JP2010267254A - 地物画像表示装置、地物画像表示方法、地物画像表示プログラム、位置検出装置、位置検出方法、位置検出プログラム及び地物図面データ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】救助活動支援装置は、建物の各階の見取図G1〜G4を示す平面図データに、平面図データ上の2点を位置基準点として、位置基準点の経度及び緯度を示すXY座標データ、及び平面図データの高さ位置を示すZ座標データが関連付けられて記憶手段に格納されており、この各階の平面図データを、XY座標データ及びZ座標データに基づいて仮想三次元空間の座標系に対応させて配置し、前記仮想三次元空間の高さ方向を表示画面の上下方向に合わせた画像として表示手段の表示画面Dに表示することで、見取図G1〜G4のそれぞれがずれることなく、立体的に表示することができる。
【選択図】図5
Description
表示制御手段が平面図データの座標系を基準に表示画面に表示するときには、補正角度に基づいて仮想三次元空間における仮想水平面の座標系の座標軸を基準に測量座標系の座標軸を回転させる。そうすることで、見取図の左右方向が仮想三次元空間の仮想水平面の左右方向と合致した状態で配置することできる。この状態で、表示制御手段が仮想三次元空間の各平面図データを、仮想三次元空間の高さ方向を表示画面の上下方向に合わせた画像として表示手段に表示することで、例えば、平面視して長方形状の建物が表示画面の対角線に沿って斜めに表示されたり、建物の正面が表示画面の下方に向くところが上側に向いたりして、見えにくい状態となってしまうことを防止することができる。
この位置検出装置は、二次元の見取図を仮想三次元空間の立体画像として表示することで、地物全体の形状や構成を把握しやすく、人や物の移動を正確に把握することができるものである。
本発明の実施の形態では、位置検出装置の一例である救助活動支援装置を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、救助活動支援システム1は、火災や災害などで、病院や介護施設などに所在する要介護者や、ホテルに滞在する宿泊客などを、消防隊員や救急隊員などの救助者が救助活動を行う際に用いられるものである。
救助活動支援システム1は、救助者Rが携帯する位置通信装置2と、救助者Rの位置を建物B内の見取図に重畳させて表示する位置検出装置として機能する救助活動支援装置3とを備えている。位置通信装置2と救助活動支援装置3とは、電気通信回線NWを介して通信可能に接続されている。
救助活動支援装置3は、消防本部H1や、地域の消防署H2に設置されたり、消防車(指令車も含む)Cで搬送され、火災現場で使用されたりするものである。監視者(操作者)である指揮者が、消防本部H1や、地域の消防署H2、又は現場に所在して、救助活動支援装置3を見ながら、被監視体である救助者Rの救助活動を支援する。
救助活動支援装置3は、図3に示すように、無線手段31と、入力手段32と、表示手段33と、記憶手段34と、表示制御手段35とを備えている。
なお、本実施の形態では、経度座標データをX座標データ、緯度座標データをY座標データ、階高さデータをZ座標データと称する。また、経度座標データ・緯度座標データをまとめて、XY座標データと称する。
例えば、図1に示す建物Bが3階建で屋上がある場合には、平面図データとしては、図4(A)から同図(D)に示される各階の見取図G1〜G4が準備される。この平面図データは、この建物Bを建設するときのCADデータをそのまま流用したり、消防本部にて管理されている建物Bの紙図面をスキャナ装置で読み込んでイメージデータとしたりすることができる。また、新たに見取図をCAD入力して平面図データとすることも可能である。
映像表示手段35dは、位置通信装置2からの映像を、無線手段31を介して受信して表示手段33へ、表示する機能を備えている。
立体化表示手段35eは、各階の補正した平面図データを、XY座標データ及びZ座標データに基づいて仮想三次元空間の座標系に対応させて配置し、仮想三次元空間の高さ方向を表示画面の上下方向に合わせた画像として表示手段33に表示する機能を備えている。
移動方向表示手段35jは、位置通信装置2からの現在地と以前の位置との前後2箇所の位置データに基づいて救助者Rが移動する方向を、位置平面図データが配置された仮想三次元空間に重畳させて表示手段33へ出力する機能を備えている。
まず、事前の準備として記憶手段34に建物図面データのデータベースを構築する。このデータベースは、救助活動支援装置3として機能するコンピュータに構築してもよいし、他のコンピュータで建物図面データのデータベースを構築した後に、救助活動支援装置3として機能させるコンピュータに移入してもよい。
平面図データを紙図面から読み込む場合には、紙図面である見取図をスキャナ装置にて読み取り、記憶手段34に格納する。
このような関連付けを順次、1階から屋上までの見取図G1〜G4全部に実施することで、建物Bに関する測量座標データの入力が完了する。
ここで、地物画像表示装置として機能する平面図表示手段35c及び立体化表示手段35eが建物図面データに基づいて表示する方法について、図面に基づいて説明する。
この仮想三次元空間SのZ軸は、二次元で表示される表示画面の高さ方向であると共に建物Bの高さ方向で、建物Bの高さに合わせた縮尺に調整されている。X軸は、表示画面の左右方向で、矩形状の平面図データの上辺及び下辺と平行である。Y軸は、表示画面と直交する奥行き方向で、平面図データの右辺及び左辺と平行である。X軸及びY軸も、平面図データの大きさに合わせた縮尺に調整されている。なお、図5においては、Y軸が表示画面Dと直交する奥行き方向であるため、見取図は二次元的な線となり指揮者からは間取りを見ることができないが、便宜上、見取図G1〜G4を少し傾斜させた状態で図示している。また、図6においては、便宜上、仮想三次元空間Sを遠近法の一点透視図法に基づいて表示している。
建物は、緯度・経度により表される測量座標系の北方向と、建物Bを表す見取図の上方向とが偶然同じとなる場合を除き、一致するように設計されていないので、例えば図7に示すように、緯度・経度を示す軸方向に対して斜めの状態となっていることが多い。しかし、この建物を示す見取図G1〜G4(図4参照)などは、矩形状の領域に対して収まりよくするために建物の配置を、図面上の上下方向及び左右方向に合わせている。これは、手書きで紙図面を作成する場合でも、CADで図面を作成する場合でも同様である。そして、CADで図面を作成したときの平面図データや、紙図面をスキャナ装置で読み込んで生成された平面図データを表示するときには、この矩形状の領域の一の角部、例えば左下を平面図データの座標系の原点とし、左右方向をX軸、上下方向をY軸として表示される。
補正角度θ=tan-1[(Y’−Y)/(X’−X)]・・・(1)
但し、ポイントP11の経度をX、緯度をYとし、ポイントP12の経度をX’、緯度をY’とする。
同様にして、見取図G2,G3,G4についても、それぞれの平面図データを仮想三次元空間Sへ配置する。そうすることで、それぞれの階に対応した平面図データが、補正された座標軸に基づいて順番に表示されるので、全ての階の平面図データの方向を合わせた状態で表示画面Dの立体表示領域ALに表示させることができる。
また、平面表示領域AR1においても、座標軸が補正された仮想水平面Hを表示画面Dの二次元平面に対応させて、見取図G1からそれぞれ見取図G2〜G4(図5においては見取図G2,G3)の各平面図データを配置することで、それぞれの階に対応した平面図データが、補正された座標軸に基づいて順番に表示される。従って、表示画面Dの左右方向及び見取図G1の左右方向と、表示画面Dの上下方向及び見取図G1の上下方向とを一致させた表示を平面表示領域AR1に行うことができる。
また、表示画面Dの立体表示領域ALに、二次元の平面図データを、仮想三次元空間に表示を行うと共に、平面表示領域AR1に、平面図表示手段35cにより平面図データを正面視したときの画像を表示することで、同じ表示画面Dで傾斜した状態の平面図データと傾斜していない状態の平面図データとが表示されるので、各高さごとの見取図を把握しやすくすることができる。
映像表示手段35dによる映像MVは、被監視体である救助者が携帯する位置通信装置2の撮像手段24が送信したものである。映像表示手段35dには、位置通信装置2からの映像を無線手段31を介して受信し、表示手段33の表示画面Dに表示する。そうすることで、救助者が活動を行っている現場の状況などがより詳細に把握することができる。
図9においては、救助者RがマークM1又はマークM2にて示される位置から、部屋の角KDに向かって撮像している例を示している。なお、この映像MVは、動画とするだけでなく、定期的に撮像される静止画でもよい。
y=(Y2−Y1)/(X2−X1)×(x−X2)−Y2・・・・・(2)
そして、移動方向表示手段35jは、算出された移動方向を矢印Fにて、立体表示領域ALに表示された仮想三次元空間Sの平面図データに重畳させて表示手段33へ表示する。そうすることで、救助者Rの移動している方向が容易に把握することができる。また、映像表示領域AR2に映像MVが表示されていれば、撮像されている方向を容易に把握することができる。
例えば、カーソルキーの一つである上矢印キーを押下する。この上矢印キーを押下している間の時間が変更量となる。図10(A)及び同図(B)に示すように、傾斜表示手段35hは、上矢印キーを押下している間、各階の平面図データの中心点Oを通る仮想直線Lxを回転軸として、それぞれの平面図データを傾斜させる。つまり、見取図G1〜G4である平面図データの手前を下降させ、奥側を上昇させる。各階に対応するそれぞれの平面図データを傾斜させることにより、指揮者に対して見えやすい方向へ平面図データを傾斜させることができる。
例えば、図5にマークM2として救助者Rの位置を表示したときに、入力手段32を操作して平面図データの表示傾斜角度を調整しながら観察すれば、より救助者Rの位置を把握しやすくすることができ、有効である
また、本発明は、施設としては、要介護者が所在する病院や介護施設、工場などの他に、動物園やショッピングモール、博物館の展示ルームなどで使用することができる。その場合には、観客や買い物客などに位置通信装置としてGPS機能付き携帯電話を携行させることで、人気の度合いや、観客・買い物客の動線などの検出、動態調査することができる。また、被監視体は、移動体である救助者だけでなく、移動しない物品でもよい。そうすることで、位置検出装置として機能する救助活動支援装置は倉庫管理や在庫管理などの物品管理装置としても応用することができる。
更に、山や河、沿岸などの自然物の所定高さごとの断面図や平面図を平面図データとして仮想三次元空間Sに配置して表示画面に表示させることで、山や河での形状が把握しやすくなり、人や物の所在や移動を容易に把握することができる。
2 位置通信装置
21 無線手段
21a アンテナ
22 GPS測位手段
23 識別情報送信手段
24 撮像手段
3 救助活動支援装置
31 無線手段
31a アンテナ
32 入力手段
33 表示手段
34 記憶手段
35 表示制御手段
35a 演算手段
35b 回転手段
35c 平面図表示手段
35d 映像表示手段
35e 立体化表示手段
35f 高さ判定手段
35g 位置表示手段
35h 傾斜表示手段
35j 移動方向表示手段
NW 電気通信回線
H1 消防本部
H2 消防署
C 消防車
B 建物
G1〜G4 見取図
P11〜P13,P21〜P23,P31〜P33,P41〜P43 ポイント
K11〜K14,K21〜K24,K31〜34,K41〜K44 ポイント
M1,M2 マーク
MV 映像
R 救助者
W 壁
KD 角
D 表示画面
AR1 平面表示領域
AR2 映像表示領域
SB スクロールバー
AL 立体表示領域
S 仮想三次元空間
H 仮想水平面
θ 補正確度
L1,L2,Lx 仮想直線
OL 仮想輪郭線
O 中心点
Claims (15)
- 地物の各高さごとの見取図を示す平面図データに、前記平面図データ上の少なくとも2点を位置基準点として、前記位置基準点の経度及び緯度を示すXY座標データ、及び平面図データの高さ位置を示すZ座標データが関連付けられて格納される記憶手段と、
前記各高さごとの平面図データを、前記XY座標データ及びZ座標データに基づいて仮想三次元空間の座標系に対応させて配置し、前記仮想三次元空間の高さ方向を表示画面の上下方向に合わせた画像として表示手段に表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とする地物画像表示装置。 - 前記表示制御手段は、各高さごとの平面図データが示す見取図の上下方向又は左右方向に平行な仮想直線上に位置づけられた2点の位置基準点のXY座標データに基づいて、当該2点を結ぶ仮想直線の測量座標系の座標軸に対する傾きを補正角度として演算し、この補正角度に基づいて、前記仮想三次元空間における仮想水平面の座標系の座標軸を基準に測量座標系の座標軸を回転させて補正し、前記補正された座標軸に基づいて平面図データを前記仮想水平面に配置する請求項1記載の地物画像表示装置。
- 前記平面図データの表示傾斜角度を変更するための入力手段を備え、
前記表示制御手段は、各高さごとの平面図データを、前記入力手段により入力された変更量に応じて、それぞれの平面図データ上の仮想直線を回転軸として傾斜させる請求項1又は2記載の地物画像表示装置。 - 前記表示制御手段は、前記各高さの平面図データが配置された仮想三次元空間を前記表示手段に表示させるときに、前記平面図データを正面視したときの画像も表示させる請求項1から3のいずれかの項に記載の地物画像表示装置。
- 地物の各高さごとの見取図を示す平面図データに基づいて、各高さごとの見取図を表示手段に表示する表示制御手段を備えた地物画像表示装置の地物画像表示方法であって、
前記表示制御手段が、前記平面図データ上の少なくとも2点を位置基準点として、前記位置基準点の経度及び緯度を示すXY座標データ、及び平面図データの高さ位置を示すZ座標データが関連付けられた平面図データを記憶手段から読み出すステップと、
前記表示制御手段が、前記各高さごとの平面図データを、前記XY座標データ及びZ座標データに基づいて仮想三次元空間の座標系に対応させて配置するステップと、
前記表示制御手段が、前記仮想三次元空間に配置された各高さごとの平面図データを、前記仮想三次元空間の高さ方向を表示画面の上下方向に合わせた画像として前記表示手段に表示するステップとを含むことを特徴とする地物画像表示方法。 - 地物の各高さごとの見取図を示す平面図データに基づいて、各高さごとの見取図を表示手段に表示する表示制御手段を備えた地物画像表示装置としてコンピュータを機能させる地物画像表示プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記平面図データ上の少なくとも2点を位置基準点として、前記位置基準点の経度及び緯度を示すXY座標データ、及び平面図データの高さ位置を示すZ座標データが関連付けられた平面図データを記憶手段から読み出し、前記各高さごとの平面図データを、前記XY座標データ及びZ座標データに基づいて仮想三次元空間の座標系に対応させて配置し、前記仮想三次元空間の高さ方向を表示画面の上下方向に合わせた画像として前記表示手段に表示する表示制御手段として機能させることを特徴とする地物画像表示プログラム。 - 地物の各高さごとの見取図を示す平面図データに、前記平面図データ上の少なくとも2点を位置基準点として、前記位置基準点の経度及び緯度を示すXY座標データ、及び前記平面図データの高さ位置を示すZ座標データが関連付けられて格納される記憶手段と、
前記地物に所在する被監視体の位置を示す経度位置データ、緯度位置データ及び、高さを示す高さ位置データを含む位置データを送信する位置通信装置からの通知を受信する受信手段と、
前記各高さごとの平面図データを、前記XY座標データ及びZ座標データに基づいて仮想三次元空間の座標系に対応させて配置すると共に、前記被監視体の位置を示すマークを前記位置通信装置からの位置データに基づいて重畳し、前記仮想三次元空間の高さ方向を表示画面の上下方向に合わせた画像として表示手段に表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とする位置検出装置。 - 前記表示制御手段は、各高さごとの平面図データが示す見取図の上下方向又は左右方向に平行な仮想直線上に位置づけられた2点の位置基準点のXY座標データに基づいて、当該2点を結ぶ仮想直線の測量座標系の座標軸に対する傾きを補正角度として演算し、この補正角度に基づいて、前記仮想三次元空間における仮想水平面の座標系の座標軸を基準に測量座標系の座標軸を回転させて補正し、前記補正された座標軸に基づいて平面図データを前記仮想水平面に配置する請求項7記載の位置検出装置。
- 前記平面図データの表示傾斜角度を変更するための入力手段を備え、
前記表示制御手段は、前記入力手段により入力された変更量に応じて、各高さごとの平面図データの中心点を通る仮想直線を回転軸として、それぞれの平面図データを傾斜させる請求項7又は8記載の位置検出装置。 - 前記表示制御手段は、被監視体の位置を示すマークを、所在する高さに対応する平面図データ上に重畳する請求項7から9のいずれかの項に記載の位置検出装置。
- 前記表示制御手段は、被監視体の位置を示すマークを、高さ位置データに準じて重畳する請求項7から9のいずれかの項に記載の位置検出装置。
- 前記受信手段は、前記位置通信装置からの撮像された映像を受信する機能を備え、
前記表示制御手段は、前記各高さごとの平面図データが配置された仮想三次元空間を前記表示手段に表示させるときに、前記位置通信装置からの映像も表示させる請求項7から11のいずれかの項に記載の位置検出装置。 - 地物の各高さごとの見取図を示す平面図データに基づいて、各高さごとの見取図を表示手段に表示すると共に、被監視体の位置を表示する表示制御手段を備えた位置検出装置の位置検出方法であって、
前記表示制御手段が、前記平面図データ上の少なくとも2点を位置基準点として、前記位置基準点の経度及び緯度を示すXY座標データ、及び平面図データの高さ位置を示すZ座標データが関連付けられた平面図データを記憶手段から読み出すステップと、
前記表示制御手段が、前記各高さごとの平面図データを、前記XY座標データ及びZ座標データに基づいて仮想三次元空間の座標系に対応させて配置するステップと、
前記地物に所在する被監視体の位置を示す経度位置データ、緯度位置データ及び高さを示す高さ位置データを含む位置データを送信する位置通信装置からの通知を受信するステップと、
前記表示制御手段が、前記各高さごとの平面図データを、仮想三次元空間の座標系に、XY座標データ及びZ座標データに基づいて配置すると共に、前記被監視体の位置を示すマークを前記位置通信装置からの位置データに基づいて重畳し、前記仮想三次元空間の高さ方向を表示画面の上下方向に合わせた画像として表示手段に表示するステップとを含むことを特徴とする位置検出方法。 - 地物の各高さごとの見取図を示す平面図データに基づいて、各高さごとの見取図を表示手段に表示すると共に、被監視体の位置を表示する表示制御手段を備えた位置検出装置としてコンピュータを機能させる位置検出プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記地物に所在する被監視体の位置を示す経度位置データ、緯度位置データ及び、高さを示す高さ位置データを含む位置データを送信する位置通信装置からの通知を受信する受信手段と、
前記平面図データ上の少なくとも2点を位置基準点として、前記位置基準点の経度及び緯度を示すXY座標データ、及び平面図データの高さ位置を示すZ座標データが関連付けられた平面図データを記憶手段から読み出し、前記各高さごとの平面図データを、前記XY座標データ及びZ座標データに基づいて仮想三次元空間の座標系に対応させて配置すると共に、前記被監視体の位置を示すマークを前記位置通信装置からの位置データに基づいて重畳し、前記仮想三次元空間の高さ方向を表示画面の上下方向に合わせた画像として前記表示手段に表示する表示制御手段として機能させることを特徴とする位置検出プログラム。 - 地物の各高さごとの見取図を示す平面図データに基づいて、各高さごとの見取図をコンピュータに画像として表示させるための地物図面データであって、
前記コンピュータにより、前記平面図データ上の少なくとも2点を位置基準点として、前記位置基準点の経度及び緯度を示すXY座標データ、及び平面図データの高さ位置を示すZ座標データが関連付けられた平面図データを、前記XY座標データ及びZ座標データに基づいて仮想三次元空間の座標系に対応させて配置し、前記仮想三次元空間の高さ方向を表示画面の上下方向に合わせた画像として表示手段に表示する処理に使用されることを特徴とする地物図面データ。
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