(57)【要約】  空域情報処理装置（１００）は、周回方向の定められていない複数の空域を統合して取り扱う。ベクトル生成部（１）は、球面上の離隔した位置に３つ以上設定された基準点から、球面上の閉曲線で定義される空域を構成する１以上の線分のうちで他の線分と交点を有することなく線分を引くことができるものを、前記３つ以上の基準点のそれぞれについて選択し、選択した線分から前記基準点へ向かうベクトルを、前記３つ以上の基準点のそれぞれについて生成する。空域認識部（２）は、前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域のうち、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在する一方の領域を空域の外部として認識し、他方の領域を空域として認識する。
2015140830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球面上の離隔した位置に３つ以上設定された基準点から、球面上の閉曲線で定義される空域を構成する１以上の線分のうちで他の線分と交点を有することなく線分を引くことができるものを、前記３つ以上の基準点のそれぞれについて選択し、選択した線分から前記基準点へ向かうベクトルを、前記３つ以上の基準点のそれぞれについて生成するベクトル生成手段と、
前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域のうち、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在する一方の領域を空域の外部として認識し、他方の領域を空域として認識する空域認識手段と、を備える、
空域情報処理装置。
【請求項２】
前記３つ以上の基準点と、前記閉曲線を構成する１以上の線分を示す線分情報が記憶された記憶手段と、
前記記憶手段から前記３つ以上の基準点を読み込み、読み込み結果を前記ベクトル生成手段へ出力する基準点読込手段と、
前記記憶手段から前記線分情報を読み込み、読み込み結果を前記ベクトル生成手段へ出力する線分情報読込手段と、を備える、
請求項１に記載の空域情報処理装置。
【請求項３】
前記ベクトル生成手段は、
前記１以上の線分から１本の線分を選択し、選択した前記線分上の任意の一点から選択した前記基準点へ第１の線分を引き、
前記３つ以上の基準点から１つの基準点を選択し、
前記第１の線分と、選択した前記線分以外の線分との交点を求め、
前記交点のうちで、選択した前記基準点に最も近いものを選定し、
選定した前記交点から選択した前記基準点へ向かうベクトルを生成する、
請求項１又は２に記載の空域情報処理装置。
【請求項４】
前記空域認識手段は、
前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域の一方である第１の領域に存在する前記ベクトルの数が前記３つ以上の基準点数の過半以上である場合、他方の第２の領域を空域として認識し、
前記第２の領域に存在する前記ベクトルの数が前記３つ以上の基準点数の過半以上である場合、前記第１の領域を空域として認識し、
前記第１の領域及び前記第２の領域のいずれにも、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在しない場合、エラーを通知する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空域情報処理装置。
【請求項５】
球面上の離隔した位置に３つ以上設定された基準点を示す情報を読み込み、
球面上の１以上の線分からなる閉曲線で定義される空域を構成する線分を示す情報を読み込み、
前記基準点から前記１以上の線分まで、他の線分と交点を有することなく線分を引くことができるものを、前記基準点のそれぞれについて選択し、
選択した線分から前記基準点へ向かうベクトルを、前記基準点のそれぞれについて生成し、
前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域のうち、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在する一方の領域を空域の外部として認識し、他方の領域を空域として認識する、
空域情報処理方法。
【請求項６】
球面上の離隔した位置に３つ以上設定された基準点を示す情報を読み込む処理と、
球面上の１以上の線分からなる閉曲線で定義される空域を構成する線分を示す情報を読み込む処理と、
前記基準点から前記１以上の線分まで、他の線分と交点を有することなく線分を引くことができるものを、前記基準点のそれぞれについて選択する処理と、
選択した線分から前記基準点へ向かうベクトルを、前記基準点のそれぞれについて生成する処理と、
前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域のうち、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在する一方の領域を空域の外部として認識し、他方の領域を空域として認識する処理と、をコンピュータに実行させる、
空域情報処理プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空域情報処理装置、空域情報処理方法及び空域情報処理プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、地球上での移動体監視を行うため、様々なナビゲーションシステムが運用されている。輸送機械の中でも移動距離が長大である航空機の運航を管理するには、広範囲での方位、距離の算出を行う必要が有る。航空機のナビゲーションシステムでは、一般に、国家の領土及び領空、又は飛行情報区（ＦＩＲ：Flight Information Region）程度における広域の範囲で、大縮尺の空間情報を正確かつ効率的に処理することが求められる。【０００３】
例えば、航空機等の空路は、真球上の２地点間を結ぶ線分を用いて表現することができる。この際、航空機等の安全確保のため、２本の空路が交差するか否かを判定することが極めて重要である。また、航空機は、上空に設定された空域のうち、運航が許可された空域を飛行することで、安全を確保している。この際、隣接する空域が重複してしまうと、重複した領域に複数の航空機が進入してしまい、安全確保の観点から問題である。よって、上記のナビゲーションシステムでは、航空機の安全確保のため、適切な空域設計が必要である。【０００４】
一例として、地球上の多角形に対する任意の点の内外判定を行う位置関係判定方法が提案されている。この例では、空域を定義するための多角形の辺の調査方向（換言すれば、閉曲線の周回方向）を考慮し、周回方向に対して左右いずれの領域が空域であるかを判定する。【０００５】
また、日本国特許出願である特願２０１３−２７１７１２では、様々な空域について、空域を構成する線分の交点検出や、空域の内外判定を行う手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−８８９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、発明者は上述の手法には以下に示す問題点が有ることを見出した。飛行方式や空域設計仕様によっては、国家間や大陸間にまたがる大きな空域を取り扱うことが求められる場合が有る。この場合、例えば、国ごと又は空域ごとに、空域を定義している閉曲線の周回方向が異なる場合が想定し得る。これに対し、特許文献１の手法は、閉曲線の周回方向（多角形の辺の調査方向）を考慮しているものの、取り扱う空域を定義する閉曲線の方向が統一されいてない場合の取り扱いについては考慮していない。閉曲線の周回方向が異なる空域が混在している複数の空域を、特許文献１の手法で取り扱うと、周回方向の相違により空域の内外を誤って認識するなど、空域設計上許容できないエラーが生じるおそれが有る。【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、周回方向の定められていない複数の空域を統合して取り扱うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様である空域情報処理装置は、球面上の離隔した位置に３つ以上設定された基準点から、球面上の閉曲線で定義される空域を構成する１以上の線分のうちで他の線分と交点を有することなく線分を引くことができるものを、前記３つ以上の基準点のそれぞれについて選択し、選択した線分から前記基準点へ向かうベクトルを、前記３つ以上の基準点のそれぞれについて生成するベクトル生成手段と、前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域のうち、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在する一方の領域を空域の外部として認識し、他方の領域を空域として認識する空域認識手段と、を備えるものである。【００１０】
本発明の一態様である空域情報処理方法は、球面上の離隔した位置に３つ以上設定された基準点を示す情報を読み込み、球面上の１以上の線分からなる閉曲線で定義される空域を構成する線分を示す情報を読み込み、前記基準点から前記１以上の線分まで、他の線分と交点を有することなく線分を引くことができるものを、前記基準点のそれぞれについて選択し、選択した線分から前記基準点へ向かうベクトルを、前記基準点のそれぞれについて生成し、前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域のうち、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在する一方の領域を空域の外部として認識し、他方の領域を空域として認識するものである。【００１１】
本発明の一態様である空域情報処理プログラムは、球面上の離隔した位置に３つ以上設定された基準点を示す情報を読み込む処理と、球面上の１以上の線分からなる閉曲線で定義される空域を構成する線分を示す情報を読み込む処理と、前記基準点から前記１以上の線分まで、他の線分と交点を有することなく線分を引くことができるものを、前記基準点のそれぞれについて選択する処理と、選択した線分から前記基準点へ向かうベクトルを、前記基準点のそれぞれについて生成する処理と、前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域のうち、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在する一方の領域を空域の外部として認識し、他方の領域を空域として認識する処理と、をコンピュータに実行させるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、周回方向の定められていない複数の空域を統合して取り扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】真球上の２地点の間を結ぶ線分を示す図である。
【図２】真球上の円を示す図である。
【図３】始点から終点への方向が反時計回りの真球上の円弧を示す図である。
【図４】始点から終点への方向が時計回りの真球上の円弧を示す図である。
【図５】真球上に設けられた空域の例を示す図である。
【図６】実施の形態１にかかる空域情報処理装置の基本構成を模式的に示す図である。
【図７】周辺装置を含む空域情報処理装置の例である空域情報処理装置の構成を示す図である。
【図８】実施の形態１にかかる域情報処理装置の空域情報処理動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１にかかる空域情報処理装置での基準点の例を示す図である。
【図１０】実施の形態１にかかる空域情報処理装置でのベクトル生成処理を示すフローチャートである。
【図１１】２本の円弧で挟まれた三日月形の空域におけるベクトル生成を示す図である。
【図１２】２本の円弧で挟まれた三日月形の空域におけるベクトル生成を示す図である。
【図１３】２本の円弧で挟まれた三日月形の空域におけるベクトル生成を示す図である。
【図１４】円形の空域におけるベクトル生成を示す図である。
【図１５】円形の空域におけるベクトル生成を示す図である。
【図１６】円形の空域におけるベクトル生成を示す図である。
【図１７】４本の線分で囲まれた矩形の空域におけるベクトル生成を示す図である。
【図１８】４本の線分で囲まれた矩形の空域におけるベクトル生成を示す図である。
【図１９】４本の線分で囲まれた矩形の空域におけるベクトル生成を示す図である。
【図２０】実施の形態１にかかる空域情報処理装置での空域認識処理を示すフローチャートである。
【図２１】実施の形態１にかかる空域情報処理装置での空域判断条件を表した表である。
【図２２】ケース１での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。
【図２３】ケース２での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。
【図２４】ケース３での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。
【図２５】ケース４及び５での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。
【図２６】ケース６及び９での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。
【図２７】ケース７及び８での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。
【図２８】交点を持たない閉曲線の例を示す図である。
【図２９】交点を有する閉曲線の例を示す図である。
【図３０】実施の形態２にかかる空域情報処理装置２００の空域情報処理動作を示すフローチャートである。
【図３１】実施の形態１にかかる空域情報処理装置１００でのベクトル妥当性判断処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１５】
実施の形態１
実施の形態１にかかる空域情報処理装置１００について説明する。空域情報処理装置１００は、球面上において１又は複数の線分からなる閉曲線で区切られる周回方向の定められていない複数の空域の情報を統合して取り扱う装置である。
【００１６】
まず、閉曲線を構成する線分について説明する。真球上での線分は、以下の３つに大別できる。
【００１７】
真球上における２地点を最短で結ぶ線分
真球ＣＢ上（地表面上）の地点Ｐ１と地点Ｐ２との間を結ぶ線分について説明する。図１は、真球ＣＢ上の地点Ｐ１と地点Ｐ２との間を結ぶ線分Ｌを示す図である。Ｖａは、地点Ｐ１と地点Ｐ２との間を結ぶ線分Ｌが属する平面ＰＬ１に対する単位法線ベクトルである。平面ＰＬ１は、真球ＣＢの中心を含む面である。ＥＱは真球ＣＢの赤道である。平面ＰＬ１に対する単位法線ベクトルＶａは、以下の式（１）で表される。
【数１】
2015140830.tif 000003
【００１８】
真球ＣＢ上の地点Ｐ１と地点Ｐ２とを結ぶ線分Ｌ上の点をＰ、ｓａを単位法線ベクトルＶａと点Ｐの位置ベクトルとがなす角の余弦とすると、ｓａは以下の式（２）で表される。
【数２】
2015140830.tif 000004
【００１９】
単位法線ベクトルＶａと線分Ｌとが直交することは明らかであるので、余弦Ｓａは０となる。したがって、線分Ｌ上の点をＰは、以下の式（３）も満たす点として定義できる。
【数３】
2015140830.tif 000005
【００２０】
真球上の円
真球ＣＢ上での円について説明する。図２は、真球ＣＢ上の円ＣＣ１を示す図である。真球ＣＢ上の円ＣＣ１は、ある点Ｐ０からの距離ｒの地点の集合として理解することができる。円ＣＣ１の円周上の点Ｐの位置ベクトルは、点Ｐ０の位置ベクトルを用いた以下の式（４）の各ベクトル方程式を満たす。Ｒは、真球ＣＢの半径を示す。Ｖｄは、円ＣＣ１が属する平面の単位法線ベクトルであり、点Ｐ０の位置ベクトルに一致する。
【数４】
2015140830.tif 000006
ｓｄは、真球ＣＢ上において点Ｐ０と点Ｐとがなす角の余弦であり、以下の式（５）で表される。
【数５】
2015140830.tif 000007
【００２１】
真球の２地点を結ぶ円弧
真球ＣＢ上の円弧について説明する。真球ＣＢ上の円弧は、真球ＣＢ上の点Ｐ０から距離ｒの点の集合として理解することができる。
【００２２】
円弧の始点から終点への方向が反時計回りの場合について説明する。図３は、始点から終点への方向が反時計回りの真球ＣＢ上の円弧ＣＣ２を示す図である。２点間の方向が反時計回りの場合、円弧ＣＣ２上の点Ｐの位置ベクトルは、以下の式（６）の各ベクトル方程式を満たす。Ｒは、真球ＣＢの半径を示す。Ｖｅは、円弧ＣＣ２が属する平面の単位法線ベクトルであり、点Ｐ０の位置ベクトルに一致する。
【数６】
2015140830.tif 000008
ｓｄは、真球上において地点Ｐ０と点Ｐとがなす角の余弦であり、以下の式（７）で表される。
【数７】
2015140830.tif 000009
【００２３】
円弧の始点から終点への方向が時計回りの場合について説明する。図４は、始点から終点への方向が時計回りの真球ＣＢ上の円弧ＣＣ３を示す図である。２点間の方向が時計回りの場合、円弧ＣＣ３上の点Ｐの位置ベクトルは、以下の式（８）の各ベクトル方程式を満たす。Ｒは、真球ＣＢの半径を示す。Ｖｅは、円弧ＣＣ３が属する平面の単位法線ベクトルであり、点Ｐ０の位置ベクトルと逆方向である。
【数８】
2015140830.tif 000010
ｓｅは、真球ＣＢ上において地点Ｐ０と円弧上の任意の点Ｐとがなす角の余弦に等しく、かつ符号が負であり、以下の式（９）で表される。
【数９】
2015140830.tif 000011
【００２４】
次いで、真球上に設定される空域について説明する。図５は、真球ＣＢ上に設けられた空域の例を示す図である。図５では、空域Ａが線分ＬＡ１〜ＬＡ４からなる閉曲線で囲まれることで、外部の領域と区切られている。図５の空域はあくまで例示であるので、空域Ａを囲む線分の数は、１本（すなわち、真球ＣＢ上の円）又は４本以外の複数本とすることができる。図５の例では、線分ＬＡ１〜ＬＡ４で構成される閉曲線を真球の外部から見て反時計回りに進む場合に、線分から見て左側に見える真球上の領域が、空域Ａとして定義される。よって、この場合、線分から見て右側に見える真球上の領域は、空域Ａの外側の領域として定義される。
【００２５】
以上、要約すると、空域を定義する場合、以下の２つの情報が必要であることが理解できる。
（１）線分情報
空域を囲む１又は複数の線分の指定。
（２）方向情報
空域を囲む線分で構成される閉曲線を真球の外部から見た場合の向き（反時計回り、時計回り）の指定。
【００２６】
しかし、本実施の形態にかかる空域情報処理装置１００では、真球上の相当程度に大きな空域を取り扱うことを想定している。そのため、団体、法人、国家等の異なる主体が作成した空域情報を一括して取り扱う必要が生じる。
【００２７】
この場合、空域を囲む線分のそれぞれを指定するには、線分の始点及び終点（例えば、図１の点Ｐ１及びＰ２）を線分情報として与えればよい。また、始点と終点とを結ぶ経路が一意に定義されていない場合には、上述の式（３）のような線分の経路を指定する情報を線分情報に加えればよい。つまり、線分情報については、数学的に一意に定められるものである。よって、空域を取り扱う団体、法人、国家等の間で、空域の定義ルールが異なる場合でも、空域を囲む線分を何らかの方式で表現すれば足りるので、線分情報の相違が問題にはならない。
【００２８】
これに対し、方向情報については、以下の理由で取扱いに注意を要する。方向情報については、閉曲線の向きは人為的に決められるものである。よって、閉曲線の向きは、空域を取り扱う団体、法人、国家等の間では異なることがある。例えば、Ａ国においては閉曲線の向きが反時計回りと規定され、Ｂ国においては閉曲線の向きが時計回りと規定されている場合が想定し得る。この場合、Ａ国の空域情報を用いるシステムでは閉曲線の向きは反時計回りであると定義されるので、Ｂ国で作成された線分情報をＡ国のシステムに入力して空域を認識させようとすると、Ｂ国の線分情報が示そうとした空域はＡ国のシステムでは空域の外側だと認識されてしまう。つまり、このような場合には、空域が誤って認識されてしまう問題が生じる。
【００２９】
これを避けるには、団体、法人、国家等の異なる主体で作成された線分情報ごとに、方向情報を指定することも考え得る。しかし、既存のシステムでは、本実施の形態にかかる空域情報処理装置１００のような広域にわたる空域を取り扱うことを想定していないので、空域を指定する線分情報に、閉曲線の向きを指定する方向情報を付加する機能を有していない。また、方向情報を付加するにしても、システムに入力する情報が増えるだけでなく、方向情報の指定を誤れば上述と同様の問題が生じる。
【００３０】
また、閉曲線で区切られた空域の面積は、その用途から明らかなように、通常は地球上の表面積の半分よりも小さい。よって、空域の面積と空域の外側の領域の面積とを比較すれば、面積の小さい方が空域であることを判別することはできる。しかし、球面上の閉曲線で区切られる領域の面積を求める場合、計算量が膨大になり、単に空域を認識させるための処理としては適当でない。特に、複数の空域を取り扱う場合、システムが単に空域を認識するためだけに膨大な計算を行うことになり、現実的でない。
【００３１】
これに対し、本実施の形態にかかる空域情報処理装置１００は、閉曲線の向きが統一されていない空域情報から、少ない計算量にて正確に空域を認識できるものである。以下、空域情報処理装置１００について、具体的に説明する。
【００３２】
図６は、実施の形態１にかかる空域情報処理装置１００の基本構成を模式的に示す図である。空域情報処理装置１００は、ベクトル生成部１及び空域認識部２を有する。図７は、周辺装置を含む空域情報処理装置の例である空域情報処理装置１０１の構成を示す図である。空域情報処理装置１０１は、空域情報処理装置１００に、基準点読込部３、線分情報読込部４及び記憶部５を追加した構成を有する。
【００３３】
以下、本実施の形態にかかる空域情報処理装置の動作について説明する。図８は、実施の形態１にかかる空域情報処理装置１００の空域情報処理動作を示すフローチャートである。
【００３４】
ステップＳ１１：基準点読み込み
ベクトル生成部１は、基準点を読み込む。具体的には、基準点読込部３が、記憶部５に記憶されている基準点を読み込み、読み込み結果をベクトル生成部１へ出力する。本実施の形態では、基準点は少なくとも球面ＣＢ上に３つ設定されている。基準点は、各基準点間の距離が概ね等しくなるように設定される。図９は、実施の形態１にかかる空域情報処理装置１００での基準点ＳＴ１〜ＳＴ３の例を示す図である。図９では、球面ＣＢの赤道上に１２０°の経度間隔で基準点ＳＴ１〜ＳＴ３が設定されている。
【００３５】
ステップＳ１２：線分情報読み込み
ベクトル生成部１は、線分情報を読み込む。具体的には、線分情報読込部４が、記憶部５に予め記憶されている空域の線分情報を読み込み、読み込み結果をベクトル生成部１へ出力する。図５に示す例の場合、線分情報読込部４は、空域Ａの線分ＬＡ１〜ＬＡ４を示す情報を読み込む。
【００３６】
ステップＳ１３：ベクトル生成
ベクトル生成部１は、線分ＬＡ１〜ＬＡ４のうちで、各基準点から他の線分と交点を有することなく線分を引くことができる線分を、基準点のそれぞれについて選択する。そして、選択した線分から対応する基準点へ向かうベクトルを、基準点のそれぞれについて生成する。
【００３７】
ステップＳ１３について、より詳しく説明する。図１０は、実施の形態１にかかる空域情報処理装置１００でのベクトル生成処理を示すフローチャートである。
【００３８】
ステップＳ１３１
線分ＬＡ１〜ＬＡ４のうちの任意の線分上に、任意の点Ｐ０を設定する。
【００３９】
ステップＳ１３２
ここでは、基準点をＳＴｉ（１≦ｉ≦３）と表す。まず、ｉを初期値「１」に設定する（ｉ＝１）。
【００４０】
ステップＳ１３３
基準点ＳＴｉを選択する。
【００４１】
ステップＳ１３４
点Ｐ０から基準点ＳＴｉへ線分ＬＡＢを引く。
【００４２】
ステップＳ１３５
点Ｐ０を設定した線分以外の線分と、線分ＬＡＢとの交点を求める。
【００４３】
ステップＳ１３６
上記で求めた交点のうち、基準点ＳＴｉに最も近いものを、点ＰＡとして選定する。
【００４４】
ステップＳ１３７
点ＰＡから基準点ＳＴｉへ向かうベクトルＶＳｉを生成する。
【００４５】
ステップＳ１３８
ｉ＝３であるかを確認する。ｉ＝３である場合、ステップＳ１３の処理を終了する。
【００４６】
ステップＳ１３９
ｉ＜３である場合、ｉに１を加え（ｉ＝ｉ＋１）、ステップＳ１３２へ戻る。
【００４７】
以上のステップＳ１３１〜Ｓ１３９により、上述したステップＳ１３でのベクトル生成を行うことができる。上述で基準点ＳＴ１が選択されたときにベクトルを生成する場合の例を、図１１〜１９に示す。図１１〜１９では、図面の簡略のため、空域を平面上で近似的に表している。図１１〜図１３は、２本の円弧で挟まれた三日月形の空域におけるベクトル生成を示す図である。図１４〜図１６は、円形の空域におけるベクトル生成を示す図である。図１７〜図１９は、４本の線分で囲まれた矩形の空域におけるベクトル生成を示す図である。
【００４８】
ステップＳ１４：空域認識
空域認識部２は、閉曲線で区切られる真球上の２つの領域のうち、基準点数の過半以上の基準点が存在する一方の領域を空域の外部として認識し、他方の領域を空域として認識する。つまり、空域認識部２は、いずれの領域の基準点が多いかを、多数決により判定し、空域の周回方向を決定する。
【００４９】
ステップＳ１４について、より詳しく説明する。図２０は、実施の形態１にかかる空域情報処理装置１００での空域認識処理を示すフローチャートである。
【００５０】
閉曲線で区切られる２領域を、空域の定義された方向に境界線を周回したときに左側にある領域Ａ１及び右側にある領域Ａ２とする。この場合、領域Ａ１及び領域Ａ２のいずれが空域であるかの判断条件は、以下の９ケースが考え得る。図２１は、実施の形態１にかかる空域情報処理装置１００での空域判断条件を表した表である。
【００５１】
ケース１
基準点ＳＴ１〜ＳＴ３がいずれも閉曲線ＣＬ上に存在する場合である。図２２は、ケース１での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。この場合、領域Ａ１及びＡ２のいずれにも基準点は存在しない。よって、上述の多数決は成立しないので、エラーとなる。しかし、実際には、十分に離隔した３つの基準点が領域Ａ１と領域Ａ２との境界である閉曲線に含まれるような巨大な空域は想定しがたい。したがって、基準点を適切に設定することで、このエラーは防止される。
【００５２】
ケース２
基準点ＳＴ１〜ＳＴ３のうち、２つの基準点が閉曲線ＣＬ上に存在する場合である。図２３は、ケース２での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。この場合、領域Ａ１及びＡ２のいずれかに１つの基準点が存在するものの、上述の多数決は成立しないのでエラーとなる。しかし、実際には、ケース１と同様に、２つの基準点が領域Ａ１と領域Ａ２との境界である閉曲線に含まれるような巨大な空域は想定しがたい。したがって、基準点を適切に設定することで、このエラーは防止される。
【００５３】
ケース３
基準点ＳＴ１〜ＳＴ３のうち、１つの基準がＣＬ閉曲線上に存在する場合である。図２４は、ケース３での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。この場合、領域Ａ１及びＡ２のそれぞれに１つの基準点が存在するものの、上述の多数決は成立しないのでエラーとなる。しかし、この場合、領域Ａ１と領域Ａ２とは、同程度の大きさであると考えうるが、真球を二分するほどの大きな空域は想定しがたい。したがって、基準点を適切に設定することで、このエラーは防止される。
【００５４】
ケース４
基準点ＳＴ１〜ＳＴ３のうち１つの基準点が閉曲線上に存在し、２つの基準点が領域Ａ１に存在する場合である。図２５は、ケース４及び５での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。この場合、多数決は成立し、領域Ａ２が空域として認識される。
【００５５】
ケース５
基準点ＳＴ１〜ＳＴ３のうち１つの基準点が閉曲線上に存在し、２つの基準点が領域Ａ２に存在する場合である。この場合、多数決は成立し、領域Ａ１が空域として認識される。
【００５６】
ケース６
領域Ａ１に３つの基準点が存在する場合である。図２６は、ケース６及び９での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。この場合、多数決は成立し、領域Ａ２が空域として認識される。
【００５７】
ケース７
領域Ａ１に２つの基準点が存在し、領域Ａ２に１つの基準点が存在する場合である。図２６は、ケース７及び８での基準点と閉曲線の位置関係の例を示す図である。この場合、多数決は成立し、領域Ａ２が空域として認識される。
【００５８】
ケース８
領域Ａ１に１つの基準点が存在し、領域Ａ２に２つの基準点が存在する場合である。この場合、多数決は成立し、領域Ａ１が空域として認識される。
【００５９】
ケース９
領域Ａ２に３つの基準点が存在する場合である。この場合、多数決は成立し、領域Ａ１が空域として認識される。
【００６０】
ステップＳ１４の手順について、より詳しく説明する。
ステップＳ１４１
領域Ａ１の基準点数Ｎ１が２本以上であるか（Ｎ１≧２）を判定する。
【００６１】
ステップＳ１４２
Ｎ１≧２である場合には、ケース４、６及び７のいずれかに該当するので、領域Ａ２を空域として認定する。この場合、空域の境界線は時計回り、つまり逆方向に周回していることとなる。空域の境界線の周回方向を反時計回り、つまり順方向に周回するように是正するため、空域の定義方向を逆転させる。
【００６２】
ステップＳ１４３
Ｎ１＜２である場合には、領域Ａ２のベクトル数Ｎ２が２本以上であるか（Ｎ２≧２）を判定する。
【００６３】
ステップＳ１４４
Ｎ２≧２である場合には、ケース５、８及び９のいずれかに該当するので、領域Ａ１を空域として認定する。この場合、空域の境界線は反時計回り、つまり順方向に周回していることとなる。
【００６４】
ステップＳ１４５
Ｎ２＜２である場合には、上記のケース１〜３のいずれかに該当するので、エラーを通知する。
【００６５】
以上説明したように、ステップＳ１４では、それぞれの領域に含まれる基準点数を数えることで、領域の真の周回方向を決定できる。本実施の形態では、３つの基準点を離隔して配置しているので、基準点の過半を含む方の一方の領域は、他方の領域よりも面積が大きいと見なすことができる。従って、空域が地表面に対して有意に面積が小さいので、面積が小さい方の領域を空域として認識させればよい。換言すれば、空域情報処理装置１００は、基準点を用いた多数決を行うことで、近似的に閉曲線で区切られる２つの領域の面積を比較していると理解することもできる。
【００６６】
その後、空域情報処理装置１００で設定されている閉曲線の周回方向に合うように、認識した空域を囲む閉曲線の周回方向を設定してもよい。例えば、空域の周回方向を反時計回りとして定義する場合、閉曲線から出射するベクトルが多い側の領域を右に見る方向が、周回方向となる。
【００６７】
以上説明したように、本構成によれば、閉曲線の周回方向が統一されていない複数の空域情報を、正確に統合して取り扱うことが可能である。
【００６８】
実施の形態２
実施の形態２にかかる空域情報処理装置２００について説明する。空域情報処理装置２００は、実施の形態１かかる空域情報処理装置１００の変形例であり、同様の構成を有するものの動作が異なる。空域情報処理装置２００は、空域情報処理装置１００と比較して、空域認識の妥当性判断をさらに行う。この妥当性判断は、空域情報処理装置２００の空域認識部２で行われる。
【００６９】
実施の形態１では、空域が閉曲線で区切られるものとして説明したが、１本の閉曲線は、閉曲線の一部分と他の部分とが交点を有する場合が有る。図２８は、交点を持たない閉曲線の例を示す図である。図２８に示すように、交点を持たない場合、線分Ｌ１１〜Ｌ１４で構成される閉曲線ＣＬ１０は、概ね環状の形状となる。
【００７０】
図２９は、交点を有する閉曲線の例を示す図である。この例では、線分Ｌ２１〜Ｌ２４で構成される閉曲線ＣＬ２０は８の字の形状となり、線分Ｌ２２と線分Ｌ２４とが１つの交点ＣＰを有している。この場合、実施の形態１で説明した空域認識を行うと、空域を正常に認識することはできない。
【００７１】
よって、閉曲線が交点を有する場合、これを検出してエラーを通知する機能が求められる。もっとも、空域情報は、通常は閉曲線に交点が生じないように設定される。しかし、データ作成や入力の際に、誤って空域情報が設定されることは想定し得る。そのため、正確な空域設計を行うには、閉曲線が交点を有する場合を検出する必要が有る。
【００７２】
以下、空域情報処理装置２００の空域情報処理について説明する。図３０は、実施の形態２にかかる空域情報処理装置２００の空域情報処理動作を示すフローチャートである。空域情報処理装置２００の空域情報処理では、図８に示す空域情報処理装置１００の空域情報処理のステップＳ１２とステップＳ１３との間に、妥当性判断（ステップＳ２０）が追加されている。
【００７３】
以下、妥当性判断（ステップＳ２０）について説明する。図３１は、実施の形態１にかかる空域情報処理装置１００でのベクトル妥当性判断処理を示すフローチャートである。ここでは、空域を区切る閉曲線が構成するＮ本（Ｎは、１以上の整数）の線分により構成される。各線分については、パラメータｊ（１≦ｊ≦Ｎ）を用いてＬ（ｊ）と表記し、パラメータｋ（ｊ＋１≦ｋ≦Ｎ）を用いてＬ（ｋ）と表記する。
【００７４】
ステップＳ２０１
パラメータｊを「１」に設定する（ｊ＝１）。
【００７５】
ステップＳ２０２
ｊがＮよりも大きいか（ｊ＞Ｎ）を判定する。
ｊ＞Ｎである場合、妥当性判断（ステップＳ２０）を終了する。
【００７６】
ステップＳ２０３
ｊがＮ以下（ｊ≦Ｎ）である場合、パラメータｋを、ｋ＝ｊ＋１に設定する。
【００７７】
ステップＳ２０４
ｋがＮよりも大きいか（ｋ＞Ｎ）を判定する。
【００７８】
ステップＳ２０５
ｋ＞Ｎである場合、パラメータｊに「１」を加算する（ｊ＝ｊ＋１）。その後、ステップＳ２０２に戻る。
【００７９】
ステップＳ２０６
ｋがＮ以下（ｋ≦Ｎ）である場合、線分Ｌ（ｊ）と線分Ｌ（ｋ）との交点を全て求める。
【００８０】
ステップＳ２０７
ｋ＝ｊ＋１であるかを判定する。
ｋ≠ｊ＋１である場合、ステップＳ２１１へ進む。
【００８１】
ステップＳ２０８
ステップＳ２０７においてｋ＝ｊ＋１である場合、ステップＳ２０５で求めた交点のうち、線分Ｌ（ｊ）の終点ＰＥ（ｊ）であり、かつ、線分Ｌ（ｋ）の始点ＰＳ（ｋ）であるものが存在するかを判定する。
【００８２】
ステップＳ２０９
ステップＳ２０８において、線分Ｌ（ｊ）の終点ＰＥ（ｊ）であり、かつ、線分Ｌ（ｋ）の始点ＰＳ（ｋ）である交点が存在する場合、当該交点を削除する。
【００８３】
ステップＳ２１０
ステップＳ２０８において、線分Ｌ（ｊ）の終点ＰＥ（ｊ）であり、かつ、線分Ｌ（ｋ）の始点ＰＳ（ｋ）である交点が存在しない場合、空域認識は不可能であるとして、処理を中止し、エラーを通知する。
【００８４】
ステップＳ２１１
ｊ＝１かつｋ＝Ｎであるかを判定する。
ｊ＝１かつｋ＝Ｎが成立しない場合、ステップＳ２１４へ進む。
【００８５】
ステップＳ２１２
ステップＳ２１１においてｊ＝１かつｋ＝Ｎである場合、線分Ｌ（ｋ）の終点ＰＥ（ｋ）であり、かつ、線分Ｌ（ｊ）の始点ＰＳ（ｊ）である交点であるものが存在するかを判定する。
【００８６】
ステップＳ２１３
ステップＳ２１２において、線分Ｌ（ｋ）の終点ＰＥ（ｋ）であり、かつ、線分Ｌ（ｊ）の始点ＰＳ（ｊ）である交点が存在する場合、当該交点を削除する。
【００８７】
ステップＳ２１３
ステップＳ２１２において、線分Ｌ（ｋ）の終点ＰＥ（ｋ）であり、かつ、線分Ｌ（ｊ）の始点ＰＳ（ｊ）である交点が存在しない場合、ステップＳ２１０に進み、空域認識は不可能であるとして、処理を中止し、エラーを通知する。
【００８８】
ステップＳ２１４
線分Ｌ（ｊ）と線分Ｌ（ｋ）との交点が存在するかを判定する。
線分Ｌ（ｊ）と線分Ｌ（ｋ）との交点が存在する場合、ステップＳ２１０に進み、空域認識は不可能であるとして、処理を中止し、エラーを通知する。
【００８９】
ステップＳ２１５
線分Ｌ（ｊ）と分Ｌ（ｋ）との交点が存在しない場合、パラメータｋに「１」を加算する（ｋ＝ｋ＋１）。その後、ステップＳ２０４へ進む。
【００９０】
以上のステップＳ２０１〜Ｓ２１５により、上述した空域が複数の領域に区切られる場合を検出することができる。これにより、誤った空域認識又は空域認識が不可能な空域情報に基づく処理を未然に防止することができる。
【００９１】
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００９２】
以上では、空域情報処理装置及びこの装置で行われる空域情報処理方法について説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【００９３】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００９４】
上述の実施の形態では、基準点の数を３としてが、基準点数が４以上の任意の数とすることができる。また、上述の実施の形態では、基準点を赤道上に設定したが、基準点は任意の位置に設定することができる。
【００９５】
上述の実施の形態では、エラー通知はケース１〜３に該当する場合に行われるものとして説明したが、これは例示に過ぎない。例えば、空域設計の仕様に応じて、エラー通知条件を変更することが可能である。
【００９６】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１００  空域情報処理装置
１０１  空域情報処理装置
１  ベクトル生成部
２  空域認識部
３  基準点読込部
４  線分情報読込部
５  記憶部
【図１】
2015140830.tif 000012
【図２】
2015140830.tif 000013
【図３】
2015140830.tif 000014
【図４】
2015140830.tif 000015
【図５】
2015140830.tif 000016
【図６】
2015140830.tif 000017
【図７】
2015140830.tif 000018
【図８】
2015140830.tif 000019
【図９】
2015140830.tif 000020
【図１０】
2015140830.tif 000021
【図１１】
2015140830.tif 000022
【図１２】
2015140830.tif 000023
【図１３】
2015140830.tif 000024
【図１４】
2015140830.tif 000025
【図１５】
2015140830.tif 000026
【図１６】
2015140830.tif 000027
【図１７】
2015140830.tif 000028
【図１８】
2015140830.tif 000029
【図１９】
2015140830.tif 000030
【図２０】
2015140830.tif 000031
【図２１】
2015140830.tif 000032
【図２２】
2015140830.tif 000033
【図２３】
2015140830.tif 000034
【図２４】
2015140830.tif 000035
【図２５】
2015140830.tif 000036
【図２６】
2015140830.tif 000037
【図２７】
2015140830.tif 000038
【図２８】
2015140830.tif 000039
【図２９】
2015140830.tif 000040
【図３０】
2015140830.tif 000041
【図３１】
2015140830.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月2日(2016.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球面上の離隔した位置に３つ以上設定された基準点から、球面上の閉曲線で定義される空域を構成する１以上の線分のうちで他の線分と交点を有することなく線分を引くことができるものを、前記３つ以上の基準点のそれぞれについて選択し、選択した線分から前記基準点へ向かうベクトルを、前記３つ以上の基準点のそれぞれについて生成するベクトル生成手段と、
前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域のうち、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在する一方の領域を空域の外部として認識し、他方の領域を空域として認識する空域認識手段と、を備える、
空域情報処理装置。
【請求項２】
前記３つ以上の基準点と、前記閉曲線を構成する１以上の線分を示す線分情報が記憶された記憶手段と、
前記記憶手段から前記３つ以上の基準点を読み込み、読み込み結果を前記ベクトル生成手段へ出力する基準点読込手段と、
前記記憶手段から前記線分情報を読み込み、読み込み結果を前記ベクトル生成手段へ出力する線分情報読込手段と、を備える、
請求項１に記載の空域情報処理装置。
【請求項３】
前記ベクトル生成手段は、
前記１以上の線分から１本の線分を選択し、選択した前記線分上の任意の一点から選択した前記基準点へ第１の線分を引き、
前記３つ以上の基準点から１つの基準点を選択し、
前記第１の線分と、選択した前記線分以外の線分との交点を求め、
前記交点のうちで、選択した前記基準点に最も近いものを選定し、
選定した前記交点から選択した前記基準点へ向かうベクトルを生成する、
請求項１又は２に記載の空域情報処理装置。
【請求項４】
前記空域認識手段は、
前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域の一方である第１の領域に存在する前記ベクトルの数が前記３つ以上の基準点数の過半以上である場合、他方の第２の領域を空域として認識し、
前記第２の領域に存在する前記ベクトルの数が前記３つ以上の基準点数の過半以上である場合、前記第１の領域を空域として認識し、
前記第１の領域及び前記第２の領域のいずれにも、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在しない場合、エラーを通知する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空域情報処理装置。
【請求項５】
球面上の離隔した位置に３つ以上設定された基準点を示す情報を読み込み、
球面上の１以上の線分からなる閉曲線で定義される空域を構成する線分を示す情報を読み込み、
前記基準点から前記１以上の線分まで、他の線分と交点を有することなく線分を引くことができるものを、前記基準点のそれぞれについて選択し、
選択した線分から前記基準点へ向かうベクトルを、前記基準点のそれぞれについて生成し、
前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域のうち、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在する一方の領域を空域の外部として認識し、他方の領域を空域として認識する、
空域情報処理方法。
【請求項６】
球面上の離隔した位置に３つ以上設定された基準点を示す情報を読み込む処理と、
球面上の１以上の線分からなる閉曲線で定義される空域を構成する線分を示す情報を読み込む処理と、
前記基準点から前記１以上の線分まで、他の線分と交点を有することなく線分を引くことができるものを、前記基準点のそれぞれについて選択する処理と、
選択した線分から前記基準点へ向かうベクトルを、前記基準点のそれぞれについて生成する処理と、
前記閉曲線で区切られる真球上の２つの領域のうち、前記３つ以上の基準点数の過半以上の前記ベクトルが存在する一方の領域を空域の外部として認識し、他方の領域を空域として認識する処理と、をコンピュータに実行させる、
空域情報処理プログラム。
【国際調査報告】
2015140830.tif 000043
2015140830.tif 000044