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JP5971466B2 - Flight path display system, method and program - Google Patents

Flight path display system, method and program Download PDF

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JP5971466B2 JP2012106643A JP2012106643A JP5971466B2 JP 5971466 B2 JP5971466 B2 JP 5971466B2 JP 2012106643 A JP2012106643 A JP 2012106643A JP 2012106643 A JP2012106643 A JP 2012106643A JP 5971466 B2 JP5971466 B2 JP 5971466B2
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Description

本発明はフライトパスの表示及び作成に関する。   The present invention relates to the display and creation of flight paths.

昨今、災害等の発生時に、その災害等が発生した領域に飛行機等を派遣し、その領域の現状を空から監視或いは偵察することにより、その後の対応を円滑に行なうことの重要性が増している。大規模災害等の発生時には、地上から目的の領域に接近するのが難しい場合が多々あり、このようなときには、飛行機、特に無人機を利用して、目的の領域を空から監視、偵察するのが有効である。   Recently, in the event of a disaster, the importance of smoothing the subsequent response has increased by dispatching airplanes etc. to the area where the disaster has occurred and monitoring or reconnaissance of the current state of the area from the sky. Yes. When a large-scale disaster occurs, it is often difficult to approach the target area from the ground. In such cases, the target area is monitored and reconnaissance from the sky using an airplane, especially an unmanned aircraft. Is effective.

一般に、ある領域に災害等が発生すると、その領域或いはその近傍に前線の指揮所が設けられ、この指揮所が後方に設けられた基地や支援所と連携して対処を行なう。従来、航空機を運用する際には、指揮所が収集した情報を基地に通知し、基地は通知された情報に基づいてフライトパスを作成していた。   Generally, when a disaster or the like occurs in a certain area, a front command station is provided in or near that area, and this command station works in cooperation with a base or support station provided behind. Conventionally, when operating an aircraft, the information collected by the command post is notified to the base, and the base creates a flight path based on the notified information.

指揮所は、目的の領域に関してより鮮度の高い情報を得ることができる。また、得られた情報に基づいて、指揮所は、監視すべき領域や地点を、突発的に追加し或いは変更すべきであると判断することもある。このようなことから、フライトパスの作成は、基地よりも指揮所で行なうことが望ましいと考えられる。   The command post can obtain more fresh information about the area of interest. Further, based on the obtained information, the command post may determine that the area or point to be monitored should be added or changed suddenly. For this reason, it is desirable to create a flight path at the command post rather than at the base.

従来、基地等の後方にて行なわれていたフライトパスの表示では、机上等に立てかけたLCD等のディスプレイ装置を用いて、予め定めた視点及び視線方向から見たときのフライトパスを表示していた。その際、フライトパスの表示に先立って、ユーザは、所望の視点及び視線方向をキーボードやマウス等の入力装置を介して入力していた。   Conventionally, in the display of the flight path performed behind the base or the like, the flight path when viewed from a predetermined viewpoint and line-of-sight direction is displayed using a display device such as an LCD that is leaned on a desk or the like. It was. At that time, prior to the display of the flight path, the user inputs a desired viewpoint and line-of-sight direction via an input device such as a keyboard or a mouse.

フライトパスを作成するには、フライトパスを様々な視点、視線方向から見て検討する必要がある。このためには、視点及び視線方向の入力をたびたび行なう必要があるが、このような入力操作をキーボード等で行なうとユーザに対して煩雑な操作を要求することとなり、フライトパスの全体を多角的にかつ直観的に理解する上で障害となっていた。   In order to create a flight path, it is necessary to consider the flight path from various viewpoints and line-of-sight directions. For this purpose, it is necessary to frequently input the viewpoint and the line-of-sight direction. However, if such an input operation is performed with a keyboard or the like, a complicated operation is required for the user, and the entire flight path is diversified. It was an obstacle to understand intuitively.

本発明に関連する技術として、特許文献1には飛行プロファイル表示システムが記載されている。   As a technique related to the present invention, Patent Document 1 describes a flight profile display system.

特開2002−293299号公報JP 2002-293299 A

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、直観的な操作で所望の視点及び視線方向からフライトパスの全容を視認することができるフライトパスの表示システム、方法、プログラムを提供することである。   The present invention has been made in view of such a situation, and a problem to be solved by the present invention is to display a flight path that allows the user to visually recognize the entire flight path from a desired viewpoint and line-of-sight direction through an intuitive operation. To provide a system, method and program.

上述の課題を解決するため、本発明は、その一態様として、利用者がその頭部に装着して用いるヘッドマウントディスプレイ装置(HMD)と、地形を含む空間である対象領域を予め定められた縮尺率で縮小して、予め定められた設置場所に再現した空間である縮小領域を、利用者に対して提示する縮小領域提示手段と、前記縮小領域に対する前記HMDの位置及び向きを測定するHMD測位手段と、前記対象領域における飛翔体のフライトパスに対応する、前記縮小領域内の空間曲線である縮小フライトパスを求める縮小フライトパス生成手段と、前記HMD測位手段にて求めたHMDの位置及び向き、並びに、前記縮小フライトパス生成手段にて求めた前記縮小フライトパスに基づいて、当該位置及び向きから前記縮小領域を見たときの視界を示す画像を生成し、前記HMDに出力する画像生成手段とを備えることを特徴とするフライトパス表示システムを提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention has, as one aspect thereof, a head-mounted display device (HMD) that a user wears on the head and a target area that is a space including terrain is determined in advance. Reduced area presenting means for presenting to the user a reduced area that is a space that has been reduced at a reduced scale and reproduced at a predetermined installation location, and an HMD that measures the position and orientation of the HMD relative to the reduced area Positioning means, reduced flight path generation means for obtaining a reduced flight path that is a space curve in the reduced area corresponding to the flight path of the flying object in the target area, the position of the HMD obtained by the HMD positioning means, and Based on the direction and the reduced flight path obtained by the reduced flight path generation means, when the reduced area is viewed from the position and orientation It generates an image indicating the field, to provide a flight path display system characterized in that it comprises an image generating means for outputting to the HMD.

また、本発明は、他の一態様として、利用者がその頭部にヘッドマウントディスプレイ装置(HMD)を装着し、地形を含む空間である対象領域を予め定められた縮尺率で縮小して、予め定められた設置場所に再現した空間である縮小領域を、利用者に対して提示する縮小領域提示段階と、前記縮小領域に対する前記HMDの位置及び向きを測定するHMD測位段階と、前記対象領域における飛翔体のフライトパスに対応する、前記縮小領域内の空間曲線である縮小フライトパスを求める縮小フライトパス生成段階と、前記HMD測位段階にて求めたHMDの位置及び向き、並びに、前記縮小フライトパス生成段階にて求めた前記縮小フライトパスに基づいて、当該位置及び向きから前記縮小領域を見たときの視界を示す画像を生成し、前記HMDに出力する画像生成段階とを含むことを特徴とするフライトパス表示方法を提供する。   As another aspect of the present invention, the user wears a head-mounted display device (HMD) on the head, and reduces the target area, which is a space including the terrain, at a predetermined scale rate. A reduced area presenting stage for presenting a reduced area, which is a space reproduced at a predetermined installation location, to the user, an HMD positioning stage for measuring the position and orientation of the HMD relative to the reduced area, and the target area A reduced flight path generation step for obtaining a reduced flight path, which is a space curve in the reduced region, corresponding to the flight path of the flying object in FIG. 5, the position and orientation of the HMD obtained in the HMD positioning step, and the reduced flight Based on the reduced flight path obtained in the path generation stage, generate an image showing the field of view when viewing the reduced area from the position and orientation, Providing flight path display method characterized by comprising an image generating step of outputting the MD.

また、本発明は、他の一態様として、利用者がその頭部にヘッドマウントディスプレイ装置(HMD)を装着し、地形を含む空間である対象領域を予め定められた縮尺率で縮小して、予め定められた設置場所に再現した空間である縮小領域に対する前記HMDの位置及び向きを、測定値から算出するHMD測位手段と、前記対象領域における飛翔体のフライトパスに対応する、前記縮小領域内の空間曲線である縮小フライトパスを求める縮小フライトパス生成手段と、前記HMD測位手段にて求めたHMDの位置及び向き、並びに、前記縮小フライトパス生成手段にて求めた前記縮小フライトパスに基づいて、当該位置及び向きから前記縮小領域を見たときの視界を示す画像を生成し、前記HMDに出力する画像生成手段として、コンピュータを機能させるためのプログラムを提供する。   As another aspect of the present invention, the user wears a head-mounted display device (HMD) on the head, and reduces the target area, which is a space including the terrain, at a predetermined scale rate. HMD positioning means for calculating the position and orientation of the HMD with respect to the reduced area, which is a space reproduced at a predetermined installation location, from the measured values, and the inside of the reduced area corresponding to the flight path of the flying object in the target area Reduced flight path generation means for obtaining a reduced flight path that is a spatial curve of the HMD, the position and orientation of the HMD obtained by the HMD positioning means, and the reduced flight path obtained by the reduced flight path generation means As an image generation means for generating an image showing a field of view when the reduced area is viewed from the position and orientation, and outputting the image to the HMD, a computer It provides a program for causing a.

本発明によれば、ユーザは、実際の空間を縮小して表した縮小空間内で、自分の視点及び視線方向に見える視界の画像として、フライトパスを見ることができる。このため、ユーザは、所望の視点及び視線方向からフライトパスを見るために、マウスやキーボードにて所望の視点及び視線方向を入力し、次に該当する視界の画像を見るといった2段階のステップを経ることなく、単に所望の位置から所望の角度を見るだけで所望の視界から見たときのフライトパスを視認することができる。このため、本発明によれば、ユーザはより直観的な操作で所望の視点及び視線方向からフライトパスの全容を視認することができる。   According to the present invention, a user can view a flight path as an image of a field of view that can be seen in his / her viewpoint and line-of-sight direction in a reduced space that is obtained by reducing an actual space. For this reason, in order to view the flight path from the desired viewpoint and line-of-sight direction, the user inputs a desired viewpoint and line-of-sight direction with a mouse or keyboard and then views the image of the corresponding field of view. Without passing through, it is possible to visually recognize the flight path when viewed from a desired field of view simply by viewing a desired angle from a desired position. For this reason, according to the present invention, the user can visually recognize the entire flight path from a desired viewpoint and line-of-sight direction by a more intuitive operation.

本発明の一実施の形態であるフライトパス表示システム1のブロック図である。1 is a block diagram of a flight path display system 1 according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例であるフライトパス作成システム10のブロック図である。1 is a block diagram of a flight path creation system 10 that is an embodiment of the present invention. フライトパス作成システム10によるフライトパスの入力方法を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining a flight path input method by the flight path creation system 10; フライトパス作成システム10によるフライトパスの表示方法を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining a flight path display method by the flight path creation system 10. HMD12を装着したフライトパス作成者の視界を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the field of view of the flight pass creator who mounted HMD12. フライトパス作成システム10において伝送されるデータについて説明するための図である。3 is a diagram for explaining data transmitted in the flight path creation system 10. FIG. 本発明の一実施例であるフライトパス作成システム40のブロック図である。It is a block diagram of the flight path creation system 40 which is one Example of this invention. フライトパス作成システム40によるフライトパス作成者の視界内の仮想オブジェクトを表示する方法を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining a method of displaying a virtual object in the field of view of a flight path creator by the flight path creation system 40; フライトパス作成システム40によるフライトパスの入力方法を説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for explaining a flight path input method by the flight path creation system 40; フライトパス作成システム10によるフライトパスの表示方法を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining a flight path display method by the flight path creation system 10. 本発明の一実施例であるフライトパス作成システム50のブロック図である。It is a block diagram of the flight path creation system 50 which is one Example of this invention. 図5のような視界を示す画像がHMD12aにて表示されている同じ時刻に、HMD12aと異なる視点及び視線方向にあるHMD12bにて表示される、視界を示す画像を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the image which shows a visual field displayed on HMD12b in the viewpoint and visual line direction different from HMD12a at the same time when the image which shows a visual field like FIG. 5 is displayed on HMD12a.

本発明の一実施の形態であるフライトパス表示システム1について説明する。フライトパス表示システム1は、飛行機、ヘリコプター等の航空機、その他飛翔体全般の軌跡を示すウェイポイントからなる空間曲線、即ち、フライトパスを表示するためのシステムである。図1を参照して説明すると、フライトパス表示システム1は、縮小領域提示部2、ヘッドマウントディスプレイ装置(Head Mounted Display、以下HMD)3、HMD測位部4、画像処理装置5からなる。   A flight path display system 1 according to an embodiment of the present invention will be described. The flight path display system 1 is a system for displaying a space curve consisting of waypoints indicating the trajectories of airplanes such as airplanes and helicopters and other flying objects, that is, flight paths. Referring to FIG. 1, the flight path display system 1 includes a reduced area presentation unit 2, a head mounted display (hereinafter referred to as “HMD”) 3, an HMD positioning unit 4, and an image processing device 5.

縮小領域提示部2は、フライトパスが通過する領域を予め定められた縮尺で縮小した空間をユーザに対して提示するものであり、具体的には、その領域の地形を模型化したもの、いわゆるジオラマと、そのジオラマ上の空間として縮小領域を提示するものが考えられる。或いは、その領域の地形のデータに基づいて、HMD3の位置及び方向、即ちユーザの視点及び視線方向から見た地形を仮想オブジェクトとして該当する位置に描画した画像を画像処理装置5にて生成し、HMD3にて表示するものも考えられる。いずれにしても、提示される縮小領域は所定の位置に固定的に設置或いは設定される。ジオラマを用いて縮小領域を提示する場合はジオラマを所定の位置に設置する。コンピュータグラフィックスにて縮小領域を提示する場合も、ジオラマを設置するのと同様に、コンピュータグラフィックスにて仮想オブジェクトとして地形を所定の位置に設定し、ユーザに提示する。   The reduced area presenting unit 2 presents to the user a space obtained by reducing the area through which the flight pass passes at a predetermined scale, specifically, a model of the terrain of the area, so-called A diorama and a space that presents a reduced area as a space on the diorama can be considered. Alternatively, based on the terrain data of the area, the image processing device 5 generates an image in which the terrain viewed from the position and direction of the HMD 3, that is, the user's viewpoint and line-of-sight direction, as a virtual object is drawn at the corresponding position What is displayed with HMD3 is also considered. In any case, the reduced area to be presented is fixedly set or set at a predetermined position. When presenting a reduced area using a diorama, the diorama is placed at a predetermined position. When a reduced area is presented by computer graphics, the terrain is set at a predetermined position as a virtual object by computer graphics and is presented to the user in the same manner as installing a diorama.

HMD3は、フライトパス作成者等のユーザが頭に装着して用いるものであり、画像処理装置5が出力する画像をユーザに対して表示する。縮小領域の地形を地形模型としてユーザに提示する場合、スクリーンに映し出された画像と、そのスクリーンの外の光景とをユーザが同時に視認可能な透過型ディスプレイを備えるHMD、所謂透過型HMDであることが好ましい。形状は眼鏡型であっても帽子型であってもよい。投影方式はハーフミラーを用いて画像を表示するものであってもよいし、網膜に直接結像させる網膜走査型であってもよい。   The HMD 3 is used by a user such as a flight pass creator wearing it on his / her head, and displays an image output from the image processing device 5 to the user. When the terrain of the reduced area is presented to the user as a terrain model, the HMD is a so-called transmissive HMD that includes a transmissive display that allows the user to simultaneously view an image projected on the screen and a scene outside the screen. Is preferred. The shape may be eyeglass type or hat type. The projection system may display an image using a half mirror, or may be a retinal scanning type that forms an image directly on the retina.

HMD測位部4は、縮小領域提示部2が提示する縮小領域に対する、HMD3の位置(空間座標)と向きとを測定する。HMD測位部4は、HMD3とは別体に設けることとしてもよいし、HMD3と一体に設けることとしてもよいし、両方を設けることとしてもよい。   The HMD positioning unit 4 measures the position (spatial coordinates) and orientation of the HMD 3 with respect to the reduced area presented by the reduced area presentation unit 2. The HMD positioning unit 4 may be provided separately from the HMD 3, may be provided integrally with the HMD 3, or both may be provided.

HMD3と別体に設けるHMD測位部4としては、縮小領域の周辺に、縮小領域の全体を画角に納めるようなデジタルビデオカメラを複数台設置して、空間を認識するために各カメラを予めキャリブレーションした上で、各カメラから取得した画像に対して、演算処理装置にてリアルタイムに画像処理を行なうことにより、HMD3の位置及び向きを求めるものが考えられる。この画像処理により、HMD3の高度を含む位置とその方向を求めることができるが、HMD3の方向については後述するような加速度センサとジャイロセンサの出力を演算して求める方が正確な値を得ることができる。   As the HMD positioning unit 4 provided separately from the HMD 3, a plurality of digital video cameras are installed around the reduced area so as to fit the entire reduced area within the angle of view. It is conceivable to obtain the position and orientation of the HMD 3 by performing real-time image processing on an image acquired from each camera in real time with an arithmetic processing unit after calibration. By this image processing, the position including the altitude of the HMD 3 and its direction can be obtained, but the direction of the HMD 3 can be obtained more accurately by calculating the outputs of an acceleration sensor and a gyro sensor as will be described later. Can do.

HMD3と一体に設けるHMD測位部4としては、HMD3に加速度センサ、ジャイロセンサを設け、これらの出力から演算処理装置にて演算してリアルタイムに求めるものがある。この動作については、航空機の慣性運動計測器や、MEMS(Micro Electro Mechanical System)として構成された加速度センサとジャイロセンサとを搭載した一部の携帯電話端末において、3次元の角速度及び加速度を求め、これらに対して演算処理装置にて演算を行なってHMD3の方向を求める。更に、慣性の積分により移動距離を算出する処理を演算処理装置にて行なうことにより、HMD3の位置を求めることとしてもよい。更に、HMD3にGPS受信機を設けることとして、GPS受信機の出力からHMD3の位置を求めることとしてもよい。   As the HMD positioning unit 4 provided integrally with the HMD 3, there is an HMD 3 provided with an acceleration sensor and a gyro sensor and calculated from these outputs by an arithmetic processing unit in real time. For this operation, the three-dimensional angular velocity and acceleration are obtained in some mobile phone terminals equipped with an aircraft inertial motion measuring instrument or an acceleration sensor and a gyro sensor configured as a MEMS (Micro Electro Mechanical System), The direction of HMD3 is calculated | required with an arithmetic processing unit with respect to these. Furthermore, it is good also as calculating | requiring the position of HMD3 by performing the process which calculates a movement distance by integral of an inertia in an arithmetic processing unit. Furthermore, it is good also as calculating | requiring the position of HMD3 from the output of a GPS receiver as providing a GPS receiver in HMD3.

画像処理装置5は、入力されたフライトパスと、HMD測位部4が出力するHMD3の位置及び方向に基づいて、HMD3の現在の位置及び方向から見たフライトパスの画像を生成し、HMD3に出力する。   The image processing device 5 generates an image of the flight path viewed from the current position and direction of the HMD 3 based on the input flight path and the position and direction of the HMD 3 output by the HMD positioning unit 4 and outputs the image to the HMD 3 To do.

フライトパス表示システム1は次のように動作して、利用者に対してフライトパスを表示する。   The flight path display system 1 operates as follows to display the flight path to the user.

まず、縮小領域提示部2は利用者に対し、HMD3を介して縮小領域を提示する。縮小領域は、表示しようとするフライトパスが通過する現実の空間(対象領域)を、所定の縮尺率にて縮小して再現する空間であり、縮小領域をHMD3の近傍に提示する。   First, the reduced area presentation unit 2 presents a reduced area to the user via the HMD 3. The reduced area is a space that reproduces an actual space (target area) through which a flight path to be displayed passes at a predetermined scale ratio, and presents the reduced area in the vicinity of the HMD 3.

次に、HMD測位部4は、HMD3の現在の視点座標及び視線方向を測定する。   Next, the HMD positioning unit 4 measures the current viewpoint coordinates and line-of-sight direction of the HMD 3.

次に、画像処理装置5は、HMD測位部4での測定結果に基づいて、縮小領域の座標系におけるHMD3の視点及び視線方向を求める。   Next, the image processing device 5 obtains the viewpoint and line-of-sight direction of the HMD 3 in the coordinate system of the reduced area based on the measurement result in the HMD positioning unit 4.

また、画像処理装置5は、この求めた視点及び視線方向から、縮小領域内での縮小フライトパスを見たときの画像を生成する。縮小フライトパスは、フライトパスが通過する対象領域内の点に対応する縮小領域内の点を通過する。   Further, the image processing device 5 generates an image when the reduced flight path in the reduced area is viewed from the obtained viewpoint and line-of-sight direction. The reduced flight path passes through a point in the reduced area corresponding to a point in the target area through which the flight path passes.

最後に、HMD3は画像処理装置5にて生成した画像を、HMD3を装着したユーザに対して表示する。   Finally, the HMD 3 displays the image generated by the image processing device 5 to the user wearing the HMD 3.

本発明の一実施例であるフライトパス作成システム10について図2を参照して説明する。フライトパス作成システム10は、拡張現実(Augumented Reality)技術を用いて、フライトパス作成者に対し、ジオラマ上に架空のフライトパスを表示するものである。フライトパス作成システム10は、縮小領域提示部2に対応するジオラマ11、HMD3に対応するHMD12、HMD測位部4に対応するHMD測位部13、画像処理装置5に対応する表示演算部14を備える。更に、フライトパスを入力する手段として、航空機模型・ジオラマ位置認識装置15、カメラ16、17、航空機模型18を備える。更に、通信インタフェース装置19、データ通信ネットワーク20、各種データベース21−25を備える。このうち、特に、ジオラマ11、HMD12、HMD測位部13、表示演算部14、航空機模型・ジオラマ位置認識装置15、カメラ16、17、航空機模型18については、対象領域或いはその近傍に設置された指揮所に配置されることが好ましい。これにより、後方部隊で作成したフライトパスを、指揮所が前線から入手した最新情報を踏まえて変更することが可能となり、前線の実態に即したフライトパスを定めることができる。   A flight path creation system 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The flight path creation system 10 displays an imaginary flight path on a diorama to the flight path creator using augmented reality technology. The flight path creation system 10 includes a diorama 11 corresponding to the reduced area presentation unit 2, an HMD 12 corresponding to the HMD 3, an HMD positioning unit 13 corresponding to the HMD positioning unit 4, and a display calculation unit 14 corresponding to the image processing device 5. Further, as a means for inputting a flight path, an aircraft model / diorama position recognition device 15, cameras 16, 17 and an aircraft model 18 are provided. Furthermore, the communication interface device 19, the data communication network 20, and various databases 21-25 are provided. Among these, in particular, with respect to the diorama 11, the HMD 12, the HMD positioning unit 13, the display calculation unit 14, the aircraft model / diorama position recognition device 15, the cameras 16, 17, and the aircraft model 18, the command installed in the target area or in the vicinity thereof. It is preferable to be disposed at a place. As a result, the flight path created by the rear unit can be changed based on the latest information obtained from the front by the command post, and the flight path can be determined in accordance with the actual condition of the front.

ジオラマ11は、フライトパスを作成しようとしている領域の地形を、所定の縮尺で縮小した地形模型である。以下、本実施例においてこの縮尺を単に縮尺と記す。例えば領域内の山はその高さを縮尺で縮小した高さを有する。ビルやタワー等の建築物がある場合はこれらについても縮小した高さで再現されていることが好ましい。   The diorama 11 is a terrain model obtained by reducing the terrain of a region where a flight path is to be created at a predetermined scale. Hereinafter, in this embodiment, this scale is simply referred to as a scale. For example, a mountain in the region has a height that is reduced in scale. When there are buildings such as buildings and towers, it is preferable that these are also reproduced at a reduced height.

HMD12は透過型ディスプレイを有するヘッドマウントディスプレイ装置であり、フライトパス作成者がその頭部に装着して用いる。   The HMD 12 is a head-mounted display device having a transmissive display, and is used by a flight pass creator wearing it on the head.

HMD測位部13はHMD12の位置及び方向を測定するため、HMD12と一体に設けられた加速度センサ、ジャイロセンサ、GPS受信機である。   The HMD positioning unit 13 is an acceleration sensor, a gyro sensor, and a GPS receiver provided integrally with the HMD 12 in order to measure the position and direction of the HMD 12.

表示演算部14は演算処理装置であり、HMD測位部13と、航空機模型・ジオラマ位置認識装置15の出力に基づいて、HMD12にて表示する画像を生成する。   The display calculation unit 14 is a calculation processing device, and generates an image to be displayed on the HMD 12 based on the outputs of the HMD positioning unit 13 and the aircraft model / diorama position recognition device 15.

航空機模型・ジオラマ位置認識装置15は、カメラ16、17にて生成した画像から航空機模型18の位置を取得して、表示演算部14に通知する。フライトパスの表示及び入力に先立って、航空機模型・ジオラマ位置認識装置15の記憶装置には、ジオラマ11の設置位置データ、カメラ16、17の設置位置データが予め登録されている。航空機模型・ジオラマ位置認識装置15は、カメラ16、17にて同時に生成した2つの画像に対して、航空機模型18を認識する処理を行なって各画像内における航空機模型18の位置を特定し、更に、これら2画像内における位置と、ジオラマの設置位置データ、カメラの設置位置データに基づいて、縮小空間内における航空機模型18の3次元座標を求める。   The aircraft model / diorama position recognition device 15 acquires the position of the aircraft model 18 from the images generated by the cameras 16 and 17 and notifies the display calculation unit 14 of the position. Prior to the display and input of the flight path, the installation position data of the diorama 11 and the installation positions data of the cameras 16 and 17 are registered in advance in the storage device of the aircraft model / diorama position recognition device 15. The aircraft model / diorama position recognition device 15 performs processing for recognizing the aircraft model 18 on the two images simultaneously generated by the cameras 16 and 17 to identify the position of the aircraft model 18 in each image, and further Based on the positions in these two images, the diorama installation position data, and the camera installation position data, the three-dimensional coordinates of the aircraft model 18 in the reduced space are obtained.

カメラ16、17は光軸が互いに直交するようにジオラマ周辺に配置される。カメラ16、17は互いに同期してジオラマ11の全景、及び、その上のフライトパスを示す空間曲線を描く空間を含む光景を撮影する。カメラ16、17の位置それぞれは予め測定され、航空機模型・ジオラマ位置認識装置15に設定されている。   The cameras 16 and 17 are arranged around the diorama so that the optical axes are orthogonal to each other. The cameras 16 and 17 capture the entire scene of the diorama 11 and a scene including a space in which a spatial curve indicating the flight path is drawn in synchronization with each other. The positions of the cameras 16 and 17 are measured in advance and set in the aircraft model / diorama position recognition device 15.

航空機模型18は空間にフライトパスを描く際のポインタとして用いられる。航空機模型18は例えば作成しようとしている航空機を模した模型であるが、必ずしもそうである必要はない。   The aircraft model 18 is used as a pointer when drawing a flight path in space. The aircraft model 18 is, for example, a model imitating an aircraft to be created, but this is not necessarily the case.

通信インタフェース装置19は表示演算部14、航空機模型・ジオラマ位置認識装置15を接続して相互にデータを伝送する。また、表示演算部14は、通信インタフェース装置19を介してデータ通信ネットワーク20に接続し、同ネットワーク上の様々なリソースにアクセスする。   The communication interface device 19 connects the display calculation unit 14 and the aircraft model / diorama position recognition device 15 to transmit data to each other. In addition, the display calculation unit 14 is connected to the data communication network 20 via the communication interface device 19 and accesses various resources on the network.

データベース(DB)21−25はそれぞれデータベースであり、それぞれ、フライトパスを作成しようとしている領域に関する情報を、その位置情報と関連づけて格納している。DB21は進入禁止領域情報を格納している。進入禁止領域情報は一般の航空機の通過が禁止されている領域を示す情報である。DB22は監視目標位置情報を格納している。監視目標位置情報は、特に、フライトパスを作成しようとしている航空機が監視或いは偵察を行なう航空機の場合に、その目標の位置情報を格納している。DB23は標高データを格納している。この標高データは、領域内の各地点の標高とその位置を関連づけたものである。DB24は気象データを格納している。即ち、フライトパスを作成しようとしている領域内における、現時点での晴れ/曇り/雨/雪といった天候の別、気温、湿度、風速、風向、降雨量、積雪量等が格納されている。DB25は日照データを格納している。   Each of the databases (DB) 21-25 is a database, and stores information related to a region where a flight path is to be created, in association with the position information. The DB 21 stores entry prohibited area information. The entry prohibition area information is information indicating an area where passage of a general aircraft is prohibited. The DB 22 stores monitoring target position information. The monitoring target position information stores the position information of the target, particularly when the aircraft that is trying to create a flight path is an aircraft that performs monitoring or reconnaissance. The DB 23 stores altitude data. This altitude data associates the altitude of each point in the area with its position. The DB 24 stores weather data. That is, the current weather, such as clear / cloudy / rain / snow, temperature, humidity, wind speed, wind direction, rainfall, snow cover, etc. are stored in the region where the flight path is to be created. The DB 25 stores sunshine data.

次に、フライトパス作成システム10の動作について説明する。まず図3を参照して、フライトパスを入力する際の航空機模型・ジオラマ位置認識装置15の動作について説明する。フライトパス作成者は航空機模型18を手に持ち、所望のフライトパスを空中に描くように、航空機模型18をジオラマ11上で移動させる。この様子をカメラ16、17を同期して撮影し、リアルタイムに画像データを生成する(ステップS1)。カメラ16、17は同時に異なる角度から撮影した航空機模型18、ジオラマ11の画像を生成することとなる。航空機模型・ジオラマ位置認識装置15は、この画像データに対して画像認識処理を行ない、画像データ中の航空機模型18を特定する。ある時刻におけるカメラ16、17の画像データそれぞれに対し、ジオラマ11、カメラ16、17の位置関係に基づく画像認識処理を行なうことにより、各カメラの画像データにおいて、そのカメラの光軸に垂直な面内における航空機模型18の2次元座標を求め(ステップS2)、更に、これら2つの2次元座標から航空機模型18の3次元座標を求める(ステップS3)。こうして求めた座標を、その時刻における航空機模型18の3次元座標として、その時刻と共に通信インタフェース装置19を介して表示演算部14に送信する(ステップS4)。これを一定時間毎に繰り返す(ステップS5)ことにより、フライトパス作成者が手に持った航空機模型18によってジオラマ11上の空中で描いた、空間曲線上の点の座標及び各点の時刻を表示演算部14に通知する。   Next, the operation of the flight path creation system 10 will be described. First, the operation of the aircraft model / diorama position recognition apparatus 15 when inputting a flight path will be described with reference to FIG. The flight path creator holds the aircraft model 18 and moves the aircraft model 18 on the diorama 11 so as to draw a desired flight path in the air. This situation is photographed in synchronization with the cameras 16 and 17, and image data is generated in real time (step S1). The cameras 16 and 17 simultaneously generate images of the aircraft model 18 and the diorama 11 taken from different angles. The aircraft model / diorama position recognition device 15 performs image recognition processing on the image data, and identifies the aircraft model 18 in the image data. By performing image recognition processing based on the positional relationship between the diorama 11 and the cameras 16 and 17 for each of the image data of the cameras 16 and 17 at a certain time, a plane perpendicular to the optical axis of the camera in the image data of each camera. The two-dimensional coordinates of the aircraft model 18 are obtained (step S2), and the three-dimensional coordinates of the aircraft model 18 are obtained from these two two-dimensional coordinates (step S3). The coordinates thus obtained are transmitted as the three-dimensional coordinates of the aircraft model 18 at that time together with the time to the display calculation unit 14 via the communication interface device 19 (step S4). By repeating this at regular intervals (step S5), the coordinates of the points on the space curve and the time of each point drawn in the air on the diorama 11 by the aircraft model 18 that the flight path creator has in hand are displayed. The calculation unit 14 is notified.

次に図4を参照して、入力中のフライトパスをHMD12に表示する際の表示演算部14の動作について説明する。表示演算部14は今までに通知された撮影時刻及び3次元座標を記憶装置に格納している。表示演算部14は、HMD12が現在向いている方向及び位置を、HMD測位部13から取得する(ステップS10)。この方向及び位置と予め登録されたジオラマ11の位置に基づいて、表示演算部14はジオラマ11を基準としたHMD12の位置及び方向を算出する(ステップS11)。更に、算出したHMD12の位置及び方向、即ち、フライトパス作成者の視点及び視線方向から見たときに、既に記憶装置に格納されている航空機模型18の3次元座標が、フライトパス作成者の視界内のどこに位置するのかを算出(ステップS12)し、算出した各位置に点を描画し、更に、必要に応じて各点を結ぶ直線や曲線を描画した画像を生成(ステップS13)し、HMD12にて表示する(ステップS14)。フライトパス作成者の目の画角(視野角)は予め定められており、表示演算部14の記憶装置に記憶しているものとする。これにより、フライトパス作成者がジオラマ11上の空中で描いた空間曲線を、フライトパス作成者の現在の視点及び視線方向から見たときの様子がHMD12に表示される。HMD12は透過型ディスプレイを有するため、フライトパス作成者は、表示演算部14が生成し、HMD12にて表示された空間曲線の画像と、透過型ディスプレイを通じて透過した、ジオラマ11の光景とを同時に視認することになる。   Next, with reference to FIG. 4, the operation of the display calculation unit 14 when the flight path being input is displayed on the HMD 12 will be described. The display calculation unit 14 stores the photographing time and three-dimensional coordinates notified so far in the storage device. The display calculation unit 14 acquires the direction and position in which the HMD 12 is currently facing from the HMD positioning unit 13 (step S10). Based on this direction and position and the position of the diorama 11 registered in advance, the display calculation unit 14 calculates the position and direction of the HMD 12 with reference to the diorama 11 (step S11). Further, the three-dimensional coordinates of the aircraft model 18 already stored in the storage device when viewed from the calculated position and direction of the HMD 12, that is, the viewpoint and line-of-sight direction of the flight path creator, are the view of the flight path creator. The position is calculated (step S12), a point is drawn at each calculated position, and an image in which a straight line or a curve connecting the points is drawn is generated as necessary (step S13). Is displayed (step S14). It is assumed that the angle of view (viewing angle) of the flight pass creator's eyes is predetermined and stored in the storage device of the display calculation unit 14. As a result, the HMD 12 displays a state when the space curve drawn by the flight path creator in the air on the diorama 11 is viewed from the current viewpoint and line-of-sight direction of the flight path creator. Since the HMD 12 has a transmissive display, the flight path creator can simultaneously view the image of the spatial curve generated by the display calculation unit 14 and displayed on the HMD 12 and the sight of the diorama 11 transmitted through the transmissive display. Will do.

このように、ステップS1−S5を繰り返し、フライトパス作成者がジオラマ11の上空に描いた空間曲線の座標を一定時間毎に取得するのと並行して、ステップS10−S14のようにして、フライトパス作成者の現在の視点及び視線方向で見た視界において、その空間曲線がどのように見えるかを示す画像を生成してHMD12に表示する。これにより、透過型ディスプレイを透過して目視するジオラマ11の実像と、そのジオラマ11の位置及び方向に対応したフライトパスの虚像とを同時にフライトパス作成者に対して提供する。   In this manner, steps S1 to S5 are repeated, and the flight path creator obtains the coordinates of the space curve drawn above the diorama 11 at regular intervals, in parallel with steps S10 to S14. An image showing how the space curve looks in the current view point and the line-of-sight direction of the path creator is generated and displayed on the HMD 12. Thus, the real image of the diorama 11 that is viewed through the transmissive display and the virtual image of the flight path corresponding to the position and direction of the diorama 11 are simultaneously provided to the flight path creator.

フライトパス作成システム10では、入力済みのフライトパス上の点を次のようにして移動する。航空機模型・ジオラマ位置認識装置15は、カメラ16、17の画像をリアルタイムに解析し、ジオラマ11の上で特定の動作がなされたとき、その動作を予め関連づけた編集コマンドとして認識する。例えば、ジオラマ11上の空中において、人の手が掴む動作をしたと認識し、掴んだ位置にフライトパスを示す点が既に入力されているとき、航空機模型・ジオラマ位置認識装置15は、その点を編集対象として選択するコマンドとして認識する。また、この選択コマンドの後で、ジオラマ11上の空中において、人の手が開く動作をしたと認識したとき、航空機模型・ジオラマ位置認識装置15は、点を移動するコマンドとして認識し、選択コマンドにて選択した点を、手が開いた位置に移動する。   In the flight path creation system 10, a point on the input flight path is moved as follows. The aircraft model / diorama position recognizing device 15 analyzes the images of the cameras 16 and 17 in real time, and when a specific operation is performed on the diorama 11, the operation is recognized as an editing command associated in advance. For example, in the air on the diorama 11, when it is recognized that a human hand has grasped and a point indicating a flight path has already been input at the grasped position, the aircraft model / diorama position recognition device 15 Is recognized as a command to be selected for editing. Further, after this selection command, when it is recognized that a human hand has opened in the air on the diorama 11, the aircraft model / diorama position recognition device 15 recognizes it as a command to move the point, and the selection command Move the point selected in step to the position where the hand is open.

このように、フライトパス作成システム10では、透過型のHMD12を用いて、ジオラマ11の実像とフライトパスの虚像からなる視界をフライトパス作成者に対して提供するが、更に、フライトパスを作成する際に参照すべき様々な情報を、視界内の該当する位置にフライトパスと同時に表示するような画像を生成する。   As described above, the flight path creation system 10 uses the transmission type HMD 12 to provide the flight path creator with a field of view including the real image of the diorama 11 and the virtual image of the flight path, but further creates a flight path. An image is generated that displays various information to be referred to at the same time as the flight path at a corresponding position in the field of view.

このような追加表示するものにフットプリント表示がある。ここでフットプリントとは、フライトパスを定める航空機が備える地上撮影用のカメラや、地上を測定対象とする各種センサが撮影乃至測定可能な領域を示す3次元形状であり、カメラ、センサを頂点とし、カメラの光軸やセンサの向きを示す直線を回転軸とする仮想的な円錐である。この円錐と地形を示す曲面との交点からなる閉曲線は、例えばカメラが撮影可能な領域を示す。本実施例では、航空機模型18の位置のみを取得し、姿勢を取得しないので、航空機模型18の位置を頂点とし、その頂点から鉛直下方に延びる直線を回転軸とする円錐をフットプリントとする。表示演算部14は、ステップS2にて求めた航空機模型18の位置と、ステップS11にて求めたフライトパス作成者の視点及び視線方向に基づいて、航空機模型18の下部の一点を頂点とし、その頂点から鉛直下方に下ろした直線を回転軸とする円錐の像を上述のようにして求めたフライトパスと共に画像化する。円錐の開き具合、即ち、回転軸を含む円錐の断面を考えたとき、頂角を挟む二辺がなす角度は、航空機に搭載するカメラやセンサの仕様に応じて予め定められる。カメラの撮影、センサの測定可能な距離に制限がない場合、表示演算部14は、航空機模型18の下部の頂点から、生成する画像の下端まで円錐像を描く。一方、これら撮影、測定可能な距離に制限がある場合は、その上限距離とジオラマ11の縮尺とに応じて円錐の高さを定め、それより下方には円錐像を描かないこととしてもよい。HMD12に出力する画像内において、フットプリントは、例えば着色した円錐として表示される。このような円錐の表示により、フライトパス作成者は、撮影対象、測定対象となる地点が航空機搭載のカメラ、センサの有効範囲にあるか否かをリアルタイムで視覚的に判断しながらフライトパスを作成することができる。   One such additional display is a footprint display. Here, the footprint is a three-dimensional shape that indicates an area that can be photographed or measured by a ground shooting camera provided on an aircraft that defines a flight path or various sensors that measure the ground. A virtual cone having a rotation axis that is a straight line indicating the optical axis of the camera or the direction of the sensor. The closed curve formed by the intersection of the cone and the curved surface indicating the terrain indicates, for example, an area that can be photographed by the camera. In the present embodiment, only the position of the aircraft model 18 is acquired and the attitude is not acquired. Therefore, the position of the aircraft model 18 is a vertex, and a cone having a rotation axis as a straight line extending vertically downward from the vertex is a footprint. Based on the position of the aircraft model 18 obtained in step S2 and the viewpoint and line-of-sight direction of the flight path creator obtained in step S11, the display calculation unit 14 uses one point at the bottom of the aircraft model 18 as a vertex. A conical image having a rotation axis as a straight line drawn vertically downward from the apex is imaged together with the flight path obtained as described above. When considering the degree of opening of the cone, that is, the cross section of the cone including the rotation axis, the angle formed by the two sides sandwiching the apex angle is determined in advance according to the specifications of the camera and sensor mounted on the aircraft. When there is no limitation on the distance that can be taken by the camera and the sensor, the display calculation unit 14 draws a conical image from the lower vertex of the aircraft model 18 to the lower end of the generated image. On the other hand, when there is a limit to the distance that can be photographed and measured, the height of the cone may be determined according to the upper limit distance and the scale of the diorama 11, and no cone image may be drawn below that. In the image output to the HMD 12, the footprint is displayed as a colored cone, for example. By displaying such a cone, the flight path creator creates a flight path while visually judging in real time whether the point to be photographed and measured is within the effective range of the airborne camera and sensor. can do.

更に、フライトパス作成システム10では、データベース21−25のデータを参照して、ジオラマ11上の対応する位置や、ジオラマ11の上の空間内の対応する位置に、様々な情報を画像化することとしてもよい。これらデータベースに格納する値を、データ通信ネットワーク20を介して接続された不図示の外部装置が提供するデータに基づいて更新することとしてもよい。このようにすることにより、フライトパス作成システム10は、最新のデータに基づいてフライトパスを作成することができるようになる。   Further, the flight path creation system 10 refers to the data in the database 21-25, and images various information at corresponding positions on the diorama 11 and corresponding positions in the space above the diorama 11. It is good. Values stored in these databases may be updated based on data provided by an external device (not shown) connected via the data communication network 20. In this way, the flight path creation system 10 can create a flight path based on the latest data.

この種の外部装置としては、例えば、観測衛星や観測飛行機が無線通信により送信する観測データを受信し、データ通信ネットワークを介して他装置に観測データを提供する地上局がある。このとき、地上局が提供する最新の標高データに基づいてDB23を更新し、表示演算部14は、ジオラマ11上の該当する地点或いはその近傍に、更新された標高データを示す数値を仮想オブジェクトとして描画した画像を生成し、HDM12に出力することが考えられる。   As this type of external device, for example, there is a ground station that receives observation data transmitted by an observation satellite or an observation airplane by wireless communication and provides the observation data to another device via a data communication network. At this time, the DB 23 is updated based on the latest altitude data provided by the ground station, and the display calculation unit 14 uses a numerical value indicating the updated altitude data as a virtual object at a corresponding point on the diorama 11 or in the vicinity thereof. It is conceivable that a drawn image is generated and output to the HDM 12.

或いは、監視目標33が、建築物等の固定されたものではなく、乗り物や動物等の移動体であり、観測衛星や観測飛行機は監視目標33の位置を観測するものであってもよい。この場合、地上局は最新の監視目標位置情報をDB22に通知し、表示演算部14は、最新の監視目標位置情報に基づく位置に監視目標33を描画した画像を生成し、HDM12に出力する。   Alternatively, the monitoring target 33 is not a fixed object such as a building but a moving body such as a vehicle or an animal, and the observation satellite or the observation airplane may observe the position of the monitoring target 33. In this case, the ground station notifies the latest monitoring target position information to the DB 22, and the display calculation unit 14 generates an image in which the monitoring target 33 is drawn at a position based on the latest monitoring target position information and outputs the image to the HDM 12.

表示演算部14は、DB21のデータを参照して、上述のステップS11で求めたHMD12の位置及び方向から見たときの視界に入る空間が、進入禁止領域に入る場合はそれを示すような画像を生成することとしてもよい。進入禁止領域であることを示すには、例えば該当する空域を着色した画像を生成することや、該当する空域を他の空域から区切るための直線や曲線を画像内に描画することが考えられる。進入禁止領域を仮想オブジェクトとして表示することにより、フライトパス作成者は、地形上の理由ではなく、規制上の理由から侵入できない領域についても目視により回避しながらフライトパスを入力することが可能となる。   The display calculation unit 14 refers to the data in the DB 21 and displays an image indicating that the space entering the field of view when viewed from the position and direction of the HMD 12 obtained in step S11 described above enters the entry prohibition region. It is good also as producing | generating. In order to indicate the entry prohibition region, for example, it is conceivable to generate an image in which the corresponding airspace is colored or to draw a straight line or a curve for dividing the airspace from another airspace in the image. By displaying the no entry area as a virtual object, the flight path creator can enter the flight path while visually avoiding areas that cannot be entered for regulatory reasons, not for terrain reasons. .

また、表示演算部14は、DB22のデータを参照して、監視目標の所在地に、その監視目標を示す像を配置した画像を生成することとしてもよい。監視目標がフライトパス作成者の視界に入る位置にあるとき、監視目標がジオラマ11の該当する地点に配置されたかのような画像を生成し、HMD12にて表示することにより、特に、上述のフットプリント表示を行ないながらのフライトパス作成が容易になる。HMD12を装着したフライトパス作成者は監視目標とフットプリントの両方を視認しながらフライトパスを作成することができるからである。   Moreover, the display calculation part 14 is good also as producing | generating the image which has arrange | positioned the image which shows the monitoring target in the location of the monitoring target with reference to the data of DB22. When the monitoring target is in a position that falls within the view of the flight path creator, an image as if the monitoring target is placed at a corresponding point in the diorama 11 is generated and displayed on the HMD 12. It is easy to create a flight path while displaying. This is because the flight path creator wearing the HMD 12 can create the flight path while visually recognizing both the monitoring target and the footprint.

また、表示演算部14は、DB23のデータを参照して、フライトパス作成者の視界に入る領域にある、山頂や谷間などの地形上の要部の近傍に、その地点の標高を示す数値が表示されるように画像を生成し、フライトパス等と共にHMD12にて表示することとしてもよい。   In addition, the display calculation unit 14 refers to the data in the DB 23, and a numerical value indicating the altitude of the point is in the vicinity of a main part on the topography such as a summit or a valley in an area that enters the view of the flight pass creator. An image may be generated so as to be displayed and displayed on the HMD 12 together with a flight path or the like.

更に、表示演算部14は、DB24、25の気象データ、日照データを参照して、フライトパス作成者の視界に入る領域について、気象データが示す気象状態、日照データが示す日照状態に応じた画像を生成し、フライトパス等と共にHMD12にて表示することとしてもよい。   Further, the display calculation unit 14 refers to the weather data and the sunshine data in the DBs 24 and 25, and for the region entering the flight path creator's field of view, the weather state indicated by the weather data and the image corresponding to the sunshine state indicated by the sunshine data. May be generated and displayed on the HMD 12 together with the flight path and the like.

ジオラマ11を背景として、フライトパス31、フットプリント32、監視目標33、進入禁止領域34を描画した画像をHMD12で見たとき、フライトパス作成者から見える映像は例えば図5のようになる。フライトパス31を示し、航空機模型18の尾部に続く空間曲線、フットプリントを示す円錐32、フットプリント32が通過すべき監視目標33、及び、進入禁止領域を示す楕円で囲まれた領域34を、フライトパス作成者の現在の視点及び視線方向から見たときの様子を示す画像が、HMD12に表示されている。フライトパス作成者は、フットプリント32とジオラマ11の交点からなる閉曲線の内部が監視目標33を通過するように、また、航空機模型18が、ジオラマ11及び進入禁止領域34のどちらにも接触しないように、航空機模型18を動かしてフライトパスを入力していく。尚、図5において、ジオラマ11と進入禁止領域33の間に延びる両方向矢印と、「飛行可能空間高度」の文字は、進入禁止領域33についての理解を容易にするために記載したものである。これらについては仮想オブジェクトとして生成し、画面上に表示してもしなくてもよい。   When an image in which the flight path 31, the footprint 32, the monitoring target 33, and the entry prohibition area 34 are drawn on the HMD 12 with the diorama 11 as a background is viewed on the HMD 12, an image seen from the flight path creator is, for example, as shown in FIG. A flight path 31, a space curve following the tail of the aircraft model 18, a cone 32 indicating a footprint, a monitoring target 33 through which the footprint 32 should pass, and an area 34 surrounded by an ellipse indicating a no entry area, An image showing the state when viewed from the current viewpoint and the line-of-sight direction of the flight path creator is displayed on the HMD 12. The flight path creator makes sure that the inside of the closed curve formed by the intersection of the footprint 32 and the diorama 11 passes through the monitoring target 33 and that the aircraft model 18 does not touch either the diorama 11 or the entry prohibition area 34. Then, the aircraft model 18 is moved to input the flight path. In FIG. 5, the double-headed arrow extending between the diorama 11 and the entry prohibition area 33 and the characters “flyable space altitude” are described for easy understanding of the entry prohibition area 33. These may be generated as virtual objects and may or may not be displayed on the screen.

このように、フライトパス作成者は、フライトパス31が、ジオラマ11、進入禁止領域34のどちらとも一度も衝突しないように、フライトパスを入力する。また、フライトパス作成者は、フットプリント32と、監視目標33とが、少なくとも一度は衝突するようにフライトパスを入力する。これらの衝突判定はフライトパス作成者の目視によって行なってもよいが、表示演算部14により演算により行なうこととしてもよい。   As described above, the flight path creator inputs the flight path so that the flight path 31 does not collide with either the diorama 11 or the entry prohibition area 34. Further, the flight path creator inputs the flight path so that the footprint 32 and the monitoring target 33 collide at least once. These collision determinations may be made visually by the flight pass creator, or may be made by calculation by the display calculation unit 14.

即ち、表示演算部14は、進入禁止領域34等の仮想空間に描画されたオブジェクトと、航空機模型18との間で衝突判定を行ない、互いに衝突する場合、その旨をフライトパス作成者に通知するための出力することにより、フライトパス作成者に対してフライトパスの変更を促すこととしてもよい。通知手段としては、その旨を通知するテキストメッセージや、衝突の発生を示す画像をHMD12の画面に表示することとしてもよいし、表示演算部14に不図示のスピーカー等を設けて、衝突を検出したときにビープ音を発することとしてもよい。   In other words, the display calculation unit 14 performs a collision determination between the object drawn in the virtual space such as the entry prohibition area 34 and the aircraft model 18 and notifies the flight path creator of such a collision when they collide with each other. For this reason, the flight path creator may be prompted to change the flight path. As the notification means, a text message for notifying that effect or an image indicating the occurrence of a collision may be displayed on the screen of the HMD 12, and a display unit 14 is provided with a speaker (not shown) to detect the collision. It is good also as making a beep.

また、表示演算部14は、フライトパス作成者がフライトパスの作成を終了した旨を示す操作を行なうと、フットプリント32と、監視目標33との間で衝突判定を行ない、作成されたフライトパスに沿って通過するフットプリント32が、一度も監視目標33に接触しない場合は、その旨をフライトパス作成者に通知するための出力することにより、フライトパス作成者に対してフライトパスの変更を促すこととしてもよい。   Further, when the flight path creator performs an operation indicating that the creation of the flight path has been completed, the display calculation unit 14 performs a collision determination between the footprint 32 and the monitoring target 33, and the created flight path. If the footprint 32 that passes along the line never touches the monitoring target 33, the flight path creator is requested to change the flight path by outputting to notify the flight path creator of that fact. It may be encouraged.

このように、フライトパス作成システム10は、フットプリントを示す円錐や、進入禁止領域、監視目標、各地の標高、気象状態、日照状態等を、ジオラマ11や航空機模型18の対応する位置に示した画像を生成して透過型HMD12にて表示することにより、フライトパス作成者に対して、ジオラマ11と画像を重ね合わせた視界を提供しつつ、フライトパス作成者がジオラマ11上に描く空間曲線を記録する。こうして記録された空間曲線を構成する各点の座標は、ジオラマ11を基準として定められたものなので、実際のフライトパスが通過する座標とは異なる。そこで、作成したフライトパスを出力する際には、表示演算部14は、ジオラマ11上に描いた空間曲線上の点の座標を、ジオラマ11のモデルとなった実際の地形上の空間内の地形に変換する処理を行なう。実際のスケールに変換後のフライトパスデータは、例えば、表示演算部14が備える不図示の外部記憶装置に記憶され、或いは、通信インタフェース装置10、データ通信ネットワーク20を介して外部装置に出力される。こうした外部装置としては、例えば、ジオラマ11等を設置した指揮所と連携する、後方に設けられた基地、支援所に設置する装置がある。   As described above, the flight path creation system 10 indicates the cone indicating the footprint, the entry prohibition area, the monitoring target, the altitude of each place, the weather condition, the sunshine condition, and the like at the corresponding positions of the diorama 11 and the aircraft model 18. By generating an image and displaying it on the transmissive HMD 12, the flight path creator draws a spatial curve drawn on the diorama 11 while providing the flight path creator with a field of view in which the diorama 11 and the image are superimposed. Record. The coordinates of the points constituting the spatial curve thus recorded are determined based on the diorama 11 and are different from the coordinates through which the actual flight path passes. Therefore, when outputting the created flight path, the display calculation unit 14 uses the coordinates of the points on the spatial curve drawn on the diorama 11 as the terrain in the space on the actual terrain that is the model of the diorama 11. Perform processing to convert to. The flight path data converted into the actual scale is stored in, for example, an external storage device (not shown) included in the display calculation unit 14, or is output to the external device via the communication interface device 10 and the data communication network 20. . As such an external device, for example, there is a device installed at a base provided at the back or a support station in cooperation with a command post where the diorama 11 or the like is installed.

フライトパス作成システム10の各機能ブロック間で行なうデータ通信の内容を図6に示す。   The contents of data communication performed between the functional blocks of the flight path creation system 10 are shown in FIG.

他の実施例であるフライトパス作成システム40について図7を参照して説明する。前述のフライトパス作成システム10では、フライトパス作成者に対して縮小領域を提示するための手段としてジオラマを用いた上で、入力したフライトパス、フットプリント32、監視目標33、進入禁止領域34等を、拡張現実としてジオラマ11に重なるように表示した。つまり、実施例1では、実体を有するモデルとして航空機模型18及びジオラマ11を用い、フライトパス、フットプリント32、監視目標33、進入禁止領域34等のオブジェクトについては拡張現実にて再現した。本実施例のフライトパス作成システム40では、拡張現実を地形の再現にまで適用し、仮想空間41を用いる。フライトパス作成システム40は、航空機模型・ジオラマ位置認識装置15に代わって、航空機模型・仮想空間位置認識装置43を備え、更に、標高データを格納するDB23に代わって、より詳細な地形データを格納するDB44を備える。   A flight path creation system 40 according to another embodiment will be described with reference to FIG. In the above-described flight path creation system 10, the diorama is used as a means for presenting the reduced area to the flight path creator, and the input flight path, footprint 32, monitoring target 33, entry prohibition area 34, etc. Is displayed so as to overlap the diorama 11 as augmented reality. That is, in the first embodiment, the aircraft model 18 and the diorama 11 are used as the substantial models, and the objects such as the flight path, the footprint 32, the monitoring target 33, and the entry prohibition area 34 are reproduced in augmented reality. In the flight path creation system 40 of the present embodiment, the augmented reality is applied up to the reproduction of the terrain and the virtual space 41 is used. The flight path creation system 40 includes an aircraft model / virtual space position recognition device 43 instead of the aircraft model / diorama position recognition device 15, and further stores detailed terrain data instead of the DB 23 for storing altitude data. DB 44 is provided.

拡張現実表示用のマーカー41aは、カメラ16、17で撮影した画像を通じて、光学的に個別に認識・識別可能なマーキングを施したものである。4つのマーカー41aは、それぞれが正方形乃至長方形の頂点となるような適当な場所に設置される。以下、マーカー41aで囲んだ矩形の領域を、仮想空間設置位置と呼ぶものとする。仮想空間設置位置の座標、即ち、各マーカー41aを配置した座標は、表示演算部42の記憶装置に予め登録される。   The augmented reality display marker 41 a is provided with markings that can be optically individually recognized and identified through images taken by the cameras 16 and 17. The four markers 41a are installed at appropriate places so that each of the four markers 41a is a vertex of a square or a rectangle. Hereinafter, a rectangular area surrounded by the marker 41a is referred to as a virtual space installation position. The coordinates of the virtual space installation position, that is, the coordinates where each marker 41 a is arranged are registered in advance in the storage device of the display calculation unit 42.

仮想空間41は、設置されたマーカー41aを基準として、表示演算部42がコンピュータグラフィックとして生成する仮想的な空間である。予め、フライトパス作成者は、フライトパスを作成しようとする実際の領域の座標を表示演算部42に設定する。ここで仮想空間設置位置に仮想空間を生成する実際の領域を対象領域と呼ぶものとする。表示演算部42は、マーカー41aの座標に基づいて、対象領域が仮想空間設置位置に収まるような縮尺率を求める。表示演算部42は、こうして求めた縮尺率にて縮小した対象領域を、別途HMD測位部13にて求めた視点及び視線方向から見たときのフライトパス作成者の視野を示す画像として生成し、HMD12に出力する。   The virtual space 41 is a virtual space that is generated as a computer graphic by the display calculation unit 42 using the installed marker 41a as a reference. In advance, the flight path creator sets the coordinates of the actual area in which the flight path is to be created in the display calculation unit 42. Here, an actual area where the virtual space is generated at the virtual space installation position is referred to as a target area. Based on the coordinates of the marker 41a, the display calculation unit 42 obtains a scale ratio that allows the target area to be within the virtual space installation position. The display calculation unit 42 generates an image showing the view of the flight path creator when the target area reduced at the scale ratio thus obtained is viewed from the viewpoint and line-of-sight direction separately obtained by the HMD positioning unit 13, Output to HMD12.

航空機模型・仮想空間位置認識装置43の記憶装置には、カメラ16、17の位置に加えて、各マーカー41aを設置した位置が予め記憶されている。カメラ16、17にて同時に撮影して生成した2つの画像のそれぞれにおいて、航空機模型18、マーカー41aを特定する画像認識処理を行ない、予め登録されたマーカー41aの位置を基準として各画像内における航空機模型18の2次元座標を求め、これら2つの2次元座標に基づいて、航空機模型18の3次元座標を求める。   In the storage device of the aircraft model / virtual space position recognition device 43, in addition to the positions of the cameras 16 and 17, the positions where the markers 41a are installed are stored in advance. In each of the two images generated by simultaneously photographing with the cameras 16 and 17, an image recognition process for specifying the aircraft model 18 and the marker 41 a is performed, and the aircraft in each image is based on the position of the marker 41 a registered in advance. The two-dimensional coordinates of the model 18 are obtained, and the three-dimensional coordinates of the aircraft model 18 are obtained based on these two two-dimensional coordinates.

図8を参照して、フライトパス作成者の視点及び視線方向から見たときの仮想空間を描画する方法について説明する。まず、フライトパス作成者は、作成しようとしているフライトパスが通過する対象領域を定め、その座標を表示演算部42に設定する(ステップS21)。フライトパス作成者がHMD12を装着し、HMD測位部13を起動すると、HMD測位部13は現在の位置及び方向、即ちフライトパス作成者の視点及び視線方向に関する測定値を求め、表示演算部42に通知する。測定値を元に、表示演算部42は、予め登録されたマーカー41aと、視点及び視線方向の位置関係を求め(ステップS22)、その視点及び視線方向から見たフライトパス作成者の視界に入る、仮想空間設置位置内の地形の範囲を求める(ステップS23)。更に、表示演算部42は、その視界内に入る地点の地形データをDB44から取得(ステップS24)し、取得した地形データに基づいて視界を示す画像を生成する(ステップS25)。こうした処理を十分に短い一定時間毎に繰り返す(ステップS26)ことにより、フライトパス作成者のそのときの視点及び視線方向に応じた仮想空間の光景をHMD12にて表示する。   With reference to FIG. 8, a method of drawing a virtual space when viewed from the viewpoint and the line-of-sight direction of the flight path creator will be described. First, the flight path creator determines a target area through which the flight path to be created passes and sets the coordinates in the display calculation unit 42 (step S21). When the flight path creator wears the HMD 12 and activates the HMD positioning unit 13, the HMD positioning unit 13 obtains measurement values regarding the current position and direction, that is, the viewpoint and line-of-sight direction of the flight path creator, and displays them in the display calculation unit 42. Notice. Based on the measured values, the display calculation unit 42 obtains the positional relationship between the marker 41a registered in advance and the viewpoint and the line-of-sight direction (step S22), and enters the flight path creator's view seen from the viewpoint and the line-of-sight direction. Then, the range of the terrain within the virtual space installation position is obtained (step S23). Further, the display calculation unit 42 acquires the terrain data of a point that falls within the field of view from the DB 44 (step S24), and generates an image showing the field of view based on the acquired terrain data (step S25). By repeating such processing at a sufficiently short time interval (step S26), a scene of the virtual space corresponding to the current viewpoint and line-of-sight direction of the flight path creator is displayed on the HMD 12.

図9を参照して、フライトパスを入力する際の航空機模型・仮想地形位置認識装置43の動作について説明する。フライトパス作成者は航空機模型18を手に持ち、所望のフライトパスを空中に描くように、航空機模型18を仮想空間設置位置内で移動させる。この様子を、カメラ16、17を同期して撮影し、リアルタイムに画像データを生成する(ステップS31)。カメラ16、17は同時に異なる角度から撮影した航空機模型18、仮想空間設置位置の画像を生成することとなる。航空機模型・仮想地形位置認識装置43は、この画像データに対して画像認識処理を行ない、画像データ中の航空機模型18を特定する。ある時刻におけるカメラ16、17の画像データそれぞれに対し、ジオラマ11、カメラ16、17の位置関係に基づく画像認識処理を行なうことにより、各カメラの画像データにおいて、そのカメラの光軸に垂直な面内における航空機模型18の2次元座標を求め(ステップS32)、更に、これら2つの2次元座標から航空機模型18の3次元座標を求める(ステップS33)。こうして求めた座標を、その時刻における航空機模型18の3次元座標として、その時刻と共に通信インタフェース装置19を介して表示演算部42に送信する(ステップS34)。これを一定時間毎に繰り返す(ステップS35)ことにより、フライトパス作成者が手に持った航空機模型18によって仮想空間設置位置で描いた、空間曲線上の点の座標及び各点の時刻を表示演算部42に通知する。図8で説明した仮想空間の描画処理と並行して、図9のフライトパス入力処理を行なうことにより、フライトパス作成者は、自分の視点及び視線方向から見た仮想空間の光景を目視しつつ、航空機模型18を仮想空間設置位置内で動かして、フライトパスを入力することができる。   With reference to FIG. 9, the operation of the aircraft model / virtual landform position recognition device 43 when inputting a flight path will be described. The flight path creator holds the aircraft model 18 in his hand and moves the aircraft model 18 within the virtual space installation position so as to draw a desired flight path in the air. This state is photographed in synchronism with the cameras 16 and 17, and image data is generated in real time (step S31). The cameras 16 and 17 simultaneously generate images of the aircraft model 18 and the virtual space installation position taken from different angles. The aircraft model / virtual landform position recognizing device 43 performs image recognition processing on the image data, and specifies the aircraft model 18 in the image data. By performing image recognition processing based on the positional relationship between the diorama 11 and the cameras 16 and 17 for each of the image data of the cameras 16 and 17 at a certain time, a plane perpendicular to the optical axis of the camera in the image data of each camera. The two-dimensional coordinates of the aircraft model 18 are obtained (step S32), and the three-dimensional coordinates of the aircraft model 18 are obtained from these two two-dimensional coordinates (step S33). The coordinates thus obtained are transmitted as the three-dimensional coordinates of the aircraft model 18 at the time to the display calculation unit 42 through the communication interface device 19 together with the time (step S34). By repeating this at regular intervals (step S35), the coordinates of the points on the space curve drawn at the virtual space installation position by the aircraft model 18 held by the flight path creator in the hand and the time of each point are displayed and calculated. Notify the unit 42. By performing the flight path input process of FIG. 9 in parallel with the virtual space drawing process described in FIG. 8, the flight path creator is viewing the scene of the virtual space viewed from his / her viewpoint and line-of-sight direction. The flight model can be input by moving the aircraft model 18 within the virtual space installation position.

次に図10を参照して、入力中のフライトパスをHMD12に表示する際の表示演算部42の動作について説明する。表示演算部42は今までに通知された撮影時刻及び3次元座標を記憶装置に格納している。表示演算部42は、HMD12が現在向いている方向及び位置を、HMD測位部13から取得する(ステップS41)。この方向及び位置と予め登録されたマーカー41aの位置に基づいて、表示演算部42はマーカー41aを基準としたHMD12の位置及び方向を算出する(ステップS42)。更に、算出したHMD12の位置及び方向、即ち、フライトパス作成者の視点及び視線方向から見たときに、既に記憶装置に格納されている、入力済みのフライトパスを示す点の3次元座標が、フライトパス作成者の視界内のどこに位置するのかを算出(ステップS43)し、算出した各位置に点を描画し、更に、必要に応じて各点を結ぶ直線や曲線を描画した画像を生成(ステップS44)し、HMD12にて表示する(ステップS45)。フライトパス作成者の目の画角(視野角)は予め定められており、表示演算部14の記憶装置に記憶しているものとする。これにより、フライトパス作成者がジオラマ11上の空中で描いた空間曲線を、フライトパス作成者の現在の視点及び視線方向から見たときの様子がHMD12に表示される。HMD12は透過型ディスプレイを有するため、フライトパス作成者は、表示演算部14が生成し、HMD12にて表示された空間曲線の画像と、透過型ディスプレイを通じて透過した、ジオラマ11の光景とを同時に視認することになる。図8の仮想空間の描画処理、図9のフライトパス入力処理と並行して、図10の入力済みフライトパス表示処理を行なうことにより、フライトパス作成者は、自分の視点及び視線方向から見た仮想空間の光景を目視しつつ、航空機模型18を仮想空間設置位置内で動かしてフライトパスを入力する際、今までに入力したフライトパスを目視しながら入力を行なうことができる。   Next, with reference to FIG. 10, the operation of the display calculation unit 42 when displaying the flight path being input on the HMD 12 will be described. The display calculation unit 42 stores the photographing time and three-dimensional coordinates notified so far in the storage device. The display calculation unit 42 acquires the direction and position in which the HMD 12 is currently facing from the HMD positioning unit 13 (step S41). Based on this direction and position and the position of the marker 41a registered in advance, the display calculation unit 42 calculates the position and direction of the HMD 12 with reference to the marker 41a (step S42). Furthermore, when the calculated position and direction of the HMD 12 are viewed from the viewpoint and line-of-sight direction of the flight path creator, the three-dimensional coordinates of the points indicating the input flight path already stored in the storage device are as follows: Calculate where in the flight path creator's field of view (step S43), draw a point at each calculated position, and generate an image that draws a straight line or curve connecting the points as necessary ( Step S44) and display on the HMD 12 (Step S45). It is assumed that the angle of view (viewing angle) of the flight pass creator's eyes is predetermined and stored in the storage device of the display calculation unit 14. As a result, the HMD 12 displays a state when the space curve drawn by the flight path creator in the air on the diorama 11 is viewed from the current viewpoint and line-of-sight direction of the flight path creator. Since the HMD 12 has a transmissive display, the flight path creator can simultaneously view the image of the spatial curve generated by the display calculation unit 14 and displayed on the HMD 12 and the sight of the diorama 11 transmitted through the transmissive display. Will do. In parallel with the drawing process of the virtual space of FIG. 8 and the flight path input process of FIG. 9, the flight path creator viewed from his own viewpoint and line-of-sight direction by performing the input flight path display process of FIG. When a flight path is input by moving the aircraft model 18 within the virtual space installation position while viewing the scene of the virtual space, the input can be performed while viewing the flight path input so far.

フライトパス作成システム40では、縮小領域内の地形を仮想オブジェクトとして描画してフライトパス作成者に提示する。このため、本システムでは、描画する際の仮想オブジェクトの縮尺率を変更することにより、フライトパス作成者に対して提示する縮小領域の縮尺率を変更することができる。   The flight path creation system 40 draws the terrain in the reduced area as a virtual object and presents it to the flight path creator. For this reason, in this system, the scale ratio of the reduction | restoration area | region shown with respect to a flight path creator can be changed by changing the scale ratio of the virtual object at the time of drawing.

また、フライトパス作成システム40では、ステップS21での設定を変更することにより、フライトパスを作成する対象領域を変更することができる。   In the flight path creation system 40, the target area for creating the flight path can be changed by changing the setting in step S21.

また、地形を仮想オブジェクトとして生成することを利用して、表示演算部14は、フライトパスと仮想オブジェクトの間で衝突判定を行ない、衝突を検出したとき、衝突発生を警告するためのメッセージや、衝突を表す画像、動画等を衝突を検出した座標或いはその近傍に表示することとしてもよい。或いは、通信インタフェース装置19を介して不図示のスピーカーを接続し、所定の警告音をスピーカーから鳴動させることとしてもよい。このようにすれば、フライト作成者自身の目視だけではなく、表示演算部14での判定によってもフライトパスが地形、進入禁止領域、監視目標等の仮想オブジェクトと衝突していないことを確認しつつ、フライトパスを作成することができる。また、できあがったフライトパスの妥当性を判断する際の指標として衝突の有無を用いることができる。   Further, using the generation of the terrain as a virtual object, the display calculation unit 14 performs a collision determination between the flight path and the virtual object, and when a collision is detected, a message for warning the occurrence of the collision, An image representing a collision, a moving image, or the like may be displayed at or near the coordinates where the collision is detected. Alternatively, a speaker (not shown) may be connected via the communication interface device 19, and a predetermined warning sound may be generated from the speaker. In this way, not only the flight creator's own eyes but also the determination by the display calculation unit 14 confirms that the flight path does not collide with virtual objects such as terrain, entry prohibited areas, and monitoring targets. Can create a flight path. Further, the presence or absence of a collision can be used as an index when judging the validity of the completed flight path.

第3の実施例であるフライトパス入力システム50について図11を参照して説明する。フライトパス入力システム50は、フライトパス作成システム10のHMD12、HMD測位部13に対応する要素を2組、即ちHMD12a、12b、HMD測位部13a、13bを備え、表示演算部14の代わりに表示演算部51を備える。   A flight path input system 50 according to a third embodiment will be described with reference to FIG. The flight path input system 50 includes two sets of elements corresponding to the HMD 12 and the HMD positioning unit 13 of the flight path creation system 10, that is, HMDs 12 a and 12 b and HMD positioning units 13 a and 13 b, and display calculation instead of the display calculation unit 14. A unit 51 is provided.

本システムでは、二人のフライトパス作成者がそれぞれHMD及びHMD測位部を装着する。HMD12a及びHMD測位部13aをフライトパス作成者Aが装着し、HMD12b及びHMD測位部13bをフライトパス作成者Bが装着して用いるものとする。従って、HMD12aはフライトパス作成者Aに対して画像を表示するものであり、HMD測位部13aはフライトパス作成者Aの視点及び視線方向を測定するための装置である。同様に、HMD12bはフライトパス作成者Bに対して画像を表示するものであり、HMD測位部13bはフライトパス作成者Bの視点及び視線方向を測定するための装置である。   In this system, two flight path creators wear HMD and HMD positioning units, respectively. It is assumed that the flight path creator A wears the HMD 12a and the HMD positioning unit 13a, and the flight path creator B wears and uses the HMD 12b and the HMD positioning unit 13b. Therefore, the HMD 12a displays an image for the flight path creator A, and the HMD positioning unit 13a is a device for measuring the flight path creator A's viewpoint and line-of-sight direction. Similarly, the HMD 12b displays an image for the flight path creator B, and the HMD positioning unit 13b is a device for measuring the viewpoint and line-of-sight direction of the flight path creator B.

表示演算部51は演算処理装置であり、HMD測位部13aと、航空機模型・ジオラマ位置認識装置15の出力に基づいて、HMD12aにて表示する画像を生成するとともに、HMD測位部13bと、航空機模型・ジオラマ位置認識装置15の出力に基づいて、HMD12bにて表示する画像を生成する。各HMDのために行なう画像生成処理は実施例1と同様である。   The display calculation unit 51 is a calculation processing device that generates an image to be displayed on the HMD 12a based on the outputs of the HMD positioning unit 13a and the aircraft model / diorama position recognition device 15, and also includes the HMD positioning unit 13b and the aircraft model. Based on the output of the diorama position recognition device 15, an image to be displayed on the HMD 12b is generated. The image generation process performed for each HMD is the same as in the first embodiment.

それぞれがHMD及びHMD測位部を装着したフライトパス作成者A、Bは、ジオラマ11、及び、ジオラマ11上に重ねて表示されるフライトパス、進入禁止領域、拡張現実を、異なる視点から同時に眺めつつ、フライトパスの入力、修正を行なう。   Each of the flight path creators A and B wearing the HMD and the HMD positioning unit is watching the diorama 11 and the flight path, the entry prohibition area, and the augmented reality displayed on the diorama 11 simultaneously from different viewpoints. Enter and correct the flight path.

例えば、航空機模型18を不図示の右手に持ってフライトパスを入力中のフライトパス作成者Aの視界に、図5のような光景が見えているものとする。このとき、フライトパス作成者Aは、ジオラマ11の山から遠く、監視目標33の位置に近い辺の近傍に立って、ジオラマ11及び航空機模型18を見下ろす視点及び視線方向で見ている。表示演算部51は、仮想オブジェクトであるフライトパス31、フットプリント32、監視目標33、進入禁止領域34を同図のような配置で描画した画像を生成し、HMD12aに出力する。同時に、フライトパス作成者Bは、フライトパス作成者Aとジオラマ11を挟んだ反対側の辺の近傍に立ち、ジオラマ11及び航空機模型18を見下ろす視点及び視線方向で見ているものとする。このとき、表示演算部51は、フライトパス作成者Bの視点位置及び視線方向に基づいて、図12のような位置関係で仮想オブジェクトを描画した画像を生成し、HMD12bに出力する。尚、図12は、視点、視線方向からなる組の複数に基づいて、表示演算部51が複数の画像を同時に生成し、対応するHMDに出力することを説明するための図であり、図5と図12における各仮想オブジェクトの位置関係は必ずしも正確に対応するものではない。   For example, it is assumed that a scene as shown in FIG. 5 is seen in the field of view of the flight path creator A who is inputting the flight path with the aircraft model 18 in the right hand (not shown). At this time, the flight path creator A is standing in the vicinity of the side far from the mountain of the diorama 11 and close to the position of the monitoring target 33 and looking at the viewpoint and the line-of-sight direction overlooking the diorama 11 and the aircraft model 18. The display calculation unit 51 generates an image in which the flight path 31, the footprint 32, the monitoring target 33, and the entry prohibition area 34, which are virtual objects, are drawn as shown in the figure, and outputs the image to the HMD 12 a. At the same time, it is assumed that the flight path creator B stands in the vicinity of the opposite side across the flight path creator A and the diorama 11 and is looking at the viewpoint and the line of sight overlooking the diorama 11 and the aircraft model 18. At this time, the display calculation unit 51 generates an image in which the virtual object is drawn with the positional relationship as shown in FIG. 12 based on the viewpoint position and the line-of-sight direction of the flight path creator B, and outputs the image to the HMD 12b. 12 is a diagram for explaining that the display calculation unit 51 simultaneously generates a plurality of images based on a plurality of sets including the viewpoint and the line-of-sight direction, and outputs the images to the corresponding HMD. The positional relationship between the virtual objects in FIG. 12 does not necessarily correspond exactly.

このように、フライトパス作成システム50では、同一のフライトパスを示す画像を、複数ユーザに対して同時に、かつ、ユーザ毎に異なる視点及び視線方向からの視界を示す画像として生成し、各ユーザに対して表示する。これにより、同じフライトパス、仮想オブジェクトを、複数のユーザが同時に、しかも異なる視点・視線方向から見て、協議しながらフライトパスを作成することができる。   As described above, the flight path creation system 50 generates an image showing the same flight path as an image showing a view from different viewpoints and line-of-sight directions for each user at the same time. Display. Thus, a plurality of users can simultaneously view the same flight path and virtual object from different viewpoints and line-of-sight directions and create a flight path while discussing.

上述のフライトパス作成システムにより作成したフライトパスに従って飛行した飛行機等の飛翔体から、観測データを回収し、フライトパス作成システムにて表示することとしてもよい。この場合、飛翔体は、フットプリント32で表される観測範囲を有する観測装置と、飛翔体の現在位置を測定するための測位装置と、観測装置にて測定した観測結果と、その観測結果を測定したときに測位装置にて測位した位置及び時刻を関連づけて記憶する記憶装置とを備える。記憶装置に記憶した観測結果、位置、時刻を、例えばフライトパス作成システム10であれば、データ通信ネットワーク20を介して表示演算部14に送信する。表示演算部14は、観測結果を示す仮想オブジェクトを、HDM測位部13にて求めた視点及び視線方向の視界内の該当する位置に描画した画像を生成し、HDM12に出力する。このようにすれば、フライトパスに沿って飛行した飛翔体によって観測した結果についても、自分自身の視点と視線方向に基づいて、仮想オブジェクトとして観測した位置に描画した観測結果を検証することができる。   Observation data may be collected from a flying object such as an airplane that flies in accordance with the flight path created by the above-described flight path creation system and displayed on the flight path creation system. In this case, the flying object includes an observation device having an observation range represented by a footprint 32, a positioning device for measuring the current position of the flying object, an observation result measured by the observation device, and the observation result. And a storage device that stores the position and time measured by the positioning device in association with each other. For example, in the case of the flight path creation system 10, the observation result, position, and time stored in the storage device are transmitted to the display calculation unit 14 via the data communication network 20. The display calculation unit 14 generates an image in which the virtual object indicating the observation result is drawn at a corresponding position in the field of view in the viewpoint and line-of-sight direction obtained by the HDM positioning unit 13 and outputs the generated image to the HDM 12. In this way, it is possible to verify the observation result drawn at the position observed as a virtual object based on the viewpoint and line-of-sight direction of the flying object flying along the flight path. .

以上、本発明を実施形態及び実施例に即して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated according to embodiment and an Example, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible.

上述の実施例では、航空機模型18の位置のみを取得し、その姿勢については取得しなかったが、姿勢についても取得することとしてもよい。実施例1では、ステップS1でカメラ16、17にて同時に撮影して複数の画像を生成し、これら画像に基づいて、ステップS2、S3で航空機模型・ジオラマ位置認識装置15にて画像認識処理を行なうことにより、ジオラマ11に対する航空機模型18の位置を算出したが、このとき同時に、画像認識処理により航空機模型18の姿勢を算出し、その姿勢情報を、航空機模型18の3次元座標、時刻情報と共に、ステップS4で通信インタフェース装置19を介して表示演算部14に送信し、これを一定時間毎に繰り返すこととしてもよい。   In the above-described embodiment, only the position of the aircraft model 18 is acquired and the posture is not acquired. However, the posture may be acquired. In the first embodiment, a plurality of images are generated by simultaneously capturing images with the cameras 16 and 17 in step S1, and based on these images, image recognition processing is performed in the aircraft model / diorama position recognition device 15 in steps S2 and S3. As a result, the position of the aircraft model 18 with respect to the diorama 11 was calculated. At the same time, the attitude of the aircraft model 18 was calculated by image recognition processing, and the attitude information together with the three-dimensional coordinates of the aircraft model 18 and time information. In step S4, the information may be transmitted to the display calculation unit 14 via the communication interface device 19, and this may be repeated at regular intervals.

上述の実施例では、航空機模型18の姿勢を考慮しなかったので、航空機模型18の姿勢に関係なく、航空機模型18から鉛直下方に伸ばした垂線を回転軸とする円錐としてフットプリントを想定した。しかし、航空機模型18の姿勢を考慮する場合、姿勢に応じて回転軸を定めることとしてもよい。この場合、姿勢に応じてフットプリントとなる円錐の向きが決まり、更には円錐と地形曲面との交点からなる閉曲面が決まる。航空機模型18と共にこの閉曲面は移動し、閉曲面が通過した領域が、カメラによる撮影対象、センサによる測定対象となる。   In the above-described embodiment, since the attitude of the aircraft model 18 was not taken into consideration, regardless of the attitude of the aircraft model 18, the footprint was assumed as a cone whose vertical axis extends from the aircraft model 18 vertically downward. However, when the attitude of the aircraft model 18 is taken into consideration, the rotation axis may be determined according to the attitude. In this case, the orientation of the cone serving as the footprint is determined according to the posture, and further, the closed curved surface formed by the intersection of the cone and the terrain curved surface is determined. The closed curved surface moves together with the aircraft model 18, and a region through which the closed curved surface becomes a subject to be photographed by a camera and a subject to be measured by a sensor.

HDMの投影方式には、網膜に画像を投影するものや、ハーフミラーに虚像を投影するものがあるが、どちらであっても透過型のディスプレイとして用いることができる。実施例2のように地形を仮想オブジェクトとして描画する場合は、HDMは透過型でなくてもよい。上述の説明では、ひとつのHDMに一度に表示する画像は、一の視点から見た視界を表す投影図を一の画像として生成した。しかし、HDMが左右の目それぞれに対して異なる画像を表示可能な場合、例えば左右の目それぞれに別個にディスプレイ装置を有するような構成のHDMである場合は、左右の目それぞれの視点から見た視界を表す画像、即ち互いに視差を有する右目用画像、左目用画像を生成し、それぞれを右目用ディスプレイ装置、左目用ディスプレイ装置にて表示することにより、ユーザに対して立体視を提供することとしてもよい。   There are two types of HDM projection methods, one that projects an image on the retina and the other that projects a virtual image on a half mirror, either of which can be used as a transmissive display. When the terrain is drawn as a virtual object as in the second embodiment, the HDM may not be a transmissive type. In the above description, as an image to be displayed on one HDM at a time, a projection view representing a field of view viewed from one viewpoint is generated as one image. However, when the HDM can display different images for the left and right eyes, for example, when the HDM has a display device for each of the left and right eyes, the HDM is viewed from the viewpoints of the left and right eyes. An image representing a field of view, that is, a right-eye image and a left-eye image that have a parallax with each other, are displayed on the right-eye display device and the left-eye display device, thereby providing stereoscopic viewing to the user. Also good.

また、上述の説明では、フライトパス作成者が航空機模型を手に持ってフライトパスを入力するとして説明したが、航空機模型18を直接手に持つ代わりに、例えば棒の先端に取り付けて動かしてもよいし、ロボットアームの先端に取り付けてロボットアームを操作することにより動かしてもよい。   Further, in the above description, the flight path creator has been described as inputting the flight path by holding the aircraft model in hand, but instead of holding the aircraft model 18 directly in the hand, for example, it may be attached to the tip of a rod and moved. Alternatively, it may be moved by being attached to the tip of the robot arm and operating the robot arm.

また、上述の実施例では、2台のカメラ16、17を用いて航空機模型の位置等を測定したが、カメラの台数は2台に限定されるものではなく、3台以上であってもよい。   In the above-described embodiment, the position of the aircraft model is measured using the two cameras 16 and 17, but the number of cameras is not limited to two and may be three or more. .

上記の実施形態及び実施例の一部又は全部は以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。   Part or all of the above embodiments and examples can be described as the following supplementary notes, but are not limited thereto.

(付記1)
利用者がその頭部に装着して用いるヘッドマウントディスプレイ装置(HMD)と、
地形を含む空間である対象領域を予め定められた縮尺率で縮小して、予め定められた設置場所に再現した空間である縮小領域を、利用者に対して提示する縮小領域提示手段と、
前記縮小領域に対する前記HMDの位置及び向きを測定するHMD測位手段と、
前記対象領域における飛翔体のフライトパスに対応する、前記縮小領域内の空間曲線である縮小フライトパスを求める縮小フライトパス生成手段と、
前記HMD測位手段にて求めたHMDの位置及び向き、並びに、前記縮小フライトパス生成手段にて求めた前記縮小フライトパスに基づいて、当該位置及び向きから前記縮小領域を見たときの視界を示す画像を生成し、前記HMDに出力する画像生成手段と
を備えることを特徴とするフライトパス表示システム。
(Appendix 1)
A head-mounted display device (HMD) that a user wears on the head, and
A reduced area presentation means for reducing a target area, which is a space including terrain, at a predetermined scale ratio and presenting a reduced area, which is a space reproduced at a predetermined installation location, to the user;
HMD positioning means for measuring the position and orientation of the HMD relative to the reduced area;
Reduced flight path generation means for obtaining a reduced flight path corresponding to a flight path of the flying object in the target area, which is a space curve in the reduced area;
Based on the position and orientation of the HMD obtained by the HMD positioning means and the reduced flight path obtained by the reduced flight path generating means, a view when the reduced area is viewed from the position and orientation is shown. A flight path display system comprising image generation means for generating an image and outputting the image to the HMD.

(付記2)
利用者の手により直接的にまたは保持具等を介して間接的に保持されて、前記縮小領域内での前記飛翔体の位置を示すものとして、利用者の操作に応じて前記縮小領域内を移動させられるポインタと、
前記縮小領域内を移動するポインタの位置を、前記縮小フライトパス上の点の位置として測定する手段と
を更に備えることを特徴とする付記1に記載のフライトパス表示システム。
(Appendix 2)
It is held directly by a user's hand or indirectly via a holder or the like, and indicates the position of the flying object in the reduced area. A pointer to be moved,
The flight path display system according to claim 1, further comprising means for measuring a position of a pointer moving in the reduced area as a position of a point on the reduced flight path.

(付記3)
前記HMDは透過型ディスプレイを備え、利用者は、前記画像生成手段が出力する画像と前記HMDの外部の光景とを同時に視認可能であることを特徴とする付記1及び付記2のいずれかに記載のフライトパス表示システム。
(Appendix 3)
The HMD includes a transmissive display, and a user can view an image output from the image generation unit and a scene outside the HMD at the same time. Flight path display system.

(付記4)
前記縮小領域提示手段は、前記対象領域の地形を前記縮尺にて縮小した地形模型を備え、前記透過型ディスプレイを透過した、前記設置場所に設置した前記地形模型とその上の空間の光景を、前記縮小領域として利用者に提示することを特徴とする付記3に記載のフライトパス表示システム。
(Appendix 4)
The reduced area presentation means includes a terrain model obtained by reducing the terrain of the target area at the scale, and transmits the transmissive display, the terrain model installed at the installation location and a view of the space above it. The flight path display system according to appendix 3, wherein the flight path is presented to a user as the reduced area.

(付記5)
前記画像生成手段は、前記対象領域内の地形を示す地形データを予め記憶した記憶装置から当該地形データを受け取り、前記HMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から見たときの前記対象領域内の地形を仮想オブジェクトとして描画した画像を生成することを特徴とする付記1及び付記2のいずれかに記載のフライトパス表示システム。
(Appendix 5)
The image generation means receives the terrain data from a storage device preliminarily storing terrain data indicating the terrain in the target area, and the image generation means when viewed from a viewpoint and a line-of-sight direction determined based on the position and orientation of the HMD. The flight path display system according to any one of appendix 1 and appendix 2, wherein an image in which the terrain in the target area is drawn as a virtual object is generated.

(付記6)
前記画像生成手段は、前記縮小フライトパス上の一点を頂点とする円錐と、前記縮小領域内の地形との交点を求め、当該交点を示す画像をフライトパスのフットプリントとして前記HMDに出力することを特徴とする付記1乃至付記5のいずれかに記載のフライトパス表示システム。
(Appendix 6)
The image generation means obtains an intersection between a cone having a point on the reduced flight path as a vertex and the terrain in the reduced area, and outputs an image indicating the intersection to the HMD as a footprint of the flight path. The flight path display system according to any one of appendix 1 to appendix 5, characterized by:

(付記7)
前記画像生成手段は、前記対象領域内の地点、地域、空間の属性を示す属性データを予め記憶した記憶装置から当該属性データを受け取り、前記HMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から見たときの視界内での該当する位置或いはその近傍に、当該属性データに関する仮想オブジェクトを描画した画像を生成することを特徴とする付記1乃至付記6のいずれかに記載のフライトパス表示システム。
(Appendix 7)
The image generation means receives the attribute data from a storage device that stores in advance attribute data indicating the point, area, and space attributes in the target area, and the viewpoint and line-of-sight direction determined based on the position and orientation of the HMD The flight path display system according to any one of appendix 1 to appendix 6, wherein an image in which a virtual object related to the attribute data is drawn is generated at or near a corresponding position in the field of view when viewed from above .

(付記8)
複数の前記HMDを備え、
前記画像生成手段は、HMD毎にそのHMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から前記縮小空間を見た視界を示す画像を生成し、該当するHMDに出力する
ことを特徴とする付記1乃至付記7のいずれかに記載のフライトパス表示システム。
(Appendix 8)
A plurality of the HMDs;
The image generation means generates an image showing a field of view of the reduced space from a viewpoint and a line-of-sight direction determined based on the position and orientation of the HMD for each HMD, and outputs the generated image to the corresponding HMD. The flight path display system according to any one of appendix 1 to appendix 7.

(付記9)
利用者がその頭部にヘッドマウントディスプレイ装置(HMD)を装着し、地形を含む空間である対象領域を予め定められた縮尺率で縮小して、予め定められた設置場所に再現した空間である縮小領域を、利用者に対して提示する縮小領域提示段階と、
前記縮小領域に対する前記HMDの位置及び向きを測定するHMD測位段階と、
前記対象領域における飛翔体のフライトパスに対応する、前記縮小領域内の空間曲線である縮小フライトパスを求める縮小フライトパス生成段階と、
前記HMD測位段階にて求めたHMDの位置及び向き、並びに、前記縮小フライトパス生成段階にて求めた前記縮小フライトパスに基づいて、当該位置及び向きから前記縮小領域を見たときの視界を示す画像を生成し、前記HMDに出力する画像生成段階と
を含むことを特徴とするフライトパス表示方法。
(Appendix 9)
The user wears a head-mounted display device (HMD) on his head, reduces the target area, which is a space including terrain, at a predetermined scale, and reproduces it at a predetermined installation location. A reduced area presentation stage for presenting the reduced area to the user;
An HMD positioning step for measuring the position and orientation of the HMD relative to the reduced area;
A reduced flight path generation step for obtaining a reduced flight path that is a space curve in the reduced area corresponding to a flight path of the flying object in the target area;
Based on the position and orientation of the HMD obtained in the HMD positioning stage and the reduced flight path obtained in the reduced flight path generation stage, a view when the reduced area is viewed from the position and orientation is shown. A flight path display method comprising: an image generation step of generating an image and outputting the image to the HMD.

(付記10)
利用者の手により直接的にまたは保持具等を介して間接的に保持されて、前記縮小領域内での前記飛翔体の位置を示すものとして、利用者の操作に応じて前記縮小領域内を移動させられるポインタと、
前記縮小領域内を移動するポインタの位置を、前記縮小フライトパス上の点の位置として測定する段階と
を更に含むことを特徴とする付記9に記載のフライトパス表示方法。
(Appendix 10)
It is held directly by a user's hand or indirectly via a holder or the like, and indicates the position of the flying object in the reduced area. A pointer to be moved,
The flight path display method according to claim 9, further comprising a step of measuring a position of a pointer moving in the reduced area as a position of a point on the reduced flight path.

(付記11)
前記HMDは透過型ディスプレイを備え、利用者は、前記画像生成段階が出力する画像と前記HMDの外部の光景とを同時に視認可能であることを特徴とする付記9及び付記10のいずれかに記載のフライトパス表示方法。
(Appendix 11)
11. The appendix 9 or appendix 10, wherein the HMD includes a transmissive display, and a user can simultaneously view an image output by the image generation stage and a scene outside the HMD. Flight path display method.

(付記12)
前記縮小領域提示段階は、前記対象領域の地形を前記縮尺にて縮小した地形模型を備え、前記透過型ディスプレイを透過した、前記設置場所に設置した前記地形模型とその上の空間の光景を、前記縮小領域として利用者に提示することを特徴とする付記11に記載のフライトパス表示方法。
(Appendix 12)
The reduced area presentation stage includes a terrain model obtained by reducing the terrain of the target area at the scale, and transmits the transmissive display, the terrain model installed at the installation location and a view of the space above it, The flight path display method according to appendix 11, wherein the reduced area is presented to a user.

(付記13)
前記画像生成段階は、前記対象領域内の地形を示す地形データを予め記憶した記憶装置から当該地形データを受け取り、前記HMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から見たときの前記対象領域内の地形を仮想オブジェクトとして描画した画像を生成することを特徴とする付記9及び付記10のいずれかに記載のフライトパス表示方法。
(Appendix 13)
The image generation step receives the terrain data from a storage device preliminarily storing the terrain data indicating the terrain in the target region, and the image generation stage when viewed from a viewpoint and a line-of-sight direction determined based on the position and orientation of the HMD. The flight path display method according to any one of Supplementary Note 9 and Supplementary Note 10, wherein an image in which the terrain in the target region is drawn as a virtual object is generated.

(付記14)
前記画像生成段階は、前記縮小フライトパス上の一点を頂点とする円錐と、前記縮小領域内の地形との交点を求め、当該交点を示す画像をフライトパスのフットプリントとして前記HMDに出力することを特徴とする付記9乃至付記13のいずれかに記載のフライトパス表示方法。
(Appendix 14)
The image generation step obtains an intersection between a cone having a point on the reduced flight path as a vertex and the topography in the reduced area, and outputs an image indicating the intersection to the HMD as a footprint of the flight path. 14. The flight path display method according to any one of appendix 9 to appendix 13, characterized by:

(付記15)
前記画像生成段階は、前記対象領域内の地点、地域、空間の属性を示す属性データを予め記憶した記憶装置から当該属性データを受け取り、前記HMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から見たときの視界内での該当する位置或いはその近傍に、当該属性データに関する仮想オブジェクトを描画した画像を生成することを特徴とする付記9乃至付記14のいずれかに記載のフライトパス表示方法。
(Appendix 15)
The image generation step receives the attribute data from a storage device preliminarily storing attribute data indicating point, area, and space attributes in the target area, and determines the viewpoint and line-of-sight direction based on the position and orientation of the HMD. The flight path display method according to any one of supplementary notes 9 to 14, wherein an image in which a virtual object related to the attribute data is drawn is generated at or near a corresponding position in the field of view when viewed from .

(付記16)
複数の前記HMDを備え、
前記画像生成段階は、HMD毎にそのHMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から前記縮小空間を見た視界を示す画像を生成し、該当するHMDに出力する
ことを特徴とする付記9乃至付記15のいずれかに記載のフライトパス表示方法。
(Appendix 16)
A plurality of the HMDs;
The image generation step generates an image showing a field of view of the reduced space from the viewpoint and the line-of-sight direction determined based on the position and orientation of the HMD for each HMD, and outputs the generated image to the corresponding HMD. The flight path display method according to any one of appendix 9 to appendix 15.

(付記17)
利用者がその頭部にヘッドマウントディスプレイ装置(HMD)を装着し、地形を含む空間である対象領域を予め定められた縮尺率で縮小して、予め定められた設置場所に再現した空間である縮小領域に対する前記HMDの位置及び向きを、測定値から算出するHMD測位手段と、
前記対象領域における飛翔体のフライトパスに対応する、前記縮小領域内の空間曲線である縮小フライトパスを求める縮小フライトパス生成手段と、
前記HMD測位手段にて求めたHMDの位置及び向き、並びに、前記縮小フライトパス生成手段にて求めた前記縮小フライトパスに基づいて、当該位置及び向きから前記縮小領域を見たときの視界を示す画像を生成し、前記HMDに出力する画像生成手段と
して、コンピュータを機能させるためのプログラム。
(Appendix 17)
The user wears a head-mounted display device (HMD) on his head, reduces the target area, which is a space including terrain, at a predetermined scale, and reproduces it at a predetermined installation location. HMD positioning means for calculating the position and orientation of the HMD relative to the reduced area from the measured values;
Reduced flight path generation means for obtaining a reduced flight path corresponding to a flight path of the flying object in the target area, which is a space curve in the reduced area;
Based on the position and orientation of the HMD obtained by the HMD positioning means and the reduced flight path obtained by the reduced flight path generating means, a view when the reduced area is viewed from the position and orientation is shown. A program for causing a computer to function as image generation means for generating an image and outputting it to the HMD.

(付記18)
利用者の手により直接的にまたは保持具等を介して間接的に保持されて、前記縮小領域内での前記飛翔体の位置を示すものとして、利用者の操作に応じて前記縮小領域内を移動させられるポインタの位置を、前記縮小フライトパス上の点の位置として測定値から算出する手段として、コンピュータを機能させるための付記17に記載のプログラム。
(Appendix 18)
It is held directly by a user's hand or indirectly via a holder or the like, and indicates the position of the flying object in the reduced area. 18. The program according to appendix 17, for causing a computer to function as means for calculating a position of a pointer to be moved from a measurement value as a position of a point on the reduced flight path.

(付記19)
前記HMDは透過型ディスプレイを備え、利用者は、前記画像生成手段が出力する画像と前記HMDの外部の光景とを同時に視認可能であることを特徴とする付記17及び付記18のいずれかに記載のプログラム。
(Appendix 19)
19. The appendix 17 or appendix 18, wherein the HMD includes a transmissive display, and a user can simultaneously view an image output from the image generation unit and a scene outside the HMD. Program.

(付記20)
前記縮小領域提示手段は、前記対象領域の地形を前記縮尺にて縮小した地形模型を備え、前記透過型ディスプレイを透過した、前記設置場所に設置した前記地形模型とその上の空間の光景を、前記縮小領域として利用者に提示することを特徴とする付記19に記載のプログラム。
(Appendix 20)
The reduced area presentation means includes a terrain model obtained by reducing the terrain of the target area at the scale, and transmits the transmissive display, the terrain model installed at the installation location and a view of the space above it. The program according to appendix 19, wherein the program is presented to the user as the reduced area.

(付記21)
前記画像生成手段は、前記対象領域内の地形を示す地形データを予め記憶した記憶装置から当該地形データを受け取り、前記HMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から見たときの前記対象領域内の地形を仮想オブジェクトとして描画した画像を生成することを特徴とする付記17及び付記18のいずれかに記載のプログラム。
(Appendix 21)
The image generation means receives the terrain data from a storage device preliminarily storing terrain data indicating the terrain in the target area, and the image generation means when viewed from a viewpoint and a line-of-sight direction determined based on the position and orientation of the HMD. 19. The program according to any one of appendix 17 and appendix 18, wherein an image in which the terrain in the target area is drawn as a virtual object is generated.

(付記22)
前記画像生成手段は、前記縮小フライトパス上の一点を頂点とする円錐と、前記縮小領域内の地形との交点を求め、当該交点を示す画像をフライトパスのフットプリントとして前記HMDに出力することを特徴とする付記17乃至付記21のいずれかに記載のプログラム。
(Appendix 22)
The image generation means obtains an intersection between a cone having a point on the reduced flight path as a vertex and the terrain in the reduced area, and outputs an image indicating the intersection to the HMD as a footprint of the flight path. The program according to any one of appendix 17 to appendix 21, characterized by:

(付記23)
前記画像生成手段は、前記対象領域内の地点、地域、空間の属性を示す属性データを予め記憶した記憶装置から当該属性データを受け取り、前記HMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から見たときの視界内での該当する位置或いはその近傍に、当該属性データに関する仮想オブジェクトを描画した画像を生成することを特徴とする付記17乃至付記22のいずれかに記載のプログラム。
(Appendix 23)
The image generation means receives the attribute data from a storage device that stores in advance attribute data indicating the point, area, and space attributes in the target area, and the viewpoint and line-of-sight direction determined based on the position and orientation of the HMD The program according to any one of appendix 17 to appendix 22, wherein an image in which a virtual object related to the attribute data is drawn is generated at or near a corresponding position in the field of view when viewed from above.

(付記24)
複数の前記HMDを備え、
前記画像生成手段は、HMD毎にそのHMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から前記縮小空間を見た視界を示す画像を生成し、該当するHMDに出力する
ことを特徴とする付記17乃至付記23のいずれかに記載のプログラム。
(Appendix 24)
A plurality of the HMDs;
The image generation means generates an image showing a field of view of the reduced space from a viewpoint and a line-of-sight direction determined based on the position and orientation of the HMD for each HMD, and outputs the generated image to the corresponding HMD. The program according to any one of supplementary notes 17 to 23.

1 フライトパス表示システム
2 縮小領域提示部
3、12 ヘッドマウントディスプレイ装置(Head Mounted Display、以下HMD)
4、13 HMD測位部
5 画像処理装置
10、40 フライトパス作成システム
11 ジオラマ
14 表示演算部
15 航空機模型・ジオラマ位置認識装置
16、17 カメラ
18 航空機模型
19 通信インタフェース装置
20 データ通信ネットワーク
21−25、44 データベース
43 航空機模型・仮想空間位置認識装置
41a 拡張現実表示用のマーカー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flight path display system 2 Reduction | restoration area presentation part 3, 12 Head-mounted display apparatus (Head Mounted Display, HMD)
4, 13 HMD positioning unit 5 Image processing device 10, 40 Flight path creation system 11 Diorama 14 Display operation unit 15 Aircraft model / diorama position recognition device 16, 17 Camera 18 Aircraft model 19 Communication interface device 20 Data communication network 21-25, 44 Database 43 Aircraft model / virtual space position recognition device 41a Augmented reality display marker

Claims (9)

利用者がその頭部に装着して用いるヘッドマウントディスプレイ装置(HMD)と、
地形を含む空間である対象領域を予め定められた縮尺率で縮小して、予め定められた設置場所に再現した空間である縮小領域を、利用者に対して提示する縮小領域提示手段と、
前記縮小領域に対する前記HMDの位置及び向きを測定するHMD測位手段と、
前記対象領域における飛翔体のフライトパスに対応する、前記縮小領域内の空間曲線である縮小フライトパスを求める縮小フライトパス生成手段と、
前記HMD測位手段にて求めたHMDの位置及び向き、並びに、前記縮小フライトパス生成手段にて求めた前記縮小フライトパスに基づいて、当該位置及び向きから前記縮小領域を見たときの視界を示す画像を生成し、前記HMDに出力する画像生成手段と
利用者の手により直接的にまたは保持具等を介して間接的に保持されて、前記縮小領域内での前記飛翔体の位置を示すものとして、利用者の操作に応じて前記縮小領域内を移動させられるポインタと、
前記縮小領域内を移動するポインタの位置を、前記縮小フライトパス上の点の位置として測定する手段と
を備えることを特徴とするフライトパス表示システム。
A head-mounted display device (HMD) that a user wears on the head, and
A reduced area presentation means for reducing a target area, which is a space including terrain, at a predetermined scale ratio and presenting a reduced area, which is a space reproduced at a predetermined installation location, to the user;
HMD positioning means for measuring the position and orientation of the HMD relative to the reduced area;
Reduced flight path generation means for obtaining a reduced flight path corresponding to a flight path of the flying object in the target area, which is a space curve in the reduced area;
Based on the position and orientation of the HMD obtained by the HMD positioning means and the reduced flight path obtained by the reduced flight path generating means, a view when the reduced area is viewed from the position and orientation is shown. Image generating means for generating an image and outputting it to the HMD ;
It is held directly by a user's hand or indirectly via a holder or the like, and indicates the position of the flying object in the reduced area. A pointer to be moved,
Means for measuring a position of a pointer moving in the reduced area as a position of a point on the reduced flight path .
前記HMDは透過型ディスプレイを備え、利用者は、前記画像生成手段が出力する画像と前記HMDの外部の光景とを同時に視認可能であることを特徴とする請求項1に記載のフライトパス表示システム。   2. The flight path display system according to claim 1, wherein the HMD includes a transmissive display, and a user can simultaneously view an image output from the image generation unit and a scene outside the HMD. . 前記縮小領域提示手段は、前記対象領域の地形を前記縮尺にて縮小した地形模型を備え、前記透過型ディスプレイを透過した、前記設置場所に設置した前記地形模型とその上の空間の光景を、前記縮小領域として利用者に提示することを特徴とする請求項に記載のフライトパス表示システム。 The reduced area presentation means includes a terrain model obtained by reducing the terrain of the target area at the scale, and transmits the transmissive display, the terrain model installed at the installation location and a view of the space above it. The flight path display system according to claim 2 , wherein the reduced area is presented to a user. 前記画像生成手段は、前記対象領域内の地形を示す地形データを予め記憶した記憶装置から当該地形データを受け取り、前記HMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から見たときの前記対象領域内の地形を仮想オブジェクトとして描画した画像を生成することを特徴とする請求項1に記載のフライトパス表示システム。   The image generation means receives the terrain data from a storage device preliminarily storing terrain data indicating the terrain in the target area, and the image generation means when viewed from a viewpoint and a line-of-sight direction determined based on the position and orientation of the HMD. The flight path display system according to claim 1, wherein an image in which the terrain in the target area is drawn as a virtual object is generated. 前記画像生成手段は、前記縮小フライトパス上の一点を頂点とする円錐と、前記縮小領域内の地形との交点を求め、当該交点を示す画像をフライトパスのフットプリントとして前記HMDに出力することを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載のフライトパス表示システム。 The image generation means obtains an intersection between a cone having a point on the reduced flight path as a vertex and the terrain in the reduced area, and outputs an image indicating the intersection to the HMD as a footprint of the flight path. Flight path display system according to any one of claims 1 to 4, characterized in. 前記画像生成手段は、前記対象領域内の地点、地域、空間の属性を示す属性データを予め記憶した記憶装置から当該属性データを受け取り、前記HMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から見たときの視界内での該当する位置或いはその近傍に、当該属性データに関する仮想オブジェクトを描画した画像を生成することを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載のフライトパス表示システム。 The image generation means receives the attribute data from a storage device that stores in advance attribute data indicating the point, area, and space attributes in the target area, and the viewpoint and line-of-sight direction determined based on the position and orientation of the HMD in the appropriate location or the vicinity thereof in the field of view when viewed from the flight path according to any one of claims 1 to 5, characterized in that to generate the image drawn virtual objects related to the attribute data Display system. 複数の前記HMDを備え、
前記画像生成手段は、HMD毎にそのHMDの位置及び向きに基づいて定めた視点及び視線方向から前記縮小領域を見た視界を示す画像を生成し、該当するHMDに出力する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載のフライトパス表示システム。
A plurality of the HMDs;
The image generation means generates an image showing a field of view of the reduced area from a viewpoint and a line-of-sight direction determined based on the position and orientation of the HMD for each HMD, and outputs the generated image to the corresponding HMD. The flight path display system according to any one of claims 1 to 6 .
利用者がその頭部にヘッドマウントディスプレイ装置(HMD)を装着し、地形を含む空間である対象領域を予め定められた縮尺率で縮小して、予め定められた設置場所に再現した空間である縮小領域を、利用者に対して提示する縮小領域提示段階と、
前記縮小領域に対する前記HMDの位置及び向きを測定するHMD測位段階と、
前記対象領域における飛翔体のフライトパスに対応する、前記縮小領域内の空間曲線である縮小フライトパスを求める縮小フライトパス生成段階と、
前記HMD測位段階にて求めたHMDの位置及び向き、並びに、前記縮小フライトパス生成段階にて求めた前記縮小フライトパスに基づいて、当該位置及び向きから前記縮小領域を見たときの視界を示す画像を生成し、前記HMDに出力する画像生成段階と
利用者の手により直接的にまたは保持具等を介して間接的に保持されて、前記縮小領域内での前記飛翔体の位置を示すポインタを、利用者の操作に応じて前記縮小領域内で移動させる段階と、
前記縮小領域内を移動するポインタの位置を、前記縮小フライトパス上の点の位置として測定する段階と
を含むことを特徴とするフライトパス表示方法。
The user wears a head-mounted display device (HMD) on his head, reduces the target area, which is a space including terrain, at a predetermined scale, and reproduces it at a predetermined installation location. A reduced area presentation stage for presenting the reduced area to the user;
An HMD positioning step for measuring the position and orientation of the HMD relative to the reduced area;
A reduced flight path generation step for obtaining a reduced flight path that is a space curve in the reduced area corresponding to a flight path of the flying object in the target area;
Based on the position and orientation of the HMD obtained in the HMD positioning stage and the reduced flight path obtained in the reduced flight path generation stage, a view when the reduced area is viewed from the position and orientation is shown. Generating an image and outputting it to the HMD ; and
A pointer indicating the position of the flying object in the reduced area is held in the reduced area in accordance with the user's operation by being held directly by the user's hand or indirectly through a holder or the like. Moving the stage,
Measuring a position of a pointer moving in the reduced area as a position of a point on the reduced flight path .
利用者がその頭部にヘッドマウントディスプレイ装置(HMD)を装着し、地形を含む空間である対象領域を予め定められた縮尺率で縮小して、予め定められた設置場所に再現した空間である縮小領域に対する前記HMDの位置及び向きを、測定値から算出するHMD測位手段と、
前記対象領域における飛翔体のフライトパスに対応する、前記縮小領域内の空間曲線である縮小フライトパスを求める縮小フライトパス生成手段と、
前記HMD測位手段にて求めたHMDの位置及び向き、並びに、前記縮小フライトパス生成手段にて求めた前記縮小フライトパスに基づいて、当該位置及び向きから前記縮小領域を見たときの視界を示す画像を生成し、前記HMDに出力する画像生成手段と
利用者の手により直接的にまたは保持具等を介して間接的に保持されて、前記縮小領域内での前記飛翔体の位置を示すポインタの位置を、前記縮小フライトパス上の点の位置として測定する手段と
して、コンピュータを機能させるためのプログラム。
The user wears a head-mounted display device (HMD) on his head, reduces the target area, which is a space including terrain, at a predetermined scale, and reproduces it at a predetermined installation location. HMD positioning means for calculating the position and orientation of the HMD relative to the reduced area from the measured values;
Reduced flight path generation means for obtaining a reduced flight path corresponding to a flight path of the flying object in the target area, which is a space curve in the reduced area;
Based on the position and orientation of the HMD obtained by the HMD positioning means and the reduced flight path obtained by the reduced flight path generating means, a view when the reduced area is viewed from the position and orientation is shown. Image generating means for generating an image and outputting it to the HMD ;
The position of the pointer that is held directly by the user's hand or indirectly through a holder or the like and indicates the position of the flying object in the reduced area is set as the position of the point on the reduced flight path. A program for causing a computer to function as a means for measuring .
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