JP2008135072A - 画像表示によるコード化データ源追跡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物を的確に検知して追跡し得る追跡装置。
【解決手段】追跡装置は、いくつかのコード化データ源（４１Ａ〜４１Ｃ）を画像化し、いくつかのコード化データ源の各々の位置並びにいくつかのコード化データ源の各々の識別情報を表す追跡信号（１２）を生じさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コード化データ源追跡装置に関する。

本出願は、２０００年１２月１５日に提出された米国仮出願番号第６０／２５６，０８６号、２００１年８月１３日に提出された米国仮出願番号第６０／３１１，８０３号、並びに２００１年９月１１日に提出された米国仮出願番号第６０／３１８，９６２号に基づく優先権を主張する。

従来、この種の追跡装置として、特許文献１〜４に記載された先行技術が知られている。
米国特許第５９１２７００号明細書 米国特許第４９９８４４１号明細書 米国特許第４０９９０５０号明細書 米国特許第４０５３２３３号明細書

本発明は上記先行技術を改良したものであって、その目的は、対象物をより的確に検知して追跡し得る追跡装置を提供することである。

本発明の一態様は追跡装置である。当該装置は、複数のコード化データ源と、画像化装置と、前記画像化装置は視野を有することと、前記視野は３本の直交軸の各々に沿って延びることと、前記視野は参照点を有することと、前記画像化装置はいくつかのコード化データ源が前記視野内で空間的に離れている場合に前記いくつかのコード化データ源からの光を同時に検出するために適することと、前記複数のコード化データ源のうちの第１コード化データ源と、前記第１コード化データ源は前記視野において前記参照点を基準とした第１コード化データ源位置に存在することと、前記第１コード化データ源は第１コード化データ源の識別情報を表すことと、前記第１識別情報は、前記複数のコード化データ源のうちの第２コード化データ源による第２識別情報の表現に物理、空間、及び時間のいずれにおいても依存することなく第１コード化データ源によって表現されることと、第１追跡信号と、前記第１追跡信号は、前記第１コード化データ源からの光が前記画像化装置によって検出されたときに発せられることと、前記第１追跡信号は前記第１コード化データ源の識別情報を表すことと、前記第１追跡信号は前記参照点に対する前記第１コード化データ源の位置を表すこととを要旨とする。

本追跡装置は、コード化データ源を画像化して、コード化データ源の位置及びコード化データ源の識別情報を表す追跡信号を生じさせる。
コード化データ源の位置は、対象物の位置を表し得る。コード化データ源の識別情報は、対象物の識別情報を表し得る。

対象物識別情報は総称的に表現され得る。例えば、テキスト、建物、ドア、車両、人、容器のように表現されることがある。
対象物識別情報は具体的に表現され得る。例えば、特定の命令、特定の建物、特定の住所、特定の車両、特定の人、特定の容器のように表現されることがある。

画像化装置は環境に設置することができる。また、画像化装置は手持ち式であっても、着用可能なものであってもよい。画像化装置にデータを入力させて、画像化装置に種々のアプリケーションを実行させてもよい。

本装置は、警備、安全、リハビリテーション、捜索、追跡、誘導など、数多くの場合に使用することができる。具体的な例として、対象物が近くに存在する場合に警告を発する、子供が危険物に接近している場合に警告を発する、物が乱雑に散らかった場所で対象物（人のこともある）を捜索する、交通量を最適化するために車両を追跡する、人やロボットを未知の場所で誘導するなどが挙げられる。

本発明は、１９９９年６月１５日にハニー（Ｈｏｎｅｙ）に付与された米国特許第５９１２７００号（特許文献１）、１９９１年３月１２日にスチュワート（Ｓｔｕａｒｔ）に付与された米国特許第４９９８４４１号（特許文献２）、１９７８年７月４日にサウアーマン（Ｓａｕｅｒｍａｎｎ）に付与された米国特許第４０９９０５０号（特許文献３）、並びに１９７７年１０月１１日にベイン（Ｂｅｉｎ）に付与された米国特許第４０５３２３３号（特許文献４）等に開示された先行技術を改良したものである。

本装置は、複数のコード化データ源、並びに画像化装置を備える。画像化装置１１は、３本の直交軸の各々に沿って延びる視野３１を有する。画像化装置は、複数のコード化データ源のうちのいくつかのコード化データ源（例えば、コード化データ源４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）が視野内で空間的に離れている場合、いくつかのコード化データ源から来る光３２を同時に検出するために適する。

この文脈も含め本明細書において、「光を検出する」との表現は、光の存在を検出することのみを指すだけではなく、コード化データを表す信号を画像化装置が生じさせることができるように、データをコード化している光の特定の属性をも検出することも指す。いくつかのデータ源からの光を同時に検出する点において、空間的に離れたいくつかのバーコードからの光を同時に検出することができないバーコード読取装置は、画像化装置とは区別される。

複数のコード化データ源のうちの第１コード化データ源は、視野において、視野内に存在する少なくとも１つの参照点を基準とした第１コード化データ源位置に存在することがある。第１コード化データ源は、第１コード化データ源の識別情報を表す。識別情報を表現するために、コード化データ源の全てに対して同一の物理属性のパターン（色付きバンドのパターンなど）が使用されることがあるが、第１識別情報は、複数のコード化データ源のうちの第２コード化データ源による第２識別情報の表現に物理、空間、及び時間のいずれにおいても依存することなく、第１コード化データ源によって表現される。

画像化装置が第１コード化データ源からの光を検出すると、第１追跡信号（例えば１２）が生じる。第１追跡信号は、少なくとも１つの参照点を基準とした第１コード化データ源の位置を表す。第１追跡信号は、第１コード化データ源の識別情報を表す。

参照点は視野の属性（境界など）であり得る。参照点は画像化装置の属性（画素の位置など）であり得る。参照点は、視野におけるコード化データ源（図２のＸ及びＹなど）であり得る。これら参照点となるコード化データ源は、視野に固定されていることもあれば、視野内を移動することもある。視野は固定されていることもあれば移動することもある。

図２に示すように、画像化装置は人が操作する個人用画像化装置であってもよい。この個人用画像化装置は、携帯電話機及びコンピュータなどの装置の一部であってよい。画像化装置は、図２に示すように環境の一部であってもよく、環境に固定されていても、環境内を移動してもよい。

画像化装置は、２００１年４月３０日に特許協力条約に基づく国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ０１／１３７４２号として提出され、２００１年１１月８日に公開された国際出願公開公報第ＷＯ０１／８４４７５Ａ１号に開示されているデュアルモード画像化装置であってもよい。図１に記載したコード化データ源は、デュアルモード画像化装置と併用するために適する。バンド４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃは、赤外光を逆反射する。デュアルモード画像化装置は、位置特定モードにおいてこれらバンドを検出する。デュアルモード画像化装置は、応答モードにおいて領域４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃからの光を検出する。バンド４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃは、軸４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃを画定しているバンド４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃよりも広い。その他の画像化装置や、別の形態のコード化データ源を使用することも可能である。

画像化装置は、デュアルモード方式であれ、その他の方式であれ、空間的に離間された部品を有し得る。この構成によって、視野が拡大することがある。また、この構成によって、参照点を基準としてコード化データ源を容易に発見できるようになることもある。

画像化装置は、コード化データ源から来る光の物理属性値の範囲の一部を選択的に検出する素子を複数備えることがある。画像化装置のいくつかの素子によっていくつかの部分が検出されて、これら部分が結合され、コード化データ源の画像を描画することなく、光の物理属性の全範囲が検出され得る。

コード化データ源から来る光の発生源は様々である。例えば、周囲から反射した光もあれば、コード化データ源の一部をなす光源からの光、適切な放射を与えて発せられた光、適切な放射を与えて固有の減衰時間を伴って発せられた光、画像化装置の近くに存在し、コード化データ源を照光している光源からの光もあれば、これらが組み合わされることもある。

光は可視光だけに限定されない。例えば、赤外光、ミリメートル波、及びこれより長い波長の光を用いることができる。光は、本明細書に記載した機能を提供するために必要な、電磁スペクトルの任意の部分の放射エネルギーであり得る。音響エネルギーなど、本明細書に記載した機能を提供できる他の放射エネルギーも本明細書が意図する「光」に含まれる。

追跡信号１２を使用して、追跡データが生成され得る。追跡データの生成は、画像化装置と信号接続（１２）されている処理装置７１で行なわれることがある。記憶装置８１は、処理装置と信号接続（７２）され得る。データ入力手段９１は、処理装置と信号接続（７３）され得る。

追跡データは追跡信号を表し、したがって視野内のいくつかのコード化データ源の各々の位置及び識別情報をも表している。また、追跡データは、記憶装置に記憶されている、視野内のいくつかのコード化データ源の各々に関する情報を表すこともある。追跡データは、ユーザーが別のアプリケーションで使用したり後から使用できるように、記憶装置に記憶され得る。

表示装置６１が、画像化装置と信号接続（１３）されることがある。表示装置は、追跡データを表す表示データを出力することある。表示装置は、環境の通常の画像を表示すると共に（ｉｎｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ）表示データを出力することがある。

表示装置は種々の形態を取り得る。表示装置は個人用の表示装置であってもよい。個人用表示装置は、携帯電話機及びコンピュータなどの種々の装置のいずれかであり得る。表示装置は公共用表示装置であってもよい。公共用表示装置は、多数の人が知覚可能な大型の表示装置であり得る。公共用表示装置を１人の人に近い位置に投影して、その人と周りの人だけが知覚できるようにしてもよい。

表示装置は２つ以上の表示装置を様々に組み合わせたものであってもよい。表示装置の形態は、製品の使用者の需要及び要望に合わせて調整され得る。
表示装置は、視覚手段、聴覚手段、触覚手段などによって人が知覚可能な任意のデータ出力手段であってもよい。表示装置はこれら手段の組み合わせであり得る。表示装置はロボットの動作によって実現されることがある。データ出力手段は、対象物を知らせる人の需要及び要望に合わせて調整され得る。

記憶装置は、コード化データ源のコードと対象物の識別情報とを関連付ける識別情報データを記憶していることがある。識別情報データは、キー９１Ｄなどの任意のデータ入力手段によって記憶装置に入力され得る。記憶装置は、少なくともその一部は、ネットワーク接続された情報システムを介してアクセスされる分散型記憶装置であり得る。

記憶装置は、コード化データ源の識別情報に対応する応答データを記憶していることがある。データ入力手段によって第１照会が入力され、第１コード化データ源に対応する第１応答データが要求されることがある。この照会を使用して、第１応答データの少なくとも一部を表示装置に出力させることがある。

追跡装置は、赤外線システム、ラジオ周波数システム、ラジオ周波数識別情報タグ、全地球測位（ＧＰＳ）システム、バーコードシステムなどの他の識別及び位置特定手段と併用することができる。識別情報データは、例えば、上記手段のいずれか、他の識別手段、又はこれらの組み合わせによって入力され得る。

処理装置、記憶装置、データ入力手段、及び表示装置の少なくともいずれかは、画像化装置と少なくとも一部統合され得る。処理装置、記憶装置、データ入力手段、及び表示装置の少なくともいずれかは、少なくともその一部が、ネットワーク接続された情報システムを介して信号接続された分散型システムの構成要素であることがある。

図２に示すように、コード化データ源４１Ｄ，４２Ｄ，４３Ｄ，４４Ｄ， ４１Ｅ，４２Ｅ，４３Ｅ，４４Ｅは、例えば、個人用画像化装置１１Ｄの視野３２Ｄ，３３Ｄ内にある容器５１Ｄ，５１Ｅに関連付けられていることがある。追跡装置は、複数の薬剤容器のうちから所望の薬剤容器を特定することができる。

図面に記載の例では、表示装置６１Ｄは、容器の画像６２Ｄを強調（６４Ｄ）するか、容器を照光するか、又は他の手段によって所望の容器を指示し得る。また、表示装置は、誤って選択される可能性のある容器６３Ｄを６５Ｄによって示すことがある。また、表示データによって、容器を識別できるようになるほか、薬剤の適切な使用法など、その容器に関する情報が提供されることがある。

薬剤が丸剤の場合には、コード化データ源は薬剤自体であり得る。丸剤を選択する場合などのように、厳重に調整されかつ視野が非常に狭い場合、コード化データ源も非常に小さくなる。

薬剤に使用する場合、並びに対象物が誤って移動され、適切な権限なく使用される危険のあるその他様々な場合、対象物の環境に関連付けた画像化装置１１Ｅを設けてもよい。対象物が誤って移動された場合、並びに対象物が適切な権限なく取り扱われた場合、表示データによる警告が発せられることがある。

安全確保及び警備に使用する場合、コード化データ源は人に関連したものであり得る。この場合、権限が与えられた人を識別するためのコード化データ源を持たない人が立ち入り禁止区域に入ると、本装置によって検知される。

コード化データ源は子供に関連するものであり得る。コード化データ源は、子供が来ている衣服の一部であってもよい。コード化データ源は、対象物に関連することも、子供がいる環境での位置に関連することもある。子供が危険な対象物や、危険な環境部分に接近したときに、表示装置が警告を発することがある。

コード化データ源は、弾倉内の弾丸など、機械装置によって自動的に移動される対象物に関連することもある。数種類の弾丸をまとめて保管して、各々の弾丸の識別、位置の特定、及び追跡を追跡装置によって行なうことができる。追跡データによって、対象物の誤った取り扱いが防止され得る。追跡データは、使用のため、製造業者から各対象物が配布された状況を示すことがある。

図２の容器のように、対象物が円筒対称な形状を有する場合、コード化データ源に円筒対称に冗長性を持たせて、コード化データ源が、視野内で種々の向きに対象物を描画できるようにしてもよい。図面の容器には、始点４６Ｄ，４６Ｅと、終点４７Ｄ，４７Ｅとを有するコードの繰り返しが記載されている。

コード化データ源が車両であって、本装置が車両の位置を追跡する場合もあり得る。本装置は複数の画像化装置から構成され得る。複数の画像化装置の視野を結合させて得た視野は、車両の立ち入りが禁止されている場所を少なくとも網羅することがある。車両の立ち入りが禁止されている場所には、危険な物質が積み込まれる場所や危険な物質が存在してはならない場所などがある。

コード化データ源はテキストに関連することがある。このコード化データ源は、近傍にテキストが存在することのみを示す汎用的なコード化データ源であり得る。本装置は光学式文字認識と併用して、テキストを表示する表示装置を本装置に提供することができる。表示装置は、聴覚や触覚など、視覚以外の感覚経路を利用したものであり得る。この汎用コード化データ源は、光学式文字認識によって解読された任意のテキストや文字と関連付けられ得る。

汎用的なコード化データ源は、環境が安全であることを示し得る。汎用的なコード化データ源は、環境が安全でないことを示し得る。本装置は、コード化データ源と人との距離を表示することがある。本装置は、人と任意のコード化データ源との間の経路に沿って指示を表示することがある。本装置は、始点から目的地点までの間の距離、時間又はその他の基準に鑑みて最適な経路を割り出す情報システムと併用することができる。

この文脈も含め本明細書において、第１製品部分から第２製品部分への「信号」との表現、並びに第１製品部分と第２製品部分とが「信号接続されている」との表現は、第１製品部分の第１物理状態によって、第２製品部分の第２物理状態が発生することを指す。これは、種々の直接的原因による手段（ｃａｕｓａｌｍｅａｎｓ）によって、又は任意の各種伝達手段によって達成され得る。伝達信号は、有線、無線、ファイバなど、各種ポイントツーポイント方式、ブロードキャスト方式によるエネルギー伝達のいずれかであり得る。伝送信号は、伝送信号の一形式、伝送信号の第２の形式、及び伝送信号の種々の組み合わせにまたがって存在することがある。

ここで、いくつかの原因（ｃａｕｓｅ）が各種処理モードのいずれかによって作動することがある。固定回路などの設定済みの処理素子、プログラマブルゲートアレイやニューラルネットワークなどの設定可能な処理素子、又はデータ記憶媒体に記録された命令などを用いて処理を行なうこともあれば、これらを併用して処理を行なうこともある。処理は、スタンドアロンで行なわれることも、ローカル情報システムを介して行なれることも、ネットワーク接続された情報システムを介して行われることもあれば、これらの組み合わせで行なわれることもある。

本装置を示す概略図。 容器の識別に使用される本装置の個人向けの形態を示す図。

符号の説明

１１：画像化装置、１２：追跡信号、６１：表示装置、７１：処理装置、４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ：コード化データ源。

Claims (23)

1. 複数のコード化データ源と、
   画像化装置と、
   前記画像化装置は視野を有することと、
   前記視野は３本の直交軸の各々に沿って延びることと、
   前記視野は参照点を有することと、
   前記画像化装置はいくつかのコード化データ源が前記視野内で空間的に離れている場合に前記いくつかのコード化データ源からの光を同時に検出するために適することと、
   前記複数のコード化データ源のうちの第１コード化データ源と、
   前記第１コード化データ源は前記視野において前記参照点を基準とした第１コード化データ源位置に存在することと、
   前記第１コード化データ源は第１コード化データ源の識別情報を表すことと、
   前記第１識別情報は、前記複数のコード化データ源のうちの第２コード化データ源による第２識別情報の表現に物理、空間、及び時間のいずれにおいても依存することなく第１コード化データ源によって表現されることと、
   第１追跡信号と、
   前記第１追跡信号は、前記第１コード化データ源からの光が前記画像化装置によって検出されたときに発せられることと、
   前記第１追跡信号は前記第１コード化データ源の識別情報を表すことと、
   前記第１追跡信号は前記参照点に対する前記第１コード化データ源の位置を表すこととからなる追跡装置。
2. 前記第１コード化データ源からの光は前記第１コード化データ源によって反射される、請求項１に記載の追跡装置。
3. 前記画像化装置は人が持つために適する、請求項１に記載の追跡装置。
4. 前記画像化装置は環境内に存在する人とは無関係に前記環境に関連付けられている、請求項１に記載の追跡装置。
5. 前記第１追跡信号の少なくとも一部を表現する表示装置をさらに備える、請求項４に記載の追跡装置。
6. 前記表示装置は人が持つために適する、請求項５に記載の追跡装置。
7. 前記表示装置は環境内に存在する人とは無関係に前記環境に関連付けられている、請求項６に記載の追跡装置。
8. 第１照会が前記第１コード化データ源に関する第１応答データを要求し、かつ前記第１応答データの少なくとも一部が前記表示装置に出力される、請求項５に記載の追跡装置。
9. 複数のコード化データ源と、
   画像化装置と、
   前記画像化装置は視野を有することと、
   前記視野は３本の直交軸の各々に沿って延びることと、
   前記視野は参照点を有することと、
   前記画像化装置はいくつかのコード化データ源が前記視野内で空間的に離れている場合に前記いくつかのコード化データ源からの光を同時に検出するために適することと、
   前記複数のコード化データ源のうちの第１コード化データ源と、
   前記第１コード化データ源は前記視野において前記参照点を基準とした第１コード化データ源位置に存在することと、
   前記第１コード化データ源は第１コード化データ源の識別情報を表すことと、
   前記第１識別情報は、前記複数のコード化データ源のうちの第２コード化データ源による第２識別情報の表現に物理、空間、及び時間のいずれにおいても依存することなく第１コード化データ源によって表現されることと、
   第１追跡信号と、
   前記第１追跡信号は、前記第１コード化データ源から反射した光が前記画像化装置によって検出されたときに発せられることと、
   前記第１追跡信号は前記第１コード化データ源の識別情報を表すことと、
   前記第１追跡信号は前記参照点に対する前記第１コード化データ源の位置を表すこととからなる追跡装置。
10. 前記画像化装置は人が持つために適する、請求項９に記載の追跡装置。
11. 前記画像化装置は環境内に存在する人とは無関係に前記環境に関連付けられている、請求項９に記載の追跡装置。
12. 前記第１追跡信号の少なくとも一部を表現する表示装置をさらに備える、請求項１１に記載の追跡装置。
13. 前記表示装置は人が持つために適する、請求項１２に記載の追跡装置。
14. 前記表示装置は環境内に存在する人とは無関係に前記環境に関連付けられている、請求項１２に記載の追跡装置。
15. 第１照会が前記第１コード化データ源に関する第１応答データを要求し、かつ前記第１応答データの少なくとも一部が前記表示装置に出力される、請求項１２に記載の追跡装置。
16. 複数のコード化データ源と、
    画像化装置と、
    前記画像化装置は人が持つために適することと、
    前記画像化装置は視野を有することと、
    前記視野は３本の直交軸の各々に沿って延びることと、
    前記視野は参照点を有することと、
    前記画像化装置はいくつかのコード化データ源が前記視野内で空間的に離れている場合に前記いくつかのコード化データ源からの光を同時に検出するために適することと、
    前記複数のコード化データ源のうちの第１コード化データ源と、
    前記第１コード化データ源は前記視野において前記参照点を基準とした第１コード化データ源位置に存在することと、
    前記第１コード化データ源は第１コード化データ源の識別情報を表すことと、
    前記第１識別情報は、前記複数のコード化データ源のうちの第２コード化データ源による第２識別情報の表現に物理、空間、及び時間のいずれにおいても依存することなく第１コード化データ源によって表現されることと、
    第１追跡信号と、
    前記第１追跡信号は、前記第１コード化データ源からの光が前記画像化装置によって検出されたときに発せられることと、
    前記第１追跡信号は前記第１コード化データ源の識別情報を表すことと、
    前記第１追跡信号は前記参照点に対する前記第１コード化データ源の位置を表すことと、
    前記第１追跡信号の少なくとも一部を表現する表示装置とからなる追跡装置。
17. 前記表示装置は人が持つために適する、請求項１６に記載の追跡装置。
18. 前記表示装置は環境内に存在する人とは無関係に前記環境に関連付けられている、請求項１６に記載の追跡装置。
19. 第１照会が前記第１コード化データ源に関する第１応答データを要求し、かつ前記第１応答データの少なくとも一部が前記表示装置に出力される、請求項１６に記載の追跡装置。
20. 複数のコード化データ源と、
    画像化装置と、
    前記画像化装置は環境内に存在する人とは無関係に前記環境に関連付けられていることと、
    前記画像化装置は視野を有することと、
    前記視野は３本の直交軸の各々に沿って延びることと、
    前記視野は参照点を有することと、
    前記画像化装置はいくつかのコード化データ源が前記視野内で空間的に離れている場合に前記いくつかのコード化データ源からの光を同時に検出するために適することと、
    前記複数のコード化データ源のうちの第１コード化データ源と、
    前記第１コード化データ源は前記視野において前記参照点を基準とした第１コード化データ源位置に存在することと、
    前記第１コード化データ源は第１コード化データ源の識別情報を表すことと、
    前記第１識別情報は、前記複数のコード化データ源のうちの第２コード化データ源による第２識別情報の表現に物理、空間、及び時間のいずれにおいても依存することなく第１コード化データ源によって表現されることと、
    第１追跡信号と、
    前記第１追跡信号は、前記第１コード化データ源からの光が前記画像化装置によって検出されたときに発せられることと、
    前記第１追跡信号は前記第１コード化データ源の識別情報を表すことと、
    前記第１追跡信号は前記参照点に対する前記第１コード化データ源の位置を表すことと、
    表示装置と、
    前記表示装置は前記第１追跡信号の少なくとも一部を表すこととからなる追跡装置。
21. 前記表示装置は人が持つために適する、請求項２０に記載の追跡装置。
22. 前記表示装置は環境内に存在する人とは無関係に前記環境に関連付けられている、請求項２０に記載の追跡装置。
23. 第１照会が前記第１コード化データ源に関する第１応答データを要求し、かつ前記第１応答データの少なくとも一部が前記表示装置に出力される、請求項２０に記載の追跡装置。

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