JP2003177019A

JP2003177019A - 自由撮影によるカメラの姿勢算出方法

Info

Publication number: JP2003177019A
Application number: JP2002003808A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Otsuki; 守大槻
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】自由撮影で得られた画像データに基づいてカ
メラの姿勢を算出する。【解決手段】被写体３を２つの異なる観測点ａ，ｂか
ら撮影した画像データを作成し、各画像データに共通す
るアングル参照点Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐ５を設定する。ア
ングル参照点の位置を画像データから読み取り、このア
ングル参照点の位置とカメラの姿勢を表すアングル定数
αa0，αb0，σa0，σb0，Δβに関する連立方程式を立
て、コンピュータを使って連立方程式を解いてカメラの
アングル定数を算出する。そして、算出したアングル定
数を用いて被測量点Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐｎの位置を計算
する。このように、カメラの姿勢がわからなくても、自
由撮影で得られた２つの画像データから写真測量を行う
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、写真測量等におけ
るカメラの姿勢検出に関し、特に、通常のカメラによる
自由な撮影で作成した画像データからカメラの姿勢を算
出することができる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の写真測量の一つとしてステレオカ
メラによるものが知られている。それは、例えば、離間
して固定した２台のカメラ（ステレオカメラ）を使用し
て被写体を撮影し、得られた２つの画像から三角測量の
原理を利用して被写体までの距離や被写体上の各測量点
の３次元座標を算出しようとするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法によれば、
測量時のカメラの状態（姿勢等）や位置をセンサや人手
により検出、測定したりする必要があり、そのため装置
が大掛かりになったり、撮影作業が複雑になるという問
題があった。そこで、本発明においては、カメラの状態
や位置を気にすることなく任意のカメラ姿勢で撮影（以
下、「自由撮影」という）して得られた画像データを使
用して、カメラの姿勢を算出する新規な方法を提供する
ことを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、被写体を２つの異なる観測点か
ら撮影した画像データを作成し、各画像データに共通す
るアングル参照点を設定し、アングル参照点の画面上の
位置を画像データから読み取り、アングル参照点の画面
上の位置とカメラの姿勢を表すアングル定数に関する連
立方程式を立て、前記連立方程式を解いてアングル定数
を算出するようにした。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明によるカメラの姿勢
算出方法の一例を説明する図であり、この方法において
は、デジタルカメラ１を用いて観測点ａ，ｂの２ヵ所か
ら、被写体３を撮影する。このときのカメラ画像は、図
２に示す画像５ａ，５ｂのように観測点ａ，ｂごとに向
きの異なる画像となる。Ｐ１，…，Ｐ５はアングル定数
算出用の参照点（アングル参照点）であり、被写体３の
構成部分等から５点を選択し、この５点すべてが２つの
カメラ画像５ａ，５ｂの各々に撮影されるように画像デ
ータを作成する。なお、後述するが、その他被測量点お
よび寸法参照点も同様に２つのカメラ画像に撮影してお
く。

【０００６】図１において、観測点ａ，ｂを結ぶ線をカ
メラ基軸７とし、観測点ａ，ｂにおけるカメラ１の撮影
方向（カメラ１の光学系の光軸の方向等カメラの向きを
代表する方向）をそれぞれカメラ視線９ａ，９ｂ、カメ
ラ基軸７に対するカメラ視線９ａ，９ｂの角度をそれぞ
れαa0，αb0、カメラ基軸７とカメラ視線９ａ又は９ｂ
とを含む面をカメラ視線面（図１（Ｃ）の１３参照）、
カメラ基軸７を軸にして回転させたときのカメラ視線面
に対する各アングル参照点Ｐ１，…，Ｐ５の角度を、ａ
点において測定したものを回転角βa1，…，βa5（βan
で総称する。図ではβa1のみ示す）とし、ｂ点で測定し
たものを回転角βb1，…，βb5（βbnで総称する。図で
は省略）とする。図１（Ａ）はカメラ基軸７に直交する
断面の投影図であり、ａ点からみたＰ１の回転角βa1が
示されている。図１（Ｂ）はカメラ１と被写体３との位
置関係を示す平面図と概念図、（Ｃ）はカメラ視線９ａ
に直交する断面の投影図、（Ｄ）は（Ｃ）についてカメ
ラの傾きを考慮した様子を説明する図、（Ｅ）はアング
ル参照点Ｐ１の位置をカメラのＣＣＤセンサ等の撮像面
１０の座標によって示した図である。なお、以下、観測
点ａ，ｂに関するものには添字 a,bを使用し、アングル
参照点に関するものには数字1,2,…,nを添字とし、カメ
ラ視線に関するものには 0 を添えて示す。また、添付
図面において、紙面上の角度や長さは、（）をつけずに
αa0、ｈ等と示し、立体成分を含む角度や長さについて
は、（）をつけて（αa0）、（ｈ）等と示した。

【０００７】写真測量においては、カメラの姿勢を表す
アングル定数および２つのカメラ間の距離が必要であ
る。図１において、カメラ１のアングル定数としては、
例えば、カメラ基軸７に対するカメラ視線９ａ，９ｂの
角度αa0，αb0、カメラ視線９ａ，９ｂを軸にしたカメ
ラの傾き角度σa0，σb0（図１（Ｄ）参照）、カメラ視
線９ａ，９ｂの方向のうちカメラ基軸７を軸に回転する
方向成分βがある。

【０００８】一方、カメラ基軸７を軸にした回転角で示
すとき、水平面（カメラ基軸７を仮に水平にしたとす
る）に対するアングル参照点Ｐ１，Ｐ２，…の角度は、
アングル参照点が同じであれば、観測点ａ，ｂのどちら
から測定しても同じである。自由撮影の場合は、カメラ
視線９ａ，９ｂと水平面とは必ずしも一致しないので、
観測点ａ，ｂにおけるカメラ視線９ａ，９ｂ間に例えば
Δβの差があるとする（図１（Ａ）参照）。すると、回
転角βanと回転角βbnとの差もすべてのアングル参照点
においてΔβとなる。そこで、同じアングル参照点につ
いて、アングル定数を含む方程式を、βanとβbnとの差
Δβが等しくなるという関係を利用して連立方程式とし
て設定し、この連立方程式を解けばアングル定数を求め
ることができる。

【０００９】以下、図１を参照しつつ具体的に方程式を
設定する。デジタルカメラ１の撮像は、カメラレンズを
挟んで被写体３と反対の側のＣＣＤセンサ上に逆転して
形成され、一般に、その像はレンズ特性等により歪曲し
ている。これに対して、図１（Ｂ）に示すように、カメ
ラ１の前方（被写体側）に成立して写る撮像面１１を仮
想し、その光学特性はピンホールカメラのように歪のな
いものとする。この仮想撮像面１１は、カメラ視線９ａ
を鉛直に横切る面であり、カメラ１からの距離はＬであ
る。

【００１０】被写体３のアングル参照点Ｐ１は、カメラ
レンズの中心（ピンホールカメラのホールのように点と
みなす）とＰ１とを結ぶ直線が仮想撮像面１１と交差す
る位置に結像するものとする。図１（Ｃ）は、Ｐ１が結
像した仮想撮像面１１を観測点ａ方向から投影して見た
図を示し、カメラ視線面がその投影線１３で示されてい
る。Ｐoはカメラ視線９ａの投影点であり、Ｐoを原点に
すれば、Ｐ１の座標位置は（Ｘt,Ｙt）で表される。Ｐc
cはカメラ基軸７の投影点である。

【００１１】自由撮影の場合、カメラ１が傾斜している
こともあり、図１（Ｄ）はそのことを考慮して、観測点
ａにおいて、カメラ視線面の投影線１３に対してカメラ
１の画面の横軸１５が角σa0だけ傾斜していることを示
し、そのときのアングル参照点Ｐ１の座標位置は、カメ
ラ１の画面の横軸１５をＸ−Ｙ平面のＸ軸とした場合の
座標位置（Ｘs，Ｙs）となる。図１（Ｅ）は、カメラ１
のＣＣＤ撮像面１０上に撮像されたアングル参照点Ｐ１
を示し、Ｐ１の位置はピクセル単位での座標位置（Ｘ
p，Ｙp）で示されている。

【００１２】図１（Ｄ）において、ＰoとＰ１とを結ぶ
線と横軸１５との角度及びカメラ視線面の投影線１３と
の角度をそれぞれσs及びσtとし、ＰoとＰ１とを結ぶ
線の長さをＤ、図１（Ａ）においてカメラ基軸７から鉛
直に仮想撮像面１１上のＰ１までの距離をｈとすると、
図１から以下の関係が成立する。 σs＝tan^-1(Ｙs/Ｘs) (1) σt＝σs−σa0 (2) Ｄ＝√(Ｙs²＋Ｘs²) (3) Ｘt＝Ｄ・cosσt (4) Ｙt＝Ｄ・sinσt (5) Ｘu＝Ｌ・sinαa0−Ｘt・cosαa0 (6) Ｙu＝Ｙt (7) Ｚu＝Ｌ・cosαa0＋Ｘt・sinαa0 (8) ｈ＝√(Ｘu²＋Ｙu²) (9) βa1＝tan^-1 (Ｙu/Ｘu) (10)

【００１３】観測点ｂについても同様の関係式が成立す
る。その場合は、上式において添字aを添字bに変えれば
よい（例：σa0→σb0、αa0→αb0）。

【００１４】以上のようにして求められた回転角βan及
びβbnについてアングル参照点ごとの差を求め、この差
が等しいとする方程式を立てる。求める未知数は５つだ
から、５つの連立方程式を次のように設定する。なおこ
のことがアングル参照点を５つ設定する理由である。 Δβ＝βa1−βb1 Δβ＝βa2−βb2 … Δβ＝βa5−βb5 (11)

【００１５】この連立方程式を解くことにより、カメラ
の姿勢を表すアングル定数αa0、αb0、σa0、σb0、Δ
βが求まり、これらに基づいて三角測量の原理から各被
測量点の座標を算出することができる。

【００１６】上記連立方程式は別の方法により設定して
もよい。回転角βan及びβbnは、その中の１つの回転角
を基準とした相対値で見ると、その相対値は２つの観測
点ａ，ｂ間で等しい。例えば、アングル参照点Ｐ１を基
準方向とすると、観測点ａ，ｂから見た各点n の回転角
βn 間には次式の関係が成立するので、この性質を利用
して連立方程式を設定することもできる。 Δβan−Δβa1＝Δβbn−Δβb1 (11)'

【００１７】図３は、本発明によるカメラ姿勢算出方法
を実施するためのハードウェア構成のブロック図の一例
であり、装置としてはパーソナルコンピュータ等の情報
処理装置を使用することができる。図３に示すように、
システム全体を制御する中央演算処理装置（ＣＰＵ）２
１には、入出力制御部２３を介してキーボード２５、マ
ウス２７、表示装置（ＣＲＴ又はＬＣＤ）２９、プリン
タ３１、ＩＣカード３３及びフィルムスキャナ３５が接
続されている。ＣＰＵ２１には記憶装置３７が接続さ
れ、記憶装置３７には各入力装置から入力されたデータ
やＣＰＵ２１による処理結果、コンピュータプログラム
等が格納されている。

【００１８】デジタルカメラ１により撮影された画像デ
ータはＩＣカード３３に保存され、図３の装置を使用し
て表示装置２９により観察できる。通常のカメラで撮影
された写真は、フィルムスキャナ３５によってデジタル
画像化して使用する。

【００１９】次に、図４のフローチャートを用いてカメ
ラの姿勢算出方法の一例を具体的に説明する。

【００２０】まず、デジタルカメラ１等を用いて、被写
体３を２方向から撮影した画像データ５ａ，５ｂを作成
する（ステップ４０１）。この画像データを図３の装置
等により読み取り、各画像データに共通のアングル参照
点Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐ５、被測量点及び寸法参照点Ｓ
１，Ｓ２の画面上の位置データを入力する（ステップ４
０２）。例えば、マウス２７等を用いてポインタで被測
量点を指示してクリックすれば、その位置データ（ＣＣ
Ｄ撮像面の画素単位で表す）が記憶装置３７に記録され
るようにする。

【００２１】次に、予め作成したカメラ特性ファイルを
使用して前記各位置データについて画素データ座標を変
換する（ステップ４０３）。カメラ特性ファイルとは、
撮像面１０の画素位置（縦横にピクセル単位で示すも
の、図１（Ｅ）の（Ｘp，Ｙp）参照）と（Ｄ）の仮想撮
像画面１２の（Ｘs，Ｙs）との対応関係を表にしたデー
タファイルである。実務上は、データ量を節約するた
め、すべてのピクセルに対する対応データではなく、画
面全体に適当に分布させた位置（例えば格子状の交差
点）についてのデータとし、その間についての参照は補
間法等で対応値を求めるようにする。

【００２２】具体的には、図５に示すように、例えば１
０mm方眼紙４１を距離Ｌだけ離して撮影し、得られた画
像４３において方眼紙の交点に相当する位置４３ａの座
標の位置データを入力する。方眼紙を撮影する場合、方
眼を座標とみなし、交点の一つを原点としてカメラ視線
が貫き、さらに直交するように方眼紙を置く。入力方法
としては、例えばマウス２７等を用いてポインタで各交
点４３ａを指示してクリックし、その位置データ（ＣＣ
Ｄ撮像面の画素単位で表す）と対応する方眼の座標をキ
ーボード２５により入力し、記憶装置３７に記録される
ようにする。ここで方眼紙４１は図１（Ｄ）の仮想撮像
面１２に相当し、これにより、仮想撮像面１２の位置と
ＣＣＤセンサの画素位置との対応関係を示すカメラ特性
ファイルが完成する。

【００２３】カメラ特性ファイルを用いて仮想撮像面１
２上の座標に変換することにより、アングル参照点Ｐ
１，Ｐ２，…，Ｐ５の仮想撮像面１２上の位置がわか
り、上式(1)〜(10)を利用して、カメラ姿勢に関する連
立方程式を立てることができる。また、実測して作成し
たカメラ特性ファイルを使用するので、カメラの光学系
やセンサ等に歪曲がある場合でもこれらの歪を補正する
ことができる。

【００２４】カメラ特性ファイルは、カメラの光学系が
同じ場合には同じものを使用できる。カメラの焦点、ズ
ーム倍率等が変わる場合は、その光学系に合わせた特性
ファイルを使用する必要がある。

【００２５】次にカメラ姿勢を算出する（ステップ４０
４）。すなわち、アングル参照点Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐ５
のデータを使用して、連立方程式(11)を解いて、カメラ
のアングル定数αa0、αb0、Δβ、σa0、σb0を求め
る。

【００２６】連立方程式の解法の一例を説明すると、ア
ングル定数の各々について取り得る値の範囲で均等に分
布させた仮の値を組合せ、すべての組合せについて式(1
1)に当てはめ、アングル参照点Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐ５ご
とにΔβを求め、Δβ1，Δβ2，…，Δβ5とする。そ
してΔβ1〜Δβ5が同じ値となるアングル定数の組合せ
を見つける。例えば、カメラの傾きσa，σbは−π／２
〜＋π／２を４０に分割して均等に分布させ、カメラ視
線の向きαa0，αb0は０〜πを４０に分割分布させた各
値を組合せ（その数４０の４乗）、この組合せをすべて
試算する。実際には、データの誤差等によってΔβ1〜
Δβ5が同じ値とならないので、Δβ1〜Δβ5の最大値
と最小値の差（最大偏差）が最も小さくなる組合せを解
とする。また、４０分割では粗すぎるので、範囲を決め
ながら更に細かく算出するようにしてもよい。上記例で
は、アングル参照点の数を５点としたが、実用上はアン
グル参照点の選び方により６点以上としたほうが良い結
果を得られる場合がある。

【００２７】以上のようにアングル定数が求まると、三
次元の三角測量に必要なデータを準備する（ステップ４
０５）。すなわち、観測点ａ，ｂからみた被測量点まで
の角度αan，αbn、観測点ａ，ｂに共通の基準方向から
みた被測量点までの回転角βを求める。被測量点は、ア
ングル参照点を兼ねていてもよく、本実施例では、ｎ個
の被測量点Ｐ１〜Ｐｎのうち、Ｐ１〜Ｐ５はアングル参
照点としても使用する(純粋な被測量点だけの点は図示
していない)。そこで、観測点ａ，ｂからみた被測量点
Ｐ１〜Ｐｎまでの角度αan，αbn、観測点ａ，ｂに共通
の基準方向からみた被測量点Ｐ１〜Ｐｎまでの回転角β
を求める。計算に際しては、カメラ特性ファイルを用い
て撮像面１０の画素位置（Ｘp，Ｙp）を仮想撮像面１２
上の位置（Ｘs，Ｙs）に変換しておく。三角測量のため
には観測点ａ，ｂ間の距離も必要であるが、ここでは仮
に１ｍとしておく。観測点ａからみた被測量点Ｐ１まで
の角度αa1は、図１（Ａ）（Ｂ）から明らかなように、
次式で算出することができる。 αa1＝tan^-1（ｈ/Ｚu） (12) ここでｈ/Ｚuは、(8)(9)式から求められる。被測量点Ｐ
nまでの角度αan及び観測点ｂからみた被測量点Ｐnまで
の角度αbnについも同様に求める。

【００２８】回転角βに関しては、(10)式から角βan，
βbnが得られるが、これらはそれぞれカメラ視線９ａ，
９ｂを基準とした回転角である。三角測量に必要なのは
観測点ａ，ｂに共通な基準方向からの回転角であるか
ら、両方のカメラに写った任意の同じ点を基準とした共
通の回転角を求める。例えば、図６に示すように、被測
量点Ｐ１を基準とした回転角β'an＝βan−βa1を求
め、これを使用する。なお、回転角β'bn＝βbn−βb1
も得られるが、β'an＝β'bnであるから（誤差がなけれ
ば）、片方だけ求める。

【００２９】ステップ４０５の計算結果に基づいて、三
角測量の仮計算を行う（ステップ４０６）。図６に示す
ように、観測点ａを原点とした被観測点Ｐnの直交座標
（ｘ，ｙ，ｚ）は、三角測量の原理から次式によって求
められる。但し、図６に示すように、回転角βの基準と
なる被測量点Ｐ１が紙面上にあるものとし、カメラ基軸
７をＸ軸方向、図６の紙面をＸ−Ｙ平面、それに直交す
る軸をＺ軸方向、観測点ａ，ｂ間距離をＥ、Ｘ軸から鉛
直に被写体本体である被測量点Ｐｎまでの距離をＨとす
る。Ｈ＝Ｅ／（1/tan(αbn)＋1/tan(αan)） (13) ｘ＝Ｈ／tan(αan) (14) ｙ＝Ｈ・cos(β'an) (15) ｚ＝Ｈ・sin(β'an) (16) このとき、観測点ａ，ｂ間の距離Ｅを仮に１としておい
て、仮の計算値（相似形の座標値）を求める。

【００３０】ステップ４０７において、仮の値とした距
離Ｅを実際の値とした場合と同等になるように修正す
る。それにはまず、図２のようにスケールとして実際の
間隔が明らかな寸法参照点２点（Ｓ１，Ｓ２）につい
て、求められた相似形の座標値からその間隔ｇを次式に
より求める（なお次式(17)における添字 s1,s2 と、図
１（Ｄ）で使用する添字 s とは意味が異なる）。な
お、寸法参照点Ｓ１，Ｓ２は、アングル参照点、被測量
点を兼ねることができる。また、その座標は前ステップ
までに計算済みである。ｇ＝√((Xs1-Xs2)²+(Ys1-Ys2)²+(Zs1-Zs2)²) (17) 次いで、予め実測したスケール寸法Ｓ（Ｓ１，Ｓ２の実
際の間隔）とｇとの比を求め、この比をステップ４０７
で求めた仮計算値に掛ける。なお、どの点を寸法参照点
にするか及びその実測寸法は予め記憶装置３７に参照フ
ァイルとして記憶しておく。以上のステップにより、観
測点ａを原点とした、被測量点Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐｎの
三次元座標の実際の寸法が算出される。

【００３１】次に、座標の原点が観測点ａであったり基
準方向がＰ１では不便なこともあるので、その原点、基
準方向を調整する（ステップ４０８）。例えば、被測量
点のうちのある点を原点としたり、ＸＹの基準方向を指
定し、変更する。そのため、記憶装置３７に座標基準指
示ファイルを記憶しておく。すなわち、同ファイルは、
原点とする点，Ｘ軸を定める点、Ｙ方向を定める点等を
被測量点の中から選択して記録したデータファイルであ
り、ステップ４０８において、希望する原点及び基準方
向となるように同ファイルを参照して、ステップ４０７
で算出した座標を座標変換する。

【００３２】以上の測量計算結果は、表示装置２９に表
示され、プリンタ３１等に出力される。また、用途に応
じてＣＡＤ用等のファイルにして出力し、ＣＡＤ、ＣＧ
の骨格データ等として使用することができる。

【００３３】上記例においては、カメラのアングル定数
として、カメラ視線の角度αa0，αb0、カメラの傾き角
度σa0，σb0、カメラ基軸を軸にした回転方向成分βを
使用し、これらをすべて考慮することにより、三角測量
を行った。しかし、手すり、三脚等を活用し一部の方向
を固定して撮影することにより、カメラ基軸７に対する
カメラ視線９ａ，９ｂの角度だけを求め、カメラの傾き
や回転方向成分は特定されたものとして測量計算を行う
ことも可能である。

【００３４】さらに上記例においては、カメラ特性ファ
イルを用いて、撮像面１０上の位置と仮想撮像面１２上
の位置との対応関係を設定したが、本発明はそれに限ら
ず、他の方法で両者の関係を設定してもよい。図７はそ
の例を示す。カメラが歪曲の小さい、又は歪曲を無くす
ように補正して出力するカメラだとした場合、カメラ１
をピンポールカメラとみなすと、仮想撮像面１２の中心
から点像までの距離Ｄと撮像面１０の中心から点像まで
の距離ｄとの関係は次のように表される。Ｄ＝ｊｄ (18) ここで、ｊは、レンズ歪曲がないカメラの撮影距離Ｌに
おける撮像特性係数というべきもので、ｊ＝Ｌ／ｍであ
る（Ｌ：ピンホール１４から仮想撮像面１２までの距
離、ｍ：ピンホール１４から撮像面１０までの距離）。
この係数ｊを利用すれば、仮想撮像面１２上のＰnの座
標（Ｘs，Ｙs）は次式で求められる。Ｘs＝ｊＸp (19) Ｙs＝ｊＹp (20)

【００３５】レンズによる歪曲がある場合でも、それが
関数として得られるのであれば（例えば、カメラからそ
の関数に関する撮影データファイル等を出力させる）、
仮想撮像面１２上の座標を求めることができる。図８
（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ、仮想撮像面１２及び撮像面
１０上の点像の座標を示し、Ｄ，ｄは仮想撮像面１２及
び撮像面１０上における点像の画面中心からの距離、ρ
はＸ軸からの角度である。ｄ＝√（Ｘp²＋Ｙp²） (21) ρ＝tan^-1（Ｙp／Ｘp） (22) という関係から、Ｄがｄの関数ｆ（ｄ）で表せれば、仮
想撮像面１２上のＰnの座標（Ｘs，Ｙs）は次式で求め
られる。Ｘs＝ｆ（ｄ）cosρ (23) Ｙs＝ｆ（ｄ）sinρ (24) その後の処理は、図４のステップ４０４以降と同様であ
る。

【００３６】本発明のカメラ姿勢算出方法は、カメラ自
身から、カメラの撮像面上の位置と、カメラ前方に仮想
した仮想撮像面上の位置との関係を示す特性データを出
力させ、この特性データを利用することにより効率的に
実現することができる。特性データとしては、上記カメ
ラ特性ファイル(0021，0022段落)のように表形式のもの
であっても、0035段落に記載のように関数形式のもので
あってもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、自由撮
影で得られた画像データを使用して、カメラの姿勢を算
出することができる。これにより、従来に比べて簡便に
写真測量ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカメラの姿勢算出方法の一実施例
の説明図。

【図２】図１の方法に用いる画像と撮影の位置関係を示
す図。

【図３】図１の方法を実施するための装置のブロック
図。

【図４】カメラの姿勢算出方法の一例を説明するフロー
チャート。

【図５】カメラ特性ファイルの作成方法を説明する図。

【図６】三角測量計算（ステップ４０６）を説明する
図。

【図７】本発明の別の実施例を示す図。

【図８】本発明の別の実施例を示す図。

【符号の説明】

１カメラ３測量対象（建物）５ａ，５ｂ画像データ７カメラ基軸９ａ，９ｂカメラ視線１１仮想撮像面１２仮想撮像面（傾斜補正前）１３カメラ視線面の投影線１５カメラの画面の横軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を２つの異なる観測点から撮影し
た画像データを作成し、各画像データに共通するアング
ル参照点を設定し、アングル参照点の画面上の位置を画
像データから読み取り、前記位置とカメラの姿勢を表す
アングル定数に関する連立方程式を立て、前記連立方程
式を解いてアングル定数を算出することを特徴とする自
由撮影によるカメラの姿勢算出方法。
【請求項２】前記アングル定数は、少なくとも、２つ
の観測点を結ぶカメラ基軸に対するカメラ視線の角度を
含む請求項１に記載のカメラの姿勢算出方法。
【請求項３】アングル参照点の画面上の位置を、カメ
ラ前方に仮想した仮想撮像面上の位置に変換するステッ
プを備えた請求項１または２に記載のカメラの姿勢算出
方法。
【請求項４】２つの異なる観測点から撮影して作成し
た画像データに共通のアングル参照点を設定する処理
と、アングル参照点の画面上の位置を画像データから読
み取る処理と、アングル参照点の画面上の位置とカメラ
の姿勢を表すアングル定数に関する連立方程式を設定す
る処理と、前記連立方程式を解いてアングル定数を算出
する処理とをコンピュータに実行させるためのプログラ
ム。
【請求項５】アングル参照点の画面上の位置を、カメ
ラ前方に仮想した仮想撮像面上の位置に変換する処理を
備えた請求項４に記載のプログラム。
【請求項６】カメラの撮像面上の位置と、カメラ前方
に仮想した仮想撮像面上の位置との関係を示す特性デー
タを出力することを特徴とするカメラ。