特許 7140478 気象分布表示装置、気象分布表示方法および気象分布表示プログラム

(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】

(24)【登録日】2022-09-12

(45)【発行日】2022-09-21

(54)【発明の名称】気象分布表示装置、気象分布表示方法および気象分布表示プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01W 1/02 20060101AFI20220913BHJP

   G06T 11/60 20060101ALI20220913BHJP

   G09B 29/00 20060101ALI20220913BHJP

   G09B 29/10 20060101ALI20220913BHJP

【ＦＩ】

G01W1/02 C

G06T11/60 300

G09B29/00 F

G09B29/10 A

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2017169248

(22)【出願日】2017-09-04

(65)【公開番号】P2019045325

(43)【公開日】2019-03-22

【審査請求日】2020-05-22

【審判番号】

【審判請求日】2021-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】599147746

【氏名又は名称】株式会社島津ビジネスシステムズ

(74)【代理人】

【識別番号】100102037

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 裕之

(74)【代理人】

【識別番号】100149962

【弁理士】

【氏名又は名称】阿久津 好二

(72)【発明者】

【氏名】奥山 哲史

(72)【発明者】

【氏名】有本 淳吾

(72)【発明者】

【氏名】谷澤 宏樹

【合議体】

【審判長】石井 哲

【審判官】樋口 宗彦

【審判官】渡戸 正義

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－９３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４２８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４２８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２４０７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－８１１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８６６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

G01W1/00-1/18

G06F3/01-3/0489

G06T1/00-1/40

G06T3/00-5/50

G06T9/00-19/20

G09B23/00-29/14

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

携帯装置の表示部に気象分布を表示させる気象分布表示装置であって、
現実空間に固定的な基準平面と基準点を仮想的に設定する基準設定部と、
地図を示す地図データを取得する地図データ取得部と、
気象分布を示す気象データを取得する気象データ取得部と、
前記携帯装置に一体に備えられたカメラと、
前記カメラの撮像方向を検出する検出器と
前記基準点と前記携帯装置との相対位置関係を算出する相対位置関係算出部と、
前記地図データに基づいて立体感を有する地図画像を示す二次元の地図画像データを生成するとともに、前記気象データに基づいて地図画像に重畳されかつ気象分布に対応する立体感を有する気象画像を示す二次元の気象画像データを生成する画像データ生成部とを備え、
前記基準設定部は、現実空間に固定的な第１の基準平面を仮想的に設定し、前記第１の基準面上に前記基準点を設定し、前記地図画像を前記第１の基準平面に仮想的に配置し、
前記相対位置関係算出部は、前記カメラにより得られる合焦した被写体の画像を示す逐次的に取得される撮像データ、および前記検出器により検出される撮像方向に基づいて、前記カメラから前記基準点に向かう方向および前記基準点と前記カメラとの間の距離を前記相対位置関係として算出し、
前記画像データ生成部は、前記地図画像データおよび前記気象画像データを合成することにより合成画像データを生成し、生成された前記合成画像データに基づく合成画像を前記表示部に表示させるとともに、前記相対位置関係の変化に応じて、地図画像および気象画像の位置、大きさおよび向きの少なくとも１つが変化するように前記地図画像データおよび前記気象画像データを変化させ、さらに前記画像 データ生成部は、前記基準平面に仮想的に配置された前記地図画像が前記携帯装置の位置から視認された際に認識可能な地図画像を示す前記地図画像データを、前記相対位置関係、および前記地図データに基づいて生成するとともに、前記基準平面の仮想的な地図画像に重畳するように前記基準平面に仮想的に配置された気象画像が前記携帯装置の位置から視認された際に認識可能な気象画像を示す前記気象画像データを、前記相対位置関係および前記気象データに基づいて生成する気象分布表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気象分布を表示する気象分布表示装置、気象分布表示方法および気象分布表示プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、テレビ放送またはインターネット等の情報配信メディアにより気象情報の配信が行われている。このような配信においては、主として平面の地図に気象分布が重畳して表示される。例えば非特許文献１においては、降水量の分布が日本列島およびその周辺領域を示す二次元の地図に重畳して表示される。また、例えば非特許文献２においては、静止気象衛星により観測された雲の分布が日本列島およびその周辺領域を示す二次元の地図に重畳して表示される。さらに、非特許文献３には、地図情報等の種々のデータを三次元的に可視化する可視化ソフトウエアが紹介されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】気象庁、“レーダー・ナウキャスト(降水・雷・竜巻)：全国”、［online］、［平成２９年８月１５日検索］、インターネット〈URL:http://www.jma.go.jp/jp/radnowc/〉

【文献】気象庁、“気象衛星”、［online］、［平成２９年８月１５日検索］、インターネット〈URL:http://www.jma.go.jp/jp/gms/〉

【文献】サイバネットシステム株式会社、“汎用可視化ソフトウエアＡＶＳ”、［online］、［平成２９年８月１５日検索］、インターネット〈URL:http://www.cybernet.co.jp/avs/products/〉

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

非特許文献３において紹介された可視化ソフトウエアによれば、三次元的に可視化された対象物の画像を表示装置の画面上に表示させることができる。また、このような可視化ソフトウエアでは、マウスにより対象物を見る視点の位置を変更することにより視点の位置に応じた画像を表示させることが可能である。しかしながら、使用者は、画面上に表示された画像から対象物と視点との相対的な位置関係を把握することは困難である。

【0005】

本発明の目的は、地図上の気象分布の画像を三次元的に表示可能であるとともに使用者に地図と視点との相対的な位置関係を容易に把握させることが可能な気象分布表示装置、気象分布表示方法および気象分布表示プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）第１の発明に係る気象分布表示装置は、携帯装置の表示部に気象分布を表示させる気象分布表示装置であって、現実空間に固定的な基準位置を仮想的に設定する基準設定部と、地図を示す地図データを取得する地図データ取得部と、気象分布を示す気象データを取得する気象データ取得部と、基準位置と携帯装置との相対位置関係を算出する相対位置関係算出部と、地図データに基づいて立体感を有する地図画像を示す二次元の地図画像データを生成するとともに、気象データに基づいて地図画像に重畳されかつ気象分布に対応する立体感を有する気象画像を示す二次元の気象画像データを生成する画像データ生成部とを備え、画像データ生成部は、地図画像データおよび気象画像データを合成することにより合成画像データを生成し、生成された合成画像データに基づく合成画像を表示部に表示させるとともに、相対位置関係の変化に応じて、地図画像および気象画像の位置、大きさおよび向きの少なくとも１つが変化するように地図画像データおよび気象画像データを変化させる。

【0007】

この気象分布表示装置においては、現実空間に固定的な基準位置が仮想的に設定され、基準位置と携帯装置との相対位置関係が算出される。地図を示す地図データが取得され、地図データに基づいて立体感を有する地図画像を示す二次元の地図画像データが生成される。また、気象分布を示す気象データが取得され、気象データに基づいて地図画像に重畳されかつ気象分布に対応する立体感を有する気象画像を示す二次元の気象画像データが生成される。地図画像データおよび気象画像データを合成することにより合成画像データが生成され、生成された合成画像データに基づく合成画像が表示部に表示される。

【0008】

この構成によれば、立体感を有する地図画像に重畳するように気象画像を携帯装置の表示部に表示することができる。また、基準位置と携帯装置との相対位置関係が変化することにより、その変化に応じて地図画像および気象画像の位置、大きさおよび向きの少なくとも１つが変化する。そのため、使用者は、携帯装置を操作して基準位置に対する携帯装置の相対位置関係を変化させることにより、合成画像における地図画像および気象画像の所望の部分を所望の角度で表示部に表示させることができる。ここで、使用者は、携帯装置の位置を視点の位置として直感的に認識し、基準位置に対する視点の位置を容易に把握することができる。したがって、地図上の気象分布の画像を三次元的に表示するとともに、使用者に地図画像と視点との相対的な位置関係を容易に把握させることが可能となる。

【0009】

（２）画像データ生成部は、基準位置に仮想的に配置された地図画像が携帯装置の位置から視認された際に認識可能な地図画像を示す地図画像データを、相対位置関係および地図データに基づいて生成するとともに、基準位置の仮想的な地図画像に重畳するように基準位置に仮想的に配置された気象画像が携帯装置の位置から視認された際に認識可能な気象画像を示す気象画像データを、相対位置関係および気象データに基づいて生成してもよい。この場合、立体感を有する地図画像を示す地図画像データおよび立体感を有する気象画像を示す気象画像データを容易に生成することができる。

【0010】

（３）基準設定部は、基準位置として現実空間に固定的な第１の基準平面を仮想的に設定し、地図画像は第１の基準平面に仮想的に配置され、相対位置関係算出部は、第１の基準平面上の予め定められた基準点と携帯装置の位置との相対位置関係を算出してもよい。この場合、合成画像において、気象画像が地図画像と同一の高さに表示される。これにより、使用者は、地図画像の各地域と当該地域に対応する気象画像との関係を容易に認識することができる。

【0011】

（４）気象データ取得部により取得される気象データは、互いに異なる種類の第１および第２の気象分布を示し、基準設定部は、現実空間に固定されかつ第１の基準平面と所定の位置関係を有する仮想的な第２の基準平面をさらに設定し、画像データ生成部は、仮想的な地図画像に重畳するように第１の基準平面上に仮想的に配置された第１の気象分布に対応する第１の気象画像および第２の基準平面上に仮想的に配置された第２の気象分布に対応する第２の気象画像が携帯装置の位置から視認される際に認識可能な気象画像を示す気象画像データを、相対位置関係および気象データに基づいて生成してもよい。

【0012】

この場合、気象分布の種類に応じて第１の気象画像と第２の気象画像とを合成画像における異なる高さに表示することができる。また、第１の気象画像は地図画像と同一の高さに表示されるので、使用者は、地図画像の各地域と当該地域に対応する第１の気象画像との関係を容易に認識することができる。

【0013】

（５）気象データ取得部は、所定の時間間隔で気象データ取得を取得し、画像データ生成部は、気象データ取得部により気象データが取得されるごとに生成される気象画像データを更新してもよい。この場合、時間経過に伴う気象データの変化に追従して合成画像における気象画像を更新することができる。

【0014】

（６）携帯装置は、カメラと、カメラの撮像方向を検出する検出器とを含み、相対位置関係算出部は、カメラにより得られる合焦した被写体の画像を示す撮像データおよび検出器により検出される撮像方向に基づいて、カメラから基準位置に向かう方向および基準位置とカメラとの間の距離を相対位置関係として算出してもよい。この場合、基準位置と携帯装置との相対位置関係を容易に算出することができる。

【0015】

（７）相対位置関係算出部は、カメラの位置を携帯装置の位置として相対位置関係を算出してもよい。この場合、撮像データに基づいて携帯装置の位置をより容易に算出することができる。また、使用者は、カメラの位置を視点の位置として直感的に認識し、基準位置に対する視点の位置をより容易に把握することができる。

【0016】

（８）検出器は、重力方向を検出する加速度センサと、地磁気の方向を検出する電子コンパスとを含み、相対位置関係算出部は、加速度センサおよび電子コンパスの検出結果に基づいてカメラから基準位置に向かう方向を算出してもよい。この場合、互いに直交する２方向において、カメラの方向を容易に検出することができる。これにより、カメラから基準位置に向かう方向を容易に算出することができる。

【0017】

（９）基準設定部は、所定の時点において携帯装置に対して所定の位置関係を有する仮想的な位置を基準位置として設定してもよい。この場合、基準位置を容易に設定することができる。

【0018】

（１０）気象データは、気象に関する場所的分布を含んでもよい。この場合、使用者は、合成画像を視認することにより気象に関する場所的分布を認識することができる。

【0019】

（１１）第２の発明に係る気象分布表示方法は、携帯装置の表示部に気象分布を表示させる気象分布表示方法であって、現実空間に固定的な基準位置を仮想的に設定するステップと、地図を示す地図データを取得するステップと、気象分布を示す気象データを取得するステップと、基準位置と携帯装置との相対位置関係を算出するステップと、地図データに基づいて立体感を有する地図画像を示す二次元の地図画像データを生成するステップと、気象データに基づいて地図画像に重畳されかつ気象分布に対応する立体感を有する気象画像を示す二次元の気象画像データを生成するステップと、地図画像データおよび気象画像データを合成することにより合成画像データを生成するステップと、生成された合成画像データに基づく合成画像を表示部に表示させるステップとを含み、合成画像を表示部に表示させるステップは、相対位置関係の変化に応じて、地図画像および気象画像の位置、大きさおよび向きの少なくとも１つが変化するように地図画像データおよび気象画像データを変化させることを含む。

【0020】

この構成によれば、使用者は、携帯装置を操作して基準位置に対する携帯装置の相対位置関係を変化させることにより、合成画像における地図画像および気象画像の所望の部分を所望の角度で表示部に表示させることができる。使用者は、携帯装置の位置を視点の位置として直感的に認識し、基準位置に対する視点の位置を容易に把握することができる。したがって、地図上の気象分布の画像を三次元的に表示するとともに、使用者に地図画像と視点との相対的な位置関係を容易に把握させることが可能となる。

【0021】

（１２）第３の発明に係る気象分布表示プログラムは、携帯装置の表示部への気象分布の表示を処理装置により実行可能な気象分布表示プログラムであって、現実空間に固定的な基準位置を仮想的に設定する処理と、地図を示す地図データを取得する処理と、気象分布を示す気象データを取得する処理と、基準位置と携帯装置との相対位置関係を算出する処理と、地図データに基づいて立体感を有する地図画像を示す二次元の地図画像データを生成する処理と、気象データに基づいて地図画像に重畳されかつ気象分布に対応する立体感を有する気象画像を示す二次元の気象画像データを生成する処理と、地図画像データおよび気象画像データを合成することにより合成画像データを生成する処理と、生成された合成画像データに基づく合成画像を表示部に表示させる処理とを、処理装置に実行させ、合成画像を表示部に表示させる処理は、相対位置関係の変化に応じて、地図画像および気象画像の位置、大きさおよび向きの少なくとも１つが変化するように地図画像データおよび気象画像データを変化させることを含む。

【0022】

この構成によれば、使用者は、携帯装置を操作して基準位置に対する携帯装置の相対位置関係を変化させることにより、合成画像における地図画像および気象画像の所望の部分を所望の角度で表示部に表示させることができる。使用者は、携帯装置の位置を視点の位置として直感的に認識し、基準位置に対する視点の位置を容易に把握することができる。したがって、地図上の気象分布の画像を三次元的に表示するとともに、使用者に地図画像と視点との相対的な位置関係を容易に把握させることが可能となる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、地図上の気象分布の画像を三次元的に表示するとともに使用者に地図と視点との相対的な位置関係を容易に把握させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施の形態に係る気象分布表示装置を含む携帯装置の構成を示すブロック図である。

【図2】基準平面の設定方法の一例を示す図である。

【図3】合成画像の表示の一例を示す図である。

【図4】レンズの位置が変化したときの合成画像の変化を示す図である。

【図5】レンズの位置が変化したときの合成画像の変化を示す図である。

【図6】レンズの方向が変化したときの合成画像の変化を示す図である。

【図7】レンズの方向が変化したときの合成画像の変化を示す図である。

【図8】気象分布表示プログラムにより行われる気象分布表示処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施の形態に係る気象分布表示装置、気象分布表示方法および気象分布表示プログラムについて図面を参照しながら詳細に説明する。

【0026】

（１）携帯装置の構成
図１は、本発明の実施の形態に係る気象分布表示装置を含む携帯装置の構成を示すブロック図である。携帯装置１００は、例えば携帯端末等の移動可能なスマートデバイス（smart device）であり、気象分布を示す気象データを配信する気象サーバ２００と通信可能に構成される。気象データは、雨、雪、雲、雷、風、波、気温または気圧等の気象が場所に対応付けられたデータであり、観測または予測により得られる。本実施の形態においては、気象データは、降水量の観測値、気象レーダにより観測される降水強度の分布および気象衛星により観測される雲の分布である。

【0027】

気象データは、降水量の予測値、予測される降水強度分布または予測される雲の分布であってもよい。あるいは、気象データは、降雪量、風向風速、気温、地上気温分布、高層気温分布、地上気圧分布、高層気圧分布、地上風分布、高層風分布（鉛直成分を含む）、雷発生確度分布、竜巻発生確度分布、推計気象の天気分布、震度観測点の震度または津波観測点の津波高さ等の観測値もしくは予報値であってもよい。なお、地震に関するデータも場所に対応付けることが可能である。したがって、本実施の形態において、気象データは、地震に関するデータを含んでもよい。

【0028】

携帯装置１００は、気象分布表示装置１０、加速度センサ２０、電子コンパス３０、カメラ４０、位置方向算出部５０、記憶部６０、通信部７０および表示部８０を含む。また、携帯装置１００は、図示しないＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）および記憶装置を含む。ＲＯＭまたは記憶装置には、システムプログラム、位置方向算出プログラムおよび気象分布表示プログラムが記憶される。

【0029】

加速度センサ２０は、地球の重力加速度の方向を検出する。電子コンパス３０は、地磁気の方向を検出する。カメラ４０は、レンズ４１を有し、当該レンズ４１を通して任意の被写体を撮像することにより、被写体の画像を示す撮像データを生成する。加速度センサ２０および電子コンパス３０は、カメラ４０の撮像方向を検出する検出器の例である。

【0030】

位置方向算出部５０の機能は、携帯装置１００のＣＰＵが位置方向算出プログラムをＲＡＭ上で実行することにより実現される。位置方向算出部５０は、カメラ４０により生成される撮像データ基づいて、被写体に対するレンズ４１の相対的な位置を所定の時間間隔で逐次算出する。また、位置方向算出部５０は、加速度センサ２０により検出された重力加速度の方向および電子コンパス３０により検出された地磁気の方向に基づいて、レンズ４１の光軸の方向（以下、単にレンズ４１の方向と呼ぶ。）を所定の時間間隔で逐次算出する。

【0031】

ここで、レンズ４１の方向は、レンズ４１の仰角および水平角により表される。レンズ４１の仰角は、例えば加速度センサ２０により検出される重力加速度の方向に直交する平面（水平面）に対してレンズ４１の光軸が成す角度として定義される。レンズ４１の水平角は、例えば水平面内において電子コンパス３０により検出される地磁気の方向（南北方向）に対してレンズ４１の光軸が成す角度として定義される。

【0032】

記憶部６０は、上記のＲＡＭ、ＲＯＭおよび記憶装置により構成される。記憶部６０には、地図を示す三次元の地図データが記憶される。地図データは、例えば、日本列島およびその周辺領域を示す。通信部７０は、気象サーバ２００と無線通信可能に構成される。表示部８０は、例えばタッチパネルディスプレイを含み、種々の画像を表示する。

【0033】

気象分布表示装置１０は、基準設定部１、相対位置関係算出部２、地図データ取得部３、地図画像データ生成部４、気象データ取得部５、気象画像データ生成部６および画像データ合成部７を含む。携帯装置１００のＣＰＵがＲＯＭまたは記憶装置に記憶された気象分布表示プログラムを実行することにより、気象分布表示装置１０の構成要素（１～７）の機能が実現される。気象分布表示装置１０の構成要素（１～７）の一部または全てが電子回路等のハードウエアにより構成されてもよい。

【0034】

基準設定部１は、初期動作として、現実空間に固定的な基準位置を仮想的に設定する。本実施の形態においては、基準設定部１は、カメラ４０の視野内の現実空間に仮想的な基準平面を基準位置として設定する。基準平面上の所定の点（例えば中心点）に基準点が設定される。具体的には、カメラ４０が起動し、カメラ４０の視野内のいずれかの被写体に焦点が合ったときのレンズ４１の位置および方向に基づいて基準平面が設定される。基準平面が設定された後、レンズ４１の位置または方向が変化しても基準平面の位置は変化しない。基準平面の設定方法の詳細については後述する。

【0035】

相対位置関係算出部２は、位置方向算出部５０により算出されたレンズ４１の位置および方向に基づいて、基準設定部１により設定された基準平面の基準点とレンズ４１との相対位置関係を算出する。基準点とレンズ４１との相対位置関係は、レンズ４１から基準点に向かう方向および基準点とレンズ４１との間の距離を含む。

【0036】

地図データ取得部３は、記憶部６０から三次元の地図データを取得する。気象サーバ２００が地図データを配信する場合には、地図データ取得部３は、通信部７０を介して気象サーバ２００から地図データを取得してもよい。

【0037】

ここで、基準設定部１により設定された基準平面に三次元の地図画像が仮想的に配置される。地図画像データ生成部４は、地図データ取得部３により取得された三次元の地図データおよび相対位置関係算出部２により算出された相対位置関係に基づいて、カメラ４０が現時点のレンズ４１の位置から仮想的な三次元の地図画像を撮像することにより得られる二次元の地図画像を示す二次元の地図画像データを所定の時間間隔で逐次生成する。ここで、二次元の地図画像は立体感を有する画像である。

【0038】

気象データ取得部５は、通信部７０を介して気象サーバ２００から気象データを取得する。ここで、気象データに基づいて気象分布を視覚的に示す仮想的な三次元の気象画像が定義され、三次元の気象画像が基準平面の仮想的な三次元の地図画像に重畳するように基準平面上に仮想的に配置される。気象画像データ生成部６は、気象データ取得部５により取得された気象データおよび相対位置関係算出部２により算出された相対位置関係に基づいて、カメラ４０が現時点のレンズ４１の位置から仮想的な三次元の気象画像を撮像することにより得られる二次元の気象画像を示す二次元の気象画像データを所定の時間間隔で逐次生成する。ここで、二次元の気象画像は立体感を有する画像である。

【0039】

画像データ合成部７は、地図画像データ生成部４により生成される二次元の地図画像データ、気象画像データ生成部６により生成される二次元の気象画像データおよびカメラ４０により生成される撮像データを合成することにより合成画像データを生成する。また、画像データ合成部７は、合成された合成画像データに基づく合成画像を表示部８０に表示させる。表示される合成画像における地図および気象画像の大きさ、位置および方向は、レンズ４１の位置および方向により変化する。このように、地図画像データ生成部４、気象画像データ生成部６および画像データ合成部７が画像データ生成部の例である。

【0040】

（２）合成画像の表示
図２は、基準平面の設定方法の一例を示す図である。図１の基準設定部１は、カメラ４０の起動後、図２に示すように、レンズ４１から光軸４２の方向に６００ｍｍ離間した仮想的な点を基準点Ｒ１として設定する。また、基準設定部１は、基準点Ｒ１を含みかつ水平面に平行な８００ｍｍ×８００ｍｍの仮想的な平面を基準平面Ｒ２として設定する。さらに、基準設定部１は、基準平面Ｒ２から予め定められた高さに、水平面に平行な８００ｍｍ×８００ｍｍの仮想的な平面を上空平面Ｒ３として設定する。基準平面Ｒ２および上空平面Ｒ３は、それぞれ第１および第２の基準平面の例である。

【0041】

図３は、合成画像の表示の一例を示す図である。図３に示すように、基準平面Ｒ２には、三次元の地図画像が仮想的に配置されている。図１の地図画像データ生成部４は、カメラ４０が現時点のレンズ４１の位置から基準平面Ｒ２に配置された仮想的な三次元の地図画像を撮像することにより得られる二次元の地図画像を示す二次元の地図画像データを生成する。図３の例では、レンズ４１は地図画像の南上方に位置する。また、レンズ４１と基準平面Ｒ２との距離が比較的大きいため、地図画像の全体がカメラ４０の視野に含まれる。そのため、南上方から三次元の地図画像の全体を撮像することにより得られる二次元の地図画像を示す二次元の地図データが生成される。

【0042】

また、図３の例では、三次元の気象画像として、降水量および降水強度の分布を示す画像が基準平面Ｒ２に仮想的に配置され、雲の分布を示す画像が上空平面Ｒ３に仮想的に配置されている。図１の気象画像データ生成部６は、カメラ４０が現時点のレンズ４１の位置から基準平面Ｒ２および上空平面Ｒ３に配置された仮想的な気象画像を撮像することにより得られる二次元の気象画像を示す二次元の気象画像データを生成する。

【0043】

生成される気象画像データは、降水量を示す降水量画像Ｇ１、降水強度の分布を示す降水強度分布画像Ｇ２および雲の分布を示す雲分布画像Ｇ３を含む。降水量画像Ｇ１は、１または複数の円柱により構成される画像であり、円柱の高さおよび色により降水量を示す。降水強度分布画像Ｇ２は、所定の降水強度を有する地域を示す領域（ポリゴン）の画像である。雲分布画像Ｇ３は、雲の位置を示すポリゴンの画像である。なお、気象データが風向風速である場合には、気象画像は風車の画像または粒子の画像であってもよい。この場合、風車の回転の態様または粒子の飛散の態様により風向風速を表すことができる。

【0044】

図１の画像データ合成部７は、生成された二次元の地図画像データ、二次元の気象画像データおよび撮像データを合成することにより合成画像データを生成する。また、画像データ合成部７は、生成された合成画像データに基づいて、合成画像を表示部８０に表示させる。基準点Ｒ１とレンズ４１との相対位置関係が変化した場合、その変化に対応するように表示部８０に表示される合成画像の大きさ、位置または方向が変化する。

【0045】

使用者は、表示部８０を視認することにより、基準平面Ｒ２に仮想的に配置された三次元の地図画像を認識するとともに、基準平面Ｒ２の地図画像の各地域に重畳するように基準平面Ｒ２および上空平面Ｒ３に仮想的に配置された当該地域の気象画像を認識することができる。また、使用者は、基準平面Ｒ２よりも外の領域には、カメラ４０により撮像された被写体の画像を認識することができる。

【0046】

図４および図５は、レンズ４１の位置が変化したときの合成画像の変化を示す図である。図４の例では、太い点線の矢印で示すように、レンズ４１の位置が図３における位置から基準点Ｒ１に近づくように移動される。この場合、使用者は、基準平面Ｒ２に仮想的に配置された地図画像を基準点Ｒ１により近い位置から認識することとなる。そのため、基準点Ｒ１とレンズ４１との距離に基づいて合成画像データが更新される。更新された合成画像データに基づいて、拡大された合成画像が表示部８０に表示される。

【0047】

図４の例では、地図画像における近畿地方および中部地方が拡大表示されるとともに、これらの地域に対応する降水量画像Ｇ１および降水強度分布画像Ｇ２が拡大表示される。なお、基準点Ｒ１とレンズ４１との距離が所定値以上小さい場合には、上空平面Ｒ３がカメラ４０の視野内に含まれなくなるため、図４の例のように、表示部８０に雲分布画像Ｇ３が表示されない。

【0048】

図５の例では、太い点線の矢印で示すように、レンズ４１の位置が図４における位置から地図画像における東方に移動される。この場合、使用者は、基準平面Ｒ２に仮想的に配置された地図画像をより東方から認識することとなる。そのため、レンズ４１から基準点Ｒ１に向かう方向および基準点Ｒ１とレンズ４１との距離に基づいて合成画像データが更新される。更新された合成画像データに基づいて、より東方から見た地域（図５の例では中部地方および関東地方）に対応する合成画像が表示部８０に表示される。

【0049】

図６および図７は、レンズ４１の方向が変化したときの合成画像の変化を示す図である。図６の例では、太い点線の矢印で示すように、レンズ４１の水平角が図５の方向から地図画像における東方に回転される。この場合、使用者は、基準平面Ｒ２に仮想的に配置された地図画像をより東方に認識することとなる。そのため、レンズ４１から基準点Ｒ１に向かう方向に基づいて合成画像データが更新される。更新された合成画像データに基づいて、より東方に見た地域（図６の例では東北地方および北海道）に対応する合成画像が表示部８０に表示される。

【0050】

図７の例では、太い点線の矢印で示すように、レンズ４１の仰角が図５の方向から下方に回転される。この場合、使用者は、基準平面Ｒ２に仮想的に配置された地図画像をより下方に認識することとなる。そのため、レンズ４１から基準点Ｒ１に向かう方向に基づいて合成画像データが更新される。更新された合成画像データに基づいて、より下方に見た地域（図７の例では北海道）に対応する合成画像が表示部８０に表示される。

【0051】

（３）気象分布表示処理
図８は、気象分布表示プログラムにより行われる気象分布表示処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。まず、基準設定部１は、レンズ４１の焦点がカメラ４０の視野内のいずれかの被写体に合ったか否かを判定する（ステップＳ１）。レンズ４１の焦点がいずれの被写体にも合っていない場合、基準設定部１は、レンズ４１の焦点がいずれかの被写体に合うまで待機する。レンズ４１の焦点がカメラ４０の視野内のいずれかの被写体に合った場合、基準設定部１は、位置方向算出部５０により算出されるレンズ４１の位置および方向に基づいて基準点、基準平面および上空平面を設定する（ステップＳ２）。

【0052】

次に、地図データ取得部３は、記憶部６０から三次元の地図データを取得する（ステップＳ３）。気象データ取得部５は、通信部７０を介して気象サーバ２００から気象データを取得する（ステップＳ４）。ステップＳ４は、気象サーバ２００から配信される気象データを更新するための割り込み処理であり、所定の時間間隔ごとに実行される。所定の時間間隔は、例えば５分間隔であってもよいし、１時間間隔であってもよい。続いて、相対位置関係算出部２は、位置方向算出部５０により算出されるレンズ４１の位置および方向に基づいて、ステップＳ２で設定された基準点とレンズ４１との相対位置関係を算出する（ステップＳ５）。

【0053】

その後、地図画像データ生成部４は、ステップＳ３で取得された三次元の地図データおよびステップＳ５で算出された相対位置関係に基づいて、二次元の地図画像データを生成する（ステップＳ６）。また、気象画像データ生成部６は、ステップＳ４で取得された気象データおよびステップＳ５で算出された相対位置関係に基づいて、二次元の気象画像データを生成する（ステップＳ７）。ステップＳ６，Ｓ７は、いずれが先に実行されてもよいし、同時に実行されてもよい。

【0054】

画像データ合成部７は、カメラ４０から撮像データを取得する（ステップＳ８）。ステップＳ８は、ステップＳ４～Ｓ７のいずれかの時点で実行されてもよい。また、画像データ合成部７は、ステップＳ６で生成された地図画像データ、ステップＳ７で生成された気象画像データおよびステップＳ８で取得された撮像データを合成することにより合成画像データを生成する（ステップＳ９）。その後、画像データ合成部７は、ステップＳ９で生成された合成画像データに基づく合成画像を表示部８０に表示させ（ステップＳ１０）、ステップＳ４に戻る。

【0055】

使用者により気象分布表示処理の終了が指示されるまでステップＳ４～Ｓ１０が繰り返される。これにより、基準点とレンズ４１との相対位置関係が変化するごとに表示される合成画像の大きさ、位置または方向が更新される。また、気象サーバ２００から配信される気象データが更新されることにより、合成画像における気象画像が更新される。なお、ステップＳ４の実行タイミングが気象データの取得タイミングでない場合には、ステップＳ４，Ｓ７はスキップされる。

【0056】

（４）効果
本実施の形態に係る気象分布表示装置１０においては、立体感を有する地図画像に重畳するように気象画像を携帯装置１００の表示部８０に表示することができる。また、基準平面とレンズ４１との相対位置関係が変化することにより、その変化に応じて地図画像および気象画像の位置、大きさおよび向きの少なくとも１つが変化する。そのため、使用者は、携帯装置１００を操作して基準平面に対するレンズ４１の相対位置関係を変化させることにより、合成画像における地図画像および気象画像の所望の部分を所望の角度で表示部８０に表示させることができる。ここで、使用者は、レンズ４１の位置を視点の位置として直感的に認識し、基準平面に対する視点の位置を容易に把握することができる。したがって、使用者に地図画像と視点との相対的な位置関係を容易に把握させることができる。

【0057】

気象分布の種類に応じて気象画像を合成画像における適切な高さに配置することができる。例えば、降水量画像Ｇ１および降水強度分布画像Ｇ２は地図画像と同一の高さに配置され、雲分布画像Ｇ３は地図画像の上方の空間に配置される。これにより、使用者は、地図画像の各地域と当該地域に対応する降水量および降水強度の分布との関係を容易に認識するとともに、地図画像の上方の雲の分布を俯瞰的に認識することができる。

【0058】

第１の基準平面および第２の基準平面（上空平面）に表示する気象画像の種類および組み合わせは特に限定されないが、第１の基準平面には、降水強度分布、地上気温分布、地上気圧分布または地上風分布の気象データに対応する気象画像が表示されることが好ましい。一方、第２の基準平面には、雲分布、高層気温分布、高層気圧分布または高層風分布の気象データに対応する気象画像が表示されることが好ましい。これらの表示によれば、使用者は、実際の気象分布をより容易に視認することができる。

【0059】

（５）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態において、気象分布表示装置１０がスマートデバイスに設けられるが、本発明はこれに限定されない。気象分布表示装置１０は、パーソナルコンピュータまたはゲーム機器等の移動可能な電子機器に設けられてもよい。また、気象分布表示装置１０は、携帯装置１００と一体的に設けられずに、別体として設けられてもよい。

【0060】

（ｂ）上記実施の形態において、基準点、基準平面および上空平面はカメラ４０の起動時におけるレンズ４１の位置および方向に基づいて設定されるが、本発明はこれに限定されない。基準点、基準平面および上空平面は、所望の時点で設定されてもよい。例えば、使用者が携帯装置１００の特定のスイッチを操作することにより基準点、基準平面および上空平面が設定されてもよい。また、基準点、基準平面および上空平面は、レンズ４１の位置および方向とは無関係に固定的に現実空間に設定されてもよい。

【0061】

（ｃ）上記実施の形態において、基準平面と携帯装置との相対位置関係を算出するために、レンズ４１の位置および方向が携帯装置１００の位置および方向として扱われるが、本発明はこれに限定されない。携帯装置１００の所望の部分の位置および方向が携帯装置１００の位置および方向として扱われてもよい。

【0062】

（ｄ）上記実施の形態において、加速度センサ２０により検出される重力加速度の方向、電子コンパス３０により検出される地磁気の方向およびカメラ４０により生成される撮像データに基づいて携帯装置１００の位置および方向が算出されるが、本発明はこれに限定されない。携帯装置１００がＧＰＳ（Global Positioning System）等の衛星を用いた測位システムを有する場合には、測位システムにより取得された測位情報に基づいて携帯装置１００の位置または方向が算出されてもよい。この場合、携帯装置１００に加速度センサ２０、電子コンパス３０またはカメラ４０が設けられなくてもよい。

【0063】

（ｅ）上記実施の形態において、地図データ取得部３は三次元の地図データを取得するが、本発明はこれに限定されない。地図データ取得部３は二次元の地図データを取得してもよい。この場合、基準平面には、二次元の地図画像が仮想的に配置されることとなる。また、基準平面には、三次元ではなく二次元の気象画像が仮想的に配置されてもよい。

【0064】

（ｆ）上記実施の形態においては、相対位置関係の変化に応じて地図画像の位置、大きさおよび向きの少なくとも１つが変化するように、地図データに基づいて地図画像データが生成される。また、相対位置関係の変化に応じて気象画像の位置、大きさおよび向きの少なくとも１つが変化するように、気象データに基づいて気象画像データが生成される。これらの地図画像データおよび気象画像データが合成されることにより合成画像データが生成される。しかしながら、本発明は、上記の例に限定されない。

【0065】

例えば、相対位置関係に依存せずに、地図データに基づいて地図画像データが生成され、気象データに基づいて気象画像データが生成され、地図画像データおよび気象画像データが合成されることにより合成画像データが生成されてもよい。この場合、相対位置関係の変化に応じて、合成画像における地図画像および気象画像の位置、大きさおよび向きの少なくとも１つが変化するように合成画像データが変化される。また、相対位置関係の変化に応じて、地図画像および気象画像の両方が視覚的に見て特定の基準位置付近に表示されるように合成画像データを生成する限りにおいて、種々の実施の形態の変形を行うことが可能である。

【符号の説明】

【0066】

１…基準設定部，２…相対位置関係算出部，３…地図データ取得部，４…地図画像データ生成部，５…気象データ取得部，６…気象画像データ生成部，７…画像データ合成部，１０…気象分布表示装置，２０…加速度センサ，３０…電子コンパス，４０…カメラ，４１…レンズ，４２…光軸，５０…位置方向算出部，６０…記憶部，７０…通信部，８０…表示部，１００…携帯装置，２００…気象サーバ，Ｇ１…降水量画像，Ｇ２…降水強度分布画像，Ｇ３…雲分布画像，Ｒ１…基準点，Ｒ２…基準平面，Ｒ３…上空平面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】