JP2007171048A - 位置データ補間方法及び位置検出センサ及び位置測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
位置測定装置により位置測定ができない陰の部分でも継続して位置測定を実行でき、位置測定が中断されることがない様にする位置データ補間方法及び位置検出センサ及び位置測定装置を提供する。
【解決手段】
既知点である第１地点から既知点である第２地点を経て、未知点である第３地点に移動する過程で周囲の景色についてのデジタル画像を連続的に撮像し、前記第１地点で取得した画像から追尾ポイントを発生させ、連続的に取得する画像に発生させたポイントの追跡から前記追尾ポイントを順次特定し、前記第１地点と前記第２地点に於ける前記追尾ポイントの標定結果と、前記第１地点及び前記第２地点の位置データとから前記追尾ポイントの３次元位置データを求め、前記第３地点にて取得した前記追尾ポイントの標定結果と該追尾ポイントの３次元位置データに基づき、前記第３地点の位置を順次求める。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した位置測定に於いて、ＧＰＳによる位置測定ができない場合の位置データ補間方法及び位置検出センサ及び測量装置に関するものである。

近年では、ＧＰＳを利用した位置測定が普及し、例えばブルドーザ等の土木建設機械により土木作業を行う場合に、作業位置即ちブルドーザ位置をＧＰＳにより測定し、作業位置の確認等が行われ、或はカーナビゲータの様に電子化した地図情報とＧＰＳにより得られた位置データをリンクさせ、現在位置を電子地図上に反映させ画像化して映像表示装置に映出す等、移動体の位置をリアルタイムで測定することが可能となっている。

ところが、ＧＰＳによる位置測定では、衛星からの電波を利用しているので、衛星からの電波が障害物、例えば山或はビルディング等により遮られ、電波の届かない場所（陰）が存在する。或はカーナビゲータの様に位置測定範囲を定められないものについても、陰の部分が存在する。

従来、ＧＰＳによる位置測定ができない区間は、従来の測量機を使用した人力による測量作業を加え断続しなければならない。

又、移動体に設けられたカーナビゲータ等では、陰の部分で位置測定が行われず、位置測定装置として充分な機能が発揮されていなかった。

特開２００１−３１７９１５号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、単一のＧＰＳ位置測定装置を利用して、而も陰の部分でも継続して位置測定を実行でき、位置測定が中断されることがない様にする位置データ補間方法及び位置検出センサ及び位置測定装置を提供するものである。

本発明は、既知点である第１地点から既知点である第２地点を経て、未知点である第３地点に移動する過程で周囲の景色についてのデジタル画像を連続的に撮像し、前記第１地点で取得した画像から追尾ポイントを発生させ、連続的に取得する画像に発生させたポイントの追跡から前記追尾ポイントを順次特定し、前記第１地点と前記第２地点に於ける前記追尾ポイントの標定結果と、前記第１地点及び前記第２地点の位置データとから前記追尾ポイントの３次元位置データを求め、前記第３地点にて取得した前記追尾ポイントの標定結果と該追尾ポイントの３次元位置データに基づき、前記第３地点の位置を順次求める位置データ補間方法に係り、又既知点である第１地点から既知点である第２地点を経て、未知点である第３地点に移動する過程で周囲の景色についてのデジタル画像を連続的に撮像し、前記第１地点で取得した画像から追尾ポイントを発生させ、連続的に取得する画像に発生させたポイントの追跡から前記追尾ポイントを順次特定し、前記第１地点での取得画像と前記第２地点での取得画像の追尾ポイントの３次元データを前記第１地点、第２地点の位置データから求め、前記追尾ポイントを基に前記第１地点での取得画像と前記第２地点での取得画像との相互標定を行いそれぞれ３次元データ付きのステレオ画像とし、該ステレオ画像の位置データから前記第３地点の位置データを求め、該第３地点を既知点化する位置データ補間方法に係り、又少なくとも最初の第１地点、第２地点の位置情報はＧＰＳ装置により測定する位置データ補間方法に係り、又前記追尾ポイントの位置情報は、前記第１地点、第２地点の既知情報から前方交会法により求め、前記第３地点の位置情報は、画像中の前記追尾ポイントの３次元位置データから後方交会法により求める位置データ補間方法に係り、更に又複数方向の画像を連続的に取得し、追尾ポイントの取得は少なくとも１方向の画像に発生させる位置データ補間方法に係るものである。

又本発明は、ＧＰＳ位置検出装置と、デジタル画像を連続的に撮像する少なくとも１つの撮像装置と、該撮像装置の撮像方向を検出する方位センサとを具備し、少なくとも前記ＧＰＳ位置検出装置による位置測定データと位置測定時の画像を同期して出力可能な位置検出センサに係るものである。

又本発明は、ＧＰＳ位置検出装置と、デジタル画像を連続的に撮像する少なくとも１つの撮像装置と、該撮像装置の撮像方向を検出する方位センサと、測定装置本体を有し、前記ＧＰＳ位置検出装置は第１地点、第２地点の位置データを測定し、前記撮像装置は既知点である第１地点から既知点である第２地点を経て、未知点である第３地点に移動する過程で周囲の景色についてのデジタル画像を連続的に撮像し、前記測定装置本体は前記第１地点で取得した画像から追尾ポイントを発生させ、連続的に取得する画像に発生させたポイントの追跡から前記追尾ポイントを順次特定し、前記第１地点での取得画像と前記第２地点での取得画像の追尾ポイントの３次元データを前記第１地点、第２地点の位置データから演算し、前記追尾ポイントの位置データから前記第３地点の位置データを演算する様構成した位置測定装置に係り、又全周囲ミラー、画像補正手段を具備し、前記撮像装置は水平方向の全周方向を前記全周囲ミラーを介して撮像可能であり、撮像された画像は前記画像補正手段により修正される位置測定装置に係るものである。

本発明によれば、既知点である第１地点から既知点である第２地点を経て、未知点である第３地点に移動する過程で周囲の景色についてのデジタル画像を連続的に撮像し、前記第１地点で取得した画像から追尾ポイントを発生させ、連続的に取得する画像に発生させたポイントの追跡から前記追尾ポイントを順次特定し、前記第１地点と前記第２地点に於ける前記追尾ポイントの標定結果と、前記第１地点及び前記第２地点の位置データとから前記追尾ポイントの３次元位置データを求め、前記第３地点にて取得した前記追尾ポイントの標定結果と該追尾ポイントの３次元位置データに基づき、前記第３地点の位置を順次求めるので、該第３地点の位置測定が可能となると共に該第３地点を既知点化することで、順次未知点の測定が可能になる。

又本発明によれば、既知点である第１地点から既知点である第２地点を経て、未知点である第３地点に移動する過程で周囲の景色についてのデジタル画像を連続的に撮像し、前記第１地点で取得した画像から追尾ポイントを発生させ、連続的に取得する画像に発生させたポイントの追跡から前記追尾ポイントを順次特定し、前記第１地点での取得画像と前記第２地点での取得画像の追尾ポイントの３次元データを前記第１地点、第２地点の位置データから求め、前記追尾ポイントを基に前記第１地点での取得画像と前記第２地点での取得画像との相互標定を行いそれぞれ３次元データ付きのステレオ画像とし、該ステレオ画像の位置データから前記第３地点の位置データを求め、該第３地点を既知点化するので、該第３地点の位置測定が可能となると共に該第３地点を既知点化することで、順次未知点の測定が可能になる。

又本発明によれば、ＧＰＳ位置検出装置と、デジタル画像を連続的に撮像する少なくとも１つの撮像装置と、該撮像装置の撮像方向を検出する方位センサとを具備し、少なくとも前記ＧＰＳ位置検出装置による位置測定データと位置測定時の画像を同期して出力可能であるので、撮像画像と位置データとを関連付けて取得することが可能である。

又本発明によれば、ＧＰＳ位置検出装置と、デジタル画像を連続的に撮像する少なくとも１つの撮像装置と、該撮像装置の撮像方向を検出する方位センサと、測定装置本体を有し、前記ＧＰＳ位置検出装置は第１地点、第２地点の位置データを測定し、前記撮像装置は既知点である第１地点から既知点である第２地点を経て、未知点である第３地点に移動する過程で周囲の景色についてのデジタル画像を連続的に撮像し、前記測定装置本体は前記第１地点で取得した画像から追尾ポイントを発生させ、連続的に取得する画像に発生させたポイントの追跡から前記追尾ポイントを順次特定し、前記第１地点での取得画像と前記第２地点での取得画像の追尾ポイントの３次元データを前記第１地点、第２地点の位置データから演算し、前記追尾ポイントの位置データから前記第３地点の位置データを演算する様構成したので、前記ＧＰＳ位置検出装置により測定不能となった場合でも、中断することなく未知点の測定が可能となる。

又本発明によれば、全周囲ミラー、画像補正手段を具備し、前記撮像装置は水平方向の全周方向を前記全周囲ミラーを介して撮像可能であり、撮像された画像は前記画像補正手段により修正されるので、１つの撮像装置により位置データに関連付けられた広範囲の画像データが取得できる等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

本発明は移動体の位置測定を行うものであり、移動体に位置測定装置が設けられ、移動体と共に位置測定装置が移動しつつ位置測定をリアルタイムで測定する。

先ず、本発明に係る位置測定装置について図１、図２により説明する。

図１は、位置測定装置１の概略を示すものであり、該位置測定装置１は主に測定装置本体２、位置検出センサ３、操作部４、表示部５から構成される。前記位置検出センサ３は移動体９、例えばブルドーザ、自動車の運転室の屋根等見晴しのよい位置に設置され、又、前記測定装置本体２、前記操作部４、前記表示部５は作業者、運転者が操作し、視認可能な場所、例えば運転室に設置される。尚、前記操作部４はタッチパネル等とし、前記表示部５と一体化してもよい。

図２は、前記位置検出センサ３が、前記移動体９の一例として自動車の屋根に設けられた場合を示している。

前記位置検出センサ３は、センサ本体６の上面に設けられたＧＰＳ位置検出装置７、前記センサ本体６の側面に４方向に向けられたデジタルカメラ等、撮像した画像をデジタル画像データとして出力可能な撮像装置８ａ、撮像装置８ｂ、撮像装置８ｃ、撮像装置８ｄ（以下、総称する場合は撮像装置８とする）、方位センサ１０を具備している。前記撮像装置８は、多数の画素から構成される撮像素子、例えばＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等を具備し、１フレームの画像データは各撮像素子の信号の集合として構成され、信号に対応する撮像素子を特定することで、画像中の位置が特定される様になっている。又、前記撮像装置８と前記方位センサ１０との機械的関係は固定されており、該方位センサ１０が方位を検出することで各撮像装置８の撮像方向（方位）が一義的に決定される。

前記ＧＰＳ位置検出装置７は、ＧＰＳアンテナ１１、ＧＰＳ演算部１２（図３参照）を具備し、前記ＧＰＳアンテナ１１により複数の衛星からの信号を受信して、受信結果に基づき前記ＧＰＳ演算部１２が衛星と受信点との距離を３次元幾何学的に演算して３次元の測位を行うものである。尚、測位には単独測位、干渉測位等があるが、移動しつつ短時間で測定が可能なＲＴＫ（リアルタイムキネマティック）測位が採用されることが好ましい。

前記撮像装置８によって全周の画像の取得を可能とする。尚、該撮像装置８の撮像角（撮像範囲）に応じて、該撮像装置８は３個或は５個以上設けられる。又、１つの撮像装置８を水平方向に回転させ、所要回転角毎に撮影する様にしてもよく、該撮像装置８により全周の景色の取得を可能とする。

或は、前記移動体９の進行方向に対して直角な２方向の景色を撮像する様、２個の撮像装置８を設けてもよい。この場合、撮像角は適宜な範囲を有していればよく、１８０°である必要はない。

前記撮像装置８ａ、前記撮像装置８ｂ、前記撮像装置８ｃ、前記撮像装置８ｄは、所定時間間隔で同期して撮像し、又撮像と同期又は撮像時間間隔の所要倍の間隔と同期して前記ＧＰＳ位置検出装置７による位置測定が行われ、撮像画像の画像データと、画像を撮像した時の位置検出センサ３で得られた位置データが後述する測定装置本体２に送出される。又、前記撮像装置８の撮像の時間間隔は、前回、今回間で撮像した画像の大半が重複し、全体として各撮像画像間での連続性が損われない程度の時間間隔とし、移動体９の速度が大きい場合は、時間間隔は短くし、移動体９の速度が小さい場合は、時間間隔は大きくなってもよい。或は、撮像の時間間隔を移動体９の最大速度に対応する様に固定的に設定してもよい。又、撮像の時間間隔を移動体９の最大速度に対応する様に設定し、前記測定装置本体２に送出する画像を速度に対応させ、間引いてもよい。

該測定装置本体２について図３を参照して説明する。

該測定装置本体２は入出力制御部１３、ＣＰＵで代表される制御演算部１４、ＨＤ等で代表される記憶部１５、通信制御部１６等で概略構成されている。

前記記憶部１５はメモリカード、ＨＤ、ＦＤ、ＭＯ等であり、内蔵又は着脱可能に設けられる。又該記憶部１５は、プログラム格納部１７、データ格納部１８を有しており、前記プログラム格納部１７には、装置の作動を制御するシーケンスプログラム、取得した画像から追尾ポイントを抽出する画像処理プログラム、複数の画像間での画像マッチング、複数の画像間の追尾ポイントのトラッキングを行う演算プログラム、前記位置検出センサ３により得られる２つの３次元位置データを基に画像中の未知点の位置を前方交会法により演算し、又２つの画像中のそれぞれ少なくとも２つの既知点から前記位置検出センサ３の位置を後方交会法により演算する測量プログラム、得られた測定結果をデータ収集装置等の外部装置に送信する為の送信制御プログラム、位置測定結果を前記表示部５に表示させる為の表示プログラム等のプログラムが格納されている。

又、前記データ格納部１８には前記撮像装置８で取得した画像データ、及び画像データを撮像した時の位置検出センサ３の位置データが格納され、該位置データと前記画像データとは関連付けされ、前記画像データは時系列のデータとなっている。

図４〜図８に於いて作用について説明する。

図４は、前記移動体９が障害物２０、障害物２１の間を進行し、前記位置検出センサ３が第１地点（ポイントＰ１）から第６地点（ポイントＰ６）（以下ポイントＰは単にＰと略称する）に移動した状態を示し、Ｐ１，Ｐ２では、前記ＧＰＳアンテナ１１により衛星からの信号を受信可能であり、Ｐ３〜Ｐ５では前記障害物２０、前記障害物２１により衛星からの信号が受信できない状態であり、Ｐ６で再び衛星からの信号を受信可能となっている。

尚、前記移動体９が移動している間中、前記撮像装置８により周囲の画像が連続的に撮像される。又、各Ｐは、予め設定された時間間隔毎の前記移動体９の位置となっている。

該移動体９がＰ１となった時点で、前記制御演算部１４が前記ＧＰＳ位置検出装置７で測定された位置データを取得する。同時に前記撮像装置８で撮像した画像データを取得し、前記データ格納部１８に位置データと共に画像データを格納する。又、前記制御演算部１４は各Ｐ毎に前記ＧＰＳ位置検出装置７から位置データの入力があるかどうかチェックする。各Ｐでの前記ＧＰＳ位置検出装置７からの位置データの入力の有無により、後述する様に各Ｐの位置測定を前記位置検出センサ３による測定か、或は画像データに基づく、前方交会法、後方交会法による演算による測定かが判断、選択され実行される。

以下は、右側の景色、前記障害物２０についての画像の取得、該画像に基づく位置測定について説明する。

図５に於いて、Ｐ１で撮像した画像Ｉ１を図６（Ａ）に示し、図５中、Ｐ１からＰ２迄移動しながら連続して撮像していったＰ２の画像Ｉ２を図６（Ｂ）に示している。

前記制御演算部１４はＰ１での画像データＩ１をＰ１の測定位置データと関連付けて前記データ格納部１８に格納する。又、前記制御演算部１４は、画像処理プログラムに基づき、Ｐ１の画像データＩ１をエッジ処理等の画像処理し、画像中の特徴点であるコーナ部又はクロスポイントが追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）（図６（Ａ）中、白丸で示す）として所要数抽出される（ＳＴＥＰ：０１）。尚、追尾ポイントは画像全体に分散する様に抽出される。

ここで、前記画像データＩ１中心のＰ１からの方位は、前記方位センサ１０が検出する方位から求められ、各追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）のＰ１からの方位は、画像データＩ１中の画素の位置（撮像中心に対する撮像素子上での位置）から演算される。

Ｐ１〜Ｐ２に至る過程でも、前記撮像装置８により連続的に撮像されており、各画像で発生された追尾のポイントは隣接する画像間で追跡（トラッキング）が行われる（ＳＴＥＰ：０２）。

追跡について説明する。

追跡の対象として設定された追尾ポイントの撮像素子上での位置が検索中心位置として記憶され、経時的に次に取得された次画像データについて前記検索中心位置を中心として設定した検索範囲に亘って前記次画像データ中で追尾ポイントが検索される。上記した様に、画像は移動中連続して撮像しているので、前画像データと次画像データとのずれは僅かであり、追尾ポイントは次画像データの検索範囲に存在し、直ちに次画像データ中の追尾ポイントが特定される。前記検索範囲内での検索は、ＳＳＤＡ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）法、若しくは面積相関法等が用いられる。

尚、次画像データで特定された追尾ポイントを検索対象として、前画像データの追尾ポイントを逆検索（バックマッチング）でチェックする。逆検索で得られた追尾ポイントが既に得られた追尾ポイントと一致していない時は該追尾ポイントは削除される。逆検索を実施することで、影（オクルージョン）或は障害物を回避することができる。又、３以上の画像データの追尾ポイントが求められると、複数画像によるバンドル調整計算により、重複して座標のチェックを実行し、精度の悪い追尾ポイントについては削除する。精度の悪い追尾ポイントを削除することで全体として追尾ポイントの特定精度が向上する。

前画像データと次画像データとを比較し、上記した追尾ポイントを時系列に従って順次検索する。

前記画像処理による追尾ポイントの抽出、又追尾ポイントの追跡は、各Ｐでの前記位置検出センサ３からの位置データの入力の有無に拘らず連続的に実行される。尚、追尾ポイントの追跡が完了した過去の画像データ（各Ｐ間で撮像した画像データ）は、記憶量の節約の為、消去してもよい。

次に、Ｐ２について、前記位置検出センサ３からの位置測定データが入力され、位置測定データとＰ２で撮像した画像Ｉ２が前記データ格納部１８に格納される。又、画像Ｉ２について画像処理が行われ、又トラッキングにより各追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）が特定される。又、この時のＰ２に関する各追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）の方位は、前記方位センサ１０による撮像方向の方位検出、各追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）の画像Ｉ２の位置（画角）によって演算される（図７（Ａ）参照）。

次に、既知点であるＰ１，Ｐ２の位置データ、Ｐ１，Ｐ２に対する各追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）の方位角に基づき、前方交会法により各追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）の３次元位置データが演算される（ＳＴＥＰ：０３）。

演算の結果、追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）は既知点となる。各追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）の位置データは、画像Ｉ１、画像Ｉ２の画像データに関連付けられて前記データ格納部１８に格納される。そして追尾ポイントは、追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）として画像Ｉ１と画像Ｉ２の相互標定が行われ、画像Ｉ１と画像Ｉ２は３次元データを含む画像（ステレオ画像）化される。

前記移動体９がＰ３に移動すると、衛星からの電波が前記障害物２０により遮られ、前記位置検出センサ３による位置測定が入力されない。前記制御演算部１４は前記位置検出センサ３からの入力がないことを判断すると、後方交会法による演算による位置測定に切替える。

Ｐ３に至る間も前記撮像装置８による撮像、画像データ中の追尾ポイントの追跡は連続して行われている（ＳＴＥＰ：０４）。

即ち、既に得られている各追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）の位置データ、及びＰ３で取得した画像Ｉ３中の前記追尾ポイント（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）とＰ３の方位のデータ（撮像方向の方位と画角）に基づき後方交会法によりＰ３の位置データが演算される（ＳＴＥＰ：０５、（図７（Ｂ））参照）。

尚、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…と前記移動体９が移動し、撮像範囲が移動することに伴い、撮像した画像中には順次新しい追尾ポイントが発生する。例えば、図７（Ａ）、図７（Ｂ）を参照すれば、画像Ｉ２にはＡ４、画像Ｉ３にはＡ５，Ａ６の追尾ポイントが発生する。新たに発生した追尾ポイントについても追跡が行われ（ＳＴＥＰ：ｎ−１）、更に順次前方交会法により位置データが演算測定される。

後方交会法によりＰ３が既知点となり、Ｐ３とＰ２の位置データ、Ｐ３とＰ２からの新たに発生した追尾ポイントに対する方位データに基づき前方交会法により新たに発生した追尾ポイントの位置が演算される（ＳＴＥＰ：ｎ）。

而して、画像中の追尾ポイントの位置データからＰｎの位置を後方交会法により演算測定し、更に、既知となったＰ（ｎ−１）、及びＰｎのデータから新たに発生した追尾ポイントの位置を、画像を基に前方交会法により演算測定し、衛星からの電波が得られず、前記位置検出センサ３によるＰの位置測定ができない状態でも、前方交会法と後方交会法を交互に実施し、継続してＰの位置測定が実施可能である。

次に、前記移動体９がＰ６に至ると、衛星からの電波の受信が可能となり、Ｐ６の位置が前記位置検出センサ３により測定され、該位置検出センサ３で測定された位置データが前記制御演算部１４に入力されると、該制御演算部１４は位置データ入力有りと判断し、後方交会法による演算を停止する。又、前記撮像装置８によりＰ６で撮像した画像データ、該画像データより抽出した追尾ポイント、抽出した追尾ポイントの方位データが、Ｐ６の位置データに関連付けられて前記データ格納部１８に格納される。

従って、前記位置検出センサ３から位置情報が入力されている間は、該位置検出センサ３で測定された結果が、Ｐの位置測定のデータとして採用され、該位置検出センサ３からの位置情報が途絶えると、前方交会法、後方交会法により演算されたＰの位置情報が採用され、Ｐの位置は中断することなく連続的に測定される。

尚、前記位置検出センサ３で位置測定できない場合、画像データ、追尾ポイントのデータは最新のＰｎ及び過去に遡る少なくとも２つのＰ（ｎ−１），Ｐ（ｎ−２）の３つのＰについてのデータがあればよく、Ｐ（ｎ−３）より過去のデータについては、記憶量の節約の為、順次消去してもよい。

又、上記追尾ポイントの位置データについては、追跡した所要数の追尾ポイントを基に隣接する２つの測定点、例えばＰ２，Ｐ３についてＰ２，Ｐ３で取得した画像について追尾ポイントに基づくパスポイントにて相互標定を行い、３次元データを含む画像（ステレオ画像）とすれば、他の画像を構成する各画素の位置データ、方位データは画像により求めることができ、演算処理を高速化できる。

又、上記説明では、前記移動体９の右側の障害物についての画像を撮像して、Ｐの位置測定を行ったが、右側の障害物から追尾ポイントを得る為に適切な画像が取得できない場合は、左側の障害物から画像を取得する等、取得する画像については障害物の状況に応じて、画像処理の段階で適宜選択される。

図９、図１０は位置検出センサ３の他の形態を示している。

該位置検出センサ３は、移動体９、例えば自動車の屋根等、周囲全体が見渡せる位置に設けられる。

前記位置検出センサ３は、１つの撮像装置８を具備し、該撮像装置８の光軸に中心線が合致された円錐ミラー２３を具備し、該円錐ミラー２３を介して撮像する様に構成されている。該円錐ミラー２３を介することから、前記撮像装置８は全周囲を撮像できる。画像データは測定装置本体２に送出される。データ格納部１８は歪み修正プログラムを有し、制御演算部１４は送出された画像の歪みを修正し、歪みのない全周画像として前記データ格納部１８に記憶させる。

前記円錐ミラー２３即ち全周囲ミラーにより全周画像を取得した場合についても、追尾ポイントの抽出、追尾ポイントの追跡等の処理については上記した実施の形態と同様である。

前記撮像装置８は、例えば市販品の全周の映像を撮る映像装置、例えばＣＣＤカメラが使用される。該撮像装置８（ＣＣＤカメラ）は円錐状の前記円錐ミラー２３の下方に位置され、該円錐ミラー２３で反射された周囲の映像を取得する。映像を取得したＰの位置は、前記円錐ミラー２３の上方又は既知の間隔に置いたＧＰＳ位置検出装置７より求める。又、移動方向については、該ＧＰＳ位置検出装置７で得られる２地点の位置座標から求めることができる。

本発明の実施の形態に係る位置測定装置の概略図である。 本発明の実施の形態の実施の状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る位置測定装置の概略ブロック図である。 本発明の実施の形態に於ける測定の状態を示す説明図である。 前記位置測定装置に於ける撮像の状態を示す説明図である。 （Ａ）（Ｂ）は得られた画像を示す説明図である。 （Ａ）は得られた画像について、前方交会法により追尾ポイントの位置測定を行う説明図、（Ｂ）は得られた画像に基づき後方交会法により撮像点の位置測定を行う説明図である。 本発明の実施の形態の作用を示すフローチャートである。 本発明に係る位置検出センサの他の形態を示す説明図である。 該位置センサの概略構成図である。

符号の説明

１ 位置測定装置
２ 測定装置本体
３ 位置検出センサ
４ 操作部
５ 表示部
６ センサ本体
７ ＧＰＳ位置検出装置
８ 撮像装置
１４ 制御演算部
１５ 記憶部
２０ 障害物
２１ 障害物
２３ 円錐ミラー

Claims (8)

1. 既知点である第１地点から既知点である第２地点を経て、未知点である第３地点に移動する過程で周囲の景色についてのデジタル画像を連続的に撮像し、前記第１地点で取得した画像から追尾ポイントを発生させ、連続的に取得する画像に発生させたポイントの追跡から前記追尾ポイントを順次特定し、前記第１地点と前記第２地点に於ける前記追尾ポイントの標定結果と、前記第１地点及び前記第２地点の位置データとから前記追尾ポイントの３次元位置データを求め、前記第３地点にて取得した前記追尾ポイントの標定結果と該追尾ポイントの３次元位置データに基づき、前記第３地点の位置を順次求めることを特徴とする位置データ補間方法。
2. 既知点である第１地点から既知点である第２地点を経て、未知点である第３地点に移動する過程で周囲の景色についてのデジタル画像を連続的に撮像し、前記第１地点で取得した画像から追尾ポイントを発生させ、連続的に取得する画像に発生させたポイントの追跡から前記追尾ポイントを順次特定し、前記第１地点での取得画像と前記第２地点での取得画像の追尾ポイントの３次元データを前記第１地点、第２地点の位置データから求め、前記追尾ポイントを基に前記第１地点での取得画像と前記第２地点での取得画像との相互標定を行いそれぞれ３次元データ付きのステレオ画像とし、該ステレオ画像の位置データから前記第３地点の位置データを求め、該第３地点を既知点化することを特徴とする位置データ補間方法。
3. 少なくとも最初の第１地点、第２地点の位置情報はＧＰＳ装置により測定する請求項１又は請求項２の位置データ補間方法。
4. 前記追尾ポイントの位置情報は、前記第１地点、第２地点の既知情報から前方交会法により求め、前記第３地点の位置情報は、画像中の前記追尾ポイントの３次元位置データから後方交会法により求める請求項１又は請求項２の位置データ補間方法。
5. 複数方向の画像を連続的に取得し、追尾ポイントの取得は少なくとも１方向の画像に発生させる請求項１又は請求項２の位置データ補間方法。
6. ＧＰＳ位置検出装置と、デジタル画像を連続的に撮像する少なくとも１つの撮像装置と、該撮像装置の撮像方向を検出する方位センサとを具備し、少なくとも前記ＧＰＳ位置検出装置による位置測定データと位置測定時の画像を同期して出力可能なことを特徴とする位置検出センサ。
7. ＧＰＳ位置検出装置と、デジタル画像を連続的に撮像する少なくとも１つの撮像装置と、該撮像装置の撮像方向を検出する方位センサと、測定装置本体を有し、前記ＧＰＳ位置検出装置は第１地点、第２地点の位置データを測定し、前記撮像装置は既知点である第１地点から既知点である第２地点を経て、未知点である第３地点に移動する過程で周囲の景色についてのデジタル画像を連続的に撮像し、前記測定装置本体は前記第１地点で取得した画像から追尾ポイントを発生させ、連続的に取得する画像に発生させたポイントの追跡から前記追尾ポイントを順次特定し、前記第１地点での取得画像と前記第２地点での取得画像の追尾ポイントの３次元データを前記第１地点、第２地点の位置データから演算し、前記追尾ポイントの位置データから前記第３地点の位置データを演算する様構成したことを特徴とする位置測定装置。
8. 全周囲ミラー、画像補正手段を具備し、前記撮像装置は水平方向の全周方向を前記全周囲ミラーを介して撮像可能であり、撮像された画像は前記画像補正手段により修正される請求項７の位置測定装置。

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