JP2022038179A - Information processing device, information processing method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムに関する。 The present disclosure relates to information processing devices, information processing methods, and programs.
近年では、ＧＰＳ（Global Positioning System）に代表されるＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）と称される技術を利用することで、移動体の位置の測位を可能とする仕組みが実用化されている。ＧＰＳによる測位では、衛星から送信される無線信号を端末装置で受信し、無線信号が送信されたタイミングと、当該無線信号が受信されたタイミングとの間の時間差を利用して衛星と端末装置との間の距離を算出することで、当該端末装置の位置の推定が行われる。例えば、特許文献１には、ＧＰＳを利用した移動体の位置の推定に係る技術の一例が開示されている。 In recent years, a mechanism that enables positioning of a moving object has been put into practical use by using a technology called GNSS (Global Navigation Satellite System) represented by GPS (Global Positioning System). In GPS positioning, a wireless signal transmitted from a satellite is received by a terminal device, and the time difference between the timing at which the wireless signal is transmitted and the timing at which the wireless signal is received is used between the satellite and the terminal device. By calculating the distance between them, the position of the terminal device is estimated. For example, Patent Document 1 discloses an example of a technique for estimating the position of a moving body using GPS.
一方で、ＧＮＳＳのように衛星から送信される無線信号を利用して移動体の測位が行われる状況下では、屋内や地下施設等のように屋根や壁面等の遮蔽物で覆われた環境では、当該無線信号が当該遮蔽物に遮蔽されることで、精度の高い測位が困難となる場合がある。 On the other hand, in a situation where the positioning of a mobile object is performed using a wireless signal transmitted from a satellite such as GNSS, in an environment covered with a shield such as a roof or a wall surface such as indoors or underground facilities. , The radio signal is shielded by the shield, which may make highly accurate positioning difficult.
本発明は上記の問題を鑑み、衛星からの無線信号を定常的に受信可能である状態を維持することが困難な状況下においても、より好適な態様で測位を可能とすることを目的とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to enable positioning in a more preferable manner even in a situation where it is difficult to maintain a state in which a radio signal from a satellite can be constantly received. ..
本発明に係る情報処理装置は、実空間内の互いに異なる複数の位置それぞれを基準点として、複数の当該基準点それぞれの絶対的な位置に関する第１の情報を取得する第１の取得手段と、所定の筐体の相対的な位置の変化に応じた第２の情報を時系列に沿って逐次取得する第２に取得手段と、複数の前記基準点それぞれについて取得された前記第１の情報と、当該基準点に前記筐体が位置するタイミングで取得された前記第２の情報と、に基づき、他の前記第２の情報が示す前記筐体の相対的な位置の変化が検知されたタイミングにおける、当該筐体の実空間における絶対的な位置を推定する推定手段と、を備える。 The information processing apparatus according to the present invention has a first acquisition means for acquiring first information regarding an absolute position of each of a plurality of reference points, with each of a plurality of different positions in a real space as a reference point. The second acquisition means for sequentially acquiring the second information according to the change in the relative position of the predetermined housing in chronological order, and the first information acquired for each of the plurality of reference points. , The timing at which the relative position change of the housing indicated by the other second information is detected based on the second information acquired at the timing when the housing is located at the reference point. The estimation means for estimating the absolute position of the housing in the real space in the above.
本発明によれば、衛星からの無線信号を定常的に受信可能である状態を維持することが困難な状況下においても、より好適な態様での測位が可能となる。 According to the present invention, even in a situation where it is difficult to maintain a state in which a radio signal from a satellite can be constantly received, positioning in a more preferable mode becomes possible.
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
＜概要＞
まず、図１を参照して、本実施形態に係る情報処理装置による測位に係る技術について概要を説明する。本実施形態に係る端末装置１００は、所謂スマートフォンやタブレット端末等のようにユーザが携行可能に構成されている。このような前提のもとで、端末装置１００は、筐体に支持された各種センサや撮像部等を利用して、当該筐体の位置（換言すると、端末装置１００自身の位置）の相対的な変化を検知する。
<Overview>
First, with reference to FIG. 1, an outline of a technique related to positioning by an information processing apparatus according to the present embodiment will be described. The
具体的な一例として、端末装置１００は、筐体に支持された撮像部による撮像結果に応じて逐次取得される画像それぞれから、被写体として撮像された物体や背景の特徴点を抽出することで、当該被写体を認識する。そして、端末装置１００は、画像中に撮像された被写体の認識結果に基づき当該被写体（すなわち、物体や背景）をトラッキングしてもよい。これにより、端末装置１００は、認識した被写体（換言すると、抽出した特徴点に対応する被写体）を基準として筐体の相対的な位置や姿勢の変化を算出することが可能となる。
また、他の一例として、端末装置１００は、筐体に支持された加速度センサや角速度センサ等の検知結果に基づき当該筐体の相対的な位置や姿勢の変化を算出してもよい。このような技術の一例として、歩行者自律航法（ＰＤＲ：Pedestrian Dead Reckoning）と称される技術が挙げられる。
もちろん上記はあくまで一例であり、端末装置１００が、筐体の相対的な位置や姿勢の変化を導出することが可能であれば、その方法や当該方法を実現するための構成は特に限定されない。例えば、端末装置１００は、筐体に支持された測距センサを利用して、実空間内の物体と当該筐体との間の距離を時系列に沿って逐次算出してもよい。これにより、端末装置１００は、距離の算出結果を利用することで、当該距離の算出対象である物体を基準とした筐体の相対的な位置や姿勢の変化を算出することが可能となる。
As a specific example, the
Further, as another example, the
Of course, the above is only an example, and as long as the
以上のようにして、端末装置１００は、時系列に沿って少なくとも筐体の相対的な位置の変化を逐次算出する。そして、端末装置１００は、筐体の相対的な位置の変化（換言すると、移動経路）を時系列に沿って追跡することで、端末装置１００が内部的に管理するローカル座標系における筐体の位置を推定する。
As described above, the
一方で、端末装置１００が内部的に管理するローカル座標系は、必ずしも実空間における絶対的な座標系（以下、「絶対座標系」とも称する）と軸が一致するとは限らない。また、例えローカル座標系と絶対座標系とが一致していたとしても、ローカル座標系における情報のみでは、端末装置１００がこの座標系間の一致を認識することは困難である。
そこで、端末装置１００は、実空間内の互いに異なる複数の位置それぞれにおいて筐体の絶対的な位置の推定を行い、当該推定の結果を利用して、他の位置について、ローカル座標系における筐体の位置（相対的な位置）の推定結果を、絶対座標系における位置（絶対的な位置）に変換する。なお、以降の説明では、筐体の絶対的な位置の推定が行われる上記位置を、便宜上「基準点」とも称する。また、図１において、１００－１～１００－３のそれぞれは、互いに異なる複数の基準点それぞれに位置する端末装置１００を模式的に示している。
On the other hand, the local coordinate system internally managed by the
Therefore, the
具体的には、端末装置１００は、複数の基準点それぞれにおける、当該基準点の相対的な位置と、当該基準点の絶対的な位置と、の間の関係に応じて、ローカル座標系における位置を、絶対座標系における位置に変換する変換式を算出する。そして、端末装置１００は、当該変換式を利用して、筐体の相対的な位置の変化の検知結果に応じて推定されるローカル座標系における当該筐体の位置（相対的な位置）を、絶対座標系における位置（絶対的な位置）に変換する。このような制御が適用されることで、屋根や壁面等の遮蔽物で覆われた環境（例えば、屋内や地下施設等）のように、測位に係る衛星からの無線信号を定常的に受信可能である状態を維持することが困難な状況下においても、筐体の絶対的な位置を推定することが可能となる。
そこで、以降では、本実施形態に係る端末装置１００の技術的特徴について、特に、所定の筐体（例えば、端末装置１００の筐体）の絶対的な位置の推定に係る処理に着目してより詳細に説明する。
Specifically, the
Therefore, in the following, the technical features of the
＜ハードウェア構成＞
図２を参照して、本実施形態に係る端末装置１００のハードウェア構成の一例について説明する。図２に示すように、本実施形態に係る端末装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１０と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２２０と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２３０とを含む。また、端末装置１００は、補助記憶装置２４０と、出力装置２５０と、入力装置２６０と、ネットワークＩ／Ｆ２７０と、センサ２８０とを含む。ＣＰＵ２１０と、ＲＯＭ２２０と、ＲＡＭ２３０と、補助記憶装置２４０と、出力装置２５０と、入力装置２６０と、ネットワークＩ／Ｆ２７０と、センサ２８０は、バス２９０を介して相互に接続されている。
<Hardware configuration>
An example of the hardware configuration of the
ＣＰＵ２１０は、端末装置１００の各種動作を制御する中央演算装置である。例えば、ＣＰＵ２１０は、端末装置１００全体の動作を制御してもよい。ＲＯＭ２２０は、ＣＰＵ２１０で実行可能な制御プログラムやブートプログラムなどを記憶する。ＲＡＭ２３０は、ＣＰＵ２１０の主記憶メモリであり、ワークエリア又は各種プログラムを展開するための一時記憶領域として用いられる。
The
補助記憶装置２４０は、各種データや各種プログラムを記憶する。補助記憶装置２４０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）や、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）に代表される不揮発性メモリ等のような、各種データを一時的または持続的に記憶可能な記憶デバイスにより実現される。
The
出力装置２５０は、各種情報を出力する装置であり、ユーザに対する各種情報の提示に利用される。本実施形態では、出力装置２５０は、ディスプレイ等の表示デバイスにより実現される。出力装置２５０は、各種表示情報を表示させることで、ユーザに対して情報を提示する。ただし、他の例として、出力装置２５０は、音声や電子音等の音を出力する音響出力デバイスにより実現されてもよい。この場合には、出力装置２５０は、音声や電信等の音を出力することで、ユーザに対して情報を提示する。また、出力装置２５０として適用されるデバイスは、ユーザに対して情報を提示するために利用する媒体に応じて適宜変更されてもよい。なお、出力装置２５０が、各種情報の提示に利用される「出力部」の一例に相当する。
The
入力装置２６０は、ユーザからの各種指示の受け付けに利用される。本実施形態では、入力装置２６０は、マウス、キーボード、タッチパネル等の入力デバイスを含む。ただし、他の例として、入力装置２６０は、マイクロフォン等の集音デバイスを含み、ユーザが発話した音声を集音してもよい。この場合には、集音された音声に対して音響解析や自然言語処理等の各種解析処理が施されることで、この音声が示す内容がユーザからの指示として認識される。また、入力装置２６０として適用されるデバイスは、ユーザからの指示を認識する方法に応じて適宜変更されてもよい。また、入力装置２６０として複数種類のデバイスが適用されてもよい。
The
ネットワークＩ／Ｆ２７０は、外部の装置とのネットワークを介した通信に利用される。なお、ネットワークＩ／Ｆ２７０として適用されるデバイスは、通信経路の種別や適用される通信方式に応じて適宜変更されてもよい。 The network I / F270 is used for communication with an external device via a network. The device applied as the network I / F270 may be appropriately changed according to the type of communication path and the applicable communication method.
センサ２８０は、端末装置１００の各種状態を検知する。本実施形態に係る端末装置１００は、センサ２８０として、例えば加速度センサや角速度センサ等のように、当該端末装置１００自体（換言すると、端末装置１００の筐体）の位置や姿勢の変化を検知可能なセンサを備える。センサ２８０は、各種状態の検知結果に応じた情報をＣＰＵ２１０に出力する。
The
ＣＰＵ２１０は、ＲＯＭ２２０又は補助記憶装置２４０に記憶されたプログラムをＲＡＭ２３０に展開し、このプログラムを実行することで、図７に示す端末装置１００の機能構成や、図８に示すフローチャートで示された処理が実現される。
The
＜技術思想＞
図３～図６を参照して、本実施形態に係る端末装置１００が、図１を参照して概要を説明した所定の筐体の絶対的な位置の推定を実現するための技術思想について一例を以下に説明する。
<Technical Thought>
With reference to FIGS. 3 to 6, the
（座標系）
まず、図３を参照して、端末装置１００が内部的に管理するローカル座標系について一例を説明する。なお、以降では、便宜上、端末装置１００として所謂スマートフォンやタブレット端末等のように携行可能に構成された端末装置が適用され、端末装置１００は、自身の筐体の絶対位置を推定するものとする。
(Coordinate system)
First, with reference to FIG. 3, an example of a local coordinate system internally managed by the
図３の左図に示すように、端末装置１００は、長尺方向と短尺方向とを有する略方形状の面を有する平板状の筐体を備えており、所望のタイミング（例えば、起動時等）における当該筐体を基準とした各方向に基づきローカル座標系を規定する。具体的には、図３に示す例では、端末装置１００は、上記面の短尺方向を「Ｘ方向」、当該面の長尺方向を「Ｙ方向」、当該面に垂直な方向を「Ｚ方向」として、ローカル座標系を規定している。
また、Ｚ方向のうち一方の面には、各種情報を表示するための画面が設けられている。そこで、Ｚ方向のうち、画面が設けられている面（「表面」とも称する）側の方向を「＋Ｚ方向」とし、当該面とは逆側の面（「裏面」とも称する）の方向を「－Ｚ方向」とも称する。また、上記画面の長尺方向（Ｙ方向）が実空間内の鉛直方向と略一致し、かつ当該画面の天地方向と当該鉛直方向の天地方向とが略一致した状態において、鉛直方向の上方側に対応する方向を「＋Ｙ方向」とし、下方側に対応する方向を「－Ｙ方向」とする。また、この状態において、画面と正対した場合に左方向に対応する方向を「－Ｘ方向」とし、右方向に対応する方向を「＋Ｘ方向」とする。すなわち、図３の左図に示す座標系は、端末装置１００の筐体の位置を示す座標系であるとも言える。
As shown in the left figure of FIG. 3, the
Further, a screen for displaying various information is provided on one surface in the Z direction. Therefore, of the Z directions, the direction on the side of the surface (also referred to as "front surface") on which the screen is provided is defined as "+ Z direction", and the direction of the surface opposite to the surface (also referred to as "back surface") is ". Also referred to as "-Z direction". Further, in a state where the long direction (Y direction) of the screen substantially coincides with the vertical direction in the real space, and the top-bottom direction of the screen and the top-bottom direction of the vertical direction substantially coincide with each other, the upper side in the vertical direction. The direction corresponding to is referred to as "+ Y direction", and the direction corresponding to the lower side is referred to as "-Y direction". Further, in this state, the direction corresponding to the left direction when facing the screen is defined as the “−X direction”, and the direction corresponding to the right direction is defined as the “+ X direction”. That is, it can be said that the coordinate system shown on the left side of FIG. 3 is a coordinate system indicating the position of the housing of the
また、図３の右図は、端末装置１００が内部的に管理するローカル座標系における回転方向について規定している。具体的には、Ｙ方向を軸として回転する方向を「ロール（roll）方向」とも称し、＋Ｙ方向側から見て反時計回りの方向を「正」の方向とし、時計回りの方向を「負」の方向とする。また、Ｘ方向を軸として回転する方向を「ピッチ（pitch）方向」とも称し、＋Ｘ方向側から見て反時計回りの方向を「正」の方向とし、時計回りの方向を「負」の方向とする。また、Ｚ方向を軸として回転する方向を「ヨー（yaw）方向」とも称し、＋Ｚ方向側から見て反時計回りの方向を「正」の方向とし、時計回りの方向を「負」の方向とする。すなわち、図３の右図に示す回転座標系は、端末装置１００の筐体の姿勢（換言すると、筐体の向き）を示す座標系であるとも言える。
なお、以降の説明では、単に「ローカル座標系」と記載した場合には、特に説明が無い限りは、端末装置１００が内部的に管理するローカル座標系を示すものとする。また、以降の説明では、ローカル座標系における位置（すなわち、相対的な位置）を示す座標を「ローカル座標」とも称し、これに対して絶対座標系における位置（すなわち、絶対的な位置）を示す座標を「絶対座標」とも称する。
Further, the right figure of FIG. 3 defines the rotation direction in the local coordinate system internally managed by the
In the following description, when the term "local coordinate system" is simply described, it means the local coordinate system internally managed by the
（筐体の相対的な位置の推定）
以下に、移動する端末装置１００の筐体の相対的な位置の推定方法の一例について説明する。
前述したように、端末装置１００は、筐体に支持された撮像部による撮像結果に応じて逐次取得される画像それぞれから、被写体として撮像された物体や背景の特徴点を抽出し、当該特徴点の抽出結果に基づき当該被写体をトラッキングしてもよい。
また、他の一例として、端末装置１００は、筐体に支持された加速度センサや角速度センサ等の検知結果に基づき当該筐体の相対的な位置や姿勢の変化を算出してもよい。
もちろん上記はあくまで一例であり、端末装置１００が、筐体の相対的な位置や姿勢の変化を導出することが可能であれば、その方法や当該方法を実現するための構成は特に限定されない。
(Estimation of relative position of housing)
Hereinafter, an example of a method for estimating the relative position of the housing of the moving
As described above, the
Further, as another example, the
Of course, the above is only an example, and as long as the
以上のようにして、端末装置１００は、時系列に沿って少なくとも筐体の相対的な位置の変化を逐次算出する。これにより、端末装置１００は、筐体の相対的な位置の変化（換言すると、移動経路）を時系列に沿って追跡することで、端末装置１００が内部的に管理するローカル座標系における当該筐体の位置を推定することが可能となる。
As described above, the
（基準点に位置する筐体の絶対的な位置の推定）
以下に、基準点に位置する端末装置１００の筐体の絶対的な位置の推定方法について一例を説明する。
例えば、端末装置１００は、基準点に付されたマーカを利用して、当該基準点の絶対的な位置に関する情報を取得し、当該情報を利用して自身の筐体の絶対的な位置を推定してもよい。
(Estimation of the absolute position of the housing located at the reference point)
Hereinafter, an example of a method of estimating the absolute position of the housing of the
For example, the
具体的な一例として、端末装置１００は、基準点に関する情報（例えば、基準点の絶対的な位置に関する情報）が記録されたマーカから当該情報を読み出すことで、当該情報に基づき、当該マーカが付された基準点の絶対的な位置を推定してもよい。
より具体的な一例として、端末装置１００は、所定のコード（例えば、バーコードやＱＲコード（登録商標）等）として記録された基準点に関する情報を、読み取り装置（例えば、撮像装置等）により読み取ることで、当該情報を取得してもよい。この場合には、上記コード自体が上記マーカとして基準点に付されていてもよいし、上記マーカの一部として上記コードが付されていてもよい。
また、他の一例として、所定の記録媒体にデータとして記録された基準点に関する情報が、マーカを介して端末装置１００に読み出されてもよい。この場合には、例えば、マーカと、当該マーカに近接する端末装置１００の筐体と、の間で所謂非接触通信を確立することで、当該非接触通信を介して上記データ（すなわち、基準点に関する情報）が当該端末装置１００に読み出されてもよい。なお、この場合には、例えば、マーカは、非接触通信を確立するための通信装置を含んでもよい。
もちろん、上記はあくまで一例であり、端末装置１００がマーカに記録された情報を読み出すことが可能であれば、当該情報を読み出す方法や、当該情報の読み出しを実現するための構成は特に限定されない。
そして、端末装置１００がマーカから情報を読み出す際に、基準点と端末装置１００の筐体との間の距離が、当該筐体の絶対的な位置の推定に際し誤差として許容できる距離であれば、端末装置１００と基準点１９０とは絶対的な位置が略一致しているとみなすことが可能である。そのため、端末装置１００は、マーカから読み出した情報に基づく基準点の絶対的な位置を、当該情報を読み出すタイミングにおける、自身の筐体の絶対的な位置として推定することが可能となる。
As a specific example, the
As a more specific example, the
Further, as another example, information about a reference point recorded as data on a predetermined recording medium may be read out to the
Of course, the above is only an example, and as long as the
Then, if the distance between the reference point and the housing of the
また、他の一例として、端末装置１００は、物体認識技術等を利用してマーカ（換言すると、実空間に存在する物体）を認識することで、当該認識の結果に基づき、当該マーカが付された基準点を基点として、自身の筐体の絶対的な位置を推定してもよい。
具体的な一例として、端末装置１００は、自身の筐体に支持された撮像装置（例えば、デジタルカメラ等）による撮像結果に応じた画像に対して画像解析を施すことで、当該画像に被写体として撮像されたマーカを認識してもよい。
もちろん、上記はあくまで一例であり、端末装置１００がマーカを認識することが可能であれば、当該認識の方法や、当該認識を可能とするための構成は特に限定されない。
このような前提のもとで、例えば、マーカの形状やサイズが既知であれば、端末装置１００は、画像中に撮像されたマーカの形状やサイズに応じて、当該マーカに対する自身の筐体の相対的な位置や、当該マーカと当該筐体との間の距離を推定することが可能となる。そのうえで、例えば、マーカの絶対的な位置が既知であれば、端末装置１００は、マーカと自身の筐体との間の相対的な位置関係に応じて、当該筐体の絶対的な位置を推定することが可能となる。
Further, as another example, the
As a specific example, the
Of course, the above is only an example, and as long as the
Under such a premise, for example, if the shape and size of the marker are known, the
また、基準点と端末装置１００の筐体とが所定の位置関係となるように、当該基準点及び当該筐体のうち少なくともいずれかに対して支持部材（例えば、固定具等）が設けられていてもよい。このような構成に基づき、例えば、基準点の絶対的な位置が既知であれば、端末装置１００は、当該基準点と自身の筐体との相対的な位置関係が一時的に固定されることで、当該基準点と当該筐体との間の相対的な位置関係に応じて、当該筐体の絶対的な位置を推定することが可能となる。
Further, a support member (for example, a fixture or the like) is provided for at least one of the reference point and the housing so that the reference point and the housing of the
もちろん、上記はあくまで一例であり、端末装置１００が基準点に位置する場合において、当該端末装置１００が自身の筐体の絶対的な位置を推定することが可能であれば、その方法は特に限定されない。
具体的な一例として、端末装置１００は、基準点において衛星から送信される測位に係る無線信号を受信可能である場合には、ＧＮＳＳ等の技術に基づき、当該基準点における自身の筐体の絶対的な位置の推定を行ってもよい。なお、この場合には、衛星から送信される測位に係る無線信号を受信可能な実空間内の位置が、基準点として設定されることとなる。
また、他の一例として、基準点に位置する端末装置１００を、複数の撮像装置により互いに異なる方向から撮像することで、当該撮像の結果に応じた画像に基づき、当該端末装置１００の絶対的な位置の推定が行われてもよい。なお、この場合には、複数の撮像装置により撮像される実空間内の位置が、基準点として設定されることとなる。
Of course, the above is only an example, and when the
As a specific example, when the
Further, as another example, the
なお、本開示では、絶対的な位置に関する情報として緯度及び経度の情報を用いるが、必ずしも本実施形態に係る測位に係る技術の適用範囲を限定するものではない。具体的な一例として、建物や部屋の所定の位置や、所定の方向を基準とした座標系により、所定の対象（例えば、端末装置１００の筐体等）の絶対的な位置を示すことも可能である。 In this disclosure, latitude and longitude information is used as information regarding the absolute position, but the scope of application of the technique related to positioning according to the present embodiment is not necessarily limited. As a specific example, it is also possible to indicate the absolute position of a predetermined object (for example, the housing of the terminal device 100) by a predetermined position of a building or a room or a coordinate system based on a predetermined direction. Is.
（相対的な位置から絶対的な位置への変換）
次いで、図４及び図５を参照して、端末装置１００が、複数の基準点それぞれの絶対的な位置の推定結果を利用して、他の位置についても、ローカル座標系における筐体の位置（相対的な位置）を、絶対座標系における位置（絶対的な位置）に変換する方法について以下に説明する。なお、当該変換の方法については、「２点の基準点を利用する場合」と、「３点の基準点を利用する場合」と、に分けてそれぞれ説明を行うものとする。
また、図４及び図５を参照して説明する例では、ローカル座標系におけるＸ軸、Ｚ軸、及びＹ軸を、絶対座標系における緯度、経度、及び鉛直方向とそれぞれ対応付けたうえで、ローカル座標系における位置から、絶対座標系における位置への変換が行われるものとする。また、鉛直方向については、例えば、加速度センサ等を利用して重力加速度を検知することで移動方向及び移動量を把握することが可能である。そのため、図４及び図５に示す例では、便宜上、絶対座標系の水平面上（換言すると、ローカル座標系のＸＺ平面上）における平面座標系に着目してローカル座標系における位置を絶対座標系における位置に変換する場合について、変換方法の説明を行うものとする。
(Conversion from relative position to absolute position)
Then, with reference to FIGS. 4 and 5, the
Further, in the example described with reference to FIGS. 4 and 5, the X-axis, Z-axis, and Y-axis in the local coordinate system are associated with the latitude, longitude, and vertical direction in the absolute coordinate system, respectively, and then. It is assumed that the conversion from the position in the local coordinate system to the position in the absolute coordinate system is performed. Further, in the vertical direction, it is possible to grasp the moving direction and the moving amount by detecting the gravitational acceleration using, for example, an acceleration sensor or the like. Therefore, in the examples shown in FIGS. 4 and 5, for convenience, the position in the local coordinate system is set in the absolute coordinate system by focusing on the plane coordinate system on the horizontal plane of the absolute coordinate system (in other words, on the XZ plane of the local coordinate system). The conversion method will be described for the case of converting to the position.
（２点の基準点を利用する場合）
まず、図４を参照して、２点の基準点それぞれのローカル座標系における位置及び絶対座標系における位置を利用して、所定の筐体のローカル座標系における位置を絶対座標系における位置に変換する方法の一例について説明する。
(When using two reference points)
First, referring to FIG. 4, the position in the local coordinate system and the position in the absolute coordinate system of each of the two reference points are used to convert the position in the local coordinate system of the predetermined housing into the position in the absolute coordinate system. An example of how to do this will be described.
まず、図４（ａ）として示すように、端末装置１００は、所望のタイミング（例えば、起動時等）における自身の筐体の位置及び姿勢に基づき、ローカル座標系（すなわち、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向）を規定する。
次いで、図４（ｂ）として示すように、端末装置１００は、１点目の基準点Ｐａ１に移動した場合に、当該基準点Ｐａ１の絶対座標系における位置（絶対的な位置）に関する情報と、当該基準点Ｐａ１のローカル座標系における位置（相対的な位置）に関する情報と、を取得する。なお、基準点Ｐａ１の絶対座標系の水平面上における位置の座標を（ｒＬａｔ１，ｒＬｎｇ１）で表し、当該基準点Ｐａ１のローカル座標系のＸＺ平面上における位置の座標を（ｒｘ１，ｒｚ１）で表すものとする。
次いで、図４（ｃ）として示すように、端末装置１００は、２点目の基準点Ｐａ２に移動した場合に、当該基準点Ｐａ２の絶対座標系における位置（絶対的な位置）に関する情報と、当該基準点Ｐａ２のローカル座標系における位置（相対的な位置）に関する情報と、を取得する。なお、基準点Ｐａ２の絶対座標系の水平面上における位置の座標を（ｒＬａｔ２，ｒＬｎｇ２）で表し、当該基準点Ｐａ１のローカル座標系のＸＺ平面上における位置の座標を（ｒｘ２，ｒｚ２）で表すものとする。
以上のような条件のもとで、端末装置１００がローカル座標系における位置を絶対座標系における位置に変換するための変換式の導出方法と、当該変換式の利用方法とについて以下に説明する。
First, as shown in FIG. 4A, the
Next, as shown in FIG. 4B, when the
Next, as shown in FIG. 4C, when the
Under the above conditions, a method of deriving a conversion formula for the
まず、図４（ｃ）に示すように、基準点Ｐａ１及びＰａ２間を結ぶ直線Ｌ１を規定する。そのうえで、絶対座標系の水平面上（換言すると、ローカル座標系のＸＺ平面上）において、直線Ｌ１と緯度方向との間の角度をｒＢｅａｒｉｎｇとする。また、ローカル座標系のＸＺ平面上（換言すると、絶対座標系の水平面上）において、直線Ｌ１とＸ方向との間の角度をｒＡｎｇｌｅとする。
また、端末装置１００の移動に係る経路上の各位置のうち、ローカル座標系における端末装置１００の位置の測定（推定）が行われるタイミングをｉとした場合に、タイミングｉにおける当該端末装置１００の筐体の位置を便宜上「測定点」とも称する。そのうえで、タイミングｉにおける測定点に位置する端末装置１００の筐体のローカル座標を（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）で表すものとする。
また、基準点の絶対座標の周囲における１ｍあたりの緯度及び経度の変化量をそれぞれｄＬａｔ及びｄＬｎｇで表すものとする。
First, as shown in FIG. 4C, a straight line L1 connecting the reference points Pa1 and Pa2 is defined. Then, on the horizontal plane of the absolute coordinate system (in other words, on the XZ plane of the local coordinate system), the angle between the straight line L1 and the latitude direction is defined as rBearing. Further, the angle between the straight line L1 and the X direction on the XZ plane of the local coordinate system (in other words, on the horizontal plane of the absolute coordinate system) is rAngle.
Further, when the timing at which the position of the
Further, the amount of change in latitude and longitude per 1 m around the absolute coordinates of the reference point shall be represented by dLat and dLng, respectively.
以上を踏まえ、Ｙ方向と鉛直方向とが略一致することを前提とした、水平面上における絶対座標系とローカル座標系との間のずれを角度θで表した場合には、角度θは、以下に（式１）として示す関係式で表される。また、タイミングｉにおける測定点に位置する端末装置１００の筐体の絶対座標を（Ｌａｔｉ，Ｌｎｇｉ，Ａｌｔｉ）で表した場合に、Ｌａｔｉ、Ｌｎｇｉ、及びＡｌｔｉは、以下に（式２）～（式４）として示す関係式でそれぞれ表される。
Based on the above, when the deviation between the absolute coordinate system and the local coordinate system on the horizontal plane is expressed by the angle θ on the premise that the Y direction and the vertical direction substantially match, the angle θ is as follows. It is expressed by the relational expression shown in (Equation 1). Further, when the absolute coordinates of the housing of the
以上のようにして、上記（式２）～（式４）として示す、測定点のローカル座標（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）を変数として、当該ローカル座標を絶対座標に変換する変換式が導かれる。
すなわち、端末装置１００の絶対座標の推定時には、各測定点について測定（推定）されるローカル座標（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）を、上記（式２）～（式４）として示す変換式に入力することで、当該測定点における端末装置１００の筐体の絶対座標（Ｌａｔｉ，Ｌｎｇｉ，Ａｌｔｉ）に変換することが可能となる。
As described above, the conversion formula for converting the local coordinates into absolute coordinates is derived by using the local coordinates (xi, yi, zi) of the measurement points shown as the above (Equation 2) to (Equation 4) as variables.
That is, when estimating the absolute coordinates of the
なお、基準点については、２個所のみに限らず、３個所以上設定されていてもよい。このような場合には、絶対座標の導出の対象となる測定点と、設定された各基準点と、の間の関係に応じて、上記（式２）～（式４）として示す変換式の算出に利用する基準点が決定されてもよい。具体的な一例として、設定された一連の基準点のうち、対象となる測定点に位置するタイミング（換言すると、相対的な位置の変化が検知されたタイミング）により近いタイミングで設定された２個所の基準点が、上記（式２）～（式４）として示す変換式の算出に利用されてもよい。 The reference points are not limited to two, and may be set to three or more. In such a case, the conversion equations shown as (Equation 2) to (Equation 4) above depend on the relationship between the measurement point to be derived from the absolute coordinates and each set reference point. The reference point used for the calculation may be determined. As a specific example, of the set reference points, two points set at a timing closer to the timing of being located at the target measurement point (in other words, the timing when a relative change in position is detected). The reference point of may be used for the calculation of the conversion formulas shown as the above (Equation 2) to (Equation 4).
（３点の基準点を利用する場合）
次いで、図５を参照して、３点の基準点それぞれのローカル座標系における位置及び絶対座標系における位置を利用して、所定の筐体のローカル座標系における位置を絶対座標系における位置に変換する方法の一例について説明する。
(When using 3 reference points)
Then, with reference to FIG. 5, the position in the local coordinate system and the position in the absolute coordinate system of each of the three reference points are used to convert the position in the local coordinate system of the predetermined housing into the position in the absolute coordinate system. An example of how to do this will be described.
まず、図５（ａ）として示すように、端末装置１００は、所望のタイミング（例えば、起動時等）における自身の筐体の位置及び姿勢に基づき、ローカル座標系（すなわち、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向）を規定する。
次いで、図５（ｂ）として示すように、端末装置１００は、３点の基準点Ｐａ３～Ｐａ５それぞれに移動した場合に、各基準点の絶対座標系における位置（絶対的な位置）に関する情報と、当該基準点のローカル座標系における位置（相対的な位置）に関する情報と、を順次取得する。
なお、基準点Ｐａ３の絶対座標系における位置の座標を（ｒＬａｔ１，ｒＡｌｔ１，ｒＬｎｇ１）で表し、当該基準点Ｐａ３のローカル座標系における位置の座標を（ｒｘ１，ｒｙ１，ｒｚ１）で表すものとする。また、基準点Ｐａ４の絶対座標系における位置の座標を（ｒＬａｔ２，ｒＡｌｔ２，ｒＬｎｇ２）で表し、当該基準点Ｐａ４のローカル座標系における位置の座標を（ｒｘ２，ｒｙ２，ｒｚ２）で表すものとする。また、基準点Ｐａ５の絶対座標系における位置の座標を（ｒＬａｔ３，ｒＡｌｔ３，ｒＬｎｇ３）で表し、当該基準点Ｐａ５のローカル座標系における位置の座標を（ｒｘ３，ｒｙ３，ｒｚ３）で表すものとする。
以上のような条件のもとで、端末装置１００がローカル座標系における位置を絶対座標系における位置に変換するための変換行列の導出方法と、当該変換行列の利用方法とについて以下に説明する。
First, as shown in FIG. 5A, the
Next, as shown in FIG. 5B, when the
The coordinates of the position of the reference point Pa3 in the absolute coordinate system are represented by (rLat1, rAlt1, rLng1), and the coordinates of the position of the reference point Pa3 in the local coordinate system are represented by (rx1, ry1, rz1). Further, the coordinates of the position of the reference point Pa4 in the absolute coordinate system are represented by (rLat2, rAlt2, rLng2), and the coordinates of the position of the reference point Pa4 in the local coordinate system are represented by (rx2, ry2, rz2). Further, the coordinates of the position of the reference point Pa5 in the absolute coordinate system are represented by (rLat3, rAlt3, rLng3), and the coordinates of the position of the reference point Pa5 in the local coordinate system are represented by (rx3, ry3, rz3).
Under the above conditions, a method of deriving a transformation matrix for the
具体的には、端末装置１００は、３点の基準点Ｐａ３～Ｐａ５それぞれにおける相対的な位置と絶対的な位置との間の対応関係に基づき、ローカル座標系における位置を絶対座標系における位置に変換するための変換行列を算出する。この座標変換は、所謂アフィン変換（平行移動と線形変換（拡大縮小、せん断、回転））となる。
Specifically, the
ここで、３点を利用する意義についてアフィン変換に即して以下に概要を説明する。
１点の基準点について相対的な位置と絶対的な位置との間の対応関係がわかることで、平行移動による座標変換が可能となる。所謂モーショントラッキングと称される技術では、位置推定の開始地点の位置を把握することが一般的であるが、本実施形態では、必ずしも開始地点における筐体の位置情報を利用する必要はない。このような特性から、本実施形態では、時系列を考慮して基準点を更新していくこととなる。
２点の基準点について相対的な位置と絶対的な位置との間の対応関係がわかることで、上記平行移動に加え回転を含む座標変換が可能となる。モーショントラッキングでは、位置推定の開始地点の向きを把握することが一般的であるが、本実施形態では、必ずしも開始地点における筐体の向きを利用する必要はない。このような特性から、本実施形態では、少なくとも２点の、基準点を利用することで、上記平行移動に加え回転を含む座標変換を可能とする。
３点の基準点について相対的な位置と絶対的な位置との間の対応関係がわかることで、上記平行移動及び回転に加え拡大縮小、せん断を含む座標変換が可能となる。具体的には、端末装置１００が内部的に管理するローカル座標系の軸方向を絶対座標系の軸方向と対応付けることが可能となり、相対的な位置の情報に含まれる誤差をより低減させることも可能となる。
Here, the significance of using the three points will be outlined below in line with the affine transformation.
By knowing the correspondence between the relative position and the absolute position of one reference point, coordinate transformation by translation becomes possible. In the so-called motion tracking technique, it is common to grasp the position of the start point of position estimation, but in the present embodiment, it is not always necessary to use the position information of the housing at the start point. Due to such characteristics, in the present embodiment, the reference point is updated in consideration of the time series.
By knowing the correspondence between the relative position and the absolute position of the two reference points, it is possible to perform coordinate transformation including rotation in addition to the above translation. In motion tracking, it is common to grasp the orientation of the start point of position estimation, but in the present embodiment, it is not always necessary to use the orientation of the housing at the start point. Due to such characteristics, in the present embodiment, by using at least two reference points, it is possible to perform coordinate transformation including rotation in addition to the above translation.
By knowing the correspondence between the relative position and the absolute position of the three reference points, it is possible to perform coordinate transformation including enlargement / reduction and shear in addition to the above translation and rotation. Specifically, the axial direction of the local coordinate system managed internally by the
上記を踏まえ、ローカル座標系における位置を絶対座標系における位置に変換するための変換行列Ｘは、３点の基準点Ｐａ３～Ｐａ５それぞれにおける相対的な位置と絶対的な位置との間の対応関係に基づき、以下に（式５）として示す関係式で表される。 Based on the above, the conversion matrix X for converting the position in the local coordinate system to the position in the absolute coordinate system is the correspondence between the relative position and the absolute position at each of the three reference points Pa3 to Pa5. Based on the above, it is represented by the relational expression shown below as (Equation 5).
次いで、上記変換行列Ｘを利用して、各測定点における端末装置１００の筐体のローカル座標系における位置（相対的な位置）を、絶対座標系における位置（絶対的な位置）に変換する方法について説明する。なお、タイミングｉにおける測定点に位置する端末装置１００の筐体のローカル座標を（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）で表し、当該筐体の絶対座標を（Ｌａｔｉ，Ｌｎｇｉ，Ａｌｔｉ）で表すものとする。この場合に、Ｌａｔｉ、Ｌｎｇｉ、及びＡｌｔｉは、以下に（式６）として示す関係式に基づき導出される。
Next, a method of converting the position (relative position) of the housing of the
すなわち、端末装置１００の絶対座標の推定時には、各測定点について測定（推定）されるローカル座標（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）を、上記（式６）として示す変換式に入力することで、当該測定点における端末装置１００の筐体の絶対座標（Ｌａｔｉ，Ｌｎｇｉ，Ａｌｔｉ）に変換することが可能となる。
That is, when estimating the absolute coordinates of the
なお、基準点については、３個所のみに限らず、４個所以上設定されていてもよい。このような場合には、絶対座標の導出の対象となる測定点と、設定された各基準点と、の間の関係に応じて、上記（式５）として示す変換行列Ｘの算出に利用する基準点が決定されてもよい。具体的な一例として、設定された一連の基準点のうち、対象となる測定点に位置するタイミング（換言すると、相対的な位置の変化が検知されたタイミング）により近いタイミングで設定された３個所の基準点が、上記（式５）として示す変換行列Ｘの算出に利用されてもよい。 The reference points are not limited to three, and may be set to four or more. In such a case, it is used to calculate the transformation matrix X shown as the above (Equation 5) according to the relationship between the measurement point for which the absolute coordinates are to be derived and each set reference point. A reference point may be determined. As a specific example, out of a series of set reference points, three points set at a timing closer to the timing of being located at the target measurement point (in other words, the timing when a relative change in position is detected). The reference point of may be used for the calculation of the transformation matrix X shown as the above (Equation 5).
また、上記（式５）を、以下に（式７）として示す関係式に汎化することで、任意の３箇所以上の基準点を利用して変換行列Ｘを算出することも可能である。なお、以下に示す（式７）において、ｍは３以上の整数である。 Further, by generalizing the above (Equation 5) into the relational expression shown below as (Equation 7), it is possible to calculate the transformation matrix X by using any three or more reference points. In (Equation 7) shown below, m is an integer of 3 or more.
上記（式７）に基づき４点以上の基準点を利用して変換行列Ｘを算出することで、例えば、当該４点以上の基準点が誤差を含むような状況下においても、最小二乗法を用いて誤差が最小となるような逆行列を求めることも可能となる。 By calculating the transformation matrix X using four or more reference points based on the above (Equation 7), for example, even in a situation where the four or more reference points include an error, the least squares method can be used. It is also possible to use it to find the inverse matrix that minimizes the error.
また、上記（式７）に基づきｍ箇所（ｍ≧３）の基準点を利用して変換行列Ｘを算出する状況下において、ｎ箇所（ｎ＞ｍ）以上設定された基準点の中から、変換行列Ｘの算出に利用する任意のｍ箇所の基準点を選択することも可能である。
また、ｎ箇所の基準点の中からｍ箇所の基準点を選択する方法については適宜変更されてもよい。例えば、ｎ箇所の基準点（換言すると、設定された一連の基準点）それぞれに対して所定の条件に基づき信頼度（例えば、位置の推定結果の信頼度）を設定し、当該信頼度に応じて、当該ｎ箇所の基準点の中から、変換行列Ｘの算出に利用するｍ箇所の基準点が選択されてもよい。より具体的な一例として、ＧＰＳを利用した測位結果に基づき設定された基準点については、非接触通信を介してマーカから取得した情報に基づき設定された基準点よりも信頼度がより低く設定されてもよい。また、上述した対象となる測定点に位置するタイミングと各基準点が設定されたタイミングに基づき変換行列Ｘの算出に利用する基準点を決定する方法と、上記信頼度に基づき変換行列Ｘの算出に利用する基準点を決定する方法との組み合わせが利用されてもよい。
また、ＡＲ等で利用される位置や姿勢の推定に係る手法として、相対的な位置や姿勢の変化を逐次算出して累積することで、位置や姿勢を相対値として推定する手法が挙げられる。このような手法では、位置や姿勢の推定時にエラーが発生した場合に、累積された情報がリセットされることがある。このような状況において、例えば、累積された情報のリセットが行われた場合に、当該リセットが行われたタイミング以前に設定された基準点については、他の基準点よりも信頼度がより低く設定されてもよく、変換行列Ｘの算出の利用対象から除外されてもよい。
Further, under the situation where the transformation matrix X is calculated using the reference points at m points (m ≧ 3) based on the above (Equation 7), from the reference points set at n points (n> m) or more, It is also possible to select arbitrary m reference points used for calculating the transformation matrix X.
Further, the method of selecting m reference points from n reference points may be appropriately changed. For example, the reliability (for example, the reliability of the position estimation result) is set for each of the n reference points (in other words, a set of set reference points) based on a predetermined condition, and the reliability is set according to the reliability. Then, from the n reference points, m reference points used for calculating the transformation matrix X may be selected. As a more specific example, the reference point set based on the positioning result using GPS is set to have a lower reliability than the reference point set based on the information acquired from the marker via non-contact communication. You may. Further, a method of determining a reference point to be used for calculating the transformation matrix X based on the timing of being located at the target measurement point described above and the timing at which each reference point is set, and the calculation of the transformation matrix X based on the reliability. A combination with a method of determining a reference point to be used may be used.
Further, as a method related to estimation of a position or posture used in AR or the like, there is a method of estimating a position or posture as a relative value by sequentially calculating and accumulating changes in relative position or posture. In such a method, the accumulated information may be reset if an error occurs when estimating the position or posture. In such a situation, for example, when the accumulated information is reset, the reference point set before the timing of the reset is set to have a lower reliability than the other reference points. It may be done, or it may be excluded from the use target of the calculation of the transformation matrix X.
（補足）
なお、上述した例では、端末装置１００の筐体の絶対的な位置を３次元的に推定する場合について説明した。一方で、端末装置１００の筐体の絶対的な位置を、鉛直方向の位置を考慮せずに２次元的に推定することも可能である。この場合には、（式２）～（式４）、（式６）として示した関係式（変換式）において、鉛直方向の成分であるｒＡｌｔ、ｒｙ、及びｙｉ等に対して０を代入したうえで演算を行えばよい。
(supplement)
In the above-mentioned example, a case where the absolute position of the housing of the
＜機能構成＞
図７を参照して、本実施形態に係る端末装置１００の機能構成の一例について、特に所定の筐体の絶対的な位置の推定に係る処理に着目して説明する。なお、図７に示す例では、図４～図６を参照して説明したように、端末装置１００は、複数の基準点それぞれのローカル座標系における位置と絶対座標系における位置との間の関係に基づき、自身の筐体の絶対的な位置の推定を行うものとする。
端末装置１００は、第１の取得部１０１と、第２の取得部１０２と、推定部１０３とを含む。また、端末装置１００は、記憶部１５０を含んでもよい。
<Functional configuration>
With reference to FIG. 7, an example of the functional configuration of the
The
第１の取得部１０１は、端末装置１００が基準点に位置する場合に、当該基準点に関する情報（例えば、基準点の絶対的な位置に関する情報）を取得し、当該情報を推定部１０３に出力する。例えば、第１の取得部１０１は、基準点に付されたマーカから、当該基準点に関する情報を読み出してもよい。なお、基準点に関する情報の一例や当該情報の取得方法については、「基準点に位置する筐体の絶対的な位置の推定」として前述したため、詳細な説明は省略する。また、第１の取得部１０１が取得する上記情報が、「第１の情報」の一例に相当する。
When the
第２の取得部１０２は、端末装置１００の筐体の相対的な位置の変化に応じた情報を取得し、当該情報を推定部１０３に出力する。なお、端末装置１００の筐体の相対的な位置の変化に応じた情報の一例や当該情報の取得方法については、「筐体の相対的な位置の推定」として前述したため、詳細な説明は省略する。また、第２の取得部１０２が取得する上記情報が、「第２の情報」の一例に相当する。
The
推定部１０３は、第２の取得部１０２から少なくとも端末装置１００の筐体の相対的な位置の変化に応じた情報を逐次取得する。推定部１０３は、第２の取得部１０２から逐次出力される情報に基づき、端末装置１００の筐体の相対的な位置の変化を時系列に沿って監視することで、ローカル座標系における当該筐体の位置を推定する。
また、推定部１０３は、第２の取得部１０２による上記情報の取得タイミングごと（換言すると、測定点ごと）の、ローカル座標系における上記筐体の位置の推定結果に応じた情報を、所定の記憶領域（例えば、記憶部１５０）に記憶させることで管理してもよい。
The
Further, the
推定部１０３は、第１の取得部１０１から、端末装置１００が基準点に位置する場合における、当該基準点に関する情報（例えば、基準点の絶対的な位置に関する情報）を取得する。推定部１０３は、取得した基準点に関する情報に基づき、当該基準点の絶対座標系における位置（絶対的な位置）を推定する。
また、推定部１０３は、端末装置１００が基準点に位置するタイミングでの、ローカル座標系における上記筐体の位置（相対的な位置）の推定結果に基づき、当該基準点のローカル座標系における位置（相対的な位置）を推定する。
そして、推定部１０３は、基準点の絶対座標系における位置（絶対的な位置）の推定結果と、当該基準点のローカル座標系における位置（相対的な位置）の推定結果と、を関連付けて所定の記憶領域（例えば、記憶部１５０）に記録する。
The
Further, the
Then, the
また、推定部１０３は、複数の基準点について、絶対座標系における位置（絶対的な位置）と、ローカル座標系における位置（相対的な位置）と、の推定結果が得られた場合に、当該推定結果を利用して、ローカル座標系における位置を絶対座標系における位置に変換する変換式を算出する。そして、推定部１０３は、算出した上記変換式を利用して、第２の取得部１０２が取得した情報に基づく各測定点における端末装置１００の筐体の相対的な位置（ローカル座標系における位置）を、絶対的な位置（絶対座標系における位置）に変換する。なお、上記変換式の算出方法や、当該変換式を利用した座標変換の方法については、図４及び図５を参照して前述したため、詳細な説明は省略する。
また、推定部１０３は、各測定点について導出した端末装置１００の筐体の絶対的な位置に関する情報を、所定の記憶領域（例えば、記憶部１５０）に記憶させることで管理してもよい。
Further, the
Further, the
記憶部１５０は、端末装置１００内の各部が処理を実行するためのデータやプログラムを記憶する記憶領域である。また、記憶部１５０は、端末装置１００内の各部が生成した情報やデータを記憶してもよい。
なお、記憶部１５０は、例えば、端末装置１００に内蔵された記憶装置により実現されてもよい。また、他の一例として、記憶部１５０は、端末装置１００とは異なる外部の記憶装置により実現されてもよい。具体的には、記憶部１５０は、端末装置１００に対して外付けされた記憶装置により実現されてもよいし、端末装置１００とネットワークを介して接続された記憶装置により実現されてもよい。
The
The
なお、図７に示す構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る技術的特徴を実現するための装置の構成を限定するものではない。例えば、端末装置１００の少なくとも一部の機能が、複数の装置が協働することで実現されてもよい。
具体的な一例として、端末装置１００の一部の機能が、端末装置１００とは異なる他の装置により実現されてもよい。より具体的な一例として、第１の取得部１０１及び第２の取得部１０２と、推定部１０３とが互いに異なる装置に設けられていてもよい。なお、この場合には、少なくとも第１の取得部１０１及び第２の取得部１０２が、筐体の位置の推定対象となる装置側に設けられているとよい。また、推定部１０３が設けられる装置が、本実施形態における「情報処理装置」の一例に相当する。
また、他の一例として、端末装置１００の少なくとも一部の機能の実現に係る処理の負荷が複数の装置に分散されてもよい。より具体的な一例として、推定部１０３の処理の負荷が複数の装置に分散されてもよい。
The configuration shown in FIG. 7 is merely an example, and does not limit the configuration of the device for realizing the technical features according to the present embodiment. For example, at least a part of the functions of the
As a specific example, some functions of the
Further, as another example, the processing load related to the realization of at least a part of the functions of the
また、基準点の絶対的な位置や相対的な位置の推定方法や、測定点における所定の筐体の相対的な位置の変化の検知方法に応じて、端末装置１００の一連の機能のうち少なくとも一部の機能が変更されてもよい。
具体的な一例として、ＧＮＳＳ等の技術に基づき、基準点の絶対的な位置の推定が行われる場合には、第１の取得部１０１として、衛星から送信される無線信号を受信するための装置が適用されてもよい。なお、この場合には、衛星からの無線信号を受信可能であれば、いずれの位置も基準点となり得る。そのため、必ずしも基準点が固定的に設定されていなくてもよい。
また、所定の筐体の相対的な位置の変化の検知方法に応じて、第２の取得部１０２として適用される装置が適宜変更されてもよい。
Further, at least one of a series of functions of the
As a specific example, when the absolute position of the reference point is estimated based on the technology such as GNSS, the device for receiving the radio signal transmitted from the satellite as the
Further, the device applied as the
＜処理＞
図８を参照して、本実施形態に係る端末装置１００の処理の一例について、特に所定の筐体の絶対的な位置の推定に係る処理に着目して説明する。なお、図８に示す例では、図４～図６を参照して説明したように、端末装置１００は、複数の基準点それぞれのローカル座標系における位置と絶対座標系における位置との間の関係に基づき、自身の筐体の絶対的な位置の推定を行うものとする。
<Processing>
With reference to FIG. 8, an example of the processing of the
Ｓ１０１において、端末装置１００は、自身の筐体の相対的な位置の変化を検知し、当該検知の結果を時系列に沿って監視することで、ローカル座標系における当該筐体の位置を推定する。これにより、上記検知のタイミングごと（換言すると、測定点ごと）に、ローカル座標系における端末装置１００の筐体の位置の推定が可能となる。
In S101, the
Ｓ１０２において、端末装置１００は、基準点に付されたマーカからの情報の取得等により、当該基準点に関する情報（例えば、基準点の絶対的な位置に関する情報）を取得したか否かを判定する。
端末装置１００は、Ｓ１０２において基準点に関する情報を取得したと判定した場合には、処理をＳ１０３に進める。Ｓ１０３において、端末装置１００は、取得した基準点に関する情報に基づき、当該基準点の絶対座標系における位置（絶対的な位置）を推定する。また、端末装置１００は、基準点に位置するタイミングでの、ローカル座標系における上記筐体の位置（相対的な位置）の推定結果に基づき、当該基準点のローカル座標系における位置（相対的な位置）を推定する。そして、端末装置１００は、基準点の絶対座標系における位置（絶対的な位置）の推定結果と、当該基準点のローカル座標系における位置（相対的な位置）の推定結果と、を関連付けて所定の記憶領域に記録する。
一方で、端末装置１００は、Ｓ１０２において基準点に関する情報を取得していないと判定した場合には、処理をＳ１０４に進める。
In S102, the
When the
On the other hand, if the
Ｓ１０４において、端末装置１００は、複数の基準点について情報（絶対的な位置の推定結果及び相対的な位置の推定結果）を取得済か否かを判定する。
端末装置１００は、Ｓ１０４において複数の基準点について情報を取得済と判定した場合には、処理をＳ１０５に進める。Ｓ１０５において、端末装置１００は、複数の基準点それぞれの絶対的な位置の推定結果と相対的な位置の推定結果との間の対応関係に基づき、ローカル座標系における位置を絶対座標系における位置に変換する変換式を算出する。なお、変換式の算出方法については、図４及び図５を参照して前述したため、詳細な説明は省略する。
一方で、端末装置１００は、Ｓ１０４において複数の基準点について情報を取得していないと判定した場合には、処理をＳ１０６に進める。
In S104, the
When the
On the other hand, if the
Ｓ１０６において、端末装置１００は、ローカル座標系における位置を絶対座標系における位置に変換する変換式を算出済か否かを判定する。なお、Ｓ１０５の処理が実行されている場合には、上記変換式が算出済となる。
端末装置１００は、Ｓ１０６において上記変換式を算出済と判定した場合には、処理をＳ１０７に進める。Ｓ１０７において、端末装置１００は、算出した上記変換式を利用して、Ｓ１０１において推定したローカル座標系における自身の筐体の位置（相対的な位置）を、絶対座標系における位置（絶対的な位置）に変換する。これにより、端末装置１００の筐体の絶対的な位置が推定される。
一方で、端末装置１００は、Ｓ１０６において上記変換式を算出していないと判定した場合には、図８に示す一連の処理を終了する。
In S106, the
When the
On the other hand, when it is determined in S106 that the conversion formula has not been calculated, the
端末装置１００は、図８に示す一連の処理を、所望の契機で実行する。具体的な一例として、端末装置１００は、図８に示す一連の処理を、所定のタイミングごとに定期的に実行してもよい。また、他の一例として、端末装置１００は、図８に示す一連の処理を、所定のトリガに基づき実行してもよい。
The
＜適用例＞
図９を参照して、本実施形態に係る技術の適用例について説明する。図９に示す例では、ユーザが保持するスマートフォンを本実施形態に係る端末装置１００としたうえで、当該スマートフォンの測位を行う場合について説明する。なお、本適用例では、端末装置１００の筐体の絶対位置の推定に２点の基準点の情報が利用されるものとする。
<Application example>
An application example of the technique according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the example shown in FIG. 9, a case where the smartphone held by the user is set as the
図９に示す開始点Ｐ０は、端末装置１００（スマートフォン）の測位を開始したタイミングにおける、当該端末装置１００の位置を模式的に示している。具体的な一例として、ユーザが端末装置１００にインストールされた当該端末装置１００の測位を実現するためのアプリケーションが起動すると、端末装置１００は、当該アプリケーションの起動のタイミングにおける自身の筐体の位置を開始点Ｐ０として設定する。
The start point P0 shown in FIG. 9 schematically shows the position of the
次いで、ユーザが端末装置１００を保持した状態で移動を開始し、移動中に経路上において基準点Ｐａ２１、Ｐａ２２、及びＰａ２３それぞれが、この順序で設定されたものとする（すなわち、基準点の絶対的な位置に関する情報の読み出しが行われたものとする）。
また、Ｐｂ２１～Ｐｂ２５のそれぞれは測定点を示している。具体的には、ユーザが端末装置１００を保持した状態で開始点Ｐ０から基準点Ｐａ２１に移動する間の経路上において、端末装置１００の相対的な位置の推定が少なくとも１回行われ、当該推定が行われたタイミングに対応付けて測定点Ｐｂ２１が設定されている。同様にして、基準点Ｐａ２１と基準点Ｐａ２２との間の経路上に測定点Ｐｂ２２及びＰｂ２３が設定されている。また、基準点Ｐａ２２と基準点Ｐａ２３との間の経路上に測定点Ｐｂ２４が設定されている。また、基準点Ｐａ２３以降の経路上に測定点Ｐｂ２５が設定されている。
Next, it is assumed that the user starts the movement while holding the
Further, each of Pb21 to Pb25 indicates a measurement point. Specifically, the relative position of the
以上のような前提のもとで、端末装置１００は、各測定点における自身の筐体の絶対的な位置を推定する場合に、当該推定をリアルタイムで行うか、当該推定を事後的に行うかに応じて、当該推定への情報の適用対象とする基準点を決定する。
Based on the above assumptions, when the
具体的には、端末装置１００は、各測定点における自身の筐体の絶対的な位置をリアルタイムで推定する場合には、当該推定に対する情報の利用対象とする基準点を、当該推定の対象とする測定点が設定されたタイミングよりも過去に設定された基準点に制限する。
この場合には、例えば、端末装置１００は、測定点Ｐｂ２４における自身の筐体の絶対的な位置を推定する場合には、当該測定点Ｐｂ２４が設定されたタイミングよりも過去に設定された基準点Ｐａ２１及びＰａ２２のみを、当該推定に対する情報の利用対象の候補とする。そのうえで、端末装置１００は、候補として設定された基準点のうち、測定点Ｐｂ２４が設定されたタイミングにより近いタイミングで設定された基準点に関する情報を、当該測定点Ｐｂ２４における自身の筐体の絶対的な位置の推定に利用する。すなわち、この場合には、基準点Ｐａ２１及びＰａ２２それぞれに関する情報が、端末装置１００の筐体の絶対的な位置の推定に利用されることとなる。
Specifically, when the
In this case, for example, when the
これに対して、端末装置１００は、各測定点における自身の筐体の絶対的な位置を事後的に推定する場合には、当該推定に対する情報の利用対象とする基準点の制限を行わず、設定された一連の基準点を候補とする。
この場合には、例えば、端末装置１００は、測定点Ｐｂ２４における自身の筐体の絶対的な位置を推定する場合においても、設定された基準点Ｐａ２１、Ｐａ２２、及びＰａ２３を、当該推定に対する情報の利用対象の候補とする。そのうえで、端末装置１００は、候補として設定された基準点のうち、測定点Ｐｂ２４が設定されたタイミングにより近いタイミングで設定された基準点に関する情報を、当該測定点Ｐｂ２４における自身の筐体の絶対的な位置の推定に利用する。すなわち、この場合には、基準点Ｐａ２２及びＰａ２３それぞれに関する情報が、端末装置１００の筐体の絶対的な位置の推定に利用されることとなる。
On the other hand, when the
In this case, for example, even when the
なお、端末装置１００の筐体の絶対的な位置の推定が行われるタイミングで、当該推定に情報が利用される数分の基準点の設定が行われていないような状況も想定され得る。例えば、図９に示す例において、測定点Ｐｂ２２が設定されたタイミングでは、基準点Ｐａ２１の１点のみが設定されている。このような状況下で、端末装置１００の筐体の絶対位置の推定に２点の基準点の情報が利用される場合には、当該推定に情報が利用される２点分の基準点の設定が行われていないこととなる。このような場合には、端末装置１００は、測位不可として、当該推定に係る処理を終了してもよい。
At the timing when the absolute position of the housing of the
＜むすび＞
以上説明したように、本実施形態に係る情報処理装置（例えば、端末装置１００）は、第１の取得手段と、第２に取得手段と、推定手段と、を備える。第１の取得手段は、実空間内の互いに異なる複数の位置それぞれを基準点として、複数の当該基準点それぞれの絶対的な位置に関する第１の情報を取得する。第２の取得手段は、所定の筐体の相対的な位置の変化に応じた第２の情報を時系列に沿って逐次取得する。推定手段は、複数の基準点それぞれについて取得された第１の情報と、当該基準点に筐体が位置するタイミングで取得された第２の情報と、に基づき、第２の情報が示す筐体の相対的な位置の変化が検知されたタイミングにおける、当該筐体の実空間における絶対的な位置を推定する。
以上のような構成により、本実施形態に係る情報処理装置に依れば、屋根や壁面等の遮蔽物で覆われた環境（例えば、屋内や地下施設等）のように、測位に係る衛星からの無線信号を定常的に受信可能である状態を維持することが困難な状況下においても、筐体の絶対的な位置を推定することが可能となる。
<Conclusion>
As described above, the information processing device (for example, the terminal device 100) according to the present embodiment includes a first acquisition means, a second acquisition means, and an estimation means. The first acquisition means acquires the first information regarding the absolute position of each of the plurality of reference points, with each of the plurality of different positions in the real space as the reference point. The second acquisition means sequentially acquires the second information according to the change in the relative position of the predetermined housing in chronological order. The estimation means is based on the first information acquired for each of the plurality of reference points and the second information acquired at the timing when the housing is located at the reference point, and the housing indicated by the second information. Estimate the absolute position of the housing in real space at the timing when the relative position change of is detected.
With the above configuration, according to the information processing device according to the present embodiment, from a satellite related to positioning, such as an environment covered with a shield such as a roof or a wall surface (for example, indoor or underground facility). It is possible to estimate the absolute position of the housing even in a situation where it is difficult to maintain a state in which the radio signal of the above can be constantly received.
１００ 端末装置
１０１ 第１の取得部
１０２ 第２の取得部
１０３ 推定部
１５０ 記憶部
100
Claims (13)
所定の筐体の相対的な位置の変化に応じた第２の情報を時系列に沿って逐次取得する第２に取得手段と、
複数の前記基準点それぞれについて取得された前記第１の情報と、当該基準点に前記筐体が位置するタイミングで取得された前記第２の情報と、に基づき、他の前記第２の情報が示す前記筐体の相対的な位置の変化が検知されたタイミングにおける、当該筐体の実空間における絶対的な位置を推定する推定手段と、
を備える、情報処理装置。 A first acquisition means for acquiring first information regarding the absolute position of each of the plurality of reference points, with each of the plurality of different positions in the real space as a reference point.
A second acquisition means for sequentially acquiring second information according to a change in the relative position of a predetermined housing in chronological order.
Based on the first information acquired for each of the plurality of reference points and the second information acquired at the timing when the housing is located at the reference point, the other second information is obtained. An estimation means for estimating the absolute position of the housing in real space at the timing when a change in the relative position of the housing is detected.
An information processing device equipped with.
少なくとも３つの前記基準点について取得された前記第１の情報と、当該基準点に前記筐体が位置するタイミングで取得された前記第２の情報と、に基づき、当該基準点の実空間における絶対的な位置と、当該基準点の相対的な位置と、の関係に応じた変換行列を算出し、
前記第２の情報に基づき推定される前記筐体の相対的な位置を、前記変換行列に基づき、当該筐体の実空間における絶対的な位置に変換する、
請求項１に記載の情報処理装置。 The estimation means is
Absolute in real space of the reference point based on the first information acquired for at least three reference points and the second information acquired at the timing when the housing is located at the reference point. Calculate the transformation matrix according to the relationship between the target position and the relative position of the reference point.
The relative position of the housing estimated based on the second information is converted into an absolute position in the real space of the housing based on the transformation matrix.
The information processing apparatus according to claim 1.
少なくとも２つの前記基準点について取得された前記第１の情報と、当該基準点に前記筐体が位置するタイミングで取得された前記第２の情報と、に基づき、当該基準点の絶対的な位置を示す絶対座標系と、前記基準点の相対的な位置を示す相対座標系と、の間のずれに応じた変換式を算出し、
前記第２の情報に基づき推定される前記筐体の相対的な位置を、前記変換式に基づき、当該筐体の実空間における絶対的な位置に変換する、
請求項１に記載の情報処理装置。 The estimation means is
Absolute position of the reference point based on the first information acquired for at least two reference points and the second information acquired at the timing when the housing is located at the reference point. The conversion formula according to the deviation between the absolute coordinate system indicating the above and the relative coordinate system indicating the relative position of the reference point is calculated.
The relative position of the housing estimated based on the second information is converted into an absolute position in the real space of the housing based on the conversion formula.
The information processing apparatus according to claim 1.
前記筐体に支持された撮像部による実空間の撮像結果に応じた画像中の被写体の認識結果と、
前記筐体に支持された検知部による当該筐体の位置の相対的な変化の検知結果と、
のうち少なくともいずれかに応じた情報である、
請求項１～３のいずれか１項に記載の情報処理装置。 The second information is
The recognition result of the subject in the image according to the image pickup result in the real space by the image pickup unit supported by the housing, and the recognition result.
The detection result of the relative change in the position of the housing by the detection unit supported by the housing, and
Information according to at least one of them,
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記コードが読み取られることで、前記第１の情報が取得される、
請求項５に記載の情報処理装置。 The marker contains, at least in part, a code indicating the first information.
By reading the code, the first information is acquired.
The information processing apparatus according to claim 5.
前記第２の情報が示す前記筐体の相対的な位置の変化が検知されたタイミングにおける、当該筐体の実空間における絶対的な位置を、
当該第２の情報と、
一連の前記基準点それぞれに対して設定された信頼度に基づき、当該一連の前記基準点から選択された複数の前記基準点それぞれについて取得された前記第１の情報と、
に基づき推定する、
請求項１～９のいずれか１項に記載の情報処理装置。 The estimation means is
The absolute position of the housing in the real space at the timing when the change in the relative position of the housing indicated by the second information is detected.
The second information and
Based on the reliability set for each of the series of reference points, the first information acquired for each of the plurality of reference points selected from the series of reference points, and the first information.
Estimate based on
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 9.
実空間内の互いに異なる複数の位置それぞれを基準点として、複数の当該基準点それぞれの絶対的な位置に関する第１の情報を取得する第１の取得ステップと、
所定の筐体の相対的な位置の変化に応じた第２の情報を時系列に沿って逐次取得する第２に取得ステップと、
複数の前記基準点それぞれについて取得された前記第１の情報と、当該基準点に前記筐体が位置するタイミングで取得された前記第２の情報と、に基づき、他の前記第２の情報が示す前記筐体の相対的な位置の変化が検知されたタイミングにおける、当該筐体の実空間における絶対的な位置を推定する推定ステップと、
を含む、情報処理方法。 It is an information processing method executed by an information processing device.
The first acquisition step of acquiring the first information about the absolute position of each of the plurality of reference points, with each of the plurality of different positions in the real space as the reference point.
The second acquisition step of sequentially acquiring the second information according to the change in the relative position of the predetermined housing in chronological order,
Based on the first information acquired for each of the plurality of reference points and the second information acquired at the timing when the housing is located at the reference point, the other second information is obtained. An estimation step for estimating the absolute position of the housing in real space at the timing when a change in the relative position of the housing is detected.
Information processing methods, including.
実空間内の互いに異なる複数の位置それぞれを基準点として、複数の当該基準点それぞれの絶対的な位置に関する第１の情報を取得する第１の取得ステップと、
所定の筐体の相対的な位置の変化に応じた第２の情報を時系列に沿って逐次取得する第２に取得ステップと、
複数の前記基準点それぞれについて取得された前記第１の情報と、当該基準点に前記筐体が位置するタイミングで取得された前記第２の情報と、に基づき、他の前記第２の情報が示す前記筐体の相対的な位置の変化が検知されたタイミングにおける、当該筐体の実空間における絶対的な位置を推定する推定ステップと、
を実行させる、プログラム。 On the computer
The first acquisition step of acquiring the first information about the absolute position of each of the plurality of reference points, with each of the plurality of different positions in the real space as the reference point.
The second acquisition step of sequentially acquiring the second information according to the change in the relative position of the predetermined housing in chronological order,
Based on the first information acquired for each of the plurality of reference points and the second information acquired at the timing when the housing is located at the reference point, the other second information is obtained. An estimation step for estimating the absolute position of the housing in real space at the timing when a change in the relative position of the housing is detected.
A program that runs.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2020142535A JP2022038179A (en) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | Information processing device, information processing method, and program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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