関心地域の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する方法及びシステム
関心地域（２１）の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する、コンピュータによって実現される方法は、コンピュータ（２４）を使用して関心地域（３２）の建物及び地形のディジタル高度モデル（ＤＥＭ）（４０）を生成する工程を含み得る。更に、方法は、建物及び地形（３４）を含む関心地域の斜め光画像を含む光画像の捕集物を提供する工程を更に含み得る。コンピュータを使用して、光画像の捕集物からの斜め光画像を関心地域の建物及び地形のＤＥＭに選択的にスーパインポーズし、それにより、建物及び地形（３６）をともに含む関心地域の画像テクスチャリングされたＤＳＭ（４６乃至４９）を生成することもできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トポグラフィの分野に関し、特に、トポグラフィカル・モデルを生成する自動化方法及び関連システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地域のトポグラフィカル・モデルを多くのアプリケーションに使用することができる。例えば、トポグラフィカル・モデルは、フライト・シミュレータにおいて、かつ、軍事ミッションを計画するために使用することができる。更に、人工的に造られた構造体（例えば、都市）のトポグラフィカル・モデルは、例えば、セルラ・アンテナの配置、都市計画、防災及び災害分析や、地図作成などのアプリケーションにおいて非常に有用であり得る。
【０００３】
トポグラフィカル・モデルを作成する種々のタイプの手法が現在、使用されている。一般的なトポグラフィカル・モデルの１つに、ディジタル高度地図（ＤＥＭ）がある。ＤＥＭは、コンピュータによって自動的に生成することができる地域のサンプリングされたマトリクス表現である。ＤＥＭでは、座標点を高さ値に対応させる。ＤＥＭは通常、異なる高度（例えば、谷、山等）間の遷移が１つの場所から別の場所まで略平滑である地形のモデリングに使用される。すなわち、ＤＥＭは通常、地形を複数の曲面としてモデリングし、それらの間に不連続があれば、それはよって、「調節される」。よって、通常のＤＥＭでは、地形上に存在している卓越した物体はない。
【０００４】
一方、ディジタル表面モデル（ＤＳＭ）は、建物や植生などの、地形上の物体を含む、地形のラスタベースの表現である。ＤＳＭを生成する一手法は、手作業で、又は半自動的に物体をレンダリングし、次いで、物体に「描き加える」か、又はその上に画像をスーパインポーズすることにより、テクスチャを加えるというものである。前述の手法は、関心領域の非常に現実的にみえるＤＳＭを提供することができる一方、非常に労働集約的であり、よって、多くのアプリケーションの場合、費用的に法外である。
【０００５】
更に自動化された（すなわち、労働集約性が低い）手法を使用して、テクスチャリングされたＤＥＭを生成するための他の手法が試行されている。前述の手法の１つは、Ｔｅｃｐｌｏｔ社による「Ｃｏｎｔｏｕｒｓ」と題するＥニュースレターの記事（Ｉｓｓｕｅ ２１， Ｓｅｐｔ． ２００３： ｔｅｐｌｏｔ．ｃｏｍ／ｓｈｏｗｃａｓｅ／ｃｏｎｔｏｕｒｓ／ｉｓｓｕｅ＿２１／ａｒｔｉｃｌｅ０４．ｈｔｍで入手可能である）に概説されている。この記事には、Ｔｅｃｐｌｏｔのソフトウェアを使用してテクスチャ・マッピングをＤＥＭファイルに施すことが開示されている。特に、この記事には、Ｔｅｃｐｌｏｔを使用して、単一の鉛直画像をＤＥＭにテクスチャ・マッピングすることができる。
【０００６】
この手法は、比較的に開発されていない地形のＤＥＭの幾分現実的なテクスチャリングを提供することができる一方、多数の人工物体を含む関心地域（都市など）の場合に所望の結果をもたらさないことがあり得る。これは、建物、タワー等に種々の多くの側部があり、前述の物体の側部上の特徴は、単一の鉛直画像によって十分に捕捉することができないことがあり得る。
【０００７】
特に効果的な３Ｄサイト・モデリング・プロダクトの１つには、本出願の承継人であるハリス社のＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）がある。ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトを使用して、関心地域の重なり合う画像を登録し、立体視及び鉛直視の手法を使用して高分解能ＤＥＭを抽出することができる。ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトは、物体の頂点、形状等の、手作業による操作者の選択に基づいて建物（すなわち、人工的に造られた構造）の３Ｄモデルをレンダリングし、前述のモデルは、ＤＥＭ上の適切な位置においてオーバレイされる。次いで、各種多角形形状を、モデリングされた物体上にオーバレイすることができ、多角形毎に最良の捕集角を有する画像が、オブスキュレーション・テスト（ｏｂｓｃｕｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ）に基づいてテクスチャ・マップとして自動的に選択される。
【０００８】
ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトは非常に現実的な３ＤのＤＳＭを提供するが、大規模都市地域の場合、数多くの建物の頂点、形状等を手作業で規定することに関連した労務費が高くつく可能性が理由で、特定の実現形態の場合には適切でないことがあり得る。すなわち、ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトによって提供される、精細度及び物体描写の鮮明度は、特定の場合に必要なものよりも高いことがあり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、前述の背景に鑑みれば、本発明の目的は、関心地域の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する自動化されたか、又はコンピュータによって実現された方法及びシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述並びに他の目的、構成及び効果は、建物及び地形（すなわち、地面及び／又は植生）をともに含む関心地域の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する、コンピュータによって実現される方法によって提供される。上記方法は、コンピュータを使用して関心地域の建物及び地域のディジタル高度モデル（ＤＥＭ）を生成する工程、及び建物及び地形をともに含む関心地域の斜め光画像を含む光画像の捕集物を提供する工程を含み得る。上記方法は、コンピュータを使用して、光画像の捕集物からの斜め光画像を関心地域の建物及び地形のＤＥＭに選択的にスーパインポーズし、それにより、建物及び地形を含む関心地域の画像テクスチャＤＳＭを生成する工程を更に含み得る。
【００１１】
特に、コンピュータを使用して選択的にスーパインポーズする工程は、コンピュータを使用して、特定の位置において各画像に関連付けられたオブスキュレーションのそれぞれの量に基づいてＤＥＭに複数の光画像を選択的にスーパインポーズする工程を含み得る。更に、コンピュータを使用してＤＥＭを生成する工程は、コンピュータを使用して所定の位置グリッドに沿った位置に対する高度の連続したグリッド・データを生成する工程を含み得る。そういうものとして、コンピュータを使用して選択的にスーパインポーズする工程は、コンピュータを使用して、ＤＥＭの位置データに対するグリッドされた高度に対応する複数の多角形を生成し、それぞれの多角形内に斜め光画像を選択的にスーパインポーズする工程を含み得る。
【００１２】
例として、多角形は三角形であり得る。所定の位置グリッドは、間隔を空けた複数のポストを有し得るものであり、多角形は、ポスト上に配置された頂点を有し得る。更に、ポストは、約１００ｃｍ未満の均一の間隔をそれらの間に有し得るものであり、斜め光画像は、例えば、約２０ｃｍよりも高い分解能を有し得る。更に、光画像の捕集物は更に、建物及び地形をともに含む関心地域の少なくとも１つの鉛直光画像を更に含み得るものであり、コンピュータを使用してＤＥＭを生成する工程は、コンピュータを使用して、少なくとも１つの鉛直光画像、及び複数の斜め光画像のうちの少なくとも１つに基づいてＤＥＭを生成する工程を含み得る。特に、少なくとも１つの鉛直光画像は、立体鉛直光画像の対を有し得る。
【００１３】
建物及び地形をともに含む関心地域の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成するコンピュータ・システムは、建物及び地形をともに含む関心地域の斜め光画像を含む光画像の捕集物を格納するためのデータベースを含み得る。システムは、関心地域の建物及び地形のディジタル高度モデル（ＤＥＭ）を生成するプロセッサを更に含み得る。更に、プロセッサは、関心地域の建物及び地形のＤＥＭに光画像の捕集物からの斜め光画像を選択的にスーパインポーズし、よって、建物及び地形をともに含む関心地域の画像テクスチャリングされたＤＳＭを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。添付図面には、本発明の好ましい実施例を示す。しかし、本発明は別々の多くの形態で実現することができ、本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例に限定されるものと解されるべきでない。むしろ、前述の実施例は、この開示が十分かつ完全であり、当業者に本発明の範囲を完全に伝えるように提供される。同じ数字は全体を通して同じ構成要素を表し、プライム表記を使用して、別の実施例における同様な構成要素を示す。
【実施例】
【００１５】
まず、図１乃至図３を参照すれば、関心地域２１の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する方法及びシステム２０をまず、説明する。ブロック３０から始めれば、上記方法は、例証的に、以下に更に詳細に説明するように、関心地域２１のビル及び地形のディジタル高度モデル（ＤＥＭ）を生成する工程と、関心地域２１の斜め光画像を含む光画像の捕集物を供給する工程とをブロック３２（図３では３２’）及び３４において含む。例証した例では、関心地域２１は、建物及び地形をともに含む都市である。本明細書及び特許請求の範囲では、「建物」は、何れかの人工的に造られた構造物（例えば、家屋、オフィス・ビル、貯蔵タンク、倉庫、スポーツ・アリーナ等）を意味する。更に、「地形」は、関心地域２１に存在している地面及び／又は植生（例えば、木、低木、森林等）を含みことを意味する。
【００１６】
例として、斜め光画像は、ブロック４１’で、関心領域２１に対して（地面からの法線に対して）斜角で飛行機２２ａによって運搬される１つ又は複数の画像捕集装置によって補集することができる。更に、１つ又は複数の鉛直光画像を、関心領域２１の直上から撮影し、画像の捕集物内に含めることができる。例証された例では、これは、飛行機２２ｂによって運搬される１つ又は複数の画像捕集装置を使用して行われる。
【００１７】
当然、当業者が認識するように、飛行機以外の他の構造（例えば、衛星、小型飛行船、地上用可動車両等）を関心領域２１の鉛直画像及び／又は斜画像を捕集するために使用することができるか、又は、前述の画像は、関心領域付近の所定の場所から捕集することができる。立体鉛直画像を使用して、関心領域の対応するデータ対の組み合わせを提供することができるが、単一又はモノの鉛直画像も使用することができる。例として、鉛直光画像及び／又は斜め光画像は好ましくは、例えば、約２０ｃｍよりも高い分解能を有し得るが、他の分解能も使用することができる。
【００１８】
飛行機２２ａ、２２ｂによって捕集される斜め画像及び鉛直画像は当初、互いに、又は共通の基準フレーム（すなわち、グリッド）と関係付けされないという意味合いで「未処理」である。前述の未処理画像は、例えば、処理するためにプロセッサ２４（例えば、例証した実施例では、コンピュータ・ワークステーションのＣＰＵ）に転送するために、データベース２３に記憶することができる。捕集器からデータベース２３にデータを転送する種々の手法（磁気記憶媒体、フラッシュ・デバイス、無線データ・リンク等など）を使用することができる。
【００１９】
当業者によって認識されるように、画像を捕捉する特定の時点で捕集装置の位置を、例えば、衛星位置測位手法（例えば、ＧＰＳ）、高度計等を使用して比較的高い精度で求めることが可能である。よって、効果的には、やはり当業者によって認識されるように、この位置情報を使用して、未処理画像を所定の位置グリッドと関係付け（、よって互いに関係付け）、又は、未処理画像を所定の位置グリッドに登録することが可能である（ブロック４２’）。
【００２０】
グリッドは、グリッドの密度を規定する等間隔の複数のポストを含み得る。すなわち、ポストの間隔が大きいほど、グリッド（、よって、その上に作成されたＤＥＭ）の密度は低くなり、逆も同様である。例として、好ましいポスト間隔は、約１００ｃｍ未満（すなわち、実際のシーンの間隔）であり得るものであり、より好ましくは、約７０ｃｍ未満であるが、他の間隔を別々の実施例に使用することができる。ポスト間隔と画像密度との関係は線形でない。すなわち、ポスト間隔を低減させることにより、グリッド密度が指数関数的に増加し得るものであり、よって、ＤＥＭの密度が指数関数的に増加し得る。そういうものとして、ＤＥＭを生成するための処理要件は相応して、グリッド密度とともに増加するので、特定の実現形態では、ポスト間隔は例えば、部分的に、所望のＤＥＭ密度及び利用可能な処理リソースに基づいて選択することができる。
【００２１】
当業者によって認識されるように、グリッドに関係付けると、鉛直画像を使用して物体の上部（例えば、屋上）の輪郭を求めることができる一方、対応する１つ又は複数の斜め画像を使用して、特定の物体の位置及び高さを求めることができる。位置及び高さのデータ点を次いで、ブロック３２、３２’において、図４に示すＤＥＭ４０などの関心領域２１の高分解能ＤＥＭとして保存することができる。効果的には、やはり当業者によって認識されるように、プロセッサ２４は、適切なソフトウェア・ツール上で操作者によって設定されるパラメータに基づいて、アップロードされた鉛直／斜め光画像からＤＥＭを自動的に生成することができる。当然、ＤＥＭを生成する他の手法も使用することができる。例えば、ＤＥＭは、やはり、当業者によって認識されるように、光検知測距（ＬＩＤＡＲ）、合成開口レーダ（ＳＡＲ）、光電子、赤外、ハイペースペクトラル等などの他のタイプのデータを使用して生成することができる。
【００２２】
概して、例証的には、方法は更に、ブロック３６で、プロセッサ２４を使用して、複数の斜め光画像をＤＥＭ４０にスーパインポーズして、それにより、建物及び地形を含む関心地域の画像テクスチャリングされたＤＥＭを生成する。特に、ＤＥＭの、グリッドされた高度対位置のデータに対応する複数の多角形４５（例えば、三角形など）（図５）がプロセッサ２４によって生成される（ブロック３５’）。すなわち、三角形の頂点はグリッド・ポストと同じ位置にあるが、頂点のそれぞれの高さは、前述の位置におけるＤＥＭの高度の高さに等しい。よって、多くの場合、特定の三角形（や他の多角形の形状）の頂点が位置する高さは異なることになる。
【００２３】
斜め光画像（又は鉛直光画像）のそれぞれの部分を次いで、三角形内に選択的にスーパインポーズしてテクスチャリングを行う。複数の斜め画像が利用可能な場合、プロセッサ２４はブロック３７’で、特定の三角形内でのスーパインポーズに「最良の」画像がどれかを判定するよう設定することができる。例として、特定の三角形に対してどの画像が最良であるかを判定するための基準は、実際の関心地域２１内の三角形の特定の位置にどの捕集器が最も近かったか、又は前述の位置に対してどの捕集器が最良の角度を有していたかを含み得る。
【００２４】
更に、この判定は、特定の位置に対して各捕集器が受けるオブスキュレーションの度合いに基づいてもよい。すなわち、第１の画像では、捕集器は、第２の画像内よりも特定の位置により近いことがあり得るが、特定の位置への第１の画像内のラインオブサイトは、中間の物体（建物、木等）で覆い隠されていることがあり得る。しかし、第２の画像が特定の位置から更に遠い場所から撮られている一方、特定の位置までのラインオブサイトが比較的明瞭であり得る（すなわち、覆い隠されることがほとんどないか、又は全くない）ものであり、したがって、第１の画像よりも良好な選択肢になる。多角形全てがテクスチャリングされると、ブロック３９’で、ＤＳＭは完了する（ブロック３８、３８’）。図６乃至９は、ＤＥＭ４０から生成される完了した画像テクスチャリングされたＤＳＭの北部分、南部分、東部分及び西部分４６−４９を示す。
【００２５】
例として、効果的には、上記ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）３Ｄサイト・モデリング・プロダクトを使用して上記工程の一部を行うことができる。例えば、ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトは、斜め／鉛直光画像を登録し、ＤＥＭを行い、多角形を生成し、多角形を画像テクスチャリングするよう構成することができる。しかし、ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトによって生成される伝統的なＤＳＭと対照的に、ここでは、生成されたＤＳＭの建物高度部分は、建物の、何れかの介入するユーザ操作なしで自動的にテクスチャリングすることができる。
【００２６】
すなわち、ＤＥＭの建物部分は、当業者が認識するように、元の建物を複製する、手作業による置き換え、又は物体（例えば、立方体、角錐等）のレンダリングを行う必要なしで自動的にテクスチャリングすることができる。当然、他の適切なプログラムやアプリケーションも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による、画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する方法を示す流れ図である。
【図２】本発明による、画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成するシステムの概略構成図である。
【図３】図１の方法の別の実施例を示す流れ図である。
【図４】本発明による、画像テクスチャリングされたＤＳＭを生成するために使用されるディジタル高度モデル（ＤＥＭ）のコンピュータ画面の印刷を示す流れ図である。
【図５】図４のＤＥＭの、それに対応する多角形を生成した後のコンピュータ画面印刷である。
【図６】本発明による、北の方向からの、画像テクスチャリングされたＤＳＭのコンピュータ画面印刷を示す図である。
【図７】本発明による、南の方向からの、画像テクスチャリングされたＤＳＭのコンピュータ画面印刷を示す図である。
【図８】本発明による、東の方向からの、画像テクスチャリングされたＤＳＭのコンピュータ画面印刷を示す図である。
【図９】本発明による、西の方向からの、画像テクスチャリングされたＤＳＭのコンピュータ画面印刷を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トポグラフィの分野に関し、特に、トポグラフィカル・モデルを生成する自動化方法及び関連システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地域のトポグラフィカル・モデルを多くのアプリケーションに使用することができる。例えば、トポグラフィカル・モデルは、フライト・シミュレータにおいて、かつ、軍事ミッションを計画するために使用することができる。更に、人工的に造られた構造体（例えば、都市）のトポグラフィカル・モデルは、例えば、セルラ・アンテナの配置、都市計画、防災及び災害分析や、地図作成などのアプリケーションにおいて非常に有用であり得る。
【０００３】
トポグラフィカル・モデルを作成する種々のタイプの手法が現在、使用されている。一般的なトポグラフィカル・モデルの１つに、ディジタル高度地図（ＤＥＭ）がある。ＤＥＭは、コンピュータによって自動的に生成することができる地域のサンプリングされたマトリクス表現である。ＤＥＭでは、座標点を高さ値に対応させる。ＤＥＭは通常、異なる高度（例えば、谷、山等）間の遷移が１つの場所から別の場所まで略平滑である地形のモデリングに使用される。すなわち、ＤＥＭは通常、地形を複数の曲面としてモデリングし、それらの間に不連続があれば、それはよって、「調節される」。よって、通常のＤＥＭでは、地形上に存在している卓越した物体はない。
【０００４】
一方、ディジタル表面モデル（ＤＳＭ）は、建物や植生などの、地形上の物体を含む、地形のラスタベースの表現である。ＤＳＭを生成する一手法は、手作業で、又は半自動的に物体をレンダリングし、次いで、物体に「描き加える」か、又はその上に画像をスーパインポーズすることにより、テクスチャを加えるというものである。前述の手法は、関心領域の非常に現実的にみえるＤＳＭを提供することができる一方、非常に労働集約的であり、よって、多くのアプリケーションの場合、費用的に法外である。
【０００５】
更に自動化された（すなわち、労働集約性が低い）手法を使用して、テクスチャリングされたＤＥＭを生成するための他の手法が試行されている。前述の手法の１つは、Ｔｅｃｐｌｏｔ社による「Ｃｏｎｔｏｕｒｓ」と題するＥニュースレターの記事（Ｉｓｓｕｅ ２１， Ｓｅｐｔ． ２００３： ｔｅｐｌｏｔ．ｃｏｍ／ｓｈｏｗｃａｓｅ／ｃｏｎｔｏｕｒｓ／ｉｓｓｕｅ＿２１／ａｒｔｉｃｌｅ０４．ｈｔｍで入手可能である）に概説されている。この記事には、Ｔｅｃｐｌｏｔのソフトウェアを使用してテクスチャ・マッピングをＤＥＭファイルに施すことが開示されている。特に、この記事には、Ｔｅｃｐｌｏｔを使用して、単一の鉛直画像をＤＥＭにテクスチャ・マッピングすることができる。
【０００６】
この手法は、比較的に開発されていない地形のＤＥＭの幾分現実的なテクスチャリングを提供することができる一方、多数の人工物体を含む関心地域（都市など）の場合に所望の結果をもたらさないことがあり得る。これは、建物、タワー等に種々の多くの側部があり、前述の物体の側部上の特徴は、単一の鉛直画像によって十分に捕捉することができないことがあり得る。
【０００７】
特に効果的な３Ｄサイト・モデリング・プロダクトの１つには、本出願の承継人であるハリス社のＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）がある。ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトを使用して、関心地域の重なり合う画像を登録し、立体視及び鉛直視の手法を使用して高分解能ＤＥＭを抽出することができる。ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトは、物体の頂点、形状等の、手作業による操作者の選択に基づいて建物（すなわち、人工的に造られた構造）の３Ｄモデルをレンダリングし、前述のモデルは、ＤＥＭ上の適切な位置においてオーバレイされる。次いで、各種多角形形状を、モデリングされた物体上にオーバレイすることができ、多角形毎に最良の捕集角を有する画像が、オブスキュレーション・テスト（ｏｂｓｃｕｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ）に基づいてテクスチャ・マップとして自動的に選択される。
【０００８】
ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトは非常に現実的な３ＤのＤＳＭを提供するが、大規模都市地域の場合、数多くの建物の頂点、形状等を手作業で規定することに関連した労務費が高くつく可能性が理由で、特定の実現形態の場合には適切でないことがあり得る。すなわち、ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトによって提供される、精細度及び物体描写の鮮明度は、特定の場合に必要なものよりも高いことがあり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、前述の背景に鑑みれば、本発明の目的は、関心地域の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する自動化されたか、又はコンピュータによって実現された方法及びシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述並びに他の目的、構成及び効果は、建物及び地形（すなわち、地面及び／又は植生）をともに含む関心地域の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する、コンピュータによって実現される方法によって提供される。上記方法は、コンピュータを使用して関心地域の建物及び地域のディジタル高度モデル（ＤＥＭ）を生成する工程、及び建物及び地形をともに含む関心地域の斜め光画像を含む光画像の捕集物を提供する工程を含み得る。上記方法は、コンピュータを使用して、光画像の捕集物からの斜め光画像を関心地域の建物及び地形のＤＥＭに選択的にスーパインポーズし、それにより、建物及び地形を含む関心地域の画像テクスチャＤＳＭを生成する工程を更に含み得る。
【００１１】
特に、コンピュータを使用して選択的にスーパインポーズする工程は、コンピュータを使用して、特定の位置において各画像に関連付けられたオブスキュレーションのそれぞれの量に基づいてＤＥＭに複数の光画像を選択的にスーパインポーズする工程を含み得る。更に、コンピュータを使用してＤＥＭを生成する工程は、コンピュータを使用して所定の位置グリッドに沿った位置に対する高度の連続したグリッド・データを生成する工程を含み得る。そういうものとして、コンピュータを使用して選択的にスーパインポーズする工程は、コンピュータを使用して、ＤＥＭの位置データに対するグリッドされた高度に対応する複数の多角形を生成し、それぞれの多角形内に斜め光画像を選択的にスーパインポーズする工程を含み得る。
【００１２】
例として、多角形は三角形であり得る。所定の位置グリッドは、間隔を空けた複数のポストを有し得るものであり、多角形は、ポスト上に配置された頂点を有し得る。更に、ポストは、約１００ｃｍ未満の均一の間隔をそれらの間に有し得るものであり、斜め光画像は、例えば、約２０ｃｍよりも高い分解能を有し得る。更に、光画像の捕集物は更に、建物及び地形をともに含む関心地域の少なくとも１つの鉛直光画像を更に含み得るものであり、コンピュータを使用してＤＥＭを生成する工程は、コンピュータを使用して、少なくとも１つの鉛直光画像、及び複数の斜め光画像のうちの少なくとも１つに基づいてＤＥＭを生成する工程を含み得る。特に、少なくとも１つの鉛直光画像は、立体鉛直光画像の対を有し得る。
【００１３】
建物及び地形をともに含む関心地域の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成するコンピュータ・システムは、建物及び地形をともに含む関心地域の斜め光画像を含む光画像の捕集物を格納するためのデータベースを含み得る。システムは、関心地域の建物及び地形のディジタル高度モデル（ＤＥＭ）を生成するプロセッサを更に含み得る。更に、プロセッサは、関心地域の建物及び地形のＤＥＭに光画像の捕集物からの斜め光画像を選択的にスーパインポーズし、よって、建物及び地形をともに含む関心地域の画像テクスチャリングされたＤＳＭを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。添付図面には、本発明の好ましい実施例を示す。しかし、本発明は別々の多くの形態で実現することができ、本明細書及び特許請求の範囲記載の実施例に限定されるものと解されるべきでない。むしろ、前述の実施例は、この開示が十分かつ完全であり、当業者に本発明の範囲を完全に伝えるように提供される。同じ数字は全体を通して同じ構成要素を表し、プライム表記を使用して、別の実施例における同様な構成要素を示す。
【実施例】
【００１５】
まず、図１乃至図３を参照すれば、関心地域２１の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する方法及びシステム２０をまず、説明する。ブロック３０から始めれば、上記方法は、例証的に、以下に更に詳細に説明するように、関心地域２１のビル及び地形のディジタル高度モデル（ＤＥＭ）を生成する工程と、関心地域２１の斜め光画像を含む光画像の捕集物を供給する工程とをブロック３２（図３では３２’）及び３４において含む。例証した例では、関心地域２１は、建物及び地形をともに含む都市である。本明細書及び特許請求の範囲では、「建物」は、何れかの人工的に造られた構造物（例えば、家屋、オフィス・ビル、貯蔵タンク、倉庫、スポーツ・アリーナ等）を意味する。更に、「地形」は、関心地域２１に存在している地面及び／又は植生（例えば、木、低木、森林等）を含みことを意味する。
【００１６】
例として、斜め光画像は、ブロック４１’で、関心領域２１に対して（地面からの法線に対して）斜角で飛行機２２ａによって運搬される１つ又は複数の画像捕集装置によって補集することができる。更に、１つ又は複数の鉛直光画像を、関心領域２１の直上から撮影し、画像の捕集物内に含めることができる。例証された例では、これは、飛行機２２ｂによって運搬される１つ又は複数の画像捕集装置を使用して行われる。
【００１７】
当然、当業者が認識するように、飛行機以外の他の構造（例えば、衛星、小型飛行船、地上用可動車両等）を関心領域２１の鉛直画像及び／又は斜画像を捕集するために使用することができるか、又は、前述の画像は、関心領域付近の所定の場所から捕集することができる。立体鉛直画像を使用して、関心領域の対応するデータ対の組み合わせを提供することができるが、単一又はモノの鉛直画像も使用することができる。例として、鉛直光画像及び／又は斜め光画像は好ましくは、例えば、約２０ｃｍよりも高い分解能を有し得るが、他の分解能も使用することができる。
【００１８】
飛行機２２ａ、２２ｂによって捕集される斜め画像及び鉛直画像は当初、互いに、又は共通の基準フレーム（すなわち、グリッド）と関係付けされないという意味合いで「未処理」である。前述の未処理画像は、例えば、処理するためにプロセッサ２４（例えば、例証した実施例では、コンピュータ・ワークステーションのＣＰＵ）に転送するために、データベース２３に記憶することができる。捕集器からデータベース２３にデータを転送する種々の手法（磁気記憶媒体、フラッシュ・デバイス、無線データ・リンク等など）を使用することができる。
【００１９】
当業者によって認識されるように、画像を捕捉する特定の時点で捕集装置の位置を、例えば、衛星位置測位手法（例えば、ＧＰＳ）、高度計等を使用して比較的高い精度で求めることが可能である。よって、効果的には、やはり当業者によって認識されるように、この位置情報を使用して、未処理画像を所定の位置グリッドと関係付け（、よって互いに関係付け）、又は、未処理画像を所定の位置グリッドに登録することが可能である（ブロック４２’）。
【００２０】
グリッドは、グリッドの密度を規定する等間隔の複数のポストを含み得る。すなわち、ポストの間隔が大きいほど、グリッド（、よって、その上に作成されたＤＥＭ）の密度は低くなり、逆も同様である。例として、好ましいポスト間隔は、約１００ｃｍ未満（すなわち、実際のシーンの間隔）であり得るものであり、より好ましくは、約７０ｃｍ未満であるが、他の間隔を別々の実施例に使用することができる。ポスト間隔と画像密度との関係は線形でない。すなわち、ポスト間隔を低減させることにより、グリッド密度が指数関数的に増加し得るものであり、よって、ＤＥＭの密度が指数関数的に増加し得る。そういうものとして、ＤＥＭを生成するための処理要件は相応して、グリッド密度とともに増加するので、特定の実現形態では、ポスト間隔は例えば、部分的に、所望のＤＥＭ密度及び利用可能な処理リソースに基づいて選択することができる。
【００２１】
当業者によって認識されるように、グリッドに関係付けると、鉛直画像を使用して物体の上部（例えば、屋上）の輪郭を求めることができる一方、対応する１つ又は複数の斜め画像を使用して、特定の物体の位置及び高さを求めることができる。位置及び高さのデータ点を次いで、ブロック３２、３２’において、図４に示すＤＥＭ４０などの関心領域２１の高分解能ＤＥＭとして保存することができる。効果的には、やはり当業者によって認識されるように、プロセッサ２４は、適切なソフトウェア・ツール上で操作者によって設定されるパラメータに基づいて、アップロードされた鉛直／斜め光画像からＤＥＭを自動的に生成することができる。当然、ＤＥＭを生成する他の手法も使用することができる。例えば、ＤＥＭは、やはり、当業者によって認識されるように、光検知測距（ＬＩＤＡＲ）、合成開口レーダ（ＳＡＲ）、光電子、赤外、ハイペースペクトラル等などの他のタイプのデータを使用して生成することができる。
【００２２】
概して、例証的には、方法は更に、ブロック３６で、プロセッサ２４を使用して、複数の斜め光画像をＤＥＭ４０にスーパインポーズして、それにより、建物及び地形を含む関心地域の画像テクスチャリングされたＤＥＭを生成する。特に、ＤＥＭの、グリッドされた高度対位置のデータに対応する複数の多角形４５（例えば、三角形など）（図５）がプロセッサ２４によって生成される（ブロック３５’）。すなわち、三角形の頂点はグリッド・ポストと同じ位置にあるが、頂点のそれぞれの高さは、前述の位置におけるＤＥＭの高度の高さに等しい。よって、多くの場合、特定の三角形（や他の多角形の形状）の頂点が位置する高さは異なることになる。
【００２３】
斜め光画像（又は鉛直光画像）のそれぞれの部分を次いで、三角形内に選択的にスーパインポーズしてテクスチャリングを行う。複数の斜め画像が利用可能な場合、プロセッサ２４はブロック３７’で、特定の三角形内でのスーパインポーズに「最良の」画像がどれかを判定するよう設定することができる。例として、特定の三角形に対してどの画像が最良であるかを判定するための基準は、実際の関心地域２１内の三角形の特定の位置にどの捕集器が最も近かったか、又は前述の位置に対してどの捕集器が最良の角度を有していたかを含み得る。
【００２４】
更に、この判定は、特定の位置に対して各捕集器が受けるオブスキュレーションの度合いに基づいてもよい。すなわち、第１の画像では、捕集器は、第２の画像内よりも特定の位置により近いことがあり得るが、特定の位置への第１の画像内のラインオブサイトは、中間の物体（建物、木等）で覆い隠されていることがあり得る。しかし、第２の画像が特定の位置から更に遠い場所から撮られている一方、特定の位置までのラインオブサイトが比較的明瞭であり得る（すなわち、覆い隠されることがほとんどないか、又は全くない）ものであり、したがって、第１の画像よりも良好な選択肢になる。多角形全てがテクスチャリングされると、ブロック３９’で、ＤＳＭは完了する（ブロック３８、３８’）。図６乃至９は、ＤＥＭ４０から生成される完了した画像テクスチャリングされたＤＳＭの北部分、南部分、東部分及び西部分４６−４９を示す。
【００２５】
例として、効果的には、上記ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）３Ｄサイト・モデリング・プロダクトを使用して上記工程の一部を行うことができる。例えば、ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトは、斜め／鉛直光画像を登録し、ＤＥＭを行い、多角形を生成し、多角形を画像テクスチャリングするよう構成することができる。しかし、ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）サイト・モデリング・プロダクトによって生成される伝統的なＤＳＭと対照的に、ここでは、生成されたＤＳＭの建物高度部分は、建物の、何れかの介入するユーザ操作なしで自動的にテクスチャリングすることができる。
【００２６】
すなわち、ＤＥＭの建物部分は、当業者が認識するように、元の建物を複製する、手作業による置き換え、又は物体（例えば、立方体、角錐等）のレンダリングを行う必要なしで自動的にテクスチャリングすることができる。当然、他の適切なプログラムやアプリケーションも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による、画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する方法を示す流れ図である。
【図２】本発明による、画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成するシステムの概略構成図である。
【図３】図１の方法の別の実施例を示す流れ図である。
【図４】本発明による、画像テクスチャリングされたＤＳＭを生成するために使用されるディジタル高度モデル（ＤＥＭ）のコンピュータ画面の印刷を示す流れ図である。
【図５】図４のＤＥＭの、それに対応する多角形を生成した後のコンピュータ画面印刷である。
【図６】本発明による、北の方向からの、画像テクスチャリングされたＤＳＭのコンピュータ画面印刷を示す図である。
【図７】本発明による、南の方向からの、画像テクスチャリングされたＤＳＭのコンピュータ画面印刷を示す図である。
【図８】本発明による、東の方向からの、画像テクスチャリングされたＤＳＭのコンピュータ画面印刷を示す図である。
【図９】本発明による、西の方向からの、画像テクスチャリングされたＤＳＭのコンピュータ画面印刷を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物及び地形をともに含む関心地域の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する、コンピュータによって実現される方法であって、
前記関心地域の前記建物及び地形のディジタル高度モデル（ＤＥＭ）をコンピュータを使用して生成する工程と、
建物及び地形をともに含む前記関心地域の斜め光画像を含む光画像の捕集物を供給する工程と、
前記関心地域の前記建物及び地形の前記ＤＥＭに前記光画像の捕集物からの斜め光画像を前記コンピュータを使用して、特定の位置において各画像に関連付けられたオブスキュレーションのそれぞれの量に基づいて選択的にスーパインポーズして、それにより、建物及び地形をともに含む前記関心地域の前記画像テクスチャリングされたＤＳＭを生成する工程とを含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記ＤＥＭを生成する工程は、前記コンピュータを使用して、所定の位置グリッドに沿った位置対高度の連続したグリッド・データを生成する工程を含む方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、前記光画像の捕集物は、建物及び地形をともに含む前記関心地域の少なくとも１つの鉛直光画像を更に含み得、前記コンピュータを使用して前記ＤＥＭを生成する工程は、前記コンピュータを使用して、前記少なくとも１つの鉛直光画像、及び複数の斜め光画像のうちの少なくとも１つに基づいて前記ＤＥＭを生成する工程を更に含む方法。
【請求項４】
建物及び地形をともに含む関心地域の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成するコンピュータ・システムであって、
建物及び地形をともに含む前記関心地域の斜め光画像を含む、光画像の捕集物を格納するためのデータベースと、
前記関心地域の前記建物及び地形のディジタル高度モデル（ＤＥＭ）を生成し、前記関心地域の前記建物及び地形の前記ＤＥＭに前記光画像の捕集物からの斜め光画像を、特定の位置において各画像に関連付けられたオブスキュレーションのそれぞれの量に基づいて選択的にスーパインポーズし、それにより、建物及び地形をともに含む前記関心地域の前記画像テクスチャリングされたＤＳＭを生成するプロセッサとを備えるコンピュータ・システム。
【請求項５】
請求項４記載のコンピュータ・システムであって、前記プロセッサは、所定の位置グリッドに沿った位置対高度の連続したグリッド・データを生成することにより、前記ＤＥＭを生成するコンピュータ・システム。
【請求項６】
請求項５記載のコンピュータ・システムであって、前記プロセッサは、
前記ＤＥＭの前記グリッドされた高度対位置データに対応する複数の多角形を生成し、
それぞれの多角形内の前記斜め光画像を選択的にスーパインポーズする
ことにより、前記斜め光画像を選択的にスーパインポーズするコンピュータ・システム。
【請求項７】
請求項４記載のコンピュータ・システムであって、前記光画像の捕集物は、建物及び地形をともに含む前記関心地域の少なくとも１つの鉛直光画像を更に含み、前記プロセッサは、前記少なくとも１つの鉛直光画像、及び複数の斜め光画像のうちの少なくとも１つに基づいて前記ＤＥＭを生成するコンピュータ・システム。
【請求項１】
建物及び地形をともに含む関心地域の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成する、コンピュータによって実現される方法であって、
前記関心地域の前記建物及び地形のディジタル高度モデル（ＤＥＭ）をコンピュータを使用して生成する工程と、
建物及び地形をともに含む前記関心地域の斜め光画像を含む光画像の捕集物を供給する工程と、
前記関心地域の前記建物及び地形の前記ＤＥＭに前記光画像の捕集物からの斜め光画像を前記コンピュータを使用して、特定の位置において各画像に関連付けられたオブスキュレーションのそれぞれの量に基づいて選択的にスーパインポーズして、それにより、建物及び地形をともに含む前記関心地域の前記画像テクスチャリングされたＤＳＭを生成する工程とを含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記ＤＥＭを生成する工程は、前記コンピュータを使用して、所定の位置グリッドに沿った位置対高度の連続したグリッド・データを生成する工程を含む方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、前記光画像の捕集物は、建物及び地形をともに含む前記関心地域の少なくとも１つの鉛直光画像を更に含み得、前記コンピュータを使用して前記ＤＥＭを生成する工程は、前記コンピュータを使用して、前記少なくとも１つの鉛直光画像、及び複数の斜め光画像のうちの少なくとも１つに基づいて前記ＤＥＭを生成する工程を更に含む方法。
【請求項４】
建物及び地形をともに含む関心地域の画像テクスチャリングされたディジタル表面モデル（ＤＳＭ）を生成するコンピュータ・システムであって、
建物及び地形をともに含む前記関心地域の斜め光画像を含む、光画像の捕集物を格納するためのデータベースと、
前記関心地域の前記建物及び地形のディジタル高度モデル（ＤＥＭ）を生成し、前記関心地域の前記建物及び地形の前記ＤＥＭに前記光画像の捕集物からの斜め光画像を、特定の位置において各画像に関連付けられたオブスキュレーションのそれぞれの量に基づいて選択的にスーパインポーズし、それにより、建物及び地形をともに含む前記関心地域の前記画像テクスチャリングされたＤＳＭを生成するプロセッサとを備えるコンピュータ・システム。
【請求項５】
請求項４記載のコンピュータ・システムであって、前記プロセッサは、所定の位置グリッドに沿った位置対高度の連続したグリッド・データを生成することにより、前記ＤＥＭを生成するコンピュータ・システム。
【請求項６】
請求項５記載のコンピュータ・システムであって、前記プロセッサは、
前記ＤＥＭの前記グリッドされた高度対位置データに対応する複数の多角形を生成し、
それぞれの多角形内の前記斜め光画像を選択的にスーパインポーズする
ことにより、前記斜め光画像を選択的にスーパインポーズするコンピュータ・システム。
【請求項７】
請求項４記載のコンピュータ・システムであって、前記光画像の捕集物は、建物及び地形をともに含む前記関心地域の少なくとも１つの鉛直光画像を更に含み、前記プロセッサは、前記少なくとも１つの鉛直光画像、及び複数の斜め光画像のうちの少なくとも１つに基づいて前記ＤＥＭを生成するコンピュータ・システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００９−５３７０４６（Ｐ２００９−５３７０４６Ａ）
【公表日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０９７２６（Ｐ２００９−５０９７２６）
【出願日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０１０７８１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３３４７５
【国際公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（５９４０７１６７５）ハリス コーポレイション (287)
【氏名又は名称原語表記】Ｈａｒｒｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０１０７８１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３３４７５
【国際公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（５９４０７１６７５）ハリス コーポレイション (287)
【氏名又は名称原語表記】Ｈａｒｒｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
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