JP2000310940A - 地図情報更新方法及び地図更新装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 数値地図と静止画像との照合図を利用して、
変化した図形や地図未記載の新規地物を検出する地図情
報更新方法及び装置を提供する。 【解決手段】 地域を撮影した静止画像と、(X,Y)座標
列からなる平面数値地図あるいは(X,Y,Z)座標列からな
る立体数値地図とを用いて、上記地図を上記画像が基づ
く座標系に座標変換して上記画像に照合し、画像におけ
る地物の形状および属性のモデルとして地図の図形を利
用し、画像にける地物の形状や画素特性値(明るさ、色
相、彩度)およびテクスチャを解析することにより、上
記画像から図形の変化情報および新規地物情報を検出
し、検出した図形変化情報および新規地物情報を上記地
図に登録し地図情報を更新しすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地図情報更新方法
及び地図情報更新装置に関し、さらに詳しくは、地域を
撮影した画像を利用し、当該地域の地図に記載された図
形の存続、変化情報を検出し、さらに地図に未記載の新
たな地物を検出し地図情報の更新を行う地図情報更新方
法及び地図情報更新装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平5-181411号公報「地図情報照合更
新方式」には、数値地図に対して座標変換を行って中心
投影図を作成し、それと航空写真画像を照合し、照合図
から地図情報を利用して経年変化や景観情報を抽出し、
地図情報を更新する従来技術が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平5-181411号
公報に開示の従来技術では、地図に未記載の新規地物の
位置を特定できない。

【０００４】また、隣接地物をまとめた複数地物とそれ
らに対応する複数図形との対応付けは考慮されていな
い。従って、地物間の距離が画像の解像度より小さい場
合、隣接する複数地物は一つのセグメントで表される
が、それら複数地物は図形データと対応付けられない。

【０００５】また、画像から地物のエッジを抽出する手
法については言及されておらず、図形に対応するエッジ
を抽出できない場合がある。

【０００６】また、画像を領域分割する際のしきい値の
決定手法については言及されていない。領域分割しきい
値は、画像に含まれる全ての地物に対して共通であっ
て、地物毎に変えられない。従って、領域分割に失敗
し、図形に対応するセグメントを抽出できないことがあ
る。

【０００７】また、画像や写真をスキャナーなどを用い
て入力、デジタル化する際の読み取り値設定方法につい
ては言及されていない。地物毎に異なる読み取り設定の
画像を利用することはできない。

【０００８】また、図形情報を更新した結果の表示方法
については言及されていない。

【０００９】そこで、本発明の第１の目的は、地図に未
記載の新規地物の位置を特定できる地図情報更新方法及
び地図更新装置を提供することにある。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、地物間の距
離が画像の解像度より小さい場合に、隣接する複数地物
は一つのセグメントで表されるが、それら複数地物を図
形データとを対応付けることができ、一まとまりの複数
地物を抽出できる地図情報更新方法及び地図更新装置を
提供することにある。

【００１１】また、本発明の第３の目的は、画像中の地
物に照合した図形情報を利用して適切なエッジ抽出フィ
ルタを選択し、図形に対応する地物のエッジを抽出する
ことにより地物形状を抽出できる地図情報更新方法及び
地図更新装置を提供することにある。

【００１２】また、本発明の第４の目的は、画像中の地
物に照合した図形情報を利用して地物毎に適切なしきい
値で領域分割を行い、図形に対応する地物のセグメント
を選択することにより地物形状を抽出できる地図情報更
新方法及び地図更新装置を提供することにある。

【００１３】また、本発明の第５の目的は、地物抽出の
ときに、個々の地物毎に入力、デジタル化時の適切な読
み込み特性を持つ画像を利用できる地図情報更新方法及
び地図更新装置を提供することにある。

【００１４】また、本発明の第６の目的は、更新前の地
図の情報を保存したまま、最小のデータ量の増加で、更
新された地図を表示できる地図情報更新方法及び地図更
新装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、地図ＤＢ内の図形をテンプレート化し、地図
の図形とは未対応の領域においてテンプレートマッチン
グを繰り返し、マッチングする地物を見つけ出すことに
より、地図に未記載の新規地物の位置を検出する図形テ
ンプレート化手段および図形/地物マッチング手段を設
けている。

【００１６】また、上記第２の目的を達成するために、
画像に重畳した隣接図形間の距離が１画素以下の場合
に、これらの隣接する複数図形をまとめて１図形グルー
プとし、対応する複数地物領域を抽出することにより、
隣接地物をまとめた複数地物とそれらに対応する複数図
形とを対応付ける隣接図形グループ化手段を設けてい
る。

【００１７】また、上記第３の目的を達成するために、
画像中の地物に照合した図形情報を利用して、エッジ位
置、方向、幅を推定し、さらに適切なエッジ抽出フィル
タを選択、抽出エッジから不適切なエッジを除去するこ
とにより、図形に対応する地物のエッジを抽出する図形
対応エッジ抽出手段を設けている。

【００１８】また、上記第４の目的を達成するために、
画像中の地物に照合した図形情報を利用して、地物毎に
抽出したエッジもしくは重畳図形線分をセグメントがま
たがらないように図形毎の領域分割しきい値を決定し、
図形の形状情報を利用してセグメントを選択することに
より、図形に対応する地物セグメントを抽出する図形対
応セグメント抽出手段を設けている。

【００１９】また、上記第５の目的を達成するために、
衛星や航空機により撮影された一枚の写真に対して、デ
ジタル化時の読み込み特性の異なる画像を複数枚作成
し、一つの画像で地物抽出に失敗した時には他の読み込
み設定画像で再抽出することにより、地物毎にデジタル
化時の適切な読み込み特性を持つ画像を利用する事を可
能とする画像入力手段を設けている。

【００２０】また、上記第６の目的を達成するために、
更新前の地図の上に、地図の更新情報のみからなる地図
を時系列順に重ねて表示する手段を設けている。

【００２１】本発明は以上の構成を備えているので、地
図に未記載の新規地物の位置を特定することにより、新
規地物抽出が可能になる。

【００２２】また、隣接地物をまとめた複数地物とそれ
らに対応する複数図形とを対応付けることにより、低解
像でのために一まとまりになった複数地物を抽出でき
る。

【００２３】また、地物のエッジ抽出のために適切なエ
ッジ抽出フィルタを選択し、図形に対応する地物のエッ
ジを抽出することにより、地物形状を抽出できる。

【００２４】また、地物毎に自動決定したしきい値で領
域分割を行い、図形に対応する地物のセグメントを選択
することにより、地物形状を抽出できる。

【００２５】また、地物抽出のときに、個々の地物毎
に、入力、デジタル化時の適切な読み込み特性を持つ画
像を利用できる。

【００２６】また、更新前の地図の情報を保存したま
ま、最小のデータ量の増加で、更新された地図を表示で
きる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
形態を説明する。

【００２８】図１は、本発明の一実施形態にかかる地図
情報更新に関するの機能構成例であり、図２は、地物の
代表として建物を例に取った画像処理例である。

【００２９】まず、入力部を説明する。

【００３０】地図データベース(DBと記す)101は、上記
方法が作用するシステムの内部、あるいは接続している
ネットワーク上に存在する。また、地図データベース10
1は、図形102（図２の201）を含む。図形102は、(x,y)
座標列からなるの平面数値地図、あるいは、(x,y,z)座
標列からなる立体数値地図(以下地図と記す)であり、と
もに、ベクトルデータ構造をしており、広い地域の地物
の位置や形状情報、属性情報を含む。属性情報とは、建
物や道路、田畑や裸地、草地、森といったいった図形に
付属する情報である。また、図形の形状情報と属性情報
を合わせて図形情報と呼ぶ。

【００３１】画像データベース(DBと記す)103も同様
に、上記方法が作用するシステムの内部、あるいは接続
しているネットワーク上に存在する。また、画像データ
ベース103は、地物のデジタル画像(以下画像と記す)104
を含む。ここでの、画像104のソースは、航空写真や衛
生画像であり、スキャナーなどを利用して入力、デジタ
ル化される際に、１枚の画像は、設定１、設定２、…、
設定ｎというように設定数分の画像として読み込まれ
る。また、画像104の中には、当該地域の道路や建物な
どの地物105を表す画像（図２の202）が含まれる。

【００３２】次に、処理部を説明する。

【００３３】地図/画像位置合わせ手段106は、図形変化
検出時に、上記地図を射影変換して上記画像に重畳する
ことにより地図の図形と画像中の対応地物を対応付け
る。

【００３４】隣接図形グループ化手段107は、画像に重
畳した隣接図形間の距離が１画素以下の場合に、これら
の隣接する複数図形をまとめて図形グループとし、隣接
地物をまとめた複数地物とそれらに対応する、上記図形
グループとを対応付ける。

【００３５】これら結果、図形/地物画像照合図110（図
２の203）が出力される。

【００３６】図形テンプレート化手段108は、新築され
た建物といった新規地物の検出のために、地図ＤＢ内の
図形をテンプレート化する。

【００３７】図形/地物マッチング手段109は、図形テン
プレートを用いて、地図の図形とは未対応の領域におい
てテンプレートマッチングを繰り返し、マッチングする
地物を見つけ出すことにより、地図に未記載の新規地物
の位置を検出する。

【００３８】これらの結果、図形/地物画像照合図110
（図２の203）が出力される。

【００３９】図形/地物照合図110より、重畳した図形の
形状より地物周辺領域を推定する。この結果、地物周辺
領域抽出図（図２の204）が出力される。

【００４０】画像図形対応エッジ抽出手段111は、図形
形状に対応する地物形状抽出時に、地物に照合した図形
情報を利用して、エッジ位置、方向、幅を推定し、さら
に適切なエッジ抽出フィルタを選択、抽出エッジから不
適切なエッジを除去することにより、図形に対応する地
物のエッジを抽出する。この結果、地物エッジ抽出図11
2（図２の205）が出力される。

【００４１】図形対応セグメント抽出手段113は、画像
中の地物に照合した図形情報を利用して、地物毎に抽出
したエッジもしくは重畳図形線分をセグメントがまたが
らないように図形毎に領域分割しきい値を決定し、図形
の形状情報を利用してセグメントを選択することによ
り、図形に対応する地物セグメントを抽出する。この結
果、地物セグメント抽出図114（図２の206）が出力され
る。

【００４２】図形利用地物画素分類手段115は、地物の
形状を抽出できないときに、照合した図形内の画素が地
物を表す画素であるとして分類、抽出する。この結果、
地物画素抽出図118（図２の207）が出力される。

【００４３】図形/地物形状対応判定手段117は、抽出さ
れた地物形状と図形形状とを比較し対応しているか否か
を判定する。

【００４４】図形/地物属性対応判定手段118は、抽出さ
れた地物を表す画素の特性値(明るさ、色相、彩度)やテ
クスチャの特徴と図形属性を比較し対応しているか否か
を判定する。

【００４５】これらの結果、図形変化情報119、新規地
物情報120が出力される。

【００４６】最後に、出力部を説明する。

【００４７】地図データベース121は前述の地図データ
ベース101と同様の装置であり、処理部から出力された
図形変化情報119、新規地物情報120に基き、あらたに情
報更新図形122が格納される。

【００４８】時系列地図表示手段123は、更新前の地図
の上に、情報更新図形122のみからなる地図を時系列順
に重ねて表示する。

【００４９】図３は、地図情報更新方法における図形変
化検出処理の手順を示すフローチャートである。以下、
図３および図５から図８の処理解説図に従い、図形変化
検出処理を説明する。

【００５０】なお、図５から図８の処理解説図において
は地物の代表例として建物を用いているだけであり、以
下の処理は建物に限定されない。

【００５１】(Step 301) 更新すべき地図をシステムに
入力する。

【００５２】(Step 302) 地図よりも新しい時期に撮影
された衛星画像や航空写真などのリモートセンシング画
像を用意し、読込設定数ｎ分だけ読込を行い、ｎ枚のデ
ジタル画像としてシステムに入力する。

【００５３】例えば、輝度について複数の読込設定を設
けて複数枚のデジタル画像とした場合の例を図５に示
す。図５(ａ)の場合、原画像に対して、設定１(501)、
設定２(502)、…、設定ｎ(503)と変わるにつれ、原画像
の低輝度部分の輝度階調が細かく、原画像の高輝度部分
の輝度階調が粗いデジタル画像となる。読込設定に従
い、同一の建物も建物画像504、建物画像505、…、建物
画像506というように変化していく。

【００５４】逆に、図５(ｂ)の場合、原画像に対して、
設定１(507)、設定２(508)、…、設定ｎ(509)と変わる
につれ、原画像の低輝度部分の輝度階調が粗く、原画像
の高輝度部分の輝度階調が細かいデジタル画像となる。

【００５５】ここでは、輝度を例としたが、カラー画像
であれば、ＲＧＢ各成分について同様のことを行っても
よく、また、彩度や色相について同様のことを行っても
よい。読込設定曲線についても、検出対象となる地物画
像の特徴に応じて、ユーザが自由に設定できる。

【００５６】(Step 303) 地図と画像とから対応点を選
び、地図座標と画像座標間の座標変換係数を求めること
により、地図と画像を重畳し照合する。

【００５７】ここで、地図の幾何変換のために画像座標
と地図座標の関係を考える。地図と画像の関係は，地図
座標から画像座標への射影変換で表される。

【００５８】地図座標( X,Y )と画像座標( u v )の関係
は、

【００５９】

【数１】

【００６０】と表される。地図座標点( Xi,Yi )に対応
する画像座標点( ui,vi )が分かれば，最小二乗法で座
標変換係数C₁₁からC₃₂を求めることが可能である。

【００６１】(Step 304) 変化検出対象となる全図形に
ついて図形グループ化処理(Step 305, Step 306)を行
う。

【００６２】図６に例示するように、建物間の距離Ｄ60
1が画像の解像度より小さい場合、隣接する建物602と建
物603とは一つのセグメント604で表される。この、一つ
のセグメントとなった複数建物604は、建物図形605、60
6と個別に対応付けることはできない。このように、低
解像のために一まとまりになった複数地物を抽出するた
めには、隣接地物をまとめた複数地物とそれらに対応す
る複数図形とを対応付けることが必要となる。

【００６３】(Step 305) 建物図形606と建物図形607と
の距離ｄ605と画像の解像度を比較する。

【００６４】(Step 306) 図形間の距離ｄ605が画像解
像度より小さい場合、これらの図形をグループ化する。
図形606と図形608とがグループ化された複数図形608
と、一つのセグメントとなった複数建物604とを対応付
ける。

【００６５】このように、隣接図形間の距離が１画素以
下の場合に、対応する画像中の隣接地物は一つのセグメ
ントになっていると推定される。隣接図形のグループ化
により、グループ化された複数図形と、対応する一まと
まりの複数地物との対応付けが可能となる。

【００６６】(Step 307) 街区などの複数図形グループ
単位で図形/地物位置合わせ補正を行う。さらに各図形
グループ単位で図形/地物位置合わせ補正を行い、図形
グループと地物を照合し、図形と地物が位置合わせされ
て重ね合わされた図形/地物画像照合図(図２の203)を作
成する。

【００６７】位置合わせ補正手法は、画像に重ね合わせ
た図形を平行移動しつつ、画像とのマッチングをとり、
最もマッチングする位置を探すことによる。複数図形グ
ループ単位で大きく補正した後、各図形グループで小さ
く補正することにより、類似形状の隣接地物と照合され
ることはない。位置合わせの補正を行うので、地表面の
起伏のために地物の位置がずれて、単に重畳しただけで
は図形と合わない場合でも、正確な位置合わせによる照
合が可能となる。

【００６８】(Step 308) 変化検出対象となる全図形グ
ループについて変化判定処理(Step309〜Step 325)を行
う。

【００６９】(Step 309) 画像の読込枚数分だけ(Step
310〜Step 325)の処理により地物を抽出する。図形グル
ープに対応する地物セグメントが抽出された時点で処理
終了(Step 322)とする。地物セグメント抽出の失敗時
は、別設定画像を用いて再処理(Step 324)を行う。全画
像において図形対応地物が抽出されない場合は図形変化
と判定して処理を終了(Step 325)とする。

【００７０】このように、一枚の画像に対して、デジタ
ル化時の読み込み特性の異なる画像を複数枚作成し、一
つの画像で地物抽出に失敗した時に他の画像で再抽出す
ることにより、個々の地物に対して最も適切な読込設置
値でデジタル化した画像を利用することが可能となる。

【００７１】(Step 310) 変化検出対象図形が形状抽出
可能であるか属性により判定する。変化検出対象図形
が、建物のような明確な形状を持つ地物である場合、(S
tep 311〜Step 325)の形状および属性変化判定による図
形変化判定処理を行う。変化検出対象図形が、森林のよ
うに明確な形状を持たない地物である場合、(Step 320
〜Step 325)の属性変化判定による図形変化判定処理を
行う。形状抽出を行うか否かは、ユーザの指示により判
定してもよい。

【００７２】(Step 311) 照合図形の範囲に、図形座標
誤差、画像解像度、図形と地物の照合誤差を考慮した範
囲を加えた領域内に、地物は存在すると推定し、地物周
辺領域抽出図(図２の204)を出力する。

【００７３】(Step 312) 図７に例示するように、照合
された図形をの全線分について対応するエッジを抽出す
ることにより(Step 313〜Step 315)、地物エッジ抽出図
(図２の205)を作成する。

【００７４】(Step 313) 建物画像701に重畳した建物
図形702における線分703を中心として図形座標誤差、画
像解像度、図形と地物の照合誤差を考慮した範囲内704
に、線分に対応するエッジは位置すると推定する。これ
をエッジ周辺領域704とする。エッジ抽出処理に先立
ち、予め、エッジの方向、および、幅を幾つかに分類し
て、それらに応じたエッジ抽出フィルタを作成してお
く。図形線分703の方向から、エッジの方向を推定し、
図形の属性、画像解像度よりエッジ幅の大きさを推定
し、準備したフィルタの中から適切なフィルタを選択す
る。図７の例であれば、エッジの方向を８方向に分類し
て、それぞれの方向に対するフィルタ705を用意してお
き、線分の方向から推測されるエッジの方向から、対応
するフィルタ706を選択する。

【００７５】(Step 314) エッジ周辺領域704におい
て、選択したフィルタ706を利用してエッジ707を抽出す
る。

【００７６】(Step 315) 抽出されたエッジ707におい
て、図形線分に平行方向の長さがしきい値より小さいも
のを除去して、ノイズを除去したエッジ708とする。

【００７７】(Step 313〜Step 315)のように、照合図形
の情報を利用することにより、地物のエッジの位置、方
向、幅を推定し、さらに、適切なエッジ抽出フィルタを
選択して使用することにより、線分に対応する地物のエ
ッジを抽出することが可能となる。

【００７８】(Step 316) (Step 311)において推定され
た地物周辺領域(図２の204)おいて、図８に例示するよ
うに、建物画像801を領域分割して生じたセグメント
が、(Step 312〜Step 315)により抽出したエッジ802を
またがらないような領域分割しきい値のうち、その最大
値を領域分割しきい値とする。エッジの代わりに重畳し
た図形線分を利用して同様の処理を行うことも可能であ
る。

【００７９】(Step 317) 地物周辺領域において、決定
された領域分割しきい値を用いて領域分割処理を行い、
セグメント803に分割する。

【００８０】(Step 318) 画像領域分割処理の結果生じ
た各セグメント803のうち地物(図８では建物)を表すセ
グメントを抽出し、地物セグメント抽出図(図２の206)
を作成する。

【００８１】抽出エッジの図形内部側に隣接するセグメ
ントは確定セグメント804とし、エッジが抽出されなか
った部分のセグメントは選択セグメント805とする。照
合図形の直交性が高いならば、確定セグメントと選択セ
グメントとを組み合わせたセグメント全体として直交性
が最大になるように選択セグメントを選ぶ。対応地物の
直線性が高いならば、確定セグメントと選択セグメント
とを組み合わせたセグメント全体の周囲長が最短になる
ように選択セグメントを選ぶ。この結果、地物セグメン
ト806が抽出される。

【００８２】(Step 316〜Step 318)のように、地物のエ
ッジや照合図形線分を利用することにより、画像領域分
割しきい値を自動決定することが可能となる。さらに、
図形形状の直交性や直線性に着目して、図形に対応する
地物セグメントを抽出することが可能となる。

【００８３】また、これらの処理により、画像全領域に
対して同一の領域分割しきい値を用いるのではなく、個
々の地物に対して適切な領域分割しきい値を決定するこ
とが可能である。

【００８４】(Step 319) 抽出セグメント領域の形状や
属性と、図形の形状や属性とが対応するかを判定する。

【００８５】抽出セグメントの属性は、セグメントのテ
クスチャより推定する。対応判定条件は、図形と抽出セ
グメントとの面積比、重なりの程度、属性の一致、抽出
セグメントの重心位置、抽出セグメントと他の図形との
重なりによる。

【００８６】(Step 320) 地物の形状を抽出できない場
合は、地物形状を照合図形の形状で代用することによ
り、図形内画素を地物を表す画素であるとして切り出
し、図形内画素抽出図(図２の207)を作成する。

【００８７】(Step 321) 抽出画素領域の属性と図形の
属性の一致判定により、図形と抽出領域が対応するか判
定する。抽出画素領域の属性はテクスチャより推定す
る。

【００８８】(Step 322) 図形と抽出領域が対応すると
判定された場合は、図形に対応する地物が存在するとし
て図形存続と判定する。処理結果を地図ＤＢに格納す
る。

【００８９】(Step 323) 図形と抽出領域が対応しない
と判定された場合は、対応地物抽出に失敗、あるいは、
図形に対応する地物が存在しないとする。

【００９０】(Step 324) 別設定の画像がある場合は、
別設定画像を用いて再処理(Step 310〜)を行う。

【００９１】(Step 325) 別設定の画像がない場合は、
全ての設定画像において対応地物抽出失敗ということで
ある。この場合は、図形に対応する地物が存在しないと
判断して図形変化と判定する。そして、処理結果を地図
ＤＢに格納する。

【００９２】次に、図４のフローチャート、および図９
の処理解説図に従い、新規地物検出処理を説明する。な
お、図形変化検出処理の説明時と同様に、図９の処理解
説図においては地物の代表例として建物を用いているだ
けであり、以下の処理は建物に限定されない。

【００９３】(Step 401) 図形変化検出時(図３のStep3
01)と同様に、更新すべき地図をシステムに入力する。

【００９４】(Step 402) 図形変化検出時(図３のStep3
02)と同様に、衛星画像や航空写真などのリモートセン
シング画像を複数枚のデジタル画像としてシステムに入
力する。

【００９５】(Step 403) 新規地物の存在領域を推定す
る。新規地物の存在領域は、地図と画像との照合図にお
いて、図形変化検出処理により抽出された地物セグメン
トの存在領域以外、あるいは、対象地物に照合された図
形の存在領域以外とする。

【００９６】(Step 404) 地図データベース内の新規地
物に対応する全図形(新規地物と同様の属性を持つ全図
形)について図形をテンプレート化し、地物検出処理(St
ep 405〜Step 421)を行う。処理は、図形の存在確立の
高い順に行うものとする。存在確率がわからない場合
は、図形面積の大きな順に処理してもよい。テンプレー
ト化する図形には、地図に記載され画像に照合された既
存の図形に加えて、その他の代表的な地物形状、属性を
表す図形も含まれる。また、これらの図形を、拡大、縮
小、回転、変形した図形も含まれる。

【００９７】(Step 405) 図９に例示するように、図形
901を図形テンプレート902とする。図９の場合は、建物
図形であるので、テンプレートが建物図形内部と外部の
輝度差を出力するように＋値と−値の成分を配列してい
る。

【００９８】(Step 406) 新規地物存在領域903におい
て、図形テンプレート902を用いたテンプレートマッチ
ングを行い、テンプレートの一致位置904を探索する。
マッチング位置において、対象地物が存在する可能性が
あるとして図形/地物照合図(図２の203)を作成する。

【００９９】(Step 407) テンプレートの一致位置数分
だけ、(Step 408〜Step 421)の地物抽出処理を行う。

【０１００】(Step 408) 画像の枚数分だけ(Step 409
〜Step 421)の処理により地物抽出を行う。図形に対応
する地物セグメントが抽出された時点で処理終了(Step
418)とする。地物セグメント抽出失敗時は、別設定画像
を用いて再処理(Step 420)を行う。全画像において図形
対応地物が抽出されない場合は、地物は存在しないと判
定して処理を終了(Step 421)する。

【０１０１】(Step 409〜Step 417) 図形変化検出時
(図３のStep 311〜Step 319)と同様の地物セグメント抽
出処理を行う。

【０１０２】(Step 418) 図形と抽出セグメントが対応
すると判定された場合は、図形に対応する地物が存在す
るとして新規地物出現と判定し、処理結果を地図ＤＢに
格納する。

【０１０３】(Step 404〜Step 418)ように、地図ＤＢ内
の既存図形をテンプレート化し、マッチングする地物を
見つけ出すことにより、地図に未記載の新規地物の位置
を特定することが可能となる。

【０１０４】(Step 419) 図形と抽出セグメントが対応
しないと判定された場合は、図形対応地物抽出に失敗、
あるいは、図形に対応する地物が存在しないとする。

【０１０５】(Step 420) 別設定の画像がある場合は、
別設定画像を用いて再処理(Step 409〜)を行う。

【０１０６】(Step 421) 別設定の画像がない場合は、
全設定画像において地物抽出失敗ということである。こ
の場合は、図形に対応する地物が存在しないと判定す
る。

【０１０７】最後に、図１０を参照して、更新された地
図の表示方法について説明する。

【０１０８】地図1007は更新前の地図であり、道路図形
や建物図形1008を含む。ここでは他の図形は省略してあ
る。この地図1010は1998年12月の時点での地物の情報を
表示しているとする。

【０１０９】地図1004は、1998年12月から1999年1月の
間に更新された図形情報を表示しており、この間に新た
に出現した物図形1005や、消滅した建物図形1006を含
む。

【０１１０】地図1001は、1999年1月から1999年2月の間
に更新された図形情報を表示しており、この間に新たに
出現した物図形1002や、消滅した建物図形1003を含む。

【０１１１】地図1009は、更新前の地図1007に、更新情
報のみからなる地図1004、1001を時系列順に重ねて表示
した地図であり、1998年12月以降の地物の状態を表示し
ている。このようにして、更新前の地図の情報を保存し
たまま、最小のデータ量の増加で、更新された地図を表
示することができる。

【０１１２】

【発明の効果】本発明は以上の構成を備えているので、
地図ＤＢ内の既存図形をテンプレート化し、マッチング
する地物を見つけ出すことにより、地図に未記載の新規
地物の位置を特定することが可能となる。

【０１１３】また、隣接図形のグループ化することによ
り、グループ化された複数図形と、対応する一まとまり
の複数地物との対応付けが可能となり、低解像でのため
に一まとまりになった複数地物を抽出することが可能と
なる。

【０１１４】また、地物に照合した図形の情報から地物
のエッジの位置、方向、幅を推定し、適切なエッジ抽出
フィルタを選択することにより、地物のエッジを精度良
く抽出することが可能となる。

【０１１５】また、地物のエッジや照合図形線分を利用
することにより、画像領域分割しきい値を自動決定する
ことが可能となる。さらに、図形形状の直交性や直線性
に着目して、図形に対応する地物セグメントを抽出する
ことが可能となる。これらの処理により、画像全領域に
対して同一の領域分割しきい値を用いるのではなく、個
々の地物に対して適切な領域分割しきい値を決定するこ
とが可能となる。

【０１１６】また、一枚の画像に対して、デジタル化時
の読み込み特性の異なる画像を複数枚作成し、一つの画
像で地物抽出に失敗した時に他の画像で再抽出すること
により、地物毎に抽出時に最も適切な読込設置値でデジ
タル化した画像を利用することが可能となる。

【０１１７】また、更新前の地図の上に、地図の更新情
報のみからなる地図を時系列順に重ねて表示することに
より、更新前の地図の情報を保存したまま、最小のデー
タ量の増加で、更新された地図を表示できる。

【０１１８】以上のことより、画像を利用した地図の自
動更新が可能になり、地図更新にかかるユーザの負担や
費用を軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる地図情報更新システムの機能構
成図である。

【図２】地図情報更新システムの画像処理例である。

【図３】本発明にかかる図形変化検出処理の流れを示す
フローチャートである。

【図４】本発明にかかる新規地物検出処理の流れを示す
フローチャートである。

【図５】入力デジタル画像読込の解説図である。

【図６】図形グループ化の解説図である。

【図７】地物エッジ抽出の解説図である。

【図８】地物セグメント抽出の解説図である。

【図９】図形テンプレート化の解説図である。

【図１０】地図更新結果の表示例である。

【符号の説明】

１０１……地図ＤＢ １０２……図形 １０３……画像
ＤＢ １０４……画像(設定1)…(設定ｎ) １０５……
地物 １０６……地図/画像位置合わせ手段 １０７…
…隣接図形グループ化手段 １０８……図形テンプレー
ト化手段 １０９……図形/地物マッチング手段 １１
０……図形/地物画像照合図 １１１……図形対応エッ
ジ抽出手段 １１２……地物エッジ抽出図 １１３……
図形対応セグメント抽出手段 １１４……地物セグメン
ト抽出図 １１５……図形利用地物画素分類手段 １１
６……図形内画素抽出図 １１７……図形/地物形状対
応判定手段 １１８……図形/地物属性対応判定手段
１１９……図形変化情報 １２０……新規地物情報 １２１……地図ＤＢ １
２２……情報更新図形 １２３……時系列地図表示手段。

フロントページの続き (72)発明者 野本 安栄 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか事業所内 Ｆターム(参考） 2C032 HB11 5B050 BA02 BA11 BA17 EA06 EA18 5B057 AA13 CA01 CA08 CA12 CA16 CD11 DA07 DA08 DA20 DB02 DC09 5L096 AA06 BA08 CA02 EA12 FA06 HA09 JA09

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地域を撮影した静止画像と、(X,Y)座標列
   からなる平面数値地図あるいは(X,Y,Z)座標列からなる
   立体数値地図とを用いて、上記地図を上記画像が基づく
   座標系に座標変換して上記画像に照合し、地物の形状お
   よび属性のモデルとして上記地図の図形を利用し、上記
   画像における地物の形状、画素特性値又はテクスチャを
   解析することにより、上記画像から図形の変化情報およ
   び新規地物情報を検出し、検出した図形変化情報および
   新規地物情報を上記地図に登録して地図情報を更新しす
   ることを特徴とする地図情報更新方法。
2. 【請求項２】地域を撮影した静止画像と、(X,Y)座標列
   からなる平面数値地図、あるいは(X,Y,Z)座標列からな
   る立体数値地図とを用いて、上記地図を射影変換して上
   記画像に重畳し地図の図形と画像の地物とを対応付ける
   地図/画像位置合わせ手段手段と、隣接する図形を一つ
   のグループとする隣接図形グループ化手段と、地図デー
   タベース内の図形をテンプレート化する手段と、画像に
   おいて図形とテンプレートマッチングを行い地物を見つ
   け出す図形/地物マッチング手段と、図形/地物照合図に
   おいて図形に対応する地物のエッジを抽出する図形対応
   エッジ抽出手段と、図形/地物照合図において図形に対
   応する地物のセグメントを抽出する図形対応セグメント
   抽出手段と、図形/地物照合図において地物を表す画素
   を分類する図形利用地物画素分類手段と、抽出された地
   物形状と図形形状とを比較し対応しているか否かを判定
   する図形/地物形状対応判定手段と、抽出された地物を
   表す画素の特性値(明るさ、色相、彩度)やテクスチャの
   特徴と図形属性を比較し対応しているか否かを判定する
   図形/地物属性対応判定手段とを有することを特徴とす
   る地図情報更新装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の地図情報更新装置におい
   て、地図データベース内の図形をテンプレート化し、地
   図の図形と未対応の領域においてテンプレートマッチン
   グを繰り返し、マッチングする地物を見つけ出すことに
   より、地図に未記載の新規地物の位置を検出する図形テ
   ンプレート化手段および図形/地物マッチング手段を有
   することを特徴とする地図情報更新装置。
4. 【請求項４】請求項２に記載の地図情報更新装置におい
   て、画像に重畳した隣接図形間の距離が１画素以下の場
   合に、これらの隣接する複数図形をまとめて１図形グル
   ープとし、対応する複数地物領域を抽出することによ
   り、隣接地物をまとめた複数地物とそれらに対応する複
   数図形とを対応付ける隣接図形グループ化手段を有する
   ことを特徴とする地図情報更新装置。
5. 【請求項５】請求項２に記載の地図情報更新装置におい
   て、画像中の地物に照合した図形情報を利用して、エッ
   ジ位置、方向、幅を推定し、さらに適切なエッジ抽出フ
   ィルタを選択、抽出エッジから不適切なエッジを除去す
   ることにより、図形に対応する地物のエッジを抽出する
   図形対応エッジ抽出手段を有することを特徴とする地図
   情報更新装置。
6. 【請求項６】請求項２に記載の地図情報更新装置におい
   て、画像中の地物に照合した図形情報を利用して、地物
   毎に抽出したエッジもしくは重畳図形線分をセグメント
   がまたがらないように図形毎の領域分割しきい値を決定
   し、図形の形状情報を利用してセグメントを選択するこ
   とにより、図形に対応する地物セグメントを抽出する図
   形対応セグメント抽出手段を有することを特徴とする地
   図情報更新装置。
7. 【請求項７】請求項２から請求項６のいずれかに記載の
   地図情報更新装置において、衛星や航空機により撮影さ
   れた一枚の写真に対して、デジタル化時の読み込み特性
   の異なる画像を複数枚作成し、一つの画像で地物抽出に
   失敗した時には他の読み込み設定画像で再抽出すること
   により、地物毎に抽出時にデジタル化時の適切な読み込
   み特性を持つ画像を利用する事を可能とする画像入力手
   段を有することを特徴とする地図情報更新装置。
8. 【請求項８】請求項２から請求項７のいずれかに記載の
   地図情報更新装置において、ある時点の地図に、より新
   しい時点の更新情報のみからなる地図を時系列順に重ね
   合わせて、ある時間以降の地図として表示する手段を有
   することを特徴とする地図情報更新装置。