JP2011112364A - 地図情報処理装置、地図情報処理方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像上の相対位置情報と地図上位置情報とを対応付けた情報である1以上の位置情報を格納し得る位置情報格納部と、画像を出力する画像出力部と、始点情報および目的地点情報を受け付ける受付部と、始点情報に対応する始点地図上位置情報と目的地点情報に対応する目的地点地図上位置情報とを取得する始点等地図上位置情報取得部と、始点地図上位置情報が示す地点を始点とし目的地点地図上位置情報が示す地点を目的地点として、経路探索する経路探索部と、経路に含まれる複数の地図上位置情報に対応する相対位置情報を取得する経路上相対位置情報取得部と、複数の相対位置情報を用いて経路を画像上に出力する経路出力部とを具備する地図情報処理装置により、ユーザが入力した地図等を利用して経路探索できる。
【選択図】図1
Description
(実施の形態1)
また、相対位置情報取得手段1083は、以下の第二のアルゴリズムにより、相対位置情報を取得しても良い。
つまり、相対位置情報取得手段1083は、複数の地図上位置情報のうちの一の地図上位置情報が示す点をTとする。また、基準地図上位置情報取得手段1081が取得した1以上の地図上位置情報が示す点を、Tから近い順にA,B,Cとする。そして、A,B,Cに対応する相対位置情報が示す点をA',B',C'とする。相対位置情報取得手段1083は、以下の数式3により、αおよびβを算出する。そして、相対位置情報取得手段1083は、以下の数式4にαおよびβ、A、B、C、A'、B'、C'を代入し、T'を決定する。このT'が相対位置情報であり、画像上の点を示す。なお、第二のアルゴリズムでは、相対位置情報取得手段1083は、3個の点のみ用いる(n=3である)。
つまり、相対位置情報取得手段1083は、複数の地図上位置情報のうちの一の地図上位置情報が示す点をTとする。また、基準地図上位置情報取得手段1081が取得した1以上の地図上位置情報が示す点を、Tから近い順にA,B,Cとする。そして、A,B,Cに対応する相対位置情報が示す点をA',B',C'とする。相対位置情報取得手段1083は、数式3により、αおよびβを算出する。次に、相対位置情報取得手段1083は、数式5にα、β、A、B、C、A'、B'、およびC'を代入し、α2およびβ2を算出する。そして、相対位置情報取得手段1083は、以下の数式6にα2、β2、A'、B'、C'を代入し、T'を決定する。このT'が相対位置情報であり、画像上の点を示す。なお、第三のアルゴリズムでは、相対位置情報取得手段1083は、3個の点のみ用いる(n=3である)。
つまり、相対位置情報取得手段1083は、複数の地図上位置情報のうちの一の地図上位置情報が示す点をTとする。また、基準地図上位置情報取得手段1081が取得した1以上の地図上位置情報が示す点を、Tから近い順にA,B,Cとする。そして、A,B,Cに対応する相対位置情報が示す点をA',B',C'とする。相対位置情報取得手段1083は、数式3により、αおよびβを算出する。次に、相対位置情報取得手段1083は、数式7にα、β、A、B、C、A'、B'、およびC'を代入し、α2およびβ2を算出する。そして、相対位置情報取得手段1083は、数式6にα2、β2、A'、B'、C'を代入し、T'を決定する。このT'が相対位置情報であり、画像上の点を示す。なお、第四のアルゴリズムでは、相対位置情報取得手段1083は、3個の点のみ用いる(n=3である)。
つまり、相対位置情報取得手段1083は、複数の地図上位置情報のうちの一の地図上位置情報が示す点をTとする。また、基準地図上位置情報取得手段1081が取得した1以上の地図上位置情報が示す点がn個存在し、Pnとする。相対位置情報取得手段1083は、Tからn+1番目に近い地図上位置情報が示す点Oを取得する。また、相対位置情報取得手段1083は、点Oに対応する相対位置情報が示す点O'を取得する。なお、点Oの取得とは、地図上位置情報の取得である。点O'の取得とは、相対位置情報の取得である。そして、相対位置情報取得手段1083は、数式8に示す値を重みとして、P'nの加重平均を算出する。この加重平均がT'である。なお、地図上位置情報が示す点Pnに対応する相対位置情報が示す点がP'nである。
つまり、相対位置情報取得手段1083は、複数の地図上位置情報のうちの一の地図上位置情報が示す点をTとする。また、基準地図上位置情報取得手段1081が取得した1以上の地図上位置情報が示す点がn個存在し、Pnとする。相対位置情報取得手段1083は、Tとn個のPnとの距離の総和dを算出する。そして、相対位置情報取得手段1083は、数式9に示す値を重みとして、P'nの加重平均を算出し、T'を得る。なお、地図上位置情報が示す点Pnに対応する相対位置情報が示す点がP'nである。
つまり、相対位置情報取得手段1083は、複数の地図上位置情報のうちの一の地図上位置情報が示す点をTとする。また、基準地図上位置情報取得手段1081が取得した4つの地図上位置情報が示す点をA,B,C,Dとする。また、基準相対位置情報取得手段1082が取得した4つの相対位置情報が示す点をA',B',C',D'とする。また、点Pのx座標をPx、y座標をPyとする。そして、相対位置情報取得手段1083は、点A〜Dと点A'〜D'の座標をもとに、数式10に示す2組の4元連立方程式(方程式1、方程式2)でホモグラフィー行列の要素(H1〜H8)を取得する。
つまり、相対位置情報取得手段1083は、複数の地図上位置情報のうちの一の地図上位置情報が示す点をTとする。また、基準地図上位置情報取得手段1081が取得した2つの地図上位置情報が示す点を、Tから近い順にA,Bとする。そして、A,Bに対応する相対位置情報が示す点をA',B'とする。まず、相対位置情報取得手段1083は、ベクトルABに対するベクトルATの回転角と、大きさの比率を算出する。そして、相対位置情報取得手段1083は、ベクトルATの回転角と、大きさの比率を、ベクトルA'B'に適用し、ベクトルA'T'を求める。そして、A'が分かっているので、相対位置情報取得手段1083は、T'(相対位置情報)を得ることができる。
上記で説明した、相対位置情報取得手段1083が行う相対位置情報の取得アルゴリズムは、加重平均に基づく手法、アフィン変換に基づく手法、ホモグラフィ変換に基づく手法、および縮尺率の不均等性を補正する係数による変換+アフィン変換等である。
また、本実施の形態によれば、相対位置情報取得手段1083が行う相対位置情報の取得アルゴリズムは、加重平均に基づく手法、アフィン変換に基づく手法、ホモグラフィー変換に基づく手法、および縮尺率の不均等性を補正する係数による変換+アフィン変換等であった。しかし、相対位置情報の取得アルゴリズムは、他のアルゴリズムでも良いことは言うまでもない。なお、実験の結果、縮尺率の不均等性を補正する係数を導入したうえでアフィン変換する手法が、優れていることが分かった。つまり、上記で説明した第四のアルゴリズムを用いて、かつ、取得した3点(A,B,C)の成す角度が120度以下である場合、最も良い精度であった。ただし、3点(A,B,C)の選び方について、マッピングポイントのなす角(3点の成す角)が極端に小さくなる場合に、精度が落ちた。
101 地図情報格納部
102 画像格納部
103 位置情報格納部
104 受付部
105 画像出力部
106 始点等地図上位置情報取得部
107 経路探索部
108 経路上相対位置情報取得部
109 経路出力部
110 地図出力部
111 現在位置情報取得部
112 相対位置情報取得部
113 位置情報蓄積部
114 撮影部
115 手書入力受付部
116 画像構成部
117 画像蓄積部
118 現在相対位置情報取得部
119 現在相対位置情報出力部
1081 基準地図上位置情報取得手段
1082 基準相対位置情報取得手段
1083 相対位置情報取得手段
Claims (11)
- 地点の位置を示す情報である地図上位置情報を2以上有する地図情報を格納し得る地図情報格納部と、
画像を格納し得る画像格納部と、
前記画像上の相対的な位置を示す相対位置情報と、前記地図上位置情報とを対応付けた情報である1以上の位置情報を格納し得る位置情報格納部と、
前記画像格納部の画像を出力する画像出力部と、
始点を特定する始点情報および目的地点を特定する目的地点情報を受け付ける受付部と、
前記始点情報に対応する始点の地図上での位置を示す始点地図上位置情報と、前記目的地点情報に対応する目的地点の地図上での位置を示す目的地点地図上位置情報とを取得する始点等地図上位置情報取得部と、
前記始点地図上位置情報が示す地点を始点とし、かつ、前記目的地点地図上位置情報が示す地点を目的地点として、経路探索し、取得した経路に関する情報であり、当該経路上の複数の地点の地図上位置情報を有する経路情報を、前記地図情報格納部の地図情報から取得する経路探索部と、
前記経路探索部が取得した経路情報に含まれる複数の各地図上位置情報で特定される各地点に対応する、前記画像上の地点を示す複数の相対位置情報を、前記位置情報格納部の1以上の位置情報を用いて取得する経路上相対位置情報取得部と、
前記経路上相対位置情報取得部が取得した前記複数の相対位置情報を用いて構成される経路を、前記画像上に出力する経路出力部とを具備する地図情報処理装置。 - 前記経路上相対位置情報取得部は、
前記経路情報に含まれる複数の地図上位置情報ごとに、当該地図上位置情報に近い1以上の地図上位置情報を、前記位置情報格納部から取得する基準地図上位置情報取得手段と、
前記経路情報に含まれる複数の地図上位置情報ごとに、前記基準地図上位置情報取得手段が取得した1以上の地図上位置情報のぞれぞれに対応する1以上の相対位置情報を、前記位置情報格納部から取得する基準相対位置情報取得手段と、
前記経路情報に含まれる複数の地図上位置情報ごとに、当該地図上位置情報と、前記基準地図上位置情報取得手段が取得した1以上の地図上位置情報と、前記基準相対位置情報取得手段が取得した1以上の相対位置情報とを用いて、前記経路情報に含まれる複数の各地図上位置情報に対応する相対位置情報を取得する相対位置情報取得手段とを具備する請求項1記載の地図情報処理装置。 - 前記基準地図上位置情報取得手段は、
前記経路情報に含まれる複数の地図上位置情報ごとに、当該地図上位置情報を原点とした二次元平面上の第1象限から第4象限に属する地図上位置情報を、各象限ごとに均等な数となるように、前記位置情報格納部から取得する請求項2記載の地図情報処理装置。 - 前記経路情報に含まれる一の地図上位置情報が(x0,y0)であり、
前記基準地図上位置情報取得手段が、
前記3つの地図上位置情報(x1,y1)(x2,y2)(x3,y3)を取得し、
前記基準相対位置情報取得手段が、
前記3つの相対位置情報(a1,b1)(a2,b2)(a3,b3)を取得した場合、
前記相対位置情報取得手段は、
前記2点(x1,y1)(x2,y2)により構成されるベクトルαを算出し、
前記2点(x1,y1)(x3,y3)により構成されるベクトルβを算出し、
前記2点(x1,y1)(x0,y0)により構成されるベクトル「pα+qβ(p,qは定数)」を算出し、
前記2点(a1,b1)(a2,b2)により構成されるベクトルα'を算出し、
前記2点(a1,b1)(a3,b3)により構成されるベクトルβ'を算出し、
ベクトル「pα'+qβ'」と、前記点(a1,b1)から、相対位置情報(a0,b0)を取得する請求項2記載の地図情報処理装置。 - 前記相対位置情報取得手段は、
1つ以上の近距離相対位置情報(xn,yn)と前記経路情報に含まれる一の地図上位置情報(x0,y0)との距離rnの逆数に基づいた係数による、相対位置情報(an,bn)の集合の加重平均の値として、前記一の地図上位置情報(x0,y0)に対応する相対位置情報(a0,b0)を取得する請求項2記載の地図情報処理装置。 - 前記受付部は、
前記画像出力部が出力している画像に対する指示をも受け付け、
前記地図上の一の位置を示す現在位置情報を取得する現在位置情報取得部と、
前記指示を受け付けた前記画像上の相対位置情報を取得する相対位置情報取得部と、
前記相対位置情報取得部が取得した相対位置情報と、前記現在位置情報取得部が取得した現在位置情報とから位置情報を構成し、当該位置情報を、前記位置情報格納部に蓄積する位置情報蓄積部とをさらに具備する請求項1から請求項5いずれか記載の地図情報処理装置。 - 前記地図情報格納部に格納されている地図情報を用いて、地図を出力する地図出力部をさらに具備し、
前記受付部は、
前記出力されている地図に対する指示をも受け付け、
前記現在位置情報取得部は、
前記地図上の前記指示に対応する位置を示す情報である地図上位置情報を取得し、
前記位置情報蓄積部は、
前記相対位置情報取得部が取得した相対位置情報と、前記現在位置情報取得部が取得した地図上位置情報とから位置情報を構成し、当該位置情報を、前記位置情報格納部に蓄積する請求項1から請求項6いずれか記載の地図情報処理装置。 - 写真を撮影する撮影部と、
前記撮影部が撮影して、取得した画像を、前記画像格納部に蓄積する画像蓄積部とをさらに具備する請求項1から請求項7いずれか記載の地図情報処理装置。 - 手書き入力を受け付ける手書入力受付部と、
前記手書入力受付部が受け付けた手書き入力の情報から画像を構成する画像構成部と、
前記画像構成部が構成した画像を、前記画像格納部に蓄積する画像蓄積部とをさらに具備する請求項1から請求項7いずれか記載の地図情報処理装置。 - 記録媒体に、
地点の位置を示す情報である地図上位置情報を2以上有する地図情報と、画像と、前記画像上の相対的な位置を示す相対位置情報と、前記地図上位置情報とを対応付けた情報である1以上の位置情報とを格納しており、
画像出力部、受付部、始点等地図上位置情報取得部、経路探索部、経路上相対位置情報取得部、および経路出力部により実現される地図情報処理方法であって、
コンピュータを、
前記画像出力部により、前記記録媒体の画像を出力する画像出力ステップと、
前記受付部により、始点を特定する始点情報および目的地点を特定する目的地点情報を受け付ける受付ステップと、
前記始点等地図上位置情報取得部により、前記始点情報に対応する始点の地図上での位置を示す始点地図上位置情報と、前記目的地点情報に対応する目的地点の地図上での位置を示す目的地点地図上位置情報とを取得する始点等地図上位置情報取得ステップと、
前記経路探索部により、前記始点地図上位置情報が示す地点を始点とし、かつ、前記目的地点地図上位置情報が示す地点を目的地点として、経路探索し、取得した経路に関する情報であり、当該経路上の複数の地点の地図上位置情報を有する経路情報を、前記記録媒体の地図情報から取得する経路探索ステップと、
前記経路上相対位置情報取得部により、前記経路探索ステップで取得された経路情報に含まれる複数の各地図上位置情報で特定される各地点に対応する、前記画像上の地点を示す複数の相対位置情報を、前記記録媒体の1以上の位置情報を用いて取得する経路上相対位置情報取得ステップと、
前記経路出力部により、前記経路上相対位置情報取得ステップで取得された前記複数の相対位置情報を用いて構成される経路を、前記画像上に出力する経路出力ステップを具備する地図情報処理方法。 - 記録媒体に、
地点の位置を示す情報である地図上位置情報を2以上有する地図情報と、画像と、前記画像上の相対的な位置を示す相対位置情報と、前記地図上位置情報とを対応付けた情報である1以上の位置情報とを格納しており、
コンピュータを、
前記記録媒体の画像を出力する画像出力部と、
始点を特定する始点情報および目的地点を特定する目的地点情報を受け付ける受付部と、
前記始点情報に対応する始点の地図上での位置を示す始点地図上位置情報と、前記目的地点情報に対応する目的地点の地図上での位置を示す目的地点地図上位置情報とを取得する始点等地図上位置情報取得部と、
前記始点地図上位置情報が示す地点を始点とし、かつ、前記目的地点地図上位置情報が示す地点を目的地点として、経路探索し、取得した経路に関する情報であり、当該経路上の複数の地点の地図上位置情報を有する経路情報を、前記記録媒体の地図情報から取得する経路探索部と、
前記経路探索部が取得した経路情報に含まれる複数の各地図上位置情報で特定される各地点に対応する、前記画像上の地点を示す複数の相対位置情報を、前記記録媒体の1以上の位置情報を用いて取得する経路上相対位置情報取得部と、
前記経路上相対位置情報取得部が取得した前記複数の相対位置情報を用いて構成される経路を、前記画像上に出力する経路出力部として機能させるためのプログラム。
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