JP4823798B2 - Map alignment apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、地図情報のディジタル情報化に利用する。特に、住宅地図と公図とを対応付けて管理する際に利用するのに適する。 The present invention is used to convert map information into digital information. It is particularly suitable for use when managing a house map and a public map in association with each other.
地図情報のディジタル情報化が進み、電子情報化社会において、地図情報が広く利用されるようになった。このような地図情報のディジタル情報化の流れの中で、住宅地図から公図を検索できたら便利であるという強い要望があり、住宅地図と公図とを完全に対応させて管理しようという提案がある。 With the progress of digitalization of map information, map information has been widely used in the electronic information society. There is a strong demand that it would be convenient if a public map could be searched from a house map in the flow of digital information of such map information, and there was a proposal to manage the house map and the public map in full correspondence. is there.
しかしながら、旧来の公図は、字毎に作られている場合が多く、縮尺や方位は一定でなく、また、精度も低い場合が多い。このような公図と住宅地図との対応関係を誤り無く確認することが住宅地図と公図とを完全に対応させて管理する上で重要である。 However, traditional public maps are often created for each character, and the scale and orientation are not constant, and the accuracy is often low. Confirming the correspondence between such a public map and a residential map without error is important in managing the residential map and the public map in a completely corresponding manner.
このような住宅地図と公図との対応関係確認作業では、作業者は、公図と住宅地図とを照らし合せながら、試行錯誤を繰り返して住宅地図に公図を嵌め込む作業を強いられる。この作業には豊富な経験に基づく技術に頼る部分が多く、ごく少数の経験豊富な作業者の手によって作業が行われているのが実状である。 In such a confirmation process of the correspondence between the house map and the public map, the worker is forced to repeat the trial and error while fitting the public map into the house map while checking the public map and the house map. In many cases, this work relies on technology based on abundant experience, and the actual situation is that the work is carried out by the hands of a very small number of experienced workers.
しかしながら、地図情報のディジタル情報化は急務であり、経験豊富な少数の作業者の技術に頼らずに上記嵌め込み作業を自動化できる技術の開発が熱望されている。 However, the digitalization of map information is an urgent need, and there is an urgent need for the development of a technology that can automate the above-described fitting work without relying on the skills of a small number of experienced workers.
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、例えば、住宅地図に公図を嵌め込む作業を半自動化し、作業効率を高めることができる地図の位置合せ装置および方法を提供することを目的とする。 The present invention has been performed under such a background. For example, the present invention provides a map alignment apparatus and method that can semi-automate the work of fitting a public map into a house map and increase work efficiency. The purpose is to do.
本発明は、第一の地図上の領域(外周が線分で区切られた形状)に第二の図の所定の領域(外周が線分で区切られた形状)を重ね合せる地図位置合せ装置であって、本発明は、前記第一の地図上の領域および前記第二の地図の所定の領域を表示する表示手段と、オペレータが前記表示手段に前記二つの領域を表示させて、二つの領域について対応しそうな2以上の点を特徴点として指定し、この指定された特徴点の中から同数r(2≦r≦(n,mの小さい方))個の点をさらに選択抽出する入力手段と、n個の特徴点を有する一方の領域から抽出されたr個の特徴点のnCr個の組み合わせのそれぞれについて、m個の特徴点を有する他方の領域から抽出されたr個の特徴点のmCr個の組み合わせのそれぞれにおけるr!(rの階乗)個の順列を互いに対応させることにより得られるnCr×mPr組の互いに対応関係を有する特徴点の組である対応点を生成する対応点生成手段と、この対応点生成手段により生成された二つの領域の複数の前記対応点の中から二つの領域の形状が重ね合わせ可能なことを示す所定の条件を満たす前記対応点を抽出する対応点抽出手段と、この対応点抽出手段により抽出された二つの区画の対応関係を有する特徴点の組である対応点間の距離の2乗和が最小となるように二つの前記領域を重ね合せる重ね合せ手段と、この重ね合せ手段により重ね合された二つの領域の対応関係を有する特徴点の組である対応点間の距離の平均値を求める誤差判定手段と、この誤差判定手段により求められた前記距離の平均値の小さい方から所定の順位まで複数の重ね合せパターンを表示する手段とを備えている。 The present invention is a map alignment apparatus that superimposes a predetermined region (a shape in which the outer periphery is divided by a line segment) in the second diagram on a region (a shape in which the outer periphery is divided by a line segment) on the first map. there, the present onset Ming, display means for displaying the area and the second predetermined area of the map on the first map, the operator causes the display of the two regions on the display unit, the two Two or more points that are likely to correspond to a region are designated as feature points, and the same number r (2 ≦ r ≦ (n, m smaller)) points are further selected and extracted from the designated feature points. And, for each of the n C r combinations of r feature points extracted from one region having n feature points, r r extracted from the other region having m feature points. R in each of the m C r combinations of feature points. Corresponding point generation means for generating corresponding points that are pairs of feature points having n C r × m P r pairs obtained by associating (r factorial) permutations with each other, and the correspondence Corresponding point extracting means for extracting the corresponding points satisfying a predetermined condition indicating that the shapes of the two areas can be superimposed from among the corresponding points of the two areas generated by the point generating means, and Superimposing means for superimposing the two regions so that the sum of squares of the distance between corresponding points, which is a set of feature points having a correspondence relationship between the two sections extracted by the corresponding point extracting means, is minimized. Error determining means for obtaining an average value of distances between corresponding points, which is a set of feature points having a correspondence relationship between two regions superimposed by the overlapping means, and an average value of the distances obtained by the error determining means From the smaller one Position Ru Tei and means for displaying a plurality of overlapping patterns to.
以降の説明では、前記第一の地図を住宅地図、前記第二の地図を公図として説明を行なうが、これにより、本発明の適用範囲を住宅地図、公図のみに限定するものではない。 In the following description, the first map will be described as a house map, and the second map will be described as a public map. However, the scope of the present invention is not limited to only a house map and a public map.
本発明の地図位置合せ装置を扱うオペレータが、住宅地図および公図上の二つの領域、すなわち線分で外周が区切られた形状であり、その外周上に特徴点を設定すると、本発明装置は、自動的に、二つの領域上の特徴点の対応付けを行う。その工程は、とりあえず総当たりの対応付けを行った後、明らかに不適切な対応付けを除外するという工程をとる。さらに本発明装置は、対応付けができた二つの領域の対応点間の距離の2乗和が最小となるように二つの領域を重ね合せ、この重ね合された二つの領域の対応点間の距離の平均値を求め、この距離の平均値の小さい方から所定の順位まで複数の重ね合せパターンを表示する。 When an operator who handles the map alignment apparatus of the present invention has two regions on a house map and a public map , that is, a shape in which the outer periphery is divided by a line segment, and the feature points are set on the outer periphery , the present invention device The feature points on the two areas are automatically associated with each other. The process takes the step of excluding the apparently inappropriate association after the brute force association for the time being. Furthermore, the device of the present invention superimposes the two regions so that the sum of squares of the distances between the corresponding points of the two regions that have been associated is minimized, and between the corresponding points of the two superimposed regions. An average value of the distances is obtained, and a plurality of overlapping patterns are displayed from a smaller average value of the distances to a predetermined order.
これにより、オペレータは、重ね合せパターンの複数の候補を比較対照して見ることができる。前記距離の平均値は、重ね合せの際の誤差に相当し、一般的にみると、誤差は小さければ小さいほど良いのであるが、例えば、誤差が比較的大きくても誤差が均等に分散されており、視覚的に見映えの良い重ね合せパターンが見つかる場合もあり、その判断は、オペレータの判断に委ねることとする。 Thereby, the operator can compare and contrast a plurality of overlapping pattern candidates. The average value of the distance corresponds to an error at the time of superposition, and generally speaking, the smaller the error, the better. However, for example, even if the error is relatively large, the error is evenly distributed. In some cases, an overlay pattern having a visually good appearance may be found, and the determination is left to the operator's judgment.
例えば、前記所定の条件は、前記対応点生成手段により生成された複数の前記対応点のいずれか1組の対応点に着目し、個々の前記領域において、当該着目した対応点と同一領域内の他の特徴点とを結ぶ線分の長さをそれぞれ求め、個々の前記領域において求められた当該線分同士を二つの領域間で1対1に対応させてその長さの比を全ての線分同士の対応について求め、全ての線分同士の対応について求めた比の標準偏差が所定の範囲から逸脱した前記対応点の組についてはこれを除外する条件である。 For example, the predetermined condition is that attention is paid to one set of corresponding points of the plurality of corresponding points generated by the corresponding point generating means, and each of the areas is in the same area as the corresponding corresponding point. The lengths of the line segments that connect to other feature points are obtained, and the line segments obtained in each of the above regions are associated with each other in a one-to-one relationship between the two regions, and the ratio of the lengths of all the line points is determined. This is a condition for excluding the pair of corresponding points obtained for the correspondence between the minutes, and the standard deviation of the ratios obtained for the correspondence between all the line segments deviating from a predetermined range.
すなわち、選ばれた対応点の組が適切な対応点であれば、当該対応点と他の特徴点との位置関係もほぼ相似することになる。このことを利用し、当該対応点と他の特徴点とを結ぶ線分の長さを二つの領域で比較し、その長さの比にばらつきが少ない比較結果が含まれている場合には、適切な対応点であると判定する。 That is, if the selected pair of corresponding points is an appropriate corresponding point, the positional relationship between the corresponding point and other feature points is almost similar. Using this fact, the length of the line segment connecting the corresponding point and other feature points is compared in two regions, and if the comparison of the length ratio includes little variation, It is determined that the corresponding point is appropriate.
このときに、所定の条件として、1対1に対応させた前記線分同士の成す角の平均値が所定の角度を逸脱する場合には、前記長さの比を求めるのに先立って当該線分を予め除外する条件を含むこともできる。 At this time, as a predetermined condition , when an average value of angles formed by the line segments corresponding to one-to-one deviates from a predetermined angle, the line is calculated prior to obtaining the length ratio. Conditions for excluding minutes in advance can also be included.
すなわち、適切な対応点同士であった場合には、1対1に対応させた前記線分同士はほぼ平行になる。これに対し、不適切な対応点同士であった場合には、1対1に対応させた前記線分同士は異なった角度を成す。これにより、予め不適切な対応点の組を除去することができる。ただし、この場合には、二つの異なる地図における領域の方角が予めある程度の精度で一致していることが要求される。 That is, when the corresponding points are appropriate, the line segments corresponding to one to one are almost parallel to each other. On the other hand, when the corresponding points are inappropriate, the line segments corresponding one-to-one form different angles. As a result, an inappropriate pair of corresponding points can be removed in advance. However, in this case, it is required that the directions of the areas in the two different maps coincide with each other with a certain degree of accuracy.
例えば、前記重ね合せ手段は、二つの領域の一方にアフィン変換を施す手段を含み、x、yを変換前の座標とし、X、Yを変換後の座標とし、sを伸縮率とし、θを回転角とし、c、dはそれぞれ移動に関するパラメータとしたときに、
X=a*x−b*y+c
Y=b*x+a*y+d
a=s*cosθ
b=s*sinθ
により座標変換して重ね合せる手段を備える。
For example, the superimposing means includes means for performing affine transformation on one of the two regions, x and y are coordinates before conversion, X and Y are coordinates after conversion, s is an expansion / contraction ratio, and θ is When the rotation angle is set and c and d are parameters related to movement,
X = a * x−b * y + c
Y = b * x + a * y + d
a = s * cos θ
b = s * sin θ
Means for converting and superimposing the coordinates.
また、前記重ね合せ手段は、重ね合せに際し、操作入力に従って伸縮または回転を制限する手段を含むことができる。これによれば、一定のルールに従って、重ね合せを行うことができる。伸縮または回転のいずれか一方あるいは双方を全く行わず重ね合せたり、伸縮または回転の量に制限を設けるといったことが可能になる。したがって、地図の性質(性格)などを考慮した重ね合せ作業を行うことができる。 The superimposing means may include means for restricting expansion / contraction or rotation in accordance with an operation input when superimposing. According to this, superposition can be performed according to a certain rule. It is possible to perform superposition without performing any one or both of expansion and contraction and rotation, or to limit the amount of expansion and contraction or rotation. Therefore, it is possible to perform an overlaying operation in consideration of the nature (character) of the map.
また、本発明を、本発明の地図位置合せ装置が行う地図位置合せ方法の観点からみることもできる。すなわち、本発明の地図位置合せ方法は、住宅地図および公図の二つの地図上の領域を表示し、オペレータが表示された二つの領域について対応しそうな2以上の点を特徴点として指定し、この指定された特徴点の中からそれぞれ同数r(2≦r≦n,mの小さい方))個の特徴点を選択抽出し、n個の特徴点を有する領域から抽出されたr個の特徴点のnCr個の組み合わせのそれぞれについて、m個の特徴点を有する領域から抽出されたr個の特徴点のmCr個の組み合わせのそれぞれにおけるr!個の順列を互いに対応させることにより得られるnCr×mPr組の互いに対応関係を有する特徴点の組である対応点を生成し、この生成された複数の前記対応点の中から二つの領域の形状が重ね合わせ可能なことを示す所定の条件を満たす前記対応点を抽出し、この抽出された二つの前記領域の前記対応点間の距離の2乗和が最小となるように二つの前記領域を重ね合せ、この重ね合された二つの前記領域の前記対応点間の距離の平均値を求め、この距離の平均値の小さい方から所定の順位まで複数の重ね合せパターンを表示する。 The present invention can also be viewed from the viewpoint of a map alignment method performed by the map alignment apparatus of the present invention. That is, the map alignment method of the present invention displays areas on two maps, a house map and a public map, and designates two or more points that are likely to correspond to the two displayed areas as feature points, From the designated feature points, the same number r (2 ≦ r ≦ n, smaller one of m) feature points are selected and extracted, and r features extracted from the region having n feature points. For each of the n C r combinations of points, r! In each of the m C r combinations of r feature points extracted from the region having m feature points. Generates a corresponding point is a set of feature points having n C r × m P r sets of correspondence with one another which is obtained by matching the number of permutations to each other, the two from a plurality of the corresponding points the generated The corresponding points satisfying a predetermined condition indicating that the shapes of the two regions can be overlapped are extracted, and the two sums of the distances between the corresponding points of the two extracted regions are minimized. The two regions are overlapped, an average value of the distances between the corresponding points of the two overlapped regions is obtained, and a plurality of overlapping patterns are displayed from the smaller of the average values of the distances to a predetermined order. .
例えば、前記所定の条件は、生成された複数の前記対応点のいずれか1組の対応点に着目し、個々の前記領域において、当該着目した対応点と同一領域内の他の特徴点とを結ぶ線分の長さをそれぞれ求め、個々の前記領域において求められた当該線分同士を1対1に対応させてその長さの比を全ての線分同士の対応について求め、全ての線分同士の対応について求めた比の標準偏差が所定の範囲から逸脱した前記対応点の組についてはこれを除外する条件である。 For example, the predetermined condition focuses on one set of corresponding points of the plurality of corresponding points generated, and in each of the regions, the corresponding point of interest and other feature points in the same region The lengths of the connecting line segments are obtained, the line segments obtained in each of the regions are made to correspond one-to-one, and the ratio of the lengths is obtained for the correspondence between all the line segments. This is a condition for excluding the pair of corresponding points where the standard deviation of the ratio obtained for the correspondence between them deviates from a predetermined range.
このときに、所定の条件は、1対1に対応させた前記線分同士の成す角の平均値が所定の角度を逸脱する場合には、前記長さの比を求めるのに先立って当該線分を予め除外する条件を含むこともできる。 At this time, the predetermined condition is that, when the average value of the angles formed by the line segments corresponding to one-to-one deviates from the predetermined angle, the line is prior to obtaining the length ratio. Conditions for excluding minutes in advance can also be included.
例えば、x、yを変換前の座標とし、X、Yを変換後の座標とし、sを伸縮率とし、θを回転角とし、c、dはそれぞれ移動に関するパラメータとしたときに、
X=a*x−b*y+c
Y=b*x+a*y+d
a=s*cosθ
b=s*sinθ
によりアフィン変換で座標変換して重ね合せる。さらに、重ね合せに際し、操作入力に従って伸縮または回転を制限することもできる。
For example, when x and y are coordinates before conversion, X and Y are coordinates after conversion, s is an expansion / contraction ratio, θ is a rotation angle, and c and d are parameters related to movement, respectively,
X = a * x−b * y + c
Y = b * x + a * y + d
a = s * cos θ
b = s * sin θ
The coordinates are transformed by affine transformation and superimposed. Further, in superposition, expansion / contraction or rotation can be restricted according to an operation input.
また、本発明を、本発明の地図位置合せ装置を実現するためのプログラムの観点からみることもできる。すなわち、本発明は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その汎用の情報処理装置に、本発明の地図位置合せ装置に相応する機能を実現させるプログラムである。本発明のプログラムは記録媒体に記録されることにより、汎用の前記情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。 The present invention can also be viewed from the viewpoint of a program for realizing the map alignment apparatus of the present invention. That is, the present invention is a program that, when installed in a general-purpose information processing apparatus, causes the general-purpose information processing apparatus to realize functions corresponding to the map alignment apparatus of the present invention. By recording the program of the present invention on a recording medium, the general-purpose information processing apparatus can install the program of the present invention using this recording medium. Alternatively, the program of the present invention can be directly installed in the information processing apparatus via a network from a server holding the program of the present invention.
これにより、汎用の情報処理装置を用いて、本発明の地図位置合せ装置を実現することができる。 Thereby, the map alignment apparatus of this invention is realizable using a general purpose information processing apparatus.
本発明によれば、例えば、住宅地図に公図を嵌め込む作業を半自動化し、作業効率を高めることができる。 According to the present invention, for example, the work of fitting a public map into a house map can be semi-automated to improve work efficiency.
本発明実施例の地図位置合せ装置を図1ないし図20を参照して説明する。図1に、本実施例の地図位置合せ装置の全体構成を示す。本実施例の地図位置合せ装置は、住宅地図上の領域に公図の所定の領域を重ね合せる地図位置合せ装置4であって、図1に示すように、本実施例では、住宅地図データベース(住宅地図DB)1に蓄積されている住宅地図情報と、公図データベース(公図DB)2に蓄積されている公図情報とを参照し、新たに公図検索用住宅地図を作成する装置である。作成された公図検索用住宅地図は、公図検索用住宅地図データベース(公図検索用住宅地図DB)5に蓄積される。地図情報を表示するための表示部3と、オペレータが操作入力を行うためのキーボード6およびマウス7を備える。また、住宅地図DB1または公図DB2または公図検索用住宅地図DB5と、地図位置合せ装置4との間は、ネットワーク(図示せず)を介して接続されてもよい。
A map alignment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the overall configuration of the map alignment apparatus of this embodiment. The map alignment apparatus of the present embodiment is a
図3に、表示部3の住宅地図および公図の表示例を示す。本実施例では、住宅地図中の一つの領域を地図♯1とし、公図の対応する領域を地図♯2とする。地図♯2の例のように公図の領域には複数の分割された土地が含まれているが以下では説明を分り易くするために領域の外周のみを表示する。なお、この領域は、図3、図4に示されるように、外周が直線で形成された形状であり、この直線は交点(頂点)をもっている。
In FIG. 3, the example of a display of the housing map and public map of the
図4に示すように、オペレータによって、地図♯1および地図♯2上における特徴点が予め指定されている。図4の例では、地図♯1では6個、地図♯2では4個の特徴点がそれぞれ指定されている。この特徴点としては、図4に示されるように地図#1、地図#2の外周の直線の交点が指定されている。図5に、位置合せの概念を示す。図5に示すように、特徴点を重ね合せることにより、地図♯1(実線)と地図♯2(破線)とを重ね合せる。このときに、地図♯1と地図♯2とは互いに精度が異なるため、必ずしも一致するとは限らない。従来は、地図♯1と地図♯2とが一致しない場合には、オペレータの豊富な経験に基づく試行錯誤の結果、一致させていたのに対し、本実施例の地図位置合せ装置4の援助により、経験の少ないオペレータであっても、地図位置合せを可能とすることができる。
As shown in FIG. 4, feature points on
なお、当該作業の最終的な目的は、誤り無く住宅地図から公図を検索できるようにすることであるから、住宅地図と公図との対応関係が誤り無く確認できればよい。よって、住宅地図上の図形形状と公図上の図形形状とを高い精度で完全に一致させることが最終的な目的ではなく、公図の地図が住宅地図におおよそ重なっていればよい。 In addition, since the final purpose of the said operation | work is to enable it to search a public map from a housing map without an error, it should just confirm the correspondence between a housing map and a public map without an error. Therefore, it is not the final goal to make the figure shape on the house map and the figure shape on the public map completely coincide with each other with high accuracy, and the map of the public map only has to overlap the house map.
ここで、本実施例の地図位置合せ装置4とオペレータとが協働して地図重ね合せ作業を実施する工程を説明する。図6に、地図重ね合せ工程のフローチャートを示す。表示部3の画面に、背景となる地図♯1を住宅地図DB1から呼び出して表示する(S1)。続いて、表示部3の画面に、地図♯1に重ね合せる地図♯2を公図DB2から呼び出し、地図♯1に並べて表示する(S2)。地図♯2上で、対応点となりそうな特徴点を数個入力する(S3)。同様に、地図♯1上で、対応点となりそうな特徴点を数個入力する(S4)。縮尺不明や縮尺の間違いなどで、重ね合せる図形の大きさが異なり、伸縮すべきときは、伸縮有りとし、そうでないときは、伸縮無しを指定する(S5)。また、方位不明などで、重ね合せる図形を回転して重ねるときは、回転範囲を無制限とし、方位が既知でも多少の回転を許すときは、許容回転範囲(角度)を指定する(S6)。ここまでは、オペレータによる工程である。
Here, a process in which the
次に、地図位置合せ装置4が、重ね合せ方の候補(複数)を自動的に計算して表示する(S7)。地図位置合せ装置4が自動計算した重ね合せ方の候補は、その中から最適解が選択し易いように、重ね合せ誤差が小さい順にソートして表示される。通常、地図位置合せ装置4が計算した重ね合せ誤差が最も小さい候補が最適解である。
Next, the
図7および図8に、具体的な表示方法を例示する。図7の例は、誤差が小さい順に色分けを行って図形を重複表示した例である。図7では色分けの代わりに、破線(候補♯1)、一点鎖線(候補♯2)、二点鎖線(候補♯3)として示した。また、図8の例は、図形表示ではなく、誤差が小さい順に一覧表としてテキスト表示し、オペレータが任意の順位を指定するとその図形が表示される例である。この他にも従来より用いられている様々な表示方法を採ることができる。 7 and 8 illustrate a specific display method. The example of FIG. 7 is an example in which graphics are displayed in duplicate by performing color coding in ascending order of error. In FIG. 7, instead of color coding, a broken line (candidate # 1), a one-dot chain line (candidate # 2), and a two-dot chain line (candidate # 3) are shown. The example of FIG. 8 is not a graphic display, but is an example in which text is displayed as a list in ascending order of error, and the graphic is displayed when the operator designates an arbitrary order. In addition, various display methods conventionally used can be employed.
これにより最適解が見つかれば(S8)、工程は終了するが、最適解が見つからない場合には(S9)、ステップS3またはS4における特徴点の指定が適切でなかったことが原因である場合が多いので、オペレータが対応点の組を手動入力する(S10)。手動入力された対応点の組に対して地図位置合せ装置4は、重ね合せ誤差が最小になるように自動的に重ね合せを行う(S11)。具体的には、最小2乗法により、対応点間の距離の2乗和が最小になるように重ね合せる。また、この際、図形の伸縮および回転を行うか否かはオペレータが設定できるものとする。
If the optimum solution is found (S8), the process ends. However, if the optimum solution is not found (S9), it may be because the designation of the feature point in step S3 or S4 is not appropriate. Since there are many, the operator manually inputs a set of corresponding points (S10). The
以上が重ね合せ作業の全工程である。以下では、本発明の位置合せ装置4が自動的に行う工程について説明する。図2に、地図位置合せ装置4のブロック構成を示す。地図♯1および♯2からそれぞれ一致する特徴点としてオペレータが2点以上指定すると、指定された特徴点の中からそれぞれ同数r(2≦r≦(n,mの小さい方))個の特徴点を抽出し、n個の特徴点を有する地図から抽出されたr個の特徴点のnCr個の組み合わせのそれぞれについて、m個の特徴点を有する地図から抽出されたr個の特徴点のmCr個の組み合わせのそれぞれにおけるr!個の順列を互いに対応させることにより得られるnCr×mPr組の互いに対応関係を有する特徴点の組である対応点を生成する対応点生成部10と、この対応点生成部10により生成された複数の前記対応点の中から所定の条件を満たす前記対応点を抽出する対応点抽出部11と、この対応点抽出部11により抽出された地図♯1および♯2の前記対応点間の距離の2乗和が最小となるように地図♯1および♯2を重ね合せる重ね合せ部12と、この重ね合せ部12により重ね合された地図♯1および♯2の前記領域の前記対応点間の距離の平均値を求める誤差判定部13と、この誤差判定部13により求められた前記距離の平均値の小さい方から所定の順位まで複数の重ね合せパターンを表示する候補ソート部14とを備える。
The above is the entire process of the overlapping operation. Below, the process which the
また、前記所定の条件は、対応点生成部10により生成された複数の前記対応点のいずれか1組の対応点に着目し、地図♯1および♯2において、当該着目した対応点と同一領域内の他の特徴点とを結ぶ線分の長さをそれぞれ求め、地図♯1および♯2において求められた当該線分同士を1対1に対応させてその長さの比を全ての線分同士の対応について求め、全ての線分同士の対応について求めた比の標準偏差が所定の範囲から逸脱した前記対応点の組についてはこれを除外する条件である。さらに、1対1に対応させた前記線分同士の成す角の平均値が所定の角度を逸脱する場合には、前記長さの比を求めるのに先立って当該線分を予め除外する条件を含むことができる。この所定条件は、オペレータが抽出条件として指定することができ、抽出条件設定部15に格納される。
In addition, the predetermined condition focuses on one set of corresponding points of the plurality of corresponding points generated by the corresponding
また、重ね合せ部12は、アフィン変換を施すことができ、x、yを変換前の座標とし、X、Yを変換後の座標とし、sを伸縮率とし、θを回転角とし、c、dはそれぞれ移動に関するパラメータとしたときに、
X=a*x−b*y+c
Y=b*x+a*y+d
a=s*cosθ
b=s*sinθ
により座標変換して重ね合せる。さらに、重ね合せ部12は、重ね合せに際し、操作入力に従って伸縮または回転を制限することができる。この重ね合せ条件は、オペレータが指定することができ、重ね合せ条件設定部16に格納される。
The
X = a * x−b * y + c
Y = b * x + a * y + d
a = s * cos θ
b = s * sin θ
The coordinates are transformed by using and superimposed. Furthermore, the overlapping
次に、対応点生成部10の動作を説明する。図9および図11に、地図♯1および♯2においてそれぞれ3個の特徴点が指定されている例を示す。図9および図11に示すように、地図♯1および♯2からそれぞれ同数3個の特徴点を抽出し、地図♯1における全特徴点数が6個であり、地図♯2における全特徴点数が4個であるから、6個の特徴点を有する地図♯1から抽出された3個の特徴点の6C3個の組み合わせのそれぞれについて、4個の特徴点を有する地図♯2から抽出された3個の特徴点の4C3個の組み合わせのそれぞれにおけるr!個の順列を互いに対応させることにより得られる6C3×4P3組の互いに対応関係を有する特徴点の組である対応点を生成する。
Next, the operation of the corresponding
対応点生成の具体例を図9〜図14を参照して説明する。図10ないし図13に、地図♯1から抽出された3個の特徴点の6C3個の組み合わせのそれぞれについて、地図♯2から抽出された3個の特徴点の4C3個の組み合わせのそれぞれにおけるr!個の順列を互いに対応させる例を示す。
Specific examples of corresponding point generation will be described with reference to FIGS. 10-13, for each of the 6 C 3 combinations of 3 feature points extracted from
図10に示すように、地図♯1からは特徴点“2”、“4”、“6”の組み合わせが抽出され、これに対し、地図♯2からは特徴点“1”、“2”、“4”の順列が抽出され、互いに対応付けられている。同様に、図12に示すように、地図♯1からは特徴点“1”、“3”、“5”の組み合わせが抽出され、これに対し、地図♯2からは特徴点“1”、“3”、“4”の順列が抽出され、互いに対応付けられている。
As shown in FIG. 10, a combination of feature points “2”, “4”, “6” is extracted from
このように特徴点の抽出を行った結果、図13に示すように、地図♯1からは特徴点(“1”、“2”、“3”)〜(“4”、“5”、“6”)の6C3=20通りの組み合わせが抽出され、これに対し、地図♯2からは特徴点(“1”、“2”、“4”)、(“1”、“3”、“4”)、(“2”、“3”、“4”)、(“2”、“3”、“1”)の4C3=4通りの組み合わせのそれぞれについて3!=6個順列が抽出され、結果的に4P3=24通りの順列が抽出されて互いに対応付けられている。図14に、当該対応関係を一般化して表した例を示す。 As a result of extracting the feature points in this way, as shown in FIG. 13, the feature points (“1”, “2”, “3”) to (“4”, “5”, “ 6 ”) 6 C 3 = 20 combinations are extracted. On the other hand, feature points (“ 1 ”,“ 2 ”,“ 4 ”), (“ 1 ”,“ 3 ”, “4”), (“2”, “3”, “4”), (“2”, “3”, “1”) 3 for each of 4 C 3 = 4 combinations! = 6 permutations are extracted. As a result, 4 P 3 = 24 permutations are extracted and associated with each other. FIG. 14 shows an example in which the correspondence is generalized.
次に、対応点抽出部11の動作を説明する。上述したように、対応点生成部10では、特徴点を総当たりするようにして対応点を生成する。対応点抽出部11は、この対応点の中から適切な対応点を抽出する。図15ないし図17に、対応点抽出部11における対応点の抽出手順を示す。図15の例では、地図♯1の特徴点“2”と地図♯2の特徴点“1”とが対応点の組として選ばれている。地図♯1では、特徴点“2”から他の特徴点“4”、“5”、“6”に対して長さがg1、g2、g3の線分を生成する。また、地図♯2では、特徴点“1”から他の特徴点“2”、“3”、“4”に対して長さがh1、h2、h3の線分を生成する。続いて、f1=h1/g1、f2=h2/g2、f3=h3/g3を計算する。同様にして、図16に示すように、各対応点の組についてもf1、f2、f3を計算する。
Next, the operation of the corresponding
図17に、f1、f2、f3の標準偏差を示す。図17(a)(b)に示すように、適切な対応点であれば標準偏差は小さい。すなわち、地図♯1および地図♯2は、ほとんどの場合において相似形であるから対応点の組が適切であれば、その対応点から他の特徴点までの距離も地図♯1および♯2において、大きく異なる値となるケースは稀である。よって、f1、f2、f3の標準偏差が大きい対応点は適切な対応点ではないと判断することができる。図16は、不適切な対応点の例である。これを証明するためにh1、h2、h3、g1、g2、g3に実測した数値を代入して計算してみた。結果は、
図15では、f1=1.3、f2=1.3、f3=1.5(平均値は1.3)
図16では、f1=4.2、f2=1.7、f3=1.25(平均値は2.4)
であった。図16の例では、図15の例と比較して明らかにf1、f2、f3の値のバラツキは大きくなっている。
FIG. 17 shows standard deviations of f1, f2, and f3. As shown in FIGS. 17 (a) and 17 (b), the standard deviation is small if it is an appropriate corresponding point. That is, since
In FIG. 15, f1 = 1.3, f2 = 1.3, f3 = 1.5 (average value is 1.3)
In FIG. 16, f1 = 4.2, f2 = 1.7, f3 = 1.25 (the average value is 2.4).
Met. In the example of FIG. 16, the variation in the values of f1, f2, and f3 is clearly larger than that of the example of FIG.
このように、対応点の組が適切であるときには、通常、上記のf1〜f3の平均値は1に近いが、縮尺不明や縮尺間違いなどで、重ね合せの部分の大きさが異なるときは、その大きさの比になる。例えば、大きさが2倍違うと、平均値は2または0.5の近辺になり、標準偏差も、平均値の大きさに応じて大きくなったり小さくなったりするので、標準偏差の閾値は、平均値が1のときの閾値σにfi(iは自然数)の平均値をかけた値を閾値として採用する。 Thus, when the set of corresponding points is appropriate, the average value of the above f1 to f3 is usually close to 1, but when the size of the overlapping portion is different due to an unknown scale or an incorrect scale, It becomes the ratio of the size. For example, if the size is twice different, the average value is in the vicinity of 2 or 0.5, and the standard deviation increases or decreases depending on the average value. A value obtained by multiplying the threshold value σ when the average value is 1 by the average value of fi (i is a natural number) is adopted as the threshold value.
標準偏差の閾値=平均値が1のときの閾値σ×fiの平均値 (式1)
fiの平均値が1のときの閾値σは、例えば0.1(fiの約68%が0.9〜1.1の範囲に入り、約95%が0.8〜1.2の範囲に入る)に設定する。この設定は変更できるようにするが、一度設定すれば、まず変更の必要は生じない性格のものである。
Threshold value of standard deviation = average value of threshold value σ × fi when average value is 1 (Expression 1)
The threshold σ when the average value of fi is 1 is, for example, 0.1 (about 68% of fi falls within the range of 0.9 to 1.1, and about 95% falls within the range of 0.8 to 1.2. Set to ON. This setting can be changed, but once set, it does not need to be changed.
正三角形や正方形などの正多角形に近い形同士を重ね合せようとした場合には、方位が正しくない組み合わせでも、標準偏差は小さくなることがあるが、正しい組み合わせを抽出するには、少なくとも標準偏差の小さい組み合わせを抽出することが必要である。 When trying to superimpose shapes that are close to regular polygons such as regular triangles and squares, the standard deviation may be small even for combinations with incorrect orientations. It is necessary to extract combinations with small deviations.
縮尺不明や方位不明の場合でも、重ね合せのものが、相似形に近い場合は、fiの標準偏差が小さい対応点の組が存在し、その中に正しい組がある。逆に、標準偏差の小さい組が存在しない場合は、相似形でなく、似ても似つかない形のものを重ね合せようとしているので、その場合は、対応する組を、オペレータが手動で入力する必要が生じる。 Even when the scale is unknown or the direction is unknown, if the superposition is close to a similar shape, there is a set of corresponding points with small standard deviation of fi, and there is a correct set among them. On the other hand, when there is no pair with a small standard deviation, the operator tries to superimpose a pair that is not similar but does not resemble, so in that case, the operator manually inputs the corresponding pair. Need arises.
さらに、対応点抽出部11では、上記のf1〜f3の計算に先立って、図15および図16で示した長さh1〜h3およびg1〜g3の線分の成す角を利用して不適切な対応点を予め除外することができる。図18に、長さh1〜h3およびg1〜g3の線分の成す角を利用して不適切な対応点を予め除外する手順を示す。図18に示すように、地図♯1における長さg1〜g3の線分と、地図♯2における長さh1〜h3の線分との成す角の平均値を計算したときに、対応点が適切であれば当該平均値は小さな値の範囲(例えば、±15°)に収まるはずである。このことを利用して予め不適切な対応点を除外してから上記f1〜f3の計算を行えば計算量を軽減させることができる。ただし、この場合には、地図♯1および♯2の方位が予めある程度一致していることが条件になる。よって、上記平均値の範囲はオペレータが任意に設定できるものとする。
Furthermore, prior to the calculation of the above f1 to f3, the corresponding
次に、重ね合せ部12の動作を説明する。図19に、重ね合せの概念を示す。図19に示すように、地図♯2を地図♯1に重ね合せるには、地図♯2にアフィン変換を施す。アフィン変換式は、x、yを変換前の座標とし、X、Yを変換後の座標としたときに、
X=a*x−b*y+c (式2)
Y=b*x+a*y+d
で与えられる。アフィン変換は、移動、回転、伸縮を同時に行う変換であり、sを伸縮率とし、θを回転角としたときに、
a=s*cosθ
b=s*sinθ
である。また、c、dはそれぞれ移動に関するパラメータである。伸縮無しの場合は、s=1とし、回転無しの場合は、θ=0とする。伸縮または回転の有無は、重ね合せ条件として、オペレータにより重ね合せ条件設定部16に設定される。
Next, the operation of the overlapping
X = a * x−b * y + c (Formula 2)
Y = b * x + a * y + d
Given in. The affine transformation is a transformation that performs movement, rotation, and expansion / contraction at the same time. When s is an expansion / contraction ratio and θ is a rotation angle,
a = s * cos θ
b = s * sin θ
It is. C and d are parameters relating to movement. When there is no expansion / contraction, s = 1, and when there is no rotation, θ = 0. The presence / absence of expansion / contraction or rotation is set as an overlapping condition by the operator in the overlapping
アフィン変換を施すには、式2のa,b,c,dを決める必要があるが、これらは、図5に示すように、地図♯2上のr個の対応点の変換後の位置と、地図♯1上のそれらの対応点との間の距離の2乗和が最小になるようなa,b,c,dを、最小2乗法により求める。
In order to perform the affine transformation, it is necessary to determine a, b, c, and d in
方位や縮尺がわかっており、重ね合せる地図を伸縮したり、回転したくない場合もあるので、伸縮と回転については、それらの有無を指定できるようにする。伸縮や回転をしたくないときは、前述のアフィン変換式のパラメータのところで述べたように、伸縮無しの場合は、伸縮率s=1とし、回転無しの場合は、回転角θ=0として、アフィン変換パラメータを求める。 Since the azimuth and scale are known and the map to be overlaid may be stretched or not rotated, it may be possible to specify the presence or absence of the stretch and rotation. If you do not want to extend or rotate, as described in the above-mentioned parameters of the affine transformation equation, if there is no expansion / contraction, the expansion / contraction rate s = 1, and if there is no rotation, the rotation angle θ = 0. Find the affine transformation parameters.
求まったアフィン変換パラメータa,b,c,dを用いて、地図♯2上の全ての点の座標値に、式2のアフィン変換を施すと、図5のように、地図♯2が地図♯1に重なる。そして、誤差判定部13は、変換後の対応点の組同士の点間距離の平均値を求め、それを重ね合せ誤差eとする。
When the affine transformation of
最終的に、オペレータが最適な重ね合せパターンを選んで、地図を重ね合せるには、前述の重ね合せ誤差の小さい重ね合せパターンの候補の中から、最適なものを探し出すことが必要である。 Finally, in order for the operator to select an optimum overlay pattern and to overlay the maps, it is necessary to find the optimum one from the above-described overlay pattern candidates with a small overlay error.
それを助けるために、候補ソート部14は、対応点の組、アフィン変換パラメータ、重ね合せ誤差eを含む重ね合せパターンを、誤差が小さい順に数個求め、記憶領域に記憶しておく。具体的には、重ね合せパターンをi個覚えられる記憶領域を用意しておき、その中がi個の重ね合せパターンで満たされたら、次からは、記憶領域内にある、最大の重ね合せ誤差より小さい誤差の新たな重ね合せパターンが来たら、誤差が最大の重ね合せパターンを捨て、代わりに新たな重ね合せパターンを記憶領域に格納していく、という方式で、誤差が小さい順にi個の重ね合せパターンを求める。
In order to help this, the
このようにして求めた重ね合せ誤差の小さい重ね合せパターンの候補を、図7または図8で説明したように、重ね合せ誤差の小さい順にソートして表示部3の画面に表示することによりオペレータに提示する。
As described with reference to FIG. 7 or FIG. 8, the candidates for the superposition pattern having a small superposition error are sorted in the order of the small superposition error and displayed on the screen of the
以上説明した重ね合せパターン候補自動計算工程をフローチャートとして図20に示す。対応点生成部10は、オペレータが地図♯1に設定した特徴点の中から、まず、2個(r=2)の対応点を抽出し(S20→S21)、最初の組み合せの処理を行う(S22)。続いて、オペレータが地図♯2に設定した対応点の中から、まず、2個(r=2)の対応点を抽出し(S20→S23)、抽出したr個の対応点候補の順列組み合せを求めて対応点の組を生成することにより(S24)、最初の順列組み合せの処理を行う(S25)。
FIG. 20 is a flowchart showing the overlapping pattern candidate automatic calculation process described above. The corresponding
続いて、対応点抽出部11は、方位が不明でない場合は、特徴点間角度差の平均値が所定値以内か否かを判定し(S26)、所定範囲外のものについては対応点候補から除外する(S38)。ステップS26で除外されなかった対応点候補については、特徴点間距離の比の標準偏差を求める(S27)。標準偏差が閾値以内か否かを判定し(S28)、閾値を超えるものについては対応点候補から除外する(S38)。
Subsequently, when the orientation is not unknown, the corresponding
重ね合せ部12は、ステップS28で除外されなかった対応点候補については、アフィン変換パラメータa,b,c,dを求める(S29)。ここで、伸縮無しの場合はs=1とし、回転無しの場合はθ=0とする。
The overlapping
誤差判定部13は、重ね合せ部12による重ね合せが行われた場合の重ね合せ誤差eを計算する(S30)。その結果、重ね合せ誤差eが小さい方からi番目までであるものについては(S31)、そのアフィン変換パラメータa,b,c,dおよび誤差eの値を記録する(S32)。
The
地図♯2からr個の対応点候補を抽出する全ての順列組み合せについて処理していなければ(S33)、次の順列組み合せを処理する(S39)。また、地図♯1からr個の対応点候補を抽出する全ての組み合せについて処理していなければ(S34)、次の組み合せを処理する(S40)。
If all permutation combinations for extracting r corresponding point candidates from
地図♯2からr個の対応点候補を抽出する全ての順列組み合せについて処理が完了し(S33)、また、地図♯1からr個の対応点候補を抽出する全ての組み合せについて処理が完了していれば(S34)、rを2から3に置き換え(S35)、ステップS21〜S32を再度実行する。ステップS21〜S32の工程は、rの最大値まで繰り返し実行される(S36)。
Processing has been completed for all permutation combinations that extract r corresponding point candidates from map # 2 (S33), and processing has been completed for all combinations that extract r corresponding point candidates from
候補ソート部14は、記録内の重ね合せ誤差の小さい対応点の組み合わせを、誤差の小さい順にi番目までソートして表示部3の画面に表示する(S37)。オペレータは、この表示を確認しながら最適解を選択する(図6のS9)。最適解が見つからない場合には、オペレータが手動により対応点の組を設定し(図6のS10)、地図位置合せ装置4が重ね合せ誤差が最小になるように自動で重ね合せを行う(図6のS11)が、この処理は、重ね合せ部12が有する重ね合せ機能を利用して行われる。
The
また、本実施例は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その汎用の情報処理装置に、本実施例の地図位置合せ装置4に相応する機能を実現させるプログラムとして実施することができる。このプログラムは、記録媒体に記録されて汎用の情報処理装置にインストールされ、あるいは通信回線を介して汎用の情報処理装置にインストールされることにより当該汎用の情報処理装置に、対応点生成部10、対応点抽出部11、重ね合せ部12、誤差判定部13、候補ソート部14、抽出条件設定部15、重ね合せ条件設定部16にそれぞれ相応する機能を実現させることができる。汎用の情報処理装置は、例えば、汎用のパーソナル・コンピュータである。
Further, the present embodiment can be implemented as a program that, when installed in a general-purpose information processing apparatus, causes the general-purpose information processing apparatus to realize functions corresponding to the
本発明によれば、例えば、住宅地図に公図を嵌め込む作業を自動化し、作業効率を高めることができるので、住宅地図から公図を検索できたら便利であるという強い要望に応えることができ、住宅地図と公図とを完全に対応させて管理するシステムの構築に寄与することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to automate the work of fitting a public map into a house map and improve the work efficiency, so that it is possible to meet the strong demand that it is convenient if a public map can be searched from the house map. In addition, it is possible to contribute to the construction of a system that manages the housing map and the public map in a completely corresponding manner.
1 住宅地図データベース(DB)
2 公図データベース(DB)
3 表示部
4 地図位置合せ装置
5 公図検索用住宅地図データベース(DB)
6 キーボード
7 マウス
10 対応点生成部
11 対応点抽出部
12 重ね合せ部
13 誤差判定部
14 候補ソート部
15 抽出条件設定部
16 重ね合せ条件設定部
1 housing map database (DB)
2 Public database (DB)
3
6
Claims (10)
前記第一の地図上の領域および前記第二の地図の所定の領域を表示する表示手段と、
オペレータが前記表示手段に前記二つの領域を表示させて、二つの領域について対応しそうな2以上の点を特徴点として指定し、この指定された特徴点の中から同数r(2≦r≦(n,mの小さい方))個の点をさらに選択抽出する入力手段と、
n個の特徴点を有する一方の領域から選択抽出されたr個の特徴点のnCr個の組み合わせのそれぞれについて、m個の特徴点を有する他方の領域から選択抽出されたr個の特徴点のmCr個の組み合わせのそれぞれにおけるr!(rの階乗)個の順列を互いに対応させることにより得られるnCr×mPr組の互いに対応関係を有する特徴点の組である対応点を生成する対応点生成手段と、
この対応点生成手段により生成された二つの領域の複数の前記対応点の中から所定の条件を満たす前記対応点を抽出する対応点抽出手段と、
この対応点抽出手段により抽出された二つの領域の対応関係を有する特徴点の組である対応点間の距離の2乗和が最小となるように二つの前記領域を重ね合せる重ね合せ手段と、
この重ね合せ手段により重ね合された二つの領域の対応関係を有する特徴点の組である対応点間の距離の平均値を求める誤差判定手段と、
この誤差判定手段により求められた前記距離の平均値の小さい方から所定の順位まで複数の重ね合せパターンを表示する手段と
を備え、
前記所定の条件は、前記対応点生成手段により生成された複数の前記対応点のいずれか1組の対応点に着目し、個々の前記領域において、当該着目した対応点と同一領域内の他の特徴点とを結ぶ線分の長さをそれぞれ求め、個々の前記領域において求められた当該線分同士を二つの領域間で1対1に対応させてその長さの比を全ての線分同士の対応について求め、全ての線分同士の対応について求めた比の標準偏差が所定の範囲から逸脱した前記対応点の組についてはこれを除外する条件である
ことを特徴とする地図位置合せ装置。 A map alignment device for superimposing a predetermined area of a second map on an area on a first map,
Display means for displaying an area on the first map and a predetermined area on the second map;
The operator displays the two areas on the display means, designates two or more points likely to correspond to the two areas as feature points, and the same number r (2 ≦ r ≦ () from the designated feature points. n, the smaller of m))) input means for further selecting and extracting points;
For each of n C r combinations of r feature points selected and extracted from one region having n feature points, r features selected and extracted from the other region having m feature points R in each of the m C r combinations of points! Corresponding point generation means for generating corresponding points that are sets of feature points having n C r × m P r pairs that correspond to each other obtained by making (r factorial) number of permutations correspond to each other;
A corresponding point extracting unit that extracts the corresponding point satisfying a predetermined condition from a plurality of the corresponding points of the two regions generated by the corresponding point generating unit;
Superimposing means for superimposing the two regions so that the sum of squares of the distance between corresponding points, which is a set of feature points having a correspondence relationship between the two regions extracted by the corresponding point extracting unit, is minimized;
Error determining means for obtaining an average value of distances between corresponding points, which is a set of feature points having a correspondence relationship between the two regions superimposed by the overlapping means;
Means for displaying a plurality of overlapping patterns from a smaller average value of the distances determined by the error determination means to a predetermined order,
The predetermined condition focuses on any one set of corresponding points of the plurality of corresponding points generated by the corresponding point generation means, and in each of the regions, other points in the same region as the corresponding corresponding point The lengths of the line segments that connect the feature points are obtained, and the line segments obtained in each of the areas are associated with each other in a one-to-one correspondence between the two areas, and the ratio of the lengths of all the line segments is determined. A map alignment apparatus characterized in that a pair of corresponding points whose standard deviation of ratios obtained for correspondence between all line segments deviates from a predetermined range is a condition for excluding this correspondence .
x、yを変換前の座標とし、X、Yを変換後の座標とし、sを伸縮率とし、θを回転角とし、c、dはそれぞれ移動に関するパラメータとしたときに、
X=a*x−b*y+c
Y=b*x+a*y+d
a=s*cosθ
b=s*sinθ
により座標変換して重ね合せる手段を備えた請求項1記載の地図位置合せ装置。 The superimposing means includes means for performing affine transformation on one of the two regions,
When x and y are coordinates before conversion, X and Y are coordinates after conversion, s is an expansion / contraction ratio, θ is a rotation angle, and c and d are parameters related to movement, respectively,
X = a * x−b * y + c
Y = b * x + a * y + d
a = s * cos θ
b = s * sin θ
The map alignment apparatus according to claim 1, further comprising means for performing coordinate conversion and superimposing with each other.
表示手段に、前記第一の地図上の領域および第二の地図の領域を表示し、
入力手段でオペレータが前記表示手段で表示された二つの領域について対応しそうな2以上の点を特徴点として指定し、この指定された特徴点の中からそれぞれ同数r(2≦r≦n,mの小さい方))個の特徴点を選択抽出し、
対応点生成手段が、n個の特徴点を有する一方の領域から選択抽出されたr個の特徴点のnCr個の組み合わせのそれぞれについて、m個の特徴点を有する他方の領域から選択抽出されたr個の特徴点のmCr個の組み合わせのそれぞれにおけるr!個の順列を互いに対応させることにより得られるnCr×mPr組の互いに対応関係を有する特徴点の組である対応点を生成し、
対応点抽出手段が、この生成された二つの区画の複数の前記対応点の中から二つの区画の形状が重ね合わせ可能なことを示す所定の条件を満たす前記対応点を抽出し、
重ね合せ手段が、この抽出された二つの領域の対応関係を有する特徴点の組である対応点間の距離の2乗和が最小となるように二つの前記領域を重ね合せ、
誤差判定手段が、この重ね合された二つの前記領域の対応関係を有する特徴点の組である対応点間の距離の平均値を求め、
表示する手段が、この距離の平均値の小さい方から所定の順位まで複数の重ね合せパターンを表示し、
前記所定の条件は、生成された複数の前記対応点のいずれか1組の対応点に着目し、個々の前記領域において、当該着目した対応点と同一領域内の他の特徴点とを結ぶ線分の長さをそれぞれ求め、個々の前記領域において求められた当該線分同士を二つの領域間で1対1に対応させてその長さの比を全ての線分同士の対応について求め、全ての線分同士の対応について求めた比の標準偏差が所定の範囲から逸脱した前記対応点の組についてはこれを除外する条件である
ことを特徴とする地図位置合せ方法。 A map alignment method performed by a map alignment apparatus that superimposes a predetermined area of a second map on an area on a first map,
The display means displays the area on the first map and the area on the second map,
The input means designates two or more points that are likely to correspond to the two areas displayed by the display means as feature points, and the same number r (2 ≦ r ≦ n, m) from the designated feature points. Whichever is smaller)) select feature points,
Corresponding point generation means selects and extracts from the other region having m feature points for each of n C r combinations of r feature points selectively extracted from one region having n feature points. R in each of the m C r combinations of the r feature points generated. Generating a corresponding point that is a set of feature points having n C r × m P r pairs that correspond to each other obtained by causing each permutation to correspond to each other;
Corresponding point extraction means extracts the corresponding points that satisfy a predetermined condition indicating that the shapes of the two sections can be superimposed from among the plurality of corresponding points of the generated two sections ,
Superposing means, superposing two of said regions as the square sum becomes the minimum distance between corresponding points of the set of feature points having correspondence between the extracted two regions,
The error determination means obtains an average value of distances between corresponding points that are a set of feature points having a correspondence relationship between the two overlapping regions .
The display means displays a plurality of overlapping patterns from a smaller average value of the distances to a predetermined order ,
The predetermined condition focuses on one set of corresponding points of the plurality of generated corresponding points, and in each of the regions, a line connecting the corresponding corresponding point with another feature point in the same region The lengths of the minutes are obtained, the line segments obtained in each of the regions are made to correspond one-to-one between the two regions, and the ratio of the lengths is obtained for the correspondence between all the line segments, A map alignment method, characterized in that a set of corresponding points in which a standard deviation of a ratio obtained for correspondence between the line segments deviates from a predetermined range is a condition for excluding this .
X=a*x−b*y+c
Y=b*x+a*y+d
a=s*cosθ
b=s*sinθ
により座標変換して重ね合せる請求項5記載の地図位置合せ方法。 The superimposing means performs affine transformation on one of the two sections, x and y are coordinates before transformation, X and Y are coordinates after transformation, s is an expansion / contraction ratio, θ is a rotation angle, c, When d is a parameter related to movement,
X = a * x−b * y + c
Y = b * x + a * y + d
a = s * cos θ
b = s * sin θ
The map alignment method according to claim 5, wherein the coordinates are converted and overlapped with each other.
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