JP4866296B2 - 位置推定方法、位置推定システム、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
また、本発明の位置推定方法の1構成例は、さらに、前記第1のセンサ又は前記第2のセンサが装着された物体と基準位置との関係が固定されている場合に、前記位置・方向計算手順又は前記位置・方向再計算手順の計算結果から、前記第1、第2のセンサが装着された物体の位置と向きを前記基準位置に対して計算する基準位置計算手順を備えるものである。
また、本発明の記録媒体は、位置推定プログラムを記録したことを特徴とするものである。
これらのデータは、通信部12の通信機能を用いて、例えば位置格納装置2等の外部端末からの指示に従って削除、更新、追加を行うことができる。
図2(B)の例では、直方体状の物体Dの上面と下面にセンシング装置1が装着されている。上面のセンシング装置1のセンサ10は、物体Dの原点Oに対して(x2,y2,z2)で表される位置に装着され、下面のセンシング装置1のセンサ10は、原点Oに対して(x3,y3,z3)で表される位置に装着されている。
ここで、あるセンサ10とこれに接近したセンサ10との位置ずれ及び角度ずれを検出する方法について説明する。例えば図3に示すように、センサ素子100を縦横それぞれ5個ずつ配置したとする。センサ素子100の数を増減させることで、ずれを測定する精度を変えることができる。
DP=P4−Q4=(3,3)−(1,1)=(2,2) ・・・(1)
=arccos((1,0)/(1,0))=0 ・・・(2)
DA2=arccos((P3−P4)/(Q3−Q4))
=arccos((2,1)/(2,0))
=arccos(2.25/2)=26.56 ・・・(3)
DA3=arccos((P4−P2)/(Q4−Q2))
=arccos((1,−2)/(0,−2))
=arccos(2.25/2)=26.56 ・・・(4)
DA4=arccos((P3−P1)/(Q3−Q1))
=arccos((2,−1)/(1,−2))=0 ・・・(5)
以上の計算により、センサ10−Aとセンサ10−Bとの位置ずれDPは(2,2)(センサ10−Aから見てx軸に2、y軸に2だけセンサ10−Bの位置がずれていることを意味する)、角度ずれDAは最大値の場合で26.56度(センサ10−Aから見てセンサ10−Bが26.56度だけずれていることを意味する)と求まる。以下、センサ10−Aとセンサ10−Bとの位置ずれをf(A,B)で表し、角度ずれをh(A,B)で表す。
この方法は、センサ素子100のコイルに電流を流して発生する磁場を利用し、電磁誘導の原理によって他方のセンサ素子100のコイルに電流を生じさせ、この電流量の増減を信号として用いることで、接近したセンサ素子100間で通信を行う方法である。発生する磁場の強さを調整し、センサ素子100間の距離が一定距離以下にならないと、他方のセンサ素子100のコイルに十分な電流が発生しないようにすることで、センサ素子100同士の接触を感知できる距離を変化させることができる。
この方法は、センサ素子100の表面に例えば赤外線LEDやレーザ発信装置などの発光素子と例えばフォトダイオードなどの受光素子とを設け、一方のセンサ素子100の発光素子から発する光の明滅を信号として利用することで通信を行う方法である。光の強度を調整することで、センサ素子100同士の接触を感知できる距離を変化させることができる。
この方法は、センサ素子100にアンテナを設け、電磁波を伝送媒体として通信を行う方法である。この方法では、予め通信時に利用する電磁波の強度を各センサ素子100ごとに一定の値に設定しておく。受信側のセンシング装置1の制御部13は、自装置のセンサ素子100で受信した電磁波の電界強度が一定の値以上で、かつ受信した識別子が自装置の識別子と異なるときに、このセンサ素子100に他のセンサ素子100が一定距離以下に接近して接触したと判定する。
X=x1−x3+x軸のずれ位置=10−1+0=9 ・・・(6)
Y=y1−y3+y軸のずれ位置=10−1+0=9 ・・・(7)
Z=z1−z3+z軸のずれ位置=0−0+0=0 ・・・(8)
y’=(y”+y3)×cos(R)−(x”+x3)×sin(R)・・・(9)
x’=(y”+y3)×sin(R)+(x”+x3)×cos(R)・・(10)
z’=z” ・・・(11)
X=x’+x1 ・・・(12)
Y=y’+y1 ・・・(13)
Z=z’+z1 ・・・(14)
同様に、物体Dに装着されているセンシング装置1−Dの制御部13は、物体Dから見たときの物体Cの相対的な位置と向きを計算し、データを有線又は無線により位置格納装置2に送信する。
そして、制御部24は、ユーザが指定した物体の位置と向きのデータを記憶部21から検索して表示部23に表示させる。このとき、制御部24は、ユーザが指定した物体と接触している物体があれば、この接触している物体の原点を基準として、ユーザが指定した物体がどの位置にどの向きで配置されているかを表示部23に表示させる。また、物体の形状データを用いて、ユーザが指定した物体がどの位置にどの向きで配置されているかを三次元形状で表示することもできる。
したがって、ユーザが任意の時刻(もしくは時区間)とユーザを基準とする任意の位置(もしくは位置の範囲)を指定すると、ユーザが指定した時刻においてユーザが指定した位置に存在した物体の位置と向きを、ユーザの位置を基準位置として表示することができる。上記と同様に、物体の形状データを用いて、物体の位置と向きを三次元形状で表示することも可能である。
第1の実施の形態では、センシング装置1が装着される可能性のある全ての物体の形状データと全てのセンシング装置1のセンサ10の座標データとを各々のセンシング装置1が記憶しているが、センシング装置1は、自装置が装着される物体の形状データと自装置のセンサ10の座標データのみを自身の記憶部11に記憶するようにしてもよい。
第1、第2の実施の形態では、各センシング装置1で物体の形状データの記憶と物体の位置と向きの計算を行っていたが、専用の計算装置で物体の形状データの記憶と物体の位置と向きの計算を行うようにしてもよい。図7は本発明の第3の実施の形態に係る位置推定システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態の位置推定システムは、複数のセンシング装置1aと、センシング装置1aが装着された物体の位置と向きを計算する位置計算装置3と、位置計算装置3によって得られた物体の位置と向きのデータを格納する位置格納装置2aとから構成される。
位置格納装置2aは、位置計算装置3との通信を行う通信部20aと、記憶部21と、操作部22と、表示部23と、制御部24とを有する。
位置格納装置2aの制御部24は、通信部20aを介して位置計算装置3から受信したデータを、データの受信時刻と対応付けて記憶部21に格納する。位置格納装置2aのその他の動作は第1の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、位置推定システムの全体的な構成は第3の実施の形態と同様であるので、図7の符号を用いて説明する。センシング装置1aと位置計算装置3の処理の流れは第3の実施の形態と同様であるので、第3の実施の形態と異なる点について説明する。
以上の構成により、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
第1〜第4の実施の形態のセンシング装置1,1a、位置格納装置2,2a、位置計算装置3は、それぞれCPU、メモリおよび外部とのインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。
図10はこのようなコンピュータの構成例を示すブロック図である。図1において、200はCPU、201はRAM、202はROM、203はインターフェイス装置(以下、I/Fと略する)である。
位置格納装置2,2aを構成するコンピュータでは、I/F203には通信部20,20aと操作部22と表示部23が接続される。
また、位置計算装置3を構成するコンピュータでは、I/F203には通信部30,32が接続される。
Claims (7)
- 物体に装着されたセンサの他のセンサとの接触情報から、物体の相対的な位置を推定する位置推定方法であって、
センサ同士の通信により、第1のセンサに第2のセンサが一定距離以下に接近したことを感知する接近感知手順と、
前記第1のセンサに前記第2のセンサが接近したことを感知したときに、物体上のセンサの位置を示す座標データを記憶する座標データ記憶手段から前記第1、第2のセンサの座標データを取得し、この座標データに基づいて、前記第1のセンサが装着された物体の原点から見た、前記第2のセンサが装着された物体の原点の位置を求める原点位置計算手順と、
物体の形状データを記憶する形状データ記憶手段から前記第1、第2のセンサが装着された物体の形状データを取得し、これらの形状データと前記原点位置計算手順で求めた原点の位置に基づいて、前記第1のセンサが装着された物体から見た、前記第2のセンサが装着された物体の相対的な位置と向きを計算する位置・方向計算手順とを備えることを特徴とする位置推定方法。 - 請求項1記載の位置推定方法において、
さらに、前記センサを構成する平面状に配置された複数のセンサ素子の各々から、前記センサ上の位置を示すセンサ素子位置データを送信させるセンサ素子位置データ送信手順と、
前記センサ素子位置データの交換により、前記第1のセンサにおけるセンサ素子位置Pのセンサ素子とこれに接近した前記第2のセンサにおけるセンサ素子位置Qのセンサ素子との間で位置の差を計算し、この位置の差を前記第1、第2のセンサの位置ずれとする位置ずれ計算手順と、
前記センサ素子位置Pのセンサ素子と前記センサ素子位置Qのセンサ素子の組のうち、センサ素子位置がPiとQiである組とPjとQjである組の任意の2組について、センサ素子位置PiとPjがなす角度とQiとQjがなす角度との差を求め、この角度の差を前記第1、第2のセンサの角度ずれとする角度ずれ計算手順とを備え、
前記原点位置計算手順は、前記取得した座標データと前記位置ずれ及び角度ずれに基づいて、前記第1のセンサが装着された物体の原点から見た、前記第2のセンサが装着された物体の原点の位置を求めることを特徴とする位置推定方法。 - 請求項1記載の位置推定方法において、
さらに、前記第1のセンサとこれに接近した前記第2のセンサの組が複数組存在し、これらの組において第1、第2のセンサのいずれかが他の組の第1、第2のセンサのいずれかと共通である場合に、前記位置・方向計算手順の計算結果から、前記複数組に属する第1、第2のセンサが装着された各物体の相対的な位置と向きを計算する位置・方向再計算手順を備えることを特徴とする位置推定方法。 - 請求項1又は3記載の位置推定方法において、
さらに、前記第1のセンサ又は前記第2のセンサが装着された物体と基準位置との関係が固定されている場合に、前記位置・方向計算手順又は前記位置・方向再計算手順の計算結果から、前記第1、第2のセンサが装着された物体の位置と向きを前記基準位置に対して計算する基準位置計算手順を備えることを特徴とする位置推定方法。 - 物体に装着されたセンサの他のセンサとの接触情報から、物体の相対的な位置を推定する位置推定システムであって、
物体に装着され、他のセンサと通信する通信機能を備えたセンサと、
前記物体上のセンサの位置を示す座標データを記憶する座標データ記憶手段と、
前記物体の形状データを記憶する形状データ記憶手段と、
センサ同士の通信により、第1のセンサに第2のセンサが一定距離以下に接近したことを感知する接近感知手段と、
この接近感知手段が前記第1のセンサに前記第2のセンサが接近したことを感知したときに、前記座標データ記憶手段から前記第1、第2のセンサの座標データを取得し、この座標データに基づいて、前記第1のセンサが装着された物体の原点から見た、前記第2のセンサが装着された物体の原点の位置を求める原点位置計算手段と、
前記形状データ記憶手段から前記第1、第2のセンサが装着された物体の形状データを取得し、これらの形状データと前記原点位置計算手段が求めた原点の位置に基づいて、前記第1のセンサが装着された物体から見た、前記第2のセンサが装着された物体の相対的な位置と向きを計算する位置・方向計算手段とを有することを特徴とする位置推定システム。 - 物体に装着されたセンサの他のセンサとの接触情報から、物体の相対的な位置を推定する位置推定プログラムであって、
センサ同士の通信により、第1のセンサに第2のセンサが一定距離以下に接近したことを感知する接近感知手順と、
前記第1のセンサに前記第2のセンサが接近したことを感知したときに、物体上のセンサの位置を示す座標データを記憶するメモリから前記第1、第2のセンサの座標データを取得し、この座標データに基づいて、前記第1のセンサが装着された物体の原点から見た、前記第2のセンサが装着された物体の原点の位置を求める原点位置計算手順と、
物体の形状データを記憶する前記メモリから前記第1、第2のセンサが装着された物体の形状データを取得し、これらの形状データと前記原点位置計算手順で求めた原点の位置に基づいて、前記第1のセンサが装着された物体から見た、前記第2のセンサが装着された物体の相対的な位置と向きを計算する位置・方向計算手順とを、コンピュータに実行させることを特徴とする位置推定プログラム。 - 請求項6記載の位置推定プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
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JP2007147833A JP4866296B2 (ja) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | 位置推定方法、位置推定システム、プログラムおよび記録媒体 |
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WO2020243984A1 (zh) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 上海追月科技有限公司 | 货品感知系统、货品感知方法及电子设备 |
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- 2007-06-04 JP JP2007147833A patent/JP4866296B2/ja not_active Expired - Fee Related
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