JP2018141759A - Reference plane creation method from point group data and device - Google Patents

Reference plane creation method from point group data and device Download PDF

Info

Publication number
JP2018141759A
JP2018141759A JP2017037624A JP2017037624A JP2018141759A JP 2018141759 A JP2018141759 A JP 2018141759A JP 2017037624 A JP2017037624 A JP 2017037624A JP 2017037624 A JP2017037624 A JP 2017037624A JP 2018141759 A JP2018141759 A JP 2018141759A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reference plane
cloud data
point cloud
point
median
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017037624A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6829626B2 (en
Inventor
信 吉澤
Makoto Yoshizawa
信 吉澤
横田 秀夫
Hideo Yokota
秀夫 横田
雄 宮川
Yu Miyagawa
雄 宮川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Topcon Corp
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
Topcon Corp
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Topcon Corp, RIKEN Institute of Physical and Chemical Research filed Critical Topcon Corp
Priority to JP2017037624A priority Critical patent/JP6829626B2/en
Publication of JP2018141759A publication Critical patent/JP2018141759A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6829626B2 publication Critical patent/JP6829626B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reference plane creation method for creating a reference plane from point group data which are distributed in a substantially-plane shape, and in which noise having an extremely-large outlier exists, without being influenced by the noise.SOLUTION: A reference plane CP being an evaluation reference of point group data is created from the plane-shaped point group data indicating each point of a road acquired from a road face measurement device 300 which is moved along a measurement path. A center value C of the point group data is acquired, a distance between each of the point group data of the point group data and the center value is acquired, a contribution rate un whose value becomes smaller as the distance becomes longer is acquired at each point, and the reference plane CP is created by being multiplied by the contribution rate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、道路等から測定装置で取得した平面状の点群データを解析するため、当該点群データから基準平面を生成する方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for generating a reference plane from point cloud data in order to analyze planar point cloud data acquired by a measuring device from a road or the like.

一般に道路は車両等の通行により経時的に轍や凹凸が生じ、これらを補修する必要がある。このような道路の補修を行うため、道路の点検を行い、道路の路面性状についてのデータ、即ち路面の凹凸の状態についてのデータを取得する。これらの路面性状についてのデータは、測定員による測定や、路面測定車を測定対象となる道路の測定経路に沿って走行して取得される。路面測定車には、路面にスキャン光を照射して路面の各点の高さを計測する測定装置が搭載されている。   Generally, roads are wrinkled and uneven as time passes due to the passage of vehicles and the like, and these need to be repaired. In order to repair such a road, the road is inspected, and data on the road surface property of the road, that is, data on the unevenness state of the road surface is acquired. Data on these road surface properties is obtained by measurement by a measurer or by driving a road surface measurement vehicle along a measurement route of a road to be measured. A road surface measuring vehicle is equipped with a measuring device that irradiates the road surface with scanning light and measures the height of each point on the road surface.

特許文献1には、移動体を平面の縦断方向に移動させつつ光を平面に向けて投光し投光結果により平面の段差を計測する装置において、移動距離を検出する手段と投光手段、光照射ラインを撮像する手段、高さデータを取得する横断方向データ演算手段、縦方向データ演算手段、3次元データ演算手段、を備える構成とする。以上の構成により移動体が所定距離移動するごとに平面の横断方向に沿って1本の照射ラインが平面上に形成されるように移動体から平面に向け光が投光され、上記各種手段により凹凸プロフィルをリアルタイムに取得する技術が記載されている。   In Patent Document 1, in a device that projects light toward a plane while moving the moving body in the longitudinal direction of the plane and measures the level difference of the plane based on the projection result, means for detecting the moving distance and light projecting means, It is configured to include means for imaging the light irradiation line, transverse direction data calculation means for acquiring height data, vertical direction data calculation means, and three-dimensional data calculation means. With the above configuration, each time the moving body moves a predetermined distance, light is projected from the moving body toward the plane so that one irradiation line is formed on the plane along the transverse direction of the plane. A technique for acquiring a concavo-convex profile in real time is described.

このような路面性状車にあっては、路面の高さ測定は、GNSS(Global Navigation STtellite System:全地球航法衛星システム)で位置を取得しつつ測定装置のスキャナにより車両の斜め前方にスキャン光をスパイラル状に照射して周囲の構造物からの反射光を受信することにより行われる。ここで、測定装置は、複数、例えば32個の測定素子を備え、この測定素子を回転駆動して順次スキャンを行い、周囲の構造物までの距離を取得して全周にわたる点群データを得る。   In such a road surface property vehicle, the height of the road surface is measured by using a scanner of the measuring device to scan light obliquely forward of the vehicle while acquiring the position with a GNSS (Global Navigation STtellite System). This is performed by irradiating in a spiral shape and receiving reflected light from surrounding structures. Here, the measuring apparatus includes a plurality of, for example, 32 measuring elements, and rotationally drives the measuring elements to sequentially scan, obtain distances to surrounding structures, and obtain point cloud data over the entire circumference. .

道路点群の凹凸を評価する方法として、道路点群から基準平面を計算し、道路点群の各点が基準平面からどれだけ離れているかを指標とすることが行われている。   As a method for evaluating the unevenness of a road point group, a reference plane is calculated from the road point group, and how far each point of the road point group is from the reference plane is used as an index.

上述した道路点群から基準平面を生成(フィッティング)する手法として最小二乗法(LS:Least Square Fitting:非特許文献1参照)や、主成分分析(PCA:Principal Component Analysis:非特許文献2参照)が広く知られている。この主成分分析は、古典的主成分分析とも称されるが、最小二乗法に比べて精度が高く、点群への平面フィッティングで主流の方法となっている(非特許文献2参照)。   As a method for generating (fitting) a reference plane from the above-described road point cloud, the least square method (LS: Least Square Fitting: see Non-Patent Document 1) or principal component analysis (PCA: Principal Component Analysis: see Non-Patent Document 2) Is widely known. Although this principal component analysis is also called classical principal component analysis, it has higher accuracy than the least square method, and has become a mainstream method by plane fitting to a point group (see Non-Patent Document 2).

C. Gauss. Theoria Motus Corporum Coelestiumin Sectionibus Conicis Solem Ambientum Perthes, Hamburg, 1809.C. Gauss. Theoria Motus Corporum Coelestiumin Sectionibus Conicis Solem Ambientum Perthes, Hamburg, 1809. K. Klasing et al. Comparison of surfacenormal estimation methods for range sensing applications. In IEEE Int. Conf. Robot Autom .,pages 1977-1982.IEEE Press, 2009.K. Klasing et al. Comparison of surfacenormal estimation methods for range sensing applications.In IEEE Int. Conf.Robot Autom., Pages 1977-1982.IEEE Press, 2009. D. Kraus and V.Panaretos. Dispersion operators resistant 2ndorder functional dataanalysis.Biometrika, 99(4):813-832, 2012.D. Kraus and V. Panaretos. Dispersion operators resistant 2ndorder functional dataanalysis. Biometrika, 99 (4): 813-832, 2012. H. Cardot and A.Godichon. Fast estimation of the median covariation matrix with application toonline robust principal components analysis.. arXiv:1504.02852, pages 1-46,2016.H. Cardot and A. Godichon.Fast estimation of the median covariation matrix with application toonline robust principal components analysis..arXiv: 1504.02852, pages 1-46,2016.

特開平10−288516号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-288516

しかしながら、最小二乗法や上述した古典的な主成分分析は、外れ値に弱いことが知られている。測定装置で得られた道路の点群データには、点群データを取得するために使用されるレーザスキャナそのもののノイズや、道路標識、電柱、他車両、縁石やガードレールなど、道路以外のものによる点群が存在する。このようなノイズや点群は道路面から大きく離れ座標をもっている外れ値であり、道路点群に対して基準平面のフィッティングを行うとき影響を与える。   However, it is known that the least square method and the classical principal component analysis described above are vulnerable to outliers. The road point cloud data obtained by the measuring device depends on the noise of the laser scanner itself used to obtain the point cloud data, road signs, utility poles, other vehicles, curbs, guardrails, etc. There is a point cloud. Such noises and point clouds are outliers that have coordinates far away from the road surface, and have an effect when fitting the reference plane to the road point cloud.

そこで、本発明は、ほぼ平面状に分布すると共に極端に大きな外れ値をもつノイズが存在する点群データから、当該ノイズの影響を受けることなく基準平面を生成することができる点群データへの基準平面の生成方法、及び装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention converts point cloud data in which noise having an extremely large outlier exists in a substantially planar shape into point cloud data that can generate a reference plane without being affected by the noise. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for generating a reference plane.

前記課題を解決する請求項1に記載の発明は、測定経路に沿って移動させた測定装置で取得した道路の各点の位置を示す平面状の点群データから当該点群データの評価基準となる基準平面を生成する方法であって、前記点群データの中央値を求め、前記点群データの各点と前記中央値との距離を求め、前記各点に前記距離が大きくなるほど小さい値となる寄与率を求め、前記寄与率を乗じて基準平面を生成することを特徴とする点群データからの基準平面生成方法である。   The invention according to claim 1, which solves the above problem, is based on the evaluation criteria for the point cloud data from the planar point cloud data indicating the position of each point on the road acquired by the measuring device moved along the measurement path. A method for generating a reference plane, wherein a median value of the point cloud data is obtained, a distance between each point of the point cloud data and the median value is obtained, and a smaller value as the distance increases at each point. A reference plane generation method from point cloud data, wherein a reference plane is generated by multiplying the contribution rate.

同じく請求項2に係る発明は、請求項1に記載の点群データからの基準平面生成方法において、前記寄与率は前記距離に反比例することを特徴とする。   Similarly, the invention according to claim 2 is characterized in that, in the reference plane generation method from the point cloud data according to claim 1, the contribution rate is inversely proportional to the distance.

同じく請求項3に係る発明は、請求項1に記載の点群データからの基準平面生成方法において、前記基準平面の生成には主成分分析(PCA:Principal Component Analysis)を使用し、PCAの計算に幾何中央値共分散行列(MCM:Median Covariation Matrix)を用い、重み付き確率的勾配降下法によって幾何中央値共分散行列を更新し、この更新を収束まで繰り返すことを特徴とする。   Similarly, the invention according to claim 3 is the method of generating a reference plane from the point cloud data according to claim 1, wherein the reference plane is generated by using a principal component analysis (PCA) to calculate a PCA. A geometric median covariance matrix (MCM) is used for the above, and the geometric median covariance matrix is updated by a weighted stochastic gradient descent method, and this update is repeated until convergence.

同じく請求項4に係る発明は、請求項3に記載の点群データからの基準平面生成方法において、前記幾何中央値共分散行列の更新を繰り返すに際し、すべての点群に対して計算が1回終了するごとに全点の読み込順をランダムシャッフルすることを特徴とする。   Similarly, the invention according to claim 4 is the method of generating a reference plane from the point cloud data according to claim 3, wherein the calculation is performed once for all point clouds when the update of the geometric median covariance matrix is repeated. It is characterized in that the reading order of all points is randomly shuffled every time it is finished.

同じく請求項5に係る発明は、測定経路に沿って移動させた測定装置で取得した道路の各点の位置を示す平面状の点群データから当該点群データの評価基準となる基準平面を生成する装置であって、前記点群データの中央値を求める手段と、前記点群データの各点と前記中央値との距離を求める手段と、前記各点に前記距離が大きくなるほど小さい値となる寄与率を求める手段と、前記寄与率を乗じて基準平面を生成する手段と、を備えることを特徴とする点群データへの基準平面生成装置である。   Similarly, the invention according to claim 5 generates a reference plane serving as an evaluation reference for the point cloud data from the planar point cloud data indicating the position of each point on the road acquired by the measuring device moved along the measurement path. A means for obtaining a median of the point cloud data, a means for obtaining a distance between each point of the point cloud data and the median, and a smaller value as the distance increases at each point. A reference plane generation apparatus for point cloud data, comprising: means for obtaining a contribution rate; and means for generating a reference plane by multiplying the contribution rate.

本発明に係る点群データへの基準平面の生成方法、及び装置によれば、ほぼ平面状に分布すると共に極端に大きな外れ値をもつノイズが存在する点群データから、当該ノイズの影響を受けることなく基準平面を生成することができる。   According to the method and apparatus for generating the reference plane for the point cloud data according to the present invention, the noise is influenced by the point cloud data that is distributed in a substantially planar shape and has extremely large outliers. The reference plane can be generated without any problem.

即ち、請求項1に記載の点群データからの基準平面生成方法、及び請求項5に記載の点群データへの基準平面生成装置によれば、測定経路に沿って移動させた測定装置で取得した道路の各点の位置を示す平面状の点群データから当該点群データの評価基準となる基準平面を生成するに際して、点群データの中央値を求め、点群データの各点と中央値との距離を求め、各点に前記距離が大きくなるほど小さい値となる寄与率を求め、前記寄与率を乗じて基準平面を生成する。
これにより、大きな外れ値をもつノイズは小さな寄与率が乗じられてて基準平面生成に与える影響が小さくなる。
That is, according to the reference plane generation method from the point cloud data according to claim 1 and the reference plane generation device to the point cloud data according to claim 5, the data is acquired by the measurement device moved along the measurement path. When generating a reference plane that serves as an evaluation standard for the point cloud data from planar point cloud data indicating the position of each point on the road, the median value of the point cloud data is obtained, And a contribution rate that decreases as the distance increases for each point, and a reference plane is generated by multiplying the contribution rate.
As a result, noise having a large outlier is multiplied by a small contribution rate, and the influence on the generation of the reference plane is reduced.

また、請求項2に記載の点群データからの基準平面生成方法によれば、寄与率は距離に反比例する。
これにより、大きな外れ値のノイズは、距離に反比例して小さい値となり、基準平面生成に与える影響が小さくなる。
According to the reference plane generation method from the point cloud data according to claim 2, the contribution rate is inversely proportional to the distance.
As a result, large outlier noise becomes a small value in inverse proportion to the distance, and the influence on the generation of the reference plane is reduced.

また、請求項3に記載の点群データからの基準平面生成方法によれば、基準平面の生成には主成分分析(PCA:Principal Component Analysis)を使用し、主成分分析(PCA)の計算に幾何中央値共分散行列(MCM:Median Covariation Matrix)を用い、重み付き確率的勾配降下法によって幾何中央値共分散行列を更新し、この更新を収束まで繰り返す。
これにより、大きな外れ値のノイズは、距離に反比例して小さい値となり、基準平面生成に与える影響が小さくなる。
Further, according to the reference plane generation method from the point cloud data according to claim 3, the principal plane analysis (PCA) is used to generate the reference plane, and the calculation of the principal component analysis (PCA) is performed. The geometric median covariance matrix (MCM) is used to update the geometric median covariance matrix by the weighted stochastic gradient descent method, and this update is repeated until convergence.
As a result, large outlier noise becomes a small value in inverse proportion to the distance, and the influence on the generation of the reference plane is reduced.

そして、請求項4に記載の点群データからの基準平面生成方法によれば、幾何中央値共分散行列の更新を繰り返すに際し、すべての点群に対して計算が1回終了するごとに全点の読み込順をランダムシャッフルする。
これにより、局所解に陥るのを防止できる。
According to the method for generating the reference plane from the point cloud data according to claim 4, when the update of the geometric median covariance matrix is repeated, all points are calculated each time the calculation is completed for all the point clouds. Randomly shuffle reading order.
Thereby, it can prevent falling into a local solution.

本発明の実施形態に係る生成装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the production | generation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 路面測定装置による路面の測定状態を示す模式図であり、(a)は側面図、(b)は平面図である。It is a schematic diagram which shows the measurement state of the road surface by a road surface measuring apparatus, (a) is a side view, (b) is a top view. 道路に配置された構造物を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure arrange | positioned on the road. 点群データの概略状態を示すものであり、(a)は単位領域における点群データの分布を模式的に示す斜視図、(b)は測定データと基準平面とを示す模式図である。FIG. 2 shows a schematic state of point cloud data, (a) is a perspective view schematically showing distribution of point cloud data in a unit region, and (b) is a schematic diagram showing measurement data and a reference plane. 点群データの中央値と距離とを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the median value and distance of point cloud data. 本発明の実施形態に係る点群データからの基準平面生成方法の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the reference | standard plane production | generation method from the point cloud data which concerns on embodiment of this invention. 平面フィッティングを行うための数式を示す図である。It is a figure which shows the numerical formula for performing plane fitting. 本発明の実施形態に係る点群データへの基準平面生成装置の処理結果を示すものであり、(a)は生成された平面を示す模式図、(b)はノイズが点群から生成した平面に対するノイズがある点群から生成した平面の傾きを処理方法別に示したグラフである。The processing result of the reference plane production | generation apparatus to the point cloud data which concerns on embodiment of this invention is shown, (a) is a schematic diagram which shows the produced | generated plane, (b) is the plane which noise produced | generated from the point cloud. 5 is a graph showing the inclination of a plane generated from a point cloud with noise for each processing method.

以下、本発明の実施形態に係る点群データからの基準平面生成方法、及び装置について説明する。本発明に係る点群データからの基準平面生成方法は、平面状の点群データの中央値を求め、点群データの各点と中央値との距離を求め、各点に前記距離が大きくなるほど小さい値となる寄与率を求め、各点に前記寄与率を乗じて補正点群データを生成し、補正点群データに基づいて評価基準となる基準平面を生成する。   Hereinafter, a method and an apparatus for generating a reference plane from point cloud data according to an embodiment of the present invention will be described. In the reference plane generation method from the point cloud data according to the present invention, the median value of the planar point cloud data is obtained, the distance between each point of the point cloud data and the median value is obtained, and as the distance becomes larger at each point. A contribution rate that is a small value is obtained, each point is multiplied by the contribution rate, correction point group data is generated, and a reference plane that is an evaluation criterion is generated based on the correction point group data.

近年、中央値の概念をテンソルへ拡張する様々な数学モデルが提案されており、PCAへの適応では,(幾何)中央値共分散行列(MCM: Median Covariation Matrix)が注目されている(非特許文献3参照)。本実施形態に係る点群データからの基準平面生成方法では、外れ値に堅牢な「重み付きMCM−PCA」を大規模データに対して適用して計算を行い、基準平面を効率的に推定する。外れ値は、幾何中央からの距離が大きいと仮定し、その逆数をMCM−PCAの重みとして用いる。   In recent years, various mathematical models for extending the concept of median to tensors have been proposed, and (geometric) median covariance matrix (MCM) has attracted attention for adaptation to PCA (non-patented). Reference 3). In the reference plane generation method from the point cloud data according to the present embodiment, a robust “weighted MCM-PCA” is applied to the large-scale data as outliers, and the reference plane is efficiently estimated. . The outlier is assumed to have a large distance from the geometric center, and its reciprocal is used as the weight of MCM-PCA.

本実施形態では、公知のMCM−PCA(非特許文献4参照)に重み付け係数を導入し、重み付き確率的勾配降下法によって幾何中央値共分散行列を更新する。この更新を収束するまで繰り返すが、全点群に対して計算が1回終了するごとに全点の読み込順をランダムシャッフルする。これにより局所解に陥るのを回避する。   In this embodiment, a weighting coefficient is introduced into a known MCM-PCA (see Non-Patent Document 4), and the geometric median covariance matrix is updated by a weighted stochastic gradient descent method. This update is repeated until convergence, but every time the calculation is completed once for all point groups, the reading order of all points is randomly shuffled. This avoids falling into a local solution.

以下、本発明の実施形態に係る基準平面生成装置について説明する。まず、点群データの取得から解析までの概略手順を説明する。図1は本発明の実施形態に係る生成装置の構成を示すブロック図、図2は路面測定装置による路面の測定状態を示す模式図であり、(a)は側面図、(b)は平面図、図3は道路に配置された構造物を示す模式図である。   Hereinafter, a reference plane generating apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. First, a general procedure from point cloud data acquisition to analysis will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a generating apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a road surface measurement state by a road surface measuring device, (a) is a side view, and (b) is a plan view. FIG. 3 is a schematic diagram showing a structure arranged on a road.

点群データは路面測定装置300により取得する。路面測定装置300は、MMS(モバイルマッピングシステム:Mobile Mapping System)を構成している。即ち、路面測定装置300は、道路を含む所定の範囲をスキャンして路面測定装置300が通過した道路及び道路周辺の構造物についての点群データ(道路点群データ)と、路面測定装置300の移動軌跡を示す軌跡点列データと基準平面生成装置100に出力する。   The point cloud data is acquired by the road surface measuring device 300. The road surface measuring apparatus 300 constitutes an MMS (Mobile Mapping System). That is, the road surface measuring device 300 scans a predetermined range including a road, and the point cloud data (road point cloud data) about the road and the structure around the road that the road surface measuring device 300 passes, and the road surface measuring device 300 The trajectory point sequence data indicating the movement trajectory and the reference plane generation device 100 are output.

基準平面生成装置100は、取得した道路点群データに基づいて、軌跡に沿って順次処理を行う単位とする単位領域UAを設定し、この単位領域UAごとの道路点群データであるエリア点群データを抽出し、更にエリア点群データからこの単位領域における基準平面CPを生成する。生成した基準平面CPは、道路点群データ及び軌跡点データと共に路面評価装置200に送出される。路面評価装置200は、順次取得した基準平面CP、道路点群データ及び軌跡点列データを解析して道路の状態を判定する。   The reference plane generating apparatus 100 sets a unit area UA as a unit for sequentially performing processing along a trajectory based on the acquired road point cloud data, and an area point cloud that is road point cloud data for each unit area UA. Data is extracted, and a reference plane CP in this unit region is generated from the area point cloud data. The generated reference plane CP is sent to the road surface evaluation apparatus 200 together with road point cloud data and trajectory point data. The road surface evaluation apparatus 200 determines the state of the road by analyzing the reference plane CP, road point cloud data, and trajectory point sequence data acquired sequentially.

図2(a)に示すように、路面測定装置300は、走行して移動する車両に搭載され、スキャナ及び画像による高精度な構造物400の実測データを取得する。この測定は、スキャナ310の道路の周辺についてなされるが、構造物400としては、道路410の他、信号、道路標識等の道路の付属物420、建築物430、立木440があり、路面測定装置300は、これらについての点群データ及び画像を取得する。   As shown in FIG. 2A, the road surface measuring device 300 is mounted on a vehicle that travels and moves, and acquires highly accurate measurement data of the structure 400 using a scanner and images. This measurement is performed around the road of the scanner 310. The structure 400 includes a road 410, a road accessory 420 such as a signal and a road sign, a building 430, and a standing tree 440. 300 acquires point cloud data and images for these.

道路の評価を行う際には、道路以外のものについて得られた点群データが存在する道路の基準平面の設定等が正確にできない。このため、基準平面生成装置100は、道路面以外から取得された点群データの影響を少なくする処理を行って基準平面を生成する。   When the road is evaluated, it is impossible to accurately set the reference plane of the road where the point cloud data obtained for other than the road exists. For this reason, the reference plane generating apparatus 100 generates a reference plane by performing processing that reduces the influence of point cloud data acquired from other than the road surface.

路面測定装置300は、図2(a)に示すように、道路410を走行する車両340に搭載される。路面測定装置300は、測定装置であるスキャナ310と、全周カメラ320と、GNSS(Global Navigation Satellite System)装置330と、路面測定装置300の姿勢検出装置、加速度計等を備える。路面測定装置300はGNSS装置で位置を取得しつつスキャナ310により車両340の斜め前方にスキャン光Laをスパイラル状に走査して照射し、構造物400である例えば道路410からの反射光Lbを受信する。   The road surface measuring device 300 is mounted on a vehicle 340 traveling on a road 410 as shown in FIG. The road surface measuring device 300 includes a scanner 310 as a measuring device, an all-round camera 320, a GNSS (Global Navigation Satellite System) device 330, a posture detecting device of the road surface measuring device 300, an accelerometer, and the like. The road surface measuring device 300 receives the reflected light Lb from the structure 410, for example, the road 410, while the position is acquired by the GNSS device, and the scanner 310 scans and irradiates the scan light La in a spiral shape in front of the vehicle 340. To do.

路面測定装置300は、この受信までの時間に基づいて道路の測定データ(道路点群データ)を取得する。このため、構造物400における、スキャン光Laの軌跡Tは、スパイラル状となる。なお、図2(b)には、道路410に照射されたスキャン光Laだけを記載している。スキャナ310には、32個の測定素子が配置されている。この測定素子は発光素子と受光素子とを備え、発光素子からはパルス状に測定光が射出され、受光素子は構造物400による測定光の反射を受光する。しかし、この反射光には道路410、付属物420、建築物430、立木440からの反射光や、太陽光によるノイズ、装置に起因するするノイズが含まれることがある。   The road surface measuring device 300 acquires road measurement data (road point cloud data) based on the time until reception. For this reason, the trajectory T of the scanning light La in the structure 400 has a spiral shape. In FIG. 2B, only the scanning light La irradiated on the road 410 is shown. In the scanner 310, 32 measurement elements are arranged. This measuring element includes a light emitting element and a light receiving element. The light emitting element emits measurement light in a pulse shape, and the light receiving element receives reflection of the measuring light by the structure 400. However, the reflected light may include reflected light from the road 410, the attachment 420, the building 430, and the standing tree 440, noise due to sunlight, and noise caused by the device.

また、路面測定装置300は、同時に全周カメラ320により全周にわたり道路の画像を取得する。GNSS装置330は、人工衛星の電波をとらえ、路面測定装置300の平面位置と高度を取得して路面測定装置300の走行経路、即ち測定経路を取得する。そして、路面測定装置300の座標を一定時間間隔、例えば100回/秒間隔の軌跡点を取得して軌跡点列データを座標として出力する。   Further, the road surface measuring device 300 simultaneously acquires an image of the road over the entire circumference by the all-around camera 320. The GNSS device 330 captures the radio wave of the artificial satellite, acquires the plane position and altitude of the road surface measurement device 300, and acquires the travel route of the road surface measurement device 300, that is, the measurement route. The coordinates of the road surface measuring apparatus 300 are acquired at a certain time interval, for example, at 100 times / second intervals, and the locus point sequence data is output as coordinates.

基準平面生成装置100は、長大な道路点群データを指定された範囲の単位領域ごとの基準平面CPを、道路点群データ及び軌跡データを路面評価装置200に順次送出する。路面評価装置200は、この点群データを単位領域UAごとに解析して路面性状の評価を行う。   The reference plane generation device 100 sequentially transmits the reference plane CP for each unit region in the range in which long road point cloud data is designated, and the road point cloud data and the trajectory data to the road surface evaluation device 200. The road surface evaluation apparatus 200 analyzes the point cloud data for each unit area UA and evaluates road surface properties.

図4は点群データの概略状態を示すものであり、(a)は単位領域における点群データの分布を模式的に示す斜視図、図5は点群データの中央値と距離とを示す模式図である。図4(a)に示すように、路面評価装置200は、単位領域UAごとに道路点群データと基準平面CPと軌跡点列データとを受け取り、図4(b)に示すように、道路の各位置における点群データの基準平面CPからの離間量を算出し、この値を画像表示する等して道路の評価を行う。   FIG. 4 shows a schematic state of the point cloud data, (a) is a perspective view schematically showing the distribution of the point cloud data in the unit area, and FIG. 5 is a schematic diagram showing the median value and distance of the point cloud data. FIG. As shown in FIG. 4A, the road surface evaluation apparatus 200 receives the road point cloud data, the reference plane CP, and the trajectory point sequence data for each unit area UA, and as shown in FIG. The distance of the point cloud data at each position from the reference plane CP is calculated, and the road is evaluated by displaying this value as an image.

以下、基準平面生成装置100について詳細に説明する。図1に示すように、基準平面生成装置100は、単位領域切出部110、初期値算出部120、距離算出部130、寄与率算出部140、中央値・共分散行列更新部150、及び平面生成部160を備える。   Hereinafter, the reference plane generating apparatus 100 will be described in detail. As illustrated in FIG. 1, the reference plane generation apparatus 100 includes a unit region extraction unit 110, an initial value calculation unit 120, a distance calculation unit 130, a contribution rate calculation unit 140, a median / covariance matrix update unit 150, and a plane. A generation unit 160 is provided.

本実施形態に係る基準平面生成装置100は、処理装置としてCPU(Central Processing Unit)、主記憶装置としてRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、補助記憶装置としてHDD(Hard Disc Drive)等を備えたコンピュータとして構成される。基準平面生成装置100では、CPUによりプログラムを実行することにより基準平面生成装置100が実現する手段、即ち単位領域切出部110、初期値算出部120、距離算出部130、寄与率算出部140、中央値・共分散行列更新部150、及び平面生成部160の機能を実現する。基準平面生成装置100は点群データからの基準平面生成方法を実現するプログラムをインストールしたノート型のパーソナルコンピュータで実現できる。   The reference plane generating apparatus 100 according to the present embodiment includes a CPU (Central Processing Unit) as a processing device, a RAM (Random Access Memory) as a main storage device, a ROM (Read Only Memory), and an HDD (Hard Disc Drive) as an auxiliary storage device. And so on. In the reference plane generation apparatus 100, means realized by the reference plane generation apparatus 100 by executing a program by the CPU, that is, a unit area extraction unit 110, an initial value calculation unit 120, a distance calculation unit 130, a contribution rate calculation unit 140, The functions of the median / covariance matrix update unit 150 and the plane generation unit 160 are realized. The reference plane generation apparatus 100 can be realized by a notebook personal computer in which a program for realizing a reference plane generation method from point cloud data is installed.

単位領域切出部110は、路面測定装置300から取得した道路点群データを単位領域UAごとに切り出してエリア点群データとして出力する。単位領域UAの大きさは必要に応じて設定することができるが、例えば車幅方向に4m、測定方向に3mとすることができる。   The unit area cutout unit 110 cuts out the road point cloud data acquired from the road surface measuring device 300 for each unit area UA and outputs it as area point cloud data. The size of the unit area UA can be set as necessary. For example, the unit area UA can be 4 m in the vehicle width direction and 3 m in the measurement direction.

初期値算出部120は、エリア点群データの幾何中央値(メジアン)を算出する。幾何中央値Cは、測地座標系に基づく三次元座標につき、分布する道路点群データの幾何学的座標値の中央となる値を求める。これを幾何中央値の初期値C1として保存する。また、求めた幾何中央値Cを用いて、幾何中央値共分散行列の初期値V1を計算し、保存する。なお、点群データは測地系により出力座標系が異なり、経度・緯度による場合や、基準地点を原点としてx方向を東、y方向を北、z方向を標高とする方法など多様である。   The initial value calculation unit 120 calculates the geometric median (median) of the area point cloud data. The geometric median value C is a value that is the center of the geometric coordinate values of the distributed road point cloud data for the three-dimensional coordinates based on the geodetic coordinate system. This is stored as the initial geometric value C1. Also, using the obtained geometric median value C, the initial value V1 of the geometric median covariance matrix is calculated and stored. Note that the point cloud data has different output coordinate systems depending on the geodetic system, and there are various cases such as the case of longitude and latitude, the method of setting the reference point as the origin, the x direction as the east, the y direction as the north, and the z direction as the altitude.

距離算出部130は、幾何中央値Cnとエリア点群データの各点Pnとの距離Wnを求める(図5参照)。なお、点群データは極座標など直交座標系(デカルト座標)以外で得られる場合もあり、点間距離を求めるにはピタゴラスの定理に限らず、所定の手法による。   The distance calculation unit 130 obtains a distance Wn between the geometric median value Cn and each point Pn of the area point cloud data (see FIG. 5). Note that the point cloud data may be obtained in a coordinate system other than Cartesian coordinate system (Cartesian coordinate) such as polar coordinates, and the distance between points is not limited to Pythagorean theorem, but by a predetermined method.

寄与率算出部140は、寄与率を計算する。寄与率は、各点について距離が大きくなるほど小さい値として、例えば距離の逆数(1/Wn)とする。寄与率は、Wnが大きくなるに応じて値が小さくなるような任意の関数を用いることもできる。なお、寄与率の算出は、今回、各点の中央値からの距離の逆数に、任意の定数係数を乗じる関数としているが、指数や対数を用いるものや、更に複雑な関数を用いることもできる。寄与率を表す関数は、「中央値から離れるほど寄与率は小さくなる」という性質をもつものであれば差し支えない。   The contribution rate calculation unit 140 calculates a contribution rate. The contribution rate is set to a smaller value as the distance increases for each point, for example, the reciprocal of the distance (1 / Wn). As the contribution rate, an arbitrary function whose value decreases as Wn increases can be used. The calculation of the contribution rate is a function of multiplying the reciprocal of the distance from the median value of each point by an arbitrary constant coefficient. However, an exponent or logarithmic function or a more complicated function can be used. . The function representing the contribution rate may be any function as long as it has a property that “the contribution rate decreases as the distance from the median increases”.

中央値・共分散行列更新部150は、重み付き確率的勾配降下法によって、寄与率を付与しながら幾何中央値共分散行列Vを更新し、この更新を収束まで繰り返す。これにより、ノイズ成分による影響を軽減した基準平面CPが生成できる。ここで「重み付き確率的勾配降下法」とは、最適化問題の解法として既知である確率的勾配降下法に重み付けを導入し、外れ値への影響を軽減すると共に局所解に陥ることを避ける処理である。   The median / covariance matrix updating unit 150 updates the geometric median covariance matrix V while giving the contribution rate by the weighted stochastic gradient descent method, and repeats this update until convergence. Thereby, it is possible to generate the reference plane CP in which the influence of the noise component is reduced. Here, the "weighted stochastic gradient descent method" introduces weighting to the probabilistic gradient descent method known as a solution to the optimization problem to reduce the influence on outliers and avoid falling into a local solution It is processing.

平面生成部160は、古典的PCAで用いられる幾何平均値、共分散行列の代わりに、中央値・共分散行列更新部150で更新された幾何中央値と幾何中央値分散共分散行列を用いて、基準平面CPを計算する。   The plane generation unit 160 uses the geometric median and the geometric median variance covariance matrix updated by the median / covariance matrix update unit 150 instead of the geometric mean value and covariance matrix used in classical PCA. The reference plane CP is calculated.

以上の処理の流れをまとめると次のようになる。図6は本発明の実施形態に係る点群データからの基準平面生成方法の処理を示すフローチャートである。ここでは、単位領域UAを定め、エリア点群データを取得するところから説明する。基準平面生成装置100は、路面測定装置300から単位領域点群データ(点群データP:点数N)を読み取る(ステップST1)。ついで、初期値算出部120により点群データPのすべての点の座標から幾何中央値Cを算出する。これを幾何中央値の初期値C1として保存する。また、求めた幾何中央値Cを用いて、幾何中央値共分散行列の初期値V1を計算し保存する(ステップST2)。   The flow of the above processing is summarized as follows. FIG. 6 is a flowchart showing the process of the reference plane generation method from the point cloud data according to the embodiment of the present invention. Here, a description will be given from the point of determining the unit area UA and acquiring the area point cloud data. The reference plane generation device 100 reads unit area point cloud data (point cloud data P: score N) from the road surface measurement device 300 (step ST1). Next, a geometric median value C is calculated from the coordinates of all points in the point cloud data P by the initial value calculation unit 120. This is stored as the initial geometric value C1. In addition, using the obtained geometric median value C, the initial value V1 of the geometric median covariance matrix is calculated and stored (step ST2).

そして、n=1;n≦N;n++に従って、ステップST4、ステップST5の処理を繰り返す(ステップST3〜ステップST7)。即ち、距離算出部130により点群データPの点Pnと幾何中央値Cnとの距離Wnを計算する(ステップST4)。そして、寄与率算出部140により寄与率unを計算し(ステップST5)、中央値・共分散行列更新部150で、寄与率unを乗じる重み付き確率的勾配降下法に基づき、幾何中央値Cnと幾何中央値共分散行列Vnを更新する(ステップST6)。   Then, the processes of step ST4 and step ST5 are repeated according to n = 1; n ≦ N; n ++ (step ST3 to step ST7). That is, the distance calculation unit 130 calculates the distance Wn between the point Pn of the point cloud data P and the geometric median value Cn (step ST4). Then, the contribution rate calculation unit 140 calculates the contribution rate un (step ST5), and the median / covariance matrix update unit 150 calculates the geometric median value Cn based on the weighted probabilistic gradient descent method by which the contribution rate un is multiplied. The geometric median covariance matrix Vn is updated (step ST6).

そして、N個の点に対して幾何中央値CnとVnを更新し、得られた幾何中央値をCN、幾何中央値共分散行列をVNとする。ついで、得られたVNとCNとを保存する(ステップST8)。そして、幾何中央値共分散行列の初期値V1と、VNの各成分の二乗平方和を計算し(ステップST9)、これがあらかじめ定めた収束判定閾値εを下回っていない場合、ステップST10により点群の各点の読み出し順をランダムにシャッフルする。そして、初期値C1とV1にそれぞれCN、とVNを代入し(ステップST11)、ステップST3〜ステップST7を繰り返す。これにより、各点の寄与率によって外れ値の影響が修正された中央値と共分散行列が得られる。   Then, the geometric median values Cn and Vn are updated for N points, and the obtained geometric median value is CN, and the geometric median covariance matrix is VN. Next, the obtained VN and CN are stored (step ST8). Then, the initial value V1 of the geometric median covariance matrix and the square sum of squares of each component of VN are calculated (step ST9), and if this is not less than the predetermined convergence determination threshold value ε, the point group is Randomly shuffle the reading order of each point. Then, CN and VN are substituted for initial values C1 and V1, respectively (step ST11), and steps ST3 to ST7 are repeated. As a result, a median and a covariance matrix in which the influence of outliers is corrected by the contribution rate of each point are obtained.

そして、平面生成部160が、収束するまで更新された幾何中央値と幾何中央値共分散行列を用いて、例えばPCAにより平面フィッティングを行って基準平面CPを生成し(ステップST12)、結果を保存する(ステップST13)。平面フィッティングには他の方法を用いることもできる。   Then, using the geometric median value and the geometric median value covariance matrix updated until convergence, the plane generation unit 160 generates a reference plane CP by performing plane fitting using, for example, PCA (step ST12), and stores the result. (Step ST13). Other methods can be used for plane fitting.

次に、基準平面生成までの一連の処理の計算方法について説明する。図7は幾何中央値と幾何中央値共分散行列の更新を行うための数式を示すものである。式1から式3は幾何中央値共分散行列の初期値V1と幾何中央値の初期値C1を求めるものであり、初期値算出部120に相当する。   Next, a calculation method of a series of processes until the reference plane generation will be described. FIG. 7 shows mathematical formulas for updating the geometric median and the geometric median covariance matrix. Equations 1 to 3 are used to obtain the initial value V1 of the geometric median covariance matrix and the initial value C1 of the geometric median, and correspond to the initial value calculator 120.

図7の式4は距離算出部130、式5は寄与率算出部140、式6から式9は中央値・共分散行列更新部150の処理を各点ごとに繰り返す計算式である。nは点群の点の番号であり、n=1からn=N(Nは点全体の数)まで順不同にデータを読み込んで1点ごとに値を更新する。これを繰り返してn=Nまで更新し、その段階でのVN及びCNを保存する。   7 is a calculation formula that repeats the processing of the distance calculation unit 130, Formula 5 is the contribution rate calculation unit 140, and Formulas 6 to 9 are the median / covariance matrix update unit 150 for each point. n is the point number of the point group, and data is read in random order from n = 1 to n = N (N is the total number of points), and the value is updated for each point. This is repeated to update to n = N, and VN and CN at that stage are stored.

初期値V1及びC1をVN及びCNとして代入し、再び同様に全点に対して更新処理を繰り返す。このとき点の読み出し順をランダムにシャッフルする。このように繰り返し処理1周回ごとに読み出し順をランダムにシャッフルすることにより、不適切な局所解に陥ることを回避し、最適解へ収束させることができる。収束するとV1とVNの各成分の差分の二乗和の差が非常に小さくなる。あらかじめ定めた収束判定閾値εを下回ったとき、収束したとみなして反復計算を終了する。   The initial values V1 and C1 are substituted as VN and CN, and the update process is repeated for all points in the same manner. At this time, the reading order of the points is shuffled randomly. In this way, by randomly shuffling the reading order for each round of the iterative process, it is possible to avoid falling into an inappropriate local solution and converge to the optimal solution. When it converges, the difference of the sum of squares of the difference between the components of V1 and VN becomes very small. When the value falls below a predetermined convergence judgment threshold ε, it is considered that the convergence has been completed, and the iterative calculation is terminated.

次に、基準平面生成装置100による処理の結果を説明する。図8は本発明の実施形態に係る点群データへの基準平面生成装置の処理結果を示すものであり、(a)は生成された平面を示す模式図、(b)はノイズが点群から生成した平面に対するノイズがある点群から生成した平面の傾きを処理方法別に示したグラフである。   Next, the result of processing by the reference plane generating apparatus 100 will be described. FIG. 8 shows the processing result of the reference plane generating apparatus for the point cloud data according to the embodiment of the present invention, (a) is a schematic diagram showing the generated plane, and (b) is the noise from the point cloud. It is the graph which showed the inclination of the plane produced | generated from the point group with noise with respect to the produced | generated plane according to the processing method.

図8(a)に示す図は、処理対象は、正方形の単位領域UAに分布した点群データPであり、この点群データPには、大量インパルスノイズ(全体の10%:振幅はランダム)を加えている。この条件で基準平面CPを求めた。なお、基準平面CPの法線をNで示している。   In the diagram shown in FIG. 8A, the processing target is point cloud data P distributed in a square unit area UA. This point cloud data P includes a large amount of impulse noise (10% of the whole: the amplitude is random). Is added. The reference plane CP was determined under these conditions. A normal line of the reference plane CP is indicated by N.

図8(a)(i)は実施形態に係る基準平面生成装置100で処理した場合を示し、同(ii)は従来の方法で処理した場合を示している。まったく同一の点群データPnに対して実施形態に係る基準平面生成装置100では、基準平面CPが単位領域UA平面にほぼ沿っているのに対して、従来の方法では基準平面CPが単位領域UAに交差する方向に配置され、ノイズの影響を大きく受けることがわかる。   FIGS. 8A and 8I show a case where processing is performed by the reference plane generation apparatus 100 according to the embodiment, and FIG. 8I shows a case where processing is performed by a conventional method. In the reference plane generating apparatus 100 according to the embodiment for exactly the same point group data Pn, the reference plane CP is substantially along the unit area UA plane, whereas in the conventional method, the reference plane CP is the unit area UA. It can be seen that it is arranged in the direction intersecting with

図8(b)(i)はインパルスノイズの数を変化させ、同(ii)ではノイズの振幅を変化させた場合における本実施形態と従来例の結果を比較している。なお、各グラフにおいて縦軸はノイズがない理想的平面との法線角度差を示している。グラフ中「W−MCM」が本実施形態に係る処理、「Our」は実施形態に係る処理においてメモリ消費量を圧縮するため、点群データの一部を処理中にRAMからHDDへ一時的に保存して実施したものである。計算方法は同一であるが、RAMに保存できないような非常に大規模な点群データに対しても対応できることを示している。   FIGS. 8B and 8I change the number of impulse noises, and FIG. 8I compares the results of this embodiment and the conventional example when the noise amplitude is changed. In each graph, the vertical axis represents the normal angle difference from an ideal plane without noise. In the graph, “W-MCM” is the process according to the present embodiment, and “Our” is the process according to the embodiment. In order to compress the memory consumption, a part of the point cloud data is temporarily transferred from the RAM to the HDD during the process. Saved and implemented. This shows that the calculation method is the same, but it can cope with very large point cloud data that cannot be stored in the RAM.

各図により、本発明の実施形態は、公知の既存法である最小二乗法(LSF:Least Square Fitting)、リッジ回帰(RR:Ridge Regression)、主成分分析(PCA:Principal Component Analysis)、Weiszfeld法、幾何中央値を用いたPCA(MCM−PCA:MedianCovariation Matrix PCA)の各処理方法に比べてノイズ数やノイズ振幅を増加させても、生成される基準平面CPの配置角度が変化せず、ノイズによる影響が少ないことがわかる。   According to each figure, the embodiment of the present invention is a known existing method, such as Least Square Fitting (LSF), Ridge Regression (RR), Principal Component Analysis (PCA), Weizfeld method. Even if the number of noises and the noise amplitude are increased as compared with each processing method of PCA (MCM-PCA: Median Covariation Matrix PCA) using the geometric median value, the arrangement angle of the generated reference plane CP does not change, and the noise It can be seen that there is little influence by.

100:基準平面生成装置
110:単位領域切出部
120:初期値算出部
130:距離算出部
140:寄与率算出部
150:幾何中央値・共分散行列更新部
160:平面生成部
200:路面評価装置
300:路面測定装置
310:スキャナ
320:全周カメラ
330:GNSS装置
340:車両
400:構造物
100: reference plane generation device 110: unit area extraction unit 120: initial value calculation unit 130: distance calculation unit 140: contribution rate calculation unit 150: geometric median / covariance matrix update unit 160: plane generation unit 200: road surface evaluation Device 300: Road surface measuring device 310: Scanner 320: All-around camera 330: GNSS device 340: Vehicle 400: Structure

Claims (5)

測定経路に沿って移動させた測定装置で取得した道路の各点の位置を示す平面状の点群データから当該点群データの評価基準となる基準平面を生成する方法であって、
前記点群データの中央値を求め、
前記点群データの各点と前記中央値との距離を求め、
前記各点に前記距離が大きくなるほど小さい値となる寄与率を求め、
前記寄与率を乗じて基準平面を生成することを特徴とする点群データからの基準平面生成方法。
A method for generating a reference plane as an evaluation reference for the point cloud data from planar point cloud data indicating the position of each point of the road acquired by the measurement device moved along the measurement path,
Find the median of the point cloud data,
Find the distance between each point of the point cloud data and the median,
The contribution ratio which becomes a smaller value as the distance increases to each point is calculated,
A reference plane generation method from point cloud data, wherein a reference plane is generated by multiplying the contribution rate.
前記寄与率は前記距離に反比例することを特徴とする請求項1に記載の点群データからの基準平面生成方法。   The method for generating a reference plane from point cloud data according to claim 1, wherein the contribution rate is inversely proportional to the distance. 前記基準平面の生成には主成分分析(PCA:Principal Component Analysis)を使用し、前記主成分分析(PCA)の計算に幾何中央値共分散行列(MCM: Median Covariation Matrix)を用い、重み付き確率的勾配降下法によって幾何中央値共分散行列を更新し、この更新を収束まで繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の点群データからの基準平面生成方法。   Principal component analysis (PCA) is used to generate the reference plane, and the median covariation matrix (MCM) is used for the calculation of the principal component analysis (PCA). 2. The method of generating a reference plane from point cloud data according to claim 1, wherein the geometric median covariance matrix is updated by a dynamic gradient descent method, and this update is repeated until convergence. 前記幾何中央値共分散行列の更新を繰り返すに際し、すべての点群に対して計算が1回終了するごとに全点の読み込順をランダムシャッフルすることを特徴とする請求項3に記載の点群データからの基準平面生成方法。   4. The point according to claim 3, wherein, when the update of the geometric median covariance matrix is repeated, the reading order of all points is randomly shuffled every time calculation is completed once for all point groups. Reference plane generation method from group data. 測定経路に沿って移動させた測定装置で取得した道路の各点の位置を示す平面状の点群データから当該点群データの評価基準となる基準平面を生成する装置であって、
前記点群データの中央値を求める手段と、
前記点群データの各点と前記中央値との距離を求める手段と、
前記各点に前記距離が大きくなるほど小さい値となる寄与率を求める手段と、
前記寄与率を乗じて基準平面を生成する手段と、
を備えることを特徴とする点群データへの基準平面生成装置。
A device that generates a reference plane that serves as an evaluation reference for the point cloud data from planar point cloud data indicating the position of each point on the road acquired by the measurement device moved along the measurement path,
Means for obtaining a median of the point cloud data;
Means for obtaining a distance between each point of the point cloud data and the median;
Means for obtaining a contribution ratio that becomes a smaller value as the distance increases to each point;
Means for multiplying the contribution rate to generate a reference plane;
An apparatus for generating a reference plane for point cloud data.
JP2017037624A 2017-02-28 2017-02-28 Reference plane generation method and device from point cloud data Active JP6829626B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017037624A JP6829626B2 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Reference plane generation method and device from point cloud data

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017037624A JP6829626B2 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Reference plane generation method and device from point cloud data

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018141759A true JP2018141759A (en) 2018-09-13
JP6829626B2 JP6829626B2 (en) 2021-02-10

Family

ID=63526624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017037624A Active JP6829626B2 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Reference plane generation method and device from point cloud data

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6829626B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020098188A (en) * 2018-09-27 2020-06-25 バイドゥ オンライン ネットワーク テクノロジー (ベイジン) カンパニー リミテッド Obstacle detection method, obstacle detection device, electronic apparatus, vehicle and storage medium
JP2021131281A (en) * 2020-02-19 2021-09-09 株式会社Ihiインフラシステム Flatness measurement device for concrete slab
CN114486571A (en) * 2022-01-07 2022-05-13 武汉理工大学 Pavement comprehensive performance evaluation method based on pavement service performance and structural performance
EP4131084A1 (en) 2021-08-06 2023-02-08 Fujitsu Limited Program, data processing method, and data processing apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013101592A (en) * 2011-10-12 2013-05-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Three-dimensional coordinate calculation device, three-dimensional coordinate calculation method, and program
JP2013205130A (en) * 2012-03-28 2013-10-07 Zenrin Co Ltd Method for generating road surface shape data, device for generating road surface shape data and computer program
WO2016031364A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 Method for manufacturing component and manufacturing device using such method, and volume measuring method
US20160177524A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 Federal Signal Corporation Vehicle With Internal and/or External Monitoring

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013101592A (en) * 2011-10-12 2013-05-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Three-dimensional coordinate calculation device, three-dimensional coordinate calculation method, and program
JP2013205130A (en) * 2012-03-28 2013-10-07 Zenrin Co Ltd Method for generating road surface shape data, device for generating road surface shape data and computer program
WO2016031364A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 Method for manufacturing component and manufacturing device using such method, and volume measuring method
US20160177524A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 Federal Signal Corporation Vehicle With Internal and/or External Monitoring

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020098188A (en) * 2018-09-27 2020-06-25 バイドゥ オンライン ネットワーク テクノロジー (ベイジン) カンパニー リミテッド Obstacle detection method, obstacle detection device, electronic apparatus, vehicle and storage medium
US11393219B2 (en) 2018-09-27 2022-07-19 Apollo Intelligent Driving Technology (Beijing) Co., Ltd. Method and apparatus for detecting obstacle, electronic device, vehicle and storage medium
JP2021131281A (en) * 2020-02-19 2021-09-09 株式会社Ihiインフラシステム Flatness measurement device for concrete slab
JP7366797B2 (en) 2020-02-19 2023-10-23 株式会社Ihiインフラシステム Concrete slab flatness measuring device
EP4131084A1 (en) 2021-08-06 2023-02-08 Fujitsu Limited Program, data processing method, and data processing apparatus
CN114486571A (en) * 2022-01-07 2022-05-13 武汉理工大学 Pavement comprehensive performance evaluation method based on pavement service performance and structural performance
CN114486571B (en) * 2022-01-07 2023-11-07 武汉理工大学 Pavement comprehensive performance evaluation method based on pavement service performance and structural performance

Also Published As

Publication number Publication date
JP6829626B2 (en) 2021-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ruchti et al. Localization on openstreetmap data using a 3d laser scanner
JP2018141759A (en) Reference plane creation method from point group data and device
ES2458790T3 (en) Procedure to rule on the suitability of a soil surface as a landing zone or rolling surface for aircraft
KR101964100B1 (en) Object detection apparatus based on neural network learning and method of the same
JP6777403B2 (en) Object recognition device and program
Qin et al. Toward an optimal algorithm for LiDAR waveform decomposition
Park et al. Radar localization and mapping for indoor disaster environments via multi-modal registration to prior LiDAR map
JP6745169B2 (en) Laser measuring system and laser measuring method
JP5981886B2 (en) Point cloud analysis processing device, point cloud analysis processing method, and program
JP6333396B2 (en) Method and apparatus for measuring displacement of mobile platform
JP6073944B2 (en) Laser measurement system, reflection target body, and laser measurement method
Abed et al. Echo amplitude normalization of full-waveform airborne laser scanning data based on robust incidence angle estimation
CN112379393B (en) Train collision early warning method and device
JP6099728B1 (en) Laser measurement system and laser measurement method
RU2686279C1 (en) Ledges detection device and the ledges detection method
CN113466827B (en) Denoising method based on improved local sparse algorithm
JP6397386B2 (en) Region division processing apparatus, method, and program
KR101074277B1 (en) Boundary extraction apparatus and method of structure
CN113256483A (en) De-dithering of point cloud data for target identification
Shan et al. Urban terrain and building extraction from airborne LIDAR data
Harmening et al. Terrestrial laserscanning-modeling of correlations and surface deformations
RU2625091C1 (en) Method of road surface cross cut smoothness (wheel tracking) determining
JP2011226880A (en) Measuring device, measuring method and measuring program
Huang et al. Ground filtering algorithm for mobile LIDAR using order and neighborhood point information
JP7366227B1 (en) Ground point extraction device, ground point extraction method and program

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170301

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210122

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6829626

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250