JP2011170599A - 屋外構造物計測装置及び屋外構造物計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屋外構造物の位置、形状及び色彩を計測することができるようにする。
【解決手段】三次元データ取得装置２により取得された点群データ及び軌跡データを解析して、屋外の地物から屋外構造物を抽出し、その屋外構造物が設置されている三次元位置を特定するとともに、屋外構造物の三次元形状を特定する位置形状特定部６と、位置形状特定部６により特定された三次元位置及び三次元形状と撮影画像データ取得装置３により取得された撮影画像データを照合して、その撮影画像データが示す撮影画像に屋外構造物が映っている領域を特定し、その領域の画素値から屋外構造物の色彩を特定する色彩特定部８とを設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、屋外構造物（例えば、道路上の標識、案内広告板、建物の壁から道路上に突き出ている屋外広告物、小屋などの固定物）が設置されている三次元位置、屋外構造物の三次元形状及び色彩を計測する屋外構造物計測装置及び屋外構造物計測方法に関するものである。

ＧＰＳ受信機とレーザレンジファインダを車両に搭載し、車両が道路を走行中に、ＧＰＳ受信機により受信されたＧＰＳデータや、レーザレンジファインダの測定データから、道路や周辺の地物（地上に存在している全ての物体）の三次元情報及び軌跡情報を電子的な三次元データとして取得する三次元データ取得装置がある。
また、ＧＰＳ受信機と動画又は連続静止画を撮影するカメラを車両に搭載し、車両が道路を走行中に、ＧＰＳ受信機により受信されたＧＰＳデータや、カメラの映像データから、道路や周辺の地物の撮影画像、撮影時刻及び撮影位置を電子的な撮影画像データとして取得する撮影画像データ取得装置がある。

例えば、以下の特許文献１，２には、三次元データ取得装置により取得された三次元データと、撮影画像データ取得装置により取得された撮影画像データを用いて、道路や周辺の地物のモデル化を行う地物計測装置が開示されている。
したがって、この地物計測装置によれば、屋外の地物の形状や位置を特定することができるが、屋外の地物と屋外構造物を区別することができない。
このため、例えば、屋外の地物であるビルなどの建物に取り付けられている看板などの屋外構造物は、建物の一部として捉えられ、看板などの屋外構造物の形状や位置を独立して計測することができない。

特開２００９−７６０９６号公報（段落番号［００１５］から［００２４］、図８） 特開２００９−１２１９４５号公報（段落番号［０００５］から［０００８］）

従来の地物計測装置は以上のように構成されているので、屋外の地物の形状や位置を特定することができるが、屋外の地物と屋外構造物を区別することができない。このため、屋外構造物の位置、形状及び色彩を計測することができないなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、屋外構造物の位置、形状及び色彩を計測することができる屋外構造物計測装置及び屋外構造物計測方法を得ることを目的とする。

この発明に係る屋外構造物計測装置は、移動体に設置された状態で、屋外の地物を走査して、その地物の表面における走査点の三次元位置及び走査時刻を示す点群データを取得するとともに、移動体の走行位置及び走行時刻を示す軌跡データを取得する三次元データ取得手段と、移動体に設置された状態で、屋外の地物を撮影して、その地物の撮影位置、撮影時刻及び撮影画像を示す撮影画像データを取得する撮影画像データ取得手段と、三次元データ取得手段により取得された点群データ及び軌跡データを解析して、屋外の地物から屋外構造物を抽出し、その屋外構造物が設置されている三次元位置を特定するとともに、屋外構造物の三次元形状を特定する位置形状特定手段と、位置形状特定手段により特定された三次元位置及び三次元形状と撮影画像データ取得手段により取得された撮影画像データを照合して、その撮影画像データが示す撮影画像に屋外構造物が映っている領域を特定し、その領域の画素値から屋外構造物の色彩を特定する色彩特定手段とを設けるようにしたものである。

この発明によれば、移動体に設置された状態で、屋外の地物を走査して、その地物の表面における走査点の三次元位置及び走査時刻を示す点群データを取得するとともに、移動体の走行位置及び走行時刻を示す軌跡データを取得する三次元データ取得手段と、移動体に設置された状態で、屋外の地物を撮影して、その地物の撮影位置、撮影時刻及び撮影画像を示す撮影画像データを取得する撮影画像データ取得手段と、三次元データ取得手段により取得された点群データ及び軌跡データを解析して、屋外の地物から屋外構造物を抽出し、その屋外構造物が設置されている三次元位置を特定するとともに、屋外構造物の三次元形状を特定する位置形状特定手段と、位置形状特定手段により特定された三次元位置及び三次元形状と撮影画像データ取得手段により取得された撮影画像データを照合して、その撮影画像データが示す撮影画像に屋外構造物が映っている領域を特定し、その領域の画素値から屋外構造物の色彩を特定する色彩特定手段とを設けるように構成したので、屋外構造物の三次元位置、三次元形状及び色彩を計測することができる効果がある。

この発明の実施の形態１による屋外構造物計測装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による屋外構造物計測装置の位置形状特定部６を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による屋外構造物計測装置の色彩特定部８を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による屋外構造物計測装置の処理内容を示すフローチャートである。 データ取得車両１が道路を走行しているとき、三次元データ取得装置２が点群データを取得し、撮影画像データ取得装置３が撮影画像データを取得している様子を示す説明図である。 車道高計測部２２により計測される車道高を示す説明図である。 歩道高計測部２３により計測される歩道高を示す説明図である。 幅・奥行き計測部２４により計測される屋外構造物の幅及び奥行きを示す説明図である。 幅・奥行き計測部２４により計測される屋外構造物の幅及び奥行きを示す説明図である。 上下端計測部２５により計測される上端高及び下端高を示す説明図である。 中心計測部２６により特定される屋外構造物の中心位置を示す説明図である。 画像選択部３１により選択される撮影画像を示す説明図である。 色彩特定部８により特定される色彩データを示す説明図である。 地図マッピング部１１から出力される屋外構造物計測データを示す説明図である。 この発明の実施の形態２による屋外構造物計測装置を示す構成図である。 屋外構造物制限データ記録部１３に記録されている屋外構造物制限データを示す説明図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による屋外構造物計測装置を示す構成図である。
図１において、データ取得車両１は例えば道路などを走行することが可能な移動体であり、例えば、屋根等に三次元データ取得装置２と撮影画像データ取得装置３が設置されている。
三次元データ取得装置２は例えばＧＰＳ受信機やレーザレンジファインダを実装しており、データ取得車両１に設置された状態で、屋外の地物（地上に存在している全ての物体）を走査して、その地物の表面における走査点の三次元位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）及び走査時刻ｔ１を示す点群データを取得するとともに、データ取得車両１の走行位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）及び走行時刻ｔ２を示す軌跡データを取得する処理を実施する。なお、三次元データ取得装置２は三次元データ取得手段を構成している。

撮影画像データ取得装置３は例えばＧＰＳ受信機やカメラを実装しており、データ取得車両１に設置された状態で、屋外の地物を撮影して、その地物の撮影位置（ｘ３，ｙ３，ｚ３）、撮影時刻ｔ３及び撮影画像を示す撮影画像データを取得する処理を実施する。なお、撮影画像データ取得装置３は撮影画像データ取得手段を構成している。
ただし、撮影画像データ取得装置３は三次元データ取得装置２に実装されているＧＰＳ受信機からＧＰＳデータを受信するようにすれば、撮影画像データ取得装置３がＧＰＳ受信機を実装していなくてもよい。
同様に、三次元データ取得装置２が撮影画像データ取得装置３に実装されているＧＰＳ受信機からＧＰＳデータを受信するようにすれば、三次元データ取得装置２がＧＰＳ受信機を実装していなくてもよい。

三次元データ記録部４は三次元データ取得装置２により取得された点群データ及び軌跡データを記録する例えばハードディスクなどの記録媒体である。
ただし、三次元データ記録部４はデータ取得車両１に搭載されていてもよいし、データ取得車両１と別の場所に設置されていてもよい。
データ取得車両１と別の場所に設置される場合、三次元データ記録部４が図示せぬ通信手段（例えば、無線通信装置、有線通信装置）を利用して、三次元データ取得装置２により取得された点群データ及び軌跡データを収集して記録するようにしてもよい。

撮影画像データ記録部５は撮影画像データ取得装置３により取得された撮影画像データを記録する例えばハードディスクなどの記録媒体である。
ただし、撮影画像データ記録部５はデータ取得車両１に搭載されていてもよいし、データ取得車両１と別の場所に設置されていてもよい。
データ取得車両１と別の場所に設置される場合、撮影画像データ記録部５が図示せぬ通信手段（例えば、無線通信装置、有線通信装置）を利用して、撮影画像データ取得装置３により取得された撮影画像データを収集して記録するようにしてもよい。

位置形状特定部６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、三次元データ記録部４に記録されている点群データ及び軌跡データを解析して、屋外の地物から屋外構造物（例えば、道路上の標識、案内広告板、建物の壁から道路上に突き出ている屋外広告物、小屋などの固定物）を抽出し、その屋外構造物が設置されている三次元位置（例えば、屋外構造物の中心位置、車道高、歩道高）を特定するとともに、その屋外構造物の三次元形状（例えば、屋外構造物の幅、奥行き、上端高、下端高）を特定する処理を実施する。なお、位置形状特定部６は位置形状特定手段を構成している。

位置・形状データ記録部７は位置形状特定部６により特定された三次元位置及び三次元形状を示す位置・形状データを記録する例えばハードディスクなどの記録媒体である。
色彩特定部８は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、位置・形状データ記録部７に記録されている位置・形状データと撮影画像データ記録部５に記録されている撮影画像データを照合して、その撮影画像データが示す撮影画像に屋外構造物が映っている領域を特定し、その領域の画素値から屋外構造物の色彩を特定する処理を実施する。なお、色彩特定部８は色彩特定手段を構成している。

色彩データ記録部９は色彩特定部８により特定された屋外構造物の色彩を示す色彩データを記録する例えばハードディスクなどの記録媒体である。
地図データＤＢ１０は屋外の地物に関する情報（例えば、道路・家屋などの地物の位置を示す位置情報と、地物の名称などを示す属性情報とを併せ持っている情報）を保持している地図データが記録されているデータベースである。なお、地図データＤＢ１０は地図記録手段を構成している。

地図マッチング部１１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、位置・形状データ記録部７に記録されている位置・形状データと色彩データ記録部９に記録されている色彩データを地図データＤＢ１０に記録されている地図データに関連付ける処理を実施する。なお、地図マッチング部１１は地図マッチング手段を構成している。
屋外構造物計測データ記録部１２は地図マッチング部１１により地図データに関連付けられた位置・形状データ及び色彩データなどからなる屋外構造物計測データを記録する例えばハードディスクなどの記録媒体である。

図２はこの発明の実施の形態１による屋外構造物計測装置の位置形状特定部６を示す構成図である。
図２において、直進区間分割部２１は三次元データ記録部４に記録されている軌跡データを複数の直進区間（設定した線分とのずれが所定の閾値より距離が短い区間）に分割し、各直進区間の軌跡データを出力する処理を実施する。
車道高計測部２２は三次元データ記録部４に記録されている点群データのうち、処理対象の直進区間内の点群データ（直進区間分割部２１により分割された各直進区間の軌跡データのうち、処理対象の直進区間内の軌跡データに対応する点群データ）を参照して、当該直進区間において、標高が最小の位置（車両が通行する道路）を特定し、最小の位置の標高を車道高ａとして出力する処理を実施する。

歩道高計測部２３は三次元データ記録部４に記録されている点群データのうち、処理対象の直進区間内の点群データを参照して、車両が通行する道路以外の部分で、標高が最小の位置（人間が通行する歩道）を特定し、最小の位置の標高を歩道高ｂとして出力する処理を実施する。
幅・奥行き計測部２４は三次元データ記録部４に記録されている点群データのうち、処理対象の直進区間内の点群データを参照して、他の点との距離が微小距離（Δｘ，Δｙ）未満の点の集合を探索し（以下、点の集合を「ブロック」と称する）、少なくとも１以上のブロックの中で、屋外構造物を構成しているブロックの幅（道路幅と同じ方向（軌跡データの水平の法線方向）の長さ）を屋外構造物の幅ｃとして特定し、また、そのブロックの奥行き（軌跡データの直進方向の長さ）を屋外構造物の奥行きｄとして特定する処理を実施する。

上下端計測部２５は幅・奥行き計測部２４により探索された屋外構造物を構成しているブロックの標高の最大値を特定し、標高の最大値から車道高計測部２２により特定された車道高ａを差し引いて屋外構造物の上端高ｅを算出し、また、そのブロックの標高の最小値を特定し、標高の最小値から車道高ａを差し引いて屋外構造物の下端高ｆを算出する処理を実施する。
中心計測部２６は幅・奥行き計測部２４により探索された屋外構造物を構成しているブロックの中心を屋外構造物の中心位置（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）として特定する処理を実施する。

図３はこの発明の実施の形態１による屋外構造物計測装置の色彩特定部８を示す構成図である。
図３において、画像選択部３１は位置・形状データ記録部７により記録されている位置・形状データを参照して、撮影画像データ記録部５に記録されている撮影画像データが示す各撮影時刻の撮影画像において屋外構造物が映っている領域を特定し、各撮影時刻の撮影画像の中から、屋外構造物が映っている領域が最も大きい撮影画像を選択する処理を実施する。
構造物切り出し部３２は画像選択部３１により選択された撮影画像から屋外構造物が映っている領域を切り出す処理を実施する。

画素計測部３３は構造物切り出し部３２により切り出された領域を構成している画素の色相を特定し、当該領域内の同一色相の小領域の色名を色彩データとして色彩データ記録部９に記録するとともに、同一色相の小領域毎に、当該小領域の左端ｕ１、右端ｕ２、上端ｖ１及び下端ｖ２の位置を特定し、当該小領域の左端ｕ１、右端ｕ２、上端ｖ１及び下端ｖ２の位置を色彩データとして色彩データ記録部９に記録する処理を実施する。

図１では、屋外構造物計測装置の構成要素である三次元データ取得装置２、撮影画像データ取得装置３、位置形状特定部６、色彩特定部８及び地図マッチング部１１のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、屋外構造物計測装置がコンピュータで構成されている場合、三次元データ取得装置２、撮影画像データ取得装置３、位置形状特定部６、色彩特定部８及び地図マッチング部１１の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにしてもよい。
図４はこの発明の実施の形態１による屋外構造物計測装置の処理内容を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
データ取得車両１は、三次元データ取得装置２と撮影画像データ取得装置３が、例えば、屋根等に設置されており、計測対象の屋外構造物が設置されている付近の道路を走行する。
図５はデータ取得車両１が道路を走行しているとき、三次元データ取得装置２が点群データを取得し、撮影画像データ取得装置３が撮影画像データを取得している様子を示す説明図である。

データ取得車両１に設置されている三次元データ取得装置２は、図５（ａ）に示すように、データ取得車両１が走行しているとき、例えば、レーザレンジファインダを用いて、屋外の地物（屋外の地物は、地上に存在している全ての物体であり、計測対象の屋外構造物が含まれる）を走査する。
即ち、三次元データ取得装置２は、レーザレンジファインダを用いて、レーザ光を一定時間間隔で扇状に照射し、屋外の地物の表面に反射したレーザ光を受信することで、その地物の表面における走査点（レーザ光が照射された点）の三次元位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を取得する（ステップＳＴ１）。三次元位置のｘ１は走査点の経度、ｙ１は走査点の緯度、ｚ１は走査点の標高に相当する。
ただし、レーザ光が到達する距離には限界（例えば、１５ｍ程度）があるので、データ取得車両１に設置されている三次元データ取得装置２から限界距離以上離れている位置にある道路や地物の三次元位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）は取得されない。

また、三次元データ取得装置２は、搭載しているＧＰＳ受信機により受信されたＧＰＳデータに含まれている世界協定時刻であるＵＴＣ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｉｍｅ）時刻を監視して、レーザレンジファインダからレーザ光が発射された時刻を走査時刻ｔ１として取得する（ステップＳＴ１）。
三次元データ取得装置２は、地物の表面における走査点の三次元位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と走査時刻ｔ１を取得すると、図５（ｂ）に示すように、その走査点の三次元位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と走査時刻ｔ１を点群データとして、三次元データ記録部４に記録する。

さらに、三次元データ取得装置２は、ＧＰＳ受信機により受信されたＧＰＳデータからデータ取得車両１の走行位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を算出する（ステップＳＴ２）。
ここでは、ＧＰＳ受信機により受信されたＧＰＳデータからデータ取得車両１の走行位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を算出することを想定しているが、三次元データ取得装置２がＧＰＳ受信機の他に、慣性航法装置や積算走行距離計などを搭載していれば、走行位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を更に精密に算出することができる。
また、三次元データ取得装置２は、ＧＰＳ受信機により受信されたＧＰＳデータに含まれているＵＴＣ時刻を監視して、その走行位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）の算出時刻をデータ取得車両１の走行時刻ｔ２として取得する（ステップＳＴ２）。
三次元データ取得装置２は、データ取得車両１の走行位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）と走行時刻ｔ２を取得すると、図５（ｂ）に示すように、その走行位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）と走行時刻ｔ２を軌跡データとして、三次元データ記録部４に記録する。

データ取得車両１に設置されている撮影画像データ取得装置３は、図５（ａ）に示すように、データ取得車両１が走行しているとき、例えば、カメラを用いて、屋外の地物を撮影する（ステップＳＴ３）。
データ取得車両１が道路正面を向いている状態で、カメラが撮影を行うので、カメラの撮影画像には、道路や、道路周辺の地物（図５（ａ）の例では、建物の壁と屋外構造物）が映りこんでいる。
撮影画像データ取得装置３は、データ取得車両１に固定されているので、カメラの撮像範囲は撮影位置から見て一定方角の一定範囲である。
なお、カメラの撮影画像を示す画像データは、動画のフレーム、あるいは、静止画の集合を示すデータであり、ファイル内でフレーム番号又は静止画番号で管理されるものとする。

また、撮影画像データ取得装置３は、自己が搭載しているＧＰＳ受信機（自己がＧＰＳ受信機を搭載していない場合、三次元データ取得装置２に搭載されているＧＰＳ受信機）により受信されたＧＰＳデータを監視して、カメラの撮影時刻ｔ３を取得するとともに、そのＧＰＳデータからカメラの撮影時刻ｔ３におけるデータ取得車両１の位置を地物の撮影位置（ｘ３，ｙ３，ｚ３）として算出する（ステップＳＴ４）。
撮影画像データ取得装置３は、地物の撮影位置（ｘ３，ｙ３，ｚ３）と撮影時刻ｔ３を取得すると、図５（ｃ）に示すように、地物の撮影位置（ｘ３，ｙ３，ｚ３）と撮影時刻ｔ３を撮影画像データとして撮影画像データ記録部５に記録するとともに、カメラの撮影画像を示す画像データを撮影画像データ記録部５に記録する。
また、撮影画像データ取得装置３は、図５（ｃ）に示すように、カメラの撮影画像を示す画像データのファイル内のフレーム番号又は静止画番号をポインタデータとして、撮影画像データに付加する。
なお、地物の撮影位置（ｘ３，ｙ３，ｚ３）は、軌跡データにおける走行位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）と共通の座標系である。

位置形状特定部６は、三次元データ取得装置２が三次元データ（点群データ、軌跡データ）を三次元データ記録部４に記録すると、三次元データ記録部４に記録されている三次元データを解析して、屋外の地物から屋外構造物を抽出し、その屋外構造物が設置されている三次元位置（例えば、屋外構造物の中心位置、車道高、歩道高）を特定するとともに、その屋外構造物の三次元形状（例えば、屋外構造物の幅、奥行き、上端高、下端高）を特定する（ステップＳＴ５）。
位置形状特定部６により特定された三次元位置及び三次元形状を示す位置・形状データは、位置・形状データ記録部７に記録される。
以下、位置形状特定部６の処理内容を具体的に説明する。

位置形状特定部６の直進区間分割部２１は、三次元データ記録部４に記録されている軌跡データを複数の直進区間（設定した線分とのずれが所定の閾値より距離が短い区間）に分割し、各直進区間の軌跡データを車道高計測部２２に出力する。
即ち、直進区間分割部２１は、直進区間毎に、当該直進区間の始点の三次元位置（ｘｓ，ｙｓ，ｚｓ）と、その始点の走行時刻ｔ２を始点時刻ｔｓとして出力するとともに、当該直進区間の終点の三次元位置（ｘｅ，ｙｅ，ｚｅ）と、その終点の走行時刻ｔ２を終点時刻ｔｅとして出力する。

直進区間の分割は、始点の三次元位置（ｘｓ，ｙｓ，ｚｓ）と終点の三次元位置（ｘｅ，ｙｅ，ｚｅ）を線分で結んだときに、その線分の距離が距離閾値Ｄｔｈ以下になるように軌跡データを分割する。
即ち、軌跡データ内の最初の始点に対して仮の終点時刻ｔｅ_ｐｒｏを設定して、仮の終点時刻ｔｅ_ｐｒｏに係る軌跡データ内の位置を終点に設定する。
そして、その始点と終点を結ぶ線分の距離Ｌを測定し、その線分の距離Ｌが距離閾値Ｄｔｈを越えていなければ、仮の終点時刻ｔｅ_ｐｒｏを徐々に遅らせて、その線分の距離Ｌを延ばし、その線分の距離Ｌが距離閾値Ｄｔｈに到達した時点で直進区間を終了させて、その終点を次の直進区間の始点に設定する。

以下、同様の処理を繰り返して、軌跡データを複数の直進区間に分割する。
なお、位置形状特定部６を構成している車道高計測部２２、歩道高計測部２３、幅・奥行き計測部２４、上下端計測部２５及び中心計測部２６は、直進区間分割部２１により分割された直進区間単位で後述する処理を行う。
以下の説明において、道路の「右側」「左側」という概念を用いるが、これはデータ取得車両１が道路を走行する際の道路の右側・左側に相当し、データ上は、軌跡データにおける直進区間の始点から終点に伸ばした線分の方向を０度として、時計回りに０度から１８０度までが道路の「右側」、１８０度から３６０度までが道路の「左側」である。

位置形状特定部６の車道高計測部２２は、直進区間分割部２１により分割された直進区間毎に、三次元データ記録部４に記録されている点群データと軌跡データを入力する。
ここで、図６は車道高計測部２２により計測される車道高を示す説明図である。
図６において、（Ａ）は処理対象の直進区間内の点群データを上空から見た平面図であり、（Ｂ）は処理対象の直進区間の始点から終点の方向を見たときの点群データを示す立面図である。
立面図（Ｂ）において、左右の中央部分は、データ取得車両１が走行した道路（車道）であり、道路の右側及び左側に建物の壁や道路構造物が存在している。

車道高計測部２２は、直進区間分割部２１により分割された直進区間毎に、点群データと軌跡データを入力すると、処理対象の直進区間内の点群データ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を参照して、標高ｚ１が最小の位置を特定する。
車道高計測部２２は、処理対象の直進区間において、標高ｚ１が最小の位置はデータ取得車両１が走行した道路であると認定し、道路の標高ｚ１を車道高ａとして出力する。
ただし、車道高計測部２２は、道路が坂道である場合、データ取得車両１の走行に伴って車道高ａが変化するので、例えば、軌跡データが１ｍ進む毎に、車道高ａを再計測するようにして、計測誤差を軽減する。

位置形状特定部６の歩道高計測部２３は、直進区間分割部２１により分割された直進区間毎に、三次元データ記録部４に記録されている点群データと軌跡データを入力するとともに、車道高計測部２２から出力された車道高ａを入力する。
ここで、図７は歩道高計測部２３により計測される歩道高を示す説明図である。
図７において、（Ａ）は処理対象の直進区間内の点群データを上空から見た平面図であり、（Ｂ）は処理対象の直進区間の始点から終点の方向を見たときの点群データを示す立面図である。
立面図（Ｂ）において、左右の中央部分は、データ取得車両１が走行した道路（車道）であり、道路の右側及び左側に建物の壁や道路構造物が存在し、歩道高計測部２３では、後述するように、車道より標高が高い歩道の標高を計測する。

歩道高計測部２３は、直進区間分割部２１により分割された直進区間毎に、点群データと軌跡データを入力すると、車道高計測部２２から出力された車道高ａより所定値Ｍだけ高い標高を標高閾値Ａｔｈ（例えば、Ａｔｈ＝ａ＋Ｍ）に設定する。
歩道高計測部２３は、標高閾値Ａｔｈを設定すると、処理対象の直進区間内の点群データの標高ｚ１と標高閾値Ａｔｈを比較して、処理対象の直進区間内の点群データを分離する。

即ち、歩道高計測部２３は、標高ｚ１が標高閾値Ａｔｈより高い直進区間内の点群データと、標高ｚ１が標高閾値Ａｔｈより低い直進区間内の点群データとに分離する。
ただし、所定値Ｍを微小な値（例えば、１０ｍｍ）に設定して、直進区間内の点群データを分離すると、道路そのものの凹凸のために、標高ｚ１が標高閾値Ａｔｈより高い点群データの中に、車道部分の点群データが含まれてしまうため、道路の凹凸より大きく、かつ、車道と歩道の境界にある縁石等の高さより低い値を所定値Ｍ（例えば、２０ｍｍ程度）に設定する。
このように、標高ｚ１が標高閾値Ａｔｈより高い直進区間内の点群データと、標高ｚ１が標高閾値Ａｔｈより低い直進区間内の点群データとに分離すると、図７に示すように、標高ｚ１が標高閾値Ａｔｈより高い直進区間内の点群データが左右に分離される。

歩道高計測部２３は、標高ｚ１が標高閾値Ａｔｈより高い直進区間内の点群データと、標高ｚ１が標高閾値Ａｔｈより低い直進区間内の点群データとに分離して、標高ｚ１が標高閾値Ａｔｈより低い直進区間内の点群データが一定幅（例えば、２ｍ）以上であれば、その一定幅以上の部分は車道であると判断する。
歩道高計測部２３は、車道の部分を認識すると、その車道の両側の部分で（標高ｚ１が標高閾値Ａｔｈより高い直進区間内の点群データ）、標高ｚ１が最小の位置を特定し、最小の位置の標高ｚ１を歩道高ｂとして出力する。
なお、車道と歩道が分離されていない道路では、標高ｚ１が標高閾値Ａｔｈより低い直進区間内の点群データが一定幅（例えば、２ｍ）以上になることは稀であるため、歩道高ｂが車道高ａと一致しているものと判断し、車道高ａと等しい歩道高ｂを出力する。

位置形状特定部６の幅・奥行き計測部２４は、直進区間分割部２１により分割された直進区間毎に、三次元データ記録部４に記録されている点群データと軌跡データを入力するとともに、歩道高計測部２３から出力された歩道高ｂを入力する。
図８は幅・奥行き計測部２４により計測される屋外構造物の幅及び奥行きを示す説明図である。
図８において、（Ａ）は処理対象の直進区間内の点群データを上空から見た平面図であり、（Ｂ）は処理対象の直進区間の始点から終点の方向を見たときの点群データを示す立面図である。
幅・奥行き計測部２４により計測される屋外構造物の幅ｃは、屋外構造物の道路幅と同じ向き（軌跡データの水平の法線方向）の最大延長の長さである。
また、幅・奥行き計測部２４により計測される屋外構造物の奥行きｄは、屋外構造物の道路延長と同じ向き（軌跡データの直進方向と同じ向き）の最大延長の長さである。
ここでは、屋外構造物が建物の壁に取り付けられていて、その壁から道路方向に突き出ているものとして説明する。

幅・奥行き計測部２４は、直進区間分割部２１により分割された直進区間毎に、点群データと軌跡データを入力すると、歩道高計測部２３から出力された歩道高ｂより十分高い高さ閾値Ｈｔｈ（例えば、１ｍ）を設定する。
幅・奥行き計測部２４は、高さ閾値Ｈｔｈを設定すると、処理対象の直進区間内の点群データの標高ｚ１と高さ閾値Ｈｔｈを比較して、処理対象の直進区間内の点群データを上下に分離する。
以下、幅・奥行き計測部２４では、軌跡データの右側と左側で別々に処理を実施して、屋外構造物の幅ｃと奥行きｄを計測する。

幅・奥行き計測部２４は、処理対象の直進区間内の点群データを上下に分離すると、標高ｚ１が高さ閾値Ｈｔｈより高い直進区間内の点群データの標高ｚ１を無視して、その点群データを座標（ｘ１，ｙ１）のデータの集まりとみなすようにする（平面図（Ａ）にみられるような２次元上の点の集合とみなすようにする）。
そして、幅・奥行き計測部２４は、２次元上の点の集合において、他の点との距離が微小距離（Δｘ，Δｙ）未満の点の集合を探索する。微小距離（Δｘ，Δｙ）未満の点の集合は、複数の点が密集している領域であり、以下、この集合を「ブロック」と称する。
なお、微小距離（Δｘ，Δｙ）としては、例えば、Δｘ＝Δｙ＝３０ｍｍが設定される。

幅・奥行き計測部２４は、少なくとも１以上のブロックを探索すると、ブロック毎に、当該ブロック内の点群データ（ｘ１，ｙ１）と軌跡データが示すデータ取得車両１の走行位置（ｘ２，ｙ２）を比較して（同一時刻の点群データ（ｘ１，ｙ１）と走行位置（ｘ２，ｙ２）を比較する）、データ取得車両１の走行位置（ｘ２，ｙ２）から水平方向（右側、左側）に存在しているブロックまでの距離を一定間隔毎に計測し、その距離を壁面推定値ｗとする。
例えば、走行位置（ｘ２，ｙ２）が１０ｍｍ進む毎に、同一時刻の点群データ（ｘ１，ｙ１）と走行位置（ｘ２，ｙ２）を比較して、データ取得車両１の走行位置（ｘ２，ｙ２）からブロックまでの距離を計測し、その距離を壁面推定値ｗとする。
幅・奥行き計測部２４は、一定間隔毎に壁面推定値ｗを計測すると、その壁面推定値ｗと壁面閾値Ｗｔｈ（例えば、２ｍ）を比較して、その壁面推定値ｗが壁面閾値Ｗｔｈを越えている計測点（壁面推定値ｗ＞壁面閾値Ｗｔｈ）を特定する。

幅・奥行き計測部２４は、直線区間の始点側から見て、壁面推定値ｗが壁面閾値Ｗｔｈを越えている計測点が連続している区間が壁面延長閾値ＷＥｔｈ（例えば、１ｍ）を超えていれば（壁面推定値ｗが壁面閾値Ｗｔｈを越えている計測点が連続している区間＞壁面延長閾値ＷＥｔｈ）、当該ブロックが「壁」を構成しているものと判断する。
幅・奥行き計測部２４は、「壁」を構成していると判断したブロックにおいて、壁面閾値Ｗｔｈを越えている直前の計測点の壁面推定値ｗより、構造物幅閾値ＳＷｔｈ（例えば、０．５ｍ）以上小さい壁面推定値ｗの計測点が存在する場合、その壁には屋外構造物が取り付けられていると判断する。

幅・奥行き計測部２４は、屋外構造物が壁に取り付けられていると判断すると、壁面閾値Ｗｔｈを越えている壁面推定値ｗと、当該ブロック内の最小の壁面推定値ｗとの差分を算出し、その差分を屋外構造物の幅ｃとして出力する。
また、幅・奥行き計測部２４は、壁面閾値Ｗｔｈを越えている直前の計測点の壁面推定値ｗより、構造物幅閾値ＳＷｔｈ以上小さい壁面推定値ｗの計測点を検出すると、構造物幅閾値ＳＷｔｈ以上小さい壁面推定値ｗの計測点が連続している区間の長さ（軌跡データの直進方向の長さ）を屋外構造物の奥行きｄとして出力する。

ここでは、屋外構造物が建物の壁に取り付けられているものについて示したが、屋外構造物が建物の壁から離れて設置されている場合、次のようにして、屋外構造物の幅ｃと奥行きｄを特定する。
図９は幅・奥行き計測部２４により計測される屋外構造物の幅及び奥行きを示す説明図である。
図９において、（Ａ）は処理対象の直進区間内の点群データを上空から見た平面図である。

屋外構造物が建物の壁から離れて設置されている場合、壁を構成しているブロックと、壁を構成していないブロックとが存在する。
このとき、軌跡データが示す走行位置（ｘ２，ｙ２）から見て、壁を構成しているブロックの手前に、壁を構成していないブロックが存在している場合、壁を構成していないブロックは屋外構造物を構成していると判断する。
幅・奥行き計測部２４は、屋外構造物を構成しているブロックにおいて、軌跡データが示す走行位置（ｘ２，ｙ２）から最も離れている点の距離と、最も近い点の距離との差分を算出し、その差分を屋外構造物の幅ｃとして出力する。
また、幅・奥行き計測部２４は、屋外構造物を構成しているブロックにおいて、軌跡データの直進方向の長さを屋外構造物の奥行きｄとして出力する。

位置形状特定部６の上下端計測部２５は、直進区間分割部２１により分割された直進区間毎に、三次元データ記録部４に記録されている点群データと軌跡データを入力するとともに、車道高計測部２２から出力された車道高ａを入力する。
ここで、図１０は上下端計測部２５により計測される上端高及び下端高を示す説明図である。
図１０において、（Ａ）は処理対象の直進区間内の点群データを上空から見た平面図であり、（Ｂ）は処理対象の直進区間の始点から終点の方向を見たときの点群データを示す立面図である。
上下端計測部２５により計測される上端高ｅは、屋外構造物の最上部における車道からの比高（最上部の標高と車道高ａとの差分）である。
上下端計測部２５により計測される下端高ｆは、屋外構造物の最下部における車道からの比高（最下部の標高と車道高ａとの差分）である。
ただし、屋外構造物の下にあり、幅が構造物最小幅（例えば、０．２ｍ）未満の部分は支柱とみなして屋外構造物には含めないものとする。

上下端計測部２５は、幅・奥行き計測部２４により探索された屋外構造物を構成しているブロック内の点群データの標高ｚ１（標高ｚ１が高さ閾値Ｈｔｈより高い直進区間内の点群データの標高ｚ１）を参照して、軌跡データが示す走行位置（ｘ２，ｙ２）に最も近い点から屋外構造物の幅ｃの範囲で、標高ｚ１の最大値を特定する。
上下端計測部２５は、標高ｚ１の最大値を特定すると、標高ｚ１の最大値から車道高ａを差し引いて屋外構造物の上端高ｅを算出する。

また、上下端計測部２５は、幅・奥行き計測部２４により探索された屋外構造物を構成しているブロック内の点群データの標高ｚ１を参照して、軌跡データが示す走行位置（ｘ２，ｙ２）に最も近い点から屋外構造物の幅ｃの範囲で、標高ｚ１の最小値を特定する。
上下端計測部２５は、標高ｚ１の最小値を特定すると、標高ｚ１の最小値から車道高ａを差し引いて屋外構造物の下端高ｆを算出する。

ただし、標高ｚ１の最小値が高さ閾値Ｈｔｈと一致している場合、高さ閾値Ｈｔｈよりも下の位置に屋外構造物が存在しているので、その高さ閾値Ｈｔｈを小さくして、屋外構造物の下端高ｆを算出する。
なお、屋外構造物が建物の壁から離れて設置されている場合でも、同様にして、屋外構造物の上端高ｅと下端高ｆを算出する。ただし、下端高ｆについては、軌跡データが示す走行位置（ｘ２，ｙ２）に最も近い点から屋外構造物の幅ｃの範囲に、幅が構造物最小幅（例えば、０．２ｍ）未満の部分がある場合、その部分を無視して計測する。

位置形状特定部６の中心計測部２６は、幅・奥行き計測部２４が屋外構造物を構成しているブロックを探索すると、屋外構造物を構成しているブロックの中心を屋外構造物の中心位置（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）として特定する。
ここで、図１１は中心計測部２６により特定される屋外構造物の中心位置（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）を示す説明図である。
図１１において、ｃｘは屋外構造物の中心位置の経度、ｃｙは屋外構造物の中心位置の緯度、ｃｚは屋外構造物の中心位置の標高である。

中心計測部２６は、屋外構造物の車道高ａ、歩道高ｂ、幅ｃ、奥行きｄ、上端高ｅ及び下端高さｆが既に測定されているので、道路を進行方向に見た場合の幅ｃの中心位置（図１１（ａ）を参照）と、道路を側面方向に見た場合の奥行きｄの中心位置（図１１（ｂ）を参照）と、上端高ｅと下端高ｆの中点位置（図１１（ａ）を参照）とから、屋外構造物の中心位置（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）を算出する。

色彩特定部８は、位置形状特定部６が位置・形状データを位置・形状データ記録部７に記録すると、位置・形状データ記録部７に記録されている位置・形状データと撮影画像データ記録部５に記録されている撮影画像データを照合して、その撮影画像データが示す撮影画像に屋外構造物が映っている領域を特定し、その領域の画素値から屋外構造物の色彩を特定する（ステップＳＴ６）。
色彩特定部８により特定された色彩を示す色彩データは、色彩データ記録部９に記録される。
以下、色彩特定部８の処理内容を具体的に説明する。

色彩特定部８の画像選択部３１は、位置・形状データ記録部７により記録されている位置・形状データを参照して、撮影画像データ記録部５に記録されている撮影画像データが示す各撮影時刻ｔ３の撮影画像において屋外構造物が映っている領域を特定し、各撮影時刻ｔ３の撮影画像の中から、屋外構造物が映っている領域が最も大きい撮影画像を選択する。
図１２は画像選択部３１により選択される撮影画像を示す説明図である。
以下、画像選択部３１の処理内容を具体的に説明する。

撮影画像データが示すカメラの撮影画像は、２次元平面上の画面座標（ｕ，ｖ）上に画素があり、各画素が光の三原色の赤成分ｒ、緑成分ｇ、青成分ｂの画素値（ｒ、ｇ、ｂ）を保持している。
また、カメラの撮影画像は、データ取得車両１が道路を走行しているときに順次撮影され、撮影時刻ｔ３毎に撮影位置が決定されるものであるため、軌跡データから判別されるデータ取得車両１の走行方向と、カメラのレンズ特性とから、カメラの撮影範囲が決定される。
したがって、カメラの撮影画像の画面座標（ｕ，ｖ）を斉次三次元座標（ｕ，ｖ，１）で扱うことにより、三次元空間上の位置（ｘ，ｙ，ｚ）を画面座標（ｕ，ｖ）に変換して表すことができる。
これにより、例えば、位置・形状データに含まれている屋外構造物の中心位置（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）等を画面座標（ｕ，ｖ）で表すことで、屋外構造物が存在している撮影画像上の位置を把握することが可能である。

そこで、画像選択部３１は、カメラの撮影時刻ｔ３毎に、当該撮影時刻ｔ３に対応する直線区間で特定された屋外構造物の中心位置（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）等を画面座標（ｕ，ｖ）で表すようにする。
画像選択部３１は、画面座標（ｕ，ｖ）で表している屋外構造物を車両進行方向の正面に見たときに、屋外構造物の全てが撮影画像上に含まれているか否かを判定し、屋外構造物の全てが撮影画像上に含まれていれば、撮影画像を占めている屋外構造物の面積を算出する。
画像選択部３１は、カメラの撮影時刻ｔ３毎に（撮影時刻ｔ３に対応する直線区間で特定された屋外構造物毎）に、撮影画像を占めている屋外構造物の面積を算出すると、それぞれの面積を比較して最も大きい面積を特定する。
画像選択部３１は、複数の撮影時刻ｔ３の撮影画像の中から、最も大きい面積の屋外構造物が写っている撮影画像を選択する。

色彩特定部８の構造物切り出し部３２は、画像選択部３１が撮影画像を選択すると、その撮影画像（画面座標（ｕ、ｖ）の画像）から屋外構造物が映っている領域を切り出して、図１３（ｂ）に示すように、ｕ軸上の全体左端及び全体右端の座標と、ｖ軸上の全体上端及び全体下端の座標とを図１３（ａ）に示す色彩データの全体欄における左端ｕ１、右端ｕ２、上端ｖ１、下端ｖ２に格納する。

カメラの撮影画像を構成している画素は、上述したように、画素値（ｒ、ｇ、ｂ）を保持しており、各成分が例えば６ビットの場合、２６２１４４色が区別されるが、日常生活で名前が付く色の数は少なく、例えば、マンセル色票で、色相、明度、彩度の組み合わせで１００色程度となる。
そこで、画素計測部３３には、事前に、色名と画素値（ｒ、ｇ、ｂ）の対応データがセットされているものとする。
図１３（ａ）の例では、色名として、色Ｐと色Ｑがセットされている。

色彩特定部８の画素計測部３３は、構造物切り出し部３２により屋外構造物が映っている領域が切り出されると、その領域を構成している画素の画素値（ｒ、ｇ、ｂ）を特定し、その領域を構成している画素の画素値（ｒ、ｇ、ｂ）と事前にセットされている対応データを参照して、各画素の色名を特定する。
そして、画素計測部３３は、例えば、事前にセットされている色名が、色Ｐと色Ｑの２色であれば、屋外構造物が映っている領域において、例えば、色Ｐの画素が集まっている小領域と、色Ｑの画素が集まっている小領域とを特定する。

画素計測部３３は、色Ｐの画素が集まっている小領域と、色Ｑの画素が集まっている小領域を特定すると、図１３（ｂ）に示すように、色Ｐの画素が集まっている小領域のｕ軸上の左端及び右端の座標と、ｖ軸上の上端及び下端の座標とを図１３（ａ）に示す色彩データの色Ｐ欄における左端ｕ１、右端ｕ２、上端ｖ１、下端ｖ２に格納する。
また、色Ｑの画素が集まっている小領域のｕ軸上の左端及び右端の座標と、ｖ軸上の上端及び下端の座標とを図１３（ａ）に示す色彩データの色Ｑ欄における左端ｕ１、右端ｕ２、上端ｖ１、下端ｖ２に格納する。
画素計測部３３は、屋外構造物が映っている領域に対する色Ｐの画素が集まっている小領域の面積比を算出して、その面積比を色彩データの色Ｐ欄における面積比に格納する。
また、画素計測部３３は、屋外構造物が映っている領域に対する色Ｑの画素が集まっている小領域の面積比を算出して、その面積比を色彩データの色Ｑ欄における面積比に格納する。

地図マッチング部１１は、位置形状特定部６が位置・形状データを位置・形状データ記録部７に記録し、色彩特定部８が色彩データを色彩データ記録部９に記録すると、位置・形状データ記録部７に記録されている位置・形状データを地図データＤＢ１０に記録されている地図データに関連付けるとともに、色彩データ記録部９に記録されている色彩データを地図データＤＢ１０に記録されている地図データに関連付ける処理を行う（ステップＳＴ７）。
地図マッチング部１１により地図データに関連付けられた位置・形状データ及び色彩データなどからなる屋外構造物計測データは、屋外構造物計測データ記録部１２に記録される。
以下、地図マッチング部１１の処理内容を具体的に説明する。

図１４は地図マッピング部１１から出力される屋外構造物計測データを示す説明図である。
地図データＤＢ１０に記録されている地図データは、例えば、道路の交差点や曲がり角毎に、その道路の道路名と、その道路の中心線の始点及び終点の座標（ｘは経度、ｙは緯度）を保持している。
地図データにおいて、始点の座標（始点ｘ、始点ｙ）から終点の座標（終点ｘ、終点ｙ）までの道路は道路ベクトルと称され、屋外構造物が構造物ＩＤで区別されている。

地図マッチング部１１は、位置・形状データ記録部７に記録されている位置・形状データを参照して、屋外構造物の中心位置（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）を確認し、その中心位置（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）に最も近い地図データ上の道路ベクトルを探索する。
地図マッチング部１１は、屋外構造物の中心位置（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）に最も近い道路ベクトルの道路名を屋外構造物計測データの「道路名」の欄に格納する。
また、地図マッチング部１１は、地図データを参照して、位置形状特定部６により三次元位置及び三次元形状が特定された屋外構造物が、道路ベクトルの左右どちらに存在しているかを確認し、その確認結果を屋外構造物計測データの「道の左右」の欄に格納する。
ただし、「道の左右」は、軌跡データの左右とはかならずしも一致しない。

地図マッチング部１１は、位置・形状データ記録部７に記録されている位置・形状データを屋外構造物計測データの「位置・形状情報」の欄に転記する。
また、地図マッチング部１１は、色彩データ記録部９に記録されている色彩データについては、色彩データが記録されているファイル内のアドレスを屋外構造物計測データの「色彩ポインタ」の欄に格納し、画像選択部３１により選択された撮影画像を示す画像データが記録されているファイル内のアドレスを屋外構造物計測データの「画像ポインタ」の欄に格納する。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、データ取得車両１に設置された状態で、屋外の地物を走査して、その地物の表面における走査点の三次元位置及び走査時刻を示す点群データを取得するとともに、データ取得車両１の走行位置及び走行時刻を示す軌跡データを取得する三次元データ取得装置２と、データ取得車両１に設置された状態で、屋外の地物を撮影して、その地物の撮影位置、撮影時刻及び撮影画像を示す撮影画像データを取得する撮影画像データ取得装置３と、三次元データ取得装置２により取得された点群データ及び軌跡データを解析して、屋外の地物から屋外構造物を抽出し、その屋外構造物が設置されている三次元位置を特定するとともに、屋外構造物の三次元形状を特定する位置形状特定部６と、位置形状特定部６により特定された三次元位置及び三次元形状と撮影画像データ取得装置３により取得された撮影画像データを照合して、その撮影画像データが示す撮影画像に屋外構造物が映っている領域を特定し、その領域の画素値から屋外構造物の色彩を特定する色彩特定部８とを設けるように構成したので、屋外構造物の三次元位置、三次元形状及び色彩を計測することができる効果を奏する。

また、この実施の形態１によれば、位置形状特定部６により特定された三次元位置及び三次元形状と色彩特定部８により特定された色彩を地図データＤＢ１０に記録されている地図データに関連付ける地図マッチング部１１を設けるように構成したので、地図データと関連付けられている三次元位置及び三次元形状と色彩を含む屋外構造物計測データが得られる効果を奏する。

この実施の形態１では、道路の位置座標をベクトル形式で保持している地図データが地図データＤＢ１０に記録されているものを示したが、道路で囲まれている街区の境界の位置座標をベクトル形式で保持している場合や、街区内の建物などの中心位置座標をベクトル形式で保持している場合がある。このような場合も、地図データを同様に取り扱うことで、屋外構造物の街区名及び街区内の相対位置や、近接している建物名及び建物に対する相対位置を屋外構造物計測データに含めて出力することが可能である。

この実施の形態１では、屋外構造物が道路の右側又は左側に存在しているものについて示したが、例えば、屋外構造物が横断歩道橋や鉄道のガードであれば、屋外構造物が道路の真上に存在しており、点群データの立面図において、軌跡データの上にも点群データが存在することがある。
この場合、位置形状特定部６が、データ取得車両１の高さより高い高さ閾値を用いて、点群データを上下に分離することにより、データ取得車両１の真上の点群データを取り出せば、この実施の形態１と同様の処理で、屋外構造物の三次元位置及び三次元形状を特定することができる。

この実施の形態１では、色彩データを屋外構造物計測データに含めているものについて示したが、計測の目的によっては、位置・形状データのみが必要で、色彩データは不要な場合がある。
このような場合、色彩特定部８の画素計測部３３を省略して、色彩特定部８の画像選択部３１及び構造物切り出し部３２のみが動作するようにして、画像選択部３１により選択された撮影画像を示す画像データが記録されているファイル内のアドレスを屋外構造物計測データの「画像ポインタ」の欄に格納するようにすればよい。

この実施の形態１では、データ取得車両１に設置されている三次元データ取得装置２と撮影画像データ取得装置３が同時にデータ取得処理を実施するものについて示したが、データ取得車両１の走行時に三次元データ取得装置２のみが三次元データの取得処理を実施し、別途、データ取得車両１が走行するとき（あるいは、ユーザが撮影画像データ取得装置３を手で持って移動するとき）、撮影画像データ取得装置３が撮影画像データの取得処理を実施するようにしてもよい。
ただし、この場合は、撮影画像データ取得装置３に実装されているカメラの撮影範囲を軌跡データから求めることができないので、別途、撮影画像データ取得装置３に実装されているカメラのレンズによる被写体の中心方向を３次元で計測する３次元ジャイロ装置を設け、画像選択部３１が被写体の中心方向を含めて撮影画像を選択するようにする。

実施の形態２．
図１５はこの発明の実施の形態２による屋外構造物計測装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
屋外構造物制限データ記録部１３は屋外構造物に関する設置基準として、例えば、自治体の条例によって設定されている屋外構造物の位置、形状及び色彩の制限情報（以下、「屋外構造物制限データ」と称する）を記録している例えばハードディスクなどの記録媒体である。

計測結果判定部１４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、屋外構造物制限データ記録部１３に記録されている屋外構造物制限データを参照して、屋外構造物計測装置の測定結果である屋外構造物の三次元位置、三次元形状及び色彩が設置基準を満足しているか否かを判定（屋外構造物の三次元位置、三次元形状及び色彩が制限以内であるか否かを判定）する処理を実施する。
なお、屋外構造物制限データ記録部１３及び計測結果判定部１４から計測結果判定手段が構成されている。
判定データ記録部１５は計測結果判定部１４の判定結果を示す判定データを記録する例えばハードディスクなどの記録媒体である。

図１６は屋外構造物制限データ記録部１３に記録されている屋外構造物制限データを示す説明図である。
図１６の例では、屋外構造物制限データとして、位置・形状制限データと色彩制限データが記録されている。
位置・形状制限データの項目として、屋外構造物の最大幅ＭＣ、最大上端高ＭＥ（上端の最大値）、車道下端最低高ＭＦ（下端の高さを車道高ａから測った最低値）、歩道下端最低高ＭＧ（下端の高さを歩道高ｂから測った最低値）が規定されている。
また、色彩制限データの項目として、マンセル色票におけるマンセル色相毎の最大彩度が規定されている。

次に動作について説明する。
例えば、自治体によっては、屋外に設置される広告物の位置、形状、色彩などを制限している場合がある。
例えば、以下の非特許文献１には、道路面に突き出ている屋外広告物のサイズに対する制限が規定されている。
また、以下の非特許文献２には、屋外広告物の色彩に対する制限が規定されている。
・非特許文献１
東京都、「屋外広告物のしおり」、Ｐ．１４〜１５
・非特許文献２
柏市、「柏市景観計画」、Ｐ．１３２

この実施の形態２の屋外構造物計測装置は、屋外構造物が制限範囲内であるか否かを判定する機能を搭載している。
以下、屋外構造物計測装置の判定処理を具体的に説明する。

計測結果判定部１４は、屋外構造物計測データ記録部１２に記録されている屋外構造物計測データを入力し、屋外構造物の幅ｃ、上端高ｅ、下端高ｆを認識するとともに、屋外構造物を構成している各領域の色相を認識する。
計測結果判定部１４は、屋外構造物計測データである位置・形状制限データに含まれている最大幅ＭＣと屋外構造物の幅ｃを比較して、屋外構造物の幅ｃが最大幅ＭＣの範囲内であるか否かを判定する。
また、計測結果判定部１４は、位置・形状制限データに含まれている最大上端高ＭＥと屋外構造物の上端高ｅを比較し、屋外構造物の上端高ｅが最大上端高ＭＥの範囲内であるか否かを判定する。
さらに、計測結果判定部１４は、位置・形状制限データに含まれている車道下端最低高ＭＦ及び歩道下端最低高ＭＧと屋外構造物の下端高ｆを比較し、屋外構造物の下端高ｆが車道下端最低高ＭＦ及び歩道下端最低高ＭＧの範囲内であるか否かを判定する。

次に、計測結果判定部１４は、屋外構造物を構成している各領域の色相毎に、屋外構造物計測データである色彩制限データに含まれているマンセル色相の最大彩度の中から、当該領域の色相に対応する最大彩度を認識し、当該領域を構成している画素の彩度（画素計測部３３により特定された画素の画素値（ｒ、ｇ、ｂ）が示す彩度）と上記最大彩度を比較し、当該領域を構成している画素の彩度が最大彩度の範囲内であるか否かを判定する。
計測結果判定部１４は、全ての判定処理が終了すると、それらの判定結果を示す判定データを判定データ記録部１５に格納する。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、計測結果判定部１４が、屋外構造物制限データ記録部１３に記録されている屋外構造物制限データを参照して、屋外構造物計測装置の測定結果である屋外構造物の三次元位置、三次元形状及び色彩が設置基準を満足しているか否かを判定するように構成したので、設置基準を満足していない屋外構造物を検出することができる効果を奏する。

この実施の形態２では、計測結果判定部１４が全ての判定結果を判定データ記録部１５に格納するものについて示したが、この場合、判定データの中には、目的とする屋外広告物以外の屋外構造物に関する判定結果が格納されることがある。
このような場合、屋外構造物計測データに含まれている画像ポインタに対応する撮影画像を表示させることで、操作者が目的とする屋外広告物以外の屋外構造物を省くことができる。

この実施の形態２では、屋外構造物制限データとして、位置・形状制限データと色彩制限データを１組ずつ用意しているものについて示したが、例えば、自治体や自治体内の街区毎に、適用される屋外構造物制限データが異なる場合がある。
このような場合、屋外構造物制限データとして、位置・形状制限データと色彩制限データを複数組用意して、地図データが自治体や街区の境界データを保持するようにすれば、屋外構造物の設置場所である自治体や街区毎に、計測結果の適正な判定データを得ることができる。

１ データ取得車両、２ 三次元データ取得装置（三次元データ取得手段）、３ 撮影画像データ取得装置（撮影画像データ取得手段）、４ 三次元データ記録部、５ 撮影画像データ記録部、６ 位置形状特定部（位置形状特定手段）、７ 位置・形状データ記録部、８ 色彩特定部（色彩特定手段）、９ 色彩データ記録部、１０ 地図データＤＢ（地図記録手段）、１１ 地図マッチング部（地図マッチング手段）、１２ 屋外構造物計測データ記録部、１３ 屋外構造物制限データ記録部（計測結果判定手段）、１４ 計測結果判定部（計測結果判定手段）、１５ 判定データ記録部、２１ 直進区間分割部、２２ 車道高計測部、２３ 歩道高計測部、２４ 幅・奥行き計測部、２５ 上下端計測部、２６ 中心計測部、３１ 画像選択部、３２ 構造物切り出し部、３３ 画素計測部。

Claims (6)

1. 移動体に設置された状態で、屋外の地物を走査して、上記地物の表面における走査点の三次元位置及び走査時刻を示す点群データを取得するとともに、上記移動体の走行位置及び走行時刻を示す軌跡データを取得する三次元データ取得手段と、上記移動体に設置された状態で、屋外の地物を撮影して、上記地物の撮影位置、撮影時刻及び撮影画像を示す撮影画像データを取得する撮影画像データ取得手段と、上記三次元データ取得手段により取得された点群データ及び軌跡データを解析して、屋外の地物から屋外構造物を抽出し、上記屋外構造物が設置されている三次元位置を特定するとともに、上記屋外構造物の三次元形状を特定する位置形状特定手段と、上記位置形状特定手段により特定された三次元位置及び三次元形状と上記撮影画像データ取得手段により取得された撮影画像データを照合して、上記撮影画像データが示す撮影画像に屋外構造物が映っている領域を特定し、上記領域の画素値から上記屋外構造物の色彩を特定する色彩特定手段とを備えた屋外構造物計測装置。
2. 位置形状特定手段は、屋外構造物の三次元形状として、上記屋外構造物の幅、奥行き、上端高及び下端高を特定し、上記屋外構造物が設置されている三次元位置として、上記屋外構造物の中心位置を特定することを特徴とする請求項１記載の屋外構造物計測装置。
3. 色彩特定手段は、屋外構造物の色相毎に、当該色相が占めている領域の左端、右端、上端及び下端の位置を特定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の屋外構造物計測装置。
4. 屋外の地物に関する情報を保持している地図データが記録されている地図記録手段と、位置形状特定手段により特定された三次元位置及び三次元形状と色彩特定手段により特定された色彩を上記地図記録手段に記録されている地図データに関連付ける地図マッチング手段とを設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の屋外構造物計測装置。
5. 位置形状特定手段により特定された三次元位置及び三次元形状と色彩特定手段により特定された色彩が設置基準を満足しているか否かを判定する計測結果判定手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の屋外構造物計測装置。
6. 三次元データ取得手段が、移動体に設置された状態で、屋外の地物を走査して、上記地物の表面における走査点の三次元位置及び走査時刻を示す点群データを取得するとともに、上記移動体の走行位置及び走行時刻を示す軌跡データを取得する三次元データ取得処理ステップと、撮影画像データ取得手段が、上記移動体に設置された状態で、屋外の地物を撮影して、上記地物の撮影位置、撮影時刻及び撮影画像を示す撮影画像データを取得する撮影画像データ取得処理ステップと、位置形状特定手段が、上記三次元データ取得処理ステップで取得された点群データ及び軌跡データを解析して、屋外の地物から屋外構造物を抽出し、上記屋外構造物が設置されている三次元位置を特定するとともに、上記屋外構造物の三次元形状を特定する位置形状特定処理ステップと、色彩特定手段が、上記位置形状特定処理ステップで特定された三次元位置及び三次元形状と上記撮影画像データ取得処理ステップで取得された撮影画像データを照合して、上記撮影画像データが示す撮影画像に屋外構造物が映っている領域を特定し、上記領域の画素値から上記屋外構造物の色彩を特定する色彩特定処理ステップとを備えた屋外構造物計測方法。

Images