JP2011138258A - 景観再現システム - Google Patents

Abstract

【課題】利用者の携帯端末で指示された現場の将来又は過去の景観を再現するシステムに係り、任意の再現時点における地形と物体を、指定された視点と視線方位に従って再現することを課題とする。
【解決手段】再現画像要求受信部８０１で、利用者携帯端末の位置と方位と傾きと、指示された再現時点を含む再現画像要求を受信し、再現地形抽出部８０４と再現物体抽出部８０７で再現時点に対応する地形と物体の３次元形状情報を抽出し、２次元投射画像生成部８０９で、仮想の３次元空間に当該地形オブジェクト及び当該物体オブジェクトを配置した再現画像を生成し、再現画像送信部８１１より再現画像を利用者携帯端末に返信する。
【選択図】図８

Description

本発明は、利用者が携帯端末で指定した地点の過去又は将来の景観を再現するシステムに関する。

特許文献１（「ナビゲーションシステム及びナビゲーション端末」）には、ユーザの位置情報に基づいて、地形及び建物情報を検索し、風景の画像を生成する技術が開示されている。

また、特許文献２（「ゴルフプレーヤのプレー支援方法およびシステム」）には、ゴルフプレーヤ支援のために、地形画像へ風景画像を重畳する技術が開示されている。

更に、特許文献３（「携帯機用地図表示装置」）には、ユーザ視点の景観を表示する技術が開示されている。

しかし、特許文献１乃至３は、いずれも現在の状況を再現することを目的としており、過去又は未来の状況を再現することを企図していない。

特許文献４（「タイムスリップ動画像表示システム」）には、撮影済みの過去の画像と現在の画像を並列して表示する技術が開示されている。

特許文献４は、単に過去の画像を再生する技術であって、過去の景観を再現するものではない。従って、撮影した動画以外の視点や視線での景観を知ることはできない。

特開２００３−１３２０６８号公報 特開２００５−０３４５２９号公報 特開２００６−３４９９６４号公報 特開２００６−０９３７６９号公報

任意の再現時点における景観を、指定された視点と視線方位に従って再現することを課題とする。

本願発明に係る景観再現システムは、
互いにネットワークを介して接続する利用者携帯端末と景観再現サーバからなる景観再現システムであって、
利用者携帯端末は、
（イ）利用者携帯端末の向きを方位として検出する方位取得部と、
（ロ）利用者携帯端末の位置を検出する位置取得部と、
（ハ）景観の再現の基準となる再現時点を受け付ける再現時点受付部と、
（ニ）検出した方位を視線方位とし、検出した位置を視点として、再現時点と、視点と、視線方位を含む再現画像要求を景観再現サーバに送信する再現画像要求送信部を有し、
景観再現サーバは、
（１）再現時点と、視点と、視線方位を含む再現画像要求を受信する再現画像要求受信部と、
（２）物体の３次元形状を示す物体３次元形状情報を、当該物体の有効期間と対応付けて記憶する物体３次元形状情報データベースと、
（３）再現画像要求の再現時点を含む有効期間と対応する物体３次元形状情報を抽出する再現物体抽出部と、
（４）抽出した物体３次元形状情報に基づいて、仮想の３次元空間に当該物体オブジェクトを配置した再現画像を生成する再現画像生成部と、
（５）生成した再現画像を利用者携帯端末に返信する再現画像送信部を有し、
利用者携帯端末は、更に
（ホ）再現画像を受信する再現画像受信部と、
（へ）受信した再現画像を表示する再現画像表示部を有することを特徴とする。

また、
景観再現サーバは、更に、
再現画像要求の視点を仮想カメラの位置として、再現画像要求の視線方位を仮想カメラの撮影方向として、仮想カメラで当該物体オブジェクトを投射した２次元投射画像を生成することを特徴とする。

また、
景観再現サーバは、更に、
地形の３次元形状を示す地形３次元形状情報を、当該地形の有効期間と対応付けて記憶する地形３次元形状情報データベースと、
再現画像要求の再現時点を含む有効期間と対応する地形３次元形状情報を抽出する再現地形抽出部を有し、
前記再現画像生成部は、抽出した地形３次元形状情報と前記抽出した物体３次元形状情報に基づいて、仮想の３次元空間に当該地形オブジェクト及び当該物体オブジェクトを配置した再現画像を生成することを特徴とする。

また、
前記物体３次元形状情報データベースは、物体３次元形状情報に対応付けて当該物体の所在地を記憶し、
前記再現物体抽出部は、再現画像要求の視点と視線方位に基づいて、仮想の３次元空間に物体を展開する地理範囲である再現物体領域を定め、再現物体領域に所在地が含まれることを条件に物体３次元形状情報を抽出することを特徴とする。

また、
前記地形３次元形状情報データベースは、地形３次元形状情報に対応付けて当該地形の範囲を記憶し、
前記再現地形抽出部は、再現画像要求の視点と視線方位に基づいて、仮想の３次元空間に地形を展開する地理範囲である再現地形領域を定め、再現地形領域に地形の範囲の少なくとも一部が含まれることを条件に地形３次元形状情報を抽出することを特徴とする。

また、
前記再現時点受付部は、利用者携帯端末の本体回転数又は本体回転角に基づいて、再現時点を指定することを特徴とする。

本願発明に係る景観再現サーバは、
利用者携帯端末とネットワークを介して接続する景観再現サーバであって、以下の要素を有することを特徴とする
（１）再現時点と、視点と、視線方位を含む再現画像要求を受信する再現画像要求受信部
（２）物体の３次元形状を示す物体３次元形状情報を、当該物体の有効期間と対応付けて記憶する物体３次元形状情報データベース
（３）再現画像要求の再現時点を含む有効期間と対応する物体３次元形状情報を抽出する再現物体抽出部
（４）抽出した物体３次元形状情報に基づいて、仮想の３次元空間に当該物体オブジェクトを配置した再現画像を生成する再現画像生成部
（５）生成した再現画像を利用者携帯端末に返信する再現画像送信部。

本願発明に係る景観再現方法は、
物体の３次元形状を示す物体３次元形状情報を、当該物体の有効期間と対応付けて記憶する物体３次元形状情報データベースを有し、利用者携帯端末とネットワークを介して接続する景観再現サーバによる景観再現方法であって、以下の要素を有することを特徴とする
（１）再現時点と、視点と、視線方位を含む再現画像要求を受信する再現画像要求受信工程
（２）再現画像要求の再現時点を含む有効期間と対応する物体３次元形状情報を抽出する再現物体抽出工程
（３）選び出した物体３次元形状情報に基づいて、仮想の３次元空間に当該物体オブジェクトを配置した再現画像を生成する再現画像生成工程
（４）生成した再現画像を利用者携帯端末に返信する再現画像送信工程。

本願発明に係るプログラムは、
物体の３次元形状を示す物体３次元形状情報を、当該物体の有効期間と対応付けて記憶する物体３次元形状情報データベースを有し、利用者携帯端末とネットワークを介して接続する景観再現サーバとなるコンピュータに、以下の手順を実行させることを特徴とする
（１）再現時点と、視点と、視線方位を含む再現画像要求を受信する再現画像要求受信手順
（２）再現画像要求の再現時点を含む有効期間と対応する物体３次元形状情報を抽出する再現物体抽出手順
（３）選び出した物体３次元形状情報に基づいて、仮想の３次元空間に当該物体オブジェクトを配置した再現画像を生成する再現画像生成手順
（４）生成した再現画像を利用者携帯端末に返信する再現画像送信手順。

物体の３次元形状情報を有効期間（存在期間）と対応付けて記憶し、指定された再現時点に存在した物体の３次元形状を復元し、指定された視点と視線方位での再現画像を生成するので、任意の時間と場所における景観を自在に再現することができる。

更に、地形の３次元形状情報を有効期間と対応付けて記憶し、指定された再現時点の地形を復元し、指定された視点と視線方位での再現画像を生成するので、地形を含めた景観を再現することができる。特に、物体の高低まで正確に再現することができる。

再現する領域内の物体及び地形の３次元形状のみを抽出するので、処理時間が短縮される。

利用者携帯端末の本体回転数や本体回転角を再現時点の指定に用いるので、体感的なユーザインターフェースを実現することができる。

図１は、景観再現システムのネットワーク概要を示す図である。 図２は、利用者携帯端末のハードウェア構成を示す図である。 図３は、利用者携帯端末のメイン処理フローを示す図である。 図４は、利用者携帯端末のモジュール構成を示す図である。 図５は、再現方向指示受付画面の例を示す図である。 図６は、再現時点受付画面の例を示す図である。 図７は、景観再現サーバのメイン処理フローを示す図である。 図８は、景観再現サーバのモジュール構成を示す図である。 図９は、再現地形抽出処理フローを示す図である。 図１０は、再現領域の概要を示す図である。 図１１は、再現物体抽出処理フローを示す図である。 図１２は、２次元投射画像生成処理フローを示す図である。 図１３は、２次元投射画像生成部の構成を示す図である。 図１４は、実施の形態２に係る再現地形抽出処理フローを示す図である。 図１５は、実施の形態３に係る再現物体抽出処理フローを示す図である。 図１６は、実施の形態４に係る景観再現サーバのメイン処理フローを示す図である。 図１７は、実施の形態４に係る２次元投射画像生成処理フローを示す図である。 図１８は、実施の形態４に係る再現画像の例を示す図である。

本願発明に係る景観再現システムでは、利用者が指定した再現時点における景観を再現する。

実施の形態１．
図１は、景観再現システムのネットワーク概要を示す図である。利用者携帯端末１０２は、インターネットと携帯電話網を介して景観再現サーバ１０１にアクセスすることができる。また、利用者携帯端末１０２は、景観再現サーバ１０１から受信した画面を表示し、その画面上での操作結果を返信できるブラウザを有している。

全体の動作概要として、利用者携帯端末１０２は、再現する景観と時点を特定して、再現画像要求を景観再現サーバ１０１に送信する。景観再現サーバ１０１は、再現画像要求を受信すると、その要求に従って景観の画像を再現して返信する。利用者携帯端末１０２は、返信された再現画像を表示する。

まず、利用者携帯端末１０２について説明する。利用者携帯端末１０２は、例えば携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯型ノートブックパソコンなどである。図２は、利用者携帯端末のハードウェア構成を示す図である。利用者携帯端末１０２は、バスを介してメモリ２０１、演算装置２０２、無線通信デバイス２０３、カメラ２０４、位置検出デバイス２０５、方位検出デバイス２０６、及び表示装置２０７を接続している。

メモリ２０１は、プログラムをロードする他、各パラメータ、画像データ、仮想３次元空間データ、及び再現画像等を記憶するために用いられる。演算装置２０２は、ロードされたプログラムを順次読み出し実行する。無線通信デバイス２０３は、携帯電話網に接続する際の無線通信に用いられる。カメラ２０４は、撮像に用いる。位置検出デバイス２０５は、ＧＰＳ（全地球測位システム）あるいはＰＨＳの位置特定システムなどにより、利用者携帯端末１０２の位置（緯度・経度）を特定する。方位検出デバイス２０６は、利用者携帯端末１０２の向きを方位として求めるために用いる。通常は、利用者携帯端末１０２の向きは、カメラ２０４の撮像方位と一致する。一致しない場合には、利用者携帯端末１０２の向きに対するカメラ２０４の撮像方位の角度差を加減算することにより、利用者携帯端末１０２の向きに基づいてカメラ２０４の撮像方位を算出することができる。表示装置２０７は、撮像画像、操作画面、又はブラウザ等を表示するために用いる。

続いて、利用者携帯端末１０２の処理概要について説明する。図３は、利用者携帯端末のメイン処理フローを示す図である。撮像表示起動処理（Ｓ３０１）で、撮影画像表示状態にする。再現方向指示受付処理（Ｓ３０２）で、再現方向の指示を受け付ける。方位取得処理（Ｓ３０３）で、方位検出デバイス２０６を用いて方位を検出し、撮像方位を得る。位置取得処理（Ｓ３０４）で、位置検出デバイス２０５を用いて現在位置を検出する。これらの方位取得処理（Ｓ３０３）と位置取得処理（Ｓ３０４）は、再現方向指示受付処理（Ｓ３０２）の直後に行われることが望ましい。これにより、指示時の利用者携帯端末１０２の状態における方位と位置を正確に検出することができる。撮像表示停止処理（Ｓ３０５）で、撮影画像表示状態を解除する。再現時点受付処理（Ｓ３０６）で、再現時点を受け付ける。再現画像要求送信処理（Ｓ３０７）で、再現画像要求を景観再現サーバ１０１に送信し、再現画像受信処理（Ｓ３０８）で、景観再現サーバ１０１から返信される再現画像を受信する。再現画像表示処理（Ｓ３０９）で、受信した再現画像を表示装置２０７に表示させる。

データフローに従って各処理について詳述する。図４は、利用者携帯端末のモジュール構成を示す図である。利用者携帯端末１０２は、撮像表示指示部４０１、撮像制御部４０２、表示制御部４０３、再現方向指示受付部４０４、方位取得部４０５、位置取得部４０６、再現時点受付部４０７、再現画像要求送信部４０８、再現画像受信部４０９、及び再現画像表示部４１０の各モジュールを有している。

撮像表示指示部４０１は、撮像表示起動処理（Ｓ３０１）で、撮像制御部４０２に対して撮像動作を起動させるコマンドを発行し、更に表示制御部４０３に対して撮影画像を表示させるコマンドを発行する。これにより、表示制御部４０３は、撮像制御部４０２から連続的に撮影画像を取得する。

再現方向指示受付部４０４は、再現方向指示受付処理（Ｓ３０２）で、再現方向指示受付画面を表示し、再現方向指示を受け付ける。なお、再現方向指示は、当該指示を行った時の方向と位置を、再現画像の領域を決定する基準とすることを意味している。例えば、利用者携帯端末１０２の実行ボタンを押下することにより指示する。

図５は、再現方向指示受付画面の例を示す図である。バック５０１には、撮影画像が表示される。これにより、利用者は再現画像の方位や位置関係を把握することができる。

方位取得部４０５は、方位取得処理（Ｓ３０３）で、方位検出デバイス２０６を用いて利用者携帯端末１０２の向きを方位として検出する。通常は、利用者携帯端末１０２の向きは、カメラ２０４の撮像方位と一致するので、検出した方位を撮像方位とする。一致しない場合には、利用者携帯端末１０２の向きに対するカメラ２０４の設置方位の角度差により、利用者携帯端末１０２の向きを補正して撮像方位を算出する。

位置取得部４０６は、位置取得処理（Ｓ３０４）で、位置検出デバイス２０５を用いて利用者携帯端末１０２の現在位置（緯度・経度）を取得する。

撮像表示指示部４０１は、撮像表示停止処理（Ｓ３０５）で、撮像制御部４０２に対して撮像動作を停止させるコマンドを発行し、更に表示制御部４０３に対して撮像画像の表示を停止させるコマンドを発行する。これにより撮影画像表示状態が解除される。

再現時点受付部４０７は、再現時点受付処理（Ｓ３０６）で、再現時点受付画面を表示し、再現時点を受け付ける。図６は、再現時点受付画面の例を示す図である。例えば、テンキーより数字入力を受け付ける。スクロールやプルダウンにより年、月、日を選択するように構成することもできる。

再現画像要求送信部４０８は、再現画像要求送信処理（Ｓ３０７）で、再現時点と視点と視線方位を含む再現画像要求を生成し、その再現画像要求を景観再現サーバ１０１へ送信する。その際、再現時点受付部４０７で受け付けた再現時間の他に、位置取得部４０６で取得した現在位置を視点位置（緯度・経度）として、方位取得部４０５で取得した撮像方位を視線方位として、再現画像要求に含める。

再現画像受信処理（Ｓ３０８）と再現画像表示処理（Ｓ３０９）については、後述する。

次に、景観再現サーバ１０１の動作について説明する。図７は、景観再現サーバのメイン処理フローを示す図である。再現画像要求受信処理（Ｓ７０１）で、再現画像要求を受信する。再現地形抽出処理（Ｓ７０２）で、再現する地形３次元形状情報を抽出し、再現物体抽出処理（Ｓ７０３）で、再現する物体３次元形状情報を抽出する。２次元投射画像生成処理（Ｓ７０４）で、再現する地形３次元形状情報と物体物体３次元形状情報から２次元投射画像を生成し、再現画像送信処理（Ｓ７０５）で、生成した２次元投射画像を再現画像として、利用者携帯端末１０２に返信する。

データフローに従って、各処理について詳述する。図８は、景観再現サーバのモジュール構成を示す図である。景観再現サーバ１０１は、再現画像要求受信部８０１、再現画像要求記憶部８０２、地形３次元形状情報データベース８０３、再現地形抽出部８０４、再現地形３次元形状情報記憶部８０５、物体３次元形状情報データベース８０６、再現物体抽出部８０７、再現物体３次元形状情報記憶部８０８、２次元投射画像生成部８０９、再現画像記憶部８１０、及び再現画像送信部８１１の各モジュールを有している。

地形３次元形状情報データベース８０３は、地形情報単位毎に有効期間と地形範囲に対応付けて、地形３次元形状情報を記憶している。地形情報単位は、国土全体の地形情報を分割して管理する単位である。例えば、所定サイズの地形地図に相当する単位である。有効期間は、その地形情報の有効な時期的な範囲である。この有効期間中は、その地形が維持されていたことを示している。地形範囲は、その地形情報単位で表される地理的な範囲である。例えば、矩形の緯度範囲と経度範囲で示される。地形３次元形状情報は、地形（つまり、地表面）を３次元空間に復元可能な情報である。例えば、地表面全体の多数の地点における緯度、経度、標高の３次元情報を有している。あるいは、メッシュ上に連続するベクトルにより地表面を表すベクトル情報群を有している。

物体３次元形状情報データベース８０６は、物体毎に有効期間と所在地に対応付けて、物体３次元形状情報を記憶している。物体には、例えばビル、家屋、倉庫、橋梁やダムなどの建築物の他、恐竜や動物などの生物なども含まれる。有効期間は、その物体が有効な時期的な範囲である。この有効期間中は、その物体が存在していたことを示している。つまり、存在期間ということもできる。所在地は、物体が存在した位置（緯度・経度）である。物体３次元形状情報は、物体の形態（少なくとも外形）を３次元空間に復元可能な情報である。例えば、物体の設計図面情報や生体情報を有し、あるいは境界面を定義するベクトル情報を有している。また、物体３次元形状情報は、方位も定義されている。なお、前記物体が（所在地を一意に特定することが困難である）生物である場合に、当該所在地は当該生物の生息域内における任意の地点を予め設定するように構成されてもよい。

再現画像要求受信部８０１は、再現画像要求受信処理（Ｓ７０１）で、再現時点と視点と視線方位を含む再現画像要求を受信し、受信した再現画像要求を再現画像要求記憶部８０２に記憶させる。

再現地形抽出部８０４は、再現地形抽出処理（Ｓ７０２）で、地形３次元形状情報データベース８０３から再現に必要な地形情報を抽出する。図９は、再現地形抽出処理フローを示す図である。まず、再現地形領域を設定する（Ｓ９０１）。再現地形領域は、仮想の３次元空間に展開する地形の地理範囲である。

再現地形領域について、平面図を用いて説明する。図１０は、再現領域の概要を示す図である。１００１は、視点を示している。１００２は、視線方位を示している。１００３と１００４は、視野境界線である。視野境界線は、視野方位から視野角θだけ両側に開いた線である。１００５は、再現地形領域の視点寄りの境界線（手前境界線）である。この例では、視点１００１から所定近距離の曲線である。１００７は、再現地形領域の視点と反対側の境界線（遠方境界線）である。この例では、視点１００１から所定遠距離の曲線である。再現地形領域は、これらの右方視界境界線１００３と左方視界境界線１００４と再現地形領域の手前境界線１００５と再現地形領域の遠方境界線１００７により囲まれた領域である。従って、１０１４の丘陵は再現地形領域に含まれるが、１０１３の丘陵は含まれない。尚、１００８〜１０１２は、物体を示している。１０１３と１０１４は、丘陵を示している。

Ｓ９０１では、視点を中心に所定の視野角を左右に回転させることにより、右方視界境界線１００３と左方視界境界線１００４を求め、更に視点から所定近距離の曲線（円弧）と所定遠距離の曲線（円弧）を求めることにより、再現地形領域を定める。

続いて、地形情報単位毎に以下の処理を繰り返す（Ｓ９０２）。地形３次元形状情報データベース８０３から、当該地形情報単位の有効期間と地形範囲を読み込み（Ｓ９０３）、再現画像要求記憶部８０２から再現時点を読み取り、有効期間が時期として再現時点を含むかを判定する（Ｓ９０４）。再現時点を含まない場合には、当該地形情報単位についての処理を終了し、Ｓ９０７に移行する。再現時点を含む場合には、更に地形範囲の一部又は全部が再現地形領域に含まれるかを判定する（Ｓ９０５）。つまり、地形範囲と再現地形領域が、少なくとも一部が重複するかを判定する。再現地形領域に含まれない場合には、当該地形情報単位についての処理を終了し、Ｓ９０７に移行する。再現地形領域に含まれる場合には、当該地形情報単位の地形３次元形状情報を再現地形３次元形状情報として再現地形３次元形状情報記憶部８０５に記憶させる（Ｓ９０６）。すべての地形情報単位について処理した時点で終了する（Ｓ９０７）。なお、本実施例においては全ての地形情報を対象としているが、対象となる地形情報を利用者携帯端末の位置情報に基づいて予め限定するように構成してもよい。

再現物体抽出部８０７は、再現物体抽出処理（Ｓ７０３）で、物体３次元形状情報データベース８０６から再現に必要な物体の形状情報を抽出する。

図１１は、再現物体抽出処理フローを示す図である。再現物体領域を設定する（Ｓ１１０１）。再現物体領域は、仮想の３次元空間に物体を展開する地理範囲である。つまり、仮想の３次元空間に展開すべき再現対象の物体を所在地で特定する所在地の範囲条件である。

再現物体領域について図１０を用いて説明する。１００５は、再現物体領域の視点寄りの手前境界線でもある。この例では、視点１００１から所定近距離の曲線である。１００６は、再現物体領域の視点と反対側の遠方境界線である。この例では、視点１００１から所定遠距離の曲線である。再現物体領域は、右方視界境界線１００３と左方視界境界線１００４と再現物体領域の手前境界線１００５と再現物体領域の遠方境界線１００６により囲まれた領域である。従って、１０１０と１０１１の物体は再現物体領域に含まれるが、他の物体は含まれない。この例では、再現地形領域の手前境界線と再現物体領域の手前境界線が一致するが、両手前境界線１００５は、別であっても構わない。また、再現地形領域の遠方境界線１００７と再現物体領域の遠方境界線１００６が別であるが、両遠方境界線は、一致しても構わない。

そして、物体毎に以下の処理を繰り返す（Ｓ１１０２）。物体３次元形状情報データベース８０６から、当該物体の有効期間と所在地を読み込み（Ｓ１１０３）、再現画像要求記憶部８０２から再現時点を読み取り、有効期間が時期として再現時点を含むかを判定する（Ｓ１１０４）。再現時点を含まない場合には、当該物体についての処理を終了し、Ｓ１１０７に移行する。再現時点を含む場合には、更に所在地が再現物体領域に含まれるかを判定する（Ｓ１１０５）。再現物体領域に含まれない場合は、当該物体についての処理を終了し、Ｓ１１０７に移行する。再現物体領域に含まれる場合には、当該物体の物体３次元形状情報を再現物体３次元形状情報として、所在地と対応付けて再現物体３次元形状情報記憶部８０８に記憶させる（Ｓ１１０６）。すべての物体について処理した時点で終了する（Ｓ１１０７）。なお、本実施例においては全ての物体を対象としているが、対象となる物体を利用者携帯端末の位置情報に基づいて予め限定するように構成してもよい。

２次元投射画像生成部８０９は、２次元投射画像生成処理（Ｓ７０４）で、再現地形３次元形状情報記憶部８０５と再現物体３次元形状情報記憶部８０８の情報に基づいて、再現画像となる２次元投射画像を生成する。この処理は、３次元コンピュータグラフィックスの手法による行われる。つまり、仮想の３次元空間上の形状情報から、それらを平面上に投射した２次元画像を生成する。仮想の３次元空間は、２次元投射画像生成部８０９内の記憶領域を用いて論理的に構成される。

図１２は、２次元投射画像生成処理フローを示す図である。また、図１３は、２次元投射画像生成部の構成を示す図である。地形モデリング部１３０１の地形モデリング処理（Ｓ１２０１）で、仮想の３次元空間に地表面の形状を生成する。再現地形３次元形状情に含まれる各地点の緯度・経度・標高から地上面をポリゴンの集合で定義する。ポリゴンは、三角形や四角形といった多角形であり、連続するポリゴンにより地表面を表現する。ポリゴンによらず、自由曲面によって面を定義することも有効である。形状を定義する他、材質、色、反射率など所定の設定値を設定する。このように、仮想の３次元空間に生成された地表面の形状を地形オブジェクト（地形モデル）という。地形オブジェクトは、地形オブジェクト記憶部１３０２に記憶される。

次に、物体モデリング部１３０３の物体モデリング処理（Ｓ１２０２）で、仮想の３次元空間に物体の形状を生成する。再現物体３次元形状情に含まれる物体の設計図面情報、生体情報、や境界面を定義するベクトル情報などに基づいて、物体表面をポリゴンの集合で定義する。ポリゴンは、三角形や四角形といった多角形であり、連続するポリゴンにより物体表面を表現する。ポリゴンによらず、自由曲面によって面を定義することも有効である。形状の定義の他、材質、色、反射率など所定の設定値を設定する。このように、仮想の３次元空間に生成された物体表面の形状を物体オブジェクト（物体モデル）という。物体オブジェクトは、物体オブジェクト記憶部１３０４に記憶される。

次に、シーンレイアウト設定部１３０５のシーンレイアウト設定処理（Ｓ１２０３）で、生成したオブジェクト群のレイアウト（配置）を行う。レイアウトは、緯度・経度・標高の絶対的位置と方位を基準とする。地形オブジェクト記憶部１３０２から地形オブジェクトを読み込み、物体オブジェクト記憶部１３０４から読み込んだ各物体オブジェクトの所在地に相当する地点の地形オブジェクトの地表面に、当該物体オブジェクトを、方位を合わせて配置することにより、地形オブジェクトと物体オブジェクトを合成する。更に、所定の位置に光源を設定し、視点の地表面から所定高さ分上の位置にカメラ（仮想カメラ）を設定する。例えば、視点（緯度・経度）の地表面（標高）から１５０ｃｍ程度（人の目の高さに相当）上方にカメラ位置を定める。また、視線方位の略水平方向にカメラの撮影方向を設定する。光源は、例えば太陽の位置に相当するように設定する。この手順により、仮想的な舞台となるシーン情報を得る。生成したシーンは、シーン記憶部１３０６に記憶される。

レンダリング部１３０７のレンダリング処理（Ｓ１２０４）で、シーン記憶部１３０６からシーンを読み出して、仮想的なカメラに写されるはずの画像を生成する。つまり、オブジェクトの形状や位置、光の当り具合などについて周知手段により計算し、最終的な２次元への投射画像を生成する。２次元投射画像は、再現画像として再現画像記憶部８１０に記憶される。

最後に再現画像送信部８１１は、再現画像送信処理（Ｓ７０５）で、生成した再現画像を再現画像記憶部８１０から読み出して、利用者携帯端末１０２に送信する。

そして、利用者携帯端末１０２側では、図４の再現画像受信部４０９が、再現画像受信処理（Ｓ３０８）で、再現画像を受信し、再現画像表示部４１０が、再現画像表示処理（Ｓ３０９）で、受信した再現画像を表示装置２０７に表示させる。

実施の形態２．
実施の形態１では、再現地形抽出処理において、再現地形領域の判定を行ったが、再現地形領域の判定を省略することもできる。

図１４は、実施の形態２に係る再現地形抽出処理フローを示す図である。この例では、図９のＳ９０１での再現地形領域の設定と、Ｓ９０５での地形範囲が再現地形領域を含むかの判定を行なわない。また、Ｓ９０３に相当するＳ１４０２で地形３次元形状情報データベース８０３から地形範囲を読み取ることも要しない。

例えば、３次元空間として再現できる対象地形自体が狭い場合には、地形を展開する領域を限定する効果は小さい。

実施の形態３．
実施の形態１では、再現物体抽出処理において、再現物体領域の判定を行ったが、再現物体領域の判定を省略することもできる。

図１５は、実施の形態３に係る再現物体抽出処理フローを示す図である。この例では、図１１のＳ１１０１での再現物体領域の設定と、Ｓ１１０５での所在地が再現物体領域を含むかの判定を行なわない。

例えば、３次元空間として再現できる対象物体が限られている場合には、物体を領域で限定する効果は小さい。

実施の形態４．
前述の実施の形態では、地形及び物体を再現する例を示したが、物体のみを再現し、地形は再現しない形態も考えられる。

図１６は、実施の形態４に係る景観再現サーバのメイン処理フローを示す図である。この例では、図７の再現地形抽出処理（Ｓ７０２）を省いている。

図１７は、実施の形態４に係る２次元投射画像生成処理フローを示す図である。この例では、図１２の地形モデリング処理（Ｓ１２０１）を省いている。また、シーンレイアウト設定処理（Ｓ１７０２）では、物体オブジェクトを基準面（一定高さ）に配置し、仮想カメラも基準面から所定の高さの位置に設定する。

図１８は、実施の形態４に係る再現画像の例を示す図である。地形の起伏が少ない平坦地、例えば市街地などでは、地形を省略しても景観の再現における現実との差異は小さい。

実施の形態５．
上述の例では、再現時点受付部４０７において利用者携帯端末１０２のテンキー等より数字入力を受け付ける例を示したが、方位検出デバイス２０６及び傾き検出デバイス２０８により利用者携帯端末１０２の本体回転数や本体回転角を検出し、その回転数や回転角度によって、年、月、日を指示することもできる。

例えば、回転数や回転各度に所定期間（例えば１０年、１年、１月、１日など）を乗ずることにより、再現する年、月、日の数を算出することが有効である。

上述の例では、過去を再現時点としたが、未来を再現時点とすることも考えられる。例えば、地形の変化が予測できる場合や物体の建造計画が明確な場合には特に有効である。

再現時点を年月日で特定したが、年月のみ、あるいは年だけでもよい。また年号や、時代名で特定することも有効である。

景観再現サーバ１０１と利用者携帯端末１０２は、コンピュータであり、各要素はプログラムにより処理を実行することができる。また、プログラムを記憶媒体に記憶させ、記憶媒体からコンピュータに読み取られるようにすることができる。

１０１ 景観再現サーバ
１０２ 利用者携帯端末
２０１ メモリ
２０２ 演算装置
２０３ 無線通信デバイス
２０４ カメラ
２０５ 位置検出デバイス
２０６ 方位検出デバイス
２０７ 表示装置
２０８ 傾き検出デバイス
４０１ 撮像表示指示部
４０２ 撮像制御部
４０３ 表示制御部
４０４ 再現方向指示受付部
４０５ 方位取得部
４０６ 位置取得部
４０７ 再現時点受付部
４０８ 再現画像要求送信部
４０９ 再現画像受信部
４１０ 再現画像表示部
８０１ 再現画像要求受信部
８０２ 再現画像要求記憶部
８０３ 地形３次元形状情報データベース
８０４ 再現地形抽出部
８０５ 再現地形３次元形状情報記憶部
８０６ 物体３次元形状情報データベース
８０７ 再現物体抽出部
８０８ 再現物体３次元形状情報記憶部
８０９ ２次元投射画像生成部
８１０ 再現画像記憶部
８１１ 再現画像送信部
１００１ 視点
１００２ 視線方位
１００３ 右方視界境界線
１００４ 左方視界境界線
１００５ 手前境界線
１００６ 再現物体領域の遠方境界線
１００７ 再現地形領域の遠方境界線
１００８〜１０１２ 物体
１０１３、１０１４ 丘陵
１３０１ 地形モデリング部
１３０２ 地形オブジェクト記憶部
１３０３ 物体モデリング部
１３０４ 物体オブジェクト記憶部
１３０５ シーンレイアウト設定部
１３０６ シーン記憶部
１３０７ レンダリング部

Claims (9)

1. 互いにネットワークを介して接続する利用者携帯端末と景観再現サーバからなる景観再現システムであって、
   利用者携帯端末は、
   （イ）利用者携帯端末の向きを方位として検出する方位取得部と、
   （ロ）利用者携帯端末の位置を検出する位置取得部と、
   （ハ）景観の再現の基準となる再現時点を受け付ける再現時点受付部と、
   （ニ）検出した方位を視線方位とし、検出した位置を視点として、再現時点と、視点と、視線方位を含む再現画像要求を景観再現サーバに送信する再現画像要求送信部を有し、
   景観再現サーバは、
   （１）再現時点と、視点と、視線方位を含む再現画像要求を受信する再現画像要求受信部と、
   （２）物体の３次元形状を示す物体３次元形状情報を、当該物体の有効期間と対応付けて記憶する物体３次元形状情報データベースと、
   （３）再現画像要求の再現時点を含む有効期間と対応する物体３次元形状情報を抽出する再現物体抽出部と、
   （４）抽出した物体３次元形状情報に基づいて、仮想の３次元空間に当該物体オブジェクトを配置した再現画像を生成する再現画像生成部と、
   （５）生成した再現画像を利用者携帯端末に返信する再現画像送信部を有し、
   利用者携帯端末は、更に
   （ホ）再現画像を受信する再現画像受信部と、
   （へ）受信した再現画像を表示する再現画像表示部を有することを特徴とする景観再現システム。
2. 景観再現サーバは、更に、
   再現画像要求の視点を仮想カメラの位置として、再現画像要求の視線方位を仮想カメラの撮影方向として、仮想カメラで当該物体オブジェクトを投射した２次元投射画像を生成することを特徴とする請求項１記載の景観再現システム。
3. 景観再現サーバは、更に、
   地形の３次元形状を示す地形３次元形状情報を、当該地形の有効期間と対応付けて記憶する地形３次元形状情報データベースと、
   再現画像要求の再現時点を含む有効期間と対応する地形３次元形状情報を抽出する再現地形抽出部を有し、
   前記再現画像生成部は、抽出した地形３次元形状情報と前記抽出した物体３次元形状情報に基づいて、仮想の３次元空間に当該地形オブジェクト及び当該物体オブジェクトを配置した再現画像を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の景観再現システム。
4. 前記物体３次元形状情報データベースは、物体３次元形状情報に対応付けて当該物体の所在地を記憶し、
   前記再現物体抽出部は、再現画像要求の視点と視線方位に基づいて、仮想の３次元空間に物体を展開する地理範囲である再現物体領域を定め、再現物体領域に所在地が含まれることを条件に物体３次元形状情報を抽出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の景観再現システム。
5. 前記地形３次元形状情報データベースは、地形３次元形状情報に対応付けて当該地形の範囲を記憶し、
   前記再現地形抽出部は、再現画像要求の視点と視線方位に基づいて、仮想の３次元空間に地形を展開する地理範囲である再現地形領域を定め、再現地形領域に地形の範囲の少なくとも一部が含まれることを条件に地形３次元形状情報を抽出することを特徴とする請求項３又は４に記載の景観再現システム。
6. 前記再現時点受付部は、利用者携帯端末の本体回転数又は本体回転角に基づいて、再現時点を指定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の景観再現システム。
7. 利用者携帯端末とネットワークを介して接続する景観再現サーバであって、以下の要素を有することを特徴とする景観再現サーバ
   （１）再現時点と、視点と、視線方位を含む再現画像要求を受信する再現画像要求受信部
   （２）物体の３次元形状を示す物体３次元形状情報を、当該物体の有効期間と対応付けて記憶する物体３次元形状情報データベース
   （３）再現画像要求の再現時点を含む有効期間と対応する物体３次元形状情報を抽出する再現物体抽出部
   （４）抽出した物体３次元形状情報に基づいて、仮想の３次元空間に当該物体オブジェクトを配置した再現画像を生成する再現画像生成部
   （５）生成した再現画像を利用者携帯端末に返信する再現画像送信部。
8. 物体の３次元形状を示す物体３次元形状情報を、当該物体の有効期間と対応付けて記憶する物体３次元形状情報データベースを有し、利用者携帯端末とネットワークを介して接続する景観再現サーバによる景観再現方法であって、以下の要素を有することを特徴とする景観再現方法
   （１）再現時点と、視点と、視線方位を含む再現画像要求を受信する再現画像要求受信工程
   （２）再現画像要求の再現時点を含む有効期間と対応する物体３次元形状情報を抽出する再現物体抽出工程
   （３）抽出した物体３次元形状情報に基づいて、仮想の３次元空間に当該物体オブジェクトを配置した再現画像を生成する再現画像生成工程
   （４）生成した再現画像を利用者携帯端末に返信する再現画像送信工程。
9. 物体の３次元形状を示す物体３次元形状情報を、当該物体の有効期間と対応付けて記憶する物体３次元形状情報データベースを有し、利用者携帯端末とネットワークを介して接続する景観再現サーバとなるコンピュータに、以下の手順を実行させるためのプログラム
   （１）再現時点と、視点と、視線方位を含む再現画像要求を受信する再現画像要求受信手順
   （２）再現画像要求の再現時点を含む有効期間と対応する物体３次元形状情報を抽出する再現物体抽出手順
   （３）抽出した物体３次元形状情報に基づいて、仮想の３次元空間に当該物体オブジェクトを配置した再現画像を生成する再現画像生成手順
   （４）生成した再現画像を利用者携帯端末に返信する再現画像送信手順。
   
   

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