JP2004349766A - Information processing apparatus ad method, recording medium, and program - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance communication accuracy in data communication utilizing an optical beacon and an ID recognition camera. <P>SOLUTION: A light receiving section 141 receives an optical signal emitted from a transmitter for emitting light in a prescribed blinking pattern on the basis of Manchester-encoded data. A storage section 161 stores the optical signal received by the light receiving section 141 in a frequency being N times the prescribed blinking pattern and in the units of frames. A comparison section 162 calculates the information of the amount of received light for a plurality of frames by each of N frames among the information denoting the amount of received light between the frames stored in the storage section 161 in a prescribed form, and compares the arithmetic result with a prescribed threshold. An ID decode processing section 144 decodes the data subjected to Manchester encoding on the basis of the result of the comparison. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【００５０】
尚、式（１）におけるｆ（ｎ）は、第ｎフレームにおける所定の画素位置の画素値を示しており、式（１）の第１項は、第ｎフレームから第（ｎ−Ｍ−１）フレームの画素値のサメーションを示しており、第２項は、第（ｎ−Ｍ）フレームから第（ｎ−２Ｍ−１）フレームの画素値のサメーションを示している。すなわち、正フレーム間差分計算部１８１は、式（１）を演算することにより、時系列的に、今のフレームに近い新しい画素値の和から、今のフレームに遠い古い画素値の和を引いた値を正フレーム間差分ＹＰ（Ｍ，ｎ）として求める。
【００５１】
また、同様にして、負フレーム間差分計算部１８３は正の２Ｍフレーム間差分を以下の式（２）で示されるように計算して、コンパレータ１８４の端子１８４ａに出力する。
【００５２】
【数２】

【００５３】
尚、式（２）の第１項は、第（ｎ−Ｍ）フレームから第（ｎ−２Ｍ−１）フレームの画素値のサメーションを、第２項は、第ｎフレームから第（ｎ−Ｍ−１）フレームの画素値のサメーションをそれぞれ示している。すなわち、負フレーム間差分計算部１８３は、式（２）を演算することにより、時系列的に、今のフレームに遠い古い画素値の和から今のフレームに近い新しい画素値の和を引いた値を負フレーム間差分ＹＭ（Ｍ，ｎ）として求める。
【００５４】
さらに、コンパレータ１８２は、端子１８２ａに入力されてくる正フレーム間差分値ＹＰ（Ｍ，ｎ）と、端子１８２ｂに入力されるリファレンス値Ｒｅｆ（＋）（リファレンス値Ｒｅｆ（＋）は、任意に設定される値である）とを比較し、正フレーム間差分値ＹＰ（Ｍ，ｎ）がリファレンス値Ｒｅｆ（＋）よりも大きい場合、第ｎフレームにおける比較結果としてＣＰ（ｎ）＝１を後段に出力し、逆に、正フレーム間差分値ＹＰ（Ｍ，ｎ）がリファレンス値Ｒｅｆ（＋）よりも小さい場合、第ｎフレームにおける比較結果としてＣＰ（ｎ）＝０を後段に出力する。
【００５５】
同様に、コンパレータ１８４は、端子１８４ａに入力されてくる負フレーム間差分値ＹＭ（Ｍ，ｎ）と、端子１８４ｂに入力されるリファレンス値Ｒｅｆ（−）（リファレンス値Ｒｅｆ（−）は、任意に設定される値）とを比較し、負フレーム間差分値ＹＭ（Ｍ，ｎ）がリファレンス値Ｒｅｆ（−）よりも小さい場合、第ｎフレームにおける比較結果としてＣＭ（ｎ）＝１を後段に出力し、逆に、負フレーム間差分値ＹＭ（Ｍ，ｎ）がリファレンス値Ｒｅｆ（−）よりも大きい場合、第ｎフレームにおける比較結果としてＣＰ（ｎ）＝０を後段に出力する。
【００５６】
演算部１４２は、以上のような演算により信号を、光ビーコン１１の発光により送信されてくる信号を検出する。尚、演算部１４２による信号の検出方法については、詳細を後述する。
【００５７】
次に、図６を参照して、ＩＤデコード処理部１４４の詳細な構成について説明する。ＩＤデコード部２０１のＩＤデコード回路２１１は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのデバイスにより構成されており、イメージセンサ１３１から入力されるセンサ出力信号より各画素のＩＤデータを復元する。このＩＤデコード回路２１１は、処理能力が十分であれば、マイクロプロセッサやＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）によってソフトウェアで構成するようにしても良い。
【００５８】
フラグレジスタ２１２は、ＩＤデータをデコードするために必要なフラグ類を記憶するためのレジスタであり、データレジスタ２１３は、デコード途中またはデコードを完了したＩＤを記憶しておくためのレジスタである。
【００５９】
尚、図６においては、ＩＤデコード部２０１は、１個のみが示されているが、処理速度の要求により、例えば、各画素毎に設けるようにしてもよいし、垂直方向、または、水平方向のライン毎に設けるようにしても良い。
【００６０】
タイミング制御部２０２は、ＩＤデコード処理部１４４の全体の動作に必要なタイミングを制御するタイミング制御信号を出力する。より具体的には、タイミング制御部２０２は、ＩＤデコード回路２１１とセンサ出力信号のタイミングの同期をとり、所望のセンサ出力信号に対して、対応するフレームメモリ２０３のフラグデータをフラグレジスタ２１２に、ＩＤデータをデータレジスタ２１３に、それぞれロードして、ＩＤデコード処理を進めるためのタイミング制御信号を生成し、ＩＤデコード部２０１（のＩＤデコード回路２１１、フラグレジスタ２１２、および、データレジスタ２１３）に供給する。また、このとき、タイミング制御部２０２は、フレームメモリ２０３へのアドレス信号、リードライトなどのタイミング制御信号を生成し供給する。さらに、タイミング制御部２０２は、重心計算部２０４のＩＤレジスタ２２１、および、ＩＤ重心計算回路２２２、並びに、ＩＤ座標格納メモリ２０５のタイミング制御を行うタイミング制御信号を生成して供給する。
【００６１】
ＩＤデコード処理部１４４における、ＩＤデコード部２０１のエラー検出部２１０は、演算部１４２より供給されてきたセンサ出力信号、すなわち、比較部１６２のコンパレータ１８２，１８４より供給された、正フレーム間差分値ＹＰ（Ｍ，ｎ）、および、負フレーム間差分値ＹＭ（Ｍ，ｎ）に基づいて、ＩＤ認識カメラ２１で撮像されて、取得されたＩＤデータのエラーの有無を判定し、判定結果をＩＤデコード回路２１１に供給する。ＩＤでコード回路２１１は、エラー検出部２１０より供給された判定結果に基づいて、エラーが検出されていない場合、入力されたセンサ出力信号をデコードし、エラーが検出された場合、デコードを停止する。
【００６２】
フレームメモリ２０３は、受光素子１５１、または演算部１４２毎に演算されたセンサ出力信号がデコードされたＩＤデータとフラグデータを格納するメモリであり、イメージセンサ１３１が１画素につき１個の演算部１４２をもつ場合には、センサの画像サイズであるＭ画素×Ｎ画素と同じサイズとなり、データ幅はフラグレジスタ２１２とデータレジスタ２１３のビット幅の和で構成される。図６においては、各画素の位置に対応する座標が、Ｉ軸とＪ軸により示されており、それぞれの座標位置にＩＤデータとフラグデータが格納される。
【００６３】
重心計算部２０４は、同一のＩＤデータを持つ撮像画像上の画素の重心位置の座標を求め、ＩＤデータに、光ビーコン１１の検出位置としての位置データ（＝光ビーコン１１の撮像画像上の位置データ）を付して出力する。より詳細には、重心計算部２０４のＩＤレジスタ２２１は、タイミング制御部２０２より入力される所定のＩＤデータがデコード部２０１よりデコードされたことを示すタイミング制御信号によりフレームメモリ２０３に今記憶されたＩＤデータを読出し、ＩＤ重心計算回路２２２に出力する。ＩＤ重心計算回路２２２は、入力されたＩＤデータ毎に、対応する画素の座標位置のＩ座標とＪ座標、並びにデータの個数を順次加算してＩＤ座標格納メモリ２０５に記憶させる。また、ＩＤ重心計算回路２２２は、フレームメモリ２０３に１フレーム分のデータが格納されたとき、ＩＤ座標格納メモリ２０５よりＩＤ毎にＩ座標の和とＪ座標の和を、データの個数で割ることにより重心位置の座標を求めて、ＩＤデータと共に出力する。
【００６４】
次に、図７を参照して、エラー検出部２１０の構成について説明する。
【００６５】
エラー検出部２１０のメモリ２３１は、演算部１４２より供給されたセンサ出力信号を所定のフレーム間隔で、複数のフレームについて各画素毎に記憶する。より詳細には、例えば、後述する光ビーコンの点滅周波数のＮ倍の周波数で画像を撮像する場合、Ｎフレーム間隔で、例えば、ｍフレーム分記憶する場合、時系列的に順次ｍ個ずつセンサ出力信号を記憶し、さらに、新しいセンサ出力信号を記憶するとき、記憶しているｍ個のセンサ出力信号のうち、最も古いものを削除して新しいセンサ出力信号を記憶する。結果として、メモリ２３１は、常にｍ個の最新のセンサ出力信号を記憶する。
【００６６】
比較部２３２は、メモリ２３１に記憶されているｍ個のセンサ出力信号を用いて比較処理を実行して、比較結果を判定部２３３に出力する。
【００６７】
判定部２３３は、比較部２３２より供給された比較結果に基づいて、エラーの有無を判定し、判定結果を出力する。尚、比較部２３２の比較方法、並びに、判定部２３３の判定方法については、詳細を後述する。
【００６８】
次に、図８を参照して、光ビーコン１１の構成について説明する。図７の光ビーコン１１は、図示せぬネットワークを介して他の装置と通信することによりデータを可変とすることが可能である。ここでネットワークとは、有線・無線の通信回線、例えば電話回線、ＩＳＤＮ、ＲＳ−２３２Ｃ、ＲＳ−４２２、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）（１０ｂａｓｅ−Ｔ，１００ｂａｓｅ−Ｔ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）１３９４、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈなどの通信手段により他の装置とデータ通信ができる環境をいう。また、データ送受信部２５１は、この通信手段に対応するデータ通信用ＩＣ及びドライバから構成されており、ネットワークを介して受信した光ビーコン１１の送信データを、マンチェスタ符号化部２５２に出力する。マンチェスタ符号化部２５２は、データ送受信部２５１より供給された送信データをマンチェスタ符号化して点滅制御部２５３に出力する。点滅制御部２５３は、入力されたマンチェスタ符号に変換されている送信データに応じた点滅パターンを発生し、発光部２５４を発光させる。
【００６９】
ここで、マンチェスタ符号化について説明する。マンチェスタ符号化とは、図９で示されるように、デジタル信号化された送信データについて、０の信号を１０に、１の信号を０１にそれぞれ表現する符号化方法である。ここで、１は発光部２５４をオンにすることを示し、０は発光部２５４をオフにすることを示す。
【００７０】
マンチェスタ符号化された送信データには、「スタートコード」が変換されたデータの前に付されており、送信データの開始位置を確認することができるようになっている。スタートコードは、図１０で示されるように、例えば、「００００１」といったものである。尚、図１０においては、図中左側がＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ）であり、右側がＭＳＢ（Ｍｏｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ）を示している。
【００７１】
例えば、「１００１００１０」という８ビットの送信データをマンチェスタ符号化する場合、すなわち、送信データとして７３を送信したい場合、送信データは、２進数の１／０がそれぞれＯＮ／ＯＦＦを表しているとき、発光部２５４は、「ＯＦＦ−ＯＮ→ＯＮ−ＯＦＦ→ＯＮ−ＯＦＦ→ＯＦＦ−ＯＮ→ＯＮ−ＯＦＦ→ＯＮ−ＯＦＦ→ＯＦＦ−ＯＮ→ＯＮ−ＯＦＦ」となるように点滅制御部２５３により制御されることになる。
【００７２】
このようにマンチェスタ符号化することにより、１、または、０をとる信号は３個以上連続することが無く、各送信区間は必ず点滅することになり、長く発光部２５４がＯＦＦの状態となったままになったり、発光部２５４がＯＮの状態となったままになるようなことが防止され、環境光との判別も比較的容易となるので、安定した通信が可能となる。
【００７３】
さらに、送信データは、ネットワークを介して供給されるものに限らず、例えば、図１１で示されるように、データ送受信部２５１に代えて送信データ保存用メモリ２９１を設けて、予め送信するコマンドを記憶させるようにしてもよい。
【００７４】
次に、ＩＤ認識カメラ２１の動作について説明する。
【００７５】
受光部１４１の受光素子１５１は、光を光電変換し、変換した電気信号を増幅部１５２に出力する。増幅部１５２は、電気信号を増幅して演算部１４２、および、画像処理部１４３に出力する。演算部１４２の記憶部１６１は、受光部１４１より入力された電気信号を順次記憶して、２Ｍフレーム分の電気信号を記憶し、いっぱいになると、最も古いフレームの電気信号を消去して、最新のフレームの電気信号を記憶する処理を繰り返して、常に最新の２Ｍフレーム分の電気信号を記憶しており、その２Ｍフレーム分の電気信号を比較部１６２に出力する。
【００７６】
比較部１６２は、記憶部１６１に記憶されている時間的に連続する２Ｍフレーム分の電気信号を輝度信号として上述した式（１），式（２）のような演算処理を実行し、出力部１６３は、演算結果をセンサ出力信号としてＩＤデコード処理部１４４に出力する。尚、比較部１６２の動作については、詳細を後述する。
【００７７】
画像処理部１４３は、受光部１４１より供給された画像信号を処理可能な形式に変換し、画像データとして出力する。
【００７８】
次に、ＩＤデコード処理部１４４の動作について説明する。
【００７９】
ＩＤデコード処理部２０１のエラー検出部２１０は、演算部１４２より供給されたセンサ出力信号のエラーの有無を判定し、判定結果をＩＤデコード回路２１１に出力する。
【００８０】
ＩＤデコード回路２１１は、エラー検出部２１０からのエラー判定結果に基づいて、例えば、エラーが検出された場合、以降の処理を実行せず、次のエラー判定結果を待つ。そして、ＩＤデコード回路２１１は、エラーがないというエラー判定結果が送られた場合、タイミング制御部２０２からのセンサ出力信号のタイミングの同期を図るためのタイミング制御信号に基づいて、イメージセンサ１３１から入力されるセンサ出力信号より各画素のＩＤデータを復元する。この際、ＩＤデコード回路２１１は、タイミング制御信号に応じて、フラグレジスタ２１２を制御して、フレームメモリ２０３にロードされたフラグデータを用いて、センサ出力信号からＩＤデータをデコードし、デコード途中またはデコードを完了したＩＤをデータレジスタ２１３に記憶させる。尚、エラー判定処理については、詳細を後述する。
【００８１】
さらに、フレームメモリ２０３は、これらのデコード処理がなされたフラグデータとＩＤデータを対応する座標位置に格納する。
【００８２】
重心計算部２０４のＩＤレジスタ２２１は、タイミング制御部２０２より入力される所定のＩＤデータがデコード部２０１よりデコードされたことを示すタイミング制御信号により、フレームメモリ２０３に今記憶されたＩＤデータの情報をＩＤ重心計算回路２２２に読み出させる。
【００８３】
ＩＤ重心計算回路２２２は、読み出したＩＤデータに対応する画素の座標位置のＩ座標とＪ座標を順次加算して、これに画素の個数の情報を付してＩＤ座標格納メモリ２０５に記憶させ、この処理を繰り返す。
【００８４】
そして、フレームメモリ２０３に１フレーム分のデータが格納されたとき、ＩＤ重心計算回路２２２は、ＩＤ座標格納メモリ２０５よりＩＤ毎にＩ座標の和とＪ座標の和を、データの個数で割ることにより重心位置の座標を位置データとして求めて、対応するＩＤデータと共に出力する。
【００８５】
以上の動作により、例えば、図１２で示すように、２個の光ビーコン１１−１，１１−２が、点滅しながら発光してデータを送信する場合、ＩＤ認識カメラ２１には、図１２上部に示すような現実空間上の光ビーコン１１−１，１１−２の物理的な位置に応じた、撮像画像上の位置の画素で光の信号を受光する。例えば、光ビーコン１１−１から発せられた光が座標位置（１０，１０）の受光素子１５１で受光されるものとし、光ビーコン１１−２から発せられた光が座標位置（９０，９０）の受光素子１５１で受光されるものとする。このとき、各受光部１４１の座標位置（１０，１０）と（９０，９０）の受光素子１５１では、それぞれが光ビーコン１１−１と１１−２の点滅パターンにより受光強度（明るさ）の時間的変化として信号を受信することができる。今の場合、座標（１０，１０）の位置データに対応する画素は、ＩＤデータとして「３２１」が、座標（９０，９０）の位置データに対応する画素は、ＩＤデータとして１０５がデコード結果として求められている。
【００８６】
結果として、この受光強度の変化を上述の式（１）などにより２値化することにより１／０のビット列からなるＩＤデータを取得する事ができる。
【００８７】
次に、演算部１４２によるフレーム間差分を用いた信号検出方法について説明する。
【００８８】
光ビーコン１１が発光することにより送信されてくる信号を検出する最も単純な方法は、受光量をある決められた閾値と比較することで２値化して、受光量を１，０のデジタル信号に変換する方法である。この方法は、最もシンプルで実装も容易であるが、周囲の明るさが変化すると、固定された閾値と比較して２値化する方法では、安定したデータ伝送は望めない。
【００８９】
そこで、本発明では、光の変化を検出するのに、受光量を所定のレートで、かつ、フレーム単位で記憶部１６１が記憶して（サンプリングして）、時間方向に連続する複数のフレーム間の受光量の比較を行うことで、信号を安定して検出できるようにしている。
【００９０】
例えば、時間が経過するにしたがって増加するフレーム番号をｎ、サンプリングされる各フレーム間の各画素毎の受光量をｆ（ｎ）とすると、１画素の光の変化量は、Ｙ＝ｆ（ｎ）−ｆ（ｎ−１）で表され、Ｙ＞０のときに光が暗→明に、Ｙ＜０のときに光が明→暗になったことを検出したことになる。
【００９１】
上述したＹ＝ｆ（ｎ）−ｆ（ｎ−１）を２フレーム間差分と定義して、さらに拡張して２Ｍフレーム間差分を定義する。ここでＭは正の整数である。具体的には、Ｍ＝１の場合、Ｙ＝ｆ（ｎ）−ｆ（ｎ−１）、Ｍ＝２の場合、Ｙ＝ｆ（ｎ）＋ｆ（ｎ−１）−ｆ（ｎ−２）−ｆ（ｎ−３）、Ｍ＝３の場合、Ｙ＝ｆ（ｎ）＋ｆ（ｎ−１）＋ｆ（ｎ−２）−ｆ（ｎ−３）−ｆ（ｎ−４）−ｆ（ｎ−５）となる。すなわち、ｎフレーム目の２Ｍフレーム間差分は、上述した式（１）で定義されるＹＰ（Ｍ，ｎ）、および、式（２）で定義されるＹＭ（Ｍ，ｎ）により求められる。
【００９２】
上述の式（１），式（２）を用いてフレーム間差分を求める場合、Ｍが大きいほど、光の検出感度（式（１），式（２）の演算結果の変化の鋭さ）は高くなる。しかしながら、その一方、Ｍが大きくなると受光側で、単位時間あたりで記憶するフレーム数、すなわち、サンプリング周波数を固定とすると、光の点滅周波数を落とさなければ、設定されたフレーム数だけ記憶することができず、結果として、データの転送効率が悪くなる。
【００９３】
すなわち、図１３で示されるように、横軸を時間軸、サンプリング時間（フレーム間の間隔）をΔｔとして、光ビーコン１１の点滅が実線の波形のようにＯＦＦの状態からＯＮ、その後にＯＦＦとなる場合、受光部１４１が各サンプリング時間に受光する受光量を縦軸に表すと、図１３の１点鎖線で示されるような波形となる。ここで、受光量が変化するサンプリング区間（時刻ｔ３乃至ｔ４および時刻ｔ８乃至ｔ９）では、光ビーコン１１がＯＮにされるときの受光量に比べて受光量が小さいものの、ＯＦＦの状態よりも大きくなる。
【００９４】
光ビーコン１１がＯＮにされると、受光部１４１の受光量が図１３の実線で示されるように、サンプリング区間が時刻ｔ４乃至ｔ８のとき、受光量は光ビーコン１１がＯＮとなる（発光している）ときの受光量に変化し、サンプリング区間が時刻ｔ９乃至ｔ１０のとき、受光量は光ビーコン１１がＯＦＦとなる（発光していない）ときの受光量に変化する。
【００９５】
したがって、正の２フレーム間差分であるＹＰ（１，ｎ）（＝（ｆ（ｎ）−ｆ（ｎ−１））で光の変化を検出した場合、２フレーム間差分（正フレーム間差分ＹＰ（１，ｎ））は、図１３の２点差線で示すように変化し、正の２フレーム間差分ＹＰ（１，ｎ）は、光ビーコン１１がＯＮの状態のときの１サンプリング区間の受光量に対して、必ず小さい値をとることになる。すなわち、時刻ｔ３乃至ｔ５、および、時刻ｔ８乃至ｔ１０において、正の２フレーム間差分ＹＰ（１，ｎ）は、光ビーコン１１がＯＮの状態のときの１サンプリング区間の受光量に対して、必ず小さい値となっている。
【００９６】
これに対して、正の４フレーム間差分ＹＰ（２，ｎ）（＝ｆ（ｎ）＋ｆ（ｎ−１）−ｆ（ｎ−２）−ｆ（ｎ−３））で光の変化を検出した場合、図１３の３点差線で示すように、時刻ｔ５乃至ｔ６および時刻ｔ９乃至ｔ１０のとき、光の変化が検出され、正の４フレーム間差分ＹＰ（２，ｎ）は、最大レベルに達して、光ビーコン１１がＯＮの場合の受光量の絶対値よりも大きな値をとることになる。したがって、正の４フレーム間差分ＹＰ（２，ｎ） （＝ｆ（ｎ）＋ｆ（ｎ−１）−ｆ（ｎ−２）−ｆ（ｎ−３））は、正の２フレーム間差分ＹＰ（１，ｎ）（＝ｆ（ｎ）＋ｆ（ｎ−１））にと比較して、より感度の高い信号を検出することができる。
【００９７】
もちろん、さらに多くのフレームを用いたフレーム間差分の演算を用いるようにしてもよい（例えば６フレーム間差分など）。しかしながら、差分をとるフレーム数を増やすほど、点滅周波数を遅くする必要が生じる。
【００９８】
また、安定して光の変化を検出するためには、受光部１４１のフレームレートは光ビーコン１１の点滅周波数のＮ倍以上の関係になければならない。ここでＮは、光の変化の検出方法によって決まる値である。２フレーム間差分では、Ｎ＞２であり、４フレーム間差分ではＮ＞３である。すなわち、２Ｍフレーム間差分（ここでＭは正の整数）の場合、Ｎ＞Ｍ＋１となる。ここでＮは小さい値の方が、同じフレームレートでもデータ転送レートを大きくすることができるので、Ｎ＝Ｍ＋１とすることにより最適化されることになる。尚、以降においても、実線、１点鎖線、２点鎖線、および、３点鎖線は、それぞれ発光状態、受光量、２フレーム間差分、４フレーム間差分を示すものとする。
【００９９】
ここで、Ｍ＝１、すなわち、２フレーム間差分の場合にＮ＝２以上でなければならないのは、原信号の周波数の２倍以上の周波数でサンプリングしないと、サンプリング定理からも明らかなように、サンプリング結果から原信号を復元することはできないからである。
【０１００】
例えば、図１４において実線で示されるように、光ビーコン１１のＯＮ、または、ＯＦＦが変化する場合、図１４中の時刻ｔ２乃至ｔ６の区間においては、Ｎ＝１の関係でサンプリングした場合、時刻ｔ６乃至ｔ１３の区間においては、Ｎ＝２の関係でサンプリングした場合のそれぞれの受光量と正の２フレーム間差分を示している。図１４の２点鎖線で示されている変化から分かるように（特に、時刻ｔ３乃至ｔ６（図中の範囲Ａで示される部分）において）、Ｎ＝１の区間では正の２フレーム間差分ＹＰ（１，ｎ）（＝ｆ（ｎ）−ｆ（ｎ−１））は、受光量（図１４中の１点鎖線で示されている変化）と比べて小さくなってしまい（点滅パターンとサンプリング周波数の位相によっては光の変化があってもＹＰ（１，ｎ）が０になる）、安定した検出が困難となっているのがわかる。しかしながら、Ｎ＝２の区間（図中の範囲Ｂで示される部分）では、Ｎフレーム毎（Ｎ＝２）にＹＰ（１，ｎ）の値が、受光量に比べて大きな値を取り、安定した検出が可能であることがわかる。
【０１０１】
次に、Ｍ＝２すなわち４フレーム間差分の場合、Ｎ＝３が最適であることを説明する。図１５は、Ｍ＝２、Ｎ＝２の場合の４フレーム間差分の値であるときの信号のレベルの変化を示している。受光部のサンプリングレートの２倍の周波数で光源を点滅させているので、正の４フレーム間差分の値が正負で最大になるときでも、演算する４フレームに光ビーコン１１の点滅の立上がりと立下りが含まれてしまうため、受光信号が正負で打ち消してまい、正の４フレーム間差分値は、受光量に比べて大きくならないことが分かる（１サンプリング時間の受光量以下になってしまう）。例えば、時刻ｔ６乃至ｔ７においては、４フレーム間差分（図中の矢印の４フレーム分の範囲）が負の最大値をとる区間の１つであるが、ここで４フレーム間差分は、ＹＰ（２，ｎ）＝ｆ（ｔ６−ｔ７）＋ｆ（ｔ６−ｔ５）−ｆ（ｔ５−ｔ４）−ｆ（ｔ４−ｔ３）となり、ｆ（ｔ４−ｔ３）とｆ（ｔ６−ｔ５）が共に正の値をとるため、打ち消しあい、ＹＰ（２，ｎ）は小さくなってしまう。
【０１０２】
しかしながら、図１６で示されるように、Ｍ＝４，Ｎ＝３の場合には、正の４フレーム間差分値が正負でそれぞれ最大値をとるとき（ｔ５−ｔ４，ｔ８−ｔ７，ｔ１１−ｔ１０，ｔ１４−ｔ１３）、演算される４フレーム間に光ビーコン１１による点滅の立上がりと立下りの両方が含まれることはなく、受光信号が正負で打ち消してしまうことがないので、４フレーム間差分値は、大きな信号を得ることができる。そして、Ｎサンプリング毎に光ビーコン１１の点滅パターンの立上がりエッジ周辺には正の最大値が、立下りエッジ周辺には負の最大値をとることがわかる。したがって、Ｎフレーム毎の正の４フレーム間差分値ＹＰを用いて、マンチェスタ符号化された原信号を復元できることがわかる。
【０１０３】
従って、最適なＮとＭの組み合わせは、Ｍの値が大きいほど、２Ｍフレーム間差分値は、高い感度で変化するが、Ｍを大きくすると（演算に使用するフレーム数を多くすると）Ｎ＞Ｍ＋１の関係からＮも大きくしなければならず（サンプリング数も多くしなければならず）、同じ点滅周波数で送ることのできるデータ伝送の効率が悪くなるので、演算に使用するフレーム数とサンプリング周波数とのバランスを考慮して決定する必要がある。
【０１０４】
本実施例では、主に２フレーム間差分、４フレーム間差分を例にあげて、説明することとする。しかしながら、本発明は、２Ｍフレーム間差分（Ｍは正の整数）について適用可能であり、Ｍを２または１に制限するものではない。
【０１０５】
また、以上においては、正のフレーム間差分についてのみ説明してきたが、負のフレーム間差分（上述の式（２）に対応する）についても同様のことが言える。尚、負のフレーム間差分については、正のフレーム間差分と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０６】
次に、図１７のフローチャートを参照して、光ビーコン１１による送信データを送信するための発光処理について説明する。
【０１０７】
ステップＳ１において、データ送受信部２５１は、コントロールユニット２より送信されてくる送信データを受信すると共に、マンチェスタ符号化部２５２に出力する。
【０１０８】
ステップＳ２において、マンチェスタ符号化部２５２は、データ送受信部２５１より供給された送信データを、図９，図１０で説明したように、マンチェスタ符号化して点滅制御部２５３に供給する。
【０１０９】
ステップＳ３において、点滅制御部２５３は、マンチェスタ符号化部２５２より供給された、マンチェスタ符号化されている、送信データに基づいて、発光部２５４の発光を制御し、その処理は、ステップＳ１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。すなわち、このような制御の下で、発光部２５４は、送信データに対応した発光を繰り返す。また、情報ユニット３は、複数の光ビーコン１１−１乃至１１−６の点滅パターンを制御して、送信データを送信する。
【０１１０】
次に、図１８のフローチャートを参照して、ＩＤ認識カメラ２１による光ビーコン１１の点滅により送信されてくる送信データ取得処理について説明する。
【０１１１】
ステップＳ１１において、受光部１４２の受光素子１５１は、撮像される対象となる撮像領域の光を光電変換し、増幅器１５２に出力する。
【０１１２】
ステップＳ１２において、増幅器１５２は、受光素子１５１より入力される光電変換された電気信号を増幅して、フレーム単位で演算部１４２に出力する。
【０１１３】
ステップＳ１３において、演算部１４２の記憶部１６１は、受光部１４１より供給された、増幅されている電気信号、すなわち、各画素毎の画素値をフレーム単位で順次記憶する。この際、記憶部１６１は、２Ｍ個の複数のフレーム分の画素値を記憶することができるので、最も古いフレームの画素値を削除して、新しいフレームの画素値を順次記憶する。尚、以下の説明においては、Ｍ＝２であるものとする。
【０１１４】
ステップＳ１４において、比較部１６２は、記憶部１６１に記憶されている、２Ｍフレーム分の画素値を読み出して比較処理を実行する。
【０１１５】
ここで、図１９のフローチャートを参照して、比較部１６２による比較処理を説明する。
【０１１６】
ステップＳ２１において、比較部１６２の正フレーム間差分計算部１８１は、記憶部１６１に記憶されている、２Ｍフレームの情報を用いて、各画素毎に、上述した式（１）で示した正フレーム間差分ＹＰ（Ｍ，ｎ）を計算して、コンパレータ１８２の端子１８２ａに出力する。
【０１１７】
ステップＳ２２において、比較部１６２のコンパレータ１８２は、端子１８２ａに供給された正フレーム間差分ＹＰ（Ｍ，ｎ）と、端子１８２ｂに供給されるリファレンス値Ｒｅｆ（＋）とを比較し、正フレーム間差分ＹＰ（Ｍ，ｎ）が、リファレンス値Ｒｅｆ（＋）よりも大きいとき、比較結果ＣＰ（ｎ）＝１を、それ以外のとき、比較結果ＣＰ（ｎ）＝０を出力する。
【０１１８】
ステップＳ２３において、比較部１６２の正フレーム間差分計算部１８３は、記憶部１６１に記憶されている、２Ｍフレームの情報を用いて、各画素毎に、上述した式（２）で示した負フレーム間差分ＹＭ（Ｍ，ｎ）を計算して、コンパレータ１８４の端子１８４ａに出力する。
【０１１９】
ステップＳ２４において、比較部１６２のコンパレータ１８４は、端子１８４ａに供給された負フレーム間差分ＹＭ（Ｍ，ｎ）と、端子１８４ｂに供給されるリファレンス値Ｒｅｆ（−）とを比較し、負フレーム間差分ＹＭ（Ｍ，ｎ）が、リファレンス値Ｒｅｆ（−）よりも小さいとき、比較結果ＣＭ（ｎ）＝１を、それ以外のとき、ＣＭ（ｎ）＝０を出力する。
【０１２０】
ステップＳ２５において、出力部１６３は、コンパレータ１８２，１８４より供給された比較結果ＣＭ（ｎ），ＣＰ（ｎ）をＩＤデコード処理部１４４に出力する。
【０１２１】
ここで、図１８のフローチャートの説明に戻る。
【０１２２】
ステップＳ１４の比較処理が終了すると、その処理は、ステップＳ１１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
【０１２３】
すなわち、図１８のフローチャートを参照して説明した処理により、光ビーコン１１が点滅して、発せられる光を受光することにより、送信されてきた、送信データを取得し、ＩＤデコード処理部１４４に送信データを供給する処理を繰り返す。
【０１２４】
上述の処理について、さらに詳細に説明すると、図２０で示されるように、ステップＳ１１の処理で、受光部１４１の受光量は、時刻ｔ１乃至ｔ１３まで、０であり、時刻ｔ１３乃至ｔ１４において、時刻ｔ１３＋α乃至ｔ１４の間に受光する受光量を蓄積する。すなわち、時刻ｔ１３乃至ｔ１４の間に、光ビーコン１１が発光し続けていた場合に得られる受光量を１としたとき、時刻ｔ１３乃至ｔ１４の受光量は、（ｔ１４−ｔ（１３＋α））／（ｔ１４−ｔ１３）となる。
【０１２５】
尚、図２０においては、最上段が送信データを示しており、今の場合、「スタートコード」、「データ１ビット目」として１、および、「データ２ビット目」として０が示されており、第２段目が、マンチェスタ符号化されたデータを示しており、今の場合、先頭から「００００１０１１０」と示されている。実線で示された第３段目は、光ビーコン１１による発光状態を示すものであり、Ｈｉの状態が発光している状態を示し、Ｌｏｗが発光していない状態を示している。一点鎖線で示されている第４段目は、受光素子１４１により受光される光の受光量を示している第５段目は、正フレーム間差分を示しており、Ｒｅｆ（＋）、および、Ｒｅｆ（−）が、それぞれコンパレータ１８２，１８４のリファレンス値を示している。尚、負フレーム間差分は、示されていないが、図２０の正フレーム間差分を、０点となる直線を中心として反転させた値となる。
【０１２６】
第６段目、および、第７段目は、それぞれコンパレータ１８２，１８４の出力を示しており、今の場合、第６段目は、時刻ｔ１乃至ｔ１４、時刻ｔ１６乃至ｔ２０、時刻ｔ２２乃至ｔ２８において、０が、時刻ｔ１４乃至ｔ１６、および、時刻ｔ２０乃至ｔ２２において、１が出力されたことが示されている。また、第７段目は、時刻ｔ１乃至ｔ１７、時刻ｔ１９乃至ｔ２６において、０が、時刻ｔ１７乃至ｔ１９、および、時刻ｔ２６乃至ｔ２８において、１がそれぞれ出力されていることが示されている。また、各フレーム間の時間間隔は、Δｔで一定であるものとする。
【０１２７】
時刻ｔ１４乃至ｔ１５、および、時刻ｔ１５乃至ｔ１６においては、実線で示されるように、光ビーコン１１が発光し続けているので、１点鎖線で示されるように、受光量は１となる。
【０１２８】
さらに、時刻ｔ１６乃至ｔ１７の間においては、実線で示されるように、時刻ｔ１６乃至ｔ（１６＋α）の間のみ発光している状態となるので、受光量は、１点鎖線で示されるように、α／（ｔ１７−ｔ１６）となる。
【０１２９】
また、時刻ｔ１７乃至ｔ１９の間においては、図２０の実線で示される光ビーコン１１は発光していない状態となっているので、図２０の１点鎖線で示されるように、受光される受光量は０となる。
【０１３０】
さらに、時刻ｔ１９乃至ｔ２０の間に受光される受光量は、実線で示されるように、実質的に発光していた時刻ｔ（１９＋α）乃至ｔ２０の間に受光された受光量となるので、１点鎖線で示されるように、（ｔ２０−ｔ（１９＋α））／（ｔ２０−ｔ１９）となる。
【０１３１】
また、時刻ｔ２０乃至ｔ２５の間においては、図２０の実線で示される光ビーコン１１は発光している状態となっているので、図２０の１点鎖線で示されるように、受光される受光量は１となる。
【０１３２】
さらに、時刻ｔ２５乃至ｔ２６の間においては、実線で示されるように、時刻ｔ２５乃至ｔ（２５＋α）の間のみ発光している状態となるので、受光量は、１点鎖線で示されるように、α／（ｔ２６−ｔ２５）となる。
【０１３３】
時刻ｔ２６以降においては、実線で示されるように、光ビーコン１１が発光していない状態となっているので、受光量は、１点鎖線で示されるように０となる。
【０１３４】
そして、以上の受光量に応じて、正フレーム間差分計算部１８１は、上述した式（１）の演算を実行する。より詳細には、時刻ｔ１乃至ｔ１３においては、全てのフレームにおいて、受光量ｆ（ｎ）が０であるので、図２０の３点鎖線で示されるように、正フレーム間差分は０となる。
【０１３５】
時刻ｔ１３乃至ｔ１４に対応するフレームｆ（ｔ１４−ｔ１３）における正フレーム間差分ＹＰ（２，ｔ１４−ｔ１３）は、ｆ（ｔ１４−ｔ１３）＋ｆ（ｔ１３−ｔ１２）−ｆ（ｔ１２−ｔ１１）−ｆ（ｔ１１−ｔ１０）となり、図２０における、３点鎖線で示される時刻ｔ１３乃至ｔ１４の正フレーム間差分の値となる。
【０１３６】
同様に、時刻ｔ１４乃至ｔ１５に対応するフレームｆ（ｔ１５−ｔ１４）における正フレーム間差分ＹＰ（２，ｔ１５−ｔ１４）は、図２０における、３点鎖線で示されるようにｆ（ｔ１５−ｔ１４）＋ｆ（ｔ１４−ｔ１３）−ｆ（ｔ１３−ｔ１２）−ｆ（ｔ１２−ｔ１１）となる。
【０１３７】
また、時刻ｔ１５乃至ｔ１６に対応するフレームｆ（ｔ１６−ｔ１５）における正フレーム間差分ＹＰ（２，ｔ１６−ｔ１５）は、図２０における、３点鎖線で示されるようにｆ（ｔ１６−ｔ１５）＋ｆ（ｔ１５−ｔ１４）−ｆ（ｔ１４−ｔ１３）−ｆ（ｔ１３−ｔ１２）となる。
【０１３８】
さらに、時刻ｔ１６乃至ｔ１７に対応するフレームｆ（ｔ１７−ｔ１６）における正フレーム間差分ＹＰ（２，ｔ１７−ｔ１６）は、図２０における、３点鎖線で示されるようにｆ（ｔ１７−ｔ１６）＋ｆ（ｔ１６−ｔ１５）−ｆ（ｔ１５−ｔ１４）−ｆ（ｔ１４−ｔ１３）となる。
【０１３９】
また、時刻ｔ１７乃至ｔ１８に対応するフレームｆ（ｔ１８−ｔ１７）における正フレーム間差分ＹＰ（２，ｔ１８−ｔ１７）は、図２０における、３点鎖線で示されるようにｆ（ｔ１８−ｔ１７）＋ｆ（ｔ１７−ｔ１６）−ｆ（ｔ１６−ｔ１５）−ｆ（ｔ１５−ｔ１４）となる。
【０１４０】
以下同様に、時刻ｔ１８乃至ｔ１９においては、ｆ（ｔ１９−ｔ１８）＋ｆ（ｔ１８−ｔ１７）−ｆ（ｔ１７−ｔ１６）−ｆ（ｔ１６−ｔ１５）、時刻ｔ１９乃至ｔ２０においては、ｆ（ｔ２０−ｔ１９）＋ｆ（ｔ１９−ｔ１８）−ｆ（ｔ１８−ｔ１７）−ｆ（ｔ１７−ｔ１６）、時刻ｔ２０乃至ｔ２１においては、ｆ（ｔ２１−ｔ２０）＋ｆ（ｔ２０−ｔ１９）−ｆ（ｔ１９−ｔ１８）−ｆ（ｔ１８−ｔ１７）、時刻ｔ２１乃至ｔ２２においては、ｆ（ｔ２２−ｔ２１）＋ｆ（ｔ２１−ｔ２０）−ｆ（ｔ２０−ｔ１９）−ｆ（ｔ１９−ｔ１８）、時刻ｔ２２乃至ｔ２３においては、ｆ（ｔ２３−ｔ２２）＋ｆ（ｔ２２−ｔ２１）−ｆ（ｔ２１−ｔ２０）−ｆ（ｔ２０−ｔ１９）、時刻ｔ２４乃至ｔ２５においては、ｆ（ｔ２５−ｔ２４）＋ｆ（ｔ２４−ｔ２３）−ｆ（ｔ２３−ｔ２２）−ｆ（ｔ２２−ｔ２１）、時刻ｔ２５乃至ｔ２６においては、ｆ（ｔ２６−ｔ２５）＋ｆ（ｔ２５−ｔ２４）−ｆ（ｔ２４−ｔ２３）−ｆ（ｔ２３−ｔ２２）、時刻ｔ２６乃至ｔ２７においては、ｆ（ｔ２７−ｔ２６）＋ｆ（ｔ２６−ｔ２５）−ｆ（ｔ２５−ｔ２４）−ｆ（ｔ２４−ｔ２３）、時刻ｔ２７乃至ｔ２８においては、ｆ（ｔ２８−ｔ２７）＋ｆ（ｔ２７−ｔ２６）−ｆ（ｔ２６−ｔ２５）−ｆ（ｔ２５−ｔ２４）となる。
【０１４１】
これに伴い、上述した式（１）が演算されることにより求められる正フレーム間差分と正のリファレンス値Ｒｅｆ（＋）との比較結果は、図２０の３点鎖線で示されるように、今の場合、時刻ｔ１４乃至ｔ１６、および、時刻ｔ２０乃至ｔ２２において、正フレーム間差分が正のリファレンス値Ｒｅｆ（＋）よりも大きくなるため、コンパレータ１８２から出力される比較結果ＣＰ（ｎ）は、時刻ｔ１４乃至ｔ１６、および、時刻ｔ２０乃至ｔ２２において、１となり、それ以外の時刻においては、０となる。
【０１４２】
尚、上述した式（２）が演算されることにより求められる負フレーム間差分は、図２０における３点鎖線で示される正フレーム間差分と正負が逆転した関係が示されることになるので、図示は省略する。
【０１４３】
また、負フレーム間差分と負のリファレンス値Ｒｅｆ（−）との比較結果は、正フレーム間差分と、負リファレンス値Ｒｅｆ（−）の正負が逆転された値（−Ｒｅｆ（−））との比較結果と同値となる。従って、今の場合、時刻ｔ１７乃至ｔ１９、および、時刻ｔ２６乃至ｔ２８において、負フレーム間差分は、負のリファレンス値Ｒｅｆ（−）よりも大きくなる（図２０の３点鎖線で示されるように、正フレーム間差分が、負リファレンス値Ｒｅｆ（−）の正負が逆転された値（−Ｒｅｆ（−））よりも小さくなる）ため、コンパレータ１８４から出力される比較結果ＣＭ（ｎ）は、時刻ｔ１７乃至ｔ１９、および、時刻ｔ２６乃至ｔ２８において、１となり、それ以外の時刻においては、０となる。
【０１４４】
次に、図２１のフローチャートを参照して、ＩＤデコード処理部１４４によるＩＤデコード処理について説明する。
【０１４５】
ステップＳ３１において、ＩＤデコード処理部１４４のＩＤデコード回路２１１は、カウンタ（図示せず）をリセットし、初期化する。
【０１４６】
ステップＳ３２において、ＩＤデコード処理部１４４のＩＤデコード回路２１１は、スタートコード検出処理を実行する。
【０１４７】
ここで、図２２のフローチャートを参照して、ＩＤデコード回路２１１によるスタートコード検出処理について説明する。
【０１４８】
ステップＳ４１において、ＩＤデコード処理部１４４のＩＤデコード回路２１１は、演算部１４２より供給される、比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）のいずれもが、１２フレーム以上連続して、０であるか否かを判定する。より詳細には、ＩＤデコード処理部１４４は、比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）がいずれも０で、連続して入力される場合、図示せぬカウンタを１ずつインクリメントし、そのカウンタの値が１２以上であるか否かを判定する。尚、このカウンタは、比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）のいずれかが１で入力された場合、リセットされる。
【０１４９】
ステップＳ４１において、スタートコードは、例えば、上述したように「００００１」であるので、図２０で示されるように、光ビーコン１１は、実線で示されるように点滅することになる。すなわち、光ビーコン１１は、時刻ｔ（１＋α）乃至ｔ（１３＋α）までの間、発光していない状態で、時刻ｔ（１３＋α）乃至時刻ｔ（ｔ１９＋α）までの間、発光することにより、このスタートコードを送信データとして送信する。
【０１５０】
従って、図２０で示されるように、時刻ｔ１乃至ｔ１２において、１２フレーム以上連続して０であると判定されないことになるので、ステップＳ４５に進み、エラー検出部２１０は、スタートコードを検出していないものと判定し、その処理は、ステップＳ３３（図２１のフローチャート）に進む。
【０１５１】
ここで、図２１のフローチャートに戻る。
【０１５２】
ステップＳ３３において、スタートコードが検出されたか否かが判定され、今の場合、ステップＳ４５において、スタートコードが検出されていないので、スタートコードが検出されていないと判定され、その処理は、ステップＳ３２に戻る。
【０１５３】
すなわち、１２フレーム以上連続して０であると判定されるまで、ステップＳ３２，Ｓ３３の処理が繰り返される。
【０１５４】
ここで、図２２のフローチャートの説明に戻る。
【０１５５】
今の場合、例えば、図２０で示される時刻ｔ１乃至ｔ１３において、ステップＳ３２，Ｓ３３の処理が、１２回繰り返されることになるので、例えば、図２０の時刻ｔ１２乃至ｔ１３に対応するフレームの場合、ステップＳ４１において、１２フレーム以上連続して０であると判定されることになり、その処理は、ステップＳ４２に進む。
【０１５６】
ステップＳ４２において、ＩＤデコード回路２１１は、コンパレータ１８２の比較結果ＣＰ（ｎ）が１であるか否かを判定する。すなわち、スタートコードの末尾となる１が検出されたか否かが判定される。例えば、図２０で示されるように、時刻ｔ１２乃至ｔ１３に対応するフレームでスタートコードの「００００」が検出された後、時刻ｔ１３乃至ｔ１４においては、比較結果ＣＰ（ｔ１４−ｔ１３）は、１ではないので、その処理は、ステップＳ４５に進む。従って、この場合、ステップＳ３３，Ｓ３２の処理が繰り返される。
【０１５７】
また、例えば、さらにその後のタイミングとなる時刻ｔ１３乃至ｔ１４の場合、ステップＳ４２において、図２０で示すように、比較結果ＣＰ（ｔ１５−ｔ１４）は１であるので、スタートコードの末尾にあたる「１」であると判定され、その処理は、ステップＳ４３に進む。
【０１５８】
ステップＳ４３において、ＩＤデコード回路２１１は、コンパレータ１８２の比較結果ＣＰ（ｎ＋１）が１であるか否かを判定する。例えば、図２０で示されるように、時刻ｔ１５乃至ｔ１６においては、比較結果ＣＰ（ｔ１６−ｔ１５）が１であると判定され、その処理は、ステップＳ４４に進む。
【０１５９】
ステップＳ４４において、ＩＤデコード回路２１１は、スタートコードを検出したことを認識する。
【０１６０】
すなわち、ステップＳ４２における処理と同様に、ステップＳ４３において、ＩＤデコード回路２１１がスタートコードの末尾となる１が検出されたか否かを判定することにより、２フレーム連続して１が検出されたか否かを判定する。これは、今の場合、マンチェスタ符号化された信号は、３フレーム間隔で供給されており、この場合、図２０で示されているように、マンチェスタ符号化された信号は、正しく受光された場合、２フレーム連続で必ず１を検出することになるので、これを検出することにより、スタートコードの末尾となる１の有無が検出される。
【０１６１】
ここで、図２１フローチャートに戻る。
【０１６２】
ステップＳ３４において、ＩＤデコード回路２１１は、エラー検出部２１０に対して、エラー検出処理を開始させる。尚、エラー検出部２１０のエラー検出処理については、詳細を後述する。
【０１６３】
ステップＳ３５において、ＩＤデコード回路２１１は、エラー検出部２１０のエラー検出処理によりエラーが検出されたか否かを判定し、エラー検出部２１０より供給されるエラー検出結果に基づいて、エラーの有無を判定する。
【０１６４】
例えば、ステップＳ３５において、エラー検出部２１０よりエラーが検出されていないことを示す通知が入力されてきた場合、ＩＤデコード回路２１１は、エラーが検出されていないと判定し、その処理は、ステップＳ３６に進む。
【０１６５】
ステップＳ３６において、ＩＤデコード回路２１１は、入力されたセンサ出力信号に基づいて、上述したようにＩＤデータをデコードし、フレームメモリ２０３に記憶させる。さらに、ＩＤ重心計算回路２２２は、ＩＤレジスタ２２１を制御して、デコードされたＩＤデータに対応する座標位置を読出し、ＩＤ座標格納メモリ２０５に、座標位置を積算させながら順次記憶させる。
【０１６６】
ステップＳ３７において、ＩＤ重心計算回路２２２は、ＩＤ座標格納メモリ２０５に記憶された座標位置をＩＤデータ毎に読み出して、ＩＤデータに対応する座標位置の重心位置を求めて、すなわち、各座標位置の積算値を加算したＩＤデータの個数で割ることにより重心位置を求めて、これをそのＩＤデータの座標情報として求める。
【０１６７】
ステップＳ３８において、ＩＤデコード回路２１１は、供給されてくるセンサ出力信号の有無により、データが終了したか否かを判定し、例えば、データが終了していないと判定した場合、その処理は、ステップＳ３５に戻り、それ以降の処理を繰り返す。
【０１６８】
ステップＳ３８において、入力されてくるセンサ出力信号がなくなって、データが終了したと判定された場合、ステップＳ３９において、エラー検出部２１０に対してエラー検出処理を停止させるように指令を出し、その処理は、ステップＳ３２に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
【０１６９】
次に、図２３のフローチャートを参照して、エラー検出処理について説明する。
【０１７０】
ステップＳ５１において、エラー検出部２１０の判定部２３３は、図示せぬカウンタｍを２に設定する。ステップＳ５２において、エラー検出部２１０の判定部２３３は、図示せぬカウンタｋを２に初期化する。
【０１７１】
ステップＳ５３において、エラー検出部２１０のメモリ２３１は、１フレーム分のセンサ出力信号が入力されたか否かを判定し、１フレーム分のセンサ出力信号が入力されるまで、その処理が繰り返される。
【０１７２】
ステップＳ５３において、１フレーム分のセンサ出力信号が入力されたと判定された場合、ステップＳ５４において、エラー検出部２１０の判定部２３３は、カウンタｋを１インクリメントする。
【０１７３】
ステップＳ５５において、判定部２３３は、カウンタｋが３となったか否かを判定し、３になっていないと判定された場合、その処理は、ステップＳ５３に戻り、それ以降の処理が繰り返される。すなわち、カウンタｋが３になるまで、ステップＳ５３乃至Ｓ５５の処理が繰り返される。
【０１７４】
ステップＳ５５において、カウンタｋが３であると判定された場合、すなわち、１フレーム分のセンサ出力信号が供給されてきたと判定された場合、ステップＳ５６において、メモリ２３１は、センサ出力信号である、演算部１４２の比較部１６２のコンパレータ１８２，１８４の比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）を記憶する。
【０１７５】
ステップＳ５７において、比較部２３２は、記憶した比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）が、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））＝（０，０），（０，１）、または、（１，０）であるか否かを判定する。より詳細には、比較部２３２は、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））と、（０，０），（０，１）、および、（１，０）とをそれぞれ比較し、比較結果を判定部２３３に供給する。判定部２３３は、この比較結果に基づいて（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））＝（０，０），（０，１）、または、（１，０）であるか否かを判定する。例えば、ステップＳ５７において、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））＝（０，０），（０，１）、または、（１，０）である場合、その処理は、ステップＳ５８に進む。
【０１７６】
ステップＳ５８において、判定部２３３は、記憶した比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）が、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））≠（ＣＰ（ｎ−３），ＣＭ（ｎ−３））であるか否かを判定する。より詳細には、比較部２３２が（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））と（ＣＰ（ｎ−３），ＣＭ（ｎ−３））とを比較し、比較結果を判定部２３３に出力する。判定部２３３は、この比較結果に基づいて、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））≠（ＣＰ（ｎ−３），ＣＭ（ｎ−３））であるか否かを判定する。ステップＳ５８において、例えば、比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）が、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））≠（ＣＰ（ｎ−３），ＣＭ（ｎ−３））であると判定された場合、その処理は、ステップＳ５９に進む。
【０１７７】
ステップＳ５９において、判定部２３３は、カウンタｍを１インクリメントする。ステップＳ６０において、判定部２３３は、カウンタｍが２となっているか否かを判定し、例えば、カウンタｍが２となっていると判定した場合、その処理は、ステップＳ６１に進む。
【０１７８】
ステップＳ６１において、判定部２３３は、比較結果ＣＰ（ｎ）とＣＭ（ｎ）が、ＣＰ（ｎ）＝ＣＭ（ｎ）＝０であるか否かを判定する。より詳細には、比較部２３２が、ＣＰ（ｎ）とＣＭ（ｎ）をそれぞれ０と比較し、比較結果を判定部２３３に出力する。判定部２３３は、この比較結果に基づいて、比較結果ＣＰ（ｎ）とＣＭ（ｎ）が、ＣＰ（ｎ）＝ＣＭ（ｎ）＝０であるか否かを判定する。
【０１７９】
ステップＳ６１において、比較結果ＣＰ（ｎ）とＣＭ（ｎ）が、ＣＰ（ｎ）＝ＣＭ（ｎ）＝０ではないと判定された場合、ステップＳ６２において、判定部２３３は、エラーなしの通知をＩＤデコード回路２１１に出力する。
【０１８０】
ステップＳ６３において、判定部２３３は、ＩＤデコード回路２１１より処理の終了が指示されたか否かを判定し、処理の終了が指示されていないと判定された場合、その処理は、ステップＳ６４に進む。
【０１８１】
ステップＳ６４において、判定部２３３は、カウンタｍを０に初期化し、その処理は、ステップＳ５３に戻る。
【０１８２】
ステップＳ５７において、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））＝（０，０），（０，１）、または、（１，０）ではないと判定された場合、ステップＳ５８において、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））≠（ＣＰ（ｎ−３），ＣＭ（ｎ−３））ではないと判定された場合、または、ステップＳ６１において、比較結果ＣＰ（ｎ）とＣＭ（ｎ）が、ＣＰ（ｎ）＝ＣＭ（ｎ）＝０であると判定された場合、その処理は、ステップＳ６６に進み、判定部２３３は、ＩＤデコード回路２１１にエラーが検出されたことを通知し、その処理は、ステップＳ６３に進む。
【０１８３】
ステップＳ６０において、カウンタｍが２ではないと判定された場合、ステップＳ６５において、判定部２３３は、カウンタｋを０に初期化し、その処理は、ステップＳ５３に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
【０１８４】
すなわち、ステップＳ５３乃至Ｓ５５の処理が繰り返されることにより、図２４の点線の矢印で示されるように、スタートコードが検出された時刻ｔ１４乃至ｔ１５のフレームの次のタイミングである時刻ｔ１５乃至ｔ１６のフレームでステップＳ５７乃至Ｓ６０の処理が実行され、この処理が３フレーム毎に繰り返される。
【０１８５】
これは、図２４で示されるように、光ビーコン１１は、３フレーム連続して、同じマンチェスタ符号化された信号を点滅により送信するので、３フレーム毎に比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）を読み出して、所定の値となっているか否かを判定する。
【０１８６】
より具体的には、まず、ステップＳ５７において、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））が（０，０），（０，１）、または、（１，０）であるか否かが判定される。これは、比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）は、相互に正負が反転した値となるものなので、エラーが発生していなければ、（０，０），（０，１）、または、（１，０）のいずれかを取ることになるはずであるからである。
【０１８７】
次に、ステップＳ５８において、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））≠（ＣＰ（ｎ−３），ＣＭ（ｎ−３））であるか否かが判定される。これは、マンチェスタ符号化により、送信されてくる信号は、７フレーム以上同じ符号となることがないため、例えば、図２４で示される時刻ｔ２１乃至ｔ２２と、時刻ｔ２４乃至ｔ２５のフレームに対応する比較結果（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））のように、最大でも６フレームの間に、最大値と最小値を必ず取ることになる。結果として、エラーが発生していなければ、送信するデータは、最大でも６フレームの間に、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジがどこかに必ず含まれることになるので、３フレーム間隔で同じ信号が検出されないことになる。
【０１８８】
そして、ステップＳ６０において、カウンタｍが２であるかが判定されて、ｍが２であるとき、ステップＳ６１において、比較結果（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））がいずれも１であるか否かが判定される。
【０１８９】
カウンタｍが２となるときにのみ、すなわち、ステップＳ５３乃至Ｓ６０の処理が２回繰り返される毎に、ステップＳ６１の処理が実行されるため、ステップＳ６１の処理は、実質的には、６フレームに１回実行され、さらに、初期設定の値により、スタートコードが検出されたタイミングから６フレーム毎の信号、すなわち、データビットを構成する０１、または、１０の信号を構成する、後半の信号に対してなされる。
【０１９０】
より詳細には、例えば、図２４においては、時刻ｔ２１乃至ｔ２２のフレーム、および、時刻ｔ２７乃至ｔ２８のフレームに対応する、データビットの後半の信号の比較結果（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））が１であるか否かが判定されることにより、エラーの有無が判定される。これは、データビットの後半の信号に対応する比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）は、相互に正負が反転した値となるので、エラーが発生していなければ、いずれも１を取ることになるはずであるからである。
【０１９１】
以上の処理により、エラーが検出されるので、マンチェスタ符号化された送信データのエラーを正確に判定することができ、結果として、エラーのない正しい送信データを選択的に取得することが可能となる。
【０１９２】
以上の例においては、光ビーコン１１が撮像されるとき、撮像された画素に変更がない場合、すなわち、画像内のそれぞれの画素に撮像されている対象となるものの位置が固定された状態であることが前提となる場合について説明してきた。つまり、光ビーコン１１は、点滅により送信データを送信しているので、ＩＤ認識カメラ２１が撮像する範囲が変化してしまうような場合、撮像されている画像内で光ビーコン１１の位置が変化することになってしまい、正確にエラーの検出、または、データの取得ができない恐れがある。
【０１９３】
そこで、以下の例においては、光ビーコン１１が撮像されている画素と、その周辺の複数の画素から光ビーコン１１の点滅パターンを検出することにより、光ビーコン１１の点滅パターンを検出することで、正確な送信データの取得を可能にするようにしてもよい。
【０１９４】
図２５は、注目画素の周辺の複数の画素から光ビーコン１１の点滅パターンを検出することにより、光ビーコン１１の点滅パターンを検出できるようにしたＩＤデコード処理部１４４の構成を示すブロック図である。基本的な構成は、図６のＩＤデコード処理部１４４と同様であるが、エラー検出部２１０に代えてエラー検出部２７１が、ＩＤ重心計算回路２２２に代えてＩＤ重心計算回路２８２がそれぞれ設けられ、さらに、重み計算部２５１を新たに設けた点が異なる。
【０１９５】
エラー検出部２７１は、基本的に図６のエラー検出部２１０と同様の処理を実行するが、注目している画素（以下、注目画素と称する）のみならず、その周辺の画素（例えば、水平方向、垂直方向、および、対角方向に隣接する画素）についても同時にエラー検出処理を実行する。尚、詳細については、図２６を参照して後述する。
【０１９６】
また、図２５のＩＤデコード処理回路２１１は、図６のＩＤデコード処理回路２１１と基本的に同様の処理を実行するが、注目画素と、その周辺の画素に基づいて、デコード処理を実行する点で異なる。
【０１９７】
重み計算部２８１は、注目画素と、その周辺の画素で受光される光ビーコン１１から発せられる光の受光時間に基づいて、注目画素と、その周辺の画素のそれぞれについて重みを計算し、ＩＤ重心計算回路２８２に供給する。
【０１９８】
ＩＤ重心計算回路２８２は、基本的な機能は、図６のＩＤ重心計算回路２２２と同様の処理を実行するが、さらに、重心計算において、重み計算部２８１より供給された重みにより、重心位置を計算する。
【０１９９】
次に、図２６を参照して、エラー検出部２７１の詳細な構成について説明する。基本的には、図７のエラー検出部２１０と同様の構成であるが、メモリ２３１、比較部２３２、および、判定部２３３に代えて、メモリ２９１、比較部２９２、および、判定部２９３が設けられている。メモリ２９１、比較部２９２、および、判定部２９３は、それぞれメモリ２３１、比較部２３２、および、判定部２３３と同様の機能を有するものであるが、さらに、注目画素のみならず、その周辺の画素を含めた複数の画素の処理も同時に実行する。
【０２００】
次に、図２７のフローチャートを参照して、ＩＤデコード処理について説明する。尚、ステップＳ７１乃至Ｓ７５，Ｓ７８の処理は、図２１のフローチャートを参照して説明したステップＳ３１乃至Ｓ３５，Ｓ３８の処理と同様であるので、その説明は、省略する。
【０２０１】
ここで、図２８のフローチャートを参照して、ステップＳ７４の処理により開始されるエラー検出処理について説明する。尚、ステップＳ８１乃至Ｓ８５、および、ステップＳ８９乃至Ｓ９６の処理は、図２３のフローチャートにおけるステップＳ５１乃至Ｓ５５、および、ステップＳ５９乃至Ｓ６６の処理と同様であるので、その説明は省略する。
【０２０２】
ステップＳ８６において、メモリ２９１は、センサ出力信号である、演算部１４２の比較部１６２のコンパレータ１８２，１８４の比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）、および、その周辺画素に対応する比較結果ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ）を記憶する。ここで、比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）は、注目画素の比較結果を示し、比較結果ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ）は、注目画素周辺の複数の画素の比較結果を示す。
【０２０３】
すなわち、図２９の（ｘ，ｙ）で示される画素が注目画素である場合、例えば、図中の太線で囲まれる（ｘ−１，ｙ−１），（ｘ，ｙ−１），（ｘ＋１，ｙ−１），（ｘ−１，ｙ），（ｘ＋１，ｙ），（ｘ−１，ｙ＋１），（ｘ，ｙ＋１），（ｘ＋１，ｙ＋１）の合計８画素のそれぞれに対応する、正のフレーム間差分、および、負のフレーム間差分に基づいた比較結果ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ）がそれぞれ記憶される。従って、今の場合、実質的に記憶される比較結果は、注目画素と周辺画素のそれぞれについての正負のフレーム間差分に対応する比較結果となるので、１個の注目画素について、合計１６個の比較結果が記憶されることになる。尚、この注目画素に対応する周辺画素の配置は、図２９で示されるものに限るものではなく、例えば、注目画素を中心とした、５画素×５画素の範囲に存在する、注目画素を除いた２４画素を周辺画素としてもよく、一般的には、例えば、（２ｎ＋１）画素×（２ｎ＋１）画素の範囲に存在する画素としてもよい。
【０２０４】
ステップＳ８７において、比較部２９２は、記憶した注目画素の比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）、および、注目画素の周辺画素の比較結果ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ）が、全て（０，０），（０，１）、または、（１，０）であるか否かを判定する。すなわち、比較部２９２は、図２３のフローチャートにおけるステップＳ５７の処理を、注目画素に対応する比較結果と、その全ての周辺画素に対応する比較結果で実行する。
【０２０５】
例えば、ステップＳ８７において、注目画素の比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）、および、注目画素の周辺画素の比較結果ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ）が、全て（０，０），（０，１）、または、（１，０）である場合、その処理は、ステップＳ８８に進む。また、ステップＳ８７において、注目画素の比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）、および、注目画素の周辺画素の比較結果ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ）が、全て（０，０），（０，１）、または、（１，０）ではない場合、その処理は、ステップＳ９６に進む。
【０２０６】
ステップＳ８８において、判定部２９３は、記憶した注目画素の比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ）が、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））≠（ＣＰ（ｎ−３），ＣＭ（ｎ−３））で、かつ、全ての周辺画素に対応する比較結果ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ）が、（ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ））≠（ＣＰｗ（ｎ−３），ＣＭｗ（ｎ−３））であるか否かを判定する。より詳細には、比較部２９２が（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））と（ＣＰ（ｎ−３），ＣＭ（ｎ−３））とを比較し、さらに、全ての周辺画素の（ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ））と（ＣＰｗ（ｎ−３），ＣＭｗ（ｎ−３））とを比較し、比較結果を判定部２９３に出力する。判定部２９３は、この比較結果に基づいて、（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））≠（ＣＰ（ｎ−３），ＣＭ（ｎ−３））であって、かつ、（ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ））≠（ＣＰｗ（ｎ−３），ＣＭｗ（ｎ−３））であるか否かを判定する。
【０２０７】
ステップＳ８８において、注目画素の比較結果が（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））≠（ＣＰ（ｎ−３），ＣＭ（ｎ−３））であって、かつ、全ての周辺画素の比較結果が（ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ））≠（ＣＰｗ（ｎ−３），ＣＭｗ（ｎ−３））であると判定された場合、その処理は、ステップＳ８９に進む。一方、ステップＳ８８において、注目画素の比較結果が（ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ））≠（ＣＰ（ｎ−３），ＣＭ（ｎ−３））ではないか、または、全ての周辺画素の比較結果が（ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ））≠（ＣＰｗ（ｎ−３），ＣＭｗ（ｎ−３））ではないと判定された場合、その処理は、ステップＳ９６に進む。
【０２０８】
ステップＳ９１において、判定部２９３は、注目画素の比較結果ＣＰ（ｎ）とＣＭ（ｎ）と、全ての周辺画素の比較結果ＣＰｗ（ｎ）とＣＭｗ（ｎ）が、ＣＰ（ｎ）＝ＣＭ（ｎ）＝ＣＰｗ（ｎ）＝ＣＭｗ（ｎ）＝０であるか否かを判定する。より詳細には、比較部２９２が、ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ），ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ）をそれぞれ０と比較し、比較結果を判定部２９３に出力する。判定部２９３は、この比較結果に基づいて、比較結果ＣＰ（ｎ），ＣＭ（ｎ），ＣＰｗ（ｎ），ＣＭｗ（ｎ）が、ＣＰ（ｎ）＝ＣＭ（ｎ）＝ＣＰｗ（ｎ）＝ＣＭｗ（ｎ）＝０であるか否かを判定する。
【０２０９】
ステップＳ９１において、注目画素の比較結果ＣＰ（ｎ）とＣＭ（ｎ）、および、全ての周辺画素ＣＰｗ（ｎ）とＣＭｗ（ｎ）が、ＣＰ（ｎ）＝ＣＭ（ｎ）＝ＣＰｗ（ｎ）＝ＣＭｗ（ｎ）＝０ではないと判定された場合、ステップＳ９２において、判定部２９３は、エラーなしの通知をＩＤデコード回路２１１に出力する。
【０２１０】
ステップＳ９１において、注目画素の比較結果ＣＰ（ｎ）とＣＭ（ｎ）、および、全ての周辺画素ＣＰｗ（ｎ）とＣＭｗ（ｎ）が、ＣＰ（ｎ）＝ＣＭ（ｎ）＝ＣＰｗ（ｎ）＝ＣＭｗ（ｎ）＝０ではないと判定された場合、その処理は、ステップＳ９６に進む。
【０２１１】
以上の処理により、注目画素と、その周辺画素について、同時にエラー検出処理がなされる。
【０２１２】
ここで、図２７のフローチャートの説明に戻る。
【０２１３】
ステップＳ７６において、図２５を参照して説明したＩＤデコード処理部１４４のＩＤデコード回路２１１は、注目画素と、その周辺画素の比較結果に基づいてＩＤデータをデコード処理する。
【０２１４】
すなわち、図２５のＩＤデコード処理部１４４においては、基本的に、図６のＩＤデコード処理部１４４における注目画素のセンサ出力信号を処理したときと同様の処理を行うが、複数の画素に対応するセンサ出力信号を用いることにより、以下のような処理を実行する。
【０２１５】
すなわち、今、注目画素のコンパレータ１８２の出力をＣＰ（ｘ，ｙ）とすると、その周辺の画素を含めたコンパレータ１８２の出力は、例えば、周辺画素を注目画素を中心とした（２ｎ−１）画素×（２ｎ−１）画素の範囲である場合、ＣＰｗ（ｘ−ｎ，ｙ−ｎ），ＣＰｗ（ｘ−ｎ＋１，ｙ−ｎ＋１），ＣＰｗ（ｘ−ｎ＋２，ｙ−ｎ＋２），・・・ＣＰ（ｘ，ｙ）・・・ＣＰｗ（ｘ＋ｎ−１，ｙ＋ｎ−１），ＣＰｗ（ｘ＋ｎ，ｙ＋ｎ）となる。
【０２１６】
注目画素で測定している光ビーコン１１の位置が、全ての信号を送信する時間よりも短い時間間隔で移動すると、この注目画素とその周辺の画素のいずれかのコンパレータ１８２の出力が、他の画素に移動する事になる。
【０２１７】
そこで、以下の式（３）で示されるような関数を定義することにより、ＩＤデコード回路２１１は、注目画素のコンパレータ１８２の出力を認識する。
【０２１８】
【数３】

【０２１９】
ここで「｜」はＯＲ演算である。これは、例えば、ｎが１であった場合、図２９で示した注目画素（ｘ，ｙ）を中心としたウィンドウＷに含まれた画素のいずれかのコンパレータ１８２の比較結果において、１が検出されたとき、注目画素において１が検出されたことを示している。従って、このような処理により、データ受信途中で信号となる点滅パターンが、注目画素をはずれて隣の画素に移動しても、続けてデータを受信してデコードすることが可能となる。尚、コンパレータ１８４の比較結果についても同様に処理する。
【０２２０】
そして、デコード回路２１１は、デコード結果をフレームメモリ２０３に順次供給する。すなわち、上述したように、デコード回路２１１は、マンチェスタ符号化された信号の、２ビットの信号のうち、後半部分となるビットの信号を読み出して、通常の信号に符号化し、これらを画像上の画素位置に対応するフレームメモリ２０３に順次記憶させる。
【０２２１】
さらに、ＩＤ重心計算回路２８２は、ＩＤレジスタ２２１を介して、フレームメモリ２０３に記憶されているＩＤデータの位置情報をＩＤ座標格納メモリ２０５に供給し、記憶させる。
【０２２２】
なお、ここでは、「注目画素の周辺画素の情報」として（２ｎ＋１）×（２ｎ＋１）の正方形ウィンドウで説明したが、正方形ウィンドウに限定するものではない。例えば長方形や４隣接画素など、他の形状であっても良い。
【０２２３】
また、コンパレータ１８４からの比較結果についても、同様の処理がなされる。
【０２２４】
ここで、図２７のフローチャートの説明に戻る。
【０２２５】
ステップＳ７７において、重心計算処理が実行される。
【０２２６】
ここで、図３０のフローチャートを参照して、重心計算処理について説明する。
【０２２７】
ステップＳ１０１において、重み計算部２５１は、各画素の重みを計算する。より詳細には、重み計算部２５１は、以下の式（４）の演算を各画素について実行して、各画素の重みを計算し、ＩＤ重心計算回路２８２に出力する。
【０２２８】
【数４】

【０２２９】
ここで、α（ｉ）は、ｉ番目の注目画素の重みを示し、ｔ_ｓｕｍは、注目画素と、その周辺画素が光を受光した時間、すなわち、コンパレータ１８２からの比較結果が１となっていた時間、または、コンパレータ１８４からの比較結果が１となっていた時間の総合計を示し、さらに、ｔ_ｄ（ｉ）は、注目画素が光を受光した時間である。すなわち、重み計算部２５１は、図２９で示される注目画素（ｘ，ｙ）に対応する周辺画素がウィンドウＷで示されている場合、ウィンドウＷで示される９画素分の領域で受光する光ビーコン１１の総受光時間に対する注目画素の受光する時間の割合を重みとして計算し、ＩＤ重心計算回路２８２に出力する。
【０２３０】
ステップＳ１０２において、ＩＤ重心計算回路２８２は、ＩＤ座標格納メモリ２０５に記憶されているＩＤデータ毎の座標情報を読み足し、さらに、重み計算部２５１より供給された重みをそれぞれ乗じる。
【０２３１】
ステップＳ１０３において、ＩＤ重心計算回路２８２は、座標の総和を求めて画素数で割ることにより重心位置を求める。
【０２３２】
より詳細には、ＩＤ重心計算回路２８２は、ステップＳ１０２，Ｓ１０３において、以下の式（５）の計算を実行し、重みを考慮した重心計算を実行する。
【０２３３】
【数５】

【０２３４】
ここで、Ｇｐは、注目画素の重心位置を示し、Ｎは、注目画素とその周辺画素の総合計画素数を示し、ｉは、注目画素と周辺画素を識別する番号を示し、ｐｘ（ｉ）とｐｙ（ｉ）は、ｉ番目の注目画素、または、周辺画素のｘ座標とｙ座標を示す。
【０２３５】
すなわち、ＩＤ重心計算回路２８２は、ステップＳ１０２において、式（５）におけるα（ｉ）ｐｘ（ｉ）とα（ｉ）ｐｙ（ｉ）について、１≦ｉ≦Ｎの範囲で演算を実行し、ステップＳ１０３において、式（５）におけるサメーションの演算を実行することにより重心位置を計算する。
【０２３６】
このように重心が計算されることにより、各画素の画素位置のみから重心が求められるのではなく、光ビーコン１１から受光された時間に対応した重みに基づいて重心が求められることにより、受光された位置がより正確に求められることになる。
【０２３７】
尚、重みは、上述の式（４）により光ビーコン１１の点滅パターンを受光した時間に対応して重みが付加されていたが、時間は連続変量であるため、実際の演算においては、離散変量に変換する必要がある。従って、上述の重みの演算は、以下の式（６）を用いるようにしてもよい。
【０２３８】
【数６】

【０２３９】
ここで、ｃ（ｉ）は、注目画素、または、その周辺画素が受信したデータビット数であり、ｃ_ｓｕｍ（ｉ）は、注目画素、および、その周辺画素が受信したデータビット数の総数である。このように、受信したデータビット数は、光ビーコン１１の受光時間に比例することになるので、実質的に、式（４）で求められる重みを連続変量から離散変量へ変換した近似値が得られることになる。
【０２４０】
以上によれば、重みを考慮した正確な重心位置が求められるので、結果として、光ビーコンとＩＤ認識カメラを利用したデータの通信における、通信精度を向上させることが可能となる。
【０２４１】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行させることが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに記録媒体からインストールされる。
【０２４２】
この記録媒体は、図２，図３に示すようにＰＣサーバ１、および、携帯端末４に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されている記憶部３８，７８だけではなく、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク５１，９１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク５２，９２（ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）を含む）、光磁気ディスク５３，９３（ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｃ）（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリ５４，９４（Ｍｅｍｏｒｙ Ｓｔｉｃｋを含む）などよりなるパッケージメディアにより構成される。
【０２４３】
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
【０２４４】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０２４５】
【発明の効果】
本発明によれば、光ビーコンとＩＤ認識カメラを利用したデータの通信における通信精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した情報通信システムの一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】図１のＰＣサーバの構成を示すブロック図である。
【図３】図１の携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図４】図３のＩＤ認識カメラのブロック図である。
【図５】図４の比較部の構成を示すブロック図である。
【図６】図４のＩＤデコード処理部のブロック図である。
【図７】図６のエラー検出部のブロック図である。
【図８】図１の光ビーコンのブロック図である。
【図９】マンチェスタ符号化を説明する図である。
【図１０】マンチェスタ符号化を説明する図である。
【図１１】図１の光ビーコンのその他のブロック図である。
【図１２】ＩＤ認識カメラが点滅パターンをデコードする動作を説明する図である。
【図１３】光ビーコンの点滅パターンとデコードされるデータの関係を説明する図である。
【図１４】光ビーコンの点滅パターンとデコードされるデータの関係を説明する図である。
【図１５】光ビーコンの点滅パターンとデコードされるデータの関係を説明する図である。
【図１６】光ビーコンの点滅パターンとデコードされるデータの関係を説明する図である。
【図１７】発光処理を説明するフローチャートである。
【図１８】送信データ取得処理を説明するフローチャートである。
【図１９】比較処理を説明するフローチャートである。
【図２０】比較処理を説明する図である。
【図２１】ＩＤデコード処理を説明するフローチャートである。
【図２２】スタートコード検出処理を説明するフローチャートである。
【図２３】エラー検出処理を説明するフローチャートである。
【図２４】エラー検出処理を説明する図である。
【図２５】ＩＤデコード処理部のその他の構成を示すブロック図である。
【図２６】エラー検出部のその他の構成を示すブロック図である。
【図２７】ＩＤデコード処理を説明するフローチャートである。
【図２８】エラー検出処理を説明するフローチャートである。
【図２９】注目画素と周辺画素を説明するフローチャートである。
【図３０】重心計算処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＰＣサーバ， ４ 携帯端末， ３，３−１乃至３−ｎ 情報ユニット， １１，１１−１乃至１１−６ 光ビーコン１１１ ＩＤ認識カメラ， １８１ 正フレーム間差分計算部， １８２ コンパレータ， １８３ 負フレーム間差分計算部， １８４ コンパレータ， ２１０ エラー検出部， ２１１ ＩＤデコード回路， ２４１ エラー検出部， ２５１ 重み計算部２８１ ＩＤ重心計算回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an information processing apparatus and method, a recording medium, and a program, and in particular, to an information processing apparatus and method, a recording medium, and a communication method capable of improving communication accuracy in data communication using an optical beacon and an ID recognition camera. And the program.
[0002]
[Prior art]
There is a transmitting device that transmits a signal by emitting light in a predetermined blinking pattern, and a transmitting and receiving system that captures a blinking pattern of light emitted by the transmitting device and realizes data communication based on the captured blinking pattern. I do.
[0003]
For example, as an imaging device, there is a system in which an ID (Identifier) recognition camera captures an image and can transmit and receive ID data based on a signal emitted by an optical beacon functioning as a transmission device as described above (for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application 2001-325356
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described system, when interference due to disturbance light occurs, the ID recognition camera cannot correctly read the blinking pattern of light and cannot correctly receive data. As a result, There is a problem that an error occurs.
[0006]
Further, in the above-described system, the transmission data is represented by a blinking pattern, that is, a light pattern in a time direction. Therefore, when data is received and decoded for each pixel, the transmission is performed during data reception. If a change occurs in the relative positional relationship between the device and the receiving device, pixels receiving light move to pixels located at adjacent positions during data reception. However, there has been a problem that the pattern to be changed changes and data cannot be received correctly.
[0007]
The effect of such a phenomenon is small if the data length of the transmission data is short, but the effect increases as the data length increases, so that there is a problem that an error is more likely to occur with larger data.
[0008]
Furthermore, when the light receiving area of the signal represented by the blinking pattern is large, the effect is small, but the area of the portion that emits light with the optical beacon is small, or the distance between the optical beacon and the ID recognition camera is large. If this happens, the light receiving area becomes relatively small, and as a result, the effect becomes large, and there is a problem that the data is likely to be interrupted during data reception.
[0009]
To cope with these problems, the position of the received data is calculated by using a method of calculating the center of gravity from the coordinates of a plurality of pixels that have received the same data or obtaining a circumscribed rectangle. Although it has been made possible to respond to changes in position, in these methods, when there is a pixel that received data halfway, the information of the pixel that received the signal halfway becomes unusable. It is difficult to improve the accuracy of the calculated position.
[0010]
The present invention has been made in view of such a situation, employs Manchester encoding as encoding with high data transmission efficiency, detects errors caused by disturbances such as ambient light, and detects received data. When decoding is performed for each pixel, information on neighboring pixels is also used to stabilize the communication state even if a relative positional change occurs between the transmitting device and the receiving device during data reception. By using the information of the pixel for which even part of the data has been received, more accurate data communication is enabled.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An information processing apparatus according to the present invention includes: a light receiving unit that receives a signal of light emitted by a transmitting device that emits light in a predetermined blinking pattern based on Manchester-encoded data; and a signal of light received by the light receiving unit. At a frequency N times the predetermined blinking pattern and in frame units, storage means for storing the signal obtained by the acquisition means, and light receiving amount between frames stored in the storage means. First calculating means for calculating information on the amount of received light in a plurality of frames for every N frames of the information, first comparing means for comparing the first calculation result with a predetermined threshold value, and first comparing means And decoding means for decoding Manchester-encoded data based on the first comparison result.
[0012]
The first arithmetic means includes, for each of the N frames stored in the storage means, the amount of received light from the first frame to the Mth frame among the frames up to 2M frames before the frame. And the first difference, which is the difference between the sum of the received light amounts from the (M + 1) th frame to the second Mth frame, can be calculated. May be compared with a first threshold value, which is a predetermined threshold value, as a first calculation result.
[0013]
Based on the first comparison result of the first comparison unit for each of the current frame, the frame before the Nth frame, and the frame before the 2Nth frame among the information on the amount of received light of the frame stored in the storage unit. Thus, an error detecting means for detecting a data error can be further provided.
[0014]
The first calculating means may include, among the information on the amount of received light of the frames stored in the storage means, up to 2M frames before the current frame, N frames before the frame, and 2N frames before the frame. Among them, a first difference between the sum of the light reception amounts of the first to Mth frames and the sum of the light reception amounts of the (M + 1) th frame to the second Mth frame can be calculated. The first comparing means is configured to compare the first difference between the current frame, the frame before the Nth frame, and the frame before the 2Nth frame with the first threshold which is a predetermined threshold. The error detecting means can output the error based on the first comparison result corresponding to the current frame, the frame before the Nth frame, and the frame before the 2Nth frame by the first comparing means. It may be so as to detect over.
[0015]
Any of the first difference between the current frame, the N-frame previous frame, and the 2N-frame previous frame is greater than a first threshold, and the current frame and the N-frame previous frame are: Are larger than the first threshold value, or when any of the first differences between the current frame, the frame before the N frame, and the frame before the 2N frame is the first difference. If the first difference between the frame larger than the threshold value and the frame before the Nth frame and the frame before the 2Nth frame is larger than the first threshold value, the error detection means performs the first comparison. An error can be detected based on the result.
[0016]
For each of the N frames stored in the storage means, the sum of the light reception amounts from the (M + 1) th frame to the 2Mth frame among the frames up to 2M frames before the frame, and A second calculating means for calculating a second difference which is a difference from the sum of the received light amounts from the frame to the M-th frame; and a second comparing means for comparing the second calculation result with a second threshold value. And any of the first difference between the current frame, the frame before the N frame, and the frame before the 2N frame is greater than the first threshold, and the current frame, And if any of the first differences between the Nth frame and the Nth previous frame is greater than the first threshold, the current frame, the Nth previous frame, and the 2Nth previous frame When any one of the differences 1 is larger than the first threshold, and each of the first differences between the frame before the Nth frame and the frame before the 2Nth frame is larger than the first threshold , The current frame, the frame before the N frame, and the second difference between the frame before the 2N frame are larger than the second threshold value and the current frame and the frame before the N frame, Are larger than the second threshold, any of the second differences between the current frame, the frame before the Nth frame, and the frame before the 2Nth frame is larger than the second threshold. Is larger, and both of the second difference between the frame before the Nth frame and the frame before the 2Nth frame are larger than the second threshold, or when the first difference is the first threshold than When the second difference is larger than the second threshold value, the error detecting means may detect an error based on the first comparison result and the second comparison result. Can be.
[0017]
The information processing method according to the present invention, based on Manchester-encoded data, converts a light signal received by a light receiving device that receives a light signal emitted by a transmitting device that emits light in a predetermined blinking pattern into a predetermined signal. Information on the amount of received light of a plurality of frames for every N frames among the information on the amount of received light between frames acquired in the processing of the acquiring step, which is acquired at a frequency N times the blinking pattern and on a frame basis; , A first comparison step of comparing the first calculation result with a predetermined threshold value, and Manchester encoding based on the first comparison result in the processing of the first comparison step. Decoding the decoded data.
[0018]
The program of the recording medium of the present invention, based on Manchester encoded data, converts a light signal received by a light receiving device that receives a light signal emitted by a transmitting device that emits light in a predetermined blinking pattern into a predetermined signal. Of the light receiving amount of a plurality of frames for every N frames among the information of the light receiving amount between the frames obtained in the processing of the obtaining step, which is obtained at the N times frequency of the blinking pattern of and the frame unit, and the processing of the obtaining step. A first calculation step of calculating information, a first comparison step of comparing the first calculation result with a predetermined threshold value, and a Manchester code based on the first comparison result in the processing of the first comparison step Decoding the decoded data.
[0019]
The program according to the present invention, based on Manchester-encoded data, converts a light signal received by a light receiving device that receives a light signal emitted by a transmitting device that emits light in a predetermined blinking pattern into a predetermined blinking pattern. Calculating the information on the amount of received light of a plurality of frames for every N frames among the information on the amount of received light between frames acquired in the processing of the acquiring step, which is acquired at a frequency of N times and in units of frames. A first operation step, a first comparison step of comparing the first operation result with a predetermined threshold value, and Manchester-encoded based on the first comparison result in the processing of the first comparison step. And a decoding step of decoding data.
[0020]
In the information processing apparatus and method, and the program according to the present invention, based on Manchester-encoded data, a signal of light emitted by a transmitting device that emits light in a predetermined blinking pattern is received, and a signal of the received light is received. Is acquired at a frequency of N times the predetermined blinking pattern and in frame units, and the acquired signal is stored. Of the information on the amount of received light between the stored frames, a plurality of N The information on the amount of received light is calculated, the calculation result is compared with a predetermined threshold, and the Manchester encoded data is decoded based on the comparison result.
[0021]
The information processing device of the present invention may be an independent device or a block that performs information processing.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. The correspondence between constituent elements described in the claims and specific examples in the embodiments of the present invention is as follows. This description is for confirming that a specific example supporting the invention described in the claims is described in the embodiment of the invention. Therefore, even if there is a specific example which is described in the embodiment of the invention but is not described here as corresponding to the configuration requirement, the fact that the specific example is It does not mean that it does not correspond to the requirement. Conversely, even if a specific example is described here as corresponding to a configuration requirement, this means that the specific example does not correspond to a configuration requirement other than the configuration requirement. not.
[0023]
Furthermore, this description does not mean that the invention corresponding to the specific examples described in the embodiments of the invention is all described in the claims. In other words, this description is an invention corresponding to the specific example described in the embodiment of the invention, and the existence of the invention not described in the claims of this application, that is, It does not deny the existence of the invention added by the amendment.
[0024]
That is, the information processing apparatus of the present invention is a light receiving unit that receives a signal of light emitted by a transmitting device that emits light in a predetermined blinking pattern based on Manchester-encoded data, for example, the light receiving unit 141 in FIG. An acquisition unit (for example, the storage unit 161 in FIG. 4) for acquiring a signal of the light received by the light receiving unit at a frequency N times the predetermined blinking pattern and in frame units; Storage means (for example, the storage unit 161 in FIG. 4) for storing the received signal, and among the information on the amount of received light between frames stored in the storage means, information on the amount of received light of a plurality of frames for every N frames is calculated. A first calculating unit, a first comparing unit that compares the first calculation result with a predetermined threshold (for example, the comparing unit 162 in FIG. 4), and a first comparison result by the first comparing unit. , Manchez Decoding means for decoding the encoded data (e.g., ID decoding circuit 211 of FIG. 6); and a.
[0025]
The information processing method according to the present invention, based on Manchester-encoded data, converts a light signal received by a light receiving device that receives a light signal emitted by a transmitting device that emits light in a predetermined blinking pattern into a predetermined signal. An acquisition step (for example, the processing of step S13 in the flowchart of FIG. 18) of acquiring at a frequency N times the blinking pattern and in frame units, and information on the amount of received light between frames acquired in the processing of the acquisition step , A first calculation step (for example, the processing of steps S21 and S23 in the flowchart of FIG. 19) for calculating the information on the amount of received light of a plurality of frames for every N frames, and comparing the first calculation result with a predetermined threshold value The first comparison step (for example, the processing of steps S22 and S24 in the flowchart of FIG. 19) and the first comparison result in the processing of the first comparison step Based on the decoding step of decoding the Manchester encoded data (e.g., processing in step S76 in the flowchart of FIG. 21), characterized in that it comprises a.
[0026]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an information communication system according to the present invention.
[0027]
1 includes a PC (Personal Computer) server 1, a control unit 2, information units 3-1 to 3-n, and a mobile terminal 4.
[0028]
The PC server 1 issues a command to the control unit 2 to output data at a location corresponding to each of the information units 3-1 to 3-n.
[0029]
The control unit 2 performs a function like a so-called switching control device, and specifies one of the information units 3-1 to 3-n by a control signal based on a command from the PC server 1, and Output and transmit predetermined data. Each of the information units 3-1 to 3-n includes a plurality of optical beacons 11-1 to 11-6 arranged two-dimensionally or one-dimensionally on a plate-like plane. Installed at a point. In addition, the information units 3-1 to 3-n change the blinking pattern of each of the optical beacons 11-1 to 11-6 based on a control signal from the control unit 2 and emit light, thereby carrying light. The data is transmitted to the terminal 4. More specifically, each of the optical beacons 11-1 to 11-6 transmits ID (Identifier) data for identifying itself according to each blinking pattern, and the ID data includes various data. The voice file for guidance is transmitted by using this function.
[0030]
The optical beacons 11-1 to 11-6 transmit data by emitting light in a predetermined light emission pattern. This data is called ID data and identifies each of the optical beacons 11-1 to 11-6. However, since there is a sufficient amount of data that can be transferred, it is necessary to transmit the data including other data. Is also possible. For example, the data included in the ID data includes content data (image data, audio data, text data, and the like), link destination data (URL (Uniform Resource Locator), address, host name, and other data), and There is, for example, group identification data for identifying a group to which the user belongs, but the present invention is not limited to this. Any data that can be managed as electronic data can be transmitted. As described above, the optical beacons 11-1 to 11-6 can transmit not only the ID data but also various data by changing the light emission pattern.
[0031]
Here, group identification data for identifying a group to which the user belongs will be described. For example, in FIG. 1, a group of a plurality of optical beacons 11 constituting each of the information units 3-1 to 3-n is called a group, and data for identifying these groups is group identification data. Therefore, in this case, since the optical beacons 11-1 to 11-6 belong to the same group of the same information unit 3-1, they emit the same group identification data.
[0032]
Note that the information units 3-1 to 3-n and the optical beacons 11-1 to 11-6 are simply referred to as the information unit 3 and the optical beacon 11, unless it is necessary to distinguish them. In this case, FIG. 1 shows an example in which one information unit 3 has six optical beacons 11 with respect to one information unit 3. However, any number may be used as long as a blinking pattern necessary for data transmission can be created. The number may be any number as long as it is at least one.
[0033]
The portable terminal 4 is carried by the user who wants to receive the transmitted data, and the ID unit 21 captures an image of the data transmitted from the information unit 3 by light according to the blinking pattern of the optical beacon 11. Thus, a predetermined process is executed.
[0034]
The details of the ID recognition camera 21 and the optical beacon 11 will be described later.
[0035]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the PC server 1. A CPU (Central Processing Unit) 31 executes various processes according to a program stored in a ROM (Read Only Memory) 32 or a storage unit 38. In a RAM (Random Access Memory) 33, programs executed by the CPU 31, data, and the like are stored as appropriate. These CPU 31, ROM 32, and RAM 33 are mutually connected by a bus.
[0036]
An input / output interface 35 is connected to the CPU 31 via a bus 34. The input / output interface 35 is connected to an input unit 36 including a keyboard, a mouse, a microphone, and the like, and an output unit 37 including a display, a speaker, and the like. The CPU 31 executes various processes in response to a command input from the input unit 36. Then, the CPU 31 outputs an image, a sound, or the like obtained as a result of the processing to the output unit 37.
[0037]
The storage unit 38 connected to the input / output interface 35 is composed of, for example, a hard disk, and stores programs executed by the CPU 31 and various data. The communication unit 39 exchanges various data such as audio files with a device having a communication function via a network (not shown).
[0038]
The drive 40 connected to the input / output interface 35 drives the magnetic disk 51, the optical disk 52, the magneto-optical disk 53, or the semiconductor memory 54 when they are mounted, and drives the programs and data recorded thereon. Get etc. The acquired programs and data are transferred to and stored in the storage unit 38 as necessary.
[0039]
Next, the configuration of the mobile terminal 4 will be described with reference to FIG.
[0040]
The configuration of the mobile terminal 4 is basically the same as that of the PC server 1 in FIG. 2, and includes the CPU 71, the ROM 72, the RAM 73, the bus 74, the input / output interface 75, the input unit 76, the output unit 77, and the storage unit of the mobile terminal 4. 78, a drive 79, a magnetic disk 91, an optical disk 92, a magneto-optical disk 93, and a semiconductor memory 94 include a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33, a bus 34, an input / output interface 35, an input unit 36, an output unit 37 of the PC server 1. It corresponds to the storage unit 38, the drive 40, the magnetic disk 51, the optical disk 52, the magneto-optical disk 53, and the semiconductor memory 54. However, since the portable terminal 4 has a configuration that emphasizes portability in all cases, the processing speed, the storage capacity of the storage unit 78, and the like are smaller than those of the PC server 1.
[0041]
An ID (Identifier) recognizing camera 21 is connected to the input unit 76, and the captured image and the ID data obtained by the blinking pattern when the optical beacon 11 is captured are input. You.
[0042]
Here, a detailed configuration of the ID recognition camera 21 will be described with reference to FIG. The light receiving unit 141 photoelectrically converts light in an imaging region to be imaged into an electric signal, and outputs the electric signal to the calculation unit 142. Further, the light receiving element 151 of the light receiving section 141 is composed of a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) element, and can operate at a higher speed than a conventional CCD (Charge Coupled Device) element. More specifically, the light receiving element 151 photoelectrically converts light in an imaging region to be imaged and outputs the light to the amplifier 152. The amplifier 152 amplifies the photoelectrically converted electric signal input from the light receiving element 151 and outputs the amplified electric signal to the calculation unit 142 and the image processing unit 143.
[0043]
The storage unit 161 of the calculation unit 142 stores the amplified electric signal input from the light receiving unit 141 as each pixel value of a captured image in units of frames in units of frames, the number of frames required for calculation processing in a comparison unit 162 described below. And outputs it to the comparison unit 162 as appropriate. The comparison unit 162 performs an arithmetic process based on the value of the electric signal stored in the storage unit 161, compares the calculation result with a predetermined reference value (= reference signal level), and outputs the comparison result to the output unit 163. Output. The output unit 163 generates a sensor output signal based on the comparison result and outputs the sensor output signal to the ID decode processing unit 144.
[0044]
The image processing unit 143 outputs the captured image supplied from the light receiving unit 141 to the input unit 76 (FIG. 3).
[0045]
The ID decode processing unit 144 decodes the sensor output signal, generates ID data and position data, and outputs the generated data to the input unit 76 (FIG. 3).
[0046]
Next, the configuration of the comparison unit 162 will be described with reference to FIG.
[0047]
The positive inter-frame difference calculating unit 181 and the negative inter-frame difference calculating unit 183 of the comparing unit 162 detect the 2M frame up to 2M frames before the currently captured frame in order to detect a change in light. The difference value between them is obtained and output to the comparators 182 and 184, respectively. The comparators 182 and 184 compare the input difference value with predetermined threshold values Ref (+) and Ref (−), respectively, and supply a value of 1 or 0 to the output unit according to the comparison result. More specifically, the positive inter-frame difference calculation unit 181 outputs 1 when the difference value is larger than the threshold Ref (+), and outputs 0 otherwise. When the value is smaller than the threshold value Ref (-), 1 is output, and otherwise, 0 is output. M represents a positive integer. Further, for convenience of description, in the following description, Ref (+) = − Ref (−), but is not limited to this.
[0048]
More specifically, the positive inter-frame difference calculator 181 calculates a positive 2M inter-frame difference as shown by the following equation (1), and outputs the result to the terminal 182a of the comparator 182.
[0049]
(Equation 1)

[0050]
Note that f (n) in Expression (1) indicates a pixel value at a predetermined pixel position in the n-th frame, and the first term of Expression (1) is calculated from the n-th frame to the (n−M−1) ) Shows the summation of the pixel values of the frame, and the second term shows the summation of the pixel values of the (n−M) th frame to the (n−2M−1) th frame. That is, the positive inter-frame difference calculation unit 181 subtracts the sum of old pixel values far from the current frame from the sum of new pixel values near the current frame in time series by calculating Expression (1). Is obtained as a positive inter-frame difference YP (M, n).
[0051]
Similarly, the negative inter-frame difference calculator 183 calculates a positive 2M inter-frame difference as shown by the following equation (2) and outputs the difference to the terminal 184a of the comparator 184.
[0052]
(Equation 2)

[0053]
The first term of the equation (2) represents the summation of the pixel values of the (n−M) th frame to the (n−2M−1) th frame, and the second term represents the summation of the pixel value from the nth frame to the (n−m−th) frame. M-1) Summation of pixel values of a frame is shown. That is, the negative inter-frame difference calculation unit 183 subtracts the sum of new pixel values close to the current frame from the sum of old pixel values far from the current frame in time series by calculating Expression (2). The value is obtained as a negative inter-frame difference YM (M, n).
[0054]
Further, the comparator 182 sets the positive inter-frame difference value YP (M, n) input to the terminal 182a and the reference value Ref (+) (reference value Ref (+)) input to the terminal 182b arbitrarily. If the difference YP (M, n) between the positive frames is larger than the reference value Ref (+), CP (n) = 1 is added to the subsequent stage as the comparison result in the n-th frame. Conversely, when the positive inter-frame difference value YP (M, n) is smaller than the reference value Ref (+), CP (n) = 0 is output to the subsequent stage as a comparison result in the n-th frame.
[0055]
Similarly, the comparator 184 arbitrarily sets the negative inter-frame difference value YM (M, n) input to the terminal 184a and the reference value Ref (−) (reference value Ref (−)) input to the terminal 184b. And if the negative inter-frame difference value YM (M, n) is smaller than the reference value Ref (-), CM (n) = 1 is output to the subsequent stage as a comparison result in the n-th frame. Conversely, when the negative inter-frame difference value YM (M, n) is larger than the reference value Ref (-), CP (n) = 0 is output to the subsequent stage as a comparison result in the n-th frame.
[0056]
The calculation unit 142 detects a signal by the above calculation and a signal transmitted by the emission of the optical beacon 11. The signal detection method performed by the arithmetic unit 142 will be described later in detail.
[0057]
Next, a detailed configuration of the ID decode processing unit 144 will be described with reference to FIG. The ID decoding circuit 211 of the ID decoding unit 201 is configured by a device such as an IC (Integrated Circuit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field Programmable Gate Array), and is input from the image sensor 131. The ID data of each pixel is restored from the signal. The ID decode circuit 211 may be configured by software using a microprocessor or a DSP (Digital Signal Processor) if the processing capability is sufficient.
[0058]
The flag register 212 is a register for storing flags required for decoding ID data, and the data register 213 is a register for storing an ID that is being decoded or has been decoded.
[0059]
In FIG. 6, only one ID decoding unit 201 is shown. However, the ID decoding unit 201 may be provided for each pixel depending on the processing speed, or may be provided in the vertical or horizontal direction. May be provided for each line.
[0060]
Timing control section 202 outputs a timing control signal for controlling the timing required for the entire operation of ID decode processing section 144. More specifically, the timing control unit 202 synchronizes the timing of the ID decode circuit 211 with the timing of the sensor output signal, and stores the flag data of the frame memory 203 corresponding to the desired sensor output signal in the flag register 212. The ID data is loaded into the data register 213 to generate a timing control signal for advancing the ID decoding process, and the timing control signal is supplied to the ID decoding unit 201 (the ID decoding circuit 211, the flag register 212, and the data register 213). I do. At this time, the timing control unit 202 generates and supplies an address signal to the frame memory 203 and a timing control signal such as read / write. Further, the timing control unit 202 generates and supplies a timing control signal for performing timing control of the ID register 221 of the center of gravity calculation unit 204, the ID center of gravity calculation circuit 222, and the ID coordinate storage memory 205.
[0061]
The error detection unit 210 of the ID decoding unit 201 in the ID decoding processing unit 144 determines the sensor output signal supplied from the calculation unit 142, that is, the difference value between the positive frames supplied from the comparators 182 and 184 of the comparison unit 162. Based on YP (M, n) and the negative inter-frame difference value YM (M, n), it is determined whether or not there is an error in the acquired ID data, which is captured by the ID recognition camera 21 and the determination result is determined as ID. It is supplied to the decoding circuit 211. The code circuit 211 decodes the input sensor output signal based on the determination result supplied from the error detection unit 210 when no error is detected, and stops decoding when an error is detected. .
[0062]
The frame memory 203 is a memory for storing ID data and flag data obtained by decoding sensor output signals calculated for each of the light receiving elements 151 or the calculation units 142, and the image sensor 131 uses one calculation unit 142 for one pixel. , The size is the same as the sensor image size of M pixels × N pixels, and the data width is the sum of the bit widths of the flag register 212 and the data register 213. In FIG. 6, coordinates corresponding to the position of each pixel are indicated by an I axis and a J axis, and ID data and flag data are stored at each coordinate position.
[0063]
The center-of-gravity calculating unit 204 obtains the coordinates of the center of gravity of the pixel on the captured image having the same ID data, and adds the position data (= the position of the optical beacon 11 on the captured image) as the detection position of the optical beacon 11 to the ID data. Output). More specifically, the ID register 221 of the center-of-gravity calculation unit 204 stores the predetermined ID data input from the timing control unit 202 in the frame memory 203 by using a timing control signal indicating that the decoding unit 201 has decoded the ID data. The ID data is read and output to the ID gravity center calculation circuit 222. The ID gravity center calculating circuit 222 sequentially adds the I coordinate and the J coordinate of the coordinate position of the corresponding pixel and the number of data for each input ID data, and stores the added data in the ID coordinate storage memory 205. When the data for one frame is stored in the frame memory 203, the ID gravity center calculation circuit 222 divides the sum of the I coordinate and the sum of the J coordinate for each ID by the number of data from the ID coordinate storage memory 205. To obtain the coordinates of the position of the center of gravity, and output it together with the ID data.
[0064]
Next, the configuration of the error detection unit 210 will be described with reference to FIG.
[0065]
The memory 231 of the error detector 210 stores the sensor output signal supplied from the calculator 142 at a predetermined frame interval for each of a plurality of frames. More specifically, for example, when capturing an image at a frequency N times the blinking frequency of an optical beacon described later, when storing, for example, m frames at N frame intervals, sequentially outputting m sensor outputs in chronological order When storing a signal and further storing a new sensor output signal, the oldest one of the stored m sensor output signals is deleted and a new sensor output signal is stored. As a result, the memory 231 always stores the m latest sensor output signals.
[0066]
The comparison unit 232 performs a comparison process using the m sensor output signals stored in the memory 231 and outputs a comparison result to the determination unit 233.
[0067]
The determination unit 233 determines whether there is an error based on the comparison result supplied from the comparison unit 232, and outputs a determination result. The comparison method of the comparison unit 232 and the determination method of the determination unit 233 will be described later in detail.
[0068]
Next, the configuration of the optical beacon 11 will be described with reference to FIG. The optical beacon 11 of FIG. 7 can change data by communicating with another device via a network (not shown). Here, the network means a wired / wireless communication line, for example, a telephone line, ISDN, RS-232C, RS-422, Ethernet (R) (10base-T, 100base-T), USB (Universal Serial Bus), IEEE (IEEE). Refers to an environment in which data communication with other devices can be performed by communication means such as Institute of Electrical and Electronic Engineers (1394), IEEE802.11a, IEEE802.11b, and Bluetooth. The data transmission / reception unit 251 includes a data communication IC and a driver corresponding to the communication unit, and outputs transmission data of the optical beacon 11 received via the network to the Manchester encoding unit 252. The Manchester encoding unit 252 performs Manchester encoding on the transmission data supplied from the data transmission / reception unit 251 and outputs the transmission data to the blink control unit 253. The blinking control unit 253 generates a blinking pattern according to the transmission data converted into the input Manchester code, and causes the light emitting unit 254 to emit light.
[0069]
Here, Manchester encoding will be described. As shown in FIG. 9, Manchester encoding is an encoding method that expresses a signal of 0 as 10 and a signal of 1 as 01 for digitalized transmission data. Here, 1 indicates that the light emitting unit 254 is turned on, and 0 indicates that the light emitting unit 254 is turned off.
[0070]
Manchester-coded transmission data has a “start code” added before the converted data, so that the start position of the transmission data can be confirmed. The start code is, for example, “00001” as shown in FIG. In FIG. 10, the left side in the figure is the LSB (Least Significant Bit), and the right side is the MSB (Most Significant Bit).
[0071]
For example, when Manchester encoding is performed on transmission data of 8 bits “10010010”, that is, when 73 is to be transmitted as transmission data, when transmission data 1/0 of a binary number indicates ON / OFF, The light emitting unit 254 is controlled by the blinking control unit 253 so as to be “OFF-ON → ON-OFF → ON-OFF → OFF-ON → ON-OFF → ON-OFF → OFF-ON → ON-OFF”. Will be.
[0072]
By performing the Manchester encoding in this manner, three or more signals taking the value of 1 or 0 do not continue, and each transmission section always flashes, and the light emitting section 254 is in the OFF state for a long time. It is possible to prevent the light emitting unit 254 from being left ON or the light emitting unit 254 from being kept ON, and it is relatively easy to determine the ambient light, so that stable communication can be performed.
[0073]
Further, the transmission data is not limited to data supplied via a network. For example, as shown in FIG. 11, a transmission data storage memory 291 is provided in place of the data transmission / reception unit 251, and a command to be transmitted in advance is provided. You may make it memorize | store.
[0074]
Next, the operation of the ID recognition camera 21 will be described.
[0075]
The light receiving element 151 of the light receiving unit 141 photoelectrically converts the light, and outputs the converted electric signal to the amplifier 152. The amplification unit 152 amplifies the electric signal and outputs the electric signal to the calculation unit 142 and the image processing unit 143. The storage unit 161 of the arithmetic unit 142 sequentially stores the electric signals input from the light receiving unit 141, stores the electric signals of 2M frames, and when full, deletes the electric signal of the oldest frame, and By repeating the process of storing the electric signals of the current frame, the electric signals of the latest 2M frames are always stored, and the electric signals of the 2M frames are output to the comparing unit 162.
[0076]
The comparing unit 162 performs the arithmetic processing such as the above-described equations (1) and (2) using the electrical signals of 2M frames that are temporally continuous stored in the storage unit 161 as the luminance signal, and outputs the result. 163 outputs the calculation result to the ID decode processing unit 144 as a sensor output signal. The operation of the comparing unit 162 will be described later in detail.
[0077]
The image processing unit 143 converts the image signal supplied from the light receiving unit 141 into a format that can be processed, and outputs it as image data.
[0078]
Next, the operation of the ID decode processing unit 144 will be described.
[0079]
The error detection unit 210 of the ID decode processing unit 201 determines whether there is an error in the sensor output signal supplied from the calculation unit 142, and outputs the determination result to the ID decode circuit 211.
[0080]
For example, when an error is detected based on the error determination result from the error detection unit 210, the ID decode circuit 211 does not execute the subsequent processing and waits for the next error determination result. When an error determination result indicating that there is no error is transmitted, the ID decode circuit 211 receives an input from the image sensor 131 based on a timing control signal for synchronizing the timing of the sensor output signal from the timing control unit 202. The ID data of each pixel is restored from the output signal of the sensor. At this time, the ID decode circuit 211 controls the flag register 212 in accordance with the timing control signal to decode the ID data from the sensor output signal using the flag data loaded in the frame memory 203, The ID for which decoding has been completed is stored in the data register 213. The details of the error determination process will be described later.
[0081]
Further, the frame memory 203 stores the decoded flag data and ID data at the corresponding coordinate positions.
[0082]
The ID register 221 of the center-of-gravity calculation unit 204 stores information of the ID data currently stored in the frame memory 203 by a timing control signal indicating that predetermined ID data input from the timing control unit 202 has been decoded by the decoding unit 201. Is read by the ID gravity center calculation circuit 222.
[0083]
The ID gravity center calculation circuit 222 sequentially adds the I coordinate and the J coordinate of the coordinate position of the pixel corresponding to the read ID data, adds the information to the number of pixels, and stores the information in the ID coordinate storage memory 205. This process is repeated.
[0084]
When one frame of data is stored in the frame memory 203, the ID gravity center calculation circuit 222 divides the sum of I coordinates and the sum of J coordinates by the number of data from the ID coordinate storage memory 205 for each ID. , The coordinates of the position of the center of gravity are obtained as position data, and output together with the corresponding ID data.
[0085]
According to the above operation, for example, as shown in FIG. 12, when the two optical beacons 11-1 and 11-2 emit light while blinking and transmit data, the ID recognition camera 21 includes the upper part of FIG. The light signal is received by the pixel at the position on the captured image corresponding to the physical position of the optical beacon 11-1 or 11-2 in the real space as shown in FIG. For example, it is assumed that the light emitted from the optical beacon 11-1 is received by the light receiving element 151 at the coordinate position (10, 10), and the light emitted from the optical beacon 11-2 is at the coordinate position (90, 90). It is assumed that the light is received by the light receiving element 151. At this time, in the light receiving elements 151 at the coordinate positions (10, 10) and (90, 90) of each light receiving unit 141, the time of the light receiving intensity (brightness) is determined by the blinking pattern of the optical beacons 11-1 and 11-2, respectively. A signal can be received as a target change. In this case, the pixel corresponding to the position data at the coordinates (10, 10) has ID data “321”, and the pixel corresponding to the position data at the coordinates (90, 90) has ID data 105 as the decoding result. It has been demanded.
[0086]
As a result, the change in the received light intensity is binarized by the above equation (1) or the like, so that ID data composed of a 1/0 bit string can be obtained.
[0087]
Next, a signal detection method using the difference between frames by the calculation unit 142 will be described.
[0088]
The simplest method of detecting a signal transmitted when the optical beacon 11 emits light is to binarize the received light amount by comparing it with a predetermined threshold value, and convert the received light amount into a digital signal of 1,0. How to convert. This method is the simplest and the easiest to implement, but stable data transmission cannot be expected with the method of binarizing compared with a fixed threshold when the ambient brightness changes.
[0089]
Therefore, in the present invention, to detect a change in light, the storage unit 161 stores (samples) the amount of received light at a predetermined rate and on a frame-by-frame basis, and stores the received light amount between a plurality of frames continuous in the time direction. By comparing the amount of received light, the signal can be detected stably.
[0090]
For example, assuming that a frame number that increases as time elapses is n and a light receiving amount of each pixel between each sampled frame is f (n), a change amount of light of one pixel is Y = f (n ) -F (n-1), which means that when Y> 0, the light changes from dark to bright, and when Y <0, the light changes from light to dark.
[0091]
The above-mentioned Y = f (n) -f (n-1) is defined as a difference between two frames, and further extended to define a difference between 2M frames. Here, M is a positive integer. Specifically, when M = 1, Y = f (n) −f (n−1), and when M = 2, Y = f (n) + f (n−1) −f (n−2). When −f (n−3) and M = 3, Y = f (n) + f (n−1) + f (n−2) −f (n−3) −f (n−4) −f (n −5). That is, the difference between the 2M-frames of the n-th frame is obtained by YP (M, n) defined by the above equation (1) and YM (M, n) defined by the above equation (2).
[0092]
When the inter-frame difference is obtained using the above-described equations (1) and (2), the light detection sensitivity (the sharpness of the change in the calculation results of the equations (1) and (2)) increases as M increases. Become. However, on the other hand, if M becomes large, the number of frames to be stored per unit time on the light receiving side, that is, if the sampling frequency is fixed, the set number of frames can be stored unless the blinking frequency of light is reduced. As a result, the data transfer efficiency deteriorates.
[0093]
That is, as shown in FIG. 13, with the horizontal axis as the time axis and the sampling time (inter-frame interval) as Δt, the blinking of the optical beacon 11 changes from the OFF state to the ON state as shown by the solid line waveform, and then to the OFF state. In this case, if the amount of light received by the light receiving unit 141 at each sampling time is represented on the vertical axis, the waveform becomes as shown by the one-dot chain line in FIG. Here, in the sampling section in which the amount of received light changes (time t3 to t4 and time t8 to t9), although the amount of received light is smaller than the amount of received light when the optical beacon 11 is turned on, it is larger than the OFF state. Become.
[0094]
When the optical beacon 11 is turned on, as shown by the solid line in FIG. 13, the light receiving amount of the light beacon 11 is turned on (the light beacon 11 emits light when the sampling interval is from time t4 to t8). During the sampling interval from time t9 to time t10, the received light amount changes to the amount of light received when the optical beacon 11 is turned off (not emitting light).
[0095]
Therefore, when a change in light is detected at YP (1, n) (= (f (n) −f (n−1)) which is a positive difference between two frames, the difference between two frames (positive frame difference YP (1, n)) changes as indicated by the two-dot line in FIG. 13, and the positive inter-frame difference YP (1, n) indicates the light reception in one sampling interval when the optical beacon 11 is in the ON state. In other words, the difference YP (1, n) between the two positive frames between the time t3 and the time t5 and the time t8 and the time t10 during the time from the time t3 to the time t10 are always in a state where the optical beacon 11 is ON. Is always smaller than the amount of received light in one sampling section in the case of.
[0096]
On the other hand, a change in light is detected by the positive inter-frame difference YP (2, n) (= f (n) + f (n-1) -f (n-2) -f (n-3)). In this case, as shown by the three-dot line in FIG. 13, a change in light is detected from time t5 to t6 and from time t9 to t10, and the positive inter-frame difference YP (2, n) is at the maximum level. As a result, the light beacon 11 takes a value larger than the absolute value of the amount of received light when it is ON. Therefore, the positive four-frame difference YP (2, n) (= f (n) + f (n−1) −f (n−2) −f (n−3)) is the positive two-frame difference YP A signal with higher sensitivity can be detected as compared with (1, n) (= f (n) + f (n-1)).
[0097]
Of course, the calculation of the difference between frames using a larger number of frames may be used (for example, the difference between six frames). However, as the number of frames for obtaining the difference increases, the blinking frequency needs to be reduced.
[0098]
In addition, in order to stably detect a change in light, the frame rate of the light receiving unit 141 must be at least N times the blinking frequency of the optical beacon 11. Here, N is a value determined by a method of detecting a change in light. N> 2 for the difference between two frames, and N> 3 for the difference between four frames. That is, in the case of a 2M frame difference (M is a positive integer), N> M + 1. Here, a smaller value of N can increase the data transfer rate even at the same frame rate. Therefore, optimization is achieved by setting N = M + 1. Hereinafter, the solid line, the one-dot chain line, the two-dot chain line, and the three-dot chain line indicate the light emission state, the amount of received light, the difference between two frames, and the difference between four frames, respectively.
[0099]
Here, M = 1, that is, N = 2 or more in the case of a difference between two frames, is evident from the sampling theorem unless sampling is performed at a frequency twice or more the frequency of the original signal. This is because the original signal cannot be restored from the sampling result.
[0100]
For example, as shown by a solid line in FIG. 14, when ON or OFF of the optical beacon 11 changes, in the section from time t2 to t6 in FIG. In the section from t6 to t13, the received light amount and the positive difference between two frames when sampling is performed in a relationship of N = 2 are shown. As can be seen from the change indicated by the two-dot chain line in FIG. 14 (particularly, in the period from time t3 to t6 (portion indicated by the range A in the drawing)), in the interval of N = 1, the positive difference YP between the two frames is obtained. (1, n) (= f (n) -f (n-1)) is smaller than the amount of received light (the change indicated by the one-dot chain line in FIG. 14) (blinking pattern and sampling). YP (1, n) becomes 0 even if there is a change in light depending on the phase of the frequency), indicating that stable detection is difficult. However, in the section of N = 2 (portion indicated by the range B in the drawing), the value of YP (1, n) takes a larger value than the received light amount every N frames (N = 2), and is stable. It can be seen that such detection is possible.
[0101]
Next, it will be described that when M = 2, that is, the difference between four frames, N = 3 is optimal. FIG. 15 shows a change in signal level when the value of the difference between four frames is M = 2 and N = 2. Since the light source is blinked at a frequency twice the sampling rate of the light receiving unit, even when the value of the difference between the positive four frames is positive and negative, the blinking of the optical beacon 11 rises and falls in the four frames to be calculated. Since the down stream is included, the received light signal is canceled by positive and negative, and it can be seen that the positive four-frame difference value is not larger than the received light amount (below the received light amount during one sampling time). For example, from time t6 to time t7, the difference between the four frames (the range for the four frames indicated by the arrow in the drawing) is one of the sections where the negative maximum value is obtained. Here, the difference between the four frames is YP ( 2, n) = f (t6-t7) + f (t6-t5) -f (t5-t4) -f (t4-t3), and both f (t4-t3) and f (t6-t5) are positive. Since the value is taken, YP (2, n) becomes small because of cancellation.
[0102]
However, as shown in FIG. 16, when M = 4 and N = 3, when the positive four-frame difference value is positive and negative and takes the maximum value, respectively (t5-t4, t8-t7, t11-t10). , T14-t13), the calculated four frames do not include both the rising and falling of the blinking by the optical beacon 11, and the light receiving signal is not canceled out by the positive or negative. Can obtain a large signal. Then, it can be seen that the positive maximum value is around the rising edge of the blinking pattern of the optical beacon 11 and the negative maximum value is around the falling edge every N samplings. Therefore, it can be seen that the original Manchester-coded signal can be restored using the positive inter-frame difference value YP for every N frames.
[0103]
Therefore, the optimal combination of N and M is such that the larger the value of M, the higher the sensitivity of the 2M inter-frame difference value. However, when M is increased (when the number of frames used for calculation is increased), N> M + 1. Must be increased (the number of samplings must also be increased), and the efficiency of data transmission that can be transmitted at the same blinking frequency becomes inferior. It is necessary to determine in consideration of the balance.
[0104]
In the present embodiment, a description will be mainly given of a difference between two frames and a difference between four frames as an example. However, the present invention is applicable to 2M interframe differences (M is a positive integer) and does not limit M to 2 or 1.
[0105]
Although only the positive inter-frame difference has been described above, the same applies to the negative inter-frame difference (corresponding to equation (2) above). Note that the negative inter-frame difference is the same as the positive inter-frame difference, and a description thereof will be omitted.
[0106]
Next, a light emission process for transmitting transmission data by the optical beacon 11 will be described with reference to a flowchart of FIG.
[0107]
In step S1, the data transmitting / receiving unit 251 receives the transmission data transmitted from the control unit 2 and outputs the data to the Manchester encoding unit 252.
[0108]
In step S2, the Manchester encoding unit 252 performs Manchester encoding on the transmission data supplied from the data transmitting / receiving unit 251 and supplies the transmission data to the blinking control unit 253 as described with reference to FIGS.
[0109]
In step S3, the blink control unit 253 controls the light emission of the light emitting unit 254 based on the Manchester-encoded transmission data supplied from the Manchester encoding unit 252, and the process returns to step S1. , And the subsequent processes are repeated. That is, under such control, the light emitting unit 254 repeats light emission corresponding to the transmission data. Further, the information unit 3 transmits the transmission data by controlling the blinking patterns of the plurality of optical beacons 11-1 to 11-6.
[0110]
Next, with reference to the flowchart of FIG. 18, a description will be given of a transmission data acquisition process transmitted by blinking the optical beacon 11 by the ID recognition camera 21.
[0111]
In step S <b> 11, the light receiving element 151 of the light receiving unit 142 performs photoelectric conversion of light in an imaging region to be imaged, and outputs the light to the amplifier 152.
[0112]
In step S12, the amplifier 152 amplifies the photoelectrically converted electric signal input from the light receiving element 151 and outputs the amplified electric signal to the calculation unit 142 in frame units.
[0113]
In step S13, the storage unit 161 of the calculation unit 142 sequentially stores the amplified electric signal, that is, the pixel value of each pixel, supplied from the light receiving unit 141, in frame units. At this time, since the storage unit 161 can store 2M pixel values for a plurality of frames, the storage unit 161 deletes the pixel value of the oldest frame and sequentially stores the pixel values of the new frame. In the following description, it is assumed that M = 2.
[0114]
In step S14, the comparing unit 162 reads the pixel values of 2M frames stored in the storage unit 161 and performs the comparing process.
[0115]
Here, the comparison processing by the comparison unit 162 will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0116]
In step S <b> 21, the positive inter-frame difference calculation unit 181 of the comparison unit 162 uses the information of the 2M frame stored in the storage unit 161 for each pixel to determine the positive frame represented by the above equation (1). Calculate the difference YP (M, n) and output it to the terminal 182a of the comparator 182.
[0117]
In step S22, the comparator 182 of the comparing unit 162 compares the difference YP (M, n) between the positive frames supplied to the terminal 182a with the reference value Ref (+) supplied to the terminal 182b. When the difference YP (M, n) is larger than the reference value Ref (+), the comparison result CP (n) = 1 is output. Otherwise, the comparison result CP (n) = 0 is output.
[0118]
In step S23, the positive inter-frame difference calculation unit 183 of the comparison unit 162 uses the information of the 2M frame stored in the storage unit 161 to calculate, for each pixel, the negative frame represented by the above equation (2). The difference YM (M, n) is calculated and output to the terminal 184a of the comparator 184.
[0119]
In step S24, the comparator 184 of the comparing unit 162 compares the difference YM (M, n) between the negative frames supplied to the terminal 184a with the reference value Ref (-) supplied to the terminal 184b. When the difference YM (M, n) is smaller than the reference value Ref (−), the comparison result CM (n) = 1 is output. Otherwise, CM (n) = 0 is output.
[0120]
In step S25, the output unit 163 outputs the comparison results CM (n) and CP (n) supplied from the comparators 182 and 184 to the ID decode processing unit 144.
[0121]
Here, the description returns to the flowchart of FIG.
[0122]
When the comparison process in step S14 ends, the process returns to step S11, and the subsequent processes are repeated.
[0123]
That is, by the process described with reference to the flowchart of FIG. 18, the optical beacon 11 blinks and receives the emitted light, thereby acquiring the transmitted transmission data and transmitting it to the ID decode processing unit 144. The process of supplying data is repeated.
[0124]
The above process will be described in more detail. As shown in FIG. 20, in the process of step S11, the light receiving amount of the light receiving unit 141 is 0 from time t1 to t13, and at time t13 to t14, The amount of light received from t13 + α to t14 is accumulated. That is, assuming that the amount of received light obtained when the optical beacon 11 continues to emit light between times t13 and t14 is 1, the amount of received light between times t13 and t14 is (t14−t (13 + α)) / ( t14-t13).
[0125]
In FIG. 20, the top row shows the transmission data. In this case, “start code”, “1” as “data first bit”, and “0” as “data second bit” are shown. , The second row shows Manchester encoded data, and in this case, “000010110” is shown from the top. The third row indicated by the solid line indicates the light emission state of the optical beacon 11, in which the Hi state indicates a light emission state and the Low state indicates a light emission state. The fourth row indicated by the dashed line indicates the amount of light received by the light receiving element 141, and the fifth row indicates the difference between positive frames, and Ref (+) and Ref (-) indicates a reference value of the comparators 182 and 184, respectively. The difference between the negative frames is not shown, but is a value obtained by inverting the difference between the positive frames in FIG.
[0126]
The sixth and seventh rows show the outputs of the comparators 182 and 184, respectively. In this case, the sixth row shows the outputs at times t1 to t14, times t16 to t20, and times t22 to t28. , 0 are output at times t14 to t16 and at times t20 to t22, 1 is output. The seventh row shows that 0 is output from time t1 to t17 and from time t19 to t26, and 1 is output from time t17 to t19 and from time t26 to t28. It is assumed that the time interval between each frame is constant at Δt.
[0127]
From time t14 to t15 and from time t15 to t16, the light beacon 11 continues to emit light as shown by the solid line, so that the light reception amount becomes 1 as shown by the dashed line.
[0128]
Further, between the time t16 and the time t17, as shown by the solid line, the light is emitted only between the time t16 and the time t (16 + α). α / (t17−t16).
[0129]
Since the optical beacon 11 shown by the solid line in FIG. 20 is not emitting light between the times t17 and t19, the amount of received light is received as shown by the one-dot chain line in FIG. Becomes 0.
[0130]
Further, the amount of light received between time t19 and time t20 is substantially equal to the amount of light received between time t (19 + α) and time t20, as shown by the solid line. As shown by the dashed line, (t20−t (19 + α)) / (t20−t19).
[0131]
Since the optical beacon 11 shown by a solid line in FIG. 20 is in a light-emitting state from the time t20 to the time t25, as shown by a dashed line in FIG. Becomes 1.
[0132]
Further, during the period from the time t25 to the time t26, as shown by the solid line, the light is emitted only during the period from the time t25 to the time t (25 + α). α / (t26−t25).
[0133]
After the time t26, as shown by the solid line, the light beacon 11 is in a state where it does not emit light, so that the amount of received light becomes 0 as shown by the dashed line.
[0134]
Then, the positive inter-frame difference calculator 181 executes the calculation of the above-described equation (1) according to the above received light amount. More specifically, the light receiving amount f (n) is 0 in all the frames from the time t1 to t13, so that the difference between the positive frames is 0 as shown by the three-dot chain line in FIG.
[0135]
The difference YP (2, t14-t13) between the positive frames in the frame f (t14-t13) corresponding to the times t13 to t14 is f (t14-t13) + f (t13-t12) -f (t12-t11) -f (T11-t10), which is the value of the difference between the positive frames from time t13 to time t14 indicated by the three-dot chain line in FIG.
[0136]
Similarly, the difference YP (2, t15-t14) between the positive frames in the frame f (t15-t14) corresponding to the times t14 to t15 is represented by f (t15-t14) as shown by a three-dot chain line in FIG. + F (t14-t13) -f (t13-t12) -f (t12-t11).
[0137]
In addition, the difference YP (2, t16-t15) between the positive frames in the frame f (t16-t15) corresponding to the times t15 to t16 is f (t16-t15) + f as shown by the three-dot chain line in FIG. (T15-t14) -f (t14-t13) -f (t13-t12).
[0138]
Further, the difference YP (2, t17-t16) between the positive frames in the frame f (t17-t16) corresponding to the times t16 to t17 is represented by f (t17-t16) + f as shown by a three-dot chain line in FIG. (T16-t15) -f (t15-t14) -f (t14-t13).
[0139]
Further, the difference YP (2, t18-t17) between the positive frames in the frame f (t18-t17) corresponding to the times t17 to t18 is represented by f (t18-t17) + f as shown by a three-dot chain line in FIG. (T17-t16) -f (t16-t15) -f (t15-t14).
[0140]
Similarly, f (t19−t18) + f (t18−t17) −f (t17−t16) −f (t16−t15) from time t18 to t19, and f (t20−t19) from time t19 to t20. ) + F (t19−t18) −f (t18−t17) −f (t17−t16), and from time t20 to t21, f (t21−t20) + f (t20−t19) −f (t19−t18) −f (T18-t17), from time t21 to t22, f (t22-t21) + f (t21-t20) -f (t20-t19) -f (t19-t18), and from time t22 to t23, f (t23 −t22) + f (t22−t21) −f (t21−t20) −f (t20−t19), and from time t24 to t25, f (t25−t24) + (T24−t23) −f (t23−t22) −f (t22−t21), and from time t25 to t26, f (t26−t25) + f (t25−t24) −f (t24−t23) −f (t23) −t22), from time t26 to t27, f (t27−t26) + f (t26−t25) −f (t25−t24) −f (t24−t23), and from time t27 to t28, f (t28−t27) ) + F (t27−t26) −f (t26−t25) −f (t25−t24).
[0141]
Along with this, the comparison result between the positive inter-frame difference obtained by calculating the above equation (1) and the positive reference value Ref (+) is, as indicated by the three-dot chain line in FIG. In the case of, the difference between positive frames becomes larger than the positive reference value Ref (+) from time t14 to t16 and from time t20 to t22, so that the comparison result CP (n) output from the comparator 182 becomes It becomes 1 from t14 to t16 and from time t20 to t22, and becomes 0 at other times.
[0142]
It should be noted that the difference between the negative frames obtained by calculating the above equation (2) indicates the relationship between the positive frame difference indicated by the three-dot chain line in FIG. Is omitted.
[0143]
The comparison result between the negative inter-frame difference and the negative reference value Ref (−) is obtained by comparing the positive inter-frame difference with the value (−Ref (−)) obtained by reversing the positive and negative of the negative reference value Ref (−). It has the same value as the comparison result. Therefore, in this case, the difference between the negative frames is larger than the negative reference value Ref (−) from time t17 to t19 and from time t26 to t28 (as indicated by the three-dot chain line in FIG. 20). Since the difference between the positive frames is smaller than the value (−Ref (−)) of the negative reference value Ref (−), the comparison result CM (n) output from the comparator 184 is the time t17. From time t19 to time t26 and from time t26 to time t28, it becomes 1 and at other times, it becomes 0.
[0144]
Next, ID decoding processing by the ID decoding processing unit 144 will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0145]
In step S31, the ID decode circuit 211 of the ID decode processing unit 144 resets and initializes a counter (not shown).
[0146]
In step S32, the ID decode circuit 211 of the ID decode processing unit 144 performs a start code detection process.
[0147]
Here, the start code detection processing by the ID decode circuit 211 will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0148]
In step S41, in the ID decoding circuit 211 of the ID decoding processing unit 144, all of the comparison results CP (n) and CM (n) supplied from the arithmetic unit 142 are continuously 0 for 12 frames or more. It is determined whether or not. More specifically, when the comparison results CP (n) and CM (n) are both 0 and are continuously input, the ID decode processing unit 144 increments a counter (not shown) by one, and It is determined whether the value is 12 or more. This counter is reset when any one of the comparison results CP (n) and CM (n) is input as 1.
[0149]
In step S41, the start code is, for example, “00001” as described above, so that the optical beacon 11 blinks as shown by a solid line as shown in FIG. That is, the optical beacon 11 emits light from time t (13 + α) to time t (t19 + α) in a state where it does not emit light from time t (1 + α) to t (13 + α). Transmit the code as transmission data.
[0150]
Therefore, as shown in FIG. 20, since it is not determined that the value is 0 continuously for 12 frames or more from time t1 to t12, the process proceeds to step S45, and the error detection unit 210 detects the start code. It is determined that there is not, and the process proceeds to step S33 (the flowchart of FIG. 21).
[0151]
Here, it returns to the flowchart of FIG.
[0152]
In step S33, it is determined whether or not a start code has been detected. In this case, in step S45, since no start code has been detected, it is determined that no start code has been detected, and the process proceeds to step S32. Return to
[0153]
That is, the processing of steps S32 and S33 is repeated until it is determined that the value is 0 continuously for 12 frames or more.
[0154]
Here, the description returns to the flowchart of FIG.
[0155]
In this case, for example, from time t1 to time t13 shown in FIG. 20, the processes of steps S32 and S33 are repeated 12 times. For example, in the case of a frame corresponding to time t12 to time t13 in FIG. In step S41, it is determined that the value is 0 continuously for 12 frames or more, and the process proceeds to step S42.
[0156]
In step S42, the ID decode circuit 211 determines whether or not the comparison result CP (n) of the comparator 182 is 1. That is, it is determined whether 1 at the end of the start code is detected. For example, as shown in FIG. 20, after the start code “0000” is detected in the frame corresponding to time t12 to t13, the comparison result CP (t14−t13) is 1 in time t13 to t14. Since there is no such process, the process proceeds to step S45. Therefore, in this case, the processing of steps S33 and S32 is repeated.
[0157]
In addition, for example, in the case of times t13 to t14, which are later timings, the comparison result CP (t15-t14) is 1 as shown in FIG. 20 in step S42, so that the end of the start code is “1”. Is determined, and the process proceeds to step S43.
[0158]
In step S43, the ID decode circuit 211 determines whether or not the comparison result CP (n + 1) of the comparator 182 is 1. For example, as shown in FIG. 20, from time t15 to t16, it is determined that the comparison result CP (t16-t15) is 1, and the process proceeds to step S44.
[0159]
In step S44, the ID decode circuit 211 recognizes that the start code has been detected.
[0160]
That is, similarly to the processing in step S42, in step S43, the ID decoding circuit 211 determines whether 1 at the end of the start code has been detected, thereby determining whether 1 has been detected for two consecutive frames. Is determined. This is because, in the present case, the Manchester-encoded signal is supplied at three-frame intervals, and in this case, as shown in FIG. Since 1 is always detected for two consecutive frames, the presence or absence of 1 at the end of the start code is detected by detecting this.
[0161]
Here, it returns to the flowchart of FIG.
[0162]
In step S34, the ID decode circuit 211 causes the error detection unit 210 to start an error detection process. The error detection process of the error detection unit 210 will be described later in detail.
[0163]
In step S35, the ID decoding circuit 211 determines whether an error has been detected by the error detection processing of the error detection unit 210, and determines whether there is an error based on the error detection result supplied from the error detection unit 210. I do.
[0164]
For example, in step S35, when a notification indicating that no error has been detected is input from the error detection unit 210, the ID decoding circuit 211 determines that no error has been detected, and the process proceeds to step S36. Proceed to.
[0165]
In step S36, the ID decode circuit 211 decodes the ID data based on the input sensor output signal as described above, and stores the decoded ID data in the frame memory 203. Further, the ID gravity center calculating circuit 222 reads the coordinate position corresponding to the decoded ID data by controlling the ID register 221 and sequentially stores the coordinate position in the ID coordinate storage memory 205 while integrating the coordinate position.
[0166]
In step S37, the ID gravity center calculation circuit 222 reads out the coordinate position stored in the ID coordinate storage memory 205 for each ID data and obtains the gravity center position of the coordinate position corresponding to the ID data, that is, of each coordinate position. The position of the center of gravity is obtained by dividing the integrated value by the number of ID data to which the addition has been made, and this is obtained as coordinate information of the ID data.
[0167]
In step S38, the ID decode circuit 211 determines whether or not the data is completed based on the presence or absence of the supplied sensor output signal. For example, if it is determined that the data is not completed, the process proceeds to step S38. Returning to S35, the subsequent processing is repeated.
[0168]
If it is determined in step S38 that the input sensor output signal has disappeared and the data has been completed, in step S39, an instruction is issued to the error detection unit 210 to stop the error detection processing. Returns to step S32, and the subsequent processing is repeated.
[0169]
Next, the error detection processing will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0170]
In step S51, the determination unit 233 of the error detection unit 210 sets a counter m (not shown) to 2. In step S52, the determination unit 233 of the error detection unit 210 initializes a counter k (not shown) to 2.
[0171]
In step S53, the memory 231 of the error detection unit 210 determines whether a sensor output signal for one frame has been input, and the processing is repeated until a sensor output signal for one frame is input.
[0172]
When it is determined in step S53 that the sensor output signal for one frame has been input, in step S54, the determination unit 233 of the error detection unit 210 increments the counter k by one.
[0173]
In step S55, the determination unit 233 determines whether or not the counter k has become 3, and when it is determined that the counter k has not become 3, the process returns to step S53, and the subsequent processes are repeated. That is, the processes of steps S53 to S55 are repeated until the counter k becomes 3.
[0174]
If it is determined in step S55 that the counter k is 3, that is, if it is determined that the sensor output signal for one frame has been supplied, in step S56, the memory 231 stores the calculation The comparison results CP (n) and CM (n) of the comparators 182 and 184 of the comparing unit 162 of the unit 142 are stored.
[0175]
In step S57, the comparing unit 232 determines that the stored comparison results CP (n) and CM (n) are (CP (n), CM (n)) = (0,0), (0,1), or It is determined whether or not (1, 0). More specifically, the comparison unit 232 compares (CP (n), CM (n)) with (0, 0), (0, 1), and (1, 0), respectively, and compares the comparison result. Is supplied to the determination unit 233. The determination unit 233 determines whether (CP (n), CM (n)) = (0, 0), (0, 1), or (1, 0) based on the comparison result. . For example, if (CP (n), CM (n)) = (0,0), (0,1) or (1,0) in step S57, the process proceeds to step S58.
[0176]
In step S58, the determination unit 233 determines that the stored comparison results CP (n) and CM (n) are (CP (n), CM (n)) ≠ (CP (n-3), CM (n-3). ) Is determined. More specifically, the comparing unit 232 compares (CP (n), CM (n)) with (CP (n-3), CM (n-3)), and outputs the comparison result to the determining unit 233. . The determination unit 233 determines whether (CP (n), CM (n)) ≠ (CP (n-3), CM (n-3)) based on the comparison result. In step S58, for example, it is determined that the comparison results CP (n) and CM (n) are (CP (n), CM (n)) ≠ (CP (n-3), CM (n-3)). If so, the process proceeds to step S59.
[0177]
In step S59, the determination unit 233 increments the counter m by one. In step S60, the determination unit 233 determines whether or not the counter m is 2, for example, if it is determined that the counter m is 2, the process proceeds to step S61.
[0178]
In step S61, the determination unit 233 determines whether or not the comparison results CP (n) and CM (n) are CP (n) = CM (n) = 0. More specifically, the comparison unit 232 compares CP (n) and CM (n) with 0, and outputs the comparison result to the determination unit 233. The determination unit 233 determines whether or not the comparison results CP (n) and CM (n) satisfy CP (n) = CM (n) = 0 based on the comparison result.
[0179]
When it is determined in step S61 that the comparison results CP (n) and CM (n) are not CP (n) = CM (n) = 0, in step S62, the determination unit 233 notifies the error-free notification. Output to the ID decode circuit 211.
[0180]
In step S63, the determination unit 233 determines whether or not the end of the process has been instructed by the ID decode circuit 211. If it is determined that the end of the process has not been instructed, the process proceeds to step S64.
[0181]
In step S64, the determination unit 233 initializes the counter m to 0, and the process returns to step S53.
[0182]
If it is determined in step S57 that (CP (n), CM (n)) = (0, 0), (0, 1) or (1, 0), then in step S58, (CP ( n), CM (n)) ≠ (CP (n-3), CM (n-3)), or in step S61, the comparison results CP (n) and CM (n) are , CP (n) = CM (n) = 0, the process proceeds to step S66, and the determination unit 233 notifies the ID decoding circuit 211 that an error has been detected. The process proceeds to step S63.
[0183]
When it is determined in step S60 that the counter m is not 2, in step S65, the determination unit 233 initializes the counter k to 0, the process returns to step S53, and the subsequent processes are repeated.
[0184]
That is, by repeating the processing of steps S53 to S55, as shown by the dotted arrow in FIG. 24, the frame at time t15 to t16 which is the next timing of the frame at time t14 to t15 when the start code is detected. , The processes of steps S57 to S60 are executed, and this process is repeated every three frames.
[0185]
This is because, as shown in FIG. 24, the optical beacon 11 transmits the same Manchester-encoded signal by blinking for three consecutive frames, so that the comparison results CP (n) and CM (n ) Is read and it is determined whether or not the value is a predetermined value.
[0186]
More specifically, first, in step S57, it is determined whether (CP (n), CM (n)) is (0, 0), (0, 1), or (1, 0). Is done. This is because the comparison results CP (n) and CM (n) have mutually inverted positive and negative values. Therefore, if no error has occurred, (0,0), (0,1), or This is because one of (1, 0) should be taken.
[0187]
Next, in step S58, it is determined whether or not (CP (n), CM (n)) ≠ (CP (n-3), CM (n-3)). This is because, because of Manchester encoding, the transmitted signal does not have the same code for more than seven frames, and therefore, for example, the comparison between the time t21 to t22 and the time t24 to t25 shown in FIG. As in the result (CP (n), CM (n)), the maximum value and the minimum value are always taken during a maximum of six frames. As a result, if no error has occurred, the transmitted data always includes a rising edge and a falling edge somewhere in at most six frames, so the same signal is detected at three-frame intervals. Will not be done.
[0188]
Then, it is determined whether or not the counter m is 2 in step S60. When m is 2, in step S61, whether or not the comparison results (CP (n), CM (n)) are all 1 Is determined.
[0189]
Only when the counter m becomes 2, that is, every time the processing of steps S53 to S60 is repeated twice, the processing of step S61 is executed. Therefore, the processing of step S61 is substantially performed for six frames. It is executed once, and furthermore, the signal of every six frames from the timing at which the start code is detected, that is, the signal of 01 or 10 which constitutes a data bit, from the timing at which a start code is detected, Done.
[0190]
More specifically, for example, in FIG. 24, the comparison result (CP (n), CM (n)) of the latter half of the data bits corresponding to the frames from time t21 to t22 and the frame from time t27 to t28 ) Is 1 to determine whether there is an error. This is because the comparison results CP (n) and CM (n) corresponding to the latter half of the data bit have mutually inverted positive and negative values. Because it should be.
[0191]
An error is detected by the above processing, so that an error in Manchester-encoded transmission data can be accurately determined, and as a result, correct transmission data without errors can be selectively obtained. .
[0192]
In the above example, when the optical beacon 11 is imaged, there is no change in the imaged pixel, that is, the position of the object being imaged at each pixel in the image is fixed. Has been described. That is, since the optical beacon 11 transmits transmission data by blinking, when the range in which the ID recognition camera 21 captures an image changes, the position of the optical beacon 11 changes in the captured image. As a result, there is a possibility that an error cannot be accurately detected or data cannot be obtained.
[0193]
Therefore, in the following example, the blinking pattern of the optical beacon 11 is detected by detecting the blinking pattern of the optical beacon 11 from the pixel where the optical beacon 11 is imaged and a plurality of pixels around the pixel. Accurate transmission data may be obtained.
[0194]
FIG. 25 is a block diagram illustrating a configuration of the ID decoding processing unit 144 configured to detect a blinking pattern of the optical beacon 11 by detecting a blinking pattern of the optical beacon 11 from a plurality of pixels around the target pixel. . The basic configuration is the same as that of the ID decode processing unit 144 in FIG. 6, except that an error detection unit 271 is provided instead of the error detection unit 210, and an ID gravity center calculation circuit 282 is provided instead of the ID gravity center calculation circuit 222. The difference is that a weight calculator 251 is newly provided.
[0195]
The error detection unit 271 basically performs the same processing as the error detection unit 210 in FIG. 6, but not only the pixel of interest (hereinafter, referred to as the pixel of interest) but also its surrounding pixels (for example, a horizontal pixel). The error detection process is simultaneously performed on the pixels adjacent in the direction, the vertical direction, and the diagonal direction. The details will be described later with reference to FIG.
[0196]
The ID decode processing circuit 211 in FIG. 25 performs basically the same processing as the ID decode processing circuit 211 in FIG. 6, but performs a decode process based on the pixel of interest and its surrounding pixels. Different.
[0197]
The weight calculation unit 281 calculates the weight of each of the target pixel and the peripheral pixels based on the light receiving time of the light emitted from the optical beacon 11 received by the target pixel and the peripheral pixels, and calculates the ID centroid. It is supplied to the calculation circuit 282.
[0198]
The ID centroid calculation circuit 282 performs basically the same processing as that of the ID centroid calculation circuit 222 in FIG. 6, but further calculates the centroid position by the weight supplied from the weight calculation unit 281 in the centroid calculation. calculate.
[0199]
Next, a detailed configuration of the error detection unit 271 will be described with reference to FIG. Basically, the configuration is the same as that of the error detection unit 210 in FIG. 7, but a memory 291, a comparison unit 292, and a determination unit 293 are provided instead of the memory 231, the comparison unit 232, and the determination unit 233. Have been. The memory 291, the comparison unit 292, and the determination unit 293 have the same functions as the memory 231, the comparison unit 232, and the determination unit 233, respectively. Are simultaneously executed.
[0200]
Next, the ID decoding process will be described with reference to the flowchart in FIG. Note that the processing in steps S71 to S75 and S78 is the same as the processing in steps S31 to S35 and S38 described with reference to the flowchart in FIG. 21, and a description thereof will be omitted.
[0201]
Here, the error detection process started by the process of step S74 will be described with reference to the flowchart of FIG. The processes in steps S81 to S85 and steps S89 to S96 are the same as the processes in steps S51 to S55 and steps S59 to S66 in the flowchart of FIG. 23, and thus description thereof will be omitted.
[0202]
In step S86, the memory 291 stores the comparison results CP (n) and CM (n) of the comparators 182 and 184 of the comparison unit 162 of the calculation unit 142, and the comparison results CPw corresponding to the peripheral pixels, which are sensor output signals. (N) and CMw (n) are stored. Here, the comparison results CP (n) and CM (n) indicate comparison results of the target pixel, and the comparison results CPw (n) and CMw (n) indicate comparison results of a plurality of pixels around the target pixel.
[0203]
That is, when the pixel indicated by (x, y) in FIG. 29 is the pixel of interest, for example, (x-1, y-1), (x, y-1), (x + 1) surrounded by a thick line in the figure. , Y−1), (x−1, y), (x + 1, y), (x−1, y + 1), (x, y + 1), (x + 1, y + 1) corresponding to each of a total of eight pixels. , And comparison results CPw (n) and CMw (n) based on the negative inter-frame difference are stored, respectively. Therefore, in this case, the comparison result substantially stored is the comparison result corresponding to the positive / negative inter-frame difference of each of the target pixel and the peripheral pixels. The comparison result is stored. The arrangement of the peripheral pixels corresponding to the target pixel is not limited to that shown in FIG. 29. For example, except for the target pixel existing in a range of 5 × 5 pixels centered on the target pixel. The other 24 pixels may be peripheral pixels, and generally, for example, may be pixels existing in a range of (2n + 1) pixels × (2n + 1) pixels.
[0204]
In step S87, the comparing unit 292 determines that the stored comparison results CP (n) and CM (n) of the target pixel and the comparison results CPw (n) and CMw (n) of the peripheral pixels of the target pixel are all (0 , 0), (0, 1) or (1, 0). That is, the comparing unit 292 executes the process of step S57 in the flowchart of FIG. 23 on the comparison result corresponding to the target pixel and the comparison results corresponding to all the surrounding pixels.
[0205]
For example, in step S87, the comparison results CP (n) and CM (n) of the target pixel and the comparison results CPw (n) and CMw (n) of peripheral pixels of the target pixel are all (0, 0), ( (0, 1) or (1, 0), the process proceeds to step S88. In step S87, the comparison results CP (n) and CM (n) of the target pixel and the comparison results CPw (n) and CMw (n) of the peripheral pixels of the target pixel are all (0, 0), ( If not (0, 1) or (1, 0), the process proceeds to step S96.
[0206]
In step S88, the determination unit 293 determines that the stored comparison result CP (n) and CM (n) of the target pixel is (CP (n), CM (n)) ≠ (CP (n−3), CM (n). -3)) and the comparison results CPw (n) and CMw (n) corresponding to all peripheral pixels are (CPw (n), CMw (n)) ≠ (CPw (n-3), CMw ( n-3)) is determined. More specifically, the comparing unit 292 compares (CP (n), CM (n)) with (CP (n−3), CM (n−3)), and further compares (CPw) of all peripheral pixels. (N), CMw (n)) is compared with (CPw (n−3), CMw (n−3)), and the comparison result is output to the determination unit 293. Based on the comparison result, the determination unit 293 determines that (CP (n), CM (n)) ≠ (CP (n-3), CM (n-3)) and (CPw (n) , CMw (n)) ≠ (CPw (n−3), CMw (n−3)).
[0207]
In step S88, the comparison result of the target pixel is (CP (n), CM (n)) ≠ (CP (n-3), CM (n-3)), and the comparison results of all the peripheral pixels are Is determined to be (CPw (n), CMw (n)) ≠ (CPw (n−3), CMw (n−3)), the process proceeds to step S89. On the other hand, in step S88, the comparison result of the target pixel is not (CP (n), CM (n)) ≠ (CP (n−3), CM (n−3)), or all of the peripheral pixels If it is determined that the comparison result is not (CPw (n), CMw (n)) ≠ (CPw (n−3), CMw (n−3)), the process proceeds to step S96.
[0208]
In step S91, the determination unit 293 calculates the comparison result CP (n) and CM (n) of the target pixel and the comparison results CPw (n) and CMw (n) of all peripheral pixels as CP (n) = CM ( It is determined whether or not n) = CPw (n) = CMw (n) = 0. More specifically, the comparing unit 292 compares each of CP (n), CM (n), CPw (n), and CMw (n) with 0, and outputs the comparison result to the determining unit 293. Based on the comparison result, the determination unit 293 determines that the comparison results CP (n), CM (n), CPw (n), and CMw (n) are CP (n) = CM (n) = CPw (n) = It is determined whether CMw (n) = 0.
[0209]
In step S91, the comparison result CP (n) and CM (n) of the target pixel, and all the peripheral pixels CPw (n) and CMw (n) are obtained as CP (n) = CM (n) = CPw (n). If it is determined that = CMw (n) = 0, the determination unit 293 outputs a notification of no error to the ID decoding circuit 211 in step S92.
[0210]
In step S91, the comparison result CP (n) and CM (n) of the target pixel, and all the peripheral pixels CPw (n) and CMw (n) are obtained as CP (n) = CM (n) = CPw (n). If it is determined that = CMw (n) = 0, the process proceeds to step S96.
[0211]
Through the above processing, the error detection processing is simultaneously performed on the target pixel and its surrounding pixels.
[0212]
Here, the description returns to the flowchart of FIG.
[0213]
In step S76, the ID decode circuit 211 of the ID decode processing unit 144 described with reference to FIG. 25 decodes the ID data based on the comparison result between the target pixel and its surrounding pixels.
[0214]
That is, the ID decode processing unit 144 in FIG. 25 basically performs the same processing as when the sensor output signal of the target pixel is processed in the ID decode processing unit 144 in FIG. 6, but corresponds to a plurality of pixels. The following processing is executed by using the sensor output signal.
[0215]
That is, assuming that the output of the comparator 182 of the target pixel is CP (x, y), the output of the comparator 182 including its peripheral pixels is, for example, (2n−1) with the peripheral pixels at the center of the target pixel. In the case of a range of pixels × (2n−1) pixels, CPw (xn, yn), CPw (xn + 1, yn + 1), CPw (xn + 2, yn + 2),. CP (x, y)... CPw (x + n-1, y + n-1) and CPw (x + n, y + n).
[0216]
When the position of the optical beacon 11 measured at the pixel of interest moves at a time interval shorter than the time for transmitting all the signals, the output of the comparator 182 of this pixel of interest and one of its surrounding pixels becomes different. It will move to the pixel.
[0219]
Therefore, by defining a function represented by the following equation (3), the ID decoding circuit 211 recognizes the output of the comparator 182 of the target pixel.
[0218]
[Equation 3]

[0219]
Here, “|” is an OR operation. This is because, for example, when n is 1, 1 is detected in the comparison result of one of the pixels included in the window W centered on the target pixel (x, y) shown in FIG. Indicates that 1 has been detected in the target pixel. Therefore, by such processing, even if the blinking pattern which becomes a signal during data reception moves to the next pixel without the pixel of interest, data can be continuously received and decoded. Note that the comparison result of the comparator 184 is similarly processed.
[0220]
Then, the decoding circuit 211 sequentially supplies the decoding result to the frame memory 203. That is, as described above, the decoding circuit 211 reads out the latter half of the two-bit signal of the Manchester-encoded signal, encodes the signal into a normal signal, and encodes these signals on the image. The data is sequentially stored in the frame memory 203 corresponding to the pixel position.
[0221]
Further, the ID gravity center calculation circuit 282 supplies the position information of the ID data stored in the frame memory 203 to the ID coordinate storage memory 205 via the ID register 221 and stores it.
[0222]
Here, the “information on the peripheral pixels of the target pixel” has been described using a square window of (2n + 1) × (2n + 1), but the present invention is not limited to a square window. For example, other shapes such as a rectangle and four adjacent pixels may be used.
[0223]
The same processing is performed on the comparison result from the comparator 184.
[0224]
Here, the description returns to the flowchart of FIG.
[0225]
In step S77, a center-of-gravity calculation process is performed.
[0226]
Here, the center-of-gravity calculation processing will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0227]
In step S101, the weight calculator 251 calculates the weight of each pixel. More specifically, the weight calculation unit 251 performs the operation of the following equation (4) for each pixel, calculates the weight of each pixel, and outputs the weight to the ID gravity center calculation circuit 282.
[0228]
(Equation 4)

[0229]
Here, α (i) indicates the weight of the i-th pixel of interest, and t (t) _sum Is the total time during which the target pixel and its surrounding pixels receive light, that is, the time during which the comparison result from the comparator 182 was 1, or the time during which the comparison result from the comparator 184 was 1. And t _d (I) is the time when the target pixel received light. That is, when the peripheral pixel corresponding to the pixel of interest (x, y) shown in FIG. 29 is indicated by the window W, the weight calculation unit 251 receives the light beacon received in the area of nine pixels indicated by the window W. The ratio of the light receiving time of the pixel of interest to the total light receiving time of No. 11 is calculated as a weight and output to the ID gravity center calculating circuit 282.
[0230]
In step S102, the ID gravity center calculation circuit 282 reads the coordinate information for each ID data stored in the ID coordinate storage memory 205, and further multiplies the weight by the weight supplied from the weight calculation unit 251.
[0231]
In step S103, the ID center-of-gravity calculation circuit 282 obtains the sum of the coordinates and divides by the number of pixels to obtain the center-of-gravity position.
[0232]
More specifically, in steps S102 and S103, the ID centroid calculation circuit 282 executes the calculation of the following equation (5), and executes the centroid calculation in consideration of the weight.
[0233]
(Equation 5)

[0234]
Here, Gp indicates the position of the center of gravity of the target pixel, N indicates the total number of pixels of the target pixel and its peripheral pixels, i indicates a number for identifying the target pixel and the peripheral pixels, and px (i) and py (i) indicates the x-coordinate and y-coordinate of the i-th target pixel or peripheral pixels.
[0235]
That is, in step S102, the ID gravity center calculation circuit 282 performs an operation on α (i) px (i) and α (i) py (i) in equation (5) in the range of 1 ≦ i ≦ N. In step S103, the position of the center of gravity is calculated by executing the summation calculation in equation (5).
[0236]
By calculating the center of gravity in this manner, the center of gravity is not determined only from the pixel position of each pixel, but the center of gravity is determined based on the weight corresponding to the time of light reception from the optical beacon 11, so that the center of gravity is calculated. The determined position will be determined more accurately.
[0237]
Note that the weight is added according to the time when the blinking pattern of the optical beacon 11 is received according to the above equation (4). However, since the time is a continuous variable, in the actual calculation, the discrete variable is used. Need to be converted to Therefore, the above-described calculation of the weight may use the following equation (6).
[0238]
(Equation 6)

[0239]
Here, c (i) is the number of data bits received by the pixel of interest or its surrounding pixels, and c (i) _sum (I) is the total number of data bits received by the target pixel and its surrounding pixels. As described above, since the number of received data bits is proportional to the light receiving time of the optical beacon 11, an approximate value obtained by substantially converting the weight obtained by Expression (4) from a continuous variable to a discrete variable is obtained. Will be done.
[0240]
According to the above, since the accurate center of gravity position in consideration of the weight is obtained, as a result, it is possible to improve communication accuracy in data communication using the optical beacon and the ID recognition camera.
[0241]
The series of processes described above can be executed by hardware, but can also be executed by software. When a series of processing is executed by software, a program constituting the software may be executed by a computer built into dedicated hardware or by installing various programs to execute various functions. It is installed from a recording medium into a possible general-purpose personal computer or the like.
[0242]
As shown in FIGS. 2 and 3, this recording medium is provided not only to the PC servers 1 and the storage units 38 and 78 in which programs are recorded and provided to the user in a state where the programs are incorporated in the portable terminal 4 in advance. Magnetic disks 51 and 91 (including flexible disks) and optical disks 52 and 92 (CD-ROMs (Compact Disk-Read Only)) on which programs are recorded and distributed to provide users with programs separately from computers. Memory), DVD (including Digital Versatile Disk), magneto-optical disks 53 and 93 (including MD (Mini-Disc) (registered trademark)), or semiconductor memory 54 and 94 (including Memory Stick), etc. It is composed of media.
[0243]
In this specification, a step of describing a program recorded on a recording medium is performed in a time-series manner in the order described. Alternatively, the processing includes individually executed processing.
[0244]
Also, in this specification, a system represents the entire device including a plurality of devices.
[0245]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to improve communication accuracy in data communication using an optical beacon and an ID recognition camera.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an information communication system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a PC server in FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the mobile terminal of FIG. 1;
FIG. 4 is a block diagram of the ID recognition camera of FIG. 3;
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a comparison unit in FIG. 4;
FIG. 6 is a block diagram of an ID decode processing unit in FIG. 4;
FIG. 7 is a block diagram of an error detection unit in FIG. 6;
FIG. 8 is a block diagram of the optical beacon of FIG. 1;
FIG. 9 is a diagram illustrating Manchester encoding.
FIG. 10 is a diagram illustrating Manchester encoding.
FIG. 11 is another block diagram of the optical beacon of FIG. 1;
FIG. 12 is a diagram illustrating an operation in which an ID recognition camera decodes a blinking pattern.
FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between a blinking pattern of an optical beacon and decoded data.
FIG. 14 is a diagram illustrating a relationship between a blink pattern of an optical beacon and decoded data.
FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between a blinking pattern of an optical beacon and decoded data.
FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship between a blinking pattern of an optical beacon and decoded data.
FIG. 17 is a flowchart illustrating a light emission process.
FIG. 18 is a flowchart illustrating transmission data acquisition processing.
FIG. 19 is a flowchart illustrating a comparison process.
FIG. 20 is a diagram illustrating a comparison process.
FIG. 21 is a flowchart illustrating an ID decoding process.
FIG. 22 is a flowchart illustrating a start code detection process.
FIG. 23 is a flowchart illustrating an error detection process.
FIG. 24 is a diagram illustrating an error detection process.
FIG. 25 is a block diagram illustrating another configuration of the ID decode processing unit.
FIG. 26 is a block diagram illustrating another configuration of the error detection unit.
FIG. 27 is a flowchart illustrating an ID decoding process.
FIG. 28 is a flowchart illustrating an error detection process.
FIG. 29 is a flowchart illustrating a target pixel and peripheral pixels.
FIG. 30 is a flowchart illustrating a center-of-gravity calculation process.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 PC server, 4 portable terminal, 3, 3-1 to 3-n information unit, 11, 11-1 to 11-6 optical beacon 111 ID recognition camera, 181 positive frame difference calculation unit, 182 comparator, 183 negative frame Difference calculator, 184 comparator, 210 error detector, 211 ID decode circuit, 241 error detector, 251 weight calculator 281 ID centroid calculator

Claims (9)

Based on the Manchester-encoded data, a light receiving unit that receives a signal of light emitted by a transmitting device that emits light in a predetermined blinking pattern,
Acquiring means for acquiring a signal of light received by the light receiving means at a frequency N times the predetermined blinking pattern and in frame units;
Storage means for storing the signal acquired by the acquisition means,
First calculating means for calculating information on the amount of received light of a plurality of frames for every N frames among the information on the amount of received light between frames stored in the storage means;
First comparing means for comparing the first calculation result with a predetermined threshold value,
An information processing apparatus, comprising: decoding means for decoding the Manchester-encoded data based on a first comparison result by the first comparing means. The first calculation means is configured to perform, for each of the N frames stored in the storage means, a first to an M-th frame from among the frames up to 2M frames before the frame. Calculating a first difference which is a difference between the sum of the received light amounts and the sum of the received light amounts from the (M + 1) th frame to the second Mth frame;
2. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the first comparing unit compares the first difference as a first calculation result with a first threshold that is the predetermined threshold. 3. In the information on the amount of received light of the frame stored in the storage unit, the first comparison result of the first comparison unit of each of the current frame, the frame before the Nth frame, and the frame before the 2Nth frame is included. The information processing apparatus according to claim 1, further comprising an error detection unit that detects an error of the data error based on the error. The first calculating means may include, among the information on the amount of received light of the frame stored in the storage means, up to 2M frames before the current frame, the frame before the N frame, and the frame before the 2N frame. Among the frames, a first difference between the sum of the light reception amounts of the first to Mth frames and the sum of the light reception amounts of the (M + 1) th frame to the second Mth frame is calculated,
The first comparing means compares each of the first difference between the current frame, the frame before the N frame, and the frame before the 2N frame with a first threshold value which is the predetermined threshold value. And
The error detection unit detects the error based on the first comparison result corresponding to the current frame, the frame before the N frame, and the frame before the 2N frame by the first comparison unit. The information processing apparatus according to claim 3, wherein: One of the first difference between the current frame, the N-frame preceding frame, and the 2N-frame preceding frame is greater than the first threshold, and the current frame and the N-frame If any of the first differences of the previous frame is greater than the first threshold,
Alternatively, any of the first difference between the current frame, the N-frame preceding frame, and the 2N-frame preceding frame is larger than the first threshold value, and the N-frame preceding frame, And if any of the first differences between the 2N frame and the previous frame is greater than the first threshold,
The information processing apparatus according to claim 4, wherein the error detection unit detects the error based on the first comparison result. For each of the N frames stored in the storage means, the sum of the received light amounts from the (M + 1) th frame to the 2Mth frame among the frames up to 2M frames before the frame from each of the N frames. Second calculating means for calculating a second difference that is a difference from the sum of the amounts of received light from the first frame to the M-th frame;
Second comparing means for comparing the second operation result with a second threshold value,
One of the first difference between the current frame, the N-frame preceding frame, and the 2N-frame preceding frame is greater than the first threshold, and the current frame and the N-frame If any of the first differences of the previous frame is greater than the first threshold,
Any of the first difference between the current frame, the N-frame preceding frame, and the 2N-frame preceding frame is greater than the first threshold value, and the N-frame preceding frame, and If any of the first differences of the frame 2N frames before is greater than the first threshold,
Any of the second difference between the current frame, the N-frame preceding frame, and the 2N-frame preceding frame is greater than the second threshold, and the current frame and the N-frame If any of the second differences of the previous frame is greater than the second threshold,
Any of the second difference between the current frame, the N-frame preceding frame, and the 2N-frame preceding frame is greater than the second threshold value, and the N-frame preceding frame, and If any of the second differences between the frames 2N frames before is greater than the second threshold,
Alternatively, when the first difference is larger than the first threshold and the second difference is larger than the second threshold,
The information processing apparatus according to claim 5, wherein the error detection unit detects the error based on the first comparison result and the second comparison result. Based on the Manchester-encoded data, the signal of the light received by the light receiving device that receives the signal of the light emitted by the transmitting device that emits the light in a predetermined blinking pattern is set to a frequency N times the predetermined blinking pattern. And an acquisition step of acquiring in frame units;
A first calculating step of calculating information on the amount of received light of a plurality of frames for every N frames, among information on the amount of received light between frames acquired in the processing of the acquiring step;
A first comparing step of comparing the first calculation result with a predetermined threshold value;
A decoding step of decoding the Manchester-encoded data based on a first comparison result in the processing of the first comparison step. Based on the Manchester-encoded data, the signal of the light received by the light receiving device that receives the signal of the light emitted by the transmitting device that emits the light in a predetermined blinking pattern is set to a frequency N times the predetermined blinking pattern. And an acquisition step of acquiring in frame units;
A first calculating step of calculating information on the amount of received light of a plurality of frames for every N frames, among information on the amount of received light between frames acquired in the processing of the acquiring step;
A first comparing step of comparing the first calculation result with a predetermined threshold value;
A decoding step of decoding the Manchester-encoded data based on a first comparison result in the processing of the first comparison step. recoding media. Based on the Manchester-encoded data, the signal of the light received by the light receiving device that receives the signal of the light emitted by the transmitting device that emits the light in a predetermined blinking pattern is set to a frequency N times the predetermined blinking pattern. And an acquisition step of acquiring in frame units;
A first calculating step of calculating information on the amount of received light of a plurality of frames for every N frames, among information on the amount of received light between frames acquired in the processing of the acquiring step;
A first comparing step of comparing the first calculation result with a predetermined threshold value;
A decoding step of decoding the Manchester-encoded data based on a first comparison result in the processing of the first comparison step.

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