"互いに離れた位置に設置された複数の撮影手段により撮影した測定対象物の画像から、前記測定対象物の3次元位置を測定する3次元位置測定装置であって、撮影視野の仰角、方位角、及び画角の設定を変更する機能を有する複数の撮影手段と、前記複数の撮影手段の、撮影視野の設定の情報及び撮影画像情報に基づいて、前記撮影手段が撮影した測定対象点の3次元座標を算出する3次元座標算出手段と、を有することを特徴とする3次元位置測定装置。請求項1に記載された3次元位置測定装置において、前記3次元座標算出手段は、前記複数の撮影手段の撮影可能範囲内に置かれた複数の基準測定点の3次元座標並びに前記複数の基準測定点のそれぞれを前記複数の撮影手段から見たときの仰角及び方位角に基づき、前記測定対象点の3次元座標の算出に用いる射影行列を算出することを特徴とする3次元位置測定装置。請求項1又は2に記載された3次元位置測定装置において、前記3次元座標算出手段が測定対象点の3次元座標の算出又は射影行列の算出に用いる、前記複数の撮影手段の仰角及び方位角は、それぞれ、前記複数の撮影手段の光学中心とは異なる点を中心とする回転角で与えられることを特徴とする3次元位置測定装置。撮影視野の仰角、方位角、及び画角の設定を変更する機能を備えた複数の撮影手段を有する3次元位置測定装置により行う、3次元位置測定方法であって、前記複数の撮影手段の撮影可能範囲内に置かれた複数の基準測定点の、3次元座標と前記複数の撮影手段のそれぞれから見た仰角及び方位角に基づき、測定対象点の3次元座標の算出に用いる射影行列を算出する工程と、測定対象点を撮影する前記複数の撮影手段のそれぞれの仰角及び方位角に基づき、前記射影行列を用いて、前記測定対象点の3次元座標を算出する工程と、を有することを特徴とする3次元位置測定方法。請求項4に記載された3次元位置測定方法において、前記射影行列を算出する工程又は測定対象点の3次元座標を算出する工程に用いられる仰角及び方位角は、前記撮影手段の光学中心とは異なる点を中心とする回転角で与えられることを特徴とする3次元位置測定方法。本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、画像法による3次元位置測定装置において、測定可能な測定対象物の大きさ、及び測定対象物までの距離の範囲を拡大することである。請求項1に記載された発明は、互いに離れた位置に設置された複数の撮影手段により撮影した測定対象物の画像から、前記測定対象物の3次元位置を測定する3次元位置測定装置であって、撮影視野の仰角、方位角、及び画角の設定を変更する機能を有する複数の撮影手段と、前記複数の撮影手段の、撮影視野の設定の情報及び撮影画像情報に基づいて、前記撮影手段が撮影した測定対象点の3次元座標を算出する3次元座標算出手段と、を有することを特徴とする。請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された3次元位置測定装置において、前記3次元座標算出手段は、前記複数の撮影手段の撮影可能範囲内に置かれた複数の基準測定点の3次元座標並びに前記複数の基準測定点のそれぞれを前記複数の撮影手段から見たときの仰角及び方位角に基づき、前記測定対象点の3次元座標の算出に用いる射影行列を算出することを特徴とする。請求項3に記載された発明は、請求項1又は2に記載された3次元位置測定装置において、前記3次元座標算出手段が測定対象点の3次元座標の算出又は射影行列の算出に用いる、前記複数の撮影手段の仰角及び方位角は、それぞれ、前記複数の撮影手段の光学中心とは異なる点を中心とする回転角で与えられることを特徴とする。請求項4に記載された発明は、撮影視野の仰角、方位角、及び画角の設定を変更する機能を備えた複数の撮影手段を有する3次元位置測定装置により行う、3次元位置測定方法であって、前記複数の撮影手段の撮影可能範囲内に置かれた複数の基準測定点の、3次元座標と前記複数の撮影手段のそれぞれから見た仰角及び方位角に基づき、測定対象点の3次元座標の算出に用いる射影行列を算出する工程と、測定対象点を撮影する前記複数の撮影手段のそれぞれの仰角及び方位角に基づき、前記射影行列を用いて、前記測定対象点の3次元座標を算出する工程と、を有することを特徴とする。請求項5に記載された発明は、請求項4に記載された3次元位置測定方法において、前記射影行列を算出する工程又は測定対象点の3次元座標を算出する工程に用いられる仰角及び方位角は、前記撮影手段の光学中心とは異なる点を中心とする回転角で与えられることを特徴とする。本発明によれば、画像法による3次元位置測定装置において、測定可能な測定対象物の大きさ、及び測定対象物までの距離の範囲を拡大することができる。次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の3次元位置測定装置の一実施形態を示す全体構成図である。本3次元位置測定装置は、撮影視野の仰角、方位角及び画角を変更する機能を有する撮影手段、例えばPTZPanTiltZoomカメラ1、2と、PTZカメラ1、2からの画像データを処理する画像処理装置3と、ユーザが画像処理装置3に種々の指示を与えるための入力装置4と、PTZカメラ1、2が捉えた撮影画像等を表示するための出力装置5を有している。また、図2は、PTZカメラ1、2の構成を示す構成図であり、図21はPTZカメラ1の正面図、図22はPTZカメラ1の側面図、図23はPTZカメラ2の正面図である。本PTZカメラ1、2は、カメラ本体11、21の方位角を調整する方位角駆動部12、22と、カメラ本体の仰角を調整する仰角駆動部14、24と、方位角駆動部12、22を固定する台座13、23と、仰角駆動部14、24を固定すると共にカメラ全体を設置場所に固定するための固定板15、25を有している。カメラ本体11、21からは、撮影した画像のデータと、そのときの画角が、画像処理装置3に送信される。また、方位角駆動部12、22及び仰角駆動部14、24は、画像処理装置3から送信される駆動信号により駆動され、かつ、基準方向からの回転角度を画像処理装置3に送信する。次に、図3に、本実施形態に使用される画像処理装置3の構成を示す。本画像処理装置3は、PTZカメラ1、2、入力装置4、及び出力装置5と通信するための入出力インタフェース35と、CPUCentralProcessingUnit、プログラムが書き込まれたROMReadOnlyMemory、データの一時記憶のためのRAMRandomAccessMemory等を有する処理部31と、測定の際に種々のデータを記憶しておくための記憶部36とを有している。また、処理部31は、PTZカメラ1、2に撮影視野の仰角、方位角、及び画角を設定するための撮影視野設定手段32と、PTZカメラ1、2から、現在の撮影視野の仰角、方位角、及び画角を取得するための視野情報取得手段33と、測定対象点の3次元座標を算出するための3次元座標算出手段34を有しており、これらの手段は、CPUを含む処理部31がプログラムを実行することにより実現される。上記の構成において、まず、ユーザは、PTZカメラ1、2を設置すると共に、PTZカメラ1、2の撮影可能範囲内に複数の基準測定点を設ける。次に、PTZカメラ1、2のそれぞれについて基準となる撮影方向基準方向を決め、順次、基準測定点をPTZカメラ1、2で撮影して、PTZカメラ1、2の光学中心から見た基準測定点の方向の仰角及び方位角を得る。この仰角及び方位角は、仰角駆動部14、24及び方位角駆動部12、22の回転角度に基づいて得ることができる。次に、ユーザが各基準測定点の3次元座標を画像処理装置3に入力すると、3次元座標算出手段34は、入力された3次元座標並びに上記において測定した仰角及び方位角から、測定対象点の位置測定の際に使用する射影行列を算出して、校正作業を終了する。上記の校正作業の後、ユーザが、測定対象物上の測定対象点を定め、上述した基準測定点の場合と同様にして測定対象点の仰角及び方位角を測定すると、3次元座標算出手段34は、これらの回転角度に基づき、上述の射影行列を用いて、測定対象点の3次元座標を算出する。以上のように、本実施形態では、撮影手段として、撮影視野の仰角、方位角、及び画角を変更する機能を有するPTZカメラ1、2を用いているため、固定カメラを用いた場合に比して、測定可能な測定対象物の大きさ及び測定対象物までの距離の範囲を拡大することができる。この場合、仰角駆動部14、24及び方位角駆動部12、22の回転中心とPTZカメラ1、2の光学的な中心位置とがずれている場合には、仰角及び方位角のデータに誤差を生ずることとなるが、本実施形態では、仰角駆動部14、24及び方位角駆動部12、22の回転角と正確な3次元座標との対応関係から射影行列を算出しているため、この射影行列を用いることにより、測定対象点の3次元座標の算出誤差を軽減することができる。すなわち、PTZカメラ1、2から取得する仰角及び方位角が、PTZカメラ1、2の光学中心とは異なる点を中心とする回転角で与えられる場合には、その光学中心とは異なる点を中心とする回転角で与えられる仰角及び方位角に基づいて、射影行列を計算することで、測定対象点の3次元座標の算出誤差を軽減している。次に、本3次元位置測定装置の、校正作業時の動作及び測定対象物の測定時の動作の手順を、図4及び図5に示すフロー図に従って説明する。校正作業時の動作まず、校正作業時の動作手順を、図4に示すフロー図に従って説明する。初めに、ユーザは、PTZカメラ1、2のそれぞれについて基準となる撮影方向基準方向を定めるS101。次に、PTZカメラ1、2の撮影可能範囲に複数の基準測定点を設定しS102、画像処理装置3に一の基準測定点の3次元座標を入力S103した後、画像処理装置3を用いて、その基準測定点がPTZカメラ1,2の撮影画像のほぼ中心位置に適度な大きさで映るように、方位角駆動部12、22、仰角駆動部14、24及び画角を調整するS104。次に、画像処理装置3は、PTZカメラ1、2から、それぞれの撮影画像と、方位角駆動部12、22及び仰角駆動部14、24の回転角度、及び画角を取得するS105。ここで、画像処理装置3は、各撮影画像における測定対象点の座標とPTZカメラ1、2の画角から、測定対象点の映像を各撮影画像の中心位置に移動させるために必要な、方位角駆動部12、22及び仰角駆動部14、24の角度補正量を算出しS106、方位角駆動部12、22及び仰角駆動部14、24の回転角度と角度補正量との和を方位角駆動部12、22及び仰角駆動部14、24の回転角度として記憶するS107。次に、ユーザは、すべての基準測定点について3次元座標の入力と方位角駆動部12、22及び仰角駆動部14、24の回転角度の取得を終えたか否かを判断してS108、終えていなければS108、No、S103からS107の作業を繰り返し、終えていればS108、Yes、画像処理装置3に指示して、3次元座標算出手段32により、各基準測定点の3次元座標と、方位角駆動部12、22及び仰角駆動部14、24の回転角度に基づき、測定に使用する射影行列を算出し、算出結果を記憶部36に記憶してS109、校正作業を終了する。測定対象物の測定時の動作次に、測定対象物の測定を行う際の動作手順を、図5に示すフロー図に従って説明する。まず、ユーザは、測定対象物上の測定対象点を定めS201、画像処理装置3を用いて、一の測定対象点がPTZカメラ1,2の撮影画像のほぼ中心位置に適度な大きさで映るように、方位角駆動部12、22、仰角駆動部14、24及び画角を調整するS202。次に、画像処理装置3は、PTZカメラ1、2から、それぞれの撮影画像と、方位角駆動部12、22及び仰角駆動部14、24の回転角度、及び画角を取得するS203。ここで、画像処理装置3は、各撮影画像における測定対象点の座標とPTZカメラ1、2の画角から、測定対象点を各撮影画像の中心位置に移動させるために必要な方位角駆動部12、22及び仰角駆動部14、24の角度補正量を算出するS204。次に、画像処理装置3の3次元座標算出手段34は、方位角駆動部12、22及び仰角駆動部14、24の回転角度と角度補正量との和を方位角駆動部12、22及び仰角駆動部14、24の回転角度として、上述の校正作業時に算出した射影行列を用いて測定対象点の3次元座標を算出するS205。次に、ユーザは、すべての測定対象点について3次元座標位置の測定を終えたか否かを判断してS206、終えていなければS206、No、S202からS205の作業を繰り返し、終えていればS206、Yes、測定作業を終了する。次に、図を参照して、本実施形態の動作について詳細に説明する。まず、2台のカメラを用いた場合の、画像法による3次元位置測定の原理について、図6及び図7を用いて説明する。図61のように、互いに離れた場所に設置された2つのカメラ41、42を、撮影可能範囲内にある測定対象点に向けると、例えば図62に示すような撮影画像が得られる。ここで、カメラ41、42の撮影可能範囲内に、3次元座標が既知である複数の基準測定点を定め、各基準測定点をカメラ41、42により撮影し、カメラ41、42の撮影画像における各基準測定点の2次元座標を求めれば、撮影画像上の2次元座標と実際の空間における3次元座標との対応関係が明らかとなる。この対応関係を用いれば、測定対象点の撮影画像上の2次元座標から、現実の空間における測定対象点の3次元座標が求まる。そして、この対応関係は、通常、射影行列の形で表現される。ここで、測定対象点の撮影画像上の2次元座標を求めるということは、その測定対象点が、カメラの光軸に対してどの方向にあるかを求めることに等しい。以下、図7を用いて、測定対象点の、撮影画像上の座標と光軸に対する方向との関係を説明する。図7は、カメラの撮像面と測定対象点の映像等との幾何光学的関係を示している。カメラの撮像面の中心を、カメラ内部のレンズ光学系の光軸が貫いており、その光軸上の、撮像面からレンズ光学系と反対の方向へ向かって、レンズ光学系の焦点距離fだけ離れた点光学中心から、撮像面の両端部を見込んだ角度が画角2Θとなる。いま、測定対象点が、撮像面の中心すなわち光軸からn個目の画素の位置に結像しているとすると、このnが撮像面における測定対象点の座標を与える。一方、光学中心と測定対象点の結像位置を結んだ線と光軸とのなす角をθとすれば、このθは、カメラの方向を変えて測定対象点を撮像面の中心に移動させるのに必要な回転角度に等しい。すなわち、カメラの撮影画像上における測定対象点の座標を求めるということは、そのカメラの光学中心から見た測定対象点の方向θを求めることと等価である。図8は、これを3次元で表した図である。光学中心から見て撮像面の左下頂点を原点として、カメラの撮像面と光軸との交点撮像面の中心の座標をXc、Ycとし、測定対象点の結像位置の座標をX、Yとすれば、撮像面の中心を原点とする測定対象点の結像位置の座標X-Xc、Y-Ycを求めるということは、光学中心から測定対象点を見込んだ方向の、光軸からの仰角θ及び方位角φを求めることと等価である。次に、本実施形態の動作原理について、図9、10を用いて説明する。本実施形態では、測定可能範囲を広げるため、仰角、方位角及び画角を変えて撮影視野を変えることのできるPTZカメラ1、2を用いている。このため、撮影視野の変化を考慮しないまま、PTZカメラ1、2の撮影画像における2次元座標のみに基づいて、測定対象点の3次元座標を求めることはできない。そこで、本実施形態では、図9のように、PTZカメラ1、2の基準方向をそれぞれ定め、図10に示すように、測定対象点がPTZカメラ1、2の撮影画像のほぼ中心に結像するようにPTZカメラ1、2を調整し、そのときのPTZカメラ1、2の画像上における測定対象点の座標から、測定対象点をPTZカメラ1、2の画像中心に正確に結像させるための仰角及び方位角の角度補正量を計算する。そして、この角度補正量をPTZカメラ1、2の仰角及び方位角に加算した角度を、それぞれ、そのときのPTZカメラ1、2の光軸の仰角及び方位角とし、これらの角度に基づいて、測定対象点の3次元座標を算出している。また、この3次元座標の算出に用いられる射影行列は、複数の基準測定点についての仰角及び方位角と3次元座標に基づいて、予め算出している。以上説明したように、本実施形態によれば、測定対象を撮影するカメラとして、撮影視野の仰角、方位角、画角を遠隔操作できるPTZカメラを用いているため、固定カメラを用いる従来の3次元位置測定装置に比して、測定可能な測定対象物の大きさ、及び測定対象物までの距離の範囲を広くすることができる。また、複数の基準測定点を用いて、各基準測定点をPTZカメラの視野中心に捉えたときの当該PTZカメラの仰角駆動部及び方位角駆動部の回転角と3次元座標との対応関係から射影行列を求めているため、3次元座標の算出誤差を軽減することができる。"