(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯できる、レンズによる結像機能の地理空間情報検知装置によって、検知し、画像化された、地理空間情報各項目の方向を、読み取れる視界分度器を提供する。【解決手段】ジャイロセンサー及び磁方位センサーが具備された、レンズによる結像機能の地理空間情報検知装置を用い、検知した地理空間情報の性質を、固体撮像素子４により画像化した、地理空間情報の性質画像に対し、レンズ中心を原点とする光軸に垂直な面７からの見上げ角が読み取れる目盛と、磁方位センサーで得られた磁方位に基づく、光軸６を中心とする方位が読み取れる目盛とを、重ね合わせ、ジャイロセンサーで得られた地理空間情報検知装置の姿勢に基づき、指定した面へ投影し、投影した面で、レンズ中心を原点とする光軸に垂直な面７からの見上げ角８と、光軸６を中心とする方位を、一緒に、地理空間情報の性質画像に重ね描きする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャイロセンサー及び磁方位センサーが具備された、
レンズによる結像機能の地理空間情報検知装置にあって、
検知した地理空間情報の性質を、
固体撮像素子４により画像化した地理空間情報の性質画像に対し、
レンズ中心３を原点とする光軸に垂直な面７からの見上げ角が読み取れる目盛１０と、
磁方位センサーで得られた磁方位を方位の基準１１とし、光軸６を中心とする方位が読み取れる目盛１２とを、
重ね合わせ、
ジャイロセンサーで得られた地理空間情報検知装置の姿勢に基づき、
指定した面へ投影し、
投影した面で、
レンズ中心３を原点とする光軸に垂直な面７からの見上げ角８と、
光軸６を中心とする方位を、
一緒に、かつ視覚的に読み取れる分度器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  携帯できる、レンズによる結像機能の地理空間情報検知装置によって検知された、地理空間情報各項目の方向を、レンズ中心３を原点とする光軸に垂直な面７からの見上げ角８を読み取れる目盛と、光軸６を中心とする方位を読み取れる目盛を具備した、視界分度器を提供する。
【背景技術】
【０００２】  地理・空間に存在する、電磁波を発したり、反射させたりする、自然物や人工物といった地理空間情報の性質を、科学的原理に基づき、人間や機械が扱いやすい別媒体の信号に置き換える、携帯可能な小型の、レンズによる結像機能の地理空間情報検知装置が普及してきた。【０００３】  最も普及しているレンズによる結像機能の地理空間情報検知装置には、電磁波の中でも可視光の入射光２を、固体撮像素子４に結像させて画像化するカメラがある。
他にもレンズによる結像機能の地理空間情報検知装置には、近赤外線を検知して固体撮像素子４により画像化する近赤外分光計、熱赤外線を検知して固体撮像素子４により画像化するサーモグラフィー、さまざまな波長の電磁波を一挙に検知して固体撮像素子４により階層的に画像化するハイパースペクトルセンサーなどがある。【０００４】  このような地理空間情報検知装置が普及してきたことで、いろいろな場所で、電磁波を発したり、反射したりする自然物や人工物といった地理空間情報の性質を検知可能としている。【０００５】  また、地理空間情報検知装置が小型化し、容易に携帯でき、さまざまな場所で、簡単に、地理空間情報の性質を検知することができるようになっている。【０００６】  地理空間情報検知装置で検知された地理空間情報の性質を、地理空間情報検知装置に搭載された測位用電波の受信装置によって得られる、ＧＰＳ衛星などの測位衛星からの位置情報を使って、地図やモニターの上に展開することで、地理空間情報と測地座標系との相互関係や、地理空間情報同士の相互関係が、把握できる。
地理空間情報と測地座標系との相互関係を把握するシステムには、地理情報システムなどがある。
地理空間情報同士の相互関係を把握するシステムには、魚群探知機や航空交通管制情報処理システムなどがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  小型化し、携帯が容易になった地理空間情報検知装置の普及にともない、地理・空間に存在する、電磁波を発したり、反射したりする、自然物や人工物といった地理空間情報の性質を、いろいろな場所で検知できる。【０００８】  携帯できる地理空間情報検知装置であっても、ＧＰＳ衛星といった測位衛星からの測位用電波の受信装置や、方位を計ることができる磁方位センサー、地理空間情報検知装置の姿勢を計るジャイロセンサーなどが搭載されるようになり、どの位置で、どの方位に向け、どういう姿勢で、地理空間情報の性質を検知したかが記録できる。【０００９】  しかしながら、記録される位置や方位、姿勢は、数値で表現されたものであり、視覚的には認識できない。【００１０】  記録される位置や方位、姿勢を使って、取得された地理空間情報の性質を、地図上に展開することもできるが、位置と方位が示されるだけであって、地理空間情報各項目の方向を三次元的には得られない。【００１１】  また、取得された地理空間情報の性質には、地理空間情報検知装置が保持する歪みを補正する必要がある。
例えば、レンズによる結像機能の地理空間情報検知装置で検知された地理空間情報の性質は、中心投影で画像化される。そのため、正確に地図と合わせるには、高さ情報を使って、水平面に正射投影しなければならない。【００１２】  画像化した地理空間情報の性質を，地図と正確に合わせるには、ＧＰＳ衛星といった測位衛星からの測位用電波を受信できることが重要となる。
しかしながら、森林や谷間、屋内、地下、法面の下端付近、構造物の下部、樹林の脇といったところでは、充分な数の測位衛星からは、測位用電波が受信困難であったりするため、位置情報を獲得しづらい。そのため、取得した地理空間情報の性質を画像化した、地理空間情報の性質画像を地図と重ね合わせられなかったりもする。【００１４】  検知した地理空間情報各項目の性質の位置を、三次元空間上で獲得するには、地理空間情報の性質を検知した位置や方位に加え、地理空間情報各項目までの、光軸に垂直な面７からの見上げ角８を示す目盛や、光軸６を原点とする方位を示す目盛、レンズ中心３からの距離が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】  ジャイロセンサー及び磁方位センサーを具備した、レンズによる結像機能の地理空間情報検知装置を用い、地理・空間に存在する自然物や人工物を検知し、画像化する。【００１６】  自然物や人工物を検知すると同時に、地理空間情報検知装置に具備された、ジャイロセンサーから地理空間情報検知装置の姿勢を、磁方位センサーから磁方位を獲得し、記録装置に記録する。記録装置は、地理空間情報検知装置に内蔵されたものでも、外部のものでもよい。【００１７】  地理空間情報検知装置により検知され、画像化された地理空間情報の性質画像の、固体撮像素子４上の見上げ角が読み取れる目盛位置５に、レンズ中心３を原点とし、光軸に垂直な面７から見上げた角度が、指定の角度となる、同心円を、地理空間情報検知装置により検知された地理空間情報各項目への、レンズ中心３を原点とし光軸に垂直な面７からの見上げ角が読み取れる目盛１０として描く。
同心円は、実線でも、破線でも、見上げ角８が読み取れるものであればよい。【００１８】  地理空間情報検知装置により検知され、画像化された地理空間情報の性質画像に、光軸６を原点、磁方位センサーによって獲得された磁方位（南北）を方位の基準１１とし、指定の角度となる、放射線を、地理空間情報検知装置により検知された地理空間情報各項目への、光軸６からの方位が読み取れる目盛１２として描く。
放射線は、実線でも、破線でも、方位が読み取れるものであればよい。
地理空間情報検知装置が、垂直に立てられ、水平方向を撮影された場合には、方位を読み取れる目盛は描かない。【００１９】  地理空間情報検知装置により検知され、レンズ中心３を原点とし、光軸に垂直な面７からの見上げ角が読み取れる目盛１０と、光軸６を原点とする方位が読み取れる目盛１２とが重ね描きされた、地理空間情報の性質画像を、ジャイロセンサーから獲得した地理空間情報検知装置の姿勢を基に、指定した面に投影する。
地理空間情報の性質画像を指定した面に投影する方法には、射影変換などを用いる。
地理空間情報検知装置の姿勢と、指定する面の向きが、同じであれば、投影は行わなくてよい。
【発明の実施するための最良の形態】
【００２０】  上空を飛行するＧＰＳ衛星といった測位衛星が、樹木や建物、山といった、高さのある地理空間情報に遮られていない衛星個数を確認するため、本発明を使った、樹木や建物、山といった地理空間情報の三次元的配置を調査する、実施例を説明する。
【００２１】  ジャイロセンサー、磁方位センサー及び測位衛星からの測位用電波を受信する装置を具備したスマートフォンを地理空間情報検知装置として採用するとともに、より広い範囲を撮影できるように、スマートフォンが具備したレンズの前に、光軸が一致するように、魚眼レンズを装着する。
【００２２】  上空を飛行するＧＰＳ衛星といった測位衛星が、樹木や建物、山といった高さのある地理空間情報に遮られていない衛星個数を確認したい地点に、スマートフォンを天頂に向け、写真画像を撮影する。
【００２３】  天頂に向けたスマートフォンにて撮影された写真画像に、魚眼レンズの中心を原点とする、光軸に垂直な面７から、１５度、３０度、４５度、７５度といった見上げ角８となる同心円を描く。
スマートフォンのレンズに、大きな幾何学的歪みがあれば、その歪み量に応じ、見上げ角が読み取れる目盛位置５を補正する。
魚眼レンズの射影方式は、一般的なレンズの中心投影とは違い、等距離射影方式や等立体角射影方式などであり、魚眼レンズの射影方式に応じ、見上げ角が読み取れる目盛位置５を補正する。
【００２４】  天頂に向けたスマートフォンで撮影された写真画像に、光軸６を原点、磁方位センサーから獲得された磁方位（南北）を方位の基準１１とし、磁方位から４５度といった間隔の方位に、放射線を描く。
方位に高い精度を要求される場合は、磁方位を真北に補正した後に、放射線を描く。
【００２５】  魚眼レンズとスマートフォンに内蔵されたレンズで構成されるレンズ群を理想レンズとし、理想レンズの中心を原点とする、光軸に垂直な面７からの見上げ角８となる同心円と、方位を示す放射線が描かれた、地理空間情報の性質画像を、ジャイロセンサーから得られた姿勢を用い、射影変換により、水平面に投影する。
ジャイロセンサーから得られた姿勢が、充分に水平を示していれば、射影変換を行う必要はない。
【００２６】  水平面に投影した、見上げ角８、いわゆる仰角を示す目盛と、方位を示す目盛とを、スカイプロットなどと呼ばれる測位衛星の軌道情報と重ね合わせたり、照合したりすることで、本発明で天頂に向けて撮影した地点から、何個の測位衛星が、地理空間情報に遮られずに存在しているかを読み取れる。
【００２７】  本発明を使用して天頂を撮影した地点に、地理空間情報に遮られずに存在する、測位衛星の数と配置を読み取ることができ、本発明を使用して天頂を撮影した地点で、測位衛星からの測位用電波を使用した測量が、正確にできるか否かを判断でき、便利である。
【発明の効果】
【００２８】  指定した面に投影した地理空間情報の性質画像は、地理空間情報検知装置に具備されたＧＰＳ衛星といった測位衛星からの測位用電波を解析して得られた位置情報を用いたり、画像化された地理空間情報各項目の性質を、地図に描かれた自然物や人工物と照合したりすることで、現実世界や地図との位置関係を把握することができる。
さらに方位が読み取れる目盛１２を使って、地図と向きと合わせ、地理空間情報の性質画像と地図との相互関係を読み取ることができる。
【００２９】  地図と関係付けられた地理空間情報の性質画像から、地理空間情報の性質画像に描かれた、同心円の目盛を使うことで、地理空間情報各項目の性質が、三次元的に、どの方向にあるかを判断することができる。
【００３０】  地理空間情報各項目と、地理空間情報を検知した地理空間情報検知装置の位置との水平距離を、地図上で読み取ったり、巻き尺で計ったりすることで、地理空間情報各項目の性質の、三次元空間上での位置を読み取ることができる。
【００３１】  現地の状況は、植生の繁茂や構造物の建設などによって変わることがあるため、本発明が、携帯型の地理空間情報検知装置に具備され、必要な場所で、その場で利用できるのは便利である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】  レンズ中心を原点とする光軸に垂直な面７からの見上げ角が読み取れる目盛１０と、光軸を中心とする方位が読み取れる目盛１２とを、一緒に視覚的に読み取れる分度器を作成する流れ
【図２】  レンズによる結像で画像化する地理空間情報検知装置における、見上げ角８と見上げ角を読み取れる目盛位置５を説明するための、地理空間情報検知装置の断面図
【図３】  地理空間情報の性質画像に重ね描きする、見上げ角が読み取れる目盛１０と、方位が読み取れる目盛１２の平面図
【符号の説明】
【００３３】１  地理空間情報検知装置の筐体
２  入射光
３  レンズ中心
４  固体撮像素子
５  見上げ角が読み取れる目盛位置
６  光軸
７  光軸に垂直な面
８  見上げ角
９  視界分度器
１０  見上げ角が読み取れる目盛（同心円）
１１  方位の基準（南北）
１２  方位が読み取れる目盛
【図１】
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【図２】
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【図３】
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