JP5620889B2 - 情報伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、時系列順に並んだ光の強度変化に基づく発光パターンを伝送媒体として情報を伝送する際に用いられる情報伝送システムに関する。

従来、時系列順に並んだ光の強度変化に基づく発光パターンを伝送媒体として情報を伝送する情報伝送システムが知られている。この情報伝送システムは、ＬＥＤ等の発光部を有する発信装置と、動画カメラ等の撮像部を有する受信装置とを備える。発信装置は移動体側に取り付けられる一方、受信装置は固定側に取り付けられる。

このように構成された情報伝送システムでは、発信装置の発光部によって照射される、時系列順に並んだ光の強度変化に基づく発光パターンを、受信装置の撮像部を用いて撮像する。この発光パターンには、予め定められる符号化手順を用いて、例えば移動体識別情報が符号化されている。受信装置では、撮像した光の発光パターンに係る時系列情報を、予め定められる解読手順を用いて解読して、移動体識別情報を復元する。これにより、発信装置から受信装置へ、どの移動体がいまどこにいるのかに係る情報を伝送することができる。

ところで、前記した従来の情報伝送システムでは、移動体を見失うことなく追跡することが求められている。この課題を満たすために、移動体に関する動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルを移動体の追跡に役立てる技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に係る技術によれば、移動体を見失うことなく追跡することができるという。

特開２００４−０５６３４３号公報

ところが、特許文献１に係る技術では、例えば、移動体側の発光部が消灯している（消灯により表されたビット情報を伝送している）期間は、受信装置の撮像部には何も映らない。仮に、この消灯期間が長く続いた場合であって、この消灯期間に移動体（発信装置）が大きく移動したときには、受信装置において、撮像部で撮像した二次元画像上のどこに移動体が位置しているのかを予測することが困難であった。また、この際において、移動体を見失った地点のそばに別の移動体が存在する場合、その別の移動体を目標となる移動体と混同してしまうおそれがあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、移動体を見失うことなく確実に追跡することができるようにすることを目的とする。

本発明は、発光部を備える発信装置、および、二次元受光面を有する撮像部を備える受信装置を含み、前記発信装置または前記受信装置のいずれか一方を移動体に設け、前記発信装置側の識別情報を含む伝送対象情報を、前記発信装置から前記受信装置へ伝送する情報伝送システムが前提となる。

前記発信装置は、予め定められる符号化手順を用いた符号化が行われる符号化区間において、前記伝送対象情報、および、前記移動体を追跡するための追跡情報を、前記発光部を常時点灯し、かつ、前記常時点灯の際の光の強度を時系列的に変化させる複合発光パターンに符号化する符号化部と、前記符号化部で符号化された前記複合発光パターンに従って前記発光部の発光制御を行う発光制御部と、をさらに備える。前記受信装置は、前記撮像部の前記二次元受光面上に投影された前記複合発光パターンを、前記追跡情報に係る発光パターンおよび前記伝送対象情報に係る発光パターンにそれぞれ分離する分離部と、前記分離部で分離された前記追跡情報および前記伝送対象情報のそれぞれに係る発光パターンに対し、前記符号化を解く解読手順を用いて、前記追跡情報および前記伝送対象情報をそれぞれ復元する復元部と、をさらに備える。
前記伝送対象情報に係る発光パターンは、明灯状態、暗灯状態を含む複数の光の強度値によって表され、前記追跡情報に係る発光パターンは、前記複数の光の強度値のうち前記暗灯状態に係る光の強度値によって表される。前記受信装置の分離部は、前記複数の光の強度値に基づいて前記分離を行い、前記受信装置の復元部は、前記複数の光の強度値、および、前記解読手順に基づいて、前記追跡情報および前記伝送対象情報の復元を行う。

本発明に係る情報伝送システムによれば、移動体を見失うことなく確実に追跡することができる。

比較例に係る情報伝送システムであって、作業者Ｗの頭部に取り付けられた撮像部を用いて発光部の画像を撮像する様子を表す説明図である。 比較例に係る情報伝送システムであって、発光部の点滅を用いて発信装置識別情報を受信装置１０９側へ伝送する際に用いる発光パターンの説明図である。 比較例に係る情報伝送システムであって、作業者Ｗの頭部の時系列的な動きを模式的に表す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る情報伝送システムの概要を表す機能ブロック図である。 発光部に含まれる複合発光パターン生成回路の回路図である。 第１実施形態に係る発信装置の符号化部で符号化された複合発光パターンを表す説明図である。 第１実施形態に係る発信装置の処理の流れを表すフローチャート図である。 第１実施形態に係る受信装置の処理の流れを表すフローチャート図である。 第１実施形態に係る撮像部を用いて撮像して時系列順に並べた複数のフレーム画像であって、追跡情報用しきい値を用いて２値化後のフレーム画像を重ね合わせた発光領域を表す説明図である。 図９に表す発光領域を、伝送対象情報用しきい値を用いて２値化した画像を表す説明図である。 第１実施形態の変形例に係る情報伝送システムの符号化部で符号化される複合発光パターンを表す説明図である。 第２実施形態に係る情報伝送システムにおいて、発光部の構成例を表す説明図である。 図１３（ａ）〜（ｅ）は、第２実施形態に係る情報伝送システムにおいて用いられる複合発光パターンの設定例を表す説明図である。 周辺部の構成を含む移動体位置検知装置の機能ブロック図である。 移動体位置検知装置における移動体（作業者）の位置検知原理に係る説明図である。 変形例に係る移動体位置検知装置の概要を表す説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る情報伝送システム、移動体位置検知装置、発信装置、および受信装置について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

（比較例に係る情報伝送システム１０１の概要）
はじめに、本発明の実施形態に係る情報伝送システムの説明に先立って、比較例に係る情報伝送システム１０１の概要について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、比較例に係る情報伝送システム１０１において、作業者Ｗの頭部に取り付けられた撮像部１０７を用いて発光部１０３の画像を撮像する様子を表す説明図である。図２は、発光部１０３の点滅を用いて発信装置ＩＤを受信装置１０９側へ伝送する際に用いる発光パターンの説明図である。

比較例に係る情報伝送システム１０１は、図１に示すように、例えば白熱灯や蛍光灯などの発光部１０３を備える発信装置１０５と、二次元受光面を有する動画カメラなどの撮像部１０７を備える受信装置１０９とを含んで構成される。発光部１０３における発光色は単色である。発信装置１０５は、例えば作業者Ｗの作業スペースにおける壁面などに取り付けられる。受信装置１０９は、作業者Ｗが頭部にかぶる不図示のヘルメットなどに取り付けられる。つまり、受信装置１０９は、移動体側に設けられる。

このように構成された比較例に係る情報伝送システム１０１は、発信装置１０５側の発信装置識別情報を含む伝送対象情報を、発信装置１０５から受信装置１０９へ伝送するように動作する。具体的には、比較例に係る情報伝送システム１０１では、光の点滅に係る発光パターンを伝送媒体として用いて伝送対象情報が符号化された発光部１０３の画像を、撮像部１０７を用いて撮像し、撮像した時系列の光の点滅に係る発光パターンを解読し、伝送対象情報を復元することによって情報伝送を行う。

前記した通り、作業者Ｗの頭部（ヘルメット）には、受信装置１０９の撮像部１０７が取り付けられるため、作業者Ｗが静止している前提では、撮像部１０７の二次元受光面上における発光部１０３の投影位置は変わらない。このため、撮像部１０７の二次元受光面上における発光部１０３の投影位置を抽出し、同抽出部分の光強度を時系列順に並べると、図２に示すように、発光部１０３の発光パターンを復元することができる。

図２中の横軸は経過時間ｔを表し、縦軸は発光部１０３の発光強度を表す。これは、後記する図６、図１１、および図１３でも同じである。図２において、点灯時の発光強度を“Ｈｉｇｈ”で示し、消灯時の発光強度を“Ｌｏｗ”で示す。点灯時とは、発光部１０３の光強度が、例えば図２に示すような符号化に係るしきい値ＴＨ０を超えて発光している状態をいう。消灯時とは、発光部１０３がまったく発光していない状態をいう。図２に示す例では、対象情報を伝送するために予め定められる符号化手順を用いた符号化が行われる符号化区間２０１において、ビット列番号がＡ０１〜Ａ１４である１４ビットの情報を、発光部１０３の光強度変化に係る発光パターンに符号化している。

この符号化区間２０１において、発光部１０３の点灯状態（Ｈｉｇｈ；図２の例えば符号２０３参照）に対して符号“１”を割り当てる一方、消灯状態（Ｌｏｗ；図２の例えば符号２０５参照）に対して符号“０”を割り当てることにより、伝送対象情報としての発信装置識別情報を符号化する。図２に示す例では、伝送対象情報（発信装置識別情報）として、“１１１１０１０００１１００１”に係る符号化ビット列データが伝送される。

従って、受信装置１０９において、符号化に係るしきい値ＴＨ０を用いて、時系列順に並んだ光の強度変化に係る符号化ビット列データを２値化することにより、伝送対象情報を復元することができる。

ところで、比較例に係る情報伝送システム１０１では、前記した通り、受信装置１０９の撮像部１０７は作業者Ｗの頭部（ヘルメット）に取り付けられている。このため、作業者Ｗが図１の矢印付き直線１１１で示す方向に歩行移動すると、撮像部１０７は、図１の矢印付き曲線１１３で示すような上下方向にぶれた移動軌跡を描く。しかも、作業者Ｗの頭の動きに伴って、撮像部１０７の向きもピッチ方向（上下方向）１１５およびヨー方向（左右方向）１１７に変動する。従って、撮像部１０７の二次元受光面上における発光部１０３の位置は、同じ場所には投影されず、大きく変動する傾向がある。

図３は、撮像部１０７の二次元受光面上における発光部１０３の時系列な投影位置の変位（作業者Ｗの頭部の時系列的な動き）を模式的に表す説明図である。撮像部１０７の二次元受光面３０１上における発光部１０３の投影位置は、作業者Ｗの動きに伴って、例えば図３に示すように、ビット列番号Ａ０１に係る投影位置３０３から、ビット列番号Ａ１４に係る投影位置３０５へと、図３の矢印付き曲線３０７で示すような上下方向にぶれた移動軌跡を描く。
なお、図３に示す撮像部１０７の二次元受光面３０１上には、発光部１０３が点灯状態にある場合の投影位置のみが表されており、発光部１０３が消灯状態にある場合の投影位置は表されていない。発光部１０３が消灯状態にある場合は、撮像部１０７の二次元受光面３０１上に発光部１０３が投影されないからである。

ここで、時々刻々とその位置を変える移動体側の発光部１０３を追跡するためには、発光部１０３の投影位置（時刻）での光強度をそれぞれ検出しなければならない。発光部１０３が点灯状態を継続している場合（例えば、図３に示す撮像部１０７の二次元受光面３０１上に連なるビット列番号Ａ０１〜Ａ０４に係る投影位置を参照）は、連続するビット列番号のそれぞれに係る投影位置が相互に隣接している。このため、例えば、進行方向におけるビット列番号Ａ０１に係る投影位置の近傍に存在する発光点をビット列番号Ａ０２に係る投影位置とすることによって、発光部１０３の位置を追跡することができる。

ところが、動きベクトルを用いて発光部１０３の位置を予測する比較例に係る情報伝送システム１０１では、発光部１０３が消灯している（消灯により表されたビット情報を伝送している）期間は、受信装置１０９の撮像部１０７には何も映らない。仮に、この消灯期間（例えば、図３に示す撮像部１０７の二次元受光面３０１上におけるビット列番号Ａ０６とＡ１０間の空白期間３０９を参照）が長く続いた場合であって、受信装置１０９の位置が大きく移動したときには、受信装置１０９において、撮像部１０７で撮像した二次元画像上のどこに発光部１０３が位置しているのかを予測することが困難であった。

ここで、受信装置１０９が発光部１０３の位置を予測することが困難であるとは、比較例に係る情報伝送システム１０１において、移動体としての作業者Ｗを見失うことを意味する。また、この際において、作業者Ｗ（移動体）を見失った地点のそばに別の作業者Ｗ（移動体）が存在すると、その別の作業者Ｗ（移動体）を目標となる作業者Ｗ（移動体）と混同してしまうおそれがあったのである。

（本発明の第１実施形態に係る情報伝送システム４０１の概要）
次に、前記した比較例に係る情報伝送システム１０１が有する課題を解決する、本発明の第１実施形態に係る情報伝送システム４０１について、図４〜図１１を参照して説明する。
図４は、本発明の第１実施形態に係る情報伝送システム４０１の概要を表す機能ブロック図である。第１実施形態に係る情報伝送システム４０１は、図４に示すように、時系列順に並んだ光の強度変化に基づく発光パターンを伝送媒体４０７として伝送対象情報を発信する発信装置４０３と、発信装置４０３から発信されてきた発光パターンを受信して元の伝送対象情報を復元する受信装置４０５と、を備えて構成されている。発信装置４０３は、例えば作業者Ｗの作業スペースにおける壁面などに取り付けられる。受信装置４０５は、例えば作業者Ｗが頭部にかぶるヘルメットなどに取り付けられる。つまり、受信装置４０５は、移動体（作業者Ｗ）側に設けられる。

〔第１実施形態に係る発信装置４０３の概要〕
第１実施形態に係る発信装置４０３は、図４に示すように、識別情報記憶部４１１と、符号化部４１７と、発光制御部４１９と、発光部４２１とを備えて構成されている。
なお、第１実施形態に係る発信装置４０３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えた不図示のマイクロコンピュータ（以下“マイコン”という。）により構成される。このマイコンは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行し、符号化部４１７や発光制御部４１９などの各種機能部の実行制御を行うように機能する。

識別情報記憶部４１１は、発信装置４０３側の識別情報を記憶する機能を有する。発信装置４０３側の識別情報としては、例えば、発信装置４０３を一意に識別するための発信装置識別情報（以下、“発信装置ＩＤ”と省略する場合がある。）や、発信装置４０３に固有の放送情報などの、様々な情報を適宜採用することができる。本第１実施形態では、説明の簡素化のため、発信装置４０３側の識別情報として発信装置ＩＤを用いるケースを例示して説明する。

なお、符号化対象となる伝送対象情報４１３は、識別情報記憶部４１１に予め記憶させておいてもよいし、不図示の外部装置から通信回線４１４を介して入力してもよい。また、伝送対象情報４１３は、識別情報記憶部４１１に予め記憶させておいた識別情報と、外部装置から通信回線４１４を介して入力した情報とを組み合わせたものであってもよい。

符号化部４１７は、予め定められる符号化手順を用いた符号化が行われる符号化区間において、伝送対象情報４１３、および、移動体としての受信装置４０５を追跡するための追跡情報４１５を、発光部４２１を常時点灯し、かつ、前記常時点灯の際の光の強度を時系列的に変化させる複合発光パターンに符号化する機能を有する。

なお、追跡情報４１５としては、例えば、発光部４２１が有する光源（例えば、図５の発光ダイオード（ＬＥＤ）５０７参照）を常時点灯させるための様々な発光パターンを適宜採用することができる。本第１実施形態では、説明の簡素化のため、追跡情報４１５として、後記する暗灯に係る常時発光パターンを用いるケースを例示して説明する。

発光制御部４１９は、符号化部４１７で符号化された複合発光パターンに従って発光部４２１の発光制御を行う機能を有する。発光部４２１は、例えば、複合発光パターン生成回路５０１（図５参照）を含んで構成され、発光制御部４１９による複合発光パターンに係る発光制御指令に従って、後記するように、明灯もしくは暗灯のうちいずれかによる点灯または消灯を繰り返すように動作する。

ここで、発光部４２１に含まれる複合発光パターン生成回路５０１の構成について、図５を参照して説明する。図５は、発光部４２１に含まれる複合発光パターン生成回路５０１の回路図である。複合発光パターン生成回路５０１は、図５に示すように、直流電源５０３とアース端子５０５との間に、第１抵抗Ｒ１、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）５０７、第１スイッチＳＷ１および第２抵抗Ｒ２の並列回路５０９、並びに、第２スイッチＳＷ２を、順次直列接続して構成されている。

図５に示す複合発光パターン生成回路５０１によれば、第１および第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフ状態を組み合わせることによって、明るい点灯状態（明灯）、暗い点灯状態（暗灯）、および、消灯状態の三つのパターンを生成することができる。

〔第１実施形態に係る受信装置４０５の概要〕
第１実施形態に係る受信装置４０５は、図４に示すように、撮像部４３１と、発光パターン分離部４３３と、第１発光パターン取得部４３５と、第２発光パターン取得部４３７と、復元部４３９と、伝送対象情報出力部４４１と、を備えて構成されている。
なお、第１実施形態に係る受信装置４０５は、第１実施形態に係る発信装置４０３と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたマイコンにより構成される。このマイコンは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行し、発光パターン分離部４３３や復元部４３９などの各種機能部の実行制御を行うように機能する。

撮像部４３１は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの二次元受光面を有するイメージセンサによって構成される。撮像部４３１は、二次元受光面を介して所定の周期（例えば、毎秒４８０フレームなど）で取り込んだ発信装置４０３の発光部４２１を含む二次元画像をフレーム信号に変換し、変換した時系列のフレーム信号を不図示のフレームメモリに蓄える機能を有する。

発光パターン分離部４３３は、撮像部４３１の二次元受光面上に投影された複合発光パターンを、追跡情報に係る発光パターンおよび伝送対象情報に係る発光パターンにそれぞれ分離する機能を有する。第１発光パターン取得部４３５は、発光パターン分離部４３３で分離された追跡情報に係る発光パターンを取得する機能を有する。第２発光パターン取得部４３７は、発光パターン分離部４３３で分離された伝送対象情報に係る発光パターンを取得する機能を有する。

復元部４３９は、第２発光パターン取得部４３７で取得された伝送対象情報に係る発光パターン、および、第１発光パターン取得部４３５で取得された追跡情報に係る発光パターンのそれぞれに対し、前記符号化を解く解読手順を用いて、追跡情報および伝送対象情報を復元する機能を有する。復元部４３９で復元された伝送対象情報は、伝送対象情報出力部４４１へ送られる。伝送対象情報出力部４４１は、復元部４３９で復元された伝送対象情報を、通信回線４４３を介して外部装置などへ出力する。

〔第１実施形態に係る発信装置４０３の動作〕
次に、第１実施形態に係る発信装置４０３の動作について、図６〜図７を参照して説明する。図６は、第１実施形態に係る発信装置４０３の符号化部４１７で符号化された複合発光パターンを表す説明図である。
なお、第１実施形態に係る発信装置４０３の伝送対象情報（図６参照）は、比較例に係る発信装置１０５の伝送対象情報（図２参照）と同じ（“１１１１０１０００１１００１”に係る１４ビット長の符号化ビット列データ）である。また、第１実施形態に係る発信装置４０３の複合発光パターンにおいて、比較例に係る発信装置１０５の発光パターンと同様に、発光部４２１における発光色は単色である。

比較例に係る発信装置１０５の発光パターンでは、図２に示す符号化区間２０１において、発光部１０３の点灯状態（Ｈｉｇｈ）に対して符号“１”を割り当てる一方、消灯状態（Ｌｏｗ）に対して符号“０”を割り当てることにより、発信装置ＩＤを符号化した。

これに対し、第１実施形態に係る発信装置４０３の複合発光パターンでは、図６に示す符号化区間６０１において、発光部４２１が明るく点灯（明灯；図６の例えば符号６０３参照）している明灯状態に対して符号“１”を割り当てる一方、発光部４２１が暗く点灯（暗灯；図６の例えば符号６０５参照）している暗灯状態に対して符号“０”を割り当てる。そして、符号化区間６０１を除く区間では、発光部４２１を消灯状態にしている。

要するに、第１実施形態に係る発信装置４０３の複合発光パターンでは、図６に示すように、消灯すると移動体側の受信装置４０５の追跡に支障を生じる符号化区間６０１においては、少なくとも暗灯での常時点灯状態を維持することによって、移動体の追跡を確実に行えるようにしている。
なお、暗灯に係る光強度は、移動体側の受信装置４０５の追跡に支障を生じることのないように設定される。追跡用の暗灯での常時点灯状態をせっかく設けたのに、これが移動体の追跡用途に役立たないのでは本末転倒だからである。

次に、第１実施形態に係る発信装置４０３の処理の流れについて、図７を参照して説明する。図７は、第１実施形態に係る発信装置４０３の処理の流れを表すフローチャート図である。図７の発信処理は、例えば、原子力発電所の原子炉建屋（不図示）において、原子炉（不図示）の点検作業を開始するために、原子炉建屋内に作業者Ｗが入ったときに開始される。

図７に示すステップＳ７０１において、符号化部４１７は、伝送対象情報４１３および追跡情報４１５を読み込む。

ステップＳ７０２において、符号化部４１７は、伝送対象情報４１３を符号化する際の処理中のビット列番号がｎビット目である旨を表す符号化カウンタの値ｎを“０”に初期化する。
なお、以下の説明において、図６に示すように、ｎビット目のビット列番号を“Ａｎ”と表記する。

ステップＳ７０３において、符号化部４１７は、符号化カウンタの値ｎをインクリメントする。

ステップＳ７０４において、符号化部４１７は、伝送対象情報４１３を符号化したときのｎビット目のビット列番号（Ａｎ）が“１”か否かを判定する。

ステップＳ７０４の判定の結果、ｎビット目のビット列番号（Ａｎ）が“１”である旨の判定が下された場合（ステップＳ７０４の“Ｙｅｓ”）、発光制御部４１９は、図５に示す発光部４２１に含まれる複合発光パターン生成回路５０１の第１スイッチＳＷ１をオンすると共に、第２スイッチＳＷ２をオンするように動作制御を行う。この動作制御を行った状態では、ＬＥＤ５０７に流れる電流の大きさは、第１抵抗Ｒ１の電圧降下分しか制限されない。これが明灯状態である。

一方、ステップＳ７０４の判定の結果、ｎビット目のビット列番号（Ａｎ）が“０”である旨の判定が下された場合（ステップＳ７０４の“Ｎｏ”）、発光制御部４１９は、図５に示す発光部４２１に含まれる複合発光パターン生成回路５０１の第１スイッチＳＷ１をオフすると共に、第２スイッチＳＷ２をオンするように動作制御を行う。この動作制御を行った状態では、ＬＥＤ５０７に流れる電流の大きさは、第１抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２の電圧降下分だけ制限される。これが暗灯状態である。

ステップＳ７０７において、符号化部４１７および発光制御部４１９は、所定時間だけ待機する。この待機によって、ステップＳ７０５またはＳ７０６の点灯状態は、予め設定された所定時間だけ保持される。

ステップＳ７０８において、符号化部４１７は、符号化カウンタの値ｎを調べて、ｎが最終ビット（ｎ＝１４）に到達しているか否かを判定する。

ステップＳ７０８の判定の結果、ｎが最終ビット（伝送対象情報用に予め定められるビット長であって、本第１実施形態ではｎ＝１４）に到達していない旨の判定が下された場合（ステップＳ７０８の“Ｎｏ”）、発信装置４０３は、処理の流れをステップＳ７０３へ戻し、以下の処理を順次行わせる。

一方、ステップＳ７０８の判定の結果、ｎが最終ビット（ｎ＝１４）に到達している旨の判定が下された場合（ステップＳ７０８の“Ｙｅｓ”）、ステップＳ７０９において、発光制御部４１９は、図５に示す発光部４２１に含まれる複合発光パターン生成回路５０１の第２スイッチＳＷ２をオフするように動作制御を行う。この動作制御を行った状態では、ＬＥＤ５０７には電流が流れない。これが消灯状態である。

ステップＳ７１０において、符号化部４１７および発光制御部４１９は、所定時間待機する。この待機によって、ステップＳ７０９の消灯状態は、前記の所定時間が経過するまで保持される。
この待機時間の経過後に、発信装置４０３は、処理の流れをステップＳ７０２へ戻し、伝送対象情報（発信装置ＩＤ）４１３を繰り返し再送するために、以下の処理を順次行わせる。

〔第１実施形態に係る受信装置４０５の動作〕
次に、第１実施形態に係る受信装置４０５の動作について、図８を参照して説明する。図８は、第１実施形態に係る受信装置４０５の処理の流れを表すフローチャート図である。図８の受信処理は、図７の送信処理と同様に、原子力発電所の原子炉建屋において、原子炉の点検作業を開始するために、原子炉建屋内に作業者Ｗが入ったときに開始される。

図８に示すステップＳ８０１において、発光パターン分離部４３３は、発光領域の存否を監視する。この監視は、発光パターン分離部４３３において、撮像部４３１のフレームメモリから読み出した最初フレームの画像の光強度を、追跡情報に係る発光パターンの存否を検出するための追跡情報用しきい値ＴＨ−Ｌ（図６参照）を用いて２値化することにより行われる。具体的には、発光パターン分離部４３３は、最初フレームの画像の光強度が追跡情報用しきい値ＴＨ−Ｌを超える画像の領域を、発光領域として抽出する。
発光領域が抽出された場合、発光パターン分離部４３３は、抽出された発光領域を、ラベリング処理を用いてラベル化し、ラベル化した発光領域を、ラベル識別番号に対応付けて登録する。
ステップＳ８０１の監視は、原子炉建屋内に作業者Ｗが存在している限り、発光領域の存在が検出されるまで繰り返される。

ステップＳ８０１の監視中に、最初フレームの画像中の光強度が追跡情報用しきい値ＴＨ−Ｌを超える発光領域が抽出されると、ステップＳ８０２において、復元部４３９は、伝送対象情報４１３を復元する際の処理中のビット列番号を表す復元カウンタの値ｍを“１”に初期化する。また、発光パターン分離部４３３は、ステップＳ８０１で抽出された発光領域に関するデータ（追跡情報に係る発光パターン）を、第２発光パターン取得部４３７へと送る。これにより、第２発光パターン取得部４３７は、追跡情報に係る発光パターンのデータを取得することができる。

ステップＳ８０３において、発光パターン分離部４３３は、ステップＳ８０１で抽出されて登録された発光領域の画像を対象として、さらに、伝送対象情報用しきい値ＴＨ−Ｈ（図６参照）を用いて２値化処理を行う。伝送対象情報用しきい値ＴＨ−Ｈは、発光領域に対応する発光部４２１の点灯状態が、明灯または暗灯のうちいずれであるのかを検出するために用いられる。ステップＳ８０３の処理によって、発光パターン分離部４３３は、ステップＳ８０１で抽出された発光領域に対応する発光部４２１の点灯状態（伝送対象情報に係る発光パターン）が、明灯または暗灯のうちいずれであるのかを検出することができる。
なお、ステップＳ８０３の２値化処理によって時々刻々と検出される情報であって、ステップＳ８０１で抽出された発光領域に対応する発光部４２１の点灯状態が明灯または暗灯のうちいずれであるのかに関する情報は、伝送対象情報として、発光パターン分離部４３３から、第２発光パターン取得部４３７へと送られる。

ステップＳ８０４において、復元部４３９は、第２発光パターン取得部４３７で取得された伝送対象情報に係る発光パターンに対し、前記符号化を解く解読手順を用いて、伝送対象情報を復元する。
具体的には、復元部４３９は、ステップＳ８０３の２値化処理後において、ステップＳ８０１で抽出されて登録された発光領域の画像に関する光強度が、伝送対象情報用しきい値ＴＨ−Ｈを超える場合、（ｍ＝１）ビット目の伝送対象情報に係る信号を“１”（Ａ１＝１；ただし、“Ａｍ”はｍビット目のビット列番号を意味し、以下、同様とする。）と判定する一方、前記発光領域の画像に関する光強度が、伝送対象情報用しきい値ＴＨ−Ｈ以下の場合、（ｍ＝１）ビット目の伝送対象情報に係る信号を“０”（Ａ１＝０）と判定する。こうして復元された伝送対象情報は、復元部４３９が有する不図示の伝送対象情報メモリに蓄積される。
なお、復元部４３９は、第１発光パターン取得部４３５で取得された追跡情報に係る発光パターンに対し、前記符号化を解く解読手順を用いて、追跡情報を復元する。図６に示す例の場合、復元部４３９は、少なくとも暗灯を常時発光させる旨を追跡情報として復元する。

ステップＳ８０５において、発光パターン分離部４３３は、最初フレームに時系列的に連なる次フレームの画像を、撮像部４３１のフレームメモリから読み込む。また、復元部４３９は、復元カウンタの値ｍをインクリメントする。

ステップＳ８０６において、発光パターン分離部４３３は、ステップＳ８０５で読み込んだ次フレームの画像の光強度を、追跡情報検出用しきい値ＴＨ−Ｌを用いて２値化する。具体的には、発光パターン分離部４３３は、次フレームの画像の光強度が追跡情報検出用しきい値ＴＨ−Ｌを超える画像の領域を、発光領域として抽出する。
発光領域が抽出された場合、発光パターン分離部４３３は、抽出された発光領域を、ラベリング処理を用いてラベル化し、ラベル化した発光領域を、ラベル識別番号に対応付けて登録する。

また、ステップＳ８０６において、発光パターン分離部４３３は、次フレームの画像中であって、前フレームで抽出された発光領域の近傍に、他の発光領域が存在するか否かを調べる。この調査は、例えば、前フレームの画像と次フレームの画像とを重ね合わせた複合画像を生成し、この複合画像を用いて、前フレームで抽出された発光領域を中心として、所定の範囲以内に存在する他の発光領域を抽出することによって行う。

ステップＳ８０６の調査の結果、次フレームの画像中であって、前フレームで抽出された発光領域の近傍に、他の発光領域が存在する旨の調査結果が得られた場合、ステップＳ８０７において、発光パターン分離部４３３は、さらに、伝送対象情報用しきい値ＴＨ−Ｈを用いて２値化処理を行う。ステップＳ８０７の処理によって、発光パターン分離部４３３は、ステップＳ８０６で抽出されて登録された他の発光領域に対応する発光部４２１の点灯状態（伝送対象情報に係る発光パターン）が、明灯または暗灯のうちいずれであるのかを検出することができる。

ステップＳ８０８において、復元部４３９は、ステップＳ８０７の２値化処理後において、ステップＳ８０６で抽出されて登録された他の発光領域の画像に関する光強度が、伝送対象情報用しきい値ＴＨ−Ｈを超える場合、（ｍ＝ｍ＋１）ビット目の伝送対象情報に係る信号を“１”（Ａｍ＝１）と判定する一方、前記他の発光領域の画像に関する光強度が、伝送対象情報用しきい値ＴＨ−Ｈ以下の場合、（ｍ＝１）ビット目の伝送対象情報に係る信号を“０”（Ａｍ＝０）と判定する。

ステップＳ８０９において、復元部４３９は、復元カウンタの値ｍを調べて、ｍが最終ビット（ｍ＝１４）に到達しているか否かを判定する。

ステップＳ８０９の判定の結果、ｍが最終ビット（伝送対象情報用に予め定められるビット長であって、本第１実施形態ではｍ＝１４）に到達していない旨の判定が下された場合（ステップＳ８０９の“Ｎｏ”）、受信装置４０５は、処理の流れをステップＳ８０５へ戻し、以下の処理を順次行わせる。

一方、ステップＳ８０９の判定の結果、ｍが最終ビット（ｍ＝１４）に到達している旨の判定が下された場合（ステップＳ８０９の“Ｙｅｓ”）、ステップＳ８１０において、発光パターン分離部４３３は、次フレームの画像の光強度を、追跡情報検出用しきい値ＴＨ−Ｌを用いて２値化する。具体的には、発光パターン分離部４３３は、次フレームの画像の光強度が追跡情報検出用しきい値ＴＨ−Ｌを超える画像の領域を、発光領域として抽出する。
発光領域が抽出された場合、発光パターン分離部４３３は、抽出された発光領域を、ラベリング処理を用いてラベル化し、ラベル化した発光領域を、ラベル識別番号に対応付けて登録する。

また、ステップＳ８１０において、発光パターン分離部４３３は、次フレームの画像中であって、前フレームで抽出された発光領域の近傍に、他の発光領域が存在するか否かを調べる。この調査は、ステップＳ８０６と同様に、前フレームの画像と次フレームの画像とを重ね合わせた複合画像を生成し、この複合画像を用いて、前フレームで抽出された発光領域を中心として、所定の範囲以内に存在する他の発光領域を抽出することによって行うことができる。

ステップＳ８１０の調査の結果、次フレームの画像中であって、前フレームで抽出された発光領域の近傍に、他の発光領域が存在しない旨の調査結果が得られた場合、つまり、符号化区間６０１の範囲内において発光領域が正常に収束している場合、ステップＳ８１１において、伝送対象情報出力部４４１は、復元部４３９が有する伝送対象情報メモリに蓄積された伝送対象情報を読み出して、読み出した伝送対象情報を、通信回線４４３を介して外部装置などへ出力する。
その後、受信装置４０５は、処理の流れを最初のステップＳ８０１へ戻し、以下の処理を順次行わせる。

一方、ステップＳ８１０の調査の結果、次フレームの画像中であって、前フレームで抽出された発光領域の近傍に、他の発光領域が存在する旨の調査結果が得られた場合、つまり、符号化区間６０１の範囲外にまで発光領域が存在している場合、ステップＳ８１２において、受信装置４０５は、本第１実施形態で定められたビット長（１４ビット）を超えるビット長のデータを伝送している発光部の画像、または、常時点灯の発光部の画像を誤って受信したとみなして誤受信エラー出力を行う。
その後、受信装置４０５は、処理の流れを最初のステップＳ８０１へ戻し、以下の処理を順次行わせる。

そして、ステップＳ８０６の調査の結果、次フレームの画像中であって、前フレームで抽出された発光領域の近傍に、他の発光領域が存在しない旨の調査結果が得られた場合、つまり、ステップＳ８０１で抽出されて登録された発光領域は、例えば２値化誤差などによって誤って抽出された領域であるとみなして発光領域誤抽出エラー出力を行う。
その後、受信装置４０５は、処理の流れを最初のステップＳ８０１へ戻し、以下の処理を順次行わせる。

（本発明の第１実施形態に係る情報伝送システム４０１が奏する作用効果）
次に、本発明の第１実施形態に係る情報伝送システム４０１が奏する作用効果について、図９，図１０を参照して説明する。図９は、第１実施形態に係る撮像部４３１を用いて撮像して時系列順に並べた複数のフレーム画像であって、追跡情報用しきい値ＴＨ−Ｌを用いて２値化後のフレーム画像を重ね合わせた発光領域を表す説明図である。図１０は、図９に表す発光領域を、伝送対象情報用しきい値ＴＨ−Ｈを用いて２値化した画像を表す説明図である。

比較例に係る情報伝送システム１０１では、図３に示すように、時系列順に並んだ光の強度変化に係る符号化ビット列データを、符号化に係るしきい値ＴＨ０を用いて２値化すると、しきい値ＴＨ０以下の光強度（消灯）を有するビット列番号Ａ０５，Ａ０７，Ａ０８，Ａ０９，Ａ１２，Ａ１３に係る画像が、符号化ビット列データの画像から歯抜け状に消えてしまうため、発光部１０３の追跡を難しくしていた。

第１実施形態に係る情報伝送システム４０１では、発信装置４０３は、予め定められる符号化手順を用いた符号化が行われる符号化区間において、伝送対象情報、および、受信装置（移動体としての作業者Ｗに設けられる）４０５を追跡するための追跡情報を、発光部４２１を常時点灯し、かつ、前記常時点灯の際の光の強度を時系列的に変化させる複合発光パターンに符号化する符号化部４１７と、符号化部４１７で符号化された複合発光パターンに従って発光部４２１の発光制御を行う発光制御部４１９とを備える構成を採用した。

第１実施形態に係る情報伝送システム４０１によれば、図９に示すように、符号化が行われる符号化区間９０１において、撮像部４３１の二次元受光面９０３上に連なるビット列番号Ａ０１〜Ａ１４に係る位置９０５には、常時点灯する発光部４２１の画像が連続して投影されるため、発光部４２１を見失うことなく確実に追跡することができる。

なお、受信装置４０５が発光部４２１を見失うことなく確実に追跡することができるとは、発信装置４０３側から視ると、第１実施形態に係る情報伝送システム４０１において、移動体としての作業者Ｗに設けられる受信装置４０５を見失うことなく確実に追跡することができることを意味する。
従って、第１実施形態に係る情報伝送システム４０１によれば、移動体を見失うことなく確実に追跡することができる。

また、図１０に示すように、符号化が行われる符号化区間１００１において、撮像部４３１の二次元受光面１００３上に連なるビット列番号Ａ０１〜Ａ１４に係る位置のうち、図１０中の実線丸印で示す位置１００５には、明灯状態の発光部４２１の画像が投影される一方、図１０中の破線丸印で示す位置１００７には、暗灯状態の発光部４２１の画像が投影されるため、移動体を見失うことなく確実に追跡することができると共に、伝送対象情報を確実に伝送することができる。

なお、第１実施形態に係る情報伝送システム４０１では、発光部４２１が有する光源として、ＬＥＤ５０７を採用している。また、図６に示す例では、符合化区間６０１を除く区間では、発光部４２１が有するＬＥＤ５０７は消灯している。そのため、ＬＥＤ固有の問題として、照度の低下やちらつきの原因になるおそれがある。

そこで、第１実施形態の変形例として、符号化部４１７で符号化される複合発光パターンを、図１１に示すように、照度の低下やちらつきの改善を考慮したものに改良してもよい。図１１は、第１実施形態の変形例に係る情報伝送システムの符号化部で符号化される複合発光パターンを表す説明図である。

第１実施形態の変形例に係る複合発光パターン４０１では、図１１に示すように、符合化区間１１０１を挟む時間軸上の前後に、符合化区間１１０１に係る符号化ビット列データの区切り位置を表現するための消灯区間（例えば、１ビット長）１１０３，１１０５を設けている。消灯区間１１０３における時間軸上の前側、および、消灯区間１１０５における時間軸上の後ろ側には、それぞれ明灯区間１１０７，１１０９を設けている。復元は、最初の消灯区間１１０３を検出したとき、その次のフレーム画像を最初のビット列番号に係るものとし、以後、図８に示す受信装置４０５側の処理の流れと同様の処理を行えばよい。

第１実施形態の変形例に係る情報伝送システム４０１によれば、発光部４２１がＬＥＤ５０７を有して構成される場合であっても、照度の低下やちらつきを抑えることができる。

また、撮像部４３１がフレーム画像を取り込む周期を表すフレームレートは、例えば、毎秒４８０フレームなどの、動画像において常用される毎秒３０フレーム程度と比べて高いフレームレートを採用するのが好ましい。こうした高いフレームレートの撮像部４３１を採用した場合、仮に、発光部４２１の点滅周期を短く（例えば、毎秒２００回程度）したとしても、この発光部４２１の点滅を正確に検出することができる。
なお、ヒトの目のちらつきの感知限界はおよそ５０Ｈｚ〜６０Ｈｚであるため、前記のように発光部４２１の点滅周期を短く（例えば、毎秒２００回程度）した場合、ちらつきを感じることのない照明を兼ねた情報伝送システムを実現することができる。

（本発明の第２実施形態に係る情報伝送システム４０１の概要）
次に、本発明の第２実施形態に係る情報伝送システム４０１について、図１２および図１３を参照して説明する。
第１実施形態に係る情報伝送システム４０１では、図４および図６に示すように、符号化部４１７は、所定の符号化手順を用いた符号化が行われる符号化区間６０１において、伝送対象情報４１３、および、追跡情報４１５を、発光部４２１を常時点灯し、かつ、前記常時点灯の際の光の強度を時系列的に変化させる複合発光パターンに符号化する構成を採用した。

これに対し、本第２実施形態に係る情報伝送システム４０１では、発光部４２１は、相互に異なる複数の色の光を発光する機能を有し、撮像部４３１は、複数の色の光のそれぞれに感度を有し、符号化部４１７は、図１３に示すように、所定の符号化手順を用いた符号化が行われる符号化区間１３０１において、伝送対象情報４１３、および、追跡情報４１５を、発光部４２１を常時点灯し、かつ、前記常時点灯の際の光の強度および色の組み合わせを時系列的に変化させる複合発光パターンに符号化する構成を採用した。

要するに、本第２実施形態に係る情報伝送システム４０１では、発光部４２１は、相互に異なる複数の色の光を発光する機能を有する点、撮像部４３１は、相互に異なる複数の色の光を識別して受光する機能を有する点、並びに、伝送対象情報４１３、および、追跡情報４１５を複合発光パターンに符号化する際に、光の強度および色の組み合わせを時系列的に変化させる点が、第１実施形態に係る情報伝送システム４０１と比べて相違している。

ただし、前記の相違点以外の部分（図４に示す情報伝送システムの機能ブロック構成など）については、第１および第２実施形態間で共通である。そこで、第２実施形態に係る情報伝送システムに付す符号として、第１実施形態に係る情報伝送システムの符号“４０１”を共用すると共に、前記の相違点を中心に説明を進めることとする。

図１２は、第２実施形態に係る情報伝送システム４０１において、発光部４２１の構成例を表す説明図である。
第２実施形態に係る情報伝送システム４０１において、発光部４２１は、図１２に示すように、ＬＥＤパッケージ１２０１を備えて構成されている。このＬＥＤパッケージ１２０１は、図１２に示すように、赤色光を発するＬＥＤ＿Ｒ１２０３と、緑色光を発するＬＥＤ＿Ｇ１２０５と、青色光を発するＬＥＤ＿Ｂ１２０７との光の三原色からなる各色のＬＥＤを、正三角形の頂点にそれぞれ配置して設けられている。

これらの三色のＬＥＤ＿Ｒ１２０３，ＬＥＤ＿Ｇ１２０５，ＬＥＤ＿Ｂ１２０７は、発光制御部４１９からの発光制御信号に従ってそれぞれオン／オフ制御される。これにより、ＬＥＤパッケージ１２０１は、三色のＬＥＤ＿Ｒ１２０３，ＬＥＤ＿Ｇ１２０５，ＬＥＤ＿Ｂ１２０７のオン／オフ制御に係る組み合わせに応じた色の光（ＬＥＤ＿Ｒ１２０３，ＬＥＤ＿Ｇ１２０５，ＬＥＤ＿Ｂ１２０７のすべてがオンの場合、白色の光）を発するように構成されている。

第２実施形態に係る情報伝送システム４０１において、撮像部４３１は、赤色Ｒ・緑色Ｇ・青色Ｂのそれぞれに固有の感度を有する３セットの撮像素子によって構成されている。説明の便宜上、これらをＲプレーン、Ｇプレーン、Ｂプレーンと呼ぶ。撮像部４３１は、各色のＲ・Ｇ・Ｂプレーン毎に光源に係る画像部分を抽出することによって、どの色のＬＥＤが点灯しているのかを判別することができる。

図１３（ａ）〜（ｅ）は、第２実施形態に係る情報伝送システム４０１において用いられる複合発光パターンの設定例を表す説明図である。図１３（ａ）は、ＬＥＤ＿Ｒ１２０３の発光パターン、図１３（ｂ）は、ＬＥＤ＿Ｇ１２０５の発光パターン、図１３（ｃ）は、ＬＥＤ＿Ｂ１２０７の発光パターン、図１３（ｄ）は、三色のＬＥＤ＿Ｒ１２０３，ＬＥＤ＿Ｇ１２０５，ＬＥＤ＿Ｂ１２０７の発光パターンに対してＯＲ演算後の複合発光パターン、図１３（ｅ）は、三色のＬＥＤ＿Ｒ１２０３，ＬＥＤ＿Ｇ１２０５，ＬＥＤ＿Ｂ１２０７の発光パターンに対してＡＮＤ演算後の複合発光パターンをそれぞれ表す。
伝送対象情報としては、図１３に示すように、“０００１１１０１０１０１０１”に係る１４ビット長の符号化ビット列データを用いる。

〔第２実施形態に係る情報伝送システム４０１の動作〕
はじめに、伝送対象情報の符号化および伝送について説明する。第２実施形態に係る情報伝送システム４０１において、発信装置４０３による伝送対象情報の符号化および伝送は、図１３（ａ）〜（ｃ）の矢印で示すように、各色のＬＥＤ＿Ｒ１２０３，ＬＥＤ＿Ｇ１２０５，ＬＥＤ＿Ｂ１２０７を順番に用いて行われる。

先頭のビット列番号“Ａ０１”において、伝送対象情報に係る符号“０”を、ＬＥＤ＿Ｒ１２０３の消灯（ＬＥＤ＿Ｇ１２０５、および、ＬＥＤ＿Ｂ１２０７は点灯）に関する複合発光パターンによって伝送する。

次に、ビット列番号“Ａ０２”において、伝送対象情報に係る符号“０”を、ＬＥＤ＿Ｇ１２０５の消灯（ＬＥＤ＿Ｒ１２０３、および、ＬＥＤ＿Ｂ１２０７は点灯）に関する複合発光パターンによって伝送する。

次に、ビット列番号“Ａ０３”において、伝送対象情報に係る符号“０”を、ＬＥＤ＿Ｂ１２０７の消灯（ＬＥＤ＿Ｒ１２０３、および、ＬＥＤ＿Ｇ１２０５は点灯）に関する複合発光パターンによって伝送する。

次に、ビット列番号“Ａ０４”において、伝送対象情報に係る符号“１”を、ＬＥＤ＿Ｒ１２０３の点灯（ＬＥＤ＿Ｇ１２０５、および、ＬＥＤ＿Ｂ１２０７も点灯）に関する複合発光パターンによって伝送する。

次に、ビット列番号“Ａ０５”において、伝送対象情報に係る符号“１”を、ＬＥＤ＿Ｇ１２０５の点灯（ＬＥＤ＿Ｒ１２０３、および、ＬＥＤ＿Ｂ１２０７も点灯）に関する複合発光パターンによって伝送する。

次に、ビット列番号“Ａ０６”において、伝送対象情報に係る符号“１”を、ＬＥＤ＿Ｂ１２０７の点灯（ＬＥＤ＿Ｒ１２０３、および、ＬＥＤ＿Ｇ１２０５も点灯）に関する複合発光パターンによって伝送する。

以下、前記と同様の手順を用いて、伝送対象情報の符号化および伝送を繰り返し行う。この手順は、最終のビット列番号“Ａ１４”において、伝送対象情報に係る符号“１”を、ＬＥＤ＿Ｇ１２０５の点灯（ＬＥＤ＿Ｒ１２０３、および、ＬＥＤ＿Ｂ１２０７も点灯）に関する複合発光パターンによって伝送が完了するまで繰り返される。

次に、追跡情報の符号化および伝送について説明する。第２実施形態に係る情報伝送システム４０１において、追跡情報の符号化および伝送は、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ａ０１〜Ａ１４にわたるすべてのビット列番号に係るタイミングに関し、三色のＬＥＤ＿Ｒ１２０３，ＬＥＤ＿Ｇ１２０５，ＬＥＤ＿Ｂ１２０７のうち、少なくともひとつのＬＥＤを点灯させることによって行われる。

一方、追跡情報の受信装置４０５側では、Ａ０１〜Ａ１４にわたるすべてのビット列番号に係るタイミングの画像をそれぞれ少なくとも１フレーム分以上（好ましくは複数フレーム分）含むように、撮像部４３１によってＬＥＤパッケージ（光源）１２０１のフレーム画像を撮像する。次いで、撮像部４３１では、Ｒ・Ｇ・Ｂの各プレーン毎の光源に係る画像部分を抽出し、抽出した部分に２値化処理を施すことによって、Ｒ・Ｇ・Ｂのうちどの色の光源が点灯しているのかに係る判別が行われる。次に、Ａ０１〜Ａ１４にわたるすべてのビット列番号に係る個々のタイミングにおいて、第１パターン取得部４３５は、Ｒ・Ｇ・Ｂに係る光源の点灯判別結果に対して論理和演算（ＯＲ）を施す。その演算結果が図１３（ｄ）である。

追跡情報の受信装置４０５側では、Ｒ・Ｇ・Ｂに係る光源の点灯判別結果に対して論理和演算（ＯＲ）を施すことによって、図６の暗灯に係る光強度および図１３（ｄ）のＯＲ演算後に係る光強度を対比して示すように、符合化区間に係る符号化ビット列データの値はすべて“１”となる。従って、第２実施形態に係る受信装置４０５によれば、第１実施形態と同様に、追跡情報に係る発光パターンを忠実に復元することができる。

また、伝送対象情報の受信装置４０５側では、Ａ０１〜Ａ１４にわたるすべてのビット列番号に係るタイミングの画像をそれぞれ少なくとも１フレーム分以上（好ましくは複数フレーム分）含むように、撮像部４３１によってＬＥＤパッケージ（光源）１２０１のフレーム画像を撮像する。次いで、撮像部４３１では、Ｒ・Ｇ・Ｂの各プレーン毎の光源に係る画像部分を抽出し、抽出した部分に２値化処理を施すことによって、Ｒ・Ｇ・Ｂのうちどの色の光源が点灯しているのかに係る判別が行われる。次に、Ａ０１〜Ａ１４にわたるすべてのビット列番号に係る個々のタイミングにおいて、第１パターン取得部４３５は、Ｒ・Ｇ・Ｂに係る光源の点灯判別結果に対して論理積演算（ＡＮＤ）を施す。その演算結果が図１３（ｅ）である。

伝送対象情報の受信装置４０５側では、Ｒ・Ｇ・Ｂに係る光源の点灯判別結果に対して論理積演算（ＡＮＤ）を施すことによって、図６の明灯に係る光強度および図１３（ｅ）のＡＮＤ演算後に係る光強度を対比して示すように、符合化区間に係る符号化ビット列データの値は、伝送対象情報に従うものとなる。従って、第２実施形態に係る受信装置４０５によれば、第１実施形態と同様に、伝送対象情報に係る発光パターンを忠実に復元することができる。

なお、本第２実施形態では、相互に異なる複数の色の光を発光する発光部４２１の構成として、Ｒ／Ｇ／Ｂ三色のＬＥＤを一体に設けたＬＥＤパッケージ１２０１を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。
発光部４２１の構成として、少なくとも二色（色の種別は任意である）以上のＬＥＤなどの発光体を採用し、例えば、二色以上の発光体を順番に情報伝送用の光源として用い、受信装置４０５側では、各色に係る光源の点灯判別結果に対して、論理和演算（ＯＲ）を施すことにより追跡用の発光パターンを復元すると共に、論理積演算（ＡＮＤ）を施すことにより情報伝送用の発光パターンを復元することができる。
このように構成すれば、光源の追跡、および、伝送対象情報の復元を確実に行うことができる。

また、本第２実施形態の変形例として、第１の色に係る発光体（例えば、赤色）を常時点灯することによって追跡情報を符号化・伝送・復元すると共に、第２の色に係る発光体（例えば、青色）を点滅することによって伝送対象情報を符号化・伝送・復元する構成を採用してもよい。

なお、本第２実施形態に係る発光部４２１の構成としてＬＥＤを採用し、例えば、図１３に示す発光パターンを用いて追跡情報および伝送対象情報を符号化して伝送する場合には、図６に示す例と同様に、照度が低下したりちらつきが発生したりする。そこで、図１１と同様に、符号化区間１１０１を挟む時間軸上の前後に、符合化区間１１０１に係る符号化ビット列データの区切り位置を表現するための消灯区間（例えば、１ビット長）１１０３，１１０５を設けると共に、消灯区間１１０３における時間軸上の前側、および、消灯区間１１０５における時間軸上の後ろ側に、それぞれ明灯区間１１０７，１１０９を設ける構成を採用してもよい。

このように構成すれば、図１３（ｄ）に示すＯＲ演算後における発光部４２１の発光パターンは、符号化区間１３０１を挟む時間軸上の前後に生じる消灯区間（例えば、１ビット長）の値が“０”となり、その他の区間の値は全て“１”となる。復元は、最初の消灯区間を検出したとき、その次のフレーム画像を最初のビット列番号に係るものとし、以後、図８に示す受信装置４０５側の処理の流れと同様の処理を行えばよい。
従って、時間軸上での消灯時間が少なくなる結果として、照度の低下やちらつきの防止を確実に実現することができる。

（移動体位置検知装置１４００の概要）
次に、本発明の第１または第２実施形態に係る情報伝送システム４０１で復元された伝送対象情報を用いて、移動体としての作業者Ｗの位置を検知する移動体位置検知装置１４００について、図１４を参照して説明する。図１４は、周辺部の構成を含む移動体位置検知装置１４００の機能ブロック図である。

図１４に示すように、移動体位置検知装置１４００が適用される情報伝送システム１４３０では、移動体位置検知装置１４００に対して伝送対象情報（発信装置ＩＤ）を供給する３以上の発信装置が設けられている。図１４の例では、４つの発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７が、作業者Ｗの作業スペースである例えば原子力発電所の原子炉建屋の天井部（不図示）に設けられている。

４つの発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７のそれぞれには、各自を相互に識別可能とする発信装置ＩＤが付与されている。具体的には、発信装置１４０１には“Ａ”が、発信装置１４０３には“Ｂ”が、発信装置１４０５には“Ｃ”が、発信装置１４０７には“Ｄ”が、発信装置ＩＤとしてそれぞれ割り当てられている。

また、４つの発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７のそれぞれには、ＬＥＤ照明からなる発光部１４０２，１４０４，１４０６，１４０８が設けられている。

作業者Ｗが頭にかぶるヘルメットには、受信装置１４０９が取り付けられている。受信装置１４０９には、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの二次元受光面を有するイメージセンサよりなる撮像部１４１０が備えられている。
４つの発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７、および、受信装置１４０９により、情報伝送システム１４３０が構成されている。

受信装置１４０９には、通信線１４１１を介して移動体位置検知装置１４００が接続されている。これにより、４つの発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７から、受信装置１４０９宛に送信されてきた伝送対象情報（発信装置ＩＤ）は、通信線１４１１を介して移動体位置検知装置１４００宛に送信される。
なお、図１４では、受信装置１４０９と、移動体位置検知装置１４００とを別体に構成する例をあげて説明したが、受信装置１４０９と、移動体位置検知装置１４００とを一体に構成してもよい。

移動体位置検知装置１４００は、図１４に示すように、位置情報記憶部１４１３と、移動体位置検知部１４１５と、検知位置出力部１４１７とを備えて構成されている。位置情報記憶部１４１３は、４つの（３以上の）発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７のそれぞれに固有の発信装置ＩＤに関連づけて、取付位置情報を記憶する機能を有する。発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７の取付位置情報としては、三次元座標系からなる相対位置情報であってもよいし、絶対位置情報であってもよい。また、これら以外にも、発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７の取付位置を一意に特定することができる限り、いかなる情報であってもよい。

移動体位置検知部１４１５は、伝送対象情報のうち、４つの（３以上の）発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７側の発信装置ＩＤ（図１４の例では、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ）と、位置情報記憶部１４１３の記憶内容と、受信装置１４０９が備える撮像部１４１０の画角情報とに基づいて、移動体（作業者Ｗ）の位置を検知する機能を有する。

検知位置出力部１４１７は、移動体位置検知部１４１５で検知された移動体（作業者Ｗ）の位置に関するデータを、不図示の表示装置や外部装置へと出力する機能を有して構成される。

なお、４つの発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７、および、受信装置１４０９の構成については、第１または第２実施形態に係る情報伝送システム４０１で開示した発信装置４０３、受信装置４０５と同じである。

（移動体位置検知装置１４００の位置検知原理）
次に、移動体位置検知装置１４００の位置検知原理について、図１５を参照して説明する。図１５は、移動体位置検知装置１４００における移動体（作業者Ｗ）の位置検知原理に係る説明図である。

図１５に示す例では、発信装置ＩＤ：Ａの発信装置１４０１は三次元位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）に、発信装置ＩＤ：Ｂの発信装置１４０３は三次元位置座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）に、発信装置ＩＤ：Ｃの発信装置１４０５は三次元位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）に、発信装置ＩＤ：Ｄの発信装置１４０７は三次元位置座標（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｚｄ）に、それぞれ取り付けられている。これらの取付位置情報は、対応する発信装置ＩＤにそれぞれ対応付けて、位置情報記憶部１４１３に登録されている。

図１５は、４つの発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７の発光部１４０２，１４０４，１４０６，１４０８に係る照明画像が、受信装置１４０９における撮像部１４１０が有する二次元受光面１５００上に投影される様子を概念的に示している。
ただし、実際の撮像部１４１０では、二次元受光面１５００は、撮像部１４１０が有する不図示のレンズの背面側に設けられている。

撮像部１４１０を用いて４つの発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７をそれぞれ撮像すると、図１５に示すように、発信装置ＩＤ：Ａの発信装置１４０１は二次元受光面１５００上の二次元座標（Ｐｘａ，Ｐｙａ）に、発信装置ＩＤ：Ｂの発信装置１４０３は二次元座標（Ｐｘｂ，Ｐｙｂ）に、発信装置ＩＤ：Ｃの発信装置１４０５は二次元座標（Ｐｘｃ，Ｐｙｃ）に、発信装置ＩＤ：Ｄの発信装置１４０７は三次元位置座標（Ｐｘｄ，Ｐｙｄ）に、それぞれ投影される。

移動体位置検知装置１４００は、４つ（３以上）の発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７側の発信装置ＩＤ（Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ）を用いて、位置情報記憶部１４１３の記憶内容から、各発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７毎の三次元位置情報を読み出す。次に、移動体位置検知装置１４００は、各発信装置１４０１，１４０３，１４０５，１４０７毎の三次元位置情報、撮像部１４１０の二次元受光面１５００上に投影された発信装置側の二次元位置情報、および、撮像部１４１０の画角情報に基づいて、受信装置１４０９の撮像位置に係る情報（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）を求めることができる。
なお、受信装置１４０９は、移動体としての作業者Ｗに一体に取り付けられているため、移動体として取り扱うことができる。

ここで、受信装置１４０９の撮像位置（Ｐｘ，Ｐｙ）を元に撮影したカメラの位置座標（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）やその姿勢を求める手順は、コンピュータビジョンの分野で古くから扱われており、PnP(Perspective n-Points)問題と呼ばれている（例えば、大隈他、「拡張現実感システムのための画像からの実時間カメラ位置推定」、電子情報通信学会論文誌、D-II Vol.J82-D-II No.10 pp.1789-1792 1999年10月）。以下にPnP問題の処理の概要を述べる。

まず、撮像位置（Ｐｘ，Ｐｙ）より撮影したカメラの位置座標（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）を求める処理を説明する前に、発信装置１４０１がカメラの位置座標（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）に置かれた二次元受光面１５００へ投影される過程を説明する（カメラが二次元受光素子（フィルム）に画像を投影する過程に相当）。

発信装置１４０１の座標値（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）は、実世界基準座標系における座標値である。これを、カメラの位置座標（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）に原点を置きカメラの視点方向をＺ軸としたカメラ座標系を基準とした座標系に変換する。この処理はつまり、カメラ位置より発信装置を見渡した座標系である。なお、この状態ではまだ３次元である。この座標系における発信装置の座標値を、カメラの画角を考慮し透視変換（遠くの物が小さく見える変換）する。これにより、受信装置が二次元受光面１５００へ投影される。

撮像位置（Ｐｘ，Ｐｙ）より撮影したカメラの位置座標（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）を求める操作は、二次元受光面へ変換した手法の逆の処理を行う。概念的には、透視変換の逆演算を行う。すなわち、カメラ座標系へ変換すると共に、実世界基準座標系における発信装置の位置とカメラ座標系で観測される発信装置の位置が一致するようにカメラの平行移動量および姿勢角を繰り返し演算する。これにより、カメラ座標系の原点の位置座標（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）およびその姿勢角を求めることができることになる。

（移動体位置検知装置１４００の効果）
移動体位置検知装置１４００によれば、受信装置（移動体Ｗ）１４０９の現在位置を検知することができる。

なお、移動体位置検知装置１４００は、例えば、原子力発電所の原子炉建屋内において、原子炉設備の維持点検作業などを行う作業者Ｗの、居場所管理の用途に用いて好適である。原子力発電所の原子炉建屋内は、窓がないコンクリート製の遮蔽空間であって、金属製の構成物が多く設けられている。こうした環境では、不図示の監視装置側と作業者Ｗとの間の情報通信を、電波を媒体として用いて行った場合、電波の干渉により情報通信に支障を生じがちであった。

この点、光の強度を伝送媒体として用いる、本発明に係る移動体位置検知装置１４００によれば、電波の干渉により情報通信に支障を生じることなしに、作業者Ｗ（移動体）の居場所に関する情報を確実に伝送すると共に、作業者Ｗ（移動体）の居場所を実時間で正確に求めることができる。

前記の手順により求めた作業者Ｗ（移動体）の居場所情報を、作業スペースにおける設備品の設置場所に重ねて適用すると、設備品と作業者Ｗ（移動体）との間の干渉の有無を把握することができる。したがって、この干渉の有無に関する情報を作業者Ｗ（移動体）へ与えることにより、作業者Ｗ（移動体）に対する設備品への干渉に関し、例えば、“頭部がパイプに当たります。ご注意ください。”などといったような注意を喚起することができる。

（変形例に係る移動体位置検知装置１６００の概要）
次に、変形例に係る移動体位置検知装置１６００について、図１６を参照して説明する。図１６は、変形例に係る移動体位置検知装置１６００の概要を表す説明図である。

変形例に係る移動体位置検知装置１６００が適用される情報伝送システム１６３０は、図１６に示すように、図１４に示す移動体位置検知装置１４００が適用される情報伝送システム１４３０とは逆に、受信装置１６０１が、作業者Ｗの作業スペースである原子力発電所の原子炉建屋の天井部に固定される一方、４つの発信装置１６０３，１６０５，１６０７，１６０９が、作業者Ｗのヘルメットに取り付けられている。

変形例に係る移動体位置検知装置１６００には、受信装置１６０１の取付場所に係る三次元位置情報を予め登録しておくと共に、受信装置１６０１が備える撮像部１６０２の画角や向いている方向も予め設定し登録しておく。

変形例に係る移動体位置検知装置１６００によれば、図１４に示す移動体位置検知装置１４００とは異なる交点計算を行うことにより、発信装置（移動体Ｗ）１６０３〜１６０９の現在位置を検知することができる。

ここで、交点計算に係る手順は次の通りである。前提として、受信装置１６０１の位置、その姿勢角、画角、作業者が居る床面、および、作業者の身長が既知であるとする。この場合、受信装置１６０１の中心位置と、二次元受光面に映った作業者の位置を表すＩＤの点灯位置とを結ぶ直線を延長すると、その延長線上に作業者が居ることになる。さらに、作業者は床面に立位の状態で移動しているという条件を与えると、床面に平行で床面から身長分だけかさ上げした平面と延長線との交点は、作業者の実世界基準座標系上での位置を表すことになる。この原理を用いて、作業員の位置を検知することができる。
なお、交点計算に基づく本位置検知手法は、カメラ１台で作業員の位置を検出するために、作業員が立位の状態で居るという条件を与えたが、ステレオカメラなどのように複数のカメラを用いて位置検知を行えば、作業員の姿勢の制約条件は不要である。

［その他の実施形態］
以上説明した実施形態は、本発明に係る具現化の例を示したものである。従って、本実施形態の記載事項によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。

具体的には、例えば、第１および第２実施形態に係る情報伝送システム４０１の説明において、発信装置４０３を固定して設ける一方、受信装置４０５を移動体側に設ける例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。これとは逆に、発信装置４０３を移動体側に設ける一方、受信装置４０５を固定して設ける情報伝送システム４０１の態様も、本発明の技術的範囲に包含される。

４０１ 第１実施形態に係る情報伝送システム、第２実施形態に係る情報伝送システム
４０３ 発信装置
４０５ 受信装置
４１３ 伝送対象情報
４１５ 追跡情報
４１７ 符号化部
４１９ 発光制御部
４２１ 発光部
４３１ 撮像部
４３３ 発光パターン分離部
４３５ 第１発光パターン取得部
４３７ 第２発光パターン取得部
４３９ 復元部
４４１ 伝送対象情報出力部
１４００ 移動体検知装置
１４０１，１４０３，１４０５，１４０７ 発信装置
１４０２，１４０４，１４０６，１４０８ 発光部
１４０９ 受信装置
１４１０ 撮像部
１４１３ 位置情報記憶部
１４１５ 位置検知部
１４１７ 検知位置出力部
１４３０ 情報伝送システム
１５００ 二次元受光面
１６００ 変形例に係る移動体検知装置
１６０１ 受信装置
１６０３，１６０５，１６０７，１６０９， 発信装置
１６３０ 情報伝送システム
ＴＨ−Ｌ 第一のしきい値
ＴＨ−Ｈ 第二のしきい値

Claims (2)

1. 発光部を備える発信装置、および、二次元受光面を有する撮像部を備える受信装置を含み、前記発信装置または前記受信装置のいずれか一方を移動体に設け、前記発信装置側の識別情報を含む伝送対象情報を、前記発信装置から前記受信装置へ伝送する情報伝送システムであって、
   前記発信装置は、
   予め定められる符号化手順を用いた符号化が行われる符号化区間において、前記伝送対象情報、および、前記移動体を追跡するための追跡情報を、前記発光部を常時点灯し、かつ、前記常時点灯の際の光の強度を時系列的に変化させる複合発光パターンに符号化する符号化部と、
   前記符号化部で符号化された前記複合発光パターンに従って前記発光部の発光制御を行う発光制御部と、
   をさらに備え、
   前記受信装置は、
   前記撮像部の前記二次元受光面上に投影された前記複合発光パターンを、前記追跡情報に係る発光パターンおよび前記伝送対象情報に係る発光パターンにそれぞれ分離する分離部と、
   前記分離部で分離された前記追跡情報および前記伝送対象情報のそれぞれに係る発光パターンに対し、前記符号化を解く解読手順を用いて、前記追跡情報および前記伝送対象情報をそれぞれ復元する復元部と、
   をさらに備え、
   前記伝送対象情報に係る発光パターンは、明灯状態、暗灯状態を含む複数の光の強度値によって表され、
   前記追跡情報に係る発光パターンは、前記複数の光の強度値のうち前記暗灯状態に係る光の強度値によって表され、
   前記受信装置の分離部は、前記複数の光の強度値に基づいて前記分離を行い、
   前記受信装置の復元部は、前記複数の光の強度値、および、前記解読手順に基づいて、前記追跡情報および前記伝送対象情報の復元を行う、
   ことを特徴とする情報伝送システム。
2. 請求項１に記載の情報伝送システムであって、
   前記受信装置の復元部は、前記追跡情報に係る発光パターンに関する前記暗灯状態に係る光の強度値と第一のしきい値との大小関係に係る比較判定結果、および、前記解読手順に基づいて、前記追跡情報を復元すると共に、前記伝送対象情報に係る発光パターンに関する前記複数の光の強度値と前記第一のしきい値とは異なる第二のしきい値との大小関係に係る比較判定結果、および、前記解読手順に基づいて、前記伝送対象情報を復元する、
   ことを特徴とする情報伝送システム。

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