(57)【要約】【課題】道路に沿って埋設された管路上の物体の、基準点からの道程距離を簡単且つ性格に算出する位置情報変換システムを提供する。【解決手段】管路を所定長の複数の矩形区間（ポリゴン）ａ〜ｃに区切り、物体１５を内包する矩形区間ｃを内包判定処理により求める。そして、基準点１６から矩形区間ａおよびｂの道程距離１１、１２と、物体１５を内包する矩形区間ｃの端点１７から物体１５までの道程距離ｍの和により道程距離を求める。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路に沿って埋設され、Ｘ−Ｙ座標で与えられる物体の位置を前記道路の所定の基準点からの道程距離で表す位置情報変換システムにおいて、
前記物体の位置を適切な長さで区切った複数の区間（ポリゴン）をポリゴンデータとして扱うことにより、前記物体が前記複数のポリゴンのうち何れのポリゴン上に存在するか内包判定処理により求めて前記道程距離を得ることを特徴とする位置情報変換システム。
【請求項２】
前記ポリゴンデータとして、矩形区間の４端点データとすることを特徴とする請求項１に記載の位置情報変換システム。
【請求項３】
前記ポリゴンデータとして、台形又は円形等の多角形データとすることを特徴とする請求項１に記載の位置情報変換システム。
【請求項４】
前記道程距離は、前記基準点から前記物体を内包する前記区間の手前の区間までの道程距離と、前記物体を内包する区間の端点から前記物体までの道程距離の和により求めることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の位置情報変換システム。
【請求項５】
道路に沿って埋設された管路に設けられた所定の物体の位置を、前記道路の基準点からの道程距離で表す位置情報変換システムにおいて、
データを入力する入力装置と、該入力装置により入力されたデータに基づき前記管路の複数に区切られたポリゴンデータおよび前記物体の座標データを得ると共に前記物体の前記ポリゴンデータの内包判定処理を行うデータ処理装置と、該データ処理装置が処理したポリゴンデータを保管する記憶装置と、前記データ処理部の処理により求められた前記道程距離を表す出力装置とを備えることを特徴とする位置情報変換システム。
【請求項６】
前記データ処理装置は、前記ポリゴンデータを求めて前記記憶装置に保管させるポリゴンデータ保管手段と、前記管路のＸ−Ｙ座標データを得る物体の座標取得手段と、前記物体のＸ−Ｙ座標および前記記憶装置のポリゴンデータから前記物体に直近の端点を取得する端点取得手段と、前記物体を内包する前記ポリゴンを判定する物体のポリゴン内包判定手段と、前記ポリゴン端点から前記物体までの距離を算出するポリゴン端点から物体までの距離算出手段と、前記基準点から前記物体までの道程距離を算出する道程距離算出手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の位置情報変換システム。
【請求項７】
前記ポリゴンデータとして、矩形区間の４端点データとすることを特徴とする請求項５又は６に記載の位置情報システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は位置情報変換システムに関し、特に道路に埋設された管路上の目標物体の基準点からの道程距離を求めて表示する位置情報変換システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路、特に市街地の道路は、複雑な形状に設けられ、人や車の通行に供されている。また、斯かる道路は、単に上述した人や車の通行目的以外に、各種の設備を設置する公共施設として多目的に使用されている。例えば、電話通信回線の電気ケーブルや光ファイバケーブル、送電線、ガス管、上下水道管等は、道路に沿って地下に埋設される場合が多い。
【０００３】
これらの配線又は配管にあっては、適当な位置において、分岐点、中継点およびマンホール等が設けられている。保守サービスその他の目的で、これらの場所にアクセス可能にするために、その位置情報（基準点からの道程距離）を正確に記録する必要がある。また、車や人の通行に供される道路や鉄道の始点、分岐点又は交差点および終点等の情報についても同様である。
【０００４】
図４は、従来の位置情報変換システムの説明図である。この従来技術では、管路データ１００をある一定間隔の桝目にしたマトリックス１１０に基づくデータとして保管する。また、目標とする物体（以下、単に物体という）１２０のＸ−Ｙ座標を取得し、物体１２０がどの桝目に位置するかを判定する。そして、物体１２０が存在する桝目と管路が存在する桝目が一致しているかを判定する。
【０００５】
このような従来の位置情報変換システムは、次のように動作する。即ち、予め管路データ１００により、ある一定間隔の桝目にしたマトリックス１１０を作り、どの桝目に管路が位置しているかを求める処理を行っておく。物体１２０が位置するＸ−Ｙ座標を取得すると、物体１２０がどの桝目に位置するかを判定した後、更に管路のどの桝目に位置するのかを求める。最後に、基準点１０１からの道程距離１０２を積分等の複雑な計算により算出することにより求める。
【０００６】
また、位置を補正する方法としては、管路データに相当する道路データをある単位に区切る位置検出方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この従来技術は、道路の交差点、不連続点、変曲等をノードとし、複数のノードを結ぶベクトルをリンクとする。このリンクを各々所定長以下のサブリンクに分割し、各サブリンクの中点、始点および終点の緯度経度をデータベース化する。ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や自立航法を使用して、検出した位置から最も近い中点を有するサブリンクをデータベース上から検索し、このサブリンクに向けて垂線を下ろす。垂線の足がサブリンク上に存在しているときには、垂線の足の座標を補正後の位置とする。一方、存在していないときは、この垂線の足とサブリンクの始点又は終点との距離が所定値以下であることを条件として、始点又は終点の座標を補正後の位置としている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２２９７０１号公報（第４−５頁、第４図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術は、幾つかの課題を有する。先ず、管路データの保管のための記録装置（メモリ）に多量の記憶領域が必要であり、高価となる。その理由は、マトリックスのデータを予め用意する必要があるためである。次に、物体の正確な位置を求めるための計算量が多いので時間を要する。その理由は、マトリックス上の位置計算の対象が、道路と物体に対して必要であるためである。
【０００９】
また、上述した特許文献１の従来技術では、物体が道路幅より外にあり、道路上に存在しないとき、物体の位置を道路上にあるように誤検出する恐れがある。その理由は、道路の幅を考慮して物体の位置検出を行っていないため、物体が道路上には存在せず、道路に隣接した駐車場等のエリアに存在する場合に、恰も道路上に存在するかのように位置検出してしまうためである。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、マトリックスのデータを用意することを必要とせず且つ位置情報の変換処理に際して必要とする記憶領域が少なくてよい位置情報変換システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明による位置情報変換システムは次のような特徴的な構成を採用している。
【００１２】
（１）道路に沿って埋設され、Ｘ−Ｙ座標で与えられる物体の位置を前記道路の所定の基準点からの道程距離で表す位置情報変換システムにおいて、
前記物体の位置を適切な長さで区切った複数の区間（ポリゴン）をポリゴンデータとして扱うことにより、前記物体が前記複数のポリゴンのうち何れのポリゴン上に存在するか内包判定処理により求めて前記道程距離を得る位置情報変換システム。
【００１３】
（２）前記ポリゴンデータとして、矩形区間の４端点データとする上記（１）の位置情報変換システム。
【００１４】
（３）前記ポリゴンデータとして、台形又は円形等の多角形データとする上記（１）の位置情報変換システム。
【００１５】
（４）前記道程距離は、前記基準点から前記物体を内包する前記区間の手前の区間までの道程距離と、前記物体を内包する区間の端点から前記物体までの道程距離の和により求める上記（１）、（２）又は（３）の位置情報変換システム。
【００１６】
（５）道路に沿って埋設された管路に設けられた所定の物体の位置を、前記道路の基準点からの道程距離で表す位置情報変換システムにおいて、
データを入力する入力装置と、該入力装置により入力されたデータに基づき前記管路の複数に区切られたポリゴンデータおよび前記物体の座標データを得ると共に前記物体の前記ポリゴンデータの内包判定処理を行うデータ処理装置と、該データ処理装置が処理したポリゴンデータを保管する記憶装置と、前記データ処理部の処理により求められた前記道程距離を表す出力装置とを備える位置情報変換システム。
【００１７】
（６）前記データ処理装置は、前記ポリゴンデータを求めて前記記憶装置に保管させるポリゴンデータ保管手段と、前記管路のＸ−Ｙ座標データを得る物体の座標取得手段と、前記物体のＸ−Ｙ座標および前記記憶装置のポリゴンデータから前記物体に直近の端点を取得する端点取得手段と、前記物体を内包する前記ポリゴンを判定する物体のポリゴン内包判定手段と、前記ポリゴン端点から前記物体までの距離を算出するポリゴン端点から物体までの距離算出手段と、前記基準点から前記物体までの道程距離を算出する道程距離算出手段を備える上記（５）の位置情報変換システム。
【００１８】
（７）前記ポリゴンデータとして、矩形区間の４端点データとする上記（５）又は（６）の位置情報システム。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による位置情報変換システムの好適実施形態の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
先ず、図１は、本発明による位置情報変換システムの好適（又は第１）実施形態のシステム構成図である。この位置情報変換システムは、入力装置１０、プログラム制御により動作するデータ処理装置２０、データを記憶する記憶装置３０およびディスプレイ装置等の出力装置４０により構成される。
【００２１】
ここで、データ処理装置２０は、矩形区間データ（即ち、ポリゴンデータ）保管手段２１、物体のＸ−Ｙ座標取得手段２２、物体に直近の端点取得手段２３、物体の矩形区間内包判定手段２４、矩形区間端点から物体までの距離算出手段２５および道程距離算出手段２６を含んでいる。また、記憶装置３０は、矩形区間データ記憶部３１を含んでいる。
【００２２】
データ処理装置２０の矩形区間データ保管手段２１は、管路データを複数の矩形区間に細分化して擬似的に矩形区間に分解した矩形区間データ（４端点のポリゴンデータ）として、記憶装置３０の矩形区間データ記憶部３１に保管する。物体のＸ−Ｙ座標取得手段２２は、入力装置１０から与えられた管路上の物体のＸ−Ｙ座標データを、物体に直近の端点取得手段２３へ渡す。物体に直近の端点取得手段２３は、矩形区間データ記憶部３１からの保管データおよび物体のＸ−Ｙ座標と、矩形区間データ記憶部３１に保管されている矩形区間の端点座標を比較して、物体に直近の端点を取得し、これを矩形区間内包判定手段２４へ渡す。
【００２３】
物体の矩形区間内包判定手段２４は、渡された物体に直近の端点を含む隣接する２つの矩形区間のうち、何れの矩形区間に物体のＸ−Ｙ座標が内包されているか判定する。矩形区間での端点から物体までの距離算出手段２５は、物体に直近の端点から物体までの距離を算出し、物体の道程距離算出手段２６へ渡す。そこで、物体の道程距離算出手段２６は、基準点から物体を内包する矩形区間の端点までの距離を計算し、この計算値と距離算出手段２５で求めた距離を合計する。この合計値を、基準点から物体までの合計道程距離として出力装置４０に表示する。
【００２４】
次に、図２の説明図および図３のフローチャートを参照して本発明の位置情報変換システムの全体動作を詳細に説明する。先ず、予め道路の形状について、ある区間毎の４端点の矩形区間（ポリゴン）に細分化して道路線形データを擬似的に矩形区間に分解したデータとして保管しておく（図３のステップＡ１）。図２に示す特定例において、管路は、３個の矩形区間ａ、ｂおよびｃに埋設されている。次に、道路上の物体１５の位置が検出され、Ｘ−Ｙ座標で位置が通知される（図３のステップＡ２）。次に管路上の物体１５に直近の端点を、物体１５のＸ−Ｙ座標と矩形区間の保管データとを比較して求める（図３のステップＡ３）。更に、ステップＡ３にて求めた端点を含む隣接する２つの矩形区間ｂ、ｃのうち、何れかの矩形区間に内包するか否かを内包（ｃｏｎｔａｉｎ）関数による内包判定処理により各矩形区間ｂ、ｃについて判定し、内包する矩形区間（図２の例では、矩形区間ｃ）を抽出する（図３のステップＡ４）。
【００２５】
次に、内包判定された矩形区間ｃについて、その矩形区間ｃの端点１７から物体１５までをＸ−Ｙ座標により算出することにより、その矩形区間ｃ内の距離ｍを算出する（図３のステップＡ５）。端点１７から各矩形区間ａ、ｂの道程距離を加算して、更に内包する矩形区間ｃ内の距離ｍを加算することで、基準点１６からの道程距離１８を算出し、この算出された道程距離１８を出力装置４０に表示する（図３のステップＡ６）。
【００２６】
次に、具体例を用いて本発明の位置情報変換システムの動作を説明する。図２に示す如く、矩形区間ａ、矩形区間ｂ、矩形区間ｃがあり、物体１５が矩形区間ｃ上の座標（Ｘ、Ｙ）に存在するとする。図１に示す記憶装置３０の矩形区間データ記憶部３１には、予め矩形区間ａ〜ｃ毎にａ１１〜ａ１４、ｂ１１〜ｂ１４およびｃ１１〜ｃ１４の座標が記憶されている。先ず、物体１５の座標（Ｘ，Ｙ）を取得し、これに直近の端点を求める。図２の場合、ｂ１４とｃ１１は同一座標であるため、直近の端点はｂ１４とｃ１１の２つである。この２つの端点を持つ矩形区間は矩形区間ｂ、矩形区間ｃの２つである。この２つの矩形区間に対して、物体１５の座標（Ｘ，Ｙ）は内包されるか否かを内包判定処理により求める。判定の結果、矩形区間ｃに物体１５が内包されることが分かる。
【００２７】
次に、矩形区間ｃ内での端点１７から物体１５までの道程距離ｍを求める。最後に、物体１５の基準点１６からの道程距離１８を求めるために、物体１５が存在する矩形区間ｃに到達するまでの矩形区間ａおよびｂの道程距離ｌ１およびｌ２を加算する。この加算結果（即ち、１１＋１２）に物体１５の矩形区間ｃ上での道程距離ｍを加算する。この加算結果（即ち、１１＋１２＋ｍ）を、求める物体１５の道程距離として出力装置４０に出力表示する。
【００２８】
以上、本発明による位置情報変換システムの第１実施形態の構成および動作を詳述した。次に、本発明の他の（第２）実施形態について説明する。本発明の位置情報変換システムは、道路を矩形区間に分割することに限定されるものではなく、他の形状、例えば複数の台形区間、円形区間等に分割することにより、一層精度を向上した道路線形データに近似することが可能である。そのためのシステム構成は、上述した第１実施形態のシステム構成と同様であってもよい。
【００２９】
以上、本発明による位置情報変換システムの好適実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、本発明の位置情報変換システムによると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。先ず、物体の位置を多量な要領の計算領域を必要とすることなく求めることが可能である。その理由は、道路線形データを桝目に変換する必要がないためである。
【００３１】
次に、物体の位置を道程距離に変換するのにかかる時間を短縮することが可能である。その理由は、道路線形データを矩形区間として持つため、物体の内包判定を内包（ｃｏｎｔａｉｎ）関数で行うことができるためである。
【００３２】
また、物体が管路幅の方向へ管路から外れた位置に存在する場合に、物体の位置を道程距離に変換する処理を行わないようにすることが可能である。その理由は、管路データを、管路幅を考慮した矩形区間として持つためである。更に、管路幅が徐々に増加する管路に存在する物体の位置を道程距離に変換することが可能である。その理由は、管路データを、台形区間も含む矩形区間として持つためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による位置情報変換システムの好適実施実態のシステム構成図である。
【図２】本発明による位置情報変換システムの動作説明図である。
【図３】本発明による位置情報変換システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】従来の位置情報変換システムの説明図である。
【符号の説明】
１０  入力装置
１５  物体
１６  基準点
１７  端点
２０  データ処理装置
２１  矩形区間（ポリゴン）データ保管手段
２２  物体座標取得手段
２３  物体直近の端点取得手段
２４  物体の矩形区間内包判定手段
２５  矩形区間端点から物体までの距離算出手段
２６  道程距離算出手段
３０  記憶装置
３１  矩形区間（ポリゴン）データ記憶部
４０  出力装置
ａ〜ｃ  矩形区間（ポリゴン）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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