JP2001119721A - ３次元画像検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の異なる方向から被写体を撮影し、被写
体の全体的な３次元形状を検出する。 【解決手段】 撮影画像の各画素に対応する被写体まで
の距離を検出可能なカメラを用いて、点Ｇ₁ 、点Ｇ₂ 、
点Ｇ₃ から被写体であるビルを撮影する。点Ｇ₁、点Ｇ
₂ 、点Ｇ₃ の地図上の位置をＧＰＳを用いて検出する。
各点Ｇ₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃ におけるカメラの撮影方位Ｌ
ｐ₁ 、Ｌｐ₂ 、Ｌｐ₃ およびカメラの傾斜角度をカメラ
に備えつけられた方位センサ、傾斜角度センサにより検
出する。各点Ｇ ₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃ における撮影により検出
された被写体の３次元形状を、それぞれ点Ｇ₁ 、Ｇ₂ 、
Ｇ₃ を原点とした座標系であらわす。各撮影における地
図上の位置、撮影方位、傾斜角度に基づいて点Ｇ₂ 、点
Ｇ₃ の座標系による被写体の座標を点Ｇ₁ における座標
系に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝播時間測定法
を用いて被写体の３次元形状等を検出する３次元画像検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来被写体までの距離を画素毎に検出す
る３次元画像検出装置としては、「Measurement Scienc
e and Technology」（S. Christie 他、vol.6, p1301-1
308, 1995 年）に記載された３次元画像検出装置や、国
際公開97/01111号公報に開示された３次元画像検出装置
などが知られている。これらの３次元画像検出装置で
は、パルス変調されたレーザ光が被写体に照射され、そ
の反射光が２次元ＣＣＤセンサによって受光され、電気
信号に変換される。このとき２次元ＣＣＤのシャッタ動
作を制御することにより、被写体までの距離に対応する
電気信号をＣＣＤの画素毎に検出することができる。こ
の電気信号からＣＣＤの各画素に対応する被写体までの
距離が検出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの３次元画像検
出装置で被写体の３次元形状を検出する場合、１つの方
向からの撮影では、被写体の部分的な３次元形状しか検
出できない。被写体の全体的な３次元形状を検出するに
は、複数の異なる方向から被写体を撮影する必要があ
る。しかし、異なる方向から撮影して得られる被写体の
座標データは、異なる座標系に基づくものであり、これ
らの座標データを基に被写体を一体的に表すには、各座
標系によって表された被写体の座標データを１つの座標
系に変換する必要がある。従来これらの変換は、各方向
から得られた被写体の３次元的な画像をコンピュータの
ディスプレイ上に表示し、被写体の視覚的特徴点を手が
かりに３次元グラフィックソフトなどを用いて手動で一
体的な被写体画像を合成することにより行われている。

【０００４】本発明は、複数の異なる点から被写体を撮
影し、これら複数の撮影において検出される被写体の３
次元形状を簡単に１つの座標系を用いて一体的に表すこ
とが可能な３次元画像検出装置を得ることを目的として
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の３次元画像検出
装置は、被写体の３次元形状を示す距離情報を検出可能
なカメラであって、第１、第２の撮影におけるカメラの
位置を代表する第１の撮影点および第２の撮影点に関
し、被写体の第１の相対座標および第２の相対座標を距
離情報に基づいて算出する座標算出手段と、第１の相対
座標と、第２の相対座標を所定の座標系に変換する座標
変換処理手段と、カメラの少なくとも位置情報および撮
影方向の方位情報を取得するカメラ情報取得手段とを備
え、座標変換処理手段の座標変換が、カメラ情報取得手
段により取得される情報に基づいて行われることを特徴
としている。

【０００６】カメラ情報取得手段は好ましくは、第１お
よび第２の撮影点の地図上の絶対座標を検出する絶対座
標検出手段と、撮影方向の方位情報を検出する方位情報
検出手段とを備え、位置情報が絶対座標検出手段により
取得され、方位情報が方位情報検出手段により取得され
る。より好ましくは、カメラ情報取得手段は、カメラの
傾斜角度情報を検出する傾斜角度情報検出手段を備え
る。

【０００７】絶対座標は好ましくは、経度、緯度、高度
である。このときより好ましくは、絶対座標検出手段
は、ＧＰＳ（Ground Positioning System ）を利用す
る。

【０００８】例えば所定の座標系は、第１の相対座標の
座標系である。

【０００９】３次元画像検出装置は例えば、第１および
第２の相対座標を座標変換処理手段により所定の座標系
に変換し、変換された被写体の座標を１つのファイルに
記録可能である。また３次元画像検出装置は例えば、第
１および第２の相対座標を座標変換処理手段により所定
の座標系に変換し、変換された被写体の座標をそれぞれ
別個のファイルに記録可能である。

【００１０】ファイルは好ましくは、ファイル内におい
て共通する情報やファイル間の関係を示す情報を記録す
るヘッダ領域と、被写体の座標や画像に関するデータを
記録するデータ領域とを有する。このときヘッダ領域
に、絶対座標と方位情報と傾斜角度情報とが記録され
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態
であるカメラ型の３次元画像検出装置の斜視図である。

【００１２】カメラ本体１０の前面において、撮影レン
ズ１１の左上にはファインダ窓１２が設けられ、右上に
はストロボ１３が設けられている。カメラ本体１０の上
面において、撮影レンズ１１の真上には、測距光である
レーザ光を照射する発光装置１４が配設されている。発
光装置１４の左側にはレリーズスイッチ１５、液晶表示
パネル１６が設けられ、右側にはモード切替ダイヤル１
７と合成モード設定スイッチ１８が設けられている。カ
メラ本体１０の側面には、ＩＣメモリカード等の記録媒
体を挿入するためのカード挿入口１９が形成され、ま
た、ビデオ出力端子２０、インターフェースコネクタ２
１、ＧＰＳ（Ground Positioning System）アンテナ用
コネクタ２２が設けられている。

【００１３】図２は図１に示すカメラの回路構成を示す
ブロック図である。撮影レンズ１１の中には絞り２５が
設けられている。絞り２５の開度はアイリス駆動回路２
６によって調整される。撮影レンズ１１の焦点調節動作
およびズーミング動作はレンズ駆動回路２７によって制
御される。

【００１４】撮影レンズ１１の光軸上には撮像素子（Ｃ
ＣＤ）２８が配設されている。ＣＣＤ２８には、撮影レ
ンズ１１によって被写体像が形成され、被写体像に対応
した電荷が発生する。ＣＣＤ２８における電荷の蓄積動
作、電荷の読出動作等の動作はＣＣＤ駆動回路３０によ
って制御される。ＣＣＤ２８から読み出された電荷信号
すなわち画像信号はアンプ３１において増幅され、Ａ／
Ｄ変換器３２においてアナログ信号からデジタル信号に
変換される。デジタルの画像信号は撮像信号処理回路３
３においてガンマ補正等の処理を施され、画像メモリ３
４に一時的に格納される。アイリス駆動回路２６、レン
ズ駆動回路２７、ＣＣＤ駆動回路３０、撮像信号処理回
路３３はシステムコントロール回路３５によって制御さ
れる。

【００１５】画像信号は画像メモリ３４から読み出さ
れ、ＬＣＤ駆動回路３６に供給される。ＬＣＤ駆動回路
３６は画像信号に応じて動作し、これにより画像表示Ｌ
ＣＤパネル３７には、画像信号に対応した画像が表示さ
れる。

【００１６】また画像メモリ３４から読み出された画像
信号はＴＶ信号エンコーダ３８に送られ、ビデオ出力端
子２０を介して、カメラ本体１０の外部に設けられたモ
ニタ装置３９に伝送可能である。システムコントロール
回路３５はインターフェース回路４０に接続されてお
り、インターフェース回路４０はインターフェースコネ
クタ２１に接続されている。したがって、画像メモリ３
４から読み出された画像信号は、インターフェースコネ
クタ２１に接続されたコンピュータ４１に伝送可能であ
る。また、システムコントロール回路３５は、記録媒体
制御回路４２を介して画像記録装置４３に接続されてい
る。したがって画像メモリ３４から読み出された画像信
号は、画像記録装置４３に装着されたＩＣメモリカード
等の記録媒体Ｍに記録可能である。

【００１７】発光装置１４は発光素子１４ａと照明レン
ズ１４ｂにより構成され、発光素子１４ａの発光動作は
発光素子制御回路４４によって制御される。発光素子１
４ａはレーザダイオード（ＬＤ）またはＬＥＤなどであ
り、照射されるレーザ光は被写体の距離を検出するため
の測距光として用いられる。このレーザ光は照明レンズ
１４ｂを介して被写体の全体に照射される。被写体で反
射したレーザ光が撮影レンズ１１に入射し、ＣＣＤ２８
で検出されることにより被写体までの距離情報が検出さ
れる。

【００１８】ＧＰＳアンテナ５０はＧＰＳアンテナ用コ
ネクタ２２を介してＧＰＳ受信回路２３に接続されお
り、ＧＰＳ受信回路２３はシステムコントロール回路３
５に接続されている。したがって、カメラは衛星からの
信号を受信することにより、そのときの経度、緯度、高
度を検出でき、検出された経度、緯度、高度はシステム
コントロール回路３５へ出力される。またカメラには方
位センサ４６、傾斜角度センサ４８が備えられている。
したがって、カメラのレンズが向けられている方位およ
びカメラの傾斜角が、方位センサ４６、傾斜角度センサ
４８からの信号に基いて、方位検出回路４７、傾斜角度
検出回路４９により検出される。方位検出回路４７、傾
斜角度検出回路４９はシステムコントロール回路３５に
それぞれ接続されており、検出された方位データおよび
傾斜角度データは、システムコントロール回路３５へ出
力される。

【００１９】システムコントロール回路３５には、レリ
ーズスイッチ１５、モード切替ダイヤル１７、合成モー
ド設定スイッチ１８から成るスイッチ群４５と、液晶表
示パネル（表示素子）１６とが接続されている。

【００２０】次に図３および図４を参照して、本実施形
態における距離測定の原理について説明する。なお図４
において横軸は時間ｔである。

【００２１】距離測定装置Ｂから出力された測距光は被
写体Ｓにおいて反射し、図示しないＣＣＤによって受光
される。測距光は所定のパルス幅Ｈを有するパルス状の
光であり、したがって被写体Ｓからの反射光も、同じパ
ルス幅Ｈを有するパルス状の光である。また反射光のパ
ルスの立ち上がりは、測距光のパルスの立ち上がりより
も時間δ・ｔ（δは遅延係数）だけ遅れる。測距光と反
射光は距離測定装置Ｂと被写体Ｓの間の２倍の距離ｒを
進んだことになるから、その距離ｒは ｒ＝δ・ｔ・Ｃ／２ ・・・（１） により得られる。ただしＣは光速である。

【００２２】例えば測距光のパルスの立ち上がりから反
射光を検知可能な状態に定め、反射光のパルスが立ち下
がる前に検知不可能な状態に切換えるようにすると、す
なわち反射光検知期間Ｔを設けると、この反射光検知期
間Ｔにおける受光量Ａは距離ｒの関数である。すなわち
受光量Ａは、距離ｒが大きくなるほど（時間δ・ｔが大
きくなるほど）小さくなる。

【００２３】本実施形態では上述した原理を利用して、
ＣＣＤ２８に設けられ、２次元的に配列された複数のフ
ォトダイオードにおいてそれぞれ受光量Ａを検出するこ
とにより、カメラ本体１０から被写体Ｓの表面の各点ま
での距離をそれぞれ検出し、被写体Ｓの３次元形状を示
す３次元画像のデータを一括して入力している。

【００２４】図５は、ＣＣＤ２８に設けられるフォトダ
イオード５１と垂直転送部５２の配置を示す図である。
図６は、ＣＣＤ２８を基板５３に垂直な平面で切断して
示す断面図である。このＣＣＤ２８は従来公知のインタ
ーライン型ＣＣＤであり、不要電荷の掃出しにＶＯＤ
（縦型オーバーフロードレイン）方式を用いたものであ
る。

【００２５】フォトダイオード５１と垂直転送部５２は
ｎ型基板５３の面に沿って形成されている。フォトダイ
オード５１は２次元的に格子状に配列され、垂直転送部
５２は所定の方向（図５において上下方向）に１列に並
ぶフォトダイオード５１に隣接して設けられている。垂
直転送部５２は、１つのフォトダイオード５１に対して
４つの垂直転送電極５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを
有している。したがって垂直転送部５２では、４つのポ
テンシャルの井戸が形成可能であり、従来公知のよう
に、これらの井戸の深さを制御することによって、信号
電荷をＣＣＤ２８から出力することができる。なお、垂
直転送電極の数は目的に応じて自由に変更できる。

【００２６】基板５３の表面に形成されたｐ型井戸の中
にフォトダイオード５１が形成され、ｐ型井戸とｎ型基
板５３の間に印加される逆バイアス電圧によってｐ型井
戸が完全空乏化される。この状態において、入射光（被
写体からの反射光）の光量に応じた電荷がフォトダイオ
ード５１において蓄積される。基板電圧Ｖsub を所定値
以上に大きくすると、フォトダイオード５１に蓄積した
電荷は、基板５３側に掃出される。これに対し、転送ゲ
ート部５４に電荷転送信号（電圧信号）が印加されたと
き、フォトダイオード５１に蓄積した電荷は垂直転送部
５２に転送される。すなわち電荷掃出信号によって電荷
を基板５３側に掃出した後、フォトダイオード５１に蓄
積した信号電荷が、電荷転送信号によって垂直転送部５
２側に転送される。このような動作を繰り返すことによ
り、垂直転送部５２において信号電荷が積分され、いわ
ゆる電子シャッタ動作が実現される。

【００２７】図７は距離情報検出動作におけるタイミン
グチャートであり、図１、図２、図５〜図７を参照して
本実施形態における距離情報検出動作について説明す
る。なお本実施形態の距離情報検出動作では、図４を参
照して行なった距離測定の原理の説明とは異なり、外光
の影響による雑音を低減するために測距光のパルスの立
ち下がりから反射光を検知可能な状態に定め、反射光の
パルスが立ち下がった後に検知不可能な状態に切換える
ようにタイミングチャートを構成しているが原理的には
何ら異なるものではない。

【００２８】垂直同期信号（図示せず）の出力に同期し
て電荷掃出し信号（パルス信号）Ｓ１が出力され、これ
によりフォトダイオード５１に蓄積していた不要電荷が
基板５３の方向に掃出され、フォトダイオード５１にお
ける蓄積電荷量はゼロになる（符号Ｓ２）。電荷掃出し
信号Ｓ１の出力の開始の後、一定のパルス幅を有するパ
ルス状の測距光Ｓ３が出力される。測距光Ｓ３が出力さ
れる期間（パルス幅）は調整可能であり、図示例では、
電荷掃出し信号Ｓ１の出力と同時に測距光Ｓ３がオフす
るように調整されている。

【００２９】測距光Ｓ３は被写体において反射し、ＣＣ
Ｄ２８に入射する。すなわちＣＣＤ２８によって被写体
からの反射光Ｓ４が受光されるが、電荷掃出し信号Ｓ１
が出力されている間は、フォトダイオード５１において
電荷は蓄積されない（符号Ｓ２）。電荷掃出し信号Ｓ１
の出力が停止されると、フォトダイオード５１では、反
射光Ｓ４の受光によって電荷蓄積が開始され、反射光Ｓ
４と外光とに起因する信号電荷Ｓ５が発生する。反射光
Ｓ４が消滅すると（符号Ｓ６）フォトダイオード５１で
は、反射光に基く電荷蓄積は終了するが（符号Ｓ７）、
外光のみに起因する電荷蓄積が継続する（符号Ｓ８）。

【００３０】その後、電荷転送信号Ｓ９が出力される
と、フォトダイオード５１に蓄積された電荷が垂直転送
部５２に転送される。この電荷転送は、電荷転送信号の
出力の終了（符号Ｓ１０）によって完了する。すなわ
ち、外光が存在するためにフォトダイオード５１では電
荷蓄積が継続するが、電荷転送信号の出力が終了するま
でフォトダイオード５１に蓄積されていた信号電荷Ｓ１
１が垂直転送部５２へ転送される。電荷転送信号の出力
終了後に蓄積している電荷Ｓ１４は、そのままフォトダ
イオード５１に残留する。

【００３１】このように電荷掃出し信号Ｓ１の出力の終
了から電荷転送信号Ｓ９の出力が終了するまでの期間Ｔ
_U1の間、フォトダイオード５１には、被写体までの距離
に対応した信号電荷が蓄積される。そして、反射光Ｓ４
の受光終了（符号Ｓ６）までフォトダイオード５１に蓄
積している電荷が、被写体の距離情報と対応した信号電
荷Ｓ１２（斜線部）として垂直転送部５２へ転送され、
その他の信号電荷Ｓ１３は外光のみに起因するものであ
る。

【００３２】電荷転送信号Ｓ９の出力から一定時間が経
過した後、再び電荷掃出し信号Ｓ１が出力され、垂直転
送部５２への信号電荷の転送後にフォトダイオード５１
に蓄積された不要電荷が基板５３の方向へ掃出される。
すなわち、フォトダイオード５１において新たに信号電
荷の蓄積が開始する。そして、上述したのと同様に、電
荷蓄積期間Ｔ_U1が経過したとき、信号電荷は垂直転送部
５２へ転送される。

【００３３】このような信号電荷Ｓ１１の垂直転送部５
２への転送動作は、次の垂直同期信号が出力されるま
で、繰り返し実行される。これにより垂直転送部５２に
おいて、信号電荷Ｓ１１が積分され、１フィールドの期
間（２つの垂直同期信号によって挟まれる期間）に積分
された信号電荷Ｓ１１は、その期間被写体が静止してい
ると見做せれば、被写体までの距離情報に対応してい
る。なお信号電荷Ｓ１３は信号電荷Ｓ１２に比べ微小で
あるため信号電荷Ｓ１１は信号電荷Ｓ１２と等しいと見
なすことができる。

【００３４】以上説明した信号電荷Ｓ１１の検出動作は
１つのフォトダイオード５１に関するものであり、全て
のフォトダイオード５１においてこのような検出動作が
行なわれる。１フィールドの期間における検出動作の結
果、各フォトダイオード５１に隣接した垂直転送部５２
の各部位には、そのフォトダイオード５１によって検出
された距離情報が保持される。この距離情報は垂直転送
部５２における垂直転送動作および図示しない水平転送
部における水平転送動作によってＣＣＤ２８から出力さ
れる。

【００３５】次に、複数の方向から被写体を撮影し、各
方向からの撮影により検出された距離データを合成する
合成モードについて説明する。

【００３６】図８は、合成モードにおける撮影動作の一
例を示すものであり、１つのカメラを用いて３個所から
被写体であるビルを撮影している。第１の撮影動作は、
点Ｇ ₁ からビルの正面を撮影している。第２の撮影動作
は、点Ｇ₂ からビルの右側面を撮影しており、第３の撮
影動作は、点Ｇ₃ からビルの左斜め後を撮影している。
半直線Ｌｐ₁ 、Ｌｐ₂ 、Ｌｐ₃ は、点Ｇ₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃
の撮影においてカメラのレンズが向けられた向きを表し
ており、撮影時のカメラの光軸に一致する。また点
Ｇ₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃ は、撮影時におけるカメラの撮影光学
系の焦点に一致する。

【００３７】一点（一方向）からの撮影により検出され
る被写体の３次元形状は、被写体の一部についてのみで
ある。例えば第１の撮影動作では、ビルの正面部分の３
次元形状しか検出されない。ビル全体の３次元形状を検
出するには、図のように複数の方向からビルを撮影し、
各点Ｇ₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃ の撮影により検出されたビルの３
次元形状を１つに合成しなければならない。合成モード
では、各点Ｇ₁ 、Ｇ₂、Ｇ₃ の地図上の絶対座標、光軸
が向いている方位、カメラの水平面からの傾きをＧＰ
Ｓ、方位センサ４６、傾斜角度センサ４８を用いて検出
し、これらのデータをもとに点Ｇ₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃ をそれ
ぞれ原点として検出されたビルの３次元形状に関する座
標データを１つの座標系に変換する。これにより各点Ｇ
₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃ において別々に検出された被写体の３次
元形状が、１つの座標系によって一体的に表される。な
お本実施形態では、合成モード設定後、初めて撮影が行
われたときの座標系、すなわち点Ｇ₁ を座標原点とした
座標系を基準座標系として採用する。

【００３８】図９は本実施形態において実行される３次
元画像検出動作のフローチャートである。

【００３９】ステップ１０１においてレリーズスイッチ
１５が全押しされていることが確認されるとステップ１
０２が実行され、ＣＣＤ２８による通常の撮影動作（Ｃ
ＣＤビデオ制御）がオン状態に定められ、被写体の２次
元画像が撮影され画像データとして検出される。検出さ
れた画像データは、ステップ１０３において画像メモリ
３４に一時的に記憶される。

【００４０】ステップ１０４においてＣＣＤのビデオ制
御がオフ状態に定められた後、ステップ１０５において
垂直同期信号が出力されるとともに測距光制御が開始さ
れる。すなわち発光装置１４が駆動され、パルス状の測
距光Ｓ３が断続的に出力される。次いでステップ１０６
が実行され、ＣＣＤ２８による検知制御が開始される。
すなわち図７を参照して説明した距離情報検出動作が開
始され、電荷掃出信号Ｓ１と電荷転送信号Ｓ９が交互に
出力されて、距離情報の信号電荷Ｓ１１が垂直転送部５
２において積分される。

【００４１】ステップ１０７では、距離情報検出動作の
開始から１フィールド期間が終了したか否か、すなわち
新たに垂直同期信号が出力されたか否かが判定される。
１フィールド期間が終了するとステップ１０８へ進み、
垂直転送部５２において積分された距離情報の信号電荷
がＣＣＤ２８から出力される。この信号電荷はステップ
１０９において画像メモリ３４に一時的に記憶される。

【００４２】ステップ１１０では測距光制御がオフ状態
に切換えられ、発光装置１４の発光動作が停止する。ス
テップ１１１では、距離データの演算処理が行なわれ、
画像メモリ３４に一時的に記憶される。

【００４３】ステップ１１２では、ステップ１１１で算
出された距離データから撮影点を原点とした被写体の座
標が算出され、画像メモリ３４に一時的に記憶される。

【００４４】ステップ１１３では、ＧＰＳアンテナ５０
で受信された衛星からの信号をＧＰＳ受信回路２３で解
析して、カメラの地図上の座標である経度、緯度、高度
が検出される。ステップ１１４では、方位センサ４６に
より撮像レンズの向いている方位が検出される。ステッ
プ１１５では、カメラの傾斜角度が傾斜角度センサ４８
により検出される。検出された地図座標、方位、傾斜角
度のデータはそれぞれ画像メモリ３４に一時的に記憶さ
れる。

【００４５】ステップ１１６では、合成モードが設定さ
れているか否かが判定される。合成モードの設定は、合
成モード設定スイッチ１８を手動でＯＮに切り替えるこ
とにより設定される。ステップ１１６で合成モードが設
定されていないと判定されると、ステップ１１７でステ
ップ１１３〜ステップ１１５で検出された地図座標デー
タ、方位データ、傾斜角度データが記録媒体Ｍ上のデー
タファイルに記録される。データファイルは、図１０に
示すように画像データおよび座標データを記録するデー
タ領域と、ファイルに共通する情報等を記録するヘッダ
領域とに分かれており、地図座標データ、方位データ、
傾斜角度データはヘッダ領域に記録される。

【００４６】ステップ１１８では、画像データと座標デ
ータがデータファイルのデータ領域に記録される。画像
データは例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素値
であり、座標データは（ｘ、ｙ、ｚ）の座標値である。
これらのデータは、図１１に示されるようなフォーマッ
トでデータ領域に記録される。点線で囲まれたデータ
（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ｘ、ｙ、ｚ）は１つの画素に対応する画
像データと座標データであり、画像データと座標データ
は各画素毎に対をなして所定の順番で記録される。

【００４７】ステップ１１９では、再び合成モードが設
定されているか否かが判定される。合成モードが設定さ
れていないと判定されると、この３次元画像検出動作の
ルーチンは終了し、記録媒体Ｍに作成されたデータファ
イルは、１回の撮影のみに関するデータファイルとな
る。

【００４８】一方、ステップ１１６において、合成モー
ドが設定されていると判定されると、ステップ１２０に
処理が移り変数ｎに１が加算される。変数ｎは、現在実
行されている３次元画像検出動作が、合成モードが設定
されてから何番目の撮影に対応しているかを表してお
り、合成モード設定スイッチをオフ状態からオン状態に
切り替えたときにｎ＝０に初期設定される。

【００４９】ステップ１２１では、ｎ＝１であるか否か
が判定される。すなわち実行されている３次元画像検出
動作が、合成モードの第１の撮影動作によるものである
か否かが判定される。ｎ＝１のとき処理はステップ１１
７に移り、ステップ１１３〜ステップ１１５で検出され
た地図座標データ、方位データ、傾斜角度データなど
が、図１２のデータファイルのヘッダ領域に記録され
る。その後、ステップ１１８で画像データ、座標データ
が第１のデータ領域に記録され、ステップ１１９で再び
合成モードが設定されているか否かが判定される。合成
モードが設定されていると判定されると処理はステップ
１０１に戻り次の撮影が実行される（レリーズスイッチ
が押される）まで待機する。

【００５０】また、ステップ１２１でｎ＝１でないと判
定されると、処理はステップ１２２へ移り、ステップ１
１２において算出された被写体の座標データが第１の撮
影点を原点とした座標系へ座標変換される。ステップ１
１８では、画像データと座標変換された被写体の座標デ
ータとが、ｎ番目のデータ領域に記録される。例えばｎ
＝３のとき、画像データと座標変換された被写体の座標
データとは、第２のデータ領域に続けて第３のデータ領
域に図１１で示されたデータフォーマットにしたがって
記録される。その後ステップ１１９で合成モードが設定
されているか否かが判定される。合成モードが設定され
ていると判定されるとステップ１０１に戻り次の撮影に
備える。一方、合成モード設定スイッチ１８がオフ状態
に切り替えられ、合成モードは設定されていないと判定
されると、この３次元画像検出動作は終了する。なお、
合成モードが設定されている間、撮影により得られた画
像データや座標データは、モードの設定が解除されるま
で同一のデータファイルに記録される。

【００５１】次にステップ１１１において実行される演
算処理の内容を図７を参照して説明する。

【００５２】反射率Ｒの被写体が照明され、この被写体
が輝度Ｉの２次光源と見做されてＣＣＤに結像された場
合を想定する。このとき、電荷蓄積時間ｔの間にフォト
ダイオードに発生した電荷が積分されて得られる出力Ｓ
ｎは、 Ｓｎ＝ｋ・Ｒ・Ｉ・ｔ ・・・（２） で表される。ここでｋは比例定数で、撮影レンズのＦナ
ンバーや倍率等によって変化する。

【００５３】図７に示されるように電荷蓄積時間を
Ｔ_U1、測距光Ｓ３のパルス幅をＴ_S 、距離情報の信号電
荷Ｓ１２のパルス幅をＴ_D とし、１フィールド期間中の
その電荷蓄積時間がＮ回繰り返されるとすると、得られ
る出力ＳＭ₁₀は、 ＳＭ₁₀＝Σｋ・Ｒ・Ｉ・Ｔ_D ＝ｋ・Ｎ・Ｒ・Ｉ・Ｔ_D ・・・（３） となる。なお、パルス幅Ｔ_D は Ｔ_D ＝δ・ｔ ＝２ｒ／Ｃ ・・・（４） と表せる。このとき被写体までの距離ｒは ｒ＝Ｃ・ＳＭ₁₀／（２・ｋ・Ｎ・Ｒ・Ｉ） ・・・（５） で表せる。したがって比例定数ｋ、反射率Ｒ、輝度Ｉを
予め求めておけば距離ｒが求められる。

【００５４】次にステップ１１２において算出される座
標データの算出方法について図１３〜図１６を参照して
説明する。

【００５５】図１３は、ＣＣＤ２８の位置と焦点Ｐ_f と
の関係を模式的に示した図であり、座標データの算出に
おいて用いられる座標系ξηζ（右手系）を表してい
る。座標系ξηζの原点は、カメラの撮影光学系におけ
る焦点Ｐ_f に取られており、η軸は光軸Ｌｐに一致して
いる。ζ軸はＣＣＤ２８の垂直軸に並行に取られてお
り、その向きは上向きである。またξ軸はＣＣＤ２８の
水平軸に並行にとられている。点Ｐ_c はＣＣＤ２８の受
光面と光軸Ｌｐの交点であり、受光面の中心に一致す
る。点ＱはＣＣＤ２８上の点Ｐの画素に対応する被写体
上の点であり、その座標は（ξ_Q ，η_Q ，ζ_Q ）であ
る。平面Πは点Ｑを含むＣＣＤ２８に平行な平面であ
る。点Ｑ_C は光軸Ｌｐ（η軸）と平面Πの交点であり、
その座標は（０，η _Q ，０）である。

【００５６】図１４は、ＣＣＤ２８の受光面を正面から
見た図である。ＣＣＤ２８の水平、垂直方向の長さはそ
れぞれ２×Ｈ₀ 、２×Ｖ₀ である。点ＰはＣＣＤ２８の
中心Ｐ_C から左へＨ_P 、上へＶ_P の距離にある。点Ｐ_H
は、点ＰからＣＣＤ２８の水平軸Ｌ_H へ下ろした垂線の
足である。また点Ｐ_V は、点ＰからＣＣＤ２８の垂直軸
Ｌ_V へ下ろした垂線の足である。

【００５７】図１５は、焦点Ｐ_f とＣＣＤ２８との関係
を焦点Ｐ_f とＣＣＤ２８の水平軸Ｌ _H を含む平面上で表
したものであり、角Θ₀ は水平画角、ｆは焦点距離であ
る。線分Ｐ_f Ｐ_H が光軸Ｌｐとなす角をΘ_P とすると、
角Θ_P は、 Θ_P ＝ｔａｎ^-1（Ｈ_p ／ｆ） ・・・（６） によって求められる。

【００５８】図１６は、焦点Ｐ_f とＣＣＤ２８との関係
を焦点Ｐ_f とＣＣＤ２８の垂直軸Ｌ _V を含む平面上で表
したものであり、角θ₀ は垂直画角である。線分Ｐ_f Ｐ
_V が光軸Ｌｐとなす角をθ_P とすると、角θ_P は、 θ_P ＝ｔａｎ^-1（Ｖ_p ／ｆ） ・・・（７） によって求められる。

【００５９】焦点Ｐ_f と点Ｐを結ぶ線分Ｐ_f Ｐの長さ
は、線分Ｐ_f Ｐ_H と線分Ｐ_C Ｐ_V の長さから、 Ｐ_f Ｐ＝（Ｐ_f Ｐ_H ² ＋Ｐ_C Ｐ_V ² ）^1/2 ・・・（８） によって求められる。ここで、（８）式のＰ_f Ｐ_H 、Ｐ
_C Ｐ_V は、 Ｐ_C Ｐ_V ＝Ｖ_P 、 Ｐ_f Ｐ_H ＝ｆ／ｃｏｓΘ_P なので、 Ｐ_f Ｐ＝（（ｆ／ｃｏｓΘ_P ）² ＋Ｖ_P ² ）^1/2 ・・・（９） と表すことができる。

【００６０】線分Ｐ_f Ｑの長と、線分Ｐ_f Ｐの長さの比
Ｐ_f Ｐ／Ｐ_f Ｑをμとすると、点Ｑの座標成分ξ_Q 、η
_Q 、ζ_Q は、 ξ_Q ＝Ｈ_P ／μ ・・・（１０） η_Q ＝Ｖ_P ／μ ・・・（１１） ζ_Q ＝ｆ／μ ・・・（１２） で算出される。焦点距離ｆおよびＣＣＤ２８の任意の画
素に対応する点Ｐまでの距離Ｈ_P 、Ｖ_P は既知である。
また、線分Ｐ_f Ｑの長さは、焦点Ｐ_f から点Ｐに対応す
る被写体の点Ｑまでの距離なのでステップ１１１の演算
処理から算出可能である。点Ｐは、ＣＣＤ２８の１つの
画素を代表したものであり、上述の計算はＣＣＤ２８の
全ての画素に対して可能である。ステップ１１２では、
ＣＣＤ２８の全ての画素（点Ｐ）に対応する被写体（点
Ｑ）の座標（ξ_Q ，η_Q ，ζ_Q ）が算出される。

【００６１】次に図１７、図１８を参照してステップ１
２２において実行される座標変換処理について説明す
る。

【００６２】図１７に示されたｘｙｚ座標系は、ξηζ
座標系をη軸が北向きに、ξ軸が東向になるように回転
させたものである。すなわちｘ軸は東、ｙ軸は北、ｚ軸
は鉛直上向きに一致し、ｘｙ平面は水平面である。ξ
軸、η軸、ζ軸のｘｙｚ座標系に対する方向余弦をそれ
ぞれ（ｅ₁₁，ｅ₁₂，ｅ₁₃）、（ｅ₂₁，ｅ₂₂，ｅ₂₃）、
（ｅ₃₁，ｅ₃₂，ｅ₃₃）とすると、ｘｙｚ座標系からξη
ζ座標系への座標変換は、これらの方向余弦を成分とす
る変換行列Ｔ_R によって行われる。

【数１】 変換行列Ｔ_R は、｜Ｔ_R ｜＝１の直交変換行列なので、
その逆行列Ｔ_R ^-1はＴ_Rの転置行列によって表される。
すなわちξηζ座標系からｘｙｚ座標系の座標変換は、
（１４）式によって行われる。

【数２】 これらの方向余弦は、ステップ１１４、ステップ１１５
で検出される方位や傾斜角度から求められる。

【００６３】方位センサ４６により検出された方位デー
タから光軸Ｌｐの北向きからの水平角αが求められる。
また傾斜角度センサ４８により、光軸Ｌｐ（η軸）の高
度角βと、ξ軸の高度角γが検出可能である。このとき
η軸（光軸Ｌｐ）の方向余弦（ｅ₂₁，ｅ₂₂，ｅ₂₃）およ
びξ軸の方向余弦の第３成分ｅ₁₃は、 ｅ₂₁＝ｓｉｎβ・ｓｉｎα ・・・（１５） ｅ₂₂＝ｓｉｎβ・ｃｏｓα ・・・（１６） ｅ₂₃＝ｓｉｎβ ・・・（１７） ｅ₁₃＝ｓｉｎγ ・・・（１８） によって表される。

【００６４】ξζ平面は、原点を含みη軸に垂直な平面
なので、 ｅ₂₁ｘ＋ｅ₂₂ｙ＋ｅ₂₃ｚ＝０ ・・・（１９） によって表される。ξ軸の方向余弦（ｅ₁₁，ｅ₁₂，
ｅ₁₃）は、（１９）式を満たさなければならないので、 ｅ₂₁ｅ₁₁＋ｅ₂₂ｅ₁₂＋ｅ₂₃ｅ₁₃＝０ ・・・（２０） である。また、方向余弦（ｅ₁₁，ｅ₁₂，ｅ₁₃）には、 ｅ₁₁ ² ＋ｅ₁₂ ² ＋ｅ₁₃ ² ＝１ ・・・（２１） の関係がある。

【００６５】（１４）式〜（１７）式と（１９）式、
（２０）式からξ軸の方向余弦の第１、第２成分である
ｅ₁₁，ｅ₁₂が求められる。すなわち、ｅ₁₁、ｅ₁₂は、

【数３】 によって算出される。なお（２２）式の正負の符号の選
択は、ｘｙｚ座標系が右手系となるように選択される。

【００６６】ζの方向余弦（ｅ₃₁，ｅ₃₂，ｅ₃₃）は、上
で求められた方向余弦で表されるξ軸の単位ベクトル
（ｅ₁₁，ｅ₁₂，ｅ₁₃）と、η軸の単位ベクトル（ｅ₂₁，
ｅ₂₂，ｅ₂₃）の外積によって求められ、 ｅ₃₁＝ｅ₁₂ｅ₂₃−ｅ₁₃ｅ₂₂ ・・・（２４） ｅ₃₂＝ｅ₁₃ｅ₂₁−ｅ₁₁ｅ₂₃ ・・・（２５） ｅ₃₃＝ｅ₁₁ｅ₂₂−ｅ₁₂ｅ₂₁ ・・・（２６） と表される。

【００６７】以上により、ξ、η、ζ軸の方向余弦が全
て求められ、（１３）式の変換行列Ｔ_R および（１４）
式の逆変換行列Ｔ_R ^-1が得られる。すなわち、ξηζ座
標系で表されたＣＣＤ２８の任意の画素（点Ｐ）に対応
する被写体の座標（ξ_Q ，η _Q ，ζ_Q ）は変換行列Ｔ_R
によりｘｙｚ座標系に変換でき、被写体をｘｙｚ座標系
で表すことができる。

【００６８】図１８において、座標系Ｇ₁ −ξ₁ η₁ ζ
₁ は、第１の撮影動作が行われた点Ｇ₁ を原点（焦点Ｐ
_f ）としたξηζ座標系であり、座標系Ｇ₂ −ξ₂ η₂
ζ₂は、第２の撮影動作が行なわれた点Ｇ₂ を原点とし
たξηζ座標系である。また、座標系Ｇ₁ −ｘ₁ ｙ₁ ｚ
₁ は、座標系Ｇ₁ −ξ₁ η₁ ζ₁ に対応するｘｙｚ座標
系であり、座標系Ｇ₂ −ｘ₂ ｙ₂ ｚ₂ は、座標系Ｇ₂ −
ξ₂ η₂ ζ₂ に対応するｘｙｚ座標系である。すなわ
ち、ｘ₁ 軸、ｘ₂ 軸は東向き、ｙ₁ 軸、ｙ₂ 軸は北向き
に配置されており、ｚ₁ 軸、ｚ₂ 軸は鉛直上向きに配置
されている。座標系Ｇ₂ −ｘ₂ ｙ₂ ｚ₂ は、座標系Ｇ₁
−ｘ₁ ｙ₁ ｚ₁ をｘ軸方向へΔｘ、ｙ軸方向へΔｙ、ｚ
軸方向へΔｚ並行移動した座標系に対応する。

【００６９】ステップ１２２では、座標系Ｇ₂ −ξ₂ η
₂ ζ₂ で表された被写体の座標（位置ベクトル）を座標
系Ｇ₁ −ξ₁ η₁ ζ₁ の座標（位置ベクトル）に座標変
換する。この座標変換は、次のような手順で行なうこと
ができる。まず座標系Ｇ₂ −ξ₂ η₂ ζ₂ を座標系Ｇ₂
−ｘ₂ ｙ₂ ｚ₂ に変換（回転）する。その後、座標系Ｇ
₂ −ｘ₂ ｙ₂ ｚ₂ を座標系Ｇ₁ −ｘ₁ ｙ₁ ｚ₁ に変換
（並行移動）し、最後に座標系Ｇ₁ −ｘ₁ ｙ₁ ｚ₁ を座
標系Ｇ₁ −ξ₁ η₁ ζ₁ に変換（回転）する。これらの
変換により、座標系Ｇ₂ −ξ₂ η₂ ζ₂ において表され
た被写体の位置座標は、座標系Ｇ₁ −ξ₁ η₁ ζ₁ の位
置座標に変換される。

【００７０】座標系Ｇ₂ −ξ₂ η₂ ζ₂ から座標系Ｇ₂
−ｘ₂ ｙ₂ ｚ₂ への変換（回転）は（１４）式の行列Ｔ
_R ^-1であり、第２の撮影動作において検出されるη₂ 軸
の水平角と高度角、ξ₂ 軸の高度角を（１５）式〜（１
８）式に代入することにより求められる。また座標系Ｇ
₁ −ｘ₁ ｙ₁ ｚ₁ から座標系Ｇ₁ −ξ₁ η₁ ζ₁ への変
換（回転）は（１３）式の行列Ｔ_R であり、第１の撮影
動作において検出されるη₁ 軸の水平角と高度角、ξ₁
軸の高度角を（１５）式〜（１８）式に代入することに
より求められる。

【００７１】座標系Ｇ₂ −ｘ₂ ｙ₂ ｚ₂ から座標系Ｇ₁
−ｘ₁ ｙ₁ ｚ₁ への変換（並行移動）は、 ｘ₁ ＝ｘ₂ ＋Δｘ ・・・（２７） ｙ₁ ＝ｙ₂ ＋Δｙ ・・・（２８） ｚ₁ ＝ｚ₂ ＋Δｚ ・・・（２９） によって行われる。

【００７２】ＧＰＳにより検出された第１の撮影点Ｇ₁
および第２の撮影点Ｇ₂ の緯度、経度、高度をそれぞれ
（φ₁ 、ψ₁ 、ｈ₁ ）、（φ₂ 、ψ₂ 、ｈ₂ ）とし、Δ
φ、Δψ、Δｈを Δφ＝φ₂ −φ₁ ・・・（３０） Δψ＝ψ₂ −ψ₁ ・・・（３１） Δｈ＝ｈ₂ −ｈ₁ ・・・（３２） で定義すると、第２の撮影点Ｇ₂ から第１の撮影点Ｇ₁
への並行移動量Δｘ、Δｙ、Δｚは、地球の半径をＲ_E
とすると、 Δｘ＝Ｒ_E ・ｓｉｎψ・Δφ ・・・（３３） Δｙ＝Ｒ_E ・Δψ ・・・（３４） Δｚ＝Δｈ ・・・（３５） によって近似的に求められる。

【００７３】以上のように第１の実施形態によれば、ｎ
箇所の異なる点Ｇ₁ 、Ｇ₂ 、…、Ｇ _n から被写体を撮影
し、各点の撮影において検出される被写体の３次元形状
を第１の撮影点を基準とした座標系を用いて一体的に表
すことができ、被写体の全体的な３次元形状を検出する
ことができる。

【００７４】次に図１９を参照して本発明の第２の実施
形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施
形態とデータの保存方法が異なるだけで、その他の構成
は第１の実施形態と同様である。

【００７５】第１の実施形態の合成モードでは、各点で
の撮影により得られた画像データと座標データは、１つ
のデータファイルに順番に記録されるが、第２の実施形
態では、各点の撮影により得られた画像データと座標デ
ータはそれぞれ異なるデータファイルに記録される。第
１のデータファイルは第１の撮影点、第２のデータファ
イルは第２の撮影点、第３のデータファイルは第３の撮
影点にそれぞれ対応する。各データファイルは、ヘッダ
領域とデータ領域を有し、ヘッダ領域には第１の撮影点
における地図上の位置座標（経緯度、高度）とカメラの
傾斜角度や、データファイル相互間の関連情報などが記
録される。例えば、第１のデータファイルのヘッダ領域
には、本ファイルが親ファイルであることと、子ファイ
ルである第２、第３のデータファイル名などが記録され
る。また第２、第３のデータファイルのヘッダ領域に
は、本ファイルが子ファイルであることと、親ファイル
である第１のデータファイル名が記録される。

【００７６】データ領域には各点での撮影により検出さ
れた画像データと、座標データが記録される。このとき
被写体の座標データは第１の実施形態とどうように第１
の撮影点におけるξηζ座標系に変換されて記録され
る。すなわち第１から第３までのデータファイルに記録
されている座標データは、全て第１の撮影点を原点とし
たξηζ座標系によって表されている。

【００７７】以上のように、第２の実施形態においても
第１の実施形態と同様の効果が得られる。

【００７８】なお本実施形態では、位置座標、方位、傾
斜角度はカメラに備え付けられたＧＰＳ受信回路、方位
センサ、傾斜角度センサにより自動的に検出されていた
が、これらを別途検出し、カメラに手動で入力してもよ
い。

【００７９】本実施形態において、座標系の並行移動
は、衛星を利用したＧＰＳにより検出される撮影点の地
図上の経緯度、高度を利用して行われるが、例えば地上
に設けられた複数の基準点から電磁波や音波を発信し、
これを受信することにより各撮影点の相対的な位置関係
を検出して座標系の並行移動を行なってもよい。また、
カメラに加速度計などを備えることにより各撮影点の相
対的な位置関係を求めてもよい。

【００８０】本実施形態の合成モードでは、各点におけ
る撮影により得られた被写体の座標を第１の撮影点での
座標系に変換したが、カメラの操作パネルから変換され
る座標系を別途指定できるようにしてもよい。

【００８１】また、本実施形態では、ＧＰＳアンテナ５
０は、ケーブルを介してカメラ本体１０の外部に設けら
れているが、カメラ本体１０の内部に設けられてもよ
い。

【００８２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の異
なる点から被写体を撮影し、これら複数の撮影において
検出される被写体の３次元形状を簡単に１つの座標系を
用いて一体的に表せる３次元画像検出装置を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態であるカメラ型の測距
装置の斜視図である。

【図２】図１に示すカメラの回路構成を示すブロック図
である。

【図３】測距光による距離測定の原理を説明するための
図である。

【図４】測距光、反射光、ゲートパルス、およびＣＣＤ
が受光する光量分布を示す図である。

【図５】ＣＣＤに設けられるフォトダイオードと垂直転
送部の配置を示す図である。

【図６】ＣＣＤを基板に垂直な平面で切断して示す断面
図である。

【図７】被写体までの距離に関するデータを検出する距
離情報検出動作のタイミングチャートである。

【図８】合成モードで複数の方向から被写体を撮影し、
被写体の全体的な３次元形状を検出する方法について説
明した図である。

【図９】３次元画像検出動作のフローチャートである。

【図１０】データファイルのヘッダ領域とデータ領域を
示す図である。

【図１１】データ領域に記録される画像データと座標デ
ータのフォーマットを模式的に表した図である。

【図１２】第１の実施形態におけるデータファイルの構
造を模式的に表した図である。

【図１３】ξηζ座標系、ＣＣＤ２８、ＣＣＤ２８の画
素とそれに対応する被写体上の点との関係を表した図で
ある。

【図１４】ＣＣＤ２８の正面図である。

【図１５】カメラの撮影光学系における焦点とＣＣＤ２
８との関係を示す水平断面図である。

【図１６】カメラの撮影光学系における焦点とＣＣＤ２
８との関係を示す垂直断面図である。

【図１７】ξηζ座標とｘｙｚ座標との関係を示す図で
ある。

【図１８】第１、第２のξηζ座標と第１、第２のｘｙ
ｚ座標との相対的な関係を表す図である。

【図１９】第２の実施形態において用いられるデータフ
ァイルの概念図である。

【符号の説明】

２２ ＧＰＳ受信回路 ２８ ＣＣＤ ４６ 方位センサ ４８ 傾斜角度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｇ０１Ｂ 11/24 Ｎ Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA06 AA53 BB05 CC00 CC14 EE00 FF04 FF12 FF44 FF65 FF67 GG04 GG06 GG07 GG08 JJ03 JJ18 JJ26 LL04 LL06 LL30 NN02 QQ00 QQ03 QQ14 QQ23 QQ24 SS02 SS13 5C022 AA01 AB24 AB68 AC01 AC03 AC42 AC54 AC69 5C061 AA29 AB03 AB08 AB17 AB24 5J062 AA01 AA02 AA11 CC07 FF00 FF02 GG02 HH00

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の３次元形状を示す距離情報を検
   出可能なカメラであって、 第１、第２の撮影における前記カメラの位置を代表する
   第１の撮影点および第２の撮影点に関し、前記被写体の
   第１の相対座標および第２の相対座標を前記距離情報に
   基づいて算出する座標算出手段と、 前記第１の相対座標と、前記第２の相対座標を所定の座
   標系に変換する座標変換処理手段と、 前記カメラの少なくとも位置情報および撮影方向の方位
   情報を取得するカメラ情報取得手段とを備え、 前記座標変換処理手段の座標変換が、前記カメラ情報取
   得手段により取得される情報に基づいて行われることを
   特徴とする３次元画像検出装置。
2. 【請求項２】 前記カメラ情報取得手段が、 前記第１および第２の撮影点の地図上の絶対座標を検出
   する絶対座標検出手段と、 撮影方向の方位情報を検出する方位情報検出手段とを備
   え、 前記位置情報が前記絶対座標検出手段により取得され、
   前記方位情報が前記方位情報検出手段により取得される
   ことを特徴とする請求項１に記載の３次元画像検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記カメラ情報取得手段が、前記カメラ
   の傾斜角度情報を検出する傾斜角度情報検出手段を備え
   ることを特徴とする請求項２に記載の３次元画像検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記絶対座標が経度、緯度、高度である
   ことを特徴とする請求項２に記載の３次元画像検出装
   置。
5. 【請求項５】 前記絶対座標検出手段が、ＧＰＳ（Grou
   nd Positioning System ）を利用していることを特徴と
   する請求項４に記載の３次元画像検出装置。
6. 【請求項６】 前記所定の座標系が、前記第１の相対座
   標の座標系であることを特徴とする請求項１に記載の３
   次元画像検出装置。
7. 【請求項７】 前記第１および第２の相対座標を前記座
   標変換処理手段により前記所定の座標系に変換し、変換
   された前記被写体の座標を１つのファイルに記録可能で
   あることを特徴とする請求項１に記載の３次元画像検出
   装置。
8. 【請求項８】 前記第１および第２の相対座標を前記座
   標変換処理手段により前記所定の座標系に変換し、変換
   された前記被写体の座標をそれぞれ別個のファイルに記
   録可能であることを特徴とする請求項１に記載の３次元
   画像検出装置。
9. 【請求項９】 前記ファイルが、ファイル内において共
   通する情報やファイル間の関係を示す情報を記録するヘ
   ッダ領域と、前記被写体の座標や画像に関するデータを
   記録するデータ領域とを有することを特徴とする請求項
   ７または請求項８に記載の３次元画像検出装置。
10. 【請求項１０】 前記ヘッダ領域に、前記絶対座標と前
    記方位情報と前記傾斜角度情報とが記録されることを特
    徴とする請求項９に記載の３次元画像検出装置。