(57)【要約】【課題】ゲリラ豪雨などの大きな被害をもたらすおそれのある天候に関する気象情報を、一般の利用者が直感的に理解できるようにタイムリーに提供する。【解決手段】携帯電話端末などを利用した気象情報提供装置１において、位置・３次元方位演算部１５１はＧＰＳによる現在位置情報や電子コンパスによる方位情報などに基づいて、カメラ１３の光軸Ｃの方向を認識する。仮想画像作成部１５３は該装置１の現在位置付近の降水量分布に基づき、各単位区域の降水量を雲や降雨を模した模擬画像に対応付け、これを３次元空間に射影変換することで仮想画像を作成する。画像合成部１５５はカメラ１３による実写画像に仮想画像を合成し、これを表示部１７の画面に表示する。実際には見えていない近隣区域における雲や降雨の状態が仮想的に描画されるので、強雨の接近などの状況を容易に把握することができる。【選択図】図１
2014240754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面を有する表示部と、外部からの情報を受信する通信部と、所定範囲の画像を撮影する撮像部と、現在位置を認識する測位部と、方角及び当該装置の水平状態からの傾きを検知する３次元方位検知部と、を具備し、前記通信部により外部から得られた気象情報を加工処理して前記表示部の画面上に表示する気象情報提供装置において、
a)前記測位部及び前記３次元方位検知部により得られた情報に基づいて、前記撮像部による撮影の光軸の方向を算出する光軸方向算出部と、
b)前記通信部により得られた目的とする気象情報である気象関連指標値の地域的分布情報に基づいて、少なくとも、前記光軸方向算出部により算出された光軸方向の情報から求まる前記撮像部による撮影範囲に対応した単位区域毎の気象関連指標値を反映した模擬画像を３次元空間に射影した仮想画像を作成する仮想画像作成部と、
c)前記仮想画像作成部により作成された前記撮像部による撮影範囲内の前記仮想画像を、前記撮像部により得られている実写画像と合成して、前記表示部の画面上に表示する画像合成部と、
を備えることを特徴とする気象情報提供装置。
【請求項２】
請求項１に記載の気象情報提供装置であって、
前記目的とする気象情報は単位区域毎の降水量を示す降水量分布データであり、
前記仮想画像作成部は、単位区域毎の降水量に対応する雲の状態又は降雨の状態の少なくとも一方を表す模擬画像を３次元空間に射影した仮想画像を作成することを特徴とする気象情報提供装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の気象情報提供装置であって、
前記仮想画像作成部は前記仮想画像として動画像を作成し、前記画像合成部は、その仮想的な動画像を実写画像と合成して前記表示部の画面上に表示することを特徴とする気象情報提供装置。
【請求項４】
表示画面を有する表示部、外部からの情報を受信する通信部、所定範囲の画像を撮影する撮像部、現在位置を認識する測位部、方角及び当該装置の水平状態からの傾きを検知する３次元方位検知部、及び、それら各部の制御及びデータ処理を担うコンピュータ、を具備する情報端末装置を、気象情報提供装置として機能させるべく、前記コンピュータを動作させるプログラムであって、
a)前記測位部及び前記３次元方位検知部により得られた情報に基づいて、前記撮像部による撮影の光軸の方向を算出する光軸方向ステップと、
b)前記通信部により得られた目的とする気象情報である気象関連指標値の地域的分布情報に基づいて、少なくとも、前記光軸方向算出ステップにおいて算出された光軸方向の情報から求まる前記撮像部による撮影範囲に対応した単位区域毎の気象関連指標値を反映した模擬画像を３次元空間に射影した仮想画像を作成する仮想画像作成ステップと、
c)前記仮想画像作成ステップにおいて作成された前記撮像部による撮影範囲内の前記仮想画像を、前記撮像部により得られている実写画像と合成して、前記表示部の画面上に表示する画像合成ステップと、
を含むことを特徴とする気象情報提供用プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載の気象情報提供用プログラムであって、
前記目的とする気象情報は単位区域毎の降水量を示す降水量分布データであり、
前記仮想画像作成ステップでは、単位区域毎の降水量に対応する雲の状態又は降雨の状態の少なくとも一方を表す模擬画像を３次元空間に射影した仮想画像を作成することを特徴とする気象情報提供用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気象情報や気象に関連した防災情報を提供する気象情報提供装置、及び、各種の情報端末機器を気象情報提供装置として機能させるために該情報端末機器に搭載されたコンピュータを動作させるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるスマートフォン等の携帯電話端末やタブレット型情報端末などの携帯型情報端末機器においては、インターネットなどの通信網を通した一般の利用者への気象情報や防災情報の提供が広く行われている（非特許文献１参照）。これにより、利用者は、最新の気象情報、例えば自分が居る場所の天気予報や降水確率などを手軽に知ることができる。
【０００３】
近年、いわゆるゲリラ豪雨と呼ばれる局地的な短時間の集中豪雨が頻発するに伴い、ごく狭い地域における降雨予測情報を即時的に得ることの重要性は一層高まっている。こうした要望に対し、非特許文献２に開示されているシステムでは、気象庁が提供しているレーダ降水量分布などに基づいて、利用者が居る地域に強雨が接近することが予測されると、利用者が所有する携帯型情報端末やパーソナルコンピュータに電子メールでその旨を通知する。この通知を受けた利用者は、手元の携帯型情報端末やパーソナルコンピュータによりレーダ降水量分布を確認し、それに応じて、早急に避難するなど、適切な対策を採ることができる。
【０００４】
上記のような従来の気象情報提供のためのサービスやシステムでは、降水量分布や雨雲の分布などが表示画面上に表示されるものの、それら分布は平面的な、つまり２次元的な地図上に示されたものであるため、地図を理解するのが苦手である利用者にとっては、当該利用者が居る場所周辺における降水量等を把握することは決して容易ではない。また、一般的なレーダ降水量分布は、降水量の数値が表示色に対応付けられたヒートマップ（Heat map）であるが、その表示から実際の雨の強さの程度を理解するのには或る程度の知識と経験が必要である。そのため、こうした知識や経験に乏しい一般の利用者には、自分が居る地域に近接した地域の雨量が何ミリであるという数値が分かったとしても、それがどの程度の雨の降り方であるのかを推測することは難しい。その結果、強雨や豪雨に対する適切な対策が採れないおそれがある。
【０００５】
こうしたことから、ゲリラ豪雨や竜巻、或いは落雷などに適切に対処し、人的被害や家屋の被害、農産物の被害などを軽減するには、一般の利用者がより直感的に理解できるような気象情報をタイムリーに提供することが望ましい。
【０００６】
なお、本明細書における携帯型情報端末機器とは、上述したスマートフォン等の携帯電話端末、タブレット型パーソナルコンピュータを含むタブレット型情報端末のほか、無線通信機能を搭載した、音楽プレーヤ端末、デジタルカメラ、携帯型ゲーム機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの各種機器を含む。また、必ずしも利用者自身が携帯したり身に付けたりするものに限らず、例えば利用者が乗車している自動車やオートバイ、或いは自転車などの車輌に据え付けられていて移動自在である機器も含むものとする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「お天気ＪＡＰＡＮ」、株式会社島津ビジネスシステムズ、［平成２５年６月３日検索］、インターネット＜URL: http://www.otenki.jp/sp/＞
【非特許文献２】「ＳＢＳ気象情報  アメミル」、株式会社島津ビジネスシステムズ、［平成２５年６月３日検索］、インターネット＜URL:  http://tenki.shimadzu.co.jp/amemil1/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、気象に関する知識や経験に乏しい通常の利用者に対しても、その利用者が居る地域周辺の降水量の分布、雷や竜巻などの発生状況の分布、などを含む各種の気象の分布状況を視覚的に分かり易く提供することができる気象情報提供装置及び気象情報提供用プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本発明に係る気象情報提供装置は、表示画面を有する表示部と、外部からの情報を受信する通信部と、所定範囲の画像を撮影する撮像部と、現在位置を認識する測位部と、方角及び当該装置の水平状態からの傾きを検知する３次元方位検知部と、を具備し、前記通信部により外部から得られた気象情報を加工処理して前記表示部の画面上に表示する気象情報提供装置において、
a)前記測位部及び前記３次元方位検知部により得られた情報に基づいて、前記撮像部による撮影の光軸の方向を算出する光軸方向算出部と、
b)前記通信部により得られた目的とする気象情報である気象関連指標値の地域的分布情報に基づいて、少なくとも、前記光軸方向算出部により算出された光軸方向の情報から求まる前記撮像部による撮影範囲に対応した単位区域毎の気象関連指標値を反映した模擬画像を３次元空間に射影した仮想画像を作成する仮想画像作成部と、
c)前記仮想画像作成部により作成された前記撮像部による撮影範囲内の前記仮想画像を、前記撮像部により得られている実写画像と合成して、前記表示部の画面上に表示する画像合成部と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
また上記課題を解決するために成された本発明に係る気象情報提供用プログラムは、表示画面を有する表示部、外部からの情報を受信する通信部、所定範囲の画像を撮影する撮像部、現在位置を認識する測位部、方角及び当該装置の水平状態からの傾きを検知する３次元方位検知部、及び、それら各部の制御及びデータ処理を担うコンピュータ、を具備する情報端末装置を、気象情報提供装置として機能させるべく、前記コンピュータを動作させるプログラムであって、
a)前記測位部及び前記３次元方位検知部により得られた情報に基づいて、前記撮像部による撮影の光軸の方向を算出する光軸方向ステップと、
b)前記通信部により得られた目的とする気象情報である気象関連指標値の地域的分布情報に基づいて、少なくとも、前記光軸方向算出ステップにおいて算出された光軸方向の情報から求まる前記撮像部による撮影範囲に対応した単位区域毎の気象関連指標値を反映した模擬画像を３次元空間に射影した仮想画像を作成する仮想画像作成ステップと、
c)前記仮想画像作成ステップにおいて作成された前記撮像部による撮影範囲内の前記仮想画像を、前記撮像部により得られている実写画像と合成して、前記表示部の画面上に表示する画像合成ステップと、
を含むことを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る気象情報提供装置及び本発明に係る気象情報提供用プログラムが搭載された情報端末装置において、上記測位部は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いた現在位置計測、或いは、無線ＬＡＮ（Local Access Network）アクセスポイントからの電波を利用した位置計測（一般には「ＷｉＦｉ測位」などと呼ばれる）、などを利用したものとすることができる。また、上記３次元方位検知部は、地球の重力加速度を計測する加速度センサや地磁気を検知する地磁気センサなどを用いたものとすることができる。
【００１２】
また、上記通信部は典型的には、インターネット網を利用し、例えば気象情報が格納された気象サーバなどにアクセスして必要な情報を収集するものとすればよいが、インターネット網以外の携帯電話回線網などの他の通信網を介して気象情報を受け取るものでもよい。また、必ずしも双方向通信を要するものではなく、配信される情報を単に受信するものであってもよい。
【００１３】
本発明に係る気象情報提供装置、或いは、本発明に係る気象情報提供用プログラムが情報端末装置を構成するコンピュータを動作させることで具現化される気象情報提供装置において、光軸方向算出部は、測位部により得られた現在位置情報、及び３次元方位検知部により得られた、その時点で該装置の指向する方角及び水平状態からの傾きの情報に基づき、その時点における撮像部の光軸の方向、つまりは撮影画像の中心の方向を計算する。撮像部により撮影される視野角を予め決めておけば、撮像部の光軸方向から、撮影されている画像に対応する範囲（広さ）が判明する。
【００１４】
通信部は上記通信網を介して外部から気象情報、具体的には気象関連指標値の地域的分布情報に受け取る。なお、通信部は、その気象情報提供装置が在る位置周辺のみならず、広範囲に亘る気象関連指標値の地域的分布情報を受け取り、当該装置内で、現在位置から適宜の距離内に限定した地域的分布情報を抽出してもよい。或いは、現在位置から所定半径内に限定された地域的分布情報のみを前記通信部により受け取る、つまり気象情報を受信する段階で地域的分布情報が限定されているようにしてもよい。後者の方法によれば、通信部を通して受け取るデータ量が少なくて済む。
【００１５】
仮想画像作成部は、通信部を通して受け取った気象関連指標値の地域的分布情報に基づいて、格子状に配置された単位区域毎の気象関連指標値を反映した模擬画像をそれぞれ求める。このとき、撮像の光軸方向の情報に基づいて判明する撮影範囲（現在位置から見た特定の方向のみ）に含まれる単位区域についてのみ模擬画像を求めてもよいし、或いは、現在位置から見た周囲全体（つまり周囲３６０°の角度範囲）について単位区域毎に模擬画像を求めてもよい。模擬画像は気象情報の種類、例えば降水量、雷発生頻度等に応じて予め決めておけばよいが、通信部を通して気象情報とともにその模擬画像の情報も取得するようにしてもよい。
【００１６】
単位区域毎の模擬画像が得られたならば、仮想画像作成部はさらに、撮像の光軸方向の情報を利用して、単位区域毎の模擬画像を３次元空間に射影した仮想画像を作成する。撮影範囲（現在位置から見た特定の方向のみ）に含まれる単位区域についてのみ模擬画像が求められている場合には、その範囲についてのみ仮想画像を作成すればよいし、現在位置から見た周囲全体について模擬画像が求められている場合には、周囲全体について仮想画像を作成すればよい。後者の場合には、その時点で撮像部により撮影されていない部分の仮想画像も作成されることになる。
【００１７】
画像合成部は、撮像部による撮影範囲内の仮想画像を、撮像部により得られている実写画像と合成して表示部の画面上に表示する。仮想画像作成部においてその時点での撮影範囲についてのみ仮想画像が作成されている場合には、その仮想画像と実写画像とを合成すればよいし、仮想画像作成部において周囲全体の仮想画像が作成されている場合には、その時点での撮影範囲に対応する仮想画像を切り出して実写画像と合成すればよい。
【００１８】
即ち、本発明に係る気象情報提供装置及び気象情報提供用プログラムでは、利用者の目前に存在する実際の風景や景色などの実写画像に、実際には存在しない又は見えない気象に関する仮想的な画像を重畳して得られる拡張現実（ＡＲ＝Augmented Reality）の表示画像を利用者に提供する。
【００１９】
本発明に係る気象情報提供装置の一態様では、上記目的とする気象情報は単位区域毎の降水量を示す降水量分布データであり、上記仮想画像作成部は、単位区域毎の降水量に対応する雲の状態又は降雨の状態の少なくとも一方を表す模擬画像を３次元空間に射影した仮想画像を作成する構成とすることができる。
【００２０】
この構成において、画像合成部により表示部の画面上に表示される画像では、利用者の現在位置の周辺で強い雨が降っている地域の上空には、実写画像上では明確に雲が現れていない場合であっても、厚い雲が表示され、その雲から強い雨が降っている状況が描かれる。したがって、利用者はこの表示画像を通して、現在位置周辺の局所的な降雨状況をリアルな画像として確認することができる。
【００２１】
また本発明に係る気象情報提供装置において、好ましくは、上記仮想画像作成部は動画を前記仮想画像として作成し、上記画像合成部は、その仮想的な動画像を実写画像と合成して表示部の画面上に表示する構成とするとよい。
この構成によれば、模擬的な動画像を利用することで、特に降雨や後述する雷などの状況をより分かり易く直感的に利用者に知らせることができる。
【００２２】
もちろん、目的とする気象情報は降水量分布データに限るものではなく、そのほかの様々な気象に関する分布データに適用することができる。そうした分布データとしては、例えば、風向風速分布データ、雷ナウキャストデータ、竜巻ナウキャストデータ、等高度面気圧データ、土壌雨量指数データなどが挙げられる。また、複数の分布データを併せて仮想画像に反映させることもできる。例えば、局地的な暴風雨が発生している場合に、降水量分布データと風向風速分布データの両方を反映させた仮想画像を作成すれば、利用者に対してより的確な気象情報を提供することができる。
【００２３】
なお、一般的には、最新の気象情報を利用して仮想画像を作成するが、例えば過去の特定の時点における気象状況を知りたい、或いは逆に、未来の特定の時点における予測された気象状況を知りたい、といった場合にも、そうした気象データを用いれば同様の画像を表示可能である。即ち、本発明に係る気象情報提供装置及び気象情報提供用プログラムでは、任意の時点における気象状況を反映した仮想画像を実写画像に合成して表示することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る気象情報提供装置及び気象情報提供用プログラムによれば、利用者が現在居る地域周辺の最新の気象状況や任意の時点における気象状況を仮想画像として実写画像に合成して表示することができる。それによって、例えばゲリラ豪雨や竜巻などのように、場合によっては甚大な被害をもたらす特異的な気象現象が接近していることを、気象に関する専門的な知識や経験がない者に対しても的確に知らせることができる。
【００２５】
また特に本発明に係る気象情報提供用プログラムによれば、広く普及しているスマートフォンなどの携帯情報端末やタブレット型情報端末などを利用して、上記のような的確な気象情報をそれら端末の利用者に知らせることができる。そのため、利用者は非常に手軽にそうした気象情報を入手することができ、上述したような特異的な気象現象の接近に対する防災に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例である気象情報提供装置のブロック構成図。
【図２】本実施例の気象情報提供装置におけるカメラの光軸方向を示す図。
【図３】本実施例の気象情報提供装置において外部の気象サーバから得られるレーダ降水量分布データの一例を示す図。
【図４】本実施例の気象情報提供装置において使用される、降水量に対応した模擬画像の一例を示す図。
【図５】本実施例の気象情報提供装置におけるレーダ降水量分布データに基づく仮想画像作成処理の説明図。
【図６】本実施例の気象情報提供装置におけるレーダ降水量分布データに基づく仮想画像作成処理の説明図。
【図７】本実施例の気象情報提供装置におけるレーダ降水量分布データに基づく仮想画像作成処理の説明図。
【図８】本実施例の気象情報提供装置の使用状態の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施例である気象情報提供装置について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
図１は本実施例の気象情報提供装置のブロック構成図である。この図１に示すように、本実施例による気象情報提供装置１は、ＧＰＳ受信部１０、加速度センサ１１、電子コンパス１２、カメラ１３、パケット通信部１４、制御・処理部１５、入力部１６、及び、表示部１７、を備える。制御・処理部１５は、機能ブロックとして、位置・３次元方位演算部１５１、対象データ抽出部１５２、仮想画像作成部１５３、模擬画像記憶部１５４、及び画像合成部１５５、を含む。また、気象情報提供装置１には含まれないが、本装置１において気象情報を提供するために必要な外部の要素として、例えばデータセンター３には気象サーバ３０が設置されている。
【００２９】
本実施例の気象情報提供装置１のハードウエアは、一般的なスマートフォンなどの携帯情報端末やより大きな表示画面を有するタブレット型の情報端末装置であり、制御・処理部１５の実体は、汎用的なＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などを含み、場合によっては専用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）なども含むコンピュータである。該コンピュータを構成するフラッシュＲＯＭやハードディスクドライブなどの記憶装置には、オペレーティングシステムと該オペレーティングシステム上で動作する各種アプリケーションソフトウエアが格納されており、そのアプリケーションソフトウエアの一つがコンピュータを動作させることで、制御・処理部１５に含まれる機能ブロックが具現化される。
【００３０】
本実施例による気象情報提供装置１を利用したい場合、利用者は手元の携帯情報端末に気象情報提供用の専用のアプリケーションソフトウエアを例えばダウンロードし、これをインストールする。そのあと、そのアプリケーションソフトウエアを起動させる操作を行うと、該ソフトウエアを構成するプログラムがコンピュータ上で動作し始める。そして、以下に説明するような処理がコンピュータを中心に実行される。この処理を具体的に説明する。
【００３１】
位置・３次元方位演算部１５１は、ＧＰＳ受信部１０により得られる信号に基づいて、本装置１の現在位置、つまり軽度・緯度を求める。この現在位置の把握は所定時間間隔で繰り返し実行されるから、例えば本装置１を持った利用者が移動している場合には、その移動に伴う最新の現在位置が常に把握される。いま、図２（ａ）に示すように、利用者が居る３次元空間を互いに直交するｘ、ｙ、ｚの３軸で表すものとする。このとき、利用者の現在位置はその３次元空間の原点Ｏである。
【００３２】
また、加速度センサ１１では地球の重力加速度が計測されるから、位置・３次元方位演算部１５１は、加速度センサ１１により得られる信号に基づいて、水平状態からの本装置１の傾き、より具体的には、垂直面内においてカメラ１３の光軸Ｃが向く方向、つまり仰角θを求める。図２（ｂ）に示すように、垂直面とはｘ軸及びｙ軸がなす平面であり、仰角θはｘ軸からの角度である。したがって、仰角θが０°である場合には、カメラ１３は水平方向を撮影しており、仰角θが０°と９０°との間である場合には、カメラ１３は斜め上方を撮影していることになる。
【００３３】
また、電子コンパス１２では地球の重力加速度が計測されるから、位置・３次元方位演算部１５１は、電子コンパス１２により得られる信号に基づいて、カメラ１３の光軸Ｃが向いている絶対的な方位、より具体的には、水平面内において北方向とカメラ１３の光軸Ｃの方向とがなす水平角φを求める。図２（ｃ）に示すように、水平面とはｘ軸及びｚ軸がなす平面であり、水平角φはｘ軸からの角度である。
【００３４】
さらに位置・３次元方位演算部１５１は、上述したように算出した、現在位置Ｏ、仰角θ、及び水平角φに基づいて、現在位置Ｏを基点としてカメラ１３の光軸Ｃが向いている方向ベクトルＳを計算する。なお、ここではベクトルＳの向きのみが重要である。
【００３５】
外部の気象サーバ３０には、常に最新の各種気象データが蓄積されており、インターネット網を通して或いは携帯電話回線網などの通信網を通して、必要な気象データが各気象情報提供装置１に提供されるようになっている。そこで、パケット通信部１４は、対象データ抽出部１５２を介して位置・３次元方位演算部１５１から最新の現在位置情報を読み込み、現在位置を中心とする周囲１０km半径の範囲における最新の観測結果である気象データを送信するように気象サーバ３０に要求を出す。これに応じて気象サーバ３０は要求された地域の気象データを送出し、パケット通信部１４はインターネット網などを介してこの気象データを受け取る。本例では、気象データは最新のレーダ降水量分布データである。もちろん、受け取る気象データの地域の範囲は周囲１０km半径の範囲に限らず、適宜変更することができる。
【００３６】
このように気象サーバ３０から受け取る気象データを現在位置周辺の範囲に限定することで、通信するデータ量を抑えることができる。ただし、上述したように現在位置周辺に限った気象データを受信するのではなく、より広範囲の気象データを受信し、対象データ抽出部１５２がその広範囲の気象データの中から現在位置を中心とする所定半径の狭い範囲における気象データを抽出するようにしてもよい。
【００３７】
レーダ降水量分布データは、例えばＬ[ｍ]×Ｌ[ｍ]に区画された範囲（以下「単位区域」という）毎の降水量を示す２次元的な数値データである。図３にレーダ降水量分布データの一例を示す。図中の各単位区域中に記載された数値がその区域における降水量であり、この降水量の数値に応じて単位区域は色分け表示される。
【００３８】
対象データ抽出部１５２は位置・３次元方位演算部１５１から受けた情報に基づき、受信した現在位置周辺の降水量分布データの中から、その時点においてカメラ１３で撮影している範囲に対応した降水量分布データを抽出する。
詳しく説明すると、まず、位置・３次元方位演算部１５１で算出されたカメラ１３の光軸Ｃの方向ベクトルと予め決められているカメラ１３の視野角とに基づいて、その時点においてカメラ１３で撮影している範囲を求める。なお、このときには一般的にカメラ１３に備えられているズーム機能などを用いないようにすることで、視野角が決まったならば撮影される画像に収まる範囲が一義的に定まるようにしておけばよい。
【００３９】
カメラ１３で撮影されている範囲が判明したならば、現在位置周辺全体の降水量分布データから、そのカメラ１３を中心とする限定的な降水量分布データを抽出する。例えば、一般的な携帯情報端末に設置されているカメラの場合、斜め上方の空を見上げるようにカメラ１３を向けると約１０kmの横幅の範囲が撮影画像に収まる。したがって、この場合には、カメラ１３による撮影範囲には、水平方向で最大１０個分の単位区画が含まれることになる。
【００４０】
模擬画像記憶部１５４には、降水量の数値に対応した雲の状態や降雨の状態を模擬的に示す模擬画像データが予め格納されている。図４はこの模擬画像の一例である。この例では、降水量を１〜４ミリ、５〜９ミリ、１０〜１９ミリ、及び２０ミリ以上の４段階に分け、その各レベルに、雲の色と雨を示す線の太さ及び数が異なる模擬画像を対応付けている。もちろん、これら模擬画像は一例にすぎず、適宜変更することができる。また、降水量に応じたレベル分けをもっと細かくしてもよい。なお、この模擬画像はこの気象情報提供用のアプリケーションソフトウエアと同時にダウンロードできるようにしてもよいが、模擬画像のみをダウンロードできるようにしてもよい。また、気象サーバ３０から配信される気象データに模擬画像データが含まれるようにしてもよい。
【００４１】
仮想画像作成部１５３は、位置・３次元方位演算部１５１で算出されたカメラ１３の光軸Ｃの方向ベクトル、対象データ抽出部１５２で抽出された降水量分布データ、及び模擬画像記憶部１５４に格納されている模擬画像データに基づいて、以下のようにして降水量の状態を仮想的に示す仮想画像を作成する。
【００４２】
即ち、上述したように抽出された降水量分布データにおいて、各単位区域にはそれぞれ降水量を示す数値が対応付けられているから、その数値に対応する模擬画像を模擬画像記憶部１５４から取得する。そして、図５に示すように、取得した一つ一つの模擬画像を、底面の横幅がＬ[ｍ]、高さがＨ[ｍ]である矩形状の面とみたてて、格子状である降水量分布平面上にマッピングする。マッピングされた各面は利用者から見たときに模擬画像が投影される面であると捉えることができるから、この面をスクリーンと呼ぶ。このようにして、その時点においてカメラ１３で撮影されている範囲に含まれる全ての単位区域に対応してスクリーンを設置する。
【００４３】
次に、仮想画像作成部１５３は、カメラ１３の光軸Ｃの方向ベクトルに基づいて、多数のスクリーン上の模擬画像を３次元空間に射影変換することで仮想画像を作成する。このとき、カメラ１３から見たときに奥行き方向に位置するスクリーンについては次のような射影変換を行う。
【００４４】
即ち、図６（ａ）に示すように、現在位置Ｏからスクリーンを見たとき、光軸Ｃに沿った奥行き方向にスクリーンは略Ｌの間隔で立設している。図中に示すように、カメラ１３による撮影範囲（広さ）は奥にいくほど拡がるから、同じ高さに位置する物体、つまりスクリーン上に位置する雲の模擬画像Ｃ３〜Ｃ５、は離れた位置にあるほど下側に見えることになる。そこで、手前側に位置するスクリーン上の雲の模擬画像を最も上に置き、奥行き方向に順に位置するスクリーン上の雲の模擬画像を一つずつ順に下に並ぶように射影する。その結果、図６（ｂ）に示すように、奥行き方向に順に並ぶスクリーンＳ３〜Ｓ５上の雲の模擬画像Ｃ３〜Ｃ５が、仮想画像上では上から順に並ぶように射影される。
【００４５】
一方、カメラ１３から見て横方向に並ぶスクリーン上の模擬画像は基本的には単に繋ぎ合わせればよい。ただし、単純にｘ−ｚ平面上にスクリーンを並べた状態であると、繋ぎ目の不自然さが避けられない。そこで、実際には、一つのスクリーンの底辺の長さをＬではなく、その１．４倍の１．４×Ｌに拡大するとともに、現在位置Ｏから見たときに各スクリーンが直角に位置するように、そのスクリーンの底辺の中心点を中心に回転させるように配置する。図７はこのときの状態の一例を示す図であり、紙面がｘ−ｚ平面である。このように各スクリーンの底辺のサイズと配置とを調整すると、現在位置Ｏから見たときに隣接するスクリーンの端部同士が十分に重なり合うことになる。それによって、それら両スクリーン上の模擬画像を良好に、つまりは自然に繋ぎ合わせることができる。
【００４６】
なお、図５ではそれぞれの単位区域に対応するスクリーン上に雲の模擬画像を描いているが、上述したように、横方向及び奥行き方向に隣接する単位区域の両方に雲の模擬画像があってそれを繋ぎ合わせる場合には、それらが連続して見えるように画像を補正して繋ぎ合わせる。これにより、全体として自然な雲の画像を再現することができる。
【００４７】
以上のようにして実際の降水量分布を反映した仮想画像を作成したならば、画像合成部１５５はその仮想画像とカメラ１３で得られた実写画像とを重ねて合成した画像を作成し、その合成画像を表示部１７の表示画面上に表示する。
なお、模擬画像中の降雨の状態を示す画像については、単なる静止画でなくアニメーションによる動画像とすることで、現実性をより一層高めることができる。具体的には、例えば降雨の状態を示す模擬画像を動画とすることで、雨の降り方の強さや激しさを分かり易く且つ直感的に伝えることができる。
【００４８】
また、上記説明では、対象データ抽出部１５２がカメラ１３による撮影範囲に対応した降水量分布データを抽出し、仮想画像作成部１５３はその抽出された降水量分布データに基づいて撮影範囲に対応した仮想画像を作成していた。この場合、利用者がカメラ１３を別の方向に向けると、それに応じて撮影範囲が変わり、仮想画像が再び作成されることになる。これに対し、対象データ抽出部１５２では降水量分布データを抽出せず（つまり撮影範囲に限定せず）、仮想画像作成部１５３は現在位置の周囲の全ての（所定の半径内の）単位区域における降水量データに基づいて、全周３６０°に亘る仮想画像を予め作成するようにし、その中で、その時点においてカメラ１３で撮影されている範囲に含まれる仮想画像を切り出して実写画像と合成するようにしてもよい。これによれば、利用者がカメラ１３を別の方向に向けても、仮想画像を作成し直す必要はなく、すでに作成されている全周３６０°に亘る仮想画像の中から実写画像と合成するために切り出す部分を変更すればよい。
【００４９】
図８は、本実施例の気象情報提供装置１の使用状態の一例を示す図である。図示するように、表示部１７の表示画面上には、実写画像である街並みに、雲や降雨の模擬画像に基づく仮想画像が合成された画像が表示されている。利用者はこの表示画像によって、現在位置周辺の降雨の発生状況を直感的に把握することができる。
【００５０】
また、利用者が入力部１６により所定操作を行うことで目標方向及び距離を指示すると、図８中に示すように指示された目標方向を示す略矩形状の枠１０１が画面上に重畳して表示されるとともに、その目標方向及び距離における降水量の数値情報１０２が表示される。これによって、利用者は定量的に降水量を知ることができる。
【００５１】
上述したような拡張現実を利用した表示は降雨状況の直感的な把握には有益であるものの、利用者はさらに広範囲の降水量分布や自分が居る場所以外の任意の場所の降水量を知りたいこともある。そこで、平面的な地図の上にメッシュ状の降水量分布を示すヒートマップを重ねた２次元表示と、上述した拡張現実表示とを切り替え可能としてもよい。例えば、図８に示したように、利用者が気象情報提供装置１を横向きに持った場合には、拡張現実表示を行い、該装置１を縦向きに持った場合には、２次元表示を行うように、自動的に表示を切り替えるようにしてもよい。
【００５２】
また、上記実施例の気象情報提供装置では、降水量分布データを用いて雲や降雨の状況を示す拡張現実表示を行っていたが、それ以外の様々な気象データを利用して利用者に有益な拡張現実表示を提供することができる。
【００５３】
具体的には、例えば風向風速分布データを用いて、利用者の現在位置周辺の風の強さや風向き示す拡張現実表示を行うことができる。この場合には、模擬画像として矢印などを用いればよい。
【００５４】
また、雷ナウキャストデータを用いて、利用者の現在位置周辺の雷発生確度を示す拡張現実表示を行うことができる。この場合には、模擬画像として稲妻を模式化した記号などを用いればよい。
【００５５】
また、竜巻ナウキャストデータを用いて、利用者の現在位置周辺の竜巻発生確度を示す拡張現実表示を行うことができる。この場合には、模擬画像として竜巻を模式化した記号などを用いればよい。
【００５６】
また、等高度面気圧データを用いて、利用者の現在位置周辺の上空の気圧の谷（トラフ）を示す拡張現実表示を行うことができる。この場合には、模擬画像として山や谷を簡略的に示す画像などを用いればよい。
【００５７】
また、土壌雨量指数データを用いて、利用者の現在位置周辺の土地の崖崩れの危険度を示す拡張現実表示を行うことができる。この場合には、模擬画像として例えば山などの地面の盛り上がりを簡略的に示す画像などを用いればよい。
【００５８】
また、上記実施例は本発明に係る気象情報提供装置を携帯情報端末に適用した例であるが、本発明は携帯情報端末のみならず、携帯型、可搬型、車輌搭載型など、様々な形態の情報端末装置に適用することができる。
【００５９】
また、上記実施例や各種変形例も本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜、変形、追加、修正を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。
【符号の説明】
【００６０】
１…気象情報提供装置
１０…ＧＰＳ受信部
１１…加速度センサ
１２…電子コンパス
１３…カメラ
１４…パケット通信部
１５…制御・処理部
１５１…位置・３次元方位演算部
１５２…対象データ抽出部
１５３…仮想画像作成部
１５４…模擬画像記憶部
１５５…画像合成部
１６…入力部
１７…表示部
３…データセンター
３０…気象サーバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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