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技術 地図データ生成装置、端末装置、及び、地図データ生成方法

出願人 三菱電機株式会社
発明者 小野貴大小高康志井上敬介
出願日 2016年10月25日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2018-546970
公開日 2019年3月28日 (1ヶ月経過) 公開番号 WO2018-078722
状態 特許登録済
技術分野 画像処理 イメージ処理・作成
主要キーワード 部分線 一次元座標 分割箇所 実施形式 平面線形 近似線 対象形状 三次元空間座標
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年3月28日)のものです。
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図面 (19)

課題・解決手段

近似を用いて地図データで表現される三次元形状と、実物の三次元形状との差を低減可能な技術を提供することを目的とする。地図データ生成装置は、近似を用いて三次元形状を表現する地図データを生成可能な地図データ生成装置であって、三次元形状を示す形状点列を取得する取得部と、取得部で取得された形状点列のうちの対象三点に基づいて、対象三点を通る円弧を生成し、円弧に基づいて、三次元形状において近似すべきでない近似分割点が対象三点に含まれるかを判定する制御部とを備える。

概要

背景

近年、道路面や、道路周辺建物及び設備などの三次元形状を、三次元点群表現可能な地図データが提案されている。三次元点群は、例えばGNSS(Global Navigation Satellite System)装置、レーザレーダカメラなどの測量機能の組み合わせを用いることにより、実物から取得することができる。取得した三次元点群情報のデータ量は、そのままでは非常に大きいため、必要な情報のみが抽出される。例えば、車載機器で用いられる地図では、道路の中心位置や、各車線の中心位置、区画線、標識などの三次元位置及び三次元形状が有用であるため、これらの情報が三次元形状情報として抽出される。

しかしながら、三次元形状情報のデータ量が大きくなる傾向があるため、三次元形状情報を適切に抽出する技術だけでなく、三次元形状情報を圧縮する技術も必要となってきている。そのような技術として、近似線を用いて三次元形状を表現することによって、三次元形状情報のデータ量を圧縮する技術が提案されている。

例えば特許文献1では、道路走行時位置センサで取得された三次元走行軌跡のデータに、平面線形を用いて平面走行軌跡のデータを生成する。そして、平面走行軌跡のデータに基づいて、制御点、制御点に関連する円弧、円弧につながる緩和曲線を順に生成し、記憶媒体などに記憶する。これにより、生成された円弧及び緩和曲線などに基づいて、三次元道路の中心線に相当する滑らかな中心線を表現することが可能となる。

概要

近似を用いて地データで表現される三次元形状と、実物の三次元形状との差を低減可能な技術を提供することを目的とする。地データ生成装置は、近似を用いて三次元形状を表現する地データを生成可能な地データ生成装置であって、三次元形状を示す形状点列を取得する取得部と、取得部で取得された形状点列のうちの対象三点に基づいて、対象三点を通る円弧を生成し、円弧に基づいて、三次元形状において近似すべきでない近似分割点が対象三点に含まれるかを判定する制御部とを備える。

目的

本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、近似を用いて地図データで表現される三次元形状と、実物の三次元形状との差を低減可能な技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

近似を用いて三次元形状を表現する地図データを生成可能な地図データ生成装置であって、前記三次元形状を示す形状点列を取得する取得部と、前記取得部で取得された前記形状点列のうち、前記形状点列の順序が連続する三点、及び、前記形状点列の順序がNを自然数としてN個置きである三点のいずれか一方である対象三点に基づいて、前記対象三点を通る円弧を生成し、前記円弧に基づいて、前記三次元形状において近似すべきでない近似分割点が前記対象三点に含まれるかを判定する制御部とを備える、地図データ生成装置。

請求項2

請求項1に記載の地図データ生成装置であって、前記制御部は、前記近似分割点が前記対象三点に含まれると判定された場合、前記取得部で取得された前記形状点列を前記近似分割点によって分割し、分割された前記形状点列に基づいて前記三次元形状を近似する近似線を生成する、地図データ生成装置。

請求項3

請求項1に記載の地図データ生成装置であって、前記制御部は、前記対象三点の変更を繰り返すことによって、前記形状点列の全ての点について前記円弧の生成及び前記近似分割点の判定を行う、地図データ生成装置。

請求項4

請求項1に記載の地図データ生成装置であって、前記制御部は、前記形状点列のうち前記地図データ生成装置の外部から指定された三点を前記対象三点として用いる、地図データ生成装置。

請求項5

請求項1に記載の地図データ生成装置であって、前記制御部は、前記形状点列のうちの前記対象三点の真ん中の点と別の点とを結ぶ線分と、前記円弧のうち当該線分に対応する部分円弧との差を示す指標を求め、当該指標が予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記近似分割点が前記対象三点に含まれると判定する、地図データ生成装置。

請求項6

請求項5に記載の地図データ生成装置であって、前記制御部は、前記指標として、前記線分上の予め定められた点と前記部分円弧との間の距離を用いる、地図データ生成装置。

請求項7

請求項5に記載の地図データ生成装置であって、前記制御部は、前記指標として、前記線分と前記部分円弧とによって囲まれる領域の面積を用いる、地図データ生成装置。

請求項8

請求項1に記載の地図データ生成装置であって、前記制御部は、前記形状点列のうちの第1の三点を前記対象三点として用いることによって第1の前記円弧を生成するともに、前記形状点列のうちの前記第1の三点から1点ずつずらした第2の三点を前記対象三点として用いることによって第2の前記円弧を生成し、前記第1の円弧の曲率と前記第2の円弧の曲率との差が予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記近似分割点が、前記第1の三点及び前記第2の三点のうち互いに重複する点に含まれると判定する、地図データ生成装置。

請求項9

請求項1に記載の地図データ生成装置であって、前記制御部は、前記円弧の曲率が予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記近似分割点が前記対象三点に含まれると判定する、地図データ生成装置。

請求項10

請求項1に記載の地図データ生成装置であって、前記制御部は、前記取得部で取得された前記形状点列の一端点から他端点に向かって順に前記対象三点を変更しながら、前記円弧の生成及び前記近似分割点の判定を含む第1処理と、前記取得部で取得された前記形状点列の前記他端点から前記一端点に向かって順に前記対象三点を変更しながら、前記円弧の生成及び前記近似分割点の判定を含む第2処理とを行い、前記第1処理及び前記第2処理の少なくともいずれか一方で、第1点が前記近似分割点でないと判定された場合には、前記第1処理及び前記第2処理の結果として前記第1点が前記近似分割点でないと判定する、地図データ生成装置。

請求項11

請求項10に記載の地図データ生成装置であって、前記制御部は、前記第1処理で前記第1点が前記近似分割点であると判定され、前記第2処理で前記第1点が前記近似分割点でないと判定された場合には、前記一端点側に前記第1点から1点ずらした第2点を前記近似分割点であると判定する、地図データ生成装置。

請求項12

請求項1に記載の地図データ生成装置で生成された前記地図データを用いて前記三次元形状を表現可能な、端末装置

請求項13

近似を用いて三次元形状を表現する地図データを生成可能な地図データ生成方法であって、前記三次元形状を示す点列である形状点列を取得し、取得された前記形状点列のうち、前記形状点列の順序が連続する三点、及び、前記形状点列の順序がNを自然数としてN個置きである三点のいずれか一方である対象三点に基づいて、前記対象三点を通る円弧を生成し、前記円弧に基づいて、前記三次元形状において近似すべきでない近似分割点が前記対象三点に含まれるかを判定する、地図データ生成方法。

技術分野

0001

本発明は、地図データを生成可能な地図データ生成装置及びその方法、並びに、当該地図データに係る端末装置に関する。

背景技術

0002

近年、道路面や、道路周辺建物及び設備などの三次元形状を、三次元点群表現可能な地図データが提案されている。三次元点群は、例えばGNSS(Global Navigation Satellite System)装置、レーザレーダカメラなどの測量機能の組み合わせを用いることにより、実物から取得することができる。取得した三次元点群情報のデータ量は、そのままでは非常に大きいため、必要な情報のみが抽出される。例えば、車載機器で用いられる地図では、道路の中心位置や、各車線の中心位置、区画線、標識などの三次元位置及び三次元形状が有用であるため、これらの情報が三次元形状情報として抽出される。

0003

しかしながら、三次元形状情報のデータ量が大きくなる傾向があるため、三次元形状情報を適切に抽出する技術だけでなく、三次元形状情報を圧縮する技術も必要となってきている。そのような技術として、近似線を用いて三次元形状を表現することによって、三次元形状情報のデータ量を圧縮する技術が提案されている。

0004

例えば特許文献1では、道路走行時位置センサで取得された三次元走行軌跡のデータに、平面線形を用いて平面走行軌跡のデータを生成する。そして、平面走行軌跡のデータに基づいて、制御点、制御点に関連する円弧、円弧につながる緩和曲線を順に生成し、記憶媒体などに記憶する。これにより、生成された円弧及び緩和曲線などに基づいて、三次元道路の中心線に相当する滑らかな中心線を表現することが可能となる。

先行技術

0005

特開2010−266306号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、従来技術では、近似線を導出する過程において、三次元形状を示す点列のうちの一点と近似線との誤差のみを評価対象としており、当該一点以外の点における誤差は考慮されていない。そのため、従来技術では、三次元形状のうち滑らかにすべきでない角形状を、滑らかな近似線で表現しまうことがあり、地図データで表現される三次元形状と、実物の三次元形状との差が比較的大きくなってしまうという問題がある。例えば、道路縁やフェンス根元のような形状は、道路中心線のような形状よりも、角形状を含む場合が多いので、従来技術では、地図データで表現される道路縁やフェンス根元のような形状が、実物の形状と大きく乖離することがあるという問題があった。

0007

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、近似を用いて地図データで表現される三次元形状と、実物の三次元形状との差を低減可能な技術を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明に係る地図データ生成装置は、近似を用いて三次元形状を表現する地図データを生成可能な地図データ生成装置であって、三次元形状を示す形状点列を取得する取得部と、取得部で取得された形状点列のうち、形状点列の順序が連続する三点、及び、形状点列の順序がNを自然数としてN個置きである三点のいずれか一方である対象三点に基づいて、対象三点を通る円弧を生成し、円弧に基づいて、三次元形状において近似すべきでない近似分割点が対象三点に含まれるかを判定する制御部とを備える。

発明の効果

0009

本発明によれば、三次元形状において近似すべきでない近似分割点が、対象三点に含まれるか否かを判定する。これにより、近似を用いて地図データで表現される三次元形状と、実物の三次元形状との差を低減することができる。

0010

本発明の目的、特徴、態様及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

図面の簡単な説明

0011

実施の形態1に係る地図データ生成装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態2に係る地図データ生成装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態2に係る地図データ生成装置の動作を示すフローチャートである。
実施の形態2に係る近似分割点抽出部の動作を説明するための図である。
実施の形態2に係る近似分割点抽出部の動作を説明するための図である。
実施の形態2に係る近似分割点抽出部の動作を示すフローチャートである。
実施の形態3に係る近似分割点抽出部の動作を示すフローチャートである。
実施の形態4に係る近似分割点抽出部の動作を示すフローチャートである。
実施の形態4に係る近似分割点抽出部の動作を説明するための図である。
実施の形態5に係る近似分割点抽出部の動作を示すフローチャートである。
実施の形態6に係る近似分割点抽出部の動作を示すフローチャートである。
実施の形態7に係る近似分割点抽出部の動作を説明するための図である。
実施の形態7に係る近似分割点抽出部の動作を説明するための図である。
実施の形態7に係る近似分割点抽出部の動作を説明するための図である。
実施の形態8に係るカーナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態8の変形例に係るカーナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
その他の変形例に係る地図データ生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
その他の変形例に係る地図データ生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

実施例

0012

<実施の形態1>
本発明の実施の形態1に係る地図データ生成装置は、地図データを生成可能な装置であり、当該地図データには、近似を用いて三次元形状を表現する地図データが含まれる。

0013

図1は、本発明の実施の形態1に係る地図データ生成装置1の構成を示すブロック図である。図1の地図データ生成装置1は、取得部11と、制御部12とを備える。

0014

取得部11は、三次元形状を示す点列である形状点列を取得する。例えば、形状点列には、三次元形状の外郭線上に並べられた複数点の列などが用いられる。なお、取得部11は、地図データ生成装置1の外部または内部の装置から形状点列を取得してもよいし、取得部11が、他の情報に基づいて形状点列を生成してもよい。

0015

制御部12は、取得部11で取得された形状点列から対象三点を決定する。対象三点は、形状点列の順序が連続する三点、及び、形状点列の順序がNを自然数としてN個置きである三点のいずれか一方である。

0016

制御部12は、対象三点に基づいて当該対象三点を通る円弧を生成する。なお、円には円弧が含まれることから、円弧の代わりに円を生成する構成でも、円弧を生成することになる。

0017

制御部12は、生成した円弧に基づいて、三次元形状において近似すべきでない近似分割点が、対象三点に含まれるか否かを判定する。なお、近似分割点は近似分割箇所と呼ぶこともできる。

0018

以上のような本実施の形態1に係る地図データ生成装置1によれば、三次元形状において近似すべきでない近似分割点が、対象三点に含まれるか否かを判定する。これにより、三次元形状の角形状を、滑らかな近似線で表現しまうことを抑制することができるので、近似を用いて地図データで表現される三次元形状と、実物の三次元形状との差を低減することができる。

0019

<実施の形態2>
図2は、本発明の実施の形態2に係る地図データ生成装置1の構成を示すブロック図である。以下、本実施の形態2で説明する構成要素のうち、実施の形態1と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

0020

図2の地図データ生成装置1は、三次元点列情報格納部21と、データ変換部22と、近似分割点抽出部23と、近似処理部24と、近似線パラメータ格納部25とを備える。なお、データ変換部22は、実施の形態1で説明した図1の取得部11に対応する。近似分割点抽出部23及び近似処理部24は、実施の形態1で説明した図1の制御部12に対応する。以下、図2の地図データ生成装置1の各構成要素について詳細に説明する。

0021

<三次元点列情報格納部21>
三次元点列情報格納部21は、経路及び構造物などを示す三次元形状を示す形状点列のデータを、三次元点列情報として格納している。以下の説明では、データ圧縮処理対象となる経路及び構造物などを「対象形状」と呼ぶこともある。なお、以下では、対象形状が道路縁である場合を想定して説明するが、これに限ったものではない。例えば、対象形状は、車線中心線、フェンスなどの構造物、道路の中心、仮想線、区画線、立体構造物の位置を示す線、などの形状であってもよい。

0022

<データ変換部22>
データ変換部22は、三次元点列情報格納部21から、対象形状の三次元点列情報を取得する。データ変換部22は、取得した三次元点列情報に基づいて、三次元空間座標を、それから一次元座標の成分を除いた二次元平面座標に変換する。そして、データ変換部22は、当該二次元平面座標を保持するとともに、除かれた一次元座標の成分に対応する情報を図示しない格納部などに保持する。例えば特願2016−076357号に記載された技術のように、データ変換部22が、三次元情報を、それから標高成分を除いた二次元情報に変換するように構成された場合には、二次元情報を保持するとともに、当該標高成分に対応する勾配データも図示しない格納部などに保持する。データ変換部22は、上述の変換によって得られた二次元の形状点列を近似分割点抽出部23に出力する。

0023

ただし、実施形式によっては、データ変換部22は、上述の変換を行わずに、三次元点列情報格納部21から取得した三次元点列情報をそのまま近似分割点抽出部23に出力するように構成されてもよい。このように構成された場合、データ変換部22から近似分割点抽出部23には、三次元の形状点列が出力される。なお、上述のような変換とその逆変換とを適宜行なえば、二次元と三次元とを実質的に同一に扱うことができるので、以下の説明における二次元と三次元とは実質的に同じである。

0024

<近似分割点抽出部23>
近似分割点抽出部23は、取得部11で取得された形状点列のうちの対象三点について、円弧の生成及び近似分割点の判定を行う。近似分割点抽出部23の具体的な動作については、後でフローチャートを用いて詳細に説明する。

0025

<近似処理部24>
近似処理部24は、近似分割点抽出部23によって近似分割点が対象三点に含まれないと判定された場合には、データ変換部22で取得された全ての形状点列に基づいて、三次元形状を近似する近似線を生成する。

0026

一方、近似処理部24は、近似分割点抽出部23によって近似分割点が対象三点に含まれると判定された場合には、データ変換部22で取得された形状点列を近似分割点によって分割し、分割された形状点列に基づいて、地図データにおける三次元形状を近似する近似線を生成する。

0027

例えば、近似分割点抽出部23によって、形状点列の始点と終点との間に一つの近似分割点があると判定された場合には、近似処理部24は、始点、近似分割点、及び、それらの間の点に基づいて第1近似線を生成するとともに、終点、近似分割点、及び、それらの間の点に基づいて第2近似線を生成する。

0028

また例えば、近似分割点抽出部23によって、形状点列の始点と終点との間に二つ以上の近似分割点があると判定された場合には、近似処理部24は、上述と同様に第1近似線及び第2近似線を生成するとともに、隣り合う二つの近似分割点、及び、それらの間の点に基づいて第3近似線を生成する。

0029

近似線の生成には、例えば、最小二乗法などの一般的な近似が用いられ、近似線を表す近似式には、例えば、単多項式を含む多項式など、一般的な近似に用いられる関数式が用いられる。なお、各近似線は、互いに異なる複数の近似式で表される複数の部分線繋ぎ合わせた線であってもよい。

0030

<近似線パラメータ格納部25>
近似線パラメータ格納部25は、近似処理部24で生成された近似線のパラメータを保存する。近似線のパラメータには、例えば、近似線の端点座標情報、近似線を表す近似式のパラメータなどが含まれる。

0031

<動作>
図3は、本実施の形態2に係る地図データ生成装置1の動作を示すフローチャートである。

0032

テップS1にて、データ変換部22は、三次元点列情報格納部21に格納された三次元点列情報を調べ、全ての近似すべき対象形状を近似したかを判定する。全て近似しなかったと判定された場合にはステップS2に処理が進み、全て近似したと判定された場合には図3の処理が終了する。

0033

ステップS2にて、データ変換部22は、三次元点列情報格納部21から、近似されていない対象形状を取得し、当該対象形状に上述した次元の変換を適宜行う。ステップS2の最後には、データ変換部22は形状点列を取得する。

0034

ステップS3にて、近似分割点抽出部23は、ステップS2で取得された形状点列に近似分割点があるかを判定する。

0035

ステップS4にて、近似処理部24は、ステップS3の判定結果に基づいて対象形状の近似線を生成する。つまり、近似処理部24は近似線を導出する。

0036

ステップS5にて、近似線パラメータ格納部25は、ステップS4で生成された近似線のパラメータを保存する。その後、ステップS1に処理が戻る。ステップS1〜S5が1回行われることにより、1つの近似すべき対象形状が近似され、ステップS1〜S5が繰り返されることにより、全ての近似すべき対象形状が近似されることになる。

0037

<近似分割点抽出部23の動作>
図4及び図5は、本実施の形態2に係る近似分割点抽出部23の動作、つまり図3のステップS3の動作を説明するための図である。以下、対象三点が、形状点列の順序が連続する三点である場合について説明する。

0038

図4には、対象形状の形状点列のうちの対象三点として、点Pi(xi,yi)、点Pi+1(xi+1,yi+1)、点Pi+2(xi+2,yi+2)が示されている。この場合、近似分割点抽出部23は、図4に示すように対象三点を通る円弧31を生成する。

0039

次に、近似分割点抽出部23は、対象三点のうち真ん中の点Pi+1と別の点Piとを結ぶ線分Laと、円弧31のうち線分Laに対応する部分円弧31aとの差を示す指標を求める。本実施の形態2では、線分Laに対応する部分円弧31aは、円弧31を真ん中の点Pi+1で区分した部分のうちLa側の部分である。また本実施の形態2では、近似分割点抽出部23は、上記指標として、線分La上の予め定められた点と部分円弧31aとの間の距離Daを求める。

0040

同様に、近似分割点抽出部23は、対象三点の真ん中の点Pi+1と別の点Pi+2とを結ぶ線分Lbと、円弧31のうち線分Lbに対応する部分円弧31bとの差を示す指標として、線分Lb上の予め定められた点と部分円弧31bとの間の距離Dbを求める。

0041

近似分割点抽出部23は、距離Da,Dbのうち大きい方の距離が、予め定められた閾値よりも大きい場合に、近似分割点が対象三点に含まれると判定する。本実施の形態2に係る近似分割点抽出部23は、近似分割点が対象三点に含まれると判定した場合には、近似分割点は対象三点の真ん中の点Pi+1であると判定する。

0042

近似分割点抽出部23は、以上のような円弧の生成及び近似分割点の判定を、対象三点を変更しながら行う。ここでは図5に示すように、近似分割点抽出部23は、まず、形状点列のうち始点を含む三点32aを対象三点として決定し、三点32aについて、上述した円弧の生成及び近似分割点の判定を行う。その後、近似分割点抽出部23は、形状点列のうち三点32aから終点側に一点ずらした三点32bを対象三点として決定し、三点32bについて、上述した円弧の生成及び近似分割点の判定を行う。近似分割点抽出部23は、以上のような対象三点の変更を繰り返すことによって、形状点列の全ての点について円弧の生成及び近似分割点の判定を行う。ただし、対象三点として最初に用いられる三点及び順序は、上述に限ったものではない。

0043

図6は、本実施の形態2に係る近似分割点抽出部23の動作を示すフローチャートである。

0044

ステップS11にて、近似分割点抽出部23は、i=0として対象三点である点Pi,Pi+1,Pi+2の初期化を行う。ただし、添え字iの数を0から数え始める0オリジンではなく、1から数え始める1オリジンの場合には、i=1として対象三点の初期化を行う。以下では、0オリジンであり、i=0として初期化する場合について説明する。

0045

ステップS12にて、近似分割点抽出部23は、点Pi,Pi+1,Pi+2を通る円弧に対応する円を導出する。ここでは、近似分割点抽出部23は、円の一般式である次式(1)に、3点の座標を1点ずつ代入してl,m,nについての三元連立方程式(j=i,i+1,i+2)を取得し、当該三元連立方程式を解くことによって、円を導出する。

0046

0047

ステップS13にて、近似分割点抽出部23は、対象三点の真ん中の点Pi+1と別の点Piとを結ぶ線分La上の予め定められた点と、部分円弧31aとの間の距離Daを求める。以下では、予め定められた点は、線分Laの中点である場合を例にして説明する。この場合、距離Daは、部分円弧31aの矢高の長さとなる。

0048

近似分割点抽出部23は、座標Pi,Pi+1に関する部分円弧31aの矢高の長さであるDaを求める前段階として、次式(2)に点の座標Pi,Pi+1を代入して、線分Laの半分の長さBaを求めるとともに、次式(3)にステップS12で求めたl,m,nを代入して、円の半径rを求める。

0049

0050

0051

そして、近似分割点抽出部23は、次式(4)に、求めた長さBaと、求めた円の半径rとを代入して、部分円弧31aの矢高の長さである距離Daを求める。

0052

0053

近似分割点抽出部23は、距離Daと同様に、部分円弧31bの矢高の長さである距離Dbを求める。

0054

ステップS14にて、近似分割点抽出部23は、ステップS13で求めた距離Da,Dbのうち大きい方の距離が、予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定する。距離が閾値よりも大きいと判定された場合にはステップS15に処理が進み、距離が閾値以下であると判定された場合にはステップS16に処理が進む。なお、近似分割点抽出部23は、距離Da,Dbのうち大きい方の距離が閾値よりも大きいか否かを判定する代わりに、距離Da,Dbの和(=Da+Db)が閾値よりも大きいか否かを判定してもよい。

0055

ステップS15にて、近似分割点抽出部23は、真ん中の点Pi+1を近似分割点として例えば図示しないキャッシュメモリなどの記憶装置に記憶する。その後、ステップS16に処理が進む。

0056

ステップS16にて、近似分割点抽出部23は、対象三点が形状点列の終点を含むか否か、つまりi=M−2であるか否かを判定する。なお、Mは形状点列の点の総数である。i=M−2である場合には、形状点列の全ての点について円弧の生成及び近似分割点の判定が行われたと判定されて、図6の処理が終了する。i=M−2ではなく、i<M−2である場合には、形状点列の全ての点について円弧の生成及び近似分割点の判定が行われていないと判定されて、ステップS17に処理が進む。

0057

ステップS17にて、近似分割点抽出部23はiをインクリメントし、ステップS12に処理が戻る。

0058

以上、対象三点に、形状点列の順序が連続する三点を用いた場合について説明した。一方、対象三点に、形状点列の順序がN個置きである三点を用いる場合には、上記の説明において、点Pi+1(xi+1,yi+1)、点Pi+2(xi+2,yi+2)の代わりに、点Pi+N+1(xi+N+1,yi+N+1)、点Pi+2N+2(xi+2N+2,yi+2N+2)を用いればよい。

0059

<実施の形態2のまとめ>
以上のような本実施の形態2に係る地図データ生成装置1によれば、実施の形態1と同様に、三次元形状において近似すべきでない近似分割点が、対象三点に含まれるか否かを判定するので、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。

0060

また本実施の形態2では、線分と部分円弧との間の距離が閾値よりも大きい場合に、近似分割点が対象三点に含まれると判定する。これにより、形状点列から適切な近似分割点を抽出することができる。

0061

また本実施の形態2では、データ変換部22で取得された形状点列を近似分割点によって分割し、分割された形状点列に基づいて、地図データにおける三次元形状を近似する近似線を生成する。このような構成によれば、近似処理部24において再帰的な近似処理を行う必要がなくなるので、処理の負荷を低減することができる。

0062

また本実施の形態2では、対象三点の変更を繰り返すことによって、形状点列の全ての点について円弧の生成及び近似分割点の判定を行う。これにより、近似分割点の抽出ミスを抑制することができる。

0063

<実施の形態3>
本発明の実施の形態3に係る地図データ生成装置1のブロック構成は、実施の形態2で説明した図2のブロック構成と同じである。以下、本実施の形態3で説明する構成要素のうち、実施の形態2と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

0064

上述した実施の形態2では、近似分割点抽出部23は、形状点列の全ての点について円弧の生成及び近似分割点の判定を行った。これに対して本実施の形態3では、近似分割点抽出部23は、形状点列のうち地図データ生成装置1の外部から指定された三点を対象三点として用いる。なお、地図データ生成装置1の外部としては、ユーザ、または、ユーザの操作結果を送信する通信装置などが想定される。

0065

図7は、本実施の形態3に係る近似分割点抽出部23の動作を示すフローチャートである。図7の動作は、図6の動作においてステップS11をステップS11aに変更し、ステップS16及びS17を削除した動作と同様である。ここで、ステップS11aでは、外部から指定された三点を対象三点として決定する。

0066

<実施の形態3のまとめ>
以上のような本実施の形態3に係る地図データ生成装置1によれば、三次元形状において予め評価したい箇所がある場合に、その箇所についてのみ判定を行うことができる。したがって、近似分割点を抽出する時間を短くすることができる。

0067

<実施の形態4>
本発明の実施の形態4に係る地図データ生成装置1のブロック構成は、実施の形態2で説明した図2のブロック構成と同じである。以下、本実施の形態4で説明する構成要素のうち、実施の形態2と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

0068

上述した実施の形態2では、図4のように線分Laと部分円弧31aとの差を示す指標として、線分La上の予め定められた点と部分円弧31aとの間の距離Daが用いられた。これに対して本実施の形態4では、線分Laと部分円弧31aとの差を示す指標として、線分Laと部分円弧31aとによって囲まれる領域の面積が用いられる。

0069

図8は、本実施の形態4に係る近似分割点抽出部23の動作を示すフローチャートである。図8の動作は、図6の動作においてステップS13及びS14をステップS13b及びS14bに変更した動作と同様である。そこで以下では、ステップS13b及びS14bについて主に説明する。

0070

ステップS13bにて、近似分割点抽出部23は、図6のステップS13と同様に、図9の線分Laの半分の長さBa、円の半径r、部分円弧31aの矢高の長さである距離Daを求める。そして、近似分割点抽出部23は、それらを次式(5)に代入することによって、線分Laと部分円弧31aとによって囲まれる領域、つまり図9ハッチングが付された領域のうち左下側の領域の面積Saを求める。

0071

0072

近似分割点抽出部23は、面積Saと同様に、図9の線分Lbと部分円弧31bとによって囲まれる領域、つまり図9でハッチングが付された領域のうち右上側の領域の面積Sbを求める。

0073

ステップS14bにて、近似分割点抽出部23は、ステップS13bで求めた面積Sa,Sbの和(=Sa+Sb)が、予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定する。面積の和が閾値よりも大きいと判定された場合にはステップS15に処理が進み、面積の和が閾値以下であると判定された場合にはステップS16に処理が進む。なお、近似分割点抽出部23は、面積Sa,Sbの和(=Sa+Sb)が閾値よりも大きいか否かを判定する代わりに、面積Sa,Sbのうち大きい方の面積が閾値よりも大きいか否かを判定してもよい。

0074

<実施の形態4のまとめ>
以上のような本実施の形態4に係る地図データ生成装置1によれば、線分と部分円弧とによって囲まれる領域の面積が閾値よりも大きい場合に、近似分割点が対象三点に含まれると判定する。これにより、形状点列から適切な近似分割点を抽出することができる。

0075

<実施の形態5>
本発明の実施の形態5に係る地図データ生成装置1のブロック構成は、実施の形態2で説明した図2のブロック構成と同じである。以下、本実施の形態5で説明する構成要素のうち、実施の形態2と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

0076

上述した実施の形態2では、近似分割点抽出部23は、線分と部分円弧との差を示す指標が予め定められた閾値よりも大きい場合に、近似分割点が対象三点に含まれると判定した。これに対して本実施の形態5では、近似分割点抽出部23は、形状点列のうちの第1の三点を対象三点として用いることによって第1の円弧を生成する。そして、近似分割点抽出部23は、形状点列のうちの第1の三点から1点ずつずらした第2の三点を対象三点として用いることによって第2の円弧を生成する。それから、近似分割点抽出部23は、第1の円弧の曲率と第2の円弧の曲率との差が予め定められた閾値よりも大きい場合に、近似分割点が、第1の三点及び第2の三点のうち互いに重複する点に含まれると判定する。

0077

図10は、本実施の形態5に係る近似分割点抽出部23の動作を示すフローチャートである。図10の動作は、図6の動作においてステップS12〜S15をステップS12c〜S15cに変更した動作と同様である。そこで以下では、ステップS12c〜S15cについて主に説明する。

0078

ステップS12cにて、近似分割点抽出部23は、図6のステップS12と同様に第1の点Pi,Pi+1,Pi+2を通る第1の円弧に対応する第1の円を導出する。また、近似分割点抽出部23は、図6のステップS12と同様に第2の点Pi+1,Pi+2,Pi+3を通る第2の円弧に対応する第2の円を導出する。

0079

ステップS13cにて、近似分割点抽出部23は、図6のステップS13と同様に、第1の円の半径rを求めるとともに、第2の円の半径raを求める。そして、近似分割点抽出部23は、第1の円の半径rから第1の円の曲率R(=1/r)を求めるとともに、第2の円の半径raから第2の円の曲率Ra(=1/ra)を求める。

0080

ステップS14cにて、近似分割点抽出部23は、第1の円の曲率Rと第2の円の曲率Raとの差(=|R−Ra|)が、予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定する。差が閾値よりも大きいと判定された場合にはステップS15cに処理が進み、差が閾値以下であると判定された場合にはステップS16に処理が進む。

0081

ステップS15cにて、近似分割点抽出部23は、第1の点Pi,Pi+1,Pi+2と、第2の点Pi+1,Pi+2,Pi+3とのうち重複する点である点Pi+2を近似分割点として例えば図示しないキャッシュメモリなどの記憶装置に記憶する。その後、ステップS16に処理が進む。

0082

<実施の形態5のまとめ>
以上のような本実施の形態5に係る地図データ生成装置1によれば、第1の円弧の曲率と第2の円弧の曲率との差が予め定められた閾値よりも大きい場合に、近似分割点が、第1の三点及び第2の三点のうち互いに重複する点に含まれると判定する。これにより、形状点列から適切な近似分割点を抽出することができる。

0083

なお、以上の説明では、第2の三点は、第1の三点を添え字が大きくなる方向にずらした点Pi+1,Pi+2,Pi+3であった。しかしこれに限ったものではなく、第2の三点は、第1の三点を添え字が小さくなる方向にずらした三点Pi−1,Pi,Pi+1であってもよい。そして、近似分割点抽出部23は、三点Pi−1,Pi,Pi+1を通る第2の円の半径rbを求め、当該第2の円の曲率Rb(=1/rb)を求め、第1の円の曲率Rと第2の円の曲率Rbとの差(=|R−Rb|)が、予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定してもよい。

0084

または、近似分割点抽出部23は、三点Pi,Pi+1,Pi+2を通る一の第2の円の曲率Raと、三点Pi−1,Pi,Pi+1を通る別の第2の円の曲率Rbとを求めてもよい。そして近似分割点抽出部23は、第1の円の曲率Rと一の第2の円の曲率Raとの差(=|R−Ra|)、及び、第1の円の曲率Rと別の第2の円の曲率Rbとの差(=|R−Rb|)のうち大きい方の差が、予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定してもよい。

0085

<実施の形態6>
本発明の実施の形態6に係る地図データ生成装置1のブロック構成は、実施の形態2で説明した図2のブロック構成と同じである。以下、本実施の形態6で説明する構成要素のうち、実施の形態2と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

0086

実施の形態6では、近似分割点抽出部23は、対象三点を通る円弧の曲率が予め定められた閾値よりも大きい場合に、近似分割点が対象三点に含まれると判定する。

0087

図11は、本実施の形態6に係る近似分割点抽出部23の動作を示すフローチャートである。図11の動作は、図6の動作においてステップS13及びS14をステップS13d及びS14dに変更した動作と同様である。そこで以下では、ステップS13d及びS14dについて主に説明する。

0088

ステップS13dにて、近似分割点抽出部23は、図6のステップS13と同様に、円の半径rを求め、求めた円の半径rから円の曲率R(=1/r)を求める。

0089

ステップS14dにて、近似分割点抽出部23は、円の曲率Rが、予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定する。曲率Rが閾値よりも大きいと判定された場合にはステップS15に処理が進み、差が閾値以下であると判定された場合にはステップS16に処理が進む。

0090

<実施の形態6のまとめ>
以上のような本実施の形態6に係る地図データ生成装置1によれば、対象三点を通る円弧の曲率が予め定められた閾値よりも大きい場合に、近似分割点が対象三点に含まれると判定する。これにより、形状点列から適切な近似分割点を抽出することができる。

0091

<実施の形態7>
本発明の実施の形態6に係る地図データ生成装置1のブロック構成は、実施の形態2で説明した図2のブロック構成と同じである。以下、本実施の形態6で説明する構成要素のうち、実施の形態2と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

0092

上述した実施の形態2では、近似分割点抽出部23は、データ変換部22で取得された形状点列の始点から終点に向かって順に対象三点を変更しながら、円弧の生成及び近似分割点の判定を行い、近似分割点の判定結果をそのまま用いた。

0093

これに対して本実施の形態7では、近似分割点抽出部23は、データ変換部22で取得された形状点列の一端点である始点から他端点である終点に向かって順に対象三点を変更しながら、円弧の生成及び近似分割点の判定を含む第1処理を行う。また、近似分割点抽出部23は、データ変換部22で取得された形状点列の終点から始点に向かって順に対象三点を変更しながら、円弧の生成及び近似分割点の判定を含む第2処理を行う。そして、近似分割点抽出部23は、第1処理及び第2処理の少なくともいずれか一方で、第1点が近似分割点でないと判定された場合には、第1処理及び第2処理の結果として当該第1点が近似分割点でないと判定する。

0094

例えば図12に示すように、近似分割点抽出部23が、形状点列の始点P1から終点P5に向かって順に対象三点を変更しながら、円弧の生成及び近似分割点の判定を含む第1処理を行い、点P4が近似分割点であると判定したとする。この場合、実施の形態2に係る地図データ生成装置1は、点P1〜P4に基づいて近似線AL1を生成し、点P4と点P5との間を結ぶ図示しない直線を生成する。

0095

これに対して、本実施の形態7に係る近似分割点抽出部23は、第1処理だけでなく、図13に示すように、形状点列の終点P5から始点P1に向かって順に対象三点を変更しながら、円弧の生成及び近似分割点の判定を含む第2処理を行う。そして、近似分割点抽出部23は、第1処理で点P4が近似分割点であると判定したとしても、第2処理で点P4が近似分割点でないと判定した場合には、第1処理及び第2処理の結果として点P4を近似分割点でないと判定する。この場合、実施の形態7に係る地図データ生成装置1は、点P1〜P5に基づいて近似線AL2を生成する。これにより、本実施の形態7に係る地図データ生成装置1は、実施の形態2よりも、近似線の数を低減することができるので、データの圧縮性を高めることができる。

0096

なお、第1処理と第2処理とで判定結果が異なる構成としては、例えば、図4の対象三点の真ん中の点Pi+1と別の点Piとを結ぶ線分La上の予め定められた点と、部分円弧31aとの間の距離Daを求める構成において、予め定められた点の位置が第1処理と第2処理とで異なる構成などが考えられる。これに以外にも、円弧に基づいて近似分割点が対象三点に含まれるかを判定する判定の設計次第では、第1処理と第2処理との判定結果が異なる場合があることが予測される。

0097

<実施の形態7のまとめ>
以上のような本実施の形態7に係る地図データ生成装置1によれば、第1処理及び第2処理の少なくともいずれか一方で、第1点が近似分割点でないと判定された場合には、第1処理及び第2処理の結果として第1点が近似分割点でないと判定する。これにより、近似線の数を低減することができるので、データの圧縮性を高めることができる。

0098

なお、一つの曲線と一つの直線とを組み合わせた近似線を用いる場合よりも、二つの曲線を組み合わせた近似線を用いる場合の方が、ある程度データの圧縮性を高めることができる。そこで、近似分割点抽出部23は、第1処理で第1点が近似分割点であると判定され、第2処理で第1点が近似分割点でないと判定された場合には、始点側に第1点から1点ずらした第2点を近似分割点であると判定してもよい。

0099

例えば、図12において、第1処理で点P4が近似分割点であると判定され、第2処理で点P4が近似分割点でないと判定された場合には、始点P1側に点P4から1点ずらした点P3を近似分割点であると判定してもよい。この場合、図14に示すように、地図データ生成装置1は、点P1〜P3に基づいて近似線AL1’を生成し、点P3〜P5に基づいて近似線AL2’を生成する。このような構成によれば、一つの曲線と一つの直線とを組み合わせた近似線よりも、二つの曲線の組み合わせた近似線を用いる可能性が高くなるので、データの圧縮性を高めることができる。

0100

なお、以上の実施の形態7において、終点P5側の三点近似が可能であるかを判定したが、これに限ったものではなく、終点P5側において近似の対象となる点の数は三点以上であってもよい。また、以上の実施の形態7において、第1処理と第2処理とを入れ替えてもよい。つまり、第1処理が、形状点列の終点P5から始点P1に向かって順に対象三点を変更しながら、円弧の生成及び近似分割点の判定を含む処理であるとするとともに、第2処理が、形状点列の始点P1から終点P5に向かって順に対象三点を変更しながら、円弧の生成及び近似分割点の判定を含む処理であるとしてもよい。

0101

<実施の形態8>
実施の形態1〜7に係る地図データ生成装置1としては、例えば、地図データのベンダーなどによって用いられる装置が想定される。この場合、地図データ生成装置1で生成された地図データは、端末装置が備える記憶装置に記憶され、端末装置は、当該地図データを用いて三次元形状を表現することが可能となる。

0102

なお、端末装置には、例えば、車載端末装置及び携帯端末などが用いられる。車載端末装置には、例えば、PND(Portable Navigation Device)及びカーナビゲーション装置などが用いられる。携帯端末には、例えば、携帯電話スマートフォン及びタブレットなどの通信端末が用いられる。

0103

図15は、端末装置であるカーナビゲーション装置71の構成を示すブロック図である。図15のカーナビゲーション装置71は、出力部72、地図生成部73と、記憶部74と、これらを統括的に制御する制御部75とを備え、表示装置76と接続されている。

0104

記憶部74は、地図データ生成装置1で生成された、近似線パラメータを含む地図データを格納している。制御部75は、必要に応じて地図データを記憶部74から読み出して地図生成部73に出力し、地図生成部73は、近似線パラメータを含む地図データに基づいて、三次元形状を表現可能な地図を生成する。制御部75は、地図生成部73で生成された地図を、出力部72を介して表示装置76に出力し、表示装置76は当該地図を表示する。このように構成されたカーナビゲーション装置71では、実物の三次元形状との差が抑制された三次元形状を表示することができる。

0105

<実施の形態8の変形例>
実施の形態8では、地図データ生成装置1は、地図データのベンダーなどによって用いられる装置であるとしたが、これに限ったものではない。例えば、地図データ生成装置1は、カーナビゲーション装置71などの端末装置に備えられてもよい。

0106

具体的には図16に示すようなカーナビゲーション装置71が考えられる。図16のカーナビゲーション装置71は、図15の構成要素に加えて通信部77を備えている。

0107

通信部77は、カーナビゲーション装置71の外部と通信を行うことにより、三次元形状を示す形状点列を取得する。制御部75は、通信部77で取得された形状点列のうちの対象三点に基づいて、対象三点を通る円弧を生成し、円弧に基づいて近似分割点が対象三点に含まれるかを判定する。そして、制御部75は、その判定結果に基づいて三次元形状を近似する近似線を生成し、近似線のパラメータを記憶部74に記憶する。このように構成されたカーナビゲーション装置71であっても、実物の三次元形状との差が抑制された三次元形状を表示することができる。なお、このことは、カーナビゲーション装置71に限ったものではなく、カーナビゲーション装置以外の端末装置においても同様である。

0108

また、以上で説明した地図データ生成装置1は、ナビゲーション装置と、携帯電話、スマートフォン及びタブレットなどの携帯端末を含む通信端末と、これらにインストールされるアプリケーションの機能と、サーバとを適宜に組み合わせてシステムとして構築される地図データ生成システムにも適用することができる。この場合、以上で説明した地図データ生成装置の各機能あるいは各構成要素は、前記システムを構築する各機器に分散して配置されてもよいし、いずれかの機器に集中して配置されてもよい。

0109

<その他の変形例>
上述した地図データ生成装置1における取得部11及び制御部12を、以下「取得部11等」と記す。取得部11等は、図17に示す処理回路81により実現される。すなわち、処理回路81は、三次元形状を示す形状点列を取得する取得部11と、取得部11で取得された形状点列のうちの対象三点に基づいて、対象三点を通る円弧を生成し、円弧に基づいて、三次元形状において近似すべきでない近似分割点が対象三点に含まれるかを判定する制御部12と、を備える。処理回路81には、専用のハードウェアが適用されてもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサが適用されてもよい。プロセッサには、例えば、中央処理装置処理装置演算装置マイクロプロセッサマイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)などが該当する。

0110

処理回路81が専用のハードウェアである場合、処理回路81は、例えば、単一回路複合回路プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。取得部11等の各部の機能それぞれは、処理回路を分散させた回路で実現されてもよいし、各部の機能をまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。

0111

処理回路81がプロセッサである場合、取得部11等の機能は、ソフトウェア等との組み合わせにより実現される。なお、ソフトウェア等には、例えば、ソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェア及びファームウェアが該当する。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリに格納される。図18に示すように、処理回路81に適用されるプロセッサ82は、メモリ83に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、地図データ生成装置1は、処理回路81により実行されるときに、三次元形状を示す形状点列を取得するステップと、取得された形状点列のうちの対象三点に基づいて、対象三点を通る円弧を生成し、円弧に基づいて、三次元形状において近似すべきでない近似分割点が対象三点に含まれるかを判定するステップと、が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ83を備える。換言すれば、このプログラムは、取得部11等の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ83には、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリーEPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの、不揮発性または揮発性半導体メモリ、HDD(Hard Disk Drive)、磁気ディスクフレキシブルディスク光ディスクコンパクトディスクミニディスク、DVD(Digital Versatile Disc)及びそのドライブ装置等、あらゆる記憶媒体が該当する。

0112

以上、取得部11等の各機能が、ハードウェア及びソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、取得部11等の一部を専用のハードウェアで実現し、別の一部をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。例えば、取得部11についてはレシーバなどの専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、それ以外についてはプロセッサ82としての処理回路81がメモリ83に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。以上のように、処理回路81は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

0113

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

0114

本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

0115

1地図データ生成装置、11 取得部、12 制御部、31円弧、31a,31b部分円弧、71カーナビゲーション装置、La,Lb線分。

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