JP2015184248A - 屋内測位サーバ、屋内測位方法、プログラム、及び、屋内測位システム - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、これらの通信機器を屋内全域に設置することは、コストと手間がかかり実際的ではないという問題がある。
PDRのアプリケーション・ソフトウエアを携帯端末に搭載することにより、携帯端末の利用者が自分の現在位置情報を得ることが可能になる。
そのため、位置情報のズレを補正する方法が提案されている(例えば、特許文献1、2)。
また、広いスペースをカバーするために複数台のカメラを設置することも考えられるが、コストがかかるという問題がある。
前記カメラ制御手段は、前記カメラに接近した旨の通知を受信して、前記携帯端末の前記現在位置を前記携帯端末から取得し、前記カメラの焦点を前記現在位置に合わせる前記制御信号を算出し、前記カメラに送信することが望ましい。
これにより、より広範囲の歩行者をカバーすることが可能になる。
また、携帯端末を携行する歩行者が存在するときのみカメラによる撮影が行なわれ、処理効率の良いシステムを構築できる。
これにより、多くの人の位置をより効率的に測位することが可能になる。
これにより、累積誤差が大きい携帯端末に対して、より効率的に位置補正を実行することが可能となる。
第2の発明により、携帯端末を携行する歩行者がカメラの近辺に近付くと、その旨がサーバに通知され、サーバが、カメラを歩行者の方向に回転させ、ズームさせる信号を送り、歩行者の方向に合わせた画像を撮影することが可能になる。
これにより、より広範囲の歩行者をカバーすることが可能になる。
また、携帯端末を携行する歩行者が存在するときのみカメラによる撮影が行なわれ、処理効率の良いシステムを構築できる。
第3の発明に係るプログラムを汎用コンピュータにインストールすることにより、第1の発明に係る屋内測位サーバを得て、第2の発明に係る屋内測位方法を実行することができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る屋内測位システム1aの構成例を示すブロック図である。
屋内測位システム1aは、可動式カメラ2、PDR機能付き携帯端末3、及び、サーバ4で構成され、可動式カメラ2はサーバ4とネットワーク5aを介して接続され、PDR機能付き携帯端末3はサーバ4とネットワーク5bを介して接続される。
PDR機能付き携帯端末3は、例えば、加速度センサ及びジャイロセンサ等のセンサが搭載されたスマートフォン等であり、加速度センサ及びジャイロセンサによるセンサデータから携帯端末3の位置を算出するPDRアプリケーション・ソフトウエアが搭載されたものである。
ネットワーク5aは、有線・無線を問わない通信ネットワークである。
ネットワーク5bは、例えばWi−Fi等の無線の通信ネットワークである。
屋内測位システム1aの可動式カメラ2は、通路12等を有する地下街、地下広場のような屋内の空間の一角に設置される。
撮影範囲13は、図示されている可動式カメラ2の回転角度における撮影可能範囲の例である。
歩行者11の歩行ルートは予測できないが、例えば、歩行ルートa、b、c(14a、14b、14c)等が考えられる。
歩行ルートa、b(14a、14b)の場合、カメラの回転角度を回転させない従来の固定式カメラであっても撮影範囲13内を通過する。しかし、歩行ルートc(14c)の場合は、可動式カメラ2によってカメラの方向を変えないと歩行者11は撮影されない。
第1の実施の形態に係る屋内測位システム1aでは、可動式カメラ2の回転角度を、PDR機能付き携帯端末3を携行する歩行者11の方向に回転させることにより歩行者を撮影可能である。
可動式カメラ2は、例えば、ズームと水平方向への回転が可能なカメラ部21と、制御部23、通信制御部25等がバス27で接続された構成である。
通信制御部25は、通信制御装置、通信ポート等を有し、ネットワーク5aを介したサーバ4との通信を制御する。ネットワーク5aは、有線、無線を問わない。
PDR機能付き携帯端末3は、例えば、スマートフォン等であり、制御部31、記憶部32、通信制御部34、入力部35、表示部36、センサ部37等がバス38で接続された構成である。
ROMは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやBIOS等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
RAMは、揮発性メモリであり、記憶部32、ROM、記憶媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部31が各種処理を行うために使用するワークエリアを備える。
表示部36は、液晶パネル等のディスプレイ装置であり、表示部36には、例えば、第1の実施の形態の屋内測位システム1aにより測位され、サーバ4から送られてくる位置情報等が表示される。
サーバ4は、第1の実施の形態の屋内測位システム1aにおいて、可動式カメラ2から送られる画像と、歩行者11が携行する携帯端末3から送られる携帯端末3のセンサ群のデータを元に、歩行者11の位置情報を求める処理を実行するためのコンピュータである。
CPUは、ROM、記憶部42等に格納されるプログラムをRAM上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス48を介して接続された各装置を駆動制御し、コンピュータが行う処理を実現する。
ROMは、コンピュータのブートプログラムやBIOS等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
RAMは、記憶部42、ROM、記憶媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部41が各種処理を行うために使用するワークエリアを備える。
通信制御部44は、通信制御装置、通信ポート等を有し、ネットワークを介して、他の装置、例えば、可動式カメラ2及びPDR機能付き携帯端末3との通信を制御する。可動式カメラ2と通信を行うネットワーク5aは、有線、無線を問わない。PDR機能付き携帯端末3との通信を行うネットワーク5bは、Wi−Fi等の無線アクセスポイントを介してサーバ4に接続される。
表示部46は、CRTモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置である。
バス48は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
例えば、PDR機能付き携帯端末3には通常、GPS機能が搭載されるが、このGPS機能による測位ができない場合にPDR用アプリケーション・プログラムを起動するようにしてもよい。
ステップ101の現在地情報の算出においては、PDRの公知の技術を用いて、ユーザの指示やGPS機能等により得た所定地点の位置情報と、加速度センサやジャイロセンサの測定データを積分して得られる移動情報を元に、現在地の位置情報を算出する。
例えば、PDR機能付き携帯端末3の記憶部32に可動式カメラ2の位置情報を記憶しておき、ステップ101で求めた現在地情報との距離が所定の距離(例えば50m)以内の可動式カメラ2が存在するか否かを判定する。
所定の距離以内に可動式カメラ2が存在しない場合(ステップ102のNo)、ステップ101に戻る。
制御信号は、例えば、回転角度及びズーム倍率等である。
撮影は予め設定した一定時間、例えば、20秒間行うようにすればよい。
可動式カメラ2の制御部23は、カメラ部21を制御して撮影した画像を、通信制御部25を介して、撮影時刻とともにサーバ4に送信する(ステップ107)。
例えば、撮影画像は1秒間に30画面分あり、時系列で隣接する画面の差分を取ることにより、移動体を抽出することができる。
移動する人物(移動体)が撮影されていない場合(ステップ108のNo)には処理を終了する。
可動式カメラ2は回転、ズームを行うので、移動ベクトルを求める際には、可動式カメラ2に送信した制御信号(回転角度、ズーム倍率)等を考慮に入れて補正する。
照合処理は、同時刻帯における2つの移動ベクトルが近似していればカメラ画像上の移動体(撮影人物)がPDR機能付き携帯端末3を携行する歩行者11であると判定する。
照合処理で2つの移動ベクトルが近似していない場合(ステップ111のNo)は、処理を終了する。
以上の処理により、当該時刻の正確な位置情報がPDR機能付き携帯端末3に設定される。これにより、それ以降の現在地情報は、PDR機能付き携帯端末3のPDRアプリケーション・プログラムを実行することにより、センサ部37の測定データを元に求めることが可能になる。
すなわち、ステップ101でPDR機能により現在地情報が算出し、求まった現在地情報をサーバ4に送信し、サーバ4側では、記憶部42に予め格納されている可動式カメラ2の位置情報を検索して、PDR機能付き携帯端末3の現在地情報の付近にある可動式カメラ2を抽出すればよい。
その後、ステップ105以降の処理を同様に行えば、PDR機能付き携帯端末3の位置情報を得ることが可能である。
次に、本発明の第2の実施形態に係る屋内測位システム1bについて説明する。
図7は、第2の実施形態に係る屋内測位システム1bの構成例を示すブロック図である。
第1の実施形態との差異は、可動式カメラ2の近辺にPDR機能付き携帯端末3を携行する歩行者が近付いたことを検知するためにBLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)ビーコン6を加えた点であり、その他は、第1の実施形態に係る屋内測位システム1aと同様である。
また、PDR機能付き携帯端末3の構成は図4で説明したものと同様であるが、通信制御部34は、BLEビーコン6の電波を受信可能である。
また、サーバ4の構成は図5で説明したものと同様であるが、記憶部42には、予め各BLEビーコン6の位置情報がその識別情報と対応して格納されている。
PDR機能付き携帯端末3は、通信制御部34によりBLEビーコン6の信号電波を受信する。信号電波は、BLEビーコン6の識別情報を含む。
屋内測位システム1bの可動式カメラ2と複数のBLEビーコン6が、通路12等を有する地下街、地下広場のような屋内の空間の一角に設置される。
可動式カメラ2は首振り可能であり、首振りの角度である回転角度は図示していない外部のサーバ4から制御可能である。
撮影範囲13は、図示されている可動式カメラ2の回転角度における撮影可能範囲の例である。
例えば、図8の上方向からカメラ2方向に移動する歩行者11bは、BLEビーコンA(6A)のビーコン電波到達範囲16Aに入ると考えられる。また、図8の下方の通路からカメラ2方向に移動する歩行者11cは、BLEビーコンC(6C)のビーコン電波到達範囲16Cに入ると考えられる。また、図8の右方向の通路からカメラ2方向に移動する歩行者11aは、BLEビーコンA(6A)またはBLEビーコンB(6b)のビーコン電波到達範囲16Aまたは16Bに入ると考えられる。
例えば、歩行者11cのPDR機能付き携帯端末3がBLEビーコン6Cの電波を検知した場合には、サーバ4は、可動式カメラ2をBLEビーコン6Cの方向(回転方向17)に回転して、歩行者11cを撮影する。
各BLEビーコン6(6A〜6C)は電波を発信し続けている(ステップ201)。
PDR機能付き携帯端末3の制御部31は、取得したBLEビーコン6の識別情報(ビーコンID)を、通信制御部34を介してサーバ4に送信する(ステップ203)。このとき、PDR機能付き携帯端末3の識別情報もともに送信する。
制御部41は、受信したBLEビーコン6の識別情報(ビーコンID)を元に記憶部42に格納されている当該BLEビーコン6の位置情報を検索し、当該BLEビーコン6の方向に向くように回転し、ズームするための制御信号を可動式カメラ2に送信する(ステップ204)。
制御信号は、例えば、回転角度及びズーム倍率等である。
すなわち、可動式カメラ2の制御部23は、通信制御部25を介してサーバ4から制御信号を受信し、制御部23は、受信した制御信号によりカメラ部21の回転角度及びズーム倍率を制御し、撮影を開始する(ステップ205)。
撮影は予め設定した一定時間、例えば、20秒間行うようにすればよい。
可動式カメラ2の制御部23は、カメラ部21を制御して撮影した画像を、通信制御部25を介して、撮影時刻とともにサーバ4に送信する(ステップ206)。
サーバ4の制御部41は、通信制御部44を介して可動式カメラ2から撮影画像を受信し、画像を公知の技術によって解析し、移動する人物(移動体)が撮影されているか判定する(ステップ207)。
移動する人物(移動体)が撮影されていない場合(ステップ207のNo)には処理を終了する。
可動式カメラ2は回転、ズームを行うので、移動ベクトルを求める際には、可動式カメラ2に送信した制御信号(回転角度、ズーム倍率)等を考慮に入れて補正する。
照合処理は、同時刻帯における2つの移動ベクトルが近似していればカメラ画像上の移動体(撮影人物)がPDR機能付き携帯端末3を携行する歩行者11であると判定する。
照合処理で2つの移動ベクトルが近似していない場合(ステップ210のNo)は、処理を終了する。
以上の処理により、当該時刻の正確な位置情報がPDR機能付き携帯端末3に設定される。これにより、それ以降の現在地情報は、PDR機能付き携帯端末3のPDRアプリケーション・プログラムを実行することにより、センサ部37の測定データを元に求めることが可能になる。
次に、第2の実施形態に係る屋内測位システム1bの別の手法(第3の実施形態とする)について説明する。
図11は、第3の実施形態に係る屋内測位システム1bを説明する図である。
可動式カメラ2は首振り可能であり、首振りの角度である回転角度は図示していない外部のサーバ4から制御可能である。
撮影範囲13は、図示されている可動式カメラ2の回転角度における撮影可能範囲の例である。
人通りの多いところでは、同一のBLEビーコン6の電波信号を検知するPDR機能付き携帯端末3を携行する歩行者11が複数存在すると考えられる。
第3の実施形態に係る屋内測位システム1bは、そのような場合に対応する処理を実現するものである。
その場合、第3の実施形態に係る屋内測位システム1bは、検知した歩行者11の人数が最も多いBLEビーコン6の方向に可動式カメラ2を向けて撮影し、各歩行者11に位置情報を提供する処理を行う。
すなわち、図11の例では、3人の歩行者11が電波を検知したBLEビーコンA(6A)の方向(回転方向18)に可動式カメラ2を向けるように回転角度及びズーム倍率を制御して撮影し、処理を行う。
各BLEビーコン6(6A〜6C)は電波を発信し続けている(ステップ301)。
PDR機能付き携帯端末3の制御部31は、取得したBLEビーコン6の識別情報(ビーコンID)を、通信制御部34を介してサーバ4に送信する(ステップ303)。
サーバ4は、複数のPDR機能付き携帯端末3から、それぞれのPDR機能付き携帯端末3が検知したBLEビーコン6の識別情報(ビーコンID)の情報を受信することになる。
すなわち、図11の例では、計数結果は、BLEビーコンA(6A)は3、B(6B)は1、C(6C)は2となる。
制御信号は、例えば、回転角度及びズーム倍率等である。
第3の実施形態の屋内測位システム1bの場合はBLEビーコン6の電波を検知した複数のPDR機能付き携帯端末3の位置情報を求める点が異なる。
撮影は予め設定した一定時間、例えば、20秒間行うようにすればよい。
可動式カメラ2の制御部23は、カメラ部21を制御して撮影した画像を、通信制御部25を介して、撮影時刻とともにサーバ4に送信する(ステップ307)。
サーバ4の制御部41は、通信制御部44を介して可動式カメラ2から撮影画像を受信し、画像を公知の技術によって解析し、移動する人物(移動体)が撮影されているか判定する(ステップ308)。
移動する人物(移動体)が撮影されていない場合(ステップ308のNo)には処理を終了する。
ステップ309では、受信したカメラ画像に複数の人物(移動体)が撮影されていると考えられるので、各移動体(撮影人物)についての移動ベクトルを求める。
可動式カメラ2は回転、ズームを行うので、移動ベクトルを求める際には、可動式カメラ2に送信した制御信号(回転角度、ズーム倍率)等を考慮に入れて補正する。
照合処理は、同時刻帯における2つの移動ベクトルが近似していればカメラ画像上の移動体(撮影人物)がPDR機能付き携帯端末3を携行する歩行者11であると判定する。
照合処理で2つの移動ベクトルに近似しているものがない場合(ステップ311のNo)は、処理を終了する。
PDR機能付き携帯端末3の制御部31は、サーバ4から位置情報と時刻情報を受信し、当該時刻の位置情報として記憶部32に記憶する(ステップ313)。
この場合、サーバ4は、移動距離の情報を受信し、移動距離が所定の距離以上ならば、累積誤差が大きいと推測して係数する。
これにより、より効率的に、位置補正を必要とするPDR機能付き携帯端末3の位置補正を実行することが可能になる。
また、第1〜第3の実施形態の屋内測位システム1a、1bでは可動式カメラ2を使用したが、可動式カメラの代わりに魚眼レンズを具備するカメラを使用してもよい。
魚眼レンズを使用する場合、レンズの周縁部の歪を較正する処理が必要である。
2………可動式カメラ
3………PDR機能付き携帯端末3
4………サーバ
5a、5b………ネットワーク
6………BLEビーコン
Claims (9)
- 制御信号に従って所定の時間撮影を行うカメラと、センサの測定情報から現在位置を算出する携帯端末とにネットワークを介して接続される屋内測位サーバであって、
前記携帯端末から前記カメラに接近した旨の通知を受信して、前記カメラに前記制御信号を送り前記カメラに撮影を実行させるカメラ制御手段と、
前記カメラから受信した画像に基づいて、前記画像に撮影されている移動体の動きを抽出する動き抽出手段と、
前記携帯端末から受信した前記センサの前記測定情報及び時刻情報に基づいて、前記携帯端末の動きを算出する動き算出手段と、
前記移動体の動き及び前記携帯端末の動きを照合する照合手段と、
前記照合手段により前記移動体の動き及び前記携帯端末の動きが一致すると判定された場合に、前記カメラの位置、前記制御信号、及び、前記画像中の前記移動体の位置に基づいて前記携帯端末の現在位置を求め、前記携帯端末に通知する位置通知手段と、
を具備することを特徴とする屋内測位サーバ。 - 前記制御信号は、前記カメラの回転角度又はズーム倍率の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の屋内測位サーバ。
- 前記カメラ制御手段は、前記カメラに接近した旨の通知を受信して、前記携帯端末の前記現在位置を前記携帯端末から取得し、前記カメラの焦点を前記現在位置に合わせる前記制御信号を算出し、前記カメラに送信することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の屋内測位サーバ。
- 前記カメラの近辺に複数配置されたビーコンの位置を識別情報と対応させて記憶する記憶手段を、更に具備し、
前記カメラ制御手段は、前記携帯端末から検知した前記ビーコンの前記識別情報を受信し、前記カメラの焦点を、前記識別情報に対応する前記ビーコンの位置に合わせる前記制御信号を算出し、前記カメラに送信することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の屋内測位サーバ。 - 前記カメラ制御手段は、所定時間、前記ビーコン毎に、前記ビーコンの前記識別情報を送信する前記携帯端末の数を計数し、前記カメラの焦点を、前記携帯端末の数が最も多い前記識別情報に対応する前記ビーコンの位置に合わせる前記制御信号を算出し、前記カメラに送信することを特徴とする請求項4に記載の屋内測位サーバ。
- 前記カメラ制御手段は、所定時間、前記ビーコン毎に、前記ビーコンの前記識別情報を送信する前記携帯端末のなかで、前記携帯端末による現在位置の算出の累積誤差が大きいと推測される前記携帯端末の数を計数し、前記カメラの焦点を、累積誤差が大きいと推測される前記携帯端末の数が最も多い前記識別情報に対応する前記ビーコンの位置に合わせる前記制御信号を算出し、前記カメラに送信することを特徴とする請求項4に記載の屋内測位サーバ。
- 制御信号に従って所定の時間撮影を行うカメラと、センサの測定情報から現在位置を算出する携帯端末とにネットワークを介して接続される屋内測位サーバで実行される屋内測位方法であって、
前記携帯端末から前記カメラに接近した旨の通知を受信して、前記カメラに前記制御信号を送り前記カメラに撮影を実行させるカメラ制御ステップと、
前記カメラから受信した画像に基づいて、前記画像に撮影されている移動体の動きを抽出する動き抽出ステップと、
前記携帯端末から受信した前記センサの前記測定情報及び時刻情報に基づいて、前記携帯端末の動きを算出する動き算出ステップと、
前記移動体の動き及び前記携帯端末の動きを照合する照合ステップと、
前記照合ステップにより前記移動体の動き及び前記携帯端末の動きが一致すると判定された場合に、前記カメラの位置、前記制御信号、及び、前記画像中の前記移動体の位置に基づいて前記携帯端末の現在位置を求め、前記携帯端末に通知する位置通知ステップと、
を含むことを特徴とする屋内測位方法。 - コンピュータを、制御信号に従って所定の時間撮影を行うカメラと、センサの測定情報から現在位置を算出する携帯端末とにネットワークを介して接続される屋内測位サーバとして機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記携帯端末から前記カメラに接近した旨の通知を受信して、前記カメラに前記制御信号を送り前記カメラに撮影を実行させるカメラ制御手段、
前記カメラから受信した画像に基づいて、前記画像に撮影されている移動体の動きを抽出する動き抽出手段、
前記携帯端末から受信した前記センサの前記測定情報及び時刻情報に基づいて、前記携帯端末の動きを算出する動き算出手段、
前記移動体の動き及び前記携帯端末の動きを照合する照合手段、
前記照合手段により前記移動体の動き及び前記携帯端末の動きが一致すると判定された場合に、前記カメラの位置、前記制御信号、及び、前記画像中の前記移動体の位置に基づいて前記携帯端末の現在位置を求め、前記携帯端末に通知する位置通知手段、
として機能させるためのプログラム。 - カメラと、携帯端末と、サーバとがネットワークを介して接続される屋内測位システムであって、
前記カメラは、
前記サーバから送られる制御信号に従って所定の時間撮影を行う撮影手段と、
前記撮影手段により撮影した画像を前記サーバに送信する画像送信手段と、
を具備し、
前記携帯端末は、
センサの測定情報から現在位置を算出する位置算出手段と、
前記カメラに接近した旨の通知を前記サーバに通知する接近通知手段と、
前記センサの測定情報及び時刻情報を前記サーバに送信する送信手段と、
を具備し、
前記サーバは、
前記携帯端末から前記カメラに接近した旨の通知を受信して、前記カメラに前記制御信号を送り前記カメラに撮影を実行させるカメラ制御手段と、
前記カメラから受信した画像に基づいて、前記画像に撮影されている移動体の動きを抽出する動き抽出手段と、
前記携帯端末から受信した前記センサの前記測定情報及び前記時刻情報に基づいて、前記携帯端末の動きを算出する動き算出手段と、
前記移動体の動き及び前記携帯端末の動きを照合する照合手段と、
前記照合手段により前記移動体の動き及び前記携帯端末の動きが一致すると判定された場合に、前記カメラの位置、前記制御信号、及び、前記画像中の前記移動体の位置に基づいて前記携帯端末の現在位置を求め、前記携帯端末に通知する位置通知手段と、
を具備することを特徴とする屋内測位システム。
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