JP2003132068A

JP2003132068A - ナビゲーションシステム及びナビゲーション端末

Info

Publication number: JP2003132068A
Application number: JP2001323372A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kaneda; 悟金田; Keigo Kawasaki; 圭吾河崎
Original assignee: N II C DESIGN KK; NEC Corp
Current assignee: N II C DESIGN KK; NEC Corp
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2003-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】画面の切換えや簡易な端末からの参加を容易
に行うことを可能とし、コンパクトかつ安価に実現可能
なナビゲーションシステムを提供する。【解決手段】実画像描画手段１２はカメラ１１からの
実画像をキャプチャして実画像を描画する。パース図描
画手段１６は位置測定手段１４からの自端末の位置情報
によって建築物三次元データベース１５を検索して得た
自端末の現在位置周辺の建築物の形状やカメラ１１から
の焦点距離情報によって求めた視野角の範囲で俯瞰した
風景を二次元に投影したパース図を描画する。コンテン
ツ描画手段１８はパース図描画手段１６からのリンク情
報でコンテンツデータベース１７を検索して得たコンテ
ンツに関する情報を描画する。二次元地図描画手段１９
は二次元地図上に付近にあるコンテンツの情報を重ねて
描画する。画面合成手段１３は上記の各手段からの描画
データを合成して表示部に送出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はナビゲーションシス
テム及びナビゲーション端末に関し、特に自端末に入射
される実風景画像上に各種情報を表示するナビゲーショ
ンシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ナビゲーションシステムにおいては、現
実世界での人間の移動を、コンピュータがその人間の現
在位置や移動方向等の状況を認識しつつ、地図やサービ
スコンテンツといった情報を提供するものである。

【０００３】自動車用ナビゲーションシステムでは、Ｇ
ＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓ
ｔｅｍ）等の位置センサと、二次元地図データを蓄積す
る地図データベースと、建築物等の三次元データを蓄積
する三次元データベースと、各種施設の情報等のコンテ
ンツデータを蓄積するコンテンツデータベースとを組合
せることで、現在地点や目的地周辺の地図や鳥瞰図にコ
ンテンツデータを重ね合わせて表示するものがある。

【０００４】この場合、上記の表示においては、ドライ
バに分かりやすいように、常に進行方向が上になるよう
に地図や鳥瞰図を回転させたり、あるいはメニューや音
声入力等の様々な方法で、コンテンツデータが容易に検
索されるような工夫が行われている。

【０００５】上述したようなナビゲーションシステムを
ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉ
ｓｔａｎｔｓ）や携帯端末上で実現することで、歩行者
もまた上記の各種サービスが受けられるようになってき
ている。

【０００６】つまり、ＰＤＡ等のプログラマブルで、位
置情報サービスの移植や拡張が容易な計算機が普及する
とともに、通信によって位置検出や図表データベースと
いったサービスを有料で受けることができる携帯情報端
末が普及してきている。

【０００７】特に、携帯電話によるナビゲーションシス
テムでは、端末のメモリ容量が限られるため、地図やサ
ービスコンテンツ等の大容量のデータベースをサーバ上
に配置し、そのサーバと通信を行うことで、任意の地点
の情報が得られるようになっている。

【０００８】このような歩行者向けのナビゲーションシ
ステムを、より現実世界との結び付きを強化した形で実
現する場合、その基礎技術としては強化現実技術（Ａｕ
ｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）が挙げられる。強化
現実技術とは、コンピュータの情報処理能力を用い、現
実世界での実物と人間との関係を強化する技術である。

【０００９】既に実証されている技術としては、博物館
で来館者に展示物を説明するシステムが運用されてい
る。このシステムでは来館者にヘッドマウントディスプ
レイ（ＨＭＤ：ＨｅａｄＭｏｕｎｔｅｄＤｉｓｐｌ
ａｙ）を装着してもらい、来館者が展示物を見ると、ヘ
ッドマウントディスプレイに設けられた各種センサで対
象物を認識し、その説明情報等を対象物の近傍に虚像と
して表示したり、音声で説明を行うというものである。

【００１０】また、米国海軍研究所（Ｎａｖａｌｒｅ
ｓｅａｒｃｈＬａｂｏｒａｔｏｒｙ）で研究されてい
る戦場強化現実システム（ＢＡＲＳ：Ｂａｔｔｌｅｆｉ
ｅｌｄＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙＳｙｓ
ｔｅｍ）では、実風景と計算機画面とを重ねて表示する
ことができるヘッドマウントディスプレイと、通信機や
ＧＰＳ等のセンサとを組合せた端末と、建物の構造デー
タや敵情に関するデータベースとを連携させたシステム
である。

【００１１】各端末とデータベースとが相互に情報をや
りとりすることで、予め取得しておいた建物の構造をワ
イヤフレームで実風景に重ねて表示したり、友軍からリ
アルタイムに収集した内部の敵兵の位置を強調して表示
している。この場合、上記の情報表示を全員に対して常
に行うだけでなく、各員のミッションや対象物との距離
に応じてその表示を変化させるために、各員のプロファ
イルに基づいて情報フィルタを設けている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のナビゲ
ーションシステムでは、その用途が自動車用や軍用に限
られており、一般歩行者向けのサービスに用いようとし
ても、慣性センサ等の姿勢センサが必要となり、端末の
サイズが大きくなるとともに、多大なコストが必要にな
るという問題がある。

【００１３】また、従来のナビゲーションシステムを一
般歩行者向けのサービスに用いようとしても、画面の切
換えにボタンや音声操作等が必要となり、機能や操作に
習熟する必要がある。

【００１４】さらに、実世界や実風景との矛盾のない三
次元データベースは、その作成や修正に多大なコストが
かかり、他の歩行者や店舗の簡易な端末から上記のナビ
ゲーションシステムへの参加が困難である。

【００１５】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、画面の切換えや簡易な端末からの参加を容易に行
うことができ、コンパクトかつ安価に実現することがで
きるナビゲーションシステム及びナビゲーション端末を
提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明によるナビゲーシ
ョンシステムは、地形と建築物の形状と位置とを関連付
けて建築物三次元データとして蓄積する建築物三次元デ
ータベースと、サービスを表したコンテンツと当該コン
テンツに対応する建物及び建物内での位置とを関連付け
て蓄積するコンテンツデータベースと、自端末の位置を
測定する位置測定手段と、測定した自端末の位置情報に
よって前記建築物三次元データベースを検索して得た端
末周囲の建築物の形状を二次元に投影したパース図を描
画するパース図描画手段と、自端末に入射される実風景
画像と前記パース図とを透過的に重ね合わせて同一画面
に表示する実風景重ね合わせ手段と、自端末と対象物と
の地表面上での方位と距離とを表示する二次元地図を描
画する二次元地図描画手段と、自端末に入力された検索
条件と自端末に蓄積された検索条件とのうちのいずれか
で前記コンテンツデータベースを検索して得た位置情報
と前記コンテンツの情報とを少なくとも含むコンテンツ
検索結果を前記パース図と前記二次元地図とにそれぞれ
描画するコンテンツ描画手段とを含む端末とを備えてい
る。

【００１７】本発明によるナビゲーション端末は、自端
末の位置を測定する位置測定手段と、測定した自端末の
位置情報によって地形と建築物の形状と位置とを関連付
けて建築物三次元データとして蓄積する建築物三次元デ
ータベースを検索して得た端末周囲の建築物の形状を二
次元に投影したパース図を描画するパース図描画手段
と、自端末に入射される実風景画像と前記パース図とを
透過的に重ね合わせて同一画面に表示する実風景重ね合
わせ手段と、自端末と対象物との地表面上での方位と距
離とを表示する二次元地図を描画する二次元地図描画手
段と、自端末に入力された検索条件と自端末に蓄積され
た検索条件とのうちのいずれかでサービスを表したコン
テンツと当該コンテンツに対応する建物及び建物内での
位置とを関連付けて蓄積するコンテンツデータベースを
検索して得た位置情報と前記コンテンツの情報とを少な
くとも含むコンテンツ検索結果を前記パース図と前記二
次元地図とにそれぞれ描画するコンテンツ描画手段とを
備えている。

【００１８】すなわち、本発明の第１のナビゲーション
システムは、対象物までの距離を測定し、建築物三次元
データベースのデータと照合することで、自端末の姿勢
を取得または補正しているので、コンパクトかつ安価に
実現することが可能となる。

【００１９】本発明の第２のナビゲーションシステム
は、端末の傾きに応じて所望の画面への切換えを行って
いるので、機能や操作に習熟することなく、画面の切換
えを容易に行うことが可能となる。

【００２０】本発明の第３のナビゲーションシステム
は、複数の画面を、画面の視線方向と同じ三次元位置関
係の複数のディスプレイで表示しているので、画面の切
換えを容易に行うことが可能となる。

【００２１】本発明の第４のナビゲーションシステム
は、端末を向けた方向、つまり端末に実風景が入射され
る入射方向のコンテンツ情報をより詳しく表示している
ので、所望のコンテンツ情報とそのコンテンツの位置情
報とを容易に関連付けることが可能となる。

【００２２】本発明の第５のナビゲーションシステム
は、端末における距離測定結果から、建築物三次元デー
タベースの矛盾を修正しているので、建築物三次元デー
タベースの修正を簡易かつ容易に行うことが可能とな
る。

【００２３】本発明の第６のナビゲーションシステム
は、複数の端末各々における距離測定結果を集めて、よ
り正確な三次元形状を算出し、その算出結果で建築物三
次元データベースを修正しているので、建築物三次元デ
ータベースの修正を簡易かつ容易に行うことが可能とな
る。

【００２４】本発明の第７のナビゲーションシステム
は、コンテンツデータベースに蓄積されるコンテンツ情
報の少なくとも一部を他の歩行者や店舗の簡易な端末に
記憶しているので、簡易な端末からの参加を容易に行う
ことが可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に
よるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図で
ある。図１において、本発明の第１の実施例によるナビ
ゲーションシステムはナビゲーション端末１と、管理サ
ーバ２と、他端末３−１〜３−ｎとから構成され、これ
らがネットワーク１００を通して相互に接続可能となっ
ている。

【００２６】管理サーバ２は地形と建築物の形状と位置
とを関連付けて建築物三次元データとして蓄積する建築
物三次元データベース、サービスを表したコンテンツと
そのコンテンツに対応する建物及び建物内での位置とを
関連付けて蓄積するコンテンツデータベースを管理する
とともに、ナビゲーションシステム全体の管理を行って
いる。

【００２７】他端末３−１〜３−ｎは他の歩行者や店舗
等で用いられる簡易な端末であり、コンテンツデータベ
ースに蓄積されるコンテンツ情報の少なくとも一部を蓄
積している。

【００２８】ナビゲーション端末１はネットワーク１０
０を通して管理サーバ２や他端末３−１〜３−ｎに接続
され、建築物三次元データベースやコンテンツデータベ
ースに蓄積されたデータに基づいて、利用者の現在位置
や移動方向等の状況を認識しつつ、地図やサービスコン
テンツといった情報を利用者に提供する。

【００２９】図２は図１のナビゲーション端末１の構成
を示すブロック図である。図２において、ナビゲーショ
ン端末１はカメラ１１と、実画像描画手段１２と、画面
合成手段１３と、位置測定手段１４と、建築物三次元デ
ータベース１５と、パース図描画手段１６と、コンテン
ツデータベース１７と、二次元地図描画手段１８と、コ
ンテンツ描画手段１９とから構成されている。

【００３０】カメラ１１は現在地の実風景を撮影し、そ
の実風景の画像（以下、実画像とする）を実画像描画手
段１２に送出し、焦点距離情報をパース図描画手段１６
に送出する。実画像描画手段１２はカメラ１１から送ら
れてくる実画像をキャプチャし、図示せぬ表示部に表示
するための実画像を描画し、その描画データを画面合成
部１３に送出する。

【００３１】画面合成手段１３は実画像描画手段１２と
パース図描画手段１６とコンテンツ描画手段１８と二次
元地図描画手段１９とからそれぞれ送られてくる描画デ
ータを合成して表示部に送出する。

【００３２】位置測定手段１４は衛星からの信号を受信
して位置を測位するＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔ
ｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）センサを用いて自端末の
現在位置を測定し、その測定結果を位置情報としてパー
ス図描画手段１６に送出する。

【００３３】建築物三次元データベース１５は各建築物
について、建築物座標系（原点の位置及び座標軸の姿
勢）、建築物の頂点（座標）、建築物の稜線情報（始点
と終点の頂点）、建築物の面（辺となる稜線及び面の表
側を示す情報）、建築物の名前、最大地上階数、最大地
下階数を蓄積している。

【００３４】ここで、位置測定手段１４による位置測定
や建築物三次元データベース１５等における位置や形状
に関する情報を記述する座標系について説明する。本実
施例で用いる座標系としては地球慣性座標系、建築物座
標系、視点座標系がある。

【００３５】地球慣性座標系は回転する地球という慣性
系に固定された座標系であり、緯度、経度、標高によっ
て表される極座標系である。この地球慣性座標系はナビ
ゲーション端末１（視点）の位置姿勢センサの検出結果
や建築物座標系の原点位置、座標軸の姿勢等の測量結果
の記述に用いられる。

【００３６】建築物座標系は建築物近傍の一点を原点と
する直交座標系であり、建築物等の三次元オブジェクト
の形状を記述するのに用いられ、各軸の方向は任意であ
る。但し、計算を簡単にするために、以下では座標系原
点における地球慣性系の緯線経線及び垂直方向に平行と
する。

【００３７】視点座標系はナビゲーション端末１の位
置、すなわち視点を原点とし、画面の水平、垂直、奥行
きの方向をそれぞれＸＹＺ軸とする座標系である。両眼
による立体視をする場合には、左右両眼にそれぞれ対応
した視点座標系が設定される。

【００３８】このように、これらの座標系を使い分ける
のは、建築物の形状等、建築物側の一点を原点とした方
が形状を相対値で表すことができること、センサによっ
て位置や姿勢を出力する形式が異なること、パース図の
描画等が慣性系に対し、移動する視点側の座標系で計算
する方が容易であること等の理由からである。

【００３９】パース図描画手段１６は測定した自端末の
位置情報によって建築物三次元データベース１５を検索
して得た自端末の現在位置周辺の建築物の形状やカメラ
１１からの焦点距離情報によって求めた視野角の範囲で
俯瞰した風景を、二次元に投影したパース図を描画し、
その描画データを画面合成部１３に送出する。

【００４０】また、パース図描画手段１６は上記の処理
とともにポインティング処理を併せて行う。このポイン
ティング処理はパース図の指定された画素に、どの建築
物の何階が見えているかといったリンク情報を返す。

【００４１】コンテンツデータベース１７は各コンテン
ツについて、テキスト情報（コンテンツを詳しさや情報
量によって階層的に表したハイパーテキスト）、コンテ
ンツを検索するための属性情報（サービスのタイプ、営
業時間等）、コンテンツの位置情報（慣性座標系におけ
る位置、または建築物三次元データベースに登録されて
いる建築物名及び階数）を蓄積している。

【００４２】尚、建築物三次元データベース１５及びコ
ンテンツデータベース１７は必ずしも全てのデータを蓄
積しているものではなくても、あるいは自端末に建築物
三次元データベース１５及びコンテンツデータベース１
７を搭載していなくても、特に支障が生ずることはな
く、これに限定されない。建築物三次元データベース１
５及びコンテンツデータベース１７を搭載しない場合に
は、外部に配設された建築物三次元データベース及びコ
ンテンツデータベースから受信したデータを蓄積するた
めのバッファがあればよい。

【００４３】コンテンツ描画手段１８は表示部の画面全
体またはカーソル位置について、パース図描画手段１６
でのポインティング処理からリンク情報を取得し、これ
を用いてコンテンツデータベース１７からコンテンツに
関する情報を取得し、そのコンテンツ情報を描画し、そ
の描画データを画面合成部１３に送出する。

【００４４】コンテンツ描画手段１８がコンテンツのあ
る建築物や階数といった位置を強調表示する方法とし
て、ポインティング処理を介してパース図描画手段１６
に強調表示を依頼する方法と、ポインティング処理から
強調表示すべき画素領域を取得してコンテンツ描画時に
その部分を透過色等で塗りつぶして目立たせる方法とが
ある。

【００４５】二次元地図描画手段１９は、現在地を真上
から俯瞰しかつ自端末と対象物との地表面上での方位と
距離とを表示する二次元地図上に、付近にあるコンテン
ツの情報を重ねて描画し、その描画データを画面合成部
１３に送出する。

【００４６】図３は図２の実画像描画手段１２によって
描画された実画像を示す図であり、図４は図３の実画像
にパース図を重ね合わせた合成画像を示す図であり、図
５は図４の合成画像にコンテンツ情報を重ね合わせた合
成画像を示す図である。これに図２〜図５を参照して本
発明の第１の実施例によるナビゲーション端末１の動作
について説明する。

【００４７】カメラ１１によって撮像された実画像は実
画像描画手段１２で表示用に描画され（図３参照）、画
面合成手段１３に送られる。同時に、パース図描画手段
１６はカメラ１１から送られてくる焦点距離情報と、位
置測定手段１４から送られてくる位置情報と、その位置
情報を基に建築物三次元データベース１５から検索した
建築物三次元データとに基づいてパース図を描画し、そ
の描画データを画面合成手段１３に送る。

【００４８】画面合成手段１３は実画像描画手段１２か
らの実画像に、パース図描画手段１６からのパース図を
重ね合わせて表示部に表示する（図４参照）。この場
合、実画像とパース図との重ね合わせにおいては、それ
らの縮尺を合わせるとともに、例えば実画像中のビルの
画像にパース図のビルのワイヤとを合わせなければなら
ないが、それらの処理については後述する。

【００４９】尚、実画像中のビルの画像とパース図のビ
ルのワイヤとを合わせる方法としては、実画像中のビル
の画像を固定とし、パース図をスクロールしてビルのワ
イヤを合わせる方法と、パース図を固定とし、実画像を
スクロールする方法とがある。実画像をスクロールする
場合には利用者がカメラ１１の視線（実画像の入射方
向）を変化させたり、あるいはカメラ１１が搭載された
雲台をモータ等で回転させたりする方法がある。

【００５０】利用者は表示部に表示された画像中にポイ
ンタ（十字マーク）を表示させ、ビル内のレストランや
店舗等に合わせることで、それらレストランや店舗等の
サービス内容（コンテンツ情報）が表示部内に表示され
る。この場合、コンテンツ描画手段１８は画像中のポイ
ンタの位置情報を基にコンテンツデータベース１７から
コンテンツ情報を検索し、その検索結果を示す描画デー
タを画面合成部１３に送出する。これによって、表示部
には実画像とパース図とコンテンツ情報とポインタとが
表示される（図５参照）。

【００５１】この時、二次元地図描画手段１９は二次元
地図上に自端末の位置とポインタの位置（レストランや
店舗等の位置）とを描画し、画面合成部１３に送出す
る。二次元地図描画手段１９によって描画された二次元
地図は上記の情報とともに表示部に表示することも、ま
た表示部とは独立に設けられた他の表示部に表示するこ
とも可能である。

【００５２】尚、上述した方法では実画像上におけるレ
ストランや店舗等を指示しているが、利用者が行きたい
レストランや店舗等を先に入力することで、そのレスト
ランや店舗等を含むパース図を表示して固定とし、その
パース図に合う実画像を利用者が探すようにすれば、レ
ストランや店舗等を容易に見つけだすことができる。

【００５３】図６は本発明の第２の実施例によるナビゲ
ーション端末の構成を示すブロック図である。図６にお
いて、本発明の第２の実施例によるナビゲーション端末
は距離測定手段２０と、形状照合手段２１と、姿勢認識
手段２２と、姿勢測定手段２３とを追加して構成した以
外は図２に示す本発明の第１の実施例によるナビゲーシ
ョン端末１と同様の構成となっており、同一構成要素に
は同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は
本発明の第１の実施例と同様である。

【００５４】距離測定手段２０はカメラ１１を用いた両
眼立体視等によって、自端末から実画像までの距離を測
定し、実画像の各画素または複数の画素からなる各画素
ブロックと自端末までの測定距離情報とを形状照合手段
２１に出力する。

【００５５】形状照合手段２１は実画像の距離情報とパ
ース図とを指定された補正量だけ画素を縦横にずらした
上で距離情報を照合し、誤差の絶対値を合計した累積誤
差情報（総誤差量情報）を姿勢認識手段２２に出力す
る。

【００５６】姿勢認識手段２２は一定範囲内で補正量を
変化させる等の処理を行って形状照合手段２１に与え、
累積誤差情報が最小となる補正量を求める。姿勢認識手
段２２はこの補正量の単位を画素から姿勢に変換し、姿
勢補正情報として出力する。この姿勢補正情報によって
姿勢測定手段２３の測定値を補うことによって、パース
図と実画像とをぴったりと位置合せする。パース図と実
画像とがぴったりと重なり合うと、コンテンツの描画像
は実画像上で実際にコンテンツがある位置を示す。

【００５７】姿勢測定手段２３は地磁気センサ等の方位
センサを用いて自端末の方位を測定し、その測定結果を
姿勢情報としてパース図描画手段２２に送出する。但
し、地磁気センサだけでは正確な方位を測定することが
できないばかりか、仰角や傾斜角も測定できないので、
これを補うために、上述したように、視覚情報を用いた
姿勢測定をも併せて行う。

【００５８】図７は図６のパース図描画手段１６の構成
を示すブロック図である。図７において、パース図描画
手段１６は３Ｄ／３Ｄ座標変換手段１６１と、視野角算
出手段１６２と、クリッピング手段１６３と、３Ｄ／２
Ｄ座標変換手段１６４と、ワイヤフレーム描画手段１６
５と、ソリッドモデル描画手段１６６と、描画用Ｚバッ
ファ１６７と、リンクバッファ１６８とから構成されて
いる。

【００５９】３Ｄ／３Ｄ座標変換手段１６１は建築物三
次元データａと、位置測定手段１４からの視点座標系の
位置情報と、姿勢認識手段２２からの姿勢情報及び姿勢
測定手段２３からの姿勢補正情報によって生成される視
点座標系の補正済姿勢情報とを入力し、建築物三次元デ
ータａの頂点座標値を建築物座標系から視点座標系に変
換する。

【００６０】ここで、建築物三次元データａは建築物三
次元データベース２１を検索して得た自端末の現在位置
周辺にある建築物三次元データであり、建築物座標系で
記述された建物の三次元データである。この建築物三次
元データａのうちの建築物の頂点座標は三次元の建築物
座標系から三次元の視点座標系へと座標変換される。

【００６１】また、地球慣性座標系に対する建築物座標
系の位置及び姿勢は建築物三次元データａを参照する。
地球慣性座標系に対する視点座標系の位置及び座標は位
置測定手段１４と姿勢測定手段２３とから取得する。姿
勢測定手段２３の測定値に誤差が含まれる場合や、測定
できない姿勢情報がある場合には、上記の姿勢認識手段
２２から得られる姿勢補正情報を併用する。

【００６２】クリッピング手段１６３は視点座標系に変
換した頂点座標に基づいて、これらの頂点を結んででき
る建築物の稜線と面とのうち、視野角内に見える部分を
切出す。ここで、視野角はカメラ１１等から得られる焦
点距離情報から視野角算出手段１６２によって後述する
方法にて求められる。

【００６３】３Ｄ／２Ｄ座標変換手段１６４はクリッピ
ング手段１６３で切出された頂点座標を画素位置を単位
とする二次元の画面座標系に変換する。ワイヤフレーム
描画手段１６５はクリッピング手段１６３で切出された
稜線情報に基づいて画面座標系の頂点を直線でつないだ
ワイヤフレーム画像を描画する。ソリッドモデル描画手
段１６６はクリッピング手段１６３で切出された面情報
に基づいて画面座標系の頂点をつないだ多角形領域を塗
りつぶしたソリッドモデル画像を描画する。

【００６４】一般に、ソリッドモデル描画手段１６６は
視点から見える部分だけを描画する必要がある。しかし
ながら、各面を視点からの面の代表点一点の距離の遠い
順に塗りつぶしても上記のように描画できるとは限らな
い。そのため、面を塗りつぶす際の各画素について、視
点からの距離を求め、最も近い面であれば画素を描画す
るようにする。このために用いられる描画用Ｚバッファ
１６７は視点から最も近い画素までの距離を一時保管す
るバッファである。

【００６５】リンクバッファ１６８は塗りつぶし時に、
各画素に対応する建築物と階数へのリンク情報を一時保
管するバッファである。ここで、建築物へのリンク情報
として考えられるのは、建築物三次元データベース１５
でデータベース管理のために付与される建築物ＩＤであ
る。したがって、バッファに蓄積する建築物と階数への
リンク情報のデータフォーマットとしては、建築物ＩＤ
を上位ビット、階数値を下位ビットとするバイナリ値等
が考えられる。

【００６６】図８は本発明の第２の実施例における実画
像とパース図とのサイズ一致方法を示す図である。この
図８を参照して視野角算出手段１６２での実画像の視野
角の算出方法と、この実画像の視野角とパース図の視野
角とを一致させる方法について説明する。

【００６７】実画像の視野角はカメラ１１の光学系の焦
点距離Ｌo から、撮像素子面の有効領域を見た時の視野
角に一致する。カメラ１１の撮像素子面のサイズＷo と
すると、視野角θo は、 θo ＝２×ａｔａｎ（Ｗo ／２／Ｌo ） ……（１）となる。

【００６８】次に、カメラ１１の撮像素子で取得した像
を回転及び拡大変換し、実画像画面に表示する。ここ
で、実画像画面のサイズをＷp （画素）とする。また、
パース図の描画画面を実画像の画面に重ね合わせるに
は、視野角θo とサイズＷp を一致させる必要がある。

【００６９】また、図８は視点座標系の三次元建築物デ
ータをパース図を描画する画面座標系での大きさ（画
素）に変換する様子を模式的に示している。したがっ
て、パース図を描画する画面のサイズＷp と、パース図
の視野角θo とから、視点すなわち視点座標系原点から
パース図描画面までの距離Ｌp は、Ｌp ＝１／２×Ｗp ／ｔａｎ（θo ／２）＝Ｗp ／Ｗo ×Ｌo ……（２）とすればよい。

【００７０】カメラ１１のズームやディスプレイと目と
の距離の変化等によって、距離Ｌoが変化する場合に
は、その変化に応じてパース図の投影図と視点との距離
も変化させることで、ズームする実画像とパース図の縮
尺とを一致させることができる。

【００７１】図９は図６の距離測定手段２０と形状照合
手段２１と姿勢認識手段２２との構成を示すブロック図
である。図９において、距離測定手段２０は動きベクト
ル検出手段２０１と、距離算出手段２０２と、測距用Ｚ
バッファ２０３とから構成され、上記のように左右両眼
のカメラ画像の視差から距離を測定する。

【００７２】動きベクトル検出手段２０１は左右両眼の
カメラ画像を順に与えることによって、二つの画像を比
較して画像上の各位置における視差情報を、Ｎ×Ｎ画素
の画素ブロック毎の動きベクトル量として出力する。

【００７３】距離算出手段２０２は視差情報を基に視点
から対象物までの距離を算出する。測距用Ｚバッファ２
０３は距離算出手段２０２で算出された画素ブロック毎
の距離を保持する。

【００７４】形状照合手段２１は差分距離算出手段２１
１と、フレームスクロール手段２１２と、累積誤差算出
手段２１３とから構成され、実画像における距離の二次
元パタンとパース図における距離の二次元パタンとを指
定された分量だけ縦横にずらして比較し、差分情報を求
める。

【００７５】フレームスクロール手段２１２はパース図
描画手段１６の描画用Ｚバッファ１６７の内容を指定さ
れた画素数分だけ縦横にスクロールする。差分距離算出
手段２１１は描画用Ｚバッファ１６７の内容と測距用Ｚ
バッファ２０３の内容との差を誤差情報として出力す
る。累積誤差算出手段２１３は誤差情報の絶対値を合計
した累積誤差情報を出力する。

【００７６】姿勢認識手段２２は姿勢補正値生成手段２
２１と、最小累積誤差補正値判定手段２２２とから構成
され、形状照合手段２１に入力するスクロール値を適当
に与えることによって、形状照合手段２１が出力する累
積誤差値が最小となるようにする。累積誤差値を最小と
するスクロール値は単位が画素なので、これを姿勢すな
わち角度を単位に改めることによって、姿勢補正情報と
して出力する。

【００７７】図１０は本発明の第２の実施例における両
眼視差による距離測定を示す図であり、図１１は本発明
の第２の実施例における両眼視差による距離測定結果を
示す図である。図１０はカメラ１１の撮像素子面におけ
る両眼視差の大きさから対象物までの距離を測定する原
理を表している。

【００７８】まず、点Ａの対象物が光学系から距離Ｌの
距離にあるとする。この対象物を左右に距離Ｄｏ離れた
２台のカメラ１１で撮影する。対象物の映像は左右のカ
メラ１１の光学系を経て、それぞれ左右の撮像素子面の
点Ｂ，Ｃに結像する。

【００７９】左右の撮像素子の中心線からの距離をそれ
ぞれＤ１、Ｄ２とする。光学系へ光軸中心に入射する光
が光軸となす角度は、出る光が光軸となす角度と一致す
るので、幾何的な相似関係から距離Ｌは、Ｌ＝Ｌo ×（Ｘ１＋Ｘ２）／（Ｄ１＋Ｄ２）＝Ｌo ×Ｄo ／動きベクトル量 ……（３）という式によって算出される。

【００８０】図１１は左右の撮像素子から算出され得る
測定距離の分解能をシミュレーションした結果である。
ここでは、一般的な視野角を決定する光学条件として、
３５ｍｍフィルム換算（Ｗｏ＝３５ｍｍ）で、焦点距離
Ｌｏ＝３５ｍｍを想定する。両眼距離としては、携行す
る端末として許容される大きさとしてＤｏ＝１５０ｍｍ
を想定する。

【００８１】撮像素子の水平方向の有効画素数として
は、標準的なサイズとして、ＱＣＩＦ（Ｑｕａｒｔｅｒ
ＣｏｍｍｏｎＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＦｏｒｍ
ａｔ）サイズの１７６画素から、ＱＶＧＡ（Ｑｕａｒｔ
ｅｒＶｉｄｅｏＧｒａｐｈｉｃｓＡｒｒａｙ）サ
イズの３２０画素、ＶＧＡ（ＶｉｄｅｏＧｒａｐｈｉ
ｃｓＡｒｒａｙ）サイズの６４０画素、及び２００１
年現在で一般的な２００万画素クラスのディジタルカメ
ラの水平方向の画素数である１６００画素までを想定す
る。

【００８２】シミュレーション結果から、遠距離ほど測
定距離の分解能が粗くなること、近距離ほど測定距離の
分解能が細かくなること、撮像素子の画素数が大きいほ
ど、動きベクトル量の最小値である１画素から求まる測
定距離が長くなることが分かる。

【００８３】つまり、遠距離ほど測定距離の分解能は粗
いものの、遠くに見える大きな建築物はすでに建築物三
次元データベース１５に登録されている可能性が高い。
これに対し、近くに見える小さな物体は建築物三次元デ
ータベース１５に未登録の可能性が高い。

【００８４】これを遮蔽物として認識するには、分解能
が高いことが好都合である。交差点をはさんで辻向いの
建築物を俯瞰した場合を想定すると、ＱＣＩＦ程度の解
像度では不足感がある。ＶＧＡ程度の画素数が必要と思
われる。

【００８５】図１２は本発明の第３の実施例によるナビ
ゲーション端末の構成を示すブロック図である。図１２
において、本発明の第３の実施例によるナビゲーション
端末はジョイスティック２４を追加して構成した以外は
図２に示す本発明の第１の実施例によるナビゲーション
端末１と同様の構成となっており、同一構成要素には同
一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発
明の第１の実施例と同様である。

【００８６】ジョイスティック２４はパース図の描画に
必要な視線座標系の姿勢情報を与えるものである。カメ
ラ１１を固定して、ジョイスティック２４から入力する
パース図の姿勢情報をカメラ１１の姿勢と一致させれ
ば、実画像とパース図とはぴったりと重なり合う。パー
ス図と実画像とがぴったりと重なり合うと、コンテンツ
の描画像は実画像上で実際にコンテンツがある位置を示
す。

【００８７】また、自端末の姿勢を変えると、自端末に
固定されたカメラ１１の光軸方向が変化する。ジョイス
ティック２４を固定して、自端末の向きをジョイスティ
ック２４から入力するパース図の姿勢情報と一致させれ
ば、実画像とパース図とがぴったりと重なり合う。

【００８８】図１３は本発明の第４の実施例によるナビ
ゲーション端末の構成を示すブロック図である。図１３
において、本発明の第４の実施例によるナビゲーション
端末は姿勢測定手段２３を追加して構成した以外は図１
２に示す本発明の第３の実施例によるナビゲーション端
末１と同様の構成となっており、同一構成要素には同一
符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明
の第３の実施例と同様である。

【００８９】姿勢測定手段２３は自端末の姿勢を取得
し、これをパース図描画手段１６にパース図描画の視線
座標系の姿勢として与えることによって、実画像とパー
ス図とを自動的に位置合せする。

【００９０】姿勢測定手段２３で十分な姿勢情報が得ら
れない場合、すなわち、測定値に誤差が含まれる場合
や、三軸姿勢（方位角、仰角、傾斜角）のうちの取得で
きない測定値がある場合であっても、ジョイスティック
２４から入力する姿勢補正情報が適切ならば、実画像と
パース図との姿勢は一致し、これによって、実画像とパ
ース図とがぴったりと重なり合う。パース図と実画像と
がぴったりと重なり合うと、コンテンツの描画像は実画
像上で実際にコンテンツがある位置を示す。

【００９１】図１４は本発明の第５の実施例によるナビ
ゲーション端末の構成を示すブロック図である。図１４
において、本発明の第５の実施例によるナビゲーション
端末は姿勢測定手段２３を追加して構成し、ジョイステ
ィック２４から焦点距離情報を入力するようにした以外
は図１２に示す本発明の第３の実施例によるナビゲーシ
ョン端末１と同様の構成となっており、同一構成要素に
は同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は
本発明の第３の実施例と同様である。

【００９２】本発明の第５の実施例ではパース図と二次
元地図との切換えを、端末の姿勢（仰角）を変えること
で行っている。つまり、姿勢測定手段２３は自端末の仰
角を測定し、その測定結果を画面合成手段１３及びパー
ス図描画手段１６に出力する。

【００９３】画面合成手段１３は姿勢測定手段２３から
の自端末の仰角の値によって、パース図とコンテンツと
が描画された画面を表示するか、二次元地図が描画され
た画面を表示するかを切換える。

【００９４】ここで、自端末の仰角の具体的な角度とし
ては、画面背面が下を向いている場合に下方を俯瞰した
二次元地図に切換え、画面背面が建築物側に向いている
場合に建物を俯瞰したパース図を表示すると、直感的に
分かりやすい。

【００９５】パース図から二次元地図に切換える角度と
二次元地図からパース図に切換える角度とが同じ場合に
は、自端末の仰角がその角度の近くになると、表示が頻
繁に切換わって見苦しくなる。これを防ぐには、パース
図から二次元地図に切換える角度と二次元地図からパー
ス図に切換える角度とに差、すなわちヒステリシスを持
たせるべきである。

【００９６】図１５は本発明の第６の実施例によるナビ
ゲーション端末の構成を示すブロック図である。図１５
において、本発明の第６の実施例によるナビゲーション
端末は姿勢測定手段２３を追加して構成し、二次元地図
描画手段１９で描画された二次元地図をパース図とは別
の表示部（図示せず）に出力するようにした以外は図２
に示す本発明の第１の実施例によるナビゲーション端末
１と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符
号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の
第１の実施例と同様である。

【００９７】本発明の第６の実施例はパース図と二次元
地図とを別々のディスプレイ（表示部）に表示するよう
にしている。つまり、二次元地図描画手段１９の出力は
画面合成手段１３に出力されず、実画像描画手段１２、
パース図描画手段１６、コンテンツ描画手段１８各々の
出力とは別のディスプレイに出力される。

【００９８】図１６は本発明の第６の実施例によるナビ
ゲーション端末の上面及び側面を示す図である。図１６
において、本発明の第６の実施例によるナビゲーション
端末では自端末を正規に把持した場合に、パース図等を
表示する画面を側面側とし（図１６の下の図）、二次元
地図を表示する画面を上面側とする（図１６の上の
図）。側面側の画面は双眼鏡を使うように、その画面を
覗き込むことによって、図３〜図５に示すような実画像
を見ることができる。

【００９９】図１７は本発明の第７の実施例によるナビ
ゲーション端末の構成を示すブロック図である。図１７
において、本発明の第７の実施例によるナビゲーション
端末は姿勢測定手段２３と、コンテンツデータベースア
クセス手段２５と、通信手段２６とを追加して構成した
以外は図２に示す本発明の第１の実施例によるナビゲー
ション端末１と同様の構成となっており、同一構成要素
には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作
は本発明の第１の実施例と同様である。

【０１００】コンテンツデータベースアクセス手段２５
は他端末３−１〜３−ｎに関する検索条件を生成し、そ
の検索条件に自端末固有の電子署名を付与し、通信手段
２６を通して周囲の他端末３−１〜３−ｎに対して広く
配布する。

【０１０１】ここで、元となる検索条件としては、端末
利用者がメニュー操作や音声入力等によって明示的に入
力した検索条件、自端末がこれまで利用者から入力され
た検索条件の履歴、あるいは利用者の立ち寄ったコンテ
ンツ等に関する履歴等から自動的に生成された検索条
件、通信手段２６を介して外部からプッシュ配信された
検索条件等がある。この検索条件の配布には通信手段２
６が用いられる。

【０１０２】また、配布の方式としては、周囲の他端末
３−１〜３−ｎに対して通信キャリアが提供するブロー
ドキャスト通信サービス、あるいはアドホックなピアツ
ーピアネットワークによる擬似的ブロードキャスト等が
ある。

【０１０３】図１８は本発明の第７の実施例による他端
末３−１〜３−ｎ各々の構成を示すブロック図である。
図１８において、他端末３−１〜３−ｎは通信手段３１
と、認証手段３２と、検索条件判定手段３３と、検索結
果作成手段３４と、暗号化手段３５とから構成されてい
る。

【０１０４】他端末３−１〜３−ｎ各々はその所有者で
ある歩行者や店舗等の情報提供者に関して、属性情報ｄ
や位置情報ｅ、及びコンテンツに関する情報ｆを保持し
ている。

【０１０５】他端末３−１〜３−ｎ各々は通信によって
ナビゲーション端末１から検索要求を受取ると、自端末
が検索条件に一致する情報を持っているかどうかを判断
し、一致する情報を持っていれば、検索要求元のナビゲ
ーション端末１に送り返す。

【０１０６】その際、認証手段３２は見ず知らずの端末
からの検索要求に答えないように、検索要求を発信して
いる端末が何であるかを正しく認識する。また、暗号化
手段３５は検索要求元のナビゲーション端末１に送り返
す情報を暗号化することによって、他者に情報を盗まれ
ないようにする。

【０１０７】図１９は本発明の第７の実施例によるナビ
ゲーションシステムの動作を示すフローチャートであ
り、図２０は本発明の第７の実施例による二次元地図の
表示画面の一例を示す図である。これら図１７〜図２０
を参照して本発明の第７の実施例によるナビゲーション
システムの動作について説明する。

【０１０８】コンテンツデータベースアクセス手段２５
は他端末３−１〜３−ｎに関する検索条件を生成し（図
１９ステップＳ１）、その検索条件に自端末固有の電子
署名を付与し（図１９ステップＳ２）、通信手段２６を
通して周囲の他端末３−１〜３−ｎに対して広く配布す
る（図１９ステップＳ３）。

【０１０９】他端末３−１〜３−ｎでは通信手段３１で
上記の検索条件を受信すると（図１９ステップＳ１
１）、まず、認証手段３２が検索条件に付与された電子
署名をチェックし、安全な相手からの検索要求かどうか
を確認する（図１９ステップＳ１２）。

【０１１０】安全な相手ならば、検索条件判定手段３３
が検索条件とその他の端末に格納されている属性情報
ｄ、位置情報ｅ、あるいはコンテンツ情報ｆ等と照合す
る（図１９ステップＳ１３）。もし一致していれば、検
索結果作成手段３４が検索条件に付記されている要求情
報を取出して、検索結果を作成する。

【０１１１】暗号化手段３５は検索結果作成手段３４で
作成された検索結果を暗号化し（図１９ステップＳ１
４）、後述する通信内容が傍受されても、第三者に覗き
見られないようにする。通信手段３１は検索結果を検索
要求元であるナビゲーション端末１に向けて送信する
（図１９ステップＳ１５）。

【０１１２】ナビゲーション端末１は通信手段２６で検
索結果を受信すると（図１９ステップＳ４）、コンテン
ツデータベースアクセス手段２５が暗号化されている検
索結果を復号する（図１９ステップＳ５）。

【０１１３】次に、コンテンツデータベースアクセス手
段２５は検索結果に記されている位置情報等に基づい
て、パース図描画手段１６、コンテンツ描画手段１８、
二次元地図描画手段１９に描画させてディスプレイに表
示させる（図１９ステップＳ６）。

【０１１４】ここで、ナビゲーション端末１は二次元地
図をディスプレイＥに表示させる場合、図２０に示すよ
うに、自端末の現在位置Ｅ０を中心として、各コンテン
ツの位置が二重丸Ｅ１〜Ｅ５で表示されることとなる。

【０１１５】また、ナビゲーション端末１が他端末３−
１〜３−ｎから位置情報が提供される場合には、二重丸
Ｅ１〜Ｅ５が他端末３−１〜３−ｎの位置を表示するこ
ととなる。この場合、ナビゲーション端末１は他端末３
−１〜３−ｎに位置情報を要求して表示することも、ま
た他端末３−１〜３−ｎからプッシュ配信される位置情
報に基づいて表示することも可能である。

【０１１６】図２１は本発明の第８の実施例によるナビ
ゲーション端末の構成を示すブロック図である。図２１
において、本発明の第８の実施例によるナビゲーション
端末は建築物三次元データベース修正手段２７を追加し
て構成した以外は図６に示す本発明の第２の実施例によ
るナビゲーション端末１と同様の構成となっており、同
一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成
要素の動作は本発明の第２の実施例と同様である。

【０１１７】建築物三次元データベース修正手段２７は
形状照合手段２１が出力する誤差領域情報から近距離の
遮蔽物の形状を抽出し、建築物三次元データベース１５
に遮蔽物として登録する。

【０１１８】これによって、パース図描画手段１６は手
前にある遮蔽物によって見えないはずの建築物を描画し
なくなり、実画像により近いパース図を得ることがで
き、違和感を低減することができる。

【０１１９】図２２は図２１の形状照合手段２１の構成
を示すブロック図である。図２２において、本発明の第
８の実施例による形状照合手段２１はその内部に誤差領
域算出手段２１４を設けた以外は図９に示す本発明の第
２の実施例による形状照合手段２１と同様の構成となっ
ており、同一構成要素には同一符号を付してある。ま
た、同一構成要素の動作は本発明の第２の実施例による
形状照合手段２１と同様である。

【０１２０】形状照合手段２１において、誤差領域算出
手段２１４は各画素ブロックにおける差分距離をバッフ
ァ（図示せず）に保持する。建築物三次元データベース
修正手段２７は誤差領域算出手段２１４を参照すること
によって、近距離にある遮蔽物を抽出する。必要なら
ば、複数の視点からの測定結果を組合わせれば、遮蔽物
の形状の精度を向上させたり、全体像を算出することが
できる。

【０１２１】図２３は本発明の第９の実施例によるナビ
ゲーション端末の構成を示すブロック図である。図２３
において、本発明の第９の実施例によるナビゲーション
端末は通信手段２８を追加して構成した以外は図２１に
示す本発明の第８の実施例によるナビゲーション端末１
と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号
を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の第
８の実施例と同様である。

【０１２２】通信手段２８は建築物三次元データベース
修正手段２７において算出された遮蔽物の三次元形状
を、建築物三次元データベース１５の元データを管理す
るサーバへ通知する。

【０１２３】これによって、建築物三次元データベース
修正手段２７によって算出された遮蔽物の三次元形状が
建築物三次元データベース１５に反映されるとともに、
建築物三次元データベース１５の元データにも反映させ
ることができる。

【０１２４】図２４は本発明の第９の実施例による建築
物三次元データベース管理サーバの構成を示すブロック
図である。図２４において、建築物三次元データベース
管理サーバ５は端末側建築物三次元データベース修正情
報受信手段５１と、建築物三次元データベース修正情報
平均化手段５２と、修正情報確認手段５３と、建築物三
次元データベース登録手段５４と、建築物三次元データ
ベース５５と、端末側建築物三次元データベース書換え
手段５６とから構成されている。

【０１２５】端末側建築物三次元データベース修正情報
受信手段５１は各端末において建築物三次元データベー
ス１５を修正した結果とその時の位置及び姿勢とを通信
手段２８から受取る。尚、通信手段２８は有線及び無線
のいずれでもよい。

【０１２６】建築物三次元データベース修正情報平均化
手段５２は各端末からの建築物三次元データベース修正
情報の受信結果を集め、様々な視点から測定した追加物
体の形状を集めて追加すべき物体の全体の形状を算出し
たり、形状の平均値を求めることによって、追加すべき
物体や削除すべき建築物のより正確な形状を算出する。

【０１２７】修正情報確認手段５３は算出した修正情報
を画面等によってオペレータに提示し、修正すべきか否
かの判断やオペレータによる修正情報の訂正を行う。建
築物三次元データベース登録手段５４はオペレータが指
示した修正情報に基づいて建築物三次元データベース５
５を修正する。

【０１２８】端末側建築物三次元データベース書換え手
段５６は修正された建築物三次元データベース５５を基
に、端末側の建築物三次元データベース１５の内容を通
信手段２８へと送信して修正する。

【０１２９】図２５は本発明の第１０の実施例によるナ
ビゲーション端末の構成を示すブロック図である。図２
５において、本発明の第１０の実施例によるナビゲーシ
ョン端末は遮蔽物形状抽出手段２９を追加して構成した
以外は図６に示す本発明の第２の実施例によるナビゲー
ション端末１と同様の構成となっており、同一構成要素
には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作
は本発明の第２の実施例と同様である。

【０１３０】遮蔽物形状抽出手段２９は形状照合手段２
１からの誤差領域情報を基に、遮蔽物の実画像面におけ
る二次元形状を抽出して出力する。遮蔽物形状抽出情報
は測定距離情報から近距離の領域を抽出し、誤差領域情
報から誤差の著しい領域を抽出し、これら両者の論理和
をとることによって近距離にある著しい遮蔽物の領域を
抽出し、この遮蔽物の領域の輪郭を抽出するで障害物の
形状を抽出する。

【０１３１】このように、対象物までの距離を測定し、
建築物三次元データベース１５のデータと照合すること
で、自端末の姿勢を取得または補正しているので、コン
パクトかつ安価に実現することができる。

【０１３２】また、姿勢測定手段２３で測定される自端
末の傾きに応じて所望の画面への切換えを行っているの
で、機能や操作に習熟することなく、画面の切換えを容
易に行うことができる。この場合、複数の画面を、画面
の視線方向と同じ三次元位置関係の複数のディスプレイ
で表示することで、画面の切換えを容易に行うことがで
きる。

【０１３３】さらに、自端末を向けた方向、つまり自端
末に実風景が入射される入射方向のコンテンツ情報をよ
り詳しく表示しているので、所望のコンテンツ情報とそ
のコンテンツの位置情報とを容易に関連付けることがで
きる。

【０１３４】一方、自端末における距離測定結果から、
建築物三次元データベース１５の矛盾（例えば、ビルの
解体や新築による建築物三次元データと実画像との食い
違い等）を修正しているので、建築物三次元データベー
ス１５の修正を簡易かつ容易に行うことができる。

【０１３５】また、建築物三次元データベース管理サー
バ５が複数の端末各々における距離測定結果を集めて、
より正確な三次元形状を算出し、その算出結果で建築物
三次元データベース１５を修正しているので、建築物三
次元データベース１５の修正を簡易かつ容易に行うこと
ができる。

【０１３６】さらに、コンテンツデータベース１７に蓄
積されるコンテンツ情報の少なくとも一部を他の歩行者
や店舗の簡易な端末（他端末３−１〜３−ｎ）に記憶し
ているので、簡易な端末からの参加を容易に行うことが
できる。

【０１３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、地形と建
築物の形状と位置とを関連付けて建築物三次元データと
して蓄積する建築物三次元データベースと、サービスを
表したコンテンツと当該コンテンツに対応する建物及び
建物内での位置とを関連付けて蓄積するコンテンツデー
タベースと、自端末の位置を測定する位置測定手段と、
測定した自端末の位置情報によって建築物三次元データ
ベースを検索して得た端末周囲の建築物の形状を二次元
に投影したパース図を描画するパース図描画手段と、自
端末に入射される実風景画像とパース図とを透過的に重
ね合わせて同一画面に表示する実風景重ね合わせ手段
と、自端末と対象物との地表面上での方位と距離とを表
示する二次元地図を描画する二次元地図描画手段と、自
端末に入力された検索条件と自端末に蓄積された検索条
件とのうちのいずれかでコンテンツデータベースを検索
して得た位置情報とコンテンツの情報とを少なくとも含
むコンテンツ検索結果をパース図と二次元地図とにそれ
ぞれ描画するコンテンツ描画手段とを含む端末とからシ
ステムを構成することで、画面の切換えや簡易な端末か
らの参加を容易に行うことができ、コンパクトかつ安価
に実現することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるナビゲーションシ
ステムの構成を示すブロック図である。

【図２】図１のナビゲーション端末の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】図２の実画像描画手段によって描画された実画
像を示す図である。

【図４】図３の実画像にパース図を重ね合わせた合成画
像を示す図である。

【図５】図４の合成画像にコンテンツ情報を重ね合わせ
た合成画像を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例によるナビゲーション端
末の構成を示すブロック図である。

【図７】図６のパース図描画手段の構成を示すブロック
図である。

【図８】本発明の第２の実施例における実画像とパース
図とのサイズ一致方法を示す図である。

【図９】図６の距離測定手段と形状照合手段と姿勢認識
手段との構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の第２の実施例における両眼視差によ
る距離測定を示す図である。

【図１１】本発明の第２の実施例における両眼視差によ
る距離測定結果を示す図である。

【図１２】本発明の第３の実施例によるナビゲーション
端末の構成を示すブロック図である。

【図１３】本発明の第４の実施例によるナビゲーション
端末の構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の第５の実施例によるナビゲーション
端末の構成を示すブロック図である。

【図１５】本発明の第６の実施例によるナビゲーション
端末の構成を示すブロック図である。

【図１６】本発明の第６の実施例によるナビゲーション
端末の上面及び側面を示す図である。

【図１７】本発明の第７の実施例によるナビゲーション
端末の構成を示すブロック図である。

【図１８】本発明の第７の実施例による他端末各々の構
成を示すブロック図である。

【図１９】本発明の第７の実施例によるナビゲーション
システムの動作を示すフローチャートである。

【図２０】本発明の第７の実施例による二次元地図の表
示画面の一例を示す図である。

【図２１】本発明の第８の実施例によるナビゲーション
端末の構成を示すブロック図である。

【図２２】図２１の形状照合手段の構成を示すブロック
図である。

【図２３】本発明の第９の実施例によるナビゲーション
端末の構成を示すブロック図である。

【図２４】本発明の第９の実施例による建築物三次元デ
ータベース管理サーバの構成を示すブロック図である。

【図２５】本発明の第１０の実施例によるナビゲーショ
ン端末の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ナビゲーション端末２管理サーバ３−１〜３−ｎ他端末５１１カメラ１１ａ右眼カメラ１１ｂ左眼カメラ１２実画像描画手段１３画面合成手段１４位置測定手段１５，５５建築物三次元データベース１６パース図描画手段１７コンテンツデータベース１８二次元地図描画手段１９コンテンツ描画手段２０距離測定手段２１形状照合手段２２姿勢認識手段２３姿勢測定手段２４ジョイスティック２５コンテンツデータベースアクセス手段２６，２８，３１通信手段２７建築物三次元データベース修正手段２９遮蔽物形状抽出手段３２認証手段３３検索条件判定手段３４検索結果作成手段３５暗号化手段５１端末側建築物三次元データベース修正情報受信手
段５２建築物三次元データベース修正情報平均化手段５３修正情報確認手段５４建築物三次元データベース登録手段５６端末側建築物三次元データベース書換え手段１００ネットワーク１６１３Ｄ／３Ｄ座標変換手段１６２視野角算出手段１６３クリッピング手段１６４３Ｄ／２Ｄ座標変換手段１６５ワイヤフレーム描画手段１６６ソリッドモデル描画手段１６７描画用Ｚバッファ１６８リンクバッファ２０１動きベクトル検出手段２０２距離算出手段２０３測距用Ｚバッファ２１１差分距離算出手段２１２フレームスクロール手段２１３累積誤差算出手段２１４誤差領域算出手段２２１姿勢補正値生成手段２２２最小累積誤差補正値判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０８Ｇ 1/005 Ｇ０８Ｇ 1/005 1/137 1/137 Ｇ０９Ｂ 29/00 Ｇ０９Ｂ 29/00 Ｆ (72)発明者河崎圭吾東京都港区高輪二丁目20番36号株式会社エヌイーシーデザイン内Ｆターム(参考） 2C032 HC11 HC23 2F029 AA07 AB07 AC03 AC04 AC14 AC16 AD08 5B050 AA08 BA09 BA11 BA17 CA07 CA08 DA04 EA19 EA27 FA02 FA08 FA13 FA14 GA08 5B075 KK07 KK34 KK40 ND20 PP10 PP30 PQ02 PQ20 PQ32 PQ40 UU14 UU40 5H180 AA21 BB04 CC04 CC12 CC17 EE02 FF05 FF13 FF14 FF22 FF27 FF38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地形と建築物の形状と位置とを関連付け
て建築物三次元データとして蓄積する建築物三次元デー
タベースと、サービスを表したコンテンツと当該コンテンツに対応す
る建物及び建物内での位置とを関連付けて蓄積するコン
テンツデータベースと、自端末の位置を測定する位置測定手段と、測定した自端
末の位置情報によって前記建築物三次元データベースを
検索して得た端末周囲の建築物の形状を二次元に投影し
たパース図を描画するパース図描画手段と、自端末に入
射される実風景画像を取得して前記パース図と透過的に
重ね合わせられる場合にそれらを同一画面に表示する実
風景重ね合わせ手段と、自端末と対象物との地表面上で
の方位と距離とを表示する二次元地図を描画する二次元
地図描画手段と、自端末に入力された検索条件と自端末
に蓄積された検索条件とのうちのいずれかで前記コンテ
ンツデータベースを検索して得た位置情報と前記コンテ
ンツの情報とを少なくとも含むコンテンツ検索結果を前
記パース図と前記二次元地図とにそれぞれ描画するコン
テンツ描画手段とを含む端末とを有することを特徴とす
るナビゲーションシステム。
【請求項２】自端末において、前記実風景画像上の建
築物と前記パース図上の建築物との表示位置合わせを、
前記実風景画像の自端末への入射方向の変更と前記パー
ス図のスクロールとのいずれかを選択的に行うようにし
たことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシス
テム。
【請求項３】前記実風景画像の自端末への入射方向の
少なくとも方位を測定する角度測定手段を前記端末に含
み、前記パース図描画手段は、前記角度測定手段の測定結果
に応じて前記パース図の少なくとも方位を合わせるよう
にしたことを特徴とする請求項２記載のナビゲーション
システム。
【請求項４】前記建築物三次元データベースを検索し
て得た端末周囲の建築物の形状と自端末との距離を求め
る距離パタン算出手段と、前記実風景画像上の建築物と
自端末との距離を測定する距離パタン測定手段と、前記
距離パタン算出手段の算出結果と前記距離パタン測定手
段の測定結果とを照合する照合手段とを前記端末に含
み、前記パース図描画手段は、前記照合手段の照合結果に応
じて前記パース図の少なくとも方位を合わせるようにし
たことを特徴とする請求項２記載のナビゲーションシス
テム。
【請求項５】前記照合手段の照合結果において前記建
築物三次元データにないと判定された物体を遮蔽物とし
て前記建築物三次元データに追加しかつ前記照合手段の
照合結果において前記実風景画像上にないと判定された
物体を前記建築物三次元データから削除する建築物三次
元データ修正手段を前記端末に含むことを特徴とする請
求項４記載のナビゲーションシステム。
【請求項６】前記建築物三次元データ修正手段で生成
された修正情報を前記端末から収集する収集手段と、前
記収集手段で収集された前記修正情報の統計処理結果に
よって前記建築物三次元データベースの更新を行う建築
物三次元データベース更新手段とを含むことを特徴とす
る請求項５記載のナビゲーションシステム。
【請求項７】前記距離パタン算出手段の算出結果より
も前記距離パタン測定手段の測定結果が短い場合にその
対象物体を前記パース図上に遮蔽物として表示する手段
を前記端末に含むことを特徴とする請求項４から請求項
６のいずれか記載のナビゲーションシステム。
【請求項８】前記実風景画像と前記パース図とが表示
される画面上において前記パース図上の位置を指示する
ポインティングマークを表示する手段と、前記ポインテ
ィングマークによって指示される位置に対応する前記コ
ンテンツ情報を前記画面上に表示する手段とを前記端末
に含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれ
か記載のナビゲーションシステム。
【請求項９】自端末の仰角を測定する仰角センサと、
前記仰角センサの測定結果に応じて前記パース図と前記
二次元地図とを切替えて前記同一画面に表示する手段と
を前記端末に含むことを特徴とする請求項１から請求項
８のいずれか記載のナビゲーションシステム。
【請求項１０】自端末の側面に配置されかつ前記パー
ス図を表示する第１の画面と、自端末の上面に配置され
かつ前記二次元地図を表示する第２の画面とを前記端末
に含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれ
か記載のナビゲーションシステム。
【請求項１１】自端末と相互に通信自在としかつ前記
コンテンツデータベースに蓄積されるコンテンツ情報の
少なくとも一部を記憶する他装置と、前記端末に設けら
れかつ自端末と前記他装置との間の認証を伴う通信によ
る検索で前記他装置からコンテンツ情報を得る手段とを
含むことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれ
か記載のナビゲーションシステム。
【請求項１２】自端末の位置を測定する位置測定手段
と、測定した自端末の位置情報によって地形と建築物の
形状と位置とを関連付けて建築物三次元データとして蓄
積する建築物三次元データベースを検索して得た端末周
囲の建築物の形状を二次元に投影したパース図を描画す
るパース図描画手段と、自端末に入射される実風景画像
を取得して前記パース図と透過的に重ね合わせられる場
合にそれらを同一画面に表示する実風景重ね合わせ手段
と、自端末と対象物との地表面上での方位と距離とを表
示する二次元地図を描画する二次元地図描画手段と、自
端末に入力された検索条件と自端末に蓄積された検索条
件とのうちのいずれかでサービスを表したコンテンツと
当該コンテンツに対応する建物及び建物内での位置とを
関連付けて蓄積するコンテンツデータベースを検索して
得た位置情報と前記コンテンツの情報とを少なくとも含
むコンテンツ検索結果を前記パース図と前記二次元地図
とにそれぞれ描画するコンテンツ描画手段とを有するこ
とを特徴とするナビゲーション端末。
【請求項１３】自端末において、前記実風景画像上の
建築物と前記パース図上の建築物との表示位置合わせ
を、前記実風景画像の自端末への入射方向の変更と前記
パース図のスクロールとのいずれかを選択的に行うよう
にしたことを特徴とする請求項１２記載のナビゲーショ
ン端末。
【請求項１４】前記実風景画像の自端末への入射方向
の少なくとも方位を測定する角度測定手段を含み、前記パース図描画手段は、前記角度測定手段の測定結果
に応じて前記パース図の少なくとも方位を合わせるよう
にしたことを特徴とする請求項１３記載のナビゲーショ
ン端末。
【請求項１５】前記建築物三次元データベースを検索
して得た端末周囲の建築物の形状と自端末との距離を求
める距離パタン算出手段と、前記実風景画像上の建築物
と自端末との距離を測定する距離パタン測定手段と、前
記距離パタン算出手段の算出結果と前記距離パタン測定
手段の測定結果とを照合する照合手段とを含み、前記パース図描画手段は、前記照合手段の照合結果に応
じて前記パース図の少なくとも方位を合わせるようにし
たことを特徴とする請求項１３記載のナビゲーション端
末。
【請求項１６】前記照合手段の照合結果において前記
建築物三次元データにないと判定された物体を遮蔽物と
して前記建築物三次元データに追加しかつ前記照合手段
の照合結果において前記実風景画像上にないと判定され
た物体を前記建築物三次元データから削除する建築物三
次元データ修正手段を含むことを特徴とする請求項１５
記載のナビゲーション端末。
【請求項１７】前記距離パタン算出手段の算出結果よ
りも前記距離パタン測定手段の測定結果が短い場合にそ
の対象物体を前記パース図上に遮蔽物として表示する手
段を含むことを特徴とする請求項１５から請求項１６の
いずれか記載のナビゲーション端末。
【請求項１８】前記実風景画像と前記パース図とが表
示される画面上において前記パース図上の位置を指示す
るポインティングマークを表示する手段と、前記ポイン
ティングマークによって指示される位置に対応する前記
コンテンツ情報を前記画面上に表示する手段とを含むこ
とを特徴とする請求項１２から請求項１７のいずれか記
載のナビゲーション端末。
【請求項１９】自端末の仰角を測定する仰角センサ
と、前記仰角センサの測定結果に応じて前記パース図と
前記二次元地図とを切替えて前記同一画面に表示する手
段とを含むことを特徴とする請求項１２から請求項１８
のいずれか記載のナビゲーション端末。
【請求項２０】自端末の側面に配置されかつ前記パー
ス図を表示する第１の画面と、自端末の上面に配置され
かつ前記二次元地図を表示する第２の画面とを含むこと
を特徴とする請求項１２から請求項１８のいずれか記載
のナビゲーション端末。
【請求項２１】自端末と相互に通信自在としかつ前記
コンテンツデータベースに蓄積されるコンテンツ情報の
少なくとも一部を記憶する他装置との間の認証を伴う通
信による検索で前記他装置からコンテンツ情報を得る手
段を含むことを特徴とする請求項１２から請求項２０の
いずれか記載のナビゲーション端末。