JP2003240593A - 携帯者の現在位置および方位推定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】携帯可能な装置を用いて自分自身の現在位置と
方位を取得する。 【解決手段】撮影手段が装着され、記憶手段に実環境を
撮影した画像の集合が蓄積され、蓄積画像の撮影位置が
既知で、蓄積画像のすべての画素に対応する方位が既知
であり、携帯者の位置と方位が得られているとき、歩行
動作検出手段で計測された時点からの携帯者の歩数と歩
幅の二つから移動距離を推定し、前記の時点の携帯者の
位置から推定された移動距離で到達可能な位置で撮影さ
れた蓄積画像を、撮影位置と方位が既知である蓄積画像
からすべて取り出し、入力画像と各蓄積画像との照合を
行い、十分に良好な照合結果が存在するとき、最も良好
な照合結果を与える蓄積画像の撮影地点が携帯者の現在
位置であると推定する。また、携帯者の方位を照合結果
によって前記入力画像が当てはまる蓄積画像上の部位に
対応する方位であるとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯者の現在位置
および方位推定方法に関し、特に詳細には、携帯者の視
線の画像を撮影する画像撮影装置が携帯者（歩行者）の
身体に装着され、記憶装置に実環境を撮影した画像の集
合が蓄積され、その各蓄積画像の撮影位置が既知であっ
て各蓄積画像のすべての画素に対応する方位が既知であ
り、装置携帯者のある時点での位置と方位が何らかの方
法によって得られているとき、装置携帯者の複合的な位
置と方位の推定する携帯者の現在位置および方位推定方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の携帯者の現在位置および方位推
定に関する技術については、例えば、特開２００１−２
７２２４７号公報に記載されている「携帯型複合測位装
置および現在位置推定方法」が知られている。ここに記
載の方法は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受
信機と歩数計、方位センサー等を結合、複合させた携帯
型の位置・方位を推定する方法である。

【０００３】また、学術論文では、『「パノラマ画像群
を位置合わせに用いたライブ映像上への注釈提示とその
実時間システム」、電子情報通信学会論文誌、（D-II）
Vol.J84-D-II No.10, October 2001, pp. 2293-2301』
に記載されているものが公知となっている。この学術論
文に記載されているシステムによる方法では、利用者視
点のカメラから得られる画像を、事前に実環境中で撮影
された位置・方位が既知である画像（パノラマ画像）の
データベースと照合することによって、利用者の絶対位
置と絶対方位を推定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
の技術においては、携帯者の絶対位置を推定するための
情報として、ＧＰＳ信号を受信できる屋外環境において
は、ＧＰＳ信号（経度緯度の位置情報）を利用すること
ができ、そのままで位置を推定できるが、ＧＰＳ信号は
遮蔽されている屋内環境において利用することが難し
く、したがって、例えば室内環境においては、携帯者の
現在の位置を推定することが困難であるいという問題点
がある。

【０００５】また、利用者（携帯者）の視点から得られ
る画像と事前に撮影された位置・方位が既知である画像
を照合することによって、絶対位置・方位を推定する方
法を利用すると、屋内環境においても利用できるが、広
範囲な環境で位置・方位を推定するためには、位置・方
位が既知である画像を、事前に大量に撮影しておく必要
があり、利用者（携帯者）の視点画像を得るカメラから
得られる画像と、事前に撮影された画像との照合のため
の画像処理には、高い処理コストが必要である問題点が
ある。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、本発明の目的は、ＧＰＳ信号
が遮蔽されるような屋内環境において携帯者の絶対位置
と絶対方位を、事前に撮影された位置・方位が既知であ
る画像データベースとの照合に基づいて行う位置および
方位推定において、より少ない枚数の画像データベース
と低い処理コストで、位置推定を可能にする携帯者の現
在位置および方位推定方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記のような問題を解決
するため、本発明による携帯者の現在位置および方位推
定方法は、画像撮影手段が携帯者の身体に装着され、記
憶手段に実環境を撮影した画像の集合が蓄積されてい
て、各蓄積画像の撮影位置が既知であり、各蓄積画像の
すべての画素に対応する方位が既知であり、携帯者のあ
る時点での位置と方位が何らかの方法によって得られて
いるとき、歩行動作検出手段によって計測された前記の
時点からの携帯者の歩数と事前に設定された携帯者の歩
幅の二つから移動距離を推定し、前記の時点での携帯者
の位置から前記の推定された移動距離で到達可能な位置
で撮影された蓄積画像を、前記撮影位置と方位が既知で
ある蓄積画像の集合からすべて取り出し、前記携帯者の
身体に装着された画像撮影装置から得られる入力画像と
各蓄積画像との照合を行い、十分に良好な照合結果が存
在するとき、最も良好な照合結果を与える蓄積画像の撮
影地点が携帯者の現在位置であると推定し、携帯者の方
位を前記照合結果によって前記入力画像が当てはまる蓄
積画像上の部位に対応する方位であると推定することを
特徴とする。

【０００８】また、本発明の携帯者の現在位置および方
位推定方法においては、歩行動作検出手段により歩行動
作が検出された時点でのみ、画像撮影手段から得られる
最新の画像との照合を行い、必要な照合処理の回数を節
約することを特徴とする。

【０００９】また、本発明の携帯者の現在位置および方
位推定方法においては、最後に携帯者の位置と方位が取
得された時点から、歩行動作検出手段により歩行動作が
検出された時点までの、画像撮影手段の撮影視点方位の
相対的な回転角度を計測できる相対回転角計測手段を用
いて得られる回転角度を用いて、歩行動作が検出された
時点で画像撮影手段が向いている方位を推定し、前記画
像撮影手段から得られる画像と前記の携帯者が到達可能
な位置で撮影された蓄積画像の集合の各画像と照合する
ときに、照合すべき方位の候補となる範囲を前記の推定
された現在の方位に基づいて削減し、各画像の照合の処
理回数を節約することを特徴とする。

【００１０】本発明による携帯者の現在位置および方位
推定方法においては、携帯者が絶対方位計測手段を腰部
に装着しており、前記絶対方位計測手段が利用可能な場
所に関する情報が記憶手段に蓄積されているとき、前記
携帯者の位置と方位が取得された時点で得られている携
帯者の位置で前記絶対方位計測手段が利用可能であるこ
とが、前記の蓄積されている情報から判定できるとき、
前記絶対方位計測手段によって計測される携帯者の現在
の絶対方位を用いて、歩行動作検出手段が歩行動作を検
出するとき、携帯者が移動可能な範囲を前記の計測され
た絶対方位に基づいて限定し、照合すべき前記蓄積画像
の集合を削減し、各画像の照合の処理回数を節約するこ
とを特徴とする。

【００１１】また、本発明の携帯者の現在位置および方
位推定方法においては、局所的に利用可能な位置計測手
段が携帯者に装着されており、記憶手段に前記位置計測
手段が利用可能な場所が蓄積されているとき、推定され
る携帯者の到達可能範囲内に前記位置計測手段の利用可
能な位置が含まれているとき、携帯者に装着されている
前記位置計測手段を作動させ、前記位置計測手段によっ
て消費される電力と位置推定演算に要する計算コストを
節約することを特徴とする。

【００１２】さらに、本発明による携帯者の現在位置お
よび方位推定方法においては、前記位置計測手段によっ
て現在位置が得られたとき、前記の入力画像と蓄積画像
の集合との照合において、照合すべき蓄積画像の集合を
限定し、前記の照合の対象とする蓄積画像の枚数を削減
し、必要となる照合の回数を節約することを特徴とす
る。

【００１３】このような特徴を有する本発明による携帯
者の現在位置および方位推定方法によると、従来、歩行
動作検出手段を用いず、画像の集合だけで携帯者の位置
と方位を推定する場合、膨大な枚数の画像が必要となる
が、歩行動作検出手段によって携帯者の移動計測するこ
とで、移動経路上では画像の集合を撮影しておく必要が
なく、結果として必要となる画像の集合の枚数を削減す
ることができる。

【００１４】また、移動距離演算手段により推定される
携帯者の移動距離を用いることで、照合すべき画像の集
合を限定することができ、これにより、演算処理のコス
トを削減することができる。また、歩行動作検出手段に
より、歩行動作が検出された時にのみ、携帯者の位置・
方位演算を実行することにより、演算処理のコストを削
減することができる。

【００１５】さらに、歩行絶対方位演算手段によって推
定される携帯者の歩行による移動方向を用いることによ
り、到達可能な位置を限定することができ、そのため、
照合すべき画像の集合を限定することができ、これによ
り、さらに演算処理のコストを削減することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する場合の形
態について、図面を参照して具体的に説明する。本発明
による携帯者の現在位置および方位推定方法を実施する
場合は、図１に示すように、携帯者の頭部方位とおおむ
ね同一の光軸方向になるように携帯者に装着された画像
撮影手段１と、携帯者の歩行動作を検出する歩行動作検
出手段２、画像撮影手段１の相対的な回転角度を計測す
る相対回転角計測手段４、携帯者の腰部に装着された絶
対方位計測手段３、限定された条件の下で携帯者の現在
位置を計測できる位置計測手段１４、演算処理手段１
２、演算処理手段に対して外部から設定情報等を入力す
るための入力手段１１と記憶手段１３から成る携帯可能
な装置を備えるものとする。

【００１７】演算処理手段１２には、３つの処理モジュ
ール（位置・方位演算手段５、移動距離演算手段６、絶
対方位演算手段７としての歩行絶対方位演算手段７Ａお
よび画像絶対方位演算手段７Ｂ）が組み込まれており、
記憶手段１３には、実環境に関して３つの情報のデータ
ベース（画像情報データベース８、地図情報データベー
ス９、付加情報データベース１０）が格納されている。

【００１８】画像情報データベース８には、撮影地点と
方位が既知である画像の集合が格納されており、位置を
検索キーにして所望の位置とその周辺で撮影された画像
の集合が取り出せる。地図情報データベース９には、携
帯者が移動する可能性のある場所の地図が格納されてお
り、地点間の歩行移動に要する移動距離を引き出すこと
ができる。また、地図情報データベース９には、絶対方
位計測手段３が利用可能できる場所の情報が格納されて
いるものとする。また、付加情報データベース１０に
は、画像データベース８に格納された各画像と結び付け
られた付加情報が格納されている。

【００１９】ここの備えられた装置においては、ある時
刻Ｔにおける携帯者の位置と方位が何らかの方法で得ら
れているとき、次のように動作することで、装置の携帯
者の現在位置および方位を推定する。

【００２０】画像撮影手段１から得られた画像は、位置
・方位演算手段５へ入力される。歩行動作検出手段２
は、携帯者の歩行動作を検出したとき、そのイベントは
移動距離演算手段６へ入力され、移動距離演算手段６
は、時刻Ｔを基準として、その歩行動作の回数（すなわ
ち歩数）を数え、入力手段１１等を通して設定されてい
る携帯者に固有の情報（歩幅など）を考慮して歩行動作
による移動距離を推定し、推定された移動距離は、位置
・方位演算手段５へ入力される。

【００２１】絶対方位計測手段３が計測した携帯者によ
る歩行動作の方位は、歩行絶対方位演算手段７Ａへ入力
される。歩行絶対方位演算手段７Ａでは、時刻Ｔにおけ
る携帯者の位置と地図情報データベース９のデータに基
づいて、絶対方位計測手段３が利用可能であるとき、計
測された絶対方位が、位置・方位演算手段５へ入力され
る。絶対方位計測手段３が利用可能でないときには、デ
ータ無しという情報が位置・方位演算手段５へ入力され
る。

【００２２】画像撮影手段１の相対回転角度を計測する
相対回転角計測手段４が計測した相対回転角度は、画像
絶対方位演算手段７Ｂへ入力される。画像絶対方位演算
手段７Ｂは、入力された相対回転角度の時系列データと
時刻Ｔにおける携帯者の方位に基づいて、現在時刻にお
ける画像撮影手段１の絶対方位を推定する。推定された
絶対方位は、位置・方位演算手段５へ入力される。

【００２３】位置・方位演算手段５では、時刻Ｔにおけ
る携帯者の位置と方位が把持されており、画像撮影手段
１から入力された最新の画像と、移動距離演算手段６か
ら入力された時刻Ｔを基準とした移動距離、歩行絶対方
位演算手段７Ａから入力された最新の絶対方位（時刻Ｔ
における携帯者の位置によってはデータが無しの場合も
ある）、画像絶対方位演算手段７Ｂから入力された画像
撮影手段１の最新の絶対方位が得られている。これらを
用いて、以下のようにして、携帯者の最新の位置と方位
を推定する。

【００２４】時刻Ｔにおける携帯者の位置と、移動距離
演算手段６から得られた移動距離から、画像情報データ
ベース８と地図情報データベース９のデータを参照する
ことにより、携帯者が到達可能な地点で撮影された画像
の集合を取り出す。画像撮影手段１から入力された画像
と取り出された画像の集合との照合処理（画像間の位置
合わせ）を行うが、この際に、画像絶対方位演算手段７
Ｂから入力された画像撮影手段１の絶対方位に基づい
て、照合すべき範囲を限定する。得られた画像間の照合
結果が十分に良好な結果が得られた場合には、取り出さ
れた画像の集合から最も良好な画像間の照合結果を与え
る画像の撮影地点と、照合結果が示す方位を、携帯者の
現在位置と方位であると推定し、時刻Ｔを画像撮影手段
１から得られた画像が撮影された時刻で更新する。

【００２５】さらに、具体的に、本発明による携帯者の
現在位置および方位推定方法を実施する場合についての
一形態について、使用する装置の構成、およびその動作
について、図２と図３、図４に基づいて詳細に説明す
る。

【００２６】図２は、図１と同様な構成について、実際
に実装するシステム構成として示している。また、図２
を参照すると、歩行動作検出手段２としての加速度セン
サー１０２から得られた加速度データは、歩行動作検出
・計数プログラム１０６Ａへ入力され、そこで、事前に
入力装置１１１を介して設定されている携帯者固有の情
報を考慮して、歩行動作（携帯者の一歩分）が検出さ
れ、その回数（すなわち歩数）が計数される。

【００２７】このような過程で得られた歩数データは、
移動距離推定プログラム１０６Ｂへ入力され、そこで、
事前に入力装置１１１を介して設定されている携帯者固
有の情報（歩幅等）を考慮して、移動距離が推定され
る。推定された移動距離は、画像間照合プログラム１０
５Ａへ入力される。歩行動作が検出されるごとに、推定
された移動距離は画像間照合プログラム１０５Ａへ入力
される。

【００２８】相対回転角センサー１０４から得られた相
対回転角データは、絶対方位推定プログラム１０７Ａへ
入力され、前回推定された絶対方位を考慮して、最新の
絶対方位が累積的に推定される。前回推定された絶対方
位が存在しないとき、位置・方位決定プログラム１０５
Ｂから絶対方位が得られるまで待機する。前記累積的に
推定された絶対方位は画像間照合プログラム１０５Ａへ
入力される。

【００２９】絶対方位計測手段３としての磁気方位セン
サー１０３から得られる携帯者の絶対方位データは、歩
行絶対方位推定プログラム１０７Ｂへ入力される。歩行
絶対方位推定プログラム１０７Ｂにおいては、位置・方
位決定プログラム１０５Ｂから入力された最新の位置が
存在するとき、位置・方位情報データベース１０９に蓄
積されている情報に基づいて、入力された最新の位置情
報を用いて、磁気方位センサー１０３から得られる絶対
方位データが信頼できるか否かを判別する。最新の位置
が存在しないときには、位置・方位決定プログラム１０
５Ｂから絶対位置が入力されるまで待機する。磁気方位
センサー１０３から得られる絶対方位データが信頼でき
る場合、この絶対方位が画像間照合プログラム１０５Ａ
へ入力される。信頼されない場合、絶対方位推定プログ
ラム１０７Ａから絶対方位が入力されているとき、この
絶対方位が画像間照合プログラム１０５Ａへ入力され
る。なお、絶対方位が入力されていないとき、絶対方位
出力選択プログラムは待機する。

【００３０】図２に示した画像間照合プログラム１０５
Ａによる処理は、図３に示す実行ステップの流れとして
実現され得る。実行ステップＳ２００では、位置・方位
決定プログラム１０５Ｂまたは入力装置１１１から現在
位置・方位が入力されていないとき、入力されるまで待
機する（Ｓ２０７）。現在位置・方位が入力されたとき
実行ステップＳ２０１へ進む。実行ステップＳ２０１に
おいて、移動距離推定プログラム１０６Ｂから移動距離
が入力されていないとき、入力されるまで待機する（Ｓ
２０８）。

【００３１】移動距離が入力されたとき、実行ステップ
Ｓ２０２へ進む。実行ステップＳ２０２において、現在
位置と前記入力された移動距離に基づいて携帯者が到達
可能な範囲を推定し、この範囲内で撮影されているパノ
ラマ画像をパノラマ画像群データベース１０８から取り
出して、パノラマ画像の集合として把持し、実行ステッ
プＳ２０３へ進む。実行ステップＳ２０３においては、
カメラ１０１から画像が入力されていないとき、入力さ
れるまで待機する（Ｓ２０９）。

【００３２】画像が入力されたとき、実行ステップＳ２
０４へ進む。実行ステップＳ２０４において、絶対方位
出力選択プログラム１０７Ｂから絶対方位が入力されて
いないとき、現在の絶対方位は変化していないとみな
し、実行ステップＳ２０５へ進む。絶対方位出力選択プ
ログラム１０７Ｂから絶対方位が入力されているとき、
現在の絶対方位を入力された絶対方位に変化したとみな
して、実行ステップＳ２０５へ進む。実行ステップ２０
５では、現在の絶対方位に基づいて、実行ステップＳ２
０２で取り出されたパノラマ画像の集合のそれぞれのパ
ノラマ画像について、照合する候補となりうる範囲を限
定して、実行ステップＳ２０６へ進む。

【００３３】実行ステップＳ２０６においては、実行ス
テップＳ２０２で取り出されたパノラマ画像の集合を、
実行ステップＳ２０５で制限された範囲において、カメ
ラ１０１から入力された画像とそれぞれのパノラマ画像
との画像間の照合を行う。カメラ１０１から画像が画像
間照合プログラム１０５Ａに入力されたとき、位置・方
位決定プログラム１０５Ｂから携帯者の位置情報がすで
に入力されていて、移動距離推定プログラム１０６Ｂか
ら移動距離が入力されているとき、パノラマ画像群デー
タベース１０８に登録されている画像の集合と照合され
る。前記で移動距離推定プログラム１０６Ｂから移動距
離が入力されていないとき、待機する。位置・方位決定
プログラム１０５Ｂから携帯者の位置情報が一度も入力
されていないとき、移動距離推定プログラム１０６Ｂか
らの入力を待たずに、前記パノラマ画像群データベース
１０８に登録されている画像の集合と照合される。

【００３４】この過程において、前記した移動距離推定
プログラム１０６Ｂから入力される移動距離を用いて、
位置・方位決定プログラム１０５Ｂにおいて最後に推定
された現在位置から移動可能な範囲に存在するパノラマ
画像群を、パノラマ画像群データベース１０８と位置・
方位情報データベース１０９に蓄積されている情報に基
づいて選び出し、前記選び出されたパノラマ画像の集合
を画像間照合の対象とする。前記絶対方位出力選択プロ
グラム１０７Ｂから携帯者の絶対方位が入力されている
とき、この絶対方位から、パノラマ画像群データベース
１０８と位置・方位情報データベー−ス１０９に蓄積さ
れている情報に基づいて、画像間照合プログラム１０５
Ａにおいて照合すべきパノラマ画像の範囲を限定する。
選び出されたパノラマ画像の集合と限定された照合すべ
き範囲に基づいて、画像間の照合を実行し、それぞれの
照合結果と前記カメラ１０１から入力された画像が位置
・方位決定プログラム１０５Ｂへ入力される。

【００３５】位置・方位決定プログラム１０５Ｂにおい
ては、図４に示すように、処理を進めて、入力された前
記カメラ１０１から入力された画像と各パノラマ画像と
の照合結果に基づいて、位置・方位情報データベース１
０９に蓄積された情報も鑑みて、最も良好な照合結果が
十分に信頼できるとき、この結果に対応する携帯者の位
置と方位を次のように決定する。最も良好な照合結果を
与えるパノラマ画像の撮影地点が携帯者の現在位置であ
ると推定する。最も良好な照合結果に基づいて、前記カ
メラ１０１から入力された画像の中心位置が現在位置で
あり、対応するパノラマ画像上の位置があらわす方位が
携帯者の方位である。決定された位置と方位は、画像照
合プログラム１０５Ａと絶対方位出力選択プログラム１
０７Ｂ、出力画像・音声生成プログラム１９９へ入力さ
れる。

【００３６】決定された位置と方位、前記最も良好な結
果を与えるパノラマ画像と、このパノラマ画像に結び付
けられた情報が提示情報データベース１１０に蓄積され
ているとき、提示情報が前記カメラ１０１から入力され
た画像上に提示されるべき位置が、前記最も良好な照合
結果に基づいて計算され、提示情報とその位置、前記カ
メラ１０１から得られた画像が出力画像・音声生成プロ
グラム１９９へ入力される。

【００３７】出力画像・音声生成プログラム１９９にお
いては、図５において概略的に示すように、また、図１
２において概略的に示すように、位置・方位決定プログ
ラム１０５Ｂから入力された提示情報とその位置に基づ
いて、カメラ１０１から入力された画像上に重ね合わせ
られ、生成された画像がディスプレー１９７へ入力され
る。位置・方位決定プログラム１０５Ｂから入力された
提示情報に、音声で表現すべき音声情報が含まれている
とき、その音声情報がイヤホン１９８へ入力される。

【００３８】実施例１において、パノラマ画像群の撮影
位置・方位の情報は、図６に示すような形式で位置・方
位情報データベース１０９に格納されている。図６の下
部に示すように、認識番号（画像ＩＤ）が各パノラマ画
像に振られており、それに基づいて、撮影位置と方位が
取り出せる。各パノラマ画像の撮影地点から歩行によっ
て移動可能な移動可能先となるパノラマ画像の画像ＩＤ
とその移動方位、歩行に要する距離が各パノラマ画像の
画像ＩＤごとに格納されている。例えば、図６に示す例
によると、パノラマ画像Ｐ１の撮影位置から移動可能な
移動先の移動可能先ＩＤは、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の３つで
あり、それぞれの移動方向と歩行による移動に要する距
離は１８０度、２．０ｍ、２９５度、３．０ｍ、９０
度、５．０ｍである。

【００３９】移動距離推定プログラム１０６Ｂから入力
された移動距離と現在位置に基づいて、図７に示すよう
に、到達可能範囲における照合すべきパノラマ画像群を
限定する。図６に示した位置・方位情報データベース１
０９に格納された情報より、現在位置と移動距離から、
到達可能なパノラマ画像を絞り込む。今、移動距離推定
プログラム１０６Ｂから入力された移動距離が１．８ｍ
〜３．６ｍであるときには、この距離で到達可能なパノ
ラマ画像はＰ２とＰ３だけであるので、照合すべき画像
を２つに限定することができる。

【００４０】本発明の第２の実施例として、局所的に位
置を計測可能装置が利用可能であるときの動作につい
て、図８を参照して説明する。

【００４１】図２のシステム構成においてデジタル信号
送受信機４００が更に追加された図８に示すシステム構
成において、デジタル信号送受信機４００は、到達距離
の短い微弱な電波信号を発信して、この信号に対して応
答する信号を受信することにより、携帯者の位置を限定
する装置である。

【００４２】デジタル信号送受信機４００は、応答する
信号を感知するとき、その信号から推定される位置範囲
が画像間照合プログラム４０２へ入力される。

【００４３】この場合において、画像間照合プログラム
４０２の処理の流れは、図９に示すように、実行ステッ
プＳ２０２において、現在位置から移動距離で到達可能
な範囲に、デジタル信号送受信機４００に応答し得る基
地局が存在することが位置・方位情報データベース１０
９から分かるとき、信号を送信する実行ステップＳ９０
１が並行して実行される。そして、Ｓ２０４、Ｓ２１０
までは、前述の場合と同様にして、画像間照合プログラ
ム１０５Ａと同様に処理を行い、以下、実行ステップ９
００において、デジタル信号送受信機４００が応答信号
を受信した結果として、推定された現在位置が入力され
たとき、位置・方位情報データベース１０９を参照し
て、デジタル信号送受信機４００から入力された現在位
置とその一定範囲内に含まれていないパノラマ画像を実
行ステップＳ２０２で取得されていたパノラマ画像の集
合から削除する（Ｓ９０２）。以下、同様に画像間照合
プログラム１０５Ａとまったく同様に動作する。

【００４４】本発明の第３の実施例として、図２に示し
た第２の実施例の機能ブロック図において、コンピュー
タ１１２と記憶装置１１３をネットワーク接続された携
帯者が携帯しない装置へと分離した装置の構成が考えら
れる。図１０にその構成図を示す。画像間照合プログラ
ム１０５Ａと位置・方位決定プログラム１０５Ｂ、歩行
動作検出・計数プログラム１０６Ａ、移動距離推定プロ
グラム１０６Ｂ、カメラ絶対方位推定プログラム１０７
Ａ、歩行絶対方位推定プログラム１０７Ｂ、出力画像・
音声生成プログラム１９９をコンピュータ１１２Ａとコ
ンピュータ１１２Ｂに分離して配置することで、携帯者
が携帯すべきコンピュータ１１２Ａに要求される性能を
下げることが可能となり、結果としてより軽量なコンピ
ュータですませることができる。なお、携帯者が装置を
装着している様子を、図１１に示している。

【００４５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明による携
帯者の現在位置および方位推定方法によると、従来、歩
行動作検出手段を用いず、画像の集合だけで携帯者の位
置と方位を推定する場合、膨大な枚数の画像が必要とな
る。これに対して、歩行動作検出手段によって携帯者の
移動計測することで、移動経路上では画像の集合を撮影
しておく必要がなく、結果として必要となる画像の集合
の枚数を削減することができる。また、移動距離演算手
段によって推定される携帯者の移動距離を用いること
で、照合すべき画像の集合を限定することができるの
で、演算処理コストを削減することができる。

【００４６】更には、歩行動作検出手段によって歩行動
作が検出された時にのみ、携帯者の位置・方位演算を実
行することによって、演算処理コストを削減することが
できる。歩行絶対方位演算手段によって推定される携帯
者の歩行による移動方向を用いることによって、到達可
能な位置を限定することができるので、照合すべき画像
の集合を限定することができ、演算処理コストを削減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による携帯者の位置・方位計測装置を示
す機能ブロック図である。

【図２】第１の実施例による携帯者の位置・方位計測装
置とその応用例を示す機能ブロック図である。

【図３】画像間照合プログラム１０５Ａの流れ図であ
る。

【図４】位置・方位決定プログラム１０５Ｂの流れ図で
ある。

【図５】携帯者の位置と方位の推定方法を説明する第１
の模式図である。

【図６】パノラマ画像群データベース１０８と撮影位置
・方位データベース１０９に格納されている情報の一例
を説明する図である。

【図７】画像間照合プログラム１０５Ａが移動距離推定
プログラム１０６Ｂからの入力に基づいて照合すべきパ
ノラマ画像群を限定している模式図である。

【図８】第２の実施例による携帯者の位置・方位計測装
置とその応用例を示す機能ブロック図である。

【図９】図８における画像間照合プログラム４０２の流
れ図である。

【図１０】第３の実施例による携帯者の位置・方位計測
装置の機能ブロック図である。

【図１１】携帯者が装置を装着している様子を示す模式
図である。

【図１２】携帯者の位置と方位の推定方法を説明する第
２の模式図である。

【符号の説明】

１…画像撮像手段、 ２…歩行動作検出手段、 ３…絶対方位計測手段、 ４…相対回転角計測手段、 ５…位置・方位演算手段、 ６…移動距離演算手段、 ７Ａ…歩行絶対方位演算手段、 ７Ｂ…画像絶対方位演算手段、 ８…画像情報データベース ９…地図情報データベース、 １０…付加情報データベース １１…入力手段、 １２…演算処理手段、 １３…記憶手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C032 HC11 HC23 HC31 HD07 2F029 AA07 AB01 AB07 AB12 AC02 AC08 AC09 AC16 AD00 5H180 AA21 BB04 CC04 CC12 FF04 FF05 FF07 FF22 FF33 FF37

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像撮影手段が携帯者の身体に装着され、
   記憶手段に実環境を撮影した画像の集合が蓄積されてい
   て、各蓄積画像の撮影位置が既知であり、各蓄積画像の
   すべての画素に対応する方位が既知であり、携帯者のあ
   る時点での位置と方位が何らかの方法によって得られて
   いるとき、 歩行動作検出手段によって計測された前記の時点からの
   携帯者の歩数と事前に設定された携帯者の歩幅の二つか
   ら移動距離を推定し、 前記の時点での携帯者の位置から前記の推定された移動
   距離で到達可能な位置で撮影された蓄積画像を、前記撮
   影位置と方位が既知である蓄積画像の集合からすべて取
   り出し、 前記携帯者の身体に装着された画像撮影装置から得られ
   る入力画像と各蓄積画像との照合を行い、十分に良好な
   照合結果が存在するとき、最も良好な照合結果を与える
   蓄積画像の撮影地点が携帯者の現在位置であると推定
   し、 携帯者の方位を前記照合結果によって前記入力画像が当
   てはまる蓄積画像上の部位に対応する方位であると推定
   することを特徴とする携帯者の現在位置および方位推定
   方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の携帯者の現在位置および方
   位推定方法において、 歩行動作検出手段により歩行動作が検出された時点での
   み、画像撮影手段から得られる最新の画像との照合を行
   い、必要な照合処理の回数を節約することを特徴とする
   携帯者の現在位置および方位推定方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の携帯者の現在位置および方
   位推定方法において、 最後に携帯者の位置と方位が取得された時点から、歩行
   動作検出手段により歩行動作が検出された時点までの、
   画像撮影手段の撮影視点方位の相対的な回転角度を計測
   できる相対回転角計測手段を用いて得られる回転角度を
   用いて、歩行動作が検出された時点で画像撮影手段が向
   いている方位を推定し、 前記画像撮影手段から得られる画像と前記の携帯者が到
   達可能な位置で撮影された蓄積画像の集合の各画像と照
   合するときに、照合すべき方位の候補となる範囲を前記
   の推定された現在の方位に基づいて削減し、各画像の照
   合の処理回数を節約することを特徴とする携帯者の現在
   位置および方位推定方法。
4. 【請求項４】請求項１記載の携帯者の現在位置および方
   位推定方法において、 携帯者が絶対方位計測手段を腰部に装着しており、前記
   絶対方位計測手段が利用可能な場所に関する情報が記憶
   手段に蓄積されているとき、前記携帯者の位置と方位が
   取得された時点で得られている携帯者の位置で前記絶対
   方位計測手段が利用可能であることが、前記の蓄積され
   ている情報から判定できるとき、前記絶対方位計測手段
   によって計測される携帯者の現在の絶対方位を用いて、
   歩行動作検出手段が歩行動作を検出するとき、携帯者が
   移動可能な範囲を前記の計測された絶対方位に基づいて
   限定し、照合すべき前記蓄積画像の集合を削減し、各画
   像の照合の処理回数を節約することを特徴とする携帯者
   の現在位置および方位推定方法。
5. 【請求項５】請求項１記載の携帯者の現在位置および方
   位推定方法において、 局所的に利用可能な位置計測手段が携帯者に装着されて
   おり、記憶手段に前記位置計測手段が利用可能な場所が
   蓄積されているとき、推定される携帯者の到達可能範囲
   内に前記位置計測手段の利用可能な位置が含まれている
   とき、携帯者に装着されている前記位置計測手段を作動
   させ、前記位置計測手段によって消費される電力と位置
   推定演算に要する計算コストを節約することを特徴とす
   る携帯者の現在位置および方位推定方法。
6. 【請求項６】請求項５記載の携帯者の現在位置および方
   位推定方法において、前記位置計測手段によって現在位
   置が得られたとき、前記の入力画像と蓄積画像の集合と
   の照合において、照合すべき蓄積画像の集合を限定し、
   前記の照合の対象とする蓄積画像の枚数を削減し、必要
   となる照合の回数を節約することを特徴とする携帯者の
   現在位置および方位推定方法。