實驗區二成果與分析

一、 實驗區與資料介紹

A. 實驗區介紹

實驗區二位於彰化縣線西鄉之縣道 138 號上，其範圍分布如圖 58 所示，

長度約為 500 m，沿途空曠且較少圓桿地物與地物緊鄰之情形。相較於實驗區 一，可發現實驗區二環境較單純。

圖 58 實驗區二範圍圖示

其中，以此移動測繪系統所得之影像說明此實驗區之地物特性，如圖 59 所示。其中，圖 59(a)中可發現圓桿地物較無附著物；圖 59(b)可見圓桿地物較 無近鄰其他地物；圖 59(c)則是位於分隔島上之燈桿亦無其他地物緊臨；而沿 途新種植之路樹，其樹幹均有支架支撐，因此不利於圓桿地物偵測，如圖 59(d)；

此外，此測區內之路樹多為較低矮植物，因此不適用此圓桿地物偵測與分類方 式如圖 59(e)，因此此實驗區之路樹將不加入圓桿地物偵測與分類的討論中。

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(a)圓桿地物較無

附著物 (b)圓桿地物與其 他地物較無緊鄰

(c)圓桿地物位於分隔島上

(d)路樹之樹幹有支架支撐

(e)路樹較為低矮

圖 59 實驗區二特性說明圖(來源：移動測繪系統之影像) B. 資料介紹

實驗區二之點雲資料，如圖 60 所示，其點雲數量為 985,046 個點，其中高 程分布為-1.882 m 到 15.971 m，如圖 60(a)，而其高程為負值是因該實驗區為鄰 海區，所以可能有低於平均海水面的情形；反射值強度經處理後，調整為 0 到 255，如圖 60(b)。計算含有點雲之體元內的點數統計資料，以了解點雲的密度 資訊。若體元大小為 0.1 m×0.1 m×0.1 m 時，此資料中每個體元內平均有 1.50

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個點，標準差為 0.78 個點，中位數為 3 個點。最大值為 6 個點，最小值為 1，

因此為了使體元內有足夠點數量，體元大小設定為 0.2 m×0.2 m×0.2 m。

(a) Colored by Height (-1.882 m ~ 15.971 m)

(b) Colored by Intensity (0 ~ 255) 圖 60 實驗區二點雲資料

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二、 參數設定說明

實驗區二亦使用本研究大量使用場景知識設定門檻值，除了地面點/非地面 點分離過程中所需的 GNSS 天線高度須調整外，其餘參數則沿用與實驗區一設 定，而 GNSS 天線高度經點雲中量測後設定為 1.7 m，由於實驗區二所使用載 具為不同車輛，故其 GNSS 天線高將不同於前一實驗區，其餘設定詳見實驗區 一之設定。

三、 非地面點分離

實驗區二之車行軌跡，其 GNSS 天線高為 1.7 m，藉此將地面點與非地面 點分離其成果如圖 61，可見大多數之地面點與非地面點可有效地分離。

圖 61 實驗區二地面點與非地面點分離

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四、 點雲初步分割之圓桿地物偵測

分離非地面點後，以 0.2 m×0.2 m×0.2 m 體元將點雲資料以八分樹結構化，

並以二十六相鄰之 CCL 演算法完成初步分割，其成果如圖 62，可發現分隔島 上點雲有分割不足的問題。

圖 62 實驗區二非地面點之點雲初步分割成果

其中，初步分割之點群中，點數量大於 20 點之點群有 676 個，若直接據此 偵測點群中之圓桿地物，其成果如表 14 所示。由於點群中可能含有多個圓桿 地物，因此使表 14 中之數量總數(686)不等於初步分割之點群數量(676)，其中 可發現圓桿地物偵測之漏授率達 69.23%，其誤授率達 36.00%，其中漏授之圓 桿地物大多因分割不足所致，如圖 63 紅色虛線框處位於分隔島上之路燈圓桿 地物。

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表 14 實驗區二點雲初步分割之圓桿地物偵測精度(單位：群)

地真資料

圓桿地物 非圓桿地物 總和 誤授率

分類結果 圓桿地物 16 9 25 36.00%

非圓桿地物 36 625 661

總和 52 634 686

漏授率 69.23%

圖 63 實驗區二分隔島上路燈與圓桿地物分割不足說明

五、 點雲再分割之圓桿地物偵測

為了解決點雲初步分割之分割不足問題，本研究先針對各初步分割之點群 偵測桿狀特徵，並且保留具有桿狀特徵之點群，若點群中包含多支桿狀物特徵 時，則予以再分割，而實驗區二經再分割後得 488 個點群，其分割成果如圖 64 所示。若偵測經再分割點群中之圓桿地物，可得其圓桿地物偵測精度，如表 15 所示，其漏授率為 34.15%，誤授率為 28.95%。相較於點雲初步分割，如表 16 所示，圓桿地物偵測之漏授率由 69.23%下降至 34.15%，而誤授率則由 36.00%

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下降至 28.95%，因此可發現經過點雲再分割後，圓桿地物偵測因解決分割不足 問題，使其漏授率有明顯下降，且誤授率下降。

圖 64 實驗區二點群之再分割成果

表 15 實驗區二點雲再分割之圓桿地物偵測精度(單位：群)

地真資料

圓桿地物 非圓桿地物 總和 誤授率 分類結果 圓桿地物 27 11 38 28.95%

非圓桿地物 14 436 450

總和 41 447 488

漏授率 34.15%

表 16 實驗區二點雲再分割前後之圓桿地物偵測精度

點雲初步分割 點雲再分割 漏授率 69.23% 34.15%

誤授率 36.00% 28.95%

其中，實驗區二影響圓桿地物偵測因素主要為點雲密度不足，如圖 65 所 示，因其桿狀物太小導致點雲稀疏，以至於無法偵測該圓桿地物。

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表 18 實驗區二分類精度(含漏授之圓桿地物)

路樹 類型 1 類型 2 類型 3 類型 4 類型 5 平均 誤授率 N/A 0.00% N/A N/A 12.50% 61.11% 24.54%

漏授率 N/A 66.67% N/A 100.00% 68.18% 50.00% 71.21%

整體精度 36.59%

而實驗區二影響分類精度因素有二，分別為點雲密度不足與掃描到交通號 誌牌背面，如圖 66 所示。其中，圖 66(a)紅色虛線框選處說明圓桿地物上半部 因點雲稀疏，使其於初步分割時，分割成不同點群，進而導致後續圓桿地物分 類錯誤；圖 66(b)紅色虛線框選處說明交通號誌牌若掃描至其背面時，該交通 號誌牌將不具高反射強度，導致後續圓桿地物分類錯誤。

(a) 點雲密度稀疏

(b) 交通號誌牌背面無高反射強度(影像來源：移動測繪系統之影像) 圖 66 實驗區二影響分類精度因素之說明圖示

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