三维测量装置及电子存储媒体制造方法及图纸

本发明专利技术是利用测量装置及拍摄装置来计算三维坐标数据用的三维测量装置等，测量装置根据及角度来测定瞄准目标的位置，拍摄装置从不同的多个方向取得包含瞄准目标的测量对象物体图像，运算处理手段将瞄准目标作为对应点，进行拍摄装置的图像匹配，并将测量装置测定的瞄准目标的位置与进行了匹配的图像中的瞄准目标相关联，根据该相关联的关系来计算测定对象物体的三维坐标数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用测量装置及拍摄装置对三维坐标数据进行运算用的三维测量装置等，特别涉及利用测量装置决定对应点的位置、并能够立体显示的三维测量装置。
技术介绍
以往，在根据图像数据得到三维坐标时，例如使用数码照相机等拍摄手段及大小已知的基准结构物。将基准结构物放置在成为测定目标的物体附近，用照相机对该基准结构物从两个方向或多个方向进行拍摄。在该照相机上设置测定图像的前后左右倾斜用的倾斜计。基准结构物使用大小已知的例如三角形的结构物。用照相机拍摄的位置及放置基准结构物的位置采用预先测量好的位置。从该拍摄位置从同时能拍摄成为测定目标的物体及基准结构物的构图进行拍摄。根据基准结构物及拍摄位置及拍摄图像上的位置，利用绝对标定来求出其关系，计算出成为测定目标的物体的三维坐标。但是，为了进行上述以隹的绝对标定，必须设置预先已知大小的基准结构物等。另外，还必须测量设置基准结构物的位置及拍摄的照相机的位置。存在的问题是，要设置基准结构物，同时要设置照相机，还进一步要进行测量，这是非常麻烦的，更何况在建筑物等情况下，尺寸还非常大，导致非常困难。再有的问题是，若在照相机上不设置检测倾斜用的倾斜计，就不能测量拍摄姿势，这样特殊的照相机的价格是极其贵的。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于上述问题而研究出的，它具有根据距离及角度来测定瞄准目标的位置用的测量装置、以及从不同的多个方向取得包含前述瞄准目标的测定对象物体图像用的拍摄装置，还具有运算处理手段，前述运算处理手段将前述瞄准目标作为对应点，进行前述拍摄装置的图像匹配，并将前述测量装置测定的瞄准目标的位置与进行了前述匹配的图像中的瞄准目标相关联，根据该相关联的关系来计算前述测定对象物体的三维坐标数据。另外，本专利技术也可以采用这样的结构，即放置在已知点的测量装置至少测定六个瞄准目标的位置，运算处理手段修正该拍摄装置的倾斜或旋转，根据该瞄准目标的位置及前述拍摄装置的图像来求出该拍摄装置的位置，计算前述拍摄装置取得的测定对象物体的三维坐标数据。再有，本专利技术的瞄准目标也可以采用这样的结构，即由具有循环反射性的材料制成，在其表面形成容易瞄准的标记。另外，权利要求3所述的三维测量装置中，本专利技术的标记由能够根据拍摄装置的图像数据进行识别的标识部分及操作者能够识别的记号构成。另外，本专利技术的标记也可以由容易瞄准的十字标记及视觉上能够识别的文字及通过电气方式能够读取的代码构成。而且，也可以采用视觉上能够识别的文字是数字、通过电气方式能够读取的代码是条形码的结构。再有，本专利技术的三维测量方法包括根据测量装置得到的距离数据及角度数据来测定瞄准目标的位置的第1步骤、利用多台拍摄装置从不同的方向取得包含前述瞄准目标的图像的第2步骤、将前述瞄准目标作为对应点来进行前述拍摄装置的图像匹配的第3步骤、将前述第1步骤中测定的瞄准目标的位置与进行了前述匹配的图像中的瞄准目标相关联的第4步骤，以及根据前述第4步骤中得到的相关联的关系来计算前述测定对象物体的三维坐标数据的第5步骤。另外，本专利技术的三维测量装置由根据距离及角度来测定瞄准目标的位置同时取得包含瞄准目标的图像用的测量装置、从不同的多个方向取得包含前述瞄准目标的测定对象物体图像用的拍摄装置、以及运算处理手段构成，前述运算处理手段将前述测量装置取得的图像与前述拍摄装置取得的图像进行匹配，将前述瞄准目标作为对应点，进行前述拍摄装置的图像匹配，并将前述测量装置测定的瞄准目标的位置与前述拍摄装置的进行了匹配的图像中的瞄准目标相关联，根据该相关联的关系来计算前述测定对象物体的三维坐标数据。另外，本专利技术的电子存储媒体由存储了表示下述步骤的程序而构成，前述步骤包括读取测量装置测定的瞄准目标的距离数据及角度数据，读取多台拍摄装置从不同的方向拍摄的包含前述瞄准目标的图像数据，将前述瞄准目标作为对应点，进行前述拍摄装置的图像匹配，并将测定装置测定的瞄准目标的位置与进行了前述匹配的图像中的瞄准目标相关联，根据该相关联的关系来计算前述测定对象物体的三维坐标数据。附图说明图1为本专利技术第1实施例的说明图。图2为本专利技术第1实施例的说明图。图3为第1实施例的目标标记2000的说明图。图4为第1实施例的测量仪1000的说明图。图5为第1实施例的测量仪1000的构成说明图。图6为本专利技术第2实施例的说明图。图7为第2实施例的说明图。图8为第2实施例的测量仪1000的构成说明图。图9为本实施例的作用的说明图。具体实施例方式下面根据附图说明本专利技术的实施例。第1实施例是在加密点(pass point)使用目标标记2000的三维测量装置。作为测量仪1000是使用能够测量到达放置在大地测量地点的反射棱镜之间的距离的全站仪。另外，为了对立体图像形成加密点，同时代替反射棱镜，使用在反射片上绘制标记的目标标记2000。下面根据图1说明第1实施例。在作为测定对象物体10000的加密点的至少六个位置处放置目标标记2000a、2000b、2000c、2000d、2000e、2000f，用粘贴剂等进行粘贴。在从任意的左右位置进行立体拍摄时，以照相机为中心，向前后左右绕光轴的三轴(X轴、Y轴、Z轴)旋转。这些照相机的倾斜表现为(ω、φ、κ横摇角、纵摇角、偏转角)。在将它们作为变量来求解时，在数学上需要已知六个加密点。然后，将测量仪1000安装在离开测定对象物体的已知点、即测定目标标记2000的位置。这种情况的已知点是具有利用GPS装置或测量基准点等求得的、包含高度的坐标位置的点。在已知点上放置三脚架，在三脚架上安装测量仪1000，测定机械高度。该机械高度是进行测量的实际高度。用测量仪1000瞄准第2已知点，作为测量水平角用的基准点。然后，瞄准目标标记2000a～目标标记2000f，测量目标标记2000a～目标标记2000f的水平角、竖直角及距离。根据设置测量仪1000的已知点与第2已知点的距离，已知点与目标标记2000a～目标标记2000f的距离、从基准点起的水平角及竖直角，确定目标标记2000a～目标标记2000f的坐标位置。然后，如图2所示，至少从左右两个方向用数码照相机3000拍摄测定对象物体10000，并一起拍摄目标标记2000a～目标标记2000f。将目标标记2000a～目标标记2000f作为加密点，求出拍摄左右图像的数码照相机3000的相互关系，进行互相标定。这里的所谓互相标定，是通过指示左右图像的对应点(加密点)，能够求出拍摄左右图像的数码照相机3000的相对关系。通过这样，能够定义以在照相机的光轴为中心的三维坐标系。通过这样，能够定义以某一数码照相机2000的光轴为中心的三维坐标系。对于通过相互标定的模型坐标系提供用测量仪1000进行测量所得到的加密点的坐标位置，进行变换为地上坐标系的绝对标定。这里的所谓绝对标定，是将用相互标定所得到的模型坐标系变换为地上坐标系的操作，通过提供在地上测量的三维坐标值，能够变换为图像上的点。另外，用数码照相机3000拍摄的照片由于是中心与周边的倍率不同的中心投影照片，因此经绝对标定后，变换为平行投影的正视图像。这里来说明正视图像，用照相机拍摄的照片是中心投影照片，而与此不同的是，将中心投影照片进行正斜投影的照片称为正视照片。中心投影照片由于是通过镜头拍摄的，因此整个照片不像地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维测量装置，其特征在于，　　　　具有根据距离及角度来测定瞄准目标的位置用的测量装置、以及从不同的多个方向取得包含所述瞄准目标的测定对象物体图像用的拍摄装置，还具有运算处理手段，所述运算处理手段将所述瞄准目标作为对应点，进行所述拍摄装置的图像匹配，并将所述测量装置测定的瞄准目标的位置与进行了所述匹配的图像中的瞄准目标相关联，根据该相关联的关系来计算所述测定对象物体的三维坐标数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大谷仁志，
申请(专利权)人：株式会社拓普康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]