JP2007240439A - 撮影位置特定システム、撮影位置特定装置及び撮影位置特定方法 - Google Patents
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【解決手段】撮影位置特定装置10aは、撮影指示を取得する入力部11と、撮影指示を取得した場合に被写体を撮影する撮影部12と、少なくとも3台の端末の位置を予め記憶する記憶部17を有し、撮影指示を取得した場合に光を放射する発光部13と、各端末から発信される音波を受信する音波受信部14と、音波を受信した時刻と光を放射した時刻を取得する時刻取得部15を有し、音波を受信した時刻と光を放射した時刻との差と音速とに基づいて各端末までの距離を算出し、各端末までの距離に基づいて自撮影位置特定装置の位置を算出する制御部16を有し、撮影部12による撮影画像と制御部16が算出した自撮影位置特定装置10aの位置とを対応付けて記憶する記憶部17を有する。
【選択図】図2
Description
これにより、GPSの電波を受信できない室内においても、少なくとも3台の端末をその室内に設置した後に、利用者が撮影位置特定装置に撮影指示を与えて撮影することにより、撮影した画像とその画像を撮影した正確な位置とを対応付けて記録しておくことができる。よって、利用者は、撮影した画像を管理することが容易になり、どの画像がどこで撮影したものであるかが分からなくなることを防止することができる。
図1は、本発明の第1の実施形態による撮影位置特定システムの構成の一例を示す概略図である。撮影位置特定システムは、撮影位置特定装置10a、端末20a、20b、20cを有する。撮影位置特定装置10aは、撮影位置特定システムの管理者などが使用する機器であり、被写体60を撮影するカメラの機能を備えている。
また、端末20a〜20cは、撮影位置特定システムの管理者などが、撮影位置特定装置10aにより被写体60を撮影する前に、被写体60の周囲に設置する機器である。端末20a〜20cとしては、例えば、超音波などの音波を発信する超音波タグを用いることができる。
ここで、端末位置情報とは、端末20a〜20cの設置位置(x,y,z)=(xa,ya,za)、(xb,yb,zb)、(xc,yc,zc)の情報である。また、周波数情報とは、端末20a〜20cにそれぞれ割り当てられた音波の周波数fa、fb、fcの情報をいう。なお、この周波数fa、fb、fcは、重なったときに「うなり」が生じにくいように互いに素となる周波数を選択するものとする。
撮影部12は、被写体60(図1)を撮影し、JPEG(ジェイペグ:Joint Photographic Experts Group)などの画像情報を生成する。発光部13は、フラッシュと同じ原理で発光する機器であり、発光時に発生する電磁波ノイズを遮蔽する機能を持ち、撮影位置特定装置10aの周囲に光を放射する。
なお、ここでいう電磁波は、例えば放射線、光、電波、電磁界等、電気と磁気とが相互に作用して発生するエネルギの波を指し示すものである。
制御部16は、例えば、1チップマイコン等からなり、前記時刻取得部15により取得した、発光部13で発光した時刻t0と、端末20a〜20cから発信される音波を受信した時刻ta、tb、tcとにより、これら時刻ta、tb、tcと時刻t0との差をそれぞれ求め、それらの差に音速vsを乗じることにより、撮影位置特定装置10aと端末20a〜20cとの距離Da、Db、Dcを算出する。距離Da、Db、Dcは、それぞれ以下の式(1)〜式(3)により表すことができる。
Db=vs(tb−t0) ・・・式(2)
Dc=vs(tc−t0) ・・・式(3)
Db 2=(xb−x0)2+(yb−y0)2+(zb−z0)2 ・・・式(5)
Dc 2=(xc−x0)2+(yc−y0)2+(zc−z0)2 ・・・式(6)
z0=Cx0+D ・・・式(8)
同様にして、同様の鏡像関係にある2つのy0、z0が得られる。同様の鏡像関係にある2つの位置(x0,y0,z0)のうち、どちらを選択するかについては、入力部11から撮影位置特定システムの管理者などが指示を与えることにより行う。なお、端末20a〜20cを床に設置した場合には、同様の鏡像関係にある2つの位置(x0,y0,z0)のうち、z座標が大きい方を自動的に選択するようにしてもよい。また、端末20a〜20cを天井に設置した場合には、同様の鏡像関係にある2つの位置(x0,y0,z0)のうち、z座標が小さい方を自動的に選択するようにしてもよい。
なお、上述した式(7)、式(8)では、y0及びz0をx0の式として表す場合について説明したが、x0及びz0をy0の式として表わしたり、x0及びy0をz0の式として表わすことにより、撮影位置特定装置10aの位置を算出するようにしてもよい。
記憶部17は、端末位置情報(xa,ya,za)、(xb,yb,zb)、(xc,yc,zc)、周波数情報fa、fb、fc、音速vsの情報、またこれらの位置を取得した時刻や画像を取得した時刻などを記憶する。なお、音速は、気温などの条件に応じて変化するため、本実施形態による撮影位置管理システムの管理者が入力部11から音速を入力するようにしてもよい。また、端末20aが設置されている場所に撮影位置特定装置10aを置き、その後、撮影位置特定装置10aの発光部13から発光させ、別の端末20bから発信される音波を受信することにより、発光部13が発光してから端末10bの音波を受信するまでの時間と、端末20aと端末20bとの距離とに基づいて、撮影時の環境における音速を測定するようにしてもよい。
仰角計測部19は、重力の方向を測定する加速度センサなどを備え、その重力の方向と撮影位置特定装置10aの上下方向との関係から、撮影位置特定装置10aの仰角を計測する。例えば、撮影位置特定装置10aのレンズが、床40の方向を向いている場合には仰角−90度、地面と水平な方向を向いている場合には仰角0度、天井の方向を向いている場合には仰角90度と決定する。
受光部21は、例えば本実施の形態では光センサを備え、撮影位置特定装置10aの発光部13が放射する光を受光する。制御部22は、撮影位置特定装置10aの発光部13が放射した光を受光部21が受光した場合に、音波発信部23から音波を発信させる。音波発信部23は、端末20aに割り当てられた周波数faの音波を、撮影位置特定装置10aの周囲に発信する。
図5は、本発明の第1の実施形態による撮影位置特定装置10aの処理の一例を示すフローチャートである。
始めに、撮影位置特定システムの管理者は、撮影する被写体60の周囲に端末20a〜20cを設置する。そして、管理者は、端末20a〜20cの三次元上の位置(x,y,z)=(xa,ya,za)、(xb,yb,zb)、(xc,yc,zc)を測量等により計測し、端末位置情報として入力部11から入力する。また、撮影位置特定装置10aの使用者は、端末20a〜20cに固有の音波の周波数fa、fb、fcを周波数情報として入力部11から入力する。制御部16は、図3に示すように、端末名に対応付けて、端末位置情報と周波数情報とを記憶部17に記録する(ステップS101)。
入力部11から撮影指示が入力されていない場合には、ステップS102で「NO」と判定し、入力部11に撮影指示が入力されるまで待機する。一方、入力部11に撮影指示が入力された場合には、ステップS102で「YES」と判定し、制御部16は、発光部13を発光させることにより、撮影位置特定装置10aの周囲に光を放射する(ステップS103)。制御部16は、発光部13から光を放射させた時刻である発光時刻t0を、記憶部16に記録する。
また、制御部16は、撮影部12により被写体を撮影し(ステップS104)、撮影した画像及びその時の時刻を関連付けて記憶部17に記録する。
また、制御部16は、距離Da、Db、Dcを使用して、式(4)〜式(8)から、撮影位置特定装置10aの三次元上の位置(x,y,z)=(x0、y0、z0)を算出する(ステップS108)。
そして、制御部16は、ステップS104で撮影した被写体60の画像と、撮影情報と、撮影時刻を対応付けて撮影順に記憶部17に記録する(ステップS111)。ここで、撮影情報とは、ステップS108で算出した撮影位置特定装置10aの位置情報と、ステップS109で取得した方位情報と、ステップS110で求めた仰角情報とを含んでいる。
また、撮影位置特定装置10aの周囲に端末20a〜20cを設置し、それらの端末20a〜20cの位置から撮影位置特定装置10aの位置を算出するようにしたため、GPSの電波を受信できない屋内等においても使用することができ、屋内設備を点検する際に撮影する画像を、その画像の撮影位置とともに管理することができるため、管理者等の負担を軽減させることができる。また、数mの精度でしか位置を特定できないGPSに比べて、撮影位置特定装置10aの位置をより正確に特定することができるため、同じ外観の機器が複数台設置されているような場合であっても、管理者は、どの機器を撮影したものであるかを把握することができる。
また、上述した第1の実施形態では、撮影位置特定装置10aと端末20a〜20cとの距離を算出する際に、音の伝播時間のみを考慮し光の伝播時間については考慮していないが、これは、音の伝播時間に比べて光の伝播時間は無視できるほど小さいからである。
また、上述した第1の実施形態において、撮影位置特定装置10aが同一の周波数の音波を複数回受信した場合には、撮影位置特定装置10aが最初に受信した音波により位置を特定することが望ましい。これにより、端末から発信された音波であって、壁などに反射して撮影位置特定装置10aに到達した音波の影響を除去することができる。
図7は、本発明の第1の実施形態の変形例による撮影位置特定システムの構成の一例を示す概略図である。本実施形態による撮影位置特定システムが、第1の実施形態による撮影位置特定システム(図1)と同様の構成を採る部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施形態では、撮影位置特定装置10bをカメラなどの撮影装置70に取り付けて使用する点において、第1の実施形態による撮影位置特定装置10aと相違する。
第1の実施形態による撮影位置特定装置10a(図1)とは、撮影部12を有しない点と、発光部13の代わりに受光部50(電磁波受信手段)を有する点において相違する。また、制御部16による制御方法が異なる。
受光部50は、例えば光センサを備え、撮影位置特定措置10bが取り付けられる撮影装置70が発光するフラッシュなどの光を受光する。
なお、本実施形態の端末20a〜20cの構成は、第1の実施形態と同様であるので、それらの詳細な説明を省略する。
図9は、本発明の第1の実施形態の変形例による撮影位置特定装置10bの処理の一例を示すフローチャートである。なお、ステップS201、S203〜S208の処理は、第1の実施形態による撮影位置特定装置10aのステップS101、105〜S110の処理(図5)と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
ステップS201は、上記第1の実施形態と同様に、端末名に対応付けて、端末位置情報と周波数情報とを記憶部17に記録する。
ステップS202では、撮影位置特定装置10bが取り付けられる撮影装置70から放射されるフラッシュなどの光を、受光部50により受光したか否かについて判定する。
撮影装置70から放射される光を受光部50により受光していない場合には、ステップS202で「NO」と判定し、撮影装置70から放射される光を受光するまで待機する。
一方、撮影装置70から放射される光を受光部50により受光した場合には、ステップS202で「YES」と判定し、制御部16は、受光部50が光を受光した時刻である発光時刻t0を、記憶部16に記録する。そして、ステップS203へ進み、上記第1の実施形態と同様に、撮影位置特定装置10bの位置を算出し、方位情報や仰角情報を取得する(ステップS203〜ステップS208)。
よって、撮影位置特定システムの管理者は、撮影装置70により撮影した画像と、撮影位置特定装置10bにより記録した撮影情報とを対応付けることにより、容易に画像の管理を行うことができる。
図10(a)、(b)は、本発明の第2の実施形態による撮影位置特定システムの構成の一例を示す概略図である。図10(a)は、撮影位置特定装置10cにより撮影する被写体60が存在する部屋の天井41の様子を示した平面図である。また、図10(b)は、撮影位置特定装置10cにより撮影する被写体60が存在する部屋の様子を示した断面図である。
撮影位置特定システムは、撮影位置特定装置10c、端末201〜224を有する。本実施形態では、端末201〜224は、図10(a)に示すように、被写体60が存在する建物内の天井41に格子状(4行×6列)に設置されている場合について説明する。
また、本実施形態による撮影位置特定装置10cの構成は、第1の実施形態による撮影位置特定装置10a(図2)の構成と同様であるので、その詳細な説明を省略する。ただし、撮影位置特定装置10cの制御部16の制御方法が、撮影位置特定装置10aの制御部16の制御方法とは異なるため、次に制御方法について説明する。
図11は、本発明の第2の実施形態による撮影位置特定装置10cの処理の一例を示すフローチャートである。なお、ステップS301〜S303、S305、S310〜S312の処理は、第1の実施形態による撮影位置特定装置10aのステップS101〜S104、109〜S111の処理(図5)と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
始めに、上記第1の実施形態と同様に、端末名に対応付けて、端末位置情報と周波数情報とを記憶部17に記録し、撮影指示が入力されたか否かについて判定する(ステップS301、S302)。
発光回数が所定回数に達していない場合には、ステップS304で「NO」と判定する。そして、制御部16は、発光回数が所定回数に達するまで、所定間隔(例えば、100ms)ごとに発光部13を発光させる(ステップS303)。発光回数が所定回数に達した場合には、ステップS304で「YES」と判定し、ステップS305へ進み、被写体を撮影する。
なお、端末201〜224と撮影位置特定装置10cとの位置関係などに応じて、撮影位置特定装置10cの発光部13が放射した光を、端末201〜224が受光できるか否かに差が生じる。
制御部16は、音波受信部14が選択した3台の端末から発信された音波を最初に受信した時刻である音波受信時刻ta、tb、tcを、時刻取得部15から発信される現在時刻に基づいて特定する。また、ステップS301で記憶部17に記憶した端末名と周波数情報との対応関係に基づいて、音波受信部14が受信した音波がどの端末から発信されたものであるかを特定する(ステップS307)。
また、制御部16は、距離Da、Db、Dcを使用して、上述した式(4)〜式(8)から、撮影位置特定装置10cの三次元上の位置(x,y,z)=(x0、y0、z0)を算出する(ステップS309)。
そして、上記第1の実施形態と同様に、方位情報や仰角情報を取得し、撮影した画像と対応付けて記憶部17に記憶する(ステップS310〜ステップS312)。
なお、上述した第2の実施形態において、発光部13から所定回数だけ発光する際に、発光強度を変化させるようにしてもよい。
また、上述した第1及び第2の実施形態では、撮影位置特定装置が画像を撮影する場合について説明したが、動画を撮影する場合であっても、上述した撮影位置特定システムを適用することができる。
また、上述した第1及び第2の実施形態では、撮影位置特定装置の発光部13から光を受けた端末が直ちに音波を発信するものとしたが、これでは音波受信部14がほぼ同時に複数の音波を受信することになり、音波が干渉を起こす恐れがある。これを防ぐため、端末ごとに異なる遅延を持たせるようにして、距離計算時にそれを考慮するようにしてもよい。
なお、上述した第1及び第2の実施形態では、撮影部12により画像を撮影するとともに、その画像を撮影した位置を算出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、入力部11が所定の指示を受けた場合(例えば、シャッタが半押しされた場合など)に、撮影部12による撮影を行わずに撮影位置特定装置10aの位置を算出し、表示するようにしてもよい。
Claims (8)
- 撮影位置特定装置と少なくとも3台の端末とを備える撮影位置特定システムであって、
前記撮影位置特定装置は、
撮影指示を取得する指示取得手段と、
前記撮影指示を取得した場合に被写体を撮影する撮影手段と、
前記少なくとも3台の端末の位置を予め記憶する第1の記憶手段と、
前記撮影指示を取得した場合に電磁波を放射する電磁波放射手段と、
前記少なくとも3台の端末から発信される音波を受信する音波受信手段と、
前記音波を受信した時刻と前記電磁波を放射した時刻を取得する時刻取得手段と、
前記音波を受信した時刻と前記電磁波を放射した時刻との差と音速とに基づいて各端末までの距離を算出する距離算出手段と、
前記各端末までの距離に基づいて自撮影位置特定装置の位置を算出する位置算出手段と、
前記撮影手段による撮影結果と前記位置算出手段が算出した自撮影位置特定装置の位置とを対応付けて記憶する第2の記憶手段とを有し、
前記端末は、
前記電磁波放射手段が放射した電磁波を受信する電磁波受信手段と、
前記電磁波を受信した場合に音波を発信する音波発信手段と、
を有することを特徴とする撮影位置特定システム。 - 前記第1の記憶手段は、前記少なくとも3台の端末の位置とそれらの端末の識別情報とを対応付けて予め記憶し、
前記音波受信手段は、前記少なくとも3台の端末から発信される音波を受信するとともに、音波がどの端末から発信された音波であるかを前記識別情報に基づいて特定し、
前記音波発信手段は、前記電磁波を受信した場合に自端末の識別情報を含んだ音波を発信することを特徴とする請求項1に記載の撮影位置特定システム。 - 前記電磁波放射手段は、前記撮影指示を取得した場合に複数回電磁波を放射し、
前記位置算出手段は、前記各端末までの距離と前記各端末から受信した音波の回数とに基づいて自撮影位置特定装置の位置を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮影位置特定システム。 - 前記撮影位置特定装置は、被写体を撮影する方位を計測する方位計測手段を更に有し、
前記第2の記憶手段は、前記撮影手段が撮影した情報に対応付けて、前記方位計測手段が計測した方位を更に記憶することを特徴とする請求項1から3のいずれかの項に記載の撮影位置特定システム。 - 重力の加速度に基づいて撮影時の自撮影位置特定装置の仰角を算出する仰角計測手段を更に有し、
前記第2の記憶手段は、前記撮影手段が撮影した情報に対応付けて、前記仰角算出手段が算出した仰角を更に記憶することを特徴とする請求項1から4のいずれかの項に記載の撮影位置特定システム。 - 撮影指示を取得する指示取得手段と、
前記撮影指示を取得した場合に被写体を撮影する撮影手段と、
少なくとも3台の端末の位置を予め記憶する第1の記憶手段と、
前記撮影指示を取得した場合に電磁波を放射する電磁波放射手段と、
前記少なくとも3台の端末から発信される音波を受信する音波受信手段と、
前記音波を受信した時刻と電磁波を放射した時刻を取得する時刻取得手段と、
前記音波を受信した時刻と前記電磁波を放射した時刻との差と音速とに基づいて各端末までの距離を算出する距離算出手段と、
前記各端末までの距離に基づいて自撮影位置特定装置の位置を算出する位置算出手段と、
前記撮影手段による撮影結果と前記位置算出手段が算出した自撮影位置特定装置の位置とを対応付けて記憶する第2の記憶手段と、
を有することを特徴とする撮影位置特定装置。 - 撮影装置に取り付けられる撮影位置特定装置であって、
少なくとも3台の端末の位置を予め記憶する第1の記憶手段と、
前記撮影装置から放射される電磁波を受信する電磁波受信手段と、
前記少なくとも3台の端末から発信される音波を受信する音波受信手段と、
前記音波を受信した時刻と前記電磁波を受信した時刻を取得する時刻取得手段と、
前記音波を受信した時刻と前記電磁波を放射した時刻との差と音速とに基づいて各端末までの距離を算出する距離算出手段と、
前記各端末までの距離に基づいて自撮影位置特定装置の位置を算出する位置算出手段と、
前記位置算出手段が算出した自撮影位置特定装置の位置を記憶する第2の記憶手段と、
を有することを特徴とする撮影位置特定装置。 - 撮影位置特定装置と少なくとも3台の端末とを使用した撮影位置特定方法であって、
撮影指示を前記撮影位置特定装置により取得する指示取得過程と、
前記撮影指示を取得した場合に被写体を前記撮影位置特定装置により撮影する撮影過程と、
前記少なくとも3台の端末の位置を予め前記撮影位置特定装置により記憶する第1の記憶過程と、
前記撮影指示を取得した場合に電磁波を前記撮影位置特定装置により放射する電磁波放射過程と、
前記電磁波放射過程で放射した電磁波を前記少なくとも3台の端末により受信する電磁波受信過程と、
前記電磁波を受信した場合に音波を前記少なくとも3台の端末により発信する音波発信過程と、
前記少なくとも3台の端末から発信される音波を前記撮影位置特定装置により受信する音波受信過程と、
前記音波を受信した時刻と電磁波を放射した時刻を前記撮影位置特定装置により取得する時刻取得過程と、
前記音波を受信した時刻と前記電磁波を放射した時刻との差と音速とに基づいて各端末までの距離を前記撮影位置特定装置により算出する距離算出過程と、
前記各端末までの距離に基づいて自撮影位置特定装置の位置を前記撮影位置特定装置により算出する位置算出過程と、
前記撮影過程での撮影結果と前記位置算出過程で算出した自撮影位置特定装置の位置とを対応付けて前記撮影位置特定装置により記憶する第2の記憶過程と、
を有することを特徴とする撮影位置特定方法。
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