JP5557472B2 - 道路レーンデータ生成装置、道路レーンデータ生成方法および道路レーンデータ生成プログラム - Google Patents
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Description
しかし、一点毎に測量を行う従来の測量手法は、広域に渡るデータ取得に多大な時間・コストを要するため、次世代の道路ネットワークデータを生成するには現実的な手法ではない。
そのため、この走行レーン認識装置は、道路ネットワークデータのような広範囲のデータを一括して構築するための装置としては適さない。
しかし、このデータ取得装置は、3次元位置データを出力する装置であり、道路ネットワークデータを生成する装置ではない。
車線の左側の境界線を示す左側線上に位置する複数点の座標値と前記車線の右側の境界線を示す右側線上に位置する複数点の座標値とを示す複数の座標点を車線側線点群として記憶する車線側線点群記憶部と、
前記車線側線点群記憶部に記憶される車線側線点群に含まれる左側線の複数の座標点と前記車線側線点群に含まれる右側線の複数の座標点とに基づいて、前記車線の中心線上に位置する複数点の座標値を示す複数の座標点を車線中心点群としてCPU(Central Processing Unit)を用いて算出する車線中心点群算出部と、
前記車線中心点群算出部により算出された車線中心点群に基づいて、前記車線の線形を表す車線線形データをCPUを用いて生成する車線線形データ生成部とを備える。
次世代の道路ネットワークデータ(以下、「道路レーンデータ」という)を生成する装置、方法およびプログラムについて説明する。
実施の形態1における道路ネットワークデータ生成方法の概要について、図1に基づいて以下に説明する。
車線点群データ生成装置300は、S100において取得された距離方位点群データ291、位置データ292および画像データ293に基づいて、各車線(レーン)の左右の境界線上に位置する複数点を示す車線側線点群データ181と各停止線または横断歩道上に位置する複数点を示す停止線/横断歩道点群データ182とを生成する(S200)。
道路ネットワークデータ生成装置100は、車線側線点群データ181と停止線/横断歩道点群データ182とに基づいて、道路の線形および停止線/横断歩道を車線毎に示す道路ネットワークデータ194を生成する(S300)。
実施の形態1における計測車両200について、図2に基づいて以下に説明する。
ジャイロ240は、FOG(Fiber Optic Gyro)ともいう。
レーザスキャナ210により計測された多数の距離方位点を示すデータが距離方位点群データ291である。
各カメラ220により撮像された複数の「画像」と各画像の「撮像時刻」とを示すデータが画像データ293である。
実施の形態1における車線点群データ生成装置300の機能構成について、図3に基づいて以下に説明する。
三次元点群データ391は、距離方位点群データ291の各距離方位点に対応する三次元の座標値を示すデータである。
そして、三次元点群データ生成部310は、標定した位置姿勢値と距離方位点群データ291とに基づいて三次元点群データ391を生成する。位置姿勢値を基点として距離方位点で示される方位に距離方位点で示される距離だけ離れた地点の座標値が三次元点である。三次元点群データ391の三次元点の算出には同時刻の位置姿勢値および距離方位点が用いられる。
より詳細な内容は、特許文献3に開示されている。
車線側線点群データ181は、車線の左右の境界線(白線、縁石、白線と縁石との両方(混合)など)上に連続して位置する多数点の座標値を示す多数の座標点を含むデータである。例えば、車線側線点群データ181は、境界線毎に、計測車両200のレーザスキャナ210の走査数分の座標点を含む。レーザ出射面を左右180度に1回振って点群を得ることを1走査とする。
停止線/横断歩道点群データ182は、停止線または横断歩道(横断標記の一例)上に位置する複数点の座標値を示す複数の座標点を含むデータである。
より詳細な内容は、特許文献4に開示されている。
より詳細な内容は、特許文献3に開示されている。
より詳細な内容は、特許文献3に開示されている。
車線側線点群(白線の座標点群)を座標値に基づいてカメラ画像401に投影すると、図4に示すように各車線側線点402は白線上(例えば、白線の周上)に投影される。
図6は、実施の形態1における横断歩道の認識結果を示す図である。
停止線/横断歩道点群を座標値に基づいてカメラ画像401に投影すると、図5や図6に示すように各停止線/横断歩道点403は停止線または横断歩道の周上に投影される。
実施の形態1における道路ネットワークデータ生成装置100の機能構成について、図7に基づいて以下に説明する。
車線側線点群データ181は、車線(レーン)の左側の境界線(例えば、白線や縁石)を示す左側線上に位置する複数点(多数点)の座標値と前記車線の右側の境界線を示す右側線上に位置する複数点の座標値とを示す複数の座標点を車線側線点群として含んだデータである。
停止線/横断歩道点群データ182は、車線に記された停止線や横断歩道(車線を横切る横断標記の一例)上に位置する複数点の座標値を示す複数の座標点を停止線/横断歩道点群(横断標記点群の一例)として含んだデータである。
例えば、車線中心点群算出部110は、車線側線点群から左側線と右側線とのいずれかの側線の座標点を片側側線の座標点(片側側線点)として抽出し、車線側線点群から左側線と右側線とのうち片側側線でない方の側線の複数の座標点を逆側側線の座標点群(逆側側線点群)として抽出し、抽出した逆側側線の座標点群に基づいて逆側側線を算出し、片側側線の座標点から逆側側線への垂線の中心の座標点を車線中心点として算出する。
以下、車線中心点群を含んだデータを「車線中心点群データ191」という。
例えば、停止線/横断歩道ノードデータ生成部130は、停止線/横断歩道点群に基づいて停止線または横断歩道の近似直線(横断線の一例)を算出し、車線中心点群に基づいて車線の中心線を算出し、停止線または横断歩道の近似直線と車線の中心線との交点の座標値を停止線または横断歩道の位置を表す座標点として算出し、各停止線または横断歩道の座標点を含んだデータを停止線/横断歩道ノードデータ193として生成する。
車線中心点群データ191、車線毎道路線形データ192、停止線/横断歩道ノードデータ193および道路ネットワークデータ194は、道路ネットワークデータ記憶部190に記憶されるデータの一例である。
図8において、道路ネットワークデータ生成装置100は、CPU911(マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータともいう)を備えている。CPU911は、バス912を介してROM913、RAM914、通信ボード915、表示装置901、キーボード902、マウス903、ドライブ装置904、プリンタ装置906、磁気ディスク装置920と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。ドライブ装置904は、FD(Flexible・Disk・Drive)、CD(Compact Disc)、DVD(Digital・Versatile・Disc)などの記憶媒体を読み書きする装置である。
実施の形態1における道路ネットワークデータ生成装置100が実行する道路レーンデータ生成処理(S300)(図1参照)について、図9に基づいて以下に説明する。
車線毎道路線形データ生成部120は、車線中心点群データ191に基づいて車線毎道路線形データ192を生成する(S320)。
停止線/横断歩道ノードデータ生成部130は、停止線/横断歩道点群データ182と車線中心点群データ191とに基づいて停止線/横断歩道ノードデータ193を生成する(S330)。
道路ネットワークデータベース生成部140は、車線毎道路線形データ192と停止線/横断歩道ノードデータ193とに基づいて道路ネットワークデータ194を生成する(S340)。
実施の形態1における車線中心点群データ生成処理(S310)と車線毎道路線形データ生成処理(S320)とについて、図10に基づいて以下に説明する。
車線中心点群算出部110は、車線側線点群データ181から一点を片側側線点として選定する。片側側線点は、車線片側(例えば、計測車両200の走行右側)の側線上に位置する一点を意味する。
S311の後、処理はS312に進む。
車線中心点群算出部110は、片側側線点に対する車線逆側(例えば、計測車両200の走行左側)の側線上に位置する複数の車線側線点を車線側線点群データ181から抽出する。
車線中心点群算出部110は、抽出した複数の車線側線点のうち片側側線点の微小近傍区間に位置する各点を逆側側線点群として抽出する。片側側線点の微小近傍区間に位置する点とは、片側側線点からの距離が所定値以下となる座標値を示す点である。逆側側線点群は、車線片側の側線と対になる車線逆側の側線上に位置する複数点のうち片側側線点の向かいにある複数点である。
S312の後、処理はS313に進む。
車線中心点群算出部110は、逆側側線点群の各座標値に基づいて、車線逆側の側線を表す近似直線の式を算出する。以下、車線逆側の側線を表す近似直線を逆側側線という。
S313の後、処理はS314に進む。
車線中心点群算出部110は、片側側線点の座標値と逆側側線の式とに基づいて、片側側線点から逆側側線への垂線上の中心に位置する点の座標値を車線中心点として算出する。車線中心点は、車線の両側線間の中心、すなわち、車線の中心を示す。
S314の後、処理はS315に進む。
車線中心点群算出部110は、S311において片側側線点の選定を完了したか判定する。
例えば、車線中心点群算出部110は、対象地域内にある車線の右側線上の全ての点を車線側線点群データ181から片側側線点として選定した場合に、片側側線点の選定を完了したと判定する。
片側側線点の選定を完了した場合(YES)、処理はS321に進む。
片側側線点の選定を完了していない場合(NO)、処理はS311に戻る。
S311〜S315における片側側線点411、逆側側線点群412、逆側側線413、垂線414および車線中心点415の関係を図11に示す。
車線毎道路線形データ生成部120は、車線中心点群データ191に含まれる各車線中心点の座標値を用いてハフ変換を行い、各車線の直線成分(S321)、各車線の円弧成分(S322)および各車線のクロソイド成分(S323)を抽出(算出)する。各成分は、式およびパラメータで表される。クロソイド成分は、道路の直線部分とカーブ(円弧)部分とを緩やかに繋ぐ緩和直線(曲線)である。
S321〜S323の後、処理はS324に進む。
車線毎道路線形データ生成部120は、S321〜S323で抽出した各車線の直線成分、円弧成分およびクロソイド成分を含めたデータを車線毎道路線形データ192として生成する。
実施の形態1における停止線/横断歩道ノードデータ生成処理(S330)について、図12に基づいて以下に説明する。
停止線/横断歩道ノードデータ生成部130は、一つの停止線または横断歩道を表す点群を停止線/横断歩道点群データ182から横断線点群として選定する。以下、横断線点群により表される停止線または横断歩道を選定横断線という。
S331の後、処理はS332に進む。
停止線/横断歩道ノードデータ生成部130は、横断線点群の各座標値に基づいて、選定横断線の近似直線の式を算出する。
S332の後、処理はS333に進む。
停止線/横断歩道ノードデータ生成部130は、横断線点群の各座標値に基づいて、選定横断線の近傍の車線中心点群を車線中心点群データ191から抽出する。選定横断線の近傍の車線中心点群とは、選定横断線からの距離が所定値以下となる座標値を示す複数の車線中心点である。
S333の後、処理はS334に進む。
停止線/横断歩道ノードデータ生成部130は、S333で抽出した車線中心点群の各座標値に基づいて、各車線の中心線を表す近似直線の式を算出する。
S334の後、処理はS335に進む。
停止線/横断歩道ノードデータ生成部130は、S332で算出した選定横断線の近似直線の式とS334で算出した各車線の中心線を表す近似直線の式とに基づいて、選定横断線と各車線の中心線との交点を各車線の選定横断線の代表点として算出する。
S335の後、処理はS336に進む。
停止線/横断歩道ノードデータ生成部130は、S331において横断線点群の選定を完了したか判定する。
例えば、停止線/横断歩道ノードデータ生成部130は、対象地域内にある全ての停止線および横断歩道の点群を停止線/横断歩道点群データ182から横断線点群として選定した場合に、横断線点群の選定を完了したと判定する。
横断線点群の選定を完了した場合(YES)、処理はS337に進む。
横断線点群の選定を完了していない場合(NO)、処理はS331に戻る。
停止線/横断歩道ノードデータ生成部130は、S335で算出した各選定横断線の代表点を含めたデータを停止線/横断歩道ノードデータ193として生成する。
S331〜S337における横断線点群421、選定横断線422、車線中心点群423、車線中心線424および代表点425の関係を図13に示す。
図15は、実施の形態1における三次元点群データ391と停止線/横断歩道ノードデータ193とに基づいて描画した道路図である。
図16は、実施の形態1における道路ネットワークデータ194に基づいて描画した道路図である。
道路ネットワークデータ194は、図16に示すように、各車線の線形を「アーク431(リンクともいう)」、各停止線および横断歩道の代表点を「ノード432」として示すデータである。
図17に示すように、従来の道路ネットワークデータは、道路を一つのリンク(アーク)(線)で表し、交差点を一つのノード(丸)で表す。
一方、実施の形態1における道路ネットワークデータ194は、図16に示したように、道路の車線毎にアーク431を表し、交差点の停止線および横断歩道毎にノード432を表す。
停止線/横断歩道ノードについての道路ネットワークデータ194を図18に示し、車線リンク(アーク)についての道路ネットワークデータ194を図19に示している。
これにより、詳細な道路ネットワークデータを容易に作成することが可能となる。
1)白線・縁石認識結果より車線領域を判別することで、車線中心点を算出する。
2)車線中心点群と停止線認識点群とより、停止線ノードを算出する。
3)車線中心点群と横断歩道認識点群とより、横断歩道ノードを算出する。
次に、算出した車線中心点ノードを計算曲線で表現することで道路を線形化する。その際にハフ変換を用いる。
最後に、作成した道路ネットワークデータをデータベース化する。データベース形式はXML形式で表現し、拡張性と汎用性とを持たせた。
Claims (5)
- 車線の左側の境界線を示す左側線上に位置する複数点の座標値と前記車線の右側の境界線を示す右側線上に位置する複数点の座標値とを示す複数の座標点を車線側線点群として記憶する車線側線点群記憶部と、
前記車線側線点群記憶部に記憶される車線側線点群に含まれる左側線の複数の座標点と前記車線側線点群に含まれる右側線の複数の座標点とに基づいて、前記車線の中心線上に位置する複数点の座標値を示す複数の座標点を車線中心点群としてCPU(Central Processing Unit)を用いて算出する車線中心点群算出部と、
前記車線中心点群算出部により算出された車線中心点群に基づいて、前記車線の線形を表す車線線形データをCPUを用いて生成する車線線形データ生成部と、
前記車線を横切る横断標記上に位置する複数点の座標値を示す複数の座標点を横断標記点群として記憶する横断標記点群記憶部と、
前記横断標記点群記憶部に記憶される横断標記点群に基づいて横断標記を表す線を横断線として算出し、前記車線中心点群に基づいて前記車線の中心線を算出し、前記横断線と前記車線の中心線との交点の座標値を前記横断標記の位置を表す座標点として算出し、各横断標記の座標点を含んだ横断標記データをCPUを用いて生成する横断標記データ生成部と
を備えたことを特徴とする道路レーンデータ生成装置。 - 前記道路レーンデータ生成装置は、さらに、
前記車線線形データにより表される車線の線形を示す車線情報と前記横断標記データにより表される横断標記の位置を示す横断標記情報とを所定の形式で表した道路データをCPUを用いて生成する道路データ生成部を備えた
ことを特徴とする請求項1に記載の道路レーンデータ生成装置。 - 前記車線中心点群算出部は、前記車線側線点群から左側線と右側線とのいずれかの側線の座標点を片側側線の座標点として抽出し、前記車線側線点群から左側線と右側線とのうち前記片側側線でない方の側線の複数の座標点を逆側側線の座標点群として抽出し、抽出した逆側側線の座標点群に基づいて前記逆側側線を算出し、前記片側側線の座標点から前記逆側側線への垂線の中心の座標点を車線中心点として算出する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の道路レーンデータ生成装置。 - 車線側線点群と横断標記点群とを用いる道路レーンデータ生成方法であって、
前記車線側線点群は、車線の左側の境界線を示す左側線上に位置する複数点の座標値と前記車線の右側の境界線を示す右側線上に位置する複数点の座標値とを示す複数の座標点であり、
前記横断標記点群は、前記車線を横切る横断標記上に位置する複数点の座標値を示す複数の座標点であり、
車線中心点群算出部が、前記車線側線点群に含まれる左側線の複数の座標点と前記車線側線点群に含まれる右側線の複数の座標点とに基づいて、前記車線の中心線上に位置する複数点の座標値を示す複数の座標点を車線中心点群としてCPU(Central Processing Unit)を用いて算出し、
車線線形データ生成部が、前記車線中心点群算出部により算出された車線中心点群に基づいて、前記車線の線形を表す車線線形データをCPUを用いて生成し、
横断標記データ生成部が、前記横断標記点群に基づいて横断標記を表す線を横断線として算出し、前記車線中心点群に基づいて前記車線の中心線を算出し、前記横断線と前記車線の中心線との交点の座標値を前記横断標記の位置を表す座標点として算出し、各横断標記の座標点を含んだ横断標記データをCPUを用いて生成する
ことを特徴とする道路レーンデータ生成方法。 - 車線側線点群と横断標記点群とを用いる道路レーンデータ生成プログラムであって、
前記車線側線点群は、車線の左側の境界線を示す左側線上に位置する複数点の座標値と前記車線の右側の境界線を示す右側線上に位置する複数点の座標値とを示す複数の座標点であり、
前記横断標記点群は、前記車線を横切る横断標記上に位置する複数点の座標値を示す複数の座標点であり、
前記車線側線点群に含まれる左側線の複数の座標点と前記車線側線点群に含まれる右側線の複数の座標点とに基づいて、前記車線の中心線上に位置する複数点の座標値を示す複数の座標点を車線中心点群として算出する車線中心点群算出処理と、
前記車線中心点群算出処理により算出された車線中心点群に基づいて、前記車線の線形を表す車線線形データを生成する車線線形データ生成処理と、
前記横断標記点群に基づいて横断標記を表す線を横断線として算出し、前記車線中心点群に基づいて前記車線の中心線を算出し、前記横断線と前記車線の中心線との交点の座標値を前記横断標記の位置を表す座標点として算出し、各横断標記の座標点を含んだ横断標記データを生成する横断標記データ生成処理と
をコンピュータに実行させるための道路レーンデータ生成プログラム。
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