解析写真測量によるデジタルカメラを用いた
三次元測量システムの開発に関する研究
建設設計工学研究室　　竹田 喜彦
指導教官　　鳥居 邦夫


現在写真測量の技術が進歩する中、わが研究室のCCD（Charge-Coupled Device）ビデ
オカメラによる三次元測量は共線条件方程式を主とした単写真標定による測量となってい
る。このシステムは、橋梁の工場における仮組み立てを省略する橋梁検査システム（CATS）
の、計測分野において実用され多くの実績を残している。また、斜面監視システムとして
過去から多くの実験、実用を繰り返してきた。
しかし、この方法は、カメラの内部標定要素および外部標定要素算出に多大な労力が必
要とされる。また、その測量理論により各カメラにおける外部標定要素の関係を維持しな
ければならず、高精度測量においてその管理に細心の注意を払わなければ精度の良い三次
元測量を行うことが出来ない。したがって、この計測方法による三次元測量は、屋内など
比較的計測環境が整っている場合には適しているが、屋外などの悪条件下での計測には使
用が難しい。また、システムの移動を行う際、非常に大掛かりな作業を要するため、簡易
的な屋外の三次元測量には不向きである。
このような背景から、本研究では簡易的に持ち運びが可能な三次元測量システムの開発
を試みた。この方法は、工事現場のような野外において簡単な実測とその測定物の写真を
いくつかの方向から数枚撮影することにより三次元測量が可能なものとした。また、カメ
ラには、一般に市販されているデジタルカメラで高精度の測量が可能なシステムとなるよ
う開発をおこなった。
この三次元測量システムは、共面条件方程式をもちいた相互標定による解析写真測量法
を用いたもので、上記のような問題をほとんど解決できる。また、市販のデジタルカメラ
を用いることにより、非常に安価なシステムとして開発できた。しかし、簡単に三次元測
量ができる一方、その精度についての検証がされていない。また、簡易的に持ち運びを行
うため、カメラの外部標定要素が逐次変化するため安定した測量が行えない可能性がある。
そこで、本研究では新システムに対する精度検証など実用に向け考えられる不明確な問
題を挙げ実験を行い、それらを明確にした。
この研究の結果、写真の撮影時にいくつかの測量条件を満たすことによりほぼ安定した
測量が行えることが分かった。また、その条件を満たすことにより2ピクセル程度の誤差
を考慮することによりある程度正確な測量値が得られることがわかった。