接続処理に使用される。データ管理部４４は画像記憶媒体１３から読込んだ画像、および生成されたオブジェクト等のデータを管理し、また後述するオブジェクトおよび画像のグループ設定内容、これに基づいて作成された種々の座標データ、作図された測量図のデータ等を管理する。
【００２９】
図３に示す写真測量画像処理装置においては、まず画像記憶媒体１３から画像１８枚分の写真データが読み出され、これらに基づいてそれぞれカメラ位置Ｍ１〜１８の３次元座標およびその光軸の傾きが算出される。
【００３０】
図４〜図６を参照して、ターゲットを用いたカメラ位置およびその光軸の傾きを算出する処理を説明する。代表して、カメラ位置Ｍ１の場合について説明する。図４はカメラ位置Ｍ１におけるカメラ５０による撮影状況を示す斜視図であり、図５は同撮影状況により得られた画像ＩＭ１とターゲットＴの関係を概念的に示す斜視図、図６は画像ＩＭ１の概念図である。
【００３１】
図４においては、カメラ５０によって画角（ＦＦでその境界を示す）内にターゲットＴが捕らえられている。ターゲットＴは基準点３２、３４、３６を有し、これら基準点３２、３６を端点とし、基準点３４を角部とする直角のＬ字型に形成される。基準点３２、３４間の長さ、および基準点３４、３６間の長さはともに長さＬＴとする。なお、点Ｍ１はカメラ位置を示し、一点鎖線Ｏ１はカメラ５０の光軸を示す。
【００３２】
図５に示すように、ターゲットＴをカメラ５０の結像面Ｆ上に結像した状態においては、光軸Ｏ１はカメラ位置Ｍ１および結像面Ｆの撮影中心Ｃを通り、結像面Ｆに投影された基準点３２、３４、３６の像点ｐ１、ｐ２、ｐ３は、カメラ位置Ｍ１と各基準点３２、３４、３６とを結ぶ直線上にそれぞれ位置する。
【００３３】
図５および図６に示すように、結像面Ｆに実質的に一致する画像ＩＭ１には、撮影中心Ｃを原点（０，０）とする写真座標系（Ｘｐ，Ｙｐ）が設定される。この写真座標系において像点ｐ１、ｐ２、ｐ３の２次元座標は、それぞれｐ１（ｘｐ１，ｙｐ１）、ｐ２（ｘｐ２，ｙｐ２）、ｐ３（ｘｐ３，ｙｐ３）である。
【００３４】
また、図５において、カメラ位置Ｍ１を原点（０，０，０）とする３次元座標系がカメラ座標系（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）として設定されており、Ｘｃ軸およびＹｃ軸はそれぞれ写真座標系のＸｐ軸およびＹｐ軸に平行であり、Ｚｃ軸は光軸Ｏ１に一致する。
【００３５】
カメラ座標系における基準点３２、３４、３６の３次元座標をＰｃｉ（Ｐｃｘｉ，Ｐｃｙｉ，Ｐｃｚｉ）（ただし、ｉ＝１〜３）と定義すると、像点である写真座標ｐｉ（ｘｐｉ，ｙｐｉ）と基準点のカメラ座標（Ｐｃｘｉ，Ｐｃｙｉ，Ｐｃｚｉ）との関係は式（１）および式（２）により示される。なお、式（１）および式（２）において、ｆはカメラ５０の焦点距離である。
【数１】
0003777067.tif 000002
【００３６】
さらに、図５において、ターゲットＴの基準点３４を原点とする３次元座標が第１シーン座標系（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）として設定される。第１シーン座標系のＸｓ軸、Ｚｓ軸は基準点３４、３２、基準点３４、３６の辺にそれぞれ沿っており、Ｙｓ軸はＸｓ軸、Ｚｓ軸に対して垂直である。ターゲットＴが傾斜面に置かれたときには、そのＸｓ軸、Ｚｓ軸の水平面に対するそれぞれの回転角（図２のＨ４）が画像データとともに記録されており、これによりＸｓ軸およびＺｓ軸の傾きが補正される。従って、Ｙｓ軸は鉛直方向に一致させられ、Ｘｓ−Ｚｓ平面は水平面にほぼ一致せしめられる。
【００３７】
ここで、第１シーン座標系におけるカメラ位置Ｍ１の座標を（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）、光軸Ｏ１の傾きを（α，β，γ）と定義すると、カメラ座標Ｐｃｉ（Ｐｃｘｉ，Ｐｃｙｉ，Ｐｃｚｉ）とシーン座標Ｐｓｉ（Ｐｓｘｉ，Ｐｓｙｉ，Ｐｓｚｉ）との関係は、式（３）により示される。
【数２】
0003777067.tif 000003
【００３８】
なお、式（３）におけるＲは回転行列であり、式（４）に示されるように、光軸Ｏ１（Ｚｃ軸）の方向余弦ｃｏｓα、ｃｏｓβ、ｃｏｓγで表される。また、式（３）におけるΔは、座標原点移動量であり、カメラ位置Ｍ１のシーン座標  （ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）に一致する。
【００３９】
実際には、基準点部材３２、３４、３６は白色、ターゲットＴは黒色を呈し、画像記憶媒体１３から画像ＩＭ１がＣＰＵ１４に読み込まれると、２値化処理等の画像処理が施されて、基準点３２、３４、３６が自動抽出されて、その写真座標ｐｉ（ｘｐｉ，ｙｐｉ）（ｉ＝１〜３）が求められる。また、第１シーン座標系における基準点３２、３４、３６のシーン座標は、それぞれＰｓ１（−ＬＴ，０，０）、Ｐｓ２（０，０，０）、Ｐｓ３（０，０，ＬＴ）である（図５）。これらの値により、逐次近似解法を用いて、第１シーン座標系におけるカメラ位置Ｍ１のシーン座標（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）、光軸Ｏ１の傾き（α，β，γ）が算出される。
【００４０】
なお、逐次近似解法については公知であるので詳述しないが、この算出において最初に与えられる初期値としては、ΔＸ＝０ｍ、ΔＹ＝１．５ｍ、ΔＺ＝０ｍ、α＝０度、βは０〜３６０度の範囲における任意の値、γ＝０度が与えられる。ΔＹに関しては撮影者の目の高さに相当する。またβに関しては経験によって定められるおおよその値である。このように、実際の撮影に即した近似値を初期値として与えると、算出時間の短縮化が図れる。
【００４１】
カメラ位置Ｍ１（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）および光軸Ｏ１の傾き（α，β，γ）からなる６つのパラメータを、カメラパラメータと呼ぶ。残り１７枚の画像ＩＭ２〜１８のカメラパラメータについても、同様の手法で求められる。これらカメラパラメータは、作業メモリ１９の所定領域に格納される。
【００４２】
実際には、画像記憶媒体１３からその記憶順に従って画像が読み出され、１８枚の画像ＩＭ１〜１８について順次カメラパラメータ算出処理が行われ、カメラパラメータがそれぞれ求められる。その後各画像を相互に対応付ける接続処理が行われる。
【００４３】
上述のカメラパラメータ算出処理により求められた各画像のカメラパラメータは、ターゲット位置ＰＲに基づいたシーン座標系で表されており、ターゲットＴが移動すれば各シーン座標系が異なるものとなるため、全画像から１つの測量図を作成するためには、各シーン座標系を統一する必要がある。ここでは第１シーン座標系を基準座標に定め、ターゲット位置ＲＰ２を原点とする第２シーン座標系、およびターゲット位置ＲＰ３を原点とする第３シーン座標系に、それぞれ座標変換を施している。
【００４４】
図７は、第２シーン座標系（Ｘｓ' ，Ｚｓ' ）におけるカメラ位置Ｍ７、Ｍ８を基準座標（Ｘｓ，Ｚｓ）に座標変換する状況を示す概念図である。ターゲット位置ＲＰ１からターゲット位置ＲＰ２への相対移動量を（Ｘｄｐ，Ｚｄｐ）、Ｘｓ軸に対するＸｓ' 軸（あるいはＺｓ軸に対するＺｓ' 軸）の回転角をξとすると、座標変換は式（５）で表される。また、光軸Ｏ７およびＯ８の傾きについては回転角ξがそれぞれのα、γに加算される。なお、この相対移動量および回転角は、ヘッダＨ４に記録されたデータに基づいて求められる。
【数３】
0003777067.tif 000004
【００４５】
この座標変換により、カメラ位置Ｍ７〜１０および光軸Ｏ７〜１０が基準座標（Ｘｓ，Ｚｓ）で表される。第３シーン座標系におけるカメラ位置Ｍ１１〜１８および光軸Ｏ１１〜１８についても、同様に座標変換が施される。なお、異なるターゲット位置ＲＰにおいて鉛直方向の移動がある場合には、ヘッダＨに記録されたデータに基づいて適宜補正されるが、実際には無視できる程度の誤差である。
【００４６】
以上のようにして、異なるターゲット位置であっても全画像を同一の座標系に統一することができるので、広範囲にわたる測量図を一度に作成することができる。
【００４７】
図８〜図１６を参照して、図７に示す原理を用いた接続処理を説明する。この接続処理においては、まず１つのグループに含まれる２枚の画像を定義する「グループ化」が行われ、さらに定義されたグループ同士を接続して対応付ける「グループ接続」が行われる。
【００４８】
この「グループ化」および「グループ接続」においては、全画像ＩＭ１〜１８に対応してそれぞれオブジェクトＯＢ１〜１８が生成され、これらのオブジェクトＯＢを画面に表示して視覚的に編集することにより、全画像ＩＭ１〜１８が対応付けられる。即ち、画面においてオブジェクトを「グループ化」または「グループ接続」することにより、対応する画像も「グループ化」または「グループ接続」される。
【００４９】
なお、オブジェクトＯＢは、例えば対応する画像ＩＭの縮小画像で表される。１つのグループは２個のオブジェクト、即ち２枚の画像によって構成される。なお、１グループに含めるオブジェクト（画像）の数は３以上でもよい。
【００５０】
図８はグループＧＰ１の画像ＩＭ１およびＩＭ２と、オブジェクトＯＢ１およびＯＢ２との関係を示す図である。オブジェクトＯＢ１、ＯＢ２に対応する２枚の画像ＩＭ１、ＩＭ２は、地面に置かれた共通のターゲットＴを含む一対のペア画像として定義されている。画像記憶媒体１３から画像ＩＭ１、ＩＭ２がＣＰＵ１４に読み込まれると、各画像ＩＭ１、ＩＭ２に対応したオブジェクトＯＢ１、ＯＢ２が生成され、これらオブジェクトＯＢのデータは作業メモリ１９に格納される。
【００５１】
図９および図１０には、「グループ化」を行うときの表示画面が示される。この表示画面には、グループ表示領域ＧＤＡ、一時退避表示領域ＴＭＰＡ、メッセージ表示領域ＭＤＡが設けられ、さらにオブジェクトの編集、操作のための完了ボタンＣＩＢ、キャンセルボタンＣＳＢ、第１移動ボタンＭＢ１、第２移動ボタンＭＢ２、第３移動ボタンＭＢ３およびスクロールバーＳＲＢが設けられている。
【００５２】
画像ＩＭ１〜１８に対応したオブジェクトＯＢ１〜１８は、画像記憶媒体１３における記憶順に従って一時的にグループ分けされる。即ち、連続する２枚ずつの画像（オブジェクト）が仮のグループＧＰに自動的に設定され、グループ表示領域ＧＤＡに表示される。
【００５３】
グループ表示領域ＧＤＡには、５つの仮のグループに分けられた１０個のオブジェクト、即ちグループＧＰ１（ＯＢ１，ＯＢ２）、グループＧＰ２（ＯＢＸ，ＯＢ３）、グループＧＰ３（ＯＢ４，ＯＢ５）、グループＧＰ４（ＯＢ６，ＯＢ７）およびグループＧＰ５（ＯＢ８，ＯＢ９）が表示されている。同一グループＧＰ内の２個のオブジェクトＯＢは水平方向に並んで表示され、各グループＧＰは垂直方向に図中上から順に並んで表示される。
【００５４】
グループ表示領域ＧＤＡには１０個のオブジェクトＯＢが表示可能であるが、本実施形態において処理するオブジェクトＯＢは１８個であるため、オブジェクトＯＢの右側方に設けられたスクロールバーＳＲＢの上下指示によってオブジェクトＯＢ（グループＧＰ）をスクロールし、オブジェクトＯＢ１１〜１８（グループ６〜９）を表示し得る。
【００５５】
撮影はペア画像を連続して撮影するので、このグループ分けがそのまま適正なグループ分けになる可能性が高い。しかし、撮影途中で関連した証拠写真を撮影する場合等、仮のグループＧＰが適正なグループＧＰとならないこともある。図９はそのような状態の表示画面を示し、３番目のオブジェクトＯＢＸがペアとなっているオブジェクトＯＢ３との関連がない。これはオブジェクトＯＢＸに対応する画像ＩＭ、即ち３番目に関連の薄い画像ＩＭＸが撮影されたことが原因である。
【００５６】
そこで図１０に示すように、オブジェクトＯＢＸをグループ表示領域ＧＤＡから除去し、一時退避表示領域ＴＭＰＡに退避させる。移動に際してはオブジェクトＯＢＸをマウス等の入力装置１２によって指定し、指定が完了したことを示すためにオブジェクトＯＢＸを反転させる。ここでマウスにより第１移動ボタンＭＢ１を指示することにより、オブジェクトＯＢＸは一時退避表示領域ＴＭＰＡに移動する。そしてオブジェクトＯＢＸの位置にオブジェクトＯＢ３が繰り上がり、以降のオブジェクトＯＢ４以下も同様に１つ前のオブジェクトの位置に繰り上がる。
【００５７】
以上のようにして適正なグループ分けが実現され、グループ表示領域ＧＤＡにはグループ１（ＯＢ１，ＯＢ２）、グループ２（ＯＢ３，ＯＢ４）、グループ３（ＯＢ５，ＯＢ６）、グループ４（ＯＢ７，ＯＢ８）およびグループ５（ＯＢ９，ＯＢ１０）が表示される。
【００５８】
このように、仮のグループ分けが自動的に行われ、グループ分けの状況を目視確認しつつ、その編集を容易に行うことができるので、適正なグループ分けを容易に実現し得る。
【００５９】
なお、グループ表示領域ＧＤＡおよび一時退避表示領域ＴＭＰＡの双方においてオブジェクトＯＢをマウスで指定した後に、第２移動ボタンＭＢ２をマウスで指示すると、一時退避表示領域ＴＭＰＡで指定されたオブジェクトＯＢが、グループ表示領域ＧＤＡで指定されたオブジェクトＯＢの前に挿入される。そして、グループ表示領域ＧＤＡで指定されたオブジェクトＯＢ以降のオブジェクトＯＢが、それぞれ１つ後のオブジェクトＯＢの位置に繰り下がる。
【００６０】
第３移動ボタンＭＢ３を指示した場合には、一時退避表示領域ＴＭＰＡで指定されたオブジェクトＯＢがグループ表示領域ＧＤＡの最後のオブジェクトＯＢの後に挿入される。オブジェクト指定のキャンセルにはキャンセルボタンＣＳＢが使用され、グループ分けの編集が完了したときには完了ボタンＣＩＢが指示される。
【００６１】
この完了ボタンＣＩＢの指示により、グループ表示領域ＧＤＡの表示内容に従って画像ＩＭがグループ化され、各グループＧＰ内においてペア画像が対応付けられる。即ち、グループＧＰ１のペア画像が画像ＩＭ１およびＩＭ２に定義され、同様にグループＧＰ２（ＩＭ３，ＩＭ４）、グループＧＰ３（ＩＭ５，ＩＭ６）、グループＧＰ４（ＩＭ７，ＩＭ８）およびグループＧＰ５（ＩＭ９，ＩＭ１０）が定義付けられる。以上で「グループ化」が終了する。
【００６２】
続いて、図１１〜図１６を参照して「グループ接続」について説明する。図１１〜図１６には「グループ接続」を行うときの表示画面が示される。この「グループ接続」により全グループＧＰの相互関係、あるいは撮影履歴を表示装置１０の画面上で容易に視認できる。
【００６３】
同一ターゲット位置のグループＧＰは、シーン座標系が同一であるので予め相互に関連付けられており、１つの上位グループＧＧに定義される。同一上位グループＧＧ内においては、各グループＧＰは所定の順番、例えば画像記憶媒体の記憶順、即ち撮影順に「グループ接続」され、上位グループＧＧの順番もターゲット位置の順番に応じて定められる。上位グループＧＧのグループ分け、および上位グループＧＧ内における接続は、図２に示す写真データのヘッダＨ２に格納される識別番号（ターゲット位置番号）に基づいて決定される。
【００６４】
詳述すると、ターゲット位置がＲＰ１であるグループＧＰ１〜３が上位グループＧＧ１に定義され、ターゲット位置がＲＰ２であるグループＧＰ４およびＧＰ５が上位グループＧＧ２に、ターゲット位置がＲＰ３であるグループＧＰ６〜９が上位グループＧＧ３に定められる。
【００６５】
ターゲット位置ＲＰが異なる上位グループＧＧについては、シーン座標系が異なるので、マニュアル操作により両者が「グループ接続」され、式（５）で示す変換式により両者のシーン座標系が統一される。
【００６６】
図１１は、表示装置１０における表示画面の初期状態を示す図である。この表示画面の右側には接続候補表示領域ＧＤＡが設けられる。接続候補表示領域ＧＤＡには、１つの上位グループＧＧ（上位グループＧＧ１）が表示されている。各グループＧＰはそれぞれ２枚の画像によって構成されるが、接続候補表示領域ＧＤＡには、各グループＧＰの一方のオブジェクトＯＢが表示される。これにより、簡略な表現でありながら各グループＧＰの特徴を明示し得る。図１１においては、上位グループＧＧ１を構成するグループＧＰ１〜３の代表として、垂直方向に沿って上から順にオブジェクトＯＢ１、ＯＢ３およびＯＢ５が表示される。
【００６７】
接続候補表示領域ＧＤＡの図中上方には、上位グループ送りボタンＧＧＡおよび上位グループ戻しボタンＧＧＲが設けられており、上位グループ送りボタンＧＧＡによって順位が後の上位グループＧＧのオブジェクトＯＢが順次選択表示され、上位グループ戻しボタンＧＧＲによって順位が前の上位グループＧＧのオブジェクトＯＢが順次選択表示される。
【００６８】
これにより接続候補表示領域ＧＤＡにオブジェクトＯＢを上位グループＧＧごとに切り替え表示でき、任意の上位グループＧＧのオブジェクトＯＢを選択できる。なお接続候補表示領域ＧＤＡに表示する上位グループＧＧを２個以上とし、あるいは表示個数を適宜変更可能な構成とすることも勿論可能である。
【００６９】
接続候補表示領域ＧＤＡの図中左方には接続編集領域ＣＥＡが設けられ、この接続編集領域ＣＥＡにおいて、接続候補表示領域ＧＤＡで選択されたオブジェクトＯＢの配置等がマニュアルにより自在に編集され、これにより各グループＧＰの相互の接続関係が定義されるとともに、撮影履歴を容易に視覚化し得る。
【００７０】
接続編集領域ＣＥＡの図中上方には、左端から順に配置モードボタンＡＲＭ、移動モードボタンＭＶＭ、削除モードボタンＤＬＭの３つの編集モード設定ボタンが設けられ、オペレータにより「配置モード」、「移動モード」および「削除モード」の中から何れか１つの編集モードが選択される。
【００７１】
「配置モード」のときには、接続候補表示領域ＧＤＡで選択されたオブジェクトＯＢを上位グループＧＧごとに接続編集領域ＣＥＡへ配置できる。「移動モード」が設定されているときには、接続編集領域ＣＥＡ内において各オブジェクトＯＢを任意の位置に移動できる。また「削除モード」が設定されているときには、接続編集領域ＣＥＡに配置されているオブジェクトＯＢを上位グループＧＧごとに一括して削除し、接続候補表示領域ＧＤＡへ退避できる。なお、図１１に示す初期状態においては、予め「配置モード」に設定されており、配置モードボタンＡＲＭがハッチングで示される。
【００７２】
また、接続編集領域ＣＥＡの図中右上には、表示更新ボタンＤＲＭおよび表示設定ボタンＤＳＴが設けられ、さらにその上方にはオペレータにメッセージを報知するためのメッセージ表示領域ＭＳＡが設けられる。表示設定ボタンＤＳＴのクリックによって、図示しない表示設定変更メニューが表示され、接続編集領域ＣＥＡに表示するオブジェクトＯＢの大きさおよび表示画像の変更、あるいはオブジェクトＯＢ間を接続する接続線ＣＮＬ（図１２）の線種、線幅および線色等などが適宜変更される。そして表示更新ボタンＤＲＭのクリックによって、設定変更の結果に基づいて接続編集領域ＣＥＡが更新表示される。さらに表示画面の右上隅には、グループ接続処理の終了を指示する完了ボタンＣＩＢ、およびグループ接続処理の中止を指示するキャンセルボタンＣＳＢが設けられる。
【００７３】
上位グループＧＧ１のオブジェクトＯＢ１、３および５は、接続候補表示領域ＧＤＡから接続編集領域ＣＥＡへ移動させられると同時に互いに接続される。詳述すると、「配置モード」状態において、接続候補表示領域ＧＤＡに示された上位グループＧＧ１の任意のオブジェクトＯＢ、例えばオブジェクトＯＢ１（画像ＩＭ１）をマウスクリックにより指定する。このとき、指定されたオブジェクトＯＢ１の周囲は一点鎖線で囲まれて指定画像であることが示され、他の画像と区別される。なお、指定画像の区別化は一点鎖線表示でなくてもよく、線種、線幅あるいは線色等の変更、反転表示等で示してもよい。
【００７４】
その後、接続編集領域ＣＥＡ内にマウスポインタを移動させると、マウス操作に応じて移動するオブジェクトマーカＧＭ（図中、破線で示す）が表示される。このオブジェクトマーカＧＭは、マウスポインタを中心としオブジェクトＯＢ１とほぼ同じ大きさの長方形を呈している。編集領域ＣＥＡ内におけるオブジェクトマーカＧＭの位置をマウスで指定することにより、上位グループＧＧ１は接続編集領域ＣＥＡの指定位置に移動する。
【００７５】
図１２は、上位グループＧＧ１が接続編集領域ＣＥＡに移動した状態を示す。図１１で示されたオブジェクトマーカＧＭの位置にはオブジェクトＯＢ１が配置され、同時にオブジェクトＯＢ３およびＯＢ５がその下に連続して表示される。連続する２つのオブジェクトＯＢ間（ＯＢ１−ＯＢ３間、ＯＢ３−ＯＢ５間）には接続線ＣＮＬが示され、相互に接続されていることが明示される。接続編集領域ＣＥＡにおいては、２つのオブジェクトＯＢの略中央を結ぶ接続線ＣＮＬが描かれ、その上に２つのオブジェクトＯＢが覆うように表示される。
【００７６】
このように、同一上位グループＧＧ内におけるオブジェクトＯＢ間の接続は、接続編集領域ＣＥＡへのオブジェクトＯＢの移動により、自動的に行われる。同時に、同一上位グループＧＧ内のグループＧＰは撮影順に接続される。
【００７７】
上位グループＧＧ１の接続編集領域ＣＥＡへの移動によって、上位グループＧＧ１を除いた中で一番前の順位にある上位グループＧＧ、即ち上位グループＧＧ２のオブジェクトＯＢ７およびＯＢ９が、接続候補表示領域ＧＤＡに新たに表示される。
【００７８】
続いて、図１３〜図１５を参照して、上位グループＧＧ２のオブジェクトＯＢ７および９を、既に接続が終了しているオブジェクトＯＢ１、３および５に接続する操作について説明する。具体的には、前述した操作と同じ操作によってオブジェクトＯＢ７および９を接続編集領域ＣＥＡへ一括して移動して互いに接続し、次にマニュアルでオブジェクトＯＢ５にオブジェクトＯＢ７を接続する。
【００７９】
まず、接続候補表示領域ＧＤＡにおいて接続すべきオブジェクトＯＢ７が指定され、一方、接続編集領域ＣＥＡにおいて接続されるべきオブジェクトＯＢ５が指定され、これらの周囲は一点鎖線に表示変更される。これら２つのオブジェクトＯＢ５、７の指定が完了し、マウスポインタを接続編集領域ＣＥＡ内に移動すると、オブジェクトマーカＧＭが表示され、オブジェクトＯＢ７を配置すべき位置が示される。マウス操作によりオブジェクトマーカＧＭを移動すれば、配置位置を変更し得る。位置が決定した時点でマウスをクリックすると、オブジェクトＯＢ７の位置が確定する。
【００８０】
ここで、図１４に示すように、オブジェクトＯＢ５とオブジェクトＯＢ７とを接続する画面に切り替えられる。図１４には、オブジェクトＯＢ５に対応するグループＧＰ３のペア画像ＩＭ５およびＩＭ６が上段に並列して表示され、オブジェクトＯＢ７に対応するグループＧＰ４のペア画像ＩＭ７およびＩＭ８が下段に並列して表示される。
【００８１】
これらの画像ＩＭ５〜８において、接続点ＲＣ１およびＲＣ２（図１）の像点が指定される。なお、これらの接続点ＲＣ１およびＲＣ２は、図１の撮影ではコーンを載置することにより示されていたが、全画像ＩＭ５〜８内に共通に写し込まれた２点であればよい。
【００８２】
接続点ＲＣ１の像点の指定においては、まず、第１の指定モードボタンＫＢ１がクリックされ、これにより、以後マウスにより画像ＩＭ５〜８で連続して指定される４点が接続点ＲＣ１の像点として対応付けられる。接続点ＲＣ１の像点は画像ＩＭ５〜８においてそれぞれＲＣ１５、ＲＣ１６、ＲＣ１７およびＲＣ１８で示される。同様に、第２の指定モードボタンＫＢ２のクリック後、画像ＩＭ５〜８において、接続点ＲＣ２の像点ＲＣ２５、ＲＣ２６、ＲＣ２７およびＲＣ２８が指定される。
【００８３】
ペア画像ＩＭ５およびＩＭ６において、接続点ＲＣ１の像点ＲＣ１５、ＲＣ１６が指定されると、これら像点の写真座標から、第１シーン座標系における接続点ＲＣ１の３次元座標が求められ、同様に像点ＲＣ１７、ＲＣ１８の写真座標から、第２シーン座標系における３次元座標が求められる。これにより、第１シーン座標系に対する第２シーン座標系の相対移動量が求められる。さらに、接続点ＲＣ２の第１および第２シーン座標系における３次元座標を加味すれば、第１シーン座標系に対する第２シーン座標系の回転角が求められる。従って、図７に示すＸｄｐ、Ｚｄｐ、およびξが求められることとなり、式（５）に基づいて座標変換が行える。
【００８４】
２つの接続点ＲＣ１およびＲＣ２の対応付けが完了したときには、完了ボタンＯＦＮを指示することにより、接続処理が完了する。これにより、グループＧＰ４がグループＧＰ３に接続され、同時に第２シーン座標系で表されていたグループＧＰ４およびＧＰ５が第１シーン座標系（基準座標系）に座標変換される。なお、完了ボタンＯＦＮの下には処理を中断するためのキャンセルボタンＯＣＳが設けられる。なお、像点指定の際には図示しない倍率設定メニューにより像点の近傍の画像を任意に拡大でき、像点指定が高精度に行われる。
【００８５】
接続処理が完了すると、図１５に示す画面に切り替えられ、オブジェクトＯＢ５とオブジェクトＯＢ７とが接続線ＣＮＬで接続される。このとき、接続候補表示領域ＧＤＡには次の順位の上位グループＧＧ３のオブジェクトＯＢ１１、１３、１５および１７が表示される。上位グループＧＧ３の接続に関しては、上述の操作と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００８６】
図１６を参照して、「移動モード」について説明する。移動モードボタンＭＶＭがマウスにより指定されると、「移動モード」に設定され、接続編集領域ＣＥＡ内におけるオブジェクトＯＢの配置変更を可能にする。これによって図１６に示すように、各グループＧＰにより示される撮影領域の実際の位置関係に近い表示が可能であり、あるいは、接続編集領域ＣＥＡで表示に適した配置を設定し得る。なお、このとき接続候補表示領域ＧＤＡおよび接続編集領域ＣＥＡ間におけるオブジェクトＯＢの移動は不可である。
【００８７】
具体的には、任意のオブジェクトＯＢをマウスで指定すると、このオブジェクトの周囲が一点鎖線表示されるとともに、オブジェクトマーカＧＭが発生する。このオブジェクトマーカＧＭを移動させたい位置にマウスで移動させてクリックすると、このオブジェクトマーカＧＭに示された位置に指定されたオブジェクトＯＢが移動する。
【００８８】
また、図示されないが、削除モードボタンＤＬＭにより「削除モード」が設定された場合には、接続編集領域ＣＥＡで指定されたオブジェクトＯＢが、このオブジェクトＯＢと同一上位グループＧＧのオブジェクトＯＢとともに、接続候補表示領域ＧＤＡへ移動せしめられる。このとき、オブジェクトＯＢ間およびグループＧＰ間の接続関係も同時に削除される。
【００８９】
オブジェクトＯＢの編集が終了し、完了ボタンＣＩＢがクリックされると、この編集結果に基づいて全画像ＩＭ１〜１８が対応付けられる。そして「グループ接続」が完了し、この編集結果のデータは作業メモリ１９に格納される。
【００９０】
このように、「グループ化」によって同一グループ内の２枚の画像が対応付けられるとともに、「グループ接続」によって異なるグループ同士が対応付けられることにより、基準座標系における全カメラ位置Ｍ１〜１８および全光軸傾きＯ１〜１８が求められる。従って、ペア画像において共通に移し込まれている物点の像点を指定すると、これら２つの像点に基づいて物点の３次元座標が特定できる。またこの像点指定において、対応付けられた複数の異なるグループに渡って物点指定が容易に行えるので、指定する物点数を減らすことができ、作業効率が向上する。
【００９１】
「グループ化」および「グループ接続」の後、各グループＧＰのペア画像における像点の指定、物点の座標演算、描画等の「測量図作成」が行われる。
【００９２】
図１７は、「測量図作成」における表示画面を示す図である。表示画面の画像表示領域ＩＭＡには、グループＧＰ１の画像ＩＭ１およびＩＭ２が並列して表示される。画像表示領域ＩＭＡの上方にはペア画像選択タグＰＩＭＴが設けられ、このペア画像選択タグＰＩＭＴをマウスでクリックすることによって、画像表示領域ＩＭＡに表示すべきペア画像をグループＧＰ１〜９のいずれかから任意に選択できる。また、画像表示領域ＩＭＡの上部には補助メニューＳＭが設けられており、「ペア名称変更」、「基準点再設定」、「ユーザ設定変更」、「ウインドウ設置」等のコマンドを選択し得る。
【００９３】
画像表示領域ＩＭＡの下側には作図領域ＤＲＡが設けられ、グループＧＰ１〜９の１８枚の画像に基づいて作図された測量図（図中の道路の外形を示す実線Ｌ等）が描かれる。測量図は道路を鉛直上方から見た水平面図である。なお、作図領域ＤＲＡにはターゲット位置ＲＰ１、ＲＰ２およびＲＰ３が予め点表示される。
【００９４】
測量図の作図に際しては、ペア画像中で対応する像点がマニュアルで指定される。詳述すると、画像ＩＭ１およびＩＭ２において、道路の角の像点ＯＰ１' 、ＯＰ１" がマウスによりマニュアル指定されると、これら像点ＯＰ１' 、ＯＰ  １" に対応した物点ＯＰ１の３次元座標が算出されるとともに、作図領域ＤＲＡに物点ＯＰ１が点表示される。同様に、像点ＯＰ２' 、ＯＰ２" が指定されると、作図領域ＤＲＡに物点ＯＰ２が点表示される。
【００９５】
作図領域ＤＲＡ内には、作図のためのメニューＤＲＭが設けられ、このメニューＤＲＭにおいて、「直線描画」、「多角形描画」、「直径指定円描画」、「半径指定円描画」、「補助点描画」、「入力完了」等のコマンドが選択される。例えば「直線描画」が選択されている場合、物点ＯＰ１およびＯＰ２が連続して指定されると、この２点ＯＰ１、ＯＰ２を結ぶ直線Ｌ１が自動的に作成され、作図領域ＤＲＡに表示される。
【００９６】
画像領域ＩＭＡおよび作図領域ＤＲＡの左側にはメインメニューＭＭが設けられ、メインメニューＭＭ内には、作業完了ボタンＣＩＢ、コマンドメニューＣＭ、倍率設定部ＭＧ、回転設定部ＲＴおよび表示設定部ＤＴが設けられている。作業完了ボタンＣＩＢがマウスクリックされると、測量図作成処理が終了する。
【００９７】
コマンドメニューＣＭにおいては、「道路外形描画」、「当事者記号描画」、「図形記号描画」、「記号描画」、「文字描画」、「計測」、「記号、図形編  集」、「元に戻す」、「消去」、「図面保存」、「印刷設定」、「図面印刷」、「図面校正」等のコマンドが選択可能である。倍率設定部ＭＧにおいては、作図領域ＤＲＡに表示倍率を適宜設定し、回転設定部ＲＴにおいては作図領域ＤＲＡに表示された測量図等を適宜回転指定し得る。また表示設定部ＤＴにおいては、測量図（実線Ｌ）の線種、線幅、色等の変更が設定される。
【００９８】
このように、ペア画像を表示する画像表示領域ＩＭＡと、測量図を表示する作図領域ＤＲＡを同一画面に表示することにより、ペア画像における像点の指定とそれに対応して表示される物点との対応が容易に確認できる。
【００９９】
図１８〜図２１のフローチャートを参照して、測量図作成処理ルーチンについて説明する。この測量図作成処理ルーチンは、図１７に示す画面が表示された後に、ＣＰＵ１４において実行される。
【０１００】
まず、画面上におけるマウスクリック位置を示すフラグＳｕｒｖｅｙが「０」に初期化される（ステップＳ２０１）。このＳｕｒｖｅｙは、左側に表示された画像（図１７においては画像ＩＭ１）において作図したい物点、例えばＯＰ１の像点ＯＰ１' が指定された場合には「１」となり、右側に表示された画像（図１７においては画像ＩＭ２）において像点ＯＰ１" が指定された場合には「２」となる。
【０１０１】
次いで、作業完了ボタンＣＩＢがマウス指定されたか否かが判定され（ステップＳ２０２）、さらにマウスクリックの有無が検出される（ステップＳ２０３）。作業完了の指示があった場合には直ちに測量図作成処理ルーチンは終了し、作業完了ボタンＣＩＢが指定されず、かつマウスクリックが検出された場合には、マウスクリックが行われた場所により分岐処理が行われる（ステップＳ２０４）。
【０１０２】
ここで、クリック場所がペア画像選択タグＰＩＭＴ（図１７）であったときは第１の分岐処理サブルーチン（ステップＳ３００）に移行し、画像表示領域ＩＭＡであったときは第２の分岐処理サブルーチン（ステップＳ４００）に移行する。
【０１０３】
マウスクリックが検知されない場合（ステップＳ２０３）、クリック場所がペア画像選択タグＰＩＭＴまたは画像表示領域ＩＭＡの何れでもなかった場合、または第１または第２の分岐処理サブルーチンが終了した場合には、ステップＳ２０２に戻り、ステップＳ２０２が再実行される。
【０１０４】
第１の分岐処理サブルーチンにおいては、フラグＳｕｒｖｅｙが０であるか否かが判定され（ステップＳ３０１）、「０」であれば指定されたペア画像選択タグに対応する画像ペアを表示して（ステップＳ３０２）、第１の分岐処理サブルーチンが終了する。Ｓｕｒｖｅｙが「０」でなければ、直ちに第１の分岐処理サブルーチンが終了する。
【０１０５】
第２の分岐処理サブルーチンにおいては、Ｓｕｒｖｅｙの値によりさらに分岐し（ステップＳ４０１）、「０」であったときは両画像において初めて像点が指定されたと判定され、クリック位置に応じてＳｕｒｖｅｙに値が代入されると共に、クリック位置の座標、即ち像点ＯＰ１' またはＯＰ１" の写真座標が読み取られる（ステップＳ４０２）。クリック位置が左画像ＩＭ１であればＳｕｒｖｅｙに「１」が代入され、右画像ＩＭ２であれば「２」が代入される。
【０１０６】
Ｓｕｒｖｅｙが「１」の場合（ステップＳ４０１）には、左画像ＩＭ１において像点ＯＰ１' が既に指定されたと判定され、さらに右画像ＩＭ２がクリックされたか否かが判定される（ステップＳ４０３）。左画像ＩＭ１および右画像ＩＭ２が連続してクリックされた場合には、それぞれのクリック位置が対応する像点ＯＰ１' およびＯＰ１" であるとみなされ、２つの像点ＯＰ１' およびＯＰ１" の写真座標から物点ＯＰ１の３次元座標が算出され（ステップＳ５００）、Ｓｕｒｖｅｙが「０」に戻される（ステップＳ４０５）。
【０１０７】
左画像ＩＭ１が連続して指定された場合（ステップＳ４０３）には、前回指定されたクリック位置に変わって、現在指定されているクリック位置が像点ＯＰ  １' に定められる（ステップＳ４０７）。
【０１０８】
Ｓｕｒｖｅｙが「２」の場合（ステップＳ４０１）には、右画像ＩＭ２において像点ＯＰ１" が既に指定されたと判定され、さらに左画像ＩＭ１がクリックされたか否かが判定される（ステップＳ４０６）。右画像ＩＭ２および左画像ＩＭ１が連続してクリックされた場合には、それぞれのクリック位置が対応する像点ＯＰ１" およびＯＰ１' であるとみなされ、２つの像点ＯＰ１" およびＯＰ１' の写真座標から物点ＯＰ１の３次元座標が算出され（ステップＳ５００）、作図領域ＤＲＡに物点ＯＰ１が表示されると共に、Ｓｕｒｖｅｙが「０」に戻される（ステップＳ４０５）。
【０１０９】
右画像ＩＭ２が連続して指定された場合（ステップＳ４０６）には、前回指定されたクリック位置に変わって、現在指定されているクリック位置が像点ＯＰ  １" に定められる（ステップＳ４０７）。
【０１１０】
ステップＳ４０２、ステップＳ４０５およびステップＳ４０７が実行されると、第２の分岐処理サブルーチンが終了し、ステップＳ２０１（図１８）に戻る。
【０１１１】
図２１は、物点の３次元座標算出サブルーチン（ステップＳ５００）の詳細を示すフローチャートである。３次元座標算出には逐次近似解法が用いられる。まず、物点ＯＰ１の３次元座標Ｐｓ（Ｐｓｘ，Ｐｓｙ，Ｐｓｚ）に適当な初期値が与えられ（ステップＳ５０１）、左画像ＩＭ１において指定された像点ＯＰ１' の写真座標ｐｏ１（ｘｏ１，ｙｏ１）および右画像ＩＭ２における像点ＯＰ１" の写真座標ｐｏ２（ｘｏ２，ｙｏ２）が読み出される（ステップＳ５０２）。次に、左画像ＩＭ１のカメラパラメータ（ΔＸ１，ΔＹ１，ΔＺ１，α１，β１，γ１）および右画像ＩＭ２のカメラパラメータ（ΔＸ２，ΔＹ２，ΔＺ２，α２，β２，γ２）が作業メモリ１９から読み出される。
【０１１２】
そして、初期値の与えられたシーン座標Ｐｓ（Ｐｓｘ，Ｐｓｙ，Ｐｓｚ）と、２つのカメラパラメータと、式（１）〜（４）とに基づいて、計算上の像点ＯＰ１' の写真座標ｐ１（ｐｘ１，ｐｙ１）および像点ＯＰ１" の写真座標ｐ２（ｐｘ２，ｐｙ２）が算出される（ステップＳ５０４）。
【０１１３】
この算出された写真座標ｐ１またはｐ２と、画像から読み取られた写真座標ｐｏ１またはｐｏ２との差の二乗の和Φ（式（６）参照）が最小になるように、３次元座標Ｐｓの値が更新されつつ繰り返し演算されることにより、３次元座標Ｐｓが決定される。
【数４】
0003777067.tif 000005
【０１１４】
物点ＯＰ１の３次元座標Ｐｓ（Ｐｓｘ，Ｐｓｙ，Ｐｓｚ）が求められると、３次元座標算出サブルーチンは終了する。このように、画像ペア選択タグＰＩＭＴによりペア画像を切り替えながら、物点指定が行える。従って、測量が広範囲にわたる場合に個々の測量図作成して、その後に全測量図を貼り合わせる従来の作業に比べ、指定する物点数を大幅に減らすことができ、また糊代部分に生じた誤差を考慮する必要もなくなる。
【０１１５】
本実施形態の写真測量画像処理装置においては、画像を読み出し、各画像からそれぞれカメラパラメータを算出し、画像を所定枚数ごとに対応付ける「グループ化」を行い、さらにグループ同士を関連付ける「グループ接続」を行った後に、物点指定による作図が行われる。
【０１１６】
即ち、作図の前に全画像のカメラパラメータが同一の基準座標系で示されているので、測量が広範囲に渡る場合でも１つの測量図を作成するだけでよい。従って複数のグループに渡る物点指定が容易に行え、広範囲の測量図の作成において物点指定数を減らすことができる。この「グループ化」および「グループ接続」は、表示画面上表示された画像を用いて目視により行われるので、オペレータは撮影状況を想起しながら作業でき、作業効率を向上できる。
【０１１７】
また、画像上で指定した像点から物点を求める演算や、基準座標系への座標変換はＣＰＵ１４により実行されるので、作図時にはオペレータが意識することなく、物点指定作業を視覚的に行える。
【０１１８】
さらに、作図のための表示画面（図１７）においては、作図領域ＤＲＡの上方に各グループの画像が選択的に表示できるので、画像上の像点と測量図上の物点との対応が容易に視認でき、作業効率が上がると共に、誤操作が防止できる。
【０１１９】
また、本実施形態では測量図が水平面図であるため、略水平面に平行に設けられたターゲットの基準点を基準の３次元座標系（基準座標系およびシーン座標  系）に定めることにより、測量図に最適な座標系が設定され、演算をより簡略化できる。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明によれば、写真測量におけるグループ化およびグループ接続を、測量図作成の前に行うので、異なるグループ間に渡る物点指定が容易に行え、指定する物点数を大幅に減らしてマニュアル作業を大幅に効率化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  写真測量における撮影状況を模式的に示す図であって、鉛直上方から見た水平面図である。
【図２】  本発明に係る写真測量画像処理装置の一実施形態で処理される写真データのフォーマットを示す概念図である。
【図３】  本発明に係る写真測量画像処理装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】  １枚の画像の撮影状況を示す斜視図である。
【図５】  図４に示す撮影状況における画像、カメラ位置およびターゲットの関係を模式的に示す斜視図である。
【図６】  図４に示す撮影状況により得られた画像を示す概念図である。
【図７】  異なるカメラ位置を１つの基準座標に変換する状況を示した概念図である。
【図８】  １つのグループにおける２枚の画像と対応するオブジェクトとの関係を示す図である。
【図９】  図３に示す表示装置の表示画面を示す図であり、グループ化における操作画面を示す概念図である。
【図１０】  グループ化において、関連性の薄い画像をグループから削除した状態の表示画面を示す概念図である。
【図１１】  図３に示す表示装置の表示画面を示す図であり、グループ接続における操作画面を示す概念図である。
【図１２】  グループ接続において、接続候補表示領域のオブジェクトを接続編集領域に配置した状態の表示画面を示す概念図である。
【図１３】  グループ接続において、さらに他の接続候補表示領域のオブジェクトを選択した状態の表示画面を示す概念図である。
【図１４】  グループ接続を実行するための別の表示画面を示す概念図である。
【図１５】  グループ接続後の表示画面を示す概念図である。
【図１６】  グループ接続において、接続編集領域内においてオブジェクトを移動した状態の表示画面を示す概念図である。
【図１７】  図３に示す表示装置の表示画面を示す図であり、測量図作成における操作画面を示す概念図である。
【図１８】  図３に示すＣＰＵにおいて実行されるルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】  図１８に示す第１の分岐処理サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図２０】  図１８に示す第２の分岐処理サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図２１】  図２０に示す３次元座標算出サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  表示装置
１２  入力装置
１３  画像記憶媒体
ＩＭＡ  画像表示領域
ＤＲＡ  作図領域
ＰＩＭＴ  ペア画像選択タグ
Ｔ  ターゲット
ＲＰ１〜ＲＰ３  ターゲット位置
ＲＣ１〜ＲＣ４  接続点
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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