JP2000329552A - ３次元地図作成方法 - Google Patents
３次元地図作成方法Info
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- JP2000329552A JP2000329552A JP14014399A JP14014399A JP2000329552A JP 2000329552 A JP2000329552 A JP 2000329552A JP 14014399 A JP14014399 A JP 14014399A JP 14014399 A JP14014399 A JP 14014399A JP 2000329552 A JP2000329552 A JP 2000329552A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特別な装置を必要とせず、安価で、しかも操
作も容易で立体的な感覚を観測者に与える地図の作成方
法を提供することを課題としている。 【解決手段】 撮影写真から３次元における建物等の点
の３次元座標を求める座標算出工程と、前記建物等の区
分を定める区分工程と、前記座標工程で求められた３次
元座標と前記区分工程で求められた区分から建物等をポ
リゴンで近似するポリゴン化工程と、該ポリゴンに貼り
付けるテキスチャを選択する選択工程と、前記選択され
た写真のテキスチャを貼り付けるマッピング工程を含む
ことを特徴としている。
作も容易で立体的な感覚を観測者に与える地図の作成方
法を提供することを課題としている。 【解決手段】 撮影写真から３次元における建物等の点
の３次元座標を求める座標算出工程と、前記建物等の区
分を定める区分工程と、前記座標工程で求められた３次
元座標と前記区分工程で求められた区分から建物等をポ
リゴンで近似するポリゴン化工程と、該ポリゴンに貼り
付けるテキスチャを選択する選択工程と、前記選択され
た写真のテキスチャを貼り付けるマッピング工程を含む
ことを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、３次元地図作成
方法の技術分野に属する。特に、航空写真等を利用して
作成する３次元地図の作成方法の技術分野に関する。
方法の技術分野に属する。特に、航空写真等を利用して
作成する３次元地図の作成方法の技術分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来３次元地図としては、地図に建物等
を立体的に描いたものや、建物等の図を切り抜きを仰伏
自在に貼り付けたものがある。しかし、この種の３次元
地図は建物等を正面等の代表的な角度から見た図を表し
ているだけで、見る方向が変わっても変化しないので立
体感がない。また、レンチキュラーレンズの様な特殊レ
ンズを利用して地図を立体的に見せようとする試みもあ
るが、装置が高価になるという問題があり、実用的な３
次元地図作成方法は未だ提案されていない。また、仮想
空間のように特殊な装置を両眼に装着して地図を立体視
することも可能であるが、特殊装置を装着しなければな
らないことから煩雑さが問題とされている。
を立体的に描いたものや、建物等の図を切り抜きを仰伏
自在に貼り付けたものがある。しかし、この種の３次元
地図は建物等を正面等の代表的な角度から見た図を表し
ているだけで、見る方向が変わっても変化しないので立
体感がない。また、レンチキュラーレンズの様な特殊レ
ンズを利用して地図を立体的に見せようとする試みもあ
るが、装置が高価になるという問題があり、実用的な３
次元地図作成方法は未だ提案されていない。また、仮想
空間のように特殊な装置を両眼に装着して地図を立体視
することも可能であるが、特殊装置を装着しなければな
らないことから煩雑さが問題とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述のよ
うな背景の下になされたもので、特別な装置を必要とせ
ず、安価で、しかも操作も容易で立体的な感覚を観測者
に与える地図の作成方法を提供することを目的としてい
る。
うな背景の下になされたもので、特別な装置を必要とせ
ず、安価で、しかも操作も容易で立体的な感覚を観測者
に与える地図の作成方法を提供することを目的としてい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項１
記載の発明は、複数の空中撮影写真に基づいて３次元地
図を作成する方法において、前記地図作成方法は、前記
撮影写真から該３次元における建物等の点の３次元座標
を求める座標算出工程と、前記建物等の区分を定める区
分工程と、前記座標工程で求められた３次元座標と前記
区分工程で求められた区分から建物等をポリゴンで近似
するポリゴン化工程と、該ポリゴンに貼り付けるテキス
チャを選択する選択工程と、前記選択された写真のテキ
スチャを貼り付けるマッピング工程を含むことを特徴と
している。
に本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項１
記載の発明は、複数の空中撮影写真に基づいて３次元地
図を作成する方法において、前記地図作成方法は、前記
撮影写真から該３次元における建物等の点の３次元座標
を求める座標算出工程と、前記建物等の区分を定める区
分工程と、前記座標工程で求められた３次元座標と前記
区分工程で求められた区分から建物等をポリゴンで近似
するポリゴン化工程と、該ポリゴンに貼り付けるテキス
チャを選択する選択工程と、前記選択された写真のテキ
スチャを貼り付けるマッピング工程を含むことを特徴と
している。
【０００５】請求項２記載の発明は、請求項１に記載の
発明において、前記座標算出工程は、前記撮影写真のエ
ピ曲線を水平にするレクチフィーケション工程と、その
後に該撮影写真上の対応点を求める工程を含むことを特
徴としている。
発明において、前記座標算出工程は、前記撮影写真のエ
ピ曲線を水平にするレクチフィーケション工程と、その
後に該撮影写真上の対応点を求める工程を含むことを特
徴としている。
【０００６】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２に記載の発明において、前記区分工程はディジタル
地図を利用して行うことを特徴としている。
項２に記載の発明において、前記区分工程はディジタル
地図を利用して行うことを特徴としている。
【０００７】請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項
３に記載の発明において、前記区分工程で求めた建物等
の区分が凸形を形成しない場合は、複数個の凸形に分割
することを特徴としている。
３に記載の発明において、前記区分工程で求めた建物等
の区分が凸形を形成しない場合は、複数個の凸形に分割
することを特徴としている。
【０００８】請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項
４に記載の発明において、前記ポリゴン化工程は、前記
区分された建物等の地上枠を垂直に立上げて側壁を構成
し、前記座標算出工程で求めた座標群から建物高さを求
めて屋根を構成したことを特徴としている。
４に記載の発明において、前記ポリゴン化工程は、前記
区分された建物等の地上枠を垂直に立上げて側壁を構成
し、前記座標算出工程で求めた座標群から建物高さを求
めて屋根を構成したことを特徴としている。
【０００９】請求項６記載の発明は、請求項１〜請求項
５に記載の発明において、前記ポリゴン化工程は、建物
等の屋根を地上枠内の点群の座標高さを平均値とする平
屋根で近似したことを特徴としている。
５に記載の発明において、前記ポリゴン化工程は、建物
等の屋根を地上枠内の点群の座標高さを平均値とする平
屋根で近似したことを特徴としている。
【００１０】請求項７記載の発明は、請求項１〜請求項
５に記載の発明において、前記ポリゴン化工程は、建物
等の屋根を地上枠内の点群の座標高さを大きさの順に並
べ、その中央値を高さとする平屋根で近似したことを特
徴としている。
５に記載の発明において、前記ポリゴン化工程は、建物
等の屋根を地上枠内の点群の座標高さを大きさの順に並
べ、その中央値を高さとする平屋根で近似したことを特
徴としている。
【００１１】請求項８記載の発明は、請求項１〜請求項
７に記載の発明において、前記ポリゴン化工程は、建物
屋根に複数の所定の形状モデルを指定し、前記座標算出
工程で求めた座標群の高さデータをｘー平面及びｙー平
面に投射して、それらの投射された形状から前記所定の
形状モデルを選択してポリゴン化すること特徴としてい
る。
７に記載の発明において、前記ポリゴン化工程は、建物
屋根に複数の所定の形状モデルを指定し、前記座標算出
工程で求めた座標群の高さデータをｘー平面及びｙー平
面に投射して、それらの投射された形状から前記所定の
形状モデルを選択してポリゴン化すること特徴としてい
る。
【００１２】請求項９記載の発明は、請求項１〜請求項
８に記載の発明において、前記選択工程は、前記マッピ
ングを行う部分が前記撮影写真に現れているかどうかを
判断するために、該マッピングを行う部分に対応する３
次元ポリゴン部分の面に複数の点を配置し、該配置され
た点から出発してカメラのレンズ中心を通過する半直線
上に該３次元ポリゴン以外の他の３次元ポリゴンが存在
するか否かを判定する工程を含むことを特徴としてい
る。
８に記載の発明において、前記選択工程は、前記マッピ
ングを行う部分が前記撮影写真に現れているかどうかを
判断するために、該マッピングを行う部分に対応する３
次元ポリゴン部分の面に複数の点を配置し、該配置され
た点から出発してカメラのレンズ中心を通過する半直線
上に該３次元ポリゴン以外の他の３次元ポリゴンが存在
するか否かを判定する工程を含むことを特徴としてい
る。
【００１３】請求項１０記載の発明は、請求項１〜請求
項９に記載の発明において、前記選択工程は、前記ポリ
ゴンにマッピングを行う部分が前記撮影写真の複数枚に
現れている場合はそれらの内の何れか１枚を選択して、
マッピングを行うことを特徴としている。
項９に記載の発明において、前記選択工程は、前記ポリ
ゴンにマッピングを行う部分が前記撮影写真の複数枚に
現れている場合はそれらの内の何れか１枚を選択して、
マッピングを行うことを特徴としている。
【００１４】請求項１１記載の発明は、請求項１０に記
載の発明において、前記選択工程は、前記複数の撮影写
真の内で撮影画像が最大のものを選択することを特徴と
している。
載の発明において、前記選択工程は、前記複数の撮影写
真の内で撮影画像が最大のものを選択することを特徴と
している。
【００１５】請求項１２記載の発明は、請求項１〜請求
項１１に記載の発明において、前記選択工程は、前記空
中撮影写真以外のテキスチャを取り出すために撮影した
撮影写真を選択することを特徴としている。
項１１に記載の発明において、前記選択工程は、前記空
中撮影写真以外のテキスチャを取り出すために撮影した
撮影写真を選択することを特徴としている。
【００１６】請求項１３記載の発明は、請求項１〜請求
項１２に記載の発明において、前記マッピング工程は、
逆ワーピングによりテキスチャを貼り付けることを特徴
としている。
項１２に記載の発明において、前記マッピング工程は、
逆ワーピングによりテキスチャを貼り付けることを特徴
としている。
【００１７】
【発明の実施形態】図１は本発明の作成方法の工程を示
す。図２は本方法を実施する装置の概略図を示す。図３
は本発明の実施形態を説明するために建物配置を示す。
以下、図を参照して実施形態の発明を説明する。
す。図２は本方法を実施する装置の概略図を示す。図３
は本発明の実施形態を説明するために建物配置を示す。
以下、図を参照して実施形態の発明を説明する。
【００１８】図２において、本装置は２台のディジタル
カメラ１１、１２と、カメラ１１、１２からの撮影写真
のデータを取り込んで処理等の操作を行うコンピュータ
１３と、コンピュータ１３の結果を表示する表示器１４
と、コンピュータ１３にデータを入力するためのキーボ
ード１５及びマウス１６から構成されている。また、コ
ンピュータ１３は制御演算装置１８と、記憶装置１９
と、バスライン２０及び入出力用のインターフィース２
１から構成されている。
カメラ１１、１２と、カメラ１１、１２からの撮影写真
のデータを取り込んで処理等の操作を行うコンピュータ
１３と、コンピュータ１３の結果を表示する表示器１４
と、コンピュータ１３にデータを入力するためのキーボ
ード１５及びマウス１６から構成されている。また、コ
ンピュータ１３は制御演算装置１８と、記憶装置１９
と、バスライン２０及び入出力用のインターフィース２
１から構成されている。
【００１９】図１において、ステップＳ１はカメラ１
１、１２で道路や建物等を撮影する。撮影は航空写真の
ように空中から、異なる位置及び角度で撮影する。撮影
は少なくとも２枚以上の写真が必要であり、色々な角度
から取った写真の枚数が多いほど視点が変化する場合の
建物のテキスチャの変化を表現できるが、処理時間が長
くなる欠点が生じる。以下、２枚の写真を撮影した場合
について説明する。図３は建物等が配置された３次元空
間の対象２５をカメラ１１、１２で撮影する状況を示し
ている。カメラ１１は左側から撮影し、カメラ１２は右
側から撮影している。写真１１ａ、１２ａは実際に撮影
される写真である。カメラ２６は任意の方向、位置から
見た写真を撮るカメラで、実際には撮影しない。写真２
６ａは計算機によって作成される写真で、見る角度によ
り異なる写真となる。人物３１が動くことによって生じ
る建物の風景が写真２６ａによって代表されている。
１、１２で道路や建物等を撮影する。撮影は航空写真の
ように空中から、異なる位置及び角度で撮影する。撮影
は少なくとも２枚以上の写真が必要であり、色々な角度
から取った写真の枚数が多いほど視点が変化する場合の
建物のテキスチャの変化を表現できるが、処理時間が長
くなる欠点が生じる。以下、２枚の写真を撮影した場合
について説明する。図３は建物等が配置された３次元空
間の対象２５をカメラ１１、１２で撮影する状況を示し
ている。カメラ１１は左側から撮影し、カメラ１２は右
側から撮影している。写真１１ａ、１２ａは実際に撮影
される写真である。カメラ２６は任意の方向、位置から
見た写真を撮るカメラで、実際には撮影しない。写真２
６ａは計算機によって作成される写真で、見る角度によ
り異なる写真となる。人物３１が動くことによって生じ
る建物の風景が写真２６ａによって代表されている。
【００２０】ステップＳ２はカメラ１１、１２のカメラ
パラメータをキャリブレート（校正）するステップであ
る。カメラパラメータはカメラの位置、姿勢、画角等の
カメラに関するデータを全て含んでおり、（３×４）行
列で表され、１２個の未知パラメータを含んでいる。カ
メラパラメータが求められると、三次元空間の建物等の
物体から撮影写真１１ａ、１２ａへの射影変換行列が分
かる。カメラパラメータはカメラの幾何光学的性質を実
際に計測によって求めることも可能であるが、３次元空
間内の座標が既知である複数の点を３次元計測すること
によって逆にパラメータを校正する方法が実用的であ
る。
パラメータをキャリブレート（校正）するステップであ
る。カメラパラメータはカメラの位置、姿勢、画角等の
カメラに関するデータを全て含んでおり、（３×４）行
列で表され、１２個の未知パラメータを含んでいる。カ
メラパラメータが求められると、三次元空間の建物等の
物体から撮影写真１１ａ、１２ａへの射影変換行列が分
かる。カメラパラメータはカメラの幾何光学的性質を実
際に計測によって求めることも可能であるが、３次元空
間内の座標が既知である複数の点を３次元計測すること
によって逆にパラメータを校正する方法が実用的であ
る。
【００２１】キャリブレーション方法は従来からも知ら
れており、ここでは従来からの公知のキャリブレーショ
ン技術を使用する。即ち、３次元座標座標が既知の点を
少なくとも６個を配置した基準物体又は建物等の３次元
空間をカメラ１１、１２で撮影し、撮影写真上の対応す
る点の座標を求め、それらの座標から計算によってカメ
ラパラメータを求める。なお、この点は１０〜２０個あ
るのが好ましく、この場合には誤差の２乗和を最小にす
るように求める。これによって、カメラを通してみた３
次元空間の建物等の点と撮影写真上の点が対応付けられ
る。
れており、ここでは従来からの公知のキャリブレーショ
ン技術を使用する。即ち、３次元座標座標が既知の点を
少なくとも６個を配置した基準物体又は建物等の３次元
空間をカメラ１１、１２で撮影し、撮影写真上の対応す
る点の座標を求め、それらの座標から計算によってカメ
ラパラメータを求める。なお、この点は１０〜２０個あ
るのが好ましく、この場合には誤差の２乗和を最小にす
るように求める。これによって、カメラを通してみた３
次元空間の建物等の点と撮影写真上の点が対応付けられ
る。
【００２２】図４はカメラ１１、１２で撮影された写真
の例である。（Ａ）は左側から見たカメラ１１による撮
影写真１１ａで、（Ｂ）は右側から見たカメラ１２によ
る撮影写真１２ａである。これらの撮影写真１１ａ、１
２ａのディジタルデータは計算機１３の記憶装置１９に
保存される。なお、撮影写真１１ａ、１２ａにはビル２
７、２８、２９とドーム３０が撮影されている。
の例である。（Ａ）は左側から見たカメラ１１による撮
影写真１１ａで、（Ｂ）は右側から見たカメラ１２によ
る撮影写真１２ａである。これらの撮影写真１１ａ、１
２ａのディジタルデータは計算機１３の記憶装置１９に
保存される。なお、撮影写真１１ａ、１２ａにはビル２
７、２８、２９とドーム３０が撮影されている。
【００２３】ステップＳ３は撮影写真１１ａと撮影写真
１２ａの対応点、即ち、３次元空間の建物等（又は基準
物体）の同一の点を表している写真の点の２次元座標を
求める。対応点を求める方式としては相関法を利用し
て、自動的に検出する。航空写真のように撮影するとき
の角度が大きいときは相関法を利用する方法が適してい
る。対応点を求める際には、その前にレクチフィケーシ
ョンという操作を行う。この操作は、エピ曲線が水平に
なるように画像を変換する操作であり、従来から知られ
ている技術である。詳細な説明は省略する。これにより
相関を求める点を水平方向に探索すればよく、探索操作
が簡単になる。なお、エピ極線とは一方の撮影写真の点
に対応する他の撮影写真の点を通る直線をいう。
１２ａの対応点、即ち、３次元空間の建物等（又は基準
物体）の同一の点を表している写真の点の２次元座標を
求める。対応点を求める方式としては相関法を利用し
て、自動的に検出する。航空写真のように撮影するとき
の角度が大きいときは相関法を利用する方法が適してい
る。対応点を求める際には、その前にレクチフィケーシ
ョンという操作を行う。この操作は、エピ曲線が水平に
なるように画像を変換する操作であり、従来から知られ
ている技術である。詳細な説明は省略する。これにより
相関を求める点を水平方向に探索すればよく、探索操作
が簡単になる。なお、エピ極線とは一方の撮影写真の点
に対応する他の撮影写真の点を通る直線をいう。
【００２４】相関法は従来から知られている技術であ
り、各撮影写真に小さなウィンドウを設定し、一方のウ
ィンドウを固定し、他方のウィンドウを移動させながら
ウィンドウ同志の相関を求め、相関の測度が最小になる
位置を求め、対応点として定める。このための演算は制
御演算装置１８によって実行される。結果は記憶装置１
９に記録される。
り、各撮影写真に小さなウィンドウを設定し、一方のウ
ィンドウを固定し、他方のウィンドウを移動させながら
ウィンドウ同志の相関を求め、相関の測度が最小になる
位置を求め、対応点として定める。このための演算は制
御演算装置１８によって実行される。結果は記憶装置１
９に記録される。
【００２５】ステップＳ４は２枚の撮影写真の対応点の
座標（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）（何れも図示省
略）から３次元空間の対応点の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）（図
示省略）を求める。これにより建物等の地面上の座標点
と高さが求められる。３次元空間の対応点を求める方法
としては、例えば、２個の射影変換行列と撮影写真の対
応する点の座標を利用して演算により求めることができ
る。これにより、建物の見える点の位置及び高さデータ
が求められる。ステップＳ５では、図５に示すように、
所定値以上の高さデータ（ｚ座標）の点群の配置図を求
める。以下、この点の集合を３次元座標群と呼び、ＣＯ
Ｐ（点集合の雲）と表すことにする。
座標（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）（何れも図示省
略）から３次元空間の対応点の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）（図
示省略）を求める。これにより建物等の地面上の座標点
と高さが求められる。３次元空間の対応点を求める方法
としては、例えば、２個の射影変換行列と撮影写真の対
応する点の座標を利用して演算により求めることができ
る。これにより、建物の見える点の位置及び高さデータ
が求められる。ステップＳ５では、図５に示すように、
所定値以上の高さデータ（ｚ座標）の点群の配置図を求
める。以下、この点の集合を３次元座標群と呼び、ＣＯ
Ｐ（点集合の雲）と表すことにする。
【００２６】ステップＳ６ではディジタル地図を使っ
て、建物のセグメンテーション（区分け）を行う。ディ
ジタル地図には個々の建物毎に建物の地面上の角点のデ
ータ、即ち、角点の座標（ｘ、ｙ、０）が与えられてい
る。このデータに基づいて、各建物の区分けを行う。こ
の区分けは角点の座標（ｘ、ｙ、０）を表示器１４に表
示させながらマウス１６によってオペレータが行っても
よいし、制御演算部１８に自動区分けプログラムを組み
込んで自動的に行わせてもよい。この区分けされた建物
の境界は、建物が垂直に建っているときは、図５に示す
ＣＯＰの境界と一致するはずである。
て、建物のセグメンテーション（区分け）を行う。ディ
ジタル地図には個々の建物毎に建物の地面上の角点のデ
ータ、即ち、角点の座標（ｘ、ｙ、０）が与えられてい
る。このデータに基づいて、各建物の区分けを行う。こ
の区分けは角点の座標（ｘ、ｙ、０）を表示器１４に表
示させながらマウス１６によってオペレータが行っても
よいし、制御演算部１８に自動区分けプログラムを組み
込んで自動的に行わせてもよい。この区分けされた建物
の境界は、建物が垂直に建っているときは、図５に示す
ＣＯＰの境界と一致するはずである。
【００２７】ステップＳ６では各建物をポリゴン化す
る。即ち、建物２７、２８、３０に関しては建物の地上
の境界線を垂直方向に立ち上げて側壁を構成させ、建物
の高さはＣＯＰを利用して決定する。また、建物２９の
ように平面が凸形でないものは適宜分割して、例えば図
３の点線のように分割して２個の凸形にする。次に、建
物の高さをＣＯＰを利用して決定する方法について述べ
る。建物の屋根は水平面に平行な平屋根とみなし、ＣＯ
Ｐで表現されている各建物の区画について高さデータの
平均値を求める。ＣＯＰから平均高さを求める際には著
しく離れた高さデータはノイズとして除外する。また
は、この代わりにメジアンフィルタを使用してもよい。
メジアンフィルタはデータを大きさ順に並べて中央の値
を採用して建物高さとする。この方法を使用すればノイ
ズの除去という操作が省け、処理が簡単になる。
る。即ち、建物２７、２８、３０に関しては建物の地上
の境界線を垂直方向に立ち上げて側壁を構成させ、建物
の高さはＣＯＰを利用して決定する。また、建物２９の
ように平面が凸形でないものは適宜分割して、例えば図
３の点線のように分割して２個の凸形にする。次に、建
物の高さをＣＯＰを利用して決定する方法について述べ
る。建物の屋根は水平面に平行な平屋根とみなし、ＣＯ
Ｐで表現されている各建物の区画について高さデータの
平均値を求める。ＣＯＰから平均高さを求める際には著
しく離れた高さデータはノイズとして除外する。また
は、この代わりにメジアンフィルタを使用してもよい。
メジアンフィルタはデータを大きさ順に並べて中央の値
を採用して建物高さとする。この方法を使用すればノイ
ズの除去という操作が省け、処理が簡単になる。
【００２８】上記のようにして得られたデータから各建
物を図６に示すような３次元ポリゴンとして表示する。
図６は３次元空間における建物等の３次元モデルを表し
ており、窓等を表すテキスチャは貼られていない。な
お、建物２９はポリゴン３４、３５に分割され、建物３
０は扁平の屋根を持つポリゴン３６で表現されている。
屋根の表示手段として、ドームのような半球、傾斜した
屋根、中央に稜線を持つ屋根等種々の変形屋根を表現す
る場合は、それらを予めモデルとして定めておき、ＣＯ
Ｐデータを分析してクラス分けして変形屋根を表現する
ようにしてもよい。例えば、ＣＯＰデータをｘ平面、ｙ
平面に投射して、それらの投射された形状から判別する
ことも可能である。
物を図６に示すような３次元ポリゴンとして表示する。
図６は３次元空間における建物等の３次元モデルを表し
ており、窓等を表すテキスチャは貼られていない。な
お、建物２９はポリゴン３４、３５に分割され、建物３
０は扁平の屋根を持つポリゴン３６で表現されている。
屋根の表示手段として、ドームのような半球、傾斜した
屋根、中央に稜線を持つ屋根等種々の変形屋根を表現す
る場合は、それらを予めモデルとして定めておき、ＣＯ
Ｐデータを分析してクラス分けして変形屋根を表現する
ようにしてもよい。例えば、ＣＯＰデータをｘ平面、ｙ
平面に投射して、それらの投射された形状から判別する
ことも可能である。
【００２９】ステップＳ８は、図３のカメラ２６で上記
建物の代わりに３次元ポリゴンモデルを撮影した写真
（以下、モデル写真という。）を計算機１３で作り出
す。図７の写真４０はモデル写真の一部を示す。モデル
写真を作るためには、図３のカメラ２６のカメラパラメ
ータはカメラ１１又はカメラ１２のカメラパラメータを
示す行列に所定の行列を作用させることにより求めるこ
とができる。例えば、カメラ２６が回転している場合は
回転行列を乗算し、平行移動する場合はその平行移動に
対する行列を乗算することによって得られる。得られた
行列を３次元モデルの角点等の座標に作用させればモデ
ル写真の座標が得られ、これを結ぶことによりモデル写
真４０が得られる。また、建物等が重なって見えない部
分は陰線消去の手法（公知の手法）により消去する。な
お、カメラ２６の回転、移動はマウス１６を上下左右の
移動に対応させておくと地図の変化が表示器１４上で見
られ、便利である。
建物の代わりに３次元ポリゴンモデルを撮影した写真
（以下、モデル写真という。）を計算機１３で作り出
す。図７の写真４０はモデル写真の一部を示す。モデル
写真を作るためには、図３のカメラ２６のカメラパラメ
ータはカメラ１１又はカメラ１２のカメラパラメータを
示す行列に所定の行列を作用させることにより求めるこ
とができる。例えば、カメラ２６が回転している場合は
回転行列を乗算し、平行移動する場合はその平行移動に
対する行列を乗算することによって得られる。得られた
行列を３次元モデルの角点等の座標に作用させればモデ
ル写真の座標が得られ、これを結ぶことによりモデル写
真４０が得られる。また、建物等が重なって見えない部
分は陰線消去の手法（公知の手法）により消去する。な
お、カメラ２６の回転、移動はマウス１６を上下左右の
移動に対応させておくと地図の変化が表示器１４上で見
られ、便利である。
【００３０】ステップＳ９では、モデル写真４０の各部
分に貼り付けるテキスチャを選択する。この選択工程で
は、撮影写真１１ａ又は１２ａの中から選択する場合の
他にテキスチャを取り出すために（例えば地上から）撮
影したより鮮明な写真を選択する場合もある。前者の場
合、テキスチャを貼り付ける部分に対応した部分が撮影
写真１１ａ又は１２ａ或いは双方に存在するかどうかを
調べる。調べる方法としては、テキスチャを貼り付ける
モデル写真のポリゴン面に相当する３次元ポリゴンの面
に複数の点をランダムに指定し、指定された全ての点と
カメラ１１及びカメラ１２のレンズ中心とを結ぶ半直線
（指定された点からレンズ中心に向かう半直線）上に他
の３次元ポリゴンが存在しているかどうかを制御演算装
置１８で計算してチェックする。
分に貼り付けるテキスチャを選択する。この選択工程で
は、撮影写真１１ａ又は１２ａの中から選択する場合の
他にテキスチャを取り出すために（例えば地上から）撮
影したより鮮明な写真を選択する場合もある。前者の場
合、テキスチャを貼り付ける部分に対応した部分が撮影
写真１１ａ又は１２ａ或いは双方に存在するかどうかを
調べる。調べる方法としては、テキスチャを貼り付ける
モデル写真のポリゴン面に相当する３次元ポリゴンの面
に複数の点をランダムに指定し、指定された全ての点と
カメラ１１及びカメラ１２のレンズ中心とを結ぶ半直線
（指定された点からレンズ中心に向かう半直線）上に他
の３次元ポリゴンが存在しているかどうかを制御演算装
置１８で計算してチェックする。
【００３１】両方とも存在している場合はテキスチャを
張り付けようとしている３次元ポリゴン面は他の３次元
ポリゴンの陰に隠れており、撮影写真１１ａ及び１２ａ
のテキスチャをワーピングすることはできない。この場
合はマッピングをしない旨の選択を行う。一方のカメラ
レンズ中心を通る半直線上には他のポリゴンが存在する
が、他方のカメラレンズの中心を通る半直線上に他のポ
リゴンが存在しないときは、他方のカメラによる撮影写
真からテキスチャを抜き出してワーピングする。両方の
カメラレンズ中心を通る半直線上に他のポリゴンが存在
しない場合は一方の撮影写真からテキスチャを抜き出し
てワーピングを行う。例えば、その壁面等の面積が大き
い方を選択する。これにより、通常は、より詳細なテキ
スチャが得られる。
張り付けようとしている３次元ポリゴン面は他の３次元
ポリゴンの陰に隠れており、撮影写真１１ａ及び１２ａ
のテキスチャをワーピングすることはできない。この場
合はマッピングをしない旨の選択を行う。一方のカメラ
レンズ中心を通る半直線上には他のポリゴンが存在する
が、他方のカメラレンズの中心を通る半直線上に他のポ
リゴンが存在しないときは、他方のカメラによる撮影写
真からテキスチャを抜き出してワーピングする。両方の
カメラレンズ中心を通る半直線上に他のポリゴンが存在
しない場合は一方の撮影写真からテキスチャを抜き出し
てワーピングを行う。例えば、その壁面等の面積が大き
い方を選択する。これにより、通常は、より詳細なテキ
スチャが得られる。
【００３２】また、航空写真等からテキスチャをワーピ
ングせずに、地上から撮影した建物等の写真を利用する
こともできる。地上から撮影した写真を利用することに
より、より鮮明な写真をマッピングすることも可能にな
る。また、前記の航空撮影写真１１ａ又は１２ａに現れ
ていない部分についてもテキスチャを貼り付けることも
可能である。
ングせずに、地上から撮影した建物等の写真を利用する
こともできる。地上から撮影した写真を利用することに
より、より鮮明な写真をマッピングすることも可能にな
る。また、前記の航空撮影写真１１ａ又は１２ａに現れ
ていない部分についてもテキスチャを貼り付けることも
可能である。
【００３３】以下、図７に示すモデル写真４０のポリゴ
ン３２を構成する４辺形４２（Ｐ１〜Ｐ４）にテキスチ
ャを貼り付けるマッピング手順について説明する。ま
ず、テキスチャを貼り付ける面からテキスチャを取り出
す撮影写真（例えば、写真１１ａ）への射影変換行列φ
を求める。射影変換行列φを求める方式には、基準とす
る射影変換行列に回転、平行移動等の行列を掛けて求め
ることもできる。また、アファイン変換又はホモグラフ
ィック変換を利用する方式も公知である。この公知の方
式を利用すれば、地上等から撮影した写真からテキスチ
ャを取り出すこともできる。
ン３２を構成する４辺形４２（Ｐ１〜Ｐ４）にテキスチ
ャを貼り付けるマッピング手順について説明する。ま
ず、テキスチャを貼り付ける面からテキスチャを取り出
す撮影写真（例えば、写真１１ａ）への射影変換行列φ
を求める。射影変換行列φを求める方式には、基準とす
る射影変換行列に回転、平行移動等の行列を掛けて求め
ることもできる。また、アファイン変換又はホモグラフ
ィック変換を利用する方式も公知である。この公知の方
式を利用すれば、地上等から撮影した写真からテキスチ
ャを取り出すこともできる。
【００３４】求めた射影変換行列φを利用して逆ワーピ
ングを行う。即ち、ポリゴン３２の正面の４辺形４２
（角点Ｐ１〜Ｐ４）の内部及び縁の各点の座標（ｘ、
ｙ）に対して射影変換行列φを掛けて対応する点を（例
えば写真１１ａ上に）求める。求めた点の写真１１ａ上
の画素データを記憶装置１９から読み出して４辺形４２
の画素データとして与える。以上の手続きをモデル写真
４０の全ての図形に対して行う。これによって、モデル
写真４０にテキスチャが貼り付けられる。ステップ１１
では、視点位置、角度が変化したかどうかを検出する。
実際には、マウス１６の位置が移動したかどうかを検出
し、移動している場合はステップ８〜ステップ１０の手
順を繰り返す。
ングを行う。即ち、ポリゴン３２の正面の４辺形４２
（角点Ｐ１〜Ｐ４）の内部及び縁の各点の座標（ｘ、
ｙ）に対して射影変換行列φを掛けて対応する点を（例
えば写真１１ａ上に）求める。求めた点の写真１１ａ上
の画素データを記憶装置１９から読み出して４辺形４２
の画素データとして与える。以上の手続きをモデル写真
４０の全ての図形に対して行う。これによって、モデル
写真４０にテキスチャが貼り付けられる。ステップ１１
では、視点位置、角度が変化したかどうかを検出する。
実際には、マウス１６の位置が移動したかどうかを検出
し、移動している場合はステップ８〜ステップ１０の手
順を繰り返す。
【００３５】以上に述べたように、本実施形態の方法で
作成される３次元地図は建物等の写真が見る方向が変化
するにつれて変化するので、あたかも３次元的な写真を
見ているような感覚を観測者に与えるという効果があ
る。また、本方法を実施するために複雑な装置を必要と
しないので安価な３次元地図が作成できるという効果が
あり、実用的な手段であるといえる。更に、本方法によ
る３次元地図は一度作成してしまえば再生は簡単であ
り、かつ、再生する手段を大量に生産又はコピーするこ
とができるという効果がある。
作成される３次元地図は建物等の写真が見る方向が変化
するにつれて変化するので、あたかも３次元的な写真を
見ているような感覚を観測者に与えるという効果があ
る。また、本方法を実施するために複雑な装置を必要と
しないので安価な３次元地図が作成できるという効果が
あり、実用的な手段であるといえる。更に、本方法によ
る３次元地図は一度作成してしまえば再生は簡単であ
り、かつ、再生する手段を大量に生産又はコピーするこ
とができるという効果がある。
【００３６】以上、この発明の実施形態、実施例を図面
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例え
ば、ステップ１の航空写真の撮影とステップ２のキャリ
ブレーションの順序を変更してもよいし、また同時に行
ってもよい。また、本実施例で述べた全てのステップを
そのまま実行する必要もなく一部は省略、又は別の方法
に変更してもよい。
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例え
ば、ステップ１の航空写真の撮影とステップ２のキャリ
ブレーションの順序を変更してもよいし、また同時に行
ってもよい。また、本実施例で述べた全てのステップを
そのまま実行する必要もなく一部は省略、又は別の方法
に変更してもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、本方法で作成される３次元地図は建物等の写真
が見る方向が変化するにつれて変化するので、あたかも
３次元的な写真を見ているような感覚を観測者に与える
という効果がある。また、本方法を実施するために複雑
な装置を必要としないので安価な３次元地図が作成でき
るという効果があり、実用的な手段である。
よれば、本方法で作成される３次元地図は建物等の写真
が見る方向が変化するにつれて変化するので、あたかも
３次元的な写真を見ているような感覚を観測者に与える
という効果がある。また、本方法を実施するために複雑
な装置を必要としないので安価な３次元地図が作成でき
るという効果があり、実用的な手段である。
【図１】 本発明の実施形態の手順を示すフローチャー
トである。
トである。
【図２】 本発明の方法を実施するための装置の構成例
を示す。
を示す。
【図３】 本実施形態の建物及びカメラの配置構成を示
す。
す。
【図４】 本実施形態のカメラによる写真例を示す。
【図５】 本実施形態におけるＣＯＰの例を示す。
【図６】 本実施形態におけるポリゴン化された建物を
示す。
示す。
【図７】 写真のテキスチャを選択、貼り付ける手順を
示す。
示す。
１１、１２ カメラ １３ 計算機 １４ 表示器 １５、１６ 入力操作手段 １８ 制御演算装置 １９ 記憶メモリ ２７〜３０ 建物 ３２〜３６ ポリゴン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オリビエ デラハヤ 東京都渋谷区広尾５−19−９広尾ＯＮビル 株式会社ゲン・テック内 (72)発明者 市橋 敬男 東京都渋谷区広尾５−19−９広尾ＯＮビル 株式会社ゲン・テック内 (72)発明者 鈴木 一史 東京都渋谷区広尾５−19−９広尾ＯＮビル 株式会社ゲン・テック内 Ｆターム(参考） 2C032 HB03 HB11 HB22 HC23 5B050 BA02 BA07 BA09 BA17 EA19 EA22 EA28 FA02 9A001 DD15 HH29 JJ11 JJ31
Claims (13)
- 【請求項１】 複数の空中撮影写真に基づいて３次元地
図を作成する方法において、前記地図作成方法は、前記
撮影写真から該３次元における建物等の点の３次元座標
を求める座標算出工程と、前記建物等の区分を定める区
分工程と、前記座標算出工程で求められた３次元座標と
前記区分工程で求められた区分から建物等をポリゴンで
近似するポリゴン化工程と、該ポリゴンに貼り付けるテ
キスチャを選択する選択工程と、前記選択された写真の
テキスチャを貼り付けるマッピング工程を含むことを特
徴とする３次元地図作成方法。 - 【請求項２】 前記座標算出工程は、前記撮影写真のエ
ピ曲線を水平にするレクチフィーケション工程と、その
後に該撮影写真上の対応点を求める工程を含むことを特
徴とする請求項１に記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項３】 前記区分工程はディジタル地図を利用し
て行うことを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１
に記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項４】 前記区分工程で求めた建物等の区分が凸
形を形成しない場合は、複数個の凸形に分割することを
特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１に記載の３次
元地図作成方法。 - 【請求項５】 前記ポリゴン化工程は、前記区分された
建物等の地上枠を垂直に立上げて側壁を構成し、前記座
標算出工程で求めた座標群から建物高さを求めて屋根を
構成したことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか
１に記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項６】 前記ポリゴン化工程は、建物等の屋根を
地上枠内の点群の座標高さを平均値とする平屋根で近似
したことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１に
記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項７】 前記ポリゴン化工程は、建物等の屋根を
地上枠内の点群の座標高さを大きさの順に並べ、その中
央値を高さとする平屋根で近似したことを特徴とする請
求項１〜請求項５の何れか１に記載の３次元地図作成方
法。 - 【請求項８】 前記ポリゴン化工程は、建物屋根に複数
の所定の形状モデルを指定し、前記座標算出工程で求め
た座標群の高さデータをｘー平面及びｙー平面に投射し
て、それらの投射された形状から前記所定の形状モデル
を選択してポリゴン化すること特徴とする請求項１〜請
求項６の何れか１に記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項９】 前記選択工程は、前記マッピングを行う
部分が前記撮影写真に現れているかどうかを判断するた
めに、該マッピングを行う部分に対応する３次元ポリゴ
ン部分の面に複数の点を配置し、該配置された点から出
発してカメラのレンズ中心を通過する半直線上に該３次
元ポリゴン以外の他の３次元ポリゴンが存在するか否か
を判定する工程を含むことを特徴とする請求項１〜請求
項７の何れか１に記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項１０】 前記選択工程は、前記ポリゴンにマッ
ピングを行う部分が前記撮影写真の複数枚に現れている
場合はそれらの内の何れか１枚を選択して、マッピング
を行うことを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１
に記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項１１】 前記選択工程は、前記複数の撮影写真
の内で撮影画像が最大のものを選択することを特徴とす
る請求項９に記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項１２】 前記選択工程は、前記空中撮影写真以
外のテキスチャを取り出すために撮影した撮影写真を選
択することを特徴とする請求項１〜請求項１０の何れか
１に記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項１３】 前記マッピング工程は、逆ワーピング
によりテキスチャを貼り付けることを特徴とする請求項
１〜請求項１１の何れか１に記載の３次元地図作成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14014399A JP2000329552A (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | ３次元地図作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14014399A JP2000329552A (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | ３次元地図作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000329552A true JP2000329552A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15261882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14014399A Pending JP2000329552A (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | ３次元地図作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000329552A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002197009A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Nec Corp | 情報提供サーバ、クライアント、情報提供システムの処理方法、プログラムを記録した記録媒体、広告提供方法 |
| JP2005521123A (ja) * | 2001-10-22 | 2005-07-14 | ライカ ミクロジュステムス ヴェツラー ゲーエムベーハー | 光学顕微鏡検出３次元画像の生成方法及び生成装置 |
| US7149346B2 (en) | 2001-11-02 | 2006-12-12 | Nec Toshiba Space Systems, Ltd. | Three-dimensional database generating system and method for generating three-dimensional database |
| WO2008062819A1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Nec Corporation | Three-dimensional map data generating system, three-dimensional map data generating method and three-dimensional data generating program |
| JP2009271895A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | Kokusai Kogyo Co Ltd | 独立偏位修正画像セットおよび方法 |
| CN103438864A (zh) * | 2013-08-07 | 2013-12-11 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 工程边坡实时数字地质编录系统 |
| JP2014106118A (ja) * | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Kokusai Kogyo Co Ltd | 数値表層モデル作成方法、及び数値表層モデル作成装置 |
| JP2014185947A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Geo Technical Laboratory Co Ltd | ３次元復元のための画像撮影方法 |
| CN109727255A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-05-07 | 广东中达规谷地信科技有限公司 | 一种建筑物三维模型分割方法 |
-
1999
- 1999-05-20 JP JP14014399A patent/JP2000329552A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002197009A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Nec Corp | 情報提供サーバ、クライアント、情報提供システムの処理方法、プログラムを記録した記録媒体、広告提供方法 |
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| JPWO2008062819A1 (ja) * | 2006-11-21 | 2010-03-04 | 日本電気株式会社 | ３次元地図データ生成システム、３次元地図データ生成方法及び３次元地図データ生成用プログラム |
| US8339393B2 (en) | 2006-11-21 | 2012-12-25 | Nec Corporation | Three-dimensional map data generating system, three-dimensional map data generating method and three-dimensional map data generating program |
| JP2009271895A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | Kokusai Kogyo Co Ltd | 独立偏位修正画像セットおよび方法 |
| JP2014106118A (ja) * | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Kokusai Kogyo Co Ltd | 数値表層モデル作成方法、及び数値表層モデル作成装置 |
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| CN109727255A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-05-07 | 广东中达规谷地信科技有限公司 | 一种建筑物三维模型分割方法 |
| CN109727255B (zh) * | 2018-11-29 | 2022-11-18 | 广东中达规谷地信科技有限公司 | 一种建筑物三维模型分割方法 |
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