JPS58501638A - 写真測量のステレオプロツタ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 写真測量のステレオプロンタ一 本発明は写真測量のステレオプロンターに係るものである。

地形を立体的に写真にと９、そして比較的大きい写真を正常な両眼間の距離で見 られるように隣り合わせに置かれるようにするため光学的軸の広がりを縮少する ミラーシステムを有する双眼鏡から通常成っているステレオビューア−を通して 写真を観察することはよく知られている。

゛　このようなビューア−から等高線又は他の特徴を描出することができるため に本文中で「小点」として参照している一対のマーカーを使用することが知られ ており、これらの小点は水平面上の位置を測定する目的で写真に平行な面内で一 対として動かされることができ、そしてそれらの空間的分離を変えて垂直距離を 決定することができる。この目的のためこれらの小点はカーソルユニット上に支 持される一対の透明部材上に形成されるのが普通であり、これらの小点は写真に 平行で、一般に観察軸に垂直な平面上をＸ軸とＹ軸に動くが、Ｚ軸に沿う高度を 測定するためそれらの間の距離を変えるように動かされることができる。小点が １つずつ各写真の上に現われるように適正に位置付けるようにこれらの小点は位 置決めされている。

小点の間隔がある選定した高度を立体的に表わすようにしておいて、等高線をト レースするだめカーソルユニットを画面に平行な面内で動かし、そして等高線の トレースは、古い形態の装置の場合のように、カーソルユニットへ結合したパン タグラフによりつくられ、このパンタグラフはステレオビューア−に隣接してプ ロンティング面にトレースをつくる。しかし、地形の高度変化を記録するため写 真を辿っていく間、例えば、小点の空間的分離を変えることによるなどしてトレ ースの描出方法を変えられることができるということを理解されよう。

生じてくる問題は、カーソルユニットの操作に人のエラーが入ってくるのでパン タグラフのペン又はその動きを記録する他の装置が描出するトレースを定期的に 検査することが必要であり、そしてそのためには操作者はアイピースを離れてプ ロッティングシートを見なければならないか又はもしインテグラルプロッティン グテーブルを使用しているならば、操作者の前面のその装置の間で凝視しなけれ ばならない。描出されている等高線、クリークそして道の相対的位置はこれらの 線が近接しだすと重大である。描出プロセス中の不完全さから、又はもしペンが マークし損うならば重大なエラーが生じるからである。

プロットした特徴の完全さを調べ、そして先ずエラーを消し、それからその部分 を再びプロットし直すことによりプロットのエラーを訂正することをプロセスは 必要とした。この問題は、ステレオプロッタにデジタルエンコーダーを取付けて そのプロットした特徴のＸ、ＹそしてＺの座標を得るとき一層ひどくなる。その 場合操作者はひんばんに眼を離してコンピュータの指令を入れたシそしてコンピ ューターコンソール装置による特徴描写を入れたりしなければならないからであ る。

操作者の頭の動きを最小にするためステレオブロック−のアイピースに隣接して ビデオもしくはコンピューターによる陰極線管表示をつくったり、これらの像を 立体モデル視野にスーパーインポーズすることも知られている技術である。然し なから、これらの装置は表示もしくはスーパーインボーズ法に最適解決を与えて いるものではなく、又アイピースから眼を離さなムで表示像を手際よく動かす手 段を提供しているものでもない。

この方面の先行技術の例として、ナショナルリサーチカウンセルオブカナダが代 表するカナダの権利において女工に与えられたカナダ特許第１．０２０，３４１ 号を参照できる。これは、入力が写真であり、そして出力がデジタルもしくはア ナログデーターであるコンピューターを有スル閉シタループ内に含まれるステレ オコンパレーターの形の分析プロッターである。タイプライタ−を使用して操作 者が入力し、それを通して操作者はＸとＹの動きのための２つのハンドホイール と高度のだめのフントホイールとによりコンピューターと通話して写真キャリヤ ーを動かす。これにおいては対応する命令が発生させられ、そしてコンピュータ ーはバッファーユニットｔ−介してハンドホイールとフントホイールエンコーダ ーカラ命令をうけとり、そしてサーボコントロールロジックを介して写真キャリ ヤーサーボへ送シ、それにより２枚の写真は常に制御されて正しく１つに融合し そして位置決めされた立体モデルを操作者へ呈示する。又、この装置は記録媒体 の像を写真測量器械の写真観察光学手段にスーパーインポーズするだめの像転移 光学装置を含んでいる。

本発明の目的はこの一般型式の装置を改良してプロッティングの精度を増大し、 そして地形の高さがステレオプロッターの視差もしくは高度設定に対応している ポイントだけでしか正確なスーパーインポジションを与えない既知装置の欠点（ これは操作者にとって非常に煩わしいことである）を排除して操作者の緊張を緩 らげることである。

別の目的は、操作者は手で動かす機構とフットコントロールとの両方を操作して Ｘ、ＹそしてＺ軸の要件に応えなければならないので別の制御手段を提供すると いうことであり、そしてこれは命令のようなコンピューターへのデータの供給を 行ない、そして音声フィードバンクを操作に与えてこの型式の器械に存在するコ ミュニケーションを実際に増大する音声制御システムを利用することによシ本発 明に従って達成される。音声作動チャンネルは音声認識装置と合成コンピュータ ーとから成り、このコンピューターへ操作者の命令が送られてコンピユーターは 音声作動だけでその命令を実行し、かくして非常に有効な付加的チャンネルを与 え、そして操作者がステレオスコープビジョンシステムから目を離さなければな らない必要性をなくしている。操作者は普通に６軸プロツトを行ない、観察集中 を中断することなく必要な時に所要区域に追加データーを挿入することができる ようになる。

双眼鏡を通して立体モデルを見ている時に立体モデルに必要とされる他のデータ ーを一緒にプロット中のトレース像ニスーバーインポーズして、トレースの写真 像にスーパーインポーズされた立体モデルの構成写真の一方又は両方にトレース 像が現われるようにすることによって本発明の目的を達成する。

１つのトレース像の場合に操作者は全視野にわたシ精確なスーパーインポジショ ンを認知スる。２つノドレース像の場合に操作者は、写真モデルの全視野にわた シ精確な６次元トレース像を認知する。立体モデルもしくは地図座標をよく知ら れている投影式により写真像座標５変換することにより上述のトレース像をつく る。

先行技術による地図もしくはモデルの座標スーパーインポジション技術は既に述 べたように、地形の高さがステレオプロッターの視差もしくは高さ設定に対応し ているポイントだけでしか精確なスーパーインポジションを与えないという欠点 を有する。。

本発明は、デジタルエンコーダーを装備したアナログもしくは分析ステレオプロ ッターに適用でき、そしてその場合トレース像は高解像度（例えば１０２４Ｘ１ ２８０分解能単位）のダイナミック表示となシ、この表示はラスタークラフィッ クス、陰極線管、ライトバルブもしくは他の同様の技術によりつくられる。

表示はコンピューターの制御下にあり、そして主表示像はポイント毎に消すこと ができる。コンピューターはＸ、Ｙ、Ｚモデル座標値を集め、これらの座標値を 像座標値へ変換し、そして測定マークの像トレースを発生する。

又、コーンピユータ−は、集められた地図情報を表わす点、線１１面のシンボル を発生する。例えば、風車をデジタル化するときは、風車の地図シンボルを発生 し、そしてこのシンボル像をトレースする。

同様にして、前にプロットした地図と立体モデルとを、描出した像トレースを再 発生することにより同じか又は新しい与具ユ体モデ〜ルにスーパーインポーズす ることもできる。この特徴１ｄ地図と立体モデルプロットの改訂や品質保証に特 に有田である。

本発明の別の要旨は音声認識・合成コンピューターを使用し７て、像トレースと コンピューターを操作者が制御して、ステレオプロッターのデーター収集を制御 することにあるＵこの装置″を使用すると操作者は音声により特徴アイデンティ フィケーションを入れ、収集されたデジタルデーターへの命令と像トレースとコ ンピューターの他の制御機能とを表示し、そして編集することができる。

それの好ましい形態において本発明は一対の空間的に分離されたマスターからス テンオスコピックバイナキューラー又は立体双眼鏡全通して像をプロットする方 法を使用し、この方法はＸＹ座標上でカーソルを操作し、そしてＺ座標表示点を つくるため各マスター上に１つずつ一対の測定マークの空間分離により選択され たデーターライン上の高度にそれの見かけの高さを有する測定マークを観察し、 そして像座標と像トレースをつくるためモデル座標を処理するコンピューターへ ＸＹＺモデル座標値を移し、像トレースを表示および／又はプリンターへ、そし て受像管へも加え、そして光学系により立体双眼鏡ユニットに加えて前記のマス ターの立体像にスーパーインポーズさせ、そして前記のコンピューターへ結合さ れた音声認識ユニットによシ更にコントロールとデータフィードバックとを適用 する諸段階を備えている。

操作者が測定マークを動かして地図の特徴をトレースするときポイント毎に像ト レースを発生し、そのトレースは操作者には測定マークにより描出されるように 見える。、同様に、前にテンタル化したモデル又は部分モデルの像トレースを地 形モデルに即時にスーパーインポーズすることができる。

本発明を十分に理解できるようにするため好ましい実施例を、例示しているもの として考えるべき添付図を参照して説明する。

第１図はデジタルステレオプロッターへ適用した本発明を示すプロンク図である 。

、ｆ２図は視差訂正をどのようにして行なうかを示している。

図示形態において、双眼鏡ビューア−１のミラー２−２と６−３とにより立体写 真対４−５が見られるようになっており、そして双眼鏡ビューア−１と組合され ているカーソルユニット６は立体写真軸４−５へ平行なＸ。

Ｙ軸に動くことができ、そして小点が双眼鏡ビューア−１の視野にそれぞれ投射 されるが、Ｘ、Ｙ軸に垂直なＺ軸に沿って双眼鏡観察を与えるようカーソルユニ ットの運動の面内で空間的に分離できるような仕方でカーソルユニットは小点を 担持している。

地形ＸＹＺデーターユニット９全通してコンピューター８へ結合されているステ レオグラメトリックユニット７ヘカーソルユニツト６の動きは移される。コンピ ューター８は等高線、クリー２、道路等のような特に必要な情報を操作者により 地形特徴キーボード１０を介して、又後述する音声認識装置により供給されてい る。

コンピューター８のグラフインクユニット１１は表示ユニット１２とプリンター １６とへ供給するが、インターフェース１４へも供給し、このインターフェース からグラフィック１５が陰極線管１６へ供給され、この陰極線管は輝度調整１７ と他の調整を有しており、そしてトレースを光学系１８を介してビームスグリツ タ−１９へ送り、ビームスプリンター１９はそのプロットしたデーター例えば等 高線、クリー２、道路等を双眼鏡ビューア−の−側へ注入して立体写真上へその トレースを見えるようにして移す。

音声作動マイクロホンに所望の命令／特徴確認（ｃｏｍ−ｍａｎｄ／ｆｅａｔｕ ｒｅ　１ｄｅｎｔｉｆｉｅｒ　）　ｆ操作者が話し込むことにより、そして発声 の所要の解釈をコンピューターに入れることにより音声認識ユニット２０は訓練 きれる。このような音声認識ユニットは知られているが、こ＼におけるようにス テレオブロンターへ適用されたことはない。

認識ユニット２０は発声音素をデジタルでエンコードし、音素の統計的分析を行 左い、そして音素のデジタル記録を圧縮しそして記憶する。すべての必要とされ る命令に対しデジタル記録を蓄積してから、認識ユニットを訓練モードから認識 モードへ切換える。発声がマイクロホンに入る毎にプロセッサはそのエントリー をエンコードし、ブリセントした統計的スレッシュホールド内で適合記録をめて 蓄積記録を捜査し、そして最適デジタル記録の命令を選択する。

このユニットの合成部分は、ライブラリーの音素のブリセントし圧縮したデジタ ル記録を持つことによシ訓練される。適正な音素′ｆ：選択し、それらのデジタ ル記録を蓄積し、そしてそのデジタル記録ス）　ＩＪングヘ符号を割当てること によシ各所要の応答は発生させられる。

合成モードの動作において、コントロールコンビューターは所要の応答に対して 符号を発し、そしてユニットは音素ス）　ＩＪソング蓄積されたデジタル記録を 抽出し、そして音声モジュレータ−から音声の発声をつくる。

この音声認識／合成ユニットを使用するのでステレオ７”ｏツｌ−の操作者ハコ ントロールコンピューターヘ予定の指令を入れることができ、そしてコントロー ルコンピューターは所要の音声応答を発するようプログラムされることができ、 そしてこのことの重要性は、もし操作者がキーボードを使用しなければなら々い とすると生じるＸＹＺコントロールを操作者が犠牲にしなければならないという ようなことなくＸＹｚコントロールへ加えられたチャンネルとしてそれが見られ るときに認められることができる。

第２図は、操作者が６次元構成において地形のポイントＰを通常どのように見て おり、そして地形上のＰの左像の座標Ｑと左像の座標Ｒとをどのように見ている かを示し、そしてポイントＰのモデル又は地図座標はＳである。ポイントＳがポ イントＰと同じ高さにあるように、即ち一致しているように感知するよう測定マ ークの視差を調節しなければ、Ｓは３次元モデルの上で精確にスーパーインポジ ションすることはない。

この欠点に対する解決は、像トレースをつくるためモデル座標を像座標へ変換す るためのアルゴリズムをコンピュータ８内に持たすことにより達成され、そして 例えば左像トレースのため、ＳからＱ及び／又はｌ’ｌ引き出す。

Ｒ＝Ｓ＋δ２ 得られた像トレースは、３次元モデルの上にそして測定マークの見掛けの高さに 関係のない精確なスーパーインポジションであることを理解するであろう。

ポイントＰ１に対する一般の場合は、かくして次のようになる。

δ・　＝ｈ・−α １　１ ｈｌ　−地図の基本水準面より上の地形の高さＨ＝角隅 ｒｉ　＝Ｐと写真の主点との間の放射方向距離δｉ　二高さによる像ポイントの 放射方向の変位アルゴリズムの適用は、モデル座標を像座標トレースへ変える効 果を有し、操作者は６次元地形面と真にスーパーインポジションしたトレースを 感知する。デュアルトレース像のスーパーインポジションの場合において像トレ ースそれ自体は６次元地形面上に精確にスーパーインポーズした６次元となって 現われる。

叙上から認識されるように、本発明の写真測量ステレオプロツメ−においては、 一対の空間的に離されたマスター、例えば写真から立体双眼鏡ユニットを通して プロットされている像は双眼鏡ビューア−の少なくとも一側の視野に背景映写さ れてマスターと可動点とで見られるようになる。

トレースの像はプロットされているものの上にスーパーインポーズされ、そして 操作者は連続的に見ることができ、他方操作者の正規の立体ビジョンに干渉しな いようにインテンシテイと位置とを調整できる。

本発明は地図作成の分野に限らず、立体プロッティングが必要とされ、そのとき 操作者がトレースを見られることが必要であるどのような分野にも適用できる。

本発明を限定する請求の範囲は次の通シである。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一対の空間的、に離：した地形写真・のようなマスターがち立体双眼鏡ユニ ッ：トを介゛して１像をプロットし、双■鏡ビューア−の少なくと、も−側の視 野にトレースを背景映写、してマスターとカーソルの可動小点とに組合せて見え るようにする写真測量ステレオプロッターにおいて、 （ａ）　前記のカーソルユニットの平面運動がらＸＹ座標をそして前記の小点の 分離位置から２の高さ座標をうけとるように結合されたステレオグラメトリック ユニット、 （ｂ）　地形ＸＹＺデーターユニットを介して前記のステレオグラメトリックユ ニットへ結合されたコンピューター、 （Ｃ）　このコンピューターのグラフィック出カニニットから前記のトレースを 記録する手段、 （ｄ）　前記のステレオマスターの少なくとも１つに前記のトレースを可視的に スーパーインポーズするだめ前記の双眼鏡ユニットの少なくとも一側へ光学系に ょ多結合されている表示管と前記のコンピューターの出力との間のインターフェ ース、そして （ｅ）　前記の記録されたトレースへ付加情報を前記のＸＹＺ座標へ供給するよ うに配置された地形特徴ユニットにより４′￥徴づけられている写真測量ステレ オプロッター。 ２、Ｉ前記の地形ユニットがキーボードユニットでアリ、そして前記の地形ユニ ットからの情報とＸＹＺモデル「座標とを収集するようにコンピューターを配置 し、そして座標を匍丁御し、そして測定マークの像トレースを発生し、そして収 集された地図情報を描出する点、線そして面を発生しそして表示することを特徴 とする請求の範囲第１項に記載のステレオグラメトリンクユニット。 ３、　手動で独立して操作者がＸＹｚ座標を制御できるようにしたま＼、操作者 が音声制御によシ情報を加えられるようにするため少なくとも前記のコンピュー ターへ接続されている音声認識ユニットによシ特徴づけられている請求の範囲第 １項又は第２項に記載のステレオグラメトリックユニット。 ４、　音声認識ユニットが発声音素をエンコードし、音素の統計的分析を行ない 、そして音素のデジタル記録を圧縮しそして蓄積するよう、そして次に音声付勢 によりコンピューターへ命令を発するよう配置されており、そして合成モードで は音声発声をつくり、前記の音声認識ユニットは前記のステレオグラメトリック ユニットと前記のコンピューターとの間に接続されていて、それによりコンピュ ーターへ指令を出せるようにしそしてＸＹＺ座標の手動操作と独立してコンピュ ーターから指令を戻せるようにしたこと全特徴とする請求の範囲第１゛項又は第 ２項に記載のステレオグラメトリックユニット。 ５．　前記の双眼鏡ユニットからのモデル座標を前記のコンピューターにより像 座標に変えて６次元地形モデルの全視野にわたりトレース像を精確にスーパーイ ンポーズして、それによシ視覚妨害を排除するようにした手段によシ特徴づけら れている請求の範囲第１項又は第４項に記載のステレオメトリックユニット。 ６、　音声コントロールによシ操作者が情報を加えられるようにするため少なく とも前記のコンピューターへ接続されておシ、そして操作者が手動で独立してＸ ＹＺ座標を制御することができるま＼にして音声フィードバックを含んでいる音 声認識ユニットによシ特徴づけられ、そして前記の双眼鏡ユニットからのモデル 座標を像座標へ変えられる手段により更に特徴づけられている請求の範囲第１項 に記載のステレオグラメトリックユニット。 ７（ａ）　立体マスターを３次元の形で見られるように支持されている立体双眼 鏡ユニット、 （ｂ）　間隔を変えて走査の高さを表わす一対の小点を有し、カーソルの運動に よりＸとＹの座標を与えそして小点の間隔によりＺ座標を与えるようにしたカー ソル、（Ｃ）　地形ＸＹＺデーターユニットを通してコンピューターへ接続され 、そして前記のＸＹＺ座標をうけるステレオグラメトリックユニット、 （ｄ）　前記のコンピューターへ音声命令を供給するよう配置され、そして前記 のコンピューターからの音声フィードバックを有する音声認識ユニット、（ｅ） 前記のコンピューター中のグラフィックスサブユニットへと、表示管へグラフィ ックスユニットを介して接続されているインターフェースへ接続されている表示 及び／又はプリンター、および （ｆ）　表示管上の可視像から部分ミラーを通して立体ビューア−の−側又は両 側へ伝達し、それにより立体ビューア−の操作者がＸＹｚ座標を操作しな力くら 立体マスター上にスーパーインポーズされた像トレースを見・て、そして音声命 令を発し、そして音声フィートノ；ンクと視覚フィードバックとをうけるように する光学系を組合せて備えている請求の範囲第１項に記載のステレオグラメトリ ックユニット。 ８、前記のコンピューターへ接続された地形特徴キーボードにより更に特徴づけ られている請求の範囲オフ環に記載のステレオグラメトリックユニット。 ９　前記のモデル座標から発生した前記の像座標へ修正を加えるだめの前記のコ ンピューター内のアルコ゛リズムにより更に特徴づけられている請求の範囲オフ 環に記載のステレオグラメトリックユニット。 １０、本文に説明されそして添付図に示されているのと実質的に同じように構成 され、そして作動するステレオグラメトリックユニット。 １１、ＸＹ座標上でカーソルを操作し、そして各マスターの上に１つずつ一対の 測定マークを空間的に離すことによシ選択されたデーターラインより上の高度に 見かけの高さを有する測定マークを観察して２座標表示ポイントをつくシ、そし て像トレースをつくるためコンピューターへＸＹｚ座標を移し、モデル座標を処 理して像座標をつくυその後の視覚妨害をなくし、表示及び／又はプリンターへ そして受像管へ像トレースを加え、そして光学系によシ立体双眼鏡ユニットに像 トレースを加えて前記のマスターの立体像にスーツ（−インポーズし、そして前 記のコンピューターへ結合された音声認識ユニットによシ更にコントロールとデ ーターフィードバックを加える諸段階を備える一対の空間的に離されているマス ターから立体双眼鏡ユニットを介して像をプロットする方法。