トップ :: G 物理学 :: G09 教育;暗号方法;表示;広告;シ−ル

【発明の名称】 三次元地形マッピング
【発明者】 【氏名】レイモンド エム．オコナー
【要約】 【課題】地理的区域の三次元地形マップを生成する技術を提供する。

【構成】移動ユニットは、位置データを生成する衛星受信機（例えば、ＧＰＳ受信機３０２）を装備する。マップ・ジェネレータ（４０４）は位置データ（４０２）を用いて、三次元地形マップ（４０６）を生成する。一実施形態では、移動ユニットはマッピング以外の一次的用途を有し、その一次的機能に関連してマップされることになる地理的区域を移動する。追加的な位置データが利用可能になると、マップ生成処理は経時的に反復して実行されてよい。位置データが三次元地形マップの一部分に関して利用できない期間、マップ・ジェネレータは利用可能なデータを用いてマップの不足部分を推定してもよい。推定された部分は後に、データ利用できるようになると、実際のデータで更新されてもよい。マップはマップ・ジェネレータによって受信された拡張データに基づく拡張を含んでもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動ユニット上に配置された複数の衛星受信機から位置データを受信する工程と、
前記受信された位置データを用いて三次元地形マップを生成する工程とを含むことを特徴とする三次元地形マップを生成する方法。
【請求項２】
前記移動ユニットは前記地形のマッピング以外の一次的目的を取り扱うことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記移動ユニットはゴルフ・カートであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記移動ユニットは芝刈り機であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
位置データが一部分に関して利用できない場合、前記三次元地形マップの部分を推定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
位置データが前記部分に関して利用できるようになった場合、前記三次元地形マップの推定された部分を更新する工程をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
拡張データを受信する工程をさらに含み、
前記三次元地形マップは、拡張を含み、前記拡張データを用いて生成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記拡張は風向および風速を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記拡張は大気水蒸気を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記三次元地形マップの複数のバージョンを記憶する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記三次元地形マップの前記バージョンの変化を分析する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
位置データを生成する、複数の移動ユニット上に配置された複数の衛星受信機と、
前記位置データを用いて三次元地形マップを生成するマップ・ジェネレータと
を含むことを特徴とする三次元地形マップを生成するシステム。
【請求項１３】
前記移動ユニットは前記地形のマッピング以外の一次的目的を取り扱うことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記移動ユニットはゴルフ・カートであることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記移動ユニットは芝刈り機であることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に地形マッピングに関し、より詳細には三次元地形マッピングに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの場合、特定の地理的区域に関する地形マップを生成することは望ましい。１つの特定の事例はゴルフ・コースであり、コースでプレイしているゴルファーにとって地形マップは有用である。ゴルフ・コースはゴルファーに基本的な二次元地形マップを提供することが多い。例えば、そのような二次元地形マップはコースのスコアカードの裏に含まれることが慣例である。ある程度は役立つが、そのような二次元地形マップは限定された情報だけを提供する。
【０００３】
ゴルファーにとってより有用なのは、基本的な二次元地形マップに地形標高情報を加えた三次元地形マップである。しかし、三次元地形マップの生成はより複雑で、費用のかかる仕事であり、したがって、三次元地形マップがゴルファーに提供されることはめったにない。
【特許文献１】米国特許第６、２６８、８２４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０１２５３６５号明細書
【非特許文献１】Ｂｒａｄｆｏｒｄ Ｗ．Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ及びＪａｍｅｓ Ｊ．Ｓｐｉｌｋｅｒ Ｊｒ．、「Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」（Ｐｒｏｇｒｅｓｓ Ｉｎ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ、Ｖｏｌｕｍｅ １６３、ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｓ， Ｉｎｃ、Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｄ．Ｃ．、１９９６年）
【非特許文献２】Ｙｕｅｉ−Ａｎ Ｌｉｏｕ、Ｃｈｅｎｇ−Ｙｕｎｇ Ｈｕａｎｇ、およびＹｕ−Ｔｕｎ Ｔｅｎｇ、「Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｂｌｅ Ｗａｔｅｒ Ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｂｙ Ｇｒｏｕｎｄ−Ｂａｓｅｄ ＧＰＳ Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｒａｄｉｏｍｅｔｒｙ」（Ｅａｒｔｈ Ｐｌａｎｅｔｓ Ｓｐａｃｅ、５２、４４５〜４５０頁、２０００年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
必要なのは、地理的区域の三次元地形マップを生成するための便利で費用効果のある技術である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は地理的区域の三次元地形マップを生成するための改善された技術を提供する。
【０００６】
移動ユニットは位置データを生成するための衛星受信機（例えば、ＧＰＳ受信機）を装備する。位置データは、次いで位置データを用いて三次元地形マップを生成するためにマップ・ジェネレータによって受信されてよい。位置データを生成することを唯一の目的とする専用の移動ユニットを用いるというよりも、有利な実施形態では、他の一次的用途を有し、その一次的機能と関連してマップされることになる地理的区域を移動する移動ユニットが用いられる。これら移動ユニットはその一次的機能に従ってすでに地理的区域を移動しているため、移動ユニットに衛星受信機を運ぶ二次的機能を同様に実行させることにより生じる追加費用は実に少ない。
【０００７】
追加的な位置データが利用できるようになると、マップ生成処理は経時的に反復して実行されてもよい。三次元地形マップの一部分に関して位置データが利用できない期間、マップ・ジェネレータは利用可能なデータを用いてマップの不足部分を推定してもよい。推定された部分は後に、そのデータ利用できるようになると、実際のデータで更新されてもよい。
【０００８】
１つの例示的な有利な実施形態では、マップされることになる地理的区域はゴルフ・コースであり、移動ユニットは芝刈り機および／またはゴルフ・カートである。これらの車両はその一次的目的に関連してゴルフ・コースを移動するため、マッピング機能に関する位置データを生成するための衛星受信機を装備する追加費用は少ない。経時的に、これらの車両はマップされることになる区域のすべて、または大部分を移動することになり、それにより、結果として有用な三次元地形マップをもたらす。
【０００９】
追加的な拡張データがマップ・ジェネレータに設置されている場合、風向／風速および大気水蒸気データなど、様々な拡張（ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ）を三次元地形マップに加えてもよい。さらに、（拡張の有無にかかわらず）地形マップの多様なバージョンが履歴マップ・データベース内に記憶されてもよい。これらの記憶されたマップは、経時的な変化および傾向を識別するために分析されてもよい。
【００１０】
以下の詳細な説明および添付の図を参照することにより、本発明のこれらの利点およびその他の利点が当業者に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態による三次元地形マッピングのための技術を例示する地理的区域１０２（例えば、ゴルフ・コース）を示す。この記載では、マップされることになる地理的区域がゴルフ・コースである特定の実施形態が説明される。しかし、本発明の原理はいかなる地理的区域にも応用されることが可能である点が認識されるべきである。
【００１２】
本発明の原理によれば、三次元地形マッピングは、全地球的航法衛星システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ：ＧＮＳＳ）受信機を装備した移動ユニットによって実行される。ＧＮＳＳはよく知られており、幅広い種類の位置決め／時間関連タスクを解決するために用いられている。よく知られている２つのそのようなシステムは、米国の全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＰＳ）およびロシアの全地球航法衛星システム（ＧＬＯｂａｌ ＮＡｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＬＯＮＡＳＳ）である。参照を簡単にするために、この記載は一般にＧＰＳシステムを指すことになるが、本発明の記載はＧＬＯＮＡＳＳシステム、結合ＧＰＳ＋ＧＬＯＮＡＳＳシステム、または任意のその他ＧＮＳＳシステムに等しく適用可能であることが理解されるべきである。
【００１３】
上述のように、移動ユニットは位置データを生成するためのＧＰＳ受信機を装備する。しかし、位置データを生成することを唯一の目的とする専用の移動ユニットを用いるというよりも、他の一次的用途を有し、その一次的機能と関連してゴルフ・コースの地理的区域を移動する移動ユニットが有利に利用される。例えば、コースの芝を刈るという一次的目的を有する移動ユニットである、ゴルフ・コースの芝刈り機を考慮されたい。芝刈り機はその一次的機能を実行する過程でコースの領域を移動する。別の例は、ゴルファーをコースのあちこちに移動することを一次的目的とするゴルフ・カートである。ゴルフ・カートもその一次的輸送機能を実行する過程で地形を移動する。本発明者等は、その一次的機能に関連して地理的区域を移動するこれらの種類の車両は、三次元地形マッピング機能に位置データを提供するために用いられることも可能である点に気づいた。これらの車両はその一次的機能に従って地理的区域をすでに移動しているため、その車両にＧＰＳ受信機を運ぶ二次的機能を同様に実行させることにより生じる追加費用は実に少ない。そのような車両の他の例には、屋根葺き機、建設車両、芝生メンテナンス車などが含まれる。
【００１４】
図１に戻ると、地理的区域１０２および移動ユニット１０４、１０６、１０８および１１０を考慮されたい。図１に示すように、移動ユニット１０４および１０６は芝刈り機であり、車両１０８および１１０はゴルフ・カートである。芝刈り機１０４はＧＳＰ受信機１１２を装備し、芝刈り機１０６はＧＰＳ受信機１１４を装備し、ゴルフ・カート１０８はＧＰＳ受信機１１６を装備し、さらにゴルフ・カート１１０はＧＰＳ受信機１１８を装備する。これらの車両内のＧＰＳ受信機の配置は、車両の一次的目的を妨害しないようなものとする。
【００１５】
移動ユニット上のＧＰＳ受信機の取付けが図２に例示される。よく知られているように、正確な位置データを生成するために、ＧＰＳ受信機は地球の周りを回るいくつかの衛星に対して見通し内信号受信（ｌｉｎｅ ｏｆ ｓｉｇｈｔ ｓｉｇｎａｌ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）を必要とする。したがって、そのような見通し内信号受信を提供する位置にＧＰＳ受信機を取り付けることは有利である。図２に示すように、ＧＰＳ受信機２０２はゴルフ・カート２０４のルーフ上に取り付けられる。ＧＰＳ受信機２０２のこの取付け位置は、地面２０８に関連して識別される。ＧＰＳ受信機２０２と地面２０８との間の距離が距離ｄとして知られる場合、地面の標高は、簡単な方法でＧＰＳ受信機２０２の標高計算からｄを引くことによって決定されることが可能である。当業者は、例えば、もしあれば、ゴルフ・カート２０４のサスペンション装置の圧縮／伸張による固定距離ｄの任意の変化、またはＧＰＳ受信機２０２の取付け位置の任意のその他の変化を考慮に入れるために、この簡単な例は変更される必要があり得ることを認識されよう。
【００１６】
本発明の一実施形態で用いられることが可能なＧＰＳ受信機のハイレベル・ブロック図が図３に示される。ＧＰＳ受信機３０２は、ＧＰＳ受信機３０２の全体的な動作を制御するための制御装置２０８を含む。一実施形態によれば、制御装置は、例えばメモリ３１０内に記憶されることが可能な、記憶されたコンピュータ・プログラム・コードを実行するコンピュータ・プロセッサであってもよい。コンピュータ・プログラム・コードはＧＰＳ受信機３０２の全体的な動作を定義する。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星から信号を受信するためのアンテナ３０４を含む。受信された信号は、位置データ（例えば、直交座標系（Ｃａｒｔｅｓｉａｎ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓｙｓｔｅｍ）のｘ，ｙ，ｚ座標）を生成するために、よく知られた方法で信号プロセッサ３０６によって処理される。一般に、位置データは、ローカル基準クロックに関連する、受信された衛星信号の時間遅延を測定することによって決定されることが可能である。これらの測定は、受信機が受信機と衛星との間のいわゆる擬似範囲を決定することを可能にする。衛星の数が十分多い場合、測定された擬似範囲は処理されて、ＧＰＳ受信機の位置を判断することができる。位置決定の精度は、様々な技術の使用を通じて高めることが可能である。１つのそのような技術は、位置データが知られている位置で基地局に関連して決定される差分航法（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ：ＤＮ）である。差分航法の位置決定精度は、衛星キャリア信号の位相の測定で擬似範囲測定を補うことによってさらに改善され得る。ベース受信機内で衛星から受信された信号のキャリア位相が測定され、ローバー受信機（ｒｏｖｅｒ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）内で測定された同じ衛星のキャリア位相と比較される場合、測定精度はキャリアの波長の数パーセントの範囲内で取得されることが可能である。上述の計算は当技術分野でよく知られており、例えば、Ｂｒａｄｆｏｒｄ Ｗ． ＰａｒｋｉｎｓｏｎおよびＪａｍｅｓ Ｊ． Ｓｐｉｌｋｅｒ Ｊｒ．の「Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」（Ｐｒｏｇｒｅｓｓ Ｉｎ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ、Ｖｏｌｕｍｅ １６３、ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｓ， Ｉｎｃ、Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｄ．Ｃ．、１９９６年）でさらに詳しく説明されている。差分航法技術と組み合わせて衛星キャリア位相を利用するリアルタイム・キネマティック（Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ−Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ：ＲＴＫ）ＧＰＳシステムも、米国特許第６、２６８、８２４号で説明されている。ＲＴＫシステムは、位置データの精度を改善するために、本発明の一実施形態で用いられてよい。
【００１７】
標高情報はＧＰＳユニットによって提供される位置データの重要な構成要素であることが認識されよう。しかし、一部のＧＰＳ位置技術の周知の１つの欠点は、垂直位測定の精度不足である。したがって、ＧＰＳ受信機の高さは、水平位測定と同じ精度で決定されることができない。高さ計算の精度を高める１つの技術は、ＧＰＳ計算を別のシステムで補うことである。例えば、「Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」と題された、米国特許出願公開第２００４／０１２５３６５号は、適切に装備された回転レーザ送信機からレーザ受信機までの対頂角（すなわち、仰角）を正確に決定するシステムを開示している。回転レーザ・システムは一般に、固定位置に回転レーザを含み、目標位置に光検出器を有する。光検出器は周期的に回転レーザ光線を検出し、レーザの受信に基づき（すなわち、レーザ光線が検出器の光電池に打ち当るときに）信号を生成する。１つの有利な実施形態では、送信されたレーザ光線は文字Ｎの形をした扇形光線を有する。信号は、光検出器とレーザ送信機との間の対頂角など、追加的な位置／形状情報を提供するために、様々な技術を用いて処理されることが可能である。よく知られた形状を用い、（目標位置の）光検出器とレーザ送信機との間の対頂角が与えられたと仮定すると、レーザ送信機と光検出器との間の水平隔離距離が分かっている場合、光検出器およびレーザ送信機の相対的な高さは決定されることが可能である。レーザ送信機の絶対高さは分かっているため、光検出器およびレーザ送信機の相対的な高さが計算されると、目標の絶対高さは決定されることが可能である。これらの技術は、垂直位測定を改善するために、本発明の一実施形態で用いられてもよい。
【００１８】
図３に戻ると、１つの具体的な実施形態では、ＧＰＳ受信機３０２によって生成された位置データは、下述のように、後の検索および使用のためにデータ記憶装置３１２（例えば、光ディスク・ドライブまたは磁気ディスク・ドライブ、電子メモリなど）内に記憶される。後の検索は、別のコンピュータまたは他の処理機へのネットワークまたは直接接続を提供することもできるインターフェース３１６経由でもよい。あるいは、ＧＰＳ受信機３０２によって生成された位置データは、送信機３２２およびアンテナ３１４経由で処理するために別の位置に無線で（例えば、リアルタイムで）送信されてもよい。さらに、位置データはデータ記憶３１２内に記憶されるとともに、送信機３２２およびアンテナ３１４を経由して送信されてもよい。ＧＰＳ受信機３０２は、ＧＰＳ受信機３０２とユーザ・インタラクションを可能にするための入出力３１８も含む。入出力３１８は、例えば、ディスプレイ、キーボード、マウス、スピーカ、ボタンなど、任意の種類のユーザ・インターフェース装置であってよい。
【００１９】
一実施形態では、ＧＰＳ受信機３０２は信号プロセッサ３０６によって生成された位置データを補うための慣性計測装置（ＩＭＵ）３２０を含んでもよい。例えば、ＩＭＵ３２０は、加速度計、ジャイロスコープ、傾斜計など、ＧＰＳ受信機３０２によって生成された位置データの精度を高めるために用いられることが可能な、様々な構成要素を備えてもよい。さらに、ＩＭＵは、衛星信号が利用できない場合に、位置データを生成するために用いてもよい。当業者は、実際のＧＰＳ受信機の一実施態様は、他の構成要素も含むことになり、図３は、例示目的で、そのようなＧＰＳ受信機のいくつかの構成要素のハイレベル提示であることを認識されよう。
【００２０】
図４は、ＧＰＳ受信機によって生成された位置データを用いたマップ生成を例示する。図４に示すように、ＧＰＳ受信機によって生成された位置データ４０２はマップ・ジェネレータ４０４に提供される。上述のように、位置データはインターフェース３１６を経由して、送信機３１２およびアンテナ３１４を経由して、または両方の手段を経由して、マップ・ジェネレータに提供されてよい。位置データ４０２は、上述のように移動ユニット上に装備された任意の数のＧＰＳ受信機によって生成された位置データを表す。位置データを受信するとすぐに、マップ・ジェネレータ４０４は位置データを用いて、三次元地形マップ４０６を生成する。マップ・ジェネレータ４０４は、適切にプログラムされた汎用コンピュータを用いて実現されてもよい。位置データ４０２（例えば、ｘ，ｙ，ｚ座標）を用いて三次元地形マップ４０６を生成するための技術は、当技術分野でよく知られている。
【００２１】
上述のように、マップ・ジェネレータ４０４は、適切にプログラムされたコンピュータを用いて実現されてよい。そのようなコンピュータは当技術分野でよく知られており、例えば、周知のコンピュータ・プロセッサ、記憶素子、記憶装置、コンピュータ・ソフトウェア、およびその他の構成要素を用いて実現されてもよい。そのようなコンピュータのハイレベル・ブロック図が図５に示される。コンピュータ５０２は、コンピュータ５０２の全体的な動作を定義するコンピュータ・プログラム命令を実行することによってそのような動作を制御するプロセッサ５０４を含む。コンピュータ・プログラム命令は、記憶装置５１２（例えば、磁気ディスク）内に記憶され、コンピュータ・プログラム命令の実行が望ましい場合に、メモリ５１０内にロードされてもよい。したがって、マップ・ジェネレータはメモリ５１０および／または記憶５１２内に記憶されたコンピュータ・プログラム命令によって提示されるように機能することになり、マップ・ジェネレータはコンピュータ・プログラム命令を実行するプロセッサ５０４によって制御されることになる。コンピュータ５０２は、（例えば、有線または無線）ネットワークを経由して他の装置と通信するための１つまたは複数のネットワーク・インターフェース５０６も含む。例えば、ネットワーク・インターフェース５０６は位置データ４０２を受信するために用いられてもよい。コンピュータ５０２は、コンピュータ５０２とのユーザ・インタラクションを可能にする装置（例えば、ディスプレイ、キーボード、マウス、スピーカ、ボタンなど）を表す入出力５０８も含む。当業者は、実際のコンピュータの一実施態様は、他の構成要素も同様に含むことになり、図５は、例示目的で、そのようなコンピュータの構成要素のいくつかのハイレベル提示であることを認識されよう。
【００２２】
追加的な位置データが利用できるようになると、マップ生成処理は経時的に反復して実行されてもよい。上述のように、位置データは、位置データの生成以外に一次的目的を有する移動ユニット上に取り付けられたＧＰＳ受信機によって生成される。したがって、その一次的機能を実行する際に地理的区域を移動するにつれて、移動ユニットはマップ生成に用いるための位置データも生成することになる。ゴルフ・コースの例では、１つのゴルフ・カートまたは芝刈り機が一日で、有用な地形マップを生成するために十分な位置データを生成するのに足るだけ地理的区域を移動する可能性は低い。しかし、別のゴルフ・カートまたは芝刈り機上のそれぞれの追加的なＧＰＳ受信機は、マップ生成処理に使用するための追加的な位置データを生成するであろう。したがって、経時的にＧＰＳ受信機は、有用な三次元地形マップを生成するために、十分な位置データを生成することになる。求められるデータを生成するのに必要な時間量は、当然、特定の実施態様によって異なるであろう。したがって、追加的な位置データは経時的にマップ・ジェネレータ４０４に提供され、三次元地形マップ４０６は追加的な位置データを用いるとすぐに改善されることになる。この反復的処理はループバック４０８によって図４に例示される。三次元地形マップの一部分に関して位置データが利用できない期間、マップ・ジェネレータ４０４は利用可能なデータを用いてマップの不足部分を推定してもよい。推定された部分は後にデータ利用できるようになった場合に実際のデータで更新されてもよい。
【００２３】
三次元地形マップ４０６に関して、マップは様々な形態を呈してよいことを理解されよう。一実施形態では、マップは二次元面（例えば、紙）上に生成され、三次元の地形特徴がマップ上にある形態で表示されてもよい。あるいは、マップは電子表示装置（例えば、手持ち式装置）上に表示されるように生成されてもよい。電子表示画面も二次元面であるが、そのような表示画面は三次元グラフィック表示を生成することができる。したがって、三次元地形マップ４０６は様々な形態を呈してよく、マップの三次元の特徴は、必ずしもマップの形態そのものではなく、マップが伝える情報を説明する点にあることを当業者は認識されよう。例えば、三次元地形マップ４０６は印刷されたマップであってもよく、または画像表示装置上に情報を生成するために用いられる場合、三次元地形マップの様々な表示のうちの１つをもたらす電子データであってもよい。
【００２４】
マップを生成するために位置データを用いることに加えて、追加情報をマップに加えるために追加（本明細書では拡張とも呼ばれる）データを用いてもよい。そのような拡張データを活かす一実施形態が図６に示される。図６は図４と類似しており、三次元地形マップに加えて拡張６０６を生成するためのマップ・ジェネレータ６０４による位置データと拡張データ６０２の使用を例示する。位置データと拡張データ６０２は、図４に関連して上に説明された方法と類似の方法でマップ・ジェネレータ６０４に提供される。マップ・ジェネレータ６０４は位置データと拡張データ６０２を用いて、拡張６０６を伴う三次元地形マップを生成する。ループバック６０８は、図４のループバック４０８に関連して上に議論された反復処理を例示する。上述の三次元地形データに加えて、マップ６０６はある種の拡張を表すデータも含む。図４に関連して上に説明されたように、マップ・ジェネレータ６０４は適切にプログラムされた汎用コンピュータを用いて実現されてもよい。
【００２５】
図６の実施形態に関連して用いられることが可能な１つの種類の拡張データは、大気水蒸気データである。当技術分野でよく知られているように、ＧＰＳ受信機からのデータは大気水蒸気を決定するために用いることができる。ＧＰＳ測定を用いて大気水蒸気を探知するための技術は、Ｙｕｅｉ−Ａｎ Ｌｉｏｕ、Ｃｈｅｎｇ−Ｙｕｎｇ Ｈｕａｎｇ、およびＹｕ−Ｔｕｎ Ｔｅｎｇの「Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｂｌｅ Ｗａｔｅｒ Ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｂｙ Ｇｒｏｕｎｄ−Ｂａｓｅｄ ＧＰＳ Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｒａｄｉｏｍｅｔｒｙ」（Ｅａｒｔｈ Ｐｌａｎｅｔｓ Ｓｐａｃｅ、５２、４４５〜４５０頁、２０００年）で明らかにされている。したがって、位置データを受信することに加えて、マップ・ジェネレータ６０４はＧＰＳ測定を用いて生成された大気水蒸気データを受信してもよい。この大気水蒸気データは、ユーザに追加情報を提供するために、拡張として三次元地形マップ６０６に組み込まれてもよい。地理的区域がゴルフ・コースである実施形態では、追加的な大気データはマップを用いるゴルファーに有用な情報を提供することができる。
【００２６】
図６の実施形態に関連して用いることが可能な別の種類の拡張データは風データである。この実施形態では、風向および風速に関するデータは、マップされている地理的区域内の様々な地点に配置されてよい、周知の様々な種類の風センサによって検出されることが可能である。したがって、位置データを受信することに加えて、マップ・ジェネレータ６０４は、風センサによって生成された風データも受信できる。この風データは、ユーザに追加情報を提供するために、拡張として三次元地形マップ６０６に組み込まれてもよい。地理的区域がゴルフ・コースである実施形態では、追加的な風データはマップを用いるゴルファーに有用な情報を提供することができる。
【００２７】
別の実施形態によれば、マップ６０６は記憶のために履歴マップ・データベース６１０に提供されてもよい。これは、マップ内の経時的な変化の分析を可能にする、様々なマップ・バージョンの経時的な記憶を実現する。例えば、マップは風速および風向に関して経時的に分析されることが可能であり、この分析は、後のある時点での風速および風向を予測するために後で用いられることが可能である。履歴マップ・データベース６１０は、拡張６０６を伴う三次元地形マップに関して図６に示されるが、履歴マップ・データベースは三次元地形マップ４０６を記憶するために図４の実施形態に関連して用いられてもよい点に留意されたい。
【００２８】
ＧＰＳ受信機が配置される移動ユニットに関して、そのような移動ユニットは本明細書で説明されるものに限定されないことが理解されるべきである。ＧＰＳ受信機が配置されてよく、かつ地理的区域を移動する任意のユニットは、本明細書で用いられるような移動ユニットであるとみなされてよい。例えば、地理的区域を移動する場合、人は移動ユニットであるとみなしてよい。ゴルフ・コースの例では、ゴルファーはその身体上にＧＰＳ装置を携帯することができ、該ＧＰＳ装置は位置データを生成することができる。この場合、ゴルファーがゴルフ・コースにいる一次的目的はゴルフをすることであり、ゴルフ・コースの地形をマップすることではない。しかし、本発明の利点によれば、ゴルファーはとにかく地形を移動するため、ＧＰＳ受信機は、ゴルフ・コース位置データを生成するために、ゴルファーの移動性を活用することができる。本発明の原理に関して用いることが可能な移動ユニットの別の例は、車道および幹線道路を移動する自動車を含む。これらの例すべてにおいて、移動ユニットの一次的機能は該ユニットが移動する地形をマップすること以外であるが、地形マッピング機能は一次的目的に関連する動きに有利に「便乗」する（「ｐｉｇｇｙ−ｂａｃｋ」ｏｆｆ）ことが可能である。
【００２９】
以上の詳細な説明は、あらゆる点で、限定的ではなく、例示的なものとして理解されるべきであり、本明細書で開示された本発明の範囲は、詳細な説明からではなく、むしろ特許法によって認められている完全範囲に従って解釈される特許請求の範囲から決定されるべきである。本明細書に示され、かつ説明されている実施形態は、本発明の原理を単に例示するものであり、様々な変更は本発明の範囲および精神から逸脱せずに当業者によって実行され得ることが理解されるべきである。当業者は、本発明の範囲および精神から逸脱せずに様々な他の特徴の組合せを実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】移動ユニットを含めた地理的区域を示す図である。
【図２】移動ユニット上のＧＰＳ受信機の取付けを例示する図である。
【図３】本発明の一実施形態に用いられることが可能なＧＰＳ受信機のハイレベル・ブロック図である。
【図４】位置データを用いたマップ生成を例示する図である。
【図５】マップ・ジェネレータを実施するために用いられることが可能なコンピュータのハイレベル・ブロック図である。
【図６】位置データおよび拡張データを用いたマップ生成を例示する図である。
【出願人】 【識別番号】５０５３１５７４２
【氏名又は名称】トプコン ポジショニング システムズ， インク．
【出願日】 平成１９年７月４日（２００７．７．４）
【代理人】 【識別番号】１０００６４４４７
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 正夫

【識別番号】１０００８５１７６
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 伸晃

【識別番号】１０００９４１１２
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 讓

【識別番号】１０００９６９４３
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 伸一

【識別番号】１００１０１４９８
【弁理士】
【氏名又は名称】越智 隆夫

【識別番号】１００１０４３５２
【弁理士】
【氏名又は名称】朝日 伸光

【識別番号】１００１２８６５７
【弁理士】
【氏名又は名称】三山 勝巳
【公開番号】 特開２００８−１５５３１（Ｐ２００８−１５５３１Ａ）
【公開日】 平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願番号】 特願２００７−１７５６９９（Ｐ２００７−１７５６９９）