路面標示地図生成方法
【課題】 道路を走行しながら路面を撮影した画像から、路面標示を含む画像を生成する。
【解決手段】 道路を走行しながら路面をビデオカメラで撮影するとともに、各撮影地点の位置座標をＧＰＳ等で取得する。コンピュータは、この動画の各フレーム画像を変換して真上から見た状態の正射画像を生成し、撮影地点の位置座標に基づいて走行したパス上に配置することで、連結画像を生成する。次に、位置の異なる複数パス分の連結画像ＰＩＣ５４，ＰＩＣ５５内にに共通して写されている対応点Ｐ５３〜Ｐ５６を画像処理によって自動的に特定する。そして、画像撮影時の位置精度が低い側のパスの対応点を、位置精度が高い側のパスの対応点に一致するように、連結画像を構成する各正射画像の配置を平行移動する。こうすることによって、位置精度が高い路面画像を生成することができる。
【解決手段】 道路を走行しながら路面をビデオカメラで撮影するとともに、各撮影地点の位置座標をＧＰＳ等で取得する。コンピュータは、この動画の各フレーム画像を変換して真上から見た状態の正射画像を生成し、撮影地点の位置座標に基づいて走行したパス上に配置することで、連結画像を生成する。次に、位置の異なる複数パス分の連結画像ＰＩＣ５４，ＰＩＣ５５内にに共通して写されている対応点Ｐ５３〜Ｐ５６を画像処理によって自動的に特定する。そして、画像撮影時の位置精度が低い側のパスの対応点を、位置精度が高い側のパスの対応点に一致するように、連結画像を構成する各正射画像の配置を平行移動する。こうすることによって、位置精度が高い路面画像を生成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーションなどで使用される電子地図データには、多様な機能を実現するため、種々の詳細なデータが要求されている。その一つとして、横断歩道や中央線、車線境界線などの路面に描かれる標示が挙げられる。これらの標示を予め画像として取得しておくことにより、ユーザに対して実際の路面に近い画像を提供することができ、直感的に理解しやすい案内を実現することが可能となる。
【０００３】
標示を含む路面の画像を効率的に生成するための技術として特許文献１、特許文献２などが挙げられる。
特許文献１は、車輌の前後または側方に対してデジタルカメラ等により取得された画像から、路面の標示を含む静止画像を生成する技術を開示している。この技術では、目的の道路を車両で走行しながら、その車両に搭載されたデジタルカメラで路面の標示等を撮影する。そして、動画を構成する各フレーム画像を真上から見た状態の正射画像に変換し、撮影位置に応じて配列する。正射画像とは、道路の垂直上方の無限遠点に視点を置いた場合の道路画像を言う。複数のフレーム画像を配列することによって、１回の走行の軌跡（以下、パスと呼ぶこともある）に沿った道路面の合成画像を得ることができる。
【０００４】
特許文献２は、２つのパスで得られた画像を合成して幅広の道路画像を合成する技術を開示している。この技術では、まず一つのパスで得られた画像に対して、道路の車線境界線など、本来、直線的に描かれているものが直線として表示されるようにアフィン変換をかける。そして、２つのパスで共通して撮影されている車線境界線などの座標が一致するように、一方のパスの画像をアフィン変換する。また、同様の方法によって、パスごとに画像をアフィン変換しながら合成することによって３以上のパスを合成する技術も開示している。
【０００５】
また、標示を含む路面の画像を生成する技術とは異なるが、複数の画像の合成技術として特許文献３が挙げられる。特許文献３は、空中から地上を撮影したビデオ映像から広域写真地図を作成するための技術を開示している。この技術では、複数の画像に共通して存在する被写体上の特徴点を抽出し、この特徴点の移動量を求め、撮影時の位置・姿勢情報に応じた変換をかけた上でこれらの画像を合成する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４９１０３号公報
【特許文献２】特許第３８２０４２８号公報
【特許文献３】特開２００６−１９５５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
地図データには、経路探索用に道路をノード、リンクで表した道路ネットワーク、および地図を表示するために道路をポリゴンで表したデータなどがある。道路ネットワークでは、道路を１本または２本のリンクで代表させているため、リンクに付された座標は、道路のいずれの部分を表しているか厳密には分からない。描画データでは、道路を表すポリゴンの外周の位置座標は分かるものの、道路内部の地点についての位置座標は分からない。
例えば、道路内部の各地点の位置座標が詳細に得られている地図データが存在すれば、車両の現在位置に応じて、車両が道路のどの車線を走行しているかを判断して、車線変更の案内を行うことや、車両に横断歩道が接近していることを警告するなどの高機能な案内を実現することが可能となる。
しかし、従来の地図データは、これらの高精度、高機能な案内を実現するためには不十分な精度しか有していなかった。仮に車両の現在位置を精度良く把握したとしても、その位置情報を活かすだけの詳細な地図データが用意されていたとは言えなかったのである。
【０００８】
路面の標示は道路上の位置座標を豊富にするための目的物として適している。例えば、横断歩道や車線境界線の位置座標が得られていれば、上述した高機能な案内の実現に資することができる。
しかし、従来技術は、いずれも道路面の合成画像を得ることを主目的としており、路面の標示の位置座標を得ることを目的としてはいなかった。
例えば、特許文献２の技術は、道路が直線か曲線かに関わらず車両の進行方向をＸ軸とし、その移動距離をＸ座標として画像を表しているに過ぎず、このＸ軸に直交する方向にのみ画像をアフィン変換するに過ぎない。複数のパスで得られた画像について、このように定められたＸ座標が十分に一致しているという保証はないから、特許文献２の技術では路面の標示の位置座標を精度良く得ることはできない。
また、アフィン変換は、原画像の長方形領域を平行四辺形に歪ませる作用を持つ変換とも言えるから、特許文献２の技術では、アフィン変換によって画像の合成を行うことにより画質の劣化を招き、路面の標示の位置座標を一層低下させるという課題もある。
一方、特許文献１記載の技術は、１回のパスで得られる画像に対する処理を開示しているのみであり、道路全体を十分にカバーすることができない。
【０００９】
本発明は、これらの課題を解決し、複数のパスで得られる画像を、高い位置精度で合成することによって、路面の標示を含む地図の生成を可能とすることを目的とする。また、この合成をする際の処理負荷の軽減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、コンピュータによって道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成する生成方法として構成することができる。
本発明では、まず、コンピュータは、道路面を撮影する際の移動軌跡である複数のパスに沿って移動しながら標示を含む路面を撮影した連続画像の画像データと、この画像データの撮影位置を表す位置座標データとを入力する。
上述の画像データは、例えば、車両などの移動体に搭載した撮影装置によって撮影することができる。撮影装置としては、例えば、ディジタル・ビデオ・カメラなどを用いることができる。また、撮影装置には、撮影時の位置座標データを取得する位置計測装置を搭載しておくことが好ましい。位置計測装置は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）や、ジャイロなどの慣性航法装置などを単独または組み合わせて用いることができる。また、処理の便宜上、撮影した画像と位置座標データを入力し、両者を同期させて記録する記録装置を用意しておくことが好ましい。
【００１１】
コンピュータは、入力された画像データを構成する各フレーム画像を変換して、路面を真上から見た状態の正射画像を得る。正射画像は、各フレーム画像の一部を利用して生成してもよい。
そして、こうして得られた正射画像を位置座標データに基づいて、パス上に配置することにより、各パスの路面を表す連結画像を生成して表示する。この際、正射画像の一部が重なっても良い。正射画像は、例えば、その中心線がパスの進行方向に沿う状態で配置することが好ましい。
こうすることで連結画像がパスの本数分だけ得られる。それぞれ位置座標に誤差が含まれるため、複数本の連結画像は、誤差に応じて、ずれて表示される。
【００１２】
次にコンピュータは、複数のパスのうち２本以上のパスの連結画像に共通して撮影されている領域内で、対応する対応点を、各連結画像の所定の特徴点を抽出する画像処理に基づいて特定する。例えば、２本のパスに横断歩道が共通に撮影されている場合には、それぞれの連結画像において画像処理によって、横断歩道の縞模様のいずれかの角を特徴点として抽出し、これらの特徴点のうち対応するものを対応点とすることができる。対応点として使用する特徴点は、横断歩道に限らず、画像処理によって抽出された特徴点から任意に選択可能である。標示と無関係に特定するようにしてもよい。
上述の処理によって特定された対応点同士のずれは、位置座標の誤差を表すことになる。
【００１３】
コンピュータは、対応する対応点の位置が一致するように設定された移動ベクトルに基づいて、各パスの連結画像に対して補正をかけることで、複数のパスにまたがる道路面の合成画像を生成する。
この補正は、移動ベクトルに基づいて、連結画像を構成する領域ごとに平行移動することによって行う。この領域は、一旦、生成された連結画像を元の正射画像に相当するサイズまたは別の任意に設定されたサイズに分割したものでもよい。また、連結画像を生成する際に、正射画像を合成せずに配置するだけに留めておく場合には、各正射画像ごとに位置を修正するようにしてもよい。
【００１４】
本発明の生成方法によれば、撮影時の位置座標データに基づいて各パスの路面を表す連結画像を生成することができるため、位置精度が確保された状態で連結画像を得ることができる。
そして、複数のパスに存在する対応点が一致するように各パスの位置を修正することによって、各パス間の位置精度の誤差を解消することができる。
【００１５】
また、各パスの合成は、連結画像を領域ごとに平行移動することによって行うため、各領域の正射画像に歪みを加えることなく位置を修正することができる。従って、この修正時には路面の標示は、各領域の正射画像内での相対的な位置精度を保持しておくことができる。
更に、各パスの合成に使用する対応点は、コンピュータが画像処理によって抽出した特徴点に基づき設定することができる。このため、オペレータが逐一、対応点を指定する必要がなく、軽い処理負荷で合成を行うことができる。もっとも、対応点の特定は、完全に自動化する必要はなく、コンピュータが特定した対応点に対し、オペレータが一部を修正、削除したり、他の対応点を追加したりできるようにしてもよい。
以上の作用によって、本発明の生成方法によれば、撮影時の位置精度を確保した状態で、路面の標示を含む合成画像を得ることができる。従って、この合成画像を用いることにより、路面の標示を含む路面標示地図を生成することが可能となる。ここで、路面標示地図は、この合成画像を用いた印刷物として生成してもよいし、合成画像に基づき路面標示の位置座標を取得して、電子化することにより、電子地図として生成してもよい。
【００１６】
本発明の生成方法においては、複数のパスの一つを基準パスに設定し、この基準パスに他のパスを合わせるように合成を行っても良い。
この時、基準パスは、オペレータが指定するなど、種々の方法で設定することができる。
コンピュータは各パスについて、位置座標データの精度の評価データを併せて入力し、この評価データに基づいて基準パスを設定するようにしてもよい。例えば、複数のパスのうち、評価データに基づいて位置精度が最も高いと評価されるパスを基準パスと設定する方法が挙げられる。こうして設定された基準パスに他のパスを合わせるようにして合成画像を生成すれば、最も高い位置精度を確保することが可能となる。
評価データは、直接に位置精度を定量的に表すデータとしてもよいし、位置精度の算出に用いることができるデータとしてもよい。
【００１７】
本発明においては、合成画像の生成時において、合成画像における基準パスの通過位置を特定可能な情報を保持しておくことが望ましい。こうすることにより、合成画像の各画素と基準パスとの相対的な位置関係が特定可能となる。従って、基準パスの位置座標を用いて、合成画像の各画素の位置座標を得ることができ、標示等の位置座標も取得可能となる。基準パス以外のパスの通過位置を特定可能な情報を併せて保持しておくようにしてもよい。
【００１８】
例えば、正射画像を所定の位置座標に配置する際には、各正射画像内に設定された所定の代表点をそれぞれ指定された位置座標に一致させるように配置すればよい。かかる場合には、各正射画像の代表点の位置を合成画像内でも特定可能にしておけばよい。
第１の方法として、合成画像の生成においても、正射画像を一枚の画像として結合する処理を行わず、それぞれ配置するだけに留めるようにしてもよい。こうすることにより、各正射画像の代表点の位置をそのまま保持することができる。
第２の方法として、合成画像の生成時に、正射画像を一枚の画像として結合してしまう場合には、各正射画像の代表点の位置を、結合した画像内の相対的な座標系で表すことによって基準パスの位置を特定する情報を生成するようにしてもよい。
【００１９】
本発明において、各連結画像から特徴点を抽出し、対応点を特定するための処理は、種々の方法で行うことができる。
まず、この処理は、連結画像を複数に分割し、分割されたピースごとに画像処理を行うようにしてもよい。
こうすることによって、連結画像全体をまとめて処理するよりも処理負荷を軽減することができる。また、ピースに分割することによって、各ピースから抽出される特徴点の数を減らすことができるから、対応点を特定する際の誤りを抑制することができる。横断歩道、停止線、車線境界線などの道路面の標示は、連結画像内の複数箇所に撮影されていることが多いため、連結画像全体に対して対応点を特定させようとすると、全く異なる位置にある標示同士を対応づけるおそれがあり、誤認識の可能性が高くなる。本態様のように、連結画像を分割したピース単位で対応点を特定すれば、こうした誤認識の可能性を抑制することが可能となるのである。
【００２０】
上述のピースは、パスに沿って所定距離ごとに連結画像を分割することで生成することも可能である。この態様は、パスに沿った連結画像固有の１次元の座標系に基づいて分割をする態様と言うこともできる。
かかる態様に対し、連結画像を位置座標データに基づいて絶対座標系に配置し、この絶対座標系において連結画像の位置とは無関係に設定された区画境界線に基づいて連結画像を分割する方法をとってもよい。絶対座標系とは、地面に固定された座標系を意味する。例えば、緯度経度や、地面の特定の点を原点として定義される２次元座標系などを用いることができる。絶対座標系は、撮影時に取得された位置座標データの座標系をそのまま利用することが好ましい。区画境界線は、この絶対座標系で任意の形状に規定可能であり、例えば、所定サイズの方眼状とすることができる。
このように絶対座標系を基準として連結画像を行う場合、複数パスの連結画像に対して区画境界線を共通のものとすることができ、各連結画像を分割したピース間の対応づけなど、データの管理が容易となる利点がある。
【００２１】
連結画像の分割態様によって抽出される特徴点の数が変化するため、対応点を特定する際の誤認識の程度も影響を受ける。また、絶対座標系に規定された区画境界線で分割する場合、区画境界線は連結画像との位置関係に無関係に設定されているため、ピースが小さくなりすぎ特徴点が十分に抽出できなくなるおそれもある。
これらの可能性を抑制するための方法として、複数通りの分割態様で、連結画像を分割し、各分割態様に対して対応点を特定するようにしてもよい。
こうすることにより、連結画像の各部位について、複数通りのピースで特徴点の抽出を行うことができるため、いずれかのピースでは対応点を良好に認識できる可能性が高まる。従って、連結画像内で十分な特徴点が抽出できない部位を減らすことができ、また対応点の誤認識を抑制することが可能となる。
【００２２】
本発明では、対応点を特定するための画像処理に先立って、連結画像内で特徴点の候補が所定以上の密度で存在する領域の画像を予め削除する前処理を行うようにしてもよい。
特徴点が過密となる領域では、複数パス間の特徴点同士の対応関係を特定しづらくなり、対応点の誤認識が生じやすくなる。かかる領域の画像を予め削除する前処理を施すことにより、特徴点の密度を抑制することができ、誤認識を避けることができる。
【００２３】
上述の前処理として、例えば、連結画像の両端部分を削除し、直線状に整形するようにしてもよい。本発明では、連結画像は、複数の正射画像を合成して生成するため、正射画像の形状に応じて、連結画像の両端は直線状にならず、複雑な折れ線状となることがある。かかる状態では、折れ線状の頂点がそれぞれ特徴点として抽出され、特徴点が過密となる可能性がある。両端を予め整形しておけば、こうした弊害を回避することが可能である。
別の態様として、連結画像内の所定の標示部分を削除するようにしてもよい。特徴点が過密に抽出される可能性がある標示としては、例えば、横断歩道、分離帯その他を示す縞模様の標示などが挙げられる。これらの標示を構成する白線または黄線の角が全て特徴点として抽出される可能性があるからである。
【００２４】
また別の態様の前処理として、対応点を特定するための画像処理に先立って、連結画像の両端の所定幅の領域の画像を予め削除する処理を施すようにしてもよい。本発明では、撮影で得られた画像を正射画像に変換して連結画像を生成する。このため、画像の両端部分では中央付近よりも正射画像の歪みが大きく、各点の位置精度も低くなる。本態様のように両端の所定幅の領域の画像を予め削除すれば、このように位置精度の低い部分を削除することができる。この結果、抽出される特徴点の位置精度を高めることができ、位置合わせの精度を向上させることが可能となる。
【００２５】
本発明では、上述の前処理を施すか否かに関わらず、抽出された特徴点にフィルタリングをかけた上で、対応点の特定に利用してもよい。フィルタリングは種々の方法で可能である。
例えば、抽出された特徴点のうち、パスからの距離が所定値以上であるものを削除してもよい。先に説明した通り、正射画像の両端付近は中央付近よりも位置精度が低い。従って、パスからの距離が所定値以上の特徴点を削除することにより、正射画像の両端付近の特徴点を削除することができ、位置精度が高い特徴点を残すことが可能となる。
【００２６】
別の態様として、統計的な方法を用いてフィルタリングを行ってもよい。
この方法では、まず、複数のパスついて求められた複数組の対応点に基づき、対応点の位置が一致するように、一方のパスを他方のパスに合わせるための移動ベクトルを求める。この移動ベクトルは対応点の数だけ求められる。そして、この複数の移動ベクトルのうち、方向または大きさが統計的に異常と判断されるものを抽出し、かかる異常な移動ベクトルに対応する対応点を削除する。
異常か否かの判断は、例えば、方向または大きさの平均値との差異、標準偏差などが所定の基準値を超えるか否かに基づいて判断することができる。方向については、パスに直交する成分を用いて、その正負の符号に基づいて異常か否かを判断してもよい。
【００２７】
本発明では、対応点の特定を完全に自動で行う必要はなく、コンピュータによって特定された対応点を表示し、オペレータの操作に基づいて、これらの対応点の一部を選択する選択指示を受け付けるようにしてもよい。こうすることによって、不適切な対応点を削除することができる。かかる選択指示の他、対応点が不足する領域についてはオペレータが対応点を追加可能としてもよい。このようにオペレータが対応点を選択可能とすることによって、連結画像の全般にわたって適切な対応点を確保可能となり、合成の精度を向上させることができる。
この場合に、先に説明した前処理およびフィルタリングを施しておけば、オペレータが対応点を視認しやすくなり、その適否を判断しやすくなるという利点もある。
【００２８】
本発明は、必ずしも上述した特徴を全て備えている必要はなく、適宜、その一部を省略してもよいし、いくつかの特徴を適宜、組み合わせて備えるようにしてもよい。
本発明は、上述の生成方法に限らず、この生成方法によって道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成する生成装置として構成してもよい。
また、上述の生成方法をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムとして構成してもよいし、かかるコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成してもよい。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等、コンピュータが読取り可能な種々の媒体を利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施例について以下の順序で説明する。
Ａ．システム構成：
Ａ１．道路面撮影システム：
Ａ２．路面標示地図生成装置：
Ｂ．処理概要：
Ｂ１．中間データ構成：
Ｂ２．処理例：
Ｂ３．位置合わせ加工概要：
Ｃ．路面標示地図生成方法：
Ｃ１．連結画像生成処理：
Ｃ２．位置合わせ加工：
Ｃ３．基準パス設定処理：
Ｃ４．連結画像移動処理：
Ｃ５．透明化ポリゴン設定処理：
Ｄ．自動位置合わせ処理：
Ｄ１．画像前処理：
Ｄ２．処理領域設定：
Ｄ３．対応点フィルタリング処理：
Ｅ．効果：
【００３０】
Ａ．システム構成：
本実施例では、車両に搭載したビデオカメラで撮影した道路面の画像を用いて、路面の標示を含む地図（以下、「路面標示地図」と呼ぶ）を生成する方法を示す。
本実施例のシステムは、道路面撮影システムと路面標示地図生成装置から構成される。道路面撮影システムは、道路を走行しながら道路面の画像をビデオカメラで撮影するシステムである。本実施例では、対象となる道路を、異なる走行軌跡で複数回走行し、それぞれ画像を撮影する。
路面標示地図生成装置は、道路面撮影システムで撮影された道路面の画像に基づいて路面標示地図を生成する装置である。まず、上述の各走行軌跡上に、撮影された画像を正射画像に変換した上で配置することで、道路面の一部の車線についての画像を生成する。そして、複数の走行軌跡の画像を、位置座標が整合するように配置することで道路全体の画像を生成する。
以下、道路面撮影システムと路面標示地図生成装置のシステム構成について説明する。
【００３１】
Ａ１．道路面撮影システム：
図１は実施例としての道路面撮影システムの構成を示す説明図である。
道路面撮影システム１００は、車両に搭載されたシステムである。図の下方のブロック図に基づき、システム構成を説明する。
ビデオカメラ１２０は、走行中の道路面の画像を撮影する。
位置計測部１１０は、撮影中の位置座標を計測する装置である。位置計測部１１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）１１４、ＩＭＵ（Inertial
Measurement Unit）１１６、ＤＭＩ（Distance Measuring Instrument）１１８およびコントローラ１１２から構成されている。ＧＰＳ１１４は、全地球測位システムである。ＩＭＵ１１６は、内部に３軸のジャイロおよび加速度センサを備えた慣性計測装置である。ＤＭＩ１１８は、車輪の回転を検出して移動距離を計測する装置である。
【００３２】
コントローラ１１２は、ＧＰＳ１１４、ＩＭＵ１１６、ＤＭＩ１１８からの信号を受け、撮影時の位置座標を逐次出力する。位置座標は任意の座標系を採ることができるが、本実施例では、緯度経度および標高を用いた。
また、これらの信号の取得後、位置座標の計測精度の評価値である自己推定位置精度σを併せて出力する。一般にＧＰＳ１１４は、位置座標の検出に使用される人工衛星の配置、電波の受信状況、建造物などに反射した電波を受信することによるマルチパスの有無などによって検出精度が変動することが知られている。またディファレンシャル測位では、基準局の稼働状況によっても検出精度は影響を受ける。
自己推定位置精度σは、任意に定義可能である。例えば、ＧＰＳ１１４の人工衛星の配置によって定まる精度低下率（ＤＯＰ（Dilution of Precision））を用いて自己推定位置精度σを算出するようにしてもよい。
自己推定位置精度σは、取得されたデータを後述する路面標示地図生成装置で処理する際に、解析するようにしてもよい。
【００３３】
記録装置１３０は、ビデオカメラ１２０および位置計測部１１０の出力信号を同期して記録する。本実施例では、記録装置１３０は、汎用のパーソナルコンピュータに、記録用のハードディスク１４０を増設した装置によって構成した。ハードディスク１４０内には、図示する通り、画像データ１４２、同期データ１４４、計測データ１４６が記録される。画像データ１４２は、ビデオカメラで撮影された画像の動画ファイルである。計測データ１４６は、位置計測部１１０で得られた位置座標である。同期データ１４４は、画像データ１４２と計測データ１４６との取得時刻を対応づけるデータである。同期データ１４４および計測データ１４６を参照することにより、画像データ１４２のフレームごとに撮影地点の位置座標を得ることができる。
【００３４】
撮影時の記録用のデータ構造は、上述した構造に限られない。例えば、計測データ１４６は、画像データ１４２の各フレームの位置座標を順次、格納するデータとしてもよい。こうすることにより、同期データ１４４を省略することが可能となる。かかるデータを取得するためには、例えば、記録装置１３０がビデオカメラ１２０のフレームごとに同期信号を位置計測部１１０に出力し、その時の位置座標を取得する方法を採ることができる。
【００３５】
図の上方に、車両に搭載した状態を模式的に示した。
ビデオカメラ１２０は、前方画像を撮影できるよう、車両の前方に設置する。画角を広げるために広角レンズを装着してもよい。
ＧＰＳ１１４のアンテナ１１４Ａは、車両のルーフ上部に設置する。本実施例では、ＧＰＳ用の人工衛星からの電波を確実に受信し、十分な位置精度を確保することができるよう、アンテナ１１４Ａを車両の前後に主副の２台設置した。いずれか一台のみを用いるものとしてもよい。
ＩＭＵ１１６、ＤＭＩ１１８、コントローラ１１２は、それぞれ車両の後部に設置した。ＤＭＩ１１８は、後輪の回転を検出可能に装着されている。
記録装置１３０およびハードディスク１４０は車室内の任意の場所に設置可能であるため、図示を省略した。
【００３６】
Ａ２．路面標示地図生成装置：
図２は実施例としての路面標示地図生成装置の構成を示す説明図である。道路面撮影システムで撮影された道路面の画像に基づいて路面標示地図を生成するための装置である。本実施例では、完全に自動で路面標示地図を生成するのではなく、適宜、オペレータからのコマンドによる指示を受けながら対話型または半自動で処理を進める方法を採用した。
【００３７】
図中には、路面標示地図生成装置２００の機能ブロックを示した。本実施例では、路面標示地図生成装置２００は、図示する各機能を実現するためのコンピュータプログラムを、汎用のパーソナルコンピュータにインストールすることによってソフトウェア的に構築した。これらの機能ブロックの一部は、ＯＳ（Operating System）によって提供してもよい。また、これらの機能ブロックは、それぞれハードウェア的に構成することも可能である。また、ここでは説明の便宜上、スタンドアロンで稼働する装置として説明するが、各機能ブロックをネットワークで接続された複数のコンピュータに分散して用意してもよい。
【００３８】
主制御部２０１は、各機能ブロックを統合制御する。データ入力部２０４は、道路面撮影システム１００で取得した各種データを記録したハードディスク１４０から、画像データ１４２、同期データ１４４、計測データ１４６を入力する。本実施例では、ハードディスク１４０を道路面撮影システム１００から路面標示地図生成装置２００に接続し直すことによって、これらのデータを受け渡す方法を採ったが、ネットワーク経由でデータを送信する方法や、ＤＶＤなどの記録媒体を用いてデータを受け渡す方法を採ってもよい。
【００３９】
コマンド入力部２０２は、コンピュータに備えられたキーボードやマウスなどの操作を介して、オペレータからのコマンドを入力する。
表示制御部２０３は、コンピュータのディスプレイに、路面標示地図生成装置２００での処理結果を表示したり、オペレータが種々のコマンドを指示するための画面を表示したりする。コマンド入力部２０２、表示制御部２０３の機能は、コンピュータのＯＳ（Operating System）によって提供してもよい。
【００４０】
軌跡データ算出部２０５は、計測データ１４６に基づき、画像データ１４２を撮影した時の走行軌跡（以下、「パス」と呼ぶこともある）を表すデータを生成する。本実施例では、軌跡データ算出部２０５は、道路面撮影システム１００によって得られる位置座標を記録した計測データ１４６に対して、位置座標が既知の基準局から提供されている検出情報に基づく補正を施すことによって軌跡データを生成する。基準局の情報を用いて位置座標を補正する技術は周知であるため、説明を省略する。この処理によって位置座標の精度を向上させることが可能となる。
もっとも、基準局からのデータを用いることは必須ではない。計測データ１４６で得られた位置座標をそのまま用いるものとしてもよい。かかる場合には、軌跡データ算出部２０５は省略することも可能である。
【００４１】
画像変換部２０６は、正射投影、即ち画像データ１４２の各フレーム画像を真上から見た状態に変換して正射画像を生成する。
１パス合成部２０７は、画像変換部２０６によって得られた各フレーム画像の正射画像を、その正射画像内の代表点が、撮影時の位置座標に基づいて定まる位置座標に来るように配置することによって、撮影時の走行軌跡（パス）に沿った道路面の画像を合成する。こうして合成された画像を、連結画像と呼ぶものとする。合成された連結画像は、処理データ記憶部２１０に保存される。
本実施例では、それぞれの道路に対して、異なる走行軌跡で、複数回走行して、撮影を行う。１パス画像合成部２０７は、それぞれのパスごとに合成画像を生成する。この結果、連結画像は、パスの本数に応じて、複数生成される。
【００４２】
位置合わせ処理部２２０は、１パス画像合成部２０７で生成された複数の連結画像を、位置合わせ処理、即ち連結画像間の位置座標の誤差を修正して路面の画像が整合するように配置する処理を行うことで、道路全体の正射画像（以下、「道路画像」と呼ぶこともある）を生成する。位置合わせ処理は、オペレータからの指示に応じて行う。処理内容は後述する。
位置合わせで得られた道路画像は、処理データ記憶部２１０に保存される。
【００４３】
自動位置合わせ処理部２２２は、上述の位置合わせ処理部２２０の機能を自動で行う。自動位置合わせ処理部２２２と位置合わせ処理部２２０とを併用しているのは、連結画像が自動処理に適さない場合には、オペレータが手動で位置合わせ処理を行うことができるようにしておくのが好ましいからである。
【００４４】
透明化ポリゴン設定部２２１は、得られた道路画像上に、オペレータの指示によって、透明化ポリゴンを設定する。上述の位置合わせを行う際には、隣接するパスに対応する正射画像の一部が重なり合うことがある。そして重なった部分では、下側に配置された正射画像の方に、路面標示が鮮明に写されている場合もある。透明化ポリゴンは、このような場合に、下側の画像が表示されるように上側の正射画像の一部を透明化する処理を施す領域を指定するためのポリゴンである。透明化ポリゴンを設定することにより、路面標示を正確に把握可能な地図を提供することが可能となる。
【００４５】
路面標示地図生成装置は、以上で生成された道路画像に基づいて路面標示地図を出力することができる。例えば、道路画像を印刷可能なファイルとして出力してもよい。また、路面標示地図を電子地図として生成するように、道路画像を電子データとして出力してもよい。また、これらの出力に先立って、道路画像に基づいて路面標示の位置座標や形状データを取得する処理を行うようにしてもよい。
【００４６】
Ｂ．処理概要：
Ｂ１．中間データ構成：
図３は路面標示地図の生成過程における中間データを示す説明図である。これらのデータは、順次、処理データ記憶部２１０(図２参照）に記憶される。
本実施例では、道路を走行しながらビデオカメラ１２０および位置計測部１１０で取得したデータが記録装置１３０としてのパーソナルコンピュータによってハードディスク１４０内に格納されている。格納されるデータとしては、画像データ１４２、計測データ１４６、および両者の同期をとるための同期データ１４４がある。
【００４７】
計測データ１４６は、撮影時の位置座標データの記録である。本実施例では、基準局データ１５０を参照して、計測データ１４６を補正することにより、軌跡データ２１０ａを算出する。これは、先に図２で説明した軌跡データ算出部２０５が行う処理である。基準局データ１５０は、位置座標が既知の基準点におけるＧＰＳでの検出結果を表すデータであり、例えば、国土地理院が提供している基準点データなどを用いることができる。ここで得られた軌跡データ２１０ａは、以下、それぞれの処理において、道路面の画像を撮影した際の軌跡（以下、「パス」と呼ぶこともある）を緯度経度、高度からなる絶対座標で表すデータとして利用される。
【００４８】
一方、画像データ１４２、同期データ１４４、軌跡データ２１０ａからは、路面テクスチャ２１０ｃが生成される。また、同期データ１４４と軌跡データ２１０ａから、路面軌跡データが生成される。
本実施例では、各道路を複数回走行して、道路面の画像を撮影する。従って、路面軌跡データ２１０ｂおよび路線軌跡データ２１０ｂは、各道路に対して複数パス分、生成されることになる。
【００４９】
路面テクスチャ２１０ｃおよび路線軌跡データ２１０ｂを用いて、連結画像２１０ｄが生成される。連結画像２１０ｄは、図２中の１パス画像合成部２０７によって生成される画像である。つまり、連結画像２１０ｄとは、路線軌跡データ２１０ｂで表される位置座標に基づき、各路面テクスチャ２１０ｃを配置することによって生成される各パスの路面画像である。連結画像２１０ｄも、各道路に対して複数パス分、生成されることになる。
連結画像２１０ｄは、路面テクスチャ２１０ｃを結合した一つの画像ファイルとして生成することもできる。本実施例では、後に続く処理の便宜上、合成画像として生成するのではなく、路面テクスチャ２１０ｃを配置して連結画像２１０ｄを生成するための情報（以下、「登録データ」と呼ぶこともある）を、路面テクスチャ２１０ｃの各画像と対応づけて格納するものとした。かかる情報には、路面テクスチャ２１０ｃを配置する位置座標、配置する際の姿勢（角度）、および隣接する路面テクスチャ２１０ｃを特定する情報、隣接する路面テクスチャ２１０ｃとの上下関係などを含めることができる。
【００５０】
こうして得られた連結画像２１０ｄを用いて、位置合わせおよび透明化ポリゴン設定などの処理を行う。これらの処理は、図２の位置合わせ処理部２２０、透明化ポリゴン設定部２２１が行う処理である。この処理によって、複数パス分の連結画像２１０ｄを合成して、道路ごとに道路画像２１０ｅを得ることができる。
道路画像２１０ｅについても、合成画像として生成してもよいし、路面テクスチャ２１０ｃを配置して道路画像２１０ｅを生成するための情報を、路面テクスチャ２１０ｃの各画像と対応づけて格納するようにしてもよい。本実施例では、後者の方法を採用した。それぞれの路面テクスチャ２１０ｃを配置する位置座標、配置する際の姿勢（角度）などの情報は、道路画像用登録データ２１０ｆとして保存されている。また、位置合わせの過程で、路線軌跡データ２１０ｂに対して、位置誤差を修正する処理が施されるため、この原データに対する修正過程を表す情報を、軌跡用登録データ２１０ｇとして保存する。
この他、連結画像２１０ｄのデータ（路面テクスチャ２１０ｃ、路線軌跡データ２１０ｂを含む）も併せて保存する。原データである画像データ１４２、軌跡データ２１０ａも保存しておくことが好ましい。仮に、合成画像化された形で連結画像２１０ｄを保存している場合には、道路画像２１０ｅは、連結画像２１０ｄを合成することになるため、合成の繰り返しで原データに比較して画質が劣化するおそれがある。これに対し、本実施例のように、路面テクスチャ２１０ｃも含めて、原データに近いデータを残しておくことにより、これらのデータを利用して道路画像２１０ｅを生成することが可能となる。従って、合成の繰り返しなど、画像データに重畳的に画像処理が施されることを抑制でき、道路画像２１０ｅの画質を向上させることが可能となる。
【００５１】
Ｂ２．処理例：
次に、本実施例における処理の概要理解を容易にするため、処理例を示す。
図４は実施例における道路画像の生成例を示す説明図である。図４（ａ）には、１本のパスに沿って得られた連結画像の生成例を示し、図４（ｂ）には、複数パスの連結画像を配置して得られた道路画像の例を示している。
図４（ａ）中の直線Ｌ４１〜Ｌ４４は、それぞれ道路面撮影システム１００で走行しながら道路画像を撮影した際の走行軌跡（パス）を表している。図４（ａ）のＰＩＣ４１は、パスＬ４３を走行して得られた画像データに基づいて生成された連結画像である。本実施例では、広角レンズを用いて撮影しているため、１回のパスでも複数車線を覆うだけの連結画像を得ることができている。連結画像の両端が、のこぎり刃状にギザギザになっているのは、画像データの各フレームを正射投影した際に生じる形状歪みの影響である。この連結画像ＰＩＣ４１は、ギザギザの山数に応じたフレーム数の正射画像（路面テクスチャ）を配置して生成されているのである。
このような連結画像は、図中のパスＬ４１〜Ｌ４４のそれぞれに対して得られる。
【００５２】
図４（ｂ）は、パスＬ４１〜Ｌ４４に対する連結画像を合成して得られた道路画像ＰＩＣ４２を示している。図４（ａ）よりも幅広く、反対車線まで含めて道路画像が生成されていることが分かる。複数パスの連結画像を合成する際、各パスの位置座標に誤差があると、連結画像間にずれが生じる。これらのずれが存在すると、図４（ｂ）中の横断歩道、車線境界線などの標示も途中でずれた状態で表示されてしまう。本実施例では、各パスの連結画像間の位置座標の誤差を修正しつつ合成を行う。この処理を位置合わせと呼ぶ。このように位置合わせを行って連結画像を合成することにより、図４（ｂ）に示すように、横断歩道、車線境界線などの標示が整合した道路画像を得ることができる。
【００５３】
Ｂ３．位置合わせ加工概要：
図５は位置合わせ加工の概要を示す説明図である。本実施例では、複数の連結画像に共通して撮影されている対応点の位置を合わせるように、連結画像を平行移動することによって位置合わせを行う。本実施例では、対応点を自動認識して位置合わせする方法と、オペレータが対応点を標示に基づいて指定して位置合わせを行う方法の双方を採ることができる。以下では、まずオペレータが対応点を指示した場合を例にとって処理内容を説明する。
図５（ａ）には対応点が１つだけ指定された場合の処理方法を示した。図中には、２本の連結画像ＰＩＣ５１、ＰＩＣ５２が描かれている。これらには、それぞれ菱形の標示、つまり横断歩道の予告標示が含まれている。ただし、図５（ａ）左側の状態では、連結画像ＰＩＣ５１、ＰＩＣ５２には相対的に位置誤差があるため、標示の位置がずれている。
オペレータは、この表示画面を見ながら、マウス等のポインティングデバイスを用いて対応点を指定する。図の例では、横断歩道の予告表示の頂点に当たるＰ５１、Ｐ５２を指定した状態を示した。これらの対応点Ｐ５１、Ｐ５２は、連結画像ＰＩＣ５１、ＰＩＣ５２に位置誤差がなければ、本来、同じ位置に重なるはずの点である。そこで、本実施例では、対応点Ｐ５１、Ｐ５２が一致するよう、図中に矢印で示すように連結画像ＰＩＣ５１、ＰＩＣ５２を平行移動させる。
この際、連結画像ＰＩＣ５１、ＰＩＣ５２の一方を基準とし、他方を平行移動する方法を採った。図の例では、連結画像ＰＩＣ５１を基準とし、連結画像ＰＩＣ５２を移動させた例を示している。このように移動することにより、予告標示のずれが解消した状態の道路画像ＰＩＣ５３を得ることができる。
【００５４】
図５（ｂ）には対応点が複数指定された場合の処理方法を示した。図中には、２本の連結画像ＰＩＣ５４、ＰＩＣ５５が描かれている。これらには、それぞれ横断歩道の予告標示が含まれている。但し、図５（ｂ）の左側の状態では、連結画像ＰＩＣ５４、ＰＩＣ５５には相対的に位置誤差があるため、標示の位置がずれている。
この状態で、オペレータが、２組の対応点を指定したとする。対応点Ｐ５４、Ｐ５３の組と、対応点Ｐ５６、Ｐ５５の組である。連結画像ＰＩＣ５４では、連結画像ＰＩＣ５５に含まれる予告標示Ｍ５２は全体が描かれており、連結画像ＰＩＣ５４に含まれる予告標示Ｍ５１は一部が消えている。このような状態であっても、対応点Ｐ５５、Ｐ５６が対応することは明らかであるため、対応点として指定することは可能である。
このように複数組の対応点が指定されると、連結画像ＰＩＣ５４を基準として、それぞれの対応点が一致するように、連結画像ＰＩＣ５５を移動させる。ただし、対応点Ｐ５３をＰ５４に一致させるための第１の移動量と、対応点Ｐ５５をＰ５６に一致させるための第２の移動量とが同じであるとは限らない。そこで、対応点Ｐ５３とＰ５５との間の領域では、第１の移動量、第２の移動量を直線補間して、各点の移動量を設定する。こうすることにより、予告標示のずれが解消した状態の道路画像ＰＩＣ５６を得ることができる。
【００５５】
図５（ｂ）中には、透明化ポリゴンの設定例も併せて示した。
この例では、連結画像ＰＩＣ５４中の予告標示Ｍ５１は半分が欠けている。この状態で位置合わせを行うと、この例では、連結画像ＰＩＣ５４をＰＩＣ５５の上側に重ねるように表示しているから、連結画像ＰＩＣ５５の予告標示Ｍ５２は、連結画像ＰＩＣ５４によって覆い隠されてしまう。この結果、連結画像ＰＩＣ５５では完全な状態で描かれている標示Ｍ５２を道路画像ＰＩＣ５６で活かすことができない。
そこで、このような場合に、オペレータの指示によって予告標示Ｍ５２を取り囲むように透明化ポリゴンＴＰ５０を設定する。透明化ポリゴンＴＰ５０が設定された箇所では、上側の連結画像が透明化され、切り取られたように表示される。この結果、透明化ポリゴンＴＰ５０の部分では、連結画像ＰＩＣ５４の下側に配置された連結画像ＰＩＣ５５に描かれている予告標示Ｍ５２が表示される。
本実施例では、このように透明化ポリゴンを設定可能とすることによって、それぞれの連結画像で描かれている標示を、道路画像においても有効活用することができる。
【００５６】
図６は交差点が存在する場合の位置合わせの手順を示す説明図である。図の煩雑化を避けるため、ここでは連結画像のパスの位置関係のみを示した。図中には、２つの交差点周辺の道路が描かれている。縦の道路では、それぞれパスＢＰ６１、ＢＰ６２に沿って連結画像が得られているとする。横の道路については、破線で示したパスＢＰ６３ｂ、ＢＰ６４ｂ、ＮＰ６１ｂに沿って連結画像が得られているとする。
【００５７】
本実施例では、複数のパス間の位置合わせを行う際には、いずれか一つのパスを基準パスに設定し、他のパスを平行移動して基準パスに合わせる。基準パス以外のパスを、以下、標準パスと呼ぶものとする。基準パスおよび標準パスは、任意の方法で設定可能であるが、本実施例では、後述する通り、位置精度が高いものを基準パスとして設定している。
図６の例では、縦の道路については、それぞれ単一のパスしか存在しないため、パスＢＰ６１、ＢＰ６２が基準パスとなる。
横の道路については、区間Ｄ６１ではパスＢＰ６３ｂとＮＰ６１ｂのうち位置精度が高い側を基準パスとし、区間Ｄ６２についてはＢＰ６４ｂとＮＰ６１ｂのうち位置精度が高い側を基準パスとする。ここでは、それぞれパスＢＰ６３ｂ、ＢＰ６４ｂが基準パスとして設定されているものとする。更に、パスＢＰ６３ｂ、ＢＰ６４ｂ間の位置精度を比較して、優劣を決める。パスＢＰ６３ｂ、ＢＰ６４ｂはそれぞれ区間Ｄ６１、Ｄ６２の基準パスではあるが、一本の道路に配置された連続するパスなので、これらのパス間でも位置合わせを行う必要があるからである。図６の例では、パスＢＰ６３ｂの方が、パスＢＰ６４ｂよりも位置精度が高いものとする。
この結果、横のパスについては、基準パスＢＰ６３ｂ＞基準パスＢＰ６４ｂ＞標準パスＮＰ６１ｂの順に位置合わせの優先度が定まる。
【００５８】
次に、上述の優先度に従って、それぞれのパスの位置合わせを行う。縦のパスＢＰ６１、ＢＰ６２は既に位置合わせが完了しているものとする。
まず、基準パスＢＰ６３ｂの位置合わせを行う。オペレータの指示によって、基準パスＢＰ６３ｂ上の対応点Ｐ６３ｂが指定され、その本来の位置として、点Ｐ６３ａが指定されたとする。この結果、基準パスＢＰ６３ｂは、対応点Ｐ６３ｂが、点Ｐ６３ａに一致するように移動され、実線で示した基準パスＢＰ６３ａが得られる。
図示を省略したが、基準パスＢＰ６３ｂに対応した連結画像も基準パスＢＰ６３ａに合わせて移動する。本実施例では、基準パスＢＰ６３ｂに沿って路面テクスチャを配置することによって連結画像を表示しており、これらの路面テクスチャを合成してはいない。従って、基準パスＢＰ６３ａへの移動が行われた場合には、基準パスＢＰ６３ａに沿うように、各路面テクスチャの位置を平行移動することによって、基準パスＢＰ６３ａの連結画像を得ることができる。
【００５９】
次に、基準パスＢＰ６４ｂの位置合わせを行う。オペレータの指示によって、基準パスＢＰ６４ｂ上の対応点Ｐ６５ｂ、Ｐ６４ｂが指定され、その本来の位置として、点Ｐ６５ａ、Ｐ６４ａが指定されたとする。この対応点は、基準パスＢＰ６３ａの連結画像に基づいて指定されている。つまり、基準パスＢＰ６３ｂを基準パスＢＰ６３ａに位置合わせする処理の結果に応じて、基準パスＢＰ６４ｂの位置合わせは影響を受けることになる。
対応点が指定されると、基準パスＢＰ６４ｂは、対応点Ｐ６５ｂ、Ｐ６４ｂが、点Ｐ６５ａ、Ｐ６４ａに一致するように移動され、実線で示した基準パスＢＰ６４ａが得られる。これに合わせて、基準パスＢＰ６４ｂの連結画像を構成していた路面テクスチャも、それぞれ基準パスＢＰ６４ａ上に平行移動される。
【００６０】
最後に、標準パスＮＰ６１ｂの位置合わせを行う。オペレータの指示によって、標準パスＮＰ６１ｂ上の対応点Ｐ６８ｂ、Ｐ６７ｂ、Ｐ６６ｂが指定され、その本来の位置として、点Ｐ６８ａ、Ｐ６７ａ、Ｐ６６ａが指定されたとする。この対応点は、基準パスＢＰ６３ａ、ＢＰ６４ａの連結画像に基づいて指定されている。つまり、基準パスＢＰ６３ｂを基準パスＢＰ６３ａに位置合わせする処理、および基準パスＢＰ６４ｂを基準パスＢＰ６４ａに位置合わせする処理の結果に応じて、標準パスＮＰ６１ｂの位置合わせは影響を受けることになる。
対応点が指定されると、標準パスＮＰ６１ｂは、対応点Ｐ６８ｂ、Ｐ６７ｂが、点Ｐ６８ａ、Ｐ６７ａに一致するように移動されるとともに、対応点Ｐ６７ｂ、Ｐ６６ｂが、点Ｐ６７ａ、Ｐ６６ａに一致するように移動される。これらの３点は一直線上にはないから、結果として、標準パスＮＰ６１ｂは、折れ線状の標準パスＮ６１ａに移動される。これに合わせて、標準パスＮＰ６１ｂの連結画像を構成していた路面テクスチャも、それぞれ標準パスＮＰ６１ａ上に平行移動される。
【００６１】
本実施例では、図６に示すように複数のパスが存在する場合には、以上で説明した手順によって、位置精度が高いパスから優先的に位置合わせが行われる。こうすることによって、全体の位置精度を十分に確保しつつ位置合わせを行うことができる。
例えば、図６の処理において、位置精度が低い順、つまり標準パスＮＰ６１ｂ、基準パスＢＰ６４ｂ、基準パスＢＰ６３ｂの順に位置合わせをしたとする。この場合には、基準パスＢＰ６４ｂの位置合わせは、標準パスＮＰ６１ｂの位置合わせの影響を受け、位置精度が低下する。基準パスＢＰ６３ｂの位置合わせは、標準パスＮＰ６１ｂ、基準パスＢＰ６４ｂの位置合わせの影響を受け、位置精度が低下する。従って、位置精度が低い順に位置合わせを行うと、パス間の相互作用によって全体の位置精度が低下してしまう。
本実施例では、これとは逆に、位置精度が高い順に位置合わせを行う。従って、最も位置精度が高いパスの位置精度を劣化させることなく、全体の位置合わせを行うことが可能となるのである。
【００６２】
Ｃ．路面標示地図生成方法：
以下、図１〜６で説明した路面標示地図の生成方法について、詳細に説明する。
まず、連結画像生成処理、つまり図３中の路面テクスチャ２１０ｃ、路面軌跡データ２１０ｂに基づいて各パスの連結画像２１０ｄを得る処理について説明する。
次に、位置合わせ加工、つまり複数パスに対する連結画像２１０ｄの位置合わせを行う処理、および位置合わせ加工の中で行われる基準パス設定処理、連結画像移動処理について説明する。ここでは、まずオペレータが対応点を指示する場合を例にとって説明する。
そして、透明化ポリゴンの設定処理について説明する。
最後に、位置合わせ加工を自動的に行うための処理、即ち自動位置合わせ処理について説明する。
【００６３】
Ｃ１．連結画像生成処理：
図７は連結画像生成処理のフローチャートである。ハードウェア的には路面標示地図生成装置２００のＣＰＵが実行する処理である。これは、図２に示した画像変換部２０６、１パス合成部２０７の処理に相当する。
処理を開始すると、ＣＰＵは、まずフレームデータを読み込む（ステップＳ１０）。フレームデータとは、道路面撮影システム１００（図１）のビデオカメラ１２０で撮影された画像データ１４２を構成する各フレームの画像である。
【００６４】
図中にフレームデータの例を示した。ビデオカメラ１２０は、道路面撮影システム１００の前方に向けて設置されているため、フレームデータには、車両の前方の道路、前方車両などが写っている。本実施例では、道路面の画像を生成したいため、このフレームデータの一部の領域を切り出して使用する。図中の領域Ａ７１は、道路面のみが含まれるように設定された切り出し領域を現している。本実施例では、車両の前方５〜７ｍの領域の画像を取得するように領域Ａ７１を設定した。領域Ａ７１の各フレーム内での相対的な位置は一定である。
領域Ａ７１は、上述の例に限らず、任意に設定可能である。ビデオカメラ１２０が一定のフレームレートで画像を撮影するため、フレームデータは、道路面を間欠的に撮影した画像群となる。従って、領域Ａ７１は、間欠的に撮影された画像群を並べた時に、道路が連続画像として再現できるように範囲を決定することが好ましい。例えば、領域Ａ７１の縦幅を狭くすれば、車両の速度が速い場合には、あるフレームデータから切り出された領域と、次のフレームデータから切り出された領域との間に隙間が生じやすくなる。一方、領域Ａ７１の縦幅を広くすれば、前方車両や空、建物など、道路画像とは異なる雑多な映像が含まれやすくなる。領域Ａ７１は、これらの影響を考慮した上で、設定すればよい。
【００６５】
次に、ＣＰＵは、取得されたフレームデータを正射画像（路面テクスチャ）に画像変換する（ステップＳ１２）。図中に処理の概要を示した。上側にはフレームデータの例である。ここでは路面の状態のみが撮影され、道路の左右の車線規制線Ｌ７１、Ｌ７２および標示Ｍ７が写されている例を示した。前方を撮影した画像であるため、パース（遠近法）の影響で、本来平行な車線規制線Ｌ７１、Ｌ７２が、ハの字状に写されている。
先に説明した通り、このフレームデータの一部の領域Ａ７１を切り出して使用する。
下段には、領域Ａ７１の画像を正射投影変換した状態を例示した。道路を真上から見た画像に変換するため、左右の車線規制線Ｌ７１、Ｌ７２は図示する通り、平行な線分に変換される。標示Ｍ７も同様に真上から見た状態の形状に変換される。
【００６６】
正射投影変換の方法を説明する。
まず、道路面撮影システム１００を搭載した車両は水平面上を走行しており、被写体である道路も同一水平面上にあるものとする。
この時、道路画像、即ちフレームデータの画面上の２次元座標をｍ＝［ｕ，ｖ］Ｔとする。また、地面に固定された世界座標系の３次元座標をＭ＝［Ｘ，Ｙ，Ｚ］Ｔとする。これらの各座標に１の要素を直積で加えたベクトルを、次式（１）の通り定義する。
【００６７】
【数１】
【００６８】
３次元座標Ｍと、その投影画像の２次元座標ｍとの関係を以下の関係式（２）（３）によりモデル化する。
【００６９】
【数２】
【００７０】
ここで、ｓはスケール・ファクター；
［Ｒｔ］は、外部パラメータ行列；
Ｒは回転行列；
ｔは平行移動行列；
Ａは内部パラメータ行列である。
【００７１】
内部パラメータ行列Ａは、ビデオカメラ１２０の焦点距離等を考慮した内部的なパラメータであり、実画像座標系（ｘｙ座標系）からフレーム座標系（ｕｖ座標系）への写像パラメータを表す。
α、βはそれぞれｕ軸、ｖ軸方向のスケール因子、γは２つの画像軸のスキューにより表されるパラメータ；
［ｕ0，ｖ0］Ｔは、画像の主点の座標（主点座標）である。
画像のピクセルサイズを（ｋｕ、ｋｖ）、ｕ軸とｖ軸とのなす角をθ、焦点距離をｆとすると、α、β、γは次式（４）で表される。
【００７２】
【数３】
【００７３】
外部パラメータ行列［Ｒｔ］は、ビデオカメラ１２０の設置位置、設置姿勢などによる外部的なパラメータであり、世界座標系（ＸＹＺ座標系）から実画像座標系（ｘｙ座標系）への写像パラメータを表す。世界座標系は、ビデオカメラ１２０の真下の路面を原点とし、車両の進行方向に対し垂直な水平軸をＸ軸、鉛直軸をＹ軸、進行方向の水平軸をＺ軸とする。
平行移動ベクトルｔは、世界座標系において原点に対する実画像の画像主点の移動ベクトルである。
ビデオカメラ１２０の高さ（実画像の画像主点の高さ）をｈとすると、平行移動ベクトルｔは次式（５）で表される。
【００７４】
【数４】
【００７５】
また、世界座標系において、実画像のヘディング方向の回転角（ヨー角）をφ、ピッチ角をω、ロール角をκとすると、回転行列Ｒは次式（６）で表される。
【数５】
【００７６】
内部パラメータ行列Ａは、事前の測定によって得られる。
ヨー角φ、ピッチ角ω、ロール角κおよび画像主点の高さｈは、次の手順で得られる。まず、初期状態、即ち車両が水平な地面に設置されている状態において、ヨー角φ0、ピッチ角ω0、ロール角κ0、および高さｈ0の基準値を計測しておく。次に、走行中には逐次、車両の姿勢角の変化および車高の変化をジャイロ、加速度センサ等で記録しておき、上述の基準値にこの変化を反映することで、各地点でのヨー角φ、ピッチ角ω、ロール角κおよび高さを得ることができる。
【００７７】
正射投影変換は、これらのパラメータに基づき、式（２）を用いることにより、行われ、フレーム座標系（ｕｖ座標系）の道路画像を、世界座標系（ＸＹＺ座標系）の投射道路画像に変換することができる。その手順は次の通りである。
まず、被写体である道路面を水平面（Ｙ＝０）の画像であると仮定する。この時、式（２）より、次式（７）の関係が成立する。
【００７８】
【数６】
【００７９】
この結果、ピクセル（ｕ，ｖ）に対する世界座標（Ｘ，Ｚ）及びスケールパラメータｓは次式（８）により求めることができる。
【００８０】
【数７】
【００８１】
次に、路面標示地図生成装置２００のＣＰＵは、被写体である道路面の傾斜を考慮した補正を行う。
まず、フレームデータを取得した各地点の位置座標データ（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）と、被写体である道路面付近の複数点の位置座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）とから、被写体である道路面の勾配を計算する。本実施例では、勾配は一様であるものと仮定した。
具体的には、撮影地点の世界座標点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）付近の位置座標データから、高さの変化Δｈを求める。つまり、Δｈ＝Ｙ−Ｙ０である。この時、一様な勾配を仮定すると、道路面上の世界座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）の点の奥行きＺ’は次式（９）で求めることができる。
【００８２】
【数８】
【００８３】
補正した道路面上の奥行きＺ’が決まると、式（２）より、フレーム座標点（ｕ，ｖ）と世界座標点（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）との関係は次式（１０）の通りとなる。
【００８４】
【数９】
【００８５】
これより、世界座標点のＸ’，Ｙ’を次式（１１）によって計算することができる。
【数１０】
【００８６】
以上の通り、フレームデータ上の点（ｕ，ｖ）を、それぞれ（Ｘ’，Ｚ’）に写像すれば、正射画像（路面テクスチャ）を得ることができる。図７中に示すように、フレームデータを矩形の領域Ａ７１で切り出した上で正射投影すると、上方が広がる台形状の正射画像（路面テクスチャ）Ａ７２が得られる。
本実施例では、後に続く処理の便宜のため、正射画像（路面テクスチャ）を低解像度／高解像度の２通りで生成するものとした。高解像度の正射画像（路面テクスチャ）（以下、「高解像度画像」と呼ぶ）は、もとのフレームデータの切り出し領域Ａ７１をそのまま利用して生成された画像、即ち原画像と同じ解像度で生成された画像である。低解像度の正射画像（路面テクスチャ）（以下、「低解像度画像」と呼ぶ）は、解像度を原データよりも下げた画像である。低解像度画像の解像度は、路面標示地図生成装置２００が軽い負荷で画像を表示することができる程度の値とすることが好ましく、原画像の解像度の半分など、任意に設定可能である。
【００８７】
次に、路面標示地図生成装置２００のＣＰＵは、得られた正射画像（路面テクスチャ）を配置して１パス画像の合成を行う（ステップＳ１４）。図中に１パス画像合成の例を示した。この例では、正射画像（路面テクスチャ）Ａ７２［０］〜Ａ７２［５］が合成されている。
各正射画像（路面テクスチャ）Ａ７２は、フレーム座標系（ｕｖ座標系）の原点に対応する点を、各フレームデータの撮影時の位置座標に基づいて配置すればよい。フレームデータは車両の位置よりも前方を写したものであるため、正射画像（路面テクスチャ）は、フレームデータ毎に車輌位置とフレーム座標系の位置関係を計算して配置する。また、正射画像（路面テクスチャ）は、時系列的に古い画像から新しい画像に順次、配置するものとした。
このように正射画像（路面テクスチャ）を配置することによって、道路面の車線境界線Ｌ７１、Ｌ７２および標示Ｍ７が再現される。
本実施例では、連結画像生成処理の段階では、正射画像（路面テクスチャ）を１枚の画像に結合することなく、配置して表示する状態に留めている。従って、１パス画像合成処理（ステップＳ１４）で生成されるのは、合成画像ではなく、各正射画像（路面テクスチャ）の配置を決定する情報となる。もっとも、この処理において、正射画像（路面テクスチャ）を１枚の画像に結合する方法を採ることもできる。
【００８８】
Ｃ２．位置合わせ加工：
図８は位置合わせ加工のフローチャートである。ハードウェア的には路面標示地図生成装置２００のＣＰＵが実行する処理である。これは、図２に示した位置合わせ処理部２２０の処理に相当する。
処理を開始すると、ＣＰＵは、まず処理の対象となる道路（以下、「対象道路」と言う）についてのオペレータからの指定を入力する（ステップＳ２０）。そして、対象道路に対応する連結画像を入力する（ステップＳ２２）。本実施例では、それぞれの道路について、走行位置を変えながら複数回走行して、路面画像を撮影している。従って、各走行に対応するパスに基づいて、それぞれ連結画像が生成されている。ステップＳ２２では、これらの複数の連結画像を読み込む。
【００８９】
次に、ＣＰＵは基準パスを設定する（ステップＳ３０）。基準パスとは、複数のパスの位置合わせをする際に、基準となるパスである。本実施例では、対象道路に対応するパスのうち、位置精度の評価値、即ち自己推定位置精度が最も高いものを選択する。基準パスの設定方法については、後述する。
【００９０】
基準パスが設定されると、ＣＰＵはオペレータの操作に従い、各パスについて対応点を設定する処理を行う（ステップＳ４０）。
本実施例では、図中に示すように、基準パスおよび標準パスの連結画像をディスプレイに表示し、オペレータが、マウスなどのポインティングデバイスを操作して、この画面内で対応点を設定するという方法を採った。図の例では、標準パスの画像内で菱形をした横断歩道予告標示の頂点を対応点として指定し、次に、これに対応する頂点を基準パスの画像内で指定する例を示した。対応点は、１点に限らず、複数の点を指定可能である。
【００９１】
本実施例では、この連結画像の表示には、低解像度画像を用いる。こうすることにより、対応点を指定する際に、表示の移動、拡大・縮小を円滑に行うことができ、作業効率を高めることができる利点がある。
【００９２】
対応点が指定されると、ＣＰＵは、対応点同士が一致するように、標準パスの連結画像を基準パスの連結画像に合わせるよう移動する処理を行って、位置合わせ加工を終了する（ステップＳ５０）。
先に説明した通り、本実施例では、連結画像は一枚の合成画像として生成されている訳ではなく、正射画像（路面テクスチャ）を配置して表示している。従って、ステップＳ５０の処理では、それぞれの正射画像（路面テクスチャ）を移動することで、連結画像の移動処理が行われる。移動処理と併せて、それぞれの正射画像を低解像度画像から高解像度画像に置換する処理が行われる。高解像度画像を用いて、正射画像を再配置する処理を行うものとしてもよい。
連結画像移動処理の内容は、後で詳述する。
【００９３】
Ｃ３．基準パス設定処理：
図９は基準パス設定処理のフローチャートである。位置合わせ加工（図８）のステップＳ３０に相当する処理であり、複数のパスの位置合わせをする際に、自己推定位置精度が最も高いものを基準パスとして設定するための処理である。
【００９４】
ＣＰＵは、処理を開始すると、対象道路の各パスについて、フレーム画像が取得されている各地点での位置精度を入力する（ステップＳ３１）。撮影時には、図中に示すように、パスにそって点Ｐ９１，Ｐ９２、Ｐ９３等でフレーム画像を撮影するとともに、各点ごとに東西方向の位置精度ＡＣ１、南北方向の位置精度ＡＣ２が記録されている。
【００９５】
一般にＧＰＳ１１４は、位置座標の検出に使用される人工衛星の配置、電波の受信状況、建造物などに反射した電波を受信することによるマルチパスの有無などによって検出精度が変動することが知られている。またディファレンシャル測位では、基準局の稼働状況によっても検出精度は影響を受ける。位置精度は、これらの影響を定量的に評価したものである。位置精度は、任意に定義可能であり、例えば、精度低下率（ＤＯＰ（Dilution of Precision））等を用いても良い。
【００９６】
ＣＰＵは、各点の位置精度に基づいて、パスごとに自己推定位置精度σを算出する（ステップＳ３２）。
【００９７】
自己位置推定精度は、ＧＰＳと、ＩＭＵ、ＤＭＩ等とのずれに基づいて定まる値としてもよい。この場合は、例えば、ずれ量の標準偏差を用いても良い。また、東西方向の標準偏差の自乗と、南北方向の標準偏差の自乗の和を求め、この平方根を自己位置推定精度として用いても良い。このように、ＧＰＳと、ＩＭＵ、ＤＭＩ等のずれ量に応じた値とする場合には、自己位置推定精度は、ずれが大きい程、大きい値となる。つまり、自己推定位置精度は値が小さい方が、精度が高いことを示す評価値となる。
各パスの自己推定位置精度σが得られると、ＣＰＵはこの値が最小となるパスを基準パスとして設定する（ステップＳ３３）。対象道路に対して単一のパスしか存在しない場合には、無条件にそのパスが基準パスとして設定されることになる。この基準パスの自己推定位置精度をσＢとする。
【００９８】
ステップＳ３３で設定された基準パスの自己推定位置精度σＢが、所定の閾値σＴＨよりも低い場合には（ステップＳ３４）、基準パス設定処理を終了する。
これに対し、自己推定位置精度σＢが、所定の閾値σＴＨ以上の場合には、エラー表示を行って（ステップＳ３５）、処理を終了する。この場合には、基準パスの位置精度が十分確保されていないことを意味するため、位置合わせ処理を行っても、位置精度が十分に保証されないからである。
所定の閾値σＴＨは、上述の通り、路面標示地図として確保すべき位置精度に基づいて任意に設定可能である。
【００９９】
エラー表示（ステップＳ３５）を行うか否かの判断対象となるのは、基準パスの自己推定位置精度σＢのみとした。他の標準パスについては、自己推定位置精度が低い場合でも、基準パスを基準として位置合わせを行うことにより、位置精度を高めることが可能だからである。
もっとも、位置合わせ処理における修正は、いずれのパスに対してもできるだけ小さい方が、より好ましいと言える。従って、ステップＳ３４において、全てのパスの自己推定位置精度を閾値σＴＨと比較し、いずれか一本でも、この閾値を下回る精度のパスが存在する場合にはエラー表示を行うようにしてもよい。
ただし、標準パスにも基準パスと同等の位置精度を要求すると、エラー表示が頻繁になされるおそれがある。かかる弊害を回避するため、標準パスでは基準パスよりも高い閾値σＴＨを用いるようにしてもよい。つまり、標準パスについては位置精度の要求を基準パスよりも緩めるのである。こうすることによって、標準パスについても最低限の位置精度を保証しつつ、エラー表示が頻繁になされるのを回避することができる。
【０１００】
Ｃ４．連結画像移動処理：
（１）フローチャート：
図１０は連結画像移動処理のフローチャートである。位置合わせ処理（図８）のステップＳ５０の処理に相当する。
処理を開始すると、ＣＰＵは移動対象となる標準パスのデータおよび対応点のデータを入力する（ステップＳ５１）。標準パスのデータとは、フレーム画像が撮影された時の位置座標を順次、記録した点列からなる軌跡データである。対応点のデータは、図８のステップＳ２０において、基準パスおよび標準パスが表示された画面内でオペレータが指定した対応点の座標値である。
【０１０１】
ＣＰＵは、次に、標準パス上で正射画像（路面テクスチャ）が配置されている点ごとに、移動ベクトルを算出する（ステップＳ５２）。
図中に移動ベクトルの算出例を示した。この例では、標準パスＮＰ１０について、対応点Ｐ１０１、Ｐ１０３が指定されているものとする。標準パス上には、図中に台形で示すように正射画像（路面テクスチャ）が配置されている。
【０１０２】
対応点Ｐ１０１、Ｐ１０３に対応する点としては、基準パス上では、対応点Ｐ１０２、Ｐ１０４が指定されているものとする。ＣＰＵは、これらの指定結果に基づき、対応点について移動ベクトルを求める。図の例では、標準パスの対応点Ｐ１０１からＰ１０２に向かう移動ベクトルＶ１０と、対応点Ｐ１０３からＰ１０４に向かう移動ベクトルＶ１１が得られる。
【０１０３】
対応点は、標示の頂点など、オペレータが基準パスと標準パスとで対応をとりやすい点を指定するため、必ずしも標準パスＮＰ１０上で指定されるとは限らない。対応点が標準パスＮＰ１０からずれた場所で指定されている場合には、図中に破線で示すように標準パスＮＰ１０からずれた場所に移動ベクトルＶ１０ａが得られる。従って、この移動ベクトルＶ１０ａの始点が標準パスＮＰ１０上に来るように、標準パスＮＰ１０に垂直方向に移動させて移動ベクトルＶ１０を求めればよい。
【０１０４】
対応点での移動ベクトルＶ１０、Ｖ１１が得られると、ＣＰＵは、これらを補間することによって、対応点Ｐ１０１、Ｐ１０３の間に位置する各点での移動ベクトルを求める。例えば、図中に示すように、フレーム画像の撮影地点ＰＰ１０で移動ベクトルを求める場合には、この地点を始点とするように移動ベクトルＶ１０、Ｖ１１を平行移動し、両ベクトルの終点を結ぶ線分を、対応点Ｐ１０１〜ＰＰ１０の距離、Ｐ１０３〜ＰＰ１０の距離の比で内分する点を求める。こうすることによって、点ＰＰ１０を始点とし、この内分点を終点とする移動ベクトルＶＰ１０を求めることができる。
【０１０５】
２つの移動ベクトルＶ１０、Ｖ１１に挟まれた区間に存在しない点については、最も近い位置にある移動ベクトルをそのまま用いる。図中の例では、点Ｐ１０１よりも右側の区間では、移動ベクトルＶ１０をそのまま用い、点Ｐ１０３の左側の区間では、移動ベクトルＶ１１をそのまま用いることになる。
また、対応点が一つしか指定されておらず、移動ベクトルが一つしか与えられない場合は、この移動ベクトルを用いる。
【０１０６】
ＣＰＵは以上の処理で得られた移動ベクトルに従って、正射画像（路面テクスチャ）を平行移動して（ステップＳ５３）、連結画像移動処理を終了する。図の例では、標準パスＮＰ１０の点ＰＰ１０に配置されていた路面テクスチャＴＸ１１が、移動ベクトルＶＰ１０に従って路面テクスチャＴＸ１２の位置に平行移動される例を示している。
この処理と併せて、標準パスＮＰ１０上の点ＰＰ１０の位置も移動ベクトルＶＰ１０によって修正される。従って、ステップＳ５３の処理では、路面テクスチャの移動と共に、標準パスＮＰ１０の軌跡も修正されることになる。
【０１０７】
（２）位置合わせ加工の処理例（１）：
図１１は位置合わせ加工の処理例（１）を示す説明図である。図１１（ａ）〜図１１（ｃ）のそれぞれには、標準パスＮＰ１１および基準パスＢＰ１１に対する連結画像を重ねて表示した表示した状態を示している。図１１（ａ）は標準パスＮＰ１１の連結画像を、基準パスＢＰ１１の連結画像よりも上に配置した状態である。先に説明した通り、連結画像は多数の路面テクスチャを配置することで構成されているが、図中には、説明の便宜上、一つの路面テクスチャＴＸ１１に輪郭を付して示した。
オペレータは、この画面中で、標準パスＮＰ１１における対応点Ｐ１１１を指定する。対応点Ｐ１１１は、任意に設定可能である。本実施例では、分離帯標示Ｍ１１の白線の斜め縞模様の端点の一つを対応点Ｐ１１１として選択している。
【０１０８】
図１１（ｂ）は、基準パスＢＰ１１の連結画像を上側にして配置した状態を示している。この状態では、標準パスＮＰ１１と基準パスＢＰ１１の位置がずれている。従って、基準パスＢＰ１１の連結画像を上側に表示すると、対応点Ｐ１１１の位置は、分離帯標示Ｍ１２の白線の斜め縞模様からずれてしまう。
【０１０９】
図１１（ｃ）は、基準パスＢＰ１１の連結画像を上側にした状態で、対応点Ｐ１１２を指定した状態を示している。つまり、基準パスＢＰ１１を上側にした画像内で、分離帯標示Ｍ１１の白線の斜め縞模様の端点を対応点Ｐ１１２として選択すればよい。
対応点Ｐ１１２が指定されると、標準パスＮＰ１１の対応点Ｐ１１１から基準パスＢＰ１１の対応点Ｐ１１２に向かうように移動ベクトルＶ１１が求められる。この移動ベクトルＶ１１に従って、路面テクスチャＴＸ１１を移動すれば、対応点Ｐ１１１は対応点Ｐ１１２に一致し、分離帯標示Ｍ１１、Ｍ１２の位置も一致させることができる。
【０１１０】
路面テクスチャＴＸ１１だけでなく、位置合わせ加工では、標準パスＮＰ１１を構成する他の路面テクスチャも同様に、移動ベクトルＶ１１に従って移動させる。ここでは対応点を一つだけ指定した処理例を示したが、対応点は複数指定してもよい。例えば、図の例では、横断歩道の縞模様、停止線、車線境界線の端点などを対応点として利用することが考えられる。
【０１１１】
（３）位置合わせ加工の処理例（２）：
図１２は位置合わせ加工の処理例（２）を示す説明図である。標準パスＮＰ１２、基準パスＢＰ１２の連結画像を重ねた状態を示した。説明の便宜上、双方の路面標示を視認可能な状態で示している。位置合わせ前は、標準パスＮＰ１２、基準パスＢＰ１２の位置がずれているため、車線境界線などの標示の位置はずれている。
オペレータは、ここでは破線での車線境界線の端点の一つを対応点として選択している。標準パスＮＰ１２については車線境界線Ｌ１２２の端点を対応点Ｐ１２２として選択し、基準パスＢＰ１２については車線境界線Ｌ１２１の端点を対応点Ｐ１２１として選択する。この結果、標準パスＮＰ１２の対応点Ｐ１２２から基準パスＢＰ１２の対応点Ｐ１２１に向かう移動ベクトルＶ１２が定まる。
【０１１２】
図１３は位置合わせ加工の処理（２）の加工結果を示す説明図である。
上述の通り、標準パスＮＰ１２の連結画像を、移動ベクトルＶ１２に従って移動することによって、車線境界線の位置を合わせることができる。位置合わせの結果が車線境界線Ｌ１３である。
また、この位置合わせ加工によって、標準パスも基準パスの位置に合わせられる。本実施例は、本来、異なる位置を走行した複数のパスを位置合わせすることによって、道路面の画像を生成する。この際、図１２、図１３の比較から分かる通り、対応点に基づいて設定される移動ベクトルに従って、標準パスを平行移動することにより、複数のパス間で、路面標示の位置関係およびパスの位置関係を、非常によく一致させることができる。
【０１１３】
（４）絶対座標の取得：
図１４は路面標示の絶対位置座標の取得方法を示す説明図である。図の例では、標準パスＮＰ１４上の路面テクスチャＴＸ１４２、基準パスＢＰ１４上の路面テクスチャＴＸ１４１を例示した。路面テクスチャＴＸ１４１、ＴＸ１４２内には、それぞれ標示Ｍ１４１、Ｍ１４２が含まれている。
路面テクスチャＴＸ１４１、ＴＸ１４２は、それぞれの代表点が、基準パスＢＰ１４上の点Ｐ１４１、および標準パスＮＰ１４上の点Ｐ１４３に一致するように配置される。
【０１１４】
路面テクスチャＴＸ１４１内で、標示Ｍ１４１の頂点Ｐ１４２の位置は、代表点を原点とする相対的な座標（ｘ１４２，ｙ１４２）で特定することができる。従って、代表点の絶対座標、即ち路面テクスチャＴＸ１４１が配置されている位置座標（Ｘ１４１，Ｙ１４１）が分かれば、これに、上述の相対的な座標を加えることによって、標示Ｍ１４１の頂点Ｐ１４２の絶対位置座標を取得することができる。
【０１１５】
路面テクスチャＴＸ１４２内も同様に、標示Ｍ１４２の頂点Ｐ１４５の位置は、代表点を原点とする相対的な座標（ｘ１４５，Ｙ１４５）で特定することができる。従って、代表点の絶対座標、即ち路面テクスチャＴＸ１４２が配置されている位置座標（Ｘ１４３，Ｙ１４３）が分かれば、これに、上述の相対的な座標を加えることによって、標示Ｍ１４２の頂点Ｐ１４５の絶対位置座標を取得することができる。
【０１１６】
路面テクスチャＴＸ１４２については、位置合わせ加工によって、移動ベクトルＶ１４に従って、代表点の位置Ｐ１４３が点Ｐ１４４に移動したとする。この時、位置合わせ後の点Ｐ１４４の絶対位置座標は、移動前の点Ｐ１４３の位置座標（Ｘ１４３，Ｙ１４３）に、移動ベクトルＶ１４の成分（ＶＸ１４，ＶＹ１４）を加えることで得ることができる。更に、こうして得られた点Ｐ１４４の絶対位置座標に対して、点Ｐ１４５の相対的な座標（ｘ１４５，Ｙ１４５）を加えれば、位置合わせ加工後の標示Ｍ１４２の頂点Ｐ１４５の絶対位置座標を取得することができる。
【０１１７】
ここでは、路面テクスチャ内の標示Ｍ１４１，Ｍ１４２の頂点について絶対位置座標を取得する方法を示したが、路面テクスチャ内の任意の点は、それぞれ路面テクスチャの代表点を基準とする相対的な座標で特定可能であるから、同様の方法によって任意の点の絶対位置座標を取得することが可能である。
【０１１８】
Ｃ５．透明化ポリゴン設定処理：
（１）処理概要：
図１５は透明化ポリゴン設定処理の概要を示す説明図である。透明化ポリゴン設定処理は、重ねられた道路画像上に、オペレータの指示によって、透明化ポリゴンを設定することによって、隣接するパスに対応する正射画像同士が重なり合っている部分で、上側の正射画像の一部を透明化して、下側の正射画像を透視可能とする処理である。
図の中央に、正射画像Ｐ１５２の上に正射画像Ｐ１５１が重ねられている様子を斜視図的に示した。下側の正射画像Ｐ１５２には、横断歩道Ａ１５４が分断された状態で含まれており、停止線Ａ１５３が完全な状態で含まれている。上側の正射画像Ｐ１５１には、横断歩道Ａ１５２が完全な形で含まれており、停止線Ａ１５１が分断された状態で含まれている。それぞれ分断された部分を、破線で囲んで示した。
この状態で正射画像Ｐ１５１、Ｐ１５２を重ねると、左側に示したように表示される。つまり、両者が重なった部分では、上側の正射画像Ｐ１５１の画像のみが表示されるため、横断歩道Ａ１５２は完全な状態で表示されるが、停止線Ａ１５１は分断された状態で示されてしまうのである。
仮に、正射画像Ｐ１５１、Ｐ１５２の上下関係を変えたとすれば、今度は、停止線Ａ１５３は完全な状態で表示することができるが、横断歩道Ａ１５４が分断された状態で表示されることになる。このように、正射画像Ｐ１５１、Ｐ１５２の上下関係だけでは、横断歩道、停止線の双方を完全な状態で表示させることはできない。
【０１１９】
そこで、本実施例では、透明化ポリゴンＰＯＬ１５を設定する。この例では、上側の正射画像Ｐ１５１において、分断されている停止線Ａ１５１を覆うように設定した例を示した。透明化ポリゴンＰＯＬ１５内では、上側の正射画像Ｐ１５１は透過した状態で表示される。従って、図の右側に示すように、正射画像Ｐ１５１、Ｐ１５２を重ねた状態では、透明化ポリゴンＰＯＬ１５の内部では、下側の正射画像Ｐ１５２が表示され、その他の部分では、上側の正射画像Ｐ１５１が表示される。この結果、下側の正射画像Ｐ１５２に含まれる停止線Ａ１５３と、上側の正射画像Ｐ１５１に含まれる横断歩道Ａ１５２が表示され、停止線および横断歩道の双方を完全な形で表示することができる。
【０１２０】
（２）フローチャート：
図１６は透明化ポリゴン設定処理のフローチャートである。ハードウェア的には路面標示地図生成装置２００のＣＰＵが実行する処理である。これは、図２に示した透明化ポリゴン設定部２２１の処理に相当する。
処理を開始すると、ＣＰＵは、オペレータからの対象道路の指定を入力し（ステップＳ１００）、対象道路に対応する連結画像を入力する（ステップＳ１０２）。対象道路に対して複数のパスが対応している場合には、これらのパスに対応する複数の連結画像が入力される。
【０１２１】
ＣＰＵは、これらの連結画像を表示し、オペレータの操作に基づいて優先パスの指定を入力する（ステップＳ１０４）。優先パスとは、複数のパスのうち路面画像が最も良好なパスを言い、複数のパスの連結画像を重ねる際に最も上に位置するパスを言う。優先パスは、位置合わせ加工で用いられた基準パスとは異なる。基準パスは位置精度が最も良いものを意味したが、位置精度が良いからといって、路面画像が良好とは限らないからである。複数のパス間の連結画像の重ね合わせの上下関係がどのような状態であっても、位置合わせは支障なく行うことが可能であるから、位置合わせ用の基準パスと優先パスとは相互に独立して設定可能である。
本実施例では、優先パスは、オペレータが各パスの連結画像を比較しながら、任意に設定することができる。仮に、路面画像が最も粗いパスを優先パスに指定しても構わない。このような場合には、後述する透明化ポリゴンの設定数が増えるだけのことである。
【０１２２】
優先パスが設定されると、ＣＰＵは、オペレータの操作に従い透明化ポリゴンを設定する（ステップＳ１０６）。
図中に透明化ポリゴンの設定例を示した。この例では、優先パスに沿った路面テクスチャＴＸ１６１と、その他のパスに沿った路面テクスチャＴＸ１６２を示した。
撮影時には矩形の画像が、正射画像変換により、台形になるため、路面テクスチャＴＸ１６１、ＴＸ１６２を配置すると、図示するようにのこぎり刃状になる。のこぎり刃状の部分からは、路面画像の見栄えを落とすと共に、分断された路面画像しか得られないため、完全な路面画像を得るという目的からは不要な部分となる。そこで、図の例では、路面テクスチャＴＸ１６１、ＴＸ１６２が重なり合った部分では、のこぎり刃状になった路面テクスチャＴＸ１６１の左端の部分に透明化ポリゴンＰＯＬ１６１を設定し、のこぎり刃状の部分が表示されないようにしている。
【０１２３】
一方、路面テクスチャＴＸ１６１、ＴＸ１６２が重なりあっていない部分、図の例では、両端の領域Ａ１６１、Ａ１６２の部分には、透明化ポリゴンは設定しない。この部分では、それぞれ路面テクスチャＴＸ１６１、ＴＸ１６２によって得られる画像が、唯一の画像情報となるからである。両端の領域に透明化ポリゴンを設定すると、この部分に含まれる路面画像の情報は活用し得なくなる。本実施例では、このように他の路面テクスチャと重なり合っていない部分には、透明化ポリゴンを設定しないようにすることで、路面テクスチャに含まれる路面画像の情報を有効活用できるようにした。
かかる設定は、単に路面テクスチャが重なっていない部分を避けて、オペレータが透明化ポリゴンを設定するという運用によって実現してもよいが、透明化ポリゴンの設定処理（ステップＳ１０６）において、透明化ポリゴンの設定位置を制限するようにしてもよい。つまり、路面テクスチャが重なり合っている部分についてのみ、オペレータによる透明化ポリゴンの設定操作を受け付けるようにしても良い。
【０１２４】
路面テクスチャＴＸ１６１によって隠されている標示がある場合には、オペレータはその標示が視認できるように透明化ポリゴンを設定する。図の例では、矢印の標示を覆うように、透明化ポリゴンＰＯＬ１６２が設定されている例を示した。矢印の標示は、テクスチャＴＸ１６１の下側に配置されているテクスチャに含まれている画像である。
【０１２５】
このように標示を覆う透明化ポリゴンＰＯＬ１６２を設定するためには、一旦、路面テクスチャＴＸ１６１を他の路面テクスチャよりも下側に位置するように上下関係を変更したり、路面テクスチャＴＸ１６１を非表示としたりすればよい。これらの操作によって、路面テクスチャＴＸ１６１に隠された標示を視認可能な状態にした上で、その標示を覆うように透明化ポリゴンＰＯＬ１６２を設定し、路面テクスチャＴＸ１６１の表示を元に戻せばよい。
【０１２６】
以上の処理によって、透明化ポリゴンの設定が終わると、ＣＰＵは、設定結果を出力して、透明化ポリゴン設定処理を終了する。
【０１２７】
（３）処理例：
図１７は透明化ポリゴンを設定する前の道路画像例を示す説明図である。この例では、パスＰ１７１、Ｐ１７２の２本に沿って得られた連結画像の位置合わせを行って生成された道路画像を示した。パスＰ１７２の連結画像と、パスＰ１７１の連結画像とで、のこぎり刃状の両端の形状が逆向きになっているのは、これらのパスＰ１７１，Ｐ１７２を道路面撮影システム１００の車両が走行する方向が逆だからである。
【０１２８】
パスＰ１７２の連結画像が、パスＰ１７１の連結画像と重なっている部分では、パスＰ１７２の連結画像の端部Ｂ１７ののこぎり刃状の境界が現れており、道路画像の画質を劣化させている。ただし、図１７では、図示の都合上、のこぎり刃状の輪郭を付して端部Ｂ１７の形状を強調してある。
また、パスＰ１７２の路面画像が端の方で不鮮明なため、例えば、領域Ａ１７１では横断歩道の縞模様が歪んでいる。領域Ａ１７２では、停止線が分断された状態となっている。領域Ａ１７３では、路線バス等優先通行帯（いわゆるバスレーン）であることを示す「バス専用」の文字が読めない程に崩れている。領域Ａ１７４では、破線状の車線境界線が途中で分断された状態となっている。
【０１２９】
これらの影響を回避するため、図１７では、領域Ａ１７１〜Ａ１７４および端部Ｂ１７を包含する透明化テクスチャＰＯＬ１７を図中の一点鎖線のように設定した。
このように透明化ポリゴンＰＯＬ１７を設定すると、パスＰ１７２側の路面テクスチャは、透明化ポリゴンＰＯＬ１７の内部では透視状態となり、下側に配置されたパスＰ１７１側の路面テクスチャが視認されるようになる。
【０１３０】
図１８は透明化ポリゴンの設定後の道路画像例を示す説明図である。上述の透明化ポリゴンの作用により、領域Ａ１８１では、下側の画像が表示されるため、図１７で示した横断歩道の分断状態が解消される。領域Ａ１８２でも同様に、停止線が完全な状態で表示される。また、領域Ｂ１８に例示するように、路面テクスチャの端部ののこぎり刃状の輪郭は視認されなくなり、道路画像全体の画質が向上する。
領域Ａ１８３では、バス専用の文字が、はっきりと判読可能な状態となる。領域Ａ１８４では、車線境界線が完全な状態で表示される。
このように、本実施例では、透明化ポリゴンを設定することにより、道路画像の画質を向上させることができるとともに、道路面の標示の画質も向上させることができる。
【０１３１】
Ｄ．自動位置合わせ処理：
以上の処理では、オペレータが対応点を指示することによって位置合わせ加工を行う例を示した(図８のステップＳ４０参照）。
連結画像の画像処理によって、対応点を自動で指定することができれば、位置合わせ加工を自動で行うことが可能である。以下では、位置合わせを自動で行うための処理について説明する。位置合わせを自動で行うか、手動で行うかは、実行時のメニュー等でオペレータが選択するようにしてもよいし、自動での位置合わせを行った後、この処理がうまくいかなかった連結画像を対象として、手動での位置合わせを行うようにしてもよい。
また、本実施例における自動位置合わせ処理は、オペレータが一切介入しない全自動の処理として構成してもよいし、必要に応じてオペレータが介入する半自動の処理として構成してもよい。
【０１３２】
図１９は自動位置合わせ処理のフローチャートである。ハードウェア的には路面標示地図生成装置２００のＣＰＵが実行する処理である。これは、図２に示した自動位置合わせ処理部２２２の処理に相当する。オペレータの指示に応じて、自動位置合わせ処理と位置合わせ加工（図８）とのいずれか一方を行うようにしてもよいし、位置合わせ加工（図８）に先だって、行うようにしてもよい。
【０１３３】
本実施例では、路面標示地図生成装置２００の画像処理の負荷を抑制するため、自動位置合わせ処理は、地図を所定サイズのメッシュに分割し、メッシュごとに行うものとした。こうすることによって、１回の処理で扱う連結画像を一定サイズに抑え、画像処理の負荷が過大となることを回避できる。また、各連結画像を共通のメッシュで分割するため、分割された画像データを管理しやすくなる利点があるからである。
【０１３４】
連結画像は、例えば、パスに沿って所定の距離ごとに分割する方法も可能である。しかし、かかる方法では、異なるパスに沿って生成された連結画像間では、分割したピースが統一できないことになり、特徴点同士の対応付けも困難となる。本実施例では、連結画像の位置とは無関係に設定されたメッシュ、即ち複数パスの連結画像に対して共通のメッシュを用いることにより、各連結画像を分割したピース間の対応づけなどのデータ管理が容易となる利点がある。
【０１３５】
処理を開始すると、ＣＰＵは処理対象となるメッシュ、即ち対象メッシュ内のパス、連結画像を読み込む（ステップＳ２００）。この処理によって、連結画像はメッシュ単位に分割されることになる。
ＣＰＵは、読み込んだ連結画像に対して、画像前処理を行う（ステップＳ２１０）。画像前処理とは、対応点を自動的に認識する際に、誤認識の可能性を抑制するための処理である。画像前処理の内容は後述するが、本実施例では、連結画像の両端に生じる、のこぎり刃状のギザギザ部分を削除する処理、横断歩道、分離帯その他を示す縞模様の標示を削除する処理などを行う。
【０１３６】
画像前処理が終了すると、ＣＰＵは処理領域を設定する(ステップＳ２２０）。本実施例では、メッシュ単位で読み込んだ連結画像内に、メッシュよりも小面積の処理領域を設定し、処理領域ごとに処理を実行している。処理領域の位置を順次、移動させて繰り返し処理を行うことによりメッシュの全領域をカバーすることができる。処理領域の設定方法および移動方法については、後述する。
【０１３７】
こうして処理領域を設定すると、ＣＰＵはその中で特徴点抽出処理を行う(ステップＳ２３０）。特徴点とは、２つの連結画像間で対応する点を安定的に特定できる点を任意に定義して用いることができる。本実施例では、連結画像から種々のエッジを抽出し、エッジが折れ曲がる点（屈折点）、端点、交点などを特徴点として用いるものとした。
特に、道路上には白線または黄線で種々の標示が描かれているため、この標示の輪郭をエッジとして抽出することにより、上述の特徴点を抽出することができる。白線または黄色線で描かれた白線は、道路面とは異なる色を有しているから、連結画像の各画素の階調値の差異に基づいて、標示部分を抽出することが可能である。
抽出は、ＲＧＢなど種々の色系で行うことが可能である。本実施例では、連結画像を、Ｈ(色相）、Ｓ（彩度）、Ｖ（明度）の色空間に変換した上で、Ｖ（明度）画像を用いて標示領域を抽出した。Ｖ画像は、無彩色で明度だけを成分として有する画像となるため、いわゆるグレースケールの画像である。種々の色空間で抽出を試みた結果、Ｖ画像を用いた場合に標示を最も精度良く抽出できることが見いだされた。
【０１３８】
ＣＰＵは、処理領域の設定（ステップＳ２２０）および特徴点抽出処理（ステップＳ２３０）を、各連結画像に関し、メッシュ全体で特徴点の抽出が完了するまで（ステップＳ２４０）、繰り返し実行する。
こうして特徴点の抽出が完了すると、ＣＰＵは、対応点探索処理を行う（ステップＳ２５０）。これは、連結画像間で、特徴点同士を比較し、対応するもの同士を対応点として関連づける処理である。例えば、抽出された特徴点の座標、連結画像内での複数の特徴点の配置などに基づいて、連結画像間の対応をとることができる。特徴点同士を関連づける処理自体は、周知の画像処理技術であるため、詳細な説明は省略する。
【０１３９】
ＣＰＵは、こうして抽出された対応点のフィルタリング処理を行う（ステップＳ２６０）。対応点探索処理（ステップＳ２５０）では、誤認識された対応点が含まれている可能性があるからである。本実施例の位置合わせ加工は、先に図１０で説明したように、対応点ごとに求まる移動ベクトルを補間することで、各路面テクスチャの位置合わせ用の移動量を設定する。従って、位置合わせ加工には、必ずしも多くの対応点を要しない。種々の処理を行った実験結果からは、数十メートルに１点程度の間隔で得られれば、十分な精度で位置合わせ加工ができることが見いだされた。
対応点のフィルタリング処理の詳細は後述する。本実施例では、上述の観点から、対応点のうち、誤認識の可能性が高いと思われるもの、および対応点の位置精度が低いと考えられるものを削除するものとした。フィルタリング処理は、完全に自動で行う態様の他、オペレータの介入を許す半自動の形で行う方法を採っても良い。
このように、対応点を減らすことは、抽出された対応点を表示した場合に、オペレータが比較的容易に、誤認識の有無を判断できる利点もある。仮に、多数の対応点が表示されていると、オペレータが、これらの中から、対応点の誤認識を見いだすことは非常に困難となるが、対応点の数が少ない場合には、対応点の位置をそれぞれの連結画像内で比較的容易に認識することができ、背景の画像との関係も考慮しながら、対応関係の正誤を比較的容易に判断することができるようになるからである。
【０１４０】
こうして対応点が決まると、ＣＰＵは連結画像の移動処理を行って（ステップＳ２７０）、自動位置合わせ処理を終了する。連結画像の移動処理は、先に図１０で説明したのと同様である。つまり、設定された対応点ごとに移動ベクトルを設定し、この対応点の移動ベクトルを補間することで、パス上の各点の移動ベクトルを設定する（図１０のステップＳ５２）。そして、この移動ベクトルに従って、各路面テクスチャを移動するのである（ステップＳ５３）。こうすることで、自動位置合わせ処理によっても、図１２、１３に示したように良好な結果を得ることができる。
【０１４１】
以下、上述の自動位置合わせ処理で行う各処理のうち、画像前処理（ステップＳ２１０）、処理領域設定（ステップＳ２２０）、および対応点フィルタリング処理（ステップＳ２６０）について、それぞれ詳細な内容を説明する。
【０１４２】
Ｄ１．画像前処理：
図２０は画像前処理のフローチャートである。自動位置合わせ処理(図１９）のステップＳ２１０に相当する処理であり、対応点を自動的に認識する際に、誤認識の可能性を抑制するための処理である。
処理を開始すると、ＣＰＵは、まずギザギザ除去処理を行う（ステップＳ２１１）。図中に処理概要を模式的に示した。本実施例では、路面テクスチャＴＸ２０をパスにそって配置して連結画像を生成する。路面テクスチャＴＸ２０は、ビデオカメラで撮影した画像を正射変換して得られる画像であり、この変換の過程で、もともとは矩形の画像が台形状に変形される。この結果、路面テクスチャＴＸ２０を配置した連結画像には両端に、ギザギザののこぎり刃状の領域Ａ２０が生じる。ギザギザ除去処理では、領域Ａ２０を削除する処理を行う。
【０１４３】
ギザギザ除去処理には、２つの意義がある。
領域Ａ２０内の、のこぎり刃状の頂点は、それぞれエッジが折れ曲がっている屈折点となるから、特徴点として抽出され易い点である。従って、ギザギザ除去を行わずに、特徴点の抽出を行うと、非常に高い密度で特徴点が多数抽出されることになる。このように高密度で多数の特徴点が抽出されると、特徴点同士の対応関係に誤認識を生じやすい。また、誤認識が生じた時に、オペレータが目視で誤認識を発見しづらくなる。ギザギザ除去処理を行うことにより、こうした弊害を回避することが可能となる。
また、領域Ａ２０は、路面テクスチャの両端の部分である。正射変換して路面テクスチャを生成する際には、画像の左右中央付近に比して、両端では変換時の歪みが大きくなる。路面テクスチャの両端付近の各画素は、これらの歪みの影響で、中央付近よりも、位置精度が低くなる。それぞれの連結画像の位置精度を十分に確保した状態で位置合わせを行うためには、位置精度の高い対応点を用いることが好ましい。ギザギザ除去処理では、領域Ａ２０を削除することにより、予め位置精度が低い特徴点を排除しておくことができるから、位置合わせ時の位置精度の低下を回避することができるのである。
【０１４４】
図２１はギザギザ除去処理の処理例を示す説明図である。図２１（ａ）には、のこぎり刃状の領域が残存した状態を示した。図中の×印は、抽出された特徴点を表している。のこぎり刃状のエッジの屈折点が多数、特徴点として抽出されていることが分かる。しかし、全ての点が抽出されている訳ではなく、エッジの屈折点の中でも特徴点として抽出されていないものもあれば、屈折点からややずれたところの点が抽出されているものもある。このように特徴点が、不正確かつ高密度で多数抽出されると、対応点を特定する上で誤認識を生じやすい。
図２１（ｂ）は、ギザギザ除去処理後の連結画像の様子を示した。特徴点の抽出は行っていない。連結画像の両端のギザギザ領域を除去することにより、両端がほぼ直線状となっているため、特徴点の抽出を行ったとしても、両端の領域から、図２１（ａ）ほどの多くの特徴点が高密度で抽出されることを回避することが可能となる。
【０１４５】
図２０に戻り、画像前処理の内容を引き続き説明する。
ギザギザ除去処理が完了すると、ＣＰＵは、次に、横断歩道やゼブラを除去する処理を行う。ゼブラとは、説明の便宜上付した名称であり、道路標示のうち横断歩道を除く縞模様を言う。例えば、中央分離帯や、交差点付近に設けられた右左折用の車線への移行領域などに付されている縞模様が挙げられる。
この除去処理を行うため、ＣＰＵは、まずＶ（明度）画像を用いてエッジを抽出する（ステップＳ２１２）。エッジの抽出は、ＲＧＢ色系などで行うこともできるが、Ｈ(色相）、Ｓ（彩度）、Ｖ（明度）の色空間で行った方が、道路標示に使われる白色および黄色の線を精度良く抽出できることが分かったからである。エッジ抽出は、周知の画像処理技術であるため、詳細な説明を省略する。エッジ抽出に当たっては、Ｓｏｂｅｌフィルタその他のフィルタによって、エッジを強調する処理を施しても良い。
【０１４６】
次に、ＣＰＵはエッジ太らせ処理を行う（ステップＳ２１３）。
図２２はエッジ太らせ処理の処理例を示す説明図である。図２２（ａ）は、道路面の標示例を示している。道路には、複数の車線境界線で区画された複数の車線が中央付近に縦方向に横断歩道がある。中央分離帯部分はゼブラとなっている。
図２２（ａ）の上方に、横断歩道の一部を拡大して示した。横断歩道のような縞模様では、拡大図中の×印に示すように、縞模様の角が特徴点として抽出され易い。拡大図中では、１個だけが抽出されている例を示したが、縞模様のそれぞれの角が抽出されるため、多数の特徴点が高密度で抽出されることになる。ゼブラも同様である。このように高密度で抽出された特徴点は、連結画像の両端のギザギザ領域と同じく対応点の誤認識につながる。横断歩道やゼブラの除去処理には、特徴点が高密度で多数抽出される領域を予め排除しておくことにより、対応点の誤認識を低減させるという目的がある。
【０１４７】
図２２（ｂ）には、横断歩道に対してエッジを抽出した状態を示した。エッジ抽出によって、横断歩道の縞模様の輪郭が抽出されることになる。この例では、ほぼ連続的な形状で縞模様が抽出されている状態を示しているが、連結画像の画質や、エッジ抽出の際の設定によっては、それぞれの線分が分断されたような状態で抽出されることもある。エッジ抽出された画像は、２値画像となっている。
【０１４８】
図２２（ｃ）は、抽出されたエッジに太らせ処理（膨脹処理とも言う）を施した例である。太らせ処理とは、処理対象となる画素に対して、その周囲８画素のいずれかに黒画素がある場合には、処理対象となる画素も黒に置換する処理である。こうすることによって、図示するように、黒画素によって構成される境界線の幅を太くすることができる。
図２２（ｄ）は、太らせ処理を更に施した例である。このように、太らせ処理を繰り返し施すと、横断歩道の縞模様同士が結合されるようになり、いずれ横断歩道全体が一つの面として認識されるようになる。ここでは、横断歩道を例示したが、ゼブラも同様である。
太らせ処理においては、横断歩道やゼブラが面領域として抽出されるよう、連結画像の解像度に応じて、エッジの太らせ量を予め設定しておけばよい。横断歩道およびゼブラの縞模様の間隔および線の幅は、同等であるため、双方を面領域として抽出するのに適した太らせ量は、比較的容易に設定可能である。
【０１４９】
図２０に戻り、画像前処理について説明する。
ＣＰＵは、エッジの太らせ処理を行った後（ステップＳ２１３）、面積が閾値Ｓｔｈ以下となる領域を、解除する（ステップＳ２１４）。解除とは、抽出した領域から外すことを意味する。その後、ＣＰＵは解除されずに残った領域を連結画像から除去する（ステップＳ２１５）。例えば、横断歩道に対応する面領域の面積が、閾値Ｓｔｈを超える場合には、この面領域は抽出された状態のまま解除されずに残っているから、ステップＳ２１５の処理で除去されることになる。
【０１５０】
上述の閾値Ｓｔｈは、横断歩道およびゼブラから構成される面領域の面積よりも小さく、車線境界線その他の道路標示から構成される面領域の領域よりも小さい範囲で設定する。
道路標示のサイズは一定ではなく道路幅等によっても変動する。閾値Ｓｔｈは、道路標示のサイズの変化も考慮して設定することが好ましい。閾値Ｓｔｈは固定値である必要はなく、道路幅などに応じて、変化させてもよい。
また、閾値Ｓｔｈを半自動で設定するようにしてもよい。例えば、太らせ処理を終えた連結画像内で、オペレータが指定した領域の面積を基準として、その面積に所定の係数を乗じて閾値Ｓｔｈを設定するようにしてもよい。こうすることによって、道路標示の状態に応じて柔軟に閾値Ｓｔｈを設定可能となる利点がある。
【０１５１】
閾値Ｓｔｈの設定値によっては、車線境界線など、横断歩道およびゼブラ以外の道路標示が連結画像から除去される可能性もある。しかし、画像前処理は、対応点の誤認識を避けるために、誤認識を生じやすい特徴点を含む部分を予め除去しておくための処理であるから、横断歩道およびゼブラ以外の道路標示が、多少、連結画像から除去されることがあったとしても構わない。位置合わせに支障がない程度、つまり数十メートルに１点程度の特徴点を抽出できるだけの道路標示が連結画像内に残っていれば足りるからである。
【０１５２】
図２３は面領域の除去例を示す説明図である。図２３（ａ）は、連結画像に対して、エッジの抽出（図２２のステップＳ２１２）および太らせ処理（図２２のステップＳ２１３）を施した状態を示している。領域Ａ２３は、横断歩道に対応する面領域である。領域Ｍ２３は、車線の進行方向規制を示す矢印に対応する面領域である。
図２３（ｂ）は、図２２のステップＳ２１４の処理を施した状態、つまり閾値Ｓｔｈ以下の領域を解除した状態を示している。この例では、横断歩道に対応する領域Ａ２３は解除されずに残っている。矢印に対応する領域Ｍ２３は面積が小さいため、解除されている。領域Ｍ２３以外の矢印や車線境界線の一部も、同様に解除されている。停止線や車線境界線の中には、抽出されたままのものも存在するが、先に説明した通り、この状態で処理を継続しても構わない。
図２３（ｃ）は、図２２のステップＳ２１５の処理を施した状態、つまり抽出されている画像を除去した状態を示している。この処理によって、横断歩道の領域Ａ２３が除去されることが分かる。同様に、車線境界線や停止線の一部に対応する部分も除去されている。しかし、車線境界線の一部や矢印などの道路標示は除去されずに残っているため、これらのエッジに基づいて特徴点の抽出が可能な状態となっている。
【０１５３】
このように画像前処理を施すことによって、対応点の誤認識を招きやすい部分、即ち特徴点が高密度で多数抽出されやすい部分を予め連結画像から除去することができる。また、ギザギザ領域の除去処理（図２０のステップＳ２１１）には、連結画像両端の位置精度が低い部分を除去しておくことによって、位置精度が低い特徴点が抽出されるのを回避できるという利点もある。
【０１５４】
Ｄ２．処理領域設定：
図２４は処理領域設定の様子を模式的に示す説明図である。
本実施例では、先に説明した通り、メッシュに分けて特徴点の自動抽出を行う。図２４の太線で示した外枠ＭＥ２４が、メッシュを表している。メッシュ内に、処理対象となる連結画像Ｒ２４を模式的に示した。
特徴点の自動抽出は、メッシュ内に設定された処理領域ＰＡ２４（図中のハッチングを付した領域）を単位として行う。この例では、図示する通り、メッシュＭＥ２４を、７×７のマスに分割し、３×３の配列で処理領域ＰＡ２４を設定した。
本実施例では、処理領域ＰＡ２４の位置を順次、移動させながら処理を行う。図２４（ａ）〜図２４（ｆ）には処理領域ＰＡ２４の移動例を示した。図２４（ａ）〜図２４（ｃ）に示すように、メッシュＭＥ２４内の最下段から３段のマスを用いつつ、１マスずつ右側に処理領域ＰＡ２４を移動させる。図２４（ｃ）の後も、メッシュＭＥ２４の右端に処理領域ＰＡ２４が到達するまで、同様に移動させる。
次に、図２４（ｄ）〜図２４（ｆ）に示すように、メッシュＭＥ２４内の下から２〜４段目のマスを用いつつ、１マスずつ右側に処理領域ＰＡ２４を移動させる。図２４（ｆ）の後も、メッシュＭＥ２４の右端に処理領域ＰＡ２４が到達するまで、同様に移動させる。
【０１５５】
このように処理領域ＰＡ２４を徐々に移動させると、連結画像Ｒ２４と処理領域ＰＡ２４との位置関係を相対的に変化させることができる。図２４（ａ）では、処理領域ＰＡ２４内に連結画像Ｒ２４は、わずかしか存在していない。この状態では、位置合わせを精度良く行うのに十分な対応点を抽出することはできない。一方、図２４（ｃ）では、処理領域ＰＡ２４内に、連結画像Ｒ２４が十分に含まれている。従って、位置合わせを精度良く行うに足りるだけの対応点を抽出することが可能である。
処理領域の設定は、位置合わせ用の対応点を設定するために行う処理である。つまり、図２４（ａ）〜図２４（ｆ）に示す処理領域ＰＡ２４は、特徴点の抽出、対応点の設定に用いられるだけであり、処理領域ＰＡ２４を単位として連結画像Ｒ２４の移動処理が行われる訳ではない。従って、図２４（ａ）に示すように、処理領域ＰＡ２４内に連結画像Ｒ２４が十分に存在せず、特徴点を十分に抽出できない位置関係となる場合が生じたとしても、他の位置関係（例えば、図２４（ｃ））で、十分に特徴点の抽出、対応点の設定ができれば、位置合わせ処理は支障なく行うことができる。
連結画像Ｒ２４は、道路の形状およびメッシュＭＥ２４との相対的な位置関係に応じて、処理領域ＰＡ２４との位置関係が変化する。従って、処理領域ＰＡ２４を予め固定したサイズ、位置で用いると、処理対象となる道路に応じて、対応点の抽出に適した位置関係となったり、不適切な位置関係となったりする。これに対し、処理領域ＰＡ２４を移動させる場合には、いずれかの位置関係では特徴点の抽出を適切に行うことが可能となる。従って、道路とメッシュＭＥ２４との位置関係に依らず、安定的に特徴点を抽出することができる利点がある。
【０１５６】
図２５は処理領域の設定例を示す説明図である。図２４では、処理領域が順次、移動する様子を示したが、図２５では、この処理領域を方眼状に配置した状態を例示した。図２５（ｂ）は、図２５（ａ）に対して処理領域を相対的に右側に移動した状態を表している。
図２５（ａ）では、処理領域Ｔ２５１、Ｔ２５２には、連結画像がごくわずかしか含まれておらず、対応点を精度良く設定することができない状態となっている。これに対し、処理領域が図２５（ｂ）よりも右側にずれた図２５（ｂ）の状態では、図２５（ａ）で処理領域Ｔ２５１、Ｔ２５２に分属していた画像が、一つの処理領域Ｔ２５３に含まれる。従って、処理領域Ｔ２５３からは、対応点を良好に設定することが可能となる。
このように、処理領域を連結画像に対して相対的に移動させることによって、道路とメッシュとの位置関係に依らず、安定的に特徴点の抽出、対応点の設定を行うことが可能となる。
【０１５７】
Ｄ３．対応点フィルタリング処理：
図２６は対応点フィルタリング処理を示す説明図である。
図２６（ａ）には、基準パスＢＰ２６および標準パスＮＰ２６にそれぞれ沿った連結画像を示した。図中の□印は、それぞれのパスの連結画像に対して設定された対応点を表している。矢印は、それぞれの対応点に基づいて定まる移動ベクトルである。つまり、対応点について、標準パスＮＰ２６１の連結画像の位置を基準パスＢＰ２６に合わせるための移動量を表している。
移動ベクトルは、標準パスＮＰ２６１の対応点を始点とし、基準パスＢＰ２６の対応点を終点とするベクトルである。図の例では、このようにして移動ベクトルを設定した結果、矢印Ａ２６のみが左向きとなり、他の移動ベクトルは右向きとなっていることがわかる。図中には他の対応点も存在するが、図の煩雑化を回避するため、４つの対応点についてのみ移動ベクトルを示した。
【０１５８】
図２６（ｂ）は、図２６（ａ）の状態で位置合わせを行った結果を示す説明図である。移動ベクトルに従って、標準パスＮＰ２６１の各点および路面テクスチャを移動する。標準パスＮＰ２６１上で、対応点と対応点の間の点については、移動ベクトルを補間して、各点での移動ベクトルを設定する。矢印Ａ２６の移動ベクトルのみが他の移動ベクトルと方向が異なっているため、補間した各点の移動ベクトルも不自然に変化する。この結果、図２６（ｂ）の領域Ｂ２６に示すように、位置合わせ後のパスが不自然に屈曲してしまう。また、横断歩道の縞模様がずれていることから分かる通り、連結画像同士もきちんと位置合わせされてはいない。
このような現象は、矢印Ａ２６で示した移動ベクトルを用いて位置合わせを行ったことが原因である。従って、かかる現象を回避するためには、予め矢印Ａ２６に対応する対応点を排除しておくことが好ましい。このように、適切な位置合わせを実現するために、用いるべき対応点を取捨選択する処理を、対応点フィルタリング処理と呼ぶ。
【０１５９】
図２７は対応点フィルタリング処理のフローチャートである。自動位置合わせ処理（図１９）のステップＳ２６０に相当する処理である。
処理を開始するとＣＰＵは、対応点探索結果を入力する（ステップＳ２６１）。対応点は、各連結画像から抽出された特徴点同士を比較し、対応づけた点を言う。
【０１６０】
ＣＰＵは次に、路面テクスチャの両端領域の対応点を除去する（ステップＳ２６２）。図中にこの処理の内容を模式的に示した。
路面テクスチャＴＸ２７が配置された連結画像から、Ｐ２７１〜Ｐ２７４の対応点が設定されたとする。この処理では、パスを含む幅Ｗ２７の領域Ａ２７を規定し、この領域から外れる対応点を両端領域の対応点として除去するものとした。領域Ａ２７を規定する幅Ｗ２７は任意に設定可能である。幅Ｗ２７を大きくとれば、両端領域の対応点を十分に排除することができないし、幅Ｗ２７を小さくとれば、ほとんどの対応点が除去されてしまい、位置合わせに使用する対応点を十分に残すことができなくなる。幅Ｗ２７は、これらの両面を考慮して、任意の値を設定すればよい。
また、幅Ｗ２７は固定値とする必要はなく、例えば、道路幅に応じて変化させてもよい。また、道路幅の○％というように、道路幅を基準とする値としてもよい。
【０１６１】
次に、ＣＰＵは統計的に外れる対応点を除去する（ステップＳ２６３）。本実施例では、各移動ベクトルの向きおよび大きさが統計的に外れているものを除去するものとした。
図中に処理例を示した。パスＮＰ２７に沿って、各対応点ごとに移動ベクトルＱ２７１〜Ｑ２７５が得られているとする。下側に、各移動ベクトルの大きさおよび向きをグラフにして示した。パスＮＰ２７の上向きを正、下向きを負として向きを表すとともに、大きさをグラフの高さで表した。
図示する通り、移動ベクトルＱ２７２は負の向きとなり、他の移動ベクトルＱ２７１、Ｑ２７３〜Ｑ２７５は正の向きとなる。また、移動ベクトルＱ２７１，Ｑ２７３，Ｑ２７４はほぼ同じ大きさであり、移動ベクトルＱ２７５は他の移動ベクトルよりも大きい。ＣＰＵは、これらの結果に基づき、向きが異なる移動ベクトルＱ２７２および大きさが異なる移動ベクトルＱ２７５を除去する。
向きについては、図中の例のように正負で評価する他、パスＮＰ２７の進行方向を基準とする角度で評価してもよい。
【０１６２】
統計的な除去を行う際、除去するか否かの判断基準は任意に設定可能である。例えば、移動ベクトルの向きおよび大きさの各平均値との偏差が所定値以上のものを除去するようにしてもよいし、この時の所定値は任意の値としてもよいし、標準偏差を用いて設定してもよい。
【０１６３】
統計的な除去を終えると、ＣＰＵはオペレータの操作に従って、標示（ペイント）近傍の対応点を選択する処理を行う（ステップＳ２６４）。ステップＳ２６２、Ｓ２６３の処理で対応点のフィルタリングが十分に行われている場合には、この処理は省略しても差し支えない。
図中には選択例を示した。対応点Ｒ２７１，Ｒ２７２は標示とは無関係の点である。対応点Ｒ２７３、Ｒ２７４は、それぞれ標示の角である。本実施例では、これらの対応点Ｒ２７１〜Ｒ２７４は自動位置合わせ処理（図１９）のステップＳ２５０で設定されている。
オペレータは、設定された対応点ＰＲ２７１〜Ｒ２７４が表示された画面内で、マウス等のポインティングデバイスによって使用する対応点を選択する。例えば、対応点Ｒ２７１、Ｒ２７２は、標示と無関係の点であるため、オペレータは連結画像間で、適切に対応関係が設定されているか否かを判断しづらい。そこで、オペレータは、このような点については位置合わせに使用する対応点の候補から排除する。一方、対応点Ｒ２７３、Ｒ２７４は、道路標示の角であるため、連結画像間で適切に対応関係が設定されていることを比較的容易に確認することができる。そこで、オペレータは、対応点Ｒ２７３、Ｒ２７４について、対応関係の適否を判断し、適切に対応関係が設定されていると判断した場合には、位置合わせで使用する候補として選択する。
【０１６４】
このようにオペレータが目視確認して対応点を指定可能とすることにより、対応点の誤認識を抑制でき、位置精度が高いと考えられる適切な対応点を位置合わせに利用することが可能となる。
本実施例では、ＣＰＵによって自動的に設定された対応点の中から、位置合わせに使用するものを選択する例を示した。この画面内で、オペレータがポインティングデバイスを操作することで、新たな対応点を指定可能としてもよい。
【０１６５】
Ｅ．効果：
以上で説明した実施例の道路面撮影システム１００および路面標示地図生成装置２００によれば、道路を走行しながら取得したフレーム画像を正射変換して得られた路面テクスチャを配置することにより、走行軌跡（パス）に沿って位置精度のよい連結画像を得ることができる。更に、複数のパスに沿って得られた連結画像同士を、位置合わせして合成することにより、道路全体の路面画像を得ることができる。この際、画像を撮影した際の各パスの位置精度が最も高いものを基準パスとして、他のパスをこの基準パスに合わせる方法を採ることにより、全体の位置精度を確保しつつ路面画像を生成することができる。
本実施例では、各パスの連結画像は、路面テクスチャを配置するまでに留め、これらを一枚の画像として合成していない。従って、路面テクスチャ単位で配置を平行移動することによって、複数パスの連結画像を容易に合成可能である。
【０１６６】
本実施例では、各パスの連結画像の生成、および複数パスの連結画像の合成のいずれの処理も、路面テクスチャに対するアフィン変換を施す必要がなく、単純な平行移動で行う。従って、複雑な画像処理に伴う画質の劣化を回避することができ、路面標示が鮮明な状態で表示された路面画像を得ることが可能である。また、平行移動で行うため、路面テクスチャ内の代表点を基準とする相対的な座標系は、連結画像の生成および合成の前後で維持される。この結果、代表点の絶対位置座標が得られれば、路面テクスチャ内の各点の絶対位置座標を容易に取得することが可能となり、路面標示の絶対位置座標を取得することも可能となる。
【０１６７】
本実施例では、連結画像を構成する複数の路面テクスチャが重なっている領域では、生成された路面画像に対して、透明化ポリゴンを設定可能である。こうすることにより、重なり合っている路面テクスチャに含まれる路面標示の中で、最も鮮明なものを有効活用することが可能となる。従って、路面テクスチャを合成して得られる路面画像の画質を向上させることが可能である。
【０１６８】
更に、本実施例では、対応点を自動的に設定し、位置合わせを行うことが可能であるため、オペレータの負荷を軽減することができる。また、特徴点の抽出に先立って画像前処理を行うことにより、位置精度の悪い特徴点や、対応関係に誤認識が生じやすい特徴点を予め排除することができるため、対応点の設定精度を向上することができる。また、対応点の設定後に、フィルタリングを行うことによって、不適切に設定された対応点を排除することができ、位置合わせの精度向上を図ることもできる。
【０１６９】
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。
例えば、連結画像は、路面テクスチャを合成した一枚の画像として生成してもよい。この場合、複数パスの合成を行う際には、連結画像を路面テクスチャに相当する複数の領域に分割した上で、領域ごとに平行移動すればよい。
本実施例では、車両に搭載したビデオカメラで撮影した画像を利用する例を示したが、車両に限らず自転車その他の種々の移動体を利用可能であり、歩行しながら撮影する方法を採っても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】実施例としての道路面撮影システムの構成を示す説明図である。
【図２】実施例としての路面標示地図生成装置の構成を示す説明図である。
【図３】路面標示地図の生成過程における中間データを示す説明図である。
【図４】実施例における道路画像の生成例を示す説明図である。
【図５】位置合わせ加工の概要を示す説明図である。
【図６】交差点が存在する場合の位置合わせの手順を示す説明図である。
【図７】連結画像生成処理のフローチャートである。
【図８】位置合わせ加工のフローチャートである。
【図９】基準パス設定処理のフローチャートである。
【図１０】連結画像移動処理のフローチャートである。
【図１１】位置合わせ加工の処理例（１）を示す説明図である。
【図１２】位置合わせ加工の処理例（２）を示す説明図である。
【図１３】位置合わせ加工の処理（２）の加工結果を示す説明図である。
【図１４】路面標示の絶対位置座標の取得方法を示す説明図である。
【図１５】透明化ポリゴン設定処理の概要を示す説明図である。
【図１６】透明化ポリゴン設定処理のフローチャートである。
【図１７】透明化ポリゴンを設定する前の道路画像例を示す説明図である。
【図１８】透明化ポリゴンの設定後の道路画像例を示す説明図である。
【図１９】自動位置合わせ処理のフローチャートである。
【図２０】画像前処理のフローチャートである。
【図２１】ギザギザ除去処理の処理例を示す説明図である。
【図２２】エッジ太らせ処理の処理例を示す説明図である。
【図２３】面領域の除去例を示す説明図である。
【図２４】処理領域設定の様子を模式的に示す説明図である。
【図２５】処理領域の設定例を示す説明図である。
【図２６】対応点フィルタリング処理を示す説明図である。
【図２７】対応点フィルタリング処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７１】
１００…道路面撮影システム
１１０…位置計測部
１１０…計測データ
１１２…コントローラ
１１４…ＧＰＳ
１１４Ａ…アンテナ
１１６…ＩＭＵ
１１８…ＤＭＩ
１２０…ビデオカメラ
１３０…記録装置
１４０…ハードディスク
１４２…画像データ
１４４…同期データ
１４６…計測データ
１５０…基準局データ
２００…路面標示地図生成装置
２０１…主制御部
２０２…コマンド入力部
２０３…表示制御部
２０４…データ入力部
２０５…軌跡データ算出部
２０６…画像変換部
２０７…１パス画像合成部
２１０ａ…軌跡データ
２１０ｂ…路面軌跡データ
２１０ｃ…路面テクスチャ
２１０ｄ…連結画像
２１０ｅ…道路画像
２１０ｆ…道路画像用登録データ
２１０ｇ…軌跡用登録データ
２１０ｃ…データ（路面テクスチャ
２１０…処理データ記憶部
２２０…位置合わせ処理部
２２１…透明化ポリゴン設定部
２２２…自動位置合わせ処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーションなどで使用される電子地図データには、多様な機能を実現するため、種々の詳細なデータが要求されている。その一つとして、横断歩道や中央線、車線境界線などの路面に描かれる標示が挙げられる。これらの標示を予め画像として取得しておくことにより、ユーザに対して実際の路面に近い画像を提供することができ、直感的に理解しやすい案内を実現することが可能となる。
【０００３】
標示を含む路面の画像を効率的に生成するための技術として特許文献１、特許文献２などが挙げられる。
特許文献１は、車輌の前後または側方に対してデジタルカメラ等により取得された画像から、路面の標示を含む静止画像を生成する技術を開示している。この技術では、目的の道路を車両で走行しながら、その車両に搭載されたデジタルカメラで路面の標示等を撮影する。そして、動画を構成する各フレーム画像を真上から見た状態の正射画像に変換し、撮影位置に応じて配列する。正射画像とは、道路の垂直上方の無限遠点に視点を置いた場合の道路画像を言う。複数のフレーム画像を配列することによって、１回の走行の軌跡（以下、パスと呼ぶこともある）に沿った道路面の合成画像を得ることができる。
【０００４】
特許文献２は、２つのパスで得られた画像を合成して幅広の道路画像を合成する技術を開示している。この技術では、まず一つのパスで得られた画像に対して、道路の車線境界線など、本来、直線的に描かれているものが直線として表示されるようにアフィン変換をかける。そして、２つのパスで共通して撮影されている車線境界線などの座標が一致するように、一方のパスの画像をアフィン変換する。また、同様の方法によって、パスごとに画像をアフィン変換しながら合成することによって３以上のパスを合成する技術も開示している。
【０００５】
また、標示を含む路面の画像を生成する技術とは異なるが、複数の画像の合成技術として特許文献３が挙げられる。特許文献３は、空中から地上を撮影したビデオ映像から広域写真地図を作成するための技術を開示している。この技術では、複数の画像に共通して存在する被写体上の特徴点を抽出し、この特徴点の移動量を求め、撮影時の位置・姿勢情報に応じた変換をかけた上でこれらの画像を合成する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４９１０３号公報
【特許文献２】特許第３８２０４２８号公報
【特許文献３】特開２００６−１９５５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
地図データには、経路探索用に道路をノード、リンクで表した道路ネットワーク、および地図を表示するために道路をポリゴンで表したデータなどがある。道路ネットワークでは、道路を１本または２本のリンクで代表させているため、リンクに付された座標は、道路のいずれの部分を表しているか厳密には分からない。描画データでは、道路を表すポリゴンの外周の位置座標は分かるものの、道路内部の地点についての位置座標は分からない。
例えば、道路内部の各地点の位置座標が詳細に得られている地図データが存在すれば、車両の現在位置に応じて、車両が道路のどの車線を走行しているかを判断して、車線変更の案内を行うことや、車両に横断歩道が接近していることを警告するなどの高機能な案内を実現することが可能となる。
しかし、従来の地図データは、これらの高精度、高機能な案内を実現するためには不十分な精度しか有していなかった。仮に車両の現在位置を精度良く把握したとしても、その位置情報を活かすだけの詳細な地図データが用意されていたとは言えなかったのである。
【０００８】
路面の標示は道路上の位置座標を豊富にするための目的物として適している。例えば、横断歩道や車線境界線の位置座標が得られていれば、上述した高機能な案内の実現に資することができる。
しかし、従来技術は、いずれも道路面の合成画像を得ることを主目的としており、路面の標示の位置座標を得ることを目的としてはいなかった。
例えば、特許文献２の技術は、道路が直線か曲線かに関わらず車両の進行方向をＸ軸とし、その移動距離をＸ座標として画像を表しているに過ぎず、このＸ軸に直交する方向にのみ画像をアフィン変換するに過ぎない。複数のパスで得られた画像について、このように定められたＸ座標が十分に一致しているという保証はないから、特許文献２の技術では路面の標示の位置座標を精度良く得ることはできない。
また、アフィン変換は、原画像の長方形領域を平行四辺形に歪ませる作用を持つ変換とも言えるから、特許文献２の技術では、アフィン変換によって画像の合成を行うことにより画質の劣化を招き、路面の標示の位置座標を一層低下させるという課題もある。
一方、特許文献１記載の技術は、１回のパスで得られる画像に対する処理を開示しているのみであり、道路全体を十分にカバーすることができない。
【０００９】
本発明は、これらの課題を解決し、複数のパスで得られる画像を、高い位置精度で合成することによって、路面の標示を含む地図の生成を可能とすることを目的とする。また、この合成をする際の処理負荷の軽減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、コンピュータによって道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成する生成方法として構成することができる。
本発明では、まず、コンピュータは、道路面を撮影する際の移動軌跡である複数のパスに沿って移動しながら標示を含む路面を撮影した連続画像の画像データと、この画像データの撮影位置を表す位置座標データとを入力する。
上述の画像データは、例えば、車両などの移動体に搭載した撮影装置によって撮影することができる。撮影装置としては、例えば、ディジタル・ビデオ・カメラなどを用いることができる。また、撮影装置には、撮影時の位置座標データを取得する位置計測装置を搭載しておくことが好ましい。位置計測装置は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）や、ジャイロなどの慣性航法装置などを単独または組み合わせて用いることができる。また、処理の便宜上、撮影した画像と位置座標データを入力し、両者を同期させて記録する記録装置を用意しておくことが好ましい。
【００１１】
コンピュータは、入力された画像データを構成する各フレーム画像を変換して、路面を真上から見た状態の正射画像を得る。正射画像は、各フレーム画像の一部を利用して生成してもよい。
そして、こうして得られた正射画像を位置座標データに基づいて、パス上に配置することにより、各パスの路面を表す連結画像を生成して表示する。この際、正射画像の一部が重なっても良い。正射画像は、例えば、その中心線がパスの進行方向に沿う状態で配置することが好ましい。
こうすることで連結画像がパスの本数分だけ得られる。それぞれ位置座標に誤差が含まれるため、複数本の連結画像は、誤差に応じて、ずれて表示される。
【００１２】
次にコンピュータは、複数のパスのうち２本以上のパスの連結画像に共通して撮影されている領域内で、対応する対応点を、各連結画像の所定の特徴点を抽出する画像処理に基づいて特定する。例えば、２本のパスに横断歩道が共通に撮影されている場合には、それぞれの連結画像において画像処理によって、横断歩道の縞模様のいずれかの角を特徴点として抽出し、これらの特徴点のうち対応するものを対応点とすることができる。対応点として使用する特徴点は、横断歩道に限らず、画像処理によって抽出された特徴点から任意に選択可能である。標示と無関係に特定するようにしてもよい。
上述の処理によって特定された対応点同士のずれは、位置座標の誤差を表すことになる。
【００１３】
コンピュータは、対応する対応点の位置が一致するように設定された移動ベクトルに基づいて、各パスの連結画像に対して補正をかけることで、複数のパスにまたがる道路面の合成画像を生成する。
この補正は、移動ベクトルに基づいて、連結画像を構成する領域ごとに平行移動することによって行う。この領域は、一旦、生成された連結画像を元の正射画像に相当するサイズまたは別の任意に設定されたサイズに分割したものでもよい。また、連結画像を生成する際に、正射画像を合成せずに配置するだけに留めておく場合には、各正射画像ごとに位置を修正するようにしてもよい。
【００１４】
本発明の生成方法によれば、撮影時の位置座標データに基づいて各パスの路面を表す連結画像を生成することができるため、位置精度が確保された状態で連結画像を得ることができる。
そして、複数のパスに存在する対応点が一致するように各パスの位置を修正することによって、各パス間の位置精度の誤差を解消することができる。
【００１５】
また、各パスの合成は、連結画像を領域ごとに平行移動することによって行うため、各領域の正射画像に歪みを加えることなく位置を修正することができる。従って、この修正時には路面の標示は、各領域の正射画像内での相対的な位置精度を保持しておくことができる。
更に、各パスの合成に使用する対応点は、コンピュータが画像処理によって抽出した特徴点に基づき設定することができる。このため、オペレータが逐一、対応点を指定する必要がなく、軽い処理負荷で合成を行うことができる。もっとも、対応点の特定は、完全に自動化する必要はなく、コンピュータが特定した対応点に対し、オペレータが一部を修正、削除したり、他の対応点を追加したりできるようにしてもよい。
以上の作用によって、本発明の生成方法によれば、撮影時の位置精度を確保した状態で、路面の標示を含む合成画像を得ることができる。従って、この合成画像を用いることにより、路面の標示を含む路面標示地図を生成することが可能となる。ここで、路面標示地図は、この合成画像を用いた印刷物として生成してもよいし、合成画像に基づき路面標示の位置座標を取得して、電子化することにより、電子地図として生成してもよい。
【００１６】
本発明の生成方法においては、複数のパスの一つを基準パスに設定し、この基準パスに他のパスを合わせるように合成を行っても良い。
この時、基準パスは、オペレータが指定するなど、種々の方法で設定することができる。
コンピュータは各パスについて、位置座標データの精度の評価データを併せて入力し、この評価データに基づいて基準パスを設定するようにしてもよい。例えば、複数のパスのうち、評価データに基づいて位置精度が最も高いと評価されるパスを基準パスと設定する方法が挙げられる。こうして設定された基準パスに他のパスを合わせるようにして合成画像を生成すれば、最も高い位置精度を確保することが可能となる。
評価データは、直接に位置精度を定量的に表すデータとしてもよいし、位置精度の算出に用いることができるデータとしてもよい。
【００１７】
本発明においては、合成画像の生成時において、合成画像における基準パスの通過位置を特定可能な情報を保持しておくことが望ましい。こうすることにより、合成画像の各画素と基準パスとの相対的な位置関係が特定可能となる。従って、基準パスの位置座標を用いて、合成画像の各画素の位置座標を得ることができ、標示等の位置座標も取得可能となる。基準パス以外のパスの通過位置を特定可能な情報を併せて保持しておくようにしてもよい。
【００１８】
例えば、正射画像を所定の位置座標に配置する際には、各正射画像内に設定された所定の代表点をそれぞれ指定された位置座標に一致させるように配置すればよい。かかる場合には、各正射画像の代表点の位置を合成画像内でも特定可能にしておけばよい。
第１の方法として、合成画像の生成においても、正射画像を一枚の画像として結合する処理を行わず、それぞれ配置するだけに留めるようにしてもよい。こうすることにより、各正射画像の代表点の位置をそのまま保持することができる。
第２の方法として、合成画像の生成時に、正射画像を一枚の画像として結合してしまう場合には、各正射画像の代表点の位置を、結合した画像内の相対的な座標系で表すことによって基準パスの位置を特定する情報を生成するようにしてもよい。
【００１９】
本発明において、各連結画像から特徴点を抽出し、対応点を特定するための処理は、種々の方法で行うことができる。
まず、この処理は、連結画像を複数に分割し、分割されたピースごとに画像処理を行うようにしてもよい。
こうすることによって、連結画像全体をまとめて処理するよりも処理負荷を軽減することができる。また、ピースに分割することによって、各ピースから抽出される特徴点の数を減らすことができるから、対応点を特定する際の誤りを抑制することができる。横断歩道、停止線、車線境界線などの道路面の標示は、連結画像内の複数箇所に撮影されていることが多いため、連結画像全体に対して対応点を特定させようとすると、全く異なる位置にある標示同士を対応づけるおそれがあり、誤認識の可能性が高くなる。本態様のように、連結画像を分割したピース単位で対応点を特定すれば、こうした誤認識の可能性を抑制することが可能となるのである。
【００２０】
上述のピースは、パスに沿って所定距離ごとに連結画像を分割することで生成することも可能である。この態様は、パスに沿った連結画像固有の１次元の座標系に基づいて分割をする態様と言うこともできる。
かかる態様に対し、連結画像を位置座標データに基づいて絶対座標系に配置し、この絶対座標系において連結画像の位置とは無関係に設定された区画境界線に基づいて連結画像を分割する方法をとってもよい。絶対座標系とは、地面に固定された座標系を意味する。例えば、緯度経度や、地面の特定の点を原点として定義される２次元座標系などを用いることができる。絶対座標系は、撮影時に取得された位置座標データの座標系をそのまま利用することが好ましい。区画境界線は、この絶対座標系で任意の形状に規定可能であり、例えば、所定サイズの方眼状とすることができる。
このように絶対座標系を基準として連結画像を行う場合、複数パスの連結画像に対して区画境界線を共通のものとすることができ、各連結画像を分割したピース間の対応づけなど、データの管理が容易となる利点がある。
【００２１】
連結画像の分割態様によって抽出される特徴点の数が変化するため、対応点を特定する際の誤認識の程度も影響を受ける。また、絶対座標系に規定された区画境界線で分割する場合、区画境界線は連結画像との位置関係に無関係に設定されているため、ピースが小さくなりすぎ特徴点が十分に抽出できなくなるおそれもある。
これらの可能性を抑制するための方法として、複数通りの分割態様で、連結画像を分割し、各分割態様に対して対応点を特定するようにしてもよい。
こうすることにより、連結画像の各部位について、複数通りのピースで特徴点の抽出を行うことができるため、いずれかのピースでは対応点を良好に認識できる可能性が高まる。従って、連結画像内で十分な特徴点が抽出できない部位を減らすことができ、また対応点の誤認識を抑制することが可能となる。
【００２２】
本発明では、対応点を特定するための画像処理に先立って、連結画像内で特徴点の候補が所定以上の密度で存在する領域の画像を予め削除する前処理を行うようにしてもよい。
特徴点が過密となる領域では、複数パス間の特徴点同士の対応関係を特定しづらくなり、対応点の誤認識が生じやすくなる。かかる領域の画像を予め削除する前処理を施すことにより、特徴点の密度を抑制することができ、誤認識を避けることができる。
【００２３】
上述の前処理として、例えば、連結画像の両端部分を削除し、直線状に整形するようにしてもよい。本発明では、連結画像は、複数の正射画像を合成して生成するため、正射画像の形状に応じて、連結画像の両端は直線状にならず、複雑な折れ線状となることがある。かかる状態では、折れ線状の頂点がそれぞれ特徴点として抽出され、特徴点が過密となる可能性がある。両端を予め整形しておけば、こうした弊害を回避することが可能である。
別の態様として、連結画像内の所定の標示部分を削除するようにしてもよい。特徴点が過密に抽出される可能性がある標示としては、例えば、横断歩道、分離帯その他を示す縞模様の標示などが挙げられる。これらの標示を構成する白線または黄線の角が全て特徴点として抽出される可能性があるからである。
【００２４】
また別の態様の前処理として、対応点を特定するための画像処理に先立って、連結画像の両端の所定幅の領域の画像を予め削除する処理を施すようにしてもよい。本発明では、撮影で得られた画像を正射画像に変換して連結画像を生成する。このため、画像の両端部分では中央付近よりも正射画像の歪みが大きく、各点の位置精度も低くなる。本態様のように両端の所定幅の領域の画像を予め削除すれば、このように位置精度の低い部分を削除することができる。この結果、抽出される特徴点の位置精度を高めることができ、位置合わせの精度を向上させることが可能となる。
【００２５】
本発明では、上述の前処理を施すか否かに関わらず、抽出された特徴点にフィルタリングをかけた上で、対応点の特定に利用してもよい。フィルタリングは種々の方法で可能である。
例えば、抽出された特徴点のうち、パスからの距離が所定値以上であるものを削除してもよい。先に説明した通り、正射画像の両端付近は中央付近よりも位置精度が低い。従って、パスからの距離が所定値以上の特徴点を削除することにより、正射画像の両端付近の特徴点を削除することができ、位置精度が高い特徴点を残すことが可能となる。
【００２６】
別の態様として、統計的な方法を用いてフィルタリングを行ってもよい。
この方法では、まず、複数のパスついて求められた複数組の対応点に基づき、対応点の位置が一致するように、一方のパスを他方のパスに合わせるための移動ベクトルを求める。この移動ベクトルは対応点の数だけ求められる。そして、この複数の移動ベクトルのうち、方向または大きさが統計的に異常と判断されるものを抽出し、かかる異常な移動ベクトルに対応する対応点を削除する。
異常か否かの判断は、例えば、方向または大きさの平均値との差異、標準偏差などが所定の基準値を超えるか否かに基づいて判断することができる。方向については、パスに直交する成分を用いて、その正負の符号に基づいて異常か否かを判断してもよい。
【００２７】
本発明では、対応点の特定を完全に自動で行う必要はなく、コンピュータによって特定された対応点を表示し、オペレータの操作に基づいて、これらの対応点の一部を選択する選択指示を受け付けるようにしてもよい。こうすることによって、不適切な対応点を削除することができる。かかる選択指示の他、対応点が不足する領域についてはオペレータが対応点を追加可能としてもよい。このようにオペレータが対応点を選択可能とすることによって、連結画像の全般にわたって適切な対応点を確保可能となり、合成の精度を向上させることができる。
この場合に、先に説明した前処理およびフィルタリングを施しておけば、オペレータが対応点を視認しやすくなり、その適否を判断しやすくなるという利点もある。
【００２８】
本発明は、必ずしも上述した特徴を全て備えている必要はなく、適宜、その一部を省略してもよいし、いくつかの特徴を適宜、組み合わせて備えるようにしてもよい。
本発明は、上述の生成方法に限らず、この生成方法によって道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成する生成装置として構成してもよい。
また、上述の生成方法をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムとして構成してもよいし、かかるコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成してもよい。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等、コンピュータが読取り可能な種々の媒体を利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施例について以下の順序で説明する。
Ａ．システム構成：
Ａ１．道路面撮影システム：
Ａ２．路面標示地図生成装置：
Ｂ．処理概要：
Ｂ１．中間データ構成：
Ｂ２．処理例：
Ｂ３．位置合わせ加工概要：
Ｃ．路面標示地図生成方法：
Ｃ１．連結画像生成処理：
Ｃ２．位置合わせ加工：
Ｃ３．基準パス設定処理：
Ｃ４．連結画像移動処理：
Ｃ５．透明化ポリゴン設定処理：
Ｄ．自動位置合わせ処理：
Ｄ１．画像前処理：
Ｄ２．処理領域設定：
Ｄ３．対応点フィルタリング処理：
Ｅ．効果：
【００３０】
Ａ．システム構成：
本実施例では、車両に搭載したビデオカメラで撮影した道路面の画像を用いて、路面の標示を含む地図（以下、「路面標示地図」と呼ぶ）を生成する方法を示す。
本実施例のシステムは、道路面撮影システムと路面標示地図生成装置から構成される。道路面撮影システムは、道路を走行しながら道路面の画像をビデオカメラで撮影するシステムである。本実施例では、対象となる道路を、異なる走行軌跡で複数回走行し、それぞれ画像を撮影する。
路面標示地図生成装置は、道路面撮影システムで撮影された道路面の画像に基づいて路面標示地図を生成する装置である。まず、上述の各走行軌跡上に、撮影された画像を正射画像に変換した上で配置することで、道路面の一部の車線についての画像を生成する。そして、複数の走行軌跡の画像を、位置座標が整合するように配置することで道路全体の画像を生成する。
以下、道路面撮影システムと路面標示地図生成装置のシステム構成について説明する。
【００３１】
Ａ１．道路面撮影システム：
図１は実施例としての道路面撮影システムの構成を示す説明図である。
道路面撮影システム１００は、車両に搭載されたシステムである。図の下方のブロック図に基づき、システム構成を説明する。
ビデオカメラ１２０は、走行中の道路面の画像を撮影する。
位置計測部１１０は、撮影中の位置座標を計測する装置である。位置計測部１１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）１１４、ＩＭＵ（Inertial
Measurement Unit）１１６、ＤＭＩ（Distance Measuring Instrument）１１８およびコントローラ１１２から構成されている。ＧＰＳ１１４は、全地球測位システムである。ＩＭＵ１１６は、内部に３軸のジャイロおよび加速度センサを備えた慣性計測装置である。ＤＭＩ１１８は、車輪の回転を検出して移動距離を計測する装置である。
【００３２】
コントローラ１１２は、ＧＰＳ１１４、ＩＭＵ１１６、ＤＭＩ１１８からの信号を受け、撮影時の位置座標を逐次出力する。位置座標は任意の座標系を採ることができるが、本実施例では、緯度経度および標高を用いた。
また、これらの信号の取得後、位置座標の計測精度の評価値である自己推定位置精度σを併せて出力する。一般にＧＰＳ１１４は、位置座標の検出に使用される人工衛星の配置、電波の受信状況、建造物などに反射した電波を受信することによるマルチパスの有無などによって検出精度が変動することが知られている。またディファレンシャル測位では、基準局の稼働状況によっても検出精度は影響を受ける。
自己推定位置精度σは、任意に定義可能である。例えば、ＧＰＳ１１４の人工衛星の配置によって定まる精度低下率（ＤＯＰ（Dilution of Precision））を用いて自己推定位置精度σを算出するようにしてもよい。
自己推定位置精度σは、取得されたデータを後述する路面標示地図生成装置で処理する際に、解析するようにしてもよい。
【００３３】
記録装置１３０は、ビデオカメラ１２０および位置計測部１１０の出力信号を同期して記録する。本実施例では、記録装置１３０は、汎用のパーソナルコンピュータに、記録用のハードディスク１４０を増設した装置によって構成した。ハードディスク１４０内には、図示する通り、画像データ１４２、同期データ１４４、計測データ１４６が記録される。画像データ１４２は、ビデオカメラで撮影された画像の動画ファイルである。計測データ１４６は、位置計測部１１０で得られた位置座標である。同期データ１４４は、画像データ１４２と計測データ１４６との取得時刻を対応づけるデータである。同期データ１４４および計測データ１４６を参照することにより、画像データ１４２のフレームごとに撮影地点の位置座標を得ることができる。
【００３４】
撮影時の記録用のデータ構造は、上述した構造に限られない。例えば、計測データ１４６は、画像データ１４２の各フレームの位置座標を順次、格納するデータとしてもよい。こうすることにより、同期データ１４４を省略することが可能となる。かかるデータを取得するためには、例えば、記録装置１３０がビデオカメラ１２０のフレームごとに同期信号を位置計測部１１０に出力し、その時の位置座標を取得する方法を採ることができる。
【００３５】
図の上方に、車両に搭載した状態を模式的に示した。
ビデオカメラ１２０は、前方画像を撮影できるよう、車両の前方に設置する。画角を広げるために広角レンズを装着してもよい。
ＧＰＳ１１４のアンテナ１１４Ａは、車両のルーフ上部に設置する。本実施例では、ＧＰＳ用の人工衛星からの電波を確実に受信し、十分な位置精度を確保することができるよう、アンテナ１１４Ａを車両の前後に主副の２台設置した。いずれか一台のみを用いるものとしてもよい。
ＩＭＵ１１６、ＤＭＩ１１８、コントローラ１１２は、それぞれ車両の後部に設置した。ＤＭＩ１１８は、後輪の回転を検出可能に装着されている。
記録装置１３０およびハードディスク１４０は車室内の任意の場所に設置可能であるため、図示を省略した。
【００３６】
Ａ２．路面標示地図生成装置：
図２は実施例としての路面標示地図生成装置の構成を示す説明図である。道路面撮影システムで撮影された道路面の画像に基づいて路面標示地図を生成するための装置である。本実施例では、完全に自動で路面標示地図を生成するのではなく、適宜、オペレータからのコマンドによる指示を受けながら対話型または半自動で処理を進める方法を採用した。
【００３７】
図中には、路面標示地図生成装置２００の機能ブロックを示した。本実施例では、路面標示地図生成装置２００は、図示する各機能を実現するためのコンピュータプログラムを、汎用のパーソナルコンピュータにインストールすることによってソフトウェア的に構築した。これらの機能ブロックの一部は、ＯＳ（Operating System）によって提供してもよい。また、これらの機能ブロックは、それぞれハードウェア的に構成することも可能である。また、ここでは説明の便宜上、スタンドアロンで稼働する装置として説明するが、各機能ブロックをネットワークで接続された複数のコンピュータに分散して用意してもよい。
【００３８】
主制御部２０１は、各機能ブロックを統合制御する。データ入力部２０４は、道路面撮影システム１００で取得した各種データを記録したハードディスク１４０から、画像データ１４２、同期データ１４４、計測データ１４６を入力する。本実施例では、ハードディスク１４０を道路面撮影システム１００から路面標示地図生成装置２００に接続し直すことによって、これらのデータを受け渡す方法を採ったが、ネットワーク経由でデータを送信する方法や、ＤＶＤなどの記録媒体を用いてデータを受け渡す方法を採ってもよい。
【００３９】
コマンド入力部２０２は、コンピュータに備えられたキーボードやマウスなどの操作を介して、オペレータからのコマンドを入力する。
表示制御部２０３は、コンピュータのディスプレイに、路面標示地図生成装置２００での処理結果を表示したり、オペレータが種々のコマンドを指示するための画面を表示したりする。コマンド入力部２０２、表示制御部２０３の機能は、コンピュータのＯＳ（Operating System）によって提供してもよい。
【００４０】
軌跡データ算出部２０５は、計測データ１４６に基づき、画像データ１４２を撮影した時の走行軌跡（以下、「パス」と呼ぶこともある）を表すデータを生成する。本実施例では、軌跡データ算出部２０５は、道路面撮影システム１００によって得られる位置座標を記録した計測データ１４６に対して、位置座標が既知の基準局から提供されている検出情報に基づく補正を施すことによって軌跡データを生成する。基準局の情報を用いて位置座標を補正する技術は周知であるため、説明を省略する。この処理によって位置座標の精度を向上させることが可能となる。
もっとも、基準局からのデータを用いることは必須ではない。計測データ１４６で得られた位置座標をそのまま用いるものとしてもよい。かかる場合には、軌跡データ算出部２０５は省略することも可能である。
【００４１】
画像変換部２０６は、正射投影、即ち画像データ１４２の各フレーム画像を真上から見た状態に変換して正射画像を生成する。
１パス合成部２０７は、画像変換部２０６によって得られた各フレーム画像の正射画像を、その正射画像内の代表点が、撮影時の位置座標に基づいて定まる位置座標に来るように配置することによって、撮影時の走行軌跡（パス）に沿った道路面の画像を合成する。こうして合成された画像を、連結画像と呼ぶものとする。合成された連結画像は、処理データ記憶部２１０に保存される。
本実施例では、それぞれの道路に対して、異なる走行軌跡で、複数回走行して、撮影を行う。１パス画像合成部２０７は、それぞれのパスごとに合成画像を生成する。この結果、連結画像は、パスの本数に応じて、複数生成される。
【００４２】
位置合わせ処理部２２０は、１パス画像合成部２０７で生成された複数の連結画像を、位置合わせ処理、即ち連結画像間の位置座標の誤差を修正して路面の画像が整合するように配置する処理を行うことで、道路全体の正射画像（以下、「道路画像」と呼ぶこともある）を生成する。位置合わせ処理は、オペレータからの指示に応じて行う。処理内容は後述する。
位置合わせで得られた道路画像は、処理データ記憶部２１０に保存される。
【００４３】
自動位置合わせ処理部２２２は、上述の位置合わせ処理部２２０の機能を自動で行う。自動位置合わせ処理部２２２と位置合わせ処理部２２０とを併用しているのは、連結画像が自動処理に適さない場合には、オペレータが手動で位置合わせ処理を行うことができるようにしておくのが好ましいからである。
【００４４】
透明化ポリゴン設定部２２１は、得られた道路画像上に、オペレータの指示によって、透明化ポリゴンを設定する。上述の位置合わせを行う際には、隣接するパスに対応する正射画像の一部が重なり合うことがある。そして重なった部分では、下側に配置された正射画像の方に、路面標示が鮮明に写されている場合もある。透明化ポリゴンは、このような場合に、下側の画像が表示されるように上側の正射画像の一部を透明化する処理を施す領域を指定するためのポリゴンである。透明化ポリゴンを設定することにより、路面標示を正確に把握可能な地図を提供することが可能となる。
【００４５】
路面標示地図生成装置は、以上で生成された道路画像に基づいて路面標示地図を出力することができる。例えば、道路画像を印刷可能なファイルとして出力してもよい。また、路面標示地図を電子地図として生成するように、道路画像を電子データとして出力してもよい。また、これらの出力に先立って、道路画像に基づいて路面標示の位置座標や形状データを取得する処理を行うようにしてもよい。
【００４６】
Ｂ．処理概要：
Ｂ１．中間データ構成：
図３は路面標示地図の生成過程における中間データを示す説明図である。これらのデータは、順次、処理データ記憶部２１０(図２参照）に記憶される。
本実施例では、道路を走行しながらビデオカメラ１２０および位置計測部１１０で取得したデータが記録装置１３０としてのパーソナルコンピュータによってハードディスク１４０内に格納されている。格納されるデータとしては、画像データ１４２、計測データ１４６、および両者の同期をとるための同期データ１４４がある。
【００４７】
計測データ１４６は、撮影時の位置座標データの記録である。本実施例では、基準局データ１５０を参照して、計測データ１４６を補正することにより、軌跡データ２１０ａを算出する。これは、先に図２で説明した軌跡データ算出部２０５が行う処理である。基準局データ１５０は、位置座標が既知の基準点におけるＧＰＳでの検出結果を表すデータであり、例えば、国土地理院が提供している基準点データなどを用いることができる。ここで得られた軌跡データ２１０ａは、以下、それぞれの処理において、道路面の画像を撮影した際の軌跡（以下、「パス」と呼ぶこともある）を緯度経度、高度からなる絶対座標で表すデータとして利用される。
【００４８】
一方、画像データ１４２、同期データ１４４、軌跡データ２１０ａからは、路面テクスチャ２１０ｃが生成される。また、同期データ１４４と軌跡データ２１０ａから、路面軌跡データが生成される。
本実施例では、各道路を複数回走行して、道路面の画像を撮影する。従って、路面軌跡データ２１０ｂおよび路線軌跡データ２１０ｂは、各道路に対して複数パス分、生成されることになる。
【００４９】
路面テクスチャ２１０ｃおよび路線軌跡データ２１０ｂを用いて、連結画像２１０ｄが生成される。連結画像２１０ｄは、図２中の１パス画像合成部２０７によって生成される画像である。つまり、連結画像２１０ｄとは、路線軌跡データ２１０ｂで表される位置座標に基づき、各路面テクスチャ２１０ｃを配置することによって生成される各パスの路面画像である。連結画像２１０ｄも、各道路に対して複数パス分、生成されることになる。
連結画像２１０ｄは、路面テクスチャ２１０ｃを結合した一つの画像ファイルとして生成することもできる。本実施例では、後に続く処理の便宜上、合成画像として生成するのではなく、路面テクスチャ２１０ｃを配置して連結画像２１０ｄを生成するための情報（以下、「登録データ」と呼ぶこともある）を、路面テクスチャ２１０ｃの各画像と対応づけて格納するものとした。かかる情報には、路面テクスチャ２１０ｃを配置する位置座標、配置する際の姿勢（角度）、および隣接する路面テクスチャ２１０ｃを特定する情報、隣接する路面テクスチャ２１０ｃとの上下関係などを含めることができる。
【００５０】
こうして得られた連結画像２１０ｄを用いて、位置合わせおよび透明化ポリゴン設定などの処理を行う。これらの処理は、図２の位置合わせ処理部２２０、透明化ポリゴン設定部２２１が行う処理である。この処理によって、複数パス分の連結画像２１０ｄを合成して、道路ごとに道路画像２１０ｅを得ることができる。
道路画像２１０ｅについても、合成画像として生成してもよいし、路面テクスチャ２１０ｃを配置して道路画像２１０ｅを生成するための情報を、路面テクスチャ２１０ｃの各画像と対応づけて格納するようにしてもよい。本実施例では、後者の方法を採用した。それぞれの路面テクスチャ２１０ｃを配置する位置座標、配置する際の姿勢（角度）などの情報は、道路画像用登録データ２１０ｆとして保存されている。また、位置合わせの過程で、路線軌跡データ２１０ｂに対して、位置誤差を修正する処理が施されるため、この原データに対する修正過程を表す情報を、軌跡用登録データ２１０ｇとして保存する。
この他、連結画像２１０ｄのデータ（路面テクスチャ２１０ｃ、路線軌跡データ２１０ｂを含む）も併せて保存する。原データである画像データ１４２、軌跡データ２１０ａも保存しておくことが好ましい。仮に、合成画像化された形で連結画像２１０ｄを保存している場合には、道路画像２１０ｅは、連結画像２１０ｄを合成することになるため、合成の繰り返しで原データに比較して画質が劣化するおそれがある。これに対し、本実施例のように、路面テクスチャ２１０ｃも含めて、原データに近いデータを残しておくことにより、これらのデータを利用して道路画像２１０ｅを生成することが可能となる。従って、合成の繰り返しなど、画像データに重畳的に画像処理が施されることを抑制でき、道路画像２１０ｅの画質を向上させることが可能となる。
【００５１】
Ｂ２．処理例：
次に、本実施例における処理の概要理解を容易にするため、処理例を示す。
図４は実施例における道路画像の生成例を示す説明図である。図４（ａ）には、１本のパスに沿って得られた連結画像の生成例を示し、図４（ｂ）には、複数パスの連結画像を配置して得られた道路画像の例を示している。
図４（ａ）中の直線Ｌ４１〜Ｌ４４は、それぞれ道路面撮影システム１００で走行しながら道路画像を撮影した際の走行軌跡（パス）を表している。図４（ａ）のＰＩＣ４１は、パスＬ４３を走行して得られた画像データに基づいて生成された連結画像である。本実施例では、広角レンズを用いて撮影しているため、１回のパスでも複数車線を覆うだけの連結画像を得ることができている。連結画像の両端が、のこぎり刃状にギザギザになっているのは、画像データの各フレームを正射投影した際に生じる形状歪みの影響である。この連結画像ＰＩＣ４１は、ギザギザの山数に応じたフレーム数の正射画像（路面テクスチャ）を配置して生成されているのである。
このような連結画像は、図中のパスＬ４１〜Ｌ４４のそれぞれに対して得られる。
【００５２】
図４（ｂ）は、パスＬ４１〜Ｌ４４に対する連結画像を合成して得られた道路画像ＰＩＣ４２を示している。図４（ａ）よりも幅広く、反対車線まで含めて道路画像が生成されていることが分かる。複数パスの連結画像を合成する際、各パスの位置座標に誤差があると、連結画像間にずれが生じる。これらのずれが存在すると、図４（ｂ）中の横断歩道、車線境界線などの標示も途中でずれた状態で表示されてしまう。本実施例では、各パスの連結画像間の位置座標の誤差を修正しつつ合成を行う。この処理を位置合わせと呼ぶ。このように位置合わせを行って連結画像を合成することにより、図４（ｂ）に示すように、横断歩道、車線境界線などの標示が整合した道路画像を得ることができる。
【００５３】
Ｂ３．位置合わせ加工概要：
図５は位置合わせ加工の概要を示す説明図である。本実施例では、複数の連結画像に共通して撮影されている対応点の位置を合わせるように、連結画像を平行移動することによって位置合わせを行う。本実施例では、対応点を自動認識して位置合わせする方法と、オペレータが対応点を標示に基づいて指定して位置合わせを行う方法の双方を採ることができる。以下では、まずオペレータが対応点を指示した場合を例にとって処理内容を説明する。
図５（ａ）には対応点が１つだけ指定された場合の処理方法を示した。図中には、２本の連結画像ＰＩＣ５１、ＰＩＣ５２が描かれている。これらには、それぞれ菱形の標示、つまり横断歩道の予告標示が含まれている。ただし、図５（ａ）左側の状態では、連結画像ＰＩＣ５１、ＰＩＣ５２には相対的に位置誤差があるため、標示の位置がずれている。
オペレータは、この表示画面を見ながら、マウス等のポインティングデバイスを用いて対応点を指定する。図の例では、横断歩道の予告表示の頂点に当たるＰ５１、Ｐ５２を指定した状態を示した。これらの対応点Ｐ５１、Ｐ５２は、連結画像ＰＩＣ５１、ＰＩＣ５２に位置誤差がなければ、本来、同じ位置に重なるはずの点である。そこで、本実施例では、対応点Ｐ５１、Ｐ５２が一致するよう、図中に矢印で示すように連結画像ＰＩＣ５１、ＰＩＣ５２を平行移動させる。
この際、連結画像ＰＩＣ５１、ＰＩＣ５２の一方を基準とし、他方を平行移動する方法を採った。図の例では、連結画像ＰＩＣ５１を基準とし、連結画像ＰＩＣ５２を移動させた例を示している。このように移動することにより、予告標示のずれが解消した状態の道路画像ＰＩＣ５３を得ることができる。
【００５４】
図５（ｂ）には対応点が複数指定された場合の処理方法を示した。図中には、２本の連結画像ＰＩＣ５４、ＰＩＣ５５が描かれている。これらには、それぞれ横断歩道の予告標示が含まれている。但し、図５（ｂ）の左側の状態では、連結画像ＰＩＣ５４、ＰＩＣ５５には相対的に位置誤差があるため、標示の位置がずれている。
この状態で、オペレータが、２組の対応点を指定したとする。対応点Ｐ５４、Ｐ５３の組と、対応点Ｐ５６、Ｐ５５の組である。連結画像ＰＩＣ５４では、連結画像ＰＩＣ５５に含まれる予告標示Ｍ５２は全体が描かれており、連結画像ＰＩＣ５４に含まれる予告標示Ｍ５１は一部が消えている。このような状態であっても、対応点Ｐ５５、Ｐ５６が対応することは明らかであるため、対応点として指定することは可能である。
このように複数組の対応点が指定されると、連結画像ＰＩＣ５４を基準として、それぞれの対応点が一致するように、連結画像ＰＩＣ５５を移動させる。ただし、対応点Ｐ５３をＰ５４に一致させるための第１の移動量と、対応点Ｐ５５をＰ５６に一致させるための第２の移動量とが同じであるとは限らない。そこで、対応点Ｐ５３とＰ５５との間の領域では、第１の移動量、第２の移動量を直線補間して、各点の移動量を設定する。こうすることにより、予告標示のずれが解消した状態の道路画像ＰＩＣ５６を得ることができる。
【００５５】
図５（ｂ）中には、透明化ポリゴンの設定例も併せて示した。
この例では、連結画像ＰＩＣ５４中の予告標示Ｍ５１は半分が欠けている。この状態で位置合わせを行うと、この例では、連結画像ＰＩＣ５４をＰＩＣ５５の上側に重ねるように表示しているから、連結画像ＰＩＣ５５の予告標示Ｍ５２は、連結画像ＰＩＣ５４によって覆い隠されてしまう。この結果、連結画像ＰＩＣ５５では完全な状態で描かれている標示Ｍ５２を道路画像ＰＩＣ５６で活かすことができない。
そこで、このような場合に、オペレータの指示によって予告標示Ｍ５２を取り囲むように透明化ポリゴンＴＰ５０を設定する。透明化ポリゴンＴＰ５０が設定された箇所では、上側の連結画像が透明化され、切り取られたように表示される。この結果、透明化ポリゴンＴＰ５０の部分では、連結画像ＰＩＣ５４の下側に配置された連結画像ＰＩＣ５５に描かれている予告標示Ｍ５２が表示される。
本実施例では、このように透明化ポリゴンを設定可能とすることによって、それぞれの連結画像で描かれている標示を、道路画像においても有効活用することができる。
【００５６】
図６は交差点が存在する場合の位置合わせの手順を示す説明図である。図の煩雑化を避けるため、ここでは連結画像のパスの位置関係のみを示した。図中には、２つの交差点周辺の道路が描かれている。縦の道路では、それぞれパスＢＰ６１、ＢＰ６２に沿って連結画像が得られているとする。横の道路については、破線で示したパスＢＰ６３ｂ、ＢＰ６４ｂ、ＮＰ６１ｂに沿って連結画像が得られているとする。
【００５７】
本実施例では、複数のパス間の位置合わせを行う際には、いずれか一つのパスを基準パスに設定し、他のパスを平行移動して基準パスに合わせる。基準パス以外のパスを、以下、標準パスと呼ぶものとする。基準パスおよび標準パスは、任意の方法で設定可能であるが、本実施例では、後述する通り、位置精度が高いものを基準パスとして設定している。
図６の例では、縦の道路については、それぞれ単一のパスしか存在しないため、パスＢＰ６１、ＢＰ６２が基準パスとなる。
横の道路については、区間Ｄ６１ではパスＢＰ６３ｂとＮＰ６１ｂのうち位置精度が高い側を基準パスとし、区間Ｄ６２についてはＢＰ６４ｂとＮＰ６１ｂのうち位置精度が高い側を基準パスとする。ここでは、それぞれパスＢＰ６３ｂ、ＢＰ６４ｂが基準パスとして設定されているものとする。更に、パスＢＰ６３ｂ、ＢＰ６４ｂ間の位置精度を比較して、優劣を決める。パスＢＰ６３ｂ、ＢＰ６４ｂはそれぞれ区間Ｄ６１、Ｄ６２の基準パスではあるが、一本の道路に配置された連続するパスなので、これらのパス間でも位置合わせを行う必要があるからである。図６の例では、パスＢＰ６３ｂの方が、パスＢＰ６４ｂよりも位置精度が高いものとする。
この結果、横のパスについては、基準パスＢＰ６３ｂ＞基準パスＢＰ６４ｂ＞標準パスＮＰ６１ｂの順に位置合わせの優先度が定まる。
【００５８】
次に、上述の優先度に従って、それぞれのパスの位置合わせを行う。縦のパスＢＰ６１、ＢＰ６２は既に位置合わせが完了しているものとする。
まず、基準パスＢＰ６３ｂの位置合わせを行う。オペレータの指示によって、基準パスＢＰ６３ｂ上の対応点Ｐ６３ｂが指定され、その本来の位置として、点Ｐ６３ａが指定されたとする。この結果、基準パスＢＰ６３ｂは、対応点Ｐ６３ｂが、点Ｐ６３ａに一致するように移動され、実線で示した基準パスＢＰ６３ａが得られる。
図示を省略したが、基準パスＢＰ６３ｂに対応した連結画像も基準パスＢＰ６３ａに合わせて移動する。本実施例では、基準パスＢＰ６３ｂに沿って路面テクスチャを配置することによって連結画像を表示しており、これらの路面テクスチャを合成してはいない。従って、基準パスＢＰ６３ａへの移動が行われた場合には、基準パスＢＰ６３ａに沿うように、各路面テクスチャの位置を平行移動することによって、基準パスＢＰ６３ａの連結画像を得ることができる。
【００５９】
次に、基準パスＢＰ６４ｂの位置合わせを行う。オペレータの指示によって、基準パスＢＰ６４ｂ上の対応点Ｐ６５ｂ、Ｐ６４ｂが指定され、その本来の位置として、点Ｐ６５ａ、Ｐ６４ａが指定されたとする。この対応点は、基準パスＢＰ６３ａの連結画像に基づいて指定されている。つまり、基準パスＢＰ６３ｂを基準パスＢＰ６３ａに位置合わせする処理の結果に応じて、基準パスＢＰ６４ｂの位置合わせは影響を受けることになる。
対応点が指定されると、基準パスＢＰ６４ｂは、対応点Ｐ６５ｂ、Ｐ６４ｂが、点Ｐ６５ａ、Ｐ６４ａに一致するように移動され、実線で示した基準パスＢＰ６４ａが得られる。これに合わせて、基準パスＢＰ６４ｂの連結画像を構成していた路面テクスチャも、それぞれ基準パスＢＰ６４ａ上に平行移動される。
【００６０】
最後に、標準パスＮＰ６１ｂの位置合わせを行う。オペレータの指示によって、標準パスＮＰ６１ｂ上の対応点Ｐ６８ｂ、Ｐ６７ｂ、Ｐ６６ｂが指定され、その本来の位置として、点Ｐ６８ａ、Ｐ６７ａ、Ｐ６６ａが指定されたとする。この対応点は、基準パスＢＰ６３ａ、ＢＰ６４ａの連結画像に基づいて指定されている。つまり、基準パスＢＰ６３ｂを基準パスＢＰ６３ａに位置合わせする処理、および基準パスＢＰ６４ｂを基準パスＢＰ６４ａに位置合わせする処理の結果に応じて、標準パスＮＰ６１ｂの位置合わせは影響を受けることになる。
対応点が指定されると、標準パスＮＰ６１ｂは、対応点Ｐ６８ｂ、Ｐ６７ｂが、点Ｐ６８ａ、Ｐ６７ａに一致するように移動されるとともに、対応点Ｐ６７ｂ、Ｐ６６ｂが、点Ｐ６７ａ、Ｐ６６ａに一致するように移動される。これらの３点は一直線上にはないから、結果として、標準パスＮＰ６１ｂは、折れ線状の標準パスＮ６１ａに移動される。これに合わせて、標準パスＮＰ６１ｂの連結画像を構成していた路面テクスチャも、それぞれ標準パスＮＰ６１ａ上に平行移動される。
【００６１】
本実施例では、図６に示すように複数のパスが存在する場合には、以上で説明した手順によって、位置精度が高いパスから優先的に位置合わせが行われる。こうすることによって、全体の位置精度を十分に確保しつつ位置合わせを行うことができる。
例えば、図６の処理において、位置精度が低い順、つまり標準パスＮＰ６１ｂ、基準パスＢＰ６４ｂ、基準パスＢＰ６３ｂの順に位置合わせをしたとする。この場合には、基準パスＢＰ６４ｂの位置合わせは、標準パスＮＰ６１ｂの位置合わせの影響を受け、位置精度が低下する。基準パスＢＰ６３ｂの位置合わせは、標準パスＮＰ６１ｂ、基準パスＢＰ６４ｂの位置合わせの影響を受け、位置精度が低下する。従って、位置精度が低い順に位置合わせを行うと、パス間の相互作用によって全体の位置精度が低下してしまう。
本実施例では、これとは逆に、位置精度が高い順に位置合わせを行う。従って、最も位置精度が高いパスの位置精度を劣化させることなく、全体の位置合わせを行うことが可能となるのである。
【００６２】
Ｃ．路面標示地図生成方法：
以下、図１〜６で説明した路面標示地図の生成方法について、詳細に説明する。
まず、連結画像生成処理、つまり図３中の路面テクスチャ２１０ｃ、路面軌跡データ２１０ｂに基づいて各パスの連結画像２１０ｄを得る処理について説明する。
次に、位置合わせ加工、つまり複数パスに対する連結画像２１０ｄの位置合わせを行う処理、および位置合わせ加工の中で行われる基準パス設定処理、連結画像移動処理について説明する。ここでは、まずオペレータが対応点を指示する場合を例にとって説明する。
そして、透明化ポリゴンの設定処理について説明する。
最後に、位置合わせ加工を自動的に行うための処理、即ち自動位置合わせ処理について説明する。
【００６３】
Ｃ１．連結画像生成処理：
図７は連結画像生成処理のフローチャートである。ハードウェア的には路面標示地図生成装置２００のＣＰＵが実行する処理である。これは、図２に示した画像変換部２０６、１パス合成部２０７の処理に相当する。
処理を開始すると、ＣＰＵは、まずフレームデータを読み込む（ステップＳ１０）。フレームデータとは、道路面撮影システム１００（図１）のビデオカメラ１２０で撮影された画像データ１４２を構成する各フレームの画像である。
【００６４】
図中にフレームデータの例を示した。ビデオカメラ１２０は、道路面撮影システム１００の前方に向けて設置されているため、フレームデータには、車両の前方の道路、前方車両などが写っている。本実施例では、道路面の画像を生成したいため、このフレームデータの一部の領域を切り出して使用する。図中の領域Ａ７１は、道路面のみが含まれるように設定された切り出し領域を現している。本実施例では、車両の前方５〜７ｍの領域の画像を取得するように領域Ａ７１を設定した。領域Ａ７１の各フレーム内での相対的な位置は一定である。
領域Ａ７１は、上述の例に限らず、任意に設定可能である。ビデオカメラ１２０が一定のフレームレートで画像を撮影するため、フレームデータは、道路面を間欠的に撮影した画像群となる。従って、領域Ａ７１は、間欠的に撮影された画像群を並べた時に、道路が連続画像として再現できるように範囲を決定することが好ましい。例えば、領域Ａ７１の縦幅を狭くすれば、車両の速度が速い場合には、あるフレームデータから切り出された領域と、次のフレームデータから切り出された領域との間に隙間が生じやすくなる。一方、領域Ａ７１の縦幅を広くすれば、前方車両や空、建物など、道路画像とは異なる雑多な映像が含まれやすくなる。領域Ａ７１は、これらの影響を考慮した上で、設定すればよい。
【００６５】
次に、ＣＰＵは、取得されたフレームデータを正射画像（路面テクスチャ）に画像変換する（ステップＳ１２）。図中に処理の概要を示した。上側にはフレームデータの例である。ここでは路面の状態のみが撮影され、道路の左右の車線規制線Ｌ７１、Ｌ７２および標示Ｍ７が写されている例を示した。前方を撮影した画像であるため、パース（遠近法）の影響で、本来平行な車線規制線Ｌ７１、Ｌ７２が、ハの字状に写されている。
先に説明した通り、このフレームデータの一部の領域Ａ７１を切り出して使用する。
下段には、領域Ａ７１の画像を正射投影変換した状態を例示した。道路を真上から見た画像に変換するため、左右の車線規制線Ｌ７１、Ｌ７２は図示する通り、平行な線分に変換される。標示Ｍ７も同様に真上から見た状態の形状に変換される。
【００６６】
正射投影変換の方法を説明する。
まず、道路面撮影システム１００を搭載した車両は水平面上を走行しており、被写体である道路も同一水平面上にあるものとする。
この時、道路画像、即ちフレームデータの画面上の２次元座標をｍ＝［ｕ，ｖ］Ｔとする。また、地面に固定された世界座標系の３次元座標をＭ＝［Ｘ，Ｙ，Ｚ］Ｔとする。これらの各座標に１の要素を直積で加えたベクトルを、次式（１）の通り定義する。
【００６７】
【数１】
【００６８】
３次元座標Ｍと、その投影画像の２次元座標ｍとの関係を以下の関係式（２）（３）によりモデル化する。
【００６９】
【数２】
【００７０】
ここで、ｓはスケール・ファクター；
［Ｒｔ］は、外部パラメータ行列；
Ｒは回転行列；
ｔは平行移動行列；
Ａは内部パラメータ行列である。
【００７１】
内部パラメータ行列Ａは、ビデオカメラ１２０の焦点距離等を考慮した内部的なパラメータであり、実画像座標系（ｘｙ座標系）からフレーム座標系（ｕｖ座標系）への写像パラメータを表す。
α、βはそれぞれｕ軸、ｖ軸方向のスケール因子、γは２つの画像軸のスキューにより表されるパラメータ；
［ｕ0，ｖ0］Ｔは、画像の主点の座標（主点座標）である。
画像のピクセルサイズを（ｋｕ、ｋｖ）、ｕ軸とｖ軸とのなす角をθ、焦点距離をｆとすると、α、β、γは次式（４）で表される。
【００７２】
【数３】
【００７３】
外部パラメータ行列［Ｒｔ］は、ビデオカメラ１２０の設置位置、設置姿勢などによる外部的なパラメータであり、世界座標系（ＸＹＺ座標系）から実画像座標系（ｘｙ座標系）への写像パラメータを表す。世界座標系は、ビデオカメラ１２０の真下の路面を原点とし、車両の進行方向に対し垂直な水平軸をＸ軸、鉛直軸をＹ軸、進行方向の水平軸をＺ軸とする。
平行移動ベクトルｔは、世界座標系において原点に対する実画像の画像主点の移動ベクトルである。
ビデオカメラ１２０の高さ（実画像の画像主点の高さ）をｈとすると、平行移動ベクトルｔは次式（５）で表される。
【００７４】
【数４】
【００７５】
また、世界座標系において、実画像のヘディング方向の回転角（ヨー角）をφ、ピッチ角をω、ロール角をκとすると、回転行列Ｒは次式（６）で表される。
【数５】
【００７６】
内部パラメータ行列Ａは、事前の測定によって得られる。
ヨー角φ、ピッチ角ω、ロール角κおよび画像主点の高さｈは、次の手順で得られる。まず、初期状態、即ち車両が水平な地面に設置されている状態において、ヨー角φ0、ピッチ角ω0、ロール角κ0、および高さｈ0の基準値を計測しておく。次に、走行中には逐次、車両の姿勢角の変化および車高の変化をジャイロ、加速度センサ等で記録しておき、上述の基準値にこの変化を反映することで、各地点でのヨー角φ、ピッチ角ω、ロール角κおよび高さを得ることができる。
【００７７】
正射投影変換は、これらのパラメータに基づき、式（２）を用いることにより、行われ、フレーム座標系（ｕｖ座標系）の道路画像を、世界座標系（ＸＹＺ座標系）の投射道路画像に変換することができる。その手順は次の通りである。
まず、被写体である道路面を水平面（Ｙ＝０）の画像であると仮定する。この時、式（２）より、次式（７）の関係が成立する。
【００７８】
【数６】
【００７９】
この結果、ピクセル（ｕ，ｖ）に対する世界座標（Ｘ，Ｚ）及びスケールパラメータｓは次式（８）により求めることができる。
【００８０】
【数７】
【００８１】
次に、路面標示地図生成装置２００のＣＰＵは、被写体である道路面の傾斜を考慮した補正を行う。
まず、フレームデータを取得した各地点の位置座標データ（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）と、被写体である道路面付近の複数点の位置座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）とから、被写体である道路面の勾配を計算する。本実施例では、勾配は一様であるものと仮定した。
具体的には、撮影地点の世界座標点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）付近の位置座標データから、高さの変化Δｈを求める。つまり、Δｈ＝Ｙ−Ｙ０である。この時、一様な勾配を仮定すると、道路面上の世界座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）の点の奥行きＺ’は次式（９）で求めることができる。
【００８２】
【数８】
【００８３】
補正した道路面上の奥行きＺ’が決まると、式（２）より、フレーム座標点（ｕ，ｖ）と世界座標点（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）との関係は次式（１０）の通りとなる。
【００８４】
【数９】
【００８５】
これより、世界座標点のＸ’，Ｙ’を次式（１１）によって計算することができる。
【数１０】
【００８６】
以上の通り、フレームデータ上の点（ｕ，ｖ）を、それぞれ（Ｘ’，Ｚ’）に写像すれば、正射画像（路面テクスチャ）を得ることができる。図７中に示すように、フレームデータを矩形の領域Ａ７１で切り出した上で正射投影すると、上方が広がる台形状の正射画像（路面テクスチャ）Ａ７２が得られる。
本実施例では、後に続く処理の便宜のため、正射画像（路面テクスチャ）を低解像度／高解像度の２通りで生成するものとした。高解像度の正射画像（路面テクスチャ）（以下、「高解像度画像」と呼ぶ）は、もとのフレームデータの切り出し領域Ａ７１をそのまま利用して生成された画像、即ち原画像と同じ解像度で生成された画像である。低解像度の正射画像（路面テクスチャ）（以下、「低解像度画像」と呼ぶ）は、解像度を原データよりも下げた画像である。低解像度画像の解像度は、路面標示地図生成装置２００が軽い負荷で画像を表示することができる程度の値とすることが好ましく、原画像の解像度の半分など、任意に設定可能である。
【００８７】
次に、路面標示地図生成装置２００のＣＰＵは、得られた正射画像（路面テクスチャ）を配置して１パス画像の合成を行う（ステップＳ１４）。図中に１パス画像合成の例を示した。この例では、正射画像（路面テクスチャ）Ａ７２［０］〜Ａ７２［５］が合成されている。
各正射画像（路面テクスチャ）Ａ７２は、フレーム座標系（ｕｖ座標系）の原点に対応する点を、各フレームデータの撮影時の位置座標に基づいて配置すればよい。フレームデータは車両の位置よりも前方を写したものであるため、正射画像（路面テクスチャ）は、フレームデータ毎に車輌位置とフレーム座標系の位置関係を計算して配置する。また、正射画像（路面テクスチャ）は、時系列的に古い画像から新しい画像に順次、配置するものとした。
このように正射画像（路面テクスチャ）を配置することによって、道路面の車線境界線Ｌ７１、Ｌ７２および標示Ｍ７が再現される。
本実施例では、連結画像生成処理の段階では、正射画像（路面テクスチャ）を１枚の画像に結合することなく、配置して表示する状態に留めている。従って、１パス画像合成処理（ステップＳ１４）で生成されるのは、合成画像ではなく、各正射画像（路面テクスチャ）の配置を決定する情報となる。もっとも、この処理において、正射画像（路面テクスチャ）を１枚の画像に結合する方法を採ることもできる。
【００８８】
Ｃ２．位置合わせ加工：
図８は位置合わせ加工のフローチャートである。ハードウェア的には路面標示地図生成装置２００のＣＰＵが実行する処理である。これは、図２に示した位置合わせ処理部２２０の処理に相当する。
処理を開始すると、ＣＰＵは、まず処理の対象となる道路（以下、「対象道路」と言う）についてのオペレータからの指定を入力する（ステップＳ２０）。そして、対象道路に対応する連結画像を入力する（ステップＳ２２）。本実施例では、それぞれの道路について、走行位置を変えながら複数回走行して、路面画像を撮影している。従って、各走行に対応するパスに基づいて、それぞれ連結画像が生成されている。ステップＳ２２では、これらの複数の連結画像を読み込む。
【００８９】
次に、ＣＰＵは基準パスを設定する（ステップＳ３０）。基準パスとは、複数のパスの位置合わせをする際に、基準となるパスである。本実施例では、対象道路に対応するパスのうち、位置精度の評価値、即ち自己推定位置精度が最も高いものを選択する。基準パスの設定方法については、後述する。
【００９０】
基準パスが設定されると、ＣＰＵはオペレータの操作に従い、各パスについて対応点を設定する処理を行う（ステップＳ４０）。
本実施例では、図中に示すように、基準パスおよび標準パスの連結画像をディスプレイに表示し、オペレータが、マウスなどのポインティングデバイスを操作して、この画面内で対応点を設定するという方法を採った。図の例では、標準パスの画像内で菱形をした横断歩道予告標示の頂点を対応点として指定し、次に、これに対応する頂点を基準パスの画像内で指定する例を示した。対応点は、１点に限らず、複数の点を指定可能である。
【００９１】
本実施例では、この連結画像の表示には、低解像度画像を用いる。こうすることにより、対応点を指定する際に、表示の移動、拡大・縮小を円滑に行うことができ、作業効率を高めることができる利点がある。
【００９２】
対応点が指定されると、ＣＰＵは、対応点同士が一致するように、標準パスの連結画像を基準パスの連結画像に合わせるよう移動する処理を行って、位置合わせ加工を終了する（ステップＳ５０）。
先に説明した通り、本実施例では、連結画像は一枚の合成画像として生成されている訳ではなく、正射画像（路面テクスチャ）を配置して表示している。従って、ステップＳ５０の処理では、それぞれの正射画像（路面テクスチャ）を移動することで、連結画像の移動処理が行われる。移動処理と併せて、それぞれの正射画像を低解像度画像から高解像度画像に置換する処理が行われる。高解像度画像を用いて、正射画像を再配置する処理を行うものとしてもよい。
連結画像移動処理の内容は、後で詳述する。
【００９３】
Ｃ３．基準パス設定処理：
図９は基準パス設定処理のフローチャートである。位置合わせ加工（図８）のステップＳ３０に相当する処理であり、複数のパスの位置合わせをする際に、自己推定位置精度が最も高いものを基準パスとして設定するための処理である。
【００９４】
ＣＰＵは、処理を開始すると、対象道路の各パスについて、フレーム画像が取得されている各地点での位置精度を入力する（ステップＳ３１）。撮影時には、図中に示すように、パスにそって点Ｐ９１，Ｐ９２、Ｐ９３等でフレーム画像を撮影するとともに、各点ごとに東西方向の位置精度ＡＣ１、南北方向の位置精度ＡＣ２が記録されている。
【００９５】
一般にＧＰＳ１１４は、位置座標の検出に使用される人工衛星の配置、電波の受信状況、建造物などに反射した電波を受信することによるマルチパスの有無などによって検出精度が変動することが知られている。またディファレンシャル測位では、基準局の稼働状況によっても検出精度は影響を受ける。位置精度は、これらの影響を定量的に評価したものである。位置精度は、任意に定義可能であり、例えば、精度低下率（ＤＯＰ（Dilution of Precision））等を用いても良い。
【００９６】
ＣＰＵは、各点の位置精度に基づいて、パスごとに自己推定位置精度σを算出する（ステップＳ３２）。
【００９７】
自己位置推定精度は、ＧＰＳと、ＩＭＵ、ＤＭＩ等とのずれに基づいて定まる値としてもよい。この場合は、例えば、ずれ量の標準偏差を用いても良い。また、東西方向の標準偏差の自乗と、南北方向の標準偏差の自乗の和を求め、この平方根を自己位置推定精度として用いても良い。このように、ＧＰＳと、ＩＭＵ、ＤＭＩ等のずれ量に応じた値とする場合には、自己位置推定精度は、ずれが大きい程、大きい値となる。つまり、自己推定位置精度は値が小さい方が、精度が高いことを示す評価値となる。
各パスの自己推定位置精度σが得られると、ＣＰＵはこの値が最小となるパスを基準パスとして設定する（ステップＳ３３）。対象道路に対して単一のパスしか存在しない場合には、無条件にそのパスが基準パスとして設定されることになる。この基準パスの自己推定位置精度をσＢとする。
【００９８】
ステップＳ３３で設定された基準パスの自己推定位置精度σＢが、所定の閾値σＴＨよりも低い場合には（ステップＳ３４）、基準パス設定処理を終了する。
これに対し、自己推定位置精度σＢが、所定の閾値σＴＨ以上の場合には、エラー表示を行って（ステップＳ３５）、処理を終了する。この場合には、基準パスの位置精度が十分確保されていないことを意味するため、位置合わせ処理を行っても、位置精度が十分に保証されないからである。
所定の閾値σＴＨは、上述の通り、路面標示地図として確保すべき位置精度に基づいて任意に設定可能である。
【００９９】
エラー表示（ステップＳ３５）を行うか否かの判断対象となるのは、基準パスの自己推定位置精度σＢのみとした。他の標準パスについては、自己推定位置精度が低い場合でも、基準パスを基準として位置合わせを行うことにより、位置精度を高めることが可能だからである。
もっとも、位置合わせ処理における修正は、いずれのパスに対してもできるだけ小さい方が、より好ましいと言える。従って、ステップＳ３４において、全てのパスの自己推定位置精度を閾値σＴＨと比較し、いずれか一本でも、この閾値を下回る精度のパスが存在する場合にはエラー表示を行うようにしてもよい。
ただし、標準パスにも基準パスと同等の位置精度を要求すると、エラー表示が頻繁になされるおそれがある。かかる弊害を回避するため、標準パスでは基準パスよりも高い閾値σＴＨを用いるようにしてもよい。つまり、標準パスについては位置精度の要求を基準パスよりも緩めるのである。こうすることによって、標準パスについても最低限の位置精度を保証しつつ、エラー表示が頻繁になされるのを回避することができる。
【０１００】
Ｃ４．連結画像移動処理：
（１）フローチャート：
図１０は連結画像移動処理のフローチャートである。位置合わせ処理（図８）のステップＳ５０の処理に相当する。
処理を開始すると、ＣＰＵは移動対象となる標準パスのデータおよび対応点のデータを入力する（ステップＳ５１）。標準パスのデータとは、フレーム画像が撮影された時の位置座標を順次、記録した点列からなる軌跡データである。対応点のデータは、図８のステップＳ２０において、基準パスおよび標準パスが表示された画面内でオペレータが指定した対応点の座標値である。
【０１０１】
ＣＰＵは、次に、標準パス上で正射画像（路面テクスチャ）が配置されている点ごとに、移動ベクトルを算出する（ステップＳ５２）。
図中に移動ベクトルの算出例を示した。この例では、標準パスＮＰ１０について、対応点Ｐ１０１、Ｐ１０３が指定されているものとする。標準パス上には、図中に台形で示すように正射画像（路面テクスチャ）が配置されている。
【０１０２】
対応点Ｐ１０１、Ｐ１０３に対応する点としては、基準パス上では、対応点Ｐ１０２、Ｐ１０４が指定されているものとする。ＣＰＵは、これらの指定結果に基づき、対応点について移動ベクトルを求める。図の例では、標準パスの対応点Ｐ１０１からＰ１０２に向かう移動ベクトルＶ１０と、対応点Ｐ１０３からＰ１０４に向かう移動ベクトルＶ１１が得られる。
【０１０３】
対応点は、標示の頂点など、オペレータが基準パスと標準パスとで対応をとりやすい点を指定するため、必ずしも標準パスＮＰ１０上で指定されるとは限らない。対応点が標準パスＮＰ１０からずれた場所で指定されている場合には、図中に破線で示すように標準パスＮＰ１０からずれた場所に移動ベクトルＶ１０ａが得られる。従って、この移動ベクトルＶ１０ａの始点が標準パスＮＰ１０上に来るように、標準パスＮＰ１０に垂直方向に移動させて移動ベクトルＶ１０を求めればよい。
【０１０４】
対応点での移動ベクトルＶ１０、Ｖ１１が得られると、ＣＰＵは、これらを補間することによって、対応点Ｐ１０１、Ｐ１０３の間に位置する各点での移動ベクトルを求める。例えば、図中に示すように、フレーム画像の撮影地点ＰＰ１０で移動ベクトルを求める場合には、この地点を始点とするように移動ベクトルＶ１０、Ｖ１１を平行移動し、両ベクトルの終点を結ぶ線分を、対応点Ｐ１０１〜ＰＰ１０の距離、Ｐ１０３〜ＰＰ１０の距離の比で内分する点を求める。こうすることによって、点ＰＰ１０を始点とし、この内分点を終点とする移動ベクトルＶＰ１０を求めることができる。
【０１０５】
２つの移動ベクトルＶ１０、Ｖ１１に挟まれた区間に存在しない点については、最も近い位置にある移動ベクトルをそのまま用いる。図中の例では、点Ｐ１０１よりも右側の区間では、移動ベクトルＶ１０をそのまま用い、点Ｐ１０３の左側の区間では、移動ベクトルＶ１１をそのまま用いることになる。
また、対応点が一つしか指定されておらず、移動ベクトルが一つしか与えられない場合は、この移動ベクトルを用いる。
【０１０６】
ＣＰＵは以上の処理で得られた移動ベクトルに従って、正射画像（路面テクスチャ）を平行移動して（ステップＳ５３）、連結画像移動処理を終了する。図の例では、標準パスＮＰ１０の点ＰＰ１０に配置されていた路面テクスチャＴＸ１１が、移動ベクトルＶＰ１０に従って路面テクスチャＴＸ１２の位置に平行移動される例を示している。
この処理と併せて、標準パスＮＰ１０上の点ＰＰ１０の位置も移動ベクトルＶＰ１０によって修正される。従って、ステップＳ５３の処理では、路面テクスチャの移動と共に、標準パスＮＰ１０の軌跡も修正されることになる。
【０１０７】
（２）位置合わせ加工の処理例（１）：
図１１は位置合わせ加工の処理例（１）を示す説明図である。図１１（ａ）〜図１１（ｃ）のそれぞれには、標準パスＮＰ１１および基準パスＢＰ１１に対する連結画像を重ねて表示した表示した状態を示している。図１１（ａ）は標準パスＮＰ１１の連結画像を、基準パスＢＰ１１の連結画像よりも上に配置した状態である。先に説明した通り、連結画像は多数の路面テクスチャを配置することで構成されているが、図中には、説明の便宜上、一つの路面テクスチャＴＸ１１に輪郭を付して示した。
オペレータは、この画面中で、標準パスＮＰ１１における対応点Ｐ１１１を指定する。対応点Ｐ１１１は、任意に設定可能である。本実施例では、分離帯標示Ｍ１１の白線の斜め縞模様の端点の一つを対応点Ｐ１１１として選択している。
【０１０８】
図１１（ｂ）は、基準パスＢＰ１１の連結画像を上側にして配置した状態を示している。この状態では、標準パスＮＰ１１と基準パスＢＰ１１の位置がずれている。従って、基準パスＢＰ１１の連結画像を上側に表示すると、対応点Ｐ１１１の位置は、分離帯標示Ｍ１２の白線の斜め縞模様からずれてしまう。
【０１０９】
図１１（ｃ）は、基準パスＢＰ１１の連結画像を上側にした状態で、対応点Ｐ１１２を指定した状態を示している。つまり、基準パスＢＰ１１を上側にした画像内で、分離帯標示Ｍ１１の白線の斜め縞模様の端点を対応点Ｐ１１２として選択すればよい。
対応点Ｐ１１２が指定されると、標準パスＮＰ１１の対応点Ｐ１１１から基準パスＢＰ１１の対応点Ｐ１１２に向かうように移動ベクトルＶ１１が求められる。この移動ベクトルＶ１１に従って、路面テクスチャＴＸ１１を移動すれば、対応点Ｐ１１１は対応点Ｐ１１２に一致し、分離帯標示Ｍ１１、Ｍ１２の位置も一致させることができる。
【０１１０】
路面テクスチャＴＸ１１だけでなく、位置合わせ加工では、標準パスＮＰ１１を構成する他の路面テクスチャも同様に、移動ベクトルＶ１１に従って移動させる。ここでは対応点を一つだけ指定した処理例を示したが、対応点は複数指定してもよい。例えば、図の例では、横断歩道の縞模様、停止線、車線境界線の端点などを対応点として利用することが考えられる。
【０１１１】
（３）位置合わせ加工の処理例（２）：
図１２は位置合わせ加工の処理例（２）を示す説明図である。標準パスＮＰ１２、基準パスＢＰ１２の連結画像を重ねた状態を示した。説明の便宜上、双方の路面標示を視認可能な状態で示している。位置合わせ前は、標準パスＮＰ１２、基準パスＢＰ１２の位置がずれているため、車線境界線などの標示の位置はずれている。
オペレータは、ここでは破線での車線境界線の端点の一つを対応点として選択している。標準パスＮＰ１２については車線境界線Ｌ１２２の端点を対応点Ｐ１２２として選択し、基準パスＢＰ１２については車線境界線Ｌ１２１の端点を対応点Ｐ１２１として選択する。この結果、標準パスＮＰ１２の対応点Ｐ１２２から基準パスＢＰ１２の対応点Ｐ１２１に向かう移動ベクトルＶ１２が定まる。
【０１１２】
図１３は位置合わせ加工の処理（２）の加工結果を示す説明図である。
上述の通り、標準パスＮＰ１２の連結画像を、移動ベクトルＶ１２に従って移動することによって、車線境界線の位置を合わせることができる。位置合わせの結果が車線境界線Ｌ１３である。
また、この位置合わせ加工によって、標準パスも基準パスの位置に合わせられる。本実施例は、本来、異なる位置を走行した複数のパスを位置合わせすることによって、道路面の画像を生成する。この際、図１２、図１３の比較から分かる通り、対応点に基づいて設定される移動ベクトルに従って、標準パスを平行移動することにより、複数のパス間で、路面標示の位置関係およびパスの位置関係を、非常によく一致させることができる。
【０１１３】
（４）絶対座標の取得：
図１４は路面標示の絶対位置座標の取得方法を示す説明図である。図の例では、標準パスＮＰ１４上の路面テクスチャＴＸ１４２、基準パスＢＰ１４上の路面テクスチャＴＸ１４１を例示した。路面テクスチャＴＸ１４１、ＴＸ１４２内には、それぞれ標示Ｍ１４１、Ｍ１４２が含まれている。
路面テクスチャＴＸ１４１、ＴＸ１４２は、それぞれの代表点が、基準パスＢＰ１４上の点Ｐ１４１、および標準パスＮＰ１４上の点Ｐ１４３に一致するように配置される。
【０１１４】
路面テクスチャＴＸ１４１内で、標示Ｍ１４１の頂点Ｐ１４２の位置は、代表点を原点とする相対的な座標（ｘ１４２，ｙ１４２）で特定することができる。従って、代表点の絶対座標、即ち路面テクスチャＴＸ１４１が配置されている位置座標（Ｘ１４１，Ｙ１４１）が分かれば、これに、上述の相対的な座標を加えることによって、標示Ｍ１４１の頂点Ｐ１４２の絶対位置座標を取得することができる。
【０１１５】
路面テクスチャＴＸ１４２内も同様に、標示Ｍ１４２の頂点Ｐ１４５の位置は、代表点を原点とする相対的な座標（ｘ１４５，Ｙ１４５）で特定することができる。従って、代表点の絶対座標、即ち路面テクスチャＴＸ１４２が配置されている位置座標（Ｘ１４３，Ｙ１４３）が分かれば、これに、上述の相対的な座標を加えることによって、標示Ｍ１４２の頂点Ｐ１４５の絶対位置座標を取得することができる。
【０１１６】
路面テクスチャＴＸ１４２については、位置合わせ加工によって、移動ベクトルＶ１４に従って、代表点の位置Ｐ１４３が点Ｐ１４４に移動したとする。この時、位置合わせ後の点Ｐ１４４の絶対位置座標は、移動前の点Ｐ１４３の位置座標（Ｘ１４３，Ｙ１４３）に、移動ベクトルＶ１４の成分（ＶＸ１４，ＶＹ１４）を加えることで得ることができる。更に、こうして得られた点Ｐ１４４の絶対位置座標に対して、点Ｐ１４５の相対的な座標（ｘ１４５，Ｙ１４５）を加えれば、位置合わせ加工後の標示Ｍ１４２の頂点Ｐ１４５の絶対位置座標を取得することができる。
【０１１７】
ここでは、路面テクスチャ内の標示Ｍ１４１，Ｍ１４２の頂点について絶対位置座標を取得する方法を示したが、路面テクスチャ内の任意の点は、それぞれ路面テクスチャの代表点を基準とする相対的な座標で特定可能であるから、同様の方法によって任意の点の絶対位置座標を取得することが可能である。
【０１１８】
Ｃ５．透明化ポリゴン設定処理：
（１）処理概要：
図１５は透明化ポリゴン設定処理の概要を示す説明図である。透明化ポリゴン設定処理は、重ねられた道路画像上に、オペレータの指示によって、透明化ポリゴンを設定することによって、隣接するパスに対応する正射画像同士が重なり合っている部分で、上側の正射画像の一部を透明化して、下側の正射画像を透視可能とする処理である。
図の中央に、正射画像Ｐ１５２の上に正射画像Ｐ１５１が重ねられている様子を斜視図的に示した。下側の正射画像Ｐ１５２には、横断歩道Ａ１５４が分断された状態で含まれており、停止線Ａ１５３が完全な状態で含まれている。上側の正射画像Ｐ１５１には、横断歩道Ａ１５２が完全な形で含まれており、停止線Ａ１５１が分断された状態で含まれている。それぞれ分断された部分を、破線で囲んで示した。
この状態で正射画像Ｐ１５１、Ｐ１５２を重ねると、左側に示したように表示される。つまり、両者が重なった部分では、上側の正射画像Ｐ１５１の画像のみが表示されるため、横断歩道Ａ１５２は完全な状態で表示されるが、停止線Ａ１５１は分断された状態で示されてしまうのである。
仮に、正射画像Ｐ１５１、Ｐ１５２の上下関係を変えたとすれば、今度は、停止線Ａ１５３は完全な状態で表示することができるが、横断歩道Ａ１５４が分断された状態で表示されることになる。このように、正射画像Ｐ１５１、Ｐ１５２の上下関係だけでは、横断歩道、停止線の双方を完全な状態で表示させることはできない。
【０１１９】
そこで、本実施例では、透明化ポリゴンＰＯＬ１５を設定する。この例では、上側の正射画像Ｐ１５１において、分断されている停止線Ａ１５１を覆うように設定した例を示した。透明化ポリゴンＰＯＬ１５内では、上側の正射画像Ｐ１５１は透過した状態で表示される。従って、図の右側に示すように、正射画像Ｐ１５１、Ｐ１５２を重ねた状態では、透明化ポリゴンＰＯＬ１５の内部では、下側の正射画像Ｐ１５２が表示され、その他の部分では、上側の正射画像Ｐ１５１が表示される。この結果、下側の正射画像Ｐ１５２に含まれる停止線Ａ１５３と、上側の正射画像Ｐ１５１に含まれる横断歩道Ａ１５２が表示され、停止線および横断歩道の双方を完全な形で表示することができる。
【０１２０】
（２）フローチャート：
図１６は透明化ポリゴン設定処理のフローチャートである。ハードウェア的には路面標示地図生成装置２００のＣＰＵが実行する処理である。これは、図２に示した透明化ポリゴン設定部２２１の処理に相当する。
処理を開始すると、ＣＰＵは、オペレータからの対象道路の指定を入力し（ステップＳ１００）、対象道路に対応する連結画像を入力する（ステップＳ１０２）。対象道路に対して複数のパスが対応している場合には、これらのパスに対応する複数の連結画像が入力される。
【０１２１】
ＣＰＵは、これらの連結画像を表示し、オペレータの操作に基づいて優先パスの指定を入力する（ステップＳ１０４）。優先パスとは、複数のパスのうち路面画像が最も良好なパスを言い、複数のパスの連結画像を重ねる際に最も上に位置するパスを言う。優先パスは、位置合わせ加工で用いられた基準パスとは異なる。基準パスは位置精度が最も良いものを意味したが、位置精度が良いからといって、路面画像が良好とは限らないからである。複数のパス間の連結画像の重ね合わせの上下関係がどのような状態であっても、位置合わせは支障なく行うことが可能であるから、位置合わせ用の基準パスと優先パスとは相互に独立して設定可能である。
本実施例では、優先パスは、オペレータが各パスの連結画像を比較しながら、任意に設定することができる。仮に、路面画像が最も粗いパスを優先パスに指定しても構わない。このような場合には、後述する透明化ポリゴンの設定数が増えるだけのことである。
【０１２２】
優先パスが設定されると、ＣＰＵは、オペレータの操作に従い透明化ポリゴンを設定する（ステップＳ１０６）。
図中に透明化ポリゴンの設定例を示した。この例では、優先パスに沿った路面テクスチャＴＸ１６１と、その他のパスに沿った路面テクスチャＴＸ１６２を示した。
撮影時には矩形の画像が、正射画像変換により、台形になるため、路面テクスチャＴＸ１６１、ＴＸ１６２を配置すると、図示するようにのこぎり刃状になる。のこぎり刃状の部分からは、路面画像の見栄えを落とすと共に、分断された路面画像しか得られないため、完全な路面画像を得るという目的からは不要な部分となる。そこで、図の例では、路面テクスチャＴＸ１６１、ＴＸ１６２が重なり合った部分では、のこぎり刃状になった路面テクスチャＴＸ１６１の左端の部分に透明化ポリゴンＰＯＬ１６１を設定し、のこぎり刃状の部分が表示されないようにしている。
【０１２３】
一方、路面テクスチャＴＸ１６１、ＴＸ１６２が重なりあっていない部分、図の例では、両端の領域Ａ１６１、Ａ１６２の部分には、透明化ポリゴンは設定しない。この部分では、それぞれ路面テクスチャＴＸ１６１、ＴＸ１６２によって得られる画像が、唯一の画像情報となるからである。両端の領域に透明化ポリゴンを設定すると、この部分に含まれる路面画像の情報は活用し得なくなる。本実施例では、このように他の路面テクスチャと重なり合っていない部分には、透明化ポリゴンを設定しないようにすることで、路面テクスチャに含まれる路面画像の情報を有効活用できるようにした。
かかる設定は、単に路面テクスチャが重なっていない部分を避けて、オペレータが透明化ポリゴンを設定するという運用によって実現してもよいが、透明化ポリゴンの設定処理（ステップＳ１０６）において、透明化ポリゴンの設定位置を制限するようにしてもよい。つまり、路面テクスチャが重なり合っている部分についてのみ、オペレータによる透明化ポリゴンの設定操作を受け付けるようにしても良い。
【０１２４】
路面テクスチャＴＸ１６１によって隠されている標示がある場合には、オペレータはその標示が視認できるように透明化ポリゴンを設定する。図の例では、矢印の標示を覆うように、透明化ポリゴンＰＯＬ１６２が設定されている例を示した。矢印の標示は、テクスチャＴＸ１６１の下側に配置されているテクスチャに含まれている画像である。
【０１２５】
このように標示を覆う透明化ポリゴンＰＯＬ１６２を設定するためには、一旦、路面テクスチャＴＸ１６１を他の路面テクスチャよりも下側に位置するように上下関係を変更したり、路面テクスチャＴＸ１６１を非表示としたりすればよい。これらの操作によって、路面テクスチャＴＸ１６１に隠された標示を視認可能な状態にした上で、その標示を覆うように透明化ポリゴンＰＯＬ１６２を設定し、路面テクスチャＴＸ１６１の表示を元に戻せばよい。
【０１２６】
以上の処理によって、透明化ポリゴンの設定が終わると、ＣＰＵは、設定結果を出力して、透明化ポリゴン設定処理を終了する。
【０１２７】
（３）処理例：
図１７は透明化ポリゴンを設定する前の道路画像例を示す説明図である。この例では、パスＰ１７１、Ｐ１７２の２本に沿って得られた連結画像の位置合わせを行って生成された道路画像を示した。パスＰ１７２の連結画像と、パスＰ１７１の連結画像とで、のこぎり刃状の両端の形状が逆向きになっているのは、これらのパスＰ１７１，Ｐ１７２を道路面撮影システム１００の車両が走行する方向が逆だからである。
【０１２８】
パスＰ１７２の連結画像が、パスＰ１７１の連結画像と重なっている部分では、パスＰ１７２の連結画像の端部Ｂ１７ののこぎり刃状の境界が現れており、道路画像の画質を劣化させている。ただし、図１７では、図示の都合上、のこぎり刃状の輪郭を付して端部Ｂ１７の形状を強調してある。
また、パスＰ１７２の路面画像が端の方で不鮮明なため、例えば、領域Ａ１７１では横断歩道の縞模様が歪んでいる。領域Ａ１７２では、停止線が分断された状態となっている。領域Ａ１７３では、路線バス等優先通行帯（いわゆるバスレーン）であることを示す「バス専用」の文字が読めない程に崩れている。領域Ａ１７４では、破線状の車線境界線が途中で分断された状態となっている。
【０１２９】
これらの影響を回避するため、図１７では、領域Ａ１７１〜Ａ１７４および端部Ｂ１７を包含する透明化テクスチャＰＯＬ１７を図中の一点鎖線のように設定した。
このように透明化ポリゴンＰＯＬ１７を設定すると、パスＰ１７２側の路面テクスチャは、透明化ポリゴンＰＯＬ１７の内部では透視状態となり、下側に配置されたパスＰ１７１側の路面テクスチャが視認されるようになる。
【０１３０】
図１８は透明化ポリゴンの設定後の道路画像例を示す説明図である。上述の透明化ポリゴンの作用により、領域Ａ１８１では、下側の画像が表示されるため、図１７で示した横断歩道の分断状態が解消される。領域Ａ１８２でも同様に、停止線が完全な状態で表示される。また、領域Ｂ１８に例示するように、路面テクスチャの端部ののこぎり刃状の輪郭は視認されなくなり、道路画像全体の画質が向上する。
領域Ａ１８３では、バス専用の文字が、はっきりと判読可能な状態となる。領域Ａ１８４では、車線境界線が完全な状態で表示される。
このように、本実施例では、透明化ポリゴンを設定することにより、道路画像の画質を向上させることができるとともに、道路面の標示の画質も向上させることができる。
【０１３１】
Ｄ．自動位置合わせ処理：
以上の処理では、オペレータが対応点を指示することによって位置合わせ加工を行う例を示した(図８のステップＳ４０参照）。
連結画像の画像処理によって、対応点を自動で指定することができれば、位置合わせ加工を自動で行うことが可能である。以下では、位置合わせを自動で行うための処理について説明する。位置合わせを自動で行うか、手動で行うかは、実行時のメニュー等でオペレータが選択するようにしてもよいし、自動での位置合わせを行った後、この処理がうまくいかなかった連結画像を対象として、手動での位置合わせを行うようにしてもよい。
また、本実施例における自動位置合わせ処理は、オペレータが一切介入しない全自動の処理として構成してもよいし、必要に応じてオペレータが介入する半自動の処理として構成してもよい。
【０１３２】
図１９は自動位置合わせ処理のフローチャートである。ハードウェア的には路面標示地図生成装置２００のＣＰＵが実行する処理である。これは、図２に示した自動位置合わせ処理部２２２の処理に相当する。オペレータの指示に応じて、自動位置合わせ処理と位置合わせ加工（図８）とのいずれか一方を行うようにしてもよいし、位置合わせ加工（図８）に先だって、行うようにしてもよい。
【０１３３】
本実施例では、路面標示地図生成装置２００の画像処理の負荷を抑制するため、自動位置合わせ処理は、地図を所定サイズのメッシュに分割し、メッシュごとに行うものとした。こうすることによって、１回の処理で扱う連結画像を一定サイズに抑え、画像処理の負荷が過大となることを回避できる。また、各連結画像を共通のメッシュで分割するため、分割された画像データを管理しやすくなる利点があるからである。
【０１３４】
連結画像は、例えば、パスに沿って所定の距離ごとに分割する方法も可能である。しかし、かかる方法では、異なるパスに沿って生成された連結画像間では、分割したピースが統一できないことになり、特徴点同士の対応付けも困難となる。本実施例では、連結画像の位置とは無関係に設定されたメッシュ、即ち複数パスの連結画像に対して共通のメッシュを用いることにより、各連結画像を分割したピース間の対応づけなどのデータ管理が容易となる利点がある。
【０１３５】
処理を開始すると、ＣＰＵは処理対象となるメッシュ、即ち対象メッシュ内のパス、連結画像を読み込む（ステップＳ２００）。この処理によって、連結画像はメッシュ単位に分割されることになる。
ＣＰＵは、読み込んだ連結画像に対して、画像前処理を行う（ステップＳ２１０）。画像前処理とは、対応点を自動的に認識する際に、誤認識の可能性を抑制するための処理である。画像前処理の内容は後述するが、本実施例では、連結画像の両端に生じる、のこぎり刃状のギザギザ部分を削除する処理、横断歩道、分離帯その他を示す縞模様の標示を削除する処理などを行う。
【０１３６】
画像前処理が終了すると、ＣＰＵは処理領域を設定する(ステップＳ２２０）。本実施例では、メッシュ単位で読み込んだ連結画像内に、メッシュよりも小面積の処理領域を設定し、処理領域ごとに処理を実行している。処理領域の位置を順次、移動させて繰り返し処理を行うことによりメッシュの全領域をカバーすることができる。処理領域の設定方法および移動方法については、後述する。
【０１３７】
こうして処理領域を設定すると、ＣＰＵはその中で特徴点抽出処理を行う(ステップＳ２３０）。特徴点とは、２つの連結画像間で対応する点を安定的に特定できる点を任意に定義して用いることができる。本実施例では、連結画像から種々のエッジを抽出し、エッジが折れ曲がる点（屈折点）、端点、交点などを特徴点として用いるものとした。
特に、道路上には白線または黄線で種々の標示が描かれているため、この標示の輪郭をエッジとして抽出することにより、上述の特徴点を抽出することができる。白線または黄色線で描かれた白線は、道路面とは異なる色を有しているから、連結画像の各画素の階調値の差異に基づいて、標示部分を抽出することが可能である。
抽出は、ＲＧＢなど種々の色系で行うことが可能である。本実施例では、連結画像を、Ｈ(色相）、Ｓ（彩度）、Ｖ（明度）の色空間に変換した上で、Ｖ（明度）画像を用いて標示領域を抽出した。Ｖ画像は、無彩色で明度だけを成分として有する画像となるため、いわゆるグレースケールの画像である。種々の色空間で抽出を試みた結果、Ｖ画像を用いた場合に標示を最も精度良く抽出できることが見いだされた。
【０１３８】
ＣＰＵは、処理領域の設定（ステップＳ２２０）および特徴点抽出処理（ステップＳ２３０）を、各連結画像に関し、メッシュ全体で特徴点の抽出が完了するまで（ステップＳ２４０）、繰り返し実行する。
こうして特徴点の抽出が完了すると、ＣＰＵは、対応点探索処理を行う（ステップＳ２５０）。これは、連結画像間で、特徴点同士を比較し、対応するもの同士を対応点として関連づける処理である。例えば、抽出された特徴点の座標、連結画像内での複数の特徴点の配置などに基づいて、連結画像間の対応をとることができる。特徴点同士を関連づける処理自体は、周知の画像処理技術であるため、詳細な説明は省略する。
【０１３９】
ＣＰＵは、こうして抽出された対応点のフィルタリング処理を行う（ステップＳ２６０）。対応点探索処理（ステップＳ２５０）では、誤認識された対応点が含まれている可能性があるからである。本実施例の位置合わせ加工は、先に図１０で説明したように、対応点ごとに求まる移動ベクトルを補間することで、各路面テクスチャの位置合わせ用の移動量を設定する。従って、位置合わせ加工には、必ずしも多くの対応点を要しない。種々の処理を行った実験結果からは、数十メートルに１点程度の間隔で得られれば、十分な精度で位置合わせ加工ができることが見いだされた。
対応点のフィルタリング処理の詳細は後述する。本実施例では、上述の観点から、対応点のうち、誤認識の可能性が高いと思われるもの、および対応点の位置精度が低いと考えられるものを削除するものとした。フィルタリング処理は、完全に自動で行う態様の他、オペレータの介入を許す半自動の形で行う方法を採っても良い。
このように、対応点を減らすことは、抽出された対応点を表示した場合に、オペレータが比較的容易に、誤認識の有無を判断できる利点もある。仮に、多数の対応点が表示されていると、オペレータが、これらの中から、対応点の誤認識を見いだすことは非常に困難となるが、対応点の数が少ない場合には、対応点の位置をそれぞれの連結画像内で比較的容易に認識することができ、背景の画像との関係も考慮しながら、対応関係の正誤を比較的容易に判断することができるようになるからである。
【０１４０】
こうして対応点が決まると、ＣＰＵは連結画像の移動処理を行って（ステップＳ２７０）、自動位置合わせ処理を終了する。連結画像の移動処理は、先に図１０で説明したのと同様である。つまり、設定された対応点ごとに移動ベクトルを設定し、この対応点の移動ベクトルを補間することで、パス上の各点の移動ベクトルを設定する（図１０のステップＳ５２）。そして、この移動ベクトルに従って、各路面テクスチャを移動するのである（ステップＳ５３）。こうすることで、自動位置合わせ処理によっても、図１２、１３に示したように良好な結果を得ることができる。
【０１４１】
以下、上述の自動位置合わせ処理で行う各処理のうち、画像前処理（ステップＳ２１０）、処理領域設定（ステップＳ２２０）、および対応点フィルタリング処理（ステップＳ２６０）について、それぞれ詳細な内容を説明する。
【０１４２】
Ｄ１．画像前処理：
図２０は画像前処理のフローチャートである。自動位置合わせ処理(図１９）のステップＳ２１０に相当する処理であり、対応点を自動的に認識する際に、誤認識の可能性を抑制するための処理である。
処理を開始すると、ＣＰＵは、まずギザギザ除去処理を行う（ステップＳ２１１）。図中に処理概要を模式的に示した。本実施例では、路面テクスチャＴＸ２０をパスにそって配置して連結画像を生成する。路面テクスチャＴＸ２０は、ビデオカメラで撮影した画像を正射変換して得られる画像であり、この変換の過程で、もともとは矩形の画像が台形状に変形される。この結果、路面テクスチャＴＸ２０を配置した連結画像には両端に、ギザギザののこぎり刃状の領域Ａ２０が生じる。ギザギザ除去処理では、領域Ａ２０を削除する処理を行う。
【０１４３】
ギザギザ除去処理には、２つの意義がある。
領域Ａ２０内の、のこぎり刃状の頂点は、それぞれエッジが折れ曲がっている屈折点となるから、特徴点として抽出され易い点である。従って、ギザギザ除去を行わずに、特徴点の抽出を行うと、非常に高い密度で特徴点が多数抽出されることになる。このように高密度で多数の特徴点が抽出されると、特徴点同士の対応関係に誤認識を生じやすい。また、誤認識が生じた時に、オペレータが目視で誤認識を発見しづらくなる。ギザギザ除去処理を行うことにより、こうした弊害を回避することが可能となる。
また、領域Ａ２０は、路面テクスチャの両端の部分である。正射変換して路面テクスチャを生成する際には、画像の左右中央付近に比して、両端では変換時の歪みが大きくなる。路面テクスチャの両端付近の各画素は、これらの歪みの影響で、中央付近よりも、位置精度が低くなる。それぞれの連結画像の位置精度を十分に確保した状態で位置合わせを行うためには、位置精度の高い対応点を用いることが好ましい。ギザギザ除去処理では、領域Ａ２０を削除することにより、予め位置精度が低い特徴点を排除しておくことができるから、位置合わせ時の位置精度の低下を回避することができるのである。
【０１４４】
図２１はギザギザ除去処理の処理例を示す説明図である。図２１（ａ）には、のこぎり刃状の領域が残存した状態を示した。図中の×印は、抽出された特徴点を表している。のこぎり刃状のエッジの屈折点が多数、特徴点として抽出されていることが分かる。しかし、全ての点が抽出されている訳ではなく、エッジの屈折点の中でも特徴点として抽出されていないものもあれば、屈折点からややずれたところの点が抽出されているものもある。このように特徴点が、不正確かつ高密度で多数抽出されると、対応点を特定する上で誤認識を生じやすい。
図２１（ｂ）は、ギザギザ除去処理後の連結画像の様子を示した。特徴点の抽出は行っていない。連結画像の両端のギザギザ領域を除去することにより、両端がほぼ直線状となっているため、特徴点の抽出を行ったとしても、両端の領域から、図２１（ａ）ほどの多くの特徴点が高密度で抽出されることを回避することが可能となる。
【０１４５】
図２０に戻り、画像前処理の内容を引き続き説明する。
ギザギザ除去処理が完了すると、ＣＰＵは、次に、横断歩道やゼブラを除去する処理を行う。ゼブラとは、説明の便宜上付した名称であり、道路標示のうち横断歩道を除く縞模様を言う。例えば、中央分離帯や、交差点付近に設けられた右左折用の車線への移行領域などに付されている縞模様が挙げられる。
この除去処理を行うため、ＣＰＵは、まずＶ（明度）画像を用いてエッジを抽出する（ステップＳ２１２）。エッジの抽出は、ＲＧＢ色系などで行うこともできるが、Ｈ(色相）、Ｓ（彩度）、Ｖ（明度）の色空間で行った方が、道路標示に使われる白色および黄色の線を精度良く抽出できることが分かったからである。エッジ抽出は、周知の画像処理技術であるため、詳細な説明を省略する。エッジ抽出に当たっては、Ｓｏｂｅｌフィルタその他のフィルタによって、エッジを強調する処理を施しても良い。
【０１４６】
次に、ＣＰＵはエッジ太らせ処理を行う（ステップＳ２１３）。
図２２はエッジ太らせ処理の処理例を示す説明図である。図２２（ａ）は、道路面の標示例を示している。道路には、複数の車線境界線で区画された複数の車線が中央付近に縦方向に横断歩道がある。中央分離帯部分はゼブラとなっている。
図２２（ａ）の上方に、横断歩道の一部を拡大して示した。横断歩道のような縞模様では、拡大図中の×印に示すように、縞模様の角が特徴点として抽出され易い。拡大図中では、１個だけが抽出されている例を示したが、縞模様のそれぞれの角が抽出されるため、多数の特徴点が高密度で抽出されることになる。ゼブラも同様である。このように高密度で抽出された特徴点は、連結画像の両端のギザギザ領域と同じく対応点の誤認識につながる。横断歩道やゼブラの除去処理には、特徴点が高密度で多数抽出される領域を予め排除しておくことにより、対応点の誤認識を低減させるという目的がある。
【０１４７】
図２２（ｂ）には、横断歩道に対してエッジを抽出した状態を示した。エッジ抽出によって、横断歩道の縞模様の輪郭が抽出されることになる。この例では、ほぼ連続的な形状で縞模様が抽出されている状態を示しているが、連結画像の画質や、エッジ抽出の際の設定によっては、それぞれの線分が分断されたような状態で抽出されることもある。エッジ抽出された画像は、２値画像となっている。
【０１４８】
図２２（ｃ）は、抽出されたエッジに太らせ処理（膨脹処理とも言う）を施した例である。太らせ処理とは、処理対象となる画素に対して、その周囲８画素のいずれかに黒画素がある場合には、処理対象となる画素も黒に置換する処理である。こうすることによって、図示するように、黒画素によって構成される境界線の幅を太くすることができる。
図２２（ｄ）は、太らせ処理を更に施した例である。このように、太らせ処理を繰り返し施すと、横断歩道の縞模様同士が結合されるようになり、いずれ横断歩道全体が一つの面として認識されるようになる。ここでは、横断歩道を例示したが、ゼブラも同様である。
太らせ処理においては、横断歩道やゼブラが面領域として抽出されるよう、連結画像の解像度に応じて、エッジの太らせ量を予め設定しておけばよい。横断歩道およびゼブラの縞模様の間隔および線の幅は、同等であるため、双方を面領域として抽出するのに適した太らせ量は、比較的容易に設定可能である。
【０１４９】
図２０に戻り、画像前処理について説明する。
ＣＰＵは、エッジの太らせ処理を行った後（ステップＳ２１３）、面積が閾値Ｓｔｈ以下となる領域を、解除する（ステップＳ２１４）。解除とは、抽出した領域から外すことを意味する。その後、ＣＰＵは解除されずに残った領域を連結画像から除去する（ステップＳ２１５）。例えば、横断歩道に対応する面領域の面積が、閾値Ｓｔｈを超える場合には、この面領域は抽出された状態のまま解除されずに残っているから、ステップＳ２１５の処理で除去されることになる。
【０１５０】
上述の閾値Ｓｔｈは、横断歩道およびゼブラから構成される面領域の面積よりも小さく、車線境界線その他の道路標示から構成される面領域の領域よりも小さい範囲で設定する。
道路標示のサイズは一定ではなく道路幅等によっても変動する。閾値Ｓｔｈは、道路標示のサイズの変化も考慮して設定することが好ましい。閾値Ｓｔｈは固定値である必要はなく、道路幅などに応じて、変化させてもよい。
また、閾値Ｓｔｈを半自動で設定するようにしてもよい。例えば、太らせ処理を終えた連結画像内で、オペレータが指定した領域の面積を基準として、その面積に所定の係数を乗じて閾値Ｓｔｈを設定するようにしてもよい。こうすることによって、道路標示の状態に応じて柔軟に閾値Ｓｔｈを設定可能となる利点がある。
【０１５１】
閾値Ｓｔｈの設定値によっては、車線境界線など、横断歩道およびゼブラ以外の道路標示が連結画像から除去される可能性もある。しかし、画像前処理は、対応点の誤認識を避けるために、誤認識を生じやすい特徴点を含む部分を予め除去しておくための処理であるから、横断歩道およびゼブラ以外の道路標示が、多少、連結画像から除去されることがあったとしても構わない。位置合わせに支障がない程度、つまり数十メートルに１点程度の特徴点を抽出できるだけの道路標示が連結画像内に残っていれば足りるからである。
【０１５２】
図２３は面領域の除去例を示す説明図である。図２３（ａ）は、連結画像に対して、エッジの抽出（図２２のステップＳ２１２）および太らせ処理（図２２のステップＳ２１３）を施した状態を示している。領域Ａ２３は、横断歩道に対応する面領域である。領域Ｍ２３は、車線の進行方向規制を示す矢印に対応する面領域である。
図２３（ｂ）は、図２２のステップＳ２１４の処理を施した状態、つまり閾値Ｓｔｈ以下の領域を解除した状態を示している。この例では、横断歩道に対応する領域Ａ２３は解除されずに残っている。矢印に対応する領域Ｍ２３は面積が小さいため、解除されている。領域Ｍ２３以外の矢印や車線境界線の一部も、同様に解除されている。停止線や車線境界線の中には、抽出されたままのものも存在するが、先に説明した通り、この状態で処理を継続しても構わない。
図２３（ｃ）は、図２２のステップＳ２１５の処理を施した状態、つまり抽出されている画像を除去した状態を示している。この処理によって、横断歩道の領域Ａ２３が除去されることが分かる。同様に、車線境界線や停止線の一部に対応する部分も除去されている。しかし、車線境界線の一部や矢印などの道路標示は除去されずに残っているため、これらのエッジに基づいて特徴点の抽出が可能な状態となっている。
【０１５３】
このように画像前処理を施すことによって、対応点の誤認識を招きやすい部分、即ち特徴点が高密度で多数抽出されやすい部分を予め連結画像から除去することができる。また、ギザギザ領域の除去処理（図２０のステップＳ２１１）には、連結画像両端の位置精度が低い部分を除去しておくことによって、位置精度が低い特徴点が抽出されるのを回避できるという利点もある。
【０１５４】
Ｄ２．処理領域設定：
図２４は処理領域設定の様子を模式的に示す説明図である。
本実施例では、先に説明した通り、メッシュに分けて特徴点の自動抽出を行う。図２４の太線で示した外枠ＭＥ２４が、メッシュを表している。メッシュ内に、処理対象となる連結画像Ｒ２４を模式的に示した。
特徴点の自動抽出は、メッシュ内に設定された処理領域ＰＡ２４（図中のハッチングを付した領域）を単位として行う。この例では、図示する通り、メッシュＭＥ２４を、７×７のマスに分割し、３×３の配列で処理領域ＰＡ２４を設定した。
本実施例では、処理領域ＰＡ２４の位置を順次、移動させながら処理を行う。図２４（ａ）〜図２４（ｆ）には処理領域ＰＡ２４の移動例を示した。図２４（ａ）〜図２４（ｃ）に示すように、メッシュＭＥ２４内の最下段から３段のマスを用いつつ、１マスずつ右側に処理領域ＰＡ２４を移動させる。図２４（ｃ）の後も、メッシュＭＥ２４の右端に処理領域ＰＡ２４が到達するまで、同様に移動させる。
次に、図２４（ｄ）〜図２４（ｆ）に示すように、メッシュＭＥ２４内の下から２〜４段目のマスを用いつつ、１マスずつ右側に処理領域ＰＡ２４を移動させる。図２４（ｆ）の後も、メッシュＭＥ２４の右端に処理領域ＰＡ２４が到達するまで、同様に移動させる。
【０１５５】
このように処理領域ＰＡ２４を徐々に移動させると、連結画像Ｒ２４と処理領域ＰＡ２４との位置関係を相対的に変化させることができる。図２４（ａ）では、処理領域ＰＡ２４内に連結画像Ｒ２４は、わずかしか存在していない。この状態では、位置合わせを精度良く行うのに十分な対応点を抽出することはできない。一方、図２４（ｃ）では、処理領域ＰＡ２４内に、連結画像Ｒ２４が十分に含まれている。従って、位置合わせを精度良く行うに足りるだけの対応点を抽出することが可能である。
処理領域の設定は、位置合わせ用の対応点を設定するために行う処理である。つまり、図２４（ａ）〜図２４（ｆ）に示す処理領域ＰＡ２４は、特徴点の抽出、対応点の設定に用いられるだけであり、処理領域ＰＡ２４を単位として連結画像Ｒ２４の移動処理が行われる訳ではない。従って、図２４（ａ）に示すように、処理領域ＰＡ２４内に連結画像Ｒ２４が十分に存在せず、特徴点を十分に抽出できない位置関係となる場合が生じたとしても、他の位置関係（例えば、図２４（ｃ））で、十分に特徴点の抽出、対応点の設定ができれば、位置合わせ処理は支障なく行うことができる。
連結画像Ｒ２４は、道路の形状およびメッシュＭＥ２４との相対的な位置関係に応じて、処理領域ＰＡ２４との位置関係が変化する。従って、処理領域ＰＡ２４を予め固定したサイズ、位置で用いると、処理対象となる道路に応じて、対応点の抽出に適した位置関係となったり、不適切な位置関係となったりする。これに対し、処理領域ＰＡ２４を移動させる場合には、いずれかの位置関係では特徴点の抽出を適切に行うことが可能となる。従って、道路とメッシュＭＥ２４との位置関係に依らず、安定的に特徴点を抽出することができる利点がある。
【０１５６】
図２５は処理領域の設定例を示す説明図である。図２４では、処理領域が順次、移動する様子を示したが、図２５では、この処理領域を方眼状に配置した状態を例示した。図２５（ｂ）は、図２５（ａ）に対して処理領域を相対的に右側に移動した状態を表している。
図２５（ａ）では、処理領域Ｔ２５１、Ｔ２５２には、連結画像がごくわずかしか含まれておらず、対応点を精度良く設定することができない状態となっている。これに対し、処理領域が図２５（ｂ）よりも右側にずれた図２５（ｂ）の状態では、図２５（ａ）で処理領域Ｔ２５１、Ｔ２５２に分属していた画像が、一つの処理領域Ｔ２５３に含まれる。従って、処理領域Ｔ２５３からは、対応点を良好に設定することが可能となる。
このように、処理領域を連結画像に対して相対的に移動させることによって、道路とメッシュとの位置関係に依らず、安定的に特徴点の抽出、対応点の設定を行うことが可能となる。
【０１５７】
Ｄ３．対応点フィルタリング処理：
図２６は対応点フィルタリング処理を示す説明図である。
図２６（ａ）には、基準パスＢＰ２６および標準パスＮＰ２６にそれぞれ沿った連結画像を示した。図中の□印は、それぞれのパスの連結画像に対して設定された対応点を表している。矢印は、それぞれの対応点に基づいて定まる移動ベクトルである。つまり、対応点について、標準パスＮＰ２６１の連結画像の位置を基準パスＢＰ２６に合わせるための移動量を表している。
移動ベクトルは、標準パスＮＰ２６１の対応点を始点とし、基準パスＢＰ２６の対応点を終点とするベクトルである。図の例では、このようにして移動ベクトルを設定した結果、矢印Ａ２６のみが左向きとなり、他の移動ベクトルは右向きとなっていることがわかる。図中には他の対応点も存在するが、図の煩雑化を回避するため、４つの対応点についてのみ移動ベクトルを示した。
【０１５８】
図２６（ｂ）は、図２６（ａ）の状態で位置合わせを行った結果を示す説明図である。移動ベクトルに従って、標準パスＮＰ２６１の各点および路面テクスチャを移動する。標準パスＮＰ２６１上で、対応点と対応点の間の点については、移動ベクトルを補間して、各点での移動ベクトルを設定する。矢印Ａ２６の移動ベクトルのみが他の移動ベクトルと方向が異なっているため、補間した各点の移動ベクトルも不自然に変化する。この結果、図２６（ｂ）の領域Ｂ２６に示すように、位置合わせ後のパスが不自然に屈曲してしまう。また、横断歩道の縞模様がずれていることから分かる通り、連結画像同士もきちんと位置合わせされてはいない。
このような現象は、矢印Ａ２６で示した移動ベクトルを用いて位置合わせを行ったことが原因である。従って、かかる現象を回避するためには、予め矢印Ａ２６に対応する対応点を排除しておくことが好ましい。このように、適切な位置合わせを実現するために、用いるべき対応点を取捨選択する処理を、対応点フィルタリング処理と呼ぶ。
【０１５９】
図２７は対応点フィルタリング処理のフローチャートである。自動位置合わせ処理（図１９）のステップＳ２６０に相当する処理である。
処理を開始するとＣＰＵは、対応点探索結果を入力する（ステップＳ２６１）。対応点は、各連結画像から抽出された特徴点同士を比較し、対応づけた点を言う。
【０１６０】
ＣＰＵは次に、路面テクスチャの両端領域の対応点を除去する（ステップＳ２６２）。図中にこの処理の内容を模式的に示した。
路面テクスチャＴＸ２７が配置された連結画像から、Ｐ２７１〜Ｐ２７４の対応点が設定されたとする。この処理では、パスを含む幅Ｗ２７の領域Ａ２７を規定し、この領域から外れる対応点を両端領域の対応点として除去するものとした。領域Ａ２７を規定する幅Ｗ２７は任意に設定可能である。幅Ｗ２７を大きくとれば、両端領域の対応点を十分に排除することができないし、幅Ｗ２７を小さくとれば、ほとんどの対応点が除去されてしまい、位置合わせに使用する対応点を十分に残すことができなくなる。幅Ｗ２７は、これらの両面を考慮して、任意の値を設定すればよい。
また、幅Ｗ２７は固定値とする必要はなく、例えば、道路幅に応じて変化させてもよい。また、道路幅の○％というように、道路幅を基準とする値としてもよい。
【０１６１】
次に、ＣＰＵは統計的に外れる対応点を除去する（ステップＳ２６３）。本実施例では、各移動ベクトルの向きおよび大きさが統計的に外れているものを除去するものとした。
図中に処理例を示した。パスＮＰ２７に沿って、各対応点ごとに移動ベクトルＱ２７１〜Ｑ２７５が得られているとする。下側に、各移動ベクトルの大きさおよび向きをグラフにして示した。パスＮＰ２７の上向きを正、下向きを負として向きを表すとともに、大きさをグラフの高さで表した。
図示する通り、移動ベクトルＱ２７２は負の向きとなり、他の移動ベクトルＱ２７１、Ｑ２７３〜Ｑ２７５は正の向きとなる。また、移動ベクトルＱ２７１，Ｑ２７３，Ｑ２７４はほぼ同じ大きさであり、移動ベクトルＱ２７５は他の移動ベクトルよりも大きい。ＣＰＵは、これらの結果に基づき、向きが異なる移動ベクトルＱ２７２および大きさが異なる移動ベクトルＱ２７５を除去する。
向きについては、図中の例のように正負で評価する他、パスＮＰ２７の進行方向を基準とする角度で評価してもよい。
【０１６２】
統計的な除去を行う際、除去するか否かの判断基準は任意に設定可能である。例えば、移動ベクトルの向きおよび大きさの各平均値との偏差が所定値以上のものを除去するようにしてもよいし、この時の所定値は任意の値としてもよいし、標準偏差を用いて設定してもよい。
【０１６３】
統計的な除去を終えると、ＣＰＵはオペレータの操作に従って、標示（ペイント）近傍の対応点を選択する処理を行う（ステップＳ２６４）。ステップＳ２６２、Ｓ２６３の処理で対応点のフィルタリングが十分に行われている場合には、この処理は省略しても差し支えない。
図中には選択例を示した。対応点Ｒ２７１，Ｒ２７２は標示とは無関係の点である。対応点Ｒ２７３、Ｒ２７４は、それぞれ標示の角である。本実施例では、これらの対応点Ｒ２７１〜Ｒ２７４は自動位置合わせ処理（図１９）のステップＳ２５０で設定されている。
オペレータは、設定された対応点ＰＲ２７１〜Ｒ２７４が表示された画面内で、マウス等のポインティングデバイスによって使用する対応点を選択する。例えば、対応点Ｒ２７１、Ｒ２７２は、標示と無関係の点であるため、オペレータは連結画像間で、適切に対応関係が設定されているか否かを判断しづらい。そこで、オペレータは、このような点については位置合わせに使用する対応点の候補から排除する。一方、対応点Ｒ２７３、Ｒ２７４は、道路標示の角であるため、連結画像間で適切に対応関係が設定されていることを比較的容易に確認することができる。そこで、オペレータは、対応点Ｒ２７３、Ｒ２７４について、対応関係の適否を判断し、適切に対応関係が設定されていると判断した場合には、位置合わせで使用する候補として選択する。
【０１６４】
このようにオペレータが目視確認して対応点を指定可能とすることにより、対応点の誤認識を抑制でき、位置精度が高いと考えられる適切な対応点を位置合わせに利用することが可能となる。
本実施例では、ＣＰＵによって自動的に設定された対応点の中から、位置合わせに使用するものを選択する例を示した。この画面内で、オペレータがポインティングデバイスを操作することで、新たな対応点を指定可能としてもよい。
【０１６５】
Ｅ．効果：
以上で説明した実施例の道路面撮影システム１００および路面標示地図生成装置２００によれば、道路を走行しながら取得したフレーム画像を正射変換して得られた路面テクスチャを配置することにより、走行軌跡（パス）に沿って位置精度のよい連結画像を得ることができる。更に、複数のパスに沿って得られた連結画像同士を、位置合わせして合成することにより、道路全体の路面画像を得ることができる。この際、画像を撮影した際の各パスの位置精度が最も高いものを基準パスとして、他のパスをこの基準パスに合わせる方法を採ることにより、全体の位置精度を確保しつつ路面画像を生成することができる。
本実施例では、各パスの連結画像は、路面テクスチャを配置するまでに留め、これらを一枚の画像として合成していない。従って、路面テクスチャ単位で配置を平行移動することによって、複数パスの連結画像を容易に合成可能である。
【０１６６】
本実施例では、各パスの連結画像の生成、および複数パスの連結画像の合成のいずれの処理も、路面テクスチャに対するアフィン変換を施す必要がなく、単純な平行移動で行う。従って、複雑な画像処理に伴う画質の劣化を回避することができ、路面標示が鮮明な状態で表示された路面画像を得ることが可能である。また、平行移動で行うため、路面テクスチャ内の代表点を基準とする相対的な座標系は、連結画像の生成および合成の前後で維持される。この結果、代表点の絶対位置座標が得られれば、路面テクスチャ内の各点の絶対位置座標を容易に取得することが可能となり、路面標示の絶対位置座標を取得することも可能となる。
【０１６７】
本実施例では、連結画像を構成する複数の路面テクスチャが重なっている領域では、生成された路面画像に対して、透明化ポリゴンを設定可能である。こうすることにより、重なり合っている路面テクスチャに含まれる路面標示の中で、最も鮮明なものを有効活用することが可能となる。従って、路面テクスチャを合成して得られる路面画像の画質を向上させることが可能である。
【０１６８】
更に、本実施例では、対応点を自動的に設定し、位置合わせを行うことが可能であるため、オペレータの負荷を軽減することができる。また、特徴点の抽出に先立って画像前処理を行うことにより、位置精度の悪い特徴点や、対応関係に誤認識が生じやすい特徴点を予め排除することができるため、対応点の設定精度を向上することができる。また、対応点の設定後に、フィルタリングを行うことによって、不適切に設定された対応点を排除することができ、位置合わせの精度向上を図ることもできる。
【０１６９】
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。
例えば、連結画像は、路面テクスチャを合成した一枚の画像として生成してもよい。この場合、複数パスの合成を行う際には、連結画像を路面テクスチャに相当する複数の領域に分割した上で、領域ごとに平行移動すればよい。
本実施例では、車両に搭載したビデオカメラで撮影した画像を利用する例を示したが、車両に限らず自転車その他の種々の移動体を利用可能であり、歩行しながら撮影する方法を採っても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】実施例としての道路面撮影システムの構成を示す説明図である。
【図２】実施例としての路面標示地図生成装置の構成を示す説明図である。
【図３】路面標示地図の生成過程における中間データを示す説明図である。
【図４】実施例における道路画像の生成例を示す説明図である。
【図５】位置合わせ加工の概要を示す説明図である。
【図６】交差点が存在する場合の位置合わせの手順を示す説明図である。
【図７】連結画像生成処理のフローチャートである。
【図８】位置合わせ加工のフローチャートである。
【図９】基準パス設定処理のフローチャートである。
【図１０】連結画像移動処理のフローチャートである。
【図１１】位置合わせ加工の処理例（１）を示す説明図である。
【図１２】位置合わせ加工の処理例（２）を示す説明図である。
【図１３】位置合わせ加工の処理（２）の加工結果を示す説明図である。
【図１４】路面標示の絶対位置座標の取得方法を示す説明図である。
【図１５】透明化ポリゴン設定処理の概要を示す説明図である。
【図１６】透明化ポリゴン設定処理のフローチャートである。
【図１７】透明化ポリゴンを設定する前の道路画像例を示す説明図である。
【図１８】透明化ポリゴンの設定後の道路画像例を示す説明図である。
【図１９】自動位置合わせ処理のフローチャートである。
【図２０】画像前処理のフローチャートである。
【図２１】ギザギザ除去処理の処理例を示す説明図である。
【図２２】エッジ太らせ処理の処理例を示す説明図である。
【図２３】面領域の除去例を示す説明図である。
【図２４】処理領域設定の様子を模式的に示す説明図である。
【図２５】処理領域の設定例を示す説明図である。
【図２６】対応点フィルタリング処理を示す説明図である。
【図２７】対応点フィルタリング処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７１】
１００…道路面撮影システム
１１０…位置計測部
１１０…計測データ
１１２…コントローラ
１１４…ＧＰＳ
１１４Ａ…アンテナ
１１６…ＩＭＵ
１１８…ＤＭＩ
１２０…ビデオカメラ
１３０…記録装置
１４０…ハードディスク
１４２…画像データ
１４４…同期データ
１４６…計測データ
１５０…基準局データ
２００…路面標示地図生成装置
２０１…主制御部
２０２…コマンド入力部
２０３…表示制御部
２０４…データ入力部
２０５…軌跡データ算出部
２０６…画像変換部
２０７…１パス画像合成部
２１０ａ…軌跡データ
２１０ｂ…路面軌跡データ
２１０ｃ…路面テクスチャ
２１０ｄ…連結画像
２１０ｅ…道路画像
２１０ｆ…道路画像用登録データ
２１０ｇ…軌跡用登録データ
２１０ｃ…データ（路面テクスチャ
２１０…処理データ記憶部
２２０…位置合わせ処理部
２２１…透明化ポリゴン設定部
２２２…自動位置合わせ処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータによって道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成する生成方法であって、
（ａ） 前記道路面を撮影する際の移動軌跡である複数のパスに沿って移動しながら前記標示を含む路面を撮影した連続画像の画像データと、該画像データの撮影位置を表す位置座標データとを入力する工程と、
（ｂ） 前記入力された画像データを構成する各フレーム画像を変換して、前記路面を真上から見た状態の正射画像を得る工程と、
（ｃ） 前記正射画像を前記位置座標データに基づいて、前記パス上に配置することにより、前記各パスの路面を表す連結画像を生成する工程と、
（ｄ） 前記複数のパスのうち２本以上のパスの連結画像に共通して撮影されている領域内で対応する対応点を、各連結画像の所定の特徴点を抽出する画像処理に基づいて特定する工程と、
（ｅ） 前記対応する対応点の位置が一致するように設定された移動ベクトルに基づいて、前記各パスを構成する各領域ごとに平行移動して、前記複数のパスにまたがる前記道路面の合成画像を生成する工程とを備える生成方法。
【請求項２】
請求項１記載の生成方法であって、
前記工程（ａ）は、前記位置座標データの精度の評価データを併せて入力し、
前記工程（ｅ）は、前記複数のパスのうち、前記評価データに基づいて位置精度が最も高いと評価されるパスを前記基準パスとして設定し、該基準パスに他のパスを合わせるように前記平行移動を行う生成方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、前記連結画像を複数に分割し、該分割されたピースごとに前記画像処理を行って、前記対応点を特定する生成方法。
【請求項４】
請求項３記載の生成方法であって、
前記連結画像は、前記位置座標データに基づいて絶対座標系に配置されており、
前記工程（ｄ）は、絶対座標系において前記連結画像の位置とは無関係に設定された区画境界線に基づいて前記連結画像を分割する生成方法。
【請求項５】
請求項３または４記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、複数通りの分割態様で、前記連結画像を分割し、各分割態様に対して前記対応点を特定する生成方法。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、前記対応点を特定するための画像処理に先立って、前記連結画像内で前記特徴点の候補が所定以上の密度で存在する領域の画像を予め削除する工程を有する生成方法。
【請求項７】
請求項１〜５いずれか記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、前記対応点を特定するための画像処理に先立って、前記連結画像の両端の所定幅の領域の画像を予め削除する工程を有する生成方法。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、前記抽出された特徴点のうち、前記パスからの距離が所定値以上であるものを削除して前記対応点を特定する生成方法。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、更に、
（ｄ１） 前記複数のパスついて求められた複数組の対応点に基づき、該対応点の位置が一致するように、一方のパスを他方のパスに合わせるための移動ベクトルを求める工程と、
（ｄ２） 前記工程（ｄ１）で得られた複数の移動ベクトルのうち、方向または大きさが統計的に異常と判断されるものに対応する対応点を削除する工程とを供える生成方法。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれか記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、更に、前記対応点を表示し、オペレータの操作に基づいて該対応点の一部を選択する選択指示を受け付け、該選択指示に従って前記工程（ｆ）で使用する対応点を特定する生成方法。
【請求項１１】
コンピュータによって道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成する生成装置であって、
前記道路面を撮影する際の移動軌跡である複数のパスに沿って移動しながら前記標示を含む路面を撮影した連続画像の画像データと、該画像データの撮影位置を表す位置座標データとを入力する入力部と、
前記入力された画像データを構成する各フレーム画像を変換して、前記路面を真上から見た状態の正射画像を得る画像変換部と、
前記正射画像を前記位置座標データに基づいて、前記パス上に配置することにより、前記各パスの路面を表す連結画像を生成する連結画像生成部と、
前記複数のパスのうち２本以上のパスの連結画像に共通して撮影されている領域内で対応する対応点を、各連結画像の所定の特徴点を抽出する画像処理に基づいて特定する対応点特定部と、
前記対応する対応点の位置が一致するように設定された移動ベクトルに基づいて、前記各パスを構成する各領域ごとに平行移動して、前記複数のパスにまたがる前記道路面の合成画像を生成する合成画像生成部とを備える生成装置。
【請求項１２】
道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成するためのコンピュータプログラムであって、
前記道路面を撮影する際の移動軌跡である複数のパスに沿って移動しながら前記標示を含む路面を撮影した連続画像の画像データと、該画像データの撮影位置を表す位置座標データとを入力する入力サブプログラムと、
前記入力された画像データを構成する各フレーム画像を変換して、前記路面を真上から見た状態の正射画像を得る画像変換サブプログラムと、
前記正射画像を前記位置座標データに基づいて、前記パス上に配置することにより、前記各パスの路面を表す連結画像を生成する連結画像生成サブプログラムと、
前記複数のパスのうち２本以上のパスの連結画像に共通して撮影されている領域内で対応する対応点を、各連結画像の所定の特徴点を抽出する画像処理に基づいて特定する対応点特定サブプログラムと、
前記対応する対応点の位置が一致するように設定された移動ベクトルに基づいて、前記各パスを構成する各領域ごとに平行移動して、前記複数のパスにまたがる前記道路面の合成画像を生成する合成画像生成サブプログラムとを備えるコンピュータプログラム。
【請求項１】
コンピュータによって道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成する生成方法であって、
（ａ） 前記道路面を撮影する際の移動軌跡である複数のパスに沿って移動しながら前記標示を含む路面を撮影した連続画像の画像データと、該画像データの撮影位置を表す位置座標データとを入力する工程と、
（ｂ） 前記入力された画像データを構成する各フレーム画像を変換して、前記路面を真上から見た状態の正射画像を得る工程と、
（ｃ） 前記正射画像を前記位置座標データに基づいて、前記パス上に配置することにより、前記各パスの路面を表す連結画像を生成する工程と、
（ｄ） 前記複数のパスのうち２本以上のパスの連結画像に共通して撮影されている領域内で対応する対応点を、各連結画像の所定の特徴点を抽出する画像処理に基づいて特定する工程と、
（ｅ） 前記対応する対応点の位置が一致するように設定された移動ベクトルに基づいて、前記各パスを構成する各領域ごとに平行移動して、前記複数のパスにまたがる前記道路面の合成画像を生成する工程とを備える生成方法。
【請求項２】
請求項１記載の生成方法であって、
前記工程（ａ）は、前記位置座標データの精度の評価データを併せて入力し、
前記工程（ｅ）は、前記複数のパスのうち、前記評価データに基づいて位置精度が最も高いと評価されるパスを前記基準パスとして設定し、該基準パスに他のパスを合わせるように前記平行移動を行う生成方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、前記連結画像を複数に分割し、該分割されたピースごとに前記画像処理を行って、前記対応点を特定する生成方法。
【請求項４】
請求項３記載の生成方法であって、
前記連結画像は、前記位置座標データに基づいて絶対座標系に配置されており、
前記工程（ｄ）は、絶対座標系において前記連結画像の位置とは無関係に設定された区画境界線に基づいて前記連結画像を分割する生成方法。
【請求項５】
請求項３または４記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、複数通りの分割態様で、前記連結画像を分割し、各分割態様に対して前記対応点を特定する生成方法。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、前記対応点を特定するための画像処理に先立って、前記連結画像内で前記特徴点の候補が所定以上の密度で存在する領域の画像を予め削除する工程を有する生成方法。
【請求項７】
請求項１〜５いずれか記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、前記対応点を特定するための画像処理に先立って、前記連結画像の両端の所定幅の領域の画像を予め削除する工程を有する生成方法。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、前記抽出された特徴点のうち、前記パスからの距離が所定値以上であるものを削除して前記対応点を特定する生成方法。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、更に、
（ｄ１） 前記複数のパスついて求められた複数組の対応点に基づき、該対応点の位置が一致するように、一方のパスを他方のパスに合わせるための移動ベクトルを求める工程と、
（ｄ２） 前記工程（ｄ１）で得られた複数の移動ベクトルのうち、方向または大きさが統計的に異常と判断されるものに対応する対応点を削除する工程とを供える生成方法。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれか記載の生成方法であって、
前記工程（ｄ）は、更に、前記対応点を表示し、オペレータの操作に基づいて該対応点の一部を選択する選択指示を受け付け、該選択指示に従って前記工程（ｆ）で使用する対応点を特定する生成方法。
【請求項１１】
コンピュータによって道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成する生成装置であって、
前記道路面を撮影する際の移動軌跡である複数のパスに沿って移動しながら前記標示を含む路面を撮影した連続画像の画像データと、該画像データの撮影位置を表す位置座標データとを入力する入力部と、
前記入力された画像データを構成する各フレーム画像を変換して、前記路面を真上から見た状態の正射画像を得る画像変換部と、
前記正射画像を前記位置座標データに基づいて、前記パス上に配置することにより、前記各パスの路面を表す連結画像を生成する連結画像生成部と、
前記複数のパスのうち２本以上のパスの連結画像に共通して撮影されている領域内で対応する対応点を、各連結画像の所定の特徴点を抽出する画像処理に基づいて特定する対応点特定部と、
前記対応する対応点の位置が一致するように設定された移動ベクトルに基づいて、前記各パスを構成する各領域ごとに平行移動して、前記複数のパスにまたがる前記道路面の合成画像を生成する合成画像生成部とを備える生成装置。
【請求項１２】
道路面に施された標示を含む路面標示地図を生成するためのコンピュータプログラムであって、
前記道路面を撮影する際の移動軌跡である複数のパスに沿って移動しながら前記標示を含む路面を撮影した連続画像の画像データと、該画像データの撮影位置を表す位置座標データとを入力する入力サブプログラムと、
前記入力された画像データを構成する各フレーム画像を変換して、前記路面を真上から見た状態の正射画像を得る画像変換サブプログラムと、
前記正射画像を前記位置座標データに基づいて、前記パス上に配置することにより、前記各パスの路面を表す連結画像を生成する連結画像生成サブプログラムと、
前記複数のパスのうち２本以上のパスの連結画像に共通して撮影されている領域内で対応する対応点を、各連結画像の所定の特徴点を抽出する画像処理に基づいて特定する対応点特定サブプログラムと、
前記対応する対応点の位置が一致するように設定された移動ベクトルに基づいて、前記各パスを構成する各領域ごとに平行移動して、前記複数のパスにまたがる前記道路面の合成画像を生成する合成画像生成サブプログラムとを備えるコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２４】
【図２７】
【図４】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１７】
【図１８】
【図２１】
【図２３】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２４】
【図２７】
【図４】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１７】
【図１８】
【図２１】
【図２３】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００９−２２３２２０（Ｐ２００９−２２３２２０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７０２１５（Ｐ２００８−７０２１５）
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（５９７１５１５６３）株式会社ゼンリン (155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（５９７１５１５６３）株式会社ゼンリン (155)
【Ｆターム（参考）】
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