まとめ

本研究ではRTK-GPS、ノンプリズム型トータルステーション、デジタル写真測量の技術を用いて3次元計測を行うシステムを構築した。このシステムでは、従来のアナログ写真測量や測量機器による計測方法と比較して、現場作業を中心に効率性を高めることができた。計測作業はすべてデジタル化され、結果はCADなどに直接出力することが可能となった。

精度面ではまだ改善が求められるが、焦点距離が中位置にある場合や画面中心付近での計測ではX、Y、Z軸方向ともにグローバルな絶対座標と比較して、10cm以下の精度で計測できることを確認した。

これらの結果により、このように新しい計測技術の統合するという原理で3次元計測システムを開発するということが有効であることが確認された。

実用化への課題

このように、各種の計測機器を組み合わせることによりデジタル写真測量の技術を用いて3次元計測作業を行うことは精度や効率性の面で有効である。しかし、このようなシステムを考古学の修復現場などでの現実の測量に利用していくにはまだ問題も多い。

現状でもっとも問題となってくるのは機材のコストの問題であろう。高精度のGPSやノンプリズム型のトータルステーションはまだ非常に高価であり一般での利用は難しい。確かにこのようなシステムを用いることで作業の大幅な効率化がはかれるためコストを削減できる面はある。このため、今後、どの程度計測機器の低価格化が進むかと言うことが鍵になってくるものと思われる。

また、現システムでは機械が大きく、一人で簡単には持ち運びできない。また、カメラの平行性の調整など準備にかかる時間も多く、自由に移動しながらデータを取得するできるようにはなっていない。このため、ある対象物に対してさまざまな方向からたくさんのデータを取得するというよりは、一度設置したらその場から動かずにじっくりデータを集めるようなシステムになっている。現実の測量を考えた場合は、もっと短時間にシステムの移動、設置、準備をできる必要があり、システムのインテグレーションを進めて軽量化、コンパクト化することが求められる。

今後の展望

今回は、主に点や線のレベルで高精度かつ効率的に3次元座標を計測することを目的にシステムを開発した。このため現状のシステムでは線画図面を描画することができるが、3次元のサーフェースモデルや、さらにはソリッドモデルが生成されるまでは至っていない。理想的にはリアルな3次元CGが自動的にモデリングされることが求められている。しかし、面を構成して3次元モデルを構築するためにはステレオマッチングを対象物全体に行う必要がある。現状のシステムでは計測点の左右画像での同定などを地道に手作業で行わなければならならず、画面全体を対象にマッチングを行うことは難しい。このため、ソフトウェア上で自動的にマッチングを行い、面を構成していく必要がある。もし、これらが自動化されれば、移動しながら自動的に街路の3次元モデルを構築することなどが可能になり、地理空間情報の取得という面で社会的貢献も大きいであろう。

精度面では10cm程度を確保することができているが、現状のトータルステーションで2cm、アナログによる写真測量では数mmの精度で測量できていることを考えると、まだ改善の余地がある。しかし、さらなる精度の向上のためには、より高精度のセンサを持つトータルステーション、高解像度のデジタルメトリックカメラなどが必要となってくる。このような高規格の機械は、当然価格も高くなっておりこれらの調整が難しくなる。

また、本システムでは地面おいたカメラを利用して撮影を行い測量を行っている。このため、基本的に壁面（立面図）の測量しかできず、平面図を書くことは難しい。平面図の作成を効率的に行うためには上空から撮影した画像を用いる必要がある。このような上空からのデータの取得には気球（カイツーン）や模型ヘリコプターを使うことが考えられており、これらと組み合わせた統合的なデータ取得システムが必要とされている。