JP6871806B2 - Road edge extractor - Google Patents
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Description
本発明は、地物表面から抽出された点群の三次元座標データに基づいて、段差をなす道路縁を検出する道路縁抽出装置に関する。 The present invention relates to a road edge extraction device that detects a road edge forming a step based on three-dimensional coordinate data of a point cloud extracted from the surface of a feature.
下記特許文献1には、地物表面の三次元形状を表す点群データに基づいて地上の段差を検出する技術が示されている。当該技術は、対象空間を分割した部分空間にて段差により形成される境界(エッジ)を検出すると、当該エッジの延長線の方向に順次、追尾空間を設定し、当該追尾空間にてエッジを探索する。 The following Patent Document 1 discloses a technique for detecting a step on the ground based on point cloud data representing a three-dimensional shape of a feature surface. When the technology detects a boundary (edge) formed by a step in a subspace that divides the target space, the tracking space is sequentially set in the direction of the extension line of the edge, and the edge is searched for in the tracking space. To do.
エッジを順次、追尾して道路縁を抽出する場合、或る箇所で追尾に失敗するとそれより先の道路縁が抽出されず、抽出のロバスト性が乏しいという問題があった。 When the edges are sequentially tracked to extract the road edge, if the tracking fails at a certain point, the road edge beyond that point is not extracted, and there is a problem that the robustness of the extraction is poor.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、道路縁にエッジ抽出が難しい箇所が存在しても、その影響を局所に留め、広範囲の道路縁を検出することを可能とする道路縁抽出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and even if there is a part where edge extraction is difficult on the road edge, the influence can be locally suppressed and a wide range of road edges can be detected. An object of the present invention is to provide a road edge extraction device.
(1)本発明に係る道路縁抽出装置は、地物表面から抽出された点群の三次元座標データに基づき、対象空間において段差をなす道路縁を抽出する装置であって、道路をその平面線形に沿って複数の探索単位区間に分け、前記対象空間のうち当該各探索単位区間に対応する部分空間にて前記道路縁の候補セグメントを探索する手段であって、前記道路縁にて、水平面に射影された前記点群の密度が高まり、かつ前記点群が予め設定した段差閾値以上の高低差を有することに基づいて、前記探索単位区間の両端に設けた鉛直平面に挟まれた前記部分空間における前記点群の分布から当該探索単位区間に対応する前記候補セグメントとなる線分を求める候補セグメント探索手段と、前記道路縁に沿って並ぶと推定される前記候補セグメントを順次接続し、候補セグメント列を生成するセグメント接続手段と、を有し、前記セグメント接続手段は、前記候補セグメントを前記探索単位区間の並び順に従い選択し、選択した注目候補セグメントが、1つ前に選択した先行候補セグメントと接続関係を有するか否かの判断において、前記先行候補セグメントに既に接続されている前記候補セグメントがない場合、前記先行候補セグメントの両端それぞれと前記注目候補セグメントの両端それぞれとの間の4通りの距離のうち最小距離が予め定めた第1距離閾値以下であり、かつ、前記先行候補セグメントを前記最小距離に対応する端点を終点とするベクトルとし、前記注目候補セグメントを前記最小距離に対応する端点を始点とするベクトルとしたときの当該両ベクトルのなす角度が予め定めた第1角度閾値以下であれば、前記先行候補セグメント及び前記注目候補セグメントが前記最小距離となる前記端点の間に前記接続関係を有した前記候補セグメント列であると判断する。 (1) The road edge extraction device according to the present invention is a device that extracts the road edge forming a step in the target space based on the three-dimensional coordinate data of the point group extracted from the surface of the feature, and the road is a plane thereof. It is a means for dividing a plurality of search unit intervals along a line segment and searching for a candidate segment of the road edge in a subspace corresponding to each search unit interval in the target space, and is a horizontal plane at the road edge. The portion sandwiched between the vertical planes provided at both ends of the search unit interval based on the fact that the density of the point group projected on is increased and the point group has a height difference equal to or higher than a preset step threshold. Candidate segment search means for obtaining a line segment to be the candidate segment corresponding to the search unit interval from the distribution of the point group in space and the candidate segment presumed to be lined up along the road edge are sequentially connected to be candidates. It has a segment connection means for generating a segment sequence, and the segment connection means selects the candidate segment according to the order of the search unit interval, and the selected candidate segment of interest is the preceding candidate selected one before. In determining whether or not the segment has a connection relationship, if there is no candidate segment already connected to the preceding candidate segment, 4 between both ends of the preceding candidate segment and each of both ends of the attention candidate segment. The minimum distance of the street distances is equal to or less than a predetermined first distance threshold, and the preceding candidate segment is a vector whose end point corresponds to the minimum distance, and the attention candidate segment corresponds to the minimum distance. If the angle formed by both vectors when the vector starting from the end point is equal to or less than a predetermined first angle threshold, the preceding candidate segment and the attention candidate segment are between the end points where the minimum distance is obtained. It is determined that the candidate segment sequence has the connection relationship.
(2)上記(1)に記載の道路縁抽出装置において、前記セグメント接続手段は、前記先行候補セグメントが既に前記候補セグメント列の一部である場合、前記先行候補セグメントの前記終点と前記注目候補セグメントの両端との間の2通りの距離のうち最小距離が前記第1距離閾値以下であり、かつ、前記先行候補セグメントと前記注目候補セグメントとの前記角度が前記第1角度閾値以下であれば、前記先行候補セグメント及び前記注目候補セグメントが前記最小距離となる前記端点の間に前記接続関係を有し同一の前記候補セグメント列に含まれると判断することができる。 (2) In the road edge extraction device according to (1) above, when the preceding candidate segment is already a part of the candidate segment sequence, the segment connecting means has the end point of the preceding candidate segment and the attention candidate. If the minimum distance among the two distances between both ends of the segment is equal to or less than the first distance threshold value, and the angle between the preceding candidate segment and the attention candidate segment is equal to or less than the first angle threshold value. It can be determined that the preceding candidate segment and the attention candidate segment have the connection relationship between the end points having the minimum distance and are included in the same candidate segment sequence.
(3)上記(1)又は(2)に記載の道路縁抽出装置において、前記探索単位区間の前記並び順に従い前記候補セグメント列を選択し、選択された注目候補セグメント列と当該注目候補セグメント列に隣接し先に選択された先行候補セグメント列とを接続し道路縁セグメント列を生成する道路縁セグメント列生成手段をさらに有し、前記道路縁セグメント列生成手段は、前記先行候補セグメント列の後尾候補セグメントから前記注目候補セグメント列の先頭候補セグメントに向けて設定した接続ベクトルの長さが予め定めた第2距離閾値以下であり、かつ、当該接続ベクトルと前記後尾候補セグメント及び前記先頭候補セグメントそれぞれとのなす角度が予め定めた第2角度閾値以下であれば、前記先行候補セグメント列及び前記注目候補セグメント列を前記接続ベクトルで接続して前記道路縁セグメント列とする構成とすることができる。 (3) In the road edge extraction device according to (1) or (2) above, the candidate segment sequence is selected according to the order of the search unit sections, and the selected candidate segment sequence of interest and the candidate segment sequence of interest are selected. Further, the road edge segment row generating means for generating the road edge segment row by connecting to the preceding candidate segment row adjacent to the preceding candidate segment row is further provided, and the road edge segment row generating means is the tail of the leading candidate segment row. The length of the connection vector set from the candidate segment toward the first candidate segment of the attention candidate segment string is equal to or less than a predetermined second distance threshold, and the connection vector, the tail candidate segment, and the first candidate segment are each. If the angle formed by is equal to or less than a predetermined second angle threshold value, the preceding candidate segment row and the attention candidate segment row can be connected by the connection vector to form the road edge segment row.
本発明によれば、広範囲の道路縁を安定して抽出することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to stably extract a wide range of road edges.
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)である道路縁抽出装置2について、図面に基づいて説明する。道路縁抽出装置2は、地物表面の三次元形状を表す点群データに基づいて、段差を有する道路縁を抽出する。点群データは例えば、モービルマッピングシステムにより取得される。モービルマッピングシステムは、自動車にレーザスキャナを搭載し、車体の上部から斜め下方向にレーザを照射する。レーザの光軸は横方向に走査され、走査角度範囲内にて微小角度ごとにレーザパルスが発射される。レーザの発射から反射光の受信までの時間に基づいて距離が計測され、またその際、レーザの発射方向、時刻、及び車体の位置・姿勢などが計測される。それら計測データから、レーザパルスを反射した点の三次元座標を表す点群データが求められる。
Hereinafter, the road
図1は、道路縁抽出装置2の概略の構成を示すブロック図である。道路縁抽出装置2は、演算処理装置4、記憶装置6、入力装置8及び出力装置10を含んで構成されるシステムである。演算処理装置4として、本装置の各種演算処理を行う専用のハードウェアを作ることも可能であるが、本実施形態では演算処理装置4は、コンピュータ及び、当該コンピュータ上で実行されるプログラムを用いて構築される。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the road
当該コンピュータのCPU(Central Processing Unit)が演算処理装置4を構成し、後述する候補セグメント探索手段20、セグメント接続手段22及び道路縁セグメント列生成手段24として機能する。 The CPU (Central Processing Unit) of the computer constitutes the arithmetic processing unit 4, and functions as the candidate segment search means 20, the segment connection means 22, and the road edge segment sequence generation means 24, which will be described later.
候補セグメント探索手段20は、道路をその平面線形に沿って複数の探索単位区間に分け、対象空間のうち各探索単位区間に対応する部分空間にて道路縁の候補セグメントを探索する手段である。なお、候補セグメントは道路縁のエッジのうち部分空間に存在する断片の候補である。 The candidate segment search means 20 is a means for dividing a road into a plurality of search unit sections along its horizontal alignment and searching for a road edge candidate segment in a subspace corresponding to each search unit section in the target space. The candidate segment is a candidate for a fragment existing in a subspace of the edge of the road edge.
セグメント接続手段22は、道路縁に沿って並ぶと推定される候補セグメントを順次接続し、候補セグメント列を生成する手段である。 The segment connection means 22 is a means for sequentially connecting candidate segments presumed to be lined up along the road edge to generate a candidate segment sequence.
道路縁セグメント列生成手段24は、探索単位区間の並び順に従い候補セグメント列を選択し、選択された注目候補セグメント列と当該注目候補セグメント列に隣接し先に選択された先行候補セグメント列とを接続し道路縁セグメント列を生成する手段である。 The road edge segment row generation means 24 selects a candidate segment row according to the order of the search unit sections, and selects the selected attention candidate segment row and the preceding candidate segment row adjacent to the attention candidate segment row and selected earlier. It is a means of connecting and generating a row of road edge segments.
記憶装置6はコンピュータに内蔵されるハードディスクなどで構成される。記憶装置6は演算処理装置4を候補セグメント探索手段20、セグメント接続手段22及び道路縁セグメント列生成手段24として機能させるためのプログラム及びその他のプログラムや、本システムの処理に必要な各種データを記憶する。例えば、記憶装置6は、処理対象データとして道路縁を抽出する処理の対象空間の点群データを格納される。
The
入力装置8は、キーボード、マウスなどであり、ユーザが本システムへの操作を行うために用いる。
The
出力装置10は、ディスプレイ、プリンタなどであり、本システムにより求められた道路縁のエッジを画面表示、印刷等によりユーザに示す等に用いられる。
The
図2は、道路縁抽出装置2による道路縁抽出処理の概略のフロー図である。候補セグメント探索手段20は、道路の平面線形、つまり、道路の縦断方向に沿って道路基準線を設定し(ステップS2)、道路基準線上にて探索単位区間を設定する(ステップS4)。図3は、対象空間の一例の模式的な平面図である。モービルマッピングシステムは当該システムを搭載した車両の軌跡を記録しており、道路基準線30は当該軌跡に基づいて設定することができる。本実施形態では、道路基準線30は道路内、つまり道路縁32L,32Rで挟まれる道幅の中に設定される。探索単位区間ISは例えば、道路基準線30を一定間隔で区切ったものとすることができる。また、互いに隣接する探索単位区間ISは重なりを有するように設定したり、間隔を設けて設定したりすることもできる。
FIG. 2 is a schematic flow chart of the road edge extraction process by the road
各探索単位区間に対応して対象空間には部分空間36が設定される。部分空間36は探索単位区間の両端に設けた鉛直平面34に挟まれた空間である。本実施形態では、探索単位区間の両端の2つの鉛直平面34は、当該探索単位区間の両端を結ぶ線分に直交して設定される。よって、当該2つの鉛直平面34は道路基準線30の曲線部においても互いに平行となる。
A
候補セグメント探索手段20は探索単位区間ISごとに道路縁のエッジを探索する処理を繰り返す(ステップS6)。具体的には、道路基準線30を道路内に設定したことに対応して、道路基準線30の両側にてそれぞれエッジを探索する。例えば、道路に沿った方向の一方の向きを進行方向として設定し、道路基準線30から進行方向左側の部分空間にて候補セグメントを探索する処理(ステップS8)と、道路基準線30から進行方向右側の部分空間にて候補セグメントを探索する処理(ステップS10)とがステップS6のループ処理内で行われる。図3の例にて、進行方向を下側から上側へ向けて設定すると、道路基準線30から道路縁32L側の部分空間が進行方向左側の部分空間となり、道路縁32R側の部分空間が進行方向右側の部分空間となる。
Candidate segment searching means 20 repeats the process of searching the road edge of the edge for each search unit interval I S (step S6). Specifically, the edges are searched on both sides of the
候補セグメント探索手段20により探索単位区間ISごとの候補セグメントの探索が終わると、セグメント接続手段22及び道路縁セグメント列生成手段24により道路縁確定処理が行われ、道路縁が求められる(ステップS12)。
If the candidate segment searching means 20 searches the candidate segments per search unit interval I S ends, the road edge determination processing is performed by the
図4はセグメント探索処理(図2のステップS8,S10)の概略のフロー図である。候補セグメント探索手段20は、道路基準線30から一定距離内にて(ステップS20)、進行方向左側及び右側それぞれの部分空間36を道路横断方向に並ぶ複数の単位空間38に分割する。具体的には、鉛直平面34に直交する鉛直平面で部分空間36を区切り、道路基準線30から道路端側へ順次シフトした単位空間38を設定する(ステップS22)。
FIG. 4 is a schematic flow chart of the segment search process (steps S8 and S10 in FIG. 2). The candidate segment search means 20 divides the
このように設定された単位空間38は対象空間を水平面内にて二次元直交格子(メッシュ)状に分割した四角柱形状の空間となる。例えば、探索単位区間ISの長さは50センチメートル〔cm〕とすることができ、これに対応して、単位空間38の水平断面は幅W(道路基準線30に沿った方向の寸法)及び奥行きD(道路横断方向の寸法)が50cmの正方形とすることができる。部分空間又は単位空間の高さHは対象空間の高さと一致させることができる。また、部分空間又は単位空間の高さ方向の範囲は、道路面及び道路縁の段差が含まれる範囲に狭めることで、他の構造物による点群の影響を排除して、道路縁抽出精度を向上させることもできる。候補セグメント探索手段20を構成するプログラムでは、幅W、奥行きD及び高さHはパラメータ化されており、例えば、ユーザが入力装置8を用いて変更することができる。
The
また、単位空間38を設定する道路横断方向の範囲を定めるステップS20の一定距離は、道路縁が存在すると推定される位置を含むように設定され、例えば、道路の幅員を考慮して予め設定することができ、また、ユーザが入力装置8から適宜設定することもできる。
Further, the fixed distance in step S20 for determining the range in the road crossing direction in which the
候補セグメント探索手段20は、記憶装置6に記憶された点群データから、設定した単位空間38内の座標を有する点群を取り込む(ステップS24)。図5は、単位空間における道路縁の段差の特徴を説明する模式図であり、図5(a)は道路縁のエッジ50が存在する単位空間38の平面図を示しており、また図5(b)は図5(a)のエッジ50に直交するA−A線での垂直断面における点群52を示している。道路縁の段差を含む単位空間内の点群は当該段差に応じた高低差を有する一方、段差を含まない単位空間内の点群は基本的に道路面に沿って位置し高低差が小さく平坦に分布する。また、段差側面54に沿って分布する点群に起因して、段差を含む単位空間の水平面に射影した点群の分布には、エッジ50に沿って線状に密に点群が集まる部分が生じる一方、段差を含まない単位空間の水平面に射影した点群の分布は疎密差の小さい略一様なものとなる。
The candidate segment search means 20 takes in a point cloud having coordinates in the
候補セグメント探索手段20は、このような段差の有無に応じた点群の分布の違いに基づいて、単位空間における段差の有無、及び候補セグメントの抽出を行う。例えば、候補セグメント探索手段20は、ステップS24にて取り込んだ点群の高低差を判定する(ステップS26)。そして、点群の分布が段差に応じた高低差を有さず平坦である場合(ステップS28にて「Yes」の場合)、現在設定している単位空間38には段差は存在しないと判断してステップS20に戻る。
The candidate segment search means 20 extracts the presence / absence of a step in the unit space and the candidate segment based on the difference in the distribution of the point cloud according to the presence / absence of such a step. For example, the candidate segment search means 20 determines the height difference of the point cloud captured in step S24 (step S26). Then, when the distribution of the point cloud is flat without having a height difference according to the step (in the case of "Yes" in step S28), it is determined that there is no step in the currently set
候補セグメント探索手段20は、点群の分布が平坦でない単位空間38が見つかるまで、道路基準線30から一定距離内にて、道路外側へ向けて単位空間38を順次シフトさせて設定する。
The candidate segment search means 20 sets the
単位空間38内の点群の分布が平坦でない、つまり道路縁の段差に応じた高低差が存在する場合(ステップS28にて「No」の場合)、候補セグメント探索手段20は、候補セグメントとして、水平面内にて点群が集まる線分を探索する(ステップS30)。候補セグメントが抽出された場合(ステップS32にて「Yes」の場合)、当該候補セグメントを探索単位区間と対応付けてエッジリストへ記録し(ステップS34)、図2における或る探索単位区間におけるステップS8又はステップS10の処理を終了する。
When the distribution of the point cloud in the
また、道路基準線30から一定距離内にて平坦でない単位空間38が存在しなかった場合(ステップS20にて「No」の場合)、及び点群に高低差は存在するが候補セグメントとなる線分が抽出されなかった場合(ステップS32にて「No」の場合)もステップS8又はステップS10の処理を終了する。
Further, when the
なお、ステップS32にて「No」の場合に、ステップS20に戻り、さらに外側の単位空間38にて候補セグメントの探索を続けてもよい。また、或る単位空間38にて候補セグメントが抽出された場合に(ステップS32にて「Yes」の場合)、ステップS20に戻り、さらに外側の単位空間38にて別の候補セグメントの探索を続けてもよい。
If "No" is selected in step S32, the process may return to step S20 and the search for the candidate segment may be continued in the
ステップS26の点群の高低差の判定は、例えば、RANSAC(random sample consensus)アルゴリズムを利用した平面検出処理を用いて行うことができる。例えば、点群からRANSACにより推定した水平面が単位空間の水平断面に相当する面積を有していれば、当該単位空間の点群は平坦であると判定することができる。また、推定された2つの水平面の高低差が、道路縁の段差に応じて設定される閾値未満であれば、平坦であると判断し、当該閾値以上であれば平坦でないと判断することができる。 The determination of the height difference of the point cloud in step S26 can be performed, for example, by using a plane detection process using a RANSAC (random sample consensus) algorithm. For example, if the horizontal plane estimated by RANSAC from the point cloud has an area corresponding to the horizontal cross section of the unit space, it can be determined that the point cloud of the unit space is flat. Further, if the height difference between the two estimated horizontal planes is less than the threshold value set according to the step on the road edge, it can be determined to be flat, and if it is equal to or more than the threshold value, it can be determined to be not flat. ..
ステップS30の候補セグメントの探索も例えば、RANSACを用いて行うことができ、水平面に射影した点群においてRANSACにより線分を推定する。ステップS26、S30の処理は、RANSACを利用することで、比較的少ない計算負荷で高速に行うことができる。 The search for the candidate segment in step S30 can also be performed using, for example, RANSAC, and the line segment is estimated by RANSAC in the point cloud projected on the horizontal plane. The processing of steps S26 and S30 can be performed at high speed with a relatively small calculation load by using RANSAC.
図6は道路縁確定処理(図2のステップS12)の概略のフロー図である。セグメント接続手段22は、隣接する探索単位区間から抽出された候補セグメントの接続関係の有無を調べ、接続関係を有する候補セグメント同士を接続して候補セグメント列を生成する(ステップS40)。 FIG. 6 is a schematic flow chart of the road edge determination process (step S12 in FIG. 2). The segment connection means 22 checks for the presence or absence of the connection relationship of the candidate segments extracted from the adjacent search unit intervals, and connects the candidate segments having the connection relationship to generate a candidate segment sequence (step S40).
道路縁セグメント列生成手段24は、セグメント接続処理S40にて他の候補セグメントに接続されなかった孤立した候補セグメントや、例えば、道路上の車両などに起因し道路縁によるものではないと推定される候補セグメント列を除去する処理(セグメントクレンジング処理)を行う(ステップS42)。ステップS42ではさらに、道路縁によるものと推定される候補セグメント列同士を接続し道路縁セグメント列を生成する。 It is presumed that the road edge segment row generation means 24 is not due to the road edge due to an isolated candidate segment that was not connected to another candidate segment in the segment connection process S40, for example, a vehicle on the road, or the like. A process of removing the candidate segment sequence (segment cleansing process) is performed (step S42). In step S42, candidate segment rows presumed to be due to the road edge are further connected to generate a road edge segment row.
道路縁セグメント列生成手段24は、各道路縁セグメント列をグループとして定義し(ステップS44)、各グループを構成するセグメント列の形状を平滑化する(ステップS46)。これにより、道路縁の平面形状が確定される。道路縁セグメント列生成手段24はさらに道路縁に標高値を付加し、道路縁の三次元形状を確定する(ステップS48)。具体的には、道路縁セグメント列生成手段24は、任意の位置の道路縁の標高値として、当該位置から道路基準線30側に所定距離離れた領域内の点群のうち最も低い標高値を設定する。道路縁近傍には各種のごみが存在し易く、それらから得られた点群の標高値は道路面からはずれた値となる。そこで、道路縁から離れた位置の標高値を道路縁下の道路面の標高値とし精度の確保を図っている。
The road edge segment row generation means 24 defines each road edge segment row as a group (step S44), and smoothes the shape of the segment row constituting each group (step S46). As a result, the planar shape of the road edge is determined. The road edge segment row generation means 24 further adds an elevation value to the road edge to determine the three-dimensional shape of the road edge (step S48). Specifically, the road edge segment row generation means 24 sets the lowest elevation value of the point cloud in the area separated from the position by a predetermined distance on the
図7はセグメント接続処理(図6のステップS40)の概略のフロー図である。セグメント接続手段22は、候補セグメント探索手段20により得られた各候補セグメントについて、隣接する探索単位区間の候補セグメントと接続関係を有しているか否かを示すフラグ、つまり候補セグメント列を形成しているか否かの状態を示すフラグF、及び候補セグメント列におけるステータスを示す値Cをそれぞれ初期化する(ステップS60)。具体的には、任意の候補セグメント“*”のフラグF(*)を、接続関係を有していないことを示す“OFF”とし、またステータスC(*)を候補セグメント列を形成しないことを示す値“0”とする。 FIG. 7 is a schematic flow chart of the segment connection process (step S40 of FIG. 6). The segment connection means 22 forms a flag indicating whether or not each candidate segment obtained by the candidate segment search means 20 has a connection relationship with the candidate segment of the adjacent search unit interval, that is, a candidate segment sequence. Initialize the flag F indicating the presence / absence state and the value C indicating the status in the candidate segment sequence (step S60). Specifically, the flag F (*) of any candidate segment "*" is set to "OFF" indicating that there is no connection relationship, and the status C (*) is set so that the candidate segment sequence is not formed. The indicated value is “0”.
セグメント接続手段22は、道路縁に沿って並ぶと推定される候補セグメントを順次接続する。当該接続性のチェック処理は、探索単位区間の並び順に従って未処理の候補セグメントを選択して行われ、未処理の候補セグメントが無くなるまで、つまり、探索手段20により抽出された全ての候補セグメントについて接続性チェックが完了するまで(ステップS62にて「No」の場合)、繰り返される。 The segment connection means 22 sequentially connects candidate segments that are presumed to be lined up along the road edge. The connectivity check process is performed by selecting unprocessed candidate segments according to the order of the search unit intervals, and until there are no unprocessed candidate segments, that is, for all the candidate segments extracted by the search means 20. This is repeated until the connectivity check is completed (in the case of "No" in step S62).
セグメント接続手段22は、探索単位区間を順番に選択し、当該探索単位区間に対応する候補セグメントが存在する場合(ステップS62にて「Yes」の場合)、未処理セグメントである当該候補セグメントを注目候補セグメントSBに設定する(ステップS64)。また、セグメント接続手段22は、注目候補セグメントSBに対応する現在選択されている探索単位区間に隣接し、当該現探索単位区間の直前に選択された探索単位区間に候補セグメントが存在する場合、当該候補セグメントを先行候補セグメントSAとする。
The segment connection means 22 selects search unit intervals in order, and when a candidate segment corresponding to the search unit interval exists (in the case of “Yes” in step S62), the segment connection means 22 pays attention to the candidate segment which is an unprocessed segment. set to the candidate segment S B (step S64). The
先行候補セグメントSAが存在しない場合は(ステップS66にて「No」の場合)、注目候補セグメントSBについて接続性チェックの対象となる候補セグメントが存在しないので、接続性チェック処理を行わずにステップS62に戻り、新たな注目候補セグメントとなる未処理セグメントが探される。この際、当該注目候補セグメントSBを先行候補セグメントSAとする。 Preceding If the candidate segments S A is not present (in the case of "No" in step S66), since the candidate segment for the target candidate segments S B are subject to connectivity checks it does not exist, without connectivity check process Returning to step S62, an unprocessed segment to be a new candidate segment of interest is searched for. At this time, the target candidate segments S B and the preceding candidate segments S A.
一方、先行候補セグメントSAが存在する場合(ステップS66にて「Yes」の場合)、先行候補セグメントSAは既に接続性をチェックされている。セグメント接続手段22は、先行候補セグメントSAのフラグF(SA)が接続関係を有していることを示す“ON”であるか否かを調べ(ステップS68)、その結果に応じて処理分岐を行う。 On the other hand, (if in step S66 "Yes") when the preceding candidate segments S A is present, the preceding candidate segments S A is already checked connectivity. Segment connection means 22, the preceding candidate indicates that the segment S flag A F (S A) has a connection relationship examines whether "ON" (step S68), according to the result processing Make a branch.
図8は、F(SA)が“OFF”である場合(ステップS68にて「No」の場合)の処理を説明する模式図である。F(SA)が“OFF”である場合、先行候補セグメントSAには他の候補セグメントはまだ接続されていない、つまり、先行候補セグメントSAの両端N1,N2は候補セグメントが接続されていない開放端である。よって、端点N1,N2のいずれも注目候補セグメントSBと接続される可能性がある。そこで、セグメント接続手段22は、先行候補セグメントSAの両端N1,N2と注目候補セグメントSBの両端N3,N4との間の4通りの端点の組み合わせについて端点間距離を算出し(図8(a)にて点線で示す距離)、それらの最小値Lを求める(ステップS70)。
Figure 8 is a schematic diagram illustrating a process of (the case of "No" in step S68) If F (S A) is "OFF". If F (S A) is "OFF", the preceding candidate other candidates segments in the segment S A is not yet connected, that is, prior candidate segments S A across N 1, N 2 of candidate segments connected It is an open end that has not been done. Therefore, there is a possibility that either of the end points N 1, N 2 are connected to the focused candidate segments S B. Therefore, the
そして、当該最小値Lを与える端点同士でSAとSBとが接続される可能性があるとして接続性チェック処理を行う(ステップS72)。図8の例では、N2とN3との距離が最小となるのでSAの端点N2とSBの端点N3とが接続されると仮定され接続性チェック処理が行われる。また当該接続性チェック処理S72では、先行候補セグメントSAは最小距離に対応する端点N2を終点とするベクトル、注目候補セグメントSBは最小距離に対応する端点N3を始点とするベクトルとしてSA,SBそれぞれの向きが定義される。これにより、例えば、道路縁に沿って並ぶ2つの候補セグメントSA,SBについてはSAからSBへ向かう方向にSA,SBそれぞれの向きが定義される。 Then, the connectivity check process as in end points that gives the minimum value L and S A and S B is likely to be connected (step S72). In the example of FIG. 8, is the connectivity check process assumptions and end point N 3 and is connected to S A endpoints N 2 and S B of the distance is a minimum of N 2 and N 3 are carried out. Further, in the connectivity check process S72, the preceding candidate segment S A is a vector whose end point is the end point N 2 corresponding to the minimum distance, and the attention candidate segment S B is a vector whose start point is the end point N 3 corresponding to the minimum distance. a, S B each orientation is defined. Thus, for example, two candidate segments arranged along the road edges S A, S A in the direction toward the S B from S A for S B, S B each orientation is defined.
後述する接続性チェック処理S72では、SAとSBとが接続関係を有すると判断した場合には、注目候補セグメントSBのフラグF(SB)が“ON”にセットされ、接続関係を有さないと判断した場合には、F(SB)は初期設定された“OFF”に維持される。 In the connection check processing S72 will be described later, when the the S A and S B is determined to have the connection relation, the flag F of the target candidate segments S B (S B) is set to "ON", the connection relationship when it is determined that no is, F (S B) is maintained at the initially set "OFF".
フラグF(SB)が“ON”の場合(ステップS74にて「Yes」の場合)、セグメント接続手段22は、先行候補セグメントSAのステータスC(SA)を、候補セグメント列の先頭のセグメントであることを示す値“1”とし、一方、注目候補セグメントSBのステータスC(SB)を、候補セグメント列の後尾のセグメントであることを示す値“2”とする(ステップS76)。
If flag F (S B) is "ON" (step S74 in a case of "Yes"), the
図9は、F(SA)が“ON”である場合(ステップS68にて「Yes」の場合)の処理を説明する模式図である。F(SA)が“ON”である場合、先行候補セグメントSAは候補セグメント列の一部となっており、具体的には当該候補セグメント列の後尾である。つまり、先行候補セグメントSAの一方端点N1には既に他の候補セグメントが接続されており、他方端点N2だけが開放端である。よって、注目候補セグメントSBは端点N2と接続され得る。そこで、セグメント接続手段22は、先行候補セグメントSAの端点N2と注目候補セグメントSBの両端N3,N4との間の2通りの端点の組み合わせについて端点間距離を算出し(図9(a)にて点線で示す距離)、それらの最小値Lを求める(ステップS80)。
Figure 9 is a schematic diagram illustrating a process of (the case of "Yes" in step S68) If F (S A) is "ON". If F (S A) is "ON", the preceding candidate segments S A is a part of the candidate segment column, specifically a tail of the candidate segment column. In other words, the preceding candidate segments S already on one end point N 1 is connected to the other candidate segment of A, only the other endpoint N 2 is an open end. Therefore, it focused candidate segments S B may be connected to the end point N 2. Therefore, the
そして、当該最小値Lを与える端点同士でSAとSBとが接続される可能性があるとして接続性チェック処理を行う(ステップS82)。図9の例では、N2とN3との距離が最小となるのでSAの端点N2とSBの端点N3とが接続されると仮定され接続性チェック処理が行われる。また当該接続性チェック処理S82では、注目候補セグメントSBは最小距離に対応する端点N3を始点とするベクトルとして、SBの向きが定義される。なお、先行候補セグメントSAについては先行する処理にて、N1を始点、N2を終点とするベクトルとして既に向きが定義されている。 Then, the connectivity check process as in end points that gives the minimum value L and S A and S B is likely to be connected (step S82). In the example of FIG. 9, by connectivity check process assumptions and end point N 3 and is connected to S A endpoints N 2 and S B of the distance is a minimum of N 2 and N 3 are carried out. Further, in the connectivity check process S82, as a vector of interest candidate segments S B is that starting from the end point N 3 corresponding to the minimum distance, the orientation of the S B are defined. Incidentally, in the processing that precedes for prior candidate segments S A, already orientation defined as vector start point N 1, and N 2 as the end point.
後述する接続性チェック処理S82では、SAとSBとが接続関係を有すると判断した場合には、注目候補セグメントSBのフラグF(SB)が“ON”にセットされ、接続関係を有さないと判断した場合には、F(SB)は初期設定された“OFF”に維持される。 In the connection check processing S82 will be described later, when the the S A and S B is determined to have the connection relation, the flag F of the target candidate segments S B (S B) is set to "ON", the connection relationship when it is determined that no is, F (S B) is maintained at the initially set "OFF".
フラグF(SB)が“ON”の場合(ステップS84にて「Yes」の場合)、セグメント接続手段22は、先行候補セグメントSAのステータスC(SA)を、候補セグメント列の内部のセグメント、つまり先頭及び後尾以外のセグメントであることを示す値“3”とし、一方、注目候補セグメントSBのステータスC(SB)を、候補セグメント列の後尾のセグメントであることを示す値“2”とする(ステップS86)。ステップS76、S86の後、処理はステップS62に戻り、新たな注目候補セグメントとなる未処理セグメントが探される。
If flag F (S B) is "ON" (step S84 in a case of "Yes"), the
なお、ステップS74,S84にてF(SB)が“OFF”の場合は、ステップS62に戻り、新たな注目候補セグメントとなる未処理セグメントが探される。この場合は、ステータスC(SA),C(SB)は変更されない。具体的には、ステップS74にてF(SB)が“OFF”の場合は、C(SA),C(SB)は共に初期値“0”を維持し、ステップS84にてF(SB)が“OFF”の場合は、C(SA)は“2”,C(SB)は初期値“0”をそれぞれ維持する。 In the case of F (S B) is "OFF" in step S74, S84, the process returns to step S62, unprocessed segment is searched for a new attention candidate segments. In this case, the status C (S A), C ( S B) is not changed. Specifically, in the case of F (S B) is "OFF" in step S74, C (S A), C (S B) are both maintained an initial value "0" at step S84 F ( for S B) is "OFF", C (S a ) is "2", C (S B ) is maintained respectively the initial value "0".
図10は接続性チェック処理S72,S82の概略のフロー図である。図7のステップS70又はS80にて算出した端子間距離の最小値Lが予め定めた閾値(第1距離閾値)L1と比較される(ステップS100)。閾値L1はSAとSBとの接続関係が否定されない端子間距離の上限として定義される。Lが閾値L1以下である場合(ステップS100にて「Yes」の場合)、SA,SBのセグメント方向が図8、図9の例を用いて説明したベクトルにより定義される(ステップS102)。 FIG. 10 is a schematic flow chart of the connectivity check processes S72 and S82. The minimum value L of the inter-terminal distance calculated in step S70 or S80 of FIG. 7 is compared with a predetermined threshold value (first distance threshold value) L 1 (step S100). Threshold L 1 is defined as the upper limit of the distance between the terminals is not denied connection relationship between S A and S B. If L is the threshold value L 1 or less (if at step S100 "Yes"), S A, segment direction S B in FIG. 8, is defined by the vector described using the example of FIG. 9 (step S102 ).
セグメント接続手段22はさらにLを閾値L2と比較する(ステップS104)。閾値L2はL2<L1であり、L≒0であるかを判定する値に設定される。ここで、L≒0とは、実質的にSA,SBが最小距離Lとなる端点同士で接続されるとみなせる程度を意味する。具体的には、閾値L2は点群の測定誤差や、道路縁の凹凸程度の比較的小さい値であり、例えば、数cmとすることができる。 The segment connecting means 22 further compares L with the threshold L 2 (step S104). The threshold value L 2 is set to a value for determining whether L 2 <L 1 and L≈0. Here, the L ≒ 0, refers to the degree that can be regarded as substantially S A, is S B are connected by end points of the minimum distance L. Specifically, the threshold value L 2 is a relatively small value such as a point cloud measurement error or a road edge unevenness, and can be, for example, several centimeters.
ステップS104にてL≦L2であることによりL≒0と判断された場合には(ステップS104にて「Yes」の場合)、SA,SBのなす角度θを算出し(ステップS106)、第1角度閾値θ1と比較する(ステップS108)。θはステップS102で定義したセグメント方向間の角度である。道路のエッジは道路が交差する箇所などで大きな角度で屈曲し得るが、そのような箇所以外では比較的長い距離に亘り滑らかに、つまりエッジは方向を大きく変えずに連続し得る。そこで、閾値θ1を、道路縁の滑らかに連続する部分における角度変動に対応して比較的小さな値に設定し、θが閾値θ1以下であることを条件に課すことで当該部分に対応する候補セグメント列を好適に抽出する。 If it is determined that L ≒ 0 by a L ≦ L 2 in step S104 (if at step S104 "Yes"), calculates the S A, the angle of S B theta (Step S106) , Compared with the first angle threshold value θ 1 (step S108). θ is the angle between the segment directions defined in step S102. The edges of the road can bend at large angles, such as at intersections of roads, but otherwise they can be smooth over relatively long distances, that is, the edges can be continuous without significantly changing direction. Therefore, the threshold value θ 1 is set to a relatively small value corresponding to the angle fluctuation in the smoothly continuous portion of the road edge, and the threshold value θ 1 is imposed on the condition that the threshold value is θ 1 or less. The candidate segment sequence is preferably extracted.
図11はL≒0、つまり端点が近接する場合の候補セグメントSA,SBの接続形態を説明する模式図である。図11(a)は、ステップS104,S108にてL≒0(L≦L2)かつθ≦θ1と判断される場合のSA,SBの位置関係を示している。この場合、セグメント接続手段22は、図11(b)に示すように、最小距離Lとなる端点N2,N3の中点PmでSA,SBを接合する(ステップS110)。具体的には、先行候補セグメントSAの終点N2及び注目候補セグメントSBの始点N3を共に中点Pmに移動させる。
11 L ≒ 0, is a schematic diagram illustrating a connection form of the candidate segments S A, S B if that is the end point is close. 11 (a) is the step S104, S108 in L ≒ 0 (L ≦ L 2 ) cutlet if it is determined theta ≦ theta 1 and S A, shows the positional relationship between the S B. In this case, the
L≦L1であるがL>L2である、つまりL≒0ではない場合(ステップS104にて「No」の場合)、セグメント接続手段22は他の接続形態をチェックする。この場合も、ステップS106と同様に、SA,SBのなす角度θを算出し(ステップS120)、θ≦θ1を接続の要件とする(ステップS122)。 When L ≦ L 1 but L> L 2, that is, when L ≈ 0 (“No” in step S104), the segment connection means 22 checks another connection form. In this case, similarly to step S106, and calculates the S A, the angle of S B theta (step S120), the requirements of connect θ ≦ θ 1 (step S122).
θ≦θ1の場合(ステップS122にて「Yes」の場合)、セグメント接続手段22は、接続形態として、セグメント同士が交差する形態(ステップS124)、一方セグメントと他方セグメントの延長線とが交差する形態(ステップS128)、及び一方セグメントの端点が他方セグメントを中心としたバッファ領域内に存在する形態(ステップS132)であるかを順次調べる。
In the case of θ ≦ θ 1 (in the case of “Yes” in step S122), the
図12は候補セグメントSA,SBが交差する場合の接合形態を説明する模式図である。図12(a)は、先行候補セグメントSAと注目候補セグメントSBとが交差する場合の、SA,SBの位置関係を示している。この場合、セグメント接続手段22は、図12(b)に示すように、SA,SBの交差点PcでSA,SBを接合する(ステップS126)。具体的には、先行候補セグメントSAの終点N2及び注目候補セグメントSBの始点N3を共に交差点Pcに移動させる。
Figure 12 is a schematic diagram illustrating a bonding form in the case of candidate segments S A, is S B intersect. 12 (a) is, when the preceding candidate segments S A and focused candidate segments S B intersect, S A, shows the positional relationship between the S B. In this case, the
図13は候補セグメントSA,SBのいずれか一方と他方の延長線とが交差する場合の接合形態を説明する模式図である。図13(a)は、先行候補セグメントSAと注目候補セグメントSBの延長線60とが交差する場合の、SA,SBの位置関係を示している。この場合、セグメント接続手段22は、図13(b)に示すように、SAとSBの延長線60との交差点PcでSA,SBを接合する(ステップS130)。具体的には、先行候補セグメントSAの終点N2及び注目候補セグメントSBの始点N3を共に交差点Pcに移動させる。
Figure 13 is a schematic view illustrating a bonding form of case candidate segments S A, which is the one and the other extension of S B intersect. 13 (a) shows the case where the preceding candidate segments S A and
図14は候補セグメントSA,SBのいずれか一方セグメントの最小距離Lに対応する端点が、他方セグメントを中心として設定したバッファ領域内に存在する場合の接合形態を説明する模式図である。図14(a)は、注目候補セグメントSBの始点N3が先行候補セグメントSAのバッファ領域64内に存在する場合のSA,SBの位置関係を示している。先行候補セグメントSAのバッファ領域64は、SAに重なる直線62を中心として幅2L3の帯状の領域である。L3は予め定めた距離閾値であり、基本的にL3<L1となるように設定される。この場合、セグメント接続手段22は、図14(b)に示すように、最小距離Lとなる端点N2,N3の中点PmでSA,SBを接合する(ステップS134)。具体的には、先行候補セグメントSAの終点N2及び注目候補セグメントSBの始点N3を共に中点Pmに移動させる。
Figure 14 is the candidate segment S A, corresponding endpoint to the minimum distance L of either one segment of the S B, which is a schematic diagram illustrating a bonding form when present in the buffer area set around the other segments. FIG. 14 (a), S A when starting N 3 of the target candidate segments S B is present in the
注目候補セグメントSBのバッファ領域も同様に設定され、先行候補セグメントSAの終点N2が当該バッファ領域内に存在する場合も同様にして中点Pmで接合される。 Featured buffer area of the candidate segments S B are also set similarly, the end point N 2 prior candidate segments S A is bonded at the midpoint P m in the same manner when present in the buffer area.
つまり、セグメント接続手段22は、SBの始点N3と直線62との距離がL3以下であるか、SAの終点N2とSBに重なる直線との距離がL3以下である場合に、ステップS132の条件を満たすとして中点接合(ステップS134)を行う。
That is, the
上述のSA,SBが接続関係を有すると判断しそれらを接合するいずれの場合も(S110,S126,S130,S134)、フラグF(SB)が“ON”にセットされ(ステップS112)、接続性チェック処理S72,S82を終える。 Above S A, it determines that the S B have a connection relationship either case joining them (S110, S126, S130, S134 ), the flag F (S B) is set to "ON" (Step S112) , The connectivity check processes S72 and S82 are completed.
一方、L>L1である場合(ステップS100にて「No」の場合)、θ>θ1である場合(ステップS108,S122にて「No」の場合)、及びステップS124,S128,S132のいずれの接続態様の条件も満たさない場合(ステップS132にて「No」の場合)は、フラグF(SB)は初期設定された“OFF”のまま接続性チェック処理S72,S82を終える。 On the other hand, when L> L 1 (when “No” in step S100), when θ> θ 1 (when “No” in steps S108 and S122), and in steps S124, S128 and S132. If that does not satisfy the conditions of any connection mode (if at step S132 "no"), the flag F (S B) ends the connection remains check processing S72, S82 of the initial setting "OFF".
セグメント接続手段22による、以上説明した接続性チェック処理を含むセグメント接続処理(図6のステップS40)が終了すると、道路縁セグメント列生成手段24によるセグメントクレンジング処理(図6のステップS42)が行われる。 When the segment connection process (step S40 in FIG. 6) including the connectivity check process described above by the segment connection means 22 is completed, the segment cleansing process (step S42 in FIG. 6) by the road edge segment row generation means 24 is performed. ..
図15はセグメントクレンジング処理S42の概略のフロー図である。候補セグメントのうちセグメント接続処理S40にて、他の候補セグメントと接続されず単体のまま残った候補セグメントはノイズの可能性が高いため削除する(ステップS140)。具体的には、ステータスCが初期値“0”である候補セグメントが削除される。これにより、候補セグメント列だけが残る。 FIG. 15 is a schematic flow chart of the segment cleansing process S42. Among the candidate segments, in the segment connection process S40, the candidate segment that is not connected to other candidate segments and remains as a single unit is deleted because there is a high possibility of noise (step S140). Specifically, the candidate segment whose status C is the initial value "0" is deleted. As a result, only the candidate segment column remains.
当該候補セグメント列に対して、道路縁によるものと推定されるもの同士を接続し道路縁セグメント列を生成する処理が行われる。候補セグメント列Tの接続処理は、上述したセグメント接続手段22による候補セグメントSの接続処理と同様に、探索単位区間の並び順に従って候補セグメント列Tを順次選択して行われ、選択された注目候補セグメント列と当該注目候補セグメント列に隣接し先に選択された先行候補セグメント列とで接続関係を判断する。すなわち、接続処理は探索単位区間の並び順に従って未処理の候補セグメント列を選択して行われ、未処理の候補セグメント列が無くなるまで(ステップS142にて「No」の場合)、繰り返される。 For the candidate segment sequence, a process of connecting those presumed to be due to the road edge to generate a road edge segment sequence is performed. The connection process of the candidate segment column T is performed by sequentially selecting the candidate segment column T according to the order of the search unit sections, as in the connection process of the candidate segment S by the segment connection means 22 described above, and the selected candidate of interest. The connection relationship is determined by the segment column and the preceding candidate segment column that is adjacent to the attention candidate segment column and is selected first. That is, the connection process is performed by selecting the unprocessed candidate segment sequence according to the order of the search unit intervals, and is repeated until there are no unprocessed candidate segment sequences (in the case of "No" in step S142).
ここで、選択された注目候補セグメント列(注目セグメント列TB)が先行候補セグメント列(先行セグメント列TA)と接続関係を有しているかを示すフラグをF(TB)と表す。当該フラグは、任意の候補セグメント列について“OFF”に初期設定され、接続関係を有していると判断された場合に“ON”に設定される。 Here, it represents a flag indicating whether the selected target candidate segment sequence (target segment column T B) has a connection relationship with the preceding candidate segment sequence (preceding the segment string T A) and F (T B). The flag is initially set to "OFF" for any candidate segment string, and is set to "ON" when it is determined that the flag has a connection relationship.
道路縁セグメント列生成手段24は、未処理の候補セグメント列が存在する場合(ステップS142にて「Yes」の場合)、当該候補セグメント列を注目セグメント列TBに設定する(ステップS144)。
Road edge
当該注目セグメント列TBに対する先行セグメント列TAが存在しない場合(ステップS146にて「No」の場合)、注目セグメント列TBについて接続関係の判断対象となる候補セグメント列が存在しないので当該TBについては接続関係を調べる処理は省略され、ステップS142に戻り、新たな注目セグメント列となる未処理セグメント列が探される。この際、当該注目セグメント列TBを先行セグメント列TAとする。 When the preceding segment sequence T A with respect to the target segment column T B is not present (if at step S146 "No"), the T because the candidate segment string to be determined object connection relation for the target segment column T B is absent For B , the process of checking the connection relationship is omitted, and the process returns to step S142 to search for an unprocessed segment string which is a new sequence of interest. At this time, the target segment sequence T B and the preceding segment sequence T A.
一方、注目セグメント列TBに対する先行セグメント列TAが存在する場合(ステップS146にて「Yes」の場合)、TAの後尾候補セグメントSTとTBの先頭候補セグメントSHとの間に接続ベクトルSMを設定する(ステップS148)。図16はこの状態を示す模式図である。図に示すように、SMはSTの終点からSHの始点へ向かうベクトルであると定義する。 On the other hand, when the preceding segment sequence T A for the target segment column T B is present (if at step S146 "Yes"), between the top candidate segments S H of trailing candidate segments S T and T B of the T A to set the connection vector S M (step S148). FIG. 16 is a schematic view showing this state. As shown in FIG, S M is defined as a vector directed to the start of S H from the end of S T.
道路縁セグメント列生成手段24は、接続ベクトルSMの長さが予め定めた閾値(第2距離閾値)L4以下である場合(ステップS150にて「Yes」の場合)、さらに、接続ベクトルSMと、先行セグメント列TAの後尾候補セグメントSTとのなす角度θ(ST,SM)、及び接続ベクトルSMと、注目セグメント列TBの先頭候補セグメントSHとのなす角度θ(SH,SM)が予め定めた第2角度閾値θ2以下であるかを判定する(ステップS152)。例えば、或る道路の直線的又は緩やかな曲率の候補セグメント列からなるエッジ(道路縁セグメント列)は、当該道路に他の道路が接続する十字路やT字路などの部分では当然に途切れ、接続した道路の幅ほどの間隔を生じ得る。つまり、そのような候補セグメント列間に生じる道幅程度の大きさの間隔までも接続ベクトルSMで接続することは適当ではない。よって、閾値L4は例えば、道幅未満に設定することができ、例えば、4メートル程度とすることができる。また、θ2は例えば、θ1と共通の値に設定することができる。
Road edge
θ(ST,SM)及びθ(SH,SM)がθ2以下であれば(ステップS152にて「Yes」の場合)、候補セグメントの接続について図10のステップS108,S122にてθ≦θ1を条件としたことと同様の理由により、SMを介して接続されたTA,TBが道路のエッジとして好適であると判定し、F(TB)を“ON”に設定する(ステップS154)。これにより、先行セグメント列TA及び注目セグメント列TBを接続ベクトルSMで接続した道路縁セグメント列が生成される。 θ (S T, S M) and θ (S H, S M) ( if at step S152 "Yes"), then the theta 2 less, in step S108, S122 in FIG. 10 for connection of the candidate segment for the same reason as that it has a condition θ ≦ θ 1, T is connected via the S M a, determines that T B is suitable as an edge of the road, F a (T B) to "oN" Set (step S154). Thus, the prior segment sequence T A and target segments string T B the connection vector S road edge segment rows connected by M is generated.
図17、図18はθ(ST,SM)又はθ(SH,SM)がθ2より大きい場合(ステップS152にて「No」の場合)に行うセグメント列のクレンジング処理を説明する模式図である。図17に示す処理では、注目セグメント列TBの長さが閾値L5以下であれば、道路脇に停められた車両などに起因するノイズの可能性が高いとして、当該注目セグメント列TBを削除して(ステップS162)ステップS142に戻り、注目セグメント列TBを選択し直す。図17では、同図(a)に示すセグメント列TA,TBの間に設定した接続ベクトルSMが、θ(ST,SM)及びθ(SH,SM)がθ2以下であるという条件(ステップS152)を満たさず、またTBの長さがL5以下であるため、注目セグメント列TBを削除する。図17(b)はステップS162にて当該TBを削除した状態を示しており、ステップS142に戻り、セグメント列TCが新たな注目セグメント列として設定される。そして、先行セグメント列TAとTCとの間に新たな接続ベクトルSM’が設定され、接続関係が判断される。 17, FIG. 18 illustrates the cleansing process of the segment string to be in θ (S T, S M) or θ (S H, S M) is greater than theta 2 (if at step S152 "No") It is a schematic diagram. In the process shown in FIG. 17, if the threshold value L 5 than the length of the target segment column T B, and that there is a high possibility of noise caused such a vehicle that has been parked in the roadside, the target segment sequence T B remove and return to (step S162) step S142, re-select the target segment columns T B. In Figure 17, FIG. (A) Segment column shown in T A, connecting vector S M which is set between T B is, theta (S T, S M) and theta (S H, S M) is theta 2 below not satisfy the condition (step S152) that is also because the length of T B is L 5 or less, deletes the target segment column T B. FIG. 17 (b) shows a state in which deletes the T B at step S162, the process returns to step S142, the segment sequence T C is set as a new target segment column. Then, prior new connection vector between the segment columns T A and T C S M 'is set, the connection relationship is determined.
図18は、TBの長さがL5より大きい場合(ステップS160にて「No」の場合)の処理を示しており、先行セグメント列TAの後尾及び注目セグメント列TBの先頭からそれぞれ1つずつ候補セグメントを削除することによりTAの後尾候補セグメント及びTBの先頭候補セグメントを更新し、接続ベクトルを設定し直す。つまり、図18(a)に示すTAの後尾候補セグメントST及びTBの先頭候補セグメントSHを削除する。図18(b)は当該削除後の状態を示しており、先行セグメント列TAはSTを削除されてTA’となり、注目セグメント列TBはSHを削除されてTB’となり、TA’の後尾候補セグメントST’とTB’の先頭候補セグメントSH’との間に新たな接続ベクトルとしてSM’が設定される。そして、この状態について、上述したステップS150以降と同様の処理によりTA’とTB’との接続関係を調べる(ステップS172)。その結果、接続関係が認められれば(ステップS172にて「Yes」の場合)、TB’、つまり新たな注目セグメント列TBのフラグF(TB)を“ON”に設定する(ステップS174)。これにより、図18(b)に示すTA’,SM’,TB’が一体の道路縁セグメント列となる。 18, if the length of T B is greater than L 5 shows the process of (if at step S160 "No"), respectively, from the beginning of the tail and notice segment column T B of the prior segment sequence T A updates the leading candidate segment of tail candidate segment and T B of the T a by removing the candidate segments one by one, resets the connection vector. In other words, to remove the top candidate segments S H of trailing candidate segments S T and T B of T A shown in FIG. 18 (a). FIG. 18 (b) shows the state after the deletion, the prior segment sequence T A is T A is removed the S T ', and the target segment column T B is T B is deleted to S H', and the S M 'is set as a new connection vector between the T a' top candidate segments S H 'and T B' tail candidate segments S T of '. Then, this state, examining the connections between the T A 'and T B' by the same process as step S150 and subsequent steps (step S172). As a result, (if in step S172 "Yes") as long recognized connection relation, T B ', that is, set to a new target segment sequence T B of the flag F (T B) the "ON" (step S174 ). Thus, FIG. 18 (b) T A shown in ', S M', T B ' are integrated road edge segment column.
一方、接続関係が認められなかった場合は(ステップS172にて「No」の場合)、TB’、つまり新たな注目セグメント列TBのフラグF(TB)は“OFF”に保たれる(ステップS176)。 On the other hand, if the connection relationship was observed kept (if at step S172 "No"), T B ', i.e. the flag F (T B) of the new target segment column T B is "OFF" (Step S176).
また、SMの長さが閾値L4より大きい場合も(ステップS150にて「No」の場合)も、注目セグメント列TBのフラグF(TB)は“OFF”の状態に保たれる(ステップS178)。 Also, if it is greater than the threshold L 4 length of S M (if at step S150 "No") is also kept of the flag F of the target segment column T B (T B) is "OFF" (Step S178).
なお、ステップS154,S174,S176,S178の後、処理はステップS142に戻り、新たな注目セグメント列が探される。 After steps S154, S174, S176, and S178, the process returns to step S142, and a new sequence of interest segments is searched for.
図19はセグメントクレンジング処理S42の例を示す模式図である。図19(a)はセグメント接続処理S40の結果の一例を示しており、候補セグメント列T1〜T4が生成される一方、候補セグメントS1が単体で残っている。図19(b)は図15のステップS140の処理により、図19(a)の状態から単体の候補セグメントS1が削除された状態となっている。図19(c)は図19(b)の候補セグメント列群に対しステップS142〜S178の処理を行った結果を示している。例えば、候補セグメント列T1,T2はステップS150,S152の条件を満たしていることにより、接続ベクトルSM1を介して接続される。一方、候補セグメント列T2,T3の接続性に関しては例えば、それらの間に設定した接続ベクトルとの角度が閾値θ2を超え(ステップS152にて「No」の場合)、かつT3の長さが閾値L5以下であることから(ステップS160にて「Yes」の場合)、注目セグメント列とされるT3が削除されている(ステップS162)。そして、T4を新たな注目セグメント列に設定してT2,T4の接続性が調べられ、例えば、これら候補セグメント列T2,T4はステップS150,S152の条件を満たしていることにより、接続ベクトルSM2を介して接続される。その結果、T1,SM1,T2,SM2,T4が連なった道路縁セグメント列が生成される。 FIG. 19 is a schematic view showing an example of the segment cleansing process S42. FIG. 19 (a) shows an example of the result of the segment connection process S40, while the candidate segment strings T 1 through T 4 are generated, the candidate segments S 1 is remains alone. FIG. 19 (b) by the processing in step S140 in FIG. 15, in a state of candidate segments S 1 from the state itself shown in FIG. 19 (a) is deleted. FIG. 19 (c) shows the result of performing the processing of steps S142 to S178 on the candidate segment sequence group of FIG. 19 (b). For example, a candidate segment columns T 1, T 2 is by the condition is satisfied in step S150, S152, it is connected via a connection vector S M1. On the other hand, regarding the connectivity of the candidate segment columns T 2 and T 3 , for example, the angle with the connection vector set between them exceeds the threshold value θ 2 (when “No” in step S152), and T 3 Since the length is equal to or less than the threshold value L 5 (in the case of “Yes” in step S160), T 3 which is a sequence of interest segments is deleted (step S162). Then, T 4 is set as a new segment of interest and the connectivity of T 2 and T 4 is examined. For example, these candidate segment sequences T 2 and T 4 satisfy the conditions of steps S150 and S152. , Connected via the connection vector SM2. As a result, a road edge segment sequence in which T 1 , SM 1, T 2 , SM 2 and T 4 are connected is generated.
図20は平滑化処理S46を説明する模式図である。図20(a)は、道路縁セグメント列70を一定距離(点線で示す円の半径)で切断した状態を示しており、図において“×”印が切断点である。図20(b)は、当該切断点を順に接続して新たな道路縁セグメント列72を生成した状態を示しており、道路縁セグメント列72が道路縁セグメント列70を平滑化した結果とされる。
FIG. 20 is a schematic diagram illustrating the smoothing process S46. FIG. 20A shows a state in which the road
2 道路縁抽出装置、4 演算処理装置、6 記憶装置、8 入力装置、10 出力装置、20 候補セグメント探索手段、22 セグメント接続手段、24 道路縁セグメント列生成手段。 2 Road edge extraction device, 4 Arithmetic processing device, 6 Storage device, 8 Input device, 10 Output device, 20 Candidate segment search means, 22 Segment connection means, 24 Road edge segment sequence generation means.
Claims (3)
道路をその平面線形に沿って複数の探索単位区間に分け、前記対象空間のうち当該各探索単位区間に対応する部分空間にて前記道路縁の候補セグメントを探索する手段であって、前記道路縁にて、水平面に射影された前記点群の密度が高まり、かつ前記点群が予め設定した段差閾値以上の高低差を有することに基づいて、前記探索単位区間の両端に設けた鉛直平面に挟まれた前記部分空間における前記点群の分布から当該探索単位区間に対応する前記候補セグメントとなる線分を求める候補セグメント探索手段と、
前記道路縁に沿って並ぶと推定される前記候補セグメントを順次接続し、候補セグメント列を生成するセグメント接続手段と、を有し、
前記セグメント接続手段は、前記候補セグメントを前記探索単位区間の並び順に従い選択し、選択した注目候補セグメントが、1つ前に選択した先行候補セグメントと接続関係を有するか否かの判断において、
前記先行候補セグメントに既に接続されている前記候補セグメントがない場合、前記先行候補セグメントの両端それぞれと前記注目候補セグメントの両端それぞれとの間の4通りの距離のうち最小距離が予め定めた第1距離閾値以下であり、かつ、前記先行候補セグメントを前記最小距離に対応する端点を終点とするベクトルとし、前記注目候補セグメントを前記最小距離に対応する端点を始点とするベクトルとしたときの当該両ベクトルのなす角度が予め定めた第1角度閾値以下であれば、前記先行候補セグメント及び前記注目候補セグメントが前記最小距離となる前記端点の間に前記接続関係を有した前記候補セグメント列であると判断すること、
を特徴とする道路縁抽出装置。 It is a road edge extraction device that extracts road edges that form steps in the target space based on the three-dimensional coordinate data of the point cloud extracted from the surface of the feature.
A means for dividing a road into a plurality of search unit sections along its planar alignment and searching for a candidate segment of the road edge in a subspace corresponding to each search unit section in the target space. The point group projected on the horizontal plane is sandwiched between the vertical planes provided at both ends of the search unit interval based on the fact that the density of the point group is increased and the point group has a height difference equal to or higher than a preset step threshold value. Candidate segment search means for obtaining a line segment to be the candidate segment corresponding to the search unit interval from the distribution of the point group in the subspace.
It has a segment connection means for sequentially connecting the candidate segments presumed to be lined up along the road edge and generating a candidate segment sequence.
The segment connection means selects the candidate segment according to the order of the search unit intervals, and determines whether or not the selected candidate segment of interest has a connection relationship with the preceding candidate segment selected immediately before.
When there is no candidate segment already connected to the preceding candidate segment, the minimum distance among the four distances between both ends of the preceding candidate segment and each of both ends of the attention candidate segment is a predetermined first. Both of them when the preceding candidate segment is equal to or less than the distance threshold and the leading candidate segment is a vector whose end point corresponds to the minimum distance and the attention candidate segment is a vector whose start point is the end point corresponding to the minimum distance. If the angle formed by the vector is equal to or less than a predetermined first angle threshold value, it is considered that the candidate segment sequence has the connection relationship between the leading candidate segment and the end point at which the attention candidate segment is the minimum distance. To judge,
A road edge extraction device characterized by.
前記セグメント接続手段は、前記先行候補セグメントが既に前記候補セグメント列の一部である場合、前記先行候補セグメントの前記終点と前記注目候補セグメントの両端との間の2通りの距離のうち最小距離が前記第1距離閾値以下であり、かつ、前記先行候補セグメントと前記注目候補セグメントとの前記角度が前記第1角度閾値以下であれば、前記先行候補セグメント及び前記注目候補セグメントが前記最小距離となる前記端点の間に前記接続関係を有し同一の前記候補セグメント列に含まれると判断すること、
を特徴とする道路縁抽出装置。 In the road edge extraction device according to claim 1,
In the segment connecting means, when the leading candidate segment is already a part of the candidate segment sequence, the minimum distance among the two distances between the end point of the leading candidate segment and both ends of the attention candidate segment is If it is equal to or less than the first distance threshold value and the angle between the preceding candidate segment and the attention candidate segment is equal to or less than the first angle threshold value, the preceding candidate segment and the attention candidate segment become the minimum distance. Judging that the connection relationship is established between the end points and the candidate segments are included in the same candidate segment sequence.
A road edge extraction device characterized by.
前記探索単位区間の前記並び順に従い前記候補セグメント列を選択し、選択された注目候補セグメント列と当該注目候補セグメント列に隣接し先に選択された先行候補セグメント列とを接続し道路縁セグメント列を生成する道路縁セグメント列生成手段をさらに有し、
前記道路縁セグメント列生成手段は、前記先行候補セグメント列の後尾候補セグメントから前記注目候補セグメント列の先頭候補セグメントに向けて設定した接続ベクトルの長さが予め定めた第2距離閾値以下であり、かつ、当該接続ベクトルと前記後尾候補セグメント及び前記先頭候補セグメントそれぞれとのなす角度が予め定めた第2角度閾値以下であれば、前記先行候補セグメント列及び前記注目候補セグメント列を前記接続ベクトルで接続して前記道路縁セグメント列とすること
を特徴とする道路縁抽出装置。 In the road edge extraction device according to claim 1 or 2.
The candidate segment row is selected according to the order of the search unit section, and the selected attention candidate segment row is connected to the preceding candidate segment row adjacent to the attention candidate segment row and previously selected, and the road edge segment row is connected. Further has a road edge segment sequence generating means to generate
In the road edge segment row generation means, the length of the connection vector set from the tail candidate segment of the leading candidate segment row to the leading candidate segment of the attention candidate segment row is equal to or less than a predetermined second distance threshold. If the angle formed by the connection vector and each of the tail candidate segment and the head candidate segment is equal to or less than a predetermined second angle threshold, the leading candidate segment sequence and the attention candidate segment sequence are connected by the connection vector. A road edge extraction device, characterized in that the road edge segment row is formed.
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