JP4644514B2 - 識別符号割当装置、ならびに、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、多様な大きさや形が混在する領域の階層的位置関係を記述するのに好適な識別符号を割り当てる識別符号割当装置、ならびに、これをコンピュータにて実現するプログラムに関する。

従来から、地図上に配置される建物等、２次元空間内に一定の広さを占める領域に識別符号を割り当てる手法が種々提案されている。

第１の手法は、緯度と経度の２次元座標によって位置を記述するものである。２つの対象の距離や角度などの量を量ることができる。

第２の手法は、団地などの構造物の場合に、２号棟の３階にある１番目の住居を「２３０１」と表現するものである。

第３の手法は、統計調査などで広く用いられている国土地理院のメッシュコードである。これは、座標に類似する番号を２次元平面内に与えて、２次元的位置と包含関係を記述し、具体的には、方眼状に分割した各区画に番号を割り当て、各区画をさらに方眼状に分割して番号を割り当て、を繰り返し、この番号の列を識別符号とするものである。

第４の手法は、マップコードと呼ばれるもので、区画に対する番号の割り当てを「Ｎ」字状に行う工夫をしており、近接する区画の数値の差を小さく、全体として識別符号の個数が少なくても良いようにしている。

このような技術については、以下の文献に開示がされている。
特開平０６−０４３８０４号公報

しかしながら、これらの手法においては、以下のような問題が生じていた。

すなわち、第１の手法では、領域の包含関係を記述することができない。

一方、第２の手法では、識別符号が割り当てられた２つの領域の互いの距離や角度を量ることができない。

さらに、第３、第４の手法では、特定の大きさや形に限定された区画にしか対応できない。

このほか、カーナビゲーションなどで用いられている経路探索では、すべての経路が既知であることが前提となっている。しかし、歩行時に使う経路では、必要な情報をあらかじめ用意しておくことができない場合も多く、そのような場合には、未知の経路を探索する手法が必要となる。

構造物における境界が現実に作られている実情を考えると、未知の経路をたどって目的地を探すときは、対象間の精緻な距離や角度を測るよりも、目的地に至る場所相互の包含関係やおおよその方角、近接関係で十分な場合も多く、また、その方が有利なことも多い。

そこで、多様な大きさや形が混在する日常生活で使用される領域をそのまま扱い、その階層的位置関係を記述することができるような識別符号付けの技術が強く求められている。

本発明は、多様な大きさや形が混在する領域の階層的位置関係を記述するのに好適な識別符号を割り当てる識別符号割当装置、ならびに、これらをコンピュータにて実現するプログラムを提供することを目的とする。

以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する。

本発明の第１の観点に係る識別符号割当装置は、入力受付部、同定部、点割当部、領域割当部、繰返制御部を備え、以下のように構成する。

すなわち、入力受付部は、二次元空間内を占める複数の領域を処理対象として指定する領域入力を受け付ける。

一方、同定部は、当該二次元空間において当該処理対象として指定された複数の領域をすべて包含し、辺の一つが、当該領域入力に対して定められる方向に平行な最小面積の長方形を同定する。

さらに、点割当部は、当該長方形の頂点と、当該長方形の対向する各辺の対のうち一方の対に含まれる辺をm (m≧2)分割する点と、他方の対に含まれる辺をn (n≧2)分割する点と、に、互いに重複しない識別符号を割り当てる。

典型的には、m分割およびn分割は、２等分割であり、その分割点は、各辺の中点とする。そして、長方形の外周の頂点と分割点に、識別符号を割り当てる。

そして、領域割当部は、当該複数の領域のそれぞれについて、当該領域が当該長方形の各辺のいずれかに接する場合、識別符号を割り当てられた点のうち当該接する点の近傍にある点に割り当てられた識別符号を、当該領域に割り当てる。

一方、繰返制御部は、入力を受け付けられた複数の領域のうち、識別符号が割り当てられなかった領域がある場合、当該割り当てられなかった領域を新たな処理対象として指定して、同定部に当該同定をさらに行わせて、処理を繰り返す。

また、本発明の識別符号割当装置において、点割当部は、当該識別符号として整数を用い、当該長方形の外周に沿って所定の方向に移動する場合に各点に出会う順に識別符号の値が１ずつ大きくなるように割り当てるように構成することができる。

また、本発明の識別符号割当装置は、小領域割当部をさらに備え、以下のように構成することができる。

すなわち、入力受付部は、既に識別符号が割り当てられた領域（以下「大領域」という。）に包含される領域（以下「小領域」という。）を処理対象として指定する小領域入力をさらに受け付ける。

一方、小領域割当部は、当該小領域を「処理対象として指定された領域」として同定部に与えて点割当部、領域割当部、繰返制御部を機能させて、当該小領域に割り当てられる識別符号を得て、当該得られた識別符号と当該大領域に割り当てられた識別符号とを結合したものを、当該小領域の識別符号として割り当てる。

本発明の他の観点に係るプログラムは、コンピュータを、上記の識別符号割当装置の各部として機能させるように構成する。

また、本発明のプログラムは、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メモリ等のコンピュータ読取可能な情報記録媒体に記録することができる。

上記プログラムは、当該プログラムが実行されるコンピュータとは独立して、コンピュータ通信網を介して配布・販売することができる。また、上記情報記録媒体は、当該コンピュータとは独立して配布・販売することができる。

本発明によれば、多様な大きさや形が混在する領域の階層的位置関係を記述するのに好適な識別符号を割り当てる識別符号割当装置、ならびに、これをコンピュータにて実現するプログラムを提供することができる。

以下に本発明の実施形態を説明する。以下では、理解を容易にするため、ゲーム装置に本発明が適用される実施形態を説明するが、各種のコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話などの情報処理装置においても同様に本発明を適用することができる。すなわち、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。

図１は、本実施形態に係る識別符号割当装置の概要構成を示す模式図である。図２は、当該識別符号割当装置にて実行される処理の制御の流れを示すフローチャートである。以下、本図を参照して説明する。

本実施形態に係る識別符号割当装置１０１は、入力受付部１０２、同定部１０３、点割当部１０４、領域割当部１０５、繰返制御部１０６を備える。

まず、本処理が開始されると、入力受付部１０２は、二次元空間内を占める複数の領域を処理対象として指定する領域入力を受け付ける（ステップＳ２０１）。

領域入力は、各種の指定によって行われる。たとえば、ユーザがキーボードやマウスを用いて指示したり、ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＧＩＳシステムによって過去に作成されたデータを利用したり等、種々考えられる。受け付けられた領域入力は、ＲＡＭやハードディスクなどの記憶媒体に一時的に記憶される。

図３は、領域入力によって指定される二次元平面上の領域の例を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。

本例では、円３０１の周囲に、正方形３０２、斜め四角形３０３、横長四角形３０４、鍵形３０５が配置されている。

次に、同定部１０３は、当該二次元空間において当該処理対象として指定された複数の領域をすべて包含し、辺の一つが、当該領域入力に対して定められる方向に平行な最小面積の長方形を同定する（ステップＳ２０２）。

図４は、長方形を同定する様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。

本例では、正方形３０２や鍵形３０５の辺と平行もしくは垂直になるような方向が「領域入力に対して定められる方向」となっている。したがって、円３０１、正方形３０２、斜め四角形３０３、横長四角形３０４、鍵形３０５を包含する長方形４０１が一意に定まり、その上辺は鍵形３０５に、その下辺は斜め四角形３０３に、左辺は正方形３０２に、右辺は鍵形３０５に、それぞれ接することとなる。

この方向は、ユーザが指定することとしても良いし、長方形が最小面積となるように同定の際に適宜定めることとしても良い。建築設計に本実施形態を適用する場合には、縦横の基準となる線が設計の際に設定されるのが一般的であるので、その方向にしたがうことが望ましい。

この処理は、コンピュータが備えるＣＰＵが、一般的に使用される図形処理のアルゴリズムにしたがって行う。

ついで、点割当部１０４は、当該長方形の頂点と、当該長方形の対向する各辺の対のうち一方の対に含まれる辺をm (m≧2)分割する点と、他方の対に含まれる辺をn (n≧2)分割する点と、に、互いに重複しない識別符号を割り当てる（ステップＳ２０３）。

本実施例では、m分割およびn分割は、２等分割であり、その分割点は、各辺の中点とする。そして、長方形の外周の頂点と分割点に、識別符号を割り当てる。

また、点割当部１０４は、当該識別符号として整数を用い、当該長方形の外周に沿って所定の方向に移動する場合に各点に出会う順に識別符号の値が１ずつ大きくなるように割り当てている。整数の初期値は１であり、長方形の左下隅から外周に沿う移動を開始しており、時計周りに番号をふっている。したがって、図５に示すように、長方形の外周の点に、１〜８の数字が識別符号として割り当てられることになる。

なお、この回転方向は、反時計周りを採用することとしても良いし、適宜ユーザが指定することとしても良い。

この処理は、コンピュータが備えるＣＰＵが、一般的に使用される図形処理のアルゴリズムにしたがって行う。

さらに、領域割当部１０５は、当該複数の領域のそれぞれについて、当該領域が当該長方形の各辺のいずれかに接する場合、識別符号を割り当てられた点のうち当該接する点の近傍にある点に割り当てられた識別符号を、当該領域に割り当てる（ステップＳ２０４）。

図６は、領域に識別符号が割り当てられる様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。理解を容易にするため、「識別符号Ｘが割り当てられた点」を「点Ｘ」と呼び、「点Ｘと点Ｙとを結ぶ線分」を「線分Ｘ−Ｙ」と呼ぶこととする。また、

上述した通り、長方形４０１の外周には、正方形３０２、斜め四角形３０３、鍵形３０５が接している。

まず、斜め四角形３０３は、線分１−８に接している。したがって、当該斜め四角形３０３には、識別符号として１または８を割り当てることとなるが、本例では、斜め四角形３０３と線分１−８との接点は、点８よりも点１に近い。そこで、当該斜め四角形３０３には、識別符号１を割り当てる。

つぎに、正方形３０２は、その辺が線分２−３に接している。そして、接する辺の位置は、点３よりも点２に近い。そこで、当該正方形３０２には、識別符号２を割り当てる。

さらに、鍵形３０５は、その２辺が、線分４−５および５−６に接している。図を見れば明らかなように、識別符号を割り当てられている点５は、接点の一つとなっている。そこで、当該鍵形３０５には、識別符号５を割り当てるのである。

ついで、繰返制御部１０６は、入力を受け付けられた複数の領域のうち、識別符号が割り当てられなかった領域があるか否かを調べ（ステップＳ２０５）、ある場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、当該割り当てられなかった領域を新たな処理対象として指定する領域入力にして（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０２に戻り、同定部１０３に同定を行わせることによって、処理を繰り返す。

図６に示す例では、円３０１と横長四角形３０４とに識別符号が割り当てられていない。そこで、ステップＳ２０２に戻り、処理を繰り返すと、図７に示すように最小長方形６０１が同定され、分割点を設定して、頂点と分割点に識別符号を割り当てるが、上記のように１〜８はすでに使用しているため、これと重複しない識別符号を割り当てることとなる。そこで、左下隅から時計廻りに、９〜１６の番号が割り当てられる。

図７を見れば明らかな通り、横長四角形３０４は、点１５および点１６を長方形６０１との接点としている。したがって、いずれかを識別符号とすることとなるが、この場合には、最小の数字を識別符号とする、最大の数字を識別符号とする、３つの数字がある場合には場所的にできるだけ中央に配置される数値を識別符号とするなど、種々の規則に基づいて決めることができる。

また、円３０１は、線分１０−１１、線分１１−１２に接している。このように、２点で接している場合には、マンハッタン距離の総和が最も小さいものを選択する手法を採用することができる。

図８は、マンハッタン距離の総和の求め方を示す説明図である。

円３０１は、線分１０−１１と、接点７０１で接しており、線分１１−１２と接点７０２で接している。

そこで、点１０と円３０１とのマンハッタン距離の総和は、点１０から点７０１へ長方形の外周をたどったときの距離と、点１０から点７０２へ長方形の外周をたどったときの距離との和となり、本図に示す長さを採用するとすれば、a + (a+b+c) = 2a+b+cとなる。

また、点１１と円３０１とのマンハッタン距離の総和は、点１１から点７０１へ長方形の外周をたどったときの距離と、点１１から点７０２へ長方形の外周をたどったときの距離との和となり、b+cである。

さらに、点１２と円３０１とのマンハッタン距離の総和は、点１２から点７０１へ長方形の外周をたどったときの距離と、点１２から点７０２へ長方形の外周をたどったときの距離との和となり、(d+c+b) + d = b+c+2dとなる。

これが最も小さいのは、点１１の場合であるから、円３０１には、識別符号１１が割り当てられる。

上記のような接点が複数ある場合「接点に最も近い点」を求める手法のほか、以下のような手法も考えられる。すなわち、各領域について代表点（中心や重心のほか、ユーザがあらかじめ決めた点を採用しても良い。）を決めておき、接点を含む線分の端点のうち、当該代表点と二次元的距離（上下差と左右差の絶対値の和としても良いし、それぞれの自乗の和の平方根としても良い。）が最も近いものとする手法である。

さて、本例では、この処理ですべての領域に識別符号が割り当てられることとなるので（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、各領域に割り当てられた識別符号を出力して（ステップＳ２０７）、本処理を終了する。

まず、各領域に割り当てられた識別符号を見れば、より外側かより内側か、という相対的な位置関係がわかる。たとえば、９〜１６（ループの２回目）が割り当てられた領域は、１〜８（ループの１回目）が割り当てられた領域に囲まれるような位置関係にあることがわかる。このように、ループの何回目で割り当てられた識別符号か、によって、外側か内側かの包含関係の階層構造を簡単に表すことができる。

また、同じループの回数（i回目のループ）で識別符号が割り当てられた領域の相対的な位置関係は、本例の場合（上を北とすれば）、
識別符号 8(i-1)+1 … 左下（南西）
識別符号 8(i-1)+2 … 左 （西）
識別符号 8(i-1)+3 … 左上（北西）
識別符号 8(i-1)+4 … 上 （北）
識別符号 8(i-1)+5 … 右上（北東）
識別符号 8(i-1)+6 … 右 （東）
識別符号 8(i-1)+7 … 右下（南東）
識別符号 8(i-1)+8 … 下 （南）
という関係にあることが簡単にわかるから、斜め四角形３０３（識別符号１）は鍵形３０５（識別符号５）のほぼ南西にある、正方形３０２（識別符号２）は斜め四角形３０３（識別符号１）のほぼ北にある、鍵形３０５（識別符号５）は正方形３０２（識別符号２）のほぼ東にある、などのような位置関係が識別符号から簡単にわかるのである。

このほか、斜め四角形３０３（識別符号１）は、外側（ループ１回目）の南西にあり、円３０１（識別符号１１）は、内側（ループ２回目）の北西にあり、横長四角形３０４（識別符号１５）は、内側（ループ２回目）の南にあるから、横長四角形３０４から見て円３０１も横長四角形３０４もほぼ北東方向にあるのであるが、円３０１の方が北寄り、横長四角形３０４が東寄りであることも簡単にわかる。

図９は、分割の数をm = n = 3とした場合の識別符号の割り当て方を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。

上記の例と同様に識別符号として番号が割り当てられるのであるが、本例でも番号の初期値は１としており、１〜９がループの１回目（外側）、１０〜１８がループの２回目（内側）、となっている。

したがって、割り当てられる識別符号や、その位置関係も上記実施例と少々異なるが、処理の本質は同様であり、割り当てられた識別符号から、相互の位置関係を容易に知ることができる。

上記実施形態の識別符号割当装置１０１には、小領域割当部ををさらに構成要素として追加することができる（図示せず）。これは、ある領域が別の領域を包含する場合について考慮するものである。

すなわち、入力受付部１０２は、既に識別符号が割り当てられた領域（以下「大領域」という。）に包含される領域（以下「小領域」という。）を処理対象として指定する小領域入力をさらに受け付ける。

これは、ある構造体の内部にほかの構造体を配置する場合に相当する。都市設計や建築設計の分野では、ビルや道路、公園などの大きな配置を決めてから、ビル内部や公園内部に何を配置するかを決める、などのような設計手法をとることも多い。そこで、このような先に決められる構造物を「大領域」とし、「大領域」に含まれ、後に決められることとなる領域を「小領域」とするのである。

さて、小領域割当部は、当該小領域を「処理対象として指定された領域」として同定部１０３に与えて点割当部１０４、領域割当部１０５、繰返制御部１０６を機能させて、当該小領域に割り当てられる識別符号を得て、当該得られた識別符号と当該大領域に割り当てられた識別符号とを結合したものを、当該小領域の識別符号として割り当てる。

図１０は、上記の例において、斜め四角形３０３を大領域とし、その内部について分割点を求めて内部に含まれる小領域を用いて識別符号を付与する場合の説明図である。以下、本図を参照して説明する。

本図に示すように、大領域である斜め四角形３０３の内部について位置特定をする場合には、斜め四角形３０３に割り当てられた識別符号「１」に、区切である「.」（ピリオド）を前置して上の桁に整数を前置することとし、上記と同様の作業を繰り返すことによる。

ここで、「領域入力に対して定められる方向」は、当該大領域の形状に沿って定めることが望ましい。たとえば、道路に対して斜めにビルが配置される場合であっても、ビル内部の配置はビルの外郭の方向を基準とすることが多い。

本例では、斜め四角形３０３の外周に沿って大領域を考えており、これによって分割対象となる長方形が斜め四角形３０３と一致することとなる。

また、識別符号をつける開始点として、設計の際に左側の点を採用したと考えて、ここから順に番号を振っている。

桁の分け方や区切記号、前置するか後置するか、については、適宜種々の手法を採用することができる。

なお、上記実施形態では、２次元平面内に配置される領域についての識別符号割当について説明しているが、高さ方向についての位置を特定する手法をさらに追加しても良い。たとえば、高さ方向を表す新たな桁を加えて、相当する番号を振るものとすれば良い。

このほか、分割の方法としては、分割数であるm，nを２以外の値にする手法や、等分割ではなく、一定の比にしたがって分割する手法、ユーザが適宜分割数を決める方法など、種々考えられ、いずれを採用しても良い。

また、番号の初期値、番号をふる方向、分割数が一定であれば必要はないが、これらを処理の段階の途中で変更する場合には、その旨をあとで再現できるように、採用した初期値、方向、分割数などを適宜記録して、識別符号とともに出力する必要がある。

このように、本実施形態によれば、多様な大きさや形が混在する領域の階層的位置関係を記述する識別符号を割り当てることができる。

本実施形態による手法は、建築計画や都市計画の時点で、ＣＡＤやＧＩＳを用いて番号をあらかじめ特定することが可能である。したがって、実際に建設作業を行う前に、位置情報を送受信する機器をあらかじめ建設現場に配置することによって、建設業務はもちろん、物件の完成、引渡し後の運営や管理などに一貫して利用できる識別符号を、建造物等に割り当てることができる。

なお、本実施形態による手法は、Ｒ木における領域の名前付けに適用することができる。Ｒ木の技術では、２次元の構造をバランス良く分類する最小矩形（Minimum Bounding Box）を作ってインデックス化を行い、最小矩形の定義やインデックスの際の領域の名前付け（符号化、コード化ともいう。）には、種々の技術が提案されているが、本実施形態による手法によれば、各最小矩形に番号を振ることができるとともに、最小矩形同士の大まかな位置関係、方向関係を表すことができる。したがって、Ｒ木に本実施形態による手法を適用すれば、最適経路推定を行うことがより容易になる。

上記のように、本発明によれば、多様な大きさや形が混在する領域の階層的位置関係を記述するのに好適な識別符号を割り当てる識別符号割当装置、ならびに、これをコンピュータにて実現するプログラムを提供することができる。

本実施形態に係る識別符号割当装置の概要構成を示す模式図である。 当該識別符号割当装置にて実行される処理の制御の流れを示すフローチャートである。 領域入力によって指定される二次元平面上の領域の例を示す説明図である。 ループの１回目で長方形が同定される様子を示す説明図である。 長方形の外周の点に識別符号が割り当てられる様子を示す説明図である。 領域に識別符号が割り当てられる様子を示す説明図である。 ループの２回目で長方形が同定される様子を示す説明図である。 マンハッタン距離の総和の求め方を示す説明図である。 分割の数をm = n = 3とした場合の識別符号の割り当て方を示す説明図である。 斜め四角形を大領域とし、その内部について分割点を求めて内部に含まれる小領域を用いて識別符号を付与する場合の説明図である。

符号の説明

１０１ 識別符号割当装置
１０２ 入力受付部
１０３ 同定部
１０４ 点割当部
１０５ 領域割当部
１０６ 繰返制御部
３０１ 円
３０２ 正方形
３０３ 斜め四角形
３０４ 横長四角形
３０５ 鍵形
４０１ 長方形
６０１ 最小長方形
７０１ 接点
７０２ 接点

Claims (4)

1. 二次元空間内を占める複数の領域を処理対象として指定する領域入力を受け付ける入力受付部、
   当該二次元空間において当該処理対象として指定された複数の領域をすべて包含し、辺の一つが、当該領域入力に対して定められる方向に平行な最小面積の長方形を同定する同定部、
   当該長方形の頂点と、当該長方形の対向する各辺の対のうち一方の対に含まれる辺をm (m≧2)分割する点と、他方の対に含まれる辺をn (n≧2)分割する点と、に、互いに重複しない識別符号を割り当てる点割当部、
   当該複数の領域のそれぞれについて、当該領域が当該長方形の各辺のいずれかに接する場合、前記識別符号を割り当てられた点のうち当該接する点に最も近い点に割り当てられた識別符号を、当該領域に割り当てる領域割当部、
   前記入力を受け付けられた複数の領域のうち、前記識別符号が割り当てられなかった領域がある場合、当該割り当てられなかった領域を新たな処理対象として指定して、前記同定部に当該同定をさらに行わせて、処理を繰り返す繰返制御部
   を備えることを特徴とする識別符号割当装置。
2. 請求項１に記載の識別符号割当装置であって、
   前記点割当部は、当該識別符号として整数を用い、当該長方形の外周に沿って所定の方向に移動する場合に各点に出会う順に識別符号の値が１ずつ大きくなるように割り当てる
   ことを特徴とする識別符号割当装置。
3. 請求項１または２に記載の識別符号割当装置であって、
   前記入力受付部は、既に識別符号が割り当てられた領域（以下「大領域」という。）に包含される領域（以下「小領域」という。）を処理対象として指定する小領域入力をさらに受け付け、
   当該小領域を「処理対象として指定された領域」として前記同定部に与えて前記点割当部、前記領域割当部、前記繰返制御部を機能させて、当該小領域に割り当てられる識別符号を得て、当該得られた識別符号と当該大領域に割り当てられた識別符号とを結合したものを、当該小領域の識別符号として割り当てる小領域割当部
   をさらに備えることを特徴とする識別符号割当装置。
4. コンピュータを、請求項１から３のいずれか１項に記載の識別符号割当装置の各部として機能させることを特徴とするプログラム。

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