CN105074782A - 三维信息处理装置 - Google Patents

Abstract

三维信息处理装置具有：底面交点计算部(8)，其计算将地形顶点合成部(7)生成的地形模型的顶点集合所成的线段和建筑物底面提取部(3)提取出的建筑物模型底面的外周线段的交点；全部点高度计算部(9)，其计算底面交点计算部(8)计算出的各个交点以及构成建筑物模型底面的各个顶点处的地形模型的高度；基准高度计算部(10)，其根据全部点高度计算部(9)计算出的地形模型的高度，计算规定区域的三维信息中的基准高度；以及建筑物高度校正部(11)，其使用基准高度计算部(10)计算出的基准高度、与全部点高度计算部(9)计算出的构成建筑物模型底面的顶点处的地形模型的高度之差，校正建筑物模型的高度。

Description

三维信息处理装置

技术领域

本发明涉及调节建筑物等的三维模型的高度方向的显示信息的三维信息处理装置。

背景技术

例如，车载导航仪等具有地图显示功能的设备具有如下的三维地图俯视显示功能，在具有起伏的三维的地形模型上配置商业设施等的建筑物模型，俯视观察该地形模型和建筑物模型。用于实现三维地图俯视显示功能的数据通常是由地图数据制作公司提供的三维信息即地形模型和/或建筑物模型，这些三维信息是根据实地位置测量的数据生成的。但是，在地形和/或建筑物的三维信息的位置测量中包含误差，因而在显示基于该三维信息的三维地图的情况下，存在建筑物模型相对于地形模型浮起或者建筑物模型相对于地形模型沉陷的问题。

作为其对策，在专利文献1的依据于实际地形的标高修正处理中，从三维地形数据中提取成为处理对象的建筑物底面的各顶点坐标的标高，将提取出的标高中的最大值作为该建筑物的基准标高与建筑物底面以外的各顶点的高度坐标相加，并且将提取出的标高中的最小值作为该建筑物的底面标高与建筑物底面的各顶点的高度坐标相加，由此抑制建筑物模型相对于地形模型浮起或者建筑物模型相对于地形模型沉陷。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－266177号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在上述专利文献1所公开的技术中，由于仅考虑了建筑物底面的各顶点坐标的标高，因而在位于建筑物底面的位置处的地形起伏较大且建筑物底面的顶点之间的距离较长的情况下，将存在如下问题：在地形模型和建筑物模型之间产生间隙、或者建筑物模型相对于地形模型过度沉陷。

例如，在某个建筑物底面的两个顶点的标高都是5m、这两个顶点之间的地形的标高最小达到0m的情况下，本来应该使建筑物底面的标高与0m一致，却使建筑物底面的标高与5m一致，其结果是，导致建筑物模型相对于地形模型浮起。

本发明正是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于，即使是地形的起伏较大且建筑物底面的顶点之间的距离较长的情况下，也能够抑制建筑物模型相对于地形模型浮起、或者建筑物模型相对于地形模型过度沉陷。

用于解决问题的手段

本发明的三维信息处理装置具有：构造物底面提取部，其提取用多棱柱表达的所述构造物模型的底面；构造物底面范围计算部，其计算与构造物底面提取部提取出的构造物模型的底面外切的矩形，作为构造物模型的底面范围；地形模型提取部，其参照积存了地形模型的集合的地形模型数据库，提取包含构造物底面范围计算部计算出的构造物模型的底面范围的地形模型；地形顶点合成部，其将地形模型提取部提取出的多个地形模型进行合成，生成包含构造物模型的底面范围的地形模型的顶点集合；底面交点计算部，其计算地形顶点合成部生成的地形模型的顶点集合所成的线段和构造物底面提取部提取出的所述构造物模型的底面的外周线段的交点；全部点高度计算部，其计算底面交点计算部计算出的各个交点以及构成构造物模型的底面的各个顶点处的地形模型的高度；基准高度计算部，其根据全部点高度计算部计算出的地形模型的高度，计算规定区域的三维信息中的基准高度；以及构造物高度校正部，其使用基准高度计算部计算出的基准高度与全部点高度计算部计算出的构成构造物模型底面的顶点处的地形模型的高度之差，校正构造物模型的高度。

发明效果

根据本发明，能够提供抑制了建筑物模型相对于地形模型浮起或者建筑物模型相对于地形模型过度沉陷的不利情况发生的三维信息。

附图说明

图1是示出实施方式1的三维信息处理装置的结构的框图。

图2是示出实施方式1的三维信息处理装置的动作的流程图。

图3是示出在实施方式1的三维信息处理装置的建筑物数据库中积存的建筑物模型的一例的图。

图4是示出实施方式1的三维信息处理装置的建筑物底面范围的计算的一例的图。

图5是示出在实施方式1的三维信息处理装置的地形数据库中积存的地形模型的一例的图。

图6是示出实施方式1的三维信息处理装置的地形模型的合成的说明图。

图7是示出实施方式1的三维信息处理装置的和与经线平行的线段的交点的计算的图。

图8是示出实施方式1的三维信息处理装置的和与纬线平行的线段的交点的计算的图。

图9是示出实施方式1的三维信息处理装置的和与斜线平行的线段的交点的计算的图。

图10是示出实施方式1的三维信息处理装置的和与斜线平行的线段的交点的计算的图。

图11是示出实施方式1的三维信息处理装置的和与斜线平行的线段的交点的计算的图。

图12是示出实施方式1的三维信息处理装置的建筑物底面的外周线段与地形顶点集合形成的线段的交点的图。

图13是示出实施方式1的三维信息处理装置的全部点高度计算部的计算例的图。

图14是示出实施方式2的三维信息处理装置的结构的框图。

图15是示出实施方式2的三维信息处理装置的动作的流程图。

图16是示出实施方式2的三维信息处理装置的地基模型的取得的说明图。

具体实施方式

下面，为了更详细地说明本发明，参照附图来说明用于实施本发明的方式。另外，在以下的各实施方式中，使用以三维坐标表示规定区域的地形的地形模型和以三维坐标表示位于规定区域内的建筑物的建筑物模型进行了说明，但不限于建筑物，也能够将三维信息中包含的各种构造物等作为对象。

图1是示出本发明的实施方式1的三维信息处理装置的结构的框图。

三维信息处理装置100由建筑物模型数据库1、建筑物模型输入部2、建筑物底面提取部(构造物底面提取部)3、建筑物底面范围计算部(构造物底面范围计算部)4、地形模型数据库5、地形模型提取部6、地形顶点合成部7、底面交点计算部8、全部点高度计算部9、基准高度计算部10和建筑物高度校正部(构造物高度校正部)11构成。

建筑物模型数据库1是积存了将位于任意的地图范围内的多个建筑物表达为三维模型而得到的建筑物模型的数据库。建筑物模型输入部2从建筑物模型数据库1取得有关一个建筑物的建筑物模型。建筑物底面提取部3提取构成建筑物模型输入部2取得的建筑物模型的底面的顶点。建筑物底面范围计算部4根据建筑物模型的底面的顶点计算地图上的建筑物所在的范围。地形模型数据库5是积存了将地形表达为三维模型而得到的地形模型的数据库。地形模型提取部6从地形模型数据库5提取位于建筑物底面范围计算部4计算出的范围内的所有的地形模型。地形顶点合成部7将地形模型提取部6提取出的地形模型中相邻的地形模型彼此合成而汇总为一个顶点群。

底面交点计算部8计算将所合成的地形顶点形成的所有线段投影于水平面上得到的二维线段群、和将建筑物底面的外周线段投影于水平面上得到的二维线段群的交点。全部点高度计算部9计算底面交点计算部8取得的所有交点的高度、和构成建筑物底面的顶点的高度。基准高度计算部10使用全部点高度计算部9计算出的所有顶点的高度，计算校正后的建筑物模型的高度。建筑物高度校正部11使用基准高度计算部10计算出的高度，校正构成建筑物模型的所有顶点的高度，重构建筑物模型。

下面，关于三维信息处理装置的动作，参照图2的流程图和图3～图12的说明图进行说明。

图2是示出实施方式1的三维信息处理装置的动作的流程图。

首先，建筑物模型输入部2从建筑物模型数据库1取得一个建筑物模型(步骤ST1)。图3是示出在建筑物数据库1中积存的建筑物模型的一例的图，图3的(a)示出其俯视图，图3的(b)示出其水平面投影图。建筑物模型是如图3的(a)所示的六棱柱的集合，关于各个顶点的三维坐标，X、Y坐标是纬度、经度坐标，Z坐标是标高(m系)。在步骤ST1的处理中，取得如图3的(a)所示的六棱柱的数据。

接着，建筑物底面提取部3从在步骤ST1中取得的建筑物模型中仅提取构成建筑物底面的顶点(步骤ST2)。具体而言，在构成建筑物模型的顶点中仅取得Z值(高度)最小的顶点。建筑物底面范围计算部4从在步骤ST2中提取出的构成建筑物底面的各个顶点的X、Y坐标中，提取最小的X、Y坐标和最大的X、Y坐标(步骤ST3)，计算由提取出的最小的X、Y坐标和最大的X、Y坐标进行组合而得到的点围起的范围，作为建筑物底面范围(步骤ST4)。

图4是示出建筑物底面范围计算部4的建筑物底面范围的计算的一例的图，示出将建筑物底面及建筑物底面范围投影于水平面的水平面投影图。

参照图4详细说明建筑物底面范围的计算方法。在步骤ST3中，使用建筑物底面提取部3提取出的所有的建筑物底面顶点A1、A2、A3、A4、A5、A6的X、Y坐标，从中提取最小的X坐标(XbMin)、最小的Y坐标(YbMin)、最大的X坐标(XbMax)、最大的Y坐标(YbMax)。然后，在步骤ST4中，计算由提取出的坐标进行组合而得到的顶点B1(XbMin，YbMin)、顶点B2(XbMax，YbMin)、顶点B3(XbMin，YbMax)、顶点B4(XbMax，YbMax)这4个点围起的范围B，作为建筑物底面范围B。如图4所示，建筑物底面范围B等效于与建筑物底面投影于水平面时得到的范围外切的外切矩形。

地形模型提取部6从地形模型数据库5提取与在步骤ST4中计算出的建筑物底面范围重复的地形模型(步骤ST5)。

图5是示出在地形数据库5中积存的地形模型的一例的图，图5的(a)示出其俯视图，图5的(b)示出其水平面投影图。如图5的(a)所示，地形模型与建筑物模型一样，顶点的X、Y坐标表示纬度和经度，Z坐标表示标高(m系)。并且，在对地形模型进行水平面投影的情况下，如图5的(b)所示得到由顶点的集合构成的网格模型的集合，其中，该顶点构成由与纬线/经线平行的直线构成的网格。

如图5的(b)所示，在构成一个地形模型的各个顶点的坐标中，设最小的X坐标是XImin、最小的Y坐标是YImin、最大的X坐标是XIMax、最大的Y坐标是YIMax、经度方向的顶点间距离为Xdiv、纬度方向的顶点间距离为Ydiv。并且，在将构成地形模型的经度方向的顶点数设为XNum、纬度方向的顶点数设为YNum的情况下，XNum和YNum在各个地形模型中全部是相同的数。另外，XNum和YNum也可以是彼此不同的数。

地形模型的提取的详细情况是，使用下面的式(1)比较在步骤ST4中计算出的建筑物模型的建筑物底面范围、和在地形模型数据库5中积存的各个地形模型的最小的X、Y坐标和最大的X、Y坐标，仅提取其结果为真的数据。通过使用式(1)进行提取，对于即使只有一部分与建筑物底面范围重复的地形模型也能够全部提取出来。

(X_bMin≤X_lMax)∩(X_lMin≤X_bMax)∩(Y_bMin≤Y_lMax)∩(Y_lMin≤Y_bMax)…(1)

地形顶点合成部7将在步骤ST4中提取出的地形模型中相邻的地形模型进行合成，生成地形顶点集合(步骤ST6)。

图6是示出地形顶点合成部7的地形模型的合成的说明图，图6的(a)示出合成前的各个地形模型，图6的(b)示出合成后的地形模型。

如图6的(a)所示，当在步骤ST5中提取出例如4个地形模型C、D、E、F的情况下，在4个地形模型C、D、E、F中取得最小的XIMin的值(XIMinMin)、最大的XIMax的值(XIMaxMax)、最小的YIMin的值(YIMinMin)、最大的YIMax的值(YIMaxMax)。在图6的(a)的情况下，XIMinMin为地形模型C的XIMin的值，XIMaxMax为地形模型E的XIMax的值，YIMinMin为地形模型C的YIMin的值，YIMaxMax为地形模型F的XIMax的值。

然后，根据下面的式(2)，计算合成后的顶点集合的经度方向顶点数XcNum和纬度方向顶点数YcNum。

X_cNum＝(X_lMaxMax-X_lMinMin)/XDiv…(2)

Y_cNum＝(Y_lMaxMax-Y_lMinMin)/YDiv

在计算后，生成具有用于保存XcNum×YcNum的顶点的区域的合成顶点保存缓冲区。

然后，使用下面的式(3)对合成顶点保存缓冲区设定各地形模型的顶点坐标，使完成地形顶点集合。

P_c(i，j)＝P_l[X_lMinA，Y_lMinA](m，n)…(3)

$\left\{\begin{array}{c}{X}_{l}MinA=X_{l}MinMin+XDiv*(XNum-1)*floor(i/\left(XNum-1\right))\\ Y_{l}MinA=Y_{l}MinMin+YDiv*(YNum-1)*floor(j/\left(YNum-1\right))\\ m=i-(X_{l}MinA-X_{l}MinMin)/XDiv\\ n=j-(Y_{l}MinA-Y_{l}MinMin)/YDiv\end{array}\right.$

在上述的式(3)中，P_c(i，j)表示从作为设定对象的合成顶点保存缓冲区内的西南端起经度方向第i个(i从0开始)、纬度方向第j个(j从0开始)的顶点坐标，P_I[s，t](m，n)表示具有X、Y坐标(s，t)为XIMin、YIMin的地形模型内的经度方向第m个(m从0开始)、纬度方向第n个(n从0开始)的顶点坐标，floor表示舍去小数点以下得到的地面函数。在图6的(b)所示的合成后的地形模型中，生成地形顶点集合G。

底面交点计算部8计算将在步骤ST6中生成的地形顶点集合投影于水平面时得到的顶点所成的线段和将建筑物底面投影于水平面时的建筑物底面的外周线段的交点(步骤ST7)。交点计算划分为和地形顶点集合所成的线段中的与经线平行的线段的交点、与纬线平行的线段的交点、与斜线的交点这三种进行计算。

(a)和与经线平行的线段的交点计算

对于形成建筑物底面的外周的每条线段，计算和地形顶点集合所成的线段中的与经线平行的线段的交点。将建筑物底面所在的外周的线段的两端坐标分别设为(X_a，Y_a)、(X_b，Y_b)。另外，假设满足关系X_a≤X_b。首先，使用下面的式(4)计算通过两个顶点的直线方程式。

y＝(Y_b-Y_a)(x-X_a)/(X_b-X_a)+Y_a…(4)

然后，使用下面的式(5)计算位于X_a和X_b之间的地形顶点集合所成的线段中与经线平行的线段的X坐标。

X_k＝X_lMinMin+k*XDiv…(５)

其中，在式(5)中，k是满足下式的整数。

floor((X_a-X_lMinMin)/XDiv)＜k≤floor((X_b-X_lMinMin)/XDiv)

将使用上述的式(5)计算出的X_k全部代入上述的式(4)，计算Y_k。该(X_k，Y_k)的集合成为建筑物底面的两个顶点所成的线段、和地形顶点集合所成的线段中的与经线平行的线段的交点的坐标。上述的处理是关于某个建筑物底面的外周的一条线段的处理，通过对外周上的所有线段进行该处理，完成和与经线平行的线段的交点计算。

图7是示出建筑物底面H的外周和地形顶点集合G所成的线段中的与经线平行的线段的交点的图。在图7所示的例子中，示出了建筑物底面H的外周在交点H1、H2、H3、H4处和与经线平行的线段g1、g2相交的情况。

(b)和与纬线平行的线段的交点计算

对于形成建筑物底面的外周的每条线段，计算和地形顶点集合所成的线段中与纬线平行的线段的交点。将建筑物底面所在的外周的线段的两端坐标分别设为(X_a，Y_a)、(X_b，Y_b)。另外，假设满足关系Y_a≤Y_b。首先，使用下面的式(6)计算位于Y_a和Y_b之间的地形顶点集合所成的线段中与纬线平行的线段的Y坐标。

Y_k＝Y_lMinMin+k*YDiv…(６)

其中，在式(6)中，k是满足下式的整数。

floor((Y_a-Y_lMinMin)/YDiv)＜k≤floor((Y_b-Y_lMinMin)/YDiv)

将使用上述的式(6)计算出的Y_k全部代入上述的式(4)，计算X_k。该(X_k，Y_k)的集合成为建筑物底面的两个顶点所成的线段、和地形顶点集合形成的线段中的与纬线平行的线段的交点的坐标。上述的处理是关于某个建筑物底面的外周的一条线段的处理，通过对外周上的所有线段进行该处理，完成和与纬线平行的线段的交点计算。

图8是示出建筑物底面H的外周和地形顶点集合G所成的线段中的与纬线平行的线段的交点的图。在图8所示的例子中，示出了建筑物底面H的外周在交点H5、H6、H7、H8、H9、H10处和与纬线平行的线段g3、g4、g5相交的情况。

(c)与斜线的交点计算

对于形成建筑物底面的外周的每条线段，计算和地形顶点集合所成的线段中的斜线的交点。将建筑物底面所在的外周的线段的两端坐标分别设为(X_a，Y_a)、(X_b，Y_b)。在此，在图9中示出了地形顶点集合的一个网格的地形顶点。如图9所示，将斜线和纬线所成的夹角设为θ(0≤θ≤π/2)，计算sinθ、cosθ。由于tanθ＝YDiv/XDiv，因而容易使用三角函数进行计算。然后，向斜线与X轴平行且地形顶点集合的西南端点位于原点的空间即XˊYˊ空间进行坐标变换。使用下面的式(7)进行坐标变换。利用矩阵T使得向原点平行移动，利用矩阵R向y轴方向旋转角度θ。

(X′，Y′，1)^t＝R*T*(X，Y，1)^t…(7)

$\left\{\begin{array}{c}R=\left(\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}& 0\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right)\\ T=\left(\begin{array}{ccc}1& 0& X_{l}MinMin\\ 0& 1& Y_{l}MinMin\\ 0& 0& 1\end{array}\right)\end{array}\right.$

图10是示出基于上述的式(7)的坐标变换的图，图10的(a)示出坐标变换前的建筑物底面H及地形顶点集合G，图10的(b)示出坐标变换后的建筑物底面Hˊ及地形顶点集合Gˊ。

在图10的(a)中，使地形顶点集合G中由最小的X坐标值和最小的Y坐标值构成的点G0(XIMinMin，YIMinMin)利用式(7)的矩阵T平行移动到原点O，再利用矩阵R向y轴方向旋转角度θ。由此，地形顶点集合Gˊ所成的斜线与x轴方向平行。

通过使用式(7)进行的坐标变换，将建筑物底面所在的外周的线段的两端坐标(X_a，Y_a)、(X_b，Y_b)变换为(X_aˊ，Y_aˊ)、(X_bˊ，Y_bˊ)。使用下面的式(8)计算通过该变换后的两个坐标的直线方程式。

y′＝(Y_b′-Y_a′)(x′-X_a′)/(X_b′-X_a′)+Y_a′…(8)

然后，计算位于Y_aˊ和Y_bˊ之间的地形顶点集合所成的线段中的斜线的Yˊ坐标。该坐标能够根据下面的式(9)所示的Y_kˊ进行计算。

Y_k′＝k*YDiv′…(9)

YDiv′＝XDiv*sinθ

其中在式(9)中k是满足下式的整数。

floor(Y_a′/YDiv′)＜k≤floor(Y_b′/YDiv′)

将使用上述的式(9)计算出的Y_kˊ全部代入上述的式(8)，计算X_kˊ。该(X_kˊ，Y_kˊ)的集合成为建筑物底面的两个顶点所成的线段、和与地形顶点集合所成的线段中的斜线的交点的坐标。上述的处理是关于某个建筑物底面的外周的一条线段的处理，通过对建筑物底面外周上的所有线段进行该处理，计算出与XˊYˊ空间中的斜线的交点。

图11是示出建筑物底面Hˊ的外周和地形顶点集合Gˊ所成的线段中的与斜线平行的线段的交点的图。在图11所示的例子中，示出了建筑物底面Hˊ的外周在交点H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17、H18、H19处和与斜线平行的线段g6、g7、g8、g9相交的情况。通过使R*T矩阵的逆矩阵作用于这些顶点，能够得到和与斜线平行的线段的最终交点。

图12示出了通过上述的(1)～(3)所示的三种交点计算处理而计算出的所有交点，并且成为建筑物底面H的外周线段和地形顶点集合G所成的线段的交点。

接着，全部点高度计算部9使用地形顶点集合计算在步骤ST6中计算出的交点的X、Y坐标位置、和构成建筑物底面的顶点的X、Y坐标位置处的高度(参照图13)。在构成建筑物底面的顶点的X、Y坐标位置处的高度计算中，首先判定各个顶点位于地形顶点集合的哪个三角形中(步骤ST8)。在此将作为调查对象的顶点的X、Y坐标设为(X_t，Y_t)，调查对象的顶点所在的三角形的3个顶点P_tri0、P_tri1、P_tri2分别如下面的式(10)所示。

if0≤(u+v)≤1thenP_tri0＝P_lb，P_tri1＝P_rb，P_tri2＝P_lt…(10)

else1＜(u+v)thenP_tri0＝P_rt，P_tri1＝P_lt，P_tri2＝P_rb

使用上述的三角形的三个顶点P_tri0、P_tri1、P_tri2，按照下面的式(11)计算调查对象顶点的X、Y坐标位置处的地形的高度Z_I(步骤ST9)。对地形顶点集合所成的线段和建筑物底面的外周线段的交点、以及构成建筑物底面的顶点执行步骤ST8和步骤ST9的处理，由此计算这些地点的地形的高度集合(顶点高度集合)。

if0≤(u+v)≤1thenZ_l＝u(P_tri1.z-P_tri0.z)+v(P_tri2.z-P_tri0.z)…(11)

else1＜(u+v)thenZ_l＝(1-u)(P_tri1.z-P_tri0.z)+(1-v)(P_tri2.z-P_tri0.z)

其中，在式(11)中后缀.z表示是顶点的Z坐标。

基准高度计算部10提取在步骤ST7中计算出的顶点高度集合中高度最低的点，将提取出的顶点的高度作为基准高度(步骤ST10)。最后，建筑物高度校正部11计算在步骤ST10中计算出的基准高度与在步骤ST9中计算出的顶点高度之差，将计算出的差值与构成建筑物模型的所有顶点的高度相加，由此进行建筑物模型的高度校正(步骤ST11)，并结束处理。

如上所述，根据该实施方式1构成为具有：底面交点计算部8，其计算建筑物底面的外周和地形顶点集合相交的交点；基准高度计算部10，其提取底面交点计算部8计算出的交点中高度最低的点，将提取出的顶点的高度作为基准高度；以及建筑物高度校正部11，其通过使建筑物底面的高度与基准高度计算部10计算出的基准高度一致来调节建筑物模型的高度，因而能够使地形模型和建筑物模型之间不会产生间隙，而且也不会超过必要程度地将地形模型埋入地形中，能够将埋入量抑制为最小限度。

另外，在上述的实施方式1中示出了用六棱柱表述建筑物模型的情况，但建筑物模型的表述方式不限于六棱柱，能够应用所有的多边形。

另外，在上述的实施方式1中，关于地形模型的斜线的方向示出了连接东南和西北的线，但也可以是连接西南和东北的线。

另外，在上述的实施方式1中示出了基准高度计算部10将顶点高度集合中高度最低的点作为基准高度的情况，但考虑到地形模型相对于建筑物模型被埋入的埋入量，也能够设定例如顶点高度集合的平均值或中间值。

实施方式2

在上述的实施方式1中，示出了通过变更构成地形模型的顶点的高度，抑制在地形模型和建筑物模型之间产生间隙的结构，而在该实施方式2中说明在地形模型和建筑物模型之间生成新的模型的结构，以便在不变更建筑物模型的位置的情况下填埋与地形模型的间隙。

图14是示出实施方式2的三维信息处理装置的结构的框图。

图14所示的三维信息处理装置100’相对于图1所示的三维信息处理装置100追加设置了校正模式输入部12、校正处理选择部13、地基纹理(texture)数据库14和地基模型生成部15。另外，下面对与实施方式1所示的三维信息处理装置100的构成要素相同或者相当的部分，标注与在图1中使用的标号相同的标号，并省略或者简化说明。

校正模式输入部12受理来自用户的校正模式的输入。校正处理选择部13按照通过校正模式输入部12输入的校正模式，选择是通过建筑物高度校正部11进行以后的校正处理、还是通过地基模型生成部15进行以后的校正处理。地基纹理数据库14是积存多个地基用图像的数据库。地基模型生成部15使用构成建筑物底面提取部3提取出的建筑物底面的顶点、基准高度计算部10计算的基准高度、以及在地基纹理数据库14中积存的地基纹理(texture)生成地基模型，将所生成的地基模型附加于建筑物模型。

下面，说明实施方式2的三维信息处理装置100’的动作。图15是示出实施方式2的三维信息处理装置的动作流程图。另外，下面对与实施方式1的三维信息处理装置相同的步骤，标注与在图2中使用的标号相同的标号，并省略或者简化说明。

在该实施方式2中，假设通过校正模式输入部12输入的输入模式具有如下的功能：即能够选择设为高度校正模式和地基附加模式中的任意一种模式，对于建筑物模型的校正，能够选择按照用户的意图调节建筑物的高度、或者在不变更建筑物高度的情况下利用地基纹理填埋间隙的任意一种方式。

在步骤ST10中基准高度计算部10计算出基准高度时，校正模式输入部12受理来自用户的校正模式的输入(步骤ST21)。校正处理选择部13进行在步骤ST21中受理的校正模式是高度校正模式还是地基附加模式的判定(步骤ST22)。在判定为是高度校正模式的情况下，建筑物高度校正部11进行建筑物模型的高度校正(步骤ST11)，并结束处理。

另一方面，在判定为是地基附加模式的情况下，地基模型生成部15生成由在步骤ST2中提取出的构成建筑物底面的顶点、和将这些顶点的高度变更为在步骤ST10中计算出的基准高度后的顶点构成的顶点群(步骤ST23)。接着，通过分别用线段连接建筑物底面的各个顶点和被变更为基准高度后的顶点而生成多棱柱，取得地基模型(步骤ST24)。

图16是示出地基模型的取得的说明图，图16的(a)是示出构成建筑物底面的顶点向基准高度的变更的俯视图，图16的(b)是示出地基模型即多棱柱的生成的俯视图。

在图16的(a)所示的例子中，首先在步骤ST23中进行构成建筑物底面的顶点I1、I2、I3、I4、I5、I6向基准高度的变更，生成变更后的顶点J1、J2、J3、J4、J5、J6。然后，如图16的(b)所示，在步骤ST24中，用线段K1连接顶点I1和顶点J1，用线段K2连接顶点I2和顶点J2，用线段K3连接顶点I3和顶点J3，用线段K4连接顶点I4和顶点J4，用线段K5连接顶点I5和顶点J5，用线段K6连接顶点I6和顶点J6，由此生成六棱柱L，取得地基模型。

另外，在步骤ST24中取得的地基模型仅是多个顶点信息，多个面中的显示颜色不确定，因而地基模型生成部15从积存于地基纹理数据库14的地基纹理中选择一个地基纹理(步骤ST25)。地基模型生成部15将在步骤ST25中选择出的地基纹理作为在步骤ST24中取得的地基模型的映射用纹理，将地基模型附加于建筑物模型(步骤ST26)，并结束处理。

另外，在步骤ST25的地基纹理的选择中，也可以随机地选择一个合适的地基纹理，还能够构成为预先准备与建筑物所在的城市和/或建筑物的素材等一一对应的纹理的集，按照建筑物的场所和/或素材检索该集来选择纹理，而选择看起来与土地的气氛吻合的地基模型。

如上所述，根据该实施方式2构成为，在所受理的校正模式是地基附加模式的情况下，将构成建筑物底面的顶点形成的多边形作为多棱柱的上表面，将建筑物底面的外周和地形相交的交点中高度最小的顶点形成的多边形作为多棱柱的下表面，由此生成多棱柱而作为地基模型，将该地基模型附加给建筑物模型，因而在用户想要避免建筑物自身的位置变更的情况下，能够在不移动建筑物位置的情况下消除地形和建筑物之间的间隙。

另外，根据该实施方式2，示出了地基模型生成部15将地基模型的上表面和下表面的形状设为与建筑物底面相同形状的结构，但也能够例如生成为使用了建筑物底面的外切矩形即四边形形状的长方体，如果是在X-Y方向包含建筑物的形状且上表面的高度是建筑物底面的高度、下表面的高度是基准高度的多棱柱，则无论是什么形状的多棱柱，都能够生成具有相同效果的地基模型。

另外，本申请发明能够在本发明的范围内进行各个实施方式的自由组合、或者各个实施方式的任意构成要素的变形、或者在各个实施方式中省略任意的构成要素。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的三维信息处理装置能够用于具有诸如在存在起伏的三维地形模型上配置商业设施等建筑物模型并俯视观察这些模型的三维地图俯视显示功能的导航装置等，抑制由于实地位置测量出的数据中包含的位置测量误差而产生的显示数据的不匹配。

标号说明

1建筑物模型数据库；2建筑物模型输入部；3建筑物底面提取部；4建筑物底面范围计算部；5地形模型数据库；6地形模型提取部；7地形顶点合成部；8底面交点计算部；9全部点高度计算部；10基准高度计算部；11建筑物高度校正部；12校正模式输入部；13校正处理选择部；14地基纹理数据库；15地基模型生成部；100、100’三维信息处理装置。

Claims (7)

1.一种三维信息处理装置，其使用以三维坐标表示规定区域的地形的地形模型和以三维坐标表示位于所述规定区域内的构造物的构造物模型，生成所述规定区域的三维信息，其特征在于，所述三维信息处理装置具有：

构造物底面提取部，其提取用多棱柱表达的所述构造物模型的底面；

构造物底面范围计算部，其计算与所述构造物底面提取部提取出的构造物模型的底面外切的矩形，作为所述构造物模型的底面范围；

地形模型提取部，其参照积存了所述地形模型的集合的地形模型数据库，提取包含所述构造物底面范围计算部计算出的所述构造物模型的底面范围的地形模型；

地形顶点合成部，其将所述地形模型提取部提取出的多个地形模型进行合成，生成包含所述构造物模型的底面范围的地形模型的顶点集合；

底面交点计算部，其计算所述地形顶点合成部生成的地形模型的顶点集合所成的线段和所述构造物底面提取部提取出的所述构造物模型的底面的外周线段的交点；

全部点高度计算部，其计算所述底面交点计算部计算出的各个交点以及构成所述构造物模型的底面的各个顶点处的所述地形模型的高度；

基准高度计算部，其根据所述全部点高度计算部计算出的所述地形模型的高度，计算所述规定区域的三维信息中的基准高度；以及

构造物高度校正部，其使用所述基准高度计算部计算出的基准高度与所述全部点高度计算部计算出的构成所述构造物模型的底面的顶点处的所述地形模型的高度之差，校正所述构造物模型的高度。

2.根据权利要求1所述的三维信息处理装置，其特征在于，

所述底面交点计算部作为二维坐标来计算所述地形顶点合成部生成的地形模型投影于水平面上得到的顶点集合所成的二维线段群、和所述构造物底面提取部提取出的所述构造物模型的底面的外周线段投影于水平面上得到的二维线段群的交点。

3.根据权利要求2所述的三维信息处理装置，其特征在于，

所述全部点高度计算部确定所述底面交点计算部计算出的各个交点和构成所述构造物模型的底面的各个顶点的二维坐标属于所述地形模型投影于水平面上得到的顶点集合所成的二维线段群形成的三角形集合中的哪个三角形，使用构成确定出的三角形的三个顶点的高度进行线性插值，计算出所述各个交点和所述各个顶点处的所述地形模型的高度。

4.根据权利要求1所述的三维信息处理装置，其特征在于，

所述基准高度计算部将所述全部点高度计算部计算出的所述地形模型的高度的最小值、平均值或者中间值中的任意值作为基准高度。

5.根据权利要求1所述的三维信息处理装置，其特征在于，所述三维信息处理装置具有：

地基模型生成部，其根据所述构造物底面提取部提取出的所述构造物模型的底面和所述基准高度计算部计算出的基准高度生成地基模型，将所生成的地基模型附加在产生于所述地形模型和所述建筑物模型之间的间隙中；

校正模式输入部，其受理用户进行的校正模式的指定；以及

校正处理选择部，其按照所述校正模式输入部受理的校正模式，选择所述构造物高度校正部对构造物模型高度的校正处理、或者所述地基模型生成部进行的地基模型的附加处理中的任意处理。

6.根据权利要求5所述的三维信息处理装置，其特征在于，

所述地基模型生成部生成将所述构造物模型的底面作为所述地基模型的上表面、将构成所述基准高度的各个顶点形成的平面作为所述地基模型的下表面的多棱柱，作为所述地基模型。

7.根据权利要求5所述的三维信息处理装置，其特征在于，

所述地基模型生成部参照积存了所述地基模型的纹理的地基纹理数据库，选择适用于生成的所述多棱柱的地基模型的侧面的纹理。