"ポイントレーザー若しくはラインレーザーを照射する照射光源を有する照射手段が固定された単眼の撮像装置を有し、前記照射光源からの照射光を4箇所に基準点但し、該4箇所の基準点のうち任意の3箇所の基準点が一直線上に存在しないものを有する校正プレートに照射し、前記校正プレートを移動させるか、前記撮像装置を移動させて、撮影した2箇所の画像から、各画像での前記照射光源の照射位置の3次元座標を算出し、照射光の方向ベクトル又は平面の方程式を算出することを特徴とする3次元形状位置計測装置。算出した方向ベクトル又は平面の方程式を用いて、任意の撮像画像中のポイントレーザー若しくはラインレーザーの被照射物体の3次元座標或いは3次元形状を算出することを特徴とする請求項1に記載の3次元形状位置計測装置。前記撮像装置がビデオ撮影し得るものであり、前記校正プレートをビデオ撮像の各画像に有するようにし、各画像で得た前記照射光源の照射位置の3次元座標を前記校正プレートの基準点を用いて同一の座標系にすることにより、前記撮像装置を移動することで、ポイントレーザー若しくはラインレーザーの被照射物体の計測対象面の位置情報を算出することを特徴とする請求項1に記載の3次元形状位置計測装置。ポイントレーザー若しくはラインレーザーを照射する照射光源を有する照射手段が固定された単眼のカメラ手段と、少なくとも演算手段と記憶手段とデータ転送手段とを備えた情報演算端末と、を備え、前記記憶手段が、算出された前記カメラ手段の内部標定要素と、校正プレート上の4箇所の基準点但し、該4箇所の基準点のうち任意の3箇所の基準点が一直線上に存在しないものの実座標と、を予め記憶し、前記データ転送手段が、前記カメラ手段を用いて撮影された校正プレート上の4箇所の基準点と、校正プレート上に照射したポイントレーザー又はラインレーザーとをカメラ視野内に含む少なくとも2枚の撮像画像を取り込み、前記演算手段が、取り込んだ撮像画像上の前記基準点のカメラビュー座標について、前記内部標定要素に基づき撮像画像上の歪みを補正し、歪み補正された前記基準点のカメラビュー座標と前記実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系におけるカメラ位置およびカメラ角度を算出し、取り込んだ少なくとも2枚の撮像画像上のポイントレーザーの照射ポイントのカメラビュー座標と前記実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系における前記照射光源の照射位置の3次元座標およびポイントレーザーの方向ベクトルを算出し、或いは、取り込んだ少なくとも2枚の撮像画像上のラインレーザーの照射ライン上の2点のカメラビュー座標と前記実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系における前記照射光源の照射位置の3次元座標およびラインレーザーの平面の方程式を算出し、算出した画像撮影時のカメラ位置およびカメラ角度が基準位置および基準角度となるような座標変換および上記のポイントレーザーの方向ベクトル又はラインレーザーの平面の方程式を用いて、カメラ基準の座標系における任意の撮像画像中のポイントレーザー若しくはラインレーザーの被照射物体の3次元座標或いは3次元形状を算出する、ことを特徴とする3次元形状位置計測装置。前記データ転送手段において、校正プレート上に照射したポイントレーザー又はラインレーザーをカメラ視野内に含む少なくとも2枚の撮像画像を取り込む場合、前記カメラ手段と前記校正プレートの何れかを固定し、他方を移動させて、前記カメラ手段と前記校正プレートの間の距離が異なる撮像画像を取り込む、ことを特徴とする請求項4に記載の3次元形状位置計測装置。前記カメラ手段が赤外線カメラであり、前記ポイントレーザー若しくはラインレーザーが赤外線レーザーである、ことを特徴とする請求項1又は4に記載の3次元形状位置計測装置。前記カメラ手段がフラッシュ装置外付けタイプのディジタルカメラであり、前記照射手段が、前記ディジタルカメラのフラッシュ装置の取付治具を介して脱着可能に固定された、ことを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の3次元形状位置計測装置。ポイントレーザー若しくはラインレーザーを照射する照射光源を有する照射手段が固定された単眼のカメラ手段を用いて被計測対象物を写真計測する方法であって、1前記カメラ手段の内部標定要素を読込むステップと、2校正プレート上の4箇所の基準点但し、該4箇所の基準点のうち任意の3箇所の基準点が一直線上に存在しないものの実座標を読込むステップと、3前記カメラ手段を用いて撮影された校正プレート上の4箇所の基準点と、校正プレート上に照射したポイントレーザー又はラインレーザーとをカメラ視野内に含む少なくとも2枚の撮像画像を取り込むステップと、4取り込んだ画像上の前記基準点のカメラビュー座標について、前記内部標定要素に基づき撮像画像上の歪みを補正するステップと、5歪み補正された前記基準点のカメラビュー座標と前記実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系におけるカメラ位置およびカメラ角度を算出するステップと、6-1取り込んだ少なくとも2枚の撮像画像上のポイントレーザーの照射ポイントのカメラビュー座標と前記実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系における前記照射光源の照射位置の3次元座標およびポイントレーザーの方向ベクトルを算出するステップ、或いは、6-2取り込んだ少なくとも2枚の撮像画像上のラインレーザーの照射ライン上の2点のカメラビュー座標と前記実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系における前記照射光源の照射位置の3次元座標およびラインレーザーの平面の方程式を算出するステップと、7算出した画像撮影時のカメラ位置およびカメラ角度が基準位置および基準角度となるような座標変換および上記のポイントレーザーの方向ベクトル又はラインレーザーの平面の方程式を用いて、カメラ基準の座標系における任意の撮像画像中のポイントレーザー若しくはラインレーザーの被照射物体の3次元座標或いは3次元形状を算出するステップと、を備えることを特徴とする3次元形状位置計測処理方法。上記3のカメラ視野内に含む少なくとも2枚の撮像画像を取り込むステップは、前記カメラ手段と前記校正プレートの何れかを固定し、他方を移動させ、前記カメラ手段と前記校正プレートの間の距離が異なる撮像画像を取り込むステップである、ことを特徴とする請求項8に記載の3次元形状位置計測処理方法。請求項8又は9の3次元形状位置計測処理方法の各ステップを、コンピュータに実行させるための3次元形状位置計測処理プログラム。上記状況に鑑みて、本発明は、単眼カメラで簡便に精度よく、被計測対象上の特徴点の3次元座標を得て、3次元形状計測ができる3次元形状位置計測装置,3次元形状位置計測処理方法および3次元形状位置計測処理プログラムを提供することを目的とする。上記目的を達成すべく、本発明の3次元形状位置計測装置は、ポイントレーザー若しくはラインレーザーを照射する照射光源を有する照射手段が固定された単眼の撮像装置を有し、照射光源からの照射光を4箇所に基準点但し、該4箇所の基準点のうち任意の3箇所の基準点が一直線上に存在しないものを有する校正プレートに照射し、校正プレートを移動させるか、前記撮像装置を移動させて、撮影した2箇所の画像から、各画像での前記照射光源の照射位置の3次元座標を算出し、照射光の方向ベクトル又は平面の方程式を算出することを特徴とする。また、上記の本発明の3次元形状位置計測装置において、算出した方向ベクトル又は平面の方程式を用いて、任意の撮像画像中のポイントレーザー若しくはラインレーザーの被照射物体の3次元座標或いは3次元形状を算出することを特徴とする。本発明の3次元形状位置計測装置は、ポイントレーザー又はラインレーザーの照射手段と単眼カメラの撮像装置からなり、照射光が当った被照射対象物の表面の3次元位置を画像上から計算するものである。まず、4箇所に基準点を有する校正プレート上に、ポイントレーザー又はラインレーザーの照射光を照射し、撮像装置と校正プレート間の距離を変えて2箇所以上で撮影した画像毎に照射位置を計算し、2箇所以上のデータから照射光の方向ベクトル又は平面の方程式を得る。これにより、校正プレートを含まない任意の撮像画像中のポイントレーザー又はラインレーザーの照射位置の3次元座標を計算することができる。また、上記の本発明の3次元形状位置計測装置において、上記の撮像装置がビデオ撮影し得るものであり、上記の校正プレートをビデオ撮像の各画像に有するようにし、各画像で得た照射光源の照射位置の3次元座標を校正プレートの基準点を用いて同一の座標系にすることにより、撮像装置を移動することで、ポイントレーザー若しくはラインレーザーの被照射物体の計測対象面の位置情報を算出することを特徴とする。単眼カメラの撮像装置はビデオ機能を備えるか、単眼のビデオカメラである場合、校正プレートをビデオ撮像の各画像に有するように撮影することで、各画像で得た照射光源の照射位置の3次元座標を校正プレートの基準点を用いて同一の座標系にすることができる。これにより、撮像装置を移動することで、ポイントレーザー若しくはラインレーザーの被照射物体の計測対象面の位置情報を算出することができる。また、本発明の他の観点の3次元形状位置計測装置は、下記1と2を備える。1ポイントレーザー若しくはラインレーザーを照射する照射光源を有する照射手段が固定された単眼のカメラ手段2少なくとも演算手段と記憶手段とデータ転送手段とを備えた情報演算端末そして、上記2の情報演算端末における記憶手段が、算出された前記カメラ手段の内部標定要素と、校正プレート上の4箇所の基準点但し、該4箇所の基準点のうち任意の3箇所の基準点が一直線上に存在しないものの実座標と、を予め記憶する。また、上記2の情報演算端末におけるデータ転送手段が、カメラ手段を用いて撮影された校正プレート上の4箇所の基準点と、校正プレート上に照射したポイントレーザー又はラインレーザーとをカメラ視野内に含む少なくとも2枚の撮像画像を取り込む。また、上記2の情報演算端末における演算手段が、取り込んだ撮像画像上の基準点のカメラビュー座標について、内部標定要素に基づき撮像画像上の歪みを補正し、歪み補正された基準点のカメラビュー座標と実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系におけるカメラ位置およびカメラ角度を算出する。すなわち、取り込んだカメラ画像上の校正プレート上の基準点の2次元座標であるカメラビュー座標について、内部標定要素に基づき画像上の歪みを補正した後、歪み補正された基準点のカメラビュー座標2次元座標と実座標予め記憶手段に記憶された校正プレートの基準点の3次元座標から、校正プレートを基準とした座標系におけるカメラ位置およびカメラ角度を算出する。そして、照射手段がポイントレーザーの場合、取り込んだ少なくとも2枚の撮像画像上のポイントレーザーの照射ポイントのカメラビュー座標と実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系における照射光源の照射位置の3次元座標およびポイントレーザーの方向ベクトルを算出する。また、照射手段がラインレーザーの場合、取り込んだ少なくとも2枚の撮像画像上のラインレーザーの照射ライン上の2点のカメラビュー座標と実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系における照射光源の照射位置の3次元座標およびラインレーザーの平面の方程式を算出する。そして、算出した画像撮影時のカメラ位置およびカメラ角度が基準位置および基準角度となるような座標変換および上記のポイントレーザーの方向ベクトル又はラインレーザーの平面の方程式を用いて、カメラ基準の座標系における任意の撮像画像中のポイントレーザー若しくはラインレーザーの被照射物体の3次元座標或いは3次元形状を算出する。ここで、算出した画像撮影時のカメラ位置およびカメラ角度が基準位置および基準角度となるような座標変換とは、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系から、カメラ基準の座標系に変換すべく、算出した画像撮影時のカメラ位置およびカメラ角度が基準位置および基準角度となるような座標変換マトリックスを用いて変換することである。そして、ポイントレーザーの方向ベクトル又はラインレーザーの平面の方程式を用いて、カメラ基準の座標系における任意の撮像画像中のポイントレーザー若しくはラインレーザーの被照射物体の3次元座標或いは3次元形状を算出する。ここで、カメラ手段とは、市販のディジタルカメラや計測カメラ、更にはディジタルビデオカメラを用いることができる。このカメラ手段は、カメラ画像が撮影された際のカメラ状態を解析的に求めるカメラキャリブレーションを行うことが必要である。カメラキャリブレーションとは、具体的には、撮影時のカメラの位置および姿勢カメラ角度といった外部標定要素と、焦点距離や主点位置のズレ、レンズ歪み係数といった内部標定要素とを予め求めることである。外部標定要素である撮影時のカメラ位置およびカメラ角度は、現場における実際のカメラ撮影状況に依存することから取得した画像から自動的に算出する。一方、内部標定要素は、以下のa~dの内部パラメータであり、予め情報演算端末の記憶手段に記憶している。a焦点距離カメラのレンズ中心主点から撮像面CCDセンサ等までの距離として、例えば、0.1ミクロンの精度で値を算出する。b主点位置のズレカメラの主点と撮像面の中心位置との平面2軸各方向のズレ量で、カメラ製造時の組み付け精度に依存するものであり、例えば、0.1ミクロンの精度で値を算出する。c放射方向レンズ歪み補正係数ディジタルカメラによる画像の撮影は、曲面のレンズを通して平面の撮像面で光を受光するものであり、撮影された画像上の各画素は中心から距離が離れるほど大きな歪みが生じることから、そのような歪みを補正するための係数を算出する。d接線方向レンズ歪み補正係数接線方向レンズ歪みは、レンズと撮像面とが平行に設置されていないことにより生じるものであり、カメラ製造時の組み付け精度に依存することから、補正係数を算出する。また、ポイントレーザー若しくはラインレーザーを照射する照射光源を有する照射手段とは、点光源やスリット光源から指向性の高い光線を照射するもので、例えば、市販の半導体レーザー、固定レーザー、金属レーザーを用いることができる。また、上記のカメラ手段が赤外線カメラである場合、ポイントレーザー若しくはラインレーザーが赤外線光、赤外線スリット光、又は、赤外線レーザーを用いることができる。すなわち、被計測対象物が動物や人の眼など可視光レーザーに敏感に反応するものや、夜間の計測のように赤外線カメラを用いる場合、ポイントレーザー若しくはラインレーザーを赤外線レーザー又は赤外光、赤外線スリット光にする。ただし、赤外線レーザーは、一般に強度が強く、人間には使用困難であり、赤外線光、赤外線スリット光を用いる方がよい。さらに、上記のカメラ手段がフラッシュ装置外付けタイプのディジタルカメラであり、照射手段がディジタルカメラのフラッシュ装置の取付治具を介して脱着可能に固定されることがより好ましい。カメラ手段の姿勢と照射手段の姿勢を連動させるために、照射手段はカメラ手段に固定させる必要がある。市販のディジタルカメラの中には、フラッシュ装置外付けタイプのものがある。このフラッシュ装置の取付治具に適合するように、照射手段の取付治具を設けることで、照射手段がディジタルカメラのフラッシュ装置の取付治具を介して脱着可能に固定できる。また、上記2の情報演算端末は、デスクトップ型コンピュータ、ノート型コンピュータ、タブレット型コンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、PDAPersonalDigitalAssistance、携帯電話等のモバイルコンピュータでよい。記憶手段は、RAM揮発性メモリ、PROM書き込み可能なメモリ等で構成されればよい。また、上記2の情報演算端末のデータ転送手段とは、USBインタフェースのように有線ケーブルでカメラ手段と接続して画像データを転送するものに限らず、赤外線データ転送などの無線通信で画像データを転送するものでもよい。また、カメラ手段がインターネットなどのネットワークに接続できるもので、情報演算端末がネットワークに接続されている場合、データ転送手段はインターネットなどのネットワークになる。さらに、情報演算端末がカメラ手段に内蔵される場合、データ転送手段は、内部バスのようなものになる。次に、本発明の3次元形状位置計測処理方法について説明する。本発明の3次元形状位置計測処理方法は、ポイントレーザー若しくはラインレーザーを照射する照射光源を有する照射手段が固定された単眼のカメラ手段を用いて被計測対象物を写真計測する方法であって、下記1~7のステップを備えるものである。1前記カメラ手段の内部標定要素を読込むステップ2校正プレート上の4箇所の基準点但し、該4箇所の基準点のうち任意の3箇所の基準点が一直線上に存在しないものの実座標を読込むステップ3前記カメラ手段を用いて撮影された校正プレート上の4箇所の基準点と、校正プレート上に照射したポイントレーザー又はラインレーザーとをカメラ視野内に含む少なくとも2枚の撮像画像を取り込むステップ4取り込んだ画像上の前記基準点のカメラビュー座標について、前記内部標定要素に基づき撮像画像上の歪みを補正するステップ5歪み補正された前記基準点のカメラビュー座標と前記実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系におけるカメラ位置およびカメラ角度を算出するステップ6-1取り込んだ少なくとも2枚の撮像画像上のポイントレーザーの照射ポイントのカメラビュー座標と前記実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系における前記照射光源の照射位置の3次元座標およびポイントレーザーの方向ベクトルを算出するステップ或いは、6-2取り込んだ少なくとも2枚の撮像画像上のラインレーザーの照射ライン上の2点のカメラビュー座標と前記実座標とから、画像撮影時の校正プレートを基準とした座標系における前記照射光源の照射位置の3次元座標およびラインレーザーの平面の方程式を算出するステップ7算出した画像撮影時のカメラ位置およびカメラ角度が基準位置および基準角度となるような座標変換および上記のポイントレーザーの方向ベクトル又はラインレーザーの平面の方程式を用いて、カメラ基準の座標系における任意の撮像画像中のポイントレーザー若しくはラインレーザーの被照射物体の3次元座標或いは3次元形状を算出するステップここで、上記3のカメラ視野内に含む少なくとも2枚の撮像画像を取り込むステップは、カメラ手段と校正プレートの何れかを固定し、他方を移動させ、カメラ手段と校正プレートの間の距離が異なる撮像画像を取り込むステップとする。本発明の3次元形状位置計測処理方法についての各ステップの内容説明は、上述の本発明の3次元形状位置計測装置の内容説明と同様である。また、本発明の3次元形状位置計測処理プログラムは、上記の本発明の3次元形状位置計測処理方法の各ステップ上記1~7のステップを、コンピュータに実行させるものである。本発明の3次元形状位置計測処理プログラムは、デスクトップ型コンピュータ、ノート型コンピュータ、タブレット型コンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、PDA、携帯電話等のモバイルコンピュータなどの情報演算端末や、カメラ手段自身に搭載される。本発明によれば、単眼カメラで簡便に精度よく、被計測対象上の特徴点の3次元座標を得て、3次元形状計測ができるといった効果を有する。すなわち、最初に、校正プレート上に、ポイントレーザー又はラインレーザーの照射光を照射し、撮像装置と校正プレート間の距離を変えて2箇所以上で撮影することで、校正プレートを含まない任意の撮像画像中のポイントレーザー又はラインレーザーの照射位置の3次元座標を計算することができることから、現場での計測が非常に簡便に行えることができる。また、後述する実施例に示すように計測精度が高く、実用レベルの精度が確保できている。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。図1~6は、本発明のレーザーを用いた単眼カメラによる3次元形状位置計測装置の計測イメージを示している。図1~3が、ポイントレーザーを用いた単眼カメラによる3次元形状位置計測装置であり、図4~6が、ラインレーザーを用いた単眼カメラによる3次元形状位置計測装置である。図1~6では、1台のディジタルカメラ1,1a,1bと情報演算端末4としてのノート型パソコンがデータ転送ケーブル5で接続されている。図1のように、ディジタルカメラ1を固定して、校正プレート3a,3bを移動させて、校正プレート3a,3bと校正プレート3a,3b上のポイントレーザーによる照射ポイント22a,22bを撮像する。ポイントレーザー照射ユニット2はディジタルカメラ1に固定されていることから、ポイントレーザーによる照射ポイント22a,22bのカメラ座標系の3次元座標を算出して、ポイントレーザーの方向ベクトルを求める。詳細は後述する。そして、図2のように、被照射対象物6上のポイントレーザーによる照射ポイント23について、任意の撮像画像からカメラ座標系の3次元座標を算出できる。照射ポイント23の3次元座標の算出は、ポイントレーザー光21の方向ベクトルと、カメラ中心10と撮像画像における照射ポイント23とを結ぶベクトル11との交点を求めることにより行える。すなわち、カメラ座標系を基準とした任意の点の3次元座標を得ることができる。カメラを固定して被照射対象物を動かし、ポイントレーザーを被照射対象物上の異なる点に照射させて撮影し、2枚の撮像画像を取得する。それぞれの撮像画像からポイントレーザーの異なる2点の照射ポイントの3次元座標を算出できることから、2点間の距離を算出することができる。この場合、図2に示すように、被照射対象物の撮像画像には校正プレートは不要である。なお、カメラを固定せずに動かした場合、カメラ基準が変ってしまうことになる。カメラを固定せずに動かす場合は、被照射対象物と4点の基準点を有する校正プレートを共に撮影しなければならない。また、図3に示すように、図1とは異なり、校正プレート3を固定して、ディジタルカメラ1a,1bを移動させて、校正プレート3a,3bと校正プレート3a,3b上のポイントレーザーによる照射ポイント22を撮像してもかまわない。また、図4のように、ディジタルカメラ1を固定して、校正プレート3a,3bを移動させて、校正プレート3a,3bと校正プレート3a,3b上のラインレーザーによる照射ポイント72a,72bを撮像する。ラインレーザー照射ユニット7はディジタルカメラ1に固定されていることから、ラインレーザーによる照射ポイント72a,72bのカメラ座標系の3次元座標を算出して、ラインレーザーの平面の方程式を求める。詳細は後述する。そして、図5のように、被照射対象物8上のラインレーザーによるレーザーライン73について、任意の撮像画像からカメラ座標系の3次元座標および3次元形状を算出できる。レーザーライン73の3次元座標および3次元形状の算出は、ラインレーザー光71の平面の方程式と、カメラ中心10と撮像画像におけるレーザーライン73とを結ぶベクトル11との交点を求めることにより行える。カメラを固定して被照射対象物を動かし、ラインレーザーを被照射対象物上の異なる点に照射させて撮影し、複数の撮像画像を取得する。それぞれの撮像画像からラインレーザーの異なる複数のレーザーラインの3次元形状を算出できることから、それらを合成することにより被照射対象物の3次元形状を算出することができる。この場合、図5に示すように、被照射対象物の撮像画像には校正プレートは不要である。なお、カメラを固定せずに動かした場合、カメラ基準が変ってしまうことになる。カメラを固定せずに動かす場合は、被照射対象物と4点の基準点を有する校正プレートを共に撮影しなければならない。4点プレートが無い場合は、1箇所のみの断面形状測定になる。また、図6に示すように、図4とは異なり、校正プレート3を固定して、ディジタルカメラ1a,1bを移動させて、校正プレート3a,3bと校正プレート3a,3b上のラインレーザーによる照射ポイント72を撮像してもかまわない。図7の3次元形状位置計測装置の概略構成図に示すように、情報演算端末4は、演算手段となる中央演算処理ユニットCPU41と、記憶手段となるメモリ44やとハードディスクHD43と、データ転送手段となる入出力制御部I/O42とが、内部バス45に接続された構成となっている。次に、3次元形状位置計測装置の処理を説明する。図8は3次元形状位置計測装置の処理フロー図を示している。また、図9,10は説明用の模式図である。まず、3次元形状位置計測の事前準備として、校正プレートの四隅の4点の基準点の実座標を予め取得し、それをデータベースとして情報演算端末4のハードディスク43に記憶する。実際に3次元形状位置計測処理を行う際には、校正プレートの4点の基準点の実座標のデータを読込む。例えば、図9に示すような校正プレート3の4点の基準点の既知の3次元座標を読込む。そして、事前に計測しておいたカメラ画像の歪み補正のための内部標定要素カメラパラメータともいうをハードディスク43から読込み、カメラで撮像した画像に写った校正プレートの基準点の2次元座標のカメラビュー座標VP1,VP2,VP3,VP4を取得する。そして、内部標定要素を用いてカメラ画像上に写った基準点の画像上の歪み補正を行う。そして、校正プレートを基準として、校正プレートの座標系におけるカメラ位置およびカメラ角度を算出する。すなわち、図9に示すように、校正プレートのカメラビュー座標VP1,VP2,VP3,VP4と、校正プレートの3次元座標から、カメラ位置カメラ角度を算出する。そして、求めたカメラ位置カメラ角度が、カメラ基準位置となるような座標変換マトリクスを求める。校正プレートの三次元座標にそのマトリクスをかけて、図10に示すようなカメラ位置を基準としたカメラ座標系に置き換えた座標値WP1,WP2,WP3,WP4を求める。以上のように、カメラ位置を基準としての校正プレートの基準点のカメラ座標系の3次元座標が算出できる。カメラ位置を基準としての校正プレートの基準点のカメラ座標系の3次元座標が算出できることから、図1に示すようにディジタルカメラ1を固定して校正プレート3a,3bを移動させて撮影した2枚以上の撮像画像から、ポイントレーザー照射光の照射位置22a,22bのカメラ座標系の3次元座標を取得することができる。ポイントレーザーの照射光源位置20は、ポイントレーザー照射ユニット2がディジタルカメラ1に固定されているため、カメラ撮影の度にカメラ姿勢は変化するものの、ポイントレーザーの照射光源位置はカメラ座標系では固定されている。そのため、ポイントレーザーの照射光源位置は、カメラ座標系では固定されていることと、ポイントレーザー照射光の照射位置22a,22bのカメラ座標系の3次元座標とを用いて、ポイントレーザーの方向ベクトルを求めることが可能になる。同様に、カメラ位置を基準としての校正プレートの基準点のカメラ座標系の3次元座標が算出できることから、図3に示すように校正プレート3を固定してディジタルカメラ1a,1bを移動させて撮影した2枚以上の撮像画像から、ポイントレーザー照射光の照射位置22照射位置は全く同一ではなく、ずれていてもよいのカメラ座標系の3次元座標を取得することができる。ポイントレーザーの照射光源位置20a,20bは、ポイントレーザー照射ユニット2a,2bがディジタルカメラ1a,1bに固定されているため、カメラ撮影の度にカメラ姿勢は変化するものの、ポイントレーザーの照射光源位置はカメラ座標系では固定されている。そのため、ポイントレーザーの照射光源位置は、カメラ座標系では固定されていることと、ポイントレーザー照射光の照射位置22のカメラ座標系の3次元座標とを用いて、ポイントレーザーの方向ベクトルを求めることが可能になる。また、カメラ位置を基準としての校正プレートの基準点のカメラ座標系の3次元座標が算出できることから、図4に示すようにディジタルカメラ1を固定して校正プレート3a,3bを移動させて撮影した2枚以上の撮像画像から、ラインレーザー照射光の照射位置72a,72bのカメラ座標系の3次元座標を取得することができる。ラインレーザーの照射光源位置70は、ラインレーザー照射ユニット7がディジタルカメラ1に固定されているため、カメラ撮影の度にカメラ姿勢は変化するものの、ラインレーザーの照射光源位置はカメラ座標系では固定されている。そのため、ラインレーザーの照射光源位置は、カメラ座標系では固定されていることと、ラインレーザー照射光の照射位置72a,72bのカメラ座標系の3次元座標とを用いて、ラインレーザーの平面の方程式を求めることが可能になる。同様に、カメラ位置を基準としての校正プレートの基準点のカメラ座標系の3次元座標が算出できることから、図6に示すように校正プレート3を固定してディジタルカメラ1a,1bを移動させて撮影した2枚以上の撮像画像から、ラインレーザー照射光の照射位置72照射位置は全く同一ではなく、ずれていてもよいのカメラ座標系の3次元座標を取得することができる。ラインレーザーの照射光源位置70a,70bは、ラインレーザー照射ユニット7a,7bがディジタルカメラ1a,1bに固定されているため、カメラ撮影の度にカメラ姿勢は変化するものの、ラインレーザーの照射光源位置はカメラ座標系では固定されている。そのため、ラインレーザーの照射光源位置は、カメラ座標系では固定されていることと、ラインレーザー照射光の照射位置22のカメラ座標系の3次元座標とを用いて、ラインレーザーの平面の方程式を求めることが可能になる。そして、図8に示すフローのように処理を行っていく。まず、ディジタルカメラの内部標定要素を読み込むステップS01。校正プレート上に点光源ポイントレーザー又は線光源ラインレーザーを照射するステップS02。そして、校正プレートを撮影しステップS03、校正プレート上の光源レーザーによる照射像の位置を算出するステップS04。ディジタルカメラを固定して校正プレートを移動させるか、或いは、校正プレートを固定してディジタルカメラを移動させて、異なる距離で2個所以上撮影し、2枚以上の撮像画像を取得したか否かを判定するステップS05。異なる距離で2個所以上撮影していない場合は、上記のステップS02から繰り返す。異なる距離で2個所以上撮影した場合、上述したように照射光源の方向ベクトル又は平面の方程式を算出するステップS06。そして、計測対象を撮影して、撮像画像上の光源レーザーによる照射像上で測定位置を指定するステップS07。測定位置の指定は、例えば、情報演算端末の画面に表示された当該撮像画像からマウス等のポインターデバイスで指定する。そして、撮像画像上の測定位置と、ポイントレーザー光源のなす方向ベクトル又はラインレーザー光源のなす平面の方程式から測定位置のカメラ座標系における3次元座標を計算するステップS08。本発明のレーザーを用いた単眼カメラによる3次元形状位置計測装置の精度検証実験について、以下説明する。精度検証実験は、予め4点を配置した校正プレートを用いて、カメラとラインレーザーとの位置関係を算出しておき、既知の長さのスケールバーの長さを測定した。スケールバーは、両端部にセラミックゲージを取り付けることにより、ラインレーザーとの交点が正確に識別できるようにした。実験に用いたカメラは、下記仕様のものであり、レンズ歪みは予めキャリブレーションを行い、算出した内部標定要素を用いた単位はmm。カメラ型番:NikonDX2カメラ画素数:1200万画素内部標定要素a焦点距離:290042bピクセル長:00055c主点のずれ:xp=01906,yp=-01010d歪み係数:放射方向k1=81216E05k2=-83428E08k3=-98855E11接線方向p1=82673E06p2=-4725E06まず、図11に校正プレート上にラインレーザーを照射した撮像画像イメージを示す。図11において、3は四角の枠の校正プレートであり、31~34は基準点としての再帰反射型マーカーである。校正プレート3はプレートの内部を貫いて枠にしているが、これは重量を軽くして持ち運びの利便性を図るためである。また、図11において、72はラインレーザーの照射光である。カメラから校正プレートまでの距離を変えて2枚の撮像画像を取得し、校正プレート上に照射されたラインンレーザーの照射光のレーザーライン72の中心位置をカメラ座標系で算出した。まず、2枚の撮像画像それぞれに写ったラインンレーザーの照射光のレーザーライン72の端部校正プレートの外枠との交点位置のカメラ座標系により3次元座標を算出した。以下に、それぞれの撮像画像から、算出されたカメラ座標系におけるレーザーライン上2点の3次元座標の測定結果測定1、測定2を示す。ここで、Z座標はカメラからレーザーまでのおおよその撮影距離で、負がカメラの前方方向であることを示している。<測定1>算出されたカメラ座標系におけるレーザーライン上2点の3次元座標端部1の3次元座標:X,Y,Z=291790,227149,-14941577端部2の3次元座標:X,Y,Z=2502211,191359,-14898954<測定2>算出されたカメラ座標系におけるレーザーライン上2点の3次元座標端部1の3次元座標:X,Y,Z=541132,-217696,-19947441端部2の3次元座標:X,Y,Z=1131753,-190122,-19993124上記の測定1,測定2の結果から、以下のラインレーザーの平面の方程式が算出できた。数1axbyczd=0数式1ここで、上記の数式1のパラメータa=0018176,b=0995992,c=-0087577,d=-1540480である。この装置を用いて、図12に示す両端にセラミックゲージ15a,15bを当てたスケールバー15の寸法c:A-B間を測定した。ここで、両端A,Bの座標は、レーザー平面とカメラ中心と撮像面での位置を結んだ直線との交点になり、それを算出すると、下記の結果が得られた。なお、境界との交点識別は、画像処理による自動抽出を行った。ここで、スケールバーの長さcは508mmであり、セラミックゲージの長さa,bはそれぞれ10mmである。算出されたカメラ座標系における左側端部Aの3次元座標端部Aの3次元座標:X,Y,Z=-2844690,265970,-15155602算出されたカメラ座標系における右側端部Bの3次元座標端部Bの3次元座標:X,Y,Z=2428892,150008,-15379902算出した上記の端部A,Bの3次元座標を用いて、スケールバーの長さセラミックゲーシの長さの合計値を計算したところ、実測値は52796mmとなり、本来の長さ528mmとの誤差は004mmであった。次に、ディジタルカメラを移動させて連続的に画像を撮影し、各画像におけるカメラ位置を基準とする4点のターゲットを用いて、すべての画像を共通のカメラ座標系にすることにより、被計測対象物上のレーザー照射位置を共通のカメラ座標系とすることで、同一のカメラ座標系における複数の3次元輪郭形状を取得した。図13は、被計測対象物の表面形状上に照射したラインレーザーの照射光のイメージである。図13に示す画像には、被計測対象物90の表面形状上に照射したラインレーザーの照射光のレーザーライン72と、画像におけるカメラ位置を基準とする4点のターゲットマーカー31~34が存在する。なお、マーカー35は、方向を自動検出するためのダミーターゲットである。ディジタルカメラを移動させて色々な方向から画像を撮影し、色々な方向から測定を行うことにより、輪郭形状を取得する。図141は輪郭形状を取得したイメージを表している。そして、輪郭形状を取得した後、全体の点群から不要な点群を除いて間引きを行う。図142は全体の点群から不要な点群を除いて間引きしたイメージを表している。そして、点群から立体メッシュを作成し、写真画像を貼り付ける。図143は点群から立体メッシュを作成し写真画像を貼り付けたイメージを表している。"