線形幾何情報判定機能

線形の幾何情報を抽出するには，その種類を把握する必要がある．道路の平面線形には，

直線，円弧，クロソイド曲線が用いられる．また，縦断線形には，直線と2次曲線が用いら れる．本機能では，3次元データ生成部の出力の一部である継ぎ手の位置を線形の始点と終 点の候補とし，各線形の幾何情報を判定する．

本機能は直線判定処理，円弧判定処理，クロソイド曲線判定処理と2次曲線判定処理によ り構成される．

(1) 直線判定処理

本処理では，対象線形の近似直線を算出し，平均誤差により対象線形が直線かを判定する．

具体的には，最小二乗法を用いて対象線形の近似直線を生成し，図 3.13に示すように各特 徴点から近似直線への垂線距離の平均値を平均誤差として算出する．平均誤差が小さい場 合，対象線形を直線と判定する．判定の基準値はMMSの計測精度を参照する．

垂線距離

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を生成し，図 3.14に示すように各特徴点から近似円への垂線距離の平均値を平均誤差とし て算出する．垂線距離の平均値が小さい場合，対象線形を円弧と判定する．判定の基準値は MMSの計測精度を参照する．

図 3.14 円弧判定処理

(3) クロソイド曲線判定処理

本処理では，平面上において，直線，円弧のどちらでもないものをクロソイド曲線として 識別する．次に，クロソイド曲線の種類を判定する．ここで存在可能なクロソイド曲線の種 類は，基点の位置から図 3.15に示すような3種類である．

図 3.15 存在可能なクロソイド曲線種類

クロソイド曲線Aでは，基点が線形の中央付近にある．クロソイド曲線Bでは，基点が進 行方向の始点にある．クロソイド曲線Cでは，基点が進行方向の終点にある．

これらの種類を認識するには，まず図 3.16に示すように点列の始点と終点を直線で結ぶ．

中心点

半径 近似円 垂線距離

クロソイド曲線B クロソイド曲線C

基点 基点

進行方向 進行方向

基点 クロソイド曲線A

次に，線形両側の点を統計し，それぞれの側に連続する複数の点が存在する場合，幾何情報 がクロソイド曲線Aと判定する．

図 3.16 クロソイド曲線種類Aの判定

クロソイド曲線Bとクロソイド曲線Cに対して，図 3.17に示すようにまず，対象線形を 中央から前後2個の線形に分ける．次に，最小二乗法を用いて前後の線形の近似円の曲率半 径を算出する．最後に，前後の近似円弧の曲率半径を比較することでクロソイド曲線の種類 を判定する．

中央位置

曲率半径が大きい 曲率半径が小さい 前半分の

近似円弧

後半分の 近似円弧 クロソイド曲線

クロソイド曲線B 進行方向

進行方向

曲率半径が小さい 中央位置 曲率半径が大きい 前半分の

近似円弧

後半分の 近似円弧

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(4) 2次曲線判定処理

本処理では，縦断面上の線形が直線か2次曲線かを判定する．具体的には，平面の直線判 定処理と同じように近似直線の平均誤差を算出し，各特徴点から近似直線への垂線距離が 小さい場合は対象線形を直線，大きい場合は2次曲線と判定する．