二维地图数据生成装置、二维地图数据生成方法和二维地图数据生成系统与流程

1.本发明涉及二维地图数据生成装置、二维地图数据生成方法和二维地图数据生成系统。


背景技术：

2.近年来，bim(building information modeling，建筑信息模型)等三维建筑模型设计逐渐得到推广。在以通过建筑模型设计生成的建筑模型数据为基础，来进行模拟(simulation)等人和物的位置管理时，取决于系统的结构，有时希望用各楼层的二维地图数据的叠加来表达三维的建筑模型数据。作为将3d(三维)数据变换为2d(二维)地图数据的方法，例如已知专利文献1中记载的技术。
3.该专利文献1中记载了，用于生成表示机械部件的2d图形的计算机执行方法，“包括：提供表示机械部件的3d形状的3d模型化对象的步骤；决定连续的3d曲线的步骤；和将所决定的连续的3d曲线投影到2d平面的步骤”。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2019-75103号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的技术问题
8.但是，在专利文献1等现有的二维地图数据生成方法中，并没有考虑三维数据中的多个通路的重合。从而，例如在同一楼层中同一坐标存在高度不同的多个通路的情况下，多个通路的信息会重合。因此，例如即使在楼梯下存在可供人移动的空间，模拟装置(模拟器)也会判断为该空间不存在，所以不能正确地判断人和物等移动体的可通行性。
9.本发明是鉴于这样的状况作出的，其目的在于生成一种能够判断移动体的可通行性的二维地图数据。
10.解决问题的技术手段
11.本发明提供一种二维地图数据生成装置，用于生成将对象从一定方向投影到由二维平面表示的投影面而得到的二维地图数据，其中该对象由带有表示对象的属性的属性信息的三维数据表示。该对象中包括移动体能够通行的可通行对象，在二维地图数据生成装置中，生成用于投影可通行对象的投影面，在投影面与在一定方向上重合于第一可通行对象的第二可通行对象之间的高度超过高度阈值的情况下，在第一可通行对象的高度上生成与投影面平行的辅助投影面，将高度为高度阈值以下的第一可通行对象投影到投影面，将高度超过高度阈值的第一可通行对象投影到辅助投影面，由此生成二维地图数据。
12.发明效果
13.采用本发明，能够根据包括多个可通行对象的三维数据，生成例如能够由模拟装
置判断移动体的可通行性的二维地图数据。
14.上述以外的技术问题、技术特征和技术效果将通过以下实施方式的说明而明确。
附图说明
15.图1是表示本发明的第一实施方式的2d地图数据生成装置的结构例的框图。
16.图2是表示本发明的第一实施方式的计算机的硬件结构例的框图。
17.图3是表示本发明的第一实施方式的带属性信息3d数据的结构例的图。
18.图4是表示本发明的第一实施方式的楼梯对象的结构例的图。
19.图5是表示现有的2d地图数据的结构例的图。
20.图6是表示本发明的第一实施方式中投影面生成部生成投影面的处理的例子的流程图。
21.图7是表示本发明的第一实施方式的投影面的例子的图。
22.图8是表示本发明的第一实施方式中决定投影面的状况的图。
23.图9是表示本发明的第一实施方式中通过投影部进行的投影处理而生成的2d地图数据的例子的图。
24.图10是表示本发明的第一实施方式的变形例的2d地图数据生成系统的结构例的框图。
25.图11是表示本发明的第二实施方式的2d地图数据生成装置的结构例的框图。
26.图12是表示本发明的第二实施方式中由数据分解部对楼梯对象进行分解的数据分解处理的例子的流程图。
27.图13是表示本发明的第二实施方式的可通行对象的投影处理的例子的流程图。
28.图14是表示本发明的第二实施方式中不存在辅助投影面的情况、和存在辅助投影面的情况的例子的图。
29.图15是表示本发明的第二实施方式的变形例的2d地图数据生成系统的结构例的框图。
30.图16是表示本发明的各实施方式的变形例的斜坡对象的例子的图。
具体实施方式
31.下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。本说明书和附图中，对于实质上具有同一功能或结构的构成要素标注同一标记来省略重复的说明。
32.[第一实施方式]
[0033]
首先，对本发明的第一实施方式的2d地图数据生成装置的结构例和动作例进行说明。
[0034]
图1是表示第一实施方式的2d地图数据生成装置100的结构例的框图。该2d地图数据生成装置100生成将对象从该对象上方的一定方向投影到由二维平面表示的投影面而得到的2d(二维)地图数据112，其中，该对象由带有表示对象属性的属性信息的带属性信息3d(三维)数据111表示。
[0035]
＜数据的说明＞
[0036]
首先，对本实施方式的2d地图数据生成装置100使用的数据进行说明。
[0037]
作为2d地图数据生成装置100使用的数据，有带属性信息3d数据111。将带属性信息3d数据111中包含的地板、墙壁等各构成要素称为对象。并且，将地板、楼梯、电动扶梯、斜坡等人和物等移动体可在其上通行的与建筑物相关的对象称为可通行对象。另外，将墙壁和柱子等人通常不能横穿其上的与建筑物相关的对象称为障碍物对象。另外，将地板、楼梯、电动扶梯、斜坡、墙壁、柱子等对象的种类称为类别。
[0038]
各对象可以具有表示生成2d地图数据112时的投影目标的投影楼层信息(例如表示投影面在哪个楼层生成的信息)。
[0039]
＜2d地图数据生成装置的结构例＞
[0040]
接着，说明2d地图数据生成装置100。
[0041]
如图1所示，2d地图数据生成装置100包括存储部110、运算部120、输入输出部130和总线140。
[0042]
存储部110在内部保存带属性信息3d数据111、2d地图数据112。作为带属性信息3d数据111，例如有bim数据。2d地图数据112是如后述图5所示的、从上方俯瞰建筑物的构成要素的以二维形式保存的数据。带属性信息3d数据111、2d地图数据112的详细内容在后文中叙述。
[0043]
运算部120主要由cpu(central processing unit)构成，在内部执行多个处理。运算部120执行的处理大致分为投影面生成部121和投影部122。
[0044]
投影面生成部121基于带属性信息3d数据111中包含的第二可通行对象(例如后述图7所示的地板对象201)来生成投影面，基于从投影面起的高度超过高度阈值th的第一可通行对象的一部分(例如后述图7所示的楼梯对象203的踏步fi)来生成辅助投影面。关于辅助投影面，在后述图6以后详细说明。
[0045]
投影部122将带属性信息3d数据111的各对象投影到投影面或辅助投影面上，生成2d地图数据112。
[0046]
输入输出部130包括供用户输入操作的输入部131，和输出操作结果的输出部132。用户使用输入部131对2d地图数据生成装置100进行用于指示生成2d地图数据112的规定的操作输入。另外，用户能够根据输出到输出部132上的带属性信息3d数据111或2d地图数据112来确认操作结果、指示结果。
[0047]
总线140是用于各装置之间进行数据通信的共用电路。
[0048]
采用这样的结构的2d地图数据生成装置100，能够生成供可通行对象投影的投影面。另外，2d地图数据生成装置100在投影面与第二可通行对象——其在一定方向上(观察时)与第一可通行对象重合——之间的高度超过高度阈值th的情况下，在第一可通行对象的高度上生成与投影面平行的辅助投影面。然后，2d地图数据生成装置100将高度为高度阈值th以下的第一可通行对象投影到投影面，将高度超过高度阈值th的第一可通行对象投影到辅助投影面，由此生成2d地图数据112。
[0049]
另外，2d地图数据生成装置100与人流模拟装置150连接。人流模拟装置150是取得2d地图数据生成装置100生成的2d地图数据112，对2d地图上的人和物等移动体的流动(人流)进行模拟的装置。也可以代替人流模拟装置150，在2d地图数据生成装置100上连接能够将实际的人流可视化显示的人流可视化装置。该人流可视化装置是基于实际建筑物中设置的相机等传感器的输入数据，将实际的人流可视化地显示在由2d地图数据表示的2d地图上
的装置。
[0050]
图2是表示计算机10的硬件结构例的框图。图2所示的计算机10是能够作为2d地图数据生成装置100工作的计算机的一个例子。计算机10包括与总线14分别连接的cpu11、rom(read only memory)12和ram(random access memory)13。此外，计算机10还包括输出装置16、输入装置15、非易失性存储装置17和网络接口18。
[0051]
运算部120的功能是由cpu11从rom12读取实现本实施方式各功能的软件的程序代码并将其载入ram13中执行而实现的。ram13中暂时性地写入在cpu11的运算处理的途中产生的变量和参数等，并由cpu11适当读取这些变量和参数等。
[0052]
图1所示的存储部110由dram(dynamic random access memory)、sram(static random access memory)等主存储装置和hdd(hard disk drive)、闪存等辅助存储装置构成。另外，作为存储部110，也可以使用ssd(solid state drive)、软盘、光盘、磁光盘、cd-rom、cd-r、磁带或非易失性的存储器等非易失性存储装置17。该非易失性存储装置17中，除了os(operating system)、各种参数之外，也记录了用于使计算机10发挥功能的程序。rom12和非易失性存储装置17记录了cpu11工作所需的程序和数据等，被用作保存有由计算机10执行的程序的计算机可读的非暂时性的存储介质的一个例子。
[0053]
作为输入装置15例如使用键盘、鼠标等，用户能够进行规定的操作输入、指示。输出装置16例如是液晶显示监视器、打印机等，能够输出计算机10中进行的处理的结果等。用输入装置15构成图1所示的输入部131，用输出装置16构成输出部132。另外，也可以使用由输入装置15与输出装置16构成为一体的触摸面板显示器作为输入输出部130。
[0054]
另外，作为网络接口18例如使用nic(network interface card)等，能够经由与nic的端子连接的lan(local area network)、专用线路等在装置之间收发各种数据。
[0055]
接着，对带属性信息3d数据111和楼梯对象203的结构例进行说明。
[0056]
图3是表示带属性信息3d数据111的结构例的图。
[0057]
图4是表示楼梯对象203的结构例的图。
[0058]
带属性信息3d数据111包括地板对象201、202、楼梯对象203和墙壁对象204。
[0059]
楼梯对象203可以具有划分为图4所示的梯段部2031、2033以及平台(楼梯平台)2032的数据结构。另外，楼梯对象203也可以采用将梯段部2031、2033与平台2032合并得到的一个数据结构。
[0060]
作为带属性信息3d数据111的各构成要素上附加的属性信息的例子，可以举出地板、楼梯、墙壁、柱子、升降电梯、电动扶梯、斜坡、安全闸门、门等类别。带属性信息3d数据111例如可以用bim数据编辑软件等建筑模型数据编辑软件程序生成。
[0061]
从这里开始，假定带属性信息3d数据111中的3d数据的保持方式是多边形形式来进行说明。但是，3d数据的保持形式是体素形式等其他形式的情况下，也能够通过预先变换为多边形形式而进行同样的处理。另外，带属性信息3d数据111也可以是按各楼层对表示对象的数据进行管理的形式。
[0062]
图5是表示现有的2d地图数据112的结构例的图。
[0063]
在现有的2d地图数据112中，设置有“楼层1”和“楼层2”。“楼层1”的2d地图数据112中包括地板对象401、402、楼梯对象404、墙壁对象406、楼层间连接对象407。“楼层2”的2d地图数据112中包括地板对象403、楼梯对象405、楼层间连接对象408。
[0064]
此处，楼层间连接对象指的是，表示其所处位置能够进行楼层间移动的对象。例如，在得到了如图5所示的楼层间连接对象407、408的情况下，在楼层间连接对象407、408各自的位置处，人能够移动至连接目标的另一方的楼层间连接对象。在存在楼梯或电动扶梯、斜坡等能够在建筑物内进行楼层间移动的要素的情况下，能够将该要素的一部分替代地设置成楼层间连接对象。
[0065]
另外，2d地图数据112的数据形式可以是如多边形形式那样保持各构成要素的外部轮廓的顶点坐标的形式，也可以是如单元(cell)形式那样保持各坐标处的构成要素的有无和属性的形式。
[0066]
另外，2d地图数据112中包含的各对象也可以保持特定移动方向上的可通行性的信息。例如，楼梯对象404、405中可以包含表示人不能从相对于楼梯的升降方向垂直的方向进入的信息。
[0067]
然而，2d地图数据112因为其特性决定了在同一平面内的同一坐标上仅能够表示一个对象。从而，如图5所示在地板对象401之上设置了其他地板对象402的情况下，即使带属性信息3d数据111如图3所示处于人能够在平台下通行的状态，变换为2d地图数据112时平台下的可通行性也会丧失。即，当人流模拟装置读取2d地图数据112时，会识别为人不能在平台下移动。
[0068]
如上所述，2d地图数据112被用于使人和物的位置可视化，或者对人和物的移动进行模拟。从而，在考虑从带属性信息3d数据111向2d地图数据112变换时，希望能够生成保存了带属性信息3d数据111中的人和物的可通行性的2d地图数据112。下面，对用于保存人和物的可通行性的处理进行说明。
[0069]
＜生成投影面的处理＞
[0070]
接着，对投影面生成部121的处理进行说明。
[0071]
图6是表示投影面生成部121生成投影面的处理的例子的流程图。投影面生成部121的处理是二维地图数据生成方法的一个例子，由步骤s1～s8构成。
[0072]
首先，投影面生成部121将与带属性信息3d数据111的各楼层对应的面追加至投影面集合s(s1)。该处理例如指的是，将1层、2层、
……
等建筑物的基本的楼层用作投影面。在带属性信息3d数据111中不包含楼层的信息的情况下也可以不实施该处理。
[0073]
接着，投影面生成部121对包含在可通行对象组o中的对象o，按其最高点从低到高的顺序排序(s2)。最高点指的是构成对象o∈o的各对象o的顶点坐标中、高度最高的点。例如，对于包含在可通行对象组o中的楼梯对象203(参照图4)，按作为各对象o的一个例子的梯段部2031、平台2032、梯段2033的顺序排序。
[0074]
接着，投影面生成部121对每个对象o∈o执行步骤s4～s8的处理(s3)。即，投影面生成部121对带属性信息3d数据111内的可通行对象集合o中的每个对象o执行以下处理。
[0075]
接着，投影面生成部121将投影面集合s中的、高度最低的面设为投影面s(s4)。投影面集合s指的是用于投影各对象的投影面的集合。在带属性信息3d数据111中包含楼层的信息的情况下，初始时可以生成该楼层的高度的面作为投影面集合s。例如，如后述图7所示，高度最低的面是能够投影包括地板对象201在内的各对象的面，将该面设为投影面s。然后，将各楼层的设定于各楼层高度的投影面s作为投影面集合s。另外，在带属性信息3d数据111不包含楼层的信息的情况下，例如可以将最低的踏步fi的高度的投影面用作投影面集
合的初始状态。
[0076]
投影面s表示临时地用于投影对象o的面，存在在以后的处理中更新的可能性。另外，在对象中包含表示该对象所属的楼层(称为“所属楼层”)的所属楼层信息的情况下，步骤s4的处理可以置换为将投影面s设为与所属楼层对应的投影面的处理。
[0077]
接着，投影面生成部121对对象o内的踏步集合f中的每个踏步fi执行步骤s6～s8的处理(s5)。例如，将图4所示的楼梯对象203中的梯段部2031、平台2032、梯段部2033的上侧各面称为“踏步”。第一实施方式中，在踏步集合f中保存了多个踏步fi。
[0078]
接着，投影面生成部121判断从踏步fi的下部起在投影方向上隔开超过高度阈值th的位置处是否存在其他对象(s6)。高度阈值th被设定为通常人和物能够通行的最低高度。从踏步fi的下部起隔开超过高度th的位置处存在其他对象指的是，例如可以设想为从踏步fi的下部起在一定方向上隔开的位置处存在地板对象201的情况。
[0079]
因此，在不存在其他对象的情况下(s6的“否”)，投影面生成部121结束关于该踏步fi的处理，转移至下一踏步fi的处理。另一方面，在存在其他对象的情况下，例如从踏步fi的下部起在投影方向上隔开超过高度阈值th的位置处存在其他对象的情况下(s6的“是”)，投影面生成部121对于由多个踏步fi构成的楼梯对象203的每个踏步fi，对从踏步fi到地板对象201的高度、与从踏步起的高度阈值th进行比较。
[0080]
此处，从踏步fi的下部起在投影方向上隔开超过高度阈值th的位置处存在其他对象的情况下，在投影的对象下存在人能够通行的空间。于是，投影面生成部121判断投影面集合s内是否存在与踏步fi间的相对高度h为指定范围以内的投影面sf(s7)。相对高度h的基准位置此处使用的是踏步fi的下部，但也可以使用踏步fi的上部。另外，投影面sf是在本次处理以前进行的步骤s8的处理中由投影面生成部121生成的辅助投影面ss。
[0081]
指定范围是使保存在带属性信息3d数据111中的各楼层的间隔在一定方向上偏移了指定值而得到的范围。为此，投影面生成部121例如可以指定相当于数级台阶的高度等、能够判断为与下一楼层充分近的范围作为指定范围。关于指定范围的细节，用后述图8进行说明。
[0082]
例如，在存在与踏步fi间的相对高度h为指定范围以内的投影面sf的情况下(s7的“是”)，投影面生成部121不需要生成新的投影面。因此，投影面生成部121转移至对象o内的踏步集合f中的下一踏步fi的处理。
[0083]
另一方面，在不存在与踏步fi间的相对高度h为指定范围以内的投影面sf的情况下(s7的“否”)，投影面生成部121生成与踏步fi相同高度的辅助投影面ss，将辅助投影面ss追加至投影面集合s(s8)。与踏步fi相同高度例如指的是，从所属楼层的投影面s到踏步fi的下部的高度。
[0084]
在步骤s8中将辅助投影面ss追加至投影面集合s的处理结束之后，投影面生成部121转移至下一踏步fi的处理。另外，追加至投影面集合s的辅助投影面ss在下次以后的步骤s7的处理中被用作投影面sf。
[0085]
此处，对于步骤s6、s7的处理，参照图7进行说明。
[0086]
图7是表示投影面s、sf、ss的例子的图。图7表示从横向观看图3所示的带属性信息3d数据111的图。不过，图7中省略了上方楼层的地板对象202、墙壁对象204的记载。
[0087]
例如，设想在一个地板对象201之上仅存在一个楼梯对象203的情况。该情况下，对
地板对象201、楼梯对象203中包含的梯段部2031、2033和平台2032，分别进行对投影面s的投影处理。如上所述，楼梯对象203相对于地板对象201有重合。另外，预先设定了高度阈值th作为人能够轻松通行的高度。图中所示的人型图标20表示标准的人类的大小。在该图7中，为了使投影面s与地板对象201的关系易于理解，使地板对象201从投影面s浮起地表示，但实际上对投影面s投影的地板对象201的高度与投影面s的高度相同。因此，踏步fi的高度表示从投影面s起的高度。
[0088]
如图7所示，从下方起第六级踏步fi的下部起，在投影方向上存在与踏步fi不同的其他对象(地板对象201)。并且，从第六级踏步fi的下部到地板对象201的高度h比高度阈值th更长。但是，在对第六级踏步fi进行图6所示的处理时不存在辅助投影面。因此，在步骤s8中，投影面生成部121生成与踏步fi相同高度的辅助投影面ss，对投影面集合s追加辅助投影面ss。如上所述，将追加到投影面集合s的辅助投影面ss视为投影面sf。
[0089]
针对第七级以后的踏步fi，也对投影方向上从各踏步fi的下部到地板对象201的高度h与高度阈值th进行比较。第七级以后的踏步fi的高度h都比高度阈值th更长。但是，因为已经针对第六级踏步fi生成了辅助投影面ss，所以在投影面集合s内存在与踏步fi间的相对高度h为指定范围以内的投影面sf。因此，不会生成新的辅助投影面ss。
[0090]
以上是投影面生成部121进行的处理的说明。通过该处理，投影面生成部121即使在可通行对象的下部存在可通行对象的状况下也能够生成辅助投影面。
[0091]
＜可通行对象的投影处理＞
[0092]
接着，对可通行对象的投影处理进行说明。
[0093]
投影部122将带属性信息3d数据111中包含的各踏步fi投影到投影面生成部121生成的投影面。此时，投影部122从距离投影面s的高度低的第一可通行对象(楼梯对象203的踏步fi)起，将距离投影面s的高度为高度阈值th以下的第一可通行对象依次投影到投影面。并且，投影部122从距离辅助投影面ss(投影面sf)的高度低的第一可通行对象起，将距离投影面s的高度超过高度阈值th的第一可通行对象依次投影到辅助投影面ss(投影面sf)。
[0094]
投影部122将踏步fi投影到哪个面，是根据各投影面与踏步fi的位置关系决定的。此处，对投影部122决定要将踏步fi投影到哪个投影面的状况进行说明。
[0095]
图8是表示决定投影面的状况的图。图8也表示从横向简化地观看图3所示的带属性信息3d数据111的图。不过，将梯段部2031、2033和平台2032一并表示为楼梯状的形态。
[0096]
图中示出了表示1层的投影面的水平线l1和表示2层的投影面的水平线l2。水平线l1、l2分别表示各楼层的地板的高度。投影部122规定与各楼层对应的指定范围。于是，投影部122能够根据踏步fi属于哪个指定范围来决定投影面。指定范围可以与实际的楼层范围一致，也可以设定为与实际的楼层范围相比在一定方向上向下偏移了指定值的范围。图8的右侧表示了与实际的楼层范围相比在一定方向上向下偏移了指定值的指定范围的例子。1f投影的标记表示位于图中所示虚线以下高度的对象会被投影到1层的投影面s。另外，2f投影的标记表示位于虚线上方高度的对象会被投影到2层的投影面s。
[0097]
然后，投影部122例如根据踏步fi的下部包含在哪个指定范围中来决定投影面。图8所示的踏步fi的第一级～第四级之各踏步fi的下部包含在1f投影的指定范围中，所以被投影到与水平线l1对应设置的投影面上。另一方面，对于踏步fi的第五级来说，踏步fi的下部包含在2f投影的指定范围中，所以被投影到与水平线l2对应设置的投影面上。
[0098]
通过像这样决定指定范围，例如投影部122能够将实际上位于上层高度的踏步fi投影到上层。因此，生成的2d地图数据112有望在用户观看时不容易在高度的感觉上产生矛盾。
[0099]
另外，在踏步fi的投影面于同一对象中发生改变的情况下，投影部122可以将夹着投影面发生改变的部位的2个踏步fi作为楼层间连接对象，使其相互连接。例如，投影部122在将同一楼梯对象203中包含的多个踏步fi投影到不同投影面的情况下，实施表示投影到不同投影面的多个踏步fi能够通行的连接处理，再生成2d地图数据112。
[0100]
＜障碍物对象的投影处理＞
[0101]
接着，对障碍物对象的投影处理进行说明。
[0102]
关于障碍物对象的投影，在对象内存在所属楼层信息的情况下，投影部122实施障碍物对象在与所属楼层信息中包含的所属楼层对应的投影面上的投影即可。另外，在对象跨多个投影面的情况下，投影部122可以实施障碍物对象在各个投影面上的投影。另外，也可以根据障碍物对象的高度判断是否需要投影等，由此以保障带属性信息3d数据111中示出的可通行对象的下侧的可通行性的方式实施障碍物对象的投影。
[0103]
此处，对通过上述处理生成的2d地图数据112的例子进行说明。
[0104]
图9是表示通过投影部122进行的投影处理而生成的2d地图数据112的例子的图。
[0105]
图9所示的2d地图数据112与图5所示的2d地图数据112不同，在“楼层1”与“楼层2”之间，设置了表示辅助投影面的“辅助楼层1-2”。另外，2d地图数据112中包括地板对象401、402、403、楼梯对象404、405、墙壁对象406、楼层间连接对象407、408。
[0106]“楼层1”中的楼梯对象404与地板对象402分离。该地板对象402位于与楼层间连接对象407、408连接的“辅助楼层1-2”。因此，可知“楼层1”中地板对象402所处的部位是人能够通行的。另外，还表示了在与“辅助楼层1-2”的地板对象402连接的楼梯对象405以及“楼层2”的地板对象403的下方人能够通行，这与现有的相同。
[0107]
像这样，投影部122将与地板对象401有重合、且高度为一定以上的地板对象402、楼梯对象405投影到辅助投影面。因此，这表示，由投影部122将对象投影而生成的2d地图数据112是保障了楼梯平台下的可通行性的数据。
[0108]
实施以上处理，将得到的投影结果数据保存在2d地图数据112中，由此投影部122的处理结束。
[0109]
以上是第一实施方式中的处理的说明。
[0110]
在以上说明的第一实施方式的2d地图数据生成装置100中，即使可通行对象重合，只要从重合的可通行对象到投影面之间存在人能够通行的高度，就追加辅助投影面。然后，投影部122将此后的对象投影到辅助投影面。这样，投影部122不对具有人能够通行的高度的空间投影对象，所以能够生成保障了人和物的可通行性的2d地图数据112。
[0111]
另外，在投影面生成部121生成辅助投影面时，投影部122能够将对象投影到该辅助投影面。在从踏步的下部看来隔开超过高度阈值th的位置处存在其他对象、且投影面集合s内存在与踏步间的相对高度h为指定范围内的投影面的情况下，不会再次生成辅助投影面。因此，不会对1个楼层生成大量辅助投影面，能够提高2d地图数据112的可读性。
[0112]
[第一实施方式的变形例]
[0113]
第一实施方式的2d地图数据生成装置100由1个计算机(装置)构成。但是，构成2d
地图数据生成装置100的计算机也可以是多个计算机可通信地连接而成的。例如，可构成为这样的系统，其中分别由不同的计算机实现存储部110、运算部120、输入输出部130，且用总线140构成将计算机之间连接的通信单元。对划分为管理服务器和信息终端的2d地图数据生成系统，参照图10进行说明。
[0114]
图10是表示2d地图数据生成系统50的结构例的框图。
[0115]
2d地图数据生成系统50包括管理服务器30和信息终端40。信息终端40能够经由互联网等网络n访问管理服务器30。另外，还能够由多个信息终端40访问管理服务器30。
[0116]
管理服务器30包括由总线33连接的存储装置31和2d地图数据生成装置32。存储装置31具有的带属性信息3d数据111和2d地图数据112与第一实施方式的存储部110所具有的相同。另外，2d地图数据生成装置32具有的投影面生成部121和投影部122与第一实施方式的运算部120所具有的相同。
[0117]
因此，投影面生成部121从存储装置31读取带属性信息3d数据111，生成投影面和辅助投影面。投影部122通过将对象投影到投影面而生成2d地图数据112，并将其保存在存储装置31中。
[0118]
信息终端40包括输入部41和输出部42。信息终端40具有的输入部41和输出部42与第一实施方式的输入输出部130所具有的输入部131和输出部132相同。另外，信息终端40具有的输入部41对2d地图数据生成装置32指示生成2d地图数据112，输出部42输出从存储装置31接收的带属性信息3d数据111或2d地图数据112。
[0119]
通过这样构成2d地图数据生成系统50，能够由管理服务器30统一地管理数据量庞大的带属性信息3d数据111和2d地图数据112。另外，由2d地图数据生成装置32承担负荷高的处理，因此无需对信息终端40要求高性能。另外，信息终端40中不保存带属性信息3d数据111和2d地图数据112，所以在信息终端40损坏等情况下带属性信息3d数据111和2d地图数据112也不会丢失。
[0120]
[第二实施方式]
[0121]
接着，对本发明的第二实施方式的2d地图数据生成装置的结构例和处理例进行说明。第一实施方式的2d地图数据生成装置100的投影部生成部121不对楼梯对象203中的梯段部2031、2033和平台2032加以区别地生成辅助投影面。另一方面，在以下说明的第二实施方式的2d地图数据生成装置100a中，将楼梯对象203分解为梯段部2031、2033和平台2032之后再生成辅助投影面。
[0122]
图11是表示第二实施方式的2d地图数据生成装置100a的结构例的框图。2d地图数据生成装置100a生成将对象从一定方向投影到由二维平面表示的投影面而得到的2d地图数据112，其中，该对象由带有表示对象属性的属性信息的带属性信息3d数据111表示。
[0123]
如图11所示，2d地图数据生成装置100a包括存储部110、运算部120a、输入输出部130和总线140。其中，存储部110、输入输出部130和总线140的内容与第一实施方式同样。在下面的说明中，主要将重点放在与第一实施方式的2d地图数据生成装置100间的差异进行说明。
[0124]
运算部120a主要由cpu构成，在内部执行多个处理。运算部120a执行的处理大致分为数据分解部123和投影部124。
[0125]
数据分解部123将从存储部110读取的带属性信息3d数据111分解为各个对象。带
属性信息3d数据111是附加了建筑物的构成要素的种类作为属性信息的3d数据。例如，数据分解部123将由多个踏步fi构成的楼梯对象203分解为各个踏步fi。并且，数据分解部123将楼梯对象203中的、指定面积以下的面作为梯段部2031、2033的踏步fi类别的对象，将大于规定面积阈值的面作为梯段部2031的平台2032类别的对象。
[0126]
投影部124将分解后的对象投影到表示地板等平面的投影面上，生成2d地图数据112。例如，投影部124生成投影面和辅助投影面，将由楼梯对象203分解得到的踏步fi投影到投影面或辅助投影面，来生成2d地图数据112。另外，投影部124实施表示投影到不同投影面的多个踏步fi能够通行的连接处理而生成2d地图数据112，这一功能与第一实施方式的投影部122相同。
[0127]
＜数据的说明＞
[0128]
本实施方式中处理的数据与第一实施方式是同样的，所以省略详细说明。
[0129]
＜数据分解处理的说明＞
[0130]
图12是表示数据分解部123对楼梯对象203进行分解的数据分解处理的例子的流程图。数据分解处理作为二维地图数据生成方法的一个例子，由步骤s11～s14构成。另外，本处理中分解的楼梯对象203是图4所示的对象。
[0131]
在数据分解部123中，在楼梯对象203并非在数据结构上分为梯段部2031、2033和平台2032的情况下，进行根据其形状的特征分解数据的处理。
[0132]
首先，数据分解部123从构成楼梯对象203的面的面数据中，提取作为踏步fi的面，将提取出的面追加至踏步集合f(s11)。作为数据分解部123提取踏步fi的方法，例如可以举出面的法线矢量是否在铅垂方向上朝向上方等。另外，在步骤s11中，也可以追加将数据分解部123提取出的面数据的各面中的、朝向同一方向并且邻接的2个面结合，视为一个踏步fi等处理。
[0133]
接着，数据分解部123进行对踏步集合f内的每个踏步fi执行步骤s13、步骤s14的处理(s12)。
[0134]
于是，数据分解部123判断踏步fi的面积是否大于面积阈值(s13)。此处，面积阈值可以由用户通过输入输出部130预先输入，也可以在数据分解部123的处理过程中动态地决定。另外，例如也可以将踏步集合f的最小面积的常数倍决定为面积阈值。
[0135]
数据分解部123在判断为踏步fi的面积大于面积阈值的情况下(s13的“是”)，对踏步fi附加平台的属性信息(平台的类别)(s14)。由此，在楼梯对象中，仅将具有一定以上大小的面视为平台，所以能够区分梯段部与平台的数据。
[0136]
在步骤s14之后，或者在步骤s13中判断为踏步fi的面积为面积阈值以下的情况下(s13的“否”)，数据分解部123转移至踏步集合f中的下一元素(踏步fi)的处理。另外，在步骤s13中判断为踏步fi的面积为面积阈值以下的情况下，也可以对踏步fi附加踏步的属性信息(踏步的类别)。
[0137]
以上是数据分解部123的处理的说明。
[0138]
通过图12所示的处理，投影部124在楼梯对象203中能够区分梯段部2031和平台2032。另外，投影部124在生成2d地图数据112时也能够区分梯段部2031和平台2032。由此，例如能够按梯段部2031和平台2032区分移动模拟时的移动算法。
[0139]
接着进行投影部124的说明。投影部124通过将带属性信息3d数据111的各对象投
影到投影面而生成2d地图数据112。该处理分为投影可通行对象的处理、和投影障碍物对象的处理。对对象应用哪个投影处理，可以根据各对象的属性信息来决定。
[0140]
＜可通行对象的投影处理＞
[0141]
首先，对可通行对象的投影处理进行说明。
[0142]
图13是表示可通行对象的投影处理的例子的流程图。可通行对象的投影处理作为二维地图数据生成方法的一个例子，由步骤s21～步骤s31构成。
[0143]
首先，投影部124对可通行对象组o内的对象o按其最高点从低到高的顺序排序(s21)。
[0144]
接着，投影部124对每个对象o∈o执行步骤s23～s31的处理(s22)。
[0145]
接着，投影部124将投影面集合s中的高度最低的面设定为投影面s(s23)。
[0146]
接着，投影部124对于对象o内的踏步集合f中的每个踏步fi执行步骤s25～s31的处理(s24)。此处，如果踏步集合f中存在由数据分解部123分解生成的踏步fi，则在此后的处理中使用该踏步fi。
[0147]
接着，投影部124判断从投影面s看来的踏步fi的相对高度h是否为高度阈值th以上(s25)。例如，投影部124对从地板对象201到楼梯对象203的高度、与从地板对象201去往一定方向的高度阈值th进行比较。
[0148]
在踏步fi的相对高度h为高度阈值th以上的情况下(s25的“是”)，投影部124判断将踏步fi投影到投影面s内的情况下是否会与投影面s中的可通行对象发生重合(图中记作“通路重合”)(s26)。
[0149]
关于是否发生重合，例如在以多边形形式保持2d地图数据112的情况下，投影部124可以根据是否发生图形的重合来判断。另外，在以单元形式保持2d地图数据112的情况下，投影部124判断是否存在同一坐标的单元即可。
[0150]
在将踏步fi投影到投影面s内时，与投影面s中的可通行对象发生重合的情况下(s26的“是”)，投影部124判断投影面集合s内是否存在与踏步fi间的相对高度h为指定范围以内的投影面sf(s27)。
[0151]
此处，对于步骤s27的处理参照图14进行说明。
[0152]
图14是表示不存在辅助投影面(投影面sf)的情况、和存在辅助投影面(投影面sf)的情况的例子的图。它们都表示从横向观看图3所示的带属性信息3d数据111的图。不过，图14中省略了地板对象202和墙壁对象204的记载。
[0153]
＜(1)不存在辅助投影面(投影面sf)的情况＞
[0154]
例如，设想在一个地板对象201之上仅存在一个楼梯对象203的情况。该情况下，对地板对象201、楼梯对象203中包含的梯段部2031、2033和平台2032，分别进行对投影面s的投影处理。如上所述，楼梯对象203相对于地板对象201有重合。另外，设定了高度阈值th作为人能够轻松通行的最低高度。
[0155]
如图14的说明图(1)所示，下方起第五级踏步fi的高度超过了高度阈值th，人能够在该踏步fi下通行。于是，投影部124在与人能够通行的踏步fi相同的高度设定辅助投影面ss。然后，第六级以后的踏步fi、平台2032被投影到辅助投影面ss。
[0156]
＜(2)存在辅助投影面(投影面sf)的情况＞
[0157]
此处，设想如图14的说明图(2)所示，在一个地板对象201之上设置了两个楼梯对
象203、203a的情况。楼梯对象203、203a的平台2032的高度可以不同。并且，假设在对楼梯对象203的图13所示的投影处理之前，已对楼梯对象203a进行了投影处理。因此，通过对楼梯对象203a的投影处理，已设定了作为辅助投影面的投影面sf。
[0158]
该情况下，如果存在与踏步fi间的相对高度h为指定范围内(例如相当于数级台阶的高度)的投影面sf，则投影部124将投影面s设定为投影面sf。此后的踏步fi、平台2032被投影到投影面sf。投影部124通过检测指定范围内是否存在踏步fi，能够判断是否能够将踏步fi投影到已存在的投影面，所以能够防止生成不必要的辅助投影面。
[0159]
这样，投影部124从距离投影面的高度较低的第一可通行对象(楼梯对象203的踏步fi)起，依次地将距离投影面的高度为高度阈值以下的第一可通行对象向投影面投影，并且，将距离投影面的高度超过高度阈值的第一可通行对象向辅助投影面投影。
[0160]
再次返回图13的步骤s27的说明。
[0161]
如图14的说明图(1)所示，如果投影面集合s内不存在与踏步fi间的相对高度h为指定范围以内的投影面sf(s27的“否”)，则投影部124生成与踏步fi相同高度的辅助投影面ss，将该辅助投影面ss追加至投影面集合s，并将辅助投影面ss用作投影面s(s28)。步骤s28例如在对图14所示的楼梯对象203a的投影处理中进行。通过生成辅助投影面ss，能够防止对已投影了踏步fi的可通行对象(例如地板对象201)的覆盖。
[0162]
另一方面，如图14的说明图(2)所示，如果投影面集合s内存在与踏步fi间的相对高度h为指定范围以内的投影面sf(s27的“是”)，则投影部124将投影面sf用作投影面s(s29)。
[0163]
在步骤s28或s29之后，投影部124将踏步fi和踏步集合f中的前一个踏步f
i-1
作为楼层间连接对象，使它们相互连接(s30)。在不存在前一个踏步f
i-1
的情况下，投影部124也可以不执行步骤s30的处理。通过本处理，投影部124由于形成了将不同投影面之间连接的楼层间连接对象，所以能够生成在对象投影之后也保障了楼层之间的通行的2d地图数据112(参照图9)。
[0164]
在步骤s30之后、步骤s25的“否”判断或步骤s26的“否”判断之后，投影部124将踏步fi投影到投影面s(s31)。对于每个踏步fi，如果从投影面起一定方向上的踏步fi的高度为高度阈值th以上、且存在与踏步fi间的相对高度为指定范围内的投影面，则投影部124将指定范围内的投影面sf用作投影面s并将踏步fi投影。另一方面，对于每个踏步fi，如果从投影面起一定方向上的踏步fi的高度为高度阈值th以上、但不存在处于指定范围内的投影面，则投影部124生成与踏步fi相同高度的辅助投影面ss，将辅助投影面ss用作投影面s并将踏步fi投影。作为投影方法，例如有投影部124单纯地从构成踏步fi的要素的各坐标中除去高度方向的坐标信息的方法。
[0165]
另外，投影部124投影后的对象的类别依照投影前的对象的类别。但是，投影部124会进行在处理的途中变更对象投影时的类别的处理，例如，将楼梯对象更改为楼层间连接对象等，该情况下，在反映了该变更后的类别的基础上实施投影。
[0166]
在步骤s31之后，投影部124再次返回步骤s24，对下一踏步fi反复步骤s25～s31的处理。然后，当全部踏步fi的处理结束时，投影部124返回步骤s22，对于对象组o中包含的下一对象o反复步骤s23～s31的处理。投影部124在对于对象组o中包含的全部对象o结束处理时，结束可通行对象的投影处理。
[0167]
以上是第二实施方式的可通行对象投影处理的说明。在带属性信息3d数据111采用按各楼层保持各对象的数据结构的情况下，投影部124可以对每个楼层实施图13所示的处理。但是，投影部124优选对于各楼层使用共用的投影面集合s。
[0168]
另外，关于障碍物对象的投影可以采用与第一实施方式同样的处理。
[0169]
将实施以上处理得到的投影结果数据保存在2d地图数据112中，由此投影部124的处理结束。
[0170]
以上是第二实施方式中的各处理的说明。
[0171]
在以上说明的第二实施方式的2d地图数据生成装置100a中，即使发生通路重合，只要从重合的通路到投影面之间存在人能够通行的高度，就追加辅助投影面。然后，将此后的对象投影到辅助投影面。因此，不对具有人能够通行的高度的空间投影对象，所以能够生成保持了投影前的对象的可通行性的2d地图数据112。
[0172]
在存在同一楼层且同一坐标处的、高度不同的多个通路，并且高度差为高度阈值th以上的情况下，投影部124生成辅助投影面。然后，投影部124能够将一方的通路投影到辅助投影面上而生成2d地图数据112。这样，将同一坐标处的高度不同的通路投影到不同投影面上，所以能够防止通路重合，生成保障了人和物的可通行性的2d地图数据112。
[0173]
另外，如果用数据分解部123将楼梯对象203分解为梯段部2031和平台2032，则投影部124也可以生成与平台2032的高度相同高度的辅助投影面。通过像这样生成辅助投影面，能够使2d地图数据112的生成加快。
[0174]
[第二实施方式的变形例]
[0175]
第二实施方式的2d地图数据生成装置100a由1个计算机(装置)构成。但是，构成2d地图数据生成装置100a的计算机也可以是多个计算机可通信地连接而成的。例如，可构成这样的系统，其中分别由不同的计算机实现存储部110、运算部120a、输入输出部130，且用总线140构成将计算机之间连接的通信单元。对划分为管理服务器和信息终端的2d地图数据生成系统，参照图15进行说明。
[0176]
图15是表示2d地图数据生成系统50a的结构例的框图。
[0177]
2d地图数据生成系统50a包括管理服务器30a和信息终端40。信息终端40能够经由互联网等网络n访问管理服务器30a。另外，还能够由多个信息终端40访问管理服务器30a。存储装置31、信息终端40的内容与第一实施方式的变形例(参照图10)相同。
[0178]
管理服务器30a包括由总线33连接的存储装置31和2d地图数据生成装置32a。存储装置31具有的带属性信息3d数据111和2d地图数据112与第二实施方式的存储部110所具有的相同。另外，2d地图数据生成装置32a具有的数据分解部123和投影部124与第二实施方式的运算部120a所具有的相同。
[0179]
因此，数据分解部123从存储装置31读取带属性信息3d数据111，并对数据进行分解。投影部124对于每个分解得到的数据生成投影面和辅助投影面，将对象投影到该投影面而生成2d地图数据112，并将其保存在存储装置31中。
[0180]
第二实施方式的变形例的2d地图数据生成系统50a具有与图10中说明的第一实施方式的变形例的2d地图数据生成系统50同样的效果。
[0181]
[其他变形例]
[0182]
上述各实施方式中，根据面的法线矢量朝向上方而从踏步集合f中提取踏步fi。但
是，即使在坡度平缓的斜坡下有时也设置有人能够通行的空间。此处，参照图16说明对斜坡应用本实施方式的处理的例子。
[0183]
图16是表示斜坡对象205的例子的图。
[0184]
如图16所示，地板对象201、202被斜坡对象205连接。其中表示了，将斜坡对象205精细地分解为用虚线分隔的规定大小的区域。然后，即使斜坡对象205的面的法线矢量并非铅垂方向，但只要朝向上方，就可以将斜坡对象205在宽度方向上分解得到的部分提取为踏步fi。如果斜坡对象205预先已提取为踏步fi，则由第一实施方式的投影面生成部121对每个踏步fi判断是否能够生成辅助投影面。如果斜坡对象205没有预先提取为踏步fi，则由第二实施方式的数据分解部123将斜坡对象205分解为多个踏步fi。
[0185]
通过这样将斜坡对象205分解，2d地图数据生成装置100、100a能够与上述楼梯对象203中的踏步fi同样地进行辅助投影面的生成、投影处理。另外，如果是在斜面的途中存在平台的斜坡对象205，2d地图数据生成装置100a也能够将斜坡对象205分解为斜面和平台。这样，即使对于斜坡对象205，也能够生成保障了斜坡对象205下的人和物的可通行性的2d地图数据112。
[0186]
另外，即使多个可通行对象有重合，只要存在人能够通行的空间，就生成辅助投影面，并将可通行对象投影到该辅助投影面。此处，除了人以外，如果存在可供工厂内移动的叉车等工程机械移动的空间，则也可以基于该工程机械的高度生成辅助投影面。
[0187]
另外，在各楼层的高度比通常更高，或者采用中庭结构(挑空结构)的情况下，生成的辅助投影面可以仅有1个。在投影面与重合于第一可通行对象的第二可通行对象之间的高度超过高度阈值th的情况下，将此后的第一可通行对象投影到辅助投影面即可。通过这样生成辅助投影面，能够防止对各楼层生成多个辅助投影面。但是，也可以在不同高度的移动体移动时，生成与移动体的各种高度相应的辅助投影面，将第一可通行对象投影到这些辅助投影面上。该情况下，例如模拟装置能够区分供为人通过的通路和供工程机械通过的通路来判断可通行性。
[0188]
另外，本发明不限于上述各实施方式，只要不脱离发明内容中记载的本发明的技术思想，就可以采用其他各种应用例、变形例。
[0189]
例如，上述各实施方式为了易于理解地说明本发明而详细且具体地说明了装置和系统的结构，但并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外，能够将此处说明的实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，进而也能够在某个实施方式的结构上添加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。
[0190]
另外，控制线和信息线示出了认为说明上必要的部分，并不一定示出了产品上全部的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎全部结构都相互连接。
[0191]
附图标记说明
[0192]
100
……
2d地图数据生成装置，110
……
存储部，111
……
带属性信息3d数据，112
……
2d地图数据，120
……
运算部，121
……
投影面生成部，122
……
投影部，123
……
数据分解部，124
……
投影部，130
……
输入输出部，201、202
……
地板对象，203
……
楼梯对象，2031
……
梯段部，2032
……
平台，2033
……
梯段部。