JP4676374B2

JP4676374B2 - 位置算出システム

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Publication number: JP4676374B2
Application number: JP2006130358A
Authority: JP
Inventors: 幸博中村; 直義金丸; 典史片渕; 紋子竹野内; 桂一平澤; 成宗松村; 敏岩城; 博久手塚; 義行岩田; 義人南條; 保町野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2026-05-09
Also published as: JP2007303870A

Description

本発明は、位置測定対象の位置を複数の位置検出装置を使用して算出する位置算出システムに関する。

従来、無線タグ、ＰＨＳ、圧力センサなどを用いた様々な位置検出装置を応用した位置算出システムが提案されている。これら位置検出装置を利用した位置算出システムは、無線タグリーダまでの無線到達範囲、ＰＨＳ基地局への電波到達範囲、圧力センサの敷設範囲があるため、位置を基にしたサービスの提供範囲には限界がある。

そこで、従来より、これら位置検出装置によって検出されるユーザの位置を相互に利用することにより、位置に基づくサービスの提供範囲を拡大することができる位置算出システムが開発されている（非特許文献１、非特許文献２参照。）。
従来の位置算出システムは、大きく分けてＰＨＳ基地局やタグリーダ等のように、環境に計測器を固定してユーザを検出する方式（以下、「固定型計測方式」という。）と、移動ロボットにカメラなどを取り付けて、移動しながらユーザの位置を検出する方式（以下、「移動型計測方式」という。）とがあるが、これら手法は、位置算出システム自体が移動すること自体を想定していない。また、ユーザの位置検出が同時刻に複数あった場合の記述方式について言及しているものの、それらを使用して高い位置精度を算出することはできない。

斉藤、戸部、植原、砂原、"位置表現を考慮したシームレスな位置情報取得のためのプラットフォームの提案と実装"、プログラミング・シンポジウム報告書、VOL.46th, PAGE. 95-106, 2005

小西、柴崎、"位置情報取得のための統合プラットフォームに関する基礎的研究"、情報処理学会研究報告、VOL.2004, No4 (UBI-3), PAGE. 77-84, 2004

ユーザの位置情報を相互利用するためには、１．基準座標系でユーザの位置情報を記述して相互利用する方式（以下、「基準座標系方式」という。）と、２．位置検出装置間の相対位置姿勢を算出し座標変換することで、ユーザの位置を相互利用する方法（以下、「相対位置姿勢方式」という。）とが考えられている。

基準座標系方式の場合、固定型計測方式に対しては、基準座標系に対するキャリブレーションを一旦行えばよい。しかし、移動型計測方式に対しては、位置検出装置自体の位置が逐次変わるため、基準座標系で記述することは困難である。
相対位置姿勢方式の場合、位置検出装置が相互に計測しながら、ユーザ位置計測を行うと仮定すれば、移動型計測方式においても都合が良い。しかし、移動計測方式では他の位置計測装置との相対位置姿勢が逐次変わるため、相対位置姿勢の値の信頼度はキャリブレーションで行うに比べて低いという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、固定型の位置検出装置と移動型の位置検出装置とが混在する場合であっても、ある位置検出装置で検出されたユーザの位置情報を最も信頼性が高く自己の座標系で表現することのできる位置算出システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の発明によれば、位置検出対象及び他の位置検出装置の位置情報を検出する固定型及び移動型の位置検出装置を含み、他の位置検出装置において検出された位置検出対象の位置情報を位置検出が要求された位置検出装置の座標系で算出する位置算出システムにおいて、各位置検出装置にて検出された他の位置検出装置の位置情報及び位置検出対象の位置情報を記憶するデータベースを具備し、前記他の位置検出装置の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出を行なった位置検出装置の識別情報、検出された他の位置検出装置の識別情報、前記位置情報を検出した位置検出装置における座標から検出された他の位置検出装置における座標への座標変換の関係を示すマトリクス情報及び位置検出を行った位置検出装置の信頼度を示す総合信頼度を含み、前記位置検出対象の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出対象の識別情報、位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報及び位置検出対象を検出した位置検出装置の座標系における位置検出対象の位置ベクトル情報を含み、位置検出対象の識別情報、要求時刻及び位置検出要求を行う位置検出装置の識別情報を受信する手段と、前記受信した位置検出対象の識別情報及び要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報を決定する手段と、前記受信した要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報以外であって、要求時刻に最も近い時刻の各位置検出装置の総合信頼度を決定する手段と、前記決定された位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を起点ノードとして、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を終了ノードとする経路であって、前記決定された総合信頼度に基づくコストに基づいて、前記始点ノードから終了ノードまでの最小のコストを有する位置検出装置をノードとした経路を決定する手段と、前記決定された位置検出装置の識別情報に関連付けられた位置検出対象の位置ベクトル情報を、前記決定された経路に含まれる位置検出装置の識別情報に関連付けられたマトリクス情報に基づいて、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の座標系における位置ベクトル情報に変換する手段とを具備することを特徴とする位置算出システム、である。

本発明の第２の発明によれば、位置検出対象及び他の位置検出装置の位置情報を検出する固定型及び移動型の位置検出装置を含み、他の位置検出装置において検出された位置検出対象の位置情報を位置検出が要求された位置検出装置の座標系で算出する位置算出システムにおいて、各位置検出装置にて検出された他の位置検出装置の位置情報及び位置検出対象の位置情報を記憶するデータベースを具備し、前記他の位置検出装置の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出を行なった位置検出装置の識別情報、検出された他の位置検出装置の識別情報、前記位置情報を検出した位置検出装置における座標から検出された他の位置検出装置における座標への座標変換の関係を示すマトリクス情報及び位置検出を行った位置検出装置の信頼度を示す総合信頼度を含み、前記位置検出対象の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出対象の識別情報、位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報及び位置検出対象を検出した位置検出装置の座標系における位置検出対象の位置ベクトル情報を含み、位置検出対象の識別情報、要求時刻及び位置検出要求を行う位置検出装置の識別情報を受信する手段と、前記受信した位置検出対象の識別情報及び要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報を決定する手段と、前記受信した要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報以外であって、要求時刻に最も近い時刻の各位置検出装置の総合信頼度を決定する手段と、前記決定された位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を起点ノードとして、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を終了ノードとする複数の経路を決定し、前記決定された総合信頼度に基づくコスト及び決定された総合信頼度に関連付けられたマトリクス情報に基づいて、前記決定された複数の各経路毎に、コスト及び前記起点ノードである位置検出装置の座標系における前記位置検出対象の位置ベクトル情報を算出する手段と、前記算出された各経路のコスト及び位置ベクトル情報に基づいて、最終的な前記位置検出要求を行なう位置検出装置の座標系における位置ベクトルを算出する手段とを具備することを特徴とする位置算出システム、である。

本発明によれば、固定型の位置検出装置と移動型の位置検出装置とが混在する場合であっても、ある位置検出装置で検出されたユーザの位置情報を最も信頼性が高く自己の座標系で表現することのできる位置算出システムを提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る位置算出システムについて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る位置算出システムを説明するための図である。
同図に示すように、ネットワーク１には検出対象であるユーザ３を検出するための固体型位置検出装置２−１、２−２、移動型位置検出装置２−３、２−４、本発明の実施の形態に係る位置算出処理を行なう位置算出サーバ１１及び記憶装置１２が接続されている。

固定型位置検出装置２−１は、壁に固定されたＩＣカードリーダ２−１−１及びマーカ２−１−２を有しており、ユーザ３がＩＣカード３−２をかざすことにより、ユーザの位置及びユーザ名を検出する。マーカ２−１−２は、他の検出装置によって自装置を検出させるために使用されるマークである。

固定型位置検出装置２−２は、壁に固定された複数のカメラ２−２−１で他の位置検出装置のマーカを検出し、その位置姿勢を検出する。
移動型位置検出装置２−３は、移動可能であり、マーカ２−３−１、無線タグリーダ２−３−２及び距離センサ２−３−３を具備している。マーカ２−３−１は、他の検出装置によって自装置を検出させるために使用されるマークである。無線タグリーダ２−３−２は、ユーザ３の無線タグ３−１の識別情報を検知することによりユーザを検知する。距離センサ２−３−３は、ユーザ３の位置姿勢を検知する。

移動型位置検出装置２−４は、移動可能であり、カメラ２−４−１、無線タグリーダ２−４−２及び距離センサ２−４−３を具備している。カメラ２−４−１は、カメラ視野内の他の検出装置のマーカの位置姿勢を検知し、移動型位置検出装置２−４により他のマーカの位置姿勢が算出される。無線タグリーダ２−４−２は、ユーザ３の無線タグ３−１の識別情報を検知することによりユーザを検知する。距離センサ２−４−３は、ユーザ３の位置姿勢を検知する。

次に、各位置検出装置の関係について説明する。
固定型位置検出装置２−１と固定型位置検出装置２−２との相対位置姿勢は手動によるキャリブレーションによって決定されている。固定型位置検出装置２−２は、カメラ２−２−１の視野内にマーカ２−３−１が存在する場合、移動型位置検出装置２−３の相対位置姿勢を算出する。移動型位置検出装置４は、カメラ２−４−１の視野内にマーカ２−１−２が存在する場合、固定型位置検出装置２−１のマーカ２−１−２が存在する場合、固定型位置検出装置２−１の相対位置姿勢を算出する。

本実施の形態においては、ある位置検出装置で検出されたユーザの位置を、別の位置の検出装置の座標系で算出するが、このときの座標変換手順は複数あり、もっとも誤差の小さい位置ベクトルを求めるものである。
記憶装置１２は、本発明の実施の形態に係る位置算出処理を行なう位置算出プログラム１２−１、各位置検出装置２−１〜２−４から送られてくるデータを格納数ためのデータベース１２−２を具備している。データベース１２−２は、位置テーブル１３、ユーザテーブル１４及び信頼度テーブル１５を具備している。

図２は、位置テーブルを示す図である。
同図に示すように、位置テーブルは、検出時刻、検出した位置検出装置名、検出された位置検出装置名、相対位置姿勢マトリクス、自己速度、検出手段、検出対象速度、信頼度、計測精度及び総合信頼度が互いに関連付けられている。

例えば、時刻１０：００に位置検出装置２−１が位置検出装置２−２を検出し、その位置検出装置２−１から位置検出装置２−２への相対位置を示す相対位置姿勢マトリクスは¹Ｔ₂であり、自己速度は０、検出手段はキャリブレーション、検出対象である位置検出装置の速度０、信頼度１００、計測精度１００及び総合信頼度１００００である。
なお、本実施の形態では、時、分までの精度の時刻を用いているが、秒やミリ秒など、時刻精度を上げて実施してもよい。時刻精度を上げることで対象物の検出精度が向上することは言うまでもない。

なお、信頼度は、後述する図４に示す信頼度テーブルによって定められるものであり、計測精度は検出した位置検出装置固有の値であり、総合信頼度は信頼度に計測精度を乗じたものである。
また、時刻１０：０５に位置検出装置２−４が位置検出装置２−１を検出し、その位置検出装置２−４から位置検出装置２−１への相対位置を示す相対位置姿勢マトリクスは⁴Ｔ₁であり、自己速度は−３、検出手段はカメラ、検出対象である位置検出装置の速度−２０、信頼度２５、計測精度１００及び総合信頼度２５００である。

図３は、ユーザテーブルを示す図である。
同図に示すように、ユーザテーブルは、検出時刻、ユーザ名、ユーザ位置ベクトル、検出した位置検出装置、自己速度、検出手段及び検出対象速度が互いに関連付けられている。
例えば、時刻１０：００にユーザＡが検出され、ユーザ位置ベクトルは¹ｐ、検出した位置検出装置２−１、自己速度０、検出手段はキャリブレーション、検出対象であるユーザＡの速度０である。

また、時刻１０：０５にユーザＡが検出され、ユーザ位置ベクトルは3ｐ、検出した位置検出装置２−３、自己速度０、検出手段はカメラ、検出対象であるユーザＡの速度０である。
図４は、信頼度テーブルを示す図である。
同図に示すように、信頼度テーブルは、自己速度、検出手段及び信頼度が互いに関連付けられている。例えば、自己速度０で、検出手段がキャリブレーションの場合には信頼度１００、検出対象速度は０であり、自己速度が０より大きく検出手段がカメラの場合には信頼度は２５である。

次に、本発明の実施の形態に係るデータベースへのデータの登録方法について、図５のフローチャートを参照して説明する。
まず、検出可能な他の位置検出装置との位置情報が各位置検出装置によって算出され（Ｓ１）、検出されたユーザのユーザ情報が算出される（Ｓ２）。Ｓ１における位置情報には、図２の位置テーブルにおいて定義された検出時刻、検出した位置検出装置名、検出された位置検出装置名、相対位置姿勢マトリクスⁱＴ_j、自己速度、検出手段、計測精度及び検出対象速度が含まれる。また、Ｓ２におけるユーザ情報には、図３のユーザテーブルにおいて定義された検出時刻、ユーザ名、ユーザ位置ベクトル、検出した位置検出装置名、自己速度、検出手段及び検出対象速度が含まれる。

その後、Ｓ１、Ｓ２において各位置検出装置において算出された位置情報及びユーザ情報がそれおぞれデータベース１２−２の位置テーブル１３及びユーザテーブル１４に格納される（Ｓ３）。そして、信頼度及び計測精度が図２の位置テーブル１３に格納された後、総合信頼度が算出され（Ｓ４）、位置テーブル１３に格納される（Ｓ４）。なお、上述のように信頼度は、位置情報にしたがって図４の信頼度テーブルに基づいて定められ、計測精度は検出した位置検出装置固有の値である。

このようにして、各位置検出装置２−１〜２−４にて算出された位置データ及びユーザデータが、データベース１２−２の位置テーブル１３及びユーザテーブル１４に格納される。
図７は、相対位置マトリクスの関係を説明するための図であり、図８は位置検出装置によって決定される計測精度の一例を説明するための図である。図８においては、移動型位置検出装置２−４のカメラ２−４−１による計測例について説明している。同図に示すように、中心付近での計測精度は高いため、中心付近で対象物を計測した場合には計測精度を１００とし、周辺付近で対象物を計測した場合には計測精度を５０としている
次に、最小コストに基づく座標変換手順によりユーザ位置の算出を行なう方法について、図６のフローチャートを参照して説明する。

まず、位置検出装置から検索条件を位置算出サーバ１１に送信する（Ｓ１１）。ここでは、位置検出装置２−１が、時刻１０：０６におけるユーザＡの位置ベクトルを位置検出装置名２−１の座標系で要求した場合を例にとり説明する。
この場合の検索条件には、ユーザ名、要求時刻及び位置検出装置が含まれる。ここでは、検索条件として、ユーザ名：ユーザＡ、要求時刻：１０：０６、位置検出装置名：位置検出装置名２−１が位置算出サーバ１１に送信される。

位置算出サーバ１１は、位置検出装置から検索条件を受信すると、検索条件に含まれる要求時刻及びユーザの識別情報に基づいて、要求時刻に最も近い時刻のユーザの位置ベクトルと、当該時刻においてユーザを検出した位置検出装置名をユーザテーブルから検索する（Ｓ１２）。
図９は、検索条件として、｛ユーザ名：ユーザＡ、要求時刻：１０：０６、位置検出装置名：位置検出装置名２−１｝が入力された場合の、要求時刻１０：０６近傍のユーザテーブルからの検索結果を示す図である。

次に、要求時刻に最も近い時刻の各位置検出装置の総合信頼度を検索する（Ｓ１３）。ここでは、Ｓ１２において検索された位置検出装置以外の総合信頼度が検索される。図１０は、要求時刻１０：０６に最も近い時刻の位置テーブルからの検索結果を示す図である。

次に、Ｓ１３において検索された各位置検出装置をノードとし、位置検出装置間の総合信頼度からコストを求めてグラフを作成する（Ｓ１４）。
なお、コストは、下記の式により求められる。
コスト＝１．０／Ｃ_init×Exp｛-(t-tsense)|検出対象速度−自己速度|} … （１）
ここで、Ｃ_initは、総合信頼度であり、tsenseは検出時刻を示す。図１１は、総合信頼度から求められたコストを利用して作成されたグラフを示す図である。

次に、Ｓ１１において位置検出装置から送信され、位置算出サーバ１１によって受信された検索条件に含まれる位置検出装置を開始ノード、Ｓ１２において検索された要求時刻に最も近い時刻の位置検出装置を終了ノードとして、コストが最小な経路を経路探索手法で決定する（Ｓ１５）。

ここでは、一般的な動的計画法を用いて最適経路を算出する。なお、他の経路検索手法を用いても良いことは言うまでもない。本実施の形態においては、開始ノード＝位置検出装置（ノード）２−１、終了ノード＝位置検出装置（ノード）２−３であるため、経路の評価関数を式（２）とし、これが最小となるｐ１，ｐ２，ｐ３を決定する。

Ｇ（ｐ１，ｐ２，ｐ３）＝ｇ１（ｐ１，ｐ２）＋ｇ２（ｐ２，ｐ３） … （２）
ただし、ｐ１∈｛ノード２−１｝，ｐ２∈｛ノード２−２，ノード２−４｝，ｐ３∈｛ノード２−３｝、ｇ１はｐ１からｐ２の経路のコスト、ｇ２はｐ２からｐ３のコストである。本実施の形態においては、各経路のコストは、図１１に示すように算出されることから、コストが最小な経路はノード２−１→ノード２−２→ノード２−３の経路となる。

次に、Ｓ１５において決定されたコストが最小な経路を座標変換順としてユーザの位置ベクトルを変換する（Ｓ１６）。本実施の形態においては、ノード２−１→ノード２−２→ノード２−３であるので、座標変換順は、図１２に示すように、固定型位置検出装置２−１の座標系→移動型位置検出装置２−２の座標系→移動型位置検出装置２−３の順で変換する。よって、時刻１０：０６におけるユーザＡの位置ベクトルは^１ｐは、式（３）となる。

^１ｐ（１０：０６）＝^１Ｔ_２（１０：０６）^２Ｔ_３（１０：０６）^３ｐ（１０：０６）
…（３）
次に、要求の行なわれた位置検出装置へ、Ｓ１６において算出された要求の行なわれた位置検出装置における座標系の位置ベクトルを返信する（Ｓ１７）。

したがって、本発明の実施の形態に係る位置算出システムによれば、固定のみならず移動可能な位置検出装置において検出されたユーザの位置情報を、経路の総合信頼度を基に算出されたコストを使用して最適な経路を選択し、この選択された経路にしたがって座標変換を行なうことにより、他の位置検出装置における座標系の位置情報として表わすことができる。また、移動可能な位置検出装置を使用することにより、位置算出システムを広範囲で使用することができる。
（他の実施の形態）
上述の実施の形態においては、コストが最小となる経路を選択して、この選択された経路にしたがって座標変換を行なうことにより、ユーザの位置情報を他の位置検出装置における座標系の位置情報として表わす手法について説明した。

本実施の形態においては、各経路の総合信頼度から求められるコストを重み付けに使用することにより、ユーザの位置情報を他の位置検出装置における座標系の位置情報として表わす手法について説明する。
ここでは、データベースへの登録及び登録されたデータ、位置検出装置２−１が、時刻１０：０６におけるユーザＡの位置ベクトルを位置検出装置名２−１の座標系で要求した場合を例にとる点については、上述の実施の形態と同様とする。

各経路の総合信頼度から求められるコストを重み付けに使用することにより、ユーザの位置情報を他の位置検出装置における座標系の位置情報として算出する手法について、図１３のフローチャートを参照して説明する。
Ｓ２１〜Ｓ２４の処理については、図６のフローチャートのＳ１１〜Ｓ１４の処理と同様である。すなわち、まず、位置検出装置から検索条件を位置算出サーバ１１に送信する（Ｓ２１）。ここでは、位置検出装置２−１が、時刻１０：０６におけるユーザＡの位置ベクトルを位置検出装置名２−１の座標系で要求した場合を例にとり説明する。

この場合の検索条件には、ユーザ名、要求時刻及び位置検出装置が含まれる。ここでは、検索条件として、ユーザ名：ユーザＡ、要求時刻：１０：０６、位置検出装置名：位置検出装置名２−１が位置算出サーバ１１に送信される。
位置算出サーバ１１は、位置検出装置から検索条件を受信すると、検索条件に含まれる要求時刻に最も近い時刻のユーザの位置と位置検出装置名をユーザテーブルから検索する（Ｓ２２）。

図９は、検索条件として、｛ユーザ名：ユーザＡ、要求時刻：１０：０６、位置検出装置名：位置検出装置名２−１｝が入力された場合の、要求時刻１０：０６近傍のユーザテーブルからの検索結果を示す図である。
次に、要求時刻に最も近い時刻の各位置検出装置の総合信頼度を検索する（Ｓ２３）。ここでは、Ｓ１２において検索された位置検出装置以外の総合信頼度が検索される。図１０は、要求時刻１０：０６に最も近い時刻の位置テーブルからの検索結果を示す図である。

次に、Ｓ２３において検索された各位置検出装置をノードとし、位置検出装置間の総合信頼度からコストを求めてグラフを作成する（Ｓ２４）。
なお、コストは、下記の式により求められる。
コスト＝１．０／Ｃ_init×Exp｛-(t-tsense)|検出対象速度−自己速度|} … （４）
ここで、Ｃ_initは、総合信頼度であり、tsenseは検出時刻を示す。図１１は、総合信頼度から求められたコストを利用して作成されたグラフを示す図である。

次に、Ｓ２１において位置検出装置から送信され、位置算出サーバ１１によって受信された検索条件に含まれる位置検出装置を開始ノード、Ｓ２２において検索された要求時刻に最も近い時刻の位置検出装置を終了ノードとして、各経路でのコストと各経路にしたがって座標変換することにより得られるユーザの位置ベクトルを算出する（Ｓ２５）。

図１４は、各位置検出装置間のコストを示す図である。図１４に示した例においては、各経路におけるコスト及び位置ベクトルは、以下のようになる。
位置検出装置２−１ → 位置検出装置２−２ → 位置検出装置２−３におけるコストと位置ベクトル
位置ベクトル^１ｐ（１０：０６）_{１，２，３}＝^１Ｔ_２（１０：０６）^２Ｔ_３（１０：０６）^３ｐ（１０：０６）
経路コストＷ_{１，２，３}＝０．０００００００８（＝０．０００１×０．０００８）
位置検出装置２−１ → 位置検出装置２−４ → 位置検出装置２−３におけるコストと位置ベクトル
位置ベクトル^１ｐ（１０：０６）_{１，４，３}＝⁴Ｔ_２ ^-1（１０：０６）⁴Ｔ_３（１０：０６）^３ｐ（１０：０６）
経路コストＷ_{１，４，３}＝４０１．７（＝９６６１×０．０４１６）
次に、Ｓ２５において算出された各経路のコストと位置ベクトルとからユーザの位置ベクトルを算出する（Ｓ２６）。

本実施の形態においては、位置検出装置２−１から要求された位置検出装置２−１の座標系における時刻１０：０６でのユーザの位置ベクトルｐ^１は下記で算出される。
^１ｐ（１０：０６）＝（１．０／ΣＷ_{ｉ，ｊ，ｋ} ^−１）×（ΣＷ_{ｉ，ｊ，ｋ}−^１×ｐ_{ｉ，ｊ，ｋ}）
…（５）
ここで、i,j,kはパスの経路を示している。

本実施の形態においては、
^１ｐ（１０：０６）
＝（１．０／ΣＷ_{ｉ，ｊ，ｋ} ^−１）×（ΣＷ_{ｉ，ｊ，ｋ}−^１×ｐ_{ｉ，ｊ，ｋ}）
＝｛１／（（１／Ｗ_{１，２，３}）＋（１／Ｗ_{１，４，３}））｝
×｛（１／Ｗ_{１，２，３}）ｐ_{１，２，３}＋（１／Ｗ_{１，４，３}）ｐ_{１，４，３}｝
＝０．９９９９９９９９９８×^１ｐ（１０：０６）
＋０．０００００００００２×^１ｐ（１０：０６）
次に、要求の行なわれた位置検出装置へ、Ｓ１６において算出された要求の行なわれた位置検出装置における座標系の位置ベクトルを返信する（Ｓ２７）。

したがって、本発明の実施の形態に係る位置算出システムによれば、固定のみならず移動可能な位置検出装置において検出されたユーザの位置情報を、各経路の総合信頼度を基に算出されたコストを重み付けに利用して、ユーザの位置情報を算出することにより、他の位置検出装置における座標系の位置情報として表わすことができる。また、移動可能な位置検出装置を使用することにより、位置算出システムを広範囲で使用することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

また、実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。

本発明の実施の形態に係る位置算出システムを説明するための図である。位置テーブルを示す図である。ユーザテーブルを示す図である。信頼度テーブルを示す図である。データベースへのデータの登録方法について説明するためのフローチャートである。最小コストに基づく座標変換手順によりユーザ位置の算出を行なう方法について説明するためのフローチャートである。相対位置マトリクスの関係を説明するための図である。位置検出装置によって決定される計測精度の一例を説明するための図である。検索条件として、｛ユーザ名：ユーザＡ、要求時刻：１０：０６、位置検出装置名：位置検出装置名２−１｝が入力された場合の、要求時刻１０：０６近傍のユーザテーブルからの検索結果を示す図である。要求時刻１０：０６に最も近い時刻の位置テーブルからの検索結果を示す図である。各経路のコストを説明するための図である。座標変換順を説明するための図である。各経路のコストから求められる総合信頼度を重み付けに使用することにより、ユーザの位置情報を算出する方法を説明するためのフローチャートである。各位置検出装置間のコストを示す図である。

符号の説明

１…バス、２−１〜２−４…位置検出装置、２−１−１…ＩＣカードリーダ、２−１−２…マーカ、２−２−１…カメラ、２−３−１…マーカ、２−３−２…無線タグリーダ、２−３−３…距離センサ、２−４−１…カメラ、２−４−２…無線タグ、２−４−３…距離センサ、３−１…無線タグ、３−２…ＩＣカード、１２…記憶装置、１２−１…位置算出プログラム、１２−２…データベース、１３…位置テーブル、１４…ユーザテーブル、１５…信頼度テーブル。

Claims

位置検出対象及び他の位置検出装置の位置情報を検出する固定型及び移動型の位置検出装置を含み、他の位置検出装置において検出された位置検出対象の位置情報を位置検出が要求された位置検出装置の座標系で算出する位置算出システムにおいて、
各位置検出装置にて検出された他の位置検出装置の位置情報及び位置検出対象の位置情報を記憶するデータベースを具備し、
前記他の位置検出装置の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出を行なった位置検出装置の識別情報、検出された他の位置検出装置の識別情報、前記位置情報を検出した位置検出装置における座標から検出された他の位置検出装置における座標への座標変換の関係を示すマトリクス情報及び位置検出を行った位置検出装置の信頼度を示す総合信頼度を含み、
前記位置検出対象の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出対象の識別情報、位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報及び位置検出対象を検出した位置検出装置の座標系における位置検出対象の位置ベクトル情報を含み、
位置検出対象の識別情報、要求時刻及び位置検出要求を行う位置検出装置の識別情報を受信する手段と、
前記受信した位置検出対象の識別情報及び要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報を決定する手段と、
前記受信した要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報以外であって、要求時刻に最も近い時刻の各位置検出装置の総合信頼度を決定する手段と、
前記決定された位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を起点ノードとして、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を終了ノードとする経路であって、前記決定された総合信頼度に基づくコストに基づいて、前記始点ノードから終了ノードまでの最小のコストを有する位置検出装置をノードとした経路を決定する手段と、
前記決定された位置検出装置の識別情報に関連付けられた位置検出対象の位置ベクトル情報を、前記決定された経路に含まれる位置検出装置の識別情報に関連付けられたマトリクス情報に基づいて、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の座標系における位置ベクトル情報に変換する手段と
を具備することを特徴とする位置算出システム。
位置検出対象及び他の位置検出装置の位置情報を検出する固定型及び移動型の位置検出装置を含み、他の位置検出装置において検出された位置検出対象の位置情報を位置検出が要求された位置検出装置の座標系で算出する位置算出システムにおいて、
各位置検出装置にて検出された他の位置検出装置の位置情報及び位置検出対象の位置情報を記憶するデータベースを具備し、
前記他の位置検出装置の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出を行なった位置検出装置の識別情報、検出された他の位置検出装置の識別情報、前記位置情報を検出した位置検出装置における座標から検出された他の位置検出装置における座標への座標変換の関係を示すマトリクス情報及び位置検出を行った位置検出装置の信頼度を示す総合信頼度を含み、
前記位置検出対象の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出対象の識別情報、位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報及び位置検出対象を検出した位置検出装置の座標系における位置検出対象の位置ベクトル情報を含み、
位置検出対象の識別情報、要求時刻及び位置検出要求を行う位置検出装置の識別情報を受信する手段と、
前記受信した位置検出対象の識別情報及び要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報を決定する手段と、
前記受信した要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報以外であって、要求時刻に最も近い時刻の各位置検出装置の総合信頼度を決定する手段と、
前記決定された位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を起点ノードとして、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を終了ノードとする複数の経路を決定し、前記決定された総合信頼度に基づくコスト及び決定された総合信頼度に関連付けられたマトリクス情報に基づいて、前記決定された複数の各経路毎に、コスト及び前記起点ノードである位置検出装置の座標系における前記位置検出対象の位置ベクトル情報を算出する手段と、
前記算出された各経路のコスト及び位置ベクトル情報に基づいて、最終的な前記位置検出要求を行なう位置検出装置の座標系における位置ベクトルを算出する手段と
を具備することを特徴とする位置算出システム。
前記総合信頼度は、位置検出装置の位置検出手段の種別及び位置検出装置の速度によって定義される信頼度と、位置検出装置の検出手段の計測精度とに基づいて算出されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の位置算出システム。
前記コストは、前記総合信頼度、位置検出対象の速度と位置検出対象を検出した位置検出装置の速度との相対速度及び要求時刻と位置検出対象の検出時刻との相対時刻に基づいて算出されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の位置算出システム。
位置検出対象及び他の位置検出装置の位置情報を検出する固定型及び移動型の位置検出装置を含み、他の位置検出装置において検出された位置検出対象の位置情報を位置検出が要求された位置検出装置の座標系で算出する位置算出システムにおける位置算出方法において、
前記位置算出システムは、各位置検出装置にて検出された他の位置検出装置の位置情報及び位置検出対象の位置情報を記憶するデータベースを具備し、
前記他の位置検出装置の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出を行なった位置検出装置の識別情報、検出された他の位置検出装置の識別情報、前記位置情報を検出した位置検出装置における座標から検出された他の位置検出装置における座標への座標変換の関係を示すマトリクス情報及び位置検出を行った位置検出装置の信頼度を示す総合信頼度を含み、
前記位置検出対象の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出対象の識別情報、位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報及び位置検出対象を検出した位置検出装置の座標系における位置検出対象の位置ベクトル情報を含み、
前記位置算出システムにおける位置算出方法は、
位置検出対象の識別情報、要求時刻及び位置検出要求を行う位置検出装置の識別情報を受信し、
前記受信した位置検出対象の識別情報及び要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報を決定し、
前記受信した要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報以外であって、要求時刻に最も近い時刻の各位置検出装置の総合信頼度を決定し、
前記決定された位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を起点ノードとして、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を終了ノードとする経路であって、前記決定された総合信頼度に基づくコストに基づいて、前記始点ノードから終了ノードまでの最小のコストを有する位置検出装置をノードとした経路を決定し、
前記決定された位置検出装置の識別情報に関連付けられた位置検出対象の位置ベクトル情報を、前記決定された経路に含まれる位置検出装置の識別情報に関連付けられたマトリクス情報に基づいて、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の座標系における位置ベクトル情報に変換することを特徴とする位置算出方法。
位置検出対象及び他の位置検出装置の位置情報を検出する固定型及び移動型の位置検出装置を含み、他の位置検出装置において検出された位置検出対象の位置情報を位置検出が要求された位置検出装置の座標系で算出する位置算出システムにおける位置算出方法において、
前記位置算出システムは、各位置検出装置にて検出された他の位置検出装置の位置情報及び位置検出対象の位置情報を記憶するデータベースを具備し、
前記他の位置検出装置の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出を行なった位置検出装置の識別情報、検出された他の位置検出装置の識別情報、前記位置情報を検出した位置検出装置における座標から検出された他の位置検出装置における座標への座標変換の関係を示すマトリクス情報及び位置検出を行った位置検出装置の信頼度を示す総合信頼度を含み、
前記位置検出対象の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出対象の識別情報、位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報及び位置検出対象を検出した位置検出装置の座標系における位置検出対象の位置ベクトル情報を含み、
前記位置算出システムにおける位置算出方法は、
位置検出対象の識別情報、要求時刻及び位置検出要求を行う位置検出装置の識別情報を受信し、
前記受信した位置検出対象の識別情報及び要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報を決定し、
前記受信した要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報以外であって、要求時刻に最も近い時刻の各位置検出装置の総合信頼度を決定し、
前記決定された位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を起点ノードとして、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を終了ノードとする複数の経路を決定し、前記決定された総合信頼度に基づくコスト及び決定された総合信頼度に関連付けられたマトリクス情報に基づいて、前記決定された複数の各経路毎に、コスト及び前記起点ノードである位置検出装置の座標系における前記位置検出対象の位置ベクトル情報を算出し、
前記算出された各経路のコスト及び位置ベクトル情報に基づいて、最終的な前記位置検出要求を行なう位置検出装置の座標系における位置ベクトルを算出することを特徴とする位置算出方法。
前記総合信頼度は、位置検出装置の位置検出手段の種別及び位置検出装置の速度によって定義される信頼度と、位置検出装置の検出手段の計測精度とに基づいて算出されることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の位置算出方法。
前記コストは、前記総合信頼度、位置検出対象の速度と位置検出対象を検出した位置検出装置の速度との相対速度及び要求時刻と位置検出対象の検出時刻との相対時刻に基づいて算出されることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の位置算出方法。
位置検出対象及び他の位置検出装置の位置情報を検出する固定型及び移動型の位置検出装置を含み、他の位置検出装置において検出された位置検出対象の位置情報を位置検出が要求された位置検出装置の座標系で算出する位置算出システムにおいて使用される位置算出プログラムにおいて、
前記位置算出システムは、各位置検出装置にて検出された他の位置検出装置の位置情報及び位置検出対象の位置情報を記憶するデータベースを具備し、
前記他の位置検出装置の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出を行なった位置検出装置の識別情報、検出された他の位置検出装置の識別情報、前記位置情報を検出した位置検出装置における座標から検出された他の位置検出装置における座標への座標変換の関係を示すマトリクス情報及び位置検出を行った位置検出装置の信頼度を示す総合信頼度を含み、
前記位置検出対象の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出対象の識別情報、位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報及び位置検出対象を検出した位置検出装置の座標系における位置検出対象の位置ベクトル情報を含み、
前記位置算出プログラムは、前記位置算出システムに、
位置検出対象の識別情報、要求時刻及び位置検出要求を行う位置検出装置の識別情報を受信させ、
前記受信した位置検出対象の識別情報及び要求時刻を条件として、前記データベースを検索させ、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報を決定させ、
前記受信した要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報以外であって、要求時刻に最も近い時刻の各位置検出装置の総合信頼度を決定させ、
前記決定された位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を起点ノードとて、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を終了ノードとする経路であって、前記決定された総合信頼度に基づくコストに基づいて、前記始点ノードから終了ノードまでの最小のコストを有する位置検出装置をノードとした経路を決定させ、
前記決定された位置検出装置の識別情報に関連付けられた位置検出対象の位置ベクトル情報を、前記決定された経路に含まれる位置検出装置の識別情報に関連付けられたマトリクス情報に基づいて、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の座標系における位置ベクトル情報に変換させることを特徴とする位置算出プログラム。
位置検出対象及び他の位置検出装置の位置情報を検出する固定型及び移動型の位置検出装置を含み、他の位置検出装置において検出された位置検出対象の位置情報を位置検出が要求された位置検出装置の座標系で算出する位置算出システムにおいて使用される位置算出プログラムにおいて、
前記位置算出システムは、各位置検出装置にて検出された他の位置検出装置の位置情報及び位置検出対象の位置情報を記憶するデータベースを具備し、
前記他の位置検出装置の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出を行なった位置検出装置の識別情報、検出された他の位置検出装置の識別情報、前記位置情報を検出した位置検出装置における座標から検出された他の位置検出装置における座標への座標変換の関係を示すマトリクス情報及び位置検出を行った位置検出装置の信頼度を示す総合信頼度を含み、
前記位置検出対象の位置情報は、互いに関連付けられた検出時刻、位置検出対象の識別情報、位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報及び位置検出対象を検出した位置検出装置の座標系における位置検出対象の位置ベクトル情報を含み、
前記位置算出プログラムは、前記位置算出システムに、
位置検出対象の識別情報、要求時刻及び位置検出要求を行う位置検出装置の識別情報を受信させ、
前記受信した位置検出対象の識別情報及び要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報を決定させ、
前記受信した要求時刻を条件として、前記データベースを検索して、要求時刻に最も近い時刻で位置検出対象を検出した位置検出装置の識別情報以外であって、要求時刻に最も近い時刻の各位置検出装置の総合信頼度を決定させ、
前記決定された位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を起点ノードとして、前記位置検出要求を行なう位置検出装置の識別情報によって示される位置検出装置を終了ノードとする複数の経路を決定させ、前記決定された総合信頼度に基づくコスト及び決定された総合信頼度に関連付けられたマトリクス情報に基づいて、前記決定された複数の各経路毎に、コスト及び前記起点ノードである位置検出装置の座標系における前記位置検出対象の位置ベクトル情報を算出させ、
前記算出された各経路のコスト及び位置ベクトル情報に基づいて、最終的な前記位置検出要求を行なう位置検出装置の座標系における位置ベクトルを算出させることを特徴とする位置算出方法。