JP2002092648A - 形状データ変換処理装置及び形状データ変換処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】つなぎ目の無い地図を提供する。 【解決手段】地図データベース部１１に地球全体の球面
座標地図データを記憶しておき、データ抽出部１２によ
り地図データベース部１１に記憶されている球面座標デ
ータから指定された範囲の球面座標地図データを抽出
し、この抽出した球面座標地図データを座標変換部１３
でメルカトール図法に従って平面座標地図データに変換
する。この平面座標地図データを表示制御部１４により
表示器１５に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば電子計算
機を用いた地図応用システムや航空機を目的地まで安全
に航行させる航法システムに適用される形状データ変換
処理装置及び形状データ変換処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、航空機において、目的地まで安
全に航行するために、地図により確認することが必要不
可欠となっている。一般に用いられる地図としては、あ
る基準線または基準点を基に球面座標からメルカトール
図法等を用いて平面座標に変換されたものが用いられて
いる。したがって、基準から離れた場所の位置は歪みが
大きくなり、結果として複数の地図を張り合わせたとし
ても地形の歪みの違いにより綺麗に張り合わせることが
できなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
では既に平面座標に変換された地図を用いているため、
複数の地図を張り合わせた場合に、基準から離れた場所
の位置は歪みが大きいという問題を有している。

【０００４】そこで、この発明の目的は、つなぎ目の無
い地図や任意形状の側面データを提供可能な形状データ
変換処理装置及び形状データ変換処理方法を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る形状デー
タ変換処理装置は、３次元座標系の任意形状物体の側面
データを記憶する形状データ記憶手段と、この形状デー
タ記憶手段に記憶された側面データから任意のデータを
抽出するデータ抽出手段と、このデータ抽出手段で抽出
されたデータを３次元座標のデータから２次元座標のデ
ータに変換する座標変換手段とを備えるようにしたもの
である。

【０００６】この構成によれば、必要とされるデータが
含まれる３次元座標系の任意形状物体の側面データが記
憶されており、データ使用時に、記憶されている側面デ
ータから必要とする範囲のデータを抜き取り、この抜き
取ったデータについて、３次元座標のデータから２次元
座標の平面データに変換するようにしているので、必要
とする平面データに歪みが生じることなく、その内容を
正確に確認できるようになる。また、複数の連続したデ
ータを提示する場合に比べると、連続した複数データ分
のメモリを用意することなく、メモリ容量の削減にも有
利となり、重ね合わせ部分がなくなる分、情報の乱れが
生じなくなる。

【０００７】また、上記構成において、さらに、表示器
と、座標変換手段で変換された２次元座標のデータを表
示器に表示する表示制御手段とを備えることを特徴とす
る。このようにすることで、ユーザは、表示器を見るこ
とにより必要とする平面データの内容を正確に把握でき
るようになる。

【０００８】また、上記構成において、形状データ記憶
手段は、例えば地球全体の地図といった楕円体の球面座
標データを記憶し、座標変換手段は、メルカトール図法
を用いてデータ抽出手段により抽出されたデータを球面
座標データから平面座標データに変換することを特徴と
する。このようにすることで、必要とする範囲の地図デ
ータをつなぎ目や歪みを生じさせることなく提示するこ
とができ、この地図データを表示器に表示させるように
すれば、例えば航空機のパイロットに対し目的地まで安
全に航行させるための有効な手段となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１０】図１は、この発明に係る形状データ変換処
理装置として使用される世界地図対応地図表示装置の一
実施形態の構成を示すブロック図である。この世界地図
対応地図表示装置は、地図データベース部１１と、デー
タ抽出部１２と、座標変換部１３と、表示制御部１４
と、表示器１５とを備えている。地図データベース部１
１は、例えば地球全体の地図といった楕円体の球面座標
地図データを記憶している。データ抽出部１２は、外部
からの指示情報に従って、地図データベース部１１から
所望の位置の球面座標地図データを抽出し、座標変換部
１３に出力する。座標変換部１３は、データ抽出部１２
により抽出された球面座標地図データを、メルカトール
図法に従って平面座標地図データに変換する。この平面
座標地図データは、表示制御部１４により表示器１５に
地図表示される。

【００１１】次に、上記座標変換部１３における球面座
標地図データを平面座標地図データに変換する変換処理
方法について説明する。今、地球といった回転楕円面を
平面に正確に投影する等角写像の条件としては、以下に
示す１次関数で表現される。 ｆ（λ＋ｉτ）＝ｘ＋ｉｙ ｘ：平面のｘ座標 ｙ：平面のｙ座標 λ：回転楕円体
の経度 ｉ：虚数 τ：等長緯度 ＴＭ（メルカトール）図法では、中央経線上で縮尺が正
しい（λ＝０でｘ＝０となる）ことから、回転楕円面上
の赤道から緯度φまでの長さをＳとすると、以下の式と
なる。

【数１】

【００１２】ｆ（ｘ＋ｉｙ）＝ｘ＋ｉｙにテーラの定理
を使用し、これにより得られたテーラ近似式と上記のｆ
（τ）の逐次導関数により、ＴＭ座標値（ｘ，ｙ）を求
める近似式が得られる。この近似式を見やすくするため
に使用する変数を以下に示す。

【数２】

【００１３】なお、近似式には、地図のひずみを全体で
小さくするため、縮尺係数ｋ（０．９９９６）を乗ず
る。上記のことから得られたＴＭ座標値（ｘ，ｙ）の近
似式を以下に示す。まず、ｘを求める近似式は、

【数３】

【００１４】となり、Ａ（λ，φ）は、

【数４】

【００１５】となり、Ｂ（λ，φ）は、

【数５】

【００１６】となり、Ｃ（λ，φ）は、

【数６】

【００１７】となり、Ｄ（λ，φ）は、

【数７】

【００１８】となる。

【００１９】次に、ｙを求める近似式は、

【数８】

【００２０】となり、Ｅ（λ，φ）は、

【数９】

【００２１】となり、Ｆ（λ，φ）は、

【数１０】

【００２２】となり、Ｇ（λ，φ）は、

【数１１】

【００２３】となる。

【００２４】次に、上記構成における動作について説明
する。まず、データ抽出部１２は、外部からの指示情報
により、地図データベース部１１に記憶されている球面
座標地図データから必要とする範囲の地図データ（λ，
φ）を抽出し、この地図データを座標変換部１３に出力
する。座標変換部１３は、入力された地図データ（λ，
φ）を、上記ｘ，ｙを求める式に従って、平面座標地図
データ（ｘ，ｙ）に変換する。

【００２５】なお、従来では、複数枚の平面座標地図デ
ータを記憶したデータベースを用意しておき、このデー
タベースから必要とする範囲の連続した複数枚の平面座
標地図データを取り込み、表示器に連続した平面座標地
図データを表示する方法を採っている。この場合、連続
した複数の平面地図データを取り込むと、表示器に表示
する際に、表示すべき連続した平面座標地図データを保
持しておく複数のバッファメモリが必要となり、また１
つのバッファメモリ内に異なる平面座標地図データが共
存することになる。このため、共存部分で情報の歪みが
生じることになり、見づらい表示画面となる。

【００２６】そこで、本発明では、地球全体の球面座標
地図データを記憶した地図データベース部１１を用意し
ておき、データ抽出部１２に対し必要とする範囲を指定
して、座標変換部１３でこの指定範囲の球面座標地図デ
ータを平面座標地図データに変換することにより、複数
のバッファメモリを用意する必要がなく、その分メモリ
容量の削減にも有利となり、共存部分がなくなる分、情
報の歪みの無い平面座標地図データを提供できるように
なる。

【００２７】以上述べたように上記実施形態によれば、
地図データベース部１１に地球全体の球面座標地図デー
タが記憶されており、データ抽出部１２により地図デー
タベース部１１に記憶されている球面座標データから指
定された範囲の球面座標地図データを抽出し、この抽出
した球面座標地図データを座標変換部１３でメルカトー
ル図法に従って平面座標地図データに変換するようにし
ているので、必要とする範囲の平面座標地図データをつ
なぎ目や歪みを生じさせることなく作成でき、この平面
座標地図データを表示制御部１４により表示器１５に表
示させるようにしているので、例えば航空機に適用され
る場合に、パイロットに対し目的地まで安全に航行させ
るための有効な手段として寄与できる。

【００２８】また、従来の如く複数の連続した平面座標
地図データを提示する場合に比べると、連続した複数デ
ータ分のメモリを用意することなく、メモリ容量の削減
にも有利となり、重ね合わせ部分がなくなる分、情報の
乱れが生じなくなる。

【００２９】なお、本発明は上記実施形態の構成に限定
されるものではない。例えば３次元座標系の任意形状物
体の側面データを記憶したデータベースを用意してお
き、この側面データから任意のデータを抽出し、この抽
出されたデータを３次元座標のデータから２次元座標の
データに変換するようなものであってもよい。この場
合、必要とされるデータが含まれる３次元座標系の任意
形状物体の側面データが記憶されており、データ使用時
に、記憶されている側面データから必要とする範囲のデ
ータを抜き取り、この抜き取ったデータについて、３次
元座標のデータから２次元座標の平面データに変換する
ようにしているので、必要とする平面データに歪みが生
じることなく、その内容を正確に確認できるようにな
る。これは、例えば任意形状物体の側面に乗せられた絵
柄や文字等の解析に有効となる。

【００３０】さらに、任意形状物体の側面データを平面
データに変換する場合においても、その物体の固有の計
算式に従って変換すれば、上記実施形態と同様に平面デ
ータをつなぎ目や歪みを生じさせることなく提示でき
る。

【００３１】この他、座標変換方法等について、この発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
つなぎ目の無い地図や任意形状の側面データを提供可能
な形状データ変換処理装置及び形状データ変換処理方法
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る形状データ変換処理装置として
使用される世界地図対応地図表示装置の一実施形態の構
成を示すブロック図。

【符号の説明】

１１…地図データベース部、 １２…データ抽出部、 １３…座標変換部、 １４…表示制御部、 １５…表示器。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元座標系の任意形状物体の側面デー
   タを記憶する形状データ記憶手段と、 この形状データ記憶手段に記憶された側面データから任
   意のデータを抽出するデータ抽出手段と、 このデータ抽出手段で抽出されたデータを３次元座標の
   データから２次元座標のデータに変換する座標変換手段
   とを具備してなることを特徴とする形状データ変換処理
   装置。
2. 【請求項２】 さらに、表示器と、前記座標変換手段で
   変換された２次元座標のデータを前記表示器に表示する
   表示制御手段とを備えることを特徴とする請求項１記載
   の形状データ変換処理装置。
3. 【請求項３】 前記形状データ記憶手段は、楕円体の球
   面座標データを記憶し、 前記座標変換手段は、メルカトール図法を用いて前記デ
   ータ抽出手段により抽出されたデータを球面座標データ
   から平面座標データに変換することを特徴とする請求項
   １記載の形状データ変換処理装置。
4. 【請求項４】 前記球面座標データは、地球の地図デー
   タであることを特徴とする請求項３記載の形状データ変
   換処理装置。
5. 【請求項５】 ３次元座標系の任意形状物体の側面デー
   タを記憶する形状データ記憶手段を備える場合に、 この形状データ記憶手段に記憶された側面データから任
   意のデータを抽出し、この抽出されたデータを３次元座
   標のデータから２次元座標のデータに変換することを特
   徴とする形状データ変換処理方法。
6. 【請求項６】 さらに、表示器を備える場合に、変換さ
   れた２次元座標のデータを前記表示器に表示することを
   特徴とする請求項５記載の形状データ変換処理方法。
7. 【請求項７】 前記形状データ記憶手段に、楕円体の球
   面座標データを記憶しておくようにし、形状データ記憶
   手段から抽出されたデータをメルカトール図法を用いて
   球面座標データから平面座標データに変換することを特
   徴とする請求項５記載の形状データ変換処理方法。
8. 【請求項８】 前記球面座標データは、地球の地図デー
   タであることを特徴とする請求項７記載の形状データ変
   換処理方法。