CN101496079B - 地图信息更新辅助装置以及地图信息更新辅助方法 - Google Patents

地图信息更新辅助装置以及地图信息更新辅助方法 Download PDF

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Abstract

一种能够高效地进行地图信息的更新作业的地图信息更新辅助装置及其方法，通信接口部(10)取得在不同时刻取得的同一观测区域的多个雷达图像数据，位置对准处理部(14)对上述多个雷达图像数据进行相互的位置对准，特征计算部(18)根据位置对准后的雷达图像数据计算出表示观测范围的地表面的状态的特性值，地物变化区域提取部(19)根据上述特性值来提取地区变化区域，道路变化候补区域提取部(20)对上述地物变化区域和观测范围的地图信息进行合成，并对道路的变化地点的候补即道路变化候补区域进行提取，输出部(26)对合成了道路变化候补区域的地图信息进行输出。

Description

地图信息更新辅助装置以及地图信息更新辅助方法
技术领域
本发明涉及一种用于对地图信息的更新进行辅助的地图信息更新辅助装置、地图信息更新辅助方法以及计算机可读取的记录介质。
背景技术
近年，随着车辆导航的普及等，需要迅速地将与地物的变化，特别是与道路的变化有关的信息反映到地图信息中，所述地物包括地表的植被、建筑物等。以往，这样的更新作业是通过利用光学图像对变化地点进行目视确认并反映到地图信息中来进行的。
例如，在日本特开2005-234603号公报中公开了这样的地图信息更新装置，通过光学图像提取所有的地物的边缘(edge)，并与以往的地图进行对比，从而更新地图。
但是，在上述的以往的技术中，虽然使用了光学图像，但是由于只有在晴天时才能够取得光学图像，因此存在地图信息的更新比较费时间的问题。此外，还存在很难通过边缘提取来提取出所有的地物的问题。另外，由于地图更新时需要与以往的地图进行对比，因此还存在作业繁杂的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述以往的课题而作出的，其目的在于提供一种能够高效地实现地图信息的更新作业的地图信息更新辅助装置、地图信息更新辅助方法以及计算机可读取的记录介质。
为了达成上述目的，本发明提供一种地图信息更新辅助装置，其特征在于，具备：特性值计算单元，针对在不同的时刻由雷达装置取得的观测范围的各个时序图像数据，计算规定的特性值，所述观测范围是包括道路的周边区域的范围；地物变化区域提取单元，根据上述规定的特性值来提取上述观测范围的地物变化区域；对象变化候补区域提取单元，对上述地物变化区域和预先存储的观测范围的地图信息进行合成，并对道路的变化候补区域进行提取；以及输出单元，对包括上述道路的变化候补区域的地图信息进行输出，所述对象变化候补区域提取单元根据从地图信息中得到的信息，从上述地物变化区域中筛选道路变化可能性高的区域，然后通知输出单元。
此外，在上述地图信息更新辅助装置中，优选上述特性值是散射强度、表示相关的指标、地表面的高度信息中的任一个。
此外，在上述地图信息更新辅助装置中，优选上述雷达装置是合成孔径雷达。
此外，在上述地图信息更新辅助装置中，优选上述观测对象地物是道路。
此外，本发明提供一种地图信息更新辅助方法，其特征在于，包括：针对在不同的时刻由雷达装置取得的观测范围的各个时序图像数据，计算规定的特性值的步骤，所述观测范围是包括道路的周边区域的范围；根据上述规定的特性值来提取上述观测范围的地物变化区域的步骤；对上述地物变化区域和预先存储的观测范围的地图信息进行合成，并对道路的变化候补区域进行提取的步骤；对包括上述道路的变化候补区域的地图信息进行输出的步骤，在上述对道路的变化候补区域进行提取的步骤中，根据从地图信息中得到的信息，从上述地物变化区域中筛选道路变化可能性高的区域，然后通知给下一步骤。
此外，本发明提供一种存储了地图信息更新辅助程序的计算机可读取的记录介质，该程序通过计算机执行如下处理：针对在不同的时刻由雷达装置取得的观测范围的各个时序图像数据，计算规定的特性值，所述观测范围是包括观测对象地物的周边区域的范围；根据上述规定的特性值来提取上述观测范围的地物变化区域；对上述地物变化区域和预先存储的观测范围的地图信息进行合成，并对观测对象地物的变化候补区域进行提取；对包括上述观测对象地物的变化候补区域的地图信息进行输出。
附图说明
图1是表示使用了本发明的地图信息更新辅助装置的观测范围内的道路变化候补区域提取系统的构成例的图。
图2是本发明的地图信息更新辅助装置的构成例的功能框图。
图3是本发明的地图信息更新辅助装置的动作例的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图对用于实施本发明的最佳方式(下面，称为实施方式)进行说明。另外，下面，将观测对象地物是道路的情况作为例子来进行说明。
图1示出了用于提取观测范围的地物变化区域的系统的构成例。在图1中，通过搭载于人造卫星101的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar)等的雷达装置，取得观测范围的雷达图像数据，并将该雷达图像数据发送至本实施方式的地图信息更新辅助装置102，所述观测范围包括了地表面的观测对象地物的周边区域。在地图信息更新辅助装置102中，对经由天线103而接收到的雷达图像数据进行处理，解析观测范围的地表面的变化。此时的雷达图像数据是在不同的时刻通过雷达装置取得的时序图像数据。此外，地图信息更新辅助装置102可以通过例如在计算机上执行规定的程序来实现。
另外，上述人造卫星101的数量不限定为1个，也可以是同一拍摄规格的多个人造卫星。此外，上述雷达装置除了搭载在人造卫星101上以外，还可以搭载在飞机上。
图2示出了本实施方式的地图信息更新辅助装置102的构成例的功能框图。在图2中，地图信息更新辅助装置102包括通信接口部10、雷达图像保持部12、位置对准处理部14、预处理部16、特性值计算部18、道路变化候补区域提取部20以及输出部22。
通信接口部10由适当的通信接口构成，与上述人造卫星101等进行通信，接收在不同时刻取得的成为了时序图像数据的雷达图像数据、拍摄时刻、拍摄时的入射角数据。
雷达图像保持部12由磁存储装置等形成，保持通过通信接口部10接收到的雷达图像数据、拍摄时刻、入射角数据。
此外，由于例如森林地域随着季节其特性值会产生变化，因此优选增加雷达图像的取得张数，从而详细地把握特性值的变化。在该情况下，能够以后述的地图信息数据库24的土地覆盖物(被覆)信息为基础，确定取得张数。
位置对准处理部14从上述雷达图像保持部12读出在不同的时刻取得的同一观测范围的多个雷达图像数据，对各雷达图像数据进行相互的位置对准。该位置对准是由于在后述特性值计算处理中，需要使各雷达图像数据所对应的像素一致而被实施的。可以利用例如地面控制点(GCP：groundcontrol points)来进行该位置对准。此外，也优选在此时进行建筑物的倒塌校正(正射处理：オルソ化)。
预处理部16进行用于除去上述雷达图像数据所包含的噪声的过滤处理。在此，在使用高分辨率SAR数据的情况下，也可以根据不同的观测范围的土地覆盖物、规模(scale)来变更像素大小(采样处理)。该过滤处理可以使用例如平均化处理等，也可以通过硬件、软件中的任一种来实现。
特性值计算部18是通过中央处理装置(CPU)和动作程序来实现的，计算表示观测范围的地表面的状态的特性值。该特性值优选例如散射强度。此外，也可以是表示在不同的时刻取得的同一观测范围的多个雷达图像数据间的相关的指标(例如相干性(coherence))或者地表面的高度信息等。另外，在使用多个人造卫星的情况下，通过利用各卫星所搭载的雷达装置来进行干涉测量(interferometry)处理，能够得到高精度的高度信息。
地物变化区域提取部19是通过中央处理装置(CPU)和动作程序来实现的，利用特性值计算部18所计算出的特性值，提取地表面的状态随着时间的经过而产生变化的变化区域，以此来作为地物变化区域。在使用由合成孔径雷达等的雷达装置取得的雷达图像数据的情况下，能够根据例如道路周边的地物的散射强度的变化来把握道路的变化。这是因为，基于来自建筑物的电磁波的散射，除了基于建筑物的直接的散射以外还包含建筑物和道路之间的多个反射成分。在本实施方式中，利用这样的雷达图像数据的性质，提取道路变化候补区域作为该周边的地物变化区域。
在上述变化区域(地物变化区域)的提取中例如使用散射强度来作为特性值的情况下，求出在不同的时刻取得的同一地表面的多个雷达图像数据间的散射强度的差分，并判断该差分是否比规定的阈值大。在此时所使用的提取条件，优选例如在上述差分比规定的阈值大的像素连续出现了规定次数，或者上述差分比规定的阈值大的像素达到了规定面积以上时，提取该区域作为变化区域。另外，该提取条件根据观测范围的地表面的地图的大小(缩尺)、道路的宽度、地表面的状态等来适当设定。
接着，道路变化候补区域提取部20是通过CPU和动作程序来实现的，将上述所提取的地物变化区域合成到观测范围的地图信息中，提取道路变化候补区域。道路变化候补区域提取部20将从例如地图信息中得到的信息(是否满足现有道路的连续性，是否存在于现有道路的延长线上，是否在道路的规定范围内等)作为基础，从上述地物变化区域中筛选道路变化可能性高的区域，然后，通知输出部22。该道路变化候补区域提取部20作为本发明的对象变化候补区域提取单元而发挥作用。另外，从地图信息数据库24取得观测范围的地图信息。
输出部22对从上述道路变化候补区域提取部20传递过来的被合成了道路变化候补区域的地图信息进行输出。作为输出方法，可以采用打印、画面显示等方式。
图3示出了本实施方式的地图信息更新辅助装置102的动作例的流程。在图3中，通信接口部10取得在不同的时刻取得的同一观测范围的多个雷达图像数据，并保存至雷达图像保持部12(S1)。位置对准处理部14从雷达图像保持部12读出上述多个雷达图像数据，对各雷达图像数据进行相互的位置对准(S2)。
位置对准后的雷达图像数据通过预处理部16来除去噪声。接着，使用已除去噪声的雷达图像数据，特性值计算部18计算表示观测范围的地表面的状态的特性值(S3)。
地物变化区域提取部19基于上述特性值，对观测范围的地表面的状态产生了变化的变化区域进行提取，并作为地物变化区域(S4)。
接着，道路变化候补区域提取部20向由地图信息数据库24取得的观测范围的地图信息中合成上述所提取的地物变化区域(S5)，提取道路变化候补区域(S6)。道路变化候补区域提取部20根据从地图信息获得的上述的信息等，从上述地物变化区域中提取道路变化可能性高的区域，并将其作为道路变化候补区域。
输出部22将上述道路变化候补区域提取部20所输出的合成后的地图信息通过画面显示、打印等方式进行输出(S7)。
由于在上述处理所输出的地图中显示了道路的变化地点的候补，即道路变化候补区域，在地图更新时，仅对该道路变化候补区域实施光学图像或者现场调查以此来确定变化地点即可，能够大幅节省地图的更新作业的劳力。另外，在田园地带等的地表面的高度变化少的地域中对道路宽度大的道路的变化进行提取时，不需要实施光学图像或现场调查，就能够根据雷达图像提取出道路变化候补区域。在该情况下，也可以对雷达图像进行边缘提取等的处理。
工业实用性
根据本发明，仅确认变化地点就能够更新地图信息，能够大幅节省劳力。此外，通过使用卫星所搭载的合成孔径雷达(SAR)来提取变化地点，能够提高更新频度。

Claims (4)

1.一种地图信息更新辅助装置，其特征在于，具备：
特性值计算单元，针对在不同的时刻由雷达装置取得的观测范围的各个时序图像数据，计算规定的特性值，所述观测范围是包括道路的周边区域的范围；
地物变化区域提取单元，根据上述规定的特性值来提取上述观测范围的地物变化区域；
对象变化候补区域提取单元，对上述地物变化区域和预先存储的观测范围的地图信息进行合成，并对道路的变化候补区域进行提取；以及
输出单元，对包括上述道路的变化候补区域的地图信息进行输出，
所述对象变化候补区域提取单元根据从地图信息中得到的信息，从上述地物变化区域中筛选道路变化可能性高的区域，然后通知输出单元。
2.如权利要求1所述的地图信息更新辅助装置，其特征在于，上述特性值是散射强度、表示相关的指标、地表面的高度信息中的任一个。
3.如权利要求1或2所述的地图信息更新辅助装置，其特征在于，上述雷达装置是合成孔径雷达。
4.一种地图信息更新辅助方法，其特征在于，包括：
针对在不同的时刻由雷达装置取得的观测范围的各个时序图像数据，计算规定的特性值的步骤，所述观测范围是包括道路的周边区域的范围；
根据上述规定的特性值来提取上述观测范围的地物变化区域的步骤；
对上述地物变化区域和预先存储的观测范围的地图信息进行合成，并对道路的变化候补区域进行提取的步骤；以及
对包括上述道路的变化候补区域的地图信息进行输出的步骤，
在上述对道路的变化候补区域进行提取的步骤中，根据从地图信息中得到的信息，从上述地物变化区域中筛选道路变化可能性高的区域，然后通知给下一步骤。
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