JP2013040886A - Method and program for measuring three-dimensional point group - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in which: stationary measurement can provide an average solution by remaining at rest for a long time to decrease the degradation in accuracy, but unlike stationary measurement mobile measurement cannot decrease the degradation in accuracy by time averaging because a measurement vehicle for mobile measurement generally cannot rest or move at a low speed, since positioning error factors originally owned by a GPS satellite cause degradation in position-fix accuracy even when a Fix solution is obtained by GPS positioning operation.SOLUTION: While a measurement vehicle drives on the same route a plurality of times, a fixed object that remains unchanged in position in the result of a laser point group during each drive is let to be a reference point. Laser point groups are expanded and/or contracted so that reference points coincide with one another. Then each point is weighed with reliability of its position accuracy and the average result is regarded as a true value. In addition, conditions of GPS satellites keep changing during the drive, position correction amounts are calculated for each drive by specifying a fixed object at fixed intervals, not calculated with one object.

Description

本発明は、例えば、レーザースキャナやカメラを搭載し、GPS(Global Positioning System)とジャイロ(IMU:Inertial Measurement Unit)とを組み合わせた移動体計測車両により収集した移動体計測車両周辺の三次元点群のデータを用いて、後処理により、精度の高い三次元点群データを生成する三次元点群計測方法に関するものである。   The present invention includes, for example, a three-dimensional point group around a mobile measurement vehicle, which is mounted by a mobile measurement vehicle equipped with a laser scanner and a camera, and a combination of GPS (Global Positioning System) and a gyro (IMU: Internal Measurement Unit). 3D point cloud measurement method for generating highly accurate 3D point cloud data by post-processing using the above data.

近年、車両にレーザースキャナやカメラを搭載し、車両周辺の位置情報を収集する移動体計測車両が開発されている(例えば、特許文献1、2参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, a mobile body measuring vehicle that has a laser scanner and a camera mounted on a vehicle and collects position information around the vehicle has been developed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

航空機等にレーザースキャナを搭載し地上にある建物等の位置情報を取得する場合、位置の精度を向上させる方法として、GCP(Grand Control Point)を利用する方法が知られている。
GCPを利用する方法は、予め精密測量や基準点など既知の座標点を用い、計測したデータの対応する点を探し出し、そのずれ量を補正する方法である。ずれ量を補正する方法としては、単純な場合はある一定区画を区切って点群を平行移動させることで行い、より複雑な場合は台形変換等をすることにより行う(例えば、特許文献3参照)。
GCPを利用する手法ではGCP点が多いほど精度が高められるが、GCPポイントの計測には静止測量等を用いるため、時間と費用がかかるという課題があった。
When acquiring position information of a building or the like on the ground by mounting a laser scanner on an aircraft or the like, a method using GCP (Grand Control Point) is known as a method for improving the accuracy of the position.
The method using GCP is a method of using a known coordinate point such as a precision survey or a reference point in advance to find a corresponding point in measured data and correcting the deviation amount. As a method of correcting the shift amount, in a simple case, it is performed by dividing a certain section and moving the point group in parallel, and in a more complicated case, it is performed by performing a trapezoidal conversion or the like (see, for example, Patent Document 3). .
In the method using GCP, accuracy increases as the number of GCP points increases, but there is a problem that it takes time and cost because GCP point measurement uses static surveying or the like.

国際公開第2010/024212号パンフレットInternational Publication No. 2010/024212 Pamphlet 特開2010−175423号公報JP 2010-175423 A 特開2006−189372号公報JP 2006-189372 A

レーザスキャナを搭載しGPSとジャイロを組み合わせた計測車両で収集した三次元点群データの位置を標定する場合、三次元点群データの標定位置精度は主に(1)GPSによる計測車両の位置精度、(2)IMUやGPSジャイロ等を用いて推定される計測車両の姿勢角精度、により決定される。   When positioning the position of 3D point cloud data collected by a measurement vehicle that combines a GPS and a gyro with a laser scanner, the location accuracy of the 3D point cloud data is mainly (1) Position accuracy of the measurement vehicle by GPS (2) The attitude angle accuracy of the measurement vehicle estimated using an IMU, a GPS gyro, or the like is determined.

(1)GPSによる計測車両の位置精度に関しては、計測車両に搭載したGPS受信機がGPS信号を受信し測位演算によりFix解が得られた場合であっても、GPSが元々有している測位誤差要因によって位置精度の劣化が生じる。静止測量の分野では、長時間静止した状態で計測しその時間平均的な解を求めることで、より高精度な測位結果を得ることが行われている。しかしながら移動体である計測車両による位置計測の場合は、静止測量の場合と異なり、静止した状態での計測ができない、あるいは低速で走ることができないため、高精度化に対して静止測量で行われている手法は適用できないという課題があった。   (1) Regarding the position accuracy of the measurement vehicle by GPS, even if the GPS receiver mounted on the measurement vehicle receives the GPS signal and the Fix solution is obtained by the positioning calculation, the positioning originally possessed by GPS Degradation of position accuracy occurs due to error factors. In the field of static surveying, measurement is performed in a stationary state for a long time, and a time average solution is obtained to obtain a more accurate positioning result. However, unlike the case of static surveying, position measurement using a measuring vehicle that is a moving body cannot be performed in a stationary state or cannot run at a low speed. However, there is a problem that the method is not applicable.

また、(2)計測車両の姿勢角精度に関しては、GPSジャイロの計測が有効な場合、すなわち計測車両に搭載した複数のGPSアンテナにより車両の姿勢角が予測できる場合であっても、GPSジャイロが元々有する測位誤差要因によって姿勢角精度の劣化が生じる。静止測量であれば、長時間静止し時間平均することで測位精度を向上させることができるが、移動体測量の場合は静止ができない、あるいは低速で走れないことが通常であるため、高精度化に対して静止測量で行われている手法は適用できないという課題があった。   (2) Regarding the attitude angle accuracy of the measurement vehicle, even when the GPS gyro measurement is effective, that is, even when the attitude angle of the vehicle can be predicted by a plurality of GPS antennas mounted on the measurement vehicle, The attitude angle accuracy deteriorates due to the positioning error factor that is inherently present. In the case of stationary surveying, positioning accuracy can be improved by standing still for a long time and averaging the time, but in the case of mobile surveying, it is usually impossible to stop or run at low speed, so the accuracy is improved. On the other hand, there is a problem that the method used in the static survey cannot be applied.

この発明は係る課題を解決するためになされたもので、計測車両による移動体測量の場合であっても、後処理により、位置精度の高い三次元点群データを生成可能な三次元点群計測方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and even in the case of mobile body surveying by a measuring vehicle, three-dimensional point cloud measurement capable of generating three-dimensional point cloud data with high positional accuracy by post-processing. It aims to provide a method.

この発明に係る三次元点群計測方法は、レーザースキャナと、GPS受信機と、姿勢角検出器を搭載した車両が走行中に収集したデータ群であって、前記レーザースキャナで走査されたレーザー光により計測された前記車両の周囲の地物までの距離と前記地物への方位とからなる距離方位データと、前記GPS受信機により取得された前記車両の位置データと、前記姿勢角検出器により取得された前記車両の姿勢角データと、前記距離方位データ、前記位置データ、前記姿勢角データの各データを取得した時の取得時刻とが関連付けされたデータ群を用いて、前記レーザー光が照射された前記地物の照射点からなる三次元点群の座標位置を計測する三次元点群計測方法であって、前記車両が同一の走行路を複数回走行して取得した走行毎のデータ群を用い、各々のデータ群の信頼度に基き前記データ群に重み付けして前記三次元点群の座標位置を算出する。   A three-dimensional point cloud measurement method according to the present invention is a data group collected while a vehicle equipped with a laser scanner, a GPS receiver, and an attitude angle detector is traveling, and is a laser beam scanned by the laser scanner. Distance azimuth data consisting of the distance to the surrounding features of the vehicle and the azimuth to the features measured by the vehicle, position data of the vehicle acquired by the GPS receiver, and the attitude angle detector Using the data group in which the acquired attitude angle data of the vehicle is associated with the acquisition time when the distance azimuth data, the position data, and the attitude angle data are acquired, the laser light is emitted. A three-dimensional point cloud measurement method for measuring a coordinate position of a three-dimensional point cloud composed of irradiation points of the feature that has been obtained, wherein the vehicle travels on the same travel route a plurality of times and is acquired for each travel. Using data group, by weighting the data set based on the reliability of each group of data to calculate the coordinate position of the three-dimensional point cloud.

この発明に係る三次元点群計測方法によれば、後処理により、三次元点群についての高精度な座標位置を取得することができる。 According to the three-dimensional point cloud measurement method according to the present invention, it is possible to acquire a highly accurate coordinate position for the three-dimensional point cloud by post-processing.

実施の形態1に係る三次元点群計測方法を説明する図である。3 is a diagram for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係る三次元点群計測方法を説明する図である。6 is a diagram for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態3に係る三次元点群計測方法を説明する図である。10 is a diagram for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to Embodiment 3. FIG. 実施の形態4に係る三次元点群計測方法を説明する図である。10 is a diagram for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to Embodiment 4. FIG. 実施の形態5に係る三次元点群計測方法を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to a fifth embodiment. 実施の形態6に係る三次元点群計測方法を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to a sixth embodiment. 実施の形態7に係る三次元点群計測方法を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to a seventh embodiment. 実施の形態1〜7に係る計測車両の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the measurement vehicle which concerns on Embodiment 1-7. 実施の形態1〜7に係る自己位置計測装置の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the self-position measuring apparatus which concerns on Embodiment 1-7.

この発明に係る三次元点群計測方法は、以下で説明する実施の形態1〜7に記載された内容の少なくとも1つの方法を用いて三次元点群(三次元座標の点の集合)の位置を計測する。実施の形態1〜7に記載された計測方法のうち、いずれか1つの計測方法だけを実行してもよいし、複数の計測方法を併用して実行するようにしてもよい。   The three-dimensional point cloud measurement method according to the present invention uses the at least one method described in the first to seventh embodiments described below to determine the position of a three-dimensional point cloud (a set of three-dimensional coordinate points). Measure. Of the measurement methods described in the first to seventh embodiments, only one of the measurement methods may be executed, or a plurality of measurement methods may be executed in combination.

図8は、本発明に係る実施の形態1〜7において、三次元点群のデータを収集する計測車両100の概略構成を示す図である。この計測車両100は特許文献2に記載された計測車両と機能が同様のものである。
図9は、後処理により、三次元点群の座標位置を高精度に計測する移動体自己位置計測装置(単に計測装置ともいう)200の構成を示す図である。
実施の形態1〜7では、特許文献2に記載の計測車両と同等の計測車両を用いて三次元点群のデータ収集を行い、特許文献2に記載された自己位置計測装置200に備えられた地物位置計測部213が、カメラ映像281に投影された三次元点群292に基づいてカメラ映像281に写っている地物(計測対象地域に位置している地物)の三次元点群の座標をCPUを用いて算出する。計測車両100や移動体自己位置計測装置200の構成の詳細については特許文献2に記載があり、ここではそれらの概略について説明する。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a measurement vehicle 100 that collects data of a three-dimensional point group in the first to seventh embodiments according to the present invention. The measurement vehicle 100 has the same function as the measurement vehicle described in Patent Document 2.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a mobile body self-position measuring device (also simply referred to as a measuring device) 200 that measures the coordinate position of a three-dimensional point group with high accuracy by post-processing.
In the first to seventh embodiments, data of a three-dimensional point group is collected using a measurement vehicle equivalent to the measurement vehicle described in Patent Document 2, and the self-position measuring device 200 described in Patent Document 2 is provided. The feature position measurement unit 213 uses the three-dimensional point group of the feature (the feature located in the measurement target area) reflected in the camera image 281 based on the three-dimensional point group 292 projected on the camera image 281. The coordinates are calculated using the CPU. The details of the configuration of the measurement vehicle 100 and the mobile unit self-position measurement device 200 are described in Patent Document 2, and the outline thereof will be described here.

図8の計測車両100は、計測対象地域を走行し、計測対象地域の例えば三次元地図を生成するために必要な各種データを取得する。   The measurement vehicle 100 in FIG. 8 travels in the measurement target area and acquires various data necessary for generating, for example, a three-dimensional map of the measurement target area.

計測車両100は、天板に計測ユニット110が取り付けられている。また、計測車両100はユニット記憶部190(記憶装置)を備える。
計測ユニット110は、前方用カメラ111、路面用カメラ112、GPS113、上面用レーザースキャナ114、下面用レーザースキャナ115、IMU116および配線中継BOX117を備える。
In the measurement vehicle 100, a measurement unit 110 is attached to a top plate. In addition, the measurement vehicle 100 includes a unit storage unit 190 (storage device).
The measurement unit 110 includes a front camera 111, a road surface camera 112, a GPS 113, an upper surface laser scanner 114, a lower surface laser scanner 115, an IMU 116, and a wiring relay box 117.

前方用カメラ111は、水平に取り付けられ、計測車両100の前方を撮像する。路面用カメラ112は、斜め下方に向けて取り付けられ、路面を撮像する。   The front camera 111 is attached horizontally and images the front of the measurement vehicle 100. The road surface camera 112 is attached obliquely downward and images the road surface.

GPS113は、3か所に設置される。各GPS113は、GPS衛星から発信された測位信号(衛星軌道情報などを示す)を受信し、受信結果(GPS観測値)に基づいてGPS測位を行う装置である。   GPS113 is installed in three places. Each GPS 113 is a device that receives a positioning signal (indicating satellite orbit information and the like) transmitted from a GPS satellite and performs GPS positioning based on a reception result (GPS observation value).

上面用レーザースキャナ114は、斜め上方に向けて取り付けられ、計測ユニット110より高い場所に位置する地物(例えば、道路標識)を対象に距離方位の計測を行う。
下面用レーザースキャナ115は、斜め下方に向けて取り付けられ、計測ユニット110より低い場所に位置する地物(例えば、路面)を対象に距離方位の計測を行う。
距離方位とは、上面用レーザースキャナ114または下面用レーザースキャナ115から地物までの距離および方位を意味する。
距離方位の計測において、上面用レーザースキャナ114と下面用レーザースキャナ115とは、左右に首降りしながら左真横から前方および前方から右真横の180度の方向にレーザーを順次出射し、出射したレーザーが地物で反射して戻ってくるまでの時間を計測する。上面用レーザースキャナ114と下面用レーザースキャナ115とは、計測した時間に基づいてレーザーを反射した地物との距離を算出し、算出した距離とレーザーの出射方向とを地物の距離方位とする。
レーザースキャナは、LRF(Laser Range Finder)ともいう。
The upper surface laser scanner 114 is mounted obliquely upward, and measures a distance direction for a feature (for example, a road sign) located at a location higher than the measurement unit 110.
The lower surface laser scanner 115 is mounted obliquely downward, and measures the distance direction for a feature (for example, a road surface) located at a place lower than the measurement unit 110.
The distance direction means the distance and direction from the upper surface laser scanner 114 or the lower surface laser scanner 115 to the feature.
In the measurement of the distance direction, the upper surface laser scanner 114 and the lower surface laser scanner 115 sequentially emit laser beams in the direction of 180 degrees from the left side to the front and from the front side to the right side while descending from side to side. Measure the time it takes for the object to reflect back and return. The upper surface laser scanner 114 and the lower surface laser scanner 115 calculate the distance from the feature reflecting the laser based on the measured time, and the calculated distance and the laser emission direction are set as the distance direction of the feature. .
The laser scanner is also referred to as LRF (Laser Range Finder).

IMU116(IMU:慣性航法装置)は、3軸方向(x、y、z)の角速度を計測する。例えば、IMU116としてジャイロが用いられる。   The IMU 116 (IMU: Inertial Navigation Device) measures angular velocities in three axial directions (x, y, z). For example, a gyro is used as the IMU 116.

上記の各機器は取得したデータを取得時刻(計測時刻)と共に配線中継BOX117に出力する。   Each of the above devices outputs the acquired data to the wiring relay box 117 together with the acquisition time (measurement time).

図9において、取得データ記憶部280は、計測車両100により取得された各データを記憶媒体を用いて記憶する記憶装置である。記憶部280には配線中継BOX117に出力されたデータが格納される。
計測データ記憶部290は、車両位置姿勢291、三次元点群292および地物位置293を記憶媒体を用いて記憶する記憶装置である。
地物位置計測部213は、カメラ映像281に投影された三次元点群292に基づいて、カメラ映像281に写っている地物(計測対象地域に位置している地物)の三次元座標(座標位置)をCPUを用いて算出する。
In FIG. 9, an acquired data storage unit 280 is a storage device that stores each data acquired by the measurement vehicle 100 using a storage medium. The storage unit 280 stores data output to the wiring relay BOX 117.
The measurement data storage unit 290 is a storage device that stores the vehicle position and orientation 291, the three-dimensional point group 292, and the feature position 293 using a storage medium.
The feature position measurement unit 213 uses the three-dimensional coordinates (features located in the measurement target area) reflected in the camera image 281 based on the three-dimensional point group 292 projected on the camera image 281 ( The coordinate position is calculated using the CPU.

以下の実施の形態1〜7では、地物位置計測部213が実行する三次元点群の座標位置の計測方法について説明する。   In the following first to seventh embodiments, a method for measuring the coordinate position of a three-dimensional point group executed by the feature position measuring unit 213 will be described.

実施の形態1.
実施の形態1に係る三次元点群計測方法は、計測対象となる道路を複数回走行し、走行毎に各種データを収集する。そして、走行毎の三次元点群の計測結果を平均処理するなどにより計測精度の向上を図る。あるいは、走行毎の測位情報の信頼度に応じて重み付けをした座標位置を算出することで、計測精度の向上を図る。
Embodiment 1 FIG.
The three-dimensional point cloud measurement method according to Embodiment 1 travels a road to be measured a plurality of times and collects various data for each travel. The measurement accuracy is improved by averaging the measurement results of the three-dimensional point group for each run. Alternatively, the measurement accuracy is improved by calculating a weighted coordinate position according to the reliability of the positioning information for each run.

図1は、実施の形態1に係る三次元点群計測方法の計測方法を説明する図である。
計測車両100は同じ走行路(例えば、位置A〜位置Bの間)を複数回走行する。走行する方向は同一方向(位置Aから位置Bに向かう方向)であってもよいし、逆の方向(位置Bから位置Aに向かう方向)であってもよい。
FIG. 1 is a diagram for explaining a measurement method of the three-dimensional point cloud measurement method according to the first embodiment.
The measurement vehicle 100 travels the same traveling path (for example, between the position A and the position B) a plurality of times. The traveling direction may be the same direction (direction from position A to position B) or the opposite direction (direction from position B to position A).

レーザスキャナ114、115が複数回の走行で収集したレーザ点群(三次元点群292)において、位置が変化しない固定物に対応した三次元点群のデータを抽出する。 In the laser point group (three-dimensional point group 292) collected by the laser scanners 114 and 115 by a plurality of runs, data of a three-dimensional point group corresponding to a fixed object whose position does not change is extracted.

位置が変化しない固定物の例としては、電柱や信号機、建物等が挙げられる。一方、位置が変化するものの例としては、車両や人、自転車等が挙げられる。ここでは、位置が変化しない固定物に対応する三次元点群のデータを抽出する。
次に、複数回の走行により取得された三次元点群のデータで、位置が変化しない固定物に対応する三次元点群の座標位置を、各回の走行ごとに算出する。各回の走行で算出された固定物の座標位置を用いて平均処理を行うなどして、その結果を固定物に対応する三次元点群の真の座標位置とみなす。
Examples of fixed objects whose positions do not change include utility poles, traffic lights, buildings, and the like. On the other hand, a vehicle, a person, a bicycle, etc. are mentioned as an example of what changes a position. Here, data of a three-dimensional point group corresponding to a fixed object whose position does not change is extracted.
Next, the coordinate position of the three-dimensional point group corresponding to the fixed object whose position does not change is calculated for each run of the three-dimensional point group data acquired by a plurality of runs. The average processing is performed using the coordinate position of the fixed object calculated in each run, and the result is regarded as the true coordinate position of the three-dimensional point group corresponding to the fixed object.

図1に記載した例では、1度目の走行で、計測車両が位置Aにいるときに取得した三次元点群の中から位置が変化しない固定物(例えば電柱)を抽出し、抽出した固定物に対応する三次元点群の座標位置を求める。
また、1度目の走行で、計測車両が位置Bにいるときに取得した三次元点群の中から位置が変化しない固定物(例えば信号機)を抽出し、抽出した固定物に対応する三次元点群の座標位置を求める。
2度目の走行でも同様にして、計測車両が位置Aにいるときに取得した三次元点群の中から一度目の時と同一の固定物(電柱)を抽出し、抽出した固定物に対応する三次元点群の座標位置を求める。また、計測車両が位置Bにいるときに取得した三次元点群の中から一度目の時と同一の固定物(信号機)を抽出し、抽出した固定物に対応する三次元点群の座標位置を求める。
In the example described in FIG. 1, a fixed object (for example, a power pole) whose position does not change is extracted from the three-dimensional point group acquired when the measurement vehicle is at position A in the first run, and the extracted fixed object The coordinate position of the three-dimensional point group corresponding to is obtained.
Also, in the first run, a fixed object (for example, a traffic light) whose position does not change is extracted from the three-dimensional point group acquired when the measurement vehicle is at position B, and the three-dimensional point corresponding to the extracted fixed object Find the coordinate position of the group.
Similarly in the second run, the same fixed object (electric pole) as the first time is extracted from the three-dimensional point cloud acquired when the measurement vehicle is at position A, and corresponds to the extracted fixed object. Find the coordinate position of a 3D point cloud. Further, the same fixed object (signal) as the first time is extracted from the three-dimensional point group acquired when the measurement vehicle is at position B, and the coordinate position of the three-dimensional point group corresponding to the extracted fixed object is extracted. Ask for.

1度目の走行と2度目の走行で取得した共通の固定物(電柱、信号機)の座標位置のデータを用い、これらのデータの平均処理を行うなどして、その結果を位置Aでの固定物(電柱)の真の座標位置とみなし、また位置Bでの固定物(信号機)の真の座標位置とみなす。
真の座標位置との差分をとることにより1度目の走行における位置Aでの補正量と位置Bでの補正量が求められる。同様にして、2度目の走行における位置Aでの補正量と位置Bでの補正量が求められる。
Using the coordinate position data of the common fixed objects (electric poles, traffic lights) acquired during the first and second runs, and averaging these data, the result is the fixed object at position A. It is regarded as the true coordinate position of the (electric pole), and is regarded as the true coordinate position of the fixed object (signal) at the position B.
By taking the difference from the true coordinate position, the correction amount at position A and the correction amount at position B in the first run are obtained. Similarly, the correction amount at the position A and the correction amount at the position B in the second run are obtained.

このようにして1度目の走行で取得した座標位置のデータについて2点(電柱と信号機)の補正量が算出されたため、この2点の補正量に基いて補正量を比例配分することにより、1度目の走行で取得した三次元点群の座標位置のデータの全体を補正することができる。
同様にして、2度目の走行で取得した三次元点群の座標位置のデータの全体を補正することができる。
このように、変化しない固定物(電柱、信号機)が重ね合わさるように各走行で計測したレーザ点群を伸縮して、三次元点群の座標位置のデータの全体を補正することができる。
Since the correction amount of two points (electric pole and traffic light) is calculated for the data of the coordinate position acquired in the first run in this way, the correction amount is proportionally distributed based on the correction amount of these two points. It is possible to correct the entire coordinate position data of the three-dimensional point group acquired in the second run.
Similarly, the entire coordinate position data of the three-dimensional point group acquired in the second run can be corrected.
In this way, it is possible to correct the entire coordinate position data of the three-dimensional point group by expanding and contracting the laser point group measured in each run so that fixed objects (electric poles, traffic lights) that do not change overlap.

このようにして補正した1度目走行による座標位置のデータと、2度目の走行による座標位置のデータを用いて平均処理を行うことにより、計測車両100が位置A〜位置Bの間を走行して取得した三次元点群の座標位置を、より精度の高いデータにすることができる。 The measurement vehicle 100 travels between position A and position B by performing the averaging process using the coordinate position data corrected by the first run and the coordinate position data obtained by the second run. The coordinate position of the acquired three-dimensional point group can be made into highly accurate data.

図1では、同じ走行路を2度走行して各種データを収集した例を説明しているが、3度以上(n度(n=3、4、・・・))走行した場合も同様にして、変化しない固定物が重ね合わさるように各走行で計測したレーザ点群を伸縮することで、三次元点群の座標位置を補正できる。   FIG. 1 illustrates an example in which various data are collected by traveling twice on the same traveling route, but the same applies to the case of traveling 3 degrees or more (n degrees (n = 3, 4,...)). Thus, the coordinate position of the three-dimensional point group can be corrected by expanding and contracting the laser point group measured in each run so that fixed objects that do not change overlap.

なお、1度目の走行と2度目の走行で取得したデータの信頼度が異なる場合は、各々のデータに重み付けをして、最終的な三次元点群の座標位置を算出するようにしてもよい。
例えば1度目の走行結果の信頼度が低く、2度目の走行結果の信頼度が高い場合は、2度目の走行結果に重み付けをして、最終的な三次元点群の座標位置を算出するようにしてもよい。
When the reliability of the data acquired in the first run and the second run is different, each data may be weighted to calculate the final coordinate position of the three-dimensional point group. .
For example, when the reliability of the first traveling result is low and the reliability of the second traveling result is high, the final three-dimensional point group coordinate position is calculated by weighting the second traveling result. It may be.

データの信頼度については、例えばGPS信号を用いた測位演算により演算結果がFixした場合であっても、測位演算に用いたGPS衛星数が多かったり、DOPが少ないことにより位置計測の結果の信頼性は変化する。そこで、DOPの結果にしたがって信頼性の高低を求め、位置精度の信頼度で重み付けを行い、その平均的な結果を真値として扱うようにしてもよい。 Regarding the reliability of data, for example, even when the calculation result is fixed by a positioning calculation using a GPS signal, the reliability of the position measurement result is high because the number of GPS satellites used for the positioning calculation is large or the DOP is small. Sex changes. Therefore, the level of reliability may be obtained according to the DOP result, weighting may be performed with the reliability of position accuracy, and the average result may be handled as a true value.

このように、実施の形態1に係る三次元点群計測方法では、測定車両の走行中に常に衛星の状態が変化するため、1つの固定物を基準として補正するのではなく、一定間隔ごとに位置が変化しない固定物を特定して、各走行ごとの位置補正量を決定する。   As described above, in the three-dimensional point cloud measurement method according to the first embodiment, the state of the satellite constantly changes while the measurement vehicle is traveling, so that correction is not performed based on one fixed object but at regular intervals. A fixed object whose position does not change is specified, and a position correction amount for each run is determined.

そして、GPSによる位置計測で元々発生し得る誤差を平均化することによってGPSの測位誤差を減少させ、全体の測位精度を向上することができる。すなわち、一度のGPS計測ではその計測ごとに誤差が生じるのに対して、複数回の走行結果を平均化することによって誤差を減少させ、より高精度な計測結果を得ることができる。   Then, by averaging the errors that can originally occur in the position measurement by GPS, the GPS positioning error can be reduced and the overall positioning accuracy can be improved. That is, an error occurs for each measurement in a single GPS measurement, but an error is reduced by averaging a plurality of times of traveling results, and a more accurate measurement result can be obtained.

実施の形態2.
実施の形態1では、同じ走行路を複数回走行することで誤差の減少を図ったが、実施の形態2では計測に使用する電子基準点を複数選択し、各々の電子基準点のデータに基き移動体の位置計測を行う。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the error is reduced by traveling on the same traveling path a plurality of times. However, in the second embodiment, a plurality of electronic reference points to be used for measurement are selected, and based on the data of each electronic reference point. Measure the position of the moving object.

図2は、実施の形態2に係る三次元点群計測方法を説明する図である。
具体的には、近傍に複数の電子基準点がある場合、複数の電子基準点を用いて各電子基準点について移動体位置計測の後処理演算を行う。そして、電子基準点毎に得られた位置計測の結果を平均化して、平均後の結果を真の値とみなす。
図2の例では、計測エリアの近傍に3つの電子基準点があり、電子基準点1のデータを用いて取得した測位解(基準点1の測位解)、電子基準点2のデータを用いて取得した測位解(基準点2の測位解)、電子基準点3のデータを用いて取得した測位解(基準点3の測位解)が各々算出される。そして、基準点1の測位解と、基準点2の測位解と、基準点3の測位解を平均処理することで、最終の三次元点群の座標位置を取得する。
FIG. 2 is a diagram for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to the second embodiment.
Specifically, when there are a plurality of electronic reference points in the vicinity, a post-processing operation of moving body position measurement is performed for each electronic reference point using the plurality of electronic reference points. Then, the position measurement results obtained for each electronic reference point are averaged, and the averaged result is regarded as a true value.
In the example of FIG. 2, there are three electronic reference points in the vicinity of the measurement area, and the positioning solution (positioning solution of reference point 1) acquired using the data of electronic reference point 1 and the data of electronic reference point 2 are used. The obtained positioning solution (the positioning solution of the reference point 2) and the positioning solution (the positioning solution of the reference point 3) acquired using the data of the electronic reference point 3 are respectively calculated. Then, the coordinate position of the final three-dimensional point group is acquired by averaging the positioning solution of the reference point 1, the positioning solution of the reference point 2, and the positioning solution of the reference point 3.

GPSによる位置計測は電子基準点に起因する誤差を持っているが、実施の形態2に係る三次元点群計測方法では、複数の電子基準点を用いて演算し平均化することにより、電子基準点に起因する誤差を減少させることができる。   The position measurement by GPS has an error due to the electronic reference point. However, in the three-dimensional point cloud measurement method according to the second embodiment, the electronic reference is calculated and averaged using a plurality of electronic reference points. Errors due to points can be reduced.

実施の形態3.
実施の形態2では、近傍にある複数の電子基準点を利用して得られた測位結果につき、その平均をとるようにしたが、実施の形態3では、計測対象となる経路(位置A〜位置Bの経路)の近傍に新たに静止の私設測定局を設置し、新たに設置した静止の測定局の測位結果の経時変動に応じて、計測車両による三次元点群の座標位置を補正する。
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment, the average of the positioning results obtained by using a plurality of electronic reference points in the vicinity is taken, but in the third embodiment, the path to be measured (position A to position) A new stationary private measurement station is installed in the vicinity of the route B), and the coordinate position of the three-dimensional point group by the measurement vehicle is corrected according to the temporal variation of the positioning result of the newly installed stationary measurement station.

図3(a)、(b)は、実施の形態3に係る3次元点群計測方法を説明する図である。
図3(a)は計測車両による3次元点群の計測結果(測値)と、補正後の計測結果(補正値)を時間ごとに示した図である。図3(b)は、新たに設置した静止の私設測定局で静止計測した計測結果(測値)であり、予め真の位置(真値)が判っている電柱などの固定物の計測結果(測値)を時間ごとに示した図である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to the third embodiment.
FIG. 3A is a diagram showing the measurement result (measured value) of the three-dimensional point group by the measurement vehicle and the corrected measurement result (corrected value) for each time. FIG. 3B is a measurement result (measurement value) measured statically at a newly installed private private measurement station, and a measurement result of a fixed object such as a utility pole whose true position (true value) is known in advance ( It is the figure which showed (measured value) for every time.

図3(b)のように、予め正確な位置(真値)が判っている静止点における静止測量を、計測車両による計測と同時間帯に行い、静止測量における各時刻(時刻T=T1、T2、・・・、T6)における計測結果(測値)と真値の差から、補正値(真値と測値の差)31〜36を算出する。   As shown in FIG. 3B, a static survey at a stationary point whose exact position (true value) is known in advance is performed in the same time zone as the measurement by the measurement vehicle, and each time (time T = T1, Correction values (difference between true value and measured value) 31 to 36 are calculated from the difference between the measurement result (measured value) and the true value at T2,.

次に、各時刻ごとに算出した補正値31〜36の分だけ、計測車両による同時刻の計測結果(測値)に補正することにより、計測車両による三次元点群の計測結果を補正する。   Next, the measurement results of the three-dimensional point group by the measurement vehicle are corrected by correcting the measurement results (measurement values) at the same time by the measurement vehicle by the correction values 31 to 36 calculated at each time.

このように実施の形態3に係る三次元点群計測方法は、静止の私設測定局を移動する計測車両の近傍に設けるようにした。そして、同時刻に発生する静止の私設測定局による測量誤差と計測車両による計測誤差の発生要因が同一であるとして、計測車両による計測結果から、静止の施設測定局による同時刻の測量誤差の分を補正するようにした。
実施の形態3に係る三次元点群計測方法によれば、計測車両を用いた三次元点群の計測誤差を低減することができる。
As described above, in the three-dimensional point cloud measurement method according to the third embodiment, a stationary private measurement station is provided in the vicinity of the moving measurement vehicle. Then, assuming that the cause of the measurement error caused by the stationary private measurement station and the measurement vehicle generated at the same time is the same as the cause of the measurement error caused by the measurement vehicle, Was corrected.
According to the three-dimensional point cloud measurement method according to Embodiment 3, it is possible to reduce the measurement error of the three-dimensional point cloud using the measurement vehicle.

なお、近傍に設けた静止の私設測定局は計測車両と共通の衛星を受信し、また電離層等の影響も同様であると考えらるため、全ての計測点につき補正を行うことが可能である。   In addition, since a stationary private measuring station installed in the vicinity receives the same satellite as the measuring vehicle and the effect of the ionosphere etc. is considered to be the same, it is possible to correct all measuring points. .

実施の形態4.
実施の形態3では、計測車両の近傍に新たに静止の私設測定局を設置し、得られた測位結果に基き計測車両による三次元点群の座標位置の補正を行うようにした。実施の形態4では、時間ごとに受信状況が変化するGPS衛星群において共通のGPS衛星だけを用いて3次元点群計測を行うようにする。
Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, a stationary private measurement station is newly installed in the vicinity of the measurement vehicle, and the coordinate position of the three-dimensional point group by the measurement vehicle is corrected based on the obtained positioning result. In the fourth embodiment, three-dimensional point cloud measurement is performed using only a common GPS satellite in a GPS satellite group in which the reception state changes with time.

GPS信号を受信して測位解または方位角を演算する場合、計測車両(移動体)の走行時には、位置計測に必要とされる衛星数よりも、より多くの数のGPS衛星を捉えられている場合がある。例えば、位置計測に最低必要とされる衛星数が5である場合に、計測車両(移動体)が8以上の衛星を捉えているような場合がある。   When a GPS signal is received and a positioning solution or azimuth is calculated, a larger number of GPS satellites are captured than the number of satellites required for position measurement when the measurement vehicle (moving body) travels. There is a case. For example, when the minimum number of satellites required for position measurement is 5, there may be a case where the measurement vehicle (moving body) captures 8 or more satellites.

図4は、実施の形態4に係る三次元点群計測方法を説明する図である。一般に、計測車両(移動体)の走行時には、計測車両が搭載するGPS受信機が捉えるGPS衛星の数は変化する。例えば図4(a)に示すように、GPS受信機が電波を捉えたGPS衛星の数(確保衛星数)は、5機、6機、7機、6機、・・・と経時変化する。
一般に、測位演算に用いるGPS衛星が変わると測位演算の結果が変動し、三次元点群計測の誤差要因となる。図4(b)は、電波を受信した衛星と受信した電波による測位結果を模式的に示したものである。このように、測位結果は、測位演算に用いる衛星によっても変化する。
FIG. 4 is a diagram for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to the fourth embodiment. Generally, when the measuring vehicle (moving body) travels, the number of GPS satellites captured by the GPS receiver mounted on the measuring vehicle changes. For example, as shown in FIG. 4A, the number of GPS satellites (number of reserved satellites) from which the GPS receiver has captured radio waves changes with time, such as 5, 6, 7, 6, and so on.
In general, if the GPS satellite used for the positioning calculation changes, the result of the positioning calculation changes, which becomes an error factor for three-dimensional point cloud measurement. FIG. 4B schematically shows a satellite that has received a radio wave and a positioning result by the received radio wave. As described above, the positioning result also varies depending on the satellite used for the positioning calculation.

そこで、実施の形態4に係る三次元点群計測方法では、測位演算を行う際に共通のGPS衛星のみを用いて演算を行うようにする。すなわち、計測車両が移動しながら各種データを取得している時間内で、連続してGPS衛星からの電波を捉えているGPS衛星のみを用いるようにする。図4(a)で示した各衛星の受信状況の例では、GPS衛星A、C、F、G、Hからの電波が計測中に常時受信可能であるため、図4(c)に示すように、GPS衛星A、C、F、G、Hからの電波のみを用いて測位結果を得るようにする。
これにより、測位演算に用いるGPS衛星数の増減による位置の変動(変化)を低減することができる。
Therefore, in the three-dimensional point cloud measurement method according to the fourth embodiment, the calculation is performed using only the common GPS satellite when performing the positioning calculation. That is, only GPS satellites that continuously capture radio waves from GPS satellites are used within the time when various data are acquired while the measurement vehicle is moving. In the example of the reception status of each satellite shown in FIG. 4A, radio waves from GPS satellites A, C, F, G, and H can be always received during measurement. In addition, a positioning result is obtained using only radio waves from GPS satellites A, C, F, G, and H.
Thereby, the fluctuation | variation (change) of the position by the increase / decrease in the number of GPS satellites used for a positioning calculation can be reduced.

実施の形態5.
実施の形態4では共通のGPS衛星を用いて三次元点群の計測を行うようにした。実施の形態5では、2周波GPSをGPSジャイロに搭載することで測位演算の誤差を低減させる。
Embodiment 5 FIG.
In the fourth embodiment, a three-dimensional point cloud is measured using a common GPS satellite. In the fifth embodiment, positioning calculation errors are reduced by mounting a two-frequency GPS on a GPS gyro.

図5は、計測車両の天板に設置されたGPSアンテナの位置関係を説明する図である。 図5において、計測車両の天板に設置された3つのGPSアンテナ(GPS1〜GPS3)の位置関係は事前に計測されており既知とする。なお、GPSアンテナ1〜3はいずれも2周波GPSアンテナであるとする。   FIG. 5 is a diagram for explaining the positional relationship of the GPS antennas installed on the top plate of the measurement vehicle. In FIG. 5, it is assumed that the positional relationship between the three GPS antennas (GPS1 to GPS3) installed on the top plate of the measurement vehicle has been measured in advance and is known. Note that the GPS antennas 1 to 3 are all dual-frequency GPS antennas.

次に、図5のGPS2、GPS3の測位結果を既知の位置関係に基きGPS1の位置に移動させる。GPS2、GPS3の測位結果をGPS1の位置に移動させたとき、測位誤差分だけGPS1の位置から外れて一致しないことになる。
このGPS2、GPS3の測位結果を既知の位置関係に基きGPS1の位置に移動させる動作を繰返し行い、GPS1の位置からのずれ量を平均化することで誤差を求めることができる。
Next, the positioning results of GPS2 and GPS3 in FIG. 5 are moved to the position of GPS1 based on the known positional relationship. When the positioning results of GPS 2 and GPS 3 are moved to the position of GPS 1, the positioning error deviates from the position of GPS 1 and does not match.
An error can be obtained by repeating the operation of moving the positioning results of GPS2 and GPS3 to the position of GPS1 based on a known positional relationship, and averaging the amount of deviation from the position of GPS1.

このように、実施の形態5に係る三次元点群計測方法は、複数の2周波受信機をGPSジャイロに搭載する。GPSジャイロでは元々、GPSアンテナ間の距離は精密に計測されているので、複数の2周波受信機の測位結果を原点に位置補正して、平均化することにより、時間平均と類似の効果を得ることができる。   As described above, in the three-dimensional point cloud measurement method according to the fifth embodiment, a plurality of two-frequency receivers are mounted on the GPS gyro. Originally, the distance between GPS antennas is precisely measured with a GPS gyro, so that the positioning results of a plurality of two-frequency receivers are corrected to the origin and averaged to obtain an effect similar to time averaging. be able to.

実施の形態6.
実施の形態5では複数の2周波GPSをGPSジャイロに搭載することで測位演算の誤差を低減させるようにした。実施の形態6では、一定距離を走行する毎に車両を一定時間静止させて静止測量を行い、GCSポイントとして代用することで位置精度を向上させる。
Embodiment 6 FIG.
In the fifth embodiment, a plurality of two-frequency GPSs are mounted on a GPS gyro to reduce positioning calculation errors. In the sixth embodiment, each time a certain distance is traveled, the vehicle is stopped for a certain period of time to perform a static survey, and the position accuracy is improved by substituting as a GCS point.

図6は、実施の形態6に係る三次元点群計測方法を説明する図である。実施の形態6では、一定距離ごとに車両を一定時間静止させ、静止状態で所定の時間、三次元点群の計測を行う。そして、計測結果の時間平均をとる(図6(a)参照)。平均化されたポイントを、例えばGCP(Grand Control Point)ポイントとして代用する(図6(b)参照)。   FIG. 6 is a diagram for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to the sixth embodiment. In the sixth embodiment, the vehicle is stopped for a fixed time at every fixed distance, and the three-dimensional point group is measured for a predetermined time in a stationary state. And the time average of a measurement result is taken (refer Fig.6 (a)). The averaged point is used as, for example, a GCP (Grand Control Point) point (see FIG. 6B).

一般に、計測車両であっても、移動をせず計測車両を静止させて静止状態で測量を行うことで、加算平均による位置精度の向上が可能となる。このことは、測位に関しても姿勢においても同様である。静止している時間分だけ加算平均することで、GPSによる静止測量と同様に位置精度を向上させることができる。このように、車両を静止させ平均の位置姿勢から得たレーザ点の3次元データは、走行時のデータよりも精度が高いと考えられる。   In general, even if the vehicle is a measurement vehicle, it is possible to improve the position accuracy by addition averaging by making the measurement vehicle stationary without moving and performing measurement in a stationary state. This is the same for positioning and posture. By performing the averaging for the stationary time, the position accuracy can be improved in the same manner as the stationary surveying by GPS. Thus, it is considered that the three-dimensional data of the laser point obtained from the average position and orientation with the vehicle stationary is higher in accuracy than the data at the time of traveling.

このように、実施の形態6に係る三次元点群計測方法によれば、予めGCPを用意することなく、時間平均処理したレーザ点をGCPとして用いることによって、三次元点群の位置精度を向上させることができる。   As described above, according to the three-dimensional point cloud measurement method according to Embodiment 6, the positional accuracy of the three-dimensional point cloud is improved by using the time-averaged laser point as the GCP without preparing the GCP in advance. Can be made.

実施の形態7.
実施の形態7では、通常は3つのGPSアンテナで構成されるGPSジャイロをより多くのアンテナで構成する。
Embodiment 7 FIG.
In the seventh embodiment, a GPS gyro usually composed of three GPS antennas is composed of more antennas.

図7は、計測車両の上面に配置されたGPSアンテナの一例を示したもので、実施の形態7に係る三次元点群計測方法を説明する図である。
図7では、4つのGPSアンテナ(GPS1〜GPS4)が車両天板上に搭載されている。この場合のGPSジャイロの構成としては、(1)GPS1−GPS2−GPS3の組合せ(組合せ1)、(2)GPS1−GPS2−GPS4の組合せ(組合せ2)、(3)GPS1−GPS3−GPS4の組合せ(組合せ3)、(4)GPS2−GPS3−GPS4の組合せ(組合せ4)の4つの3角形が構成できる。各々の3角形により姿勢角を計算しその平均的な値を用いて姿勢角を算出することにより、一つのGPSジャイロでの姿勢角結果と比較して、精度を向上させることができる。
FIG. 7 shows an example of a GPS antenna arranged on the upper surface of the measurement vehicle, and is a diagram for explaining a three-dimensional point cloud measurement method according to the seventh embodiment.
In FIG. 7, four GPS antennas (GPS1 to GPS4) are mounted on the vehicle top plate. The configuration of the GPS gyro in this case includes (1) a combination of GPS1-GPS2-GPS3 (combination 1), (2) a combination of GPS1-GPS2-GPS4 (combination 2), and (3) a combination of GPS1-GPS3-GPS4. Four triangles of (combination 3) and (4) GPS2-GPS3-GPS4 combination (combination 4) can be configured. By calculating the attitude angle from each triangle and using the average value to calculate the attitude angle, the accuracy can be improved compared to the attitude angle result of one GPS gyro.

このように、GPSアンテナを2個以上搭載して位置だけでなく姿勢を計測するのがGPSジャイロの考え方であるが、GPSアンテナを3個搭載すれば、ヨー角(Yaw)、ロール角(Roll)、ピッチ角(Pitch)の3つの姿勢角を計測できる。更に、GPSアンテナを4個搭載すれば3角形が4個形成できる。5個搭載すれば10個の3角形が形成できる。これらの三角形を用いてそれぞれ姿勢角を計算しその平均等を用いて姿勢角予測を行うことによって、時間平均と同様の平均効果を得ることができる。   In this way, the idea of the GPS gyro is to measure not only the position but also the posture by mounting two or more GPS antennas, but if three GPS antennas are mounted, the yaw angle (Yaw) and the roll angle (Roll) ), And three posture angles of pitch angle (Pitch) can be measured. Furthermore, if four GPS antennas are mounted, four triangles can be formed. If 5 are mounted, 10 triangles can be formed. By calculating the posture angle using these triangles and performing the posture angle prediction using the average or the like, an average effect similar to the time average can be obtained.

なお、実施の形態1〜7では測位衛星としてGPS衛星を用いて説明したが、GPS衛星は一例でありGLONASSやガリレオなどの衛星であっても本発明は同様の効果を奏する。   In the first to seventh embodiments, the GPS satellite is used as the positioning satellite. However, the GPS satellite is an example, and the present invention has the same effect even if it is a satellite such as GLONASS or Galileo.

1、2、3、4 GPSアンテナ、31〜36 実施の形態3における各補正量、100 計測車両、111、112 カメラ、113 GPSアンテナ、114、115 レーザースキャナ、116 IMU、200 移動体自己位置計測装置、213 地物位置計測部。   1, 2, 3, 4 GPS antenna, 31-36 Each correction amount in the third embodiment, 100 measurement vehicle, 111, 112 camera, 113 GPS antenna, 114, 115 laser scanner, 116 IMU, 200 mobile body self-position measurement Device, 213 Feature position measurement unit.

Claims (7)

レーザースキャナと、GPS受信機と、姿勢角検出器を搭載した車両が走行中に収集したデータ群であって、前記レーザースキャナで走査されたレーザー光により計測された前記車両の周囲の地物までの距離と前記地物への方位とからなる距離方位データと、前記GPS受信機により取得された前記車両の位置データと、前記姿勢角検出器により取得された前記車両の姿勢角データと、前記距離方位データ、前記位置データ、前記姿勢角データの各データを取得した時の取得時刻とが関連付けされたデータ群を用いて、前記レーザー光が照射された前記地物の照射点からなる三次元点群の座標位置を計測する三次元点群計測方法であって、
前記車両が同一の走行路を複数回走行して取得した走行毎のデータ群を用い、各々のデータ群の信頼度に基き前記データ群に重み付けして前記三次元点群の座標位置を算出することを特徴とする三次元点群計測方法。
A data group collected while a vehicle equipped with a laser scanner, a GPS receiver, and an attitude angle detector is traveling, up to features around the vehicle measured by laser light scanned by the laser scanner Distance and azimuth data consisting of the distance to the feature, the position data of the vehicle acquired by the GPS receiver, the attitude angle data of the vehicle acquired by the attitude angle detector, A three-dimensional group consisting of irradiation points of the feature irradiated with the laser beam, using a data group associated with the acquisition time when each of the distance azimuth data, the position data, and the attitude angle data is acquired A three-dimensional point cloud measurement method for measuring the coordinate position of a point cloud,
Using a data group for each travel obtained by the vehicle traveling a plurality of times on the same travel path, the coordinate position of the three-dimensional point group is calculated by weighting the data group based on the reliability of each data group. A three-dimensional point cloud measurement method characterized by this.
レーザースキャナと、GPS受信機と、姿勢角検出器を搭載した車両が走行中に収集したデータ群であって、前記レーザースキャナで走査されたレーザー光により計測された前記車両の周囲の地物までの距離と前記地物への方位とからなる距離方位データと、前記GPS受信機により取得された前記車両の位置データと、前記姿勢角検出器により取得された前記車両の姿勢角データと、前記距離方位データ、前記位置データ、前記姿勢角データの各データを取得した時の取得時刻とが関連付けされたデータ群を用いて、前記レーザー光が照射された前記地物の照射点からなる三次元点群の座標位置を計測する三次元点群計測方法であって、
前記GPS受信機は、GPS衛星から測位信号を受信すると共に、所定の間隔で地上に設置された複数の基準局から各々配信される補正情報を受信し、
各々の基準局から配信された補正情報に基いてそれぞれ計測された三次元点群の座標位置を用いて、前記三次元点群の座標位置を算出することを特徴とする三次元点群計測方法。
A data group collected while a vehicle equipped with a laser scanner, a GPS receiver, and an attitude angle detector is traveling, up to features around the vehicle measured by laser light scanned by the laser scanner Distance and azimuth data consisting of the distance to the feature, the position data of the vehicle acquired by the GPS receiver, the attitude angle data of the vehicle acquired by the attitude angle detector, A three-dimensional group consisting of irradiation points of the feature irradiated with the laser beam, using a data group associated with the acquisition time when each of the distance azimuth data, the position data, and the attitude angle data is acquired A three-dimensional point cloud measurement method for measuring the coordinate position of a point cloud,
The GPS receiver receives positioning signals from GPS satellites and receives correction information distributed from a plurality of reference stations installed on the ground at predetermined intervals,
A three-dimensional point group measurement method, wherein the coordinate position of the three-dimensional point group is calculated using the coordinate position of the three-dimensional point group measured based on correction information distributed from each reference station.
レーザースキャナと、GPS受信機と、姿勢角検出器を搭載した車両が走行中に収集したデータ群であって、前記レーザースキャナで走査されたレーザー光により計測された前記車両の周囲の地物までの距離と前記地物への方位とからなる距離方位データと、前記GPS受信機により取得された前記車両の位置データと、前記姿勢角検出器により取得された前記車両の姿勢角データと、前記距離方位データ、前記位置データ、前記姿勢角データの各データを取得した時の取得時刻とが関連付けされたデータ群を用いて、前記レーザー光が照射された前記地物の照射点からなる三次元点群の座標位置を計測する三次元点群計測方法であって、
前記車両が走行するエリアの近傍に設けられた静止の測定局が計測した前記測定局の計測結果の経時変化に基き、前記三次元点群の座標位置を補正することを特徴とする三次元点群計測方法。
A data group collected while a vehicle equipped with a laser scanner, a GPS receiver, and an attitude angle detector is traveling, up to features around the vehicle measured by laser light scanned by the laser scanner Distance and azimuth data consisting of the distance to the feature, the position data of the vehicle acquired by the GPS receiver, the attitude angle data of the vehicle acquired by the attitude angle detector, A three-dimensional group consisting of irradiation points of the feature irradiated with the laser beam, using a data group associated with the acquisition time when each of the distance azimuth data, the position data, and the attitude angle data is acquired A three-dimensional point cloud measurement method for measuring the coordinate position of a point cloud,
A three-dimensional point that corrects a coordinate position of the three-dimensional point group based on a change over time of a measurement result of the measurement station measured by a stationary measurement station provided in the vicinity of an area where the vehicle travels Group measurement method.
レーザースキャナと、GPS受信機と、姿勢角検出器を搭載した車両が走行中に収集したデータ群であって、前記レーザースキャナで走査されたレーザー光により計測された前記車両の周囲の地物までの距離と前記地物への方位とからなる距離方位データと、前記GPS受信機により取得された前記車両の位置データと、前記姿勢角検出器により取得された前記車両の姿勢角データと、前記距離方位データ、前記位置データ、前記姿勢角データの各データを取得した時の取得時刻とが関連付けされたデータ群を用いて、前記レーザー光が照射された前記地物の照射点からなる三次元点群の座標位置を計測する三次元点群計測方法であって、
三次元点群の計測開示から計測終了までの間に前記GPS受信機が受信した測位信号のうち同一のGPS衛星からの測位信号のみを用いて、前記三次元点群の座標位置を計測することを特徴とする三次元点群計測方法。
A data group collected while a vehicle equipped with a laser scanner, a GPS receiver, and an attitude angle detector is traveling, up to features around the vehicle measured by laser light scanned by the laser scanner Distance and azimuth data consisting of the distance to the feature, the position data of the vehicle acquired by the GPS receiver, the attitude angle data of the vehicle acquired by the attitude angle detector, A three-dimensional group consisting of irradiation points of the feature irradiated with the laser beam, using a data group associated with the acquisition time when each of the distance azimuth data, the position data, and the attitude angle data is acquired A three-dimensional point cloud measurement method for measuring the coordinate position of a point cloud,
Measure the coordinate position of the three-dimensional point group using only the positioning signals from the same GPS satellite among the positioning signals received by the GPS receiver between the disclosure of the measurement of the three-dimensional point group and the end of the measurement. 3D point cloud measurement method characterized by
レーザースキャナと、GPS受信機と、姿勢角検出器を搭載した車両が走行中に収集したデータ群であって、前記レーザースキャナで走査されたレーザー光により計測された前記車両の周囲の地物までの距離と前記地物への方位とからなる距離方位データと、前記GPS受信機により取得された前記車両の位置データと、前記姿勢角検出器により取得された前記車両の姿勢角データと、前記距離方位データ、前記位置データ、前記姿勢角データの各データを取得した時の取得時刻とが関連付けされたデータ群を用いて、前記レーザー光が照射された前記地物の照射点からなる三次元点群の座標位置を計測する三次元点群計測方法であって、
前記車両が一旦停止して、停止した状態で静止測量した前記車両の位置をGCP(Grand Control Point)ポイントとして用いて、前記三次元点群の座標位置を計測することを特徴とする三次元点群計測方法。
A data group collected while a vehicle equipped with a laser scanner, a GPS receiver, and an attitude angle detector is traveling, up to features around the vehicle measured by laser light scanned by the laser scanner Distance and azimuth data consisting of the distance to the feature, the position data of the vehicle acquired by the GPS receiver, the attitude angle data of the vehicle acquired by the attitude angle detector, A three-dimensional group consisting of irradiation points of the feature irradiated with the laser beam, using a data group associated with the acquisition time when each of the distance azimuth data, the position data, and the attitude angle data is acquired A three-dimensional point cloud measurement method for measuring the coordinate position of a point cloud,
A three-dimensional point characterized by measuring a coordinate position of the three-dimensional point group using a position of the vehicle measured statically in a stopped state as a GCP (Grand Control Point) point. Group measurement method.
レーザースキャナと、GPS受信機と、姿勢角検出器を搭載した車両が走行中に収集したデータ群であって、前記レーザースキャナで走査されたレーザー光により計測された前記車両の周囲の地物までの距離と前記地物への方位とからなる距離方位データと、前記GPS受信機により取得された前記車両の位置データと、前記姿勢角検出器により取得された前記車両の姿勢角データと、前記距離方位データ、前記位置データ、前記姿勢角データの各データを取得した時の取得時刻とが関連付けされたデータ群を用いて、前記レーザー光が照射された前記地物の照射点からなる三次元点群の座標位置を計測する三次元点群計測方法であって、
前記姿勢角検出器はGPSジャイロであって、4個以上のGPSアンテナから抽出した3個のGPSアンテナの組合せで各々算出される前記車両の姿勢角データを用いて、前記三次元点群の座標位置を計測することを特徴とする三次元点群計測方法。
A data group collected while a vehicle equipped with a laser scanner, a GPS receiver, and an attitude angle detector is traveling, up to features around the vehicle measured by laser light scanned by the laser scanner Distance and azimuth data consisting of the distance to the feature, the position data of the vehicle acquired by the GPS receiver, the attitude angle data of the vehicle acquired by the attitude angle detector, A three-dimensional group consisting of irradiation points of the feature irradiated with the laser beam, using a data group associated with the acquisition time when each of the distance azimuth data, the position data, and the attitude angle data is acquired A three-dimensional point cloud measurement method for measuring the coordinate position of a point cloud,
The attitude angle detector is a GPS gyro, and the coordinates of the three-dimensional point group are obtained by using the attitude angle data of the vehicle calculated by a combination of three GPS antennas extracted from four or more GPS antennas. A three-dimensional point cloud measurement method characterized by measuring a position.
前記請求項1〜6のいずれか記載の三次元点群計測方法により前記三次元点群の座標位置を計測することを特徴とする三次元点群計測プログラム。 A three-dimensional point group measurement program for measuring a coordinate position of the three-dimensional point group by the three-dimensional point group measurement method according to any one of claims 1 to 6.
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