JPS6285814A - 少くとも一組の双眼写真から三次元量情報を導出する装置 - 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】 光匪旦挟血公団 本発明は、地表の空中写真等のある対象物の少くとも１
組の双眼写真から該対象物の三次元量情報を導出する装
置に関するものである。さらに詳述すれば、本発明は、
双眼写真を支持する支持手段と、前もって設定した座標
系に対して支持手段の位置座標と角度座標を決定する測
定手段と、実体観測システムとを備え、また、支持手段
は前もって設定した自由度で移動自在である一方、使用
者が双眼写真のあらゆる点に対して所望の三次元量情報
を導出できるように、双眼写真の単一の写真像における
対応する画像の位置座標の差を決定する調整装置を実体
観測システムに設けた上記装置に関するしのである。

従来技術 写真ボ１ノ量においては空中写真か使用され、空中写真
は測定され、さらに実体装置によって処理される。その
目的は、異なる位置から撮影された２枚の写真から三次
元の地形量を導出することである。実体装置の光学観測
システムにおいては、測標、例えば尖鋭な措標が設けら
れ、これにより、実体像においてあらゆる観測点をスペ
ース内に表示できる。決定されるあらゆる位置は両方の
写真内の対応する位置座標によって定義される。必要な
地形座標は、解匠写真測量から判明している関係に基づ
き、計算システムを使用して写真の位置座標から導出で
きる。

通常、空中写真（ネガ）はフィルム片に記録される。２
枚の連続する記録の共通地形範囲（重複部）は写真判の
約６０％をカバーする。従来の装置でさらに処理（偏位
修正（ｒｅｓｔ　１ｔｕｔ　１ｏｎ））するために、各
記録のコピー（ポジ）か使われる。しかしながら、双眼
写真の偏位修正のためには、常に重複部だけが使用され
る。

従来の写真測量実体機には、２個の別個の写真の固定用
の２個の別個の支持板が設けられている。

地形の計算には座標パラメータが必要である。座標パラ
メータは、記録中の内部環境および外部環境に依存する
と共に、さらに、偏位修正機の測定システムに対する写
真の標定（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）に依て決定される
。該標定作業は全体的または部分的に自動化されていた
り、いなかったりするが、偏位修正中に特別に訓練を受
けた作業者によって行われる。

発明の目的 本発明は、偏位修正手順中に標定工程を完全になくすこ
とを目的とするものであり、以下の利点を有する。

１、偏位修正機は構造がより簡単となり、従ってより安
価となる。

２）偏位修正機の操作がより容易であり、従来作業者に
行われていた必要な写真測量の知識と熟練への極めて厳
しい要求が課せられない。この結果、特別に訓練を受け
た作業者は不必要となる。

ある適用分野における専門家、例えば、地形量、地質学
、森林学、土木工学、地図学等の分野の専門家は、短い
訓練期間の後、彼自身で必要な測定を行うことができる
。これは、また、最終製品の価格、所要時間および品質
に良い影響を及ぼす。

の適用分野をより拡大することになることを注意すべき
である。

発明の要旨 上記目的を達成するために、本発明は、偏位修正中に標
定作業を行わなくてもよいように、別個の手順で前もっ
て決定されるパラメータを使用できる装置を提供する。

そのために、冒頭に記載した型式の装置において、支持
手段は双眼写真を一平面内で支持する１個だけの平坦な
支持板を備え、かつ、該支持板は、上記平面内で使用者
によって測定手段に対して自由に移動されると共に、支
持板に対して前もって設定した位置に双眼写真を保持す
る。

本発明の望ましい実施例においては、」−８記支持板を
各々が固定測定線を有する３個の直線測定装置に連結し
、さらに、上記測定線の内の２本は互いにある距Ｍ（Ｄ
）だけ離隔して互いに平行（７＋、ｖｔ）であり、上記
測定線の残りの１本ｆｆ）は、上記２本の測定線に対し
て垂直である。この場合、Ｌ足置線測定装置は、谷々対
応する測定線−ヒに設定された点において、上記支持板
の互いに垂直な縁部と当接することが望ましい。本実施
例において、支持板の回転時に直線測定装置の長手方向
軸心は常に直線測定装置と支持板の接点を通過する。

本発明にかかる装置は、従来の装置と異なり、写真、特
に互いに接続された１組および２組の接続された双眼写
真を形成する２枚または３枚の写真のための１個だけの
支持板を備える。重複する像は、１つの固定実体画とし
て支持板上で固定される。

双眼写真を新規な方法で再生可能に互いに確実に固定す
るために、本発明の一実施例では、支持板は双眼写真の
縁部孔と当接する手段を備える。

本発明の別の実施例では、２枚以上の写真の対応する重
複部を共通に１枚の写真シート上または他の支持部材上
に載置して、重複部の相対位置を確実に固定する。

実体視情報の正確で信頼できる偏位修正は、以下の本発
明の実施例において確実に行われる゛。即ち、上記実体
観測システムが少くとも２本の観測線を有し、一方の観
測線は固定されており、かつ、他方の観測線はマ軸方向
にだけ移動自在である。

上記の３個の直線測定装置を使用する時、固定された上
記一方の観測線は上記直線測定装置の内の２個のものの
測定線の交点を通過する。従って、公知のアツベ（Ａｂ
ｂｅ）の測定結果が確実に満足される。

本発明の実施例では、極めて単純に、上記支持板が、平
行案内システムによって支持板の角度位置を決定する調
整装置に連結される。

Ｘ夜■ 以下に本発明の構成を各実施例について添付した図面に
従って説明する。

第１図は、双眼写真を構成する２枚の空中写真３および
４から成る実体画２を支持するように構成されている平
坦な支持板１を示す。実体画２の正確な位置決めは、実
体画２の縁部孔と協働する固定片５によって確実になさ
れる。実体画２の平面における座標系はにおよびｙで表
示されろ。写盲’ｌ−＋ｔ　　ｑ−：盲４小占う”　Ｌ
”４・ｚトな−”シーケトチー１フ３個の像点ａ’、ｂ
’およびＣ′が示されている。関連する地形点の標高に
ついての実体視情報は写真３および４における関連する
点の位置の差と相関することが明らかであろう。

ここで点ａを考えてみる。ｘ”およびｙ”の値は次のよ
うに表すことらできる。

Ｘ”＝ｘ’＋Ｐｘ ｙ”＝ｙ’−１−ｐｙ ここで、Ｐｘおよびｐｙは各々、視差ＰのＸ成分および
ｙ成分である。カメラが正確に垂直に向けられ、かつ、
記録レベルがあらゆる記録に対して同一である理想的な
記録においては、記録された実体直上で対応する像点の
対の間を結ぶ全ての結線は互いに平行に現れるであろう
。これは、全ての点に対してｙ軸視差ｐｙは等しいこと
を意味する。ｙ軸視差ｐｙは零であるかも知れない。し
かしながら、距離Ｐは、地形のレベル差と直接関係があ
るので、全ての点に対して等しいということは一般にな
い。

非理想的な記録では、実体画にｙ軸視差差があるので、
結線は一般に非平行に延在する。従って、角変位は標定
パラメータと地形のレベル差との関数である。Ｘ軸視差
は別にして、パラメータはまた、Ｘ軸視差の値にも影響
するので、その影響としての値Ｐか実体側に現われる。

本発明にかかる装置においては、左側の画像に対する右
側の画像の相対位置が、関連する像点の間の結線の角変
位αと該結線に沿う距ＭＰで表される。Ｘ軸視差とＸ軸
視差の関係は次のように表される。

Ｐｘ＝Ｐ−ｃｏｓａ Ｐｙ＝Ｐ−ｓｒｎα 第３図について以下に説明する本発明にかかる装置にお
いて、像座標は第２図で概略的に示すように測定される
。実体側２はｘｙ座標系を有し、該ｘｙ座標系に対して
像点ａ°およびａ”の位置座標を表さなければならない
。ａ゛およびａ“の位置は、固定補助座標系Ｙ７に対す
る測定によって見出される。

この時、この実体側は次のように位置決めされる。

１、座標（ＤＹ、　Ｄｙ）を有する点ａ′はｘｙ座標系
内の固定点と一致する。

２）結線ａ’ａ”はｘｙ軸に平行に延在する。

値Ｒ’　、　Ｖ’　Ｉおよびｙ’ｌ＋で表される、固定
された’ＭＶ軸に対するｘｙ座標系の距離Ｐと位置は第
２図に示すように測定される。必要な位置座標は以下の
関係に基づいて測定値から導出し得る。

ｘ’＝（Ｄマーマ’）ｃｏｓａ ｙ’　＝（Ｄｙ−ｙＩ）ｃｏｓａ Ｘ″＝Ｘ’　＋　Ｐ　ｊｃｏｓａ ｙ″＝ｙ’−ｐ拳ｓｉｎα 写真測量では、標定パラメータは、ある点の像座標の極
めて正確な測定に基づく空中三角測量（Ａ、Ｔ、）とし
て知られる手順で決定される。この目的のために、現代
の写真測量では特殊なステレオコンパレータが用いられ
る。空中三角測量での実体側の測定原理において、この
ようなステレオコンパレータが必要である。しかしなが
ら、従来のステレオコンパレータて、本明細書に記載の
型式の実体側を測定するように構成したものまたは測定
可能なものはない。上記の測定システムは実体画用の特
殊なステレオコンパレータとして、極めて正確である。

ステレオコンパレータとしての使用は別にして、本発明
にかかる装置は、特に実体画用としての解析プロッタ（
Ａ、Ｔ、）として知られる写真測量における偏位修正機
としても極めて好適である。

第３図は本発明の第１実施例にかかる装置６を示す。装
置６は、第１図の平坦な支持板Ｉを備え、支持板ｌ上に
は、実体側２が特殊な手法で固定片５で固定されている
。支持板ｌは、第３図には示されていないが、第２図に
示されている固定座標基又７に対して支持板１自身の平
面内で移動自在である。双眼鏡実体観測システム７は２
本の垂直観測線８および９を有し、垂直観測線８および
９に沿って２個の対応する像点を観測することができる
。

この光学系においては、測定すべき点上で位置左側の観
測線７は固定位置を有し、また、右側の観測線９は測定
ネジ５４によりマ軸方向に移動できる。ネジ２８を調整
することにより視差Ｐが測定されろ。支持板ｌが移動す
る水平面内に位置決めされた３本の固定測定線に沿って
軸方向に各々が移動自在のａｐｌの測定定規１１．１２
．および１３によって、パラメータｉ、ｙおよびαが測
定される。

定規１１．＋２および１３には、各々、関連の測定値を
読取るための固定指標１４．１５および１６が設けられ
ている。本実施例においては、指標１４．１５および１
６は、供給された入力信号から必要な情報を得ろように
構成されたコンピュータ１９に関連の位置信号を供給す
る位置センサとしても機能する。固定測定線の内の２本
、即ち、定規１１および１２の縦軸はｐ軸に平行であり
、また、定規１３の固定測定線はマ軸方向に延在する。

支持板１の互いに垂直な側方縁部１７および１８と協働
する測定定規１１．１２および１３の端部は尖鋭である
ので、測定線は明確に設定されよく知られているアツベ
の測定原理を満足するために、測定定規１１および１３
の測定線の位置は、観測システム７の辺８の固定線と交
差するように選択される。測定定規１２の測定線は測定
定規１１の測定線に対して一定距離りを有する。測定定
規１１．１２および１３は支持板１の側方縁部１７おＪ
−び１８と当接しているために、支持板ｌの移動中に測
定定規１１．１２および１３も移動せしめられる。支持
板ｌの標定と位置は、指標１４．１５および１６によっ
て示されろ値を読取った測定値またはセンサ１４．＋５
および１６によってコンピュータ１９に各々人力される
出力信号から十分に決定される。測定ネジ５４による視
差Ｐの測定値と共に、第３図の実施例では位置センサ２
０らよって出力信号が供給され、これらのデータは上記
の測定原理に従って、実体画のどの点の対も位置座標で
表示するのに十分である。

支持板ｌの角度位置αを正確に調整するために、支持板
１は平行案内システム２１によって動きの自由が制御さ
れ、平行案内システム２Ｉの標定は調整ネジ２２によっ
て調整される。調整ネジ２２はコンピュータ１９によっ
て制御されるステッピングモータ２３に連結されている
。また、測定ネジ５４もコンピュータ１９によって制御
されるモータによって制御し得ることは明らかであろう
。

平行案内ンステム２１は、２個のヒンジロッド２４およ
び２５を介して支持板Ｉと協働する回転円板２１を備え
る。円板２１はロッド２６および２７を介して調整ネジ
２２によって回転駆動され、また、調整ネジ２２は、こ
の目的のためにヒンジアーム２８の自由端と協働する。

観測システム７において、測標９および１０は光学ユニ
ットとして機能する。

測定ネジ５４は、Ｙ軸方向に移動自在のテーブル３１と
協働し、また、テーブル３１上には、測標１０がプリズ
ム３０と共に載置されている。測定ネジ５４を調整する
ことによって、観測線９を移動して、観測線８が調整さ
れた像点に対応する点に調整することができる。写真３
および４上の対応する点が各々の測標と光学的に一致す
るように、観測システム７は写真３および４の象を半透
明ミラー３２および３３を介して受ける。

本発明の上記の実施例、即ち、装置６はステレオコンパ
レータとしても、また、解析ブロックとしても使用でき
る。第１の場合、支持板１と測定ネジ５４の動きは操作
者によって直接操作されろ。

第２の場合、ネジ２２および５４はコンピュータ１９に
よってディジタル制御される一方、測定定規にはセンサ
として機能する指標１４．１５および１６が設けられ、
指ｉ１４，１５および１６の情報はコンピュータに直接
人力される。

第４図は本発明の別の実施例を示す。装置３４は概略的
に図示されていると共に、第３図の装置６とは同時に解
析できる写真の数が異なる。装置６は写真３および４の
重複部を解析する。それに対し第４図の実施例では、中
央に１枚の全面写真３５と、全面写真３５とだけ重複部
を有する２枚の写真３６および３７がある。従って、接
続された双眼写真３５．３６と３５．３７が作られる。

の伝播が減少する。

装置３４は、左側接眼レンズ３９と右側接眼レンズ４０
を有する実体観測システム３８を備える。

実線で示された観測システム３８の操作モードにおいて
、互いに双眼写真を形成する写真３５および３７は対応
する測標４２および４４と共に実体観測されろ。写真３
５の関連する像は測標４２と共に実体観測システム３８
の方向への径路５６を通ることを注意すべきである。上
記像はレンズ５７を通過して、プリズム５８によって半
透明ミラー５１の方向に反射され、次に、ドーププリズ
ム５９を介して右側接眼レンズ４０に到達して使用者に
観測される。写真３７の像は測標４４と共に左側接眼レ
ンズ３９を介して観測される。写真３７の像は、プリズ
ム４８とレンズ６５を介して通路６を通って、半透明ミ
ラー５０を通過した後、半透明ミラー４９で反射され、
次に、半透明ミラー５２を通過し、さらに、プリズム６
１で反射され、最終的に互角プリズム６２で反射されて
左側後眼し破線で示された実体観測システム３８の操作
モードにおいて、写真３５が測標４２と共に左側接眼レ
ンズ３９を介して観測され、さらに写真３６が測標４３
と共に右側接眼レンズ４０を介して観測される。

それ自身が公知の“クリップクロップ（ｃｌｉｐ−ｃ　
ｔｏｐ）”と呼ばれる切換え装置が設けられている。

この切換え装置は、回転自在に設けられてプリズム６２
と連結された不透明スクリーン５３を備える。実線で示
された操作モードにおいて、スクリーン５３は、ミラー
５０および５１の間の光線の通過を遮断する。また、破
線で示した操作モードにおいて、スクリーン５３はミラ
ー４９および５２の間の光線の通過を遮断する。この時
、写真４２の画像は、ミラー５７．プリズム５８．半透
明ミラー５２．プリズム６夏および三角プリズム６２を
介して径路５６を通り、最終的に左側接レンズ３９に到
達する。

測標４３と共に写真３６の像は、プリズム４７およびレ
ンズ６４を介して径路６３を通過し、半透明ミラー４９
を介してミラー５０によって反射され、次に半透明ミラ
ー５１とドーププリズム５９を通過して、最終的に右側
接眼レンズ４０に到達する。

中央の写真３５と対応する測標４２の側線５５は固定位
置を有する。これに対し、写真３６および３７の側線６
６および６７は対応する測標４３および４４と共に各々
対応するキャリッジ４５および４６によって移動自在で
あり、キャリッジ４５および４６の位置は第１図のテー
ブル３１に対応するＸ軸方向に調整可能である。従って
、第４図には第１図の調整ネジ５４等の必要な調整手段
が示されていない。プリズム４７および４８キヤリツジ
４５および４６に固定されているので、測標４３および
４４はＸ軸方向に移動自在である。

上記説明から、１組の双眼写真３５．３７から他の組の
双眼写真３６．３５への転換が実体観測システム３８の
光学的切換え、即ち、プリズム５８の１８０゛回転と不
透明スクリーン５３の移動によってのみ行われることが
明らかであろう。

第１図の実施例で説明したので、第４図の実施例の機能
的説明は省略する。？軸方向の側線６６および６７の調
整は関連する双眼写真における相対的視差Ｐを測定する
ために行われていることは明らかであろう。第４図の装
置３４は左側の像と右側の像の反転の数が等しくなるよ
うに構成されている。

さらに、１組の双眼写真から他の組の双眼写真への切換
えにおいて、一対の２枚の写真の相対的位置が常に同じ
、換言すれば、本実施例のように右側の写真は常に左側
接眼レンズに現われ、左側の写真は常に右側接眼レンズ
に現われるように考慮されている。従って、使用者が高
さを深さと、またその逆に見做すといった誤った実体視
情報を受取ることがない。

第５図は中央の写真３５と側線５５を透明ミラー４１と
測標４２と共に概略的に示す。象徴的に眼６８が実体観
測システム３８の関連部分の表示として図示されている
。

写真３６および３７と部分的に重複する結果、２組の双
眼写真３５．３７と３６．３５の間の切換えによって接
続誤差は全く生じず、中央の写真３５を完全に処理およ
び偏位修正できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は支持板上に固定された２枚の写真から成る双眼
写真の概略図であり、第２図は本発明の基本原理を説明
するだめの図であり、第３図は本発明の第１実施例にか
かる、一対の写真から成る双眼写真の偏位修正のための
装置を示す斜視図であり、第４図は本発明の別の実施例
にかかる、３枚の連続する写真の偏位修正のための装置
の概略図示であり、第５図は第４図の■−■線におけろ
断面図である。 ■・・・支持板、　　　２・・・実体画、６・・・装置
、　　　　７・・・双眼鏡実体観測システム、９．１０
・・・測標、ＩＩ、１２．１３・・測定定規、１４．１
５．１６・・固定指標、 １９・・・コンピュータ、　　　２０・・・位置センサ
、’ｌ）　Ｉ　、、、車２子宝肉システム　９９　、、
、朋軟立・ノ３１・・・テーブル、　　　　　３４・・
・装置、３８・・・実体観測システム、 ３９・・・左側接眼レンズ、４０・・・右側接眼レンズ
、４９．５０．５１．５２・・・半透明ミラー、５３・
・・不透明スクリーン、５４・・・測定ネジ、５９・・
・ドーププリズム、　　６２・・・互角プリズム。 特許出願人　スティッヒティング・インテルナティオナ
ール・インスティトゥー ト・フォール・ルヒトー・エン・ ラアイムテカールテリング・エン ・アールトクンデ（イーテーセー） 代　理　人　弁理士　前出　葆　ほか２名ＦＩＧ、２

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）地表の空中写真等のある対象物の少くとも１組の
   双眼写真から該対象物の三次元量情報を導出する装置に
   おいて、 双眼写真を支持する支持手段と、前もって設定した座標
   系に対して該支持手段の位置座標と角度座標を決定する
   測定手段と、実体観測システムとを備え、また、上記支
   持手段は前もって設定した自由度で移動自在である一方
   、使用者が双眼写真のあらゆる点に対して所望の三次元
   量情報を導出できるように、双眼写真の単一の写真像に
   おける対応する画像の位置座標の差を決定する調整位置
   を上記実体観測システムに設け、さらに、上記支持手段
   は双眼写真を一平面内で支持する１個だけの平坦な支持
   板を備え、かつ、該支持板は、上記平面内で使用者によ
   って上記測定手段に対して自由に移動されると共に、支
   持板に対して前もって設定した位置に双眼写真を保持す
   るように構成したことを特徴とする装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載した装置において、
   上記支持板を、各々が固定測定線を有する３個の直線測
   定装置に連結し、さらに、上記測定線の内の２本は、互
   いにある距離（Ｄ）だけ離隔して互いに平行（＠ｙ＠＿
   １、＠ｙ＠＿２）であり、また、上記測定線の残りの１
   本（＠ｘ＠）は上記２本の測定線に対して垂直であるこ
   とを特徴とするもの。
3. （３）特許請求の範囲第２項に記載した装置において、
   上記直線測定装置は各々、対応する測定線上に設定され
   た点において、上記支持板の互いに垂直な縁部と当接す
   ることを特徴とするもの。
4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
   載した装置において、上記支持板は、双眼写真の縁部孔
   と当接する手段を備えることを特徴とするもの。
5. （５）特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
   載した装置において、２枚以上の写真の対応する重複部
   を共通に１枚の写真シート上または他の支持部材上に載
   置して、重複部の相対位置を確実に固定することを特徴
   とするもの。
6. （６）特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記
   載した装置において、上記実体観測システムは少くとも
   ２本の観測線を有し、また、一方の観測線は固定されて
   おり、かつ、他方の観測線は＠ｘ＠軸方向にだけ移動自
   在であることを特徴とするもの。
7. （７）特許請求の範囲第２項または第６項に記載した装
   置において、固定された上記一方の観測線は、上記直線
   測定装置の内の２個のものの測定線の交点を通過するこ
   とを特徴とするもの。
8. （８）特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに記
   載した装置において、上記支持板を、平行案内システム
   によって上記支持板の角度位置を決定する調整装置に連
   結したことを特徴とするもの。