測距装置と測距方法

トップ :: G 物理学 :: G01 測定;試験

【発明の名称】	測距装置と測距方法
【発明者】	【氏名】太田哲雄【氏名】細村宰
【要約】	【課題】簡単な装置で正確な位置データを得ることができる測距装置と測距方法を提供する。【解決手段】撮像光学系２８を有したカメラ１４と、このカメラ１４に取り付けられ所定角度回動可能な取付装置１２と、カメラ１４を取付装置１２上で所定角度回動させる駆動装置と、撮像光学系２８により撮像された画像を検知するラインセンサ２６とを備える。ラインセンサ２６は駆動装置の回動面に対して垂直方向に設けられ、このラインセンサ２６により検知された線状の画像を基準位置からの数とともに順に記憶する記憶装置２９と、その線状の画像の基準位置からの順位によりその画像の基準位置からの角度を計算する回動角度検出装置２４と、この回動角度検出装置２４により検出された回動角度から所定の対象物の位置を計算する距離計算手段２４とを備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】撮像光学系を有したカメラと、このカメラに取り付けられ所定角度回動可能な取付装置と、上記カメラを上記取付装置上で所定角度回動させる駆動装置と、上記撮像光学系により撮像された画像を検知するラインセンサとを備え、上記ラインセンサは上記駆動装置の回動面に対して垂直方向に設けられ、このラインセンサにより検知された線状の画像を基準位置からの数とともに順に記憶する記憶装置と、その線状の画像の上記基準位置からの順位によりその画像の上記基準位置からの角度を計算する回動角度検出装置と、この回動角度検出装置により検出された回動角度から、所定の対象物の位置を計算する距離計算手段とを設けたことを特徴とする測距装置。
【請求項２】上記線状の画像を順に並べて平面状の画像を形成する画像合成装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の測距装置。
【請求項３】上記カメラは、上記駆動装置装置上で水平に３６０度一定角速度で回動することを特徴とする請求項１または２記載の測距装置。
【請求項４】撮像光学系を有したカメラを所定角度回動させ、上記撮像光学系により撮像された画像を上記回動面に対して垂直方向に設けられたラインセンサで検知して、このラインセンサにより検知された線状の画像を基準位置からの数とともに順に記憶し、上記基準位置からの順位によりその画像の上記基準位置からの角度を計算することを特徴とする測距方法。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の基準地点から所定の対象物までの距離を測る測距装置と測距方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の土地や家屋、地形の位置を測定する方法としては、いわゆる三角測量によるものや、自動的な測距装置として測量用の照準器等があった。また航空写真により測量する場合もあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の前者場合、測量には個々の測定個所について測量用の棒等を持って測量しなければならず、時間と多くの費用を要するものであり、簡単に地形や家屋の測距データを取ることができるものではなかった。また航空写真から測量するには、費用がかかる上、写真の精度にも問題があった。
【０００４】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な装置で正確な位置データを得ることができる測距装置と測距方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の測距装置は、撮像光学系を有したカメラと、このカメラに取り付けられ所定角度回動可能な取付装置と、上記カメラを上記取付装置上で所定角度回動させる駆動装置と、上記撮像光学系により撮像された画像を検知するラインセンサとを備え、上記ラインセンサは上記駆動装置の回動面に対して垂直方向に設けられている。そして、このラインセンサにより検知された線状の画像を基準位置からの数とともに順に記憶する記憶装置と、その線状の画像の上記基準位置からの順位によりその画像の上記基準位置からの角度を計算する回動角度検出装置とを備えるものである。さらに、この回動角度検出装置により検出された回動角度から、所定の対象物の位置を計算する距離計算手段を有している。また、上記線状の画像を順に並べて平面状の画像を形成する画像合成装置を設けたものである。上記カメラは、上記駆動装置装置上で水平に３６０度一定角速度で回動する。
【０００６】またこの発明は、撮像光学系を有したカメラを所定角度回動させ、上記撮像光学系により撮像された画像を上記回動面に対して垂直方向に設けられラインセンサで検知して、このラインセンサにより検知された線状の画像を基準位置からの数とともに順に記憶し、上記基準位置からの順位によりその画像の上記基準位置からの角度を計算する測距方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図１はこの発明の一実施形態の測距装置１０を示す。この測距装置１０は、図示しない三脚等に取り付ける取付装置である整準台１２と、この整準台１２に固定されたカメラ１４とからなる。整準台１２は、三脚等への取り付け部１６と、この取り付け部１６の上面側に設けられカメラ１４を保持する保持部２０とからなる。取り付け部１６と保持部２０は互いに調整ネジ部２２を介して互いに一体に設けられている。保持部２０には、水平を見る気泡管１８が取り付けられている。整準台１２内には、保持部２０に取り付けられたカメラを所定の速度で水平に３６０度回動させるステップモータ等の駆動装置が設けられている。
【０００８】この測距装置１０は、図２、図３に示すように、カメラ１４で捉えた画像をコンピュータ２４内に取り込んで所定の処理を行う。カメラ１４内には、ラインセンサ２６が整準台１２上での回動面に対して垂直方向に設けられている。従って、カメラ１４に設けられたレンズ群である撮像光学系２８により撮像された画像は、ラインセンサ２６により、そのラインセンサ２６が位置した部分の垂直方向の１本の像が画像データとして検知される。ラインセンサ２６の出力はＡ／Ｄ変換器２７によりデジタルデータに変換され、コンピュータ２４へ出力される。コンピュータ２４は、このラインセンサ２６からのデータを時系列的に順にメモリ２９に記憶させる。さらに、コンピュータ２４では、ラインセンサ２６により得られた撮像データをラインセンサ２６のライン方向と直角方向に順に並べて平面画像を形成し、モニタ３１等に表示させる。なお、Ａ／Ｄ変換器２７はカメラ１４内またはコンピュータ２４内に設けられていても良い。
【０００９】この測距装置１０の使用方法は、先ず、測距地点において整準台１２上にカメラ１４を取り付け、気泡管１８を見ながら調整ネジ部２２を回して、カメラ１４を水平に位置させる。そして、カメラ１４をＯＮして、駆動装置によりカメラ１４を整準台１２上で３６０度回動させる。これにより３６０度周囲の画像がビデオテープやディスクその他メモリ等の記憶媒体に記録される。これを図５，図６に示すように、あらかじめわかっている複数の地点Ａ，Ｂ等で行う。記録するデータは、Ａ／Ｄ変換後のデータでも良い。
【００１０】そして、記録されたデータがアナログデータの場合Ａ／Ｄ変換器２７でＡ／Ｄ変換し、ディジタル化された撮像データをコンピュータ２４に入力する。コンピュータ２４内では、カメラ１４の初期位置から３６０度または所定角度回動するまで時系列的にラインセンサ２６の像に番号等で順位を付す。例えば、基準位置をＡ地点であれば、そのＡ地点からＢ地点を見る方向を基準とし、Ｂ地点でも逆にＡ地点を見る方向を基準とする。
【００１１】このようにして基準位置から３６０度または所定角度の画像を一定の時間で撮影する。そしてこれを基に、コンピュータ２４により平面画像を合成する。平面画像の合成は、上述のように、ラインセンサ２６による画像データをライン方向と直角方向に並べるようにして画像を合成する。合成された画像Ｇは、図４に示すように、建物３０，３１を含む撮像データが平面的に形成され、この平面画像の図面横方向にラインＬ１～Ｌｎまで所定のライン数ｎ本を並べて合成画像Ｇを形成する。ここで、画像の細かさは、ラインセンサ２６の画素数と、読みとり速度、及びカメラ１４の回動の角速度による。
【００１２】これにより、図４の合成画像Ｇ及び図６に示すように、建物３０，３１について、その基準点である角部Ｃ，Ｄの位置が、基準位置Ａ，Ｂを結ぶ線分からの角度α１，β１，α２，β２として得られる。これらの角度は、カメラ１４の回動角速度と建物３０，３１の基準点Ｃ，Ｄが、測距の基準位置である位置Ａ，Ｂから何本目のラインであるかにより計算される。例えばカメラ１４の回転角速度がωrad／sec、Ｂ点から撮ったＡ点の順位を０とし、Ｃ点のライン順位数Ｌｃの場合、ラインセンサ２６の撮像周期をＴとすると、角度β１＝Ｔ・Ｌｃ・ωで求められる。同様に、Ｄ点についての角度α２も求められ、さらに、Ａ点からＢ点を見て、α１，β２を同様に求めることができる。
【００１３】以上により、Ａ，Ｂ地点からの測距対象の建物３０，３１の基準点Ｃ，Ｄでのライン順位からＣ点，Ｄ点の角度α１，β１、α２，β２が算出され、この角度が求まると、ＡＢ間の距離Ｗが既知であるので、三角関数を用いた測量方程式に基づく既存の測距用コンピュータプログラムにより簡単にＣ点、Ｄ点の位置が求められる。
【００１４】この実施形態の測距装置と測距方法によれば、簡単なカメラと、整準台及びコンピュータを用いて正確な測距が可能であり、測量工数を大幅に削減するものである。
【００１５】なお、測距に際して、必ずしも３６０度回動させる必要はなく、基準位置からのライン数を正確に計数可能であればよい。
【００１６】
【発明の効果】この発明の測距装置と測距方法は、カメラを用いて所定範囲の画像を撮像ることにより簡単に測距が可能となり、測量を大幅に簡素化するものである。

【出願人】	【識別番号】５９８１５３０１０【氏名又は名称】太田哲雄
【出願日】	平成１１年１０月２６日（１９９９．１０．２６）
【代理人】	【識別番号】１０００９５４３０【弁理士】【氏名又は名称】廣澤勲
【公開番号】	特開２００１－１２４５５３（Ｐ２００１－１２４５５３Ａ）
【公開日】	平成１３年５月１１日（２００１．５．１１）
【出願番号】	特願平１１－３０３４８７