JPH11148822A - 写真測量用カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各撮影位置でその三次元相対位置を検出し得
る相対的位置検出システムを装備した写真測量用カメラ
を提供する。 【解決手段】 写真測量用カメラは異なった撮影位置間
での相対的な位置関係を三次元的に検出する相対的位置
検出システム（６４、６６、６８、７０、７２、７４）
を備える。相対的位置検出システムがχ−ψ−ω三次元
直交座標系と関連させられ、このχ−ψ−ω三次元直交
座標系の座標原点が写真測量用カメラに対して適当な位
置に設定され、異なった撮影位置間での相対的な位置関
係がχ−ψ−ω三次元直交座標系に対して検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は２つの異なった撮影
位置で得られた撮影画像に基づいて測量図を作成する写
真測量に用いられる写真測量用カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述したような写真測量用カメラ
は例えば交通事故現場での測量図を作成するために使用
され、このとき交通事故現場は少なくとも２つの異なっ
た撮影位置で撮影される。各撮影位置で得られた撮影画
像には二次元直交座標系が設定され、該撮影画像に記録
された撮影対象物の所定の物点が二次元直交座標系によ
って特定される。次いで、二組の二次元直交座標系に基
づいて三次元直交座標系が設定され、この三次元直交座
標系によって撮影対象物が三次元座標が特定される。か
くして、撮影対象物を三次元座標系によって決定される
３つの平面のいずれかに投影することにより、交通次元
現場での測量図が得られる。

【０００３】このような写真測量で撮影対象物の寸法が
正確に得られるためには、基準尺が必要とされ、この基
準尺は撮影対象物と共に各撮影画像に記録されなければ
ならない。また、撮影対象物が投影されるべき基準平面
についても各撮影画像中に規定されていなければならな
い。通常、このような基準尺及び基準平面を得るため
に、撮影現場には３つの円錐形状マーカが３ヵ所に設置
され、それら３つの円錐形状マーカのうちの２つの先端
間の距離が例えば巻尺で実測され、その距離が基準尺と
される。また、３つの円錐形状マーカの先端で決定され
る平面が基準平面とされる。要するに、３つの円錐形状
マーカが撮影対象物と共に撮影され、これにより測量図
の作成が可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな三次元直交座標系で撮影対象物の三次元座標を特定
するためには、２箇所の撮影位置での相対的な位置関係
が三次元直交座標系によって明らかにされなければなら
ないが、しかしそのような相対的な位置関係を撮影現場
で実際に得ることは非常に面倒で現実的ではない。そこ
で、従来では、コンピュータを用いて近似計算を繰り返
すことにより、２箇所の撮影位置での相対的な位置関係
を求める手法が採られるが、しかしそのような近似計算
の繰返しには時間が掛かることが問題となる。

【０００５】従って、本発明の目的は、各撮影位置でそ
の三次元相対位置を検出し得る相対的位置検出システム
を装備した写真測量用カメラを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による写真測量用
カメラは異なった撮影位置間での相対的な位置関係を三
次元的に検出する相対的位置検出システムを備える。好
ましくは、相対的位置検出システムは三次元直交座標系
と関連させられ、この三次元直交座標系の座標原点は写
真測量用カメラに対して適当な位置に設定され、異なっ
た撮影位置間での相対的な位置関係が三次元直交座標系
に対して検出される。また、好ましくは、三次元直交座
標系の座標原点については写真測量用カメラの後側主点
位置に設定される。

【０００７】三次元直交座標系については地球に対して
鉛直に延在する第１の軸線と、該三次元直交座標系の座
標原点から水平にしかも互いに延在する第２及び第３の
軸線とから成ることが好ましい。相対的位置検出システ
ムは三次元直交座標系の第１、第２及び第３の軸線の回
りで写真測量用カメラの回転移動量データをそれぞれ検
出する回転移動量検出センサと、三次元直交座標系の第
１、第２及び第３の軸線に沿って写真測量用カメラの加
速度データをそれぞれ検出する加速度検出センサとを包
含し得る。この場合、好ましくは、三次元直交座標系の
第１の軸線の回りでの写真測量用カメラの回転移動量を
検出する回転移動量検出センサは磁気方位センサとして
構成される。

【０００８】相対的位置検出システムは異なった撮影位
置で回転移動量検出センサによって検出された回転移動
量データに基づいて該異なった撮影位置に対して写真測
量用カメラの相対的三次元角度データを演算する第１の
演算手段と、異なった撮影位置で加速度検出センサによ
って検出された加速度データに基づいて該異なった撮影
位置に対して写真測量用カメラの並進移動量データを演
算する第２の演算手段とを包含し得る。また、相対的位
置検出システムは第２の演算手段によって演算された並
進移動量データに基づいて異なった撮影位置に対して相
対的三次元位置データを演算する第３の演算手段を包含
し得る。本発明による写真測量用カメラにおいては、更
に、異なった撮影位置の各々で得られた画像データを相
対的三次元角度データ及び相対的三次元位置データと共
に格納する着脱自在の記憶媒体が設けられ得る。

【０００９】また、異なった撮影位置での撮影が連続的
に行われる場合、相対的位置検出システムは、更にま
た、該異なった撮影位置で得られた２つの連続した相対
的三次元角度データから角度差分データを演算する第４
の演算手段と、異なった撮影位置で得られた２つの連続
した相対的三次元位置データから位置差分データを演算
する第５の演算手段とを包含してもよい。この場合に
は、着脱自在の記憶媒体には異なった撮影位置の各々で
得られた画像データが角度差分データ及び位置差分デー
タと共に格納される。

【００１０】本発明の別の局面によれば、写真測量用カ
メラによって撮影された画像データ格納した記憶媒体で
あって、該写真測量用カメラの撮影位置を特定する相対
的三次元角度データ及び相対的三次元位置データを画像
データと共に格納することを特徴とする記憶媒体が提供
される。好ましくは、相対的三次元角度データ及び相対
的三次元位置データは写真測量用カメラに対して規定さ
れた三次元直交座標系に関連して特定される。

【００１１】三次元直交座標系の座標原点は写真測量用
カメラに対して適当な位置に設定され得るが、好ましく
は、その位置は写真測量用カメラの後側主点位置とされ
る。一層好ましくは、三次元直交座標系は地球に対して
鉛直に延在する第１の軸線と、該三次元直交座標系の座
標原点から水平にしかも互いに延在する第２及び第３の
軸線とから成る。

【００１２】記憶媒体には、更に、写真測量用カメラに
よって異なった撮影位置で得られた２つの連続した相対
的三次元角度データに基づく角度差分データと、該２つ
の連続した相対的三次元位置データに基づく位置差分デ
ータとが格納され得る。

【００１３】本発明の更に別の局面によれば、写真測量
用カメラによって撮影された画像データ格納した記憶媒
体であって、写真測量用カメラによって異なった撮影位
置で得られた２つの連続した該写真測量用カメラの相対
的三次元角度データに基づく角度差分データと、該２つ
の連続した該写真測量用カメラの相対的三次元位置デー
タに基づく位置差分データとを画像データと共に格納す
ることを特徴とする記憶媒体が提供される。好ましく
は、角度差分データ及び位置差分データは写真測量用カ
メラに対して規定された三次元直交座標系に関連して特
定される。

【００１４】上述の場合と同様、三次元直交座標系の座
標原点は写真測量用カメラに対して適当な位置に設定さ
れ得るが、好ましくは、その位置は写真測量用カメラの
後側主点位置とされ、更に好ましくは、三次元直交座標
系は地球に対して鉛直に延在する第１の軸線と、該三次
元直交座標系の座標原点から水平にしかも互いに延在す
る第２及び第３の軸線とから成る。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明による写真測量用カ
メラの実施形態について添付図面を参照して以下に説明
する。

【００１６】図１を参照すると、本発明による写真測量
用カメラの外観が示され、同図から明らかなように、写
真測量用カメラはカメラ本体１０から成る。カメラ本体
１０の前面のほぼ中央には撮像光学系１２が設けられ、
またカメラ本体１０の前面に向かって撮像光学系１２の
右側にはフラッシュ１４が配置される。更に、カメラ本
体１０の前面にはフラッシュ１４の反対側にはレリーズ
操作ボタン１６が設けられる。カメラ本体１０の頂部の
ほぼ中央にはファインダ１８が搭載され、その片側には
液晶表示パネル２０が設けられ、その反対側には電源ス
イッチ操作ボタン２４が設けられる。

【００１７】カメラ本体１０の一側面、即ちカメラの前
面に向かって右側面にはスロット２６が形成され、この
スロット２６を通して適当なメモリカード例えばＩＣメ
モリカード２８が着脱自在に装着されるようになってい
る。スロット２６に接近して押しボタン３０が設けら
れ、この押しボタン３０はＩＣメモリカード２８をカメ
ラ本体１０から抜き出すためのエジェクタとして機能す
る。なお、図１では見ることができないが、カメラ本体
１０の背面には液晶タイプのＴＶモニタが組み込まれ、
撮影されるべき画像を該ＴＶモニタで観察することがで
きるようになっている。

【００１８】図２を参照すると、そこには図１のカメラ
のブロック図が図示され、同ブッロク図において、参照
符号３２はカメラの作動全般を制御するシステムコント
ローラを示す。システムコントローラ３２はマイクロコ
ンピュータから構成され、そこには中央演算処理ユニッ
ト（ＣＰＵ）、種々のルーチンを実行するためのプログ
ラム、常数等を格納する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、
データ等を一時的に格納する書込み／読出し自在なメモ
リ（ＲＡＭ）等が設けられる。

【００１９】撮像光学系１２は複数のレンズ群から構成
され、そこには絞り３４が組み込まれる。カメラ本体１
０の内部には、光電変換素子として機能する適当な固体
撮像素子、例えばＣＣＤ(Charge-coupled device) から
成るＣＣＤエリアイメージセンサ３６が設けられ、この
ＣＣＤエリアイメージセンサ３６は撮像光学系１２の背
後側に配置される。また、撮像光学系１２とＣＣＤエリ
アイメージセンサ３６との間にはクイックリターンミラ
ー３８が配置され、このクイックリターンミラー３８は
ダウン位置（図２で実線で示す傾斜位置）とアップ位置
（図２で実線で示す水平位置）との間で回動自在とされ
る。クイックリターンミラー３８の上方側にはピント板
４０が配置され、このピント板４０はファインダ１８の
ファインダ光学系の一部を成す。

【００２０】ダウン位置とアップ位置との間でのクイッ
クリターンミラー３８の回動はミラー駆動回路４２によ
って行われ、ミラー駆動回路４２の動作は露出制御回路
４４によって制御される。露出制御回路４４は測光セン
サ４６を備え、露出制御回路４４の動作は測光センサ４
６の測光信号に基づいてシステムコントローラ３２に制
御下で行われる。なお、図２に示されていないが、撮像
光学系１２に含まれる絞り３４はアイリス駆動回路によ
って駆動され、そのアイリス駆動回路の動作も露出制御
回路４４によって制御される。

【００２１】クイックリターンミラー３８は通常はダウ
ン位置即ち傾斜位置に置かれ、このとき撮像光学系１２
を経た光はクイックリターンミラー３８によってピント
板４０側に反射させられてそこに結像させられる。即
ち、撮影者はファインダ１８を通して被写体像を観察す
ることができる。撮影時、クイックリターンミラー３８
はミラー駆動回路４２によってダウン位置からアップ位
置まで回動させられ、このとき撮像光学系１２を経た光
はＣＣＤエリアイメージセンサ３６の受光面に導かれて
そこに結像される。

【００２２】ＣＣＤエリアイメージセンサ３６は電子シ
ャッタ機能を持ち、その露光時間即ち電荷蓄積時間は測
光センサ４６からの測光信号に基づいてかかる電子シャ
ッタ機能によって調節させられ、所定の露光時間の経過
後、クイックリターンミラー３８はアップ位置からダウ
ン位置に戻される。露光時間中、ＣＣＤエリアイメージ
センサ３６は光学的被写体を電気画素信号に変換し、こ
の電気画素信号は露光時間経過後にＣＣＤ駆動回路４８
によってＣＣＤイメージセンサ３６から順次読み出され
る。なお、ＣＣＤ駆動回路４８の動作はシステムコント
ローラ３２の制御下で行われる。

【００２３】ＣＣＤエリアイメージセンサ３６から読み
出された画素信号は増幅器５０によって増幅された後、
アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５２によってデジ
タル画素信号に変換させられる。Ａ／Ｄ変換器５２から
出力されるデジタル画素信号はシステムコントローラ３
２の制御下で画像処理回路５４によって適当な画像処理
例えばシェーディング補正、ガンマ補正等を受け、次い
でメモリ５６に一時的に格納される。なお、メモリ５６
はＣＣＤエリアイメージセンサ３６から得られる一フレ
ーム分のデジタル画素信号を格納し得る容量を備える。

【００２４】デジタル画素信号はメモリ５６からメモリ
カード駆動回路５８に送られ、このメモリカード駆動回
路５８はシステムコントローラ３２の制御下でＩＣメモ
リカード２８のデータ書込み／読出しを制御するように
なっている。即ち、メモリ５６から一フレーム分のデジ
タル画素信号がメモリカード駆動回路５８に送られる
と、そこで一フレーム分のデジタル画素信号はＩＣメモ
リカード２８に書き込まれて格納される。また、メモリ
５６から一フレーム分のデジタル画素信号は必要に応じ
てカラーエンコーダ６０に出力されてもよく、このとき
一フレーム分のデジタル画像信号はカラーエンコーダ６
０によって一連のビデオカラー信号に変換され、次いで
液晶タイプのＴＶモニタ６２に送信されてそこで被写体
像が再現される。なお、上述したように、液晶タイプの
ＴＶモニタ６２はカメラ本体１０の背面に組み込まれる
ものである。

【００２５】本発明によれば、カメラは作動状態下でそ
の相対的な移動量を検出する相対的位置検出システムを
具備し、本実施形態では、その相対的位置検出システム
は磁気方位センサ６４と、第１の回転角度センサ６６
と、第２の回転角度センサ６８と、第１の加速度センサ
７０と、第２の加速度センサ７２と、第３の加速度セン
サ７４とから構成される。これらセンサ６４、６６、６
８、７０、７２及び７４はシステムコントローラ３２の
制御下でセンサ制御回路７６を通して動作させられる。
センサ制御回路７６はシステムコントローラ３２と同様
にマイクロコンピュータによって構成され、そこには中
央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、種々のルーチンを実行
するためのプログラム、常数等を格納する読出し専用メ
モリ（ＲＯＭ）、データ等を一時的に格納する書込み／
読出し自在なメモリ（ＲＡＭ）等が設けられる。

【００２６】相対位置検出システム（６４、６６、６
８、７０、７２、７４）は図１に示すようなχ−ψ−ω
三次元直交座標系と関連させられる。図示の便宜上、χ
−ψ−ω三次元直交座標系はカメラから分離されて図示
されているが、この三次元直交座標系は好ましくはその
座標原点がカメラの撮像光学系１２の後側主点位置に一
致するように設定される。また、χ−ψ−ω三次元直交
座標系のψ軸線は地球に対して鉛直方向に延び、その他
のχ軸線及びω軸線は座標原点から互いに直角にかつ水
平の延びる。

【００２７】磁気方位センサ６４はχ−ψ−ω三次元直
交座標系のΨ軸線の回りでのカメラの回転移動量を検出
する。即ち、磁気方位センサ６４により、ψ軸線の回り
での回転移動量が地磁気方向に対する絶対角度として検
出される。第１の回転角度センサ６６はχ軸線の回りで
のカメラの回転移動量を検出し、また第２の回転角度セ
ンサ６８はω軸回りでのカメラの回転移動量を検出す
る。センサ制御回路７６はセンサ６４、６６及び６８の
それぞれによって検出された回転移動量に基づいてカメ
ラの相対的三次元角度データを演算する。即ち、χ−ψ
−ω三次元直交座標系のψ軸線に対する撮像光学系１２
の光軸の三次元角度がセンサ６４、６６及び６８によっ
て検出される。

【００２８】第１の加速度センサ７０はχ−ψ−ω三次
元直交座標系のψ軸線に沿うカメラの加速度を検出し、
第２の加速度センサ７２はχ軸線に沿うカメラの加速度
を検出し、第３の加速度センサ７４はω軸線に沿うカメ
ラの加速度を検出する。センサ制御回路７６はχ−ψ−
ω三次元直交座標系の３つの軸線に沿うカメラの各加速
度に基づいてその該当軸線に沿うカメラの並進移動量デ
ータを演算し、更にその並進移動量データに基づいてカ
メラの三次元位置データを演算する。

【００２９】センサ制御回路７６はデータメモリ７８を
具備し、このデータメモリ７８にはセンサ制御回路７６
によって得られる演算結果、即ちセンサ６４、６６及び
６８から検出された回転移動量に基づくカメラの相対的
三次元角度データ及びセンサ７０、７２及び７４から検
出された加速度に基づくカメラの三次元位置データが一
時的に格納される。

【００３０】上述した各センサ６４、６６、６８、７
０、７２、７４は理想的にはχ−ψ−ω三次元直交座標
系の原点、即ちカメラの撮像光学系１２の後側主点位置
に配置されるべきであるが、しかし撮像光学系１２の後
側主点位置に各センサを実際に配置させること自体は不
可能である。従って、実際には、各センサ６４、６６、
６８、７０、７２、７４は撮像光学系１２の後側主点位
置から外れたオフセット位置に配置され、このためセン
サ６４、６６及び６８から検出された回転移動量に基づ
くカメラの相対的三次元角度データはそれらセンサのオ
フセット位置補正データに基づいて補正されなければな
らず、同様にセンサ７０、７２及び７４から検出された
加速度に基づくカメラの三次元位置データもそれらセン
サのオフセット位置補正データに基づいて補正されなけ
ればならない。データメモリ７８はそのような各センサ
のオフセット位置補正データの格納にも使用される。

【００３１】図２に示すように、カメラには主電源スイ
ッチ８０が設けられ、この主電源スイッチ８０のオン／
オフ制御は電源スイッチ操作ボタン２４（図１）の押下
操作によって行われる。また、カメラには測光センサス
イッチ８２及びレリーズスイッチ８４も設けられ、これ
ら測光センサスイッチ８２及びレリーズスイッチ８４は
レリーズ操作ボタン１６（図１）と関連させられる。詳
述すると、レリーズ操作ボタン１６が半押しされたと
き、測光センサスイッチ８２がオンされ、レリーズ操作
ボタン１６が全押しされたとき、レリーズスイッチ８４
がオンされる。また、主電源スイッチ８０及びレリーズ
スイッチ８４はセンサ６４、６６、６８、７０、７２及
び７４を動作させるセンサ制御回路７６と関連させられ
るが、これについては詳しく後述する。

【００３２】更に、図２に示すように、フラッシュ１４
はフラッシュ駆動回路８６によって電気的に付勢され、
このフラッシュ駆動回路８６の動作はシステムコントロ
ーラ３２の制御下で行われる。フラッシュの電気的付勢
についてはレリーズ操作ボタン１６の全押し時に必要に
応じて行われる。一方、液晶表示パネル２０は液晶表示
パネル駆動回路８８によって動作させられ、この液晶表
示パネル駆動回路８８の動作はシステムコントローラ３
２の制御下で行われる。液晶表示パネル２０にはカメラ
の種々の設定条件、適当なメッセージ等が適宜表示され
る。

【００３３】図３を参照すると、センサ制御回路７６で
実行されるセンサ制御ルーチンのフローチャートが示さ
れ、このセンサ制御ルーチンの実行は電源スイッチ操作
ボタン２４を押下して主電源スイッチ８０をオンするこ
とによって開始される。なお、好ましくは、電源スイッ
チ操作ボタン２４の押下、即ち主電源スイッチ８０のオ
ンについては、写真測量現場での適当な位置に設置した
三脚上にカメラを搭載した後に行われる。

【００３４】ステップ３０１では、データメモリ７８の
記憶領域が部分的に初期化される。即ち、三次元角度デ
ータ及び三次元位置データの書込み領域がクリアされ、
オフセット位置補正データ等が格納された格納領域はそ
の侭に維持される。

【００３５】ステップ３０２では、χ−ψ−ω三次元直
交座標系のψ軸線、χ軸線及びω軸線の回りでのカメラ
の回転移動量がセンサ６４、６６及び６８のそれぞれか
ら所定ビット数のデジタルデータとして取り込まれ、同
様にχ−ψ−ω三次元直交座標系のψ軸線、χ軸線及び
ω軸線に沿うカメラの加速度がセンサ７０、７２及び７
４のそれぞれから所定ビット数のデジタルデータとして
取り込まれる。センサ６４、６６及び６８からの回転移
動量データの取込み及びセンサ７０、７２及び７４から
の加速度データの取込み即ちサンプリングについては例
えば1 ms毎に行われる。

【００３６】ステップ３０３では、フラグＦが“０”に
等しいか否かが判断される。初期段階では、Ｆ＝０であ
るので、ステップ３０３からステップ３０４に進み、主
電源スイッチ８０のオン直後にセンサ６４、６６及び６
８から取り込まれた回転移動量及びセンサ７０、７２及
び７４から取り込まれた加速度がそれぞれ初期データと
してセンサ制御回路７８のＲＡＭに格納される。次い
で、ステップ３０５に進み、そこでフラグＦが“１”と
される。なお、フラグＦは主電源スイッチ８０のオフと
共にリセットされて“１”から“０”に変えられる。

【００３７】ステップ３０５でフラグＦが“１”とされ
た後、ステップ３０２に戻り、そこでセンサ６４、６６
及び６８のそれぞれからは回転移動量が再び取り込ま
れ、またセンサ７０、７２及び７４のそれぞれからは加
速度が取り込まれる。

【００３８】ステップ３０３では、フラグＦが“０”に
等しいか否かが再び判断される。現段階では、Ｆ＝１で
あるので、ステップ３０６に進み、そこでセンサ７０、
７２及び７４から先に取り込まれた初期加速度データと
今回検出された最新加速度データとに基づく積分演算に
より、χ−ψ−ω三次元直交座標系のそれぞれの軸線に
沿うカメラの並進移動量データが求められる。次いで、
ステップ３０７では、カメラの並進移動量データに基づ
いて、カメラの三次元位置データ、即ち主電源スイッチ
８０をオンした時点でのカメラ初期位置に対するカメラ
の三次元位置データが演算される。続いて、ステップ３
０８では、初期回転移動量データと最新の回転移動量デ
ータに基づいてカメラの三次元角度データが求められ
る。

【００３９】ステップ３０９では、演算結果、即ちカメ
ラの三次元位置データ及び三次元角度データがオフセッ
ト位置補正データに基づいて補正され、次いでステップ
３１０に進み、そこで補正後の三次元位置データ及び三
次元角度データのそれぞれが[PD]及び[AD]としてデータ
メモリ７８に格納される。その後、ステップ３０２に戻
り、同様なルーチンが主電源スイッチ８０がオフされる
まで繰り返される。要するに、カメラの三次元位置デー
タ及び三次元角度データが１ms毎に求められ、その双方
のデータ[PD]及び[AD]がデータメモリ７８に１ms毎に更
新されるような態様で格納される。

【００４０】図４を参照すると、センサ制御回路７６に
よって実行される割込みルーチンのフローチャートが示
されている。なお、この割込みルーチンの実行はシステ
ムコントローラ３２からセンサ制御回路７６に対して出
力される割込み信号によって開始され、センサ制御回路
７６への割込み信号の出力はカメラの撮影時に行われ
る。

【００４１】ステップ４０１では、システムコントロー
ラ３２からセンサ制御回路７６に対して所定の割込み信
号が出力されるや否や、センサ制御回路７６へのその他
の割込み信号の入力が禁止される。通常、カメラにはセ
ンサ制御回路７６の他にも種々の制御回路（図示されな
い）が設けられており、それら制御回路にシステムコン
トローラ３２から割込み信号を出力するために該システ
ムコントローラ３２には共通の出力ポートが使用される
ので、センサ制御回路７６に所定の割込みルーチンが入
力された後には直ちにその他の割込みルーチンの入力が
禁止されなければならない。

【００４２】ステップ４０２では、三次元位置データ[P
D]及び三次元角度データ[AD]がメモリカード７８から読
み出されてセンサ制御回路７６からシステムコントロー
ラ３２に送られる。即ち、撮影時にシステムコントロー
ラ３２からセンサ制御回路７６に所定の割込み信号が出
力され、三次元位置データ[PD]及び三次元角度データ[A
D]がシステムコントローラ３２に取り込まれる。

【００４３】ステップ４０３では、センサ制御回路７６
への割込み信号の入力の禁止状態が解除され、これによ
りセンサ制御回路７６は次の撮影時にシステムコントロ
ーラ３２から出力される割込み信号を受け入れ得る状態
となる。

【００４４】図５を参照すると、システムコントローラ
３２で実行される撮影作動ルーチンのフローチャートが
示され、この撮影作動ルーチンの実行も電源スイッチ操
作ボタン２４を押下して主電源スイッチ８０をオンする
ことによって開始される。

【００４５】ステップ５０１では、初期テストプログラ
ムが実行され、これによりカメラの種々の機能が正常に
機能するか否かが判断される。もしカメラの機能のうち
の１つでも正常に機能し得ない場合には、カメラの機能
が正常でない旨の警告メッセージが液晶表示パネル２０
上に表示される。

【００４６】カメラの機能が正常なときは、ステップ５
０２に進み、そこでレリーズ操作ボタン１６が半押しさ
れたか否かが監視される。レリーズ操作ボタン１６の半
押しの監視については、主電源スイッチ８０がオンされ
ている限り、例えば1 ms毎に行われる。レリーズ操作ボ
タンスイッチ１６の半押しが確認されると、ステップ５
０２からステップ５０３に進み、そこで露光時間即ち電
荷蓄積時間が測光センサ４６からの検出信号に基づいて
演算される。

【００４７】次いで、ステップ５０４では、レリーズ操
作ボタン１６が全押しされたか否かが監視される。レリ
ーズ操作ボタン１６の半押し後にそれが全押しされない
場合にはステップ５０４からステップ５０２に戻る。な
お、レリーズ操作ボタン１６の全押しの監視についても
1 ms毎に行われる。

【００４８】ステップ５０４でレリーズ操作ボタン１６
が全押しされてレリーズスイッチ８４がオンされると、
ステップ５０５に進み、そこでレリーズ操作ボタン１６
が無効化される。即ち、レリーズ操作ボタン１８が全押
しされた直後にレリーズ操作ボタン１６が再度半押しあ
るいは全押しされたとしても、その操作は無効とされ
る。

【００４９】ステップ５０６では、撮影作動が実行され
る。詳述すると、絞り３４の開度が露出制御回路４４の
制御下で測光センサ４６の測光信号に基づいてアイリス
駆動回路（図示されない）よって調節される。次いで、
クイックリターンミラー３８がダウン位置からアップ位
置に向かって回動させられ、これによりＣＣＤエリアイ
メージセンサ３６の受光が撮像光学系１２を経た光によ
って露光される。即ち、撮像光学系１２によって撮られ
た光学的被写体像がＣＣＤエリアイメージセンサ３６の
受光面に結像されて、該光学的被写体像が一フレーム分
の電気的アナログ画素信号に変換される。

【００５０】ステップ５０７では、三次元位置データ[P
D]及び三次元角度データ[AD]がセンサ制御回路７６を介
してデータメモリ７８から取り込まれ、システムコント
ローラ３２のＲＡＭに一時的に格納される。即ち、図４
の割込みルーチンの説明で述べたように、システムコン
トローラ３２からセンサ制御回路７６に割込み信号が出
力され、これによりデータメモリ７８から三次元位置デ
ータ[PD]及び三次元角度データ[AD]が読み出されてシス
テムコントローラ３２に送られる。

【００５１】ステップ５０８では、ＣＣＤイメージセン
サ３６で光学的被写体像の光電変換を行う露光時間即ち
電荷蓄積時間が経過したか否かが監視される。電荷蓄積
時間が経過すると、クイックリターンミラー３８がアッ
プ位置からダウン位置に戻される。次いで、ステップ５
０９では、一フレーム分の画素信号がＣＣＤ駆動回路４
８によってＣＣＤエリアイメージセンサ３６から順次読
み出され、その読出し画素信号は増幅器５０によって増
幅された後にＡ／Ｄ変換器５２によってデジタル画素信
号に変換される。Ａ／Ｄ変換器５２から出力されたデジ
タル画素信号は画像処理回路５４で適宜処理さた後にメ
モリ５６に一時的に格納される。

【００５２】ステップ５１０では、一フレーム分のデジ
タル画素信号がメモリ５６から順次読み出されてメモリ
カード駆動回路５８に対して出力され、このメモリカー
ド駆動回路５８によってＩＣメモリカード２８に書き込
まれて格納される。一方、このときシステムコントロー
ラ３２のＲＡＭから三次元位置データ[PD]、三次元角度
データ[AD]、フレーム番号データ及びその他の情報デー
タ等も読み出されてメモリカード駆動回路５８を介して
ＩＣメモリカード２８に書き込まれて格納される。

【００５３】一フレーム分のデジタル画像信号、三次元
位置データ[PD]及び三次元角度データ[AD]等がＩＣメモ
リカード２８に格納された後、ステップ５１１に進み、
そこでレリーズ操作ボタン１６が再び有効化され、次い
でステップ５０２に戻る。即ち、カメラは次の撮影作動
に対して準備された状態となる。

【００５４】ＩＣメモリカード２８の各記憶領域は図６
に概念的に示すような態様でフォーマット化される。即
ち、ＩＣメモリカード２８の各記憶領域はヘッダ領域と
画像データ格納領域とに分けられ、一フレーム分のデジ
タル画素領域は画像デジタル格納領域に書き込まれ、三
次元位置データ[PD]、三次元角度データ[AD]、フレーム
番号データ及びその他の情報データ（例えば、絞り、露
出時間等の撮影条件データや撮影日時データ）はヘッダ
領域に書き込まれる。なお、図６に示されているよう
に、画像データ格納領域の一部を必要に応じて予備領域
として残すこともできる。

【００５５】次に、図７ないし図１０を参照して、本発
明によるカメラを用いる写真測量の原理について説明す
る。

【００５６】先ず、図７を参照すると、写真測量を行う
べき現場の被写体として、立方形の物体が参照符号ＯＢ
で示され、この被写体ＯＢの傍らには基準尺ＳＣが設置
される。基準尺ＳＣは正三角形のプレートとして形成さ
れ、その３つの頂点が基準点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 及びＰ₃ とされ
る。基準点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 及びＰ₃ によって決定される平面
（図中、ハッチング領域として図示される）は基準平面
とされ、その一辺の長さがＬとして示される。

【００５７】また、図７では、本発明によるカメラが参
照符号ＣＡで示される。被写体ＯＢの測量図を得るため
には、被写体ＯＢは基準尺ＳＣと共にカメラＣＡによっ
て少なくとも異なった２つの撮影位置から撮影されなけ
ればならない。同図では、異なった２つの撮影位置、即
ち第１の撮影位置及び第２の撮影位置がそれぞれ参照符
号Ｍ₁ 及びＭ₂ で示される。

【００５８】ここで、以下の説明の前提条件として、カ
メラＣＡが三脚（図示されない）等を用いて最初に第１
の撮影位置Ｍ₁ に設置された後にその主電源スイッチ
（８０）がオンされ、その第１の撮影位置Ｍ₁ での撮影
終了後にカメラＣＡが第２の撮影位置Ｍ₂ まで移動させ
られ、その第２の撮影位置Ｍ₂ で撮影が行われたものと
し、しかもその間に主電源スイッチ（８０）はオフされ
ることなくオン状態に維持された侭であるとする。な
お、第１及び第２の撮影位置Ｍ₁ 及びＭ₂ はそれぞれカ
メラＣＡの撮像光学系（１２）の後側主点位置として定
義され、それぞれの撮影位置での撮像光学系（１２）の
光軸は参照符号Ｏ₁ 及びＯ₂ で示される。

【００５９】図８及び図９には第１及び第２の撮影位置
Ｍ₁ 及びＭ₂ で撮影された画像が示され、図８に示す第
１の画像に対しては、そこに第１の直交座標系（ｘ₁ ，
ｙ₁）が設定され、その座標原点は第１の画像の撮像中
心ｃ₁ とされる。図８から明らかなように、第１の画像
では、基準点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 及びＰ₃ の像点はそれぞれ座標
ｐ₁₁（ｐｘ₁₁, ｐｙ₁₁）、座標ｐ₁₂（ｐｘ₁₂, ｐｙ₁₂）
及び座標ｐ₁₃（ｐｘ₁₃, ｐｙ₁₃）で示される。図９に示
す第２の画像に対しても、第２の直交座標系（ｘ₂ ，ｙ
₂ ）が設定され、その座標原点も第１の画像の撮像中心
ｃ₂ とされる。図９から明らかなように、基準点Ｐ₁ 、
Ｐ₂ 及びＰ₃ の像点はそれぞれ座標ｐ₂₁（ｐｘ₂₁, ｐｙ
₂₁）、座標ｐ₂₂（ｐｘ₂₂, ｐｙ₂₂）及びｐ₂₃（ｐｘ₂₃,
ｐｙ₂₃）で示される。従って、第１及び第２の画像上で
の基準点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 及びＰ₃ のそれぞれの座標について
はｐ_ij（ｐｘ_ij, ｐｙ_ij）として表すことができる。こ
こで、ｉは画像の枚数に一致し、ｉ＝１は図８の第１の
画像に対応し、ｉ＝２は図９の第２の画像に対応する。
また、ｊは基準点Ｐ_j の数に一致する（本実施形態で
は、ｊ= １_, ２_, ３）。

【００６０】図１０を参照すると、カメラＣＡによる撮
影時の第１の画像（図８）と、カメラＣＡによる撮影時
の第２の画像（図９）と、基準尺ＳＣとの間の位置関係
が相対的に示され、このとき基準尺ＳＣの基準点Ｐ₁ 、
Ｐ₂ 及びＰ₃ 間の距離も相対的な長さとなっているの
で、該距離はＬ′として示されている。

【００６１】ここで、第１画像及び第２の画像に基づい
て被写体ＯＢの三次元位置を特定すべくＸ−Ｙ−Ｚ三次
元直交元座標系が適宜設定される。図１０で示す例で
は、Ｘ−Ｙ−Ｚ三次元直交座標系の座標原点は第１の撮
影位置Ｍ₁ に一致させられ、しかもそのＺ軸線は第１の
撮影位置Ｍ₁ での光軸Ｏ₁ に一致させられる。このとき
第２の撮影位置Ｍ₂ の三次元座標は（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ，
Ｚ₀ ）で示され、この三次元座標は第１の撮影位置Ｍ₁
に対する第２の撮影位置Ｍ₂ の変位量を表す。また、第
２の撮影位置Ｍ₂ での光軸Ｏ₂ の三次元角度座標が
（α，β，γ）で示され、この三次元角度座標は光軸Ｏ
₁ に対する光軸Ｏ₂ の回転角度を表す。即ち、αは三次
元座標のＸ軸線と成す角度を示し、βは三次元角度座標
のＹ軸線と成す角度を示し、γは三次元角度座標のＺ軸
線と成す角度を示す。

【００６２】また、図１０では、基準尺ＳＣの３つの基
準点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 及びＰ₃ の三次元座標のそれぞれについ
ては、Ｐ₁ （ＰＸ₁ ，ＰＹ₁ ，ＰＺ₁ ）、Ｐ₂ （Ｐ
Ｘ₂ ，ＰＹ₂ ，ＰＺ₂ ）及びＰ₃ （ＰＸ₃ ，ＰＹ₃ ，Ｐ
Ｚ₃ ）で示され、これら三次元座標についてはＰ_j （Ｐ
Ｘ_j ，ＰＹ_j ，ＰＺ_j ）（ｊ= １_, ２_, ３）として表す
ことができる。図１０から明らかなように、各基準点
（Ｐ_j ）と、その第１または第２の画像上の像点
（ｐ_ij）と、第１または第２の撮影位置即ちカメラＣＡ
の撮影レンズの後側主点位置（Ｍ₁ 、Ｍ₂ ）とは一直線
上にある。従って、三次元座標Ｐ_j （ＰＸ_j ，ＰＹ_j ，
ＰＺ_j ）については以下の共線方程式（１）を用いて求
めることができる。

【００６３】

【数１】 なお、上記式（１）中のＣはカメラＣＡの撮影レンズの
主点距離（焦点距離）であり、第１及び第２の画像にお
いて同じである。即ち、主点距離Ｃは第１の撮影位置
（後側主点位置）Ｍ₁ と撮像中心ｃ₁ との距離、あるい
は第２の撮影位置（後側主点位置）Ｍ₂ と撮像中心ｃ₂
との距離である。

【００６４】既に述べたように、第１の画像が本発明に
よるカメラＣＡによって第１の撮影位置Ｍ₁ で撮影され
たとき、第１の画像の画像データは三次元位置データ[P
D]、三次元角度データ[AD]、フレーム番号データ及びそ
の他の情報データと共にＩＣメモリカード２８に格納さ
れており、この場合χ−ψ−ω三次元直交座標系に関し
て第１の撮影位置Ｍ₁ で得られた三次元位置データ[PD]
はＸ−Ｙ−Ｚ三次元直交座標系の三次元座標（Ｘ₁ ，Ｙ
₁ ，Ｚ₁ ）として表すことができ、またχ−ψ−ω三次
元直交座標系に関して第１の撮影位置Ｍ₁ で得られた三
次元角度データ[AD]はＸ−Ｙ−Ｚ三次元直交座標系の三
次元角度座標（α₁ ，β₁ ，γ₁ ）として表すことがで
きる。

【００６５】同様に、第２の画像が本発明によるカメラ
ＣＡによって第２の撮影位置Ｍ₂ で撮影されたとき、第
２の画像の画像データは三次元位置データ[PD]、三次元
角度データ[AD]、フレーム番号データ及びその他の情報
データと共にＩＣメモリカード２８に格納されており、
この場合χ−ψ−ω三次元直交座標系に関して第２の撮
影位置Ｍ₂ で得られた三次元位置データ[PD]はＸ−Ｙ−
Ｚ三次元直交座標系の三次元座標（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ，Ｚ₂ ）
として表すことができ、またχ−ψ−ω三次元直交座標
系に関して第２の撮影位置Ｍ₂ で得られた三次元角度デ
ータ[AD]はＸ−Ｙ−Ｚ三次元直交座標系の三次元角度座
標（α₂ ，β₂ ，γ₂ ）として表すことができる。

【００６６】図１１を参照すると、ＩＣメモリカード２
８に格納された画像データ、三次元位置データ[PD]及び
三次元角度データ[AD]に基づいて、上述したような写真
測量を行うコンピュータシステムのブロック図が示され
る。同図に示すように、コンピュータシステムには、写
真測量プログラムがインストールされたコンピュータ９
０と、このコンピュータ９０に接続されたＩＣメモリカ
ード読取り装置９２とが設けられる。ＩＣメモリカード
読取り装置９２はＩＣカードドライバ９４を具備し、そ
こにはＩＣメモリカード２８を投入するスロットが設け
られる。ＩＣカードドライバ９４はそこに投入されたＩ
Ｃメモリカード２８から画像データ、三次元位置データ
[PD]、三次元角度データ[AD]、フレーム番号データ及び
その他の情報データを読み出す。また、コンピュータシ
ステムには、ＩＣメモリカードから読み出された画像デ
ータに基づいて画像を再現するＴＶモニタ装置９６と、
コンピュータ９０に種々の指令信号や種々のデータを入
力するためのキーボード９８と、ＴＶモニタ装置９６上
のカーソルを操作するためのマウス１００が設けられ
る。

【００６７】図１２を参照すると、図１１のコンピュー
タシステムで実行される測量図作成ルーチンのフローチ
ャートが示され、そこでは図８及び図９に示すような第
１及び第２の画像に基づいて測量図が作成される。測量
図作成ルーチンが実行される前に、第１及び第２の画像
に対応する一組のフレーム番号がキーボード１００を介
して適当な一組のフレーム番号データを入力することに
より選択され、かくして第１及び第２の画像に対応した
二フレーム分の画像データがＩＣメモリカード２８から
読み出され、ＴＶモニタ装置９６の表示画面には第１及
び第２の画像が図８及び図９に示すように表示される。

【００６８】ステップ１２０１では、χ−ψ−ω三次元
直交座標系に関して第１の撮影位置Ｍ₁ で得られた三次
元座標（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ，Ｚ₁ ）、χ−ψ−ω三次元直交座
標系に関して第１の撮影位置Ｍ₁ で得られた三次元角度
座標（α₁ ，β₁ ，γ₁ ）、χ−ψ−ω三次元直交座標
系に関して第２の撮影位置Ｍ₂ で得られた三次元座標
（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ，Ｚ₂ ）及びχ−ψ−ω三次元直交座標系
に関して第２の撮影位置Ｍ₂ で得られた三次元角度座標
（α₂ ，β₂ ，γ₂ ）に基づいて、以下の演算が行われ
る。 Ｘ₀ ←Ｘ₂ −Ｘ₁ Ｙ₀ ←Ｙ₂ −Ｙ₁ Ｚ₀ ←Ｚ₂ −Ｚ₁ α₀ ←α₂ −α₁ β₀ ←β₂ −β₁ γ₀ ←γ₂ −γ₁ ここで、第１の撮影位置Ｍ₁ がＸ−Ｙ−Ｚ三次元直交座
標系の座標原点に位置すると仮定し、かつカメラＣＡの
光軸Ｏ₁ がＸ−Ｙ−Ｚ三次元直交座標系のＹ軸線に一致
すると仮定した場合、図１０に示されるように、第１の
撮影位置Ｍ₁ の三次元座標及び光軸Ｏ₁ の三次元角度座
標は共に（０_, ０_, ０）で表せ、また第２の撮影位置Ｍ
₂ の三次元座標及び光軸Ｏ₂ の三次元角度座標のそれぞ
れについては（Ｘ_{0 ,} Ｙ_{0 ,} Ｚ₀ ）及び（α_{0 ,} β_{0 ,}
γ₀ ）で表せる。

【００６９】ステップ１２０２では、上述の演算結果、
即ち（Ｘ_{0 ,} Ｙ_{0 ,} Ｚ₀ ）及び（α_{0 ,} β_{0 ,} γ₀ ）が
それぞれ第１の撮影位置Ｍ₁ に対する第２の撮影位置Ｍ
₂ の三次元位置データとして、また光軸Ｏ₁ に対する光
軸Ｏ₂ の三次元角度データとしてコンピュータ９０のＲ
ＡＭに格納される。次いで、ステップ１２０３では、Ｔ
Ｖモニタ装置９６の第１及び第２の画像上のそれぞれの
基準点Ｐ_j の像点の互いに対応した２次元座標ｐ_1j（ｐ
ｘ_1j, ｐｙ_1j）及びｐ_2j（ｐｘ_2j, ｐｙ_2j）が順次コン
ピュータ９０に入力されてコンピュータ９０のＲＡＭに
格納される。なお、２次元座標ｐ_1j（ｐｘ_1j, ｐｙ_1j）
及びｐ_2j（ｐｘ_2j, ｐｙ_2j）の入力については、マウス
１００を操作して、ＴＶモニタ装置９６の第１及び第２
の画像上のそれぞれの基準点Ｐ_j の像点をカーソルで指
定してクリックすることにより行われる。

【００７０】ステップ１２０４では、カウンタｋに初期
値として１が与えられる。次いで、ステップ１２０５で
は、被写体ＯＢ上の任意の物点Ｑ_k=1 （図７）が選択さ
れ、ＴＶモニタ装置９６の第１及び第２の画像上のそれ
ぞれの物点Ｑ_k=1 の像点の互いに対応した２次元座標ｑ
_1k（ｑｘ_1k, ｑｙ_1k）及びｑ_2k（ｑｘ_2k, ｑｙ_2k）がコ
ンピュータ９０に入力されてコンピュータ９０のＲＡＭ
に保持される。なお、２次元座標ｑ_1k（ｑｘ_1k, ｑ
ｙ_1k）及びｑ_2k（ｑｘ_2k, ｑｙ_2k）の入力についても、
マウス１００を操作して、ＴＶモニタ装置９６の第１及
び第２の画像上のそれぞれの物点Ｑ_k=1 の像点をカーソ
ルで指定してクリックすることにより行われる。

【００７１】ステップ１２０６では、２次元座標ｐ
_1j（ｐｘ_1j, ｐｙ_1j）及びｐ_2j（ｐｘ_2j, ｐｙ_2j）と２
次元座標ｑ_1k（ｑｘ_1k, ｑｙ_1k）及びｑ_2k（ｑｘ_2k, ｑ
ｙ_2k）との入力データに基づいて、上述した共線方程式
（１）が解かれ、これにより基準点Ｐ_j （ｊ= １_, ２_,
３）の三次元座標（ＰＸ_j ，ＰＹ_j ，ＰＺ_j ）及び物点
Ｑ_k=1 の三次元座標（ＱＸ₁ ，ＱＹ₁ ，ＱＺ₁ ）が求め
られる。即ち、基準点Ｐ_j（ｊ= １_, ２_, ３）の三次元
座標（ＰＸ_j ，ＰＹ_j ，ＰＺ_j ）が第１の画像の基準点
座標ｐ_1j（ｐｘ_1j，ｐｙ_1j）と第２の画像の基準点座標
ｐ_2j（ｐｘ_2j，ｐｙ_2j）とに基づいて求められ、かつ物
点Ｑ_k=1 の三次元座標（ＱＸ₁ ，ＱＹ₁ ，ＱＺ₁ ）が第
１の画像の物点座標ｑ₁₁（ｑｘ₁₁，ｑｙ₁₁）と第２の画
像の物点座標ｑ₂₁（ｑｘ₂₁，ｑｙ₂₁）とに基づいて求め
られる。

【００７２】ステップ１２０７では、座標値による距離
を実際の距離に補正するための補正倍率ｍが求められ
る。この演算には既知の長さ、例えば基準点Ｐ₁ 及びＰ
₂ 間の距離が用いられる。Ｐ₁ 及びＰ₂ の実際の距離は
基準尺ＳＣの一辺の長さＬであることから、Ｘ−Ｙ−Ｚ
三次元直交座標系における基準点Ｐ₁ 及びＰ₂ の距離
Ｌ’（図３参照）と実際の距離Ｌとの間には次の関係式
が成り立つ。Ｌ＝Ｌ’×ｍ （ｍ：補正倍率）

【００７３】ステップ１２０８では、上述の補正倍率ｍ
を用いてスケーリングが行われ、これにより基準点Ｐ_j
の三次元座標（ＰＸ_j ，ＰＹ_j ，ＰＺ_j ）及び物点Ｑ
_k=1 の三次元座標（ＱＸ₁ ，ＱＹ₁ ，ＱＺ₁ ）間で実測
値に基づく配置関係が得られることになる。

【００７４】次いで、ステップ１２０９では、Ｘ−Ｙ−
Ｚ三次元直交座標系が図１３に示すようなＸ′−Ｙ′−
Ｚ′三次元直交座標系に座標変換される。同図から明ら
かなように、Ｘ′−Ｙ′−Ｚ′三次元直交座標系の座標
原点は基準点Ｐ₁ に一致させられ、またそのＸ′軸線は
基準点Ｐ₁ 及びＰ₂ を結ぶ直線に一致させられる。更
に、Ｘ′−Ｚ′平面は基準点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 及びＰ₃ によっ
て規定される基準平面を含む平面Ｐｓに一致させられ
る。なお、図１３に示す例では、Ｘ′−Ｙ′−Ｚ′三次
元直交座標系の原点として、基準点Ｐ₁ が選ばれている
が、基準平面Ｐｓ上の任意の点をＸ′−Ｙ′−Ｚ′三次
元直交座標系の原点とし得る。

【００７５】ステップ１２１０では、物点Ｑ_k=1 をＸ′
−Ｚ′平面が測量図としてＴＶモニタ装置９６に表示さ
れ、このときＸ′−Ｚ′平面即ち測量図上には、基準点
Ｐ₁、Ｐ₂ 及びＰ₃ と共に物点Ｑ_k=1 との投影点が表示
される。なお、測量図はＸ′−Ｚ′平面だけに限定され
ることはなく、Ｘ′−Ｙ′平面あるいはＹ′−Ｚ′平面
とすることもできるし、更にはＸ′−Ｙ′−Ｚ′三次元
直交座標系に基づく立体斜視図を測量図とすることもで
きる。

【００７６】ステップ１２１１では、被写体ＯＢのその
他の物点（Ｑ_k ）に対する一組の２次元座標ｑ_1k（ｑｘ
_1k, ｑｙ_1k）及びｑ_2k（ｑｘ_2k, ｑｙ_2k）が更に選択さ
れて指定されるべきか否かが判断される。その他の一組
の２次元座標ｑ_1k（ｑｘ_1k,ｑｙ_1k）及びｑ_2k（ｑｘ_2k,
ｑｙ_2k）が更に選択されて指定されるべきとき、即ち
適正な測量図を得るために必要とされる被写体ＯＢに対
する物点（Ｑ_k ）の指定数が不十分であるとされたと
き、ステップ１２１１からステップ１２１２に進み、そ
こでカウンタｋのカウント数が１だけカウントアップさ
れ、その後ステップ１２０５に戻り、ステップ１２０５
ないしステップ１２１０から成るルーチンが繰り返され
る。

【００７７】ステップ１２１１で更なる一組の２次元座
標ｑ_1k（ｑｘ_1k, ｑｙ_1k）及びｑ_2k（ｑｘ_2k, ｑｙ_2k）
を選択して指定することが必要とされないとき、即ち適
正な測量図を得るために必要とされる被写体ＯＢに対す
る物点（Ｑ_k ）の指定数が十分であるとされたとき、測
量図作成ルーチンは終了する。

【００７８】図１４及び図１５を参照すると、システム
コントローラ３２で実行される別の撮影作動ルーチンの
フローチャートが示され、この撮影作動ルーチンの実行
も電源スイッチ操作ボタン２４を押下して主電源スイッ
チ８０をオンすることによって開始される。

【００７９】ステップ１４０１では、初期テストプログ
ラムが実行され、これによりカメラの種々の機能が正常
に機能するか否かが判断される。もしカメラの機能のう
ちの１つでも正常に機能し得ない場合には、カメラの機
能が正常でない旨の警告メッセージが液晶表示パネル２
０上に表示される。

【００８０】カメラの機能が正常なときは、ステップ１
４０２に進み、そこでカウンタｎがリセットされる。次
いで、ステップ１４０３に進み、そこでレリーズ操作ボ
タン１６が半押しされたか否かが監視される。レリーズ
操作ボタン１６の半押しの監視については、主電源スイ
ッチ８０がオンされている限り、例えば1 ms毎に行われ
る。レリーズ操作ボタンスイッチ１６の半押しが確認さ
れると、ステップ１４０３からステップ１４０４に進
み、そこで露光時間即ち電荷蓄積時間が測光センサ４６
からの検出信号に基づいて演算される。

【００８１】次いで、ステップ１４０５では、レリーズ
操作ボタン１６が全押しされたか否かが監視される。レ
リーズ操作ボタン１６の半押し後にそれが全押しされな
い場合にはステップ１４０５からステップ１４０３に戻
る。なお、レリーズ操作ボタン１６の全押しの監視につ
いても1 ms毎に行われる。

【００８２】ステップ１４０５でレリーズ操作ボタン１
６が全押しされてレリーズスイッチ８４がオンされる
と、ステップ１４０６に進み、そこでレリーズ操作ボタ
ン１６が無効化される。即ち、レリーズ操作ボタン１８
が全押しされた直後にレリーズ操作ボタン１６が再度半
押しあるいは全押しされたとしても、その操作は無効と
される。

【００８３】ステップ１４０７では、撮影作動が実行さ
れる。詳述すると、絞り３４の開度が露出制御回路４４
の制御下で測光センサ４６の測光信号に基づいてアイリ
ス駆動回路（図示されない）よって調節される。次い
で、クイックリターンミラー３８がダウン位置からアッ
プ位置に向かって回動させられ、これによりＣＣＤエリ
アイメージセンサ３６の受光が撮像光学系１２を経た光
によって露光される。即ち、撮像光学系１２によって撮
られた光学的被写体像がＣＣＤエリアイメージセンサ３
６の受光面に結像されて、該光学的被写体像が一フレー
ム分の電気的アナログ画素信号に変換される。

【００８４】ステップ１４０８では、三次元位置データ
[PD]及び三次元角度データ[AD]がセンサ制御回路７６を
介してデータメモリ７８から取り込まれ、システムコン
トローラ３２のＲＡＭに一時的に格納される。即ち、図
４の割込みルーチンの説明で述べたように、システムコ
ントローラ３２からセンサ制御回路７６に割込み信号が
出力され、これによりデータメモリ７８から三次元位置
データ[PD]及び三次元角度データ[AD]が読み出されてシ
ステムコントローラ３２に送られる。

【００８５】ステップ１４０９では、三次元位置データ
[PD]及び三次元角度データ[AD]がそれぞれ[PD]_n 及び[A
D]_n としてシステムコントローラ３２のＲＡＭに格納さ
れて保持される。次いで、ステップ１４１０では、ＣＣ
Ｄイメージセンサ３６で光学的被写体像の光電変換を行
う露光時間即ち電荷蓄積時間が経過したか否かが監視さ
れる。電荷蓄積時間が経過すると、クイックリターンミ
ラー３８がアップ位置からダウン位置に戻される。次い
で、ステップ１４１１では、一フレーム分の画素信号が
ＣＣＤ駆動回路４８によってＣＣＤエリアイメージセン
サ３６から順次読み出され、その読出し画素信号は増幅
器５０によって増幅された後にＡ／Ｄ変換器５２によっ
てデジタル画素信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器５２か
ら出力されたデジタル画素信号は画像処理回路５４で適
宜処理さた後にメモリ５６に一時的に格納される。

【００８６】ステップ１４１２では、カウンタｎのカウ
ント数が０より大きいか否かが判断される。現段階で
は、ｎ＝０であるから、ステップ１４１３に進み、そこ
で一フレーム分のデジタル画素信号がメモリ５６から順
次読み出されてメモリカード駆動回路５８に対して出力
され、このメモリカード駆動回路５８によってＩＣメモ
リカード２８に書き込まれて格納される。一方、このと
きシステムコントローラ３２のＲＡＭから三次元位置デ
ータ[PD]_n 、三次元角度データ[AD]_n 、フレーム番号デ
ータ及びその他の情報データ等も読み出されてメモリカ
ード駆動回路５８を介してＩＣメモリカード２８に書き
込まれて格納される。

【００８７】一フレーム分のデジタル画像信号、三次元
位置データ[PD]_n 及び三次元角度データ[AD]_n 等がＩＣ
メモリカード２８に格納された後、ステップ１４１４に
進み、そこでレリーズ操作ボタン１６が再び有効化さ
れ、次いでステップ１４１５でカウンタｎのカウント数
が１だけカウントアップされる。その後、ステップ１４
０３に戻り、そこでカメラは次の撮影作動に対して準備
された状態となる。

【００８８】主電源スイッチ８０がオフされることなく
カメラが別の撮影位置まで移動させられて次の撮影が行
われたとき、ステップ１４０３ないしステップ１４１１
から成るルーチンが再び繰り返された後、ステップ１４
１２からステップ１４１６に進み（ｎ＝１）、そこで以
下の演算が行われる。 Δ[PD]←[PD]_n −[PD]_n-1 Δ[AD]←[AD]_n −[AD]_n-1

【００８９】なお、図１０に示すような写真測量で説明
したように、位置差分データΔ[PD]は第１の撮影位置Ｍ
₁ に対する第２の撮影位置Ｍ₂ の相対的な三次元座標デ
ータ（Ｘ_{0 ,} Ｙ_{0 ,} Ｚ₀ ）を表し、また角度差分データ
Δ[AD]は第１の撮影位置Ｍ₁での光軸Ｏ₁ に対する第２
の撮影位置Ｍ₂ での光軸Ｏ₂ の相対的な三次元角度座標
データ（α_{0 ,} β_{0 ,} γ₀ ）を表すことになる。

【００９０】ステップ１４１７では、一フレーム分のデ
ジタル画素信号がメモリ５６から順次読み出されてメモ
リカード駆動回路５８に対して出力され、このメモリカ
ード駆動回路５８によってＩＣメモリカード２８に書き
込まれて格納される。一方、このときシステムコントロ
ーラ３２のＲＡＭから三次元位置データ[PD]_n 、位置差
分データΔ[PD]、三次元角度データ[AD]_n 、角度差分デ
ータΔ[AD]、フレーム番号データ及びその他の情報デー
タ等も読み出されてメモリカード駆動回路５８を介して
ＩＣメモリカード２８に書き込まれて格納される。

【００９１】一フレーム分のデジタル画像信号、三次元
位置データ[PD]_n 、位置差分データΔ[PD]、三次元角度
データ[AD]_n 及び角度差分データΔ[AD]等がＩＣメモリ
カード２８に格納された後、ステップ１４１４に進み、
そこでレリーズ操作ボタン１６が再び有効化され、次い
でステップ１４１５でカウンタｎのカウント数が１だけ
カウントアップされる。その後、ステップ１４０３に戻
り、そこでカメラは更に次の撮影作動に対して準備され
た状態となる。即ち、主電源スイッチ８０がオフされる
ことなくカメラが更に別の撮影位置まで移動させられて
次の撮影が順次行われるときには、各撮影位置で得られ
る一フレーム分のた画像データはその三次元位置データ
[PD]_n 、位置差分データΔ[PD]、三次元角度データ[AD]
_n 及び角度差分データΔ[AD]等と共にＩＣメモリカード
２８に格納されることになる。

【００９２】図１２に示すような測量図作成ルーチンに
おいては、図８及び図９に示したような一組の第１及び
第２の画像として、屡々２つの連続して撮影された画像
が選ばれる。図１４及び図１５で示したような撮影作動
ルーチンで得られたＩＣメモリカード（２８）を用いた
場合には、図１２の測量図作成ルーチンのステップ１２
０１での演算は必要とされない。

【００９３】図１６を図を参照すると、図１２に示した
測量図作成ルーチンの変形例であって、図１４及び図１
５で示したような撮影作動ルーチンで得られたＩＣメモ
リカード（２８）に格納されたデータを用いて測量図の
作成を行う測量図作成ルーチンの一部が示されている。

【００９４】ステップ１６０１では、一組の連続して撮
影された画像が図８及び図９に示した第１及び第２の画
像に対応するものとして選択されたか否かが判断され
る。一組の連続して撮影された画像が選択されたときに
は、ステップ１６０２に進み、そこで位置差分データΔ
[PD]が第１の撮影位置Ｍ₁ に対する第２の撮影位置Ｍ₂
の三次元位置データ（Ｘ_{0 ,} Ｙ_{0 ,} Ｚ₀ ）としてコンピ
ュータ９０のＲＡＭに格納され、また角度差分データΔ
[AD]が光軸Ｏ₁ に対する光軸Ｏ₂ の三次元角度データ
（α_{0 ,} β_{0 ,} γ₀ ）としてコンピュータ９０のＲＡＭ
に格納される。

【００９５】一方、１６０１で一組の連続して撮影され
た画像が選択されない場合には、ステップ１６０１から
ステップ１６０３に進み、そこでステップ１２０１で行
われた演算と同じ演算が行われて、三次元位置データ
（Ｘ_{0 ,} Ｙ_{0 ,} Ｚ₀ ）及び三次元角度データ（α_{0 ,} β
_{0 ,} γ₀ ）が求められ、次いでステップ１６０４でそれ
ら三次元位置データ及び三次元角度データがコンピュー
タ９０のＲＡＭに格納される。その後、図１２の測量図
作成ルーチンのステップ１２０３に進み、所定の測量図
が作成されることになる。

【００９６】測量図を作成する際に常に一組の連続して
撮影された画像を選択するという条件の基では、各撮影
位置で得られる一フレーム分の画像データと共にＩＣメ
モリカード２８に格納されるべきデータから三次元位置
データ[PD]_n 及び三次元角度データ[AD]_n を省いてもよ
く、この場合には最初の撮影位置で得られた一フレーム
分の画像データと共にＩＣメモリカード２８に格納され
るべき位置差分データΔ[PD]及び角度差分データΔ[AD]
としては、それぞれ（０, ０, ０）が用いられる。

【００９７】

【発明の効果】以上の記載から明らかなように、本発明
による写真測量用カメラは各撮影位置でその三次元相対
位置を検出し得る相対的位置検出システムを装備してい
るので、測量図の作成を速やかに効率よく行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による写真測量用カメラの概略斜視図で
ある。

【図２】図１に示した写真測量用カメラのブッロク図で
ある。

【図３】図２に示したセンサ制御回路で実行されるセン
サ制御ルーチンのフローチャートである。

【図４】図２に示したセンサ制御回路で実行される割込
みルーチンのフローチャートである。

【図５】図２に示したシステムコントローラで実行され
る撮影作動ルーチンのフローチャートである。

【図６】図５の撮影作動ルーチンの実行時に得られた一
フレーム分の画像データ等を格納するＩＣメモリカード
のフォーマットを模式的に示す模式図である。

【図７】写真測量の原理を説明するための概念図であ
る。

【図８】図７で第１の撮影位置で写真測量現場を撮影し
た第１の画像を示す概念図である。

【図９】図７で第２の撮影位置で写真測量現場を撮影し
た第２の画像を示す概念図である。

【図１０】図８及び図９の第１及び第２の画像に基づい
て被写体の三次元座標を特定する際の概念図である。

【図１１】測量図作成ルーチンを実行する写真測量コン
ピュータシステムのブロック図である。

【図１２】図１１の写真測量コンピュータシステムで実
行される測量図作成ルーチンのフローチャートである。

【図１３】図１２の測量図作成ルーチンで測量図を作成
する際の三次元直交座標系の座標変換を概念的に示す概
念図である。

【図１４】図２のシステムコントローラで実行される別
の撮影作動ルーチンを示すフローチャートの一部分であ
る。

【図１５】図２のシステムコントローラで実行される別
の撮影作動ルーチンを示すフローチャートのその他の部
分である。

【図１６】図１２に示した測量図作成ルーチンの変形例
を示すフローチャートの一部である。

【符号の説明】

１０ カメラ本体 １２ 撮像光学系 １６ レリーズ操作ボタン ２４ 電源スイッチ操作ボタン ２８ ＩＣメモリカード ３２ システムコントローラ ３６ ＣＣＤエリアイメージセンサ ４４ 露出制御回路 ４６ 測光センサ ４８ ＣＣＤ駆動回路 ５４ 画像処理回路 ５６ メモリ ６４ 磁気方位センサ ６６ 第１の回転角度センサ ６８ 第２の回転角度センサ ７０ 第１の加速度センサ ７２ 第２の加速度センサ ７４ 第３の加速度センサ ７６ センサ制御回路 ７８ データメモリ ８０ 主電源スイッチ ８２ 測光センサスイッチ ８４ レリーズスイッチ ９０ コンピュータ ９２ ＩＣメモリカード読取り装置 ９４ ＩＣカードドライバ ９６ ＴＶモニタ装置 ９８ キーボード １００ マウス

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 写真測量で用いられる写真測量用カメラ
   であって、異なった撮影位置間での相対的な位置関係を
   三次元的に検出する相対的位置検出システムを備えたこ
   とを特徴とする写真測量用カメラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の写真測量用カメラにお
   いて、前記相対的位置検出システムが三次元直交座標系
   と関連させられ、この三次元直交座標系の座標原点が写
   真測量用カメラに対して適当な位置に設定され、前記異
   なった撮影位置間での相対的な位置関係が前記三次元直
   交座標系に対して検出されることを特徴とする写真測量
   用カメラ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の写真測量用カメラにお
   いて、前記三次元直交座標系の座標原点が写真測量用カ
   メラの後側主点位置に設定されることを特徴とする写真
   測量用カメラ。
4. 【請求項４】 請求項２または３に記載の写真測量用カ
   メラにおいて、前記三次元直交座標系が地球に対して鉛
   直に延在する第１の軸線と、該三次元直交座標系の座標
   原点から水平にしかも互いに延在する第２及び第３の軸
   線とから成ることを特徴とする写真測量用カメラ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の写真測量用カメラにお
   いて、前記相対的位置検出システムが前記三次元直交座
   標系の第１、第２及び第３の軸線の回りで写真測量用カ
   メラの回転移動量データをそれぞれ検出する回転移動量
   検出センサと、前記三次元直交座標系の第１、第２及び
   第３の軸線に沿って写真測量用カメラの加速度データを
   それぞれ検出する加速度検出センサとを包含することを
   特徴とする写真測量用カメラ。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の写真測量用カメラにお
   いて、前記三次元直交座標系の第１の軸線の回りでの写
   真測量用カメラの回転移動量を検出する回転移動量検出
   センサが磁気方位センサとして構成されることを特徴と
   する写真測量用カメラ。
7. 【請求項７】 請求項５または６に記載の写真測量用カ
   メラにおいて、前記相対的位置検出システムが更に前記
   異なった撮影位置で前記回転移動量検出センサによって
   検出された回転移動量データに基づいて該異なった撮影
   位置に対して写真測量用カメラの相対的三次元角度デー
   タを演算する第１の演算手段と、前記異なった撮影位置
   で前記加速度検出センサによって検出された加速度デー
   タに基づいて該異なった撮影位置に対して写真測量用カ
   メラの並進移動量データを演算する第２の演算手段とを
   包含することを特徴とする写真測量用カメラ。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の写真測量用カメラにお
   いて、前記相対的位置検出システムが更に前記第２の演
   算手段によって演算された並進移動量データに基づいて
   前記異なった撮影位置に対して相対的三次元位置データ
   を演算する第３の演算手段を包含することを特徴とする
   写真測量用カメラ。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の写真測量用カメラにお
   いて、更に、前記異なった撮影位置の各々で得られた画
   像データを前記相対的三次元角度データ及び前記三次元
   位置データと共に格納する着脱自在の記憶媒体が設けら
   れることを特徴とする写真測量用カメラ。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の写真測量用カメラに
    おいて、前記異なった撮影位置での撮影が連続的に行わ
    れ、前記相対的位置検出システムが更に前記異なった撮
    影位置で得られた２つの連続した相対的三次元角度デー
    タから角度差分データを演算する第４の演算手段と、前
    記異なった撮影位置で得られた２つの連続した相対的三
    次元位置データから位置差分データを演算する第５の演
    算手段とを包含し、前記記憶媒体が更に前記角度差分デ
    ータ及び前記位置差分データを格納することを特徴とす
    る写真測量用カメラ。
11. 【請求項１１】 請求項８に記載の写真測量用カメラに
    おいて、前記異なった撮影位置での撮影が連続的に行わ
    れ、前記相対的位置検出システムが更に前記異なった撮
    影位置で得られた２つの連続した相対的三次元角度デー
    タから角度差分データを演算する第４の演算手段と、前
    記異なった撮影位置で得られた２つの連続した相対的三
    次元位置データから位置差分データを演算する第５の演
    算手段とを包含することを特徴とする写真測量用カメ
    ラ。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の写真測量用カメラ
    において、前記異なった撮影位置の各々で得られた画像
    データを前記角度差分データ及び前記位置差分データと
    共に格納する着脱自在の記憶媒体が設けられることを特
    徴とする写真測量用カメラ。
13. 【請求項１３】 写真測量用カメラによって撮影された
    画像データを格納した記憶媒体であって、該写真測量用
    カメラの撮影位置を特定する相対的三次元角度データ及
    び相対的三次元位置データを前記画像データと共に格納
    することを特徴とする記憶媒体。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の記憶媒体におい
    て、前記相対的三次元角度データ及び前記相対的三次元
    位置データが写真測量用カメラに対して規定された三次
    元直交座標系に関連して特定さていることを特徴とする
    写真測量用カメラ。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の記憶媒体におい
    て、前記三次元直交座標系の座標原点が写真測量用カメ
    ラに対して適当な位置に設定されることを特徴とする写
    真測量用カメラ。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の記憶媒体におい
    て、前記三次元直交座標系が地球に対して鉛直に延在す
    る第１の軸線と、該三次元直交座標系の座標原点から水
    平にしかも互いに延在する第２及び第３の軸線とから成
    ることを特徴とする記憶媒体。
17. 【請求項１７】 請求項１３に記載の記憶媒体におい
    て、更に、写真測量用カメラによって異なった撮影位置
    で得られた２つの連続した相対的三次元角度データに基
    づく角度差分データと、該２つの連続した相対的三次元
    位置データに基づく位置差分データとを格納することを
    特徴とする記憶媒体。
18. 【請求項１８】 写真測量用カメラによって撮影された
    画像データを格納した記憶媒体であって、写真測量用カ
    メラによって異なった撮影位置で得られた２つの連続し
    た写真測量用カメラの相対的三次元角度データに基づく
    角度差分データと、該２つの連続した写真測量用カメラ
    の相対的三次元位置データに基づく位置差分データとを
    前記画像データと共に格納することを特徴とする記憶媒
    体。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の記憶媒体におい
    て、前記角度差分データ及び前記位置差分データが写真
    測量用カメラに対して規定された三次元直交座標系に関
    連して特定さていることを特徴とする写真測量用カメ
    ラ。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の記憶媒体におい
    て、前記三次元直交座標系の座標原点が写真測量用カメ
    ラに対して適当な位置に設定されることを特徴とする写
    真測量用カメラ。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の記憶媒体におい
    て、前記三次元直交座標系が地球に対して鉛直に延在す
    る第１の軸線と、該三次元直交座標系の座標原点から水
    平にしかも互いに延在する第２及び第３の軸線とから成
    ることを特徴とする記憶媒体。