JPH1195656A - 入出力部を備えた地図情報解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入出力部を備え、地図情報の収集、解析、解析
結果の表示や結果に基づくアクチュエータの制御をオン
ラインで行うことにより、農場管理、造成地管理、環境
計測等の作業を効率化することが可能な地図情報解析装
置を実現する。 【解決手段】各種センサ４からの情報、入力デバイス１
３からの属性情報、及び位置センサ１１からの位置情報
の組み合わせを、データ入力部１の入力処理装置１４に
より入力する。入力部１により入力したデータは地図情
報メモリａ１６に記憶し、解析手順メモリ２１に従って
解析装置２２がデータを解析し、結果を地図情報メモリ
ｂ３６に書き込む。メモリ３６に書き込まれた結果は、
出力処理装置３４により、表示デバイス３３に表示した
り、出力インターフェース３２を介してアクチュエータ
５に出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位置情報、センサ
情報、操作者による入力情報をもとに地図情報を作成す
る地図情報解析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地図情報システムの利用が最近活発化し
てきている。例えば、土地家屋情報、道路管理情報、上
下水道管理情報、顧客情報などを地図情報（位置座標と
様々な属性データとを対応づけたもの）として管理する
ことで、ビジュアルな情報の引き出しを可能とするシス
テムが多く利用されている。

【０００３】この地図情報システムでは、地図情報の作
成は２段階にわけて行われる。つまり、一つの段階は、
位置座標（例えば、緯度、経度）と位置ラベル（例え
ば、何丁目何番地）との対応づけであり、もう一つの段
階は、位置ラベルと属性データ（例えば、家か商店か
？、メンテナンスしたのはいつか？等）との対応づけで
ある。

【０００４】このように、２段階に分けることによっ
て、位置座標と位置ラベルとの対応づけを一度行ってし
まえば、あとは位置ラベルと属性データとの対応付けだ
け行えば地図データは作成できるので、属性データ収集
時には位置座標はわからなくてもよいというメリットが
ある。

【０００５】位置座標と位置ラベルとの対応付けは手間
のかかる作業であり、これを効率化するために様々な工
夫がなされており、特開平６―１４９１５２号公報に記
載されているように、既にある地図から文字認識により
位置ラベルを認識して、位置座標と位置ラベルとを対応
づけるものなどがある。

【０００６】ところで、上記のように、地図情報システ
ムを都市情報の管理に適用する以外に、農場の管理、造
成地の管理といった、人工特徴物のないところで地図情
報データを収集するということが考えられる。例えば、
１ｈａの農場で１ｍのメッシュで植生を調べるといった
場合が考えられる。

【０００７】このような場合、人工特徴物がないので、
位置ラベルを用いることはできない。そこで、植生とい
う属性ラベルを調べる際には、同時にＧＰＳのような手
段を用いて位置座標も求めなくてはならない。この位置
座標と属性ラベルとを同時にコンピュータ内に記録して
いく手段としては、特開平８―１６６２２号公報に記載
されたものがある。

【０００８】これらのように地図情報を入力するための
技術が開発されている一方で、入力された情報に基づい
て、データ検索や解析を行うシステムも開発されてい
る。例えば、特開平６―２１４９７３号公報において
は、入力されたデータをもとに、エネルギーインフラス
トラクチュアの評価を行うための各種計算・シミュレー
ションができるシステムが提案されている。また、特開
平５―２０３６５号公報においては、入力された地図デ
ータベースに基づいて、各種検索を行えるシステムが開
発されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】これまでの地図情報シ
ステムは、自治体の課税情報のためのデータベースや、
セールスのための顧客情報管理といった、一度、座標と
位置ラベルとの対応付けを行ってしまえば、あとは必ず
しも現地に出向かなくても、上述したように、属性情報
の追加ができてしまう場合が多かった。

【００１０】ところが、人工特徴物を利用しない、農場
の管理、造成地の管理、環境観測などの用途に地図情報
システムを使おうとすると、情報収集はその場にいかな
くてはできないことがほとんどである。

【００１１】従来の技術では、地図データの入力と地図
データの解析とは、別のプロセスとして取り扱われてい
たが、農場の管理、造成地の管理、環境観測などの用途
に地図情報システムを使う際に、地図情報の入力と解析
とを別のプロセスとして考えてしまうと、現地で入力作
業を行って、事務所に戻って解析をしてからデータの不
足が明らかになるなどの問題が起こることがあった。

【００１２】そこで、現地で地図情報の入力作業を行う
際に、収集されたデータがどれくらい実際の状況を反映
しているかということを判別し得る地図情報入出力シス
テムがあれば、入力作業が効率的に行え、事務所に戻っ
てからデータの不足に気づくということもない。

【００１３】また、農薬の散布量を自動調整するような
用途の場合、どこでどれくらいの量の農薬を散布して、
それがどのような広がりかたをしたかというデータに基
づいて、あとどれくらい農薬を散布したらよいのかを自
動調整できるシステムがあれば、便利である。この場合
には、上述の場合と同様に、どこでどれくらいの量の農
薬を散布したかという地図情報を収集しながら、その広
がり具合を解析し、これに基づき散布弁が調整できれ
ば、作業を終了して、事務所に戻ってから散布が足りな
いところに気づいて再び現場に出向くという手間も省け
る。

【００１４】本発明の目的は、入出力部を備え、地図情
報の収集、地図情報の解析、解析結果の表示や結果に基
づくアクチュエータの制御をオンラインで行うことによ
り、農場管理、造成地管理、環境計測等の作業を効率化
することが可能な地図情報解析装置を実現することであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明は、上記目的を達成するため、次のように
構成される。すなわち、入出力部を備えた地図情報解析
装置であって、位置を計測する位置センサと操作者から
の情報を受け取る入力デバイスと上記位置センサ及び入
力デバイスからの情報を入力し、地図情報データを作成
する入力処理手段とを有するデータ入力部と、上記デー
タ入力部が入力したデータを記憶する第１の地図情報メ
モリと、上記第１の地図情報メモリに記憶された地図情
報データを解析するデータ解析部と、上記データ解析部
が地図情報データを解析した結果を記憶する第２の地図
情報メモリと、上記第２の地図情報メモリに記憶された
解析結果を表示する表示デバイスと、を備える。

【００１６】（２）また、入出力部を備えた地図情報解
析装置であって、位置を計測する位置センサと外部のセ
ンサからの情報を内部で処理するための形式に変換する
入力インタフェースと操作者からの情報を受け取る入力
デバイスと上記位置センサ及び入力デバイスからの情報
を入力する手順が書込まれている入力手順メモリとこの
入力手順メモリに従ってデータを入力し、地図情報デー
タを作成する入力処理手段とを有するデータ入力部と、
上記データ入力部が入力したデータを記憶する第１の地
図情報メモリと、上記第１の地図情報メモリに記憶され
た地図情報データを解析する手順が記憶されている解析
手順メモリとこの解析手順メモリに記憶された解析手順
に従って、地図情報データを解析するデータ解析手段と
を有するデータ解析部と、上記データ解析部が地図情報
データを解析した結果を記憶する第２の地図情報メモリ
と、上記第２の地図情報メモリに記憶された解析結果を
表示する表示デバイスと上記解析結果に基づき、上記解
析結果を外部のアクチュエータを操作するアクチュエー
タ制御信号に変換する出力インタフェースと上記表示デ
バイスへの表示出力及び上記アクチュエータ制御信号の
出力の出力手順を記憶する出力手順メモリとこの出力手
順メモリに記憶された出力手順に従って表示デバイスへ
の表示及び上記アクチュエータの制御を行う出力処理手
段とを有するデータ出力部と、を備える。

【００１７】（３）好ましくは、上記（２）において、
上記入力処理手段は、上記位置センサからの地形起伏情
報と入力デバイスからの属性情報とを第１の地図情報メ
モリに書き込み、データ解析部は、第１の地図情報メモ
リの点データを補間して面データ再現し第２の地図情報
メモリに書き込み、データ出力部は、上記起伏情報と属
性情報とを表示デバイスに表示させ、地形測量を効率化
する。

【００１８】（４）また、好ましくは、上記（２）にお
いて、上記外部のセンサは、農薬を散布する移動体の速
度計、風速計、移動体の姿勢センサ、散布弁開度センサ
であり、上記外部のアクチュエータは、農薬の散布弁で
あり、データ解析部は、上記外部のセンサからの、速
度、風速、姿勢、散布弁開度に基づいて、地表の農薬濃
度を計算し、データ出力部は、計算された農薬濃度を表
示するとともに散布弁の開度を自動調節し、農薬散布機
能を有する。

【００１９】データ入力部の位置センサは、位置座標を
計測し、入力インタフェースは各種センサからの情報を
受け取り、入力処理手段が受け付けられるデータ形式に
変換し、入力デバイスは操作者による入力情報を受取
る。入力手順メモリには情報を入力するための手順が記
憶してあり、この手順に従って入力処理手段は、位置セ
ンサ、入力インタフェース、入力デバイスからの情報を
第１の地図情報メモリに書込む。

【００２０】データ解析部は、解析手順メモリに記憶さ
れている解析手順に従って解析手段は、第１の地図情報
メモリに記憶されている地図情報を解析し、その結果を
第２の地図情報メモリに書込む。

【００２１】データ出力部の出力処理手段は、出力手順
メモリに書込まれている様式に従って、第２の地図情報
メモリに書込まれている解析結果を表示デバイスに表示
したり、あるいは位置センサで計測される位置に対応す
る制御量を計算して出力インタフェースを通してアクチ
ュエータに出力する。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の基本的な実施形態を〔第
１の実施形態：基本構成〕で説明し、本発明を地形測量
に適用した例を〔第２の実施形態：起伏地形測量への適
用〕で、農薬散布に適用した例を〔第３の実施形態：農
薬散布への適用〕で説明する。

【００２３】〔第１の実施形態：基本構成〕本発明の基
本的な形態である第１の実施形態の概略構成を図１に示
す。本発明は、各種センサからの情報、入力デバイスか
らの属性情報、および位置情報の組み合わせを入力して
いくデータ入力部１と、入力したデータを記憶しておく
地図情報メモリａ１６と、入力された地図データを解析
するデータ解析部２と、解析した結果を書込む地図情報
メモリｂ３６と、解析したデータを表示したり、解析し
たデータをもとにアクチュエータを制御するデータ出力
部３とに大きく分けられる。

【００２４】本システムのデータ入力部１は、位置セン
サ１１と、入力インタフェース１２と、入力デバイス１
３と、入力処理装置１４と、入力手順メモリ１５から構
成される。

【００２５】位置センサ１１としては、ＧＰＳ、慣性航
法装置、あるいはＧＰＳと慣性航法装置とを融合したシ
ステムなどのように、緯度・経度・高さ情報、あるい
は、ある座標系におけるＸＹＺ座標を出力するようなセ
ンサを想定している。

【００２６】入力インタフェース１２は、例えばＡ／Ｄ
変換器やＲＳ２３２Ｃインタフェースのようなものであ
り、各種センサ４からの信号を、入力処理装置１４が処
理できる形式に変換する機能を有する。入力デバイス１
３としては、キーボードやタッチペンのようなものであ
り、この入力デバイス１３からは、例えば植生情報や土
地利用情報のような、属性情報が入力される。

【００２７】入力手順メモリ１５の入力手順の動作を図
４のフローチャートに示し、そのプログラムの一例を図
５に示す。図４のステップ１００において、入力処理装
置１４により、時刻の初期設定が行われる（ｔ＝０）。
次に、ステップ１０１において、入力デバイス１３にス
タートが入力されたか否かを判断し、スタートが入力さ
れた場合には、ステップ１０２に進む。

【００２８】そして、ステップ１０２において、時刻ｔ
が増加され（ｔ←ｔ＋１）、ステップ１０３において、
位置センサ１１のデータが地図情報メモリａ１６の（ｔ
行，１列）に書き込まれる。続いて、ステップ１０４に
おいて、入力デバイス１３からのデータが、地図情報メ
モリａ１６の（ｔ行，２列）に書き込まれる。そして、
ステップ１０５において、入力デバイス１３にストップ
が入力されたか否かが入力処理装置１４により判断さ
れ、入力されていない場合には、ステップ１０２に戻
る。ステップ１０５において、入力デバイス１３にスト
ップが入力された場合には、処理は終了となる。

【００２９】また、図５において、入力手順メモリ１５
には、ｇｅｔ（位置センサ，１，ｔ）のように、センサ
４、入力デバイス１３、位置センサ１１からの情報を地
図情報メモリａ１６のどこに書込むかということと、ｉ
ｆ（入力デバイス≠ｓｔａｒｔ）やｇｏｔｏ ＭＫ１の
ように、処理の流れを制御する命令が書込まれている。

【００３０】図５に示す入力手順の４行目のｇｅｔ（位
置センサ，１，ｔ）は位置センサ１１の情報を地図情報
メモリａ１６の（ｔ行、１列）の欄に書込むという意味
で、５行目のｇｅｔ（入力デバイス，２，ｔ）は、入力
デバイス１３から入力される芝地なのかクローバ（牧
草）なのか砂地なのかといった属性データを地図情報メ
モリａ１６の（ｔ行、２列）の欄に書込むという意味で
ある。

【００３１】この取込ルーチンは、図５の入力手順の２
行目に示されるように、入力デバイス１３からｓｔａｒ
ｔの信号が入力されたときに開始され、ｇｏｔｏ ＭＫ
２によってループされ、６行目に示されるように入力デ
バイス１３からｓｔｏｐの信号が入力されたときに終了
される。この入力手順メモリ１５の内容に従って、入力
処理装置１４は、センサ４、入力デバイス１３、位置セ
ンサ１１からの情報を地図情報メモリａ１６に書込む。

【００３２】地図情報メモリａ１６の一例を図２に示
す。この例では、第１列には位置センサによって計測さ
れた位置が、第２列には入力デバイスから入力された、
芝等の属性情報が、順番に並べられている。

【００３３】図１に示したデータ解析部２は、解析手順
メモリ２１と、解析装置２２とを備える。解析手順メモ
リ２１に格納された内容には、地図情報メモリａ１６の
どこから情報を読み出してきて、どのような計算をし
て、計算結果を地図情報メモリｂ３６のどこに書込むか
ということが指示されている。

【００３４】解析手順メモリ２１に書込まれている解析
手順の動作を図６のフローチャートに示し、そのプログ
ラムの一例を図７に示す。なお、この例は、まばらにあ
る測量点を補間して、（ｘ，ｙ）それぞれの方向に等間
隔に並んだ点の高さを求める手順である。解析内容は、
適用例によって異なるので、詳細は〔第２の実施形態〕
及び〔第３の実施形態〕にて説明する。

【００３５】解析装置２２は、解析手順メモリ２１に格
納された内容に従って、地図情報メモリａ１６に格納さ
れた内容を解析し、解析結果を地図情報メモリｂ３６に
書込む。地図情報メモリｂ３６の一例を図３に示す。こ
の図３の例では、第１列、第２列は、ｘ軸及びｙ軸、そ
れぞれの方向でみた点の番号を示し、第３列はその点の
属性、第４列はその点の高さを示す。

【００３６】本システムのデータ出力部３は、出力手順
メモリ３５と、出力処理装置３４と、位置センサ３１
と、出力インタフェース３２と、表示デバイス３３とを
備える。出力手順メモリ３５の出力手順の動作を図８の
フローチャートに示し、そのプログラムの一例を図９に
示す。出力手順メモリ３５には、地図情報メモリｂ３６
のどこに書込まれている内容を表示デバイス３３に出力
するのか、あるいはどのアクチュエータ５に出力するの
か、という命令と、処理の流れを制御する命令が書込ま
れている。

【００３７】図８のステップ３００において、出力処理
装置３４は、入力デバイス１３にスタートが入力された
か否かを判断し、入力された場合には、ステップ３０１
に進み、位置センサ３１のデータを点ｔｅｍｐとして書
き込む。次に、ステップ３０２において、（ｘ，ｙ）を
初期化する。

【００３８】そして、ステップ３０３において、初期化
した（ｘ，ｙ）と上記点ｔｅｍｐとの距離が、所定の設
定値より小さいか否かを判断し、小さくない場合には、
ステップ３０６に進み、小さい場合には、ステップ３０
４に進む。このステップ３０４において、地図情報メモ
リｂ３６のｔ行、４列（ｔ，４）のデータを表示デバイ
ス３３に送る。次に、ステップ３０５において、地図情
報メモリｂ３６のｔ行、３列（ｔ，３）のデータを表示
デバイス３３に送る。

【００３９】続いて、ステップ３０６において、出力処
理装置３４は、全ての座標（ｘ，ｙ）が終了したか、否
かを判断し、終了していなければ、ステップ３０７にお
いて、次の座標（ｘ，ｙ）を設定して、ステップ３０３
に戻る。そして、上述したステップ３０３〜３０５を実
行する。

【００４０】ステップ３０６において、全ての座標
（ｘ，ｙ）が終了したと判断した場合には、ステップ３
０８に進む。このステップ３０８において、入力デバイ
ス１３にストップが入力されたか否かを判断し、ストッ
プが入力されていれば、処理は終了する。また、ステッ
プ３０８において、入力デバイス１３にストップが入力
されていなければ、ステップ３０１に戻り、上述したス
テップ３０１〜３０８が実行される。

【００４１】また、図９において、例えば、ｓｅｎｄ
（表示デバイス３，ｔ）は地図情報メモリｂ３６の（ｔ
行、３列）のデータを表示デバイス３３に出力するとい
う命令を表す。また、ｆｏｒ（ ∀ｘ，∀ｙ）ｉｆ（ｄ
ｉｓｔ（ｔｍｐ，ｘ，ｙ）＜設定値）というのは、点
（ｘ，ｙ）と点ｔｍｐとの距離が設定値未満の全ての
（ｘ，ｙ）について｛｝内の処理を行うということであ
る。出力処理装置３４はこの出力手順に従い、地図情報
メモリｂ３６の内容を表示デバイス３３に表示したり、
出力インタフェース３２を通してアクチュエータ５に出
力する。出力インタフェース３２としては、例えばＤ／
Ａ変換器やＲＳ２３２Ｃインタフェースなどを想定して
いる。

【００４２】上述したように、この第１の実施形態によ
れば、入出力部を備えた地図情報解析装置を実現するこ
とができ、地図データの入力、解析、出力をオンライン
で行うことにより、現場における地図データ収集を行い
ながらその解析結果の確認や、解析結果に基づいた制御
が可能となり、測量作業や各種屋外作業を効率化するこ
とができる。

【００４３】〔第２の実施形態：地形測量への適用〕本
発明の〔第１の実施形態：基本構成〕をベースにした応
用システムの一例として、ここでは起伏状況や植生状況
に関する地図を作成する地形測量システムを説明する。

【００４４】地形を計測するには、測量によって点の座
標値や点の属性を集めて、これに基づいて、点と点との
間を補間して地形を再現するのであるが、全体を一様の
間隔で測量するのではなく、起伏のゆるいところや植生
境界線が滑らかなところは粗い間隔で測量し、起伏の変
化の激しいところや植生境界の入り組んでいるところは
細かい間隔で測量するのが効果的である。

【００４５】このときに、既に測量した座標値に基づい
て補間した地形を表示することができれば、この表示と
実際の地形とを見比べて、一致していない部分について
のみさらに測量を行えばいいので、効率的に測量作業が
できる。このような地形測量システムについて、ここで
は説明する。

【００４６】地形測量システムの構成は、図１に示した
〔第１の実施形態〕の構成と同じである。データ入力部
１では、入力手順メモリ１５の内容に従って位置センサ
１１から緯度経度高さなどの位置情報が地図情報メモリ
ａ１６に記録され、入力デバイス１３から植生等の属性
情報が、同じく地図情報メモリａ１６に記録される。こ
の場合の入力手順メモリ１５の内容を図５に示す。

【００４７】データ解析部２では、地図情報メモリａ１
６に記録されている測量結果に基づいて、地面の形状を
再現するためにデータの補間を行う。補間後に地図情報
メモリｂ３５に記録されるデータを図３に示す。

【００４８】解析の手順の動作を図６のフローチャート
に示す。ここでは、測量点（図２０の×印）のなかから
補間によって高さを求めたい点（図２０の☆印）に最も
近い３つの測量点（図２０の□印）を取り、補間したい
点が、この３点を通る平面上にあると考えて、この高さ
を求める。

【００４９】ｍｉｎ１、ｍｉｎ２、ｍｉｎ３は補間した
い点（ｘ，ｙ）に１番近い点までの距離、２番目に近い
点までの距離、３番目に近い点までの距離を表す。

【００５０】図６のステップ２００において、解析装置
２２は、（ｘ，ｙ）の初期設定を行い、ステップ２０１
において、最小距離の初期値を設定する。つまり、ｍｉ
ｎ１、ｍｉｎ２、ｍｉｎ３に１０００を設定する。そし
て、ステップ２０２において、ｔに０を設定する。

【００５１】次に、ステップ２０３において、地図情報
メモリａ１６のｔ行、１列（ｔ，１）の位置と上記点
（ｘ，ｙ）との距離をｄに代入する。そして、ステップ
２０４において、解析装置２２は、ｄがｍｉｎ１より小
か否かを判断し、小であれば、ステップ２０５に進み、
ｍｉｎ１にｄを代入し、ｍｉｎ２にｍｉｎ１を代入し、
ｍｉｎ３にｍｉｎ２を代入する。また、ｌｏｃ１にｔを
代入し、ｌｏｃ２にｌｏｃ１を代入し、ｌｏｃ３にｌｏ
ｃ２を代入する。そして、ステップ２１０に進む。

【００５２】また、ステップ２０４において、ｄがｍｉ
ｎ１より以上であれば、ステップ２０６に進む。ステッ
プ２０６において、解析装置２２は、ｄがｍｉｎ２より
小か否かを判断し、小であれば、ステップ２０７に進
み、ｍｉｎ２にｄを代入し、ｍｉｎ３にｍｉｎ２を代入
し、ｌｏｃ２にｔを代入し、ｌｏｃ３にｌｏｃ２を代入
する。そして、ステップ２１０に進む。

【００５３】また、ステップ２０６において、ｄがｍｉ
ｎ２より以上であれば、ステップ２０８に進む。ステッ
プ２０８において、解析装置２２は、ｄがｍｉｎ３より
小か否かを判断し、小であれば、ステップ２０９に進
み、ｍｉｎ３にｄを代入し、ｌｏｃ３にｔを代入する。
そして、ステップ２１０に進む。また、ステップ２０８
において、ｄがｍｉｎ３より以上であれば、ステップ２
１０に進む。

【００５４】次に、ステップ２１０において、解析装置
２２は、全てのｔが終了したか否かを判定し、終了して
いなければ、ステップ２１１に進み、ｔ＋１をｔに設定
して、ステップ２０３に戻る。ステップ２１０におい
て、全てのｔが終了したならば、ステップ２１２に進
む。

【００５５】ステップ２１２において、次式（１）を満
足する係数ａ、ｂ、ｃを算出する。 ｐ＝ａ・ｌｏｃ１＋ｂ・ｌｏｃ２＋ｃ・ｌｏｃ３ −−−（１） 上記（１）式は、補間したい点ｐを、ｌｏｃ１、ｌｏｃ
２、ｌｏｃ３から算出する式であり、この場合、補間す
る点は、（ｘ，ｙ）であるので、（ｘ，ｙ）をｐに代入
し、係数ａ、ｂ、ｃを算出する。

【００５６】次に、ステップ２１３において、点（ｘ，
ｙ）の高さｚを次式（２）を用いて算出する。 ｚ＝ａ・（ｌｏｃ１のｚ座標）＋ｂ・（ｌｏｃ２のｚ座標） ＋ｃ・（ｌｏｃ３のｚ座標） −−−（２） 上記式（２）の係数ａ、ｂ、ｃは、上記式（１）を用い
て算出した係数である。

【００５７】そして、ステップ２１４において、解析装
置２２は、全ての点（ｘ，ｙ）が終了したか否かを判断
し、終了していなければ、ステップ２１５に進み、次の
点である（ｘ，ｙ）を設定して、ステップ２０１に戻
る。以降、上述したステップ２０１〜２１４を実行す
る。ステップ２１４において、全ての点（ｘ，ｙ）が終
了すると、処理も終了する。

【００５８】こうして補間された地図情報は、地図情報
メモリｂ３６に記録される。データ出力部３では、この
ように作成された地図情報メモリｂ３６の内容を、表示
デバイス３３に表示する。この表示デバイス３３の表示
をみれば、その時点までに測量されたデータでどれくら
い実際の地形に一致しているかが判断できる。その後
は、一致していない部分を測量すればよいこととなる。

【００５９】また、図７において、ｍｉｎ１、ｍｉｎ
２、ｍｉｎ３は、上述したように、補間したい点（ｘ，
ｙ）に１番近い点までの距離、２番目に近い点までの距
離、３番目に近い点までの距離を表す。

【００６０】図７における、２〜４行では、これらの距
離ｍｉｎ１、ｍｉｎ２、ｍｉｎ３に適当な値（１００
０）を代入しておく。６行目では補間したい点とｔ番目
の測量点の間の距離を求め、５〜１９行のルーチンで補
間したい点（ｘ，ｙ）に１番近い点、２番目に近い点、
３番目に近い点を探し出す。そして、２０行と２１行で
この３つの点をもとに補間したい点のｚ座標を求める。

【００６１】図７において、（ａ，ｂ，ｃ）＝ｆ（ｘ，
ｙ，ｌｏｃ１，ｌｏｃ２，ｌｏｃ３）は、上記式（１）
の係数ａ、ｂ、ｃを算出するための式であり、ｚ（ｌｏ
ｃ１）はｌｏｃ１のｚ座標という意味である。

【００６２】上述したように、この第２の実施形態によ
れば、入出力部を備えた地図情報解析装置を実現するこ
とができ、地図データの入力、解析、出力をオンライン
で行うことにより、現場における地図データ収集を行い
ながらその解析結果の確認や、解析結果に基づいた制御
が可能となり、測量作業を効率化することができる。

【００６３】つまり、この第２の実施形態によれば、測
量を行いながら収集されたデータを補間してその結果を
表示することにより、測量をする細かさの程度の調節が
適切に行えるようになり、測量の手間が省ける。

【００６４】〔第３の実施形態：農薬散布への適用〕本
発明の〔第１の実施形態：基本構成〕をベースにした応
用システムの一例として、ここでは飛行体による農薬散
布量の自動調整を説明する。

【００６５】最近、農薬散布の際の作業者への農薬の影
響が問題になり、農薬散布用飛行体のラジコン化が進め
られている。ラジコンで飛行体を操縦することは搭乗し
て操縦することより難しく、作業エリアの地図と、作業
エリアにおける飛行体の軌跡をラジコン操縦者に提示す
るなどの情報支援があることが望ましい。

【００６６】また、飛行体で農薬散布を行うには、風の
影響も考慮して、農薬がどこに着地したかを知り、それ
に応じてそれ以降の農薬散布計画をたてることが望まし
いし、さらに農薬散布弁の自動調整ができれば作業の効
率は一層あがる。

【００６７】このような農薬散布支援システムについ
て、ここでは説明する。農薬散布支援システムの構成
は、図１０に示すように、〔実施形態１〕の基本構成
に、センサとして速度計４１、風速計４２、姿勢センサ
４３、散布弁開度センサ４４をとりつけ、アクチュエー
タとして散布弁５１を取り付けたものであり、他の構成
は同様となっている。

【００６８】図１０において、データ入力部１では、入
力手順メモリ１５の内容に従って位置センサ１１、速度
計４１、風速計４２、姿勢センサ４３、散布弁開度セン
サ４４の内容が地図情報メモリａ１６に記録される。こ
の場合の入力手順メモリ１５の内容を図１４に示す。ど
のセンサ情報を地図情報メモリａ１６のどこに書込むの
かということが入力手順メモリ１５には書込まれてい
る。

【００６９】入力手順メモリ１５の入力手順の動作を図
１３のフローチャートに示す。図１３のステップ４００
において、入力処理装置１４により、時刻の初期設定が
行われる（ｔ＝０）。次に、ステップ４０１において、
入力デバイス１３にスタートが入力されたか否かを判断
し、スタートが入力された場合には、ステップ４０２に
進む。

【００７０】そして、ステップ４０２において、時刻ｔ
が増加され（ｔ←ｔ＋１）、ステップ４０３において、
位置センサ１１のデータが地図情報メモリａ１６の（ｔ
行，１列）に書き込まれる。続いて、ステップ４０４に
おいて、散布弁開度センサ４４からのデータが、地図情
報メモリａ１６の（ｔ行，２列）に書き込まれる。

【００７１】次に、ステップ４０５において、風速計４
２からのデータが地図情報メモリａ１６の（ｔ行，３
列）に書き込まれる。続いて、ステップ４０６におい
て、速度計４１からのデータが、地図情報メモリａ１６
の（ｔ行，４列）に書き込まれ、ステップ４０７におい
て、姿勢センサ４３からのデータが、地図情報メモリａ
１６の（ｔ行，５列）に書き込まれる。

【００７２】そして、ステップ４０８において、入力デ
バイス１３にストップが入力されたか否かが入力処理装
置１４により判断され、入力されていない場合には、ス
テップ４０２に戻る。ステップ４０８において、入力デ
バイス１３にストップが入力された場合には、処理は終
了となる。

【００７３】また、図１４において、入力手順メモリ１
５には、ｇｅｔ（位置センサ，１，ｔ）のように、セン
サ４、入力デバイス１３、位置センサ１１、散布弁開度
センサ４４等からの情報を地図情報メモリａ１６のどこ
に書込むかということと、ｉｆ（入力デバイス≠ｓｔａ
ｒｔ）やｇｏｔｏ ＭＫ１のように、処理の流れを制御
する命令が書込まれている。

【００７４】地図情報メモリａ１６を図１１に示す。こ
の図１１の例では、第１列に位置センサ１１によって計
測された位置が、第２列に散布弁開度センサ４３によっ
て計測される散布量が、第３列に風速計４２によって計
測される風速ベクトルが、第４列に速度計４１によって
計測される速度が、第５列に姿勢センサ４３によって計
測される姿勢が、順番に書込まれている。

【００７５】データ解析部２では、地図情報メモリａ１
６に記録されている散布情報に基づいて、地上での農薬
濃度と、さらに散布すべき農薬量とに変換される。解析
の手順の動作フローチャートを図１８に示し、そのプロ
グラムの例を図１９に示す。ここでは、図１７に示すよ
うに、飛行体３２０の位置がＲ、速度がｖ、姿勢がΦ、
風速ｕのとき、量ｍの農薬を散布するときの地上の位置
ｒに到着する農薬の量を表す関数ｆ（ｒ−Ｒ，ｍ，ｕ，
ｖ，Φ）を用いて地上の農薬量の増加分ｎ（ｒ）を求
め、これを累積することで地上での農薬濃度ｄ２（２，
ｒ）を求め、地図情報メモリｂ３６に書込む。

【００７６】さらに、目標濃度との差をとって、さらに
まくべき農薬量ｄ２（３，ｒ）を求め、地図情報メモリ
ｂ３６に書込む。この例での地図情報メモリｂ３６を図
１２に示す。図１２において、地図情報メモリｂ３６の
第１列には位置が、第２列には散布された農薬の濃度
が、第３列にはさらにまくべき農薬の量が書込まれてい
る。

【００７７】ここで、解析手順につき、図１８を用いて
説明する。図１８のステップ６００において、解析装置
２２により、時刻の初期設定が行われる（ｔ＝０）。次
に、ステップ６０１において、入力デバイス１３にスタ
ートが入力されたか否かを判断し、スタートが入力され
た場合には、ステップ６４０２に進む。

【００７８】そして、ステップ６０２において、時刻ｔ
が増加され（ｔ←ｔ＋１）、ステップ６０３において、
地図情報メモリａ１６の（ｔ行，１列）に書き込まれた
データがＲに代入される。続いて、ステップ６０４にお
いて、地図情報メモリａ１６の（ｔ行，２列）に書き込
まれデータがｍに代入される。

【００７９】次に、ステップ６０５において、地図情報
メモリａ１６の（ｔ行，３列）に書き込まれデータがｕ
に代入され、ステップ６０６において、地図情報メモリ
ａ１６の（ｔ行，４列）に書き込まれデータがｖに代入
され、ステップ６０７において、地図情報メモリａ１６
の（ｔ行，５列）に書き込まれデータがΦに代入され
る。

【００８０】続いて、ステップ６０８において、ｒが初
期設定され、ステップ６０９において、関数ｆ（ｒ−
Ｒ，ｍ，ｕ，ｖ，Φ）が計算され、農薬の増加分ｎ
（ｒ）が算出される。そして、ステップ６１０におい
て、全ての位置ｒについて計算されたか否かが判断さ
れ、全ての位置ｒについては、計算されていない場合に
は、ステップ６１１に進み、次の位置ｒを設定してステ
ップ６０９に戻る。

【００８１】ステップ６１０において、全ての位置ｒに
ついて、計算されている場合には、ステップ６１２に進
み、位置ｒが初期設定される。次に、ステップ６１３に
進み、地図情報メモリｂ３６の（ｒ行，２列）のデータ
にｎ（ｒ）を加える。そして、ステップ６１４におい
て、解析装置２２は、全ての位置ｒについて、地図情報
メモリｂ３６の（ｒ行，２列）のデータにｎ（ｒ）を加
算したか否かを判断し、加算していなければ、ステップ
６１５に進む。このステップ６１５において、次の位置
ｒを設定し、ステップ６１３に戻る。

【００８２】ステップ６１４において、全ての位置ｒに
ついて、加算している場合には、ステップ６１６に進
み、地図情報メモリｂ３６の（ｒ行，３列）のデータに
目標値であるメモリｂ３６の（ｒ行，２列）のデータを
加える。そして、ステップ６１７において、解析装置２
２は、入力デバイス１３にストップが入力されたか否か
を判断し、入力されていない場合には、ステップ６０２
に戻る。ステップ６１７において、入力デバイス１３に
ストップが入力された場合には、処理は終了となる。

【００８３】データ出力部３では、このように作成され
た地図情報メモリｂ３６の内容を、出力手順メモリ３５
に従って表示デバイス３３に表示する。出力手順メモリ
３５に格納された出力手順の動作フローチャートを図１
５に示し、そのプログラムの例を図１６に示す。

【００８４】図１５のステップ５００において、出力処
理装置３４により、時刻の初期設定が行われる（ｔ＝
０）。次に、ステップ５０１において、入力デバイス１
３にスタートが入力されたか否かを判断し、スタートが
入力された場合には、ステップ５０２に進む。

【００８５】そして、ステップ５０２において、時刻ｔ
が増加され（ｔ←ｔ＋１）、ステップ５０３において、
地図情報メモリｂ３６の（ｔ行，３列）のデータが、散
布弁５１に送られる。

【００８６】次に、ステップ５０４において、地図情報
メモリｂ３６の（ｔ行，１列）に書き込まれたデータ
が、表示デバイス３３に送られ、ステップ５０５におい
て、地図情報メモリｂ３６の（ｔ行，２列）に書き込ま
れたデータが、表示デバイス３３に送られる。

【００８７】そして、ステップ５０６において、入力デ
バイス１３にストップが入力されたか否かが出力処理装
置３４により判断され、入力されていない場合には、ス
テップ５０２に戻る。ステップ５０６において、入力デ
バイス１３にストップが入力された場合には、処理は終
了となる。

【００８８】また、図１６において、出力手順メモリ３
５には、ｓｅｎ（散布弁，３，ｔ）のように、地図情報
メモリｂ３６に書き込まれた、どの情報を、散布弁５
１、表示デバイス３３に送るかということと、ｉｆ（入
力デバイス≠ｓｔａｒｔ）やｇｏｔｏ ＭＫ２のよう
に、処理の流れを制御する命令が書込まれている。

【００８９】このようにして、地図情報メモリｂ３６の
内容が、表示デバイス３３に表示されれば、操作者が表
示デバイス３３の表示をみれば、その時点までに散布さ
れた農薬の地表での濃度がわかる。また、出力手順メモ
リ３５に格納された出力手順に従って、目標濃度との差
と風速、進行速度をもとに散布弁５１の開度を制御す
る。

【００９０】上述したように、この第３の実施形態によ
れば、入出力部を備えた地図情報解析装置を実現するこ
とができ、地図データの入力、解析、出力をオンライン
で行うことにより、現場における地図データ収集を行い
ながらその解析結果の確認や、解析結果に基づいた制御
が可能となる。

【００９１】つまり、この第３の実施形態によれば、農
薬散布を行いながら、地表での農薬濃度を計算してこれ
を表示することで、その後の飛行体の移動経路を適切に
計画でき、さらに、農薬散布弁の調節を自動で行える。

【００９２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、次のような効果がある。入出力部を備え、
地図情報の収集、地図情報の解析、解析結果の表示や結
果に基づくアクチュエータの制御をオンラインで行うこ
とにより、農場管理、造成地管理、環境計測等の作業を
効率化することが可能な地図情報解析装置を実現するこ
とができる。

【００９３】そして、地図データの入力、解析、出力を
オンラインで行うことにより、現場における地図データ
収集を行いながらその解析結果の確認や、解析結果に基
づいた制御が可能となり、測量作業や各種屋外作業が効
率化できる。

【００９４】また、この発明を適用した地形計測装置で
は、測量データをもとに補間した起伏・属性データを表
示することで、測量の細かさを調節することができる。

【００９５】さらに、この発明を適用した農薬散布装置
では、地表の農薬濃度を求めて表示することで飛行体の
経路計画を適切にし、また、農薬散布弁の調節を自動化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入出力部を備えた地図情報解析装置の
第１の実施形態の概略構成図である。

【図２】本発明の地図情報解析装置の一実施形態におけ
る地図情報メモリのデータ構造の一例である。

【図３】本発明の地図情報解析装置の一実施形態におけ
る地図情報メモリのデータ構造の一例である。

【図４】本発明の地図情報解析装置の一実施形態におけ
る入力手順の動作フローチャートである。

【図５】図４の例における入力手順のプログラムの一例
である。

【図６】本発明の地図情報解析装置の一実施形態におけ
る解析手順の動作フローチャートである。

【図７】図６の例における解析手順のプログラムの一例
である。

【図８】本発明の地図情報解析装置の一実施形態におけ
る出力手順の動作フローチャートである。

【図９】図８の例における出力手順のプログラムの一例
である。

【図１０】本発明の入出力部を備えた地図情報解析装置
の第３の実施形態の概略構成図である。

【図１１】本発明の第３の実施形態における地図情報メ
モリのデータ構造の一例である。

【図１２】本発明の第３の実施形態における地図情報メ
モリのデータ構造の一例である。

【図１３】本発明の地図情報解析装置の一実施形態にお
ける入力手順の動作フローチャートである。

【図１４】図１３の例における入力手順のプログラムの
一例である。

【図１５】本発明の地図情報解析装置の一実施形態にお
ける出力手順の動作フローチャートである。

【図１６】図１５の例における出力手順のプログラムの
一例である。

【図１７】飛行体による農薬散布の状態を説明する図で
ある。

【図１８】本発明の地図情報解析装置の一実施形態にお
ける解析手順の動作フローチャートである。

【図１９】図１８の例における解析手順のプログラムの
一例である。

【図２０】本発明の地図情報解析装置の一実施形態にお
ける処理手順を説明するための図である。

【符号の説明】

１ データ入力部 ２ データ解析部 ３ データ出力部 １１ 位置センサ １２ 入力インタフェース １３ 入力デバイス １４ 入力処理装置 １５ 入力手順メモリ １６ 地図情報メモリa ２１ 解析手順メモリ ２２ 解析装置 ３１ 位置センサ ３２ 出力インタフェース ３３ 表示デバイス ３４ 出力処理装置 ３５ 出力手順メモリ ３６ 地図情報メモリb ４１ 速度計 ４２ 風速計 ４３ 姿勢センサ ４４ 散布弁センサ ５１ 散布弁 ３２０ 飛行体 ３３０ 地面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神谷 敬之 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立製作所産業機器事業部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】位置を計測する位置センサと、操作者から
   の情報を受け取る入力デバイスと、 上記位置センサ及び入力デバイスからの情報を入力し、
   地図情報データを作成する入力処理手段とを有するデー
   タ入力部と、 上記データ入力部が入力したデータを記憶する第１の地
   図情報メモリと、 上記第１の地図情報メモリに記憶された地図情報データ
   を解析するデータ解析部と、 上記データ解析部が地図情報データを解析した結果を記
   憶する第２の地図情報メモリと、 上記第２の地図情報メモリに記憶された解析結果を表示
   する表示デバイスと、を備えることを特徴とする入出力
   部を備えた地図情報解析装置。
2. 【請求項２】位置を計測する位置センサと、外部のセン
   サからの情報を内部で処理するための形式に変換する入
   力インタフェースと、操作者からの情報を受け取る入力
   デバイスと、上記位置センサ及び入力デバイスからの情
   報を入力する手順が書込まれている入力手順メモリと、
   この入力手順メモリに従ってデータを入力し、地図情報
   データを作成する入力処理手段とを有するデータ入力部
   と、 上記データ入力部が入力したデータを記憶する第１の地
   図情報メモリと、 上記第１の地図情報メモリに記憶された地図情報データ
   を解析する手順が記憶されている解析手順メモリと、こ
   の解析手順メモリに記憶された解析手順に従って、地図
   情報データを解析するデータ解析手段とを有するデータ
   解析部と、 上記データ解析部が地図情報データを解析した結果を記
   憶する第２の地図情報メモリと、 上記第２の地図情報メモリに記憶された解析結果を表示
   する表示デバイスと、上記解析結果に基づき、上記解析
   結果を外部のアクチュエータを操作するアクチュエータ
   制御信号に変換する出力インタフェースと、上記表示デ
   バイスへの表示出力及び上記アクチュエータ制御信号の
   出力の出力手順を記憶する出力手順メモリと、この出力
   手順メモリに記憶された出力手順に従って表示デバイス
   への表示及び上記アクチュエータの制御を行う出力処理
   手段とを有するデータ出力部と、を備えることを特徴と
   する入出力部を備えた地図情報解析装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の地図情報解析装置におい
   て、上記入力処理手段は、上記位置センサからの地形起
   伏情報と入力デバイスからの属性情報とを第１の地図情
   報メモリに書き込み、データ解析部は、第１の地図情報
   メモリの点データを補間して面データ再現し第２の地図
   情報メモリに書き込み、データ出力部は、上記起伏情報
   と属性情報とを表示デバイスに表示させ、地形測量を効
   率化することを特徴とする入出力部を備えた地図情報解
   析装置。
4. 【請求項４】請求項２記載の地図情報解析装置におい
   て、上記外部のセンサは、農薬を散布する移動体の速度
   計、風速計、移動体の姿勢センサ、散布弁開度センサで
   あり、上記外部のアクチュエータは、農薬の散布弁であ
   り、データ解析部は、上記外部のセンサからの、速度、
   風速、姿勢、散布弁開度に基づいて、地表の農薬濃度を
   計算し、データ出力部は、計算された農薬濃度を表示す
   るとともに散布弁の開度を自動調節し、農薬散布機能を
   有することを特徴とする入出力部を備えた地図情報解析
   装置。