JP2020080068A - Two-dimensional marker, two-dimensional marker recognition processing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次元マーカ、二次元マーカ認識処理システムに関し、特に情報密度を高めても視認容易な二次元マーカ、二次元マーカ認識処理システムに関する。 The present invention relates to a two-dimensional marker and a two-dimensional marker recognition processing system, and more particularly to a two-dimensional marker and a two-dimensional marker recognition processing system that are easily visible even if the information density is increased.
商品や物品の管理にバーコード(barcode)が多用されている。このバーコードは、縞模様状の線の太さによって数値や文字を表す識別子である。この識別子、すなわち管理情報として、数字、文字、記号などの情報を一定の規則に従い1次元のコードに変換し、レジスターなどの機械が読み取りやすいデジタル情報として入出力できるようにしている。 Bar codes are often used to manage products and goods. This bar code is an identifier that represents a numerical value or a character by the thickness of a striped line. As the identifier, that is, management information, information such as numbers, characters, and symbols is converted into a one-dimensional code according to a certain rule, and can be input/output as digital information that is easy to read by a machine such as a register.
このバーコードには機能上の制約があり、バーコードシンボルの左右にある余白、すなわちクワイエットゾーン(以下、「無表領域」ともいう)の面積が十分に確保されていないと読み取れない。実際のところ、クワイエットゾーンとして、ナローバー幅(最小エレメント)の10倍以上の面積が必要である。 This bar code has a functional restriction, and it cannot be read unless the margins on the left and right of the bar code symbol, that is, the area of the quiet zone (hereinafter, also referred to as "non-display area") is sufficiently secured. As a matter of fact, the quiet zone requires an area of 10 times or more the narrow bar width (minimum element).
このクワイエットゾーンが、十分に確保されていないと、読み取りが不安定になる。類似の制約として、バーコードの高さについては、所定高さを確保して印刷する必要がある。その高さが低いと、レーザ光がバーコードから外れてしまい、安定して読み取れない場合がある。実際のところ、バーコードの長さの15%以上を確保することが必要である。 If this quiet zone is not secured sufficiently, reading will be unstable. As a similar restriction, it is necessary to secure a predetermined height for printing the barcode. If the height is too low, the laser beam may deviate from the bar code, and stable reading may not be possible. In fact, it is necessary to secure at least 15% of the bar code length.
バーコードは、横方向にしか情報を保持し表示しないので1次元コードと呼ばれる。これに対し、二次元コードとは、水平方向と垂直方向に情報を保持・展開可能な表示方式のコードをいう。二次元コードには2種類ある。すなわち、小さな正方形を上下左右に配列させたマトリックス式(マトリックスコード)と、1次元バーコードを上下に複数重ねたスタック式(スタックコード)と、の2種類である。ここでは、マトリックスコードのみについて、二次元コードとして取り上げる。 The bar code is called a one-dimensional code because it holds and displays information only in the horizontal direction. On the other hand, the two-dimensional code is a display type code capable of holding and expanding information in the horizontal and vertical directions. There are two types of two-dimensional codes. That is, there are two types: a matrix type (matrix code) in which small squares are arranged vertically and horizontally, and a stack type (stack code) in which a plurality of one-dimensional barcodes are vertically stacked. Here, only the matrix code is taken as a two-dimensional code.
この二次元コードは、いわゆるQRコード(登録商標)であり、第1〜第3の長所を有する。第1に四角いマークのモザイク模様を携帯電話などの端末で読み取ることにより素早くデータを取得できる。第2に、作成も無料で簡単にできる。第3に、バーコードに比べると単位面積あたりの情報密度が高く、コード化するデータが同一であれば印字、表示面積は小さくなる長所を有する。これらの特徴により、二次元コードは、空港の入場や部品の生産者表示に至るまで、欠かせない存在となっている。 This two-dimensional code is a so-called QR code (registered trademark) and has first to third advantages. First, data can be quickly acquired by reading the mosaic pattern of the square mark with a terminal such as a mobile phone. Second, it's free and easy to create. Thirdly, it has an advantage that the information density per unit area is higher than that of the bar code, and if the data to be coded is the same, the printing and display area becomes smaller. Due to these characteristics, the two-dimensional code has become an indispensable existence even at the entrance of the airport and the manufacturer's display of parts.
一方、店舗、工場、倉庫等において、人や物品及びその物品の搬送手段の動きを追跡(以下。「トレース」ともいう)して効率改善を図る動線分析が知られている。例えば、多くの人員が配置された工場では、効率化の観点から対象者にマーカを付し、そのマーカをビーコン等の電磁的捕捉手段により追跡し、その追跡データを用いで動線分析すれば、所定の目的を達成できることも知られている。 On the other hand, in a store, a factory, a warehouse, etc., a flow line analysis is known in which the movement of a person or an article and a transportation means for the article is traced (hereinafter, also referred to as “trace”) to improve efficiency. For example, in a factory where many personnel are assigned, a marker is attached to the target person from the viewpoint of efficiency, the marker is tracked by an electromagnetic capturing means such as a beacon, and if the tracking data is used to analyze the flow line. It is also known that a predetermined purpose can be achieved.
このような所定の目的を達成するため、ビーコン等を用いずに、カメラでの視覚的情報取得(以下、「撮像」又は「視認」ともいう)によるならば、撮影画像中の物体を、物体の色や形状を手掛かりにして位置を検出し、さらに種類を特定するには困難を伴う。例えば、不特定多数を管理対象とする顔認証システムには、所定アングルで対象者の顔を鮮明に撮影できるカメラと大規模コンピュータシステムが不可欠であるという困難を伴う。 In order to achieve such a predetermined purpose, if visual information acquisition (hereinafter also referred to as “imaging” or “visual recognition”) by a camera is used without using a beacon or the like, the object in the captured image is It is difficult to detect the position and identify the type by using the color and shape of the cue as a clue. For example, a face authentication system that manages an unspecified large number of persons involves the difficulty that a camera and a large-scale computer system that can clearly capture the face of a subject at a predetermined angle are indispensable.
もし、このように不特定多数を管理対象とする顔認証システムでなくても足りる条件でならば、そのような困難を回避することができる。すなわち、予め対象者の所在位置を補足・追跡し易いように、また、種類を同定しやすいように設計した二次元マーカを管理対象とする物体に貼り付けられるのであれば、格段に簡素なシステムで動線分析の目的も達成できる。 If the face recognition system that manages an unspecified large number of people is sufficient as described above, such a difficulty can be avoided. That is, if a two-dimensional marker designed in advance so that the location of the target person can be easily captured and tracked and that the type can be easily identified can be attached to the object to be managed, a significantly simpler system can be used. Can also achieve the purpose of flow line analysis.
特に、広大な事業所等において、管理・監督者当の要人の所在も常時把握しておく必要に応じては、その動線分析システムによって、動線分析の目的とは別に、大勢の中からマーカを付した特定の人を識別して常時把握することも可能である。マーカを追跡するためには上述のビーコン等でなく、天井に配設されたカメラで管理対象を常時撮影し、その撮像情報を比較的簡素なコンピュータシステムで処理することにより、上述の要人に対する常時把握も考えられる。 Especially, in a large business site, etc., it is necessary to keep track of whereabouts of important persons such as managers/supervisors. It is also possible to identify a specific person to whom a marker is attached and always grasp it. In order to track the marker, instead of the above-mentioned beacon or the like, a camera installed on the ceiling constantly photographs the management target, and the image pickup information is processed by a relatively simple computer system. It is possible to always grasp.
以下にいう二次元マーカは、位置検出用マーカと、情報を埋め込むための情報用マーカから構成される。情報用マーカは一般に、複数の色(多くは白と黒)を持つ正方形状のブロック(以下「パターンブロック」という)を並べて構成し、その配置の違いによって情報を表す。二次元マーカの大きさは変えずに情報量を増やすために、ブロックの大きさを小さく緻密にすれば、同じ面積の二次元マーカに埋め込める情報量を増やせる。 The two-dimensional marker described below includes a position detection marker and an information marker for embedding information. The information marker is generally formed by arranging square blocks (hereinafter, referred to as “pattern blocks”) having a plurality of colors (mostly white and black), and represents the information by the difference in the arrangement. In order to increase the amount of information without changing the size of the two-dimensional marker, if the size of the block is made small and precise, the amount of information that can be embedded in the two-dimensional marker having the same area can be increased.
しかし、同じ解像度のカメラで撮像情報を得るのであれば、モザイク模様が緻密であるほど、その二次元マーカが大きく写るように撮影する必要がある。これは、二次元マーカとカメラの距離を離せないデメリットになる。また、撮影するカメラアングルが正面から斜めに傾くほどに、解像度が劣化してモザイク模様からの情報収集が困難になる。従って、カメラにより認識可能な視認範囲を狭めずに保持し表示可能な情報量を増やすことが可能な二次元マーカが要望されていた。 However, if the camera having the same resolution is used to obtain the imaging information, the more detailed the mosaic pattern, the larger the size of the two-dimensional marker must be captured. This is a disadvantage that the two-dimensional marker and the camera cannot be separated. Further, as the camera angle for photographing is inclined from the front, the resolution deteriorates and it becomes difficult to collect information from the mosaic pattern. Therefore, there has been a demand for a two-dimensional marker that can increase the amount of information that can be displayed while maintaining the visible range that can be recognized by the camera.
特許文献1には、表示する情報用マーカを時刻ごとに切り替えて、情報量を増やすことのできる方法が開示されている。二次元マーカの大きさは変わらないので、その二次元マーカを認識可能な距離も変わらない。しかしながら、時刻ごとに切り替えて表示するには、例えば小型の液晶ディスプレイが必要で、通常の印刷物では実現できないという問題があった。
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、紙に印刷したように簡便かつ静的であるとともに、カメラによる視認範囲を狭めずに保持し表示可能な情報量を増やすことが可能な二次元マーカを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to be simple and static as if printed on paper, and to hold and display without narrowing the viewing range by the camera. It is to provide a two-dimensional marker capable of increasing the amount of information.
請求項1に係る本発明は、管理対象を識別するため濃淡で視認可能な方形のパターンブロックが異なるモザイク模様に印刷されて情報を保持し表示する表示領域が形成された二次元マーカであって、前記表示領域には、視認性を優先して主要情報を保持し表示する主表示領域と、単位面積当たりの情報密度を優先して補足的情報を保持し表示する副表示領域と、を有するものである。
The present invention according to
請求項1に係る発明によれば、主表示領域は、視認性を優先的に設定されているので、かなり遠方で斜め方向から撮像するカメラにも、主要情報を比較的高い信頼性で視認できる。また、副表示領域は、単位面積当たりの情報密度を優先的に設定されているので、信頼性を緩和する代わりに、補足的情報をより多く保持し表示できる。このように、保持し表示する情報の重要性に応じて2種類の情報発信性能を合わせ持つことにより、紙に印刷したような静的な二次元マーカを用いたうえで、二次元マーカの大きさは変えずに情報量を増やすことができる。その結果、カメラによる視認範囲を狭めずに保持し表示可能な情報量を増やすことが可能な二次元マーカを提供できる。
According to the invention of
請求項9に係る発明は、請求項1に記載の二次元マーカを付した管理対象をカメラで撮像した撮像情報を計算機で処理して前記管理対象を認識する二次元マーカ認識処理システムであって、前記計算機は、演算処理装置と、記憶装置と、該記憶装置に格納された所定のプログラムと、を有し、前記演算処理装置が前記プログラムを実行することにより、前記撮像情報における前記二次元マーカの描写形態からマーカ位置を推定して前記入出力部に出力する二次元マーカ位置検出部と、前記撮像情報における前記モザイク模様に保持し表示された情報を読み取って前記入出力部に出力する二次元マーカ情報読取部と、前記二次元マーカ位置検出部が推定したマーカ位置の履歴を動線に描写するように前記入出力部に出力する動線構成部と、を形成するシステムである。
The invention according to
請求項9に係る発明によれば、二次元マーカ位置検出部は、撮像情報における二次元マーカの描写形態からマーカ位置を推定する。この推定されたマーカ位置を、動線構成部が履歴を動線として描写するように入出力部に出力する。一方、二次元マーカ情報読取部は、撮像情報におけるモザイク模様に保持し表示された情報を読み取って入出力部に出力する。
According to the invention of
紙に印刷したように簡便かつ静的であるとともに、カメラによる視認範囲を狭めずに保持し表示可能な情報量を増やすことが可能な二次元マーカを提供できる。 It is possible to provide a two-dimensional marker that is simple and static as if printed on paper, and that can hold the viewing range of the camera without narrowing it and increase the amount of information that can be displayed.
以下、本発明に係る実施形態を例示する実施例1〜4について、図面を用いて詳細に説明する。なお、図1〜図5を用いた実施例1により配置例1〜3を例示する。なお、図1〜図3は配置例1、図4は他の配置例2、図5は他の配置例3である。また、図9及び図10を用いた実施例2により配置例4を例示する。また、図12及び図13を用いた実施例3により配置例5を例示する。また、図14及び図15を用いた実施例4により配置例6を例示する。 Examples 1 to 4 exemplifying embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In addition, Arrangement Examples 1 to 3 will be illustrated by Example 1 using FIGS. 1 to 5. 1 to 3 show an arrangement example 1, FIG. 4 shows another arrangement example 2, and FIG. 5 shows another arrangement example 3. In addition, Arrangement Example 4 will be illustrated by Example 2 using FIGS. 9 and 10. Also, an arrangement example 5 will be illustrated by the third embodiment using FIGS. 12 and 13. In addition, an arrangement example 6 will be illustrated by the fourth embodiment using FIGS. 14 and 15.
図1は、実施例1に係る二次元マーカにおける各情報の配置例1を示す平面図である。図1に示すように、二次元マーカ1において、まず、位置検出用マーカを配置する領域4が設定される。なお、設定された領域4が矩形であるとしても、二次元マーカ1全体の形状は、矩形である必要はなく、図4及び図5を用いて後述する平行四辺形や五角形でも構わない。なお、位置検出用マーカ領域4は、本発明でいう主表示領域4であり、同一符号4を付して説明する。
FIG. 1 is a plan view showing an arrangement example 1 of each information in the two-dimensional marker according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, in the two-
図2は、図1の二次元マーカの利用例を示す斜視図である。図2に一例を示すように、二次元マーカ1を帽子5の頂部面に貼り付ける場合は円形が適する。これは、図6を用いて後述するように、帽子5を被った人10を管理対象10(同一符号)とする典型例である。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of using the two-dimensional marker shown in FIG. A circular shape is suitable when the two-
一方、位置検出用マーカは、一般には正方形が利用される。これは、例えばKatoらの方法 (H. Kato and M. Billinghurst, “Marker tracking and hmd calibration for a vIDeo-based augmented reality conferencing system,” in 2nd IEEE and ACM International Workshop on Augmented Reality, 1999.(IWAR’99), 1999, pp. 85−94.) で知られているように、検出方法が確立されているためである。 On the other hand, a square is generally used as the position detecting marker. This is, for example, the method of Kato et al. (H. Kato and M. Billinghurst, “Marker tracking and hmd calibration for a vIDeo-based augmented reality conferencing system,” in 2nd IEEE and ACM International Workshop on Augmented Reality, 1999.(IWAR' 99), 1999, pp. 85-94.), because the detection method has been established.
図1に例示したように、円形の二次元マーカ1の中心に、位置検出用マーカ領域4が、その中心を合わせるような位置関係で配設されている場合、囲み枠状の太い縁取り(以下、単に「囲み枠」ともいう)を有する位置検出用マーカ領域4の内側と外側にはそれぞれ余白が生じる。この余白は、比較的狭隘なため、位置検出用マーカ領域4と同等の大きさ及び形状の領域を設定することはできないので、そのままならデッドスペースとなりがちである。
As illustrated in FIG. 1, when the position
しかし、囲み枠の内側、すなわち、位置検出用マーカ6(図3)の内側に配設された表示領域に、より緻密な内側表示領域2を配設することができる。同様に、囲み枠の外側、すなわち、位置検出用マーカ6の外側に配設された表示領域に、より緻密な外側表示領域3を設定することができる。
However, a more precise
図3は、図1の二次元マーカにおける周辺近傍の配置例1を示す平面図である。図1及び図3を対照して示すように、二次元マーカ1は、その位置検出用マーカ領域4に位置検出用マーカ6を配置している。また、内側表示領域2(図1)には、内側マーカ7(図3)が配置されている。同様に、外側表示領域3(図1)には、外側マーカ8(図3)が配置されている。
FIG. 3 is a plan view showing Arrangement Example 1 near the periphery of the two-dimensional marker shown in FIG. As shown by contrasting FIGS. 1 and 3, the two-
位置検出用マーカ6は、例えば、黒一色からなり、内側マーカ7、外側マーカ8は、例えば、白と黒に塗り分けられた正方形のパターンブロックからなる。位置検出用マーカ6の色は黒に限らず、二次元マーカ1の地の色と異なればよい。また、内側マーカ7及び外側マーカ8を構成するパターンブロックの色も、白と黒に限らず、二次元マーカ1の地の色と異なる複数の色であればよい。なお、これらは、明確に二値化し易いように、明度、すなわち、濃淡の差を大きく、強いコントラストで描くことが好ましい。
The position detecting marker 6 is made of, for example, a single black color, and the
図3から読み取れるように、二次元マーカ1は、保持可能な情報が外側マーカ8の分だけ増える。すなわち、内側マーカ7に9ブロック分の情報を保持できる。同様に、外側マーカ8に12ブロック分の情報を保持できる。
As can be seen from FIG. 3, the two-
白と黒のパターンブロックを用いた場合、1ブロックは1ビットの数値情報を持つので、内側マーカ7と外側マーカ8には、合わせて計21ビットの数値情報を持たせることができる。実際は、90度ずつ4方向に回転した場合を識別する処理負担がある。ここで例えば、内側マーカ7の四隅のパターンブロックのうち何れか1つの隅部を特定して、回り止めマークと称する。その回り止めマークを必ず白に、他を黒に固定する。この場合、数値情報は17ビットで4ビット減少する。
When white and black pattern blocks are used, since one block has 1-bit numerical information, the
この回り止めマークがあれば、同一マークの同一情報であるにもかかわらず、単に回転しているだけで、別マークの別情報に誤読されてしまったところを避け易くなる。すなわち、この誤読を避けるためには、相当の演算処理負担が逐一必要であったところを、回り止めマークの位置が二次元マーカのどの位置であるかを判別する程度に軽減できる。 With this detent mark, it is easy to avoid a place where the information is misread by another information of another mark even if the information is the same information of the same mark but is simply rotating. That is, in order to avoid this erroneous reading, it is possible to reduce the place where a considerable calculation processing load is required, to the extent of determining which position of the two-dimensional marker the position of the detent mark is.
上述の回り止めマークは、説明の便宜上、図3に示した二次元マーカ1の中心より左上に固定している。この図3を90度ずつ4方向に回転すれば、4つの場合を作れるので相応の情報を付与できる。しかし、図6を用いて後述する用途を想定した場合、対象者10を頭上から見下ろした撮像情報において、対象者10が東西南北の何れの方向を向いているかは、本人次第であることがほとんどである。
For the sake of convenience of description, the above-described rotation stop mark is fixed to the upper left of the center of the two-
このような場合、上述の回り止めマークがあっても無くても、撮像情報をソフトウェアによって回転させるように処理すれば、対象者10が同一人物であることを特定できることから、上述の回り止めマークの位置が上下左右の何れであっても、図7を用いて後述する計算機12の演算処理によって同一と認識させる。指紋照合装置において、同じ指の指紋なら上下左右に回転させた場合であっても、ソフトウェアによって、同一人物の指紋であることが判明できる要領である。ただし、上述のとおり、相当の演算処理負担が逐一必要となる。
In such a case, it is possible to identify that the
なお、回転しない性質の管理対象であれば、回り止めマークの位置を変化させることにより4ビット増加させるか、回転判明の処理負担を軽減させても構わない。例えば、ベルトコンベア上を移動する管理対象の場合は、回転しないので回転判別が不要である。 Note that if the object is a management object that does not rotate, the position of the detent mark may be changed to increase the number of bits by 4 bits, or the processing load for determining the rotation may be reduced. For example, in the case of a management target that moves on a belt conveyor, rotation determination is not necessary because it does not rotate.
図4は、外形の異なる二次元マーカにおける配置例2を示す平面図である。図5は、さらに外形の異なる二次元マーカにおける他の配置例3を示す平面図である。図4及び図5を用いて、二次元マーカ1は、円形に限る必要はないことを説明する。図4に二次元マーカ1が平行四辺形であった場合、図5に二次元マーカ1が五角形であった場合を示す。何れの場合にも、二次元マーカ1において、位置検出用マーカ領域4の外側には余白が生じるので、外側表示領域3を図4の配置例2、及び図5配置例3に示すように配置することができる。
FIG. 4 is a plan view showing Arrangement Example 2 of two-dimensional markers having different outer shapes. FIG. 5 is a plan view showing another arrangement example 3 of two-dimensional markers having different outer shapes. It will be described with reference to FIGS. 4 and 5 that the two-
図6は、図1〜図5の二次元マーカを応用した人物位置特定システムの概略構成を示す模式説明図である。図6に示すように、人物位置特定システムは、二次元マーカ1の応用例として、特定の人物10の所在する位置を検出するシステムである。ここで人物10は、二次元マーカ1が装着された帽子5を被っている。この人物位置特定システムは、カメラ11、計算機12、表示装置13を備えて構成されている。
FIG. 6 is a schematic explanatory view showing a schematic configuration of a person position identifying system to which the two-dimensional markers of FIGS. 1 to 5 are applied. As shown in FIG. 6, the person position specifying system is a system that detects a position where a
図7は、図6の人物位置特定システムで用いる計算機の機能等を示すブロック図である。図7に示すように、計算機12において、所定のソフトウェア(プログラム)が実行されることにより、人物の位置を特定するという目的を実現するための各機能が形成される。すなわち、計算機12は、不図示の演算処理装置(CPU)が、記憶装置17に格納された所定のプログラムを読み出して実行することにより、二次元マーカ位置検出部14と、二次元マーカ情報読取部15と、動線構成部16と、を形成する。
FIG. 7 is a block diagram showing functions and the like of a computer used in the person position identifying system of FIG. As shown in FIG. 7, by executing predetermined software (program) in the
二次元マーカ位置検出部14は、例えば上記Katoらの方法に示された方法で二次元マーカ1の位置、すなわち人物10の位置を検出する。その検出された位置に基づいて、二次元マーカ情報読取部15は、内側マーカ2及び外側表示領域3の範囲を特定できるので、内側マーカ7及び外側マーカ8のパターンブロックの配置から、対応する数値情報を得ることができる。動線構成部16は、同一の数値情報を持つ二次元マーカの位置を、時系列につなげて行くことにより動線を形成する。
The two-dimensional marker
図8は、図6の人物位置特定システムで用いる作業者管理テーブルを示す図である。図8に示す作業者管理テーブル18は、記憶装置17に記憶されている。この作業者管理テーブル18は、二次元マーカ1が保持し表示する数値情報と、二次元マーカ1が装着された帽子5を被っている人物10と、その人物10の役割を示す役割IDや、作業者を一意に特定するための作業者IDとの関係を保持する。役割IDは、例えば、実作業担当、監督、保守員といった役割を特定する。このテーブルを用いることで、検出された動線が、何れの人物10の動線であったかを知ることができる。
FIG. 8 is a diagram showing a worker management table used in the person position identifying system of FIG. The worker management table 18 shown in FIG. 8 is stored in the
本発明の実施例2の構成を、図9及び図10を用いて説明する。図9は、実施例2に係る二次元マーカにおける配置例4を示す平面図である。図10は、図9の二次元マーカにおける周辺近傍の配置例4を示す平面図である。図9に示すように、微細型の外側表示領域19を設ける点が、実施例1とは異なる。
The configuration of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a plan view showing Arrangement Example 4 of the two-dimensional marker according to the second embodiment. FIG. 10 is a plan view showing Arrangement Example 4 near the periphery of the two-dimensional marker shown in FIG. As shown in FIG. 9, a fine
微細型の外側表示領域19には、内側表示領域2にて使われるパターンブロックより小粒のパターンブロックからなる微細型の外側マーカ20を配置する。これは、二次元マーカ1において、位置検出用マーカ領域4の外側の領域が小さく、内側表示領域2にて使われるパターンブロックと同じ大きさのパターンブロックを配置できない場合に、効果的である。
In the fine type
また、逆に言えば、位置検出用マーカ領域4の大きさを、二次元マーカ1に収まる範囲で最大化できるため、二次元マーカ1を付した管理対象10が、カメラ11から遠い距離であっても、位置検出用マーカ領域4を検知しやすくなる。ただしこの場合、カメラ11と二次元マーカ1の距離が遠い場合に、内側マーカ7の持つ数値情報は読み取れるが、微細型の外側マーカ20の持つ数値情報は読み取れないといった状況が生じる。
Conversely speaking, since the size of the position
図11は、第二の作業者管理テーブルを示す図である。図11に示すように、第二の作業者管理テーブル17の内側マーカ7の持つ数値情報には、役割IDが紐づけられる。一台のカメラ11で撮影できるような、限られた範囲の現場において、各役割の人物が一人しか存在しないような体制であれば、同一情報の内側マーカ7が複数の人に重複して付与されることはない。つまり、少ないビット数でも足りる。
FIG. 11 is a diagram showing a second worker management table. As shown in FIG. 11, the role ID is associated with the numerical information of the
よって、動線構成部16は、同一の数値情報を持つ内側マーカ7を備えた二次元マーカ1の位置を、時系列につなげて行くことで、動線を形成することができる。その後、何れかのタイミングで、微細型の外側マーカ20のもつ数値情報が読み取れれば、該当する動線に第二の作業者管理テーブル21に示した作業者IDを紐づけることができる。
Therefore, the flow
つぎに、図12及び図13を用いて、実施例3について説明する。図12は、実施例3に係る二次元マーカにおける配置例5を示す平面図である。図13は、図12の二次元マーカにおける周辺近傍の配置例5を示す平面図である。 Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 is a plan view showing Arrangement Example 5 of the two-dimensional marker according to the third embodiment. FIG. 13 is a plan view showing Arrangement Example 5 near the periphery of the two-dimensional marker shown in FIG.
図12に示すように、外側表示領域3と、微細型の外側表示領域19をともに利用する形態も考えられる。この場合の内側マーカ7、外側マーカ8、微細型の外側マーカ20の配置を、図13に示す。この場合、カメラ11からの距離が遠い場合に、内側マーカ7と外側マーカ8の持つ数値情報が読み取れ、微細型の外側マーカ20のもつ数値情報が読み取れない、という状況が起こる。
As shown in FIG. 12, a configuration in which both the
そうであったとしても、実施例2の場合よりも、読み取れない情報量をいくらか低減することができる。しかしながら、外側表示領域3が必要な分、内側マーカ7及び外側マーカ8(図3)のパターンブロックが、実施例2よりも小さくなり、カメラ11までの距離及びアングル等の条件を良くしないと読み取れないというトレードオフがある。
Even so, the amount of unreadable information can be somewhat reduced as compared with the case of the second embodiment. However, since the
本発明の実施例4の構成を、図14及び図15を用いて説明する。図14は、実施例4に係る二次元マーカにおける配置例6を示す平面図である。図15は、二次元マーカにおける周辺近傍の配置例6を示す平面図である。図14に示すように、微細型の内側表示領域22には、より小粒なパターンブロックからなる微細型の内側マーカ23(図15)を配置する。内側マーカ7(図3)のパターンブロックが減ってしまうが、その分、二次元マーカ1全体としては、実施例2と比較して、より多くの数値情報を保持し表示することができる。
The configuration of the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a plan view showing Arrangement Example 6 of the two-dimensional marker according to the fourth embodiment. FIG. 15 is a plan view showing Arrangement Example 6 near the periphery of the two-dimensional marker. As shown in FIG. 14, in the fine mold
以下、本発明の要点を特許請求の範囲に沿って説明する。
[1]二次元マーカ1は、濃淡で視認可能な方形のパターンブロックが異なるモザイク模様に印刷されて情報を保持し表示する表示領域が形成されたシート状の識別子である。この二次元マーカ1は、モザイク模様の違いに応じて管理対象10(図6)を識別できる。図1に示すように、表示領域は、主表示領域4と、副表示領域2,3と、より構成されている。主表示領域4は、位置検出用マーカ領域4であるため、主表示領域4は、視認性を優先された主要情報を保持し表示する。副表示領域2,3は、単位面積当たりの情報密度を優先して補足的情報を保持し表示する。
Hereinafter, the main points of the present invention will be described with reference to the claims.
[1] The two-
主表示領域4は、視認性を優先的に設定されているので、かなり撮像条件の悪い遠方で斜め方向のカメラ11からでも、主要情報を比較的高い信頼性によって視認できる。また、副表示領域2,3は、単位面積当たりの情報密度を優先的に設定されているので、信頼性を緩和する代わりに、補足的情報をより多く保持し表示することができる。
Since the visibility of the
このように、保持し表示する情報の重要性に応じて2種類の情報発信性能を合わせ持つことにより、カメラ11による視認範囲を狭めずに保持し表示可能な情報量を増やすことが可能な二次元マーカ1を提供できる。しかも、この二次元マーカ1は、シート体、例えば、紙等に印刷したシール等を管理対象10に貼着する形態(図2、図5)で利用可能できるため簡便かつ静的である。静的とは表示装置のような駆動電源や駆動装置が不要で、情報を保持し表示する機能を維持し発揮し続けられるものを意味する。
In this way, by combining two types of information transmission performance depending on the importance of information to be held and displayed, it is possible to increase the amount of information that can be held and displayed without narrowing the visible range of the
[2]また、二次元マーカの主表示領域4は、副表示領域19,22よりもパターンブロックの面積を大きくすることが好ましい。そのような形態の主表示領域4は、パターンブロックの面積が大きて視認性が良好なので、かなり遠方で斜め方向のカメラからでも、主表示領域4の主要情報を高い信頼性で視認できる。逆に、副表示領域19,22の補足情報は、信頼性を妥協する代わりに、より多くの情報を保持し表示できる。
[2] Further, it is preferable that the
[3]また、二次元マーカの主表示領域4は、図9〜図15に示すように、モザイク模様の最大対角をなす外形突端の2点以上が表示領域の外周に接することが好ましい。そのような形態の主表示領域4は、モザイク模様の輪郭を表示領域の最大外周にまで接して有効利用できる。その結果、主表示領域4は、占有面積を大きく確保できるので、視認性がより良好となり、高い信頼性で情報読み取りされる。
[3] Further, in the
[4]また、二次元マーカのモザイク模様は大きさの異なる2種類のパターンブロック7,23(図15)/8,20(図13)の組み合わせで構成されることが好ましい。特に、表示領域が円形の二次元マーカ1であれば、主表示領域4以外の白地部分が半端な形状で狭隘なためデッドスペースで無駄になる。しかし、この副表示領域2,3は、小粒も交えた大小2種類のパターンブロック7,8,20,23によるモザイク模様で緻密に構成されている。そのモザイク模様は、半端に残された狭隘な表示領域の外形に沿って柔軟に適合させ易い。したがって、デッドスペースになりそうなところに副表示領域19,22を形成して有効利用できるので、保持し表示可能な情報量をより多くすることが可能である。
[4] Further, the mosaic pattern of the two-dimensional marker is preferably composed of a combination of two types of pattern blocks 7, 23 (FIG. 15)/8, 20 (FIG. 13) having different sizes. In particular, if the two-
[5]また、二次元マーカの主表示領域4は、表示領域の中心部、すなわち、実質的には二次元マーカ1の中心部を占有して設定するとともに、副表示領域3は表示領域の周辺近傍部に設定することが好ましい。これによれば、視認性良好な中心部を占有する主表示領域4に対し、その残り僅かな周辺近傍部が半端な形状で狭隘なためデッドスペースになるところに、副表示領域3を設定できる。副表示領域3は、小さくまとめる等、外形に柔軟性を持たせ易く形成されるので、デッドスペースになるところに副表示領域3を当て嵌めて有効利用できる。
[5] Further, the
[6]また、二次元マーカ1の主表示領域4は、表示領域の大部分を占有するような囲み枠状部を有して形成され、囲み枠状部の内外に残された余白部に副表示領域2,3を形成することが好ましい。この囲み枠状部は、表示領域、すなわち、実質的には二次元マーカ1の大部分の面積を占有している。この囲み枠状部を有する主表示領域4は、視認性が良好なので、主表示領域4の主要情報を高い信頼性で保持し表示できる。また、囲み枠状部の内外に残された余白部を副表示領域2,3に用いることで、その分だけ多くの情報を保持し表示できる。
[6] Further, the
[7]また、複数が設定された副表示領域のうち、主表示領域4を形成する囲み枠状部の外側に位置する副表示領域19は、囲み枠状部の内側に位置する副表示領域2よりもパターンブロックを小さく設定することが好ましい。囲み枠状部の外側に位置する副表示領域は狭隘で、しかも主表示領域に対して残り僅かなためデッドスペースになってしまいがちである。そのデッドスペースに、より小粒なパターンブロックで形成された副表示領域は、外形が柔軟性を持ち易く、当て嵌め易いので有効利用できる。
[7] In addition, among the plurality of set sub-display areas, the
[8]また、二次元マーカは、四隅のパターンブロックのうち何れか1つの隅部を特定するために回り止めマークを設け、その回り止めマークを必ず白に、他の3つの隅部を黒に固定することが好ましい。この回り止めマークがあれば、同一マークの同一情報であるにもかかわらず、単に回転しているだけで、別マークの別情報であるかのような誤読を避け易くなる。すなわち、この誤読を避けるためには、相当の演算処理負担が逐一必要であったところを、回り止めマークの位置が二次元マーカ1のどの位置であるかを判別する程度の情報処理に軽減できる。
[8] Further, the two-dimensional marker is provided with a detent mark to identify any one of the four corner pattern blocks, the detent mark is always white, and the other three corners are black. It is preferable to fix to. With this rotation stop mark, it is easy to avoid erroneous reading as if it is different information of another mark simply by rotating even though the same information of the same mark is present. That is, in order to avoid this erroneous reading, it is possible to reduce a place where a considerable calculation processing load is required, to an information processing to determine which position of the two-
[9]二次元マーカ認識処理システムは、二次元マーカ1を付した管理対象をカメラで撮像した撮像情報を計算機12で処理して管理対象10を認識するように構成されている。計算機12は、不図示の演算処理装置(CPU)と、記憶装置17と、その記憶装置17に格納された所定のプログラムと、を有して構成されている。演算処理装置は、プログラムを実行して、二次元マーカ位置検出部14と、二次元マーカ情報読取部15と、動線構成部16と、を形成する。
[9] The two-dimensional marker recognition processing system is configured to recognize the
二次元マーカ位置検出部14は、撮像情報における二次元マーカ1の描写形態からマーカ位置を推定して入出力部13に出力する。動線構成部16は、推定されたマーカ位置の履歴を動線に描写するように入出力部13に出力する。また、二次元マーカ情報読取部15は、撮像情報におけるモザイク模様に保持し表示された情報を読み取って入出力部13に出力する。
The two-dimensional marker
この二次元マーカ認識処理システムは、管理対象10の所在位置を付設された二次元マーカ1をカメラ11が常時捕捉・追跡し、そのマーカ位置の履歴を表示装置13に動線でリアルタイムに描写することができる。
In this two-dimensional marker recognition processing system, the
[10]二次元マーカ認識処理システムは、人10を管理対象にしても好適である。その場合、主表示領域4で保持し表示される情報は、個人をグルーピングした情報と紐づける。また、副表示領域2,3で保持し表示される情報は、個人をグルーピングした情報と合わせることで個人を特定できる情報と紐づける。
[10] The two-dimensional marker recognition processing system is suitable for the
個人をグルーピングした情報とは、大勢いる人の中で、例えば、責任者、管理監督者、グループリーダ等、あるいは一般職といった役職名を意味する。このような役職名の情報に基づいて該当者を追跡する必要性が多いので、主表示領域4で保持し表示される主要情報に位置付ける。主表示領域4は、視認性を優先的に設定されているので、かなり遠方で斜め方向のカメラからでも、主要情報を比較的高い信頼性によって視認できる。例えば、工場長の所在をリアルタイムに追跡する機能が重要であれば、それに好適である。
The information obtained by grouping individuals means, for example, a title of a person, such as a person in charge, a manager/supervisor, a group leader, or a general job, among many people. Since it is often necessary to track the person concerned based on the information of such a title, it is positioned as the main information held and displayed in the
一方、個人をグルーピングした情報と合わせることで個人を特定できる情報とは、例えば、一般職の男性で、22歳のAさんは4月1日にこの工場に配属された人、といった詳細な情報が紐づけられている。仮にカメラ映りの不具合のため情報読み取り精度が劣化しても、主情報だけは読み取れて、個人をグルーピングした情報として一般職であることが判明すれば、それで足りることが多いので、十分に実用性を保つことができる。 On the other hand, the information that can identify an individual by combining it with the information that groups the individuals is, for example, a detailed information such as a male in a general job and Mr. A who is 22 years old was assigned to this factory on April 1st. Are tied together. Even if the information reading accuracy deteriorates due to a camera reflection problem, it is often sufficient if only the main information can be read and it is found that it is a general job as information grouping individuals, so it is sufficiently practical. Can be kept.
1 二次元マーカ
2 内側表示領域(副表示領域)
3 外側表示領域(副表示領域)
4 位置検出用マーカ領域(主表示領域)
6 位置検出用マーカ
5 二次元マーカが装着された帽子
7 内側マーカ
8 外側マーカ
10 二次元マーカが装着された帽子を被った人物(管理対象)
11 カメラ
12 計算機
13 表示装置(入出力部)
14 二次元マーカ位置検出部
15 二次元マーカ情報読取部
16 動線構成部
17 記憶装置
18 作業者管理テーブル
19 微細型の外側表示領域(副表示領域)
20 微細型の外側マーカ
21 第二の作業者管理テーブル
22 微細型の内側表示領域(副表示領域)
23 微細型の内側マーカ
1 Two-
3 Outside display area (sub display area)
4 Position detection marker area (main display area)
6
11
14 two-dimensional marker
20 Fine type
23 Fine type inner marker
Claims (10)
前記表示領域には、
視認性を優先して主要情報を保持し表示する主表示領域と、
単位面積当たりの情報密度を優先して補足的情報を保持し表示する副表示領域と、
を有する二次元マーカ。 A two-dimensional marker in which a display pattern area for holding and displaying information is formed by printing dark and light observable rectangular pattern blocks in different mosaic patterns for identifying management targets,
In the display area,
A main display area that retains and displays main information with priority on visibility,
A sub-display area that holds and displays supplementary information by giving priority to the information density per unit area,
Two-dimensional marker with.
請求項1に記載の二次元マーカ。 In the main display area, two or more points of the outermost edges of the mosaic pattern forming the maximum diagonal contact the outer periphery of the display area.
The two-dimensional marker according to claim 1.
請求項1に記載の二次元マーカ。 The mosaic pattern is composed of a combination of two types of pattern blocks having different sizes,
The two-dimensional marker according to claim 1.
請求項6に記載の二次元マーカ。 Among the plurality of sub-display areas set, the sub-display area located outside the enclosing frame-shaped portion sets the pattern block smaller than the sub-display area located inside the enclosing frame-shaped portion. Was done,
The two-dimensional marker according to claim 6.
前記計算機は、
演算処理装置と、
記憶装置と、
該記憶装置に格納された所定のプログラムと、
を有し、
前記演算処理装置が前記プログラムを実行することにより、
前記撮像情報における前記二次元マーカの描写形態からマーカ位置を推定して入出力部に出力する二次元マーカ位置検出部と、
前記撮像情報における前記モザイク模様に保持し表示された情報を読み取って前記入出力部に出力する二次元マーカ情報読取部と、
前記二次元マーカ位置検出部が推定したマーカ位置の履歴を動線に描写するように前記入出力部に出力する動線構成部と、
を形成する二次元マーカ認識処理システム。 A two-dimensional marker recognition processing system for recognizing the management target by processing image information of a management target with a two-dimensional marker attached thereto according to claim 1 by a computer,
The calculator is
An arithmetic processing unit,
Storage device,
A predetermined program stored in the storage device,
Have
When the arithmetic processing unit executes the program,
A two-dimensional marker position detection unit that estimates the marker position from the drawing form of the two-dimensional marker in the imaging information and outputs the position to the input/output unit,
A two-dimensional marker information reading unit that reads information displayed and held in the mosaic pattern in the imaging information and outputs the information to the input/output unit,
A flow line configuration unit that outputs the history of the marker position estimated by the two-dimensional marker position detection unit to the input/output unit so as to draw the history of the marker position on the flow line,
A two-dimensional marker recognition processing system that forms a pattern.
前記主表示領域で保持し表示される情報は個人をグルーピングした情報と紐づけられ、前記副表示領域で保持し表示される情報は前記個人をグルーピングした情報と合わせることで前記個人を特定できる情報と紐づけられた、
請求項9に記載の二次元マーカ認識処理システム。
The management target is a person,
The information held and displayed in the main display area is associated with the information that groups the individuals, and the information held and displayed in the sub display area is information that can identify the individual by combining with the information that groups the individuals. Was associated with
The two-dimensional marker recognition processing system according to claim 9.
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