JP2015002083A - 同定装置、方法及びプログラム - Google Patents

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雅起 山崎
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聡 伊藤
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Yuki Watanabe
友樹 渡辺
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Tatsuo Kosakaya
達夫 小坂谷
岡田　隆三
Ryuzo Okada
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Abstract

【課題】位置で特定される撮像装置と識別情報で特定される撮像装置とを簡易な作業で同定する。【解決手段】実施形態の同定装置は、発光制御部と、撮像制御部と、検出部と、位置算出部と、同定部と、を備える。発光制御部は、複数の発光器具の点消灯を、ネットワークを介して個別に制御する。撮像制御部は、複数の撮像装置の識別情報を用いて、複数の撮像装置による時系列の撮像を制御し、時系列の画像を得る。検出部は、時系列の画像毎に、複数の発光器具の点消灯と連動して変化する１以上の領域を検出する。位置算出部は、時系列の画像毎に、１以上の領域それぞれの原因となる点消灯を行った発光器具の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の位置を算出する。同定部は、算出された位置で特定される複数の撮像装置それぞれと識別情報で特定される複数の撮像装置それぞれとを同定する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、同定装置、方法及びプログラムに関する。
オフィス等に設置される監視カメラなどの撮像装置において、ネットワークに接続可能なものが知られている。このため、撮像装置のＩＰ（Internet Protocol）アドレスやＭＡＣ（Media Access Control）アドレスなどの識別情報を用いることで、当該撮像装置の制御を、ネットワークを介して行うことが可能となっている。次世代のＢＥＭＳ（Building and Energy Management System）では、このような撮像装置を用いて、人物の在不在を検知し、照明や空調を制御する技術が期待されている。
ところで、撮像装置の配線等を行って当該撮像装置をオフィスなどに設置する段階では、通常、撮像装置の識別情報は考慮されない。このため、撮像装置の設置位置と識別情報との対応が不明な状況が発生し、このままでは、設置位置から制御対象の撮像装置を特定し、特定した撮像装置の識別情報を用いて当該撮像装置の制御を行うなどの設置位置に応じた撮像装置の制御ができない。
ここで、位置や姿勢などのカメラパラメータが既知な基準カメラとランドマークとを用いることで、他のカメラのカメラパラメータを算出する手法がある。
特開２００９−１２１８２４号公報
しかしながら、上述したような従来技術では、カメラパラメータが既知な基準カメラを他のカメラの撮像領域と重なるように配置する必要があるため、位置算出対象の撮像装置の数が多くなるほど配置作業が煩雑となり、位置で特定される撮像装置と識別情報で特定される撮像装置とを同定する作業も煩雑となってしまう。
本発明が解決しようとする課題は、位置で特定される撮像装置と識別情報で特定される撮像装置とを簡易な作業で同定することができる同定装置、方法及びプログラムを提供することである。
実施形態の同定装置は、発光制御部と、撮像制御部と、検出部と、位置算出部と、同定部と、を備える。発光制御部は、複数の発光器具の点消灯を、ネットワークを介して個別に制御する。撮像制御部は、複数の撮像装置それぞれの識別情報を用いて、当該複数の撮像装置による時系列の撮像を制御し、当該複数の撮像装置それぞれが撮像した時系列の画像を得る。検出部は、前記時系列の画像毎に、前記複数の発光器具の点消灯と連動して変化する１以上の領域を検出する。位置算出部は、前記時系列の画像毎に、前記１以上の領域それぞれの原因となる点消灯を行った発光器具の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の位置を算出する。同定部は、算出された前記位置で特定される前記複数の撮像装置それぞれと前記識別情報で特定される前記複数の撮像装置それぞれとを同定する。
第１実施形態の同定装置の構成例を示す図。 第１実施形態の同定装置が適用される空間の例を示す透視図。 第１実施形態の発光器具の位置の一例を示す図。 第１実施形態の制御信号の例を示す図。 第１実施形態の制御信号の他の例を示す図。 第１実施形態の存在可能範囲の大きさの決定手法の例を示す説明図。 第１実施形態の存在可能範囲の大きさの決定手法の例を示す説明図。 第１実施形態の存在可能範囲の大きさの決定手法の例を示す説明図。 第１実施形態の存在可能範囲の大きさの決定手法の例を示す説明図。 第１実施形態の存在可能範囲の大きさの決定手法の例を示す説明図。 第１実施形態の存在可能範囲の大きさの決定手法の例を示す説明図。 第１実施形態の撮像装置の位置算出結果の例を示す図。 第１実施形態のマッピング結果の例を示す図。 第１実施形態の同定装置で行われる同定処理例を示すフローチャート。 第２実施形態の同定装置の構成例を示す図。 第２実施形態の同定装置が適用される空間の例を示す透視図。 第２実施形態の撮像装置の向きの決定手法の例を示す説明図。 第２実施形態の撮像装置の向きの決定手法の例を示す説明図。 第２実施形態の撮像装置の向きの決定手法の例を示す説明図。 第２実施形態の撮像装置の向きの決定手法の例を示す説明図。 第２実施形態の撮像装置の向きの決定手法の例を示す説明図。 第２実施形態の撮像装置の位置及び向きの算出結果の例を示す図。 第２実施形態のマッピング結果の例を示す図。 第２実施形態の同定装置で行われる同定処理例を示すフローチャート。 各実施形態及び各変形例の同定装置のハードウェア構成例を示す図。
以下、添付図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の同定装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、同定装置１００は、位置情報記憶部１０１と、図面データ記憶部１０３と、発光制御部１１１と、撮像制御部１１３と、検出部１１５と、位置算出部１１７と、同定部１１９と、マッピング部１２１と、出力部１２３とを、備える。同定装置１００は、ネットワーク１０を介して複数の発光器具Ａ１〜Ａ９及び複数の撮像装置Ｂ１〜Ｂ２と接続されている。
図２は、第１実施形態の同定装置１００が適用される場所（以下「空間１」と称する）の一例を示す透視図である。図２に示すように、空間１の天井２には、発光器具Ａ１〜Ａ９が格子状に設置されるとともに、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２が設置されている。なお撮像装置Ｂ１〜Ｂ２は、空間１の床面の方向を撮像するように、天井２に設置されている。第１実施形態では、空間１がオフィス内の空間である場合を想定しているが、これに限定されるものではなく、発光器具及び撮像装置が配置される空間であれば、どのような空間であってもよい。なお、発光器具及び撮像装置の台数は、複数であれば何台であってもよい。また、撮像装置は天井２に設置されていることを想定しているが、これに限定されるものではなく、壁面上部など撮像装置の設置された位置が既知であれば、設置場所はどのようなものでもよい。
まず、発光器具Ａ１〜Ａ９について説明する。なお、以下の説明では、発光器具Ａ１〜Ａ９を各々区別する必要がない場合は、単に発光器具Ａと称する場合がある。
第１実施形態では、発光器具Ａが、発光機能を主要機能とする照明器具である場合を想定しているが、これに限定されるものではない。発光器具Ａは、発光機能を有する器具であればどのような器具であってもよく、必ずしも発光機能を主用機能とする必要はない。
発光器具Ａは、例えば、空調機器、人感センサ、温度センサ、及び湿度センサなど、当該器具の動作状態を目視確認するためのランプやＬＥＤなどを備えるものであってもよい。
また発光器具Ａ１〜Ａ９は、単一種類の発光器具である必要はなく、複数種類の発光器具が混在していてもよい。つまり、発光器具Ａ１〜Ａ９全てが、照明器具であったり、空調機器であったり、人感センサであったり、温度センサであったり、湿度センサであったりする必要はなく、例えば、照明器具、空調機器、及び人感センサが混在していてもよいし、その他の組み合わせで混在していてもよい。
なお、発光器具Ａは、それぞれＭＡＣアドレスやＩＰアドレスなどの識別情報を有しており、当該識別情報を用いることで、ネットワーク１０を介した点消灯制御、即ち、ネットワーク１０を介した発光機能のオン／オフ制御が可能となっている。
従って、同定装置１００は、発光器具Ａ１〜Ａ９の識別情報を用いることで、発光器具Ａ１〜Ａ９のうち、特定の発光器具を点灯状態、残りの発光器具を消灯状態としたり、特定の発光器具に点灯と消灯を繰り返させたりするなど、発光器具Ａの点消灯を自由に制御することができる。
なお第１実施形態では、発光器具Ａの識別情報がＭＡＣアドレスである場合を想定して説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、ＩＰアドレスなどネットワーク制御に用いられる識別情報であればどのようなものであってもよい。
また第１実施形態では、発光器具Ａ１〜Ａ９の空間１における位置は既知であり、発光器具Ａ１〜Ａ９の識別情報と位置を示す位置情報とは予め対応付けられているものとする。
次に、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２について説明する。なお、以下の説明では、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２を各々区別する必要がない場合は、単に撮像装置Ｂと称する場合がある。
第１実施形態では、撮像装置Ｂが、撮像機能を主要機能とする監視カメラである場合を想定しているが、これに限定されるものではない。撮像装置Ｂは、撮像機能を有する装置であればどのような器具であってもよく、必ずしも撮像機能を主用機能とする必要はない。
また、撮像装置Ｂは、それぞれＭＡＣアドレスやＩＰアドレスなどの識別情報を有しており、当該識別情報を用いることで、ネットワーク１０を介した制御が可能となっている。なお第１実施形態では、撮像装置Ｂの識別情報がＩＰアドレスである場合を想定して説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、ＭＡＣアドレスなどネットワーク制御に用いられる識別情報であればどのようなものであってもよい。
また第１実施形態では、撮像装置Ｂが、発光器具Ａが発光した光が空間１の床面や壁などの物体に対して反射した反射光を撮像することを想定している。このため、撮像装置Ｂは、発光器具Ａが発光した光の反射光を撮像（観測）可能な画像センサを備えているものとする。なお、撮像装置Ｂが撮像する画像は、濃淡画像でもカラー画像でもよい。
また第１実施形態では、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２の空間１における位置は未知であるものとする。
図１に戻り、同定装置１００の各部について説明する。
位置情報記憶部１０１及び図面データ記憶部１０３は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などにより実現できる。
発光制御部１１１、撮像制御部１１３、検出部１１５、位置算出部１１７、同定部１１９、及びマッピング部１２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの処理装置にプログラムを実行させること、即ち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Integrated Circuit）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。出力部１２３は、例えば、液晶ディスプレイやタッチパネルディスプレイなどの表示装置により実現してもよいし、プリンタなどの印刷装置により実現してもよい。
位置情報記憶部１０１は、発光器具Ａの識別情報と発光器具Ａの空間１における位置を示す位置情報とを対応付けて記憶する。第１実施形態では、発光器具Ａの位置は、図３に示すように、空間１の３次元座標系におけるＸ座標及びＹ座標、即ち、空間１を平面図化した２次元座標系で表現されるものとする。
図面データ記憶部１０３については、後述する。
発光制御部１１１は、発光器具Ａ１〜Ａ９の点消灯を、ネットワーク１０を介して個別に制御する。具体的には、発光制御部１１１は、点灯タイミング及び消灯タイミングを指示した点消灯命令と当該点消灯命令の対象となる発光器具Ａの識別情報とを含む制御信号を、ネットワーク１０を介して発光器具Ａに発信し、発光器具Ａを点消灯制御する。
なお第１実施形態では、発光制御部１１１は、ブロードキャストにより発光器具Ａ１〜Ａ９に制御信号を送信することを想定している。このため第１実施形態では、制御信号は、発光器具Ａ１〜Ａ９それぞれの識別情報（ＭＡＣアドレス）と点消灯命令とを対応付けており、当該制御信号が発光器具Ａ１〜Ａ９の全てに送信される。
そして、発光器具Ａ１〜Ａ９のそれぞれは、制御信号を受信すると、受信した制御信号に自身の識別情報が含まれているか否かを確認し、自身の識別情報が含まれていれば、自身の識別情報に対応付けられている点消灯命令に従って、点消灯を行う。
図４は、第１実施形態の制御信号の一例を示す図であり、前述したように、発光器具Ａ１〜Ａ９それぞれの識別情報と点消灯命令とを対応付けている。図４に示す例では、点消灯命令は、ＯＮの期間が発光器具Ａを点灯状態とすることを表し、点消灯命令のＯＦＦの期間が発光器具Ａを消灯状態とすることを表す。
詳細は後述するが、後述の検出部１１５は、発光器具Ａ１〜Ａ９それぞれの点消灯状態が変化する変化タイミングを利用するため、図４に示す制御信号では、点消灯状態の変化タイミングが発光器具Ａ１〜Ａ９それぞれで異なるように点消灯命令が設定されている。なお、変化タイミングとは、点灯状態から消灯状態に変化するタイミング及び消灯状態から点灯状態に変化するタイミングの少なくとも一方である。
但し、点消灯命令は、点灯状態から消灯状態に変化するタイミング及び消灯状態から点灯状態に変化するタイミングの両方を、発光器具Ａ１〜Ａ９それぞれで異なるように点消灯命令を設定する必要はなく、少なくとも一方が発光器具Ａ１〜Ａ９それぞれで異なるように設定すればよい。
つまり、点消灯命令は、変化タイミングが発光器具Ａ１〜Ａ９それぞれで異なるように発光器具Ａ１〜Ａ９の点消灯を発光制御部１１１が制御できるものであればよい。
図５は、第１実施形態の制御信号の他の例を示す図である。図５に示す制御信号では、少なくとも点灯状態から消灯状態に変化するタイミングが発光器具Ａ１〜Ａ９それぞれで異なるように点消灯命令が設定されている。
なお、図４に示す制御信号のように、発光器具Ａ１〜Ａ９のそれぞれが重複して点灯状態とならないように点消灯命令を設定してもよいし、図５に示す制御信号のように、発光器具Ａ１〜Ａ９の少なくともいずれかが重複して点灯状態となるように点消灯命令を設定してしまってもよい。また、図４に示す制御信号とは逆に、発光器具Ａ１〜Ａ９のそれぞれが重複して消灯状態とならないように点消灯命令を設定してもよい。
但し、図４や図５に示す制御信号は一例であり、後述の検出部１１５が変化タイミングを利用できれば、発光制御部１１１は、種々の点消灯制御を採用することができる。
また、発光制御部１１１は、ユニキャストやマルチキャストにより発光器具Ａ１〜Ａ９に制御信号を送信してもよい。例えば、ユニキャストにより制御信号を送信するのであれば、発光器具Ａ１〜Ａ９それぞれについて、当該発光器具Ａの識別情報と点消灯命令とを対応付けた制御信号を用意し、発光制御部１１１は、発光器具Ａ１〜Ａ９それぞれに対し該当する制御信号を送信すればよい。なお、この場合、識別情報には、ＭＡＣアドレスではなくＩＰアドレスを用いることが好ましい。
撮像制御部１１３は、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２それぞれの識別情報を用いて、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２による空間１の時系列の撮像を制御し、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２それぞれが撮像した時系列の画像を得る。第１実施形態では、前述したように、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２は、空間１の床面の方向を撮像するように、天井２に設置されている。このため第１実施形態では、撮像制御部１１３は、個別に点消灯を行う発光器具Ａ１〜Ａ９の空間１における反射光を、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２に時系列で撮像させることになる。
検出部１１５は、撮像装置Ｂにより撮像された時系列の画像毎に、発光器具Ａ１〜Ａ９の点消灯と連動して変化する１以上の領域を検出する。ここで、発光器具Ａ１〜Ａ９の点消灯と連動して変化する領域とは、発光器具Ａが照射した光が反射することで、輝度などの画素の値が変化する画像内における空間１の床面や壁などの領域が想定される。
例えば、検出部１１５は、発光制御部１１１が発光器具Ａ１〜Ａ９の点消灯制御に用いた発光器具Ａ１〜Ａ９それぞれの識別情報と点消灯命令とを発光制御部１１１から取得し、発光器具Ａ１の点消灯状態が他の発光器具Ａ２〜Ａ９と異なるタイミングで変化する変化タイミングの時刻ｔ０を特定する。
そして、検出部１１５は、撮像装置Ｂにより撮像された時系列の画像毎に、時刻ｔ０−ｔ１における画像（ｔ０−ｔ１）と時刻ｔ０＋ｔ２における画像（ｔ０＋ｔ２）とを取得し、画像（ｔ０−ｔ１）と画像（ｔ０＋ｔ２）との間で画素（例えば、輝度）の差分を計算し、画素の差分が所定の閾値を超えた領域を、発光器具Ａ１の点消灯と連動して変化する領域として検出する。
なお、ｔ１、ｔ２は、予め定めた正数であり、具体的には、時刻ｔ０−ｔ１時と時刻ｔ０＋ｔ２時とで発光器具Ａ１の点消灯状態が異なるように定められた正数である。このため、ｔ１＜ｔ２であることが好ましい。
ここで、時刻ｔ０において点消灯状態が変化する発光器具は、発光器具Ａ１一つであるはずなので、検出した変化領域の数Ｍｔ０は１となることが期待される。
このため、検出部１１５は、Ｍｔ０＝１であるならば、検出した領域は、発光器具Ａ１が照射した光が反射した領域であると判断し、当該領域を検出した時系列の画像に発光器具Ａ１の位置情報を対応付ける。具体的には、検出部１１５は、位置情報記憶部１０１から発光器具Ａ１の識別情報に対応付けられている位置情報を取得し、当該領域を検出した時系列の画像に対応付ける。
なお、検出部１１５は、Ｍｔ０＞１の場合、検出した領域に発光器具Ａ１が照射した光が反射した領域以外の領域も含まれると判断し、発光器具Ａ１の位置情報との対応付けを行わない。例えば、空間１内に外光がさした場合などにＭｔ０＞１となることが考えられる。
また、検出部１１５は、Ｍｔ０＝０の場合、発光器具Ａ１が照射した光が反射した領域を検出できなかったと判断し、発光器具Ａ１の位置情報との対応付けを行わない。
以下、発光器具Ａ２〜Ａ９についても上記と同様の処理を繰り返す。この結果、検出部１１５は、撮像装置Ｂにより撮像された時系列の画像毎に、発光器具Ａ１〜Ａ９の点消灯と連動して変化する１以上の領域を検出し、当該１以上の領域それぞれの原因となる点消灯を行った発光器具Ａの位置情報が当該時系列の画像に対応付けられる。
位置算出部１１７は、時系列の画像毎に、１以上の領域それぞれの原因となる点消灯を行った発光器具の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の位置を算出する。具体的には、位置算出部１１７は、時系列の画像毎に、１以上の領域それぞれの原因となる点消灯を行った発光器具の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置Ｂが存在する可能性のある１以上の存在可能範囲を算出し、当該１以上の存在可能範囲に基づいて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置Ｂの位置を算出する。なお、撮像装置Ｂの位置は、発光器具Ａの位置同様、空間１の３次元座標系におけるＸ座標及びＹ座標、即ち、空間１を平面図化した２次元座標系で表現されるものとする。
ここで、存在可能範囲は、検出部１１５により検出された領域の原因となる点消灯を行った発光器具Ａに依存する幾何学形状、又は存在確率を示す確立分布で表される。発光器具Ａに依存する幾何学形状は、発光器具Ａの形状や発光器具Ａが照射する光の方向に応じた形状であり、例えば、円、楕円、及び長方形などが挙げられる。また位置算出部１１７は、検出部１１５により検出された領域の大きさ及び検出された領域の画素値の少なくともいずれかに基づいて、存在可能範囲の大きさを決定する。
以下、撮像装置の位置の算出について具体的に説明する。
まず、位置算出部１１７は、時系列の画像毎に、検出部１１５により当該時系列の画像に対応付けられた１以上の発光器具Ａの位置情報それぞれから、存在可能範囲を算出する。
例えば、撮像装置Ｂ１が撮像した時系列の画像に、発光器具Ａ５、Ａ１、及びＡ２の位置情報が対応付けられているとする。この場合、位置算出部１１７は、発光器具Ａ５、Ａ１、及びＡ２の位置情報それぞれから、存在可能範囲を算出する。
なお以下では、位置算出部１１７が、発光器具Ａ５の位置情報から、存在可能範囲を算出する場合について説明する。詳細には、位置算出部１１７は、検出部１１５により検出された発光器具Ａ５の点消灯と連動して変化した領域と発光器具Ａ５の位置情報とを用いて、発光器具Ａ５の位置情報に基づく撮像装置Ｂ１の存在可能範囲を算出する。
例えば、存在可能範囲を円で表現すると、撮像装置Ｂ１の位置（ｘｉ，ｙｉ）は、数式（１）及び（２）により算出される。
ｘｉ＝ｘｃ＋ｒｃｏｓθ …（１）
ｙｉ＝ｙｃ＋ｒｓｉｎθ …（２）
ここで、ｘｃ及びｙｃは発光器具Ａ５の位置情報が示す位置（位置座標）であり、ｒは存在可能範囲（円）の半径であり、θは存在可能範囲（円）の角度である。ｒは、０より大きく閾値ｔｈより小さい値とする。θは０度以上３６０度以下の範囲すべての角度が該当する。
そして位置算出部１１７は、検出部１１５により検出された発光器具Ａ５の点消灯と連動して変化した領域の大きさに応じて、存在可能範囲の大きさ（ｒ）を決定する。
例えば、図６に示すように、撮像装置Ｂ１が撮像した画像２０１上での発光器具Ａ５の点消灯と連動して変化した領域２０２の面積が大きい場合、撮像装置Ｂ１の位置は、発光器具Ａ５の位置に近いことを意味する。このため、位置算出部１１７は、閾値ｔｈの値を小さくすることで、図７に示すように、撮像装置Ｂ１の存在可能範囲２０３の大きさ（ｒの大きさ）を小さくする。
詳細には、発光器具Ａの点消灯と連動して変化した領域の面積と閾値ｔｈとの関係を、当該領域の面積が大きくなるほど閾値ｔｈの値が小さくなるように設定しておき、位置算出部１１７は、当該領域の面積に応じた閾値ｔｈの値を採用する。
ここでは、存在可能範囲を幾何学形状である円で表現する例について説明したが、存在可能範囲を尤度など撮像装置Ｂ１の存在確率を示す確率分布（連続値）で表現してもよい。なお、確率分布としては正規分布などを用いればよい。
例えば、図６に示すように、撮像装置Ｂ１が撮像した画像２０１上での発光器具Ａ５の点消灯と連動して変化した領域２０２の面積が大きい場合、位置算出部１１７は、図８に示すように、発光器具Ａ５の位置（ｘｃ，ｙｃ）から遠ざかる程、尤度が小さくなる正規分布２０４を設定すればよい。
また例えば、図９に示すように、撮像装置Ｂ１が撮像した画像２１１上での発光器具Ａ５の点消灯と連動して変化した領域２１２の面積が小さい場合、撮像装置Ｂ１の位置は、発光器具Ａ５の位置から遠いことを意味する。このため、位置算出部１１７は、閾値ｔｈの値を大きくすることで、図１０に示すように、撮像装置Ｂ１の存在可能範囲２１３の大きさ（ｒの大きさ）を大きくする。
また例えば、図９に示すように、撮像装置Ｂ１が撮像した画像２１１上での発光器具Ａ５の点消灯と連動して変化した領域２１２の面積が小さい場合、位置算出部１１７は、図１１に示すように、発光器具Ａ５の位置（ｘｃ，ｙｃ）から遠ざかる程、尤度が大きくなる正規分布２１４を設定するようにしてもよい。
ここでは、存在可能範囲の大きさの決定に、検出部１１５により検出された発光器具Ａ５の点消灯と連動して変化した領域の大きさを用いる例について説明したが、当該領域の輝度値などの画素値を用いてもよいし、両者を併用してもよい。なお、領域の輝度値を用いる場合、輝度値が高い程、撮像装置Ｂ１の位置は発光器具Ａ５の位置に近いことを意味し、輝度値が低い程、撮像装置Ｂ１の位置は発光器具Ａ５の位置から遠いことを意味する。
以下、発光器具Ａ１及びＡ２についても上記と同様の処理を繰り返す。この結果、図１２に示すように、発光器具Ａ５の位置情報に基づく撮像装置Ｂ１の存在可能範囲２２１、発光器具Ａ１の位置情報に基づく撮像装置Ｂ１の存在可能範囲２２２、及び発光器具Ａ２の位置情報に基づく撮像装置Ｂ１の存在可能範囲２２３が得られる。
そして位置算出部１１７は、１以上の存在可能範囲の論理積で特定される位置又は１以上の存在可能範囲の尤度が最大となる位置を、時系列の画像を撮像した撮像装置の位置とする。例えば、存在可能範囲２２１〜２２３の論理積で特定される位置を、撮像装置Ｂ１の位置とするならば、位置算出部１１７は、位置２２４を撮像装置Ｂ１の位置とする。
なお、１以上の存在可能範囲の論理積で特定される位置（存在可能範囲が最も多く重なっている位置）が複数存在する場合、位置算出部１１７は、複数の位置全てを撮像装置Ｂ１の位置としてもよい。また、予め撮像装置Ｂ１の位置が定義されている場合には、複数の位置のうち、予め定義されている位置に最も近い位置を撮像装置Ｂ１の位置とすればよい。
また、存在可能範囲が確率分布で表現されている場合には、位置算出部１１７は、各位置において確率分布の尤度を足し合わせた値が最大となる位置を撮像装置Ｂ１の位置とすればよい。なお、尤度を足し合わせた値を正規化しておいてもよい。
同定部１１９は、位置算出部１１７により算出された位置で特定される複数の撮像装置Ｂそれぞれと識別情報で特定される複数の撮像装置Ｂそれぞれとを同定する。具体的には、同定部１１９は、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２それぞれの識別情報と撮像装置Ｂ１〜Ｂ２それぞれの位置とを対応付けることで、識別情報で特定される撮像装置Ｂ１〜Ｂ２それぞれと位置で特定される撮像装置Ｂ１〜Ｂ２それぞれとを同定する。
ここで、図面データ記憶部１０３について説明する。図面データ記憶部１０３は、図面データを記憶する。図面データは、空間１の配置を表す図面のデータであればどのようなものでもよく、例えば、空間１の平面図の図面データや配置図の図面データなどであればよい。
マッピング部１２１は、図面データ記憶部１０３から空間１の図面データを取得し、取得した図面データ上に同定済みの前記複数の撮像装置それぞれの位置及び識別情報を対応付けてマッピングする。
図１３は、第１実施形態のマッピング結果の例を示す図である。図１３に示す例では、平面図の図面データ上における撮像装置Ｂ１〜Ｂ２の位置上に、それぞれ撮像装置Ｂ１〜Ｂ２を示す要素（例えば、アイコン）がマッピングされるとともに、撮像装置Ｂ１を示す要素の近辺には、撮像装置Ｂ１の識別情報（ＸＸＸ．ＸＸＸ．ＸＸＸ．Ｘ１０）がマッピングされ、撮像装置Ｂ２を示す要素の近辺には、撮像装置Ｂ２の識別情報（ＸＸＸ．ＸＸＸ．ＸＸＸ．Ｘ１１）がマッピングされている。
出力部１２３は、マッピング部１２１により同定済みの撮像装置Ｂ１〜Ｂ２それぞれの位置及び識別情報がマッピングされた図面データを出力する。
図１４は、第１実施形態の同定装置１００で行われる同定処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、発光制御部１１１は、制御信号に従って、ネットワーク１０を介して複数の発光器具Ａ１〜Ａ９の点消灯制御を開始する（ステップＳ１０１）。
続いて、撮像制御部１１３は、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２それぞれの識別情報を用いて、空間１を、撮像装置Ｂ１〜Ｂ２それぞれに時系列で撮像させる（ステップＳ１０３）。
続いて、検出部１１５は、撮像装置Ｂにより撮像された時系列の画像毎に、発光器具Ａ１〜Ａ９の点消灯と連動して変化する１以上の領域を検出する（ステップＳ１０５）。
続いて、位置算出部１１７は、時系列の画像毎に、１以上の領域それぞれの原因となる点消灯を行った発光器具の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の位置を算出する（ステップＳ１０７）。
続いて、同定部１１９は、位置算出部１１７により算出された位置で特定される複数の撮像装置Ｂそれぞれと識別情報で特定される複数の撮像装置Ｂそれぞれとを同定する（ステップＳ１０９）。
続いて、マッピング部１２１は、図面データ記憶部１０３から空間１の図面データを取得し、取得した図面データ上に同定済みの各撮像装置Ｂの位置及び識別情報を対応付けてマッピングする（ステップＳ１１１）。
続いて、出力部１２３は、マッピング部１２１により同定済みの撮像装置Ｂ１〜Ｂ２それぞれの位置及び識別情報がマッピングされた図面データを出力する（ステップＳ１１３）。
以上のように、第１実施形態では、複数の発光器具を個別に点消灯させ、個別に点消灯を行う複数の発光器具を複数の撮像装置に時系列で撮像させ、時系列の画像毎に、複数の発光器具の点消灯と連動して変化する１以上の領域を検出し、時系列の画像毎に、１以上の領域それぞれの原因となる点消灯を行った発光器具の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の位置を算出し、位置で特定される複数の撮像装置それぞれと識別情報で特定される複数の撮像装置それぞれとを同定する。従って第１実施形態によれば、位置で特定される撮像装置と識別情報で特定される撮像装置とを簡易な作業で同定することができ、同定手作業に要する時間を短縮することができる。
また第１実施形態によれば、空間の配置を表す図面データ上に、同定済みの撮像装置それぞれの位置及び識別情報がマッピングされて出力されるので、ユーザは、撮像装置それぞれの位置と識別情報との対応関係を容易に把握することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態では、撮像装置の向きを更に算出する例について説明する。以下では、第１実施形態との相違点の説明を主に行い、第１実施形態と同様の機能を有する構成要素については、第１実施形態と同様の名称・符号を付し、その説明を省略する。
図１５は、第２実施形態の同定装置１１００の構成の一例を示す図である。図１５に示すように、第２実施形態の同定装置１１００では、向き算出部１１１８及びマッピング部１１２１が第１実施形態と相違する。
図１６は、第２実施形態の同定装置１１００が適用される空間１００１の一例を示す透視図である。第２実施形態では、図１６に示すように、撮像装置Ｂの光軸が床面に対して鉛直、即ち、撮像装置Ｂの光軸と床面との角度が９０度となるように、撮像装置Ｂが天井２に設置されている。
図１５に戻り、向き算出部１１１８は、時系列の画像毎に、１以上の領域それぞれを検出した画像内における当該領域の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の向きを算出する。具体的には、向き算出部１１１８は、領域の位置を画像内で分類し、分類した位置に基づいて撮像装置Ｂの向きを算出する。
第２実施形態では、撮像装置Ｂが真下（鉛直方向）を撮像するように天井２に設置されているため、検出部１１５により検出された発光器具Ａの点消灯と連動して変化した領域の画像内における位置から撮像装置Ｂの向きを算出できる。
例えば、向き算出部１１１８は、図１７に示すように、発光器具Ａの点消灯と連動して変化する領域１２０２が検出された画像１２０１を対角線で分割し、領域１２０２を前後左右の４方向に分類する。
図１７に示すように、領域１２０２が前方向に分類される場合、向き算出部１１１８は、図１８に示すように、撮像装置Ｂが存在可能領域１２０３の中心方向を向くと算出する。また図１７に示す例において、領域１２０２が後方向に分類される場合、向き算出部１１１８は、図１９に示すように、撮像装置Ｂが存在可能領域１２０３の中心から外側方向を向くと算出する。また図１７に示す例において、領域１２０２が左方向に分類される場合、向き算出部１１１８は、図２０に示すように、撮像装置Ｂが存在可能領域１２０３に反時計回りに接する方向を向くと算出する。また図１７に示す例において、領域１２０２が右方向に分類される場合、向き算出部１１１８は、図２１に示すように、撮像装置Ｂが存在可能領域１２０３に時計回りに接する方向を向くと算出する。
このように第２実施形態では、発光器具Ａの点消灯と連動して変化する領域の画像内における位置（方向）から、撮像装置Ｂの向きを算出できる。第２実施形態では、画像内における位置（方向）が４方向である場合について説明したが、これに限定されず、例えば、８方向などより詳細に分類してもよい。
そして向き算出部１１１８は、１以上の存在可能範囲それぞれで算出した向きを撮像装置Ｂ１の向きとする。例えば、図２２に示す例では、存在可能範囲１２１１〜１２１３の論理積で特定される撮像装置Ｂの位置１２１４では、存在可能範囲１２１１〜１２１３いずれも撮像装置Ｂが前方向を向くことを示すため、向き算出部１１１８は、撮像装置Ｂの向きを矢印１２１５の向きとする。なお、撮像装置Ｂの位置において、撮像装置Ｂが２以上の方向を向くことを示す場合、向き算出部１１１８は、２以上の向き全てを撮像装置Ｂの向きとしてもよい。
マッピング部１１２１は、図面データ記憶部１０３から空間１００１の図面データを取得し、取得した図面データ上に同定済みの前記複数の撮像装置それぞれの位置、向き及び識別情報を対応付けてマッピングする。
図２３は、第２実施形態のマッピング結果の例を示す図である。図２３に示す例では、平面図の図面データ上における撮像装置Ｂ１〜Ｂ２の位置上に、それぞれ撮像装置Ｂ１〜Ｂ２を示す要素（例えば、アイコン）がマッピングされるとともに、それぞれ撮像装置Ｂ１〜Ｂ２の向きを示す要素（例えば、矢印１２１５、１２１６）がマッピングされるとともに、撮像装置Ｂ１を示す要素の近辺には、撮像装置Ｂ１の識別情報（ＸＸＸ．ＸＸＸ．ＸＸＸ．Ｘ１０）がマッピングされ、撮像装置Ｂ２を示す要素の近辺には、撮像装置Ｂ２の識別情報（ＸＸＸ．ＸＸＸ．ＸＸＸ．Ｘ１１）がマッピングされている。
図２４は、第２実施形態の同定装置１１００で行われる同定処理の手順の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ２０１〜Ｓ２０７までの処理は、図１４に示すフローチャートのステップＳ１０１〜Ｓ１０７までの処理と同様である。
ステップＳ２０８では、向き算出部１１１８は、時系列の画像毎に、１以上の領域それぞれを検出した画像内における当該領域の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の向きを算出する。
続いて、ステップＳ２０９の処理は、図１４に示すフローチャートのステップＳ１０９の処理と同様である。
ステップＳ２１１では、マッピング部１１２１は、図面データ記憶部１０３から空間１００１の図面データを取得し、取得した図面データ上に同定済みの前記複数の撮像装置それぞれの位置、向き及び識別情報を対応付けてマッピングする。
続いて、ステップＳ２１３の処理は、図１４に示すフローチャートのステップＳ１１３の処理と同様である。
以上のように、第２実施形態では、複数の撮像装置それぞれの位置に加え、向きを特定することができ、ユーザは、撮像装置それぞれが正しい向きを向いているか否かを容易に把握することができる。
（変形例１）
上記各実施形態において、撮像装置Ｂは、発光器具Ａの点消灯と連動して変化する領域における変化が顕著になるように、露出やホワイトバランスなどの設定を予め調整してもよい。
（変形例２）
上記各実施形態において、検出部１１５は、発光器具Ａの点消灯と連動して変化する領域の検出処理において、検出対象領域を画像内の一部に限定してもよい。例えば、発光器具Ａの反射光が空間１の床面に対して反射されたものであるならば、検出対象領域を床面に限定することで、検出対象領域外での検出を行わなくて済むとともに誤検出を軽減することができ、領域の検出処理の高速化と高精度化が期待できる。
（変形例３）
上記各実施形態では、存在可能範囲の大きさの決定に、検出部１１５により検出された発光器具Ａの点消灯と連動して変化した領域の大きさを用いる例について説明したが、当該領域と撮像装置Ｂとの距離を用いるようにしてもよい。この場合、当該距離は、空間１上に設置された大きさが既知の物体から算出したり、レーザなどのセンサを用いて算出したりすればよい。この場合、距離が小さい程、撮像装置Ｂの位置は発光器具Ａの位置に近いことを意味し、距離が大きい程、撮像装置Ｂの位置は発光器具Ａの位置から遠いことを意味する。
（ハードウェア構成）
図２５は、上記各実施形態及び各変形例の同定装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。上記各実施形態及び各変形例の同定装置は、ＣＰＵなどの制御装置９１と、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置９２と、ＨＤＤなどの外部記憶装置９３と、ディスプレイなどの表示装置９４と、キーボードやマウスなどの入力装置９５と、通信インタフェースなどの通信装置９６と、監視カメラなどの撮像装置９７と、照明器具などの発光装置９８とを、備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
上記各実施形態及び各変形例の同定装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、フレキシブルディスク（ＦＤ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供される。
また、上記各実施形態及び各変形例の同定装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。また、上記各実施形態及び各変形例の同定装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。また、上記各実施形態及び各変形例の同定装置で実行されるプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するようにしてもよい。
上記各実施形態及び各変形例の同定装置で実行されるプログラムは、上述した各部をコンピュータ上で実現させるためのモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵがＨＤＤからプログラムをＲＡＭ上に読み出して実行することにより、上記各部がコンピュータ上で実現されるようになっている。
なお、本発明は、上記実施の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することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
例えば、上記各実施形態のフローチャートにおける各ステップを、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実施し、あるいは実施毎に異なった順序で実施してもよい。
以上のように、上記各実施形態及び各変形例によれば、位置で特定される撮像装置と識別情報で特定される撮像装置とを簡易な作業で同定することができる。
１０ ネットワーク
１００、１１００ 同定装置
１０１ 位置情報記憶部
１０３ 図面データ記憶部
１１１ 発光制御部
１１３ 撮像制御部
１１５ 検出部
１１７ 位置算出部
１１９ 同定部
１２１、１１２１ マッピング部
１２３ 出力部
Ａ１〜Ａ９ 発光器具
Ｂ１〜Ｂ２ 撮像装置
１１１８ 向き算出部

Claims (12)

  1. 複数の発光器具の点消灯を、ネットワークを介して個別に制御する発光制御部と、
    複数の撮像装置それぞれの識別情報を用いて、当該複数の撮像装置による時系列の撮像を制御し、当該複数の撮像装置それぞれが撮像した時系列の画像を得る撮像制御部と、
    前記時系列の画像毎に、前記複数の発光器具の点消灯と連動して変化する１以上の領域を検出する検出部と、
    前記時系列の画像毎に、前記１以上の領域それぞれの原因となる点消灯を行った発光器具の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の位置を算出する位置算出部と、
    算出された前記位置で特定される前記複数の撮像装置それぞれと前記識別情報で特定される前記複数の撮像装置それぞれとを同定する同定部と、
    を備える同定装置。
  2. 前記時系列の画像毎に、前記１以上の領域それぞれを検出した画像内における当該領域の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の向きを算出する向き算出部を更に備える請求項１に記載の同定装置。
  3. 前記位置算出部は、前記時系列の画像毎に、前記１以上の領域それぞれの原因となる点消灯を行った発光器具の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置が存在する可能性のある１以上の存在可能範囲を算出し、当該１以上の存在可能範囲に基づいて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の位置を算出する請求項１又は２に記載の同定装置。
  4. 前記位置算出部は、検出された前記領域の大きさ及び検出された前記領域の画素値の少なくともいずれかに基づいて、前記存在可能範囲の大きさを決定する請求項３に記載の同定装置。
  5. 前記存在可能範囲は、前記領域の原因となる点消灯を行った発光器具に依存する幾何学形状、又は存在確率を示す確立分布で表される請求項３又は４に記載の同定装置。
  6. 前記位置算出部は、前記１以上の存在可能範囲の論理積で特定される位置又は前記１以上の存在可能範囲の尤度が最大となる位置を、前記時系列の画像を撮像した撮像装置の位置とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の同定装置。
  7. 前記向き算出部は、前記領域の位置を前記画像内で分類し、分類した位置に基づいて前記撮像装置の向きを算出する請求項２に記載の同定装置。
  8. 前記発光器具が設置された場所の図面データを取得し、取得した前記図面データ上に同定済みの前記複数の撮像装置それぞれの位置及び識別情報を対応付けてマッピングするマッピング部を更に備える請求項１〜７のいずれか１つに記載の同定装置。
  9. 前記複数の発光器具の点消灯と連動して変化する領域は、前記複数の発光器具が照射した光が反射することで、画素値が変化する領域である請求項１〜８のいずれか１つに記載の同定装置。
  10. 前記複数の発光器具は、照明器具である請求項１〜９のいずれか１つに記載の同定装置。
  11. 複数の発光器具の点消灯を、ネットワークを介して個別に制御する発光制御ステップと、
    複数の撮像装置それぞれの識別情報を用いて、当該複数の撮像装置による時系列の撮像を制御し、当該複数の撮像装置それぞれが撮像した時系列の画像を得る撮像制御ステップと、
    前記時系列の画像毎に、前記複数の発光器具の点消灯と連動して変化する１以上の領域を検出する検出ステップと、
    前記時系列の画像毎に、前記１以上の領域それぞれの原因となる点消灯を行った発光器具の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の位置を算出する位置算出ステップと、
    算出された前記位置で特定される前記複数の撮像装置それぞれと前記識別情報で特定される前記複数の撮像装置それぞれとを同定する同定ステップと、
    を含む同定方法。
  12. 複数の発光器具の点消灯を、ネットワークを介して個別に制御する発光制御ステップと、
    複数の撮像装置それぞれの識別情報を用いて、当該複数の撮像装置による時系列の撮像を制御し、当該複数の撮像装置それぞれが撮像した時系列の画像を得る撮像制御ステップと、
    前記時系列の画像毎に、前記複数の発光器具の点消灯と連動して変化する１以上の領域を検出する検出ステップと、
    前記時系列の画像毎に、前記１以上の領域それぞれの原因となる点消灯を行った発光器具の位置を用いて、当該時系列の画像を撮像した撮像装置の位置を算出する位置算出ステップと、
    算出された前記位置で特定される前記複数の撮像装置それぞれと前記識別情報で特定される前記複数の撮像装置それぞれとを同定する同定ステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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