JP2014035277A - 位置推定システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 精度良く現在位置を推定することのできるシステムを提供する。
【解決手段】 移動体通信端末装置2の撮像部20は、構造物の床タイル8などを撮像する。電子透かしID抽出手段22は、撮像された画像に含まれている電子透かしIDを抽出する。地図要求送信手段24は、この電子透かしIDを伴って、位置情報サーバ装置4に地図特定情報要求を送信する。地図特定情報取得手段42は、電子透かしIDに対応する地図特定情報を地図特定情報記録部44から読み出す。地図特定情報送信手段46は、地図特定情報を、移動体通信端末装置2に送信する。移動体通信端末装置2の地図要求送信手段24は、この地図特定情報を地図サーバ装置6に送信する。地図取得手段62は、これを受けて、地図特定情報に対応する地図を地図記録部64から取得する。地図送信手段66は、地図を移動体端末装置2に送信する。移動体通信端末装置2の地図受信手段26は、この地図を受信する。地図表示手段28は、受信した地図を表示する。
【選択図】 図1

Description

この発明は、ユーザの位置を推定するシステムに関するものである。
携帯電話などの移動体通信端末装置の現在位置を推定する方法として、GPSを用いたり、携帯電話基地局、無線LANアクセスポイントなどを利用したりするのが一般的である。
また、特許文献1に開示されているように、携帯電話装置のカメラによって風景を撮像し、これをサーバに送信して場所を推定するというシステムも提案されている。
特開2010−091356
しかし、上記のような従来技術には次のような問題があった。GPSを用いる方法では、GPS電波が届く場所でなければ、使用できないという問題があった。また、携帯電話基地局や無線LANアクセスポイントを用いる方法では、位置推定の精度が高くないという問題があった。
また、特許文献1に記載のシステムにおいても、撮像された風景に類似する風景を特定する時点で、誤った判断をする可能性が高く、位置推定精度が高いとはいい難いものであった。
さらに、これらいずれの従来技術においても、高さ方向の位置(たとえば、建物における階数)までの推定できるものではなかった。
この発明は、上記のような問題点を解決して、精度良く現在位置を推定することのできるシステムを提供することを目的とする。
(1)(2)(3)(4)(5)この発明に係る位置推定システムは、可視面を有する構造物と、前記可視面を撮像する携帯端末装置と、端末装置と通信可能に構成されるサーバ装置とを備えた位置推定システムであって、前記構造物の可視面には、電子透かしIDが埋め込まれており、
前記携帯端末装置は、前記構造物の可視面を撮像する撮像部と、撮像部によって撮像された可視面画像から、電子透かしIDを抽出する電子透かしID抽出手段と、前記抽出した電子透かしIDに対応する地図を要求する地図要求をサーバ装置に送信する地図要求送信手段と、前記サーバ装置から地図を受信する地図受信手段と、受信した地図を表示部に表示する地図表示手段とを備え、
前記サーバ装置は、地図を記録する地図記録部と、前記携帯端末装置からの前記地図要求を受けると、受信した電子透かしIDに対応付けられた地図を、前記地図記録部から取得する地図取得手段と、地図取得手段によって取得された地図を、前記携帯端末装置に送信する地図送信手段とを備えたことを特徴としている。
したがって、構造物の美観を損なうことなく、ユーザの現在位置を推定することができる。また、位置推定の精度を高くすることができる。
(6)この発明の位置推定システムにおいては、サーバ装置が、位置サーバ装置と地図サーバ装置を備えており、
前記位置サーバ装置が、前記電子透かしIDに対応づけて地図特定情報を記録した地図特定情報記録部と、前記携帯端末装置からの電子透かしIDに対応する地図特定情報を要求する地図特定情報要求を受けると、受信した電子透かしIDに対応付けられた地図特定情報を、前記地図特定情報記録部から取得する地図特定情報取得手段と、地図特定情報取得手段によって取得された地図特定情報を、前記携帯端末装置に送信する地図特定情報送信手段とを備えており、
前記地図サーバ装置が、前記地図特定情報に対応づけて地図を記録した地図記録部と、前記携帯端末装置からの地図特定情報に対応する地図の取得を要求する地図取得要求を受けると、受信した地図特定情報に対応づけられた地図を、地図記録部から取得する地図取得手段と、取得した地図を前記携帯端末装置に送信する地図送信手段とを備えたことを特徴としている。
したがって、電子透かしIDと地図とが直接的に対応づけられていないので、対応関係の変更が容易である。
(7)この発明に係る位置推定システムは、地図特定情報が、緯度、経度情報を含むことを特徴としている。
したがって、緯度、経度情報に基づいて地図を特定することが容易である。
(8)この発明に係る位置推定システムは、関連情報を送信するようにしている。
したがって、地図に併せて関連情報を表示することができる。
(9)この発明に係る位置推定システムでは、関連情報に、高さ情報が含まれることを特徴としている。
したがって、高さを含めて位置推定を行うことができる。
(10)この発明に係るタイルは、床面に配置するためのタイルであって、当該タイルの可視面には、電子透かしの埋め込まれた模様が施されていることを特徴としている。
したがって、電子透かしに基づいて、当該タイルの配置位置を推定することができる。
「撮像部」は、カメラなど撮像行うことができるものをいい、実施形態ではカメラ85がこれに対応する。
「電子透かしID抽出手段」は、実施形態においては、ステップS2がこれに対応する。
「地図要求送信手段」は、実施形態においては、ステップS5がこれに対応する。
「地図受信手段」は、実施形態においては、ステップS6がこれに対応する。
「地図表示手段」は、実施形態においては、ステップS7がこれに対応する。
「地図記録部」は、実施形態においては、ハードディスク108がこれに対応する。
「地図取得手段」は、実施形態においては、ステップS62がこれに対応する。
「地図送信手段」は、実施形態においては、ステップS63がこれに対応する。
「プログラム」とは、CPUにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソース形式のプログラム、圧縮処理がされたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む概念である。
この発明の一実施形態による位置推定システムの機能ブロック図である。 携帯電話装置80のハードウエア構成である。 位置サーバ装置4のハードウエア構成である。 地図サーバ装置6のハードウエア構成である。 制御プログラム83、位置サーバプログラム93、地図サーバプログラム103のフローチャートである。 制御プログラム83、位置サーバプログラム93、地図サーバプログラム103のフローチャートである。 携帯電話装置80の外観を示す図である。 携帯電話装置80による撮像状態を示す図である。 床タイル8の配置と、携帯電話装置80による撮像状態を示す図である。 透かし・位置データの例である。 位置詳細データの例である。 地図データの例である。 携帯電話装置80における表示画面例である。 携帯電話装置80における表示画面例である。
1.システムの全体構成
図1に、この発明の一実施形態による位置推定システムの機能ブロック図を示す。携帯電話などの移動体通信端末装置2、位置情報サーバ装置4、地図情報サーバ装置6によって構成されている。
移動体通信端末装置2の撮像部20は、構造物の床タイル8などを撮像する。床タイル8の表面には、電子透かしが埋め込まれた模様が印刷されている。電子透かしID抽出手段22は、撮像された画像に含まれている電子透かしIDを抽出する。地図要求送信手段24は、この電子透かしIDを伴って、位置情報サーバ装置4に地図特定情報要求を送信する。
位置サーバ装置4の地図特定情報取得手段42は、これを受信し、電子透かしIDに対応する地図特定情報を地図特定情報記録部44から読み出す。地図特定情報送信手段46は、読み出された地図特定情報を、移動体通信端末装置2に送信する。
地図特定情報を受信した移動体通信端末装置2において、地図要求送信手段24は、この地図特定情報を地図サーバ装置6に送信する。地図サーバ装置6の地図取得手段62は、これを受けて、地図特定情報に対応する地図を地図記録部64から取得する。地図送信手段66は、取得された地図を移動体端末装置2に送信する。
移動体通信端末装置2の地図受信手段26は、この地図を受信する。地図表示手段28は、受信した地図を表示する。
2.ハードウエア構成
図2に、移動体通信端末装置である携帯電話装置80のハードウエア構成を示す。CPU82には、タッチパネル84、カメラ85、ハードディスク86、メモリ88、通信回路89が接続されている。通信回路89は、インターネットに接続するためのものである。タッチパネル84は、ユーザからの入力を受け付けるとともに、ユーザに対する表示を行うものである。
ハードディスク86には、オペレーティングシステム(たとえば、Android(商標)など)81、制御プログラム83が記録されている。制御プログラム83は、オペレーティングシステム81と協働してその機能を発揮するものである。
図7に、携帯電話装置80の外観を示す。図7Aに示すように、表面にはタッチパネル84が設けられている。また、図7Bに示すように、裏面にはカメラ85が設けられている。
図3に、位置サーバ装置4のハードウエア構成を示す。CPU92には、メモリ94、CD−ROMドライブ96、ハードディスク98、通信回路99が接続されている。通信回路99は、インターネットに接続するためのものである。
ハードディスク98には、オペレーティングシステム(たとえば、WINDOWS(商標)など)91、位置サーバプログラム93、透かし・位置データ95、位置詳細データ90などが記録されている。位置サーバプログラム93は、オペレーティングシステム91と協働してその機能を発揮するものである。また、オペレーティングシステム91、位置サーバプログラム93は、CD−ROM97に記録されていたものを、CD−ROMドライブ96を介して、ハードディスク98にインストールしたものである。あるいは、インターネットを介してダウンロードしたものであってもよい。
図4に、地図サーバ装置6のハードウエア構成を示す。CPU102には、メモリ104、CD−ROMドライブ106、ハードディスク108、通信回路109が接続されている。通信回路109は、インターネットに接続するためのものである。
ハードディスク108には、オペレーティングシステム(たとえば、WINDOWS(商標)など)101、地図サーバプログラム103、地図データ105などが記録されている。地図サーバプログラム103は、オペレーティングシステム101と協働してその機能を発揮するものである。また、オペレーティングシステム101、地図サーバプログラム103は、CD−ROM107に記録されていたものを、CD−ROMドライブ106を介して、ハードディスク108にインストールしたものである。あるいは、インターネットを介してダウンロードしたものであってもよい。
3.位置推定処理
図5、図6に、携帯電話装置80の制御プログラム83、位置サーバ装置4の位置サーバプログラム93、地図サーバ装置6の地図サーバプログラム103のフローチャートを示す。
ユーザの操作により、携帯電話装置80のカメラ85によって、建物内の床パネル8が撮像される。図8aに示すように、床パネル8は、床に多数、配置されている。ユーザは、携帯電話装置80を床パネル8に向けることにより、床パネル8を撮像する。
それぞれの床パネル8には、電子透かしの埋め込まれた模様が印刷されている。電子透かしの生成方法としては、模様のノイズ部分に人間の目では識別不可能な透かし情報を埋め込む、類似の模様成分が連続する部分に人間の目では識別不可能な透かし情報を埋め込む、量子化ノイズ成分の一部分に人間の目では識別不可能なノイズ成分から構成された透かし情報を埋め込むなどを用いることができる。あるいは、模様の空間周波数の高い領域に、一定のパターンで模様に対する微量の変更を加えることにより、人間の目では識別が困難な透かし情報を埋め込むといった方法を用いることもできる。模様に対する微量の変更を加える対象としては、模様の明度を変化させることができる。
図8aに示すように、この実施形態においては、各床パネル8に、電子透かしとして電子透かしID(#1111-1、#1111-2など)が埋め込まれている。この電子透かしIDは、それぞれの床パネル8によって異なるものとしている。図8bに示すように、この実施形態では、果物売り場には、#1111-1、#1111-2、#1111-3の電子透かしIDが埋め込まれた床パネル8が、野菜売り場には、#1111-4、#1111-5、#1111-6の電子透かしIDが埋め込まれた床パネル8が、雑貨売り場には、#1111-7、#1111-8、#1111-9の電子透かしIDが埋め込まれた床パネル8が設けられている。また、案内板の床パネル8には、#1111-18が埋め込まれている。
携帯電話装置80のCPU82(以下、携帯電話装置80と省略することがある)は、カメラ85によって撮像された床パネル8を含む画像を、メモリ88に記録する(ステップS1)。携帯電話装置80は、撮像画像から、電子透かしIDを抽出する(ステップS2)。たとえば、図8bに示すように、撮像したのであれば、電子透かしIDとして「#1111-1」「#1111-4」「#1111-18」が抽出されることになる。次に、携帯電話装置80は、位置サーバ装置4に対して、電子透かしIDを伴った位置ID要求を送信する(ステップS3)。
位置サーバ装置4のCPU92(以下、位置サーバ装置4と省略することがある)は、通信回路99を介して、この位置ID要求を受信する(ステップS41)。続いて、位置サーバ装置4は、透かし・位置データ95を参照して、電子透かしIDに対応する位置IDを取得する(ステップS42)。
透かし・位置データの例を、図9に示す。電子透かしIDに対応づけて、位置IDが記録されている。なお、この実施形態では、複数の透かしIDに対して、同じ位置IDを対応づけている。これにより、床パネル8より大きな範囲のエリアを、同一のエリアとして扱うことを可能にしている。
ここでは、電子透かしID「#1111-1」「#1111-4」「#1111-18」に対応して、位置ID「10F_A_1_1」「10F_A_1_2」「10F_A_1_4」が取得されることになる。
次に、位置サーバ装置4は、位置詳細データ90を参照して、位置IDに対応する座標位置や関連情報を取得する(ステップS43)。位置IDに対応する座標位置や関連情報を記録した位置詳細データ90の例を、図10に示す。位置IDに対応づけて、地図レイヤ、位置座標情報、位置名、関連情報が記録されている。
地図レイヤは、建物の各階ごとに設けられた地図のレイヤを示すものである。この実施形態では、1つの階に1つのレイヤを対応づけて地図を構成している。図10の1行目のデータの地図レイヤは、「10F_A」であり、10階(10F)のエリアA(A)の位置であることを示している。位置名は、当該位置に付された名称である。関連情報は、当該位置におけるイベントや特売などの情報である。
ここでは、位置ID「10F_A_1_1」に対応して、地図レイヤ「10F_A」、位置座標情報「(10,10),(3,0.5)」、位置名「商業ビル10FフロアA食料品果物コーナー」、関連情報「お値打ち商品(リンゴ)・・・・」が取得されることになる。ここで、位置座標情報「(10,10),(3,0.5)」は、ローカル座標(10,10)から、X方向に3、Y方向に0.5の大きさのエリアであることを示している。この実施形態では、この商業ビル内の座標であるローカル座標を用いている。
また、位置ID「10F_A_1_2」に対応して、地図レイヤ「10F_A」、位置座標情報「(10,10.5),(3,0.5)」、位置名「商業ビル10FフロアA食料品野菜コーナー」、関連情報「お値打ち商品(小松菜)・・・」が取得されることになる。
さらに、位置ID「10F_A_1_4」に対応して、地図レイヤ「10F_A」、位置座標情報「(12,12),(0,0)」、位置名「商業ビル10F案内板」、関連情報「フロア案内情報・・・」が取得されることになる。なお、座標情報「(12,12),(0,0)」の(0,0)は、このエリアが点であることを示している。
次に、位置サーバ装置4は、取得した座標位置などを携帯電話装置80に送信する(ステップS44)。
携帯電話装置80は、この座標位置などを受信する(ステップS4)。携帯電話装置80は、地図レイヤおよび位置座標情報に対応する地図を要求する地図要求を、地図サーバ装置6に対して送信する(ステップS5)。
地図サーバ装置6のCPU102(以下、地図サーバ装置6と省略することがある)は、地図要求を受信する(ステップS61)。地図サーバ装置6は、図11の地図データ105を参照して、送信されてきた地図レイヤ、位置座標情報に対応する地図を取得する(ステップS62)。
図11に、地図データ105の例を示す。地図レイヤ、地図スケール、座標情報、地図データによって構成されている。地図レイヤは、位置詳細データ90の地図レイヤに対応している。地図データは、地図イメージの実体データである。地図スケールは、地図イメージの縮尺を示している。図11においては、3500万分の1のスケールのものだけが示されているが、他の縮尺のものも記録されている。座標情報は、地図イメージが表示している座標の範囲を表している。たとえば、(0,0)(1,1)であれば、ローカル座標(0,0)から、X方向に1、Y方向に1の大きさの地図であることを示している。
ここでは、地図レイヤ「10F_A」、位置座標情報「(10,10),(3,0.5)」に対応して、これをカバーする地図イメージ(図11のα参照)(果物売り場の地図)が取得されることになる。また、地図レイヤ「10F_A」、位置座標情報「(10,10.5),(3,0.5)」に対応した地図イメージ(野菜売り場の地図)と、地図レイヤ「10F_A」、位置座標情報「(12,12),(0,0)」に対応した地図イメージ(案内板の地図)が取得されることになる。地図サーバ装置6は、取得した地図イメージ等を、携帯電話装置80に送信する(ステップS63)。
携帯電話装置80は、この地図を受信する(ステップS6)。続けて、携帯電話装置80は、この地図をタッチパネル84に表示する(ステップS7)。また、この際、ステップS4において受信した関連情報等も、地図の対応する位置に表示する。
図12に、地図および関連情報の表示例を示す。現在位置を示す破線に囲われて、果物売り場、野菜売り場、案内板の地図が表示されている。また、果物売り場に関する関連情報200も、表示されている。この状態で、次ボタン202を押すと、野菜売り場の関連情報が表示されることになる。
4.その他の実施形態
(1)上記実施形態では、位置サーバ装置4と地図サーバ装置6とを分離して設けているが、これらの機能を一つのサーバ装置によって実現してもよい。
(2)上記実施形態では、電子透かしIDに対応づけて地図特定情報を記録し、地図特定情報に対応づけて地図イメージを記録するようにしている。これにより、電子透かしIDと地図イメージとの対応付けの変更が容易となる。しかし、電子透かしIDに直接的に地図イメージを対応づけて記録するようにしてもよい。
(3)上記実施形態では、撮像した電子透かしIDに対応するエリアの地図を表示するようにしている。しかし、撮像した電子透かしIDに対応するエリアの地図だけでなく、その周辺のエリアの地図もあわせて携帯電話装置80に送信して表示するようにしてもよい。たとえば、図13のような表示を行うことができる。これにより、ユーザの現在いるエリア(破線で示したエリア)と隣接エリアとの関係が理解しやすい。
(4)上記実施形態では、床タイル8に電子透かしを埋め込むようにしている。しかしながら、壁、柱や天井に電子透かしを埋め込むようにしてもよい。また、道路、電柱、看板、ビルの外壁などに埋め込んでもよい。
(5)上記実施形態では、電子透かしを模様として印刷などで埋め込んでいる。しかし、街頭ディスプレイなどの画像に埋め込むようにしてもよい。
(6)上記実施形態では、サーバ装置から地図データを取得するようにしている。しかし、地図データ以外の位置情報(緯度経度情報や住所等)をサーバ装置から取得するようにしてもよい。
(7)上記実施形態では、階数によって高さ情報を示すようにしている。しかし、海抜などによって高さ情報を示すようにしてもよい。
(8)また、上記実施形態では、地図特定情報および関連情報に高さ情報(階数)を含むようにしている。しかしながら、いずれか一方にのみ高さ情報を含むようにしてもよい。また、高さ情報を含まずに、地図特定情報や関連情報を構築するようにしてもよい。
(9)上記実施形態では、電子透かしIDの抽出を、携帯電話装置80が行っている。しかし、携帯電話装置80から撮像画像をサーバ装置に送信し、サーバ装置側が電子透かしIDの抽出を行うようにしてもよい。

Claims (10)

  1. 可視面を有する構造物と、前記可視面を撮像する携帯端末装置と、端末装置と通信可能に構成されるサーバ装置とを備えた位置推定システムであって、
    前記構造物の可視面には、電子透かしIDが埋め込まれており、
    前記携帯端末装置は、
    前記構造物の可視面を撮像する撮像部と、
    撮像部によって撮像された可視面画像から、電子透かしIDを抽出する電子透かしID抽出手段と、
    前記抽出した電子透かしIDに対応する地図を要求する地図要求をサーバ装置に送信する地図要求送信手段と、
    前記サーバ装置から地図を受信する地図受信手段と、
    受信した地図を表示部に表示する地図表示手段とを備え、
    前記サーバ装置は、
    地図を記録する地図記録部と、
    前記携帯端末装置からの前記地図要求を受けると、受信した電子透かしIDに対応付けられた地図を、前記地図記録部から取得する地図取得手段と、
    地図取得手段によって取得された地図を、前記携帯端末装置に送信する地図送信手段と、
    を備えたことを特徴とする位置推定システム。
  2. 電子透かしIDが埋め込まれた構造物の可視面を撮像する撮像部と、
    撮像部によって撮像された可視面画像から、電子透かしIDを抽出する電子透かしID抽出手段と、
    前記抽出した電子透かしIDに対応する地図を要求する地図要求をサーバ装置に送信する地図要求送信手段と、
    前記サーバ装置から、前記電子透かしIDに対応する地図を受信する地図受信手段と、
    受信した地図を表示部に表示する地図表示手段と、
    を備えた携帯端末装置。
  3. 電子透かしIDが埋め込まれた構造物の可視面を撮像する撮像部を備えた携帯端末装置をコンピュータによって実現するための携帯端末プログラムであって、当該コンピュータを、
    撮像部によって撮像された可視面画像から、電子透かしIDを抽出する電子透かしID抽出手段と、
    前記抽出した電子透かしIDに対応する地図を要求する地図要求をサーバ装置に送信する地図要求送信手段と、
    前記サーバ装置から、前記電子透かしIDに対応する地図を受信する地図受信手段と、
    受信した地図を表示部に表示する地図表示手段として機能させるための携帯端末プログラム。
  4. 地図を記録する地図記録部と、
    構造物の可視面に埋め込まれた電子透かしIDを撮像し抽出した携帯端末装置から、当該電子透かしIDを伴った地図要求を受けると、受信した電子透かしIDに対応付けられた地図を、前記地図記録部から取得する地図取得手段と、
    地図取得手段によって取得された地図を、前記携帯端末装置に送信する地図送信手段と、
    を備えたサーバ装置。
  5. サーバ装置をコンピュータによって実現するためのサーバプログラムであって、前記コンピュータを、
    構造物の可視面に埋め込まれた電子透かしIDを撮像し抽出した携帯端末装置から、当該電子透かしIDを伴った地図要求を受けると、受信した電子透かしIDに対応付けられた地図を、地図記録部から取得する地図取得手段と、
    地図取得手段によって取得された地図を、前記携帯端末装置に送信する地図送信手段として機能させるためのサーバプログラム。
  6. 請求項1、4、5のいずれかのシステム、装置またはプログラムにおいて、
    前記サーバ装置は、位置サーバ装置と地図サーバ装置を備えており、
    前記位置サーバ装置は、
    前記電子透かしIDに対応づけて地図特定情報を記録した地図特定情報記録部と、
    前記携帯端末装置からの電子透かしIDに対応する地図特定情報を要求する地図特定情報要求を受けると、受信した電子透かしIDに対応付けられた地図特定情報を、前記地図特定情報記録部から取得する地図特定情報取得手段と、
    地図特定情報取得手段によって取得された地図特定情報を、前記携帯端末装置に送信する地図特定情報送信手段とを備えており、
    前記地図サーバ装置は、
    前記地図特定情報に対応づけて地図を記録した地図記録部と、
    前記携帯端末装置からの地図特定情報に対応する地図の取得を要求する地図取得要求を受けると、受信した地図特定情報に対応づけられた地図を、地図記録部から取得する地図取得手段と、
    取得した地図を前記携帯端末装置に送信する地図送信手段とを備えたことを特徴とするシステム、装置またはプログラム。
  7. 請求項6のシステム、装置またはプログラムにおいて、
    前記地図特定情報は、緯度、経度情報を含むことを特徴とするシステム、装置またはプログラム。
  8. 請求項6または7のシステム、装置またはプログラムにおいて、
    前記地図特定情報送信手段は、地図特定情報に付加して、関連情報を送信することを特徴とするシステム、装置またはプログラム。
  9. 請求項1、4〜8のいずれかのシステム、装置またはプログラムにおいて、
    前記地図特定情報または前記関連情報には、高さ情報が含まれることを特徴とするシステム、装置またはプログラム。
  10. 床面に配置するためのタイルであって、
    当該タイルの可視面には、電子透かしの埋め込まれた模様が施されていることを特徴とするタイル。
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