JPS61145410A - 移動体の位置測量装置 - Google Patents
移動体の位置測量装置Info
- Publication number
- JPS61145410A JPS61145410A JP26645684A JP26645684A JPS61145410A JP S61145410 A JPS61145410 A JP S61145410A JP 26645684 A JP26645684 A JP 26645684A JP 26645684 A JP26645684 A JP 26645684A JP S61145410 A JPS61145410 A JP S61145410A
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- Japan
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- image sensor
- moving body
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、作業船の船位の測量等に用いる移動体の位置
測量装置に関するものである。
測量装置に関するものである。
（従来の技術）
従来１作業船の船位等の測量は光学機器を用いて次のよ
うに行われるのが一般的であった。即ち、陸上の既知の
位置に少なくとも３つの標を六分儀で規準し、各標相互
間の挟角を求めて三角測量の三点両角測定して船位を特
定する方法、反射鏡による規準標からの反射測距光を利
用して光波測距儀で各規準標までの距離を測定して船位
を特定する方法等である。
うに行われるのが一般的であった。即ち、陸上の既知の
位置に少なくとも３つの標を六分儀で規準し、各標相互
間の挟角を求めて三角測量の三点両角測定して船位を特
定する方法、反射鏡による規準標からの反射測距光を利
用して光波測距儀で各規準標までの距離を測定して船位
を特定する方法等である。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、前者の船位測量方法では、各標相互間の
挟角を同時に測定するものではないため。
挟角を同時に測定するものではないため。
作業船の移動あるいは動揺によって各標相互間の挟角に
測定誤差が生じ易く、また、後者の方法では規準標とし
ての反射鏡からの反射距離光を受けて測距するものであ
るため、光波測距儀に自動規準装置を装備しておいても
、光波測距儀から発せられる測距光が狭い発散角のため
１作業船の移動あるいは同様によって測距光が反射鏡か
ら外れ、自動規準にて反射鏡をとらえる間は測距動作が
できなくなり、すなわち連続した測距ができないという
問題点があった。
測定誤差が生じ易く、また、後者の方法では規準標とし
ての反射鏡からの反射距離光を受けて測距するものであ
るため、光波測距儀に自動規準装置を装備しておいても
、光波測距儀から発せられる測距光が狭い発散角のため
１作業船の移動あるいは同様によって測距光が反射鏡か
ら外れ、自動規準にて反射鏡をとらえる間は測距動作が
できなくなり、すなわち連続した測距ができないという
問題点があった。
本発明は、これらの点に着目してなされたもので、船位
の測量作業が確実に行え、測定誤差も小さな移動体の位
置測量装置を提供せんとするものである。
の測量作業が確実に行え、測定誤差も小さな移動体の位
置測量装置を提供せんとするものである。
（問題点を解決するための手段）
そのため、本発明では、移動体の位置測量装置を、多数
の受光素子が格子状に配列されたイメージセンサと、既
知の位置に設置された少なくとも３つの標の像を前記イ
メージセンサ上に投影するレンズ系と、前記イメージセ
ンサから出力される前記投影された各棟の像の光度レベ
ルに対応する画像信号を明暗パターンに二値化した画像
信号に変換する初期処理手段と、この初期処理手段が出
力する二値化画像信号に基づいて前記各標相互間の挟角
を算術的に求め、この各挟角に三角測量の三点両角法に
よる演算を施して移動体の位置を特定する画像処理演算
手段とによって構成したものである。
の受光素子が格子状に配列されたイメージセンサと、既
知の位置に設置された少なくとも３つの標の像を前記イ
メージセンサ上に投影するレンズ系と、前記イメージセ
ンサから出力される前記投影された各棟の像の光度レベ
ルに対応する画像信号を明暗パターンに二値化した画像
信号に変換する初期処理手段と、この初期処理手段が出
力する二値化画像信号に基づいて前記各標相互間の挟角
を算術的に求め、この各挟角に三角測量の三点両角法に
よる演算を施して移動体の位置を特定する画像処理演算
手段とによって構成したものである。
（作用）
このように構成された本発明の移動体の位置測量装置で
は、陸上の既知の位置に設置された３つの標をイメージ
センサ上にレンズ系によって同時に結像させ、イメージ
センサ上に投影された前記各棟の像を初期処理手段１画
像処理演算手段等で処理するもので、イメージセンサ上
に投影された各棟の像対応のレベル画像信号を初期処理
手段によって明暗パターンに二値化した画像信号に変換
し、画像処理演算手段によってこの二値化画像信号から
各標相互間の挟角を算術的に求め、この各挟角に三角測
量の三点両角法による演算を施して移動体の位置を特定
するものであり、レンズ系を用いて各棟の像を同時にイ
メージセンサ上に投影するものであるため１作業船の多
少の移動、動揺等によっては各棟の像がイメージセンサ
の有効視野外に外れてこれを見失ってしまうようなこと
はほとんどなく、これによって船位の測量作業は容易と
なり、さらに、各棟の像はイメージセンサ上で同時に観
測されるものであるので１作業船の移動、動揺等に基づ
く誤差も小さな、移動体の位置測量装置の提供を可能に
したものである。
は、陸上の既知の位置に設置された３つの標をイメージ
センサ上にレンズ系によって同時に結像させ、イメージ
センサ上に投影された前記各棟の像を初期処理手段１画
像処理演算手段等で処理するもので、イメージセンサ上
に投影された各棟の像対応のレベル画像信号を初期処理
手段によって明暗パターンに二値化した画像信号に変換
し、画像処理演算手段によってこの二値化画像信号から
各標相互間の挟角を算術的に求め、この各挟角に三角測
量の三点両角法による演算を施して移動体の位置を特定
するものであり、レンズ系を用いて各棟の像を同時にイ
メージセンサ上に投影するものであるため１作業船の多
少の移動、動揺等によっては各棟の像がイメージセンサ
の有効視野外に外れてこれを見失ってしまうようなこと
はほとんどなく、これによって船位の測量作業は容易と
なり、さらに、各棟の像はイメージセンサ上で同時に観
測されるものであるので１作業船の移動、動揺等に基づ
く誤差も小さな、移動体の位置測量装置の提供を可能に
したものである。
（実施例）
次に、本発明の実施の一例を図面を参照しながら説明す
る。第１図は本発明に係る移動体の位置測量装置の一実
施例を示す概略構成図、第２図はこの移動体の位置測量
装置と３つの標との位置関係を示す説明図である１図面
において、１１は海上の作業移動区域１３内に浮ぶ作業
船１５に設備された移動体の位置測量装置であり、１７
，１９゜２１は陸上に設置された標である。ここで、こ
の標１７．１９．２１は、例えばハロゲンランプ等のバ
ックグランドの光に対して充分に判別可能な輝度をもつ
光源を備えていて、１００〜１０００ｍ程度の間隔をも
って水平に設置されており、その設置位置は正確に把握
されている。
る。第１図は本発明に係る移動体の位置測量装置の一実
施例を示す概略構成図、第２図はこの移動体の位置測量
装置と３つの標との位置関係を示す説明図である１図面
において、１１は海上の作業移動区域１３内に浮ぶ作業
船１５に設備された移動体の位置測量装置であり、１７
，１９゜２１は陸上に設置された標である。ここで、こ
の標１７．１９．２１は、例えばハロゲンランプ等のバ
ックグランドの光に対して充分に判別可能な輝度をもつ
光源を備えていて、１００〜１０００ｍ程度の間隔をも
って水平に設置されており、その設置位置は正確に把握
されている。
また、３１はイメージセンサ、３３はレンズ系、３５は
初期処理手段、３７は画像処理演算手段。
初期処理手段、３７は画像処理演算手段。
３９は表示器、４１は自動視準機構であり、前記移動体
の位置測量装置１１はこれらによって形成されている。
の位置測量装置１１はこれらによって形成されている。
イメージセンサ３１は無数の微小なフォトダイオード４
３を平面上に高密度に格子配列したもので第３図にその
詳細を示す。レンズ系３３はこのイメージセンサ３１の
前面に配置され、その水平視野の角度θはイメージセン
サ３１の有効視野内にカバーされている。従って、この
レンズ系３３の水平視野内の３つの標１７，１９．２１
は確実にイメージセンサ３１上に投影され、各標１７，
１９．２１相互間の挟角α、βは夫々イメージセンサ３
１の水平方向のフォトダイオード４３の数にほぼ対応付
けられる。自動視準機構４１は、このとき中央の標１９
の像が常時イメージセンサ３１のほぼ中央に結像するよ
うにレンズ系３３の光軸を調整する如く作用する。
３を平面上に高密度に格子配列したもので第３図にその
詳細を示す。レンズ系３３はこのイメージセンサ３１の
前面に配置され、その水平視野の角度θはイメージセン
サ３１の有効視野内にカバーされている。従って、この
レンズ系３３の水平視野内の３つの標１７，１９．２１
は確実にイメージセンサ３１上に投影され、各標１７，
１９．２１相互間の挟角α、βは夫々イメージセンサ３
１の水平方向のフォトダイオード４３の数にほぼ対応付
けられる。自動視準機構４１は、このとき中央の標１９
の像が常時イメージセンサ３１のほぼ中央に結像するよ
うにレンズ系３３の光軸を調整する如く作用する。
イメージセンサ３１はこのようにして投影された各棟１
７，１９，２１の像を各フォトダイオード４３毎に電気
信号に変換し、光度レベルに対応する画像信号としてこ
れを送出する。ここで、レンズ系３３の水平視野角θを
９０″とし、イメージセンサ３１の有効視野角の水平方
向に配列されたフォトダイオード４３の数を２０００個
とすれば、各標相互の挟角の分解能は約０．０４５°と
なる。
７，１９，２１の像を各フォトダイオード４３毎に電気
信号に変換し、光度レベルに対応する画像信号としてこ
れを送出する。ここで、レンズ系３３の水平視野角θを
９０″とし、イメージセンサ３１の有効視野角の水平方
向に配列されたフォトダイオード４３の数を２０００個
とすれば、各標相互の挟角の分解能は約０．０４５°と
なる。
また、前記初期処理手段３５と画像処理演算手段３７と
は１つのマイクロコンピュータによって実現されており
、初期処理手段３５は前記イメージセンサ８１より出力
される各棟１７，１９，２１の像の光度レベルに対応す
る画像信号を所定の閾値と比較して明・暗、即ちオン・
オフニ値の二値化画像信号に変換する。この初期処理手
段３５は前記閾値を各棟１７，１９，２１の出す光とそ
れ以外のバックグランドの光とが常に明瞭に判別出来る
ような値に自動的に調整する機能を備えている。この閾
値の自動調整は後述する画像処理演算手段３７よりフィ
ードバックされる補正信号によって行われる。
は１つのマイクロコンピュータによって実現されており
、初期処理手段３５は前記イメージセンサ８１より出力
される各棟１７，１９，２１の像の光度レベルに対応す
る画像信号を所定の閾値と比較して明・暗、即ちオン・
オフニ値の二値化画像信号に変換する。この初期処理手
段３５は前記閾値を各棟１７，１９，２１の出す光とそ
れ以外のバックグランドの光とが常に明瞭に判別出来る
ような値に自動的に調整する機能を備えている。この閾
値の自動調整は後述する画像処理演算手段３７よりフィ
ードバックされる補正信号によって行われる。
画像処理演算手段３７はこの初期処理手段３５で処理さ
れたこ値化画像信号に基づいて、各棟１７．１９，２１
の像の相互間のフォトダイオードの数から夫々の挟角α
、βを算術的に求め、この各挟角α、βと各棟１７，１
９，２１の位置情報に三角測量の三点両角法による演算
を施して作業船１５の船位を海上の作業移動区域１３内
に特定する。この船位の座標情報は表示器３９へ送られ
て表示される。また、このとき、前記自動視準機構４１
の制御信号および初期処理手段３５の閾値の補正信号も
同時に演算されて、自動視準機構４１あるいは初期処理
手段３５ヘフイードバツクされる。
れたこ値化画像信号に基づいて、各棟１７．１９，２１
の像の相互間のフォトダイオードの数から夫々の挟角α
、βを算術的に求め、この各挟角α、βと各棟１７，１
９，２１の位置情報に三角測量の三点両角法による演算
を施して作業船１５の船位を海上の作業移動区域１３内
に特定する。この船位の座標情報は表示器３９へ送られ
て表示される。また、このとき、前記自動視準機構４１
の制御信号および初期処理手段３５の閾値の補正信号も
同時に演算されて、自動視準機構４１あるいは初期処理
手段３５ヘフイードバツクされる。
このようにして構成された移動体の位置測量装置１１は
、作業船１５に積載されて作業移動区域１３内より、陸
上の所定の位置に設置された標１７．１９．２１を規準
する。その結果イメージセンサ３１上に結像した標１７
，１９．２１の像は、電気信号に変換されて光度レベル
に対応する画像信号として出力される。この光度レベル
に対応する画像信号は初期処理手段３Ｓで閾値と比較さ
れて二値化画像信号となる。各棟１７，１９，２１の像
に対応した画像信号は第３図に黒点で表示する如くある
程度の広がりのあるエリアａ、ｂ、ｃとして抽出される
ため、画像処理演算手段３７は最小自乗法等の統計的手
法を用いて夫々の重心点ｄ、ｅ、ｆを求める。このとき
前述のエリアが大きすぎたり一１標１７，１９，２１以
外のものが抽出されている場合、あるいは各標１７，１
９．２１全てが抽出できない場合には前記閾値を自動的
に調節するための補正信号を初期処理手段３５ヘフイー
ドバツクする。
、作業船１５に積載されて作業移動区域１３内より、陸
上の所定の位置に設置された標１７．１９．２１を規準
する。その結果イメージセンサ３１上に結像した標１７
，１９．２１の像は、電気信号に変換されて光度レベル
に対応する画像信号として出力される。この光度レベル
に対応する画像信号は初期処理手段３Ｓで閾値と比較さ
れて二値化画像信号となる。各棟１７，１９，２１の像
に対応した画像信号は第３図に黒点で表示する如くある
程度の広がりのあるエリアａ、ｂ、ｃとして抽出される
ため、画像処理演算手段３７は最小自乗法等の統計的手
法を用いて夫々の重心点ｄ、ｅ、ｆを求める。このとき
前述のエリアが大きすぎたり一１標１７，１９，２１以
外のものが抽出されている場合、あるいは各標１７，１
９．２１全てが抽出できない場合には前記閾値を自動的
に調節するための補正信号を初期処理手段３５ヘフイー
ドバツクする。
画像処理演算手段３７は、こうして求めた各棟１７．１
９，２１の像の重心点ｄ、ｅ、ｆと、イメージセンサ３
１上の中心点ｇと中央の標１９の重心点ｅとのずれとを
算術的に処理することで標１７．１９問および標１９，
２１間の挟角α、β、。、ユ、１、イユニ、ヤッヶ、□
よ。や７゜点ｇと中央の標１９の重心点ｅとのずれが大
きくなると、得られる挟角α、βに誤差が生じるため、
画像処理演算手段３７は自動視準機構４１に信号を送っ
て前述のずれが小さくなるようにレンズ系３３の光軸を
調整する。画像処理演算手段３７はさらに、こうして求
めた挟角α、βに、三角測量の三点両角法による演算を
施し１作業船の船位の座標情報を得る。この座標情報は
表示器３９へ送られて表示される。
９，２１の像の重心点ｄ、ｅ、ｆと、イメージセンサ３
１上の中心点ｇと中央の標１９の重心点ｅとのずれとを
算術的に処理することで標１７．１９問および標１９，
２１間の挟角α、β、。、ユ、１、イユニ、ヤッヶ、□
よ。や７゜点ｇと中央の標１９の重心点ｅとのずれが大
きくなると、得られる挟角α、βに誤差が生じるため、
画像処理演算手段３７は自動視準機構４１に信号を送っ
て前述のずれが小さくなるようにレンズ系３３の光軸を
調整する。画像処理演算手段３７はさらに、こうして求
めた挟角α、βに、三角測量の三点両角法による演算を
施し１作業船の船位の座標情報を得る。この座標情報は
表示器３９へ送られて表示される。
以上図示の実施例に従って詳細に説明したが、本発明は
これにのみ限定されるものではなく、海上での作業船の
船位測量のみならず、陸上で移動する作業台車等の位置
測量にも適応可能であり。
これにのみ限定されるものではなく、海上での作業船の
船位測量のみならず、陸上で移動する作業台車等の位置
測量にも適応可能であり。
構成上でも種々のバリエーションを含むものである０例
えば、イメージセンサの受光素子としてフォトダイオー
ド以外にＣＯＤ、ＢＢＤ等を用いたものであってもよく
、また、初期処理手段と画像処理演算手段とを別々の専
用ハードウェアで構成してもよい、さらに、標もレーザ
ー等のコヒーレントな光を用い、レンズ系に偏光フィル
タを配置して異なる偏波面でのデータを採って処理すれ
ば。
えば、イメージセンサの受光素子としてフォトダイオー
ド以外にＣＯＤ、ＢＢＤ等を用いたものであってもよく
、また、初期処理手段と画像処理演算手段とを別々の専
用ハードウェアで構成してもよい、さらに、標もレーザ
ー等のコヒーレントな光を用い、レンズ系に偏光フィル
タを配置して異なる偏波面でのデータを採って処理すれ
ば。
極めて輝度の高いノイズ光があっても標の像と確実に弁
別できる。また、初期処理手段における閾値の調整もそ
の日の天候１時刻等のバックグランドの照度を参酌して
手動で調節してもよい、さらに、別途方法で移動体の位
置測量装置全体を標の方向に向けることができれば、レ
ンズ系の自動視準機構を割愛することも可能である。
別できる。また、初期処理手段における閾値の調整もそ
の日の天候１時刻等のバックグランドの照度を参酌して
手動で調節してもよい、さらに、別途方法で移動体の位
置測量装置全体を標の方向に向けることができれば、レ
ンズ系の自動視準機構を割愛することも可能である。
（発明の効果）
本発明は以上の様に構成され、レンズ系を用いて各棟の
像を同時にイメージセンサ上に投影するものであるため
、作業船の多少の移動、動揺等によっては各棟の像がイ
メージセンサの有効視野外に外れてこれを見失ってしま
うようなことはほとんどなくなり、船位の測量作業は極
めて容易なものとなり、さらに、各棟の像はイメージセ
ンサ上で同時に観測されるものであるため１作業船の移
動、動揺等に基づく誤差もほとんどなくすることができ
る等の優れた効果が得られる。
像を同時にイメージセンサ上に投影するものであるため
、作業船の多少の移動、動揺等によっては各棟の像がイ
メージセンサの有効視野外に外れてこれを見失ってしま
うようなことはほとんどなくなり、船位の測量作業は極
めて容易なものとなり、さらに、各棟の像はイメージセ
ンサ上で同時に観測されるものであるため１作業船の移
動、動揺等に基づく誤差もほとんどなくすることができ
る等の優れた効果が得られる。
第１図は本発明に係る移動体の位置測量装置の一実施例
を示す概略構成図、第２図はこの移動体の位置測量装置
と３つの標との位置関係を示す説明図、第３図はイメー
ジセンサの一例を模式的に示す正面図である。 １１・・・・・・移動体の位置測量装置、１７，１９゜
２１・・・・・・標、３１・・・・・・イメージセンサ
、３３・・・・・・レンズ系、３５・・・・・・初期処
理手段、３７・・・・・・画像処理演算手段、４１・・
・・・・自動視準機構。 第１図 第２図
を示す概略構成図、第２図はこの移動体の位置測量装置
と３つの標との位置関係を示す説明図、第３図はイメー
ジセンサの一例を模式的に示す正面図である。 １１・・・・・・移動体の位置測量装置、１７，１９゜
２１・・・・・・標、３１・・・・・・イメージセンサ
、３３・・・・・・レンズ系、３５・・・・・・初期処
理手段、３７・・・・・・画像処理演算手段、４１・・
・・・・自動視準機構。 第１図 第２図
Claims (3)
- （１）多数の受光素子が格子状に配列されたイメージセ
ンサと、既知の位置に設置された少なくとも３つの標の
像を前記イメージセンサ上に投影するレンズ系と、前記
イメージセンサから出力される前記投影された各標の像
の光度レベルに対応する画像信号を明暗パターンに二値
化した画像信号に変換する初期処理手段と、この初期処
理手段が出力する二値化画像信号に基づいて前記各標相
互間の挟角を算術的に求め、この各挟角に三角測量の三
点両角法による演算を施して移動体の位置を特定する画
像処理演算手段とを備えて成る移動体の位置測量装置。 - （２）前記レンズ系が、前記イメージセンサに投影され
る標の像の内の中央のものがイメージセンサの中心に結
像するように光軸方向を制御するための自動視準機構を
備えていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
に記載の移動体の位置測量装置。 - （３）前記初期処理手段がイメージセンサが出力する前
記各標の像の光度レベルに対応する画像信号を明暗パタ
ーンの画像信号に二値化する際の閾値の自動調整機構を
具備している事を特徴とする特許請求の範囲第（１）項
に記載の移動体の位置測量装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26645684A JPS61145410A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 移動体の位置測量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26645684A JPS61145410A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 移動体の位置測量装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61145410A true JPS61145410A (ja) | 1986-07-03 |
Family
ID=17431182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26645684A Pending JPS61145410A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 移動体の位置測量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61145410A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5371780A (en) * | 1976-12-06 | 1978-06-26 | Japan Aviation Electron | Control device for tracking moving object |
| JPS5616802A (en) * | 1979-04-30 | 1981-02-18 | Settsu Torasuto:Kk | Method and unit for measuring electro-optically dimension,position and form of object |
-
1984
- 1984-12-19 JP JP26645684A patent/JPS61145410A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5371780A (en) * | 1976-12-06 | 1978-06-26 | Japan Aviation Electron | Control device for tracking moving object |
| JPS5616802A (en) * | 1979-04-30 | 1981-02-18 | Settsu Torasuto:Kk | Method and unit for measuring electro-optically dimension,position and form of object |
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