JP4232252B2

JP4232252B2 - User identification system

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Publication number: JP4232252B2
Application number: JP01806699A
Authority: JP
Inventors: 純一暦本; 茂田島; 和彦上田; 信一郎五味; 司吉村; 大二伊藤; 安彦市野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: JP2000214945A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、利用者特定システムに関し、特に、広い面積を有する敷地または施設の利用者およびその位置を特定する利用者特定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
博物館、または遊園地若しくはゲームセンターなどのエンターテイメント施設等において、展示物の説明、またはアトラクションの為の設備の制御などにコンピュータが使用されることが、一般的になりつつある。これらの施設におけるコンピュータは、見学者または入場者などの利用者の属性（通過したルート、性別、年齢、使用言語など）とは無関係に、予め決められた動作をする。
【０００３】
展示物の説明を求めたり、アトラクションの設備の動作を指示する為に、利用者がタッチパネルまたはキーボードなどからコンピュータを直接操作する場合、利用者がその属性を、そのつど入力しなければ、コンピュータは、利用者の属性に応じた動作をすることができない。また、博物館またはエンターテイメント施設などにおいて、利用者は不特定多数であり、誤動作の防止などのため、利用者によるコンピュータへの操作は、制限せざるを得ない。
【０００４】
利用者の属性の識別の為に、無線によりＩＤコード等の送受信ができる、いわゆるＩＤタグの利用もあり得るが、ＩＤタグと対応する通信装置との通信可能な距離は、通常、１乃至２メートル程度と限られているため、博物館またはエンターテイメント施設などの広い領域では、適用できる設備の範囲も限られ、また、多数の専用の通信装置を設置しなければならず、現実的ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、広い床面積または広い敷地を有する施設で、利用者の属性を識別することは困難であり、利用者の属性に合わせたサービスを提供することはできない。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、広い床面積または広い敷地を有する施設で、簡単な装置により、利用者の属性を識別し、利用者の属性に合わせたサービスを提供することができるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の利用者特定システムは、発信装置が、発光面が所定の長さを有し、所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光する発光手段を含み、情報処理装置が、発光手段を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像データ上の発光手段の画像の大きさおよび位置から、発信装置の３次元空間の位置を算出する位置算出手段と、撮像手段により撮像された、発光手段の画像データから、所定のパターンに対応するコードを算出するコード算出手段と、コードをデータ提供装置に送信し、データ提供装置から送信された利用者のデータを受信する第１の通信手段とを含み、データ提供装置が、コードと対応させ、利用者のデータを記憶する記憶手段と、コードを情報処理装置から受信し、記憶手段が記憶する利用者のデータを情報処理装置に送信する第２の通信手段と、第２の通信手段が受信したコードを基に、第２の通信手段が情報処理装置に送信する利用者のデータを記憶手段から検索する検索手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項６に記載の利用者特定システムは、発信装置は、相互の位置関係が明確で、所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光する３以上の発光手段を含み、位置特定手段は、発光手段を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像の発光手段の位置から、発信装置の３次元空間上の位置および角度を算出する位置算出手段と、撮像手段により撮像された、発光手段の画像データから、所定のパターンに対応するコードを算出するコード算出手段と、コードをデータ提供装置に送信し、データ提供装置から送信された利用者のデータを受信する第１の通信手段とを含み、データ提供装置は、コードと対応させ、利用者のデータを記憶する記憶手段と、コードを情報処理装置から受信し、記憶手段が記憶している利用者のデータを情報処理装置に送信する第２の通信手段と、第２の通信手段が受信したコードを基に、第２の通信手段が情報処理装置に送信する利用者のデータを記憶手段から検索する検索手段とを含むことを特徴とする。
【００２１】
請求項１に記載の利用者特定システムにおいては、発信装置で、所定の長さおよび所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光し、情報処理装置で、発信装置が撮像され、撮像された画像データ上の発信装置の画像の大きさおよび位置から、発信装置の３次元空間の位置が算出され、撮像された、発信装置の画像データから、所定のパターンに対応するコードが算出され、コードがデータ提供装置に送信され、データ提供装置から送信された利用者のデータが受信され、データ提供装置で、コードと対応させ、利用者のデータが記憶され、コードが情報処理装置から受信され、記憶する利用者のデータが情報処理装置に送信され、受信したコードを基に、情報処理装置に送信する利用者のデータが検索される。
【００２２】
請求項６に記載の利用者特定システムにおいては、発信装置で、３以上で相互の位置関係が明確で、所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光され、位置特定手段で、発信装置が撮像され、撮像された画像の発光の位置から、発信装置の３次元空間上の位置および角度が算出され、撮像された、画像データから、所定のパターンに対応するコードが算出され、コードがデータ提供装置に送信され、データ提供装置から送信された利用者のデータが受信され、データ提供装置で、コードと対応させ、利用者のデータが記憶され、コードが情報処理装置から受信され、記憶している利用者のデータが情報処理装置に送信され、受信したコードを基に、情報処理装置に送信する利用者のデータが検索される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る利用者管理システムの一実施の形態の構成を説明する図である。利用者１−１は、バッジ１５−１を装着し、博物館の展示室２−１の展示物を見学し、利用者１−２は、バッジ１５−２を装着し、博物館の展示室２−２の展示物を見学し、利用者１−３は、バッジ１５−３を装着し、博物館の展示室２−３の展示物を見学している。利用者１−１乃至１−３を個々に区別する必要がないとき、以下、単に利用者１と称する。バッジ１５−１乃至１５−３を個々に区別する必要がないとき、以下、単にバッジ１５と称する。
【００２８】
撮像装置１１−１は、展示室２−１の所定の位置に設置され、展示室２−１の内部の利用者１−１の映像を含んだ画像をパーソナルコンピュータ１２−２に出力する。撮像装置１１−２は、展示室２−１の撮像装置１１−１が設置されている位置とは異なる所定の位置に設置され、展示室２−１の内部の利用者１−１の映像を含んだ画像をパーソナルコンピュータ１２−２に出力する。
【００２９】
撮像装置１１−３は、展示室２−２の所定の位置に設置され、展示室２−２の内部の利用者１−２の映像を含んだ画像をパーソナルコンピュータ１２−３に出力する。撮像装置１１−４は、展示室２−２の撮像装置１１−３が設置されている位置とは異なる所定の位置に設置され、展示室２−２の内部の利用者１−２の映像を含んだ画像をパーソナルコンピュータ１２−３に出力する。
【００３０】
撮像装置１１−５は、展示室２−３の所定の位置に設置され、展示室２−３の内部の利用者１−３の映像を含んだ画像をパーソナルコンピュータ１２−４に出力する。撮像装置１１−１乃至１１−５を個々に区別する必要がないとき、以下、単に撮像装置１１と称する。
【００３１】
パーソナルコンピュータ１２−１は、博物館の入り口に設置されている。受付の担当者は、利用者１の入場のとき、利用者１の名前、性別、年齢、使用言語などの属性のデータをパーソナルコンピュータ１２−１に入力する。パーソナルコンピュータ１２−１は、利用者１に装着させるバッジ１５に所定のデータを供給し、そのデータおよび利用者１の属性のデータを、ネットワーク１３を介して、サーバ１４に送信する。サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−１から供給された利用者１の名前、性別、年齢、使用言語などの属性のデータおよび利用者１に装着させるバッジ１５に供給した所定のデータを記憶する。
【００３２】
パーソナルコンピュータ１２−２は、撮像装置１１−１および撮像装置１１−２から供給された画像を基に、バッジ１５−１を特定し、バッジ１５−１（すなわち、利用者１−１）の位置を算出して、ネットワーク１３を介して、バッジ１５−１を特定するデータおよびバッジ１５−１の位置を示すデータをサーバ１４に供給する。
【００３３】
パーソナルコンピュータ１２−３は、撮像装置１１−３および撮像装置１１−４から供給された画像を基に、バッジ１５−２を特定し、バッジ１５−２の位置を算出して、ネットワーク１３を介して、バッジ１５−２を特定するデータおよびバッジ１５−２の位置を示すデータをサーバ１４に供給する。
【００３４】
パーソナルコンピュータ１２−４は、撮像装置１１−５から供給された画像を基に、バッジ１５−３を特定し、バッジ１５−３の位置を算出して、ネットワーク１３を介して、バッジ１５−３を特定するデータおよびバッジ１５−３の位置を示すデータをサーバ１４に供給する。パーソナルコンピュータ１２−１乃至１２−４を個々に区別する必要がないとき、以下、単にパーソナルコンピュータ１２と称する。
【００３５】
サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−２から供給されたバッジ１５−１を特定するデータを利用者１−１を特定するデータに変換し、バッジ１５−１の位置を示すデータとともに記憶する。サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−３から供給されたバッジ１５−２を特定するデータを利用者１−２を特定するデータに変換し、利用者１−２の位置を示すデータとともに記憶する。サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−４から供給されたバッジ１５−３を特定するデータを利用者１−３を特定するデータに変換し、バッジ１５−３の位置を示すデータとともに記憶する。サーバ１４に記憶されるこれらのデータは、日付および時刻を示すデータが付される。
【００３６】
博物館の管理者または博物館の展示物の説明をするシステムなどは、サーバ１４に記憶されたこれらのデータから、利用者１−１乃至１−３の属性、現在位置、および移動の経歴を知ることができる。
【００３７】
図２は、博物館を見学する利用者１が所定のバッジ１５を装着した状態を説明する図である。利用者１は、博物館に入場するとき、バッジ１５を受け取り、例えば、左胸などの所定の位置に固定する。バッジ１５は、利用者１に引き渡す前に、所定のデータが記憶される。
【００３８】
バッジ１５は、赤外線を発する発光ダイオード３１を備え、発光ダイオード３１は、そのバッジ１５の固有の明滅パターンで点滅する。バッジ１５の発光ダイオード３１の固有の明滅パターンは、利用者１に引き渡す前に、パーソナルコンピュータ１２−１から入力されたデータ（以下、バッジ１５のＩＤコードと称する）によって決定される。
【００３９】
図３は、利用者１に引き渡す前に、バッジ１５に所定のデータが記憶されるときの、バッジ１５とパーソナルコンピュータ１２−１との接続を説明する図である。バッジ１５は、ＰＣバッジインターフェース２１に装着される。パーソナルコンピュータ１２−１は、バッジ１５のＩＤコードなどの所定のデータを、ＲＳ２３２Ｃポートから、ＰＣバッジインターフェース２１のＲＳ２３２Ｃ変換回路２３に出力する。ＰＣバッジインターフェース２１は、パーソナルコンピュータ１２−１から受信したデータを、ＩＤバッジインターフェース２２が接続される信号端子３２を介して、バッジ１５に供給する。
【００４０】
パーソナルコンピュータ１２−１は、バッジ１５に所定のデータを供給したとき、そのデータを、利用者１の属性のデータととも、通信ボードに接続されたネットワーク１３を介して、サーバ１４に供給する。パーソナルコンピュータ１２−２乃至１２−４は、バッジ１５に入力したデータと利用者１の属性のデータを、サーバ１４から受信する。
【００４１】
ＰＣバッジインターフェース２１のＩＤバッジインターフェース２２は、所定のデータに加えて、バッジ１５の電源端子３３およびアース端子３４を介して、バッジ１５に所定の電源を供給する。
【００４２】
図４は、バッジ１５の構成を説明するブロック図である。クロック発生回路３５は、所定の周波数のクロック信号を生成し、Ｎｂｉｔカウンタ３６および制御ロジック３７に供給する。Ｎｂｉｔカウンタ３６は、バッジ１５の動作立ち上がりのとき、ＩＤコードメモリ３８からバッジ１５のＩＤコードを読み取り、そのＩＤコードおよびクロック発生回路３５から供給されたクロック信号を基準として、発光ダイオード３１に発光させる信号をＬＥＤドライバ３９に供給する。
【００４３】
制御ロジック３７は、クロック発生回路３５から供給された信号に同期してバッジ１５全体を制御し、信号端子３２を介してパーソナルコンピュータ１２−１から供給された所定データを受信し、記憶する。また、制御ロジック３７は、パーソナルコンピュータ１２−１から受信した点滅パターンを指定するＩＤコードをＩＤコードメモリ３８に記憶させる。
【００４４】
ＬＥＤドライバ３９は、Ｎｂｉｔカウンタ３６から供給された信号を基に、発光ダイオード３１を点灯させる所定の電力を発光ダイオード３１に供給する。発光ダイオード３１は、ＬＥＤドライバ３９から供給された電力を基に、所定の点滅パターンで、赤外線を発する。
【００４５】
電池４０は、リチウム水素電池、またはリチウムイオン電池などで、電源端子３３およびアース端子３４を介して、ＰＣバッジインターフェース２１から供給された電力を蓄電し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０およびＬＥＤドライバ３９に電源を供給する。バッジ１５の動作時間が短くても良い場合、電池４０に代えて、スーパーキャパシタに蓄電するようにしてもよい。
【００４６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、電池４０から供給された電源を所定の電圧に昇圧し、クロック発生回路３５、Ｎｂｉｔカウンタ３６、制御ロジック３７、およびＩＤコードメモリ３８に供給する。
【００４７】
図５は、パーソナルコンピュータ１２の構成を説明するブロック図である。ＣＰＵ（central processing unit）７１は、各種アプリケーションプログラムや、基本的なＯＳ（operating system)を実際に実行する。ＲＯＭ（read-only memory）７２は、一般的には、ＣＰＵ７１が使用するプログラムや演算用のパラメータのうちの基本的に固定のデータを格納する。ＲＡＭ（random-access memory）７３は、ＣＰＵ７１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータを格納する。これらはバス７４により相互に接続されている。
【００４８】
キーボード７６は、ＣＰＵ７１に各種の指令を入力するとき、ユーザにより操作される。マウス７７は、ＣＲＴ（cathode ray tube）７８の画面上のポイントの指示や選択を行うとき、ユーザにより操作される。ＣＲＴ７８は、各種情報をテキストやイメージで表示する。ＨＤＤ（hard disk drive）７９とＦＤＤ（floppy disk drive）８０は、それぞれハードディスクまたはフロッピーディスクを駆動し、それらにＣＰＵ７１によって実行するプログラムや情報を記録または再生させる。
【００４９】
通信ボード８１は、ネットワーク１３と接続するための装置であり、具体的にはイーサネット（Ethernet）ボード等で構成される。ＲＳ２３２Ｃポート８２は、ＲＳ２３２Ｃ規格に基づくケーブルが接続され、ＲＳ２３２Ｃ規格に基づく信号を送受信し、ＰＣバッジインターフェース２１に所定のデータを供給する。ビデオキャプチャボード８３は、撮像装置１１から供給された動画像の信号を入力し、動画像に含まれる静止画像を、デジタルデータとしてＣＰＵ７１またはＲＡＭ７３に供給する。
【００５０】
これらのキーボード７６乃至ビデオキャプチャボード８３は、インターフェース７５に接続されており、インターフェース７５はバス７４を介してＣＰＵ７１に接続されている。
【００５１】
図６は、撮像装置１１の構成を示すブロック図である。ＣＣＤ(Charge Coupled Device)ビデオカメラ１０２は、流し撮り駆動回路１０１により駆動され、いわゆる、流し撮像で、バッジ１５の発光ダイオード３１を撮像する。ＣＣＤビデオカメラ１０２は、流し撮像により得られたバッジ１５の発光ダイオード３１の点滅パターンの画像データをパーソナルコンピュータ１２に出力する。フィルタ１０３は、発光ダイオード３１から発光される発光点以外の光がＣＣＤビデオカメラ１０２に入射されるのを抑制する光学フィルタで、ＣＣＤビデオカメラ１０２のレンズ部（図示せず）の前段に設けられている。
【００５２】
次に、バッジ１５から撮像装置１１までの距離を算出する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を、図７および図８を参照して説明する。図７は、１／３インチ（縦３．６ｍｍ×横４．８ｍｍ）、縦４９２画素×横５１０画素、および画素の大きさが縦７．５μｍ×横９．６μｍのＣＣＤ１２１を使用した、画角が６０度のＣＣＤビデオカメラ１０２で、バッジ１５の発光ダイオード３１を撮影している例を説明する上面図である。ＣＣＤ１２１の１画素当たりの画角は、０．１１８度（＝６０度／５１０画素）である。
【００５３】
バッジ１５の発光ダイオード３１の発光面の幅が１０ｍｍである場合、発光ダイオード３１の画像がＣＣＤ１２１の１つの画素に撮像されているとき、図８に示されるように、発光ダイオード３１の発光面からＣＣＤビデオカメラ１０２の仮想原点までの距離Ｌ２は、４８８５ｍｍ（＝５ｍｍ／ｔａｎ（０．１１８／２））と、近似的に求められる。このとき、ＣＣＤ１２１から仮想原点までの距離Ｌ３は、４．６ｍｍ（＝４．８μｍ／ｔａｎ（０．１１８／２））であるので、発光ダイオード３１の発光面からＣＣＤ１２１までの距離Ｌ１は、ほぼ、Ｌ２に等しい。
【００５４】
同様に、例えば、バッジ１５の発光ダイオード３１の発光面の幅が１０ｍｍである場合、発光ダイオード３１の画像がＣＣＤ１２１の１０の画素に撮像されているとき、発光ダイオード３１の発光面からＣＣＤ１２１までの距離Ｌ１は、約４８ｃｍである。
【００５５】
このように、発光ダイオード３１の発光面からＣＣＤ１２１までの距離Ｌ１は、式（１）で算出される。
Ｌ１＝（Ｗ／２）／（ｔａｎ（θ／２）×Ｎ）（１）
Ｗは、発光ダイオード３１の発光面の幅である。θは、ＣＣＤ１２１の１つの画素が画角である。Ｎは、発光ダイオード３１の画像が撮像されている画素の数である。
【００５６】
以上のように、バッジ１５の発光ダイオード３１の発光面の幅、およびＣＣＤビデオカメラ１０２の能力を基に、ＣＣＤビデオカメラ１０２が撮像する画像に含まれる発光ダイオード３１の発光面の画像の大きさから、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、バッジ１５から撮像装置１１までの距離を算出する。
【００５７】
パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、ＣＣＤビデオカメラ１０２が撮像する画像を時系列に比較することにより、バッジ１５の発光ダイオード３１の点滅パターン、すなわちＩＤコードを検出することができる。
【００５８】
また、撮像装置１１のＣＣＤビデオカメラ１０２が行う流し撮像した画像から、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、バッジ１５の発光ダイオード３１の点滅パターン、すなわちＩＤコードを検出することもできる。ここで、撮像装置１１のＣＣＤビデオカメラ１０２が行う流し撮像について、図９乃至図１１を参照して説明する。流し撮像とは、ＣＣＤビデオカメラ１０２に内蔵されるＣＣＤ撮像素子において、各画素を構成するホトダイオードの出力を、同一フィールドの期間中に、複数回、垂直転送ＣＣＤに転送する撮像方法を意味する。これに対して、通常の撮像方法では、各画素を構成するホトダイオードの出力が、同一フィールドの期間中に、１回だけ、垂直転送ＣＣＤに転送される。
【００５９】
従って、バッジ１５の発光ダイオード３１が、例えば、図９（Ａ）に示すように、１フィールドの期間中に、１２HD（Horizontal Drive:水平走査周期）の期間、消灯し、次の１２HDの期間、点灯する点滅パターン１を、２回繰り返すような場合、これを通常の撮像方法で撮像すると、１個の発光点が撮像されるだけである。しかしながら、これを、ＣＣＤビデオカメラ１０２が流し撮像し、図９（Ｂ）に示すように、２HDに１回の割合で、各画素を構成する発光ダイオードの出力を、垂直転送ＣＣＤに転送するようにすると、その結果得られる画像には、図９（Ｃ）に示すように、発光ダイオード３１の出力（点灯または消灯）が、複数現れるようになる。なお、この例の場合、発光ダイオード３１は、撮像画面上で、３ライン分の大きさを有するものとする。
【００６０】
そこで、ＣＣＤビデオカメラ１０２から出力された、図９（Ｃ）に示すような画像がパーソナルコンピュータ１２のビデオキャプチャボード８３に供給されると、ビデオキャプチャボード８３は、その画像にキャプチャ処理を施し、図１０に示すような画像を生成する。上述したように、バッジ１５の発光ダイオード３１が３ラインで表されることから、各出力の像が前後の出力の像と一部重なるようになり、キャプチャされた画像の画素の輝度が段階的に変化している。
【００６１】
例えば、ラインＬ８では発光ダイオード３１の点灯している状態の画像が３回重畳されるので、最も明るい輝度Ｄとなり、ラインＬ７では、点灯している状態の画像が２回と、消灯している状態の画像が１回表示されるので、輝度Ｄより暗い輝度Ｃとなり、ラインＬ６では、点灯している状態の画像が１回と、消灯している状態の画像が２回表示されるので、輝度Ｃより暗い輝度Ｂとなり、ラインＬ５では消灯している状態の画像が３回表示されているので、輝度Ｂより暗い輝度Ａとなる。
【００６２】
さらに、ビデオキャプチャボード８３から出力された、図１０に示したような画像がＣＰＵ７１に供給されると、ＣＰＵ７１は、その画像に２値化処理を施し、図１１に示すような画像を生成する。この場合、図１０に示す画像の輝度Ａおよび輝度Ｂで表される輝度は、輝度Ｌ、そして輝度Ｃおよび輝度Ｄで表される輝度は、輝度Ｈとされる。また、輝度Ｈの画素の画素値は、”１”に、輝度Ｌの画素の画素値は”０”に符号化される。
【００６３】
このように、流し撮像することより、１フィールド期間中の２回の輝度の時間的変化が、２個の空間的変化に変換される。本発明の実施の形態においては、この原理に基づいて、バッジ１５の発光ダイオード３１の発光の状態が観察される。
【００６４】
次に、以上のようにして求められた空間的パターンに変換された画像データから、ＣＣＤビデオカメラ１０２のレンズとＣＣＤを結ぶ線に垂直に交わる平面（画像の面）上の、輝点の位置を検出する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を説明する。
【００６５】
図１２（Ａ）は、図１３に示すように配置されたバッジ１５−１の発光ダイオード３１に対応する輝点Ｌi１、バッジ１５−２の発光ダイオード３１に対応する輝点Ｌi２、およびバッジ１５−３の発光ダイオード３１に対応する輝点Ｌi３の点滅パターンの画像データが、空間的パターンに変換された例を表している。輝点Ｌi１，Ｌi２，Ｌi３の位置を求める場合、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、走査線上に配置された輝点の画素値”１”を、図１２（Ｂ）に示すように、流し撮像された方向（この例の場合、z軸方向）に加算し、その加算の中からピークを求め、そのピークの位置するy軸上の座標を表示画像上の輝点のＹ座標とする。この表示例の場合、輝点Ｌi１，Ｌi２，Ｌi３の表示画像上のＹ座標は、それぞれＹ１，Ｙ２，Ｙ３となる。
【００６６】
一方、Z座標は、最初に発光した輝点のz軸上の座標が輝点の表示画像上のＺ座標となる。この表示例の場合、流し撮像方向が負方向であることから、輝点１、輝点２、輝点３が最初に光始めた点であり、このことにより、輝点１、輝点２、輝点３のz軸上の座標である、Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３が、輝点Ｌi１，Ｌi２，Ｌi３のＺ座標となる。
【００６７】
このようにして、ＣＰＵ７１は、図１３に示すように、輝点Ｌi１，Ｌi２，Ｌi３の表示画像上のＹ座標およびＺ座標、すなわち（Ｙ１，Ｚ１），（Ｙ２，Ｚ２），（Ｙ３，Ｚ３）を求める。
【００６８】
次に、輝点の点滅パターンを検知する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を、図１４を参照して説明する。
【００６９】
図１４（Ａ）は、図１２の輝点Ｌi１の空間的パターンを取りだして表示している。輝点Ｌi１の状態を検出する場合、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、Ｙ座標Ｙ１に対する、予め定められたばらつき範囲内（Ｙ１-ΔＹ＜Ｙ＜Ｙ１＋ΔＹ）の輝点を選択し、Ｙ軸方向に加算し、図１４（Ｂ）に示すように、そのピークを求める。次に、ＣＰＵ７１は、求められたピークを所定の閾値で２値化処理し、図１４（Ｃ）に示すようなビットパターンの情報を生成する。このようにして求められたビットパターン（１０１０１０１０）から輝点Ｌi１の状態が検出される。この例の場合、輝点Ｌi１は、８ビットのＩＤコードが抽出されるような点滅パターンで、輝点が点滅されている。
【００７０】
このように、バッジ１５が、バッジ１５固有（すなわち、利用者１固有）の所定のパターンで輝点を発光し、それを上述したように流し撮像して処理することにより、バッジ１５の位置およびＩＤコードを同時に検出することができる。
【００７１】
従って、例えば、博物館の展示室２−１の内部を図１５に示すような領域Ａ乃至領域Ｉに分割すれば、パーソナルコンピュータ１２−２は、撮像装置１１−１または１１−２から供給される画像から、所定の時間毎に（例えば、１／３０秒毎に）、バッジ１５のＩＤコードおよび位置（領域Ａ乃至領域Ｉのいずれか）を示すデータを算出し、サーバ１４に供給することができる。
【００７２】
サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−２乃至１２−４から供給されたバッジ１５のＩＤコードを利用者１を特定するユーザＩＤに変換し、バッジ１５の位置を示すデータ、日付、および時刻と共に、例えば、表（１）のように記憶する。
＜表１＞
部屋番号１２；時刻１２時３０分２５秒；１９９８７／１０
ロケーションＡＢＣＤＥＦＧ・・・
ユーザＩＤ 0001 1000 0001
部屋番号１３；時刻１２時３０分２５秒；１９９８７／１０
ロケーションＡＢＣＤＥＦＧ・・・
ユーザＩＤ 0011 0101 0111
【００７３】
パーソナルコンピュータ１２または博物館の管理者は、サーバ１４に記憶されている表（１）のデータを参照することにより、利用者１の現在位置および移動の履歴を知ることができる。
【００７４】
次に、利用者管理システムが利用者１の移動を記憶する処理を、図１６のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１１において、博物館の入り口の担当者は、利用者１の名前、性別、年齢、使用言語などの属性のデータをパーソナルコンピュータ１２−１に入力する。ステップＳ１２において、博物館の入り口の担当者は、図示せぬスイッチを操作してバッジ１５の電源を入れ、そのバッジ１５をＰＣバッジインターフェース６１に装着する。パーソナルコンピュータ１２−１は、バッジ１５のＩＤコードなど所定のデータを、ＰＣバッジインターフェース６１に装着されたバッジ１５に送信し、バッジ１５は、所定のデータを受信し、バッジ１５のＩＤコードメモリ３８などに記憶する。
【００７５】
ステップＳ１３において、パーソナルコンピュータ１２−１のＣＰＵ７１は、通信ボード８１に、ステップＳ１１で入力された利用者１の属性データおよびバッジに供給したＩＤコードなどの所定のデータをサーバ１４に送信させ、サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−１から供給されたデータを受信し、それらのデータを基にユーザを特定するユーザＩＤを生成する。サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−１から供給されたデータおよびユーザＩＤを記憶する。
【００７６】
ステップＳ１４において、利用者１は、所定の発光パターンで発光ダイオード３１が発光するバッジ１５を、胸に固定する。
【００７７】
ステップＳ１５において、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、撮像装置１１から供給された画像を基に、バッジ１５の発光ダイオード３１の点滅のパターンを検出し、バッジ１５のＩＤコードを求める。ステップＳ１６において、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、撮像装置１１から供給された画像を基に、バッジ１５の位置を算出する。
【００７８】
ステップＳ１７において、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、通信ボード８１に、ステップＳ１５で求めたバッジ１５のＩＤコード、およびステップＳ１６で求めたバッジ１５の位置をサーバ１４に送信させ、サーバ１４は、バッジ１５のＩＤコードおよびバッジ１５の位置を受信する。
【００７９】
ステップＳ１８において、サーバ１４は、バッジ１５のＩＤコードに対応する利用者のユーザＩＤを求め、利用者のユーザＩＤをバッジ１５の位置、日付、および時刻とともに記憶する。
【００８０】
以上のように、利用者管理システムは、バッジ１５のＩＤコードおよび位置を求めることにより、利用者１の現在位置および移動の経歴を記憶する。
【００８１】
図１７は、図１６のステップ１２に対応するバッジ１５の設定の処理の詳細を説明するフローチャートである。ステップＳ３１において、バッジ１５に電池４０が装着されていない場合、博物館の入り口の担当者は、バッジ１５に電池４０を装着する。制御ロジック３７は、内部のＲＡＭをクリアする、スタックポインタを設定するなどの所定のイニシャライズの処理を実行する。ステップＳ３２において、バッジ１５の制御ロジック３７は、イニシャライズが終了後、スリープモードになる。
【００８２】
ステップＳ３３において、制御ロジック３７は、図示せぬ電源スイッチがＯＮされているか否かを判定し、電源スイッチがＯＦＦされていると判定された場合、ステップＳ３３に戻り、電源スイッチがＯＮされるまで、処理を繰り返す。ステップＳ３３において、電源スイッチがＯＮされていると判定された場合、手続きは、ステップＳ３４に進み、制御ロジック３７は、スリープモードを解除し、動作モードになる。
【００８３】
ステップＳ３５において、制御ロジック３７は、信号端子３２からデータが入力されているか否かを判定し、信号端子３２からデータが入力されていないと判定された場合、ステップＳ３５に戻り、信号端子３２からデータが入力されるまで、判定の処理を繰り返す。ステップＳ３５において、信号端子３２からデータが入力されていると判定された場合、ステップＳ３６に進み、制御ロジック３７は、信号端子３２から入力されているデータがＩＤコードであるか否かを判定する。ステップＳ３６において、信号端子３２から入力されているデータがＩＤコードであると判定された場合、制御ロジック３７は、入力されたＩＤコードを受信し、ＩＤコードメモリ３８に記憶させる。
【００８４】
ステップＳ３６において、信号端子３２から入力されているデータがＩＤコードでないと判定された場合、ステップＳ４３に進み、制御ロジック３７は、入力されているデータが日付のデータであるか否かを判定し、入力されているデータが日付のデータであると判定された場合、ステップＳ４４に進み、制御ロジック３７は、入力されている日付のデータを内部のメモリの所定のアドレスに記憶する。
【００８５】
ステップＳ４３において、入力されているデータが日付のデータでないと判定された場合、ステップＳ４５に進み、制御ロジック３７は、入力されているデータを内部のメモリの所定のアドレスに記憶する。
【００８６】
ステップＳ３８において、制御ロジック３７は、必要なデータを入力したか否かを判定し、必要なデータが入力されていないと判定された場合、ステップＳ３５に戻り、データの読み込みの処理を繰り返す。
【００８７】
ステップＳ３８において、必要なデータが入力されたと判定された場合、手続きは、ステップＳ３９に進み、Ｎｂｉｔカウンタ３６は、ＩＤコードメモリ３８に記憶されているＩＤコードを読み込み、クロック発生回路３５から供給されるクロック信号を基に、点滅を指示する信号をＬＥＤドライバ３９に供給する。ＬＥＤドライバ３９は、Ｎｂｉｔカウンタ３６から供給される信号を基に、発光ダイオード３１に所定のパターンで電力を供給し、発光ダイオード３１は、所定のパターンで点滅する。
【００８８】
ステップＳ４０において、制御ロジック３７は、電源スイッチがＯＦＦされているか否かを判定し、電源スイッチがＯＦＦされていないと判定された場合、ステップＳ３９に戻り、バッジ１５の発光ダイオード３１は、発光を繰り返す。
【００８９】
ステップＳ４０において、電源スイッチがＯＦＦされていると判定された場合、ステップＳ４１に進み、制御ロジック３７は、ＩＤコードメモリ３８に記憶されているＩＤコード、制御ロジックのメモリに記憶されている日付のデータおよびその他のデータをクリアする。ステップＳ４２において、制御ロジック３７は、スリープモードに入り、ステップＳ３３に戻り、電源スイッチが入れられるまで待機する。
【００９０】
以上のように、バッジ１５は、電源スイッチがＯＮされると、パーソナルコンピュータ１２−１から、ＩＤコードなどの所定のデータを読み込み、読み込んだＩＤコードに基づき、発光ダイオード３１を発光させる。
【００９１】
図１８は、バッジ１５の他の実施の形態を説明するブロック図である。図４の場合と同様な部分には、同一の番号を付してあり、その説明は省略する。マイクロプロセッサ１２１は、所定のメモリおよび入出力ポートなどを内蔵した、いわゆるワンチップマイコンである。電源スイッチ１２２は、プッシュ式のスイッチで、押すごとにＯＮからＯＦＦ、またはＯＦＦからＯＮに切り替わり、ＯＮまたはＯＦＦそれぞれの状態に対応した信号をマイクロプロセッサ１２１に供給する。
【００９２】
スイッチ１２３は、マイクロプロセッサ１２１の制御によりＯＮまたはＯＦＦの状態が切り替わる。スイッチ１２３がＯＮのとき、電池３９の電源が、ＬＥＤドライバ３８およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０に供給され、スイッチ１２３がＯＦＦのとき、電池３９の電源は、LEDドライバ３８およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０に供給されない。
【００９３】
ＬＣＤディスプレイ１２４は、マイクロプロセッサ１２１から供給されるバッジ１５の状態（例えば、電源スイッチ１２２がＯＮになっている、マイクロプロセッサ１２１がスリープモードである、電池３９の出力電圧が所定の電圧以下であるなど）を示すデータ、日付、バッジ１５の有効期限、利用者１の名前など表示する。
【００９４】
図１８に示すバッジ１５においては、バッジ１５に電池３９が装着されると、マイクロプロセッサ１２１は、電池３９から供給されるスタンバイ電源により、イニシャライズを実行し、スリープモードとなる。スリープモードで電源スイッチ１２２がＯＮになると、マイクロプロセッサ１２１は、スイッチ１２３をＯＮさせ、電池３９の電源をＬＥＤドライバ３８およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０に供給させ、図１７のステップＳ３５以降の処理を実行する。
【００９５】
バッジ１５の電源スイッチ１２２がＯＮからＯＦＦになると、マイクロプロセッサ１２１は、パーソナルコンピュータ１２−１から受信したＩＤコード、日付、またはその他のデータをクリアし、スイッチ１２３をＯＦＦさせ、電池３９の電源のＬＥＤドライバ３８およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０への供給を停止させ、スリープモードに遷移する。
【００９６】
図１８に示すバッジ１５は、図４に示すバッジ１５に比較し、簡単な構成で実現が可能で、電池３９の消耗を少なくできる。なお、電源スイッチ１２２に代えて、担当者のみが操作できるように、電源スイッチ１２２の接点を外部に露出させ、担当者は、所定の器具でその接点を短絡させるようにしてもよい。この場合、マイクロプロセッサ１２１は、その短絡により、モードを切り替えるようにする。
【００９７】
図１９は、バッジ１５の更に他の実施の形態の背面の外観を示す図である。バッジ１５は、バッジ１５を利用者１に固定するためのクリップ１５１、およびクリップ１５１の先端部分がバッジ１５と接触する部分に設けられた端子１５２を有する。クリップ１５１および端子１５２は、いずれも、金属、メッキされたプラスチック、または導電性プラスチックなどの導電材料で形成されている。図１９のバッジ１５は、図２０のブロック図に示す構成を有する。すなわち、クリップ１５１および端子１５２は、電源スイッチ１２２の接点および接片を構成する。
【００９８】
図１９に示すバッジ１５は、利用されないとき、電源スイッチ１２２が、クローズ（ＯＮ）となり、利用者１の衣服に装着されたとき（すなわち、使用されるとき）、電源スイッチ１２２が、オープン（ＯＦＦ）となる。マイクロプロセッサ１２１は、電源スイッチ１２２がＯＮのとき、通常動作モードになり、電源スイッチ１２２がＯＦＦのとき、スリープモードになる。
【００９９】
従って、図１９に示すバッジ１５おいては、電源スイッチ１２２として、プッシュ式などの専用のスイッチを設ける必要がなく、しかも、使用時のスイッチ１２２の操作の手間を省くことができる。
【０１００】
また、クリップ１５１および端子１５２に代えて、図２１に示すように、それぞれ、安全ピンの形状をした針１６１および針受け１６２で構成するようにしてもよい。針１６１および針受け１６２は、金属、メッキされたプラスチック、または導電性プラスチックなどの導電材料で形成されている。図２１のバッジ１５の針１６１および針受け１６２は、図１９のバッジ１５の場合と同様に、図２０の電源スイッチ１２２の接点および接片を構成する。
【０１０１】
更に、図２２のブロック図に示すように、バッジ１５は、クリップ１５１および端子１５２、並びに針１６１および針受け１６２を有する構成としてもよい。バッジ１５が図２２の構成を有する場合、マイクロプロセッサ１２１は、バッジ１５の装着または非装着の判定を、表（２）に示すように判定し、その判定の結果に基づき、スリープモードと通常動作モードの切り替えを実行する。
＜表２＞
クリップ１５１／端子１５２針１６１／針受け１６２判定
ＯＮＯＮ装着
ＯＦＦＯＮ装着
ＯＮＯＦＦ非装着
ＯＦＦＯＦＦ非装着
【０１０２】
針１６１が針受け１６２から外れている場合、安全の為、クリップ１５１および端子１５２がＯＦＦのときでも、マイクロプロセッサ１２１は、非装着と判定する。
【０１０３】
次に、バッジ１５の他の実施の形態、および、そのときのパーソナルコンピュータ１２がバッジ１５の位置を算出する処理を説明する。図２３は、利用者１に装着されている他の実施の形態のバッジ１５を示す図である。図２３に示すバッジ１５は、相互の位置関係が明確に把握されている発光ダイオード３１−１乃至３１−４を有する。発光ダイオード３１−１乃至３１−４は、所定の発光パターンで点滅する。
【０１０４】
図２４は、図２３に示すバッジ１５の構成を示すブロック図である。図４に示す場合と同様な部分には、同一の番号を付してあり、その説明は省略する。Ｎｂｉｔカウンタ３６−１は、バッジ１５の動作立ち上がりのとき、ＩＤコードメモリ３８から所定のＩＤコードを読み取り、そのＩＤコードおよびクロック発生回路３５から供給されたクロック信号を基準として、発光ダイオード３１−１に発光させる信号をＬＥＤドライバ３９−１に供給する。ＬＥＤドライバ３９−１は、Ｎｂｉｔカウンタ３６−１から供給された信号を基に、発光ダイオード３１−１を点灯させる所定の電力を発光ダイオード３１−１に供給する。発光ダイオード３１−１は、ＬＥＤドライバ３９−１から供給された電力を基に、所定の点滅パターンで、赤外線を発光する。
【０１０５】
Ｎｂｉｔカウンタ３６−２は、バッジ１５の動作立ち上がりのとき、ＩＤコードメモリ３８から所定のＩＤコードを読み取り、そのＩＤコードおよびクロック発生回路３５から供給されたクロック信号を基準として、発光ダイオード３１−２に発光させる信号をＬＥＤドライバ３９−２に供給する。ＬＥＤドライバ３９−２は、Ｎｂｉｔカウンタ３６−２から供給された信号を基に、発光ダイオード３１−２を点灯させる所定の電力を発光ダイオード３１−２に供給する。発光ダイオード３１−２は、ＬＥＤドライバ３９−２から供給された電力を基に、所定の点滅パターンで、赤外線を発光する。
【０１０６】
Ｎｂｉｔカウンタ３６−３は、バッジ１５の動作立ち上がりのとき、ＩＤコードメモリ３８から所定のＩＤコードを読み取り、そのＩＤコードおよびクロック発生回路３５から供給されたクロック信号を基準として、発光ダイオード３１−３に発光させる信号をＬＥＤドライバ３９−３に供給する。ＬＥＤドライバ３９−３は、Ｎｂｉｔカウンタ３６−３から供給された信号を基に、発光ダイオード３１−３を点灯させる所定の電力を発光ダイオード３１−３に供給する。発光ダイオード３１−３は、ＬＥＤドライバ３９−３から供給された電力を基に、所定の点滅パターンで、赤外線を発光する。
【０１０７】
Ｎｂｉｔカウンタ３６−４は、バッジ１５の動作立ち上がりのとき、ＩＤコードメモリ３８から所定のＩＤコードを読み取り、そのＩＤコードおよびクロック発生回路３５から供給されたクロック信号を基準として、発光ダイオード３１−４に発光させる信号をＬＥＤドライバ３９−４に供給する。ＬＥＤドライバ３９−４は、Ｎｂｉｔカウンタ３６−４から供給された信号を基に、発光ダイオード３１−４を点灯させる所定の電力を発光ダイオード３１−４に供給する。発光ダイオード３１−４は、ＬＥＤドライバ３９−４から供給された電力を基に、所定の点滅パターンで、赤外線を発光する。
【０１０８】
次に、図２３に示すバッジ１５の位置を算出する、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理を説明する。まず、ＣＰＵ７１は、撮像装置１１から供給された発光ダイオード３１−１乃至３１−４の画像から、消失点を算出する。ＣＰＵ７１が発光ダイオード３１−１乃至３１−４の画像から、消失点を算出する処理を図２５を参照して説明する。
【０１０９】
以下の説明において、画像座標系は、ＣＣＤビデオカメラ１０２の視点を原点とする座標系である。画像面上の点ａは、発光ダイオード３１−１の画像を示し、画像面上の点ｂは、発光ダイオード３１−２の画像を示し、画像面上の点ｃは、発光ダイオード３１−３の画像を示し、画像面上の点ｄは、発光ダイオード３１−４の画像を示す。
【０１１０】
まず、図２５に示すように、消失点Ｕ（ｘ_u，ｙ_u）は、画像面上の点ａおよび点ｂを通る直線ａｂ、並びに点ｃおよび点ｄを通る直線ｃｄの交点であり、消失点Ｖ（ｘ_v，ｙ_v）は、点ａおよび点ｄを通る直線ａｄ、並びに点ｂおよび点ｃを通る直線ｂｃの交点である。直線ａｂは、式（２）で表され、直線ｃｄは、式（３）で表され、直線ａｄは、式（４）で表され、直線ｂｃは、式（５）で表される。
α₁ｘ＋β₁ｙ＝γ₁ （２）
α₂ｘ＋β₂ｙ＝γ₂ （３）
α₃ｘ＋β₃ｙ＝γ₃ （４）
α₄ｘ＋β₄ｙ＝γ₄ （５）
【０１１１】
従って、消失点Ｕ（ｘ_u，ｙ_u）の座標は、式（６）および式（７）で算出され、消失点Ｖ（ｘ_v，ｙ_v）の座標は、式（８）および式（９）で算出される。
ｘ_u＝（β₂γ₁−β₁γ₂）／（α₁β₂−α₂β₁）（６）
ｙ_u＝（α₁γ₂−α₂γ₁）／（α₁β₂−α₂β₁）（７）
ｘ_v＝（β₄γ₃−β₃γ₄）／（α₃β₄−α₄β₃）（８）
ｙ_v＝（α₃γ₄−α₄γ₃）／（α₃β₄−α₄β₃）（９）
【０１１２】
ここで、画像面上での点ａの座標が（ｘ₁，ｙ₁）、点ｂの座標が（ｘ₂，ｙ₂）、点ｃの座標が（ｘ₃，ｙ₃）、および点ｄの座標が（ｘ₄，ｙ₄）であれば、α₁，β₁，γ₁，α₂，β₂，γ₂，α₃，β₃，γ₃，α₄，β₄、およびγ₄は、それぞれ式（１０）、式（１１）、式（１２）、式（１３）、式（１４）、式（１５）、式（１６）、式（１７）、式（１８）、式（１９）、式（２０）、および式（２１）で算出される。
α₁＝ｙ₁−ｙ₂ （１０）
β₁＝−（ｘ₁−ｘ₂）（１１）
γ₁＝ｘ₂ｙ₁−ｘ₁ｙ₂ （１２）
α₂＝ｙ₃−ｙ₄ （１３）
β₂＝−（ｘ₃−ｘ₄）（１４）
γ₂＝ｘ₄ｙ₃−ｘ₃ｙ₄ （１５）
α₃＝ｙ₁−ｙ₄ （１６）
β₃＝−（ｘ₁−ｘ₄）（１７）
γ₃＝ｘ₄ｙ₁−ｘ₁ｙ₄ （１８）
α₄＝ｙ₂−ｙ₃ （１９）
β₄＝−（ｘ₂−ｘ₃）（２０）
γ₄＝ｘ₃ｙ₂−ｘ₂ｙ₃ （２１）
【０１１３】
次に、ＣＰＵ７１は、消失点Ｕ（ｘｕ，ｙｕ）および消失点Ｖ（ｘｖ，ｙｖ）からバッジ１５の傾きを算出する。図２６に示すように、画像座標系上の座標点がレンズの焦点距離ｆで規格化できるように、画像座標系のｚ軸が画像面に垂直で、かつ、画像座標系のｚ＝１に画像面が位置するように、画像座標系を設定する。空間中の点Ｐ_a（ｘ_a，ｙ_a，ｚ_a）は、透視変換によって、画像面上の点ｐ_a（ｘ_a／ｚ_a，ｙ_a／ｚ_a）に投影される。
【０１１４】
点Ｐを通り、方向ベクトルｖ＝（ｖ_x，ｖ_y，ｖ_z）を有する空間中の直線Ｌ上の点Ｐ_lは、式（２２）で表され、点Ｐ_lを画像面に投影した点ｐ_lは、式（２３）で表される。
Ｐ_l＝Ｐ_a＋ｔｖ
＝（ｘ_a＋ｔｖ_x，ｙ_a＋ｔｖ_y，ｚ_a＋ｔｖ_z）（２２）
ｐ_l＝（（ｘ_a＋ｔｖ_x）／（ｚ_a＋ｔｖ_z），（ｙ_a＋ｔｖ_y）
／（ｚ_a＋ｔｖ_z））
＝（（ｘ_a／ｔ＋ｖ_x）／（ｚ_a／ｔ＋ｖ_z），
（ｙ_a／ｔ＋ｖ_y）／（ｚ_a／ｔ＋ｖ_z））（２３）
【０１１５】
消失点は、ある方向ベクトルを有する直線を無限遠に伸ばしたときの投影像であるから、ｔ→∞としたときのｐ_lが消失点であり、式（２４）で表される。
【数１】

【０１１６】
空間中のある平面πの法線ベクトルｎ（ｐ_s，ｑ_s，−１）は、平面π上の任意の直線の方向ベクトルｕ＝（ｕ_x，ｕ_y，ｕ_z）と直交するので、式（２５）が成立し、式（２５）を変形すれば式（２６）が求まる。（以下、式中の”→”を付した変数は、ベクトルであることを示す）
【数２】

ｐ_s（ｕ_x／ｕ_z）＋ｑ_s（ｕ_y／ｕ_z）＝１（２６）
【０１１７】
式（２６）の（ｕ_x／ｕ_z）および（ｕ_y／ｕ_z）は、式（２４）に示されるように、消失点を表す。また、方向ベクトルｕは、任意であるから、式（２６）は、画像面上の消失点の集合、すなわち、消失線を表す。逆に、消失線ａｘ＋ｂｙ＝１があるとき、この消失線を有する平面の傾きは、（ａ，ｂ，−１）である。従って、四角形ＡＢＣＤの投影像である四角形ａｂｃｄから求められる消失点Ｕ（ｘ_u，ｙ_u）および消失点Ｖ（ｘ_v，ｙ_v）を用いると、消失線は、式（２７）で算出される。
（（−ｙ_u＋ｙ_v）／（ｘ_uｙ_v−ｘ_vｙ_u））ｘ
＋（（ｘ_u−ｘ_v）／（ｘ_uｙ_v−ｘ_vｙ_u））ｙ＝１（２７）
【０１１８】
これより、四角形ＡＢＣＤの法線ベクトルｎ_abcdは、式（２８）で表現できる。
【数３】

【０１１９】
法線ベクトルｎ_abcdを正規化して、ベクトルＮを求める。
【数４】

ただし、演算子||ベクトル||は、ベクトルの絶対値を求める演算子である。
【０１２０】
以上のように、ＣＰＵ７１は、バッジ１５の発光ダイオード３１−１乃至３１−４の画像から、バッジ１５の傾きを算出する。
【０１２１】
次に、ＣＰＵ７１は、バッジ１５の傾きを基に、ＣＣＤビデオカメラ１０２からバッジ１５までの距離を求める。図２７は、ＣＣＤビデオカメラ１０２およびバッジ１５を横から見た図である。点ａを基準に算出される、画像座標系の原点ｏとバッジ座標系の原点Ｏ（発光ダイオード３１−１と発光ダイオード３１−３とを結ぶ直線と発光ダイオード３１−２と発光ダイオード３１−４とを結ぶ直線の交点）との距離ｄ_aは、式（３０）で算出される。
ｄ_a＝（‖ＡＯ‖ｓｉｎθ_a）／（ｓｉｎ（θ_a＋φ_a）（３０）
ここで、‖ＡＯ‖は既知である。θ_aは、式（３１）で定義され、φ_aは、式（３２）で定義される角度である。
θ_a＝ｏＯＡ（３１）
φ_a＝ｏＡＯ（３２）
【０１２２】
同様に、点ｂを基準に算出される、画像座標系の原点ｏとバッジ座標系の原点Ｏとの距離ｄ_b、点ｃを基準に算出される、画像座標系の原点ｏとバッジ座標系の原点Ｏとの距離ｄ_c、および点ｄを基準に算出される、画像座標系の原点ｏとバッジ座標系の原点Ｏとの距離ｄ_dを算出し、距離ｄ_a、距離ｄ_b、距離ｄ_c、および距離ｄ_dの平均が、画像座標系の原点ｏからバッジ座標系の原点Ｏまでの距離ｄ_aveとされる。
【０１２３】
画像座標系の原点ｏからバッジ座標系の原点Ｏ（長方形ＡＢＣＤの中心）へと向かう平行移動ベクトルｔは、式（３３）で算出される。
【数５】

【０１２４】
以上のように、画像の中のバッジの位置から、３次元上のバッジ１５の位置(X_m,Y_m,Z_m)および角度(Rx_m,Ry_m,Rz_m)が計算される。このバッジ１５の位置および角度を計算する処理の説明では、画像座標系のｚ＝１に画像面が位置するとして説明したが、ｐｓおよびｑｓをＣＣＤビデオカメラ１０２の焦点距離ｆで補正すれば、ＣＣＤビデオカメラ１０２の焦点距離ｆが１以外でも、正確な位置および角度が算出できる。
【０１２５】
なお、４つの発光ダイオード３１がバッジ１５に備えられているとして説明したが、３以上の相互に位置関係が明確な発光ダイオード３１がバッジ１５に備えられていれば、上記の処理により、バッジ１５の位置および角度を求めることができる。
【０１２６】
また、発光ダイオード３１−１乃至３１−４が、それぞれ異なる所定の発光パターンで点滅すれば、ＣＰＵ７１は、画像面上の点ａ、点ｂ、点ｃ、および点ｄへの発光ダイオード３１−１乃至３１−４の対応が容易に算出できる。ＣＰＵ７１が、他の処理により、画像面上の点ａ、点ｂ、点ｃ、および点ｄへの発光ダイオード３１−１乃至３１−４の対応が算出できれば、例えば、発光ダイオード３１−１乃至３１−４が、同一の所定の発光パターンで点滅するようにしてもよい。
【０１２７】
あるいは、例えば、発光ダイオード３１−１が所定の発光パターンで点滅するようにし、発光ダイオード３１−２乃至３１−４が、連続して点灯するようにし、ＣＰＵ７１のバッジ１５の角度の算出範囲は、所定の範囲に特定するようにしてもよい。
【０１２８】
このように、本発明の利用管理者システムを利用すれば、広い面積の敷地または建物の利用者１の属性および現在位置を知ることができるので、例えば、利用者１が所定の展示物に近づいたとき、その利用者１のヘッドフォンに、利用者１がそれ以前に見学してきた展示物との違いを際立たせた説明を供給する、または、展示物の説明において、その利用者１の名前を呼びながら挨拶させるなどのきめ細かいサービスを提供できるようになる。
【０１２９】
最後に、本発明に係るコンピュータ利用者管理システムについて説明する。図２８は、コンピュータ利用者管理システムの実施の形態を説明する図である。パーソナルコンピュータ１２に接続されている撮像装置１１は、パーソナルコンピュータ１２の利用者１が装着しているバッジ１５を撮像するように設置されている。パーソナルコンピュータ１２は、撮像装置１１が撮像した画像から利用者１が装着しているバッジ１５のＩＤコードを識別する。パーソナルコンピュータ１２は、ネットワーク１３を介して接続されているサーバ１４にバッジ１５のＩＤコードを送信し、サーバ１４にバッジ１５のＩＤコードに対応させて登録されている利用者１のパーソナルコンピュータ１２の利用を許可する否かを判定するためのデータの送信を要求する。
【０１３０】
パーソナルコンピュータ１２は、利用者１のパーソナルコンピュータ１２の利用を許可する否かを判定するためのデータを基に、パーソナルコンピュータ１２の利用を許可するか否かを判定し、パーソナルコンピュータ１２の利用を許可すると判定された場合、所定のメッセージをＣＲＴ７８に表示し、キーボード７６等の操作を許可する。パーソナルコンピュータ１２の利用を許可しないと判定された場合、パーソナルコンピュータ１２は、所定のメッセージをＣＲＴ７８に表示し、キーボード７６等の操作を受け付けない。
【０１３１】
以上のように、コンピュータ利用者管理システムは、簡単な構成で、所定の範囲にいる特定の利用者１にのみパーソナルコンピュータ１２の利用を許可することができる。パーソナルコンピュータ１２の前の所定の範囲に所定のバッジ１５を装着した利用者１がいないとき、パーソナルコンピュータ１２をバッジ１５の認識の処理のみ実行させる低消費電力モードとし、パーソナルコンピュータ１２の前の所定の範囲に所定のバッジ１５を装着した利用者１がいるとき、パーソナルコンピュータ１２を通常のモードとすれば、所定の期間にパーソナルコンピュータ１２が消費する電力量を小さくすることができる。もちろん、利用者１毎に異なるパーソナルコンピュータ１２の利用を許可し、または、利用者１毎にパーソナルコンピュータ１２の利用の範囲（利用時間、読み出し若しくは書き込みできるファイル、または利用できるプログラムなど）を制限することもできる。
【０１３２】
なお、本明細書において、博物館などの施設として説明したが、広い敷地または広い床面積を有する工場（例えば、自動車の製造工場、または化学工場のプラントなど）に、本発明の利用者管理システムを適用すれば、ラインの管理者は、問題が発生したラインに一番近い担当者を即座に呼びだし、問題解決にあたらせることができる。
【０１３３】
また、研究所などにおいて、ゲストに内部を見学させる場合、ゲストに付き添いをつけなくても、ゲストの現在位置を把握することができ、更に、ドアの施錠と連動させれば、ゲスト毎に見学範囲を制限することができる。
【０１３４】
なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものとする。
【０１３５】
また、上記したような処理を行うコンピュータプログラムをユーザに提供する提供媒体としては、磁気ディスク、CD-ROM、固体メモリなどの記録媒体の他、ネットワーク、衛星などの通信媒体を利用することができる。
【０１３６】
【発明の効果】
請求項１に記載の利用者特定システムによれば、発信装置で、所定の長さおよび所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光し、情報処理装置で、発信装置が撮像され、撮像された画像データ上の発信装置の画像の大きさおよび位置から、発信装置の３次元空間の位置が算出され、撮像された、発信装置の画像データから、所定のパターンに対応するコードが算出され、コードがデータ提供装置に送信され、データ提供装置から送信された利用者のデータが受信され、データ提供装置で、コードと対応させ、利用者のデータが記憶され、コードが情報処理装置から受信され、記憶する利用者のデータが情報処理装置に送信され、受信したコードを基に、情報処理装置に送信する利用者のデータが検索されるようにしたので、広い床面積または広い敷地を有する施設で、簡単な装置により、利用者の属性を識別し、利用者の属性に合わせたサービスを提供することができるようになる。
【０１３７】
請求項６に記載の利用者特定システムによれば、発信装置で、３以上で相互の位置関係が明確で、所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光され、位置特定手段で、発信装置が撮像され、撮像された画像の発光の位置から、発信装置の３次元空間上の位置および角度が算出され、撮像された、画像データから、所定のパターンに対応するコードが算出され、コードがデータ提供装置に送信され、データ提供装置から送信された利用者のデータが受信され、データ提供装置で、コードと対応させ、利用者のデータが記憶され、コードが情報処理装置から受信され、記憶している利用者のデータが情報処理装置に送信され、受信したコードを基に、情報処理装置に送信する利用者のデータが検索されるようにしたので、広い床面積または広い敷地を有する施設で、簡単な装置により、利用者の属性を識別し、利用者の属性に合わせたサービスを提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る利用者管理システムの一実施の形態の構成を説明する図である。
【図２】博物館を見学する利用者１がバッジ１５を装着した状態を説明する図である。
【図３】バッジ１５とパーソナルコンピュータ１２−１との接続を説明する図である。
【図４】バッジ１５の構成を説明するブロック図である。
【図５】パーソナルコンピュータ１２の構成を説明するブロック図である。
【図６】撮像装置１１の構成を示すブロック図である。
【図７】バッジ１５から撮像装置１１までの距離を算出する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を説明する図である。
【図８】バッジ１５から撮像装置１１までの距離を算出する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を説明する図である。
【図９】流し撮像を説明する図である。
【図１０】流し撮像を説明する図である。
【図１１】流し撮像を説明する図である。
【図１２】点滅パターンの画像データが、空間的パターンに変換された例を説明する図である。
【図１３】バッジ１５の配置を説明する図である。
【図１４】輝点の点滅パターンを検知する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を説明する図である。
【図１５】博物館の展示室２−１の内部の分割例を説明する図である。
【図１６】利用者管理システムが利用者１の移動を記憶する処理を説明するフローチャートである。
【図１７】バッジ１５の設定の処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１８】バッジ１５の他の実施の形態を説明するブロック図である。
【図１９】バッジ１５の更に他の実施の形態の背面の外観を示す図である。
【図２０】バッジ１５の更に他の実施の形態の構成を説明するブロック図である。
【図２１】バッジ１５の更に他の実施の形態の背面の外観を示す図である。
【図２２】バッジ１５の更に他の実施の形態の構成を説明するブロック図である。
【図２３】利用者１が他の実施の形態のバッジ１５を装着した状態を説明する図である。
【図２４】バッジ１５の更に他の実施の形態の構成を説明するブロック図である。
【図２５】バッジ１５の位置を算出するＣＰＵ７１の他の処理を説明する図である。
【図２６】バッジ１５の位置を算出するＣＰＵ７１の他の処理を説明する図である。
【図２７】バッジ１５の位置を算出するＣＰＵ７１の他の処理を説明する図である。
【図２８】コンピュータ利用者管理システムの実施の形態を説明する図である。
【符号の説明】
１１撮像装置，１２パーソナルコンピュータ，１３ネットワーク，１４サーバ，１５バッジ，３１発光ダイオード，７１ＣＰＵ，８１通信ボード，８３ビデオキャプチャボード，１０１流し撮り駆動回路，１０２ＣＣＤビデオカメラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention User identification system In particular, identify users and locations of large sites or facilities User identification system About.
[0002]
[Prior art]
In an entertainment facility such as a museum or an amusement park or a game center, computers are being used to explain exhibitions or control facilities for attractions. Computers in these facilities operate in a predetermined manner regardless of the attributes of the users such as visitors or visitors (routes passed, sex, age, language used, etc.).
[0003]
When a user operates the computer directly from the touch panel or keyboard to request explanation of the exhibit or to instruct the operation of the attraction equipment, the computer will not enter unless the user inputs the attribute each time. , Can not operate according to the user's attributes. In museums or entertainment facilities, there are an unspecified number of users, and the operation of computers by users must be restricted to prevent malfunctions.
[0004]
A so-called ID tag that can transmit and receive an ID code and the like wirelessly can be used to identify the user's attributes. However, the communication distance between the ID tag and the corresponding communication device is usually 1 to 2. Since it is limited to about a meter, in a wide area such as a museum or an entertainment facility, the range of applicable equipment is limited, and a large number of dedicated communication devices must be installed, which is not practical.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, it is difficult to identify a user's attribute in a facility having a large floor area or a large site, and it is impossible to provide a service according to the user's attribute.
[0006]
The present invention has been made in view of such a situation. In a facility having a large floor area or a large site, a user can identify a user attribute with a simple device and provide a service according to the user attribute. The purpose is to be able to.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The user identification system according to claim 1, wherein the transmission device includes a light emitting unit that emits light with a predetermined pattern, a light emitting surface having a predetermined length, and a luminance that changes with the passage of time. An imaging means for imaging the light emitting means, a position calculating means for calculating the position of the three-dimensional space of the transmitting device from the size and position of the image of the light emitting means on the image data taken by the imaging means, and the imaging means Code calculation means for calculating a code corresponding to a predetermined pattern from the captured image data of the light emitting means, and a code for transmitting the code to the data providing apparatus and receiving user data transmitted from the data providing apparatus. And a storage unit that stores the user's data in association with the code, and that receives the code from the information processing apparatus and stores the code in the storage unit. Based on the second communication means for transmitting the data to the information processing apparatus and the code received by the second communication means, the user communication data to be transmitted to the information processing apparatus by the second communication means is retrieved from the storage means. And a search means.
[0008]
The user specifying system according to claim 6 includes three or more light-emitting means that emit light at a luminance that changes with the passage of time in a predetermined pattern in which the positional relationship between the transmitting devices is clear, and the position specifying means includes: The imaging means for imaging the light emitting means, the position calculating means for calculating the position and angle in the three-dimensional space of the transmitter from the position of the light emitting means of the image taken by the imaging means, and the image taken by the imaging means. Code calculating means for calculating a code corresponding to a predetermined pattern from image data of the light emitting means, and first communication means for transmitting the code to the data providing apparatus and receiving user data transmitted from the data providing apparatus The data providing apparatus includes a storage unit that stores the user data in association with the code, and a user that stores the code from the information processing apparatus and stores the code. Based on the second communication means for transmitting the data to the information processing apparatus and the code received by the second communication means, the second communication means retrieves the user data to be transmitted to the information processing apparatus from the storage means. And a search means.
[0021]
In the user identification system according to claim 1, the transmitting device emits light with a predetermined length and a predetermined pattern with a luminance that changes over time, and the information processing device captures and images the transmitting device. The position of the transmitting device in the three-dimensional space is calculated from the size and position of the image of the transmitting device on the image data, and a code corresponding to a predetermined pattern is calculated from the captured image data of the transmitting device, The code is transmitted to the data providing device, the user data transmitted from the data providing device is received, the data providing device stores the user data in correspondence with the code, and the code is received from the information processing device. The stored user data is transmitted to the information processing apparatus, and the user data to be transmitted to the information processing apparatus is searched based on the received code.
[0022]
The user identification system according to claim 6, wherein the positional relationship between the three or more transmitting devices is clear, light is emitted in a predetermined pattern with a luminance that changes with the passage of time, and the positional specifying means includes the transmitting device. , The position and angle of the transmitter in the three-dimensional space are calculated from the light emission position of the captured image, the code corresponding to the predetermined pattern is calculated from the captured image data, and the code is The data of the user transmitted to the data providing device is received, and the user data transmitted from the data providing device is received. The data providing device stores the user data in correspondence with the code. The code is received from the information processing device and stored. The user data being transmitted is transmitted to the information processing apparatus, and the user data transmitted to the information processing apparatus is searched based on the received code.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an embodiment of a user management system according to the present invention. The user 1-1 wears the badge 15-1 and observes the exhibits in the museum exhibition room 2-1, and the user 1-2 wears the badge 15-2 to display the museum exhibition room 2- The user 1-3 visits the exhibits in the museum exhibition room 2-3 by wearing the badge 15-3. When it is not necessary to distinguish the users 1-1 to 1-3, they are simply referred to as user 1 hereinafter. When it is not necessary to individually distinguish the badges 15-1 to 15-3, they are simply referred to as badges 15 hereinafter.
[0028]
The imaging device 11-1 is installed at a predetermined position in the exhibition room 2-1, and outputs an image including an image of the user 1-1 inside the exhibition room 2-1 to the personal computer 12-2. The imaging device 11-2 is installed at a predetermined position different from the position where the imaging device 11-1 of the exhibition room 2-1 is installed, and displays an image of the user 1-1 inside the exhibition room 2-1. The included image is output to the personal computer 12-2.
[0029]
The imaging device 11-3 is installed at a predetermined position in the exhibition room 2-2, and outputs an image including an image of the user 1-2 inside the exhibition room 2-2 to the personal computer 12-3. The imaging device 11-4 is installed at a predetermined position different from the position where the imaging device 11-3 of the exhibition room 2-2 is installed, and displays an image of the user 1-2 inside the exhibition room 2-2. The included image is output to the personal computer 12-3.
[0030]
The imaging device 11-5 is installed at a predetermined position in the exhibition room 2-3, and outputs an image including an image of the user 1-3 inside the exhibition room 2-3 to the personal computer 12-4. When it is not necessary to individually distinguish the imaging devices 11-1 to 11-5, they are simply referred to as the imaging device 11 hereinafter.
[0031]
The personal computer 12-1 is installed at the entrance of the museum. The person in charge of reception inputs data of attributes such as the name, gender, age, language used, etc. of the user 1 when the user 1 enters. The personal computer 12-1 supplies predetermined data to the badge 15 to be worn by the user 1, and transmits the data and attribute data of the user 1 to the server 14 via the network 13. The server 14 stores data of attributes such as the name, sex, age, language used, and the like of the user 1 supplied from the personal computer 12-1 and predetermined data supplied to the badge 15 to be worn by the user 1.
[0032]
The personal computer 12-2 identifies the badge 15-1 based on the imaging device 11-1 and the image supplied from the imaging device 11-2, and the position of the badge 15-1 (that is, the user 1-1). And the data specifying the badge 15-1 and the data indicating the position of the badge 15-1 are supplied to the server 14 via the network 13.
[0033]
The personal computer 12-3 identifies the badge 15-2 based on the images supplied from the imaging device 11-3 and the imaging device 11-4, calculates the position of the badge 15-2, and transmits the position via the network 13. Then, data specifying the badge 15-2 and data indicating the position of the badge 15-2 are supplied to the server 14.
[0034]
The personal computer 12-4 identifies the badge 15-3 based on the image supplied from the imaging device 11-5, calculates the position of the badge 15-3, and then via the network 13, the badge 15-3. And the data indicating the position of the badge 15-3 are supplied to the server 14. When it is not necessary to individually distinguish the personal computers 12-1 to 12-4, they are simply referred to as personal computers 12 below.
[0035]
The server 14 converts the data specifying the badge 15-1 supplied from the personal computer 12-2 into data specifying the user 1-1, and stores it together with data indicating the position of the badge 15-1. The server 14 converts the data specifying the badge 15-2 supplied from the personal computer 12-3 into data specifying the user 1-2, and stores it together with data indicating the position of the user 1-2. The server 14 converts the data specifying the badge 15-3 supplied from the personal computer 12-4 into data specifying the user 1-3, and stores the data together with data indicating the position of the badge 15-3. These data stored in the server 14 are attached with data indicating the date and time.
[0036]
The system for explaining the museum administrator or the museum exhibits knows the attributes of the users 1-1 to 1-3, the current position, and the travel history from these data stored in the server 14. Can do.
[0037]
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the user 1 who visits the museum wears a predetermined badge 15. When the user 1 enters the museum, the user 1 receives the badge 15 and fixes it at a predetermined position such as the left chest. The badge 15 is stored with predetermined data before being delivered to the user 1.
[0038]
The badge 15 includes a light emitting diode 31 that emits infrared light, and the light emitting diode 31 blinks in a blinking pattern unique to the badge 15. The unique blinking pattern of the light emitting diode 31 of the badge 15 is determined by data (hereinafter referred to as an ID code of the badge 15) input from the personal computer 12-1 before being delivered to the user 1.
[0039]
FIG. 3 is a diagram illustrating the connection between the badge 15 and the personal computer 12-1 when predetermined data is stored in the badge 15 before being delivered to the user 1. The badge 15 is attached to the PC badge interface 21. The personal computer 12-1 outputs predetermined data such as an ID code of the badge 15 from the RS232C port to the RS232C conversion circuit 23 of the PC badge interface 21. The PC badge interface 21 supplies the data received from the personal computer 12-1 to the badge 15 through a signal terminal 32 to which the ID badge interface 22 is connected.
[0040]
When the personal computer 12-1 supplies predetermined data to the badge 15, the personal computer 12-1 supplies the data together with the attribute data of the user 1 to the server 14 via the network 13 connected to the communication board. The personal computers 12-2 to 12-4 receive data input to the badge 15 and attribute data of the user 1 from the server 14.
[0041]
The ID badge interface 22 of the PC badge interface 21 supplies predetermined power to the badge 15 via the power terminal 33 and the ground terminal 34 of the badge 15 in addition to predetermined data.
[0042]
FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the badge 15. The clock generation circuit 35 generates a clock signal having a predetermined frequency and supplies the clock signal to the Nbit counter 36 and the control logic 37. The Nbit counter 36 reads the ID code of the badge 15 from the ID code memory 38 when the operation of the badge 15 starts, and causes the light emitting diode 31 to emit light based on the ID code and the clock signal supplied from the clock generation circuit 35. A signal is supplied to the LED driver 39.
[0043]
The control logic 37 controls the entire badge 15 in synchronization with the signal supplied from the clock generation circuit 35, and receives and stores predetermined data supplied from the personal computer 12-1 via the signal terminal 32. Further, the control logic 37 causes the ID code memory 38 to store an ID code designating the blinking pattern received from the personal computer 12-1.
[0044]
The LED driver 39 supplies the light emitting diode 31 with predetermined power for turning on the light emitting diode 31 based on the signal supplied from the Nbit counter 36. The light emitting diode 31 emits infrared rays in a predetermined blinking pattern based on the power supplied from the LED driver 39.
[0045]
The battery 40 is a lithium hydrogen battery, a lithium ion battery, or the like, stores the power supplied from the PC badge interface 21 via the power terminal 33 and the ground terminal 34, and supplies power to the DC / DC converter 40 and the LED driver 39. Supply. When the operation time of the badge 15 may be short, it may be stored in a super capacitor instead of the battery 40.
[0046]
The DC / DC converter 40 boosts the power supplied from the battery 40 to a predetermined voltage and supplies it to the clock generation circuit 35, the Nbit counter 36, the control logic 37, and the ID code memory 38.
[0047]
FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of the personal computer 12. A CPU (central processing unit) 71 actually executes various application programs and a basic OS (operating system). A ROM (read-only memory) 72 generally stores basically fixed data out of programs used by the CPU 71 and parameters for calculation. A RAM (random-access memory) 73 stores programs used in the execution of the CPU 71 and parameters that change as appropriate in the execution. These are connected to each other by a bus 74.
[0048]
The keyboard 76 is operated by the user when inputting various commands to the CPU 71. The mouse 77 is operated by the user when specifying or selecting a point on the screen of a CRT (cathode ray tube) 78. The CRT 78 displays various information as text and images. An HDD (hard disk drive) 79 and an FDD (floppy disk drive) 80 drive a hard disk or a floppy disk, respectively, and record or reproduce programs executed by the CPU 71 or information.
[0049]
The communication board 81 is a device for connecting to the network 13, and specifically includes an Ethernet board or the like. The RS232C port 82 is connected to a cable based on the RS232C standard, transmits / receives a signal based on the RS232C standard, and supplies predetermined data to the PC badge interface 21. The video capture board 83 inputs a moving image signal supplied from the imaging device 11 and supplies a still image included in the moving image to the CPU 71 or the RAM 73 as digital data.
[0050]
These keyboard 76 to video capture board 83 are connected to an interface 75, and the interface 75 is connected to the CPU 71 via a bus 74.
[0051]
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging device 11. A CCD (Charge Coupled Device) video camera 102 is driven by a panning drive driving circuit 101 and images the light emitting diode 31 of the badge 15 by so-called panning imaging. The CCD video camera 102 outputs image data of a blinking pattern of the light emitting diodes 31 of the badge 15 obtained by sink imaging to the personal computer 12. The filter 103 is an optical filter that suppresses light other than the light emitting point emitted from the light emitting diode 31 from being incident on the CCD video camera 102, and is provided in front of the lens unit (not shown) of the CCD video camera 102. ing.
[0052]
Next, the processing procedure of the CPU 71 of the personal computer 12 when calculating the distance from the badge 15 to the imaging device 11 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 shows an image obtained by using a CCD 121 having a size of 1/3 inch (vertical 3.6 mm × horizontal 4.8 mm), vertical 492 pixels × horizontal 510 pixels, and pixel size 7.5 μm × horizontal 9.6 μm. It is a top view explaining the example which image | photographs the light emitting diode 31 of the badge 15 with the CCD video camera 102 whose angle | corner is 60 degree | times. The angle of view per pixel of the CCD 121 is 0.118 degrees (= 60 degrees / 510 pixels).
[0053]
When the width of the light emitting surface of the light emitting diode 31 of the badge 15 is 10 mm, when the image of the light emitting diode 31 is captured by one pixel of the CCD 121, as shown in FIG. The distance L2 to the virtual origin of the CCD video camera 102 is approximately obtained as 4885 mm (= 5 mm / tan (0.118 / 2)). At this time, since the distance L3 from the CCD 121 to the virtual origin is 4.6 mm (= 4.8 μm / tan (0.118 / 2)), the distance L1 from the light emitting surface of the light emitting diode 31 to the CCD 121 is almost equal. , Equal to L2.
[0054]
Similarly, for example, when the width of the light emitting surface of the light emitting diode 31 of the badge 15 is 10 mm, when the image of the light emitting diode 31 is picked up by 10 pixels of the CCD 121, the light emitting surface of the light emitting diode 31 to the CCD 121 is captured. The distance L1 is about 48 cm.
[0055]
Thus, the distance L1 from the light emitting surface of the light emitting diode 31 to the CCD 121 is calculated by the equation (1).
L1 = (W / 2) / (tan (θ / 2) × N) (1)
W is the width of the light emitting surface of the light emitting diode 31. As for θ, one pixel of the CCD 121 is an angle of view. N is the number of pixels on which an image of the light emitting diode 31 is captured.
[0056]
As described above, based on the width of the light emitting surface of the light emitting diode 31 of the badge 15 and the capability of the CCD video camera 102, the size of the image of the light emitting surface of the light emitting diode 31 included in the image captured by the CCD video camera 102. Therefore, the CPU 71 of the personal computer 12 calculates the distance from the badge 15 to the imaging device 11.
[0057]
The CPU 71 of the personal computer 12 can detect the blinking pattern of the light emitting diode 31 of the badge 15, that is, the ID code, by comparing the images captured by the CCD video camera 102 in time series.
[0058]
Further, the CPU 71 of the personal computer 12 can also detect the blinking pattern of the light emitting diode 31 of the badge 15, that is, the ID code, from the image captured by the CCD video camera 102 of the imaging device 11. Here, sink imaging performed by the CCD video camera 102 of the imaging apparatus 11 will be described with reference to FIGS. 9 to 11. Flow imaging means an imaging method in which the output of a photodiode constituting each pixel is transferred to the vertical transfer CCD a plurality of times during the same field in the CCD image sensor incorporated in the CCD video camera 102. On the other hand, in the normal imaging method, the output of the photodiode constituting each pixel is transferred to the vertical transfer CCD only once during the same field.
[0059]
Therefore, for example, as shown in FIG. 9A, the light emitting diode 31 of the badge 15 is turned off during a period of 12 HD (Horizontal Drive: horizontal scanning cycle) during the period of one field, When the blinking pattern 1 that is turned on is repeated twice, if this is imaged by a normal imaging method, only one light emitting point is imaged. However, this is captured by the CCD video camera 102, and as shown in FIG. 9B, the output of the light-emitting diodes constituting each pixel is transferred to the vertical transfer CCD at a rate of once per 2HD. Then, as shown in FIG. 9C, a plurality of outputs (lighted or turned off) of the light emitting diode 31 appear in the image obtained as a result. In this example, it is assumed that the light emitting diode 31 has a size of three lines on the imaging screen.
[0060]
Therefore, when an image output from the CCD video camera 102 as shown in FIG. 9C is supplied to the video capture board 83 of the personal computer 12, the video capture board 83 performs capture processing on the image, An image as shown in FIG. 10 is generated. As described above, since the light emitting diodes 31 of the badge 15 are represented by three lines, each output image partially overlaps with the preceding and following output images, and the brightness of the pixels of the captured image is stepwise. Has changed.
[0061]
For example, in line L8, the image of the light emitting diode 31 that is lit is superimposed three times, so that the brightness is the brightest D, and in line L7, the image that is lit is turned off twice. Since the image in the state is displayed once, the luminance C is darker than the luminance D, and in the line L6, the image in the lit state is displayed once and the image in the unlit state is displayed twice. Since the brightness B is darker than the brightness C and the image in the off state is displayed three times in the line L5, the brightness A is darker than the brightness B.
[0062]
Further, when the image as shown in FIG. 10 output from the video capture board 83 is supplied to the CPU 71, the CPU 71 performs binarization processing on the image to generate an image as shown in FIG. . In this case, the brightness represented by brightness A and brightness B of the image shown in FIG. 10 is brightness L, and the brightness represented by brightness C and brightness D is brightness H. Also, the pixel value of the pixel with luminance H is encoded as “1”, and the pixel value of the pixel with luminance L is encoded as “0”.
[0063]
As described above, by performing flow imaging, two temporal changes in luminance during one field period are converted into two spatial changes. In the embodiment of the present invention, the light emission state of the light emitting diode 31 of the badge 15 is observed based on this principle.
[0064]
Next, the position of the bright spot on the plane (image plane) perpendicular to the line connecting the lens of the CCD video camera 102 and the CCD from the image data converted into the spatial pattern obtained as described above. A processing procedure of the CPU 71 of the personal computer 12 when detecting the above will be described.
[0065]
FIG. 12A shows a bright spot Li1 corresponding to the light emitting diode 31 of the badge 15-1, arranged as shown in FIG. 13, a bright spot Li2 corresponding to the light emitting diode 31 of the badge 15-2, and a badge 15-. The image data of the blinking pattern of the bright spot Li3 corresponding to the three light emitting diodes 31 is converted into a spatial pattern. When obtaining the positions of the bright spots Li1, Li2, and Li3, the CPU 71 of the personal computer 12 captured the pixel value “1” of the bright spot arranged on the scanning line as shown in FIG. 12B. It adds to the direction (in this example, the z-axis direction), a peak is obtained from the addition, and the coordinate on the y-axis where the peak is located is set as the Y coordinate of the bright spot on the display image. In the case of this display example, the Y coordinates on the display image of the bright spots Li1, Li2, and Li3 are Y1, Y2, and Y3, respectively.
[0066]
On the other hand, in the Z coordinate, the coordinate on the z-axis of the bright spot that is first emitted becomes the Z coordinate on the display image of the bright spot. In the case of this display example, since the shooting imaging direction is a negative direction, the luminescent spot 1, the luminescent spot 2, and the luminescent spot 3 are the first points where light has started to be emitted. Z1, Z2, and Z3, which are coordinates on the z-axis of the bright spot 3, are the Z coordinates of the bright spots Li1, Li2, and Li3.
[0067]
In this way, as shown in FIG. 13, the CPU 71 has Y and Z coordinates on the display image of the bright spots Li1, Li2, and Li3, that is, (Y1, Z1), (Y2, Z2), (Y3, Z3). )
[0068]
Next, the processing procedure of the CPU 71 of the personal computer 12 when detecting a blinking pattern of bright spots will be described with reference to FIG.
[0069]
FIG. 14A shows the spatial pattern of the bright spot Li1 shown in FIG. When detecting the state of the bright spot Li1, the CPU 71 of the personal computer 12 selects a bright spot within a predetermined variation range (Y1-ΔY <Y <Y1 + ΔY) with respect to the Y coordinate Y1, and adds it in the Y-axis direction. Then, as shown in FIG. 14B, the peak is obtained. Next, the CPU 71 binarizes the obtained peak with a predetermined threshold value to generate bit pattern information as shown in FIG. The state of the bright spot Li1 is detected from the bit pattern (10101010) thus obtained. In the case of this example, the bright spot Li1 is flashing in such a flashing pattern that an 8-bit ID code is extracted.
[0070]
In this way, the badge 15 emits a bright spot with a predetermined pattern unique to the badge 15 (that is, unique to the user 1), and the image is processed by flowing and processing it as described above. The ID code can be detected simultaneously.
[0071]
Therefore, for example, if the interior of the museum exhibition room 2-1 is divided into areas A to I as shown in FIG. 15, the personal computer 12-2 is supplied from the imaging device 11-1 or 11-2. Data indicating the ID code and position (any one of the areas A to I) of the badge 15 is calculated from the image every predetermined time (for example, every 1/30 seconds) and supplied to the server 14. it can.
[0072]
The server 14 converts the ID code of the badge 15 supplied from the personal computers 12-2 to 12-4 into a user ID for identifying the user 1, and together with data indicating the position of the badge 15, date, and time, for example, And stored as shown in Table (1).
<Table 1>
Room number 12; Time 12:30:25; 1998 7/10
Location ABC D E F G ...
User ID 0001 1000 0001
Room number 13; Time 12:30:25; 1998 7/10
Location ABC D E F G ...
User ID 0011 0101 0111
[0073]
The administrator of the personal computer 12 or the museum can know the current position of the user 1 and the movement history by referring to the data in the table (1) stored in the server 14.
[0074]
Next, the process in which the user management system stores the movement of the user 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S11, the person in charge at the entrance of the museum inputs data of attributes such as the name, gender, age, language used, etc. of the user 1 into the personal computer 12-1. In step S <b> 12, the person in charge at the entrance of the museum operates a switch (not shown) to turn on the badge 15 and attaches the badge 15 to the PC badge interface 61. The personal computer 12-1 transmits predetermined data such as an ID code of the badge 15 to the badge 15 attached to the PC badge interface 61. The badge 15 receives the predetermined data and receives the ID code memory 38 of the badge 15. To remember.
[0075]
In step S13, the CPU 71 of the personal computer 12-1 causes the communication board 81 to transmit to the server 14 predetermined data such as the attribute data of the user 1 input in step S11 and the ID code supplied to the badge. 14 receives the data supplied from the personal computer 12-1, and generates a user ID for identifying the user based on the data. The server 14 stores the data and user ID supplied from the personal computer 12-1.
[0076]
In step S14, the user 1 fixes the badge 15 that the light emitting diode 31 emits light in a predetermined light emission pattern to the chest.
[0077]
In step S <b> 15, the CPU 71 of the personal computer 12 detects the blinking pattern of the light emitting diode 31 of the badge 15 based on the image supplied from the imaging device 11 and obtains the ID code of the badge 15. In step S <b> 16, the CPU 71 of the personal computer 12 calculates the position of the badge 15 based on the image supplied from the imaging device 11.
[0078]
In step S17, the CPU 71 of the personal computer 12 causes the communication board 81 to transmit the ID code of the badge 15 obtained in step S15 and the position of the badge 15 obtained in step S16 to the server 14, and the server 14 ID code and the position of the badge 15 are received.
[0079]
In step S18, the server 14 obtains the user ID of the user corresponding to the ID code of the badge 15, and stores the user ID of the user together with the position, date, and time of the badge 15.
[0080]
As described above, the user management system stores the current position and movement history of the user 1 by obtaining the ID code and position of the badge 15.
[0081]
FIG. 17 is a flowchart for explaining details of the setting process of the badge 15 corresponding to step 12 of FIG. In step S <b> 31, when the battery 40 is not attached to the badge 15, the person in charge at the entrance of the museum attaches the battery 40 to the badge 15. The control logic 37 executes predetermined initialization processing such as clearing the internal RAM and setting a stack pointer. In step S32, the control logic 37 of the badge 15 enters a sleep mode after the initialization is completed.
[0082]
In step S33, the control logic 37 determines whether or not a power switch (not shown) is turned on. If it is determined that the power switch is turned off, the process returns to step S33 until the power switch is turned on. Repeat the process. If it is determined in step S33 that the power switch is turned on, the procedure proceeds to step S34, and the control logic 37 cancels the sleep mode and enters the operation mode.
[0083]
In step S35, the control logic 37 determines whether or not data is input from the signal terminal 32. If it is determined that no data is input from the signal terminal 32, the control logic 37 returns to step S35 and returns from the signal terminal 32. The determination process is repeated until data is input. If it is determined in step S35 that data is input from the signal terminal 32, the process proceeds to step S36, and the control logic 37 determines whether the data input from the signal terminal 32 is an ID code. . If it is determined in step S36 that the data input from the signal terminal 32 is an ID code, the control logic 37 receives the input ID code and stores it in the ID code memory 38.
[0084]
If it is determined in step S36 that the data input from the signal terminal 32 is not an ID code, the process proceeds to step S43, and the control logic 37 determines whether the input data is date data. If it is determined that the input data is date data, the process proceeds to step S44, and the control logic 37 stores the input date data at a predetermined address in the internal memory.
[0085]
If it is determined in step S43 that the input data is not date data, the process proceeds to step S45, and the control logic 37 stores the input data at a predetermined address in the internal memory.
[0086]
In step S38, the control logic 37 determines whether or not necessary data has been input. If it is determined that the necessary data has not been input, the control logic 37 returns to step S35 and repeats the data reading process.
[0087]
If it is determined in step S38 that necessary data has been input, the procedure proceeds to step S39, where the Nbit counter 36 reads the ID code stored in the ID code memory 38 and is supplied from the clock generation circuit 35. Based on the clock signal, a signal for instructing blinking is supplied to the LED driver 39. The LED driver 39 supplies power to the light emitting diode 31 in a predetermined pattern based on the signal supplied from the Nbit counter 36, and the light emitting diode 31 blinks in a predetermined pattern.
[0088]
In step S40, the control logic 37 determines whether or not the power switch is turned off. If it is determined that the power switch is not turned off, the process returns to step S39, and the light emitting diode 31 of the badge 15 emits light. repeat.
[0089]
If it is determined in step S40 that the power switch is OFF, the process proceeds to step S41, and the control logic 37 stores the ID code stored in the ID code memory 38 and the date stored in the control logic memory. Clear data and other data. In step S42, the control logic 37 enters the sleep mode, returns to step S33, and waits until the power switch is turned on.
[0090]
As described above, when the power switch is turned on, the badge 15 reads predetermined data such as an ID code from the personal computer 12-1, and causes the light emitting diode 31 to emit light based on the read ID code.
[0091]
FIG. 18 is a block diagram for explaining another embodiment of the badge 15. The same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The microprocessor 121 is a so-called one-chip microcomputer incorporating a predetermined memory and an input / output port. The power switch 122 is a push-type switch that switches from ON to OFF or from OFF to ON each time it is pressed, and supplies a signal corresponding to the ON or OFF state to the microprocessor 121.
[0092]
The switch 123 is turned on or off under the control of the microprocessor 121. When the switch 123 is ON, the power of the battery 39 is supplied to the LED driver 38 and the DC / DC converter 40. When the switch 123 is OFF, the power of the battery 39 is supplied to the LED driver 38 and the DC / DC converter 40. Not.
[0093]
The LCD display 124 is in a state of the badge 15 supplied from the microprocessor 121 (for example, the power switch 122 is ON, the microprocessor 121 is in the sleep mode, and the output voltage of the battery 39 is equal to or lower than a predetermined voltage. Etc.), the date, the expiration date of the badge 15, the name of the user 1, etc. are displayed.
[0094]
In the badge 15 shown in FIG. 18, when the battery 39 is attached to the badge 15, the microprocessor 121 performs initialization by the standby power supplied from the battery 39 and enters the sleep mode. When the power switch 122 is turned on in the sleep mode, the microprocessor 121 turns on the switch 123 to supply the power of the battery 39 to the LED driver 38 and the DC / DC converter 40, and executes the processing after step S35 in FIG. To do.
[0095]
When the power switch 122 of the badge 15 is turned from ON to OFF, the microprocessor 121 clears the ID code, date, or other data received from the personal computer 12-1, turns off the switch 123, and turns on the battery 39. Supply to the LED driver 38 and the DC / DC converter 40 is stopped, and a transition is made to the sleep mode.
[0096]
Compared with the badge 15 shown in FIG. 4, the badge 15 shown in FIG. 18 can be realized with a simple configuration, and the consumption of the battery 39 can be reduced. Instead of the power switch 122, the contact of the power switch 122 may be exposed to the outside so that only the person in charge can operate it, and the person in charge may short-circuit the contact with a predetermined instrument. In this case, the microprocessor 121 switches modes by the short circuit.
[0097]
FIG. 19 is a view showing the external appearance of the back surface of still another embodiment of the badge 15. The badge 15 includes a clip 151 for fixing the badge 15 to the user 1, and a terminal 152 provided at a portion where the tip portion of the clip 151 contacts the badge 15. Each of the clip 151 and the terminal 152 is formed of a conductive material such as metal, plated plastic, or conductive plastic. The badge 15 of FIG. 19 has a configuration shown in the block diagram of FIG. That is, the clip 151 and the terminal 152 constitute a contact point and a contact piece of the power switch 122.
[0098]
When the badge 15 shown in FIG. 19 is not used, the power switch 122 is closed (ON), and when it is worn on the clothes of the user 1 (that is, when used), the power switch 122 is open (OFF). ) The microprocessor 121 enters a normal operation mode when the power switch 122 is ON, and enters a sleep mode when the power switch 122 is OFF.
[0099]
Therefore, in the badge 15 shown in FIG. 19, it is not necessary to provide a dedicated switch such as a push type as the power switch 122, and the trouble of operating the switch 122 during use can be saved.
[0100]
Further, instead of the clip 151 and the terminal 152, as shown in FIG. 21, a needle 161 and a needle receiver 162 each having a safety pin shape may be used. The needle 161 and the needle receiver 162 are made of a conductive material such as metal, plated plastic, or conductive plastic. The needle 161 and the needle receiver 162 of the badge 15 in FIG. 21 constitute the contact point and contact piece of the power switch 122 in FIG. 20, as in the case of the badge 15 in FIG.
[0101]
Furthermore, as shown in the block diagram of FIG. 22, the badge 15 may have a clip 151 and a terminal 152, and a needle 161 and a needle receiver 162. When the badge 15 has the configuration shown in FIG. 22, the microprocessor 121 determines whether the badge 15 is attached or not as shown in Table (2), and based on the result of the determination, the sleep mode and the normal operation Perform mode switching.
<Table 2>
Clip 151 / terminal 152 needle 161 / needle receiver 162 judgment
ON ON wearing
OFF ON wearing
ON OFF Not installed
OFF OFF Not installed
[0102]
When the needle 161 is detached from the needle receiver 162, the microprocessor 121 determines that it is not attached even when the clip 151 and the terminal 152 are OFF for safety.
[0103]
Next, another embodiment of the badge 15 and processing for calculating the position of the badge 15 by the personal computer 12 at that time will be described. FIG. 23 is a diagram showing a badge 15 according to another embodiment attached to the user 1. The badge 15 shown in FIG. 23 includes light emitting diodes 31-1 to 31-4 whose positional relationships are clearly grasped. The light emitting diodes 31-1 to 31-4 blink in a predetermined light emission pattern.
[0104]
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of the badge 15 shown in FIG. The same parts as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The Nbit counter 36-1 reads a predetermined ID code from the ID code memory 38 when the operation of the badge 15 starts, and uses the ID code and the clock signal supplied from the clock generation circuit 35 as a reference to the light emitting diode 31-1. The LED driver 39-1 is supplied with a signal for causing the LED driver 39-1 to emit light. The LED driver 39-1 supplies the light emitting diode 31-1 with predetermined power for lighting the light emitting diode 31-1, based on the signal supplied from the Nbit counter 36-1. The light emitting diode 31-1 emits infrared rays with a predetermined blinking pattern based on the power supplied from the LED driver 39-1.
[0105]
The Nbit counter 36-2 reads a predetermined ID code from the ID code memory 38 when the operation of the badge 15 starts, and uses the ID code and the clock signal supplied from the clock generation circuit 35 as a reference to the light emitting diode 31-2. A signal for causing the LED driver 39-2 to emit light is supplied to the LED driver 39-2. The LED driver 39-2 supplies predetermined power for lighting the light emitting diode 31-2 to the light emitting diode 31-2 based on the signal supplied from the Nbit counter 36-2. The light emitting diode 31-2 emits infrared rays in a predetermined blinking pattern based on the power supplied from the LED driver 39-2.
[0106]
The Nbit counter 36-3 reads a predetermined ID code from the ID code memory 38 when the operation of the badge 15 starts up, and uses the ID code and the clock signal supplied from the clock generation circuit 35 as a reference to the light emitting diode 31-3. A signal for causing the LED driver 39-3 to emit light is supplied to the LED driver 39-3. The LED driver 39-3 supplies predetermined power for lighting the light emitting diode 31-3 to the light emitting diode 31-3 based on the signal supplied from the Nbit counter 36-3. The light emitting diode 31-3 emits infrared rays in a predetermined blinking pattern based on the power supplied from the LED driver 39-3.
[0107]
The Nbit counter 36-4 reads a predetermined ID code from the ID code memory 38 when the operation of the badge 15 starts up, and uses the ID code and the clock signal supplied from the clock generation circuit 35 as a reference to the light emitting diode 31-4. A signal for causing the LED driver 39-4 to emit light is supplied to the LED driver 39-4. The LED driver 39-4 supplies predetermined power for lighting the light emitting diode 31-4 to the light emitting diode 31-4 based on the signal supplied from the Nbit counter 36-4. The light emitting diode 31-4 emits infrared rays in a predetermined blinking pattern based on the power supplied from the LED driver 39-4.
[0108]
Next, the processing of the CPU 71 of the personal computer 12 for calculating the position of the badge 15 shown in FIG. 23 will be described. First, the CPU 71 calculates a vanishing point from the images of the light emitting diodes 31-1 to 31-4 supplied from the imaging device 11. A process in which the CPU 71 calculates the vanishing point from the images of the light emitting diodes 31-1 to 31-4 will be described with reference to FIG.
[0109]
In the following description, the image coordinate system is a coordinate system with the viewpoint of the CCD video camera 102 as the origin. A point a on the image plane indicates an image of the light emitting diode 31-1, a point b on the image plane indicates an image of the light emitting diode 31-2, and a point c on the image plane indicates the light emitting diode 31-3. An image is shown, and a point d on the image surface shows an image of the light emitting diode 31-4.
[0110]
First, as shown in FIG. 25, the vanishing point U (x _u , Y _u ) Is an intersection of a straight line ab passing through the points a and b on the image plane and a straight line cd passing through the points c and d, and the vanishing point V (x _v , Y _v ) Is an intersection of a straight line ad passing through the points a and d and a straight line bc passing through the points b and c. The straight line ab is represented by Expression (2), the straight line cd is represented by Expression (3), the straight line ad is represented by Expression (4), and the straight line bc is represented by Expression (5).
α ₁ x + β ₁ y = γ ₁ (2)
α ₂ x + β ₂ y = γ ₂ (3)
α _Three x + β _Three y = γ _Three (4)
α _Four x + β _Four y = γ _Four (5)
[0111]
Therefore, the vanishing point U (x _u , Y _u ) Coordinates are calculated by Equation (6) and Equation (7), and the vanishing point V (x _v , Y _v ) Coordinates are calculated by equation (8) and equation (9).
x _u = (Β ₂ γ ₁ -Β ₁ γ ₂ ) / (Α ₁ β ₂ -Α ₂ β ₁ (6)
y _u = (Α ₁ γ ₂ -Α ₂ γ ₁ ) / (Α ₁ β ₂ -Α ₂ β ₁ (7)
x _v = (Β _Four γ _Three -Β _Three γ _Four ) / (Α _Three β _Four -Α _Four β _Three (8)
y _v = (Α _Three γ _Four -Α _Four γ _Three ) / (Α _Three β _Four -Α _Four β _Three (9)
[0112]
Here, the coordinates of the point a on the image plane are (x ₁ , Y ₁ ), The coordinates of point b are (x ₂ , Y ₂ ), The coordinates of point c are (x _Three , Y _Three ), And the coordinates of the point d are (x _Four , Y _Four ) ₁ , Β ₁ , Γ ₁ , Α ₂ , Β ₂ , Γ ₂ , Α _Three , Β _Three , Γ _Three , Α _Four , Β _Four , And γ _Four Are the equations (10), (11), (12), (13), (14), (15), (16), (17), (18), ( 19), equation (20), and equation (21).
α ₁ = Y ₁ -Y ₂ (10)
β ₁ =-(X ₁ -X ₂ (11)
γ ₁ = X ₂ y ₁ -X ₁ y ₂ (12)
α ₂ = Y _Three -Y _Four (13)
β ₂ =-(X _Three -X _Four (14)
γ ₂ = X _Four y _Three -X _Three y _Four (15)
α _Three = Y ₁ -Y _Four (16)
β _Three =-(X ₁ -X _Four (17)
γ _Three = X _Four y ₁ -X ₁ y _Four (18)
α _Four = Y ₂ -Y _Three (19)
β _Four =-(X ₂ -X _Three (20)
γ _Four = X _Three y ₂ -X ₂ y _Three (21)
[0113]
Next, the CPU 71 calculates the inclination of the badge 15 from the vanishing point U (xu, yu) and the vanishing point V (xv, yv). As shown in FIG. 26, the z-axis of the image coordinate system is perpendicular to the image plane and z = 1 of the image coordinate system so that the coordinate point on the image coordinate system can be normalized by the focal length f of the lens. The image coordinate system is set so that the image plane is located. Point P in space _a (X _a , Y _a , Z _a ) Is a point p on the image plane by perspective transformation. _a (X _a / Z _a , Y _a / Z _a ).
[0114]
Passing through point P, direction vector v = (v _x , V _y , V _z ) On the straight line L in the space having _l Is represented by equation (22), and the point P _l Point p projected onto the image plane _l Is represented by equation (23).
P _l = P _a + Tv
= (X _a + Tv _x , Y _a + Tv _y , Z _a + Tv _z (22)
p _l = ((X _a + Tv _x ) / (Z _a + Tv _z ), (Y _a + Tv _y )
/ (Z _a + Tv _z ))
= ((X _a / T + v _x ) / (Z _a / T + v _z ),
(Y _a / T + v _y ) / (Z _a / T + v _z )) (23)
[0115]
Since the vanishing point is a projection image when a straight line having a certain direction vector is extended to infinity, p at t → ∞ is set. _l Is the vanishing point and is represented by the formula (24).
[Expression 1]

[0116]
A normal vector n (p of a plane π in space _s , Q _s , −1) is the direction vector u = (u _x , U _y , U _z ), The equation (25) is established, and the equation (26) is obtained by modifying the equation (25). (Hereafter, variables with “→” in the formula indicate that they are vectors)
[Expression 2]

p _s (U _x / U _z ) + Q _s (U _y / U _z ) = 1 (26)
[0117]
(U) in equation (26) _x / U _z ) And (u _y / U _z ) Represents the vanishing point as shown in the equation (24). Further, since the direction vector u is arbitrary, Expression (26) represents a set of vanishing points on the image plane, that is, a vanishing line. Conversely, when there is a vanishing line ax + by = 1, the inclination of the plane having the vanishing line is (a, b, −1). Therefore, the vanishing point U (x _u , Y _u ) And vanishing point V (x _v , Y _v ) Is used to calculate the vanishing line by equation (27).
((-Y _u + Y _v ) / (X _u y _v -X _v y _u )) X
+ ((X _u -X _v ) / (X _u y _v -X _v y _u )) Y = 1 (27)
[0118]
From this, the normal vector n of the rectangle ABCD _abcd Can be expressed by equation (28).
[Equation 3]

[0119]
Normal vector n _abcd Is normalized to obtain a vector N.
[Expression 4]

However, the operator || vector || is an operator for obtaining the absolute value of the vector.
[0120]
As described above, the CPU 71 calculates the inclination of the badge 15 from the images of the light emitting diodes 31-1 to 31-4 of the badge 15.
[0121]
Next, the CPU 71 obtains the distance from the CCD video camera 102 to the badge 15 based on the inclination of the badge 15. FIG. 27 is a side view of the CCD video camera 102 and the badge 15. Calculated based on the point a, the origin o of the image coordinate system and the origin O of the badge coordinate system (a straight line connecting the light emitting diode 31-1 and the light emitting diode 31-3, the light emitting diode 31-2, and the light emitting diode 31-4). D) _a Is calculated by equation (30).
d _a = (‖AO‖sinθ _a ) / (Sin (θ _a + Φ _a (30)
Here, ‖AO‖ is known. θ _a Is defined by equation (31) and φ _a Is an angle defined by equation (32).
θ _a = OOA (31)
φ _a = OAO (32)
[0122]
Similarly, the distance d between the origin o of the image coordinate system and the origin O of the badge coordinate system, calculated based on the point b _b The distance d between the origin o of the image coordinate system and the origin O of the badge coordinate system, calculated based on the point c _c , And the distance d between the origin o of the image coordinate system and the origin O of the badge coordinate system, calculated on the basis of the point d _d And the distance d _a , Distance d _b , Distance d _c , And distance d _d Is the distance d from the origin o of the image coordinate system to the origin O of the badge coordinate system _ave It is said.
[0123]
A translation vector t from the origin o of the image coordinate system to the origin O (the center of the rectangle ABCD) of the badge coordinate system is calculated by Expression (33).
[Equation 5]

[0124]
As described above, from the position of the badge in the image, the position (X _m , Y _m , Z _m ) And angle (Rx _m , Ry _m , Rz _m ) Is calculated. In the description of the processing for calculating the position and angle of the badge 15, it has been described that the image plane is located at z = 1 in the image coordinate system. However, if ps and qs are corrected by the focal length f of the CCD video camera 102, Even when the focal length f of the CCD video camera 102 is other than 1, an accurate position and angle can be calculated.
[0125]
In addition, although demonstrated that the four light emitting diodes 31 were provided in the badge 15, if the badge 15 was equipped with three or more light emitting diodes 31 with a clear positional relationship with each other, the badge 15 is obtained by the above processing. Can be determined.
[0126]
If the light emitting diodes 31-1 to 31-4 blink with different predetermined light emission patterns, the CPU 71 causes the light emitting diodes 31-1 to point a, point b, point c, and point d on the image plane. To 31-4 can be easily calculated. If the CPU 71 can calculate the correspondence of the light-emitting diodes 31-1 to 31-4 to the points a, b, c, and d on the image plane by other processing, for example, the light-emitting diodes 31-1 to 31-31. -4 may blink in the same predetermined light emission pattern.
[0127]
Alternatively, for example, the light emitting diode 31-1 blinks in a predetermined light emitting pattern, the light emitting diodes 31-2 to 31-4 are continuously lit, and the calculation range of the angle of the badge 15 of the CPU 71 is: You may make it specify in a predetermined range.
[0128]
As described above, by using the use manager system of the present invention, it is possible to know the attributes and the current position of the user 1 of the site or building having a large area. For example, the user 1 approaches a predetermined exhibit. The headphone of the user 1 is supplied with an explanation that highlights the difference from the exhibits that the user 1 has visited before, or the name of the user 1 in the description of the exhibits It will be possible to provide fine-grained services such as calling and greeting.
[0129]
Finally, a computer user management system according to the present invention will be described. FIG. 28 is a diagram for explaining an embodiment of a computer user management system. The imaging device 11 connected to the personal computer 12 is installed so as to image the badge 15 worn by the user 1 of the personal computer 12. The personal computer 12 identifies the ID code of the badge 15 worn by the user 1 from the image captured by the imaging device 11. The personal computer 12 transmits the ID code of the badge 15 to the server 14 connected via the network 13, and the personal computer 12 of the user 1 registered corresponding to the ID code of the badge 15 is transmitted to the server 14. Requests transmission of data for determining whether or not to permit use.
[0130]
The personal computer 12 determines whether or not to permit the use of the personal computer 12 based on the data for determining whether or not to permit the use of the personal computer 12 of the user 1 and uses the personal computer 12. If it is determined to be permitted, a predetermined message is displayed on the CRT 78 and the operation of the keyboard 76 or the like is permitted. When it is determined that the use of the personal computer 12 is not permitted, the personal computer 12 displays a predetermined message on the CRT 78 and does not accept the operation of the keyboard 76 or the like.
[0131]
As described above, the computer user management system can permit the use of the personal computer 12 only to a specific user 1 within a predetermined range with a simple configuration. When there is no user 1 wearing a predetermined badge 15 in a predetermined range in front of the personal computer 12, the personal computer 12 is set to a low power consumption mode in which only the recognition process of the badge 15 is executed, and a predetermined power in front of the personal computer 12 is set. When the user 1 wearing the predetermined badge 15 is in the range, if the personal computer 12 is set to the normal mode, the amount of power consumed by the personal computer 12 during the predetermined period can be reduced. Of course, the use of a personal computer 12 that is different for each user 1 is permitted, or the range of use of the personal computer 12 (a use time, a file that can be read or written, or a program that can be used) is restricted for each user 1. You can also
[0132]
In this specification, although described as a facility such as a museum, the user management system of the present invention is applied to a factory (for example, a car manufacturing factory or a chemical factory plant) having a large site or a large floor area. If applied, the manager of the line can immediately call the person in charge closest to the line where the problem has occurred to solve the problem.
[0133]
In addition, when inspecting the inside of a guest in a laboratory, etc., the current position of the guest can be grasped without accompanying the guest. The range can be limited.
[0134]
In the present specification, the term “system” represents the entire apparatus including a plurality of apparatuses.
[0135]
Further, as a providing medium for providing a computer program for performing the processing as described above to a user, a communication medium such as a network or a satellite can be used in addition to a recording medium such as a magnetic disk, a CD-ROM, or a solid-state memory. .
[0136]
【The invention's effect】
According to the user identification system of claim 1, the transmitting device emits light with a predetermined length and a predetermined pattern at a luminance that changes over time, and the information processing device captures the image of the transmitting device. The position of the transmitting device in the three-dimensional space is calculated from the size and position of the image of the transmitting device on the captured image data, and a code corresponding to a predetermined pattern is calculated from the imaged image data of the transmitting device. The code is transmitted to the data providing device, the user data transmitted from the data providing device is received, and the data providing device stores the user data in correspondence with the code, and the code is received from the information processing device. The stored user data is transmitted to the information processing apparatus, and the user data to be transmitted to the information processing apparatus is searched based on the received code. In facilities having an area or large site, a simple device, to identify the attributes of the user, it is possible to provide a service tailored to attributes of a user.
[0137]
According to the user specifying system according to claim 6, at the transmission device, the mutual positional relationship is clear at 3 or more, light is emitted in a predetermined pattern with a luminance that changes over time, and the position specifying means transmits the light. The device is imaged, the position and angle of the transmitting device in the three-dimensional space are calculated from the light emission position of the captured image, and a code corresponding to a predetermined pattern is calculated from the imaged image data. Is transmitted to the data providing device, the user data transmitted from the data providing device is received, the data providing device is associated with the code, the user data is stored, the code is received from the information processing device, The stored user data is sent to the information processing device, and the user data to be sent to the information processing device is searched based on the received code. Other facilities with large site, a simple device, to identify the attributes of the user, it is possible to provide a service tailored to attributes of a user.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an embodiment of a user management system according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a user 1 who visits a museum wears a badge 15;
FIG. 3 is a diagram for explaining a connection between a badge 15 and a personal computer 12-1.
4 is a block diagram illustrating a configuration of a badge 15. FIG.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a personal computer 12;
6 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus 11. FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating a processing procedure of the CPU 71 of the personal computer 12 when calculating the distance from the badge 15 to the imaging device 11;
FIG. 8 is a diagram for explaining the processing procedure of the CPU 71 of the personal computer 12 when calculating the distance from the badge 15 to the imaging device 11;
FIG. 9 is a diagram illustrating sink imaging.
FIG. 10 is a diagram illustrating sink imaging.
FIG. 11 is a diagram illustrating sink imaging.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which image data of a blinking pattern is converted into a spatial pattern.
FIG. 13 is a diagram for explaining the arrangement of badges 15;
FIG. 14 is a diagram illustrating a processing procedure of the CPU 71 of the personal computer 12 when detecting a blinking pattern of bright spots.
FIG. 15 is a diagram for explaining an example of division inside the exhibition room 2-1 of the museum.
FIG. 16 is a flowchart illustrating a process in which the user management system stores the movement of the user 1;
FIG. 17 is a flowchart for explaining details of a setting process of a badge 15;
18 is a block diagram illustrating another embodiment of the badge 15. FIG.
FIG. 19 is a view showing the appearance of the back surface of still another embodiment of the badge 15;
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of still another embodiment of the badge 15;
FIG. 21 is a view showing the external appearance of the back surface of still another embodiment of the badge 15;
FIG. 22 is a block diagram illustrating the configuration of still another embodiment of the badge 15;
FIG. 23 is a diagram illustrating a state in which a user 1 wears a badge 15 according to another embodiment.
FIG. 24 is a block diagram illustrating a configuration of still another embodiment of the badge 15;
FIG. 25 is a diagram for explaining another process of the CPU 71 for calculating the position of the badge 15;
FIG. 26 is a diagram for explaining another process of the CPU 71 for calculating the position of the badge 15;
FIG. 27 is a diagram illustrating another process of the CPU 71 that calculates the position of the badge 15;
FIG. 28 is a diagram for explaining an embodiment of a computer user management system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Imaging device, 12 Personal computer, 13 Network, 14 Server, 15 Badge, 31 Light emitting diode, 71 CPU, 81 Communication board, 83 Video capture board, 101 Panning drive circuit, 102 CCD video camera

Claims

In a user identification system comprising a transmission device worn at a predetermined position of a user's body, an information processing device for identifying the transmission device, and a data providing device for providing data of a user wearing the transmission device,
The transmitting device is
A light emitting means having a predetermined length, a light emitting means for emitting light in a predetermined pattern with a luminance that changes over time;
The information processing apparatus includes:
Imaging means for imaging the light emitting means;
Position calculating means for calculating the position of the transmitter in the three-dimensional space from the size and position of the image of the light emitting means on the image data captured by the imaging means;
Code calculating means for calculating a code corresponding to the predetermined pattern from the image data of the light emitting means imaged by the imaging means;
First communication means for transmitting the code to the data providing device and receiving the data of the user transmitted from the data providing device;
The data providing device includes:
Storage means for storing the user data in association with the code;
Second communication means for receiving the code from the information processing apparatus and transmitting the user data stored in the storage means corresponding to the received code to the information processing apparatus;
Search means for searching the storage means for the user data transmitted from the second communication means to the information processing device based on the code received by the second communication means. User identification system.

The user identification system according to claim 1, wherein the light emitting means emits light in the infrared.

The imaging means flows the light emitting means to take an image,
The user specifying system according to claim 1, wherein the code calculating unit calculates a code corresponding to the predetermined pattern from the image data of the light-emitting unit that has been picked up.

The said information processing apparatus further contains the determination means which determines whether the said user is permitted to use the said information processing apparatus based on the said user's data. User identification system.

The first communication means transmits the position of the transmitting device in a three-dimensional space to the data providing device,
The second communication means receives a position of the transmitting device in a three-dimensional space;
The user specifying system according to claim 1, wherein the storage unit stores predetermined data of the user corresponding to the received position of the transmitting device in a three-dimensional space.

In a user identification system comprising a transmission device worn at a predetermined position of a user's body, an information processing device for identifying the transmission device, and a data providing device for providing data of a user wearing the transmission device,
The transmitting device is
Including three or more light-emitting means that are arranged at predetermined positions with respect to each other and emit light with a predetermined pattern and with a luminance that changes over time;
The information processing apparatus includes:
Imaging means for imaging the light emitting means;
Position calculating means for calculating the position and angle of the transmitter in a three-dimensional space from the position of the light emitting means of the image captured by the imaging means;
Code calculating means for calculating a code corresponding to the predetermined pattern from the image data of the light emitting means imaged by the imaging means;
First communication means for transmitting the code to the data providing device and receiving the data of the user transmitted from the data providing device;
The data providing device includes:
Storage means for storing the user data in association with the code;
Second communication means for receiving the code from the information processing apparatus and transmitting the user data stored in the storage means corresponding to the received code to the information processing apparatus;
Search means for searching the storage means for the user data transmitted from the second communication means to the information processing device based on the code received by the second communication means. User identification system.

The user identification system according to claim 6, wherein the light emitting means emits light in the infrared.

The user identification system according to claim 6, wherein the light emitting means emits light with different predetermined light emission patterns.

The imaging means flows the light emitting means to take an image,
The user specifying system according to claim 6, wherein the code calculating unit calculates a code corresponding to the predetermined pattern from the image data of the light emitting unit that has been picked up .