JP2018054504A - Position estimation system, and position estimation method - Google Patents

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匡佑 安本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately enable a position tracking of a predetermined member to be performed without depending a size of the spacer in the predetermined indoor space.SOLUTION: A position estimation system scans a first laser light in a first direction, scans a second laser light in a second direction orthogonal to the first direction at a timing different from the preceding scanning, and includes: a plurality of base stations for irradiating an ID extraction light by a separate timing from the first laser light and the second laser light; means for specifying the base station of an oscillation source of the ID extraction light received by the reception part from among the plurality of base stations by the light of the ID extraction light received by the reception part; means for acquiring a position of the reception part for the base station of the oscillation source by the timing by which the first laser light and the second laser light received by the reception part are received; and means for acquiring the position of the reception part with the predetermined position as a reference based on the position of the specified base station and the position of the reception part for the base station of the acquired oscillation source.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、位置推定システム、及び位置推定方法に関する。   The present invention relates to a position estimation system and a position estimation method.

従来、ユーザ等の位置を推定する技術が知られている(特許文献1参照)。ユーザ等の位置を推定することにより、例えば、推定した位置に応じたバーチャル・リアリティ映像を、ヘッドマウントディスプレイや、プロジェクタ等の表示装置によって表示させることができる。   Conventionally, a technique for estimating the position of a user or the like is known (see Patent Document 1). By estimating the position of the user or the like, for example, a virtual reality image corresponding to the estimated position can be displayed on a display device such as a head mounted display or a projector.

非特許文献1には、ベースステーションと言われる照射装置が、赤外線等によるフラッシュ及びレーザー光を照射し、コントローラ(受信器)が、受信したフラッシュ及びレーザー光を用いて、ベースステーションに対する位置及び向きを推定する技術が開示されている。なお、この位置及び向きを推定する方式は、lighthouse方式等と称されている。非特許文献1の技術によれば、縦3メートル、横4メートル、対角5メートル以内の比較的狭いスペースにおいて、位置及び向きを推定できる。   In Non-Patent Document 1, an irradiation device called a base station irradiates flash and laser light such as infrared rays, and a controller (receiver) uses the received flash and laser light to detect the position and orientation relative to the base station. A technique for estimating the above is disclosed. This method for estimating the position and orientation is called a lighthouse method or the like. According to the technique of Non-Patent Document 1, the position and orientation can be estimated in a relatively narrow space within 3 meters in length, 4 meters in width, and 5 meters in diagonal.

特許第5202316号公報Japanese Patent No. 5202316

"Gamescomで存在感を増してきたSteamVR初号機「HTC Vive」"",[online],平成127年8月18日,[平成18年8月17日検索],インターネット <URL:https://web.archive.org/web/20160817041320/http://game.watch.impress.co.jp/docs/series/vrgaming/716564.html>"The first SteamVR machine" HTC Vive "has increased its presence at Gamescom" ", [online], August 18, 2015, [Search August 17, 2006], Internet <URL: https: // web.archive.org/web/20160817041320/http://game.watch.impress.co.jp/docs/series/vrgaming/716564.html>

非特許文献1に開示されたベースステーション(基地局)から照射されるフラッシュ及びレーザー光を用いて位置を推定する従来技術は、上記比較的狭いスペースにおいてはコントローラのポジショントラッキングを高精度に行うことができ、ヘッドマウントディスプレイ等を用いたバーチャル・リアリティ体験に対して非常に有効なものである。しかしながら、一台のベースステーションでコントローラの位置を高精度(許容される精度)に取得できる範囲は限られることになるので、そのシステムで推奨される位置検出対象領域(プレイエリアはそこに含まれるであろう)の大きさも制限される(例えば、上述のように、縦3メートル、横4メートル、対角5メートルのスペース)。現在、バーチャル・リアリティを活用した様々な体験が提案されてきており、高精度なポジショントラッキングをより広いスペースで行えれば、より多種多様なバーチャル・リアリティ体験を提供することができるであろう。   The conventional technique for estimating the position using the flash and laser light emitted from the base station (base station) disclosed in Non-Patent Document 1 performs the position tracking of the controller with high accuracy in the relatively narrow space. It is very effective for virtual reality experience using a head-mounted display. However, since the range in which the position of the controller can be acquired with high accuracy (acceptable accuracy) with a single base station is limited, the position detection target region recommended for the system (play area is included in it) Will also be limited in size (for example, as described above, 3 meters long, 4 meters wide, 5 meters diagonal). Currently, various experiences utilizing virtual reality have been proposed. If high-precision position tracking can be performed in a wider space, a wider variety of virtual reality experiences will be provided.

そこで、本発明は、屋内の所定のスペースにおいて、該スペースのサイズによらず、高精度に所定の部材のポジショントラッキングが可能な技術を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of accurately tracking the position of a predetermined member in a predetermined indoor space regardless of the size of the space.

本発明の一態様は、位置推定システムにおいて、第1の方向に第1のレーザー光を走査し、該走査とは別のタイミングで前記第1の方向と垂直の第2の方向に第2のレーザー光を走査する複数の基地局であって、該複数の基地局の各々は、自身を特定するIDと解釈されるようにID抽出用の光を前記第1のレーザー光および前記第2のレーザー光とは別のタイミングで照射する複数の基地局と、移動可能に構成され、前記第1のレーザー光と、第2のレーザー光と、前記ID抽出用の光とを受信する受信部と、前記受信部により受信したID抽出用の光により、前記複数の基地局のうち、前記受信部にて受信した前記ID抽出用の光の発振元の基地局を特定する手段と、前記受信部により受信された第1のレーザー光と第2のレーザー光の受信したタイミングにより、前記発振元の基地局に対する前記受信部の位置を取得する手段と、前記特定された基地局の位置と、前記取得された前記発振元の基地局に対する前記受信部の位置とに基づいて、所定の位置を基準とした前記受信部の位置を取得する手段とを備える。   According to one embodiment of the present invention, in the position estimation system, the first laser light is scanned in the first direction, and the second direction is perpendicular to the first direction at a timing different from the scanning. A plurality of base stations that scan laser light, wherein each of the plurality of base stations uses ID extraction light as the first laser light and the second laser light so as to be interpreted as an ID that identifies the base station; A plurality of base stations that irradiate at a timing different from the laser beam; and a receiving unit configured to be movable and receiving the first laser beam, the second laser beam, and the ID extraction light; Means for identifying an oscillation source base station of the ID extraction light received by the reception unit among the plurality of base stations by the ID extraction light received by the reception unit; and the reception unit Of the first laser beam and the second laser beam received by Means for acquiring the position of the receiving unit relative to the base station of the oscillation source, the position of the specified base station, and the position of the receiving unit relative to the acquired base station of the oscillation source And a means for acquiring the position of the receiving unit with reference to a predetermined position.

開示の技術によれば、屋内の所定のスペースにおいて、該スペースのサイズによらず、高精度に所定の部材のポジショントラッキングが可能となる。   According to the disclosed technique, in a predetermined indoor space, position tracking of a predetermined member can be performed with high accuracy regardless of the size of the space.

本発明の一実施形態に係る位置推定システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the position estimation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る端末のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the terminal which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る基地局のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the base station which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る基地局からの照射される光(電磁波)について説明する図である。It is a figure explaining the light (electromagnetic wave) irradiated from the base station which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る受信器のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the receiver which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る位置検出対象領域について説明する図である。It is a figure explaining the position detection object field concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る端末及び設定用端末の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the function structure of the terminal and the terminal for a setting which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る位置推定システムの設定処理を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the setting process of the position estimation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る絶対的な配置情報の算出方法について説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of absolute arrangement information concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る位置推定システムの設定処理について説明する図である。It is a figure explaining the setting process of the position estimation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る位置推定システムの設定処理について説明する図である。It is a figure explaining the setting process of the position estimation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る受信器及び端末の位置推定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the position estimation process of the receiver and terminal which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る位置推定システムの位置推定処理について説明する図である。It is a figure explaining the position estimation process of the position estimation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る受信器が検出する信号について説明する図である。It is a figure explaining the signal which the receiver concerning one embodiment of the present invention detects. 本発明の一実施形態に係る位置推定システムの位置推定処理について説明する図である。It is a figure explaining the position estimation process of the position estimation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る受信器及び端末の位置推定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the position estimation process of the receiver and terminal which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る位置推定システムの位置推定処理について説明する図である。It is a figure explaining the position estimation process of the position estimation system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る受信器及び端末の位置推定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the position estimation process of the receiver and terminal which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る受信器及び端末の位置推定処理を説明する図である。It is a figure explaining the position estimation process of the receiver and terminal which concern on one Embodiment of this invention.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
[第1の実施形態]
<システム構成>
図1は、本実施形態に係る位置推定システムの構成を示す図である。図1において、位置推定システム1は、端末10−1、10−2、・・・(以下、それぞれを区別しない場合、単に、「端末10」という。)、設定用端末20、受信器30−1、30−2、・・・(以下、それぞれを区別しない場合、単に、「受信器30」という。)、基地局40−1(「第1の基地局」の一例)、40−2(「第2の基地局」の一例)、・・・(以下、それぞれを区別しない場合、単に、「基地局40」という。)を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
<System configuration>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a position estimation system according to the present embodiment. In FIG. 1, the position estimation system 1 includes terminals 10-1, 10-2,... (Hereinafter simply referred to as “terminal 10” when not distinguished from each other), a setting terminal 20, and a receiver 30-. 1, 30-2,... (Hereinafter simply referred to as “receiver 30” if not distinguished from each other), base station 40-1 (an example of “first base station”), 40-2 ( (An example of a “second base station”),... (Hereinafter simply referred to as “base station 40” when not distinguished from each other).

端末10、設定用端末20、及び受信器30は、例えば、近距離無線や有線ケーブル等によって通信可能に接続される。なお、端末10及び受信器30を、一体の装置として構成してもよい。また、設定用端末20及び受信器30を、一体の装置として構成してもよい。また、端末10及び設定用端末20を、一体の装置として構成しても良く、端末10、設定用端末20及び受信器30を一体の装置として構成しても良い。端末10、設定用端末20は、例えば、スマートフォン、タブレット型端末、コンピュータ等である。なお、端末10、設定用端末20は、例えばヘッドマウントディスプレイ、プロジェクタ、ゲームコントローラ等と一体の装置として構成してもよい。受信器30は、1以上のセンサを用いて、基地局40からの所定の明暗パターン(後述の光ID情報を示す明暗パターン)の光及びレーザー光を受信し、該明暗パターンの光及びレーザー光を受信したタイミングに基づいて、基地局40に対する位置(すなわち、該基地局40から受信器30に向かうベクトルの各成分)及び向きを推定する。すなわち、受信器30は、所定のスペース内における受信器30のポジショントラッキングを行う。基地局40は、所定のタイミングで明暗パターンの光及びレーザー光を照射する。   The terminal 10, the setting terminal 20, and the receiver 30 are connected so as to be communicable by, for example, short-range wireless or a wired cable. Note that the terminal 10 and the receiver 30 may be configured as an integrated device. Further, the setting terminal 20 and the receiver 30 may be configured as an integrated device. Further, the terminal 10 and the setting terminal 20 may be configured as an integrated device, and the terminal 10, the setting terminal 20 and the receiver 30 may be configured as an integrated device. The terminal 10 and the setting terminal 20 are, for example, a smartphone, a tablet terminal, a computer, or the like. Note that the terminal 10 and the setting terminal 20 may be configured as an apparatus integrated with, for example, a head mounted display, a projector, a game controller, or the like. The receiver 30 receives light and laser light of a predetermined light and dark pattern (light and dark pattern indicating light ID information described later) from the base station 40 using one or more sensors, and the light and laser light of the light and dark pattern. Is estimated with respect to the base station 40 (that is, each component of the vector from the base station 40 toward the receiver 30) and the direction thereof. That is, the receiver 30 performs position tracking of the receiver 30 within a predetermined space. The base station 40 irradiates light and dark pattern light and laser light at a predetermined timing.

<ハードウェア構成>
≪端末、設定用端末≫
図2は、本実施形態に係る端末10のハードウェア構成を示す図である。図2の端末10は、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置100、補助記憶装置102、メモリ装置103、CPU104、インタフェース装置105等を有する。
<Hardware configuration>
≪Terminal, setting terminal≫
FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of the terminal 10 according to the present embodiment. The terminal 10 in FIG. 2 includes a drive device 100, an auxiliary storage device 102, a memory device 103, a CPU 104, an interface device 105, and the like that are mutually connected by a bus B.

端末10での処理を実現する情報処理プログラムは、記録媒体101によって提供される。情報処理プログラムを記録した記録媒体101がドライブ装置100にセットされると、情報処理プログラムが記録媒体101からドライブ装置100を介して補助記憶装置102にインストールされる。但し、情報処理プログラムのインストールは必ずしも記録媒体101より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置102は、インストールされた情報処理プログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。   An information processing program for realizing processing in the terminal 10 is provided by the recording medium 101. When the recording medium 101 on which the information processing program is recorded is set in the drive device 100, the information processing program is installed from the recording medium 101 to the auxiliary storage device 102 via the drive device 100. However, the information processing program need not always be installed from the recording medium 101, and may be downloaded from another computer via a network. The auxiliary storage device 102 stores the installed information processing program and also stores necessary files and data.

メモリ装置103は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置102からプログラムを読み出して格納する。CPU104は、メモリ装置103に格納されたプログラムに従って端末10に係る機能を実現する。インタフェース装置105は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。なお、記録媒体101の一例としては、CD−ROM、DVDディスク、又はUSBメモリ等の可搬型の記録媒体が挙げられる。また、補助記憶装置102の一例としては、HDD(Hard Disk Drive)又はフラッシュメモリ等が挙げられる。記録媒体101及び補助記憶装置102のいずれについても、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に相当する。   The memory device 103 reads the program from the auxiliary storage device 102 and stores it when there is an instruction to start the program. The CPU 104 realizes functions related to the terminal 10 in accordance with a program stored in the memory device 103. The interface device 105 is used as an interface for connecting to a network. An example of the recording medium 101 is a portable recording medium such as a CD-ROM, a DVD disk, or a USB memory. An example of the auxiliary storage device 102 is an HDD (Hard Disk Drive) or a flash memory. Both the recording medium 101 and the auxiliary storage device 102 correspond to computer-readable recording media.

設定用端末20のハードウェア構成は、図2に示す端末10のハードウェア構成例と同様でもよい。   The hardware configuration of the setting terminal 20 may be the same as the hardware configuration example of the terminal 10 illustrated in FIG.

≪基地局≫
次に、図3、図4を参照し、実施の形態に係る基地局40のハードウェア構成例について説明する。図3は、本実施形態に係る基地局40のハードウェア構成を示す図である。図4は、本実施形態に係る基地局40からの照射される光(電磁波)について説明する図である。図4(A)は、本実施形態に係る基地局40からの照射されるフラッシュについて説明する図である。図4(B)は、本実施形態に係る基地局40が縦方向に走査する際に照射されるレーザー光について説明する図である。図4(C)は、本実施形態に係る基地局40が横方向に走査する際に照射されるレーザー光について説明する図である。
≪Base station≫
Next, a hardware configuration example of the base station 40 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of the base station 40 according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining light (electromagnetic waves) emitted from the base station 40 according to the present embodiment. FIG. 4A is a diagram for explaining the flash emitted from the base station 40 according to the present embodiment. FIG. 4B is a diagram illustrating laser light emitted when the base station 40 according to the present embodiment scans in the vertical direction. FIG. 4C is a diagram for explaining laser light emitted when the base station 40 according to the present embodiment scans in the horizontal direction.

図3に示すように、基地局40は、所謂lighthouse方式に対応してポジショントラッキング用の光を照射する装置であり、1以上のフラッシュ装置401A、401B、・・・(以下、それぞれを区別しない場合、単に、「フラッシュ装置401」という。)、縦方向レーザー光照射装置402、横方向レーザー光照射装置403、制御装置404、同期装置405等を有する。   As shown in FIG. 3, the base station 40 is a device that emits light for position tracking corresponding to a so-called lighthouse system, and one or more flash devices 401A, 401B,... In this case, it is simply referred to as “flash device 401”), vertical laser light irradiation device 402, horizontal laser light irradiation device 403, control device 404, synchronization device 405, and the like.

フラッシュ装置401は、制御装置404からの指示に従って、所定のタイミングで、図4(A)に示すように、ポジショントラッキングに係る照射の開始を示すべく赤外線等の光(電磁波)を指向性なく開始シグナルとして照射(フラッシュ)する。次いで、自身のIDを送信すべく、所定の明暗パターンの光(赤外領域の光)を照射する。すなわち、フラッシュ装置401は、所定期間内に照射(フラッシュ)をオンオフすることにより、基地局40のIDを送信する(所謂、可視光通信方式により)。すなわち、フラッシュ装置401は、同期のための開始フラッシュの後に、照射のオンオフ(明暗)による変調パターン(例えば、照射のオンを"1"、オフを"0")をデジタルデータとして光ID情報(ID抽出用の光)を送信する。なお、所定の領域におけるポジショントラッキングに用いる基地局40が複数ある場合、各々のID情報は互いに被らないように設定される。なお、本実施形態では、レーザー光の照射のオンオフ(点灯、消灯)による変調パターンを用いる方法に限らず、受信器30が受信した光から、該光の発振元の基地局を特定するIDを解釈できるのであればいずれの方式を採っても良い。   As shown in FIG. 4A, the flash device 401 starts light (electromagnetic waves) such as infrared rays with no directivity in accordance with an instruction from the control device 404, as shown in FIG. 4A, to indicate the start of irradiation related to position tracking. Irradiate (flash) as a signal. Next, light of a predetermined light / dark pattern (light in the infrared region) is irradiated so as to transmit its own ID. That is, the flash device 401 transmits the ID of the base station 40 by turning on / off irradiation (flash) within a predetermined period (by the so-called visible light communication method). That is, after the start flash for synchronization, the flash unit 401 uses the optical ID information (with the illumination on / off (bright / dark) modulation pattern (for example, “1” for irradiation on and “0” for off) as digital data. ID extraction light) is transmitted. In addition, when there are a plurality of base stations 40 used for position tracking in a predetermined area, each ID information is set so as not to cover each other. In the present embodiment, not only a method using a modulation pattern by turning on / off (turning on and off) laser light irradiation, but also an ID for identifying the base station from which light is received from the light received by the receiver 30. Any method may be adopted as long as it can be interpreted.

縦方向レーザー光照射装置402は、制御装置404からの指示に従って、所定のタイミングで、図4(B)に示すように、横方向における所定の角度(例えば120°)の範囲にレーザー光を光ID情報に係る光と同一の強度で照射する照射部4021を、縦方向に回転させる。これにより、縦方向における所定の角度θY(例えば120°)の範囲に、横方向に扇状に広がるレーザー光(赤外線ラインレーザ光)が順次照射される。なお、以降で、縦方向レーザー光照射装置402から照射されるレーザー光を、「縦方向レーザー光」とも称する。横方向レーザー光照射装置403は、制御装置404からの指示に従って、所定のタイミングで、図4(C)に示すように、縦方向における所定の角度(例えば120°)の範囲にレーザー光(赤外線ラインレーザ光)を縦方向レーザー光と同一の強度で照射する照射部4031を、横方向に回転させる。これにより、横方向における所定の角度θX(例えば120°)の範囲に、縦方向に扇状に広がるレーザー光が順次照射される。なお、以降で、横方向レーザー光照射装置403から照射されるレーザー光を、「横方向レーザー光」とも称する。   As shown in FIG. 4B, the vertical laser beam irradiation device 402 emits laser light within a predetermined angle range (for example, 120 °) in the horizontal direction at a predetermined timing in accordance with an instruction from the control device 404. The irradiation unit 4021 for irradiation with the same intensity as the light related to the ID information is rotated in the vertical direction. Accordingly, laser light (infrared line laser light) that spreads in a fan shape in the horizontal direction is sequentially irradiated in a range of a predetermined angle θY (for example, 120 °) in the vertical direction. Hereinafter, the laser light emitted from the vertical laser light irradiation device 402 is also referred to as “longitudinal laser light”. As shown in FIG. 4 (C), the horizontal laser beam irradiation device 403 follows a command from the control device 404 at a predetermined timing, as shown in FIG. 4C, in the range of a predetermined angle (for example, 120 °) in the vertical direction. The irradiation unit 4031 for irradiating the line laser beam with the same intensity as that of the vertical laser beam is rotated in the horizontal direction. Thereby, the laser beam which spreads in a fan shape in the vertical direction is sequentially irradiated in a range of a predetermined angle θX (for example, 120 °) in the horizontal direction. Hereinafter, the laser beam emitted from the lateral laser beam irradiation device 403 is also referred to as “lateral laser beam”.

上述のように、縦方向レーザー光照射装置402、および横方向レーザー光照射装置403は、態様は違えど、対応するレーザー光を同一のスペース(領域)内で走査させる(スイープさせる)。本実施形態では、lighthouse方式によりポジショントラッキングしている。すなわち、受信器30は、縦方向レーザー光および横方向レーザー光の受信したタイミングによりレーザー光を発振した基地局を基準とした位置を取得する。   As described above, the vertical direction laser light irradiation device 402 and the horizontal direction laser light irradiation device 403 scan (sweep) the corresponding laser light in the same space (region), although the modes are different. In this embodiment, position tracking is performed by the lighthouse method. That is, the receiver 30 acquires a position with reference to the base station that oscillates the laser light at the timing at which the vertical laser light and the horizontal laser light are received.

制御装置404は、フラッシュ装置401を用いて、指向性のない照射(フラッシュ)をさせることにより、基地局40のID(識別情報)を示す光ID情報、「縦方向レーザー光」、「横方向レーザー光」を含む一連の照射を行う基準となるタイミング(基準時)を、受信器30に通知する。なお、一連の照射は、例えば90fps、すなわち1秒間に90回行ってもよい。   The control device 404 uses the flash device 401 to perform irradiation (flash) with no directivity, thereby providing optical ID information indicating the ID (identification information) of the base station 40, “vertical laser light”, “horizontal direction”. The receiver 30 is notified of a reference timing (reference time) for performing a series of irradiation including “laser light”. The series of irradiations may be performed, for example, 90 fps, that is, 90 times per second.

制御装置404は、フラッシュ装置401を用いて、所定の期間において他の基地局とは異なるタイミング(場合によっては、他の基地局と同じ、あるいは一部重なるタイミングであっても良い)で指向性のない照射を所定期間内で所定の変調パターンに従ってオンオフをさせることにより、基地局40のIDを、受信器30に通知する。制御装置404は、縦方向レーザー光照射装置402を用いて、基準時から所定時間経過後に「縦方向レーザー光」を照射させることにより、受信器30に、基地局40に対する縦方向の位置を測定させる。制御装置404は、横方向レーザー光照射装置403を用いて、基準時から所定時間経過後に「横方向レーザー光」を照射させることにより、受信器30に、基地局40に対する横方向の位置を測定させる。本実施形態では、光ID情報、縦方向レーザー光照射、横方向レーザー光照射の順で各光を照射する。なお、光ID情報、横方向レーザー光照射、縦方向レーザー光照射の順でも良い。同期装置405は、レーザー光を照射させるタイミングを調整するために、他の基地局40との同期を行う。   The control device 404 uses the flash device 401 to directivity at a timing different from that of other base stations in a predetermined period (in some cases, the timing may be the same as or partially overlapped with other base stations). The receiver 30 is notified of the ID of the base station 40 by turning on and off the irradiation with no light according to a predetermined modulation pattern within a predetermined period. The control device 404 uses the vertical laser beam irradiation device 402 to measure the vertical position relative to the base station 40 by causing the receiver 30 to emit “longitudinal laser beam” after a predetermined time has elapsed from the reference time. Let The control device 404 uses the horizontal laser beam irradiation device 403 to irradiate the “lateral laser beam” after a predetermined time has elapsed from the reference time, thereby measuring the horizontal position of the receiver 30 with respect to the base station 40. Let In this embodiment, each light is irradiated in the order of optical ID information, vertical laser light irradiation, and horizontal laser light irradiation. Note that the order of optical ID information, horizontal laser light irradiation, and vertical laser light irradiation may be used. The synchronization device 405 performs synchronization with other base stations 40 in order to adjust the timing of irradiating laser light.

≪受信器≫
図5Aは、本実施形態に係る受信器30のハードウェア構成を示す図である。受信器30は、2以上のセンサ301A、301B、・・・(以下、それぞれを区別しない場合、単に、「センサ301」という。)、算出装置302、及び通信装置303等を有する。
≪Receiver≫
FIG. 5A is a diagram illustrating a hardware configuration of the receiver 30 according to the present embodiment. The receiver 30 includes two or more sensors 301A, 301B,... (Hereinafter simply referred to as “sensor 301” when not distinguished from each other), a calculation device 302, a communication device 303, and the like.

センサ301は、基地局40から受信した赤外線等の光(電磁波)を検出する。なお、本実施形態では、センサ301には受光強度に閾値が設定されており、閾値よりも小さい強度の光を検知しても、所定のレーザーを検知した出力を行わないようにセンサ301は構成されている。   The sensor 301 detects light (electromagnetic waves) such as infrared rays received from the base station 40. In the present embodiment, a threshold is set for the received light intensity in the sensor 301, and the sensor 301 is configured not to output the detection of a predetermined laser even if light having an intensity smaller than the threshold is detected. Has been.

本実施形態で重要なことは、受信器30があるパターン(後述)で光を照射する基地局40からそれら光を受光することにより、該光が照射された領域の少なくとも一部(位置検出対象領域)における受信器30の位置を推定(検出、すなわちポジショントラッキング)することである。   What is important in the present embodiment is that the receiver 30 receives light from a base station 40 that emits light in a certain pattern (described later), so that at least a part of the region irradiated with the light (position detection target). The position of the receiver 30 in the region) is estimated (detected, that is, position tracking).

「位置検出対象領域」とは、所定の基地局から照射されたレーザーの照射領域の少なくとも一部であって、上記基地局から出射されたレーザー光を受光した受信器30が該受信レーザー光に基づいて位置を検出する対象となる領域である。よって、所定の基地局40に対して規定された位置検出対象領域内に受信器30がある場合、基地局40からレーザー光を受信した受信器30は、上記位置検出対象領域内での自身の位置を検出することになる。従って、受信器30は、ある領域(ポジショントラッキングの全対象領域)内の絶対的な自身の位置を検出しているのではなく、上記ある領域内に配置された基地局40をある意味基準とした相対的な位置を検出することになる。   The “position detection target area” is at least a part of the irradiation area of the laser emitted from a predetermined base station, and the receiver 30 that receives the laser light emitted from the base station receives the received laser light. This is a region for which a position is to be detected. Therefore, when the receiver 30 is within the position detection target area defined for the predetermined base station 40, the receiver 30 that has received the laser light from the base station 40 has its own in the position detection target area. The position will be detected. Therefore, the receiver 30 does not detect its absolute position in a certain area (all target areas for position tracking), but uses the base station 40 arranged in the certain area as a certain reference. The relative position will be detected.

図5Bは、本実施形態に係る位置検出対象領域について説明する図である。さて、図5Bに示すように、部屋350内に基地局40を設けた場合、該基地局40は、例えば中心角120°の扇状で縦方向レーザー光351を発振(照射)する。このとき、基地局40は、横方向レーザー光(不図示)を縦方向レーザー光351の端部分351aから端部分351bに向かって移動するように照射する。この場合は、基地局40からの光(縦方向レーザー光、および横方向レーザー光)の照射範囲の一部である符号352が位置検出対象領域である。本実施形態では、位置検出対象領域の区画の判断を、基地局40から出力された光の強度により行う。例えば、受信器30の上記閾値を、図5Bの扇状の位置検出対象領域の円弧352aでの基地局40から照射された光(縦方向レーザー光、および横方向レーザー光)の単位面積当たりの光強度に設定することにより、受信器30は、位置検出対象領域352の外側にある場合は閾値よりも小さい強度のレーザー光を受信するので、レーザー光の受信出力を行わず、その一方で、受信器30は、位置検出対象領域352の内側にある場合は閾値よりも大きい強度のレーザー光を受信するので、レーザー光を受光した出力を行う。このように、受光強度に応じてレーザー光の受光出力を実施するので、受信器30にとっては、位置検出対象領域352を区画したことになる。すなわち、位置検出対象領域352内においては、基地局40から出射されたレーザー光の強度は、センサ301に設定された閾値よりも大きい。よって、位置検出対象領域352内にて受信器30が基地局40からのレーザー光を受光すれば、その受光結果をポジショントラキング用に出力し、位置検出対象領域352の外の領域353に受信器30が位置する場合、受信器30は、基地局40からの光を受信はしているが、該受信した結果をポジショントラキングに用いるための出力は行わない。   FIG. 5B is a diagram illustrating the position detection target area according to the present embodiment. As shown in FIG. 5B, when the base station 40 is provided in the room 350, the base station 40 oscillates (irradiates) the longitudinal laser beam 351 in a fan shape with a central angle of 120 °, for example. At this time, the base station 40 irradiates a lateral laser beam (not shown) so as to move from the end portion 351a of the longitudinal laser beam 351 toward the end portion 351b. In this case, reference numeral 352 which is a part of the irradiation range of light (vertical laser light and horizontal laser light) from the base station 40 is a position detection target region. In the present embodiment, the position detection target area is determined based on the intensity of light output from the base station 40. For example, the threshold value of the receiver 30 is set to the light per unit area of the light (vertical laser light and horizontal laser light) emitted from the base station 40 in the arc 352a of the fan-shaped position detection target region in FIG. 5B. By setting the intensity, the receiver 30 receives the laser beam having an intensity smaller than the threshold when it is outside the position detection target region 352, and therefore does not perform the reception output of the laser beam. When the device 30 is inside the position detection target region 352, the device 30 receives the laser beam having an intensity larger than the threshold value, and outputs the laser beam received. As described above, since the light receiving output of the laser light is performed according to the light receiving intensity, the position detection target region 352 is partitioned for the receiver 30. That is, in the position detection target region 352, the intensity of the laser light emitted from the base station 40 is larger than the threshold set in the sensor 301. Therefore, if the receiver 30 receives the laser beam from the base station 40 in the position detection target area 352, the light reception result is output for position tracking and received in the area 353 outside the position detection target area 352. When the device 30 is located, the receiver 30 receives light from the base station 40, but does not output the received result for use in position tracking.

なお、本実施形態では、上記受信器30に設定される閾値を可変としても良い。あるいは、受信器30に上記閾値を設定せず、端末10等の情報処理装置が、受信器30での受光によって生成された受光強度情報を閾値(位置検出対象領域の円弧352a上の受光強度)と比較し、閾値未満のものは位置推定(ポジショントラッキング)の算出には用いないようにしても良い。この場合において、閾値未満の受光強度のときは、受信器30は、位置検出対象領域352の外側の領域353にあると推定できる。   In the present embodiment, the threshold set in the receiver 30 may be variable. Alternatively, the threshold value is not set in the receiver 30, and the information processing apparatus such as the terminal 10 uses the received light intensity information generated by the light reception by the receiver 30 as the threshold value (the received light intensity on the arc 352a of the position detection target region). Compared with the above, those less than the threshold value may not be used for calculation of position estimation (position tracking). In this case, when the received light intensity is less than the threshold value, the receiver 30 can be estimated to be in the region 353 outside the position detection target region 352.

算出装置302は、センサ301により、基地局40から照射されたフラッシュを受信したタイミングを検知する。また、算出装置302は、1以上のセンサ301A、301B、・・・の各々により、基地局40から照射された「縦方向レーザー光」を受信したタイミングを検知する。また、算出装置302は、1以上のセンサ301A、301B、・・・の各々により、基地局40から照射された「横方向レーザー光」を受信したタイミングを検知する。
そして、算出装置302は、フラッシュを受信したタイミングと、1以上のセンサ301A、301B、・・・の各々により、「縦方向レーザー光」を受信したタイミングの間の時間差に基づいて、基地局40から受信器30に対する縦方向のベクトルの向きを検出する。算出装置302には、基地局40がフラッシュを照射した後「縦方向レーザー光」の照射を開始するまでの時間TYS、「縦方向レーザー光」の縦方向の照射角度θY、基地局40がフラッシュを照射した後「縦方向レーザー光」の照射を終了するまでの時間TYEが予め記憶されている。算出装置302は、センサ301Aによりフラッシュを受信した後、「縦方向レーザー光」を受信するまでの時間がtYであった場合、例えば、以下の式により、縦方向のベクトルの向き(角度)θYを算出する。
The calculation device 302 detects the timing at which the sensor 301 receives the flash emitted from the base station 40. Further, the calculation device 302 detects the timing at which the “longitudinal laser beam” emitted from the base station 40 is received by each of the one or more sensors 301A, 301B,. Further, the calculation device 302 detects the timing at which the “lateral laser light” emitted from the base station 40 is received by each of the one or more sensors 301A, 301B,.
Then, the calculation device 302 determines the base station 40 based on the time difference between the timing when the flash is received and the timing when the “longitudinal laser beam” is received by each of the one or more sensors 301A, 301B,. To the direction of the vertical vector relative to the receiver 30. The calculation apparatus 302 includes a time T YS until the irradiation of the “longitudinal laser beam” after the base station 40 irradiates the flash, a vertical irradiation angle θ Y of the “vertical laser beam”, and the base station 40. The time T YE until the irradiation of the “longitudinal laser beam” after the flash is irradiated is stored in advance. When the time from reception of the flash by the sensor 301A until reception of the “longitudinal laser beam” is t Y , the calculation device 302 uses, for example, the direction (angle) of the vertical vector by the following equation: θ Y is calculated.

θY = tY×(TYE−TYS/θY) ・・・(1)
そして、算出装置302は、フラッシュを受信したタイミングと、1以上のセンサ301A、301B、・・・の各々により、「横方向レーザー光」を受信したタイミングの間の時間差に基づいて、基地局40から受信器30に対する横方向のベクトルの向きを検出する。
θ Y = t Y × (T YE −T YS / θ Y ) (1)
Then, the calculation device 302 determines the base station 40 based on the time difference between the timing when the flash is received and the timing when the “lateral laser beam” is received by each of the one or more sensors 301A, 301B,. To the direction of the vector in the horizontal direction with respect to the receiver 30.

算出装置302には、基地局40がフラッシュを照射した後「横方向レーザー光」の照射を開始するまでの時間TXS、「横方向レーザー光」の横方向の照射角度θX、基地局40がフラッシュを照射した後「横方向レーザー光」の照射を終了するまでの時間TXEが予め記憶されている。算出装置302は、センサ301Aによりフラッシュを受信した後、「横方向レーザー光」を受信するまでの時間がtXであった場合、例えば、以下の式により、横方向のベクトルの向き(角度)θXを算出する。 The calculation device 302 includes a time T XS from the time when the base station 40 irradiates the flash until the irradiation of the “lateral laser light” starts, the horizontal irradiation angle θ X of the “lateral laser light”, and the base station 40. The time T XE until the irradiation of the “lateral laser beam” is completed after the flash is irradiated is stored in advance. When the time from reception of the flash by the sensor 301 </ b> A to reception of the “lateral laser beam” is t X , the calculation device 302, for example, uses the following formula to determine the direction (angle) of the horizontal vector: θ X is calculated.

θX = tX×(TXE−TXS/θX) ・・・(2)
受信器30が複数のセンサ301A、301Bを備える場合、算出装置302は、複数のセンサ301A、301B間の距離d、複数のセンサ301A、301Bの各々で「縦方向レーザー光」を受信した時間の差、及び複数のセンサ301A、301Bの各々で「横方向レーザー光」を受信した時間の差を用いて、基地局40と受信器30との間の距離、及び基地局40に対する受信器30の向きを算出する。これにより、算出装置302は、基地局40に対する受信器30の位置(該受信器30に対して基地局40から向かうベクトルの各成分)及び向きを算出できる。
θ X = t X × (T XE −T XS / θ X ) (2)
When the receiver 30 includes a plurality of sensors 301A and 301B, the calculation device 302 calculates the distance d between the plurality of sensors 301A and 301B and the time when the “longitudinal laser beam” is received by each of the plurality of sensors 301A and 301B. Using the difference and the difference in time at which the “lateral laser beam” is received by each of the plurality of sensors 301 </ b> A and 301 </ b> B, the distance between the base station 40 and the receiver 30, and the receiver 30 with respect to the base station 40 Calculate the orientation. As a result, the calculation device 302 can calculate the position of the receiver 30 with respect to the base station 40 (each component of the vector directed from the base station 40 with respect to the receiver 30) and the direction.

通信装置303は、算出装置302により算出された、基地局40に対する受信器30の位置及び向きを、端末10や設定用端末20に通知する。   The communication device 303 notifies the terminal 10 and the setting terminal 20 of the position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40 calculated by the calculation device 302.

<機能構成>
次に、図6を参照し、実施形態に係る端末10及び設定用端末20の機能構成について説明する。図6は、本実施形態に係る端末10及び設定用端末20の機能構成を示す図である。
<Functional configuration>
Next, functional configurations of the terminal 10 and the setting terminal 20 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration of the terminal 10 and the setting terminal 20 according to the present embodiment.

≪端末≫
端末10は、基地局位置記憶部11を有する。基地局位置記憶部11は、例えば、補助記憶装置等を用いて実現される。また、端末10は、取得部12、推定部13、及び通信部14を有する。これら各部は、端末10にインストールされた1以上のプログラムが、端末10のCPUに実行させる処理により実現される。
≪Terminal≫
The terminal 10 includes a base station position storage unit 11. The base station position storage unit 11 is realized using, for example, an auxiliary storage device. The terminal 10 includes an acquisition unit 12, an estimation unit 13, and a communication unit 14. Each of these units is realized by processing that one or more programs installed in the terminal 10 cause the CPU of the terminal 10 to execute.

取得部12は、通信部14を用いて、基準となる位置に対する基地局40の位置を示す情報を、設定用端末20から取得し、基地局位置記憶部11に記憶させる。なお、本実施形態においては、基地局40−1を基準とした、他の基地局40の相対的な位置を用いる例について説明するが、任意の位置を基準として用いてもよい。取得部12は、通信部14を用いて、基地局40から放射された光(電磁波)に基づいて算出された、当該基地局40に対する受信器30の位置を示す情報を、当該受信器30から取得する。推定部13は、基地局位置記憶部11に記憶されている情報と、取得部12により受信器30から取得された、基地局40に対する受信器30の位置(基地局40に対する、基地局40から放射された電磁波が受信された位置)を示す情報に基づいて、基地局40−1に対する受信器30の現在位置を推定する。通信部14は、設定用端末20、及び受信器30との通信を行う。   Using the communication unit 14, the acquisition unit 12 acquires information indicating the position of the base station 40 with respect to the reference position from the setting terminal 20 and stores the information in the base station position storage unit 11. In the present embodiment, an example in which the relative position of another base station 40 is used with reference to the base station 40-1 will be described. However, any position may be used as a reference. The acquisition unit 12 uses the communication unit 14 to obtain information indicating the position of the receiver 30 relative to the base station 40 calculated based on the light (electromagnetic wave) emitted from the base station 40 from the receiver 30. get. The estimation unit 13 includes information stored in the base station position storage unit 11 and the position of the receiver 30 with respect to the base station 40 acquired from the receiver 30 by the acquisition unit 12 (from the base station 40 with respect to the base station 40). The current position of the receiver 30 with respect to the base station 40-1 is estimated based on information indicating the position where the radiated electromagnetic wave is received). The communication unit 14 communicates with the setting terminal 20 and the receiver 30.

≪設定用端末≫
設定用端末20は、基地局位置記憶部21を有する。基地局位置記憶部21は、例えば、補助記憶装置等を用いて実現される。また、設定用端末20は、取得部22、基地局位置推定部23、及び通信部24を有する。これら各部は、設定用端末20にインストールされた1以上のプログラムが、設定用端末20のCPUに実行させる処理により実現される。取得部22は、通信部24を用いて、基地局40から放射された光(電磁波)に基づいて算出された、当該基地局40に対する受信器30の位置を示す情報を、当該受信器30から取得する。基地局位置推定部23は、取得部22により受信器30から取得された、基地局40に対する受信器30の位置を示す情報に基づいて、基準となる位置に対する受信器30の現在位置を推定し、基地局位置記憶部21に記憶させる。通信部24は、設定用端末20、及び受信器30との通信を行う。通信部24は、端末10からの取得要求に応じて、基地局位置記憶部21に記憶されている情報を端末10に送信する。
≪Setting terminal≫
The setting terminal 20 includes a base station position storage unit 21. The base station position storage unit 21 is realized using, for example, an auxiliary storage device. The setting terminal 20 includes an acquisition unit 22, a base station position estimation unit 23, and a communication unit 24. Each of these units is realized by a process in which one or more programs installed in the setting terminal 20 are executed by the CPU of the setting terminal 20. The acquisition unit 22 uses the communication unit 24 to calculate information indicating the position of the receiver 30 with respect to the base station 40 calculated based on the light (electromagnetic wave) emitted from the base station 40 from the receiver 30. get. The base station position estimation unit 23 estimates the current position of the receiver 30 with respect to a reference position based on the information indicating the position of the receiver 30 with respect to the base station 40 acquired from the receiver 30 by the acquisition unit 22. Then, the data is stored in the base station position storage unit 21. The communication unit 24 communicates with the setting terminal 20 and the receiver 30. The communication unit 24 transmits information stored in the base station position storage unit 21 to the terminal 10 in response to an acquisition request from the terminal 10.

<処理>
≪設定処理≫
次に、図7A、図7Bを参照し、位置推定システム1の設定処理について説明する。図7Aは、本実施形態に係る位置推定システム1の設定処理を示すシーケンス図である。図7Bは、本実施形態に係る絶対的な配置情報の算出方法について説明する図である。例えば、バーチャル・リアリティを活用したゲーム等のための位置推定処理(ポジショントラッキング)を行う前に、予め以下の設定処理を行っておく。なお、以下では、ポジショントラッキングの全対象領域内における基地局40−1の位置を基準とした各基地局40の位置情報を、「絶対的な配置情報」と称する。
<Processing>
≪Setting process≫
Next, the setting process of the position estimation system 1 will be described with reference to FIGS. 7A and 7B. FIG. 7A is a sequence diagram illustrating a setting process of the position estimation system 1 according to the present embodiment. FIG. 7B is a diagram for explaining an absolute arrangement information calculation method according to the present embodiment. For example, before performing position estimation processing (position tracking) for a game using virtual reality, the following setting processing is performed in advance. Hereinafter, the position information of each base station 40 based on the position of the base station 40-1 in the entire target area of position tracking is referred to as “absolute arrangement information”.

ステップS1において、受信器30は、第1の位置において、基地局40−1から、照射を受信する。ここで、第1の位置は、受信器30が、基地局40−1及び基地局40−2の両方から、照射を受信可能な位置である。続いて、受信器30は、当該第1の位置における、基地局40−1に対する受信器30の相対的な位置及び向きを算出する(ステップS2)。この処理は、従来のlighthouse方式と同様の処理でもよい。例えば、上述した式(1)、(2)により複数のセンサ301の各々における縦方向のベクトルの向き(角度)θY、及び横方向のベクトルの向き(角度)θXを算出する。そして、予め設定されている複数のセンサ301間の距離と、複数のセンサ301の各々におけるθY、及びθXとに基づき、基地局40−1に対する受信器30の相対的な位置及び向き(基地局40−1の位置から受信器30の位置に向かうベクトルの各成分)を算出する。なお、基地局40−1に対する受信器30の相対的な位置は、極座標における値を、直交座標における値に変換して扱うようにしてもよい。以下では、直交座標における値に変換して扱う場合の例について説明する。 In step S1, the receiver 30 receives irradiation from the base station 40-1 at the first position. Here, the first position is a position where the receiver 30 can receive irradiation from both the base station 40-1 and the base station 40-2. Subsequently, the receiver 30 calculates the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-1 at the first position (step S2). This process may be the same process as in the conventional lighthouse method. For example, the vertical vector direction (angle) θ Y and the horizontal vector direction (angle) θ X in each of the plurality of sensors 301 are calculated by the above-described equations (1) and (2). Then, based on the preset distances between the plurality of sensors 301 and θ Y and θ X in each of the plurality of sensors 301, the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-1 ( Each component of the vector from the position of the base station 40-1 to the position of the receiver 30) is calculated. The relative position of the receiver 30 with respect to the base station 40-1 may be handled by converting a value in polar coordinates into a value in orthogonal coordinates. Below, the example in the case of converting into the value in a rectangular coordinate and handling is demonstrated.

続いて、設定用端末20は、受信器30から、当該第1の位置における、基地局40−1に対する受信器30の相対的な位置及び向きを受信する(ステップS3)。続いて、設定用端末20は、当該第1の位置における、基地局40−1に対する受信器30の相対的な位置及び向きを、基地局位置記憶部21に記憶する(ステップS4)。なお、設定用端末20には、基準となる一の基地局40−1のIDが予め設定されていてもよいし、設定用端末20にて設定処理の起動操作がされた後、最初にIDを受信した基地局40を、基準となる一の基地局40−1として扱うようにしてもよい。また、ステップS4の処理は、例えば、基地局40−1を含む複数の基地局40の位置検出対象領域が重なる領域に入った際、より具体的には、基地局40−1を含む複数の基地局40のIDを所定期間内(例えば基地局40から所定数のフレームが照射される期間)に受信した場合に、行うようにしてもよい。   Subsequently, the setting terminal 20 receives the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-1 at the first position from the receiver 30 (step S3). Subsequently, the setting terminal 20 stores the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-1 at the first position in the base station position storage unit 21 (step S4). The setting terminal 20 may be set in advance with the ID of one base station 40-1 serving as a reference. After the setting process is started in the setting terminal 20, the ID is first set. May be handled as one base station 40-1 serving as a reference. Moreover, the process of step S4 is, for example, more specifically, when a plurality of base station 40 including the base station 40-1 enters a region where position detection target areas overlap, more specifically, This may be performed when the ID of the base station 40 is received within a predetermined period (for example, a period during which a predetermined number of frames are emitted from the base station 40).

なお、受信器30が第1の位置に存在する場合における、基地局40−1に対する受信器30の相対的な位置は、基地局40−1から受信器30へのベクトルで表すことができる。そのため、図7Bに示すように、例えば、基地局40−1の位置を3次元座標軸(x−y−z軸)における原点O(0,0,0)とし、第1の位置Aに位置する受信器30の、基地局40−1からの横方向レーザー光および縦方向レーザー光(総じて、ポジショントラッキング用のレーザー光とも呼ぶ)の受信結果から取得される座標値を(x、y、z)とした場合、原点Oから第1の位置AへのベクトルOAは、(x、y、z)と表すことができる。すなわち、ベクトルOAの各成分は、位置Oを原点とした第1の位置Aの座標値である。 In addition, when the receiver 30 exists in the 1st position, the relative position of the receiver 30 with respect to the base station 40-1 can be represented by the vector from the base station 40-1 to the receiver 30. Therefore, as shown in FIG. 7B, for example, the position of the base station 40-1 is the origin O (0, 0, 0) on the three-dimensional coordinate axis (xyz axis) and is located at the first position A. The coordinate values obtained from the reception results of the horizontal laser beam and the vertical laser beam (generally also referred to as position tracking laser beam) from the base station 40-1 of the receiver 30 are (x A , y A , z A ), the vector OA from the origin O to the first position A can be expressed as (x A , y A , z A ). That is, each component of the vector OA is a coordinate value of the first position A with the position O as the origin.

続いて、受信器30は、当該第1の位置において、基地局40−2から、照射を受信する(ステップS5)。続いて、受信器30は、当該第1の位置における、基地局40−2に対する受信器30の相対的な位置及び向きを算出する(ステップS6)。   Subsequently, the receiver 30 receives irradiation from the base station 40-2 at the first position (step S5). Subsequently, the receiver 30 calculates the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-2 at the first position (step S6).

続いて、設定用端末20の取得部22は、受信器30から、当該第1の位置における、基地局40−2に対する受信器30の相対的な位置及び向きを受信する(ステップS7)。続いて、設定用端末20の基地局位置推定部23は、当該第1の位置における、基地局40−1に対する受信器30の相対的な位置及び向きと、基地局40−2に対する受信器30の相対的な位置及び向きに基づいて、基地局40−1に対する基地局40−2の相対的な位置(絶対的な配置情報)及び向きを算出する(ステップS8)。なお、受信器30が第1の位置に存在する場合における、基地局40−2に対する受信器30の相対的な位置は、基地局40−2の位置Pから第1の位置AへのベクトルPAで表すことができる。すなわち、このとき第1の位置に存在し基地局40−2からのレーザー光を受光する受信器30では、該受光したレーザー光に基づいて基地局40−2の位置Pを基準とした座標値(この系では、位置Pをx'−y'−z'軸における原点(0,0,0)とした座標値)が得られるが、それはすなわち、ベクトルPAの各成分に一致する。よって、ステップS6では、ベクトルPAの各成分(基地局40−2に対する第1の位置Aに存在する受信器30の相対的な位置)を算出することになる。なお、位置Pに対する座標値は、受信器30の位置によってはx'−y'−z'軸の座標系において負の値を取る場合もあるが、その場合は、該当するベクトルの成分も負になる。ここで、ベクトルOP=ベクトルOA−ベクトルPAであるため、受信器30の測定結果により得られた基地局40−2の位置Pに対する第1の位置AへのベクトルPAの各成分が(x、y、z)である場合、図7Bに示すように、原点Oから基地局40−2の位置PへのベクトルOPの各成分を、(x−x、y−y、z−z)として算出することができる。よって、基地局40−1の位置Oを原点とする場合、基地局40−2の位置Pの座標(x−x、y−y、z−z)が得られる。 続いて、設定用端末20の基地局位置推定部23は、基地局40−1に対する基地局40−2の相対的な位置((x−x、y−y、z−z)、すなわち、原点Oとしての基地局40−1の位置から基地局40−2の位置に向かうベクトルの各成分)及び向きを、基地局位置記憶部21に記憶させる(ステップS9)。 Subsequently, the acquisition unit 22 of the setting terminal 20 receives the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-2 at the first position from the receiver 30 (step S7). Subsequently, the base station position estimation unit 23 of the setting terminal 20 determines the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-1 and the receiver 30 with respect to the base station 40-2 at the first position. The relative position (absolute arrangement information) and orientation of the base station 40-2 with respect to the base station 40-1 are calculated based on the relative position and orientation (step S8). When the receiver 30 exists at the first position, the relative position of the receiver 30 with respect to the base station 40-2 is a vector PA from the position P of the base station 40-2 to the first position A. Can be expressed as That is, at this time, the receiver 30 that is present at the first position and receives the laser beam from the base station 40-2 receives the coordinate value based on the position P of the base station 40-2 based on the received laser beam. (In this system, a coordinate value in which the position P is the origin (0, 0, 0) on the x′-y′-z ′ axis) is obtained, which corresponds to each component of the vector PA. Therefore, in step S6, each component of the vector PA (relative position of the receiver 30 existing at the first position A with respect to the base station 40-2) is calculated. The coordinate value for the position P may take a negative value in the coordinate system of the x′-y′-z ′ axis depending on the position of the receiver 30, but in this case, the corresponding vector component is also negative. become. Here, since vector OP = vector OA−vector PA, each component of the vector PA to the first position A with respect to the position P of the base station 40-2 obtained from the measurement result of the receiver 30 is (x 1 , Y 1 , z 1 ), each component of the vector OP from the origin O to the position P of the base station 40-2 is expressed as (x A −x 1 , y A −y 1 ) as shown in FIG. 7B. , Z A −z 1 ). Therefore, when the position O of the base station 40-1 as an origin, coordinates of the position P of the base station 40-2 (x A -x 1, y A -y 1, z A -z 1) is obtained. Subsequently, the base station position estimating unit 23 of the setting terminal 20, the relative position of the base station 40-2 to the base station 40-1 ((x A -x 1, y A -y 1, z A -z 1 ), that is, each component of the vector from the position of the base station 40-1 as the origin O to the position of the base station 40-2) and the direction are stored in the base station position storage unit 21 (step S9).

その後、受信器30及び設定用端末20を携行する管理者が、当該第1の位置から、第2の位置に移動する。ここで、第2の位置は、受信器30が、基地局40−1及び基地局40−2の少なくとも一方と、基地局40−3から、照射を受信可能な位置である。なお、以下では、第2の位置として、基地局40−2及び基地局40−3の両方から照射を受信可能な位置である場合を例として説明する。   Thereafter, the manager carrying the receiver 30 and the setting terminal 20 moves from the first position to the second position. Here, the second position is a position where the receiver 30 can receive irradiation from at least one of the base station 40-1 and the base station 40-2 and the base station 40-3. In addition, below, the case where it is a position which can receive irradiation from both the base station 40-2 and the base station 40-3 is demonstrated as an example as a 2nd position.

続いて、受信器30は、当該第2の位置において、基地局40−2から、照射を受信する(ステップS10)。続いて、受信器30は、当該第2の位置における、基地局40−2に対する受信器30の相対的な位置及び向きを算出する(ステップS11)。ステップS11の処理は、例えば、基地局40−1及び基地局40−2の少なくとも一方と、他の基地局40を含む複数の基地局40の位置検出対象領域が重なる領域に入った際、より具体的には、基地局40−1及び基地局40−2の少なくとも一方の光ID情報と、他の基地局40の光ID情報を所定期間内に受信した場合に、行うようにしてもよい。   Subsequently, the receiver 30 receives the irradiation from the base station 40-2 at the second position (step S10). Subsequently, the receiver 30 calculates the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-2 at the second position (step S11). The process of step S11 is performed when, for example, at least one of the base station 40-1 and the base station 40-2 and a position detection target area of a plurality of base stations 40 including other base stations 40 enter an overlapping area. Specifically, it may be performed when the optical ID information of at least one of the base station 40-1 and the base station 40-2 and the optical ID information of the other base station 40 are received within a predetermined period. .

続いて、設定用端末20は、受信器30から、当該第2の位置における、基地局40−2に対する受信器30の相対的な位置及び向きを受信する(ステップS12)。続いて、設定用端末20は、当該第2の位置における、基地局40−2に対する受信器30の相対的な位置及び向きを記憶する(ステップS13)。続いて、受信器30は、当該第2の位置において、基地局40−3から、照射を受信する(ステップS14)。続いて、受信器30は、当該第2の位置における、基地局40−3に対する受信器30の相対的な位置及び向きを算出する(ステップS15)。   Subsequently, the setting terminal 20 receives the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-2 at the second position from the receiver 30 (step S12). Subsequently, the setting terminal 20 stores the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-2 at the second position (step S13). Subsequently, the receiver 30 receives the irradiation from the base station 40-3 at the second position (step S14). Subsequently, the receiver 30 calculates the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-3 at the second position (step S15).

続いて、設定用端末20の取得部22は、受信器30から、当該第2の位置における、基地局40−3に対する受信器30の相対的な位置及び向きを受信する(ステップS16)。続いて、設定用端末20の基地局位置推定部23は、当該第2の位置における、基地局40−2に対する受信器30の相対的な位置及び向きと、基地局40−3に対する受信器30の相対的な位置及び向きに基づいて、基地局40−1に対する基地局40−3の相対的な位置(絶対的な配置情報)及び向きを算出する(ステップS17)。続いて、設定用端末20の基地局位置推定部23は、基地局40−1に対する基地局40−3の相対的な位置(絶対的な配置情報)及び向きを、基地局位置記憶部21に記憶させる(ステップS18)。   Subsequently, the acquisition unit 22 of the setting terminal 20 receives the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-3 at the second position from the receiver 30 (step S16). Subsequently, the base station position estimation unit 23 of the setting terminal 20 determines the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40-2 at the second position, and the receiver 30 with respect to the base station 40-3. Based on the relative position and orientation of the base station 40-1, the relative position (absolute arrangement information) and orientation of the base station 40-3 with respect to the base station 40-1 are calculated (step S17). Subsequently, the base station position estimation unit 23 of the setting terminal 20 stores the relative position (absolute arrangement information) and direction of the base station 40-3 with respect to the base station 40-1 in the base station position storage unit 21. Store (step S18).

なお、受信器30が第2の位置に存在する場合における、基地局40−2に対する受信器30の相対的な位置は、基地局40−2の位置Pから第2の位置BへのベクトルPBで表すことができる。ステップS11では、上述したベクトルPAの算出と同様にして、ベクトルPBの各成分を算出することになる。ここで、ベクトルOB=ベクトルOP+ベクトルPBであるため、ステップS11にて取得された基地局40−2の位置Pに対する第2の位置BへのベクトルPBの各成分が(x、y、z)である場合、図7Bに示すように、原点Oから第2の位置BへのベクトルOBの各成分は、(x−x+x、y−y+y、z−z+z)により算出することができる。なお、このようにして算出されたベクトルOBの各成分は、位置Oを原点とした第2の位置Bの座標値である。 When the receiver 30 is present at the second position, the relative position of the receiver 30 with respect to the base station 40-2 is a vector PB from the position P of the base station 40-2 to the second position B. Can be expressed as In step S11, each component of the vector PB is calculated in the same manner as the calculation of the vector PA described above. Here, since vector OB = vector OP + vector PB, each component of the vector PB to the second position B with respect to the position P of the base station 40-2 acquired in step S11 is (x 2 , y 2 , z 2 ), the components of the vector OB from the origin O to the second position B are (x A −x 1 + x 2 , y A −y 1 + y 2 , z A ) as shown in FIG. 7B. -Z 1 + z 2 ). Each component of the vector OB calculated in this way is a coordinate value of the second position B with the position O as the origin.

そして、同様に、受信器30が第2の位置に存在する場合における、基地局40−3に対する受信器30の相対的な位置は、基地局40−3の位置Qから第2の位置BへのベクトルQBで表すことができる。ステップS15では、上述したベクトルPAの算出と同様にして、ベクトルQBの各成分を算出することになる。ベクトルOQ=ベクトルOP+ベクトルPB−ベクトルQBであるため、ステップS15にて取得された基地局40−3の位置Qに対する第2の位置BへのベクトルQBの各成分が(x、y、z)である場合、図7Bに示すように、原点Oから基地局40−3の位置QへのベクトルOQの各成分は、(x−x+x−x、y−y+y−y、z−z+z−z)により算出することができる。よって、基地局40−1の位置Oを原点とする場合、基地局40−3の位置Qの座標(x−x+x−x、y−y+y−y、z−z+z−z)が得られる。 Similarly, when the receiver 30 is in the second position, the relative position of the receiver 30 with respect to the base station 40-3 is changed from the position Q of the base station 40-3 to the second position B. The vector QB can be expressed as In step S15, each component of the vector QB is calculated in the same manner as the calculation of the vector PA described above. Since the vector OQ = vector OP + vector PB−vector QB, each component of the vector QB to the second position B with respect to the position Q of the base station 40-3 acquired in step S15 is (x 3 , y 3 , z 3 ), as shown in FIG. 7B, the components of the vector OQ from the origin O to the position Q of the base station 40-3 are (x A −x 1 + x 2 −x 3 , y A −y). 1 + y 2 -y 3, can be calculated by z A -z 1 + z 2 -z 3). Therefore, when the position O of the base station 40-1 as an origin, coordinates of the position Q of the base station 40-3 (x A -x 1 + x 2 -x 3, y A -y 1 + y 2 -y 3, z A- z < 1 > + z < 2 > -z < 3 >) is obtained.

なお、基地局が4つ以上ある場合は、ステップS10乃至ステップS18と同様の処理を繰り返す。すなわち、測定済みの基地局40と、これから測定する基地局40の両方から照射を受信可能な位置で、順次測定を行えばよい。それにより、基地局40−1に対する基地局40−4、・・・の相対的な位置(すなわち、原点Oとしての基地局40−1の位置から基地局40−4・・・の各々の位置に向かう各ベクトルの各成分))及び向きを算出し、記憶することができる。   If there are four or more base stations, the same processing as in steps S10 to S18 is repeated. That is, the measurement may be performed sequentially at a position where irradiation can be received from both the measured base station 40 and the base station 40 to be measured. Thereby, the relative position of the base station 40-4,... Relative to the base station 40-1 (that is, each position of the base station 40-4... From the position of the base station 40-1 as the origin O). Each component))) and orientation of the vector going to can be calculated and stored.

続いて、設定用端末20の通信部24は、端末10に、基地局位置記憶部21に記憶された、基地局40−1に対する他の基地局40の位置及び向きを送信する(ステップS19)。続いて、端末10の取得部12は、設定用端末20から受信した、基地局40−1に対する他の基地局40の位置及び向きを、基地局位置記憶部11に記憶させる(ステップS20)。すなわち、基地局位置記憶部11は、基地局40−2・・・の各々について、原点Oとしての基地局40−1から自身に向かうベクトルの各成分(基地局40−2・・・の原点Oの座標系の位置に相当)を記憶することになる。   Subsequently, the communication unit 24 of the setting terminal 20 transmits the position and orientation of the other base station 40 with respect to the base station 40-1 stored in the base station position storage unit 21 to the terminal 10 (step S19). . Subsequently, the acquisition unit 12 of the terminal 10 stores the position and orientation of the other base station 40 with respect to the base station 40-1 received from the setting terminal 20 in the base station position storage unit 11 (step S20). That is, the base station position storage unit 11 generates, for each of the base stations 40-2..., Each component of the vector from the base station 40-1 as the origin O toward itself (the origin of the base station 40-2. Corresponding to the position of the coordinate system of O).

図8は、本実施形態に係る位置推定システム1の設定処理について説明する図である。図8(A)では、部屋501と部屋502が廊下503で繋がれている場合に、部屋501、部屋502、廊下503における位置を推定可能に設定する場合の例を示している。図8(A)では、部屋501の2つの隅に基地局40−1及び基地局40−2が設置され、部屋502の2つの隅に基地局40−3及び基地局40−4が設置されている。符号40−1aは、基地局40−1から出射されたレーザー光による位置検出対象領域であり、符号40−2aは、基地局40−2から出射されたレーザー光による位置検出対象領域であり、符号40−3aは、基地局40−3から出射されたレーザー光による位置検出対象領域であり、符号40−4aは、基地局40−4から出射されたレーザー光による位置検出対象領域である。本実施形態では、部屋501、502がポジショントラッキングの全対象領域であり、基地局40−1、40−2(従来のlighthouse方式により基地局40−1および基地局40−2のいずれか、または同時に用いて)により部屋501のポジショントラッキングを行い、基地局40−3、40−4(従来のlighthouse方式により基地局40−3および基地局40−4のいずれか、または同時に用いて)により部屋502のポジショントラッキングを行う。   FIG. 8 is a diagram illustrating the setting process of the position estimation system 1 according to the present embodiment. FIG. 8A illustrates an example in which the positions in the room 501, the room 502, and the hallway 503 are set to be estimable when the room 501 and the room 502 are connected by the hallway 503. In FIG. 8A, a base station 40-1 and a base station 40-2 are installed at two corners of a room 501, and a base station 40-3 and a base station 40-4 are installed at two corners of a room 502. ing. Reference numeral 40-1a is a position detection target area by the laser light emitted from the base station 40-1, and reference numeral 40-2a is a position detection target area by the laser light emitted from the base station 40-2. Reference numeral 40-3a is a position detection target area by the laser light emitted from the base station 40-3, and reference numeral 40-4a is a position detection target area by the laser light emitted from the base station 40-4. In this embodiment, the rooms 501 and 502 are all target areas for position tracking, and the base stations 40-1 and 40-2 (either the base station 40-1 or the base station 40-2 according to the conventional lighthouse method, or (Use at the same time) to track the position of the room 501 and use the base stations 40-3 and 40-4 (either the base station 40-3 and the base station 40-4 according to the conventional lighthouse method or at the same time) 502 position tracking is performed.

本実施形態では図8Aに示すように、部屋501、502はそれぞれ、設定された位置検出対象領域のいずれかに含まれている。図8(B)では、図8(A)のように設置された基地局40−1、基地局40−2、基地局40−3、基地局40−4により照射される範囲を示している。   In this embodiment, as shown in FIG. 8A, each of the rooms 501 and 502 is included in one of the set position detection target areas. FIG. 8B shows a range irradiated by the base station 40-1, the base station 40-2, the base station 40-3, and the base station 40-4 installed as shown in FIG. .

図8(A)のように設置された基地局40−1、基地局40−2、基地局40−3、基地局40−4から照射される「横方向レーザー光」は、実際には、部屋501や部屋502の壁等の障害物によって遮蔽される範囲には照射されない。このため、実際に照射される範囲は図8(B)のようになる。部屋501における領域504には、部屋502に設置された基地局40−4からの光が照射される。部屋502における領域505には、部屋501に設置された基地局40−1からの光が照射される。この場合、上述した第1の位置は、例えば部屋501における任意の位置でよい。これにより、基地局40−1に対する基地局40−2の相対的な位置を算出できる。また、上述した第2の位置は、例えば領域504における任意の位置でよい。これにより、基地局40−1に対する基地局40−4の相対的な位置を算出できる。続いて、例えば部屋502における任意の位置で、基地局40−3、及び基地局40−4の照射を受けることにより、基地局40−1に対する基地局40−3の相対的な位置を算出できる。このようにして、基地局40−1〜40−4の位置情報(絶対的な配置情報)を取得する。 The “lateral laser light” emitted from the base station 40-1, base station 40-2, base station 40-3, and base station 40-4 installed as shown in FIG. It is not irradiated to the area shielded by obstacles such as the walls of the room 501 and the room 502. Therefore, the actual irradiation range is as shown in FIG. Area 504 in room 501 is irradiated with light from base station 40-4 installed in room 502. Area 505 in room 502 is irradiated with light from base station 40-1 installed in room 501. In this case, the first position described above may be an arbitrary position in the room 501, for example. Thereby, the relative position of the base station 40-2 with respect to the base station 40-1 can be calculated. Further, the above-described second position may be an arbitrary position in the region 504, for example. Thereby, the relative position of the base station 40-4 with respect to the base station 40-1 can be calculated. Subsequently, the relative position of the base station 40-3 with respect to the base station 40-1 can be calculated by receiving irradiation of the base station 40-3 and the base station 40-4 at an arbitrary position in the room 502, for example. . In this way, the position information (absolute arrangement information) of the base stations 40-1 to 40-4 is acquired.

本実施形態では、2つ(複数)の部屋にてポジショントラッキングを行う際、複数の基地局40を2つのグループに分け、一方のグループにて一方の部屋のポジショントラッキングを行い、他方のグループにて他方の部屋のポジショントラッキングを行う。すなわち、位置検出対象領域の範囲が規定された基地局の各々にてポジショントラッキングの全対象領域の一部のポジショントラッキングを担当させ、かつ、基地局の全てにて上記ポジショントラッキングの全対象領域の全てをカバーするようにするのである。このとき、基地局40−1、40−2を用いることにより、部屋501に対応する位置検出対象領域40−1a、40−2aにて規定される領域(キャリブレーションにて規定される領域;第1の規定領域)内の位置を推定することができ、基地局40−3、40−4を用いることにより、部屋502に対応する位置検出対象領域40−3a、40−4aにて規定される領域(第2の規定領域)内の位置を推定することができる。ただし、このままでは、情報処理装置としての端末10は、検出された位置が、第1の規定領域にて検出されたものか、第2の規定領域にて検出されたものかが不明である。しかしながら、本実施形態では、上述のように、基地局40−1〜40−4の各々は、自身を特定するための光ID情報も送信しており、さらに、端末10は、ポジショントラッキングの全対象領域における基地局40−1〜40−4の位置関係を把握している。よって、端末10は、光ID情報、および複数の基地局の位置関係(絶対的な配置情報)に基づいて、算出された位置を、第1の規定領域および第2の規定領域の適切な方に当てはめることができる。よって、端末10といった情報処理装置は、受信器30がどの部屋のどの位置にいるのかを認識することができるので、複数の部屋に渡って常にポジショントラッキングを行うことができる。   In this embodiment, when position tracking is performed in two (plurality) of rooms, the plurality of base stations 40 are divided into two groups, one group performs position tracking of one room, and the other group includes To track the position of the other room. That is, each of the base stations in which the range of the position detection target area is defined is responsible for position tracking of a part of the entire target area for position tracking, and all of the target areas for the position tracking are set in all of the base stations. Try to cover everything. At this time, by using the base stations 40-1 and 40-2, regions defined by the position detection target regions 40-1a and 40-2a corresponding to the room 501 (regions defined by calibration; 1), the position in the position detection target areas 40-3a and 40-4a corresponding to the room 502 is defined by using the base stations 40-3 and 40-4. A position in the region (second prescribed region) can be estimated. However, as it is, the terminal 10 as the information processing apparatus does not know whether the detected position is detected in the first specified area or in the second specified area. However, in the present embodiment, as described above, each of the base stations 40-1 to 40-4 also transmits optical ID information for identifying itself, and the terminal 10 further performs all of position tracking. The positional relationship of the base stations 40-1 to 40-4 in the target area is grasped. Therefore, the terminal 10 assigns the calculated position based on the optical ID information and the positional relationship (absolute arrangement information) of the plurality of base stations to the appropriate one of the first prescribed area and the second prescribed area. Can be applied to. Therefore, since the information processing apparatus such as the terminal 10 can recognize which position in which room the receiver 30 is located, it can always perform position tracking across a plurality of rooms.

図9は、本実施形態に係る位置推定システム1の設定処理について説明する図である。図9(A)の例では、従来のlighthouse方式(2台の基地局を用いるポジショントラッキング方式)では、許容される精度でのポジショントラッキングが難しい程の広さである大きなスペースに、複数の基地局40が設置されている。符号40−5aは、基地局40−5から出射されたレーザー光による位置検出対象領域であり、符号40−6aは、基地局40−6から出射されたレーザー光による位置検出対象領域である。本実施形態では、部屋610がポジショントラッキングの全対象領域である。この場合においても、上記と同様に、最初に照射を受けた基地局40−1を基準とし、順次他の基地局40からの照射を受けることにより、基地局40−1に対する基地局40−2乃至40−6の相対的な位置を算出できる。例えば、図9(B)のように、基地局40−1と基地局40−2の位置検出対象領域が重なる領域601内の第1の位置において、基地局40−1に対する基地局40−2の相対的な位置及び向きを算出する。続いて、例えば、図9(C)のように、基地局40−2と基地局40−3の位置検出対象領域が重なる領域602内の第2の位置において、基地局40−2に対する基地局40−3の相対的な位置及び向きを算出する。そして、既に算出されている、基地局40−1に対する基地局40−2の相対的な位置及び向きを用いて、基地局40−1に対する基地局40−3の相対的な位置及び向きを算出する。   FIG. 9 is a diagram illustrating the setting process of the position estimation system 1 according to this embodiment. In the example of FIG. 9A, in the conventional lighthouse method (position tracking method using two base stations), a plurality of bases are arranged in a large space that is so wide that it is difficult to perform position tracking with an acceptable accuracy. A station 40 is installed. Reference numeral 40-5a is a position detection target area by the laser beam emitted from the base station 40-5, and reference numeral 40-6a is a position detection target area by the laser beam emitted from the base station 40-6. In this embodiment, the room 610 is the entire target area for position tracking. Also in this case, in the same manner as described above, the base station 40-1 with respect to the base station 40-1 is sequentially received by receiving the irradiation from the other base station 40 with reference to the base station 40-1 that has received the irradiation first. Or a relative position of 40-6 can be calculated. For example, as shown in FIG. 9B, the base station 40-2 with respect to the base station 40-1 at the first position in the area 601 where the position detection target areas of the base station 40-1 and the base station 40-2 overlap. The relative position and orientation of are calculated. Subsequently, for example, as shown in FIG. 9C, the base station for the base station 40-2 at the second position in the region 602 where the position detection target regions of the base station 40-2 and the base station 40-3 overlap. Calculate the relative position and orientation of 40-3. Then, the relative position and orientation of the base station 40-3 with respect to the base station 40-1 are calculated using the already calculated relative position and orientation of the base station 40-2 with respect to the base station 40-1. To do.

続いて、例えば、基地局40−2と基地局40−4の位置検出対象領域が重なる領域603内の第3の位置において、基地局40−2に対する基地局40−4の相対的な位置及び向きを算出する。そして、既に算出されている、基地局40−1に対する基地局40−2の相対的な位置及び向きを用いて、基地局40−1に対する基地局40−4の相対的な位置及び向きを算出する。続いて、例えば、図9(D)のように、基地局40−4と基地局40−5の位置検出対象領域が重なる領域604内の第4の位置において、基地局40−4に対する基地局40−5の相対的な位置及び向きを算出する。そして、既に算出されている、基地局40−1に対する基地局40−4の相対的な位置及び向きを用いて、基地局40−1に対する基地局40−5の相対的な位置及び向きを算出する。続いて、例えば、基地局40−4と基地局40−6の照射範囲が重なる領域605内の第5の位置において、基地局40−4に対する基地局40−6の相対的な位置及び向きを算出する。そして、既に算出されている、基地局40−1に対する基地局40−4の相対的な位置及び向きを用いて、基地局40−1に対する基地局40−6の相対的な位置及び向きを算出する。このようにして、基地局40−1〜40−6の絶対的な配置情報を取得する。   Subsequently, for example, in the third position in the area 603 where the position detection target areas of the base station 40-2 and the base station 40-4 overlap, the relative position of the base station 40-4 with respect to the base station 40-2 and Calculate the orientation. Then, the relative position and orientation of the base station 40-4 relative to the base station 40-1 are calculated using the relative position and orientation of the base station 40-2 relative to the base station 40-1 that have already been calculated. To do. Subsequently, for example, as illustrated in FIG. 9D, the base station for the base station 40-4 at the fourth position in the region 604 where the position detection target regions of the base station 40-4 and the base station 40-5 overlap. Calculate the relative position and orientation of 40-5. Then, the relative position and orientation of the base station 40-5 with respect to the base station 40-1 are calculated using the already calculated relative position and orientation of the base station 40-4 with respect to the base station 40-1. To do. Subsequently, for example, in the fifth position in the region 605 where the irradiation ranges of the base station 40-4 and the base station 40-6 overlap, the relative position and orientation of the base station 40-6 with respect to the base station 40-4 are determined. calculate. Then, the relative position and orientation of the base station 40-6 relative to the base station 40-1 are calculated using the relative position and orientation of the base station 40-4 relative to the base station 40-1 that has already been calculated. To do. In this way, the absolute arrangement information of the base stations 40-1 to 40-6 is acquired.

本実施形態では、広い部屋610にてポジショントラッキングを行う際、6つの基地局40−1〜40−6をそれぞれ、部屋610が位置検出対象領域40−1a〜40−6a内に含まれるように設けている。すなわち、部屋610のいずれの領域も、位置検出対象領域40−1a〜40−6aの何処かに含まれるように、基地局40−1〜40−6を設けている。よって、部屋610のいずれの場所に受信器30があっても、必ず基地局40−1〜40−6のいずれかに対応する位置検出対象領域内に位置することになり、その位置検出対象領域に該当する基地局40を基準とした相対的な位置を推定することができる。さらに、本実施形態では、部屋610における基地局40−1〜40−6の位置関係(絶対的は配置情報)が把握され、かつ、基地局40−1〜40−6の各々からは、自身を特定するための光ID情報も送信しているので、位置特定中の受信器30がどの位置検出対象領域内にいるのかを認識することができる。端末10は、基地局40−1〜40−6の絶対的は配置情報により、位置検出対象領域40−1a〜40−6aの各々位置関係を把握している。よって、受信器30がどの位置検出対象領域に含まれ、その領域内でどの位置にあるのかが分かれば、ポジショントラッキングの全対象領域である部屋610内での位置を推定(検出)することができる。よって、広い部屋610においても、許容できる精度にて常にポジショントラッキングを行うことができる。   In the present embodiment, when position tracking is performed in a large room 610, each of the six base stations 40-1 to 40-6 is included in the position detection target areas 40-1a to 40-6a. Provided. That is, the base stations 40-1 to 40-6 are provided so that any area of the room 610 is included somewhere in the position detection target areas 40-1a to 40-6a. Therefore, no matter where the receiver 30 is in the room 610, the receiver 30 is always located within the position detection target area corresponding to one of the base stations 40-1 to 40-6. The relative position with reference to the base station 40 corresponding to can be estimated. Furthermore, in this embodiment, the positional relationship (absolutely arrangement information) of the base stations 40-1 to 40-6 in the room 610 is grasped, and each of the base stations 40-1 to 40-6 Since the optical ID information for specifying the signal is also transmitted, it is possible to recognize in which position detection target region the receiver 30 whose position is being specified is located. The terminal 10 grasps each positional relationship of the position detection target areas 40-1a to 40-6a based on the absolute arrangement information of the base stations 40-1 to 40-6. Therefore, if it is known in which position detection target area the receiver 30 is included and in which position, the position in the room 610 that is the entire target area of position tracking can be estimated (detected). it can. Therefore, position tracking can always be performed with an acceptable accuracy even in a large room 610.

≪位置推定処理≫
次に、図10を参照し、位置推定システム1の位置推定処理について説明する。図10は、本実施形態に係る受信器30及び端末10の位置推定処理を示すフローチャートである。端末10は、以下の位置推定処理(ポジショントラッキング)を行う前に、上述した設定処理における図7AのステップS20の処理により、基地局40−1に対する他の基地局40の位置及び向きが、基地局位置記憶部11に記憶されている。なお、以下の位置推定処理により、例えば、基地局40−1の位置を基準とした、端末10の現在位置に応じた映像を生成することができる。
≪Location estimation process≫
Next, the position estimation process of the position estimation system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing position estimation processing of the receiver 30 and the terminal 10 according to the present embodiment. Before performing the following position estimation process (position tracking), the terminal 10 determines that the position and orientation of the other base station 40 with respect to the base station 40-1 are the base station 40-1 by the process of step S20 in FIG. It is stored in the station position storage unit 11. Note that, by the following position estimation process, for example, an image corresponding to the current position of the terminal 10 can be generated with reference to the position of the base station 40-1.

ステップS101において、受信器30は、任意の位置において、一の基地局40から、光ID情報、縦方向レーザー光、横方向レーザー光の照射をこの順番で受信する。続いて、受信器30は、ステップS101にて受信した縦方向レーザー光の受信結果、および横方向レーザー光の受信結果に応じて、当該任意の位置における、当該一の基地局40に対する受信器30の相対的な位置及び向きを算出する(ステップS102)。本算出方法は、従来のlighthouse方式での算出方法を用いれば良い。続いて、端末10の推定部13は、取得部12により取得された、ステップS101にて受信した光ID情報に基づいて、ステップS101にて受信した光の発振元である基地局40を特定する(ステップS103)。受信器30は、ステップS102にて算出された一の基地局40に対する受信器30の相対的位置情報(一の基地局40の位置から受信器30の位置に向かうベクトルの各成分に相当)と、ステップS103にて特定した基地局40を示す基地局特定情報とを端末10に送信し、端末10は該送信された情報の各々を受信する。なお、受信器30で算出された基地局40に対する受信器30の相対的な位置及び向きを取得する代わりに、以下のような処理を行うようにしてもよい。まず、端末10の取得部12が、照射による光が検出された時系列の信号を受信器30から取得する。続いて、端末10の推定部13が基地局40に対する受信器30の相対的な位置及び向きを算出する。これにより、端末10にて位置等を算出する処理を行うため、受信器30に位置等を算出する装置を設ける必要がなくなる。   In step S101, the receiver 30 receives light ID information, vertical laser light, and horizontal laser light irradiation in this order from one base station 40 at an arbitrary position. Subsequently, the receiver 30 receives the reception result of the vertical direction laser light and the reception result of the horizontal direction laser light received in step S101, and receives the reception result of the one base station 40 at the arbitrary position. Is calculated (step S102). This calculation method may be a conventional calculation method using the lighthouse method. Subsequently, the estimation unit 13 of the terminal 10 specifies the base station 40 that is the oscillation source of the light received in step S101 based on the optical ID information received in step S101 acquired by the acquisition unit 12. (Step S103). The receiver 30 calculates the relative position information of the receiver 30 with respect to the one base station 40 calculated in step S102 (corresponding to each component of the vector from the position of the one base station 40 toward the position of the receiver 30). The base station specifying information indicating the base station 40 specified in step S103 is transmitted to the terminal 10, and the terminal 10 receives each of the transmitted information. Instead of acquiring the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40 calculated by the receiver 30, the following processing may be performed. First, the acquisition unit 12 of the terminal 10 acquires a time-series signal from which light by irradiation is detected from the receiver 30. Subsequently, the estimation unit 13 of the terminal 10 calculates the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40. Thereby, since the process of calculating the position and the like is performed in the terminal 10, it is not necessary to provide the receiver 30 with a device for calculating the position and the like.

端末10の推定部13は、受信した基地局特定情報により基地局位置記憶部11を参照して原点Oとしての基地局40(例えば、基地局40−1)から基地局特定情報が示す基地局40の位置に向かうベクトルの各成分を取得し、該取得されたベクトルの各成分と相対的位置情報とに基づいて、原点Oとしての基地局の位置から現在の受信器30の位置に向かうベクトルの各成分を算出することにより、基地局40−1に対する現在(照射受信時)の受信器30の位置を算出し(ステップS104)、処理を終了する。   The estimation unit 13 of the terminal 10 refers to the base station position storage unit 11 based on the received base station specifying information, and the base station indicated by the base station specifying information from the base station 40 (for example, the base station 40-1) as the origin O 40. Each component of the vector directed to the position of 40 is obtained, and the vector directed from the position of the base station as the origin O to the current position of the receiver 30 based on each component of the obtained vector and the relative position information. Is calculated, the current position of the receiver 30 (at the time of irradiation reception) with respect to the base station 40-1 is calculated (step S104), and the process is terminated.

ここで、図7Bを用いて具体的に説明する。例えば、受信器30が、ステップS101で、基地局40−3からの光ID情報、及びポジショントラッキング用のレーザー光を受信したとする。次いで、ステップS102にて、受信器30は、基地局40−3の位置Qに対する現在位置Cの相対的な位置を示すベクトルQCの各成分を算出し、それを相対的位置情報として出力する。次いで、ステップS103にて、受信器30は、ステップS101にて受信した光ID情報に基づいて、受信したポジショントラッキング用のレーザー光の発信元が基地局40−3であることを特定し、基地局40−3を示す基地局特定情報を出力する。端末10は、上記相対的位置情報と基地局特定情報とを受信すると、ステップS104にて、受信した基地局特定情報に基づいて得られた基地局位置記憶部11に記憶された基地局40−3の位置(OQベクトルの各成分)と、受信した相対的位置情報とにより、基地局40−1に対する現在位置Cの位置を取得する。ここで、基地局40−1の位置Oに対する基地局40−3へのベクトルOQの各成分は、設定処理において基地局位置記憶部11に予め記憶されている。そのため、ベクトルOC=ベクトルOQ+ベクトルQC(相対的位置情報)により、基地局40−1に対する現在の位置を算出することができる。具体的には、ステップS102で算出されたベクトルQCが(x、y、z)であり、図7Bを用いて説明したように、ベクトルOQが(x−x+x−x、y−y+y−y、z−z+z−z)であれば、ベクトルOCは、(x−x+x−x+x、y−y+y−y+y、z−z+z−z+y)により算出することができる。このベクトルOCの各成分が、位置Oを原点とした位置(座標)となる。 Here, it demonstrates concretely using FIG. 7B. For example, it is assumed that the receiver 30 receives the optical ID information and the position tracking laser beam from the base station 40-3 in step S101. Next, in step S102, the receiver 30 calculates each component of the vector QC indicating the relative position of the current position C with respect to the position Q of the base station 40-3, and outputs it as relative position information. Next, in step S103, the receiver 30 specifies that the source of the received position tracking laser light is the base station 40-3 based on the optical ID information received in step S101, and Base station specifying information indicating the station 40-3 is output. When the terminal 10 receives the relative position information and the base station specifying information, the base station 40− stored in the base station position storage unit 11 obtained based on the received base station specifying information in step S104. The position of the current position C with respect to the base station 40-1 is acquired from the position of 3 (each component of the OQ vector) and the received relative position information. Here, each component of the vector OQ to the base station 40-3 with respect to the position O of the base station 40-1 is stored in advance in the base station position storage unit 11 in the setting process. Therefore, the current position with respect to the base station 40-1 can be calculated by vector OC = vector OQ + vector QC (relative position information). Specifically, the vector QC calculated in step S102 is (x C , y C , z C ), and the vector OQ is (x A −x 1 + x 2 −x) as described with reference to FIG. 7B. 3 , y A −y 1 + y 2 −y 3 , z A −z 1 + z 2 −z 3 ), the vector OC is (x A −x 1 + x 2 −x 3 + x C , y A −y 1 + y 2 -y 3 + y C, z A -z 1 + z 2 -z 3 + y C) can be calculated by. Each component of the vector OC becomes a position (coordinates) with the position O as the origin.

また、例えば、図8においては、ポジショントラッキングの全対象領域の一部である部屋501は基地局40−1、40−2の位置検出対象領域40−1a、40−2aに含まれており、ポジショントラッキングの全対象領域の残りの部分である部屋502は基地局40−3、40−4の位置検出対象領域40−3a、40−4aに含まれている。逆に言うと、受信器30が基地局40−1、40−2から光を受信した場合は受信器30が部屋501に存在し、受信器30が基地局40−3、40−4から光を受信した場合は受信器30が部屋502に存在していると言える。よって、ステップS103にてポジショントラッキング用のレーザー光を発振した基地局を特定できれば、ステップS104にて、端末10は、どの部屋(光ID情報により特定)中のどの位置(ポジショントラッキング用のレーザー光により特定)に受信器30がいるか、すなわち、ポジショントラッキングの全対象領域における位置(座標)を取得することができる。このとき、基地局40−1、40−3が同時にレーザー光を発振し、それとは別のタイミングで基地局40−2、40−4が同時にレーザー光を発振するようにすればよい。あるいは、各基地局40−1〜40−4の各々について、自身を基準にした座標をポジショントラッキングの全対象領域中の座標と予め対応付けておけば、ある基地局により受信し、その基地局を基準にどの位置にあるかが特定されれば、その位置に対応するポジショントラッキングの全対象領域中の位置を得ることができる。   Further, for example, in FIG. 8, a room 501 that is a part of the entire target area for position tracking is included in the position detection target areas 40-1a and 40-2a of the base stations 40-1 and 40-2. The room 502, which is the remaining part of all the target areas for position tracking, is included in the position detection target areas 40-3a and 40-4a of the base stations 40-3 and 40-4. In other words, when the receiver 30 receives light from the base stations 40-1 and 40-2, the receiver 30 exists in the room 501, and the receiver 30 receives light from the base stations 40-3 and 40-4. Can be said to be present in the room 502. Therefore, if the base station that oscillated the position tracking laser light can be identified in step S103, the terminal 10 determines which position (identified by the optical ID information) in which room (position tracking laser light) in step S104. In other words, the position (coordinates) in the entire target area of position tracking can be acquired. At this time, the base stations 40-1 and 40-3 may simultaneously oscillate laser light, and the base stations 40-2 and 40-4 may simultaneously oscillate laser light at different timings. Alternatively, for each of the base stations 40-1 to 40-4, if the coordinates based on itself are associated with the coordinates in all the target areas of position tracking in advance, the base station receives the coordinates, If the position is specified with reference to the position, the position in the entire target area of the position tracking corresponding to the position can be obtained.

図8を参照し、位置推定システム1の位置推定処理の一例について説明する。図8(A)のように設置された基地局40−1、基地局40−2、基地局40−3、基地局40−4により、図8(B)に示すような範囲に照射される場合、例えば以下のような順番で照射を行う。   An example of the position estimation process of the position estimation system 1 will be described with reference to FIG. The base station 40-1, base station 40-2, base station 40-3, and base station 40-4 installed as shown in FIG. 8A irradiate the range as shown in FIG. 8B. In this case, for example, irradiation is performed in the following order.

まず、互いに位置検出対象領域が重ならないように設置されている基地局40−2、及び基地局40−3が、同時に一連の照射を行う。なお、この一連の照射において、基地局40は、光ID情報、横方向レーザー光、縦方向レーザー光の照射を行う。続いて、基地局40−1が、一連の照射を行う。続いて、基地局40−4が、一連の照射を行う。なお、上述した照射の順序は一例であり、互いに位置検出対象領域が重ならないように設置されている複数の基地局40が同時に一連の照射を行うタイミングと、その他の各基地局40が一連の照射を行うタイミングとが、時間的に分割されていればよい。   First, the base station 40-2 and the base station 40-3 installed so that the position detection target areas do not overlap each other perform a series of irradiations simultaneously. In this series of irradiation, the base station 40 performs irradiation with optical ID information, a horizontal laser beam, and a vertical laser beam. Subsequently, the base station 40-1 performs a series of irradiation. Subsequently, the base station 40-4 performs a series of irradiations. Note that the above-described irradiation order is an example, and a timing at which a plurality of base stations 40 installed so that position detection target areas do not overlap each other simultaneously performs a series of irradiation, and other base stations 40 have a series of irradiation. It is only necessary that the irradiation timing is divided in time.

図11は、本実施形態に係る位置推定システム1の位置推定処理について説明する図である。図9(A)のように、大きなスペースである部屋610に、複数の基地局40が設置されている場合においても、上記と同様に、互いに位置検出対象領域が重ならないように設置されている複数の基地局40が同時に一連の照射を行うタイミングと、その他の各基地局40が一連の照射を行うタイミングとを、時間的に分割する。   FIG. 11 is a diagram for explaining position estimation processing of the position estimation system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 9A, even when a plurality of base stations 40 are installed in a room 610 which is a large space, the position detection target areas are installed so as not to overlap each other, as described above. The timing at which a plurality of base stations 40 perform a series of irradiations simultaneously and the timing at which each other base station 40 performs a series of irradiations are divided in time.

例えば、図11(A)のように、互いに位置検出対象領域が重ならないように設置されている基地局40−2、及び基地局40−5が、同時に一連の照射を行う。続いて、例えば、図11(B)のように、互いに位置検出対象領域が重ならないように設置されている基地局40−1、及び基地局40−6が、同時に一連の照射を行う。続いて、例えば、図11(C)のように、基地局40−3が、一連の照射を行う。続いて、例えば、図11(D)のように、基地局40−4が、一連の照射を行う。このように、互いに位置検出対象領域が重ならないように設置されている基地局40は同時に照射することにより、位置をトラッキングする際の時間間隔が短くなるため、トラッキングの精度が向上する。   For example, as shown in FIG. 11A, the base station 40-2 and the base station 40-5 installed so that the position detection target areas do not overlap each other perform a series of irradiation simultaneously. Subsequently, for example, as illustrated in FIG. 11B, the base station 40-1 and the base station 40-6 installed so that the position detection target areas do not overlap each other perform a series of irradiation simultaneously. Subsequently, for example, as illustrated in FIG. 11C, the base station 40-3 performs a series of irradiation. Subsequently, for example, as illustrated in FIG. 11D, the base station 40-4 performs a series of irradiation. In this way, the base stations 40 installed so that the position detection target areas do not overlap each other are simultaneously irradiated, so that the time interval for tracking the position is shortened, so that the tracking accuracy is improved.

図12は、本実施形態に係る受信器30が検出する信号について説明する図である。センサ301は、図示しない各フレームの開始を示すフラッシュを受光した後、基地局40からの一連の照射による各フレームにおいて、基地局40のIDを示す光ID情報、横方向レーザー光、縦方向レーザー光を受信する。なお、以下では、センサ301は、所定のサンプリング間隔にて受光したか否かを判定し、受光した場合は「1」を出力し、受光していない場合は「0」を出力するものとして説明する。   FIG. 12 is a diagram illustrating a signal detected by the receiver 30 according to the present embodiment. After receiving a flash indicating the start of each frame (not shown), the sensor 301 receives optical ID information indicating the ID of the base station 40, a horizontal laser beam, and a vertical laser in each frame by a series of irradiation from the base station 40. Receive light. In the following description, it is assumed that the sensor 301 determines whether light is received at a predetermined sampling interval, and outputs “1” when light is received, and outputs “0” when light is not received. To do.

図12の例では、センサ301Aは、例えば「0001001000000100」という信号を出力したとする。この場合、サンプリングされた時系列順に、先頭の4つの値である「0001」が基地局40−1のIDを示す情報であり、その後の6つずつの値「001000」、「000100」が、それぞれ、基地局40−1に対するセンサ301Aの横方向、及び縦方向の角度(ベクトルの向き)を示す情報として処理される。なお、第1フレームを受信する前に、センサ301Aは、基地局40−1からの例えばフラッシュにより、第1フレームの開始を通知されている。   In the example of FIG. 12, it is assumed that the sensor 301A outputs a signal “0001001000000100”, for example. In this case, in the sampled time-series order, “0001” as the first four values is information indicating the ID of the base station 40-1, and the subsequent six values “001000” and “000100” Each is processed as information indicating the angle (vector direction) in the horizontal direction and vertical direction of the sensor 301A with respect to the base station 40-1. Before receiving the first frame, the sensor 301A is notified of the start of the first frame, for example, by flashing from the base station 40-1.

図12の例では、センサ301Bは、例えば「0001010000001000」という信号を出力したとする。この場合、サンプリングされた時系列順に、先頭の4つの値である「0001」が基地局40−1のIDを示す情報であり、その後の6つずつの値「010000」、「000010」が、それぞれ、基地局40−1に対するセンサ301Bの横方向、及び縦方向の角度(ベクトルの向き)を示す情報として処理される。このように、複数のセンサ301にて、一の基地局40からの一連の照射を受光できれば、基地局40に対する複数のセンサ301の各々の横方向、及び縦方向の角度(ベクトルの向き)と、予め記憶されている複数のセンサ301の間の距離の情報とに基づき、当該一の基地局40に対する受信器30の相対的な位置(一の基地局40から受信器30の位置に向かうベクトルの各成分)及び向きを算出することができる。   In the example of FIG. 12, it is assumed that the sensor 301B outputs a signal “0001010000001000”, for example. In this case, in the sampled time-series order, “0001” as the first four values is information indicating the ID of the base station 40-1, and the subsequent six values “010000” and “000010” are Each is processed as information indicating the angle (vector direction) in the horizontal direction and vertical direction of the sensor 301B with respect to the base station 40-1. In this way, if a plurality of sensors 301 can receive a series of irradiations from one base station 40, the horizontal and vertical angles (vector orientations) of each of the plurality of sensors 301 with respect to the base station 40 can be obtained. , Based on the distance information between the plurality of sensors 301 stored in advance, the relative position of the receiver 30 with respect to the one base station 40 (vector directed from the one base station 40 to the position of the receiver 30) Each component) and direction can be calculated.

図12の例では、センサ301Aは、第1フレームで基地局40−1からの照射を受け、第2フレームで基地局40−2からの照射を受け、第3フレームでは、基地局40−3からの照射を受けていない。これは、例えば、センサ301Aが基地局40−3の位置検出対象領域に位置していない、または、例えば受信器30が傾けられており、センサ301Aが基地局40−3からの照射を受けられる向きを向いていないためである。   In the example of FIG. 12, the sensor 301A receives irradiation from the base station 40-1 in the first frame, irradiation from the base station 40-2 in the second frame, and base station 40-3 in the third frame. Not receiving irradiation from. This is because, for example, the sensor 301A is not located in the position detection target area of the base station 40-3, or the receiver 30 is tilted, for example, and the sensor 301A can receive irradiation from the base station 40-3. This is because it is not facing the direction.

<変形例>
次に、図13を参照し、位置推定システム1の位置推定処理の変形例について説明する。図13は、本実施形態に係る位置推定システム1の位置推定処理について説明する図である。位置検出対象領域が重なる複数の基地局40が、一連の照射を順番に行う代わりに、基地局40の位置検出対象領域を設置位置に応じて予め設定することにより、各基地局40の位置検出対象領域が重ならないようにしてもよい。
<Modification>
Next, a modification of the position estimation process of the position estimation system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating the position estimation process of the position estimation system 1 according to the present embodiment. Instead of performing a series of irradiations in sequence, a plurality of base stations 40 in which the position detection target areas overlap, the position detection target area of the base station 40 is set in advance according to the installation position, thereby detecting the position of each base station 40 The target areas may not overlap.

図13の例では、基地局40−1、及び基地局40−4の位置検出対象領域を、廊下503を含まないように、「縦方向レーザー光」及び「横方向レーザー光」の照射角度を設定する。この場合、例えば、まず、部屋の壁等によって互いに位置検出対象領域が重ならないように設置されている基地局40−2、及び基地局40−3が、同時に一連の照射を行う。続いて、互いに位置検出対象領域が重ならないように設置されている基地局40−1、及び基地局40−4が、同時に一連の照射を行う。   In the example of FIG. 13, the irradiation angles of the “longitudinal laser beam” and the “lateral laser beam” are set so that the position detection target areas of the base station 40-1 and the base station 40-4 do not include the corridor 503. Set. In this case, for example, first, the base station 40-2 and the base station 40-3 installed so that the position detection target areas do not overlap each other due to the wall of the room or the like perform a series of irradiation simultaneously. Subsequently, the base station 40-1 and the base station 40-4 installed so that the position detection target areas do not overlap each other perform a series of irradiations simultaneously.

これにより、位置をトラッキングする際の時間間隔がさらに短くなるため、トラッキングの精度がさらに向上する。   As a result, the time interval for tracking the position is further shortened, and the tracking accuracy is further improved.

本実施形態では、ポジショントラッキングの全対象領域(例えば、部屋501、502を含む領域や部屋610)において、複数の基地局40(好ましくは3つ以上の基地局)を、上記全対象領域のいずれの部分も上記複数の基地局40の各々に対応する位置検出対象領域のいずれかに含まれるように設け(すなわち、上記全対象領域のうち、上記複数の基地局40の各々に対応する位置検出対象領域のいずれにも含まれない部分を生じさせないように設け)、各基地局40は、ポジショントラッキング用のレーザー光に加えて、自身をユニークに特定するためのIDを光を用いて(光ID情報にて)送信している。   In the present embodiment, in all target areas for position tracking (for example, areas including rooms 501 and 502 and room 610), a plurality of base stations 40 (preferably three or more base stations) are connected to any of the above target areas. Is also included in one of the position detection target areas corresponding to each of the plurality of base stations 40 (that is, position detection corresponding to each of the plurality of base stations 40 out of all the target areas). In addition to the position tracking laser light, each base station 40 uses an ID for uniquely identifying itself in the light (light). (With ID information).

よって、ポジショントラッキングの対象となる受信器30は、所定の位置検出対象領域において該領域内にて規定される座標軸に対する位置を推定(特定)するためのレーザー光を受信する受光部(センサ301)にて、上記位置検出対象領域に対応する基地局のID情報を取得することができる。すなわち、ある基地局に対して相対的な位置を取得するための情報(縦方向レーザー光および横方向レーザー光)と、相対的な位置の基準となる基地局を特定するためのID情報との双方を、同一の部材にて取得することができる。よって、受信器30のコスト増およびサイズ増大を抑えることができる。   Therefore, the receiver 30 as a position tracking target is a light receiving unit (sensor 301) that receives a laser beam for estimating (specifying) a position with respect to a coordinate axis defined in the predetermined position detection target area. Thus, the ID information of the base station corresponding to the position detection target area can be acquired. That is, information (vertical laser light and horizontal laser light) for acquiring a relative position with respect to a certain base station, and ID information for specifying a base station serving as a reference for the relative position Both can be acquired by the same member. Therefore, an increase in cost and size of the receiver 30 can be suppressed.

また、本実施形態では、上記IDを光によって送信しているので、ある受信器30が同時に他の基地局からID情報を受信する場合であっても、他のID情報のキャリア部分と干渉することはない。よって、図9(A)のように、広い部屋610に全てにおいてポジショントラッキングをするために、遮るものが無い領域において複数の基地局40を設ける場合により一層威力を発揮する。この場合、場所によっては、受信器30は複数の基地局40からID情報を受信することになるが、それぞれのID情報は互いに干渉しないので、受信器30は、各々のID情報を正しく認識することができるのである。   In the present embodiment, since the ID is transmitted by light, even when a certain receiver 30 receives ID information from another base station at the same time, it interferes with the carrier portion of the other ID information. There is nothing. Therefore, as shown in FIG. 9A, in order to perform position tracking in all of the large room 610, it is more effective when a plurality of base stations 40 are provided in an unobstructed area. In this case, depending on the location, the receiver 30 receives ID information from a plurality of base stations 40. However, since the respective ID information does not interfere with each other, the receiver 30 correctly recognizes each ID information. It can be done.

また、本実施形態では、端末10等の情報処理装置は、上記ポジショントラッキングの全対象領域に設けられた複数の基地局の位置関係を把握しており、さらに上記光ID情報により、受信器30が受光したポジショントラッキング用のレーザー光の発信源となる基地局を特定している。従って、ある基地局に対する相対位置を取得することができ、かつその基地局がポジショントラッキングの全対象領域のどの位置にあるのかが上記位置関係から取得できるので、その結果、レーザー光を受光した受信器30の上記全対象領域中の絶対位置を取得することができる。よって、屋内であって、ポジショントラッキングの全対象領域が、複数の部屋からなる領域、複数階建ての建物のような空間的に対象領域が分布する領域、複雑な形状の領域、あるいいは部屋610のように広い領域であっても、上述のように基地局40が対応しているポジショントラッキングの全対象領域においては受信器30の位置を取得することができる。このように、ポジショントラッキング用のレーザー光(縦方向レーザー光および横方向レーザー光)の受光結果の解析は、該レーザー光の発振源に対する相対的な位置を取得するように機能し、光ID情報の受光結果の解析は、基地局の配置位置によって大まかに区分されたポジショントラッキングの全対象領域のうち、受光がなされた受信器30が位置する区分を特定するように機能する。そして、それら解析結果に基づいて、ポジショントラッキングの全対象領域中の絶対的な位置を推定するのである。本実施形態に係る光ID情報は、上記全対象領域の一部におけるある基準点(基地局)に対する相対的な位置として取得された位置情報を、上記全対象領域中の絶対的な位置情報に落とし込むための懸け橋として活用されるものである。   In the present embodiment, the information processing apparatus such as the terminal 10 grasps the positional relationship among a plurality of base stations provided in the entire target area for position tracking, and further receives the receiver 30 based on the optical ID information. Identifies the base station that is the source of the position tracking laser light received by. Therefore, the relative position with respect to a certain base station can be acquired, and the position of the base tracking station in all the target areas for position tracking can be acquired from the above positional relationship. The absolute position in the entire target area of the vessel 30 can be obtained. Therefore, it is indoor, and the entire target area for position tracking is an area consisting of multiple rooms, an area where the target area is spatially distributed, such as a multi-storey building, an area with a complicated shape, or a room Even in a wide area such as 610, the position of the receiver 30 can be acquired in all the target areas of position tracking supported by the base station 40 as described above. As described above, the analysis of the light reception result of the position tracking laser light (longitudinal laser light and lateral laser light) functions to acquire the relative position of the laser light with respect to the oscillation source. The analysis of the received light function functions so as to identify the section where the receiver 30 that has received the light is located among all the target areas of the position tracking roughly divided by the arrangement position of the base station. Then, based on the analysis results, the absolute position in the entire target area for position tracking is estimated. In the optical ID information according to the present embodiment, position information acquired as a relative position with respect to a certain reference point (base station) in a part of the entire target area is converted into absolute position information in the entire target area. It is used as a bridge to drop.

[第2の実施形態]
第1の実施形態では、受信器30が、複数の基地局40から同時に照射を受信しないように基地局40の設定を行う例について説明した。第2の実施形態では、複数の基地局40から同時に照射を受信した場合は、位置情報の推定を行わない例について説明する。第2の実施形態では、複数の基地局40からの照射が重ならない領域においては、位置をトラッキングする際の時間間隔がさらに短くなるため、トラッキングの精度がさらに向上する。なお、第2の実施形態は一部を除いて第1の実施形態と同様であるため、適宜説明を省略する。
[Second Embodiment]
In 1st Embodiment, the receiver 30 demonstrated the example which performs the setting of the base station 40 so that it may not receive irradiation from the several base station 40 simultaneously. In the second embodiment, an example in which position information is not estimated when irradiation is simultaneously received from a plurality of base stations 40 will be described. In the second embodiment, in a region where irradiation from a plurality of base stations 40 does not overlap, the time interval for tracking the position is further shortened, so that the tracking accuracy is further improved. Note that the second embodiment is the same as the first embodiment except for a part thereof, and thus description thereof will be omitted as appropriate.

<処理>
≪位置推定処理≫
次に、図14を参照し、位置推定システム1の位置推定処理について説明する。図14は、本実施形態に係る受信器30及び端末10の位置推定処理を示すフローチャートである。
<Processing>
≪Location estimation process≫
Next, the position estimation process of the position estimation system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a flowchart showing position estimation processing of the receiver 30 and the terminal 10 according to the present embodiment.

ステップS201において、受信器30は、任意の位置において、1以上の基地局40から、照射を受信する。続いて、端末10の取得部12は、受信器30から、照射による光が検出された時系列の信号を取得する(ステップS202)。   In step S201, the receiver 30 receives irradiation from one or more base stations 40 at an arbitrary position. Subsequently, the acquisition unit 12 of the terminal 10 acquires, from the receiver 30, a time-series signal in which light due to irradiation is detected (Step S202).

続いて、端末10の推定部13は、受信器30が複数の基地局40から同時に照射されたか否かを判定する(ステップS203)。この場合、例えば、受信器30が各基地局40から受信した光ID情報から得られる2値データ(例えば、照射有り(1)、無し(0))が、基地局位置記憶部11に記憶されているIDを示す2値データのいずれとも一致しない場合に、照射を同時に受信したと判定される。例えば、基地局40−1、基地局40−2、基地局40−3、基地局40−4のIDであるフラッシュのオンオフパターンが検出された時系列の信号(光ID情報)が、それぞれ「0001」、「0010」、「0100」、「1000」の場合であるとする。この場合、受信器30のセンサー301が基地局40−1、及び基地局40−4から同時に照射された場合、「0001」、及び「1000」のフラッシュの有り、無し(オン、オフ)のタイミングが重なり、上記センサー301にて検出されるフラッシュのオンオフパターンは「1001」となる。この場合、「1001」のIDは基地局位置記憶部11に記憶されていないため、同時に照射されたと判定する。   Subsequently, the estimation unit 13 of the terminal 10 determines whether or not the receiver 30 is simultaneously irradiated from a plurality of base stations 40 (step S203). In this case, for example, binary data (for example, irradiation (1), absence (0)) obtained from the optical ID information received by the receiver 30 from each base station 40 is stored in the base station position storage unit 11. It is determined that the irradiation has been received at the same time when it does not match any of the binary data indicating the ID that is present. For example, time-series signals (optical ID information) in which flash on / off patterns, which are IDs of the base station 40-1, the base station 40-2, the base station 40-3, and the base station 40-4, are detected are respectively “ It is assumed that the cases are “0001”, “0010”, “0100”, and “1000”. In this case, when the sensor 301 of the receiver 30 is simultaneously irradiated from the base station 40-1 and the base station 40-4, the flashes “0001” and “1000” are present and not present (on and off). The flash on / off pattern detected by the sensor 301 is “1001”. In this case, since the ID of “1001” is not stored in the base station position storage unit 11, it is determined that the irradiation is performed at the same time.

複数の基地局40から同時に照射された場合(ステップS203でYES)、エラーであると判断し、処理を終了する。複数の基地局40から、照射を同時に受信していない場合(ステップS203でNO)、端末10の推定部13は、当該任意の位置における、当該基地局40に対する受信器30の現在(照射受信時)の相対的な位置及び向きを算出する(ステップS204)。   If it is irradiated simultaneously from a plurality of base stations 40 (YES in step S203), it is determined that there is an error, and the process ends. When irradiation is not simultaneously received from a plurality of base stations 40 (NO in step S203), the estimation unit 13 of the terminal 10 presents the current state (at the time of irradiation reception) of the receiver 30 for the base station 40 at the arbitrary position. ) Is calculated (step S204).

続いて、端末10の推定部13は、基地局位置記憶部11に記憶されている情報、及び当該基地局40のID、当該基地局40に対する受信器30の相対的な位置及び向きに基づいて、基地局40−1に対する現在の位置を算出し(ステップS205)、処理を終了する。   Subsequently, the estimation unit 13 of the terminal 10 is based on the information stored in the base station position storage unit 11, the ID of the base station 40, and the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40. The current position with respect to the base station 40-1 is calculated (step S205), and the process ends.

図8を参照し、第2の実施形態に係る位置推定システム1の位置推定処理の一例について説明する。図8(A)のように設置された基地局40−1、基地局40−2、基地局40−3、基地局40−4により、図8(B)に示すような範囲に照射される場合、例えば以下のような順番で照射を行う。   An example of the position estimation process of the position estimation system 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The base station 40-1, base station 40-2, base station 40-3, and base station 40-4 installed as shown in FIG. 8A irradiate the range as shown in FIG. 8B. In this case, for example, irradiation is performed in the following order.

まず、互いに位置検出対象領域が重ならないように設置されている基地局40−2、及び基地局40−3が、同時に一連の照射を行う。続いて、基地局40−1、及び基地局40−4が、同時に一連の照射を行う。この場合、基地局40−1、及び基地局40−4の位置検出対象領域が重なる領域504、領域505では、基地局40−1、及び基地局40−4が、同時に一連の照射を行った際の位置の推定を行わない。   First, the base station 40-2 and the base station 40-3 installed so that the position detection target areas do not overlap each other perform a series of irradiations simultaneously. Subsequently, the base station 40-1 and the base station 40-4 perform a series of irradiations simultaneously. In this case, in the region 504 and the region 505 where the position detection target regions of the base station 40-1 and the base station 40-4 overlap, the base station 40-1 and the base station 40-4 performed a series of irradiations simultaneously. Do not estimate the position.

このため、領域504、領域505においては、位置をトラッキングする際の時間間隔が倍になる。しかしながら、領域504、領域505以外の領域においては、上述した第1の実施形態の変形例と同様に、位置をトラッキングする際の時間間隔がさらに短くなるため、トラッキングの精度がさらに向上する。   For this reason, in the area | region 504 and the area | region 505, the time interval at the time of tracking a position doubles. However, in the regions other than the region 504 and the region 505, as in the modification of the first embodiment described above, the time interval for tracking the position is further shortened, so that the tracking accuracy is further improved.

次に、図15を参照し、第2の実施形態に係る位置推定システム1の位置推定処理の他の一例について説明する。図15は、本実施形態に係る位置推定システム1の位置推定処理について説明する図である。   Next, another example of the position estimation process of the position estimation system 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a diagram illustrating the position estimation process of the position estimation system 1 according to this embodiment.

位置検出対象領域が重なる複数の基地局40が、一連の照射を順番に行う代わりに、基地局40の照射範囲を設置位置に応じて予め設定することにより、各基地局40の位置検出対象領域が重ならないようにしてもよい。   Instead of performing a series of irradiations in sequence, a plurality of base stations 40 where the position detection target areas overlap, by setting the irradiation range of the base station 40 in advance according to the installation position, the position detection target areas of each base station 40 May not overlap.

図15の例では、図9(A)の例と同様に、比較的大きなスペースに、複数の基地局40が設置されている。この場合、できるだけ互いに位置検出対象領域が重ならないような例えば2つのグループに分け、交互に照射を行ってもよい。この場合、例えば、まず図15(A)のように、基地局40−1、基地局40−3、基地局40−6が、同時に一連の照射を行う。続いて、図15(B)のように、基地局40−2、基地局40−4、基地局40−5が、同時に一連の照射を行う。   In the example of FIG. 15, as in the example of FIG. 9A, a plurality of base stations 40 are installed in a relatively large space. In this case, for example, it may be divided into two groups so that the position detection target regions do not overlap each other as much as possible, and irradiation may be performed alternately. In this case, for example, first, as shown in FIG. 15A, the base station 40-1, the base station 40-3, and the base station 40-6 simultaneously perform a series of irradiation. Subsequently, as shown in FIG. 15B, the base station 40-2, the base station 40-4, and the base station 40-5 simultaneously perform a series of irradiation.

この場合、基地局40−1、及び基地局40−3の位置検出対象領域が重なる領域651、基地局40−3、及び基地局40−6の位置検出対象領域が重なる領域652では、基地局40−1、基地局40−3、基地局40−6が、同時に一連の照射を行った際の位置の推定を行わない。また、基地局40−2、及び基地局40−4の位置検出対象領域が重なる領域653、基地局40−4、及び基地局40−5の位置検出対象領域が重なる領域654では、基地局40−2、基地局40−4、基地局40−5が、同時に一連の照射を行った際の位置の推定を行わない。   In this case, in the area 651 where the position detection target areas of the base station 40-1 and the base station 40-3 overlap, and in the area 652 where the position detection target areas of the base station 40-3 and the base station 40-6 overlap, 40-1, the base station 40-3, and the base station 40-6 do not estimate the position when a series of irradiations are performed simultaneously. In the area 653 where the position detection target areas of the base station 40-2 and the base station 40-4 overlap, and in the area 654 where the position detection target areas of the base station 40-4 and the base station 40-5 overlap, the base station 40 -2, base station 40-4, base station 40-5 does not estimate the position when a series of irradiations are performed simultaneously.

[第3の実施形態]
第2の実施形態では、複数の基地局40から同時に照射を受信した場合は、位置情報の推定を行わない例について説明した。第3の実施形態では、複数の基地局40から同時に照射を受信した場合、予め記憶されている複数の基地局40の位置情報を用いて、同時に受信した照射による信号を、各基地局40からの照射による信号に分離し、位置情報の推定を行う例について説明する。第3の実施形態では、位置をトラッキングする際の時間間隔がさらに短くなるため、トラッキングの精度がさらに向上する。なお、第3の実施形態は一部を除いて第1の実施形態乃至第2の実施形態と同様であるため、適宜説明を省略する。
[Third Embodiment]
In 2nd Embodiment, when irradiation was simultaneously received from the several base station 40, the example which does not estimate position information was demonstrated. In the third embodiment, when irradiation is received from a plurality of base stations 40 at the same time, using the position information of the plurality of base stations 40 stored in advance, signals received from the irradiation simultaneously are received from each base station 40. An example will be described in which position information is estimated by being separated into signals by irradiation. In the third embodiment, since the time interval for tracking the position is further shortened, the tracking accuracy is further improved. Note that the third embodiment is the same as the first to second embodiments except for a part thereof, and thus the description thereof will be omitted as appropriate.

<処理>
≪位置推定処理≫
次に、図16を参照し、位置推定システム1の位置推定処理について説明する。図16は、本実施形態に係る受信器30及び端末10の位置推定処理を示すフローチャートである。
<Processing>
≪Location estimation process≫
Next, the position estimation process of the position estimation system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart showing position estimation processing of the receiver 30 and the terminal 10 according to the present embodiment.

ステップS301において、受信器30は、任意の位置において、1以上の基地局40から、照射を受信する。続いて、端末10の取得部12は、受信器30から、照射による光が検出された時系列の信号を取得する(ステップS302)。続いて、端末10の推定部13は、受信器30が複数の基地局40から同時に照射されたか否かを判定する(ステップS303)。本ステップについて、ステップS203と同様に行えば良い。複数の基地局40から同時に照射された場合(ステップS303でYES)、端末10の推定部13は、同時に照射された光が検出された時系列の信号を、各基地局40からの照射による信号に分離する(ステップS304)。続いて、端末10の推定部13は、基地局位置記憶部11に記憶されている情報を用いて、分離された信号から基地局40−1に対する現在の位置を算出し(ステップS305)、処理を終了する。   In step S301, the receiver 30 receives irradiation from one or more base stations 40 at an arbitrary position. Subsequently, the acquisition unit 12 of the terminal 10 acquires, from the receiver 30, a time-series signal in which light due to irradiation is detected (Step S302). Subsequently, the estimation unit 13 of the terminal 10 determines whether or not the receiver 30 is simultaneously irradiated from a plurality of base stations 40 (step S303). This step may be performed in the same manner as step S203. In the case of simultaneous irradiation from a plurality of base stations 40 (YES in step S303), the estimation unit 13 of the terminal 10 uses a time-series signal in which simultaneously irradiated light is detected as a signal generated by irradiation from each base station 40. (Step S304). Subsequently, the estimation unit 13 of the terminal 10 calculates the current position with respect to the base station 40-1 from the separated signal using information stored in the base station position storage unit 11 (step S305), and performs processing Exit.

図17は、本実施形態に係る受信器30及び端末10の位置推定処理を説明する図である。   FIG. 17 is a diagram illustrating the position estimation processing of the receiver 30 and the terminal 10 according to the present embodiment.

図17の例では、センサ301Aは、基地局40−1、及び基地局40−2からの一連の照射による第1フレームにおいて、図示しない第1フレームの開始を示すフラッシュ、基地局40−1の光ID情報、横方向レーザー光、縦方向レーザー光を受信する。この場合、センサ301Aにより、基地局40−1からの照射による光が検出される時系列の信号は、図12の例と同様に、例えば「0001001000000100」であるとする。また、センサ301Aにより、基地局40−2からの照射による光が検出される時系列の信号は、例えば「0010000001001000」であるとする。   In the example of FIG. 17, the sensor 301A includes a flash indicating the start of the first frame (not shown) in the first frame by a series of irradiation from the base station 40-1 and the base station 40-2. Receives optical ID information, horizontal laser light, and vertical laser light. In this case, it is assumed that the time-series signal by which the light from the base station 40-1 is detected by the sensor 301A is, for example, “0001001000000100” as in the example of FIG. Further, it is assumed that the time-series signal in which the light by the irradiation from the base station 40-2 is detected by the sensor 301A is “0010000001001000”, for example.

この場合、上記2つの信号を同時に受信する場合、センサ301Aにより検出される時系列の信号は、基地局40−1からの照射と、基地局40−2からの照射により出力される「1」の信号が加算された「0011001001001100」となる。ここで、時系列順に「0011」が複数の基地局40のIDを示す情報であり、「001001」、「001100」が、複数の基地局40に対するセンサ301Aの横方向、及び縦方向の角度(ベクトルの向き)を示す情報である。複数の基地局40のIDを示す「0011」は、「0010」と「0001」に分離できる。複数の基地局40に対するセンサ301Aの横方向の角度(ベクトルの向き)を示す情報「001001」は、「001000」と「000001」に分離できる。複数の基地局40に対するセンサ301Aの縦方向の角度(ベクトルの向き)を示す情報「001100」は、「001000」と「000100」に分離できる。   In this case, when the two signals are received simultaneously, the time-series signal detected by the sensor 301A is “1” output by irradiation from the base station 40-1 and irradiation from the base station 40-2. It is “0011001001100100” to which the above signals are added. Here, “0011” is information indicating the IDs of the plurality of base stations 40 in time series order, and “001001” and “001100” are the angles of the horizontal direction and the vertical direction of the sensor 301A with respect to the plurality of base stations 40 ( Vector direction). “0011” indicating the IDs of the plurality of base stations 40 can be separated into “0010” and “0001”. Information “001001” indicating the lateral angle (vector direction) of the sensor 301A with respect to the plurality of base stations 40 can be separated into “001000” and “000001”. Information “001100” indicating the vertical angle (vector direction) of the sensor 301A with respect to the plurality of base stations 40 can be separated into “001000” and “000100”.

したがって、IDが「0010」である基地局40からの横方向及び縦方向の角度(ベクトルの向き)を示す情報は、「001000」「001000」、「001000」「000100」、「000001」「001000」、「000001」「000100」、の4通りの可能性がある。同様に、IDが「0001」である基地局40からの横方向及び縦方向の角度(ベクトルの向き)を示す情報は、「001000」「001000」、「001000」「000100」、「000001」「001000」、「000001」「000100」、の4通りの可能性がある。   Therefore, the information indicating the horizontal and vertical angles (vector directions) from the base station 40 with the ID “0010” is “001000” “001000”, “001000” “000100”, “000001” “001000”. "," 000001 ", and" 000100 ". Similarly, information indicating the horizontal and vertical angles (vector directions) from the base station 40 with ID “0001” is “001000”, “001000”, “001000”, “000100”, “000001”, “000001” There are four possibilities: “001000”, “000001”, “000100”.

ここで、基地局位置記憶部11には、基地局40−1に対する各基地局40の相対的な位置が記憶されているため、IDが「0010」である基地局40からの横方向及び縦方向の4通りのベクトルの向きの各々について、IDが「0001」である基地局40からの横方向及び縦方向の他の3通りのベクトルの向きが交わる位置(交点)を、基地局40−1に対する現在の位置として算出できる。なお、3以上の基地局40から照射を同時に受信した場合も、上記と同様に、分離したベクトルの向きの各々について、各基地局40からのベクトルの向きが交わる位置を、基地局40−1に対する現在の位置として算出できる。   Here, since the relative position of each base station 40 with respect to the base station 40-1 is stored in the base station position storage unit 11, the horizontal direction and the vertical direction from the base station 40 whose ID is “0010” are stored. For each of the four vector directions in the direction, the position (intersection point) where the other three vector directions from the base station 40 whose ID is “0001” intersect in the horizontal direction and the vertical direction intersects with each other. 1 as the current position. Even when irradiation is simultaneously received from three or more base stations 40, the positions at which the vector directions from each base station 40 intersect are determined for each of the separated vector directions, as described above. As the current position.

複数の基地局40から、照射を同時に受信していない場合(ステップS303でNO)、端末10の推定部13は、当該任意の位置における、当該基地局40に対する受信器30の現在(照射受信時)の相対的な位置及び向きを算出する(ステップS306)。続いて、端末10の推定部13は、基地局位置記憶部11に記憶されている情報、及び当該基地局40のID、当該基地局40に対する受信器30の相対的な位置及び向きに基づいて、基地局40−1に対する現在の位置を算出し(ステップS307)、処理を終了する。   When irradiation is not received simultaneously from a plurality of base stations 40 (NO in step S303), the estimation unit 13 of the terminal 10 presents the current state of the receiver 30 with respect to the base station 40 (at the time of irradiation reception) at the arbitrary position. ) Is calculated (step S306). Subsequently, the estimation unit 13 of the terminal 10 is based on the information stored in the base station position storage unit 11, the ID of the base station 40, and the relative position and orientation of the receiver 30 with respect to the base station 40. The current position with respect to the base station 40-1 is calculated (step S307), and the process ends.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to such specific embodiment, In the range of the summary of this invention described in the claim, various deformation | transformation・ Change is possible.

端末10、設定用端末20の各機能部における処理の一部は、例えば1以上のコンピュータにより構成されるクラウドコンピューティングにより実現されていてもよい。   A part of the processing in each functional unit of the terminal 10 and the setting terminal 20 may be realized by cloud computing configured by one or more computers, for example.

受信器30における処理の一部を、端末10や設定用端末20において実行するようにしてもよい。また、端末10や設定用端末20における処理の一部を、受信器30において実行するようにしてもよい。受信器30と端末10、受信器30と設定用端末20は、一体の装置として構成してもよい。   A part of the processing in the receiver 30 may be executed in the terminal 10 or the setting terminal 20. Further, a part of the processing in the terminal 10 and the setting terminal 20 may be executed in the receiver 30. The receiver 30 and the terminal 10, and the receiver 30 and the setting terminal 20 may be configured as an integrated device.

10 端末
11 基地局位置記憶部
12 取得部
13 推定部
20 設定用端末
21 基地局位置記憶部
22 取得部
23 基地局位置推定部
30 受信器
40 基地局
10 terminal 11 base station position storage unit 12 acquisition unit 13 estimation unit 20 setting terminal 21 base station position storage unit 22 acquisition unit 23 base station position estimation unit 30 receiver 40 base station

Claims (2)

第1の方向に第1のレーザー光を走査し、該走査とは別のタイミングで前記第1の方向と垂直の第2の方向に第2のレーザー光を走査する複数の基地局であって、該複数の基地局の各々は、自身を特定するIDと解釈されるようにID抽出用の光を前記第1のレーザー光および前記第2のレーザー光とは別のタイミングで照射する複数の基地局と、
移動可能に構成され、前記第1のレーザー光と、第2のレーザー光と、前記ID抽出用の光とを受信する受信部と、
前記受信部により受信したID抽出用の光により、前記複数の基地局のうち、前記受信部にて受信した前記ID抽出用の光の発振元の基地局を特定する手段と、
前記受信部により受信された第1のレーザー光と第2のレーザー光の受信したタイミングにより、前記発振元の基地局に対する前記受信部の位置を取得する手段と、
前記特定された基地局の位置と、前記取得された前記発振元の基地局に対する前記受信部の位置とに基づいて、所定の位置を基準とした前記受信部の位置を取得する手段と
を備えることを特徴とする位置推定システム。
A plurality of base stations that scan a first laser beam in a first direction and scan a second laser beam in a second direction perpendicular to the first direction at a timing different from the scanning; Each of the plurality of base stations irradiates ID extraction light at a timing different from that of the first laser light and the second laser light so as to be interpreted as an ID that identifies the base station. A base station,
A receiver configured to be movable, and receiving the first laser light, the second laser light, and the ID extraction light;
Means for identifying the base station that is the oscillation source of the ID extraction light received by the reception unit, among the plurality of base stations, by the ID extraction light received by the reception unit;
Means for acquiring the position of the receiving unit relative to the oscillation source base station according to the timing of receiving the first laser beam and the second laser beam received by the receiving unit;
Means for acquiring the position of the receiving unit based on a predetermined position based on the position of the specified base station and the acquired position of the receiving unit with respect to the acquired base station of the oscillation source A position estimation system characterized by that.
第1の方向に走査される第1のレーザー光、および該走査とは別のタイミングで前記第1の方向と垂直の第2の方向に走査される第2のレーザー光を含むポジショントラッキング用のレーザー光を照射し、かつ自身を特定するIDと解釈されるようにID抽出用の光を前記ポジショントラッキング用のレーザー光とは別のタイミングで各々が照射する複数の基地局であって、該複数の基地局の各々から照射されるポジショントラッキング用のレーザー光の照射範囲の少なくとも一部が前記複数の基地局の各々に対応する位置検出対象領域であり、ポジショントラッキングの全対象領域のいずれの部分も、前記複数の基地局の各々に対応する位置検出対象領域のいずれかに含まれるように設けられた複数の基地局と、
移動可能に構成され、前記ポジショントラッキング用のレーザー光と、前記ID抽出用の光とを受信する受信部と、
前記受信部により受信したID抽出用の光により、前記複数の基地局のうち、前記受信部にて受信した前記ID抽出用の光の発振元の基地局を特定する手段と、
前記受信部により受信されたポジショントラッキング用のレーザー光に含まれる第1のレーザー光と第2のレーザー光の受信したタイミングにより、前記発振元の基地局に対する前記受信部の位置を取得する手段と、
前記特定された基地局の位置と、前記取得された前記発振元の基地局に対する前記受信部の位置とに基づいて、前記ポジショントラッキングの全対象領域における、所定の位置を基準とした前記受信部の位置を取得する手段と
を備えることを特徴とする位置推定システム。
For position tracking including a first laser beam scanned in a first direction and a second laser beam scanned in a second direction perpendicular to the first direction at a timing different from the scanning A plurality of base stations each irradiating laser light and irradiating ID extraction light at a timing different from the position tracking laser light so as to be interpreted as an ID identifying itself; At least a part of the irradiation range of the position tracking laser light emitted from each of the plurality of base stations is a position detection target region corresponding to each of the plurality of base stations, and any of all target regions of position tracking A plurality of base stations provided so as to be included in any of the position detection target areas corresponding to each of the plurality of base stations,
A receiver configured to be movable and receiving the position tracking laser light and the ID extraction light;
Means for identifying the base station that is the oscillation source of the ID extraction light received by the reception unit, among the plurality of base stations, by the ID extraction light received by the reception unit;
Means for acquiring a position of the receiving unit with respect to the oscillation source base station based on timings of receiving the first laser beam and the second laser beam included in the position tracking laser beam received by the receiving unit; ,
Based on the position of the specified base station and the position of the reception unit with respect to the acquired base station of the oscillation source, the reception unit based on a predetermined position in all target areas of the position tracking A position estimation system comprising: means for acquiring the position of
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