JP2009133798A - Position detection method and position detection device - Google Patents

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JP2009133798A JP2007312016A JP2007312016A JP2009133798A JP 2009133798 A JP2009133798 A JP 2009133798A JP 2007312016 A JP2007312016 A JP 2007312016A JP 2007312016 A JP2007312016 A JP 2007312016A JP 2009133798 A JP2009133798 A JP 2009133798A
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康 平岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems that are generated in various detections at a specific position that exists on a spherical surface, such as, inside/outside determination. <P>SOLUTION: Closed domain setting reference points a-f are set on the surface of a spherical body 300, and a determination position 100 is also set. These points are stereographically projected onto a complex plane, by using a pole 400 as a projection reference point. Since the closed domain setting reference points a-f on the spherical surface and projection points A-F on the complex plane have the same phase relation respectively, inside/outside determination of the determination position 100 on the spherical surface is replaced with the inside/outside determination of a projection point 101 on the complex plane. The projection point 101 is translated to the origin on the complex plane, and a negative value half-line 110 is set in the negative direction of the real number axis, by using the moved projection point 101' as a starting point. The inside/outside determination is performed, based on a crossing state between each arc vector set by the moved projection points A'-F' and the negative value half-line 110. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、船舶の現在位置等の特定位置が所定の領域内に存在するかどうかを判定する内外判定や、船舶の航行方向が目的位置を示す方向とどれぐらいずれているかを検知する方位ズレ検知等の位置に関連する情報を検出する位置検出方法に関するものである。   The present invention provides an internal / external determination for determining whether or not a specific position such as the current position of a ship exists within a predetermined region, and an azimuth misalignment for detecting how much the navigation direction of the ship deviates from the direction indicating the target position. The present invention relates to a position detection method for detecting information related to a position such as detection.

現在、船舶に対する通信システムとして、インマルサット衛星を用いた通信システムがある。インマルサットの通信システムでは、予め設定された領域毎に、従うべき送信用パラメータを放送するサービス等があり、自船が当該領域内に位置するかどうかを検知する必要がある。このような特定領域内に自船(特定位置)が存在するかどうかを判定する方法は内外判定を称され、各種の内外判定方法が開示されている(例えば、特許文献1〜特許文献3参照)。また、船舶の現在向いている方向が、船舶の向かうべき方向に対してずれていることを検出することも重要であり、どの程度ずれているかを示す方位ズレ情報を検出する方法も各種開示されている(例えば、特許文献4参照)。
特開2005−227992号公報 特開平8−320938号公報 特開2001−84384号公報 特開平6−26878号公報
Currently, there is a communication system using Inmarsat satellite as a communication system for ships. In the Inmarsat communication system, there is a service that broadcasts a transmission parameter to be followed for each preset area, and it is necessary to detect whether or not the ship is located in the area. A method for determining whether or not the own ship (specific position) exists in such a specific region is referred to as internal / external determination, and various internal / external determination methods are disclosed (for example, refer to Patent Documents 1 to 3). ). It is also important to detect that the current direction of the ship is deviated from the direction in which the ship should be directed, and various methods for detecting azimuth misalignment information that indicates how much is deviated are disclosed. (For example, see Patent Document 4).
JP 2005-227992 A JP-A-8-320938 JP 2001-84384 A Japanese Patent Laid-Open No. 6-26878

上述の内外判定や方位ズレ検出のように、船舶の位置検出を行う場合には、内外判定における領域の境界線の設定や、方位ズレ検出におけるコースの設定を行わなければならない。これら設定は、地球すなわち球の大きさに対して十分小さい領域や短いコースであれば、殆ど問題にはならない。しかしながら、領域が球に対して曲率半径が無視できないほど大きくなる場合には、図19(A)に示すように、各境界線やコースを曲線として取り扱う大圏型処理を行わなければ、正確な結果を得ることができない。
図19(A)は、従来の大圏型処理の内外判定用境界線の設定状態を示した概念図である。
大圏型処理は、図19(A)に示すように、地球の球面に対して、各境界設定ポイントa〜fを設定し、各境界設定ポイントa〜fを測地線で結ぶことにより閉領域200を設定する。そして、この曲線である測地線に基づいて内外判定を行う。この場合、測地線による境界線と自船位置である特定位置との関係を、球面三角法演算を中心として計算する。この演算処理は、解析的には妥当であっても、逆三角関数を途中計算で用いる等の理由により演算結果の桁落ち等が発生する可能性がある。また、設定等が複雑で計算量が多くなるという問題もある。
When detecting the position of a ship as in the above-mentioned inside / outside determination and azimuth deviation detection, it is necessary to set the boundary line of the region in the inside / outside determination and the course in the azimuth deviation detection. These settings are hardly a problem if the area is sufficiently small with respect to the size of the earth, that is, the sphere, or a short course. However, if the radius of curvature of the sphere is so large that the radius of curvature cannot be ignored, as shown in FIG. I can't get results.
FIG. 19A is a conceptual diagram showing a setting state of the boundary line for inside / outside determination in the conventional great circle type processing.
In the great circle type processing, as shown in FIG. 19A, the boundary setting points a to f are set with respect to the spherical surface of the earth, and the boundary setting points a to f are connected by geodesic lines. 200 is set. And inside / outside determination is performed based on the geodesic curve which is this curve. In this case, the relationship between the boundary line by the geodesic line and the specific position which is the ship position is calculated centering on the spherical trigonometric calculation. Even if this calculation process is analytically valid, there is a possibility that the calculation result may be lost due to the reason that an inverse trigonometric function is used in an intermediate calculation. There is also a problem that the setting is complicated and the amount of calculation increases.

このため、図19(B)に示すような球面をメルカトール図法等で平面に投影して計算する漸長線型処理も存在する。図19(B)は、従来の漸長線型処理の内外判定用境界線の設定状態を示した概念図である。
このような漸長線型処理の場合、一般のメルカトール図法に生じる問題と同様に、球面を長方形からなる平面に置き換えることにより、球体における地球でいう高緯度帯で境界線を定義すると、現実の感覚とは異なる境界線が定義されてしまう。また、球体を平面にすることで、球体の一部が切られるので、この切られた部分を横切る閉領域を設定する場合、一つの閉領域として定義することができない。このため、図19(B)に示すように複数の閉領域201A,201Bを設定しなければならず、この場合をも含んだ複雑な内外判定アルゴリズムを作成しなければならない。
For this reason, there is a stepwise linear process in which a spherical surface as shown in FIG. 19B is calculated by projecting a spherical surface onto a plane by the Mercator projection or the like. FIG. 19B is a conceptual diagram showing a setting state of the boundary line for internal / external determination in the conventional incremental linear processing.
In the case of such a stepwise linear process, as in the problem that occurs in the general Mercator projection, by replacing the spherical surface with a rectangular plane, defining the boundary line in the high latitude zone of the earth in the sphere, Defines a different boundary. In addition, since a part of the sphere is cut by making the sphere flat, it is not possible to define a single closed area when setting a closed area that crosses the cut part. For this reason, a plurality of closed regions 201A and 201B must be set as shown in FIG. 19B, and a complicated inside / outside determination algorithm including this case must be created.

このような問題は、内外判定だけの問題ではなく、上述の方位ズレ検出にも生じる。   Such a problem occurs not only in the inside / outside determination but also in the above-described azimuth deviation detection.

さらに、上述の各方法では、内外判定の場合に潜在的な表裏問題を含んでいる。すなわち、球体を境界線により二つの領域に分割する場合に、いずれの領域が指定した閉領域であるかは一概には分からない。これを表裏問題と呼び、指定する閉領域が大きければ、さらに分かり難くなる。   Further, each of the above-described methods includes a potential front / back problem in the case of internal / external determination. That is, when the sphere is divided into two regions by the boundary line, it is not generally known which region is the designated closed region. This is called the front and back problem, and it becomes more difficult to understand if the specified closed area is large.

したがって、この発明の目的は、上述の内外判定や方位ズレ検出のような球面上に存在する特定位置に関する各種の検出時に発生する問題を解決することができる位置検出方法を実現することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to realize a position detection method capable of solving problems that occur during various types of detection relating to a specific position existing on a spherical surface, such as the above-described inside / outside determination and azimuth deviation detection.

この発明は、球面上の特定位置がどのような位置にあるかを検出する位置検出方法に関するものである。この位置検出方法では、球面上に閉領域を形成するための複数の境界線を設定する。球面上に投影基準点を設定するとともに、該投影基準点と球面を形成する球の中心とを通る軸に垂直で且つ球の中心を含む平面を複素平面に設定する。投影基準点を基準にして特定位置と複数の境界線とを複素平面上に射影する。複素平面上において、射影した特定位置を起点とした半直線と射影した複数の境界線との交差状況に基づいて閉領域に対する特定位置の内外判定を行う。   The present invention relates to a position detection method for detecting what position a specific position on a spherical surface is. In this position detection method, a plurality of boundary lines for forming a closed region on the spherical surface are set. A projection reference point is set on the spherical surface, and a plane perpendicular to an axis passing through the projection reference point and the center of the sphere forming the spherical surface and including the center of the sphere is set as a complex plane. A specific position and a plurality of boundary lines are projected on a complex plane with reference to the projection reference point. On the complex plane, the inside / outside determination of the specific position with respect to the closed region is performed based on the intersection of the half line starting from the projected specific position and the plurality of projected boundary lines.

この方法では、球面上に設定された閉領域が等角写像となる立体射影により、複素平面上に射影される。このような射影を行うことで、球面上の閉領域と複素平面に射影された閉領域とは同じ位相となる。このため、球面上の閉領域を形成する複数の境界線同士の関係と、射影された閉領域を形成する複数の境界線同士の関係とが同じになる。同様に、球面上の特定位置も前記閉領域と同じ基準で射影される。これにより、球面上の特定位置と閉領域との関係も同位相となり、球面上での内外判定が複素平面上での内外判定へ置き換わる。この複素平面上において、特定位置を起点とする半直線を形成すると、当該半直線と各境界線との交差関係は、特定位置が閉領域内であるか閉領域外であるかによって明確に分類できる。したがって、特定位置を起点とする半直線と各境界線との交差関係を算出することで、内外判定が行われる。ここで、半直線と各境界線とは複素平面上の線であるので、交差関係すなわち交差の有無等は、半直線を示す方程式と各境界線を示すそれぞれの方程式との連立方程式の解の判定に置き換えられる。この際、この解の判定は、複素演算における四則演算で完遂されるので、簡単な演算で済む。   In this method, a closed region set on a spherical surface is projected onto a complex plane by a stereoscopic projection that becomes an equiangular map. By performing such projection, the closed region on the spherical surface and the closed region projected onto the complex plane have the same phase. For this reason, the relationship between the plurality of boundary lines forming the closed region on the spherical surface is the same as the relationship between the plurality of boundary lines forming the projected closed region. Similarly, a specific position on the spherical surface is projected on the same basis as the closed region. Thereby, the relationship between the specific position on the spherical surface and the closed region also has the same phase, and the inside / outside determination on the spherical surface is replaced with the inside / outside determination on the complex plane. When a half line starting from a specific position is formed on this complex plane, the cross relationship between the half line and each boundary line is clearly classified according to whether the specific position is inside or outside the closed area. it can. Therefore, the inside / outside determination is performed by calculating the intersection relation between the half line starting from the specific position and each boundary line. Here, since the half line and each boundary line are lines on the complex plane, the crossing relationship, that is, the presence or absence of the intersection, etc., is the solution of the simultaneous equations of the equation representing the half line and the respective equations representing each boundary line. Replaced by judgment. At this time, the determination of the solution is completed by four arithmetic operations in the complex operation, so that a simple operation is sufficient.

また、この発明の位置検出方法では、複素平面上において、射影した特定位置を複素平面の原点とするように、射影した特定位置および射影した複数の境界線を平行移動した後に内外判定を行う。   In the position detection method of the present invention, the inside / outside determination is performed after the projected specific position and the plurality of projected boundary lines are translated so that the projected specific position is the origin of the complex plane on the complex plane.

この方法では、内外判定に用いる半直線が原点起点の半直線となり、より簡素な演算で内外判定を行うことができる。   In this method, the half line used for the inside / outside determination becomes a half line starting from the origin, and the inside / outside determination can be performed with a simpler calculation.

また、この発明の位置検出方法では、射影した複数の境界線のそれぞれに対して、複数の直線状線分からなる交差可能性判定基準要素を設定する。そして、半直線と交差可能性判定基準要素との交差が検出されない境界線は、半直線との交差の検出を行わない。   In the position detection method of the present invention, an intersection possibility determination reference element including a plurality of straight line segments is set for each of a plurality of projected boundary lines. And the boundary line from which the intersection of a half straight line and a crossing possibility determination criterion element is not detected does not detect the intersection with the half straight line.

この方法では、各境界線に対して複数の直線状線分が設定されており、各境界線に対して、まず半直線とそれぞれの直線状線分との交差状況を検出する。この時点で、半直線との交差が検出されなければ、対応する境界線との交差の可能性が無いものとして、境界線と半直線との交差関係の検出を行わない。このように、まず直線状線分との交差を検出することで、交差の可能性が無い曲線状の境界線との交差を検出する必要が無くなる。この際、直線状線分は一次の関数であるので、二次の関数である境界線の全てに対して交差を検出するよりも、交差検出のための演算が容易になる。   In this method, a plurality of straight line segments are set for each boundary line, and for each boundary line, firstly, a crossing state between the half line and each straight line segment is detected. At this point, if no intersection with the half line is detected, it is determined that there is no possibility of an intersection with the corresponding boundary line, and the detection of the intersection relationship between the boundary line and the half line is not performed. Thus, by first detecting an intersection with a straight line segment, there is no need to detect an intersection with a curved boundary line with no possibility of an intersection. At this time, since the straight line segment is a linear function, the calculation for detecting the intersection is easier than detecting the intersection for all of the boundary lines that are the quadratic function.

また、この発明の位置検出方法では、閉領域は、複数の境界線で作られる閉曲線により分割される球面上の二つの領域の内、投影基準点を含まない方として定義される。   Further, in the position detection method of the present invention, the closed region is defined as the one that does not include the projection reference point among the two regions on the spherical surface divided by the closed curve formed by a plurality of boundary lines.

この方法では、境界線で分割される二つの領域の一方を閉領域として確実に定義できる。   In this method, one of the two regions divided by the boundary line can be reliably defined as a closed region.

また、この発明の位置検出方法では、複数の境界線により分割される球面上の二つの領域の一方を閉領域として指定した後に内外判定を行う。   In the position detection method of the present invention, the inside / outside determination is performed after one of the two areas on the spherical surface divided by the plurality of boundary lines is designated as the closed area.

この方法では、閉領域の設定がユーザの指定により容易に実現される。   In this method, the setting of the closed region is easily realized by the user's designation.

また、この発明の位置検出方法では、投影基準点が閉領域に含まれる場合には、投影基準点を指定した閉領域外へ設定した後に、射影および内外判定を行う。   In the position detection method of the present invention, when the projection reference point is included in the closed region, the projection and the inside / outside determination are performed after setting the projection reference point outside the designated closed region.

この方法では、投影基準点自身が複素平面上では無限遠点となることを鑑みて、閉領域内に投影基準点が設定されると、閉領域外へ新たな投影基準点が変更される。これにより、本の投影基準点および当該投影基準点の極近傍が特定位置や境界線上の点に設定されても、新たな投影基準点により、確実に射影が行われる。   In this method, considering that the projection reference point itself is an infinite point on the complex plane, when a projection reference point is set within the closed region, a new projection reference point is changed outside the closed region. Thereby, even if the projection reference point of the book and the immediate vicinity of the projection reference point are set to a specific position or a point on the boundary line, the projection is reliably performed by the new projection reference point.

また、この発明の位置検出方法は、境界線を球面の測地線とする。   In the position detection method of the present invention, the boundary line is a spherical geodesic line.

また、この発明の位置検出方法では、特定位置に存在する移動体が進行する方向の先に設定された進行方向特定点と、移動体が進行すべき方向の先に設定された目標方向特定点とを設定する。球面上に投影基準点を設定するとともに、該投影基準点と球面を形成する球の中心とを通る軸に垂直で且つ球の中心を含む平面を複素平面に設定する。投影基準点を基準にして特定位置、進行方向特定点、および目標方向特定点を複素平面上に射影する。複素平面上において、射影した特定位置を起点として射影した進行方向特定点を終点とする進行方向ベクトルと、射影した特定位置を起点として射影した目標方向特定点を終点とする目標方向ベクトルとを設定する。進行方向ベクトルと目標方向ベクトルとの成す角を算出する。   Further, in the position detection method of the present invention, the traveling direction specific point set ahead of the direction in which the mobile object existing at the specific position travels and the target direction specific point set ahead of the direction in which the mobile object should travel. And set. A projection reference point is set on the spherical surface, and a plane perpendicular to an axis passing through the projection reference point and the center of the sphere forming the spherical surface and including the center of the sphere is set as a complex plane. The specific position, the traveling direction specific point, and the target direction specific point are projected on the complex plane based on the projection reference point. On the complex plane, set a progress direction vector whose end point is the progress direction specific point projected from the projected specific position, and a target direction vector whose end point is the target direction specific point projected from the projected specific position To do. An angle formed by the traveling direction vector and the target direction vector is calculated.

この方法では、球面上に設定された移動体の進行方向に準じた進行方向ベクトルと移動体の現状位置から目的方向特定点を結ぶ目標方向ベクトルとが、複素平面上に射影される。この射影された各ベクトルは、球面上に設定された各ベクトルに対して同じ位相となる。すなわち、射影された各ベクトルの交差関係が球面上に設定された各ベクトルの交差関係を有する。また、射影された各ベクトルの交差角は、球面上に設定された各ベクトルの交差角として保存される。したがって、複素平面上に射影された各ベクトルの成す角を算出することで、球面上での方位差が算出される。   In this method, a traveling direction vector according to the traveling direction of the moving body set on the spherical surface and a target direction vector connecting the target direction specifying point from the current position of the moving body are projected onto the complex plane. Each projected vector has the same phase as each vector set on the spherical surface. That is, the cross relationship of the projected vectors has the cross relationship of the vectors set on the spherical surface. The intersection angle of each projected vector is stored as the intersection angle of each vector set on the spherical surface. Therefore, the azimuth difference on the spherical surface is calculated by calculating the angle formed by each vector projected onto the complex plane.

また、この発明の位置検出方法では、進行方向特定点、目標方向特定点を通る円平面に垂直で且つ該円平面から最も遠い球面上の点を仮想極点に設定する。投影基準点を基準にして仮想極点を前記複素平面上に射影する。射影した仮想極点を起点として射影した進行方向特定点を終点とする第1方位ベクトルと、射影した仮想極点を起点として射影した目標方向特定点を終点とする第2方位ベクトルとを設定する。第1方位ベクトルと第2方位ベクトルとの成す角を算出する。成す角と球体の半径とから進行方向特定点と目標方向特定点との球面上での距離を算出する。   Further, in the position detection method of the present invention, a point on the spherical surface that is perpendicular to the circular plane passing through the traveling direction specific point and the target direction specific point and is farthest from the circular plane is set as a virtual pole. A virtual pole point is projected onto the complex plane based on the projection reference point. A first azimuth vector whose end point is a traveling direction specific point projected from the projected virtual pole point as a starting point and a second azimuth vector whose end point is a target direction specific point projected from the projected virtual pole point as a starting point are set. An angle formed by the first azimuth vector and the second azimuth vector is calculated. The distance on the spherical surface between the traveling direction specific point and the target direction specific point is calculated from the formed angle and the radius of the sphere.

この方法では、進行方向特定点と目標方向特定点とを結ぶ曲線状線分を含む外径を有する円平面に垂直で最遠の点が仮想極点に設定される。球体上の進行方向特定点と目標方向特定点と仮想極点との三点が設定されることで、仮想極点から進行方向特定点へのベクトルと仮想極点から目的方向特定点へのベクトルとの成す角、および球体の半径から、進行方向特定点と目標方向特定点とを結ぶ曲線状線分の長さが単純な乗算で算出される。   In this method, the farthest point perpendicular to the circular plane having the outer diameter including the curved line segment connecting the traveling direction specific point and the target direction specific point is set as the virtual pole. By setting three points, a moving direction specific point on the sphere, a target direction specific point, and a virtual pole, a vector from the virtual pole to the traveling direction specific point and a vector from the virtual pole to the target direction specific point are formed. From the corner and the radius of the sphere, the length of the curved line segment connecting the traveling direction specific point and the target direction specific point is calculated by simple multiplication.

この発明によれば、内外判定や方位ズレ検出のような球面上に存在する点や線分や領域に関連する各種の検出演算を、点、線分、領域等の各要素を複素平面上の問題に置き換えることができる。この際、各要素の位相関係は維持されるので、高精度な検出結果を得ることができる。さらに、これら各種の問題は複素平面上での問題に帰結するので、前記各種の問題を簡単な複素演算で完遂することができる。   According to the present invention, various detection operations related to points, line segments, and regions existing on a spherical surface such as inside / outside determination and azimuth misalignment detection are performed, and each element such as a point, line segment, or region is represented on a complex plane. Can be replaced with a problem. At this time, since the phase relationship between the elements is maintained, a highly accurate detection result can be obtained. Furthermore, since these various problems result in problems on the complex plane, the various problems can be accomplished with simple complex operations.

本発明の第1の実施形態について図を参照して説明する。なお、本実施形態では、位置検出方法の一種として、内外判定を行う方法について説明する。
図1は内外判定のメインフローを示すフローチャートである。
図2は内外判定方法を説明するための説明図であり、(A)は球面から複素平面への立体射影の概念を示す図であり、(B)は複素平面上での平行移動の概念を示す図である。
図3は立体射影の具体的方法を示す図であり、(A)は球面から複素平面への射影の状態を示し、(B)は複素平面上に射影されたベクトルを示す図である。
図4は、図1に示した内外判定方法の各主要ブロックの処理フローをより具体的に示したフローチャートであり、(A)が閉領域定義処理を示し、(B)が判定位置入力処理を示し、(C)が内外判定処理を示す。
図5は、内外判定に用いる変数テーブルのパラメータ構成を示す図である。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a method for performing inside / outside determination will be described as a kind of position detection method.
FIG. 1 is a flowchart showing a main flow of inside / outside determination.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the inside / outside determination method, (A) is a diagram showing the concept of stereoscopic projection from the spherical surface to the complex plane, and (B) is the concept of parallel movement on the complex plane. FIG.
3A and 3B are diagrams showing a specific method of stereoscopic projection, in which FIG. 3A shows a state of projection from a spherical surface to a complex plane, and FIG. 3B shows a vector projected onto the complex plane.
FIG. 4 is a flowchart more specifically showing the processing flow of each main block of the inside / outside determination method shown in FIG. 1, (A) shows the closed region definition processing, and (B) shows the determination position input processing. (C) shows the inside / outside determination process.
FIG. 5 is a diagram showing a parameter configuration of a variable table used for inside / outside determination.

本実施形態の内外判定は、図1に示すフローチャートに準じて行われ、この処理は、例えば、情報処理装置により実行される。なお、以下の説明では、閉領域設定基準点の点数を6点に設定する例を示すが、設定する閉領域の形状等に応じて、閉領域設定基準点の点数は適宜設定すればよい。   The inside / outside determination of this embodiment is performed according to the flowchart shown in FIG. 1, and this processing is executed by, for example, an information processing apparatus. In the following description, an example in which the number of closed region setting reference points is set to 6 is shown, but the number of closed region setting reference points may be set as appropriate according to the shape of the closed region to be set.

情報処理装置は、内外判定処理が記された内外判定プログラムや後述するデータベース等を記憶する記憶媒体を備えるとともに、内外判定プログラムを実行するCPU等の演算処理装置を備える。また、情報処理装置は、領域を設定するための閉領域設定基準点(図2(A)のa(G1)〜f(G6)参照)を入力する操作入力部や、この操作内容および操作指示内容、内外判定結果等を表示する表示部を備える。また、情報処理装置は、例えば隣接する位置等に配置された測位装置に接続しており、測位装置から得られた自装置位置(図2(A)の100(H))を取得する。なお、上述の測位装置が本発明の「測位手段」に相当し、上述の情報処理装置が本発明の「境界線設定手段」および「内外判定手段」に相当する。   The information processing apparatus includes a storage medium that stores an internal / external determination program in which internal / external determination processing is written, a database described later, and the like, and an arithmetic processing device such as a CPU that executes the internal / external determination program. The information processing apparatus also inputs an operation input unit for inputting a closed region setting reference point (see a (G1) to f (G6) in FIG. 2A) for setting the region, and the operation content and operation instruction. A display unit for displaying the contents, the inside / outside determination result, and the like is provided. In addition, the information processing apparatus is connected to, for example, a positioning apparatus arranged at an adjacent position or the like, and acquires its own apparatus position (100 (H) in FIG. 2A) obtained from the positioning apparatus. The positioning device described above corresponds to “positioning means” of the present invention, and the information processing device described above corresponds to “boundary line setting means” and “inside / outside determination means” of the present invention.

このようなハードウエア構成およびソフトウエア構成により、次の内外判定方法が実行される。
まず、操作者が操作部を用いて内外判定開始の操作入力を行うと、内外判定開始指示が受け付けられ、内外判定処理が開始される(S1)。なお、内外判定を常時行う仕様であれば、電源オンをトリガとして内外判定を開始するようにすればよい。
With such a hardware configuration and software configuration, the following inside / outside determination method is executed.
First, when the operator performs an operation input for starting an inside / outside determination using the operation unit, an inside / outside determination start instruction is accepted, and an inside / outside determination process is started (S1). If the specification is such that the inside / outside determination is always performed, the inside / outside determination may be started with power-on as a trigger.

次に、閉領域定義処理が行われる(S2)。具体的な処理フローは図4(A)に示す。
操作者が所望とする閉領域を設定するための閉領域設定基準点a〜fの球面座標G1〜G6の入力を受け付ける(S201)。球面座標G1〜G6は、それぞれ緯度φと経度λとにより表される。これにより、球面座標Gm(m=1〜6)は、実数である経緯度(φm,λm)として入力される。入力された球面座標Gmはデータベースに経緯度(φm,λm)の形で記憶される。このように設定された閉領域設定基準点a〜fをそれぞれ順に測地線GL1〜GL6で結ぶことで球面上での閉領域が設定される。この際、どの閉領域設定基準点a〜f同士を測地線で結ぶか(例えば、閉領域設定基準点a,b,c,d,e,fの順等)は操作者から指示される。
Next, closed region definition processing is performed (S2). A specific processing flow is shown in FIG.
The input of spherical coordinates G1 to G6 of the closed region setting reference points a to f for setting the closed region desired by the operator is received (S201). The spherical coordinates G1 to G6 are represented by latitude φ and longitude λ, respectively. Thereby, the spherical coordinates Gm (m = 1 to 6) are input as real longitude and latitude (φm, λm). The input spherical coordinates Gm are stored in the database in the form of longitude and latitude (φm, λm). The closed region on the spherical surface is set by connecting the closed region setting reference points a to f set in this way by the geodesic lines GL1 to GL6 in order. At this time, the operator designates which closed region setting reference points a to f are connected by geodesic lines (for example, the order of the closed region setting reference points a, b, c, d, e, and f).

球面座標Gmが入力されると、複素平面への立体射影を行う(S202)。立体射影は、図2に示すように、球面座標Gmが包含される球面を有する球体300の対向する二極点400,401の内の極点401を投影基準点に設定する。対向する二極点400,401を結ぶ軸と直交し、球体300の中心Oを含む円301を含む平面を複素平面に設定する。これは、地球を例にすると、N極およびS極の内、S極を投影基準点にして、赤道面を含む平面を複素平面に設定するものに相当する。このように、投影基準点と複素平面とが設定されることで、球体300表面の閉領域設定基準点a(G1)〜f(G6)が複素平面上に立体射影され、射影点A(P1)〜F(P6)に変換される。射影点A〜Fの座標は、閉領域設定基準点a(G1)〜f(G6)の各球面座標G1〜G6から複素座標P1〜P6に変換されるが、この変換は式1により与えられる。ここで、式1において、Rは球体300の球半径である。なお、この球の半径Rは球体300に限るものではなく、適宜設定すればよい。   When the spherical coordinate Gm is input, a three-dimensional projection onto the complex plane is performed (S202). In the three-dimensional projection, as shown in FIG. 2, a pole 401 among two opposing poles 400 and 401 of a sphere 300 having a spherical surface including a spherical coordinate Gm is set as a projection reference point. A plane including a circle 301 that is orthogonal to the axis connecting the opposing bipolar points 400 and 401 and includes the center O of the sphere 300 is set as a complex plane. Taking the earth as an example, this corresponds to setting the plane including the equator plane as a complex plane with the S pole as the projection reference point out of the N and S poles. Thus, by setting the projection reference point and the complex plane, the closed region setting reference points a (G1) to f (G6) on the surface of the sphere 300 are three-dimensionally projected on the complex plane, and the projection point A (P1 ) To F (P6). The coordinates of the projection points A to F are converted from the spherical coordinates G1 to G6 of the closed region setting reference points a (G1) to f (G6) into complex coordinates P1 to P6. . Here, in Equation 1, R is the sphere radius of the sphere 300. The radius R of the sphere is not limited to the sphere 300, and may be set as appropriate.

Figure 2009133798
Figure 2009133798

この射影は等角射影であり、各射影点A〜Fを結んで形成される各円弧ベクトルCL1〜CL6は、各閉領域設定基準点a〜fを結んで形成される測地線GL1〜GL6と同位相となる。また、円弧ベクトルCL1〜CL6の成す角は、測地線GL1〜GL6の成す角と同じになる。この際、測地線を投影したベクトルは必ず円弧または直線になる。すなわち、所定有限長の半径を有する円弧か、無限長の半径を有する円弧である直線で表される。
このような座標変換が行われると、上述の閉領域設定基準点a〜fを結ぶ各測地線GL1〜GL6が複素平面上に立体射影されてなる円弧ベクトルCL1〜CL6の各パラメータが算出される。円弧ベクトルCL1〜CL6のパラメータは、複素数である中心座標Ct、2値で表される円弧経路フラグRot、実数である円弧半径Rc、複素表現された半径ベクトルZを含む。
中心座標Ct1〜Ct6は円弧ベクトルCL1〜CL6のそれぞれに算出されるものであり、各円弧ベクトルCL1〜CL6の複素平面上での中心座標が与えられる。そして、この中心座標Ctm(m=1〜6)は式2により与えられる。ここで、<Pm,Pn>はPmとPnとの内積演算を示し、jは虚数単位を示す。なお、nは、1<m<5であればn=m+1であり、m=6であればn=1である。
This projection is an equiangular projection, and the arc vectors CL1 to CL6 formed by connecting the projection points A to F are geodesic lines GL1 to GL6 formed by connecting the closed region setting reference points a to f. It becomes the same phase. Further, the angle formed by the arc vectors CL1 to CL6 is the same as the angle formed by the geodesic lines GL1 to GL6. At this time, the vector obtained by projecting the geodesic line is always an arc or a straight line. That is, it is represented by a straight line that is an arc having a predetermined finite length radius or an arc having an infinite length radius.
When such coordinate conversion is performed, the parameters of the arc vectors CL1 to CL6 are calculated in which the geodesic lines GL1 to GL6 connecting the closed region setting reference points a to f described above are three-dimensionally projected on the complex plane. . The parameters of the arc vectors CL1 to CL6 include a center coordinate Ct that is a complex number, an arc path flag Rot represented by a binary value, an arc radius Rc that is a real number, and a radius vector Z that is complexly expressed.
The center coordinates Ct1 to Ct6 are calculated for each of the arc vectors CL1 to CL6, and the center coordinates on the complex plane of each arc vector CL1 to CL6 are given. The center coordinates Ctm (m = 1 to 6) are given by Equation 2. Here, <Pm, Pn> represents an inner product operation of Pm and Pn, and j represents an imaginary unit. Note that n is n = m + 1 if 1 <m <5, and n = 1 if m = 6.

Figure 2009133798
Figure 2009133798

円弧経路フラグRotも円弧ベクトルCL1〜CL6のそれぞれに対して設定されるものであり、各円弧ベクトルCL1〜CL6の始点から終点への回転方向を示す。これは円弧ベクトルが、当該円弧ベクトルを含む円の短い経路側か長い経路側かをも示す。すなわち、始点および終点は、円弧ベクトルを含む円上の点であり、円上を経由して始点から終点へ到達する経路は二つ存在する。このため、投影された円弧ベクトルCLmがいずれの経路のものであるかが判別され、この判別結果が円弧経路フラグRotmとして与えられる。例えば、図3であれば、射影点A、射影点Bを結ぶ円弧ベクトルは複素平面上で時計回りに回る短い経路(太実線)と、反時計回りに回る長い経路(二点鎖線)とが存在する。この場合、測地線GL1が射影された円弧ベクトルCL1は短い経路(太実線)となるので、円弧経路フラグRot1は、短い経路を示す「St」が与えられる。なお、長い経路の場合は「Lg」が与えられる。このような処理がすべての円弧ベクトルCL1〜CL6に対して行われ、それぞれ円弧経路フラグRot1〜Rot6として与えられる。   The arc path flag Rot is also set for each of the arc vectors CL1 to CL6, and indicates the rotation direction from the start point to the end point of each arc vector CL1 to CL6. This also indicates whether the arc vector is a short path side or a long path side of a circle including the arc vector. That is, the start point and the end point are points on a circle including the arc vector, and there are two paths that reach the end point from the start point via the circle. Therefore, it is determined which path the projected arc vector CLm belongs to, and the determination result is given as the arc path flag Rotm. For example, in FIG. 3, the arc vector connecting the projection point A and the projection point B includes a short path (thick solid line) that rotates clockwise on the complex plane and a long path (two-dot chain line) that rotates counterclockwise. Exists. In this case, since the arc vector CL1 onto which the geodesic line GL1 is projected becomes a short path (thick solid line), the arc path flag Rot1 is given “St” indicating a short path. In the case of a long route, “Lg” is given. Such a process is performed for all the circular arc vectors CL1 to CL6, which are given as circular path flags Rot1 to Rot6, respectively.

円弧半径Rcmも円弧ベクトルCL1〜CL6のそれぞれに対して設定されるものであり、円弧ベクトルを含む円の半径が与えられる。円弧半径Rcmは、円弧ベクトルCLm上の射影点と、当該円弧ベクトルCLmの中心座標Ctmとの距離により算出される。例えば、図3であれば、円弧半径Rc1は、射影点Aの複素座標P1と中心座標Ct1との距離により算出される。このような処理がすべての円弧ベクトルCL1〜CL6に対して行われ、それぞれ円弧半径Rc1〜Rc6として与えられる。   The arc radius Rcm is also set for each of the arc vectors CL1 to CL6, and a radius of a circle including the arc vector is given. The arc radius Rcm is calculated from the distance between the projected point on the arc vector CLm and the center coordinate Ctm of the arc vector CLm. For example, in FIG. 3, the arc radius Rc1 is calculated from the distance between the complex coordinates P1 of the projection point A and the center coordinates Ct1. Such a process is performed for all the arc vectors CL1 to CL6, which are given as arc radii Rc1 to Rc6, respectively.

半径ベクトルZは、円弧ベクトルCL1〜CL6のそれぞれに対して二つずつ設定されるものであり、円弧ベクトルの中心から始点へ向かうベクトル、および円弧ベクトルの中心から終点へ向かうベクトルの複素表現により与えられる。例えば、図3であれば、円弧ベクトルCL1に対して、中心Ct1から投影点Aである始点(P1)へ向かう半径ベクトルZ11と、中心Ct1から投影点Bである終点(P2)へ向かう半径ベクトルZ12とが、複素表現で与えられる。このような処理がすべての円弧ベクトルCL1〜CL6に対して行われ、円弧ベクトルCL1に対して半径ベクトルZ11,Z12が与えられ、円弧ベクトルCL2に対して半径ベクトルZ22,Z23が与えられ、円弧ベクトルCL3に対して半径ベクトルZ33,Z34が与えられる。さらに、円弧ベクトルCL4に対して半径ベクトルZ44,Z45が与えられ、円弧ベクトルCL5に対して半径ベクトルZ55,Z56が与えられ、円弧ベクトルCL6に対して半径ベクトルZ66,Z61が与えられる。   Two radius vectors Z are set for each of the arc vectors CL1 to CL6, and are given by a complex representation of a vector from the center of the arc vector to the start point and a vector from the center of the arc vector to the end point. It is done. For example, in FIG. 3, with respect to the arc vector CL1, a radius vector Z11 from the center Ct1 to the start point (P1) that is the projection point A and a radius vector from the center Ct1 to the end point (P2) that is the projection point B. Z12 is given by a complex expression. Such processing is performed for all the arc vectors CL1 to CL6, radius vectors Z11 and Z12 are given to the arc vector CL1, radius vectors Z22 and Z23 are given to the arc vector CL2, and the arc vector is given. Radial vectors Z33 and Z34 are given to CL3. Further, radius vectors Z44 and Z45 are given to the arc vector CL4, radius vectors Z55 and Z56 are given to the arc vector CL5, and radius vectors Z66 and Z61 are given to the arc vector CL6.

このような射影処理が終了すると、閉領域設定要件が選択される(S203)。閉領域設定要件とは、閉領域の設定基準がデフォルトのままでよいのか、円弧ベクトルの選択が間違っていないか、等を指定するものである。例えば、デフォルトとして投影基準点を含まない側の領域を指定閉領域とする場合には、閉領域指定の操作が行わなければ、デフォルトの投影基準点を含まない領域を閉領域として決定する。また、閉領域指定操作が行われれば、指定された領域を閉領域として決定する。このような領域指定情報は、領域選択フラグfとして与えられる。例えば、投影基準点を含まない領域が指定されている場合は領域選択フラグfを「1」とし、そうでない場合は領域選択フラグfを「0」として与えられる。   When such projection processing is completed, a closed region setting requirement is selected (S203). The closed region setting requirement specifies whether the closed region setting standard may be left as default, whether the selection of the arc vector is correct, or the like. For example, when a region that does not include a projection reference point is set as a designated closed region as a default, a region that does not include a default projection reference point is determined as a closed region unless a closed region designation operation is performed. If a closed region designation operation is performed, the designated region is determined as a closed region. Such area designation information is given as an area selection flag f. For example, if an area not including the projection reference point is designated, the area selection flag f is set to “1”, and if not, the area selection flag f is set to “0”.

以上のように、算出及び設定された各パラメータは、円弧ベクトルCL1〜CL6のそれぞれに関連付けされて変数テーブルにデータベースとして記憶される(S204)。   As described above, each parameter calculated and set is associated with each of the arc vectors CL1 to CL6 and stored as a database in the variable table (S204).

閉領域定義処理S2が終了すると、判定位置入力処理が行われる(S3)。判定位置入力処理では、図4(B)に示すように、まず、判定位置100(本発明の「特定位置」に相当)の球面座標Hの入力が行われる。この判定位置100は、例えば上述の測位装置で測位された位置であり、球面座標Hは、閉領域設定基準点の球面座標Gと同様に、実数である経緯度(φ0,λ0)で入力される。そして、判定位置100の球面座標Hが入力されると、閉領域設定基準点a〜fと同じ基準で複素平面上に立体射影される(S302)。これにより、射影点101の複素座標Sが得られる。これら球面座標H、複素座標Sは、変数テーブルに記憶される。   When the closed region definition process S2 is completed, a determination position input process is performed (S3). In the determination position input process, as shown in FIG. 4B, first, spherical coordinates H of the determination position 100 (corresponding to the “specific position” of the present invention) are input. The determination position 100 is, for example, a position measured by the above-described positioning device, and the spherical coordinate H is input as a real longitude and latitude (φ0, λ0), like the spherical coordinate G of the closed region setting reference point. The Then, when the spherical coordinate H of the determination position 100 is input, a three-dimensional projection is performed on the complex plane on the same basis as the closed region setting reference points a to f (S302). Thereby, the complex coordinate S of the projection point 101 is obtained. These spherical coordinates H and complex coordinates S are stored in a variable table.

このように、閉領域設定基準点a〜fおよび判定点100が入力され、射影された閉領域および射影点101に関する各パラメータが入力されると、内外判定処理が実行される(S4)。内外判定処理は、内外判定終了指示を受け付ければ(S5:Y)、終了し、受け付けなければ継続的に行われる(S5:N→S6)。そして、閉領域の設定変更がなければ、新たに取得した判定位置に基づいて内外判定を行い(S6:N→S3)、閉領域の設定変更があれば、閉領域定義処理から内外判定を行う(S6:Y→S2)。   As described above, when the closed region setting reference points a to f and the determination point 100 are input and the parameters regarding the projected closed region and the projected point 101 are input, the inside / outside determination processing is executed (S4). The inside / outside determination process ends when an inside / outside determination end instruction is accepted (S5: Y), and is continuously performed when it is not accepted (S5: N → S6). If there is no change in the setting of the closed region, the inside / outside determination is performed based on the newly acquired determination position (S6: N → S3), and if there is a setting change in the closed region, the inside / outside determination is performed from the closed region definition process. (S6: Y → S2).

次に、内外判定の詳細な処理について図4(C)および図6を参照して説明する。
図6は内外判定処理内の各ブロックの詳細なフローを示すフローチャートである。
まず、図4(C)に示すように、内外判定処理が開始されると、各円弧ベクトルCL1〜CL6の中心座標Ct1〜Ct6の平行移動処理を行う(S401)。この平行移動は、判定位置100の射影である射影点101の複素座標Sを複素平面の原点に平行移動するものであり、各中心座標Ct1〜Ct6のそれぞれを複素座標Sで減算することにより、相対中心Q1〜Q6が算出され、変数テーブルに記憶される。この平行移動により、図2(B)に示すように、複素平面上では、移動後射影点101’が複素平面の原点に位置し、射影点A(P1)〜F(P6)が移動後射影点A’(P1’)〜F’(P6’)に変換される。これにより、円弧ベクトルCL1〜CL6も円弧ベクトルCL1’〜CL6’に変換される。
Next, detailed processing of the inside / outside determination will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing a detailed flow of each block in the inside / outside determination process.
First, as shown in FIG. 4C, when the inside / outside determination process is started, the parallel movement process of the center coordinates Ct1 to Ct6 of the arc vectors CL1 to CL6 is performed (S401). This translation is to translate the complex coordinate S of the projection point 101, which is the projection of the determination position 100, to the origin of the complex plane. Relative centers Q1-Q6 are calculated and stored in the variable table. Due to this parallel movement, as shown in FIG. 2B, on the complex plane, the post-movement projection point 101 ′ is positioned at the origin of the complex plane, and the projection points A (P1) to F (P6) are post-movement projections. It is converted into points A ′ (P1 ′) to F ′ (P6 ′). As a result, the arc vectors CL1 to CL6 are also converted into arc vectors CL1 ′ to CL6 ′.

次に、円弧ベクトルCL1’〜CL6’を一つ選択する(S402)。ここで、全ての円弧ベクトルが読み出し済みであれば、総合得点による内外判定が行われる(S403:N→S409)。一方、選択した円弧ベクトルがまだ読み出されていないものであれば(S403:Y)、クリッピング判定を実行する(S404)。   Next, one of the arc vectors CL1 'to CL6' is selected (S402). Here, if all the arc vectors have been read out, the inside / outside determination based on the total score is performed (S403: N → S409). On the other hand, if the selected arc vector has not been read yet (S403: Y), clipping determination is executed (S404).

クリッピング判定は、図6(A)に示すように、まず、クリッピング判定対象の円弧ベクトル毎に設定された判定基準要素を取得する(S441)。   In the clipping determination, as shown in FIG. 6A, first, a determination reference element set for each arc vector to be determined for clipping is acquired (S441).

図7はクリッピング判定の判定基準要素の概念を示す図であり、(A)は複数線分による判定基準要素を示し、(B)は矩形による判定基準要素を示す。
これらの判定基準要素は、円弧ベクトルCL1’〜CL6’が設定された時点で算出されるものであり、複数線分の場合であれば、複素平面上で円弧ベクトルCLm’よりも負側から円弧ベクトルCLm’に接する二つの直線状線分LLm1,LLm2により構成される。これら直線状線分LLm1,LLm2は円弧ベクトルCLmの位置及び範囲を概略的に示す形状からなる線分で設定される。また、矩形の場合であれば、複素平面上で円弧ベクトルCLm’を内包する最小面積となる矩形BTmで設定される。
FIG. 7 is a diagram showing the concept of a determination criterion element for clipping determination. (A) shows a determination criterion element based on a plurality of line segments, and (B) shows a determination criterion element based on a rectangle.
These determination reference elements are calculated when the arc vectors CL1 ′ to CL6 ′ are set. In the case of a plurality of line segments, arcs from the negative side of the arc vector CLm ′ on the complex plane. It is composed of two straight line segments LLm1 and LLm2 that are in contact with the vector CLm ′. These straight line segments LLm1 and LLm2 are set as line segments having a shape schematically showing the position and range of the arc vector CLm. In the case of a rectangle, the rectangle BTm is set as the minimum area including the arc vector CLm ′ on the complex plane.

判定基準要素を取得すると、移動後射影点101’すなわち複素平面の原点から負方向に延びる負値半直線(図2(B)の110に相当)と、判定基準要素との交点を算出する。例えば、判定基準要素が直線状線分LLm1,LLm2であれば、これらと負値半直線110との交点を算出する(S442)。この交点算出処理は、複素平面上での直線状線分LLm1,LLm2を示す二つの一次関数と負値半直線を示す一次関数とのそれぞれ連立方程式により行われる。この連立方程式で一つでも解が存在すれば、交差可能性があることを示すフラグを設定する(S443:Y→S444)。一方、解が存在しなければ、交差可能性が無いことを示すフラグを設定する(S443:N→S445)。   When the determination reference element is acquired, the intersection point between the determination reference element and the post-movement projection point 101 ′, that is, the negative half-line extending in the negative direction from the origin of the complex plane (corresponding to 110 in FIG. 2B) is calculated. For example, if the determination reference element is a straight line segment LLm1, LLm2, the intersection of these and the negative half-line 110 is calculated (S442). This intersection calculation process is performed by simultaneous equations of two linear functions indicating linear line segments LLm1 and LLm2 on the complex plane and a linear function indicating a negative half line. If even one solution exists in this simultaneous equation, a flag indicating that there is a possibility of crossing is set (S443: Y → S444). On the other hand, if there is no solution, a flag indicating that there is no possibility of intersection is set (S443: N → S445).

図4(C)のフローに戻り、クリッピング判定の後、交差可能性があることを示すフラグを取得すれば交点検出を行う(S405:Y→S406)。一方、交差可能性が無いことを示すフラグを取得すれば、次の円弧ベクトルを選択する(S405:N→S402)。   Returning to the flow of FIG. 4C, if a flag indicating that there is a possibility of intersection is acquired after the clipping determination, intersection detection is performed (S405: Y → S406). On the other hand, if a flag indicating that there is no possibility of intersection is acquired, the next arc vector is selected (S405: N → S402).

交点検出(S406)は、円弧ベクトルCLm’と負値半直線110との交点を算出するものである。この際、後述する特定の状況では「内判定ブレイク」が発生し(S407:Y)、内判定(S410)が決定して、内外判定処理が終了する。一方、「内判定ブレイク」が発生しなければ(S407:N)、得点積算処理S408が実行される。   In the intersection detection (S406), the intersection between the arc vector CLm 'and the negative half-line 110 is calculated. At this time, an “internal determination break” occurs in a specific situation described later (S407: Y), the internal determination (S410) is determined, and the internal / external determination process ends. On the other hand, if the “inside determination break” does not occur (S407: N), the score integration process S408 is executed.

交点検出および「内判定ブレイク」は、図6(B)に示すように、まず、円弧ベクトルCLm’と負値半直線110との交点候補を算出する(S461)。この交点候補の算出は、円弧ベクトルCLm’を含む円の方程式、すなわち、円弧ベクトルCLm’の相対中心Qmおよび半径Rcmから得られる円の方程式と負値半直線110の方程式とからなる二元二次方程式の解を解く(解の判別をする)ことにより得られる。ここで、解が存在しなければ(S462:N)、交点無データを出力する(S467)。   In intersection detection and “inside determination break”, as shown in FIG. 6B, first, intersection candidates between the arc vector CLm ′ and the negative half-line 110 are calculated (S461). This intersection point candidate is calculated by a binary equation including an equation of a circle including the arc vector CLm ′, that is, an equation of a circle obtained from the relative center Qm and radius Rcm of the arc vector CLm ′ and an equation of the negative half-line 110. It is obtained by solving the solution of the following equation (determining the solution). Here, if there is no solution (S462: N), intersectionless data is output (S467).

一方、解が存在すれば(S462:Y)、交点候補(解)の座標Vを算出し、当該交点候補が円弧ベクトルCLm’の線分内であるかどうかの判定を行う(S463)。   On the other hand, if there is a solution (S462: Y), the coordinates V of the intersection candidate (solution) are calculated, and it is determined whether the intersection candidate is within the line segment of the arc vector CLm '(S463).

図6(C)に示すように、円弧ベクトル範囲内であることの判定は、まず、円弧ベクトルCLmの半径ベクトルZmm,Zmnを平行移動した円弧ベクトルCLm’の半径ベクトルZmm’,Zmn’を取得する。また、交点候補の座標Vを終点とし相対中心Qmを始点とする交点ベクトルvmとを取得する。さらに、半径ベクトルZmm’,Zmn’および交点ベクトルvmの複素共役Zmm’,Zmn’,vmを算出する。そして、終点側の半径ベクトルZmn’と始点側の半径ベクトルの複素共役Zmm’との内積演算値の虚数部を算出して、符号を検出する。同様に、交点ベクトルvmと始点側の半径ベクトルの複素共役Zmm’との内積演算値の虚数部を算出して、符号を検出する。さらに、終点側の半径ベクトルZmn’と交点ベクトルの複素共役vmとの内積演算値の虚数部を算出して、符号を検出する(S601)。この処理は、解の個数に応じて行われ、解(交点候補)が二つある場合には、それぞれの交点座標Vm,Vm’に対して行われる。 As shown in FIG. 6C, the determination of being within the arc vector range first obtains the radius vectors Zmm ′ and Zmn ′ of the arc vector CLm ′ obtained by translating the radius vectors Zmm and Zmn of the arc vector CLm. To do. Further, an intersection vector vm starting from the coordinate V of the intersection candidate and having the relative center Qm as the starting point is acquired. Further, the complex conjugates Zmm ′ * , Zmn ′ * , vm * of the radius vectors Zmm ′, Zmn ′ and the intersection vector vm are calculated. Then, the imaginary part of the inner product calculation value of the radius vector Zmn ′ on the end point side and the complex conjugate Zmm ′ * of the radius vector on the start point side is calculated, and the sign is detected. Similarly, the imaginary part of the inner product calculation value of the intersection vector vm and the complex conjugate Zmm ′ * of the radius vector on the start point side is calculated, and the sign is detected. Further, the imaginary part of the inner product calculation value of the radius vector Zmn ′ on the end point side and the complex conjugate vm * of the intersection vector is calculated to detect the sign (S601). This process is performed according to the number of solutions. When there are two solutions (intersection candidates), the process is performed for each of the intersection coordinates Vm and Vm ′.

次に、交点ベクトルvmに対して、S601の演算で検出した全ての符号が同符号であるかどうかを確認する。ここで、全ての符号が同じであるということは、図8(A)に示すように、射影点座標Pm’,Pn’を含む円の短い側の円周上に交点Vmが存在すること、言い換えれば、半径ベクトルZmm’を始点側端部として半径ベクトルZmn’を終点側端部とする狭い側の領域内に交点ベクトルvmが存在することを示す。一方で、一つの符号でも同じでないということは、図8(B)に示すように、射影点座標Pm’,Pn’を含む円の長い側の円周上に交点Vmが存在すること、言い換えれば、半径ベクトルZmm’を始点側端部として半径ベクトルZmn’を終点側端部とする広い側の領域内に交点ベクトルvmが存在することを示す。図8は、半径ベクトルZmm’,Zmn’と交点ベクトルvmとの複素平面上での位置関係の例を示す図である。   Next, with respect to the intersection vector vm, it is confirmed whether or not all the codes detected by the calculation of S601 are the same sign. Here, all the symbols are the same, as shown in FIG. 8 (A), that the intersection Vm exists on the circumference of the short side of the circle including the projection point coordinates Pm ′ and Pn ′. In other words, it shows that the intersection vector vm exists in a narrow region with the radius vector Zmm ′ as the start point side end and the radius vector Zmn ′ as the end point side end. On the other hand, even if one symbol is not the same, as shown in FIG. 8B, the intersection Vm exists on the long circumference of the circle including the projection point coordinates Pm ′ and Pn ′, in other words, For example, it is indicated that the intersection vector vm exists in a wide area having the radius vector Zmm ′ as the end on the start point and the radius vector Zmn ′ as the end on the end. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a positional relationship on the complex plane between the radius vectors Zmm ′ and Zmn ′ and the intersection vector vm.

これに準じ、円弧ベクトルCLm’が円の短い側であるかどうかを円弧経路フラグに基づいて取得する(S603,S606)。そして、全ての符号が同じ状態で且つ円弧ベクトルCLm’が円の短い方であることを検出すると(S602:Y→S603→S604:Y)、交点有り判定をする(S605)。一方、全ての符号が同じ状態で且つ円弧ベクトルCLm’が円の長い方であることを検出すると(S602:Y→S603→S604:N)、交点無し判定をする(S608)。また、一つの符号でも同じでない状態で且つ円弧ベクトルCLm’が円の短い方であることを検出すると(S602:N→S606→S607:Y)、交点無し判定をする(S608)。一方、一つの符号でも同じでない状態で且つ円弧ベクトルCLm’が円の長い方であることを検出すると(S602:N→S606→S607:N)、交点有り判定をする(S609)。このような判定は、交点Vm’が存在する場合には、交点Vm’についても行う。   In accordance with this, whether or not the arc vector CLm ′ is on the short side of the circle is acquired based on the arc path flag (S603, S606). When it is detected that all the codes are in the same state and the circular arc vector CLm ′ is the shorter one of the circles (S602: Y → S603 → S604: Y), it is determined that there is an intersection (S605). On the other hand, when it is detected that all the codes are in the same state and the arc vector CLm ′ is the longer circle (S602: Y → S603 → S604: N), it is determined that there is no intersection (S608). If it is detected that the arc vector CLm ′ is the shorter one of the circles even when one code is not the same (S602: N → S606 → S607: Y), it is determined that there is no intersection (S608). On the other hand, if it is detected that the arc vector CLm ′ is the longer circle (S602: N → S606 → S607: N) even if one code is not the same, it is determined that there is an intersection (S609). Such a determination is also performed for the intersection Vm ′ when the intersection Vm ′ exists.

図6(B)に戻り、解(交点候補)が範囲内、すなわち交点有り判定が行われると(S464:Y)、当該解が複素原点であるかどうかを検討する。ここで、解が複素原点であれば(S465:Y)、内判定を行い(S410)、内外判定を終了する。一方、解が複素原点でなければ(S465:N)、交点有データを出力する(S466)。また、解(交点候補)が範囲内でない、すなわち交点無し判定が行われると(S464:N)、交点無データを出力する(S467)。以上のような処理を行うことで、交点検出および「内判定ブレイク」が行われる。   Returning to FIG. 6B, if the solution (intersection candidate) is within the range, that is, if there is an intersection determination (S464: Y), it is examined whether the solution is a complex origin. Here, if the solution is the complex origin (S465: Y), the inside determination is performed (S410), and the inside / outside determination is terminated. On the other hand, if the solution is not the complex origin (S465: N), the intersection existence data is output (S466). If the solution (intersection candidate) is not within the range, that is, if there is no intersection determination (S464: N), no intersection data is output (S467). By performing the processing as described above, intersection detection and “internal determination break” are performed.

次に、図4(C)に戻り、「内判定ブレイク」がなければ(S407:N)、得点積算処理(S408)を行う。   Next, returning to FIG. 4C, if there is no “internal determination break” (S407: N), score integration processing (S408) is performed.

図9は得点積算処理フローの概略フローを示すフローチャートである。
図10は得点方法の主概念を示す図である。図11は複素平面上で負値半直線110と円弧ベクトルCLm’とが一点で交差する状態と、その状態での得点を示す。
図12は交点が一つの場合の得点積算処理フローを示すフローチャートである。
図13は交点が二つの場合の得点積算処理フローを示すフローチャートである。
図9に示すように、得点積算処理は、交点が二つであれば交点二つ用得点計算を行う(S801:Y→S802)。次に、交点が一つであれば交点一つ用得点計算を行う(S801:N→S803:Y→S804)。そして、交点が無ければ得点を「0」とする(S803:N)。
FIG. 9 is a flowchart showing a schematic flow of the score integration processing flow.
FIG. 10 shows the main concept of the scoring method. FIG. 11 shows a state where the negative half-line 110 and the arc vector CLm ′ intersect at one point on the complex plane, and the score in that state.
FIG. 12 is a flowchart showing a score integration process flow when there is one intersection.
FIG. 13 is a flowchart showing a score integration process flow when there are two intersections.
As shown in FIG. 9, in the score integration process, if there are two intersections, score calculation for two intersections is performed (S801: Y → S802). Next, if there is only one intersection, a score calculation for one intersection is performed (S801: N → S803: Y → S804). If there is no intersection, the score is set to “0” (S803: N).

交点の状態は、図11(A)〜(P)に示すように複数あるので、まず、負値半直線110と円弧ベクトルCLm’との交差状態の概念について、図10を参照して説明する。図10に示すように、交差状態は、円弧ベクトルCLm’の回転方向と、負値半直線110に対して複素平面上のどの方向から交差または接するかにより分類される。ここで、正回転は複素平面に対して反時計回りとなる円弧ベクトルCLm’の回転を示し、負回転は複素平面に対して時計回りとなる円弧ベクトルCLm’の回転を示す。   Since there are a plurality of intersection states as shown in FIGS. 11A to 11P, the concept of the intersection state of the negative half-line 110 and the arc vector CLm ′ will be described first with reference to FIG. . As shown in FIG. 10, the intersecting state is classified according to the rotation direction of the arc vector CLm ′ and from which direction on the complex plane it intersects or touches the negative half-line 110. Here, positive rotation indicates rotation of the arc vector CLm ′ that is counterclockwise with respect to the complex plane, and negative rotation indicates rotation of the arc vector CLm ′ that is clockwise with respect to the complex plane.

「正の交差」とは、円弧ベクトルCLm’が負値半直線110に対して、虚数軸(Im)方向の正領域側から交差することを示す。「負の交差」とは、円弧ベクトルCLm’が負値半直線110に対して、虚数軸(Im)方向の負領域側から交差することを示す。なお、交差の場合は、円弧ベクトルCLm’が負値半直線110を完全に交差する場合(図11(A)〜(D)参照)と、円弧ベクトルCLm’の始点もしくは終点が負値半直線110上に存在する場合(図11(I)〜(P)参照)とがある。   “Positive intersection” indicates that the arc vector CLm ′ intersects the negative half-line 110 from the positive region side in the imaginary axis (Im) direction. “Negative intersection” means that the arc vector CLm ′ intersects the negative half-line 110 from the negative region side in the imaginary axis (Im) direction. In the case of intersection, when the arc vector CLm ′ completely intersects the negative half-line 110 (see FIGS. 11A to 11D), the starting point or end point of the arc vector CLm ′ is the negative half-line. 110 (see FIGS. 11I to 11P).

また、「接する」とは、円弧ベクトルCLm’が負値半直線110に接する、すなわち円弧ベクトルCLm’を表す関数の極大もしくは極小が負値半直線110上に存在することを示す(図11(E)〜(H)参照)。   Further, “contact” indicates that the arc vector CLm ′ is in contact with the negative half-line 110, that is, the maximum or minimum of the function representing the arc vector CLm ′ exists on the negative half-line 110 (FIG. 11 ( E) to (H)).

そして、これらの「交差する」状態と「接する」状態との識別は、平行移動後の円弧ベクトルCLm’の中心座標Qの実数部Re(Qm)と、交点座標Vの実数部Re(Vm)と、を用いて行われる。また、「交差する」状態の内で、円弧ベクトルCLm’の端点が負値半直線110上に存在するかどうかの識別は、円弧ベクトルCLm’の始点側端点座標Pm’の虚数部Im(Pm’)と、円弧ベクトルCLm’の終点側端点座標Pn’の虚数部Im(Pn’)とを用いて行われる。ここで、円弧ベクトルCLm’の始点側端点座標Pm’、終点側端点座標Pn’は、円弧ベクトルCLmの始点側端点座標Pm、終点側端点座標Pnと、判定位置100の射影点101の複素座標Sとにより算出され、Pm’=Pm−Sで表され、Pn’=Pn−Sで表される。   The distinction between the “intersecting” state and the “contacting” state is made by identifying the real part Re (Qm) of the center coordinate Q of the arc vector CLm ′ after translation and the real part Re (Vm) of the intersection point coordinate V. And using. Further, in the state of “intersecting”, whether or not the end point of the arc vector CLm ′ exists on the negative half-line 110 is identified by the imaginary part Im (Pm) of the start point side end point coordinate Pm ′ of the arc vector CLm ′. ') And the imaginary part Im (Pn') of the end point side end point coordinate Pn 'of the arc vector CLm'. Here, the start point side end point coordinate Pm ′ and end point side end point coordinate Pn ′ of the arc vector CLm ′ are the start point side end point coordinate Pm and end point side end point coordinate Pn of the arc vector CLm, and the complex coordinates of the projection point 101 of the determination position 100. Calculated by S and represented by Pm ′ = Pm−S and represented by Pn ′ = Pn−S.

次に、交点が一つの場合、交点が二つの場合の得点方法について説明する。
(i) 交点が一つの場合
交点が一つの場合の得点計算方法を図11、図12を参照して説明する。
Next, a scoring method when there is one intersection and two intersections will be described.
(I) When there is one intersection The score calculation method when there is one intersection will be described with reference to FIGS.

交点が一つの場合の得点計算処理では、まず、データベースに記憶されている情報に基づいて、上述の円弧ベクトルCLm’の始点側端点座標Pm’、終点側端点座標Pn’、中心座標Qm、円弧経路フラグRotm、交点座標Vmを取得する(S821)。始点側端点座標Pm’の虚数部Im(Pm’)と終点側端点座標Pn’の虚数部Im(Pn’)との積Im(Pm’)*Im(Pn’)を算出し(S822)、当該積Im(Pm’)*Im(Pn’)の値が0であるかどうかを検出する(S823)。このようなS822,S823の処理は、円弧ベクトルCLm’の始点または終点が負値半直線110上であるかどうかを判定するものであり、Im(Pm’)*Im(Pn’)=0であれば(S823:Y)、始点または終点が負値半直線110上にあることを示し、Im(Pm’)*Im(Pn’)≠0であれば(S823:N)、始点または終点が負値半直線110上に無いことを示す。   In the score calculation process in the case where there is one intersection, first, the start point side end point coordinate Pm ′, end point side end point coordinate Pn ′, center coordinate Qm, arc of the arc vector CLm ′ described above based on the information stored in the database The route flag Rotm and the intersection coordinate Vm are acquired (S821). The product Im (Pm ′) * Im (Pn ′) of the imaginary part Im (Pm ′) of the start point side end point coordinate Pm ′ and the imaginary part Im (Pn ′) of the end point side end point coordinate Pn ′ is calculated (S822), It is detected whether the value of the product Im (Pm ′) * Im (Pn ′) is 0 (S823). Such processing of S822 and S823 is to determine whether or not the start point or end point of the circular arc vector CLm ′ is on the negative half-line 110, and Im (Pm ′) * Im (Pn ′) = 0. If there is (S823: Y), it indicates that the start point or end point is on the negative half-line 110, and if Im (Pm ′) * Im (Pn ′) ≠ 0 (S823: N), the start point or end point is It indicates that it is not on the negative half-line 110.

次に、中心座標Qの実数部Re(Qm)と交点座標Vの実数部Re(Vm)とを取得し(S824,S824’)する。   Next, the real part Re (Qm) of the center coordinate Q and the real part Re (Vm) of the intersection coordinate V are acquired (S824, S824 ').

(i−1)始点または終点が負値半直線110上に無い場合(S823:Nの場合)
中心座標Qの実数部Re(Qm)と交点座標Vの実数部Re(Vm)とが同じ、すなわちRe(Qm)=Re(Vm)であるかどうかを判定する。Re(Qm)=Re(Vm)であれば(S825:Y)、円弧ベクトルCLm’が負値半直線110に接すると判定する。この場合の円弧ベクトルCLm’と負値半直線110との関係は図11(E)〜(H)のいずれかとなり、得点「0」を与える。
(I-1) When the start point or the end point is not on the negative half-line 110 (S823: N)
It is determined whether or not the real part Re (Qm) of the central coordinate Q and the real part Re (Vm) of the intersection coordinate V are the same, that is, Re (Qm) = Re (Vm). If Re (Qm) = Re (Vm) (S825: Y), it is determined that the arc vector CLm ′ is in contact with the negative half-line 110. In this case, the relationship between the arc vector CLm ′ and the negative half-line 110 is one of FIGS. 11E to 11H, and a score “0” is given.

一方、Re(Qm)≠Re(Vm)であれば(S825:N)、円弧ベクトルCLm’が負値半直線110に交差すると判定する。交差が判定されると、円弧経路フラグRotmに基づく回転方向と、中心座標Qmの実数部Re(Qm)と交点座標Vmの実数部Re(Vm)との大小関係とを用い、図10の関係に基づいて、正の交差であるかどうかが判定される(S826)。そして、正の交差、すなわち、図11(A),(C)のいずれかの状態であれば(S826:Y)、得点「+1」を与える(S827)。一方、負の交差、すなわち、図11(B),(D)のいずれかの状態であれば(S826:N)、得点「−1」を与える(S828)。   On the other hand, if Re (Qm) ≠ Re (Vm) (S825: N), it is determined that the arc vector CLm 'intersects the negative half-line 110. When the intersection is determined, the rotation direction based on the circular path flag Rotm and the magnitude relation between the real part Re (Qm) of the center coordinate Qm and the real part Re (Vm) of the intersection coordinate Vm are used, and the relationship shown in FIG. Based on the above, it is determined whether or not it is a positive intersection (S826). Then, if it is a positive intersection, that is, in any state of FIGS. 11A and 11C (S826: Y), a score “+1” is given (S827). On the other hand, if it is a negative intersection, that is, in any of the states of FIGS. 11B and 11D (S826: N), a score “−1” is given (S828).

(i−2)始点または終点が負値半直線110上に有る場合(S823:Yの場合)
円弧経路フラグRotmに基づく回転方向と、中心座標Qの実数部Re(Qm)と交点座標Vの実数部Re(Vm)との大小関係とを用い、図10の関係に基づいて、正の交差であるかどうかが判定される(S829)。なお、この場合、正確には交差しておらず、円弧ベクトルの始点または終点のいずれか一方で負値半直線110に接している状態となる。ここで、始点で負値半直線110に接している状態を端点発射と称し、終点が負値半直線110に接している状態を端点着地と称する。そして、正の交差に対応する正の端点発射または正の端点着地、すなわち図11(I)〜(L)のいずれかの状態であれば(S829:Y)、得点「+0.5」を与える(S830)。一方、負の交差に対応する負の端点発射または負の端点着地、すなわち図11(M)〜(P)のいずれかの状態であれば(S829:N)、得点「−0.5」を与える(S831)。
(I-2) When the start point or end point is on the negative half-line 110 (S823: Y)
Using the rotation direction based on the arc path flag Rotm and the magnitude relationship between the real part Re (Qm) of the center coordinate Q and the real part Re (Vm) of the intersection coordinate V, a positive intersection is obtained based on the relationship of FIG. It is determined whether or not (S829). In this case, the crossing is not exactly performed, and the negative half line 110 is in contact with either the start point or the end point of the arc vector. Here, a state in which the start point is in contact with the negative half line 110 is referred to as end point firing, and a state in which the end point is in contact with the negative value half line 110 is referred to as end point landing. Then, if the positive end point firing or the positive end point landing corresponding to the positive intersection, that is, any of the states shown in FIGS. 11 (I) to (L) (S829: Y), the score “+0.5” is given. (S830). On the other hand, if the negative end point firing or negative end point landing corresponding to the negative crossing, that is, any of the states shown in FIGS. 11M to 11P (S829: N), the score “−0.5” is obtained. (S831).

(ii) 交点が二つの場合
交点が二つの場合の得点計算方法を、図13、図14を参照して説明する。
図14は複素平面上で負値半直線110と円弧ベクトルCLm’とが二点で交差する状態と、その状態での得点の例を示す。
(Ii) When there are two intersection points A score calculation method when there are two intersection points will be described with reference to FIGS.
FIG. 14 shows a state where the negative half-line 110 and the arc vector CLm ′ intersect at two points on the complex plane, and an example of the score in that state.

交点が二つの場合、円弧ベクトルCLm’は負値半直線110に必ず二点で交わるので、負値半直線110に接する場合を考える必要はない。また、二つの交点のそれぞれで円弧ベクトルCLm’と負値半直線110とが交差すれば、得点は「0」になる。ただし、二つの交点の少なくとも一つが円弧ベクトルCLm’の始点または終点である場合は、上述の二つの場合に該当せず、所定の得点を与えなければならない。   When there are two intersections, the arc vector CLm ′ always intersects the negative half-line 110 at two points, so there is no need to consider the case where it touches the negative half-line 110. If the arc vector CLm ′ and the negative half-line 110 intersect at each of the two intersections, the score becomes “0”. However, when at least one of the two intersections is the start point or the end point of the arc vector CLm ′, it does not correspond to the above two cases, and a predetermined score must be given.

交点が二つの場合の得点計算処理では、まず、データベースに記憶されている情報に基づいて、円弧ベクトルCLm’の始点側端点座標Pm’、終点側端点座標Pn’を取得する(S851)。始点側端点座標Pm’の虚数部Im(Pm’)と終点側端点座標Pn’の虚数部Im(Pn’)との積Im(Pm’)*Im(Pn’)を算出し(S852)、当該積Im(Pm’)*Im(Pn’)の値が0であるかどうかを検出する(S853)。このようなS8252,S853の処理は、円弧ベクトルCLm’の始点または終点が負値半直線110上であるかどうかを判定するものであり、Im(Pm’)*Im(Pn’)=0であれば(S853:Y)、始点または終点の少なくとも一方が負値半直線110上にあることを示し、Im(Pm’)*Im(Pn’)≠0であれば(S823:N)、始点または終点が負値半直線110上に無いことを示す。   In the score calculation process when there are two intersections, first, the start point side end point coordinates Pm 'and the end point side end point coordinates Pn' of the arc vector CLm 'are acquired based on the information stored in the database (S851). A product Im (Pm ′) * Im (Pn ′) of the imaginary part Im (Pm ′) of the start point side end point coordinate Pm ′ and the imaginary part Im (Pn ′) of the end point side end point coordinate Pn ′ is calculated (S852), It is detected whether the value of the product Im (Pm ′) * Im (Pn ′) is 0 (S853). Such processing of S8252 and S853 is to determine whether the starting point or the ending point of the circular arc vector CLm ′ is on the negative half-line 110, and Im (Pm ′) * Im (Pn ′) = 0. If there is (S853: Y), it indicates that at least one of the start point and the end point is on the negative half-line 110, and if Im (Pm ′) * Im (Pn ′) ≠ 0 (S823: N), the start point Alternatively, the end point is not on the negative half-line 110.

Im(Pm’)*Im(Pn’)≠0の場合は(S823:N)、例えば図14(A)の状態を示し、上述のように得点は「0」が与えられる。   When Im (Pm ′) * Im (Pn ′) ≠ 0 (S823: N), for example, the state of FIG. 14A is shown, and “0” is given as the score as described above.

Im(Pm’)*Im(Pn’)=0の場合(S823:Y)、Im(Pm’)=0であるかどうかを判定し、Im(Pm’)=0であれば変数y=Im(Pn’)とおき、Im(Pm’)≠0であれば変数y=Im(Pm’)とおく(S854)。これにより、始点が負値半直線110上にあるか、終点が負値半直線110上にあるかを区別する。このような区別の後、y=0であるかどうかを判定する。この処理で負値半直線110上であることが判別した端点と反対の端点が負値半直線110上にあるかどうかを判定する。y=0であれば(S855:Y)、始点、終点ともに負値半直線110上にあると判定する。これは、例えば図14(B)に示すような状態であり、得点「0」が与えられる。   If Im (Pm ′) * Im (Pn ′) = 0 (S823: Y), it is determined whether Im (Pm ′) = 0. If Im (Pm ′) = 0, the variable y = Im (Pn ′) and if Im (Pm ′) ≠ 0, the variable y = Im (Pm ′) is set (S854). Thereby, it is distinguished whether the start point is on the negative half-line 110 or the end point is on the negative half-line 110. After such distinction, it is determined whether y = 0. In this process, it is determined whether or not the end point opposite to the end point determined to be on the negative value half line 110 is on the negative value half line 110. If y = 0 (S855: Y), it is determined that both the start point and the end point are on the negative half-line 110. This is a state as shown in FIG. 14B, for example, and a score “0” is given.

y≠0の場合(S855:N)、y=Im(Pm’)であればf=+1とおき、y=(Pn’)であればf=−1とおく(S856)。次に、y>0であるかどうかを判定する。これにより、上述の処理で負値半直線110上であることが判別した端点と反対の端点が負値半直線110に対して虚数軸方向の正側にあるか負側にあるかを判定する。y>0でなければ(S855:N)、前記反対側の端点が負側にあると判定する。これは、例えば図14(C),(D)に示すような状態であり、得点として「−0.5*f」が与えられる。一方、y>0であれば(S855:Y)、前記反対側の端点が正側にあると判定する。これは、例えば図14(E),(F)に示すような状態であり、得点として「+0.5*f」が与えられる。   When y ≠ 0 (S855: N), if y = Im (Pm ′), f = + 1 is set, and if y = (Pn ′), f = −1 is set (S856). Next, it is determined whether y> 0. Thereby, it is determined whether the end point opposite to the end point determined to be on the negative half-line 110 in the above process is on the positive side or the negative side in the imaginary axis direction with respect to the negative half-line 110. . If y> 0 is not satisfied (S855: N), it is determined that the opposite end point is on the negative side. This is, for example, a state as shown in FIGS. 14C and 14D, and “−0.5 * f” is given as a score. On the other hand, if y> 0 (S855: Y), it is determined that the opposite end point is on the positive side. This is, for example, a state as shown in FIGS. 14E and 14F, and “+ 0.5 * f” is given as a score.

このように算出された得点は、円弧ベクトルCLm毎にデータベースに記憶される。   The score calculated in this way is stored in the database for each arc vector CLm.

図4に戻り、以上のような処理が全ての円弧ベクトルCLmに対して行われると、総合得点による内外判定を行う(S409)。総合得点とは、全ての円弧ベクトルCLmの得点を加算したものであり、得点結果が「0」であれば内判定を行い、「0」でなければ外判定を行う。   Returning to FIG. 4, when the above processing is performed for all the arc vectors CLm, the inside / outside determination based on the total score is performed (S409). The total score is obtained by adding the scores of all the arc vectors CLm. If the score result is “0”, an internal determination is made, and if it is not “0”, an external determination is made.

以上のように、本実施形態の処理を行うことで、逆三角関数等の複雑な演算処理を行うことなく、容易な演算処理で内外判定を行うことができる。この際、桁落ち等の演算上の誤差が発生することがないので、高精度且つ確実に内外判定を行うことができる。   As described above, by performing the processing of the present embodiment, the inside / outside determination can be performed by simple arithmetic processing without performing complicated arithmetic processing such as an inverse trigonometric function. At this time, no calculation error such as a digit loss occurs, so that the inside / outside determination can be performed with high accuracy and reliability.

次に、第2の実施形態について図を参照して説明する。なお、本実施形態では、位置検出方法の一種として、方位ズレ算出方法について説明する。
以下に示す方位ズレの算出は、第1の実施形態と同様のハードウエア構成からなり、本実施形態では、測位装置が本発明の「測位手段」に相当し、情報処理装置が本発明の「特定点設定手段」および「方位ズレ検出手段」に相当する。
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an azimuth deviation calculation method will be described as a kind of position detection method.
The calculation of the azimuth deviation shown below has the same hardware configuration as that of the first embodiment. In this embodiment, the positioning device corresponds to the “positioning means” of the present invention, and the information processing device of “ It corresponds to “specific point setting means” and “azimuth deviation detection means”.

図15は方位ズレの概念を説明する図である。
現在位置100に船舶等の移動体が存在する場合、球体SP上において、現在の航行コース上にある進行方向指定位置102(本発明の「進行方向特定点」に相当する。)と目標位置103(本発明の「目標方向特定点」に相当する。)とを設定する。そして、現在位置100から進行方向指定位置102へ向かう測地線と、現在位置100から目標位置103へ向かう測地線との成す角をズレ方位角θとする。また、進行方向指定位置102と目標位置103との測地線に準じた距離をクロストラックエラーXTEとする。これらズレ方位角θとクロストラックエラーXTEとが方位ズレとなる。
FIG. 15 is a diagram for explaining the concept of azimuth misalignment.
When a moving body such as a ship is present at the current position 100, the traveling direction designation position 102 (corresponding to the “traveling direction specific point” of the present invention) and the target position 103 on the current navigation course on the sphere SP. (Corresponding to “target direction specific point” of the present invention). The angle between the geodesic line from the current position 100 toward the traveling direction designation position 102 and the geodesic line from the current position 100 toward the target position 103 is defined as a deviation azimuth angle θ. Further, the distance according to the geodesic line between the traveling direction designation position 102 and the target position 103 is defined as a cross track error XTE. The deviation azimuth angle θ and the cross track error XTE are azimuth deviations.

図16は方位ズレの算出フローチャートであり、(A)はズレ方位角θの算出フローであり、(B)はクロストラックエラーXTEの算出フローである。   FIG. 16 is a flowchart for calculating the azimuth deviation, (A) is a calculation flow of the deviation azimuth angle θ, and (B) is a calculation flow of the cross track error XTE.

(i)ズレ方位角θの算出(図16(A)参照)
ズレ方位角θを算出する場合、まず、現在位置100、現在の航行コース上の進行方向指定位置102、目標位置103を球面座標で入力する(S911)。次に、第1の実施形態に示したのと同様の方法を用いてように、現在位置100、進行方向指定位置102、目標位置103を球面上から複素平面上へ立体射影する(S912)。
図17は複素平面上の射影現在位置101、射影進行方向指定位置121、射影目標位置131の関係を示す図である。
図17に示すように、ズレ方位角θは、射影現在位置101を始点とし射影進行方向指定位置121を終点とする円弧ベクトルCL02(本発明の「進行方向ベクトル」に相当する。)と、射影現在位置101を始点とし射影目標位置131を終点とする円弧ベクトルCL03(本発明の「目標方向ベクトル」に相当する。)の成す角θに置き換えられる。
(I) Calculation of deviation azimuth angle θ (see FIG. 16A)
When calculating the deviation azimuth angle θ, first, the current position 100, the traveling direction designation position 102 on the current navigation course, and the target position 103 are input in spherical coordinates (S911). Next, the current position 100, the traveling direction designation position 102, and the target position 103 are three-dimensionally projected from the spherical surface to the complex plane, using the same method as shown in the first embodiment (S912).
FIG. 17 is a diagram showing the relationship among the current projection position 101, the projection progress direction designation position 121, and the projection target position 131 on the complex plane.
As shown in FIG. 17, the deviation azimuth angle θ is an arc vector CL02 (corresponding to the “traveling direction vector” of the present invention) having the current projection position 101 as the start point and the projection progress direction designation position 121 as the end point, and the projection. It is replaced with an angle θ formed by an arc vector CL03 (corresponding to the “target direction vector” of the present invention) having the current position 101 as a start point and the projection target position 131 as an end point.

次に、円弧ベクトルCL02を含む円Cir02の中心座標Ct02と、円弧ベクトルCL03を含む円Cir03の中心座標Ct03とを算出する(S913)。そして、中心座標Ct02を始点とし射影現在位置101を終点とする半径ベクトルCtL02と、中心座標Ct03を始点とし射影現在位置101を終点とする半径ベクトルCtL03とを算出する。接弦定理より、上述の成す角θは半径ベクトルCtL02と半径ベクトルCtL03との成す角に置き換えられ、これがズレ方位角θとなる。   Next, the center coordinate Ct02 of the circle Cir02 including the arc vector CL02 and the center coordinate Ct03 of the circle Cir03 including the arc vector CL03 are calculated (S913). Then, a radius vector CtL02 having the center coordinate Ct02 as the start point and the projection current position 101 as the end point, and a radius vector CtL03 having the center coordinate Ct03 as the start point and the projection current position 101 as the end point are calculated. From the tangent theorem, the angle θ formed above is replaced with the angle formed by the radius vector CtL02 and the radius vector CtL03, which becomes the deviation azimuth angle θ.

したがって、半径ベクトルCtL02、CtL03の内積を用いて、ズレ方位角θは、式3で算出される(S914)。   Therefore, using the inner product of the radius vectors CtL02 and CtL03, the deviation azimuth angle θ is calculated by Equation 3 (S914).

Figure 2009133798
Figure 2009133798

このような処理により、ズレ方位角θを容易に算出することができる。   By such processing, the deviation azimuth angle θ can be easily calculated.

(ii)クロストラックエラーXTEの算出(図16(B)参照)
図18は、クロストラックエラーXTE算出方法を説明する図であり、(A)が仮想極140の設定方法を示し、(B)が立体射影後における複素平面上の射影仮想極位置141、射影進行方向指定位置122、射影目標位置132の関係を示す図である。
(Ii) Calculation of cross track error XTE (see FIG. 16B)
18A and 18B are diagrams for explaining a method of calculating the cross track error XTE. FIG. 18A shows a method of setting the virtual pole 140, and FIG. 18B shows a projected virtual pole position 141 on the complex plane after the three-dimensional projection, and the projection progress. It is a figure which shows the relationship between the direction designation | designated position 122 and the projection target position 132. FIG.

クロストラックエラーXTEを算出する場合も、まず、現在位置100、現在の航行コース上の進行方向指定位置102、目標位置103を球面座標で入力する(S911)。次に、図18(A)に示すように、球体SPに対して、球体SPと同じ径からなり進行方向指定位置102および目標位置103を通る円を設定する。この際、この円は球体SPの球面に沿って形成する。さらに、この円に対して垂直な軸上にあり、且つ円から最も遠い球面上の二つの点の一方を仮想極140に設定する(S921)。   Even when the cross track error XTE is calculated, first, the current position 100, the traveling direction designation position 102 on the current navigation course, and the target position 103 are input in spherical coordinates (S911). Next, as shown in FIG. 18A, a circle having the same diameter as the sphere SP and passing through the traveling direction designation position 102 and the target position 103 is set for the sphere SP. At this time, this circle is formed along the spherical surface of the sphere SP. Further, one of the two points on the spherical surface that is on the axis perpendicular to the circle and is farthest from the circle is set as the virtual pole 140 (S921).

次に、前記進行方向指定位置102および目標位置103を通る円に対して、仮想極140と対向する側の極を投影基準点として、当該円を含む平面を複素平面に設定して、第1の実施形態やズレ方位角θ算出方法と同様に、立体射影を行う(S922)。なお、投影基準点はこの極に限らず適宜設定すればよい。また、このような立体射影による射影進行方向指定位置122、射影目標位置132は、上述のズレ方位角θの算出時の射影進行方向指定位置121、射影目標位置131に対して、それぞれの複素平面間の関係に準じたメビウス変換を行うことにより、容易に算出することができる。   Next, with respect to a circle passing through the advancing direction designation position 102 and the target position 103, the pole on the side facing the virtual pole 140 is set as a projection reference point, and a plane including the circle is set as a complex plane. In the same manner as in the embodiment and the deviation azimuth angle θ calculation method, stereoscopic projection is performed (S922). The projection reference point is not limited to this pole and may be set as appropriate. Further, the projection progress direction designation position 122 and the projection target position 132 by such a three-dimensional projection are respectively complex planes with respect to the projection progress direction designation position 121 and the projection target position 131 when the above-described deviation azimuth angle θ is calculated. It can be easily calculated by performing Moebius transformation according to the relationship between the two.

次に、射影仮想極位置141を始点とし射影進行方向指定位置122を終点とする円弧ベクトルCL42(本発明の「第1方位ベクトル」に相当する。)を設定するとともに、射影仮想極位置141を始点とし射影目標位置132を終点とする円弧ベクトルCL43(本発明の「第2方位ベクトル」に相当する。)を設定する。そして、円弧ベクトルCL42を含む円Cir42の中心座標Ct42と、円弧ベクトルCL43を含む円Cir43の中心座標Ct43とを算出する(S923)。   Next, an arc vector CL42 (corresponding to the “first azimuth vector” of the present invention) starting from the projected virtual pole position 141 and ending at the projected traveling direction designation position 122 is set, and the projected virtual pole position 141 is set as the projected virtual pole position 141. An arc vector CL43 (corresponding to the “second azimuth vector” of the present invention) having the start point and the projection target position 132 as the end point is set. Then, the center coordinate Ct42 of the circle Cir42 including the arc vector CL42 and the center coordinate Ct43 of the circle Cir43 including the arc vector CL43 are calculated (S923).

ここで、図18(B)に示すように、射影仮想極位置141を始点とし射影進行方向指定位置122を終点とする円弧ベクトルCL42と、射影仮想極位置141を始点とし射影目標位置131を終点とする円弧ベクトルCL43との成す角を開き角ψとする。この開き角ψは、接弦定理から、中心座標Ct42を始点とし射影仮想極位置141を終点とする半径ベクトルCtL42と、中心座標Ct43を始点とし射影仮想極位置141を終点とする半径ベクトルCtL43との成す角と同じになる。したがって、半径ベクトルCtL42,CtL43の式4に示す内積演算より成す角を算出する(S924)。   Here, as shown in FIG. 18B, an arc vector CL42 starting from the projection virtual pole position 141 and ending at the projection progress direction designation position 122, and the projection target position 131 starting from the projection virtual pole position 141 and ending. An angle formed by the arc vector CL43 is defined as an opening angle ψ. From the tangent theorem, the opening angle ψ is a radius vector CtL42 starting from the center coordinate Ct42 and ending with the projected virtual pole position 141, and a radius vector CtL43 starting from the center coordinate Ct43 and starting from the projected virtual pole position 141. It becomes the same as the angle formed by. Therefore, the angle formed by the inner product calculation shown in Equation 4 of the radius vectors CtL42 and CtL43 is calculated (S924).

Figure 2009133798
Figure 2009133798

開き角ψが算出されると、クロストラックエラーXTEは、球体の半径Rとして、式5から算出される(S925)。   When the opening angle ψ is calculated, the cross track error XTE is calculated from Equation 5 as the radius R of the sphere (S925).

XTE=R*ψ −(式5)
このように、クロストラックエラーXTEについても容易な演算で算出することができる。
XTE = R * ψ− (Formula 5)
As described above, the cross track error XTE can also be calculated by a simple calculation.

以上のように、上述の方法を用いることで、確実且つ高精度な演算処理で内外判定や方位ズレ検出を行うことができる。この際、例えば内外判定であれば指定する閉領域の大きさを大きく取ることもできる。   As described above, by using the above-described method, the inside / outside determination and the azimuth deviation detection can be performed with a reliable and highly accurate calculation process. At this time, for example, in the case of inside / outside determination, the size of the designated closed region can be increased.

また、上述の方法を用いることで、投影基準点を除けば、基本的に設定不可能な特異点を無くすことができる。なお、投影基準点を円弧ベクトルに含む場合には、投影基準点を変更して円弧ベクトルに含まないようにすればよく、結局的に特異点を含まない簡素な演算に帰結させることができる。   Further, by using the above-described method, it is possible to eliminate singular points that are basically not settable except for the projection reference point. When the projection reference point is included in the arc vector, it is only necessary to change the projection reference point so that it is not included in the arc vector, which can ultimately result in a simple calculation that does not include the singular point.

また、上述の方法では、各円弧ベクトルが自身と交わらない、所謂ジョルダン曲線の場合のみを示したが、当該方法では、ジョルダン曲線に限ることなく任意の曲線であっても演算を行うことができる。   In the above-described method, only the so-called Jordan curve in which each arc vector does not intersect with itself is shown. However, in this method, the calculation can be performed even for an arbitrary curve without being limited to the Jordan curve. .

また、上述の説明では、球体の場合を例に説明したが、楕円体についても上述の構成および処理を適用することができる。この場合、楕円面上の点を球面上に投影し、当該投影した点および線を用いて、上述の処理を行えばよい。これにより、楕円面に対しても、内外判定や方位ズレの算出を簡易に行うことができる。   In the above description, the case of a sphere has been described as an example, but the above configuration and processing can be applied to an ellipsoid. In this case, a point on the ellipsoid may be projected onto the spherical surface, and the above-described processing may be performed using the projected point and line. Thereby, it is possible to easily perform the inside / outside determination and the calculation of the azimuth deviation even for the elliptical surface.

内外判定のメインフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the main flow of inside / outside determination. 内外判定方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the inside / outside determination method. 立体射影の具体的方法を示す図である。It is a figure which shows the specific method of a three-dimensional projection. 図1に示した内外判定方法の各主要ブロックの処理フローをより具体的に示したフローチャートである。It is the flowchart which showed more concretely the processing flow of each main block of the inside / outside determination method shown in FIG. 内外判定に用いるデータベースのパラメータ構成を示す図である。It is a figure which shows the parameter structure of the database used for inside / outside determination. 内外判定処理内の各ブロックの詳細なフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed flow of each block in an inside / outside determination process. クリッピング判定の判定基準要素の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of the determination reference | standard element of clipping determination. 半径ベクトルZmm’,Zmn’と交点ベクトルvmとの複素平面上での位置関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the positional relationship on the complex plane of radius vector Zmm ', Zmn' and intersection vector vm. 得点積算処理フローの概略フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the general | schematic flow of a score integrating | accumulating process flow. 得点方法の主概念を示す図である。It is a figure which shows the main concept of a scoring method. 図11は複素平面上で負値半直線110と円弧ベクトルCLm’とが一点で交差する状態と、その状態での得点を示す。FIG. 11 shows a state where the negative half-line 110 and the arc vector CLm ′ intersect at one point on the complex plane, and the score in that state. 交点が一つの場合の得点積算処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the score integration process flow in case there is one intersection. 交点が二つの場合の得点積算処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the score integration process flow in case there are two intersections. 複素平面上で負値半直線110と円弧ベクトルCLm’とが二点で交差する状態と、その状態での得点の例を示す。An example of a state in which the negative half-line 110 and the arc vector CLm ′ intersect at two points on the complex plane and points in that state are shown. 方位ズレの概念を説明する図である。It is a figure explaining the concept of direction shift. 方位ズレの算出フローチャートである。It is a calculation flowchart of an azimuth | direction deviation. 複素平面上の射影現在位置101、射影進行方向指定位置121、射影目標位置131の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the projection present position 101 on a complex plane, the projection advancing direction designation | designated position 121, and the projection target position 131. FIG. クロストラックエラーXTE算出方法を説明する図である。It is a figure explaining the cross track error XTE calculation method. 従来技術の問題点を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the problem of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

a〜f−閉領域設定基準点、A〜F−射影点、100−判定位置、102−進行方向指定位置、103−目標位置、101−射影現在位置、110−負値半直線、121,122−射影進行方向指定位置、131,132−射影目標位置、140−仮想極、141−射影仮想極、200,201A,201B−閉領域、300,SP−球体、400,401−極点、 a to f-closed region setting reference point, A to F-projection point, 100-determination position, 102-traveling direction designation position, 103-target position, 101-current projection position, 110-negative half-line, 121, 122 -Projection advance direction designation position, 131, 132-Projection target position, 140-Virtual pole, 141-Projection virtual pole, 200, 201A, 201B-Closed region, 300, SP-Sphere, 400, 401-Pole

Claims (13)

球面上の特定位置がどのような位置にあるかを検出する位置検出方法であって、
前記球面上に閉領域を形成する複数の境界線を設定し、
前記球面上に投影基準点を設定し、
前記投影基準点と前記球面を形成する球の中心とを通る軸に垂直で且つ前記球の中心を含む平面を複素平面に設定し、
前記投影基準点を基準にして前記特定位置と前記複数の境界線とを前記複素平面上に射影し、
前記複素平面上において、前記射影した特定位置を起点とした半直線と前記射影した複数の境界線との交差状況に基づいて前記閉領域に対する前記特定位置の内外判定を行う位置検出方法。
A position detection method for detecting the position of a specific position on a spherical surface,
Setting a plurality of boundary lines forming a closed region on the spherical surface;
Set a projection reference point on the spherical surface,
A plane perpendicular to an axis passing through the projection reference point and the center of the sphere forming the spherical surface and including the center of the sphere is set as a complex plane;
Projecting the specific position and the plurality of boundary lines on the complex plane with respect to the projection reference point,
A position detection method for performing inside / outside determination of the specific position with respect to the closed region on the complex plane based on a crossing situation of a half line starting from the projected specific position and the plurality of projected boundary lines.
前記複素平面上において、前記射影した特定位置を前記複素平面の原点とするように、前記射影した特定位置および前記射影した複数の境界線を平行移動した後に、前記内外判定を行う、請求項1に記載の位置検出方法。   2. The inside / outside determination is performed after the projected specific position and the plurality of projected boundary lines are translated so that the projected specific position is the origin of the complex plane on the complex plane. The position detection method as described in. 前記射影した複数の境界線のそれぞれに対して、複数の直線状線分からなる交差可能性判定基準要素を設定し、
前記半直線と前記交差可能性判定基準要素との交差が検出されない境界線は、前記半直線との交差の検出を行わない、請求項1または請求項2に記載の位置検出方法。
For each of the projected boundary lines, set a crossing possibility criterion element composed of a plurality of straight line segments,
The position detection method according to claim 1 or 2, wherein a boundary line where an intersection between the half line and the intersection possibility determination criterion element is not detected does not detect the intersection with the half line.
前記閉領域は、前記複数の境界線により分割される前記球面上の二つの領域の内、前記投影基準点を含まない側に設定される、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の位置検出方法。   4. The closed region according to claim 1, wherein the closed region is set on a side not including the projection reference point among two regions on the spherical surface divided by the plurality of boundary lines. 5. Position detection method. 前記複数の境界線で作られる閉曲線により分割される前記球面上の二つの領域の一方を前記閉領域として指定した後に前記内外判定を行う、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の位置検出方法。   The position according to any one of claims 1 to 3, wherein the inside / outside determination is performed after designating one of two regions on the spherical surface divided by a closed curve formed by the plurality of boundary lines as the closed region. Detection method. 前記投影基準点が前記閉領域に含まれる場合には、前記投影基準点を前記指定した閉領域外へ設定した後に、前記射影および前記内外判定を行う請求項5に記載の位置検出方法。   The position detection method according to claim 5, wherein, when the projection reference point is included in the closed region, the projection and the inside / outside determination are performed after the projection reference point is set outside the designated closed region. 前記境界線は、前記球面上の測地線である、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の位置検出方法。   The position detection method according to claim 1, wherein the boundary line is a geodesic line on the spherical surface. 球面上の特定位置がどのような位置にあるかを検出する位置検出方法であって、
前記特定位置に存在する移動体が進行する方向の先に設定された進行方向特定点と、前記移動体が進行すべき方向の先に設定された目標方向特定点とを設定し、
前記球面上に投影基準点を設定し、
前記投影基準点と前記球面を形成する球の中心とを通る軸に垂直で且つ前記球の中心を含む平面を複素平面に設定し、
前記投影基準点を基準にして前記特定位置、前記進行方向特定点、および前記目標方向特定点を前記複素平面上に射影し、
前記複素平面上において、前記射影した特定位置を起点として前記射影した進行方向特定点を終点とする進行方向ベクトルと、前記射影した特定位置を起点として前記射影した目標方向特定点を終点とする目標方向ベクトルとを設定し、
前記進行方向ベクトルと前記目標方向ベクトルとの成す角を算出する位置検出方法。
A position detection method for detecting the position of a specific position on a spherical surface,
A traveling direction specific point set ahead of the direction in which the mobile object existing at the specific position travels, and a target direction specific point set ahead of the direction in which the mobile body should travel,
Set a projection reference point on the spherical surface,
A plane perpendicular to an axis passing through the projection reference point and the center of the sphere forming the spherical surface and including the center of the sphere is set as a complex plane;
Projecting the specific position, the traveling direction specific point, and the target direction specific point on the complex plane with respect to the projection reference point,
On the complex plane, a travel direction vector starting from the projected specific position as a starting point and a traveling direction specific point projected as an end point, and a target whose end point is the projected target direction specific point starting from the projected specific position as a starting point Set the direction vector and
A position detection method for calculating an angle formed by the traveling direction vector and the target direction vector.
前記進行方向特定点、前記目標方向特定点を通る円平面に垂直で且つ該円平面から最も遠い前記球面上の点を仮想極点に設定し、
前記投影基準点を基準にして前記仮想極点を前記複素平面上に射影し、
前記射影した仮想極点を起点として前記射影した進行方向特定点を終点とする第1方位ベクトルと、前記射影した仮想極点を起点として前記射影した目標方向特定点を終点とする第2方位ベクトルとを設定し、
前記第1方位ベクトルと前記第2方位ベクトルとの成す角を算出し、
該成す角と前記球体の半径とから前記進行方向特定点と前記目標方向特定点との前記球面上での距離を算出する請求項8に記載の位置検出方法。
A point on the spherical surface that is perpendicular to and farthest from the circular plane passing through the traveling direction specific point and the target direction specific point is set as a virtual pole;
Projecting the virtual pole on the complex plane with respect to the projection reference point;
A first azimuth vector having the projected virtual pole point as a starting point and the projected traveling direction specifying point as an end point, and a second azimuth vector having the projected virtual pole point as a starting point and the projected target direction specifying point as an end point Set,
Calculating an angle formed by the first orientation vector and the second orientation vector;
The position detection method according to claim 8, wherein a distance on the spherical surface between the traveling direction specific point and the target direction specific point is calculated from the formed angle and the radius of the sphere.
球面上の特定位置がどのような位置にあるかを検出する位置検出装置であって、
前記特定位置を取得する測位手段と、
前記球面上に閉領域を形成する複数の境界線を設定する境界線設定手段と、
前記球面上に投影基準点を設定し、前記投影基準点と前記球面を形成する球の中心とを通る軸に垂直で且つ前記球の中心を含む平面を複素平面に設定し、前記投影基準点を基準にして前記特定位置と前記複数の境界線とを前記複素平面上に射影し、前記複素平面上において、前記射影した特定位置を起点とした半直線と前記射影した複数の境界線との交差状況に基づいて前記閉領域に対する前記特定位置の内外判定を行う内外判定手段と、
を備えた位置検出装置。
A position detection device for detecting what position a specific position on a spherical surface is,
Positioning means for acquiring the specific position;
Boundary line setting means for setting a plurality of boundary lines forming a closed region on the spherical surface;
A projection reference point is set on the spherical surface, a plane perpendicular to an axis passing through the projection reference point and the center of the sphere forming the spherical surface and including the center of the sphere is set as a complex plane, and the projection reference point is set. The specific position and the plurality of boundary lines are projected on the complex plane with reference to the reference plane, and on the complex plane, a half line starting from the projected specific position and the projected plurality of boundary lines Inside / outside determination means for determining inside / outside of the specific position with respect to the closed region based on an intersection situation;
A position detection device comprising:
球面上の特定位置がどのような位置にあるかを検出する位置検出装置であって、
前記特定位置を取得する測位手段と、
前記特定位置に存在する移動体が進行する方向の先に設定された進行方向特定点と、前記移動体が進行すべき方向の先に設定された目標方向特定点とを設定する特定点設定手段と、
前記球面上に投影基準点を設定し、前記投影基準点と前記球面を形成する球の中心とを通る軸に垂直で且つ前記球の中心を含む平面を複素平面に設定し、前記投影基準点を基準にして前記特定位置、前記進行方向特定点、および前記目標方向特定点を前記複素平面上に射影し、前記複素平面上において、前記射影した特定位置を起点として前記射影した進行方向特定点を終点とする進行方向ベクトルと、前記射影した特定位置を起点として前記射影した目標方向特定点を終点とする目標方向ベクトルとを設定し、前記進行方向ベクトルと前記目標方向ベクトルとの成す角を算出する方位ズレ検出手段と、
を備えた位置検出装置。
A position detection device for detecting what position a specific position on a spherical surface is,
Positioning means for acquiring the specific position;
Specific point setting means for setting a traveling direction specific point set ahead of the direction in which the mobile object existing at the specific position travels and a target direction specific point set ahead of the direction in which the mobile object should travel When,
A projection reference point is set on the spherical surface, a plane perpendicular to an axis passing through the projection reference point and the center of the sphere forming the spherical surface and including the center of the sphere is set as a complex plane, and the projection reference point is set. The specific position, the traveling direction specific point, and the target direction specific point are projected onto the complex plane on the basis of, and the projected traveling direction specific point is projected from the projected specific position on the complex plane. And a target direction vector starting from the projected specific position and having the projected target direction specific point as an end point, and an angle formed by the traveling direction vector and the target direction vector. Azimuth misalignment detection means for calculating,
A position detection device comprising:
前記方位ズレ検出手段は、
前記進行方向特定点、前記目標方向特定点を通る円平面に垂直で且つ該円平面から最も遠い前記球面上の点を仮想極点に設定し、前記投影基準点を基準にして前記仮想極点を前記複素平面上に射影し、前記射影した仮想極点を起点として前記射影した進行方向特定点を終点とする第1方位ベクトルと前記射影した仮想極点を起点として前記射影した目標方向特定点を終点とする第2方位ベクトルとを設定し、前記第1方位ベクトルと前記第2方位ベクトルとの成す角を算出し、該成す角と前記球体の半径とから前記進行方向特定点と前記目標方向特定点との前記球面上での距離を算出する、
請求項11に記載の位置検出装置。
The direction deviation detecting means is
A point on the spherical surface that is perpendicular to the circular plane passing through the traveling direction specific point and the target direction specific point and is farthest from the circular plane is set as a virtual pole, and the virtual pole is set as the reference with respect to the projection reference point. Projecting onto a complex plane, starting from the projected virtual pole point, the first direction vector starting from the projected traveling direction specifying point and the projected target direction specifying point starting from the projected virtual pole point as the end point A second azimuth vector is set, an angle formed by the first azimuth vector and the second azimuth vector is calculated, and the traveling direction specific point and the target direction specific point are determined from the formed angle and the radius of the sphere. Calculating the distance on the spherical surface of
The position detection device according to claim 11.
前記球面は球と仮定した地球の表面であり、
前記特定位置は自装置位置である、請求項10〜請求項12のいずれかに記載の位置検出装置。
The spherical surface is the surface of the earth assumed to be a sphere,
The position detection device according to claim 10, wherein the specific position is a position of the device itself.
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