JP2007017803A - 情報提供システム - Google Patents

Abstract

【課題】 地図データベースからの検索景観画像を検索するための地図データ切り出しを効率的に行い、短時間で容易に探すことが可能な情報提供システムを提供する。
【解決手段】観察者に景観物の注釈情報を提供する情報提供システムであって、地形情報と前記景観物の高さ情報と注釈情報とを含んだデータベース手段と、前記景観物を観察する観察位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した前記観察位置と前記観察位置から観察可能な最も遠い地点の景観または前記景観物との間の領域にある前記地形情報と前記領域内の景観物の前記注釈情報とを前記データベース手段から抽出する抽出手段とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、観察対象物を地図データベースから検索し、観察対象物の位置、解説などの情報の提供を行うシステムに関する。

最近、観察とする景観対象物をデジタルカメラにより撮像し、地図データ上で景観物の位置を特定し、その詳細情報を観察者に提供するシステムに関する提案が多くなされている。例えば、特許文献１，２などでは、景観物を特定するために方位センサ、仰俯角センサ、距離センサなどを備え、方位情報、撮影方向、被写体距離情報などの画像取得情報を観察した撮像画像とともに地図データベースサーバーに送信して、地図データベースで対象物の位置を検索し、特定された対象物の詳細情報を観察者に提供するものである。また、特許文献３、４には、現在位置周辺地図を切り出して観察機器の視野内に映出し、眼鏡により眼鏡から目を離すことなく、観察対象の現在位置や地図画像上の自己位置の特定を可能とする特殊眼鏡が開示されている。この特殊眼鏡は、位置検出手段、方位センサ、仰俯角センサなどを備え、『現在位置の周辺地理』や『観察している対象物の地図上の位置』をユーザーに情報提供するというものである。
特開２００２−１７５３１５号公報 特開２００２−１７６６０３号公報 特開平９−１１３８１５号公報 特開平９−２１０６８６号公報

しかしながら、上記特許文献に提案されている観察機器は、センサにて検出した多くの情報をサーバーに送れば検索時間は短縮されるが、観察対象物の位置に関する情報量が少ない場合には、サーバーにおける検索時間に多大な時間が費やされ、さらにクライアントに送信するデータ量も非常に多くなるという問題が生じる。
また、上記特許文献３，４に提案されている観察機器は、観察目標を特定するために方位センサや仰俯角センサが必要である。方位センサのみである場合、検索に必要な地図データの切り出し領域は、扇形であるのも関わらず検索検索に必要な地図データの領域は非常に情報量が多く、対象画像を検索する時間が長くなるという欠点がある。

一方、方位センサや仰俯角センサがない場合には、観察対象物の位置に関する情報量が少ないためにサーバーにおける検索時間に多大な時間が費やされ、さらにクライアントに送信するデータ量も非常に多くなるという問題が生じる。

そこで、本発明では、地図データベースからの検索景観画像を検索するための地図データ切り出しを効率的に行い、短時間で容易に探すことが可能な情報提供システムを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、観察者に景観物の注釈情報を提供する情報提供システムであって、地形情報と前記景観物の高さ情報と注釈情報とを含んだデータベース手段と、前記景観物を観察する観察位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した前記観察位置と前記観察位置から観察可能な最も遠い地点の景観または前記景観物との間の領域にある前記地形情報と前記領域内の景観物の前記注釈情報とを前記データベース手段から抽出する抽出手段とを備えていることを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、クライアント側から送信される地形の高低に関する制限条件に基づいて、地図データベースの検索範囲を限定することにより、検索時間を短縮することが可能となる。また、観察機器へと送信する地図データの情報量も少なくなるので、観察機器の記憶容量も少なくてすむという利点がある。

さらに、対象物特定に仰俯角センサがなくても、地図データベース上での検索が効率的に行えるので、検索時間の短縮が期待できる。

図１は、本実施形態における情報提供システムの構成を示す図である。 図１において、インターネット４には、サーバーコンピュータが接続される。このサーバーコンピュータは、ハードディスク内のプログラムを実行することによって、景観案内動作と図鑑照合動作を実行する。なお、具体的には、プログラム実行に伴って、下記のオブジェクトがコンピュータ上に仮想的に実装され、画像注釈サーバー５が実現する。

1)サーバーエンジン６：インターネットを介して送受信を行い、照会要求の分析、検索作業の制御、および照会結果の返送などを行う。2)地図データベース７：地図情報および注釈情報などを記録管理するデータベース。地図情報には、地形の高低を含めた３次元地形情報や主要な建築物、住宅を始め郵便局、学校、警察署などの各種情報が含まれる。また、注釈情報は、建造物に入居している団体の解説やそのホームページのアドレスなど地図に関する知的興味や理解を深めるために有効な一般情報を指す。3)登録情報データベース８：クライアントの登録情報を記録管理するデータベース。4)シミュレーションシステム９：座標データをレンダリングして、ＣＧ画像を作成するシステム。
5)パターン認識システム１０：クライアントから送信された撮影画像と、地図画像（またはＣＧ画像）とを照合して、適合の度合いを評価するシステム。さらに、クライアントから送信された音情報と、地図データベース７の形態情報に含まれる音情報との適合の度合いも評価するシステムでもある。
6)領域抽出システム１１：地図データベース７から検索に使用する領域を切り出すシステムであり、指定された領域内における注釈情報を抽出する。その際、クライアントから受信したデータに、景観対象物位置に関するデータ（現在位置からの撮影方向データ、被写体距離データなど）がある場合にはそれに応じて、地図の切り出し領域も変える。例えば、方位情報があれば、現在位置から方位±５度以内の扇形で切り出し、情報を極力少なくする。

さらに、指定された領域内の注釈情報を抽出するの際、現在位置から観察することができる景観情報を地形高低データや建築物の高さ情報に基づいて抽出する。クライアントから撮影方向や方位情報データが送信されない場合には地図データからの切り出しは、現在位置を中心に一定の領域が設定され円形に切り出されることになる。

《双眼鏡の構成》
図２は、双眼鏡の構成ブロック図である。
この図において、双眼鏡には、対物レンズ２０が装着される。この対物レンズ２０は、レンズ駆動機構２０ａを介してズーム操作および焦点操作が行われる。この対物レンズ２０の像空間には１１１、撮像素子２１の受光面が配置される。この撮像素子２１は、撮影ドライバ２２ａから駆動パルスが供給される。この撮像素子２１の画像出力は、画像処理回路２２ｂを介して、フレームメモリ２３および表示回路２５に供給される。

この表示回路２５は、左右のＬＣＤ（liquid crystal display）２６ａ、２６ｂに画像を表示する。使用者は、これらＬＣＤ２６ａ、２６ｂの画面を、左右の接眼レンズ２７ａ、２７ｂを介して観察する。 また、双眼鏡１には、ＧＰＳ（global positioning system）アンテナ２８が設けられている。なお、撮影方向を検出する場合には所定の基線長を離して、２つのＧＰＳアンテナが配置される。これらＧＰＳアンテナ２８の出力は、測位回路２９を介して処理された後、ＭＰＵ３０に供給される。

さらに、ＭＰＵ３０には、照会スイッチ３１、観察スイッチ３２および選択レバー３４がそれぞれ接続される。これらの操作部材は、双眼鏡１のグリップ付近に配置される。 また、ＭＰＵ３０には、通信回路３３が接続される。この通信回路３３は、近くの基地局と無線交信することによって、インターネット４への接続を実現する。

さらに、ＭＰＵ３０には、ＩＤメモリ２４が接続され、製品ＩＤその他の固有情報が不揮発記録される。 その他、ＭＰＵ３０には、上述したレンズ駆動機構２０ａ、撮影ドライバ２２ａ、フレームメモリ２３および表示回路２５なども接続される。 なお、ＭＰＵ３０は、画像照会動作を行うためのプログラムを格納したＲＯＭを内蔵する。

《双眼鏡１の動作説明》
図３は、双眼鏡１による画像照会の動作を説明する流れ図である。 以下、図３のステップ番号に沿って動作説明を行う。

［ステップＳ１］ ＭＰＵ３０は、撮影ドライバ２２ａを介して撮像素子２１を定期的に駆動して、被写体を繰り返し撮像する。この撮影画像は、画像処理回路２２ｂを介して処理された後、表示回路２５を介して左右のＬＣＤ２６ａ、２６ｂにリアルタイムに動画表示される（ファインダモード）。

［ステップＳ２］ ＭＰＵ３０は、照会スイッチ３１が押されるまで、ステップＳ１のリアルタイム表示を継続する。 この状態で、観察者は、通常の観察を行うことができる。この観察中に所望の検索対象が現れると、観察者は、検索対象にポインタを合わせて、照会スイッチ３１を押す。 このように照会スイッチ３１が押されると、ＭＰＵ３０はステップＳ３に動作を移行する。

［ステップＳ３］ ＭＰＵ３０は、現時点の撮影画像をフレームメモリ２３に蓄積する。さらに、ＭＰＵ３０は、表示回路２５を制御して、フレームメモリ２３中の撮影画像を左右のＬＣＤ２６ａ、２６ｂに表示する。その結果、観察者が照会スイッチ３１を押した時点で、表示画像は静止する（以下、この状態を『フリーズ状態』という）。

［ステップＳ４］ ＭＰＵ３０は、測位回路１３を用いてＧＰＳアンテナ２８の現在位置（経度、緯度および標高）をそれぞれ測位する。ＭＰＵ３０は、この２つの現在位置に基づいて、現時点の撮影位置および撮影方向を決定する。なお後述するように、画像注釈サーバー５側では、この撮影位置および撮影方向が画像照合技術を用いて修正される。したがって、ここでのＧＰＳアンテナ２８は、画像注釈サーバー５側において修正可能な範囲の測位精度を有すれば足りる。

［ステップＳ５］ ＭＰＵ３０は、レンズ駆動機構２０ａからレンズ位置を取得し、現時点の撮影画角（双眼鏡における実視界）を求める。また、ＭＰＵ３０は、ＩＤメモリ２４から固有の製品ＩＤを取得する。さらに、ＭＰＵ３０は、選択レバー３４から、検索対象の大まかな種類を取得する。

［ステップＳ６］
ＭＰＵ３０は、下記のデータ群からなる送信データを作成する。
(1)製品ＩＤ
(2)観察位置
(3)撮影方向（方向センサやＧＰＳ２個が備えられている場合）
(4)撮影画角
(5)撮影日時
(6)撮影番号
(7)フリーズ状態の撮影画像（圧縮データ）
(8)検索対象の大まかな種類
(10)被写体距離（被写体距離検出する場合は、レンズ駆動機構２０ａからレンズ位置を取得して算出される）
なお、ＭＰＵ３０は、通信環境や画像注釈サーバー５側のデータ要求仕様に応じて、上記データ群を適宜に取捨選択して送信データを作成する。 ＭＰＵ３０は、通信回路３３を制御して、この送信データをインターネット４を経由して画像注釈サーバー５へ送信する。

［ステップＳ７］ 画像注釈サーバー５側では、撮影画像を特定する処理、および照会結果を返送する処理が行われる。この間、ＭＰＵ３０は、表示画面に『照会中』などの表示をオーバーラップ表示しつつ、照会結果の返送を待機する。 ＭＰＵ３０は、インターネット４を経由して照会結果を受領すると、ステップＳ８に動作を移行する。

［ステップＳ８］ ＭＰＵ３０は、照会結果の中から、情報の画面表示条件を取り出す。この画面表示条件は、画面上の位置や表示ダイアログの位置や大きさなど、レイアウトに関するパラメータから構成される。ＭＰＵ３０は、この画面表示条件に従って、照会結果中の注釈情報などをレイアウトした画像を作成し、フリーズ状態の撮影画像にオーバーラップ表示する（画像案内モード）。注釈情報は、この表示ダイアログの内側に表示される。

［ステップＳ９］ ＭＰＵ３０は、観察スイッチ３２が押されるまで、この表示画面（図８Ｂなど）を継続する。観察者は、この表示画面を見ることにより、検索対象の名称などを知ることができる。その後、観察者は、通常の観察に戻るために、観察スイッチ３２を押す。 このように観察スイッチ３２が押されると、ＭＰＵ３０は、ステップＳ１に動作を戻して、撮影画像のリアルタイム表示を再開する。 上述した一連の動作により、双眼鏡１による画像照会が完了する。

《画像注釈サーバー５の動作説明》
図４は、画像注釈サーバー５の動作を説明する流れ図である。 以下、図４のステップ番号に沿って、画像注釈サーバー５の動作を説明する。
［ステップＳ２１］ サーバーエンジン６は、クライアントの送信データを受信する。
［ステップＳ２２］ サーバーエンジン６は、送信データから製品ＩＤを取り出す。サーバーエンジン６は、この製品ＩＤをキー情報として登録情報データベース８内を検索し、下記のような登録済みデータを取得する。

1)製品ＩＤ（キー情報）
2)製品情報
3)位置情報
この製品情報が、双眼鏡や電子カメラその他の携帯機器であった場合、サーバーエンジン６はステップＳ２３に動作を移行する。一方、観光望遠鏡その他の固定設置される機器であった場合、サーバーエンジン６はステップＳ２４に動作を移行する。
［ステップＳ２３］ サーバーエンジン６は、クライアントの送信データから撮影位置を取り出す。サーバーエンジン６は、この観察位置の付近の地図情報（３次元の座標データ）を地図データベース７内から取得する。サーバーエンジン６は、この観察位置および地図情報をシミュレーションシステム９に与える。その後、サーバーエンジン６は、ステップＳ２４に動作を移行する。

［ステップＳ２４］ サーバーエンジン６は、この観察位置の標高と、クライアントの登録済みデータから観察位置を取り出す。サーバーエンジン６は、この観察位置の標高とその付近の（付近とは後述の方位情報がない場合についての地図切りだし方法と情報取得方法で示す）地形の標高とを地図情報から取得する。
ここで、方位情報がない場合についての地図切り出し方法と情報取得方法について説明する。クライアントからの受信データとして撮影方向、撮影画角、被写体距離がある。

＜受信データに撮影方向、撮影画角、被写体距離などがない場合＞
撮影位置における観察可能な範囲は、地形の高低により限られてしまう。従って、観察が出来ない範囲が生じる。

例えば、山間部の谷間のように、観察位置の標高が付近の地形の標高に比べて低い場合には、観察可能な範囲は、観察位置から見通せる範囲に限られる。図５、図６は、観察位置と周辺の地形及び景観物の配置を示す概略地図を示す。観察位置P１から見通せる範囲すなわち観察可能な範囲は、山の観察位置Ｐ１側にある景観物ａ１〜ａ５であり、最も離れた地点にある景観物はａ５である。景観物ｃ１〜ｃ７は山の裏側にあり、観察することはできない。

そのため観察可能範囲より広い範囲の地図の切り出しは必要がないので、図５に示すように、その観察位置を中心とし、観察位置から見通せる地点のうち最も離れた地点までの距離を半径とする円形範囲の地図情報を地図データベースから取得する。
ここで、観察可能範囲の地図情報に建物などの構造物が少ないかまたは含まれていない場合（多くの場合、このような地点は山岳部である）、観察位置から見通せる範囲は、地図情報に記載される標高を基準に判断する。一方、高層ビルなどの構造物が多く含まれる場合（多くの場合、このような地点は都心部である）、観察位置から見通せる範囲は、地図情報に記載される構造物の高さを基準に判断する。

また、観察位置が山頂の場合のように、観察位置から見通せる地点が無限遠にある場合は、観光望遠鏡や双眼鏡、電子カメラの倍率は高々3倍〜30倍なので、この倍率で観察できる山などの景観は、１００ｋｍ程度までの距離となる。従って、観察可能範囲の半径は、１００ｋｍを上限とし、観察位置からこれ以上遠くの景観を見通せる場合であっても、サーバーエンジン６は半径１００ｋｍ以上の遠方にある景観の地図情報を、シミュレーションシステム９に与えない。

＜受信データに被写体距離がある場合＞
対象物までの被写体距離があれば、地図切りだし半径は被写体距離になる。
＜受信データに撮影方向及び撮影画角データがあり、被写体距離がない場合＞
この場合は方位情報および画角データに基づき、扇形形状に地図が切り出される。図７は観察位置Ｐ２から北西方向に観察した場合であり、この扇型形状の領域内の観察可能な景観物は、山の観察位置Ｐ２側にあるｃ１〜ｃ2である。また、景観物ａ１からａ５は山地形の裏側にあるので観察することはできないので情報として不要となる。従って、対象景観物を検索する場合、非常に少ない情報量ですむことになる。

［ステップＳ２５］ サーバーエンジン１３は、クライアントの送信データから撮影方向および撮影画角を取り出し、シミュレーションシステム１６に与える。シミュレーションシステム１６では、観察位置を視点（カメラ位置）とし、撮影方向を注視方向とし、かつ撮影画角内を注視するという条件で、図３に示すように、観察位置から撮影方向に見える扇形の範囲の景観ＣＧ画像を地図情報から作成する。なお、シミュレーションシステム１６は、観察位置から見える全周囲（３６０度）の範囲の景観ＣＧ画像を作成しても良い。この場合は、撮影方向がどの方向に変更になっても、ＣＧ画像を作成し直さなくても良いので、ＣＧ画像の作成時間を短縮できる利点がある。

なお、ステップ２４でサーバーエンジン６は、地図データベース７から円形範囲を切り出し、ステップ２５でシミュレーションシステム９が、扇型の範囲の景観CG画像を作成したが、本発明は扇型の範囲の景観CG画像が作成できれば、これに限らず、例えば、ステップ２４でサーバーエンジン１３が地図データベースから扇型の範囲を切り出し、ステップ２５でシミュレーションシステム９がサーバーエンジン６から入力した範囲全て（この場合は扇型の範囲）の景観CG画像を作成してもよい。

［ステップＳ２６］ サーバーエンジン６は、クライアントの送信データから撮影画像を取り出し、パターン認識システム１０に与える。パターン認識システム１０は、シミュレーションシステム９からＣＧ画像を取得し、撮影画像とＣＧ画像とを画像照合し、適合度を評価する。 パターン認識システム１０は、この適合度を、予め実験的に定めた合格点と比較する。ここで、適合度が所定の合格点に達しない場合、パターン認識システム１０は、両画像の位置ずれを求めて撮影方向（または撮影位置）の修正値を算出する。また、パターン認識システム１０は、両画像の倍率差を求めて撮影画角（または撮影位置）の修正値を算出する。 パターン認識システム１０は、これらの修正値をシミュレーションシステム９に伝達し、ＣＧ画像作成のやり直しを命ずる。このようなＣＧ作成条件の調整作業は、適合度が合格点に達するまで繰り返される。 このようにして適合度が合格点に達すると、シミュレーションシステム９は、ＣＧ画像作成条件の注視方向に従って地図情報中を視線追跡し、撮影画像の中心近辺に位置する景観を特定する。

［ステップＳ２７］ サーバーエンジン６は、特定された景観に関連づけられた注釈情報を、地図データベース７から読み出す。
［ステップＳ２８］ サーバーエンジン６は、製品情報ごとに予め定められた画面レイアウトに当てはめて、注釈情報の画面表示条件を決定する。このように求めた注釈情報および画面表示条件をまとめて、次のようなデータ群からなる返送データを作成する。
1)景観の名称
2)景観の説明情報
3)景観の標本画像
4)景観のＣＧ画像
5)撮影位置から景観までの距離
6)撮影位置から景観までの標準的な所要時間
7)撮影位置から景観までの経路情報
8)画面表示条件
なお、サーバーエンジン６は、クライアントの通信環境やデータ要求に応じて、上記データ群を適宜に取捨選択して返送データを作成する。
［ステップＳ２９］ サーバーエンジン６は、作成した返送データを照会結果として、クライアントへ送信する。
上述した一連のステップＳ２１〜Ｓ２９により、画像注釈サーバー５による景観案内の動作が完了する。

本実施形態は、歩行用ナビゲーション、地図を表示しながら観察する機器などにおける地図の切り出し方法に活用できる。

本実施形態における画像注釈サーバー５のシステム構成を示す図である。 本実施形態における双眼鏡１の構成ブロック図である。 本実施形態における双眼鏡１の動作を説明する流れ図である。 画像注釈サーバー５による図鑑照合の動作を説明する流れ図である。 観察位置を中心として円形領域に切り出された地図である。 本実施形態における観察位置とその周辺の標高差との関係を説明する図である。 観察位置を中心に撮影方向に扇形領域に切り出された地図である。

符号の説明

１ 双眼鏡
４ インターネット
５ 画像注釈サーバー
６ サーバーエンジン
７ 地図データベース
８ 登録情報データベース
９ シミュレーションシステム
１０ パターン認識システム
１１ 領域切出しシステム

Claims (3)

1. 観察者に景観物の注釈情報を提供する情報提供システムであって、
   地形情報と前記景観物の高さ情報と注釈情報とを含んだデータベース手段と、
   前記景観物を観察する観察位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段が検出した前記観察位置と前記観察位置から観察可能な最も遠い地点の景観または前記景観物との間の領域にある前記地形情報と前記領域内の景観物の前記注釈情報とを前記データベース手段から抽出する抽出手段とを備えていることを特徴とする情報提供システム。
2. 前記領域は、前記観察位置と観察可能な最も遠い地点との距離が予め定めた最大値より大きい場合には、前記観察位置と前記最大値との間であることを特徴とする請求項１記載の情報提供システム。
3. 前記領域は、前記観察位置を中心とし、前記観察位置と観察可能な前記最も遠い地点との距離を半径とする円形領域であることを特徴とする請求項１記載の情報提供システム。

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