JP7621771B2 - Land feature height setting device - Google Patents
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Description
本願発明は、地物に対して標高などの地物高を付与する技術に関するものであり、より具体的には、地物の分類に応じた統計処理を行うことで、その地物にとって適切な「地物高」を付与する地物高付与装置に関するものである。 The present invention relates to a technology for assigning feature heights, such as elevation, to features, and more specifically, to a feature height assignment device that assigns an appropriate "feature height" to each feature by performing statistical processing according to the feature's classification.
近時、地形情報(空間情報)の需要が高まっており、道路上や沿道に設置された施設をより高度に管理することを目的として、その形状や設置位置といった施設の空間情報を要望する管理者が増加している。同時に、現在官民一体となって推進しているSociety5.0の実現にとっても、社会インフラストラクチャー(以下、単に「社会インフラ」という。)の高度な維持管理は重要な課題と位置付けられている。さらに、自動運転技術の実用化が進むなか、道路縁(道路境界線)をはじめとする道路に関する種々の空間情報が多方面から切望されているところである。 Recently, there has been an increasing demand for topographical information (spatial information), and an increasing number of managers are requesting spatial information about facilities, such as their shapes and locations, in order to more thoroughly manage facilities installed on or along roads. At the same time, advanced maintenance and management of social infrastructure (hereinafter simply referred to as "social infrastructure") is considered an important issue in realizing Society 5.0, which is currently being promoted jointly by the public and private sectors. Furthermore, as autonomous driving technology becomes more practical, there is a strong demand from many quarters for various spatial information about roads, including road edges (road boundaries).
従来、空間情報を示すものとしては、地形図など2次元(2D)の平面的な図面(平面図)が主流であった。平面図は、等高線や端点標高など「高さ情報」を示すことはあるものの、専ら平面位置を示すことに主眼が置かれており、3次元(3D)の空間として対象範囲を把握することは難しかった。一方近年では、計測技術の進歩に伴い大量の3次元計測点(以下、「3次元点群」という。)を容易に取得することができるようになり、しかも情報技術の進歩に伴いこの3次元点群を容易にハンドリングできるようになってきた。 Traditionally, two-dimensional (2D) planar drawings (plan views) such as topographical maps have been the mainstream for showing spatial information. Although plan views may show "height information" such as contour lines and endpoint elevations, their main focus is on showing planar positions, making it difficult to grasp the target area as a three-dimensional (3D) space. Meanwhile, in recent years, advances in measurement technology have made it easy to obtain large amounts of three-dimensional measurement points (hereafter referred to as "3D point clouds"), and advances in information technology have made it easy to handle these three-dimensional point clouds.
例えば道路を含む地形の3次元点群を取得するには、空中写真測量や航空レーザー計測、地上型レーザー計測、MMS(Mobile Mapping System)といった計測手法が採用されている。このうちMMSは、レーザースキャナやカメラ、自己位置を取得するための衛星測位システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)、IMU(Inertial Measurement Unit)、オドメトリなどのセンサを移動車両に搭載したものであり、これにより車道上を移動しながらレーザースキャナによって3次元点群を取得することができる。 For example, to obtain a 3D point cloud of terrain including roads, measurement methods such as aerial photogrammetry, airborne laser measurement, terrestrial laser measurement, and MMS (Mobile Mapping System) are used. Among these, MMS is a moving vehicle equipped with sensors such as a laser scanner, a camera, a satellite positioning system (GNSS: Global Navigation Satellite System) for acquiring the vehicle's own position, an IMU (Inertial Measurement Unit), and odometry, which allows the laser scanner to acquire a 3D point cloud while moving on the roadway.
MMSなどによって得られた3次元点群は、計測対象の地形の3次元モデル(以下、「3Dモデル」という。)として利用するのが一般的である。この3Dモデルは、対象地形を3次元座標で表したものであって、DSM(Digital Surface Model)やDEM(Digital Elevation Model)に代表される地形モデルである。 The three-dimensional point cloud obtained by an MMS or the like is generally used as a three-dimensional model (hereinafter referred to as a "3D model") of the terrain to be measured. This 3D model represents the target terrain in three-dimensional coordinates, and is a terrain model such as a DSM (Digital Surface Model) or a DEM (Digital Elevation Model).
通常、3Dモデルは、対象とする平面範囲を複数分割した小領域によって構成される。この小領域は、メッシュとも呼ばれ、例えば直交するグリッドに区切られて形成されるもので、それぞれの小領域は代表点を備えている。計測によって得られる3次元点群はランダムデータ(平面的に不規則な配置のデータ)であることが多いため、小領域の代表点に高さを与えるには幾何計算されることが多い。この計算方法としては、ランダムデータから形成される不整三角網によって高さを求めるTIN(Triangulated Irregular Network)による手法、最も近いレーザー計測点を採用する最近傍法(Nearest Neighbor)による手法のほか、逆距離加重法(IDW:Inverse Distance Weighting)、Kriging法、平均法などを挙げることができる。 A 3D model is usually made up of small regions that divide the target planar range. These small regions are also called meshes, and are formed, for example, by dividing the area into orthogonal grids, and each small region has a representative point. Since the 3D point cloud obtained by measurement is often random data (data that is irregularly arranged on a plane), geometric calculations are often used to assign height to the representative point of the small region. This calculation method includes a TIN (Triangulated Irregular Network) method that finds height using an irregular triangular network formed from random data, a Nearest Neighbor method that uses the nearest laser measurement point, as well as inverse distance weighting (IDW), Kriging method, and averaging method.
3Dモデルは、対象地形を平面的かつ立体的に把握することができることから、平面図に比べると種々の用途に利用することができる。しかしながら、計測結果に基づく3Dモデルはあくまで3次元座標を基本とする空間情報を提示するにとどまり、地物の属性までは示すことができない。すなわち3Dモデルを目視しただけでは、オフィスビルの外縁(いわゆるエッジ)がどこなのか、道路縁がどこなのか、理解することができないわけである。 3D models allow the target terrain to be grasped in both two and three dimensions, and can therefore be used for a variety of purposes compared to floor plans. However, 3D models based on measurement results only provide spatial information based on three-dimensional coordinates, and cannot show the attributes of features. In other words, just by looking at a 3D model, it is not possible to understand where the outer edges of office buildings (the so-called edges) are, or where the edges of roads are.
3Dモデルに対して地物の属性情報を付与するとなると、地物の調査が必要となる。つまり、作業者が直接現地に赴いて目視した情報を図面に記録したり、あるいは空中写真を目視しながら地物の属性を抽出したりするなど、人による調査が必要になるわけである。しかしながら、例えば道路延長は一般に相当の延長を有していることから、調査にかかる作業量は膨大であり、その労力や作業時間を考えると多大なコストを要することとなる。 Adding feature attribute information to a 3D model requires a survey of the features. This means that a manual survey is required, such as having workers go directly to the site and record the information they see on a drawing, or visually extracting the attributes of the features while examining aerial photographs. However, since roads, for example, generally have a considerable length, the amount of work required for the survey is enormous, and considering the labor and time involved, it is very costly.
ところで、上記したように従来は主に平面図を利用していた。そしてこの平面図を、ラスターデータやベクターデータとして(つまりデジタル化して)利用するケースもあり、さらに地物を図形(ポリラインやポリゴン)化したうえで属性情報を付与したものを利用するケースもあった。あるいは、近年の機械学習技術の進歩によって、空中写真や平面図から機械的(自動的)に地物を抽出し、その図形と属性情報を抽出することも可能になってきた。このように、標高などの高さ情報は備えていないものの地物の属性情報を有する「2次元の地形モデル」が別に用意されているケースは考えられる。そして、この2次元の地形モデルを利用すれば、人による地物の調査は省略(あるいは大幅に削減)することができることとなる。 As mentioned above, traditionally, plan views were mainly used. In some cases, these plan views were used as raster or vector data (i.e., digitized), and in other cases, features were converted into shapes (polylines or polygons) and given attribute information. Alternatively, recent advances in machine learning technology have made it possible to mechanically (automatically) extract features from aerial photographs or plan views and extract their shapes and attribute information. In this way, there are cases where a "two-dimensional terrain model" is prepared separately that does not include height information such as elevation, but does include attribute information of features. Using this two-dimensional terrain model makes it possible to omit (or significantly reduce) manual surveys of features.
そこで特許文献1では、2次元地図データに表される地物の形状線に、計測による点群を用いて標高を付与することで3次元の地物形状線を生成する技術について提案している。 Therefore, Patent Document 1 proposes a technology for generating three-dimensional feature shape lines by adding elevations to the feature shape lines shown in two-dimensional map data using point clouds obtained by measurement.
上記したとおり3Dモデルは、複数の小領域によって構成され、それぞれの小領域には高さ情報(例えば標高値)が付与される。3次元点群がランダムデータであることから、小領域内には複数の3次元計測点が配置されることもあり、その場合はそれら3次元計測点を用いた統計処理によって小領域の標高値が決定される。例えば、小領域内に5つの3次元計測点がある場合、その5点の標高値の平均値を求め、これを小領域の標高値として決定するわけである。 As mentioned above, a 3D model is composed of multiple small regions, and each small region is assigned height information (e.g., elevation value). Because the 3D point cloud is random data, multiple 3D measurement points may be placed within a small region, in which case the elevation value of the small region is determined by statistical processing using those 3D measurement points. For example, if there are five 3D measurement points within a small region, the average elevation value of those five points is calculated and this is determined as the elevation value of the small region.
小領域の標高値が決まれば、地物にも標高値を付与することができる。具体的には、地物を含む小領域を抽出するとともに、その小領域の標高値を用いて地物に標高値を付与していくことができる。ところが地物の種別によっては、必ずしも小領域内の平均標高値を採用することが適当でないことも考えられる。例えば、地物が道路縁であるケースでは、小領域内にある3次元計測点のうち最低の標高値を採用する方が現状に即していると考えられ、また地物が建物(オフィスビルなど)の外縁であるケースでは、小領域内にある3次元計測点のうち最高の標高値を採用する方が現状に即していると考えられる。 Once the elevation value of the small area has been determined, it is possible to assign elevation values to the features as well. Specifically, a small area containing the feature is extracted, and the elevation value of that small area is used to assign an elevation value to the feature. However, depending on the type of feature, it may not always be appropriate to use the average elevation value within the small area. For example, if the feature is the edge of a road, it is considered more appropriate to use the lowest elevation value of the three-dimensional measurement points within the small area, and if the feature is the outer edge of a building (such as an office building), it is considered more appropriate to use the highest elevation value of the three-dimensional measurement points within the small area.
本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち、その種別に適した地物高(地物の高さ)を地物に付与することができる、地物高付与装置を提供することにある。 The objective of the present invention is to solve the problems of the conventional technology, that is, to provide a feature height assigning device that can assign a feature height (feature height) appropriate for its type to the feature.
本願発明は、小領域内にある3次元計測点に対して複数種類の統計処理を行うことであらかじめ複数種類の高さ情報を用意しておき、地物の種別に適した高さ情報を選出して当地物に付与する、という点に着目したものであり、従来にはなかった発想に基づいてなされた発明である。 The present invention focuses on the fact that multiple types of height information are prepared in advance by performing multiple types of statistical processing on 3D measurement points within a small area, and the height information appropriate to the type of feature is selected and assigned to that feature, and is an invention based on a previously unconventional idea.
本願発明の地物高付与装置は、2次元地形モデル記憶手段と点群記憶手段、小領域グループ記憶手段、最適統計記憶手段、代表高決定手段を備えたものである。このうち2次元地形モデル記憶手段は、対象領域の地物に対して地物分類が付与された2次元地形モデルを記憶する手段であり、点群記憶手段は、対象領域内を計測して得られた複数の3次元計測点を記憶する手段である。また小領域グループ記憶手段は、対象領域に対して設定された複数の小領域からなる小領域グループを記憶する手段であり、最適統計記憶手段は、2次元地形モデルの地物分類に応じて設定される最適統計を記憶する手段であり、代表高決定手段は、小領域の代表高を決定する手段である。なお、それぞれの小領域には小領域内にある3次元計測点を用いた複数種類の統計処理によって得られる複数種類の統計別高が設定される。そして代表高決定手段が、小領域に対応する2次元地形モデルの地物分類の最適統計に基づいて、その小領域に設定された複数種類の統計別高から1の統計別高を選出するとともに、選出された統計別高を小領域の代表高として決定し、代表高に基づいて地物に対して地物高を付与する。 The feature height assignment device of the present invention comprises a two-dimensional terrain model storage means, a point cloud storage means, a small area group storage means, an optimal statistics storage means, and a representative height determination means. Of these, the two-dimensional terrain model storage means is a means for storing a two-dimensional terrain model in which feature classifications are assigned to features in a target area, and the point cloud storage means is a means for storing a plurality of three-dimensional measurement points obtained by measuring the target area. The small area group storage means is a means for storing a small area group consisting of a plurality of small areas set in the target area, the optimal statistics storage means is a means for storing optimal statistics set according to the feature classification of the two-dimensional terrain model, and the representative height determination means is a means for determining a representative height of the small area. Note that a plurality of types of statistical heights obtained by a plurality of types of statistical processing using the three-dimensional measurement points in the small area are set for each small area. Then, the representative height determination means selects one statistical height from the multiple types of statistical heights set for the small area based on the optimal statistics of the feature classification of the two-dimensional terrain model corresponding to the small area, determines the selected statistical height as the representative height of the small area, and assigns a feature height to the feature based on the representative height.
本願発明の地物高付与装置は、解像度の異なる2以上の小領域グループを利用したものとすることもできる。この場合、小領域グループ記憶手段には解像度の異なる2以上の小領域グループが記憶される。そして代表高決定手段が、小領域グループごとに統計別高を選出するとともに、選出された小領域グループごとの統計別高のうち、小領域の最適統計に最も適した統計別高を小領域の代表高として決定する。 The feature height assignment device of the present invention can also use two or more small area groups with different resolutions. In this case, two or more small area groups with different resolutions are stored in the small area group storage means. The representative height determination means selects a statistical height for each small area group, and determines, from the statistical heights for each selected small area group, the statistical height that is most suitable for the optimal statistics for the small area as the representative height of the small area.
本願発明の地物高付与装置は、2次元地形モデルの地物分類のうちの「道路縁」に対しては「最小値」を最適統計としたものとすることもできる。この場合、最適統計記憶手段は、道路縁に対して最小値を最適統計として記憶する。そして代表高決定手段が、複数種類の統計別高の中から最小値の統計別高を選出するとともにこれを代表高として決定し、その代表高に基づいて道路縁に対して地物高を付与する。 The feature height assignment device of the present invention can also use the "minimum value" as the optimal statistic for the "road edge" feature classification of the two-dimensional terrain model. In this case, the optimal statistic storage means stores the minimum value as the optimal statistic for the road edge. The representative height determination means then selects the minimum statistical height from multiple types of statistical heights and determines this as the representative height, and assigns the feature height to the road edge based on the representative height.
本願発明の地物高付与装置は、テンプレート記憶手段とテンプレート選出手段、テンプレート配置手段をさらに備えたものとすることもできる。このうちテンプレート記憶手段は、複数種類の横断テンプレートを記憶する手段であり、テンプレート選出手段は、テンプレート記憶手段が記憶する横断テンプレートから所望の横断テンプレートを選出する手段であり、テンプレート配置手段は、テンプレート選出手段によって選出されたテンプレートを道路の横断方向となるように配置する手段である。なお、横断テンプレートは、鉛直面上に設定される2以上の線分によって形成される。そして、道路縁における横断テンプレートの高さと、代表高決定手段によって付与された道路縁の高さとの差が、あらかじめ定めた閾値を上回るときは、横断テンプレートの高さを道路縁の高さとして採用する。 The feature height assignment device of the present invention may further include a template storage means, a template selection means, and a template arrangement means. The template storage means is a means for storing a plurality of types of cross-sectional templates, the template selection means is a means for selecting a desired cross-sectional template from the cross-sectional templates stored in the template storage means, and the template arrangement means is a means for arranging the template selected by the template selection means so that it is in the cross-sectional direction of the road. The cross-sectional template is formed by two or more line segments set on a vertical plane. When the difference between the height of the cross-sectional template at the road edge and the height of the road edge assigned by the representative height determination means exceeds a predetermined threshold value, the height of the cross-sectional template is adopted as the height of the road edge.
本願発明の地物高付与装置には、次のような効果がある。
(1)地物の種別に応じた統計処理を行ってその地物に適した地物高を付与することから、従来に比してより現状に即した3Dモデルを生成することができる。
(2)現状に即した3Dモデルが得られることから、道路施設等をより高度に管理することができ、また自動運転にとってより有益な地図情報を提供することができる。
(3)地物分類が付与された2次元地形モデルを利用することによって、人による地物の調査を省略あるいは大幅に削減することができる。
The feature height determination device of the present invention has the following effects.
(1) By performing statistical processing according to the type of feature and assigning a feature height appropriate to that feature, it is possible to generate a 3D model that is more in line with the current situation than before.
(2) Since a 3D model that reflects the current situation can be obtained, it is possible to manage road facilities, etc. in a more advanced manner and provide map information that is more useful for automated driving.
(3) By using a two-dimensional terrain model with feature classification, manual surveys of features can be omitted or significantly reduced.
本願発明の地物高付与装置の一例を、図に基づいて説明する。 An example of the feature height assignment device of the present invention is explained with reference to the drawings.
図1は、本願発明の地物高付与装置100の主な構成を示すブロック図である。この図に示すように地物高付与装置100は、代表高決定手段101と2次元地形モデル記憶手段109、点群記憶手段110、小領域グループ記憶手段111、最適統計記憶手段112を含んで構成され、さらにテンプレート選出手段102やテンプレート配置手段103、に統計別高算出手段104、地物抽出手段105、該当小領域抽出手段106、地物高設定手段107、地物高修正手段108、テンプレート記憶手段113、統計別高記憶手段114を含んで構成することもできる。
Figure 1 is a block diagram showing the main components of the feature
地物高付与装置100を構成する代表高決定手段101と統計別高算出手段104、地物抽出手段105、該当小領域抽出手段106、地物高設定手段107、地物高修正手段108は、専用のものとして製造することもできるし、汎用的なコンピュータ装置を利用することもできる。このコンピュータ装置は、CPU等のプロセッサ、ROMやRAMといったメモリを具備しており、さらにマウスやキーボード等の入力手段やディスプレイを含むものもあり、例えばパーソナルコンピュータ(PC)やサーバなどによって構成することができる。
The representative height determination means 101, statistical height calculation means 104, feature extraction means 105, relevant small area extraction means 106, feature height setting means 107, and feature height correction means 108 that make up the feature
また、2次元地形モデル記憶手段109と点群記憶手段110、小領域グループ記憶手段111、最適統計記憶手段112、テンプレート記憶手段113、統計別高記憶手段114は、汎用的コンピュータ(例えば、パーソナルコンピュータ)の記憶装置を利用することもできるし、データベースサーバに構築することもできる。データベースサーバに構築する場合、ローカルなネットワーク(LAN:Local Area Network)に置くこともできるし、インターネット経由(つまり無線通信)で保存するクラウドサーバとすることもできる。 The two-dimensional terrain model storage means 109, point cloud storage means 110, small area group storage means 111, optimal statistics storage means 112, template storage means 113, and statistical height storage means 114 can use the storage device of a general-purpose computer (for example, a personal computer), or can be built in a database server. When built in a database server, they can be placed on a local network (LAN: Local Area Network), or can be a cloud server that stores data via the Internet (i.e., wireless communication).
以下、本願発明の地物高付与装置100を構成する主な要素ごとに詳しく説明する。
Below, we will explain in detail each of the main elements that make up the feature
(2次元地形モデル記憶手段)
2次元地形モデル記憶手段109は、対象とする平面範囲(以下、「対象領域」という。)の「2次元地形モデル」を記憶するものである。ここで2次元地形モデルとは、高さ情報を備えていない地形図といった2次元の地形情報であり、地物に関する情報(以下、「地物情報」という。)を具備する地形モデルである。また地物情報とは、ポリラインやポリゴンなど地物の平面位置と形状に関する情報(以下、「地物図形」という。)と、地物に関する属性情報を含むものである。さらに地物の属性情報には、道路縁や建物の外縁、公園、学校といった地物の種別(以下、「地物分類」という。)が含まれている。つまり、対象領域内に地物図形が平面配置され、この地物図形には地物に関する属性情報(地物分類を含む)が関連付けられているわけである。
(2D terrain model storage means)
The two-dimensional terrain model storage means 109 stores a "two-dimensional terrain model" of a target planar range (hereinafter referred to as a "target area"). The two-dimensional terrain model is two-dimensional terrain information such as a topographical map that does not include height information, and is a terrain model that includes information on features (hereinafter referred to as "feature information"). The feature information includes information on the planar position and shape of features such as polylines and polygons (hereinafter referred to as "feature figures"), and attribute information on the features. The attribute information on the features further includes the type of feature, such as road edges, building edges, parks, and schools (hereinafter referred to as "feature classification"). In other words, feature figures are arranged on a plane within the target area, and attribute information on the features (including feature classification) is associated with these feature figures.
(点群記憶手段)
点群記憶手段110は、「3次元点群」を記憶するものである。ここで3次元点群とは、空中写真測量や航空レーザー計測、地上型レーザー計測、MMSなどの手法によって対象領域を計測した結果取得された多数の3次元計測点の集合であり、この3次元計測点は当然ながら平面位置と高さ情報からなる3次元座標で表すことができる。
(Point cloud storage means)
The point cloud storage means 110 stores a "three-dimensional point cloud." Here, a three-dimensional point cloud is a collection of many three-dimensional measurement points acquired as a result of measuring a target area by aerial photogrammetry, airborne laser measurement, terrestrial laser measurement, MMS, or other methods, and these three-dimensional measurement points can naturally be represented by three-dimensional coordinates consisting of planar position and height information.
(小領域グループ記憶手段)
小領域グループ記憶手段111は、「小領域グループ」を記憶するものである。ここで小領域とは、対象領域を例えば直交するグリッドで区切られて形成される分割領域(いわゆるメッシュ)であり、小領域グループは、これら小領域の集合である。なお小領域と小領域グループは、2次元位置(平面位置)を示す情報で構成され、標高といった高さ情報を有していない。すなわち小領域グループは、対象領域全体の平面範囲を複数の小領域によって表すものである。小領域は任意の形状や寸法で設定することができ、小領域の寸法(面積)を小さくするほど高解像度の小領域グループが生成され、一方、小領域の寸法(面積)を大きくするほど低解像度の小領域グループが生成される。例えば、図2(a)では比較的大きい寸法の小領域によって低解像度の小領域グループMG1が生成されており、図2(b)では図2(a)の1/2寸法の小領域によって高解像度の小領域グループMG2が生成されている。このように、同一の対象領域に対して、解像度が異なる複数の小領域グループを生成することができ、小領域グループ記憶手段111はこれら複数種類の小領域グループを記憶することができる。
(Small area group storage means)
The small area group storage means 111 stores "small area groups". Here, a small area is a divided area (so-called mesh) formed by dividing the target area by, for example, orthogonal grids, and a small area group is a collection of these small areas. Note that the small area and the small area group are composed of information indicating a two-dimensional position (planar position), and do not have height information such as altitude. In other words, a small area group represents the planar range of the entire target area by a plurality of small areas. The small area can be set with any shape and size, and the smaller the size (area) of the small area, the higher the resolution of the small area group generated, while the larger the size (area) of the small area, the lower the resolution of the small area group generated. For example, in FIG. 2(a), a low-resolution small area group MG1 is generated by a small area with a relatively large size, and in FIG. 2(b), a high-resolution small area group MG2 is generated by a small area with a size half that of FIG. 2(a). In this way, multiple small area groups with different resolutions can be generated for the same target area, and the small area group storage means 111 can store these multiple types of small area groups.
ところで、DSMやDEMといった3次元の地形モデル(3Dモデル)は、上記した3次元点群と小領域グループによって生成することができる。3Dモデルは、通常、複数の小領域によって構成され、そしてそれぞれの小領域に設けられる代表点に対して高さ情報(例えば標高)を付与することで3Dモデルは生成される。計測(例えばレーザー計測)によって得られる3次元点群はランダムデータであることが多いため、小領域の代表点に標高を与えるには幾何計算されることが多い。この算出方法としては、既述したとおりTINによる手法、最近隣法のほか、逆距離加重法、Kriging法、平均法などを挙げることができる。 Three-dimensional terrain models (3D models) such as DSM and DEM can be generated from the above-mentioned three-dimensional point cloud and small area group. 3D models are usually composed of multiple small areas, and are generated by assigning height information (e.g., altitude) to the representative points of each small area. Since three-dimensional point clouds obtained by measurement (e.g., laser measurement) are often random data, geometric calculations are often used to assign altitude to the representative points of the small areas. As for the calculation method, as already mentioned, the TIN method and nearest neighbor method, inverse distance weighting method, Kriging method, averaging method, etc. can be mentioned.
(統計別高算出手段)
統計別高算出手段104は、小領域ごとに「統計別高」を算出する手段である。図3に示すように、平面位置を合わせたうえで3次元点群と小領域グループMGを重ねると、小領域には複数の3次元計測点が配置されることもある。この場合、これら3次元計測点を用いた統計処理を行うことによって、その小領域の代表点に標高値といった高さ情報を付与することとなる。
(Statistics calculation method)
The statistical height calculation means 104 is a means for calculating a "statistical height" for each small region. As shown in FIG. 3, when the three-dimensional point cloud and the small region group MG are superimposed after aligning the planar positions, In some cases, multiple three-dimensional measurement points are placed in a small area. In this case, by performing statistical processing using these three-dimensional measurement points, height information such as an elevation value can be obtained at a representative point of the small area. will be granted.
複数の値を用いた統計処理によって得られる値(以下、「統計値」という。)としては、平均値をはじめ、最小値、最大値、最頻値、中央値などが知られている。したがって、小領域に配置された複数の3次元計測点からは、複数種類の統計値が得られ、すなわち平均値としての高さ情報(以下、「平均高」という。)や、最小値としての高さ情報(以下、「最小高」という。)、最大値としての高さ情報(以下、「最大高」という。)、最頻値としての高さ情報(以下、「最頻高」という。)、中央値としての高さ情報(以下、「中央高」という。)などが求められる。もちろん、従来行われている統計処理のように、上位あるいは下位の一部の値をノイズとして除いたうえで、平均高や最小高、中央高などを求めることしてもよい。便宜上ここでは、これら種々の統計処理によって得られる統計値(つまり、平均高や最小高、最大高、最頻高、中央高など)のことを「統計別高」ということとする。 Values (hereinafter referred to as "statistical values") obtained by statistical processing using multiple values include the average value, minimum value, maximum value, mode, median, etc. Therefore, multiple types of statistical values can be obtained from multiple three-dimensional measurement points arranged in a small area, namely, height information as the average value (hereinafter referred to as "average height"), height information as the minimum value (hereinafter referred to as "minimum height"), height information as the maximum value (hereinafter referred to as "maximum height"), height information as the mode value (hereinafter referred to as "mode"), height information as the median value (hereinafter referred to as "median height"), etc. can be obtained. Of course, as in conventional statistical processing, it is also possible to obtain the average height, minimum height, median height, etc. by removing some of the upper or lower values as noise. For convenience, the statistical values obtained by these various statistical processing (i.e., average height, minimum height, maximum height, mode, median height, etc.) are referred to as "statistical heights".
統計別高算出手段104は、小領域ごとに複数種類の統計別高を算出する。例えば図4では、統計別高算出手段104が小領域MS11~小領域MS33に対してそれぞれ5種類の統計別高を算出しており、9つの小領域には平均高と最小高、最大高、最頻高、中央高が設定されている。もちろん、各小領域に設定する統計別高は、「最小高及び最大高」とするなど適宜選択することができる。統計別高算出手段104によって算出された統計別高は、統計別高記憶手段114によって小領域ごとに記憶される(図1)。 The statistical height calculation means 104 calculates multiple types of statistical heights for each small area. For example, in FIG. 4, the statistical height calculation means 104 calculates five types of statistical heights for each of small areas MS11 to MS33, and an average height, minimum height, maximum height, most frequent height, and median height are set for each of the nine small areas. Of course, the statistical heights set for each small area can be appropriately selected, such as "minimum height and maximum height." The statistical heights calculated by the statistical height calculation means 104 are stored for each small area by the statistical height storage means 114 (FIG. 1).
ところで、既述したとおり同一の対象領域に対して解像度が異なる複数の小領域グループを生成することができ、小領域グループ記憶手段111はこれら複数種類の小領域グループを記憶することができる。図2からも分かるように、たとえ3次元点群が同一であっても、小領域グループが異なるとそれぞれの小領域に配置される3次元計測点の数は相違する。この場合、統計別高算出手段104がそれぞれ複数の小領域グループごとに統計別高を算出するとともに、統計別高記憶手段114が複数の小領域グループごとに統計別高を記憶する仕様にするとよい。具体的には、図2(a)に示す小領域MG1の小領域に対して図4に示す統計別高を算出して記憶するとともに、図2(b)に示す小領域グループMG2の小領域に対しても図4に示す統計別高を算出して記憶するわけである。 As mentioned above, multiple small area groups with different resolutions can be generated for the same target area, and the small area group storage means 111 can store these multiple types of small area groups. As can be seen from FIG. 2, even if the three-dimensional point cloud is the same, the number of three-dimensional measurement points placed in each small area will differ if the small area groups are different. In this case, it is preferable that the statistical height calculation means 104 calculates the statistical height for each of the multiple small area groups, and the statistical height storage means 114 stores the statistical height for each of the multiple small area groups. Specifically, the statistical height shown in FIG. 4 is calculated and stored for the small area of the small area MG1 shown in FIG. 2(a), and the statistical height shown in FIG. 4 is also calculated and stored for the small area of the small area group MG2 shown in FIG. 2(b).
(最適統計記憶手段)
最適統計記憶手段112は、地物分類と最適統計を関連付けて記憶するものである。ここで最適統計とは、その地物分類にとって最も適した統計処理(つまり統計別高のこと)であり、例えば地物分類が「道路縁」であれば「最小高を得る統計処理」を最適統計とし、地物分類が「建物の外縁」であれば「最大高を得る統計処理」を最適統計とし、地物分類が「公園」であれば「平均高を得る統計処理」を最適統計とするわけである。具体的には、あらかじめ地物分類と最適統計を関連付けたテーブルを作成し、最適統計記憶手段112がその「地物分類-最適統計テーブル」を記憶する。
(Optimal Statistics Storage Means)
The optimal statistics storage means 112 stores feature classifications and optimal statistics in association with each other. Here, optimal statistics refers to the most suitable statistical processing for that feature classification (i.e., statistical height). For example, if the feature classification is "road edge", the optimal statistics is "statistical processing to obtain the minimum height", if the feature classification is "outer edge of a building", the optimal statistics is "statistical processing to obtain the maximum height", and if the feature classification is "park", the optimal statistics is "statistical processing to obtain the average height". Specifically, a table that associates feature classifications with optimal statistics is created in advance, and the optimal statistics storage means 112 stores the "feature classification-optimal statistics table".
(地物抽出手段)
地物抽出手段105は、2次元地形モデルが具備する地物情報に基づいて所定の地物図形(ポリライン等)を抽出する手段である。地物図形を抽出するにあたっては、2次元地形モデルが具備するすべての地物図形を順次抽出する仕様とすることもできるし、オペレーターが指定した地物分類の地物図形を抽出する仕様とすることもできる。あるいは、オペレーターが表示手段(液晶ディスプレイなど)に表示された2次元地形モデルを目視しながら、ポインティングデバイス(マウスやタッチパネル、ペンタブレット、タッチパッド、トラックパッド、トラックボールなど)やキーボード等を利用して所望の地物図形を抽出する仕様とすることもできる。
(Feature Extraction Means)
The feature extraction means 105 is a means for extracting a predetermined feature figure (polyline, etc.) based on feature information possessed by the two-dimensional topographical model. When extracting feature figures, it is possible to sequentially extract all feature figures possessed by the two-dimensional topographical model, or to extract feature figures of a feature classification designated by an operator. Alternatively, it is possible to extract a desired feature figure by using a pointing device (mouse, touch panel, pen tablet, touch pad, track pad, track ball, etc.) or a keyboard while the operator visually checks the two-dimensional topographical model displayed on a display means (such as a liquid crystal display).
(該当小領域抽出手段)
該当小領域抽出手段106は、地物抽出手段105によって抽出された地物図形(ポリライン等)を含む小領域(以下、「該当小領域」という。)を抽出する手段である。例えば図5では、地物抽出手段105によって左側道路縁と右側道路縁の地物図形が抽出されており、そして該当小領域抽出手段106が、左側道路縁に対応する19個の該当小領域(網掛された小領域)を抽出し、右側道路縁に対応する23個の該当小領域(網掛された小領域)を抽出している。
(Means for extracting small areas of interest)
The relevant small area extraction means 106 is a means for extracting small areas (hereinafter referred to as "relevant small areas") that include feature figures (polylines, etc.) extracted by the feature extraction means 105. For example, in Fig. 5, the feature figures of the left road edge and the right road edge are extracted by the feature extraction means 105, and the relevant small area extraction means 106 extracts 19 relevant small areas (shaded small areas) corresponding to the left road edge and 23 relevant small areas (shaded small areas) corresponding to the right road edge.
(代表高決定手段)
代表高決定手段101は、該当小領域抽出手段106によって抽出された該当小領域に対して、その小領域を代表する高さ(以下、「代表高」という。)を決定する手段である。具体的には、抽出された該当小領域に係る地物分類をもって最適統計記憶手段112に照会することで最適統計を取得するとともに、その最適統計に基づき統計別高記憶手段114から該当小領域に設定された統計別高(例えば最小高)を取得する(図1)。
(Means for determining representative height)
The representative height determination means 101 is a means for determining a height (hereinafter referred to as a "representative height") that represents a relevant small area extracted by the relevant small area extraction means 106. Specifically, the means obtains optimal statistics by querying the optimal statistics storage means 112 with the feature classification related to the extracted relevant small area, and obtains a statistical height (e.g., a minimum height) set for the relevant small area from the statistical height storage means 114 based on the optimal statistics (FIG. 1).
ところで、既述したとおり同一の対象領域に対して解像度が異なる複数の小領域グループを生成することができ、統計別高記憶手段114はこれら複数の小領域グループごとに統計別高を記憶する仕様にすることもできる。この場合、該当小領域抽出手段106がそれぞれ複数の小領域グループごとに該当小領域を抽出するとともに、代表高決定手段101が複数の小領域グループに基づいて統計別高を決定する仕様にするとよい。 As already mentioned, multiple small area groups with different resolutions can be generated for the same target area, and the statistical height storage means 114 can be configured to store a statistical height for each of these multiple small area groups. In this case, the relevant small area extraction means 106 can be configured to extract relevant small areas for each of the multiple small area groups, and the representative height determination means 101 can be configured to determine the statistical height based on the multiple small area groups.
例えば図2では、解像度が異なる小領域グループMG1と小領域グループMG2が生成されており、地物図形として道路縁が抽出されている。そして該当小領域抽出手段106が小領域グループMG1に基づく5個の該当小領域、小領域グループMG2に基づく8個の該当小領域を抽出しており、それぞれの該当小領域には代表高が決定されている。図2を見ると、ある位置における道路縁(地物図形)は、小領域グループMG1の該当小領域にも含まれ、領域グループMG2の該当小領域にも含まれている。すなわち、ある位置における道路縁は、2種類の該当小領域に相当し、2種類の代表高に対応している。 For example, in Figure 2, small area group MG1 and small area group MG2 with different resolutions are generated, and road edges are extracted as feature figures. Then, the relevant small area extraction means 106 extracts five relevant small areas based on small area group MG1 and eight relevant small areas based on small area group MG2, and a representative height is determined for each relevant small area. Looking at Figure 2, a road edge (feature figure) at a certain position is included in both the relevant small area of small area group MG1 and the relevant small area of area group MG2. In other words, a road edge at a certain position corresponds to two types of relevant small areas and two types of representative heights.
このように、同一の地物図形(例えば道路縁)が2以上の代表高に対応する場合、これら代表高のうち、その地物にとって最も適した代表高を選出するとよい。すなわち、同一の地物図形に対応する2以上の代表高の中から、当該地物の地物分類に対応する最適統計に基づいて1の代表高を選出するわけである。具体的には、地物分類が「道路縁」で最適統計が「最小高を得る統計処理」とされているケースでは、2以上の代表高の中から最小となる代表高を選出する。また、最適統計が「平均高(あるいは最頻高や中央高)を得る統計処理」とされているケースでは、2以上の該当小領域に含まれる3次元計測点によって求められる平均値(あるいは最頻高や中央高)を代表高とすることもできるし、2以上の代表高のうちその平均値に最も近いものを代表高として選出することもできる。 In this way, when the same feature figure (e.g. road edge) corresponds to two or more representative heights, it is advisable to select from these representative heights the one that is most suitable for that feature. In other words, from the two or more representative heights that correspond to the same feature figure, one representative height is selected based on the optimal statistics corresponding to the feature classification of that feature. Specifically, in a case where the feature classification is "road edge" and the optimal statistics is "statistical processing to obtain the minimum height," the smallest representative height is selected from the two or more representative heights. Also, in a case where the optimal statistics is "statistical processing to obtain the average height (or most frequent height or median height)," the average value (or most frequent height or median height) obtained from the three-dimensional measurement points contained in two or more corresponding small areas can be used as the representative height, or the one closest to the average value can be selected as the representative height from the two or more representative heights.
(地物高設定手段)
地物高設定手段107は、地物に対して高さ情報(以下、「地物高」という。)を付与する手段である。具体的には、地物図形を含む該当小領域の代表高を地物高として、その該当小領域の位置に相当する地物に対して付与していく。例えば図5のケースでは、左側道路縁(地物)に対しては19個の該当小領域の代表高が地物高として付与され、右側道路縁(地物)に対しては23個の該当小領域の代表高が地物高として付与される。
(Feature height setting means)
The feature height setting means 107 is a means for assigning height information (hereinafter referred to as "feature height") to features. Specifically, the representative height of a relevant small area including a feature figure is set as the feature height and assigned to the feature corresponding to the position of the relevant small area. For example, in the case of Fig. 5, the representative heights of 19 relevant small areas are assigned as the feature height to the left road edge (feature), and the representative heights of 23 relevant small areas are assigned as the feature height to the right road edge (feature).
(テンプレート記憶手段)
テンプレート記憶手段113は、「横断テンプレート」を記憶するものである。ここで横断テンプレートとは、その道路の代表的な横断面形状を示すものであり、鉛直面上に設定される2以上の線分によって形成される図形データである。例えば図6では、3種類の横断テンプレートが設定されており、(a)は拝み勾配の道路横断を表す横断テンプレート、(b)は中央分離帯がある拝み勾配の道路横断を表す横断テンプレート、(c)は歩道高が異なる拝み勾配の道路横断を表す横断テンプレートをそれぞれ示している。なお図6に示すように、横断テンプレートは道路中心も含んで形成するとよい。
(Template storage means)
The template storage means 113 stores "crossing templates." Here, a crossing template indicates a typical cross-sectional shape of the road, and is graphic data formed by two or more line segments set on a vertical plane. For example, in FIG. 6, three types of crossing templates are set, where (a) is a crossing template representing a road crossing with a bowing gradient, (b) is a crossing template representing a road crossing with a median strip with a bowing gradient, and (c) is a crossing template representing a road crossing with a bowing gradient and different sidewalk heights. As shown in FIG. 6, it is preferable to form the crossing template so as to include the center of the road.
(テンプレート選出手段とテンプレート配置手段)
テンプレート選出手段102は、オペレーターがポインティングデバイスやキーボード等を利用して、テンプレート記憶手段113に記憶される横断テンプレートの中から所望の横断テンプレートを選出する手段である。なおテンプレート選出手段102は、オペレーター操作によって所望の横断テンプレートを選出する仕様とすることもできるし、横断面上の「地物分類」から自動選出する仕様とすることもできる。またテンプレート配置手段103は、選出された横断テンプレートを道路の横断方向となるように配置する手段である。以下、テンプレート配置手段103が横断テンプレートを配置する処理について、詳しく説明する。
(Template Selection Means and Template Placement Means)
The template selection means 102 is a means by which an operator uses a pointing device, a keyboard, or the like to select a desired crossing template from among the crossing templates stored in the template storage means 113. The template selection means 102 can be designed to select a desired crossing template by an operator operation, or can be designed to automatically select from the "funnel classification" on the cross section. The template placement means 103 is a means for placing the selected crossing template so that it is in the cross direction of the road. The process by which the template placement means 103 places the crossing template will be described in detail below.
事前に、道路に対して地物高を付与しておく。具体的には、地物抽出手段105によって道路の地物図形(ポリゴンなど)を抽出するとともに該当小領域抽出手段106によって該当小領域を抽出し、代表高決定手段101が該当小領域ごとに決定した代表高を地物高として道路に付与する。そして、付与された地物高に基づいて、鉛直面上に投影された道路の断面図(以下、「測定断面図」という。)を作成し、その測定断面図に2次元地形モデルが有する道路中心(地物)と道路縁(地物)を設定する。なお測定断面図は、オペレーターが指定した位置で作成する仕様とすることもできるし、道路延長方向に一定間隔(例えば、20mピッチなど)で自動生成する仕様とすることもできる。測定断面図が作成されると、図7に示すように道路中心線と道路中心における路面高を合わせたうえで、横断テンプレートを配置する。このとき横断テンプレートは、測定断面図上に、すなわち道路の横断方向となるように配置される。したがって2次元地形モデルは、地物として道路中心や道路縁とともに道路の横断方向も備えるとよい。 The feature height is assigned to the road in advance. Specifically, the feature extraction means 105 extracts the feature figure (polygon, etc.) of the road, and the corresponding small area extraction means 106 extracts the corresponding small area, and the representative height determined by the representative height determination means 101 for each corresponding small area is assigned to the road as the feature height. Then, based on the assigned feature height, a cross-sectional view of the road projected on a vertical plane (hereinafter referred to as a "measured cross-sectional view") is created, and the road center (feature) and road edge (feature) of the 2D terrain model are set on the measured cross-sectional view. The measured cross-sectional view can be created at a position specified by the operator, or can be automatically generated at regular intervals (for example, 20 m pitch) in the road extension direction. When the measured cross-sectional view is created, the road surface height at the road centerline and the road center is adjusted as shown in FIG. 7, and then the cross-sectional template is placed. At this time, the cross-sectional template is placed on the measured cross-sectional view, that is, in the cross-sectional direction of the road. Therefore, it is advisable for a two-dimensional terrain model to include road centers, road edges, and road cross directions as features.
(地物高修正手段)
地物高修正手段108は、地物高設定手段107によって設定された道路縁の地物高を必要に応じて修正する手段である。具体的には、道路縁における地物高と、道路縁における横断テンプレートの高さ(以下、「テンプレート高」という。)との較差(以下、「差分高」という。)が、あらかじめ定められた閾値を上回るとき、地物高修正手段108は道路縁の地物高を修正する。すなわち、地物高設定手段107によって設定された道路縁の地物高に代えて、テンプレート高を新たに道路縁の地物高として設定する。一方、差分高が閾値を下回るとき、地物高修正手段108は道路縁の地物高をそのまま維持する。
(Means of correcting feature height)
The object height correction means 108 is a means for correcting the object height of the road edge set by the object height setting means 107 as necessary. Specifically, when the difference (hereinafter referred to as "differential height") between the object height at the road edge and the height of the cross-sectional template at the road edge (hereinafter referred to as "template height") exceeds a predetermined threshold value, the object height correction means 108 corrects the object height of the road edge. In other words, instead of the object height of the road edge set by the object height setting means 107, the template height is set as a new object height of the road edge. On the other hand, when the differential height is below the threshold value, the object height correction means 108 maintains the object height of the road edge as it is.
図7(a)の例では、道路縁における地物高とテンプレート高との差分高が閾値を下回っており、したがって地物高修正手段108は道路縁の地物高をそのまま維持する。これに対して図7(b)の例では、右側の道路縁における地物高とテンプレート高との差分高が閾値を上回っており、したがって地物高修正手段108はテンプレート高を新たに右側の道路縁の地物高として設定する。現実の道路縁には、途中に擁壁などが設置されていることもあり、その場合はその擁壁を地物高として求めることとなるため、一連の道路縁を把握する結果とはならないことも考えられる。そこで、その道路横断を代表する横断テンプレートと著しく異なる形状となる場合は、3次元点群に基づいて設定された道路縁の地物高よりも、横断テンプレートのテンプレート高を採用することで、一連の道路縁を把握するわけである。 In the example of FIG. 7(a), the difference between the feature height at the road edge and the template height is below the threshold, so the feature height correction means 108 maintains the feature height of the road edge as is. In contrast, in the example of FIG. 7(b), the difference between the feature height at the right road edge and the template height is above the threshold, so the feature height correction means 108 sets the template height as the new feature height of the right road edge. In actual road edges, retaining walls may be installed along the way, and in that case, the retaining walls are obtained as the feature height, so it is possible that the result will not grasp the entire road edge. Therefore, if the shape is significantly different from the crossing template that represents the road crossing, the template height of the crossing template is used rather than the feature height of the road edge set based on the 3D point cloud, so that the entire road edge is grasped.
(処理の流れ)
以下、図8を参照しながら地物高付与装置100の主な処理について詳しく説明する。図8は、本願発明の地物高付与装置100の主な処理の流れを示すフロー図である。なおこのフロー図では、中央の列に実施する行為を示し、左列にはその行為に必要なものを、右列にはその行為から生ずるものを示している。
(Processing flow)
The main processing of the feature
図8に示すように、まず点群記憶手段110から3次元点群を読み出すとともに、小領域グループ記憶手段111から小領域グループを読み出し、統計別高算出手段104が小領域ごとに統計別高を算出する(Step201)。このとき統計別高算出手段104は、それぞれの小領域においてあらかじめ選択された種類すべての統計別高(平均高や最小高、最大高、最頻高、中央高など)を算出し、また小領域グループ記憶手段111が複数種類の小領域グループを記憶している場合はそれぞれの小領域グループに対して統計別高を算出する。 As shown in FIG. 8, first, a three-dimensional point cloud is read from the point cloud storage means 110, and a small area group is read from the small area group storage means 111, and the statistical height calculation means 104 calculates a statistical height for each small area (Step 201). At this time, the statistical height calculation means 104 calculates all statistical heights (average height, minimum height, maximum height, most frequent height, median height, etc.) of preselected types for each small area, and if the small area group storage means 111 stores multiple types of small area groups, it calculates a statistical height for each small area group.
続いて、地物抽出手段105を使用し、2次元地形モデルが具備する地物情報に基づいて所定の地物図形(ポリライン等)を抽出し(Step202)、該当小領域抽出手段106がその地物図形に対して該当小領域を抽出する(Step203)。該当小領域が抽出されると、代表高決定手段101が該当小領域に係る地物分類に基づいて最適統計記憶手段112から最適統計を取得する(Step204)とともに、その最適統計に基づいて統計別高記憶手段114から該当小領域に設定された統計別高(例えば最小高)を取得し、その該当小領域の代表高として決定する(Step205)。 Next, the feature extraction means 105 is used to extract a specific feature figure (such as a polyline) based on the feature information contained in the two-dimensional topographical model (Step 202), and the relevant small area extraction means 106 extracts a relevant small area for that feature figure (Step 203). Once the relevant small area has been extracted, the representative height determination means 101 obtains optimal statistics from the optimal statistics storage means 112 based on the feature classification related to the relevant small area (Step 204), and obtains a statistical height (e.g., minimum height) set for the relevant small area from the statistical height storage means 114 based on the optimal statistics, and determines it as the representative height of the relevant small area (Step 205).
該当小領域の代表高を決定するまでの一連の処理(Step204~Step205)を、該当小領域抽出手段106によって抽出された該当小領域に対して繰り返し実行すると、それら代表高に基づいて地物高設定手段107が地物に対して地物高を付与する(Step206)。 The series of processes (Step 204 to Step 205) up to determining the representative height of the relevant small area are repeatedly performed for the relevant small area extracted by the relevant small area extraction means 106, and the feature height setting means 107 assigns a feature height to the feature based on these representative heights (Step 206).
次に、図9を参照しながら地物高修正手段108が道路縁の地物高を修正する処理について詳しく説明する。図9は、地物高修正手段108によって道路縁の地物高が修正される主な処理の流れを示すフロー図である。なおこのフロー図では、中央の列に実施する行為を示し、左列にはその行為に必要なものを、右列にはその行為から生ずるものを示している。 Next, the process by which the feature height correction means 108 corrects the feature height of the road edge will be described in detail with reference to Figure 9. Figure 9 is a flow diagram showing the main process flow for correcting the feature height of the road edge by the feature height correction means 108. Note that in this flow diagram, the action to be performed is shown in the center column, what is necessary for that action is shown in the left column, and what results from that action is shown in the right column.
図9に示すように、地物高設定手段107によって道路縁に地物高が付与されると(Step206)、オペレーターがポインティングデバイスやキーボード等を利用して、テンプレート記憶手段113から所望の横断テンプレートを選出する(Step207)。そしてテンプレート配置手段103が、図7に示すように道路中心線と道路中心における路面高を合わせたうえで、測定断面図に重ねて横断テンプレートを配置する(Step208)。このとき横断テンプレートは、道路の横断方向となるように配置される。 As shown in Figure 9, when the feature height setting means 107 assigns feature heights to the road edges (Step 206), the operator uses a pointing device, keyboard, etc. to select the desired cross-sectional template from the template storage means 113 (Step 207). Then, the template placement means 103 aligns the road centerline with the road surface height at the road center as shown in Figure 7, and places the cross-sectional template over the measured cross-sectional view (Step 208). At this time, the cross-sectional template is placed so that it is in the cross-sectional direction of the road.
横断テンプレートが所定位置に配置されると、地物高修正手段108が道路縁における地物高と横断テンプレートとの差分高を求め(Step209)、その差分高と閾値を照らし合わせる(Step210)。そして、差分高が閾値を上回るときは(Step210のYes)、地物高修正手段108は地物高設定手段107によって設定された道路縁の地物高に代えて、テンプレート高を新たに道路縁の地物高として設定する(Step211)。一方、差分高が閾値を下回るときは(Step210のNo)、地物高修正手段108は道路縁の地物高をそのまま維持する。 When the cross-sectional template is placed in the specified position, the feature height correction means 108 calculates the difference in height between the feature height at the road edge and the cross-sectional template (Step 209) and compares this difference in height with a threshold value (Step 210). If the difference in height exceeds the threshold value (Yes in Step 210), the feature height correction means 108 sets the template height as the new feature height of the road edge instead of the feature height of the road edge set by the feature height setting means 107 (Step 211). On the other hand, if the difference in height is below the threshold value (No in Step 210), the feature height correction means 108 maintains the feature height of the road edge as it is.
本願発明の地物高付与装置は、道路施設をはじめとする様々な施設の管理や、自動運転に使用される地図情報として、特に好適に利用することができる。また本願発明によれば、高齢者や車いすにとって有益な段差情報を高い精度で提供することができ、さらに防災計画にも有効活用することができるなど、本願発明の地物高付与装置は、産業上利用できるばかりでなく社会的にも大きな貢献を期待し得る発明である。 The feature height assignment device of the present invention can be particularly useful for managing various facilities, including road facilities, and as map information used in automated driving. Furthermore, the present invention can provide highly accurate step information that is useful for elderly people and wheelchair users, and can also be effectively used in disaster prevention planning. The feature height assignment device of the present invention is not only applicable to industry, but is also expected to make a significant contribution to society.
100 本願発明の地物高付与装置
101 (地物高付与装置の)代表高決定手段
102 (地物高付与装置の)テンプレート選出手段
103 (地物高付与装置の)テンプレート配置手段
104 (地物高付与装置の)統計別高算出手段
105 (地物高付与装置の)地物抽出手段
106 (地物高付与装置の)該当小領域抽出手段
107 (地物高付与装置の)地物高設定手段
108 (地物高付与装置の)地物高修正手段
109 (地物高付与装置の)2次元地形モデル記憶手段
110 (地物高付与装置の)点群記憶手段
111 (地物高付与装置の)小領域グループ記憶手段
112 (地物高付与装置の)最適統計記憶手段
113 (地物高付与装置の)テンプレート記憶手段
114 (地物高付与装置の)統計別高記憶手段
MG 小領域グループ
100 Feature height assigning device of the
Claims (4)
対象領域内を計測して得られた複数の3次元計測点を記憶する点群記憶手段と、
対象領域に対して設定された複数の小領域からなる小領域グループを記憶する小領域グループ記憶手段と、
前記小領域ごとに複数種類の統計別高を算出する統計別高算出手段と、
あらかじめ前記2次元地形モデルの前記地物分類に関連付けられて設定される最適統計を記憶する最適統計記憶手段と、
前記小領域の代表高を決定する代表高決定手段と、を備え、
前記統計別高算出手段は、前記小領域内にある複数の前記3次元計測点を用い、複数種類の統計処理を行うことによって、該小領域ごとに複数種類の前記統計別高を算出し、
前記代表高決定手段は、前記小領域に対応する前記2次元地形モデルの前記地物分類の前記最適統計に基づいて、該小領域に係る複数種類の前記統計別高から1の該統計別高を選出するとともに、選出された該統計別高を該小領域の前記代表高として決定し、
前記代表高に基づいて前記地物に対して該地物の高さである地物高を付与する、
ことを特徴とする地物高付与装置。 a two-dimensional topographical model storage means for storing a two-dimensional topographical model in which a topographical object classification is assigned to the topographical objects of a target area;
a point cloud storage means for storing a plurality of three-dimensional measurement points obtained by measuring a target area;
a small area group storage means for storing a small area group consisting of a plurality of small areas set for a target area;
A statistical amount calculation means for calculating a plurality of types of statistical amounts for each of the small regions;
an optimal statistics storage means for storing optimal statistics that are set in advance in association with the feature classification of the two-dimensional topographical model;
a representative height determining means for determining a representative height of the small region,
the statistical height calculation means calculates a plurality of types of the statistical height for each small region by performing a plurality of types of statistical processing using a plurality of the three-dimensional measurement points within the small region;
the representative height determination means selects one statistical height from a plurality of types of statistical heights related to the small region based on the optimal statistics of the feature classification of the two-dimensional topographical model corresponding to the small region, and determines the selected statistical height as the representative height of the small region;
assigning a feature height, which is the height of the feature, to the feature based on the representative height;
A feature height imparting device.
前記代表高決定手段は、前記小領域グループごとにそれぞれ前記小領域の前記統計別高を選出するとともに、選出された該小領域グループごとの該小領域に係る該統計別高のうち、該小領域の前記最適統計に最も適した該統計別高を該小領域の前記代表高として決定する、
ことを特徴とする請求項1記載の地物高付与装置。 The small region group storage means stores two or more small region groups having different resolutions,
the representative height determination means selects the statistical height of each of the small regions for each of the small region groups, and determines, from the statistical heights related to the small regions for each of the selected small region groups, the statistical height that is most suitable for the optimal statistics of the small region as the representative height of the small region;
2. The feature height determination device according to claim 1.
前記代表高決定手段は、複数種類の前記統計別高の中から最小値の該統計別高を選出するとともに前記代表高として決定し、該代表高に基づいて前記道路縁に対して前記地物高を付与する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の地物高付与装置。 the optimal statistics storage means stores a "minimum value" for the "road edge" of the feature classification of the two-dimensional terrain model as the optimal statistics;
the representative height determination means selects a minimum statistical height from among a plurality of types of the statistical heights and determines the minimum statistical height as the representative height, and assigns the feature height to the road edge based on the representative height.
3. The feature height determination device according to claim 1 or 2.
前記テンプレート記憶手段が記憶する前記横断テンプレートから、所望の該横断テンプレートを選出するテンプレート選出手段と、
前記テンプレート選出手段によって選出された前記横断テンプレートを、道路の横断方向となるように配置するテンプレート配置手段と、をさらに備え、
前記横断テンプレートは、鉛直面上に設定される2以上の線分によって形成され、
前記道路縁における前記横断テンプレートの高さと、前記代表高決定手段によって付与された該道路縁の高さと、の差が、あらかじめ定めた閾値を上回るときは、該横断テンプレートの高さを該道路縁の高さとして採用する、
ことを特徴とする請求項3記載の地物高付与装置。 A template storage means for storing a plurality of types of crossing templates;
a template selection means for selecting a desired transverse template from the transverse templates stored in the template storage means;
a template arrangement means for arranging the crossing template selected by the template selection means so as to be in a crossing direction of a road,
The transverse template is formed by two or more line segments set on a vertical plane;
When a difference between a height of the cross-sectional template at the road edge and a height of the road edge assigned by the representative height determining means exceeds a predetermined threshold, the height of the cross-sectional template is adopted as the height of the road edge.
4. The feature height determination device according to claim 3.
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