JP6404057B2 - Navigation system - Google Patents
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Description
本発明は、歩行者等の被誘導者の現在位置から目的位置までの経路を案内するナビゲーションシステムに関し、特に、大規模駅建屋等の施設内を移動する歩行者等の現在位置から目的位置までの移動経路を案内するナビゲーションシステムに関する。 The present invention relates to a navigation system for guiding a route from a current position of a guided person such as a pedestrian to a target position, and in particular, from a current position of a pedestrian or the like moving in a facility such as a large-scale station building to a target position. The present invention relates to a navigation system that guides a moving route of a vehicle.
従来、多層階構造を有する駅構内において、歩行者の現在位置から所望の目的位置までの経路案内を行う歩行者用のナビゲーションシステムが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のナビゲーションシステムにおいては、情報配信サーバが、移動通信端末から送信される歩行者の現在位置情報に基づいて、要求される駅構内の所定の目的位置までの経路案内を実施する。 2. Description of the Related Art Conventionally, a pedestrian navigation system that provides route guidance from a pedestrian's current position to a desired destination position in a station premises having a multi-story structure has been proposed (see Patent Document 1). In the navigation system described in Patent Document 1, the information distribution server performs route guidance to a predetermined target position in the required station premises based on the current position information of the pedestrian transmitted from the mobile communication terminal. .
情報配信サーバは、予め、駅構内の３次元地図データを保有しており、歩行者の現在位置及び目的位置をその３次元地図データ上に特定してプロットする。この３次元地図データは、立方体に形成される複数の空間ブロックをＸＹＺ方向に繋げて構成される。経路案内をする場合には、隣接する空間ブロックの連結状態（通行可／不可）を認識して目的位置までの最短経路を探索する。例えば、隣接する空間ブロック間の境界面が通行不可の場合には、通行できない空間ブロックを避けるような経路が選択される。 The information distribution server has 3D map data in the station premises in advance, and specifies and plots the current position and the target position of the pedestrian on the 3D map data. This three-dimensional map data is configured by connecting a plurality of spatial blocks formed in a cube in the XYZ directions. When performing route guidance, the shortest route to the target position is searched by recognizing the connection state (passability / impossibility) of adjacent space blocks. For example, when the boundary surface between adjacent space blocks is impassable, a route that avoids the inaccessible space block is selected.
また、経路探索結果は歩行者の移動通信端末上に画像表示される。例えば、歩行者の現在位置と目的位置とを１つの画面上で把握できるように、駅構内の概略的な鳥瞰図が表示される。これにより、歩行者は現在位置から目的位置までの経路を鳥瞰図から把握する。 The route search result is displayed as an image on the pedestrian's mobile communication terminal. For example, a schematic bird's-eye view of the station is displayed so that the current position and the target position of the pedestrian can be grasped on one screen. Thereby, the pedestrian grasps the route from the current position to the target position from the bird's eye view.
特許文献１に記載のナビゲーションシステムは、３次元地図データが複数の空間ブロックで構成されるため、空間ブロックのピッチを小さくすれば経路案内の精度が上がるものの、高い精度を実現しようとすると空間ブロック数が増えるため経路案内の処理速度が低下する。一方、空間ブロックのピッチを大きくすれば空間ブロック数が減るため、経路案内の処理速度が上がるものの、経路案内の精度が低下する。このように、３次元地図データを複数の空間ブロックで構成する場合、経路案内の処理速度と経路案内の精度とがトレードオフの関係にあったので、経路案内の高精度化が難しかった。 In the navigation system described in Patent Document 1, since the three-dimensional map data is composed of a plurality of spatial blocks, the accuracy of route guidance is improved by reducing the pitch of the spatial blocks, but the spatial block is intended to achieve high accuracy. Since the number increases, the route guidance processing speed decreases. On the other hand, if the pitch of the space blocks is increased, the number of space blocks is reduced, so that the route guidance processing speed increases, but the accuracy of route guidance decreases. As described above, when the 3D map data is composed of a plurality of spatial blocks, it is difficult to improve the accuracy of the route guidance because the processing speed of the route guidance and the accuracy of the route guidance are in a trade-off relationship.
また、特許文献１に記載のナビゲーションシステムは、移動通信端末に表示される経路案内画像が鳥瞰図で表示されるため、歩行者の見ている現実空間とは大きく異なっており、必ずしも高精度なナビゲーションが実現されていなかった。 In addition, the navigation system described in Patent Document 1 displays a route guidance image displayed on a mobile communication terminal in a bird's-eye view, which is greatly different from a real space viewed by a pedestrian and is not necessarily highly accurate navigation. Was not realized.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、経路案内の処理速度を低下させることなく、被誘導者の現実の視界にリンクした施設の３次元アニメーション画像に目的位置に向かう移動経路を表示でき、経路案内の精度を高めることができるナビゲーションシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a moving route toward a target position in a three-dimensional animation image of a facility linked to a real field of view of a guided person without reducing the processing speed of route guidance. An object of the present invention is to provide a navigation system that can display route information and improve the accuracy of route guidance.
本発明のナビゲーションシステムは、情報配信サーバと、当該情報配信サーバと通信する移動通信端末とを備えるナビゲーションシステムであって、前記情報配信サーバは、経路案内対象エリアにある施設の３次元空間モデルデータを記憶する記憶手段を備え、前記３次元空間モデルデータは、前記施設の各構造物に対応したオブジェクトデータと前記オブジェクトデータに基づいて移動可能空間を規定した移動可能空間データとを有し、前記オブジェクトデータは、施設の３次元空間に対応した３次元座標と、移動時に障害となる構造物であるか否かを定義した属性とを有し、前記移動通信端末は、前記移動可能空間データに基づいて、移動可能空間を介して現在位置と目的位置とを結ぶ最短の経路を探索する経路探索手段と、現在位置を基準とした視界空間に含まれる前記オブジェクトデータに基づいて３次元アニメーション画像を生成し、前記経路探索手段により探索された最短の経路を前記３次元アニメーション画像上に重ねたナビゲーション画像を生成する描画処理手段と、前記描画処理手段で生成された前記ナビゲーション画像を表示する表示手段とを備え、前記記憶手段は、経路案内時に目標となる目標物の画像データを、前記オブジェクトデータにリンクさせて記憶し、前記描画処理手段は、前記３次元アニメーション画像内に前記目標物の画像データをはめ込んで表示させることを特徴とする。 The navigation system of the present invention is a navigation system comprising an information distribution server and a mobile communication terminal that communicates with the information distribution server, wherein the information distribution server is a three-dimensional space model data of a facility in a route guidance target area. The three-dimensional space model data includes object data corresponding to each structure of the facility and movable space data defining a movable space based on the object data. Kio object data includes a three-dimensional coordinates corresponding to the three-dimensional space of the facility, and attributes defined whether the structure becomes an obstacle during the movement, the mobile communication terminal, the movable space Based on the data, route search means for searching for the shortest route connecting the current position and the target position through the movable space, and the current position A rendering process for generating a three-dimensional animation image based on the object data included in the quasi-view space, and generating a navigation image in which the shortest route searched by the route search means is superimposed on the three-dimensional animation image And a display means for displaying the navigation image generated by the drawing processing means, and the storage means stores image data of a target that is a target at the time of route guidance by linking to the object data. The drawing processing means is characterized in that the image data of the target is inserted and displayed in the three-dimensional animation image .
本発明のナビゲーションシステムは、情報配信サーバと、当該情報配信サーバと通信する移動通信端末とを備えるナビゲーションシステムであって、前記情報配信サーバは、経路案内対象エリアにある施設の３次元空間モデルデータを記憶する記憶手段と、現在位置と目的位置とを結ぶ経路を探索する経路探索手段と、ナビゲーション画像を生成する描画処理手段と、前記描画処理手段で生成された前記ナビゲーション画像を前記移動通信端末へ配信する配信手段とを備え、前記移動通信端末は、前記情報配信サーバからリアルタイムで配信される前記描画処理手段で生成された前記ナビゲーション画像を表示する表示手段を備え、前記記憶手段は、前記３次元空間モデルデータとして、前記施設の各構造物に対応したオブジェクトデータと前記オブジェクトデータに基づいて移動可能空間を規定した移動可能空間データとを有し、前記オブジェクトデータは、施設の３次元空間に対応した３次元座標と、移動時に障害となる構造物であるか否かを定義した属性とを有し、前記経路探索手段は、前記移動可能空間データに基づいて、移動可能空間を介して現在位置と目的位置とを結ぶ最短の経路を探索し、前記描画処理手段は、現在位置を基準とした視界空間に含まれる前記オブジェクトデータに基づいて３次元アニメーション画像を生成し、前記経路探索手段により探索された最短の経路を前記３次元アニメーション画像上に重ねたナビゲーション画像を生成し、前記記憶手段は、経路案内時に目標となる目標物の画像データを、前記オブジェクトデータにリンクさせて記憶し、前記描画処理手段は、前記３次元アニメーション画像内に前記目標物の画像データをはめ込んで表示させることを特徴とする。 The navigation system of the present invention is a navigation system comprising an information distribution server and a mobile communication terminal that communicates with the information distribution server, wherein the information distribution server is a three-dimensional space model data of a facility in a route guidance target area. Storage means for storing, route search means for searching for a route connecting the current position and the target position, drawing processing means for generating a navigation image, and the navigation image generated by the drawing processing means as the mobile communication terminal The mobile communication terminal comprises display means for displaying the navigation image generated by the drawing processing means distributed in real time from the information distribution server, and the storage means As three-dimensional space model data, object data corresponding to each structure of the facility and Serial and a object movable space data defining a movable space based on the data, before Kio object data, the three-dimensional coordinates corresponding to the three-dimensional space of the facility is the structure that interfere during movement The route search means searches for the shortest route connecting the current position and the target position via the movable space based on the movable space data, and draws the drawing. The processing unit generates a three-dimensional animation image based on the object data included in the view space with the current position as a reference, and superimposes the shortest path searched by the path search unit on the three-dimensional animation image. generates a navigation image, said storage means, the image data of the target as a target during the route guidance, and stored by linking with the object data, Serial drawing processing means may be displayed by fitting the image data of the target in the three dimensional animation image.
これらの構成によれば、３次元空間モデルデータを、施設の各構造物に対応したオブジェクトデータとオブジェクトデータに対応させて移動可能空間を規定した移動可能空間データとで構成し、現在位置を基準とした視界空間の３次元アニメーション画像を移動通信端末に表示し、移動可能空間データに基づいて、移動可能空間を介して現在位置と目的位置とを結ぶ最短の経路を探索するように構成した。これにより、地図データを準備することなく、３次元空間モデルデータを用いて経路探索することができ、３次元空間モデルデータに基づいて現実空間を擬した３次元アニメーション画像を表示できる。したがって、ナビゲーション画像に基づく経路案内は、現実空間と略同じ３次元アニメーション画像上で行うことができ、経路案内の処理速度を低下させることなく、経路案内の精度を高めることができる。また、３次元アニメーション画像上に目標物の情報が表示されることで、被誘導者が目的位置までの経路を認識し易くなり、高精度な経路案内を実現することができる。 According to these configurations, the three-dimensional space model data is composed of object data corresponding to each structure of the facility and movable space data defining the movable space corresponding to the object data, and the current position is defined as a reference. The three-dimensional animation image of the visual field space is displayed on the mobile communication terminal, and the shortest route connecting the current position and the target position is searched through the movable space based on the movable space data. Accordingly, a route search can be performed using the 3D space model data without preparing map data, and a 3D animation image simulating a real space can be displayed based on the 3D space model data. Therefore, the route guidance based on the navigation image can be performed on a three-dimensional animation image that is substantially the same as the real space, and the accuracy of the route guidance can be improved without reducing the processing speed of the route guidance. In addition, by displaying the target information on the three-dimensional animation image, the guided person can easily recognize the route to the target position, and high-precision route guidance can be realized.
また、本発明の上記ナビゲーションシステムにおいて、前記移動可能空間データは、前記移動可能空間が、各フロアを構成する構造物の前記オブジェクトデータの属性に基づいてフロア平面内で規定されると共に、フロア間を結ぶ前記オブジェクトデータの属性に基づいてフロア立体空間で規定される。これにより、移動可能空間データがフロア内平面とフロア立体空間とで規定されるので、３次元空間モデルデータ上で経路探索して、フロア間を跨いだ目的位置までの経路案内を実現することができる。 In the navigation system according to the present invention, the movable space data may be defined within a floor plane based on the object data attribute of the structure constituting each floor, and Is defined in the floor space based on the attribute of the object data that connects. As a result, since the movable space data is defined by the floor plane and the floor space, it is possible to search the route on the three-dimensional space model data and realize the route guidance to the target position across the floors. it can.
また、本発明の上記ナビゲーションシステムにおいて、前記記憶手段は、前記目標物の画像データを、前記３次元空間モデルデータから独立して個別に更新可能に構成されている。これにより、施設内に新しい店舗が出店される等、目標物に変更があった場合に、変更内容に対応して新規構造物のオブジェクトデータを新規に作成することなく、目標物の画像データのみを更新するだけで、現実空間を擬した３次元アニメーション画像を表示できる。よって、目標物の更新時における情報配信サーバ等の負荷を最小限に抑えることができる。 In the navigation system of the present invention, the storage means is configured to be able to update the image data of the target object independently from the three-dimensional space model data. As a result, when there is a change in the target, such as when a new store is opened in the facility, only the image data of the target is created without newly creating object data for the new structure corresponding to the change. It is possible to display a three-dimensional animation image simulating a real space simply by updating. Therefore, it is possible to minimize the load on the information distribution server or the like when updating the target.
また、本発明の上記ナビゲーションシステムにおいて、前記経路探索手段は、前記目的位置が前記現在位置と異なるフロアにある場合、現在位置フロアにおいて目的位置フロアへ通じる移動可能ポイントを検索し、前記現在位置と前記移動可能ポイントとの間で前記移動可能空間を通過する最短距離のフロア内経路を検索する。これにより、現在位置と目的位置とが異なるフロアに存在しても、現在位置フロアにおいて目的位置フロアへ通じる移動可能ポイントを検索することで、フロア間を跨いだ目的位置までの最短経路で経路案内を実現することができる。 In the navigation system of the present invention, when the target position is on a floor different from the current position, the route search means searches for a movable point that leads to the target position floor on the current position floor, and The shortest in-floor route that passes through the movable space with the movable point is searched. As a result, even if the current position and the target position exist on different floors, the route guidance is performed on the shortest route to the target position across the floors by searching for a movable point that leads to the target position floor in the current position floor. Can be realized.
また、本発明の上記ナビゲーションシステムにおいて、前記移動通信端末は、方位取得手段を備え、前記描画処理手段は、前記表示手段に表示する前記視界空間に対応した前記３次元アニメーション画像を前記方位取得手段による検出方位に応じて切り替える。これにより、被誘導者（移動通信端末）の向きに応じて３次元アニメーション画像を被誘導者の視界空間に連動するように変化させることができ、より被誘導者の現実の視界にリンクした３次元アニメーション画像を表示することができる。 In the navigation system of the present invention, the mobile communication terminal includes azimuth acquisition means, and the drawing processing means displays the three-dimensional animation image corresponding to the view space displayed on the display means. Switch according to the detected direction. Thereby, it is possible to change the three-dimensional animation image so as to be linked to the field of view of the guided person according to the direction of the guided person (mobile communication terminal). Dimensional animation images can be displayed.
本発明によれば、目的位置までの経路探索と３次元アニメーション画像の描画処理とを３次元空間モデルデータで実施することにより、経路案内の処理速度を低下させることなく、被誘導者の現実の視界にリンクした施設の３次元アニメーション画像に目的位置に向かう移動経路を表示でき、経路案内の精度を高めることができる。 According to the present invention, the route search to the target position and the drawing processing of the three-dimensional animation image are performed with the three-dimensional space model data, so that the real speed of the guided person can be reduced without reducing the processing speed of the route guidance. The moving route toward the target position can be displayed on the three-dimensional animation image of the facility linked to the field of view, and the accuracy of route guidance can be improved.
以下、本発明に係るナビゲーションシステムの実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図３を参照して、本実施の形態に係るナビゲーションシステムの構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るナビゲーションシステムの全体的なシステム構成を示す図である。図２は、本実施の形態に係るナビゲーションシステムにおける情報配信サーバの構成例を示す図である。図３は、本実施の形態に係るナビゲーションシステムにおける移動通信端末の構成例を示す図である。本実施の形態では、ナビゲーション可能な施設として大規模駅建屋を例にして説明するが、大規模駅建屋に限定されるものではなく、美術館、博物館、スポーツ施設、商業施設等の各種施設に適用可能である。また、ナビゲーションの被誘導者として、歩行者を例にして説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、車椅子、二輪移動装置、その他の移動手段を介して施設内を移動する者にも適用可能である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a navigation system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A configuration of the navigation system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a diagram showing an overall system configuration of the navigation system according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the information distribution server in the navigation system according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the mobile communication terminal in the navigation system according to the present embodiment. In this embodiment, a large-scale station building will be described as an example of a navigable facility. However, the present invention is not limited to a large-scale station building, and is applicable to various facilities such as museums, museums, sports facilities, and commercial facilities. Is possible. Moreover, although a pedestrian will be described as an example of a guided person for navigation, the present invention is not limited to this. For example, for a person who moves in a facility via a wheelchair, a two-wheeled moving device, or other moving means. Is also applicable.
図１に示すように、ナビゲーションシステム１は、情報配信サーバ１１と、移動通信端末１２とを含んで構成される。情報配信サーバ１１と移動通信端末１２とは、ネットワーク１３を介して通信可能に接続される。移動通信端末１２は、３次元アニメーション画像に基づいたナビゲーションを実現するソフトウェアを搭載しており、例えば、携帯電話機又はタブレット型端末を用いることができる。また、移動通信端末１２は、駅建屋の所定箇所に複数設けられるアクセスポイント（ＡＰ）１４を介してネットワーク１３に接続される。移動通信端末１２は、アクセスポイント（ＡＰ）１４との間の通信方式としてＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）を用いている。さらに、移動通信端末１２は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）衛星１５から発せられるＧＰＳ電波を受信して現在位置を取得する機能を備えている。本実施の形態では、移動通信端末１２の３次元空間内での現在位置の取得方法は、屋内測位の方法として、ＷｉＦｉの電波強度を用いているが、ＧＰＳ測位と組み合わせたり、通信環境に応じて置き換えてもよいし、さらにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、音波ビーコン等を用いてもよい。
As shown in FIG. 1, the navigation system 1 includes an
情報配信サーバ１１は、センターシステム１６とオンラインで接続される。センターシステム１６は、本実施の形態では、例えば、ＴＩＤ装置（列車運行情報表示装置：Traffic Information Display）、列車制御に用いられるＣＴＣ装置（列車集中制御装置：Centralized Traffic Control）を含んで構成される。ネットワーク１３は、インターネット、モバイルネットワーク、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の様々なネットワークを含む。情報配信サーバ１１は、移動通信端末１２からの要求に応じて、ナビゲーションに必要な情報として、経路案内対象エリアにある駅建屋の３次元空間モデルデータを配信する機能を有する。
The
次に、情報配信サーバ１１について説明する。図２に示すように、情報配信サーバ１１は、記憶手段２０と、更新手段２１と、配信手段２２と、通信手段２３と、認証手段２４と、位置計算手段２５とを含んで構成される。なお、図２では、本実施形態におけるナビゲーションに関連する機能ブロックを主に示しており、情報配信サーバ１１は、他の処理に必要な他の機能ブロックも適宜有している。
Next, the
記憶手段２０は、３次元アニメーション画像に基づいたナビゲーションに必要な施設の全構造物に関する施設情報を記憶している。施設情報は、施設を構成する個々の構造物（例えば、床、壁、柱、改札、エスカレータ等の固定構造物）の３次元空間モデルデータ２６と、３次元アニメーション画像内にはめ込んで表示させる目標物の画像を構成するはめ込みデータ２７とを備えている。３次元空間モデルデータ２６は、駅建屋を構成する各構造物に対応したオブジェクトデータ２８と、オブジェクトデータ２８に基づいて移動可能空間を規定した移動可能空間データ２９とで構成される（図６参照）。はめ込みデータ２７は、経路案内時に目標となる目標物の画像データと、目的位置又は目印位置を示す任意の文字情報（数字、記号等含む）から構成され、オブジェクトデータ２８にリンクしている。なお、記憶手段２０は、メモリ、ハードディスク等により構成されていて、３次元空間モデルデータ２６から独立してはめ込みデータを個別に更新可能に構成されている。
The memory | storage means 20 has memorize | stored the facility information regarding all the structures of a facility required for the navigation based on a three-dimensional animation image. The facility information is a target to be displayed in the 3D
更新手段２１は、記憶手段２０に記憶されたはめ込みデータ２７を、主に固定構造物から作成されている３次元空間モデルデータ２６から独立して個別に更新する。例えば、駅建屋に新しい店舗が出店されたときに店舗写真を更新する要請にこたえるため、新規店舗の店舗写真がはめ込みデータ２７として準備される。また、工事中の仮設区域の仮設構造物を３次元ＣＧ表示するために作成したオブジェクトデータをはめ込みデータ２７として準備する。工事終了後に現状のレイアウトに合わせて仮設構造物のオブジェクトデータを削除する。また、情報配信サーバ１１には、外部サーバから遠隔で又はパーソナルコンピュータから直接的にはめ込みデータ２７の更新情報が入力される。
The updating
認証手段２４は、情報配信要求したユーザの認証を行う。例えば、ホームページ上で当該ナビゲーションサービスを受けるためのユーザ登録を行い、ユーザ情報に基づいてユーザ登録されているか否か判断する。配信手段２２は、移動通信端末１２からの情報配信要求に応じて３次元空間モデルデータ２６及びはめ込みデータ２７を呼び出して移動通信端末１２に応答として返す。通信手段２３は、情報配信サーバ１１の外部通信インターフェースを構成する。通信手段２３は、ネットワーク１３を介して、移動通信端末１２に対して３次元空間モデルデータ２６、はめ込みデータ２７、移動通信端末１２の位置情報等を送信する。
The
位置計算手段２５は、移動通信端末１２と通信している１つ又は複数のアクセスポイント１４から電波状況データを取り込み、予め構築した屋内Ｗｉｆｉ測位ライブラリを元に移動通信端末１２の現在位置を計算する。情報配信サーバ１１は、記憶手段２０に予め、駅建屋内の各アクセスポイント１４の位置情報（座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ（フロアＩＤ）））をリスト化して記憶している。また、情報配信サーバ１１は、アクセスポイントの識別情報となる基地局ＩＤ、観測電波状況を示す情報を登録し、測位補正を実施するための各種パラメータをライブラリ化して記憶している。各種パラメータは、空間の構造、狭隘等による電波強度の減衰率の違いを考慮して設定される。
The position calculation means 25 takes in radio wave status data from one or a plurality of
具体的な測位位置（移動通信端末１２の位置）の計算方法としては、ライブラリ化された各種パラメータが呼び出されるタイミングで測定される電波強度に基づいて実施される。例えば、フロアの決定については、電波強度が最大の基地局（アクセスポイント）１４が属するフロアが測定の対象となる。２つの異なるフロアＩＤ（Ｚ座標）が検出された場合には、２つのフロア間を結ぶ階段又はエスカレータに属すると判断される。このとき、階段又はエスカレータの位置情報に基づいて補正が実施され、フロアが決定される。位置の決定については、電波強度が基地局からの距離の２乗に反比例する事を利用する。属するフロアに補助情報（上述した各種パラメータ）が設定されている場合には、その補助情報を利用して補正計算を行い、移動通信端末１２の位置が決定される。
As a specific method for calculating the positioning position (the position of the mobile communication terminal 12), the calculation is performed based on the radio wave intensity measured at the timing when various parameters in the library are called. For example, regarding the determination of the floor, the floor to which the base station (access point) 14 having the maximum radio wave intensity belongs is the object of measurement. When two different floor IDs (Z coordinates) are detected, it is determined that they belong to the stairs or escalator that connects the two floors. At this time, correction is performed based on the position information of the stairs or escalator, and the floor is determined. For determining the position, the fact that the radio wave intensity is inversely proportional to the square of the distance from the base station is used. When auxiliary information (the above-described various parameters) is set for the floor to which it belongs, correction calculation is performed using the auxiliary information, and the position of the
次に、移動通信端末１２について説明する。図３に示すように、移動通信端末１２は、操作手段３０と、表示手段３１と、記憶手段３２と、方位取得手段３３と、通信手段３４と、経路探索手段３５と、描画処理手段３６とを含んで構成される。なお、図３では、本実施形態におけるナビゲーションに関連する機能ブロックを主に示しており、移動通信端末１２は、他の処理に必要な他の機能ブロックも有している。
Next, the
操作手段３０は、キーボード、マウス、タッチパネル等のユーザからの操作入力を電気信号に変換可能なデバイスで構成され、移動通信端末１２に対する入力を受け付け、入力結果を経路探索手段３５に出力する。ナビゲーションに関連する入力内容は、目的位置となる施設の名称（例えば、駅構内のショップ名、改札、ホーム番号、ロッカー、エレベータ、エスカレータ等）が挙げられる。
The
表示手段３１は、ナビゲーションに必要な各種画像を表示する。表示手段３１は、例えば、後述するナビゲーション用のアプリケーション（以下、ナビゲーションアプリと記す）を起動したときのメニュー画面、描画処理手段３６で生成された３次元アニメーション画像を表示する。表示手段３１は、ディスプレイ、モニタ等の表示装置により構成される。また、ナビゲーションアプリ起動中に、３次元アニメーション画像の表示に合わせて、スピーカー等の出力装置により経路案内を音声で出力してもよい。 The display means 31 displays various images necessary for navigation. The display means 31 displays, for example, a menu screen when a navigation application (hereinafter referred to as a navigation application) described later is started, and a three-dimensional animation image generated by the drawing processing means 36. The display means 31 includes a display device such as a display and a monitor. Further, the route guidance may be output by voice by an output device such as a speaker in accordance with the display of the three-dimensional animation image while the navigation application is activated.
記憶手段３２は、情報配信サーバ１１（図２参照）からダウンロードした３次元空間モデルデータ２６及びはめ込みデータ２７（いずれも図２参照）を記憶する。また、記憶手段３２は、経路探索手段３５によって探索された目的位置までの経路情報を一時的に記憶する。記憶手段３２は、メモリ、ハードディスク等により構成される。なお、記憶手段３２は外部記憶装置（例えば、外部サーバ）に搭載されてもよく、移動通信端末１２は、通信手段３４により、ネットワーク１３を介して外部サーバの記憶手段を用いる構成としてもよい。
The storage means 32 stores the three-dimensional
方位取得手段３３は、移動通信端末１２の水平面内の方位（以下、単に方位と記す）と、床面に対して垂直な垂直面内の角度（以下、単に角度と記す）とを検出する。方位取得手段３３は、例えば、方位センサ及び角度センサで構成される。
The
通信手段３４は、アクセスポイント１４（図１参照）及び無線基地局（不図示）との間で無線通信する無線モジュールで構成される。通信手段３４は、アクセスポイント１４及びネットワーク１３を介して情報配信サーバ１１（図２参照）に情報配信要求を送信する一方、情報配信サーバ１１から送信されるナビゲーションに必要な情報（３次元空間モデルデータ２６及びはめ込みデータ２７）を受信する。また、通信手段３４は、情報配信サーバ１１から移動通信端末１２の現在位置情報を取得する。
The communication means 34 includes a wireless module that performs wireless communication with the access point 14 (see FIG. 1) and a wireless base station (not shown). The communication means 34 transmits an information distribution request to the information distribution server 11 (see FIG. 2) via the
経路探索手段３５は、移動通信端末１２のプロセッサが経路探索のアプリケーションソフトを実行することにより実現される機能であり、３次元空間モデルデータ２６を用いて、移動通信端末１２の現在位置から目的位置までの経路を探索する機能を提供する。詳細は後述するが、経路探索手段３５は、３次元空間モデルデータ２６（より具体的には、移動可能空間データ２９（図６参照））に基づいて、移動可能空間を介して現在位置と目的位置とを結ぶ最短の経路を探索する。
The route search means 35 is a function realized by the processor of the
描画処理手段３６は、移動通信端末１２のプロセッサが３次元ＣＧ処理のアプリケーションソフトを実行することにより実現される機能であり、３次元空間モデルデータ２６を用いて、現在位置を基準とした視界空間に対応した３次元アニメーション画像を生成する。また、描画処理手段３６は、経路探索手段３５による経路探索結果に基づいて視界空間内に対応した３次元アニメーション画像に表示すべき移動経路を重ねた３次元ナビゲーション画像を生成する。さらに、描画処理手段３６は、時系列的に変化する移動通信端末１２の現在位置情報を取り込んで、移動通信端末１２の移動に追従して３次元アニメーション画像を更新することで、３次元アニメーション動画を提供する。
The drawing processing means 36 is a function realized when the processor of the
以下、図４から図９を参照して、本実施形態において用いる３次元空間モデルデータについて説明する。図４は、ナビゲーションエリアにある施設となる駅建屋を構成する各構造物の階層関係を示す概念図である。図４に示すように、駅建屋は、Ｂ１、１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ…のように複数のフロアで構成された階層構造を有している。例えば、１Ｆは、床、壁、柱、改札、階段、エスカレータ等、駅を構成する複数の構造物によって構成される。他のフロア（Ｂ１、２Ｆ、３Ｆ…）も同様に、構造物の配置、数、種類は異なるが、複数の構造物によって構成される。３次元空間モデルデータは、オブジェクトデータ及び移動可能空間データで構成されている。個々の構造物は、３次元アニメーション画像を描画するためのオブジェクトデータが用意されている。以下、３次元モデルデータを構成するオブジェクトデータ及び移動可能空間データについて説明する。 Hereinafter, the three-dimensional space model data used in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a conceptual diagram showing the hierarchical relationship of each structure constituting the station building that is a facility in the navigation area. As shown in FIG. 4, the station building has a hierarchical structure including a plurality of floors such as B1, 1F, 2F, 3F,. For example, 1F is comprised by several structures which comprise a station, such as a floor, a wall, a pillar, a ticket gate, a staircase, and an escalator. Similarly, the other floors (B1, 2F, 3F,...) Are composed of a plurality of structures, although the arrangement, number, and type of structures are different. The three-dimensional space model data is composed of object data and movable space data. Each structure has object data for drawing a three-dimensional animation image. Hereinafter, object data and movable space data constituting the three-dimensional model data will be described.
図５を参照して、オブジェクトデータについて説明する。図５Ａは、構造物となる壁のオブジェクトデータを示し、図５Ｂは床のオブジェクトデータを示している。図５に示すように、駅建屋の３次元空間モデルデータは、各構造物のオブジェクトデータを含んで構成される。本実施の形態においては、ナビゲーションエリアとなる施設（駅建屋）を構成している全ての構造物について、オブジェクトデータが作成されている。オブジェクトデータには、例えば、Ｎａｍｅ（名称）、Ｔａｇ（タグ）、属性、位置情報（３次元座標）が含まれる。 The object data will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows the object data of the wall that is a structure, and FIG. 5B shows the object data of the floor. As shown in FIG. 5, the three-dimensional space model data of the station building includes object data of each structure. In the present embodiment, object data is created for all structures constituting a facility (station building) that becomes a navigation area. The object data includes, for example, Name (name), Tag (tag), attribute, and position information (three-dimensional coordinates).
Ｎａｍｅ（名称）は、構造物を構成するオブジェクトの名称を示している。具体的には、壁、柱、床、階段、エスカレータ、エレベータ、改札、ロッカー、ホーム、ショップ、トイレ等がＮａｍｅとして設定される。１フロア内であっても壁、柱、階段等の構造物は複数存在するので、区別可能に固有番号が付される。図５Ａでは、Ｎａｍｅが「壁１」と設定され、図５Ｂでは、Ｎａｍｅが「床２」と設定されている。これらのＮａｍｅは、経路探索時に目的位置を特定する際の候補を示すキーワードに利用することができる。 Name (name) indicates the name of the object constituting the structure. Specifically, walls, pillars, floors, stairs, escalators, elevators, ticket gates, lockers, homes, shops, toilets, etc. are set as Names. Since there are a plurality of structures such as walls, pillars, and stairs even within one floor, a unique number is assigned in a distinguishable manner. In FIG. 5A, Name is set as “Wall 1”, and in FIG. 5B, Name is set as “Floor 2”. These Names can be used as keywords indicating candidates for specifying a target position when searching for a route.
Ｔａｇ（タグ）は、Ｎａｍｅと同様に、経路探索時に目的位置を特定する際の候補を示すキーワードになっている。具体的には、そのオブジェクトの配置位置近傍の構造物名称、配置フロア、目的位置となる周辺の目標物の名称等がＴａｇとして設定される。図５Ａでは、Ｔａｇが「１Ｆ北口改札」と設定され、図５Ｂでは、Ｔａｇが「２Ｆ南口トイレ」と設定されている。これらのＴａｇは、経路探索時に目的位置を特定する際の候補を示すキーワードになっている。経路探索の際に、目的位置として、例えば、「北口改札」が入力されると、Ｔａｇの情報に基づいて３次元空間モデルデータ内で該当するオブジェクトが検索される。その結果、入力された目的位置に対応したオブジェクトデータが候補として検出される。 Tag (tag), like Name, is a keyword indicating a candidate for specifying a target position when searching for a route. Specifically, the name of the structure near the arrangement position of the object, the arrangement floor, the name of the surrounding target object as the target position, etc. are set as Tag. In FIG. 5A, Tag is set as “1F North Exit Ticket Gate”, and in FIG. 5B, Tag is set as “2F South Exit Toilet”. These tags are keywords indicating candidates for specifying the target position during route search. For example, when “north exit ticket gate” is input as the target position during the route search, the corresponding object is searched in the three-dimensional space model data based on the Tag information. As a result, object data corresponding to the input target position is detected as a candidate.
属性は、そのオブジェクトデータが被誘導者の移動時に障害物となる構造物であるか否かを示している。具体的には、障害物、移動可能空間が属性として定義される。図５Ａでは、属性が「障害物」と定義され、図５Ｂでは、属性が「移動可能空間」と定義されている。この属性に基づいて移動可能空間データが定義される。 The attribute indicates whether the object data is a structure that becomes an obstacle when the guided person moves. Specifically, an obstacle and a movable space are defined as attributes. In FIG. 5A, the attribute is defined as “obstacle”, and in FIG. 5B, the attribute is defined as “movable space”. Based on this attribute, movable space data is defined.
位置情報は、駅建屋を含む空間に対応した３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を表しており、３次元ＣＧによる描画時に３次元空間内にそのオブジェクトを配置する際の基準座標となる。図５Ａでは、位置情報が（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）と設定され、図５Ｂでは、位置情報が（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）と設定されている。例えば、Ｚ座標によって、そのオブジェクトデータが配置されるフロアが特定される。このように、位置情報（３次元座標）に基づいて、３次元空間モデルデータと同じ空間座標上でのオブジェクトデータの位置が特定される。 The position information represents three-dimensional coordinates (X, Y, Z) corresponding to the space including the station building, and serves as reference coordinates when the object is arranged in the three-dimensional space when drawing with the three-dimensional CG. In FIG. 5A, the position information is set as (X 1 , Y 1 , Z 1 ), and in FIG. 5B, the position information is set as (X 2 , Y 2 , Z 2 ). For example, the floor on which the object data is arranged is specified by the Z coordinate. In this way, the position of the object data on the same spatial coordinates as the three-dimensional spatial model data is specified based on the positional information (three-dimensional coordinates).
このように、各構造物のオブジェクトデータには、上記したＮａｍｅ、Ｔａｇ、属性、位置情報等の情報が定義されており、これらの情報に基づいて目的位置までの経路探索や、現在位置の視界空間に対応した３次元アニメーション画像の描画処理が実施される。なお、ＮａｍｅとＴａｇは経路探索に用いる観点からは同一用途であるので、いずれか一方の項目に他方の項目を包含させてもよい。 As described above, the object data of each structure defines information such as Name, Tag, attribute, and position information described above. Based on these information, a route search to the target position and a view of the current position are obtained. A drawing process of a three-dimensional animation image corresponding to the space is performed. Note that Name and Tag have the same use from the viewpoint of use in route search, and therefore, either item may include the other item.
図６を参照して、移動可能空間データについて説明する。図６に示すように、移動可能空間データ２９は、オブジェクトデータ２８に定義された属性及び位置情報に基づいて作成される。例えば、３次元空間内に各オブジェクトを配置し、各オブジェクトの属性（障害物又は移動可能空間）に基づいて、オブジェクトを区分けする。そして、配置されたオブジェクトのうち、属性が「障害物」のオブジェクトは、移動不可能な空間として、移動可能空間から除外される。そして、残された空間をそのフロア内で被誘導者が移動可能な移動可能空間と定義する。この移動可能空間をメッシュデータとして保持する。但し、移動可能空間を定義する方式はメッシュデータに限定されない。例えば、空間を示すベクタデータとしてエリアデータ、ポリゴンデータであってもよい。
The movable space data will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the
また、隣接するフロア同士を連結する、例えば、階段、エスカレータ、エレベータを構成するオブジェクトも同様に、隣接するフロア間を被誘導者が移動可能な移動可能空間として定義される。このように、フロア内の移動可能空間（フロア平面）とフロア間の移動可能空間（フロア立体空間）とによって、移動可能空間データが規定される。これにより、フロア間を跨いだ目的位置までの経路案内を実現することができる。また、階段、エスカレータ、エレベータ等によってフロア同士が連結される連結部分の入口及び出口は、後述する経路探索処理における移動可能ポイントを構成する。 Similarly, objects that connect adjacent floors, for example, stairs, escalators, and elevators, are similarly defined as movable spaces in which a guided person can move between adjacent floors. As described above, the movable space data is defined by the movable space (floor plane) in the floor and the movable space (floor space) between the floors. Thereby, the route guidance to the target position straddling between floors is realizable. Moreover, the entrance and exit of the connecting portion where the floors are connected by stairs, escalators, elevators, and the like constitute movable points in the route search process described later.
図７を参照して、オブジェクト（３次元空間モデルデータ）を駅建屋を含む３次元空間（以下、施設空間という）に配置した例について説明する。図７に示すように、各オブジェクトデータは、定義された位置情報（基準座標）に基づいて施設空間の所定位置に配置される。図７では、床４０、床４１、壁４２、壁４３、アーチ４４、エスカレータ４５、階段４６、階段４７、柱４８、柱４９、柱５０が施設空間に配置されている。また、はめ込みデータについても同様に、それぞれ、位置情報が定義されており、その位置情報に基づいてリンク先のオブジェクト（例えば、床）の所定位置にはめ込まれる。図７では、はめ込みデータとして、案内表示５１及び店舗画像５２が所定位置にはめ込まれている。
With reference to FIG. 7, an example in which an object (three-dimensional space model data) is arranged in a three-dimensional space including a station building (hereinafter referred to as facility space) will be described. As shown in FIG. 7, each object data is arranged at a predetermined position in the facility space based on the defined position information (reference coordinates). In FIG. 7, the
なお、本実施の形態においては、施設情報が、駅建屋の構造物の主要な３次元空間モデルデータ２６と、比較的更新の頻度が多いと想定される施設内の店舗情報（写真）や、仮設区域の構造物で構成されるはめ込みデータ２７とで別々に構成されている。これにより、施設内に新しい店舗が出店される等、目標物に変更があった場合に、変更内容に対応して新規構造物のオブジェクトデータを新規に作成することなく、はめ込みデータ２７のみを更新するだけで、現実空間を擬した３次元アニメーション画像を表示できる。例えば、柱、エスカレータ等のレイアウト変更がないと予想される固定構造物に影響を与えることなく、はめ込みデータのみ変更できるので、データ更新作業が簡素化される利点がある。また、データ更新の周期は、特に限定されるものではなく、例えば、一か月に１回、又は、店舗情報等の変更に応じて、随時更新可能である。
In the present embodiment, the facility information includes the main three-dimensional
次に、図８を参照して、フロア内の移動可能空間について説明する。図８は、図７の３次元空間モデルデータの一部（空間Ａ部）を切り出した上面図である。図８に示すように、柱４８は、属性が「障害物」として定義されており、床４１は、属性が「移動可能空間」として定義されている。移動可能空間４１ａは、複数のポリゴン（三角形）を繋げたメッシュデータで構成される。また、「移動可能空間」として定義された床４１のうち、柱４８（障害物）の外周から所定距離（例えば、５０ｃｍ）離れた空間４１ｂは、移動不可として定義され、移動可能空間から除外される。所定距離は、歩行者が障害物にぶつからない距離であれば、どのような距離でもよい。このように、柱４８から所定距離離れた空間を移動可能空間４１ａとして定義したことにより、後述する経路探索処理において、移動可能空間内で、障害物を避けるような最短経路を探索することが可能になり、探索経路と被誘導者が移動可能なラインとを正確に一致させることができ、本来的な意味での最短距離を経路案内できることになる。
Next, the movable space in the floor will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a top view of a part (space A part) of the three-dimensional space model data shown in FIG. As shown in FIG. 8, the attribute of the
次に、図９を参照して、オブジェクトデータを画像表示する描画原理について説明する。図９では、柱のオブジェクトデータを例に説明する。図９に示すように、オブジェクトデータから描画される柱は、厳密には多角柱で形成され、複数のポリゴン（三角形）を繋げたサーフェスモデルデータで構成される。柱の位置情報は、例えば、底面の中心を基準座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）として定義される。柱自体は、実際は円柱で構成されるが、多角柱で近似したサーフェスモデルとすることにより、後述する描画処理の負荷を抑えることが可能になっている。 Next, a drawing principle for displaying object data as an image will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the column object data will be described as an example. As shown in FIG. 9, a column drawn from object data is strictly formed from a polygonal column, and is composed of surface model data in which a plurality of polygons (triangles) are connected. The column position information is defined, for example, using the center of the bottom surface as reference coordinates (X i , Y i , Z i ). The column itself is actually composed of a cylinder, but by using a surface model approximated by a polygonal column, it is possible to reduce the load of the drawing process described later.
次に、図１０及び図１１を参照して、本実施の形態に係るナビゲーションシステムにおける経路探索処理について説明する。図１０は、経路探索処理を実現するフロー図である。図１１は、経路探索の一例を示す模式図である。なお、移動通信端末は、予め、情報配信サーバから３次元空間モデルデータをダウンロードし、３次元空間モデルデータを移動通信端末の記憶手段に記憶している。また、ナビゲーションのアプリケーションが起動された後、移動通信端末１２は、定期的に情報配信サーバ１１と通信し、移動通信端末１２（歩行者）の現在位置情報を随時更新している。なお、以下においては、経路探索処理が移動通信端末１２側で実施される場合について説明するが、これに限定されず、情報配信サーバ１１側で経路探索処理を実施し、その経路探索結果を移動通信端末１２に送信してもよい。これらを前提として、以下、経路探索フローについて説明する。
Next, route search processing in the navigation system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a flowchart for realizing the route search process. FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of route search. Note that the mobile communication terminal downloads the 3D space model data from the information distribution server in advance and stores the 3D space model data in the storage means of the mobile communication terminal. In addition, after the navigation application is activated, the
図１０に示すように、先ず、移動通信端末１２（図３参照）上では、移動通信端末１２にインストールされたナビゲーションアプリ（ソフトウェア）が起動される（開始）。ナビゲーションアプリが起動されると、移動通信端末１２の経路探索手段３５は、情報配信サーバ１１（図２参照）から移動通信端末１２の現在位置情報を取得すると共に、移動通信端末１２の表示手段３１（図３参照）には、目的位置を入力するためのメニュー画面が表示される。これにより、操作手段３０（図３参照）で目的位置を入力することが可能になる。なお、目的位置としては、駅建屋のショップ、改札、ホーム、トイレ、ロッカー、エレベータ、エスカレータ等が挙げられる。また、目的位置の入力は、これらに限定されず、例えば、表示手段３１に表示される駅建屋の鳥瞰図上で目的位置を直接タッチすることによって目的位置を入力してもよい。
As shown in FIG. 10, first, on the mobile communication terminal 12 (see FIG. 3), a navigation application (software) installed in the
所望の目的位置が入力されると（ステップＳＴ１０１）、経路探索手段３５は、記憶手段３２（図３参照）に記憶された３次元空間モデルデータ２６（図２参照）内において、目的位置に対応するオブジェクトデータを検索する（ステップＳＴ１０２）。このとき、オブジェクトデータは、オブジェクトデータに定義されたＮａｍｅやＴａｇに基づいて検索される。例えば、最初にＴａｇに基づいて目的位置に対応するオブジェクトデータを検索し、候補となるオブジェクトデータが検索されなかったら、次にＮａｍｅに基づいてオブジェクトデータを検索してもよい。このように、検索の際にＮａｍｅ及びＴａｇに優先順位を設定してもよい。そして、目的位置に対応するオブジェクトデータが検索されると、そのオブジェクトデータの位置情報から、駅建屋を含む３次元空間に対応した目的位置の座標が特定される。また、複数の対象オブジェクトが検索された場合、複数の候補を表示手段３１上に表示し、その候補の中から目的位置を選択可能にしてもよい。
When a desired target position is input (step ST101), the route search means 35 corresponds to the target position in the three-dimensional space model data 26 (see FIG. 2) stored in the storage means 32 (see FIG. 3). The object data to be searched is searched (step ST102). At this time, the object data is searched based on the Name and Tag defined in the object data. For example, first, object data corresponding to the target position may be searched based on Tag, and if no candidate object data is searched, then object data may be searched based on Name. In this way, priorities may be set for Name and Tag during the search. When the object data corresponding to the target position is searched, the coordinates of the target position corresponding to the three-dimensional space including the station building are specified from the position information of the object data. Further, when a plurality of target objects are searched, a plurality of candidates may be displayed on the
次に、経路探索手段３５は、現在位置に対応するオブジェクトデータのＺ座標と、目的位置に対応するオブジェクトデータのＺ座標とを比較する（ステップＳＴ１０３）。現在位置のＺ座標と目的位置のＺ座標とが異なる場合（ステップＳＴ１０４：Ｎｏ）、経路探索手段３５は、現在位置と目的位置とが同一フロア内に存在しないと判断する。そして、経路探索手段３５は、現在位置に対応するフロア内で、目的位置に対応するフロアに通じ、現在位置から最も近い移動可能ポイントを検索する（ステップＳＴ１０５）。 Next, the route search means 35 compares the Z coordinate of the object data corresponding to the current position with the Z coordinate of the object data corresponding to the target position (step ST103). When the Z coordinate of the current position is different from the Z coordinate of the target position (step ST104: No), the route search means 35 determines that the current position and the target position do not exist on the same floor. Then, the route search means 35 searches for the movable point closest to the current position through the floor corresponding to the target position in the floor corresponding to the current position (step ST105).
例えば、図１１においては、現在位置に対応するフロア（１Ｆ）内で目的位置に対応するフロア（２Ｆ）に通じる構造物である階段６０の位置情報に基づいて、移動可能ポイントＰｉｎが検索される。なお、移動可能ポイントＰｉｎを検索する際には、予め、フロア間を移動する手段（階段、エスカレータ、エレベータ）のうち、どの手段を使用するかを経路探索時の探索条件（オプション）として選択しておき、その探索条件に基づいて移動可能ポイントを検索してもよい。また、移動可能ポイントは、オブジェクトデータのＮａｍｅ、Ｔａｇ及び位置情報に基づいて検索される。
For example, in FIG. 11, based on the position information of the
経路探索手段３５は、移動可能ポイントを検索すると、その移動可能ポイントの位置情報に基づいて現在位置と移動可能ポイントとを最短距離で結ぶフロア内経路を探索する（ステップＳＴ１０６）。このとき、経路探索手段３５は、記憶手段２０からそのフロア内の移動可能空間データを読み込み、移動可能空間データに基づいて障害物を避けながら、現在位置と移動可能ポイントとを移動可能空間内において最短距離で結ぶ経路（フロア内経路）を探索する。また、現在位置に対応するフロアと目的位置に対応するフロアとを連結するフロア間経路も合わせて探索される。図１１では、現在位置と移動可能ポイントＰｉｎとを直線で結び、その直線の途中に存在する柱６１を避けるように、柱６１から所定距離離れた移動可能空間を通るフロア内経路Ｒ１が探索される。このとき、１Ｆの移動可能ポイントＰｉｎと２Ｆの移動可能ポイントＰｏｕｔ（すなわち、階段６０の出口）とを連結するフロア間経路Ｒ２も探索される。
When searching for the movable point, the
そして、経路探索手段３５は、目的位置に対応するフロアにおいて、目的位置に対応するフロアの移動可能ポイントから目的位置までの最短経路を探索する（ステップＳＴ１０７）。ステップＳＴ１０７においても、ステップＳＴ１０６と同様に、経路探索手段３５は、移動可能空間データに基づいて障害物を避けながら、移動可能ポイントと目的位置とを移動可能空間内において最短距離で結ぶ経路（フロア内経路）を探索する。図１１では、移動可能ポイントＰｏｕｔと目的位置とを直線で結び、その直線の途中に存在する柱６２を避けるように、柱６２から所定距離離れた移動可能空間を通るフロア内経路Ｒ３が探索される。
Then, the route search means 35 searches for the shortest route from the movable point on the floor corresponding to the target position to the target position on the floor corresponding to the target position (step ST107). Also in step ST107, as in step ST106, the route search means 35 avoids an obstacle based on the movable space data and connects the movable point and the target position with the shortest distance in the movable space (floor). Search for (inner route). In FIG. 11, the in-floor route R <b> 3 passing through the movable space a predetermined distance away from the
そして、経路探索手段３５は、探索された全ての経路（フロア内経路Ｒ１、フロア間経路Ｒ２、フロア内経路Ｒ３）を連結し（ステップＳＴ１０８）、現在位置から目的位置までの案内経路Ｒを確定する（ステップＳＴ１０９）。以上により、経路探索手段３５は、経路探索処理を終了する（終了）。このように、現在位置と目的位置とが異なるフロアに存在しても、現在位置フロアにおいて目的位置フロアへ通じる移動可能ポイントを検索することで、フロア間を跨いだ目的位置までの最短経路で経路案内を実現することができる。 Then, the route search means 35 connects all the searched routes (intra-floor route R1, inter-floor route R2, and in-floor route R3) (step ST108), and determines the guide route R from the current position to the target position. (Step ST109). Thus, the route search means 35 ends the route search process (end). In this way, even if the current position and the target position are on different floors, the route is searched with the shortest path to the target position across the floors by searching for a movable point that leads to the target position floor in the current position floor. Guidance can be realized.
なお、図１１においては、１Ｆの現在位置から２Ｆの目的位置までの最短経路を探索する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、２Ｆを現在位置とし、５Ｆを目的位置とした複数のフロアを跨ぐ経路案内であっても、フロアごとに移動可能ポイントに基づいてフロア内経路を探索し、各フロアのフロア内経路と各フロア間のフロア間経路とを連結することで現在位置から目的位置までの最短経路を探索することができる。また、この場合、経路探索の条件としてエレベータを選択することにより、２Ｆから５Ｆに直接移動する経路も探索可能である。 In addition, in FIG. 11, although the case where the shortest path | route from the present position of 1F to the target position of 2F was searched was demonstrated, it is not limited to this. For example, even for route guidance that crosses multiple floors with 2F as the current position and 5F as the target position, search for the in-floor route based on the movable points for each floor, By connecting the floor-to-floor paths between the floors, the shortest path from the current position to the target position can be searched. In this case, a route that directly moves from 2F to 5F can also be searched by selecting an elevator as a route search condition.
また、ステップＳＴ１０４において、現在位置のＺ座標と目的位置のＺ座標とが同一である場合（ステップＳＴ１０４：Ｙｅｓ）、経路探索手段３５は、現在位置と目的位置とが同一フロア内に存在すると判断する。そして、経路探索手段３５は、同一フロア内で、現在位置と目的位置とを最短距離で結ぶ経路を検索する（ステップＳＴ１１０）。ステップＳＴ１１０においても、ステップＳＴ１０６と同様に、経路探索手段３５は、移動可能空間データに基づいて障害物を避けながら、現在位置と目的位置とを移動可能空間内において最短距離で結ぶ経路（フロア内経路）を探索する。このようにして、経路探索手段３５は、案内経路を確定し（ステップＳＴ１０９）、経路探索処理を終了する（終了）。 In step ST104, when the Z coordinate of the current position and the Z coordinate of the target position are the same (step ST104: Yes), the route search means 35 determines that the current position and the target position exist on the same floor. To do. Then, the route search means 35 searches for a route connecting the current position and the target position with the shortest distance in the same floor (step ST110). Also in step ST110, as in step ST106, the route search means 35 avoids an obstacle based on the movable space data and connects the current position and the target position with the shortest distance in the movable space (in the floor). Route). In this way, the route search means 35 determines the guide route (step ST109) and ends the route search process (end).
次に、図１２及び図１３を参照して、本実施の形態に係るナビゲーションシステムにおける３次元アニメーション画像の描画処理について説明する。図１２は、本実施の形態に係る３次元アニメーション画像の描画フローを示す図である。図１３は、本実施の形態に係る移動通信端末に表示される３次元アニメーション画像の遷移図である。３次元アニメーション画像描画処理においては、ナビゲーションアプリが起動され、上述した経路探索処理が終了し、現在位置から目的位置までの経路が確定しているものとする。 Next, with reference to FIG. 12 and FIG. 13, a description will be given of a 3D animation image drawing process in the navigation system according to the present embodiment. FIG. 12 is a diagram showing a drawing flow of the three-dimensional animation image according to the present embodiment. FIG. 13 is a transition diagram of a three-dimensional animation image displayed on the mobile communication terminal according to the present embodiment. In the three-dimensional animation image drawing process, it is assumed that the navigation application is activated, the route search process described above is completed, and the route from the current position to the target position is determined.
図１２に示すように、ナビゲーションアプリが起動している状態で、移動通信端末１２（図３参照）の表示手段３１（図３参照）上で、経路案内開始を選択すると、描画処理手段３６（図３参照）は、３次元アニメーション画像描画処理を開始する（開始）。３次元アニメーション画像生成処理を開始すると、描画処理手段３６は、方位取得手段３３（図３参照）から移動通信端末１２の方位及び角度を取得し、現在位置、被誘導者の向き（方位及び角度）に基づいて、表示手段３１上に表示すべき視界空間を決定する（ステップＳＴ２０１）。視界空間の範囲は予め設定されているものとする。
As shown in FIG. 12, when the route guidance start is selected on the display means 31 (see FIG. 3) of the mobile communication terminal 12 (see FIG. 3) while the navigation application is activated, the drawing processing means 36 ( 3) starts a 3D animation image drawing process (start). When the three-dimensional animation image generation process is started, the
視界空間を決定すると、描画処理手段３６は、記憶手段３２（図３参照）に記憶された３次元空間モデルデータ２６及びはめ込みデータ２７（いずれも図２参照）を読み込む（ステップＳＴ２０２）。ステップＳＴ２０２において、描画処理手段３６は、ステップＳＴ２０１で決定した視界空間に含まれる３次元座標を有するオブジェクトデータを読み込む。描画処理手段３６は、３次元空間モデルデータ２６のオブジェクトデータを、現在位置に対応した位置情報に基づいて読み込む。また、描画処理手段３６は、はめ込みデータ２７中の各種画像データを、リンクされたオブジェクトデータと共に読み込む。これらにより、描画処理手段３６は、表示すべきオブジェクトデータ及びはめ込みデータ２７を特定する。
When the viewing space is determined, the drawing processing means 36 reads the three-dimensional
次に、描画処理手段３６は、３次元アニメーション画像生成処理（３次元ＣＧ処理）を実施する（ステップＳＴ２０３）。ステップ２０３において、描画処理手段３６は、そのときの移動通信端末１２の現在位置、方位及び角度に対応して、サーフェスデータで構成されるオブジェクトデータを回転、平行移動、拡大又は縮小等させることによって、オブジェクトデータの位置情報（３次元座標）を視界空間（ディスプレイ画面）に対応したスクリーン座標に変換した構造物の３次元アニメーション画像を生成する。
Next, the drawing processing means 36 performs a 3D animation image generation process (3D CG process) (step ST203). In step 203, the drawing processing means 36 rotates, translates, enlarges or reduces the object data composed of the surface data in accordance with the current position, orientation and angle of the
このとき、描画処理手段３６は、レンダリング処理を実施する。レンダリング処理では、オブジェクトデータの表面の質感や想定光源（現実空間の光源位置）に対する光の反射具合が計算され３次元アニメーション画像に反映される。また、描画処理手段３６は、上述した経路探索処理で探索した案内経路のうち、視界空間に含まれるフロア内経路又はフロア間経路を３次元アニメーション画像上に重ねる。そして、描画処理手段３６は、生成した３次元アニメーション画像を表示手段３１上に表示する（ステップＳＴ２０４）。図１３Ａから図１３Ｃでは、視界空間に対応した３次元アニメーション画像７０上に、床７１、柱７２、柱７３、壁７４、階段７５に加え、目的位置に向かう経路が矢印Ｂで表示されたナビゲーション画像を示している。
At this time, the
ステップＳＴ２０４でナビゲーション画像（３次元アニメーション画像）を表示手段３１に表示し、所定時間経過すると、描画処理手段３６は、移動通信端末１２の現在位置、方位、角度を再び読み込む（ステップＳＴ２０５）。そして、描画処理手段３６は、位置計算手段２５（図２参照）が検出した現在位置や、方位取得手段３３の検出した方位、角度に変化があるか否かを判断する（ステップＳＴ２０６）。移動通信端末１２の現在位置、方位、角度に変化がなかった場合（ステップＳＴ２０６：Ｎｏ）、所定時間待機した後、描画処理手段３６は、再びステップＳＴ２０５の処理を実施する。なお、上述した所定時間は適宜変更可能であり、所定時間を短くした場合は、滑らかな３次元アニメーション画像を表示することができる。一方、所定時間を長くした場合は、３次元アニメーション画像の生成処理、表示処理等の負荷が低減される。
In step ST204, a navigation image (three-dimensional animation image) is displayed on the
一方、移動通信端末１２の現在位置、方位、角度に変化があった場合（ステップＳＴ２０６：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２０１に戻り、再び、上記ステップＳＴ２０１からステップＳＴ２０４の処理が実施される。このようにして、描画処理手段３６は、表示手段３１に表示するナビゲーション画像（３次元アニメーション画像）の視界空間を、現在位置及び方位取得手段３３による検出方位、角度に応じて切り替えることにより、歩行者の移動及び方向変換に応じて歩行者の視界空間に連動するように３次元アニメーション画像を変化（更新）させることができる。よって、より歩行者の現実の視界にリンクした３次元アニメーション画像を表示することができる。また、図１３（図１３Ｃ）に示すように、３次元アニメーション画像７０内に目標物の画像データ７６や文字情報７７をはめ込んで表示させることにより、歩行者が目的位置までの経路を認識し易くなり、高精度な経路案内を実現することができる。なお、描画処理が移動通信端末１２側で実施される場合について説明したが、これに限定されず、情報配信サーバ１１側で移動通信端末１２のセンサ情報（方位、角度）を取り込み、現在位置と組み合わせて視界空間を特定して３次元アニメーション画像をリアルタイムで生成し（リアルタイムレンダリング）、情報配信サーバ１１に備えた配信部から対象となる移動通信端末１２にリアルタイムで配信して表示してもよい。また、現在位置の計算が情報配信サーバ１１側で実施される場合について説明したが、これに限定されず、移動通信端末１２側で現在位置の計算を実施してもよい。
On the other hand, when there is a change in the current position, orientation, and angle of the mobile communication terminal 12 (step ST206: Yes), the process returns to step ST201, and the processes from step ST201 to step ST204 are performed again. In this manner, the
以上のように、本実施の形態に係るナビゲーションシステム１では、３次元空間モデルデータ２６を、駅建屋の各構造物に対応したオブジェクトデータ２８とオブジェクトデータ２８に対応させて移動可能空間を規定した移動可能空間データ２９とで構成し、現在位置を基準とした視界空間の３次元アニメーション画像７０を移動通信端末１２に表示し、移動可能空間データ２９に基づいて、移動可能空間を介して現在位置と目的位置とを結ぶ最短の経路を探索するように構成した。これにより、地図データを準備することなく、３次元空間モデルデータ２６を用いて経路探索することができると共に３次元空間モデルデータ２６に基づいて現実空間を擬した３次元アニメーション画像７０を表示できる。したがって、探索結果に基づく経路案内は、現実空間と略同じ３次元アニメーション画像７０上で行うことができ、経路案内の処理速度を低下させることなく、経路案内の精度を高めることができる。
As described above, in the navigation system 1 according to this embodiment, the three-dimensional
次に、図１４を参照して、変形例に係るオブジェクトデータについて説明する。図１４は、変形例に係るオブジェクトデータを示す図である。図１４においては、構造物として、ホームを例にして説明する。また、図１４に示すオブジェクトデータでは、属性として、移動可能空間の他に、駅建屋内に入り込む列車の列車番号を定義し、位置情報にホームに進入する各車両の扉の座標を定義した点で、本実施の形態と相違する。 Next, object data according to a modification will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating object data according to a modification. In FIG. 14, a home will be described as an example of the structure. In addition, in the object data shown in FIG. 14, in addition to the movable space, the train number of the train entering the station building is defined as the attribute, and the coordinates of the door of each vehicle entering the platform are defined in the position information. Thus, this embodiment is different from the present embodiment.
図１４に示すように、変形例に示すオブジェクトデータでは、Ｎａｍｅとして「ホーム１」が設定されている。Ｔａｇには「●●線、▲▲番ホーム、■■両目（車両番号）」が設定されている。また、属性として、「移動可能空間」と「列車番号◆◆」とが設定されている。そして、位置情報には、ホーム１上に進入する各列車の扉位置の座標が定義されている。図１において説明したセンターシステム１６では、各駅における列車の運行情報が随時更新される。移動通信端末１２は、目的位置として列車名が入力されると、情報配信サーバ１１に対しては、入力列車名（目的位置）が入線するホーム番号を問い合わせる。情報配信サーバ１１は、ホーム番号を問い合わせを受けると、センターシステム１６から当該駅の運行情報を取得し、入力列車名（目的位置）が入線するホーム番号を特定する。そして、特定したホーム番号を移動通信端末１２に通知する。移動通信端末１２は、情報配信サーバ１１から通知されたホーム番号のホームを目的位置に指定する。このとき、列車名と共に号車番号まで指定されれば、該当ホームにおける車両番号の扉位置を目的位置に指定する。これにより、ホーム上の特定の車両の扉位置までの経路を探索することが可能になる。例えば、列車の乗り換え時にホームに通じる階段から最も近い車両の扉位置までの経路を探索することができ、列車乗り換え時の移動距離を短縮することができる。
As shown in FIG. 14, in the object data shown in the modification, “Home 1” is set as Name. “●● line, ▲▲ number home, ■■ both eyes (vehicle number)” is set in Tag. In addition, “movable space” and “train number ◆◆” are set as attributes. The position information defines the coordinates of the door position of each train that enters the platform 1. In the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, direction, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited thereto, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.
本発明は、大規模駅建屋等の施設内を移動する歩行者等の現在位置から目的位置までの移動経路を案内するナビゲーションシステムに有用である。 The present invention is useful for a navigation system that guides a moving route from a current position to a target position of a pedestrian or the like moving in a facility such as a large-scale station building.
１ ナビゲーションシステム
１１ 情報配信サーバ
１２ 移動通信端末
２０ 記憶手段
２６ ３次元空間モデルデータ
２８ オブジェクトデータ
２９ 移動可能空間データ
３１ 表示手段
３３ 方位取得手段
３５ 経路探索手段
３６ 描画処理手段
７０ ３次元アニメーション画像
Ｐｉｎ、Ｐｏｕｔ 移動可能ポイント
Ｒ 経路
Ｒ１、Ｒ３ フロア内経路
Ｒ２ フロア間経路
1 the
Claims (6)
前記情報配信サーバは、経路案内対象エリアにある施設の３次元空間モデルデータを記憶する記憶手段を備え、前記３次元空間モデルデータは、前記施設の各構造物に対応したオブジェクトデータと前記オブジェクトデータに基づいて移動可能空間を規定した移動可能空間データとを有し、前記オブジェクトデータは、施設の３次元空間に対応した３次元座標と、移動時に障害となる構造物であるか否かを定義した属性とを有し、
前記移動通信端末は、前記移動可能空間データに基づいて、移動可能空間を介して現在位置と目的位置とを結ぶ最短の経路を探索する経路探索手段と、現在位置を基準とした視界空間に含まれる前記オブジェクトデータに基づいて３次元アニメーション画像を生成し、前記経路探索手段により探索された最短の経路を前記３次元アニメーション画像上に重ねたナビゲーション画像を生成する描画処理手段と、前記描画処理手段で生成された前記ナビゲーション画像を表示する表示手段とを備え、
前記記憶手段は、経路案内時に目標となる目標物の画像データを、前記オブジェクトデータにリンクさせて記憶し、前記描画処理手段は、前記３次元アニメーション画像内に前記目標物の画像データをはめ込んで表示させることを特徴とするナビゲーションシステム。 A navigation system comprising an information distribution server and a mobile communication terminal that communicates with the information distribution server,
The information distribution server includes storage means for storing three-dimensional space model data of a facility in a route guidance target area, and the three-dimensional space model data includes object data corresponding to each structure of the facility and the object data and a movable space data defining a movable space based on pre Kio object data, the three-dimensional coordinates corresponding to the three-dimensional space of the facility, whether the structure is an obstacle during the movement And an attribute that defines
The mobile communication terminal includes a route search means for searching for the shortest route connecting the current position and the target position through the movable space based on the movable space data, and a view space based on the current position. A drawing processing unit that generates a three-dimensional animation image based on the object data to be generated and generates a navigation image in which the shortest route searched by the route searching unit is superimposed on the three-dimensional animation image; and the drawing processing unit in a display means for displaying the navigation image generated,
The storage means stores image data of a target that is a target at the time of route guidance, linked to the object data, and the drawing processing means inserts the image data of the target in the three-dimensional animation image. A navigation system characterized by display .
前記描画処理手段は、前記表示手段に表示する前記視界空間に対応した前記３次元アニメーション画像の視界空間を、前記方位取得手段による検出方位に応じて切り替えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のナビゲーションシステム。 The mobile communication terminal includes a direction acquisition means,
Said drawing processing means, claim from claim 1 to the view space in the three-dimensional animated image corresponding to said viewing space to be displayed on said display means, and switches according to the detection direction by the orientation obtaining unit 5. The navigation system according to any one of 4 .
前記情報配信サーバは、経路案内対象エリアにある施設の３次元空間モデルデータを記憶する記憶手段と、現在位置と目的位置とを結ぶ経路を探索する経路探索手段と、ナビゲーション画像を生成する描画処理手段と、前記描画処理手段で生成された前記ナビゲーション画像を前記移動通信端末へ配信する配信手段とを備え、
前記移動通信端末は、前記情報配信サーバからリアルタイムで配信される前記描画処理手段で生成された前記ナビゲーション画像を表示する表示手段を備え、
前記記憶手段は、前記３次元空間モデルデータとして、前記施設の各構造物に対応したオブジェクトデータと前記オブジェクトデータに基づいて移動可能空間を規定した移動可能空間データとを有し、前記各オブジェクトデータは、施設の３次元空間に対応した３次元座標と、移動時に障害となる構造物であるか否かを定義した属性とを有し、
前記経路探索手段は、前記移動可能空間データに基づいて、移動可能空間を介して現在位置と目的位置とを結ぶ最短の経路を探索し、
前記描画処理手段は、現在位置を基準とした視界空間に含まれる前記オブジェクトデータに基づいて３次元アニメーション画像を生成し、前記経路探索手段により探索された最短の経路を前記３次元アニメーション画像上に重ねたナビゲーション画像を生成し、
前記記憶手段は、経路案内時に目標となる目標物の画像データを、前記オブジェクトデータにリンクさせて記憶し、前記描画処理手段は、前記３次元アニメーション画像内に前記目標物の画像データをはめ込んで表示させることを特徴とするナビゲーションシステム。 A navigation system comprising an information distribution server and a mobile communication terminal that communicates with the information distribution server,
The information distribution server includes a storage unit that stores three-dimensional space model data of a facility in a route guidance target area, a route search unit that searches for a route that connects a current position and a target position, and a drawing process that generates a navigation image. And a delivery means for delivering the navigation image generated by the drawing processing means to the mobile communication terminal,
The mobile communication terminal includes display means for displaying the navigation image generated by the drawing processing means distributed in real time from the information distribution server,
The storage means includes, as the three-dimensional space model data, object data corresponding to each structure of the facility and movable space data defining a movable space based on the object data. Has three-dimensional coordinates corresponding to the three-dimensional space of the facility, and an attribute that defines whether the structure is an obstacle when moving,
The route search means searches for the shortest route connecting the current position and the target position via the movable space based on the movable space data,
The drawing processing unit generates a three-dimensional animation image based on the object data included in the view space with the current position as a reference, and the shortest path searched by the path search unit is displayed on the three-dimensional animation image. Generate a navigation image superimposed ,
The storage means stores image data of a target that is a target at the time of route guidance, linked to the object data, and the drawing processing means inserts the image data of the target in the three-dimensional animation image. A navigation system characterized by display .
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