WO2010050162A1 - 道路計測装置及び道路計測方法 - Google Patents

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WO2010050162A1
WO2010050162A1 PCT/JP2009/005582 JP2009005582W WO2010050162A1 WO 2010050162 A1 WO2010050162 A1 WO 2010050162A1 JP 2009005582 W JP2009005582 W JP 2009005582W WO 2010050162 A1 WO2010050162 A1 WO 2010050162A1
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WO
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road
photographing
image
road surface
angle
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Application number
PCT/JP2009/005582
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English (en)
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Inventor
黒須秀明
岸田正憲
Original Assignee
株式会社パスコ
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Publication date
Application filed by 株式会社パスコ filed Critical 株式会社パスコ
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Priority to US13/126,304 priority patent/US20110205365A1/en
Priority to JP2010535649A priority patent/JP5100845B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804—Creation or updating of map data
    • G01C21/3807—Creation or updating of map data characterised by the type of data
    • G01C21/3815—Road data
    • G01C21/3822—Road feature data, e.g. slope data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804—Creation or updating of map data
    • G01C21/3833—Creation or updating of map data characterised by the source of data
    • G01C21/3837—Data obtained from a single source
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/56—Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a road measurement device and a road measurement method, and more particularly to a road measurement device and a road measurement method for photographing a road surface and a roadside of a road and generating a scale image on the road image for confirming the width of the road.
  • Patent Document 1 discloses a map creation support system that creates a map by acquiring position information and an image using a measurement vehicle.
  • the above-described conventional technique is not configured to measure the width of the road or the like based on the image taken by the photographing means. Therefore, when the shooting conditions (height from the road surface and shooting direction) of the shooting means such as a camera mounted on the vehicle change according to the weight of the driver of the vehicle and the posture at the time of driving, the roads shot, etc. The point that the length of the object in the image changes is not taken into consideration.
  • a four-wheeled vehicle is attached with a photographing device, a GPS receiver, etc. to photograph roads and the like to measure roads, but roads with narrow widths (for example, Article 42, Paragraph 2 of the Building Standards Act) Etc.) may cause troubles in the passage of the measurement vehicle, and there is also a problem that road measurement cannot be performed.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a road measuring device that can accurately measure the width of a road in an image even on a narrow road.
  • the invention of the road measuring device includes a photographing means for photographing the road surface and the roadside of the road at predetermined timings, a height of the photographing means from the road surface, and the photographing means.
  • Scale forming means for forming a scale image on a road image photographed by the photographing means according to a predetermined processing procedure from a change in angle between the photographing direction of the image and the direction parallel to the road surface, the photographing means and the scale forming means And a measurement vehicle that travels on a road that is an object to be photographed.
  • the processing procedure includes, for each angle between the height of the photographing unit from the road surface and the photographing direction of the photographing unit and a direction parallel to the road surface.
  • a table holding scale image formation parameters is included.
  • the invention according to claim 3 is the road measuring device according to claim 1 or 2, wherein the scale image is a grid image in which rectangles of a predetermined size are arranged on a horizontal plane of the road image.
  • the photographing means changes the photographing direction.
  • the scale image is rotated so as to be parallel to the road surface in the road image according to the rotation angle rotated about the axis.
  • the photographing unit photographs a predetermined number of images during the predetermined timing, and The brightness of the image at each predetermined timing is controlled based on a change in brightness.
  • the measurement vehicle is a motorcycle, a small three-wheeled motor vehicle, or a bicycle.
  • the invention according to claim 7 is the road measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the input device inputs the instruction information to the photographing means while the vehicle is traveling. Is provided.
  • the invention of the road measuring method according to claim 8 is the step of photographing the road surface and the roadside of the road with photographing means at every predetermined timing, and the height of the photographing means from the road surface and the photographing direction of the photographing means are the road surface. And a step of forming a scale image on a road image photographed by the photographing means from a change in angle formed with a parallel direction by a predetermined processing procedure.
  • the width of the road in the image can be accurately measured even on a narrow road.
  • a scale image can be easily formed.
  • the brightness of the road image can be controlled.
  • the seventh aspect of the invention it is possible to easily input instruction information even while the measuring vehicle is in operation.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structural example of the measurement vehicle concerning this embodiment. It is a fragmentary perspective view of the driving operation part of a measurement vehicle. It is a figure which shows the example of the hardware constitutions of the computer which comprises the control apparatus accommodated in the control box. It is a functional block diagram of the road measuring device concerning this embodiment. It is a figure which shows the example of the measurement result of the road by the road measuring device concerning this embodiment. It is a figure which shows the panel used for the calibration of the lens of the camera which comprises an imaging
  • FIG. 1 shows a configuration example of a measurement vehicle according to the present embodiment.
  • the measurement vehicle 100 for example, a motorcycle, a small motorcycle, or a bicycle can be used.
  • the example of FIG. 1 is a small three-wheeled motor vehicle, for example, which is equipped with an engine with a displacement of about 50 cc, one front wheel 102a and two rear wheels 102b, but is not limited thereto.
  • the measuring vehicle 100 is a motorcycle or a bicycle, it has one front wheel 102a and one rear wheel 102b.
  • the measurement vehicle 100 is provided with a photographing means 10 constituted by a CCD camera or the like, a coordinate acquisition device 12 constituted by a GPS receiver or the like, and a control box 14.
  • a photographing means 10 constituted by a CCD camera or the like
  • a coordinate acquisition device 12 constituted by a GPS receiver or the like
  • a control box 14 the height from the road surface of the control device 28 and the photographing means 10 constituted by a computer, the angle at which the photographing direction is parallel to the road surface, and the angle at which the photographing means 10 is rotated as the photographing direction axis
  • the photographing height / angle measuring unit 11 to be measured is accommodated.
  • the photographing unit 10 photographs a road image including a road surface and a roadside at a predetermined timing.
  • the “predetermined timing” is a timing at which the measurement vehicle 100 travels a predetermined distance from the previous shooting, or a predetermined time elapses from the previous shooting.
  • the distance is used, it is acquired from a distance meter 26 described later.
  • the time is used, it is acquired from a timer or the like.
  • the photographing means 10 is attached at a position higher than the road surface, so when photographing the road surface and the roadside, the photographing direction is downward from the direction parallel to the road surface. .
  • the traveling direction of the measuring vehicle 100 is changed on a curved road or the like, the vehicle body of the measuring vehicle 100 is tilted left and right, so that the photographing unit 10 rotates around the photographing direction.
  • the height of the photographing means 10 from the road surface, the angle at which the photographing direction is parallel to the road surface, and the angle at which the photographing means 10 is rotated about the photographing direction are measured by the photographing height / angle measuring section 11. .
  • the photographing height / angle measuring unit 11 measures the photographing height and angle using an inertial surveying device such as a combination of an accelerometer and a gyroscope or an IMU (Inertial Measurement Unit) based on the principle of inertial surveying.
  • an inertial surveying device such as a combination of an accelerometer and a gyroscope or an IMU (Inertial Measurement Unit) based on the principle of inertial surveying.
  • the output value (acceleration) of the accelerometer may be integrated twice to obtain the height
  • the gyro output value angular velocity
  • the present invention is not limited to this.
  • the height can be obtained by laser ranging and the angle can be obtained by using an inclinometer.
  • the positional relationship between the photographing height / angle measuring unit 11 and the photographing unit 10 is determined in advance, and the height from the road surface of the photographing unit 10 and the photographing direction are determined based on the change in the position and angle of the photographing height / angle measuring unit 11. Calculates the angle that the imaging means 10 rotates about the angle formed by the direction parallel to the road surface and the imaging direction.
  • the photographing height / angle measuring unit 11 may be provided in the immediate vicinity of the photographing means 10.
  • the coordinate acquisition device 12 acquires coordinate information of the position of the measurement vehicle 100 when the imaging unit 10 captures a road image using GPS or the like (global positioning system). In addition, it is good also as a structure which correct
  • FIG. 2 shows a partial perspective view of the driving operation unit 104 of the measurement vehicle 100.
  • the driving operation unit 104 is provided with a handle 16, a brake 18, an accelerator 20, an instrument panel 22, and the like necessary for driving the measurement vehicle 100.
  • the handle 16 is provided with an input device 24, and the instrument panel 22 is provided with a distance meter 26.
  • the input device 24 is a device for the driver to input instruction information to the control device 28, which will be described later, during traveling, and includes an appropriate switch such as a push button.
  • the distance meter 26 displays the travel distance of the measurement vehicle 100 based on the rotational speed of the front wheels 102a or the rear wheels 102b.
  • the distance meter 26 outputs the travel distance of the measurement vehicle 100 to the control device 28.
  • time is used as shooting timing instead of distance, the elapsed time or shooting time from the previous shooting output by a timer or the like is used instead of the travel distance.
  • FIG. 3 shows an example of the hardware configuration of a computer constituting the control device 28 housed in the control box 14.
  • the control device 28 includes a central processing unit (for example, a CPU such as a microprocessor can be used) 30, a random access memory (RAM) 32, a read only memory (ROM) 34, an input interface 36, and a display device 38. And a hard disk device (HDD) 40. These components are connected to each other by a bus 42.
  • a central processing unit for example, a CPU such as a microprocessor can be used
  • RAM random access memory
  • ROM read only memory
  • HDD hard disk device
  • the CPU 30 controls the operation of each unit described later based on a control program stored in the RAM 32 or the ROM 34.
  • the RAM 32 mainly functions as a work area for the CPU 30, and the ROM 34 stores a control program such as BIOS and other data used by the CPU 30.
  • the input interface 36 is an interface for receiving data from the photographing means 10, the photographing height / angle measuring unit 11, the coordinate acquisition device 12, the input device 24 and the distance meter 26 and passing it to the CPU 30.
  • a keyboard, a pointing device, or the like may be connected to the input interface 36.
  • the display device 38 is constituted by a liquid crystal display or the like, and displays a road image acquired by the photographing means 10 and a scale image formed on the road image. As a result, the driver of the vehicle can check the captured image at any time.
  • the display device 38 does not need to be stored in the control box 14 and can be installed on the handle 16 or the like, for example. If there is no need to check on the spot, it is possible to provide an output terminal to an external monitor without providing the display device 38 and check after returning to the office or the like.
  • the hard disk device 40 is a storage device, and stores various data necessary for processing to be described later.
  • FIG. 4 shows a functional block diagram of the road measuring device according to the present embodiment.
  • the road measurement device includes an image acquisition unit 44, an imaging height / angle acquisition unit 46, a calibration unit 48, a scale formation unit 50, an imaging timing reception unit 52, an instruction input reception unit 54, and a coordinate information acquisition unit 56.
  • These functions are realized by, for example, the CPU 30 and a program for controlling the processing operation of the CPU 30.
  • the image acquisition unit 44 acquires a road image including road surface images and roadside images from the photographing means 10 via the input interface 36.
  • the photographing instruction signal is sent to the photographing means 10 so as to photograph the road surface and the roadside at every predetermined traveling distance or every predetermined elapsed time from the previous photographing. Is output to control the shooting time.
  • coordinate information is received from a coordinate information acquisition unit 56 described later, and the road image and the coordinate information are associated with each other. This road image is stored in the hard disk device 40 or the like.
  • the operator adjusts the iris of the camera while viewing the captured image, but in photography using a motorcycle, a small three-wheeled motor vehicle, or a bicycle, the operator adjusts the iris separately. I can't. For this reason, the gain of the camera is automatically adjusted. However, especially when the shooting interval is long and there is a significant change in brightness between the shot images, the surroundings until the next instruction signal is input. As the amount of light changes, there is a problem that gain adjustment cannot be made in time for shooting.
  • the image acquisition unit 44 causes the photographing unit 10 to photograph a road image, and a predetermined number of road images are displayed on the photographing unit 10 at a timing between the instruction signal and the next instruction signal. It is good also as composition which makes it photograph.
  • the image acquisition unit 44 calculates a change in brightness of each image necessary for gain adjustment or the like based on the road image taken between the instruction signal and the next instruction signal, and based on the change in brightness.
  • the brightness of the road image acquired for each instruction signal can be controlled, and the change in brightness between the captured images can be reduced. It is not always necessary to record an image captured between the instruction signals, but it is also possible to record it together with the gain adjustment result in order to confirm the gain adjustment process.
  • the photographing height / angle acquisition unit 46 determines the height from the road surface of the photographing means 10 via the input interface 36 from the photographing height / angle measurement unit 11, the angle at which the photographing direction is parallel to the road surface, and the photographing direction.
  • the angle at which the photographing means 10 is rotated is acquired as an axis.
  • the acquired height of the photographing means 10 from the road surface, the angle at which the photographing direction is parallel to the road surface, and the angle at which the photographing means 10 is rotated about the photographing direction are passed to the calibration unit 48 and the scale forming unit 50. .
  • the calibration unit 48 forms a scale for each angle that is passed from the photographing height / angle obtaining unit 46 and that makes the height from the road surface of the photographing means 10 and the photographing direction of the photographing means 10 parallel to the road surface.
  • a forming parameter used when the unit 50 forms a scale image is generated.
  • the formation parameter can be generated in the form of a table or an arithmetic expression. The formation parameter generation procedure will be described later.
  • the scale forming unit 50 is a road image photographed by the photographing means 10 in accordance with a predetermined processing procedure based on a change in the height from the road surface of the photographing means 10 and an angle between the photographing direction of the photographing means 10 and the direction parallel to the road surface.
  • a scale image is formed on the top. From this scale image, for example, the width of a road, the position and size of a crack, and the like can be confirmed.
  • the formation generated by the calibration unit 48 is based on the height from the road surface of the imaging means 10 acquired by the imaging height / angle acquisition unit 46 and the angle between the imaging direction and the direction parallel to the road surface. Select a parameter to form a scale image.
  • the scale forming unit 50 rotates the scale image so as to be parallel to the road surface in the road image according to the angle passed from the shooting height / angle acquisition unit 46 and rotated by the shooting unit 10 around the shooting direction. Let The scale image and the processing procedure will also be described later.
  • the photographing timing reception unit 52 receives the travel distance of the measurement vehicle 100 from the distance meter 26 via the input interface 36, and outputs an instruction signal for each predetermined travel distance. This instruction signal is used for controlling the photographing time of the photographing means 10 by the image acquisition unit 44.
  • an output from a timer or the like is received via the input interface 36, and an instruction signal is output every predetermined elapsed time from the previous shooting.
  • the instruction input receiving unit 54 receives instruction information input from the input device 24 by the driver via the input interface 36. This instruction information is output to the image acquisition unit 44 and controls the operations of the photographing unit 10 and the calibration unit 48. Accordingly, the image acquisition unit 44 performs control such as changing the shooting timing of the shooting unit 10 or stopping shooting. In addition, the calibration unit 48 acquires an instruction necessary for generating the formation parameter.
  • the coordinate information acquisition unit 56 acquires coordinate information from the coordinate acquisition device 12 via the input interface 36.
  • the acquired coordinate information is passed to the image acquisition unit 44, and is associated with a road image including the road surface and roadside images acquired from the photographing means 10.
  • the coordinate information acquisition unit 56 may be configured to acquire coordinate information in synchronization with an instruction signal output from the imaging timing reception unit 52.
  • FIGS. 5A and 5B show examples of road measurement results obtained by the road measurement device according to the present embodiment. These measurement results are displayed on the display device 38 by the image acquisition unit 44, for example. Further, the measurement result data may be provided to another computer by communication or other methods, displayed on the computer, or printed out by a printing apparatus.
  • FIG. 5A on the road R, the shooting position by the shooting means 10 is displayed with white circles.
  • the shooting position is determined based on the coordinate information received by the image acquisition unit 44 from the coordinate information acquisition unit 56.
  • a point indicated by a white circle is designated by a pointing device such as a mouse
  • a road image at that point is displayed.
  • FIG. 5B is an example of a road image when the point X in FIG. 5A is designated.
  • a scale image S formed by the scale forming unit 50 is displayed together with a road image including the road surface and the roadside of the road R.
  • the scale image S is obtained by dividing the length photographed at the bottom of the photographing screen into predetermined lengths, for example, every 1 m, and extending vertically from each division point in parallel to the depth direction of the image, and perpendicular to the vertical lines.
  • a rectangle of a predetermined size is formed as a grid image in which the road image is aligned on the horizontal plane.
  • the interval between the horizontal lines is also 1 m, for example.
  • a scale such as a tenth (10 cm interval) or a fifth (20 cm interval) between the vertical lines (for example, 1 m). In the example of FIG. 5B, scales with an interval of 10 cm are attached.
  • FIG. 6 shows a panel used for calibration of the lens of the camera constituting the photographing means 10.
  • a checkered pattern (a pattern in which black and white squares are alternately drawn up and down, left and right) is formed on the panel of FIG.
  • the checkerboard pattern is photographed, and correction parameters such as a lens center position, a focal length, and a lens distortion coefficient are calculated by an existing method such as a Tsai calibration method.
  • the calculated correction parameter is used for correcting the road image acquired by the image acquisition unit 44 from the photographing unit 10. Thereby, the image acquisition part 44 can correct
  • FIG. 7 shows an explanatory diagram of the relationship between the height of the camera constituting the photographing means 10 from the road surface and the angle at which the photographing direction is parallel to the road surface, and the length photographed by the photographing means 10.
  • the length photographed by the photographing means 10 refers to the length photographed (entered on the screen) at the bottom of the photographing screen in the example shown in FIG. 5B, for example.
  • the camera 1, the camera 2 and the camera 3 are arranged at different heights and at angles formed in directions parallel to the road surface.
  • the camera 1 has a height h1 and an angle ⁇ 1 made parallel to the road surface
  • the camera 2 has a height h2 and an angle ⁇ 2 made parallel to the road surface
  • the camera 3 has a height h3 and a direction parallel to the road surface. Is the angle ⁇ 3.
  • the length photographed by the camera 1 is an arbitrarily determined distance from the base point P to L1
  • the length photographed by the camera 2 is the distance from the base point P to L2.
  • the length to be photographed is the distance from the base point P to L3.
  • the rectangular size of the scale image S formed by the scale forming unit 50 also needs to be changed according to the height from the road surface and the angle formed with the direction parallel to the road surface.
  • FIG. 8 shows an example of a shooting screen shot by the shooting means 10 when performing calibration.
  • FIG. 8 is a photograph of a high-intensity reflective sheet or the like placed at each vertex of a rectangle of a predetermined size (for example, a square with one side of 1 m) on the ground or the like as a calibration figure. This rectangle becomes a scale image. Note that the broken lines in FIG. 8 indicate that each side of the rectangular image is photographed shorter as it goes in the depth direction of the photographing screen, and as a result, the length of the photographing on the photographing screen becomes longer.
  • a predetermined size for example, a square with one side of 1 m
  • the length D between the vertices at both ends (indicated by black circles) on the bottom side of the shooting screen is displayed short on the back side of the shooting screen, and the length that fits in the horizontal direction of the shooting screen is increased accordingly.
  • how long the image fits in the horizontal and vertical directions of the shooting screen, and the rate at which each vertex approaches as it goes in the depth direction, that is, the slope of the broken line in FIG. 8, is shown in FIG. It is determined by the height of the camera from the road surface and the angle formed with the direction parallel to the road surface. Therefore, the image shown in FIG.
  • the calibration unit 48 obtains the coordinates of each vertex at that time. It is determined as a scale image formation parameter for each angle between the height and the direction parallel to the road surface.
  • the formation parameters are stored in a storage device such as the hard disk device 40 as a table. In this case, the height from the road surface and the increment of the angle formed in the direction parallel to the road surface are appropriately determined according to the accuracy required for the scale image.
  • the coordinates of each vertex are coordinates in the photographing screen, and can be represented by, for example, the xy coordinates shown in FIG. 8 with the upper left corner of the screen as the origin.
  • the formation parameter may be in the form of an arithmetic expression instead of the table form.
  • FIG. 9 shows an example of a formation parameter table generated by the calibration unit 48.
  • “Angle” represents an angle formed in a direction parallel to the road surface
  • “Height” represents a height from the road surface of the camera.
  • the “starting point” is the coordinates of the vertex on the bottom of the shooting screen
  • the “intercept” is the vertical line C (indicated by a broken line in FIG. 8) of the scale image drawn at the center of the shooting screen.
  • the “horizontal line position” is the y coordinate of each vertex.
  • the position of the vertical line of the scale image is determined by the starting point, the inclination of each vertical line is determined by the intercept, and the position of the horizontal line is determined by the horizontal line position.
  • the scale forming unit 50 can form a scale image from the above formation parameters.
  • the scale forming unit 50 forms a scale image
  • the height from the road surface of the photographing means 10 and the photographing direction acquired by the photographing height / angle obtaining unit 46 are set to an angle that is parallel to the road surface.
  • the formation parameter generated by the calibration unit 48 is selected. That is, since the formation parameters are generated for each angle formed in the direction parallel to the height and the road surface, in the processing procedure, the shooting height / angle acquisition unit 46 acquires the road image when the shooting unit 10 captures the road image.
  • the formation parameters matching the height and the angle formed with the direction parallel to the road surface are selected, and a scale image is formed using the formation parameters.
  • the angle formed with the height and the direction parallel to the road surface acquired by the photographing height / angle acquisition unit 46 is a value that does not coincide with the angle formed with the height and the direction parallel to the road surface.
  • the number of formation parameters to be selected can be appropriately determined according to the accuracy of the scale image.
  • FIG. 10 shows an explanatory diagram of the movement of the photographing means 10 rotating around the photographing direction when the measuring vehicle 100 changes the traveling direction.
  • the measuring vehicle 100 a motorcycle, a small tricycle, or a bicycle is used. Therefore, when the traveling direction is changed in a curve or the like, the vehicle body is inclined toward the inside of the curve. For this reason, the photographing means 10 rotates around the photographing direction.
  • the vehicle body of the measurement vehicle 100 is inclined at an angle ⁇ about the traveling direction as an axis about the contact point between the front wheel and the road surface on either the left or right side.
  • the photographing means 10 also rotates an angle ⁇ around the center of the lens with the photographing direction as an axis.
  • the photographing screen photographed by the photographing means 10 is also inclined by the angle ⁇ .
  • the angle ⁇ rotated by the photographing unit 10 about the photographing direction is measured by the photographing height / angle measuring unit 11 described above, and the photographing height / angle obtaining unit 46 obtains a measured value.
  • FIG. 11 shows an example of a shooting screen in which the shooting means 10 is tilted to the left by the rotation angle ⁇ .
  • This photographing screen includes a scale image S together with a road image including the road surface and roadside of the road R.
  • the scale forming unit 50 acquires the rotation angle ⁇ of the photographing unit 10 from the photographing height / angle obtaining unit 46, and rotates the formed scale image S to the right by the rotation angle ⁇ as shown in FIG. Let Thereby, the scale image S can be made parallel to the road surface in the road image, and the width of the road can be accurately grasped.
  • the calibration unit 48 shoots images by changing the angle of rotation about the shooting direction in addition to the height from the road surface and the angle parallel to the road surface to generate formation parameters. Also good.
  • FIG. 12 shows a flow of an operation example of the road measuring device according to the present embodiment.
  • the calibration unit 48 generates a formation parameter by the method described in FIG. 8, for example (S1).
  • the image acquisition unit 44 causes the imaging unit 10 to capture a road image at each predetermined timing, and acquires this road image (S2).
  • the coordinate information acquisition unit 56 acquires coordinate information of the position where the road image is captured from the coordinate acquisition device 12.
  • the photographing height / angle acquisition unit 46 determines the height from the road surface of the photographing means 10 when photographing a road image and the angle at which the photographing direction is parallel to the road surface from the photographing height / angle measurement unit 11. Obtain (S3).
  • the scale forming unit 50 includes a height and a road surface that coincide with an angle formed in a direction parallel to the height and the road surface acquired by the imaging height / angle acquisition unit 46 in the formation parameters generated by the calibration unit 48. It is confirmed whether there is a formation parameter having an angle formed with the parallel direction (S4). If there is a formation parameter whose height and angle formed in a direction parallel to the road surface coincide, a scale image is generated based on the formation parameter (S5). On the other hand, in S4, if there is no formation parameter that matches the height and the angle parallel to the road surface, a plurality of formation parameters that approximate the height and the angle parallel to the road surface are selected. Then, a scale image is formed by an appropriate interpolation process such as a linear interpolation method (S6).
  • S6 linear interpolation method
  • the above-described program for executing the steps of FIG. 12 can be stored in a recording medium, and the program may be provided by communication means.
  • the above-described program may be regarded as an invention of a “computer-readable recording medium recording the program”.

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Abstract

　実施形態にかかる道路計測装置では、キャリブレーション部（４８）が、キャリブレーション用の図形を撮影手段（１０）で撮影した結果から、目盛画像の形成に使用される形成パラメータを生成する。また、画像取得部（４４）が、所定の走行距離毎に撮影手段（１０）から道路画像を取得する。この際に、座標情報取得部（５６）が座標取得装置（１２）から取得した座標情報を道路画像に関連付ける。撮影高さ・角度取得部（４６）は、道路画像を撮影した時の撮影手段（１０）の路面からの高さ及び撮影方向が路面と平行な方向となす角度を撮影高さ・角度測定部（１１）から取得する。目盛形成部（５０）は、撮影高さ・角度取得部（４６）が取得した上記高さ及び路面と平行な方向となす角度に基づき、上記形成パラメータを選択し、当該形成パラメータにより目盛画像を生成する。

Description

道路計測装置及び道路計測方法
　本発明は道路計測装置及び道路計測方法、特に道路の路面及び沿道を撮影し、道路の幅員等を確認するための目盛画像を道路画像上に生成する道路計測装置及び道路計測方法に関する。
　従来より、道路上の各地点の映像を撮影し、道路管理や自動車の運行管理等に使用される地図情報等を生成する技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、計測車両により位置情報及び画像を取得して地図を作成する地図作成支援システムが開示されている。
特開２００７－２０６０９９号公報
　しかし、上記従来の技術は、撮影手段によって撮影した画像により道路の幅員等を計測する構成となっていない。そのため、車両に載置されたカメラ等の撮影手段の撮影条件（路面からの高さや撮影方向）が車両の運転者の体重や走行時の姿勢に応じて変化した場合に、撮影された道路等の対象物の画像中における長さが変化する点について考慮されていない。また、従来は、４輪の自動車に撮影装置、ＧＰＳ受信機等を取り付けて道路等の撮影を行い、道路計測を行っていたが、幅員の狭い道路（例えば建築基準法第４２条２項道路等）では、計測車両の通行に支障が生じる場合があり、道路計測が行えないという問題もあった。
　本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、幅員の狭い道路であっても画像中の道路の幅員等を正確に測定できる道路計測装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、請求項１記載の道路計測装置の発明は、道路の路面及び沿道を所定のタイミング毎に撮影する撮影手段と、前記撮影手段の路面からの高さ及び前記撮影手段の撮影方向が路面と平行な方向となす角度の変化から、予め決定した処理手順により前記撮影手段が撮影した道路画像上に目盛画像を形成する目盛形成手段と、前記撮影手段及び前記目盛形成手段を保持し、撮影対象である道路上を走行する計測車両と、を備えることを特徴とする。
　請求項２記載の発明は、請求項１記載の道路計測装置において、前記処理手順に、前記撮影手段の路面からの高さ及び前記撮影手段の撮影方向が路面と平行な方向となす角度毎に目盛画像の形成パラメータを保持するテーブルが含まれることを特徴とする。
　請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の道路計測装置において、前記目盛画像が、所定の大きさの矩形が道路画像の水平面上に並んだ碁盤目画像であることを特徴とする。
　請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項記載の道路計測装置において、前記目盛形成手段が、前記計測車両が進行方向を変えるときに、前記撮影手段が撮影方向を軸として回転した回転角度に応じて前記目盛画像を道路画像における路面と平行になるように回転させることを特徴とする。
　請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項記載の道路計測装置において、前記撮影手段が、前記所定のタイミングの間に所定枚数の画像を撮影し、各画像の明るさの変化に基づき前記所定のタイミング毎の画像の明るさを制御することを特徴とする。
　請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項記載の道路計測装置において、前記計測車両が、自動二輪車、小型自動三輪車または自転車であることを特徴とする。
　請求項７記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項記載の道路計測装置において、前記計測車両に、前記撮影手段に対して指示情報を走行中に入力するための入力装置が備えられていることを特徴とする。
　請求項８記載の道路計測方法の発明は、道路の路面及び沿道を所定のタイミング毎に撮影手段で撮影する工程と、前記撮影手段の路面からの高さ及び前記撮影手段の撮影方向が路面と平行な方向となす角度の変化から、予め決定した処理手順により前記撮影手段が撮影した道路画像上に目盛画像を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
　請求項１、請求項３、請求項６及び請求項８の発明によれば、幅員の狭い道路であっても画像中の道路の幅員等を正確に測定できる。
　請求項２の発明によれば、目盛画像を容易に形成することができる。
　請求項４の発明によれば、計測車両が傾いたときにも、画像中の道路の幅員等を正確に測定できる。
　請求項５の発明によれば、道路画像の明るさを制御することができる。
　請求項７の発明によれば、計測車両の運転中でも、指示情報を容易に入力することができる。
本実施形態にかかる計測車両の構成例を示す図である。 計測車両の運転操作部の部分斜視図である。 制御ボックスに収納された制御装置を構成するコンピュータのハードウェア構成の例を示す図である。 本実施形態にかかる道路計測装置の機能ブロック図である。 本実施形態にかかる道路計測装置による道路の計測結果の例を示す図である。 撮影手段を構成するカメラのレンズのキャリブレーションに使用するパネルを示す図である。 撮影手段を構成するカメラの路面からの高さ及び撮影方向が路面と平行な方向となす角度と、撮影手段により撮影される長さとの関係の説明図である。 キャリブレーションを行う際に撮影手段により撮影した撮影画面の例を示す図である。 キャリブレーション部が生成した形成パラメータのテーブルの例を示す図である。 計測車両が進行方向を変えるときに撮影手段が撮影方向を軸として回転する動きの説明図である。 撮影手段が回転角度だけ傾斜した撮影画面の例を示す図である。 本実施形態にかかる道路計測装置の動作例のフロー図である。
　１０　撮影手段、１１　撮影高さ・角度測定部、１２　座標取得装置、１４　制御ボックス、１６　ハンドル、１８　ブレーキ、２０　アクセル、２２　計器盤、２４　入力装置、２６　距離計、２８　制御装置、３０　ＣＰＵ、３２　ＲＡＭ、３４　ＲＯＭ、３６　入力インターフェース、３８　表示装置、４０　ハードディスク装置、４２　バス、４４　画像取得部、４６　撮影高さ・角度取得部、４８　キャリブレーション部、５０　目盛形成部、５２　撮影タイミング受付部、５４　指示入力受付部、５６　座標情報取得部、１００　計測車両、１０２ａ　前輪、１０２ｂ　後輪、１０４　運転操作部。
　以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。
　図１には、本実施形態にかかる計測車両の構成例が示される。図１において、計測車両１００としては、例えば自動二輪車、小型自動三輪車または自転車を使用することができる。図１の例は、小型自動三輪車であり、例えば５０ｃｃ程度の排気量のエンジンを搭載し、前輪１０２ａを一つ、後輪１０２ｂを二つにした型式のものであるが、これには限定されない。また、計測車両１００が自動二輪車または自転車の場合には、前輪１０２ａと後輪１０２ｂとを各一つ有している。
　図１に示されるように、計測車両１００には、ＣＣＤカメラ等で構成される撮影手段１０と、ＧＰＳ受信機等で構成される座標取得装置１２と、制御ボックス１４とが取り付けられている。制御ボックス１４には、コンピュータ等により構成される制御装置２８及び撮影手段１０の路面からの高さ、撮影方向が路面と平行な方向となす角度及び撮影方向軸として撮影手段１０が回転した角度を測定する撮影高さ・角度測定部１１が収納される。
　撮影手段１０は、道路の路面及び沿道を含む道路画像を所定のタイミング毎に撮影する。ここで「所定のタイミング」とは、上記計測車両１００が前回撮影時から所定の距離を進む、あるいは前回撮影時から所定の時間経過するタイミングである。距離を用いる場合には後述する距離計２６から、時間を用いる場合にはタイマー等から取得する。また、撮影手段１０は、図１に示されるように、路面よりも高い位置に取り付けられているので、路面及び沿道を撮影する際には、その撮影方向が路面と平行な方向より下向きとなる。また、計測車両１００がカーブした道路等で進行方向を変えるときには、計測車両１００の車両本体が左右に傾くので、撮影手段１０がその撮影方向を軸として回転する。この撮影手段１０の路面からの高さ、撮影方向が路面と平行な方向となす角度及び撮影方向を軸として撮影手段１０が回転した角度は、上記撮影高さ・角度測定部１１により測定される。
　撮影高さ・角度測定部１１は、例えば慣性測量の原理により、加速度計とジャイロの組合せ、あるいはＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）等の慣性測量装置を用いて撮影高さ及び角度を測定する。例えば、加速度計の出力値（加速度）を２回積分して高さを求め、ジャイロの出力値（角速度）を積分して上記各角度を求める構成とすることができるが、これには限定されない。例えば、高さはレーザ測距により、また角度は傾斜計を用いて求めることも可能である。撮影高さ・角度測定部１１と撮影手段１０との位置関係を予め決定しておき、撮影高さ・角度測定部１１の位置及び角度の変化から撮影手段１０の路面からの高さ、撮影方向が路面と平行な方向となす角度及び撮影方向を軸として撮影手段１０が回転した角度を算出する。なお、撮影高さ・角度測定部１１は、撮影手段１０の直近に設けてもよい。
　座標取得装置１２は、ＧＰＳ等（全地球測位システム）等により、撮影手段１０が道路画像を撮影した際に計測車両１００の位置の座標情報を取得する。なお、ＧＰＳにより取得した座標情報を、ジャイロ等の慣性測量装置を使用して補正する構成としてもよい。
　図２には、計測車両１００の運転操作部１０４の部分斜視図が示される。図２において、運転操作部１０４には、計測車両１００の運転に必要なハンドル１６、ブレーキ１８、アクセル２０及び計器盤２２等が設けられている。また、ハンドル１６には、入力装置２４が設けられ、計器盤２２には距離計２６が設けられている。
　入力装置２４は、後述する制御装置２８に対して、運転者が指示情報を走行中等に入力するための装置であり、適宜な押し釦等のスイッチを備えている。
　距離計２６は、前輪１０２ａまたは後輪１０２ｂの回転数等に基づき、計測車両１００の走行距離を表示する。また、距離計２６は、計測車両１００の走行距離を制御装置２８に出力する。なお、撮影タイミングとして距離ではなく時間を用いる場合には、走行距離に代わってタイマー等が出力する前回撮影からの経過時間あるいは撮影時刻を用いる。
　図３には、制御ボックス１４に収納された制御装置２８を構成するコンピュータのハードウェア構成の例が示される。図３において、制御装置２８は、中央処理装置（例えばマイクロプロセッサ等のＣＰＵを用いることができる）３０、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３２、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３４、入力インターフェース３６、表示装置３８及びハードディスク装置（ＨＤＤ）４０を含んで構成されている。また、これらの構成要素は、バス４２により互いに接続されている。
　ＣＰＵ３０は、ＲＡＭ３２またはＲＯＭ３４に格納されている制御プログラムに基づいて、後述する各部の動作を制御する。ＲＡＭ３２は主としてＣＰＵ３０の作業領域として機能し、ＲＯＭ３４にはＢＩＯＳ等の制御プログラムその他のＣＰＵ３０が使用するデータが格納されている。
　また、入力インターフェース３６は、撮影手段１０、撮影高さ・角度測定部１１、座標取得装置１２、入力装置２４及び距離計２６からのデータを受け付け、ＣＰＵ３０に渡すためのインターフェースである。なお、入力インターフェース３６には、キーボード、ポインティングデバイス等を接続してもよい。
　また、表示装置３８は、液晶ディスプレイ等により構成され、撮影手段１０が取得した道路画像及びその道路画像上に形成された目盛画像等を表示する。この結果、車両の運転者は撮影画像をいつでも確認することができる。なお、表示装置３８は制御ボックス１４に収納されている必要はなく、例えばハンドル１６等に設置することも可能である。また、その場で確認する必要がない場合には、表示装置３８を設けることなく、外部モニタへの出力端子を設け、事務所等へ帰社した後に確認する構成とすることも可能である。
　また、ハードディスク装置４０は記憶装置であり、後述する処理に必要となる種々のデータを記憶する。
　図４には、本実施形態にかかる道路計測装置の機能ブロック図が示される。図４において、道路計測装置は、画像取得部４４、撮影高さ・角度取得部４６、キャリブレーション部４８、目盛形成部５０、撮影タイミング受付部５２、指示入力受付部５４及び座標情報取得部５６を含んで構成されており、これらの機能は例えばＣＰＵ３０とＣＰＵ３０の処理動作を制御するプログラムとにより実現される。
　画像取得部４４は、撮影手段１０から入力インターフェース３６を介して道路の路面及び沿道の画像を含む道路画像を取得する。この場合、撮影タイミング受付部５２が出力する指示信号に基づき、所定の走行距離毎または前回撮影からの所定の経過時間毎に路面及び沿道を撮影するように、撮影手段１０に対して撮影指示信号を出力して撮影時期を制御する。また、後述する座標情報取得部５６から座標情報を受け取り、上記道路画像と座標情報とを関連づける。この道路画像は、ハードディスク装置４０等に格納する。さらに、従来の車両を用いた道路撮影では、オペレータが撮影映像を見ながらカメラのアイリス調整を行っていたが、自動二輪車、小型自動三輪車または自転車を用いた撮影では別途オペレータにアイリス調整を行わせることができない。このためカメラのゲインを自動調整することになるが、特に撮影の間隔が長く撮影画像間に著しい明るさの変化が生じている場合には、次の指示信号が入力されるまでの間に周囲の光量が変化するため、ゲイン調整が撮影に間に合わないという問題がある。この場合、画像取得部４４は、上記指示信号を受け取る毎に撮影手段１０に道路画像を撮影させるとともに、指示信号と次の指示信号との間のタイミングで撮影手段１０に所定枚数の道路画像を撮影させる構成としてもよい。この結果、指示信号と次の指示信号との間に撮影された道路画像により、画像取得部４４がゲイン調整等に必要な各画像の明るさの変化を演算し、この明るさの変化に基づいて上記指示信号毎に取得する道路画像の明るさを制御し、撮影画像間の明るさの変化を軽減することができる。なお、指示信号間に撮影された画像は必ずしも記録する必要はないが、ゲイン調整の過程を確認するために、ゲイン調整結果と共に記録しておくことも可能である。
　撮影高さ・角度取得部４６は、撮影高さ・角度測定部１１から入力インターフェース３６を介して撮影手段１０の路面からの高さ、撮影方向が路面と平行な方向となす角度及び撮影方向を軸として撮影手段１０が回転した角度を取得する。上記取得した撮影手段１０の路面からの高さ、撮影方向が路面と平行な方向となす角度及び撮影方向を軸として撮影手段１０が回転した角度はキャリブレーション部４８と目盛形成部５０に渡される。
　キャリブレーション部４８は、上記撮影高さ・角度取得部４６から渡された、撮影手段１０の路面からの高さ及び撮影手段１０の撮影方向が路面と平行な方向となす角度毎に、目盛形成部５０が目盛画像を形成する際に使用する形成パラメータを生成する。なお、形成パラメータは、テーブルまたは演算式の形式で生成することができる。形成パラメータの生成手順については後述する。
　目盛形成部５０は、撮影手段１０の路面からの高さ及び撮影手段１０の撮影方向が路面と平行な方向となす角度の変化から、予め決定した処理手順により、撮影手段１０が撮影した道路画像上に目盛画像を形成する。この目盛画像により、例えば道路の幅員やひび割れの位置やその大きさ等を確認することができる。上記処理手順においては、撮影高さ・角度取得部４６が取得した撮影手段１０の路面からの高さ及び撮影方向が路面と平行な方向となす角度に基づき、上記キャリブレーション部４８が生成した形成パラメータを選択して目盛画像を形成する。また、目盛形成部５０は、撮影高さ・角度取得部４６から渡された、撮影方向を軸として撮影手段１０が回転した角度に応じて目盛画像を道路画像における路面と平行になるように回転させる。目盛画像及び処理手順についても後述する。
　撮影タイミング受付部５２は、距離計２６から計測車両１００の走行距離を入力インターフェース３６を介して受け付け、所定の走行距離毎に指示信号を出力する。この指示信号は、画像取得部４４による撮影手段１０の撮影時期の制御等に使用される。なお、撮影タイミングとして距離ではなく時間を用いる場合には、タイマー等の出力を入力インターフェース３６を介して受け付け、前回撮影からの所定の経過時間毎に指示信号を出力する。
　指示入力受付部５４は、運転者が入力装置２４から入力した指示情報を入力インターフェース３６を介して受け付ける。この指示情報は、画像取得部４４に出力され、撮影手段１０及びキャリブレーション部４８の動作を制御する。これにより、画像取得部４４は、例えば撮影手段１０の撮影タイミングを変更し、または撮影を中止する等の制御を行う。また、キャリブレーション部４８は、上記形成パラメータの生成に必要な指示を取得する。
　座標情報取得部５６は、座標取得装置１２から入力インターフェース３６を介して座標情報を取得する。取得した座標情報は画像取得部４４に渡され、撮影手段１０から取得した道路の路面及び沿道の画像を含む道路画像と関連づけられる。なお、座標情報取得部５６は、撮影タイミング受付部５２が出力する指示信号に同期して座標情報を取得する構成としてもよい。
　図５（ａ），（ｂ）には、本実施形態にかかる道路計測装置による道路の計測結果の例が示される。これらの計測結果は、画像取得部４４により例えば表示装置３８に表示される。また、他のコンピュータに計測結果のデータを通信その他の方法により提供し、当該コンピュータ上で表示し、あるいは印刷装置により印刷出力してもよい。
　図５（ａ）では、道路Ｒ上に、撮影手段１０による撮影位置が白丸にて表示されている。撮影位置は、座標情報取得部５６から画像取得部４４が受け取った座標情報に基づいて決定する。ここで、白丸で示された点をマウス等のポインティングデバイスにより指定すると、その地点の道路画像が表示される。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＸ点を指定した場合の道路画像の例である。図５（ｂ）では、道路Ｒの路面及び沿道を含む道路画像とともに、目盛形成部５０により形成された目盛画像Ｓも表示されている。
　上記目盛画像Ｓは、撮影画面の底辺において撮影される長さを所定の長さ、例えば１ｍ毎に分割し、各分割点から画像の奥行き方向に平行に延ばした縦線と、縦線に直交する横線とにより、所定の大きさの矩形が道路画像の水平面上に並んだ碁盤目画像として形成されている。横線の間隔も例えば１ｍとする。また、横線上には、各縦線の間隔（例えば１ｍ）の十分の一（１０ｃｍ間隔）、五分の一（２０ｃｍ間隔）等の目盛りを付すのが好適である。図５（ｂ）の例では、１０ｃｍ間隔の目盛りが付されている。
　以上に述べた目盛画像Ｓの形成処理は、撮影手段１０のキャリブレーション結果に基づいて行われる。そこで、以下に撮影手段１０のキャリブレーションについて説明する。
　図６には、撮影手段１０を構成するカメラのレンズのキャリブレーションに使用するパネルが示される。図６のパネルには、市松模様（白黒の正方形が上下左右に交互に描かれた模様）が形成されている。この市松模様を撮影し、Ｔｓａｉのキャリブレーション手法等の既存の方法によりレンズ中心位置、焦点距離、レンズの歪係数等の補正パラメータを算出する。算出した補正パラメータは、画像取得部４４が撮影手段１０から取得した道路画像の補正に使用される。これにより、画像取得部４４は、カメラのレンズ特性に基づく道路画像の歪みを補正することができる。
　図７には、撮影手段１０を構成するカメラの路面からの高さ及び撮影方向が路面と平行な方向となす角度と、撮影手段１０により撮影される長さとの関係の説明図が示される。ここで、撮影手段１０により撮影される長さとは、例えば図５（ｂ）に示された例において、撮影画面の底辺において撮影される（画面に入る）長さをいう。
　図７において、カメラ１、カメラ２、カメラ３は、それぞれ異なる高さ及び路面と平行な方向となす角度で配置されている。カメラ１は高さｈ１，路面と平行な方向となす角度θ１であり、カメラ２は高さｈ２，路面と平行な方向となす角度θ２であり、カメラ３は高さｈ３，路面と平行な方向となす角度θ３である。この場合、カメラ１で撮影される長さは、任意に定めた基点ＰからＬ１までの距離であり、カメラ２で撮影される長さは、基点ＰからＬ２までの距離であり、カメラ３で撮影される長さは、基点ＰからＬ３までの距離である。これらの距離は、路面からの高さが一定であれば路面と平行な方向となす角度が小さいほど、路面と平行な方向となす角度が一定であれば路面からの高さが高いほど長くなる。このため、目盛形成部５０により形成される目盛画像Ｓの矩形の大きさも上記路面からの高さ及び路面と平行な方向となす角度に応じて変更する必要がある。
　図８には、キャリブレーションを行う際に撮影手段１０により撮影した撮影画面の例が示される。図８は、キャリブレーション用の図形として地面等に所定の大きさの矩形（例えば１辺が１ｍの正方形）の各頂点に高輝度反射シート等を設置し、これを撮影したものである。この矩形が目盛画像となる。なお、図８の破線は、撮影画面の奥行き方向に行くほど、矩形画像の各辺が短く撮影され、この結果撮影画面の中に撮影される長さが長くなることを表している。すなわち、例えば撮影画面の底辺における両端の頂点（黒丸で表示）間の長さＤは、撮影画面の奥側では、短く表示され、その分だけ撮影画面の横方向に収まる長さが長くなる。これは、撮影画面の縦方向においても同様である。このように、撮影画面の横方向及び縦方向にどれだけの長さの像が収まるか、及び奥行き方向に行くに従って、各頂点が接近する割合すなわち図８の破線の傾きは、図７に示されるカメラの路面からの高さ及び路面と平行な方向となす角度により決まる。そこで、図８に示された画像を、カメラの路面からの高さ及び路面と平行な方向となす角度を変化させながら撮影し、その際の各頂点の座標をキャリブレーション部４８が求め、上記高さ及び路面と平行な方向となす角度毎に目盛画像の形成パラメータとして求める。この形成パラメータは、テーブルとしてハードディスク装置４０等の記憶装置に格納しておく。この場合、路面からの高さ及び路面と平行な方向となす角度のきざみは目盛画像に必要な精度等に応じて適宜決定する。また、各頂点の座標は、撮影画面内の座標であり、例えば画面の左上隅を原点として図８に示されたｘ－ｙ座標により表すことができる。なお、形成パラメータは、テーブルの形式の代わりに、演算式の形式としてもよい。
　図９には、キャリブレーション部４８が生成した形成パラメータのテーブルの例が示される。図９において、「角度」は路面と平行な方向となす角度を表し、「高さ」はカメラの路面からの高さを表す。また、「起点」は、撮影画面の底辺における上記頂点の座標であり、「切片」は、撮影画面の中心に描かれた目盛画像の縦線Ｃ（図８では破線となっている）と他の縦線との交点の座標であり、「横線位置」は、上記各頂点のｙ座標である。上記起点により目盛画像の縦線の位置が決まり、切片により各縦線の傾きが決まり、横線位置により横線の位置が決まる。従って、目盛形成部５０は、上記形成パラメータから目盛画像を形成することができる。
　目盛形成部５０が目盛画像を形成する際の処理手順として、まず撮影高さ・角度取得部４６が取得した撮影手段１０の路面からの高さ及び撮影方向が路面と平行な方向となす角度に基づきキャリブレーション部４８が生成した形成パラメータを選択する。すなわち、形成パラメータは、上記高さ及び路面と平行な方向となす角度毎に生成されているので、上記処理手順では、撮影手段１０による道路画像の撮影時に撮影高さ・角度取得部４６が取得した上記高さ及び路面と平行な方向となす角度に一致する形成パラメータを選択し、当該形成パラメータを使用して目盛画像を形成することになる。なお、撮影高さ・角度取得部４６が取得した上記高さ及び路面と平行な方向となす角度が、形成パラメータの上記高さ及び路面と平行な方向となす角度と一致しない値である場合には、上記高さ及び路面と平行な方向となす角度の値が近似する複数の形成パラメータを選択し、線形補間法等の適宜な補間処理により目盛画像を形成する。この場合、選択する形成パラメータの数は、目盛画像の精度等に応じて適宜決定することができる。
　図１０には、計測車両１００が進行方向を変えるときに撮影手段１０が撮影方向を軸として回転する動きの説明図が示される。計測車両１００としては自動二輪車、小型自動三輪車または自転車が使用されるので、カーブ等において進行方向を変えるときには車体がカーブの内側に傾斜する。このため、撮影手段１０は撮影方向を軸として回転する。図１０の例では、計測車両１００の車体が、左右いずれかに前輪と路面との接点を中心とし進行方向を軸として角度α傾いた状態となっている。この場合、撮影手段１０もレンズ中央を中心に撮影方向を軸として角度α回転する。さらに、撮影手段１０により撮影された撮影画面も角度α傾斜する。撮影手段１０が撮影方向を軸として回転した角度αは、上述した撮影高さ・角度測定部１１が測定し、撮影高さ・角度取得部４６が測定値を取得する。
　図１１には、撮影手段１０が左に回転角度αだけ傾斜した撮影画面の例が示される。この撮影画面には、道路Ｒの路面及び沿道を含む道路画像とともに目盛画像Ｓが含まれている。図１１のように、左カーブにおいて撮影手段１０が左に傾斜すると、撮影画面中の道路画像は右に傾斜するので、目盛画像Ｓを道路画像の傾斜に合わせて右に傾けないと、道路の幅員等を正確に把握することができない。そこで、目盛形成部５０は、撮影高さ・角度取得部４６から撮影手段１０の回転角度αを取得し、図１１に示されるように、形成された目盛画像Ｓを右に回転角度αだけ回転させる。これにより、目盛画像Ｓを道路画像における路面と平行にすることができ、道路の幅員等を正確に把握することができる。
　なお、キャリブレーション部４８により、撮影手段１０が路面からの高さ及び路面と平行な方向となす角度に加えて撮影方向を軸として回転する角度を変化させて撮影し、形成パラメータを生成してもよい。
　図１２には、本実施形態にかかる道路計測装置の動作例のフローが示される。図１２において、キャリブレーション部４８が、例えば図８において説明した方法により形成パラメータを生成する（Ｓ１）。また、画像取得部４４は、上記所定のタイミング毎に撮影手段１０に道路画像を撮影させて、この道路画像を取得する（Ｓ２）。この際に、座標情報取得部５６は、道路画像を撮影した位置の座標情報を座標取得装置１２から取得する。さらに、撮影高さ・角度取得部４６は、道路画像を撮影した時の撮影手段１０の路面からの高さ及び撮影方向が路面と平行な方向となす角度を撮影高さ・角度測定部１１から取得する（Ｓ３）。
　目盛形成部５０は、キャリブレーション部４８が生成した形成パラメータの中に、撮影高さ・角度取得部４６が取得した上記高さ及び路面と平行な方向となす角度に一致する高さ及び路面と平行な方向となす角度を有する形成パラメータがあるか否かを確認する（Ｓ４）。高さ及び路面と平行な方向となす角度が一致する形成パラメータがある場合には当該形成パラメータにより目盛画像を生成する（Ｓ５）。一方、Ｓ４において、高さ及び路面と平行な方向となす角度が一致する形成パラメータがない場合には、上記高さ及び路面と平行な方向となす角度の値が近似する複数の形成パラメータを選択し、線形補間法等の適宜な補間処理により目盛画像を形成する（Ｓ６）。
　なお、上述した、図１２の各ステップを実行するためのプログラムは、記録媒体に格納することも可能であり、また、そのプログラムを通信手段によって提供しても良い。その場合、例えば、上記説明したプログラムについて、「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」の発明として捉えても良い。

Claims (8)

  1. 　道路の路面及び沿道を所定のタイミング毎に撮影する撮影手段と、
    　前記撮影手段の路面からの高さ及び前記撮影手段の撮影方向が路面と平行な方向となす角度の変化から、予め決定した処理手順により前記撮影手段が撮影した道路画像上に目盛画像を形成する目盛形成手段と、
    　前記撮影手段及び前記目盛形成手段を保持し、撮影対象である道路上を走行する計測車両と、
    を備えることを特徴とする道路計測装置。
  2. 　請求項１記載の道路計測装置において、前記処理手順には、前記撮影手段の路面からの高さ及び前記撮影手段の撮影方向が路面と平行な方向となす角度毎に目盛画像の形成パラメータを保持するテーブルが含まれることを特徴とする道路計測装置。
  3. 　請求項１または請求項２記載の道路計測装置において、前記目盛画像は、所定の大きさの矩形が道路画像の水平面上に並んだ碁盤目画像であることを特徴とする道路計測装置。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか一項記載の道路計測装置において、前記目盛形成手段は、前記計測車両が進行方向を変えるときに、前記撮影手段が撮影方向を軸として回転した回転角度に応じて前記目盛画像を道路画像における路面と平行になるように回転させることを特徴とする道路計測装置。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか一項記載の道路計測装置において、前記撮影手段は、前記所定のタイミングの間に所定枚数の画像を撮影し、各画像の明るさの変化に基づき前記所定のタイミング毎の画像の明るさを制御することを特徴とする道路計測装置。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項記載の道路計測装置において、前記計測車両は、自動二輪車、小型自動三輪車または自転車であることを特徴とする道路計測装置。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか一項記載の道路計測装置において、前記計測車両には、前記撮影手段に対して指示情報を走行中に入力するための入力装置が備えられていることを特徴とする道路計測装置。
  8. 　道路の路面及び沿道を所定のタイミング毎に撮影手段で撮影する工程と、
    　前記撮影手段の路面からの高さ及び前記撮影手段の撮影方向が路面と平行な方向となす角度の変化から、予め決定した処理手順により前記撮影手段が撮影した道路画像上に目盛画像を形成する工程と、
    を備えることを特徴とする道路計測方法。
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