JP2020052431A - 地図データ差分抽出装置、地図データ差分抽出方法および地図データ差分抽出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】計測データ１８２を用いて地図データ１８１を更新できるようにする。【解決手段】（１）計測データ１８２の一部と地図データ１８１の一部とを特徴物に基づいて比較する。（２）比較結果に基づいて、地図データ１８１の一部を更新する。（３）地図データ１８１の更新された一部を地図データ１８１に反映して、地図データ１８１を更新する。【選択図】図１５

Description

本発明は、地図データ差分抽出装置、地図データ差分抽出方法および地図データ差分抽出プログラムに関する。

モービルマッピングシステム（ＭＭＳ）を用いて、詳細な道路地図を示す地図データを作成する場合、ＭＭＳの計測車両が計測したデータには計測誤差が含まれているため、測量的手法によって実測したデータを用いて計測データを更正した上で、地図データを作成している。

白線の塗り直し又は道路の補修工事などが発生した場合、道路地図に変化が生じるため、地図データを更新する必要がある。

しかし、変化が生じた箇所を測量的手法を用いて実測すると、時間と手間がかかってしまう。

また、変化が生じた箇所をＭＭＳを用いて計測したとしても、ＭＭＳで得られる計測データを地図データにそのまま反映することはできず、計測したデータを更正するために測量的手法によって実測したデータを取得する必要があった。

特許文献１には、ＭＭＳを用いて地図データを作成するための技術が開示されている。

特開２００９−０７６０９６号公報

本発明は、計測データを用いて地図データを更新できるようにすることを目的とする。

本発明の差分抽出装置は、
基準時刻に存在した地物の位置情報を含む地図データと、前記基準時刻の後の計測時刻に行われる計測によって得られるデータであって前記計測時刻に存在した地物の位置情報を含むデータである計測データとを用いて、前記地図データと前記計測データとに共通する地物であり、区分けされる更新区域毎に検出される特徴物の位置のずれ量を算出するずれ量算出部と、
算出されたずれ量に基づいて、前記計測データに含まれる位置情報を修正するずれ修正部と、
前記地図データと修正後の計測データとを用いて、前記基準時刻に存在した地物の集合と前記計測時刻に計測された地物の集合との差分を抽出する差分抽出部とを備える。

本発明によれば、計測データを用いて地図データを更新することが可能となる。

実施の形態１における地図データ更新装置１００の構成図。 実施の形態１における記憶部１９１の構成図。 実施の形態１における計測車両８１０の構成図。 実施の形態１における地図データ更新方法のフローチャート。 実施の形態１における地図画像２０１および白線２０２を示す図。 実施の形態１における点群画像２１１および白線２１２を示す図。 実施の形態１における白線（２０２、２１２）を重ね合わせた図。 実施の形態１における白線の重心（２０３、２１３）を示す図。 実施の形態１におけるずれ量算出処理（Ｓ１００）のフローチャート。 実施の形態１における計測点群２１４および境界線２１５を示す図。 実施の形態１における新規地物２２１および消滅地物２２２を示す図。 実施の形態１における更新前後の白線２０２を示す図。 実施の形態１における利用形態１を示す図。 実施の形態１における利用形態２を示す図。 実施の形態１における要約を示す図。 実施の形態２における白線（２０２、２１２）の重なり部分を示す図。 実施の形態２におけるずれ量算出処理（Ｓ１００）のフローチャート。 実施の形態３の実施例１におけるずれ量算出処理（Ｓ１００）のフローチャート。 実施の形態３の実施例２におけるずれ量算出処理（Ｓ１００）のフローチャート。 実施の形態３の実施例３におけるずれ量算出処理（Ｓ１００）のフローチャート。 実施の形態４における地図データ更新方法のフローチャート。 実施の形態における地図データ更新装置１００のハードウェア構成図。

実施の形態および図面において、同じ要素または互いに相当する要素には同じ符号を付している。同じ符号が付された要素の説明は適宜に省略または簡略する。

実施の形態１．
地図データを更新する形態について、図１から図１５に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、地図データ更新装置１００の構成を説明する。

地図データ更新装置１００は、プロセッサ９０１とメモリ９０２と補助記憶装置９０３とディスプレイ９０４と入力装置９０５と通信装置９０６といったハードウェアを備えるコンピュータである。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続されている。

プロセッサ９０１は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、他のハードウェアを制御する。具体的には、プロセッサ９０１は、ＣＰＵ、ＤＳＰまたはＧＰＵである。ＣＰＵはＣｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略称であり、ＤＳＰはＤｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒの略称であり、ＧＰＵはＧｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略称である。

メモリ９０２は揮発性の記憶装置である。メモリ９０２は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。具体的には、メモリ９０２はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。

補助記憶装置９０３は不揮発性の記憶装置である。具体的には、補助記憶装置９０３は、ＲＯＭ、ＨＤＤまたはフラッシュメモリである。ＲＯＭはＲｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙの略称であり、ＨＤＤはＨａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅの略称である。

プロセッサ９０１とメモリ９０２と補助記憶装置９０３とをまとめたハードウェアを「プロセッシングサーキットリ」という。

ディスプレイ９０４は、画像等を表示する表示装置である。具体的には、ディスプレイ９０４は液晶ディスプレイである。ディスプレイ９０４はモニタともいう。

入力装置９０５は、入力を受け付ける装置である。具体的には、入力装置９０５は、キーボード、マウス、テンキーまたはタッチパネルである。

通信装置９０６は、通信を行う装置であり、レシーバとトランスミッタとを備える。具体的には、通信装置９０６は通信チップまたはＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）である。

地図データ更新装置１００は、ずれ量算出部１１１とずれ修正部１１２と差分抽出部１１３と地図データ更新部１１４といった「部」を機能構成の要素として備える。「部」の機能はソフトウェアで実現される。「部」の機能については後述する。

補助記憶装置９０３には、「部」の機能を実現するプログラムが記憶されている。「部」の機能を実現するプログラムは、メモリ９０２にロードされて、プロセッサ９０１によって実行される。

さらに、補助記憶装置９０３にはＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が記憶されている。ＯＳの少なくとも一部は、メモリ９０２にロードされて、プロセッサ９０１によって実行される。

つまり、プロセッサ９０１は、ＯＳを実行しながら、「部」の機能を実現するプログラムを実行する。

「部」の機能を実現するプログラムを実行して得られるデータは、メモリ９０２、補助記憶装置９０３、プロセッサ９０１内のレジスタまたはプロセッサ９０１内のキャッシュメモリといった記憶装置に記憶される。

メモリ９０２は、地図データ更新装置１００で使用、生成、入力、出力、送信または受信されるデータが記憶される記憶部１９１として機能する。但し、他の記憶装置が記憶部１９１として機能してもよい。

ディスプレイ９０４は画像等を表示する表示部１９２として機能する。

入力装置９０５は入力を受け付ける受付部１９３として機能する。

通信装置９０６はデータを通信する通信部として機能する。通信装置９０６において、レシーバはデータを受信する受信部として機能し、トランスミッタはデータを送信する送信部として機能する。

地図データ更新装置１００は、プロセッサ９０１を代替する複数のプロセッサを備えてもよい。複数のプロセッサは、「部」の機能を実現するプログラムの実行を分担する。

「部」の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体にコンピュータ読み取り可能に記憶することができる。不揮発性の記憶媒体は、一時的でない有形の媒体である。

「部」は「処理」または「工程」に読み替えてもよい。「部」の機能はファームウェアで実現してもよい。

図２に基づいて、記憶部１９１に記憶されるデータを説明する。

記憶部１９１には、地図データ１８１および計測データ１８２などが記憶される。

地図データ１８１は、基準時刻に存在した地物の位置情報を含む地図データである。

具体的には、地図データ１８１は、自動走行支援システムにおいて用いられる基盤的地図データである。自動走行支援システムとは、車両の自動走行を実現するためのシステムである。また、地図データ１８１に含まれる位置情報は、地物が位置する地点を示す３次元座標値である。

計測データ１８２は、基準時刻の後の計測時刻に行われる計測によって得られるデータであって、前記計測時刻に存在した地物の位置情報を含むデータである。

具体的には、計測データ１８２は、モービルマッピングシステム（ＭＭＳ）を用いた３次元計測によって得られる計測データである。

ＭＭＳは、３次元計測の対象となる計測地域を計測車両で走行することによって、計測地域の計測データを得るためのシステムである。

図３に基づいて、計測車両８１０を説明する。

計測車両８１０は、計測機器が搭載された車両である。具体的な計測機器は、ＧＰＳ受信機８１１、ＩＭＵ８１２、オドメータ８１３、レーザスキャナ８１４およびカメラ８１５である。ＧＰＳはＧｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍの略称であり、ＩＭＵはＩｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔの略称である。

ＧＰＳ受信機８１１とＩＭＵ８１２とオドメータ８１３とのそれぞれによって得られる計測データを用いて、車両位置データが得られる。車両位置データは、時刻毎に計測車両が位置する地点を示す３次元座標値を含むデータである。

レーザスキャナ８１４によって、レーザ点群データおよび３次元点群データが得られる。

レーザ点群データは、計測点毎に、レーザスキャナ８１４から計測点までの距離と、レーザスキャナ８１４から計測点への方位とを含むデータである。計測点は、レーザ光が照射されてレーザ光を反射した地点である。

３次元点群データは、車両位置データとレーザ点群データとを用いて生成されるデータであり、計測点毎に計測点を示す３次元座標値を含むデータである。計測点の３次元座標値は、レーザ光が照射された時刻における計測車両の３次元座標値と、レーザスキャナ８１４から計測点までの距離と、レーザスキャナ８１４から計測点への方位とを用いて算出される。

カメラ８１５によって、撮影画像データが得られる。撮影画像データは、時刻毎の撮影画像を含んだデータである。撮影画像は、計測車両の周囲が映った画像である。

車両位置データ、レーザ点群データ、３次元点群データおよび撮影画像データは、ＭＭＳを用いた３次元計測によって得られる計測データである。

実施の形態１における計測データ１８２は３次元点群データである。計測データ１８２に含まれる位置情報は、計測点を示す３次元座標値である。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
地図データ更新装置１００の動作は地図データ更新方法に相当する。また、地図データ更新方法の手順は地図データ更新プログラムの手順に相当する。

図４に基づいて、地図データ更新方法を説明する。

ステップＳ１００は、ずれ量算出処理である。

ステップＳ１００において、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１と計測データ１８２とを用いて、地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量を算出する。

地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量は、地図データ１８１と計測データ１８２とに共通する地物の位置のずれ量である。ずれ量はベクトルで表される。

図５から図８に基づいて、ずれ量算出処理（Ｓ１００）の概要を説明する。

図５において、地図画像２０１は、地図データ１８１に基づいた画像である。地図画像２０１は、基準時刻に存在した地物を示している。白線２０２は、基準時刻に存在した地物である。

図６において、点群画像２１１は、計測データ１８２である３次元点群データに基づいた画像である。点群画像２１１は、計測時刻に存在した地物を示している。白線２１２は、計測時刻に存在した地物である。

計測データ１８２に含まれる位置情報は計測誤差を有する。そのため、計測データ１８２に含まれる位置情報に基づいて点群画像２１１の白線２１２を地図画像２０１の白線２０２に重ね合わせると、図７に示すように、地図画像２０１の白線２０２と点群画像２１１の白線２１２とにずれが生じる。このずれは平行な方向に生じる。

ずれ量算出部１１１は、地図画像２０１の白線２０２と点群画像２１１の白線２１２とのずれ量を、地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量として算出する。

図８において、重心２０３は地図画像２０１の白線２０２の重心であり、重心２１３は点群画像２１１の白線２１２の重心である。具体的には、ずれ量算出部１１１は、重心（２０３、２１３）のずれ量を、地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量として算出する。

図９に基づいて、ずれ量算出処理（Ｓ１００）の手順を説明する。

ステップＳ１１１において、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１と計測データ１８２とに共通する地物である特徴物を検出する。

具体的な特徴物は、白線と標識と信号機とのいずれかである。実施の形態１における特徴物は白線である。

ずれ量算出部１１１は、以下のように特徴物を地図データ１８１から検出する。

地図データ１８１には、地物毎に地物情報が含まれる。地物情報には、種類、識別子および位置情報が含まれる。地物情報に含まれる位置情報は、地物が有する角毎に角の位置を示す３次元座標値を含む。

まず、ずれ量算出部１１１は、種類が白線である地物情報を地図データ１８１から抽出する。

次に、ずれ量算出部１１１は、抽出された地物情報から、白線の角毎に３次元座標値を抽出する。

そして、ずれ量算出部１１１は、抽出された３次元座標値を用いて、白線の範囲を算出する。

ずれ量算出部１１１は、以下のように特徴物を計測データ１８２から検出する。

計測データ１８２には、計測点毎に計測点情報が含まれる。計測点情報には、色情報および位置情報が含まれる。計測点情報に含まれる位置情報は、計測点の３次元座標値である。

図１０において、計測点群２１４は、計測データ１８２に含まれる計測点情報に対応する計測点の集合である。黒丸は、白以外の色を示す色情報を含んだ計測点情報に対応する計測点である。白丸は、白を示す色情報を含んだ計測点情報に対応する計測点である。

まず、ずれ量算出部１１１は、白を示す色情報を含んだ計測点情報を、計測データ１８２から抽出する。

次に、ずれ量算出部１１１は、抽出された計測点情報のそれぞれから３次元座標値を抽出する。

次に、ずれ量算出部１１１は、抽出された３次元座標値を用いて、白線２１２の境界線２１５を算出する。

そして、ずれ量算出部１１１は、白線２１２の範囲を算出する。

図９に戻り、ステップＳ１１２から説明を続ける。

ステップＳ１１２において、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１における特徴物の位置を算出する。具体的には、特徴物の位置は、特徴物の重心の位置である。

ずれ量算出部１１１は、以下のように地図データ１８１における特徴物の位置を算出する。

ずれ量算出部１１１は、ステップＳ１１１で地図データ１８１を用いて算出された白線の範囲に基づいて、白線の重心の位置を示す３次元座標値を算出する。算出される３次元座標値が、地図データ１８１における特徴物の位置である。

ステップＳ１１３において、ずれ量算出部１１１は、計測データ１８２における特徴物の位置を算出する。具体的には、特徴物の位置は、特徴物の重心の位置である。

ずれ量算出部１１１は、以下のように計測データ１８２における特徴物の位置を算出する。

ずれ量算出部１１１は、ステップＳ１１１で計測データ１８２を用いて算出された白線の範囲に基づいて、白線の重心の位置を示す３次元座標値を算出する。算出される３次元座標値が、計測データ１８２における特徴物の位置である。

ステップＳ１１４において、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１における特徴物の位置と計測データ１８２における特徴物の位置との差を算出する。算出される差が、地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量である。

具体的には、ずれ量算出部１１１は、ステップＳ１１２で算出された３次元座標値とステップＳ１１３で算出された３次元座標値との差を算出する。

図４に戻り、ステップＳ２００から説明を続ける。

ステップＳ２００はずれ修正処理である。

ステップＳ２００において、ずれ修正部１１２は、ステップＳ１００で算出されたずれ量に基づいて、計測データ１８２に含まれる位置情報を修正する。

具体的には、ずれ修正部１１２は、計測データ１８２に含まれる位置情報毎に、位置情報である３次元座標値からずれ量を引いて修正後の３次元座標値を算出し、位置情報である３次元座標値を修正後の３次元座標値に更新する。

ステップＳ３００は差分抽出処理である。

ステップＳ３００において、差分抽出部１１３は、地図データ１８１と修正後の計測データ１８２とを用いて、基準時刻に存在した地物の集合と計測時刻に計測された地物の集合との差分を抽出する。

具体的には、差分抽出部１１３は、新規地物と消滅地物とを差分として抽出する。

新規地物は、基準時刻に存在せず計測時刻に計測された地物である。差分抽出部１１３は、修正後の計測データ１８２から、地図データ１８１に含まれる位置情報に合致しない位置情報を、新規地物の位置情報として抽出する。

消滅地物は、基準時刻に存在して計測時刻に計測されなかった地物である。差分抽出部１１３は、地図データ１８１から、修正後の計測データ１８２に含まれる位置情報に合致しない位置情報を、消滅地物の位置情報として抽出する。

図１１に基づいて、差分抽出処理（Ｓ３００）の概要を説明する。

図１１は、修正後の点群画像２１１の白線２１２の上に地図画像２０１の白線２０２を重ね合わせた様子を示している。修正後の点群画像２１１は、修正後の計測データ１８２に基づく点群画像２１１である。

差分抽出部１１３は、新規地物２２１と消滅地物２２２とを差分として抽出する。

新規地物２２１は、地図画像２０１の白線２０２に含まれず修正後の点群画像２１１の白線２１２に含まれる部分である。

消滅地物２２２は、地図画像２０１の白線２０２に含まれ修正後の点群画像２１１の白線２１２に含まれない部分である。

図４に戻り、ステップＳ４００を説明する。

ステップＳ４００は地図データ更新処理である。

ステップＳ４００において、地図データ更新部１１４は、ステップＳ３００で抽出された差分に基づいて、地図データ１８１を更新する。

具体的には、地図データ更新部１１４は、以下のように地図データ１８１を更新する。

抽出された差分が新規地物である場合、地図データ更新部１１４は、新規地物に対応する位置情報を地図データ１８１に追加する。つまり、地図データ更新部１１４は、新規地物の地物情報を生成し、生成された地物情報を地図データ１８１に追加する。

抽出された差分が消滅地物である場合、地図データ更新部１１４は、消滅地物に対応する位置情報を地図データ１８１から削除する。つまり、地図データ更新部１１４は、消滅地物の地物情報を地図データ１８１から削除する。

図１２に基づいて、地図データ更新処理（Ｓ４００）の概要を説明する。

図１２は、更新前の地図画像２０１の白線２０２と更新後の地図画像２０１の白線２０２とを示している。更新前の地図画像２０１は更新前の地図データ１８１に基づく地図画像２０１であり、更新後の地図画像２０１は更新後の地図データ１８１に基づく地図画像２０１である。

地図データ更新部１１４は、消滅地物２２２の地物情報を地図データ１８１から削除し、新規地物２２１の地物情報を地図データ１８１に追加する。
＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
測量的手法による実測を行わずに、計測データ１８２を用いて地図データ１８１を更新することが可能となる。そして、地図データ１８１の更新に要する時間と手間が軽減される。

定期トラックのように同じ経路を定期的に走行する車両がＭＭＳにおける計測車両として利用される場合、地図データ１８１を定期的に更新することが可能となる。
＊＊＊他の構成＊＊＊
図９のステップＳ１１２およびステップＳ１１３で算出される特徴物の位置は、特徴物の角の位置に基づく代表位置であってもよい。

具体的には、代表位置は、特徴物のいずれかの角の位置を示す３次元座標値である。または、代表位置は、特徴物の複数の角のそれぞれの３次元座標値の平均である。

ＭＭＳにおける３次元計測では、計測車両が走行した距離に応じて、計測誤差の大きさが異なる。但し、１００メートル程度の範囲では、計測誤差の大きさは、ほとんど変わらない。

そのため、地図データ更新方法は、更新区域毎に実行するとよい。その場合、特徴物は、更新区域毎に検出される。更新区域は、規定サイズで区分けされる区域である。規定サイズは予め決められた大きさである。具体的には、規定サイズは１００ｍ×１００ｍである。ｍはメートルを意味する。

特徴物は、検出し易い種類の地物であるのが好ましい。

特徴物として好ましい地物は、たくさん存在する地物または変化が少ない地物である。たくさん存在する地物は一部に変化が生じても検出することが可能であり、変化が少ない地物は常に検出することが可能である。

たくさん存在する地物は、白線、縁石、電柱、標識または信号器などである。

変化が少ない地物は、建物の角または橋脚の柱などである。

また、実施の形態１では、ずれ量算出処理に用いる特徴物として白線を例に挙げて説明したが、標識または信号機などのいずれかを特徴物としても良いし、検出する順番を予め定めておき、その順番で検出できた物を特徴物としても良い。

例えば、「白線、標識、信号機」を検出する順番として定めておき、白線を検出できた場合には白線を特徴物とする。白線を検出できなかった場合には標識を特徴物の候補とし、標識を検出できた場合には標識を特徴物とする。標識も検出できなかった場合には信号機を特徴物の候補とし、信号機を検出できた場合には信号機を特徴物とする。

また、白線、標識、信号機などのうち、特徴物の候補として検出できたもの全てを特徴物としてずれ量算出処理に用いても良い。つまり、複数の地物（白線、縁石、電柱、停止線、信号機など）を同時に検出し、検出した複数の地物を基準として差分を抽出してもよい。

その場合には、白線に関するずれ量と、標識に関するずれ量と、信号機に関するずれ量とのそれぞれを算出する。そして、それらの平均値を最終的なずれ量としても良いし、それぞれのずれ量に重み付けをして最終的なずれ量を算出しても良い。

複数の特徴物を用いることで、ずれ量算出の精度を高めることができる。

点群画像２１１の代わりに撮影画像が用いられてもよい。

点群画像２１１の代わりに撮影画像が用いられる場合、撮影画像に映った特徴物の位置と、撮影画像の中で特徴物が映った範囲とが予め算出されることが前提になる。

撮影画像の画素の方が点群画像２１１の計測点よりも密度が高いため、撮影画像を用いることにより、差分抽出の精度を高めることができる。

但し、特徴物が電柱である場合、撮影画像から電柱を抽出することが困難であるため、撮影画像の代わりに点群画像２１１を用いた方がよい。点群画像２１１を用いた場合、上方から点群を見ると電柱を表す円の中で計測点の密度が高くなるため、電柱を抽出することが容易である。

そこで、特徴物の種類に応じて、点群画像２１１または撮影画像が選択されるようにしてもよい。
＊＊＊実施の形態１の利用形態＊＊＊
＜利用形態１＞
図１３に基づいて、実施の形態１の利用形態１を説明する。

地図データ更新装置１００は、地図データ１８１を管理するセンタに設けられる。

計測車両８１０は計測データ１８２の収集が終わると駐車場に戻ってくる。駐車場では計測車両８１０から計測データ１８２が取り出され、取り出された計測データ１８２がセンタの地図データ更新装置１００に送信される。

センタの地図データ更新装置１００は、計測データ１８２を受信し、受信された計測データ１８２を用いて地図データ１８１を更新する。
＜利用形態２＞
図１４に基づいて、実施の形態１の利用形態２を説明する。

地図データ更新装置１００は、計測車両８１０に搭載される。

計測車両８１０は、計測車両８１０によって収集された計測データ１８２を用いて地図データ１８１を更新する。

計測車両８１０において更新された地図データ１８１は、地図データ１８１を管理するセンタに送信される。

センタにおいて、更新された地図データ１８１を用いて、元の地図データ１８１が更新される。
＊＊＊実施の形態１の要約＊＊＊
図１５に基づいて、実施の形態１の要約を説明する。
（１）ＭＭＳで得られた計測データ１８２の一部と基盤となる地図データ１８１の一部とを特徴物に基づいて比較する。
（２）比較結果に基づいて、地図データ１８１の一部を更新する。
（３）地図データ１８１の更新された一部を地図データ１８１に反映して、地図データ１８１を更新する。

実施の形態２．
地図画像２０１の白線２０２と点群画像２１１の白線２１２とが重なる部分の面積に基づいて地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量を算出する形態について、主に実施の形態１と異なる点を、図１６および図１７に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
地図データ更新装置１００の構成は、実施の形態１の図１および図２と同じである。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
地図データ更新方法の手順は、実施の形態１の図４と同じである。

但し、ずれ量算出処理（Ｓ１００）の手順が実施の形態１と異なる。ステップＳ２００からステップＳ４００の手順は実施の形態１と同じである。

図１６に基づいて、ずれ量算出処理（Ｓ１００）の概要を説明する。

白抜きの部分は地図画像２０１の白線２０２であり、網掛けの部分は点群画像２１１の白線２１２であり、黒塗りの部分は地図画像２０１の白線２０２と点群画像２１１の白線２１２とが互いに重なる重なり部分である。

（１）において、重なり部分の面積は小さい。（１）の状態から白線２１２がＸ方向に移動すると、（２）の状態が得られる。

（２）において、重なり部分の面積は中程度である。（２）の状態から白線２１２をＹ方向に移動すると、（３）の状態が得られる。

（３）において、重なり部分の面積は最大である。

ずれ量算出部１１１は、（３）のように重なり部分の面積が最大になるときの白線２１２の移動量を、地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量として算出する。

図１７に基づいて、ずれ量算出処理（Ｓ１００）の手順を説明する。

ステップＳ１２１において、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１と計測データ１８２とに共通する地物である特徴物を検出する。特徴物を検出する方法は、実施の形態１における図９のステップＳ１１１と同じである。

ステップＳ１２２において、ずれ量算出部１１１は、計測データ１８２における特徴物を移動しながら、特徴物の重なり面積を算出する。

特徴物の重なり面積は、地図データ１８１における特徴物と計測データ１８２における特徴物とが互いに重なる部分の面積である。

具体的には、ずれ量算出部１１１は、以下のように特徴物の重なり面積を算出する。

移動方向はＸＹ方向である。ＸＹ方向は水平方向である。

移動範囲は予め決められた範囲である。具体的には、移動範囲は、Ｘ方向において−αから＋αまでの範囲であり、Ｙ方向において−βから＋βまでの範囲である。αおよびβは予め決めら距離である。

ずれ量算出部１１１は、計測データ１８２における特徴物を移動範囲の中でＸ方向またはＹ方向に単位距離ずつ移動させる。

そして、ずれ量算出部１１１は、計測データ１８２における特徴物を移動させる毎に、特徴物の重なり面積を算出する。

また、ずれ量算出部１１１は、特徴物の重なり面積を算出する毎に、算出された重なり面積を移動量に対応付けて記憶部１９１に記憶する。重なり面積に対応付けられる移動量は、計測データ１８２における特徴物が元の位置から移動した量である。移動量はベクトルで表される。

ステップＳ１２３において、ずれ量算出部１１１は、最大の重なり面積に対応する移動量を選択する。選択される移動量が、地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量である。

具体的には、ずれ量算出部１１１は、ステップＳ１２２で算出された重なり面積から最大の重なり面積を選択する。そして、ずれ量算出部１１１は、最大の重なり面積に対応付けられた移動量を選択する。
＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊
地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量を高い精度で求めることが可能となる。その結果、地図データ１８１が適切に更新される。
＊＊＊他の構成＊＊＊
図１７のステップＳ１２２において移動される特徴物は、地図データ１８１における特徴物であってもよい。

実施の形態３．
利用者が特徴物の位置を指定する形態について、主に実施の形態１と異なる点を、図１８から図２０に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
地図データ更新装置１００の構成は、実施の形態１の図１および図２と同じである。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
地図データ更新方法の手順は、実施の形態１の図４と同じである。

但し、ずれ量算出処理（Ｓ１００）の手順が実施の形態１と異なる。ステップＳ２００からステップＳ４００の手順は実施の形態１と同じである。

以下に、ずれ量算出処理（Ｓ１００）の手順として、＜実施例１＞から＜実施例３＞を説明する。
＜実施例１＞
図１８に基づいて、ずれ量算出処理（Ｓ１００）の手順を説明する。

ステップＳ１３１１において、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１を用いて特徴物の位置を求める。

具体的には、ずれ量算出部１１１は、以下のように特徴物の位置を求める。

地図データ１８１には、マーカーポイントと呼ばれる地物の地物情報が含まれる。

マーカーポイントは、自動走行支援システムにおいて、車両間で共通の目印となる地物である。

ずれ量算出部１１１は、種類がマーカーポイントである地物情報を地図データ１８１から選択し、選択された地物情報から位置情報を抽出する。抽出される位置情報が示す３次元座標値が特徴物の位置である。

ステップＳ１３１２において、ずれ量算出部１１１は、計測データ１８２に対応する計測画像を生成する。そして、表示部１９２は、計測画像を表示する。

具体的には、ずれ量算出部１１１は、計測データ１８２である３次元点群データを用いて、図５に示すような点群画像２１１を生成する。そして、表示部１９２は、点群画像２１１を表示する。

ステップＳ１３１３において、受付部１９３は、計測画像の中で指定される指定箇所を受け付ける。指定箇所は、特徴物の位置に対応する箇所である。

具体的には、指定箇所は、以下のように指定される。

まず、利用者は、ディスプレイ９０４に表示された計測画像から、マーカーポイントに対応する箇所を見つける。

そして、利用者は、入力装置９０５を操作して、マーカーポイントに対応する箇所を指定する。指定される箇所が指定箇所である。

ステップＳ１３１４において、ずれ量算出部１１１は、計測データ１８２を用いて、指定箇所に対応する位置を求める。

具体的には、ずれ量算出部１１１は、以下のように指定箇所に対応する位置を求める。

まず、ずれ量算出部１１１は、計測画像である点群画像２１１から、指定箇所に対応する計測点を選択する。指定箇所に対応する計測点は、指定箇所に最も近い計測点、または、指定箇所を囲む３つの計測点である。

次に、ずれ量算出部１１１は、選択された計測点の３次元座標値を計測データ１８２から抽出する。

そして、ずれ量算出部１１１は、抽出された３次元座標値を用いて、指定箇所に対応する３次元座標値を求める。求められた３次元座標値が指定箇所に対応する位置情報である。

指定箇所に対応する３次元座標値は、指定箇所に最も近い計測点の３次元座標値である。または、指定箇所に対応する３次元座標値は、指定箇所を囲む３つの計測点を頂点とする３角形の重心の３次元座標値である。

ステップＳ１３１５において、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１における特徴物の位置と計測データ１８２における特徴物の位置との差を算出する。算出される差が、地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量である。

地図データ１８１における特徴物の位置は、ステップＳ１３１１で求められた位置である。

計測データ１８２における特徴物の位置は、ステップＳ１３１４で求められた位置である。
＜実施例２＞
図１９に基づいて、ずれ量算出処理（Ｓ１００）の手順を説明する。

ステップＳ１３２１において、ずれ量算出部１１１は、計測データ１８２を用いて、特徴物の位置を求める。

特徴物の位置を求める方法は、実施の形態１における図９のステップＳ１１３と同じである。

ステップＳ１３２２において、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１を用いて、図５に示すような地図画像２０１を生成する。そして、表示部１９２は、地図画像２０１を表示する。

ステップＳ１３２３において、ずれ量算出部１１１は、地図画像２０１の中で指定される指定箇所を受け付ける。指定箇所は、特徴物の位置に対応する箇所である。

具体的には、指定箇所は、以下のように指定される。

まず、利用者は、ディスプレイ９０４に表示された地図画像２０１から、特徴物の位置に対応する箇所を見つける。

そして、利用者は、入力装置９０５を操作して、特徴物の位置に対応する箇所を指定する。指定される箇所が指定箇所である。

ステップＳ１３２４において、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１を用いて、指定箇所に対応する位置を求める。

具体的には、ずれ量算出部１１１は、以下のように指定箇所に対応する位置を求める。

まず、ずれ量算出部１１１は、指定箇所に位置する地物である特徴物を地図データ１８１から検出する。特徴物を検出する方法は、実施の形態１における図９のステップＳ１１１と同じである。

そして、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１における特徴物の位置を算出する。特徴物の位置を算出する方法は、実施の形態１における図９のステップＳ１１２と同じである。

ステップＳ１３２５において、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１における特徴物の位置と計測データ１８２における特徴物の位置との差を算出する。算出される差が、地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量である。

地図データ１８１における特徴物の位置は、ステップＳ１３２４で求められた位置である。

計測データ１８２における特徴物の位置は、ステップＳ１３２１で求められた位置である。
＜実施例３＞
図２０に基づいて、ずれ量算出処理（Ｓ１００）の手順を説明する。

ステップＳ１３３１からステップＳ１３３３は、図１９のステップＳ１３２２からステップＳ１３２４と同じである。

ステップＳ１３３４からステップＳ１３３６は、図１８のステップＳ１３１２からステップＳ１３１４と同じである。

ステップＳ１３３７において、ずれ量算出部１１１は、地図データ１８１における特徴物の位置と計測データ１８２における特徴物の位置との差を算出する。算出される差が、地図データ１８１と計測データ１８２とのずれ量である。

地図データ１８１における特徴物の位置は、ステップＳ１３３３で求められた位置である。

計測データ１８２における特徴物の位置は、ステップＳ１３３６で求められた位置である。
＊＊＊実施の形態３の効果＊＊＊
地図データ１８１と計測データ１８２とに共通する地物である特徴物について、特徴物の位置を適宜に検出することが可能となる。その結果、地図データ１８１が適切に更新される。
＊＊＊他の構成＊＊＊
計測データ１８２に対応する計測画像は、撮影画像データに基づく撮影画像であってもよい。

撮影画像の中で指定された指定箇所に対応する位置情報は以下のように求められる。

まず、ずれ量算出部１１１は、計測データ１８２である三次元点群データを用いて、計測点群を撮影画像に投影する。計測点は、撮影画像に対応する画像平面とカメラから計測点への視線ベクトルとの交点に対応する箇所に投影される。

そして、ずれ量算出部１１１は、計測点群が投影された撮影画像を点群画像２１１と見做して、指定箇所に対応する位置情報を求める。指定箇所に対応する位置情報を求める方法は、図１８のステップＳ１３１４と同じである。

実施の形態４．
同じ差分が複数回抽出された場合に地図データ１８１を更新する形態について、主に実施の形態１と異なる点を、図２１に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
地図データ更新装置１００の構成は、実施の形態１の図１および図２と同じである。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２１に基づいて、地図データ更新方法を説明する。

ステップＳ１００からステップＳ３００までの処理は、計測時刻が異なる計測データ１８２毎に実行される。ステップＳ１００からステップＳ３００の内容は、実施の形態１の図４で説明した通りである。

ステップＳ４０１において、地図データ更新部１１４は、同じ差分が複数回抽出されたか判定する。具体的には、地図データ更新部１１４は、同じ差分が３回抽出されたか判定する。

同じ差分が複数回抽出された場合、処理はステップＳ４００に進む。

同じ差分が複数回抽出されていない場合、処理はステップＳ１００に戻る。

ステップＳ４００は、実施の形態１の図４で説明した通りである。
＊＊＊実施の形態４の効果＊＊＊
歩行者の存在またはＭＭＳにおける計測ミス等によって生じる一時的な差分は、地図データ１８１に反映するべきではない。同じ差分が複数回抽出された場合にその差分が地図データ１８１に反映されることにより、地図データ１８１を適切に更新することが可能となる。
＊＊＊他の構成＊＊＊
地図データ１８１を更新するために同じ差分を抽出する回数は、２回でもよいし、３回でもよいし、４回以上でもよい。
＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
実施の形態において、地図データ更新装置１００の機能はハードウェアで実現してもよい。

図２２に、地図データ更新装置１００の機能がハードウェアで実現される場合の構成を示す。

地図データ更新装置１００は処理回路９９０を備える。処理回路９９０はプロセッシングサーキットリともいう。

処理回路９９０は、ずれ量算出部１１１とずれ修正部１１２と差分抽出部１１３と地図データ更新部１１４と記憶部１９１といった「部」の機能を実現する専用の電子回路である。

具体的には、処理回路９９０は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。ＧＡはＧａｔｅ Ａｒｒａｙの略称であり、ＡＳＩＣはＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略称であり、ＦＰＧＡはＦｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略称である。

地図データ更新装置１００は、処理回路９９０を代替する複数の処理回路を備えてもよい。複数の処理回路は、「部」の機能を分担する。

地図データ更新装置１００の機能は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現してもよい。つまり、「部」の機能の一部をソフトウェアで実現し、「部」の機能の残りをハードウェアで実現してもよい。

実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。フローチャート等を用いて説明した手順は、適宜に変更してもよい。

１００ 地図データ更新装置、１１１ ずれ量算出部、１１２ ずれ修正部、１１３ 差分抽出部、１１４ 地図データ更新部、１８１ 地図データ、１８２ 計測データ、１９１ 記憶部、１９２ 表示部、１９３ 受付部、２０１ 地図画像、２０２ 白線、２０３ 重心、２１１ 点群画像、２１２ 白線、２１３ 重心、２１４ 計測点群、２１５ 境界線、２２１ 新規地物、２２２ 消滅地物、８１０ 計測車両、８１１ ＧＰＳ受信機、８１２ ＩＭＵ、８１３ オドメータ、８１４ レーザスキャナ、８１５ カメラ、９０１ プロセッサ、９０２ メモリ、９０３ 補助記憶装置、９０４ ディスプレイ、９０５ 入力装置、９０６ 通信装置、９９０ 処理回路。

Claims (12)

1. 基準時刻に存在した地物の位置情報を含む地図データと、前記基準時刻の後の計測時刻に行われる計測によって得られるデータであって前記計測時刻に存在した地物の位置情報を含むデータである計測データとを用いて、前記地図データと前記計測データとに共通する地物であり、区分けされる更新区域毎に検出される特徴物の位置のずれ量を算出するずれ量算出部と、
   算出されたずれ量に基づいて、前記計測データに含まれる位置情報を修正するずれ修正部と、
   前記地図データと修正後の計測データとを用いて、前記基準時刻に存在した地物の集合と前記計測時刻に存在した地物の集合との差分を抽出する差分抽出部と
   を備える地図データ差分抽出装置。
2. 前記更新区域は、
   前記計測データに含まれる位置情報が有する計測誤差の大きさの変化が所定の範囲に収まるサイズで区分けされる
   請求項１に記載の地図データ差分抽出装置。
3. 前記ずれ量算出部は、
   前記地図データと前記計測データとに共通する地物である特徴物を検出し、
   前記地図データにおける前記特徴物の位置と、前記計測データにおける前記特徴物の位置とを算出し
   前記地図データにおける前記特徴物の位置と前記計測データにおける前記特徴物の位置との差を、前記ずれ量として算出する
   請求項１又は２に記載の地図データ差分抽出装置。
4. 前記ずれ量算出部は、
   前記地図データと前記計測データとに共通する地物である特徴物を検出し、
   前記地図データにおける前記特徴物と前記計測データにおける前記特徴物とのうちの一方の特徴物を移動させながら、前記地図データにおける前記特徴物と前記計測データにおける前記特徴物とが互いに重なる部分の面積を重なり面積として算出し、
   最大の重なり面積に対応する移動量を前記ずれ量として選択する
   請求項１又は２に記載の地図データ差分抽出装置。
5. 前記ずれ量算出部は、
   前記地図データを用いて特徴物の位置を求め、
   計測画像の中で指定される指定箇所に対応する位置を前記計測データを用いて求め、
   前記地図データを用いて求められた位置と前記計測データを用いて求められた位置との差を前記ずれ量として算出する
   請求項１又は２に記載の地図データ差分抽出装置。
6. 前記ずれ量算出部は、
   前記計測データを用いて特徴物の位置を求め、
   地図画像の中で指定される指定箇所に対応する位置を前記地図データを用いて求め、
   前記地図データを用いて求められた位置と前記計測データを用いて求められた位置との差を前記ずれ量として算出する
   請求項１又は２に記載の地図データ差分抽出装置。
7. 前記ずれ量算出部は、
   地図画像の中で指定される指定箇所に対応する位置を前記地図データを用いて求め、
   計測画像の中で指定される指定箇所に対応する位置を前記計測データを用いて求め、
   前記地図データを用いて求められた位置と前記計測データを用いて求められた位置との差を前記ずれ量として算出する
   請求項１又は２に記載の地図データ差分抽出装置。
8. 前記特徴物の位置は、前記特徴物の重心の位置である
   請求項１から請求項７の何れか１項に記載の地図データ差分抽出装置。
9. 前記特徴物の位置は、前記特徴物の角の位置に基づく代表位置である
   請求項１から請求項７の何れか１項に記載の地図データ差分抽出装置。
10. 前記特徴物は、白線と標識と信号機とのいずれかである
    請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の地図データ差分抽出装置。
11. ずれ量算出部が、基準時刻に存在した地物の位置情報を含む地図データと、前記基準時刻の後の計測時刻に行われる計測によって得られるデータであって前記計測時刻に存在した地物の位置情報を含むデータである計測データとを用いて、前記地図データと前記計測データとに共通する地物であり、区分けされる更新区域毎に検出される特徴物の位置のずれ量を算出し、
    ずれ修正部が、算出されたずれ量に基づいて、前記計測データに含まれる位置情報を修正し、
    差分抽出部が、前記地図データと修正後の計測データとを用いて、前記基準時刻に存在した地物の集合と前記計測時刻に存在した地物の集合との差分を抽出する
    地図データ差分抽出方法。
12. 基準時刻に存在した地物の位置情報を含む地図データと、前記基準時刻の後の計測時刻に行われる計測によって得られるデータであって前記計測時刻に存在した地物の位置情報を含むデータである計測データとを用いて、前記地図データと前記計測データとに共通する地物であり、区分けされる更新区域毎に検出される特徴物の位置のずれ量を算出するずれ量算出部と、
    算出されたずれ量に基づいて、前記計測データに含まれる位置情報を修正するずれ修正部と、
    前記地図データと修正後の計測データとを用いて、前記基準時刻に存在した地物の集合と前記計測時刻に存在した地物の集合との差分を抽出する差分抽出部として
    コンピュータを機能させるための地図データ差分抽出プログラム。

Images