JP2014075714A - Positioning method, positioning system, and program thereof - Google Patents
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Description
この発明は、例えば歩行ナビゲーションやマーケティングに利用するために、携帯端末を所持する利用者の位置を測定する測位方法、測位システム及びそのプログラムに関する。 The present invention relates to a positioning method, a positioning system, and a program for measuring the position of a user who has a portable terminal, for example, for use in walking navigation and marketing.
屋外において携帯端末利用者の測位を行う技術として、GPS(Global Positioning System)が普及し、カーナビゲーションシステムや歩行者ナビゲーションシステムなどに応用されている。このシステムは、上空にある数個のGPS衛星が送信しているGPS信号をGPS受信機でそれぞれ受信し、この受信されたGPS信号をもとに演算を行うことで受信者の位置を測定するものである。しかしこのシステムは、屋内や、屋外であっても建物の影の影響等によりGPS衛星からの信号を受信できない場所では利用することができない。このため、例えばショッピングモールの中で購買ナビゲーションサービスを実現することができない。 As a technology for positioning a mobile terminal user outdoors, GPS (Global Positioning System) is widely used and applied to a car navigation system, a pedestrian navigation system, and the like. This system receives GPS signals transmitted by several GPS satellites in the sky with a GPS receiver, and measures the position of the receiver by performing calculations based on the received GPS signals. Is. However, this system cannot be used indoors or outdoors where it cannot receive signals from GPS satellites due to the influence of the shadow of the building. For this reason, for example, a purchase navigation service cannot be realized in a shopping mall.
一方、GPS衛星に頼らずに利用者の位置を測定する技術も種々提案されている。例えば、LED照明からの可視光により位置情報を送信する可視光通信を用いた測位技術(例えば非特許文献1を参照)や、赤外線通信装置から位置情報を送信する赤外線通信を用いた測位技術、RFIDタグに位置情報を記憶させこの位置情報を利用者端末で受信するRFIDを用いた測位技術(例えば非特許文献2を参照)がある。 On the other hand, various techniques for measuring the position of a user without relying on GPS satellites have been proposed. For example, a positioning technique using visible light communication that transmits position information by visible light from LED lighting (see, for example, Non-Patent Document 1), a positioning technique that uses infrared communication that transmits position information from an infrared communication device, There is a positioning technique (for example, see Non-Patent Document 2) using RFID that stores position information in an RFID tag and receives this position information at a user terminal.
また、無線LAN(Wireless Local Area Network)を利用する測位技術や、IMES(Indoor MEssaging System)を用いた測位技術も提案されている。無線LANを用いた測位技術は、無線LANの基地局のIDを用いて測位する(例えば特許文献1を参照)。IMESを用いた測位技術は、専用装置からGPS信号と互換性のある信号を送信して測位する技術である。 In addition, positioning technology using a wireless local area network (LAN) and positioning technology using IMES (Indoor MEssaging System) have been proposed. A positioning technique using a wireless LAN performs positioning using an ID of a base station of the wireless LAN (see, for example, Patent Document 1). The positioning technology using IMES is a technology that performs positioning by transmitting a signal compatible with a GPS signal from a dedicated device.
ところが、以上述べた従来の測位技術には以下のような改善すべき課題があった。すなわち、可視光通信を用いた測位技術、赤外線通信を用いた測位技術、RFIDを用いた測位技術は、それぞれ専用の受信装置が必要である。測位を希望する利用者が新たに受信装置を準備することは負担が大きく普及が阻害される。 However, the conventional positioning techniques described above have the following problems to be improved. That is, a positioning device using visible light communication, a positioning technology using infrared communication, and a positioning technology using RFID each require a dedicated receiving device. If a user who desires positioning prepares a new receiving device, the burden is great and the spread is hindered.
また、無線LANを用いた測位技術やIMESを用いた測位技術は、それぞれ測位の分解能が5〜20m、3〜5mと低く、歩行ナビゲーションを実現するためには分解能が不足する。例えば、携帯端末において無線LANのある基地局からの電波を捕捉できた場合、無線LANの基地局がカバーする無線エリアは最大半径20mと広いため、利用者がこの無線エリア内のどこかに存在するということしか分からない。このため、歩行ナビゲーションへの応用は困難である。 Moreover, the positioning technology using wireless LAN and the positioning technology using IMES have low positioning resolutions of 5 to 20 m and 3 to 5 m, respectively, and the resolution is insufficient to realize walking navigation. For example, if a mobile terminal can capture radio waves from a base station with a wireless LAN, the wireless area covered by the wireless LAN base station is as wide as a maximum radius of 20 m, so the user exists somewhere within this wireless area. I only know what to do. For this reason, application to walking navigation is difficult.
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、GPSを利用不可能な場所においても高分解能の測位を行えるようにし、これにより歩行者等の低速移動体に対するナビゲーションを実現可能にした測位方法、測位システム及びそのプログラムを提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and the object of the present invention is to enable high-resolution positioning even in places where GPS cannot be used, thereby navigation for low-speed moving bodies such as pedestrians. Is to provide a positioning method, a positioning system, and a program thereof.
上記目的を達成するためにこの発明の第1の観点は、サービスエリアを複数のエリアに分割しこれらのエリアをそれぞれカバーエリアとするように設置位置と無線信号の送信レベルが予め設定された複数の無線基地局と、上記複数のエリアの各々を複数の小エリアに分割しこれらの小エリアにそれぞれ配置された異なる画像マーカを利用して、上記サービスエリア内に存在する利用者端末の位置を測定する際に、上記利用者端末により、当該利用者端末の存在位置に対応する画像マーカを含む範囲を撮像してその撮像画像から当該画像マーカの識別情報を検出すると共に、上記無線基地局から送信される無線信号を受信してその受信信号から送信元の無線基地局の識別情報を検出する。そして、上記検出された画像マーカの識別情報及び無線基地局の識別情報をもとに、上記画像マーカごとにその識別情報及び前記無線基地局の識別情報に関連付けて当該マーカの絶対位置情報を記憶したマーカデータベースから該当する画像マーカの絶対位置情報を読み出すようにしたものである。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is that a service area is divided into a plurality of areas, and a plurality of installation positions and wireless signal transmission levels are set in advance so that these areas are respectively covered areas. And the location of the user terminal existing in the service area by dividing each of the plurality of areas into a plurality of small areas and using different image markers respectively arranged in the small areas. When measuring, the user terminal picks up a range including an image marker corresponding to the location of the user terminal, detects the identification information of the image marker from the picked-up image, and from the radio base station A radio signal to be transmitted is received, and identification information of a radio base station as a transmission source is detected from the received signal. Based on the detected identification information of the image marker and the identification information of the radio base station, the absolute position information of the marker is stored in association with the identification information and the identification information of the radio base station for each image marker. The absolute position information of the corresponding image marker is read from the marker database.
また、この発明の第2の観点は、サービスエリアを複数のエリアに分割しこれらのエリアをそれぞれカバーエリアとするように設置位置と無線信号の送信レベルが予め設定された複数の無線基地局と、上記複数のエリアの各々を複数の小エリアに分割しこれらの小エリアにそれぞれ配置された異なる画像マーカを利用して、上記サービスエリア内に存在する利用者端末の位置を測定する際に、上記利用者端末により当該利用者端末の存在位置に対応する画像マーカを含む範囲を撮像してその撮像画像から当該画像マーカの識別情報を検出すると共に、上記利用者端末により上記無線基地局から送信される無線信号を受信してその受信信号から送信元の無線基地局の識別情報を検出する。そして、上記検出された無線基地局の識別情報をもとに、上記複数の基地局の設置位置情報を記憶した基地局データベースから、該当する無線基地局の設置位置情報を読み出すと共に、上記検出された無線基地局の識別情報及び画像マーカの識別情報をもとに、上記複数の無線基地局の各々について当該無線基地局とそのカバーエリアに配置された複数の画像マーカとの相対位置情報を記憶したマーカデータベースから、該当する無線基地局と画像マーカとの相対位置情報を読み出し、この読み出された無線基地局の設置位置情報と、当該無線基地局に対する画像マーカの相対位置情報とをもとに、当該画像マーカの絶対位置情報を算出するようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, a service area is divided into a plurality of areas, and a plurality of radio base stations whose installation positions and transmission levels of radio signals are set in advance so that these areas are respectively covered areas. When measuring the position of the user terminal existing in the service area by dividing each of the plurality of areas into a plurality of small areas and using different image markers respectively arranged in these small areas, The user terminal captures a range including an image marker corresponding to the location of the user terminal, detects identification information of the image marker from the captured image, and transmits from the radio base station by the user terminal. The received radio signal is received, and the identification information of the source radio base station is detected from the received signal. Then, based on the detected identification information of the radio base station, the installation position information of the corresponding radio base station is read out from the base station database storing the installation position information of the plurality of base stations, and the detected Based on the identification information of the wireless base station and the identification information of the image marker, the relative position information between the wireless base station and the plurality of image markers arranged in the cover area is stored for each of the plurality of wireless base stations. The relative position information of the corresponding radio base station and the image marker is read out from the marker database, and the read position information of the radio base station and the relative position information of the image marker with respect to the radio base station are read out. In addition, the absolute position information of the image marker is calculated.
さらに、この発明の第3の観点は、サービスエリアを複数のエリアに分割しこれらのエリアをそれぞれカバーエリアとするように設置位置と無線信号の送信レベルが予め設定された複数の無線基地局と、上記複数のエリアの各々を複数の小エリアに分割しこれらの小エリアにそれぞれ配置された異なる画像マーカと、上記無線基地局から送信される無線信号の最大到達範囲内に存在する複数のエリアに、当該複数のエリアを識別するために上記画像マーカと共に配置された複数の画像パターンとを利用して、上記サービスエリア内に存在する利用者端末の位置を測定する際に、上記利用者端末により当該利用者端末の存在位置に対応する画像マーカ及び画像パターンを含む範囲を撮像してその撮像画像から当該画像マーカ及び画像パターンの識別情報をそれぞれ検出すると共に、上記利用者端末により上記複数の無線基地局から送信される無線信号をそれぞれ受信して、その各受信信号からそれぞれ送信元の無線基地局の識別情報と当該受信信号の受信電界強度をそれぞれ検出して基地局検出リストを作成する。そして、この作成された基地局検出リストの中から、上記検出された画像パターンの識別情報に対応しかつ上記受信電界強度が最も高い無線基地局の識別情報を抽出し、この抽出された無線基地局の識別情報をもとに、上記複数の基地局の設置位置情報を記憶した基地局データベースから、該当する無線基地局の設置位置情報を読み出す。また、上記検出された無線基地局の識別情報及び画像マーカの識別情報をもとに、上記複数の無線基地局の各々について当該無線基地局とそのカバーエリアに配置された複数の画像マーカとの相対位置情報を記憶したマーカデータベースから、該当する無線基地局と画像マーカとの相対位置情報を読み出す。そして、上記基地局データベースから読み出された無線基地局の設置位置情報と、上記マーカデータベースから読み出された当該無線基地局に対する画像マーカの相対位置情報とをもとに、当該画像マーカの絶対位置情報を算出するようにしたものである。 Furthermore, a third aspect of the present invention is that a service area is divided into a plurality of areas, and a plurality of radio base stations whose installation positions and transmission levels of radio signals are set in advance so that these areas are respectively covered areas. Divide each of the plurality of areas into a plurality of small areas and different image markers respectively arranged in the small areas, and a plurality of areas existing within the maximum reachable range of the radio signal transmitted from the radio base station In addition, when measuring the position of the user terminal existing in the service area using a plurality of image patterns arranged together with the image marker to identify the plurality of areas, the user terminal To capture a range including an image marker and an image pattern corresponding to the location of the user terminal, and from the captured image, Each of the other information is detected, and the radio signal transmitted from the plurality of radio base stations is received by the user terminal, and the identification information of the source radio base station and the received signal are received from each received signal. The base station detection list is created by detecting the received electric field strengths of the base stations. Then, identification information of the wireless base station corresponding to the detected identification information of the image pattern and having the highest received electric field strength is extracted from the generated base station detection list, and the extracted wireless base station Based on the identification information of the stations, the installation position information of the corresponding radio base station is read out from the base station database storing the installation position information of the plurality of base stations. Further, based on the detected identification information of the radio base station and the identification information of the image marker, for each of the plurality of radio base stations, the radio base station and a plurality of image markers arranged in the cover area thereof The relative position information between the corresponding radio base station and the image marker is read out from the marker database storing the relative position information. Then, based on the installation position information of the radio base station read from the base station database and the relative position information of the image marker with respect to the radio base station read from the marker database, the absolute position of the image marker is determined. The position information is calculated.
さらに、この発明の第4の観点は、上記したこの発明の第1、第2または第3の観点において、さらに上記撮像画像をもとに上記利用者端末と撮像対象となった画像マーカとの位置関係を表す情報を算出し、この算出された画像マーカの絶対位置情報と、上記算出された利用者端末と画像マーカとの位置関係を表す情報とをもとに、上記利用者端末の絶対位置情報を算出するようにしたものである。 Furthermore, a fourth aspect of the present invention is the above-described first, second, or third aspect of the present invention, further comprising: the user terminal and an image marker that is an imaging target based on the captured image. Information indicating the positional relationship is calculated, and based on the calculated absolute position information of the image marker and the calculated positional relationship between the user terminal and the image marker, the absolute value of the user terminal is calculated. The position information is calculated.
この発明の第1及び第2の観点によれば、利用者端末において受信し検出された無線基地局の識別情報と、上記利用者端末による撮像画像から検出された画像マーカの識別情報とから当該画像マーカの絶対位置が特定される。このため、利用者がどの無線基地局のカバーエリア内に存在するかが当該無線基地局の識別情報をもとに特定され、さらに当該カバーエリア内のどの位置に存在するかが当該カバーエリア内に配置された画像マーカの識別情報をもとに特定される。したがって、無線基地局のカバーアリア単位でしか利用者の位置を特定できなかった従来の方法に比べ、利用者の存在位置をより精細に特定することが可能となる。 According to the first and second aspects of the present invention, the identification information of the radio base station received and detected at the user terminal and the identification information of the image marker detected from the captured image by the user terminal The absolute position of the image marker is specified. For this reason, in which cover area of the radio base station the user exists is specified based on the identification information of the radio base station, and further in which position the user exists in the cover area. Is identified based on the identification information of the image marker arranged in the. Therefore, it is possible to specify the user's presence position more finely than the conventional method in which the user's position can be specified only in the cover area unit of the radio base station.
この発明の第3の観点によれば、利用者端末において基地局検出リストが作成され、この基地局検出リストの中から、撮像画像から検出された画像パターンの識別情報に対応しかつ受信電界強度が最も高い無線基地局が選択される。このため、利用者端末において複数の無線基地局からの無線信号が受信された場合でも、利用者端末が存在するエリアの無線基地局を正確に特定することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, a base station detection list is created in the user terminal, and the received electric field strength corresponding to the image pattern identification information detected from the captured image is selected from the base station detection list. The radio base station with the highest is selected. For this reason, even when the user terminal receives radio signals from a plurality of radio base stations, it is possible to accurately identify the radio base station in the area where the user terminal exists.
この発明の第4の観点によれば、撮像画像をもとに、当該撮像画像に含まれる画像マーカに対する撮影元の利用者端末の位置関係を表す情報、例えば水平方向及び垂直方向の各距離と撮像角度が算出され、この算出された位置関係を表す情報と上記画像マーカの絶対位置とから利用者端末の絶対位置が算出される。このため、利用者が自身の存在位置より離れた場所にある画像マーカを撮像したとしても、利用者の位置をより正確に算出することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, based on the captured image, information indicating the positional relationship of the user terminal of the imaging source with respect to the image marker included in the captured image, for example, each distance in the horizontal direction and the vertical direction An imaging angle is calculated, and the absolute position of the user terminal is calculated from the information indicating the calculated positional relationship and the absolute position of the image marker. For this reason, even if a user images the image marker in a place away from his own position, the position of the user can be calculated more accurately.
すなわちこの発明の各観点によれば、GPSを利用不可能な場所においても高分解能の測位を行えるようにし、これにより歩行者等の低速の移動体に対するナビゲーションを実現可能にした測位方法、測位システム及びそのプログラムを提供することができる。 That is, according to each aspect of the present invention, a positioning method and a positioning system that enable high-resolution positioning even in places where GPS cannot be used, thereby enabling navigation for low-speed moving bodies such as pedestrians. And the program can be provided.
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
[一実施形態]
(構成)
この発明の一実施形態は、例えばショッピングモールの屋内に測位サービスを提供するサービスエリアを設定し、このサービスエリアに存在する利用者の位置を、無線LANの基地局IDと、床面、壁面又は天井に貼られたタイルに描かれた特有の画像パターンと画像マーカを用いて測定するものである。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[One Embodiment]
(Constitution)
In one embodiment of the present invention, for example, a service area that provides a positioning service is set indoors in a shopping mall, and the position of a user existing in the service area is determined based on a base station ID of a wireless LAN, a floor surface, a wall surface, or The measurement is performed using a specific image pattern and an image marker drawn on a tile attached to the ceiling.
図1は、この発明の一実施形態に係る測位方法を実現するためのサービスエリアの構成を示す図である。サービスエリアは、それぞれがほぼ正方形なす複数のエリアE1−0〜E4−4に分割されている。これらのエリアE1−0〜E4−4は、図1中の破線に示すように隣接する9個のエリアずつブロック化され、各ブロックごとにその9個のエリアには当該エリアを識別するためのパターンP1〜P9が所定の順番に割り当てられている。すなわち、パターンP1〜P9は異なるブロックに対し繰り返し使用される。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a service area for realizing a positioning method according to an embodiment of the present invention. The service area is divided into a plurality of areas E1-0 to E4-4, each of which is substantially square. These areas E1-0 to E4-4 are divided into nine adjacent areas as shown by the broken lines in FIG. 1, and the nine areas for each block are used to identify the area. Patterns P1 to P9 are assigned in a predetermined order. That is, the patterns P1 to P9 are repeatedly used for different blocks.
上記各エリアE1−0〜E4−4にはそれぞれ無線LANの基地局が設置されている。各基地局の送信電力は、図1に示すように当該基地局が設置されたエリアE1−0〜E4−4をそれぞれ通信可能範囲Z内に含み、かつ図2及び図3に示すように電波の最大到達範囲Zmax の直径Rmax が、隣接する2つのブロックの同一位置に配置されたエリア、つまり同一のパターンP1が割り当てられたエリア間の距離より短くなるように設定される。 A wireless LAN base station is installed in each of the areas E1-0 to E4-4. As shown in FIG. 1, the transmission power of each base station includes areas E1-0 to E4-4 in which the base station is installed in the communicable range Z, and radio waves as shown in FIGS. The diameter Rmax of the maximum reachable range Zmax is set to be shorter than the distance between the areas arranged at the same position of two adjacent blocks, that is, the areas to which the same pattern P1 is assigned.
また、上記各エリアE1−0〜E4−4はそれぞれ図3に示すように複数の小エリアに分割され、これらの小エリアにはそれぞれタイルTが設置されている。各タイルTには、例えば図4(b)に示すようにパターンIDエリアA1とマーカIDエリアA2が設けられている。パターンIDエリアA1には、当該タイルが設置されたエリアに割り当てられたパターンP1〜P9が描かれる。一方、マーカIDエリアA2には、エリア内におけるタイルの位置を識別するためのマーカが描かれる。すなわち、マーカには、1つのエリアを構成する小エリアの数、つまりタイルTの数に相当する種類が用意される。 Each of the areas E1-0 to E4-4 is divided into a plurality of small areas as shown in FIG. 3, and tiles T are respectively installed in these small areas. Each tile T is provided with a pattern ID area A1 and a marker ID area A2 as shown in FIG. 4B, for example. In the pattern ID area A1, patterns P1 to P9 assigned to the area where the tile is installed are drawn. On the other hand, a marker for identifying the position of the tile in the area is drawn in the marker ID area A2. That is, a type corresponding to the number of small areas constituting one area, that is, the number of tiles T, is prepared for the marker.
具体的には、図4に示すようにパターン及びマーカのいずれも例えば「葉」の模様で表される。パターンP1〜P9は「4」個の模様の位置とその有無で表現される。すなわち、4個の模様により4bit の二進数表記がなされ、これにより上記9通りのパターンの識別が可能となる。これに対しマーカは、12個の模様の位置とその有無で表現される。すなわち、12個の模様により12bit の二進数表記がなされ、これにより最大4096種類のマーカの識別が可能となる。なお、パターン及びマーカの配列方向は模様の向きにより識別する。 Specifically, as shown in FIG. 4, both the pattern and the marker are represented by a “leaf” pattern, for example. The patterns P1 to P9 are expressed by the positions of “4” patterns and the presence / absence thereof. That is, 4-bit binary notation is made by four patterns, and the above nine patterns can be identified. On the other hand, the marker is expressed by the positions of 12 patterns and the presence / absence thereof. That is, 12-bit binary notation is made by 12 patterns, and this makes it possible to identify a maximum of 4096 types of markers. The arrangement direction of the pattern and marker is identified by the direction of the pattern.
上記マーカのビット数の決定方法の一例を以下に説明する。
図1に示したようにパターンを9種類作成する場合、図14に示す通り同一パターンのエリア間に2つの別のパターンのエリアが存在する。この場合、隣接する同一パターンの基地局からの電波が到達しないようにするためには、
When nine types of patterns are created as shown in FIG. 1, two different pattern areas exist between areas of the same pattern as shown in FIG. In this case, in order to prevent radio waves from adjacent base stations with the same pattern from reaching,
一般的に、電波の最大到達距離Rmax は20m程度、Xt は0.5m程度であるため、これを代入するとx≧8と求まる。つまり、マーカIDを表記するために8bit あれば十分であり、パターンIDを表記するために用いる4bit と併せて、12bit あれば十分である。このとき、RはR=4√2≒5.66m、エリアの一辺は8mとなる。 Generally, the maximum reachable distance Rmax of radio waves is about 20 m, and Xt is about 0.5 m. If this is substituted, x ≧ 8 is obtained. That is, 8 bits are sufficient for expressing the marker ID, and 12 bits are sufficient in addition to 4 bits used for expressing the pattern ID. At this time, R is R = 4√2≈5.66 m, and one side of the area is 8 m.
また、パターンを16種類作成する場合には、図15に示す通り同一パターンのエリア間に3つの別パターンのエリアが存在する。この場合、隣接する同一パターンの基地局からの電波が到達しないようにするためには、
先に述べたように、電波の最大到達距離Rmax は20m程度、Xt は0.5m程度であるため、これを代入するとx≧7.17と求まる。つまり、マーカIDを表記するために8bit あれば十分であり、パターンIDを表記するために用いる4bit と併せて、12bit あれば十分である。このとき、RはR=(20√2)/7≒4.04、エリアの一辺は6.0mとなる。 As described above, since the maximum radio wave reachable distance Rmax is about 20 m and Xt is about 0.5 m, if this is substituted, x ≧ 7.17 is obtained. That is, 8 bits are sufficient for expressing the marker ID, and 12 bits are sufficient in addition to 4 bits used for expressing the pattern ID. At this time, R is R = (20√2) /7≈4.04, and one side of the area is 6.0 m.
さらに、成人がカメラ付き携帯端末を手に持ち、床を撮影した場合、一般的に撮像可能な範囲は1.5m四方程度である。つまり、全てのタイルをマーカとして用いる必要は無く、3枚あたり1枚にマーカとしての情報が埋め込まれていれば十分である。
マーカを3枚のタイルに1枚の割合で設置する場合、マーカのビット数は下式を満たす。なお、Ceilは実数xに対してx以上の最小の整数を表す。
When the marker is installed at a ratio of one to three tiles, the number of bits of the marker satisfies the following formula. Ceil represents the smallest integer greater than or equal to x with respect to the real number x.
すなわち、図14及び図15に例示した通り、デザインに制約を与えない程度の少ない情報量しか持たないマーカを用いた場合であっても、どの店舗の何階のどこにいるかということを30cm程度の分解能で特定することが可能になる。 That is, as illustrated in FIG. 14 and FIG. 15, even if a marker having a small amount of information that does not restrict the design is used, it is about 30 cm on which floor of which store. It becomes possible to specify by resolution.
ところで、この発明の一実施形態に係る測位システムは以下のように構成される。図5はその構成を示すブロック図である。
この測位システムは、測位クライアントとして利用者が携帯する利用者端末100と、測位サーバ200と、基地局データベース300と、マーカデータベース400を備えている。そして、上記利用者端末100と測位サーバ200との間で通信ネットワークNWを介して通信を可能とすると共に、測位サーバ200から上記基地局データベース300及びマーカデータベース400に対し通信ネットワークNWを介してデータ検索を可能にしたものである。
By the way, the positioning system according to an embodiment of the present invention is configured as follows. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration.
This positioning system includes a
利用者端末100は、例えば携帯電話機、スマートホン、タブレット型端末等の携帯端末からなり、この実施形態を実現するために必要な機能として、画像撮影部101と、無線受信部102と、マーカ解析部103と、位置情報依頼部104と、位置情報受信部105と、位置依存情報受信部106を備えている。これらの機能は、利用者端末100内のプログラム・メモリに格納されたアプリケーション・プログラムを利用者端末100が備えるCPUに実行させることにより実現される。
The
画像撮影部101は、例えば固体撮像素子を使用したカメラからなり、この実施形態では利用者の存在位置又はその近辺にあるタイルTを撮像するために用いられる。
The
マーカ解析部103は、上記画像撮影部101から出力された画像データから、例えばパターン認識処理によりマーカの画像及びパターンの画像をそれぞれ抽出し、この抽出画像をもとにマーカID及びパターンIDを検出する機能を有する。またそれと共にマーカ解析部103は、上記画像データと、タイルTの一辺の長さLと、カメラの倍率等の撮像条件とから、撮像画像に含まれるタイルと利用者端末100との位置関係を表す情報を算出する機能も有する。この位置関係を表す情報は、例えば図8(b),(c)に示すように、利用者端末100とタイルとの間の水平距離l、垂直距離h、及びタイルに対する利用者端末100の撮像角θとからなる。より具体的には、撮影角θはタイルから特定の方位(例えば北)に向かう線とタイルとカメラとを結ぶ線がなす角度である。
The marker analysis unit 103 extracts a marker image and a pattern image from the image data output from the
無線受信部102は、無線LANの基地局(アクセスポイント)から送信される無線信号を受信し、その受信信号から基地局IDを抽出すると共に受信電界強度を検出する。そして、複数の基地局IDが検出された場合には、この検出された基地局IDとその受信電界強度を含むリスト(基地局IDリスト)を作成する。
The
位置情報依頼部104は、上記マーカ解析部103により得られたマーカID、パターンID及び位置関係情報と、上記無線受信部102により検出された基地局ID及び受信電界強度のリスト(基地局IDリスト)を、通信ネットワークNWを介して測位サーバ200へ送信する。
The position
位置情報受信部105は、後述する測位サーバ200から送信された利用者端末100の絶対位置情報を、通信ネットワークNWを介して受信する。そして、この受信した絶対位置情報に基づいて自端末の位置を表す表示データを生成して図示しない表示部に表示させる機能を有する。位置依存情報受信部106は、測位サーバ200から送信される自端末の現在位置に関係する情報、例えば最寄りの店舗の特売情報等を受信し、上記表示部に表示させる機能を有する。
The position
基地局データベース300は、システムが使用する複数の基地局の各々について、その基地局IDに関連付けて当該基地局の位置情報を記憶したものである。位置情報は、緯度、経度及び標高(フロアの階数)を表す情報からなる。図6はこの基地局データベース300に記憶された基地局の位置情報の一例を示すものである。
The
マーカデータベース400は、システムが使用する複数の基地局の各IDに関連付けて、当該基地局がカバーするエリアに配設された各タイルに描かれているマーカのIDと、当該マーカの基地局に対する相対位置情報を記憶したものである。この相対位置情報は、基地局の緯度、経度及び標高に対する差として表される。図7はこのマーカデータベース400に記憶されたマーカの相対位置情報の一例を示すものである。
The
測位サーバ200は、例えばWebサーバからなり、本実施形態を実現するために必要な機能として、位置情報依頼受付部201と、基地局位置計算部202と、相対位置計算部203と、絶対位置計算部204と、位置依存情報作成部206を備えている。なお、これらの機能はいずれも、図示しないプログラムメモリに格納されたアプリケーション・プログラムを図示しないCPUに実行させることにより実現される。
The
位置情報依頼受付部201は、上記利用者端末100から送信されたマーカID、パターンID、位置関係情報及び基地局IDリストを、通信ネットワークNWを介して受信する。
The location information
基地局位置計算部202は、上記位置情報依頼受付部201により受信された基地局IDリストの中から、受信されたパターンIDに該当しかつ受信電界強度が最も高い基地局IDを選択する機能と、上記選択された基地局IDをキーにして基地局データベース300に対し問い合わせを行い、基地局データベース300から該当する基地局の位置情報を取得する機能を有する。
The base station
相対位置計算部203は、上記基地局位置計算部202により選択された基地局IDと、上記位置情報依頼受付部201により受信されたマーカIDをキーとしてマーカデータベース400に対し問い合わせを行い、マーカデータベース400から該当する基地局に対するマーカの相対位置情報を取得する機能を有する。
The relative
絶対位置計算部204は、マーカの絶対位置を計算する機能と、利用者の絶対位置を計算する機能を有する。マーカの絶対位置を計算する機能は、上記基地局位置計算部202により基地局データベース300から取得された基地局の位置情報と、上記相対位置計算部203によりマーカデータベース400から取得された相対位置情報とをもとに、マーカの絶対位置情報を計算する。利用者の絶対位置を計算する機能は、上記計算されたマーカの絶対位置情報と、上記位置情報依頼受付部201により受信された位置関係情報とをもとに、利用者端末100(つまり利用者)の絶対位置情報を計算する。
The absolute
位置情報送信部205は、上記絶対位置計算部204により計算された利用者の絶対位置情報を、検出情報の送信元である利用者端末100に向け送信する機能を有する。
位置依存情報作成部206は、上記絶対位置計算部204により計算された利用者の絶対位置情報をもとに、当該利用者の現在位置に関連する依存情報、例えば最寄りの店舗の特売情報等を生成し、この依存情報を利用者端末100に向け送信する機能を有する。
The position
Based on the absolute position information of the user calculated by the absolute
(動作)
(1)事前準備
システムの運用開始に先立ち、システムオペレータはサービスエリアの各エリアE1−0〜E4−4に設置された各基地局の緯度、経度及び標高(フロアの階数)を算出し、この算出値を基地局IDに関連付けて基地局データベース300に記憶させる。またそれと共に、エリアE1−0〜E4−4ごとに、当該エリアに配設されたタイルTに描かれた各マーカの基地局の位置に対する緯度、経度及び標高(フロアの階数)の差を算出し、この算出値をそれぞれ基地局ID及びマーカIDと関連付けてマーカデータベース400に記憶させる。さらに、エリアE1−0〜E4−4に割り当てられたパターンP1〜P9についても、当該エリアに設置された基地局の基地局IDと関連付けて記憶させる。或いは、方位とタイルと基地局間の距離を測定することは、既存技術を用いれば比較的容易であるため、この既存技術を用いて測定した位置情報を緯度、経度に変換し準備することもできる。
(Operation)
(1) Advance preparation Prior to the start of system operation, the system operator calculates the latitude, longitude and altitude (floor number) of each base station installed in each of the service areas E1-0 to E4-4. The calculated value is stored in the
なお、各基地局の位置情報、及び基地局と各マーカの相対位置情報は、GPSを利用可能な場所であればGPS測位装置を用いて測定するが、GPSを利用できない場所については建物の設計図に記載された各部の寸法と位置情報に基づいて計算により求めることが可能である。 Note that the location information of each base station and the relative location information of the base station and each marker are measured using a GPS positioning device if a location where GPS can be used. It can be obtained by calculation based on the dimension and position information of each part described in the figure.
(2)利用者端末100の動作
利用者は、利用者端末100の画像撮影部101を動作させて、自身の存在位置に対応するタイルを撮像する。これにより、画像撮影部101により上記タイルを含む範囲が撮像され、その撮像画像データがマーカ解析部103に入力される。図4(a)にこの撮像画像データの一例を示す。
(2) Operation of the
マーカ解析部103では、上記画像撮影部101から出力された画像データから、例えばパターン認識処理によりマーカの画像及びパターンの画像がそれぞれ抽出され、この抽出された画像をもとにパターンID及びマーカIDが検出される。例えば、いま図4(b)に示すようなタイルTの画像データが得られたとすると、そのパターンIDエリアA1における「葉」模様の位置と数から、パターンID:0101(二進数)=5(十進数)のように検出される。また、マーカIDエリアA2における「葉」模様の位置と数から、マーカID:001001100001(二進数)=609(十進数)のように検出される。
In the marker analysis unit 103, a marker image and a pattern image are extracted from the image data output from the
またそれと共にマーカ解析部103では、上記撮像画像データと、タイルTの一辺の長さLと、カメラの倍率等の撮像条件とから、撮像画像データに含まれるタイルTと利用者端末100(カメラ)との位置関係を表す情報が算出される。例えば、いま図8(a)に示すように斜め上方からタイルTが撮影されたものとすると、その撮像画像データIと、予め記憶しておいたタイルの一辺の長さLと、カメラの倍率とから、図8(b),(c)に示すように、利用者端末100とタイルとの間の水平距離l、垂直距離h、及びタイルに対する利用者端末100の撮像角θが算出される。なお、利用者端末100の撮像角θは、利用者端末100がジャイロ及び加速度センサを備えている場合には、これらのセンサを用いて検出することも可能である。
At the same time, the marker analysis unit 103 uses the captured image data, the length L of one side of the tile T, and the imaging conditions such as the magnification of the camera, the tile T included in the captured image data and the user terminal 100 (camera ) Is calculated. For example, as shown in FIG. 8A, when the tile T is photographed from obliquely above, the captured image data I, the length L of one side of the tile stored in advance, and the magnification of the camera 8 (b) and (c), the horizontal distance l, the vertical distance h between the
また利用者端末100では、周辺に存在する基地局から送信された無線信号が無線受信部102により受信され、その受信信号から基地局IDが抽出されると共に、受信電界強度が検出される。このとき、各基地局の送信電波は、例えば図9に示すように当該基地局が設置されたエリア内に止まらず、強度が距離の二乗に比例して減衰しながら周辺のエリアにも到達する。このため、各エリアでは当該エリアに設置されている基地局の電波に限らず、周辺の複数の基地局の電波も受信される。したがって無線受信部102では、受信された全ての基地局IDと受信電界強度とからなる基地局IDリストが作成される。
In the
上記マーカ解析部103により得られたマーカID、パターンID及び位置関係情報と、上記無線受信部102により検出された基地局ID及び受信電界強度からなる基地局IDリストは、位置情報依頼部104により通信ネットワークNWを介して測位サーバ200へ送信される。
A base station ID list including the marker ID, the pattern ID, and the positional relationship information obtained by the marker analysis unit 103, and the base station ID and the received electric field strength detected by the
(3)測位サーバ200の動作
(3−1)利用者端末の検出情報の取得
上記利用者端末100から送信されたマーカID、パターンID、位置関係情報及び基地局IDリストは、測位サーバ200の位置情報依頼受付部201で受信される。そして、この受信された各検出情報は、送信元の利用者端末100の識別情報と関連付けられて位置情報依頼受付部201内のメモリに一時保存される。なお、このとき基地局IDリストは、各基地局IDに対応するパターンIDが付加された状態で保存される。図10にその一例を示す。
(3) Operation of positioning server 200 (3-1) Acquisition of user terminal detection information The marker ID, pattern ID, positional relationship information, and base station ID list transmitted from the
(3−2)基地局の位置情報の取得
利用者端末100から送信された検出情報が受信されると、測位サーバ200では基地局位置計算部202により基地局の位置情報を取得する処理が以下のように行われる。図11はその処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
(3-2) Acquisition of Base Station Location Information When detection information transmitted from the
すなわち、基地局位置計算部202では、先ずステップS11により、上記受信し保存された基地局IDリストの中から、受信されたパターンIDに該当しかつ受信電界強度が最も高い基地局IDが選択される。例えば、いま図10に示す基地局IDリストが取得され、かつパターンID“5”が取得されたとすると、このパターンID“5”に対応付けられた基地局IDのうち、受信電界強度が最も高い基地局ID、つまりこの場合は“002”が選択される。
That is, in step S11, the base station
続いて、ステップS12において、上記選択された基地局ID=002をキーにして基地局データベース300に対し問い合わせが行われる。これにより、基地局データベース300からは当該基地局ID=002に該当する基地局位置情報が読み出され、測位サーバ200に送られる。例えば、いま基地局データベース300に図9に示す基地局位置情報が記憶されているとすると、基地局ID=002に対応する基地局位置情報として、緯度“35.225187”、経度“139.662932”、標高(フロア階数)“100m(1F)”が読み出されて測位サーバ200に送られる。
Subsequently, in step S12, an inquiry is made to the
(3−3)マーカの相対位置情報の取得
測位サーバ200は、次に相対位置計算部203により、基地局に対するマーカの相対位置情報を取得する処理が以下のように行われる。図12はその処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
(3-3) Acquisition of Marker Relative Position Information Next, in the
すなわち、相対位置計算部203では、ステップS21において、上記基地局位置計算部202により選択された基地局IDと、上記位置情報依頼受付部201により受信されたマーカIDをキーとして、マーカデータベース400に対し問い合わせが行われる。これにより、マーカデータベース400からは該当する基地局に対するマーカの相対位置情報が読み出され、測位サーバ200に送られる。例えば、いまマーカデータベース400に図7に示すような相対位置情報が記憶されていたとすると、上記基地局ID=002、マーカID=609に対応する相対位置情報として、緯度“+00.000002”、経度“−000.000020”、標高(フロア階数)“−2.25m”が読み出されて、測位サーバ200に送られる。
That is, in step S21, the relative
(3−4)利用者の絶対位置の計算
上記基地局の位置情報及びマーカの相対位置情報が取得されると、測位サーバ200では絶対位置計算部204により利用者端末100の絶対位置が以下のように計算される。図13はその処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
(3-4) Calculation of absolute position of user When the position information of the base station and the relative position information of the marker are acquired, in the
すなわち、絶対位置計算部204では、先ずステップS31において、基地局データベース300から取得された上記基地局の位置情報に、マーカデータベース400から取得された上記相対位置情報を加算することにより、マーカの絶対位置情報が算出される。例えば、上記基地局ID=002に対応する基地局位置情報として、緯度“35.225187”、経度“139.662932”、標高(フロア階数)“100m(1F)”が取得され、かつマーカID=609に対応する相対位置情報として、緯度“+00.000002”、経度“−000.000020”、標高(フロア階数)“−2.25m”が取得された場合には、これらが加算されて緯度“35.225189”、経度“139.662912”、標高(フロア階数)“97.75m(1F)”がマーカの絶対位置情報として算出される。
That is, the absolute
絶対位置計算部204では、続いてステップS32において、上記計算されたマーカの絶対位置情報と上記位置情報依頼受付部201により受信された位置関係情報とをもとに、利用者端末100(つまり利用者)の絶対位置情報が計算される。例えば、いま利用者端末100とタイルTとの間の位置関係を表す情報として、水平距離l=1.5m、垂直距離h=1.0m、視野角θ=30°が得られたとすると、利用者端末100の絶対位置は、
緯度: 35.225189+k1 ×1.5×sin 30°、
経度: 139.662912+k2 ×1.5×cos 30°、
標高(フロア階数): 98.85m
のように計算される。なお、k1 ,k2 はそれぞれ距離を緯度、経度の変化分に変換する係数である。
Subsequently, in step S32, the absolute
Latitude: 35.225189 + k1 × 1.5 × sin 30 °,
Longitude: 139.662912 + k2 × 1.5 × cos 30 °,
Altitude (floor floor): 98.85m
It is calculated as follows. Note that k1 and k2 are coefficients for converting distances into changes in latitude and longitude, respectively.
(3−5)利用者端末100への位置情報及び位置依存情報の送信
以上のように利用者端末100の絶対位置が算出されると、位置情報送信部205により、上記算出された利用者端末100の絶対位置情報が測位サーバ200から検出情報の送信元となる利用者端末100へ送信される。これに対し利用者端末100では、上記測位サーバ200から送信された利用者端末100の絶対位置情報が位置情報受信部105により受信され、この受信された絶対位置情報をもとに自端末の位置を表すマーク画像を地図データ上に重畳した表示データが生成されて、図示しない表示部に表示される。したがって、利用者はこの表示データを見ることにより、自身が建物内のどこに位置しているかをタイル単位で認識することができる。
(3-5) Transmission of position information and position-dependent information to
さらに測位サーバ200では、位置依存情報作成部206において、上記絶対位置計算部204により計算された利用者の絶対位置情報をキーとして、例えば図示しない店舗データベースから利用者の存在位置に対し最寄りの店舗の特売情報等が取得される。そして、この取得された特売情報が利用者端末100へ送信される。これに対し利用者端末100では、位置依存情報受信部106により、上記測位サーバ200から送られた最寄りの店舗の特売情報が受信され表示部に表示される。
Further, in the
(効果)
以上詳述したように一実施形態では、利用者端末100において、利用者の存在位置に対応するタイルの撮像画像データからパターンID及びマーカIDを抽出すると共に、撮像されたタイルと利用者端末100との位置関係を計算し、さらに周辺の基地局から送信される無線信号から基地局IDと受信電界強度を検出して基地局IDリストを作成し、これらを測位サーバ200へ送信する。そして測位サーバ200において、先ず上記利用者端末100から受信した基地局IDリストから利用者が存在するエリアに対応する基地局IDを選択し、この選択した基地局IDをもとに基地局データベース300から基地局の位置情報を取得する。続いて、上記選択された基地局IDと上記利用者端末100から受信したマーカIDとをもとにマーカデータベース400から基地局に対するマーカの相対位置情報を取得し、このマーカの相対位置情報を上記基地局の位置情報に加算してマーカの絶対位置情報を算出する。最後に、この算出されたマーカの絶対位置情報と、上記利用者端末から受信した位置関係情報とをもとに、利用者端末100の絶対位置情報を計算し、この利用者端末の絶対位置情報を利用者端末100に送信して表示するようにしている。
(effect)
As described above in detail, in one embodiment, the
したがって、利用者がどの基地局のカバーエリア内に存在するかが当該基地局のIDをもとに特定され、さらに当該カバーエリア内のどの位置に存在するかが当該カバーエリア内に配置されているタイルに描かれたマーカのIDをもとに特定される。このため、基地局のカバーアリア単位でしか利用者の位置を特定できなかった従来の方法に比べ、利用者の存在位置をタイル単位でより精細に特定することができる。 Therefore, it is specified based on the ID of the base station that the user is present in the cover area of the base station, and the position in the cover area is further arranged in the cover area. It is specified based on the ID of the marker drawn on the tile. For this reason, compared with the conventional method in which the position of the user can be specified only in the cover area unit of the base station, the user's presence position can be specified more precisely in the tile unit.
しかも、利用者端末100において基地局IDリストが作成され、この基地局IDリストの中から、撮像画像データより検出されたパターンIDに対応しかつ受信電界強度が最も高い基地局が選択される。このため、利用者端末100において複数の基地局からの無線信号が受信された場合でも、利用者端末100が存在するエリアの基地局を正確に特定することが可能となる。
In addition, a base station ID list is created in the
さらに、タイルTと利用者端末100との位置関係を表す情報と、マーカの絶対位置情報とをもとに、利用者端末100の絶対位置が算出される。このため、利用者が自身の存在位置より離れた場所にあるタイルを撮像したとしても、利用者の位置をより正確に算出することができる。
Furthermore, the absolute position of the
[他の実施形態]
上記した一実施形態では、利用者端末100においてマーカ解析処理と位置関係の算出処理を行ったが、撮像画像データを符号化圧縮して測位サーバ200へ送信し、測位サーバ200においてマーカ解析処理と位置関係の算出処理を行うようにしてもよい。また、基地局データベース300及びマーカデータベース400は測位サーバ200内に設けるようにしてもよい。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the marker analysis process and the positional relationship calculation process are performed in the
また、前記一実施形態では測定した利用者の位置情報を当該利用者の端末へ送信して表示させるようにした。しかし、それに限らず、測定した利用者の位置情報をサービス事業者が運用するサーバへ送信し、サービス事業者が受け取った複数の利用者の位置情報をもとに消費者の行動履歴等を解析してこれをマーケティング等に利用するようにしてもよい。 In the embodiment, the measured position information of the user is transmitted to the terminal of the user and displayed. However, not limited to this, the measured location information of users is sent to the server operated by the service provider, and the behavior history of consumers is analyzed based on the location information of multiple users received by the service provider. Then, this may be used for marketing or the like.
さらに、前記一実施形態ではマーカデータベース400に基地局に対するマーカの相対位置情報を記憶しておくようにしたが、マーカごとにそのマーカID及び基地局IDに関連付けてマーカの絶対位置情報を記憶しておくようにしてもよい。このようにすると、基地局の絶対位置情報とマーカの相対位置情報とをもとにマーカの絶対位置情報を計算する必要がなくなる。
Further, in the embodiment, the marker relative position information with respect to the base station is stored in the
さらに、マーカやパターンを電子透かしを用いて作成するようにしてもよい。電子透かしを用いて作成したマーカは、一般にマーカに少ない情報しか持たせることができないが、本発明のシステムを用いることにより、電子透かしを用いてマーカを作成することも可能である。 Furthermore, a marker or pattern may be created using a digital watermark. In general, a marker created using a digital watermark can give the marker only a small amount of information. However, using the system of the present invention, a marker can be created using a digital watermark.
無線LAN以外の無線通信システムを利用してもよく、その他マーカID及びパターンIDを表す模様の種類や数、マーカID及びパターンIDの設置場所、利用者端末及び測位サーバの構成とその処理内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。 A wireless communication system other than a wireless LAN may be used, and other types and numbers of patterns representing marker IDs and pattern IDs, installation locations of marker IDs and pattern IDs, configurations of user terminals and positioning servers, and processing contents thereof. The present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 In short, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
B…基地局、E…エリア、Z…電波の到達範囲、P…パターン、T…タイル、A1…パターンIDエリア、A2…画像マーカIDエリア、100…利用者端末、101…画像撮影部、102…無線受信部、103…画像マーカ解析部、104…位置情報依頼部、105…位置情報受信部、106…位置依存情報受信部、200…測位サーバ、201…位置情報依頼受付部、202…基地局位置計算部、203…相対位置計算部、204…絶対位置計算部、206…位置依存情報作成部、300…基地局データベース、400…画像マーカデータベース。
B ... base station, E ... area, Z ... radio wave reachable range, P ... pattern, T ... tile, A1 ... pattern ID area, A2 ... image marker ID area, 100 ... user terminal, 101 ... image photographing unit, 102 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Wireless receiving part 103 ... Image
Claims (8)
前記利用者端末により、当該利用者端末の存在位置に対応する画像マーカを含む範囲を撮像し、その撮像画像から当該画像マーカの識別情報を検出する過程と、
前記利用者端末により、前記無線基地局から送信される無線信号を受信してその受信信号から送信元の無線基地局の識別情報を検出する過程と、
前記検出された画像マーカの識別情報及び無線基地局の識別情報をもとに、前記画像マーカごとにその識別情報及び前記無線基地局の識別情報に関連付けて当該マーカの絶対位置情報を記憶したマーカデータベースから、該当する画像マーカの絶対位置情報を読み出す過程と
を具備することを特徴とする測位方法。 The service area is divided into a plurality of areas, each of which is set as a cover area, and a plurality of radio base stations whose installation positions and radio signal transmission levels are preset, and each of the plurality of areas is divided into a plurality of small areas. A positioning method for measuring the position of a user terminal existing in the service area using different image markers that are divided into areas and respectively arranged in these small areas,
By the user terminal, imaging a range including an image marker corresponding to the location of the user terminal, and detecting identification information of the image marker from the captured image;
A process of receiving a radio signal transmitted from the radio base station by the user terminal and detecting identification information of a source radio base station from the received signal;
Based on the detected identification information of the image marker and the identification information of the radio base station, a marker storing the absolute position information of the marker in association with the identification information and the identification information of the radio base station for each image marker A step of reading out the absolute position information of the corresponding image marker from the database.
前記利用者端末により、当該利用者端末の存在位置に対応する画像マーカを含む範囲を撮像し、その撮像画像から当該画像マーカの識別情報を検出する過程と、
前記利用者端末により、前記無線基地局から送信される無線信号を受信してその受信信号から送信元の無線基地局の識別情報を検出する過程と、
前記検出された無線基地局の識別情報をもとに、前記複数の基地局の設置位置情報を記憶した基地局データベースから、該当する無線基地局の設置位置情報を読み出す過程と、
前記検出された無線基地局の識別情報及び画像マーカの識別情報をもとに、前記複数の無線基地局の各々について当該無線基地局とそのカバーエリアに配置された複数の画像マーカとの相対位置情報を記憶したマーカデータベースから、該当する無線基地局と画像マーカとの相対位置情報を読み出す過程と、
前記基地局データベースから読み出された無線基地局の設置位置情報と、前記マーカデータベースから読み出された当該無線基地局に対する画像マーカの相対位置情報とをもとに、当該画像マーカの絶対位置情報を算出する過程と
を具備することを特徴とする測位方法。 The service area is divided into a plurality of areas, each of which is set as a cover area, and a plurality of radio base stations whose installation positions and radio signal transmission levels are preset, and each of the plurality of areas is divided into a plurality of small areas. A positioning method for measuring the position of a user terminal existing in the service area using different image markers that are divided into areas and respectively arranged in these small areas,
By the user terminal, imaging a range including an image marker corresponding to the location of the user terminal, and detecting identification information of the image marker from the captured image;
A process of receiving a radio signal transmitted from the radio base station by the user terminal and detecting identification information of a source radio base station from the received signal;
Based on the identification information of the detected radio base station, reading the installation position information of the corresponding radio base station from the base station database storing the installation position information of the plurality of base stations,
Based on the detected identification information of the radio base station and the identification information of the image marker, relative positions of the radio base station and the plurality of image markers arranged in the cover area for each of the plurality of radio base stations The process of reading the relative position information of the corresponding radio base station and the image marker from the marker database storing the information,
Based on the installation position information of the radio base station read from the base station database and the relative position information of the image marker with respect to the radio base station read from the marker database, the absolute position information of the image marker And a step of calculating the positioning method.
前記利用者端末により、当該利用者端末の存在位置に対応する画像マーカ及び画像パターンを含む範囲を撮像し、その撮像画像から当該画像マーカ及び画像パターンの識別情報をそれぞれ検出する過程と、
前記利用者端末により、前記複数の無線基地局から送信される無線信号をそれぞれ受信し、その各受信信号からそれぞれ送信元の無線基地局の識別情報と当該受信信号の受信電界強度をそれぞれ検出して基地局検出リストを作成する過程と、
前記作成された基地局検出リストの中から、前記検出された画像パターンの識別情報に対応しかつ前記受信電界強度が最も高い無線基地局の識別情報を抽出する過程と、
前記抽出された無線基地局の識別情報をもとに、前記複数の基地局の設置位置情報を記憶した基地局データベースから、該当する無線基地局の設置位置情報を読み出す過程と、
前記検出された無線基地局の識別情報及び画像マーカの識別情報をもとに、前記複数の無線基地局の各々について当該無線基地局とそのカバーエリアに配置された複数の画像マーカとの相対位置情報を記憶したマーカデータベースから、該当する無線基地局と画像マーカとの相対位置情報を読み出す過程と、
前記基地局データベースから読み出された無線基地局の設置位置情報と、前記マーカデータベースから読み出された当該無線基地局に対する画像マーカの相対位置情報とをもとに、当該画像マーカの絶対位置情報を算出する過程と
を具備することを特徴とする測位方法。 The service area is divided into a plurality of areas, each of which is set as a cover area, and a plurality of radio base stations whose installation positions and radio signal transmission levels are preset, and each of the plurality of areas is divided into a plurality of small areas. In order to identify the plurality of areas divided into different image markers that are divided into areas and arranged in each of these small areas and a plurality of areas that exist within the maximum reachable range of the radio signal transmitted from the radio base station A positioning method for measuring a position of a user terminal existing in the service area using a plurality of image patterns arranged together with the image marker,
A process of capturing an image marker and a range including an image pattern corresponding to the location of the user terminal by the user terminal, and detecting identification information of the image marker and the image pattern from the captured image,
The user terminal receives radio signals transmitted from the plurality of radio base stations, and detects the identification information of the transmission source radio base station and the received electric field strength of the received signals from the received signals, respectively. To create a base station detection list,
From the generated base station detection list, extracting the radio base station identification information corresponding to the detected image pattern identification information and having the highest received electric field strength;
Based on the extracted identification information of the radio base station, from the base station database storing the installation position information of the plurality of base stations, the process of reading the installation position information of the corresponding radio base station;
Based on the detected identification information of the radio base station and the identification information of the image marker, relative positions of the radio base station and the plurality of image markers arranged in the cover area for each of the plurality of radio base stations The process of reading the relative position information of the corresponding radio base station and the image marker from the marker database storing the information,
Based on the installation position information of the radio base station read from the base station database and the relative position information of the image marker with respect to the radio base station read from the marker database, the absolute position information of the image marker And a step of calculating the positioning method.
前記算出された画像マーカの絶対位置情報と、前記算出された利用者端末と画像マーカとの位置関係を表す情報とをもとに、前記利用者端末の絶対位置情報を算出する過程と
を、さらに具備することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の測位方法。 A process of calculating information representing a positional relationship between the user terminal and the image marker that is the imaging target based on the captured image;
Based on the calculated absolute position information of the image marker and information indicating the positional relationship between the calculated user terminal and the image marker, calculating the absolute position information of the user terminal, The positioning method according to claim 1, further comprising a positioning method.
前記複数の基地局の設置位置情報を記憶した基地局データベースと、
前記複数の無線基地局の各々について当該無線基地局とそのカバーエリアに配置された複数の画像マーカとの相対位置情報を記憶したマーカデータベースと、
前記利用者端末により撮像された、当該利用者端末の存在位置に対応する画像マーカを含む範囲の画像から、当該画像マーカの識別情報を検出する手段と、
前記利用者端末により受信された、前記無線基地局からの無線信号から送信元の無線基地局の識別情報を検出する手段と、
前記検出された無線基地局の識別情報をもとに、前記基地局データベースから該当する無線基地局の設置位置情報を読み出す手段と、
前記検出された無線基地局の識別情報及び画像マーカの識別情報をもとに、前記マーカデータベースから該当する無線基地局と画像マーカとの相対位置情報を読み出す手段と、
前記基地局データベースから読み出された無線基地局の設置位置情報と、前記マーカデータベースから読み出された当該無線基地局に対する画像マーカの相対位置情報とをもとに、当該画像マーカの絶対位置情報を算出する手段と
を具備することを特徴とする測位システム。 The service area is divided into a plurality of areas, each of which is set as a cover area, and a plurality of radio base stations whose installation positions and radio signal transmission levels are set in advance are set. A positioning system that measures the position of a user terminal existing in the service area by using different image markers that are divided into areas and arranged in each of these small areas,
A base station database storing installation position information of the plurality of base stations;
A marker database storing relative position information of each of the plurality of wireless base stations and the plurality of image markers arranged in the cover area;
Means for detecting identification information of the image marker from an image of a range including an image marker corresponding to the location of the user terminal, imaged by the user terminal;
Means for detecting identification information of a source radio base station from a radio signal from the radio base station received by the user terminal;
Based on the detected identification information of the radio base station, means for reading installation position information of the corresponding radio base station from the base station database;
Based on the detected identification information of the radio base station and the identification information of the image marker, means for reading out the relative position information of the corresponding radio base station and the image marker from the marker database;
Based on the installation position information of the radio base station read from the base station database and the relative position information of the image marker with respect to the radio base station read from the marker database, the absolute position information of the image marker And a positioning system.
前記複数の基地局の設置位置情報を記憶した基地局データベースと、
前記複数の無線基地局の各々について当該無線基地局とそのカバーエリアに配置された複数の画像マーカとの相対位置情報を記憶したマーカデータベースと、
前記利用者端末により撮像された、当該利用者端末の存在位置に対応する画像マーカ及び画像パターンを含む範囲の画像から、当該画像マーカ及び画像パターンの識別情報をそれぞれ検出する手段と、
前記利用者端末により受信された、前記複数の無線基地局から送信される無線信号から、それぞれ送信元の無線基地局の識別情報と当該受信信号の受信電界強度をそれぞれ検出して基地局検出リストを作成する手段と、
前記作成された基地局検出リストの中から、前記検出された画像パターンの識別情報に対応しかつ前記受信電界強度が最も高い無線基地局の識別情報を抽出する手段と、
前記抽出された無線基地局の識別情報をもとに、前記基地局データベースから該当する無線基地局の設置位置情報を読み出す手段と、
前記検出された無線基地局の識別情報及び画像マーカの識別情報をもとに、前記マーカデータベースから該当する無線基地局と画像マーカとの相対位置情報を読み出す手段と、
前記基地局データベースから読み出された無線基地局の設置位置情報と、前記マーカデータベースから読み出された当該無線基地局に対する画像マーカの相対位置情報とをもとに、当該画像マーカの絶対位置情報を算出する手段と
を具備することを特徴とする測位システム。 The service area is divided into a plurality of areas, each of which is set as a cover area, and a plurality of radio base stations whose installation positions and radio signal transmission levels are preset, and each of the plurality of areas is divided into a plurality of small areas. In order to identify the plurality of areas divided into different image markers that are divided into areas and arranged in each of these small areas and a plurality of areas that exist within the maximum reachable range of the radio signal transmitted from the radio base station A positioning system that measures the position of a user terminal existing in the service area using a plurality of image patterns arranged together with the image marker,
A base station database storing installation position information of the plurality of base stations;
A marker database storing relative position information of each of the plurality of wireless base stations and the plurality of image markers arranged in the cover area;
Means for detecting identification information of the image marker and the image pattern, respectively, from an image of a range including an image marker and an image pattern corresponding to the location of the user terminal, which is captured by the user terminal;
A base station detection list that detects the identification information of the transmission source radio base station and the received electric field strength of the received signal from radio signals transmitted from the plurality of radio base stations received by the user terminal. And a means to create
Means for extracting identification information of a radio base station corresponding to the identification information of the detected image pattern and having the highest received electric field strength from the created base station detection list;
Based on the extracted identification information of the radio base station, means for reading installation position information of the corresponding radio base station from the base station database;
Based on the detected identification information of the radio base station and the identification information of the image marker, means for reading out the relative position information of the corresponding radio base station and the image marker from the marker database;
Based on the installation position information of the radio base station read from the base station database and the relative position information of the image marker with respect to the radio base station read from the marker database, the absolute position information of the image marker And a positioning system.
前記算出された画像マーカの絶対位置情報と、前記算出された利用者端末と画像マーカとの位置関係を表す情報とをもとに、前記利用者端末の絶対位置情報を算出する手段と
を、さらに具備することを特徴とする請求項5又は6記載の測位システム。 Means for calculating information representing a positional relationship between the user terminal and the image marker to be imaged based on the captured image;
Based on the calculated absolute position information of the image marker and information indicating the positional relationship between the calculated user terminal and the image marker, means for calculating the absolute position information of the user terminal, The positioning system according to claim 5 or 6, further comprising:
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2012
- 2012-10-04 JP JP2012222501A patent/JP2014075714A/en active Pending
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