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AR技術を利用した実空間GISの開発

AR技術を利用した実空間GISの開発

2010年11月29日

筑波大学大学院システム情報工学研究科

准教授

渡辺

俊

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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景観シミュレ

ション

AR技術を利用した実空間GISの開発

景観シミュレーション

－開発側のツール？－

• 1985年頃～

• フォトリアリスティックな

フォトリアリスティックな

映像の探究

• 印刷物／室内でのオンスク

印刷物／室内でのオンスク

リーン・プレゼンテーショ

ンによる提示

ンによる提示

• 平面画像による空間認識と

実空間での空間認識の違い

実空間での空間認識の違い

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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情報化への視座

AR技術を利用した実空間GISの開発

情報化への視座

－アトム（物質）とビット（情報）－

1995年頃～：インターネットの台頭

• ビーング・デジタル

ビットの時代

N. Negroponte著／福岡洋一訳

アスキー出版局

• シティ・オブ・ビット

W Mit h ll著／掛井秀

田島則之

仲隆介

本江正茂訳

彰国社

W. Mitchell著／掛井秀一・田島則之・仲隆介・本江正茂訳

彰国社

2005年頃～：ユビキタス社会の到来

2005年頃

：ユビキタス社会の到来

• ものづくり革命

パーソナル・ファブリケーションの夜明け

N. Gershenfeld著／糸川洋訳

ソフトバンク・クリエイティブ

• サイボーグ化する私とネットワーク化する世界

W. Mitchell著／渡辺俊訳

NTT出版

先行研究

類似事例

AR技術を利用した実空間GISの開発

先行研究・類似事例

（実空間と記述空間の一体化）

• リアリズム追求型

– ３ＤＣＧモデル

– オクルージョン

– 光学的整合性

（アンビエント、影、etc）

ex: 遺跡復元システム

（東大池内研・アスカラボ）

• コミュニケ

ション支援型

• コミュニケーション支援型

– エアタグ

セカイカメラ

ex: セカイカメラ

（頓智・）

pin@clip ピナクリ

（東急 他）

技術

分類

AR技術を利用した実空間GISの開発

AR技術の分類

測位方式

ローカル

グローバル

映像表示

マーカー方式

センサー方式

磁気センサー

GPS・ジャイロ

撮影

LCD

AR Toolkit

セカイカメラ

（文字）

視界

（３D）

HMD

ビデオ

透過型

遺跡復元システム

（３D）

HMD

現実

視界

光学

透過型

本研究の

位置づけ

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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システムイメ

ジ

AR技術を利用した実空間GISの開発

システムイメージ

TOKYO SCANNER（監修：押井守）

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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システムの外観

AR技術を利用した実空間GISの開発

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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ム

構成

AR技術を利用した実空間GISの開発

システムの構成

• ３次元都市モデル部

– 地図データ

（数値地図／ZMap／高精度航空写真）

– 高さ方向

（LiDER／DSM・DTM）

• トラッキング部

– 視点位置

（DGPS／RS232C／NMEA）

– 視線方向

（ジャイロスコープ／地磁気）

– マニュアル・フィードバック

（ゲームコントローラー）

• 映像表示部

映像表示部

– 非没入感

（光学透過型HMD）

– 立体視

（GPU／ステレオドライバー）

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立体視

（GPU／ステレオドライバ

）

システムの構成

AR技術を利用した実空間GISの開発

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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システムの構成

AR技術を利用した実空間GISの開発

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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3次元都市モデルの構築（DSＭ・DTM）

AR技術を利用した実空間GISの開発

3次元都市モデル部

AR技術を利用した実空間GISの開発

3次元都市モデル部

（高精度航空写真による詳細ヴォリュームの再現）

システムの構成

AR技術を利用した実空間GISの開発

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モバイル立体視の実現

AR技術を利用した実空間GISの開発

モバイル立体視の実現

（映像表示部）

• 光学透過型HMD

– eMagin Z800 3DVisor ST

• 解像度 800 * 600／視野角 ４０度

• ヘッドトラッキング機能

• GPU

（Graphics Processing Unit）

– nVIDIA Quadro FX Go1400

nVIDIA Quadro FX Go1400

• Dell Precesion M70に実装

– N41GDA02

（DELL ディスプレイドライバー）

– N41GDA02

（DELL ディスプレイドライバー）

• nVIDIA ForceWare 71.84に相当

nVIDIA 3d stereo driver 71 84

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– nVIDIA 3d stereo driver 71.84

システムの構成

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NMEA

AR技術を利用した実空間GISの開発

NMEA

（米国海洋電子機器協会）

$GPGGA,053210.00,3539.32586,N,13944.97993,E,2,05,1.8,20.2,M,39.3,M,7.0,0137*73 $GPVTG,2.27,T,,M,0.13,N,0.24,K,D*3B $GPZDA,053210.00,05,07,2010,00,00*62 $GPRMC,053210.00,A,3539.32586,N,13944.97993,E,0.13,2.27,050710,,,D*58 $GPGSA,M,3,06,14,16,29,31,,,,,,,,4.1,1.8,3.6*3A $GPGSV,3,1,11,03,01,212,,06,15,204,43,14,36,173,46,16,41,266,45*7D $GPGSV,3,2,11,20,04,287,,21,10,127,,23,06,323,38,29,45,059,40*79 $GPGSV,3,3,11,30,19,059,39,31,71,019,50,32,12,267,,,,,*4C $GPGGA,053211.00,3539.32613,N,13944.97977,E,2,05,1.8,18.5,M,39.3,M,4.0,0137*78 $GPVTG,267.72,T,,M,0.14,N,0.26,K,D*3F $GPZDA,053211.00,05,07,2010,00,00*63 $GPRMC,053211.00,A,3539.32613,N,13944.97977,E,0.14,267.72,050710,,,D*5A $ , , , , , , , , , ,,, $GPGSA,M,3,06,14,16,29,31,,,,,,,,4.1,1.8,3.6*3A $GPGSV,3,1,11,03,01,212,,06,15,204,42,14,36,173,47,16,41,266,45*7D $GPGSV,3,2,11,20,04,287,,21,10,127,,23,06,323,37,29,45,059,40*76 $GPGSV,3,3,11,30,19,059,38,31,71,019,50,32,12,267,,,,,*4D $GPGSV,3,3,11,30,19,059,38,31,71,019,50,32,12,267,,,,, 4D $GPGGA,053212.00,3539.32635,N,13944.97962,E,2,05,1.8,17.1,M,39.3,M,5.0,0137*71 $GPVTG,301.01,T,,M,0.12,N,0.22,K,D*38 $GPZDA,053212.00,05,07,2010,00,00*60 $GPRMC 053212 00 A 3539 32635 N 13944 97962 E 0 12 301 01 050710 D*5A

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$GPRMC,053212.00,A,3539.32635,N,13944.97962,E,0.12,301.01,050710,,,D*5A

視点位置

視線方向

視点位置

（平面直角座標系）

h

:// ldb

i

j /

k

hi/

l / l

i h /bl2

/bl2

h

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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http://vldb.gsi.go.jp/sokuchi/surveycalc/algorithm/bl2xy/bl2xy.htm

視線方向

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視線方向

（yaw/pitch/roll）

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Python Scripts

AR技術を利用した実空間GISの開発

Python Scripts

（Vizard）

屋外歩行実験

AR技術を利用した実空間GISの開発

屋外歩行実験

（筑波大学キャンパス第三エリア近辺）

実際の景観

AR技術を利用した実空間GISの開発

実際の景観

（屋外歩行実験）

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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ステレオ画像の生成

AR技術を利用した実空間GISの開発

ステレオ画像の生成

（屋外歩行実験）

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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システムの視界

AR技術を利用した実空間GISの開発

システムの視界

（屋外歩行実験）

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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精度の検証

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精度の検証

（屋外歩行実験）

地理情報科学と都市工学を融合した空間解析手法の新展開

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ム

問題点

AR技術を利用した実空間GISの開発

システムの問題点

• ハードウェア

– デカい・重い・恥ずかしい....

デカい

重い

恥ずかしい....

– HMDの輝度

• ソフトウェア

– 立体視の効果

（３次元都市モデルのディテール）

– 視点の攪乱

視点の攪乱

（視点位置情報履歴の活用）

（視点位置情報履歴の活用）

– モデルの一括読み込み

（データベース機能の追加）

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