超望遠ディジタル写真画像を用いた三次元精密計測

• Project/Area Number: 14750450
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 交通工学・国土計画
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小野 徹 京都大学, 工学研究科, 助手 (00263103)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2004: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2003: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2002: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: 超望遠レンズ / 遠方撮影 / 写真測量 / 正射投影モデル / 三次元計測 / 斜面計測 / 超遠望レンズ

Research Abstract

超望遠レンズを用いた遠方観測に利用する標定モデルとして正射投影モデルを考案し、調整計算プログラムを開発するとともにその実験を行った。
・従来手法では超望遠レンズを用いると標定解析において精度が低下するか不安定となったが、正射投影モデルを適用することで高い精度での標定解析が可能となった。
・正射投影モデルを用いた場合、3枚以上の重複撮影画像を用いなければ被写体と相似なモデルを形成することができない。ただし、基準点を併用する場合はこの限りではない。
・正射投影モデルを用いた場合、少ない数の基準点のみを用いて初期値なしで安定した標定計算を行うことができる。
・400mmの超望遠レンズを用いて100m程度離れた位置から重複撮影する実験を行ったところ、3mm程度の精度で対象点を計測することができることがわかった。従来手法と比較して2倍ほど精度が向上し、少ない撮影枚数での安定性も向上することが確認できた。
本年度は実用化のための研究を進めるとともに、遠方計測時に発生する誤差要因を解明し、その対処方法を考案した。これらの成果により以下の知見を得た。
・超望遠レンズを用いて撮影する場合にはどうしても撮影枚数が増える傾向があるが、その際にビデオセオドライトを用いるのが有効であることがわかった。
・遠方計測においては、従来の空中写真測量や近接写真測量では発生しにくかった撮影環境により影響や光学的な影響が大きく、とりわけ画像のぼけに対する対処が必要である。これらは基準尺のような幾何学的尺度を用いて補正したり、画像処理によって補正することが可能である。

Research Products

• [Journal Article] A Long Range Photogrammetric Method with Orthogonal Projection Model. (2004)
  • Author(s): T.Ono, S.Akamatsu, S.Hattori
  • Journal Title: International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing Vol.35, B3/1 Pages: 1010-1015
• [Journal Article] 望遠レンズを搭載したビデオセオドライトによる広域斜面の三次元計測 (2004)
  • Author(s): 小野 徹, 稲垣 徳馬
  • Journal Title: 日本写真測量学会平成16年度年次学術講演会発表論文集 Pages: 61-64
• [Journal Article] 円形ターゲット像の投影歪を利用した単画像での三次元形状推定 (2004)
  • Author(s): 須山 賢造, 小野 徹
  • Journal Title: 日本写真測量学会平成16年度年次学術講演会発表論文集 Pages: 57-60
• [Journal Article] 正射投影モデルによる初期値取得法 (2003)
  • Author(s): 小野 徹, 服部 進
  • Journal Title: 日本写真測量学会平成15年度年次学術講演会発表論文集 Pages: 41-44
• [Journal Article] Fundamental Principles of Image Orientation Using Orthogonal Projection (2002)
  • Author(s): T.Ono, S.Hattori
  • Journal Title: International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing Vol.34, 3B Pages: 194-199
• [Journal Article] 正射投影モデルを用いた画像標定の原理 (2002)
  • Author(s): 小野 徹, 服部 進
  • Journal Title: 日本写真測量学会平成14年度年次学術講演会発表論文集 Pages: 205-210
• [Book] デジタル写真測量の理論と実践 (2004)
  • Author(s): 村井 俊治ほか
  • Total Pages: 343
  • Publisher: 日本写真測量学会 動態計測研究会
• [Publications] S.Hattori, K.Akimoto, T.ono, et al.: "Tunnel profile measurement by vision metrology toward application to NATM"Proceedings of IS&T/SPIE'S 15th Annual Symposium. 5001(CD-ROM). (2003)
• [Publications] T.Ono, S.Hattori: "An Efficient Method for Recognition of Reflective Circular Target"Proceedings of ACSM/ASPRS 2002 Annual Conference. (CD-ROM). (2002)
• [Publications] T.Ono, S.Hattori: "Fundamental Principles of Image Orientation Using Orthogonal Projection Model"International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. Vol.34,3B. 194-199 (2002)
• [Publications] 小野 徹, 服部 進: "正射投影モデルによる初期値取得法"日本写真測量学会平成15年度年次学術講演会発表論文集. 41-44 (2003)
• [Publications] 山口 貴之, 小野 徹: "正射投影モデルを用いた初期値不要の三次元画像計測"土木学会第58回年次学術講演会講演概要集. 495-496 (2003)
• [Publications] 野 徹, 服部 進: "正射投影モデルを用いた画像標定の原理"日本写真測量学会平成14年度年次学術講演会発表論文集. 205-210 (2002)
• [Publications] T.ONO, S.HATTORI: "An Efficient Method for Recognition of Reflective Circular Target"Proceedings of ACSM/ASPRS 2002 Annual Conference. (2002)
• [Publications] S.Hattori, K.Akimoto, S.Miura, T.Nishiyama, T.Ono: "Tunnel Profile Measurement by Vision Metrology Reinforced with Auxiliary Total Station Observation"Proceedings of ACSM/ASPRS 2002 Annual Conference. (2002)
• [Publications] T.Ono, S.Hattori: "Fundamental Principles of Image Orientation Using Orthogonal Projection Model"International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 34,3B. 194-199 (2002)
• [Publications] 小野 徹, 服部 進: "正射投影モデルを用いた画像標定の原理"日本写真測量学会平成14年度年次学術講演会発表論文集. 205-210 (2002)
• [Publications] 稲垣 徳馬, 小野 徹, 赤松 慎市, 秋本 圭一: "正射投影モデルを用いた画像計測の斜面監視への適用"日本写真測量学会平成14年度年次学術講演会発表論文集. 227-230 (2002)
• [Publications] 福田 大輔, 小野 徹, 赤松 慎市, 服部 進: "円形反射ターゲットの自動認識手法についての精度検証"日本写真測量学会平成14年度年次学術講演会発表論文集. 287-290 (2002)