JP6917756B2 - 測位システム、装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、対象エリアを移動する移動体を測位するのに利用して好適な測位システム、装置、方法及びプログラムに関する。
移動体を測位する方式として、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）やＵＷＢ（Ultra Wide Band）のように電波を利用するものがある。
また、特許文献１には、撮像部で、３つ以上の特徴点を有する平面コードであって特徴点間の距離を含む情報を表わす平面コードを撮影し、その撮影した画像に基づいて、撮影部と平面コードとの間の距離を算出する構成が開示されている。
Kato, H., Billinghurst, M. "Marker tracking and hmd calibration for a video-based augmented reality conferencing system.", In Proceedings of the 2nd IEEE and ACM International Workshop on Augmented Reality (IWAR 99), October 1999.
しかしながら、ＧＰＳやＵＷＢのように電波を利用する方式では、環境によって測位精度が悪くなったり、測位が不安定になったりすることがある。例えば鋼材置場のように大型の鋼構造物に囲まれた環境では、鋼構造物が電波の受信の障害となり、実用的な性能が得られないことがある。
また、特許文献１では、一つの平面コードにある３つ以上の特徴点間の距離に基づいて測位を行うため、十分な測位精度を得るには、例えば平面コードを大きくする必要があり、実用的とはいえず、適用場所も限られてしまう。
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、二次元コードを使用して、実用的な性能で、対象エリアを移動する移動体を測位できるようにすることを目的とする。
本発明の測位システムは、対象エリアに配置された構造物に付された複数の二次元コードと、
前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置と、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段とを備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
また、本発明の測位システムは、対象エリアに配置された構造物に付された複数の二次元コードと、
前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置と、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段とを備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
本発明の測位装置は、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位装置であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段を備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
また、本発明の測位装置は、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位装置であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段を備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
本発明の測位方法は、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位方法であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する手順を有し、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する手順では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
また、本発明の測位方法は、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位方法であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する手順を有し、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する手順では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
本発明のプログラムは、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するためのプログラムであって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する処理をコンピュータに実行させ、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する処理では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
また、本発明のプログラムは、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するためのプログラムであって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する処理をコンピュータに実行させ、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する処理では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置と、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段とを備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
また、本発明の測位システムは、対象エリアに配置された構造物に付された複数の二次元コードと、
前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置と、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段とを備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
本発明の測位装置は、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位装置であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段を備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
また、本発明の測位装置は、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位装置であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段を備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
本発明の測位方法は、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位方法であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する手順を有し、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する手順では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
また、本発明の測位方法は、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位方法であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する手順を有し、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する手順では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
本発明のプログラムは、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するためのプログラムであって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する処理をコンピュータに実行させ、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する処理では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
また、本発明のプログラムは、構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するためのプログラムであって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する処理をコンピュータに実行させ、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する処理では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする。
本発明によれば、二次元コードを使用して、実用的な性能で、対象エリアを移動する移動体を測位することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
［測位システムの概要］
まず、本実施形態に係る測位システムの概要を説明する。
図１、図２は、測位を行う対象エリアの一部を模式的に示す図であり、本実施形態では鋼材置場を対象エリアとする。対象エリアには複数の柱１（１Ａ、１Ｂ・・・、１Ｌ）が立っており、隣り合う柱１間に、角棒鋼や角ビレット等の角柱状の鋼材２が積み重ねて保管される。このようにした対象エリアは、ｘｙｚ座標で表され、各柱１の位置も既知である。柱１の位置は、図１２（ａ）に示すように柱１の中心ｕの座標（ｘ，ｙ）で表わされ、図１２（ｂ）に示すように柱座標リストが測位システムの設定値として保持される。
［測位システムの概要］
まず、本実施形態に係る測位システムの概要を説明する。
図１、図２は、測位を行う対象エリアの一部を模式的に示す図であり、本実施形態では鋼材置場を対象エリアとする。対象エリアには複数の柱１（１Ａ、１Ｂ・・・、１Ｌ）が立っており、隣り合う柱１間に、角棒鋼や角ビレット等の角柱状の鋼材２が積み重ねて保管される。このようにした対象エリアは、ｘｙｚ座標で表され、各柱１の位置も既知である。柱１の位置は、図１２（ａ）に示すように柱１の中心ｕの座標（ｘ，ｙ）で表わされ、図１２（ｂ）に示すように柱座標リストが測位システムの設定値として保持される。
図１に示すように、対象エリアに配置された柱１には、所望の情報を記録可能な二次元コード３が付される。二次元コード３は、柱１の各面のうち、作業者Ｍが移動するときに向き合う面に付され（作業者Ｍの移動方向の例を矢印で示す）、図１の例では紙面手前側の面である前面、及びその裏側の後面がこれに該当する。また、二次元コード３は、柱１の同じ面において上下に付される。上下の二次元コード３は、それぞれ予め定められた高さ位置に配置される。二次元コード３は例えばシールやマグネットシートに印刷されており、そのシールやマグネットシートを柱１に貼り付けるようにすればよい。なお、図１、図２では柱１を簡略化して図示するが、角柱に限られず、Ｈ形鋼等からなる柱であってもよい。Ｈ形鋼とする場合、図３に示すように、二次元コード３が奥まって撮影しにくくならないように、厚みのある箱体６等に二次元コード３を設けて柱１に付すようにする。
対象エリアを移動する作業者Ｍは、メガネ型ウエアラブル端末、いわゆるスマートグラス４を装着する。スマートグラス４は、図４に示すように、撮像装置であるカメラ４１と、レンズ部分に設けられたディスプレイ４２と、測位装置として機能する情報処理部４３とを備える。カメラ４１は、メガネ本体部に設けられており、スマートグラス４を装着した作業者Ｍが見る方向を常時撮影して、適宜なコマ数での連写を実行する。情報処理部４３は、スマートグラス４のメガネ本体部と別体の端末として構成してもよいし（端末は作業者Ｍがポケット等に収納可能）、メガネ本外部に内蔵されていてもよい。
なお、鋼材置場では、鋼材２の保管状況が日々更新され、図１、図２では通路となっている場所（柱１Ｂ、１Ｆ、１Ｊと柱１Ｃ、１Ｇ、１Ｋとの間）に鋼材２が積み重ねて保管されたり、図１、図２で鋼材２が積み重ねて保管されている場所（柱１Ａ、１Ｅ、１Ｉと柱１Ｂ、１Ｆ、１Ｊとの間や、柱１Ｃ、１Ｇ、１Ｋと柱１Ｄ、１Ｈ、１Ｌとの間）が通路になったりすることもある。
また、図１、図２のｘ方向に延びるように通路が確保される場合は、柱１の前後面だけでなく、左右面にも二次元コード３を付すようにしてもよい。
また、図１、図２のｘ方向に延びるように通路が確保される場合は、柱１の前後面だけでなく、左右面にも二次元コード３を付すようにしてもよい。
このようにした対象エリアにおいて、以下に詳述するが、作業者Ｍが移動するときに、スマートグラス４のカメラ４１により二次元コード３を少なくとも２つ含むように撮影されると、その撮影画像に基づいて測位が行われ、対象エリアにおけるカメラ４１の位置、すなわち作業者Ｍの位置が検出される。
［二次元コード］
次に、本実施形態で使用する二次元コード３について説明する。二次元コード３は、図５に示すように、データ部３１と、データ部３１から分離して配置されるファインダパターン３２とを備えて構成される。このような二次元コードは、本出願人が特願２０１５−２２９１４５号において提案している。
ファインダパターン３２は、データ部３１を検出するための検出用パターンであり、円環部３２ａと、方向特定部３２ｂとを有する。円環部３２ａは、複数の円環を有する。方向特定部３２ｂは、ファインダパターン３２の基準方向３３を特定できるパターンであり、円環部３２ａに沿って、円環部３２ａの円周方向に伸びる複数の突起部を有する。
データ部３１は、基準方向３３に対して予め定められた所定の方向であって、ファインダパターン３２から所定の距離に配置される。データ部３１は、矩形状の枠部の内側に、マトリクス上に並ぶセル領域を備えるデータ領域を有し、そのデータ領域に情報を記録する。
次に、本実施形態で使用する二次元コード３について説明する。二次元コード３は、図５に示すように、データ部３１と、データ部３１から分離して配置されるファインダパターン３２とを備えて構成される。このような二次元コードは、本出願人が特願２０１５−２２９１４５号において提案している。
ファインダパターン３２は、データ部３１を検出するための検出用パターンであり、円環部３２ａと、方向特定部３２ｂとを有する。円環部３２ａは、複数の円環を有する。方向特定部３２ｂは、ファインダパターン３２の基準方向３３を特定できるパターンであり、円環部３２ａに沿って、円環部３２ａの円周方向に伸びる複数の突起部を有する。
データ部３１は、基準方向３３に対して予め定められた所定の方向であって、ファインダパターン３２から所定の距離に配置される。データ部３１は、矩形状の枠部の内側に、マトリクス上に並ぶセル領域を備えるデータ領域を有し、そのデータ領域に情報を記録する。
撮影画像から二次元コード３が記録する情報を読み取る際には、まず撮影画像を走査してファインダパターン３２を検索する。次に、円環部３２ａを楕円とみなし、この楕円の方程式の定数である楕円定数を算出し、方向特定部３２ｂに基づいて基準方向３３を特定する。楕円定数を算出するのは、二次元コード３は正面から撮影されるとは限らず、斜めから撮影されることもあり、撮影画像上においてファインダパターン３２が楕円になることがあるからである。なお、二次元コード３を正面から撮影したときは、円環部３２ａは円として表され、得られる楕円定数は円の方程式を表わすことになる。次に、基準方向３３に基づいて、データ部３１の位置を特定する。そして、特定したデータ部３１の位置に基づいて、データ部３１から記録されている情報を読み取る。
このようにした二次元コード３では、データ部３１とファインダパターン３２とを分離することにより、ファインダパターン３２の大きさ及び配置を、データ部３１の形状に依存させる必要がない。したがって、二次元コード３の読み取り精度を向上させることができ、複数の二次元コード３が写った撮影画像においてこれら二次元コード３を一括して高速に解析して、各二次元コード３が記録する情報を読み取ることが可能になる。
本実施形態において、二次元コード３には、それが付された柱１の識別情報であるＩＤ、前面及び後面の情報、上下の情報等を記録しておく。
また、図１等に示すように、柱１の同じ面に上下に二次元コード３を付す際に、上の二次元コード３では、データ部３１を上に、ファインダパターン３２を下に位置させ、下の二次元コード３では、データ部３１を下に、ファインダパターン３２を上に位置させる。
また、図１等に示すように、柱１の同じ面に上下に二次元コード３を付す際に、上の二次元コード３では、データ部３１を上に、ファインダパターン３２を下に位置させ、下の二次元コード３では、データ部３１を下に、ファインダパターン３２を上に位置させる。
［スマートグラス及び管理装置］
図４に、スマートグラス４の情報処理部４３、及び情報処理部４３と通信する管理装置５の機能構成を示す。スマートグラス４の情報処理部４３と管理装置５との通信は無線通信を想定するが、有線通信であってもかまわない。
図４に、スマートグラス４の情報処理部４３、及び情報処理部４３と通信する管理装置５の機能構成を示す。スマートグラス４の情報処理部４３と管理装置５との通信は無線通信を想定するが、有線通信であってもかまわない。
情報処理部４３において、４４は読み取り部であり、既述したように、カメラ４１により撮影された撮影画像において二次元コード３を解析することで、二次元コード３が記録する情報を読み取る。これにより、該二次元コード３が付されている柱１を特定し、その前面にあるのか後面にあるのか、上にあるのか下にあるのかを特定することができる。
４５は演算部であり、その詳細は後述するが、カメラ４１により二次元コード３を少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、略リアルタイムに対象エリアにおけるカメラ４１の位置を表わす位置座標を求める、すなわち作業者Ｍを測位する。演算部４５は、２柱に対するカメラ４１の位置を求める第１の演算部４５ａと、１柱に対するカメラ４１の位置を求める第２の演算部４５ｂと、第１の演算部４５ａ又は第２の演算部４５ｂで求められたカメラ４１の位置に基づいて、対象エリアにおけるカメラ４１の位置座標を求める座標演算部４５ｃとを備える。
４６は通信部であり、管理装置５と通信を行い、作業者Ｍを測位した結果、すなわち演算部４５により求めた対象エリアにおけるカメラ４１の位置座標を管理装置５に送信する。
管理装置５において、５１は通信部であり、スマートグラス４の情報処理部４３と通信を行い、演算部４５により求めた対象エリアにおけるカメラ４１の位置座標を受信する。
５２は表示制御部であり、通信部５１で受信した対象エリアにおけるカメラ４１の位置座標に基づいて、例えば図６に示すように、対象エリアのマップ画像上に作業者Ｍの移動軌跡を描画して表示装置５３に表示する。図６に示すように、マップ画像には柱１が描かれている。そして、測位が成功したカメラ４１の位置がドット７で描かれ、これらドット７を結んだ矢印８で作業者Ｍの移動軌跡が描かれる。これにより、管理者が作業者Ｍの動きを把握することが可能にある。また、作業者Ｍが対象エリアの立ち入り禁止区域に入ったときには自動的に警告するようなことも可能になる。
このようにした情報処理部４３は、例えばＣＰＵ及びメモリを備えたコンピュータにより実現され、ＣＰＵがメモリに展開されたプログラムを実行することで、読み取り部４４や演算部４５の機能が実現される。同様に、管理装置５は、例えばＣＰＵ及びメモリを備えたコンピュータにより実現され、ＣＰＵがメモリに展開されたプログラムを実行することで、表示制御部５２の機能が実現される。
なお、図４に示した情報処理部４３及び管理装置５の機能構成は一例であり、本実施形態で説明した情報処理部４３の機能を管理装置５が担うようにしたり、管理装置５の機能を情報処理部４３が担うようにしたりしてもよい。例えば情報処理部４３が演算部４５を備える構成としたが、演算部４５が管理装置５に備えられてもよい。また、作業者Ｍを測位した結果を管理装置５の表示装置５３に表示する例としたが、スマートグラス４のディスプレイ４２に表示するようにしてもよい。
［カメラ４１の位置座標］
以下、情報処理部４３の演算部４５による処理の詳細を説明する。演算部４５による処理に先立って、カメラ４１のレンズ特性に応じた歪み補正等を行うのが好適であるが、これについては公知の技術を利用すればよく、ここではその説明を省略する。
以下、情報処理部４３の演算部４５による処理の詳細を説明する。演算部４５による処理に先立って、カメラ４１のレンズ特性に応じた歪み補正等を行うのが好適であるが、これについては公知の技術を利用すればよく、ここではその説明を省略する。
第１の演算部４５ａでは、２柱に対するカメラ４１の位置を求める。
作業者Ｍが移動する過程で、スマートグラス４のカメラ４１により、作用者Ｍに対して左右に位置する２柱（図１、図２の例では柱１Ｂ及び柱１Ｃ）の前面の４つの二次元コード３が撮影されたとする。
図７に、柱１Ｂ及び柱１Ｃの前面の４つの二次元コード３が写った撮影画像を模式的に示す。柱１Ｂに付された上下の二次元コード３のデータ部３１で構成される矩形の頂点ａ1，ｂ1，ｃ1，ｄ1の撮影画像上の位置は、読み取り部４４による読み取り時に検出される。同様に、柱１Ｃに付された上下の二次元コード３のデータ部３１で構成される矩形の頂点ａ2，ｂ2，ｃ2，ｄ2の撮影画像上の位置は、読み取り部４４による読み取り時に検出される。点Ｐ1はａ1及びｂ1の中点、点Ｑ1はｃ1及びｄ1の中点、点Ｐ2はａ2及びｂ2の中点、点Ｑ2はｃ2及びｄ2の中点である。
作業者Ｍが移動する過程で、スマートグラス４のカメラ４１により、作用者Ｍに対して左右に位置する２柱（図１、図２の例では柱１Ｂ及び柱１Ｃ）の前面の４つの二次元コード３が撮影されたとする。
図７に、柱１Ｂ及び柱１Ｃの前面の４つの二次元コード３が写った撮影画像を模式的に示す。柱１Ｂに付された上下の二次元コード３のデータ部３１で構成される矩形の頂点ａ1，ｂ1，ｃ1，ｄ1の撮影画像上の位置は、読み取り部４４による読み取り時に検出される。同様に、柱１Ｃに付された上下の二次元コード３のデータ部３１で構成される矩形の頂点ａ2，ｂ2，ｃ2，ｄ2の撮影画像上の位置は、読み取り部４４による読み取り時に検出される。点Ｐ1はａ1及びｂ1の中点、点Ｑ1はｃ1及びｄ1の中点、点Ｐ2はａ2及びｂ2の中点、点Ｑ2はｃ2及びｄ2の中点である。
図８（ａ）は、２柱に対するカメラ４１の位置を表わす距離ｄｘ，ｄｙの演算を説明するための図である。Ｄは隣り合う柱１Ｂの中心及び柱１Ｃの中心間の実際の距離（物理的距離）であり、柱１Ｂ及び１Ｃの座標から算出される既知の値である。
ここで、対象物までの距離と対象物の見た目の長さとは、反比例の関係にあることが知られている。例えば線分までの距離ｄにおける線分の見た目の長さがＨであれば、距離２ｄにおける線分の見た目の長さはＨ／２に、距離ｄ／２における線分の見た目の長さは２Ｈになる。したがって、柱１の前面のうち上下の二次元コード３間の位置（厳密には、上下のコード３の中点ＰＱをむすぶ線）までのある水平距離のときの撮影画像上のＰＱ間距離（見た目のＰＱ間距離）を既知にしておけば、反比例の関係より、撮影画像上のＰＱ間距離に基づいて、カメラ４１から柱１の前面までの物理的距離である水平距離を算出することができる。
ここで、対象物までの距離と対象物の見た目の長さとは、反比例の関係にあることが知られている。例えば線分までの距離ｄにおける線分の見た目の長さがＨであれば、距離２ｄにおける線分の見た目の長さはＨ／２に、距離ｄ／２における線分の見た目の長さは２Ｈになる。したがって、柱１の前面のうち上下の二次元コード３間の位置（厳密には、上下のコード３の中点ＰＱをむすぶ線）までのある水平距離のときの撮影画像上のＰＱ間距離（見た目のＰＱ間距離）を既知にしておけば、反比例の関係より、撮影画像上のＰＱ間距離に基づいて、カメラ４１から柱１の前面までの物理的距離である水平距離を算出することができる。
ｄ1は撮影画像上の柱１ＢにおけるＰ1Ｑ1間距離に基づいて算出した、カメラ４１から柱１Ｂの前面までの水平距離である。同様に、ｄ2は撮影画像上の柱１ＣにおけるＰ2Ｑ2間距離に基づいて算出した、カメラ４１から柱１Ｃの前面までの水平距離である。これにより、２柱に対するカメラ４１の位置を表わす距離ｄｘ，ｄｙは、式（１）、（２）より導かれる式（３）として算出することができる。なお、√（）の表記は、（）が√の内部に記載されているものとする。
ｄｘ2＋ｄｙ2＝ｄ1 2 ・・・（１）
（Ｄ−ｄｘ）2＋ｄｙ2＝ｄ2 2 ・・・（２）
ｄｘ＝（ｄ2 2−ｄ1 2−Ｄ2）／−２Ｄ、ｄｙ＝√（ｄ1 2−ｄｘ2） ・・・（３）
ｄｘ2＋ｄｙ2＝ｄ1 2 ・・・（１）
（Ｄ−ｄｘ）2＋ｄｙ2＝ｄ2 2 ・・・（２）
ｄｘ＝（ｄ2 2−ｄ1 2−Ｄ2）／−２Ｄ、ｄｙ＝√（ｄ1 2−ｄｘ2） ・・・（３）
なお、図８（ａ）の例では、例えば柱１Ｂの上下の二次元コード３が本願発明でいう一対の二次元コードに相当し、柱１Ｃの上下の二次元コード３が本願発明でいう別の一対の二次元コードに相当する。
また、２柱の前面の４つの二次元コード３が撮影された場合、２柱に対するカメラ４１の位置を表わす距離ｄｚを算出することができる。図８（ｂ）は、２柱に対するカメラ４１の位置を表わす距離ｄｚの演算を説明するための図である。Ｈは柱１に付された上下の二次元コード３の上下端の実際の距離（物理的距離）であり、既知の値である。
既述した対象物までの距離と対象物の見た目の長さとの関係から、２柱の上の二次元コード３間であって上の二次元コード３の上端の高さ位置（すなわち、２柱の上の二次元コード３の上端をむすぶ線）までのある斜辺距離のときの撮影画像上のＰ1Ｐ2間距離（見た目のＰ1Ｐ2間距離）を既知にしておけば、反比例の関係より、撮影画像上のＰ1Ｐ2間距離に基づいて、カメラ４１から上の二次元コード３の上端の高さ位置までの物理的距離である斜辺距離を算出することができる。下の二次元コード３の下端の高さ位置及びＱ1Ｑ2間距離についても同様である。
既述した対象物までの距離と対象物の見た目の長さとの関係から、２柱の上の二次元コード３間であって上の二次元コード３の上端の高さ位置（すなわち、２柱の上の二次元コード３の上端をむすぶ線）までのある斜辺距離のときの撮影画像上のＰ1Ｐ2間距離（見た目のＰ1Ｐ2間距離）を既知にしておけば、反比例の関係より、撮影画像上のＰ1Ｐ2間距離に基づいて、カメラ４１から上の二次元コード３の上端の高さ位置までの物理的距離である斜辺距離を算出することができる。下の二次元コード３の下端の高さ位置及びＱ1Ｑ2間距離についても同様である。
ｄ3は撮影画像上のＰ1Ｐ2間距離に基づいて算出した、カメラ４１から上の二次元コード３の上端の高さ位置までの斜辺距離である。同様に、ｄ4は撮影画像上のＱ1Ｑ2間距離に基づいて算出した、カメラ４１から下の二次元コード３の下端の高さ位置までの斜辺距離である。これにより、２柱に対するカメラ４１の位置を表わす距離ｄｚ（図８（ｂ）の例では上の二次元コード３の上端に対する距離）は、式（４）、（５）より導かれる式（６）として算出することができる。上の二次元コード３の上端の高さ位置は既知であるので、距離ｄｚからカメラ４１の高さ位置を算出することができる。
ｄｚ2＋ｄｙ2＝ｄ3 2 ・・・（４）
（Ｈ−ｄｚ）2＋ｄｙ2＝ｄ4 2 ・・・（５）
ｄｚ＝（ｄ4 2−ｄ3 2−Ｈ2）／−２Ｈ ・・・（６）
ここでは斜辺距離ｄ3及びｄ4の両方算出するようにしたが、斜辺距離ｄ3及びｄ4のうちいずれか一方だけを算出するとともに、図８（ａ）で述べたようにして算出した距離ｄｙを用いて、距離ｄｚを算出するようにしてもよい。
ｄｚ2＋ｄｙ2＝ｄ3 2 ・・・（４）
（Ｈ−ｄｚ）2＋ｄｙ2＝ｄ4 2 ・・・（５）
ｄｚ＝（ｄ4 2−ｄ3 2−Ｈ2）／−２Ｈ ・・・（６）
ここでは斜辺距離ｄ3及びｄ4の両方算出するようにしたが、斜辺距離ｄ3及びｄ4のうちいずれか一方だけを算出するとともに、図８（ａ）で述べたようにして算出した距離ｄｙを用いて、距離ｄｚを算出するようにしてもよい。
なお、図８（ｂ）の例では、例えば柱１Ｂ及び柱１Ｃの上の二次元コード３が本願発明でいう一対の二次元コードに相当し、柱１Ｂ及び柱１Ｃの下の二次元コード３が本願発明でいう別の一対の二次元コードに相当する。
以上のようにして、２柱に対するカメラ４１の位置を簡易に算出することができる。なお、本実施形態で説明した手法以外にも、例えば非特許文献１で提示されている手法により、４つのコードの位置からカメラ４１の空間内位置（ｘｙｚ座標）を算出するようにしてもよい。
第２の演算部４５ｂでは、１柱に対するカメラ４１の位置を求める。
作業者Ｍが移動する過程で、スマートグラス４のカメラ４１により、１本の柱（例えば柱１Ｃ）の前面の２つの二次元コード３が撮影されたとする。
図９に、柱１Ｃの前面の２つの二次元コード３が写った撮影画像を模式的に示す。柱１Ｃに付された上下の二次元コード３のデータ部３１で構成される矩形の頂点ａ，ｂ，ｃ，ｄの撮影画像上の位置は、読み取り部４４による読み取り時に検出される。点Ｐはａ及びｂの中点、点Ｑはｃ及びｄの中点、点Ｒはａ及びｃの中点、点Ｓはｂ及びｄの中点であり、点ＲＳ間の距離をｗ、ＰＱ間距離をｈとする。なお、図７では２柱を区別するために数字１、２を添え字としたが、図９では１柱であるので添え字は省略する。
作業者Ｍが移動する過程で、スマートグラス４のカメラ４１により、１本の柱（例えば柱１Ｃ）の前面の２つの二次元コード３が撮影されたとする。
図９に、柱１Ｃの前面の２つの二次元コード３が写った撮影画像を模式的に示す。柱１Ｃに付された上下の二次元コード３のデータ部３１で構成される矩形の頂点ａ，ｂ，ｃ，ｄの撮影画像上の位置は、読み取り部４４による読み取り時に検出される。点Ｐはａ及びｂの中点、点Ｑはｃ及びｄの中点、点Ｒはａ及びｃの中点、点Ｓはｂ及びｄの中点であり、点ＲＳ間の距離をｗ、ＰＱ間距離をｈとする。なお、図７では２柱を区別するために数字１、２を添え字としたが、図９では１柱であるので添え字は省略する。
図１０は、柱１Ｃの前面を角度θの斜め方向から見たときの撮影画像上の幅ｗを説明するための図である。ｗ´は仮に角度θがゼロ、すなわち柱１Ｃの前面の正面にカメラ４１が位置する場合の撮影画像上の点ＲＳ間の距離に相当し、ｗはｗ´と角度θを用いて式（７）のように表される。
また、柱１Ｃに付された二次元コード３の矩形状のデータ部３１の長辺の実際の長さをＷ、柱１Ｃに付された上下の二次元コード３の上下端の実際の距離をＨとすると、いずれも既知の値であり、Ｗ：Ｈは既知である。
そして、Ｗ：Ｈは、図９、図１０におけるｗ´：ｈと同じとみなせるので、式（８）が成り立つ。したがって、柱１Ｃの前面に対するカメラ４１の方向を表わす角度θは、式（７）、（８）より導かれる式（９）として算出することができる。
ｗ＝ｗ´・ｃｏｓθ ・・・（７）
Ｗ：Ｈ＝ｗ´：ｈ ・・・（８）
θ＝ｃｏｓ-1（（Ｈ・ｗ）／（Ｗ・ｈ）） ・・・（９）
また、柱１Ｃに付された二次元コード３の矩形状のデータ部３１の長辺の実際の長さをＷ、柱１Ｃに付された上下の二次元コード３の上下端の実際の距離をＨとすると、いずれも既知の値であり、Ｗ：Ｈは既知である。
そして、Ｗ：Ｈは、図９、図１０におけるｗ´：ｈと同じとみなせるので、式（８）が成り立つ。したがって、柱１Ｃの前面に対するカメラ４１の方向を表わす角度θは、式（７）、（８）より導かれる式（９）として算出することができる。
ｗ＝ｗ´・ｃｏｓθ ・・・（７）
Ｗ：Ｈ＝ｗ´：ｈ ・・・（８）
θ＝ｃｏｓ-1（（Ｈ・ｗ）／（Ｗ・ｈ）） ・・・（９）
ここで、式（９）で算出されるθは傾きの絶対値であり、カメラ４１が柱１Ｃの前面に対して右斜めの方向に位置するか、左斜めの方向に位置するかは分からない。
そこで、柱１Ｃに対するカメラ４１の向きを判定する必要がある。図１１は、カメラ４１の向きの判定を説明するための図であり、図９と同じく柱１Ｃの前面の２つの二次元コード３が写った撮影画像を模式的に示す。ｈｌは上下の二次元コード３の左端間の撮影画像上の距離（撮影画像上のａｃ間距離）、ｈｒは上下の二次元コード３の右端間の撮影画像上の距離（撮影画像上のｂｄ間距離）である。ここで、ｈｌ＜ｈｒの場合は、カメラ４１が柱１Ｃの前面に対して右斜めの方向に位置すると判定し、ｈｌ＞ｈｒの場合は、カメラ４１が柱１Ｃの前面に対して左斜めの方向に位置すると判定して、角度θの正負を決定することができる。
そこで、柱１Ｃに対するカメラ４１の向きを判定する必要がある。図１１は、カメラ４１の向きの判定を説明するための図であり、図９と同じく柱１Ｃの前面の２つの二次元コード３が写った撮影画像を模式的に示す。ｈｌは上下の二次元コード３の左端間の撮影画像上の距離（撮影画像上のａｃ間距離）、ｈｒは上下の二次元コード３の右端間の撮影画像上の距離（撮影画像上のｂｄ間距離）である。ここで、ｈｌ＜ｈｒの場合は、カメラ４１が柱１Ｃの前面に対して右斜めの方向に位置すると判定し、ｈｌ＞ｈｒの場合は、カメラ４１が柱１Ｃの前面に対して左斜めの方向に位置すると判定して、角度θの正負を決定することができる。
図８（ａ）で述べたように、撮影画像上の柱１ＣにおけるＰＱ間距離に基づいて算出した、カメラ４１から柱１Ｃの前面までの水平距離をｄとすると、１柱に対するカメラ４１の位置を表わす距離ｄｘ，ｄｙは、式（１０）として算出することができる。
ｄｘ＝ｄ・ｓｉｎθ、ｄｙ＝ｄ・ｃｏｓθ ・・・（１０）
ｄｘ＝ｄ・ｓｉｎθ、ｄｙ＝ｄ・ｃｏｓθ ・・・（１０）
なお、式（８）は、カメラ４１の高さ位置が上下の二次元コード３の概ね中間辺りにある前提となっているが、カメラ４１の高さ位置に応じて補正して精度を高めるようにしてもよい。
また、１柱に対する作業者Ｍの位置を表わす距離ｄｚを演算することはできないが、例えば最新に演算された距離ｄｚを保持し、次に更新されるまで最新のｄｚであると擬制する仕組みとすればよい。
また、１柱に対する作業者Ｍの位置を表わす距離ｄｚを演算することはできないが、例えば最新に演算された距離ｄｚを保持し、次に更新されるまで最新のｄｚであると擬制する仕組みとすればよい。
座標演算部４５ｃは、第１の演算部４５ａ又は第２の演算部４５ｂで演算されたカメラ４１の位置に基づいて、対象エリアにおけるカメラ４１の位置座標を求める。
図１２は、カメラ４１の位置座標の演算を説明するための図である。図１２（ａ）の対象エリアの一部を模式的に示す平面図にあるように、ｔは柱１の厚み、ｕは柱１の中心、ｄｘ，ｄｙは柱１Ｂに対するカメラ４１の位置を表わす距離である。柱の厚みｔや、柱の位置を表わす柱座標リスト（図１２（ｂ）を参照）は測位システムの設定値として保持されるが、これらの値を二次元コード３に埋め込む方式としてもよい。
第１の演算部４５ａ又は第２の演算部４５ｂにおいて、既述したとおり、カメラ４１の位置を表わす距離ｄｘ，ｄｙを算出する。柱１Ｂの中心ｕの座標値は柱座標リストより（ｘ2、ｙ1）であり、柱１Ｂの厚みはｔであるから、対象エリアにおけるカメラ４１の位置座標は、（ｘ2＋ｄｘ，ｙ1−（ｔ／２）−ｄｙ）と算出することができる。
図１２は、カメラ４１の位置座標の演算を説明するための図である。図１２（ａ）の対象エリアの一部を模式的に示す平面図にあるように、ｔは柱１の厚み、ｕは柱１の中心、ｄｘ，ｄｙは柱１Ｂに対するカメラ４１の位置を表わす距離である。柱の厚みｔや、柱の位置を表わす柱座標リスト（図１２（ｂ）を参照）は測位システムの設定値として保持されるが、これらの値を二次元コード３に埋め込む方式としてもよい。
第１の演算部４５ａ又は第２の演算部４５ｂにおいて、既述したとおり、カメラ４１の位置を表わす距離ｄｘ，ｄｙを算出する。柱１Ｂの中心ｕの座標値は柱座標リストより（ｘ2、ｙ1）であり、柱１Ｂの厚みはｔであるから、対象エリアにおけるカメラ４１の位置座標は、（ｘ2＋ｄｘ，ｙ1−（ｔ／２）−ｄｙ）と算出することができる。
以上述べたように、カメラ４１により二次元コード３を少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、作業者Ｍを測位することにより、二次元コードを使用して、実用的な性能で、対象エリアを移動する移動体を測位することができる。この場合に、ＧＰＳやＵＷＢのように電波を利用する方式と異なり、環境に因らずに測位を行うことができる。また、特許文献１のように一つの平面コードにある３つ以上の特徴点間の距離に基づいて測位を行うものとは異なり、二次元コード３を大きくする必要がなく、実用的といえる。
なお、作業者Ｍが移動する過程で、スマートグラス４のカメラ４１により、３本以上の柱の二次元コード３が撮影されることがある。図１を参照すれば、撮影画像において柱１Ｂ及び柱１Ｃの間に、移動方向の奥にある柱１Ｆ、柱１Ｇ、柱１Ｊ、柱１Ｋ等が写り込むこともある。この場合に、例えば柱１Ｂの二次元コード３と移動方向の奥にある柱１Ｆの二次元コード３とに基づいて測位を行うと、測位精度が悪くなってしまうおそれがある。
殆どの場合、例えば柱１Ｂの二次元コード３と移動方向の奥にある柱１Ｆの二次元コード３との両方にカメラ４１のピントが合うことはないので、測位が行わることはない。
対策を採るのであれば、例えば二次元コード３にペア情報を与えておき、ペア情報で関連付けられた一対のコードが写っている場合だけ測位が行われるようにしてもよい。同じ柱の上下の二次元コード３にはペア情報が与えられる。また、例えば柱１Ｂの上の二次元コード３に対しては、柱１Ａの上の二次元コード３とのペア情報、及び柱１Ｃの上の二次元コード３とのペア情報が与えられる。なお、ペア情報は、二次元コード３に記録するようにしてもよいし、情報処理部４３や管理装置５側で予め保有するようにしてもよい。
殆どの場合、例えば柱１Ｂの二次元コード３と移動方向の奥にある柱１Ｆの二次元コード３との両方にカメラ４１のピントが合うことはないので、測位が行わることはない。
対策を採るのであれば、例えば二次元コード３にペア情報を与えておき、ペア情報で関連付けられた一対のコードが写っている場合だけ測位が行われるようにしてもよい。同じ柱の上下の二次元コード３にはペア情報が与えられる。また、例えば柱１Ｂの上の二次元コード３に対しては、柱１Ａの上の二次元コード３とのペア情報、及び柱１Ｃの上の二次元コード３とのペア情報が与えられる。なお、ペア情報は、二次元コード３に記録するようにしてもよいし、情報処理部４３や管理装置５側で予め保有するようにしてもよい。
以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
上記実施形態では、鋼材置場を対象エリアとしたが、これに限定されるものではない。移動体も、人以外の物体であってもよい。
また、上記実施形態では、対象エリアに配置された構造物である柱に二次元コードを付すようにしたが、例えば梁や壁等の構造物に二次元コードを付すようにしてもよい。
また、上記実施形態ではスマートグラス４を例とするが、その具体的形状等は限定されるものではない。さらにいえば、メガネ型に限定されるものではなく、撮像装置を備えるものであれば、手持ちするタブレット端末や、頭部に装着するヘッドギア型ウエアラブル端末等であってもよい。
上記実施形態では、鋼材置場を対象エリアとしたが、これに限定されるものではない。移動体も、人以外の物体であってもよい。
また、上記実施形態では、対象エリアに配置された構造物である柱に二次元コードを付すようにしたが、例えば梁や壁等の構造物に二次元コードを付すようにしてもよい。
また、上記実施形態ではスマートグラス４を例とするが、その具体的形状等は限定されるものではない。さらにいえば、メガネ型に限定されるものではなく、撮像装置を備えるものであれば、手持ちするタブレット端末や、頭部に装着するヘッドギア型ウエアラブル端末等であってもよい。
また、上記実施形態では、２柱に対するカメラ４１の位置の演算、及び１柱に対するカメラ４１の位置の演算の両方を実行する例としたが、いずれか一方だけを実行するようにしてもよい。
また、二次元コード３には、それが付された柱１のＩＤ、表裏の情報、上下の情報等を記録すると説明したが、それだけに限定されるものではない。例えば対象エリアが複数階の構造を有する場合、二次元コード３に階の情報を記録する等してもよい。
また、少なくとも２つの二次元コードが写った撮影画像において、各二次元コードが記録する情報を読み取れることを条件として、二次元コードとして、図５で説明した以外の二次元コード、例えばＱＲコード（登録商標）を使用してもよい。
また、二次元コード３には、それが付された柱１のＩＤ、表裏の情報、上下の情報等を記録すると説明したが、それだけに限定されるものではない。例えば対象エリアが複数階の構造を有する場合、二次元コード３に階の情報を記録する等してもよい。
また、少なくとも２つの二次元コードが写った撮影画像において、各二次元コードが記録する情報を読み取れることを条件として、二次元コードとして、図５で説明した以外の二次元コード、例えばＱＲコード（登録商標）を使用してもよい。
１（１Ａ〜１Ｌ）：柱、３：二次元コード、３１：データ部、３２：ファインダパターン、４：スマートグラス、４１：カメラ、４２：ディスプレイ、４３：情報処理部、４４：読み取り部、４５：演算部、４５ａ：第１の演算部、４５ｂ：第２の演算部、４５ｃ：座標演算部、４６：通信部、５：管理装置、５１：通信部、５２：表示制御部、５３：表示装置
Claims (10)
- 対象エリアに配置された構造物に付された複数の二次元コードと、
前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置と、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段とを備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする測位システム。 - 対象エリアに配置された構造物に付された複数の二次元コードと、
前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置と、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段とを備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする測位システム。 - 前記測位手段は、前記柱に対する前記撮像装置の位置に基づいて、前記対象エリアにおける前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の測位システム。
- 二次元コードは、データ部と、前記データ部から分離して配置されるファインダパターンとを備えて構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測位システム。
- 構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位装置であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段を備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする測位装置。 - 構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位装置であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する測位手段を備え、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記測位手段は、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする測位装置。 - 構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位方法であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する手順を有し、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する手順では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする測位方法。 - 構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するための測位方法であって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する手順を有し、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する手順では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とする測位方法。 - 構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するためのプログラムであって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する処理をコンピュータに実行させ、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コード及び前記一の柱の隣の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する処理では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コード、前記隣の柱の上下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せ、及び、前記一の柱及び前記隣の柱の上の二次元コードを一対の二次元コード、前記一の柱及び前記隣の柱の下の二次元コードを別の一対の二次元コードとする組み合せのうちの少なくともいずれか一方を用いて、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮影画像上の前記別の一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記撮像装置から前記別の一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱及び前記隣の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とするプログラム。 - 構造物に複数の二次元コードが付された対象エリアにおいて、前記対象エリアを移動する移動体が有する撮像装置により撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位するためのプログラムであって、
前記撮像装置により二次元コードを少なくとも２つ含むように撮影された撮影画像に基づいて、前記移動体を測位する処理をコンピュータに実行させ、
前記構造物は複数の柱であり、前記各柱の所定の面の上下に二次元コードが付され、
前記撮影画像に、一の柱の上下の二次元コードが写っている状態で、
前記移動体を測位する処理では、
前記一の柱の上下の二次元コードを一対の二次元コードとして、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コードの左端間の距離と右端間の距離との相違に基づいて、前記撮像装置の向きを判定し、
前記撮影画像上の前記一対の二次元コード間の距離に基づいて、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離を算出し、
前記撮像装置の向きと、前記撮像装置から前記一対の二次元コード間の位置までの距離と、前記柱における既知の距離とを用いて、前記一の柱に対する前記撮像装置の位置を求めることを特徴とするプログラム。
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