JP3910582B2 - 三次元構造物形状の自動生成装置、自動生成方法、そのプログラム、及びそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
【0002】
本発明は、上空から航空機等で地上に向けてレーザーを照射して地形、建物等の標高値を抽出する装置(レーザープロファイラ)等で得られた三次元座標の点群情報を用いて、三次元地図の構成要素である地形や建物等、三次元構造物の形状を自動的に生成するための三次元構造物形状の自動生成装置、自動生成方法、そのプログラム、及びそのプログラムを記録した記録媒体に関する。
【従来の技術】
【0003】
近年の著しい情報技術(IT)の発展により、従来の紙ベースの二次元地図から二次元電子地図へ、更にはカーナビゲーションシステムやコンピュータを利用した地理検索システム等広範な分野をターゲットに三次元電子地図の構築が進められつつある。
【0004】
三次元電子地図の構築には、その構成要素である地形、建物等の高さ情報が必要である。この情報を容易に得る手段として、航空機から地上に向けてレーザーを照射し、地上から反射し戻ってくるレーザーの時間差から高さ情報を得る、レーザープロファイラ装置が開発され利用されている。
【0005】
レーザープロファイラ装置で得られる情報は、高さ情報を持つ三次元の膨大な点群データで構成され、このデータから三次元電子地図を構築するためには、地形及び三次元構造物の外枠形状、屋上形状、更には屋根形状等の三次元形状を抽出する必要がある。
【0006】
従来、前記点群データから地形や三次元構造物の形状を抽出するためには、点群データの高さ情報からコンピュータ上で視認によって、地形や建物等の三次元構造物の形状を抽出し確定する方法や、点群データの高さ情報と、衛星から地上を撮影した衛星写真とを併用して、それらをコンピュータ上で比較、視認することによって、地形や建物等の三次元構造物の形状を抽出し確定する方法、更には前記方法で抽出した三次元構造物の形状をコンピュータ上で整形、編集して図面を確定する方法等が用いられている。
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来の方法では、人手による作業が多分に発生するため、作業者の技術、経験等によって抽出し、確定した三次元構造物の形状の質にばらつきが生じる。
【0008】
また、従来の方法を用いて広範な地域で膨大な三次元構造物を有する都市三次元地図を構築するには、莫大な人手とコストが必要となる。例えば、東京都23区について言えば、現在数百万棟の三次元構造物が存在しており、従来の方法で全ての三次元構造物の形状を生成するには、1人あたり50(構造物/日)としても200年以上を要する。したがって、更に広範な地域、例えば、日本全国の都市、又は全世界の都市全てについて従来の三次元構造物の構築法を適用することは実質的に困難である。
【0009】
本発明は、上述した従来技術の問題を解決する、改良された三次元構造物形状の自動生成装置、自動生成方法、そのプログラム、及びそのプログラムを記録した記録媒体を提供することを総括的な目的とする。
【0010】
本発明の詳細な目的は、自動的に低コストで均質な三次元構造物形状の自動生成装置、自動生成方法、そのプログラム、及びそのプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
この目的を達成するため、本発明は、高さ情報を含む三次元座標を持つ複数の点群から三次元構造物形状を自動生成する三次元構造物形状の自動生成装置において、三次元を形成する複数の点間の距離、又は複数の点間の二次元距離と高低差から、所定の閾値以内にある点を集めることにより点群グループを構成する手段と、前記点群グループについて、ある1種類の多角形を用いて、グループ内の点群を囲み、且つ最小面積となる特定の多角形を抽出する手段と、前記最小面積となる特定の多角形から、三次元構造物の外枠形状又は屋上形状を生成する手段と、を有し、前記最小面積となる特定の多角形を抽出する手段は、前記グループ点群に含まれる全ての点又は前記ある1種類の多角形を所定の角度幅で徐々に回転させることにより最小面積となる角度を求め、その最小面積となる多角形を抽出するように構成することができる。これにより、人手によることなく、自動的に且つ均質な三次元構造物の形状を生成することができる。
【0012】
また、本発明は、高さ情報を含む三次元座標を持つ複数の点群から三次元構造物形状を自動生成する三次元構造物形状の自動生成装置において、三次元を形成する複数の点間の距離、又は複数の点間の二次元距離と高低差から、所定の閾値以内にある点を集めることにより点群グループを構成する手段と、前記点群グループについて、ある1種類の多角形を用いて、グループ内の点群を囲み、且つ最小面積となる特定の多角形を抽出する手段と、前記最小面積となる特定の多角形から、三次元構造物の外枠形状又は屋上形状を生成する手段と、を有し、前記最小面積となる特定の多角形を抽出する手段は、前記ある1種類の多角形の一辺を二次元電子地図から得られる建物形状の主たる方向に固定させた後、前記グループ点群を囲み、且つ面積が最小となる多角形を抽出するように構成することができる。これにより、多角形又は点群データを徐々に回転させることなく、多角形の向きを限定して、点群を囲み且つ面積が最小となる多角形を選定することができるため、処理時間を短縮することができる。
【0013】
また、生成した三次元構造物の外枠形状又は屋上形状の整形という観点から、前記グループ点群を囲み抽出された前記特定の多角形と、二次元電子地図の建物形状とを比較し、前記特定の多角形に対し、前記二次元電子地図の建物形状からはみ出している部分を削除して前記二次元地図の建物形状に収まるように整形するように構成することができる。これにより、高精度の外枠形状又は屋上形状を生成することができる。
【0014】
また、上述した三次元構造物形状の自動生成装置と同様の作用効果を奏する自動生成方法、及び、三次元構造物形状の自動生成を行うための処理をコンピュータに実行させるためのプログラムによっても実施し得ることができる。
【発明の実施の形態】
【0015】
本発明は、レーザープロファイラ等から取得した点群データを用いて、その要素である任意の点間の三次元距離、又は二次元距離と高低差から、所定の閾値以内にある点を集めることにより点群グループを構成し、更にその点群グループ夫々について、予め用意された種類の多角形を用いて、グループ内の点群を全て囲み、且つ囲んだ多角形の面積が最小となるような向きを定め、その最小面積を測定する。上述した測定内容を予め用意された全ての種類の多角形に対して行い、その中で最小の面積となる多角形を用いることにより、三次元構造物の外枠形状又は屋上形状を生成する。
【0016】
なお、上述の任意の点間の三次元距離とは、縦、横、高さを持つ三次元の座標軸で構成された空間内での任意の点間の距離を表し、二次元距離とは縦、横座標で構成される二次元の平面とした場合の距離を表す。
【0017】
また、本発明における屋上形状とは、点群グループのうち高位に存在する点群グループにより生成される多角形であり、生成する方法に関しては外枠形状と同一である。
【0018】
上述した最小面積となる多角形を求める方法において、点群データ又は多角形を回転させて最小の面積となる多角形を求める方法と、二次元電子地図を用いて、建物形状の向き(方向)を決定し、その向きに合うように多角形の一辺を固定して、最小の面積となる多角形を求める方法がある。なお、建物形状の向き(方向)とは、二次元電子地図等の建物形状の配置から、その主たる方向(南向き、道路に面した方向等)を抽出したものである。
【0019】
また、上述にて生成された三次元構造物の外枠形状又は屋根形状と二次元電子地図の建物形状を比較することにより、外枠形状又は屋上形状に対し、二次元電子地図の建物形状からはみ出している部分を削除して前記二次元地図の建物形状に収まるように整形することにより、高精度の三次元構造物を生成することができる。
【0020】
一方、屋根形状の生成については、まず、点群グループ各点の高さ座標をz(z>0)とした場合、グループ点群夫々についてz=f(x,y)なる一次以上の冪級数関数、又は初等関数の一次結合関数における1つ以上の係数値を最小二乗法により求め、抽出された複数の係数値の大小関係から三次元構造物の屋根形状を生成する。
【0021】
なお、屋根形状については、前記点群グループのうち高位にある点を複数抽出し、それらの点から最短距離にある直線(又は曲線)を最小二乗法により算出し、前記直線(又は曲線)を屋根の稜線とすることで、稜線を含む屋根形状を生成することができる。
【0022】
以下、本発明の実地例を図面に基づいて説明する。
【0023】
図1は、本発明における三次元構造物形状の自動生成装置のハードウェア構成例の図である。
【0024】
図1において、三次元構造物形状の自動生成装置全体を統括的に制御するプログラムされた主制御部10(制御手段、以下CPUと略称する)に、記憶装置20が接続されている。CPU10には、入力制御部30を介してキーボードやマウス等のポインティングデバイスからなる入力装置40、実行指示画面表示、出力結果表示等のモニタに用いる表示装置50、及び生成された三次元構造物を出力する出力装置60が接続されている。
【0025】
CPU10は、OS(Operating System)等の制御プログラム、三次元構造物を生成するための処理手順を規定したプログラム、及び所要データを格納するための内部メモリを有し、これらのプログラム等により、点群グループを構成する処理、グループ内の点群を囲み且つ最小面積と有する多角形を抽出する処理、及び最小面積を有する多角形から三次元構造物の外枠形状又は屋上形状を生成する処理等を実現している。記憶装置20は、ハードディスクやフレキシブルディスク、或いは光ディスク等のストレージ手段であり、点群データ21、多角形データ22、閾値データ23、関数データ24、二次元電子地図データ25、屋根データ26が格納されている。
【0026】
図1におけるハードウェア構成に基づいて、三次元構造物形状の自動生成手順を説明する。
【0027】
図2は、点群データから三次元構造物の外枠形状及び屋上形状を自動的に生成するアルゴリズムを示す流れ図の一例である。
【0028】
図2において、CPU10は、入力装置40から実行指示を受けると、最初に、記憶装置20からレーザープロファイラ等から取得した点群データ21を読み込む(S201)。通常、この点群データは1平方キロメートルあたり、数十万点の三次元座標で表される。次に、入力した点群全てについて、少なくとも3つの点における三次元距離、又は二次元距離と高低差を求め、それらの値を記憶装置20内に存在する閾値データ23の閾値θ1と比較し、閾値θ1以内にある点を集めることによってグループに分割する(S202)。S202のステップ後、グループ化される点群が存在するかを判定し(S203)、グループ化される点群が存在しない場合は(S203にて、NO)、CPU10は、処理を終了し結果を表示装置50に出力する。S203において、少なくとも1つのグループが存在した場合は(S203にて、YES)、その点群グループについて、グループ内の点群全てを囲む最小面積の多角形を抽出する(S204)。ここで利用する凹凸多角形は、予め基本形状を設定したものが記憶装置20内に多角形データ22として蓄積されており、例えば、凸多角形であれば矩形、菱形、正八角形等であり、凹多角形であればL字型、コの字型、T字型、十字型等である。CPU10は、S204にて、1つ以上ある点群グループのグループ毎に各種凹凸多角形を割当てることにより、三次元構造物の外枠形状及び屋上形状を決定する(S205)。
【0029】
なお、点群を囲む最小面積の凹凸多角形の抽出においては、予め基本形状を設定した凹凸多角形夫々について、点群を囲み且つ最小の面積となる最適な角度を求めなければならない。この最適な配置(角度)の求め方の例を図を用いて説明する。
【0030】
図3は、点群を囲み、且つ最小の面積となる多角形の配置を決定する方法を示す一例の図である。
【0031】
図3において、多角形の一つとして矩形(凸多角形)を例として、CPU10は、点群に接触する矩形を少しずつ左に回転させながら、点群全体を含む矩形の面積を計算し、最小となる面積の矩形の配置を決定する。同様に五角形やコの字形等、多角形データ22に蓄積された他の凹凸多角形に対しても最小面積を計算し、求めた最小面積の値の中で更に最小の多角形を、三次元構造物の外枠形状又は屋上形状とする。
【0032】
なお、図3においては矩形を左に回転させたが、本発明においてはこの限りではなく、例えば、矩形を右に回転させてもよく、また、多角形を固定した状態にして点群グループを回転させてもよい。
【0033】
次に、外枠形状又は屋上形状を生成する第二の方法を図を用いて説明する。
【0034】
図4は、点群データと二次元電子地図の建物形状から三次元構造物の外枠形状、屋上形状を生成する流れ図の一例である。
【0035】
図4において、CPU10は、上述のS201と同様に、入力装置40より実行指示を受けると記憶装置20内に存在する点群データ21を読み込む(S400)。次に、記憶装置20から二次元電子地図データ25を読み込み、二次元電子地図データ25の建物形状に基づいて、S400で取得した点群データのグループ化を行う(S401)。S401にて分割されたグループ内で閾値データ23内の閾値θ2を用いて、更にグループ化を行う(S402)。次に、CPU10は、グループ化される点群が存在しているかの判定を行う(S403)。グループ化される点群が存在しない場合は(S403にて、NO)、CPU10は、二次元電子地図データ25を三次元構造物の外枠形状とし(S407)、三次元構造物の外枠形状、屋上形状を決定する(S404)。また、S403において、少なくとも1つのグループが存在する場合は(S403にて、YES)、CPU10は、点群グループ毎に点群を囲む最小面積の多角形を抽出する(S405)。
【0036】
ここで、S405において、点群グループを囲む凹凸多角形の面積を計算して最小面積となる多角形を抽出する場合、二次元電子地図データ25を用いて、点群のグループと同一地点に存在している建物形状の向き(方向)を取得し、前記建物形状の向きと、多角形を構成する一つの辺とを合わせることにより、多角形の配置(角度・向き)を限定することができる。したがって、二次元電子地図データ25を利用することにより、図3を用いて説明したように、多角形を徐々に回転させて最小面積となる配置を決めるための処理を行う必要がなく、処理時間を短縮させることができる。
【0037】
次に、CPU10は、S405にて選定された点群グループを囲む最小面積の多角形と、二次元電子地図データ25の建物形状との比較を行い、前記建物形状からはみ出している部分を削除して二次元地図の建物形状に収まるように外枠形状を整形し(S406)、三次元構造物の外枠形状、屋上形状を決定する(S404)。これにより、精度の高い三次元構造物の外枠形状又は屋上形状を生成することができる。
【0038】
上述の図2及び図4に示した処理を実施することにより、三次元構造物を構成する外枠形状、屋上形状、屋根形状のうち、外枠形状、屋上形状を決定することができる。
【0039】
次に、屋根形状を自動生成するアルゴリズムについて図を用いて説明する。
【0040】
図5は、点群グループから三次元構造物の屋根形状を生成する流れ図の一例である。
【0041】
図5において、CPU10は、S202又はS402で得られる点群グループを入力し(S501)、前記点群グループを記憶装置20内に存在する関数データ24で設定した関数(一次以上の冪級数関数、又は三角関数、指数関数等の初等関数における一次結合関数の内の一つの関数)を用いて、各点の高さz(z>0)と関数値の誤差が最小となるような関数形を、最小二乗法により算出する。ここで、冪級数関数とは、同じ数又は文字を、いくつか掛け合わせた級数であり、最小二乗法とは、直線(曲線)とデータ群との誤差の二乗和(つまり誤差の面積)が最小になるように直線(曲線)を求める方法である。
【0042】
図5において、最小二乗法で決定する関数として、二次の冪級数関数(z=ax2+by2+cxy+dx+ey+f)を例にあげる。この例では、最小二乗法で算出されるのは、a,b,c,d,e,fの6つの係数値である(x,yは変数)。
【0043】
CPU10は、前記冪級数関数による高さzと点群の高さとの誤差を算出し(S502)、その誤差が閾値データ23から取得した閾値θ3以下であるかを判定(S503)する。誤差が閾値θ3以下の場合は(S503にて、YES)、屋根形状を決定するステップに入る。屋根形状を決定するステップでは、先に決定した関数における係数値(a,b,c,d,e,f)の関係により、複数の屋根形状の中から屋根形状を決定する。なお、複数の屋根形状は、記憶装置20内の屋根データ26に蓄積されている。ここで、屋根形状の名称と形状を示す一例の図を図6に示す。
【0044】
例えば、図5において、CPU10は、6つの係数のうち、a,b,cが0に近似しており(S504にて、YES)、更に、d,eが0に近似している場合は(S505にて、YES)、「ろく屋根」とし、d,eの何れかが0に近似していない場合は(S505にて、NO)、「片流れ屋根」とする。なお、図5において、「〜」は近似を表し、例えば、‘a〜0’は、係数aが0に近似していることを表し、‘a〜b’は、係数aと係数bの値が近似であることを表す。
【0045】
更にS504において、a,b,cの何れかが0に近似していない場合(S504にて、NO)、aがbに近似していてcが0に近似している場合は(S506にて、YES)、「ドーム屋根」とする。
【0046】
更に、aがbに近似していないか、又は、cが0に近似していない場合は(S506にて、NO)は、稜線から屋根形状を決定する。つまり、屋根形状決定の際に、切妻屋根、寄棟屋根、及び招き屋根のように屋根に稜線がある(図6参照)場合、CPU10は、点群グループのうち高位にある点(z値の高い点)を抽出し、その点群グループにおいて、関数データ24内の関数(直線又は曲線)から最小二乗法により稜線を決定し(S507)、抽出した点群と関数の誤差及び関数の係数値を算出し(S508)、前記誤差が閾値データ23内の閾値θ4以下であるかを判定する(S509)。また、前記係数値を比較することにより、屋根形状を決定する。
【0047】
ここで、点群グループから稜線が決定されるまでの流れを図を用いて説明する。
【0048】
まず、図7Aに示すような点群グループの点から、図7Bに示すように高位にある点のグループを抽出し、最小二乗法を用いて、抽出した高位にある複数の点と、所定の関数からの距離とが最小となるような直線(曲線)を決定し、この直線(曲線)を稜線とする(図7C)。
【0049】
S509において、誤差が閾値θ4以下であった場合(S509にて、YES)、‘c2’の値が‘4ab’の値に近似しているかを判定し(S510)、近似している場合は(S510にて、YES)、「切妻屋根」とする。また、S510において、‘c2’と‘4ab’が近似していない場合は(S510にて、NO)、d,eが0に近似している場合に「寄棟屋根」とし(S511にて、YES)、d,eの何れかが0に近似していない場合は(S511にて、NO)、「招き屋根」とする。
【0050】
また、S509において、誤差が閾値θ4以下でなかった場合(S509にて、NO)、‘c2’の値が‘4ab’の値に近似しているかを判定し(S512)、近似している場合は(S512にて、YES)、予め設定された「かまぼこ屋根」又は「腰折屋根」とする。また、S512において、‘c2’と‘4ab’が近似していない場合は(S512にて、NO)、又は、S503において、誤差が閾値θ3以下でない場合は(S503にて、NO)、「その他」として任意に設定される屋根形状とする。これにより、自動的に均質な三次元構造物の屋根形状を生成することができる。なお、図5で示した屋根形状の自動生成アルゴリズムは、上述の限りではなく、使用される関数、係数値の比較内容により種々の決定が可能となる。
【0051】
上述において、生成された外枠形状、屋上形状及び屋根形状を含む三次元構造物データは出力装置60に出力され、表示装置50には、処理結果が出力される。
【0052】
本発明によれば、高さ情報を持つ三次元座標の点群のみから、或いは点群と二次元電子地図の建物形状を併用することにより、人手によることなく、低コストで自動的に且つ均質な三次元構造物の形状を生成することができる。
【0053】
なお、本発明におけるプログラムはCD−ROM、フロッピーディスク等の持ち運び可能な記録媒体に格納することにより任意の端末で実行することができる。
【0054】
図8は、本発明を利用して生成された三次元構造物の一例の図である。
【0055】
図8における三次元構造物は、図2を用いて説明した手順に基づいて、建物の外枠形状を決定し、各点群グループに属する点の平均値を高さとすることにより、屋上形状を生成した三次元構造物である。
【0056】
また、図9は、本発明を利用して生成された三次元構造物の第二の例である。
【0057】
図9における三次元構造物は、図4及び図5を用いて説明した手順に基づいて、建物の外枠形状、屋上形状、及び屋根形状を決定した三次元構造物である。図9では、屋根形状として切妻屋根が自動的に生成されている。
【0058】
次に、図10Aとして、レーザープロファイラにより得られた都内一区画(1平方キロメートル)の点群データを示し、図10Bとして、本発明により、図10Aの点群から三次元構造物を自動生成した例を示す。この例に示した区域では、約4000棟の建物が存在しているが、本発明による三次元構造物形状の自動生成方法により、約30分(Pentium(登録商標)III=800MHz1台使用)で全三次元構造物を生成することができる。また、三次元構造物の形状の質にばらつきが生じることがなくなる。
【0059】
したがって、例えば、都内23区全域に適用した場合、約300時間程度(12日程度)の計算時間しか要しないことになる。しかも、本発明は、区域(点群データ領域)毎に独立して実行できるため、計算するコンピュータの台数に応じて計算時間を短縮することが可能であると共に、コンピュータの今後の機能向上を鑑みるとさらなる計算時間の短縮も期待できる。
【0060】
以上、説明してきたように、本発明によれば、人手によることなく、低コストで自動的に且つ均質な三次元構造物の形状を生成することができる。
【0061】
なお、本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求した本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形例や実施例が考えられる。
【発明の効果】
【0062】
本発明によれば、人手によることなく、低コストで自動的に且つ均質な三次元構造物の形状を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における三次元構造物形状の自動生成装置のハードウェア構成例の図である。
【図2】点群データから三次元構造物の外枠形状、屋上形状を生成するアルゴリズムを示す流れ図の一例である。
【図3】点群を囲み、且つ最小面積となる多角形の配置を決定する方法を示す一例の図である。
【図4】点群データと二次元電子地図の建物形状から三次元構造物の外枠、屋上形状を生成する流れ図の一例である。
【図5】点群グループから三次元構造物の屋根形状を生成する流れ図の一例である。
【図6】屋根形状の名称と形状を示す一例の図である。
【図7A】点群グループの点の一例の図である。
【図7B】図7Aの点群グループから高位にある点のグループを抽出した一例の図である。
【図7C】図7Bから稜線を決定した一例の図である。
【図8】本発明を利用して生成された三次元構造物の一例の図である。
【図9】本発明を利用して生成された三次元構造物の第二の例の図である。
【図10A】レーザープロファイラにより得られた都内一区画(1平方キロメートル)の点群データである。
【図10B】図10Aの点群から三次元構造物を自動生成した一例の図である。
【符号の説明】
10は主制御部であり、20は記憶装置であり、21は点群データであり、22は多角形データであり、23は閾値データであり、24は関数データであり、25は二次元電子地図データであり、26は屋根データであり、30は入出力制御部であり、40は入力装置であり、50は表示装置であり、60は出力装置である。
Claims (10)
- 高さ情報を含む三次元座標を持つ複数の点群から三次元構造物形状を自動生成する三次元構造物形状の自動生成装置において、
三次元を形成する複数の点間の距離、又は複数の点間の二次元距離と高低差から、所定の閾値以内にある点を集めることにより点群グループを構成する手段と、
前記点群グループについて、ある1種類の多角形を用いて、グループ内の点群を囲み、且つ最小面積となる特定の多角形を抽出する手段と、
前記最小面積となる特定の多角形から、三次元構造物の外枠形状又は屋上形状を生成する手段と、を有し、
前記最小面積となる特定の多角形を抽出する手段は、前記グループ点群に含まれる全ての点又は前記ある1種類の多角形を所定の角度幅で徐々に回転させることにより最小面積となる角度を求め、その最小面積となる多角形を抽出することを特徴とする三次元構造物形状の自動生成装置。 - 高さ情報を含む三次元座標を持つ複数の点群から三次元構造物形状を自動生成する三次元構造物形状の自動生成装置において、
三次元を形成する複数の点間の距離、又は複数の点間の二次元距離と高低差から、所定の閾値以内にある点を集めることにより点群グループを構成する手段と、
前記点群グループについて、ある1種類の多角形を用いて、グループ内の点群を囲み、且つ最小面積となる特定の多角形を抽出する手段と、
前記最小面積となる特定の多角形から、三次元構造物の外枠形状又は屋上形状を生成する手段と、を有し、
前記最小面積となる特定の多角形を抽出する手段は、前記ある1種類の多角形の一辺を二次元電子地図から得られる建物形状の主たる方向に固定させた後、前記グループ点群を囲み、且つ面積が最小となる多角形を抽出することを特徴とする三次元構造物形状の自動生成装置。 - 前記グループ点群を囲み抽出された前記特定の多角形と、二次元電子地図の建物形状とを比較し、前記特定の多角形に対し、前記二次元電子地図の建物形状からはみ出している部分を削除して前記二次元地図の建物形状に収まるように整形する手段を有することを特徴とする請求項1又は2記載の三次元構造物形状の自動生成装置。
- 高さ情報を含む三次元座標を持つ複数の点群から三次元構造物形状を自動生成する三次元構造物形状の自動生成方法において、
三次元を形成する複数の点間の距離、又は複数の点間の二次元距離と高低差から、所定の閾値以内にある点を集めることにより点群グループを構成するステップと、
前記点群グループについて、ある1種類の多角形を用いて、グループ内の点群を囲み、且つ最小面積となる特定の多角形を抽出するステップと、
前記最小面積となる特定の多角形から、三次元構造物の外枠形状又は屋上形状を生成するステップと、を有し、
前記最小面積となる特定の多角形を抽出するステップは、前記グループ点群に含まれる全ての点又は前記ある1種類の多角形を所定の角度で徐々に回転させることにより最小面積を求め、その最小面積となる多角形を抽出することを特徴とする三次元構造物形状の自動生成方法。 - 高さ情報を含む三次元座標を持つ複数の点群から三次元構造物形状を自動生成する三次元構造物形状の自動生成方法において、
三次元を形成する複数の点間の距離、又は複数の点間の二次元距離と高低差から、所定の閾値以内にある点を集めることにより点群グループを構成するステップと、
前記点群グループについて、ある1種類の多角形を用いて、グループ内の点群を囲み、且つ最小面積となる特定の多角形を抽出するステップと、
前記最小面積となる特定の多角形から、三次元構造物の外枠形状又は屋上形状を生成するステップと、を有し、
前記最小面積となる特定の多角形を抽出するステップは、前記ある1種類の多角形の一辺を二次元電子地図から得られる建物形状の主たる方向に固定させた後、前記グループ点群を囲み、且つ面積が最小となる多角形を抽出することを特徴とする三次元構造物形状の自動生成方法。 - 前記グループ点群を囲み抽出された前記特定の多角形と、二次元電子地図の建物形状とを比較し、前記特定の多角形に対し、前記二次元電子地図の建物形状からはみ出している部分を削除して前記二次元地図の建物形状に収まるように整形するステップを有することを特徴とする請求項4又は5記載の三次元構造物形状の自動生成方法。
- 高さ情報を含む三次元座標を持つ複数の点群から三次元構造物形状の自動生成をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
三次元を形成する複数の点間の距離、又は複数の点間の二次元距離と高低差から、所定の閾値以内にある点を集めることにより点群グループを構成する処理と、
前記点群グループについて、ある1種類の多角形を用いて、グループ内の点群を囲み、且つ最小面積となる特定の多角形を抽出する処理と、
前記最小面積となる特定の多角形から、三次元構造物の外枠形状又は屋上形状を生成する処理と、を有し、
前記最小面積となる特定の多角形を抽出する処理は、前記グループ点群に含まれる全ての点又は前記ある1種類の多角形を所定の角度で徐々に回転させることにより最小面積を求め、その最小面積となる多角形を抽出することをコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 高さ情報を含む三次元座標を持つ複数の点群から三次元構造物形状の自動生成をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
三次元を形成する複数の点間の距離、又は複数の点間の二次元距離と高低差から、所定の閾値以内にある点を集めることにより点群グループを構成する処理と、
前記点群グループについて、ある1種類の多角形を用いて、グループ内の点群を囲み、且つ最小面積となる特定の多角形を抽出する処理と、
前記最小面積となる特定の多角形から、三次元構造物の外枠形状又は屋上形状を生成する処理と、を有し、
前記最小面積となる特定の多角形を抽出する処理は、前記ある1種類の多角形の一辺を二次元電子地図から得られる建物形状の主たる方向に固定させた後、前記グループ点群を囲み、且つ面積が最小となる多角形を抽出することをコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 前記グループ点群を囲み抽出された前記特定の多角形と、二次元電子地図の建物形状とを比較し、前記特定の多角形に対し、前記二次元電子地図の建物形状からはみ出している部分を削除して前記二次元地図の建物形状に収まるように整形する処理を有することを特徴とする請求項7又は8記載のプログラム。
- 請求項7乃至9何れか一項記載のプログラムを記録した記録媒体。
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Related Child Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108734780A (zh) * | 2017-04-17 | 2018-11-02 | 百度在线网络技术(北京)有限公司 | 用于生成地图的方法、装置和设备 |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7509241B2 (en) * | 2001-07-06 | 2009-03-24 | Sarnoff Corporation | Method and apparatus for automatically generating a site model |
JP3776787B2 (ja) * | 2001-11-02 | 2006-05-17 | Nec東芝スペースシステム株式会社 | 三次元データベース生成システム |
JP4212396B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2009-01-21 | 富士通株式会社 | 図形要素選択プログラム |
US7046841B1 (en) * | 2003-08-29 | 2006-05-16 | Aerotec, Llc | Method and system for direct classification from three dimensional digital imaging |
CN1938738A (zh) * | 2004-03-31 | 2007-03-28 | 日本先锋公司 | 地图生成装置及导航装置 |
US7728833B2 (en) * | 2004-08-18 | 2010-06-01 | Sarnoff Corporation | Method for generating a three-dimensional model of a roof structure |
EP1788541A4 (en) * | 2004-09-07 | 2008-01-02 | Cad Ct Corp | 3D CARD DISTRIBUTION SERVER DEVICE, CLIENT TERMINAL AND 3D CARD DISTRIBUTION SYSTEM |
US8103445B2 (en) * | 2005-04-21 | 2012-01-24 | Microsoft Corporation | Dynamic map rendering as a function of a user parameter |
US7466244B2 (en) * | 2005-04-21 | 2008-12-16 | Microsoft Corporation | Virtual earth rooftop overlay and bounding |
US20070210937A1 (en) * | 2005-04-21 | 2007-09-13 | Microsoft Corporation | Dynamic rendering of map information |
US8850011B2 (en) | 2005-04-21 | 2014-09-30 | Microsoft Corporation | Obtaining and displaying virtual earth images |
US7777648B2 (en) * | 2005-04-21 | 2010-08-17 | Microsoft Corporation | Mode information displayed in a mapping application |
US7933929B1 (en) | 2005-06-27 | 2011-04-26 | Google Inc. | Network link for providing dynamic data layer in a geographic information system |
US7933897B2 (en) | 2005-10-12 | 2011-04-26 | Google Inc. | Entity display priority in a distributed geographic information system |
US7610181B2 (en) * | 2006-01-13 | 2009-10-27 | Chief Architect, Inc. | Architectural structure design methods, architectural structure design apparatuses, and articles of manufacture |
US7376513B2 (en) * | 2006-08-09 | 2008-05-20 | Harris Corporation | Geospatial modeling system for separating foliage data from building data based upon noise filtering operations and related methods |
US7292941B1 (en) | 2006-08-09 | 2007-11-06 | Harris Corporation | Geospatial modeling system for separating foliage data from building data based upon loose and strict tolerance noise filtering operations and related methods |
US7487046B2 (en) * | 2006-08-09 | 2009-02-03 | Harris Corporation | Geospatial modeling system for performing filtering operations based upon a sum of differences of a given and neighboring location points and related methods |
US8224097B2 (en) * | 2008-06-12 | 2012-07-17 | Sri International | Building segmentation for densely built urban regions using aerial LIDAR data |
US20140379254A1 (en) * | 2009-08-25 | 2014-12-25 | Tomtom Global Content B.V. | Positioning system and method for use in a vehicle navigation system |
JP5388921B2 (ja) * | 2010-03-25 | 2014-01-15 | 株式会社東芝 | 3次元距離計測装置及びその方法 |
US8374431B2 (en) | 2010-07-27 | 2013-02-12 | Aerotec, Llc | Method and apparatus for direct detection, location, analysis, identification, and reporting of vegetation clearance violations |
US8692827B1 (en) * | 2011-01-24 | 2014-04-08 | Google Inc. | Carving buildings from a three-dimensional model, and applications thereof |
WO2012155205A1 (en) | 2011-05-16 | 2012-11-22 | Ergon Energy Corporation Limited | Method and system for processing image data |
US9245345B2 (en) | 2011-06-29 | 2016-01-26 | Nec Solution Innovators, Ltd. | Device for generating three dimensional feature data, method for generating three-dimensional feature data, and recording medium on which program for generating three-dimensional feature data is recorded |
JP2013092888A (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-16 | Toshiba Corp | データ処理装置 |
US8982118B2 (en) * | 2011-11-22 | 2015-03-17 | Raytheon Company | Structure discovery in a point cloud |
AU340846S (en) * | 2012-01-17 | 2012-02-09 | Tech Resources Pty Ltd | Vessel for microwave treatment of ore |
US9317966B1 (en) * | 2012-02-15 | 2016-04-19 | Google Inc. | Determine heights/shapes of buildings from images with specific types of metadata |
US9501700B2 (en) | 2012-02-15 | 2016-11-22 | Xactware Solutions, Inc. | System and method for construction estimation using aerial images |
US9582932B2 (en) * | 2012-06-05 | 2017-02-28 | Apple Inc. | Identifying and parameterizing roof types in map data |
US9159164B2 (en) * | 2013-01-31 | 2015-10-13 | Eagle View Technologies, Inc. | Statistical point pattern matching technique |
US10013507B2 (en) * | 2013-07-01 | 2018-07-03 | Here Global B.V. | Learning synthetic models for roof style classification using point clouds |
US9208609B2 (en) * | 2013-07-01 | 2015-12-08 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Method for fitting primitive shapes to 3D point clouds using distance fields |
EP3541071A1 (en) | 2013-08-02 | 2019-09-18 | Xactware Solutions Inc. | System and method for detecting features in aerial images using disparity mapping and segmentation techniques |
GB201407643D0 (en) | 2014-04-30 | 2014-06-11 | Tomtom Global Content Bv | Improved positioning relatie to a digital map for assisted and automated driving operations |
US10922851B2 (en) * | 2014-09-25 | 2021-02-16 | The Boeing Company | Virtual reality environment color and contour processing system |
JP7066607B2 (ja) | 2015-08-03 | 2022-05-13 | トムトム グローバル コンテント ベスローテン フエンノートシャップ | ローカライゼーション基準データを生成及び使用する方法及びシステム |
US9971956B2 (en) * | 2016-03-21 | 2018-05-15 | International Business Machines Corporation | Detection and presentation of differences between 3D models |
JP6774793B2 (ja) * | 2016-06-24 | 2020-10-28 | 株式会社キーエンス | 三次元測定装置 |
US11094113B2 (en) | 2019-12-04 | 2021-08-17 | Geomni, Inc. | Systems and methods for modeling structures using point clouds derived from stereoscopic image pairs |
US11694333B1 (en) * | 2020-02-05 | 2023-07-04 | State Farm Mutual Automobile Insurance Company | Performing semantic segmentation of 3D data using deep learning |
JPWO2023053485A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2892423B2 (ja) * | 1990-02-28 | 1999-05-17 | 株式会社日立製作所 | 画像表示装置及び画像表示方法 |
JP3243905B2 (ja) * | 1993-09-27 | 2002-01-07 | スズキ株式会社 | 物体認識方法及び装置 |
JPH08304042A (ja) * | 1995-05-09 | 1996-11-22 | Toyota Motor Corp | 物体形状認識装置 |
US5988862A (en) * | 1996-04-24 | 1999-11-23 | Cyra Technologies, Inc. | Integrated system for quickly and accurately imaging and modeling three dimensional objects |
JP3349060B2 (ja) * | 1997-04-04 | 2002-11-20 | 富士重工業株式会社 | 車外監視装置 |
US6619406B1 (en) * | 1999-07-14 | 2003-09-16 | Cyra Technologies, Inc. | Advanced applications for 3-D autoscanning LIDAR system |
JP2001143057A (ja) * | 1999-11-18 | 2001-05-25 | Asia Air Survey Co Ltd | 都市の3次元モデルを作成する方法 |
JP2002074323A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-15 | Kokusai Kogyo Co Ltd | 三次元市街地空間モデル作成方法およびシステム |
-
2002
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108734780A (zh) * | 2017-04-17 | 2018-11-02 | 百度在线网络技术(北京)有限公司 | 用于生成地图的方法、装置和设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US7098909B2 (en) | 2006-08-29 |
WO2003012740A1 (fr) | 2003-02-13 |
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