３次元計測装置

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【発明の名称】	３次元計測装置
【発明者】	【氏名】沖須宣之【氏名】掃部幸一【氏名】上古琢人【氏名】田口裕治
【要約】	【課題】ステレオ法による３次元測定装置の問題点、すなわち、特徴点検出を２画面の全画面についてそれぞれ行わなければならないこと、特徴の分布パターンのおおよそ一致する重ね合わせ方を探し出さなければならないこと、この重ね合わせ方が複数ある時、どの重ね合わせ方が最も合理的なのかを判断しなければならないこと、各点に関して距離の計算を行うこと等の、膨大な計算処理が必要になり、長い計算時間が必要になること、を解決することを課題とする。【解決手段】ステレオ撮影可能な撮影部３とポイント測距可能な測距部４を備えた撮影・測距装置１が、交通事故が発生した交差点２０を見渡せる位置に置かれて撮影がされる。測距部４によって点Ｐまでの距離２４が測定され、この測定距離を利用して、撮影部３によって撮影された２つの画像中の対応点が特定される。これにより、２つの画像の各点の対応付ができるので、従来のように大量の対応付けの計算を行う必要がなくなる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】測定物を撮像する撮像手段と、測定物の代表点（Ｐ）を測距する測距手段と、撮像した第１の画像上の上記代表点（Ｐ）に対応する点（Q）を求める第１の対応点決定手段と、撮像した第２の画像上の上記代表点（Ｐ）に対応する点（Ｒ）を求める第２の対応点決定手段と、上記測距手段と、第１及び第２の対応点決定手段とから得られたデータに基づいて３次元データを作成する３次元データ作成手段と、を有することを特徴とする３次元計測装置。
【請求項２】撮像手段で撮影した第１の画像上の代表点（Ｑ）を指定する代表点指定手段と、上記代表点指定手段で指定した複数の代表点（Ｐ）を測距する測距手段と、撮像手段で撮影した第２の画像上の上記代表点（Ｑ）に対応する点（Ｒ）を求める第１の対応点決定手段と、上記第２の画像上の上記代表点（Ｒ）以外の対応点を求める第２の対応点決定手段と、上記第１の画像と上記第２の画像を撮像した相対位置を指定する相対位置指定手段と、上記第１及び第２の対応点決定手段と、上記相対位置指定手段から得られたデータに基づいて３次元データを作成する３次元データ作成手段と、を有することを特徴とする３次元計測装置。
【請求項３】撮像手段で撮影した第１の画像上の代表点を指定する代表点指定手段と、上記代表点指定手段で指定した複数の代表点を測距する測距手段と、撮像手段で撮影した第２の画像における代表点に対応する点を求める範囲を決める範囲決定手段と、上記範囲決定手段によって決定された範囲に応じて、上記第２の画像上の上記代表点に対応する点を求める第１の対応点決定手段と、上記第２の画像上の上記代表点以外の対応点を求める第２の対応点決定手段と、上記第１の画像と上記第２の画像を撮像した相対位置を指定する相対位置指定手段と、上記第１及び第２の対応点決定手段と、上記相対位置指定手段から得られたデータに基づいて３次元データを作成する３次元データ作成手段と、を有することを特徴とする３次元計測装置。
【請求項４】測定物を撮像する撮像ステップと、測定点と撮像位置までの距離を測定する測距ステップと、第１の画像での上記測定点に対応する第１の対応点を求める第１の対応点決定ステップと、第２の画像での上記測定点に対応する第２の対応点を求める第２の対応点決定ステップと、上記測定点と上記撮像位置までの距離と、上記第１及び上記第２の対応点とから３次元データを作成する３次元データ作成ステップと、からなることを特徴とする３次元計測方法。
【請求項５】測定物を撮像して複数の画像を得る撮像ステップと、上記撮像ステップによって撮像された第１の画像の代表点を複数指定する代表点指定ステップと、上記第１の画像の上記代表点に対応する測定物上の点と撮像位置までの距離を測定する測距ステップと、上記第２の画像で、上記第１の画像の上記複数の代表点に対応する第１の対応点を求める第１の対応点決定ステップと、上記第２の画像で、上記第１の画像の上記複数の代表点以外の第２の対応点を求める第２の対応点決定ステップと、上記第１の画像と上記第２の画像を撮像した相対位置を指定する相対位置指定ステップと、上記第１及び第２の対応点と上記相対位置のデータに基づいて３次元データを作成する３次元データ作成ステップと、からなることを特徴とする３次元計測方法。
【請求項６】測定物を撮像して複数の画像を得る撮像ステップと、上記撮像ステップによって撮像された第１の画像の代表点を複数指定する代表点指定ステップと、上記第１の画像の上記代表点に対応する測定物上の点と撮像位置までの距離を測定する測距ステップと、上記第２の画像における上記代表点に対応する点を求める範囲を決める範囲決定ステップと、上記第２の画像で、上記第１の画像の上記複数の代表点に対応する第１の対応点を求める第１の対応点決定ステップと、上記第２の画像で、上記第１の画像の上記複数の代表点以外の第２の対応点を求める第２の対応点決定ステップと、上記第１の画像と上記第２の画像を撮像した相対位置を指定する相対位置指定ステップと、上記第１及び第２の対応点と上記相対位置のデータに基づいて３次元データを作成する３次元データ作成ステップと、からなることを特徴とする３次元計測方法。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステレオ法による３次元計測のための演算時間を短縮し、また、測定精度を向上させる３次元計測装置に関するものである。
【０００２】更に、本発明は、特に交通事故等が発生した際に警察官が作成する調書に含まれる現場見取り図を作成するため利用されるのに適した３次元計測装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】交通事故が発生すると、事故の状況を特定するために聞き取り調査とともに事故現場の記録がとられる。現場見取り図はこの記録の重要な要素であり、事故発生場所、道路の幅、現場付近の建物、信号機やガードレールその他の構築物、事故車輌の位置、向き、スリップ痕、これらの相対位置関係が子細に記入される。
【０００４】現場見取り図の作成に当たり、巻き尺等により事故車輌、関連構築物等の寸法及び相互の距離の計測が行われ、この計測結果が見取り図へ書き込まれるが、これらの計測は、人手により行われるので、計測の際警察官が二次的交通事故に巻き込まれたり、多くの場合この計測は部分又は全体の交通を遮断して行われ、比較的長時間かかるので交通渋滞を招く等の問題があった。
【０００５】このような問題に対処するため、特許第２８８１７５３号公報にみられるような位置計測作図装置を用いて、このような作業を短時間に簡単にできるようにする試みがなされている。
【０００６】上記公報に開示されている位置計測作図装置は、事故車輌、道路構築物等の要所にマーカーを置き又は取り付け、計測位置検出手段付のカメラで撮影しマーカーを検出することにより計測位置検出データと併せて現場見取り図が作成されるものである。
【０００７】上記マーカーは関連するものに全て取り付けられるので、数が多くなり、しかも必ずしも取り付けが容易なものだけではないため、結局取り付け作業に多くの時間が必要となる。
【０００８】これまで、３次元計測のために多くの計測方法が考えられてきている。
【０００９】ステレオ法は、人間の両眼視のように対象物を２つのカメラによって撮影して２つの画像を得、この画像の視差に基づく微妙な違いから、対象物の距離情報を得るものである。
【００１０】この方法では、対象物上の各点が２つの画像上のどの点に対応するのかを同定できることが前提となり、この点を他の条件から推定する必要がある。
【００１１】上記推定のために、各画像の明るさ等を画面領域上で微分する等の処理を施して、エッジ等の特徴点（又は線）が検出される。こうすることにより、２つの画像上の特徴点（又は線）の分布パターンが求められる。
【００１２】この２つの分布パターンを重ね合わせたとき、おおよそ一致する場合、これをもって、このパターン上の各点を対応点と推定する。
【００１３】これによって対象物上の特徴点についての各画像上の対応点が特定できたので、これらの点の距離を計算することができる。また、特徴点以外の点については特徴点から面が推定されて、その上の点の位置が計算される。
【００１４】特徴が全くない、例えば、単一色で一定濃度の平らな壁だけからなる対象物の場合、当然に特徴点の検出ができないため、対象物の３次元位置を測定することができない。
【００１５】また、対象物が等間隔に並んだ模様等だけからなっている場合、特徴点を検出することはできたとしても、この分布パターンがおおよそ重なり合うような重ね合わせ方が幾通りも存在することになるため、この対応関係の判断を誤ると誤った測定結果を得ることになる。
【００１６】更に、特徴点検出は２画面の全画面についてそれぞれ行わなければならないこと、特徴の分布パターンのおおよそ一致する重ね合わせ方を探し出すこと、この重ね合わせ方が複数ある時、どの重ね合わせ方が最も合理的なのかを判断すること、各点に関して距離の計算を行うこと等の、膨大な計算処理が必要になり、長い計算時間が必要になる。
【００１７】この方法によれば、現場撮影は１回（２つのカメラによって同時に２つの画像が得られる場合）、又は、２回（１つのカメラを移動し、それぞれの位置毎に撮影する場合）で済むので、先に述べた二次的交通事故や交通の遮断の問題は少なくなるが、上に述べたように、その後の画像処理の時間が長くなる特徴がある。
【００１８】一方、タイムオブフライト法では、光ビームが対象物に当てられ、対象物によって反射した光が検出される。この際、光ビームの往復の時間を計測することにより、光ビームが当たった対象物上の一点までの距離が求められる。この距離と光ビームの方向とから、対象物の一点の３次元データを得ることができる。
【００１９】この方法では、対象物の各点についてそれぞれ上記測定が行われ、この点の数が非常に多いので、一点一点についての測定時間は短くても、全体では長い時間がかかることになる。
【００２０】このため、この方法では、その後の画像処理時間は短いが、現場での測定時間が長くなるという特徴がある。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上に述べたステレオ法における問題点、すなわち、特徴点検出を２画面の全画面についてそれぞれ行わなければならないこと、特徴の分布パターンのおおよそ一致する重ね合わせ方を探し出さなければならないこと、この重ね合わせ方が複数ある時、どの重ね合わせ方が最も合理的なのかを判断しなければならないこと、各点に関して距離の計算を行うこと等の、膨大な計算処理が必要になり、長い計算時間が必要になること、を解決することを課題とする。
【００２２】本発明は、ステレオ法にタイムオブフライト法等にみられるポイント測距法を併用することにより、上記課題解決をはかることを更なる課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の第１番目の発明の解決手段は、請求項１に記載されているとおり、撮像手段と、測距手段と、第１の対応点決定手段と、第２の対応点決定手段と、３次元データ作成手段とを備えた３次元計測装置であって、撮像手段によって測定物が撮像され、測距手段によって測定物の代表点（Ｐ）が測距される。第１及び第２の対応点決定手段によって、それぞれ第１及び第２の画像上の上記代表点（Ｐ）に対応する点（Q）（Ｒ）が求められ、このデータに基づいて３次元データ作成手段が３次元データを作成する。
【００２４】本発明の第２番目の発明の解決手段は、請求項２に記載されているとおり、代表点指定手段と、測距手段と、第１の対応点決定手段と、第２の対応点決定手段と、相対位置指定手段と、３次元データ作成手段と、を有する３次元計測装置であって、代表点指定手段によって撮像手段で撮影した第１の画像上の代表点（Ｑ）が指定され、測距手段によって上記代表点指定手段で指定した複数の代表点（Ｐ）が測距される。第１及び第２の対応点決定手段は、それぞれ、撮像手段で撮影した第２の画像上の上記代表点（Ｑ）に対応する点（Ｒ）及び上記第２の画像上の上記代表点（Ｒ）以外の対応点を求める。相対位置指定手段によって、上記第１の画像と上記第２の画像を撮像した相対位置が指定される。３次元データ作成手段は、上記第１及び第２の対応点決定手段と、上記相対位置指定手段から得られたデータに基づいて３次元データを作成する。
【００２５】本発明の第３番目の発明の解決手段は、請求項３に記載されているとおり、代表点指定手段と、測距手段と、範囲決定手段と、第１の対応点決定手段と、第２の対応点決定手段と、相対位置指定手段と、３次元データ作成手段と、を有する３次元計測装置であって、代表点指定手段によって、撮像手段で撮影した第１の画像上の代表点が指定され、測距手段によって、上記代表点指定手段で指定した複数の代表点が測距され、範囲決定手段によって、撮像手段で撮影した第２の画像における代表点に対応する点を求める範囲が決められる。第１の対応点決定手段によって、上記範囲決定手段によって決定された範囲に応じて、上記第２の画像上の上記代表点に対応する点が求められ、第２の対応点決定手段によって、上記第２の画像上の上記代表点以外の対応点が求められる。相対位置指定手段によって、上記第１の画像と上記第２の画像を撮像した相対位置が指定され、３次元データ作成手段は、上記第１及び第２の対応点決定手段と、上記相対位置指定手段から得られたデータに基づいて３次元データを作成する。
【００２６】本発明の第４番目の発明の解決手段は、請求項４に記載されているとおり、撮像ステップと、測距ステップと、第１の対応点決定ステップと、第２の対応点決定ステップと、３次元データ作成ステップとからなる３次元計測方法であって、撮像ステップにおいて測定物が撮像され、測距ステップにおいて、測定点と撮像位置までの距離が測定される。第１の対応点決定ステップにおいて、第１の画像での上記測定点に対応する第１の対応点が、また、第２の対応点決定ステップにおいて、第２の画像での上記測定点に対応する第２の対応点が、それぞれ求められる。３次元データ作成ステップにおいて、上記測定点と上記撮像位置までの距離と、上記第１及び上記第２の対応点とから３次元データが作成される。
【００２７】本発明の第５番目の発明の解決手段は、請求項５に記載されているとおり、撮像ステップと、代表点指定ステップと、測距ステップと、第１の対応点決定ステップと、第２の対応点決定ステップと、相対位置指定ステップと、３次元データ作成ステップと、からなる３次元計測方法であって、撮像ステップにおいて、測定物を撮像して複数の画像が得られる。代表点指定ステップにおいて、上記撮像ステップによって撮像された第１の画像の代表点が指定され、測距ステップにおいて、上記第１の画像の上記代表点に対応する測定物上の点と撮像位置までの距離が測定される。第１の対応点決定ステップにおいて、上記第２の画像で、上記第１の画像の上記複数の代表点に対応する第１の対応点が求められ、第２の対応点決定ステップにおいて、上記第２の画像で、上記第１の画像の上記複数の代表点以外の第２の対応点が求められる。相対位置指定ステップにおいて、上記第１の画像と上記第２の画像を撮像した相対位置が指定され、３次元データ作成ステップにおいて、上記第１及び第２の対応点と上記相対位置のデータに基づいて３次元データが作成される。
【００２８】本発明の第６番目の発明の解決手段は、請求項６に記載されているとおり、撮像ステップと、代表点指定ステップと、測距ステップと、範囲決定ステップと、第１の対応点決定ステップと、第２の対応点決定ステップと、相対位置指定ステップと、３次元データ作成ステップと、からなる３次元計測方法であって、撮像ステップにおいて、測定物を撮像して複数の画像が得られ、代表点指定ステップにおいて、上記撮像ステップによって撮像された第１の画像の代表点が複数指定される。測距ステップにおいて、上記第１の画像の上記代表点に対応する測定物上の点と撮像位置までの距離が測定され、範囲決定ステップにおいて、上記第２の画像における上記代表点に対応する点を求める範囲が決められる。第１の対応点決定ステップにおいて、上記第２の画像で、上記第１の画像の上記複数の代表点に対応する第１の対応点が求められ、第２の対応点決定ステップにおいて、上記第２の画像で、上記第１の画像の上記複数の代表点以外の第２の対応点が求められる。相対位置指定ステップにおいて、上記第１の画像と上記第２の画像を撮像した相対位置が指定され、３次元データ作成ステップにおいて、上記第１及び第２の対応点と上記相対位置のデータに基づいて３次元データが作成される。
【００２９】
【実施例】図１は、本発明の３次元計測装置の概要を示す全体図である。
【００３０】３次元計測装置は、撮影・測距装置１及び演算装置２から構成されている。撮影・測距装置１は、更に、撮影部３及び測距部４から構成されている。
【００３１】撮影部３は、いわゆるステレオ撮影装置からなり、２つの撮影窓５、６を通して撮影される画像はデジタル画像である。また、この撮影部３の裏面は、モニターディスプレイ９と操作部１０が備えられている。
【００３２】測距部４は、ポイント測距装置からなり、タイムオブフライト法によって測距対象物上の点までの距離を測定するため、光線投影窓７、受光窓８を有している。
【００３３】撮影部３で撮影された撮影画像、測距部４で測定された測定データの他、撮影条件、測定条件などのデータは記録メディア１１を介して演算装置２に送られる。記録メディア１１を媒介させる代わりに、通信線を介してこれらのデータを演算装置２に送るようにすることもできる。
【００３４】演算装置２は、モニターディスプレイ１２、演算部１３、操作部１４を備えており、それぞれ、演算部１３にはパーソナルコンピュータを、また、操作部１４にはキーボード、マウス等を利用することができる。
【００３５】図２は、本発明の撮影・測距装置１の使用状況をあらわした斜視図である。
【００３６】撮影・測距装置１は交差点２０につながる道路上に置かれ、交差点２０を撮影、測定している。この図２において、点線２２は撮影窓６で撮影される画像の画角を、また、点線２３は撮影窓５で撮影される画像の画角をそれぞれ示している。撮影・測距装置１は支持装置２１によって支持されている。
【００３７】撮影・測距装置１から点Ｐまでの距離（矢印２４）が測距部４によって測定される。
【００３８】図３は、撮影・測距装置１で撮影、測距を行なっている様子を真上から見たところを簡易的に表した説明図である。
【００３９】撮影・測距装置１内には、撮影窓６の前方を撮影するための撮影レンズ３２と撮影レンズ３２によって結像した像を読み取るためのＣＣＤ（電荷結合素子）３０、及び、撮影窓５の前方を撮影するための撮影レンズ３３と撮影レンズ３３によって結像した像を読み取るためのＣＣＤ３１が備えられている。
【００４０】この図３において、ＬはＣＣＤ３０とＣＣＤ３１の撮影光軸間の距離、Ｋは測距部４の光軸と撮影レンズ３２の撮影光軸との距離であり、これらは、既知の値である。
【００４１】また、角度α及び角度βは、被測距点Ｐと各撮影レンズの中心を通る線とそれぞれの撮影レンズ３２及び３３の光軸がなす角度である。
【００４２】ステレオ法では、図３のＬ、α、βから、いわゆる三角測距の原理によって、被測距点Ｐまでの距離ＱＰまたはＲＰが求められる。そして、α、βはそれぞれ、ＣＣＤ３０、３１上での被測距点Ｐの像Ｑ、Ｒの位置から、次式α ＝ arctan( b/u )β ＝ arctan( b/v )によって求めることができる。なお、ここで、ｂは撮影レンズ３２、３３とＣＣＤ３０、３１との距離であり、これは撮影レンズ３２、３３の焦点距離及びレンズ繰り出し量とから求められる。実際は、ＣＣＤ３０で撮影された画像で被測距点Ｐが写っている位置Ｑを指定し、ＣＣＤ３１で撮影された画像でＱに対応する位置Ｒを求める。
【００４３】この対応点は、通常、相関演算法により自動的に求める方法が採用されている。
【００４４】しかしながら、この方法によると、相関演算の範囲が画面全体にわたるため、極めて長い演算時間が必要となり、更に、画像的に類似しているところを対応点と誤りやすいため、これをより正確に峻別するために更に長い時間が必要となるといった不具合がある。
【００４５】この不具合を解決するために、本発明では測距部４が設けられている。
【００４６】まず、測距部４によって、測距部４から点Ｐまでの距離ＳＰが測定される。この測定の結果、距離ＳＰ及び角度γ（測距部４の光軸の向きと点Ｐの方向とのなす角度）が求められる。
【００４７】図３の△ＰＳＡにおいて、距離Kの値は既知であり、距離ＳＰ及び角度γ（＝∠ＰＳＡ）が求めれたので、αは、α＝１８０°－∠ＰＳＡの式によって求められる。
【００４８】角度αが求められれば、距離ｂと角度αとから、ＣＣＤ３０上の点Ｑとその光軸との距離ｕが求められる。距離Ｌも既知であるので、△ＰＳＣにおいても同様の計算を行なえば、光軸と像Ｒの距離ｖが求まる。
【００４９】このようにして、点Ｑの対応点Ｒが求められる。
【００５０】現実的には、測距誤差や測距部４、ＣＣＤ３０、３１それぞれの間での相対位置関係の誤差などにより、点Ｑと点Ｒの対応付けにも誤差が重畳される。上記の方法の場合、点Ｑは正確に決まらなくても点Ｑの対応点Ｒが正確に決まればよいので、まず点Ｑ、点Ｒを上記方法にて決めてから、その点Ｒの近傍、例えば点Ｒを中心とした半径２０画素程度の円形領域において相関演算により、正確な点Ｒの位置を決めるようにする。
【００５１】以上のように本発明方法によれば、相関演算する範囲が限定できるので、高速に演算することができ、また、この範囲内に画像的に類似しているところが他にない（又はあっても極めて少ない）ことから、画像的に類似しているところを対応点と誤る可能性も小さくできる。なお、実際に相関演算を行うべき領域を限定するあるいは対応点の誤認をできるだけ回避するために、上記領域が定められているのであるから、この領域の形状は、必ずしも円形である必要はなく、矩形、その他計算しやすい任意の形状とすることができる。
【００５２】実際の測距においては、上記方法により測定する点（以下、代表対応点）は画面内に複数個指定する。それらは、偏りなく配置されることが理想である。
【００５３】しかし、上記の方法では、測距部４とＣＣＤ３０の撮像系との間に視差により、まず測距の際に点Ｐを決め、その後点Ｑ、点Ｒを決めることになるため、代表対応点の配置状況を把握するのは必ずしも容易なことではない。
【００５４】一方、ＣＣＤ３０によって得られた画像を見てまず点Ｑを決め、それから測距部４により点Ｐまでの距離を測定し、そして点Ｑの対応点Ｒを求める手順であれば、画像を見て代表対応点を決められるので、代表対応点の配置状況を把握するのは容易である。あるいは、あらかじめ代表対応点の配置が決められている場合にも適している。
【００５５】図１０は、このような場合における、撮影・測距装置１で撮影、測距を行なっている様子を真上から見たところを簡易的に表した説明図である。図３の場合と比べて可動ミラー３４がある点で相違する。この可動ミラー３４の位置を動かすことにより、光路を測距部４とＣＣＤ３０とに切り替えられるようになっているので、測距部４とＣＣＤ３０との視差は生じない。
【００５６】この構成では、まずＣＣＤ３０の画像にて点Ｐに相当する点Ｑを指定し、次に測距部４にてＳＰの距離を測定する。そして測距部４とＣＣＤ３０の幾何学的配置から、距離ＳＰを基にＰＡの距離を求めることができる。
【００５７】△ＰＡＣにおいて、ＰＡ、ＡＣ（＝Ｌ）、および、角度α（＝∠ＰＡＣ）が求まるので、角度βがわかり、点Ｒが決まる。
【００５８】図４は実際の測距を説明するための図であって、図２に示される交差点を撮影した画像をモニターディスプレイ９（又は１２）に表示したものである。そして、ここに表示された画像には、図示のように格子状の点線が、また、それらの交点には○が、重ねて表示されている。
【００５９】本発明では、図４の○の位置を代表対応点とし、これらの点を上記に示したように測距部４を使用しての対応付けが行なわれる。そして、残りの対応点は相関演算法のみにより求められる。なお、ここでは、撮影・測距装置１が図１０のような構成のものとして説明する。
【００６０】図６は対応付けの手順の概略を示した説明図である。
【００６１】ステップ１において、第１の撮影画像（撮影レンズ３２を通してＣＣＤ３０によって得られた画像）の代表対応点（Ｑ）を指定し、距離（ＳＰ）を測定する。この図では代表対応点が１点のみ指定されているが、図４のように複数の点を指定することが望ましく、複数の点を指定することによって精度を向上させることができる。一方、あまりに多くの点を指定すると距離の測定に時間を要するので、適宜の数の代表対応点を指定する必要がある。
【００６２】次に、ステップ２において、第２の撮影画像（撮影レンズ３３を通してＣＣＤ３１によって得られた画像）での代表対応点（Ｒ）の対応付け範囲の決定を行う。この時点ではまだ代表対応点（Ｒ）は特定されていない。ここで、対応付けをするための演算範囲を決定する。演算範囲は、上記に説明したように、第２の撮影画像での代表対応点（Ｒ）を求め、その近傍、例えば半径２０画素程度の円形領域とすることができる。そして、演算範囲のみについて演算処理し、代表対応点（Ｒ）を特定する。
【００６３】そして、第２の撮影画像上の残りの対応点の対応付け範囲を決定する（ステップ３）。この場合の相関演算範囲は、着目対応点の近くにある代表対応点付近に限定して行なう（ステップ４）。これは、従来の相関演算法と同じ考え方で、隣接代表対応点間において被写体の距離が急激に変化していることが少ないという、前提に立っている。この方法では、代表対応点が間違って対応付けされていると、残りの対応点の対応付けも間違ってしまうが、本発明では代表対応点が正確に対応付けできているので、このような問題は発生しない。代表対応点（Ｐ）を複数指定している場合は、代表対応点までの領域を相関演算（ステップ５）し、３次元データが算出（ステップ６）される。
【００６４】代表対応点の指定方法は、図４のような代表点をあらかじめ決定しておれば、その他の周辺装置を用いることなく代表点を測定できる。
【００６５】それ以外にも、第７図に示すように、モニターディスプレイ９に画像を表示し、使用者がその画像を見ながら操作部１０にて指定してもよい。そうすることによって、無駄な対応点を測定することがなくなり、時間が短縮できる。
【００６６】図７において、モニターディスプレイ９上に代表点候補○９２が表示されている。操作部１０のポインター１０１を操作し、代表点とするところの代表点候補○９２にカーソルが移動したとき、操作部１０のボタン１０２を押すことによってその代表点候補○９２が指定代表点●９１となる。任意の代表点候補○９２を指定代表点●９１にすることによって、代表点を決定することができる。
【００６７】この方法とは異なる他の代表点決定方法を採用することができる。図８は、この方法の一つであって、エッジ検出による自動的な代表点決定方法を説明するための説明図である。
【００６８】第８図の画面右から左方向に図示した矢印の方向に画像をスキャンし、画像上のエッジ部分を検出する。エッジ部分の検出には、画像領域内の明るさが急激に変化する箇所を探すことによってエッジ部分を検出する周知の方法を利用することができ、このエッジ部分を代表点として決定する。
【００６９】この方法においては、スキャン間隔を狭くすると、検出されるエッジの数が多くなり、代表点があまりにも多く登録される結果、全体の演算時間が長くなるので、スキャン間隔を適当な間隔Mとすることが重要である。
【００７０】図９は、更に別な代表点決定方法を説明するための説明図である。
【００７１】この代表点決定方法では、代表点を分布させた複数のパターン、図９に示すように例えばＡ～Ｃ、があらかじめ用意される。使用者は、この中から最も現場の状況に最も適すると考えられるパターンを選択する。
【００７２】中心部分に被写体がある場合などは、Aで示すように中央の５点に代表点があるパタンが適しており、一方、中央が交差点の中心である場合など、特徴的な画像が中央になく、背景にビルが並んでいる場合などは、Bで示すようなパターンを選択することが望ましい。さらに、背景が空である場合などはCのパターンを選択する。
【００７３】いずれにせよ、特徴部分に代表点が多く配置されているようなパターンを選択することが望ましい。なお、代表対応点の個数は図示の例に限られるものではない。
【００７４】図５は本発明装置で見取り図を作成するフローを示している。
【００７５】まず、ＣＣＤ３０、３１で撮影を行ない（＃１）、第１の画像（ＣＣＤ３０の撮影画像）での代表対応点を指定する（＃２）。次に、その各代表対応点を測距部４により測距する（＃３）。
【００７６】そして、２枚の撮影画像及び各測距データを記録メディア１１を介して演算装置２に送る。演算装置２では、その測距データ及び測距部４、ＣＣＤ３０、３１それぞれの間での相対位置関係とから、第２の画像（ＣＣＤ３１の撮影画像）での代表対応点の対応付け演算の範囲を求め（＃４）、対応付け演算を行う（＃５）。
【００７７】その代表対応点の対応付け演算の結果から、残りの対応点の対応付け演算の範囲を求め（＃６）、対応付け演算を行う（＃７）。
【００７８】そして、すべての対応点の対応付けが終了すると、３次元データが算出できる（＃８）。その３次元データから見取り図（例えば鳥瞰図）が得られる（＃９）。
【００７９】以上の実施例では、撮影・測距装置１がＣＣＤのような撮影手段を２台備えた構成が採られているが、撮影手段（ＣＣＤ）を１つしか備えていない撮影・測距装置１を利用することもでき、この場合、その位置を変えて２回に分けた撮影を行う方法が採られる。
【００８０】
【発明の効果】本発明は、ステレオ法にタイムオブフライト法等にみられるポイント測距法を併用することにより、従来のように、特徴点検出を２画面の全画面についてそれぞれ行わなければならない、特徴の分布パターンのおおよそ一致する重ね合わせ方を探し出さなければならない、この重ね合わせ方が複数ある時、どの重ね合わせ方が最も合理的なのかを判断しなければならない、といったステレオ法による３次元計測の問題が少なくなり、これにより、膨大な計算処理が必要でなくなるので、長い計算時間が不要になるという効果を奏する。

【出願人】	【識別番号】０００００６０７９【氏名又は名称】ミノルタ株式会社
【出願日】	平成１１年１１月１２日（１９９９．１１．１２）
【代理人】	【識別番号】１００１０８７３０【弁理士】【氏名又は名称】天野正景（外１名）
【公開番号】	特開２００１－１４１４５７（Ｐ２００１－１４１４５７Ａ）
【公開日】	平成１３年５月２５日（２００１．５．２５）
【出願番号】	特願平１１－３２１８９２