JP2002005659A

JP2002005659A - ステレオ画像の測定装置

Info

Publication number: JP2002005659A
Application number: JP2000191121A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Otani; 仁志大谷; Nobuo Takachi; 伸夫高地
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2002-01-09
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: US6810142B2; US20020012460A1; EP1168246B1; DE60142726D1; EP1168246A2; JP4593730B2; EP1168246A3; ATE476721T1

Abstract

(57)【要約】【課題】ステレオ画像の対応点計測の結果の良否を容
易に判断可能とすることとする。【解決手段】通常のモニタからなる第１表示部１、立
体視可能なステレオモニタからなる第２表示部２、マウ
スカーソルを表示させるマーク形成部３、ＸＹＺ方向を
指示する指示部４０、基準領域に対して対応領域を捜索
する対応領域捜索部６、捜索された領域と基準領域の位
置が一致しているかどうか確認する対応領域位置確認部
７、捜索された対応領域を対応領域と決定する対応領域
決定部１１、対応位置確認部７による確認結果や基準領
域及び対応領域並びに対応領域決定部で決定された決定
対応領域を記憶する記憶部１０、決定対応領域を修正す
る決定対応領域修正部１２、デジタル化されたステレオ
画像を記憶する画像記憶部８、画像を表示させる表示用
メモリ９を備える。指示部４０は、マウスにより基準領
域の平面（Ｘ，Ｙ）方向の指示を行なわせる平面方向指
示部４、三次元計測の際に奥行き（Ｚ）方向の指示を行
なうＺ方向指示部５を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステレオ画像から
三次元計測・図化するステレオ画像の測定装置に係り、
特に、人と機器とが相互（対話的）に操作しながら自動
的又はマニュアルで三次元計測及び図化を行う（リアル
タイム相関確認モード）ステレオ画像の測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年では、電子平板に代表されるような
測量機とポータブルコンピュータとの組み合わせによ
り、計測現場の線画図面が作成されていた。このような
従来の電子平板では、トータルステーションやＧＰＳな
どの測量機を利用してポータブルコンピュータ上で、線
画を描画することで図化を行っていた。そして、計測現
場の図化を行う際、現地にて現況を見ながら図化した
り、別途写真撮影して、それらを見ながらオフィスにて
図化を行っていた。また、航空写真などでは、ステレオ
撮影していた画像から、解析図化機等を用いて図化を行
っていた。

【０００３】そして、従来は、ステレオ画像から三次元
計測・図化する場合、解析図化機を用いていた。また、
近年ではデジタル写真測量を利用した機器を使って行な
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
機器は、立体ディスプレイあるいは立体鏡のようなもの
を覗いて、ハンドルやフットスイッチ等を使って計測・
図化作業を行なわなければならなかった。立体視をしな
がら同時に計測・図化作業を行なうのにはかなりの熟練
が必要であり、一般の人にはそれら作業が行なえなかっ
た。また、ハンドルやフットスイッチのかわりに３次元
マウス等を使って計測・図化するデジタル写真測量機器
もあるが、これらも同様に立体視をしながらでないと作
業が行なえず、操作が困難で熟練を要していた。逆に、
立体ディスプレイを用いず計測する機器もあるが、これ
ら機器は計測結果が正しかったどうかを確認するのが困
難であり、計測結果が正しく信頼性のあるものかどうか
わからなかった。

【０００５】本発明は、以上の点に鑑み、ステレオ画像
の対応点計測の結果の良否を容易に判断可能とすること
を目的とする。また、本発明は、これら計測・図化作業
を熟練を要せず誰でも簡単に行なえる機器を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の解決手段
によると、一対のステレオ画像を表示する表示部と、操
作者の操作により、表示された一対のステレオ画像中の
一方に基準領域を指示する指示部と、一対のステレオ画
像中の他方において、ステレオ画像中の一方で指示され
た基準領域に対応する領域を求める対応領域捜索部と、
一対のステレオ画像上のそれぞれに上記指示部により指
示された基準領域を示すマークと、上記対応領域捜索部
により捜索された対応点を示すマークを形成するマーク
形成部と、上記対応領域捜索部が捜索した捜索対応領域
を対応領域と決定する対応領域決定部と、上記対応領域
決定部で決定された決定対応領域を記憶する記憶部と、
決定対応領域を修正する決定対応領域修正部と、上記対
応領域捜索部が捜索した捜索対応領域が、指示部により
指示された基準領域に対応するか否かを判断する対応領
域位置確認部と、を備えたステレオ画像の測定装置を提
供する。

【０００７】本発明の第２の解決手段によると、一対の
ステレオ画像を表示する表示部と、操作者の操作によ
り、表示された一対のステレオ画像中の一方に基準領域
を指示する指示部と、一対のステレオ画像中の他方にお
いて、ステレオ画像中の一方で指示された基準領域に対
応する領域を求める対応領域捜索部と、一対のステレオ
画像上のそれぞれに上記指示部により指示された基準領
域を示すマークと、上記対応領域捜索部により捜索され
た対応点を示すマークを形成するマーク形成部と、上記
対応領域捜索部が捜索した捜索対応領域を対応領域と決
定する対応領域決定部と、上記対応領域決定部で決定さ
れた決定対応領域を記憶する記憶部と、決定対応領域を
修正する決定対応領域修正部と、上記対応領域捜索部が
捜索した捜索対応領域が、指示部により指示された基準
領域に対応するか否かを判断する対応領域位置確認部と
を備え、上記表示部は、上記対応領域位置確認部が確認
した判断結果を識別可能に表示し、上記指示部の指示位
置に応じて、捜索モードを中断し、修正モードに移行す
るように構成したステレオ画像の測定装置を提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１に、本発明における測定装置
の構成図を示す。本装置は、通常のモニタ（ＣＲＴ、液
晶等）からなる第１表示部１、立体視可能なステレオモ
ニタから構成される第２表示部２、表示部上にマウスカ
ーソルを表示させるマーク形成部３、ＸＹＺ方向を指示
する指示部４０、基準領域に対して対応領域を捜索する
（逆もある）対応領域捜索部６、捜索された領域と基準
領域の位置が一致しているかどうか確認する対応領域位
置確認部７、捜索された対応領域を対応領域と決定する
対応領域決定部１１、対応位置確認部７による確認結果
や基準領域及び対応領域並びに対応領域決定部で決定さ
れた決定対応領域（計測データを図化データとして）を
記憶する記憶部１０、決定対応領域を修正する決定対応
領域修正部１２、デジタル化されたステレオ画像を記憶
する画像記憶部８、画像を表示させる表示用メモリ９を
備える。マーク形成部３は、基準領域の位置や対応領域
の位置をマークとして表示するだけでなく、基準領域を
対応領域捜索部６にて捜索、対応位置確認部７にて確認
した結果を識別可能にして表示を行う機能も有する。

【０００９】指示部４０は、マウスにより基準領域の平
面（Ｘ，Ｙ）方向の指示を行なわせる平面方向指示部
４、三次元計測の際に奥行き（Ｚ）方向の指示をダイヤ
ル等で行なうＺ方向指示部５を有する。指示部４０の平
面（Ｘ，Ｙ）方向指示部４とＺ方向指示部５は、一体化
していても別々でも良い。例えば、これらが一体化して
いる場合は、平面（Ｘ，Ｙ）方向制御用マウスと奥行き
（Ｚ）方向制御用ダイヤルからなった３Ｄマウス構成と
することができる。さらにボタンがいくつか設けること
により、それらを計測データ確定用や対応領域決定部１
１や決定対応領域修正部１２に利用してもよい。平面と
奥行き方向制御が別々の場合は、平面（Ｘ，Ｙ）方向指
示部４として、パソコン用マウス等が利用でき、その場
合、マウスのボタンを利用できる。Ｚ方向指示部５は、
Ｚ方向制御用ダイヤルとボタン等から構成される。これ
らボタンをデータ確定用としたり、対応領域決定部１１
や決定対応領域修正部１２に利用してもよい。本発明で
は、説明の便宜状、一例として、指示部４０は、平面方
向指示部４をパソコン用マウス、Ｚ方向指示部５にＺ方
向調節用ダイヤルがついているものとし、データ確定
は、マウスの左ボタンを押すことにより行うこととす
る。

【００１０】指示部４０は計測位置を指示し、指示され
た位置は、マーク形成部３によりマークを作成し、第１
表示部１又は第２表示部２にてその位置を表示する。自
動捜索モードにおいては、常に指示部４０の指示位置に
対応する位置を対応領域捜索部６にて捜索、対応領域位
置確認部７にて確認、マーク形成部３にてその良否を識
別可能に表示することが可能である。また、その位置を
図化データとして確定する場合は、指示部４０のボタン
により対応領域決定部１１にて位置確定を行ない、その
三次元座標データを記憶部１０に記憶させ、表示用メモ
リ９を経て表示部に表示させることにより行われる（プ
ロット）。また、自動捜索モードにてマーク形成部３で
識別可能な表示を行なわずとも、指示部４０の指示位置
に対応する対応領域捜索部６にて捜索、対応領域位置確
認部７にて確認した結果やそれら基準領域や対応領域の
位置を記憶部１０に記憶してもよい。

【００１１】なお、基本的に計測値を確定し、記憶部に
取込ませることをプロット、それら全体の動作を図化と
呼ぶことにする。図化データは基本は点の集合である
が、線や多角形など各種描画図形全体を指すデータであ
る。また、計測・図化とは結果的に三次元計測を行って
いることと同じである。

【００１２】また、自動捜索モードにおいて、指示部４
０からの信号が、決定対応領域修正部１２を操作してモ
ードを移行させ、マニュアル図化や修正を行なわせる。
特に、記憶部１０にすでに記憶されている（プロットさ
れている）データの修正に際しては、決定対応領域修正
部１２の指示により、記憶部１０の修正すべき点を対応
領域決定部１１により決定し、修正を行なう。

【００１３】図２に、第１表示部の表示例の説明図を示
す。第１表示部１は、図２に示されるように、左右画像
を一つのディスプレイ上に分割して表示する。第２表示
部２は、例えば、３Ｄ眼鏡をかけて立体視可能とするよ
うな立体ディスプレイであり、方式は、左右画像を２枚
のディスプレイにそれぞれ表示させ、偏光フィルタによ
って合成、偏光眼鏡によって観察するデュアルディスプ
レイ方式や、１枚の画面に左右画像を交互に表示させ、
それら画像を液晶眼鏡や偏光眼鏡によって観察する液晶
シャッター方式等がある。

【００１４】ステレオ画像による三次元計測・図化装置
は、ステレオ法の原理により計測が可能となる。以下
に、ステレオ法の原理を示す。図３に、ステレオ法の説
明図を示す。ここでは、簡単のために、同じカメラを２
台使用し、それぞれの光軸は平行でカメラレンズの主点
からＣＣＤ面までの距離ａが等しく、ＣＣＤは光軸に直
角に置かれているものとして、ステレオ法の原理につい
て説明する。

【００１５】２つの光軸間距離（基線長）をＬとする。
物体上の点Ｐ_１（ｘ_１、ｙ_１）、Ｐ _２（ｘ_２、ｙ_２）の
座標の間には、以下のような関係がある。ｘ_１＝ａｘ／ｚ −−−（１）ｙ_１＝ｙ_２＝ａｙ／ｚ −−−（２）ｘ_２−ｘ_１＝ａ×Ｌ／ｚ −−−（３）但し、全体の座標系（ｘ、ｙ、ｚ）の原点をカメラ１の
レンズ主点にとるものとする。（３）式よりｚを求め、
これを用いて（１）式、（２）式よりｘ、ｙが求められ
る。

【００１６】以下、図４に、本発明に関するステレオ画
像測定の第１のフローチャートを示す。ステップＳ０で
は、デジタル画像を本装置の画像記憶部８に読み込む。
ステレオ画像は、一般のフィルムカメラや、計測用カメ
ラ、航空写真等をスキャナでスキャンニングしてデジタ
ル化して読み取るか、デジタルカメラによって直接取得
される。これら取得されたステレオ（左右）画像は、本
装置の画像記憶部８に読み込んで記憶する。ステップＳ
５では、画像記憶部８に取込まれた画像を表示用メモリ
９に転送、表示部にて表示を行なう。

【００１７】ステップＳ１０では、相互標定を行なう。
ステレオ計測が可能となるように、相互標定という操作
及び処理を行なう。この作業は、計測したカメラの位置
と傾きを計算し、立体視可能となる画像を作成する処理
である。立体視可能となった状態で、先に説明したステ
レオ法の原理により立体計測が可能となる。相互標定作
業は、第１表示部１又は第２表示部２に表示されている
基準点もしくは、特徴点を６個所以上、左右画像上で計
測することにより、計算処理によって各種パラメータを
算出し、立体視可能な画像を作成する。なお、相互標定
に関しては、本発明の主題ではないので、詳細な説明は
行なわない。相互標定が正常に終了すれば、立体視可能
となるように偏位修正された画像が第１表示部１に左右
に分割され表示される。第２表示部２では、眼鏡をかけ
れば立体視可能な状態となって表示される。

【００１８】ステップＳ２０では、図化モードに入る。
このモードの最初は、第１表示部１又は第２表示部２に
計測対象の全体、あるいは広範囲にわたった領域を表示
する。これにより、表示をみながらマウス操作によりマ
ニュアル図化作業が可能となる。第１表示部１による作
業であれば、左右上の対応点を眼で確認しながら左右画
像上にマウスを移動してプロットしていくことが可能と
なる。第２表示部２であれば、３Ｄ眼鏡をかけながらマ
ウスにより平面方向を指示（平面方向指示部４）、高さ
方向Ｚ方向指示部５により、高さ方向を制御すること
で、図化が可能となる。

【００１９】ステップＳ３０では、自動捜索モードに入
る。このモードに入るとインタラクティブな自動捜索が
可能となる。ステップＳ２０のマニュアル図化によるプ
ロットも可能であるが、こちらのモードにすれば、より
誰でも簡単な図化が可能となる。ステップＳ４０では、
まず最初に、第１表示部１又は第２表示部２をみながら
マウスで図化したい個所を指示する。ステップＳ５０で
は、指示されたエリアについて画像を切り出し拡大表示
する。拡大の倍率は適宜に設定しておく。画像をクリッ
クすることで、拡大を行なえるようにしてもよい。この
場合は、例えば計測しやすい画像となるまで、数回マウ
スのボタンをクリックすることにより行なう。このよう
にして所望の大きさに画像を調整する。ステップＳ６０
では、所望の大きさに画像が切り出されたら、図化した
い点をマウスにより指示する。

【００２０】ここで、図５に、基準画像と対応画像の説
明図を示す。マウスにより指示する点は、例えば図５の
基準画像ａ中の基準領域ａ’の中心である。基準画像ａ
は左画像、右画像どちらとしてもよい。ステップＳ７０
では、マウスで指示された点を中心に基準領域ａ’を設
定、テンプレート画像（後述の画像相関処理で詳細を説
明）とする。基準領域ａ’の大きさはあらかじめパラメ
ータとして設定しておく。計測対象物によって可変とし
て良い。

【００２１】ステップＳ８０では、基準領域ａ’に対応
する対応領域ｂ’を対応画像ｂから捜索する。捜索は、
対応画像ｂ上の基準画像ａと同じエピポーララインｃ上
を捜索する。なお、基準画像ａと対応画像ｂのエピポー
ララインｃは対応がとれて、一致している。この場合ス
テップＳ１０の相互標定により偏位修正された画像は、
図５に示すとおり縦視差が除去され、左右画像のオーバ
ーラップ部分には、左右画像の同一ライン上に基準領域
ａ’に対する対応領域ｂ’が必ず存在するように画像が
修正されている。対応画像ｂの捜索領域ｄは、基準画像
ａ上でマウスで指示した基準領域ａ’の中心と同じ位置
を対応画像ｂ上の捜索領域ｄの中心として捜索する。こ
の場合、捜索領域幅は、例えば、パラメータ等により適
宜決めておく、あるいは対象物により可変としておく。
対応点捜索処理は、対応領域捜索部６により演算され
る。対応点捜索には例えば画像相関処理（後述）を利用
する。

【００２２】ステップＳ９０では、画像相関処理により
計算された相関値の一番高い領域を、対応領域ｂ’とす
る。そして、対応領域ｂ’を逆にテンプレートに設定す
る。ステップＳ１００では、対応領域ｂ’に対応する領
域を基準画像ａ上で探索する。

【００２３】図６に、基準画像と対応画像の説明図
（２）を示す。この場合、同一エピポーララインｃ上を
テンプレートをもとに、基準領域ａ’を中心として捜索
領域ｄ’を探索する。この場合も対応領域捜索部６によ
り、後述の画像相関処理によって探索する。ステップＳ
１１０では、基準画像上の対応領域を決定する。この場
合相関値の一番高い領域を基準領域ａ”とし、対応領域
とする。ステップＳ１２０では、求まった対応領域の位
置と最初に指示した基本領域の位置は一致するか対応領
域位置確認部７により判定する。すなわち、基準領域
ａ’と求まった基準領域ａ”が一致するかを確認する。

【００２４】ステップＳ１３０では、ＯＫならステップ
Ｓ１２０で求められた対応画像ｂ上の対応領域ｂ’の中
心位置へ、マーク形成部３により形成されたＯＫマーク
を表示する。ステップＳ１４０では、ＮＧ(Not Good)な
ら（OKでなければ）、ステップＳ１２０で求められた対
応画像ｂ上の対応領域ｂ’の中心位置へマーク形成部３
により形成されたＮＧマークを表示する。マーク形成部
３では、対応領域位置確認部７によって確認された判定
に応じて、対応画像ｂ上のマークの色を変える、形状を
変える等、識別できるようにする。例えばＯＫマークで
あれば緑色のマークを表示、ＮＧであれば赤色表示等と
し、一目でわかるようにする。また、ステップＳ１３
０、Ｓ１４０では、同時に奥行き（Ｚ）を計算、表示し
ても良く、さらに相関値等も表示してよい。

【００２５】ステップＳ１５０では、ここで、Ｚ方向指
示部５のＺ制御用ダイヤルがまわされれば、ステップＳ
１６０のマニュアル図化へと移る。すなわちステップＳ
１３０又はＳ１４０の表示判定が適当でなければ、Ｚ方
向指示部５を操作して、Ｚ方向をマニュアルで計測しな
がら図化を行なうこととなる。これは、対応画像領域の
マーク表示がＮＧで自動捜索モードでは計測が行なえな
いが図化したい場合や、マーク表示がＮＧでなくとも信
頼性が低かったり間違っていたりしたときに正確に図化
したい時等に行なう。Ｚ方向の指示がされていなければ
（ダイヤルがまわされなければ）、ステップＳ１７０へ
いく。

【００２６】ステップＳ１７０では、プロットしたけれ
ば、ステップＳ１８０へ、したくなければステップＳ１
９０へ行く。ステップＳ１８０では、プロットする。す
なわち、マウスのボタンにより計測データの確定を行う
と（対応領域捜索部６の対応領域が対応領域決定部１１
に決定され）、そのときの計測データが記憶部１０に書
きこまれる。プロットが確定された点は、色表示を変え
ることなどにより識別させる。点で計測したい場合は、
ＯＫ表示の個所を順次クリックしていくことにより複数
点を計測することができる。図７に、複数点を計測する
場合の説明図を示す。境界線、輪郭線を描く時など、線
や図形で図化したい場合は、マークがＯＫ表示となって
いる開始値地点と終点位置をクリックすることでプロッ
トする。さらに線計測を続けたいときは、クリックを続
ければ、その点を確定点として線をつなげていくように
すればよい。図８に、線計測をする場合の説明図を示
す。

【００２７】ステップＳ１９０では、プロットした点を
修正したくなった場合、修正モードへ行く（後述、図１
１、１２、１３のステップＳ２００、ステップＳ３０
０、ステップＳ４００参照）。修正しなければ、次のス
テップＳ１９５へうつる。ステップＳ１９５では、測定
を続行させるのであれば、ステップＳ４０へ戻ってこれ
ら処理を繰り返す。

【００２８】以上の処理により、自動捜索モードでは常
に基準画像ａ上のマウスの位置に対する対応画像ｂ上の
対応位置判定表示が行なえるので簡単な図化が可能とな
る。

【００２９】ここで、図９に、画像相関処理について説
明図を示す。画像相関処理には、残差逐次検定法（ＳＳ
ＤＡ法）や相互相関係数法などがある。ここでは、相互
相関係数法を説明する。

【００３０】（相互相関係数による方法）図９に示すよ
うにＮ_１×Ｎ_１画素のテンプレート画像を、それより大
きいＭ_１×Ｍ_１画素の入力画像内の探索範囲（Ｍ_１−Ｎ
_１＋１）^２上で動かし、下式のＣＯＲ（ａ，ｂ）が最大
になるようなテンプレート画像の左上位置を求めて、テ
ンプレート画像に対し探索されたとみなす。

【００３１】

【数１】

【００３２】この場合では、Ｔを基準領域ａ’、として
ＣＯＲ（ａ，ｂ）の一番大きい点が対応領域ｂ’として
検出されることとなる。対応領域捜索部６の処理とし
て、相互相関処理法を説明したが、ここは残差逐次検定
法や他の対応点探索法を利用してもよい。

【００３３】ここで、Ｚ方向が指示された場合のステッ
プＳ１６０で示したマニュアル図化について説明する。
図１０に、マニュアル図化の詳細を示す詳細フローを示
す。ステップＳ１６１では、Ｚ方向指示部５のダイヤル
がまわされたら（ステップＳ１５０）、自動的に自動捜
索モードオフとなり、マニュアル図化モードへ移行す
る。ステップＳ１６２では、Ｚ方向（高さ）を計測す
る。システム構成が図１の第１表示部１のみの場合は、
図５に示されるように、左右画像上の計測したい点が同
一エピポーララインｃ上に必ずあることにより、第１表
示部１の左右画像を比較しながら計測する。この場合、
平面方向指示部４の位置を基準にして、Ｚ方向指示部５
のダイヤルを動かすことによりＺ方向を制御して、対応
画像上の対応領域上のマークを移動することができるの
で、これにより正しい位置へとマークを移動させる。こ
の場合、基準画像、対応画像を逆として、対応画像を基
準として、基準画像上のマークを動かしても良い。第２
表示部２の立体モニタがあるシステム構成の場合は、さ
らに詳細な計測が可能となる。この場合、計測したい点
の計測が間違っていれば、ステレオモニタ上で、本来あ
る位置よりも浮いたり、沈んだりして計測点が見えるの
で、第１表示部１より明確に計測できる。計測は、立体
モニタを見ながら、Ｚ方向指示部５によりＺ方向を制御
し、正確な高さ位置へとマークを合わせればよい。

【００３４】ステップＳ１６４では、計測がＯＫならプ
ロットする。ＯＫであれば、マウスのボタンにより計測
データの確定を行い、記憶部１０に計測データを書きこ
む。ステップＳ１６６では、このままマニュアル図化を
続けたければステップＳ１６７へ、マニュアル図化を終
了するのであればステップＳ１６８へ行く。ステップＳ
１６７では、次の計測したい個所へマウスを移動させ
る。そしてステップＳ１６２へ行き計測作業を繰り返
す。ステップＳ１６８では、マニュアル図化作業を終了
し、自動捜索モードをオンにして、図４のステップＳ１
９０へ行く。

【００３５】次に、一度プロットした点の修正について
ディスプレイで確認後、修正したい場合について説明す
る。修正モードは、例えば、以下に説明するように３通
りある。図１１に、第１の修正モードのフローチャート
を示す。ステップＳ２００では、修正したい点の近くに
マウスを移動する。ステップＳ２１０では、修正位置確
定を行なう。すなわち、修正したい点の近くでマウスの
ボタンを押すと決定対応領域修正部１２が指示を出力
し、記憶部１０に記憶されているマウスのＸ，Ｙ位置と
一番近い修正点の位置を対応領域決定部１１により自動
選択し表示する。この作業により、記憶部１０の修正プ
ロット点を確定する。ステップＳ２２０では、ステップ
Ｓ２１０と同時に自動捜索モードがオフ、修正モードオ
ンとなる。

【００３６】ステップＳ２３０では、修正作業を行な
う。修正作業は、以下の通りである。システム構成が図
１の表示部１のみの場合は、図５に示されるように、左
右画像上のプロットした点が同一エピポーララインｃ上
に必ずあることにより、表示部１の左右画像を比較しな
がら修正する。この場合、平面方向指示部４の位置を基
準にして、Ｚ方向指示部５のダイヤルを動かすことによ
りＺ方向を制御して、対応画像上の対応領域上のマーク
を移動することができるので、これにより正しい位置へ
とマークを移動させる。この場合、基準画像ａ、対応画
像ｂを逆として、対応画像ｂを基準として、基準画像ａ
上のマークを動かしても良い。第２表示部２の立体モニ
タがあるシステム構成の場合は、さらに詳細な確認、修
正が可能となる。この場合、プロットした点が間違って
いれば、ステレオモニタ上で、本来ある位置よりも浮い
たり、沈んだりしてプロット点が見えるので表示部１よ
り明確に確認できる。修正は、立体モニタを見ながら、
Ｚ方向指示部５によりＺ方向を制御し、正確な高さ位置
へとダイヤルを回しながらマークを合わせれば修正がで
きる。

【００３７】ステップＳ２４０では、修正がＯＫであれ
ば再プロットする。すなわち、マウスのボタンをクリッ
クすることにより、決定対応領域修正部１２は、修正点
が計測されたと解釈し、対応領域決定部１１上に指示部
４０から出力されているＸ，Ｙ，Ｚ座標値を確定、記憶
部１０に再記憶させるよう命令する。この作業により、
記憶部１０に修正された計測値が書き込まれる。ステッ
プＳ２５０では、更に修正するのであれば、ステップＳ
２００へ戻って修正作業を続ける。ステップＳ２６０で
は、修正モード終了であれば、自動捜索モードオンと
し、ステップＳ１９５へ移る。

【００３８】つぎに、図１２に、第２の修正モードのフ
ローチャートを示す。このフローチャートに従い、自動
修正モード切替えについて説明する。この場合は、例え
ば自動捜索モードにて、図化を行なっている最中に間違
えてプロットしてしまった点を修正する場合である。

【００３９】ステップＳ３００では、修正したい点の近
傍にマウスを移動させる。ステップＳ３１０では、Ｚ方
向指示を行なう。これにより、自動的に修正点を選択す
る。Ｚ方向指示部５のダイヤルを修正のためにまわす。
この作業がトリガとなって、指示部で指示されている点
から一番近い修正プロット点を自動的に確定、記憶部１
０上の修正点を選択する。ステップＳ３２０では、自動
的に自動捜索モードがオフとなり、修正モードに入る。
ステップＳ３３０では、そこで、表示部をみながら、Ｚ
方向指示部５のダイヤルを修正のためにまわし修正す
る。修正処理は図１１のステップＳ２３０と同様であ
る。ステップＳ３４０では、修正がＯＫであれば確定さ
せ、再プロットする。ステップＳ３５０では、更に修正
するのであれば、ステップＳ３００へ戻って修正作業を
続ける。ステップＳ３６０では、修正モード終了であれ
ば、自動捜索モードオンとし、ステップＳ１９５へ移
る。

【００４０】次に、図１３に、第３の修正モードのフロ
ーチャートを示す。自動捜索モードでマーク表示がＮＧ
であるにもかかわらず、間違ってプロット（計測）した
点の自動修正モード切替えについてこのフローチャート
に従って説明する。

【００４１】ステップＳ４００では、修正したい点の近
傍にマウスを移動する。ステップＳ４１０では、対応画
像上のマーク表示ＮＧとなり、自動的に一番近いＮＧの
プロット点が選択される。ステップＳ４２０では、自動
捜索モードがオフとなり修正モードに入る。ステップＳ
４３０では、修正を行なう。修正処理は図１１のステッ
プＳ２３０と同様である。ステップＳ４４０では、修正
がＯＫであれば確定させ、再プロットする。ステップＳ
４５０では、更に修正するのであれば、ステップＳ４０
０へ戻って修正作業を続ける。ステップＳ４６０では、
修正モード終了であれば、自動捜索モードオンとし、ス
テップＳ１９５へ移る。

【００４２】以上で、修正作業が容易に、手間がかから
ず行なえるようになる。このようにすることで、マニュ
アル計測したい個所で自動的にマニュアル図化モードに
切替え、図化が終わればまた自動捜索モードにもどるの
で、操作が簡単かつ容易となる。このような判定処理と
することで、誰でも簡単に図化が行え、かつ信頼性の高
い位置検出が可能となる。

【００４３】自動捜索モードでは、基本的にリアルタイ
ム処理が可能であり、記憶部１０にいちいち記憶せずと
も図４の動作を行なえるが、更に記憶することで以下の
ことが可能となる。

【００４４】図１４に、本発明に関するステレオ画像測
定の第２のフローチャートを示す。このフローチャート
は、図４と大部分同様であり、相違点は、図４のステッ
プＳ１３０、ステップＳ１４０で表示するかわりにステ
ップＳ５００の記憶部に記憶、となったところである。
すなわち、指示部４０にて指示された基本領域について
対応領域捜索部６にて捜索、対応領域確認部７にて確認
した結果を記憶部１０に順次記憶していく。この場合、
対応領域位置確認部の判定がＮＧだけを、あるいはＯＫ
だけを、あるいはＯＫかＮＧかを同時に記憶してもよ
い。それらを行なうと、次のようなことが可能となる。

【００４５】ＮＧだけの場合では、この場合、記憶部１
０にＮＧデータを記憶してあるので、表示を行なわなく
とも、修正モードの処理（図１１〜１３）は同様に行な
える。すなわち、ＮＧである近傍にマウスを移動するだ
けで修正モードとなって修正すべき点が自動的に選択・
修正が可能となる。

【００４６】ＯＫだけの場合では、この場合、指示部４
のマウスにてマウスを動かした良い点だけが記憶部１０
に取込まれることになるので、連続的に基準領域をマウ
スにより指示、移動させることにより、対応領域の対応
点でＯＫの個所を連続的にプロットしていくことができ
る。このようにすると、いちいち確定させずともマウス
をなぞるだけで、短時間に大量の点を計測・図化するこ
とが可能となる。さらにこのようにして取得した点は、
対象物の形状を表現する為にこれら点を接続して三角網
を貼ったり、自動ＤＴＭ計測をするときなどに有効に利
用される。それら詳細は、特願２０００−９３３９８、
特願２０００−９３８８６のこと。ＯＫとＮＧの場合で
は、上述した二つのことが行なえるようになる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、三次元計測・図化作業
が、立体視に頼らなくとも、コンピュータの自動計算処
理により良否判断をくだせるので、熟練が必要なくなり
誰でも簡単にこれら作業が行えるようになる。さらに、
本発明によると、複雑な個所を詳細に計測したい場合
や、間違って計測した場合、信頼性の低い計測部分を修
正したい場合等も、図化、確認、修正が簡単にでき、大
幅な省力化が可能となる、という卓越した効果がある。
また、本発明によると、これら取得された三次元データ
は三角網作成や、ＤＴＭ自動計測等に活かすことで高速
かつ、信頼性の高い三次元計測システムを構築すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における測定装置の構成図。

【図２】第１表示部の表示例の説明図。

【図３】ステレオ法の説明図。

【図４】本発明に関するステレオ画像測定の第１のフロ
ーチャート。

【図５】基準画像と対応画像の説明図（１）。

【図６】基準画像と対応画像の説明図（２）。

【図７】複数点を計測する場合の説明図。

【図８】線計測をする場合の説明図。

【図９】画像相関処理について説明図。

【図１０】マニュアル図化の詳細を示す詳細フロー。

【図１１】第１の修正モードのフローチャート。

【図１２】第２の修正モードのフローチャート。

【図１３】第３の修正モードのフローチャート。

【図１４】本発明に関するステレオ画像測定の第２のフ
ローチャート。

【符号の説明】

１第１表示部２第２表示部３マーク形成部４０指示部４平面方向指示部５Ｚ方向指示部６対応領域捜索部７対応領域位置確認部８画像記憶部９表示用メモリ１０記憶部１１対応領域決定部１２決定対応領域修正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F112 AC06 BA02 BA05 CA06 CA08 FA03 FA21 FA36 FA38 FA45 5L096 DA05 FA34 FA69 GA17 JA09 LA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のステレオ画像を表示する表示部と、操作者の操作により、表示された一対のステレオ画像中
の一方に基準領域を指示する指示部と、一対のステレオ画像中の他方において、ステレオ画像中
の一方で指示された基準領域に対応する領域を求める対
応領域捜索部と、一対のステレオ画像上のそれぞれに上記指示部により指
示された基準領域を示すマークと、上記対応領域捜索部
により捜索された対応点を示すマークを形成するマーク
形成部と、上記対応領域捜索部が捜索した捜索対応領域を対応領域
と決定する対応領域決定部と、上記対応領域決定部で決定された決定対応領域を記憶す
る記憶部と、決定対応領域を修正する決定対応領域修正部と、上記対応領域捜索部が捜索した捜索対応領域が、指示部
により指示された基準領域に対応するか否かを判断する
対応領域位置確認部と、を備えたステレオ画像の測定装置。
【請求項２】請求項１記載のステレオ画像の測定装置に
おいて、上記マーク形成部は、一対のステレオ画像上に上記指示
部により指示された基準領域を示すマークと、上記対応
領域捜索部により決定された対応点を示すマークを、上
記対応領域位置確認部の判断結果が識別可能に形成する
ように構成されていることを特徴とするステレオ画像の
測定装置。
【請求項３】請求項２記載のステレオ画像の測定装置に
おいて、さらに、上記対応領域位置確認部による確認結果、基準
領域及び対応領域並びに上記対応領域決定部で決定され
た決定対応領域を記憶する記憶部と、を有することを特
徴とするステレオ画像の測定装置。
【請求項４】請求項１乃至３記載のステレオ画像の測定
装置において、上記マーク形成部は、ステレオ画像のそれぞれを並列し
て表示する表示部にマークを表示するように構成されて
いることを特徴とするステレオ画像の測定装置。
【請求項５】請求項４記載のステレオ画像の測定装置に
おいて、上記マーク形成部は、さらに、ステレオ画像を立体視可
能に構成した第２表示部にマークを表示するように構成
されていることを特徴とするステレオ画像の測定装置。
【請求項６】請求項１乃至３記載のステレオ画像の測定
装置において、上記対応領域捜索部は、相関処理により対応点を求める
ように構成され、上記対応領域位置確認部は、上記対応領域捜索部と同じ
方式又はこれとは異なる方式で対応基準領域を求め、こ
の対応基準領域と基準領域の位置に基づき確認するよう
に構成されていることを特徴とするステレオ画像の測定
装置。
【請求項７】請求項１乃至３記載のステレオ画像の測定
装置において、上記対応領域捜索部は、相関処理により対応点を求める
ように構成され、上記対応領域位置確認部は、対応点の位置に基づき確認
するように構成されていることを特徴とするステレオ画
像の測定装置。
【請求項８】請求項１乃至３記載のステレオ画像の測定
装置において、上記指示部により指示される基準領域は、上記記憶で記
憶された上記対応領域位置確認部による確認結果、基準
領域及び対応領域のいずれかに応じて設定されるように
構成されていることを特徴とするステレオ画像の測定装
置。
【請求項９】一対のステレオ画像を表示する表示部と、操作者の操作により、表示された一対のステレオ画像中
の一方に基準領域を指示する指示部と、一対のステレオ画像中の他方において、ステレオ画像中
の一方で指示された基準領域に対応する領域を求める対
応領域捜索部と、一対のステレオ画像上のそれぞれに上記指示部により指
示された基準領域を示すマークと、上記対応領域捜索部
により捜索された対応点を示すマークを形成するマーク
形成部と、上記対応領域捜索部が捜索した捜索対応領域を対応領域
と決定する対応領域決定部と、上記対応領域決定部で決定された決定対応領域を記憶す
る記憶部と、決定対応領域を修正する決定対応領域修正部と、上記対応領域捜索部が捜索した捜索対応領域が、指示部
により指示された基準領域に対応するか否かを判断する
対応領域位置確認部とを備え、上記表示部は、上記対応領域位置確認部が確認した判断
結果を識別可能に表示し、上記指示部の指示位置に応じて、捜索モードを中断し、
修正モードに移行するように構成したステレオ画像の測
定装置。
【請求項１０】請求項９記載のステレオ画像の測定装置
において、上記指示部の指示位置が、上記対応領域位置確認部が少
なくとも対応不良と判断した領域近傍となった際に、捜
索モードを中断し、修正モードに移行するように構成し
たことを特徴とするステレオ画像の測定装置。
【請求項１１】請求項９記載のステレオ画像の測定装置
において、上記指示部の指示位置が、上記対応領域位置確認部が少
なくとも対応不良と判断した領域近傍となり、かつ、上
記決定対応領域修正部が操作された際に、捜索モードを
中断し、修正モードに移行するように構成したことを特
徴とするステレオ画像の測定装置。
【請求項１２】請求項９記載のステレオ画像の測定装置
において、上記指示部の基準領域の指示に応じて、上記対応領域捜
索部が対応領域を求める捜索モードが形成され、その自
動捜索モード中に、上記指示部の指示が位置するように
された上記対応領域が既に対応領域決定部で決定された
基準領域の近傍となった際に、上記決定対応領域修正部
が操作された場合に、自動捜索モードを中断し、上記決
定対応領域修正部の指示に応じて上記対応領域決定部が
対応領域を決定するマニュアル図化モードに移行するよ
うに構成したことを特徴とするステレオ画像の測定装
置。
【請求項１３】請求項９記載のステレオ画像の測定装置
において、上記指示部の基準領域の指示に応じて、上記対応領域捜
索部が対応領域を求める捜索モードが形成され、その自
動捜索モード中に、上記指示部の指示が位置するように
された対応領域が既に上記対応領域決定部で決定された
基準領域の近傍となった際に、上記決定対応領域修正部
が操作された場合に、自動捜索モードを中断し、上記決
定対応領域修正部の指示に応じて上記対応領域決定部が
対応領域を決定する修正モードに移行するように構成し
たことを特徴とするステレオ画像の測定装置。
【請求項１４】請求項１又は９記載のステレオ画像の測
定装置において、上記指示部の基準領域の指示に応じて、上記対応領域捜
索部が対応領域を求める捜索モードが形成され、その自
動捜索モード中に、上記決定対応領域修正部により修正
操作がなされた場合に、自動捜索モードを中断し、上記
決定対応領域修正部の指示に応じて上記対応領域決定部
が対応領域を決定するように構成したことを特徴とする
ステレオ画像の測定装置。