JP7650178B2 - Height information system - Google Patents
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Description
本願発明は、標高や基準面からの比高差といった「高さ情報」を付与する技術に関するものであり、より具体的には、複数の測点(3次元座標点)の中から測点間の勾配に基づいて適正な測点を抽出したうえで、適切な高さ情報を付与することができる高さ情報付与システムに関するものである。 This invention relates to a technology that assigns "height information" such as elevation or height difference from a reference surface, and more specifically, to a height information assignment system that can assign appropriate height information after extracting appropriate measurement points from multiple measurement points (three-dimensional coordinate points) based on the gradient between the measurement points.
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次元計測点の集合(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. On the other hand, in recent years, advances in measurement technology have made it easy to obtain large collections of three-dimensional measurement points (hereafter referred to as "three-dimensional point clouds"), and advances in information technology have also 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好んで用いられている。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 popular. 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.
空中写真測量や航空レーザー計測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)、DTM(Digital Terrain Model)に代表される地形モデルである。 Three-dimensional point clouds obtained by aerial photogrammetry or airborne laser measurement are generally used as a three-dimensional model (hereafter referred to as a "3D model") of the terrain being measured. This 3D model represents the target terrain in three-dimensional coordinates, and is a terrain model represented by DSM (Digital Surface Model), DEM (Digital Elevation Model), or DTM (Digital Terrain 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情報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 provide height information to the representative points of the small regions. 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 the 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、従来の平面図に比べると多様な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 wider variety of purposes than traditional 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、その図形とともに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平面図(以下、「2次元地図情報」という。)が別に用意されているケースも少なくない。そして、この2次元地図情報を利用すれば、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. With recent advances in machine learning technology, it has become possible to mechanically (automatically) extract features from aerial photographs or plan views and extract attribute information along with the shapes. In this way, there are many cases where plan views (hereafter referred to as "2D map information") that do not include height information such as elevation but do include attribute information of features are prepared separately. Using this 2D map information 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.
相互の平面座標を用いて3Dモデルと2次元地図データを平面的に合わせることによって、3Dモデルに属性情報を付与することができ、属性情報に高さ情報を付与することができる。つまり、例えば道路縁やオフィスビルのエッジなどに高さ情報を付与することができるわけである。 By aligning the 3D model and the 2D map data on a plane using their respective planar coordinates, it is possible to add attribute information to the 3D model, and height information can be added to the attribute information. In other words, height information can be added to road edges and the edges of office buildings, for example.
ところで本願の発明者は、道路を計測して得られる3次元点群(つまり、3Dモデル)にはノイズが多く含まれることを見出した。すなわち、例えば上記した手法によって道路縁に高さ情報を付与したとしても、実際の道路縁を正確に再現できない傾向があることを確認している。これは道路上に設置された種々の施設が原因であると考えられる。より詳しくは、空中写真測量や航空レーザー計測などによって得られる3次元の計測点(以下、「3次元測点」という。)は、道路面ではなくその上方に位置する電線や標識などを計測することがあり、これが道路にとってはノイズに該当することとなるわけである。実際に特段の処理を行うことなく道路縁に高さ情報を付与したところ、多くのケースで上下数m~10m程度のばらつきが生じていた。 However, the inventors of the present application have found that the 3D point cloud (i.e., 3D model) obtained by measuring a road contains a lot of noise. In other words, they have confirmed that even if height information is added to the road edge using the above-mentioned method, the actual road edge tends not to be accurately reproduced. This is thought to be due to various facilities installed on the road. More specifically, 3D measurement points (hereinafter referred to as "3D measurement points") obtained by aerial photogrammetry, aerial laser measurement, etc. may not measure the road surface but electric wires and signs located above it, which correspond to noise for the road. When height information was actually added to the road edge without any special processing, in many cases there was a variation of several meters to 10 meters above and below.
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、ノイズとなる3次元測点を極力排除したうえで地物に高さ情報を付与することができる、高さ情報付与システム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 height information assignment system that can assign height information to features while eliminating as many 3D measurement points as possible that cause noise.
本願発明は、線上あるいは細幅の帯状領域(以下、単に「帯領域」という。)内に配置され、上下にばらつきが生じている3次元測点の中から、高さ情報が比較的小さい3次元測点を採用したうえで地物に高さ情報を付与する、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 point that, from among 3D measurement points that are arranged on a line or within a narrow strip (hereinafter simply referred to as a "strip") and have vertical variation, 3D measurement points with relatively small height information are selected and height information is assigned to features, and is an invention based on a previously unseen idea.
本願発明の高さ情報付与システムは、基線上(あるいは帯領域の内側)に配置された複数の対象測点に基づいて基線(あるいは帯領域)に高さ情報を付与するシステムであって、点間勾配算出手段と、適正点抽出手段を備えたものである。なお、基線(あるいは帯領域)には起点側と終点側が設定されており、複数の対象測点は順方向(起点側から終点側に向かう方向)に並べられている。点間勾配算出手段は、2つの対象測点に係る3次元座標に基づいて点間順勾配(対象測点間の順方向の勾配)を算出する手段であり、適正点抽出手段は、点間順勾配があらかじめ定められた勾配要件を満たすときその点間順勾配に係る終点側の対象測点を適正点として抽出する手段である。そして適正点に係る3次元座標に基づいて、基線(あるいは帯領域)に高さ情報を付与する。 The height information assignment system of the present invention is a system that assigns height information to a baseline (or band area) based on multiple target measurement points arranged on the baseline (or inside the band area), and is equipped with a point-to-point gradient calculation means and a suitable point extraction means. The baseline (or band area) has a starting point side and an end point side set, and the multiple target measurement points are arranged in a forward direction (direction from the starting point side to the end point side). The point-to-point gradient calculation means is a means for calculating the point-to-point forward gradient (forward gradient between the target measurement points) based on the three-dimensional coordinates related to the two target measurement points, and the suitable point extraction means is a means for extracting a target measurement point on the end side related to the point-to-point forward gradient as a suitable point when the point-to-point forward gradient satisfies a predetermined gradient requirement. Then, height information is assigned to the baseline (or band area) based on the three-dimensional coordinates related to the suitable point.
本願発明の高さ情報付与システムは、点間順勾配があらかじめ定められた順勾配閾値を下回るとき、その点間順勾配に係る終点側の対象測点を適正点として抽出するものとすることもできる。この場合、点間勾配算出手段は、適正点を起点側とする点間順勾配を算出し、点間勾配算出手段は、適正点抽出手段によって適正点が抽出されるまで順方向の順に対象測点を変えながら繰り返し点間順勾配を算出する。 The height information providing system of the present invention can also be configured to extract a target measurement point on the end point side related to the point-to-point forward gradient as a suitable point when the point-to-point forward gradient falls below a predetermined forward gradient threshold. In this case, the point-to-point gradient calculation means calculates the point-to-point forward gradient with the suitable point as the start point side, and the point-to-point gradient calculation means repeatedly calculates the point-to-point forward gradient while changing the target measurement point in the forward direction until a suitable point is extracted by the suitable point extraction means.
本願発明の高さ情報付与システムは、点間勾配算出手段によって算出される点間順勾配と点間逆勾配に基づいて、適正点を抽出するものとすることもできる。ここで点間逆勾配とは、対象測点間の逆方向(終点側から起点側に向かう方向)の勾配であって適正点を終点側とする勾配である。この場合、適正点抽出手段は、点間逆勾配があらかじめ定められた逆勾配閾値を下回るとき、その点間逆勾配に係る起点側の対象測点を適正点として抽出し、点間勾配算出手段は、適正点抽出手段によって適正点が抽出されるまで逆方向の順に対象測点を変えながら繰り返し点間順勾配を算出する。そして、点間順勾配に基づいて抽出され、かつ点間逆勾配に基づいて抽出された適正点に係る3次元座標によって、基線(あるいは帯領域)に高さ情報を付与する。 The height information assignment system of the present invention can also extract appropriate points based on the point-to-point forward gradient and point-to-point reverse gradient calculated by the point-to-point gradient calculation means. Here, the point-to-point reverse gradient is a gradient in the reverse direction (from the end point side to the start point side) between the target measurement points, with the appropriate point on the end point side. In this case, when the point-to-point reverse gradient falls below a predetermined reverse gradient threshold, the appropriate point extraction means extracts the target measurement point on the start point side related to the point-to-point reverse gradient as an appropriate point, and the point-to-point gradient calculation means repeatedly calculates the point-to-point forward gradient while changing the target measurement point in reverse order until the appropriate point is extracted by the appropriate point extraction means. Then, height information is assigned to the baseline (or band area) using the three-dimensional coordinates related to the appropriate point extracted based on the point-to-point forward gradient and extracted based on the point-to-point reverse gradient.
本願発明の高さ情報付与システムは、起点側と終点側が一致する無端の環状の基線(あるいは帯領域)に高さ情報を付与するものとすることもできる。この場合、基線(あるいは帯領域)の一方向(例えば、時計回り)が順方向であって、その反対方向(例えば、反時計回り)が逆方向とされる。 The height information assignment system of the present invention can also assign height information to an endless circular baseline (or band area) whose starting point and end point coincide. In this case, one direction of the baseline (or band area) (e.g., clockwise) is the forward direction, and the opposite direction (e.g., counterclockwise) is the reverse direction.
本願発明の高さ情報付与システムは、分岐点設定手段と対象範囲分割手段をさらに備えたものとすることもできる。この分岐点設定手段は、複数の対象測点のうち最小の高さ情報を具備する対象測点(つまり、最下点)を分岐点として設定する手段であり、一方の対象範囲分割手段は、分岐点を境界として2つの基線(あるいは帯領域)に分割する手段である。この場合、点間勾配算出手段は、ぞれぞれの基線(あるいは帯領域)に対して点間順勾配を算出し、適正点抽出手段は、ぞれぞれの基線(あるいは帯領域)に対して適正点を抽出する。 The height information providing system of the present invention may further include a branch point setting means and a target range dividing means. The branch point setting means is a means for setting a target measurement point (i.e., the lowest point) having the smallest height information among a plurality of target measurement points as a branch point, while the target range dividing means is a means for dividing the range into two baselines (or band areas) with the branch point as the boundary. In this case, the point-to-point gradient calculation means calculates the point-to-point gradient for each baseline (or band area), and the appropriate point extraction means extracts appropriate points for each baseline (or band area).
本願発明の高さ情報付与システムは、基点設定手段と着目測点選出手段をさらに備えたものとすることもできる。この基点設定手段は、複数の対象測点の中から出発点と到達点を設定するとともにこれら出発点と到達点を適正点として設定する手段であり、一方の着目測点選出手段は、2つの適正点の間に配置された対象測点のうち1つの対象測点を着目測点として選出する手段である。この場合、点間勾配算出手段は、終点側の適正点と着目点に係る3次元座標に基づいて点間順勾配を算出するとともに、起点側の適正点と着目点に係る3次元座標に基づいて点間逆勾配を算出する。また適正点抽出手段は、着目点に係る点間順勾配が順勾配閾値を下回り、かつ着目点に係る点間逆勾配が逆勾配閾値を下回るとき、この着目点を適正点として抽出する。なお着目測点選出手段は、適正点抽出手段によって適正点が抽出されるまで、高さ情報が小さい順に対象測点を変えながら繰り返し着目測点として選出していく。 The height information providing system of the present invention may further include a base point setting means and a target measurement point selection means. The base point setting means is a means for setting a starting point and a destination point from among a plurality of target measurement points and setting the starting point and the destination point as appropriate points, while the target measurement point selection means is a means for selecting one of the target measurement points located between the two appropriate points as the target measurement point. In this case, the point-to-point gradient calculation means calculates a point-to-point forward gradient based on the appropriate point on the end point side and the three-dimensional coordinates related to the target point, and calculates a point-to-point reverse gradient based on the appropriate point on the start point side and the three-dimensional coordinates related to the target point. The appropriate point extraction means extracts the target point as an appropriate point when the point-to-point forward gradient related to the target point is below the forward gradient threshold and the point-to-point reverse gradient related to the target point is below the reverse gradient threshold. The target measurement point selection means repeatedly selects the target measurement point as the target measurement point while changing the target measurement point in ascending order of height information until the appropriate point is extracted by the appropriate point extraction means.
本願発明の高さ情報付与システムは、適正点抽出手段によって既に抽出された適正点を除いたうえで、対象測点のうち最も小さい高さ情報を具備する対象測点(つまり、最下点)を新たな着目測点として選出するものとすることもできる。 The height information assignment system of the present invention can also select the target measurement point having the smallest height information (i.e., the lowest point) among the target measurement points as the new measurement point of interest after excluding the appropriate points already extracted by the appropriate point extraction means.
本願発明の高さ情報付与システムには、次のような効果がある。
(1)道路など目的の対象地物にとってノイズとなる3次元測点を除いたうえで当該地物に対して高さ情報を付与することができる。その結果、例えば実際の道路縁をより正確に再現することが可能となる。
(2)ユーザの判断が必要とされないため、ユーザの労力が軽減されるとともに、主観等による人為的なミスも回避され、効率的かつ高精度の結果を得ることができる。
The height information providing system of the present invention has the following effects.
(1) It is possible to add height information to target features such as roads after removing 3D measurement points that are noise for the target features. As a result, it is possible to reproduce, for example, actual road edges more accurately.
(2) Since no judgment by the user is required, the effort required by the user is reduced and human errors due to subjectivity, etc. are avoided, making it possible to obtain efficient and highly accurate results.
本願発明の高さ情報付与システムの実施の一例を図に基づいて説明する。なお本願発明の高さ情報付与システムは、線状や帯状など軸方向の寸法が卓越した形状の地物に対して高さ情報を付与するケースで特に有効であり、このような形状を呈する種々の地物に適用することができるが、便宜上ここでは「道路縁(道路境界線)」を対象地物とする例で説明する。また本願発明の情報付与システムが付与する「高さ情報」には、任意の基準面からの比高差など高さに関する様々な情報が含まれるが、便宜上ここでは「標高」を高さ情報とする例で説明する。 An example of an embodiment of the height information assignment system of the present invention will be described with reference to the drawings. The height information assignment system of the present invention is particularly effective in cases where height information is assigned to features with shapes that are linear or band-like, with prominent axial dimensions, and can be applied to various features with such shapes, but for convenience, an example will be described here in which a "road edge (road boundary line)" is the target feature. The "height information" assigned by the information assignment system of the present invention also includes various information related to height, such as the relative height difference from an arbitrary reference surface, but for convenience, an example will be described here in which "altitude" is used as the height information.
1.全体概要
図1(a)は道路縁の2次元情報(平面座標や属性情報)を具備する「2次元地図情報」を示す平面図であり、図1(b)は道路縁に配置された「3次元測点」で構成される縦断図である。ここで2次元地図情報とは、既述したとおり標高などの高さ情報は備えていないものの地物の平面座標と属性情報を有する平面図のことであり、また3次元測点とは、空中写真測量や航空レーザー計測などによって得られる3次元の計測点のことである。
1. Overall Overview Figure 1(a) is a plan view showing "two-dimensional map information" that includes two-dimensional information (plane coordinates and attribute information) of road edges, and Figure 1(b) is a longitudinal section consisting of "three-dimensional measurement points" placed on road edges. As mentioned above, the two-dimensional map information is a plan view that does not include height information such as altitude, but has plane coordinates and attribute information of features, and the three-dimensional measurement points are three-dimensional measurement points obtained by aerial photogrammetry or airborne laser measurement.
図1(b)の縦断図は、道路縁の直上の3次元測点、あるいは道路縁周辺の3次元測点(例えば、道路縁に掛かるメッシュの代表点など)を起点側から終点側に向けて並べたものであり、横軸は起点側から各3次元測点までの距離(点間距離や、X軸座標差、Y軸座標差など)を示し、縦軸は3次元測点の標高を示している。換言すれば、最も起点側となる3次元測点(以下、「出発点」という。)から最も終点側となる3次元測点(以下、「到達点」という。)まで複数の3次元測点を順に並べるとともに、それぞれの標高に応じて上下にプロットしたものが図1(b)の縦断図である。なお、図1(a)が示す道路縁は無端の環状(いわゆるループ状)であるため、図1(b)では所定の3次元測点で道路縁を切断したうえで道路縁を展開している。したがって、図1のようなケースでは出発点と到達点が一致することになる。 The longitudinal section of FIG. 1(b) shows three-dimensional measurement points directly above the road edge or three-dimensional measurement points around the road edge (for example, representative points of a mesh that hangs over the road edge) lined up from the starting point side to the end point side, with the horizontal axis showing the distance from the starting point side to each three-dimensional measurement point (distance between points, X-axis coordinate difference, Y-axis coordinate difference, etc.), and the vertical axis showing the elevation of the three-dimensional measurement point. In other words, the longitudinal section of FIG. 1(b) shows a plurality of three-dimensional measurement points lined up in order from the three-dimensional measurement point closest to the starting point (hereinafter referred to as the "starting point") to the three-dimensional measurement point closest to the end point (hereinafter referred to as the "arrival point"), with each point plotted up and down according to its elevation. Note that the road edge shown in FIG. 1(a) is an endless ring (so-called loop-shaped), so in FIG. 1(b), the road edge is cut at a specified three-dimensional measurement point and then developed. Therefore, in a case like FIG. 1, the starting point and the arrival point coincide.
上記したとおり本願発明の高さ情報付与システムは、図2(a)に示すような線状の地物(例えば、道路縁など)や、図2(b)に示すような帯状の地物に対して高さ情報を付与するケースで特に有効である。図2(a)に示す例では、線状の地物を「基線」として扱い、この基線上あるいは基線周辺に配置された3次元測点を用いて図1(b)の縦断図を作成する。一方、図2(b)に示す例では、帯状の地物を「帯領域」として扱い、この帯領域内に配置された3次元測点を用いて図1(b)の縦断図を作成する。 As described above, the height information assignment system of the present invention is particularly effective in cases where height information is assigned to linear features (such as road edges) as shown in FIG. 2(a) or strip-shaped features as shown in FIG. 2(b). In the example shown in FIG. 2(a), the linear feature is treated as a "baseline," and the longitudinal section of FIG. 1(b) is created using three-dimensional measurement points placed on or around this baseline. On the other hand, in the example shown in FIG. 2(b), the strip-shaped feature is treated as a "strip area," and the longitudinal section of FIG. 1(b) is created using three-dimensional measurement points placed within this strip area.
既に説明したように、道路を計測して得られる3次元点群(つまり、3Dモデル)にはノイズが多く含まれる傾向にある。そのため、3次元点群を構成する複数の3次元測点を図1(b)に示す縦断図で表すと、上下に相当のばらつきが生じることが明確になる。そこで本願発明は、縦断図のうち上方に配置された(つまり、標高が高い)3次元測点は採用せず、縦断図のうち下方に配置された(つまり、標高が低い)3次元測点のみを用いて地物に高さ情報を与えることとした。すなわち、電線などを表すと考えられる3次元測点は排除し、道路縁を表すと考えられる3次元測点のみを選出して利用するわけである。 As already explained, 3D point clouds (i.e., 3D models) obtained by measuring roads tend to contain a lot of noise. Therefore, when the multiple 3D measurement points that make up the 3D point cloud are represented on the longitudinal section shown in Figure 1 (b), it becomes clear that there is considerable variation up and down. Therefore, the present invention does not use 3D measurement points located on the upper part of the longitudinal section (i.e., high altitude), but instead uses only 3D measurement points located on the lower part of the longitudinal section (i.e., low altitude) to provide height information for features. In other words, 3D measurement points thought to represent power lines, etc. are excluded, and only 3D measurement points thought to represent road edges are selected and used.
2.適正画像選択システム
次に、本願発明の高さ情報付与システムについて、図を参照しながら詳しく説明する。図3は、本願発明の高さ情報付与システム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本願発明の高さ情報付与システム100は、点間勾配算出手段101と適正点抽出手段102を含んで構成され、さらに分岐点設定手段103や対象範囲分割手段104、地物抽出手段105、対象測点抽出手段106、測点配列手段107、高さ情報付与手段108、3D地形モデル記憶手段109、2D地図情報記憶手段110、高さ情報記憶手段111などを含んで構成することもできる。
2. Appropriate Image Selection System Next, the height information assignment system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Fig. 3 is a block diagram showing the main components of the height
高さ情報付与システム100を構成する点間勾配算出手段101と適正点抽出手段102、分岐点設定手段103、対象範囲分割手段104、地物抽出手段105、対象測点抽出手段106、測点配列手段107、高さ情報付与手段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等のプロセッサと、ROMやRAMといったストレージや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、タブレット型コンピュータ(iPad(登録商標)など)やスマートフォンといった携帯型端末機器、あるいはパーソナルコンピュータ(PC)やサーバーなどを例示することができる。
The point-to-point gradient calculation means 101, the appropriate point extraction means 102, the branch point setting means 103, the target range division means 104, the feature extraction means 105, the target measurement point extraction means 106, the measurement point arrangement means 107, and the height information assignment means 108 that constitute the height
また、3D地形モデル記憶手段109と2D地図情報記憶手段110、高さ情報記憶手段111は、コンピュータ装置の記憶装置を利用することもできるし、そのほかデータベースサーバーに構築することもできる。データベースサーバーに構築する場合、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(例えば、無線通信)で保存するクラウドサーバーとすることもできる。 The 3D terrain model storage means 109, 2D map information storage means 110, and elevation information storage means 111 can be stored in a computer device 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 (e.g., wireless communication).
以下、高さ情報付与システム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 height
(2D地図情報記憶手段と地物抽出手段)
2D地図情報記憶手段110は、2D地図情報を記憶する手段であり、地物抽出手段105は2D地図情報の中から対象とする地物(この場合は道路縁)を抽出する手段である。この地物抽出手段105は、オペレーターが指定した地物の種別(道路縁)を自動的に抽出する仕様とすることもできるし、オペレーターが2D地図情報を目視しながらポインティングデバイスやキーボードを操作することによって抽出する仕様とすることもできる。
(2D map information storage means and feature extraction means)
The 2D map information storage means 110 is a means for storing 2D map information, and the feature extraction means 105 is a means for extracting a target feature (in this case, a road edge) from the 2D map information. This feature extraction means 105 can be designed to automatically extract a type of feature (road edge) specified by an operator, or can be designed to extract the feature by operating a pointing device or a keyboard while visually viewing the 2D map information.
(3D地形モデル記憶手段と対象測点抽出手段)
3D地形モデル記憶手段109は、多数の3次元測点(つまり、3次元点群)を記憶する手段である。また対象測点抽出手段106は、基線上(基線周辺)に、あるいは帯領域内に配置された3次元測点(以下、「対象測点」という。)を抽出する手段である。より詳しくは、平面座標に基づいて3次元点群と2D地図情報の平面的な位置合わせを行い、基線あるいは帯領域に係る3次元測点を対象測点として抽出していく。
(3D terrain model storage means and target measurement point extraction means)
The 3D topographical model storage means 109 is a means for storing a large number of 3D measurement points (i.e., a 3D point cloud). The target measurement point extraction means 106 is a means for extracting 3D measurement points (hereinafter referred to as "target measurement points") located on a baseline (around the baseline) or within a band area. More specifically, the 3D point cloud and 2D map information are aligned in plan based on the plane coordinates, and 3D measurement points related to the baseline or band area are extracted as target measurement points.
(測点配列手段)
測点配列手段107は、対象測点の中から出発点と到達点を選出するとともに、複数の対象測点を起点側から終点側(つまり、出発点から到達点)に順に配列する手段である。対象測点を配列するにあたっては出発点と到達点を結ぶ線分上に順に並べていき、また出発点(あるいは到達点)を選出するにあたっては対象測点のうち最も標高が低いもの(以下、「最小標高点」という。)を選出するとよい。例えば図4(a)に示す無端の環状(いわゆるループ状)の道路縁の場合、対象測点のうち最小標高点を出発点かつ到達点として選出し、そして出発点と到達点を結ぶ線分上に対象測点を配列していくとよい。このとき、もちろん出発点に近い順に対象測点を起点側(図では左側)から並べていく。
(Means for arranging measurement points)
The measurement point arrangement means 107 is a means for selecting a starting point and a destination point from among the target measurement points, and for arranging the target measurement points in order from the starting point side to the destination point side (i.e., from the starting point to the destination point). When arranging the target measurement points, they are arranged in order on a line segment connecting the starting point and the destination point, and when selecting the starting point (or the destination point), it is advisable to select the one with the lowest elevation (hereinafter referred to as the "minimum elevation point") among the target measurement points. For example, in the case of an endless circular (so-called loop-shaped) road edge shown in FIG. 4(a), it is advisable to select the minimum elevation point among the target measurement points as the starting point and the destination point, and then arrange the target measurement points on the line segment connecting the starting point and the destination point. At this time, the target measurement points are arranged from the starting point side (the left side in the figure) in order of proximity to the starting point.
図4(b)に示す道路縁のように、途中に最小標高点があるときはこれを出発点や到達点として選出することができない。この場合、最小標高点を分岐点として設定するとともに、当該分岐点を境界にして道路縁を2つに分割するとよい。すなわち図4(b)に示すように、分岐点を出発点、他端を到達点としたうえで分割された2つの道路縁それぞれに対して後続の処理を行うわけである。なお、分岐点は分岐点設定手段103(図3)によって設定され、道路縁は対象範囲分割手段104(図3)によって2つに分割される。 When there is a minimum elevation point along the way, like the road edge shown in Figure 4(b), this cannot be selected as the starting point or the destination point. In this case, it is advisable to set the minimum elevation point as a branch point and divide the road edge into two with the branch point as the boundary. That is, as shown in Figure 4(b), the branch point is set as the starting point and the other end as the destination point, and the subsequent processing is performed on each of the two divided road edges. Note that the branch point is set by the branch point setting means 103 (Figure 3), and the road edge is divided into two by the target range dividing means 104 (Figure 3).
図5は、測点配列手段107によって配列された9個(PA1~PA9)の対象測点を示す模式的な縦断図である。この図では、対象測点PA1が出発点、対象測点PA9が到達点としてそれぞれ選出されており、起点側から順に対象測点PA2~対象測点PA8が配列されている。なお便宜上ここでは、起点側から終点側(つまり、出発点から到達点)に向かう方向(図では右向き)のことを「順方向」、終点側から起点側(つまり、到達点から出発点)に向かう方向(図では左向き)のことを「逆方向」ということとし、また順方向に向かう勾配のことを「順勾配」、逆方向に向かう勾配のことを「逆勾配」ということとする。例えば図5で対象測点PA4に着目すると、対象測点PA4から対象測点PA5に向かう勾配が「順勾配」となり、対象測点PA4から対象測点PA3に向かう勾配が「逆勾配」となるわけである。もちろん順勾配や逆勾配は、対象測点(3次元測点)が有する3次元座標に基づいて算出される。 Figure 5 is a schematic longitudinal section showing nine target measurement points (PA1 to PA9) arranged by the measurement point arrangement means 107. In this figure, the target measurement point PA1 is selected as the starting point, and the target measurement point PA9 is selected as the destination point, and the target measurement points PA2 to PA8 are arranged in order from the starting point side. For convenience, the direction from the starting point side to the end point side (i.e., from the starting point to the destination point) (to the right in the figure) is referred to as the "forward direction", the direction from the end point side to the starting point side (i.e., from the destination point to the starting point) (to the left in the figure) is referred to as the "reverse direction", and the gradient in the forward direction is referred to as the "forward gradient", and the gradient in the reverse direction is referred to as the "reverse gradient". For example, if we focus on the target measurement point PA4 in Figure 5, the gradient from the target measurement point PA4 to the target measurement point PA5 is the "forward gradient", and the gradient from the target measurement point PA4 to the target measurement point PA3 is the "reverse gradient". Of course, the forward and reverse gradients are calculated based on the three-dimensional coordinates of the target measurement point (three-dimensional measurement point).
(点間勾配算出手段)
点間勾配算出手段101は、図5に示す対象測点を連結する縦断図において、着目された対象測点と、その対象測点の終点側に位置する他の対象測点とによって、これら対象測点間の順勾配(以下、「点間順勾配」という。)を算出する手段である。また点間勾配算出手段101は、点間順勾配の算出に加え、着目された対象測点と、その対象測点の起点側に位置する他の対象測点とによって、これら対象測点の逆勾配(以下、「点間逆勾配」という。)を算出する手段とすることもできる。
(Point-to-point gradient calculation means)
The point-to-point gradient calculation means 101 is a means for calculating a forward gradient between a focused target measurement point and another target measurement point located on the end side of the focused target measurement point in a longitudinal section connecting the target measurement points shown in Fig. 5 (hereinafter referred to as "point-to-point forward gradient"). In addition to calculating the point-to-point forward gradient, the point-to-point gradient calculation means 101 can also be a means for calculating an inverse gradient between the focused target measurement point and another target measurement point located on the start side of the focused target measurement point (hereinafter referred to as "point-to-point reverse gradient").
(適正点抽出手段)
適正点抽出手段102は、対象測点に係る点間順勾配や点間逆勾配に基づいて「適正点」を抽出する手段である。例えば、対象測点に係る点間順勾配があらかじめ定められた「勾配要件」を満たすときに、その対象測点を適正点として抽出する仕様とすることができる。ここで勾配要件とは、例えば-3%~3%といった範囲や、1%~3%といった範囲のように、上限の勾配と下限の勾配によって規定される要件である。したがって適正点抽出手段102は、点間順勾配が勾配要件に規定される範囲にあるときに、その点間順勾配に係る対象測点を適正点として抽出する。
(Appropriateness point extraction means)
The appropriate point extraction means 102 is a means for extracting an "appropriate point" based on the point-to-point forward gradient and point-to-point reverse gradient of a target measurement point. For example, when the point-to-point forward gradient of a target measurement point satisfies a predetermined "gradient requirement", the target measurement point can be extracted as an appropriate point. Here, the gradient requirement is a requirement defined by an upper gradient limit and a lower gradient limit, such as a range of -3% to 3% or a range of 1% to 3%. Therefore, when the point-to-point forward gradient is within the range defined by the gradient requirement, the appropriate point extraction means 102 extracts the target measurement point related to the point-to-point forward gradient as an appropriate point.
また適正点抽出手段102は、対象測点に係る点間順勾配があらかじめ定められた閾値(以下、「順勾配閾値」)を下回るときに、その対象測点を適正点として抽出する仕様とすることもできる。例えば順勾配閾値が3%とされるケースでは、適正点抽出手段102は、点間順勾配が3%を下回るときに、その点間順勾配に係る対象測点を適正点として抽出する。さらに適正点抽出手段102は、対象測点に係る点間逆勾配があらかじめ定められた閾値(以下、「逆勾配閾値」)を下回るときに、その対象測点を適正点として抽出する仕様とすることもできる。例えば逆勾配閾値が2%とされるケースでは、適正点抽出手段102は、点間逆勾配が2%を下回るときに、その点間逆勾配に係る対象測点を適正点として抽出する。なお、順勾配閾値と逆勾配閾値は、異なる値で設定することもできるし、両者ともに3%とするなど同一の値として設定することもできる。なお、出発点と到達点については、ここで説明した条件に関わらず適正点として設定される仕様とすることもできる。 The appropriate point extraction means 102 can also be configured to extract a target measurement point as an appropriate point when the point-to-point forward gradient of the target measurement point falls below a predetermined threshold (hereinafter, "forward gradient threshold"). For example, in a case where the forward gradient threshold is 3%, the appropriate point extraction means 102 extracts the target measurement point related to the point-to-point forward gradient as an appropriate point when the point-to-point forward gradient falls below 3%. Furthermore, the appropriate point extraction means 102 can also be configured to extract the target measurement point as an appropriate point when the point-to-point reverse gradient of the target measurement point falls below a predetermined threshold (hereinafter, "reverse gradient threshold"). For example, in a case where the reverse gradient threshold is 2%, the appropriate point extraction means 102 extracts the target measurement point related to the point-to-point reverse gradient as an appropriate point when the point-to-point reverse gradient falls below 2%. The forward gradient threshold and reverse gradient threshold can be set to different values, or both can be set to the same value, such as 3%. The starting point and destination point can also be set as appropriate points regardless of the conditions described here.
(高さ情報付与手段と高さ情報記憶手段)
高さ情報付与手段108は、適正点抽出手段102によって抽出された適正点に基づいて、道路縁に対して標高を付与する手段である。このとき高さ情報付与手段108は、適正点(3次元座標点)が有する平面座標に相当する位置に、適正点が有する標高を付与する。ここで道路縁に付与された標高(あるいは適正点の3次元座標)は、高さ情報記憶手段111に記憶される。
(Height information providing means and height information storage means)
The altitude
(処理の流れ)
続いて、図6を参照しながら本願発明の高さ情報付与システム100を使用するときの主な処理の流れについて説明する。なお図6や後述する図8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)
Next, the main process flow when using the height
はじめに地物抽出手段105によって、2D地図情報記憶手段110に記憶された2D地図情報から目的の道路縁を抽出する(図6のStep210)。既述したとおりこの地物抽出手段105は、オペレーターが指定した道路縁を自動的に抽出する仕様とすることもできるし、オペレーターが2D地図情報を目視しながらポインティングデバイスやキーボードを操作することによって目的の道路縁を抽出する仕様とすることもできる。なお、2次元座標を具備する目的の道路縁が用意されている場合は、この処理(図6のStep210)を省略(スキップ)することもできる。
First, the feature extraction means 105 extracts the desired road edge from the 2D map information stored in the 2D map information storage means 110 (
道路縁が抽出されると、対象測点抽出手段106が道路縁に配置された3次元測点を「対象測点」として抽出する(図6のStep220)。そして測点配列手段107が、対象測点の中から出発点と到達点を選出するとともに、複数の対象測点を起点側から終点側(つまり、出発点から到達点)に順に配列し、図1(b)や図5に示す対象測点を連結する縦断図を生成する(図6のStep230)。
Once the road edges have been extracted, the target measurement point extraction means 106 extracts the 3D measurement points located on the road edges as "target measurement points" (
縦断図が生成されると、点間勾配算出手段101が対象測点に係る「点間順勾配」や「点間逆勾配」を算出する(図6のStep240)。そして点間順勾配や点間逆勾配が得られると、適正点抽出手段102が対象測点に係る点間順勾配や点間逆勾配に基づいて適正点を抽出し(図6のStep250)、高さ情報付与手段108が適正点の3次元座標に基づいて道路縁に対して標高を付与する(図6のStep260)。
When the longitudinal section is generated, the point-to-point gradient calculation means 101 calculates the "point-to-point forward gradient" and "point-to-point reverse gradient" for the target measurement point (
なお、上記したように測点配列手段107によって生成された縦断図をそのまま用いて後続の処理を行うこともできるし、測点配列手段107によって生成された縦断図に対してメディアンフィルタ処理といったノイズ処理を施したうえで後続の処理を行うこともできる。図7(a)は、測点配列手段107によって生成され、特段のノイズ処理が施されない状態の縦断図を示している。これに対して図7(b)は、メディアンフィルタ処理が施された縦断図(図では破線)を示しており、さらに適正点抽出手段102によって抽出された適正点を連結した実線も示している。また図7(c)では、適正点を連結した実線に加え、真値である(実測された)道路縁の標高を一点鎖線で示している。この図7(c)から分かるように、本願発明の高さ情報付与システム100によって付与された道路縁の標高は、真値である道路縁の標高と概ね一致している。すなわち情報付与システム100は、種々の用途に利用できる程度に、高い精度で道路縁に対して標高を付与することができる。
As described above, the longitudinal section generated by the measurement point arrangement means 107 can be used as is for subsequent processing, or the longitudinal section generated by the measurement point arrangement means 107 can be subjected to noise processing such as median filter processing before subsequent processing. FIG. 7(a) shows a longitudinal section generated by the measurement point arrangement means 107 without any particular noise processing. In contrast, FIG. 7(b) shows a longitudinal section (dashed line in the figure) that has been subjected to median filter processing, and also shows a solid line connecting the appropriate points extracted by the appropriate point extraction means 102. In addition to the solid line connecting the appropriate points, FIG. 7(c) shows the true (actually measured) road edge elevation with a dashed line. As can be seen from FIG. 7(c), the road edge elevation given by the height
ところで適正点は、所定の手順にしたがって適宜抽出されていく。以下、対象測点の中から適正点を抽出していく処理について詳しく説明する。なお、適正点を抽出していく処理には、出発点から到達点に向けて順次抽出していく「往路方式」と、出発点から到達点に向けて暫定的に抽出するとともに到達点から出発点に向けて暫定的に抽出していく「往復方式」と、に大別することができる。そこで、往路方式と往復方式についてそれぞれ順に説明する。 Now, the appropriate points are extracted according to a prescribed procedure. Below, the process of extracting appropriate points from the target measurement points will be explained in detail. The process of extracting appropriate points can be broadly divided into the "outbound method", in which extraction is performed sequentially from the starting point to the destination point, and the "round-trip method", in which extraction is performed provisionally from the starting point to the destination point and also provisionally from the destination point to the starting point. Therefore, the outbound method and the round-trip method will be explained in turn.
往路方式では、適正点抽出手段102によって抽出された適正点を基準として、次の適正点を抽出していく。より詳しくは、既に抽出された適正点を点間順勾配に係る起点側の点(以下、「勾配起点」という。)として設定するとともに、当該適正点(つまり勾配起点)よりも終点側に配置された対象測点を点間順勾配に係る終点側の点(以下、「勾配終点」という。)として設定し、これら勾配起点と勾配終点から算出される点間順勾配に基づいて適正点抽出手段102が新たな適正点を抽出する。したがって、点間勾配算出手段101は、勾配起点(既に抽出された適正点)を固定しつつ終点側に向けて(順方向の順に)対象測点を変えながら、適正点が抽出されるまで点間順勾配を繰り返し算出し、そして適正点抽出手段102は、要件を満たしたときに点間順勾配に係る勾配終点を新たな適正点として抽出する。 In the forward path method, the next appropriate point is extracted based on the appropriate point extracted by the appropriate point extraction means 102. More specifically, the appropriate point already extracted is set as the starting point side point of the inter-point sequential gradient (hereinafter referred to as the "gradient starting point"), and the target measurement point located on the end point side of the appropriate point (i.e., the gradient starting point) is set as the end point side point of the inter-point sequential gradient (hereinafter referred to as the "gradient end point"). The appropriate point extraction means 102 extracts a new appropriate point based on the inter-point sequential gradient calculated from the gradient starting point and the gradient end point. Therefore, the inter-point gradient calculation means 101 repeatedly calculates the inter-point sequential gradient while fixing the gradient starting point (the already extracted appropriate point) and changing the target measurement point toward the end point side (in the forward order) until an appropriate point is extracted, and the appropriate point extraction means 102 extracts the gradient end point of the inter-point sequential gradient as a new appropriate point when the requirements are satisfied.
図8は、往路方式によって適正点を抽出していく主な処理の流れを示すフロー図である。この図に示すように、測点配列手段107によって対象測点を連結する縦断図が生成されると(Step230)、既に抽出された適正点を勾配起点として設定する(図8のStep241)。ただし、最初の適正点を抽出するときは当然ながら適正点が抽出されていないため、出発点を適正点としたうえでこれを勾配起点として設定するとよい。
Figure 8 is a flow diagram showing the main process flow for extracting appropriate points using the outbound method. As shown in this figure, when a longitudinal section connecting the target measurement points is generated by the measurement point arrangement means 107 (Step 230), an appropriate point that has already been extracted is set as the gradient starting point (
既に抽出された適正点(あるいは出発点)を勾配起点として設定すると、その勾配起点よりも終点側に配置された対象測点を探索し、これを勾配終点として設定する(図8のStep242)。そして、点間勾配算出手段101がこれら勾配起点と勾配終点に基づいて点間順勾配を算出し(図8のStep243)、適正点抽出手段102が点間順勾配と順勾配閾値を照らし合わせる(図8のStep244)。ここで点間順勾配が順勾配閾値を上回るときは(図8のStep244のNo)は、この勾配終点とは異なる対象測点を新たな勾配終点として設定し(図8のStep242)、点間順勾配の算出(図8のStep243)~点間順勾配と順勾配閾値との照合(図8のStep244)を繰り返し行う。一方、点間順勾配が順勾配閾値を下回るときは(図8のStep244のYes)、この勾配終点を適正点として抽出する(Step250)とともに、ここで抽出された適正点(つまり、ここまでの勾配終点)を新たに勾配起点として設定し(図8のStep241)、勾配終点の設定(図8のStep242)~適正点の抽出(Step250)を繰り返し行う。
When an already extracted suitable point (or starting point) is set as the gradient starting point, a target measurement point located on the end point side of the gradient starting point is searched for and set as the gradient end point (
図9は、往路方式によって適正点を抽出していく状況を模式的に示す縦断図である。図9(a)では、はじめに出発点PSTが勾配起点として設定されている。そして、勾配終点として対象測点PA11を探索したうえで点間順勾配を算出している。ところが、出発点PST(勾配起点)と対象測点PA11(勾配終点)からなる点間順勾配が順勾配閾値を上回るため、次に終点側にある対象測点PA12を探索して点間順勾配を算出している。出発点PST(勾配起点)と対象測点PA12(勾配終点)からなる点間順勾配も順勾配閾値を上回るため、さらに終点側にある対象測点PA13を探索して点間順勾配を算出している。そして、出発点PST(勾配起点)と対象測点PA13(勾配終点)からなる点間順勾配が順勾配閾値を下回る結果、この対象測点PA13が新たな適正点として抽出される。 Figure 9 is a vertical cross-sectional view showing a schematic diagram of the situation in which the appropriate point is extracted by the forward route method. In Figure 9(a), the starting point PST is first set as the gradient starting point. Then, the target measurement point PA11 is searched for as the gradient end point, and the point-to-point gradient is calculated. However, since the point-to-point gradient consisting of the starting point PST (gradient starting point) and the target measurement point PA11 (gradient end point) exceeds the gradient threshold, the target measurement point PA12 on the end point side is searched for and the point-to-point gradient is calculated. Since the point-to-point gradient consisting of the starting point PST (gradient starting point) and the target measurement point PA12 (gradient end point) also exceeds the gradient threshold, the target measurement point PA13 on the end point side is searched for and the point-to-point gradient is calculated. Then, since the point-to-point gradient consisting of the starting point PST (gradient starting point) and the target measurement point PA13 (gradient end point) falls below the gradient threshold, the target measurement point PA13 is extracted as a new appropriate point.
対象測点PA13が適正点として抽出されると、図9(b)に示すように、今度は対象測点PA13が新たな勾配起点として設定される。そして、勾配終点として対象測点PA14を探索したうえで点間順勾配を算出している。ところが、対象測点PA13(勾配起点)と対象測点PA14(勾配終点)からなる点間順勾配が順勾配閾値を上回るため、次に終点側にある対象測点PA15を探索して点間順勾配を算出している。対象測点PA13(勾配起点)と対象測点PA15(勾配終点)からなる点間順勾配が順勾配閾値を下回る結果、この対象測点PA15が新たなを適正点として抽出される。このように、適正点を抽出しながら順方向(終点側)に処理を進めていき、適正点が抽出されなくなったとき適正点の抽出処理を終了し、高さ情報付与手段108が適正点の3次元座標に基づいて道路縁に対して標高を付与する(Step260)。 When the target measurement point PA13 is extracted as a suitable point, as shown in FIG. 9(b), the target measurement point PA13 is then set as a new gradient start point. Then, the target measurement point PA14 is searched for as the gradient end point, and the point-to-point forward gradient is calculated. However, since the point-to-point forward gradient consisting of the target measurement point PA13 (gradient start point) and the target measurement point PA14 (gradient end point) exceeds the forward gradient threshold, the target measurement point PA15 on the end point side is searched for and the point-to-point forward gradient is calculated. Since the point-to-point forward gradient consisting of the target measurement point PA13 (gradient start point) and the target measurement point PA15 (gradient end point) falls below the forward gradient threshold, the target measurement point PA15 is extracted as a new suitable point. In this way, the process proceeds in the forward direction (end point side) while extracting suitable points, and when a suitable point is no longer extracted, the extraction process of the suitable point is terminated, and the height information assignment means 108 assigns an elevation to the road edge based on the three-dimensional coordinates of the suitable point (Step 260).
往復方式では、一旦、図8や図9で説明した往路方式によって適正点を抽出する。ただし、ここで抽出される適正点はあくまで暫定的な適正点(以下、「順方向適正点」という。)である。そして往路方式の処理を経た後に、往路とは逆の方向(つまり、復路)に向かって往路方式と同等の処理を行い、適正点を抽出する。より詳しくは、既に抽出された適正点を点間逆勾配に係る終点側の点(ここでも、「勾配終点」という。)として設定するとともに、当該適正点(つまり勾配終点)よりも起点側に配置された対象測点を点間逆勾配に係る起点側の点(ここでも、「勾配起点」という。)として設定し、これら勾配終点と勾配起点から算出される点間逆勾配に基づいて適正点抽出手段102が新たな適正点を抽出する。したがって、点間勾配算出手段101は、勾配終点(既に抽出された適正点)を固定しつつ起点側に向けて(逆方向の順に)対象測点を変えながら、適正点が抽出されるまで点間逆勾配を繰り返し算出し、そして適正点抽出手段102は、要件を満たしたときに点間逆勾配に係る勾配起点を新たな適正点として抽出する。ただし、復路で抽出される適正点もあくまで暫定的な適正点(以下、「逆方向適正点」という。)とされる。そして、順方向適正点と逆方向適正点が一致する対象測点(つまり、順方向適正点であって逆方向適正点である対象測点)を最終的な適正点として決定する。 In the round trip method, the appropriate point is first extracted by the outward method described in Figures 8 and 9. However, the appropriate point extracted here is only a provisional appropriate point (hereinafter referred to as the "forward appropriate point"). After the outward method processing, the same processing as the outward method is performed in the opposite direction to the outward path (i.e., the return path) to extract the appropriate point. More specifically, the already extracted appropriate point is set as the end point side point of the point-to-point reverse gradient (also referred to as the "gradient end point" here), and the target measurement point located on the starting point side of the appropriate point (i.e., the gradient end point) is set as the starting point side point of the point-to-point reverse gradient (also referred to as the "gradient starting point" here), and the appropriate point extraction means 102 extracts a new appropriate point based on the point-to-point reverse gradient calculated from these gradient end points and gradient starting points. Therefore, the point-to-point gradient calculation means 101 repeatedly calculates the point-to-point reverse gradient while changing the target measurement point toward the starting point (in the reverse direction) while fixing the gradient end point (the already extracted appropriate point), until an appropriate point is extracted, and the appropriate point extraction means 102 extracts the gradient starting point related to the point-to-point reverse gradient as a new appropriate point when the requirements are satisfied. However, the appropriate points extracted on the return path are also only provisional appropriate points (hereinafter referred to as "reverse direction appropriate points"). Then, the target measurement point where the forward direction appropriate point and the reverse direction appropriate point match (i.e., the target measurement point that is both a forward direction appropriate point and a reverse direction appropriate point) is determined to be the final appropriate point.
図10は、往復方式によって適正点を抽出していく主な処理の流れを示すフロー図である。この図に示すように、まずはここまで説明した往路方式によって順方向適正点を抽出する(Step241~Step251)。順方向適正点が抽出されると(Step251)、既に抽出された適正点を勾配終点として設定する(図10のStep245)。ただし、往路における最初の適正点を抽出するときは当然ながら適正点が抽出されていないため、到達点を適正点としたうえでこれを勾配終点として設定するとよい。
Figure 10 is a flow diagram showing the main process flow for extracting appropriate points using the round trip method. As shown in this diagram, first, a forward appropriate point is extracted using the outward path method described above (
既に抽出された適正点(あるいは到達点)を勾配終点として設定すると、その勾配終点よりも起点側に配置された対象測点を探索し、これを勾配起点として設定する(図10のStep246)。そして、点間勾配算出手段101がこれら勾配終点と勾配起点に基づいて点間逆勾配を算出し(図10のStep247)、適正点抽出手段102が点間逆勾配と逆勾配閾値を照らし合わせる(図10のStep248)。ここで点間逆勾配が逆勾配閾値を上回るときは(図10のStep248のNo)は、この勾配起点とは異なる対象測点を新たな勾配起点として設定し(図10のStep246)、点間逆勾配の算出(図10のStep246)~点間逆勾配と逆勾配閾値との照合(図10のStep248)を繰り返し行う。一方、点間逆勾配が逆勾配閾値を下回るときは(図10のStep248のYes)、この勾配起点を逆方向適正点として抽出する(図10のStep252)とともに、ここで抽出された逆方向適正点(つまり、ここまでの勾配起点)を新たに勾配終点として設定し(図10のStep245)、勾配起点の設定(図10のStep246)~逆方向適正点の抽出(Step252)を繰り返し行う。
When an already extracted suitable point (or arrival point) is set as the gradient end point, a target measurement point located closer to the start point than the gradient end point is searched for and set as the gradient start point (
図11は、往復方式によって逆方向適正点を抽出していく状況を模式的に示す縦断図である。この図では、到達点PENが勾配終点として設定されている。そして、勾配起点として対象測点PA25を探索したうえで点間逆勾配を算出している。ところが、到達点PEN(勾配終点)と対象測点PA25(勾配起点)からなる点間逆勾配が逆勾配閾値を上回るため、次に起点側にある対象測点PA24を探索して点間逆勾配を算出している。到達点PEN(勾配終点)と対象測点PA24(勾配起点)からなる点間逆勾配も逆勾配閾値を上回るため、さらに起点側にある対象測点PA23を探索して点間逆勾配を算出している。そして、到達点PEN(勾配終点)と対象測点PA23(勾配起点)からなる点間逆勾配が逆勾配閾値を下回る結果、この対象測点PA23が新たな適正点として抽出される。 Figure 11 is a vertical cross-sectional view showing a schematic diagram of the situation in which the reverse direction appropriate point is extracted by the round trip method. In this figure, the arrival point PEN is set as the gradient end point. Then, the target measurement point PA25 is searched for as the gradient start point, and the point-to-point reverse gradient is calculated. However, since the point-to-point reverse gradient formed by the arrival point PEN (gradient end point) and the target measurement point PA25 (gradient start point) exceeds the reverse gradient threshold, the target measurement point PA24 on the start point side is searched for and the point-to-point reverse gradient is calculated. Since the point-to-point reverse gradient formed by the arrival point PEN (gradient end point) and the target measurement point PA24 (gradient start point) also exceeds the reverse gradient threshold, the target measurement point PA23 on the start point side is searched for and the point-to-point reverse gradient is calculated. Then, since the point-to-point reverse gradient formed by the arrival point PEN (gradient end point) and the target measurement point PA23 (gradient start point) falls below the reverse gradient threshold, the target measurement point PA23 is extracted as a new appropriate point.
このように、適正点を抽出しながら逆方向(起点側)に処理を進めていき、適正点が抽出されなくなったとき適正点の抽出処理を終了する。そして、順方向適正点と逆方向適正点を照らし合わせ(図10のStep253)、これらが一致する対象測点を最終的な適正点として決定する(図10のStep254)。最終的な適正点が決定すると、高さ情報付与手段108が適正点の3次元座標に基づいて道路縁に対して標高を付与する(Step260)。
In this way, the process proceeds in the reverse direction (towards the starting point) while extracting appropriate points, and the extraction process of appropriate points ends when no more appropriate points are extracted. The forward appropriate points are then compared with the backward appropriate points (
(変形例)
本願発明の高さ情報付与システム100は、着目した対象測点に係る点間順勾配と点間逆勾配に基づいて適正点を抽出する仕様(以下、便宜上「着目型高さ情報付与システム100a」という。)とすることもできる。図12は、本願発明の高さ情報付与システム100a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着目型高さ情報付与システム100aは、図3に示す高さ情報付与システム100を構成する各手段に加え、基点設定手段112と着目測点選出手段113をさらに含んで構成される。これら基点設定手段112と着目測点選出手段113も、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。
(Modification)
The height
基点設定手段112は、複数の対象測点の中からここまで説明した出発点と到達点を設定するとともに、これら出発点と到達点を適正点として設定する手段である。一方の着目測点選出手段113は、出発点と到達点との間に配置された対象測点の中から1つの対象測点を「着目測点」として選出する手段である。 The base point setting means 112 is a means for setting the starting point and the destination point described above from among a plurality of target measurement points, and for setting these starting point and destination points as appropriate points. On the other hand, the target measurement point selection means 113 is a means for selecting one target measurement point as a "target measurement point" from among the target measurement points located between the starting point and the destination point.
図13は、着目型高さ情報付与システム100aを使用するときの主な処理の流れを示すフロー図である。なおこの図では、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。 Figure 13 is a flow diagram showing the main process flow when using the attention-based height information assignment system 100a. In this diagram, the center column shows the action to be performed, the left column shows what is necessary for that action, and the right column shows what results from that action.
はじめに、基点設定手段112が対象測点の中から出発点と到達点を設定する(図13のStep301)。出発点と到達点が設定されると、既に抽出された適正点の中から勾配起点と勾配終点を設定する(図13のStep302)。ただし、最初の勾配起点と勾配終点を設定するときは当然ながら適正点が抽出されていないため、出発点を勾配起点、到達点を勾配終点として設定するとよい。そして着目測点選出手段113が、勾配起点と勾配終点の間に配置される対象測点の中から着目点を選出する(図13のStep303)。なお着目測点選出手段113は、対象となる対象測点(勾配起点と勾配終点との間にある対象測点)のうち、最小標高点となる対象測点を着目点として選出する。
First, the base point setting means 112 sets a starting point and a destination point from among the target measurement points (
着目点が選出されると、点間勾配算出手段101が着目点に係る点間順勾配と点間逆勾配を算出する。より詳しくは、着目点と勾配起点に基づいてこの着目点に係る点間逆勾配を算出する(図13のStep304)とともに、着目点と勾配終点に基づいてこの着目点に係る点間順勾配を算出する(図13のStep305)。
Once the point of interest is selected, the point-to-point gradient calculation means 101 calculates the point-to-point forward gradient and point-to-point inverse gradient for the point of interest. More specifically, the point-to-point inverse gradient for the point of interest is calculated based on the point of interest and the gradient start point (
着目点に係る点間順勾配と点間逆勾配が得られると、この点間順勾配と順勾配閾値とを照らし合わせるとともに、この点間逆勾配と逆勾配閾値とを照らし合わせる(図13のStep306)。ここで点間順勾配が順勾配閾値を上回るかあるいは点間逆勾配が逆勾配閾値を上回るときは(図13のStep306のNo)は、この着目点とは異なる対象測点を新たな着目点として設定し(図13のStep303)、点間逆勾配の算出(図13のStep304)~各勾配閾値との照合(図13のStep306)を繰り返し行う。一方、点間順勾配が順勾配閾値を下回り、かつ点間逆勾配が逆勾配閾値を下回るときは(図13のStep306のYes)、この着目点を適正点として抽出する(Step250)とともに、ここで抽出された適正点(つまり、ここまでの着目点)を新たに勾配起点あるいは勾配終点として設定し(図13のStep302)、着目点の選出(図13のStep303)~適正点の抽出(Step250)を繰り返し行う。
Once the point-to-point forward gradient and point-to-point reverse gradient for the point of interest have been obtained, the point-to-point forward gradient is compared to the forward gradient threshold, and the point-to-point reverse gradient is compared to the reverse gradient threshold (
図14は、着目型高さ情報付与システム100aが適正点を抽出していく状況を模式的に示す縦断図である。図14(a)では、はじめに出発点PSTが勾配起点、到達点PENが勾配終点として設定されている。そして、出発点PST(勾配起点)と到達点PEN(勾配終点)との間に配置された対象測点のうち最小標高点である対象測点PA31を着目点として選出している。ところが、対象測点PA31(着目点)と到達点PEN(勾配終点)からなる点間順勾配は順勾配閾値を下回るものの、対象測点PA31(着目点)と出発点PST(勾配起点)からなる点間逆勾配が逆勾配閾値を上回る。そのため、対象測点PA33が新たな着目点として選出されている。なお対象測点PA33は、対象測点PA31を除くと、出発点PSTと到達点PENとの間に配置された対象測点のうち最小標高点(つまり、2番目に標高が低い対象測点)となる。そして、対象測点PA33(着目点)と到達点PEN(勾配終点)からなる点間順勾配が順勾配閾値を下回り、しかも対象測点PA33(着目点)と出発点PST(勾配起点)からなる点間逆勾配が逆勾配閾値を下回る結果、この対象測点PA33が新たな適正点として抽出される。 Figure 14 is a vertical cross-sectional view showing a schematic diagram of the situation in which the focus-type height information assignment system 100a extracts appropriate points. In Figure 14(a), the starting point PST is initially set as the gradient start point, and the end point PEN is set as the gradient end point. Then, the target measurement point PA31, which is the minimum elevation point among the target measurement points located between the starting point PST (gradient start point) and the end point PEN (gradient end point), is selected as the focus point. However, although the point-to-point forward gradient consisting of the target measurement point PA31 (focus point) and the end point PEN (gradient end point) is below the forward gradient threshold, the point-to-point reverse gradient consisting of the target measurement point PA31 (focus point) and the starting point PST (gradient start point) exceeds the reverse gradient threshold. Therefore, the target measurement point PA33 is selected as the new focus point. Excluding target measurement point PA31, target measurement point PA33 is the lowest elevation point (i.e., the target measurement point with the second lowest elevation) among the target measurement points located between starting point PST and end point PEN. Then, since the point-to-point forward gradient formed by target measurement point PA33 (point of interest) and end point PEN (gradient end point) is below the forward gradient threshold, and the point-to-point reverse gradient formed by target measurement point PA33 (point of interest) and starting point PST (gradient start point) is below the reverse gradient threshold, target measurement point PA33 is extracted as the new appropriate point.
対象測点PA33が適正点として抽出されると、図14(b)に示すように、今度は対象測点PA33が新たな勾配起点あるいは勾配終点として設定される。そして、まずは対象測点PA33(勾配起点)と到達点PEN(勾配終点)との間に配置された対象測点のうち最小標高点である対象測点PA35を着目点として選出している。ところが、対象測点PA35(着目点)と対象測点PA33(勾配起点)からなる点間逆勾配は逆勾配閾値を下回るものの、対象測点PA35(着目点)と到達点PEN(勾配終点)からなる点間順勾配が順勾配閾値を上回る。次に、出発点PST(勾配終点)と対象測点PA33(勾配起点)との間に配置された対象測点のうち最小標高点である対象測点PA32を着目点として選出している。この対象測点PA32(着目点)と出発点PST(勾配起点)からなる点間逆勾配は逆勾配閾値を下回り、しかも対象測点PA32(着目点)と対象測点PA33(勾配終点)からなる点間順勾配も順勾配閾値を下回る結果、この対象測点PA32が新たな適正点として抽出される。図15に4つの適正点(出発点PSTと、対象測点PA32、対象測点PA33、到達点PEN)を破線で連結した縦断図を示す。このように、適正点を抽出しながら標高が低い順に対象測点を変えながら処理を進めていき、適正点が抽出されなくなったとき適正点の抽出処理を終了する。そして、高さ情報付与手段108が適正点の3次元座標に基づいて道路縁に対して標高を付与する(Step260)。
When the target measurement point PA33 is extracted as a suitable point, as shown in FIG. 14(b), the target measurement point PA33 is then set as a new gradient start point or gradient end point. Then, first, the target measurement point PA35, which is the minimum elevation point among the target measurement points located between the target measurement point PA33 (gradient start point) and the end point PEN (gradient end point), is selected as the focus point. However, although the point-to-point reverse gradient consisting of the target measurement point PA35 (focus point) and the target measurement point PA33 (gradient start point) is below the reverse gradient threshold, the point-to-point forward gradient consisting of the target measurement point PA35 (focus point) and the end point PEN (gradient end point) exceeds the forward gradient threshold. Next, the target measurement point PA32, which is the minimum elevation point among the target measurement points located between the starting point PST (gradient end point) and the target measurement point PA33 (gradient start point), is selected as the focus point. The point-to-point reverse gradient formed by the target measurement point PA32 (point of interest) and the starting point PST (gradient start point) is below the reverse gradient threshold, and the point-to-point forward gradient formed by the target measurement point PA32 (point of interest) and the target measurement point PA33 (gradient end point) is also below the forward gradient threshold, so that the target measurement point PA32 is extracted as a new appropriate point. Figure 15 shows a longitudinal section in which four appropriate points (start point PST, target measurement point PA32, target measurement point PA33, and end point PEN) are connected by dashed lines. In this way, the process continues while changing the target measurement point in ascending order of elevation while extracting appropriate points, and when no appropriate points are extracted, the extraction process of appropriate points is terminated. Then, the height
本願発明の高さ情報付与システムは、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、本願発明の高さ情報付与システムは、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 height information providing system 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 height information providing system of the present invention is not only applicable to industry, but is also expected to make a significant contribution to society.
100 本願発明の高さ情報付与システム
100a 本願発明の着目型高さ情報付与システム
101 (本願発明の高さ情報付与システムの)点間勾配算出手段
102 (本願発明の高さ情報付与システムの)適正点抽出手段
103 (本願発明の高さ情報付与システムの)分岐点設定手段
104 (本願発明の高さ情報付与システムの)対象範囲分割手段
105 (本願発明の高さ情報付与システムの)地物抽出手段
106 (本願発明の高さ情報付与システムの)対象測点抽出手段
107 (本願発明の高さ情報付与システムの)測点配列手段
108 (本願発明の高さ情報付与システムの)高さ情報付与手段
109 (本願発明の高さ情報付与システムの)3D地形モデル記憶手段
110 (本願発明の高さ情報付与システムの)2D地図情報記憶手段
111 (本願発明の高さ情報付与システムの)高さ情報記憶手段
112 (本願発明の着目型高さ情報付与システムの)基点設定手段
113 (本願発明の着目型高さ情報付与システムの)着目測点選出手段
100 Elevation information assignment system of the present invention 100a Focus-type elevation information assignment system of the present invention 101 Point-to-point gradient calculation means (of the elevation information assignment system of the present invention) 102 Appropriate point extraction means (of the elevation information assignment system of the present invention) 103 Branch point setting means (of the elevation information assignment system of the present invention) 104 Target range division means (of the elevation information assignment system of the present invention) 105 Land feature extraction means (of the elevation information assignment system of the present invention) 106 Target measurement point extraction means (of the elevation information assignment system of the present invention) 107 Measurement point arrangement means (of the elevation information assignment system of the present invention) 108 Elevation information assignment means (of the elevation information assignment system of the present invention) 109 3D topographical model storage means (of the elevation information assignment system of the present invention) 110 2D map information storage means (of the elevation information assignment system of the present invention) 111 Elevation information storage means (of the elevation information assignment system of the present invention) 112 (of the focus-type height information providing system of the present invention) Reference point setting means 113 (of the focus-type height information providing system of the present invention) Focus measurement point selection means
Claims (5)
2つの前記対象測点に係る3次元座標に基づいて、該対象測点間の前記順方向の勾配である点間順勾配を算出するとともに、2つの前記対象測点に係る3次元座標に基づいて、終点側から起点側に向かう該対象測点間の逆方向の勾配である点間逆勾配を算出する点間勾配算出手段と、
前記点間順勾配があらかじめ定められた勾配要件を満たすとき、該点間順勾配に係る終点側の前記対象測点を適正点として抽出するとともに、前記点間逆勾配があらかじめ定められた逆勾配閾値を下回るとき、該点間逆勾配に係る起点側の前記対象測点を前記適正点として抽出する適正点抽出手段と、を備え、
前記点間勾配算出手段は、前記適正点を起点側とする前記点間順勾配を算出するとともに、前記適正点を終点側とする前記点間逆勾配を算出し、
また前記点間勾配算出手段は、前記適正点抽出手段によって前記適正点が抽出されるまで、前記順方向の順に前記対象測点を変えながら前記点間順勾配を算出するとともに、該適正点抽出手段によって前記適正点が抽出されるまで、前記逆方向の順に前記対象測点を変えながら前記点間逆勾配を算出し、
前記点間順勾配によって抽出され、かつ前記点間逆勾配によって抽出された前記適正点に係る3次元座標に基づいて、前記基線、又は前記帯領域に高さ情報を付与する、
ことを特徴とする高さ情報付与システム。 A system for assigning height information to a baseline or a band area based on a plurality of target measurement points arranged in a forward direction from the starting point side to the end point side, the system comprising:
a point-to-point gradient calculation means for calculating a point-to-point forward gradient, which is the gradient in the forward direction between the two target measurement points , based on three-dimensional coordinates of the two target measurement points, and for calculating a point-to-point reverse gradient, which is the gradient in the reverse direction between the target measurement points from the end point side to the start point side, based on the three-dimensional coordinates of the two target measurement points;
an appropriate point extraction means for extracting the target measurement point on the end point side related to the point-to-point forward gradient as an appropriate point when the point-to-point forward gradient satisfies a predetermined gradient requirement, and for extracting the target measurement point on the start point side related to the point-to-point reverse gradient as the appropriate point when the point-to-point reverse gradient falls below a predetermined reverse gradient threshold value ;
the point-to-point gradient calculation means calculates the point-to-point forward gradient with the appropriate point as a starting point side, and calculates the point-to-point inverse gradient with the appropriate point as an end point side;
The point-to-point gradient calculation means calculates the point-to-point forward gradient while changing the target measurement point in the forward direction until the appropriate point is extracted by the appropriate point extraction means, and calculates the point-to-point reverse gradient while changing the target measurement point in the reverse direction until the appropriate point is extracted by the appropriate point extraction means;
assigning height information to the baseline or the band region based on three-dimensional coordinates of the appropriate points extracted by the point-to-point forward gradient and extracted by the point-to-point inverse gradient;
A height information providing system.
前記基線、又は前記帯領域の一方向を前記順方向とするとともに、該順方向の反対方向を前記逆方向とする、
ことを特徴とする請求項1記載の高さ情報付与システム。 The base line or the band region is an endless ring whose starting point side and ending point side coincide with each other,
One direction of the baseline or the band region is defined as the forward direction, and the opposite direction of the forward direction is defined as the reverse direction.
2. The height information providing system according to claim 1 .
前記基線、又は前記帯領域を、前記分岐点を境界として2つの該基線、又は該帯領域に分割する対象範囲分割手段と、をさらに備え、
前記点間勾配算出手段は、ぞれぞれの前記基線、又は前記帯領域に対して前記点間順勾配を算出し、
前記適正点抽出手段は、ぞれぞれの前記基線、又は前記帯領域に対して前記適正点を抽出する、
ことを特徴とする請求項1記載の高さ情報付与システム。 a branch point setting means for setting a target measurement point having minimum height information among the plurality of target measurement points as a branch point;
and a target range dividing means for dividing the base line or the band area into two base lines or band areas with the branch point as a boundary,
The point-to-point gradient calculation means calculates the point-to-point forward gradient for each of the base lines or the band regions;
The appropriate point extraction means extracts the appropriate points for each of the baselines or band regions.
2. The height information providing system according to claim 1 .
2つの前記対象測点に係る3次元座標に基づいて、該対象測点間の前記順方向の勾配である点間順勾配を算出する点間勾配算出手段と、
前記点間順勾配があらかじめ定められた勾配要件を満たすとき、該点間順勾配に係る終点側の前記対象測点を適正点として抽出する適正点抽出手段と、
複数の前記対象測点の中から出発点と到達点を設定するとともに、該出発点と該到達点を前記適正点として設定する基点設定手段と、
2つの前記適正点の間に配置された前記対象測点のうち1つの該対象測点を着目測点として選出する着目測点選出手段と、を備え、
前記点間勾配算出手段は、終点側の前記適正点と前記着目測点に係る3次元座標に基づいて前記点間順勾配を算出するとともに、起点側の前記適正点と該着目測点に係る3次元座標に基づいて終点側から起点側に向かう逆方向の勾配である点間逆勾配を算出し、
前記適正点抽出手段は、前記着目測点に係る前記点間順勾配があらかじめ定められた順勾配閾値を下回り、かつ該着目測点に係る前記点間逆勾配があらかじめ定められた逆勾配閾値を下回るとき、該着目測点を前記適正点として抽出し、
前記着目測点選出手段は、前記適正点抽出手段によって前記適正点が抽出されるまで、高さ情報が小さい順に前記対象測点を変えながら前記着目測点として選出する、
ことを特徴とする高さ情報付与システム。 A system for assigning height information to a baseline or a band area based on a plurality of target measurement points arranged in a forward direction from the starting point side to the end point side, the system comprising:
a point-to-point gradient calculation means for calculating a point-to-point forward gradient, which is a gradient in the forward direction between the two target measurement points, based on three-dimensional coordinates of the two target measurement points;
an appropriate point extraction means for extracting the target measurement point on the end point side related to the point-to-point sequential gradient as an appropriate point when the point-to-point sequential gradient satisfies a predetermined gradient requirement;
a base point setting means for setting a starting point and a destination point from among the plurality of target measurement points and setting the starting point and the destination point as the appropriate point;
and a target measurement point selection means for selecting one of the target measurement points disposed between the two appropriate points as a target measurement point,
the point-to-point gradient calculation means calculates the point- to-point forward gradient based on the appropriate point on the end point side and the three-dimensional coordinates of the measurement point of interest, and calculates a point-to-point reverse gradient, which is a gradient in the reverse direction from the end point side to the start point side, based on the appropriate point on the start point side and the three-dimensional coordinates of the measurement point of interest ;
the appropriate point extraction means extracts the target measurement point as the appropriate point when the point-to-point forward gradient associated with the target measurement point falls below a predetermined forward gradient threshold and the point-to-point reverse gradient associated with the target measurement point falls below a predetermined reverse gradient threshold;
the target measurement point selection means selects the target measurement point as the target measurement point while changing the target measurement point in ascending order of height information until the appropriate point is extracted by the appropriate point extraction means;
A height information providing system.
ことを特徴とする請求項4記載の高さ情報付与システム。 the target measurement point selection means selects, as a new target measurement point, a target measurement point having the smallest height information among the target measurement points excluding the appropriate points already extracted by the appropriate point extraction means;
5. The height information providing system according to claim 4 .
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