WO2022215136A1 - 情報処理システム、伝搬環境データの処理方法、及びプログラム - Google Patents

情報処理システム、伝搬環境データの処理方法、及びプログラム Download PDF

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    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports

Definitions

  • the present invention relates to an information processing system, a propagation environment data processing method, and a program.
  • ray tracing (or ray tracing) as a method of performing radio wave propagation simulation used for area evaluation of wireless communication systems.
  • radio waves (rays) transmitted from a transmitting point are reflected or diffracted by structures on the way and are traced as the trajectory of each ray to reach the receiving point.
  • ray tracing By summing the power of all rays, we estimate the strength of the radio wave at the receiving point.
  • environmental data propagation environment data
  • LIDAR Light Detection and Ranging
  • the embodiments of the present invention have been made in view of the above problems, and provide an information processing system that reduces the time required to read environmental data used in radio wave propagation simulation.
  • an information processing system includes a dividing unit that divides a target area into a plurality of meshes of a predetermined size; An extraction unit that extracts height information of each of the plurality of meshes using data, and a creation unit that creates mesh data representing the height information of each of the plurality of meshes.
  • FIG. 1 is a diagram (1) for explaining an outline of data processing according to the present embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a diagram (2) for explaining an outline of data processing according to the embodiment
  • 5 is a flowchart illustrating an example of data processing according to the first embodiment
  • 10 is a flowchart illustrating an example of data processing according to Example 2
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an information processing system according to this embodiment.
  • the information processing system 1 implements a data processing unit 10, a storage unit 20, a simulation unit 30, an interface unit 40, and the like, for example, when a computer included in the information processing system 1 executes a predetermined program.
  • a computer included in the information processing system 1 executes a predetermined program.
  • each of the functional configurations described above is not limited to a physical machine (computer), and may be implemented by, for example, a program executed by a virtual machine on a cloud. Further, each functional configuration described above may be distributed and arranged in separate physical machines or virtual machines.
  • the storage unit 20 preliminarily stores environmental data 22 of the target area for radio wave propagation simulation.
  • the environmental data 22 may include, for example, CAD (Computer Aided Design) data 101, building data 102, point cloud data 103, and the like.
  • the CAD data 101 includes, for example, data indicating the width, height, shape, position, etc. of each surface of objects (structures, buildings, etc.) in the target area, and information such as radio wave reflectance on each surface. It is three-dimensional CAD data including The CAD data 101 may be, for example, data input into a three-dimensional CAD or the like by an operator or the like, or data generated based on point cloud data obtained by LIDAR (Light Detection and Ranging) or the like. It can be.
  • LIDAR Light Detection and Ranging
  • the building data 102 is a database (building database) that includes data indicating the width, height, shape, position, etc. of each surface of the building in the target area, and information such as radio wave reflectance on each surface. .
  • the building data 102 includes information on each aspect of the building, such as walls, floors, ceilings, and pillars.
  • the point cloud data 103 is, for example, three-dimensional point cloud data representing the distance to each surface of an object within the target area, obtained using LIDAR or the like.
  • the point cloud data 103 may be three-dimensional environmental map data or the like created based on three-dimensional point cloud information using SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) technology.
  • SLAM Simultaneous Localization and Mapping
  • the storage unit 20 may be, for example, a storage server external to the information processing system 1, a cloud service, or the like.
  • the data processing unit 10 uses the environment data 22 such as the CAD data 101, the building data 102, or the point cloud data 103, for example, to create mesh data of a predetermined area where the simulation unit 30 performs radio wave propagation simulation.
  • the data processing unit 10 has, for example, a dividing unit 11, an extracting unit 12, a creating unit 13, and the like.
  • the dividing unit 11 divides the target area for radio wave propagation simulation into a plurality of meshes. For example, the dividing unit 11 divides the target area 200 into a plurality of meshes 201 of a predetermined size, as shown in FIG. 2A. As an example, the dividing unit 11 divides the target area into a plurality of meshes 201 based on a regional mesh that divides the region into mesh areas based on latitude and longitude.
  • Figure 3 shows the regional mesh division method posted on the website of the Statistics Bureau of the Ministry of Internal Affairs and Communications (https://www.stat.go.jp/data/mesh/m_tuite.html).
  • the division unit 11 divides the target area 200 into a plurality of meshes 201 according to the regional mesh division method of FIG. Note that although the division method of the regional meshes shown in FIG. 3 only specifies up to 1/4 of the regional meshes, the division unit 11 can divide the regional meshes of FIG. It may be expanded like a 1/8 area mesh, a 1/16 area mesh, and so on.
  • the dividing unit 11 divides the target area 200 based on the relative coordinates of the CAD data 101 or the like when the latitude and longitude information is not required, for example, when the simulation unit 30 performs an indoor radio wave propagation simulation. It may be divided into a plurality of meshes 201 .
  • the extraction unit 12 extracts height information of each of the plurality of meshes 201 as shown in FIG. 2A from the environmental data 22, for example.
  • the extracting unit 12 analyzes the CAD data 101 and sets the height information of the mesh 201 to 3 m when there is a structure with a height of 3 m in the mesh 201 .
  • the extraction unit 12 analyzes the building data 102 or other environmental data 22 such as the point cloud data 103, and obtains the height information of the mesh 201. You can extract. Further, the extraction unit 12 analyzes the environment data 22 and sets the height information of the mesh 201 to 0 when the height information of the mesh 201 is not obtained.
  • the creation unit 13 uses the height information 211 of each mesh extracted by the extraction unit 12 to create mesh data 21 as shown in FIG. 2B, for example.
  • the x and y directions correspond to the position of each mesh 201 (for example, latitude, longitude, or row, column, etc.), and each data value corresponds to the height of each mesh 201. information. Therefore, for example, in the mesh data 21, the area 202 with the height information "3" has a structure with a height of 3 m, and the area 203 with the height information "6" has a structure with a height of, for example, "6". It shows that there is a structure with a height of 6m. Also, an area with height information of "0" indicates, for example, that there is no structure.
  • the data processing unit 10 extracts the width, height, shape, position, etc. of each surface of an object (structure, building, etc.) in the target area from the environment data 22 stored in the storage unit 20. can be converted into two-dimensional mesh data 21 as shown in FIG. 2B. Moreover, since this mesh data 21 has the format of image data, it has the feature that it can be read and processed at high speed using a GPU (Graphics Processing Unit).
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the simulation unit 30 reads the mesh data 21 created by the data processing unit 10 and the information such as the radio wave reflectance on each surface included in the environment data 22 from the storage unit 20 or the like, and performs radio wave propagation simulation of the target area. I do.
  • the simulation unit 30 uses a GPU included in the computer to read the mesh data 21 in the form of image data at high speed.
  • the simulation unit 30 uses the read mesh data 21 and information such as the radio wave reflectance on each surface to perform radio wave propagation simulation by ray tracing.
  • radio waves (rays) transmitted from a transmitting point are reflected, diffracted, or transmitted by structures on the way, and then traced as the trajectory of each ray to reach the receiving point.
  • the power of all arriving rays is summed to estimate the strength of the radio wave at the receiving point.
  • the radio wave propagation simulation executed by the simulation unit 30 may use a method other than ray tracing.
  • the data processing unit 10 can omit the process of creating the mesh data 21 when the simulation unit 30 performs the second and subsequent radio wave propagation simulations in the target area. .
  • the interface unit 40 receives, from other systems, an API (Application Programming Interface) for using various functions provided by the information processing system 1, or a UI (User Interface) for the user to use the functions. offer.
  • an API Application Programming Interface
  • UI User Interface
  • the user can use the interface unit 40 to request the data processing unit 10 to generate the mesh data 21 or to perform radio wave propagation simulation.
  • the user uses the interface unit 40 to set or store parameters necessary for radio wave propagation simulation (for example, the position of the transmission point, the position of the reception point, the frequency, the transmission power, etc.)
  • the environment data 22 can be registered in the unit 20 and the like.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of data processing according to the first embodiment; This process is an example of data processing in which the data processing unit 10 creates the mesh data 21 using the environmental data 22 .
  • step S401 the dividing unit 11 of the data processing unit 10 generates, for example, a regional mesh as shown in FIG. 3 or an expanded regional mesh (eg, 1/8 regional mesh, 1/16 regional mesh, . etc.), select a regional mesh that is equal to or smaller than a predetermined size.
  • the predetermined size may be set by the user or another system via the simulation unit 30, or may be preset in the data processing unit 10. Also good.
  • step S402 the dividing unit 11 divides the target area to be processed into a plurality of meshes each having the size of the regional mesh. For example, as shown in FIG. 2A, the dividing unit 11 divides the target area 200 into a plurality of meshes 201 each having the size of the regional mesh selected in step S401.
  • step S403 the extraction unit 12 of the data processing unit 10 acquires the environment data 22 of the target area from the storage unit 20, for example.
  • the environment data 22 uses relative coordinates instead of latitude and longitude
  • the latitude and longitude information of any point of the environment data 22 is obtained in advance and stored in the environment data 22, for example. Good to keep.
  • the data processing unit 10 can associate the relative coordinates of the environmental data 22 with the latitude and longitude.
  • step S404 the data processing unit 10 executes the processes of steps S405 to S408 for each of the plurality of meshes 201.
  • step S405 the extraction unit 12 of the data processing unit 10 extracts the height information of the mesh 201 to be processed among the plurality of meshes 201 from the environment data 22. If there are a plurality of environmental data 22 such as the CAD data 101, the building data 102, and the point cloud data 103, the priority of each data should be determined in advance. In this case, the extraction unit 12 may try to acquire height information from data with a higher priority and extract height information that was acquired first.
  • step S405 the creation unit 13 of the data processing unit 10 determines whether the environment data 22 has height information of the mesh 201 to be processed. For example, when the extraction unit 12 can acquire height information from the environment data 22, the creation unit 13 determines that there is height information. On the other hand, when the extraction unit 12 cannot acquire the height information from the environment data 22, the creation unit 13 determines that there is no height information. If there is height information, the creating unit 13 shifts the process to step S407. On the other hand, if there is no height information, the creating unit 13 shifts the process to step S408.
  • the creation unit 13 When proceeding to step S407, the creation unit 13 inputs the height information extracted by the extraction unit 12 to the mesh data of the mesh 201 to be processed. On the other hand, when proceeding to step S408, the creating unit 13 inputs 0 to the mesh data of the mesh 201 to be processed.
  • the data processing unit 10 can create mesh data 21 as shown in FIG.
  • Example 2 In the first embodiment, an example in which the data processing unit 10 divides the target area into regional meshes as shown in FIG. 3, for example, has been described. However, the data processing unit 10 is not limited to this, and may divide the target area into a plurality of meshes of a predetermined size, for example, based on the relative coordinates of the environment data 22 (for example, the CAD data 101, etc.).
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of data processing according to the second embodiment. This process shows another example of data processing in which the data processing unit 10 creates the mesh data 21 using the environmental data 22 . Among the processes shown in FIG. 5, the processes of steps S404 to S408 are the same as the processes of the first embodiment described with reference to FIG. .
  • step S501 the dividing unit 11 of the data processing unit 10 acquires the environmental data 22 of the target area from the storage unit 20, for example. For example, when radio wave propagation simulation is performed on a certain floor in a building, the dividing unit 11 acquires the environmental data 22 of that floor.
  • the dividing unit 11 divides the target area into a plurality of meshes of a predetermined size. For example, the dividing unit 11 divides the target area 200 into a plurality of meshes 201 of a predetermined size, as shown in FIG. 2A, based on the relative coordinates of the acquired environmental data 22 .
  • step S404 the data processing unit 10 executes the processes of steps S405 to S408 for each of the plurality of meshes 201, as in the first embodiment. Thereby, the data processing unit 10 can create mesh data 21 as shown in FIG. 2B, for example.
  • the simulation unit 30 may, for example, acquire the mesh data 21 and the building data 102 from the storage unit 20 and acquire the ceiling data from the building data 102 .
  • the building data 102 has a smaller amount of data than the CAD data 101 or the point cloud data 103, etc., the effect of shortening the reading time of the environmental data used in the radio wave propagation simulation can be expected.
  • the data processing unit 10 in addition to the mesh data 21 as shown in FIG. 2B, the data processing unit 10 generates another mesh data representing the ceiling height of each mesh in a similar format. You can create it.
  • the simulation unit 30 acquires the mesh data 21 and another mesh data representing the ceiling height from the storage unit 20, and performs radio wave propagation simulation.
  • both the mesh data 21 and the separate mesh data representing the ceiling height have image data formats, so the simulation unit 30 can read the data at high speed using the GPU.
  • the information processing system 1 can be realized, for example, by causing a computer to execute a program describing the processing content described in this embodiment.
  • the above program can be recorded on a computer-readable recording medium (portable memory, etc.), saved, or distributed. It is also possible to provide the above program through a network such as the Internet or e-mail.
  • FIG. 6 is a diagram showing a hardware configuration example of the computer.
  • a computer 600 in FIG. 6 includes a drive device 1000, an auxiliary storage device 1002, a memory device 1003, a CPU 1004, an interface device 1005, a display device 1006, an input device 1007, an output device 1008, and a GPU 1009, which are interconnected via a bus B. etc.
  • a program that implements processing in the computer 600 is provided by a recording medium 1001 such as a CD-ROM or memory card, for example.
  • a recording medium 1001 such as a CD-ROM or memory card, for example.
  • the program is installed from the recording medium 1001 to the auxiliary storage device 1002 via the drive device 1000 .
  • the program does not necessarily have to be installed from the recording medium 1001, and may be downloaded from another computer via the network.
  • the auxiliary storage device 1002 stores installed programs, as well as necessary files and data.
  • the memory device 1003 reads and stores the program from the auxiliary storage device 1002 when a program activation instruction is received.
  • the CPU 1004 implements functions related to each unit described in this embodiment according to programs stored in the memory device 1003 .
  • the interface device 1005 is used as an interface for connecting to the network.
  • a display device 1006 displays a GUI or the like by a program.
  • An input device 1007 is composed of a keyboard, a mouse, buttons, a touch panel, or the like, and is used to input various operational instructions.
  • the output device 1008 outputs the calculation result. Note that the information processing system 1 may not include either or both of the display device 1006 and the input device 1007 .
  • the GPU 1009 is a processor that executes various processes mainly related to image processing (particularly 3D graphics processing) faster than the CPU 1004 .
  • This specification discloses an information processing system, a propagation environment data processing method, and a program according to at least the following items.
  • (Section 1) a dividing unit that divides the target area into a plurality of meshes of a predetermined size; an extraction unit that extracts height information of each of the plurality of meshes using environmental data representing the position and shape of an object in the target area; a creation unit that creates mesh data representing the height information of each of the plurality of meshes; An information processing system.
  • (Section 2) 2. The information processing system according to claim 1, wherein the mesh data has a data format readable by a GPU.
  • the information processing system according to any one of items 1 and 2, wherein the dividing unit divides the target area into a plurality of regional meshes based on latitude and longitude.
  • (Section 4) 3. The information processing according to item 1 or 2, wherein the dividing unit divides the target area into a plurality of meshes of the predetermined size based on relative coordinates of three-dimensional data included in the environment data. system.
  • (Section 5) 5.
  • the information processing system according to any one of items 1 to 4, wherein the environment data includes three-dimensional CAD data representing positions and shapes of structures in the target area.
  • the environmental data includes three-dimensional point group information representing positions and shapes of structures in the target area.
  • (Section 7) The information processing system according to any one of items 1 to 6, wherein the environment data includes a building database representing the outside or inside positions and shapes of buildings in the target area. (Section 8) 3. The information processing system according to claim 2, comprising a simulation unit that reads the mesh data with a GPU and performs radio wave propagation simulation.
  • (Section 9) Information processing system A process of dividing the target area into a plurality of meshes of a predetermined size; A process of extracting height information of each of the plurality of meshes using environmental data representing the position and shape of an object in the target area; a process of creating mesh data representing the height information of each of the plurality of meshes; A method of processing propagation environment data that performs (Section 10) information processing system, A process of dividing the target area into a plurality of meshes of a predetermined size; A process of extracting height information of each of the plurality of meshes using environmental data representing the position and shape of an object in the target area; a process of creating mesh data representing the height information of each of the plurality of meshes; The program that causes the to run.

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Abstract

電波伝搬のシミュレーションで用いる環境データの読み込み時間を短縮するために、情報処理システムは、対象エリアを所定のサイズの複数のメッシュに分割する分割部と、前記対象エリアにある物体の形状を表す１つ以上の３次元データを用いて、前記複数のメッシュの各々の高さ情報を抽出する抽出部と、前記複数のメッシュの各々が前記高さ情報を有するメッシュデータを作成する作成部と、を有する。

Description

情報処理システム、伝搬環境データの処理方法、及びプログラム
　本発明は、情報処理システム、伝搬環境データの処理方法、及びプログラムに関する。
　無線通信システムのエリア評価等に用いられる電波伝搬シミュレーションを行う方法として、レイトレース（又はレイトレーシング）がある。レイトレースでは、送信点から送信した電波（レイ）が、途中にある構造物で反射、又は回折して受信点に到達する様子を各レイの軌跡として追跡（トレース）し、受信点に到達した全てのレイの電力を加算することにより、受信点における電波の強度を推定する。
　また、レイトレースを用いて、無線基地局と端末局との間の伝播伝搬特性のシミュレーションを行い、シミュレーション結果に基づいて、電磁干渉を低減する屋内無線通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１－１６８８１２号公報
　例えば、レイトレース等により電波伝搬をシミュレーションする場合、シミュレーションの対象となるエリア内にある、構造物、又は建物等の形状を表す伝搬環境データ（以下、環境データと呼ぶ）が必要になる。この環境データには、例えば、３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）のＣＡＤデータ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）で取得した点群データ、又は建物データベース等の様々な形式のデータを利用できることが望ましい。
　しかし、これらの環境データは、膨大な３次元のデータとなるため、従来の技術では、環境データの読み込みに時間を要し、電波伝搬シミュレーションの高速化の妨げとなっていた。
　本発明の実施形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電波伝搬のシミュレーションで用いる環境データの読み込み時間を短縮する情報処理システムを提供する。
　上記の課題を解決するため、本発明の実施形態に係る情報処理システムは、対象エリアを所定のサイズの複数のメッシュに分割する分割部と、前記対象エリアにある物体の位置及び形状を表す環境データを用いて、前記複数のメッシュの各々の高さ情報を抽出する抽出部と、前記複数のメッシュの各々の前記高さ情報を表すメッシュデータを作成する作成部と、を有する。
　本発明の実施形態によれば、電波伝搬のシミュレーションで用いる環境データの読み込み時間を短縮する情報処理システムを提供することができる。
本実施形態に係る情報処理システムの構成例を示す図である。 本実施形態に係るデータ処理の概要について説明するための図（１）である。 本実施形態に係るデータ処理の概要について説明するための図（２）である。 地域メッシュの区分方法を示す図である。 実施例１に係るデータ処理の例を示すフローチャートである。 実施例２に係るデータ処理の例を示すフローチャートである。 コンピュータのハードウェア構成の例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施形態）を説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られるわけではない。
　＜システム構成＞
　図１は、本実施形態に係る情報処理システムの構成例を示す図である。情報処理システム１は、例えば、情報処理システム１が備えるコンピュータが所定のプログラムを実行することにより、データ処理部１０、記憶部２０、シミュレーション部３０、及びインタフェース部４０等を実現している。なお、上記の各機能構成は、物理マシン（コンピュータ）に限られず、例えば、クラウド上の仮想マシンが実行するプログラムにより実現されるものであっても良い。また、上記の各機能構成は、別々の物理マシン、又は仮想マシンに分散して配置されていても良い。
　記憶部２０は、電波伝搬シミュレーションの対象となる対象エリアの環境データ２２を予め記憶している。環境データ２２には、例えば、ＣＡＤ（Computer Aided Design）データ１０１、建物データ１０２、及び点群データ１０３等が含まれ得る。
　ＣＡＤデータ１０１は、例えば、対象エリア内にある物体（構造物、建物等）の各面の幅、高さ、形状、及び位置等を示すデータと、各面における電波の反射率等の情報とを含む３次元のＣＡＤデータである。ＣＡＤデータ１０１は、例えば、オペレータ等が、３次元ＣＡＤ等にデータを入力したものであっても良いし、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）等で取得した点群データに基づいて生成したデータ等であっても良い。
　建物データ１０２は、対象エリア内にある建物の各面の幅、高さ、形状、及び位置等を示すデータと、各面における電波の反射率等の情報とを含むデータベース（建物データベース）である。好ましくは、建物データ１０２には、建物の内側の壁、床、天井、及び柱等の各面の情報が含まれる。
　点群データ１０３は、例えば、ＬＩＤＡＲ等を用いて取得した、対象エリア内に物体の各面までの距離等を表す３次元の点群データである。或いは、点群データ１０３は、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術を用いて、３次元の点群情報に基づいて作成した３次元の環境地図データ等であっても良い。
　なお、記憶部２０は、例えば、情報処理システム１の外部のストレージサーバ、又はクラウドサービス等であっても良い。
　データ処理部１０は、例えば、ＣＡＤデータ１０１、建物データ１０２、又は点群データ１０３等の環境データ２２を用いて、シミュレーション部３０が電波伝搬シミュレーションを行う所定のエリアのメッシュデータを作成する。データ処理部１０は、例えば、分割部１１、抽出部１２、及び作成部１３等を有している。
　分割部１１は、電波伝搬シミュレーションの対象となる対象エリアを複数のメッシュに分割する。例えば、分割部１１は、図２Ａに示すように、対象エリア２００を所定のサイズの複数のメッシュ２０１に分割する。一例として、分割部１１は、緯度及び経度に基づき地域を網の目（メッシュ）の区域に分割した地域メッシュに基づいて、対象エリアを複数のメッシュ２０１に分割する。
　図３は、総務省統計局のホームページ（https://www.stat.go.jp/data/mesh/m_tuite.html）に掲載されている地域メッシュの区分方法を示している。分割部１１は、一例として、図３の地域メッシュの区分方法に従って、対象エリア２００を複数のメッシュ２０１に分割する。なお、図３に示す地域メッシュの区分方法では、４分の１地域メッシュまでしか規定されていないが、分割部１１は、所定のサイズに応じて図３の地域メッシュの区分方法を、例えば、８分の１地域メッシュ、１６分の１地域メッシュ、・・・等のように拡張しても良い。
　別の一例として、分割部１１は、例えば、シミュレーション部３０が屋内の電波伝搬シミュレーションを行うとき等、緯度及び経度情報が必要ない場合、ＣＡＤデータ１０１等の相対座標に基づいて、対象エリア２００を複数のメッシュ２０１に分割しても良い。
　ここで、図１に戻り、データ処理部１０の機能構成の説明を続ける。抽出部１２は、環境データ２２から、例えば、図２Ａに示すような複数のメッシュ２０１の各々の高さ情報を抽出する。例えば、抽出部１２は、ＣＡＤデータ１０１を解析して、メッシュ２０１内に高さ３ｍの構造物がある場合、当該メッシュ２０１の高さ情報を３ｍとする。なお、抽出部１２は、メッシュ２０１の高さ情報が得られない場合、例えば、建物データ１０２、又は点群データ１０３等の他の環境データ２２を解析して、当該メッシュ２０１の高さ情報を抽出しても良い。また、抽出部１２は、環境データ２２を解析して、メッシュ２０１の高さ情報が得られない場合、当該メッシュ２０１の高さ情報を０とする。
　作成部１３は、抽出部１２が抽出した各メッシュの２１１の高さ情報を用いて、例えば、図２Ｂに示すようなメッシュデータ２１を作成する。図２Ｂに示すメッシュデータ２１において、ｘ、ｙ方向は、各メッシュ２０１の位置（例えば、緯度、経度、又は行、列等）に対応しており、各データの値は、各メッシュ２０１の高さ情報を示している。従って、例えば、メッシュデータ２１において、高さ情報が「３」のエリア２０２には、例えば、高さが３ｍの構造物があり、高さ情報が「６」のエリア２０３には、例えば、高さが６ｍの構造物があることを示している。また、高さ情報が「０」のエリアには、例えば、構造物がないことを示している。
　これにより、データ処理部１０は、記憶部２０に記憶されている環境データ２２のうち、対象エリア内にある物体（構造物、建物等）の各面の幅、高さ、形状、及び位置等を示すデータを、図２Ｂに示すような、２次元のメッシュデータ２１に変換することができる。また、このメッシュデータ２１は、画像データの形式を有しているため、ＧＰＵ（Graphicss Processing Unit）を用いて、高速に読込、及び処理が可能であるという特徴を有している。
　シミュレーション部３０は、データ処理部１０が作成したメッシュデータ２１と、環境データ２２に含まれる各面における電波の反射率等の情報とを、記憶部２０等から読み出して、対象エリアの電波伝搬シミュレーションを行う。好ましくは、シミュレーション部３０は、コンピュータが備えるＧＰＵを用いて、画像データの形式を有するメッシュデータ２１を高速に読み取る。
　例えば、シミュレーション部３０は、読み取ったメッシュデータ２１と、各面における電波の反射率等の情報とを用いて、レイトレースによる電波伝搬シミュレーションを行う。レイトレースでは、送信点から送信した電波（レイ）が、途中にある構造物で反射、回折、又は透過して受信点に到達する様子を各レイの軌跡として追跡（トレース）し、受信点に到達した全てのレイの電力を加算して、受信点における電波の強度を推定する。ただし、シミュレーション部３０が実行する電波伝搬シミュレーションは、レイトレース以外の方法を用いても良い。
　なお、メッシュデータ２１は再利用が可能なので、シミュレーション部３０が、対象エリアで、２回目以降の電波伝搬シミュレーションを行う場合、データ処理部１０は、メッシュデータ２１の作成処理を省略することができる。
　このように、本実施形態によれば、電波伝搬のシミュレーションで用いる環境データの読み込み時間を短縮する情報処理システムを提供することができる。
　インタフェース部４０は、他のシステムから、情報処理システム１が提供する様々な機能を利用するためのＡＰＩ（Application Programming Interface）、又はユーザが、当該機能を利用するためのＵＩ（User Interface）等を提供する。例えば、ユーザ（又は他のシステム）は、インタフェース部４０を利用して、データ処理部１０によるメッシュデータ２１の作成、又は電波伝搬シミュレーションの実行等を要求することができる。また、ユーザ（又は他のシステム）は、インタフェース部４０を利用して、電波伝搬シミュレーションに必要なパラメータ（例えば、送信点の位置、受信点の位置、周波数、送信出力等）の設定、又は記憶部２０への環境データ２２の登録等を行うことができる。
　＜処理の流れ＞
　続いて、本実施形態に係る伝搬環境データの処理方法の処理の流れについて説明する。
　［実施例１］
　図４は、実施例１に係るデータ処理の例を示すフローチャートである。この処理は、データ処理部１０が、環境データ２２を用いて、メッシュデータ２１を作成するデータ処理の一例を示している。
　ステップＳ４０１において、データ処理部１０の分割部１１は、例えば、図３に示すような地域メッシュ、又は拡張した地域メッシュ（例えば、８分の１地域メッシュ、１６分の１地域メッシュ、・・・等）から、所定のサイズ以下となる地域メッシュを選定する。ここで、所定のサイズは、例えば、シミュレーション部３０を介して、ユーザ、又は他のシステム等から設定されるものであっても良いし、データ処理部１０に予め設定されているものであっても良い。
　ステップＳ４０２において、分割部１１は、処理対象となる対象エリアを地域メッシュのサイズの複数のメッシュに分割する。例えば、分割部１１は、図２Ａに示すように、対象エリア２００を、ステップＳ４０１で選定した地域メッシュのサイズの複数のメッシュ２０１に分割する。
　ステップＳ４０３において、データ処理部１０の抽出部１２は、例えば、記憶部２０から、対象エリアの環境データ２２を取得する。なお、環境データ２２が、緯度、経度ではなく、相対座標を用いている場合、環境データ２２のいずれかの点の緯度、経度情報を予め取得しておき、例えば、環境データ２２内に記憶しておくと良い。これにより、データ処理部１０は、環境データ２２の相対座標と、緯度、経度とを対応付けることができる。
　ステップＳ４０４において、データ処理部１０は、複数のメッシュ２０１の各々に対して、ステップＳ４０５～Ｓ４０８の処理を実行する。
　ステップＳ４０５において、データ処理部１０の抽出部１２は、複数のメッシュ２０１のうち、処理対象となるメッシュ２０１の高さ情報を、環境データ２２から抽出する。なお、環境データ２２が、例えば、ＣＡＤデータ１０１、建物データ１０２、及び点群データ１０３等のように複数ある場合、各データの優先度を予め定めておくと良い。この場合、抽出部１２は、優先度のより高いデータから高さ情報の取得を試行し、最初に取得できた高さ情報を抽出しても良い。
　ステップＳ４０５において、データ処理部１０の作成部１３は、環境データ２２に、処理対象となるメッシュ２０１の高さ情報があるか否かを判断する。例えば、作成部１３は、抽出部１２が、環境データ２２から高さ情報を取得できた場合、高さ情報があると判断する。一方、作成部１３は、抽出部１２が、環境データ２２から高さ情報を取得できない場合、高さ情報がないと判断する。高さ情報がある場合、作成部１３は、処理をステップＳ４０７に移行させる。一方、高さ情報がない場合、作成部１３は、処理をステップＳ４０８に移行させる。
　ステップＳ４０７に移行すると、作成部１３は、処理対象となるメッシュ２０１のメッシュデータに、抽出部１２が抽出した高さ情報を入力する。一方、ステップＳ４０８に移行すると、作成部１３は、処理対象となるメッシュ２０１のメッシュデータに、０を入力する。
　データ処理部１０は、複数のメッシュ２０１の各々に対して、上記のステップＳ４０５～Ｓ４０８の処理を実行することにより、例えば、図２Ｂに示すようなメッシュデータ２１を作成することができる。
　［実施例２］
　実施例１では、データ処理部１０が、対象エリアを、例えば、図３に示すような地域メッシュに分割する場合の例について説明した。ただし、これに限られず、データ処理部１０は、例えば、環境データ２２（例えば、ＣＡＤデータ１０１等）の相対座標に基づいて、対象エリアを所定のサイズの複数のメッシュに分割しても良い。
　例えば、建物内等の屋内の電波伝搬シミュレーションを行う場合、緯度、経度情報は必要ない場合が多い。また、屋内の構造物は、例えば、建物の壁面、又は柱等に沿って配置されていることが多いため、環境データ２２の相対座標に基づいて、対象エリアを所定のサイズに分割した方が良い場合もある。
　そこで、実施例２では、データ処理部１０は、例えば、環境データ２２の相対座標に基づいて、対象エリアを所定のサイズの複数のメッシュに分割する場合の処理の例について説明する。
　図５は、実施例２に係るデータ処理の例を示すフローチャートである。この処理は、データ処理部１０が、環境データ２２を用いて、メッシュデータ２１を作成するデータ処理の別の一例を示している。なお、図５に示す処理のうち、ステップＳ４０４～Ｓ４０８の処理は、図４で説明した実施例１の処理と同様なので、ここでは、実施例１の処理との相違点を中心に説明を行う。
　ステップＳ５０１において、データ処理部１０の分割部１１は、例えば、記憶部２０から、対象エリアの環境データ２２を取得する。例えば、建物内のあるフロアで電波伝搬シミュレーションを行う場合、分割部１１は、当該フロアの環境データ２２を取得する。
　ステップＳ５０２において、分割部１１は、対象エリアを所定のサイズの複数のメッシュに分割する。例えば、分割部１１は、取得した環境データ２２の相対座標に基づいて、図２Ａに示すように、対象エリア２００を、所定のサイズの複数のメッシュ２０１に分割する。
　ステップＳ４０４において、データ処理部１０は、複数のメッシュ２０１の各々に対して、実施例１と同様に、ステップＳ４０５～Ｓ４０８の処理を実行する。これにより、データ処理部１０は、例えば、図２Ｂに示すようなメッシュデータ２１を作成することができる。
　ただし、屋内の電波伝搬シミュレーションを行う場合、天井のデータが必要になる。この場合、シミュレーション部３０は、一例として、記憶部２０から、メッシュデータ２１と建物データ１０２とを取得して、建物データ１０２から天井のデータを取得しても良い。この場合でも、建物データ１０２は、ＣＡＤデータ１０１、又は点群データ１０３等と比べてデータ量が少ないので、電波伝搬のシミュレーションで用いる環境データの読み込み時間を短縮する効果が期待できる。
　別の一例として、データ処理部１０は、図５のステップＳ４０４～Ｓ４０８において、図２Ｂに示すようなメッシュデータ２１に加えて、同様のフォーマットで、各メッシュの天井高を表す別のメッシュデータを作成しても良い。この場合、シミュレーション部３０は、記憶部２０から、メッシュデータ２１と、天井高を表す別のメッシュデータとを取得して、電波伝搬シミュレーションを行う。この場合、メッシュデータ２１、及び天井高を表す別のメッシュデータは、いずれも画像データ形式を有しているので、シミュレーション部３０は、ＧＰＵを用いて高速にデータを読み込むことができる。
　（ハードウェア構成例）
　本実施形態に係る情報処理システム１は、例えば、コンピュータに、本実施形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現することができる。
　上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。
　図６は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図６のコンピュータ６００は、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１０００、補助記憶装置１００２、メモリ装置１００３、ＣＰＵ１００４、インタフェース装置１００５、表示装置１００６、入力装置１００７、出力装置１００８、及びＧＰＵ１００９等を有する。
　コンピュータ６００での処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ又はメモリカード等の記録媒体１００１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１００１がドライブ装置１０００にセットされると、プログラムが記録媒体１００１からドライブ装置１０００を介して補助記憶装置１００２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１００１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしても良い。補助記憶装置１００２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
　メモリ装置１００３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１００２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１００４は、メモリ装置１００３に格納されたプログラムに従って、本実施形態で説明した各部に係る機能を実現する。インタフェース装置１００５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置１００６はプログラムによるＧＵＩ等を表示する。入力装置１００７はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置１００８は演算結果を出力する。なお、情報処理システム１において、表示装置１００６、入力装置１００７のいずれか又は両方を備えないこととしても良い。ＧＰＵ１００９は、主に画像処理（特に３Ｄグラフィックス処理）に関連する様々な処理を、ＣＰＵ１００４より高速に実行するプロセッサである。
　（実施形態の効果）
　本実施形態に係る技術によれば、電波伝搬のシミュレーションで用いる環境データの読み込み時間を短縮する情報処理システム１を提供することができる。
　（実施形態のまとめ）
　本明細書には、少なくとも下記各項の情報処理システム、伝搬環境データの処理方法、及びプログラムが開示されている。
（第１項）
　対象エリアを所定のサイズの複数のメッシュに分割する分割部と、
　前記対象エリアにある物体の位置及び形状を表す環境データを用いて、前記複数のメッシュの各々の高さ情報を抽出する抽出部と、
　前記複数のメッシュの各々の前記高さ情報を表すメッシュデータを作成する作成部と、
　を有する、情報処理システム。
（第２項）
　前記メッシュデータは、ＧＰＵで読込可能なデータ形式を有する、第１項に記載の情報処理システム。
（第３項）
　前記分割部は、前記対象エリアを、緯度及び経度に基づく複数の地域メッシュに分割する、第１項又は第２項のいずれか一項に記載の情報処理システム。
（第４項）
　前記分割部は、前記対象エリアを、前記環境データに含まれる３次元データの相対座標に基づいて、前記所定のサイズの複数のメッシュに分割する、第１項又は第２項に記載の情報処理システム。
（第５項）
　前記環境データは、前記対象エリアにある構造物の位置、及び形状を表す３次元のＣＡＤデータを含む、第１項乃至第４項のいずれか一項に記載の情報処理システム。
（第６項）
　前記環境データは、前記対象エリアにある構造物の位置、及び形状を表す３次元の点群情報を含む、第１項乃至第５項のいずれか一項に記載の情報処理システム。
（第７項）
　前記環境データは、前記対象エリアにある建物の外側、又は内側の位置、及び形状を表す建物データベースを含む、第１項乃至第６項のいずれか一項に記載の情報処理システム。
（第８項）
　前記メッシュデータをＧＰＵで読込し、電波伝搬シミュレーションを行うシミュレーション部を有する、第２項に記載の情報処理システム。
（第９項）
　情報処理システムが、
　対象エリアを所定のサイズの複数のメッシュに分割する処理と、
　前記対象エリアにある物体の位置及び形状を表す環境データを用いて、前記複数のメッシュの各々の高さ情報を抽出する処理と、
　前記複数のメッシュの各々の前記高さ情報を表すメッシュデータを作成する処理と、
　を実行する、伝搬環境データの処理方法。
（第１０項）
　情報処理システムに、
　対象エリアを所定のサイズの複数のメッシュに分割する処理と、
　前記対象エリアにある物体の位置及び形状を表す環境データを用いて、前記複数のメッシュの各々の高さ情報を抽出する処理と、
　前記複数のメッシュの各々の前記高さ情報を表すメッシュデータを作成する処理と、
　を実行させる、プログラム。
　以上、本実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１　情報処理システム
１１　分割部
１２　抽出部
１３　作成部
２１　メッシュデータ
２２　環境データ
３０　シミュレーション部
１０１　ＣＡＤデータ
１０２　建物データ
１０３　点群データ
１０００　ドライブ装置
１００１　記録媒体
１００２　補助記憶装置
１００３　メモリ装置
１００４　ＣＰＵ
１００５　インタフェース装置
１００６　表示装置
１００７　入力装置
１００８　出力装置
１００９　ＧＰＵ

Claims (10)

  1. 　対象エリアを所定のサイズの複数のメッシュに分割する分割部と、
    　前記対象エリアにある物体の位置及び形状を表す環境データを用いて、前記複数のメッシュの各々の高さ情報を抽出する抽出部と、
    　前記複数のメッシュの各々の前記高さ情報を表すメッシュデータを作成する作成部と、
    　を有する、情報処理システム。
  2. 　前記メッシュデータは、ＧＰＵで読込可能なデータ形式を有する、請求項１に記載の情報処理システム。
  3. 　前記分割部は、前記対象エリアを、緯度及び経度に基づく複数の地域メッシュに分割する、請求項１又は２のいずれか一項に記載の情報処理システム。
  4. 　前記分割部は、前記対象エリアを、前記環境データに含まれる３次元データの相対座標に基づいて、前記所定のサイズの複数のメッシュに分割する、請求項１又は２に記載の情報処理システム。
  5. 　前記環境データは、前記対象エリアにある構造物の位置、及び形状を表す３次元のＣＡＤデータを含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の情報処理システム。
  6. 　前記環境データは、前記対象エリアにある構造物の位置、及び形状を表す３次元の点群情報を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の情報処理システム。
  7. 　前記環境データは、前記対象エリアにある建物の外側、又は内側の位置、及び形状を表す建物データベースを含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の情報処理システム。
  8. 　前記メッシュデータをＧＰＵで読込し、電波伝搬シミュレーションを行うシミュレーション部を有する、請求項２に記載の情報処理システム。
  9. 　情報処理システムが、
    　対象エリアを所定のサイズの複数のメッシュに分割する処理と、
    　前記対象エリアにある物体の位置及び形状を表す環境データを用いて、前記複数のメッシュの各々の高さ情報を抽出する処理と、
    　前記複数のメッシュの各々の前記高さ情報を表すメッシュデータを作成する処理と、
    　を実行する、伝搬環境データの処理方法。
  10. 　情報処理システムに、
    　対象エリアを所定のサイズの複数のメッシュに分割する処理と、
    　前記対象エリアにある物体の位置及び形状を表す環境データを用いて、前記複数のメッシュの各々の高さ情報を抽出する処理と、
    　前記複数のメッシュの各々の前記高さ情報を表すメッシュデータを作成する処理と、
    　を実行させる、プログラム。
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