(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ，Ｙ，Ｚ座標値で表現され、Ｘ，Ｙ座標値がランダムになる３次元データから立体モデルの等値線検索や描画をする３次元データの処理方法において、
前記３次元データのＸ，Ｙ座標値の分布を一定間隔の線で分割したグループ化をし、各グループのうちＸ，Ｙ座標値の最大個数に満たないＸ，Ｙ座標値を持つグループはグループ内で同一のＸ，Ｙ座標値をもつ３次元データを補間して格子状の３次元データを生成することを特徴とする３次元データの処理方法。
【請求項２】
Ｘ，Ｙ，Ｚ座標値で表現され、Ｘ，Ｙ座標値がランダムになる３次元データから立体モデルの等値線検索や描画をする３次元データの処理方法において、
前記３次元データの各Ｘ，Ｙ座標値区間の角度が指定範囲内に収まるものをグループ化し、このグループ化に漏れたＸ，Ｙ座標値のうち、単独の座標値は最寄りのグループに所属させ、複数の座標値が近傍にあるときはそれらをグループ化し、各グループのうちＸ，Ｙ座標値の最大個数に満たないＸ，Ｙ座標値を持つグループはグループ内で同一のＸ，Ｙ座標値をもつ３次元データを補間して格子状の３次元データを生成することを特徴とする３次元データの処理方法。
【請求項３】
前記Ｘ，Ｙ座標値の最大個数に満たないＸ，Ｙ座標値を持つグループは、グループ内のＸ，Ｙ座標値間を等分割し、その分割点のＺ値を推定した３次元データを補間して格子状の３次元データを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元データの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標値で表現される立体モデルの等値線図描画などの３次元データの処理方法に係り、特にＸ，Ｙ座標値がランダムになる３次元データから格子状のＸ，Ｙ座標値に対応するＺ値をもつ３次元データを生成する３次元データの補間方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地図の等高線描画や、自動車性能試験における３次元性能図などの等値線図を描画する場合、複数の測定点における３次元情報（地図の場合は緯度、経度、標高）を与えて３次元モデルを生成し、指定されたＺ軸の値をとる直線または曲線を描画していく。
【０００３】
等値線図の描画方法は、図４に示すフローになり、以下の処理を行う。
【０００４】
（Ｓ１）計測点のＸ，Ｙ，Ｚ座標値からなる測定データを読み込む。
【０００５】
（Ｓ２）測定データから立体モデルを生成する。図５に立体モデルの例を示す。
【０００６】
（Ｓ３）指定されたＺ値を持つアンカー点（等値点）を求める。アンカー点の求め方にはいくつもの方式があり、たとえば、計測点を直線で結び、その直線上におけるＺ値をもつポイントをアンカー点とする方式や、計測点をスプラインやベジェ曲線で結び、その線上の点から指定Ｚ値を持つ点を探し出す。
【０００７】
（Ｓ４）複数の同一のＺ値を持つアンカー点を基準に、直線、スプライン、ベジェなどの線によりアンカー点を結線する。
【０００８】
（Ｓ５）すべての計測点についてアンカー点の計算と結線を行う。
【０００９】
以上の等値線図描画フローによる処理により、例えば、図６の（ａ）に示す３次元表示の等値線図、（ｂ）に示すＸ−Ｙ平面に投影した２次元表示の等値線図を得ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
等値線図の描画には、各計測点について、指定されるＺ座標値を持つアンカー点を求めることが重要である。この探索処理は、計測点（Ｘ，Ｙ座標）が格子状に配置されている場合（図７のａやｂ）では、簡単な処理で求めることができる。
【００１１】
計測点が格子状に配置されている場合にアンカー点を求めるには、基準線（例えば、格子状の隣り合った２つの計測点を直線で結んだ接続線）上で指定されたＺ値を持つ点を探索していくことによって行う。
【００１２】
この方法は、図８に示すように、計測点（ｘ1，ｙ1，ｚ1）と計測点（ｘ2，ｙ2，ｚ2）を直線で結んだ基準線上で指定されたＺ値をもつアンカー点（ｘu，ｙu，ｚu）を比率演算で求める。
【００１３】
このように、データが格子状に配置されていると、単純な繰り返し処理によって格子状の線分が参照できるため、処理は簡単になる。
【００１４】
また、アンカー点を通る直線または曲線を描く場合、格子点を基準に隣り合った線分上のアンカー点を結線することにより、交差などの起きない等値図を描くことができる。この例を図９に示す。
【００１５】
しかし、実際の地形や、エンジンの性能試験では、完全な格子状のデータが与えられることはあまりなく、格子点の個数や位置がバラバラな計測点においては、アンカー点の検索や接線処理が複雑化する。
【００１６】
本発明の目的は、格子点の個数や位置がランダムになるバラバラな３次元データから簡単にアンカー点の検索や等値線描画ができる３次元データの処理方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、格子点の個数や位置がランダムな３次元データからデータ補間によって格子状の３次元データを生成し、この生成した３次元データからアンカー点の検索や等値線描画をするようにしたもので、以下の方法を特徴とする。
【００１８】
（第１の発明）
Ｘ，Ｙ，Ｚ座標値で表現され、Ｘ，Ｙ座標値がランダムになる３次元データから立体モデルの等値線検索や描画をする３次元データの処理方法において、
前記３次元データのＸ，Ｙ座標値の分布を一定間隔の線で分割したグループ化をし、各グループのうちＸ，Ｙ座標値の最大個数に満たないＸ，Ｙ座標値を持つグループはグループ内で同一のＸ，Ｙ座標値をもつ３次元データを補間して格子状の３次元データを生成することを特徴とする。
【００１９】
（第２の発明）
Ｘ，Ｙ，Ｚ座標値で表現され、Ｘ，Ｙ座標値がランダムになる３次元データから立体モデルの等値線検索や描画をする３次元データの処理方法において、
前記３次元データの各Ｘ，Ｙ座標値区間の角度が指定範囲内に収まるものをグループ化し、このグループ化に漏れたＸ，Ｙ座標値のうち、単独の座標値は最寄りのグループに所属させ、複数の座標値が近傍にあるときはそれらをグループ化し、各グループのうちＸ，Ｙ座標値の最大個数に満たないＸ，Ｙ座標値を持つグループはグループ内で同一のＸ，Ｙ座標値をもつ３次元データを補間して格子状の３次元データを生成することを特徴とする。
【００２０】
（第３の発明）
第１の発明又は第２の発明において、前記Ｘ，Ｙ座標値の最大個数に満たないＸ，Ｙ座標値を持つグループは、グループ内のＸ，Ｙ座標値間を等分割し、その分割点のＺ値を推定した３次元データを補間して格子状の３次元データを生成することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）等分割＋同値補間方法
図１に格子状の３次元データ作成手順を示す。同図の（ａ）に示すような計測点が与えられた３次元データに対して、計測点の分布を一定間隔の線で分割してグループ化し、区切られた領域に含まれる計測点を同一領域内の計測点で補間する。具体的には、以下の手順になる。
【００２２】
（Ｓ１）計測点において、Ｘ値の最小点と最大点の間を等分割する。図１の（ｂ）では５等分の場合を示す。
【００２３】
（Ｓ２）区切られた領域に含まれる計測点を１つのグループとし、Ｙ値の順に計測点を並べる。図１の（ｃ）では５つのグループでそれぞれを結線して示す。
【００２４】
（Ｓ３）各グループ（列）毎に計測点の数の最大数を求め、計測点最大数を持つグループの最大数に満たない計測点を持つグループには、同一のデータ（例えば、各列中Ｙ座標最大値データなど）を計測点の不足分（列最大値−列内個数）として足す。
【００２５】
図１の（ｃ）では最大数４になるのに対して、最大数３や２のグループがあり、これらグループには同一地点のデータが２つや３つあるとしてデータを追加する。この追加後のデータを図１の（ｄ）に示し、数値「２」や「３」の部分は２つ又は３つの同一データが存在するとした同値補完を行う。
【００２６】
本実施形態によれば、計測点のグループ化を行い、データが不足するグループには同値を追加することで格子状の３次元データを簡単に得ることができ、結果的に格子状の３次元データから等値線図等を簡単に得ることができる。
【００２７】
（第２の実施形態）等分割＋推定値補間方法
本実施形態では、計測点の分布を一定間隔の線で分割し、区切られた領域に含まれる計測点から新しいデータを推定してデータ補間する。具体的な手順は、以下のようになる。
【００２８】
（Ｓ１）第１の実施形態の（Ｓ１）と同じ。
【００２９】
（Ｓ２）第１の実施形態の（Ｓ２）と同じ。
【００３０】
（Ｓ３）各グループ（列）毎に計測点の数の最大数を求め、計測点最大数を持つグループの最大数に満たない計測点を持つグループには、計測点間を等分割し、その分割点のＺ値（高さデータ）を推定して補間データとする。
【００３１】
この処理は、図１の（ｅ）に示すようになり、白丸印で示す格子点データが補間されたデータであり、各グループは４つの同じ計測点最大数を持たせることができる。
【００３２】
なお、Ｚ値（高さ）データの推定は、計測点を直線または曲線（スプライン、ベジェ）などにより接続した線上の値とする。図２では直線による補間の場合を示す。
【００３３】
本実施形態では、不足データを線分上で追加するため、データ間の線上にアンカー点を求めるのに、第１の実施形態に比べてアンカー点の数の増加によりその位置をバランスさせることができ、より精度の高いアンカー点の検索及び等値線図の描画が可能となる。
【００３４】
（第３の実施形態）角度分割＋同値補間方法
本実施形態は、計測点の間の角度により接続点のグループを作成し、グループ内に含まれる計測点を同一領域内の計測点で補間する。具体的には、以下の手順になる。
【００３５】
（Ｓ１）２つの計測点区間の角度を求め、その角度が垂直又は指定範囲内の角度に収まるグループに分ける。１つの点が複数のグループにまたがる場合は、それらを１グループにまとめる。図３の（ａ）にグループ化処理例を示し、実線で接続した計測点がグループを示す。
【００３６】
（Ｓ２）上記の（Ｓ１）のグループ化に漏れた計測点のうち、単独になる計測点は、最寄りのグループに所属させ、複数の点が近傍にある場合は、それらでグループを形成する。図３の（ａ）では破線で接続される計測点が単独になり、これらを近傍の計測点と共にグループ化する。
【００３７】
（Ｓ３）区切られた領域に含まれる計測点を１グループとし、Ｙ値の順に計測点を並べる。図３の（ｂ）に例を示す。
【００３８】
（Ｓ４）各グループ（列）毎に計測点の数の最大数を求め、計測点最大数を持つグループの最大数に満たない計測点を持つグループには、同一のデータ（例えば、各列中Ｙ座標最大値データなど）を計測点の不足分（列最大値−列内個数）として足す。図３の（ｃ）に例を示し、数値「２」や「３」の部分は２つ又は３つの同一データが存在するとした同値補間を行う。
【００３９】
本実施形態によれば、計測点の分布に大きなバラツキがある場合にも格子状の３次元データを簡単に生成できる。
【００４０】
（第４の実施形態）角度分割＋推定値補間方法
本実施形態は、計測点の間の角度により接続点のグループを作成し、グループ内に含まれる計測点から新しいデータを推定して補間する。具体的には、以下の手順になる。
【００４１】
（Ｓ１）第３の実施形態の（Ｓ１）に同じ。
【００４２】
（Ｓ２）第３の実施形態の（Ｓ２）に同じ
（Ｓ３）各グループ（列）毎に計測点の数の最大数を求め、計測点最大数を持つグループの最大数に満たない計測点を持つグループには、計測点間を等分割し、その分割点のＺ値（高さデータ）を推定して補間データとする。
【００４３】
この処理は、図３の（ｄ）に示すようになり、白丸印で示す格子点データが補間されたデータであり、各グループは４つの同じ計測点最大数を持たせることができる。
【００４４】
なお、Ｚ値（高さ）データの推定は、計測点を直線または曲線（スプライン、ベジェ）などにより接続した線上の値とする。直線による補間では、図２の場合と同じになる。
【００４５】
本実施形態によれば、計測点の分布に大きなバラツキがある場合にも格子状の３次元データを簡単に生成できる。しかも、アンカー点の数の増加によりその位置をバランスさせることができ、より精度の高いアンカー点の検索及び等値線図の描画が可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、格子点の個数や位置がランダムな３次元データからデータ補間によって格子状の３次元データを生成し、この生成した３次元データからアンカー点の検索や等値線描画をするようにしたため、格子点の個数や位置がランダムになる３次元データが与えられる場合にも簡単な処理でアンカー点の検索や等値線描画ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す３次元データ生成手順図。
【図２】実施形態におけるＺ値データ推定の説明図。
【図３】本発明の他の実施形態を示す３次元データ生成手順図。
【図４】等値線図描画フロー。
【図５】３次元データによる立体モデル例。
【図６】等値線図の例。
【図７】格子状に分布した計測点の例。
【図８】アンカー点の検索例。
【図９】アンカー点の接続例。
【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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【図９】
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