特許 7573431 指標算出装置、指標算出方法、及びプログラム

(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】2024-10-17

(45)【発行日】2024-10-25

(54)【発明の名称】指標算出装置、指標算出方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/13 20200101AFI20241018BHJP

   G06F 30/20 20200101ALI20241018BHJP

   G06T 19/00 20110101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

G06F30/13

G06F30/20

G06T19/00 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020208226

(22)【出願日】2020-12-16

(65)【公開番号】P2022095102

(43)【公開日】2022-06-28

【審査請求日】2023-10-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】三浦 大作

(72)【発明者】

【氏名】佐竹 浩芳

(72)【発明者】

【氏名】牧 真太朗

(72)【発明者】

【氏名】天利 竹宏

(72)【発明者】

【氏名】笹村 佳央

(72)【発明者】

【氏名】稲毛 誠

【審査官】松浦 功

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０１３８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４４７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２００１３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３０／００ －３０／２８

Ｇ０６Ｔ １９／００ －１９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

仮想的な三次元空間に配置される物体の形状と配置される位置座標とを示す物体モデル情報を記憶する記憶部と、
前記物体モデル情報を用いて、前記三次元空間に設定された対象位置から視認可能な可視領域の立体形状モデルを算出する可視領域モデル算出部と、
前記可視領域モデル算出部によって算出された前記可視領域の立体形状モデルを用いて、前記可視領域を評価する評価指標を算出する可視領域指標算出部と、
を備え、
前記可視領域モデル算出部は、
視野領域の立体形状モデルを算出する視野領域モデル算出部と、
対象物領域の立体形状モデルを算出する対象物領域モデル算出部と、
遮蔽物領域の立体形状モデルを算出する遮蔽物領域モデル算出部と、
を有し、
前記視野領域は、前記対象位置から視線方向に形成される領域であり、
前記対象物領域は、前記物体のうちの対象物について、前記対象位置を頂点とし前記対象物を前記対象位置からみた前記対象物の形状を底面とする錐形、及び前記対象物からなる領域であり、
前記遮蔽物領域は、前記物体のうちの遮蔽物について、前記遮蔽物、及び前記対象位置を基準として前記対象位置から前記遮蔽物の外周にある点に向かう方向に沿って前記遮蔽物を拡大又は縮小させた物体からなる領域であり、
前記可視領域は、評価対象とする評価領域から、前記三次元空間において前記評価領域と前記遮蔽物領域とが重複する領域を除外した領域である、
指標算出装置。

【請求項2】

前記視野領域を前記評価領域とする場合、
前記対象位置は、前記三次元空間における視点の位置を示す視点位置であり、
前記可視領域モデル算出部は、前記三次元空間において前記視野領域に含まれる前記物体を前記遮蔽物とし、
前記遮蔽物領域モデル算出部は、前記遮蔽物、及び前記視点位置を基準として前記視点位置から前記遮蔽物の外周にある点に向かう方向に沿って前記遮蔽物を拡大させた物体からなる領域を前記遮蔽物領域とし、
前記可視領域指標算出部は、前記可視領域の立体形状モデルを用いて、前記視点位置からみた前記視野領域の可視性を評価する評価指標を算出する、
請求項１に記載の指標算出装置。

【請求項3】

前記対象物領域を前記評価領域とする場合、
前記対象位置は、前記三次元空間における視点の位置を示す視点位置であり、
前記可視領域モデル算出部は、前記三次元空間において前記対象物領域に含まれる物体を前記遮蔽物とし、
前記遮蔽物領域モデル算出部は、前記遮蔽物、及び前記視点位置を基準として前記視点位置から前記遮蔽物の外周にある点に向かう方向に沿って前記遮蔽物を縮小させた物体からなる領域を前記遮蔽物領域とし、
前記可視領域指標算出部は、前記可視領域の立体形状モデルを用いて、前記可視領域を、前記視点位置と前記遮蔽物との間において、前記視野領域の底面と平行な面で切断した断面形状を算出し、算出した前記断面形状を用いて前記対象物における前記視点位置からの可視性を評価する評価指標を算出する、
請求項１に記載の指標算出装置。

【請求項4】

前記視野領域を前記評価領域とする場合、
前記対象位置は、前記対象物における可視性を評価する位置を示す視対象位置であり、
前記可視領域モデル算出部は、前記視野領域に含まれる物体を前記遮蔽物とし、
前記遮蔽物領域モデル算出部は、前記遮蔽物、及び前記視対象位置を基準として前記視対象位置から前記遮蔽物の外周にある点に向かう方向に沿って前記遮蔽物を拡大させた物体からなる領域を前記遮蔽物領域とし、
前記可視領域指標算出部は、前記可視領域の立体形状モデルを用いて、前記視対象位置について、前記三次元空間における任意の位置からの可視性を評価する評価指標を算出する、
請求項１に記載の指標算出装置。

【請求項5】

前記可視領域指標算出部は、前記可視領域を表す立体形状を用いて定量的に算出可能な値を前記評価指標とする、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の指標算出装置。

【請求項6】

前記可視領域指標算出部は、前記可視領域を表す立体形状の体積、断面積、表面積、投影面積、長さ、立体角のいずれかを前記評価指標とする、
請求項５に記載の指標算出装置。

【請求項7】

前記可視領域指標算出部は、前記可視領域を複数の領域に分け、前記複数の領域の各々に応じた前記評価指標を算出する、
請求項５又は請求項６に記載の指標算出装置。

【請求項8】

仮想的な三次元空間に配置される物体の形状と配置される位置座標とを示す物体モデル情報を記憶する記憶部を備える指標算出装置が行う指標算出方法であって、
可視領域モデル算出部が、前記物体モデル情報を用いて、前記三次元空間に設定された対象位置から視認可能な可視領域の立体形状モデルを算出し、
可視領域指標算出部が、前記可視領域モデル算出部によって算出された前記可視領域の立体形状モデルを用いて、前記可視領域を評価する評価指標を算出し、
前記可視領域モデル算出部では、
視野領域モデル算出部が、視野領域の立体形状モデルを算出し、
対象物領域モデル算出部が、対象物領域の立体形状モデルを算出し、
遮蔽物領域モデル算出部が、遮蔽物領域の立体形状モデルを算出し、
前記視野領域は、前記対象位置から視線方向に形成される領域であり、
前記対象物領域は、前記物体のうちの対象物について、前記対象位置を頂点とし前記対象物を前記対象位置からみた前記対象物の形状を底面とする錐形、及び前記対象物からなる領域であり、
前記遮蔽物領域は、前記物体のうちの遮蔽物について、前記遮蔽物、及び前記対象位置を基準として前記対象位置から前記遮蔽物の外周にある点に向かう方向に沿って前記遮蔽物を拡大又は縮小させた物体からなる領域であり、
前記可視領域は、評価対象とする評価領域から、前記三次元空間において前記評価領域と前記遮蔽物領域とが重複する領域を除外した領域である、
指標算出方法。

【請求項9】

コンピュータを、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の指標算出装置として動作させるためのプログラムであって、前記コンピュータを前記指標算出装置が備える各部として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、指標算出装置、指標算出方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

空間における可視領域を評価することが行われている。例えば、特許文献１には、人間の目で見た見かけの大きさで可視率を算出する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１３８３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では三次元形状モデルを半球面に投影させた面要素を用いて可視率を算出する。しかし、面要素から算出できる可視率は限定的であり、空間における可視領域について様々な評価指標を算出することが難しい。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、空間における可視領域について様々な評価指標を算出することができる指標算出装置、指標算出方法、及び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】

上述した課題を解決するために本発明の一実施形態の指標算出装置は、仮想的な三次元空間に配置される物体の形状と配置される位置座標とを示す物体モデル情報を記憶する記憶部と、前記物体モデル情報を用いて、前記三次元空間に設定された対象位置から視認可能な可視領域の立体形状モデルを算出する可視領域モデル算出部と、前記可視領域モデル算出部によって算出された前記可視領域の立体形状モデルを用いて、前記可視領域を評価する評価指標を算出する可視領域指標算出部と、を備え、前記可視領域モデル算出部は、視野領域の立体形状モデルを算出する視野領域モデル算出部と、対象物領域の立体形状モデルを算出する対象物領域モデル算出部と、遮蔽物領域の立体形状モデルを算出する遮蔽物領域モデル算出部と、を有し、前記視野領域は、前記対象位置から視線方向に形成される領域であり、前記対象物領域は、前記物体のうちの対象物について、前記対象位置を頂点とし前記対象物を前記対象位置からみた前記対象物の形状を底面とする錐形、及び前記対象物からなる領域であり、前記遮蔽物領域は、前記物体のうちの遮蔽物について、前記遮蔽物、及び前記対象位置を基準として前記対象位置から前記遮蔽物の外周にある点に向かう方向に沿って前記遮蔽物を拡大又は縮小させた物体からなる領域であり、前記可視領域は、評価対象とする評価領域から、前記三次元空間において前記評価領域と前記遮蔽物領域とが重複する領域を除外した領域である。

【0007】

また、本発明の一実施形態の指標算出装置では、前記視野領域を前記評価領域とする場合、前記対象位置は、前記三次元空間における視点の位置を示す視点位置であり、前記可視領域モデル算出部は、前記三次元空間において前記視野領域に含まれる前記物体を前記遮蔽物とし、前記遮蔽物領域モデル算出部は、前記遮蔽物、及び前記視点位置を基準として前記視点位置から前記遮蔽物の外周にある点に向かう方向に沿って前記遮蔽物を拡大させた物体からなる領域を前記遮蔽物領域とし、前記可視領域指標算出部は、前記可視領域の立体形状モデルを用いて、前記視点位置からみた前記視野領域の可視性を評価する評価指標を算出する。

【0008】

また、本発明の一実施形態の指標算出装置では、前記対象物領域を前記評価領域とする場合、前記対象位置は、前記三次元空間における視点の位置を示す視点位置であり、前記可視領域モデル算出部は、前記三次元空間において前記対象物領域に含まれる物体を前記遮蔽物とし、前記遮蔽物領域モデル算出部は、前記遮蔽物、及び前記視点位置を基準として前記視点位置から前記遮蔽物の外周にある点に向かう方向に沿って前記遮蔽物を縮小させた物体からなる領域を前記遮蔽物領域とし、前記可視領域指標算出部は、前記可視領域の立体形状モデルを用いて、前記可視領域を、前記視点位置と前記遮蔽物との間において、前記視野領域の底面と平行な面で切断した断面形状を算出し、算出した前記断面形状を用いて前記対象物における前記視点位置からの可視性を評価する評価指標を算出する。

【0009】

また、本発明の一実施形態の指標算出装置では、前記視野領域を前記評価領域とする場合、前記対象位置は、前記対象物における可視性を評価する位置を示す視対象位置であり、前記可視領域モデル算出部は、前記視野領域に含まれる物体を前記遮蔽物とし、前記遮蔽物領域モデル算出部は、前記遮蔽物、及び前記視対象位置を基準として前記視対象位置から前記遮蔽物の外周にある点に向かう方向に沿って前記遮蔽物を拡大させた物体からなる領域を前記遮蔽物領域とし、前記可視領域指標算出部は、前記可視領域の立体形状モデルを用いて、前記視対象位置について、前記三次元空間における任意の位置からの可視性を評価する評価指標を算出する。

【0010】

また、本発明の一実施形態の指標算出装置では、前記可視領域指標算出部は、前記可視領域を表す立体形状を用いて定量的に算出可能な値を前記評価指標とする。

【0011】

また、本発明の一実施形態の指標算出装置では、前記可視領域指標算出部は、前記可視領域を表す立体形状の体積、断面積、表面積、投影面積、長さ、立体角のいずれかを前記評価指標とする。

【0012】

また、本発明の一実施形態の指標算出装置では、前記可視領域指標算出部は、前記可視領域を複数の領域に分け、前記複数の領域の各々に応じた前記評価指標を算出する。

【0013】

また、本発明の一実施形態の指標算出方法は、仮想的な三次元空間に配置される物体の形状と配置される位置座標とを示す物体モデル情報を記憶する記憶部を備える評価指標算出装置が行う評価指標算出方法であって、可視領域モデル算出部が、前記物体モデル情報を用いて、前記三次元空間に設定された対象位置から視認可能な可視領域の立体形状モデルを算出し、可視領域指標算出部が、前記可視領域モデル算出部によって算出された前記可視領域の立体形状モデルを用いて、前記可視領域を評価する評価指標を算出し、前記可視領域モデル算出部では、視野領域モデル算出部が、視野領域の立体形状モデルを算出し、対象物領域モデル算出部が、対象物領域の立体形状モデルを算出し、遮蔽物領域モデル算出部が、遮蔽物領域の立体形状モデルを算出し、前記視野領域は、前記対象位置から視線方向に形成される領域であり、前記対象物領域は、前記物体のうちの対象物について、前記対象位置を頂点とし前記対象物を前記対象位置からみた前記対象物の形状を底面とする錐形、及び前記対象物からなる領域であり、前記遮蔽物領域は、前記物体のうちの遮蔽物について、前記遮蔽物、及び前記対象位置を基準として前記対象位置から前記遮蔽物の外周にある点に向かう方向に沿って前記遮蔽物を拡大又は縮小させた物体からなる領域であり、前記可視領域は、評価対象とする評価領域から、前記三次元空間において前記評価領域と前記遮蔽物領域とが重複する領域を除外した領域である。

【0014】

また、本発明の一実施形態のプログラムは、コンピュータを、上記に記載の指標算出装置として動作させるためのプログラムであって、前記コンピュータを前記指標算出装置が備える各部として機能させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0015】

以上説明したように、この発明によれば、空間における可視領域について様々な指標を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係る指標算出装置１０の構成例を示すブロック図である。

【図2A】実施形態の視野領域ＷＲＫの例を示す図である。

【図2B】実施形態の対象物領域ＴＲＫの例を示す図である。

【図2C】実施形態の遮蔽物領域ＯＲＫの例を示す図である。

【図2D】実施形態の遮蔽物領域ＯＲＫの例を示す図である。

【図3A】実施形態の可視領域ＶＲＫを説明する図である。

【図3B】実施形態の可視領域ＶＲＫを説明する図である。

【図3C】実施形態の可視領域ＶＲＫを用いた指標を説明する図である。

【図4A】実施形態の可視領域ＶＲＫを用いた指標を説明する図である。

【図4B】実施形態の可視領域ＶＲＫを用いた指標を説明する図である。

【図5】実施形態の可視領域ＶＲＫを説明する図である。

【図6】実施形態の指標算出装置１０が行う処理の流れを示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、実施形態の指標算出装置を、図面を参照して説明する。

【0018】

図１は、実施形態に係る指標算出装置１０の構成例を示すブロック図である。指標算出装置１０は、空間における可視領域について様々な評価指標を算出するコンピュータ装置である。指標算出装置１０は、例えば、サーバ装置、ＰＣなどである。可視領域とは、空間に設定した対象位置から視認することができる領域である。

【0019】

ここでの「対象位置」は、「視点位置」、又は「視対象位置」である。「視点位置」は、空間における視点の位置（後述する視点位置Ｐ）である。「視対象位置」は、空間に設けられた物体（後述する対象物Ｔ）における不可視性を評価する位置（後述する視対象位置Ｐ）である。本実施形態では、「対象位置」が「視点位置」である場合を例示して説明する。また、後述する実施形態の変形例では、「対象位置」が「視対象位置」である場合を例示して説明する。「視点位置」は、「対象位置」の一例である。また、「視対象位置」は、「対象位置」の一例である。

【0020】

本実施形態における可視領域は、視点位置から任意の方向に設定した視線方向に、視線を遮る物体（遮蔽物という）がない領域である。

【0021】

指標算出装置１０は、例えば、記憶部１１と、可視領域モデル算出部１２と、可視領域指標算出部１３と、表示部１４とを備える。

【0022】

記憶部１１は、記憶媒体、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access read/write Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、または、これらの記憶媒体の任意の組み合わせによって構成される。記憶部１１は、指標算出装置１０の各種の処理を実行するためのプログラム、及び各種の処理を行う際に利用される一時的なデータを記憶する。

【0023】

指標算出装置１０の各種の処理は、例えば、指標算出装置１０のＣＰＵ（Central Processing Unit）、或いはＧＰＵ（Graphics Processing Unit）が記憶部１１に予め記憶されたプログラムを実行することにより実現される。また、指標算出装置１０の各種の処理の全部または一部が、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の集積回路で実現されてもよい。

【0024】

記憶部１１は、例えば、コンピュータ上で仮想的な立体形状について信号処理を行う立体形状処理プログラム（例えば、３ＤＣＡＤ等）を記憶する。立体形状処理プログラムは、例えば、仮想的な立体形状モデルを生成したり、複数の立体形状モデルをブーリアン演算などのアルゴリズムを用いた和、差、積といった集合演算により組み合わせて合成された立体形状モデルを生成したりする演算処理を実行する。本実施形態では、この立体形状処理プログラムを利用して、可視領域など、各種の領域の立体形状モデルを生成する。

【0025】

記憶部１１は、例えば、物体モデル情報１１０を記憶する。物体モデル情報１１０は、空間（三次元空間）に配置される物体の立体形状モデルに関する情報である。物体モデル情報１１０は、空間に配置される物体ごとに作成され、例えば、物体の立体形状を示す情報と、その物体が空間に配置される位置を示す三次元座標値などである。

【0026】

可視領域モデル算出部１２は、可視領域の立体形状モデルを算出する。可視領域モデル算出部１２は、例えば、視野領域モデル算出部１２０と、対象物領域モデル算出部１２１と、遮蔽物領域モデル算出部１２２とを備える。

【0027】

視野領域モデル算出部１２０は、視野領域の立体形状モデルを算出する。
図２Ａは、実施形態の視野領域ＷＲＫの例を示す図である。この図に示すように、視野領域ＷＲＫは、ある視点位置Ｐから視線方向ＰＶに形成される領域である。この図の例では、視野領域ＷＲＫの形状が、半球形状、楕円錐形状、円錐形状、角錐形状などである場合が示されている。視野領域ＷＲＫの形状は任意に決定されてよい、例えばこの図の例に示す形状群から適宜選択されて用いられる。

【0028】

対象物領域モデル算出部１２１は、対象物領域の立体形状モデルを算出する。
図２Ｂは、実施形態の対象物領域ＴＲＫの例を示す図である。この図に示すように、対象物領域ＴＲＫは、視点位置Ｐから対象物Ｔについて、視点位置Ｐを頂点とし、対象物Ｔを視点位置Ｐからみた対象物Ｔの形状（方形ＧＫ）を底面とする錐形、及び対象物Ｔからなる領域である。この図の例では、対象物Ｔは、直方体形状の物体であり、対象物Ｔを視点位置Ｐからみた対象物Ｔの形状は、方形ＧＫとなる。すなわち、この図の例では、対象物領域ＴＲＫは、視点位置Ｐを頂点とし方形ＧＫを底面とする錐形と、対象物Ｔとを合成した、錘（おもり）のような、雫（しずく）のような形状の領域となる。

【0029】

遮蔽物領域モデル算出部１２２は、遮蔽物領域の立体形状モデルを算出する。
図２Ｃ、図２Ｄは、実施形態の遮蔽物領域ＯＲＫの例を示す図である。この二つの図に示すように、遮蔽物領域ＯＲＫは、遮蔽物ＯＡ、及び視点位置Ｐを基準として視点位置Ｐから遮蔽物ＯＡの外周上の点に向かう方向に沿って拡大させた物体（図２Ｃにおける物体ＯＢ）、又は縮小させた物体（図２Ｄにおける物体ＯＣ）とからなる領域である。

【0030】

図２Ｃには、遮蔽物ＯＡの立体形状を拡大させた場合の遮蔽物領域ＯＲＫの例が示されている。この図の例に示すように、遮蔽物領域ＯＲＫは、例えば、遮蔽物ＯＡと、遮蔽物ＯＡを所定の方向に沿って拡大掃引してなる物体ＯＢとを含む領域である。

【0031】

図２Ｄには、遮蔽物ＯＡの立体形状を縮小させた場合の遮蔽物領域ＯＲＫの例が示されている。この図の例に示すように、遮蔽物領域ＯＲＫは、例えば、遮蔽物ＯＡと、遮蔽物ＯＡを所定の方向に沿って縮小掃引してなる物体ＯＣとを含む領域である。

【0032】

可視領域モデル算出部１２は、評価対象とする評価領域の立体形状から、空間において評価領域と遮蔽物領域ＯＲＫとが重複する領域を除外した領域を可視領域とし、可視領域の立体形状モデルを作成する。ここでの評価領域は、その可視領域を評価する領域であり、例えば、視野領域ＷＲＫ、或いは、対象物領域ＴＲＫである。

【0033】

（視野領域ＷＲＫを評価領域とする場合について）
ここで、視野領域ＷＲＫを評価領域とする場合の可視領域ＶＲＫについて説明する。
図３Ａ、図３Ｂは、視野領域ＷＲＫを評価領域とする場合の可視領域ＶＲＫを説明する図である。図３Ａに示すように、ある視点位置Ｐに基づく可視領域ＶＲＫを、遮蔽物Ｏに基づいて生成する手順を考える。この場合、図３Ｂに示すように、遮蔽物領域ＯＲＫは、遮蔽物ＯＡと、視点位置Ｐを基準として遮蔽物ＯＡを拡大掃引してなる物体ＯＢとを含む領域である。視野領域ＷＲＫから、遮蔽物Ｏにおける遮蔽物領域ＯＲＫを除外した領域が、可視領域ＶＲＫとなる。

【0034】

可視領域指標算出部１３は、可視領域モデル算出部１２によって算出された可視領域ＶＲＫの立体形状モデルを用いて可視領域を評価する評価指標を算出する。可視領域指標算出部１３は、例えば、可視領域の立体形状から定量的に算出される値を評価指標とする。可視領域の立体形状から定量的に算出される値とは、例えば、可視領域の立体形状における体積、断面積、表面積、投影面積、長さ、立体角などである。ここでの立体形状における長さとは、立体形状に含まれるいずれかの点と、当該点とは異なる点との距離である。例えば、立体形状におけるいずれかの点を視点位置Ｐとした場合、その視点位置Ｐから視線方向に沿って立体形状の外周面に到達した位置までの距離を、立体形状の長さとしてもよい。より具体的には、立体形状が錐体である場合、錐体の頭頂点を視点位置Ｐとし、視点位置Ｐと底面までの距離を、立体形状の長さとしてもよい。

【0035】

図３Ｃは、実施形態の可視領域ＶＲＫを用いた指標を説明する図である。この図の例に示すように、可視領域指標算出部１３は、例えば、可視領域ＶＲＫを、視点位置Ｐから等距離となる複数のエリアＥ１～Ｅ３に分け、エリアごとに評価指標を算出するようにしてもよい。例えば、可視領域指標算出部１３はエリアごとに、視野領域ＷＲＫに対する可視領域ＶＲＫの割合を百分率で示した値を、可視性の評価指標として算出する。この場合、エリアＥ１、Ｅ２においては遮蔽物が存在しないため、視野領域ＷＲＫと可視領域ＶＲＫは同一の領域となり、可視性は１００％となる。一方、エリアＥ３においては遮蔽物が存在するため、視野領域ＷＲＫより可視領域ＶＲＫは小さい領域となり、可視性は１００％より低い値となり、可視性が低下する。このような評価指標は、例えば、視点位置Ｐに防犯カメラを設置した場合における、防犯カメラで監視可能な範囲を検証する際に用いられる。

【0036】

（対象物領域ＴＲＫを評価領域とする場合について）
ここで、対象物領域ＴＲＫを評価領域とする場合の可視領域ＶＲＫについて説明する。
図４Ａ、図４Ｂは、対象物領域ＴＲＫを評価領域とする場合の可視領域ＶＲＫ、及び評価指標を説明する図である。図４Ａは可視領域ＶＲＫの斜視図、図４Ｂは図４Ａの平面図を示している。

【0037】

図４Ａに示すように、ある視点位置Ｐに基づく対象物領域ＴＲＫに、遮蔽物Ｏが存在する場合を考える。この図の例では、劇場やホール、映画館などの空間において、ある座席位置を視点位置Ｐとし、舞台スクリーンを対象物Ｔとし、前方の座席にいる他の観客を遮蔽物Ｏとする場合が示されている。

【0038】

この場合、図４Ａに示すように、遮蔽物領域ＯＲＫは、遮蔽物Ｏと、視点位置Ｐを基準として遮蔽物Ｏを縮小掃引してなる物体とを含む領域である。対象物領域ＴＲＫから、遮蔽物Ｏにおける遮蔽物領域ＯＲＫを除外した領域が、可視領域ＶＲＫとなる。

【0039】

ここで、図４Ａ、図４Ｂに示す可視領域ＶＲＫを評価する方法について説明する。
可視領域指標算出部１３は、可視領域ＶＲＫにおける視点位置Ｐに基づき視野領域ＷＲＫを設定する。ここで、図４Ｂの平面図に示す通り、視野領域ＷＲＫの底面と、対象物領域ＴＲＫの底面とは、必ずしも並行な関係とはならない。可視領域指標算出部１３は、可視領域ＶＲＫを、視点位置Ｐと遮蔽物との間において、視野領域ＷＲＫの底面と平行な面で切断した断面ＳＥを算出する。可視領域指標算出部１３は、例えば、断面における視野領域ＷＲＫの底面積に対する可視領域ＶＲＫの断面ＳＥが占める面積の割合を、可視性の評価指標とする。

【0040】

このように、可視領域指標算出部１３は、対象物Ｔではなく、視野領域ＷＲＫの底面に基づいて可視性を評価するようにしてもよい。これにより、人が対象物Ｔを視認した場合の見かけの大きさを用いた評価指標を算出することができる。したがって、より人間の感覚に近い評価指標を算出することが可能となる。

【0041】

（実施形態の変形例）
次に、実施形態の変形例について説明する。本変形例では、対象物Ｔの任意の位置における不可視性（可視性を含む）を評価する点において、上述した実施形態と相違する。対象物Ｔの不可視性とは、空間における任意の位置からの、対象物Ｔの見え難さである。対象物Ｔの可視性とは、空間における任意の位置からの、対象物Ｔの見え易さである。本変形例では、不可視性を評価するために、「対象位置」を「視対象位置」とする。「視対象位置」は、空間に設けられた対象物Ｔにおける不可視性を評価する位置（図５の視対象位置Ｐ）である。具体的に、本変形例では、対象物Ｔにおいて不可視性を評価する位置に、視対象位置Ｐを設定する。そして、視対象位置Ｐから任意の方向において遮蔽物というがない領域を抽出する。このようにして抽出した領域における任意位置から視対象位置Ｐが見えること、及び抽出されなかった領域からは視対象位置Ｐが見えないことを利用して、対象物Ｔの不可視性を評価する。

【0042】

（不可視性を評価する場合について）
ここで、対象物Ｔの不可視性を評価する方法について説明する。図５は、実施形態の可視領域ＶＲＫを説明する図である。この図の例では、階段状の遮蔽物Ｏの近傍に、スカートのような筒状形状の対象物Ｔが存在する空間が示されている。ここでは、対象物Ｔの内側の不可視性、すなわち、対象物Ｔの内側が周囲から見えない度合を評価する。

【0043】

可視領域モデル算出部１２は、対象物Ｔにおいて不可視性を評価する位置（ここでは、対象物Ｔの内側）に視対象位置Ｐを設定する。可視領域モデル算出部１２は、空間において視対象位置Ｐから視線方向に生成される視野領域ＷＲＫを評価領域とする。可視領域モデル算出部１２は、視野領域ＷＲＫに含まれる物体（ここでは、階段状の遮蔽物Ｏ）を遮蔽物とする。この場合、遮蔽物領域ＯＲＫは、遮蔽物Ｏと、視対象位置Ｐを基準として遮蔽物Ｏを拡大掃引してなる物体を含む領域である。視野領域ＷＲＫから、遮蔽物Ｏにおける遮蔽物領域ＯＲＫを除外した領域が、可視領域ＶＲＫとなる。

【0044】

図６は、実施形態の指標算出装置１０が行う処理の流れを示すフロー図である。指標算出装置１０は、評価対象を決定する（ステップＳ１０）。例えば、指標算出装置１０は、キーボードやマウス等の入力装置（不図示）を介して評価対象を示す情報がユーザなどから入力された情報にしたがい、評価対象を決定する。ここでは、評価対象は、視野領域ＷＲＫの可視性、対象物領域ＴＲＫの可視性、及び対象物Ｔの不可視性のいずれかであるとする。

【0045】

評価対象が、視野領域ＷＲＫの可視性であった場合、指標算出装置１０は、空間における視点位置Ｐを決定する（ステップＳ１１）。また、指標算出装置１０は、視線方向ＰＶを決定する（ステップＳ１２）。指標算出装置１０は、任意の位置を視点位置Ｐとしてよいし、任意の方向を視線方向ＰＶとしてよい。指標算出装置１０は、ステップＳ１１、Ｓ１２で決定した視点位置Ｐ及び視線方向ＰＶに基づいて、視野領域ＷＲＫの立体形状モデルを算出する（ステップＳ１３）。また、指標算出装置１０は、視野領域ＷＲＫに存在する物体を遮蔽物Ｏとし、その遮蔽物Ｏの遮蔽物領域ＯＲＫの立体形状モデルを算出する（ステップＳ１４）。指標算出装置１０は、視野領域ＷＲＫから遮蔽物領域ＯＲＫを除外することにより可視領域ＶＲＫの立体形状モデルを算出する（ステップＳ１５）。指標算出装置１０は、可視領域ＶＲＫの立体形状に基づいて、視野領域ＷＲＫの可視性を評価する評価指標を算出する（ステップＳ１６）。

【0046】

評価対象が、対象物領域ＴＲＫの可視性であった場合、指標算出装置１０は、対象物Ｔを決定する（ステップＳ１７）。また、指標算出装置１０は、視点位置Ｐを決定する（ステップＳ１８）。指標算出装置１０は、任意の位置を視点位置Ｐとしてよいし、任意の物体を対象物Ｔとしてよい。指標算出装置１０は、ステップＳ１７、Ｓ１８で決定した視点位置Ｐ及び対象物Ｔに基づいて、対象物領域ＴＲＫの立体形状モデルを算出する（ステップＳ１９）。また、指標算出装置１０は、対象物領域ＴＲＫに存在する物体を遮蔽物Ｏとし、その遮蔽物Ｏの遮蔽物領域ＯＲＫの立体形状モデルを算出する（ステップＳ２０）。指標算出装置１０は、対象物領域ＴＲＫから遮蔽物領域ＯＲＫを除外することにより可視領域ＶＲＫの立体形状モデルを算出する（ステップＳ２１）。指標算出装置１０は、可視領域ＶＲＫの立体形状に基づいて、対象物領域ＴＲＫの可視性を評価する評価指標を算出する（ステップＳ２２）。

【0047】

評価対象が、対象物Ｔの不可視性であった場合、指標算出装置１０は、対象物Ｔを決定する（ステップＳ２３）。また、指標算出装置１０は、対象物Ｔの中に視対象位置Ｐを設定する（ステップＳ２４）。指標算出装置１０は、任意の物体を対象物Ｔとしてよいし、任意の位置を視対象位置Ｐとしてよい。指標算出装置１０は、ステップＳ２３、Ｓ２４で決定した視対象位置Ｐ、及び任意の視線方向ＰＶに基づいて、視野領域ＷＲＫの立体形状モデルを算出する（ステップＳ２５）。また、指標算出装置１０は、視野領域ＷＲＫに存在する物体を遮蔽物Ｏとし、その遮蔽物Ｏの遮蔽物領域ＯＲＫの立体形状モデルを算出する（ステップＳ２６）。指標算出装置１０は、視野領域ＷＲＫから遮蔽物領域ＯＲＫを除外することにより可視領域ＶＲＫの立体形状モデルを算出する（ステップＳ２７）。指標算出装置１０は、可視領域ＶＲＫの立体形状に基づいて、対象物Ｔの不可視性を評価する評価指標を算出する（ステップＳ２８）。なお、ここで、指標算出装置１０は、可視領域ＶＲＫの立体形状に基づいて、対象物Ｔの可視性を評価する評価指標を算出するようにしてもよい。

【0048】

以上、説明したように、実施形態の指標算出装置１０は、記憶部１１と、可視領域モデル算出部１２と、可視領域指標算出部１３とを備える。記憶部１１は物体モデル情報１１０を記憶する。物体モデル情報１１０は、空間に配置される物品の形状と、配置される位置座標とを示す情報である。可視領域モデル算出部１２は、物体モデル情報１１０を用いて、空間に設定された視点位置Ｐから視認可能な可視領域ＶＲＫの立体形状モデルを算出する。可視領域指標算出部１３は、可視領域モデル算出部１２によって算出された可視領域ＶＲＫの立体形状モデルを用いて、可視領域ＶＲＫを評価する評価指標を算出する。可視領域モデル算出部１２は、視野領域モデル算出部１２０と、対象物領域モデル算出部１２１と、遮蔽物領域モデル算出部１２２とを有する。視野領域モデル算出部１２０は、視野領域ＷＲＫの立体形状モデルを算出する。対象物領域モデル算出部１２１は、対象物領域ＴＲＫの立体形状モデルを算出する。遮蔽物領域モデル算出部１２２は、遮蔽物領域ＯＲＫの立体形状モデルを算出する。視野領域ＷＲＫは、対象位置Ｐ（視点位置Ｐ、又は視対象位置Ｐ）から視線方向ＰＶに形成される領域である。対象物領域ＴＲＫは、空間に配置される物体のうちの対象物Ｔについて、対象位置Ｐを頂点とし、対象位置Ｐからみた対象物Ｔの形状を底面とする錐形、及び対象物Ｔからなる領域である。遮蔽物領域ＯＲＫは、空間に配置される物体のうちの遮蔽物Ｏについて、遮蔽物Ｏ、及び対象位置Ｐを基準として対象位置Ｐから遮蔽物Ｏの外周上の点に向かう方向に沿って遮蔽物Ｏを拡大又は縮小させた物体からなる領域である。可視領域ＶＲＫは、評価対象とする評価領域から、空間においてその評価領域と遮蔽物領域ＯＲＫとが重複する領域を除外した領域である。

【0049】

これにより、実施形態の指標算出装置１０では、可視領域ＶＲＫの立体形状モデルを用いて、体積、表面積、断面積、投影面積、長さ、立体角などに基づく様々な評価指標を算出することができる。

【0050】

ここで比較例として、視野領域を投影させた投影面と、遮蔽物Ｏを投影させた投影面とを用いて、評価指標（例えば、可視率）を算出する場合を考える。この場合、遮蔽物Ｏの投影面積が同じ値であれば、遮蔽物Ｏの位置座標によらず、同一の可視率となる。しかしながら、錯視のように、同じ物体であっても、遠くにあると知覚される場合と、近くにあると知覚される場合とで、人にはその大きさが異なるように認識される場合がある。比較例では、このような、遮蔽物Ｏが近くにあるか近くあるかに応じた可視率を算出することが難しい。

【0051】

これに対し、実施形態の指標算出装置１０では、可視領域ＶＲＫの立体形状モデルを用いて評価指標を算出することができるため、遮蔽物Ｏが近くにあるか近くあるかに応じた可視率を算出することが可能である。

【0052】

また、実施形態の指標算出装置１０では、視野領域ＷＲＫを評価領域として視野領域ＷＲＫにおける可視性を評価する場合、対象位置Ｐは、空間における視点の位置を示す視点位置Ｐである。可視領域モデル算出部１２は、視野領域ＷＲＫに含まれる物体を遮蔽物Ｏとする。遮蔽物領域モデル算出部１２２は、遮蔽物Ｏ、及び視点位置Ｐを基準として、視点位置Ｐから遮蔽物Ｏの外周にある点に向かう方向に沿って遮蔽物Ｏを拡大させた物体からなる領域を遮蔽物領域ＯＲＫとする。可視領域指標算出部１３は、可視領域ＶＲＫの立体形状モデルを用いて、視野領域ＷＲＫからみた視野領域ＷＲＫの可視性を評価する評価指標を算出する。これにより、実施形態の指標算出装置１０では、視野領域ＷＲＫにおける可視領域ＶＲＫの立体形状を用いて視野を様々に評価することが可能である。

【0053】

また、実施形態の指標算出装置１０では、対象物領域ＴＲＫを評価領域として対象物領域ＴＲＫにおける可視性を評価する場合、対象位置Ｐは、空間における視点の位置を示す視点位置Ｐである。可視領域モデル算出部１２は、対象物領域ＴＲＫに含まれる物体を遮蔽物Ｏとする。遮蔽物領域モデル算出部１２２は、遮蔽物Ｏ、及び視点位置Ｐを基準として、視点位置Ｐから遮蔽物Ｏの外周にある点に向かう方向に沿って遮蔽物Ｏを縮小させた物体からなる領域を遮蔽物領域ＯＲＫとする。可視領域指標算出部１３は、可視領域ＶＲＫの立体形状モデルを用いて、可視領域ＶＲＫを視野領域ＷＲＫの底面と平行な面で切断した断面形状を算出し、算出した断面形状を用いて対象物領域ＴＲＫの可視性を評価する評価指標を算出する。可視領域指標算出部１３は、視点位置Ｐと遮蔽物Ｏとの間において可視領域ＶＲＫを切断した断面形状を算出する。これにより、実施形態の指標算出装置１０では、対象物領域ＴＲＫにおける可視領域ＶＲＫの立体形状を用いて視野を様々に評価することが可能である。

【0054】

さらに、実施形態の指標算出装置１０では、対象物領域ＴＲＫの可視領域ＶＲＫを、視野領域ＷＲＫの底面と平行な面で切断する。このため、人間の視野を基準とした対象物Ｔの見かけの大きさに基づく評価を行うことができる。

【0055】

また、実施形態の変形例に係る指標算出装置１０では、視野領域ＷＲＫを評価領域として対象物Ｔにおける任意の位置の可視性（不可視性を含む）を評価する場合、対象位置Ｐは、対象物Ｔにおける可視性（不可視性を含む）を評価する位置を示す視対象位置Ｐである。可視領域モデル算出部１２は、視野領域ＷＲＫに含まれる物体を遮蔽物Ｏとする。遮蔽物領域モデル算出部１２２は、遮蔽物Ｏ、及び視対象位置Ｐを基準として視対象位置Ｐから遮蔽物Ｏの外周にある点に向かう方向に沿って遮蔽物Ｏを拡大させた物体からなる領域を遮蔽物領域ＯＲＫとする。可視領域指標算出部１３は、可視領域ＶＲＫの立体形状モデルを用いて、視対象位置Ｐについて、空間における任意の位置からの可視性（不可視性を含む）を評価する評価指標を算出する。これにより、実施形態の指標算出装置１０では、対象物Ｔに仮想的な視点を設定した場合における視野領域ＷＲＫの可視領域ＶＲＫを評価することができる。したがって、上述した実施形態における視点位置Ｐからの見通しを評価可能であるだけでなく、本変形例のように対象物Ｔの特定の位置における見られ易さ（見られ難さを含む）を評価することが可能となる。

【0056】

また、実施形態の指標算出装置１０では、可視領域ＶＲＫを表す立体形状を用いて定量的に算出可能な数値、例えば、体積、断面積、表面積、投影面積、長さ、立体角のいずれかを評価指標とする。これにより、立体形状を用いて定量的な評価指標を算出することが可能である。また、実施形態の指標算出装置１０では、（対象位置Ｐ（視点位置Ｐ、又は視対象位置Ｐ）からの距離に応じて）可視領域ＶＲＫを複数の領域に分け、複数の領域の各々に応じた評価指標を算出するようにしてもよい。これにより、対象位置Ｐ（視点位置Ｐ、又は視対象位置Ｐ）と遮蔽物Ｏとの相対的な位置関係を考慮した評価を行うことが可能である。

【0057】

上述した実施形態における指標算出装置１０の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

【0058】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0059】

１０…指標算出装置、１１…記憶部、１２…可視領域モデル算出部、１２０…視野領域モデル算出部、１２１…対象物領域モデル算出部、１２２…遮蔽物領域モデル算出部、１３…可視領域指標算出部、１４…表示部、１１０…物体モデル情報、Ｐ…対象位置（視点位置）（視対象位置）、ＰＶ…視線方向、ＷＲＫ…視野領域、ＴＲＫ…対象物領域、ＯＲＫ…遮蔽物領域、ＶＲＫ…可視領域

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】