WO2021005738A1 - 地図差分検出装置、地図データ統合装置、地図差分修正装置、地図差分検出方法 - Google Patents

地図差分検出装置、地図データ統合装置、地図差分修正装置、地図差分検出方法 Download PDF

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WO2021005738A1
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WO
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difference
map
map data
location
common
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PCT/JP2019/027281
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謙 島崎
渡辺　昌志
克之 亀井
宏行 藤林
威郎 坂入
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三菱電機株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B29/00—Maps; Plans; Charts; Diagrams, e.g. route diagram

Definitions

  • the present invention relates to a map difference detection device, a map data integration device, a map difference correction device, and a map difference detection method.
  • High-precision 3D map data that shows important features such as lane markings, shoulder edges, and road signs in 3D when driving a car is indispensable for realizing autonomous driving.
  • the features on the 3D map data for automatic driving are plotted based on the 3D point cloud data measured by, for example, LiDAR (Light Detection and Ringing) or MMS (Mobile Mapping System). This measurement is performed a plurality of times by MMS or the like in order to deal with lane branching or merging, or is performed again by MMS or the like in order to update the map data.
  • LiDAR Light Detection and Ringing
  • MMS Mobile Mapping System
  • the map data are compared with each other in consideration of the accuracy at the time of measurement, and the corresponding features in the overlapping area are integrated to generate one map data.
  • these operations have a problem that a large amount of labor and work cost are required.
  • the map data generated from the measurement data is affected by the error information at the time of measurement and the like, there is a problem that even the map data of the same location does not always match exactly.
  • Patent Document 1 proposes a technique of calculating feature points from map data and detecting regions overlapping between map data by matching them.
  • Patent Document 2 proposes a technique of excluding a part containing noise at the time of measurement when integrating overlapping regions and performing post-processing so that noise is not reflected in the map data after integration. There is.
  • the conventional map difference detection device has a problem that the difference portion cannot be appropriately detected from a plurality of map data having different representation formats of features. As a result, there is still a problem that the detection of the difference portion is performed by visual confirmation by the operator, which increases the work cost and burden of the operator.
  • an object of the present invention is to provide a technique capable of appropriately detecting a difference portion from a plurality of map data having different representation formats of features. ..
  • the map difference detection device is a map difference detection device that detects a difference portion that has a difference between a plurality of map data, and is based on the plurality of map data on each of the map data.
  • the geometric information generator that generates geometric information including the amount of angle change corresponding to the bending angle at the points of the line passing through the plurality of points that define the shape of the feature, and the corresponding points between the plurality of map data.
  • a common location detection unit that detects a certain common location, a difference location determination unit that determines whether or not the common location corresponds to the difference location based on the geometric information, and a plurality of the common location determination units based on the geometric information.
  • the local portion of the common portion determined by the difference portion determination unit is determined to correspond to the difference portion, and the similarity determination is performed based on the similarity determination result. It is provided with an exception location determination unit that excludes the result.
  • geometric information including an angle change amount corresponding to a bending angle at a point of a line passing through a plurality of points defining the shape of a feature on each map data is generated. Then, based on the geometric information, it is determined whether or not the common part corresponds to the difference part, and based on the geometric information, the local part of the common part determined to correspond to the difference part among a plurality of map data is similar. Judgment is performed, and the judgment result that the common part corresponds to the difference part based on the similarity judgment result is excluded. According to such a configuration, the difference portion can be appropriately detected from a plurality of map data having different representation formats of the feature.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the schematic structure of the map data integration system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the schematic structure of the map difference detection apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the geometric information which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation of the map difference detection apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation of the map difference detection apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation of the map difference detection apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation of the map difference detection apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation of the map difference detection apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation of the map difference detection apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation of the map difference detection apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the schematic structure of the map data integration apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the schematic structure of the map difference correction apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation of the map difference correction apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation of the map difference correction apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure for demonstrating operation of the map difference correction apparatus which concerns on the modification of Embodiment 2.
  • FIG. It is a block diagram which shows the hardware configuration of the map difference detection apparatus which concerns on other modification.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a map data integration system 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the map data integration system 1 of FIG. 1 is connected to a newly created map database (hereinafter, the database is referred to as “DB”) 21.
  • the newly created map DB 21 stores, for example, map data created by software processing from the newly measured measurement data.
  • the measurement data is data measured by, for example, a vehicle device equipped with a plurality of sensors such as MMS (Mobile Mapping System).
  • Map data exists on or around roads, such as lane markings, shoulder edges, signs, road markings, diversion zones, tunnel boundaries, stop lines, traffic lights, pedestrian crossings, railroad crossings, parking mass lines, electric poles, etc. It is data about the position and shape of a feature (hereinafter sometimes referred to as "road feature").
  • the map data integration system 1 of FIG. 1 includes a map data acquisition device 11, a map difference detection device 12, a map difference DB 13, a map data integration device 14, and an integrated map DB 15.
  • the map data acquisition device 11 acquires the map data stored in the newly created map DB 21.
  • the map difference detection device 12 detects a difference portion that has a difference between a plurality of map data.
  • the plurality of map data to be detected by the map difference detection device 12 will be described as being map data acquired by the map data acquisition device 11, but the present invention is not limited to this.
  • the plurality of map data may be map data acquired by the map data acquisition device 11 and map data stored in the integrated map DB 15.
  • the map difference detection device 12 will be described in detail later.
  • the map difference DB 13 stores the information of the difference portion detected by the map difference detection device 12.
  • the map data integration device 14 integrates the difference points detected by the map difference detection device 12 and stored in the map difference DB 13 with a plurality of map data to generate integrated map data which is one map data.
  • the plurality of map data to be integrated by the map data integration device 14 are all the map data acquired by the map data acquisition device 11, but the present invention is not limited to this.
  • the plurality of map data may be map data acquired by the map data acquisition device 11 and map data stored in the integrated map DB 15.
  • the map data integration device 14 will be described in detail later.
  • the integrated map DB 15 stores the integrated map data generated by the map difference detection device 12.
  • the integrated map data is used to provide information on the map data. Further, the integrated map data may be used as an input to the map difference detection device 12 so that a difference portion for integrating the newly created map data is detected.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a map difference detection device 12 that detects a difference portion between a plurality of map data.
  • the map difference detection device 12 of FIG. 2 includes a map data acquisition unit 12a, a geometric information calculation unit 12b which is a geometric information generation unit, a difference detection unit 12c, and a map difference information output unit 12d.
  • the map data acquisition unit 12a acquires a plurality of map data acquired by the map data acquisition device 11.
  • the geometric information calculation unit 12b calculates geometric information based on a plurality of map data acquired by the map data acquisition unit 12a. Geometric information will be described in detail later.
  • the difference detection unit 12c uses the geometric information calculated by the geometric information calculation unit 12b to configure a difference point between a plurality of map data acquired by the map data acquisition unit 12a, for example, a configuration on the map data such as a road feature. Detects the difference between elements.
  • the difference detection unit 12c of FIG. 2 includes a common location detection unit 12ca, a difference location determination unit 12cc, and an exception location determination unit 12cc.
  • a common location detection unit 12ca a difference location determination unit 12cc
  • an exception location determination unit 12cc an exception location determination unit
  • the common location detection unit 12ca is a corresponding location between a plurality of map data based on the position information (for example, coordinate information of a point sequence) of a road feature on a plurality of map data acquired by the map data acquisition unit 12a. Detect a common point.
  • the common place is, for example, a road feature or a part thereof which is generally common among a plurality of map data.
  • the difference location determination unit 12cc determines whether or not the common location corresponds to the difference location based on the geometric information calculated by the geometric information calculation unit 12b.
  • the exception location determination unit 12cc performs similarity determination on the local portion of the common location determined by the difference location determination unit 12cc to correspond to the difference portion among the plurality of map data based on the geometric information. Then, the exception location determination unit 12cc excludes the determination result that the common location corresponds to the difference portion based on the similarity determination result. As a result, as will be described later, it is possible to exclude common points that have been determined to correspond to difference points due to the fact that accurate map data was not generated due to external factors such as the measurement environment during measurement. It becomes.
  • the map difference information output unit 12d outputs the information of the difference portion detected by the difference detection unit 12c to the map difference DB13 or the like. That is, the map difference information output unit 12d displays information indicating as a difference location the common location that is not excluded by the exception location determination unit 12cc among the common locations that are determined by the difference location determination unit 12cc to correspond to the difference location. Output to DB13 or the like.
  • map difference detection device 12 for calculating geometric information and detecting the difference portion from a plurality of map data.
  • a plurality of map data will be described below assuming that road features represented as polylines such as lane markings and road shoulder edges and road features represented as inscribed figures such as signs and road markings are included. To do.
  • the shape of each of these road features shall be defined by a plurality of points such as a point sequence having position information.
  • the position information may be coordinates in a two-dimensional plane represented by latitude, longitude, etc., or may be coordinates in a three-dimensional space represented by latitude, longitude, altitude, etc.
  • the points that define the shape of the road feature may include the vertices of the shape, may include both end points of the shape, or may include points other than the vertices and end points of the shape.
  • the geometric information calculation unit 12b calculates geometric information based on a plurality of map data acquired by the map data acquisition unit 12a.
  • the geometric information includes an angle change amount corresponding to a bending angle at each point of a line passing through a plurality of points defining the shape of a road feature on each map data. That is, the geometric information is the bending formed by the line between one point and the points before and after the point adjacent to the one point among the points in the point sequence defining the shape of the road feature. Includes the amount of angle change corresponding to the angle.
  • the geometric information is calculated as the distribution of the amount of change in the angle with respect to the peripheral length of the closed curve.
  • the amount of change in the angles of the plurality of vertices is assigned to the positions corresponding to the plurality of vertices in the peripheral length of the closed curve measured from the predetermined start point on the closed curve.
  • the distribution is such that the positions corresponding to the four vertices are given the amount of angle change corresponding to 90 degrees.
  • the distribution is such that the positions corresponding to the three vertices are given an angle change amount corresponding to 120 degrees.
  • the distribution is such that the positions corresponding to a plurality of vertices are given an angle change amount corresponding to almost 0 degrees.
  • the shape of the road feature is indicated by an open curve consisting of a plurality of points, the geometric information is calculated as the distribution of the amount of change in the angle with respect to the length of the open curve, as in the case indicated by the above open curve. Will be done.
  • the geometric information calculation unit 12b calculates geometric information from points in a sequence of points indicating the shapes of various road features in a two-dimensional plane parallel to the traveling direction (traveling locus) of the vehicle. At this time, when the map data has the position information of the point sequence in the three-dimensional space, the geometric information calculation unit 12b is in the two-dimensional plane (XY plane) parallel to the traveling direction of the vehicle as shown in FIG. Not only the geometric information may be calculated from the point sequence, but also the geometric information may be similarly calculated from the point sequence in the two-dimensional plane (YZ plane) perpendicular to the traveling direction of the vehicle. That is, the plurality of map data for which the geometric information is calculated by the geometric information calculation unit 12b may include the two-dimensional map data generated by projecting the three-dimensional map data.
  • the common location detection unit 12ca calculates the distance between the same road features or the distance between a part of the same road features from a plurality of map data.
  • the common location detection unit 12ca is the minimum distance between a point on one polyline and a point on the other polyline as the distance between road features represented by polylines such as lane markings and shoulder edges. Is calculated. In the case of the example of FIG. 5, even if a vertical line can be drawn from the vertex A or the vertex B to the extension line of the line segment CD with respect to the vertex C closest to the line segment AB among the vertices C and D of the line segment CD. Line segment A line segment cannot be drawn in the CD.
  • the common location detection unit 12ca includes the distance AC between the apex A and the apex C, the distance BC between the apex B and the apex C, and the perpendicular line and the line segment AB from the apex C to the line segment AB. Find the distance XC between the intersection X and the apex C. Then, the common location detection unit 12ca determines the shortest distance between the distance AC, the distance BC, and the distance XC (distance XC in the example of FIG. 5) as the shortest distance between the line segment AB and the line segment CD. ..
  • the common location detection unit 12ca starts from the apex that defines the road features.
  • the barycentric coordinates are calculated, and the distance between the barycentric coordinates is calculated as the distance between road features.
  • the common location detection unit 12ca detects road features represented by polylines among road features whose calculated distance between road features is smaller than a predetermined threshold value (for example, 10 cm) as a common location. .. For example, as shown in FIG. 7, the common location detection unit 12ca determines that the distance between the closest points is closer than the above threshold value (for example, 10 cm) based on the position information of a plurality of points constituting the polyline. A rectangle that includes all of them is detected as a common location.
  • a predetermined threshold value for example, 10 cm
  • the common location detection unit 12ca does not detect road features whose calculated distance between road features is larger than a predetermined threshold value (for example, 25 cm) as a common location.
  • a predetermined threshold value for example, 25 cm
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the determination process of the difference portion determination unit 12cc.
  • the difference location determination unit 12cc reads out the geometric information calculated by the geometric information calculation unit 12b for the common location detected by the common location detection unit 12ca. Then, the difference portion determination unit 12cc performs similarity determination on the common portion of the plurality of map data based on the geometric information, and determines whether or not the common portion corresponds to the difference portion based on the result of the similarity determination. To do.
  • the difference location determination unit 12cc calculates the similarity of common locations of a plurality of map data based on the distribution of the amount of angle change indicated by the geometric information.
  • the degree of similarity for example, one or a plurality of indexes indicating the degree of agreement between the two distributions such as the histogram crossing method, the L1 norm, the L2 norm, the Bhattacharyya coefficient, and the KL (Kullback Leibler) divergence are used.
  • the difference location determination unit 12cc determines whether or not the common location is the difference location based on whether or not the similarity is equal to or higher than a predetermined threshold value. For example, when the similarity is calculated as a value between 0 and 1, 0.8 is used as the predetermined threshold.
  • the difference location determination unit 12cc determines that the similarity is equal to or higher than the predetermined threshold value, it does not determine that the common portion corresponds to the difference portion, and determines that the similarity is less than the predetermined threshold value. In that case, it is determined that the common part corresponds to the difference part. It should be noted that the common part determined to correspond to the difference part by the difference part determination unit 12cc is determined whether or not it is used as the difference part depending on whether or not it is excluded by the exception part determination unit 12cc described below. It can be regarded as a difference location candidate.
  • the difference location determination unit 12cc is calculated by the geometric information calculation unit 12b from the map data (FIG. 4) of two types of two-dimensional planes.
  • the two similarities may be calculated from the geometric information.
  • the difference portion determination unit 12cc may determine whether or not the common portion corresponds to the difference portion based on whether or not the two similarities are equal to or higher than the threshold values provided for each.
  • the difference location determination unit 12cc determines whether or not the common location corresponds to the difference location based on whether or not the values such as the arithmetic mean, geometric mean, and weighted average of the two similarities are equal to or greater than the threshold value. You may judge.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the determination process of the exception location determination unit 12cc.
  • the road feature is the shoulder edge and there is a parallel running vehicle at the time of MMS measurement
  • Map data may be generated in which the shoulder edge is located inside the road shoulder.
  • map data is generated in which a distorted area is generated on the road shoulder edge that should have linear characteristics.
  • the exception location determination unit 12cc determines whether or not the common location determined by the difference location determination unit 12cc to correspond to the difference location is a location that should not be originally a difference location as described above. Can be determined.
  • the exception location determination unit 12cc performs a similarity determination on the local portion of the common location determined by the difference location determination unit 12cc to correspond to the difference portion among the plurality of map data based on the geometric information. That is, the above-mentioned difference location determination unit 12cc performs similarity determination based on the geometric information of the entire common location, whereas the exception location determination unit 12cc performs similarity determination based on the geometric information of the local portion of the common location.
  • the exception location determination unit 12cc scans a preset range 64 among the common locations of a plurality of map data, and distributes the change in the amount of angle within the range 64. Calculate the similarity of. For example, when the road feature is a lane marking or a shoulder edge, the range 64 uses, for example, a range in which the lateral length of the distribution is 1 m to 15 m.
  • the exception location determination unit 12cc determines that the similarity of the local portion is equal to or higher than the threshold value in most of the common portions and the similarity of the local portion is less than the threshold value in a part of the common portion. Exclude the judgment result that corresponds to the difference part. On the other hand, when the exception location determination unit 12cc determines that the similarity of the local portion is less than the threshold value in most of the common locations, the exception location determination unit 12cc maintains the determination result that the common location corresponds to the difference portion.
  • the threshold value of the similarity for example, the calculation and the threshold value of the similarity described by the difference portion determination unit 12cc are used.
  • the calculation result of the exception part determination unit 12cc that is, the result of the similarity of the local part. It is shown.
  • the similarity is less than the threshold value only in the portion circled by the broken line in the distribution of the similarity of the local portion, it is determined that the common portion corresponds to the difference portion. Results are excluded.
  • the common place determined to correspond to the difference place due to the external factor (disturbance) at the time of data measurement for generating the map data that is, the common place.
  • the external factors at the time of measurement are, for example, the reception accuracy of GPS (Global Positioning System) provided in MMS, the shooting environment of the camera, the vegetation protruding from the shoulder of the road, and the measurement vehicle running in parallel when running. Refers to events, objects, etc. that can cause incorrect map data generation, such as vehicles.
  • the size of the preset range 64 may be changed depending on the type of external factor at the time of data measurement.
  • FIG. 10 shows a schematic configuration of a map data integration device 14 that generates integrated map data by integrating a plurality of map data with a difference portion detected by the map difference detection device 12 and stored in the map difference DB 13. It is a block diagram.
  • the map data integration device 14 of FIG. 10 includes a map data acquisition unit 14a, a map difference information acquisition unit 14b, a map data integration unit 14c, and an integrated map data output unit 14d.
  • the map data acquisition unit 14a acquires a plurality of map data.
  • the map difference information acquisition unit 14b acquires the information of the difference portion stored in the map difference DB 13.
  • the map data integration unit 14c generates integrated map data based on the plurality of map data acquired by the map data acquisition unit 14a and the information of the difference portion acquired by the map difference information acquisition unit 14b.
  • the map data integration unit 14c has a common portion among a plurality of map data acquired by the map data acquisition unit 14a, which is not determined to correspond to the difference portion by the difference portion determination unit 12cc, or an exception.
  • Integrated map data is generated by integrating the common parts excluded by the location determination unit 12cc.
  • the processing operation of integration for example, comparison using time information such as measurement date and time for a part of a plurality of map data that is not determined to be a difference point, and features (linearity) based on the shape of various road features. , Area, etc.), and a method of adopting a more reliable part may be used. Further, the final integration result may be decided and corrected by the operator who performs the confirmation work.
  • the integrated map data output unit 14d outputs the integrated map data integrated by the map data integration unit 14c to the integrated map DB 15.
  • ⁇ Summary of Embodiment 1> it is determined whether or not it corresponds to the difference portion based on the geometric information including the amount of angle change. That is, according to the first embodiment, it is determined whether or not it corresponds to the difference portion by using the amount of angle change common to the road features regardless of the expression form of the road features. According to such a configuration, it is not necessary to consider individual features according to the expression format of the road features, and it is possible to detect the difference portion even if the number of new road features increases. Further, if the map data is accurately plotted, the calculated geometric information does not depend on the number of points constituting various road features, so that the processing of difference comparison can be expected to be facilitated. Further, since the worker does not have to perform the difference detection, the burden on the worker can be reduced and the work efficiency can be improved. Therefore, for example, even an inexperienced worker is equivalent to a skilled worker. Work efficiency can be expected.
  • the plurality of map data includes the two-dimensional map data generated by projecting the three-dimensional map data.
  • the common location detection unit 12ca detects a common location based on the position information of the road feature on a plurality of map data. According to such a configuration, it is possible to detect a common point where a difference comparison should be performed without performing a brute force comparison between a plurality of map data. On the other hand, a place where the road features are not completely the same can be detected as a common place where the difference comparison should be performed. Therefore, the difference comparison can be made more efficient.
  • the common location determined to correspond to the difference location due to an external factor at the time of data measurement for generating map data is excluded from the difference. According to such a configuration, the reliability of the result of the difference comparison between the map data can be improved.
  • the difference points detected by the map difference detection device 12 and a plurality of map data are integrated to generate integrated map data. According to such a configuration, if the criteria for determining which map data to be adopted for the common location is set in advance, one integrated map data can be generated without the confirmation work of the operator. Becomes possible.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of a map difference correction device 16 included in the map data integration system 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • the same or similar components as those described above will be designated by the same or similar reference numerals, and different components will be mainly described.
  • the map difference correction device 16 is connected to the map difference DB 16 of FIG. 1, and can correct common parts and difference parts stored in the map difference DB 16 based on an operation from a user such as an operator. It has become.
  • the map difference correction device 16 of FIG. 11 includes a map difference information acquisition unit 16a, a map difference display unit 16b, a display mode determination unit 16c, an operation input reception unit 16d, and a correction map information output unit 16e.
  • the map difference information acquisition unit 16a acquires the difference points, common points, and a plurality of map data stored in the map difference DB 16.
  • the map difference display unit 16b displays the common portion 61 and the difference portion 66 detected by the map difference detection device and the plurality of map data (first map data and second map data). Display identifiable.
  • the display mode determination unit 16c determines a display mode of a road feature or the like so that the map difference display unit 16b can perform an identifiable display.
  • the display mode includes, for example, a line type, a figure type, a color type, and the like.
  • the common portion 61 and the difference portion 66 are displayed identifiable by the line type (dotted line and alternate long and short dash line), and the road feature of the first map data and the road feature of the second map data are displayed. Objects and objects are displayed so that they can be identified by the line type (normal line and thick line).
  • the operation input receiving unit 16d receives from the user an operation for making corrections (changes, additions, deletions, etc.) to the common part 61 and the difference part 66 through an input device such as a mouse or a keyboard.
  • the map difference correction device 16 corrects the common portion 61 and the difference portion 66 based on the operation received by the operation input receiving unit 16d.
  • the common portion 61 (thin line portion) of the first map data in the integrated map data is the common portion 61 of the second map data. It has been changed to (thick line part).
  • the difference portion 66 is modified in the same manner.
  • the modified map information output unit 16e transmits the modified map difference information to the outside of the map data integration system 1, the map data integration device 14, the map difference DB 16, and the like.
  • the corrected map difference information includes the correction information of the common portion 61 and the difference portion 66, and eventually the correction information of the integrated map data.
  • the map difference detection device 12 may also detect the degree of ambiguity, which is the degree of ambiguity of the difference portion.
  • the map difference detection device 12 may detect the difference between the similarity and the threshold value as the ambiguity in the similarity determination of the difference portion determination unit 12cc.
  • the display mode determination unit 16c determines the display mode of the difference portion 66 displayed on the map difference display unit 16b based on the ambiguity detected by the map difference detection device 12. May be good.
  • the display modes of the plurality of points 67a, 67b, 67c that define the shape of the road feature in the difference point 66 are determined based on the ambiguity, and the ambiguity of the points 67a is determined. It is the smallest and the ambiguity of point 67c is the largest.
  • the operator who visually confirms can easily determine the difference portion to be watched for the plurality of generated difference portions. Further efficiency can be expected in the work.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a hardware configuration of the map difference detection device 12.
  • the map difference detection device 12 includes a processing circuit 81 including a processor 81a and a memory 81b, an input device 82, an external storage device 83, a display device 84, and a communication device 85.
  • a processing circuit 81 including a processor 81a and a memory 81b, an input device 82, an external storage device 83, a display device 84, and a communication device 85.
  • the components other than the processing circuit 81 will be described.
  • the components other than the processing circuit 81 are not essential in the map difference detection device 12.
  • the input device 82 is composed of a keyboard, a mouse, and the like, and map data and operations from the user are input.
  • the input device 82 may be a touch panel integrated with the display device 84.
  • the external storage device 83 is composed of, for example, a hard disk provided with a magnetic disk, a flash memory provided with a non-volatile memory, or the like, and stores map data input to the input device 82.
  • the display device 84 displays map data, geometric information, common points, difference points, and the like processed by the processing circuit 81.
  • the communication device 85 transmits the map data, geometric information, common points, difference points, and the like processed by the processing circuit 81 to the outside.
  • the geometric information calculation unit 12b, the common location detection unit 12ca, the difference location determination unit 12cc, and the exception location determination unit 12cc in FIG. 2 described above are hereinafter referred to as "geometric information calculation unit 12b and the like".
  • the geometric information calculation unit 12b and the like are realized by the processing circuit 81 shown in FIG. That is, the processing circuit 81 includes a geometric information calculation unit 12b that generates geometric information including an angle change amount based on a plurality of map data, a common location detection unit 12ca that detects a common location between the plurality of map data, and geometry.
  • the difference location determination unit 12cc determines whether or not the common location corresponds to the difference location, and based on the geometric information, the difference location determination unit 12cc determines that the common location corresponds to the difference location among a plurality of map data. It is provided with an exception location determination unit 12cc for performing similarity determination on the local portion of the common portion and excluding the determination result that the common portion corresponds to the difference portion based on the similarity determination result.
  • Dedicated hardware may be applied to the processing circuit 81, or a processor that executes a program stored in the memory may be applied. Examples of the processor include a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, and a DSP (Digital Signal Processor).
  • the processing circuit 81 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field Programmable Gate). Array), or a combination of these.
  • Each function of each part such as the geometric information calculation unit 12b may be realized by a circuit in which processing circuits are dispersed, or the functions of each part may be collectively realized by one processing circuit.
  • the processing circuit 81 includes a processor
  • the functions of the geometric information calculation unit 12b and the like are realized by combining with software and the like.
  • the software and the like correspond to, for example, software, firmware, or software and firmware.
  • Software and the like are described as programs and stored in memory.
  • map data, geometric information, common points, difference points, and the like are appropriately stored in the memory.
  • the processor 81a applied to the processing circuit 81 realizes the functions of each part by reading and executing the program stored in the memory 81b. That is, when executed by the processing circuit 81, the map difference detection device 12 detects a step of generating geometric information including an angle change amount based on a plurality of map data and a common location between the plurality of map data. The step, the step of determining whether or not the common part corresponds to the difference part based on the geometric information, and the local part of the common part determined to correspond to the difference part among a plurality of map data based on the geometric information.
  • a step of performing a similarity determination on a portion and excluding a determination result that a common part corresponds to a difference part based on the similarity determination result, and a memory 81b for storing a program to be executed as a result are provided. ..
  • this program causes the computer to execute the procedure or method of the geometric information calculation unit 12b or the like.
  • the memory 81b is, for example, non-volatile such as RAM (RandomAccessMemory), ROM (ReadOnlyMemory), flash memory, EPROM (ErasableProgrammableReadOnlyMemory), EPROM (ElectricallyErasableProgrammableReadOnlyMemory), or the like.
  • Volatile semiconductor memory HDD (HardDiskDrive), magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (DigitalVersatileDisc), its drive device, etc., or any storage medium that will be used in the future. You may.
  • each function of the geometric information calculation unit 12b and the like is realized by either hardware or software has been described above.
  • the present invention is not limited to this, and a configuration may be configured in which a part of the geometric information calculation unit 12b or the like is realized by dedicated hardware and another part is realized by software or the like.
  • a program in which the processing circuit 81 as dedicated hardware realizes the function of a part of the geometric information calculation unit 12b and the like, and the processing circuit 81 as the processor 81a is stored in the memory 81b for the other parts. It is possible to realize the function by reading and executing it.
  • the processing circuit 81 can realize each of the above-mentioned functions by hardware, software, or a combination thereof.
  • the map difference detection device 12 described above is a communication terminal including a vehicle device such as a PND (Portable Navigation Device), a navigation device and a DMS (Driver Monitoring System) device, and a mobile terminal such as a mobile phone, a smartphone and a tablet. It can also be applied to a map difference detection system constructed as a system by appropriately combining a server and an application function installed in at least one of a vehicle device and a communication terminal.
  • each function or each component of the map difference detection device 12 described above may be dispersedly arranged in each device for constructing the system, or may be centrally arranged in any of the devices. May be good.
  • map difference detection device 12 has been described above, the same applies to the map data integration device 14 and the map difference correction device 16.
  • each embodiment and each modification can be freely combined, and each embodiment and each modification can be appropriately modified or omitted.

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Abstract

地物の表現形式が異なる複数の地図データから差分箇所を適切に検出可能な技術を提供することを目的とする。幾何情報生成部は、複数の地図データに基づいて、各地図データ上の地物の形状を規定する複数の点を通る線の、点における屈曲角度に対応する角度変化量を含む幾何情報を生成する。共通箇所検出部は、複数の地図データ間の対応する共通箇所を検出する。例外箇所判定部は、幾何情報に基づいて、共通箇所が差分箇所に該当するとした判定結果を除外する。

Description

地図差分検出装置、地図データ統合装置、地図差分修正装置、地図差分検出方法
　本発明は、地図差分検出装置、地図データ統合装置、地図差分修正装置、地図差分検出方法に関する。
　区画線、路肩縁、道路標識などの車を運転する上で重要な地物を３次元で示す高精度な３次元地図データは、自動運転を実現する上で必要不可欠とされている。自動運転のための３次元地図データ上の地物は、例えばＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）やＭＭＳ（Mobile Mapping System）によって計測された３次元点群データに基づいて図化される。この計測は、車線の分岐や合流などに対応するためにＭＭＳなどで複数回行われたり、地図データを更新するためにＭＭＳなどで再度行われたりする。
　その計測後、計測時の精度などを考慮して地図データ同士を比較し、重複している領域内の対応する地物同士を統合して一つの地図データを生成する。しかしながら、これらの作業には、多大な労力及び作業コストを要するという問題があった。また、計測データから生成される地図データは、計測時の誤差情報などの影響を受けるため、たとえ同一箇所の地図データであっても完全に一致するとは限らないという問題があった。
　そこで、地図データ同士で重複している領域と、地図データ同士で差分となる領域とを検出するための地図差分検出装置について様々に提案されている。例えば特許文献１には、地図データから特徴点を算出し、それらのマッチングによって地図データ同士で重複している領域を検出する技術が提案されている。また例えば特許文献２には、重複する領域を統合する際に計測時のノイズなどが含まれる箇所を除外し、統合後の地図データにおいてノイズが反映されないように後処理を行う技術が提案されている。
特開２０１７－０９０２３９号公報 特開２００９－２５８６５１号公報
　実運用上、地物の表現形式が異なる複数の地図データが複数の計測装置からそれぞれ生成されることがある。このため、従来の地図差分検出装置では、地物の表現形式が異なる複数の地図データから差分箇所を適切に検出することができないという問題があった。この結果、依然として、差分箇所の検出は作業者による目視確認によって行われており、作業者の作業コスト及び負担が高くなっているという問題があった。
　そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、地物の表現形式が異なる複数の地図データから差分箇所を適切に検出可能な技術を提供することを目的とする。
　本発明に係る地図差分検出装置は、複数の地図データ間の差分を有する箇所である差分箇所を検出する地図差分検出装置であって、前記複数の地図データに基づいて、各前記地図データ上の地物の形状を規定する複数の点を通る線の、前記点における屈曲角度に対応する角度変化量を含む幾何情報を生成する幾何情報生成部と、前記複数の地図データ間の対応する箇所である共通箇所を検出する共通箇所検出部と、前記幾何情報に基づいて、前記共通箇所が前記差分箇所に該当するか否かを判定する差分箇所判定部と、前記幾何情報に基づいて、前記複数の地図データのうち前記差分箇所に該当すると前記差分箇所判定部で判定された前記共通箇所の局所部分について類似判定を行い、類似判定結果に基づいて前記共通箇所が前記差分箇所に該当するとした判定結果を除外する例外箇所判定部とを備える。
　本発明によれば、複数の地図データに基づいて、各地図データ上の地物の形状を規定する複数の点を通る線の、点における屈曲角度に対応する角度変化量を含む幾何情報を生成し、幾何情報に基づいて、共通箇所が差分箇所に該当するか否かを判定し、幾何情報に基づいて、複数の地図データのうち差分箇所に該当すると判定された共通箇所の局所部分について類似判定を行い、類似判定結果に基づいて共通箇所が差分箇所に該当するとした判定結果を除外する。このような構成によれば、地物の表現形式が異なる複数の地図データから差分箇所を適切に検出することができる。
　本発明の目的、特徴、態様及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
実施の形態１に係る地図データ統合システムの概略構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る地図差分検出装置の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る幾何情報を説明するための図である。 実施の形態１に係る地図差分検出装置の動作を説明するための図である。 実施の形態１に係る地図差分検出装置の動作を説明するための図である。 実施の形態１に係る地図差分検出装置の動作を説明するための図である。 実施の形態１に係る地図差分検出装置の動作を説明するための図である。 実施の形態１に係る地図差分検出装置の動作を説明するための図である。 実施の形態１に係る地図差分検出装置の動作を説明するための図である。 実施の形態１に係る地図データ統合装置の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る地図差分修正装置の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る地図差分修正装置の動作を説明するための図である。 実施の形態２に係る地図差分修正装置の動作を説明するための図である。 実施の形態２の変形例に係る地図差分修正装置の動作を説明するための図である。 その他の変形例に係る地図差分検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
　＜実施の形態１＞
　図１は、本発明の実施の形態１に係る地図データ統合システム１の概略構成を示すブロック図である。図１の地図データ統合システム１は、新規作成地図データベース（以下、データベースを「ＤＢ」と記す）２１と接続されている。新規作成地図ＤＢ２１は、新規に計測された計測データから、例えばソフトウェア処理によって作成された地図データが記憶されている。
　なお、計測データは、例えば、ＭＭＳ（Mobile Mapping System）のような複数のセンサが搭載された車両装置などによって計測されたデータである。地図データは、例えば、区画線、路肩縁、標識、道路標示、導流帯、トンネル境界線、停止線、信号、横断歩道、踏切、駐車マス線、電柱など、道路上または道路周辺に存在する地物（以下「道路地物」と記すこともある）の位置及び形状に関するデータである。
　図１の地図データ統合システム１は、地図データ取得装置１１と、地図差分検出装置１２と、地図差分ＤＢ１３と、地図データ統合装置１４と、統合地図ＤＢ１５とを備える。
　地図データ取得装置１１は、新規作成地図ＤＢ２１に記憶された地図データを取得する。
　地図差分検出装置１２は、複数の地図データ間の差分を有する箇所である差分箇所を検出する。以下では、地図差分検出装置１２の検出対象となる複数の地図データはいずれも、地図データ取得装置１１で取得された地図データであるものとして説明するが、これに限ったものではない。例えば、当該複数の地図データは、地図データ取得装置１１で取得された地図データ、及び、統合地図ＤＢ１５に記憶された地図データであってもよい。なお、地図差分検出装置１２については、後で詳細に説明する。
　地図差分ＤＢ１３は、地図差分検出装置１２で検出された差分箇所の情報を記憶する。
　地図データ統合装置１４は、地図差分検出装置１２で検出されて地図差分ＤＢ１３に記憶された差分箇所と、複数の地図データとを統合して、一の地図データである統合地図データを生成する。以下では、地図データ統合装置１４の統合対象となる複数の地図データはいずれも、地図データ取得装置１１で取得された地図データであるものとするがこれに限ったものではない。例えば、当該複数の地図データは、地図データ取得装置１１で取得された地図データ、及び、統合地図ＤＢ１５に記憶された地図データであってもよい。なお、地図データ統合装置１４については、後で詳細に説明する。
　統合地図ＤＢ１５は、地図差分検出装置１２で生成された統合地図データを記憶する。統合地図データは、地図データの情報の提供に利用される。また、統合地図データは、新規で作成された地図データの統合を行うための差分箇所が検出されるように、地図差分検出装置１２への入力として利用されてもよい。
　＜地図差分検出装置＞
　図２は、複数の地図データ間の差分箇所を検出する地図差分検出装置１２の概略構成を示すブロック図である。図２の地図差分検出装置１２は、地図データ取得部１２ａと、幾何情報生成部である幾何情報算出部１２ｂと、差分検出部１２ｃと、地図差分情報出力部１２ｄとを備える。
　地図データ取得部１２ａは、地図データ取得装置１１で取得された複数の地図データを取得する。
　幾何情報算出部１２ｂは、地図データ取得部１２ａで取得された複数の地図データに基づいて幾何情報を算出する。幾何情報については後で詳細に説明する。
　差分検出部１２ｃは、幾何情報算出部１２ｂで算出された幾何情報を用いて、地図データ取得部１２ａで取得された複数の地図データ間の差分箇所、例えば道路地物などの地図データ上の構成要素の差分箇所を検出する。
　図２の差分検出部１２ｃは、共通箇所検出部１２ｃａと、差分箇所判定部１２ｃｂと、例外箇所判定部１２ｃｃとを備える。ここでは、差分検出部１２ｃの各構成要素について簡単に説明し、後で詳細に説明する。
　共通箇所検出部１２ｃａは、地図データ取得部１２ａで取得された複数の地図データ上の道路地物の位置情報（例えば点列の座標情報）に基づいて、複数の地図データ間の対応する箇所である共通箇所を検出する。共通箇所は、例えば、複数の地図データ間で概ね共通する道路地物またはその一部などである。
　差分箇所判定部１２ｃｂは、幾何情報算出部１２ｂで算出された幾何情報に基づいて、共通箇所が差分箇所に該当する否かを判定する。
　例外箇所判定部１２ｃｃは、幾何情報に基づいて、複数の地図データのうち差分箇所に該当すると差分箇所判定部１２ｃｂで判定された共通箇所の局所部分について類似判定を行う。そして、例外箇所判定部１２ｃｃは、類似判定結果に基づいて当該共通箇所が差分箇所に該当するとした判定結果を除外する。これにより、後述するように、計測環境など計測時の外部的要因によって正確な地図データが生成されなかったことに起因して差分箇所に該当すると判定されてしまった共通箇所を除外することが可能となる。
　地図差分情報出力部１２ｄは、差分検出部１２ｃで検出された差分箇所の情報を地図差分ＤＢ１３などに出力する。つまり、地図差分情報出力部１２ｄは、差分箇所判定部１２ｃｂで差分箇所に該当すると判定された共通箇所のうち、例外箇所判定部１２ｃｃで除外されなかった共通箇所を差分箇所として示す情報を地図差分ＤＢ１３などに出力する。
　次に、地図差分検出装置１２が、複数の地図データから、幾何情報の算出及び差分箇所の検出を行う動作について説明する。ここでは一例として、複数の地図データは、区画線や路肩縁などのポリラインとして表現される道路地物と、標識や道路標示などの外接図形として表現される道路地物とを含むものとして以下説明する。なお、これらの道路地物の形状はいずれも、位置情報を有する点列などの複数の点によって規定されるものとする。
　位置情報は緯度、経度などで表現される２次元平面内の座標であってもよいし、緯度、経度、標高などで表現される３次元空間内の座標であってもよい。また、道路地物の形状を規定する点は、当該形状の頂点を含んでもよいし、当該形状の両端点を含んでもよいし、当該形状の頂点及び両端点以外の点を含んでもよい。
　幾何情報算出部１２ｂは、地図データ取得部１２ａで取得された複数の地図データに基づいて幾何情報を算出する。幾何情報は、図３に示すように、各地図データ上の道路地物の形状を規定する複数の点を通る線の、各点における屈曲角度に対応する角度変化量を含む。つまり、幾何情報は、道路地物の形状を規定する点列の点のうち、一の点と、当該一の点に隣接する前後の点との間の線が、当該一の点においてなす屈曲角度に対応する角度変化量を含む。
　本実施の形態１では、道路地物の形状が複数の頂点からなる閉曲線で示される場合には、幾何情報は、閉曲線の周囲長に対する角度変化量の分布として算出される。なお、この分布では、例えば、閉曲線上の予め定められた開始点から測定される閉曲線の周囲長のうちの複数の頂点に対応する位置に、複数の頂点の角度変化量がそれぞれ割り当てられる。
　例えば、道路地物が四角形である場合には、４つの頂点に対応する位置に９０度に対応する角度変化量が付与された分布となる。道路地物が三角形である場合には、３つの頂点に対応する位置に１２０度に対応する角度変化量が付与された分布となる。道路地物が円である場合には、複数の頂点に対応する位置にほぼ０度に対応する角度変化量が付与された分布となる。なお、道路地物の形状が複数の点からなる開曲線で示される場合も、上記の開曲線で示される場合と同様に、幾何情報は、開曲線の長さに対する角度変化量の分布として算出される。
　幾何情報算出部１２ｂは、車両の進行方向（走行軌跡）に平行な２次元平面内において各種道路地物の形状を示す点列の点から幾何情報を算出する。この際、地図データが３次元空間内の点列の位置情報を有する場合には、幾何情報算出部１２ｂは、図４のように車両の進行方向に平行な２次元平面（ＸＹ平面）内の点列から幾何情報を算出するだけでなく、車両の進行方向に垂直な２次元平面（ＹＺ平面）内の点列からも同様に幾何情報を算出してもよい。つまり、幾何情報算出部１２ｂで幾何情報が算出される複数の地図データは、３次元の地図データを投影して生成された２次元の地図データを含んでもよい。
　次に、幾何情報を用いた差分検出部１２ｃ（共通箇所検出部１２ｃａ、差分箇所判定部１２ｃｂ、例外箇所判定部１２ｃｃ）の処理内容について説明する。
　図５～図７は、共通箇所検出部１２ｃａの検出処理を説明するための図である。共通箇所検出部１２ｃａは、複数の地図データから同一の道路地物同士の間の距離、または、同一の道路地物の一部同士の間の距離を算出する。
　例えば、共通箇所検出部１２ｃａは、区画線や路肩縁など、ポリラインで表現される道路地物間の距離として、片方のポリライン上の点と、もう一方のポリライン上の点との間の最小距離を算出する。図５の例の場合、線分ＣＤの頂点Ｃ，Ｄのうち線分ＡＢの最近傍の頂点Ｃに対して、頂点Ａまたは頂点Ｂから線分ＣＤの延長線には垂線を引けても、線分ＣＤ内には線分を引けない。この場合、共通箇所検出部１２ｃａは、頂点Ａと頂点Ｃとの間の距離ＡＣと、頂点Ｂと頂点Ｃとの間の距離ＢＣと、頂点Ｃから線分ＡＢへの垂線と線分ＡＢとの交点Ｘと頂点Ｃとの間の距離ＸＣとを求める。そして、共通箇所検出部１２ｃａは、距離ＡＣと距離ＢＣと距離ＸＣとのうち最も短い距離（図５の例では距離ＸＣ）を、線分ＡＢと線分ＣＤとの間の最短距離として決定する。
　一方、図６の例のように、標識や道路標示などの外接図形として表現される道路地物間の距離を算出する場合には、共通箇所検出部１２ｃａは、道路地物を規定する頂点から重心座標を算出し、その重心座標同士の距離を道路地物間の距離として算出する。
　共通箇所検出部１２ｃａは、算出した道路地物間の距離が、予め指定された閾値（例えば１０ｃｍ）よりも小さい道路地物同士のうち、ポリラインで表現される道路地物を共通箇所として検出する。例えば、図７に示すように、共通箇所検出部１２ｃａは、ポリラインを構成する複数の点の位置情報に基づいて、最近傍となる点同士の距離が上記閾値（例えば１０ｃｍ）よりも近い点を全て包含する矩形を、共通箇所として検出する。
　一方、共通箇所検出部１２ｃａは、算出した道路地物間の距離が、予め指定された閾値（例えば２５ｃｍ）よりも大きい道路地物を共通箇所として検出しない。共通箇所として検出されなかった道路地物に対しては、以降で説明する差分箇所判定部１２ｃｂ及び例外箇所判定部１２ｃｃの処理は実行されない。
　図８は、差分箇所判定部１２ｃｂの判定処理を説明するための図である。差分箇所判定部１２ｃｂは、共通箇所検出部１２ｃａにより検出された共通箇所について、幾何情報算出部１２ｂで算出された幾何情報を読み出す。そして、差分箇所判定部１２ｃｂは、幾何情報に基づいて、複数の地図データの共通箇所について類似判定を行い、当該類似判定の結果に基づいて、共通箇所が差分箇所に該当するか否かを判定する。
　本実施の形態１では、差分箇所判定部１２ｃｂは、幾何情報で示される角度変化量の分布に基づいて、複数の地図データの共通箇所の類似度を算出する。類似度の算出には例えば、ヒストグラム交差法、Ｌ１ノルム、Ｌ２ノルム、Bhattacharyya係数、ＫＬ（Kullback Leibler）ダイバージェンスなどの二つの分布の一致度を示す指標が一つまたは複数用いられる。
　そして本実施の形態１では、差分箇所判定部１２ｃｂは、類似度が予め定められた閾値以上であるか否かに基づいて、共通箇所が差分箇所であるか否かを判定する。例えば、類似度が０～１の間の値として算出される場合には、予め定められた閾値には０．８が用いられる。
　差分箇所判定部１２ｃｂは、類似度が予め定められた閾値以上であると判定した場合には共通箇所が差分箇所に該当すると判定せず、類似度が予め定められた閾値未満であると判定した場合には共通箇所が差分箇所に該当すると判定する。なお、差分箇所判定部１２ｃｂで差分箇所に該当すると判定された共通箇所は、次に説明する例外箇所判定部１２ｃｃで除外されるか否かによって差分箇所として用いられるか否かが決まることから、差分箇所候補とみなすことができる。
　図８の例では、第１地図データ６２と第２地図データ６３との間の共通箇所６１における角度変化量の分布が比較的大きく異なり、類似度が予め定められた閾値未満であると判定され、共通箇所６１は差分箇所に該当すると判定される。
　なお、地図データが３次元空間内の点列の位置情報を有する場合には、差分箇所判定部１２ｃｂは、幾何情報算出部１２ｂで２種類の２次元平面の地図データ（図４）から算出された幾何情報から、２つの類似度をそれぞれ算出してもよい。そして差分箇所判定部１２ｃｂは、２つの類似度がそれぞれに設けた閾値以上であるか否かに基づいて、共通箇所が差分箇所に該当するか否かを判定してもよい。または、差分箇所判定部１２ｃｂは、２つの類似度の相加平均、相乗平均、加重平均などの値が閾値以上であるか否かに基づいて、共通箇所が差分箇所に該当するか否かを判定してもよい。
　図９は、例外箇所判定部１２ｃｃの判定処理を説明するための図である。ここで、道路地物が路肩縁であり、ＭＭＳの計測時に並走車が存在する場合、地図データを生成する際に並走車が走行していた区間は路肩縁であると判定され、本来の路肩よりも内側に路肩縁が位置する地図データが生成されることがある。また、経年変化により路肩縁付近の植生が成長して、路肩縁の内側に侵入していた場合、本来直線的な特徴をもつべき路肩縁にいびつな領域が生じた地図データが生成されることがある。
　この問題を解決するために、例外箇所判定部１２ｃｃは、差分箇所判定部１２ｃｂで差分箇所に該当すると判定された共通箇所が、以上のような本来差分箇所とすべきでない箇所であるか否かを判定することが可能となっている。
　具体的には、例外箇所判定部１２ｃｃは、幾何情報に基づいて、複数の地図データのうち差分箇所に該当すると差分箇所判定部１２ｃｂで判定された共通箇所の局所部分について類似判定を行う。つまり、上述した差分箇所判定部１２ｃｂでは共通箇所全体の幾何情報に基づいた類似判定を行うのに対して、例外箇所判定部１２ｃｃでは共通箇所の局所部分の幾何情報に基づいた類似判定を行う。
　図９に示すように本実施の形態１では、例外箇所判定部１２ｃｃは、複数の地図データの共通箇所のうち予め設定された範囲６４を走査させつつ、当該範囲６４内の角度量変化の分布の類似度を算出する。例えば、道路地物が区画線や路肩縁である場合には、範囲６４には、例えば分布の横方向の長さが１ｍ～１５ｍである範囲が用いられる。
　例外箇所判定部１２ｃｃは、共通箇所の大部分において局所部分の類似度が閾値以上であり、共通箇所の一部分において局所部分の類似度が閾値未満であると判定した場合には、当該共通箇所が差分箇所に該当するとした判定結果を除外する。一方、例外箇所判定部１２ｃｃは、共通箇所の大部分において局所部分の類似度が閾値未満であると判定した場合には、当該共通箇所が差分箇所に該当するとした判定結果を維持する。なお、類似度の算出及び閾値には、例えば差分箇所判定部１２ｃｂで説明した類似度の算出及び閾値が用いられる。
　図９の大きな矢印の先には、差分箇所判定部１２ｃｂにより差分箇所に該当すると判定された二つの地図データの共通箇所について、例外箇所判定部１２ｃｃの算出結果、つまり局所部分の類似度の結果が示されている。この図９の例では、局所部分の類似度の分布のうち破線の丸を付した箇所においてのみ、類似度が閾値未満であると判定されているため、共通箇所が差分箇所に該当するとした判定結果が除外される。
　以上のように、例外箇所判定部１２ｃｃによる判定結果の除外によって、地図データを生成するためのデータ計測時の外部的要因（外乱）に起因して差分箇所に該当すると判定された共通箇所、つまり本来差分箇所とすべきでない共通箇所を差分箇所から除外する。ここで、計測時の外部的要因とは例えば、ＭＭＳが備えるＧＰＳ（Global Positioning System）の受信精度や、カメラの撮影環境、道路の路肩にはみ出した植生、計測車輌の走行時に並走していた車両など、誤った地図データの生成を起こしうる要因となる事象、物体などを指す。なお、予め設定された範囲６４の大きさは、データ計測時の外部的要因の種類によって変更されてもよい。
　＜地図データ統合装置＞
　図１０は、地図差分検出装置１２で検出されて地図差分ＤＢ１３に記憶された差分箇所と、複数の地図データとを統合して、統合地図データを生成する地図データ統合装置１４の概略構成を示すブロック図である。図１０の地図データ統合装置１４は、地図データ取得部１４ａと、地図差分情報取得部１４ｂと、地図データ統合部１４ｃと、統合地図データ出力部１４ｄとを備える。
　地図データ取得部１４ａは、複数の地図データを取得する。地図差分情報取得部１４ｂは、地図差分ＤＢ１３に記憶された差分箇所の情報を取得する。
　地図データ統合部１４ｃは、地図データ取得部１４ａで取得された複数の地図データと、地図差分情報取得部１４ｂで取得された差分箇所の情報とに基づいて、統合地図データを生成する。本実施の形態１では、地図データ統合部１４ｃは、地図データ取得部１４ａで取得された複数の地図データのうち、差分箇所判定部１２ｃｂで差分箇所に該当すると判定されなかった共通部分や、例外箇所判定部１２ｃｃで除外された共通部分を統合することによって、統合地図データを生成する。
　統合の処理動作としては、例えば、複数の地図データのうち差分箇所と判定されなかった部分について、計測日時などの時刻情報を用いた比較や、各種道路地物の形状に基づいた特徴（線形性や面積など）を算出し、より信頼性の高い部分を採用する方法などを用いてもよい。また、最終的な統合結果については、確認作業を行う作業者によって決定及び修正が行われてもよい。
　統合地図データ出力部１４ｄは、地図データ統合部１４ｃで統合された統合地図データを統合地図ＤＢ１５に出力する。
　＜実施の形態１のまとめ＞
　以上のような本実施の形態１に係る地図差分検出装置１２によれば、角度変化量を含む幾何情報に基づいて差分箇所に該当するか否かを判定する。つまり本実施の形態１によれば、道路地物の表現形式に関係なく道路地物に共通する角度変化量を用いて、差分箇所に該当するか否かを判定する。このような構成によれば、道路地物の表現形式に応じて個別の特徴を考慮する必要がなく、新たに道路地物が増えても差分箇所の検出を行うことができる。また、正確に図化された地図データであれば、算出される幾何情報は各種道路地物を構成する点の数に依存しないため、差分比較の処理の容易化が期待できる。さらに、作業者が差分検出を行わなくて済むため、作業者の負担を低減することができ、作業効率を高めることができることから、例えば、経験の浅い作業者であっても熟練者と同等の作業効率を見込むことができる。
　また本実施の形態１によれば、複数の地図データは、３次元の地図データを投影して生成された２次元の地図データを含む。このような構成によれば、３次元の地図データにおいても詳細な差分比較を行うことができる。
　また本実施の形態１によれば、共通箇所検出部１２ｃａは、複数の地図データ上の道路地物の位置情報に基づいて共通箇所を検出する。このような構成によれば、複数の地図データ間の総当たり的な比較を行わずに、差分比較を行うべき共通箇所を検出することができる。その一方で、道路地物が完全に同一でない箇所を、差分比較を行うべき共通箇所として検出することができる。このため、差分比較を効率化することができる。
　また本実施の形態１によれば、例外箇所判定部１２ｃｃによる判定結果の除外によって、地図データを生成するためのデータ計測時の外部的要因に起因して差分箇所に該当すると判定された共通箇所を、差分箇所から除外する。このような構成によれば、地図データ間の差分比較の結果の信頼性を高めることができる。
　また本実施の形態１に係る地図データ統合装置１４によれば、地図差分検出装置１２で検出された差分箇所と、複数の地図データとを統合して、統合地図データを生成する。このような構成によれば、共通箇所についてのどの地図データを採用するかの判断基準を予め設定しておけば、作業者の確認作業を介さずに統合された一の地図データを生成することが可能になる。
　＜実施の形態２＞
　図１１は、本発明の実施の形態２に係る地図データ統合システム１が備える地図差分修正装置１６の概略構成を示すブロック図である。以下、本実施の形態２に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じまたは類似する参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
　本実施の形態２では、地図差分ＤＢ１６に、地図差分検出装置１２で検出された差分箇所だけでなく共通箇所及び複数の地図データも適宜記憶される。地図差分修正装置１６は、図１の地図差分ＤＢ１６に接続されており、作業者などのユーザからの操作に基づいて、地図差分ＤＢ１６に記憶された共通箇所及び差分箇所を修正することが可能となっている。
　図１１の地図差分修正装置１６は、地図差分情報取得部１６ａと、地図差分表示部１６ｂと、表示態様決定部１６ｃと、操作入力受付部１６ｄと、修正地図情報出力部１６ｅとを備える。
　地図差分情報取得部１６ａは、地図差分ＤＢ１６に記憶された差分箇所、共通箇所及び複数の地図データを取得する。
　地図差分表示部１６ｂは、図１２に示すように、地図差分検出装置で検出された共通箇所６１及び差分箇所６６と、複数の地図データ（第１地図データ及び第２地図データ）同士とを、識別可能に表示する。表示態様決定部１６ｃは、地図差分表示部１６ｂにおいて識別可能な表示を行うことができるように、道路地物などの表示態様を決定する。表示態様は、例えば、線種、図形の種別、色の種別などを含む。
　図１２には、その一例として、共通箇所６１と差分箇所６６とが線種（点線及び一点鎖線）によって識別可能に表示され、第１地図データの道路地物と、第２地図データの道路地物とが線種（通常線及び太線）によって識別可能に表示されている。
　操作入力受付部１６ｄは、マウスやキーボードなどの入力装置を通じて、共通箇所６１及び差分箇所６６に対する修正（変更、追加、削除など）を行うための操作をユーザから受け付ける。地図差分修正装置１６は、操作入力受付部１６ｄで受け付けた操作に基づいて共通箇所６１及び差分箇所６６を修正する。図１３の修正例では、第２地図データの共通箇所６１を選択する操作に基づいて、統合地図データのうち第１地図データの共通箇所６１（細線部分）が、第２地図データの共通箇所６１（太線部分）に変更されている。なお、差分箇所６６の修正も同様に行われる。
　修正地図情報出力部１６ｅは、修正された地図差分情報を、地図データ統合システム１の外部、地図データ統合装置１４、及び、地図差分ＤＢ１６などに送信する。なお、修正された地図差分情報は、共通箇所６１及び差分箇所６６の修正情報、ひいては統合地図データの修正情報を含む。
　＜実施の形態２のまとめ＞
　以上のような本実施の形態２に係る地図差分修正装置１６によれば、差分箇所の比較の正確性を高めることができ、かつ、地図差分検出装置１２による差分箇所の漏れを低減することができる。
　＜実施の形態２の変形例＞
　実施の形態２において、地図差分検出装置１２は、差分箇所の曖昧性の度合である曖昧度も検出してもよい。例えば、地図差分検出装置１２は、差分箇所判定部１２ｃｂの類似判定において類似度と閾値との差を、曖昧度として検出してもよい。
　そして、表示態様決定部１６ｃは、図１４に示すように、地図差分検出装置１２で検出された曖昧度に基づいて、地図差分表示部１６ｂに表示される差分箇所６６の表示態様を決定してもよい。なお、図１４の例では、曖昧度に基づいて、差分箇所６６内の道路地物の形状を規定する複数の点６７ａ，６７ｂ，６７ｃの表示態様が決定されており、点６７ａの曖昧度が最も小さく、点６７ｃの曖昧度が最も大きくなっている。
　以上のような本変形例に係る地図差分修正装置１６によれば、目視確認を行う作業者は、生成された複数の差分箇所に対して、注視すべき差分箇所を容易に判断できるため、確認作業においてさらなる効率化が期待できる。
　＜その他の変形例＞
　図１５は、地図差分検出装置１２のハードウェア構成を示すブロック図である。地図差分検出装置１２は、プロセッサ８１ａ及びメモリ８１ｂを含む処理回路８１と、入力装置８２と、外部記憶装置８３と、表示装置８４と、通信装置８５とを備える。ここではまず、処理回路８１以外の構成要素について説明する。なお、処理回路８１以外の構成要素は、地図差分検出装置１２において必須ではない。
　入力装置８２は、キーボードやマウスなどで構成され、地図データやユーザからの操作が入力される。なお入力装置８２には、表示装置８４と一体化されたタッチパネルであってもよい。外部記憶装置８３は、例えば、磁気ディスクを備えたハードディスク、あるいは不揮発性メモリを備えたフラッシュメモリなどで構成され、入力装置８２に入力された地図データを記憶する。表示装置８４は、処理回路８１で処理された地図データ、幾何情報、共通箇所及び差分箇所などを表示する。通信装置８５は、処理回路８１で処理された地図データ、幾何情報、共通箇所及び差分箇所などを外部に送信する。
　次に、処理回路８１について説明する。なお、上述した図２の幾何情報算出部１２ｂ、共通箇所検出部１２ｃａ、差分箇所判定部１２ｃｂ及び例外箇所判定部１２ｃｃを、以下「幾何情報算出部１２ｂ等」と記す。幾何情報算出部１２ｂ等は、図１５に示す処理回路８１により実現される。すなわち、処理回路８１は、複数の地図データに基づいて角度変化量を含む幾何情報を生成する幾何情報算出部１２ｂと、複数の地図データ間の共通箇所を検出する共通箇所検出部１２ｃａと、幾何情報に基づいて、共通箇所が差分箇所に該当するか否かを判定する差分箇所判定部１２ｃｂと、幾何情報に基づいて、複数の地図データのうち差分箇所に該当すると差分箇所判定部１２ｃｂで判定された共通箇所の局所部分について類似判定を行い、類似判定結果に基づいて共通箇所が差分箇所に該当するとした判定結果を除外する例外箇所判定部１２ｃｃと、を備える。処理回路８１には、専用のハードウェアが適用されてもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサが適用されてもよい。プロセッサには、例えば、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などが該当する。
　処理回路８１が専用のハードウェアである場合、処理回路８１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。幾何情報算出部１２ｂ等の各部の機能それぞれは、処理回路を分散させた回路で実現されてもよいし、各部の機能をまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。
　図１５のように、処理回路８１がプロセッサを含む場合、幾何情報算出部１２ｂ等の機能は、ソフトウェア等との組み合わせにより実現される。なお、ソフトウェア等には、例えば、ソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェア及びファームウェアが該当する。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリに格納される。またメモリには、地図データ、幾何情報、共通箇所及び差分箇所なども適宜記憶される。
　図１５に示すように、処理回路８１に適用されるプロセッサ８１ａは、メモリ８１ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、地図差分検出装置１２は、処理回路８１により実行されるときに、複数の地図データに基づいて角度変化量を含む幾何情報を生成するステップと、複数の地図データ間の共通箇所を検出するステップと、幾何情報に基づいて、共通箇所が差分箇所に該当するか否かを判定するステップと、幾何情報に基づいて、複数の地図データのうち差分箇所に該当すると判定された共通箇所の局所部分について類似判定を行い、類似判定結果に基づいて共通箇所が差分箇所に該当するとした判定結果を除外するステップと、が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ８１ｂを備える。換言すれば、このプログラムは、幾何情報算出部１２ｂ等の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ８１ｂは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、そのドライブ装置等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。
　以上、幾何情報算出部１２ｂ等の各機能が、ハードウェア及びソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、幾何情報算出部１２ｂ等の一部を専用のハードウェアで実現し、別の一部をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。例えば、幾何情報算出部１２ｂ等の一部については専用のハードウェアとしての処理回路８１などでその機能を実現し、それ以外についてはプロセッサ８１ａとしての処理回路８１がメモリ８１ｂに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
　以上のように、処理回路８１は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
　また、以上で説明した地図差分検出装置１２は、ＰＮＤ（Portable Navigation Device）、ナビゲーション装置及びＤＭＳ（Driver Monitoring System）装置などの車両装置と、携帯電話、スマートフォン及びタブレットなどの携帯端末を含む通信端末と、車両装置及び通信端末の少なくとも１つにインストールされるアプリケーションの機能と、サーバとを適宜に組み合わせてシステムとして構築される地図差分検出システムにも適用することができる。この場合、以上で説明した地図差分検出装置１２の各機能あるいは各構成要素は、前記システムを構築する各機器に分散して配置されてもよいし、いずれかの機器に集中して配置されてもよい。
　なお、以上については地図差分検出装置１２のハードウェア構成について説明したが、地図データ統合装置１４及び地図差分修正装置１６についても同様である。
　なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
　本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　１２　地図差分検出装置、１２ｂ　幾何情報算出部、１２ｃａ　共通箇所検出部、１２ｃｂ　差分箇所判定部、１２ｃｃ　例外箇所判定部、１４　地図データ統合装置、１６　地図差分修正装置、１６ｂ　地図差分表示部、１６ｃ　表示態様決定部、６１　共通箇所、６６　差分箇所。

Claims (9)

  1. 　複数の地図データ間の差分を有する箇所である差分箇所を検出する地図差分検出装置であって、
    　前記複数の地図データに基づいて、各前記地図データ上の地物の形状を規定する複数の点を通る線の、前記点における屈曲角度に対応する角度変化量を含む幾何情報を生成する幾何情報生成部と、
    　前記複数の地図データ間の対応する箇所である共通箇所を検出する共通箇所検出部と、
    　前記幾何情報に基づいて、前記共通箇所が前記差分箇所に該当するか否かを判定する差分箇所判定部と、
    　前記幾何情報に基づいて、前記複数の地図データのうち前記差分箇所に該当すると前記差分箇所判定部で判定された前記共通箇所の局所部分について類似判定を行い、類似判定結果に基づいて前記共通箇所が前記差分箇所に該当するとした判定結果を除外する例外箇所判定部と
    を備える、地図差分検出装置。
  2. 　請求項１に記載の地図差分検出装置であって、
    　前記複数の地図データは、
    　３次元の地図データを投影して生成された２次元の地図データを含む、地図差分検出装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の地図差分検出装置であって、
    　前記共通箇所検出部は、
    　前記複数の地図データ上の前記地物の位置情報に基づいて前記共通箇所を検出する、地図差分検出装置。
  4. 　請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の地図差分検出装置であって、
    　前記例外箇所判定部による前記判定結果の除外によって、前記地図データを生成するためのデータ計測時の外部的要因に起因して前記差分箇所に該当すると判定された前記共通箇所を、前記差分箇所から除外する、地図差分検出装置。
  5. 　請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の地図差分検出装置で検出された前記差分箇所と、前記複数の地図データとを統合して、一の地図データを生成する、地図データ統合装置。
  6. 　請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の地図差分検出装置で検出された前記共通箇所及び前記差分箇所の少なくともいずれか１つと、前記複数の地図データ同士とを、識別可能に表示する地図差分表示部を備える、地図差分修正装置。
  7. 　請求項６に記載の地図差分修正装置であって、
    　ユーザからの操作に基づいて前記共通箇所及び前記差分箇所の少なくともいずれか１つを修正する、地図差分修正装置。
  8. 　請求項６または請求項７に記載の地図差分修正装置であって、
    　前記地図差分検出装置は、前記差分箇所の曖昧性の度合である曖昧度も検出し、
    　前記曖昧度に基づいて、前記地図差分表示部に表示される前記差分箇所の表示態様を決定する表示態様決定部をさらに備える、地図差分修正装置。
  9. 　複数の地図データ間の差分を有する箇所である差分箇所を検出する地図差分検出方法であって、
    　前記複数の地図データに基づいて、各前記地図データ上の地物の形状を規定する複数の点を通る線の、前記点における屈曲角度に対応する角度変化量を含む幾何情報を生成し、
    　前記複数の地図データ間の対応する箇所である共通箇所を検出し、
    　前記幾何情報に基づいて、前記共通箇所が前記差分箇所に該当するか否かを判定し、
    　前記幾何情報に基づいて、前記複数の地図データのうち前記差分箇所に該当すると判定された前記共通箇所の局所部分について類似判定を行い、類似判定結果に基づいて前記共通箇所が前記差分箇所に該当するとした判定結果を除外する、地図差分検出方法。
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