位置標定装置、位置標定システム、位置標定システムのユーザインタフェース装置、位置標定システムの標定サーバ装置および位置標定方法
【課題】車両が走行した位置を高精度に測位する。
【解決手段】位置姿勢標定装置１００は、走行中の車両で取得された観測データ２０１、画像データ２０３およびレーザデータ２０５と予め位置が測量されている地物位置データ２０４とに基づいて車両の位置姿勢を標定する。地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザが指定した画像データ２０３を表示画像として表示し、地物位置データ２０４に基づいて撮像地域の地図を表示する。ユーザはランドマークが映っている画素とその地図表記とを指定する。三次元点群投影検索部１４０はレーザデータ２０５に基づく三次元点群モデル２０６を表示画像に投影し、指定画素に最も近い投影点を特定する。地物車両位置差分演算部１５０は投影点に対応するレーザデータ２０５を取得する。そして、車両位置姿勢標定部１６０はランドマークの既知座標とレーザデータ２０５が示す距離方位とに基づいて車両の位置を標定する。
【解決手段】位置姿勢標定装置１００は、走行中の車両で取得された観測データ２０１、画像データ２０３およびレーザデータ２０５と予め位置が測量されている地物位置データ２０４とに基づいて車両の位置姿勢を標定する。地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザが指定した画像データ２０３を表示画像として表示し、地物位置データ２０４に基づいて撮像地域の地図を表示する。ユーザはランドマークが映っている画素とその地図表記とを指定する。三次元点群投影検索部１４０はレーザデータ２０５に基づく三次元点群モデル２０６を表示画像に投影し、指定画素に最も近い投影点を特定する。地物車両位置差分演算部１５０は投影点に対応するレーザデータ２０５を取得する。そして、車両位置姿勢標定部１６０はランドマークの既知座標とレーザデータ２０５が示す距離方位とに基づいて車両の位置を標定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両が走行した位置を標定するための位置標定装置、位置標定システム、位置標定システムのユーザインタフェース装置、位置標定システムの標定サーバ装置および位置標定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高層ビルの並ぶ都市部や山間地では、衛星可視性が悪化し、十分なＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）測位精度が得られない。また、慣性装置を用いた測位では、慣性装置の誤差増大により、位置姿勢精度の劣化が発生する。
【特許文献１】特開２００５−０９８８５３号公報
【特許文献２】特開２００６−２３４７０３号公報
【非特許文献１】ＤｏｒｏｔａＡ．Ｇｒｅｊｎｅｒ−Ｂｒｚｅｚｉｎｓｋａ ａｎｄ Ｃｈａｒｌｅｓ Ｔｏｔｈ、「Ｈｉｇｈ Ａｃｃｕｒａｃｙ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ ａ ＧＰＳ／ＩＮＳ／ＣＣＤ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｏｎ−Ｔｈｅ−Ｆｌｙ ＧＰＳ Ａｍｂｉｇｕｉｔｙ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ」、Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｇｅｏｄｅｔｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｈｅ Ｏｈｉｏ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、Ｏｈｉｏ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，Ｄｉｓｔｒｉｃｔ１、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００４
【非特許文献２】Ｈ．Ｇｏｎｔｒａｎ，Ｊ，Ｓｋａｌｏｕｄ，Ｐ．−Ｙ．Ｇｉｌｌｉｒｏｎ、「Ａ ＭＯＢＩＬＥ ＭＡＰＰＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＲＯＡＤ ＤＡＴＡ ＣＡＰＴＵＲＥ ＶＩＡ Ａ ＳＩＮＧＬＥ ＣＡＭＥＲＡ」、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１８年２月１４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｔｏｐｏ．ｅｐｆｌ．ｃｈ／ｐｅｒｓｏｎｎｅｓ／ｊｓｋ／Ｐａｐｅｒｓ／３ｄｏｐｔ＿ｈｇ．ｐｄｆ
【非特許文献３】Ｇ．Ｍａｎｚｏｎｉ，Ｒ．Ｇ．Ｒｉｚｚｏ，Ｃ．Ｒｏｂｉｇｌｉｏ、「ＭＯＢＬＥ ＭＡＰＰＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ ＩＮ ＣＵＬＴＵＲＡＬ ＨＥＲＩＴＡＧＥＳ ＳＵＲＶＥＹ」、ＣＩＰＡ ２００５ ＸＸ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、２６ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ−０１ Ｏｃｔｏｂｅｒ，２００５、Ｔｏｒｉｎｏ，Ｉｔａｌｙ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、例えば、都市部や山間部において、十分な可視衛星数が得られなかったり、マルチパスの発生があっても、車両が走行した位置を精度を劣化させずに測位できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の位置標定装置は、画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定装置であり、前記計測車両のカメラにより撮像された画像であり特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示部と、前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力部と、前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示部と、前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力部と、前記測位センサにより取得された測位情報に基づいて前記計測車両の位置姿勢を測位する測位部と、前記測位部により測位された前記計測車両の位置姿勢に基づいて、前記レーザレーダにより取得された前記距離方位点群に対応させて地物の三次元座標を示す三次元点群を生成する三次元点群生成部と、前記三次元点群生成部により生成された三次元点群を前記画像表示部により表示された前記表示画像に投影する三次元点群投影部と、前記三次元点群投影部により前記表示画像に投影された前記三次元点群に基づいて、前記地物画素入力部により入力された前記画素指定で指定された前記地物画素に対応する距離方位点を前記距離方位点群からＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて抽出する距離方位点抽出部と、前記地物表記入力部により入力された前記表記指定で指定された前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位とに基づいて前記計測車両の位置をＣＰＵを用いて標定する位置標定部とを備える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、例えば、都市部や山間部において、十分な可視衛星数が得られなかったり、マルチパスの発生があっても、車両が走行した位置を精度を劣化させずに測位することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
実施の形態１．
画像を撮像するカメラ３４０と、地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダ３５０と、位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両３００に対して、位置姿勢を標定する位置姿勢標定装置１００（位置標定装置）について、以下に説明する。
【０００７】
図１は、実施の形態１における計測車両３００を示す図である。
位置姿勢標定装置１００による標定対象である計測車両３００は、図１に示すような構成により、観測データ２０１、画像データ２０３およびレーザデータ２０５を取得する。
【０００８】
計測車両３００は、ＧＰＳ受信機３１０、慣性センサ３２０、オドメトリ３３０、カメラ３４０およびレーザレーダ３５０を備える。
【０００９】
ＧＰＳ受信機３１０（測位センサの一例）は、天板３０１に１台または複数台設置され、測位衛星（ＧＰＳ衛星）からの測位信号を受信する。
そして、ＧＰＳ受信機３１０は、測位信号に設定されている航法メッセージや測位信号の搬送波位相などの情報をＧＰＳデータ（測位情報の一例）として受信時刻（取得時刻）毎に観測データ記憶部１９１に記憶する。
【００１０】
慣性センサ３２０（測位センサの一例）は、天板３０１に取り付けられ、走行中（一時停止中を含む）において計測車両３００の三次元姿勢角の角速度の微小変異（測位情報の一例）を計測する。例えば、慣性センサ３２０は３軸ジャイロである。
そして、慣性センサ３２０は、計測値をＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｕｎｉｔ）データとして計測時刻（取得時刻）毎に観測データ記憶部１９１に記憶する。
【００１１】
オドメトリ３３０（測位センサの一例）は、車輪の回転数を計数して計測車両３００の走行速度の微小変位量（測位情報の一例）を計測する。
そして、３３０は、計測値をオドメトリデータとして計測時刻（取得時刻）毎に観測データ記憶部１９１に記憶する。
【００１２】
以下、取得時刻毎に観測データ記憶部１９１に記憶されたＧＰＳデータ、ＩＭＵデータおよびオドメトリデータを観測データ２０１という。
【００１３】
カメラ３４０（画像センサ）は、計測車両３００の前方または後方に向けて天板３０１に取り付けられ、計測車両３００が走行する道路を撮像する。
そして、カメラ３４０は、撮像した画像を撮像時刻（取得時刻）毎に画像データ記憶部１９３に記憶する。
以下、取得時刻毎に画像データ記憶部１９３に記憶された画像を画像データ２０３という。
【００１４】
レーザレーダ３５０（ＬＲＦ：Ｌａｓｅｒ． Ｒａｎｇｅ Ｆｉｎｄｅｒ）は、計測車両３００の前方、後方または側方に向けて天板３０１に取り付けられている。計測車両３００の走行中、レーザレーダ３５０は、左右に首振りしながらレーザ光を照射し、道路上（道路脇を含む）の地物で反射したレーザ光を受光する。そして、レーザレーダ３５０は、レーザ光の照射から受光までの時間とレーザ光の照射方向とに基づいて、レーザ光が照射された照射点毎に計測車両３００（レーザレーダ３５０）からの距離および方位（レーザ距離／方位）を距離方位点として計測する。距離方位点は、道路上の地物に対する計測車両３００（レーザレーダ３５０）からの距離および方位を示す。
レーザレーダ３５０は、計測した複数の距離方位点（距離方位点群）を計測時刻（取得時刻）毎にレーザデータ記憶部１９５に記憶する。
以下、取得時刻毎にレーザデータ記憶部１９５に記憶された距離方位点群をレーザデータ２０５という。
【００１５】
実施の形態１における位置姿勢標定装置１００は、観測データ２０１、画像データ２０３、レーザデータ２０５および地物位置データ２０４（既知である地物の三次元座標を示すもの）に基づいて、各時刻における計測車両３００の三次元座標および三次元姿勢角（以下、位置姿勢という）を標定する。
【００１６】
ここで、三次元座標とは、三次元空間における三次元座標系の座標を示すものとし、二次元で表わされる画像上の座標（ｕｖ座標）に相対するものとする。つまり、三次元座標の意味には、（緯度、経度）のような二次元座標（ｕｖ座標を除く）が含まれるものとする。同様に、三次元姿勢角の意味には、二次元姿勢角が含まれるものとする。
以下、（緯度、経度、高度）（ＬＬＨと記す）を三次元座標（位置）とし、（ロール角［回転角］、ピッチ角［仰角］、ヨー角［方位角］）を三次元姿勢角（姿勢）とする。
【００１７】
図２は、実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法の概要を示す図である。
実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法の概要について、図２に基づいて以下に説明する。
【００１８】
まず、位置姿勢標定装置１００は、観測データ２０１に基づいて計測車両３００の位置姿勢の暫定値を測位する。位置姿勢の暫定値には、観測データ２０１の観測誤差（計測誤差）分の誤差が含まれる。暫定値が示す計測車両３００の位置姿勢を点線で示す。
【００１９】
次に、位置姿勢標定装置１００は、三次元座標が既知であるランドマーク２３０（特定の地物）に対してレーザレーダ３５０により計測された距離方位点（対象距離方位点２３１）をユーザインタフェースを用いて特定する。計測車両３００の位置姿勢（点線で示す暫定値）を基準として対象距離方位点２３１が示す距離方位２３１ａだけ離れた地点に位置するランドマーク２３０（推定値）を点線で示す。また、実際のランドマーク２３０を実線で示す。
【００２０】
そして、位置姿勢標定装置１００は、実際のランドマーク２３０の既知の三次元座標（以下、既知座標という）（実線）と対象距離方位点２３１が示す距離方位２３１ａとに基づいて、計測車両３００の実際の位置姿勢（実線）を標定する。
【００２１】
図３は、実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の機能構成図である。
実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の機能構成について、図３に基づいて以下に説明する。
【００２２】
位置姿勢標定装置１００は、計測車両３００の走行時に取得された観測データ２０１、画像データ２０３およびレーザデータ２０５と予め計測されている地物位置データ２０４とに基づいて、各時刻における計測車両３００の位置姿勢を標定する。
観測データ２０１、画像データ２０３、レーザデータ２０５および地物位置データ２０４はそれぞれ、観測データ記憶部１９１、画像データ記憶部１９３、レーザデータ記憶部１９５および地物位置データベース１９４に記憶されている。
【００２３】
観測データ２０１、画像データ２０３およびレーザデータ２０５は、図１に基づいて説明したように、計測車両３００の走行時に取得されたデータである。
【００２４】
地物位置データ２０４には、道路上にあるキロポスト、白線、道路標識、道路標示、信号機、電柱、ガードレール、道路などの地物について、地物種別と地物位置（既知座標）とが含まれる。
例えば、地物位置データ２０４は、（ＩＤ番号、ＬＯ、ＬＡ、Ｈ）という形式で地物種別と地物位置とを示している。「ＩＤ番号」は地物の種類を識別する番号を示し、（ＬＯ、ＬＡ）は地物の地理座標系（緯度、経度）（単位：度［°］）を示し、「Ｈ」は標高（単位：メートル［ｍ］）を示す。但し、地物位置データ２０４が示す地物位置は、通常の測量で用いられている１９座標系で表わされていてもよい。地物位置データベース１９４には、地物毎に地物位置データ２０４が記憶されている。
例えば、地物位置データ２０４として、道路管理台帳と呼ばれる道路情報を使用することができる。
また例えば、地物位置データ２０４として、後述するように観測データ２０１、画像データ２０３およびレーザデータ２０５に基づいて標定できる地物位置を使用することができる。
【００２５】
暫定車両位置姿勢標定部１１０（測位部）は、観測データ記憶部１９１から観測データ２０１を入力し、入力した観測データ２０１に基づいて各時刻における計測車両３００の位置姿勢の暫定値を測位する。計測車両３００の位置姿勢の暫定値には、観測データ２０１の観測誤差（計測誤差）分の誤差が含まれる。
例えば、暫定車両位置姿勢標定部１１０は、観測データ２０１に含まれるＧＰＳデータに基づいてＧＰＳ測位を行って計測車両３００の位置を測位する。ＧＰＳ測位では、測位衛星とＧＰＳ受信機３１０との複数の疑似距離に基づいて位置が算出される。
また例えば、暫定車両位置姿勢標定部１１０は、観測データ２０１に含まれるＩＭＵデータおよびオドメトリデータに基づいてデッドレコニング処理を行って計測車両３００の位置姿勢を測位する。デッドレコニング処理では、姿勢角の角速度と走行速度との積分値に基づいて位置姿勢が算出される。
また例えば、暫定車両位置姿勢標定部１１０は、状態量（例えば、計測車両３００の位置姿勢や２０１）のダイナミクス（時間変化）をモデル化した状態方程式と、特定の観測量と状態量との関係を定式化した観測方程式とに基づいて状態量の誤差推定を行うカルマンフィルタ処理を行う。そして、暫定車両位置姿勢標定部１１０は、誤差推定結果に基づいて状態量を補正して計測車両３００の位置姿勢を測位する。例えば、観測データ２０１に基づく特定の観測値（実測値）と既知のデータに基づくその理論値（予測値）との差（観測残差）が特定の観測量となる。
暫定車両位置姿勢標定部１１０は、測位した計測車両３００の位置姿勢（暫定値）と観測データ２０１の取得時刻とを暫定位置姿勢データ２０２として暫定車両位置姿勢記憶部１９２に記憶する。
暫定車両位置姿勢記憶部１９２は、暫定位置姿勢データ２０２を記憶機器を用いて記憶する。
【００２６】
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（画像表示部）は、ユーザに指定された画像データ２０３を画像データ記憶部１９３から入力し、入力した画像データ２０３の画像を表示装置に表示する。
さらに、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地物画素入力部）は、表示した画像（以下、表示画像という）に対してユーザが指定した画素の画像上のｕｖ座標を特定する。以下、ユーザによる画素の指定命令を「画素指定」という。画素指定により、地物位置データ２０４が登録されている地物が映っている画素（以下、地物画素という）が指定される。以下、画素指定により指定された地物画素に映っている地物を「ランドマーク（特定の地物）」という。
さらに、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地図表示部）は、表示画像の撮像が行われた撮像地域を示すと共に撮像地域に存在する地物の表記が含まれる地図を表示装置に表示する。
このとき、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示画像の取得時刻（以下、対象時刻という）に対応する暫定位置姿勢データ２０２を暫定車両位置姿勢記憶部１９２から取得し、取得した暫定位置姿勢データ２０２が示す計測車両３００の三次元座標の周辺に位置する地物の地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４から取得する。そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、取得した地物位置データ２０４に基づいて撮像地域の地図を生成し、生成した地図を表示する。
さらに、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地物表記入力部）は、表示した地図（以下、表示地図という）に対してユーザが指定した表記に対応する地物の地物位置データ２０４を特定する。以下、ユーザによる表記の指定命令を表記指定という。表記指定により、地物画素に対応する地物（ランドマーク）の表記が指定される。
そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、対象時刻（表示画像の取得時刻）、対象時刻の計測車両３００の位置姿勢、地物画素のｕｖ座標（画像中地物位置）およびランドマークの既知座標（対応地物位置）を地物画像位置データ２１１として三次元点群投影検索部１４０に出力する。
【００２７】
三次元点群モデル復元部１３０（三次元点群生成部）は、レーザデータ記憶部１９５からレーザデータ２０５を入力し、入力したレーザデータ２０５の取得時刻に対応する暫定位置姿勢データ２０２を暫定車両位置姿勢記憶部１９２から取得する。そして、三次元点群モデル復元部１３０は、レーザデータ２０５の各距離方位点（レーザ距離／方位）それぞれに対応する三次元座標を計測車両３００の暫定位置姿勢データ２０２に基づいて算出し、距離方位点群に対応する三次元点群を生成する。
【００２８】
図４は、実施の形態１における計測車両３００の位置姿勢、距離方位点の距離方位および距離方位点に対応する三次元点２３２の関係図である。
図４において、三次元点群モデル復元部１３０は、計測車両３００の位置姿勢からレーザ方位θ（距離方位点が示す方位）にレーザ距離ｌ（距離方位点が示す距離）だけ離れた地点の三次元座標を三次元点２３２として算出し、三次元点群を生成する。
【００２９】
三次元点群モデル復元部１３０は、三次元点群と距離方位点群の取得時刻とを三次元点群モデル２０６として三次元点群モデル記憶部１９６に記憶する。三次元点群モデル２０６は、三次元点群の各三次元点について、三次元座標（位置）と、対応する距離方位点の取得時刻（レーザ距離取得時刻）とを示す。
三次元点群モデル記憶部１９６は、三次元点群モデル復元部１３０が生成した三次元点群モデル２０６を記憶機器を用いて記憶する。
【００３０】
三次元点群投影検索部１４０（三次元点群投影部）は、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０から入力された地物画像位置データ２１１に基づいて、表示画像の取得時刻（前後所定の時間を含む）に対応する三次元点群モデル２０６を三次元点群モデル記憶部１９６から取得し、三次元点群を表示画像に投影する。
ここで、投影とは、対応する画像上の画素のｕｖ座標を求めることを意味し、点群が画像に重畳されて表示装置に表示されてもされなくても構わない。
【００３１】
図５は、実施の形態１における投影点を示す図である。
図５において、撮像面２３３は、カメラ３４０の中心座標から焦点距離ｆだけ離れた点Ｐｆでカメラ３４０の視線方向と直交する平面であり、画像として映し出される平面である。カメラ３４０と撮像面２３３とを結んだ空間をｕｖ座標空間２３７という。
三次元点群投影検索部１４０は、カメラ３４０の中心座標と三次元点２３２の座標とを結んだ直線Ｌｎと撮像面２３３との交点（投影点２３４）に三次元点２３２を投影する。投影点２３４は、表示画像上のｕｖ座標を示す。
カメラ３４０の中心座標および視線方向は、計測車両３００の位置姿勢に対するカメラ３４０の位置姿勢の相対値（ずれ量、取付オフセット）を計測車両３００の位置姿勢に加えた値として求まる。
【００３２】
さらに、三次元点群投影検索部１４０は、表示画像に投影された三次元点群（以下、投影点群という）から地物画像位置データ２１１に含まれる地物画素に対応する投影点を特定する。
例えば、三次元点群投影検索部１４０は、地物画素から最も近い画素に投影された投影点を特定する。
また例えば、三次元点群投影検索部１４０は、画像認識処理により表示画像に映っている各地物について映っている領域を認識し、地物画素が含まれる地物（ランドマーク）の領域内に投影された投影点を特定する。つまり、三次元点群投影検索部１４０は、ランドマーク上に投影された投影点を特定する。
【００３３】
そして、三次元点群投影検索部１４０は、特定した投影点に対応する三次元点群モデル２０６に含まれるレーザ距離取得時刻と地物画像位置データ２１１に含まれる対応地物位置（ランドマークの既知座標）とを対応地物位置データ２１２として地物車両位置差分演算部１５０に出力する。
【００３４】
地物車両位置差分演算部１５０（距離方位点抽出部）は、三次元点群投影検索部１４０から出力された対応地物位置データ２１２に含まれるレーザ距離取得時刻に対応するレーザデータ２０５をレーザデータ記憶部１９５から取得する。
さらに、地物車両位置差分演算部１５０は、取得したレーザデータ２０５に含まれるレーザ距離／方位を三次元座標のベクトル値（Δｘ、Δｙ、Δｚ）に変換する。この三次元座標のベクトル値は計測車両３００とランドマーク２３０との三次元座標の差分（車両位置差分）を示す。つまり、車両位置差分（Δｘ、Δｙ、Δｚ）は、計測車両３００からランドマーク２３０までの距離方位に相当するものである。
そして、地物車両位置差分演算部１５０は、車両位置差分と対応地物位置データ２１２に含まれる対応地物位置（ランドマークの既知座標）と対応地物位置データ２１２に含まれるレーザ距離取得時刻（差分計測時刻）とを車両位置差分データ２０７として地物車両位置差分記憶部１９７に記憶する。
地物車両位置差分記憶部１９７は、車両位置差分データ２０７を記憶機器を用いて記憶する。
【００３５】
車両位置姿勢標定部１６０（位置標定部、距離方位算出部、距離方位残差算出部）は、地物車両位置差分記憶部１９７から車両位置差分データ２０７を取得し、車両位置差分と対応地物位置（ランドマークの既知座標）とに基づいて差分計測時刻における計測車両３００の位置姿勢を標定する。
【００３６】
図６は、実施の形態１における計測車両３００とランドマーク２３０と車両位置差分２３５との関係図である。
例えば、図６において、車両位置姿勢標定部１６０は、ランドマーク２３０の既知座標（ｘｌ、ｙｌ、ｚｌ）から車両位置差分２３５（Δｘ、Δｙ、Δｚ）だけ離れた地点の座標を計測車両３００の位置の標定値（ｘｖ、ｙｖ、ｚｖ）として算出する。
【００３７】
また例えば、図６において、１６０は、差分計測時刻に取得された観測データ２０１を観測データ記憶部１９１から取得し、暫定車両位置姿勢標定部１１０と同様に計測車両３００の位置姿勢を測位し、測位した計測車両３００の位置（ｘｖｇ、ｙｖｇ、ｚｖｇ）とランドマーク２３０の既知座標（ｘｌ、ｙｌ、ｚｌ）との差分（Δｘｇ、Δｙｇ、Δｚｇ）（以下、車両位置差分Ｇ２３６という）を算出する。
次に、車両位置姿勢標定部１６０は、車両位置差分２３５（Δｘ、Δｙ、Δｚ）と車両位置差分Ｇ２３６（Δｘｇ、Δｙｇ、Δｚｇ）との差を観測残差としてカルマンフィルタ処理を実行して観測データ２０１の誤差を推定し、推定誤差に基づいて観測データ２０１を補正する。
そして、車両位置姿勢標定部１６０は、補正した観測データ２０１を用いて暫定車両位置姿勢標定部１１０と同様に計測車両３００の位置姿勢を測位し、測位した結果を標定値とする。
【００３８】
車両位置姿勢標定部１６０は、計測車両３００の位置姿勢の標定値と差分計測時刻（時刻）とを車両位置姿勢データ２０８として車両位置姿勢記憶部１９８に記憶する。
車両位置姿勢記憶部１９８は、車両位置姿勢データ２０８を記憶機器を用いて記憶する。
【００３９】
図７は、実施の形態１における位置姿勢標定装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図７において、位置姿勢標定装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、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、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤＤ９０５（コンパクトディスク装置）、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。また、入力データが記憶されている記憶機器は入力機器、入力装置あるいは入力部の一例であり、出力データが記憶される記憶機器は出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２、スキャナ装置９０７、ＦＤＤ９０４などは、入力機器、入力装置あるいは入力部の一例である。
また、通信ボード９１５、表示装置９０１、プリンタ装置９０６などは、出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。
【００４０】
通信ボード９１５は、有線または無線で、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、インターネット、ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）、電話回線などの通信網に接続されている。
【００４１】
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００４２】
上記プログラム群９２３には、実施の形態において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【００４３】
ファイル群９２４には、実施の形態において、「〜部」の機能を実行した際の「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」などの結果データ、「〜部」の機能を実行するプログラム間で受け渡しするデータ、その他の情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。情報などはファイル群９２４に含まれるものの一例である。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、実施の形態において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００４４】
また、実施の形態において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、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等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【００４５】
図８、図９は、実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法を示すフローチャートである。
実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法（位置標定方法）について、図８および図９に基づいて以下に説明する。
図８に画像表示処理（Ｓ１１０）〜地物情報出力処理（Ｓ１６０）を示し、図９に三次元点群投影処理（Ｓ２１０）〜位置標定処理（Ｓ２６０）を示す。
ここで、予め、暫定車両位置姿勢標定部１１０は観測データ２０１に基づいて各時刻における計測車両３００の位置姿勢の暫定値をＣＰＵを用いて測位し、各時刻における暫定位置姿勢データ２０２は暫定車両位置姿勢記憶部１９２に記憶されているものとする（測位処理）。
また、予め、三次元点群モデル復元部１３０はレーザデータ２０５に基づいて三次元点群モデル２０６をＣＰＵを用いて生成し、三次元点群モデル２０６は三次元点群モデル記憶部１９６に記憶されているものとする（三次元点群生成処理）。
位置姿勢標定装置１００のその他の各部は、ＣＰＵを用いて以下に説明する処理を実行する。
【００４６】
＜Ｓ１１０：画像表示処理＞
図８において、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザに指定された画像データ２０３を画像データ記憶部１９３から入力し、入力した画像データ２０３の画像を表示装置９０１に表示する。
【００４７】
図１０は、実施の形態１における地物ＤＢ検索画面２２０を示す図である。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、図１０に示すような地物ＤＢ検索画面２２０を表示装置９０１に表示する。地物ＤＢ検索画面２２０には画像移動用ボタン群２２２が含まれる。
【００４８】
ユーザは、入力機器（例えば、マウス９０３）を用いて画像移動用ボタン群２２２を操作し、地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる表示画像２２１を選択する。
【００４９】
例えば、ユーザは、マウス９０３を用いてスクロールバー２２２ａのつまみ２２２ａ１を左右に動かして、表示画像２２１を選択する。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、つまみ２２２ａ１が左側に移動された場合、そのとき表示されている表示画像２２１の取得時刻よりつまみ２２２ａ１の移動量に対応する時間だけ古い取得時刻に撮像された画像を、表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
また、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、つまみ２２２ａ１が右側に移動された場合、そのとき表示されている表示画像２２１の取得時刻よりつまみ２２２ａ１の移動量に対応する時間だけ新しい取得時刻に撮像された画像を、表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
【００５０】
また例えば、ユーザは、マウス９０３を用いて先送りボタン２２２ｂまたは巻き戻しボタン２２２ｄを押下して、表示画像２２１を選択する。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、巻き戻しボタン２２２ｄが押下された場合、そのとき表示されている表示画像２２１より１つ前に撮像された画像を表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
また、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、先送りボタン２２２ｂが押下された場合、そのとき表示されている表示画像２２１より１つ後に撮像された画像を表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
【００５１】
また例えば、ユーザは、マウス９０３を用いて早戻しボタン２２２ｅ、早送りボタン２２２ｃおよび停止ボタン２２２ｆを押下して、表示画像２２１を選択する。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、早戻しボタン２２２ｅが押下された場合、そのとき表示されている表示画像２２１より前に撮像された画像を表示画像２２１として、表示画像２２１を取得時刻の新しいものから古いものに連続的に切り替えて地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
また、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、早送りボタン２２２ｃが押下された場合、そのとき表示されている表示画像２２１より後に撮像された画像を表示画像２２１として、表示画像２２１を取得時刻の古いものから新たしいものに連続的に切り替えて地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
そして、停止ボタン２２２ｆが押下された場合、表示画像２２１の切り替えを停止する。
【００５２】
図８に戻り、位置姿勢標定方法の説明を続ける。
【００５３】
＜Ｓ１２０：地物画素入力処理＞
次に、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示画像２２１に対するユーザの画素指定により指定された画素（地物画素）の表示画像２２１上のｕｖ座標を特定する。
【００５４】
ユーザは、表示画像２２１に映っている地物の中からランドマークとする地物を選択し、選択したランドマークが映っている画素（地物画素）を入力機器（例えば、９０３）を用いて指定する。
例えば、図１０において、ｋｍポスト２２１ａをランドマークとして選択したユーザは、マウス９０３を用いて、ｋｍポスト２２１ａが映っている画素（地物画素）にマウスカーソル（図示省略）を移動させ、マウスボタンをクリックして地物画素を指定する。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザに指定された地物画素の表示画像２２１上のｕｖ座標を特定する。
【００５５】
＜Ｓ１３０：地図表示処理＞
次に、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示画像２２１の撮像が行われた撮像地域を示すと共に撮像地域に存在する地物の表記が含まれる地図を表示装置９０１に表示する。
このとき、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示画像２２１の取得時刻（対象時刻）に対応する暫定位置姿勢データ２０２を暫定車両位置姿勢記憶部１９２から取得し、取得した暫定位置姿勢データ２０２が示す計測車両３００の三次元座標の周辺に位置する地物の地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４から取得する。
そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、取得した地物位置データ２０４に基づいて表示画像２２１の撮像地域の地図を生成し、生成した地図を表示装置９０１に表示する。
【００５６】
例えば、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、図１０において、表示画像２２１に対応する地図を表示地図２２３として生成し、生成した表示地図２２３を地物ＤＢ検索画面２２０に表示する。表示地図２２３には、表示画像２２１で表示されている地域周辺に存在しているｋｍポスト２２３ｂ、信号機２２３ｄ、標識２２３ｅ、ｋｍポスト２２３ｆなどの地物を示す表記が含まれる。
【００５７】
＜Ｓ１４０：地物表記入力処理＞
次に、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示地図２２３に対するユーザの表記指定により指定された表記に対応する地物の地物位置データ２０４を特定する。
【００５８】
例えば、地物画素入力処理（Ｓ１２０）において表示画像２２１に対してｋｍポスト２２１ａが映っている画素を地物画素として指定したユーザは、表示地図２２３に含まれるｋｍポスト２２３ｂの表記をマウス９０３を用いて指定する（図１０参照）。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザに指定された表記に対応する地物（ランドマーク）の地物位置データ２０４を特定する。
【００５９】
＜Ｓ１５０：地物情報表示処理＞
次に、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、地物表記入力処理（Ｓ１４０）において特定した地物位置データ２０４に基づいて、地物種別および車両相対位置を地物情報２２４として地物ＤＢ検索画面２２０に表示する（図１０参照）。
車両相対位置は、表示画像２２１の取得時刻に対応する暫定位置姿勢データ２０２が示す計測車両３００の位置姿勢と、特定した地物位置データ２０４が示す地物位置とに基づいて算出される。
【００６０】
＜Ｓ１６０：地物画素位置出力処理＞
そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、対象時刻（表示画像２２１の取得時刻）、地物画素のｕｖ座標（画像中地物位置）、対象時刻の計測車両３００の位置姿勢およびランドマークの既知座標（対応地物位置）を地物画像位置データ２１１として三次元点群投影検索部１４０に出力する。
例えば、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、図１０において、ユーザがマウス９０３を用いて決定ボタン２２５を押下したときに、地物画像位置データ２１１を三次元点群投影検索部１４０に出力する。
対象時刻は、画像表示処理（Ｓ１１０）において表示された表示画像２２１の取得時刻である。
地物画素のｕｖ座標（画素中地物位置）は、地物画素入力処理（Ｓ１２０）において特定された表示画像２２１上の座標である。
対象時刻の計測車両３００の位置姿勢は、地図表示処理（Ｓ１３０）において取得された暫定位置姿勢データ２０２が示す値である。
ランドマークの既知座標（対応地物位置）は、地物表記入力処理（Ｓ１４０）において特定された地物位置データ２０４が示す地物位置である。
【００６１】
＜Ｓ２１０：三次元点群投影処理＞
図９において、三次元点群投影検索部１４０は、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０から入力された地物画像位置データ２１１に基づいて、表示画像２２１の取得時刻（前後所定の時間を含む）に対応する三次元点群モデル２０６を三次元点群モデル記憶部１９６から取得し、三次元点群を表示画像２２１に投影する。
ここで、投影とは、対応する画像上の画素のｕｖ座標を求めることを意味し、点群が画像に重畳されて表示装置９０１に表示されてもされなくても構わない。
三次元点群投影検索部１４０は、前述において図５に基づいて説明したようにして、三次元点群を表示画像２２１に投影する。
【００６２】
＜Ｓ２２０：対応点特定処理＞
次に、三次元点群投影検索部１４０は、表示画像２２１に投影した三次元点群（投影点群）から地物画像位置データ２１１に含まれる地物画素に対応する投影点を特定する。
例えば、三次元点群投影検索部１４０は、地物画素から最も近い画素に投影された投影点を特定する。
また例えば、三次元点群投影検索部１４０は、画像認識処理により表示画像２２１上に映っている各地物について映っている領域を認識し、地物画素が含まれる地物（ランドマーク）の領域内に投影された投影点を特定する。つまり、三次元点群投影検索部１４０は、ランドマーク上に投影された投影点を特定する。
【００６３】
＜Ｓ２３０：対応地物位置出力処理＞
そして、三次元点群投影検索部１４０は、特定した投影点に対応するレーザ距離取得時刻と地物画像位置データ２１１に含まれる対応地物位置（ランドマークの既知座標）とを対応地物位置データ２１２として地物車両位置差分演算部１５０に出力する。
【００６４】
＜Ｓ２４０：距離方位点抽出処理＞
次に、地物車両位置差分演算部１５０は、三次元点群投影検索部１４０から出力された対応地物位置データ２１２に含まれるレーザ距離取得時刻に対応するレーザデータ２０５をレーザデータ記憶部１９５から取得する。
【００６５】
＜Ｓ２５０：車両位置差分算出処理＞
次に、地物車両位置差分演算部１５０は、取得したレーザデータ２０５に含まれるレーザ距離／方位を三次元座標のベクトル値（Δｘ、Δｙ、Δｚ）に変換する。この三次元座標のベクトル値は計測車両３００とランドマーク２３０との三次元座標の差分（車両位置差分）を示す。つまり、車両位置差分（Δｘ、Δｙ、Δｚ）は、計測車両３００からランドマーク２３０までの距離方位に相当するものである。
そして、地物車両位置差分演算部１５０は、車両位置差分と対応地物位置データ２１２に含まれる対応地物位置（ランドマークの既知座標）と対応地物位置データ２１２に含まれるレーザ距離取得時刻（差分計測時刻）とを車両位置差分データ２０７として地物車両位置差分記憶部１９７に記憶する。
【００６６】
＜Ｓ２６０：位置標定処理＞
車両位置姿勢標定部１６０は、地物車両位置差分記憶部１９７から車両位置差分データ２０７を取得し、車両位置差分と対応地物位置（ランドマークの既知座標）とに基づいて差分計測時刻における計測車両３００の位置姿勢を標定する。
そして、車両位置姿勢標定部１６０は、標定した計測車両３００の位置姿勢と差分計測時刻（時刻）とを車両位置姿勢データ２０８として車両位置姿勢記憶部１９８に記憶する。
【００６７】
例えば、前述において図６に基づいて説明したように、車両位置姿勢標定部１６０は、ランドマーク２３０の既知座標（ｘｌ、ｙｌ、ｚｌ）から車両位置差分２３５（Δｘ、Δｙ、Δｚ）だけ離れた地点の座標を計測車両３００の位置の標定値（ｘｖ、ｙｖ、ｚｖ）として算出する。
【００６８】
また例えば、車両位置姿勢標定部１６０は、差分計測時刻に取得された観測データ２０１を観測データ記憶部１９１から取得し、暫定車両位置姿勢標定部１１０と同様に計測車両３００の位置姿勢を測位し、測位した計測車両３００の位置（ｘｖｇ、ｙｖｇ、ｚｖｇ）とランドマーク２３０の既知座標（ｘｌ、ｙｌ、ｚｌ）との差分（Δｘｇ、Δｙｇ、Δｚｇ）（以下、車両位置差分Ｇという）を算出する。
次に、車両位置姿勢標定部１６０は、車両位置差分（Δｘ、Δｙ、Δｚ）と車両位置差分Ｇ（Δｘｇ、Δｙｇ、Δｚｇ）との差を観測残差としてカルマンフィルタ処理を実行して観測データ２０１の誤差を推定し、推定誤差に基づいて観測データ２０１を補正する。
そして、車両位置姿勢標定部１６０は、補正した観測データ２０１を用いて暫定車両位置姿勢標定部１１０と同様に計測車両３００の位置姿勢を測位し、測位した結果を標定値とする。
【００６９】
上記の位置標定方法では、画像表示処理（Ｓ１１０）で選択された画像に対応する地図を地図表示処理（Ｓ１３０）で表示しているが、地図表示処理（Ｓ１３０）を先に実行してユーザに地図を指定させ、表示地図の座標に対応する座標で撮像された画像を画像表示処理（Ｓ１１０）で表示してもよい。
【００７０】
また、地物情報表示処理（Ｓ１５０）は実行しなくても構わない。
【００７１】
また、車両位置差分算出処理（Ｓ２５０）を実行せず、車両位置姿勢標定部１６０は位置標定処理（Ｓ２６０）において車両位置差分ではなく距離方位に基づいて計測車両３００の位置姿勢を標定してもよい。
【００７２】
上記の位置標定方法により、計測車両３００の位置姿勢が高精度に求められる。
高精度に計測車両３００の位置姿勢が求まることにより、位置姿勢標定装置１００は、道路地物計測装置として、地物位置データベース１９４に登録する地物位置データ２０４を生成することができる。
【００７３】
例えば、図１０において、ユーザは、表示地図２２３に表記が表示されていない地物、つまり、三次元座標が未知である未知地物を表示画像２２１から見つけて、未知地物が映っている画素（未知地物画素）と未知地物の地物種別とを指定する。
位置姿勢標定装置１００は、上記の位置標定方法と同様に、三次元点群を表示画像２２１に投影し（Ｓ２１０）、未知地物画素に対応する対応点（三次元点）を特定し（Ｓ２２０）、特定した対応点（三次元点）が示す三次元座標を未知地物の位置として地物位置データ２０４を生成し、生成した地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４に登録する。
【００７４】
また、位置姿勢標定装置１００（三次元点群モデル復元部１３０）は、高精度に求めた計測車両３００の位置姿勢を用いて三次元点群モデル２０６を生成し直し、三次元点群モデル２０６の精度を高めることができる。
計測車両３００に搭載されたレーザレーダ３５０を用いて計測した三次元点群モデル２０６は、計測車両３００の位置姿勢（計測値）に誤差が含まれるため、適宜修正（補正）を行うことが好ましい。ユーザは、三次元点群モデル２０６の修正にあたり、ユーザインタフェースの画面を確認し、予め位置が判っている特定の地物（例えばＫｍポストなどのランドマーク）を指定する。つまり、ユーザは、画面上で地物の画像を確認しながらマウス作業（クリック）を行うことで、極めて簡単に、作業ミスも少なく、三次元点群モデル２０６を修正し、三次元点群モデル２０６の精度を高めることができる。
【００７５】
また、ユーザは未知地物ではなく、地物位置データベース１９４に登録されている地物（既知地物）が映っている画素（既知地物画素）を指定し、位置姿勢標定装置１００は新たに生成した三次元点群モデル２０６の三次元点群を表示画像２２１に投影し（Ｓ２１０）、既知地物画素に対応する対応点（三次元点）を特定し（Ｓ２２０）、特定した対応点（三次元点）が示す三次元座標を既知地物の位置として地物位置データ２０４を更新することができる。
【００７６】
システムの構成として、地物位置データベース１９４を、位置姿勢標定装置１００と同じ場所に設けるだけでなく、インターネット上に設ける構成としてもよい。つまり、位置姿勢標定装置１００は、インターネットを介して、地物位置データベース１９４にアクセスし、地物位置データ２０４を取得してもよい。
【００７７】
実施の形態１では、以下のような位置姿勢標定装置１００について説明した。
位置姿勢標定装置１００は、計測車両３００の走行時に都市部や山間部で十分な可視衛星数が得られなかったり、マルチパスが発生しても、計測車両３００の位置姿勢の測位精度の劣化を防ぐ。
例えば、ユーザは、入力画面内（図１０参照）で、予め測量済みの地物（ｋｍポスト、１００Ｍポスト、道路標識、国土地理院や地方公共団体が管理する水準点、マンホール、電柱など）をマウスでクリックする。そして、位置姿勢標定装置１００は、そのクリックされた地物に基づいて計測車両３００の位置姿勢の残差を算出し、算出した残差をカルマンフィルタに入力して位置姿勢の誤差推定値を算出し、算出した誤差推定値に基づいて航法装置による位置姿勢（観測データ２０１に基づいて測位された位置姿勢）を補正する。
位置姿勢標定装置１００は、ランドマークの“検出”および“認識”の段階を人間が画像確認しながら実施するため、画像処理がしづらい複雑な形状の地物でもランドマークとして使用できる。予め測量した部位を画像中で正しくマウス指定できれば、民家の屋根のアンテナ、ビルの窓、広告等など、なんでもランドマークとして使用できる。
さらに、位置姿勢標定装置１００は、計測車両３００の実走行時に取得された画像を用いて、ランドマークとして使用する測量済みの地物の地物位置の照合を実施する。このため、位置姿勢標定装置１００は、暫定車両位置が真値から大きくずれていても、ランドマーク周辺の環境を地図から読み取り、画像風景との正確な照合ができ、結果的に位置姿勢の残差が計算でき、位置姿勢の精度を向上できる。
さらに、位置姿勢標定装置１００は、ランドマークのデータベースが、単に位置と中身のＩＤを書く単純なファイルであり、特別な検索エンジンなど一切不要であり、データ更新や追加が極めて容易である。
【００７８】
実施の形態２．
実施の形態２では、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０を備えるユーザインタフェース装置と、位置姿勢標定装置１００のその他の機能を備える標定サーバ装置とを有する位置姿勢標定システムについて説明する。
以下、実施の形態１と異なる事項について主に説明し、説明を省略する事項については実施の形態１と同様であるものとする。
【００７９】
図１１は、実施の形態２における位置姿勢標定システム４００の構成図である。
実施の形態２における位置姿勢標定システム４００の構成について、図１１に基づいて以下に説明する。
【００８０】
位置姿勢標定システム４００（位置標定システム）は、ユーザインタフェース装置４１０と標定サーバ装置４２０とがインターネット９４０（通信網の一例）を介して通信接続している。
【００８１】
ユーザインタフェース装置４１０は、実施の形態１で説明した地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０および車両位置姿勢記憶部１９８の他に、標定サーバ装置４２０と通信を行うユーザ側通信部４１１（指定側送信部、指定側受信部）を備える。ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０はＷｅｂブラウザとして機能する。
同様に、標定サーバ装置４２０は、実施の形態１で説明した機能（地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０を除く）の他に、ユーザインタフェース装置４１０と通信を行うサーバ側通信部４２１（標定側受信部、標定側送信部）を備える。さらに、標定サーバ装置４２０は、Ｗｅｂサーバとして機能するサーバ制御部４２２を備える。
ユーザ側通信部４１１とサーバ側通信部４２１とは、通信機器を用いて、インターネット９４０を介して互いにデータの送受信を行う。
【００８２】
実施の形態２における位置姿勢標定システム４００の位置姿勢標定方法（位置標定方法）は、実施の形態１（図８、図９）と同様である。
以下、実施の形態２における位置姿勢標定システム４００の位置姿勢標定方法について、図８および図９に基づいて捕捉説明する。
【００８３】
まず、画像表示処理（Ｓ１１０）［図８］の捕捉説明を行う。
ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザが指定した画像の識別情報（例えば、図１０の画像移動用ボタン群２２２に対するユーザの操作情報）を含んだ画像要求をユーザ側通信部４１１を介して標定サーバ装置４２０に送信する。
標定サーバ装置４２０のサーバ制御部４２２は、サーバ側通信部４２１を介して画像要求を受信する。画像要求を受信した標定サーバ装置４２０は、画像要求に含まれる識別情報に基づいて、ユーザインタフェース装置４１０から要求された画像データ２０３を画像データ記憶部１９３から取得し、取得した画像データ２０３を含んだ画像応答をサーバ側通信部４２１を介してユーザインタフェース装置４１０に送信する。
そして、ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、画像応答をユーザ側通信部４１１を介して受信し、画像応答に含まれる画像データ２０３の画像を表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示する（図１０参照）。
【００８４】
次に、地図表示処理（Ｓ１３０）［図８］の捕捉説明を行う。
標定サーバ装置４２０のサーバ制御部４２２は、画像表示処理（Ｓ１１０）において画像要求によりユーザインタフェース装置４１０から要求された画像データ２０３の取得時刻に対応する暫定位置姿勢データ２０２を暫定車両位置姿勢記憶部１９２から取得し、取得した暫定位置姿勢データ２０２が示す計測車両３００の三次元座標の周辺に位置する地物の地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４から取得する。
そして、サーバ制御部４２２は、取得した地物位置データ２０４に基づいて地図を生成し、生成した地図を表す地図情報をサーバ側通信部４２１を介してユーザインタフェース装置４１０に送信する。
ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、地図情報をユーザ側通信部４１１を介して受信し、受信した地図情報が表す地図を表示地図２２３として地物ＤＢ検索画面２２０に表示する（図１０参照）。
【００８５】
次に、地物表記入力処理（Ｓ１４０）および地物情報表示処理（Ｓ１５０）［図８］の捕捉説明を行う。
地物表記入力処理（Ｓ１４０）において、ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示地図２２３に対するユーザの表記指定により指定された表記を識別する識別情報を含んだ表記情報をユーザ側通信部４１１を介して標定サーバ装置４２０に送信する。
標定サーバ装置４２０のサーバ制御部４２２は、サーバ側通信部４２１を介して表記情報を受信し、表記情報に含まれる識別情報に基づいて、ユーザに指定された表記に対応する地物（ランドマーク）の地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４から取得する。
そして、サーバ制御部４２２は、取得した地物位置データ２０４に基づいて地物種別および車両相対位置を特定し、地物位置データ２０４の識別情報、地物種別および車両相対位置を地物情報２２４としてサーバ側通信部４２１を介してユーザインタフェース装置４１０に送信する。
地物情報表示処理（Ｓ１５０）において、ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザ側通信部４１１を介して地物情報２２４を受信し、地物情報２２４（地物位置データ２０４の識別情報を除く）を地物ＤＢ検索画面２２０に表示する（図１０参照）。
【００８６】
次に、地物画素位置出力処理（Ｓ１６０）［図８］の捕捉説明を行う。
ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、画像表示処理（Ｓ１１０）で表示した地物画像位置データ２１１の取得時刻（対象時刻）、地物画素入力処理（Ｓ１２０）でユーザに指定された画素のｕｖ座標（画像中地物位置）（画素指定に相当）および地物情報表示処理（Ｓ１５０）で受信した地物情報２２４に含まれる地物位置データ２０４の識別情報（表記指定に相当）を指定情報としてユーザ側通信部４１１を介して標定サーバ装置４２０に送信する。
標定サーバ装置４２０のサーバ制御部４２２は、サーバ側通信部４２１を介して指定情報を受信し、指定情報に含まれる対象時刻の暫定位置姿勢データ２０２を暫定車両位置姿勢記憶部１９２から取得し、指定情報に含まれる地物位置データ２０４の識別情報で識別される地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４から取得する。
そして、サーバ制御部４２２は、指定情報に含まれる対象時刻、指定情報に含まれる画像中地物位置、暫定位置姿勢データ２０２が示す計測車両３００の位置姿勢および地物位置データ２０４が示すランドマークの既知座標（対応地物位置）を地物画像位置データ２１１として三次元点群投影検索部１４０に出力する。
【００８７】
三次元点群投影処理（Ｓ２１０）〜車両位置差分算出処理（Ｓ２５０）は実施の形態１と同様である。
【００８８】
次に、位置標定処理（Ｓ２６０）［図９］の捕捉説明を行う。
標定サーバ装置４２０のサーバ制御部４２２は、車両位置姿勢標定部１６０により標定された計測車両３００の位置姿勢と時刻とを車両位置姿勢データ２０８としてサーバ側通信部４２１を介してユーザインタフェース装置４１０に送信する。
ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザ側通信部４１１を介して車両位置姿勢データ２０８を受信し、受信した車両位置姿勢データ２０８を車両位置姿勢記憶部１９８に記憶する。
【００８９】
システムの構成として、地物位置データベース１９４を、標定サーバ装置４２０と同じ場所に設けるだけでなく、インターネット９４０上に設ける構成としてもよい。つまり、標定サーバ装置４２０は、インターネット９４０を介して、地物位置データベース１９４にアクセスし、地物位置データ２０４を取得してもよい。
【００９０】
実施の形態２により、観測データ記憶部１９１、画像データ記憶部１９３、レーザデータ記憶部１９５および地物位置データベース１９４をそれぞれに備えなくても、複数のユーザインタフェース装置４１０で計測車両３００の位置姿勢を標定することができる。
【００９１】
また、以下のように、ユーザインタフェース装置４１０を用いて、高精度な三次元点群モデル２０６を生成することができる。
ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（画像表示部）は、ユーザに指定されたカメラ画像を表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示する。
そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地物画素入力部）は、地物ＤＢ検索画面２２０に対してユーザが指定した画素を示す画素指定をマウス９０３から入力する。画素指定は、ランドマークが映っている画素を示す。
さらに、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地図表示部）は、表示画像２２１の撮像が行われた撮像地域を示す表示地図２２３を地物ＤＢ検索画面２２０に表示する。
そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地物表記入力部）は、表示地図２２３に対してユーザが指定した地物表記を示す表記指定をマウス９０３から入力する。表記指定は、画素指定されたランドマークの表記を示す。
ユーザ側通信部４１１（指定側送信部）は、画素指定と表記指定とを標定サーバ装置４２０に送信し、標定サーバ装置４２０に三次元点群モデル２０６を再生成させる。
標定サーバ装置４２０では、ユーザ側通信部４１１により送信された画素指定と表記指定とに基づいて以下の処理を行う。
車両位置姿勢標定部１６０は、地物画素とランドマークの三次元座標と計測車両３００のレーザレーダ３５０により取得されたレーザデータ２０５とに基づいて算出される計測車両３００の位置と、計測車両３００の測位センサにより取得された観測データ２０１に基づいて算出される計測車両３００の位置との差分に基づいて、計測車両３００の位置姿勢を標定する。
そして、三次元点群モデル復元部１３０は、標定された計測車両３００の位置姿勢に基づいて、三次元点群モデル２０６を再生成する。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施の形態１における計測車両３００を示す図。
【図２】実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法の概要を示す図。
【図３】実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の機能構成図。
【図４】実施の形態１における計測車両３００の位置姿勢、距離方位点の距離方位および距離方位点に対応する三次元点２３２の関係図。
【図５】実施の形態１における投影点を示す図。
【図６】実施の形態１における計測車両３００とランドマーク２３０と車両位置差分２３５との関係図。
【図７】実施の形態１における位置姿勢標定装置１００のハードウェア資源の一例を示す図。
【図８】実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法を示すフローチャート。
【図９】実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法を示すフローチャート。
【図１０】実施の形態１における地物ＤＢ検索画面２２０を示す図。
【図１１】実施の形態２における位置姿勢標定システム４００の構成図。
【符号の説明】
【００９３】
１００ 位置姿勢標定装置、１１０ 暫定車両位置姿勢標定部、１２０ 地物ＤＢ検索ＧＵＩ部、１２１ 画像表示部、１２２ 地物ＤＢ表示部、１３０ 三次元点群モデル復元部、１４０ 三次元点群投影検索部、１５０ 地物車両位置差分演算部、１６０ 車両位置姿勢標定部、１９１ 観測データ記憶部、１９２ 暫定車両位置姿勢記憶部、１９３ 画像データ記憶部、１９４ 地物位置データベース、１９５ レーザデータ記憶部、１９６ 三次元点群モデル記憶部、１９７ 地物車両位置差分記憶部、１９８ 車両位置姿勢記憶部、２０１ 観測データ、２０２ 暫定位置姿勢データ、２０３ 画像データ、２０４ 地物位置データ、２０５ レーザデータ、２０６ 三次元点群モデル、２０７ 車両位置差分データ、２０８ 車両位置姿勢データ、２１１ 地物画像位置データ、２１２ 対応地物位置データ、２２０ 地物ＤＢ検索画面、２２１ 表示画像、２２１ａ ｋｍポスト、２２１ｂ 信号機、２２１ｃ 車道、２２１ｄ 白線、２２１ｅ 歩道、２２２ 画像移動用ボタン群、２２２ａ スクロールバー、２２２ａ１ つまみ、２２２ｂ 先送りボタン、２２２ｃ 早送りボタン、２２２ｄ 巻き戻しボタン、２２２ｅ 早戻しボタン、２２２ｆ 停止ボタン、２２３ 表示地図、２２３ａ 計測車両、２２３ｂ ｋｍポスト、２２３ｃ 車道、２２３ｄ 信号機、２２３ｅ 標識、２２３ｆ ｋｍポスト、２２４ 地物情報、２２５ 決定ボタン、２３０ ランドマーク、２３１ 対象距離方位点、２３１ａ 距離方位、２３２ 三次元点、２３３ 撮像面、２３４ 投影点、２３５ 車両位置差分、２３６ 車両位置差分Ｇ、２３７ ｕｖ座標空間、３００ 計測車両、３０１ 天板、３１０ ＧＰＳ受信機、３２０ 慣性センサ、３３０ オドメトリ、３４０ カメラ、３５０ レーザレーダ、４００ 位置姿勢標定システム、４１０ ユーザインタフェース装置、４１１ ユーザ側通信部、４２０ 標定サーバ装置、４２１ サーバ側通信部、４２２ サーバ制御部、９０１ 表示装置、９０２ キーボード、９０３ マウス、９０４ ＦＤＤ、９０５ ＣＤＤ、９０６ プリンタ装置、９０７ スキャナ装置、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２２ ウィンドウシステム、９２３ プログラム群、９２４ ファイル群、９４０ インターネット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両が走行した位置を標定するための位置標定装置、位置標定システム、位置標定システムのユーザインタフェース装置、位置標定システムの標定サーバ装置および位置標定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高層ビルの並ぶ都市部や山間地では、衛星可視性が悪化し、十分なＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）測位精度が得られない。また、慣性装置を用いた測位では、慣性装置の誤差増大により、位置姿勢精度の劣化が発生する。
【特許文献１】特開２００５−０９８８５３号公報
【特許文献２】特開２００６−２３４７０３号公報
【非特許文献１】ＤｏｒｏｔａＡ．Ｇｒｅｊｎｅｒ−Ｂｒｚｅｚｉｎｓｋａ ａｎｄ Ｃｈａｒｌｅｓ Ｔｏｔｈ、「Ｈｉｇｈ Ａｃｃｕｒａｃｙ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ ａ ＧＰＳ／ＩＮＳ／ＣＣＤ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｏｎ−Ｔｈｅ−Ｆｌｙ ＧＰＳ Ａｍｂｉｇｕｉｔｙ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ」、Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｇｅｏｄｅｔｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｈｅ Ｏｈｉｏ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、Ｏｈｉｏ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，Ｄｉｓｔｒｉｃｔ１、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００４
【非特許文献２】Ｈ．Ｇｏｎｔｒａｎ，Ｊ，Ｓｋａｌｏｕｄ，Ｐ．−Ｙ．Ｇｉｌｌｉｒｏｎ、「Ａ ＭＯＢＩＬＥ ＭＡＰＰＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＲＯＡＤ ＤＡＴＡ ＣＡＰＴＵＲＥ ＶＩＡ Ａ ＳＩＮＧＬＥ ＣＡＭＥＲＡ」、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１８年２月１４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｔｏｐｏ．ｅｐｆｌ．ｃｈ／ｐｅｒｓｏｎｎｅｓ／ｊｓｋ／Ｐａｐｅｒｓ／３ｄｏｐｔ＿ｈｇ．ｐｄｆ
【非特許文献３】Ｇ．Ｍａｎｚｏｎｉ，Ｒ．Ｇ．Ｒｉｚｚｏ，Ｃ．Ｒｏｂｉｇｌｉｏ、「ＭＯＢＬＥ ＭＡＰＰＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ ＩＮ ＣＵＬＴＵＲＡＬ ＨＥＲＩＴＡＧＥＳ ＳＵＲＶＥＹ」、ＣＩＰＡ ２００５ ＸＸ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、２６ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ−０１ Ｏｃｔｏｂｅｒ，２００５、Ｔｏｒｉｎｏ，Ｉｔａｌｙ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、例えば、都市部や山間部において、十分な可視衛星数が得られなかったり、マルチパスの発生があっても、車両が走行した位置を精度を劣化させずに測位できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の位置標定装置は、画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定装置であり、前記計測車両のカメラにより撮像された画像であり特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示部と、前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力部と、前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示部と、前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力部と、前記測位センサにより取得された測位情報に基づいて前記計測車両の位置姿勢を測位する測位部と、前記測位部により測位された前記計測車両の位置姿勢に基づいて、前記レーザレーダにより取得された前記距離方位点群に対応させて地物の三次元座標を示す三次元点群を生成する三次元点群生成部と、前記三次元点群生成部により生成された三次元点群を前記画像表示部により表示された前記表示画像に投影する三次元点群投影部と、前記三次元点群投影部により前記表示画像に投影された前記三次元点群に基づいて、前記地物画素入力部により入力された前記画素指定で指定された前記地物画素に対応する距離方位点を前記距離方位点群からＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて抽出する距離方位点抽出部と、前記地物表記入力部により入力された前記表記指定で指定された前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位とに基づいて前記計測車両の位置をＣＰＵを用いて標定する位置標定部とを備える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、例えば、都市部や山間部において、十分な可視衛星数が得られなかったり、マルチパスの発生があっても、車両が走行した位置を精度を劣化させずに測位することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
実施の形態１．
画像を撮像するカメラ３４０と、地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダ３５０と、位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両３００に対して、位置姿勢を標定する位置姿勢標定装置１００（位置標定装置）について、以下に説明する。
【０００７】
図１は、実施の形態１における計測車両３００を示す図である。
位置姿勢標定装置１００による標定対象である計測車両３００は、図１に示すような構成により、観測データ２０１、画像データ２０３およびレーザデータ２０５を取得する。
【０００８】
計測車両３００は、ＧＰＳ受信機３１０、慣性センサ３２０、オドメトリ３３０、カメラ３４０およびレーザレーダ３５０を備える。
【０００９】
ＧＰＳ受信機３１０（測位センサの一例）は、天板３０１に１台または複数台設置され、測位衛星（ＧＰＳ衛星）からの測位信号を受信する。
そして、ＧＰＳ受信機３１０は、測位信号に設定されている航法メッセージや測位信号の搬送波位相などの情報をＧＰＳデータ（測位情報の一例）として受信時刻（取得時刻）毎に観測データ記憶部１９１に記憶する。
【００１０】
慣性センサ３２０（測位センサの一例）は、天板３０１に取り付けられ、走行中（一時停止中を含む）において計測車両３００の三次元姿勢角の角速度の微小変異（測位情報の一例）を計測する。例えば、慣性センサ３２０は３軸ジャイロである。
そして、慣性センサ３２０は、計測値をＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｕｎｉｔ）データとして計測時刻（取得時刻）毎に観測データ記憶部１９１に記憶する。
【００１１】
オドメトリ３３０（測位センサの一例）は、車輪の回転数を計数して計測車両３００の走行速度の微小変位量（測位情報の一例）を計測する。
そして、３３０は、計測値をオドメトリデータとして計測時刻（取得時刻）毎に観測データ記憶部１９１に記憶する。
【００１２】
以下、取得時刻毎に観測データ記憶部１９１に記憶されたＧＰＳデータ、ＩＭＵデータおよびオドメトリデータを観測データ２０１という。
【００１３】
カメラ３４０（画像センサ）は、計測車両３００の前方または後方に向けて天板３０１に取り付けられ、計測車両３００が走行する道路を撮像する。
そして、カメラ３４０は、撮像した画像を撮像時刻（取得時刻）毎に画像データ記憶部１９３に記憶する。
以下、取得時刻毎に画像データ記憶部１９３に記憶された画像を画像データ２０３という。
【００１４】
レーザレーダ３５０（ＬＲＦ：Ｌａｓｅｒ． Ｒａｎｇｅ Ｆｉｎｄｅｒ）は、計測車両３００の前方、後方または側方に向けて天板３０１に取り付けられている。計測車両３００の走行中、レーザレーダ３５０は、左右に首振りしながらレーザ光を照射し、道路上（道路脇を含む）の地物で反射したレーザ光を受光する。そして、レーザレーダ３５０は、レーザ光の照射から受光までの時間とレーザ光の照射方向とに基づいて、レーザ光が照射された照射点毎に計測車両３００（レーザレーダ３５０）からの距離および方位（レーザ距離／方位）を距離方位点として計測する。距離方位点は、道路上の地物に対する計測車両３００（レーザレーダ３５０）からの距離および方位を示す。
レーザレーダ３５０は、計測した複数の距離方位点（距離方位点群）を計測時刻（取得時刻）毎にレーザデータ記憶部１９５に記憶する。
以下、取得時刻毎にレーザデータ記憶部１９５に記憶された距離方位点群をレーザデータ２０５という。
【００１５】
実施の形態１における位置姿勢標定装置１００は、観測データ２０１、画像データ２０３、レーザデータ２０５および地物位置データ２０４（既知である地物の三次元座標を示すもの）に基づいて、各時刻における計測車両３００の三次元座標および三次元姿勢角（以下、位置姿勢という）を標定する。
【００１６】
ここで、三次元座標とは、三次元空間における三次元座標系の座標を示すものとし、二次元で表わされる画像上の座標（ｕｖ座標）に相対するものとする。つまり、三次元座標の意味には、（緯度、経度）のような二次元座標（ｕｖ座標を除く）が含まれるものとする。同様に、三次元姿勢角の意味には、二次元姿勢角が含まれるものとする。
以下、（緯度、経度、高度）（ＬＬＨと記す）を三次元座標（位置）とし、（ロール角［回転角］、ピッチ角［仰角］、ヨー角［方位角］）を三次元姿勢角（姿勢）とする。
【００１７】
図２は、実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法の概要を示す図である。
実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法の概要について、図２に基づいて以下に説明する。
【００１８】
まず、位置姿勢標定装置１００は、観測データ２０１に基づいて計測車両３００の位置姿勢の暫定値を測位する。位置姿勢の暫定値には、観測データ２０１の観測誤差（計測誤差）分の誤差が含まれる。暫定値が示す計測車両３００の位置姿勢を点線で示す。
【００１９】
次に、位置姿勢標定装置１００は、三次元座標が既知であるランドマーク２３０（特定の地物）に対してレーザレーダ３５０により計測された距離方位点（対象距離方位点２３１）をユーザインタフェースを用いて特定する。計測車両３００の位置姿勢（点線で示す暫定値）を基準として対象距離方位点２３１が示す距離方位２３１ａだけ離れた地点に位置するランドマーク２３０（推定値）を点線で示す。また、実際のランドマーク２３０を実線で示す。
【００２０】
そして、位置姿勢標定装置１００は、実際のランドマーク２３０の既知の三次元座標（以下、既知座標という）（実線）と対象距離方位点２３１が示す距離方位２３１ａとに基づいて、計測車両３００の実際の位置姿勢（実線）を標定する。
【００２１】
図３は、実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の機能構成図である。
実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の機能構成について、図３に基づいて以下に説明する。
【００２２】
位置姿勢標定装置１００は、計測車両３００の走行時に取得された観測データ２０１、画像データ２０３およびレーザデータ２０５と予め計測されている地物位置データ２０４とに基づいて、各時刻における計測車両３００の位置姿勢を標定する。
観測データ２０１、画像データ２０３、レーザデータ２０５および地物位置データ２０４はそれぞれ、観測データ記憶部１９１、画像データ記憶部１９３、レーザデータ記憶部１９５および地物位置データベース１９４に記憶されている。
【００２３】
観測データ２０１、画像データ２０３およびレーザデータ２０５は、図１に基づいて説明したように、計測車両３００の走行時に取得されたデータである。
【００２４】
地物位置データ２０４には、道路上にあるキロポスト、白線、道路標識、道路標示、信号機、電柱、ガードレール、道路などの地物について、地物種別と地物位置（既知座標）とが含まれる。
例えば、地物位置データ２０４は、（ＩＤ番号、ＬＯ、ＬＡ、Ｈ）という形式で地物種別と地物位置とを示している。「ＩＤ番号」は地物の種類を識別する番号を示し、（ＬＯ、ＬＡ）は地物の地理座標系（緯度、経度）（単位：度［°］）を示し、「Ｈ」は標高（単位：メートル［ｍ］）を示す。但し、地物位置データ２０４が示す地物位置は、通常の測量で用いられている１９座標系で表わされていてもよい。地物位置データベース１９４には、地物毎に地物位置データ２０４が記憶されている。
例えば、地物位置データ２０４として、道路管理台帳と呼ばれる道路情報を使用することができる。
また例えば、地物位置データ２０４として、後述するように観測データ２０１、画像データ２０３およびレーザデータ２０５に基づいて標定できる地物位置を使用することができる。
【００２５】
暫定車両位置姿勢標定部１１０（測位部）は、観測データ記憶部１９１から観測データ２０１を入力し、入力した観測データ２０１に基づいて各時刻における計測車両３００の位置姿勢の暫定値を測位する。計測車両３００の位置姿勢の暫定値には、観測データ２０１の観測誤差（計測誤差）分の誤差が含まれる。
例えば、暫定車両位置姿勢標定部１１０は、観測データ２０１に含まれるＧＰＳデータに基づいてＧＰＳ測位を行って計測車両３００の位置を測位する。ＧＰＳ測位では、測位衛星とＧＰＳ受信機３１０との複数の疑似距離に基づいて位置が算出される。
また例えば、暫定車両位置姿勢標定部１１０は、観測データ２０１に含まれるＩＭＵデータおよびオドメトリデータに基づいてデッドレコニング処理を行って計測車両３００の位置姿勢を測位する。デッドレコニング処理では、姿勢角の角速度と走行速度との積分値に基づいて位置姿勢が算出される。
また例えば、暫定車両位置姿勢標定部１１０は、状態量（例えば、計測車両３００の位置姿勢や２０１）のダイナミクス（時間変化）をモデル化した状態方程式と、特定の観測量と状態量との関係を定式化した観測方程式とに基づいて状態量の誤差推定を行うカルマンフィルタ処理を行う。そして、暫定車両位置姿勢標定部１１０は、誤差推定結果に基づいて状態量を補正して計測車両３００の位置姿勢を測位する。例えば、観測データ２０１に基づく特定の観測値（実測値）と既知のデータに基づくその理論値（予測値）との差（観測残差）が特定の観測量となる。
暫定車両位置姿勢標定部１１０は、測位した計測車両３００の位置姿勢（暫定値）と観測データ２０１の取得時刻とを暫定位置姿勢データ２０２として暫定車両位置姿勢記憶部１９２に記憶する。
暫定車両位置姿勢記憶部１９２は、暫定位置姿勢データ２０２を記憶機器を用いて記憶する。
【００２６】
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（画像表示部）は、ユーザに指定された画像データ２０３を画像データ記憶部１９３から入力し、入力した画像データ２０３の画像を表示装置に表示する。
さらに、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地物画素入力部）は、表示した画像（以下、表示画像という）に対してユーザが指定した画素の画像上のｕｖ座標を特定する。以下、ユーザによる画素の指定命令を「画素指定」という。画素指定により、地物位置データ２０４が登録されている地物が映っている画素（以下、地物画素という）が指定される。以下、画素指定により指定された地物画素に映っている地物を「ランドマーク（特定の地物）」という。
さらに、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地図表示部）は、表示画像の撮像が行われた撮像地域を示すと共に撮像地域に存在する地物の表記が含まれる地図を表示装置に表示する。
このとき、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示画像の取得時刻（以下、対象時刻という）に対応する暫定位置姿勢データ２０２を暫定車両位置姿勢記憶部１９２から取得し、取得した暫定位置姿勢データ２０２が示す計測車両３００の三次元座標の周辺に位置する地物の地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４から取得する。そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、取得した地物位置データ２０４に基づいて撮像地域の地図を生成し、生成した地図を表示する。
さらに、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地物表記入力部）は、表示した地図（以下、表示地図という）に対してユーザが指定した表記に対応する地物の地物位置データ２０４を特定する。以下、ユーザによる表記の指定命令を表記指定という。表記指定により、地物画素に対応する地物（ランドマーク）の表記が指定される。
そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、対象時刻（表示画像の取得時刻）、対象時刻の計測車両３００の位置姿勢、地物画素のｕｖ座標（画像中地物位置）およびランドマークの既知座標（対応地物位置）を地物画像位置データ２１１として三次元点群投影検索部１４０に出力する。
【００２７】
三次元点群モデル復元部１３０（三次元点群生成部）は、レーザデータ記憶部１９５からレーザデータ２０５を入力し、入力したレーザデータ２０５の取得時刻に対応する暫定位置姿勢データ２０２を暫定車両位置姿勢記憶部１９２から取得する。そして、三次元点群モデル復元部１３０は、レーザデータ２０５の各距離方位点（レーザ距離／方位）それぞれに対応する三次元座標を計測車両３００の暫定位置姿勢データ２０２に基づいて算出し、距離方位点群に対応する三次元点群を生成する。
【００２８】
図４は、実施の形態１における計測車両３００の位置姿勢、距離方位点の距離方位および距離方位点に対応する三次元点２３２の関係図である。
図４において、三次元点群モデル復元部１３０は、計測車両３００の位置姿勢からレーザ方位θ（距離方位点が示す方位）にレーザ距離ｌ（距離方位点が示す距離）だけ離れた地点の三次元座標を三次元点２３２として算出し、三次元点群を生成する。
【００２９】
三次元点群モデル復元部１３０は、三次元点群と距離方位点群の取得時刻とを三次元点群モデル２０６として三次元点群モデル記憶部１９６に記憶する。三次元点群モデル２０６は、三次元点群の各三次元点について、三次元座標（位置）と、対応する距離方位点の取得時刻（レーザ距離取得時刻）とを示す。
三次元点群モデル記憶部１９６は、三次元点群モデル復元部１３０が生成した三次元点群モデル２０６を記憶機器を用いて記憶する。
【００３０】
三次元点群投影検索部１４０（三次元点群投影部）は、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０から入力された地物画像位置データ２１１に基づいて、表示画像の取得時刻（前後所定の時間を含む）に対応する三次元点群モデル２０６を三次元点群モデル記憶部１９６から取得し、三次元点群を表示画像に投影する。
ここで、投影とは、対応する画像上の画素のｕｖ座標を求めることを意味し、点群が画像に重畳されて表示装置に表示されてもされなくても構わない。
【００３１】
図５は、実施の形態１における投影点を示す図である。
図５において、撮像面２３３は、カメラ３４０の中心座標から焦点距離ｆだけ離れた点Ｐｆでカメラ３４０の視線方向と直交する平面であり、画像として映し出される平面である。カメラ３４０と撮像面２３３とを結んだ空間をｕｖ座標空間２３７という。
三次元点群投影検索部１４０は、カメラ３４０の中心座標と三次元点２３２の座標とを結んだ直線Ｌｎと撮像面２３３との交点（投影点２３４）に三次元点２３２を投影する。投影点２３４は、表示画像上のｕｖ座標を示す。
カメラ３４０の中心座標および視線方向は、計測車両３００の位置姿勢に対するカメラ３４０の位置姿勢の相対値（ずれ量、取付オフセット）を計測車両３００の位置姿勢に加えた値として求まる。
【００３２】
さらに、三次元点群投影検索部１４０は、表示画像に投影された三次元点群（以下、投影点群という）から地物画像位置データ２１１に含まれる地物画素に対応する投影点を特定する。
例えば、三次元点群投影検索部１４０は、地物画素から最も近い画素に投影された投影点を特定する。
また例えば、三次元点群投影検索部１４０は、画像認識処理により表示画像に映っている各地物について映っている領域を認識し、地物画素が含まれる地物（ランドマーク）の領域内に投影された投影点を特定する。つまり、三次元点群投影検索部１４０は、ランドマーク上に投影された投影点を特定する。
【００３３】
そして、三次元点群投影検索部１４０は、特定した投影点に対応する三次元点群モデル２０６に含まれるレーザ距離取得時刻と地物画像位置データ２１１に含まれる対応地物位置（ランドマークの既知座標）とを対応地物位置データ２１２として地物車両位置差分演算部１５０に出力する。
【００３４】
地物車両位置差分演算部１５０（距離方位点抽出部）は、三次元点群投影検索部１４０から出力された対応地物位置データ２１２に含まれるレーザ距離取得時刻に対応するレーザデータ２０５をレーザデータ記憶部１９５から取得する。
さらに、地物車両位置差分演算部１５０は、取得したレーザデータ２０５に含まれるレーザ距離／方位を三次元座標のベクトル値（Δｘ、Δｙ、Δｚ）に変換する。この三次元座標のベクトル値は計測車両３００とランドマーク２３０との三次元座標の差分（車両位置差分）を示す。つまり、車両位置差分（Δｘ、Δｙ、Δｚ）は、計測車両３００からランドマーク２３０までの距離方位に相当するものである。
そして、地物車両位置差分演算部１５０は、車両位置差分と対応地物位置データ２１２に含まれる対応地物位置（ランドマークの既知座標）と対応地物位置データ２１２に含まれるレーザ距離取得時刻（差分計測時刻）とを車両位置差分データ２０７として地物車両位置差分記憶部１９７に記憶する。
地物車両位置差分記憶部１９７は、車両位置差分データ２０７を記憶機器を用いて記憶する。
【００３５】
車両位置姿勢標定部１６０（位置標定部、距離方位算出部、距離方位残差算出部）は、地物車両位置差分記憶部１９７から車両位置差分データ２０７を取得し、車両位置差分と対応地物位置（ランドマークの既知座標）とに基づいて差分計測時刻における計測車両３００の位置姿勢を標定する。
【００３６】
図６は、実施の形態１における計測車両３００とランドマーク２３０と車両位置差分２３５との関係図である。
例えば、図６において、車両位置姿勢標定部１６０は、ランドマーク２３０の既知座標（ｘｌ、ｙｌ、ｚｌ）から車両位置差分２３５（Δｘ、Δｙ、Δｚ）だけ離れた地点の座標を計測車両３００の位置の標定値（ｘｖ、ｙｖ、ｚｖ）として算出する。
【００３７】
また例えば、図６において、１６０は、差分計測時刻に取得された観測データ２０１を観測データ記憶部１９１から取得し、暫定車両位置姿勢標定部１１０と同様に計測車両３００の位置姿勢を測位し、測位した計測車両３００の位置（ｘｖｇ、ｙｖｇ、ｚｖｇ）とランドマーク２３０の既知座標（ｘｌ、ｙｌ、ｚｌ）との差分（Δｘｇ、Δｙｇ、Δｚｇ）（以下、車両位置差分Ｇ２３６という）を算出する。
次に、車両位置姿勢標定部１６０は、車両位置差分２３５（Δｘ、Δｙ、Δｚ）と車両位置差分Ｇ２３６（Δｘｇ、Δｙｇ、Δｚｇ）との差を観測残差としてカルマンフィルタ処理を実行して観測データ２０１の誤差を推定し、推定誤差に基づいて観測データ２０１を補正する。
そして、車両位置姿勢標定部１６０は、補正した観測データ２０１を用いて暫定車両位置姿勢標定部１１０と同様に計測車両３００の位置姿勢を測位し、測位した結果を標定値とする。
【００３８】
車両位置姿勢標定部１６０は、計測車両３００の位置姿勢の標定値と差分計測時刻（時刻）とを車両位置姿勢データ２０８として車両位置姿勢記憶部１９８に記憶する。
車両位置姿勢記憶部１９８は、車両位置姿勢データ２０８を記憶機器を用いて記憶する。
【００３９】
図７は、実施の形態１における位置姿勢標定装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図７において、位置姿勢標定装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、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、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤＤ９０５（コンパクトディスク装置）、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。また、入力データが記憶されている記憶機器は入力機器、入力装置あるいは入力部の一例であり、出力データが記憶される記憶機器は出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２、スキャナ装置９０７、ＦＤＤ９０４などは、入力機器、入力装置あるいは入力部の一例である。
また、通信ボード９１５、表示装置９０１、プリンタ装置９０６などは、出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。
【００４０】
通信ボード９１５は、有線または無線で、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、インターネット、ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）、電話回線などの通信網に接続されている。
【００４１】
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００４２】
上記プログラム群９２３には、実施の形態において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【００４３】
ファイル群９２４には、実施の形態において、「〜部」の機能を実行した際の「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」などの結果データ、「〜部」の機能を実行するプログラム間で受け渡しするデータ、その他の情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。情報などはファイル群９２４に含まれるものの一例である。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、実施の形態において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００４４】
また、実施の形態において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、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等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【００４５】
図８、図９は、実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法を示すフローチャートである。
実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法（位置標定方法）について、図８および図９に基づいて以下に説明する。
図８に画像表示処理（Ｓ１１０）〜地物情報出力処理（Ｓ１６０）を示し、図９に三次元点群投影処理（Ｓ２１０）〜位置標定処理（Ｓ２６０）を示す。
ここで、予め、暫定車両位置姿勢標定部１１０は観測データ２０１に基づいて各時刻における計測車両３００の位置姿勢の暫定値をＣＰＵを用いて測位し、各時刻における暫定位置姿勢データ２０２は暫定車両位置姿勢記憶部１９２に記憶されているものとする（測位処理）。
また、予め、三次元点群モデル復元部１３０はレーザデータ２０５に基づいて三次元点群モデル２０６をＣＰＵを用いて生成し、三次元点群モデル２０６は三次元点群モデル記憶部１９６に記憶されているものとする（三次元点群生成処理）。
位置姿勢標定装置１００のその他の各部は、ＣＰＵを用いて以下に説明する処理を実行する。
【００４６】
＜Ｓ１１０：画像表示処理＞
図８において、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザに指定された画像データ２０３を画像データ記憶部１９３から入力し、入力した画像データ２０３の画像を表示装置９０１に表示する。
【００４７】
図１０は、実施の形態１における地物ＤＢ検索画面２２０を示す図である。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、図１０に示すような地物ＤＢ検索画面２２０を表示装置９０１に表示する。地物ＤＢ検索画面２２０には画像移動用ボタン群２２２が含まれる。
【００４８】
ユーザは、入力機器（例えば、マウス９０３）を用いて画像移動用ボタン群２２２を操作し、地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる表示画像２２１を選択する。
【００４９】
例えば、ユーザは、マウス９０３を用いてスクロールバー２２２ａのつまみ２２２ａ１を左右に動かして、表示画像２２１を選択する。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、つまみ２２２ａ１が左側に移動された場合、そのとき表示されている表示画像２２１の取得時刻よりつまみ２２２ａ１の移動量に対応する時間だけ古い取得時刻に撮像された画像を、表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
また、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、つまみ２２２ａ１が右側に移動された場合、そのとき表示されている表示画像２２１の取得時刻よりつまみ２２２ａ１の移動量に対応する時間だけ新しい取得時刻に撮像された画像を、表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
【００５０】
また例えば、ユーザは、マウス９０３を用いて先送りボタン２２２ｂまたは巻き戻しボタン２２２ｄを押下して、表示画像２２１を選択する。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、巻き戻しボタン２２２ｄが押下された場合、そのとき表示されている表示画像２２１より１つ前に撮像された画像を表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
また、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、先送りボタン２２２ｂが押下された場合、そのとき表示されている表示画像２２１より１つ後に撮像された画像を表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
【００５１】
また例えば、ユーザは、マウス９０３を用いて早戻しボタン２２２ｅ、早送りボタン２２２ｃおよび停止ボタン２２２ｆを押下して、表示画像２２１を選択する。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、早戻しボタン２２２ｅが押下された場合、そのとき表示されている表示画像２２１より前に撮像された画像を表示画像２２１として、表示画像２２１を取得時刻の新しいものから古いものに連続的に切り替えて地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
また、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、早送りボタン２２２ｃが押下された場合、そのとき表示されている表示画像２２１より後に撮像された画像を表示画像２２１として、表示画像２２１を取得時刻の古いものから新たしいものに連続的に切り替えて地物ＤＢ検索画面２２０に表示させる。
そして、停止ボタン２２２ｆが押下された場合、表示画像２２１の切り替えを停止する。
【００５２】
図８に戻り、位置姿勢標定方法の説明を続ける。
【００５３】
＜Ｓ１２０：地物画素入力処理＞
次に、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示画像２２１に対するユーザの画素指定により指定された画素（地物画素）の表示画像２２１上のｕｖ座標を特定する。
【００５４】
ユーザは、表示画像２２１に映っている地物の中からランドマークとする地物を選択し、選択したランドマークが映っている画素（地物画素）を入力機器（例えば、９０３）を用いて指定する。
例えば、図１０において、ｋｍポスト２２１ａをランドマークとして選択したユーザは、マウス９０３を用いて、ｋｍポスト２２１ａが映っている画素（地物画素）にマウスカーソル（図示省略）を移動させ、マウスボタンをクリックして地物画素を指定する。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザに指定された地物画素の表示画像２２１上のｕｖ座標を特定する。
【００５５】
＜Ｓ１３０：地図表示処理＞
次に、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示画像２２１の撮像が行われた撮像地域を示すと共に撮像地域に存在する地物の表記が含まれる地図を表示装置９０１に表示する。
このとき、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示画像２２１の取得時刻（対象時刻）に対応する暫定位置姿勢データ２０２を暫定車両位置姿勢記憶部１９２から取得し、取得した暫定位置姿勢データ２０２が示す計測車両３００の三次元座標の周辺に位置する地物の地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４から取得する。
そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、取得した地物位置データ２０４に基づいて表示画像２２１の撮像地域の地図を生成し、生成した地図を表示装置９０１に表示する。
【００５６】
例えば、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、図１０において、表示画像２２１に対応する地図を表示地図２２３として生成し、生成した表示地図２２３を地物ＤＢ検索画面２２０に表示する。表示地図２２３には、表示画像２２１で表示されている地域周辺に存在しているｋｍポスト２２３ｂ、信号機２２３ｄ、標識２２３ｅ、ｋｍポスト２２３ｆなどの地物を示す表記が含まれる。
【００５７】
＜Ｓ１４０：地物表記入力処理＞
次に、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示地図２２３に対するユーザの表記指定により指定された表記に対応する地物の地物位置データ２０４を特定する。
【００５８】
例えば、地物画素入力処理（Ｓ１２０）において表示画像２２１に対してｋｍポスト２２１ａが映っている画素を地物画素として指定したユーザは、表示地図２２３に含まれるｋｍポスト２２３ｂの表記をマウス９０３を用いて指定する（図１０参照）。
地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザに指定された表記に対応する地物（ランドマーク）の地物位置データ２０４を特定する。
【００５９】
＜Ｓ１５０：地物情報表示処理＞
次に、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、地物表記入力処理（Ｓ１４０）において特定した地物位置データ２０４に基づいて、地物種別および車両相対位置を地物情報２２４として地物ＤＢ検索画面２２０に表示する（図１０参照）。
車両相対位置は、表示画像２２１の取得時刻に対応する暫定位置姿勢データ２０２が示す計測車両３００の位置姿勢と、特定した地物位置データ２０４が示す地物位置とに基づいて算出される。
【００６０】
＜Ｓ１６０：地物画素位置出力処理＞
そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、対象時刻（表示画像２２１の取得時刻）、地物画素のｕｖ座標（画像中地物位置）、対象時刻の計測車両３００の位置姿勢およびランドマークの既知座標（対応地物位置）を地物画像位置データ２１１として三次元点群投影検索部１４０に出力する。
例えば、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、図１０において、ユーザがマウス９０３を用いて決定ボタン２２５を押下したときに、地物画像位置データ２１１を三次元点群投影検索部１４０に出力する。
対象時刻は、画像表示処理（Ｓ１１０）において表示された表示画像２２１の取得時刻である。
地物画素のｕｖ座標（画素中地物位置）は、地物画素入力処理（Ｓ１２０）において特定された表示画像２２１上の座標である。
対象時刻の計測車両３００の位置姿勢は、地図表示処理（Ｓ１３０）において取得された暫定位置姿勢データ２０２が示す値である。
ランドマークの既知座標（対応地物位置）は、地物表記入力処理（Ｓ１４０）において特定された地物位置データ２０４が示す地物位置である。
【００６１】
＜Ｓ２１０：三次元点群投影処理＞
図９において、三次元点群投影検索部１４０は、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０から入力された地物画像位置データ２１１に基づいて、表示画像２２１の取得時刻（前後所定の時間を含む）に対応する三次元点群モデル２０６を三次元点群モデル記憶部１９６から取得し、三次元点群を表示画像２２１に投影する。
ここで、投影とは、対応する画像上の画素のｕｖ座標を求めることを意味し、点群が画像に重畳されて表示装置９０１に表示されてもされなくても構わない。
三次元点群投影検索部１４０は、前述において図５に基づいて説明したようにして、三次元点群を表示画像２２１に投影する。
【００６２】
＜Ｓ２２０：対応点特定処理＞
次に、三次元点群投影検索部１４０は、表示画像２２１に投影した三次元点群（投影点群）から地物画像位置データ２１１に含まれる地物画素に対応する投影点を特定する。
例えば、三次元点群投影検索部１４０は、地物画素から最も近い画素に投影された投影点を特定する。
また例えば、三次元点群投影検索部１４０は、画像認識処理により表示画像２２１上に映っている各地物について映っている領域を認識し、地物画素が含まれる地物（ランドマーク）の領域内に投影された投影点を特定する。つまり、三次元点群投影検索部１４０は、ランドマーク上に投影された投影点を特定する。
【００６３】
＜Ｓ２３０：対応地物位置出力処理＞
そして、三次元点群投影検索部１４０は、特定した投影点に対応するレーザ距離取得時刻と地物画像位置データ２１１に含まれる対応地物位置（ランドマークの既知座標）とを対応地物位置データ２１２として地物車両位置差分演算部１５０に出力する。
【００６４】
＜Ｓ２４０：距離方位点抽出処理＞
次に、地物車両位置差分演算部１５０は、三次元点群投影検索部１４０から出力された対応地物位置データ２１２に含まれるレーザ距離取得時刻に対応するレーザデータ２０５をレーザデータ記憶部１９５から取得する。
【００６５】
＜Ｓ２５０：車両位置差分算出処理＞
次に、地物車両位置差分演算部１５０は、取得したレーザデータ２０５に含まれるレーザ距離／方位を三次元座標のベクトル値（Δｘ、Δｙ、Δｚ）に変換する。この三次元座標のベクトル値は計測車両３００とランドマーク２３０との三次元座標の差分（車両位置差分）を示す。つまり、車両位置差分（Δｘ、Δｙ、Δｚ）は、計測車両３００からランドマーク２３０までの距離方位に相当するものである。
そして、地物車両位置差分演算部１５０は、車両位置差分と対応地物位置データ２１２に含まれる対応地物位置（ランドマークの既知座標）と対応地物位置データ２１２に含まれるレーザ距離取得時刻（差分計測時刻）とを車両位置差分データ２０７として地物車両位置差分記憶部１９７に記憶する。
【００６６】
＜Ｓ２６０：位置標定処理＞
車両位置姿勢標定部１６０は、地物車両位置差分記憶部１９７から車両位置差分データ２０７を取得し、車両位置差分と対応地物位置（ランドマークの既知座標）とに基づいて差分計測時刻における計測車両３００の位置姿勢を標定する。
そして、車両位置姿勢標定部１６０は、標定した計測車両３００の位置姿勢と差分計測時刻（時刻）とを車両位置姿勢データ２０８として車両位置姿勢記憶部１９８に記憶する。
【００６７】
例えば、前述において図６に基づいて説明したように、車両位置姿勢標定部１６０は、ランドマーク２３０の既知座標（ｘｌ、ｙｌ、ｚｌ）から車両位置差分２３５（Δｘ、Δｙ、Δｚ）だけ離れた地点の座標を計測車両３００の位置の標定値（ｘｖ、ｙｖ、ｚｖ）として算出する。
【００６８】
また例えば、車両位置姿勢標定部１６０は、差分計測時刻に取得された観測データ２０１を観測データ記憶部１９１から取得し、暫定車両位置姿勢標定部１１０と同様に計測車両３００の位置姿勢を測位し、測位した計測車両３００の位置（ｘｖｇ、ｙｖｇ、ｚｖｇ）とランドマーク２３０の既知座標（ｘｌ、ｙｌ、ｚｌ）との差分（Δｘｇ、Δｙｇ、Δｚｇ）（以下、車両位置差分Ｇという）を算出する。
次に、車両位置姿勢標定部１６０は、車両位置差分（Δｘ、Δｙ、Δｚ）と車両位置差分Ｇ（Δｘｇ、Δｙｇ、Δｚｇ）との差を観測残差としてカルマンフィルタ処理を実行して観測データ２０１の誤差を推定し、推定誤差に基づいて観測データ２０１を補正する。
そして、車両位置姿勢標定部１６０は、補正した観測データ２０１を用いて暫定車両位置姿勢標定部１１０と同様に計測車両３００の位置姿勢を測位し、測位した結果を標定値とする。
【００６９】
上記の位置標定方法では、画像表示処理（Ｓ１１０）で選択された画像に対応する地図を地図表示処理（Ｓ１３０）で表示しているが、地図表示処理（Ｓ１３０）を先に実行してユーザに地図を指定させ、表示地図の座標に対応する座標で撮像された画像を画像表示処理（Ｓ１１０）で表示してもよい。
【００７０】
また、地物情報表示処理（Ｓ１５０）は実行しなくても構わない。
【００７１】
また、車両位置差分算出処理（Ｓ２５０）を実行せず、車両位置姿勢標定部１６０は位置標定処理（Ｓ２６０）において車両位置差分ではなく距離方位に基づいて計測車両３００の位置姿勢を標定してもよい。
【００７２】
上記の位置標定方法により、計測車両３００の位置姿勢が高精度に求められる。
高精度に計測車両３００の位置姿勢が求まることにより、位置姿勢標定装置１００は、道路地物計測装置として、地物位置データベース１９４に登録する地物位置データ２０４を生成することができる。
【００７３】
例えば、図１０において、ユーザは、表示地図２２３に表記が表示されていない地物、つまり、三次元座標が未知である未知地物を表示画像２２１から見つけて、未知地物が映っている画素（未知地物画素）と未知地物の地物種別とを指定する。
位置姿勢標定装置１００は、上記の位置標定方法と同様に、三次元点群を表示画像２２１に投影し（Ｓ２１０）、未知地物画素に対応する対応点（三次元点）を特定し（Ｓ２２０）、特定した対応点（三次元点）が示す三次元座標を未知地物の位置として地物位置データ２０４を生成し、生成した地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４に登録する。
【００７４】
また、位置姿勢標定装置１００（三次元点群モデル復元部１３０）は、高精度に求めた計測車両３００の位置姿勢を用いて三次元点群モデル２０６を生成し直し、三次元点群モデル２０６の精度を高めることができる。
計測車両３００に搭載されたレーザレーダ３５０を用いて計測した三次元点群モデル２０６は、計測車両３００の位置姿勢（計測値）に誤差が含まれるため、適宜修正（補正）を行うことが好ましい。ユーザは、三次元点群モデル２０６の修正にあたり、ユーザインタフェースの画面を確認し、予め位置が判っている特定の地物（例えばＫｍポストなどのランドマーク）を指定する。つまり、ユーザは、画面上で地物の画像を確認しながらマウス作業（クリック）を行うことで、極めて簡単に、作業ミスも少なく、三次元点群モデル２０６を修正し、三次元点群モデル２０６の精度を高めることができる。
【００７５】
また、ユーザは未知地物ではなく、地物位置データベース１９４に登録されている地物（既知地物）が映っている画素（既知地物画素）を指定し、位置姿勢標定装置１００は新たに生成した三次元点群モデル２０６の三次元点群を表示画像２２１に投影し（Ｓ２１０）、既知地物画素に対応する対応点（三次元点）を特定し（Ｓ２２０）、特定した対応点（三次元点）が示す三次元座標を既知地物の位置として地物位置データ２０４を更新することができる。
【００７６】
システムの構成として、地物位置データベース１９４を、位置姿勢標定装置１００と同じ場所に設けるだけでなく、インターネット上に設ける構成としてもよい。つまり、位置姿勢標定装置１００は、インターネットを介して、地物位置データベース１９４にアクセスし、地物位置データ２０４を取得してもよい。
【００７７】
実施の形態１では、以下のような位置姿勢標定装置１００について説明した。
位置姿勢標定装置１００は、計測車両３００の走行時に都市部や山間部で十分な可視衛星数が得られなかったり、マルチパスが発生しても、計測車両３００の位置姿勢の測位精度の劣化を防ぐ。
例えば、ユーザは、入力画面内（図１０参照）で、予め測量済みの地物（ｋｍポスト、１００Ｍポスト、道路標識、国土地理院や地方公共団体が管理する水準点、マンホール、電柱など）をマウスでクリックする。そして、位置姿勢標定装置１００は、そのクリックされた地物に基づいて計測車両３００の位置姿勢の残差を算出し、算出した残差をカルマンフィルタに入力して位置姿勢の誤差推定値を算出し、算出した誤差推定値に基づいて航法装置による位置姿勢（観測データ２０１に基づいて測位された位置姿勢）を補正する。
位置姿勢標定装置１００は、ランドマークの“検出”および“認識”の段階を人間が画像確認しながら実施するため、画像処理がしづらい複雑な形状の地物でもランドマークとして使用できる。予め測量した部位を画像中で正しくマウス指定できれば、民家の屋根のアンテナ、ビルの窓、広告等など、なんでもランドマークとして使用できる。
さらに、位置姿勢標定装置１００は、計測車両３００の実走行時に取得された画像を用いて、ランドマークとして使用する測量済みの地物の地物位置の照合を実施する。このため、位置姿勢標定装置１００は、暫定車両位置が真値から大きくずれていても、ランドマーク周辺の環境を地図から読み取り、画像風景との正確な照合ができ、結果的に位置姿勢の残差が計算でき、位置姿勢の精度を向上できる。
さらに、位置姿勢標定装置１００は、ランドマークのデータベースが、単に位置と中身のＩＤを書く単純なファイルであり、特別な検索エンジンなど一切不要であり、データ更新や追加が極めて容易である。
【００７８】
実施の形態２．
実施の形態２では、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０を備えるユーザインタフェース装置と、位置姿勢標定装置１００のその他の機能を備える標定サーバ装置とを有する位置姿勢標定システムについて説明する。
以下、実施の形態１と異なる事項について主に説明し、説明を省略する事項については実施の形態１と同様であるものとする。
【００７９】
図１１は、実施の形態２における位置姿勢標定システム４００の構成図である。
実施の形態２における位置姿勢標定システム４００の構成について、図１１に基づいて以下に説明する。
【００８０】
位置姿勢標定システム４００（位置標定システム）は、ユーザインタフェース装置４１０と標定サーバ装置４２０とがインターネット９４０（通信網の一例）を介して通信接続している。
【００８１】
ユーザインタフェース装置４１０は、実施の形態１で説明した地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０および車両位置姿勢記憶部１９８の他に、標定サーバ装置４２０と通信を行うユーザ側通信部４１１（指定側送信部、指定側受信部）を備える。ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０はＷｅｂブラウザとして機能する。
同様に、標定サーバ装置４２０は、実施の形態１で説明した機能（地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０を除く）の他に、ユーザインタフェース装置４１０と通信を行うサーバ側通信部４２１（標定側受信部、標定側送信部）を備える。さらに、標定サーバ装置４２０は、Ｗｅｂサーバとして機能するサーバ制御部４２２を備える。
ユーザ側通信部４１１とサーバ側通信部４２１とは、通信機器を用いて、インターネット９４０を介して互いにデータの送受信を行う。
【００８２】
実施の形態２における位置姿勢標定システム４００の位置姿勢標定方法（位置標定方法）は、実施の形態１（図８、図９）と同様である。
以下、実施の形態２における位置姿勢標定システム４００の位置姿勢標定方法について、図８および図９に基づいて捕捉説明する。
【００８３】
まず、画像表示処理（Ｓ１１０）［図８］の捕捉説明を行う。
ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザが指定した画像の識別情報（例えば、図１０の画像移動用ボタン群２２２に対するユーザの操作情報）を含んだ画像要求をユーザ側通信部４１１を介して標定サーバ装置４２０に送信する。
標定サーバ装置４２０のサーバ制御部４２２は、サーバ側通信部４２１を介して画像要求を受信する。画像要求を受信した標定サーバ装置４２０は、画像要求に含まれる識別情報に基づいて、ユーザインタフェース装置４１０から要求された画像データ２０３を画像データ記憶部１９３から取得し、取得した画像データ２０３を含んだ画像応答をサーバ側通信部４２１を介してユーザインタフェース装置４１０に送信する。
そして、ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、画像応答をユーザ側通信部４１１を介して受信し、画像応答に含まれる画像データ２０３の画像を表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示する（図１０参照）。
【００８４】
次に、地図表示処理（Ｓ１３０）［図８］の捕捉説明を行う。
標定サーバ装置４２０のサーバ制御部４２２は、画像表示処理（Ｓ１１０）において画像要求によりユーザインタフェース装置４１０から要求された画像データ２０３の取得時刻に対応する暫定位置姿勢データ２０２を暫定車両位置姿勢記憶部１９２から取得し、取得した暫定位置姿勢データ２０２が示す計測車両３００の三次元座標の周辺に位置する地物の地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４から取得する。
そして、サーバ制御部４２２は、取得した地物位置データ２０４に基づいて地図を生成し、生成した地図を表す地図情報をサーバ側通信部４２１を介してユーザインタフェース装置４１０に送信する。
ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、地図情報をユーザ側通信部４１１を介して受信し、受信した地図情報が表す地図を表示地図２２３として地物ＤＢ検索画面２２０に表示する（図１０参照）。
【００８５】
次に、地物表記入力処理（Ｓ１４０）および地物情報表示処理（Ｓ１５０）［図８］の捕捉説明を行う。
地物表記入力処理（Ｓ１４０）において、ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、表示地図２２３に対するユーザの表記指定により指定された表記を識別する識別情報を含んだ表記情報をユーザ側通信部４１１を介して標定サーバ装置４２０に送信する。
標定サーバ装置４２０のサーバ制御部４２２は、サーバ側通信部４２１を介して表記情報を受信し、表記情報に含まれる識別情報に基づいて、ユーザに指定された表記に対応する地物（ランドマーク）の地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４から取得する。
そして、サーバ制御部４２２は、取得した地物位置データ２０４に基づいて地物種別および車両相対位置を特定し、地物位置データ２０４の識別情報、地物種別および車両相対位置を地物情報２２４としてサーバ側通信部４２１を介してユーザインタフェース装置４１０に送信する。
地物情報表示処理（Ｓ１５０）において、ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザ側通信部４１１を介して地物情報２２４を受信し、地物情報２２４（地物位置データ２０４の識別情報を除く）を地物ＤＢ検索画面２２０に表示する（図１０参照）。
【００８６】
次に、地物画素位置出力処理（Ｓ１６０）［図８］の捕捉説明を行う。
ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、画像表示処理（Ｓ１１０）で表示した地物画像位置データ２１１の取得時刻（対象時刻）、地物画素入力処理（Ｓ１２０）でユーザに指定された画素のｕｖ座標（画像中地物位置）（画素指定に相当）および地物情報表示処理（Ｓ１５０）で受信した地物情報２２４に含まれる地物位置データ２０４の識別情報（表記指定に相当）を指定情報としてユーザ側通信部４１１を介して標定サーバ装置４２０に送信する。
標定サーバ装置４２０のサーバ制御部４２２は、サーバ側通信部４２１を介して指定情報を受信し、指定情報に含まれる対象時刻の暫定位置姿勢データ２０２を暫定車両位置姿勢記憶部１９２から取得し、指定情報に含まれる地物位置データ２０４の識別情報で識別される地物位置データ２０４を地物位置データベース１９４から取得する。
そして、サーバ制御部４２２は、指定情報に含まれる対象時刻、指定情報に含まれる画像中地物位置、暫定位置姿勢データ２０２が示す計測車両３００の位置姿勢および地物位置データ２０４が示すランドマークの既知座標（対応地物位置）を地物画像位置データ２１１として三次元点群投影検索部１４０に出力する。
【００８７】
三次元点群投影処理（Ｓ２１０）〜車両位置差分算出処理（Ｓ２５０）は実施の形態１と同様である。
【００８８】
次に、位置標定処理（Ｓ２６０）［図９］の捕捉説明を行う。
標定サーバ装置４２０のサーバ制御部４２２は、車両位置姿勢標定部１６０により標定された計測車両３００の位置姿勢と時刻とを車両位置姿勢データ２０８としてサーバ側通信部４２１を介してユーザインタフェース装置４１０に送信する。
ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０は、ユーザ側通信部４１１を介して車両位置姿勢データ２０８を受信し、受信した車両位置姿勢データ２０８を車両位置姿勢記憶部１９８に記憶する。
【００８９】
システムの構成として、地物位置データベース１９４を、標定サーバ装置４２０と同じ場所に設けるだけでなく、インターネット９４０上に設ける構成としてもよい。つまり、標定サーバ装置４２０は、インターネット９４０を介して、地物位置データベース１９４にアクセスし、地物位置データ２０４を取得してもよい。
【００９０】
実施の形態２により、観測データ記憶部１９１、画像データ記憶部１９３、レーザデータ記憶部１９５および地物位置データベース１９４をそれぞれに備えなくても、複数のユーザインタフェース装置４１０で計測車両３００の位置姿勢を標定することができる。
【００９１】
また、以下のように、ユーザインタフェース装置４１０を用いて、高精度な三次元点群モデル２０６を生成することができる。
ユーザインタフェース装置４１０の地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（画像表示部）は、ユーザに指定されたカメラ画像を表示画像２２１として地物ＤＢ検索画面２２０に表示する。
そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地物画素入力部）は、地物ＤＢ検索画面２２０に対してユーザが指定した画素を示す画素指定をマウス９０３から入力する。画素指定は、ランドマークが映っている画素を示す。
さらに、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地図表示部）は、表示画像２２１の撮像が行われた撮像地域を示す表示地図２２３を地物ＤＢ検索画面２２０に表示する。
そして、地物ＤＢ検索ＧＵＩ部１２０（地物表記入力部）は、表示地図２２３に対してユーザが指定した地物表記を示す表記指定をマウス９０３から入力する。表記指定は、画素指定されたランドマークの表記を示す。
ユーザ側通信部４１１（指定側送信部）は、画素指定と表記指定とを標定サーバ装置４２０に送信し、標定サーバ装置４２０に三次元点群モデル２０６を再生成させる。
標定サーバ装置４２０では、ユーザ側通信部４１１により送信された画素指定と表記指定とに基づいて以下の処理を行う。
車両位置姿勢標定部１６０は、地物画素とランドマークの三次元座標と計測車両３００のレーザレーダ３５０により取得されたレーザデータ２０５とに基づいて算出される計測車両３００の位置と、計測車両３００の測位センサにより取得された観測データ２０１に基づいて算出される計測車両３００の位置との差分に基づいて、計測車両３００の位置姿勢を標定する。
そして、三次元点群モデル復元部１３０は、標定された計測車両３００の位置姿勢に基づいて、三次元点群モデル２０６を再生成する。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施の形態１における計測車両３００を示す図。
【図２】実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法の概要を示す図。
【図３】実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の機能構成図。
【図４】実施の形態１における計測車両３００の位置姿勢、距離方位点の距離方位および距離方位点に対応する三次元点２３２の関係図。
【図５】実施の形態１における投影点を示す図。
【図６】実施の形態１における計測車両３００とランドマーク２３０と車両位置差分２３５との関係図。
【図７】実施の形態１における位置姿勢標定装置１００のハードウェア資源の一例を示す図。
【図８】実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法を示すフローチャート。
【図９】実施の形態１における位置姿勢標定装置１００の位置姿勢標定方法を示すフローチャート。
【図１０】実施の形態１における地物ＤＢ検索画面２２０を示す図。
【図１１】実施の形態２における位置姿勢標定システム４００の構成図。
【符号の説明】
【００９３】
１００ 位置姿勢標定装置、１１０ 暫定車両位置姿勢標定部、１２０ 地物ＤＢ検索ＧＵＩ部、１２１ 画像表示部、１２２ 地物ＤＢ表示部、１３０ 三次元点群モデル復元部、１４０ 三次元点群投影検索部、１５０ 地物車両位置差分演算部、１６０ 車両位置姿勢標定部、１９１ 観測データ記憶部、１９２ 暫定車両位置姿勢記憶部、１９３ 画像データ記憶部、１９４ 地物位置データベース、１９５ レーザデータ記憶部、１９６ 三次元点群モデル記憶部、１９７ 地物車両位置差分記憶部、１９８ 車両位置姿勢記憶部、２０１ 観測データ、２０２ 暫定位置姿勢データ、２０３ 画像データ、２０４ 地物位置データ、２０５ レーザデータ、２０６ 三次元点群モデル、２０７ 車両位置差分データ、２０８ 車両位置姿勢データ、２１１ 地物画像位置データ、２１２ 対応地物位置データ、２２０ 地物ＤＢ検索画面、２２１ 表示画像、２２１ａ ｋｍポスト、２２１ｂ 信号機、２２１ｃ 車道、２２１ｄ 白線、２２１ｅ 歩道、２２２ 画像移動用ボタン群、２２２ａ スクロールバー、２２２ａ１ つまみ、２２２ｂ 先送りボタン、２２２ｃ 早送りボタン、２２２ｄ 巻き戻しボタン、２２２ｅ 早戻しボタン、２２２ｆ 停止ボタン、２２３ 表示地図、２２３ａ 計測車両、２２３ｂ ｋｍポスト、２２３ｃ 車道、２２３ｄ 信号機、２２３ｅ 標識、２２３ｆ ｋｍポスト、２２４ 地物情報、２２５ 決定ボタン、２３０ ランドマーク、２３１ 対象距離方位点、２３１ａ 距離方位、２３２ 三次元点、２３３ 撮像面、２３４ 投影点、２３５ 車両位置差分、２３６ 車両位置差分Ｇ、２３７ ｕｖ座標空間、３００ 計測車両、３０１ 天板、３１０ ＧＰＳ受信機、３２０ 慣性センサ、３３０ オドメトリ、３４０ カメラ、３５０ レーザレーダ、４００ 位置姿勢標定システム、４１０ ユーザインタフェース装置、４１１ ユーザ側通信部、４２０ 標定サーバ装置、４２１ サーバ側通信部、４２２ サーバ制御部、９０１ 表示装置、９０２ キーボード、９０３ マウス、９０４ ＦＤＤ、９０５ ＣＤＤ、９０６ プリンタ装置、９０７ スキャナ装置、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２２ ウィンドウシステム、９２３ プログラム群、９２４ ファイル群、９４０ インターネット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定装置であり、
前記計測車両のカメラにより撮像された画像であり特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示部と、
前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力部と、
前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示部と、
前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力部と、
前記測位センサにより取得された測位情報に基づいて前記計測車両の位置姿勢を測位する測位部と、
前記測位部により測位された前記計測車両の位置姿勢に基づいて、前記レーザレーダにより取得された前記距離方位点群に対応させて地物の三次元座標を示す三次元点群を生成する三次元点群生成部と、
前記三次元点群生成部により生成された三次元点群を前記画像表示部により表示された前記表示画像に投影する三次元点群投影部と、
前記三次元点群投影部により前記表示画像に投影された前記三次元点群に基づいて、前記地物画素入力部により入力された前記画素指定で指定された前記地物画素に対応する距離方位点を前記距離方位点群からＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて抽出する距離方位点抽出部と、
前記地物表記入力部により入力された前記表記指定で指定された前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位とに基づいて前記計測車両の位置をＣＰＵを用いて標定する位置標定部と
を備えたことを特徴とする位置標定装置。
【請求項２】
前記位置標定装置は、さらに、
前記測位部により測位された前記計測車両の位置と前記表記指定で指定された前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標とに基づいて前記計測車両から前記特定の地物までの距離方位を算出する距離方位算出部と、
前記距離方位算出部により算出された距離方位と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位との差を距離方位残差としてＣＰＵを用いて算出する距離方位残差算出部と
を備え、
前記位置標定部は、前記距離方位残差算出部により算出された距離方位残差に基づいて前記計測車両の位置を標定する
ことを特徴とする請求項１記載の位置標定装置。
【請求項３】
画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定システムであり、
前記計測車両のカメラにより撮像された画像であり特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示部と、
前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力部と、
前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示部と、
前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力部と、
前記地物画素入力部により入力された前記画素指定と前記地物表記入力部により入力された前記表記指定とを含んだ指定情報を通信機器を用いて送信する指定側送信部と、
前記指定側送信部により送信された前記指定情報に基づいて標定された前記計測車両の位置を通信機器を用いて受信する指定側受信部と、
前記指定側受信部により受信された前記計測車両の位置を記憶機器を用いて記憶する位置記憶部と
を備えるユーザインタフェース装置と、
前記ユーザインタフェース装置の前記指定側送信部により送信された前記指定情報を通信機器を用いて受信する標定側受信部と、
前記測位センサにより取得された測位情報に基づいて前記計測車両の位置姿勢を測位する測位部と、
前記測位部により測位された前記計測車両の位置姿勢に基づいて、前記レーザレーダにより取得された前記距離方位点群に対応させて地物の三次元座標を示す三次元点群を生成する三次元点群生成部と、
前記三次元点群生成部により生成された三次元点群を前記画像表示部により表示された前記表示画像に投影する三次元点群投影部と、
前記三次元点群投影部により前記表示画像に投影された前記三次元点群と前記標定側受信部により受信された前記指定情報とに基づいて、前記地物画素に対応する距離方位点を前記距離方位点群からＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて抽出する距離方位点抽出部と、
前記標定側受信部により受信された前記指定情報に基づいて前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標を特定し、前記特定の地物の三次元座標と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位とに基づいて前記計測車両の位置をＣＰＵを用いて標定する位置標定部と、
前記位置標定部により標定された前記計測車両の位置を前記ユーザインタフェース装置の前記指定側受信部に通信機器を用いて送信する標定側送信部と
を備える標定サーバ装置と
を有することを特徴とする位置標定システム。
【請求項４】
画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定システムのユーザインタフェース装置であり、
前記計測車両のカメラにより撮像された画像であり特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示部と、
前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力部と、
前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示部と、
前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力部と、
前記地物画素入力部により入力された前記画素指定と前記地物表記入力部により入力された前記表記指定とを含んだ指定情報を前記指定情報に基づいて前記計測車両の位置を標定する標定サーバ装置に対して通信機器を用いて送信する指定側送信部と、
前記指定側送信部により送信された前記指定情報に基づいて標定された前記計測車両の位置を前記標定サーバ装置から通信機器を用いて受信する指定側受信部と、
前記指定側受信部により受信された前記計測車両の位置を記憶機器を用いて記憶する位置記憶部と
を備えたことを特徴とする位置標定システムのユーザインタフェース装置。
【請求項５】
画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定システムの標定サーバ装置であり、
前記計測車両のカメラにより撮像された画像に対して特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力すると共に、前記地物画素が指定された画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力するユーザインタフェース装置から送信された前記画素指定と前記表記指定とを含んだ指定情報を通信機器を用いて受信する標定側受信部と、
前記測位センサにより取得された測位情報に基づいて前記計測車両の位置姿勢を測位する測位部と、
前記測位部により測位された前記計測車両の位置姿勢に基づいて、前記レーザレーダにより取得された前記距離方位点群に対応させて地物の三次元座標を示す三次元点群を生成する三次元点群生成部と、
前記三次元点群生成部により生成された三次元点群を前記画像表示部により表示された前記表示画像に投影する三次元点群投影部と、
前記三次元点群投影部により前記表示画像に投影された前記三次元点群と前記標定側受信部により受信された前記指定情報とに基づいて、前記地物画素に対応する距離方位点を前記距離方位点群からＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて抽出する距離方位点抽出部と、
前記標定側受信部により受信された前記指定情報に基づいて前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標を特定し、前記特定の地物の三次元座標と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位とに基づいて前記計測車両の位置をＣＰＵを用いて標定する位置標定部と、
前記位置標定部により標定された前記計測車両の位置を前記ユーザインタフェース装置に通信機器を用いて送信する標定側送信部と
を備えたことを特徴とする位置標定システムの標定サーバ装置。
【請求項６】
画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定方法であり、
画像表示部が、前記計測車両のカメラにより撮像された画像であり特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示処理を行い、
地物画素入力部が、前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力処理を行い、
地図表示部が、前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示処理を行い、
地物表記入力部が、前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力処理を行い、
測位部が、前記測位センサにより取得された測位情報に基づいて前記計測車両の位置姿勢を測位する測位処理を行い、
三次元点群生成部が、前記測位部により測位された前記計測車両の位置姿勢に基づいて、前記レーザレーダにより取得された前記距離方位点群に対応させて地物の三次元座標を示す三次元点群を生成する三次元点群生成処理を行い、
三次元点群投影部が、前記三次元点群生成部により生成された三次元点群を前記画像表示部により表示された前記表示画像に投影する三次元点群投影処理を行い、
距離方位点抽出部が、前記三次元点群投影部により前記表示画像に投影された前記三次元点群に基づいて、前記地物画素入力部により入力された前記画素指定で指定された前記地物画素に対応する距離方位点を前記距離方位点群からＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて抽出する距離方位点抽出処理を行い、
位置標定部が、前記地物表記入力部により入力された前記表記指定で指定された前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位とに基づいて前記計測車両の位置をＣＰＵを用いて標定する位置標定処理を行う
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項７】
車両に搭載されたカメラにより撮像された画像であり三次元座標が既知である特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示部と、
前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力部と、
前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記特定の地物を示す表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示部と、
前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力部と、
前記地物画素入力部により入力された前記画素指定と前記地物表記入力部により入力された前記表記指定とを地物の三次元点群モデルを有する標定サーバ装置に対して送信し、前記標定サーバ装置に対して、前記地物画素と前記特定の地物の三次元座標と前記車両に搭載されたレーザレーダの取得情報とに基づいて算出される前記車両の位置と、前記車両に搭載された測位センサの取得情報に基づいて算出される前記車両の位置との差分に基づいて標定される前記車両の位置に基づいて前記地物の三次元点群モデルの再生成を開始させる指定側送信部と、
を備えたことを特徴とする位置標定システムのユーザインタフェース装置。
【請求項１】
画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定装置であり、
前記計測車両のカメラにより撮像された画像であり特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示部と、
前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力部と、
前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示部と、
前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力部と、
前記測位センサにより取得された測位情報に基づいて前記計測車両の位置姿勢を測位する測位部と、
前記測位部により測位された前記計測車両の位置姿勢に基づいて、前記レーザレーダにより取得された前記距離方位点群に対応させて地物の三次元座標を示す三次元点群を生成する三次元点群生成部と、
前記三次元点群生成部により生成された三次元点群を前記画像表示部により表示された前記表示画像に投影する三次元点群投影部と、
前記三次元点群投影部により前記表示画像に投影された前記三次元点群に基づいて、前記地物画素入力部により入力された前記画素指定で指定された前記地物画素に対応する距離方位点を前記距離方位点群からＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて抽出する距離方位点抽出部と、
前記地物表記入力部により入力された前記表記指定で指定された前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位とに基づいて前記計測車両の位置をＣＰＵを用いて標定する位置標定部と
を備えたことを特徴とする位置標定装置。
【請求項２】
前記位置標定装置は、さらに、
前記測位部により測位された前記計測車両の位置と前記表記指定で指定された前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標とに基づいて前記計測車両から前記特定の地物までの距離方位を算出する距離方位算出部と、
前記距離方位算出部により算出された距離方位と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位との差を距離方位残差としてＣＰＵを用いて算出する距離方位残差算出部と
を備え、
前記位置標定部は、前記距離方位残差算出部により算出された距離方位残差に基づいて前記計測車両の位置を標定する
ことを特徴とする請求項１記載の位置標定装置。
【請求項３】
画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定システムであり、
前記計測車両のカメラにより撮像された画像であり特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示部と、
前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力部と、
前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示部と、
前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力部と、
前記地物画素入力部により入力された前記画素指定と前記地物表記入力部により入力された前記表記指定とを含んだ指定情報を通信機器を用いて送信する指定側送信部と、
前記指定側送信部により送信された前記指定情報に基づいて標定された前記計測車両の位置を通信機器を用いて受信する指定側受信部と、
前記指定側受信部により受信された前記計測車両の位置を記憶機器を用いて記憶する位置記憶部と
を備えるユーザインタフェース装置と、
前記ユーザインタフェース装置の前記指定側送信部により送信された前記指定情報を通信機器を用いて受信する標定側受信部と、
前記測位センサにより取得された測位情報に基づいて前記計測車両の位置姿勢を測位する測位部と、
前記測位部により測位された前記計測車両の位置姿勢に基づいて、前記レーザレーダにより取得された前記距離方位点群に対応させて地物の三次元座標を示す三次元点群を生成する三次元点群生成部と、
前記三次元点群生成部により生成された三次元点群を前記画像表示部により表示された前記表示画像に投影する三次元点群投影部と、
前記三次元点群投影部により前記表示画像に投影された前記三次元点群と前記標定側受信部により受信された前記指定情報とに基づいて、前記地物画素に対応する距離方位点を前記距離方位点群からＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて抽出する距離方位点抽出部と、
前記標定側受信部により受信された前記指定情報に基づいて前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標を特定し、前記特定の地物の三次元座標と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位とに基づいて前記計測車両の位置をＣＰＵを用いて標定する位置標定部と、
前記位置標定部により標定された前記計測車両の位置を前記ユーザインタフェース装置の前記指定側受信部に通信機器を用いて送信する標定側送信部と
を備える標定サーバ装置と
を有することを特徴とする位置標定システム。
【請求項４】
画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定システムのユーザインタフェース装置であり、
前記計測車両のカメラにより撮像された画像であり特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示部と、
前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力部と、
前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示部と、
前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力部と、
前記地物画素入力部により入力された前記画素指定と前記地物表記入力部により入力された前記表記指定とを含んだ指定情報を前記指定情報に基づいて前記計測車両の位置を標定する標定サーバ装置に対して通信機器を用いて送信する指定側送信部と、
前記指定側送信部により送信された前記指定情報に基づいて標定された前記計測車両の位置を前記標定サーバ装置から通信機器を用いて受信する指定側受信部と、
前記指定側受信部により受信された前記計測車両の位置を記憶機器を用いて記憶する位置記憶部と
を備えたことを特徴とする位置標定システムのユーザインタフェース装置。
【請求項５】
画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定システムの標定サーバ装置であり、
前記計測車両のカメラにより撮像された画像に対して特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力すると共に、前記地物画素が指定された画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力するユーザインタフェース装置から送信された前記画素指定と前記表記指定とを含んだ指定情報を通信機器を用いて受信する標定側受信部と、
前記測位センサにより取得された測位情報に基づいて前記計測車両の位置姿勢を測位する測位部と、
前記測位部により測位された前記計測車両の位置姿勢に基づいて、前記レーザレーダにより取得された前記距離方位点群に対応させて地物の三次元座標を示す三次元点群を生成する三次元点群生成部と、
前記三次元点群生成部により生成された三次元点群を前記画像表示部により表示された前記表示画像に投影する三次元点群投影部と、
前記三次元点群投影部により前記表示画像に投影された前記三次元点群と前記標定側受信部により受信された前記指定情報とに基づいて、前記地物画素に対応する距離方位点を前記距離方位点群からＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて抽出する距離方位点抽出部と、
前記標定側受信部により受信された前記指定情報に基づいて前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標を特定し、前記特定の地物の三次元座標と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位とに基づいて前記計測車両の位置をＣＰＵを用いて標定する位置標定部と、
前記位置標定部により標定された前記計測車両の位置を前記ユーザインタフェース装置に通信機器を用いて送信する標定側送信部と
を備えたことを特徴とする位置標定システムの標定サーバ装置。
【請求項６】
画像を撮像するカメラと地物に対する距離方位を示す複数の距離方位点を距離方位点群として取得するレーザレーダと位置姿勢の測位に用いられる測位情報を取得する測位センサとが設置された計測車両に対して位置を標定する位置標定方法であり、
画像表示部が、前記計測車両のカメラにより撮像された画像であり特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示処理を行い、
地物画素入力部が、前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力処理を行い、
地図表示部が、前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記撮像地域に存在すると共に三次元座標が既知である複数の地物それぞれの表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示処理を行い、
地物表記入力部が、前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力処理を行い、
測位部が、前記測位センサにより取得された測位情報に基づいて前記計測車両の位置姿勢を測位する測位処理を行い、
三次元点群生成部が、前記測位部により測位された前記計測車両の位置姿勢に基づいて、前記レーザレーダにより取得された前記距離方位点群に対応させて地物の三次元座標を示す三次元点群を生成する三次元点群生成処理を行い、
三次元点群投影部が、前記三次元点群生成部により生成された三次元点群を前記画像表示部により表示された前記表示画像に投影する三次元点群投影処理を行い、
距離方位点抽出部が、前記三次元点群投影部により前記表示画像に投影された前記三次元点群に基づいて、前記地物画素入力部により入力された前記画素指定で指定された前記地物画素に対応する距離方位点を前記距離方位点群からＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて抽出する距離方位点抽出処理を行い、
位置標定部が、前記地物表記入力部により入力された前記表記指定で指定された前記地物表記に対応する前記特定の地物の三次元座標と前記距離方位点抽出部により抽出された距離方位点が示す距離方位とに基づいて前記計測車両の位置をＣＰＵを用いて標定する位置標定処理を行う
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項７】
車両に搭載されたカメラにより撮像された画像であり三次元座標が既知である特定の地物が映っている画像を表示画像として表示装置に表示する画像表示部と、
前記画像表示部により表示された前記表示画像に対して前記特定の地物が映っている画素が地物画素として指定された画素指定を入力機器から入力する地物画素入力部と、
前記表示画像の撮像が行われた撮像地域を示す地図であり前記特定の地物を示す表記が含まれる地図を表示地図として表示装置に表示する地図表示部と、
前記地図表示部により表示された前記表示地図に対して前記特定の地物を示す表記が地物表記として指定された表記指定を入力機器から入力する地物表記入力部と、
前記地物画素入力部により入力された前記画素指定と前記地物表記入力部により入力された前記表記指定とを地物の三次元点群モデルを有する標定サーバ装置に対して送信し、前記標定サーバ装置に対して、前記地物画素と前記特定の地物の三次元座標と前記車両に搭載されたレーザレーダの取得情報とに基づいて算出される前記車両の位置と、前記車両に搭載された測位センサの取得情報に基づいて算出される前記車両の位置との差分に基づいて標定される前記車両の位置に基づいて前記地物の三次元点群モデルの再生成を開始させる指定側送信部と、
を備えたことを特徴とする位置標定システムのユーザインタフェース装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２６４９８３（Ｐ２００９−２６４９８３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１６３７８（Ｐ２００８−１１６３７８）
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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