JP2001091251A - ３次元地図作成方法 - Google Patents
３次元地図作成方法Info
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- JP2001091251A JP2001091251A JP26812199A JP26812199A JP2001091251A JP 2001091251 A JP2001091251 A JP 2001091251A JP 26812199 A JP26812199 A JP 26812199A JP 26812199 A JP26812199 A JP 26812199A JP 2001091251 A JP2001091251 A JP 2001091251A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 建物の高さを短時間で計算でき、しかも平屋
根以外の屋根形状を持つ建物にも適用できる３次元地図
作成方法を提供することを課題としている。 【解決手段】 複数の航空写真を利用した３次元地図作
成方法において、該３次元地図作成方法は該航空写真を
利用して建物の高さを求める工程を含み、該工程は建物
の高さを複数レベル仮定し、仮定された任意の高さにつ
いて該航空写真間の該建物のテキスチャの相関を求め、
相関が最大又は急激に減少する建物の高さを該建物の高
さと決定するようにしたことを特徴としている。
根以外の屋根形状を持つ建物にも適用できる３次元地図
作成方法を提供することを課題としている。 【解決手段】 複数の航空写真を利用した３次元地図作
成方法において、該３次元地図作成方法は該航空写真を
利用して建物の高さを求める工程を含み、該工程は建物
の高さを複数レベル仮定し、仮定された任意の高さにつ
いて該航空写真間の該建物のテキスチャの相関を求め、
相関が最大又は急激に減少する建物の高さを該建物の高
さと決定するようにしたことを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の航空写真
を利用した３次元地図作成方法及び装置の技術分野に属
する。
を利用した３次元地図作成方法及び装置の技術分野に属
する。
【０００２】
【従来の技術】３次元地図は地上の建造物を立体的に表
示し、街の外観等をより現実的に表現し、分かり易くす
ることが３次元地図作製の目的の１つである。従って、
３次元地図をより正確に作成するためには建造物の地上
からの高さは、外観のテクスチャと共に重要な情報であ
る。また、特定の形状の屋根を持つ建造物は目印となる
から、これを３次元地図に表すことは意義のあることで
ある。
示し、街の外観等をより現実的に表現し、分かり易くす
ることが３次元地図作製の目的の１つである。従って、
３次元地図をより正確に作成するためには建造物の地上
からの高さは、外観のテクスチャと共に重要な情報であ
る。また、特定の形状の屋根を持つ建造物は目印となる
から、これを３次元地図に表すことは意義のあることで
ある。
【０００３】しかし、航空写真から３次元地図を作成す
る技術は近年に至って研究が進み始めた状況で、安価で
実用的に利用できる技術は公表されていない。本出願人
は安価で実用的な作成方法について出願を行った（平成
１１年特許願第１４０１４３号）。本出願の発明は前記
出願に記載された技術を改良したものである。即ち、前
記出願においては建物の高さを求めるための計算時間が
長く課題であった。また、屋根形状を平屋根に限定して
いるため、特徴を持った建物の表示方法に制限を受け、
このためテクスチャの張り付けの場合の領域の決定方法
等にも課題があった。このような課題を解決するために
本発明がなされた。
る技術は近年に至って研究が進み始めた状況で、安価で
実用的に利用できる技術は公表されていない。本出願人
は安価で実用的な作成方法について出願を行った（平成
１１年特許願第１４０１４３号）。本出願の発明は前記
出願に記載された技術を改良したものである。即ち、前
記出願においては建物の高さを求めるための計算時間が
長く課題であった。また、屋根形状を平屋根に限定して
いるため、特徴を持った建物の表示方法に制限を受け、
このためテクスチャの張り付けの場合の領域の決定方法
等にも課題があった。このような課題を解決するために
本発明がなされた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述のよ
うな背景の下になされたもので、建物の高さを短時間で
計算でき、しかも平屋根以外の屋根形状を持つ建物にも
適用できる３次元地図作成方法を提供することを課題と
している。
うな背景の下になされたもので、建物の高さを短時間で
計算でき、しかも平屋根以外の屋根形状を持つ建物にも
適用できる３次元地図作成方法を提供することを課題と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項１
記載の発明は、複数の航空写真を利用した３次元地図作
成方法において、地上の建物位置を示す２次元地図に射
影変換行列を作用させて、該航空写真における建物の地
上の位置座標を求める工程を含むことを特徴としてい
る。
に本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項１
記載の発明は、複数の航空写真を利用した３次元地図作
成方法において、地上の建物位置を示す２次元地図に射
影変換行列を作用させて、該航空写真における建物の地
上の位置座標を求める工程を含むことを特徴としてい
る。
【０００６】請求項２記載の発明は、複数の航空写真を
利用した３次元地図作成方法において、該３次元地図作
成方法は該航空写真を利用して建物の高さを求める工程
を含み、該工程は建物の高さを複数レベル仮定し、仮定
された任意の高さについて該航空写真間の該建物のテキ
スチャの相関を求め、相関が最大となる建物の高さを該
建物の高さと決定するようにしたことを特徴としてい
る。
利用した３次元地図作成方法において、該３次元地図作
成方法は該航空写真を利用して建物の高さを求める工程
を含み、該工程は建物の高さを複数レベル仮定し、仮定
された任意の高さについて該航空写真間の該建物のテキ
スチャの相関を求め、相関が最大となる建物の高さを該
建物の高さと決定するようにしたことを特徴としてい
る。
【０００７】請求項３記載の発明は、複数の航空写真を
利用した３次元地図作成方法において、該３次元地図作
成方法は該航空写真を利用して建物の高さを求める工程
を含み、該工程は建物の高さを複数レベル仮定し、仮定
された任意の高さについて該航空写真間の該建物のテキ
スチャの相関を求め、相関が急激に変化する建物の高さ
を該建物の高さと決定するようにしたことを特徴として
いる。
利用した３次元地図作成方法において、該３次元地図作
成方法は該航空写真を利用して建物の高さを求める工程
を含み、該工程は建物の高さを複数レベル仮定し、仮定
された任意の高さについて該航空写真間の該建物のテキ
スチャの相関を求め、相関が急激に変化する建物の高さ
を該建物の高さと決定するようにしたことを特徴として
いる。
【０００８】請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項
３に記載の発明において、前記建物の高さを求める工程
は、建物のテキスチャの相関を求める前に、建物の形状
を一致させる変換を行う工程を含むことを特徴としてい
る。
３に記載の発明において、前記建物の高さを求める工程
は、建物のテキスチャの相関を求める前に、建物の形状
を一致させる変換を行う工程を含むことを特徴としてい
る。
【０００９】請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項
４に記載の発明において、前記建物の高さを求める工程
は、建物のテキスチャの相関を求める前に、建物の形状
を一致させる変換を行う工程を含むことを特徴としてい
る。
４に記載の発明において、前記建物の高さを求める工程
は、建物のテキスチャの相関を求める前に、建物の形状
を一致させる変換を行う工程を含むことを特徴としてい
る。
【００１０】請求項６記載の発明は、請求項１〜請求項
５に記載の発明において、前記建物の高さを求める工程
は、該建物の屋根の形状を複数のパターンから選択し、
選択された屋根パターンについて相関を求める両者の航
空写真で共通に見える領域を求め、該領域についてテキ
スチャの相関を求めるようにしたことを特徴としてい
る。また、請求項７記載の発明は、請求項６に記載の発
明において、前記屋根パターンはドーム形屋根、４角錐
形屋根、平屋根を含むことを特徴としている。
５に記載の発明において、前記建物の高さを求める工程
は、該建物の屋根の形状を複数のパターンから選択し、
選択された屋根パターンについて相関を求める両者の航
空写真で共通に見える領域を求め、該領域についてテキ
スチャの相関を求めるようにしたことを特徴としてい
る。また、請求項７記載の発明は、請求項６に記載の発
明において、前記屋根パターンはドーム形屋根、４角錐
形屋根、平屋根を含むことを特徴としている。
【００１１】請求項８記載の発明は、請求項１〜請求項
７に記載の発明において、前記３次元地図作成方法は、
地上面が傾斜又は平坦でない場合は、任意高さの水平面
に２次元地図を作製し、該水平面を基準として建物の高
さを求めるようにしたことを特徴としている。
７に記載の発明において、前記３次元地図作成方法は、
地上面が傾斜又は平坦でない場合は、任意高さの水平面
に２次元地図を作製し、該水平面を基準として建物の高
さを求めるようにしたことを特徴としている。
【００１２】請求項９記載の発明は、請求項１〜請求項
８に記載の発明において、前記３次元地図作成方法は、
２次元地図に含まれる建物の平面形状がポリゴンでない
建物は複数のポリゴンに分割して３次元地図を作製する
ことを特徴としている。
８に記載の発明において、前記３次元地図作成方法は、
２次元地図に含まれる建物の平面形状がポリゴンでない
建物は複数のポリゴンに分割して３次元地図を作製する
ことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施形態】図２は本発明の実施形態における全
体の手順の流れを示す。図３は２次元地図を利用して航
空写真における建物の地面位置の座標を求める方法を示
す。図４は相関の計算を容易にするために建物の方向を
変換した例を示す。図１は本発明における平屋根の場合
の建物高さを求める基本原理を示す。以下、図面を参照
してこの発明の実施形態について説明する。
体の手順の流れを示す。図３は２次元地図を利用して航
空写真における建物の地面位置の座標を求める方法を示
す。図４は相関の計算を容易にするために建物の方向を
変換した例を示す。図１は本発明における平屋根の場合
の建物高さを求める基本原理を示す。以下、図面を参照
してこの発明の実施形態について説明する。
【００１４】図２において、ステップＳ１では複数の航
空写真を撮影する。３次元地図を作製する道路や建物等
を含んだ航空写真を異なる位置及び角度から撮影する。
撮影は少なくとも２枚以上の航空写真が必要であり、色
々な角度から撮影すればより正確な３次元地図の作製が
可能になる。説明を簡単にするために、以後航空写真は
２枚、航空写真１と航空写真２の場合について説明す
る。撮影カメラは同一のカメラを使用するのが便利であ
る。なお、航空写真には３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の既
知である基準点が少なくとも６個以上含ませる必要があ
る。基準点としては建物の角点等の特徴のある点又は特
別に設けた目印点等を使用してもよい。
空写真を撮影する。３次元地図を作製する道路や建物等
を含んだ航空写真を異なる位置及び角度から撮影する。
撮影は少なくとも２枚以上の航空写真が必要であり、色
々な角度から撮影すればより正確な３次元地図の作製が
可能になる。説明を簡単にするために、以後航空写真は
２枚、航空写真１と航空写真２の場合について説明す
る。撮影カメラは同一のカメラを使用するのが便利であ
る。なお、航空写真には３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の既
知である基準点が少なくとも６個以上含ませる必要があ
る。基準点としては建物の角点等の特徴のある点又は特
別に設けた目印点等を使用してもよい。
【００１５】ステップＳ２では、３次元空間の点から各
航空写真の点への変換を表す射影変換行列Ｐを求める。
射影変換行列Ｐは個々の航空写真毎に異なり、射影変換
行列Ｐは（４×３）行列で１２個の未知数を含む。この
未知数を求めるためには同一平面上にない６個の基準と
なる点を用いる。キャリブレーションの精度を上げるに
は６個以上の多数の基準点を用い、最小二乗法によって
パラメータを同定する。６個以上の基準点の座標を利用
して射影変換行列を求める方法は公知であり、公知の従
来技術を利用する。
航空写真の点への変換を表す射影変換行列Ｐを求める。
射影変換行列Ｐは個々の航空写真毎に異なり、射影変換
行列Ｐは（４×３）行列で１２個の未知数を含む。この
未知数を求めるためには同一平面上にない６個の基準と
なる点を用いる。キャリブレーションの精度を上げるに
は６個以上の多数の基準点を用い、最小二乗法によって
パラメータを同定する。６個以上の基準点の座標を利用
して射影変換行列を求める方法は公知であり、公知の従
来技術を利用する。
【００１６】ステップＳ３では、建物等の位置の座標が
既知である２次元地図を利用して、ステップＳ２で求め
た射影変換行列Ｐにより建物等の地面位置座標を航空写
真上で求める。２次元地図は建物、道路等の地面におけ
る位置座標関係を数値データにより明示した地図を利用
する。２次元地図は高さ方向の長さをゼロにした（Ｚ＝
０）３次元地図であり、これに射影変換行列Ｐを作用さ
せて対応点を求めれば、航空写真における建物の地面位
置座標が求められる。図３は２次元地図を航空写真１、
航空写真２に変換した例を示している。以下、航空写真
に写像された建物の２次元地図（ｐ１ｐ２ｐ３ｐ４）を
建物の地面地図と呼ぶ。なお、図３で、２次元地図の点
Ｐ１〜点Ｐ４の座標（Ｘ、Ｙ、０）は既知であるとし、
このデータを積極的に利用する。他の建物等についても
同様に地面地図を求める。
既知である２次元地図を利用して、ステップＳ２で求め
た射影変換行列Ｐにより建物等の地面位置座標を航空写
真上で求める。２次元地図は建物、道路等の地面におけ
る位置座標関係を数値データにより明示した地図を利用
する。２次元地図は高さ方向の長さをゼロにした（Ｚ＝
０）３次元地図であり、これに射影変換行列Ｐを作用さ
せて対応点を求めれば、航空写真における建物の地面位
置座標が求められる。図３は２次元地図を航空写真１、
航空写真２に変換した例を示している。以下、航空写真
に写像された建物の２次元地図（ｐ１ｐ２ｐ３ｐ４）を
建物の地面地図と呼ぶ。なお、図３で、２次元地図の点
Ｐ１〜点Ｐ４の座標（Ｘ、Ｙ、０）は既知であるとし、
このデータを積極的に利用する。他の建物等についても
同様に地面地図を求める。
【００１７】ステップＳ４では建物の屋根形状を指定す
る。ここでは、屋根は平らな平屋根形状とし、それ以外
の形状の屋根については後で詳細に説明する。また、建
物等の３次元空間における形状は、２次元地図に示され
た形状（例えば図２の２次元地図における矩形（Ｐ１Ｐ
２Ｐ３Ｐ４））を上方向に垂直に伸ばし、そこに屋根が
付いた形状を仮定する。建物は通常地面から垂直に建っ
ているのでこの仮定は許容される。斜塔のような建物は
別個に処理すればよい。
る。ここでは、屋根は平らな平屋根形状とし、それ以外
の形状の屋根については後で詳細に説明する。また、建
物等の３次元空間における形状は、２次元地図に示され
た形状（例えば図２の２次元地図における矩形（Ｐ１Ｐ
２Ｐ３Ｐ４））を上方向に垂直に伸ばし、そこに屋根が
付いた形状を仮定する。建物は通常地面から垂直に建っ
ているのでこの仮定は許容される。斜塔のような建物は
別個に処理すればよい。
【００１８】ステップＳ５では相関法を利用して建物の
高さを求める。まず、相関を計算する前に建物の向きを
一致させる。図４の上欄に示すように、水平面地図は航
空写真毎に方向及び向きが異なるので、図４の下欄に示
すようにホモグラフィー変換により方向及び向きを一致
させる。図４では航空写真２のみを方向変換している
が、両者の方向を変換して建物の地面地図の辺をｘ軸又
はｙ軸に平行になるようにしてもよい。
高さを求める。まず、相関を計算する前に建物の向きを
一致させる。図４の上欄に示すように、水平面地図は航
空写真毎に方向及び向きが異なるので、図４の下欄に示
すようにホモグラフィー変換により方向及び向きを一致
させる。図４では航空写真２のみを方向変換している
が、両者の方向を変換して建物の地面地図の辺をｘ軸又
はｙ軸に平行になるようにしてもよい。
【００１９】屋根形状は水平面で、かつ地面地図と同形
であると仮定している。航空写真１と航空写真２の屋根
のテキスチャについて相関は以下のようにして求める。
なお、相関から建物高さを決定するためには選択された
航空写真が何れも屋根のテキスチャを完全に表している
ことが必要である。一方が他の建物等の陰に隠れて屋根
の部分が見えない場合は他の航空写真を選択する。図１
に示すように、各航空写真の建物の高さの下限及び上限
を定めて、この間を複数の高さレベルに区切る。ここで
は下限をゼロ高さとし、上限をｈmaxとしている。各高
さレベル（例えば、図のｈi)について航空写真１と２の
矩形（ＡＢＣＤ）と矩形（Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’）のテキス
チャの相関を求める。相関は両写真の対応する点のテキ
スチャのピクセルの輝度差の自乗（又は絶対値）を求め
て積分する。なお、相関を求める方法には、例えば、誤
差の二乗和を求めるＳＳＤ法、ゼロ平均正規化誤差の二
乗和を求めるＺＳＳＤ法又はゼロ平均化誤差の二乗和を
求めるＺＮＳＳＤ法等が知られている。
であると仮定している。航空写真１と航空写真２の屋根
のテキスチャについて相関は以下のようにして求める。
なお、相関から建物高さを決定するためには選択された
航空写真が何れも屋根のテキスチャを完全に表している
ことが必要である。一方が他の建物等の陰に隠れて屋根
の部分が見えない場合は他の航空写真を選択する。図１
に示すように、各航空写真の建物の高さの下限及び上限
を定めて、この間を複数の高さレベルに区切る。ここで
は下限をゼロ高さとし、上限をｈmaxとしている。各高
さレベル（例えば、図のｈi)について航空写真１と２の
矩形（ＡＢＣＤ）と矩形（Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’）のテキス
チャの相関を求める。相関は両写真の対応する点のテキ
スチャのピクセルの輝度差の自乗（又は絶対値）を求め
て積分する。なお、相関を求める方法には、例えば、誤
差の二乗和を求めるＳＳＤ法、ゼロ平均正規化誤差の二
乗和を求めるＺＳＳＤ法又はゼロ平均化誤差の二乗和を
求めるＺＮＳＳＤ法等が知られている。
【００２０】相関が最大になる高さレベルをその建物の
高さと決定する。これは航空写真においては、平屋根部
分は撮影角度によってテキスチャがあまり変化しない
が、外壁部分は撮影角度によってテキスチャが変化して
撮影されるために同じ部分の輝度が一致せず、相関が小
さくなる。特に、一方の航空写真に外壁の一部が見えな
い場合は相関は著しく小さくなる。また、高さレベルが
建物高さを超えた場合は背景は撮影する角度によって異
なり、相関は急激に小さくなる。従って、相関が急激に
小さくなる高さレベルを建物の高さと決定してもよい。
なお、建物の高さを求める際にポリゴン形状をしていな
い建物は仮想的に分割してポリゴン化しておいてもよ
い。ポリゴン化すると相関の計算やテキスチャのワーピ
ング等の処理が容易になる。
高さと決定する。これは航空写真においては、平屋根部
分は撮影角度によってテキスチャがあまり変化しない
が、外壁部分は撮影角度によってテキスチャが変化して
撮影されるために同じ部分の輝度が一致せず、相関が小
さくなる。特に、一方の航空写真に外壁の一部が見えな
い場合は相関は著しく小さくなる。また、高さレベルが
建物高さを超えた場合は背景は撮影する角度によって異
なり、相関は急激に小さくなる。従って、相関が急激に
小さくなる高さレベルを建物の高さと決定してもよい。
なお、建物の高さを求める際にポリゴン形状をしていな
い建物は仮想的に分割してポリゴン化しておいてもよ
い。ポリゴン化すると相関の計算やテキスチャのワーピ
ング等の処理が容易になる。
【００２１】ステップＳ６では建物の３次元モデルを作
成する。即ち、ステップＳ３で建物の側面の形状が決定
され、ステップＳ４で屋根形状が決定され、ステップＳ
５で高さが決定されているので、これらのデータに基づ
いて建物の３次元モデルを作成する。ステップＳ７では
３次元モデルに張り付けるテキスチャを選択する。選択
は撮影した航空写真の中でその部分を最も鮮明に表して
いるテキスチャを選択するのが好ましい。従って、２枚
以上の航空写真に張り付ける部分の写真がある場合は表
示している面積最大の航空写真を選択してもよい。な
お、鮮明なテキスチャを張付けるために地上から撮影し
た写真のテキスチャを張り付けてもよい。
成する。即ち、ステップＳ３で建物の側面の形状が決定
され、ステップＳ４で屋根形状が決定され、ステップＳ
５で高さが決定されているので、これらのデータに基づ
いて建物の３次元モデルを作成する。ステップＳ７では
３次元モデルに張り付けるテキスチャを選択する。選択
は撮影した航空写真の中でその部分を最も鮮明に表して
いるテキスチャを選択するのが好ましい。従って、２枚
以上の航空写真に張り付ける部分の写真がある場合は表
示している面積最大の航空写真を選択してもよい。な
お、鮮明なテキスチャを張付けるために地上から撮影し
た写真のテキスチャを張り付けてもよい。
【００２２】ステップＳ８は選択されたテキスチャを３
次元モデルに逆ワーピングする。逆ワーピングすること
により一様なテキスチャの張り付けが行われる。逆ワー
ピングの方法は、本出願人の先出願（平成１１年特許願
第１４０１４３号）にも説明されており、本発明の要旨
ではないので詳細な説明は省略する。
次元モデルに逆ワーピングする。逆ワーピングすること
により一様なテキスチャの張り付けが行われる。逆ワー
ピングの方法は、本出願人の先出願（平成１１年特許願
第１４０１４３号）にも説明されており、本発明の要旨
ではないので詳細な説明は省略する。
【００２３】なお、上記の３次元地図作製の方法では建
物等の建っている地上面は水平であると仮定している。
地上面が水平でない場合、例えば、傾斜している場合又
は凹凸がある場合は以下の予備処理を行う。図５（Ａ）
に示すように傾斜や凹凸が緩やかな場合は、１個の水平
基準面２１を定め、２次元地図を水平基準面２１で表現
し、上記した３次元地図作成方法で水平基準面２１より
上の地図を作製し、水平基準面２１より下の地図は建物
等は下側に延長し、別途に作成し、両者を合成すればよ
い。また、図５（Ｂ）に示すように傾斜や凹凸が急な場
合は、複数の水平基準面からなる基準面２２を用いて同
様な手続きを行う。
物等の建っている地上面は水平であると仮定している。
地上面が水平でない場合、例えば、傾斜している場合又
は凹凸がある場合は以下の予備処理を行う。図５（Ａ）
に示すように傾斜や凹凸が緩やかな場合は、１個の水平
基準面２１を定め、２次元地図を水平基準面２１で表現
し、上記した３次元地図作成方法で水平基準面２１より
上の地図を作製し、水平基準面２１より下の地図は建物
等は下側に延長し、別途に作成し、両者を合成すればよ
い。また、図５（Ｂ）に示すように傾斜や凹凸が急な場
合は、複数の水平基準面からなる基準面２２を用いて同
様な手続きを行う。
【００２４】図６は建物の屋根形状のパターンの例を示
す図である。ステップＳ４で建物の屋根形状を指定する
には航空写真参照しながらパターンの中から最も近い形
状を選択し、２次元地図のその建物のデータと一緒に記
憶する。選択された形状と２次元地図のデータから建物
の屋根形状及び寸法が定まる。なお、屋根形状は寸法比
が完全に正しくなくとも近似していれば建物の外観とし
ては十分に満足するものが得られる。従って、屋根形状
のパターンは適宜に定め、必要に応じて追加可能にして
おくと便利である。選択された屋根形状パターンは２次
元地図のデータと共に建物の高さを決定するために利用
される。なお、平屋根をデフォルト値として定め、屋根
形状パターンが選択されなかった建物は平屋根とするよ
うに定めておくと便利である。
す図である。ステップＳ４で建物の屋根形状を指定する
には航空写真参照しながらパターンの中から最も近い形
状を選択し、２次元地図のその建物のデータと一緒に記
憶する。選択された形状と２次元地図のデータから建物
の屋根形状及び寸法が定まる。なお、屋根形状は寸法比
が完全に正しくなくとも近似していれば建物の外観とし
ては十分に満足するものが得られる。従って、屋根形状
のパターンは適宜に定め、必要に応じて追加可能にして
おくと便利である。選択された屋根形状パターンは２次
元地図のデータと共に建物の高さを決定するために利用
される。なお、平屋根をデフォルト値として定め、屋根
形状パターンが選択されなかった建物は平屋根とするよ
うに定めておくと便利である。
【００２５】図７は屋根形状が４角錐の場合について建
物高さを定める手順について説明した図である。図７
（Ａ）のような屋根形状の場合には前述した平屋根の場
合の建物高さを決定する方法では正しく決定できない場
合がある。航空写真の撮影角度が異なるために一方の航
空写真では見えるが、他方の航空写真には見えない屋根
の部分が存在する。例えば、図（Ｂ）では３角形（ＰＢ
Ｃ）は見えるが、図（Ｃ）では３角形（ＰＢＣ）は裏に
隠れて見えない。従って、このまま相関を計算しても正
しい建物の高さを決定することはできない。なお、平屋
根の場合は他の建物等に遮られない限りこの様なことは
起こらない。
物高さを定める手順について説明した図である。図７
（Ａ）のような屋根形状の場合には前述した平屋根の場
合の建物高さを決定する方法では正しく決定できない場
合がある。航空写真の撮影角度が異なるために一方の航
空写真では見えるが、他方の航空写真には見えない屋根
の部分が存在する。例えば、図（Ｂ）では３角形（ＰＢ
Ｃ）は見えるが、図（Ｃ）では３角形（ＰＢＣ）は裏に
隠れて見えない。従って、このまま相関を計算しても正
しい建物の高さを決定することはできない。なお、平屋
根の場合は他の建物等に遮られない限りこの様なことは
起こらない。
【００２６】図７（Ｄ）に示すように、航空写真で屋根
が共通に見える部分を決定する。屋根の各部分が共通し
て見えているかどうかを調べるためにはパターンマッチ
ングの技術を使用してもよいし、又は他の方法、例え
ば、その面からランダムに光線を発してその光線が写真
画面に到達するか否かを調べる光線追跡法を利用しても
よい。この様にして得られた共通に見える部分、例え
ば、図７（Ｄ）における斜線を施した３角形（ＰＡＢ）
に対して、ステップＳ５で説明した方法を適用する。即
ち、航空写真１と航空写真２の３角形（ＰＡＢ）に相当
する領域について高さレベルを変えながら相関を計算す
ることにより、建物高さを求めることができる。
が共通に見える部分を決定する。屋根の各部分が共通し
て見えているかどうかを調べるためにはパターンマッチ
ングの技術を使用してもよいし、又は他の方法、例え
ば、その面からランダムに光線を発してその光線が写真
画面に到達するか否かを調べる光線追跡法を利用しても
よい。この様にして得られた共通に見える部分、例え
ば、図７（Ｄ）における斜線を施した３角形（ＰＡＢ）
に対して、ステップＳ５で説明した方法を適用する。即
ち、航空写真１と航空写真２の３角形（ＰＡＢ）に相当
する領域について高さレベルを変えながら相関を計算す
ることにより、建物高さを求めることができる。
【００２７】以上に述べた方法によれば、建物の高さや
屋根形状についても正しい３次元モデルが得られる。ま
た、建物の高さを求める相関の計算は建物の屋根に相当
する部分についてのみ相関を計算しており、相関を計算
時間が短縮できる。また、屋根形状について十分なパタ
ーンを用意しておけば、実際に近似した建物の３次元モ
デルが構成できるためより優れた３次元地図が作製でき
る。
屋根形状についても正しい３次元モデルが得られる。ま
た、建物の高さを求める相関の計算は建物の屋根に相当
する部分についてのみ相関を計算しており、相関を計算
時間が短縮できる。また、屋根形状について十分なパタ
ーンを用意しておけば、実際に近似した建物の３次元モ
デルが構成できるためより優れた３次元地図が作製でき
る。
【００２８】以上、この発明の実施形態、実施例を図面
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例え
ば、射影変換行列Ｐのキャリブレーションは実施形態で
述べた方法に限定されず、他の方法を使用してもよい。
また、航空写真は２枚に限らず、更に多数枚の航空写真
を利用してもよい。
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例え
ば、射影変換行列Ｐのキャリブレーションは実施形態で
述べた方法に限定されず、他の方法を使用してもよい。
また、航空写真は２枚に限らず、更に多数枚の航空写真
を利用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、２次元地図を利用し、建物の形状についても実
用的に許容できる範囲の妥当な仮定を設けて、相関を利
用しているので建物等の高さを求める計算時間を短縮で
きるという効果が得られる。また、屋根形状について十
分なパターンを用意しておけば、実際に近似した建物の
３次元モデルが構成できるためより優れた３次元地図が
作製できるという効果が得られる。
よれば、２次元地図を利用し、建物の形状についても実
用的に許容できる範囲の妥当な仮定を設けて、相関を利
用しているので建物等の高さを求める計算時間を短縮で
きるという効果が得られる。また、屋根形状について十
分なパターンを用意しておけば、実際に近似した建物の
３次元モデルが構成できるためより優れた３次元地図が
作製できるという効果が得られる。
【図１】 本発明における平屋根の場合の建物高さを求
める基本原理を示す。
める基本原理を示す。
【図２】 本発明の実施形態における全体の手順の流れ
を示す。
を示す。
【図３】 ２次元地図を利用して航空写真における建物
の地面位置の座標を求める方法を示す。
の地面位置の座標を求める方法を示す。
【図４】 相関の計算を容易にするために建物の方向を
変換した例を示す。
変換した例を示す。
【図５】 地上面が水平又は平坦でない場合を説明した
図である。
図である。
【図６】 建物の屋根形状のパターンの例を示す図であ
る。
る。
【図７】 屋根形状が４角錐の場合について建物高さを
定める手順について説明した図である。
定める手順について説明した図である。
ＡＢＣＤ 屋根の地図 ｐ１ｐ２ｐ３ｐ４ 地面地図
フロントページの続き (72)発明者 市橋 敬男 東京都渋谷区広尾５−19−９広尾ＯＮビル 株式会社ゲン・テック内 (72)発明者 鈴木 一史 東京都渋谷区広尾５−19−９広尾ＯＮビル 株式会社ゲン・テック内 Ｆターム(参考） 2F112 AC02 AC06 BA05 CA08 CA14 FA03 FA21 FA38 FA39 FA41 5B050 BA04 BA09 BA17 EA28 FA06
Claims (9)
- 【請求項１】 複数の航空写真を利用した３次元地図作
成方法において、地上の建物位置を示す２次元地図に射
影変換行列を作用させて、該航空写真における建物の地
上の位置座標を求める工程を含むことを特徴とする３次
元地図作成方法。 - 【請求項２】 複数の航空写真を利用した３次元地図作
成方法において、該３次元地図作成方法は該航空写真を
利用して建物の高さを求める工程を含み、該工程は建物
の高さを複数レベル仮定し、仮定された任意の高さにつ
いて該航空写真間の該建物のテキスチャの相関を求め、
相関が最大となる建物の高さを該建物の高さと決定する
ようにしたことを特徴とする３次元地図作成方法。 - 【請求項３】 複数の航空写真を利用した３次元地図作
成方法において、該３次元地図作成方法は該航空写真を
利用して建物の高さを求める工程を含み、該工程は建物
の高さを複数レベル仮定し、仮定された任意の高さにつ
いて該航空写真間の該建物のテキスチャの相関を求め、
相関が急激に変化する建物の高さを該建物の高さと決定
するようにしたことを特徴とする３次元地図作成方法。 - 【請求項４】 前記建物の高さを求める工程は、建物の
テキスチャの相関を求める前に、建物の形状を一致させ
る変換を行う工程を含むことを特徴とする請求項２及び
請求項３に記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項５】 前記建物の形状を一致させる変換は、請
求項１に記載の方法で建物の地上の位置座標を求め、求
めた建物の地上の位置座標による建物形状の方向及び向
きを一致させる変換を含むことを特徴とする請求項４に
記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項６】 前記建物の高さを求める工程は、該建物
の屋根の形状を複数のパターンから選択し、選択された
屋根パターンについて相関を求める両者の航空写真で共
通に見える領域を求め、該領域についてテキスチャの相
関を求めるようにしたことを特徴とする請求項２〜請求
項５の何れか１に記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項７】 前記屋根パターンはドーム形屋根、４角
錐形屋根、平屋根を含むことを特徴とする請求項６に記
載の３次元地図作成方法。 - 【請求項８】 前記３次元地図作成方法において、地上
面が傾斜又は平坦でない場合は、任意高さの水平面に２
次元地図を作製し、該水平面を基準として建物の高さを
求めるようにしたことを特徴とする請求項２〜請求項７
の何れか１に記載の３次元地図作成方法。 - 【請求項９】 前記３次元地図作成方法において、２次
元地図に含まれる建物の平面形状がポリゴンでない建物
は複数のポリゴンに分割して３次元地図を作製すること
を特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１に記載の３
次元地図作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26812199A JP2001091251A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | ３次元地図作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26812199A JP2001091251A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | ３次元地図作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001091251A true JP2001091251A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17454189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26812199A Pending JP2001091251A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | ３次元地図作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001091251A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006185367A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Sharp Corp | 太陽光発電装置設置支援システム及びプログラム |
| JP2007018130A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Nec System Technologies Ltd | 利用可能太陽エネルギー量予測装置及び利用可能太陽エネルギー量予測方法並びにプログラム |
| JP2008134648A (ja) * | 2007-12-25 | 2008-06-12 | Geo Technical Laboratory Co Ltd | ３次元電子地図データの生成方法 |
| JP2009512048A (ja) * | 2005-10-11 | 2009-03-19 | フランス テレコム | 屋根および建物の構造に基づいて建物の屋根の３次元表現の屋根および建物の構造を送信するための方法、装置およびプログラム |
| CN102706331A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-03 | 神翼航空器科技（天津）有限公司 | 航拍测绘图像校正方法 |
| CN105571573A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-05-11 | 南京中观软件技术有限公司 | 倾斜摄影定位定姿方法及***和飞机定位定姿方法及*** |
| CN105651259A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-08 | 天津大学 | 一种五自由度航空摄影测量模拟*** |
| CN105651264A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-08 | 中英海底***有限公司 | 一种海底电缆探测*** |
| CN106153012A (zh) * | 2015-04-13 | 2016-11-23 | 苏州科沃斯商用机器人有限公司 | 指定目标的空间姿态参数测量方法及其应用 |
-
1999
- 1999-09-22 JP JP26812199A patent/JP2001091251A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102706331B (zh) * | 2012-06-21 | 2014-01-01 | 神翼航空器科技（天津）有限公司 | 航拍测绘图像校正方法 |
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Effective date: 20080812 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081209 |