JP4469471B2

JP4469471B2 - 移動体用広視野角多方向画像取得装置及び移動体用広視野角多方向画像取得システム

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Publication number: JP4469471B2
Application number: JP2000213134A
Authority: JP
Inventors: 亮介柴崎; 好高松本; 達夫今野; 豊下垣; 求辻
Original assignee: Asia Air Survey Co Ltd
Current assignee: Asia Air Survey Co Ltd
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JP2002034055A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多方向の建物や樹木等の地物を光学的像として取り込んで三次元画像を取得する画像取得装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、地図上の通りの建物の画像を取得する場合に、レーザスキャナやカメラ等の機材を地上に固定して周辺の建物等の画像を取得する方法がある。
【０００３】
このような方法においては、測定場所に前述の機材を運搬して設置し、目的の建物を撮影することになる。このため、広範囲に複数の画像を取得するのは、その都度建物まで移動して行って機材を設置しなければならないので、多大な時間、労力、費用を要する。また、交通量の多い道路上では渋滞や事故を引き起こす可能性もある。
【０００４】
このようなことを防止するために、パノラマミラーとＣＣＤカメラ（エリアセンサ）とを一体化した画像取得器と、レーザスキャナとからなる空間情報取部を、それぞれ所定角度ずらして架台に数台設け、この架台を車の後方に取り付けて走行することによって通りの建物等の画像データを取得させていた。
【０００５】
一方、航空機等においては、単一の光学レンズの焦点面に３本のラインセンサを平行に配置してなる機材を航空機に搭載して３方向の線画像を図６の（ａ）に示すように同時に取得している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エリアセンサを用いる方式は、エリアは画素数でｎ×ｍの数十万画素（※動画用エリアＣＣＤのサイズは記録装置（速度）の関係から、数百程度（例６４０×４８０）。ラインセンサの場合、数千画素で高速に記録可能。）の処理速度が非常に高速であることを要する。特に、走行しながら画像を取得する方式では、さらに処理速度が高速であることを要求するが、十分に記録できない。
【０００７】
また、エリアセンサを用いる方式は、エリアは画素数でｎ×ｍの数十万画素となる。
【０００８】
特に、走行しながらの撮像ではさらに解像度が低くなり、結果として詳細な画像を得ることができなくなり、後日画像処理によってレーザで取得した地図データと合わせようとしても容易には合わせることができなくなるという課題があった。
【０００９】
また、航空機等において単一の光学レンズと３本のラインセンサを用いる方式は、航空機は空の上にあって地上とは十分に遠い距離にあり、十分に広い視野の映像を一度にとれる。
【００１０】
しかし、このような方式をそのまま車両に搭載して走行しながら周囲を撮影したとしても、距離を稼げないので広い視野の画像を得ることができない。
【００１１】
本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、車両等を走行させながら目的の像を取得する際に、樹木や電柱等の遮蔽物が前面に存在しても目的の像を確実に精度よく広範囲に取得できる移動体用広視野角多方向画像取得装置並びに移動体用広視野角多方向画像取得システムを得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動体用広視野角多方向画像取得装置は、
移動体の上に、平面板に固定されて搭載される移動体用の画像取得装置において、
魚眼レンズの後方に、画素の配列方向が鉛直方向になるようにラインセンサを設けて、該ラインセンサを駆動して被写体を撮像し、該撮像信号を送出するカメラを、それぞれの撮像軸が水平になるように所定の挟角で３台一体で併設し、中央の前記カメラが前記移動体の進行方向に対して直角になるように前記平面板に固定されたマルチラインカメラを前記移動体の進行方向に対して平行となる前記平面板の両辺に固定し、
前記平面板に設けられ、アンテナ面が天頂方向にされ、該アンテナが受信したＧＰＳ信号と補正信号とによって現在位置及びＧＰＳ時刻を求めると共に、ＰＰＳ信号を送出する受信器と、
テーパ面を有して回転するスキャナヘッドを有し、このスキャナヘッドに対してレーザ光を地物に照射して、該地物までの距離及びそのレーザ光の角度を求めて送出するレーザスキャナを前記平面板上に３台備え、
これらの内のいずれかのレーザスキャナは、前記移動体の進行方向に対して前記平面板の辺が直角となる辺の中央に固定され、
他の２台のレーザスキャナは、
前記中央のレーザスキャナと前記マルチラインカメラとの間に、一定の挟み角度を有して前記平面板の隅に固定されている
ことを要旨とする
【００１３】
請求項２は、移動体の上に、平面板に固定してなる画像取得装置を設け、この画像取得装置からの各出力をカメラ制御・取得装置、慣性航法装置制御・取得装置及びレーザスキャナ制御・取得装置で制御、取得する移動搭載型の画像取得システムであって、
前記画像取得装置は、
魚眼レンズとラインセンサとを組み合わせたカメラを水平に３台併設したマルチラインカメラを前記移動体の進行方向に対して平行となる前記平面板の両脇にそれぞれ設け、かつＧＰＳ信号と補正信号とによって現在位置及びＧＰＳ時刻を求めると共に、ＰＰＳ信号を送出する受信器を設ける一方、スキャナヘッドに対してレーザ光を地物に照射して、該地物までの距離及びそのレーザ光の角度並びに計測時刻を前記ＰＰＳ信号と同期をとって求め、これらを送出するレーザスキャナを前記平面板上に３台備え、
前記カメラ制御・取得装置は、
前記移動体が移動中に、前記マルチラインカメラの各カメラに対して撮影指令を第１の一定間隔で送出して前記各カメラからの画像データを取得すると共に、前記ＧＰＳデータとの同期を取って前記撮影時刻を計測し、該計測した撮影時刻と前記現在位置及び画像データとを組み合わせて送出し、
前記慣性航法装置は、
前記撮影指令の入力に伴って、第２の一定間隔で前記ＧＰＳデータと同期をとって慣性位置及び測定時刻並びに前記移動体の姿勢を求めて順次記憶し、
前記レーザスキャナ制御・取得装置は、
前記撮影指令の入力に伴って、第３の一定間隔で前記ＧＰＳデータと同期をとって前記各レーザスキャナからレーザ光を照射させると共に、得られた地物までの距離及びそのレーザ光の角度に対して前記同期を取った時刻に基づいて、その計測時刻を求め、これを組み合わせて順次記憶することを要旨とする。
【００１４】
請求項３は、前記カメラ制御・取得装置からのデータを前記マルチラインカメラのカメラの番号に対応させて順次蓄積するデータ記憶装置とを備えたことを要旨とする。
【００１５】
請求項４は、前記第１の一定間隔、第２の一定間隔及び第３の一定間隔は、
第１の一定間隔＜第２の一定間隔＜第３の一定間隔の関係になっていることを要旨とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１の本発明の実施の形態に係る画像取得装置のレイアウトを示す平面図、図２は画像取得装置による都市内の地物の画像取得の一例を示す平面図、図３は画像取得装置の要部であるマルチラインカメラの平面図、図４はマルチラインカメラの正面図、図５はマルチラインカメラの側面図である。
【００１９】
本実施の形態の画像取得装置１０は、長手方向の幅が車両の幅とほぼ同じ長さに形成された四辺形状の架台１（後方の両方の隅を欠けさせるのが好ましい）と、この架台１に設置された３台のレーザスキャナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及びそれぞれ所定角度ずらして配置した３個の魚眼レンズ、ラインセンサを有してなる２台のマルチラインカメラ３と、架台１のほぼ中央部に設置されたＤＧＰＳアンテナ４とを備えている。
【００２０】
前述した架台１は、図１に示すように車両の屋根の後部ルーフ上に例えば防振ダンパ（図示せず）を介して取り付（固定）けられている。
【００２１】
レーザスキャナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、それぞれテーパ面（円錐）が回転自在なスキャナヘッド２ａ，２ｂ，２ｃを有し、車両後部上の架台１の両側の角度とその中央部にそれぞれ取り付けられている。
【００２２】
例えば、架台１の後方中央にレーザスキャナ２Ａと配置し、このレーザスキャナ２Ａに対して水平に４５度傾いて取り付けられている。この３台のレーザスキャナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、パルス幅の非常に短い赤外線レーザをスキャナヘッド２ａ，２ｂ，２ｃから照射し、このレーザが建物や樹木等の地物から反射して戻って来るまでの時間から距離を求めると共に、レーザを発信したときのスキャナヘッド２ａ，２ｂ，２ｃの回転角度と合わせて３６０度方向の断面プロファイル測定を行い、距離データとレーザ角度データと得る。
【００２３】
マルチラインカメラ３Ａ，３Ｂは、車両の進行方向に対して左右両側の地物を撮影できるように架台１の両側に左右対称に設置されている。
【００２４】
このマルチラインカメラ３Ａ，３Ｂ（総称して単にマルチラインカメラ３ともいう）の構成を図３及び図４を用いて説明する。マルチラインカメラ３は、図３及び図４に示すように、ベースフレーム部３６とこのベースフレーム部３６に装着された第１ラインカメラ３１、第２ラインカメラ３２及び第３ラインカメラ３３とで構成されている（図３及び図４参照）。中央部の第２ラインカメラ３２は撮像方向が車両の進行方向に対して直角方向に取り付けられている。
【００２５】
また、第１及び第３ラインカメラ３１、３３は、第２のラインカメラ３２を挟んで左右対称にそれぞれ第２のラインカメラ３２に対して撮像方向がそれぞれ水平方向に４５度傾いて設けられている。
【００２６】
各ラインカメラ３１，３２，３３は、図５に示すように半球が視野範囲となる魚眼レンズ３４と垂直方向に画素配列されたラインセンサ３５（２０４８画素）とを備えている。
【００２７】
ＤＧＰＳアンテナは図示しないＤＧＰＳ受信器１４に接続され、ＤＧＰＳ受信器１４がＤＧＰＳアンテナ４が受信したＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号及び補正情報からの３次元位置をハイブリット慣性航法装置９に送出する。
【００２８】
また、ＤＧＰＳ受信器は、ＧＰＳ衛星に搭載されている原子時計に同期する内部タイマーを内蔵し、１００ｍｓｅｃ（１０Ｈｚ）毎にその時刻を計測しＧＰＳ時刻として送出する。
【００２９】
すなわち、魚眼レンズとラインセンサとを一体化したラインカメラを、進行方向に直角に１台設け、これを挟んで水平方向に４５度の角度傾けたラインカメラを２台設けることによって、図６に示すように、スリーラインセンサを用いた方式（図６の（ａ））は１個のセンサ（スリーライン）で３方向からの映像を取得するからどうしてもそれぞれの取得範囲が狭くなる。
【００３０】
これに対して、本実施の形態の図６の（ｂ）の方式は、各魚眼レンズ毎にラインセンサを設ける方式であるから、それぞれの映像の取得範囲は広範囲である。
【００３１】
従って、本実施の形態の画像取得装置１０を車の屋根に搭載して走行すると、図２に示すように、例えばマルチラインカメラ３Ｂの中央のラインカメラ３１の前に樹木があった場合は、樹木を含んだ建物の映像が撮影されるが、走行しているので、樹木位置をすぎたときに第２のラインカメラ３２で撮影できなかった樹木の裏の映像を第１のラインカメラ３１が得ることになる。また、それぞれのラインセンサは垂直方向に取り付けているので、魚眼レンズから得る映像は垂直方向で１８０度以上の線画像となる。
【００３２】
また、同時に３台のレーザスキャナによって、周囲の地物の各点の車との距離が取得される。
【００３３】
次に、本実施の形態の画像取得システム構成を図７に基づいて説明する。図７は本発明の実施の形態に係る画像取得システム構成を示すブロック回路図である。なお、本実施の形態ではＧＰＳによる位置データ及び時刻を総称してＧＰＳデータという。
【００３４】
図７のシステムは、画像取得装置１０のマルチラインカメラ３Ａ，３Ｂを制御及びそのデータを取得するためのカメラ制御・取得装置７と、レーザスキャナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを制御すると共にそのレーザデータを取得するレーザスキャナ制御・取得装置８と、ハイブリット慣性航法制御取得装置９（以下単にＩＮＳ制御装置という）と、これらのデータを記憶するデータ記憶装置１３とを備えている。また、カメラ制御・取得装置７にはモニタ用のパソコン１２が接続され、レーザスキャナ制御・取得装置８にはモニタ用のパソコン１１が接続されている。
【００３５】
前述のカメラ制御・取得装置７は、動作開始指令（モニター側のキーボード、マウス等による操作）の投入に伴って、２組のマルチラインカメラ３を同時に起動し、図８の（ａ）に示すように、カメラスタートパルス（例えば１０ｍｓｅｃ：１００Ｈｚ）が入力する毎にカメラクロック信号（例えば数ＭＨｚ）をカウントし、このカウント値が所定値になる毎に、マルチラインカメラからの画像データＤｉ（Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，…）を取得してこれを画像記憶装置１３に記憶する。
【００３６】
このとき、カメラ制御・取得装置７は、図８の（ｂ）に示すように、ＧＰＳ時刻（ＲＳ２３２Ｃインターフェース）と内部タイマーが正確に時刻合わせを行った後に、ＰＰＳ信号の入力に伴って、１μｓカウンターをカウントし、該カウント値ＤｔｉとＧＰＳ時刻Ｔｇｉと、カメラスタートパルス入力時の時刻Ｄｔｓとを取得した画像データＤｉ（Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，…）のヘッダに付加する。但し、図８は１個のラインセンサの画像データの取り込みを示しており、左右６個ではこれらのタイミングは６個分ある。
【００３７】
レーザスキャナ制御・取得装置８は、内部タイマーを備え、予めＧＰＳ時計と正確に時刻合わせを行った後、ＰＰＳ信号のパルスが入力される毎に（毎正秒に）時刻合わせを行い（ＧＰＳ時刻に合わせる）、シャッタスタート信号が入力する毎に、５０ｍｓｅｃ（２０Ｈｚ）毎にレーザスキャナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃから、レーザを発射させて、その距離データ（Ａｈｉ：Ａｈ₁、Ａｈ₂…）とレーザ角度データＡｒｉ（Ａｒ₁、Ａｒ₂…）と測定時刻（ＰＰＳＧＰＳ時刻に基づいた内部タイマーの時刻）とＧＰＳ時刻Ｔｉｇとを磁気ディスクに記憶する。具体的なタイミングはほぼ図８と同様である。
【００３８】
ＩＮＳ制御装置９は、内蔵された振動ジャイロと加速度演算部（図示せず）から３軸の回転レートと加速度とを検出して自立航法により車両の現在位置を測定する。そして、電波航法と自立航法により測定した２つの現在位置の誤差が最小になるようにハイブリット航法により高精度に現在位置と姿勢・方位角を推定し、シャッタスタータ信号が入力されてから時間Ｔｐ以内に現在位置データと姿勢・方位角データθｉ（ψ、ｋ、ｗ）を出力する。
【００３９】
具体的には、内部タイマー（百万分の１秒の分解能）を有し、ＰＰＳ信号のパルスが入力される毎に（毎正秒に）時刻合わせを行う。また、ＲＳ２３２Ｃインターフェースを経由して、ＤＧＰＳ受信器から基準位置データが入力される。このデータをもとに、シャッタスタート信号が入力する毎に２０ｍｓｅｃ経過する毎に内部タイマーから出力タイミング（２０ｍｓｅｃ：５０Ｈｚ）で、３軸のリングレーザジャイロ、加速度計、および車速計（後述する車速エンコーダ）による測位（推測航法測位）を行って、得られた車両の位置座標Ｂｉ、角度データθｉを出力する（具体的なタイミングはほぼ図８と同様である）。
【００４０】
カメラデータ収集装置は、図９の（ａ）に示すようにシャッタスタート信号が入力する毎にマルチラインカメラからパラレルで送出されるラインセンサ３個分の画像データを取り込み、ラインセンサの番号順に従って図９の（ｂ）に示すように順次記憶する。
【００４１】
従って、車両を走行しながら垂直１８０度以上の互いに異なる角度のラインセンサの各画像データ及び取得時間が１０ｍｓｅｃ毎に取得される。また、画像データの取得に伴って、２０ｍｓｅｃ毎に慣性航法装置による位置及び姿勢が取得されるので、ＧＰＳデータを受信できない箇所でも精度の良い位置、姿勢データを得ている。
【００４２】
さらに、画像データの取得に伴って、５０ｍｓｅｃ毎にレーザによる距離データ及びその角度が取得される。
【００４３】
つまり、画像データＤｉ、距離データＡｈ、位置データＢｉ、姿勢データθｉは、図１０に示すように取得される。但し、本説明では画像データＤｉは、片側のマルチラインカメラ（実際は３個）からの画像データＤｉとして説明する。また、距離データＡｉは、一台のレーザスキャナからの距離データＡｈとして説明する。
【００４４】
画像データＤｉは、マルチラインカメラのラインカメラによって取得されたものであり、マルチラインカメラ制御装置が内部タイマーを予めＧＰＳ時刻と時刻合わせを行って時刻を計測し、カメラスタートパルスが１０ｍｓｅｃ（１００Ｈｚ）で入力する毎に、ラインセンサを駆動させて撮像させていると共に、撮影時のＧＰＳ時刻Ｔｇと、ＰＰＳ信号からカメラスタートパルスの計測時刻Ｄｔと、カメラスタートパルスが入力したときの内部タイマーの時刻Ｄｔｓ（撮影時刻という）とを対応させて記憶される。
【００４５】
例えば、図１０の（ａ）に示すように１００Ｈｚ周期（１００ｍｓｅｃ毎）で取得された３ライン分の画像データＤｉがＧＰＳ時刻Ｔｇと計測時刻Ｄｔと撮影時刻Ｄｔｓとが対応させれたレコード単位で記憶される。また、このレコードには年月日が付加される場合もある。むろん、レコード単位ではなく、１走行あたりのファイルのヘッダとして付加してもよい。
【００４６】
さらに、このファイル（カメラ）には受注番号、画像データ番号、レンズ焦点距離、レンズ絞り、撮影幅、ルート名、測定者、照度、発注先などが付加されているのが好ましい。
【００４７】
また、距離データＡｈは、レーザスキャナによって計測された地物の点までの距離データＡｈであり、レーザ制御装置がレーザスキャナーに対して各種指令及び距離データＡｈを読み込む。
【００４８】
このレーザ制御装置（図示せず）は、内部タイマーを予めＧＰＳ時刻に合わせ、ＰＰＳ信号が入力する毎に内部タイマーの同期をとり、２０Ｈｚ毎にレーザを発射データ取得させると共に、レーザスキャナのスキャンヘッドを回転させている。（５０ｍｓｅｃで一回転）。
【００４９】
そして、レーザを受信したときのＧＰＳ時刻Ｔｇ（レーザを発射したときにＧＰＳ時刻が入力すると、そのＧＰＳ時刻、レーザを発射したときにＧＰＳ時刻が入力しない場合は、前のＧＰＳ時刻）と、測定時のレーザの内部タイマー時刻Ａｔ（距離測定時刻）とレーザ測定角度Ａｒ（スキャンヘッドの回転角度）：Ａｒ＝Ａｒｐ１、Ａｒｐ２…３６０）とレーザが当たった点までの距離Ａｈとを求めて記憶している。
【００５０】
また、レーザスキャナによるレーザデータは、図１０（ｂ）に示すように、２０Ｈｚ周期（５０ｍｓｅｃ毎）で取得されたレーザの測定角Ａｒと、測定距離Ａｈと、測定時のＧＰＳ時刻Ｔｇと距離計測時刻Ａｔとが対応されたレコード単位で記憶される。また、このレコードには年月日が付加される場合もある。むろん、レコード単位ではなく、１走行あたりのファイルのヘッダとして付加してもよい。
【００５１】
また、位置データＢｉ、姿勢データθｉは、図１０の（ｃ）に示すように２０ｍｓｅｃ毎の位置データＢｉ、姿勢データθｉ、ＧＰＳ時刻Ｔｇ、測定時刻ＩＮＴと対応させられて記憶される。
【００５２】
なお、前記の実施の形態では、画像取得装置を車両に搭載して三次元画像の情報を取得するようにしたが、鉄道車両に本装置を搭載して建物等の地物の三次元画像を取得するようにしてもよい。
【００５３】
以上のように本実施の形態においては、走行しながら３方向の線画像を連続的に撮影すると共に、現在位置データと姿勢・方位角データ及び距離データと角度データを所定のタイミングで取得するようにしたので、三次元画像を高効率に取得することが可能になり、時間と労力を飛躍的に低減できるという効果がある。
【００５４】
また、３方向に亘って、建物等を撮影するようにしたので、前方に遮蔽物等が存在してもその裏側の部分を確実に撮影できるという効果がある。
【００５５】
なお、以下に本発明に係る画像取得装置の代表的な用途例について説明する。
【００５６】
（１）都市火災
都市には道路、建物及び大小様々な施設が密集しており、上空からでは捉えられない地物も存在するが、本発明の画像情報取得装置は、都市構造物の空間的な配置や３次元形状を正確に再現させることが可能となるため、災害時の避難・誘導シミュレーションや被害予測システムを構築する上で極めて有効な情報を提供できる。
【００５７】
（２）施設管理
大都市では、電力、ガス、上下水道等の膨大なライフライン網が複雑に入り組んでいる。既に、公共企業が独自の管理システムを構築しているが、情報の相互運用を図るための基準情報や不足情報の新規取得に効力を発揮する。この情報を利用すれば、３次元地図画像で電柱と建物の位置関係を見て工事の場所を決めたり、既設設備の位置や劣化状況を正確に把握させることが可能となる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように本発明のマルチラインカメラを有する移動体用広視野角多方向画像取得装置によれば、これを移動体に搭載して固定すると、一度にそれぞれ異なる方向で垂直方向の線画像データがそれぞれ単独のラインセンサに順次取得される。
【００５９】
すなわち、魚眼レンズによって垂直方向が１８０度以上の線画像がそれぞれ異なる方向で取得されるから非常に解像度が良くなると共に、単独のラインセンサでそれぞれの方向の画像データを取得できるので広範囲に渡って地物の画像を高解像度で取得できるという効果が得られている。
【００６０】
また、それぞれのカメラの撮像方向の角度は４５度にされているから、例えば移動体に搭載した場合は、走行の経過によっていずれかのカメラが樹木の裏側の建物の映像を取得することになる。
【００６１】
本発明の移動体用の画像取得装置によれば、移動体が走行すると、両脇のマルチラインカメラによって、垂直方向が１８０度以上の線画像がそれぞれ異なる方向で取得されるので、走行中において３６０度でかつ広範囲に渡って地物の画像を高解像度で取得できるという効果が得られている。
【００６２】
また、それぞれのカメラの撮像方向の角度は４５度にされているから、例えば移動体に搭載した場合は、走行の経過によっていずれかのカメラが樹木の裏側の建物の映像を取得することになる。
【００６３】
また、受信器によってＧＰＳ信号が受信され、ＰＰＳ信号とＧＰＳデータ（ＧＰＳ時刻、ＧＰＳ位置）が送出され、かつ３台のレーザスキャナによって地物までの点距離及びそのときのレーザ角度が送出される。
【００６４】
すなわち、移動中において、広範囲で高解像度、かつ樹木、電柱等の裏の地物の画像データを取得できると共に、地物までの点距離データ及びレーザ角度を一度に取得できることになるという効果が得られている。
【００６５】
さらに、移動搭載型の画像取得システムによれば、移動体の上に画像取得装置を搭載し、撮影指令信号の入力に伴ってこの画像取得装置の各マルチラインカメラをカメラ制御・取得装置が制御し、かつ各レーザスキャナをレーザスキャナ制御・取得装置が制御して、ＧＰＳデータに基づく同期をとった撮影時刻、距離データ、測定角度を取得する。この撮影時刻は画像データと共にカメラ番号順に従って順次記憶される。
【００６６】
また、慣性航法装置が撮影指令の入力に伴って、ＧＰＳデータと同期をとって慣性位置及び測定時刻並びに前記移動体の姿勢を求めて記憶する。
【００６７】
すなわち、マルチラインカメラからの高解像度の線画像が順次時刻と共に記憶されていくので、この画像から容易に何時の画像かを解読できる。
【００６８】
また、距離データ及びレーザ角度が順次記憶され、かつ慣性航法装置によって精度の高い位置及び姿勢が順次記憶されるので、これらの取得データを解析すると、画像データとレーザによるデータとの対応付けを精度よく行うことができるという効果が得られている。従って、時間と労力を飛躍的に低減できる。
【００６９】
また、カメラ制御・取得装置、レーザスキャン制御・取得装置及び慣性航法装置の内部タイマーの特性に応じたタイミング（第１の一定間隔＜第２の一定間隔＜第３の一定間隔）でそれぞれデータを取得して時間合わせ及び位置合わせを行うので、従来のものを改良しなくとも、精度良く撮影、測距離時の時刻、位置を得ることができている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像取得装置のレイアウトを示す平面図である。
【図２】画像取得装置による都市内の地物の画像取得の一例を示す平面図である。
【図３】画像取得装置の要部であるマルチラインカメラの平面図である。
【図４】マルチラインカメラの正面図である。
【図５】マルチラインカメラの側面図である。
【図６】本実施の形態の魚眼レンズとラインセンサを組み合わせたことによる効果を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る画像取得装置のシステム構成を示すブロック回路図である。
【図８】本発明の実施の形態に係わる画像取得装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】本実施の形態のデータ記憶装置を説明するタイミングチャートである。
【図１０】この各データの取得結果を説明する説明図である。
【符号の説明】
１架台
２レーザスキャナ
３マルチラインカメラ
４ＤＧＰＳアンテナ
７カメラ制御・取得装置
８レーザスキャナ制御・取得装置
９ハイブリット慣性航法装置
１０データ記憶装置

Claims

移動体の上に、平面板に固定されて搭載される移動体用の画像取得装置において、
魚眼レンズの後方に、画素の配列方向が鉛直方向になるようにラインセンサを設けて、該ラインセンサを駆動して被写体を撮像し、該撮像信号を送出するカメラを、それぞれの撮像軸が水平になるように所定の挟角で３台一体で併設し、中央の前記カメラが前記移動体の進行方向に対して直角になるように前記平面板に固定されたマルチラインカメラを前記移動体の進行方向に対して平行となる前記平面板の両辺に固定し、
前記平面板に設けられ、アンテナ面が天頂方向にされ、該アンテナが受信したＧＰＳ信号と補正信号とによって現在位置及びＧＰＳ時刻を求めると共に、ＰＰＳ信号を送出する受信器と、
テーパ面を有して回転するスキャナヘッドを有し、このスキャナヘッドに対してレーザ光を地物に照射して、該地物までの距離及びそのレーザ光の角度を求めて送出するレーザスキャナを前記平面板上に３台備え、
これらの内のいずれかのレーザスキャナは、前記移動体の進行方向に対して前記平面板の辺が直角となる辺の中央に固定され、
他の２台のレーザスキャナは、
前記中央のレーザスキャナと前記マルチラインカメラとの間に、一定の挟み角度を有して前記平面板の隅に固定されている
ことを特徴とする移動体用広視野角多方向画像取得装置。
移動体の上に、平面板に固定してなる画像取得装置を設け、この画像取得装置からの各出力をカメラ制御・取得装置、慣性航法装置制御・取得装置及びレーザスキャナ制御・取得装置で制御、取得する移動搭載型の画像取得システムであって、
前記画像取得装置は、
魚眼レンズとラインセンサとを組み合わせたカメラを水平に３台併設したマルチラインカメラを前記移動体の進行方向に対して平行となる前記平面板の両脇にそれぞれ設け、かつＧＰＳ信号と補正信号とによって現在位置及びＧＰＳ時刻を求めると共に、ＰＰＳ信号を送出する受信器を設ける一方、スキャナヘッドに対してレーザ光を地物に照射して、該地物までの距離及びそのレーザ光の角度並びに計測時刻を前記ＰＰＳ信号と同期をとって求め、これらを送出するレーザスキャナを前記平面板上に３台備え、
前記カメラ制御・取得装置は、
前記移動体が移動中に、前記マルチラインカメラの各カメラに対して撮影指令を第１の一定間隔で送出して前記各カメラからの画像データを取得すると共に、前記ＧＰＳデータとの同期を取って前記撮影時刻を計測し、該計測した撮影時刻と前記現在位置及び画像データとを組み合わせて送出し、
前記慣性航法装置は、
前記撮影指令の入力に伴って、第２の一定間隔で前記ＧＰＳデータと同期をとって慣性位置及び測定時刻並びに前記移動体の姿勢を求めて順次記憶し、
前記レーザスキャナ制御・取得装置は、
前記撮影指令の入力に伴って、第３の一定間隔で前記ＧＰＳデータと同期をとって前記各レーザスキャナからレーザ光を照射させると共に、得られた地物までの距離及びそのレーザ光の角度に対して前記同期を取った時刻に基づいて、その計測時刻を求め、これを組み合わせて順次記憶することを特徴とする移動体用広視野角多方向画像取得システム。
前記カメラ制御・取得装置からのデータを前記マルチラインカメラのカメラの番号に対応させて順次蓄積するデータ記憶装置とを有することを特徴とする請求項２記載の移動体用広視野角多方向画像取得システム。
前記第１の一定間隔、第２の一定間隔及び第３の一定間隔は、
第１の一定間隔＜第２の一定間隔＜第３の一定間隔の関係になっていることを特徴とする請求項２または請求項３記載の移動体用広視野角多方向画像取得システム。