(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元の位置をそれぞれ示す点群が含まれる三次元点群モデルを記憶する三次元点群モデル記憶部と、
カメラから撮像された画像を表示装置に表示して、ユーザに画像内の位置を指定することを促す画像表示部と、
ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、
前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部と、
前記三次元点群モデルの点群を前記画像に対応する前記カメラの撮像面に投影するモデル投影部と、
前記モデル投影部により前記撮像面に投影された前記三次元点群モデルの点群のうち前記計測画像点の近傍１点を抽出する近傍抽出部と、
前記近傍抽出部が抽出した前記近傍１点を含む特定の平面を算出する近傍平面算出部と、
前記近傍平面算出部が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の三次元の位置として算出する地物位置算出部と
を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記近傍抽出部は、前記モデル投影部により前記撮像面に投影された前記三次元点群モデルの点群のうち前記撮像面内で前記計測画像点から最も近い点と前記撮像面の横軸方向で前記計測画像点から最も近い点と前記撮像面の縦軸方向で前記計測画像点から最も近い点とのいずれかの点を前記近傍１点として抽出する
ことを特徴とする請求項１記載の計測装置。
【請求項３】
前記近傍平面算出部は、前記計測画像点の前記近傍１点を含む水平面を前記特定の平面として算出する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の計測装置。
【請求項４】
前記近傍平面算出部は、前記計測画像点の前記近傍１点を含む平面であって前記三次元点群モデルに使用されている座標系を示すＸ−Ｙ−Ｚ座標系でＸ軸とＹ軸とＺ軸とのいずれかと直交する平面を前記特定の平面として算出する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の計測装置。
【請求項５】
前記計測装置は、さらに、
位置計測の対象とする地物の種別をユーザに指定させ、ユーザにより指定された地物の種別を入力装置から入力する種別入力部を備え、
前記近傍平面算出部は、前記種別入力部により入力された地物の種別に基づいて、前記計測画像点の前記近傍１点の含まれる点群により表される地物の成す面を平面で表して前記特定の平面を算出する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の計測装置。
【請求項６】
三次元の位置をそれぞれ示す点群が含まれる三次元点群モデルを記憶する三次元点群モデル記憶部と、
カメラから撮像された画像を記憶する画像記憶部と、
前記画像記憶部に記憶された画像と同じ画像から指定された画像内の位置を計測画像点として送信する計測端末装置から、前記計測画像点を受信するサーバ側計測画像点受信部と、
前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点受信部が受信した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部と、
前記三次元点群モデルの点群を前記画像に対応する前記カメラの撮像面に投影するモデル投影部と、
前記モデル投影部により前記撮像面に投影された前記三次元点群モデルの点群のうち前記計測画像点の近傍点を抽出する近傍抽出部と、
前記近傍抽出部が抽出した前記近傍点を含む特定の平面を算出する近傍平面算出部と、
前記近傍平面算出部が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の三次元の位置として算出する地物位置算出部と、
前記地物位置算出部が算出した前記計測画像点の三次元の位置を前記計測端末装置に送信する位置送信部とを備える
ことを特徴とする計測サーバ装置。
【請求項７】
画像表示部が、カメラから撮像された画像を表示装置に表示して、ユーザに画像内の位置を指定することを促す画像表示処理を行い、
計測画像点取得部が、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得処理を行い、
ベクトル算出部が、前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出処理を行い、
モデル投影部が、三次元の位置をそれぞれ示す点群が含まれる三次元点群モデルの点群を前記画像に対応する前記カメラの撮像面に投影するモデル投影処理を行い、
近傍抽出部が、前記モデル投影部により前記撮像面に投影された前記三次元点群モデルの点群のうち前記計測画像点の近傍１点を抽出する近傍抽出処理を行い、
近傍平面算出部が、前記近傍抽出部が抽出した前記近傍１点を含む特定の平面を算出する近傍平面算出処理を行い、
地物位置算出部が、前記近傍平面算出部が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の三次元の位置として算出し、算出した前記計測画像点の三次元の位置を示す計測位置データを作成する地物位置算出処理を行う
ことを特徴とする計測方法。
【請求項８】
走行する車両に設置されたカメラから異なる時刻に撮像された複数の画像に対してモーションステレオ処理を行って静止物の三次元モデルを静止物モデルとして生成するモーションステレオ部と、
走行する車両から計測された地物に対する距離と方位とを示す距離方位データに基づいて生成された三次元点群モデルである路面形状モデルと前記モーションステレオ部が生成した静止物モデルとを比較した差分を前記路面形状モデルから除去して前記路面形状モデルから移動体領域を除去した移動体除去モデルを生成する移動体除去部と、
前記移動体除去部が生成した移動体除去モデルの点群が示す位置と形状とに基づいて各点群が表す静止物の種別を判定する地物識別部と、
画像と前記移動体除去モデルと前記地物識別部が判定した静止物の種別との少なくともいずれかを表示装置に表示し、ユーザが位置計測の対象として指定した画像上の位置の情報を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、
カメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部と、
前記路面形状モデルの点群を前記画像に対応する前記カメラの撮像面に投影するモデル投影部と、
前記モデル投影部により前記撮像面に投影された前記路面形状モデルの点群のうち前記計測画像点の近傍３点を抽出する近傍３点抽出部と、
前記近傍３点抽出部が抽出した前記計測画像点の近傍３点が成す平面を算出し、算出した平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の位置として算出する地物位置算出部と
を備えることを特徴とする道路地物計測装置。
【請求項９】
走行する車両から計測された地物に対する距離と方位とを示す距離方位データに基づいて生成された三次元点群モデルである路面形状モデルの点群が示す位置と形状とに基づいて各点群が表す地物の種別を判定する地物識別部と、
カメラから撮像された画像と前記地物識別部が判定した地物の種別とを表示装置に表示し、ユーザが位置計測の対象として指定した画像上の位置の情報を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、
前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部と、
前記路面形状モデルの点群を前記画像に対応する前記カメラの撮像面に投影するモデル投影部と、
前記モデル投影部により前記撮像面に投影された前記路面形状モデルの点群のうち前記計測画像点の近傍３点を抽出する近傍３点抽出部と、
前記近傍３点抽出部が抽出した前記計測画像点の近傍３点が成す平面を算出し、算出した平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の位置として算出する地物位置算出部と
を備えることを特徴とする道路地物計測装置。
【請求項１０】
前記近傍３点抽出部は、
前記計測画像点の最近傍点を算出し、前記路面形状モデルの点群が形成する線分のうち最近傍点を含む第一の線分との間で前記計測画像点を内側に位置させる第二の線分を選択し、前記計測画像点と最近傍点とを結ぶ直線を算出し、第二の線分を形成する点群のうち前記直線の左側において前記直線に最も近い第二の近傍点と前記直線の右側において前記直線に最も近い第三の近傍点とを算出し、最近傍点と第二の近傍点と第三の近傍点とを前記計測画像点の前記近傍３点とする
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の道路地物計測装置。
【請求項１１】
モーションステレオ部が走行する車両に設置されたカメラから異なる時刻に撮像された複数の画像に対してモーションステレオ処理を行って静止物の三次元モデルを静止物モデルとして生成するモーションステレオ処理を行い、
移動体除去部が走行する車両から計測された地物に対する距離と方位とを示す距離方位データに基づいて生成された三次元点群モデルである路面形状モデルと前記モーションステレオ部が生成した静止物モデルとを比較した差分を前記路面形状モデルから除去して前記路面形状モデルから移動体領域を除去した移動体除去モデルを生成する移動体除去処理を行い、
地物識別部が前記移動体除去処理部が生成した移動体除去モデルの点群が示す位置と形状とに基づいて各点群が表す静止物の種別を判定する地物識別処理を行い、
計測画像点取得部が画像と前記移動体除去モデルと前記地物識別部が判定した静止物の種別との少なくともいずれかを表示装置に表示し、ユーザが位置計測の対象として指定した画像上の位置の情報を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得処理を行い、
ベクトル算出部がカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出処理を行い、
モデル投影部が前記路面形状モデルの点群を前記画像に対応する前記カメラの撮像面に投影するモデル投影処理を行い、
近傍３点抽出部が前記モデル投影部により前記撮像面に投影された前記路面形状モデルの点群のうち前記計測画像点の近傍３点を抽出する近傍３点抽出処理を行い、
地物位置算出部が前記近傍３点抽出部が抽出した前記計測画像点の近傍３点が成す平面を算出し、算出した平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の位置として算出する地物位置算出処理を行う
ことを特徴とする道路地物計測方法。
【請求項１２】
走行する車両に設置されたカメラから異なる時刻に撮像された複数の画像に対してモーションステレオ処理を行って静止物の三次元モデルを静止物モデルとして生成するモーションステレオ処理と、
走行する車両から計測された地物に対する距離と方位とを示す距離方位データに基づいて生成された三次元点群モデルである路面形状モデルと前記モーションステレオ処理で生成された静止物モデルとを比較した差分を前記路面形状モデルから除去して前記路面形状モデルから移動体領域を除去した移動体除去モデルを生成する移動体除去処理と、
前記移動体除去処理で生成された移動体除去モデルの点群が示す位置と形状とに基づいて各点群が表す静止物の種別を判定する地物識別処理と、
画像と前記移動体除去モデルと前記地物識別処理で判定された静止物の種別との少なくともいずれかを表示装置に表示し、ユーザが位置計測の対象として指定した画像上の位置の情報を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得処理と、
カメラ中心から前記計測画像点取得処理で入力された計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出処理と、
前記路面形状モデルの点群を前記画像に対応する前記カメラの撮像面に投影するモデル投影処理と、
前記モデル投影処理で前記撮像面に投影された前記路面形状モデルの点群のうち前記計測画像点の近傍３点を抽出する近傍３点抽出処理と、
前記近傍３点抽出処理で抽出された前記計測画像点の近傍３点が成す平面を算出し、算出した平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の位置として算出する地物位置算出処理と
をコンピュータに実行させるための道路地物計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、道路上・道路脇の地物の位置を計測する道路地物計測装置、地物識別装置、道路地物計測方法、道路地物計測プログラム、計測装置、計測方法、計測プログラム、計測位置データ、計測端末装置、計測サーバ装置、作図装置、作図方法、作図プログラムおよび作図データに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーナビゲーションシステムなどに代表されるＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）とＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を組み合わせた製品の普及が著しい。また、一方で、ＧＩＳとＧＰＳによる位置情報をＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）の安全運転へ応用することが期待されており、道路上・道路脇の地物の位置情報は有効な情報であると考えられている。
また一方で、道路周辺の地物の情報を記録した道路管理台帳の高精度化、高度化が望まれている。しかしながら、１／５００のスケールでキロポスト、標識、ガードレール、白線などの道路上・道路脇の地物の位置を記録する道路管理台帳の作成には、高い精度を持つ測量を行う必要があるため、ＧＰＳと距離・角度を計測するトータルステーションとを用いた静止測量が行われている。また、国道には往復３０ｋｍの区間に計測対象となる地物が約２０００も存在していることもある。そのため、全国の道路管理台帳の高度化・高精度化には莫大な費用と時間とを要する。
そこで、情報収集時間および費用の縮減を目的としてＭＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｍａｐｐｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が注目され研究開発が行われている。
【０００３】
例えば、白線の位置情報の取得には複数カメラを用いたステレオ視や、カメラパラメータと車両との関係に基づくカメラの設置位置から白線の位置情報を推定する手法が用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０９８８５３号公報
【特許文献２】特開２００６−２３４７０３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＤｏｒｏｔａＡ．Ｇｒｅｊｎｅｒ−Ｂｒｚｅｚｉｎｓｋａ  ａｎｄ  Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｔｏｔｈ、「Ｈｉｇｈ  Ａｃｃｕｒａｃｙ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｈｉｇｈｗａｙ  Ｍａｐｐｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  ＧＰＳ／ＩＮＳ／ＣＣＤ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｏｎ−Ｔｈｅ−Ｆｌｙ  ＧＰＳ  Ａｍｂｉｇｕｉｔｙ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ」、Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｍａｐｐｉｎｇ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｃｉｖｉｌ  ａｎｄ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｇｅｏｄｅｔｉｃ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｔｈｅ  Ｏｈｉｏ  Ｓｔａｔｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、Ｏｈｉｏ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，Ｄｉｓｔｒｉｃｔ１、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２００４
【非特許文献２】Ｈ．Ｇｏｎｔｒａｎ，Ｊ，Ｓｋａｌｏｕｄ，Ｐ．−Ｙ．Ｇｉｌｌｉｒｏｎ、「Ａ  ＭＯＢＩＬＥ  ＭＡＰＰＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＲＯＡＤ  ＤＡＴＡ  ＣＡＰＴＵＲＥ  ＶＩＡ  Ａ  ＳＩＮＧＬＥ  ＣＡＭＥＲＡ」、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１８年２月１４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｔｏｐｏ．ｅｐｆｌ．ｃｈ／ｐｅｒｓｏｎｎｅｓ／ｊｓｋ／Ｐａｐｅｒｓ／３ｄｏｐｔ＿ｈｇ．ｐｄｆ
【非特許文献３】Ｇ．Ｍａｎｚｏｎｉ，Ｒ．Ｇ．Ｒｉｚｚｏ，Ｃ．Ｒｏｂｉｇｌｉｏ、「ＭＯＢＬＥ  ＭＡＰＰＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＩＮ  ＣＵＬＴＵＲＡＬ  ＨＥＲＩＴＡＧＥＳ  ＳＵＲＶＥＹ」、ＣＩＰＡ  ２００５  ＸＸ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、２６  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ−０１  Ｏｃｔｏｂｅｒ，２００５、Ｔｏｒｉｎｏ，Ｉｔａｌｙ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの手法には以下のような特徴がある。
ａ）ステレオ視による白線位置検知
（１）２台のカメラで白線位置の取得が可能。
（２）切れ目のない白線の場合、対応点探索の自動化が困難なため、手動による対応点探索が必要。
（３）有効視野角が狭い。
（４）絶対精度が低い。
ｂ）カメラパラメータによる白線位置推定
（１）カメラから道路までの設定距離を一定として計算するため精度が悪い。
（２）精度が車両動揺に左右される。
（３）平坦でない道路では著しく精度が悪化する。
（４）１台のカメラで白線位置の取得が可能。
【０００７】
本発明は、例えば、ＭＭＳを用いて白線以外の道路上・道路脇の地物の位置を計測することを目的とする。
特に、本発明は走行しながら計測データを取得するＭＭＳでは計測データを取得することが困難なキロポストのような幅細の地物やガラスのような鏡面反射性の地物についても高精度に位置を計測することを目的とする。
また、本発明は、ユーザに所望の地点の計測結果を提供するために、ユーザが計測対象としたい地物を指定することを補助することを目的とする。
さらに、本発明は平坦でない道路においても高精度に地物の位置を計測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の計測装置は、地物が撮像された画像と前記画像に対応すると共に三次元の位置が既知である点群とを表示装置の画面に重ね合わせて表示して、計測対象とする地物の画像内の位置を指定することをユーザに促す画像表示部と、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、前記点群の中から、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出する対応点検出部と、前記対応点検出部が検出した前記対応点の三次元の位置を用いて前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点の三次元の位置を特定する位置算出部とを備える。
【０００９】
前記計測装置は、さらに、カメラから撮像された画像を記憶する画像記憶部と、レーザ装置により計測した点群から構成されると共に各点群の三次元の位置が既知である点群を三次元点群モデルとして記憶する三次元点群モデル記憶部とを備え、前記画像表示部は、前記画像記憶部に記憶された画像と三次元点群モデル記憶部に記憶された三次元点群モデルとを表示装置の画面に重ね合わせて表示して、三次元点群モデルの点群の中からユーザが注目する画像内の位置に対応する点を指定することを促し、前記対応点検出部は、前記三次元点群モデル記憶部が記憶した前記三次元点群モデルの点群の中から、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出し、前記位置算出部は、前記対応点検出部が検出した前記対応点の三次元の位置を用いて前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点の三次元の位置を特定する。
【００１０】
前記計測装置は、さらに、前記画像記憶部に記憶された画像を解析して、計測対象とする地物が撮像された画像領域を地物画像領域として検出する地物領域検出部を備え、前記画像表示部は、地物領域検出部が検出した地物画像領域に対して、画像の位置を指定することをユーザに促す。
【００１１】
前記対応点検出部は、前記計測画像点により示される画像内の位置に地物領域検出部が検出した地物画像領域内に表示された点群の点が有る場合に、当該点を前記計測画像点に対応する対応点として検出する。
【００１２】
前記対応点検出部は、前記計測画像点により示される画像内の位置に地物領域検出部が検出した地物画像領域内に表示された点群の点が無い場合に、前記計測画像点に最も近い点を前記計測画像点に対応する対応点として検出する。
【００１３】
前記計測装置は、さらに、位置算出部が特定した三次元の位置を計測対象とする地物の三次元の位置とし、計測対象とする地物の種別と三次元の位置とを対応させて記憶する結果記憶部を備える。
【００１４】
本発明の計測装置は、カメラにより地物が撮像された画像と前記画像に対応すると共に三次元の位置が既知である点群とを表示装置の画面に重ね合わせて表示して、計測対象とする地物の画像内の位置を指定することをユーザに促す画像表示部と、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部と、前記点群の中から、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出する対応点検出部と、前記対応点検出部が検出した前記対応点を含む特定の平面を算出する平面算出部と、前記対応点検出部が検出した前記対応点の三次元の位置を前記計測画像点の三次元の位置を示す第１の候補として取得し、前記平面算出部が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の三次元の位置を示す第２の候補として算出する位置算出部と、前記位置算出部が得た前記第１の候補と前記第２の候補とを表示装置の画面に表示して、前記第１の候補と前記第２の候補とのいずれかを指定することをユーザに促す位置表示部と、前記第１の候補と前記第２の候補とのうちユーザが指定した方を前記計測画像点の三次元の位置として記憶する結果記憶部とを備える。
【００１５】
本発明の計測装置は、カメラにより地物が撮像された画像と前記画像に対応すると共に三次元の位置が既知である点群とを表示装置の画面に重ね合わせて表示して、計測対象とする地物の画像内の位置を指定することをユーザに促す画像表示部と、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部と、前記点群の中から、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出する対応点検出部と、前記対応点検出部が検出した前記対応点を含む特定の平面を算出する平面算出部と、計測対象とする地物の種別をユーザに指定させ、ユーザにより指定された地物の種別を入力装置から入力する種別入力部と、前記種別入力部が入力した地物の種別に基づいて、前記対応点検出部が検出した前記対応点と、前記平面算出部が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点とのいずれかを前記計測画像点の三次元の位置として特定する位置算出部とを備える。
【００１６】
本発明の計測方法は、画像表示部が、地物が撮像された画像と前記画像に対応すると共に三次元の位置が既知である点群とを表示装置の画面に重ね合わせて表示して、計測対象とする地物の画像内の位置を指定することをユーザに促す画像表示処理を行い、計測画像点取得部が、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得処理を行い、対応点検出部が、前記点群の中から、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出する対応点検出処理を行い、位置算出部が、前記対応点検出部が検出した前記対応点の三次元の位置を用いて前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点の三次元の位置を特定し、特定した前記計測画像点の三次元の位置を示す計測位置データを作成する位置算出処理を行う。
【００１７】
本発明の計測方法は、画像表示部が、カメラにより地物が撮像された画像と前記画像に対応すると共に三次元の位置が既知である点群とを表示装置の画面に重ね合わせて表示して、計測対象とする地物の画像内の位置を指定することをユーザに促す画像表示処理を行い、計測画像点取得部が、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得処理を行い、ベクトル算出部が、前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出処理を行い、対応点検出部が、前記点群の中から、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出する対応点検出処理を行い、平面算出部が、前記対応点検出部が検出した前記対応点を含む特定の平面を算出する平面算出処理を行い、位置算出部が、前記対応点検出部が検出した前記対応点の三次元の位置を前記計測画像点の三次元の位置を示す第１の候補として取得し、前記平面算出部が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の三次元の位置を示す第２の候補として算出する位置算出処理を行い、位置表示部が、前記位置算出部が得た前記第１の候補と前記第２の候補とを表示装置の画面に表示して、前記第１の候補と前記第２の候補とのいずれかを指定することをユーザに促す位置表示処理を行い、結果記憶部が、前記第１の候補と前記第２の候補とのうちユーザが指定した方を前記計測画像点の三次元の位置を示す計測位置データとして記憶する結果記憶処理を行う。
【００１８】
本発明の計測方法は、画像表示部が、カメラにより地物が撮像された画像と前記画像に対応すると共に三次元の位置が既知である点群とを表示装置の画面に重ね合わせて表示して、計測対象とする地物の画像内の位置を指定することをユーザに促す画像表示処理を行い、計測画像点取得部が、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得処理を行い、ベクトル算出部が、前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出処理を行い、対応点検出部が、前記点群の中から、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出する対応点検出処理を行い、平面算出部が、前記対応点検出部が検出した前記対応点を含む特定の平面を算出する平面算出処理を行い、種別入力部が、計測対象とする地物の種別をユーザに指定させ、ユーザにより指定された地物の種別を入力装置から入力する種別入力処理を行い、位置算出部が、前記種別入力部が入力した地物の種別に基づいて、前記対応点検出部が検出した前記対応点と、前記平面算出部が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点とのいずれかを前記計測画像点の三次元の位置として特定し、特定した前記計測画像点の三次元の位置を示す計測位置データを作成する位置算出処理を行う。
【００１９】
本発明の計測端末装置は、地物が撮像された画像と前記画像に対応すると共に三次元の位置が既知である点群とを表示装置の画面に重ね合わせて表示して、計測対象とする地物の画像内の位置を指定することをユーザに促す画像表示部と、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力し、入力した前記計測画像点を前記計測画像点の三次元の位置を算出する計測サーバ装置に送信する端末側計測画像点取得部と、前記計測サーバ装置から前記計測画像点の三次元の位置を受信し、受信した前記計測画像点の三次元の位置を記憶する結果記憶部とを備える。
【００２０】
本発明の計測サーバ装置は、計測端末装置から、地物が撮像された画像内の計測対象とする地物の位置を計測画像点として受信するサーバ側計測画像点取得部と、前記画像に対応すると共に三次元の位置が既知である点群の中から、前記サーバ側計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出する対応点検出部と、前記対応点検出部が検出した前記対応点の三次元の位置を用いて前記サーバ側計測画像点取得部が取得した前記計測画像点の三次元の位置を特定し、特定した前記計測画像点の三次元の位置を前記計測端末装置に送信する位置算出部とを備える。
【００２１】
本発明の計測端末装置は、地物が撮像された画像を表示装置の画面に表示して、計測対象とする地物の画像内の位置を指定することをユーザに促す画像表示部と、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力し、入力した前記計測画像点を前記計測画像点の三次元の位置を算出する計測サーバ装置に送信する端末側計測画像点取得部と、前記計測サーバ装置から前記計測画像点の三次元の位置を受信し、受信した前記計測画像点の三次元の位置を記憶する結果記憶部とを備える。
【００２２】
本発明の計測装置は、三次元の位置をそれぞれ示す点群が含まれる三次元点群モデルを記憶する三次元点群モデル記憶部と、カメラから撮像された画像を表示装置に表示して、ユーザに画像内の位置を指定することを促す画像表示部と、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部と、前記計測画像点の近傍１点を前記三次元点群モデルの点群から抽出する近傍抽出部と、前記近傍抽出部が抽出した前記近傍１点を含む特定の平面を算出する近傍平面算出部と、前記近傍平面算出部が算出した平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の三次元の位置として算出する地物位置算出部とを備える。
【００２３】
前記計測装置は、さらに、前記三次元点群モデルの点群を前記画像に対応する前記カメラの撮像面に投影するモデル投影部を備え、前記近傍抽出部は、前記モデル投影部により前記撮像面に投影された前記三次元点群モデルの点群のうち前記撮像面内で前記計測画像点から最も近い点と前記撮像面の横軸方向で前記計測画像点から最も近い点と前記撮像面の縦軸方向で前記計測画像点から最も近い点とのいずれかの点を前記近傍１点として抽出する。
【００２４】
前記近傍平面算出部は、前記計測画像点の前記近傍１点を含む水平面を前記特定の平面として算出する。
【００２５】
前記近傍平面算出部は、前記計測画像点の前記近傍１点を含む平面であって前記三次元点群モデルに使用されている座標系を示すＸ−Ｙ−Ｚ座標系でＸ軸とＹ軸とＺ軸とのいずれかと直交する平面を前記特定の平面として算出する。
【００２６】
前記計測装置は、さらに、位置計測の対象とする地物の種別をユーザに指定させ、ユーザにより指定された地物の種別を入力装置から入力する種別入力部を備え、前記近傍平面算出部は、前記種別入力部により入力された地物の種別に基づいて、前記計測画像点の前記近傍１点の含まれる点群により表される地物の成す面を平面で表して前記特定の平面を算出する。
【００２７】
本発明の計測方法は、画像表示部が、カメラから撮像された画像を表示装置に表示して、ユーザに画像内の位置を指定することを促す画像表示処理を行い、計測画像点取得部が、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得処理を行い、ベクトル算出部が、前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出処理を行い、近傍抽出部が、三次元の位置をそれぞれ示す点群が含まれる三次元点群モデルを記憶する三次元点群モデル記憶部から前記計測画像点の近傍１点を抽出する近傍抽出処理を行い、近傍平面算出部が、前記近傍抽出部が抽出した前記近傍１点を含む特定の平面を算出する近傍平面算出処理を行い、地物位置算出部が、前記近傍平面算出部が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の三次元の位置として算出し、算出した前記計測画像点の三次元の位置を示す計測位置データを作成する地物位置算出処理を行う。
【００２８】
本発明の計測装置は、カメラから撮像された画像を記憶する画像記憶部と、前記カメラが撮像する撮像箇所をレーザ装置により計測した点群から構成されると共に各点群の位置が判明している三次元点群モデルを記憶する三次元点群モデル記憶部と、前記画像記憶部に記憶された画像を表示装置の画面に表示して、ユーザに画像内の位置を指定することを促す画像表示部と、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、前記三次元点群モデル記憶部が記憶した前記三次元点群モデルの点群のなかから、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出して、検出した前記対応点の位置を用いて前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点の三次元の位置を特定する位置算出部とを備える。
【００２９】
前記画像表示部は、前記画像記憶部に記憶された複数の画像を一覧にして前記表示装置の画面に表示してユーザに画像を指定することを促し、ユーザが指定した画像を前記表示装置の画面に表示してユーザに画像内の位置を指定することを促す。
【００３０】
前記計測装置は、さらに、前記位置算出部が特定した前記計測画像点の三次元の位置を前記画像表示部が前記画像を表示した前記表示装置の前記画面に表示する結果表示部を備える。
【００３１】
前記計測装置は、さらに、位置計測の対象とする地物の種別をユーザに指定させ、ユーザにより指定された地物の種別を入力装置から入力する種別入力部と、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点と、前記位置算出部が特定した前記計測画像点の三次元の位置と、前記種別入力部が入力した地物の種別とを関連付けて記憶機器に記憶する結果記憶部とを備える。
【００３２】
本発明の計測方法は、カメラから撮像された画像を記憶する画像記憶部と、前記カメラが撮像する撮像箇所をレーザ装置により計測した点群から構成されると共に各点群の位置が判明している三次元点群モデルを記憶する三次元点群モデル記憶部とを用いて、画像表示部が、前記画像記憶部に記憶された画像を表示装置の画面に表示して、ユーザに画像内の位置を指定することを促す画像表示処理を行い、計測画像点取得部が、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得処理を行い、位置算出部が、前記三次元点群モデル記憶部が記憶した前記三次元点群モデルの点群のなかから、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出して、検出した前記対応点の位置を用いて前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点の三次元の位置を特定し、特定した前記計測画像点の三次元の位置を示す計測位置データを作成する位置算出処理を行う。
【００３３】
本発明の計測プログラムは前記計測方法をコンピュータに実行させる。
【００３４】
本発明の計測位置データは前記計測方法により作成されたことを特徴とする。
【００３５】
本発明の作図装置は、カメラから撮像された画像を記憶する画像記憶部と、前記カメラが撮像する撮像箇所をレーザ装置により計測した点群から構成されると共に各点群の位置が判明している三次元点群モデルを記憶する三次元点群モデル記憶部と、前記画像記憶部に記憶された画像を表示装置の画面に表示して、ユーザに画像内の位置を指定することを促す画像表示部と、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、前記三次元点群モデル記憶部が記憶した前記三次元点群モデルの点群のなかから、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出して、検出した前記対応点の位置を用いて前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点の三次元の位置を特定する位置算出部と、作成する図の内容を示す作図命令を入力機器から入力し、入力した前記作図命令に基づいて複数の要素を含んだ図を表示装置の画面に描画する描画部と、前記描画部が描画した図に含まれる複数の要素からいずれかの要素をユーザに指定させ、指定された要素に対応する前記計測画像点の三次元の位置を前記位置算出部から取得して、前記描画部が描画した図を表すと共に前記位置算出部が特定した前記計測画像点の三次元の位置をユーザに指定された要素の三次元の位置として示す作図データを作成する作図部とを備える。
【００３６】
本発明の作図方法は、カメラから撮像された画像を記憶する画像記憶部と、前記カメラが撮像する撮像箇所をレーザ装置により計測した点群から構成されると共に各点群の位置が判明している三次元点群モデルを記憶する三次元点群モデル記憶部とを用いて、画像表示部が、前記画像記憶部に記憶された画像を表示装置の画面に表示して、ユーザに画像内の位置を指定することを促す画像表示処理を行い、計測画像点取得部が、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得処理を行い、位置算出部が、前記三次元点群モデル記憶部が記憶した前記三次元点群モデルの点群のなかから、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出して、検出した前記対応点の位置を用いて前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点の三次元の位置を特定する位置算出処理を行い、描画部が、作成する図の内容を示す作図命令を入力機器から入力し、入力した前記作図命令に基づいて複数の要素を含んだ図を表示装置の画面に描画する描画処理を行い、作図部が、前記描画部が描画した図に含まれる複数の要素からいずれかの要素をユーザに指定させ、指定された要素に対応する前記計測画像点の三次元の位置を前記位置算出部から取得して、前記描画部が描画した図を表すと共に前記位置算出部が特定した前記計測画像点の三次元の位置をユーザに指定された要素の三次元の位置として示す作図データを作成する作図処理を行う。
【００３７】
本発明の作図プログラムは前記作図方法をコンピュータに実行させる。
【００３８】
本発明の作図データは前記作図方法により作成されたことを特徴とする。
【００３９】
本発明の道路地物計測装置は、走行する車両に設置されたカメラから異なる時刻に撮像された複数の画像に対してモーションステレオ処理を行って静止物の三次元モデルを静止物モデルとして生成するモーションステレオ部と、走行する車両から計測された地物に対する距離と方位とを示す距離方位データに基づいて生成された三次元点群モデルである路面形状モデルと前記モーションステレオ部が生成した静止物モデルとを比較した差分を前記路面形状モデルから除去して前記路面形状モデルから移動体領域を除去した移動体除去モデルを生成する移動体除去部と、前記移動体除去処理部が生成した移動体除去モデルの点群が示す位置と形状とに基づいて各点群が表す静止物の種別を判定する地物識別部と、画像と前記移動体除去モデルと前記地物識別部が判定した静止物の種別との少なくともいずれかを表示装置に表示し、ユーザが位置計測の対象として指定した画像上の位置の情報を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、カメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部と、前記計測画像点の近傍３点を前記路面形状モデルの点群から抽出する近傍３点抽出部と、前記近傍３点抽出部が抽出した前記計測画像点の近傍３点が成す平面を算出し、算出した平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の位置として算出する地物位置算出部とを備えることを特徴とする。
【００４０】
本発明の道路地物計測装置は、走行する車両から計測された地物に対する距離と方位とを示す距離方位データに基づいて生成された三次元点群モデルである路面形状モデルの点群が示す位置と形状とに基づいて各点群が表す地物の種別を判定する地物識別部と、画像と前記地物識別部が判定した地物の種別とを表示装置に表示し、ユーザが位置計測の対象として指定した画像上の位置の情報を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得部と、カメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出部と、前記計測画像点の近傍３点を前記路面形状モデルの点群から抽出する近傍３点抽出部と、前記近傍３点抽出部が抽出した前記計測画像点の近傍３点が成す平面を算出し、算出した平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の位置として算出する地物位置算出部とを備える。
【００４１】
本発明の地物識別装置は、走行する車両に設置されたカメラから異なる時刻に撮像された複数の画像に対してモーションステレオ処理を行って静止物の三次元モデルを静止物モデルとして生成するモーションステレオ部と、走行する車両から計測された地物に対する距離と方位とを示す距離方位データに基づいて生成された三次元点群モデルである路面形状モデルと前記モーションステレオ部が生成した静止物モデルとを比較した差分を前記路面形状モデルから除去して前記路面形状モデルから移動体領域を除去した移動体除去モデルを生成する移動体除去部と、前記移動体除去処理部が生成した移動体除去モデルの点群が示す位置と形状とに基づいて各点群が表す静止物の種別を判定する地物識別部とを備える。
【００４２】
本発明の地物識別装置は、走行する車両から計測された地物に対する距離と方位とを示す距離方位データに基づいて生成された三次元点群モデルである路面形状モデルの点群から位置の連続する点群を抽出して前記路面形状モデルの点群をグループ分けするラベリング処理部と、前記ラベリング処理部がグループ分けした各グループについて点群が形成する線分からエッジ部分を判定し、エッジ部分を境界として当該グループをグループ分けするエッジ判定部と、前記エッジ判定部がグループ分けした各グループについて点群が示す位置と形状とに基づいて各グループの点群が表す地物の種別を判定する地物識別部とを備える。
【００４３】
前記道路地物計測装置において、前記近傍３点抽出部は、前記計測画像点の最近傍点を算出し、前記路面形状モデルの点群が形成する線分のうち最近傍点を含む第一の線分との間で前記計測画像点を内側に位置させる第二の線分を選択し、前記計測画像点と最近傍点とを結ぶ直線を算出し、第二の線分を形成する点群のうち前記直線の左側において前記直線に最も近い第二の近傍点と前記直線の右側において前記直線に最も近い第三の近傍点とを算出し、最近傍点と第二の近傍点と第三の近傍点とを前記計測画像点の前記近傍３点とする。
【００４４】
本発明の道路地物計測方法は、モーションステレオ部が走行する車両に設置されたカメラから異なる時刻に撮像された複数の画像に対してモーションステレオ処理を行って静止物の三次元モデルを静止物モデルとして生成するモーションステレオ処理を行い、移動体除去部が走行する車両から計測された地物に対する距離と方位とを示す距離方位データに基づいて生成された三次元点群モデルである路面形状モデルと前記モーションステレオ部が生成した静止物モデルとを比較した差分を前記路面形状モデルから除去して前記路面形状モデルから移動体領域を除去した移動体除去モデルを生成する移動体除去処理を行い、地物識別部が前記移動体除去処理部が生成した移動体除去モデルの点群が示す位置と形状とに基づいて各点群が表す静止物の種別を判定する地物識別処理を行い、計測画像点取得部が画像と前記移動体除去モデルと前記地物識別部が判定した静止物の種別との少なくともいずれかを表示装置に表示し、ユーザが位置計測の対象として指定した画像上の位置の情報を計測画像点として入力装置から入力する計測画像点取得処理を行い、ベクトル算出部がカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトルを算出するベクトル算出処理を行い、近傍３点抽出部が前記計測画像点の近傍３点を前記路面形状モデルの点群から抽出する近傍３点抽出処理を行い、地物位置算出部が前記近傍３点抽出部が抽出した前記計測画像点の近傍３点が成す平面を算出し、算出した平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の位置として算出する地物位置算出処理を行う。
【００４５】
本発明の道路地物計測プログラムは、前記道路地物計測方法をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、例えば、ＭＭＳを用いて白線以外の道路上・道路脇の地物の位置を計測することができる。
また本発明は、レーザ点群で表される前記路面形状モデルにおいて、該当地点の近傍３点に基づいて位置を計測することにより、例えば、走行しながらレーザレーダで計測データを取得するＭＭＳでは、レーザビームが当らない可能性のあるキロポストのような幅細の地物やガラスのような鏡面反射性の地物についても高精度に位置を計測することができる。
また、例えば、本発明は、道路上を走行している車両や歩道上の歩行者等の移動物体による目標地物の隠蔽に対して、移動物体のみを前記路面形状モデルから取り除くことができるため、道路や歩道上の移動物体の有無によらず、精度よく地物の位置を計測することができる。
また例えば、本発明は、画像と共に移動体を除去した三次元モデルや静止物の種別を表示することにより、ユーザが計測対象としたい地物を指定することを補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施の形態１における道路地物計測システム１０１のシステム構成および道路地物計測装置１００の機能構成を示す図。
【図２】実施の形態１における道路地物計測装置１００、地物識別装置３００のハードウェア資源の一例を示す図。
【図３】実施の形態１における道路地物計測システム１０１の道路地物位置計測処理の流れを示すフローチャート。
【図４】実施の形態１における車両位置とＬＲＦ、カメラ２３０の位置関係図。
【図５】実施の形態１における車両位置とＬＲＦ、カメラ２３０の位置関係図。
【図６】実施の形態１における路面形状モデルを示す図。
【図７】実施の形態１における路面形状モデルを示す図。
【図８】実施の形態１における路面形状モデルを示す図。
【図９】図８に対応する光学画像。
【図１０】実施の形態１における投影変換を行った画像。
【図１１】実施の形態１における地物識別装置３００の構成図。
【図１２】実施の形態１における地物識別装置３００のデジタイジング処理（Ｓ１０４）の流れを示すフローチャート。
【図１３】トラックがポールを隠蔽していないときの路面形状モデル。
【図１４】トラックがポールを隠蔽しているときの路面形状モデル。
【図１５】実施の形態１におけるモーションステレオ処理（Ｓ２０１）の流れを示すフローチャート。
【図１６】実施の形態１におけるエピポーラ線Ｌ１の算出方法を示す図。
【図１７】移動後の計測対象点ＰＴ２の対応点Ｐ２がエピポーラ線Ｌ１上に存在しないことを示す図。
【図１８】実施の形態１におけるボクセル空間投票処理（Ｓ３０５）のイメージ図。
【図１９】実施の形態１における視体積交差法を示す図。
【図２０】ユーザの指定した地物を誤認識しやすい箇所の画像。
【図２１】実施の形態１における地物識別処理（Ｓ２０３）を示す図。
【図２２】実施の形態１における地物識別処理（Ｓ２０３）の流れを示すフローチャート。
【図２３】実施の形態１における３Ｄモデリング処理（Ｓ１０５）の流れを示すフローチャート。
【図２４】実施の形態１における地物位置標定処理（Ｓ１０６）における地物位置の算出方法を示す図。
【図２５】実施の形態１における地物位置標定処理（Ｓ１０６）の流れを示すフローチャート。
【図２６】実施の形態１における近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）の流れ示すフローチャート。
【図２７】実施の形態１における近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）を示す図。
【図２８】実施の形態２における道路地物計測システム１０１のシステム構成および道路地物計測装置Ｂ５００の機能構成を示す図。
【図２９】実施の形態２における道路地物計測画面４００を示す図。
【図３０】実施の形態３における路面モデル対応点探索部１７０の機能構成を示す図。
【図３１】実施の形態３における地物位置標定処理（Ｓ１０６）の流れを示すフローチャート。
【図３２】実施の形態３における地物位置標定処理（Ｓ１０６）における地物位置の算出方法を示す図。
【図３３】実施の形態４における道路地物計測システム１０１のシステム構成およびＣＡＤ装置６００の機能構成を示す図。
【図３４】実施の形態４におけるＣＡＤ画面６２０を示す図。
【図３５】実施の形態５における道路地物計測装置Ｃ７００の機能構成を示す図。
【図３６】実施の形態５における計測方法を示すフローチャート。
【図３７】実施の形態５における道路地物計測画像道路地物計測画面４００を示す図。
【図３８】実施の形態６における道路地物計測装置Ｃ７００の機能構成を示す図。
【図３９】実施の形態６における計測方法を示すフローチャート。
【図４０】実施の形態６における道路地物計測画面４００を示す図。
【図４１】実施の形態７における道路地物計測装置Ｃ７００の機能構成を示す図。
【図４２】実施の形態７における計測方法を示すフローチャート。
【図４３】実施の形態７における道路地物計測画面４００を示す図。
【図４４】実施の形態８における計測方法を示すフローチャート。
【図４５】実施の形態９における計測サーバ装置７１０と計測端末装置７２０との機能構成を示す図。
【図４６】実施の形態９における計測方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における道路地物計測システム１０１のシステム構成および道路地物計測装置１００の機能構成を示す図である。
実施の形態１における道路地物計測システム１０１はオドメトリ装置２００、３台のジャイロ２１０（測位部、姿勢検出部、ＧＰＳジャイロの一部）、３台のＧＰＳ２２０（測位部、姿勢検出部、ＧＰＳジャイロの一部）、カメラ２３０（撮像部）、レーザレーダ２４０（光走査部、レーザスキャナ、ＬＲＦ［Ｌａｓｅｒ  Ｒａｎｇｅ  Ｆｉｎｄｅｒ］）および道路地物計測装置１００（計算機）を備える。
【００４９】
オドメトリ装置２００、３台のジャイロ２１０、３台のＧＰＳ２２０、カメラ２３０、レーザレーダ２４０（それぞれ、計測センサの一例である）は計測台車１０２（以下、車両とする）の天板１０３（基台）（図４参照）に搭載される。尚、図５のＺ軸＋方向が計測台車１０２の前方に相当する。また、ここでレーザレーダ２４０の設置位置は、カメラ２３０と同じ車両前方に設置しても構わない。
オドメトリ装置２００はオドメトリ手法を実行し車両の走行距離を示す距離データを算出する。
３台のジャイロ２１０は車両の３軸方向の傾き（ピッチ角、ロール角、ヨー角）を示す角速度データを算出する。
３台のＧＰＳ２２０は車両の走行位置（座標）を示す測位データを算出する。
オドメトリ装置２００とジャイロ２１０とＧＰＳ２２０とはＧＰＳ／デッドレコニング複合演算により車両の位置、姿勢を測定する。
カメラ２３０は撮影を行い時系列の画像データを出力する。
レーザレーダ２４０は、車体の前方または後方に設置され、横方向に光軸を振りながらレーザをななめ下方向に照射して、路面までの距離を各方位について示す方位・距離データ（以下、ＬＲＦデータとする）を算出する。
【００５０】
道路地物計測装置１００は距離データ、角速度データ、測位データ、画像データ、方位・距離データに基づいてユーザの指定した地物の位置を算出する。
道路地物計測装置１００は車両位置姿勢（３軸）演算部１１０、カメラ位置姿勢演算部１３０、カメラＬＯＳ演算部１４０、路面形状モデル生成部１５０、レーザレーダ位置姿勢演算部１６０、路面モデル対応点探索部１７０、地物識別装置３００、観測データ入力部１９１、観測データ記憶部１９９を備える。
車両位置姿勢（３軸）演算部１１０は距離データ、角速度データ、測位データに基づいて車両の位置と姿勢（車両位置姿勢）を算出する。
地物識別装置３００は画像データに基づいて静止物の３次元モデルを生成し、静止物の３次元モデルと後述するＬＲＦデータに基づく路面形状モデルとを比較して静止物の路面形状モデルを生成する。また、地物識別装置３００は路面形状モデルを構成するレーザ計測点群をグループ分けし、レーザ計測点群が形成する形状に基づいて各グループが示す地物の種類を識別する。また、地物識別装置３００は画像と静止物の路面形状モデルと地物の種別とを重畳表示してユーザに提供する。そして、地物識別装置３００はユーザに指定された地物の画像上の位置を計測画像点として入力する。
カメラ位置姿勢演算部１３０は車両位置姿勢とカメラ取付オフセットとに基づいてカメラ２３０の位置と姿勢（カメラ位置姿勢）を算出する。カメラ取付オフセットは車両軸（直交座標）に対するカメラ２３０の取り付け軸のズレの量を示す。カメラ取付オフセットは図４のカメラ２３０と天板１０３との関係に対応する値である。
カメラＬＯＳ演算部１４０（ベクトル算出部の一例）はユーザが画像上で指定した計測画像点とカメラ位置姿勢とに基づいてカメラから計測画像点に向けた視線方向（ＬＯＳ：Ｌｉｎｅ  Ｏｆ  Ｓｉｇｈｔ）の角度（ＬＯＳベクトル）を算出する。
レーザレーダ位置姿勢演算部１６０は車両位置姿勢とレーザレーダ取付オフセットとに基づいてレーザレーダ２４０の位置と姿勢（レーザレーダ位置姿勢）を算出する。レーザレーダ取付オフセットは車両軸（直交座標）に対するレーザレーダ２４０の取り付け軸のズレの量を示す。レーザレーダ取付オフセットは図４のレーザレーダ２４０と天板１０３との関係に対応する値である。
路面形状モデル生成部１５０は方位・距離データとレーザレーダ位置姿勢とに基づいて車両が走行した平坦でない路面の形状（曲面、傾斜、凹凸など）を示す路面形状モデル（三次元点群モデル）を生成する。
路面モデル対応点探索部１７０（地物位置算出部の一例）は計測画像点に対するＬＯＳベクトルと路面形状モデルとに基づいてユーザが指定した地物の位置を算出する。路面モデル対応点探索部１７０は路面の曲面、傾斜、凹凸などを考慮することにより高い精度で地物位置を算出することができる。
距離データ、角速度データ、測位データ、画像データ、方位・距離データを観測データとする。
観測データ入力部１９１は計測台車１０２で取得された観測データを入力して観測データ記憶部１９９に記憶する。
観測データ記憶部１９９は計測台車１０２で取得された観測データ、レーザレーダ取付オフセット、カメラ取付オフセットおよび観測データに基づいて生成された各種データを記憶する。道路地物計測装置１００が備える各部および地物識別装置３００が備える各部は使用するデータを観測データ記憶部１９９から入力して各種処理を行い、生成したデータを観測データ記憶部１９９に記憶する。
【００５１】
実施の形態１において“道路”とは道路上のみならず撮像範囲内の道路脇、道路周辺を含むものとする。また道路脇、道路周辺には路肩、縁石、歩道などが含まれる。
【００５２】
図２は、実施の形態１における道路地物計測装置１００、地物識別装置３００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図２において、道路地物計測装置１００、地物識別装置３００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤＤ９０５（コンパクトディスク装置）、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７、マイク９０８、スピーカー９０９、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２、スキャナ装置９０７、ＦＤＤ９０４などは、入力機器、入力装置あるいは入力部の一例である。
また、通信ボード９１５、表示装置９０１、プリンタ装置９０６などは、出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。
【００５３】
通信ボード９１５は、有線または無線で、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、ＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）、電話回線などの通信網に接続されている。
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００５４】
上記プログラム群９２３には、実施の形態の説明において「〜部」、「〜手段」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、実施の形態の説明において、「〜部」や「〜手段」の機能を実行した際の「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」などの結果データ、「〜部」や「〜手段」の機能を実行するプログラム間で受け渡しするデータ、その他の情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示・抽出のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、実施の形態の説明において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００５５】
また、実施の形態の説明において「〜部」、「〜手段」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「手段」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」、「〜手段」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、「〜部」、「〜手段」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜部」、「〜手段」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
道路地物計測システム１０１を構成する「〜部」や「〜装置」は以下に説明する各処理をＣＰＵを用いて実行する。
【００５６】
図３は、実施の形態１における道路地物計測システム１０１の道路地物位置計測処理の流れを示すフローチャートである。
実施の形態１における道路地物計測システム１０１の道路地物位置計測処理の流れについて、図３に基づいて以下に説明する。
【００５７】
＜Ｓ１０１：計測走行＞
まず、車両で地物を計測する対象の道路を走行し、走行時にオドメトリ装置２００、ジャイロ２１０、ＧＰＳ２２０はそれぞれ計測を行い、車両についての距離データ、角速度データおよび測位データ（以下、ＧＰＳ／ＩＭＵ［Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ］データとする）を時系列に取得する。また、走行時にカメラ２３０は撮像して時系列の画像データと各画像の撮像時刻を示す画像時刻データとを取得する。また、走行時にレーザレーダ２４０は車両の横方向に振りながらレーザを照射して道路上・道路脇（道路周辺）の地物に対する距離と方位とを時系列に示す方位・距離データ（ＬＲＦデータ）を取得する。
例えば、ＬＲＦデータは地物に対する距離・方位をバイナリ形式で示し、画像データはＲＡＷ画像をベイヤー配列で示し、画像時刻データは画像の識別番号と撮像時刻とを対応付けてＣＳＶ（Ｃｏｍｍａ  Ｓｅｐａｒａｔｅｄ  Ｖａｌｕｅｓ）形式で示す。
【００５８】
＜Ｓ１０２：観測データ記憶処理＞
次に、道路地物計測装置１００において、観測データ入力部１９１は車両の各計測センサが取得したＧＰＳ／ＩＭＵデータ（距離データ、角速度データ、測位データ）、画像データ、画像時刻データ、ＬＲＦデータ（方位・距離データ）を入力する。そして、観測データ入力部１９１は圧縮されているデータ（例えば、ＧＰＳ／ＩＭＵデータ、ＬＲＦデータ）を解凍し（Ｓ１０２ａ：データデコード処理）、また、必要であれば特定のデータ（例えば、画像データ、画像時刻データ）をコピー（Ｓ１０２ｂ：画像データコピー処理）して、各データを観測データ記憶部１９９に記憶する。
例えば、データデコード処理（Ｓ１０２ａ）によりＬＲＦデータはバイナリ形式からテキスト形式に変換される。
また例えば、画像データコピー処理（Ｓ１０２ｂ）により２４ｂｉｔＢＭＰ（ビットマップ）形式の画像データが生成される。
また、観測データ入力部１９１はカメラ２３０が設置された車両の天板１０３に対するカメラ取付オフセットとレーザレーダ２４０が設置された車両の天板１０３に対するレーザレーダ取付オフセットとを観測データ記憶部１９９に記憶する。
【００５９】
＜Ｓ１０３：測位／複合処理＞
次に、道路地物計測装置１００において、車両位置姿勢（３軸）演算部１１０はＧＰＳ／ＩＭＵデータに基づいてＥＮＵ座標系における車両の位置および姿勢を算出する。以下、ＥＮＵ座標系における車両の位置および姿勢を時系列に示すデータを車両位置姿勢データとする。
例えば、車両位置姿勢データは車両のＥＮＵ座標、回転角（ｒｏｌｌ）、仰角（ｐｉｔｃｈ）、方位角（ｙａｗ）をＣＳＶ形式で示す。
【００６０】
＜Ｓ１０４：デジタイジング処理＞
また、地物識別装置３００は画像データとＬＲＦデータとに基づいて画像に写る地物を移動体（例えば、車両、歩行者）と静止物（車道、歩道、壁、その他［例えば、キロポスト、標識］）とに分類して識別し、画像と共に画像に写る各地物の種類を表示装置に表示する。
そして、地物識別装置３００は表示装置に表示した画像と地物の種別情報とに基づいてユーザが指定した位置計測対象の画像上の位置（以下、計測画像点とする）と計測画像点に写る地物の種別（以下、地物種別ＩＤ［Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ］とする）と計測画像点が指定された画像の識別番号（以下、指定画像番号とする）とをキーボード９０２、マウス９０３、タッチパネルなどの入力機器から入力する。
例えば、計測画像点はユーザが指定した画像上の２次元の位置（ｕ、ｖ）を示す。
デジタイジング処理（Ｓ１０４）の詳細について後述する。
【００６１】
＜Ｓ１０５：３Ｄモデリング処理＞
次に、道路地物計測装置１００において、路面形状モデル生成部１５０は、車両位置姿勢データとＬＲＦデータと画像時刻データと指定画像番号とレーザレーダ位置姿勢データとに基づいて、計測画像点が指定された画像に対応するＬＲＦデータの各レーザ計測点をＥＮＵ座標で表した三次元の路面形状モデルを生成する。
３Ｄモデリング処理（Ｓ１０５）の詳細について後述する。
【００６２】
＜Ｓ１０６：地物位置標定処理＞
次に、道路地物計測装置１００において、カメラＬＯＳ演算部１４０は、車両位置姿勢データと画像データと画像時刻データと指定画像番号とカメラ位置姿勢データと計測画像点とに基づいて、カメラ中心から計測画像点へのＬＯＳベクトルをＥＮＵ座標系で算出する。
そして、路面モデル対応点探索部１７０は、路面形状モデルのレーザ計測点群から計測画像点の近傍３点を抽出し、計測画像点へのＬＯＳベクトルと計測画像点の近傍３点が形成する平面との交点のＥＮＵ座標をユーザが指定した地物の位置として算出する。
地物位置標定処理（Ｓ１０６）の詳細について後述する。
【００６３】
以下に、デジタイジング処理（Ｓ１０４）、３Ｄモデリング処理（Ｓ１０５）、地物位置標定処理（Ｓ１０６）の詳細について説明する。
【００６４】
まず、ＬＲＦデータ（地物に対する方位・距離データ）から移動体のデータを除去し、残った静止物の種類を識別し、画像に各地物の種別と静止物の路面形状モデルとを重畳して表示装置に表示するデジタイジング処理（Ｓ１０４）について説明する。
地物識別装置３００は、デジタイジング処理（Ｓ１０４）により、ユーザが計測したい地物を指定することを補助する。
【００６５】
図１１は、実施の形態１における地物識別装置３００の構成図である。
デジタイジング処理（Ｓ１０４）を実行する地物識別装置３００の機能構成について、図１１に基づいて以下に説明する。
【００６６】
地物識別装置３００はモーションステレオ部３１０、移動体除去部３２０、地物識別部３３０および計測画像点取得部３４０を備える。
また、地物識別装置３００は観測データ記憶部１９９にアクセスして観測データを取得できるものとする。但し、地物識別装置３００は観測データ記憶部１９９に相当する記憶部を備えてもよい。
また、地物識別装置３００は路面形状モデル生成部１５０からＬＲＦデータに基づく路面形状モデルを取得できるものとする。但し、地物識別装置３００は路面形状モデル生成部１５０に相当する処理部を備えてもよい。
【００６７】
モーションステレオ部３１０は、静止物特定部３１１と静止物モデル生成部３１２とを備え、画像データに基づいて画像に写る静止物の三次元モデル（以下、静止物モデルとする）を生成する。
静止物特定部３１１は静止物が写る画像部分を特定する。
静止物モデル生成部３１２は画像に写る静止物の三次元モデルを生成する。
【００６８】
移動体除去部３２０は、移動体特定部３２１と移動体除去モデル生成部３２２とを備え、ＬＲＦデータから移動体に対するレーザ計測点群を除去して路面形状モデルを生成する。
移動体特定部３２１は路面形状モデル中の移動体に対するレーザ計測点群を特定する。
移動体除去モデル生成部３２２は移動体に対応するレーザ計測点群を除去して路面形状モデルを生成する。
【００６９】
地物識別部３３０は、ラベリング部３３１とエッジ判定部３３２と地物判定部３３３とを備え、路面形状モデルが示す各レーザ計測点に位置した地物の種別を特定する。
ラベリング部３３１は路面形状モデルの各レーザ計測点群をグループ分けする。
エッジ判定部３３２はレーザ計測点のグループを細分化する際の境界とするエッジ部分を特定する。
地物判定部３３３はレーザ計測点の各グループについて地物の種別を特定する。例えば、自車が走行しているグループは“道路”であり、その隣接しているグループは“道路外“という具合に地物の種別を特定する。
【００７０】
計測画像点取得部３４０は、画像表示部３４１と画像点入力部３４２とを備え、ユーザが指定した画像上の位置を示す計測画像点を取得する。
画像表示部３４１は画像と路面形状モデルと画像に写る地物の種別とを重畳して表示装置に表示する。
画像点入力部３４２はユーザが指定した画像上の位置を示す計測画像点を入力装置から入力する。
【００７１】
図１２は、実施の形態１における地物識別装置３００のデジタイジング処理（Ｓ１０４）の流れを示すフローチャートである。
実施の形態１における地物識別装置３００が実行するデジタイジング処理（Ｓ１０４）の流れについて図１２に基づいて説明する。なお、以下に説明するデジタイジング処理（Ｓ１０４）を構成する各処理の詳細については別途説明する。
【００７２】
＜Ｓ２０１：モーションステレオ処理＞
まず、モーションステレオ部３１０は走行する車両から１台のカメラで撮像した車両前方道路の複数の画像をステレオ視することにより、静止物が写る画像部分を特定し（Ｓ２０１ａ：静止物特定処理）、特定した画像部分をＥＮＵ座標系に投影して画像に写る静止物の三次元モデル（以下、静止物モデルとする）を生成する（Ｓ２０１ｂ：静止物モデル生成処理）。
【００７３】
＜Ｓ２０２：移動体除去処理＞
次に、移動体除去部３２０はモーションステレオ部３１０が生成した画像に基づく静止物モデルと路面形状モデル生成部１５０が生成したＬＲＦデータに基づく路面形状モデルとを比較して移動体に対するレーザ計測点群を特定し（Ｓ２０２ａ：移動体特定処理）、移動体に対するレーザ計測点群を除去して静止物モデルを生成する（Ｓ２０２ｂ：移動体除去モデル生成処理）。
【００７４】
＜Ｓ２０３：地物識別処理＞
次に、地物識別部３３０は移動体除去部３２０が生成した移動体を除去した路面形状モデルが示すレーザ計測点群をグループ分けし（Ｓ２０３ａ：ラベリング処理）、レーザ計測点群が表す線分のエッジ部分を特定し（Ｓ２０３ｂ：エッジ判定処理）、レーザ計測点のグループをエッジを境界とするグループに細分化し、グループ毎に各レーザ計測点に位置した地物の種別を特定する（Ｓ２０３ｃ：地物判定処理）。
【００７５】
＜Ｓ２０４：計測画像点取得処理＞
次に、計測画像点取得部３４０は、移動体除去部３２０が生成した移動体を除去した路面形状モデルをカメラ２３０の撮像面に投影し、画像と移動体を除去した路面形状モデルと地物識別部３３０が特定した地物の種別とを重畳して表示装置に表示する（Ｓ２０４ａ：画像表示処理）。
そして、計測画像点取得部３４０は、ユーザが指定した画像上の位置（計測画像点）と計測画像点に写る地物の種別（地物種別ＩＤ）と計測画像点が指定された画像の識別番号（指定画像番号）とをキーボード９０２、マウス９０３、タッチパネルなどの入力機器から入力する（Ｓ２０４ｂ：画像点入力処理）。
【００７６】
ここで、モーションステレオ部３１０が実行するモーションステレオ処理（Ｓ２０１）の詳細について以下に説明する。
【００７７】
ＬＲＦ（レーザレーダ２４０）で取得したＬＲＦデータ（方位・距離データ）に基づく３次元データは高密度、高精度である路面形状モデルを表し、道路地物計測装置１００ではこの路面形状モデルを用いて地物の位置を高精度に計測する。しかし、道路には通常、歩行者や対向車といったような移動体が多数存在するため、路面形状モデルには静止物を隠蔽する移動体のレーザ計測点が多数含まれる。そのため、静止物を測量対象にしたい場合、静止物を隠蔽する移動体の存在は計測に用いるレーザ計測点の誤抽出および計測結果精度の低下の原因となる。
【００７８】
図１３は、トラックがポールを隠蔽していないときの路面形状モデルを示す。
図１４は、トラックがポールを隠蔽しているときの路面形状モデルを示す。
図１３と図１４とは、それぞれ別の視点で同一のトラックとポールとに対するＬＲＦデータを三次元モデルに投影したものである。図１３ではトラックとポールとが別々になっているためポールのレーザ計測点群が判別できるが、図１４ではトラックによってポールの点群が隠れてしまっている。このため、図１４の状態においてポールの位置を計測する場合、路面形状モデルからポールの点群を正しく選択することができず、大きな計測誤差が発生することも考えられる。
【００７９】
そこで、地物識別装置３００は、モーションステレオ処理（Ｓ２０１）において、１台のカメラ２３０で撮像した複数の時系列画像を用いたモーションステレオ法により、静止物の３次元モデルを生成する。そして、地物識別装置３００は、移動体除去処理（Ｓ２０２）において、画像に基づく静止物モデルとの比較により、ＬＲＦデータに基づく路面形状モデルから移動体領域のレーザ計測点群の抽出および除去を実行する。
【００８０】
１台のカメラ２３０で撮像した複数の時系列画像を用いたモーションステレオ法は、カメラ２３０の動きは既知で撮像対象物は静止しているということを前提にした作動原理である。このため、地物識別装置３００はモーションステレオ法を用いることにより静止物体のみを表す３次元モデルを画像に基づいて生成することが可能である。
そして、このモーションステレオ法で得た静止物モデルを用いてＬＲＦデータに基づく路上形状モデルのレーザ計測点群から移動体に対するレーザ計測点群のみを除去することができる。
【００８１】
モーションステレオ法のアルゴリズムに関する文献として“安藤伸吾他、屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究（第３７報ＯＤＶ／ＧＰＳ／ＩＮＳ複合モーションステレオ視のベースライン最適選択による距離推定精度向上）、ロボディクス・メカトロニクス講演会（神戸）、２００５”がある。
【００８２】
図１５は、実施の形態１におけるモーションステレオ処理（Ｓ２０１）の流れを示すフローチャートである。
地物識別装置３００においてモーションステレオ部３１０が実行するモーションステレオ処理（Ｓ２０１）について、図１５に基づいて以下に説明する。
【００８３】
第１のエピポーラ線算出処理（Ｓ３０１）〜双方向マッチング処理（Ｓ３０３）が画像上に写る静止物を特定する静止物特定処理（Ｓ２０１ａ）に相当し、距離画像三次元復元処理（Ｓ３０４）〜視体積交差法ボクセル削除処理（Ｓ３０６）が画像に基づいて静止物モデルを生成する静止物モデル生成処理（Ｓ２０１ｂ）に相当する。
【００８４】
＜Ｓ３０１：第１のエピポーラ線算出処理＞
まず、静止物特定部３１１は画像上の任意点に対して、カメラ位置姿勢演算部１３０によるカメラ位置姿勢に基づいてエピポーラ線を算出する。
【００８５】
図１６は、実施の形態１におけるエピポーラ線Ｌ１の算出方法を示す図である。
静止物特定部３１１が用いるエピポーラ線Ｌ１の算出方法について、図１６に基づいて以下に説明する。
【００８６】
まず、静止物特定部３１１は観測データ記憶部１９９から時刻Ｔ１に撮像された画像Ａと時刻Ｔ２に撮像された画像Ｂとを入力する（Ｓ３０１ａ）。
次に、静止物特定部３１１は、図１６に示すように、各画像について撮像時のカメラ中心とカメラ中心から焦点距離離れた撮像面を示す画像（画像平面）とで三角錐を形成するように三次元空間を設定する（Ｓ３０１ｂ）。
次に、静止物特定部３１１は、画像平面Ａのカメラ中心Ｃ１と画像平面Ａ上の特徴点Ｐ１と画像平面Ｂのカメラ中心Ｃ２とが成す面ｄ１を含む平面として、エピポーラ平面Ｄ１を算出する（Ｓ３０１ｃ）。
【００８７】
エピポーラ平面Ｄ１は以下の式２０で表される。
ここで、カメラ中心点Ｃ１の座標を（Ｅ１、Ｎ１、Ｕ１）とし、設定した三次元空間における特徴点Ｐ１の座標（以下、三次元リアル空間座標とする）を（Ｅｐ１、Ｎｐ１、Ｕｐ１）とし、カメラ中心Ｃ２の座標を（Ｅ２、Ｎ２、Ｕ２）とする。
【００８８】
【数１】
0005546151.tif 000002
【００８９】
そして、静止物特定部３１１は、エピポーラ平面Ｄ１と画像平面Ｂとの交線を含む線として、エピポーラ線Ｌ１を算出する（Ｓ３０２ｄ）。
【００９０】
ここで、図１６において、画像平面Ａに特徴点Ｐ１として撮像された計測対象点Ｐｏｕｔが静止している場合、計測対象点Ｐｏｕｔは常にエピポーラ平面Ｄ１上に存在し、計測対象点Ｐｏｕｔの画像平面Ｂ上の撮像点である対応点Ｐ２はエピポーラ線Ｌ１上に存在する。
【００９１】
図１７は、移動後の計測対象点ＰＴ２の対応点Ｐ２がエピポーラ線Ｌ１上に存在しないことを示す図である。
一方、カメラも計測対象点Ｐも移動する場合、図１７に示すように、移動前（時刻Ｔ１）の計測対象点ＰＴ１を示す画像平面Ａ上の特徴点Ｐ１に基づいて設定されるエピポーラ線Ｌ１上に、移動後（時刻Ｔ２）の計測対象点ＰＴ２に対応する画像平面Ｂ上の対応点Ｐ２は存在しない。図１７に示すように、もし、計測対象点Ｐが移動しなければ、計測対象点ＰＴ１に対応する画像平面Ｂ上の対応点Ｐ１’はエピポーラ線Ｌ１上に存在する。
【００９２】
つまり、移動体はエピポーラ線上に載らないため、エピポーラ線上に対応点が存在する計測対象点は静止物体を示し、エピポーラ線上の対応点探索を行えば静止物体のみを抽出することができる。
【００９３】
図１５において、第１の対応点探索処理（Ｓ３０２）について説明する。
【００９４】
＜Ｓ３０２：第１の対応点探索処理＞
静止物特定部３１１は、以下のようにして、エピポーラ線上を探索し、画像平面Ａ上の特徴点Ｐ１に対応する画像平面Ｂ上の対応点Ｐ２を求める。
【００９５】
まず、静止物特定部３１１は画像Ａにおける特徴点Ｐ１の画素の色情報と画像Ｂにおけるエピポーラ線Ｌ１上の各画素の色情報とを比較する（Ｓ３０２ａ）。
そして、静止物特定部３１１は特徴点Ｐ１の画素と色情報が対応するエピポーラ線Ｌ１上の画素を特徴点Ｐ１に対する対応点Ｐ２として特定する（Ｓ３０２ｂ）。
このとき、静止物特定部３１１はカラーエッジの微分値やＲＧＢ値が特徴点Ｐ１と一致または類似（値の差が特定の範囲内）する対応点Ｐ２を特定する。また、静止物特定部３１１はウインドウマッチングにより対応点Ｐ２を特定する。
【００９６】
＜Ｓ３０３：双方向マッチング処理＞
次に、静止物特定部３１１は画像平面Ｂの対応点Ｐ２に基づいて画像平面Ａにエピポーラ線Ｌ２を設定し、画像平面Ｂの対応点Ｐ２に対応するエピポーラ線Ｌ２上の対応点Ｐ３を特定し、画像平面Ａの特徴点Ｐ１と対応点Ｐ３との位置関係に基づいて対応点Ｐ２を特定する。
【００９７】
静止物特定部３１１は、画像平面Ａの特徴点Ｐ１に対応する画像平面Ｂ上の対応点Ｐ２の探索のみを行う片方向マッチングではなく、画像平面Ｂで探索された対応点Ｐ２に対応する画像平面Ａ上の対応点Ｐ３の探索を行い、特徴点Ｐ１と対応点Ｐ３とを比較することにより対応点Ｐ２の正否を判定する双方向マッチングを行うことにより、対応点Ｐ２の探索精度の向上を図っている。尚、双方向マッチング処理に関する文献として、“瀧口純一、二組のミラーを持つ反射型全周撮像器のステレオ視による高精度な距離画像生成、日本機械学会論文集（Ｃ編）６９巻６８０号（２００３−４）“がある。
【００９８】
そこで、静止物特定部３１１は、第１のエピポーラ線算出処理（Ｓ３０１）と同様に、画像平面Ｂのカメラ中心点Ｃ２と画像平面Ｂ上の対応点Ｐ２と画像平面Ａのカメラ中心点Ｃ１とが成す面ｄ２を含む平面として、エピポーラ平面Ｄ２を算出し、エピポーラ平面Ｄ２と画像平面Ａとの交線を含む線として、エピポーラ線Ｌ２を算出する（Ｓ３０３ａ）。
次に、静止物特定部３１１は、第１の対応点探索処理（Ｓ３０２）と同様に、画像Ｂにおける対応点Ｐ２の画素の色情報と画像Ａにおけるエピポーラ線Ｌ２上の各画素の色情報とを比較し、対応点Ｐ２の画素と色情報が対応するエピポーラ線Ｌ２上の画素を対応点Ｐ２に対する対応点Ｐ３として特定する（Ｓ３０３ｂ）。
そして、静止物特定部３１１は、画像平面Ａ上の特徴点Ｐ１の位置と対応点Ｐ３の位置とを比較し、特徴点Ｐ１と対応点Ｐ３との距離が所定の範囲内である場合に対応点Ｐ２を特徴点Ｐ１に対する正しい対応点として特定し、特徴点Ｐ１と対応点Ｐ３との距離が所定の範囲内でない場合に対応点Ｐ２を削除する（Ｓ３０３ｃ）。
【００９９】
図１５において、画像三次元復元処理（Ｓ３０４）について説明する。
【０１００】
＜Ｓ３０４：画像三次元復元処理＞
次に、静止物モデル生成部３１２は、以下のようにして特徴点Ｐ１として画像Ａに撮像された計測対象点Ｐｏｕｔの三次元座標を算出することにより、画像Ａに写る静止物について三次元モデルを生成する。
【０１０１】
まず、静止物モデル生成部３１２は画像平面Ａについてカメラ中心Ｃ１から特徴点Ｐ１への方向を示すＬＯＳベクトルＶ１と画像平面Ｂについてカメラ中心Ｃ２から対応点Ｐ２への方向を示すＬＯＳベクトルＶ２とを算出する（Ｓ３０４ａ）。
そして、静止物モデル生成部３１２はＬＯＳベクトルＶ１とＬＯＳベクトルＶ２との交点が示す三次元座標を計測対象点Ｐｏｕｔの三次元座標として算出する（Ｓ３０４ｂ）。
また、静止物モデル生成部３１２は計測対象点Ｐｏｕｔの色情報として画像Ａ上の特徴点Ｐ１の画素の色情報を設定する（Ｓ３０４ｃ）。
ここで算出した計測対象点Ｐｏｕｔの三次元座標は、カメラ中心Ｃ１と画像平面Ａとが三角錐を形成するように設定した三次元リアル空間における座標値である。
【０１０２】
ここで、第１のエピポーラ線算出処理（Ｓ３０１）〜画像三次元復元処理（Ｓ３０４）は各画像の組み合わせについて各画素を特徴点にして実行される。
つまり、これまでの処理により、全画像の全画素について静止物か移動体かの特定がなされ、静止物を示す画素については三次元座標と色情報とが特定されている。そして、全画像に対して三次元座標と色情報とを示す点群データで表した静止物モデルが生成されている。この静止物モデルは前記三次元リアル空間上のモデルである。
【０１０３】
図１５において、ボクセル空間投票処理（Ｓ３０５）について説明する。
【０１０４】
＜Ｓ３０５：ボクセル空間投票処理＞
次に、静止物モデル生成部３１２は、以下のように静止物モデルをボクセル空間に投票して、誤抽出された移動体部分を削除する。
【０１０５】
まず、静止物モデル生成部３１２は複数のボクセルから成るボクセル空間を前記三次元リアル空間上に設定する（Ｓ３０５ａ）。
次に、静止物モデル生成部３１２は静止物モデルを構成する各点について三次元座標に基づいて当該点が位置するボクセルを特定し、特定したボクセルに投票する（Ｓ３０５ｂ）。
次に、静止物モデル生成部３１２は各ボクセルの点密度を算出し、算出した点密度が閾値より小さいボクセルをボクセル空間から削除する（Ｓ３０５ｃ）。
【０１０６】
図１８は、実施の形態１におけるボクセル空間投票処理（Ｓ３０５）のイメージ図である。
図１８は、設定されたボクセル空間（１）と静止物モデルを投票後のボクセル空間（２）と低密度ボクセルを削除後の高密度ボクセルのみで構成された処理後のボクセル空間（３）とを示している。
【０１０７】
前記の画像三次元復元処理（Ｓ３０４）で生成された静止物モデルには画像の色精度や第１の対応点探索処理（Ｓ３０２）における対応点の判定に用いる色情報の閾値の適否や双方向マッチング処理（Ｓ３０３）における対応点の判定に用いる距離の閾値の適否などの影響により、誤って特定された移動体についての対応点（以下、エラー点とする）が含まれる場合がある。
そこで、静止物モデル生成部３１２は、このボクセル空間処理（Ｓ３０５）により、静止物モデルからエラー点を除去する。ボクセル空間投票の際に、移動体が位置するボクセルは点密度が低くなるため除去される。
【０１０８】
図１５において、視体積交差法ボクセル削除処理（Ｓ３０６）について説明する。
【０１０９】
＜Ｓ３０６：視体積交差法ボクセル削除処理＞
静止物モデル生成部３１２は視体積交差法により静止物モデルからエラー部分を削除する。
【０１１０】
これまでの処理において、画像のステレオ視により得られた静止物モデルは、ステレオ演算過程のミスマッチングやオクルージョンの影響により、誤差を含んだモデルとなっている。対応点の微小なミスマッチングによるモデル誤差はボクセル空間投票処理（Ｓ３０５）において低密度ボクセルが削除されることにより低減されているが、エラー点が集中してボクセル内密度が高くなった場合などボクセル空間投票処理（Ｓ３０５）では誤差を取り除くことができない可能性もある。
そこで、静止物モデル生成部３１２は、以下のように、ボクセル空間投票処理（Ｓ３０５）により得られたボクセル空間に対して視体積交差法を適用してボクセル空間内のエラー部分を削除する。
【０１１１】
まず、静止物モデル生成部３１２は、ボクセル空間投票処理（Ｓ３０５）で得られたボクセル空間を形成する各ボクセルについて、複数の画像平面に当該ボクセルを投影する（Ｓ３０６ａ）。
次に、静止物モデル生成部３１２は当該ボクセルの色情報と当該ボクセルが投影された画素の色情報とを比較する（Ｓ３０６ｂ）。
ここで、ボクセルの色情報はボクセルに含まれる静止物モデルの点の色情報とする。
そして、静止物モデル生成部３１２は色情報が対応しない場合に当該ボクセルをボクセル空間から削除する（Ｓ３０６ｃ）。
【０１１２】
つまり、視体積交差法とは三次元空間の個々の点を各画像平面に投影したとき、すべてのシルエットの内部に投影される点は対象の内部の点として残し、それ以外は対象の外部の点として除去する手法である。
【０１１３】
図１９は、実施の形態１における視体積交差法を示す図である。
図１９において、静止物モデルを表すボクセル集合（ボクセル空間）が存在している。
視体積交差法では以下のような処理がなされる。
（１）あるボクセルＡが画像Ａに投影されたときのピクセルＡの色情報を取得する。
（２）ここでボクセルＡの色情報とピクセルＡの色情報とを比較し、色情報が同一または類似の場合、ボクセルＡは存在すると仮想する。
（３）さらに、ボクセルＡが画像Ａとは視点の異なる画像Ｂに投影されたときのピクセルＢの色情報を取得する。
（４）このとき、ボクセルＡの色情報とピクセルＢの色情報とを比較し、色情報が非類似の場合、ボクセルＡを実環境上に存在しないものとして削除する。
以上の処理を時系列の複数画像間において行う。
【０１１４】
ここで、図１２において、移動体除去部３２０が実行する移動体除去処理（Ｓ２０２）について説明する。
【０１１５】
前述のように、モーションステレオ法により画像データから得た三次元モデルでは静止物体のみを三次元化している。
そこで、移動体特定部３２１はこの画像データに基づいて得られた三次元モデル（静止物モデル）とＬＲＦデータに基づいて得られた三次元モデル（路面形状モデル）とを入力し、比較し、差分を抽出することにより、差分領域を移動体の領域として路面形状モデルから抽出する（Ｓ２０２ａ：移動体特定処理）。
そして、移動体除去モデル生成部３２２は、移動体特定部３２１が抽出した領域だけを路面形状モデルから除去することにより、静止物を表す路面形状モデルを生成する。
移動体特定処理（Ｓ２０２ａ）において、三次元モデルの差分比較は、各三次元モデルを構成する点ごとに行ってもよいし、計算時間の短縮を図るために、各三次元モデルを構成する各点をボクセル空間に投票してボクセル単位で行ってもよい。
【０１１６】
次に、図１２において、地物識別部３３０が実行する地物識別処理（Ｓ２０３）について説明する。
【０１１７】
道路地物計測装置１００では、ユーザが画像上で指定した任意の点（計測画像点）に近接する３点を路面形状モデルのレーザ計測点群から選択し、その３点が成す平面と計測画像点に対するＬＯＳベクトルとの交点の座標を位置計測結果として出力する。
図２０は、ユーザの指定した地物を誤認識しやすい箇所の画像である。
例えば、図２０のような画像に対してユーザが計測画像点を指定した場合、道路地物計測装置１００はユーザの意図する計測画像点とは異なる点に対して路面形状モデルの３点を選択することがある。
例えば、図２０において、ユーザがガードレールの奥にあるポール部分を計測画像点として指定した場合、道路地物計測装置１００は誤ってガードレール部分のレーザ計測点群を選択する可能性がある。
そこで、地物識別部３３０はユーザに示すために路面形状モデルが示す各地物の種類を識別する。これにより、ユーザは計測したい地物部分を計測画像点として正確に指定することができ、道路地物計測装置１００は正確に指定された計測画像点に基づいて路面形状モデルから正しい近傍３点を抽出して精度の高い計測結果を出力することができる。
また、道路地物計測装置１００は道路面上の点が計測画像点として指定された場合に精度の高い計測結果を出力することができる。そこで、地物の種類を示すことにより、指定しようとしている点が道路面上なのか道路面よりも高い位置にあるのかをユーザに判断させることができ、道路地物計測装置１００が高い計測結果を出力することができる。
【０１１８】
図２１は、実施の形態１における地物識別処理（Ｓ２０３）を示す図である。
地物識別部３３０が実行する地物識別処理（Ｓ２０３）について、図２１に基づいて以下に説明する。
図２１は、車両からレーザレーダ２４０を横方向に一度振って取得したＬＲＦデータに基づく路面形状モデルの例を示している。これは、丁度道路を進行方向に対して垂直方向に輪切りにした場合の道路断面に相当する。本例では、第１グループＡは、自車が走行する車道であり、エッジ位置は、道路と歩道の境界である、路肩であり、第１グループＢは歩道、第１グループＣは壁面、そして第２グループはポール等である。
【０１１９】
地物識別部３３０において、ラベリング部３３１は移動体除去部３２０が生成した移動体を除去した路面形状モデル（以下、移動体除去モデルとする）が示すレーザ計測点群をグループ分けする（Ｓ２０３ａ：ラベリング処理）。
このとき、ラベリング部３３１は車両が走行した位置の三次元座標を有するレーザ計測点とそのレーザ計測点から三次元座標値が連続するレーザ計測点群とを第１グループとし、それ以外のレーザ計測点群を第２グループとする。
次に、エッジ判定部３３２は第１グループのレーザ計測点群が表す線分において角度変化が閾値以上である部分をエッジ部分として特定する（Ｓ２０３ｂ：エッジ判定処理）。
そして、地物判定部３３３はエッジ部分を境界として第１グループのレーザ計測点群を複数のグループに細分化し、グループ毎に各レーザ計測点に位置した地物の種別を特定する（Ｓ２０３ｃ：地物判定処理）。
このとき、地物判定部３３３は第１グループのレーザ計測点群を車両が走行した位置に対応する第１グループＡと第１グループＡから特定の範囲に収まる高さに位置する縦横方向に連続する第１グループＢと縦方向に連続する第１グループＣとにグループ分けする。
また、地物判定部３３３は第１グループＡを「車道」、第１グループＢを「歩道」、第１グループＣを「壁面」、第２グループを「その他（ポール、キロポスト、標識など）」として識別する。
【０１２０】
ここまで説明した図１２に示すデジタイジング処理（Ｓ１０４）の別形態として、地物識別装置３００は路面形状モデルから移動体を除去しなくても構わない。つまり、デジタイジング処理（Ｓ１０４）においてモーションステレオ処理（Ｓ２０１）および移動体除去処理（２０２）を実行しなくても構わない。
【０１２１】
この場合、地物識別部３３０は例えば図２２に示すアルゴリズムで地物識別処理（Ｓ２０３）を実行する。
またこの場合、地物識別部３３０は路面形状モデル生成部１５０に相当する処理部を備える。ここでは、路面形状モデル生成部１５０に相当する処理部を３Ｄモデル生成部３３４（図示省略）とする。
【０１２２】
図２２は、実施の形態１における地物識別処理（Ｓ２０３）の流れを示すフローチャートである。
図２２において、ラベリング部３３１は観測データ記憶部１９９からＬＲＦデータを入力し、ＬＲＦデータが示す距離・方位から得た二次元距離情報に対してラベリングを行い、ＬＲＦデータを車道と連続する第１グループとその他の地物を表す第２グループとにグループ分けする（Ｓ２０３ａ：ラベリング処理）。
このとき、ラベリング部３３１は、車両の真下に位置するレーザ計測点は必ず車道であるということを利用して、ＬＲＦデータを車道と連続した点群の第１グループとそれ以外の第２グループとに分ける。ここで、車両の真下に位置するレーザ計測点とは車両の進行方向に相当する９０［ｄｅｇ］を方位とする距離データのことである。
次に、エッジ判定部３３２は車道と連続した点群である第１グループからエッジを抽出する（Ｓ２０３ｂ：エッジ判定処理）。
次に、地物判定部３３３はエッジに基づいて第１グループを歩道、車道、壁面に分類分けする（Ｓ２０３ｃ：地物判定処理）。
そして、３Ｄモデル生成部３３４は観測データ記憶部１９９から車両位置姿勢データおよびレーザレーダ位置姿勢データを入力し、車両の位置・姿勢およびレーザレーダ２４０の位置・姿勢に基づいてＬＲＦデータを三次元アフィン変換し、三次元の点群で表される路面形状モデルを生成する（Ｓ２０３ｄ：３Ｄモデル生成処理）。
【０１２３】
次に、図１２において、計測画像点取得部３４０が実行する計測画像点取得処理（Ｓ２０４）について説明する。
計測画像点取得部３４０は地物識別部３３０が識別した車道面と歩道面と壁面とその他の地物との種別についてユーザへの通知を行い（Ｓ２０４ａ：画像表示処理）、ユーザが指定した計測画像点を入力する（Ｓ２０４ｂ：画像点入力処理）。
ユーザに地物の種別を通知する具体的な通知方法には、ユーザが指定した選択領域について“車道”、“歩道”、“壁面”、“その他の地物”という属性を表示する方法がある。
また、移動体除去部３２０が生成した移動体除去モデルまたは路面形状モデルをカメラ２３０の撮像面に投影し、画像と移動体除去モデル（または路面形状モデル）と地物の種別とを重畳して表示装置に表示してもよい。また、移動体除去モデル（または路面形状モデル）と地物の種別とのいずれかを画像に重畳させて表示してもよい。また、表示は重畳ではなく、上下・左右など並べて形で行ってもよい。地物の種別は、移動体除去モデル（または路面形状モデル）のレーザ計測点群に対応しているため、移動体除去モデル（または路面形状モデル）に対応する位置に表示することで画像に重畳させることができる。また、除去した移動体領域について路面形状モデルと地物の種別（移動体）との少なくともいずれかを画像に重畳させてもよい。
さらに、移動体除去モデルを地物の種別に応じて色分け表示してもよい。
移動体除去モデルをカメラ２３０の撮像面に投影して画像に重畳表示する方法は、後述する３Ｄモデリング処理（Ｓ１０５）における処理方法と同様である。
【０１２４】
ここで、図３における３Ｄモデリング処理（Ｓ１０５）について、図２３に基づいて以下に説明する。
図２３は、実施の形態１における３Ｄモデリング処理（Ｓ１０５）の流れを示すフローチャートである。
【０１２５】
＜Ｓ４０１：車両・レーザ同期データ作成処理＞
まず、路面形状モデル生成部１５０は車両位置姿勢データとＬＲＦデータ（方位・距離データ）とを同期させた車両・レーザ同期データを生成する。
【０１２６】
＜Ｓ４０２：レーザ・カメラ同期データ作成処理＞
また、路面形状モデル生成部１５０はＬＲＦデータと画像時刻データとを同期させたレーザ・カメラ同期データを生成する。
【０１２７】
＜Ｓ４０３：対応ＬＲＦデータ抽出処理＞
次に、路面形状モデル生成部１５０は、ユーザが計測画像点を指定した画像（以下、指定画像とする）を識別する指定画像番号に基づいて、レーザ・カメラ同期データから指定画像と同期するＬＲＦデータ（以下、対応ＬＲＦデータとする）を抽出する。
【０１２８】
＜Ｓ４０４：三次元アフィン変換処理＞
そして、路面形状モデル生成部１５０は、車両・レーザ同期データから対応ＬＲＦデータと同期する車両の位置・姿勢を抽出し、車両の位置・姿勢とレーザレーダの位置・姿勢とに基づいて対応ＬＲＦデータを三次元アフィン変換する。三次元アフィン変換により、路面形状モデル生成部１５０は、計測画像点が指定された画像に対応するレーザ計測点群をＥＮＵ座標で表した路面形状モデルを生成する。
【０１２９】
ここで、三次元アフィン変換処理（Ｓ４０４）の詳細について説明する。
ＬＲＦデータから得られたレーザ計測点の三次元座標を（ｘ０，ｙ０，ｚ０）とおくとＬＲＦデータのレーザ計測点群は以下の式１、式２によって車両位置に対する三次元座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）へ変換される。また、車両の上に搭載される天板103と、ＬＲＦ（レーザレーダ２４０）、カメラ２３０の位置関係を図４および図５に示す。
【０１３０】
【数２】
0005546151.tif 000003
【０１３１】
ｚ０は、レーザレーダ２４０のレーザスキャン面の高さであり、ここではレーザレーダ２４０の基準をスキャン面にとっているため０である。
【０１３２】
次に、車両の位置・姿勢を考慮し、式３、式４を用いた変換によりＥＮＵ座標系の路面形状モデルを取得する。ここで、路面形状モデル上の点を（Ｎｌｒｆ，Ｕｌｒｆ，Ｅｌｒｆ）とする。
【０１３３】
【数３】
0005546151.tif 000004
【０１３４】
これらに基づいて作成したＥＮＵ座標の点群として表される路面形状モデルについて図６、図７および図８に示す。
例えば、図７では路面形状モデルの三次元点群データ（路肩）において左側に位置する歩道（段差部分）と右側の道路との境目が見て取れる。
また、図９に示す光学画像を三次元点群データで表わした図８では道路に沿った斜面の形状（道路断面形状）が見て取れる。
【０１３５】
次に、図３における地物位置標定処理（Ｓ１０６）について説明する。
【０１３６】
図２４は、実施の形態１における地物位置標定処理（Ｓ１０６）における地物位置の算出方法を示す図である。
実施の形態１における地物位置の算出方法の概要について図２４に基づいて以下に説明する。
【０１３７】
地物位置標定処理（Ｓ１０６）では、カメラ中心から画像平面上の計測画像点へのＬＯＳベクトルと、路面形状モデルを画像平面に投影した際に計測画像点に近接する３点（Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’）に対応する投影前の３点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が成す平面（路面モデル対応面）との交点のＥＮＵ座標を地物位置として算出する。
【０１３８】
図２５は、実施の形態１における地物位置標定処理（Ｓ１０６）の流れを示すフローチャートである。
【０１３９】
＜Ｓ５０１：車両・カメラ同期データ作成処理＞
まず、カメラＬＯＳ演算部１４０は、車両位置姿勢データと画像時刻データとを同期させた車両・カメラ同期データを生成する。
【０１４０】
＜Ｓ５０２：３Ｄモデル投影処理＞
次に、路面モデル対応点探索部１７０のモデル投影部１７２は車両・カメラ同期データから指定画像と同期する車両の位置・姿勢を抽出し、車両の位置・姿勢およびカメラの位置・姿勢に基づいて路面形状モデルを画像平面に投影する。そして、画像と路面形状モデルとを重畳して表示装置に表示する。
【０１４１】
ここで、モデル投影部１７２が実行する３Ｄモデル投影処理（Ｓ５０２）の詳細について説明する。
モデル投影部１７２は路面形状モデルをカメラの画像平面に対し投影変換する。
カメラ座標系に対する路面形状モデルの点群データの位置（ｘｃａｍ，ｙｃａｍ，ｚｃａｍ）は以下の式５、式６で表わされる。
【０１４２】
【数４】
0005546151.tif 000005
【０１４３】
次に、これらの点とカメラ中心（ｘｃａｍ０，ｙｃａｍ０，ｚｃａｍ０）のなす直線は以下の式７、式８、式９および式１０で表わされる。
【０１４４】
【数５】
0005546151.tif 000006
【０１４５】
またこのとき、画像平面はカメラ２３０を理想的なピンホールカメラと仮定すると焦点距離ｆを用いて以下の式１１で表される。
ｚ＝ｆ      ・・・（式１１）
【０１４６】
この画像平面と直線との交点が路面形状モデルのレーザ計測点を画像へ投影した点である。
投影変換を行った画像を図１０に示す。図からもわかるように投影変換された点と画像とのマッチングがしっかりと取れていることがわかる。例えば、投影変換した点が表す段差と画像が示す路面の段差とが一致していることが図から分かる。
【０１４７】
次に、図２５において近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）について説明する。
路面モデル対応点探索部１７０の近傍抽出部１７１は路面形状モデルのレーザ計測点群から計測画像点の近傍３点を抽出する。
図２６は、実施の形態１における近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）の流れ示すフローチャートである。
図２７は、実施の形態１における近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）を示す図である。
路面モデル対応点探索部１７０の近傍抽出部１７１が実行する近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）の詳細について、図２６、図２７に基づいて以下に説明する。
【０１４８】
図２６、図２７において、近傍抽出部１７１は画像平面に投影した路面形状モデルのレーザ計測点群から計測画像点Ｐｉｎの最近傍点Ｐ１を算出する（Ｓ６０１）。
次に、近傍抽出部１７１は、最近傍点Ｐ１を含むスキャンラインＳ２の前後のスキャンラインＳ１、Ｓ３から、スキャンラインＳ２との間で計測画像点Ｐｉｎを内部に含むスキャンラインＳ３を選択する（Ｓ６０２）。
次に、近傍抽出部１７１は最近傍点Ｐ１と計測画像点Ｐｉｎとを結ぶ直線Ｌを算出する（Ｓ６０３）。
そして、近傍抽出部１７１は、選択したスキャンラインＳ３において、直線Ｌの右側において直線Ｌに最も近い点Ｐ２、直線Ｌの左側において直線Ｌに最も近い点Ｐ３を算出し、算出した最近傍点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３に対応する画像平面投影前の点を計測画像点Ｐｉｎの近傍３点として出力する（Ｓ６０４）。
【０１４９】
スキャンラインとはレーザレーダ２４０が横方向に一回振りながらレーザを照射して取得したレーザ計測点群であり、一つのスキャンラインのレーザ計測点群は線分を形成する。
【０１５０】
近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）において抽出した計測画像点の近傍３点をＰ１（ｘｐ１、ｙｐ１、ｚｐ１）、Ｐ１（ｘｐ２、ｙｐ２、ｚｐ２）、Ｐ３（ｘｐ３、ｙｐ３、ｚｐ３）とすると、計測画像点の近傍３点が成す３次元空間の面（路面モデル対応面）の方程式は以下の式１２で表される。
【０１５１】
【数６】
0005546151.tif 000007
【０１５２】
次に、図２５においてＬＯＳ計算処理（Ｓ５０４）について説明する。
【０１５３】
＜Ｓ５０４：ＬＯＳ計算処理＞
カメラＬＯＳ演算部１４０は車両・カメラ同期データから指定画像と同期する車両の位置・姿勢を抽出し、車両の位置・姿勢とカメラの位置・姿勢とに基づいて計測画像点と指定画像のカメラ中心とのＥＮＵ座標を算出し、カメラ中心から計測画像点へのＬＯＳベクトルをＥＮＵ座標系で算出する。
【０１５４】
ここで、計測画像点が示す画像上の位置を（ＵＬ，ＶＬ）とすると、以下の式１３、式１４および式１５を用いてＥＮＵ座標における計測画像点（ＮＬ，ＵＬ，ＥＬ）が求められる。
【０１５５】
【数７】
0005546151.tif 000008
【０１５６】
ここで、Ｕ＿ＳＩＺＥはカメラの水平ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）画素サイズで、例えば、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）カメラでは６４０［ｐｉｘｅｌ］、Ｖ＿ＳＩＺＥは垂直ＣＣＤ画素サイズで同様に４８０［ｐｉｘｅｌ］、（ＵＬ，ＶＬ）は画像面上の計測画像点の位置、Ｐｉｘｅｌ＿ＳＩＺＥは画素の大きさで正方形のＣＣＤ素子を例にとると数十［μｍ］である。
【０１５７】
そして、この計測画像点（ＮＬ，ＵＬ，ＥＬ）とカメラ中心を通るＬＯＳベクトルは以下の式１６、式１７、式１８および式１９で表される。
【０１５８】
【数８】
0005546151.tif 000009
【０１５９】
次に、図２５において交点計算処理（Ｓ５０５）について説明する。
【０１６０】
＜Ｓ５０５：交点計算処理＞
路面モデル対応点探索部１７０は近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）で抽出した近傍３点が成す平面とＬＯＳ計算処理（Ｓ５０４）で算出されたＬＯＳベクトルとの交点のＥＮＵ座標をユーザが指定した計測画像点に写る地物の位置として算出する。
【０１６１】
つまり、路面モデル対応点探索部１７０は式１２で表される近傍３点が成す平面と式１６〜式１９で表されるＬＯＳベクトルとの交点を地物位置（ｘ，ｙ，ｚ）として算出する。
【０１６２】
実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１で説明した道路地物位置計測処理中の画像表示処理（Ｓ２０４ａ）において画像表示部３４１が表示する道路地物計測画面４００について説明する。
【０１６３】
図２８は、実施の形態２における道路地物計測システム１０１のシステム構成および道路地物計測装置Ｂ５００の機能構成を示す図である。
道路地物計測装置Ｂ５００は、実施の形態１で説明した道路地物計測装置１００から車両位置姿勢（３軸）演算部１１０、路面形状モデル生成部１５０、レーザレーダ位置姿勢演算部１６０および地物識別装置３００の一部（モーションステレオ部３１０、移動体除去部３２０、地物識別部３３０）を外部に除いた装置である。
【０１６４】
車両位置姿勢（３軸）演算部１１０により算出された車両位置姿勢、カメラ取付オフセット、路面形状モデル生成部１５０により生成された路面形状モデル、カメラ２３０により取得された画像データ、地物識別部３３０により特定された地物種別などのデータは、観測データ記憶部Ｂ５９８に記憶され、観測データ記憶部Ｂ５９８から道路地物計測装置Ｂ５００に入力され、観測データ記憶部１９９に記憶される。ハードディスクドライブ、ＤＶＤ、ＵＳＢメモリなどの物理的な記憶媒体は観測データ記憶部Ｂ５９８の一例である。また、観測データ記憶部Ｂ５９８から道路地物計測装置Ｂ５００への各データの入力は、記憶媒体からの直接読み込みにより行われたり、インターネットやＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等のネットワークを介した通信により行われたりする。
【０１６５】
画像表示部３４１は、ＯＳ９２１（またはブラウザ）の機能を用いて、カメラ２３０により撮影された画像（以下、撮影画像４０１という）や路面モデル対応点探索部１７０により算出された地物位置などを表示装置９０１に表示する。
画像点入力部３４２は、ＯＳ９２１（またはブラウザ）の機能を用いて、ユーザがマウス９０３やキーボード９０２などの入力機器を用いて指定した情報（例えば、計測画像点）を入力する。
路面モデル対応点探索部１７０は、計測画像点に対応する三次元座標値として算出した地物位置を計測位置データ記憶部５９９に記憶する。また、路面モデル対応点探索部１７０は、地物位置と対応付けて、計測画像点、計測画像点の指定がなされた撮影画像４０１を識別する指定画像番号および計測画像点で指し示される地物の種類を識別する地物種別を計測位置データ記憶部５９９に記憶する。以下、対応付けて記憶された地物位置、計測画像点、指定画像番号および地物種別を計測位置データという。
【０１６６】
図２９は、実施の形態２における道路地物計測画面４００を示す図である。
画像表示部３４１は、実施の形態１で説明した画像表示処理（Ｓ２０４ａ）において、図２９に示すような道路地物計測画面４００を道路地物計測装置Ｂ５００として機能するパーソナルコンピュータの表示装置９０１に表示する。道路地物計測画面４００は、ユーザに計測画像点の指定を促し、ユーザに計測結果（地物位置）を提供するユーザインタフェース（マンマシンインタフェース）となる。
【０１６７】
以下に、道路地物計測画面４００の構成要素および画像表示部３４１の動作について図２９に基づいて説明する。
【０１６８】
道路地物計測画面４００には撮影画像４０１が含まれる。
さらに、道路地物計測画面４００には、指定画像番号４１１、計測画像点４１２および地物位置４１４それぞれを示すテキストボックスが含まれる。
さらに、道路地物計測画面４００には、地物種別の一覧を示す種別リストボックス４１７が含まれる。
さらに、道路地物計測画面４００には、地物位置４１４の算出要求時に押下される計算要求ボタン４１５および計測位置データの保存要求時に押下される保存要求ボタン４１６が含まれる。
道路地物計測画面４００は画像表示部３４１により表示装置９０１に表示される。
【０１６９】
画像表示部３４１はユーザに選択された撮影画像４０１を道路地物計測画面４００上に表示する。
【０１７０】
例えば、画像表示部３４１は、道路地物計測画面４００の表示前に、ユーザに撮影画像４０１の選択を促す画像選択画面を表示装置９０１に表示する。例えば、画像選択画面は、各撮影画像４０１の画像番号のリスト表示であったり、各撮影画像４０１のサムネイル（縮小画像）の一覧表示であったりする。画像表示部３４１は、表示装置９０１の画面に収まらない画像番号のリストやサムネイルの一覧をユーザのマウス操作に応じてスクロールさせて表示する。ユーザは、マウス９０３を用いて、画像選択画面に表示された複数の撮影画像４０１のうちから所望の画像を１つ選択する。そして、画像表示部３４１はユーザに選択された撮影画像４０１（画像データ）を観測データ記憶部１９９から取得し、道路地物計測画面４００上に表示する。また、画像表示部３４１はユーザに選択された撮影画像４０１の画像番号を指定画像番号４１１として道路地物計測画面４００のテキストボックスに表示する。
【０１７１】
また例えば、ユーザはキーボード９０２を用いて道路地物計測画面４００の指定画像番号４１１のテキストボックスに画像番号を入力して所望の撮影画像４０１を指定してもよい。画像表示部３４１は指定画像番号４１１のテキストボックスに入力された画像番号で識別される撮影画像４０１（画像データ）を観測データ記憶部１９９から取得し、道路地物計測画面４００上に表示する。
【０１７２】
図２９では、画像番号「ｎｎｎｎｎ」で識別される撮影画像４０１が表示されている。表示された撮影画像４０１には２車線の車道４０５と車道４０５の両側に設けられている歩道４０４とが写っている。車道４０５には中央線４０６と２本の白線４０７とが引かれている。また、画面の右側に写っている歩道４０４には道路標識４０８および電柱４０９が立設され、画面の左側に写っている歩道４０４にはｋｍポスト４０３（キロポスト）が立設されている。
【０１７３】
画像表示部３４１はユーザに指定された計測画像点４１２を道路地物計測画面４００上に表示する。
【０１７４】
例えば、ユーザはマウス９０３を動かしてマウスカーソル４０２を撮影画像４０１上の所望の位置に移動させ、マウス９０３をクリックして計測画像点４１２を指定する。画像表示部３４１はマウス９０３をクリックされたときにマウスカーソル４０２により指し示されている撮影画像４０１上での座標（Ｕ２、Ｖ２）を計測画像点４１２として道路地物計測画面４００上に表示する。
【０１７５】
また例えば、ユーザはキーボード９０２を用いて道路地物計測画面４００のテキストボックスに撮影画像４０１上の所望の座標を計測画像点４１２として入力してもよい。
【０１７６】
画像表示部３４１は、種別リストボックス４１７内でユーザに指定された地物種別４１３を明示する。
例えば、ユーザは種別リストボックス４１７に示される複数の地物種別の中から計測画像点４１２に対応する地物種別を一つ選び、選んだ地物種別４１３上にマウスカーソル４０２を移動させ、マウス９０３をクリックして地物種別４１３を指定する。画像表示部３４１は指定された地物種別４１３の背景色を変更する。
図２９では、「左側白線左エッジ」、「左側白線右エッジ」、「右側白線左エッジ」、「右側白線右エッジ」、「規制標識（青○）」、「規制標識（赤○）」、「警戒標識（黄△）」、「指示標識（青□）」、「横断標識（青△）」、「案内標識（緑□）」などから、「ｋｍポスト」が地物種別４１３として指定されている。
【０１７７】
また例えば、地物種別４１３は、種別リストボックス４１７内で選択されず、別途用意されたテキストボックス内にユーザによりキーボード９０２から直接入力されても構わない。
【０１７８】
画像表示部３４１は路面モデル対応点探索部１７０により算出された地物位置４１４を道路地物計測画面４００上に表示する。
【０１７９】
例えば、ユーザは、指定した計測画像点４１２に対応する地物位置４１４を得たい場合、マウス９０３を動かしてマウスカーソル４０２を計算要求ボタン４１５上に移動させ、マウス９０３をクリックして計算要求ボタン４１５を押下する。計算要求ボタン４１５が押下された場合、画像点入力部３４２は指定画像番号４１１、計測画像点４１２および地物種別４１３をＯＳ９２１またはブラウザから入力する。そして、画像点入力部３４２は、計測画像点４１２をカメラＬＯＳ演算部１４０と計測位置データ記憶部５９９とに出力し、指定画像番号４１１をカメラＬＯＳ演算部１４０と路面モデル対応点探索部１７０と計測位置データ記憶部５９９とに出力し、地物種別４１３を計測位置データ記憶部５９９に出力する。そして、路面モデル対応点探索部１７０は計測画像点４１２に対応する地物位置４１４を地物位置標定処理（Ｓ１０６）で算出する。また、画像表示部３４１は路面モデル対応点探索部１７０により算出された地物位置４１４を道路地物計測画面４００上に表示する。
【０１８０】
また、ユーザは、地物位置４１４を含む計測位置データを保存したい場合、マウス９０３を動かしてマウスカーソル４０２を保存要求ボタン４１６上に移動させ、マウス９０３をクリックして保存要求ボタン４１６を押下する。保存要求ボタン４１６が押下された場合、計測位置データ記憶部５９９は地物位置４１４、指定画像番号４１１、計測画像点４１２および地物種別４１３を紐付けして計測位置データとして記憶する。紐付け（対応付け）とは、各データが記憶された記憶領域のアドレスを関連付けることである。
【０１８１】
つまり、画像表示部３４１は、観測データ記憶部１９９に格納されている時系列の画像データのうち、ユーザのマウス操作によるスクロール選択により指定された画像データを、道路地物計測装置Ｂ５００として機能するパーソナルコンピュータの画面（道路地物計測画面４００）（以下、ＰＣ画面とする）上に表示させる。
また、画像点入力部３４２は、ユーザのマウス操作で指定された計測画像点４１２、ＰＣ画面上でマウス操作によりスクロール選択された画像の指定画像番号４１１、地物の種別を示す地物ＩＤ（地物種別４１３）を取得する。
また、路面モデル対応点探索部１７０は、撮像時刻で関連付けされた車両位置姿勢角のデータ、カメラ取付オフセットおよび路面形状モデルなどの観測データ記憶部１９９に格納されているデータと計測画像点４１２と指定画像番号４１１とに基づいて地物位置４１４（アウトプットデータ）を算出する。
そして、画像表示部３４１は地物位置４１４をＰＣ画面上に表示し、計測位置データ記憶部５９９は地物位置４１４と計測画像点４１２と指定画像番号４１１と地物種別４１３とを関連付けて計測位置データとして格納する。
画像表示部３４１は、「ａａａの座標は（ｘ、ｙ、ｚ）である」というように、地物種別４１３および地物位置４１４を用いた文章で計測結果を表示してもよい。「ａａａ」には地物種別４１３が設定され、「ｘ、ｙ、ｚ」には地物位置４１４が設定される。
【０１８２】
実施の形態２において、以下のような計測装置について説明した。
計測装置（例えば、道路地物計測装置Ｂ５００）は画像記憶部（観測データ記憶部１９９）、三次元点群モデル記憶部（観測データ記憶部１９９）、画像表示部、計測画像点取得部（画像点入力部３４２）および位置算出部（路面モデル対応点探索部１７０）を備える。
【０１８３】
画像記憶部は、カメラ２３０から撮像された画像（撮影画像４０１）を記憶する。
三次元点群モデル記憶部は、前記カメラが撮像する撮像箇所をレーザ装置により計測した点群から構成されると共に各点群の位置が判明している三次元点群モデル（路面形状モデル）を記憶する。
画像表示部は、前記画像記憶部に記憶された画像を表示装置の画面に表示して、ユーザに画像内の位置を指定することを促す。画像内の位置とは、画像平面の画素の２次元座標位置（ｕ、ｖ）のことである。
計測画像点取得部は、ユーザが指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する。
位置算出部は、前記三次元点群モデル記憶部が記憶した前記三次元点群モデルの点群のなかから、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点（近傍点）を検出して、検出した前記対応点の位置を用いて前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点の三次元の位置（地物位置４１４）を特定する。
【０１８４】
また、前記画像表示部は、前記画像記憶部に記憶された複数の画像を一覧にして前記表示装置の画面に表示してユーザに画像を指定することを促し、ユーザが指定した画像を前記表示装置の画面に表示してユーザに画像内の位置を指定することを促す。
【０１８５】
さらに、前記計測装置は、前記位置算出部が特定した前記計測画像点の位置を前記画像表示部が前記画像を表示した前記表示装置の前記画面に表示する結果表示部（画像表示部３４１）を備える。
【０１８６】
さらに、前記計測装置は、位置計測の対象とする地物の種別をユーザに指定させ、ユーザにより指定された地物の種別を入力装置から入力する種別入力部（画像点入力部）を備える。
さらに、前記計測装置は、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点と、前記位置算出部が特定した前記計測画像点の位置と、前記種別入力部が入力した地物の種別とを関連付けて記憶機器に記憶する結果記憶部（計測位置データ記憶部５９９）を備える。
【０１８７】
上記の計測装置（例えば、道路地物計測装置Ｂ５００）によれば、作業者が計測したい現地に実際に行き、計測点ごとに測量を行うという従来の測量作業が不要となり、車両の走行中に得られた自動計測データを用いて、ＰＣ画面上でのクリックのみで測量が可能となる。このため、上記の計測装置は測量に関わる様々な産業において大きな効果を得られる。例えば、測量作業の時間や経費を大幅に削減することができる。また例えば、従来、作業者が計測点の測量結果を紙などに記入していたが、上記の計測装置では自動でＰＣのハードディスクに測量結果（地物位置）が格納されるため、転記ミスがなく、測量結果の信頼性が向上する。
【０１８８】
実施の形態３．
実施の形態３では、路面モデル対応点探索部１７０が実行する地物位置標定処理（Ｓ１０６）について説明する。
以下、実施の形態１と異なる事項を主に説明し、説明を省略する事項については実施の形態１と同様とする。
【０１８９】
図３０は、実施の形態３における路面モデル対応点探索部１７０の機能構成を示す図である。
【０１９０】
図３０に示すように、路面モデル対応点探索部１７０は近傍抽出部１７１、モデル投影部１７２、近傍平面算出部１７３および地物位置算出部１７４を備える。
【０１９１】
モデル投影部１７２は、実施の形態１で説明したように、路面形状モデルの点群を画像平面に投影する。
近傍抽出部１７１は、モデル投影部１７２により画像平面に投影された路面形状モデルの点群から計測画像点の近傍１点を抽出する。
近傍平面算出部１７３は、近傍抽出部１７１が抽出した近傍１点を含む特定の平面（近傍平面）を算出する。
地物位置算出部１７４は、近傍平面算出部１７３が算出した特定の平面とカメラＬＯＳ演算部１４０（ベクトル算出部）が算出したＬＯＳベクトルとの交点を地物位置（計測画像点の三次元位置）として算出する。
【０１９２】
図３１は、実施の形態３における地物位置標定処理（Ｓ１０６）の流れを示すフローチャートであり、実施の形態１の図２５に対応する図である。
図３１に示すように、実施の形態３における地物位置標定処理（Ｓ１０６）では、実施の形態１での近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）の代わりに、近傍抽出処理（Ｓ５０３Ｂ１）および近傍平面算出処理（Ｓ５０３Ｂ２）が実行される。その他の処理は実施の形態１と同じである。
【０１９３】
図３２は、実施の形態３における地物位置標定処理（Ｓ１０６）における地物位置の算出方法を示す図であり、実施の形態１の図２４に対応する図である。
近傍抽出処理（Ｓ５０３Ｂ１）および近傍平面算出処理（Ｓ５０３Ｂ２）について、図３２に基づいて以下に説明する。
【０１９４】
ここで、路面形状モデルのレーザ計測点群（図３２の黒丸）は、３Ｄモデル投影処理（Ｓ５０２）においてモデル投影部１７２により画像平面（カメラ２３０の撮像面）に投影されている。
【０１９５】
近傍抽出処理（Ｓ５０３Ｂ１）において、近傍抽出部１７１は、画像平面上で計測画像点に近いレーザ計測点を近傍点Ｐ１として特定する。例えば、近傍点Ｐ１は、画像平面上で計測画像点に最も近いレーザ計測点、画像平面の横軸方向で計測画像点に最も近いレーザ計測点または画像平面の縦軸方向で計測画像点に最も近いレーザ計測点である。また例えば、近傍点Ｐ１は、画像平面上で計測画像点から所定の範囲内に投影された複数のレーザ計測点のうちのいずれか１点である。
【０１９６】
図３２では、近傍点Ｐ１を画像平面に投影した点を「Ｐ１’」で示している。また、近傍点Ｐ１の三次元座標はＥＮＵ座標系において（ｘ０、ｙ０、ｚ０）を示すものとする。
【０１９７】
そして、近傍平面算出処理（Ｓ５０３Ｂ２）において、近傍平面算出部１７３は、近傍点Ｐ１と同じ高さ（Ｕ座標軸方向）の水平面（Ｕ＝ｚ０）を近傍平面として算出する。近傍平面は近傍点Ｐ１を含む水平面であり、Ｕ座標軸と直交する平面である。
【０１９８】
近傍平面算出処理（Ｓ５０３Ｂ２）の後、地物位置算出部１７４は、、近傍平面算出処理（Ｓ５０３Ｂ２）で算出された近傍平面とＬＯＳ計算処理（Ｓ５０４）で算出されたカメラ中心から計測画像点に向かうＬＯＳベクトルとの交点（ｘ、ｙ、ｚ０）を地物位置４１４として算出する（交点計算処理［Ｓ５０５］）。
【０１９９】
近傍平面算出部１７３により算出される近傍平面は、計測画像点４１２として指定された地物の位置する路面（歩道４０４や車道４０５）を表している。これは、路面が極端に傾斜していないため、近傍点Ｐ１と計測画像点に対応する地物との間では路面をほぼ水平とみなすことができるためである。このため、近傍点Ｐ１を含んだ水平な近傍平面と計測画像点のＬＯＳベクトルとの交点を、計測画像点４１２に対応する地物の路面上での位置とみなすことができる。
【０２００】
計測対象の地物が路面ではなく略垂直な壁面に位置するような場合などにおいて、近傍平面は、Ｎ座標軸またはＥ座標軸に直交する垂直面として算出されてもよい。
【０２０１】
また、計測対象の地物が路面ではなく山の斜面に位置するような場合などにおいて、近傍平面は、山の斜面と同じ傾きを有する平面として算出されてもよい。
【０２０２】
近傍平面を水平面、垂直面または斜面のいずれで表すかは、地物識別部３３０により判定された地物種別のうち近傍点Ｐ１の含まれる点群により表される地物の地物種別に基づいて、地物識別部３３０が当該地物の成す面を特定し、その面のタイプを判定して決定してもよい。
【０２０３】
また、実施の形態１の近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）において、近傍点Ｐ１のＥ座標軸の値に所定値ｎを加えた値（ｘ０＋ｎ、ｙ０、ｚ０）を近傍点Ｐ２の座標値とし、近傍点Ｐ１のＮ座標軸の値に所定値ｎを加えた値（ｘ０、ｙ０＋ｎ、ｚ０）を近傍点Ｐ３の座標値としてもよい。近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）の後、交点計算処理（Ｓ５０５）において、地物位置算出部１７４は近傍点Ｐ１、近傍点Ｐ２および近傍点Ｐ３を含んだ平面と計測画像点のＬＯＳベクトルとの交点を地物位置４１４として算出する。近傍点Ｐ１、近傍点Ｐ２および近傍点Ｐ３を含んだ平面は近傍平面に相当する。
【０２０４】
実施の形態３において、以下のような計測装置について説明した。
計測装置（例えば、道路地物計測装置１００）は計測画像点取得部（画像点入力部３４２）、ベクトル算出部（カメラＬＯＳ演算部１４０）、近傍抽出部１７１、近傍平面算出部１７３および地物位置算出部１７４を備える。
【０２０５】
計測画像点取得部は、カメラから撮像された画像を表示装置に表示し、ユーザが位置計測の対象として指定した画像内の位置を計測画像点として入力装置から入力する。
ベクトル算出部は、前記カメラのカメラ中心から前記計測画像点取得部が入力した計測画像点への方向を示すベクトル（ＬＯＳベクトル）を算出する。
近傍抽出部１７１は、前記計測画像点の近傍１点（少なくとも１点又は１点のみ）を前記三次元点群モデルの点群から抽出する。
近傍平面算出部１７３は、前記近傍抽出部１７１が抽出した前記近傍１点を含む特定の平面（近傍平面）を算出する。
地物位置算出部１７４は、前記近傍平面算出部１７３が算出した特定の平面と前記ベクトル算出部が算出したベクトルとの交点を前記計測画像点の三次元の位置（地物位置）として算出する。
【０２０６】
前記計測装置は、さらに、前記三次元点群モデルの点群を前記画像に対応する前記カメラの撮像面に投影するモデル投影部１７２を備える。
そして、前記近傍抽出部１７１は、前記モデル投影部１７２により前記撮像面に投影された前記三次元点群モデルの点群のうち前記撮像面内で前記計測画像点から最も近い点と前記撮像面の横軸方向で前記計測画像点から最も近い点と前記撮像面の縦軸方向で前記計測画像点から最も近い点とのいずれかの点を前記近傍１点として抽出する。
【０２０７】
前記近傍平面算出部１７３は、前記計測画像点の前記近傍１点を含む水平面を前記特定の平面として算出する。
【０２０８】
前記近傍平面算出部１７３は、前記計測画像点の前記近傍１点を含む平面であって前記三次元点群モデルに使用されている座標系を示すＸ−Ｙ−Ｚ座標系（例えば、ＥＮＵ座標系）でＸ軸（Ｅ軸）とＹ軸（Ｎ軸）とＺ軸（Ｕ軸）とのいずれかと直交する平面を前記特定の平面として算出する。
【０２０９】
前記計測装置は、さらに、位置計測の対象とする地物の種別をユーザに指定させ、ユーザにより指定された地物の種別を入力装置から入力する種別入力部（画像点入力部３４２）を備える。
前記近傍平面算出部１７３は、前記種別入力部により入力された地物の種別に基づいて、前記計測画像点の前記近傍１点の含まれる点群により表される地物の成す面を平面で表して前記特定の平面を算出する。
【０２１０】
実施の形態２で説明した道路地物計測装置Ｂ５００における路面モデル対応点探索部１７０が近傍３点抽出処理（Ｓ５０３）の代わりに近傍抽出処理（Ｓ５０３Ｂ１）および近傍平面算出処理（Ｓ５０３Ｂ２）を実行しても良い。
【０２１１】
道路地物計測システム１０１および道路地物計測装置１００（または、道路地物計測装置Ｂ５００）は、実施の形態１〜実施の形態３で説明した各事項を全て組み合わせて選択的に動作させてもよい。
【０２１２】
実施の形態１〜実施の形態３では、以下のような道路地物計測システム１０１について説明した。
道路地物計測システム１０１は、３次元地物位置計測台車（ＭＭＳ、計測台車１０２）により取得した道路周辺の方位・距離データ（３次元点群データ、路面形状モデル）および画像データ（撮影画像４０１）を用いて、道路周辺地物の位置を計測する。
道路地物計測システム１０１は、端末画面（道路地物計測画面４００）内に表示される画像データ（撮影画像４０１）について、地物の位置をクリックすることで得られる２次元表示点（計測画像点４１２）を３次元点群データに対応付けることにより、道路周辺地物の３次元位置を端末画面内で計測する。
例えば、計測台車１０２においてカメラ２３０が道路を撮像して道路の画像データを取得し、レーザレーダ２４０が道路周辺の地物に対する方位・距離データを取得する。また、路面形状モデル生成部１５０は画像に撮像された静止物の三次元モデルを生成し、静止物の三次元モデルと方位・距離データに基づく路面形状モデルとを比較して静止物のみを示す路面形状モデルを生成する。そして、路面モデル対応点探索部１７０はカメラ２３０で撮像した道路画像上でマウスなどにより指定された地物の位置を路面形状モデルの点群データに対応付け、カメラ２３０の視線ベクトルに基づいて指定点の３次元位置を計測する。
【０２１３】
実施の形態４．
実施の形態２で説明した道路地物計測装置Ｂ５００を組み込んだＣＡＤ装置６００（ＣＡＤ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）について説明する。
例えば、ＣＡＤ装置６００は道路を製図し、製図された道路を表す道路データ（作図データ）を生成する。道路管理台帳やカーナビゲーションシステムで用いられる地図は道路データ（作図データ）の一例である。
以下、実施の形態２と異なる事項について主に説明し、説明を省略する事項については実施の形態２と同様であるものとする。
【０２１４】
図３３は、実施の形態４における道路地物計測システム１０１のシステム構成およびＣＡＤ装置６００の機能構成を示す図である。
図３３において、ＣＡＤ装置６００は、実施の形態２で説明した道路地物計測装置Ｂ５００の構成に加えて、製図部６１０とＣＡＤ記憶部６９９とを備える。例えば、ＣＡＤ装置６００は、道路管理台帳用付図作成用のＣＡＤである。
製図部６１０（描画部）はＣＡＤの機能を実行する。例えば、製図部６１０は、作成する図の内容を示す作図命令を入力機器から入力し、入力した前記作図命令に基づいて複数の要素を含んだ図をＣＰＵを用いて表示装置９０１の画面に描画する（描画処理）。
また、製図部６１０（作図部）は、描画した図に含まれる複数の要素からいずれかの要素をユーザに指定させ、指定された要素に対応する地物位置（計測画像点の三次元の位置）を路面モデル対応点探索部１７０（位置算出部）から取得して、描画した図を表すと共に地物位置をユーザに指定された要素の三次元の位置として示す作図データ（例えば、道路データ）をＣＰＵを用いて作成する（作図処理）。
ＣＡＤ記憶部６９９は製図部６１０により作成された作図データを記憶機器を用いて記憶する。
【０２１５】
図３４は、実施の形態４におけるＣＡＤ画面６２０を示す図である。
製図部６１０および画像表示部３４１は図３４に示すようなＣＡＤ画面６２０をＣＡＤ装置６００の表示装置９０１に表示する。例えば、ＣＡＤ画面６２０は道路管理台帳用付図作成用のＣＡＤの画面である。
【０２１６】
以下に、ＣＡＤ画面６２０の構成要素について図３４に基づいて説明する。
【０２１７】
ＣＡＤ画面６２０には図形ツールバー６２１、道路図６２２、計測画面表示ボタン６２３、保存要求ボタン６２４および道路地物計測画面４００が含まれる。
図形ツールバー６２１は直線、曲線、円、多角形、矢印などの複数の図形の種類を示し、ユーザに描画する図形の種類の指定を促す図形描画用のツールバーである。
道路図６２２はユーザの指定に基づいて描画された図である。
計測画面表示ボタン６２３は道路地物計測画面４００（実施の形態２参照）の表示要求時に押下されるボタンである。
保存要求ボタン６２４は道路図６２２の保存要求時に押下されるボタンである。
道路地物計測画面４００は計測画面表示ボタン６２３が押下されたときに道路図６２２と並べられて又は道路図６２２に重畳されて表示される。但し、道路地物計測画面４００は予め表示されていてもよい。
ＣＡＤ画面６２０は製図部６１０および画像表示部３４１により表示装置９０１に表示される。
【０２１８】
次に、ＣＡＤ画面６２０を表示する製図部６１０および画像表示部３４１の動作について説明する。
【０２１９】
例えば、ユーザはマウス９０３を動かしてマウスカーソル４０２を図形ツールバー６２１上の所望の図形の種類が示された部分に移動させ、マウス９０３をクリックして描画する図形の種類を指定する。製図部６１０は指定された種類の図形をＣＡＤ画面６２０に描画する。また、ユーザはマウス９０３を動かしてマウスカーソル４０２を操作し、ＣＡＤ画面６２０に表示された図形の移動、拡大・縮小、変形などの図形操作を指定する。製図部６１０はＣＡＤ画面６２０に表示した図形を指定された図形操作に従って再描画する。ユーザはこれらの指定を繰り返して複数の図形が組み合わされた道路図６２２を作成する。道路図６２２には道路近辺に点在する地物（ｋｍポスト６２５、道路標識６２６など）を表す複数の図形（要素）が含まれる。ユーザによる図形の種類の指定や図形操作の指定は、作成する図の内容を示す作図命令の一例である。
【０２２０】
さらに、ユーザは、道路図６２２に示されている地物に実物が位置している三次元座標を設定したい場合、マウス９０３を動かしてマウスカーソル４０２を計測画面表示ボタン６２３上に移動させ、マウス９０３をクリックして計測画面表示ボタン６２３を押下する。計測画面表示ボタン６２３が押下された場合、画像表示部３４１は道路地物計測画面４００を表示する。
以下、ユーザが道路図６２２のｋｍポスト６２５に三次元座標を設定したい場合について説明する。
【０２２１】
次に、ユーザは道路図６２２に対応する撮影画像４０１を指定し、画像表示部３４１は指定された撮影画像４０１を地物道路地物計測画面４００に表示する。次に、ユーザは撮影画像４０１に映っている複数の地物のうちからｋｍポスト４０３を目視で特定し、ｋｍポスト４０３の表示部分をマウス９０３で指定する。また、ユーザは種別リストボックス４１７から「ｋｍポスト」を地物種別４１３としてマウス９０３で指定する。そして、ユーザは計算要求ボタン４１５をマウス９０３で押下し、路面モデル対応点探索部１７０は指定されたｋｍポスト４０３の三次元座標（地物位置）を算出する。
【０２２２】
そして、ユーザはマウス９０３を動かしてマウスカーソル４０２を道路図６２２のｋｍポスト６２５上に移動させ、マウス９０３をクリックしてｋｍポスト６２５を路面モデル対応点探索部１７０により算出された三次元座標に対応する地物として指定する。製図部６１０は、指定された図形（ｋｍポスト６２５）に対応付けて、路面モデル対応点探索部１７０により算出された三次元座標とユーザに指定された地物種別４１３とを道路図６２２に設定する。三次元座標および地物種別４１３はＣＡＤ画面６２０に表示されてもよいし、表示されなくてもよい。
【０２２３】
さらに、ユーザは、道路図６２２を表す道路データを保存したい場合、マウス９０３を動かしてマウスカーソル４０２を保存要求ボタン６２４上に移動させ、マウス９０３をクリックして保存要求ボタン６２４を押下する。保存要求ボタンが押下された場合、製図部６１０は道路図６２２を表す道路データを作成し、作成した道路データをＣＡＤ記憶部６９９に記憶する。道路データには、路面モデル対応点探索部１７０により算出された三次元座標がｋｍポスト６２５の三次元座標として設定されている。また、道路データには、ユーザに指定された地物種別４１３がｋｍポスト６２５の種別として設定されている。
つまり、製図部６１０はＣＡＤの機能により作成した道路図６２２に、実施の形態２で説明した道路地物計測装置Ｂ５００の機能で得られた地物位置および地物種別４１３を設定して道路データを作成する。
【０２２４】
実施の形態４により、道路図６２２を製図しながら道路図６２２に設定する三次元座標を算出することができるため、道路管理台帳やカーナビゲーション用の地図などの道路データを容易に作成することができる。
【０２２５】
実施の形態５．
実施の形態５では、近傍平面を算出せずに地物位置を特定する形態について説明する。
以下、実施の形態１〜実施の形態４と異なる事項について主に説明し、説明を省略する事項については実施の形態１〜実施の形態４と同様であるものとする。
【０２２６】
図３５は、実施の形態５における道路地物計測装置Ｃ７００の機能構成を示す図である。
実施の形態５における道路地物計測装置Ｃ７００の機能構成について、図３５に基づいて以下に説明する。
【０２２７】
道路地物計測装置Ｃ（計測装置の一例）は、各実施の形態で説明した道路地物計測装置１００、道路地物計測装置Ｂ５００およびＣＡＤ装置６００に相当する。
【０２２８】
道路地物計測装置Ｃは、画像表示部３４１、画像点入力部３４２、路面モデル対応点探索部１７０、画像記憶部７０８、三次元点群モデル記憶部７０９、計測位置データ記憶部５９９および表示装置９０１を備え、画像に映る地物のうち、ユーザに指定された地物について三次元の座標を地物位置として計測する。
【０２２９】
路面モデル対応点探索部１７０は、近傍抽出部１７１、モデル投影部１７２および地物位置算出部１７４を備える。
近傍抽出部１７１およびモデル投影部１７２は、各実施の形態で説明した機能を有する。
また、地物位置算出部１７４は、各実施の形態で路面モデル対応点探索部１７０の処理として説明した地物位置を算出する処理（位置算出処理）を実行する機能を有する。
【０２３０】
画像表示部３４１、画像点入力部３４２および計測位置データ記憶部５９９は、実施の形態２や実施の形態４で説明した機能を有する。
また、画像記憶部７０８および三次元点群モデル記憶部７０９は、各実施の形態における観測データ記憶部１９９に相当する。
【０２３１】
画像記憶部７０８には、カメラ２３０で撮像された画像が記憶されている。
三次元点群モデル記憶部７０９には、路面形状モデル（三次元点群モデル）が記憶されている。
画像と路面形状モデルとは、互いに、同一の場所を示すデータ同士が対応付けられて記憶されている。つまり、対応付けられた画像と路面形状モデルの点群とは同一の場所を示している。
【０２３２】
画像表示部３４１は、地物が撮像された画像と前記画像に対応すると共に三次元の位置が既知である点群とを表示装置９０１の画面に重ね合わせて表示して、計測対象とする地物の画像内の位置を指定することをユーザに促す。
例えば、画像表示部３４１は、画像記憶部７０８に記憶された画像と三次元点群モデル記憶部７０９に記憶された路面形状モデル（三次元点群モデル）とを表示装置９０１の画面に重ね合わせて表示して、路面形状モデルの点群の中からユーザが注目する画像内の位置に対応する点を指定することを促す。
【０２３３】
画像点入力部３４２（計測画像点取得部）は、ユーザが指定した画像内の位置（画像平面の画素の２次元座標位置（ｕ、ｖ））を計測画像点として入力装置から入力する。
【０２３４】
近傍抽出部１７１（対応点検出部）は、前記点群の中から、画像点入力部３４２が入力した前記計測画像点に対応する対応点を検出する。
例えば、近傍抽出部１７１は、三次元点群モデル記憶部７０９が記憶した路面形状モデルの点群の中から、画像点入力部３４２が入力した前記計測画像点に対応する対応点を検出する。
対応点とは、例えば、画像平面の画素の２次元座標における同一座標点、最も距離が近い座標点または近傍の座標点に投影された路面形状モデルの点である。以下、対応点を近傍点という。
【０２３５】
地物位置算出部１７４（位置算出部）は、近傍抽出部１７１が検出した前記対応点の三次元の位置を用いて画像点入力部３４２が取得した前記計測画像点の三次元の位置を特定する。
【０２３６】
計測位置データ記憶部５９９（結果記憶部）は、地物位置算出部１７４が特定した三次元の位置を計測対象とする地物の三次元の位置とし、計測対象とする地物の種別と三次元の位置とを対応させて記憶する。
【０２３７】
画像記憶部７０８は、カメラ２３０から撮像された画像を記憶する。
三次元点群モデル記憶部７０９は、レーザ装置により計測した点群から構成されると共に各点群の三次元の位置が既知である点群を三次元点群モデルとして記憶する。
【０２３８】
モデル投影部１７２は、三次元点群モデル記憶部７０９に記憶された路面形状モデルを画像表示部３４１に表示された画像の画像平面に投影する。モデル投影部１７２により画像平面に投影された路面形状モデルの点群（以下、投影点群という）は、画像表示部３４１により画像に重畳されて表示装置９０１に表示される。
【０２３９】
図３６は、実施の形態５における計測方法を示すフローチャートである。
実施の形態５における計測方法について、図３６に基づいて以下に説明する。
【０２４０】
＜Ｓ１１１１：画像表示処理Ａ＞
まず、画像表示部３４１はユーザに指定された画像を表示装置９０１に表示する。
例えば、画像表示部３４１は、実施の形態２で説明したように、画像記憶部７０８に記憶されている画像の一覧として画像番号のリストや画像のサムネイルの一覧を表示装置９０１に表示する。そして、画像表示部３４１は、表示された画像の一覧の中からユーザに指定された画像を画像記憶部７０８から取得し、取得した画像を撮影画像４０１として道路地物計測画面４００（実施の形態２参照）を表示装置９０１に表示する。
【０２４１】
＜Ｓ１１１２：点群投影処理＞
次に、モデル投影部１７２は、路面形状モデルを画像平面に投影する。
このとき、モデル投影部１７２は、画像表示処理Ａ（Ｓ１１１１）で表示された画像（以下、撮影画像４０１という）の撮影時刻および撮影位置に対応する路面形状モデルを三次元点群モデル記憶部７０９から取得し、取得した路面形状モデルを撮影画像４０１の画像平面に投影する。路面形状モデルの画像平面への投影は、実施の形態１で説明した「３Ｄモデル投影処理（Ｓ５０２）」で行われる。
以下、画像平面に投影された路面形状モデルの点群を「投影点群」という。
【０２４２】
＜Ｓ１１１３：画像表示処理Ｂ＞
次に、画像表示部３４１は、投影点群を画像に重畳して表示装置９０１に表示する。
【０２４３】
図３７は、実施の形態５における道路地物計測画面４００を示す図である。
画像表示処理Ｂ（Ｓ１１１３）において、画像表示部３４１は、図３７に示すように、撮影画像４０１に投影点群を重ねて表示する。道路地物計測画面４００および撮影画像４０１は画像表示処理Ａ（Ｓ１１１１）において画像表示部３４１により表示装置９０１に表示されたものである。撮影画像４０１内の複数の黒点は点群投影処理（Ｓ１１１２）で撮影画像４０１の画像平面に投影された投影点群を示している。ａ点４２１ａ、ｂ点４２１ｂ、ｃ点４２１ｃ、ｄ点４２１ｄなどは投影点群を構成する投影点４２１である。
【０２４４】
ａ点４２１ａはｋｍポスト４０３の中段に位置し、ｂ点４２１ｂはｋｍポスト４０３の左奥の歩道４０４に位置し、ｃ点４２１ｃはｋｍポスト４０３の右奥の歩道４０４に位置し、ｄ点４２１ｄはｋｍポスト４０３の上段に位置している。
ａ点４２１ａおよびｄ点４２１ｄは、ｋｍポスト４０３で反射して得られたレーザ計測点を示すため、ｋｍポスト４０３の緯度および経度を正しく示す。ｋｍポスト４０３の高さを下端（歩道４０４との接地点）で求める場合、ａ点４２１ａの方が下方に位置するためｄ点４２１ｄより正確な高さを示す。
ｂ点４２１ｂおよびｃ点４２１ｃは、歩道４０４で反射して得られたレーザ計測点を示すため、ｋｍポスト４０３の３次元座標を示さない。ｂ点４２１ｂとｃ点４２１ｃとでは、ｃ点４２１ｃの方がｂ点４２１ｂよりｋｍポスト４０３に近いため、ｃ点４２１ｃの方がｂ点４２１ｂよりｋｍポスト４０３の３次元座標に近い値を示す。
【０２４５】
＜Ｓ１１２０：計測画像点取得処理、種別入力処理＞
次に、画像点入力部３４２は、計測画像点４１２、地物種別４１３および指定画像番号４１１をマウス９０３やＦＤＤ９０４などの入力機器からＯＳ９２１を介して入力する。画像点入力部３４２により入力された計測画像点４１２、地物種別４１３および指定画像番号４１１は後述する結果記憶処理（Ｓ１１５０）において地物位置４１４と共に計測位置データ記憶部５９９に記憶される。
例えば、画像点入力部３４２は、実施の形態２で説明したように、ユーザによりマウス９０３がクリックされたときにマウスカーソル４０２が指し示している画像内での２次元座標（ｕｖ座標）を計測画像点４１２として入力し、入力した計測画像点４１２を道路地物計測画面４００に表示する。
また例えば、画像点入力部３４２は、実施の形態２で説明したように、マウス９０３のクリックにより種別リストボックス４１７内でユーザに指定された種別を地物種別４１３として入力し、指定された地物種別４１３部分の背景色を変化させる。
また、指定画像番号４１１は、道路地物計測画面４００に表示されている撮影画像４０１の識別番号である。
【０２４６】
図３７において、ユーザは、撮影画像４０１に映っているｋｍポスト４０３が現実に位置している三次元座標（特に、緯度および経度）を計測したい場合、ｋｍポスト４０３に重なって表示されているａ点４２１ａをマウスカーソル４０２で指定する。但し、ａ点４２１ａは小さいため、ユーザはマウスカーソル４０２で必ずしもａ点４２１ａを指定することができず、計測画像点４１２とａ点４２１ａとは異なるｕｖ座標を示すことになる。
例えば、各投影点４２１は、１ドット（ピクセル、画素）で示される。
【０２４７】
また、画像表示部３４１は計測画像点取得処理（Ｓ１１２０）においてユーザに指定された計測画像点４１２の画素を他の画素と区別して表示する。例えば、画像表示部３４１は、計測画像点４１２を示す画素（および、計測画像点４１２の周囲の画素）をブリンクしたり、色を変えたりする。
これにより、ユーザは計測対象の地物に重なって表示されている投影点４２１（例えば、ａ点４２１ａ）を計測画像点４１２として指定できるまでマウス９０３の操作を繰り返すこともできる。
【０２４８】
＜Ｓ１１３０：対応点検出処理＞
次に、近傍抽出部１７１は、計測画像点４１２の近傍点（対応点）を投影点群から抽出する。
このとき、近傍抽出部１７１は、撮影画像４０１内でｕｖ座標が計測画像点４１２に最も近い投影点４２１（対応点の一例）を投影点群の中から近傍点として特定する。
例えば、図３７に示すように、ユーザは計測画像点取得処理（Ｓ１１２０）においてマウスカーソル４０２でａ点４２１ａから少しずれた画素を計測画像点４１２として指定した場合、近傍点はａ点４２１ａとなる。また、計測画像点取得処理（Ｓ１１２０）においてａ点４２１ａが投影されている画素そのものが計測画像点４１２として指定された場合も、ａ点４２１ａを近傍点とする。
【０２４９】
また、画像表示部３４１は対応点検出処理（Ｓ１１３０）において近傍抽出部１７１により抽出された投影点４２１を他の投影点４２１と区別して表示する。例えば、画像表示部３４１は、特定された投影点４２１（図３７のａ点４２１ａ）をブリンクしたり、色を変えたり、大きくしたりする。
【０２５０】
＜Ｓ１１４０：位置算出処理＞
次に、地物位置算出部１７４は、近傍点の三次元の位置を地物位置４１４として取得する。
ユーザは、計測画像点４１２の三次元の位置を計測したい場合、マウス９０３を操作して道路地物計測画面４００の計算要求ボタン４１５（図３７参照）を押下する。
計算要求ボタン４１５が押下された場合、地物位置算出部１７４は、対応点検出処理（Ｓ１１３０）において抽出された近傍点に対応するレーザ計測点を三次元点群モデル記憶部７０９に記憶されている路面形状モデルの点群から抽出し、抽出したレーザ計測点が示す３次元座標を地物位置４１４として取得する。
【０２５１】
また、画像表示部３４１は、位置算出処理（Ｓ１１４０）で取得された地物位置４１４を図３７に示すように道路地物計測画面４００に表示する。
【０２５２】
＜Ｓ１１５０：結果記憶処理＞
そして、計測位置データ記憶部５９９は、地物位置４１４、計測画像点４１２、指定画像番号４１１および地物種別４１３を記憶する。
ユーザは、地物位置４１４を記憶したい場合、マウス９０３を操作して道路地物計測画面４００の保存要求ボタン４１６（図３７参照）を押下する。
保存要求ボタン４１６が押下された場合、計測位置データ記憶部５９９は、計測画像点取得処理／種別入力処理（Ｓ１１２０）において入力された指定画像番号４１１、計測画像点４１２および地物種別４１３と位置算出処理（Ｓ１１４０）で取得された地物位置４１４とを対応付けて計測位置データとして記憶する。
【０２５３】
上記のように、道路地物計測装置Ｃ７００は、撮影画像４０１と投影点群とを重ねて表示することにより、ユーザに計測対象の地物を表すレーザ計測点を指定させ、計測対象の地物が現実に位置している３次元座標を計測することができる。ユーザは、道路地物計測装置Ｃ７００を用いることにより、現地で測量をしなくても、ＰＣの画面上でマウス９０３を操作することにより地物の３次元座標を計測することができる。
上記の道路地物計測装置Ｃ７００は、実施の形態４と同様に、ＣＡＤ機能（製図部６１０）を備えてＣＡＤ装置６００として使用されてもよい。
【０２５４】
実施の形態６．
実施の形態６では、画像から地物を検出し、検出した地物の三次元の位置を計測する形態について説明する。
以下、実施の形態５と異なる事項について主に説明し、説明を省略する事項については実施の形態５と同様であるものとする。
【０２５５】
図３８は、実施の形態６における道路地物計測装置Ｃ７００の機能構成を示す図である。
実施の形態６における道路地物計測装置Ｃ７００の機能構成について、図３８に基づいて以下に説明する。
【０２５６】
実施の形態６における道路地物計測装置Ｃ７００は、実施の形態５で説明した道路地物計測装置Ｃ７００に地物領域検出部７０１が加わったものである。
【０２５７】
地物領域検出部７０１は、画像記憶部７０８に記憶された画像を解析して、計測対象とする地物が撮像された画像領域を地物画像領域として検出する。
【０２５８】
画像表示部３４１は、地物領域検出部７０１が検出した地物画像領域に対して、画像の位置を指定することをユーザに促す。
近傍抽出部１７１（対応点検出部）は、計測画像点により示される画像内の位置に地物領域検出部７０１が検出した地物画像領域内に表示された点群の点が有る場合に、当該点を計測画像点に対応する対応点として検出する。
また、近傍抽出部１７１は、計測画像点により示される画像内の位置に地物領域検出部７０１が検出した地物画像領域内に表示された点群の点が無い場合に、計測画像点に最も近い点を計測画像点に対応する対応点として検出する。
【０２５９】
図３９は、実施の形態６における計測方法を示すフローチャートである。
実施の形態６における計測方法について、図３９に基づいて以下に説明する。
【０２６０】
実施の形態６における計測方法は、実施の形態５で説明した計測方法に地物領域検出処理（Ｓ１２１３）が加わったものである。
実施の形態６において画像表示処理Ａ（Ｓ１２１１）〜結果記憶処理（Ｓ１２５０）（地物領域検出処理［Ｓ１２１３］を除く）は、実施の形態５における画像表示処理Ａ（Ｓ１１１１）〜結果記憶処理（Ｓ１１５０）と同様である。
以下に、地物領域検出処理（Ｓ１２１３）および画像表示処理Ｂ（Ｓ１２１４）について説明する。
【０２６１】
＜Ｓ１２１３：地物領域検出処理＞
地物領域検出部７０１は、画像表示処理Ａ（Ｓ１２１１）においてユーザに指定された画像を画像処理し、ユーザに指定された画像から計測対象の候補となる地物が映っている部分を地物画像領域として検出する。
例えば、形および色により特定の地物が表された地物パターンが予め記憶部（例えば、画像記憶部７０８）に記憶されており、地物領域検出部７０１は画像と地物パターンとをパターンマッチングして地物パターンに当てはまる画像内の領域を地物画像領域として特定する。例えば、地物パターンには、規制標識を表す青い円形や赤い円形、警戒標識を表す黄色い三角形、指示標識を表す青い四角形、横断標識を表す青い三角形、案内標識を表す緑の四角形、白線を表す白い直線などがある。
規制標識、警戒標識、指示標識、横断標識および案内標識はそれぞれ道路標識の一種である。白線は道路標示の一種である。
【０２６２】
図４０は、実施の形態６における道路地物計測画面４００を示す図である。
例えば、地物領域検出部７０１は、図４０において撮影画像４０１内のｋｍポスト４０３が映っている領域を地物画像領域として検出する。
【０２６３】
＜Ｓ１２１４：画像表示処理Ｂ＞
画像表示部３４１は、実施の形態５と同じく投影点群を画像に重畳して表示すると共に、地物領域検出処理（Ｓ１２１３）により検出された地物画像領域を画像内に示す。
例えば、画像表示部３４１は、地物画像領域を指し示すようにマーク（例えば、矢印や枠線）を表示する。
例えば、画像表示部３４１は、図４０において撮影画像４０１内のｋｍポスト４０３が映っている領域を指し示すようにマーク（図示省略）を表示する。
【０２６４】
これにより、道路地物計測装置Ｃ７００は、ユーザが画像内から計測対象とすべき地物を見つけ出すことを補助したり、ユーザが画像内から計測対象を見落とすことにより生じる地物の計測漏れを減らしたりすることができる。
【０２６５】
地物領域検出処理（Ｓ１２１３）で検出された地物画像領域は、対応点検出処理（Ｓ１２３０）で利用することもできる。
以下に、対応点検出処理（Ｓ１２３０）における地物画像領域の利用方法について説明する。
【０２６６】
図４０において、ユーザがｋｍポスト４０３の三次元座標を計測するために、ｋｍポスト４０３に重なって表示されているａ点４２１ａやｄ点４２１ｄ（の近傍）を計測画像点４１２として指定せず、ｋｍポスト４０３の上端部分のＡ点４１２Ａを計測画像点４１２として指定したものとする。
この場合、対応点検出処理（Ｓ１２３０）では、Ａ点４１２Ａに最も近い投影点４２１であるｅ点４２１ｅが抽出されることになる。ｅ点４２１ｅはｋｍポスト４０３に重なって表示されている投影点４２１ではない。
つまり、ｅ点４２１ｅに対応するレーザ計測点は、ｋｍポスト４０３で反射して取得された点ではなく、ｋｍポスト４０３の背後の遠く離れた歩道４０４上の一点で反射して取得された点である。従って、ｅ点４２１ｅに対応するレーザ計測点は、ｋｍポスト４０３の３次元座標ではなく、ｋｍポスト４０３から遠く離れた歩道４０４上の一点の３次元座標を示す。
【０２６７】
また、図４０において、ユーザがｋｍポスト４０３の下端部分のＢ点４１２Ｂを計測画像点４１２として指定した場合、対応点検出処理（Ｓ１２３０）ではｋｍポスト４０３に重なって表示されていないｃ点４２１ｃが抽出される。
しかし、ｃ点４２１ｃに対応するレーザ計測点は、ｋｍポスト４０３が設置されている地点の近くにおいて歩道４０４から反射して取得された点であるため、ｋｍポスト４０３の３次元座標に近い値を示す。レーザ計測点はレーザレーダ２４０により高密度（例えば、数ｃｍ間隔）で取得されるため、ｃ点４２１ｃに対応するレーザ計測点をｋｍポスト４０３の３次元座標としても、誤差は小さい。
【０２６８】
そこで、計測画像点取得処理（Ｓ１２２０）において計測画像点４１２が地物画像領域内（または地物画像領域から所定の範囲内）で指定された場合、対応点検出処理（Ｓ１２３０）において、近傍抽出部１７１は、地物画像領域内に投影された投影点４２１のうち、計測画像点４１２に最も近い投影点４２１（対応点の一例）を抽出する。
【０２６９】
つまり、近傍抽出部１７１は、地物画像領域内に投影された投影点が有る場合、地物画像領域内に投影された投影点を計測画像点に対応する対応点（近傍点）として検出する。
【０２７０】
例えば、図４０において、ｋｍポスト４０３の映っている領域が地物画像領域として検出されているものとする。このとき、Ａ点４１２Ａに対して、全ての投影点４２１のうち最も近いｅ点４２１ｅはｋｍポスト４０３（地物画像領域）内に表示されていないことを理由に抽出されない。そして、近傍抽出部１７１は、ｋｍポスト４０３に重なって表示されている投影点４２１（ａ点４２１ａ、ｄ点４２１ｄ）のうちＡ点４１２Ａに最も近いｄ点４２１ｄを抽出する。
【０２７１】
しかし、計測画像点取得処理（Ｓ１２２０）において計測画像点４１２が地物画像領域内で指定されたが地物画像領域内に投影された投影点４２１が存在しない場合、対応点検出処理（Ｓ１２３０）において、近傍抽出部１７１は、地物画像領域外に投影された投影点４２１の中から計測画像点４１２に最も近い投影点４２１（対応点の一例）を抽出する。
【０２７２】
つまり、近傍抽出部１７１は、地物画像領域内に投影された投影点が無い場合、計測画像点に最も近い投影点を計測画像点に対応する対応点（近傍点）として検出する。
【０２７３】
例えば、図４０において、白線４０７のエッジ４２４（白線４０７のふちの線）が地物画像領域であり、エッジ４２４上に投影点４２１が無い場合、近傍抽出部１７１は、計測画像点を示すｘ点４２３に対して、最も近い投影点であるｆ点４２１ｆを抽出する。
【０２７４】
また、計測画像点取得処理（Ｓ１２２０）において計測画像点４１２が地物画像領域の下端部分の所定の範囲４２２内（地物画像領域内または地物画像領域外）で指定された場合、近傍抽出部１７１は、全ての投影点４２１のうち計測画像点４１２に最も近い投影点４２１（対応点の一例）を抽出してもよい。
【０２７５】
例えば、図４０において、近傍抽出部１７１は、地物画像領域として検出されたｋｍポスト４０３の下端部分の所定の範囲４２２内に位置するＢ点４１２Ｂが指定された場合、全ての投影点４２１のうち最も近いｃ点４２１ｃを抽出する。ｃ点４２１ｃはｋｍポスト４０３に重なって表示されていないが、最も近い投影点４２１として抽出される。
【０２７６】
地物画像領域を対応点検出処理（Ｓ１２３０）で利用することにより、道路地物計測装置Ｃ７００は、計測画像点４１２がユーザに誤って指定された場合でも、最適な投影点４２１を抽出し、地物の３次元座標を高精度に計測することができる。
【０２７７】
実施の形態７．
実施の形態７では、計測画像点の近傍点を地物位置の第１の候補として取得すると共に近傍平面と計測画像点に対するＬＯＳベクトルとの交点を地物位置の第２の候補として算出し、第１の候補と第２の候補とのいずれかを地物位置として特定する形態について説明する。
以下、実施の形態６と異なる事項について主に説明し、説明を省略する事項については実施の形態６と同様であるものとする。
【０２７８】
図４１は、実施の形態７における道路地物計測装置Ｃ７００の機能構成を示す図である。
実施の形態７における道路地物計測装置Ｃ７００の機能構成について、図４１に基づいて以下に説明する。
【０２７９】
実施の形態７における道路地物計測装置Ｃ７００は、実施の形態６で説明した道路地物計測装置Ｃ７００にカメラＬＯＳ演算部１４０および近傍平面算出部１７３を加えたものである。
カメラＬＯＳ演算部１４０１（ベクトル算出部）は、カメラ２３０のカメラ中心から計測画像点への方向を示すＬＯＳベクトルを算出する。
近傍平面算出部１７３（平面算出部）は、近傍抽出部１７１（対応点検出部）が検出した近傍点（対応点）を含む特定の平面を算出する。
【０２８０】
地物位置算出部１７４（位置算出部）は、近傍抽出部１７１（対応点検出部）が検出した近傍点の三次元の位置を計測画像点の三次元の位置を示す第１の候補として取得する。また、地物位置算出部１７４は、近傍平面算出部１７３が算出した特定の平面とカメラＬＯＳ演算部１４０が算出したＬＯＳベクトルとの交点を計測画像点の三次元の位置を示す第２の候補として算出する。
画像表示部３４１（位置表示部）は、地物位置算出部１７４が得た第１の候補と第２の候補とを表示装置９０１の画面に表示して、第１の候補と第２の候補とのいずれかを指定することをユーザに促す。
計測位置データ記憶部５９９（結果記憶部）は、第１の候補と第２の候補とのうちユーザが指定した方を計測画像点の三次元の位置（地物位置）として記憶する。
【０２８１】
図４２は、実施の形態７における計測方法を示すフローチャートである。
実施の形態７における計測方法について、図４２に基づいて以下に説明する。
【０２８２】
実施の形態７における計測方法は、実施の形態６で説明した計測方法に平面算出処理（Ｓ１３５１）、ベクトル算出処理（Ｓ１３５２）、位置算出処理Ｂ（Ｓ１３５３）および位置表示処理（Ｓ１３６０）を加えたものである。
実施の形態７における画像表示処理Ａ（Ｓ１３１１）〜対応点検出処理（Ｓ１３３０）、位置算出処理Ａ（Ｓ１３４０）および結果記憶処理（Ｓ１３７０）は、実施の形態６における画像表示処理Ａ（Ｓ１２１１）〜対応点検出処理（Ｓ１２３０）、位置算出処理（Ｓ１２４０）および結果記憶処理（Ｓ１２５０）と同様である。
以下、平面算出処理（Ｓ１３５１）、ベクトル算出処理（Ｓ１３５２）、位置算出処理Ｂ（Ｓ１３５３）および位置表示処理（Ｓ１３６０）について説明する。
【０２８３】
＜Ｓ１３５１：平面算出処理＞
近傍平面算出部１７３は、対応点検出処理（Ｓ１３３０）において抽出された近傍点を含む特定の平面を近傍平面として算出する。
例えば、近傍平面算出部１７３は、近傍点を含む水平面を近傍平面として算出する。
平面算出処理（Ｓ１３５１）は、実施の形態３で説明した近傍平面算出処理（Ｓ５０３Ｂ）と同じである。
【０２８４】
＜Ｓ１３５２：ベクトル算出処理＞
カメラＬＯＳ演算部１４０は、計測画像点取得処理（Ｓ１３２０）において入力された計測画像点に対するカメラ２３０のＬＯＳベクトルを画像表示処理Ａ（Ｓ１３１１）で表示された画像が撮像されたときのカメラ２３０の姿勢角に基づいて算出する。画像点入力部３４２からカメラＬＯＳ演算部１４０へは、計測画像点取得処理（Ｓ１３２０）において入力された計測画像点と画像表示処理Ａ（Ｓ１３１１）で表示された画像を識別する指定画像番号が出力される。カメラＬＯＳ演算部１４０は画像点入力部３４２から出力された指定画像番号に基づいて画像が撮像された時刻を特定し、特定した時刻におけるカメラ２３０の姿勢角を取得する。
平面算出処理（Ｓ１３５２）は、実施の形態１で説明したＬＯＳ計算処理（Ｓ５０４）と同じである。
【０２８５】
＜Ｓ１３５３：位置算出処理Ｂ＞
次に、地物位置算出部１７４は、平面算出処理（Ｓ１３５１）で算出された近傍平面とベクトル算出処理（Ｓ１３５２）で算出されたＬＯＳベクトルとの交点を地物位置の第２の候補として算出する。
位置算出処理Ｂ（Ｓ１３５３）による地物位置の第２の候補の算出方法は、実施の形態３で説明した交点計算処理（Ｓ５０５）による地物位置の算出方法と同じである。
【０２８６】
なお、位置算出処理Ａ（Ｓ１３４０）で取得された近傍点の３次元座標は、地物位置の第１の候補である。
【０２８７】
＜Ｓ１３６０：位置表示処理＞
次に、画像表示部３４１は、位置算出処理Ａ（Ｓ１３４０）で取得された地物位置の第１の候補と位置算出処理Ｂ（Ｓ１３５３）で算出された地物位置の第２の候補とを表示装置９０１に表示する。
【０２８８】
図４３は、実施の形態７における道路地物計測画面４００を示す図である。
例えば、画像表示部３４１は、位置表示処理（Ｓ１３６０）において、図４３に示すように、地物位置の第１の候補（地物位置４１４ａ）と地物位置の第２の候補（地物位置４１４ｂ）とを道路地物計測画面４００に表示する。
ここで、道路地物計測画面４００には、地物位置４１４ａと地物位置４１４ｂとのいずれかユーザに指定させるための選択リストボックス４２０が含まれる。ユーザは選択リストボックス４２０で地物位置４１４ａと地物位置４１４ｂとのいずれかを地物位置として指定する。例えば、図４３では、「地物位置１」として表示されている地物位置４１４ａ（第１の候補）が指定されている。
そして、保存要求ボタン４１６が押下されたとき、計測位置データ記憶部５９９は、結果記憶処理（Ｓ１３７０）において、選択リストボックス４２０で指定されている地物位置を計測画像点４１２、指定画像番号４１１および地物種別４１３と対応付けて計測位置データとして記憶する。
【０２８９】
地物位置として第１の候補と第２の候補とのいずれかを指定する際、ユーザは、例えば、計測対象の地物の種別に応じて判断する。
【０２９０】
例えば、図４３において、ｋｍポスト４０３（支柱）のように幅のある地物（レーザ計測点の取得密度に比べて幅が広い面状の地物）の位置を計測したい場合、ユーザは、実施の形態５で説明したように地物に重なって表示されている投影点４２１（例えば、ａ点４２１ａ）を計測画像点として指定することで正確な地物位置（第１の候補）を得ることができる。
しかし、白線４０７のエッジ４２４（白線４０７のふちの線）のように幅のない地物（レーザ計測点の取得密度に比べて幅が狭い線状の地物）の位置を計測したい場合、地物に重なって表示されている投影点４２１が存在するとは限らないため、ユーザは、投影点４２１の無い地物上の一点（一画素）（例えば、ｘ点４２３）を計測画像点として指定することになる。このため、計測画像点に最も近い投影点４２１（例えば、ｆ点４２１ｆ）に対応するレーザ計測点の３次元座標を地物位置（第１の候補）とする位置算出処理Ａ（Ｓ１３４０）では、位置算出処理Ｂ（Ｓ１３５３）で算出される地物位置（第２の候補）より高い精度の地物位置が得られるとは限らない。
【０２９１】
そこで、ユーザは、計測対象の地物に重なって表示されている投影点４２１を計測画像点４１２として指定できた場合、位置算出処理Ａ（Ｓ１３４０）で取得された地物位置（第１の候補）を示す「地物位置１」を選択リストボックス４２０で指定するとよい。
また、ユーザは、投影点４２１の無い地物上の一点を計測画像点４１２として指定した場合、位置算出処理Ｂ（Ｓ１３５３）で算出された地物位置（第２の候補）を示す「地物位置２」を選択リストボックス４２０で指定するとよい。
位置算出処理Ｂ（Ｓ１３５３）では、計測画像点に対するＬＯＳベクトルに基づいて地物位置（第２の候補）を算出しているため、地物上に投影点４２１が無い場合でも高い精度の地物位置（第２の候補）が得られる。
【０２９２】
上記のように、ユーザは、位置を計測したい地物の種別や地物に重なって表示されている投影点４２１の有無に応じて、異なる方法（位置算出処理Ａ［Ｓ１３４０］、位置算出処理Ｂ［Ｓ１３５３］）で特定された複数の地物位置から、より高い精度を示す地物位置を選択することができる。
【０２９３】
実施の形態８．
実施の形態８では、ユーザによる選択を要さずに、地物位置の第１の候補と第２の候補とのうち精度の高い方を地物位置として特定する形態について説明する。
以下、実施の形態７と異なる事項について主に説明し、説明を省略する事項については実施の形態７と同様であるものとする。
【０２９４】
図４４は、実施の形態８における計測方法を示すフローチャートである。
実施の形態８における計測方法について、図４４に基づいて以下に説明する。
【０２９５】
実施の形態８における計測方法は、実施の形態７で説明した計測方法の位置表示処理（Ｓ１３６０）のに代わりに、位置算出処理Ｃ（Ｓ１３６０Ｂ）を実行する。
以下に、位置算出処理Ｃ（Ｓ１３６０Ｂ）について説明する。
【０２９６】
＜Ｓ１３６０Ｂ：位置算出処理Ｃ＞
地物位置算出部１７４は、種別入力処理（Ｓ１３２０）において入力された地物種別に基づいて、位置算出処理Ａ（Ｓ１３４０）で取得された地物位置（第１の候補）と位置算出処理Ｂ（Ｓ１３５３）で算出された地物位置（第２の候補）とのいずれかを地物位置として特定する。
【０２９７】
実施の形態７で説明したように、通常、計測対象の地物に重なって表示されている投影点４２１が計測画像点４１２として指定された場合、位置算出処理Ａ（Ｓ１３４０）で取得された地物位置（第１の候補）の方が、位置算出処理Ｂ（Ｓ１３５３）で算出された地物位置（第２の候補）より高い精度を示す。また、計測対象の地物に重なって表示されている投影点４２１が存在しない場合、位置算出処理Ｂ（Ｓ１３５３）で算出された地物位置（第２の候補）の方が、位置算出処理Ａ（Ｓ１３４０）で取得された地物位置（第１の候補）より高い精度を示す。
【０２９８】
また、ｋｍポスト、各種の道路標識など、幅のある地物が計測対象である場合、通常、計測対象の地物に重なって表示される投影点４２１が存在する。また、白線のエッジなど、幅のない地物が計測対象である場合、計測対象の地物に重なって表示される投影点４２１が存在しない場合がある。
【０２９９】
そこで、地物位置算出部１７４は、位置算出処理Ｃ（Ｓ１３６０Ｂ）において、地物種別４１３が幅のある地物を示す場合、位置算出処理Ａ（Ｓ１３４０）で取得された地物位置（第１の候補）を選択する。また、地物位置算出部１７４は、地物種別４１３が幅のない地物を示す場合、位置算出処理Ｂ（Ｓ１３５３）で算出された地物位置（第２の候補）を選択する。
【０３００】
結果記憶処理（Ｓ１３７０）において、計測位置データ記憶部５９９は、位置算出処理Ｃ（Ｓ１３６０Ｂ）において選択（特定）された地物位置を計測画像点４１２、指定画像番号４１１および地物種別４１３と対応付けて計測位置データとして記憶する。
【０３０１】
上記のように、道路地物計測画面４００は、ユーザに選択させることなく、第１の候補と第２の候補とのうち、より精度が高い方を地物位置として特定することができる。
【０３０２】
実施の形態９．
実施の形態２〜８では、計測装置（例えば、道路地物計測装置、あるいはＣＡＤ装置６００）は、画像記憶部（観測データ記憶部１９９）、三次元点群モデル記憶部（観測データ記憶部１９９）、画像表示部３４１、計測画像点取得部（画像点入力部３４２）および位置算出部（路面モデル対応点探索部１７０）を備えている。そして、位置算出部は、前記三次元点群モデル記憶部が記憶した前記三次元点群モデルの点群のなかから、前記計測画像点取得部が取得した前記計測画像点に対応する対応点を検出して、検出した前記対応点の位置を用いて前記計測画像部が取得した前記計測画像点の三次元の位置を特定した。
【０３０３】
実施の形態９では、ユーザ端末（計測端末装置）が１）計測画像点取得部、２）画像表示部を備え、サーバ（計測サーバ装置）が３）画像記憶部、４）三次元点群モデル記憶部、５）位置算出部を備える形態について説明する。
ユーザ端末は計測画像点の情報をサーバに送信し、サーバは受信した計測画像点の三次元位置（地物位置）を特定してユーザ端末に送信する。
以下、実施の形態１〜実施の形態８と異なる事項について主に説明し、説明を省略する事項について実施の形態１〜実施の形態８と同様であるものとする。
【０３０４】
図４５は、実施の形態９における計測サーバ装置７１０と計測端末装置７２０との機能構成を示す図である。
図４５において、計測端末装置７２０（以下、ユーザ端末という）と計測サーバ装置７１０（以下、サーバという）とはインターネット９４０を介して通信を行う。
サーバ（計測サーバ装置７１０）は、Ｗｅｂサーバとして、インターネット９４０に接続するユーザ端末に地物位置を計測する機能を提供する。
ユーザ端末（計測端末装置７２０）は、Ｗｅｂブラウザを用いてサーバにアクセスし、計測画像点に対応する地物位置の計測をサーバに要求し、計測された地物位置をサーバから受信することにより、計測画像点に対応する地物位置を得る。
【０３０５】
但し、サーバとユーザ端末とはインターネット９４０以外の通信網（例えば、ＬＡＮ）で接続されていても構わないし、サーバはＷｅｂサーバでなくても構わないし、ユーザ端末はサーバにアクセスするためにＷｅｂブラウザを用いなくても構わない。
【０３０６】
図４５において、他の実施の形態で説明した構成と同様の構成には同一符号が付されている。
また、サーバ側画像点入力部３４２ｓとユーザ側画像点入力部３４２ｕとは、他の実施の形態で説明した画像点入力部３４２に対応する構成である。
【０３０７】
図４６は、実施の形態９における計測方法を示すフローチャートである。
実施の形態９における計測方法について、図４６に基づいて以下に説明する。
【０３０８】
＜Ｓ１４１１：画像提示処理＞
サーバ（計測サーバ装置）の画像提示部７１１は、ブロードバンドによるデータ通信により、３）画像記憶部７０８に記憶された画像と、４）三次元点群モデル記憶部７０９に記憶された路面形状モデルとを、ユーザ端末に送信する。このとき、ユーザ端末に送信される路面形状モデルは、一緒に送信された画像に対してモデル投影部１７２により投影された投影点群である。また、画像のみがユーザ端末に送信され、投影点群はユーザ端末に送信されなくても構わない。
【０３０９】
＜Ｓ１４１２：画像表示処理＞
ユーザ端末（計測端末装置）において、２）画像表示部３４１は、ユーザ端末のディスプレイ（表示装置９０１）に、サーバから送信された画像と投影点群とを重畳させた計測画面を表示する。例えば、画像表示部３４１は、道路地物計測画面４００（図３７）やＣＡＤ画面６２０（図３４）を計測画面として、画像と投影点群とを重畳させて表示する。
ユーザの選択により、画像と投影点群との重畳表示と画像のみの表示とを切り替えてもよい。
画像表示部３４１は、サーバからユーザ端末に提供されるプログラムであってもよい。この場合、画像表示部３４１は、予め、サーバからダウンロードされ、ユーザ端末にインストールされているものとする。
画像表示処理（Ｓ１４１２）は、例えば、画像表示処理Ａ（Ｓ１１１１）および画像表示処理Ｂ（Ｓ１１１３）に相当する。
【０３１０】
＜Ｓ１４２１：端末側計測画像点取得処理＞
ユーザは、ユーザ端末にて、マウスやライトペン等の入力装置で、計測画面の画像内の点（画素）を計測画像点としてクリックする。ユーザ端末は、クリックされたポイントに基づいて、ユーザ側画像点入力部３４２ｕ（（１）計測画像点取得部）により計測画像点を取得し、計測画像点をサーバに送信する。
また、ユーザ側画像点入力部３４２ｕは、計測画像点と共に、画像の識別番号を送信してもよい。また、ユーザ側画像点入力部３４２ｕは、種別入力処理（Ｓ１１２０）と同様にして地物種別を入力し、計測画像点と地物種別とをサーバに送信しても構わない。
＜Ｓ１４２２：サーバ側計測画像点取得処理＞
サーバでは、サーバ側画像点入力部３４２ｓが計測画像点をユーザ端末から受信する。
端末側計測画像点取得処理（Ｓ１４２１）とサーバ側計測画像点取得処理（Ｓ１４２２）とは、例えば、計測画像点取得処理（Ｓ１１２０）に相当する。
【０３１１】
＜Ｓ１４３０：対応点検出処理＞
サーバにおいて、近傍抽出部１７１は、対応点検出処理（Ｓ１１３０）と同様に、計測画像点の近傍点を投影点群から抽出する。
【０３１２】
＜Ｓ１４４０：位置算出処理＞
サーバにおいて、地物位置算出部１７４は、位置算出処理（Ｓ１１４０）と同様に、近傍点の三次元の位置を地物位置として三次元点群モデル記憶部７０９から取得し、地物位置をユーザ端末に送信する。
【０３１３】
＜Ｓ１４５０：結果記憶処理＞
ユーザ端末において、画像表示部３４１はサーバから送信された地物位置を計測画面に表示し、計測位置データ記憶部５９９はサーバから送信された地物位置を計測画像点、地物種別および画像番号と対応付けて計測位置データとして記憶する。
結果記憶処理（Ｓ１４５０）は、例えば、結果記憶処理（Ｓ１１５０）に相当する。
【０３１４】
画像提示処理（Ｓ１４１１）におけるサーバからユーザ端末への画像（および、投影点群）の提示方法は、どのような方法であっても構わない。
例えば、サーバが画像番号のリストや画像のサムネイルの一覧などの画像一覧をユーザ端末に送信し、画像一覧からユーザにより選択された画像の要求をユーザ端末がサーバに送信し、要求された画像をサーバがユーザ端末に送信してもよい。
また例えば、サーバからユーザ端末に全ての画像が送信され、全ての画像がユーザ端末に記憶されても構わない。
また例えば、サーバは全画像を縦横（上下左右）に並べ、または、前後に重ね合わせて配置した場合を仮定して全画像の配置情報を生成し、一つ（または、複数）の画像Ａをユーザ端末に送信する。また、ユーザ端末は、サーバから送信された画像Ａを画像選択画面に表示する。また、ユーザはマウスを操作して画像選択画面内のマウスカーソルを動かし、ユーザ端末はマウスの操作情報をサーバに送信する。例えば、マウスの操作は、画像選択画面を上下左右にスクロールする操作であったり、画像選択画面に表示された画像をめくり上げる操作であったりする。そして、サーバは、マウス操作に応じて、配置情報において画像Ａの上下左右または前後に配置された画像Ｂをユーザ端末に送信し、ユーザ端末はサーバから送信された画像Ｂをマウス操作に合わせて画像選択画面に表示する。例えば、ユーザ端末は、画像選択画面のスクロールに合わせて、縦横に並ぶ画像Ａと画像Ｂとをスクロールさせて表示する。また例えば、ユーザ端末は、画像Ａがめくり上げられ、画像Ｂが画像Ａの下から表れるような表示をする。
つまり、非常に高速なブロードバンド環境において、ユーザが計測画面をスクロールするとスクロール情報がサーバ側に送られ、サーバはスクロールされた移動先の画像（例えば、表示されている画像をめくった先の画像）を、その都度、ユーザ端末に送る。
但し、サーバは、スクロールに応じてその都度、画像を送るようなことをせずに、表示対象の画像と共に表示対象の画像の前後（または、上下左右）に配置された画像をユーザ端末に送信したり、始めに全ての画像をユーザ端末に送信したりしてもよい。ユーザ端末は送信された画像を記憶部に記憶しておく。これにより、サーバからユーザ端末への画像の送信回数を減らすことができる。
【０３１５】
実施の形態９は、他の実施の形態と組み合わせてもよい。
例えば、サーバは、近傍平面算出部１７３とカメラＬＯＳ演算部１４０とを備えてもよい。この場合、近傍平面算出部１７３は平面算出処理（Ｓ１３５１）と同様に近傍点を含む近傍平面を算出し、カメラＬＯＳ演算部１４０はベクトル算出処理（Ｓ１３５２）と同様にＬＯＳベクトルを算出する。そして、地物位置算出部１７４は近傍平面とＬＯＳベクトルとの交点を地物位置として算出する。
また例えば、サーバは地物領域検出部７０１を備えてもよい。この場合、地物領域検出部７０１は地物領域検出処理（Ｓ１２１３）と同様に画像から地物画像領域を検出し、画像提示部７１１はユーザ端末に画像と共に地物画像領域を送信する。そして、ユーザ端末の画像表示部３４１は画像表示処理Ｂ（Ｓ１２１４）と同様に画像と地物画像領域とを表示する。
【０３１６】
実施の形態９により、インターネット９４０を通じて、複数のユーザ端末で画像に映る地物の三次元座標を特定する作業を同時に行うことが可能となる。
また、サーバを自ら所有しないユーザであったも、ユーザ端末を用いて画像に映る地物の三次元座標を特定することが可能となり、利便性が向上する。
【０３１７】
各実施の形態において、モーションステレオ処理（Ｓ２０１）および移動体除去処理（Ｓ２０２）は実行されなくてもよい。つまり、路面形状モデルに移動体を示すレーザ計測点群が含まれていても構わない。
【０３１８】
また、各実施の形態において、地物識別処理（Ｓ２０３）は実行されなくても構わない。つまり、路面形状モデルのレーザ計測点群は地物種別毎にグループ分けされなくても構わない。
【符号の説明】
【０３１９】
１００  道路地物計測装置、１０１  道路地物計測システム、１０２  計測台車、１０３  天板、１１０  車両位置姿勢（３軸）演算部、１２０  白線認識処理部、１３０  カメラ位置姿勢演算部、１４０  カメラＬＯＳ演算部、１５０  路面形状モデル生成部、１６０  レーザレーダ位置姿勢演算部、１７０  路面モデル対応点探索部、１７１  近傍抽出部、１７２  モデル投影部、１７３  近傍平面算出部、１７４  地物位置算出部、１８０  白線位置演算部、１９１  観測データ入力部、１９９  観測データ記憶部、２００  オドメトリ装置、２１０  ジャイロ、２２０  ＧＰＳ、２３０  カメラ、２４０  レーザレーダ、３００  地物識別装置、３１０  モーションステレオ部、３１１  静止物特定部、３１２  静止物モデル生成部、３２０  移動体除去部、３２１  移動体特定部、３２２  移動体除去モデル生成部、３３０  地物識別部、３３１  ラベリング部、３３２  エッジ判定部、３３３  地物判定部、３４０  計測画像点取得部、３４１  画像表示部、３４２  画像点入力部、３４２ｓ  サーバ側画像点入力部、３４２ｕ  ユーザ側画像点入力部、４００  道路地物計測画面、４０１  撮影画像、４０２  マウスカーソル、４０３  ｋｍポスト、４０４  歩道、４０５  車道、４０６  中央線、４０７  白線、４０８  道路標識、４０９  電柱、４１１  指定画像番号、４１２  計測画像点、４１２Ａ  Ａ点、４１２Ｂ  Ｂ点、４１３  地物種別、４１４，４１４ａ，４１４ｂ  地物位置、４１５  計算要求ボタン、４１６  保存要求ボタン、４１７  種別リストボックス、４１８  縁石、４２０  選択リストボックス、４２１  投影点、４２１ａ  ａ点、４２１ｂ  ｂ点、４２１ｃ  ｃ点、４２１ｄ  ｄ点、４２１ｅ  ｅ点、４２１ｆ  ｆ点、４２２  所定の範囲、４２３  ｘ点、４２４  エッジ、５００  道路地物計測装置Ｂ、５９８  観測データ記憶部Ｂ、５９９  計測位置データ記憶部、６００  ＣＡＤ装置、６１０  製図部、６２０  ＣＡＤ画面、６２１  図形ツールバー、６２２  道路図、６２３  計測画面表示ボタン、６２４  保存要求ボタン、６２５  ｋｍポスト、６９９  ＣＡＤ記憶部、７００  道路地物計測装置Ｃ、７０１  地物領域検出部、７０８  画像記憶部、７０９  三次元点群モデル記憶部、７１０  計測サーバ装置、７１１  画像提示部、７２０  計測端末装置、９０１  表示装置、９０２  キーボード、９０３  マウス、９０４  ＦＤＤ、９０５  ＣＤＤ、９０６  プリンタ装置、９０７  スキャナ装置、９０８  マイク、９０９  スピーカー、９１１  ＣＰＵ、９１２  バス、９１３  ＲＯＭ、９１４  ＲＡＭ、９１５  通信ボード、９２０  磁気ディスク装置、９２１  ＯＳ、９２２  ウィンドウシステム、９２３  プログラム群、９２４  ファイル群、９４０  インターネット。
【図１】
0005546151.tif 000010
【図２】
0005546151.tif 000011
【図３】
0005546151.tif 000012
【図４】
0005546151.tif 000013
【図５】
0005546151.tif 000014
【図６】
0005546151.tif 000015
【図７】
0005546151.tif 000016
【図８】
0005546151.tif 000017
【図９】
0005546151.tif 000018
【図１０】
0005546151.tif 000019
【図１１】
0005546151.tif 000020
【図１２】
0005546151.tif 000021
【図１３】
0005546151.tif 000022
【図１４】
0005546151.tif 000023
【図１５】
0005546151.tif 000024
【図１６】
0005546151.tif 000025
【図１７】
0005546151.tif 000026
【図１９】
0005546151.tif 000027
【図２０】
0005546151.tif 000028
【図２１】
0005546151.tif 000029
【図２２】
0005546151.tif 000030
【図２３】
0005546151.tif 000031
【図２４】
0005546151.tif 000032
【図２５】
0005546151.tif 000033
【図２６】
0005546151.tif 000034
【図２７】
0005546151.tif 000035
【図２８】
0005546151.tif 000036
【図２９】
0005546151.tif 000037
【図３０】
0005546151.tif 000038
【図３１】
0005546151.tif 000039
【図３２】
0005546151.tif 000040
【図３３】
0005546151.tif 000041
【図３４】
0005546151.tif 000042
【図３５】
0005546151.tif 000043
【図３６】
0005546151.tif 000044
【図３７】
0005546151.tif 000045
【図３８】
0005546151.tif 000046
【図３９】
0005546151.tif 000047
【図４０】
0005546151.tif 000048
【図４１】
0005546151.tif 000049
【図４２】
0005546151.tif 000050
【図４３】
0005546151.tif 000051
【図４４】
0005546151.tif 000052
【図４５】
0005546151.tif 000053
【図４６】
0005546151.tif 000054
【図１８】
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