超望遠ディジタル写真画像を用いた三次元精密計測

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14750450
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小野 徹 京都大学, 工学研究科, 助手 (00263103)
• キーワード: 超遠望レンズ / 遠方撮影 / 写真測量 / 正射投影モデル / 三次元計測

研究概要

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、アフィン投影モデルを改良した正射投影モデルを考案し、調整計算を行うプログラムを開発した。基礎式の導出とシミュレーション計算により、このモデルには以下のような特徴があることが確認された。
・4点の相対的な基準点を用いることで初期値を与えることなく標定要素を求めることができ、重複撮影により基準点以外の対象点の相対座標を得ることができる。
・3枚以上の重複撮影画像を用いることで、基準点がなくても被写体と相似なモデルを形成することができる。
・従来の標定モデルと比べて望遠レンズを用いた計測に適する。その一方、広角レンズを用いた撮影ではやや精度が低下するものの実用上十分な精度での計測が可能である。
・異なる焦点距離を持つレンズを組み合わせて撮影し調整計算することが可能である。これにより広い範囲に渡る法面の計測などでは、広角で全域を大まかに計測しておき、精密性を必要とする点については望遠で計測するといった利用法が可能となる。
これらの結果を踏まえ、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。

研究成果

• [文献書誌] T.ONO, S.HATTORI: "An Efficient Method for Recognition of Reflective Circular Target"Proceedings of ACSM/ASPRS 2002 Annual Conference. (2002)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)