JP6673700B2 - 地物情報提供システム - Google Patents

Description

本発明は地物情報提供システムに関するものである。

地物に関する名称を提供するものとして、従来、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この従来例は２次元地図を表示するもので、２次元地図上において建築物を表現するためのポリゴンには、属性データとして当該建築物の所有者の名称等が設定される。

一方、特許文献２においては、建物の３次元形状を表す図形データに対し、属性データとして当該建物に関する地上建物台帳等に記載の情報がリンケージされる。以上の属性データは、例えば、その内容を検索キーとして地物の検索に利用することが可能である。

特開２００６-７２０６８号公報 特開２００３-７７０００号公報

しかしながら、上記従来例は、利用者が携帯型通信端末装置を利用して現地から照会する際には、使い勝手が悪いという欠点がある。

すなわち、利用者が自身の目の前にある地物の名称を調べるには、当該地物を表しているものを地図空間上において特定、指定するために実空間の地図空間への当てはめを強いられることから、手間がかかる上に、当てはめを間違えることで誤解を生じるおそれがある。

本発明は以上の欠点を解消すべくなされたものであって、使い勝手の良好な地物情報提供システムの提供を目的とする。また、本発明の他の目的は使い勝手の良好なサーバ装置の提供にある。

本発明によれば上記目的は、
自位置計測手段、および
撮像装置１、撮像装置１により撮像した際の自位置を検出する自位置計測手段２、および撮像装置１の光軸方向を検出する撮像方向計測手段３を備えた携帯型通信端末装置４と、
前記携帯型通信端末装置４から自位置計測情報および撮像方向計測情報を受信する入力手段５を備えたサーバ装置６とを有し、
前記サーバ装置６は、
数値表層モデル７、および地物８に関する名称を属性データとするポリゴン９を２次元平面上における当該地物８の配置領域に設定したポリゴンデータ１０を格納する地図データ格納部１１と、
前記自位置計測情報および撮像方向計測情報により決定される撮像ベクトル１２の地図空間内における前記数値表層モデル７との交点１３を演算し、該交点１３の２次元座標が属する前記ポリゴン９の属性データを抽出する検索手段１４と、
前記検索手段１４により抽出された属性データを携帯型通信端末装置４に送信する出力手段１５とを有する地物情報提供システムを提供することにより達成される。

本発明によれば、携帯型通信端末装置４は、撮像装置１により地物８を撮像した際の自位置と撮像方向を自位置計測手段２および撮像方向計測手段３により取得し、サーバ装置６に出力する。これらを受信したサーバ装置６は、自位置計測情報および撮像方向計測情報に基づいて地図空間内で撮像ベクトル１２を設定し、該撮像ベクトル１２の数値表層モデル７（ＤＳＭ）との交点１３を演算した上で、交点１３の２次元座標が属するポリゴン９を特定し、その属性データを携帯型通信端末装置４に送信する。

撮像装置１による撮像条件を利用して情報提供対象の地物８を特定する本発明において、利用者は対象の地物８を撮像装置１で撮像するだけでよく、実空間の地図空間への当てはめが不要になるために、使い勝手を極めて向上させることができる。また、近時、いわゆるスマートフォン等の携帯型通信端末装置４には、カメラやＧＰＳ（ＧＮＳＳ）受信機、電子コンパス機能が概ね搭載されているために、システムはこれらを利用して容易に構築することが可能である。また、以上に加えて携帯型通信端末装置４にはディスプレイも標準装備されているために、これを利用して撮像装置１による撮像状況や、地物８に関する名称を表示することが可能である。

さらに、撮像条件に基づいて対象地物８の位置を３次元空間内で特定するために数値表層モデル７を利用し、特定した３次元座標位置から地物８の名称を検索するために、この３次元座標位置から２次元座標位置を抽出した上で、地物８に関する名称を属性データとするポリゴン９を２次元平面上に展開したポリゴンデータ１０を利用することにより、例えばテクスチャマッピングによる３次元のＧＩＳを構築するような場合に比べてソフトウェア開発の手間を大幅に削減することができる。上記数値表層モデル７は既存のものを流用しても足りるが、最新の環境を反映させるために航空写真測量等により作成した場合でもそれ程の手間がかかることはないし、また、ポリゴンデータ１０についても既存の２次元のＧＩＳを流用しても足りる。

また、上述した地物８に関する名称は、例えば、東京スカイツリーと、これに水族館等の付帯施設を含めて構成される東京スカイツリータウンや、木曽駒ヶ岳と、これが属する山脈の総称である日本アルプス、さらには東京タワーと、その所在地が属する行政区域の町名である芝公園４丁目といったように、地物８が属する領域を狭域として捉えたときと、広域として捉えたときとで一般に異なるものになる。このような事情に配慮すれば、サーバ装置６は、地物８に関する狭域の名称に加え、より広域の名称の適数をも属性データとして各ポリゴン９に関連付けて格納する属性データベース１６と、上記検索手段１４による属性データの抽出に際して、検索手段１４により抽出される上記狭域の名称に対し、広域の名称の抽出をオプション選択情報として付加する選択情報付加手段１７とを有して構成することが望ましく、これにより撮像条件に基づいて検索結果の絞り込みをしつつ、所望の地物８名称までスムーズに辿り着くことができる。

さらに、上記数値表層モデル７は、情報提供対象の地物８の位置を撮像条件に従って特定するために、その位置精度を良好にすることが望ましい。この場合、数値表層モデル７について、航空写真測量と航空レーザ測量の双方の測量成果を統合して生成すれば、それぞれの計測方法による長所を生かして高精度な数値表層モデル７を様々な地形条件の元で安定して得ることができる。

加えて、上述したＧＰＳは、その性質上、標高方向の位置精度に劣る傾向があり、これにより撮像ベクトル１２の精度が低下するおそれが懸念される。この点、サーバ装置６について、自位置計測情報内の平面位置情報に対応する数値表層モデル７における標高値を抽出する標高値抽出手段１８を有し、検索手段１４は、上記自位置計測情報内の標高情報に代えて、上記標高値抽出手段１８による標高値に所定の補正値Ｃを加算した補正後標高値を標高データとして使用して撮像ベクトル１２を決定するように構成すれば、数値表層モデル７を利用して標高位置精度をより高めることができる。上記補正値Ｃには、例えば、撮像装置１により撮像する際に携帯型通信端末装置４が利用者によって構えられる一般的な高さを利用することが可能である。

また、本発明によれば、
撮像装置１により取得され、該撮像装置１により撮像した際の自位置計測情報、および撮像装置の光軸方向を検出した撮像方向計測情報を受信する入力手段５と、
数値表層モデル７、および地物８に関する名称を属性データとするポリゴン９を２次元平面上における当該地物８の配置領域に設定したポリゴンデータ１０を格納する地図データ格納部１１と、
前記自位置計測情報および撮像方向計測情報により決定される撮像ベクトル１２の地図空間内における前記数値表層モデル７との交点１３を演算し、該交点１３の２次元座標が属する前記ポリゴン９の属性データを抽出する検索手段１４と、
前記検索手段１４により抽出された属性データを送信する出力手段１５とを有するサーバ装置６を提供することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、地物に関する名称を極めて手軽に、かつ正確に取得できるために、例えば観光をより充実させることなどができる。

本発明に係る地物情報提供システムのハードウェア構成図である。 数値表層モデルとポリゴンデータの関係を示す図で、（ａ）は地理的位置に基づいて相互に関連付けられた状況を説明する斜視図、（ｂ）は撮影ベクトルに基づいて数値表層モデルを介してポリゴンが特定される状況を説明する図である。 撮影状況を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は要部拡大側面図である。 本発明に係る地物情報提供処理のフローチャートである。

図１ないし図４に本発明の実施の形態を示す。この実施の形態において、地物情報提供システムは、図１に示すように、サーバ装置６と、スマートフォン（携帯型通信端末装置４）の適数とをインターネット等の通信ネットワーク２１により接続して構成される。上記スマートフォン４の筐体には、カメラ（撮像装置１）と、ＬＣＤ等からなるディスプレイ２２と、情報処理時のメニュー選択等に使用する操作部２３とが配置される。

また、上記スマートフォン４には、地物８情報提供用のアプリケーションソフトウェアがインストールされ、これにより上述のカメラ１によって取得される動画がスルー画像（ライブビュー画像）としてディスプレイ２２に表示可能にされるとともに、制御部２４により制御されて動作する自位置計測手段２および撮像方向計測手段３が形成される。上記自位置計測手段２は、ＧＰＳ（ＧＮＳＳ）によりスマートフォン４の位置、言い換えれば上記カメラ１の位置を、撮像方向計測手段３は電子コンパス、すなわち３軸タイプの地磁気センサと、３軸加速度センサとによりカメラ１の撮像方向、言い換えればカメラレンズの光軸方向を検出する。以上のスマートフォン４は、交信部２５により上述の通信ネットワーク２１に接続され、スルー画像取得時のカメラ位置およびカメラ撮像方向を計測した情報をサーバ装置６に送信する。

図３はスマートフォン４によるスルー画像の取得状況を示すもので、このとき上記自位置計測手段２は経緯度ｘ，ｙと、標高値ｚからなる３次元座標ｘ，ｙ，ｚによりスマートフォン４の位置を測定し、また、上記撮影方向計測手段は、カメラ１の撮像方位を方位角θとして、また、カメラ１の撮像仰俯角を仰角αとして回転角ω，φ，ｋにより磁北方向を基準に計測する。なお、図３において８は建物等の地物、２６は道路、２７はカメラレンズの光軸、２７ａは該光軸２７が地物と接触する点である。また、図３（ｃ）においてｃは、スルー画像取得時のスマートフォン４の地上高である。

一方、サーバ装置６は、制御手段２８により制御されて動作する地図データ格納部１１、属性データベース１６、標高値抽出手段１８、検索手段１４、選択情報付加手段１７、オプション情報付加手段２９、出力データ生成手段３０、および交信手段３１を有し、交信手段３１により上述の通信ネットワーク２１に接続され、その入力手段５によりスマートフォン４から上述のカメラ位置計測情報等の受信を、出力手段１５によりスマートフォン４へのデータ送信を行う。

上記地図データ格納部１１は、数値表層モデル７（ＤＳＭ）とポリゴンデータ１０とを有し、図２（ａ）に示すように、これらを地理的位置を基準にしてＧＩＳのように重ね合わせることにより構築される。上記数値表層モデル７は、この実施の形態においては、複数台のカメラを備えて１回の撮影で複数の方向を同時撮影するオブリークカメラを用いた航空写真測量と、航空レーザ測量とのそれぞれの成果を統合して形成される。測量成果の統合は、レーザ測量の成果として取得される点群と同様に点状に分布する計測ポイントを航空写真測量における測量成果から抽出し、航空レーザ測量の成果である点群と複合させることによりなされ、これにより、位置精度の極めて優れた数値表層モデル７が生成される。

一方、上記ポリゴンデータ１０は、２次元地図のように各種地物８の位置や大きさを２次元平面上でポリゴン９を用いて定義したものであり、例えば経緯度からなる２次元直交座標系における各種地物８の配置領域にそれぞれポリゴン９を設定して形成される。

上記属性データベース１６は、上述のポリゴン９の各々と、各ポリゴン９が示す地物８の属性データとを関連づけて格納する。この属性データには、ポリゴン９が表す地物８についての狭域の名称、例えばご神木の名称に加え、より広域の名称、例えばご神木が建立される神社名、村名などの適数についてもそれぞれフィールドが設定される。また、上記属性データには、地物８についての解説情報、例えばご神木の由来のフィールドも設定される。

上記標高値抽出手段１８は、上述のように入力手段５により受信される３次元座標値ｘ，ｙ，ｚからなるカメラ位置計測情報から平面座標ｘ，ｙ、すなわち経緯度情報を抽出した上で、上述の数値表層モデル７を参照し、この経緯度情報に応じた数値表層モデル７の標高値を抽出する。

上記検索手段１４は、上記標高値抽出手段１８により抽出された標高値、並びに上述の自位置計測情報および撮影方向計測情報に基づいて、撮影対象の地物８に関する名称を検索する。検索に際しては、まず最初に、図２（ｂ）に示すように、数値表層モデル７による地図空間内において、上記標高値、自位置計測情報における平面座標ｘ，ｙ、および撮像方向計測情報ω，φ，ｋに基づいて撮像ベクトル１２を設定し、この撮像ベクトル１２の数値表層モデル７との交点１３を求める。撮像ベクトル１２の始点であるスマートフォン４の３次元座標位置は、上記標高値に対して適宜の補正値Ｃを加えて算出される標高座標位置Ｚと、自位置計測情報における平面座標位置ｘ，ｙに対応するＸ，Ｙとが採用される。上記標高座標位置を得るための補正値Ｃには、例えばカメラ１撮像する際にスマートフォン４が利用者によって構えられる一般的な高さｃと考えられる１５５ｃｍが利用される。

交点１３が特定されたら、次に、図２（ｂ）に示すように、この交点１３のポリゴンデータ１０上における対応点３２を求めた上で、この対応点３２が属するポリゴン９を特定する。この後、特定したポリゴン９に対応する属性データを属性データベース１６において検索すれば、地物８に関する名称が得られる。属性データベース１６の属性データには、上述のように狭域の名称が含まれており、検索手段１４による検索は、この狭域の名称を対象にしてなされる。

上記選択情報付加手段１７は、上述のように検索手段１４が自位置計測情報等を利用してポリゴン９を特定した上で、その属性データから狭域の名称を取得するのに対し、属性データベース１６において当該属性データに含まれるより広域の名称について、オプション選択情報として切換表示するか否かの選択情報を生成する。上記属性データに広域の名称が複数ある場合には、選択情報が逐次生成され、各選択情報は、より狭域のものを優先して順次切換表示されるように順番付けられる。

上記オプション情報付加手段２９は、選択情報付加手段１７では属性データにおける地物８に関する広域の名称が選択情報の対象にされたのに対し、地物８に関する解説情報を対象にして選択情報を生成する。このオプション情報付加手段２９は、検索手段１４によりポリゴン９が特定されると、先ず、属性データベース１６から地物８に関する解説情報の有無を検索し、解説情報がある場合に限って選択情報を生成する。

上記出力データ生成手段３０は、検索手段１４による検索結果としての地物８に関する狭域の情報をスマートフォン４のディスプレイ２２に表示させるための出力データを生成する。この生成に際しては、選択情報付加手段１７やオプション情報付加手段２９により生成された選択情報も表示対象に含められる。

図４に以上の地物情報提供システムの動作を示す。先ず、スマートフォン４の所有者が操作部２３を操作してアプリケーションソフトウェアを起動させ、ディスプレイ２２にスルー画像を表示させると（ステップＣ１）、制御部２４は自位置計測手段２、撮像方向計測手段３からカメラ位置計測情報等を取得し（ステップＣ２）、これをサーバ装置６に送信する（ステップＣ３）。

サーバ装置６においては、スマートフォン４からデータを受信すると、先ず最初に制御手段２８により、上述の選択情報としての追加情報の要求の受信であるか（ステップＳ１）、それともカメラ位置計測情報等の受信であるか（ステップＳ２）が判別される。追加情報の要求であるときには、選択情報付加手段１７等を介して選択情報に応じた属性データを属性データベース１６から抽出させる（ステップＳ７）。一方、カメラ位置計測情報等が受信されたときには、制御手段２８は、標高値抽出手段１８により数値表層モデル７から標高値を抽出させた上で、検索手段１４により、この標高値に補正値Ｃを加算して補正後標高値を算出させ、また、これにカメラ位置計測情報等を組み合わせて撮像ベクトル１２を解析させ、さらに、解析した撮像ベクトル１２に加えて数値表層モデル７とポリゴンデータ１０を利用して属性データを抽出させる（ステップＳ３）。

次に、制御手段２８は、選択情報付加手段１７等にオプション選択情報の有無を問い合わせ（ステップＳ４）、オプション選択情報があるときには、これを加えた上で（ステップＳ５）、出力データ生成手段３０により検索結果画面を生成させて出力手段１５からスマートフォン４に送信させる（ステップＳ６）。

スマートフォン４が検索結果を受信すると（ステップＣ４）、制御部２４は検索結果をディスプレイ２２に表示させる（ステップＣ５）。この後、操作部２３が操作されてオプション選択情報が選択されると（ステップＣ６）、制御部２４は追加情報の要求を交信部２５からサーバ装置６に送信して（ステップＣ７）追加情報の受信を待ち、追加情報が受信される（ステップＣ４）と、上述同様、これをディスプレイ２２に表示し（ステップＣ５）、更なるオプション選択情報の選択を待つ（ステップＣ６）。オプション選択情報が選択されなければ、そこで地物情報提供処理が完了する。

なお、上述した実施の形態においては、携帯型通信端末装置としてスマートフォン４を用いる場合を示したが、自位置計測機能等を備えていればタブレットコンピュータやウェアラブルコンピュータを利用することも可能である。また、検索結果の画面表示は、例えば地物８名称の文字表示と、オプション選択情報のボタン表示などにより構成することが可能であるが、この際、スルー画像に重ねて表示すれば、利用者による理解をよりしやすくすることが可能である。さらに、検索結果は、ディスプレイ２２に文字情報等として表示するほか、音声情報にして利用者に知らせても足り、この場合、サーバ装置６の属性データに音声ファイルを設定すれば足りる。
（付記）
（付記１）
撮像装置、自位置計測手段、および撮像装置の撮像方向計測手段を備えた携帯型通信端末装置と、
前記携帯型通信端末装置から自位置計測情報および撮像方向計測情報を受信する入力手段を備えたサーバ装置とを有し、
前記サーバ装置は、
数値表層モデル、および地物に関する名称を属性データとするポリゴンを２次元平面上における当該地物の配置領域に設定したポリゴンデータを格納する地図データ格納部と、
前記自位置計測情報および撮像方向計測情報により決定される撮像ベクトルの地図空間内における前記数値表層モデルとの交点を演算し、該交点の２次元座標が属する前記ポリゴンの属性データを抽出する検索手段と、
前記検索手段により抽出された属性データを携帯型通信端末装置に送信する出力手段とを有する地物情報提供システム。
（付記２）
前記サーバ装置は、
地物に関する狭域の名称に加え、より広域の名称の適数をも属性データとして各ポリゴンに関連付けて格納する属性データベースと、
前記検索手段による属性データの抽出に際して、検索手段により抽出される前記狭域の名称に対し、広域の名称の抽出をオプション選択情報として付加する選択情報付加手段とを有する付記１記載の地物情報提供システム。
（付記３）
前記数値表層モデルは、航空写真測量と航空レーザ測量の双方の測量成果を統合して生成される付記１または２記載の地物情報提供システム。
（付記４）
前記サーバ装置は、前記自位置計測情報内の平面位置情報に対応する数値表層モデルにおける標高値を抽出する標高値抽出手段を有し、
前記検索手段は、前記自位置計測情報内の標高情報に代えて、前記標高値抽出手段による標高値に所定の補正値を加算した補正後標高値を標高データとして使用して撮像ベクトルを決定する付記１ないし３のいずれかに記載の地物情報提供システム。
（付記５）
自位置計測情報および撮像方向計測情報を受信する入力手段と、
数値表層モデル、および地物に関する名称を属性データとするポリゴンを２次元平面上における当該地物の配置領域に設定したポリゴンデータを格納する地図データ格納部と、
前記自位置計測情報および撮像方向計測情報により決定される撮像ベクトルの地図空間内における前記数値表層モデルとの交点を演算し、該交点の２次元座標が属する前記ポリゴンの属性データを抽出する検索手段と、
前記検索手段により抽出された属性データを送信する出力手段とを有するサーバ装置。
（付記６）
携帯型通信端末装置から自位置計測情報および撮像方向計測情報を受信する入力手段と、
数値表層モデル、および地物に関する名称を属性データとするポリゴンを２次元平面上における当該地物の配置領域に設定したポリゴンデータを格納する地図データ格納部と、
前記自位置計測情報および撮像方向計測情報により決定される撮像ベクトルの地図空間内における前記数値表層モデルとの交点を演算し、該交点の２次元座標が属する前記ポリゴンの属性データを抽出する検索手段と、
前記検索手段により抽出された属性データを前記携帯型通信端末装置に送信する出力手段とを有するサーバ装置。

１ 撮像装置
２ 自位置計測手段
３ 撮像方向計測手段
４ 携帯型通信端末装置
５ 入力手段
６ サーバ装置
７ 数値表層モデル
８ 地物
９ ポリゴン
１０ ポリゴンデータ
１１ 地図データ格納部
１２ 撮像ベクトル
１３ 交点
１４ 検索手段
１５ 出力手段
１６ 属性データベース
１７ 選択情報付加手段
１８ 標高値抽出手段
Ｃ 補正値

Claims (5)

1. 撮像装置、撮像装置により撮像した際の自位置を検出する自位置計測手段、および撮像装置の光軸方向を検出する撮像方向計測手段を備えた携帯型通信端末装置と、
   前記携帯型通信端末装置から自位置計測情報および撮像方向計測情報を受信する入力手段を備えたサーバ装置とを有し、
   前記サーバ装置は、
   数値表層モデル、および地物に関する名称を属性データとするポリゴンを２次元平面上における当該地物の配置領域に設定したポリゴンデータを格納する地図データ格納部と、
   前記自位置計測情報および撮像方向計測情報により決定される撮像ベクトルの地図空間内における前記数値表層モデルとの交点を演算し、該交点の２次元座標が属する前記ポリゴンの属性データを抽出する検索手段と、
   前記検索手段により抽出された属性データを携帯型通信端末装置に送信する出力手段とを有する地物情報提供システム。
2. 前記サーバ装置は、
   地物に関する狭域の名称に加え、より広域の名称の適数をも属性データとして各ポリゴンに関連付けて格納する属性データベースと、
   前記検索手段による属性データの抽出に際して、検索手段により抽出される前記狭域の名称に対し、広域の名称の抽出をオプション選択情報として付加する選択情報付加手段とを有する請求項１記載の地物情報提供システム。
3. 前記数値表層モデルは、航空写真測量と航空レーザ測量の双方の測量成果を統合して生成される請求項１または２記載の地物情報提供システム。
4. 前記サーバ装置は、前記自位置計測情報内の平面位置情報に対応する数値表層モデルにおける標高値を抽出する標高値抽出手段を有し、
   前記検索手段は、前記自位置計測情報内の標高情報に代えて、前記標高値抽出手段による標高値に所定の補正値を加算した補正後標高値を標高データとして使用して撮像ベクトルを決定する請求項１ないし３のいずれかに記載の地物情報提供システム。
5. 撮像装置により取得され、該撮像装置により撮像した際の自位置計測情報、および撮像装置の光軸方向を検出した撮像方向計測情報を受信する入力手段と、
   数値表層モデル、および地物に関する名称を属性データとするポリゴンを２次元平面上における当該地物の配置領域に設定したポリゴンデータを格納する地図データ格納部と、
   前記自位置計測情報および撮像方向計測情報により決定される撮像ベクトルの地図空間内における前記数値表層モデルとの交点を演算し、該交点の２次元座標が属する前記ポリゴンの属性データを抽出する検索手段と、
   前記検索手段により抽出された属性データを送信する出力手段とを有するサーバ装置。

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