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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-11
(45)【発行日】2022-03-22
(54)【発明の名称】空中線抽出システム及び方法
(51)【国際特許分類】
G06T 7/11 20170101AFI20220314BHJP
G01S 17/89 20200101ALI20220314BHJP
G01S 7/487 20060101ALI20220314BHJP
G01S 7/51 20060101ALI20220314BHJP
H02G 1/02 20060101ALI20220314BHJP
【ＦＩ】
G06T7/11
G01S17/89
G01S7/487
G01S7/51
H02G1/02
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2018158445
(22)【出願日】2018-08-27
(65)【公開番号】P2020035001
(43)【公開日】2020-03-05
【審査請求日】2020-12-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000233055
【氏名又は名称】株式会社日立ソリューションズ
(74)【代理人】
【識別番号】110001689
【氏名又は名称】青稜特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】中野 定樹
(72)【発明者】
【氏名】木村 宣隆
(72)【発明者】
【氏名】丸山 貴志子
(72)【発明者】
【氏名】知原 信博
【審査官】▲広▼島 明芳
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－６８９５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１４－５２０３０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１９０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００５／０１７５５０（ＷＯ，Ａ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｔ ７／００ － ７／９０
Ｇ０１Ｓ ７／４８７ － ７／５１
Ｇ０１Ｓ １７／８９
Ｈ０２Ｇ １／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
３次元点群データから空中線の支持体を基準として、空中線が存在すると想定される領域を対象エリアとして切り出す、対象エリア切り出し部、前記対象エリアを複数の細分化エリアに分割し、各細分化エリアに存在する３次元点群を集計してヒストグラムを得、該ヒストグラムに基づいて前記対象エリアの分割面を得る、要素分割部、
前記分割面によって前記対象エリアを複数の分割エリアに分割し、各分割エリアに含まれる３次元点群を区別して表示する、要素表示部、
を備える空中線抽出システム。
【請求項2】
前記要素分割部は、前記対象エリアを空中線の長手方向におおよそ平行な複数の細分化面で複数の細分化エリアに分割する、
請求項１記載の空中線抽出システム。
【請求項3】
前記要素分割部は、同一形状・同一体積を持つ複数の細分化エリアに分割する、
請求項２記載の空中線抽出システム。
【請求項4】
前記要素分割部は、前記細分化面の角度を調整することができる、
請求項２記載の空中線抽出システム。
【請求項5】
前記対象エリア切り出し部は、前記支持体と前記対象エリアの間に所定の空隙を設けて前記対象エリアを切り出す、
請求項１記載の空中線抽出システム。
【請求項6】
前記対象エリア切り出し部は、２つの支持体を基準として、当該２つの支持体の間の直方体を対象エリアとして切り出す、
請求項１記載の空中線抽出システム。
【請求項7】
前記要素分割部は、地面に垂直かつ２つの支持体を結ぶ線に平行な複数の細分化面で、前記直方体を複数の細分化エリアに分割する、
請求項６記載の空中線抽出システム。
【請求項8】
前記要素分割部は、前記ヒストグラムを表示し、表示に対応してユーザが指定した情報に基づいて前記分割面を得る、
請求項１記載の空中線抽出システム。
【請求項9】
前記要素分割部は、前記ヒストグラムに対して閾値を設定し、ヒストグラムの値が当該閾値以下の場所を分割面として自動的に判定する、
請求項１記載の空中線抽出システム。
【請求項10】
前記要素分割部は、前記ヒストグラムに対して閾値を設定し、ヒストグラムの値が閾値を上回る場所をライズエッジ、ヒストグラムの値が閾値を下回る場所をフォールエッジと定義し、前記ライズエッジと前記フォールエッジの位置関係から、前記分割面を自動的に判定する、
請求項１記載の空中線抽出システム。
【請求項11】
前記対象エリア切り出し部は、１つの支持体を基準として、当該１つの支持体を中心とした円柱を対象エリアとして切り出す、
請求項１記載の空中線抽出システム。
【請求項12】
前記要素分割部は、地面に垂直かつ前記円柱を円周方向に等角度で分割する複数の細分化面で、前記円柱を複数の細分化エリアに分割する、
請求項１１記載の空中線抽出システム。
【請求項13】
前記要素表示部は、各分割エリアに含まれる３次元点群を区別して表示する際に、
（１）ユーザに選択された分割エリアの点群の色を他の点群と異なる色で表示する、（２）ユーザに選択された分割エリアの点群のみ表示し、他の点群を表示しない。（３）ユーザに選択された分割エリアの点群のみユーザの選択を可能とし、他の点群は選択できないようにする、の少なくとも一つを行なう、
請求項１記載の空中線抽出システム。
【請求項14】
さらに、空中線補完部を備え、該空中線補完部は、前記要素表示部によってユーザに選択された点群が属する空中線の３次元点群データの欠落部を補完する、
請求項１記載の空中線抽出システム。
【請求項15】
処理装置、記憶装置、入力装置、出力装置を備える情報処理装置を用い、３次元点群データを処理して空中線を抽出する空中線抽出方法であって、前記記憶装置から空中線および空中線の支持体を含む３次元点群データを読み出す、第１のステップ、
読み出した３次元点群データの前記支持体を基準として、前記空中線が含まれる可能性がある領域を対象エリアとして切り出す、第２のステップ、
前記対象エリアを同一形状かつ同一容積の複数の細分化エリアに分割する、第３のステップ、
前記細分化エリアのそれぞれに含まれる３次元点群の数を集計する、第４のステップ、
前記集計の結果から、３次元点群の分布が周囲に対して疎となる平面を分割面として抽出する、第５のステップ、
前記対象エリアを前記分割面で分割し、対象エリアに含まれる３次元点群を複数の要素に区分し、複数の要素ごとに異なる表示および異なる処理の少なくとも一つを行なう、第６のステップ、
を行なう、空中線抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、３次元点群データの処理方法に関わり、特に３次元点群データから空中線を抽出する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、カメラやレーザ測距器を用いて、３次元の地図情報を取得する技術が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－２１８３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
図１は、レーザ測距器により３次元点群データを取得する例を説明する斜視図である。例えば、自動車１０１にレーザ測距器１０２を搭載し、自車周辺の３次元点群データを取得しながら走行させることにより、３次元地図データを生成することができる。このような技術は、MMS（Mobile Mapping System：モービルマッピングシステム）として知られている。
【0005】
３次元点群データには、道路１０３や電柱１０４、あるいは建物や標識のような建築物のみならず、空中に設置された電線、通信線など（総称して空中線１０５という）のデータも含まれる。このような空中線１０５の配置情報は、電線、通信線などのメンテナンスを行なう際に有益である。
【0006】
レーザ測距器１０２からのレーザ光１０６を所定間隔で走査し、３次元点群データを収集する場合、レーザ光１０６は距離の二乗に反比例して強度が下がるため、遠方の物体ほど精度が低下する。空中線１０５は地上の自動車１０１に搭載されたレーザ測距器１０２から距離があり、また風などで揺らぐため、データが欠落する可能性がある。
【0007】
図２に、図１で取得した３次元点群データの例を示す。３次元点群データは、道路の点群２０３、電柱の点群２０４、空中線の点群２０５を含むが、空中線の点群２０５には、データの欠落部２０６，２０７がある。このため、取得した３次元点群データから３次元地図データを生成するため、３次元点群データの欠落したデータを補完する必要がある。
【0008】
このようなデータの欠落部を補完する方法の一つとして、取得した３次元点群データを、ディスプレイに表示し、ユーザがデータを補完すべき箇所を指定して補完することが考えられる。
【0009】
図３に、ディスプレイ上に表示された、図２の３次元点群データの欠落部を補完する処理を概念的に示す。空中線の点群２０５には、データの欠落部２０６，２０７がある。欠落部を補完するために、ユーザは例えば欠落部の両端の空中線を指定し、内挿あるいは外挿により欠落部を補完する。例えば、欠落部２０６を補完するために、点３０１および３０２を指定し、その間の欠落部２０６を補完する。また、欠落部２０７を補完するために、点３０２および３０３を指定し、その間の欠落部２０７を補完する。あるいは、３つの点３０１，３０２，３０３をマウスで選択し、例えば懸垂曲線近似による補完処理を行って欠落部２０６と２０７を補完することもできる。
【0010】
しかし、３次元空間上の特定の点を、マウス等のポインターを使って選択しようとした場合、奥行き方向にある別の点が邪魔をして目的の点を選択しにくいという問題がある。例えば、点３０２を選択しようとしたとき、手前の点３０４が邪魔をして点３０２を選択しにくい。あるいは、点３０２を選択しようとしても、誤って手前の点３０４を選択してしまうことも考えられる。
【0011】
特に、並行して複数本が配置されている空中線の一本から点を選択する場合、ディスプレイ上には３次元点群データが２次元的に表示されるため、奥行き方向に重畳している空中線から任意の一つを選択することが難しい。
【0012】
そこで本発明の目的は、複数の空中線から任意の一つを選択して指定することを容易にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の好ましい一側面は、３次元点群データから空中線の支持体を基準として、空中線が存在すると想定される領域を対象エリアとして切り出す、対象エリア切り出し部、対象エリアを複数の細分化エリアに分割し、各細分化エリアに存在する３次元点群を集計してヒストグラムを得、該ヒストグラムに基づいて対象エリアの分割面を得る、要素分割部、分割面によって対象エリアを複数の分割エリアに分割し、各分割エリアに含まれる３次元点群を区別して表示する、要素表示部、を備える空中線抽出システムである。
【0014】
本発明の好ましい他の一側面は、処理装置、記憶装置、入力装置、出力装置を備える情報処理装置を用い、３次元点群データを処理して空中線を抽出する空中線抽出方法である。この方法は、記憶装置から空中線および空中線の支持体を含む３次元点群データを読み出す、第１のステップ、読み出した３次元点群データの支持体を基準として、空中線が含まれる可能性がある領域を対象エリアとして切り出す、第２のステップ、対象エリアを同一形状かつ同一容積の複数の細分化エリアに分割する、第３のステップ、細分化エリアのそれぞれに含まれる３次元点群の数を集計する、第４のステップ、集計の結果から、３次元点群の分布が周囲に対して疎となる平面を分割面として抽出する、第５のステップ、対象エリアを分割面で分割し、対象エリアに含まれる３次元点群を複数の要素に区分し、複数の要素ごとに異なる表示および異なる処理の少なくとも一つを行なう、第６のステップ、を行なう。
【発明の効果】
【0015】
複数の空中線から任意の一つを選択して指定することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】レーザ測距器により３次元点群データを取得する例を説明する斜視図。
【図2】レーザ測距器により取得した３次元点群データを説明する概念図。
【図3】３次元点群データの欠落部を補完する処理の概念図。
【図4】実施例の空中線抽出システムの処理の流れを示すフロー図。
【図5】対象エリアの切り出し処理の概念を説明する２面図。
【図6】スライス毎に集計された点群データの数を示すグラフ図。
【図7】実施例１のディスプレイに表示される要素選択画面のイメージ図。
【図8】実施例の空中線抽出システム構成を示すブロック図。
【図9】実施例２の要素分割部による処理の概念を説明するグラフ図。
【図10】引込み線を含む３次元点群データの表示例を示す概念図。
【図11】引込み線を含む３次元点群を上から見下ろした概念図。
【図12】実施例３の要素分割部による処理の概念を説明するグラフ図。
【図13】実施例３のディスプレイに表示される要素選択画面のイメージ図。
【発明を実施するための形態】
【0017】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
【0018】
本明細書では、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略することがある。
【0019】
同一あるいは同様な機能を有する要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、複数の要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。
【0020】
本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数、順序、もしくはその内容を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。
【0021】
図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
【0022】
本明細書において単数形で表される構成要素は、特段文脈で明らかに示されない限り、複数形を含むものとする。
【0023】
以下で実施例の概要を説明しておく。本実施例では、３次元点群データから、空中線の支持体（例えば電柱）を基準として、空中線が存在すると想定される領域を対象エリアとして切り出す。２本の電柱の間の空中線を想定した場合、対象エリアは例えば２本の電柱の間に存在する直方体である。１本の電柱から建物に引き込まれる空中線（引込み線）を想定した場合、対象エリアは例えば１本の電柱を中心軸とする円柱である。
【0024】
対象エリアが定まったら、当該対象エリアを空中線の長手方向（延伸方向）におおよそ平行な複数の面（細分化面）で、同一形状・同一体積を持つ複数の細分化エリア（以降「スライス」ということがある）に分割する。２本の電柱の間の空中線を想定した場合、細分化面は例えば地面に垂直かつ電柱と電柱を結ぶ線に平行な面である。１本の電柱から建物に引き込まれる空中線を想定した場合、細分化面は例えば地面に垂直かつ円柱を円周方向に等角度で分割する面である。スライスは、例えば厚さ数センチ程度に薄くすると、近接配置された空中線を精度よく識別することができる。
【0025】
次に、各スライスに存在する３次元点群を集計してヒストグラムを得る。そうすると、空中線の３次元点群が多く存在する部分が山に、多く存在しない部分が谷になるような、３次元点群の分布が得られる。そこで、谷になっている部分を分割面として対象エリアを分割し、複数の分割エリアを得る。そうすると、各分割エリア内に存在する３次元点群（以降「要素」ということがある）は、同一の空中線に属するものとなる。このように、分割エリアによって、それぞれの空中線を識別できるので、ユーザは容易に所望の空中線を指定することが可能となる。
【0026】
このように、例えば２本の電柱とその間の電線を例に挙げれば、電柱と電線を含む３次元点群を入力とし、入力した点群をその密度に基づいて、電柱と電柱を結ぶ線に平行かつ地面に垂直な複数の要素に分割し、分割した複数の要素のそれぞれを、表示部に表示する。
【実施例1】
【0027】
図４は、実施例１の空中線抽出システムの処理の流れを示す図である。空中線抽出システムは、後に説明するように、一般的な情報処理装置がソフトウエアを処理することで実現する。
【0028】
ステップＳ４０１では、図１で説明した手法で取得した３次元点群データを、情報処理装置に、入力インタフェースを介して入力する。３次元点群データは、図２に示すような点群のデータであり、例えば直交座標系を採用する場合には、各点は（ｘ，ｙ，ｚ）の座標で表される。座標の原点（０，０，０）やｘ軸、ｙ軸、ｚ軸は任意に定めることができ、これをワールド座標ということにする。なお、球面座標系その他の座標系を用いても良い。入力した３次元点群データは記憶装置に格納しておき、後の処理に用いる。
【0029】
ステップＳ４０２では、３次元点群データから、空中線の点群２０５が存在する可能性の高い部分を対象エリアとして切り出す。切り出し方法は特に限定する必要はないが、例えば、電柱と電柱の間の空間の対象エリアと定義して切り出す。
【0030】
具体的な方法としては、ユーザは図３のようにディスプレイに示された３次元点群データを見ながら、２本の電柱１０４をマウスクリック等の手段を用いて選択し、２本の電柱座標（ｘ１，ｙ１）（ｘ２，ｙ２）を指定する。電柱１０４の座標が他のデータベースから取得できる場合は、それを用いても良い。
【0031】
図５は、対象エリアの切り出し処理の概念を説明する図である。図２の３次元点群データを上から見た模式図（ａ）と横から見た模式図（ｂ）を示している。説明のために、ローカル座標を採用し、空中線１０５（空中線の点群２０５）の長手方向（延伸方向）をｘ、重力方向（地表に対して垂直方向）をｚ、ｘとｚに垂直な方向をｙとしている。
【0032】
図５に示すように、２本の電柱１０４（電柱の点群２０４）の座標が得られたら、その間の空間を切り出して対象エリア５０１とする。例えば、（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を結ぶ線５０２に対して、ｘｙ平面内で線５０２を中心に、その垂直方向に所定の幅Ｗを規定する。また、ｚ方向（高さ方向）に対して所定の高さＨを規定する。幅Ｗと高さＨの範囲は予め定めて、エリア定義ファイル８０７としてシステムに記憶しておけばよい。幅Ｗについては、空中線の配置が想定される幅として、例えば線５０２を中心として両側に１ｍとする。また、高さＨについては、空中線の配置が想定される高さとして、例えば地表から５ｍから１０ｍの領域とする。数値は一例であり、任意に設定してよい。対象エリア内の点群は、道路１０３や電柱１０４等の点群が除去された点群であるため、空中線１０５の可能性が高い。
【0033】
なお、対象エリア５０１の長手方向の長さＬについては、（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）の距離（電柱１０４間の距離）としてもよいが、電柱との隙間５０３をエリア定義ファイルで規定して、「電柱間の距離－（電柱との隙間＊２）」から求めても良い。このようにすると、トランスや碍子などの電柱の付属物を対象エリア５０１から除外することができるので、空中線１０５の指定がさらに容易になる。
【0034】
なお、電柱間の空中線の配置は多種多様であり、画一的に対象エリアを切り出せないことも考えられる。そのような場合には、図３あるいは図５のような画像をディスプレイに表示すると共に、エリア定義ファイルの定義に基づいた対象エリア５０１の範囲を表示し、対象エリアの位置や範囲を調整できるような機能を設けても良い。
【0035】
ステップＳ４０３では、対象エリア５０１を切り出し後、ワールド座標をローカル座標に変換する。すなわち、任意の点を原点としているワールド座標を、２本の電柱１０４がｘ軸上にあり、２本の電柱の中心が原点（ｘ、ｙ）＝（０，０）となるローカル座標に変換する。なお、この変換は必須ではなく省略してもよいが、以降の説明を簡単にするため本実施例では変換する例で説明する。
【0036】
ステップＳ４０４では、３次元点群データから空中線が存在する可能性が高い領域として切り出した対象エリア５０１を、空中線１０５の長手方向（電柱１０４の一つから遠ざかる方向）と重力方向を含む面（細分化面）でスライスする。図５でローカル座標系に変換した例で説明すると、対象エリア５０１をｘｚ平面で複数に薄く分割する。分割の厚さは予めエリア定義ファイル８０７で定義しておくが、例えば５ｃｍのように定めておく。この結果、対象エリア５０１は、空中線１０５が並んでいる方向（ｙ方向）に分割され、複数の細分化エリア（スライス）が生成されることになる。スライスは通常、同一形状・同一体積を持つ。
【0037】
上記の処理によれば、スライスの空中線１０５の長手方向の長さ（図５のローカル座標系ではｘ方向の大きさ）は、対象エリア５０１の長さＬと等しい。また、スライスの重力方向の大きさ（図５のローカル座標系ではｚ方向の大きさ）は、対象エリア５０１の高さＨと等しい。そして、それらと垂直な方向の大きさ（スライスの厚さＴであって、図５のローカル座標系ではｙ方向の大きさ）は、分割されているため長さＬや高さＨと比べて著しく小さい。例えば、長さＬは数メートル～数十メートル、高さＨは数メートル程度に対して、スライスの厚さＴは数センチ～数十センチである。従って、空中線の点群２０５の幅方向の分布を精度よく識別することができる。
【0038】
ステップＳ４０５では、各スライス毎に、当該スライスに含まれる３次元点群データの数を集計する。
【0039】
図６に集計された３次元点群データの数を示すグラフ図を示す。ｙ方向にスライスされたスライス毎に点群数を集計してグラフにプロットすれば、図６のようなヒストグラムができあがる。この例では、空中線１０５が3本平行して走っていることを想定しているので、点群のヒストグラム６０１には３つのピーク６０２ができる。ピーク６０２の一つは空中線一本を示している。
【0040】
そこで、ステップＳ４０６では、ヒストグラム６０１の谷の部分を分割面６０３とすることで、３本の空中線の３次元点群データを分割エリア６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃに分離できるようにする。分割面６０３は、図６のヒストグラムをディスプレイに表示して、表示に対応してユーザが指定した情報に基づいて定めてもよい。あるいは、閾値を設定し、点群数が当該閾値以下の箇所を分割面として自動的に判定してもよい。スライスの厚さＴは小さいほうがヒストグラムの分解能は高いが、処理時間とのトレードオフを考慮して定める。
【0041】
スライスが空中線１０５の長手方向におおよそ平行になされていると、図６のようにヒストグラムの山と谷がはっきり識別できる。スライス方向が空中線１０５の長手方向（図５のｘ軸方向）に対して所定以上傾いていると、ヒストグラムの山と谷が識別できないことがあり得るが、その場合には、スライス方向の角度を調整して識別できるようにすればよい。したがって、「対象エリアを空中線の長手方向におおよそ平行に分割する」ことの技術的意味は、「３次元点群のヒストグラムの山と谷が識別可能である」ことと等価である。
【0042】
ステップＳ４０４では、図５に示す対象エリア５０１をｘｚ平面を細分化面としてスライスすることにしており、ｘ軸は２本の電柱１０４を結ぶ線になっている。自動的に対象エリア５０１をスライスする場合には、このように画一的に行なうことが効率的だが、実際はｘ軸と空中線１０５が平行である保証は無い。そこで、細分化面のｘ軸に対する角度を調整できるようにすることが望ましい。
【0043】
ステップＳ４０７では、ステップＳ４０３でローカル座標に変換している場合には、それぞれの分割面６０３をワールド座標へ戻しておく。分割面は平面であるため、平面の式（ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０）で表現できる。平面式のパラメータ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を後続処理に送る。
【0044】
ステップＳ４０８では、得られた分割面６０３を利用して、３次元点群データを分割エリア６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃに含まれる各要素に分離し、３次元点群の表示および空中線の点群の選択処理を行なう。
【0045】
図７は、実施例のシステムのディスプレイに表示される、要素選択画面イメージである。表示画面７５０には、図２に示した３次元点群データが表示されている。画面にはさらに分割面６０３ａ，６０３ｂ，６０３ｃ，６０３ｄが３次元点群データに重ねて示されている。分割面６０３はａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０で表現される無限遠に広がる平面であるが、図では表現の関係上、四角形でその一部を示している。
【0046】
分割エリア６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃは、２つの隣接する分割面６０３で区切られた領域である。画面上には、操作ボタン領域７５１が表示されている。操作ボタン領域７５１には、分割エリア６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃに対応して、「要素１」、「要素２」、「要素３」の選択ボタンが配置されており、ボタンの指定に連動して、分割エリア６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃのいずれかに含まれる点群（要素）が、マウス等で選択可能な点群として表示される。
【0047】
表示の仕方は種々あり、特に限定するものではないが、（１）選択された要素の点群の色を他の点群と異なる色で表示する。（２）選択された要素の点群のみ表示し、他の点群を表示しない。（３）選択された要素の点群のみマウス等での選択を可能とし、他の点群は選択できないようにする。などの方法がある。
【0048】
選択された空中線の点群のうち所望の点をユーザが選択し、「実行」ボタンを押すと、点群の欠落部２０６，２０７の補完が行なわれる。点の指定方法や、補完の処理は特に限定するものではないが、公知の種々の補完方法を適用してよい。例えば、空中線の始点、終点、経由点の３点を選択し、３点を曲線近似（例えば懸垂曲線近似）した点群を出力し、欠落部分を補完する。あるいは、欠落部分の両端の空中線の端部を指定し、その間を直線あるいは曲線で補完しても良い。
【0049】
図８は、本実施例のシステム構成図である。先に述べたように、本実施例の空中線抽出システム８００は、処理装置、記憶装置、入力装置、出力装置を備える、通常の情報処理装置（例えばサーバ）で構成される。図８において、処理装置８０１は、対象エリア切り出し部８０２、要素分割部８０３、要素表示部８０４、および空中線補完部８０５を含む。これらの構成は、記憶装置に格納されたソフトウエアを処理装置が実行することにより実装される。記憶装置は、さらにデータとして３次元点群ファイル８０６、エリア定義ファイル８０７、および結果ファイル８０８を格納している。また、入出力装置として一般的な、キーボード・マウス８０９や、ディスプレイ８１０を備えている。空中線抽出システム８００は、それに代え、あるいは追加して、情報処理装置として公知の種々の構成を備えても良い。
【0050】
図４で説明した処理との関係で、空中線抽出システム８００の構成を説明する。処理Ｓ４０１で入力された３次元点群データは、３次元点群ファイル８０６として記憶装置に格納される。図２に示したように、３次元点群データには道路、電柱、電線などの点群データが含まれる。データの入力は、公知のデータ入力ポートから行なうことができる。
【0051】
エリア定義ファイル８０７には、各エリアの大きさを規定するデータが格納されている。データとして例えば、対象エリアの切り出し情報（対象エリアの上下前後のサイズ、電柱と対象エリアとの距離）や、分割エリアのスライスの厚さＴが格納されている。これらは、予めユーザが定めて格納しておく。複数種類のデータを格納しておき、ユーザが使用時に選択できるようにしてもよい。
【0052】
ディスプレイ８１０は画像の表示用であって、図７に示したような画像を表示する。キーボード・マウス８０９は、入力デバイスの一例である。入力デバイスは、対象エリア切り出し部８０２にて電柱や点などを指定する。また、入力デバイスは、要素表示部８０４にて操作ボタン領域７５１中の要素ボタンの指定処理を行う。結果ファイル８０８は、補完後の電線の点群を格納する。
【0053】
図４の処理Ｓ４０２では、対象エリア切り出し部８０２が動作する。対象エリア切り出し部８０２は、ディスプレイ８１０に図２に示すような画像を表示する。ユーザが、マウスで電柱１０４（電柱の点群２０４）を２本選択すると、対象エリア切り出し部８０２は２本の電柱の座標情報を求める。そして、対象エリア切り出し部８０２は、図５で説明したように、エリア定義ファイル８０７を参照して電柱座標から対象エリア５０１を規定する座標を求める。その後、対象エリア切り出し部８０２は、３次元点群ファイル８０６に格納された３次元点群データから、対象エリア５０１内の点群を抽出する。
【0054】
処理Ｓ４０３では、対象エリア切り出し部８０２は必要に応じて、抽出した３次元点群データをローカル座標系へ変換する。抽出した３次元点群データは、要素分割部８０３に送られる。
【0055】
処理Ｓ４０４では、要素分割部８０３は対象エリア５０１を一定間隔でスライスして細分化エリア（スライス）を生成する。その後処理Ｓ４０５では、要素分割部８０３はスライス毎の点群数をカウントし、図６で説明したヒストグラムを作成する。
【0056】
その後、要素分割部８０３は、処理Ｓ４０６で、ヒストグラムの谷の部分で分割面６０３を定め、処理Ｓ４０７で必要に応じて分割面６０３をワールド座標に変換し、分割面のパラメータ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を要素表示部８０４へ送る。
【0057】
処理Ｓ４０８では、要素表示部８０４は、図７に示したように３次元点群データをディスプレイ８１０に表示する。要素表示部８０４は、隣接する２つの分割面６０３に挟まれた分割エリア６０４のリストを作成し、要素選択ボタンの要素と対応付けて画面へ反映する。要素表示部８０４は、ユーザの要素選択ボタン押下イベントに連動し、ディスプレイ８１０に、各分割エリアに含まれる３時原点群を要素１、要素２、要素３として、マウス等で選択可能な点群として表示する。特定要素のみ選択可能とすることで、画面手前方向にある別の点が邪魔をして目的の点を選択できないという問題が解決できる。
【0058】
その後、空中線補完部８０５は、処理Ｓ４０８でユーザに選択された点に基づいて、空中線を補完する計算を行なう。補完は公知の手法を採用することができる。結果として得られた補完された３次元点群データは、結果ファイル８０８として記憶装置あるいはシステム外部へ出力する。
【0059】
空中線抽出システム８００は、単体のサーバで構成してもよいし、あるいは、入力装置、出力装置、処理装置、記憶装置の任意の部分が、ネットワークで接続された他のサーバで構成されてもよい。また、本実施例中、ソフトウエアで構成した機能と同等の機能は、FPGA（Field Programmable Gate Array）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウエアでも実現できる。
【0060】
以上説明した実施例によれば、３次元点群の分布が周囲に対して最も疎、あるいは閾値より疎となる平面を抽出して対象エリアを分割することで、並列に近接して配置された空中線の任意の一つを、容易に抽出あるいは選択することが可能となる。
【実施例2】
【0061】
実施例２では、図４に示した処理フローのうち、分割面の抽出処理Ｓ４０６の変形例を説明する。他の部分は実施例１と同様でよい。
【0062】
図９は、要素分割部８０３による処理Ｓ４０６の概念を説明する図である。要素分割部８０３はヒストグラム６０１を抽出後、ｙ軸の小さい方から大きい方へ、ヒストグラム６０１の値を探索していく。ここで、ヒストグラムの値が閾値９０１を上回る場所をライズエッジ９０２、閾値を下回る場所をフォールエッジ９０３と定義する。
【0063】
要素分割部８０３は、フォールエッジ９０３に続くライズエッジ９０２を検出し、その中間点を分割面６０３とする。加えて、最初のライズエッジ９０２ａ、最後のフォールエッジｃを分割面６０３とする。
【0064】
なお、ｙ軸の大きい方から小さい方へヒストグラムを探索してもよい。この場合、ライズエッジ９０２とフォールエッジ９０３の対応が逆になる。
【0065】
また、閾値９０１として大きな閾値と小さな閾値の２つ設定しておき、小さな閾値から大きな閾値へ順番に遷移した場合にライズエッジと判定し、大きな閾値から小さな閾値へ順番に遷移した場合にライズエッジと判定することにより、山と谷をより正確に判定することもできる。
【0066】
実施例２によれば、分割面を自動的に判定することが可能である。
【実施例3】
【0067】
実施例３では、いわゆる引込み線を対象とした例を説明する。引込み線とは、例えば電線の場合には電柱と需要者をつないでいる電線であり、通常は電柱から家の軒先などに取り付けられている引込線取付点までをいう。システム構成や処理フローなどの多くは実施例１と同様に構成することができる。以下では、実施例１と異なる部分について説明する。
【0068】
図１０は、引込み線を含む３次元点群データの表示例である。電柱２０４ｂから引込み線１００１が需要者１００２の引込線取付点に接続されている。そのほか例えば樹木１００３などの点群データが含まれている。このような引込み線を対象とした場合、図４のフローで示した実施例１の処理のうち、対象エリアの切り出し処理ステップＳ４０２と、対象エリアのスライス処理ステップＳ４０４を変更することにより対応が可能である。
【0069】
図１１は、図１０の引込み線を含む３次元点群を上から見下ろした概念図である。電柱２０４ｂから、引込み線１００１ａおよび１００１ｂが、需要者１００２ａおよび需要者１００２ｂに引き込まれている。実施例３では、対象エリアの切り出し処理Ｓ４０２で、電柱２０４ｂを指定することにより、電柱２０４ｂを中心とした円柱を対象エリアとして定義する。そのための定義データとしては、円柱の半径ｒと高さＨの数値をエリア定義ファイル８０７として格納しておく。なお、対象エリアを切り出し後、電柱２０４ｂの中心を原点とするローカル座標へ変換して後続処理を行っても良い。
【0070】
対象エリアのスライス処理Ｓ４０４では、円柱状の対象エリアを放射状にスライスして扇形（ただし非常に薄い）の細分化エリアを得る。具体的には、地面に垂直かつ円柱を円周方向に等角度で分割する複数の細分化面で、円柱を複数の細分化エリアに分割する。これによって例えば、円柱を１度ごとに３６０個の細分化エリアに分割する。細分化エリアの点数群の集計処理ステップＳ４０５は基本的に実施例と同様でよい。
【0071】
図１２に、図１０～図１１の３次元点群データから得られたヒストグラムを示す。実施例１では横軸をｙ軸としたが、実施例３では横軸を角度θとする。実施例１と同様に、空中線の点群２０５、引込み線１００１、あるいは樹木１００３が存在する部分のヒストグラム６０１が山になる。そこで実施例１と同様に、分割面６０３を抽出することができる。図１２の例では、４つの分割エリア６０４に分割されている。
【0072】
図１２では、分割エリア６０４ｄには、引込み線１００１ａと需要者１００２ａの点群（要素Ａ）が含まれる。分割エリア６０４ｅには、引込み線１００１ｂと需要者１００２ｂの点群（要素Ｂ）が含まれる。分割エリア６０４ｆには、樹木１００３の点群（要素Ｃ）が含まれる。分割エリア６０４ｇには、空中線の点群２０５と電柱２０４ａの点群（要素Ｄ）が含まれる。
【0073】
図１３は、図４のフローの表示および点群選択処理ステップＳ４０８の表示例である。要素表示部８０４は、ディスプレイ８１０に表示画面１３０１を表示する。表示画面には操作ボタン１３０２が表示され、各分割エリアに含まれる点群（要素）を選択表示することが可能である。例えば、操作ボタン１３０２で要素Ａのボタンを指定すると、要素Ａを表示する画面１３０３Ａが表示される。また、要素Ｂ，要素Ｃ，要素Ｄのボタンを指定することにより、各要素を表示する画面１３０３Ｂ，１３０３Ｃ，１３０３Ｄが表示される。これによりユーザは、所望の点群を選択指定することが容易になる。
【0074】
以上のように説明した実施例によれば、３次元点群を要素に分割して、ユーザに要素の選択を可能とさせることで、画面手前方向にある別の点が邪魔をして目的の点を直接選択できないという課題を解決できる。電線などの空中線は横方向から見ると重なることが多く、本実施例の技術が必要となる状況は多い。
【符号の説明】
【0075】
電柱１０４、空中線１０５、電柱の点群２０４、空中線の点群２０５、データの欠落部２０６，２０７、対象エリア切り出し部８０２、要素分割部８０３、要素表示部８０４、空中線補完部８０５
【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】