JP2007183178A - Position detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は位置検出システムに関する。 The present invention relates to a position detection system.
特許文献1には、基本領域の上方に複数個の赤外線送信器を配置し、同一の基本領域に対して複数個の赤外線送信器から同一の情報を含んだ赤外線を投射することが開示されている。
特許文献2には、光リモコン送信機において、複数個の発光素子を光軸を変えて配置することによって、光リモコン送信機から発せられる光の指向角を広げることが開示されている。
特許文献1には、各領域に対して複数の赤外線送信器をどのように照射するかについては明確に開示していないが、明細書から推測すると、全ての赤外線送信器について、鉛直方向に(すなわち鉛直方向に対して光軸が平行となるように)まっすぐ照射しているものと考えられる(明細書第3頁左下欄第3行〜第12行)。しかし、赤外線の照射方向を鉛直方向に設定すると、赤外線の受光範囲が赤外線送信器の直下およびその近傍範囲に限定されるため、赤外線の検出精度が低下するという問題がある。特に赤外線の照射範囲は、赤外線送信器に近いほど狭まるので、赤外線送信器に近い位置では、トランスポンダが赤外線送信器の直下から少しでもずれると赤外線を受光できなくなるという問題がある。さらに、使用者の立つ位置や姿勢によっては、赤外線送信器から照射された赤外線が使用者の頭や背中で遮られてしまい、トランスポンダで受光することができないという問題がある。
また、特許文献2は、光の指向角を広げることについて開示しているが、所定の各領域に対して位置情報を赤外線で送信する場合の赤外線の受光精度を上げる方法については何ら開示していない。特に、発光素子と受光部との間に障害物が存在した場合には、障害物によって赤外線が遮られてしまい、情報の伝達に支障が生じる。
Further,
それゆえに、この発明の主たる目的は、移動端末の位置の検出精度を高めることのできる、赤外線を用いた位置検出システムを提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a position detection system using infrared rays that can improve the position detection accuracy of a mobile terminal.
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお括弧内の参照符号、図番号および補足説明は、本発明の理解を助けるために図面との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration. The reference numerals, figure numbers, and supplementary explanations in parentheses show the corresponding relationship with the drawings in order to help understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention.
本発明の位置検出システムは、複数の単位空間のそれぞれに向けて各単位空間に個別に割り当てられた位置情報を赤外線によって送信する複数の赤外線発光部(LED)と、使用者によって携帯され、前記位置情報送信器によって送信される位置情報を受信する移動端末(10)とを備える。前記複数の赤外線発光部は、同一の単位空間に向けて異なる方向から同一の位置情報を送信する互いに離れて配置された第1の赤外線発光部および第2の赤外線発光部を含む。前記移動端末は、前記第1の赤外線発光部または前記第2の赤外線発光部から照射される赤外線を受光する受光部(33)と、前記受光部によって受光された赤外線が示す位置情報に基づいて当該移動端末の位置を検出する位置検出手段(21)とを含む。 The position detection system of the present invention is carried by a user with a plurality of infrared light emitting units (LEDs) that transmit, by infrared, position information individually assigned to each unit space toward each of the plurality of unit spaces. A mobile terminal (10) for receiving location information transmitted by the location information transmitter. The plurality of infrared light emitting units include a first infrared light emitting unit and a second infrared light emitting unit that are arranged apart from each other and transmit the same position information from different directions toward the same unit space. The mobile terminal is based on a light receiving unit (33) that receives infrared light emitted from the first infrared light emitting unit or the second infrared light emitting unit, and position information indicated by the infrared light received by the light receiving unit. Position detecting means (21) for detecting the position of the mobile terminal.
なお、前記複数の赤外線発光部は、前記単位空間の天井または床面に配置され、各前記赤外線発光部の光軸は、鉛直方向を基準として、対応する単位空間の中心寄りに傾いていてもよい(図8)。 The plurality of infrared light emitting units may be disposed on a ceiling or floor surface of the unit space, and the optical axis of each infrared light emitting unit may be inclined toward the center of the corresponding unit space with respect to the vertical direction. Good (FIG. 8).
また、前記単位空間は直方体の形状を有しており、前記第1の赤外線発光部および前記第2の赤外線発光部は、前記単位空間の第1の頂点と、当該第1の頂点とは異なる第2の頂点にそれぞれ配置されてもよい。なお「頂点に配置される」とは、厳密に頂点に配置されていることを要求するものではなく、一見して頂点に配置されているように見えれば足り、その限りにおいて頂点の近傍に配置されてもよい。 Further, the unit space has a rectangular parallelepiped shape, and the first infrared light emitting unit and the second infrared light emitting unit are different from the first vertex and the first vertex of the unit space. You may each arrange | position to a 2nd vertex. Note that “placed at the vertex” does not require that it is placed strictly at the vertex, it is sufficient if it appears to be placed at the vertex at first glance. May be.
また、前記第1の赤外線発光部および前記第2の赤外線発光部は、前記単位空間のいずれか1つの平面の第1の頂点と当該第1の頂点に対向する第2の頂点にそれぞれ配置されてもよい。 In addition, the first infrared light emitting unit and the second infrared light emitting unit are respectively disposed at a first vertex of any one plane of the unit space and a second vertex facing the first vertex. May be.
また、前記複数の赤外線発光部は、互いに異なる方向であってなおかつ前記第1の赤外線発光部および前記第2の赤外線発光部とは異なる方向から、前記第1の赤外線発光部および前記第2の赤外線発光部と同一の位置情報を送信する第3の赤外線発光部および第4の赤外線発光部をさらに含んでもよい。これにより、4つの赤外線受光部のうち、いずれか1つの赤外線受光部から照射される赤外線さえ受信できれば移動端末の位置を判別することができるので、移動端末の位置の判別精度をより高めることができる。 In addition, the plurality of infrared light emitting units are in directions different from each other and different from the first infrared light emitting unit and the second infrared light emitting unit, and the first infrared light emitting unit and the second infrared light emitting unit. A third infrared light emitting unit and a fourth infrared light emitting unit that transmit the same position information as the infrared light emitting unit may be further included. As a result, the position of the mobile terminal can be determined as long as the infrared light irradiated from any one of the four infrared light receiving units can be received, so that the accuracy of determining the position of the mobile terminal can be further improved. it can.
また、前記単位空間は直方体の形状を有しており、前記第1の赤外線発光部、前記第2の赤外線発光部、前記第3の赤外線発光部および前記第4の赤外線発光部は、前記単位空間の天井および床面のいずれか一方の平面の4つの頂点にそれぞれ配置されてもよい。これにより、4つの頂点からそれぞれ照射される4つの赤外線のうち、いずれか1つの赤外線さえ受信できれば移動端末の位置を判別することができるので、移動端末の位置の判別精度をより高めることができる。 In addition, the unit space has a rectangular parallelepiped shape, and the first infrared light emitting unit, the second infrared light emitting unit, the third infrared light emitting unit, and the fourth infrared light emitting unit are configured as the unit. You may each arrange | position at the four vertexes of any one plane of the ceiling and floor surface of space. As a result, the position of the mobile terminal can be determined as long as any one of the four infrared rays irradiated from the four vertices can be received, so that the accuracy of determining the position of the mobile terminal can be further increased. .
また、天井または床面において、隣接する4つの単位空間によって共有される各頂点に位置情報送信器がそれぞれ配置され、各前記位置情報送信器には、当該位置情報送信器が配置されている頂点を共有している4つの単位空間のそれぞれに向けて異なる位置情報を送信する4つの赤外線発光部がそれぞれ配置されてもよい。これにより、互いに隣接する4つの単位空間に向けてそれぞれ赤外線を照射する4つの赤外線発光部を1つのユニットで構成するので、赤外線発光部の取付工程の負担を減らすことができる。 Further, on the ceiling or floor, a position information transmitter is arranged at each vertex shared by four adjacent unit spaces, and each position information transmitter has a vertex at which the position information transmitter is arranged. Four infrared light emitting units that transmit different position information toward each of the four unit spaces sharing the same may be disposed. Thereby, since four infrared light emission parts which irradiate infrared rays toward four unit spaces adjacent to each other are constituted by one unit, the burden of the mounting process of the infrared light emission parts can be reduced.
また、前記位置検出システムは、前記位置情報送信器に配置された4つの赤外線発光部を予め定められた順番で順次発光させる発光制御部(200)をさらに備えてもよい。 The position detection system may further include a light emission control unit (200) that sequentially emits four infrared light emitting units arranged in the position information transmitter in a predetermined order.
本発明の位置検出システムによれば、各単位空間について、異なる場所から単位空間の異なる方向へ向けて同一の位置情報を送信する少なくとも2つの赤外線を照射し、移動端末は、これらの少なくとも2つの赤外線のうち、いずれか1つを受信することによって自己の位置する単位空間を判別するので、移動端末の位置の判別精度を高めることができる。特に、2つの赤外線のうちの一方の赤外線の照射範囲でカバーできない部分を他方の赤外線の照射範囲でカバーすることができるので、仮に一方の赤外線発光部の光軸からずれた位置に移動端末が位置する場合でも、他方の赤外線を受光することが可能なため、位置情報の受信精度を上げることができる。また、移動端末を携帯する使用者の位置や姿勢などによって一方の赤外線が使用者の頭や背中で遮られたとしても、他方の赤外線は使用者の頭や背中で遮られることなく移動端末に届くので、位置情報の受信精度を上げることができる。 According to the position detection system of the present invention, each unit space is irradiated with at least two infrared rays that transmit the same position information from different locations in different directions of the unit space, and the mobile terminal transmits at least two of these Since the unit space in which the mobile terminal is located is determined by receiving any one of infrared rays, the accuracy of determining the position of the mobile terminal can be improved. In particular, since the portion of the two infrared rays that cannot be covered by the infrared irradiation range of one infrared ray can be covered by the irradiation range of the other infrared ray, the mobile terminal is temporarily located at a position shifted from the optical axis of the one infrared light emitting unit. Even when it is located, it is possible to receive the other infrared ray, so that it is possible to improve the reception accuracy of the position information. In addition, even if one infrared ray is blocked by the user's head or back depending on the position or posture of the user carrying the mobile terminal, the other infrared ray is not blocked by the user's head or back. Therefore, the accuracy of receiving position information can be improved.
以下、本発明の一実施形態に係る位置検出システムについて詳細に説明する。 Hereinafter, a position detection system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
図1は、本発明の一実施形態に係る位置検出システムの概要を示している。本実施形態では、天井に複数の位置情報送信器100がマトリックス状に設置されている。また、床には地図が描かれており、移動端末10を携帯したユーザは床に描かれた地図の上を自由に移動することができる。
FIG. 1 shows an outline of a position detection system according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, a plurality of
図2は、本実施形態の位置検出システムの全体の構成を示すブロック図である。天井に配置された複数の位置情報送信器100は、送信器制御装置200からの制御信号に基づいてそれぞれ所定のタイミングで赤外線を送信する。この赤外線には位置情報が含まれている。この位置情報は、移動端末10の現在位置を判定するために利用される。ユーザによって携帯される移動端末10は、位置情報送信器100から送信された赤外線を受信する機能を備えており、位置情報送信器100から赤外線を受信すると、そこに重畳されている位置情報に基づいて自身の現在位置を判定する。
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the position detection system of the present embodiment. The plurality of
次に、移動端末10の詳細について説明する。なお、本実施形態では移動端末10として携帯型ゲーム機を用いているが、当然ながら本発明はこれに限定されない。
Next, details of the
図3は、移動端末10の外観図である。図3において、移動端末10は、第1のLCD(Liquid Crystal Display:液晶表示装置)11および第2のLCD12を含む。ハウジング13は上側ハウジング13aと下側ハウジング13bとによって構成されており、第1のLCD11は上側ハウジング13aに収納され、第2のLCD12は下側ハウジング13bに収納される。第1のLCD11および第2のLCD12の解像度はいずれも256dot×192dotである。なお、本実施形態では表示装置としてLCDを用いているが、例えばEL(Electro Luminescence:電界発光)を利用した表示装置など、他の任意の表示装置を利用することができる。また任意の解像度のものを利用することができる。
FIG. 3 is an external view of the
上側ハウジング13aには、後述する1対のスピーカ(図4の30a、30b)からの音を外部に放出するための音抜き孔18a、18bが形成されている。
The
下側ハウジング13bには、入力装置として、十字スイッチ14a、スタートスイッチ14b、セレクトスイッチ14c、Aボタン14d、Bボタン14e、Xボタン14f、Yボタン14g、Lボタン14LおよびRボタン14Rが設けられている。また、さらなる入力装置として、第2のLCD12の画面上にタッチパネル15が装着されている。また、下側ハウジング13bには、電源スイッチ19や、メモリカード17およびスティック16を収納するための挿入口も設けられている。なお、入力装置として、タッチパネル15のみを使用するのであれば、十字スイッチ14a、スタートスイッチ14b、セレクトスイッチ14c、Aボタン14d、Bボタン14e、Xボタン14f、Yボタン14g、Lボタン14LおよびRボタン14Rは設けなくてもよい。
The
タッチパネル15としては、例えば抵抗膜方式や光学式(赤外線方式)や静電容量結合式など、任意の方式のものを利用することができる。タッチパネル15は、その表面をスティック16で触れると、その接触位置に対応する座標データを出力する機能を有している。本実施形態では、タッチパネル15として、第2のLCD12の解像度と同じく256dot×192dotの解像度(検出精度)のものを利用する。ただし、必ずしもタッチパネル15の解像度と第2のLCD12の解像度が一致している必要はない。
As the
さらに上側ハウジング13aおよび下側ハウジング13bには、位置情報送信器100から送信された赤外線を受信するための赤外線受光部33がそれぞれ設けられている。赤外線受光部33は、移動端末10を保持するユーザの手や指によって覆われない位置に配置されなければならない。本実施形態では、2つの赤外線受光部33を移動端末10の対角線上で互いに離れた位置に配置することにより、仮に一方の赤外線受光部33がユーザの手や指で覆われたとしても、他方の赤外線受光部33によって位置情報送信器100から送信された赤外線を受信することができる。
Further, the
メモリカード17はコンピュータプログラム(位置検出プログラム)を記録した記録媒体であり、下部ハウジング13bに設けられた挿入口に着脱自在に装着される。
The
次に、図4を参照して移動端末10の内部構成を説明する。
Next, the internal configuration of the
図4において、ハウジング13に収納される電子回路基板20には、CPUコア21が実装される。CPUコア21には、バス22を介して、コネクタ23が接続されるとともに、入出力インターフェース回路(図面ではI/F回路と記す)25、第1GPU(Graphics Processing Unit)26、第2GPU27、RAM24、およびLCDコントローラ31が接続される。コネクタ23には、メモリカード17が着脱自在に接続される。メモリカード17は、位置検出プログラムを記憶するROM17aと、バックアップデータを書き換え可能に記憶するRAM17bを搭載する。メモリカード17のROM17aに記憶された位置検出プログラムはRAM24にロードされ、RAM24にロードされた位置検出プログラムがCPUコア21によって実行される。RAM24には、位置検出プログラムの他にも、CPUコア21が位置検出プログラムを実行して得られる一時的なデータや、画像データが記憶される。I/F回路25には、タッチパネル15、右スピーカ30a、左スピーカ30b、図3の十字スイッチ14aやAボタン14d等から成る操作スイッチ部14、および赤外線受光部33が接続される。右スピーカ30aと左スピーカ30bは、音抜き孔18a、18bの内側にそれぞれ配置される。
In FIG. 4, a
第1GPU26には、第1VRAM(Video RAM)28が接続され、第2GPU27には、第2VRAM29が接続される。第1GPU26は、CPUコア21からの指示に応じて、RAM24に記憶されている画像データに基づいて第1の画像を生成し、第1VRAM28に描画する。第2GPU27は、同様にCPUコア21からの指示に応じて第2の画像を生成し、第2VRAM29に描画する。第1VRAM28および第2VRAM29はLCDコントローラ31に接続されている。
A first VRAM (Video RAM) 28 is connected to the
LCDコントローラ31はレジスタ32を含む。レジスタ32はCPUコア21からの指示に応じて0または1の値を記憶する。LCDコントローラ31は、レジスタ32の値が0の場合は、第1VRAM28に描画された第1の画像を第1のLCD11に出力し、第2VRAM29に描画された第2の画像を第2のLCD12に出力する。また、レジスタ32の値が1の場合は、第1VRAM28に描画された第1の画像を第2のLCD12に出力し、第2VRAM29に描画された第2の画像を第1のLCD11に出力する。
The
なお、上記のような移動端末10の構成は単なる一例に過ぎず、本発明の位置検出システムに利用される移動端末としては、位置情報送信器からの信号を受信する手段と、受信した信号に基づいて位置を検出する手段を少なくとも備えていればよい。
The configuration of the
なお、本発明の位置検出プログラムは、メモリカード17などの外部記憶媒体を通じて移動端末10に供給されるだけでなく、有線または無線の通信回線を通じて移動端末10に供給されてもよいし、さらには移動端末10の内部の不揮発性記憶装置に予め記録されていてもよい。
The position detection program of the present invention may be supplied not only to the
次に、位置情報送信器100の構造について説明する。位置情報送信器100は、図5に示すように、一つのハウジングに4つの赤外線LED(Light Emitting Diode)を収納するように構成される。各赤外線LED(第1LED、第2LED、第3LED、第4LED)からの赤外線は、それぞれ天井から床に向かって照射されるが、互いに平行に(すなわち光軸が互いに平行になるように)照射されるのではなく、図6に示すようにやや外側に向けてそれぞれ照射される。なお、各LEDの照射範囲は、図5に示すような、赤外線を通す筒状部材の長さを調整することによってある程度調整することができる。
Next, the structure of the
次に、位置情報送信器100を用いた位置情報の送信方法について説明する。位置情報送信器100は、図7に示すように天井にマトリックス状に配置される。ここで、図7に示すように4つの位置情報送信器100を頂点とした直方体の空間を「単位空間」と称し、この直方体を構成する6つの面のうちの床面を「単位領域」と称することとする。図7に示す4つの位置情報送信器100a〜100dは、それぞれ図5に示す構造を有している。これらの位置情報送信器100a〜100dを頂点とする単位空間に対しては、各位置情報送信器100a〜100dに設けられている4つの赤外線LEDのうち、この単位空間の内側に設けられている赤外線LEDからの赤外線がそれぞれ照射される。これらの赤外線には同一の位置情報(単位空間毎に個別に割り当てられた位置情報)が重畳されている。この結果、移動端末10が例えば図7に示す単位空間内に位置している場合には、位置情報送信器100a〜100dのうちの少なくともいずれか1つからの赤外線を受信することによって、移動端末10は自分がどの単位空間に位置するかを特定することができる。
Next, a method for transmitting position information using the
なお、本実施形態では、図7に示すように各単位空間に向けて同一の位置情報を重畳した複数の赤外線を異なる方向から照射するようにしている。具体的には、各単位空間の天井の4つの頂点にそれぞれ配置された赤外線LEDを、鉛直方向を基準として、赤外線の光軸が対応する単位空間の中心寄りに傾くように配置される。このように単位空間の天井の4つの頂点にそれぞれ赤外線LEDを配置し、かつ赤外線LEDから照射される赤外線の光軸が単位空間の内部方向(中心寄り)に向かうように赤外線LEDを傾けて配置することによって、各単位空間内において、ある赤外線LEDからの赤外線の照射範囲ではカバーできない空間を他の赤外線LEDでカバーすることができるので、単位空間全体を効率良く赤外線の照射範囲に含めることができ、赤外線の受信精度を上げることができる。また、赤外線の光軸が傾いているので、例えば、使用者が移動端末10を上から覗き込むような姿勢を取っても、光軸を傾けない場合に比べて、赤外線が使用者の頭部によって遮られる確率を下げることができる。その結果、図8のように、ある位置情報送信器100からの赤外線がユーザの頭部などで遮られて移動端末10の赤外線受光部33に到達しない場合でも、別の位置情報送信器100からの、同一の位置情報を重畳した赤外線が移動端末10の赤外線受光部33に到達するため、移動端末10においてより確実に現在位置を特定することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a plurality of infrared rays with the same position information superimposed on each unit space are irradiated from different directions. Specifically, the infrared LEDs arranged at the four vertices of the ceiling of each unit space are arranged so that the infrared optical axis is inclined toward the center of the corresponding unit space with respect to the vertical direction. In this way, infrared LEDs are arranged at the four vertices of the ceiling of the unit space, and the infrared LEDs are inclined and arranged so that the optical axis of the infrared rays emitted from the infrared LED is directed toward the inner direction (near the center) of the unit space. Thus, in each unit space, a space that cannot be covered by the infrared irradiation range from a certain infrared LED can be covered by another infrared LED, so that the entire unit space can be efficiently included in the infrared irradiation range. Infrared reception accuracy can be increased. Further, since the infrared optical axis is inclined, for example, even if the user looks into the mobile terminal 10 from above, the infrared light is compared with the case where the optical axis is not inclined as compared with the case where the optical axis is not inclined. The probability of being blocked by can be lowered. As a result, as shown in FIG. 8, even when the infrared light from a certain
また、本実施形態では、位置情報送信器100を天井に設置しているが、本発明はこれに限らず、位置情報送信器100を床に設置してもよいし、天井と床の両方に設置してもよい。
In the present embodiment, the
次に、位置情報送信器100による位置情報の送信タイミングについて説明する。
Next, position information transmission timing by the
本実施形態では、位置情報を用いて振幅変調された赤外線が各赤外線LEDから照射される。そして、各赤外線LEDから照射される赤外線の周波数帯域は共通である。したがって、異なる位置情報が重畳された赤外線が移動端末10の赤外線受光部33に同時に到達した場合には、混信によりエラーが発生してしまう。そこで、このような混信によるエラーを避けるために、本実施形態では、隣接する単位空間に対して同時に赤外線が照射されないように、送信器制御装置200によって各赤外線LEDの発光タイミングを制御している。
In the present embodiment, infrared light that is amplitude-modulated using position information is emitted from each infrared LED. And the frequency band of the infrared rays irradiated from each infrared LED is common. Therefore, when infrared rays on which different position information is superimposed arrive at the infrared
以下、図9〜図12を参照して、送信器制御装置200による発光タイミングの制御の詳細を説明する。図9〜図12は、位置情報送信器100よりも上方から床を見下ろした様子を示している。各位置情報送信器100の内部に鎖線で示されている4つの円は赤外線LEDを表しており、それらの円のうちの黒塗りの円は、位置情報を送信している赤外線LEDを表している。
Hereinafter, details of the control of the light emission timing by the
本実施形態では、送信器制御装置200は、まず最初の25msの間は図9の黒塗りの円で示される赤外線LEDに赤外線を照射させ、次の25msの間は図10の黒塗りの円で示される赤外線LEDに赤外線を照射させ、さらに次の25msの間は図11の黒塗りの円で示される赤外線LEDに赤外線を照射させ、さらに次の25msの間は図12の黒塗りの円で示される赤外線LEDに赤外線を照射させる。その後は、送信器制御装置200によって同様の制御が繰り返される。つまり、n、mを整数としたときに、最初の25msの間は単位領域(1+2n,1+2m)に対して位置情報(1+2n,1+2m)がそれぞれ送信され、次の25msの間は単位領域(1+2n,2+2m)に対して位置情報(1+2n,2+2m)がそれぞれ送信され、さらに次の25msの間は単位領域(2+2n,1+2m)に対して位置情報(2+2n,1+2m)がそれぞれ送信され、さらに次の25msの間は単位領域(2+2n,2+2m)に対して位置情報(2+2n,2+2m)がそれぞれ送信される。このようにして各位置情報が100msの周期で送信されることになる。なお、100msの周期は単なる一例に過ぎず、位置検出システムの用途に応じて最適な周期を採用すべきである。
In the present embodiment, the
ところで図9では、単位領域(1,1)、(1,3)、(3,1)、(3,3)に対して、位置情報(1,1)、(1,3)、(3,1)、(3,3)を含んだ赤外線がそれぞれ照射される。ここで、例えば位置情報(1,1)を含む赤外線は、単位領域(1,1)だけでなく、その隣接領域の一部にも照射されている。しかしながら、本実施形態では後述するように位置情報の受信頻度に基づいて移動端末10の現在位置が判別されるので、そのことによって移動端末10の現在位置が判別不可能となってしまうことはない。位置情報(1,1)を含む赤外線の照射範囲は、少なくとも単位領域(1,1)の全体をカバーする範囲であって、かつ同時に照射される他の位置情報を含む赤外線の照射範囲と重複しない範囲であればよい。他の位置情報を含む赤外線の照射範囲についても同様である。
By the way, in FIG. 9, with respect to the unit areas (1, 1), (1, 3), (3, 1), (3, 3), position information (1, 1), (1, 3), (3 , 1) and infrared rays including (3, 3) are irradiated. Here, for example, infrared rays including position information (1, 1) are irradiated not only on the unit area (1, 1) but also on a part of the adjacent area. However, in the present embodiment, as will be described later, since the current position of the
次に、図13を参照して位置情報の受信頻度について説明する。図13は、位置情報(2,2)の重畳された赤外線が単位領域(2,2)に向けて複数回照射されたときに、移動端末10の位置によって位置情報(2,2)の受信頻度(照射回数に対する受信成功回数の比率)がどのように変化するのかを示した図である。なお、この受信頻度の特性は、赤外線LEDの種類や位置情報送信器100の構造や赤外線受光部33の性能や赤外線受光部33の設置位置等に依存するが、大まかには図13に示すように単位領域(2,2)の中心から離れるほど位置情報(2,2)の受信頻度が減少する傾向となる。
Next, the reception frequency of position information will be described with reference to FIG. FIG. 13 shows that the position information (2, 2) is received depending on the position of the
上記のように、単位領域の中心から離れるほど、その単位領域に対応する位置情報の受信頻度は低下する傾向にあるので、移動端末10において複数の位置情報を受信した場合には、それらの位置情報の受信頻度を比較することによって、移動端末10は自分の現在位置を判定することができる。例えば、ある期間において各位置情報が6回ずつ送信され、移動端末10が位置情報(2,2)を6回(受信頻度としては100%)、位置情報(2,3)を3回(受信頻度としては50%)それぞれ受信した場合には、移動端末10は受信頻度が最も高い位置情報(ここでは位置情報(2,2))に対応する単位領域(2,2)上に位置していると判定される。
As described above, since the frequency of receiving position information corresponding to a unit area tends to decrease as the distance from the center of the unit area increases, when the
なお、このような受信頻度を検出することによって、位置情報が示す位置よりも詳細な位置を検出することができる。上の例では、移動端末10が単位領域(2,2)上に位置しており、かつ位置情報(2,3)の受信頻度が50%であることから、移動端末10は、単位領域(2,2)の中心から単位領域(2,3)側にずれた位置に位置していることが分かる。特に、図13のような受信頻度の特性を考慮すれば、そのズレの量は単位領域の一辺の長さの約4分の1であることが分かる。
By detecting such reception frequency, a position that is more detailed than the position indicated by the position information can be detected. In the above example, since the
なお、移動端末10の詳細な現在位置を計算するための簡易的な手法の一つとして、移動端末10において受信された各位置情報(もし位置情報が2次元座標で表されていない場合には、位置情報を2次元座標で表したもの)を、受信回数(もしくは受信頻度)に応じて重み付け平均(加重平均)する手法がある。例えば、ある期間において、移動端末10が位置情報(1,1)を2回、位置情報(1,2)を6回、位置情報(2,1)を1回、位置情報(2,2)を2回それぞれ受信した場合には、((1,1)×2+(1,2)×6+(2,1)×1+(2,2)×2)/(2+6+1+2)を計算し、この計算結果である(1.3,1.7)を移動端末10の現在位置とする。ここで、計算結果である(1.3,1.7)は、単位領域の一辺の長さを1としたときに、単位領域(1,1)の中心位置から、単位領域(2,1)に向かって0.3、単位領域(1,2)に向かって0.7ずれた位置を表している。
As one simple method for calculating the detailed current position of the
上記のように、移動端末10の現在位置を、位置情報が示す位置よりも詳細に検出することにより、所望の位置検出精度を達成するために必要となる位置情報送信器100の個数を削減することができ、位置検出システムのコストを低減することができる。
As described above, by detecting the current position of the
次に、移動端末10を携帯するユーザが地図上を移動したときの、移動端末10の動作を説明する。
Next, the operation of the
床面には、特定の地域(本実施形態では京都)の地図が描かれている。この地図は、この地域を人工衛星から撮影することによって得られた衛星写真であってもよい。このような地図が描かれた床の上をユーザが歩くことによって、ユーザはあたかも自分がその地域の上空を実際に散歩しているかのような新鮮で不思議な感覚を受ける。 A map of a specific area (Kyoto in this embodiment) is drawn on the floor. This map may be a satellite photograph obtained by photographing this area from an artificial satellite. When the user walks on the floor on which such a map is drawn, the user receives a fresh and strange feeling as if he was actually taking a walk over the area.
図14は、床に描かれた地図の一部と単位領域との対応関係を示している。地図には、図15に示すように複数の名所が含まれている。移動端末10を携帯するユーザが、地図に含まれているいずれかの名所の真上もしくはその近くに移動すると、移動端末10の第2のLCD12には、その名所の説明が自動的に表示される。例えば、ユーザが図15の名所A(五条大橋)の上に移動すると、移動端末10の第2のLCD12には図16に示すように名所A(五条大橋)の説明が表示される。
FIG. 14 shows the correspondence between a part of the map drawn on the floor and the unit area. The map includes a plurality of sights as shown in FIG. When the user carrying the
以下、位置検出システムで実行される処理の詳細を説明する。 Hereinafter, details of processing executed in the position detection system will be described.
図17は、移動端末10のRAM24のメモリマップである。RAM24には、位置検出プログラム50、名所データ51、および受信回数データ52が記憶される。位置検出プログラム50は、メモリカード17のROM17aからRAM24にロードされ、CPUコア21によって実行される。名所データ51は、メモリカード17のROM17aからRAM24にロードされ、位置検出プログラム50の実行時にCPUコア21によって適宜に参照される。受信回数データ52は、位置検出プログラム50の実行時にCPUコア21によって作成および更新される。
FIG. 17 is a memory map of the
名所データ51は、地図に含まれる予め決められた複数の名所に関するデータである。図18は、名所データ51の一具体例を示している。図18において、名所データ51には、名所毎に、名所が位置する単位領域と、名所に関する説明データが含まれている。
The
受信回数データ52には、図19に示すように、位置情報毎の受信回数が記憶される。
As shown in FIG. 19, the
次に、図20のフローチャートを参照して、位置検出プログラム50に基づくCPUコア21の処理の流れを説明する。
Next, a processing flow of the
まずCPUコア21は、ステップS11で、時間カウントを開始する。
First, the
ステップS12では、図19に示す受信回数データ52における各位置情報の受信回数を0にリセットする。
In step S12, the reception frequency of each position information in the
ステップS13では、いずれかの赤外線受光部33において、いずれかの位置情報送信器100からの赤外線を受信したかどうかを判断する。そして、赤外線を受信した場合には処理はステップS14に進み、赤外線を受信していない場合には処理はステップS16に進む。
In step S <b> 13, it is determined whether any infrared
ステップS14では、受信した赤外線から位置情報を取得する。 In step S14, position information is acquired from the received infrared rays.
ステップS15では、取得した位置情報の受信回数をインクリメントすることによって受信回数データ52を更新する。
In step S15, the
ステップS16では、ステップS11で時間をカウントしてから所定時間(例えば200ms)が経過したかどうかを判断する。そして、所定時間が経過した場合には処理はステップS17に進み、所定時間が経過していない場合にはステップS13に戻る。ここで、所定時間とは、各位置情報の受信頻度を計測するための期間に相当するが、この所定時間を短くすれば、移動端末10の現在位置の検出周期は短くなるが、検出精度は低くなる。逆に所定時間を長くすれば、移動端末10の現在位置の検出周期は長くなるが、その分だけ検出精度は高くなる。したがって、所定時間の大きさは用途に応じて最適な値に設定されるべきである。
In step S16, it is determined whether a predetermined time (for example, 200 ms) has elapsed since the time was counted in step S11. If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S17. If the predetermined time has not elapsed, the process returns to step S13. Here, the predetermined time corresponds to a period for measuring the reception frequency of each position information. If the predetermined time is shortened, the detection cycle of the current position of the
ステップS17では、受信回数データ52を参照して、各位置情報の受信頻度に基づいて移動端末10の現在位置を判別する。本実施形態では、最も受信頻度の高い位置情報に対応する単位領域上に移動端末10が存在するものと判定するが、本発明はこれに限らず、前述したように位置情報よりも細かい精度で移動端末10の現在位置を判別するようにしてもよい。
In step S17, the current position of the
ステップS18では、名所データ51を参照して、ステップS17で判別された移動端末10の現在位置に対応する名所が存在するかどうかを判断する。そして、名所が存在する場合には処理はステップS19に進み、存在しない場合には処理はステップS11に戻る。
In step S18, it is determined with reference to the
なお、ステップS17において、位置情報よりも細かい精度で移動端末10の現在位置を判別する場合には、図18に示すような名所データ51の替わりに、図21に示すように、各名所の位置をより細かく指定した名所データ51を用いることができる。これにより、例えば同一の単位領域に複数の名所が存在する場合でも、移動端末10がどの名所の上に位置するかを判別して、対応する名所の説明文を移動端末10の第2のLCD12に表示させることも可能となる。なお、図21の例では、各名所の位置を図15の破線に対応する円形の範囲で指定しているが、名所の位置の指定の仕方はこれに限らない。
In step S17, when the current position of the
ステップS19では、移動端末10の現在位置に対応する名所の説明データに基づいて第2のLCD12に説明文を表示する。
In step S <b> 19, an explanatory note is displayed on the
ステップS19の後は、処理はステップS11に戻る。 After step S19, the process returns to step S11.
なお、本実施形態では、上記のように所定時間が経過する毎に移動端末10の現在位置を判別しているが、本発明はこれに限らない。例えば、各位置情報の受信回数の合計が所定回数に達する毎に移動端末10の現在位置を判別してもよい。また、いずれかの位置情報を受信する毎に、最近受信した過去8回分の位置情報に基づいて現在位置を判別してもよい。この場合にCPUコア21で実行される処理の流れを図22に示す。図22のフローチャートが図20のフローチャートと大きく異なる点は、赤外線の受信回数が8以上になったときに、過去8回分の位置情報に基づいて加重平均演算により移動端末10の現在位置を検出する点である。加重平均演算の詳細については前述した通りであるので、ここでは説明を省略する。
In the present embodiment, the current position of the
以上のように、本実施形態によれば、4つの赤外線LEDを用いて同一の単位空間に向けて異なる方向から同一の位置情報を送信することで、移動端末の位置の検出精度を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to improve the detection accuracy of the position of the mobile terminal by transmitting the same position information from different directions toward the same unit space using the four infrared LEDs. it can.
なお、本実施形態では、一つの単位空間に対して4つの赤外線LEDを設置しているが、本発明はこれに限らず、一つの単位空間に対して少なくとも2つの赤外線LEDを設置すればよい。一つの単位空間に対して2つの赤外線LEDを設置する場合には、2つの赤外線LEDを、単位空間を構成するいずれかの平面の第1の頂点とこの第1の頂点に対向する第2の頂点にそれぞれ配置するのが好ましい。このように配置することによって、一つの単位空間に対して2つの赤外線LEDを設置した場合でも、単位空間全体を効率良く赤外線の照射範囲に含めることができ、移動端末の位置情報の検出精度を上げることができる。なお当然ながら、一つの単位空間に対して設置する赤外線LEDの数が多いほど、移動端末の位置の検出精度は、より向上する。 In the present embodiment, four infrared LEDs are installed for one unit space. However, the present invention is not limited to this, and at least two infrared LEDs may be installed for one unit space. . In the case of installing two infrared LEDs for one unit space, the two infrared LEDs are connected to the first vertex of any plane constituting the unit space and the second vertex facing the first vertex. It is preferable to place each at the apex. By arranging in this way, even when two infrared LEDs are installed for one unit space, the entire unit space can be efficiently included in the infrared irradiation range, and the position information detection accuracy of the mobile terminal can be improved. Can be raised. Of course, as the number of infrared LEDs installed in one unit space increases, the detection accuracy of the position of the mobile terminal is further improved.
なお、本実施形態では、位置情報送信器100から送信される赤外線の混信を防ぐために、図9から図12に示す4つのフェーズからなるサイクルで各位置情報送信器100から赤外線を送信するとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、各位置情報の受信領域の直径が単位領域の一辺の長さの2倍から3倍の範囲にある場合には、図23に示すように、9つのフェーズ、すなわちm、nを整数としたときに位置情報(0+3m,0+3n)を送信する第1フェーズ、位置情報(0+3m,1+3n)を送信する第2フェーズ、位置情報(0+3m,2+3n)を送信する第3フェーズ、位置情報(1+3m,0+3n)を送信する第4フェーズ、位置情報(1+3m,1+3n)を送信する第5フェーズ、位置情報(1+3m,2+3n)を送信する第6フェーズ、位置情報(2+3m,0+3n)を送信する第7フェーズ、位置情報(2+3m,1+3n)を送信する第8フェーズ、位置情報(2+3m,2+3n)を送信する第9フェーズからなるサイクルで各位置情報送信器100から赤外線を照射すればよい。なお、図23における破線は、第1フェーズで照射される赤外線の照射範囲の一例を示している。
In the present embodiment, in order to prevent interference of infrared rays transmitted from the
さらには、図24に示すように、4行4列の単位領域を一つのまとまり(以下、基本領域と称す)として、各基本領域に含まれる16個の単位領域に順番に赤外線を照射するようにしてもよい。なお図24において、基本領域の境界を太線で示している。また、図25に示すように、2行3列の単位領域を一つの基本領域として、各基本領域に含まれる6個の単位領域に順番に赤外線を照射するようにしてもよい。より一般的に言うと、n行m列(ただしn、mはいずれも2以上の整数)の単位領域を一つの基本領域として、各基本領域に含まれる(n×m)個の単位領域に順番に赤外線を照射するようにしてもよい。なお、各基本領域は、格子状に整然と配置されている必要は無く、例えば図26に示すように、n行m列の単位領域を一つの基本領域として、隣接する基本領域が列方向に(m/2)列分ずれるように配置しても良い。このような配置には、図9のように2行2列の単位領域から成る基本領域を格子状に配置した場合に比べて赤外線の許容照射範囲が広がるという利点と、図23のように3行3列の単位領域から成る基本領域を格子状に配置した場合に比べて基本領域を構成する単位領域数が9個から8個に減るため、各位置情報の送信周期を短くする(すなわち位置情報の送信頻度を高める)ことができるという利点がある。 Furthermore, as shown in FIG. 24, unit areas of 4 rows and 4 columns are grouped (hereinafter referred to as basic areas), and 16 unit areas included in each basic area are irradiated with infrared rays in order. It may be. In FIG. 24, the boundary of the basic region is indicated by a bold line. In addition, as shown in FIG. 25, a unit region of 2 rows and 3 columns may be used as one basic region, and six unit regions included in each basic region may be irradiated with infrared rays in order. More generally speaking, a unit region of n rows and m columns (where n and m are integers of 2 or more) is defined as one basic region, and (n × m) unit regions included in each basic region. You may make it irradiate with infrared rays in order. Note that the basic regions do not need to be regularly arranged in a grid pattern. For example, as shown in FIG. 26, unit regions of n rows and m columns are set as one basic region, and adjacent basic regions are arranged in the column direction ( m / 2) You may arrange | position so that it may shift | deviate by a line. Such an arrangement has the advantage that the allowable irradiation range of infrared rays is widened as compared with the case where the basic area composed of the unit areas of 2 rows and 2 columns is arranged in a grid as shown in FIG. 9, and 3 as shown in FIG. Since the number of unit areas constituting the basic area is reduced from nine to eight as compared with the case where the basic areas consisting of unit areas of three rows and columns are arranged in a grid pattern, the transmission cycle of each position information is shortened (that is, position information) (Information transmission frequency can be increased).
さらには、前述の種々の例のようにn行m列の単位領域から成る基本領域を互いに隣接するように配置するのではなく、複数の単位領域を不規則に配置しても構わない。 Further, instead of disposing the basic regions composed of unit regions of n rows and m columns as in the above-described various examples, a plurality of unit regions may be arranged irregularly.
また、位置情報送信器100から送信される赤外線の混信を防ぐために、上記のように隣り合う単位領域に対する位置情報の送信タイミングをずらす代わりに、隣り合う単位領域に対する赤外線の周波数帯域を異ならせるようにしてもよい。この場合、周波数帯域の異なる複数の赤外線を同時に受信する機能を移動端末10に設けることにより、隣り合う単位領域に対する位置情報の送信タイミングをずらすことなく、赤外線の混信による受信エラーを防ぐことができる。
Further, in order to prevent interference of infrared rays transmitted from the
また、本実施形態では、位置情報送信器100から位置情報を送信するとしたが、必要に応じて位置情報以外の情報を付加情報として送信するようにしてもよい。例えば、送信器制御装置200から任意の情報を各位置情報送信器100に送信し、この情報が付加情報として位置情報送信器100から位置情報とともに送信されるようにしてもよい。
In the present embodiment, the position information is transmitted from the
また、本実施形態では、図5に示した4つの赤外線LEDを備えた位置情報送信器100を天井にマトリックス上に配置する例を説明したが、本発明はこれに限らず、位置情報送信器100の代わりに4つの赤外線LEDを天井にそれぞれ個別に設置するようにしても構わない。ただし、図5に示すような位置情報送信器100を用いれば、赤外線LEDを天井に設置するときの作業の手間や配線の手間を削減でき、また赤外線LEDから照射される赤外線の光軸の傾き調整の手間も削減できるので、非常に有利である。
Moreover, in this embodiment, although the example which has arrange | positioned the
また、本実施形態では、本発明の位置情報システムを用いることによって、地図上を移動する移動端末10の画面に自動的に名所の説明を表示する例を説明したが、本発明の位置情報システムを他の任意の用途にも適用できることは言うまでもない。
Moreover, although this embodiment demonstrated the example which displays the description of a famous place automatically on the screen of the
10 移動端末
11 第1のLCD
12 第2のLCD
13 ハウジング
13a 上側ハウジング
13b 下側ハウジング
14 操作スイッチ部
14a 十字スイッチ
14b スタートスイッチ
14c セレクトスイッチ
14d Aボタン
14e Bボタン
14f Xボタン
14g Yボタン
14L Lボタン
14R Rボタン
15 タッチパネル
16 スティック
17 メモリカード
17a ROM
17b RAM
18a,18b 音抜き孔
19 電源スイッチ
20 電子回路基板
21 CPUコア
22 バス
23 コネクタ
24 RAM
25 I/F回路
26 第1GPU
27 第2GPU
28 第1VRAM
29 第2VRAM
30a 右スピーカ
30b 左スピーカ
31 LCDコントローラ
32 レジスタ
33 赤外線受光部
50 位置検出プログラム
51 名所データ
52 受信回数データ
100 位置情報送信器
200 送信器制御装置
10
12 Second LCD
13
17b RAM
18a, 18b
25 I /
27 Second GPU
28 First VRAM
29 Second VRAM
30a
Claims (8)
使用者によって携帯され、前記位置情報送信器によって送信される位置情報を受信する移動端末とを備えた位置検出システムであって、
前記複数の赤外線発光部は、同一の単位空間に向けて異なる方向から同一の位置情報を送信する互いに離れて配置された第1の赤外線発光部および第2の赤外線発光部を含み、
前記移動端末は、前記第1の赤外線発光部または前記第2の赤外線発光部から照射される赤外線を受光する受光部と、前記受光部によって受光された赤外線が示す位置情報に基づいて当該移動端末の位置を検出する位置検出手段とを含む、位置検出システム。 A plurality of infrared light emitting units for transmitting, by infrared, position information individually assigned to each unit space toward each of the plurality of unit spaces;
A position detection system comprising a mobile terminal that is carried by a user and that receives position information transmitted by the position information transmitter;
The plurality of infrared light emitting units include a first infrared light emitting unit and a second infrared light emitting unit which are arranged apart from each other and transmit the same position information from different directions toward the same unit space,
The mobile terminal is based on a light receiving unit that receives infrared light emitted from the first infrared light emitting unit or the second infrared light emitting unit, and position information indicated by the infrared light received by the light receiving unit. And a position detection means for detecting the position of the position detection system.
各前記赤外線発光部の光軸は、鉛直方向を基準として、対応する単位空間の中心寄りに傾いている、請求項1に記載の位置検出システム。 The plurality of infrared light emitting units are disposed on a ceiling or floor surface of the unit space,
The position detection system according to claim 1, wherein an optical axis of each infrared light emitting unit is inclined toward a center of a corresponding unit space with respect to a vertical direction.
前記第1の赤外線発光部および前記第2の赤外線発光部は、前記単位空間の第1の頂点と、当該第1の頂点とは異なる第2の頂点にそれぞれ配置される、請求項1に記載の位置検出システム。 The unit space has a rectangular parallelepiped shape,
The first infrared light emitting unit and the second infrared light emitting unit are respectively disposed at a first vertex of the unit space and a second vertex different from the first vertex. Position detection system.
前記第1の赤外線発光部、前記第2の赤外線発光部、前記第3の赤外線発光部および前記第4の赤外線発光部は、前記単位空間の天井および床面のいずれか一方の平面の4つの頂点にそれぞれ配置される、請求項5に記載の位置検出システム。 The unit space has a rectangular parallelepiped shape,
The first infrared light emitting unit, the second infrared light emitting unit, the third infrared light emitting unit, and the fourth infrared light emitting unit are four planes on either the ceiling or the floor of the unit space. The position detection system according to claim 5, wherein the position detection system is arranged at each vertex.
各前記位置情報送信器には、当該位置情報送信器が配置されている頂点を共有している4つの単位空間のそれぞれに向けて異なる位置情報を送信する4つの赤外線発光部がそれぞれ配置される、請求項6に記載の位置検出システム。 On the ceiling or floor, a position information transmitter is arranged at each vertex shared by four adjacent unit spaces,
Each of the position information transmitters is provided with four infrared light emitting units that transmit different position information toward each of the four unit spaces sharing the apex where the position information transmitter is arranged. The position detection system according to claim 6.
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