(57)【要約】【課題】点群データ１８１から対象物以外の物が検出され難くなるようにする。【解決手段】座標値取得部１１１は、計測する対象となる地物である対象物の位置を示す座標値を取得する。点群抽出部１１２は、取得された座標値に基づいて、対象物が存在する地域の各箇所の座標値を含んだ点群データ１８１から、地域の一部の範囲であって対象物を含んだ範囲である限定範囲の各箇所の座標値を抽出する。対象物検出部１２０は、抽出された座標値を用いて対象物の検出を行い、特徴量計測部１３０、検出された対象物の座標値を用いて対象物の特徴量を計測する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測する対象となる地物である対象物の位置を示す座標値を取得する座標値取得部と、
取得された座標値に基づいて、前記対象物が存在する地域の各箇所の座標値を含んだ点群データから、前記地域の一部の範囲であって前記対象物を含んだ範囲である限定範囲の各箇所の座標値を抽出する点群抽出部と
を備える地物計測装置。
【請求項２】
前記点群抽出部は、取得された座標値と前記対象物の種類に対応する大きさを示す大きさ情報とに基づいて、前記限定範囲を算出する
請求項１に記載の地物計測装置。
【請求項３】
前記対象物は、柱状の地物であり、
前記大きさ情報は、半径を特定する情報であり、
前記限定範囲は、前記対象物の位置を通って縦方向に長さを有する軸と前記半径とを有する円柱が占める範囲である
請求項２に記載の地物計測装置。
【請求項４】
前記座標値取得部は、前記対象物と同じ種類の地物毎の座標値を含んだ地物データベースから、前記地域に含まれる箇所の座標値を前記対象物の座標値として取得する
請求項１に記載の地物計測装置。
【請求項５】
前記地物データベースは、座標値が知られている地物毎に、種類を識別する種類識別子に対応付けられた座標値を含み、
前記座標値取得部は、前記地物データベースから、指定された種類識別子と同じ種類識別子に対応付けられていて且つ前記地域に含まれる位置を示している座標値を、前記対象物の座標値として取得する
請求項４に記載の地物計測装置。
【請求項６】
前記点群抽出部は、地物の種類に対応する大きさを示す大きさ情報を地物の種類を識別する種類識別子に対応付けて含んだ種類データベースから、指定された種類識別子と同じ種類識別子に対応付けられている大きさ情報を取得し、取得した大きさ情報と取得された座標値とに基づいて、前記限定範囲を算出する
請求項５に記載の地物計測装置。
【請求項７】
前記対象物は、柱状の地物であり、
前記大きさ情報は、半径を特定する情報であり、
前記限定範囲は、前記対象物の位置を通って縦方向に長さを有する軸と前記半径とを有する円柱が占める範囲である
請求項６に記載の地物計測装置。
【請求項８】
計測する対象となる地物である対象物の位置を示す座標値を取得する座標値取得処理と、
取得された座標値に基づいて、前記対象物が存在する地域の各箇所の座標値を含んだ点群データから、前記地域の一部の範囲であって前記対象物を含んだ範囲である限定範囲の各箇所の座標値を抽出する点群抽出処理と
をコンピュータに実行させるための点群限定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点群データから対象物を検出するために対象物を検出する範囲を限定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザスキャナが搭載された計測車両が道路を走行することによって道路および道路の周囲の各箇所の座標値を含んだ点群データが生成されるＭＭＳ（モービルマッピングシステム）が知られている。
ＭＭＳを利用して電柱の倒れ角等の状態を計測しようとした場合、特許文献１に開示された技術等によって、膨大な量の点群データから電柱を検出する必要がある。
膨大な量の点群データから電柱を検出しようとした場合、電柱以外の物も検出されてしまう可能性が高くなる。そして、電柱以外の物も検出されてしまう場合、電柱を検出して得られたデータを選択する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、点群データから対象物を検出する技術が開示されている。
この技術では、点群データを平面に射影した射影パターンが生成され、射影パターンが平滑化され、平滑化された射影パターンがテンプレートと照合される。そして、テンプレートとの相関が高い射影パターンの位置が対象物の位置として検出される。対象物の具体例は、電柱のような円筒形状の物である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８６２６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、点群データから対象物以外の物が検出され難くなるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の地物計測装置は、
計測する対象となる地物である対象物の位置を示す座標値を取得する座標値取得部と、
取得された座標値に基づいて、前記対象物が存在する地域の各箇所の座標値を含んだ点群データから、前記地域の一部の範囲であって前記対象物を含んだ範囲である限定範囲の各箇所の座標値を抽出する点群抽出部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、対象物を含んだ限定範囲の各箇所の座標値が点群データから抽出される。そのため、抽出された座標値から対象物を検出することにより、対象物以外の物が検出され難くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１における地物計測装置１００の構成図。
【図２】実施の形態１における地物データベース１９１の構成図。
【図３】実施の形態１における種類データベース１９２の構成図。
【図４】実施の形態１における特徴量データベース１９３の構成図。
【図５】実施の形態１における地物計測方法のフローチャート。
【図６】実施の形態１における座標値取得処理（Ｓ１１０）のフローチャート。
【図７】実施の形態１における点群抽出処理（Ｓ１２０）のフローチャート。
【図８】実施の形態１における点群画像。
【図９】実施の形態１における点群画像の抽出部分。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
点群データを用いて地物を計測する地物計測装置１００について、図１から図９に基づいて説明する。
【００１０】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、地物計測装置１００の構成について説明する。
地物計測装置１００は、プロセッサ９０１とメモリ９０２と補助記憶装置９０３といったハードウェアを備えるコンピュータである。プロセッサ９０１は、信号線を介して他のハードウェアと接続されている。
【００１１】
プロセッサ９０１は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、他のハードウェアを制御する。具体的には、プロセッサ９０１は、ＣＰＵ、ＤＳＰまたはＧＰＵである。ＣＰＵはＣｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔの略称であり、ＤＳＰはＤｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒの略称であり、ＧＰＵはＧｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔの略称である。
メモリ９０２は揮発性の記憶装置である。メモリ９０２は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。具体的には、メモリ９０２はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
補助記憶装置９０３は不揮発性の記憶装置である。具体的には、補助記憶装置９０３は、ＲＯＭ、ＨＤＤまたはフラッシュメモリである。ＲＯＭはＲｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙの略称であり、ＨＤＤはＨａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅの略称である。
【００１２】
地物計測装置１００は、点群限定部１１０と対象物検出部１２０と特徴量計測部１３０といった「部」を機能構成の要素として備える。点群限定部１１０は座標値取得部１１１と点群抽出部１１２とを備える。「部」の機能はソフトウェアで実現される。「部」の機能については後述する。
【００１３】
補助記憶装置９０３には、「部」の機能を実現するプログラムが記憶されている。「部」の機能を実現するプログラムは、メモリ９０２にロードされて、プロセッサ９０１によって実行される。
さらに、補助記憶装置９０３にはＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が記憶されている。ＯＳの少なくとも一部は、メモリ９０２にロードされて、プロセッサ９０１によって実行される。
つまり、プロセッサ９０１は、ＯＳを実行しながら、「部」の機能を実現するプログラムを実行する。
「部」の機能を実現するプログラムを実行して得られるデータは、メモリ９０２、補助記憶装置９０３、プロセッサ９０１内のレジスタまたはプロセッサ９０１内のキャッシュメモリといった記憶装置に記憶される。これらの記憶装置は、データを記憶する記憶部として機能する。
なお、地物計測装置１００が複数のプロセッサ９０１を備えて、複数のプロセッサ９０１が「部」の機能を実現するプログラムを連携して実行してもよい。
【００１４】
補助記憶装置９０３には、「部」の機能を実現するプログラムおよびＯＳの他に、点群データ１８１と地域範囲データ１８２と地物データベース１９１と種類データベース１９２と特徴量データベース１９３といったデータが記憶される。これらのデータの全部または一部は、メモリ９０２に読み込まれて使用される。
補助記憶装置９０３に記憶される各データの内容については後述する。
【００１５】
プロセッサ９０１とメモリ９０２と補助記憶装置９０３とをまとめたハードウェアを「プロセッシングサーキットリ」という。
「部」は「処理」または「工程」に読み替えてもよい。「部」の機能はファームウェアで実現してもよい。
「部」の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体に記憶することができる。
【００１６】
ここで、補助記憶装置９０３に記憶される各データの内容について説明する。
点群データ１８１は、ＭＭＳ（モービルマッピングシステム）によって得られるデータである。
ＭＭＳは、レーザスキャナが搭載された計測車両を利用して地域の計測を行うシステムである。計測車両は対象物が存在する地域を走行する。対象物は計測する対象となる地物である。具体的には、対象物は柱状の地物である。対象物の具体例は電柱である。
計測車両が走行した地域、つまり、対象物が存在する地域を計測地域という。
【００１７】
点群データ１８１は、計測地域の各箇所の座標値を含んだデータである。
具体的には、点群データ１８１は計測点毎の三次元座標値を含んでいる。計測点は計測車両に搭載されたレーザスキャナによって計測された箇所である。つまり、計測点はレーザ光が照射された箇所である。
【００１８】
地域範囲データ１８２は、計測地域の範囲を特定する情報を示すデータである。
計測地域が四角形の区域である場合、地域範囲データ１８２は計測地域の４つの頂点のそれぞれの二次元座標値を示す。計測地域が円形の区域である場合、地域範囲データ１８２は計測地域の中心の二次元座標値と計測地域の半径とを示す。地域範囲データ１８２が示す二次元座標値は三次元座標値から高さの座標値を除いたものである。
【００１９】
地物データベース１９１は、対象物と同じ種類の地物毎の座標値を含んだデータである。具体的には、地物データベース１９１は、座標値が知られている地物毎に、種類を識別する種類識別子に対応付けられた座標値を含んでいる。
図２において、地物データベース１９１は、地物毎に地物識別子と座標値と種類識別子とを互いに対応付けている。
地物識別子は地物を識別する識別子である。
座標値は地物が位置する箇所の三次元座標値である。
種類識別子は地物の種類を識別する識別子である。
【００２０】
種類データベース１９２は、地物の種類に対応する大きさを示す大きさ情報を地物の種類を識別する種類識別子に対応付けて含んだデータである。具体的には、大きさ情報は半径を特定する情報である。大きさ情報の具体例は半径である。
図３において、種類データベース１９２は、地物の種類毎に種類識別子と大きさ情報とを互いに対応付けている。
種類識別子は地物の種類を識別する識別子である。
大きさ情報は地物の種類に対応する大きさを示す情報である。
【００２１】
特徴量データベース１９３は、対象物の特徴量を含んだデータである。
図４において、特徴量データベース１９３は、対象物毎に地物識別子と計測別の特徴量とを互いに対応付けている。
地物識別子は地物を識別する識別子である。
計測別の特徴量は、前回以前の計測で得られた点群データを用いて算出された特徴量である。今回の計測で得られた点群データ１８１を用いて算出された特徴量は、特徴量データベース１９３に追加される。具体的な特徴量は電柱の傾きである。
【００２２】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
地物計測装置１００の動作は地物計測方法に相当する。また、地物計測方法の手順は地物計測プログラムの手順に相当する。
地物計測装置１００に備わる点群限定部１１０の動作は点群限定方法に相当する。また、点群限定方法の手順は点群限定プログラムに相当する。
【００２３】
図５に基づいて、地物計測方法について説明する。
ステップＳ１１０は座標値取得処理である。
ステップＳ１１０において、座標値取得部１１１は、対象物の位置を示す座標値を取得する。
具体的には、座標値取得部１１１は、地物データベース１９１から、計測地域に含まれる箇所の座標値を対象物の座標値として取得する。
より具体的には、座標値取得部１１１は、地物データベース１９１から、指定された種類識別子と同じ種類識別子に対応付けられていて且つ計測地域に含まれる位置を示している座標値を、対象物の座標値として取得する。
【００２４】
図６に基づいて、座標値取得処理（Ｓ１１０）の手順について説明する。
ステップＳ１１１において、座標値取得部１１１は、地域範囲データ１８２を用いて計測地域を算出する。
次に、座標値取得部１１１は、地物データベース１９１に含まれる座標値毎に計測地域に含まれる位置を示している座標値であるか判定する。
そして、座標値取得部１１１は、計測地域に含まれる位置を示している座標値を地物データベース１９１から選択する。
【００２５】
ステップＳ１１２において、利用者は、マウスまたはキーボードなどの入力装置を用いて、対象物の種類識別子を地物計測装置１００に対して指定する。
座標値取得部１１１は、選択した座標値毎に選択した座標値に対応付けられている種類識別子を地物データベース１９１から取得する。
次に、座標値取得部１１１は、選択した座標値毎に取得した種類識別子を指定された種類識別子と比較する。
そして、座標値取得部１１１は、選択した座標値のうち、指定された種類識別子と同じ種類識別子に対応付けられている座標値を取得する。
【００２６】
図５に戻り、ステップＳ１２０から説明を続ける。
ステップＳ１２０は点群抽出処理である。
ステップＳ１２０において、点群抽出部１１２は、取得された座標値に基づいて、点群データ１８１から、限定範囲の各箇所の座標値を抽出する。限定範囲は、計測地域の一部の範囲であって対象物を含んだ範囲である。取得された座標値とは、ステップＳ１１０で取得された座標値を意味する。
なお、点群抽出部１１２は、取得された座標値と対象物の種類に対応する大きさを示す大きさ情報とに基づいて、限定範囲を算出する。
【００２７】
図７に基づいて、点群抽出処理（Ｓ１２０）の手順について説明する。
ステップＳ１２１において、点群抽出部１１２は、種類データベース１９２から、指定された種類識別子と同じ種類識別子に対応付けられている大きさ情報を取得する。指定された種類識別子とは、ステップＳ１１２で指定された種類識別子を意味する。
具体的には、点群抽出部１１２は、種類データベース１９２に含まれる種類識別子のうち、指定された種類識別子と同じ種類識別子を検索する。そして、点群抽出部１１２は、種類データベース１９２に含まれる大きさ情報のうち、指定された種類識別子と同じ種類識別子に対応付けられている大きさ情報を取得する。
【００２８】
ステップＳ１２２において、点群抽出部１１２は、取得した大きさ情報と取得された座標値とに基づいて、限定範囲を算出する。取得した大きさ情報は半径を特定する情報である。取得された座標値は対象物の位置を示す。
限定範囲は、対象物の位置を通って縦方向に長さを有する軸と、取得した大きさ情報によって特定される半径と、を有する円柱が占める範囲である。縦方向は鉛直の方向に相当する。
具体的には、点群抽出部１１２は、対象物の位置を中心として大きさ情報によって特定される半径を有する円を算出し、算出した円を断面として有する円柱を算出する。
【００２９】
ステップＳ１２３において、点群抽出部１１２は、点群データ１８１から、限定範囲の各箇所の座標値を抽出する。
具体的には、点群抽出部１１２は、点群データ１８１に含まれる座標値毎に、限定範囲に含まれる箇所の座標値であるか判定する。そして、点群抽出部１１２は、限定範囲に含まれる箇所の座標値を点群データ１８１から抽出する。
【００３０】
図５に戻り、説明を続ける。
座標値取得処理（Ｓ１１０）および点群抽出処理（Ｓ１２０）が実行されることによって、点群データ１８１から、対象物を含んだ範囲である限定範囲の各箇所の座標値が抽出される。
【００３１】
図８は、４つの矢印が付加された点群画像である。
点群画像は、点群データ１８１に含まれる座標値毎に計測点が描画された画像である。計測点は座標値に対応する箇所に描画された三角形で表されている。
点群画像に付加された矢印は、対象物である電柱の位置を示す座標値に対応する箇所を指している。
【００３２】
図９は、対象物である電柱を含んだ限定範囲を表している点群画像である。
つまり、座標値取得処理（Ｓ１１０）および点群抽出処理（Ｓ１２０）が実行されることによって、図８の点群画像に対応する点群データ１８１から、図９の点群画像に対応する部分の座標値が抽出される。
【００３３】
ステップＳ１３０は対象物検出処理である。
ステップＳ１３０において、対象物検出部１２０は、抽出された座標値を用いて、対象物の検出を行う。抽出された座標値とは、座標値取得処理（Ｓ１１０）および点群抽出処理（Ｓ１２０）が実行されることによって抽出された座標値を意味する。対象物の検出は、抽出された座標値のうち、対象物の各箇所の座標値を選択することを意味する。
具体的には、対象物検出部１２０は、抽出された座標値を処理の対象にして、特許文献１に開示された方法で対象物の検出を行う。
【００３４】
ステップＳ１４０は特徴量計測処理である。
ステップＳ１４０において、特徴量計測部１３０は、対象物の検出結果に基づいて、対象物の特徴量を計測する。
具体的には、特徴量計測部１３０は、対象物の検出によって選択された座標値を用いて、対象物である電柱の傾きの角度および方向を算出する。
【００３５】
そして、特徴量計測部１３０は、計測した特徴量を特徴量データベース１９３に追加する。
具体的には、特徴量計測部１３０は計測した特徴量を以下のように追加する。
まず、特徴量計測部１３０は、特徴量データベース１９３から、ステップＳ１１０で取得された対象物の座標値に対応付けられた対象物の地物識別子を地物データベース１９１から取得する。
次に、特徴量計測部１３０は、取得した地物識別子と同じ地物識別子を特徴量データベース１９３から選択する。
そして、特徴量計測部１３０は、選択した地物識別子に対応付けて特徴量を特徴量データベース１９３に追加する。
【００３６】
＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
点群限定部１１０は、対象物を含んだ限定範囲の各箇所の座標値を点群データ１８１から抽出する。そのため、抽出された座標値から対象物を検出することにより、対象物以外の物が検出され難くなる。また、抽出された座標値から対象物を検出することにより、対象物の検出に要する処理時間を短縮することができる。
【００３７】
具体的には、電柱が存在する範囲を含めて電柱の周囲の座標値を抽出し、抽出した座標値から電柱を検出することにより、電柱を検出する精度が向上する。つまり、樹木または建物などの電柱以外の物を誤って検出することを防ぐことができる。
【００３８】
特徴量データベース１９３には、前回以前に計測した特徴量と今回計測した特徴量とが登録される。そのため、特徴量データベース１９３に登録された特徴量を比較することにより、対象物の状態の変化を確認することが可能になる。
具体的には、電柱の傾きの変化を確認することが可能になる。そして、電柱の傾きの変化を確認することにより、倒壊が懸念される電柱を検出することが可能になる。
【００３９】
上記のように誤検出を防ぐことができるため、電柱の傾き以外の特徴量を計測することも可能になると考えられる。
具体的には、電線の垂れ下がり量を計測することも可能になると考えられる。電線の垂れ下がり量は、２つの電柱の中間の座標値を用いて計測することができると考えられる。電線は電柱間の中央で最も垂れ下がるためである。この場合、電線全体の高さを計測する必要がないため、処理速度が向上する。
【００４０】
＊＊＊他の構成＊＊＊
対象物は電柱以外の円柱状の物でもよい。具体的には、対象物は照明柱でもよい。さらに、対象物は円柱状以外の形状の物でもよい。
特徴量は電柱の傾き以外でもよい。具体的には、特徴量は電柱の垂れ下がり量でもよい。
【００４１】
地物計測装置１００は、対象物検出部１２０および特徴量計測部１３０を備えない点群限定装置に置き換えてもよい。
【００４２】
ＭＭＳの計測車両にはレーザスキャナと共にカメラが搭載されるため、点群データ１８１と共に画像データが得られる。この画像データは計測地域が映った画像のデータである。
そこで、特徴量計測部１３０は、対象物の各箇所の三次元座標値を画像に投影して、特徴量の計測を行ってもよい。投影は、画像内の箇所のうち三次元座標値に対応する箇所を算出することを意味する。
三次元座標値が投影された箇所の画素の色によって、対象物の色の状態を計測することが可能になる。具体的には、照明柱の照明の点灯状態を計測することが可能になる。
【００４３】
＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
地物計測装置１００の機能はハードウェアで実現してもよい。
地物計測装置１００の機能がハードウェアで実現される場合、地物計測装置１００は処理回路を備える。処理回路はプロセッシングサーキットリともいう。
処理回路は、「部」の機能を実現する専用の電子回路である。この「部」には記憶部も含まれる。
具体的には、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。ＧＡはＧａｔｅ  Ａｒｒａｙの略称であり、ＡＳＩＣはＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略称であり、ＦＰＧＡはＦｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略称である。
なお、地物計測装置１００が複数の処理回路を備えて、複数の処理回路が「部」の機能を連携して実現してもよい。
【００４４】
地物計測装置１００の機能は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現してもよい。つまり、「部」の一部をソフトウェアで実現し、「部」の残りをハードウェアで実現してもよい。
【００４５】
実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。
フローチャート等を用いて説明した手順は装置、方法およびプログラムの手順の一例である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  地物計測装置、１１０  点群限定部、１１１  座標値取得部、１１２  点群抽出部、１２０  対象物検出部、１３０  特徴量計測部、１８１  点群データ、１８２  地域範囲データ、１９１  地物データベース、１９２  種類データベース、１９３  特徴量データベース、９０１  プロセッサ、９０２  メモリ、９０３  補助記憶装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017096852.tif 000009
【図８】
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【図９】
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