JP2020134541A - 地図情報表示装置、地図情報表示方法及び地図情報表示プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
また、一態様の地図情報表示方法及び地図情報表示プログラムは、上述した一態様の地図情報表示装置と同様の効果を奏することができる。
地図情報表示装置は、移動体の位置に関する情報(位置情報)と、移動体の姿勢に関する情報(姿勢情報)とを取得し、位置情報及び姿勢情報に基づいて移動体の位置を地図に表示する。地図情報表示装置は、移動体の位置を地図上に表示する場合、2次元の地図及び3次元の地図のうちいずれか一方を選択する。
図1は、一実施形態に係る地図情報表示装置の構成を説明するためのブロック図である。
図2は、2次元の地図上に移動体の位置を表示する場合の一例について説明するための図である。
図3は、ロール、ピッチ及びヨーを説明するための図である。
図4は、3次元の地図上に移動体の位置を表示する場合の一例について説明するための図である。
定点撮像部11は、例えば、屋外に配される。認識部12、表示部13、取得部14、記憶部15、第1表示処理部16、第2表示処理部17及び選択部18は、例えば、室内等に配され、コンピュータ等によって実現される。
第1表示処理部16及び第2表示処理部17は、それぞれ2次元及び3次元の表示を行うために、一例として、ROSが提供する座標変換ライブラリtf(transform)等を使用することができる。また、第2表示処理部17は、3次元の表示を行うために、一例として、Rviz等を使用することができる。
移動体は、一例として、自動車等である。移動体は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System(全球測位衛星システム))等の位置情報取得装置を利用して位置情報を取得する。また、移動体は、例えば、加速度センサ等を利用して、移動体の姿勢(ロール、ピッチ及びヨー)に関する姿勢情報を取得する。移動体は、位置情報及び姿勢情報を地図情報表示装置1に送信する。取得部14は、移動体から送信された位置情報及び姿勢情報を取得する。
上記の他に、取得部14は、例えば、次のように位置情報及び姿勢情報を取得することができる。すなわち、後述する定点撮像部11は画像データを生成し、認識部12は画像データに基づく画像に基づいて被写体(移動体)を認識する。認識部12は、被写体を認識した結果を取得部14に出力する。取得部14は、被写体を認識した結果を受け付けると、認識の結果に基づいて、位置情報及び姿勢情報を取得することとしてもよい。この取得方法については、後述する。
第2表示処理部17は、一例として、地図の座標系としてセンサ座標系を用いる。第2表示処理部17は、第1表示処理部16と同様に、取得部14で取得された位置情報(座標)を、3次元の地図で表示できる座標に変換することとしてもよい。
なお、第2表示処理部17は、位置情報に高度に関する情報が含まれている場合には、その高度に応じて視点を設定する。一方、第2表示処理部17は、位置情報に高度に関する情報が含まれていない場合には、予め設定された高度(一例として、1m等)に視点を設定する。
選択部18は、ユーザによって入力装置(図示せず)が操作されることに基づいて、2次元の地図及び3次元の地図のいずれか一方が選択された場合、その選択に応じて第1表示処理部16及び第2表示処理部17のうちいずれか一方を選択する。具体的には、選択部18は、ユーザによって2次元の地図が選択された場合、第1表示処理部16を選択する。一方、選択部18は、ユーザによって3次元の地図が選択された場合、第2表示処理部17を選択する。
また、選択部18は、移動体が複数有る場合、複数の移動体のうちいずれか1つの移動体を選択し、その選択した移動体に基づく2次元の地図又は3次元の地図を表示することとしてもよい。
定点撮像部11は、移動体を撮像する。複数の定点撮像部11は、それぞれ異なる場所を撮像してもよく、1の定点撮像部11の撮像範囲が他の定点撮像部11の撮像範囲の一部となっていてもよい。定点撮像部11は、動画を撮像することにより画像データを生成してもよく、所定時間毎に静止画を撮像することにより画像データを生成してもよい。
また、定点撮像部11は、撮像される画像内の明暗の変化が少なく、ホワイトバランスの変化が少ない撮像部であってもよい。
すなわち、取得部14では、画像内の位置と、その位置における定点撮像部11からの距離とが分かるように予め設定されている(後述する画像位置情報が設定されている)。取得部14では、取得される距離と、実際の空間上の位置座標(位置情報)とが対応付けられている。取得部14は、画像内の被写体の位置を特定することにより、定点撮像部11からの距離と、その距離に対応付けられた位置情報とに基づいて、被写体の位置情報を取得することができる。画像内の位置と、その位置における定点撮像部11からの距離とを対応付ける方法については、後述する。
図5は、画像位置情報を取得する場合の説明に用いるための図である。
図6は、定点撮像部で撮像される画像の一例について説明するための図である。
図7は、Y座標とピクセル数との関係を示すグラフである。図7の横軸はY座標を示し、縦軸は1m当たりのピクセル数を示す。ここで、定点撮像部で撮像される画像内における奥行方向がY座標であり、その画像の幅方向がX座標である。
図8は、画像位置情報の一例について説明するためのグラフである。図8の横軸はY座標を示し、縦軸は、定点撮像部が配される地面の位置から任意のY座標の位置までの距離を示す。
図9は、Y座標と画像の幅の比率との関係を示すグラフである。図9の横軸はY座標を示し、縦軸は画像の幅の比率を示す。
画像内の位置情報(画像位置情報)を取得するために、まず、定点撮像部11の撮像範囲内で被写体110を移動させる。被写体110(図5参照)は、例えば、人などである。被写体110が人の場合、例えば、不図示の入力装置を用いて、人の身長(被写体の高さ)が入力される。第1取得部141は、入力された人の身長を取得する。
また、第1取得部141は、定点撮像部11が撮影する画角θ2を取得する。画角θ2は、例えば、不図示の入力装置を用いて入力される。第1取得部141は、入力された画角θ2を取得する。画角θ2は、定点撮像部11の撮像素子(図示せず)の平面サイズ、及び、定点撮像部11の撮像レンズ(図示せず)の焦点距離等によって定まる。
また、第1取得部141は、定点撮像部11で得られる画像の幅(一例として、ピクセル数)を取得する。画像の幅(画像幅)は、例えば、不図示の入力装置を用いて入力される。
第2取得部142は、撮像範囲内で被写体(人)110を歩かせることにより、画像内の任意に位置において、定点撮像部11で撮像される画像内での1m当たりのピクセル数を取得する。すなわち、第2取得部142は、第1取得部141で取得された人の身長に基づいて画像100a内における1mの大きさ(長さ)を取得し、さらに取得した1mの大きさ当たりの画像のピクセル数を取得する。
図6に例示する場合、定点撮像部11に用いられる撮像素子(定点撮像部11で得られる画像)のサイズは、1280ピクセル×960ピクセルである。第2取得部142は、図6に例示する画像に被写体110(図6には図示せず)が記録される場合、被写体110の高さと、撮像素子(画像)のピクセル数とに基づいて、1mの大きさ当たりのピクセル数を取得する。
図6に例示する場合、画像の縦方向が実空間の奥行方向に対応し、その画像の縦方向の座標がY座標になる。また、図6に例示する場合、画像の横方向が実空間の幅方向に対応し、その画像の横方向の座標がX座標になる。そして、図6の左上のピクセルを原点の座標(0,0)とすると、右上のピクセルの座標が(1280,0)になる。図6の中心位置のピクセルの座標が(640,480)になる。図6の左下のピクセルの座標が(0,960)になり、右下のピクセルの座標が(1280,960)になる。
定点撮像部11は、上から下を見下ろすように撮像するため、図6に示す画面の上部側が定点撮像部11から離れた位置になり、画面の下部側が定点撮像部11に近い位置になる。したがって、図6に示す原点のY座標は、定点撮像部11から最も離れた位置となる。
図5に例示するように、被写体110がいるY座標の位置(Y座標の方向の所定位置)における画像100aを考える。第4取得部144は、定点撮像部11で撮像される画像の幅方向のピクセル数(図6に例示する場合では1280ピクセル)は第1取得部141によって取得されるため、1m当たりのピクセル数に基づいて、そのY座標の所定位置における画像100aの幅wの実際の長さを取得する。
第5取得部145は、上述したY座標の所定位置における画像100aの幅wの実際の長さ、及び、定点撮像部11の画角θ2に基づいて、定点撮像部11から画像100aの中心位置Pcまでの実際の距離(第1距離L1)を取得する。また、第5取得部145は、画像のピクセル数、1m当たりのピクセル数、Y座標の所定位置における画像100aの幅wの実際の長さ、及び、定点撮像部11の画角に基づいて、画像100aの中心位置Pcから地面までの実際の距離(第2距離L2)を取得する。
すなわち、第8取得部148は、地面から定点撮像部11までの高さHと、定点撮像部11と地面とのなす角θとに基づいて、定点撮像部11が配される地面位置P0からY座標の所定位置(画像100a)までの距離L3を取得する。第8取得部148は、その距離L3と、画像内の所定位置におけるY座標とを対応付けることにより、画像内の位置に関する情報(画像位置情報)を取得する。また、第8取得部148は、被写体110を定点撮像部11の撮像範囲内を移動させて、撮像範囲内の任意の位置における定点撮像部11が配される地面位置P0から被写体(人)110までの距離を取得することに基づいて、画像位置情報を取得する。第8取得部148は、画像位置情報を記憶部15に記憶する。
すなわち、第4取得部144では、実際の画像の幅wを取得する。被写体110がいない位置(人が歩いていない位置に対応するY座標)においては、第4取得部144は、実際の画像の幅wを取得することができない。このため、第9取得部149は、第4取得部144でY座標の複数の位置で画像の幅wを取得した場合、その複数の位置での画像の幅wに基づいて、Y座標の任意の位置における画像の幅を算出する。例えば、第9取得部149は、第4取得部144で取得された複数の画像の幅のうち1つをY座標の基準位置の画像の幅(基準幅)と設定し、複数の画像の幅のうち基準幅を除く他の画像の幅と、基準幅との比率(幅比率)を求める。第9取得部149は、第4取得部144で取得された複数の画像それぞれに基づいて、基準幅との比率(幅比率)を求める。この幅比率をグラフに示すと、図9のようになる。
そして、上述したような地図情報表示装置1の各部は、表示部13を備えるコンピュータによって実現させるプログラムより、コンピュータに配される処理装置等の一機能として実現されてもよい。プログラムは、外部メモリ又は光ディスク等の記録媒体に記録されてもよい。
まず、地図情報の表示方法の全体の処理の流れについて説明する。
図10は、一実施形態に係る地図情報表示方法について説明する第1のフローチャートである。
例えば、移動体は、GNSS及び加速度センサ等を用いて、移動体の位置情報及び姿勢情報を取得する。取得部14は、移動体から送信された位置情報及び姿勢情報を取得する。
又は、取得部14は、定点撮像部11及び認識部12によって取得される情報に基づいて、位置情報及び姿勢情報を取得する。
ステップST13の後、処理は、ステップST15に進む。
ステップST14の後、処理は、ステップST15に進む。
図11は、一実施形態に係る地図情報表示方法について説明する第2のフローチャートである。
地図情報表示装置1は、移動体の位置に関する位置情報を取得すると共に、移動体の姿勢に関する姿勢情報を取得する取得部14と、2次元の地図及び3次元の地図を表示部13に表示するための地図情報を記憶する記憶部15と、取得部14によって取得された位置情報と、記憶部15に記憶される地図情報とに基づいて、移動体の位置に応じた2次元の地図と移動体のシンボルとを重ねて表示部13に表示すると共に、姿勢情報に基づいて取得される移動体の進行方向への移動に応じて、表示部13に表示されるシンボルの位置を一定にして2次元の地図を移動させる第1表示処理部16と、位置情報に基づいて取得される移動体の進行方向と、姿勢情報に基づいて取得される移動体のロール角度、ピッチ角度及びヨー角度のうち少なくとも1つに応じて視点及び視線を設定し、位置情報と地図情報とに基づいて、移動体の位置に応じた移動体を視点にした3次元の地図を表示部13に表示すると共に、姿勢情報に基づいて取得される移動体の進行方向への移動に応じて、表示部13に表示される3次元の地図を移動させる第2表示処理部17と、第1表示処理部16及び第2表示処理部17のうちいずれか一方の処理に基づいて表示部13に地図を表示するために、第1表示処理部16及び第2表示処理部17のうち一方を選択する選択部18と、を備える。
地図情報表示装置1は、2次元の地図と3次元の地図とを切り替えて表示部13に表示することができるので、移動体の周囲の地図をユーザに分かりやすく表示することができる。
また、地図情報表示装置1は、3次元の地図を表示する場合、位置情報に基づいて視点を設定する。さらに、地図情報表示装置1は、移動体の進行方向と、移動体のロール角度、ピッチ角度及びヨー角度の少なくとも1つの角度とに基づいて視線を設定する。これにより、地図情報表示装置1は、3次元の地図を表示部13に表示する場合、より現実の視点及び視線に近づけて3次元の地図を表示することができるので、ユーザに3次元の地図を把握させやすくすることができる。
よって、地図情報表示装置1は、ユーザが把握しやすい地図を表示することができる。
これにより、地図情報表示装置1は、移動体のシンボルの周囲の地図をユーザに提供することができる。また、地図情報表示装置1は、ユーザが所望する縮尺で地図を表示することができる。
これにより、地図情報表示装置1は、被写体の位置情報を取得することができる。
これにより、地図情報表示装置1は、定点撮像部11からの被写体までの距離を取得することに基づいて、被写体の位置情報を取得することができる。
これにより、地図情報表示装置1は、第1〜8取得部141〜148それぞれが処理を行うことにより、被写体の高さと定点撮像部11の画角とに基づいて、定点撮像部11からの距離を取得することができる。
地図情報表示装置1は、第9取得部149が幅比率を取得することにより、被写体(一例として、人)が歩いていないY座標であっても、画像の幅を取得することができる、これにより、地図情報表示装置1は、任意のY座標において定点撮像部11からの距離を取得することができる。
地図情報表示方法は、2次元の地図と3次元の地図とを切り替えて表示部13に表示することができるので、移動体の周囲の地図をユーザに分かりやすく表示することができる。
また、地図情報表示方法は、3次元の地図を表示する場合、位置情報に基づいて視点を設定する。さらに、地図情報表示方法は、移動体の進行方向と、移動体のロール角度、ピッチ角度及びヨー角度の少なくとも1つの角度とに基づいて視線を設定する。これにより、地図情報表示方法は、3次元の地図を表示部13に表示する場合、より現実の視点及び視線に近づけて3次元の地図を表示することができるので、ユーザに3次元の地図を把握させやすくすることができる。
よって、地図情報表示方法は、ユーザが把握しやすい地図を表示することができる。
地図情報表示プログラムは、2次元の地図と3次元の地図とを切り替えて表示部13に表示することができるので、移動体の周囲の地図をユーザに分かりやすく表示することができる。
また、地図情報表示プログラムは、3次元の地図を表示する場合、位置情報に基づいて視点を設定する。さらに、地図情報表示プログラムは、移動体の進行方向と、移動体のロール角度、ピッチ角度及びヨー角度の少なくとも1つの角度とに基づいて視線を設定する。これにより、地図情報表示プログラムは、3次元の地図を表示部13に表示する場合、より現実の視点及び視線に近づけて3次元の地図を表示することができるので、ユーザに3次元の地図を把握させやすくすることができる。
よって、地図情報表示プログラムは、ユーザが把握しやすい地図を表示することができる。
11 定点撮像部
12 認識部
13 表示部
14 取得部
141 第1取得部
142 第2取得部
143 第3取得部
144 第4取得部
145 第5取得部
146 第6取得部
147 第7取得部
148 第8取得部
149 第9取得部
15 記憶部
16 第1表示処理部
17 第2表示処理部
18 選択部
Claims (8)
- 表示部と、
移動体の位置に関する位置情報を取得すると共に、移動体の姿勢に関する姿勢情報を取得する取得部と、
2次元の地図及び3次元の地図を表示部に表示するための地図情報を記憶する記憶部と、
前記取得部によって取得された位置情報と、前記記憶部に記憶される地図情報とに基づいて、移動体の位置に応じた2次元の地図と移動体のシンボルとを重ねて前記表示部に表示すると共に、姿勢情報に基づいて取得される移動体の進行方向への移動に応じて、前記表示部に表示される前記シンボルの位置を一定にして2次元の地図を移動させる第1表示処理部と、
位置情報に基づいて取得される移動体の進行方向と、姿勢情報に基づいて取得される移動体のロール角度、ピッチ角度及びヨー角度のうち少なくとも1つに応じて視点及び視線を設定し、位置情報と地図情報とに基づいて、移動体の位置に応じた移動体を視点にした3次元の地図を前記表示部に表示すると共に、姿勢情報に基づいて取得される移動体の進行方向への移動に応じて、前記表示部に表示される3次元の地図を移動させる第2表示処理部と、
前記第1表示処理部及び前記第2表示処理部のうちいずれか一方の処理に基づいて前記表示部に地図を表示するために、前記第1表示処理部及び前記第2表示処理部のうち一方を選択する選択部と、
を備える地図情報表示装置。 - 前記第1表示処理部は、移動体の前記シンボルを、前記表示部に表示される2次元の地図の中央部に配置し、2次元の地図を設定された縮尺で表示する
請求項1に記載の地図情報表示装置。 - 移動体を撮像する定点撮像部と、
前記定点撮像部で撮像された移動体を認識する認識部と、を備え、
前記取得部は、前記定点撮像部で撮像される画像内における位置に関する情報と、その画像に写る被写体の実位置に関する情報とを予め対応付けた結果に基づいて、前記認識部で認識された移動体の位置に関する位置情報を取得する
請求項1又は2に記載の地図情報表示装置。 - 前記取得部は、
前記定点撮像部で撮像される画像内における位置に関する情報と、その位置における前記定点撮像部からの距離と、その距離に応じた実位置に関する情報とを予め対応付けた結果に基づいて、前記認識部で認識された移動体の位置情報を取得する
請求項3に記載の地図情報表示装置。 - 前記取得部は、
被写体の高さと、前記定点撮像部の画角と、前記定点撮像部で撮像される画像の幅とを予め取得する第1取得部と、
被写体が移動する場合、前記第1取得部で取得された被写体の高さに基づいて、1m当たりの、画像データを構成するピクセル数を取得する第2取得部と、
画像データに基づく画像の奥行方向の座標となるY座標と、前記第2取得部で取得される被写体の1m当たりのピクセル数との関係を取得する第3取得部と、
前記第1取得部で取得される画像の幅と、前記第2取得部で取得された1m当たりのピクセル数とに基づいて所定位置における実際の画像の幅を取得する第4取得部と、
前記第4取得部で取得された実際の画像の幅と、前記第1取得部で取得された画角とに基づいて、前記定点撮像部から画像内の中心位置までの距離である第1距離を取得すると共に、地面から前記中心位置までの距離である第2距離を取得する第5取得部と、
前記第5取得部で取得された前記第1距離及び前記第2距離に基づいて、地面と前記定点撮像部の撮像方向における中心線とのなす角を求める第6取得部と、
前記第5取得部で取得された前記第1距離及び前記第2距離と、前記第6取得部で取得された前記なす角とに基づいて、地面から前記定点撮像部までの高さを取得する第7取得部と、
前記第7取得部で取得された地面から前記定点撮像部までの高さと、前記第6取得部で取得された前記なす角とに基づいて、前記定点撮像部が配される撮像位置から被写体までの位置を取得し、さらに被写体のその位置を複数取得することに基づいて、前記定点撮像部からの距離を取得する第8取得部と、
を備える請求項4に記載の地図情報表示装置。 - 前記取得部は、前記第4取得部で取得された実際の画像の幅のうち、前記Y座標の方向における基準位置の幅と、前記Y座標の方向の所定位置における幅とに基づいて、前記Y座標に対する幅比率を取得する第9取得部を備える
請求項5に記載の地図情報表示装置。 - 表示部を備えるコンピュータが、
移動体の位置に関する位置情報を取得すると共に、移動体の姿勢に関する姿勢情報を取得する取得ステップと、
2次元の地図及び3次元の地図を表示部に表示することが可能な地図情報を記憶部に記憶する記憶ステップと、
前記取得ステップによって取得された位置情報と、前記記憶部に記憶される地図情報とに基づいて、移動体の位置に応じた2次元の地図と移動体のシンボルとを重ねて前記表示部に表示すると共に、姿勢情報に基づいて取得される移動体の進行方向への移動に応じて、前記表示部に表示される前記シンボルの位置を一定にして2次元の地図を移動させる第1表示処理ステップと、
姿勢情報に基づいて取得される移動体の進行方向と、姿勢情報に基づいて取得される移動体のロール角度、ピッチ角度及びヨー角度とに応じて視点及び視線を設定し、位置情報と地図情報とに基づいて、移動体の位置に応じた移動体から見た3次元の地図を前記表示部に表示すると共に、姿勢情報に基づいて取得される移動体の進行方向への移動に応じて、前記表示部に表示される3次元の地図を移動させる第2表示処理ステップと、
前記第1表示処理ステップ及び前記第2表示処理ステップのうちいずれか一方の処理ステップに基づいて前記表示部に地図を表示するために、前記第1表示処理ステップ及び前記第2表示処理ステップのうち一方を選択する選択ステップと、
を実行する地図情報表示方法。 - 表示部を備えるコンピュータに、
移動体の位置に関する位置情報を取得すると共に、移動体の姿勢に関する姿勢情報を取得する取得機能と、
2次元の地図及び3次元の地図を表示部に表示することが可能な地図情報を記憶部に記憶する記憶機能と、
前記取得機能によって取得された位置情報と、前記記憶部に記憶される地図情報とに基づいて、移動体の位置に応じた2次元の地図と移動体のシンボルとを重ねて前記表示部に表示すると共に、姿勢情報に基づいて取得される移動体の進行方向への移動に応じて、前記表示部に表示される前記シンボルの位置を一定にして2次元の地図を移動させる第1表示処理機能と、
姿勢情報に基づいて取得される移動体の進行方向と、姿勢情報に基づいて取得される移動体のロール角度、ピッチ角度及びヨー角度とに応じて視点及び視線を設定し、位置情報と地図情報とに基づいて、移動体の位置に応じた移動体から見た3次元の地図を前記表示部に表示すると共に、姿勢情報に基づいて取得される移動体の進行方向への移動に応じて、前記表示部に表示される3次元の地図を移動させる第2表示処理機能と、
前記第1表示処理機能及び前記第2表示処理機能のうちいずれか一方の処理機能に基づいて前記表示部に地図を表示するために、前記第1表示処理機能及び前記第2表示処理機能のうち一方を選択する選択機能と、
を実現させる地図情報表示プログラム。
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