JP3367548B2 - 道路自動認識方法及びその装置並びに地図情報処理方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路形状が途切れ
た不完全な縁線によって表現されている地図から道路面
を自動的に認識する道路自動認識方法及びその装置と、
その方法及び装置を利用して、性質や縮尺の異なる複数
の地図上の情報を相互に利用することができるようにし
た地図情報処理方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地図は、一般に利用目的ごとに適した縮
尺や座標系で表現され、地図上の構成要素及びそれらに
関連づけられた属性情報等のデータが整備されている。
構成要素に関するデータの充実度は、それぞれの地図の
主題や縮尺によって偏りがある。例えば、カー・ナビゲ
ーション等で使われている道路ネットワーク地図は、い
わゆる小縮尺地図として知られている縮尺１：２５００
０又は１：５００００の地図で、各道路の接続関係，長
さ，幅等の道路交通関連の属性情報は豊富であるが、施
設等の情報はほとんど入ってこない。これに対して、建
物情報を掲載した住宅地図は、いわゆる大縮尺地図とし
て知られている縮尺１：２５００程度の地図で、各建物
の形状、名称，住人情報等が詳細に記述されているが、
道路に関しては道路縁を表す単なる線分の集まりで道路
形状を表しているに過ぎず、経路探索等の道路の接続関
係を用いた処理はそのままではできない。

【０００３】ところで、地図に含まれる様々な情報の中
で最も重要なものの１つである道路情報を高度利用する
目的で、例えば、住宅地図上の道路形状のデータから、
道路の接続関係をグラフ構造で表現した道路ネットワー
クを自動抽出する研究が行われている。例えば、堀江等
の「ベクトル地図からの道路ネットワークの生成」（電
子情報通信学会春季全国大会，Ｄ−４６６（１９９
４））、四茂野の「道路縁データからのネットワークの
生成」（ＧＩＳ−理論と応用、Ｖｏｌ，２，Ｎｏ．１，
ｐｐ３３−４０（１９９４））の報告がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの文献
に記載された手法は、図２９に示すような、非道路面が
閉じた多角形として数値化されている地図、すなわち、
道路を面として獲得できる地図を対象としている。一
方、上述の住宅地図のなかには、図３０に示すように、
道路形状が、途切れて不完全な道路縁線の線分で表現さ
れているものも多い。従って、かかる住宅地図を対象と
しては、計算機によって道路面を認識することは困難で
あり、そのため上述の手法を用いても、道路ネットワー
クの自動抽出は不可能であった。

【０００５】道路情報が不完全な住宅地図を用いて上述
の手法により道路ネットワークを自動的に抽出するに
は、道路縁線は途切れなく非道路面を囲む多角形である
こと等、道路情報が所定の条件を満たすように人手等に
より予め整備しておく必要があった。従って、かかる場
合膨大な労力が必要となっていた。特に、可能な限り忠
実に実際の道路形状を地図上に表現することを目指した
縮尺の大きい地図を対象にする場合ほど、作業が複雑か
つ大量になった。

【０００６】一方、上述の異なる性質や縮尺の複数の地
図間で相互に地図情報を利用したいという要請がある。
例えば、道路ネットワーク地図は、道路ネットワークの
情報は豊富であるが建物の情報は不十分であるので、建
物の情報が豊富な住宅地図からその情報を転用したい場
合である。しかしながら、かかる作業を、座標変換によ
り、両地図を同一の縮尺や座標系で重ねて自動的に行お
うとしても、両地図の性質や正確さの違いから位置精度
が不十分であるため困難であり、考えに入れられてなか
った。従って、従来では、それぞれの地図を見比べなが
ら、人手により両者の対応をとって必要な情報を抽出し
ていたのであるが、かかる作業は経済的、時間的な損失
が大きかった。故に、異なる地図相互で地図情報を統一
的に有効利用することは困難であった。

【０００７】本発明は、かかる事情から成されたもので
あり、本発明の目的は、道路形状が途切れた不完全な縁
線によって表現されている地図からも道路面を自動的に
認識することができる道路自動認識方法及びその装置を
提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、道路ネットワ
ーク地図と住宅地図等の他の任意地図との関係のような
性質や縮尺が違い位置誤差を含む地図同士をそれらの道
路情報に基づき自動的に対応づけすることができる地図
情報処理方法及びその装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

【００１０】請求項１に記載の発明においては、計算器
利用の道路自動認識方法において、地図上の道路形状を
表す道路縁線情報と道路面内に存在し得ない非道路図形
情報を入力して、局所的にみて互いに平行とみなされる
道路縁線に挟まれ、当該道路縁線の間に非道路図形が存
在しない部分を道路面候補として検出し、道路縁線の両
側における前記道路面候補及び前記非道路図形の分布状
況に応じて、当該道路縁線のどちら側が道路面であるか
を推定し、道路面側であると推定された側が相対する２
つの道路縁線の間であって、前記非道路図形が存在しな
い間を道路面として決定することを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の発明においては、地図上
の道路形状を表す道路縁線情報と道路面内に存在し得な
い非道路図形情報を入力して、局所的にみて互いに平行
とみなされる道路縁線に挟まれ、当該道路縁線の間に非
道路図形が存在しない部分を道路面候補として検出する
道路候補面検出手段と、道路縁線の両側における前記道
路面候補及び前記非道路図形の分布状況に応じて、当該
道路縁線のどちら側が道路面であるかを推定する道路面
推定手段と、道路面側であると推定された側が相対する
２つの道路縁線の間であって、前記非道路図形が存在し
ない間を道路面として決定する道路面決定手段と、を備
えた道路自動認識装置であることを特徴とする。

【００１２】この道路自動認識方法及びその装置によれ
ば、ほぼ平行な道路縁線に挟まれた部分が道路面候補と
して検出されるので、道路縁線が道路の両側で対になっ
ていない不完全な部分を除いて、実際の道路面はほとん
ど道路面候補として挙げられる。また、部分的に非道路
面が混在してしても、より大局的に道路面らしさを調べ
るので、高い信頼性で道路面側を推定できる。この道路
面側の情報に基づき、道路縁線が不完全な部分等も補間
しつつ道路面を決定している。

【００１３】請求項３に記載の発明においては、計算器
利用の地図情報処理方法において、道路の始点，終点及
び補間点で構成される道路構成点と、その道路構成点の
位置を示す情報とを含むとともに、各道路の接続関係が
グラフ構想で表現された道路ネットワーク地図と、道路
形状情報を含んだ他の任意地図を入力し、前記道路ネッ
トワーク地図の各道路構成点近傍の道路画像と前記任意
地図上における対応する位置の道路画像とを照合するこ
とによって、前記各道路構成点について前記任意地図上
への対応点の候補として対応候補点を複数検出し、各道
路構成点について、複数の対応候補点の中から１つずつ
選択してその選択された対応候補点の位置に道路構成点
を移動させつつ、各道路構成点において相互に接続する
道路の交差角度を表す特徴量に基づいて、移動後の道路
ネットワーク全体の形状と元の道路ネットワーク全体の
形状との類似度を検証し、得られた各対応候補点に対応
する類似度に基づいて１つの対応候補点を決定すること
により、前記道路ネットワーク地図と前記任意地図との
間で道路の位置を対応づけることを特徴とする。

【００１４】この地図情報処理方法によれば、道路構成
点の周辺の道路画像を任意地図における道路画像と照合
して対応候補点を挙げているので、両地図間の規定距離
以内の位置ずれを許容できる。また、対応候補点の決定
で用いる接続道路交差角度という特微量においては、１
つの道路構成点を他の対応候補点に移動させると、その
結果が他の隣接する道路構成点の特微量にも反映される
ので、弛緩法的な繰り返し処理により、大局的にみて適
切な道路ネットワーク形状が得られるように、各道路構
成点の対応点を決定している。これらにより、位置誤差
を含む地図同士でも自動的に道路構成点を対応づけるこ
とができる。

【００１５】請求項４に記載の発明においては、請求項
３に記載の地図情報処理方法において、各道路構成点に
ついて、１つの対応候補点を決定した後に、更に、各対
応候補点の中から２つずつを選択し、両対応候補点のう
ちどちらの対応候補点が対応する任意地図の道路との一
致率が高いかを判断し、一致率が高いと判断された対応
候補点を固定しつつ、他方の対応候補点を、任意地図の
道路との一致が最大となるまで、回転移動させることを
特徴とする。

【００１６】請求項５に記載の発明においては、請求項
３に記載の地図情報処理方法において、各道路構成点に
ついて、１つの対応候補点を決定した後に、更に、各対
応候補点の中から２つずつを選択し、両対応候補点のう
ちどちらの対応候補点が対応する任意地図の道路との一
致率が高いかを判断し、一致率が高いと判断された対応
候補点を固定しつつ、他方の対応候補点を、両対応候補
点に基づく道路ネットワークの角度と対応する任意地図
の道路の角度が最小となるまで、回転移動させることを
特徴とする。以上の２つの方法により、更に精度良く道
路構成点を対応づけることができる。

【００１７】請求項６に記載の発明においては、請求項
３，請求項４又は請求項５に記載の地図情報処理方法に
おいて、前記道路ネットワーク地図と前記任意地図との
間の道路の位置の対応づけに基づいて、道路以外の地図
情報に関しても対応づけを行なうことにより、前記道路
ネットワーク地図と前記任意地図と統合することを特徴
とする。この方法によれば、性質が違い位置誤差を含む
地図同士をそれらの道路情報に基づき自動的に対応づ
け、道路ネットワーク地図と任意地図と統合することが
できる。

【００１８】請求項７に記載の発明においては、請求項
３，請求項４又は請求項５に記載の地図情報処理方法に
おいて、前記道路ネットワーク地図と前記任意地図との
間の道路の位置の対応づけに基づいて、道路以外の地図
情報に関しても対応づけを行なうことにより、新しい地
図を作成することを特徴とする。この方法によれば、性
質が違い位置誤差を含む地図同士をそれらの道路情報に
基づき自動的に対応づけ、新しい地図を作成することが
できる。

【００１９】請求項８，請求項９又は請求項１０に記載
の発明においては、任意地図は、道路ネットワーク地図
よりも位置精度の高い道路形状情報を含んだ高精度地図
又は大縮尺地図であることを特徴とする。

【００２０】請求項１１に記載の発明においては、請求
項３に記載の地図情報処理方法において、前記任意地図
における道路形状が、途切れて不完全な道路縁線である
場合、地図上の道路形状を表す道路縁線情報を入力し
て、局所的にみて互いに平行とみなされる道路縁線に挟
まれた部分を道路面候補として検出し、道路縁線の両側
における前記道路面候補の分布状況に応じて、当該道路
縁線のどちら側が道路面であるかを推定し、道路面側で
あると推定された側が相対する２つの道路縁線の間を道
路面として決定することを特徴とする。

【００２１】請求項１２に記載の発明においては、請求
項３に記載の地図情報処理方法において、前記任意地図
における道路形状が、途切れて不完全な道路縁線である
場合、地図上の道路形状を表す道路縁線情報と道路面内
に存在し得ない非道路図形情報を入力して、局所的にみ
て互いに平行とみなされる道路縁線に挾まれ、当該道路
縁線の間に非道路地図が存在しない部分を道路面候補と
して検出し、道路縁線の両側における前記道路面候補及
び前記非道路図形の分布状況に応じて、当該道路縁線の
どちら側が道路面であるかを推定し、道路面側であると
推定された側が相対する２つの道路縁線の間であって、
前記非道路図形が存在しない間を道路面として決定する
ことを特徴とする。

【００２２】請求項１１又は請求項１２に記載の発明に
よれば、道路ネットワーク地図と任意地図との間で道路
の位置を対応づける際に、任意地図における道路形状
が、途切れて不完全な道路縁線である場合、請求項１に
記載の発明を利用している。

【００２３】請求項１３に記載の発明においては、道路
の始点，終点及び補間点で構成される道路構成点と、そ
の道路構成点の位置を示す情報とを含むとともに、各道
路の接続関係がグラフ構造で表現された道路ネットワー
ク地図と、道路形状情報を含んだ他の任意地図を入力し
て、前記道路ネットワーク地図と前記任意地図との間で
道路の位置を対応づける地図情報処理装置において、前
記道路ネットワーク地図の各道路構成点近傍の道路画像
と前記任意地図上における対応する位置の道路画像とを
照合することによって、前記各道路構成点について前記
任意地図上への対応点の候補として対応候補点を複数検
出する対応候補検出手段と、各道路構成点について、複
数の対応候補点の中から１つずつ選択してその選択され
た対応候補点の位置に道路構成点を移動させつつ、各道
路構成点において相互に接続する道路の交差角度を表す
特微量に基づいて、移動後の道路ネットワーク全体の形
状と元の道路ネットワーク全体の形状との類似度を検証
し、得られた各対応候補点に対応する類似度に基づいて
１つの対応候補点を決定する対応決定手段と、を備える
ことを特徴とする。

【００２４】請求項１４に記載の発明においては、請求
項１３に記載の発明において、前記対応決定手段は、各
道路構成点について、１つの対応候補点を決定した後
に、更に、各対応候補点の中から２つずつを選択し、両
対応候補点のうちどちらの対応候補点が対応する任意地
図の道路との一致率が高いかを判断し、一致率が高いと
判断された対応候補点を固定しつつ、他方の対応候補点
を、任意地図の道路との一致が最大となるまで、回転移
動させることを特徴とする。

【００２５】請求項１５に記載の発明においては、請求
項１３に記載の発明において、前記対応決定手段は、各
道路構成点について、１つの対応候補点を決定した後
に、更に、各対応候補点の中から２つずつを選択し、両
対応候補点のうちどちらの対応候補点が対応する任意地
図の道路との一致率が高いかを判断し、一致率が高いと
判断された対応候補点を固定しつつ、他方の対応候補点
を、両対応候補点に基づく道路ネットワークの角度と対
応する任意地図の道路の角度が最小となるまで、回転移
動させることを特徴とする。

【００２６】請求項１６に記載の発明においては、請求
項１３，請求項１４又は請求項１５に記載の地図情報処
理装置において、前記任意地図における道路形状が、途
切れて不完全な道路縁線である場合、地図上の道路形状
を表す道路縁線情報を入力して、局所的にみて互いに平
行とみなされる道路縁線に挟まれた部分を道路面候補と
して検出し、道路縁線の両側における前記道路面候補の
分布状況に応じて、当該道路縁線のどちら側が道路面で
あるかを推定し、道路面側であると推定された側が相対
する２つの道路縁線の間を道路面として決定することを
特徴とする。

【００２７】請求項１７に記載の発明においては、請求
項１３，請求項１４又は請求項１５に記載の地図情報処
理装置において、前記任意地図における道路形状が、途
切れて不完全な道路縁線である場合、地図上の道路形状
を表す道路縁線情報と道路面内に存在し得ない非道路図
形情報を入力して、局所的にみて互いに平行とみなされ
る道路縁線に挟まれ、当該道路縁線の間に非道路図形が
存在しない部分を道路面候補として検出し、道路縁線の
両側における前記道路面候補及び前記非道路図形の分布
状況に応じて、当該道路縁線のどちら側が道路面である
かを推定し、道路面側であると推定された側が相対する
２つの道路縁線の間であって、前記非道路図形が存在し
ない間を道路面として決定することを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の地図
情報処理方法及びその装置を説明するための図である。
同図において、１は道路ネットワーク地図、２は住宅地
図、３は地図処理装置、４は統合地図である。地図処理
装置３は、具体的には計算機（好適にはＣＰＵ）であ
り、本実施形態では座標変換部３１と道路構成点対応部
３２とを備えている。また、道路構成点対応部３２は、
更に対応候補検出部３３と対応決定部３４とで構成され
る。道路ネットワーク地図１及び住宅地図２は、実際に
は、データベース化されて外部記憶装置上に格納されて
いる形態をとる。道路ネットワーク地図１及び住宅地図
２を統合して得られる統合地図４についても同様であ
る。

【００２９】道路ネットワーク地図１は、いわゆる小縮
尺として知られている縮尺１：２５０００のユニバーサ
ル横メルカトル図法で図化されており、道路構成点とし
て、道路の始点，終点及び補間点を有し、それらの位置
を示す情報や、道路の長さ幅等の属性情報を含むことに
より、道路の接続関係をグラフ構造で表現したものであ
る。（図６に、道路ネットワーク地図の例を示す。）一
方、住宅地図２は、いわゆる大縮尺として知られている
縮尺１：２５００の平面直角座標系で図化されており、
建物の形状，名称，住人情報等の建物情報が詳細に記述
されたものである。（図７に、住宅地図の道路情報の例
を示す。） 地図処理装置３は、道路ネットワーク地図１及び住宅地
図２の情報を入力し、先ず、座標変換部３１により道路
ネットワーク地図１及び住宅地図２の双方に幾何学的変
換を施して、縮尺及び座標系の違いをできる限り吸収す
る。具体的には、地球の丸みを考慮した図法を用いてい
る道路ネットワーク地図１を平面近似した後、縮尺変換
と原点合わせのための平行移動を行って住宅地図２に重
ねる。図８に、道路ネットワーク地図１の道路と住宅地
図２の道路縁線とを座標変換により重ねた例を示す。

【００３０】座標変換部３１でこのように幾何学的変換
が施された道路ネットワーク情報１の情報と住宅地図２
の情報とは、道路構成点対応部３２に入力される。

【００３１】以下、道路構成点対応部３２内の対応候補
検出部３３の処理手順を図２に基づいて説明する。先
ず、道路ネットワーク情報１の各道路の道路構成点の位
置，幅，及び接続関係から道路ネットワーク道路面画像
を生成する。また、住宅地図２の道路縁線から道路面を
塗りつぶして住宅地図道路面画像を生成する（ステップ
２０１）。尚、住宅地図２の道路縁線の情報が途切れた
情報の場合の住宅地図道路面画像の生成のしかたは最後
に説明する。

【００３２】次に、座標（ｘ_io，ｙ_io）を有する道路構
成点Ｐｉ（ｉ＝１〜構成点の数）に着目し、図９に示す
ように、道路ネットワーク道路面画像上において、Ｐｉ
を中心として半径ｒの円をテンプレートＬとして抽出す
る（ステップ２０２）。一方、住宅地図道路面画像上の
座標（ｘ_io，ｙ_io）の点の周辺にサンプリング点を設定
する（ステップ２０３）。サンプリング点は、両地図間
の位置精度に基づく推定される最大誤差幅がＤである場
合、図１０に示すように、座標（ｘ_io，ｙ_io）の点を中
心とする半径Ｄの円内における適当な間隔の格子状の点
とする。すべてのサンプリング点を対象としてサンプリ
ング点が、住宅地図道路面画像上における道路上である
か否かを判定する（ステップ２０４）。判定の結果、道
路上の場合、そのサンプリング点とテンプレートＬの中
心を一致させ、道路ネットワーク道路画面像上の道路と
住宅地図道路面画像上の道路との一致率Ｅを算出する
（ステップ２０５）。具体的には、その一致率Ｅは、テ
ンプレートＬ内において道路ネットワーク道路面画像上
の道路と住宅地図道路画像上の道路との間で一致した道
路画面素数を、テンプレートＬ内における道路ネットワ
ーク道路面画像上の道路面の全画素数で除算することに
より求めることができる。尚、ステップ２０４における
判定の結果、道路上でない場合、ステップ２０５を飛ば
してステップ２０６へ移行する。

【００３３】ステップ２０６においては、すべてのサン
プリング点について処理したか否かを判定する。また、
未処理のサンプリング点が残っている場合には、次のサ
ンプリング点を対象として（ステップ２０７）、ステッ
プ２０４及びステップ２０５を繰り返す。一方、すべて
のサンプリング点について処理が終了した場合、住宅地
図道路面画像上の道路面上のサンプリング点については
すべて道路面一致率Ｅが算出されたことになる。そこ
で、算出された各一致率Ｅに基づき、その値が大きい方
からＮ個のサンプリング点を選択し、その順位で対応候
補点とする（ステップ２０８）。尚、このとき、一致率
Ｅに対する下限値を設けて、対応候補点がＮ個未満にな
る場合を許容してもよい。

【００３４】ステップ２０９においては、すべての道路
構成点について処理したか否かを判定する。まだ、未処
理の道路構成点が残っている場合には、次の道路構成点
を対象として（ステップ２１０）、ステップ２０２乃至
ステップ２０８を繰り返す。一方、すべてのサンプリン
グ点について処理が終了した場合、一連の処理を終了す
る。

【００３５】尚、座標（ｘ_io，ｙ_io）の点からより離れ
たサンプリング点で不本意に一致率Ｅが最大となること
が想定されるから、座標（ｘ_io，ｙ_io）の点からサンプ
リング点までの距離を指標として座標（ｘ_io，ｙ_io）の
点からの距離が近いほど一致率Ｅが大きくなるように重
みづけをしてもよい。図３に、上述の処理により得られ
た対応候補点のデータを示す。

【００３６】次に、対応決定部３４における処理を図４
に基づいて説明する。先ず、すべての道路構成点Ｐｉに
ついて、図１１に例示するような各道路間の交差角度を
内容とする道路角度特徴量Ｕｉを求めておく（ステップ
４０１）。図１１に示した例では、次のような多次元デ
ータなる。

【００３７】

【表１】 次に、すべての道路構成点を対応候補の第１候補に移動
し（ステップ４０２）、その状態を初期状態とする。す
なわち、各Ｐｉについていくつ移動したかを計数するカ
ウンターＣＯＵＮＴを初期化する（ステップ４０３）。

【００３８】図１２において、図１１に示した例におい
てすべての道路構成点を対応候補点のうちの第１候補に
移動した初期状態を実線で示す。

【００３９】道路構成点Ｐｉに注目して道路構成点補正
処理を行う（ステップ４０４）。図５は、道路構成点補
正処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
以下、同図に基づいて説明を行う。

【００４０】先ず、初期状態におけるＰｉ及びＰｊ，Ｐ
ｋ，・・・の道路角度特徴量Ｖｉ，Ｖｊ，Ｖｋ，・・・
を計算する（ステップ５０１）。図１２に示した例で
は、次のような値となる。

【００４１】

【表２】 次に、元の道路角度特徴量Ｕｉ，Ｕｊ，Ｕｋ・・・との
相違量を表す評価値Ｓを次式により求める（ステップ５
０２）。

【００４２】

【数１】 Ａ＝‖Ｖｉ−Ｕｉ‖² ＋‖Ｖｊ−Ｕｊ‖² ＋‖Ｖｋ−Ｕｋ‖² ＋・・・ 図１２に示す例では、具体的に次のように計算される。

【００４３】

【数２】 Ｓ＝（80−45）² ＋(180−135)² ＋（40−90）² ＋（60−90）² ＋(140−180)² ＋（80−40）² ＋(140−140)² ＋(0−0)² ＋(180−180)² ＋（40−45）² ＋(140−135)² ＋(0−0)² ＋(180−210)² ＋(180−150)² ＋(0−0)² ＋(0−0)² ＋（45−50）² ＋(190−180)² ＋(130−130)² ＋(0−0)² ＝11900評価値Ｓを最小評価値ＭＩＮＳに代入する（ス
テップ５０３）。道路構成点Ｐｉを次の対応候補点に試
行的に移動させる（ステップ５０４）。

【００４４】図１３において、Ｐｉを対応候補点のうち
の第２候補の点に移動させた状態を破線で示す。移動後
の位置のＰｉ及びＰｊ，Ｐｋ，・・・の道路角度特徴量
Ｖｉｉ，Ｖｊｉ，Ｖｋｉ，・・・を計算する（ステップ
５０５）。図１３に示した例では、次のような値とな
る。

【００４５】

【表３】 第１の対応候補点の場合と同様に、元の道路角度特徴量
Ｕｉ，Ｕｊ，Ｕｋ，・・・との相違量を表す評価値Ｓｉ
を求める（ステップ５０６）。図１３に示す例では、具
体的に次のように計算される。

【００４６】

【数３】 Ｓｉ＝（70−45）² ＋(110−135)² ＋（90−90）² ＋（90−90）² ＋(180−180)² ＋（40−40）² ＋(140−140)² ＋(0−0)² ＋(180−180)² ＋（70−45）² ＋(110−135)² ＋(0−0)² ＋(220−210)² ＋(140−150)² ＋(0−0)² ＋(0−0)² ＋（50−50）² ＋(180−180)² ＋(130−130)² ＋(0−0)² ＝2700 次に、評価値Ｓｉが最小評価値ＭＩＮＳより小さいか否
かを判定する（ステップ５０７）。評価値Ｓｉが最小評
価値ＭＩＮＳより小さい場合には、その評価値Ｓｉを最
小評価値ＭＩＳＮに代入することにより、その評価値Ｓ
ｉを新たな最小評価値ＭＩＮＳとする。また、実際に道
路構成点Ｐｉをその候補点に移動させる（ステップ５０
８）。一方、評価値Ｓｉが最小評価値ＭＩＮＳより小さ
くない場合には、そのままステップ５０９に移行する。

【００４７】ステップ５０９においては、ステップ５０
４からステップ５０８までの処理を、道路構成点Ｐｉに
ついての全候補点について行なったか否かを判定する。
全候補点について処理していない場合には、ステップ５
０４に戻って処理を続行する。一方、全候補点について
処理をしたと判定された場合には、以上の道路構成点補
正の一連の処理を終了する。

【００４８】図４に戻り、以上の道路構成点補正処理で
道路構成点Ｐｉを１回でも実際に移動させた場合には、
カウンターＣＯＵＮＴをインクリメントする（ステップ
４０５）。

【００４９】次に、ステップ４０４の道路構成点補正処
理及びステップ４０５の処理を、全道路構成点について
行なったか否かを判定する（ステップ４０６）。全道路
構成点について処理を行なっていない場合には、次に道
路構成点に着目を移し（ステップ４０７）、ステップ４
０４及びステップ４０５の処理を繰り返す。

【００５０】一方、全道路構成点について処理をしたと
判定された場合には、カウンターＣＯＵＮＴが０である
か否かを判定する（ステップ４０８）。すなわち、ステ
ップ４０４からステップ４０７の処理、すなわち全道路
構成点について道路構成点補正処理を行なう処理を通じ
て、全道路構成点のうち１つも他の候補点に実際に移動
させたものがなかったか否かを判定する。全道路構成点
のうち１つも他の候補点に実際に移動させたものがなか
った場合には、その状態が道路ネットワーク道路と住宅
地図道路の最適の一致であると判定できるので、処理を
終了する。一方、カウンターＣＯＵＮＴが０でなかった
場合、すなわち全道路構成点のうち１つでも移動させた
ものがあった場合には、その段階での道路構成点の位置
から、ステップ４０３からステップ４０７までの処理、
すなわちすべての道路構成点について道路構成点補正処
理を行なう処理を繰り返す。

【００５１】ステップ４０３からステップ４０８までの
処理により、全道路構成点について他の道路構成点との
関連において最適な対応候補点が求められたことにな
る。

【００５２】尚、対応候補点に移動させるべきかの判定
には、ステップ５０７の評価値Ｓｉと最小評価値ＭＩＮ
Ｓとの大小関係に加えて、その点の道路面一致率Ｅの値
の大きさを考慮にいれてもよい。

【００５３】以上の処理により、概して、道路ネットワ
ーク道路と住宅地図道路が一致する。しかしながら、以
上の処理のみでは不自然に一致してしまう場合も生ず
る。従って、更に正確な一致を求めるべく以下の処理を
行なう。

【００５４】この精度向上のための処理には二通りの方
法がある。図１４Ａ及び１４Ｂは、この精度向上のため
の第１の方法を説明するための図である。この方法にお
いては、以下の処理を行なう。

【００５５】道路ネットワーク情報において、隣接する
２つの道路構成点Ｐａ及びＰｂを選択する。この選択さ
れた道路構成点Ｐａ及びＰｂについて、両者の道路面一
致率を比較し、道路面一致率の大きいほうの道路構成点
を固定する。図１４ＡにおいてはＰａ１を固定する。道
路面一致率の大きいほうの道路構成点を中心として道路
面一致率の小さいほうの道路構成点を回転移動させ、図
１４Ｂに示すように、住宅地図道路面との重なりが最大
となる点まで移動させる。かかる処理を、例えば処理装
置オペレータがその装置上で指定した範囲のすべての道
路構成点、もしくは道路面一致率が一定以下の道路構成
点を対象として繰り返す。かかる処理により道路の一致
精度が向上する。

【００５６】図１５Ａ及び１５Ｂは、この精度向上のた
めの第２の方法を説明するための図である。この第２の
方法においては、以下の処理を行なう。

【００５７】道路ネットワーク情報において、隣接する
２つの道路構成点Ｐａ及びＰｂを選択する。この選択さ
れた道路構成点Ｐａ及びＰｂについて、両者の道路面一
致率を比較し、道路面一致率の大きいほうの道路構成点
を固定する。図１５Ａにおいてはｐａ２を固定する。道
路面一致率の大きいほうの道路構成点を中心として道路
面一致率の小さいほうの道路構成点を回転移動させ、注
目する２つの道路構成点を結ぶ線分の角度が住宅地図道
路の交差点の中心点を結ぶ対応する線分の角度と同じに
なるようにする。図１５Ｂに示す例では、先ず、道路構
成点Ｐａ２を固定させて道路構成点Ｐｂ２を移動させ、
線分Ｐａ２−Ｐｂ２の角度が交差点の中心点を結ぶ対応
する線分Ｑａ２−Ｑｂ２の角度と同じになるようにす
る。更に、移動させた道路構成点Ｐｂ２をＰａ３と見立
ててそれを固定し、線分Ｐａ３−Ｐｂ３についても同様
の処理を行なう。かかる処理を、例えば処理装置オペレ
ータがその装置上で指定した範囲のすべての道路構成
点、もしくは道路面一致率が一定以下の道路構成点を対
象として繰り返す。かかる処理により道路の一致精度が
向上する。尚、上記２つの方法はそれぞれ単独でも有効
であるが、併用すれば更に効果は増大する。

【００５８】以上のように道路情報の対応が付けられる
ことにより、最終的に、住宅地図情報と対応づけられた
道路ネットワーク情報を備えた統合地図４が得られる。

【００５９】上述の方法及び装置により生成された統合
地図４を例えばナビゲーションに利用すれば、目的地並
びに案内経路上の道路沿い及び交差点付近の目標物等の
情報を住宅地図の豊富な建物情報から自由に抽出できる
ようになり、利用者にとって親切なナビゲーションが行
なえる。また、従来よりも道路ネットワークの道路構成
点の位置情報の精度が向上しているため、ＰＧＳ等の現
在位置検出手段の精度が向上した場合、その効果を十分
享受できる。

【００６０】このように、この方法及び装置によれば、
縮尺等が異なり位置誤差を含む用途の異なる地図相互間
でそれらの豊富な地図情報を統合的に利用できる。ここ
で、地図情報の具体例としては、一般家庭などの家屋図
形データとその属性情報、アパートなどの一般建物図形
データとその属性情報、オフィスビルなどの特別建物図
形データとその属性情報、鉄道図形データとその属性情
報、河川，池，湖，ダムなどの水系データとその属性情
報、道路ネットワーク地図にない一般道や山道などの道
路図形データとその属性情報、等高線図形データとその
属性情報、県市町などの行政区分域図形データとその属
性情報、田畑などの土地利用区分による土地図形データ
とその属性情報等である。

【００６１】また、更に用途の異なる複数の地図を対応
づけて新しい地図を作成することもできる。例えば、年
に数回も更新される道路ネットワーク地図と、精度の高
い道路形状情報を含んだ高精度地図でありながらその作
成工数の多さにより更新が長期に渡って実施されず古い
ままの地図とを統合して両者の長所を取り込んだ新しい
地図を作成できる。更に、このとき必要な情報と不必要
な情報を予め定めておき、必要な情報のみを残して新し
い地図を作成することもできる。前述の各種のデータは
用途に応じてそのすべてが必要な場合もあるが、実際に
はすべて必要な場合は少ない。従って、用途や適用する
分野に応じて、必要な情報のみが掲載された地図を作成
することができる。このとき、必要な情報と不必要な情
報を人間が取捨選択できるようにすれば信頼できる地図
の作成が確実であり便利なものとなる。

【００６２】次に、住宅地図２の道路縁線の情報が途切
れた情報の場合の住宅地図道路画像の生成のしかたを説
明する。尚、この実施形態では、地図上の道路形状を表
す道路縁情報と道路面内に存在し得ない非道路図形情報
を入力して、道路面を認識する場合を示す。

【００６３】図１６は、本発明の道路自動認識装置の一
実施形態の構成ブロック図である。同図において、地図
情報格納部５には、道路縁を表す線分列の構成点数及び
構成点座標列の集合である道路縁線情報５１と建物図形
や水系データ等、明らかに道路面内に存在する可能性の
ない地図要素の形状を表す図形の構成点数及び構成点座
標列の集合である非道路図形情報５２が格納されてい
る。認識処理部６は、道路縁線情報５１及び非道路図形
情報５２を入力して道路面を認識し、道路面情報７１を
道路面情報格納部７に出力する。

【００６４】認識処理部６は、道路面候補検出部６１，
道路面側推定部６２，道路面決定部６３，及びこれらの
作業用メモリとして用いられるイメージバッファメモリ
６４で構成されている。

【００６５】以下、認識処理部６の各部での処理を詳述
する。初めに、図１７に基づいて、道路面候補検出部６
１の処理手順について説明する。

【００６６】先ず、道路面認識処理の対象とする地図情
報を展開するたるのイメージバッファメモリ６４を色Ｃ
ｎで初期化する（ステップ１７０１）。次に、地図情報
格納部５から読み出したイメージバッファメモリ６４上
の非道路図形情報５２を色Ｃｏでラスタスイズし、閉図
形であるものの内部は色Ｃｏで塗りつぶす。続いて道路
縁線情報５１を色Ｃｒでラスタライズする（ステップ１
７０２）。尚、ラスタライズの解像度は、認識したい最
小の道路幅がイメージ上で適当な画素数以上離れて表せ
るような値に決定しておく。図２２に、非道路図形情報
５２及び道路縁線情報５１をラスタライズしたイメージ
の例を示す。

【００６７】次に、イメージバッファメモリ６４上にサ
ンプリング点として一定間隔の格子点を設定し、すべて
のサンプリング点について以下の処理を行なう。すなわ
ち、注目しているサンプリング点の色がＣｏでなく、か
つＣｒでないか否かを判定する（ステップ１７０３）。
そのサンプリング点の色がＣｏでなく、かつＣｒでない
場合には、平行道路縁間塗りつぶし処理を行なう（ステ
ップ１７０４）。尚、この平行道路縁間塗りつぶし処理
の具体的な内容は後述する。一方、そのサンプリング点
の色がＣｏ又はＣｒである場合には、平行道路縁間塗り
つぶし処理を行なわずにステップ１７０５へ移行する。
ステップ１７０５においては、すべてのサンプリング点
について処理したか否かを判定する。すべてのサンプリ
ング点について処理していない場合には、注目を次のサ
ンプリング点に移し（ステップ１７０６）、ステップ１
７０３に戻り、処理を繰り返す。一方、すべてのサンプ
リング点について処理した場合には、一連の処理を終了
する。

【００６８】ここで、図１８に基づいて、平行道路縁間
塗りつぶし処理について説明する。この処理は、要する
に、サンプリング点から４方向（ここでは０度，４５
度，９０度，１３５度とする）の正逆両方向にＣｏ又は
Ｃｒ色の点に到達するまで走査し、所定の条件の場合、
平行道路縁間であると判定して両端点間を色Ｃｍで塗る
という処理である。以下、詳細に説明する。

【００６９】先ず、注目しているサンプリング点から４
方向のうちの１方向の正逆両方向に走査していく（ステ
ップ１８０１）。そして、端点に達したら、先ずその点
がＣｒ色か否かを判定する（ステップ１８０２）。Ｃｒ
色でない場合には直接ステップ１８０６に移行し、Ｃｒ
色の場合には、次に、両端点間の距離が規定値Ｄを越え
ていないかを判定する（ステップ１８０３）。尚、規定
値Ｄは、認識したい最大の道路幅の√２倍に設定してお
く。そこで、規定値Ｄを越えている場合には直接ステッ
プ１８０６に移行し、規定値Ｄを越えていない場合に
は、次に、両端点近傍の道路縁線の傾きが互いに等しい
か否かを判定する（ステップ１８０４）。

【００７０】道路縁線の傾きは、例えば、４方向に量子
化して次のように求める。傾きを求めたい注目点を中心
にして５×５画素範囲内のＣｒ色の点を対象に、次のよ
うな方向ごとの傾き検出用演算子を作用させて、最も積
和演算結果の大きい演算子に対応する傾きをその点の傾
きとする。

【００７１】

【表４】 ０ 度 ４５度 ９０度 １３５度 -1,-1,-1,-1,-1 0,-1,-1, 0, 2 -1, 0, 2, 0,-1 2, 0,-1,-1, 0 0, 0, 0, 0, 0 -1,-1, 0, 2, 0 -1, 0, 2, 0,-1 0, 2, 0,-1,-1 2, 2, 2, 2, 2 -1, 0, 2, 0,-1 -1, 0, 2, 0,-1 -1, 0, 2, 0,-1 0, 0, 0, 0, 0 0, 2, 0,-1,-1 -1, 0, 2, 0,-1 -1,-1, 0, 2, 0 -1,-1,-1,-1,-1 2, 0,-1,-1, 0 -1, 0, 2, 0,-1 0,-1,-1, 0, 2 この処理により、両端点近傍の道路縁線の傾きが互いに
等しくはないと判定された場合には、直接ステップ１８
０６に移行し、傾きが互いに等しいと判定された場合に
は、その両端点間を色Ｃｍで塗り（ステップ１８０
５）、ステップ１８０６に移行する。ステップ１８０６
においては、４方向について処理を行なったか否かを判
定し、未処理の場合には、次の方向を指定して（ステッ
プ１８０７）、ステップ１８０１に戻り処理を繰り返
す。一方、４方向について処理を行なったと判定された
場合には、一連の処理を終了する。以上の処理により局
所的にみて互いにほぼ平行とみなされる道路縁線に挟ま
れた部分が道路面候補として検出される。

【００７２】図２３に、図２２に示したイメージ上の１
サンプリング点について、道路面候補を検出したイメー
ジの例を示す。また、図２４に、図２２に示したイメー
ジについて全体の道路面候補を検出したイメージの例を
示す。

【００７３】次に、図１９に基づいて、道路面側推定部
６２の処理手順について説明する。この処理は、要する
に、着目する道路縁線の両側のＣｍ色の密度を計算して
どちらの側が道路である可能性が高いかを推定するとい
う処理である。以下、詳細に説明する。

【００７４】先ず、注目点がＣｒ色か否かを判定し（ス
テップ１９０１）。Ｃｒ色でない場合には、直接ステッ
プ１９０６に移行する。一方、注目点がＣｒ色である場
合には、その点近傍の道路縁線の傾きを検出する（ステ
ップ１９０２）。次に、その道路縁線の両側の近傍につ
いてＣｍ色の密度Ｅ１，Ｅ２を計算する（ステップ１９
０３）。例えば、傾きが１３５度であったとすると、そ
の直交方向、すなわち４５度及び−４５度方向の規定近
傍領域Ｒ１，Ｒ２内の色Ｃｍ色の点の密度Ｅ１，Ｅ２を
計算する。尚、Ｒ１，Ｒ２としては、各傾きの道路縁線
に沿ったものであり、ほぼ道路面内に含まれると考えら
れるような大きさの矩形等を定義しておく。

【００７５】次に、密度Ｅ１，Ｅ２が規定値Ｆを越えて
いるか否かを判定する（ステップ１９０４）。このと
き、密度Ｅ１，Ｅ２のいずれか一方が規定値Ｆを越えて
いることが想定されるが、いずれも越えていない場合に
は、直接ステップ１９０６へ移行する。一方、密度Ｅ
１，Ｅ２のいずれか一方又は双方が規定値Ｆを越えてい
る場合には、その越えている領域のある側が道路面側で
ある可能性が高いと推定し、注目点及びその側にあって
注目点に隣接しているＣｒ色の点以外の１点を色Ｃｓで
塗る（ステップ１９０５）。尚、規定値Ｆは、道路面候
補検出時のサンプリング間隔と領域Ｒ１，Ｒ２の大きさ
に応じて適当な値に決定しておく。ステップ１９０６に
おいては、イメージバッファ６４上のすべての点につい
て処理したか否かを判定する。すべての点については処
理していないと判定された場合には、次の点に注目し
（ステップ１９０７）、ステップ１９０１に戻り、処理
を繰り返す。一方、すべての点について処理したと判定
された場合には、一連の処理を終了する。尚、規定近傍
領域内にＣｏ色の点が存在する場合、すなわち建物等の
非道路が存在すると判定された場合には無条件に道路側
でないと判断してもよい。

【００７６】図２５に、図２４に示されたイメージ上の
道路縁線上の１注目点について、規定近傍領域Ｒ１，Ｒ
２の例、及び道路面側と推定して色Ｃｓを塗った点の例
を示す。また、図２６に、図２４に示されたイメージに
ついて、全体の道路面側を推定した全体のイメージの例
を示す。

【００７７】最後に、図２０及び図２１に基づいて、道
路面決定部６２の処理手順について説明する。この処理
は、要するに、色Ｃｓを塗った点から操作して到達した
他の色Ｃｓを塗った点までの距離が所定値以下であると
きは、それらの点間は道路面であると判定して所定の色
を塗り、更に、交差点等で生ずる塗り残しを塗り、最後
に、道路縁とのすき間を埋めるという処理である。以
下、詳細に説明する。

【００７８】図２０において、先ず、注目点がＣｓ色か
否かを判定し（ステップ２００１）、Ｃｓ色でない場合
には、直接ステップ２００５に移行する。一方、注目点
がＣｓ色である場合には、前述のように、注目点から４
方向のうちの１方向の正逆両方向にＣｏ，Ｃｒ又はＣｓ
色の点に到達するまで走査する（ステップ２００２）。
走査の結果、他のＣｓ色の点に到達し、かつ両端点間の
距離が規定値Ｄを超えていないかを判定する（ステップ
２００３）。その判定の結果が否定的であった場合に
は、直接ステップ２００５に移行する。一方、肯定的で
あった場合には、両端点間は道路面であると判定し、両
端陰間を色Ｃｄで塗る（ステップ２００４）。

【００７９】ステップ２００５においては、４方向につ
いて処理を行なったか否かを判定し、未処理の場合に
は、次の方向を指定して（ステップ２００６）、ステッ
プ２００２に戻り処理を繰り返す。一方、４方向につい
て処理を行なったと判定された場合には、すべての点に
ついて処理したか否かを判定する（ステップ２００
７）。すべての点については処理していないと判定され
た場合には、次の点に注目し（ステップ２００８）、ス
テップ２００１に戻り、処理を繰り返す。一方、すべて
の点について処理したと判定された場合には、注目点を
初期状態に戻し、以下の処理を行なう。

【００８０】すなわち、図２１において、注目点がＣｄ
色か否かを判定し（ステップ２１０１）、Ｃｄ色でない
場合には、直接ステップ２１０５に移行する。一方、注
目点がＣｄ色である場合には、前述のように、注目点か
ら４方向のうちの１方向の正逆両方向に、Ｃｏ，Ｃｒ又
はＣｄ色の点に到達するまで走査する（ステップ２１０
２）。操作の結果、他のＣｄ色の点に到達し、かつ両端
点間の距離が規定値Ｄを超えていないかを判定する（ス
テップ２１０３）。その判定の結果が否定的であった場
合には、直接ステップ２１０５に移行する。一方、肯定
的であった場合には、両端点間もまた道路面であると判
定し、両端点間を色Ｃｄで塗る（ステップ２１０４）。

【００８１】ステップ２１０５においては、４方向につ
いて処理を行なったか否かを判定し、未処理の場合に
は、次の方向を指定して（ステップ２１０６）、ステッ
プ２１０２に戻り処理を繰り返す。一方、４方向につい
て処理を行なったと判定された場合には、すべての点に
ついて処理したか否かを判定する（ステップ２１０
７）。すべての点については処理していないと判定され
た場合には、次の点に注目し（ステップ２１０８）、ス
テップ２１０１に戻り、処理を繰り返す。一方、すべて
の点について処理したと判定された場合には、ステップ
２１０９に移行する。尚、ステップ２１０１からステッ
プ２１０８の処理によって、不規則形状の交差点等の塗
り残しの部分が埋まる。図２７に、道路面を塗りつぶし
たイメージの例を示す。

【００８２】ステップ２１０９においては、イメージバ
ッファ６４上のすべてのＣｓ色の点をＣｎ色でクリアす
る。そして、最後に、Ｃｄ色の領域を数回膨張させるこ
とにより道路縁とのすき間を埋める（ステップ２１１
０）。図２８に、図２７に示されたイメージに対して膨
張処理を行なって道路面を塗りつぶすことにより得られ
たイメージを示す。

【００８３】以上の処理により、道路面が色Ｃｄで塗り
つぶされた道路面情報７１が得られる。認識処理部６
は、この道路面情報７１を道路面情報格納部７に格納す
る。尚、道路面情報格納部７は地図情報格納部５と同じ
であってもよい。

【００８４】また、以上の処理は、途切れている道路縁
線情報から自動的に道路面を抽出するまでの処理である
が、更にこの抽出された道路面情報を利用して、途切れ
た道路縁線情報に対して、不完全な部分を補ったり、ま
た各道路縁線に道路面側情報を付すことにより方向性を
持たせる等の修理を加えることが可能となる。

【００８５】尚、上述の実施の形態では、イメージバッ
ファメモリ６４上の各種の情報を色情報で区別したが、
区別の方法はこれに限られない。また、道路縁線情報５
１及び非道路縁線情報５２を入力して道路認識処理を行
なう例について説明したが、非道路縁線情報５２を利用
しない場合には、道路面候補検出部６１、道路面側推定
部６２、及び道路面決定部６３において、非道路図形に
関係する処理を無視すればよい。

【００８６】以上のように、この道路自動認識方法及び
その装置によれば、途切れを含む不完全な道路縁線から
でも、自動的に道路面を認識できる。また、この認識さ
れた道路面の情報を用いれば、道路面の中心線を求めた
り、方向性を持たない単なる線分に過ぎない道路縁線
を、道路面を常に一定側にみるような方向性を持つベク
トル情報に変換することができるので、道路ネットワー
クの自動抽出等に応用できる。更に、このように道路デ
ータ構造を高度化しておくことによって、家屋図形デー
タ等の前述の各種の地図情報の利用価値を高めることが
できる。

【００８７】

【発明の効果】請求項１及び請求項２に記載の発明によ
れば、ほぼ平行な道路縁線に挟まれた部分が道路面候補
として検出されるので、道路縁線が道路の両側で対にな
っていない不完全な部分を除いて、実際の道路面はほと
んど道路面候補として挙げられる。また、部分的に非道
路面が混在してしても、より大局的に道路面らしさを調
べるので、高い信頼性で道路面側を推定できる。この道
路面側の情報に基づき、道路縁線が不完全な部分等も補
間しつつ道路面を決定している。

【００８８】請求項３に記載の発明によれば、道路構成
点の周辺の道路画像を任意地図における道路画像と照合
して対応候補点を挙げているので、両地図間の規定距離
以内の位置ずれを許容できる。また、対応候補点の決定
で用いる接続道路交差角度という特微量においては、１
つの道路構成点を他の対応候補点に移動させると、その
結果が他の隣接する道路構成点の特微量にも反映される
ので、弛緩法的な繰り返し処理により、大局的にみて適
切な道路ネットワーク形状が得られるように、各道路構
成点の対応点を決定している。これらにより、位置誤差
を含む地図同士でも自動的に道路構成点を対応づけるこ
とができる。

【００８９】請求項４及び請求項５に記載の発明によれ
ば、更に精度良く道路構成点を対応づけることでがき
る。請求項６に記載の発明によれば、性質が違い位置誤
差を含む地図同士をそれらの道路情報に基づき自動的に
対応づけ、道路ネットワーク地図と任意地図と統合する
ことができる。

【００９０】請求項７に記載の発明によれば、性質が違
い位置誤差を含む地図同士をそれらの道路情報に基づき
自動的に対応づけ、新しい地図を作成することができ
る。請求項８，請求項９及び請求項１０に記載の発明に
よれば、位置精度の低い道路情報しか含まない道路ネッ
トワーク地図に位置精度の高い道路形状情報を反映させ
ることができる。

【００９１】請求項１１及び請求項１２に記載の発明に
よれば、道路ネットワーク地図と任意地図との間で道路
の位置を対応づける際に、任意地図における道路形状
が、途切れて不完全な道路縁線である場合、請求項１に
記載の発明を利用するようにしているので、かかる任意
地図との間でも道路の対応づけができるという利点があ
る。

【００９２】請求項１３に記載の発明によれば、道路構
成点の周辺の道路画像を任意地図における道路画像と照
合して対応候補点を挙げているので、両地図間の規定距
離以内の位置ずれを許容できる。また、対応候補点の決
定で用いる接続道路交差角度という特微量においては、
１つの道路構成点を他の対応候補点に移動させると、そ
の結果が他の隣接する道路構成点の特微量にも反映され
るので、弛緩法的な繰り返し処理により、大局的にみて
適切な道路ネットワーク形状が得られるように、各道路
構成点の対応点を決定している。これらにより、位置誤
差を含む地図同士でも自動的に道路構成点を対応づける
ことができる。

【００９３】請求項１４及び請求項１５に記載の発明に
よれば、更に精度良く道路構成点を対応づけることでが
きる。 請求項１６及び請求項１７に記載の発明によれ
ば、道路ネットワーク地図と任意地図との間で道路の位
置を対応づける際に、任意地図における道路形状が、途
切れて不完全な道路縁線である場合、請求項１に記載の
発明を利用するようにしているので、かかる任意地図と
の間でも道路の対応づけができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地図情報処理方法及びその装置の一実
施形態を説明するための図である。

【図２】対応候補検出部の処理手順を示すフローチャー
トである。

【図３】対応候補点データの構成例を示す図である。

【図４】対応決定部の処理手順を示すフローチャートで
ある。

【図５】道路構成点補正処理の手順を示すフローチャー
トである。

【図６】道路ネットワーク地図の例を示す図である。

【図７】住宅地図の道路情報の例を示す図である。

【図８】道路ネットワーク地図の道路と住宅地図の道路
縁線とを座標変換により重ねたれを示す図である。

【図９】道路ネットワーク道路面画像上において、テン
プレートを抽出した様子を示す図である。

【図１０】住宅地図道路面画像上におけるサンプリング
点の設定のしかたを示す図である。

【図１１】道路ネットワーク道路についての道路角度特
徴量を説明するための図である。

【図１２】すべての道路構成点を第１候補点に移動した
状態を示す図である。

【図１３】道路構成点Ｐ１を対応候補点のうちの第２候
補点に移動させた状態を示す図である。

【図１４】一致精度向上のための第一の処理を説明する
ための図である。

【図１５】一致精度向上のための第二の処理を説明する
ための図である。

【図１６】本発明の道路自動認識装置の一実施形態の構
成ブロック図である。

【図１７】道路面候補検出部の処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図１８】平行道路縁間塗りつぶし処理の手順を示すフ
ローチャートである。

【図１９】道路面側推定部の処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図２０】道路面決定部の処理手順の前半を示すフロー
チャートである

【図２１】道路面決定部の処理手順の後半を示すフロー
チャートである。

【図２２】非道路図形情報及び道路縁線情報をラスタラ
イズしたイメージの例を示す図である。

【図２３】１はサンプリング点について道路面候補を検
出したイメージの例を示す図である。

【図２４】全体の道路面候補を検出したイメージの例を
示す図である。

【図２５】道路面側を推定する処理を説明するための図
である。

【図２６】全体の道路面側を推定したイメージの例を示
す図である。

【図２７】道路面を塗りつぶしたイメージの例を示す図
である。

【図２８】膨張処理まで行なって道路面を決定したイメ
ージの例を示す図である。

【図２９】非道路面が閉じた多角形として数値化されて
いる地図の例を示す図である。

【図３０】道路縁線が途切れた不完全な線分で表現され
ている住宅地図の例を示す図である。

【符号の説明】

１ 道路ネットワーク地図 ２ 住宅地図 ３ 地図処理装置 ３１ 座標変換部 ３２ 道路構成点対応部 ３３ 対応候補検出部 ３４ 対応決定部 ４ 統合地図 ５ 地図情報格納部 ５１ 道路縁線情報 ５２ 非道路図形情報 ６ 認識処理部 ６１ 道路面候補検出部 ６２ 道路面側推定部 ６３ 道路面決定部 ６４ イメージバッファメモリ ７ 道路面情報格納部 ７１ 道路面情報

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 恒雄 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−33668（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−181949（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−141783（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−333019（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−251121（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−151979（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 11/60 G06T 7/60 ＣＳＤＢ（日本国特許庁)

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計算器利用の道路自動認識方法におい
   て、 地図上の道路形状を表す道路縁線情報と道路面内に存在
   し得ない非道路図形情報を入力して、局所的にみて互い
   に平行とみなされる道路縁線に挟まれ、当該道路縁線の
   間に非道路図形が存在しない部分を道路面候補として検
   出し、 道路縁線の両側における前記道路面候補及び前記非道路
   図形の分布状況に応じて、当該道路縁線のどちら側が道
   路面であるかを推定し、 道路面側であると推定された側が相対する２つの道路縁
   線の間であって、前記非道路図形が存在しない間を道路
   面として決定することを特徴とする道路自動認識方法。
2. 【請求項２】 地図上の道路形状を表す道路縁線情報と
   道路面内に存在し得ない非道路図形情報を入力して、局
   所的にみて互いに平行とみなされる道路縁線に挟まれ、
   当該道路縁線の間に非道路図形が存在しない部分を道路
   面候補として検出する道路候補面検出手段と、 道路縁線の両側における前記道路面候補及び前記非道路
   図形の分布状況に応じて、当該道路縁線のどちら側が道
   路面であるかを推定する道路面推定手段と、 道路面側であると推定された側が相対する２つの道路縁
   線の間であって、前記非道路図形が存在しない間を道路
   面として決定する道路面決定手段と、 を備えたことを特徴する道路自動認識装置。
3. 【請求項３】 計算器利用の地図情報処理方法におい
   て、 道路の始点，終点及び補間点で構成される道路構成点
   と、その道路構成点の位置を示す情報とを含むととも
   に、各道路の接続関係がグラフ構想で表現された道路ネ
   ットワーク地図と、道路形状情報を含んだ他の任意地図
   を入力し、 前記道路ネットワーク地図の各道路構成点近傍の道路画
   像と前記任意地図上における対応する位置の道路画像と
   を照合することによって、前記各道路構成点について前
   記任意地図上への対応点の候補として対応候補点を複数
   検出し、 各道路構成点について、複数の対応候補点の中から１つ
   ずつ選択してその選択された対応候補点の位置に道路構
   成点を移動させつつ、各道路構成点において相互に接続
   する道路の交差角度を表す特徴量に基づいて、移動後の
   道路ネットワーク全体の形状と元の道路ネットワーク全
   体の形状との類似度を検証し、得られた各対応候補点に
   対応する類似度に基づいて１つの対応候補点を決定する
   ことにより、前記道路ネットワーク地図と前記任意地図
   との間で道路の位置を対応づけることを特徴とする地図
   情報処理方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の地図情報処理方法にお
   いて、 各道路構成点について、１つの対応候補点を決定した後
   に、更に、 各対応候補点の中から２つずつを選択し、 両対応候補点のうちどちらの対応候補点が対応する任意
   地図の道路との一致率が高いかを判断し、 一致率が高いと判断された対応候補点を固定しつつ、他
   方の対応候補点を、任意地図の道路との一致が最大とな
   るまで、回転移動させることを特徴とする地図情報処理
   方法。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の地図情報処理方法にお
   いて、 各道路構成点について、１つの対応候補点を決定した後
   に、更に、 各対応候補点の中から２つずつを選択し、 両対応候補点のうちどちらの対応候補点が対応する任意
   地図の道路との一致率が高いかを判断し、 一致率が高いと判断された対応候補点を固定しつつ、他
   方の対応候補点を、両対応候補点に基づく道路ネットワ
   ークの角度と対応する任意地図の道路の角度が最小とな
   るまで、回転移動させることを特徴とする地図情報処理
   方法。
6. 【請求項６】 請求項３，請求項４又は請求項５に記載
   の地図情報処理方法において、 前記道路ネットワーク地図と前記任意地図との間の道路
   の位置の対応づけに基づいて、道路以外の地図情報に関
   しても対応づけを行なうことにより、前記道路ネットワ
   ーク地図と前記任意地図と統合することを特徴とする地
   図情報処理方法。
7. 【請求項７】 請求項３，請求項４又は請求項５に記載
   の地図情報処理方法において、 前記道路ネットワーク地図と前記任意地図との間の道路
   の位置の対応づけに基づいて、道路以外の地図情報に関
   しても対応づけを行なうことにより、新しい地図を作成
   することを特徴とする地図情報処理方法。
8. 【請求項８】 請求項３，請求項４又は請求項５に記載
   の地図情報処理方法において、 前記任意地図は、前記道路ネットワーク地図よりも位置
   精度の高い道路形状情報を含んだ高精度地図又は大縮尺
   地図であることを特徴とする地図情報処理方法。
9. 【請求項９】 請求項６に記載の地図情報処理方法にお
   いて、 前記任意地図は、前記道路ネットワーク地図よりも位置
   精度の高い道路形状情報を含んだ高精度地図又は大縮尺
   地図であることを特徴とする地図情報処理方法。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載の地図情報処理方法に
    おいて、 前記任意地図は、前記道路ネットワーク地図よりも位置
    精度の高い道路形状情報を含んだ高精度地図又は大縮尺
    地図であることを特徴とする地図情報処理方法。
11. 【請求項１１】 請求項３に記載の地図情報処理方法に
    おいて、 前記任意地図における道路形状情報が、途切れて不完全
    な道路縁線である場合、 地図上の道路形状を表す道路縁線情報を入力して、局所
    的にみて互いに平行とみなされる道路縁線に挟まれた部
    分を道路面候補として検出し、 道路縁線の両側における前記道路面候補の分布状況に応
    じて、当該道路縁線のどちら側が道路面であるかを推定
    し、 道路面側であると推定された側が相対する２つの道路縁
    線の間を道路面として決定した後、 前記ネットワーク地図と共に行なう前記任意地図の入力
    を行なうことを特徴とする地図情報処理方法。
12. 【請求項１２】 請求項３に記載の地図情報処理方法に
    おいて、 前記任意地図における道路形状情報が、途切れて不完全
    な道路縁線である場合、地図上の道路形状を表す道路縁
    線情報と道路面内に存在し得ない非道路図形情報を入力
    して、局所的にみて互いに平行とみなされる道路縁線に
    挾まれ、当該道路縁線の間に非道路地図が存在しない部
    分を道路面候補として検出し、 道路縁線の両側における前記道路面候補及び前記非道路
    図形の分布状況に応じて、当該道路縁線のどちら側が道
    路面であるかを推定し、 道路面側であると推定された側が相対する２つの道路縁
    線の間であって、前記非道路図形が存在しない間を道路
    面として決定した後、 前記ネットワーク地図と共に行なう前記任意地図の入力
    を行なうことを特徴とする地図情報処理方法。
13. 【請求項１３】 道路の始点，終点及び補間点で構成さ
    れる道路構成点と、その道路構成点の位置を示す情報と
    を含むとともに、各道路の接続関係がグラフ構造で表現
    された道路ネットワーク地図と、道路形状情報を含んだ
    他の任意地図を入力して、前記道路ネットワーク地図と
    前記任意地図との間で道路の位置を対応づける地図情報
    処理装置において、 前記道路ネットワーク地図の各道路構成点近傍の道路画
    像と前記任意地図上における対応する位置の道路画像と
    を照合することによって、前記各道路構成点について前
    記任意地図上への対応点の候補として対応候補点を複数
    検出する対応候補検出手段と、 各道路構成点について、複数の対応候補点の中から１つ
    ずつ選択してその選択された対応候補点の位置に道路構
    成点を移動させつつ、各道路構成点において相互に接続
    する道路の交差角度を表す特微量に基づいて、移動後の
    道路ネットワーク全体の形状と元の道路ネットワーク全
    体の形状との類似度を検証し、得られた各対応候補点に
    対応する類似度に基づいて１つの対応候補点を決定する
    対応決定手段と、 を備えることを特徴とする地図情報処理装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の地図情報処理装置
    において、 前記対応決定手段は、 各道路構成点について、１つの対応候補点を決定した
    後、更に、 各対応候補点の中から２つずつを選択し、 両対応候補点のうちどちらの対応候補点が対応する任意
    地図の道路との一致率が高いかを判断し、 一致率が高いと判断された対応候補点を固定しつつ、他
    方の対応候補点を、任意地図の道路との一致が最大とな
    るまで、回転移動させることを特徴とする地図情報処理
    装置。
15. 【請求項１５】 請求項１３に記載の地図情報処理装置
    において、 前記対応決定手段は、 各道路構成点について、１つの対応候補点を決定した
    後、更に各対応候補点の中から２つずつを選択し、 両対応候補点のうちどちらの対応候補点が対応する任意
    地図の道路との一致率が高いかを判断し、 一致率が高いと判断された対応候補点を固定しつつ、他
    方の対応候補点を、両対応候補点に基づく道路ネットワ
    ークの角度と対応する任意地図の道路の角度が最小とな
    るまで、回転移動させることを特徴とする地図情報処理
    装置。
16. 【請求項１６】 請求項１３，請求項１４又は請求項１
    ５に記載の地図情報処理装置において、 前記任意地図における道路形状情報が、途切れて不完全
    な道路縁線である場合、前記対応候補検出部における処
    理に先立って、 地図上の道路形状を表す道路縁線情報を入力して、局所
    的にみて互いに平行とみなされる道路縁線に挟まれた部
    分を道路面候補として検出し、 道路縁線の両側における前記道路面候補の分布状況に応
    じて、当該道路縁線のどちら側が道路面であるかを推定
    し、 道路面側であると推定された側が相対する２つの道路縁
    線の間を道路面として決定することを特徴とする地図情
    報処理装置。
17. 【請求項１７】 請求項１３，請求項１４又は請求項１
    ５に記載の地図情報処理装置において、 前記任意地図における道路形状情報が、途切れて不完全
    な道路縁線である場合、前記対応候補検出部における処
    理に先立って、 地図上の道路形状を表す道路縁線情報と道路面内に存在
    し得ない非道路図形情報を入力して、局所的にみて互い
    に平行とみなされる道路縁線に挟まれ、当該道路縁線の
    間に非道路図形が存在しない部分を道路面候補として検
    出し、 道路縁線の両側における前記道路面候補及び前記非道路
    図形の分布状況に応じて、当該道路縁線のどちら側が道
    路面であるかを推定し、 道路面側であると推定された側が相対する２つの道路縁
    線の間であって、前記非道路図形が存在しない間を道路
    面として決定することを特徴とする地図情報処理装置。