JP5036631B2 - 位置推定端末、位置推定方法、および位置推定プログラム - Google Patents
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小幡 実緒、春山 真一郎、中川 正雄、「可視光IDシステムと6軸センサを用いた高精度位置推定方法の提案」、電子情報通信学会 技術報告、 IN2006−254、2007年3月
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態による位置推定システムの構成を示す図である。
可視光送信装置100は、LED照明装置であり、自身に予め付与された識別子(ID)を、可視光を電送媒体とした信号により送出する。以下、可視光送信装置100の識別子を信号として含む可視光を可視光IDという。
可視光受信端末200は、可視光ID受信部210、6軸センサ220、角演算部230、角演算部230、位置推定部240を備えており、可視光送信装置100から送出される可視光IDを受信し、自身の位置を推定して算出する。
6軸センサ220は、3軸の加速度を取得する加速度センサ221と、3軸の地磁気を取得する地磁気センサ222とを備えている。
地磁気センサ222は、自身に対する地磁気を計測するセンサである。地磁気センサ222は、三次元座標空間におけるX軸、Y軸、Z軸の3軸の地磁気を計測するセンサを備えており、計測した地磁気に基づいて三次元空間における可視光受信端末200の方位角を算出することが可能である。
仰角演算部231は、加速度センサ221が備える3軸によって計測された重力加速度から、可視光受信端末200の仰角ξを算出する。
方位角演算部232は、地磁気センサ222が備える3軸によって計測された地磁気から、可視光受信端末200の方位角φを算出する。
また、仰角ξから視野角ψを引いた角度が受光角θと一致する点を点Cとする。点Cにおける仰角、受光角、視野角をそれぞれ仰角ξC、受光角θC、視野角ψCとする。点Cでは、受光角θC=仰角ξC−視野角ψCとなる。点Cは、仰角ξに対して、可視光送信装置100から送出される可視光を受光可能な範囲の点Bに対する他端となる。
ユーザは、可視光送信装置100の位置を目視により確認し、可視光受信端末200の可視光ID受信部210を、可視光送信装置100に指向させる。可視光ID受信部210は、自身の視野角内に、可視光送信装置100から送出された可視光IDを受信したか否かを判定する(ステップS1)。可視光ID受信部210は、可視光IDを受信しない場合は、ステップS1の動作を続ける(ステップS1:NO)。
次に、本発明の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。第2の実施形態における可視光受信端末200は、第1の実施形態と同一の構成であるが、第1の実施形態における角演算部230が、仰角ξが閾値αを超えるか否かによって、仰角ξに視野角ψを加算するか否かを判定して受光角θを算出したことに対し、第2の実施形態の角演算部230は、仰角ξの値に応じて、受光角θを算出するために仰角ξに加算する値を変化させる。ここで、角演算部230は、仰角ξと、その仰角ξに対する受光角θとを対応づけた対応表を予め自身の記憶領域に記憶させても良いし、以下の式(4)の演算を行う関数によって受光角θを算出するようにしても良い。
また、式(4)で示した仰角と受光角の関係式はあくまでも一例であり、送受信光学系の構成により、式(4)以外の関数表現による、高精度な位置推定も可能である。
なお、本発明における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより位置推定を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
200 可視光受信端末
210 可視光ID受信部
220 6軸センサ
221 加速度センサ
222 地磁気センサ
230 角演算部
231 仰角演算部
232 方位角演算部
240 位置推定部
241 受光角度算出部
242 位置算出部
Claims (7)
- 可視光を伝送媒体として信号を送信する可視光送信装置から送信される前記可視光に基づいて自身の位置を算出する位置推定端末であって、
前記可視光を受信する可視光受信部と、
前記可視光受信部が前記可視光を受信した場合、前記位置推定端末の仰角と方位角とを取得するセンサと、
前記センサが取得した前記仰角に応じて、当該仰角に、前記可視光受信部の視野角を加算し、前記位置推定端末が前記可視光送信装置から送信される可視光を受信した受光角を算出する受光角度算出部と、
前記受光角度算出部が算出した前記受光角と、前記センサが取得した前記方位角と、記憶されている自端末の高さとに基づいて、前記可視光送信装置に対する前記位置推定端末の相対位置を算出する位置推定部と、
を備えることを特徴とする位置推定端末。 - 前記受光角度算出部は、前記センサが取得した前記仰角が、予め計測された前記センサが取得する仰角と実際の受光角との誤差と、前記センサが取得する前記仰角に前記視野角を加算した角度と実際の受光角との誤差とが等しくなる角度より大きい場合は、前記仰角を受光角とし、小さい場合は、前記仰角に前記視野角を加算した角度を受光角として算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の位置推定端末。 - 前記受光角度算出部は、前記センサが取得する仰角に応じて予め測定された誤差に対応する受信角の値を算出する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の位置推定端末。 - 可視光を伝送媒体とした信号を送信する可視光送信装置から送信される前記可視光に基づいて自身の位置を算出する位置推定端末を用いた位置推定方法であって、
可視光受信部が、前記可視光を受信するステップと、
センサが、前記可視光受信部が前記可視光を受信した場合、前記位置推定端末の仰角と方位角とを取得するステップと、
受光角度算出部が、前記センサが取得した前記仰角に応じて、当該仰角に、前記可視光受信部の視野角を加算し、前記位置推定端末が前記可視光送信装置から送信される可視光を受信した受光角を算出するステップと、
位置推定部が、前記受光角度算出部が算出した前記受光角と、前記センサが取得した前記方位角と、記憶されている自端末の高さとに基づいて、前記可視光送信装置に対する前記位置推定端末の相対位置を算出するステップと、
を備えることを特徴とする位置推定方法。 - 前記受光角度算出部は、前記センサが取得した前記仰角が、予め計測された前記センサが取得する仰角と実際の受光角との誤差と、前記センサが取得する前記仰角に前記視野角を加算した角度と実際の受光角との誤差とが等しくなる角度より大きい場合は、前記仰角を受光角とし、小さい場合は、前記仰角に前記視野角を加算した角度を受光角として算出する
ことを特徴とする請求項4に記載の位置推定方法。 - 前記受光角度算出部は、前記センサが取得する仰角に応じて予め測定された誤差に対応する受信角の値を算出する
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の位置推定方法。 - 可視光を伝送媒体とした信号を送信する可視光送信装置から送信される前記可視光に基づいて自身の位置を算出する位置推定端末のコンピュータに、
可視光受信部が、前記可視光を受信するステップと、
センサが、前記可視光受信部が前記可視光を受信した場合、前記位置推定端末の仰角と方位角とを取得するステップと、
受光角度算出部が、前記センサが取得した前記仰角に応じて、当該仰角に、前記可視光受信部の視野角を加算し、前記位置推定端末が前記可視光送信装置から送信される可視光を受信した受光角を算出するステップと、
位置推定部が、前記受光角度算出部が算出した前記受光角と、前記センサが取得した前記方位角と、記憶されている自端末の高さとに基づいて、前記可視光送信装置に対する前記位置推定端末の相対位置を算出するステップと、
を実行させるプログラム。
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