特開 2020-112876 立面図作成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-112876(P2020-112876A)

(43)【公開日】2020年7月27日

(54)【発明の名称】立面図作成方法

(51)【国際特許分類】

   G06T 7/00 20170101AFI20200626BHJP

   G09B 29/00 20060101ALI20200626BHJP

   G06T 11/60 20060101ALI20200626BHJP

   G01C 7/06 20060101ALI20200626BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20200626BHJP

   G01S 17/89 20200101ALI20200626BHJP

【ＦＩ】

   G06T7/00 650A

   G09B29/00 Z

   G06T11/60 300

   G01C7/06

   G01C15/00 102Z

   G01S17/89

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-1328(P2019-1328)

(22)【出願日】2019年1月8日

(71)【出願人】

【識別番号】000213909

【氏名又は名称】朝日航洋株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(72)【発明者】

【氏名】白井 正孝

(72)【発明者】

【氏名】高貫 潤一

【テーマコード（参考）】

2C032

5B050

5J084

5L096

【Ｆターム（参考）】

2C032HB22

2C032HC23

5B050BA06

5B050BA11

5B050BA17

5B050DA02

5B050EA12

5B050EA13

5B050FA02

5J084AA05

5J084AA10

5J084AB20

5J084AC02

5J084BA03

5J084BA48

5L096AA02

5L096AA09

5L096BA04

5L096CA18

5L096DA01

5L096EA05

5L096EA16

5L096FA03

5L096FA66

5L096FA69

(57)【要約】

【課題】道路及び構造物の正確な形状等を短時間に把握可能な立面図作成方法を提供する。
【解決手段】立面図作成方法においては、まず、車両を道路に沿って移動させてレーザ光をスキャンすることにより、道路及び道路沿線の構造物を含むエリアのレーザ光の反射点群を示す点群データが取得される。その点群データから、立面図の対象となる道路及び構造物に対応する反射点群である対象点群Ｇを得る。そして、道路縁に対応する直線Ｌを対象点群Ｇに対して設定すると共に、当該直線Ｌを回転軸として、構造物に対応する構造物点群ＧＣを回転し、回転後の構造物点群ＧＣと道路点群ＧＲとによって立面図を作成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ計測装置が設けられた移動体を道路に沿って移動させながら、前記道路及び前記道路に沿って設けられた構造物を含むエリアに対するレーザ光の走査を行うことにより、前記レーザ光の反射点群を示す点群データを取得する第１工程と、
前記点群データから、前記道路及び前記構造物に対応する前記反射点群である対象点群を得る第２工程と、
前記道路の道路縁に対応する直線を前記対象点群に対して設定する第３工程と、
前記対象点群のうち前記構造物に対応する点群である構造物点群を、前記直線を回転軸として回転させると共に、前記対象点群のうちの前記道路に対応する点群である道路点群と回転後の前記構造物点群とによって立面図を作成する第４工程と、
を備える、
立面図作成方法。

【請求項2】

前記第４工程においては、前記道路の路面に沿うように前記構造物点群を回転させる、
請求項１に記載の立面図作成方法。

【請求項3】

前記第４工程においては、前記路面に沿うように、前記構造物のうち、前記移動体の進行方向に対して右側に位置する前記構造物に対応する前記構造物点群を９０°回転させると共に、前記移動体の進行方向に対して左側に位置する前記構造物に対応する前記構造物点群を２７０°回転させる、
請求項２に記載の立面図作成方法。

【請求項4】

前記第３工程においては、回転後の前記構造物点群を、回転前の前記直線の座標に整合するように移動させる、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の立面図作成方法。

【請求項5】

前記道路及び前記構造物を含む前記エリアを撮影することにより得られた第１画像に基づいて、前記対象点群の各点に対して色情報を付加する第５工程をさらに備える、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の立面図作成方法。

【請求項6】

前記道路を撮影することにより得られた第２画像に基づいて、前記道路の路面を示すオルソ画像を作成する第６工程と、
前記オルソ画像に基づいて、前記対象点群のうちの前記道路の路面に対応する点群の色情報を補正する第７工程と、
を備える、
請求項５に記載の立面図作成方法。

【請求項7】

前記第６工程においては、前記対象点群に対して、前記道路上の他車両、歩道上の歩行者、電線、電柱、及び、街路樹に対応する点群をノイズデータとしてレイヤー区分すると共に、前記ノイズデータを除去する、
請求項６に記載の立面図作成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、立面図作成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、地図作成方法が記載されている。この方法においては、モービルマッピングにより取得された画像に基づいて、水平撮影方向のモザイク画像と、垂直撮影方向のモザイク画像と、を生成し、垂直方向のモザイク画像の道路領域の両側方に、道路両脇の水平方向のモザイク画像を同一平面上につなぎ合わせるようにして貼り付けることにより、仮想的に道路外側に倒しこむようにして展開図近似の写真地図を生成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−１００８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の方法は、上記のような手法によって写真地図を作成することにより、地理を直感的に把握しやすくさせることを図っている。しかしながら、上記の方法においては、カメラにより撮影された画像から写真地図を作成している。このため、例えば道路脇に設けられた構造物の正確な位置及び形状を把握することは困難である。

【0005】

構造物の正確な位置及び形状を把握するためには、例えば、レーザデータを用いることが考えられる。モービルマッピングシステム（以下、「ＭＭＳ」という場合がある）で取得したレーザデータは、道路沿線にある構造物を正面から計測しているため、レーザ点群のデータ上で詳細な構造物の形状及び位置の把握が可能である。しかしながら、得られたレーザ点群のデータを、例えば３次元対応のＣＡＤ、Ｖｉｅｗｅｒ等を介して確認する場合、個々の構造物の正面が見やすくなるように、都度、オペレータの操作によって視点を移動させる必要があり、道路及び構造物の形状等の把握に時間を要する。

【0006】

本発明はそのような事情に鑑みてなされたものであり、道路及び構造物の正確な形状等を短時間に把握可能な立面図作成方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係る立面図作成方法は、レーザ計測装置が設けられた移動体を道路に沿って移動させながら、道路及び道路に沿って設けられた構造物を含むエリアに対するレーザ光の走査を行うことにより、レーザ光の反射点群を示す点群データを取得する第１工程と、点群データから、道路及び構造物に対応する反射点群である対象点群を得る第２工程と、道路の道路縁に対応する直線を対象点群に対して設定する第３工程と、対象点群のうち構造物に対応する点群である構造物点群を、直線を回転軸として回転させると共に、対象点群のうちの道路に対応する点群である道路点群と回転後の構造物点群とによって立面図を作成する第４工程と、を備える。

【0008】

この方法においては、まず、移動体を道路に沿って移動させてレーザ光をスキャンすることにより、道路及び道路沿線の構造物を含むエリアのレーザ光の反射点群を示す点群データが取得される。その点群データから、立面図の対象となる道路及び構造物に対応する反射点群である対象点群を得る。そして、道路縁に対応する直線を対象点群に対して設定すると共に、当該直線を回転軸として、構造物に対応する構造物点群を回転し、回転後の構造物点群と道路点群とによって立面図を作成する。このように、この方法においては、レーザデータを用いて立面図が作成されるので、道路及び構造物の正確な形状等を把握可能である。特に、この立面図においては、道路沿線の構造物が道路縁に沿って回転された（倒された）状態とされている。したがって、道路を俯瞰する視点によって、容易且つ短時間に道路及び構造物の形状等を把握できる。

【0009】

本発明に係る立面図作成方法においては、第４工程においては、道路の路面に沿うように構造物点群を回転させてもよい。このとき、第４工程においては、路面に沿うように、構造物のうち、移動体の進行方向に対して右側に位置する構造物に対応する構造物点群を９０°回転させると共に、移動体の進行方向に対して左側に位置する構造物に対応する構造物点群を２７０°回転させてもよい。これらの場合、より容易い且つ短時間に、道路を俯瞰する視点によって、道路及び構造物の形状等を把握可能である。

【0010】

本発明に係る立面図作成方法においては、第３工程においては、回転後の構造物点群を、回転前の直線の座標に整合するように移動させてもよい。この場合、構造物と道路とのより正確な位置関係を把握可能となる。

【0011】

本発明に係る立面図作成方法は、道路及び構造物を含むエリアを撮影することにより得られた第１画像に基づいて、対象点群の各点に対して色情報を付加する第５工程をさらに備えてもよい。この場合、道路及び構造物の形状等をカラーで把握可能となる。

【0012】

本発明に係る立面図作成方法は、道路を撮影することにより得られた第２画像に基づいて、道路の路面を示すオルソ画像を作成する第６工程と、オルソ画像に基づいて、対象点群のうちの道路の路面に対応する点群の色情報を補正する第７工程と、を備えてもよい。この場合、道路の形状・状態等をより正確に把握可能となる。

【0013】

本発明に係る立面図作成方法においては、第６工程において、対象点群に対して、道路上の他車両、歩道上の歩行者、電線、電柱、及び、街路樹に対応する点群をノイズデータとしてレイヤー区分すると共に、ノイズデータを除去してもよい。この場合、道路の形状及び状態をより明瞭に示すことが可能となる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、道路及び構造物の正確な形状等を短時間に把握可能な立面図作成方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態に係る立面図作成方法の主な工程を示すフローチャートである。

【図2】本実施形態に係る立面図作成方法の主な工程を示すフローチャートである。

【図3】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図4】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図5】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図6】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図7】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図8】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図9】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図10】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図11】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図12】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図13】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図14】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図15】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図16】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図17】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図18】図１，２に示された立面図作成方法を説明するための図である。

【図19】作成された立面図の利用方法を説明するための図である。

【図20】作成された立面図の利用方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照しながら、立面図作成方法の一実施形態について説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素同士には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

【0017】

図１及び図２は、本実施形態に係る立面図作成方法の主な工程を示すフローチャートである。図１に示されるように、この方法においては、まず、ＭＭＳ計測を行う（工程Ｓ１０１：第１工程）。ＭＭＳ計測においては、レーザ計測装置等が設けられた車両（移動体）を道路に沿って移動させる。この車両には、レーザ計測装置に加えて、一例として、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機、全方位カメラ、ＨＤカメラ、及び、後述するように点群に色情報を付加するために用いられる複数のデジタルカメラ等が搭載されている。

【0018】

この工程Ｓ１０１においては、このような車両を道路に沿って移動させながら、道路及び道路に沿って設けられた構造物を含むエリアに対するレーザ光の走査を行うことにより、レーザ光の反射点群を示す点群データ（以下、「レーザデータ」という場合がある）を取得する。反射点群を構成する各点には、例えば、上記のＧＮＳＳやＩＭＵ等の情報に基づいて、３次元座標（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）が設定される。なお、構造物とは、例えば、道路沿いの家屋や商・工業施設等である。点群データには、道路及びこれらの構造物以外の物体（例えば街路樹や電柱や道路標識等）に対応する点群も含まれる。

【0019】

続いて、解析処理を行う（工程Ｓ１０２：第２工程）。より具体的には、この工程Ｓ１０２においては、図３，４に示されるように、点群データの解析により、点群データから、道路及び構造物に対応する反射点群である対象点群Ｇを得る。対象点群Ｇには、道路に対応する点群である道路点群ＧＲ、及び、構造物に対応する構造物点群ＧＣが含まれる。図３，４は、これらの対象点群Ｇを出力して可視化したものである。図４は、図３の一部を拡大したものである。なお、以降の図面では、説明のために点群を可視化しているが必須ではない。

【0020】

続いて、図３，４に示されるように、色付け処理を行う（工程Ｓ１０３：第５工程）。より具体的には、工程Ｓ１０１でのレーザ光の走査と同期して、上記のデジタルカメラにより道路及び構造物を撮影することにより得られた第１画像に基づいて、少なくとも対象点群の各点に対して色情報を付加する。図３，４（及び以下の各図）においては、各点に付与された色情報に対応するように、グレースケールの濃淡が示されている。

【0021】

続いて、対象点群Ｇに含まれる各点の位置補正を行う（工程Ｓ１０４）。より具体的には、例えば、上記のＧＮＳＳやＩＭＵ等の情報、或いはオペレータから入力される情報等に基づいて、対象点群Ｇに含まれる各点の３次元座標の補正を行う。

【0022】

続いて、道路の路面を示すオルソ画像（路面オルソ画像）を作成する（工程Ｓ１０５：第６工程）。より具体的には、工程Ｓ１０１の実施の際に、ＨＤカメラにより道路を撮影することにより得られた第２画像に基づいて、道路の路面を示すオルソ画像を作成する。一例として、この工程Ｓ１０５においては、ＨＤカメラにより撮影された動画画像から、道路の中央部を含む短冊状の静止画像を抽出すると共に、当該静止画像をレーザデータによる標高を用いて補正し、道路の路面を示す高精度のオルソ画像データを作成することができる。

【0023】

作成されたオルソ画像の一例を図５に示す。ここでは、オルソ画像の作成に際して、自車両にごく近い前方の短冊状の静止画像を抽出するため、当該静止画像及びオルソ画像に対して他車両等が入り込むことが避けられる（路面のみが写される）。なお、この工程Ｓ１０５を実施するタイミングは工程Ｓ１０４の後に限定されず、続く工程Ｓ１０６の前であればいつでもよい。例えば、工程Ｓ１０５は、工程Ｓ１０３及び工程Ｓ１０４と並行して実施されてもよい。

【0024】

続いて、工程Ｓ１０５において作成された路面オルソ画像に基づいて、対象点群Ｇのうちの道路の路面に対応する点群の色情報を補正する（工程Ｓ１０６：第７工程）。ここでは、まず、ノイズデータの除去を行う。より具体的には、図６に示されるように、道路点群ＧＲに対して、道路上の他車両、歩道上の歩行者、電線、電柱、及び、街路樹等の障害物に対応する点群ＧＯをノイズデータとしてそれぞれレイヤー区分を行う。その後、図７に示されるように、道路上のノイズデータを除去する。これにより、路面状況が見やすくなる。一方で、路面上には、車両や電柱等の色情報が残存してしまうため、部分的に不明瞭となる場合がある。

【0025】

そこで、図５に示された路面オルソ画像に基づいて、道路の路面に対応する点群の色情報を補正することにより、レーザデータの不明瞭な点を改善され、図８に示されるような明瞭なレーザデータが得られる。

【0026】

続く工程においては、構造物点群ＧＣを回転させる処理を行う。図３及び図４を参照する。図４は、図３の拡大図である。まず、図３，４に示されるように、道路の道路縁に対応する直線Ｌを対象点群Ｇに対して設定する（工程Ｓ１０７：第３工程）。ここでは、道路縁に沿って構造物が設けられている。したがって、道路縁に対応する直線Ｌを設定することは、構造物に沿って直線Ｌを設定することと同等である。ここでは、任意の区間（例えば道路が直線と見做せる区間）に対して始点Ｐ_１（ａ_１１，ａ_１２，ａ_１３）及び終点Ｐ_３（ａ_３１，ａ_３２，ａ_３３）を設定する。そして、始点Ｐ_１と終点Ｐ_３とによって規定される直線Ｌの中間地点として中点Ｐ_２（ａ_２１，ａ_２２，ａ_２３）が決められる。直線Ｌは、これらの３点により特徴付けられる。ａ_１１、ａ_２１、ａ_３１は各点のＸ座標を示し、ａ_１２、ａ_２２、ａ_３２は各点のＹ座標を示し、ａ_１３、ａ_２３、ａ_３３は各点のＺ座標を示している。

【0027】

続いて、対象点群Ｇを道路点群ＧＲと構造物点群ＧＣとに分割する（工程Ｓ１０８）。

【0028】

続いて、対象点群Ｇのうち構造物点群ＧＣを、直線Ｌを回転軸として回転させる（工程Ｓ１０９：第４工程）。この処理について詳細に説明する。まず、工程Ｓ１０７において設定した直線Ｌの直線方程式の係数（ｎ_１，ｎ_２，ｎ_３）を算出する。そのために、下記式（１）の行列Ａの逆両列Ａ^−１を求める。逆両列Ａ^−１は、例えば、行列Ａの拡大係数行列を用いた掃き出し法等によって下記式（２）のように求められる。

【数1】

【数2】

【0029】

係数（ｎ_１，ｎ_２，ｎ_３）は、逆両列Ａ^−１の要素を用いて（±ｂ_１３，ｂ_２３or ０，±１ or ０）となる。ただし、ｂ_１１の値に応じて少なくとの６つ以上に場合分けを行い、それぞれの場合に応じて符号と数値を設定する。そして、構造物点群ＧＣの各点を、下記式（３）で示されるロドリゲスの回転公式によって回転させる。回転後の構造物点群ＧＣを図１０に示す。

【数3】

【0030】

θは、回転後の構造物点群ＧＣが道路の路面に沿うように設定される。一例として、θは、車両の進行方向（道路）に対して右側の構造物に対応する点では９０°であり、車両の進行方向に対して左側の構造物に対応する点では２７０°である。

【0031】

すなわち、この工程Ｓ１０９においては、道路の路面に沿うように構造物点群ＧＣを回転させ、特に、構造物のうち、車両の進行方向に対して右側に位置する構造物に対応する構造物点群ＧＣＲを９０°回転させると共に、車両の進行方向に対して左側に位置する構造物に対応する構造物点群ＧＣＬを２７０°回転させる（図９参照）。このとき、逆両列Ａ^−１の要素ｂ_１１の値と符号とによって、道路に対して左側及び右側のそれぞれについて少なくとも６つ以上に場合分けする。さらに、各場合分けにおいて、必要に応じて要素ｂ_１２、ｂ_１３、ｂ_２１、ｂ_２２、ｂ_２３の符号及び数値により場合分けする。

【0032】

回転後の座標は上記のとおり（Ｙ_１，Ｚ_１，Ｘ_１）となり、回転前の座標との関係は、（Ｙ_１，Ｚ_１，Ｘ_１）と（Ｚ，Ｘ，Ｙ）、及び、（Ｙ_１，Ｚ_１，Ｘ_１）と（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の２通りあり得る。上記の各場合分けに応じて、以降の計算では、上記のどちらかの座標関係に基づいた計算を行う。

【0033】

θを９０°とした場合、図１１の（ａ）に示されるように、回転後の構造物は、９０°方向に展開されるが、回転後の軸（直線ＬＡ）の位置は、回転前の軸（直線Ｌ）の位置とは異なり、かつ原点から概ね真下方向（−Ｙ方向）に移動する。そのため、回転前後の軸の始点位置の差、及び角度を算出し、軸位置の平行移動、及び各座標軸周りの回転行列を用いて、回転前の方向に修正する。各座標軸周りの回転行列は、下記式（４）〜（６）に示されるとおりである。Ｒ_ｘはＸ軸周りの回転を示し、Ｒ_ｙはＹ軸周りの回転を示し、Ｒ_ｚはＺ軸周りの回転を示す。

【数4】

【数5】

【数6】

【0034】

これにより、図１１の（ｂ）に示されるように、回転後の構造物点群ＧＣが、回転前の直線Ｌに沿うように移動される。すなわち、ここでは、回転後の構造物点群ＧＣを、回転前の直線Ｌの座標に整合するように移動させる（工程Ｓ１１０：第３工程）。

【0035】

以上により、路面に沿って展開されるように回転された構造物点群ＧＣと、道路点群ＧＲとによって、図１２に示されるような道路に沿った連続的な立面図が作成される（工程Ｓ１１１：第４工程）。

【0036】

なお、回転後の構造物点群ＧＣは、３次元データであるため、図１３の（ａ）に示されるように、構造物の奥行も保持したまま展開される。これに対して、必要に応じてＹ_１の値を例えば１／１００倍し、ほぼ０に近づけることにより、図１３の（ｂ）に示されるように、ほぼ奥行のない平坦なデータ（構造物点群）とすることも可能である。

【実施例】

【0037】

引き続いて、立面図作成方法の一実施例について説明する。この例においては、上記の方法と同様にして、工程Ｓ１０１〜工程Ｓ１０６までを実施した。続いて、この例においては、工程Ｓ１０７において、始点Ｐ_１（−２０５５７．１４１，−１１０６３５．８７５，３８．３８８）、中点Ｐ_２（−２０５６１．８３９，−１１０６６０．２６４，３８．４７７）、終点Ｐ_３（−２０５６６．５３６，−１１０６８４．６５３，３８．５６６）として、直線Ｌを設定した。このとき、行列Ａは、下記式（７）となる。また、逆行列Ａ^−１は、下記式（８）と算出された。

【数7】

【数8】

【0038】

これにより、直線Ｌの係数（ｎ_１，ｎ_２，ｎ_３）は、（３．８４９８５４，−０．１５４６３８，０）となった。なお、逆両列Ａ^−１の要素ｂ_１１によって場合分けされており、この例では、ｎ_３は０とした。

【0039】

続いて、工程Ｓ１０９において、上記の係数を用いて、上記式（３）に示されたロドリゲスの回転公式を用いて、構造物点群ＧＣのみを直線Ｌを回転軸として９０°回転させた。この際、上述したように、回転後の構造物点群ＧＣは元の位置とは異なる場所に展開されるため、工程Ｓ１１０において、回転前の直線Ｌの原点位置に平行移動した。この状態を図１４に示す。

【0040】

さらに、回転後の軸（直線ＬＡ）の方向は、回転前の軸（直線Ｌ）の方向とは一致しないため、回転後の構造物点群ＧＣを、上記式（４）〜（６）に示される各軸周りの回転行列を用いて、回転前の軸の位置に移動させた。図１５には、回転前後の軸（直線Ｌ，ＬＡ）の他に、角度の算出に必要な補助線を可視化している。図１５に示されるように、回転後の位置から真上まで回転する場合の鉛直角Ｖを下記式（９）に示されるように算出した。

【数9】

【0041】

ここで、上述したように、直線Ｌと直線ＬＡとは、始点にて交わるようにされている。図１５に示された直線ＬＶは、直線ＬＡの終点を通ると共にＺ軸に沿った垂直線である。また、直線ＬＨは、直線Ｌの終点を通ると共にＸ軸に沿った水平線である。また、直線ＬＢは、直線Ｌと直線ＬＡとの交点と、直線ＬＶと直線ＬＨとの交点と、を結ぶ直線である。さらに、Ｖは直線ＬＡと直線ＬＢとのなす角であり、ｋ１は直線ＬＢの長さであり、ｋ２は直線ＬＶの長さである。本実施例においては、Ｖは、ｔａｎ^−１（７．６１２／４９．１７３）≒８．８００°であった。

【0042】

続いて、算出したＶに基づいて、直線ＬＡを直線ＬＢの位置まで回転（Ｘ軸周りの回転）させたときの直線の終点座標（Ｙ´，Ｚ´´，Ｘ´´）を、下記式（１０），（１１）に基づいて算出した。本実施例においては、（−２０５５８．４６８，−１１０６８４．６５３，３８. ５６６）であった。

【数10】

【数11】

【0043】

続いて、上記で求めた座標に基づいて、直線ＬＡを直線ＬＢの位置まで回転（Ｘ軸周りの回転）させたときの直線の本来の長さをｋ１として算出し、より正確な角度を算出するため、下記式（１２），（１３）に示されるように、余弦定理を用いて再度Ｖ（Ｖ´とする）及びＨ（Ｈ´とする）を計算した。本実施例においては、Ｈ´≒９．３４４°であり、Ｖ´≒８．８０６°であった。

【数12】

【数13】

【0044】

続いて、上記で求めた鉛直角Ｖ´を用いた下記式（１４），（１５）によって、直線ＬＡの位置から直線ＬＢの位置まで構造物点群ＧＣを回転した時の座標を計算し、続いて、水平角Ｈ´を用いた下記式（１６），（１７）によって、直線ＬＢの位置から直線Ｌの位置（当初の軸位置）まで回転させた時の構造物点群ＧＣの座標（最終的に求める座標）を計算した。図１６に最終的に算出した構造物点群ＧＣを示す（回転後の構造物点群ＧＣは元の位置とは異なる場所に展開されるため、回転軸の原点位置に平行移動する）。

【数14】

【数15】

【数16】

【数17】

【0045】

以上説明したように、本実施形態に係る立面図作成方法においては、まず、車両を道路に沿って移動させてレーザ光をスキャンすることにより、道路及び道路沿線の構造物を含むエリアのレーザ光の反射点群を示す点群データが取得される。その点群データから、立面図の対象となる道路及び構造物に対応する反射点群である対象点群Ｇを得る。そして、道路縁に対応する直線Ｌを対象点群Ｇに対して設定すると共に、当該直線Ｌを回転軸として、構造物に対応する構造物点群ＧＣを回転し、回転後の構造物点群ＧＣと道路点群ＧＲとによって立面図を作成する。このように、この方法においては、レーザデータを用いて立面図が作成されるので、道路及び構造物の正確な形状等を把握可能である。特に、この立面図においては、道路沿線の構造物が道路縁に沿って回転された（倒された）状態とされている。したがって、道路を俯瞰する視点によって、容易且つ短時間に道路及び構造物の形状等を把握できる。

【0046】

また、本実施形態に係る立面図作成方法においては、工程Ｓ１０９において、道路の路面に沿うように構造物点群ＧＣを回転させる。特に、工程Ｓ１０９においては、路面に沿うように、構造物のうち、車両の進行方向に対して右側に位置する構造物に対応する構造物点群ＧＣＲを９０°回転させると共に、車両の進行方向に対して左側に位置する構造物に対応する構造物点群ＧＣＬを２７０°回転させる。このため、より容易い且つ短時間に、道路を俯瞰する視点によって、道路及び構造物の形状等を把握可能である。

【0047】

また、本実施形態に係る立面図作成方法においては、工程Ｓ１１０においては、回転後の構造物点群ＧＣを、回転前の直線Ｌの座標に整合するように移動させる。このため、構造物と道路とのより正確な位置関係を把握可能となる。

【0048】

また、本実施形態に係る立面図作成方法においては、道路及び構造物を含むエリアを撮影することにより得られた第１画像に基づいて、工程Ｓ１０３において対象点群Ｇの各点に対して色情報を付加する。このため、道路及び構造物の形状等をカラーで把握可能となる。

【0049】

また、本実施形態に係る立面図作成方法においては、道路を撮影することにより得られた第２画像に基づいて、工程Ｓ１０５において道路の路面を示すオルソ画像を作成する。また、工程Ｓ１０６において、当該オルソ画像に基づいて、対象点群Ｇのうちの道路の路面に対応する点群の色情報を補正する。このため、道路の形状・状態等をより正確に把握可能となる。

【0050】

さらに、本実施形態に係る立面図作成方法においては、工程Ｓ１０６において、対象点群Ｇに対して、道路上の他車両、歩道上の歩行者、電線、電柱、及び、街路樹に対応する点群ＧＯをノイズデータとしてレイヤー区分すると共に、ノイズデータを除去する。このため、道路の形状及び状態をより明瞭に示すことが可能となる。

【0051】

以上の実施形態は、本発明に係る立面図作成方法の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る立面図作成方法は、上述した例に限定されることなく、任意に変更され得る。

【0052】

例えば、上記実施形態においては、路面オルソ画像に基づいた色情報の補正の際に（工程Ｓ１０６において）、道路上の他車両、歩道上の歩行者、電線、電柱、及び、街路樹等のノイズデータを除去する処理を行う例を挙げた。しかしながら、ノイズデータの除去は路面以外の任意の点群に対して行うことが可能である。

【0053】

図１７の（ａ）では、構造物点群ＧＣに対して、電柱及び電線といった障害物に対応する点群ＧＯがノイズデータとして重畳されている。これに対して、図１７の（ｂ）に示されるように、構造物点群ＧＣに対して、障害物に対応する点群ＧＯをノイズデータとしてレイヤー区分すると共に除去すれば、構造物の視認性が向上する。このように、本実施形態に係る立面図作成方法は、レーザデータを取り扱うことに起因して、障害物となる任意の物体をフィルタリングして除去することが可能であるため、写真と比較して非常に利便性の高い立面図が作成できる。

【0054】

また、本実施形態に係る立面図作成方法は、図１８に示されるように、道路がカーブしている区間にある構造物（ここでは家屋）に対しても有効である。すなわち、写真を利用する場合には、カーブ付近では画像が歪んでしまうが、レーザデータであれば、道路縁に沿って設定される直線Ｌを短く複数設定することにより、構造物の形状を歪ませることなく構造物を回転させて展開表示できる。

【0055】

さらに、本実施形態に係る立面図作成方法においては、上述したように、構造物点群ＧＣを回転させるに際して、道路点群ＧＲと構造物点群ＧＣとを互に区分している。立面図の一例を図１９に示す。このように、データが区分されていることから、構造物点群ＧＣのみを表示したり、道路点群ＧＲのみを表示したりといったように、表示の切り替えが自由に行い得る。

【0056】

このため、図２０に示されるように、構造物点群ＧＣのみを表示（道路点群ＧＲを非表示）すると共に、道路部分に、３次元で作成した地下埋設管データＤを表示することにより、上面から、地下埋設管やマンホール等と家屋の間口との関係、及び、家屋から配管までの離隔距離等を正確かつ容易に把握できる。したがって、従来では不可能であった新たな地下埋設管のデータ管理が可能となる。

【符号の説明】

【0057】

Ｇ…対象点群、ＧＣ…構造物点群、ＧＲ…道路点群、Ｌ…直線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】