特許 5844845 ３次元および２次元デジタル画像を使用するシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5844845

(24)【登録日】2015年11月27日

(45)【発行日】2016年1月20日

(54)【発明の名称】３次元および２次元デジタル画像を使用するシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G06T 1/00 20060101AFI20151224BHJP

【ＦＩ】

   G06T1/00 200A

【請求項の数】12

【全頁数】38

(21)【出願番号】特願2014-100652(P2014-100652)

(22)【出願日】2014年5月14日

(62)【分割の表示】特願2012-537847(P2012-537847)の分割

【原出願日】2009年11月2日

(65)【公開番号】特開2014-142974(P2014-142974A)

(43)【公開日】2014年8月7日

【審査請求日】2014年5月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】512116170

【氏名又は名称】アーカイオ リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】デービッド エヌ．ジュデルソン

【審査官】 真木 健彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１２５５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２８２４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６６８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５１７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０１１２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５６４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２７１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１５６９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８６６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２００６／０１６４８７（ＪＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｇ０６Ｔ １７／０５

Ｇ０９Ｂ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

デジタルラスタ画像の情報を提供するための改善された方法であって、
スキャナを使用することにより、紙のドキュメントをデジタル化して、ピクセルツーピクセルビットマップデータであるデジタルラスタ画像を作成するステップと、
前記紙のドキュメントとデジタル化デバイスに関連付けられている縮尺情報を記録するステップであって、前記縮尺情報は、縮尺データ、前記スキャナのＤＰＩおよびデジタル化された前記紙のドキュメントの物理的パラメータを含む、ステップと、
前記縮尺情報を前記デジタルラスタ画像のヘッダ内に埋め込むステップと、
前記デジタルラスタ画像を第１のファイルとして格納するステップであって、前記埋め込まれた縮尺情報は前記第１のファイルの前記ヘッダ内に埋め込まれる、ステップと、
前記デジタルラスタ画像の３次元レンダリングを記述するオブジェクト、特性および変換をリストしたシーングラフを作成するための注釈を前記デジタルラスタ画像に記録するステップと、
前記デジタルラスタ画像に記録された注釈に基づき前記シーングラフを作成するステップと、
デジタル画像ビューワで前記デジタルラスタ画像をレンダリングするステップとを含み、前記改善は、
３次元座標系を有する前記３次元レンダリングを作成するステップと、
前記３次元レンダリングを第２のファイルとして格納するステップと
ユーザの描画を定義するピクセルデータを受信するステップと、
前記デジタル画像ビューワで前記デジタルラスタ画像上に前記ユーザの描画をレンダリングするステップと、
前記ピクセルデータ、前記デジタルラスタ画像のピクセルツーピクセルビットマップデータ、および前記スキャナのＤＰＩから前記ユーザの描画の縮尺情報を算出するステップと、を含み、
前記デジタルラスタ画像は、２次元座標系を有し、
前記３次元座標系および前記２次元座標系はマッチし、リアルタイムでリンクされ、
前記紙のドキュメントの前記デジタルラスタ画像および前記デジタルラスタ画像の前記３次元レンダリングは同時に表示することができることを特徴とする改善された方法。

【請求項2】

３次元座標系は、前記２次元座標系に座標に関してマッチすることを特徴とする請求項１に記載の改善された方法。

【請求項3】

前記２次元座標系に対応するそれぞれの前記３次元座標系は、共通の座標系を形成するようにリンクされることを特徴とする請求項２に記載の改善された方法。

【請求項4】

３次元座標系は、前記２次元座標系に選択イベントに関してマッチすることを特徴とする請求項１に記載の改善された方法。

【請求項5】

デジタルラスタ画像の情報を提示するための改善されたシステムであって、
スキャナを使用することにより、紙のドキュメントをデジタル化してピクセルツーピクセルビットマップデータである２次元デジタルラスタ画像を作成し、シーングラフを作成するための注釈を前記２次元デジタルラスタ画像に記録して、前記２次元デジタルラスタ画像に記録された注釈に基づき前記シーングラフを作成する、デジタル化デバイスであって、前記紙のドキュメントに関連付けられている縮尺情報が記録され、前記２次元デジタルラスタ画像のヘッダ内に埋め込まれ、前記縮尺情報は、縮尺データ、前記スキャナのＤＰＩおよびデジタル化された前記紙のドキュメントの物理的パラメータを含み、前記シーングラフは前記２次元デジタルラスタ画像の３次元レンダリングを記述するオブジェクト、特性および変換をリストする、デジタル化デバイスと、
前記２次元デジタルラスタ画像を受け取り、前記２次元デジタルラスタ画像を２次元表示手段において原寸に比例してレンダリングし、始点と終点とを含むユーザの描画を定義するピクセルデータを受け取り、前記２次元デジタルラスタ画像上に前記ユーザの描画をレンダリングするデジタル画像ビューワと、
前記始点から前記終点へのルートを計算し、前記ピクセルデータ、前記デジタルラスタ画像のピクセルツーピクセルビットマップデータ、および前記スキャナのＤＰＩから前記ユーザの描画の縮尺情報を計算するプロセッサとを備え、前記改善は、
前記デジタル画像ビューワが前記２次元デジタルラスタ画像に基づき前記３次元レンダリングを生成し、前記３次元レンダリングは３次元表示手段において原寸に比例しており、前記３次元表示手段は前記デジタル画像ビューワの一部であることを含み、
前記３次元レンダリングは、記録され、前記２次元デジタルラスタ画像の前記ヘッダ内に埋め込まれている前記縮尺情報を使用し、
前記３次元レンダリングは、リアルタイムで前記２次元デジタルラスタ画像とマッチしリンクされることを特徴とする改善されたシステム。

【請求項6】

前記３次元レンダリングは、前記２次元デジタルラスタ画像の２次元座標系と座標に関してマッチする３次元座標系を有することを特徴とする請求項５に記載の改善されたシステム。

【請求項7】

３次元座標系は、前記２次元座標系にイベントに関してマッチすることを特徴とする請求項６に記載の改善されたシステム。

【請求項8】

Ｆｉｎｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌであり、前記Ｆｉｎｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌは前記デジタル画像ビューワ上に図形的にマークされた２点間の第１の最短経路を特定することができ、前記第１の最短経路は前記２点間の最速経路であり、前記第１の最短経路の実縮尺計測は前記デジタル画像ビューワ上に表示することができることを特徴とする請求項５に記載の改善されたシステム。

【請求項9】

前記Ｆｉｎｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌは前記第１の最短経路が利用不可能な場合に前記２点間の第２の最短経路を特定することができ、前記第２の最短経路は前記２点間の第２の最速経路であり、前記第２の最短経路の実縮尺計測は前記デジタル画像ビューワ上に表示することができることを特徴とする請求項８に記載の改善されたシステム。

【請求項10】

Ｄｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌをさらに備え、前記Ｄｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌは前記デジタル画像ビューワ上に図形的にマークされた２点間の入口通路の数を決定することができることを特徴とする請求項５に記載の改善されたシステム。

【請求項11】

前記３次元表示手段において使用される３次元Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌをさらに備え、前記３次元Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌは前記３次元表示手段において取られた仮想経路のすべての詳細を画像として記録することができることを特徴とする請求項５に記載の改善されたシステム。

【請求項12】

Ｄｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌをさらに備え、前記Ｄｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌは３次元仮想ウォークスルーで仮想的に通る入口通路の数を決定することができることを特徴とする請求項５に記載の改善されたシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般的に、デジタル画像に関するものであり、より詳細には、デジタル画像の表示方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

紙の文書をスキャンしてデジタル画像にする方法はよく知られている。デジタルまたは電子ドキュメントが紙の文書に勝るいくつかの利点として、格納領域が小さいこと、コピー操作を即座に、簡単に行えること、読み出し速度が速いこと、電子転送（例えば、電子メール）を通じて簡単に共有できること、デジタル形式が永続性を有し不揮発性であること、および樹木などの天然資源を保護できることが挙げられる。完全にデジタル化されたオフィスは、大半の企業において実現されていないが、通常の営業過程においてデジタルドキュメントに大きく依存しない企業を見つけることは希である。

【0003】

例えば、不動産所有者、土地開発業者、建築家、およびドキュメント管理専門家は、建物青写真、間取り図、およびライザ図（ｒｉｓｅｒ ｄｉａｇｒａｍｓ）などの、不動産に関係する作業中のドキュメントおよび歴史的なドキュメントをスキャンすることで、スペースを節約し、ドキュメントの複写および配布をより効率的に行えるようにする。しかし、図面がスキャンされた後、図面上の縮尺情報は、紙の図面をデジタル化した図面をモニタまたは表示デバイス上に表示する際にコンピュータ認識可能でなくなっている。特に、図面のデジタル画像は、典型的には、特定のピクセル毎の寸法を有するデジタル画像として取り込まれ、原図上に含まれている縮尺情報との関係を確立する直接的な、または容易な手段はない。そのため、モニタまたはディスプレイを使用して画像を表示する場合、紙の図面の縮尺は、例えば、１インチが３フィートに相当するということは、モニタもしくはディスプレイ上のレンダリングされた画像については有効でないため、ユーザがレンダリングされた画像から正しい計測情報を取得することは実質的に不可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願第１０／４３４，３９０号明細書

【特許文献2】米国特許出願第１０／０３８，５７２号明細書

【特許文献3】米国特許出願第１０／１７７，５７７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来から、紙の平面図をスキャンし、デジタル化して電子記憶装置に保存する場合、特定のドキュメントの画像の元の物理的サイズ、したがって、画像縮尺の対応する有用性は、もはや画像の具体的属性ではなくなる。例えば、紙のインフラ図が高さ３０インチ、幅４０インチである場合、表示デバイスのサイズおよびそのデバイスの持つピクセル解像度によっては異なるモニタを使用したときに、そのスキャンされた電子画像のコンピュータユーザには、そのドキュメントが異なる物理的サイズのドキュメントであるように見える。そのため、ドキュメント上に表示される縮尺（例えば、１／８インチは１フィートに相当するなど）は、コンピュータモニタ上にドキュメントの電子図を表示する場合に不正確なものとなる。これは、紙の画像の元の物理的サイズがコンピュータモニタのピクセル寸法と直接的な相関関係を有していないからである。その結果、２０インチ幅のモニタは、画像全体を表示する場合に画像を２０インチ幅としてのみ表示することができ、２５インチ幅のモニタは、画像全体を表示する場合に画像を２５インチ幅としてのみ表示することができる。また、いずれのモニタも、画像全体を最初に表示されていたとおりに、つまり、４０インチ幅の画像として表示することができない。ユーザには紙の図面の元の物理的サイズがどのようなものであったかを知るすべがないが、それでも平面図にリストされている画像の縮尺比率は元の紙のドキュメントの物理的サイズに直接結びついている。したがって、スキャンされたインフラ図を２５インチモニタで見ているコンピュータユーザが画像縮尺とともにそのデータを使用してコンピュータモニタ上の画像を物理的に計測し実縮尺計測結果を手計算しようとした場合、その結果、間違った計測値が得られることになる。さらに、元の画像の一部分のみがコンピュータモニタ上に表示されるように画像をズームした場合も、画像の物理的サイズに歪みが生じ、実縮尺寸法計測を計算するために縮尺と組み合わせたときに画像または画素の物理的計測が役立たないものとなる。本質的に、紙の図面がスキャンされた後、その図面上の縮尺情報は、紙の図面をデジタル化した図面をモニタまたは表示デバイス上に表示する際にもはや有効でも正確でもなくなっている。

【0006】

したがって、紙のドキュメントに固有の実用性の一部は、ドキュメントがデジタル化される際に失われる。このように実用性が失われることは、多くの場合図面を見ることの主な理由である、部屋の計測、壁の長さ、または階の一区画の面積を求めることが望ましいときに特に問題となる。それに加えて、デジタル図面に注釈を入れるときに、グラフィックによる注釈がデジタル画像上に表されるレンダリングされた対象に対する実縮尺比率を保持する場所に注釈を付けることが望ましいことが多い。

【0007】

したがって、レンダリングされた対象を正確に記述する正しい、正確な寸法情報を決定することができることとともにデジタル図面を表示し、デジタル図面を配布するための手段が業界では要求されており、この件は未だ満たされていない。

【0008】

また、建物に関するイベント情報を建物のデジタル図面とともに表示することができることも知られている。例えば、建物はさまざまな警報システムを備えることができることが知られている。イベントが建物システム内で生じる非常時に建物システムからのイベント情報を表示する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。建物に関する情報は、ディスプレイ部分に表示される。表示される情報は、ユーザによって選択可能であり、また変更可能である。建物内の非常時に関係する警報グラフィックも表示することができる。ユーザは、火災システム警報発生デバイスのステータスを開示する、間取り図を示すことを選択することができる。しかし、このグラフィックを表示することができるが、ユーザは、建物内の人々、非常時の状態、および建物の構造的特性の間に存在する正確な、原寸に比例した空間的関係を認識しない。

【0009】

レスポンダアセットマネジメントシステム（ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ ａｓｓｅｔｓ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）（ＲＡＭＳ）が文献において開示されている（例えば、特許文献２参照）。開示されているシステムでは、局地的な天気、全国の天気、および他の情報へのリンクを含む緊急時対応要員を含むレスポンダが利用できる情報を使用する。このシステムは、建物または施設の仮想ウォークスルー機能も備える。しかし、この仮想ウォークスルーが用意されていても、ユーザ側で正確な空間的関係を決定するために拡大縮小およびズームを行うことができない。

【0010】

最後に、構造内の危険な状況の検出、監視、および評価を行うためのシステムおよび方法が文献において開示されている（例えば、特許文献３参照）。双方向通信機能を有するセンサは、構造内に、または構造のマトリックス内に戦略的に配置される。これらのユニットは、ベースコンピュータと通信する高水準の多機能検出器である。しかし、上で説明されている他のシステムと同様に、構造内の危険な状況との正確な関係を決定することができるように空間的関係がユーザ向けに用意されていない。

【0011】

従来技術では空間的関係は、グラフィックで表されている間取り図または図面を表示するために使用される表示、ビューワ、またはグラフィックビューポートの種類により、さらに決定不可能である。従来技術で使用されている伝統的な２つの種類の表示は、２Ｄ表示または３Ｄ表示のいずれかである。それぞれの表示はユーザに個々の利点をもたらすが、これらの利点は制限されている。例えば、２Ｄ表示は、建物または構造物全体に関して空間をプロットするためにユーザが使用することができるが、２Ｄ表示で、構造物の部屋または通路の内部の完全な幾何学的形状も見栄えも記述することはできない。そのような場合、ユーザが階の２Ｄ表示を使用して構造物内の入口または出口ルートをプロットしているときに、特定のルートのアーキテクチャおよび幾何学的形状に関する詳細は、空間の実縮尺の３Ｄアニメーションまたは実縮尺の３Ｄ仮想表現となっている可能性があるので包括的に決定することはできない。また、２Ｄ表示のみを使用すると、ナビゲートされる経路にそって生じる建物内において視覚的に識別されるアーキテクチャ要素および危険な要素についてルートの調整を行うことができない。例えば、２Ｄ間取り図は、特定の通路が特定の機器に対して十分に広いことを示しうるが、すべての次元における通路の実際の高さおよびアーキテクチャ幾何学的形状を２次元表現で表すことはできない。その結果、緊急時対応チームまたは他の建物システム作業員は、決定支援ツールとして２Ｄ間取り図のみを使用するときに悪いまたは危険な決定の直接的原因となりうる不完全なデータを受け取る。

【0012】

３Ｄ表示のみを使用したときの間取り図を表示する方法の利点も、ユーザは構造物の内部を単に見るだけであり、壁構造および埋め込まれている電気系統、天然ガス系統、および配管詳細を素早く識別することができないので損なわれる。それに加えて、ユーザは３Ｄ表示を使用した場合に、直接的にユーザの視錐内にある部屋の中のオブジェクトに対する空間的関係のみを識別することができ、限定はしないが、ブロックされた通路、危険な物質のある場所、警報ステータス、および他の重要項目を含む、潜在的に危険な／重要な隣接する部屋／エリア特性を認識しない。

【0013】

従来技術では、グラフィックスを２Ｄまたは３Ｄで分離して可視化するが、本発明によって構成される新規性のある画像データ関係を利用する表示能力を改善するディスプレイが要求される。このようなディスプレイは、３Ｄおよび２Ｄの両方の表示の利点を兼ね備える。そのため、以前の技術には見られない方法で２つの関係し、関連しているが、独立しているデータパースペクティブの間の同期された実縮尺の視覚的関係を構成するディスプレイが要求される。実縮尺の３Ｄおよび２Ｄ表示の間で共生的データ可視化を行うことができるディスプレイが要求されるが、これはそのような表示が連続して表示される場合であっても独立して表示されるときには実現されない。このようなディスプレイでは、実縮尺の座標リンク表示を介してクリティカルな、計測可能な、空間的な、および関係データに同時にアクセスしつつ３Ｄおよび２Ｄのルートを同時に表示することが可能になる。そのようなディスプレイがルートの正確な実縮尺の計測結果を表示することも望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明では、実縮尺の、座標に関してマッチした、リアルタイムでリンクした、３次元／２次元の画像デュアル表示（ビューワ）を実現する。本発明の組み合わされた同時およびリアルタイム画像表示を使用して、リスクの評価、セーフゾーンおよびキルゾーンの定義、内部および／または外部構造シーンに対するクリティカルなアセット、警報およびセンサ、危険物、および実縮尺構造物／建築物の細部の可視化を効果的に行うことができる。３Ｄ表示と２Ｄ表示とを同期された、座標にリンクした、実縮尺の画像表示と組み合わせることによって、文脈的配置と空間的データはもはや相互排他的でない。むしろ、組み合わされた３Ｄ／２Ｄ表示では、画像内のヘッダに埋め込まれている縮尺情報を使用して、ユーザが３Ｄと２Ｄで同時に操作できるリアルタイム情報を取得することを可能にし、表示されている環境の状況認識およびインテリジェンス情報の固有の状態を定める。３Ｄおよび２Ｄビューの同時表示は、固定もしくはフローティング状態の、３Ｄおよび２Ｄウィンドウ配置またはサイズと無関係である。

【0015】

本発明は、デジタル化された図面を表示するのに適したアプリケーションとともに使用するための計測ツールも実現する。計測ツールでは、実縮尺によるデジタル図面から長さおよび面積（規則正しい形状の面積と不規則形状の面積の両方）を計算する。これは、デジタル化された建築図面、または実縮尺で図面を計測し注釈を入れることが重要である場合に紙からスキャンされてデジタル形式にされ、長期にわたって維持することが容易でなく、また失われると再度取り込むのが容易でない他の図面に特に有利である。

【0016】

一実施形態では、本発明は、紙のドキュメントをデジタル化するステップと、縮尺データおよびデジタル化（スキャン）される紙の物理的パラメータを取り込むステップと、デジタル化された画像のファイルに関連付けられているヘッダ内に縮尺および物理的パラメータデータを埋め込むステップと、次いでデジタル化された画像を格納するステップとを含む。本発明は、実縮尺の線の長さおよび面積を計算する際にヘッダデータを使用できるようにビューワアプリケーションを通じてデジタル化された画像を表示する際にヘッダデータの処理をさらに行う。例えば、表示されるデジタル化された紙が間取り図である場合、そのヘッダデータを使用して、間取り図上の距離および面積を実縮尺で計測することができる。線が引かれた後、ヘッダ縮尺データを使用して実縮尺の計測を計算し、次いで所望の計測単位に変換して、次いでユーザに提示することができる。

【0017】

デジタル化される紙の縮尺および物理的パラメータを取り込むステップは、紙の元の縮尺情報、スキャンのＤＰＩ、および紙の元のサイズを取り込むステップを含む。紙がＴＩＦＦファイルとして画像化される場合、取り込まれたデータは、ＴＩＦＦヘッダタグを使用してＴＩＦＦヘッダのプライベートタグ内に格納される。当業者には周知のように、ＴＩＦＦヘッダはプライベートＴＩＦＦヘッダタグとパブリックＴＩＦＦヘッダタグの両方を有し、パブリックタグは、特定の、または特異的なデータ型を対象とし、プライベートタグは、特定の目的のためにデータを保持するように登録されなければならない。例えば、ファイルサイズについてのパブリックＴＩＦＦヘッダタグは、記述データまたは縮尺データなどの他のデータを格納するためには使用できない。プライベートタグは、オープンフィールドであり、登録されたタグでない限りそれらのフィールドの中に入ることが意図されたデータを有しない。プライベートタグは、ソフトウェア開発者によって使用されうるか、または特定のタグを１つの指定された明確な目的のために使用できるように民間企業に登録されうる。

【0018】

ＴＩＦＦ画像を表示する場合、ユーザは、線もしくは形を描画するためにビューワの一部である描画ツールを使用することができる。線または形を定義するピクセルの配置は、ビューワによって、ヘッダデータとともに使用して線の実縮尺の計測された長さを計算するために取り込まれる。上述のように、本発明は、長さ（線とポリラインの両方に対する）および面積（矩形、多角形、および逆さ多角形などの規則正しい形状と不規則形状の両方に対する）の計測を行う。ＴＩＦＦ画像で使用される他のツールとして、一部はＴＩＦＦヘッダ内に埋め込まれている縮尺情報を使用して２Ｄマップ上に、または３Ｄレンダリング内にマークされた２つのユーザ選択された、または動的に更新される点の間の最短最速経路を計算するＦｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈツールが挙げられ、Ｆｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈツールは、２つのユーザ選択された、または動的に更新される点の間の複数のルート、例えば、一次（最短の）ルート、二次（次に最短の）ルート、および三次（オプションの）ルートも計算し、それと同時に表示することができ、これにより、高度な不測事態対応計画、個別通路および入口／出口点に通り抜け不可能のマークを手動でまたは自動的に付け、階段の吹き抜けに攻撃または避難のマークを付けることを可能にするバリアツールに対応することができ、これらの動的な詳細で最短経路の再計算をトリガさせることができる。３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈツールは、３Ｄウィンドウ上でナビゲートされる経路を記録し、それと同時に、２Ｄ表示ペイン上に経路をマッピングする。再生すると、Ｄｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌが、煙の充満している暗い環境などの悪条件の下で作業している緊急時対応要員へのクリティカルな補助手段となるように割り当てられた経路にそった環境に合わせて配向されている出入り口および通路の一覧を自動的に作成する。生成された経路は、デジタルファイルに格納し、埋め込むことができ、これにより、計画、準備、模擬避難訓練、および訓練強化を円滑に行うことができる。

【0019】

これらの変化する時間に、危機状況における災害対応および同様の緊急事態管理要員および建物要員は、居住者、インフラ、およびアセットを適切に保護するために建物の平面図にアクセスできることが欠かせない。必要なのは、緊急時対応要員にインタラクティブな実縮尺の３Ｄおよび２Ｄ可視化環境において、原寸に比例した建物建築平面図を与えるシステムおよび方法であり、これらは緊急時対応要員にとって有用であり、離れた場所にいるシステムユーザが複数の文脈内状況認識データ点を取り出すことを可能にする。この機能は、歴史的に、物理的構造物それ自体の中にいる人々のためにのみ確保されていた。このシステムおよび方法は、ソフトウェアパッケージの形で具現化することができる。

【0020】

縮尺平面図は、スタジアム、アリーナ、橋、トンネル、埠頭、および同様のものを含む、建物または構造物に対する進入ルートおよび退出ルートを計画する場合に緊急時対応要員にとって有用なものである。それに加えて、２地点間ルート指定は、手動でも、プログラムでも、容易に決定される。

【0021】

縮尺平面図は、緊急事態の前と緊急事態の発生中の両方における進入ルートおよび退出ルートを計画する場合に一般大衆および緊急時対応要員にとって有用である。考えられる緊急事態に備えるために、建物のテナントまたは経営者は、開示されているシステムを使用して、そのような細部を３Ｄと２Ｄで同時に表示しながら建物を出入りするために事前に取り決めたルートを決定することができる。緊急事態が発生した場合、緊急時対応要員は、本発明の動的探索および配送機能を使用して、非常口へのルートをリアルタイムで決定することができる。このシステムを使用すると、緊急時対応要員は、特定の建物の場所またはエリアへの、またそこへの階層的な最短から最長までのフォーマットで提示される複数のルートを決定することができ、緊急時対応要員は、３Ｄと２Ｄの両方で建物の特定の部分にアクセスしたり、またはブロックしたりすることができる。このシステムを使用すると、構造物の外部から構造物の階の接近可能な場所までのルートであっても、人を運ぶすべてのインフラ、例えば、建物の階段吹き抜けを考慮して、建物の複数の階にまたがってルートを決定することができる。

【0022】

本発明により、構造物内の２地点間ルート指定を円滑に行え、要員は特定の場所に到達するために正確な計測されたルートを識別することができる。緊急時対応要員は、Ａ地点からＢ地点にどのように至るか、またルートにそって移動しなければならない正確な距離を知る。例えば、建物が煙に巻かれているときに、火災担当者は、向かうべき場所を確認することができず、向かうべき場所を判断するための他の手段に依存しなければならない。このシステムを使用すれば、消防士は、場所に到達するために与えられた方向にどれだけ進むとよいかを正確に知ることになる。同様に、スタジアムおよびアリーナでは、警備側は、開示されているシステムを使用して、問題エリアをピンポイントで突き止め、発生しうる治安状況に対処することができる。緊急時対応要員および建物内のテナントもしくは他の人々の両方が、非常口の場所および出口へのルートを決定することができる。動的探索機能を使用することで、非常口へのさまざまなルートをリアルタイムで決定することができる。

【0023】

本発明では、縮尺平面図情報を少なくとも３つの方法で配送することができる。第１に、一実施形態では、本発明は、コンピュータのモニタ画面または表示デバイス上に情報を表示し、マウス、スタイラス、または他のユーザ指示選択デバイスなどの、ポインティングデバイスを使用してユーザが選択された地点またはエリアを選ぶことができる。第２に、本発明は、要員が携行できるハンドヘルドデバイス上に情報を表示することができる。第３に、システムは、ユーザの見通し内に関連する情報を表示する、ヘッドアップディスプレイを使用することができる。このように本発明を使用することは、視認性の低下を伴う状況で作業することの多い消防士の助けになることであろう。本発明を使用することで、暗闇の中を歩く消防士は、現在の場所および所望の目的位置へのルートを含む、必要な情報を詳細に示すヘッドアップディスプレイで確認することができる。

【0024】

最後に、計画委員会または計画要員がアクセスルートとともに封じ込め戦略または他の戦略も決定できるように同時に３Ｄと２Ｄの、原寸に比例した表示を使用することができる。開示されているシステムを使用すると、建物のテナントまたは建物の経営者側が事前に取り決めたルートを策定し、事実上消火訓練のために火災安全対策を高めることができる進入および退出ルートを決定することができる。さらに、スタジアム、アリーナ、および同様のものについて、警備側は、開示されているシステムを使用して、問題エリアをピンポイントで突き止め、発生しうるさまざまな治安状況に対する解決策を決定することができる。

【0025】

ユーザは、本発明を、（１）キオスク、（２）遠隔通信システム、および（３）統合システムの少なくとも３つの方法で実装することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

本発明について一般的な用語で説明し、添付図面を参照するが、必ずしも原寸に比例していない。

【0027】

【図1】本発明を使用する一実施形態によるシステムを例示する概略ブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態の流れ図である。

【図3】本発明の一実施形態によるスキャンされたドキュメントに関連付けられている縮尺データを入力するための例示的なユーザインターフェースの図である。

【図4】本発明の一実施形態によるスキャンされたドキュメントに関連付けられているデータを入力するための例示的なユーザインターフェースの図である。

【図5】本発明の一実施形態による、ユーザが線を引いて、線の実縮尺計測結果がユーザに対して表示される、スキャンドキュメントを表示するための例示的なユーザインターフェースの図である。

【図6】本発明の一実施形態による、ユーザが多角形を描画し、多角形の実縮尺計測結果がユーザに対して表示される、スキャンドキュメントを表示するための例示的なユーザインターフェースの図である。

【図7】本発明の一実施形態による線の長さの計算を例示する略図である。

【図8】本発明の一実施形態による矩形の面積の計算を例示する略図である。

【図9】本発明の一実施形態による楕円の面積の計算を例示する略図である。

【図10】本発明の一実施形態によるポリラインの長さの計算を例示する略図である。

【図11】本発明の一実施形態による多角形の面積の計算を例示する略図である。

【図12】本発明の一実施形態によるデータ表示の図である。

【図13】本発明の別の実施形態の流れ図である。

【図14】３Ｄ／２Ｄ表示／ビューワを表示する例示的なユーザインターフェースを示す図である。

【図15】図１３において説明されているような、表示／ビューワの３Ｄウィンドウのみを表示する例示的なユーザインターフェースを示す図である。

【図16】図１３において説明されているような、表示／ビューワの２Ｄウィンドウのみを表示する例示的なユーザインターフェースを示す図である。

【図17】図１３において説明されているような、３Ｄ／２Ｄ表示／ビューワのアプリケーションシェルを表示する例示的なユーザインターフェースを示す図である。

【図18A】３Ｄ／２Ｄ表示／ビューワ上に示されている単一の階について使用されるＦｉｎｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌを示す図である。

【図18B】図１８ＡのＦｉｎｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌを使用して計算される経路を示す図である。

【図18C】３Ｄ／２Ｄ表示／ビューワ上に示されている高層建物について使用されるＦｉｎｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌを示す図である。

【図19】３Ｄ／２Ｄ表示／ビューワとともに使用されるＢａｒｒｉｅｒ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌを示す図である。

【図20】３Ｄ／２Ｄ表示／ビューワとともに使用されるＤｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌを示す図である。

【図21】３Ｄ／２Ｄ表示／ビューワとともに使用される３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

次に、本発明のすべてではなくいくつかの実施形態が示されている、添付図面を参照しつつ、本発明についてさらに詳しく以下で説明する。実際、これらの発明は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書で述べられている実施形態に限定されると解釈すべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が該当する法律的要件を満たすように実現される。全体を通して、類似の番号は、類似の要素を指す。

【0029】

以下では、ブロック図および流れ図を参照しつつ本発明のシステムおよび方法について説明することを理解されたい。ブロック図および流れ図のブロック、およびブロック図および流れ図中のブロックの組み合わせは、それぞれ、コンピュータプログラム命令によって実装されうることは理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令を、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能なデータ処理装置にロードしてメカニズムを生成し、これにより、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置上で実行される命令が１つまたは複数の流れ図ブロック内で指定された機能を実行するための手段を生成することができる。

【0030】

コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置を特定の方法で機能させることができるこれらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読メモリに格納することもでき、これにより、コンピュータ可読メモリ内に格納される命令で、本明細書で指定されている機能を実行する命令手段を収めた製造品を生産することができる。これらのコンピュータプログラム命令は、さらに、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置上にロードされ、これにより、コンピュータまたは他のプログラム可能装置上で一連の動作ステップが実行され、コンピュータまたは他のプログラム可能装置上で実行される命令が本明細書で指定されている機能を実装するためのステップを実現するようなコンピュータ実装プロセスを形成することができる。したがって、ブロック図および流れ図のブロックは、指定された機能を実行するための手段の組み合わせ、指定された機能を実行するためのステップの組み合わせ、および指定された機能を実行するためのプログラム命令手段をサポートする。ブロック図および流れ図のそれぞれのブロック、およびブロック図および流れ図内のブロックの組み合わせは、指定された機能またはステップを実行する専用ハードウェアベースのコンピュータシステム、または専用ハードウェアとコンピュータ命令の組み合わせによって実装されうることも理解されるであろう。

【0031】

本発明は、デジタル化された図面を表示するためのビューワアプリケーションとともに使用する計測ツールを実現する。計測ツールを使用することで、実縮尺による水平および垂直の長さ、距離、ならびに面積（規則正しい形状の面積と不規則形状の面積の両方）を計測することができる。本発明は、建築図面、機械製図、または地図などの縮尺された図面を有する紙のドキュメントのデジタル表現とともに使用することができるが、以下では、例示することを目的として建築図面の文脈において説明する。開示されている実施形態は、本発明の範囲を制限するものとみなされるべきでない。

【0032】

このシステムでは、第１の場所にいるオペレータが第２の場所にいるユーザに情報を提供することができる。例えば、もう一度上記の消防士の例を使用すると、消防士は、ヘッドアップディスプレイを例えば消防士の防護服のバイザーに備え、建物の間取り図の画像をそのヘッドアップディスプレイに示すことができる。その間、通りにいる、または集中管理を行う場所にいる監督者は、ヘッドアップディスプレイを介して、または口頭の命令で、または同様の方法で構造物の正確なナビゲーション指令を消防士に与えることができる。

【0033】

別の実施形態では、建物の縮尺平面図のすべてを１つのシステムに統合する。そのため、構造物、電気系統、水道、火災警報、動き検出、および他のクリティカルなシステムはすべて、緊急時対応要員から容易にアクセス可能である。緊急時対応要員は、本質的に異なるデータの統合されたビューを利用して、危険な状況、潜在的な犠牲者、犯罪者、またはテロリスト要素を効果的に識別し、特定する。

【0034】

システムは、標準的なＲＦ通信、光リンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＲリンク、または同様のものを使用することも可能である。さらに、３次元モデルを、侵入警報、火災警報、煙警報、電子ビル管理または電子ビル情報管理システムなどの他のビルシステムと統合し、進入ルートまたは退出ルートを決定したり、または他の建物中心の決定を下すときに存在する可能性のあるさまざまな障害物、つまり、火災警報、温度注意モニタ、危険物質の場所、特別なビルの幾何学的形状および障害物を考慮するようにできる。

【0035】

さらに、橋およびトンネルなどの他の構造物に対する緊急事態計画も、開示されているシステムを使用して実行することができる。それに加えて、ＧＰＳロケータを使用して、個人の位置を追跡することができる。別の実施形態では、ＲＦ三角測量を使用して、個人の正確な位置を突き止める。ＲＦ三角測量は、建物内に設置されているアンテナを使用して実行されるか、または古い建物もしくはそのようなアンテナのない建物の場合には、携帯型三角測量ユニットが使用される。

【0036】

別の実施形態では、三角測量機器は、緊急対応車両内にある。ＲＦ三角測量は、ＧＰＳ技術を使用して三角測量点が知られ、三角測量を使用する補間によって正確な位置が決定されるようにＧＰＳロケータと一緒に使用することができる。

【0037】

システムでは、既存の電子ＣＡＤ図面または紙の平面図を使用する。平面図は処理され、システムに入力され、１つまたは複数のサーバに格納される。システムは、ラスタ−ベクタ変換を使用して、紙の平面図またはレガシー平面図の使用を準備する。準備された平面図は、原寸に比例して描画されている。システムに入力した後、平面図は、離れた場所にいるユーザを含む、すべてのユーザから即座にアクセス可能である。一実施形態では、平面図はパスワードで保護される。

【0038】

システムは、計画、装飾、および設計にも使用されうる。平面図が入力され、縮尺された後、家具、絨毯、および絵画などの他のオブジェクトを平面図に加えることができる。システムは、最終的レイアウトを複数の角度で見ることができるようにウォークスルーおよび平面図特徴を含む。詳細な計測は、図面が原寸に比例しているため開示されているシステムを使用して行うことができる。

【0039】

システムの一実施形態では、キオスクが構造物の中および周囲で利用可能であり、これによりユーザは始点と終点とを選択することができる。次いで、システムは、完全に、原寸に比例したルートの３次元表現および２次元地図表示を生成する。生成された画像は、ユーザが容易に距離を判別できるように原寸に比例している。さらに、キオスクを使用すると、キオスクの位置が知られており、システムを使用して事前にマッピングまたはプロットすることが可能なので、エンドユーザは建物構造物に関する詳細を表示し、構造物の残り部分に相対的なユーザの現在位置に関する文脈的な実縮尺のインテリジェンス情報を取得することができる。または、システム図面および注釈ツールを使用することで、キオスクユーザは、拡張建物データセット、例えば、出口および／または消火器などの建物防火機器の配置を、すべて完全に原寸に比例して、基礎となる実縮尺デジタル建物間取り図の文脈において表示することができる。

【0040】

図１を参照すると、本発明の一実施形態は、スキャナステーション１２、データベース１４、ワークステーション１６、プリンタ１８、ファイル入力デバイス１０、送信機２６、およびセキュリティシステム中央オフィス８を備えることがわかる。スキャナステーション１２は、建物青写真、間取り図、ライザ図、または他の建築もしくは設計図面などの紙のドキュメントのデジタル画像を取り込むために必要なスキャナおよび関連付けられているソフトウェアを備える。好ましい一実施形態では、スキャナステーション１２は、大きなデジタル画像を処理するのに十分な速度と十分な容量のＲＡＭを有するデスクトップコンピュータに接続された高速大型フォーマットスキャナを備える。一実施形態では、スキャナは、ＩＳＩＳまたはＴＷＡＩＮインターフェースのいずれかを使用し、また使用される圧縮／復元アルゴリズムはＴＩＦＦ ＣＣＩＴＴ Ｇｒｏｕｐ ４であり、これは可逆圧縮アルゴリズムである。スキャナによって取り込まれたピクセルツーピクセルビットマップデータを保存するためにアルゴリズムは可逆圧縮アルゴリズムであることが重要である。データベースサーバ１４は、スキャナとその関連するソフトウェアによって作成された画像ファイルを格納するための好適なデータベースを備える。別の実施形態では、画像ファイルは、デジタルファイル、例えば、ＣＡＤファイルおよび同様のファイルとしてデータベースに入力される。データベースは、施設丸ごとの間取り図および構造詳細全体を格納し、データへのアクセスを即座に行えるようにする。そのため、緊急時対応要員は、構造に入るのに先だって建物レイアウト全体、および問題が発生するおそれのある箇所にもれなく気を配ることができる。

【0041】

ワークステーション１６は、モニタ、キーボード、マウス、スタイラスなどのユーザインターフェース手段を備える好適なコンピューティングデバイスとすることができる。ワークステーションは、２次元および３次元の画像を表示することができるデスクトップコンピュータまたはラップトップ２８ａ、ＰＤＡ ２８ｂ、もしくは携帯電話２８ｃなどの携帯型コンピューティングデバイスとすることができる。ワークステーションは、ビューワ２４０を備える。例示されている実施形態において、ビューワ２４０は、ＴＩＦＦ画像を読み取り（つまり、復元し）、ユーザに対して表示することができるＴＩＦＦビューワである。ビューワ２４０は、例えば、ＬＥＡＤ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．社が提供するビューワコンポーネントおよびツールを使用して、構成することができる。特に、ＬＥＡＤ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．社では、ＴＩＦＦビューワに組み込むことができる復元ツール、ラバーバンドツール、表示ツール、オーバーレイ表示ツール、オーバーレイストレージツール、およびタグ読み取りツールを提供している。ビューワ２４０の重要な態様は、ビューワ２４０で線および形の描画の実縮尺計測を計算するために、本発明による、計測計算機２２を備えていることである。

【0042】

プリンタ１８は、ワークステーション１６から印刷することができる好適なプリンタであり、ネットワーク２４が前述のデバイスを相互接続する。ネットワーク２４は、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、イントラネット、インターネットおよび／またはそれらの任意の組み合わせなどの、パブリックまたはプライベートの、電気通信および／またはデータネットワークを含んでいてもよく、また有線および／または無線であってもよい。ネットワークの接続性により、分散コンピューティング環境を前提として本明細書で説明されているようなさまざまな方法を実施することができる。

【0043】

本発明の一実施形態では、ワークステーション１６には、１つまたは複数のドッキングステーションが随伴する。これらのドッキングステーションは、タブレットＰＣ ２８ａ、ＰＤＡ ２８ｂ、携帯電話２８ｃ、および同様のものなどのデバイスに間取り図および構造詳細をダウンロードするために使用される。そのため、データをプリントアウトできることに加えて、電子コピーも使用することができる。別の実施形態では、データは、送信機２６を使用してＰＤＡ、携帯電話、または同様のものに送信される。一実施形態では、データは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ技術、または同様の技術を使用してヘッドアップディスプレイに送信される。

【0044】

実際、データファイルを携帯電話、ＰＤＡ、または同様のものに送信することは、既存の携帯電話、Ｗｉ−Ｆｉ、およびポケベルのインフラを使用して行われる。さらに別の実施形態では、データは、標準的なＦＭ信号で、またはデータパケットを送信することができる有線もしくは無線ネットワークで送信することができる。

【0045】

図２を参照すると、本発明による方法が図示されている。初期ステップとして、ブロック５８によって示されているように、紙のドキュメントをデジタル化する。このステップは、スキャナステーション１２を使用して紙のドキュメントをスキャンし、ビットマップ化されたラスタ画像を作成するか、または入力デバイスを使用してデジタルファイルをロードすることを含む。例示されている実施形態では、紙のドキュメントは図面である。スキャンされる紙の図面の縮尺データおよび物理的パラメータが取り込まれ、ビットマップ化された画像に関連付けられる。特に、紙の図面の元の縮尺情報、スキャンのＤＰＩ、および紙の元のサイズは、記録され、デジタル画像内に埋め込まれる。別の実施形態では、入力は、デジタルファイルを入力する、ファイル入力デバイス１０からの入力である。

【0046】

この情報を記録するための例示的なユーザインターフェースが図３に示されており、これはスキャンされる紙の図面の縮尺および物理的パラメータデータを入力するためのＭａｓｔｅｒ Ｆｉｌｅ Ｉｎｆｏウィンドウ３２を示している。特に興味深いのは、Ｘ−ＤＰＩフィールド３４およびＹ−ＤＰＩフィールド３６は、スキャンに使用されるスキャナの直接的光学読み取り特性が記録される場所であることである。これらの値を較正して精度を保証しなければならない。ＳＣＮ Ｗｉｄｔｈフィールド３８およびＳＣＮ Ｈｅｉｇｈｔフィールド４０は、スキャンされた画像の実ピクセル寸法である。Ｓｃａｌｅフィールド４２は、図面の実際の縮尺が整数として記録される場所である。入力された値は、Ｓｃａｌｅ Ｆｉｎｄｅｒボタン４６を選択することで与えられる、Ｓｃａｌｅ Ｆｉｎｄｅｒ ４４を使用して計算することができる。ユーザは、正しい単位で図面から縮尺を入力するだけであり、Ｓｃａｌｅ Ｆｉｎｄｅｒが正しい縮尺値をＳｃａｌｅフィールド４２に書き込む。例えば、縮尺が「１インチ（２．５４ｃｍ）は３フィート（９１．４４ｃｍ）に相当する」というものであった場合、Ｓｃａｌｅ Ｆｉｎｄｅｒは３６をＳｃａｌｅフィールド４２に書き込む。同様に、縮尺が「１センチメートルは１メートルに相当する」というものであった場合、Ｓｃａｌｅ Ｆｉｎｄｅｒは１００をＳｃａｌｅフィールド４２に書き込む。

【0047】

記録され、デジタル画像ファイルに関連付けられる情報は、画像がスキャンされるか、または他の方法で取得される時点に必ずしも記録されなければならないわけではないことに留意されたい。また、図４のユーザインターフェース５０に示されているような建物の名称、建物の所有者、図面作成日、正確な地理空間的位置、つまり、緯度と経度などの紙のドキュメントを識別する追加の情報も記録することができる。

【0048】

例示されている実施形態において、紙の図面は、光学的にスキャンされて、ＴＩＦＦファイルとして保存され、取り込まれたデータは、ＴＩＦＦヘッダタグを使用してＴＩＦＦヘッダ内に格納される。ＴＩＦＦタグ５０２７１は、縮尺および物理的パラメータデータを格納するために適した場所である。そのような情報に適したデータ構造体は以下のとおりである。

【0049】

タグ５０２７１＝ＤＢＳＷＷＷＷＨＨＨＨＡＡＢＢＳＳＳＳＳＳＳＤＢ

【0050】

ＤＢＳ＝デジタル建物平面図タグ（文字「ＤＢＰ」）

【0051】

Ｗ＝幅（ピクセル単位で表される元の画像スキャン幅）

【0052】

Ｈ＝高さ（ピクセル単位で表される元の画像スキャン高さ）

【0053】

Ａ＝ＨＤＰＩ（スキャンの水平ＤＰＩ）

【0054】

Ｂ＝ＶＤＰＩ（スキャンの垂直ＤＰＩ）

【0055】

Ｓ＝縮尺（インチからインチへのドキュメントの縮尺、つまり、１（２．５４ｃｍ）“＝３６（９１．４４ｃｍ）”）

【0056】

ＤＢ＝デジタル建物識別子タグ（「ＤＢ」）

【0057】

Ａｄｏｂｅタグ５０２７１は、いずれかの「ＤＢＳ」で始まり、デジタル建物識別タグ「ＤＢ」で終わる可変長２４文字のＡＳＣＩＩデータ型として格納される。幅Ｗは、ピクセル単位の画像のスキャン幅である。高さＨは、ピクセル単位の画像の高さである。ＡおよびＢは、それぞれ、スキャナの水平および垂直の直接的光学ＤＰＩである。これは、スキャナの直接的光学解像度である。縮尺Ｓは、紙の図面からとった縮尺である。ＡＳＣＩＩ値が＃４８から＃９０までの範囲内にある英数字のＡＳＣＩＩ文字をデータフィールドにおいて使用し、データと圧縮のコンフリクトを回避することができる。例示されている実施形態では、これらの値は、基数３４の数に変換される。

【0058】

再び図２を参照すると、デジタル画像ファイルが作成された後、これは、ブロック６０で示されているように、好ましくはＲＡＩＤサーバまたはＳＡＮ内にデータベースサーバ１４の付随するエントリとともに格納することができる。しかし、デジタル画像ファイルは、スキャンステーション１２、ワークステーション１６、または携帯電話２８ｃ、ＰＤＡ ２８ｂ、もしくは同様のものを含む、事実上あらゆるコンピューティングデバイスのメモリに格納することができる。好ましい一実施形態では、複数のデジタル画像ファイルを中央データリポジトリに一緒に格納する。

【0059】

次いで、ブロック６２で示されているように、ユーザが、好ましくはワークステーション１６で、デジタル画像を見ることができる。デジタル画像ファイルは、ネットワーク２４を介してワークステーションに送信される。デジタル画像表示／ビューワ２４０を使用して、デジタル画像を開き、表示することができる。デジタルビューワアプリケーションは、最低限、いくつかの描画ツールを備え、少なくとも線を引き、それらの線を相互接続して形状を形成することができなければならない。

【0060】

次いで、ユーザは、表示／ビューワを使用して線もしくは形（例えば、多角形または逆多角形などの規則正しい形状または不規則な形状）を描画するか、または進入および退出ルートをマッピングし、またはブロック６４で示されているような距離を計算する。線の実縮尺計測またはルートの距離の長さを計算し、ブロック６６で示されているようにユーザに掲示する。例えば、図５に示されているように、ユーザは、マウスをクリックしてドラッグするか、またはスタイラスをドラッグすることなどによって線７０を引いている。その線の実縮尺計測を、ブロック６６で示されているように、計算し、ツールバーフィールド７２でユーザに提示する。別の例が図６に提示されており、そこでは、ユーザが多角形７４を描画し、多角形の実縮尺エリアがツールバーフィールド７６でユーザに提示される。そのため、本発明によれば、デジタル画像ビューワ２４０は、デジタル画像内に埋め込まれている縮尺および物理的パラメータ情報にアクセスするように修正されており、線または形状のエリアの実縮尺計測を計算する。

【0061】

例示されている実施形態では、デジタル画像ビューワ２４０は、ＴＩＦＦヘッダタグ５０２７１を読み取り、縮尺および物理的パラメータデータを取り出す。次いで、デジタル画像ビューワ２４０は、ユーザの描画（例えば、線もしくは形）を定義するピクセルデータおよびデジタル画像ヘッダタグから読み取った縮尺情報を計測計算機２２に送る。次いで、計測計算機２２は、その情報および線もしくは形のピクセル配置データを使用して実縮尺計測を計算する。計算された計測は、好適なフォーマットもしくは配置で画面上においてユーザに提示されうるが、例示されている実施形態では、計測はウィンドウの底部にあるツールバー内に提示される。

【0062】

例示することを目的として、デジタル画像ビューワ２４０の描画ツールを使用して、また特にマウス入力デバイスを使用して、ユーザによって描画された注釈の長さおよび面積に対するいくつかの計算が提示される。

【0063】

線８０の長さは、図７を全体として参照しつつ計算される。ユーザは、最初に、マウスダウンイベントで計算をトリガする（線注釈が描画ツールバーから選択される）。このイベントは、図７に例示されているように、ピクセル単位で第１の参照点（Ｘ₁，Ｙ₁）を与える。ユーザが、マウスボタンを放すと、マウスアップイベントがトリガされる。このイベントは、ピクセル単位で第２の（そして最後の）参照点（Ｘ₂，Ｙ₂）を与える。これら２つの点（（Ｘ₁，Ｙ₁）および（Ｘ₂，Ｙ₂））において、計測計算機２２は、ピタゴラスの定理を使用してそれらの間の長さ（ピクセル単位）を計算することができ、これは式（１）
長さ（ピクセル単位）＝（（ｘ₂−ｘ₁）²＋（ｙ₂−ｙ₁）²）^(1/2) （１）
によって与えられる。

【0064】

次いで、この長さを画像の解像度で除算し、元の平面図、または図面上に代表的な長さ（インチ単位）を生成するが、これは式（２）
長さ（インチ単位）＝（長さ（ピクセル単位））／（画像解像度（ｄｐｉ）） （２）
によって与えられる。

【0065】

次いで、この長さ（インチ単位）に青写真縮尺（ＴＩＦＦ画像のヘッダ内に埋め込まれている）を乗算して、線の実際の長さ（インチ単位）を生成するが、これは、式（３）
実際の長さ＝平面図長さ（インチ単位）×平面図縮尺 （３）
によって与えられる。

【0066】

計測計算機２２は、次いで、この実縮尺計測をビューワ２４０に送り、ユーザに対して表示する。必要ならば、さらなる計測変換を実行して、必要な計測単位を計算することができる。例えば、単純に単位換算係数を乗算することで計測単位をインチからフィートまたはメートルに変換することができる。

【0067】

次に、矩形８２の面積を図８を参照しつつ計算する。最初に、ユーザは、マウスダウンイベントで計算をトリガする（矩形注釈が描画ツールバーから選択される）。このイベントは、ピクセル単位で第１の参照点（Ｘ₁，Ｙ₁）を与える。ユーザが、マウスボタンを放すと、マウスアップイベントがトリガされる。このイベントは、ピクセル単位で第２の（そして最後の）参照点（Ｘ₂，Ｙ₂）を与える。これら２つの点（（Ｘ₁，Ｙ₁）および（Ｘ₂，Ｙ₂））において、計測計算機２２は、ピタゴラスの定理を使用してそれらの間の面積（ピクセル単位）を計算することができ、これは式（４）
面積（ピクセル単位）＝（ｘ₂−ｘ₁）²＋（ｙ₂−ｙ₁）² （４）
によって与えられる。

【0068】

次いで、この面積を画像の解像度の平方で除算し、元の平面図、または図面上に代表的な面積（インチ単位）を生成するが、これは式（５）
面積（インチ単位）＝（面積（ピクセル単位））／（画像解像度（ｄｐｉ））² （５）
によって与えられる。

【0069】

次いで、この面積（インチ単位）を平方して青写真縮尺（ＴＩＦＦ画像のヘッダ内に埋め込まれている）の平方根を乗算し、選択された矩形の実際の面積（インチ単位）を生成するが、これは、式（６）
実際の面積＝（平面図面積（インチ単位））²（平面図縮尺）^(1/2) （６）
によって与えられる。

【0070】

計測計算機２２は、次いで、この実縮尺計測をビューワ２４０に送り、ユーザに対して表示する。必要ならば、さらなる計測変換を実行して、必要な計測単位を計算することができる。例えば、単純に単位換算係数を乗算することで計測単位をインチからフィートまたはメートルに変換することができる。

【0071】

楕円８４の面積は、次に図９を全体として参照して例示されている。ユーザは、最初に、マウスダウンイベントで計算をトリガする（楕円注釈が描画ツールバーから選択される）。このイベントは、ピクセル単位で第１の参照点（Ｘ₁，Ｙ₁）を与える。次いで、ユーザがマウスボタンを放すと、マウスアップイベントがトリガされる。このイベントは、ピクセル単位で第２の（そして最後の）参照点（Ｘ₂，Ｙ₂）を与える。これら２つの点（（Ｘ₁，Ｙ₁）および（Ｘ₂，Ｙ₂））において、計測計算機２２は、ピタゴラスの定理を使用してそれらの間の面積（ピクセル単位）を計算することができ、これは式（７）
面積（ピクセル単位）＝Π［（（ｘ₂−ｘ₁）／２）＋（（ｙ₂−ｙ₁）／２）］ （７）
によって与えられる。

【0072】

次いで、この面積を画像の解像度の平方で除算し、元の平面図、または図面上に代表的な面積（インチ単位）を生成するが、これは式（８）
面積（インチ単位）＝（面積（ピクセル単位））／（画像解像度（ｄｐｉ））² （８）
によって与えられる。

【0073】

次いで、この面積（インチ単位）を平方して青写真縮尺（ＴＩＦＦ画像のヘッダ内に埋め込まれている）の平方根を乗算し、選択された楕円の実際の面積（インチ単位）を生成するが、これは、式（９）
実際の面積＝（平面図面積（インチ単位））²（平面図縮尺）^(1/2) （９）
によって与えられる。

【0074】

計測計算機２２は、次いで、この実縮尺計測をビューワ２４０に送り、ユーザに対して表示する。必要ならば、さらなる計測変換を実行して、必要な計測単位を計算することができる。例えば、単純に単位換算係数を乗算することで計測単位をインチからフィートまたはメートルに変換することができる。

【0075】

ポリライン８６の長さは、次に図１０を全体として参照しつつ計算される。ユーザは、最初に、マウスダウンイベントでこの計算をトリガする（ポリライン注釈が描画ツールバーから選択される）。このイベントは、ピクセル単位で第１の参照点（Ｘ₁，Ｙ₁）を与える。次いで、ユーザは、マウスを動かしてクリックし（左ボタン）、追加のノード［（Ｘ₂，Ｙ₂），（Ｘ₃，Ｙ₃），．．．，（Ｘ_n+1，Ｙ_n+1）］を加える。ユーザがポリラインを完成した後、左マウスボタンをダブルクリックするか、または右マウスボタンをシングルクリックしてポリラインの終点を決定し、長さの計算をトリガする。これにより、長さの計算に使用するために、（ｎ＋１）個のノードと（ｎ）個の線分とを与え、ここで「ｎ」は、任意の絶対数である。この点の集合により、計測計算機２２は、それぞれのノードを巡回し、ピタゴラスの定理を（それぞれの線分上でそれぞれ）使用してそれぞれの線分の長さの総和を計算することができるが、これは式（１０）

【0076】

【数1】

【0077】

によって与えられる。

【0078】

次いで、この長さを画像の解像度で除算し、元の平面図、または図面上に代表的な長さ（インチ単位）を生成するが、これは式（１１）
長さ（インチ単位）＝（長さ（ピクセル単位））／（画像解像度（ｄｐｉ）） （１１）
によって与えられる。

【0079】

次いで、この長さ（インチ単位）に青写真縮尺（ＴＩＦＦ画像のヘッダ内に埋め込まれている）を乗算して、ポリラインの実際の長さ（インチ単位）を生成するが、これは、式（１２）
実際の長さ＝平面図長さ（インチ単位）×平面図縮尺 （１２）
によって与えられる。

【0080】

計測計算機２２は、次いで、この実縮尺計測をビューワ２４０に送り、ユーザに対して表示する。必要ならば、さらなる計測変換を実行して、必要な計測単位を計算することができる。例えば、単純に単位換算係数を乗算することで計測単位をインチからフィートまたはメートルに変換することができる。

【0081】

多角形８８の面積は、図１１を参照しつつ次に例示される。ユーザは、最初に、マウスダウンイベントでこれらの計算をトリガする（多角形注釈が描画ツールバーから選択される）。このイベントは、ピクセル単位で第１の参照点（Ｘ₁，Ｙ₁）を与える。次いで、エンドユーザは、マウスを動かしてクリックし（例えば、左ボタン）、追加のノード［（Ｘ₂，Ｙ₂），（Ｘ₃，Ｙ₃），．．．，（Ｘ_n+1，Ｙ_n+1）］を加える。ユーザが多角形を完成した後、左マウスボタンをダブルクリックするか、または右マウスボタンをシングルクリックして多角形の終点を決定し、長さの計算をトリガする。これは、長さの計算に使用するために、（ｎ＋１）個のノードと（ｎ）個の線分とを備え、「ｎ」は任意の絶対数である。この点の集合により、反復でそれらの線分を辿り、面積に対する現在までの合計を求めることができる。この面積は、最初に多角形の下の基線を識別し、次いで、辺が（１）多角形上の単一の線分、（２）多角形線分内の一番右の点から基線に垂直な基線までの直線、（３）基線の線分、および（４）基線から線分（基線に垂直に引かれた）内の一番左の点までの直線からなる台形を識別することによって計算される。台形の面積は、式（１３）

【0082】

【数2】

【0083】

で計算される。

【0084】

次いで、この面積を画像の解像度の平方で除算し、元の平面図、または図面上に代表的な面積（インチ単位）を生成するが、これは式（１４）
面積（インチ単位）＝（面積（ピクセル単位））／（画像解像度（ｄｐｉ））² （１４）
によって与えられる。

【0085】

次いで、この面積（インチ単位）を平方して青写真縮尺（ＴＩＦＦ画像のヘッダ内に埋め込まれている）の平方根を乗算し、選択された矩形の実際の面積（インチ単位）を生成するが、これは、式（１５）
実際の面積＝（平面図面積（インチ単位））²（平面図縮尺）^(1/2) （１５）
によって与えられる。

【0086】

計測計算機２２は、次いで、この実縮尺計測をビューワ２４０に送り、ユーザに対して表示する。必要ならば、さらなる計測変換を実行して、必要な計測単位を計算することができる。例えば、単純に単位換算係数を乗算することで計測単位をインチからフィートまたはメートルに変換することができる。

【0087】

本発明により、ユーザは緊急事態の際にファイルを表示することができる。例えば、消防士が燃えている構造物へ派遣された場合、消防士は、建物の構造レイアウト全体を見られるようにデジタルファイルをＰＤＡまたは同様のものにダウンロードする。一実施形態では、ワークステーションにいる第１のユーザは、ルート指定または他の情報を構造物内にいる第２のユーザに送る。第２のユーザは、ＰＤＡ、携帯電話、タブレットコンピュータ、ヘッドアップディスプレイ、または同様のものでこの情報を受信する。

【0088】

一実施形態では、ユーザは、コンピュータ、ラップトップ２８ａ、ＰＤＡ ２８ｂ、または同様のものなどのビューワ２４０上で図面を確認する。ＰＤＡ上に提示される青写真から、ユーザ（緊急時対応要員）は、入口、出口、およびターゲットの場所の間の床面積および距離の正確な計測を得られる。それに加えて、このシステムは完全な拡大縮小機能を備える。この拡大縮小機能を利用することで、ユーザは、特定のエリアをズームイン、ズームアウトし、必要な詳細を加減することができる。一実施形態では、ズームする場合、ユーザはズームツールを使用してズームすべきエリアを選択する。あるいは、システムは、所望のズームエリア内をスタイラスで単にタップするだけで特定のエリアの周囲をプリセットされた増分、つまり、１０％、２０％、３０％だけズームインする。ユーザが表示をどれだけ拡大しようと、縮尺の精度は保たれることに留意されたい。

【0089】

システムは、計測結果とともに、階段吹き抜け、エレベータ、入口、出口、立坑路、建物管理システム、冷却ユニット、予備電力、緊急指揮所、避難エリア、および同様のものなどの他の構造要素に関する詳細を表示し、可視化し、計算することができる。さらに、スプリンクラ、消火器、ホースフックアップ、ライザ、ＨＶＡＣシステム、および電気系統点検用パネルの場所も、レイアウトに示すことができる。さらに別の実施形態では、危険物質も表示することができる。

【0090】

本発明の一実施形態では、建物セキュリティシステムはネットワークに結ばれている。セキュリティシステムは、火災警報、煙警報、一酸化炭素警報、煙警報、および同様のものなどの能動的警報などのデータを提供することができる。この方法で、緊急時対応作業員は、問題エリアと潜在的救助状況を判別することができる。それに加えて、建物の動きセンサをネットワークに接続して、建物内の人々を追跡し、それにより救助の試みを強化することができる。例えば、ＧＰＳロケータを使用して、人と機器とを追跡することができる。あるいは、人質状況が存在する場合、警官はこのデータを使用してテロ軽減またはアセット回収任務を計画することができる。

【0091】

図１２は、本発明の一実施形態によるデータ表示の図である。図示されているように、ユーザが所望のレベルの細部を認識できるように表示をズームインすることができる。好ましい一実施形態では、カーソルを使用して、入口通路１１６などの始点および終点１１０を選択する。システムは、１１６から１１０へのルートを計算するようにプログラムされる。２つのルートが、図１２に示されている。第１のルート１０２は、入口通路１１６からバックオフィス内のある地点１１０まで示されている。第２のルート１０４は、入口点１１６からＰＢＸおよびハブを収容するユーティリティクローゼットまで示されている。一実施形態では、コンセント１１４、スイッチ１１８、および電話差し込み口などの要素が示されている。電線用導管、ＨＶＡＣシステム、および配管系統などの他の要素も示されている。表示には、動きセンサ１００、熱および煙警報、ならびにドアおよび窓センサからのデータが示され、これらの警報およびセンサは表示に結び付けられている。

【0092】

一実施形態では、キオスク１２０が存在する。建物の訪問者は、キオスク１２０を案内として使用する。一実施形態では、客はキオスクをディレクトリとして利用する。客は、グラフィックで目的の場所を、例えば、所望のオフィス１１０を選択するか、またはディレクトリリスティングから選択する。いずれにせよ、そのルート、および必要ならば、建物の配置または危険などの注目しているエリアに隣接するルートが表示される。

【0093】

ユーザは、ズームツール１０８を使用して、特定のエリアをズームイン、ズームアウトし、必要な詳細を加減することができる。一実施形態では、ズームする場合、ズームツール１０８が拡大すべき特定のエリアを選択する。あるいは、システムは、選択エリアを拡大すべきエリアの中心として使用して、プリセットされた増分、つまり、５％、１０％、１５％などだけ拡大する。別の実施形態では、プリセットされた増分は、ユーザによって選択可能である。画像の正確な拡大縮小およびすべての計測結果の正確な拡大縮小がそれぞれの拡大点において維持されることに留意されたい。

【0094】

上述のように、本発明によるシステムおよび方法では、紙ベースの元の図面を受け取り、正確な２地点間計測およびルート指定を行うことを可能にする拡大縮小されるデジタル化画像を構成することができる。前記の実施形態は、例えば、本発明の方法およびシステムを教示することを目的として与えられる。本発明は、これらの実施形態に限定されず、当業者であれば、付属の請求項において定められているように本発明の精神の範囲内でさまざまな変更および修正を加えることができる。

【0095】

また上で述べているように、本発明は、限定はしないが、消防士、緊急時対応、指揮統制担当者、警察官、ＥＭＴ、電気ガス水道などの作業員、軍隊、および建物の運営、管理テナント、および所有、さらには設備技師を含むものによって使用されうる。一実施形態では、本発明は、地方、連邦、および州の消防、警察、および救急サービスユーザにアクセスできる都市緊急対策拠点施設向けに実装することができる。

【0096】

本発明による別の方法は、図１３に示されている。ブロック２００で、ドキュメントをスキャンするか、または他の方法でデジタル化し、元のドキュメントの画像縮尺情報、スキャンのＤＰＩ、および元の用紙サイズを取り込み、２次元デジタルラスタ画像のデジタルファイルヘッダ内に埋め込む。スキャンされたドキュメントは、単一の建物、またはより可能性が高いものとして、建物の集合体からの間取り図を含みうる。

【0097】

実縮尺３次元仮想デジタルモデルレンダリング（３Ｄデジタル画像または３Ｄデジタルレンダリングとも称する）は、２次元デジタルラスタ画像に基づいて作成される。特に、ビューワおよび関連するツールセットを手動で使用するか、またはプログラムステップを通じて使用して２Ｄデジタルラスタ画像に注釈を入れ、これにより、関連する３Ｄデジタル画像を生成するためにその後使用されるシーングラフを作成するように２Ｄ注釈の特性および位置をプログラムにより変換する。ブロック２０５を参照のこと。シーングラフは、３Ｄデジタル画像を記述するオブジェクト、特性、および変換をリストしたものである。シーングラフは、オブジェクトの特定の順序ではなく類似のオブジェクトタイプの緩いグループによって編成される。

【0098】

２Ｄデジタルラスタ画像ファイルおよび３Ｄ仮想モデルファイルを作成した後、データベースサーバ１４内のファイルシステム、コンピューティングデバイスのメモリ、または中央データリポジトリを使用して、それぞれのファイルを整理し、個別のまだ関連付けられているファイルとして格納することができる。ブロック２１０を参照のこと。個別のドキュメントが、ファイルサーバに格納され、データベースレコードに関連付けられる。ドキュメントは、好ましくは、建物および階別に、または一部の世界共通の基準によってデータベース内で整理される。

【0099】

ユーザは、コンピュータまたはラップトップ２８ａまたは同様のものを使用してワークステーション１６で表示するデジタル画像ファイルをデータベース内で探索することができる。ブロック２２０を参照のこと。データベースのユーザは、個別のデジタル平面図またはデジタル平面図グループを特定し、表示することができる。データベースは、閉じたネットワーク、ウェブアクセス可能ネットワーク、またはネットワーク接続性を有しない局部的コンピューティングデバイス上に配置することができる。

【0100】

ユーザは、３Ｄ建物全体、デジタル化された間取り図ドキュメント、または個別のフロア３Ｄシーンなどの特定のデジタル画像またはデジタル画像のグループを特定するためにデータベースにクエリを実行することができる（ブロック２３０）。次いで、ネットワーク２４を介して選択されたデジタル画像ファイルをワークステーションに配給し、デュアル３Ｄ／２Ｄデジタル画像表示／ビューワ２４０上に原寸に比例して表示する。デジタルビューワ２４０は、限定はしないが、同期したグラフィックレンダリングデバイス、同期したユーザインタラクティブグラフィックディスプレイ、リンクされたグラフィック表現、リアルタイムイベントリンク表示メカニズム、同期した水平表示面、同期したホログラフィックディスプレイ、同期したグラフィック画面、デュアルモニタヘッドアップディスプレイ、自動立体表示、および没入型グラフィック環境を含むことができる。一実施形態では、３Ｄ対応ビデオグラフィックハードウェアおよびソフトウェアによりデジタル画像ファイルをモバイルコンピュータシステム上に事前にロードしておく。

【0101】

デジタル画像表示／ビューワ２４０は、デジタル画像ファイルを開き、レンダリングし、２Ｄデジタル画像ヘッダ内に埋め込まれている元の画像／ドキュメント縮尺情報を取り出すことができる。デジタル画像表示／ビューワ２４０は、リンクされ調整される表示手段、ウィンドウ、またはビューポートを有するマルチドキュメントインターフェースを有し、同時に見ることができる。

【0102】

図１４には表示／ビューワ２４０の例示的なユーザインターフェースが示されており、これは、アプリケーションシェル２４３、２つのドキュメントビューポート（３Ｄグラフィックスが有効化されている３Ｄウィンドウ３４２および２Ｄグラフィックスが有効化されている２Ｄウィンドウ２４４）、基本描画ツールセット、ならびに機能をアクティベートし３Ｄおよび２Ｄ表示をインタラクティブに操作するためのメニューインターフェースを備える。３Ｄウィンドウ２４２および２Ｄウィンドウ２４４は両方とも、ユーザの選好に合わせてサイズ変更し、位置を決めることができる。一例では、３Ｄウィンドウ２４２は表示／ビューワ２４０の左側（ＬＶＰ）の４０％を占有し、２Ｄウィンドウ２４４は画面の右側（ＲＶＰ）の４０％を占有する。

【0103】

３Ｄ表示２４２で表示される画像は、地面平面図として最初に見られる実縮尺の３次元デジタルレンダリングであり、ユーザパースペクティブはドキュメントの表面の平坦な部分に平行である。視野角は手動で変更することができ、Ｘ、Ｙ、またはＺ軸上で回転させて、ユーザが所望の角度もしくは高さのビューパースペクティブを得られるようにできる。図１４を参照のこと。２Ｄウィンドウ２４４上に表示される画像は、ドキュメントの表面に垂直に表示される。例えば、２Ｄの拡大縮小されるデジタル間取り図または建築図面ビューは、ドキュメントがズームされるか、または回転されるか、または他の何らかの方法で操作されるときに維持される平面図内に表示される。２Ｄデジタルラスタ画像は、マスターファイル、実データであり、縮尺データが埋め込まれ、３Ｄおよび２Ｄの両方のウィンドウについてこの場所にレンダリングされるデジタル画像から読み取られるときにデータに対する起点となる。

【0104】

同時ビューワ２４０は、状況または環境の高められた認識性および図面内に示されている構造物の全体的なインテリジェンス情報をユーザに提供するツールとして働く。ユーザは、ビューワ２４０と一緒に使用されるツールを使用する同時ビューワ２４０を使用してデジタル画像を操作することができる。例えば、ユーザは、選択ウィンドウ内に表示される画像上の始点と終点とを識別し（ブロック２５０）、最短経路ツールを使用して、建物画像を背景とする状況において終点と始点に制約または制限のない、２つのグラフィックでマークされている／ユーザ選択の点の間の最速ルートを発見し（ブロック２６０）、階段吹き抜けを選択し、それを次にその階段吹き抜けを建物の階から下へ構造物を通る計算されたルートに使用することだけが可能な避難用階段吹き抜けとして、および／またはその階段吹き抜けを建物配置から上へ構造物を通る計算されたルートに使用することだけが可能な攻撃階段吹き抜けとして設定し、Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈツールがその階段吹き抜けをルート計算における第１のノードとして使用することを強制し（ブロック２６５）、最短経路アルゴリズムおよび埋め込まれている縮尺情報を使用して点と点との間の最短経路を計算し、全距離を表示し（ブロック２７０）、３Ｄウィンドウ２４２（ブロック２８０）および２Ｄウィンドウ２４４（ブロック２８５）において図式的に示されている最短経路をグラフィックで表示し、最短の計算された経路の実縮尺計測結果も表示する（ブロック２９０）ことができる。それに加えて、計算された経路データ、つまり、グラフィック表示データおよび実縮尺経路計測データは、３Ｄウィンドウ内で、マウスコマンドにより選択することができ、後で取り出して使用するために計算された経路に名前を付け保存することを可能にするアプリケーションダイアログが表示される（ブロック２９５）。

【0105】

２次元デジタルラスタ間取り図画像の作成

【0106】

再びブロック２２０を参照すると、スキャンされたドキュメントは、２Ｄウィンドウ２４４内に表示される、実縮尺２Ｄデジタル画像を生成することがわかる。取り込まれた縮尺データは、２Ｄデジタル画像のＴＩＦＦヘッダ内に埋め込まれる。２Ｄウィンドウ２４４の２Ｄデジタル画像内に表されるそれぞれのオブジェクトは、２Ｄプリミティブ、通常は、壁に対しては線、またはドア、窓、もしくは他のオブジェクトに対しては矩形によって表される。２Ｄウィンドウ２４４内のデジタル画像によって表される形状は、２Ｄのみのデータ（３Ｄ関連表現を有しないデータである）または３Ｄ関係オブジェクトとも称される、３Ｄ関連表現を含むデータのいずれかとすることができる。３Ｄ関係オブジェクトは、２Ｄウィンドウ内にリアリスティックに表示可能でないタイプ、配向、地面から離れた位置、およびオブジェクトの高さに関係する追加情報を有する。

【0107】

実縮尺３次元仮想デジタルモデル画像の作成

【0108】

上で述べたように、元のラスタ２Ｄ間取り図に埋め込まれている縮尺情報も、実縮尺３次元デジタルモデル画像を構築するために使用され、特に、縮尺情報は、シーングラフを介して関連付けられている３Ｄ仮想モデルに変換される。２Ｄウィンドウ２４４に表示される元の２Ｄデジタル画像上に図形的に重ね合わされた３Ｄ関係オブジェクトデータを使用して、３Ｄウィンドウ２４２に表示される３Ｄデジタル画像／３Ｄデジタルレンダリングを作成する。２Ｄデータセット内のそれぞれのオブジェクトを評価して、３Ｄ関係オブジェクト内に含まれる情報を抽出し、そのオブジェクトに関連付けられている事前定義されたモデルをシーングラフに付け加える。（壁を表す２Ｄデータ注釈オブジェクトは、独立し、関連付けられているモデルを有しない。２Ｄ壁注釈は、実縮尺３Ｄ幾何学的形状要素内に直接押し出される。）次いで、位置座標情報を使用して３Ｄオブジェクトを配列し、３Ｄオブジェクトデータ構造体を作成し、３Ｄ構造体へのポインタを関連付けられている２Ｄオブジェクトデータセットに加える。

【0109】

ユーザは、３Ｄデジタル画像を使用し、コンピュータマウスを使って、建物の３Ｄ仮想モデルを手動でナビゲートし、３Ｄウィンドウ２４２上に表示されているモデルの部屋および廊下を仮想的に歩いて通り抜けることができる。３Ｄウィンドウカメラを３Ｄウィンドウ２４２とともに使用することで、３Ｄ仮想モデル内に取られた経路の表示を補助する。３Ｄウィンドウカメラは、３Ｄウィンドウ２４２内に提示される構造のビューを定義し、カメラの視点からシーンをレンダリングするように場所にセッティングすることができる。３Ｄ仮想モデル内に取られた経路を、仮想移動カメラが人の頭部に位置しているかのように見ることができる。

【0110】

表示／ビューワ２４０、３Ｄウィンドウ２４２、および２Ｄウィンドウ２２４は、協調して作業するように設計される。例えば、３Ｄウィンドウ２４２および２Ｄウィンドウ２２４は、アプリケーションシェル（親アプリケーション）２４３の子アプリケーションであるものとしてよいか、または２つの別々のアプリケーションを第３のアプリケーションに結び付けることができるか、または３つすべてのアプリケーションを一緒に結び付ける。その結果、表示／ビューワ２４０を使用することで、ユーザは、２Ｄウィンドウ２４４内の間取り図の２Ｄデジタル画像および間取り図２４２の構造物およびオブジェクトの関連付けられている３Ｄデジタルモデル画像を同時に表示できるだけでなく、一方のウィンドウ内で実行するアクションをリアルタイムで同期させ、それを他方のウィンドウに表示することもできる。さらに、表示／ビューワ２４０と一緒に使用されるツールを使用することで、ユーザは、デジタル画像からの情報を操作するか、または導出することができる。オプションとして、本発明を利用することで、ユーザは、一方のウィンドウ２４２（図１５を参照）または２４４（図１６を参照）を開き、開いているウィンドウのみを使用してデジタル画像を操作することができる。開いているウィンドウ内で行われたすべての変更または他の入力は、例えば、３Ｄウィンドウ２４２および２Ｄウィンドウ２４２内で行われたすべての変更を管理するために親アプリケーションが使用される場合に親アプリケーション２４３（図１７を参照）によって追跡され、閉じているウィンドウに再び開いたときに中継される。

【0111】

表示／ビューワ２４０の３Ｄウィンドウ２４２および２Ｄウィンドウ２４４は縮尺に忠実であり、座標に関してマッチし、リアルタイムでリンクされ、それぞれの３Ｄおよび２Ｄウィンドウ２４２、２４４内の画像間の相互作用をもたらす。オブジェクトの正確な同期状態を維持するメカニズムは、一方のウィンドウ２４２、２４４からの縮尺、選択イベント、および座標を他方のウィンドウ２４４、２４２にそれぞれ関連付けることによって実現される。

【0112】

縮尺を使用した同期化

【0113】

上述のように、元の画像／ドキュメントの縮尺情報は、デジタル画像ヘッダ内に埋め込まれている。このデータは、デジタル画像ビューワ２４０によって取り出され、使用される。３Ｄデジタル画像は、２Ｄデジタル画像に関連付けられ、またそれに基づいているので、実縮尺値は２つのウィンドウ２４２、２４４において同じである。いくつかの実施形態では、ウィンドウ２４２、２４４の間の縮尺は、異なっている可能性がある。そのような場合、縮尺を一方のウィンドウから他方のウィンドウに変換するためのアルゴリズムを使用するとよい。

【0114】

選択イベントを使用する同期化

【0115】

選択イベント同期化は、それぞれのオブジェクトの移動または位置変更（ユーザ入力）がソフトウェアの選択／変換イベントを発生させるという事実を利用する。これらの選択イベントからは、オブジェクトに対する識別および更新された位置が得られる。ユーザがどのウィンドウを使用するかに応じて、一方のウィンドウ内でユーザによって引き起こされる選択イベントまたはアクションは、他方のウィンドウ内で同時に繰り返される（再描画を引き起こす）。一般に、オブジェクトが移動されると、選択されたオブジェクトにフラグが立てられ、２Ｄ選択イベントリストは、フラグを立てられた／選択されたそれぞれのオブジェクト（ログに記録される選択イベント）をカタログ化したものであり、対応するウィンドウ内の２Ｄ選択イベントリストを使用して更新に影響を及ぼす。選択イベントを生成するためにどのウィンドウを使用するかに応じてこのプロセス内に変更形態が存在する。

【0116】

２Ｄウィンドウ内のオブジェクトに加えられる変更

【0117】

ユーザが２Ｄウィンドウ２４４内で１つまたは複数のオブジェクトに変更を加えた場合、選択されたオブジェクトによってフラグが立てられ、フラグを立てられたオブジェクトは、２Ｄ選択イベントリストに入れられる。Ｉｄｌｅ Ｓｔａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐｒｏｇｒａｍは、親アプリケーションの一部であり、その後、３Ｄデジタル画像を更新するために使用される。例えば、２Ｄウィンドウからオブジェクトを削除する場合、Ｉｄｌｅ Ｓｔａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐｒｏｇｒａｍは２Ｄ選択イベントリスト内を順に見て、フラグを立てられたオブジェクトをチェックし、シーングラフ内のフラグを立てられている２Ｄオブジェクトの対応する３Ｄ表現を削除する。３Ｄデータは、３Ｄデジタルモデル画像の更新時に実２Ｄデータから変換されるときに削除される。

【0118】

次いで、更新された情報を含む２Ｄ選択イベントリストを繰り返し参照し、新しい３Ｄオブジェクトを生成して、シーングラフ内に配置する。したがって、オブジェクトの３Ｄ表現への変更を有効にするために、これをシーングラフ内に配置し、それのデータを更新し、シーングラフを再レンダリングしなければならない。シーングラフが類似のオブジェクトタイプの緩いグループとして編成された場合、オブジェクトの置換は直接的であり効率的である。シーングラフは、更新が行われても選択イベントが記録される影響を受けたオブジェクトのみをシーン全体で再レンダリングしないように操作することができる。

【0119】

スラッシング（オブジェクト移動毎に再レンダリングを過剰に行う）を防ぐために、Ｉｄｌｅ Ｓｔａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐｒｏｇｒａｍは、ユーザからの選択イベント、変更、または入力がないときなど、アプリケーションにおけるアイドル状態がシステムによって検出されたときのみ起動される。ここで、Ｉｄｌｅ Ｓｔａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐｒｏｇｒａｍが開かれると、３Ｄデジタル画像を更新するためにシーングラフに変更が加えられる。不要な変更は、どのオブジェクトが選択されているかを追跡することによってさらに制御される。３Ｄと２Ｄの両方のデータセットが現在選択されているオブジェクトのリストを含み、変更されるのはより小さなリスト内にあるオブジェクトのみである。したがって、３Ｄデジタル画像が更新された後、３Ｄ側変更選択イベントが２Ｄ側の変更をトリガするのを防ぐためにフラグを立てる。

【0120】

３Ｄウィンドウ内のオブジェクトに加えられる変更

【0121】

ユーザが、３Ｄウィンドウ２４２内のオブジェクトを移動または回転すると、選択イベントがトリガされ、シーングラフ内の３Ｄ選択済みオブジェクトによってフラグが立てられ、３Ｄ選択イベントリストが作成される。３Ｄウィンドウ２４２内で生じる選択イベントはオブジェクトの識別を有し、実行されるアクションのために情報を変換する。変換は、３Ｄオブジェクトに適用された新しいＸ、Ｙ、およびＺ位置および回転角度情報である。変換は、３Ｄ選択イベントリスト内の選択された２Ｄオブジェクト（複数可）のみに適用される。ここで、２Ｄウィンドウ２４４で開始した変更とは異なり、選択された２Ｄオブジェクトデータは削除されず、むしろ、２Ｄデータが実またはソースデータとして処理されるので直接修正される。

【0122】

選択された２Ｄデータは、２Ｄウィンドウ２４４内で２Ｄデジタル画像または表現を正しく示すために必要な知られている倍率ならびに位置および配向情報を使用して更新される。ｚ軸の回転または垂直位置情報などの追加の情報は、２Ｄウィンドウ内に示すことはできず、オブジェクトのデータセット内に保存される。

【0123】

ここでもまた、Ｉｄｌｅ Ｓｔａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐｒｏｇｒａｍが活動がないことを検出した後に更新を実行するように２Ｄデジタル画像背景内で変更を実行し、すでに更新されている２Ｄデジタル画像構成要素の新しい位置がさらなる３Ｄ選択イベントをトリガするのを防ぐフラグを立てる。

【0124】

座標を使用した同期化

【0125】

デュアル３次元／２次元画像表示／ビューワ２４０の座標に関するマッチ機能は、レンダリングされない数学的に正確なグリッドシステムに基づく。３Ｄおよび２Ｄデジタル画像のそれぞれは、その上に位置するレンダリングされないグリッドを有し、これはドキュメントの正確なピクセル寸法を反映する。表示／ビューワ２４０におけるそれぞれのウィンドウの座標系は、０，０点として通常は間取り図の左上隅である共通の参照点または相互参照点にリンクされる。

【0126】

そのため、２０００Ｗ×１５００Ｈピクセルのドキュメントは、その上に対応する２０００×１５００の空間グリッドを有する。このグリッドは、描画されないまたは見られない計算された仮想エンティティであり、任意の軸上で無限に延在できる。ドキュメントの全体を０％ズームで表示する場合、ドキュメントの左上隅は、０Ｙ（縦軸）、０Ｘ（横軸）であり、該当する場合には、０Ｚ（３次元軸）である。

【0127】

表示／ビューワ２４０のそれぞれの２Ｄウィンドウ２４４および３Ｄウィンドウ２４２内に表示されるデータオブジェクトの座標位置のリンクは、レンダリングされないグリッドに依存する。座標系のリンクは、双方向の関係を構成する。そのため、３Ｄウィンドウ２４２内で、手動でもしくはプログラムにより、オブジェクトが移動されるか、または注釈が付けられる場合、２Ｄウィンドウ２４４内の対応する２Ｄグラフィック表現は同時に近づき、またその逆もある。

【0128】

表示／ビューワ２４０に固有の座標系において、ピクセルの個別の集合に図形的に着色することによるリンクで、選択された形、線、または点にマークを付けることができる。実際、点マーカは、１ピクセルＷ×１ピクセルＨと小さいものとしてよい。ピクセルは、分割できない決定的なサイズを有するので、線および形のグラフィック表現は常に推定である。

【0129】

座標系により、相対的位置を定義し、他の相対的または任意の位置に対応させることができる。本発明の座標系は、緯度と経度を含む測地系、例えば、ＧＩＳシステムなどの外部システムの座標によって定義された現実世界の位置に対応することすらありうる。表示／ビューワ２４０は、ウィンドウ２４２、２４４によって共有される座標系によって外部座標グリッドおよび縮尺が変換できる限り第３の、つまり外部座標系から座標入力を受け取ることができる。そのような変換は、本質的に異なる座標系の縮尺を変換し、少なくとも１つの共通基準点を定義することによってなされる。好ましくは、複数の共通基準点を設定する。

【0130】

外部座標系を使用することによって、本発明を利用するユーザは、測地系に基づきアセットもしくはオブジェクトの位置を記述する座標データを受け取り、それらの座標を構造物を表す３Ｄウィンドウ２４２および２Ｄウィンドウ２４４上の正確な位置に変換することができる。

【0131】

実際、２Ｄウィンドウ２４４内に図形的に定義されている点は、グリッドと相対的な実縮尺計測サイズがデジタル画像ヘッダに埋め込まれている縮尺データから結果として得られるため特定の座標位置を有するように計算されうる。

【0132】

本発明では、文脈的および構造的に連結されている画像情報を組み合わせることで、ユーザが構造物に対する高い状況認識を持ち、インテリジェンス情報に基づき構造物内をナビゲートできるようにする。例えば、ユーザは、３Ｄウィンドウ２４２内で目前の実縮尺空間環境（部屋がどのように見えるかということとともに）ならびに２Ｄウィンドウ２４４上に表示される２Ｄ画像に示されているような正確な実縮尺配向（終点／目標に関して）および建物内の現在位置を同時に確認することができる。

【0133】

ビューワ２４０のツールと組み合わせたときの３Ｄ／２Ｄ表示／ビューワ２４０の座標にリンクした二重性および同時性により、ユーザはそれぞれのウィンドウ２４２、２４４内のデジタル画像をインタラクティブに操作し、それにより環境をより的確に把握できる。ユーザは、ルートを手描きし、そのルートを体験し（仮想ウォークスルー）、仮想ウォークスルーにおいてそのルートの環境を記述し、２Ｄビューポートにおけるアセット配置に対するリアルタイムの位置指標を確認し、オブジェクトと場所との間の、または表示され保存されたナビゲート経路の実縮尺計測結果を得ることができる。また、いったん構造物の３Ｄ画像ナビゲーションを記録することができれば、これは、標準的なビデオファイル出力を使用して配布可能にすることができる。

【0134】

ツール

【0135】

表示／ビューワ２４０とともに使用されるツールとしては、限定はしないが、基本縮尺計測計算機２２、正確な彩色された注釈をデジタル画像に入れることができる基本図形描画ツールセット、Ｆｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌ ３００、Ｐａｔｈ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｔｏｏｌ ３６０、Ｄｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌ ３３０、およびＥｖａｃｕａｔｉｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｏｏｌが挙げられる。これらのツールは、親アプリケーション２４３によって管理され、いずれかのウィンドウ２４２、２４４内で使用することができる。

【0136】

描画ツール

【0137】

上述のように、描画ツール４１０を使用することで、ユーザはベクトルまたはラスタグラフィック描画で線、形、および点を構成することができる。次いで、これらの描画を元の描画、デジタルドキュメントの上のレイヤに提示する。本発明の表示／ビューワ２４０を使用することで、ユーザは、基本描画ツールを使用して２Ｄウィンドウ２４４上に経路を描き、その同じ経路を正確に、プログラムにより、３Ｄウィンドウ２４２内にレンダリングさせることができる。３Ｄウィンドウ内に示される経路は、文脈的に正しく、縮尺に忠実であり、構造物の正確な計測結果を反映する。３Ｄウィンドウ２４２内で仮想的に歩いて辿るルートは、以下で説明するように、ユーザ生成アニメーションとして画像に記録し、保存し、再生することができる。

【0138】

Ｆｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌ

【0139】

図１８Ａを参照すると、Ｆｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌ ３００は、アルゴリズムを使用し、３Ｄウィンドウまたは２Ｄウィンドウのいずれかの中の選択された点の間の最短経路を自動的に計算し、その経路を画像としてプロットすることを可能にする。このＦｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌは、デジタルドキュメントの間取り図画像内に存在するマップマトリックスおよび距離／面積データを変換するという形で動作し、その最短経路を自動的に計算する。計算された最短経路および関連付けられている経路の実縮尺計測は知られており、ＴＩＦＦ画像のヘッダ内に埋め込まれている縮尺の結果として計算することができる。

【0140】

実際、ユーザは、Ｆｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈツール３００を選択し、次いで、選択されたウィンドウ内の１つのデジタル画像上の始点および終点を図形的にマークする。例えば、緊急時対応要員は、始点３０２を建物内の戸口であるものとしてマークし、終点３０４を犠牲者または人質がいると言われているコンピュータ講義室であるものとしてマークし、Ｆｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈツール３００を使用して、それら２地点間の最短経路３０６を計算することができる。図１８Ａおよび１８Ｂを参照のこと。ツール３００は、図１８Ａおよび１８Ｂに示されているように、単一の階で、または複数の階にわたって使用することができるが、これについては図１８Ｃに示されているようにＦｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈツール３０１を参照されたい。ツール３０１を複数の階にわたって使用する場合、これはルートの計算時に建物固有の非常階段吹き抜けの集まり、入口および出口を識別し、トラバースする。始点３１２、終点３１４、およびルート３１６を示す図１８Ｃを参照のこと。

【0141】

ツール３００、３０１は、建物の階が視覚的に、または物理的に遮られているときであっても緊急時対応要員または他の要員が戸口から階段吹き抜けへナビゲートするのを補助することができる。このＦｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈツールは、緊急時対応要員が現地到着前または建物の内部構造の事前の知識がないときであっても建物内部の避難場所への最速ルートを決定するために使用することができ、貴重な時間を節約できる。

【0142】

好ましい一実施形態では、最短経路は、構造図面を通る正確な計算された経路を辿る着色された線３０６によって２Ｄウィンドウ２４４内に、また赤色の３Ｄフローティングポリライン形状３０８によって３Ｄウィンドウ２４２内に表される。図１８Ｂを参照のこと。実縮尺計測経路の画像表示も示されている。経路が計算され、３Ｄウィンドウ２４４と２Ｄウィンドウ２４２の両方に画像としてプロットされた後、ユーザは、３Ｄウィンドウカメラを好ましい構造入口点に位置決めし、最短経路の開始位置を容易に可視化し、識別することができる。最短経路のマーカおよび経路指示が、消防隊に伝達されるか、または現場で消防隊自身によって取得されうる。それに加えて、計算されたルートは、ウォークスルーアニメーションとして自動的に再生され、これにより、緊急時対応要員はルート全体およびすべての建物の構造要素、注目するオブジェクト、および通り道にある危険物を確認することができる。

【0143】

Ｐａｔｈ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｔｏｏｌ

【0144】

図１９は、特定のエリアを通過するのを妨げる通路の障害物および危険物を図形的にマークするため、または一般的危険マーカとして使用される、Ｐａｔｈ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｔｏｏｌ ３６０を示している。ユーザは、Ｂａｒｒｉｅｒツールを選択し、次いで、いずれかのウィンドウ内で影響のあるエリアを図形的にマークし、ウィンドウデータセット内への拡大縮小される視覚的な「Ｄｏ Ｎｏｔ Ｅｎｔｅｒ」マーカのプログラムによる配置をトリガする。このアクションは、それぞれ、３Ｄシーン３６４および２Ｄシーン３６２の視覚的幾何学的形状を正確に変え、Ｆｉｎｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌによって使用されるマップマトリックスの構成を数学的に改変する。

【0145】

遮られているエリアが画像もしくはレンダリングの少なくとも１つにおいてマークされた後、本発明により、縮小されたルートオプションを完全に考慮して最短経路オプションを自動的に、または手動で、再計算し、視覚的にレンダリングすることができる。このツール３６０は、リアルタイムイベントおよび本発明のユーザインタラクションを利用して戦術的対応計画および命令を瞬時に正確に更新し、マップおよび計測データを現場特有のリアルタイムの文脈的なインテリジェンス情報に変換するために緊急時対応要員によって使用されうる。

【0146】

Ｄｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌ

【0147】

Ｄｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌ ３３０は、例えば、３Ｄウィンドウ２４２とともに使用することができ、また選択された経路内のドアを自動的に、またプログラムによりカウントするために使用されるか、または本発明のユーザによって仮想的に受け渡される。図２０を参照のこと。現在までのカウントを３Ｄウィンドウ内に表示しこのツールのユーザに見せることができる。例えば、ダイアログボックスが現れ、左ドアのカウント３３２および右ドアのカウント３３４のそれぞれを示すことができる。ドアカウントの合計が、消防隊に伝達されるか、または現場で消防隊自身によって取得されうる。消防隊は、Ｄｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌを使用して、ドアの数をカウントするか、または選択された経路内のドアの配置を判別し、それらが右の経路にあることを確認することもできる。したがって、Ｄｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌは、視認性の低い環境を通るナビゲーションを緩和するのにも役立つ。

【0148】

３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌ

【0149】

表示／ビューワ２４０は、３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌ ３５０を使用することもできる。図２１を参照のこと。このツール３５０は、３Ｄウィンドウ２４２で使用するのが最良であるが、いくつか修正すると、このツールを２Ｄウィンドウ２４４で使用することも可能である。

【0150】

３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌ ３５０を使用すると、アプリケーションユーザは、３Ｄウィンドウ２４２に表示されるすべての仮想的移動およびシーンを画像に記録することができる。３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈツールをオンにすると、３Ｄデジタル画像内の３Ｄカメラの実縮尺始点３５２、取られた正確な経路３５４、および現在位置３５６が、２Ｄウィンドウ２４４内に示されている２Ｄデジタル画像間取り図上に同時に、リアルタイムで図形的に表示される。３Ｄウィンドウ２４２は、２Ｄウィンドウ内に示されている経路３５４の３Ｄビューを示す。参照番号３５８は、２Ｄウィンドウ２４４内に示されている経路３５４の現在位置３５６で取った３Ｄビューを示す。したがって、ユーザが３Ｄ間取り図モデル内を仮想的に歩いて通り抜けるときに、ユーザの仮想的位置は、元の２Ｄ間取り図上の正確な座標に直接関連付けられる。また、経路の長さの正確な実縮尺計測を計測ボックス４００内に示すことができる。

【0151】

２Ｄウィンドウ２４４で使用されている視覚的マーカは、２Ｄ画像の上の視覚的レイヤ内に描画される赤線としてよい。赤線は、本質的に、ユーザが３Ｄビュー内で歩く経路を辿るものであり、道にそってマーカ点またはルートノードをプロットする。本発明とともに計測ダイアログを使用することで、埋め込まれている縮尺データを使用してリアルタイムで記録されている経路の正確な測定された長さを表示することができる。

【0152】

３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈツールが停止した後、ユーザは、始点および終点とともに取った正確な経路を見るだけでなく、３Ｄウィンドウ２４２内で歩いた仮想的３Ｄ経路を再生するか、または３Ｄ画像シーケンス全体、つまり、動画を標準の．ａｖｉ、ｍｐ４、または各種の他の標準動画形式で保存して配布することができる。

【0153】

３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈ機能は、さまざまな状況および文脈において使用することができる。例えば、ユーザは、博物館のある区画の紙の図面をスキャンすることによって博物館の間取り図の正確な、原寸に比例した仮想モデルを作成することができる。３Ｄデジタル画像を作成するときに、家具、彫刻、および壁掛けの美術品を正確にモデル化し、３Ｄ博物館間取り図内に表すことができる。次いで、アプリケーションユーザは、仮想３Ｄ博物館内を歩き、３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈツールを起動して、取られた経路の正確な画像表現（または動画）を表示することが可能である。これは、博物館の客を博物館展示に案内するか、または遠隔地の博物館学芸員が表示されている博物館のところに物理的に存在していなくても別の国の正確な博物館レイアウトおよび美術品レイアウトを見ることができるようにするために使用することができる。このツールは、資料および仮想美術展のマーケティングを行うだけでなく、現地訪問する費用をかけることなく離れた場所から美術展全体の主事を務めるために使用することも可能である。

【0154】

別の例では、緊急時対応要員が、非常事態の際に建物の内部レイアウトに対するきわめて有益な洞察を得るために３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌを使用することが可能である。３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌを使用することで、現地で集められた戦術的情報を３Ｄ間取り図モデルと併せて使用し、ユーザが避難場所の詳細な完全に、原寸に比例した画像による案内を得られるようにすることができる。また、このツールを使用することで、ユーザは、構造物内の入口または出口ルートをプロットし、経路の全長を実縮尺３Ｄアニメーションで自動的に表示し、本発明を使用してのみ可視化され、デジタル画像内に組み込まれうる建築および危険要素に基づきナビゲーション経路をインテリジェンス情報に従って調整することができる。これらの記録された３Ｄ間取り図の可視化は、レンダリングされる情報および指揮統制下にあるプレゼンテーションの新規性のある方法に基づきさらなる戦術的決定を下すために使用されるか、または現地の緊急時対応要員向けの事前計画案内として現場に送出することができる。これらの使用はすべて、縮尺がＴＩＦＦヘッダ内に埋め込まれているので正確な縮尺および計測データを全体にわたって保持する。本発明のツールを使用して作成されたラスタ画像は、プロセス全体およびエンドユーザの活動全体を通して実縮尺を維持しながら一方のソースから別のソースに伝送されることにも留意されたい。

【0155】

Ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｏｏｌ

【0156】

Ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｏｏｌを使用することで、３Ｄ／２Ｄ同期ビューワ２４０のユーザは最短経路ツール３００によって計算されたデータをより大規模なシミュレーションに拡張することができる。本質的に、最短経路がＳｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌ ３００によって計算され、経路が３Ｄおよび２Ｄビューポートに図形的に表示された後、エンドユーザは、３Ｄまたは２Ｄウィンドウ内の経路を選択し、右クリックメニューを通じて新規機能をアクティベートすることができる。

【0157】

このＥｖａｃｕａｔｉｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎツールは、建物の３Ｄ／２Ｄデータセット内に符号化されている人口密度データを利用して、最短経路始点の付近にいる人の数を記述する。次いで、Ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎツールは、ｔｉｆｆヘッダ内に埋め込まれている実縮尺寸法情報を使用して、周辺エリアおよび推定人口がいるエリアの寸法を計算する。次いで、Ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎツールを、仮想群衆シミュレーション、点粒子法、または群れアルゴリズムと併用して、すべての構造的障害を通り最終経路位置に至る計算された実縮尺最短経路にそって人口密度データ内に符号化されている推定総数の人々を移動するのに要する時間を計算する。ユーザは、建物の３Ｄおよび２Ｄデータセット内の推定人口密度データを変えることになる時刻または出来事の記述のいずれかをシミュレート／選択する。次いで、シミュレータは、経路がトラバースする建物のさまざまな部分に対する準備された密度情報を考慮する。最終使用に対する、さらには、仮想的な人々のグループが避難ルートにそって移動する状況を示す動画再生を実行する機能に対する時間推定値が返され表示される。

【0158】

上述のツールのそれぞれは、単独で、または組み合わせて使用することができる。例えば、ユーザは、Ｆｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌ ３００、３０１と３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌ ３６０とを併用し、対応するウィンドウ内に同時にプロットされている一方のウィンドウ内の最短経路を辿るだけでなく、３Ｄデジタルレンダリングから取った選択された経路の記録されている動画を表示することもできる。

【0159】

本発明を使用することで、ユーザは、現地で指摘されている追加の危険物、障害物、または他のデータの存在をデジタル画像に手動で記録するか、または３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌからの記録された３Ｄ仮想経路の再生を見ながら記録することもできる。次いで、この追加の情報を、現実世界の建物の場所の内側または内部にいる、さもなければ建物の出入りを素早く行える場所にいる他の緊急時対応要員に配布／中継することができる。この機能により、緊急救助隊のリーダーおよび指揮統制担当者は、その対応計画を、本発明を使用して新しい情報が得られるのに合わせて継続的に更新することができる。情報は、一部は、本発明を使用しないと、エンドユーザには利用できない。

【0160】

現実世界の緊急時対応要員の追跡

【0161】

実縮尺の、座標に関してマッチし、リアルタイムでリンクされた、３次元／２次元画像デュアル表示／ビューワ２４０を使用して、現実世界のオブジェクト（アセット）を追跡し、それと同時に、その位置を、２Ｄ間取り図上に、３Ｄウィンドウ２４２内の対応するオブジェクトとして図形的にマークすることができる。文脈的に関係する可視化環境のこのような組み合わせによって、データの２つの独立したストリームを１つの首尾一貫した情報に変換することができる。

【0162】

実際、緊急時対応要員は、送信機／受信機デバイスを装備することができる。これらのデバイスは、測位方法を使用して、何らかの拡大縮小される座標ベースのシステムに関してアセットがどこにあるかを識別する。例えば、上述のように、アセット座標は、ＧＰＳ測地系に関して、またはグリッドエンティティを作成しアセット位置を局所的グリッド内の座標に結びつける局所的配置グリッドに関して得ることができる。

【0163】

例えば、緊急時対応要員は、建物の外部にある受信機位置または防災信号反復および増幅ユニットを装備することができる構造物内にすでに存在している受信機に対して位置または識別信号を受信／送信することができるＧＰＳデバイスを装備することができる。これらの信号反復および増幅ユニットは、低強度／低出力の個人用ＧＰＳデバイス信号を拾い、それらの信号を外部受信機に再送して、位置データを計算できるように設計されている。

【0164】

別の例では、緊急時対応要員は、無線送信機および受信機を装備することもでき、これはアセットタグと称することができる。当技術分野で知られているシステムでは、コンピュータに接続された局所的なモバイルトランシーバセットは、無線信号を送出し、アセットタグから返される信号を受信する。本発明では、アセットまたは緊急時対応要員の座標を検出する際に、当技術分野で知られている三角測量法または多角測量法を使用することができる。実装されるシステムのタイプに応じて、アセットタグ位置は、アセットタグおよび受信機ステーションのタイプ、強度、およびブロードキャスト到達範囲に応じてさまざまな方法により局所的グリッドに関して決定することができる。

【0165】

オブジェクトの位置（緊急時対応要員の位置など）が上で説明されている方法を使用して計算された後、本発明の座標系に揃えて座標グリッドおよび縮尺を変換することができる。すべての座標系で共通の基準点を、この点に関して位置をプロットできるように設定する。

【0166】

緊急時対応要員のアセット座標データは、本発明の３Ｄ／２Ｄ画像デュアル表示／ビューワ２４０を使用して同時に図形的にレンダリングすることができる。アセット位置座標データが更新されると、オブジェクトまたは緊急時対応要員の位置も、３Ｄおよび２Ｄデジタル画像内で更新される。

【0167】

表示／ビューワ２４０および本発明のツールを使用すれば、ユーザは、従来技術では実現されない方法によりレンダリングされたオブジェクトの（またはアセットの）位置を見ることができるようにすることによって文脈的な３Ｄ／２Ｄ可視化環境を把握することができる。本発明は、解析ツールとしても有用である。例えば、アセットが、障害が生じている、危険な、または視覚的に損なわれている状況で構造内をナビゲートする場合、直接的な危険、ルート完結の割合、および現地で条件が変わったことに対する代替的ルートを、本発明によって変換された情報により、評価し、それに対応することができる。

【実施例】

【0168】

以下の非限定的な例を使用して本発明を説明する。

【0169】

４階建て構造物の３階に火災発生の報告がある。緊急時対応要員は、ラップトップ２８ａを使用して、現地でまたはその建物に向かう途上で火災発生の建物の間取り図データにアクセスする。階が特定された後、緊急時対応要員は、表示／ビューワ２４０を使用して所望のデジタル画像を開き、すべて同時に実行されうるいくつかの異なる方法でデータを操作することができる。

【0170】

ユーザは、デジタル画像表示／ビューワ２４０の２Ｄウィンドウ２４４を使用して構造物のすべての入口および出口点を識別し、Ｆｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｔｏｏｌを選択して、階のある地点から出口点までの最短最速経路を決定することができる。経路が計算され、３Ｄウィンドウ２４２と２Ｄウィンドウ２４４の両方に画像としてプロットされた後、ユーザは、３Ｄウィンドウカメラを好ましい構造物入口点または建物内のその現在位置に置き、計算された経路を表示させることができる。３Ｄ Ｒｅｃｏｒｄ Ｐａｔｈツールをこの時点で使用し、建物の３Ｄデジタル画像（３Ｄ仮想モデル）内で取られた経路を記録することができる。このビデオを再生するか、または有線もしくは無線方式で他の緊急時対応要員に配布することができる。作成される標準動画形式に固有のものであるが、このタイプのシステムによって変換されたユーザ生成コンテンツのエンドユーザは、画像によるインテリジェンス情報を共有するためにシステムユーザ自身である必要はない。

【0171】

緊急時対応要員が受け取るリアルタイムの現地デートが、Ｆｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈツールによって示される経路に障害物があるか、または取ることができないことを示している場合、ユーザは、Ｆｉｎｄ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈツールを使用して出口点への別の経路を計算することで経路のルート変更を行うことができる。対となるＢａｒｒｉｅｒ Ｔｏｏｌ ３６０を使用することで、ユーザは、３Ｄまたは２Ｄウィンドウで現地緊急時対応要員によって識別された危険／障害物をマークし、障害物の、原寸に比例した画像表現の同時挿入をトリガすることができる。この画像表現は、世界標準の緊急事態シンボルを使ってマップされた実際の障害物またはテクスチャ化された幾何学的形状とすることができる。ユーザは、マップされた環境のデータパラメータを変更し、最終的に、インテリジェンス情報および基礎となるドキュメント画像データから計算される計測済みルートオプションに影響を及ぼす複数の、原寸に比例した障壁をマークすることができる。最後に、煙の充満している階を探す途中の緊急時対応要員を支援するために、Ｄｏｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌを使用して、所望の終点にたどり着くまで戸口または入口通路の数をカウントすることができる。このデータは、戦術的検証がナビゲーションに必要になる視覚的に損なわれている環境にとって不可欠である。このデータは、ほとんどどのような典型的な建築間取り図にも見られるが、データが意味のあるものとなるように、または有用なインテリジェンス情報が得られるように所望のルートにそって手作業で表にしなければならない。本発明を使用すれば、従来技術のこのような重大な欠点を克服できる。

【0172】

建物が内部に受信機／増幅器を装備しており、また内部攻撃に関わる、または火災発生ホットゾーン内のレスキュー会社の一部として関わっている緊急時対応要員がＧＰＳデバイスまたは無線送信機を装備している場合、外部の要員は、建物の３階の中にいる緊急時対応要員の正確な座標を視覚的に追跡し、緊急事態の新たな発生または変更を口頭で指令するか、またはシステムの画像表示に基づく追加情報を用いて、建物の内部で発見し外部の要員に報告する状態に緊急時対応要員が対処するのを支援することができるものとしてよい。

【0173】

本明細書に記載されている本発明の多くの修正形態および他の実施形態は、本発明が関係する当業者であれば前記の説明および関連する図面に提示されている教示を利用して思い付くものである。したがって、本発明は、開示されている特定の実施形態に限定されず、また修正形態および他の実施形態は、付属の請求項の範囲内に含まれることを意図されていることは理解されるであろう。本明細書では特定の用語が使用されているけれども、これらの用語は、一般的で説明的な意味でのみ使用され、制限することを目的としていない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図19】

【図20】

【図21】