JP7110727B2 - Beacon transmitter position extraction system and beacon transmitter position extraction method - Google Patents
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本発明は、ビーコン発信機位置抽出システム及びビーコン発信機位置抽出方法に関する。 The present invention relates to a beacon transmitter position extraction system and a beacon transmitter position extraction method.
室内における対象物（例えば、人間）の行動計測においては、ＧＰＳ（global positioning system）を用いることができないため、室内の複数箇所に配置されたビーコン発信機の各々から発信されるビーコンによる測位が行われている（例えば、特許文献１参照）。
上記ビーコンとして用いられる電波の規格としては、例えばＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＵＷＢ（ultra wide band：超広帯域無線）がある。
上記ビーコンの電波強度あるいは到達時間差などを用いた三角測量、あるいは到来角度を用いた三辺測量から、対象物の測位を行うことが行われている。
Since the GPS (global positioning system) cannot be used to measure the behavior of objects (for example, humans) indoors, positioning is performed using beacons emitted from beacon transmitters placed at multiple locations in the room. (See
Radio wave standards used as the beacon include, for example, WiFi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), and UWB (ultra wide band).
The positioning of an object is performed by triangulation using the radio wave intensity or arrival time difference of the beacon, or trilateration using the arrival angle.
上述したビーコンを用いた室内における対象物の測位に関しては、室内における３次元座標系におけるビーコン発信機の配置位置の座標値が既知であることが必要である。
また、室内における対象物の動線を表示画面において視認する際、対象物の測位を行う室内の３次元形状が必要となる。
Regarding the positioning of an object indoors using the above-described beacon, it is necessary to know the coordinate values of the arrangement position of the beacon transmitter in the three-dimensional coordinate system indoors.
Moreover, when visually recognizing the flow line of an object in a room on a display screen, a three-dimensional shape of the room for positioning the object is required.
通常の建物における室内であれば、建物のＣＡＤ（computer aided design）情報などを用いることが可能であり、ビーコン発信機を配置する位置が、室内の３次元座標系における座標値として容易に抽出することができる。
すなわち、ＣＡＤ情報に基づく３次元座標系を用いることにより、室内に配置したビーコン発信機の固有識別情報とビーコン発信機の座標値との対応関係を容易に対応付けることができる。
If it is a room in a normal building, it is possible to use CAD (computer aided design) information of the building, etc., and the position where the beacon transmitter is placed can be easily extracted as a coordinate value in the three-dimensional coordinate system in the room. be able to.
That is, by using a three-dimensional coordinate system based on CAD information, it is possible to easily associate the correspondence relationship between the unique identification information of the beacon transmitters placed in the room and the coordinate values of the beacon transmitters.
しかしながら、イベント会場などの仮設の３次元空間にビーコン発信機を配置する場合、上述したＣＡＤ情報などの３次元形状を示す情報が無いため、室内の３次元座標系が予め準備されていない。
そのため、３次元座標系が準備されていないため、室内のいずれの位置にどの固有識別情報を有するビーコン発信機が配置されたかを容易に検出することはできない。
However, when placing beacon transmitters in a temporary three-dimensional space such as an event venue, there is no information indicating a three-dimensional shape, such as the above-mentioned CAD information, so a three-dimensional coordinate system in the room is not prepared in advance.
Therefore, since a three-dimensional coordinate system is not prepared, it is not possible to easily detect at which position in the room a beacon transmitter having which unique identification information is arranged.
また、イベント会場の３次元形状を取得して、イベント会場内の３次元座標系を構成した後に、ビーコン発信機を配置したとしても、仮設であるため内装の変更などが行われる。
結果として、３次元形状が変化するため、再度３次元座標系の構成をし直し、同様に位置が変更されたビーコン発信機の座標値を求めることになる。
このため、イベント会場の３次元形状を取得して、かつビーコン発信機の固有識別情報とビーコン発信機の座標値との対応関係を求めるのは煩雑な作業となる。
Further, even if beacon transmitters are arranged after obtaining the three-dimensional shape of the event venue and constructing the three-dimensional coordinate system in the event venue, the interior decoration will be changed because it is temporary.
As a result, the three-dimensional shape changes, so the three-dimensional coordinate system is reconfigured, and the coordinate values of the beacon transmitter whose position is similarly changed are obtained.
Therefore, obtaining the three-dimensional shape of the event site and determining the correspondence between the unique identification information of the beacon transmitter and the coordinate values of the beacon transmitter is a complicated task.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、イベント会場などの仮設として設けられた屋内の３次元形状を取得し、かつビーコン発信機の固有識別情報とビーコン発信機の屋内の３次元座標系における座標値との対応関係を容易に求めることが可能なビーコン発信機位置抽出システム及びビーコン発信機位置抽出方法を提供する。 The present invention has been made in view of such a situation, and acquires the three-dimensional shape of an indoor space provided as a temporary facility such as an event venue, and also acquires the unique identification information of the beacon transmitter and the indoor three-dimensional shape of the beacon transmitter. Provided are a beacon transmitter position extracting system and a beacon transmitter position extracting method capable of easily obtaining a correspondence relationship with coordinate values in a dimensional coordinate system.
上述した課題を解決するために、本発明のビーコン発信機位置抽出システムユーザによって携帯され移動しつつ動画像を撮像する撮像装置と、前記撮像装置に設けられ、ビーコン発信機の発信するビーコン信号を受信するビーコン受信装置と、前記動画像から３次元形状を復元する３次元形状生成部と、前記３次元形状における前記ビーコン発信機に備えられた点滅装置の位置を、前記動画像における当該点滅装置の点滅状態から検出する点滅装置検出部と、前記ビーコン信号の計測により求めた前記ビーコン受信装置と前記ビーコン発信機との距離に対応する電波対応距離情報と、前記点滅装置の位置及び前記撮像装置間の距離情報である形状対応距離とに基づき、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行う発信機位置抽出部と、所定の時刻範囲における時刻と前記形状対応距離との関係を示す形状距離変化曲線を前記点滅装置毎に生成するとともに、当該時刻と前記電波対応距離情報との関係と対応関係を示す電波距離変化曲線を前記ビーコン発信機毎に生成し、前記点滅装置毎の形状距離変化曲線の各々と前記ビーコン発信機毎の電波距離変化曲線の各々との組み合わせ毎の類似度を算出する類似度算出部をさらに備え、前記発信機位置抽出部が、前記類似度に基づき、時刻に対する距離の変化が類似する形状距離変化曲線と電波距離変化曲線との組み合わせを抽出することで、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行うことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, there are provided an imaging device that is carried by the user of the beacon transmitter position extraction system of the present invention and captures moving images while moving, and an imaging device that is provided in the imaging device and captures a beacon signal transmitted by the beacon transmitter. a beacon receiving device for receiving; a three-dimensional shape generating unit for restoring a three-dimensional shape from the moving image; a flashing device detection unit that detects from the flashing state of the above; radio wave compatible distance information corresponding to the distance between the beacon receiving device and the beacon transmitter obtained by measuring the beacon signal; the position of the flashing device and the imaging device A transmitter position extraction unit that associates the beacon transmitter with the flashing device based on the shape correspondence distance, which is distance information between the beacon transmitters , and the relationship between the time in a predetermined time range and the shape correspondence distance A shape distance change curve is generated for each of the flashing devices, and a radio wave distance change curve indicating the relationship and correspondence relationship between the time and the radio wave compatible distance information is generated for each of the beacon transmitters, and the shape of each flashing device is generated. A similarity calculation unit that calculates a similarity for each combination of each distance change curve and each radio wave distance change curve for each beacon transmitter, wherein the transmitter position extraction unit calculates, based on the similarity, The beacon transmitter and the flashing device are associated with each other by extracting a combination of a shape distance change curve and a radio wave distance change curve that have similar distance changes with respect to time .
本発明のビーコン発信機位置抽出システムは、前記点滅装置の位置と前記撮像装置との前記形状対応距離を求める形状対応距離算出部と、前記電波状態から、前記ビーコン受信装置と前記ビーコン発信機との距離に対応した電波対応距離情報を求める電波対応距離算出部とをさらに備え、前記発信機位置抽出部が、前記形状対応距離及び前記電波対応距離情報の各々を比較することにより、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行うことを特徴とする。
The beacon transmitter position extraction system of the present invention includes: a shape correspondence distance calculation unit that obtains the shape correspondence distance between the position of the flashing device and the imaging device; and a radio wave compatible distance calculation unit that obtains radio wave compatible distance information corresponding to the distance of the beacon transmission by comparing each of the shape compatible distance and the radio wave compatible distance information. It is characterized by associating the machine with the flashing device.
本発明のビーコン発信機位置抽出システムは、前記距離情報が前記ビーコン信号の電波強度から求めた、前記ビーコン受信装置と前記ビーコン発信機の各々との距離である電波対応距離であることを特徴とする。 The beacon transmitter position extraction system of the present invention is characterized in that the distance information is a radio wave corresponding distance, which is the distance between the beacon receiver and each of the beacon transmitters, obtained from the radio wave intensity of the beacon signal. do.
本発明のビーコン発信機位置抽出システムは、前記距離情報がビーコン信号のビーコン信号受信装置への到来時間から求めた、前記ビーコン受信装置と前記ビーコン発信機の各々との電波対応距離であることを特徴とする。 In the beacon transmitter position extraction system of the present invention, the distance information is the radio wave corresponding distance between the beacon receiver and each of the beacon transmitters, which is obtained from the arrival time of the beacon signal to the beacon signal receiver. Characterized by
本発明のビーコン発信機位置抽出システムは、所定の時刻範囲における時刻と前記形状対応距離との関係と、当該時刻と前記距離情報との関係との類似度を算出する類似度算出部をさらに備え、前記発信機位置抽出部が前記類似度に基づき、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行うことを特徴とする。 The beacon transmitter position extraction system of the present invention further comprises a similarity calculation unit that calculates a similarity between the relationship between the time in a predetermined time range and the shape correspondence distance and the relationship between the time and the distance information. and the transmitter position extraction unit associates the beacon transmitter with the flashing device based on the degree of similarity.
本発明のビーコン発信機位置抽出システムは、前記点滅状態が所定の周期で点滅装置の点灯の照度が変化することを特徴とする。 The beacon transmitter location extraction system of the present invention is characterized in that the blinking state changes the illuminance of lighting of the blinking device at a predetermined cycle.
本発明のビーコン発信機位置抽出システムは、前記点滅状態が所定の周期で点滅装置の点灯の色が変化することを特徴とする。 The beacon transmitter location extraction system of the present invention is characterized in that the blinking state changes the lighting color of the blinking device at a predetermined cycle.
本発明のビーコン発信機位置抽出システムは、前記発信機位置抽出部が、前記ビーコン発信機の発信するビーコンに含まれる、当該ビーコン発信機を識別する固有識別情報と、前記３次元形状における前記点滅装置の位置とを対応付けることを特徴とする。 In the beacon transmitter position extraction system of the present invention, the transmitter position extraction unit includes unique identification information for identifying the beacon transmitter, which is included in the beacon transmitted by the beacon transmitter, and the blinking in the three-dimensional shape. It is characterized by associating with the position of the device.
本発明のビーコン発信機位置抽出システムは、前記撮像装置が前記動画像の撮像において、撮像における明るさの調整をゲイン補正により行うことを特徴とする。 The beacon transmitter position extraction system of the present invention is characterized in that the imaging device adjusts brightness in imaging by gain correction when imaging the moving image.
本発明のビーコン発信機位置抽出システムは、前記点滅装置検出部が、前記動画像のフレーム毎にゲイン補正値を予測し、動画像のゲイン補正値を同一とする補正を行い、前記点滅装置の点灯を検出することを特徴とする。
本発明のビーコン発信機位置抽出システムは、前記発信機位置抽出部が、前記類似度が最も大きい組み合わせを抽出することで、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行うことを特徴とする。
In the beacon transmitter position extraction system of the present invention, the flashing device detection unit predicts a gain correction value for each frame of the moving image, performs correction to make the gain correction value of the moving image the same, and detects the flashing device. It is characterized by detecting lighting.
The beacon transmitter position extraction system of the present invention is characterized in that the transmitter position extraction unit associates the beacon transmitter with the flashing device by extracting a combination having the highest degree of similarity. do.
本発明のビーコン発信機位置抽出方法は、撮像装置が、ユーザによって携帯され移動しつつ動画像を撮像する撮像過程と、ビーコン受信装置により、前記撮像装置に設けられ、ビーコン発信機の発信するビーコン信号を受信するビーコン受信過程と、３次元形状生成部が、前記動画像から３次元形状を復元する３次元形状復元過程と、点滅装置検出部が、前記３次元形状における前記ビーコン発信機に備えられた点滅装置の位置を、前記動画像における当該点滅装置の点滅状態から検出する点滅装置検出過程と、発信機位置抽出部が、前記ビーコン信号の計測により求めた前記ビーコン受信装置と前記ビーコン発信機との距離に対応する電波対応距離情報と、前記点滅装置の位置及び前記撮像装置間の距離である形状対応距離とに基づき、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行う発信機位置抽出過程と、類似度算出部が、所定の時刻範囲における時刻と前記形状対応距離との関係を示す形状距離変化曲線を前記点滅装置毎に生成するとともに、当該時刻と前記電波対応距離情報との関係と対応関係を示す電波距離変化曲線を前記ビーコン発信機毎に生成し、前記点滅装置毎の形状距離変化曲線の各々と前記ビーコン発信機毎の電波距離変化曲線の各々との組み合わせ毎の類似度を算出する類似度算出部過程と、を含み、前記発信機位置抽出過程は、前記類似度に基づき、時刻に対する距離の変化が類似する形状距離変化曲線と電波距離変化曲線との組み合わせを抽出することで、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行うことを含むことを特徴とする。 The beacon transmitter position extraction method of the present invention includes an imaging process in which an imaging device is carried by a user and captures a moving image while moving, and a beacon receiver provided in the imaging device and a beacon transmitted by the beacon transmitter. a beacon reception process for receiving a signal ; a three-dimensional shape restoration process for restoring a three-dimensional shape from the moving image by a three-dimensional shape generation unit; and a flashing device detection unit for preparing the beacon transmitter in the three-dimensional shape. a flashing device detection process for detecting the position of the flashing device detected from the flashing state of the flashing device in the moving image; A transmitter that associates the beacon transmitter with the flashing device based on radio wave compatible distance information corresponding to the distance from the beacon transmitter and the shape corresponding distance that is the distance between the position of the flashing device and the imaging device. A position extraction process and a similarity calculation unit generate, for each flashing device, a shape distance change curve indicating a relationship between time in a predetermined time range and the shape correspondence distance, and the time and the radio wave correspondence distance information. A radio wave distance change curve indicating the relationship and correspondence relationship is generated for each of the beacon transmitters, and each combination of each shape distance change curve for each flashing device and each radio wave distance change curve for each beacon transmitter a similarity calculation unit process for calculating a similarity, wherein the transmitter position extraction process calculates a combination of a shape distance change curve and a radio wave distance change curve that have similar distance changes with respect to time based on the similarity. It is characterized by including matching between the beacon transmitter and the flashing device by extracting .
以上説明したように、本発明によれば、イベント会場などの仮設として設けられた屋内の３次元形状を取得し、かつビーコン発信機の固有識別情報とビーコン発信機の屋内の３次元座標系における座標値との対応関係を容易に求めることが可能なビーコン発信機位置抽出システム及びビーコン発信機位置抽出方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the three-dimensional shape of a temporary indoor space such as an event venue is acquired, and the unique identification information of the beacon transmitter and the beacon transmitter in the indoor three-dimensional coordinate system are obtained. It is possible to provide a beacon transmitter position extraction system and a beacon transmitter position extraction method that can easily obtain a correspondence relationship with coordinate values.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるビーコン発信機位置抽出システムの構成例を示すブロック図である。図１において、ビーコン発信機位置抽出システム１は、携帯端末１１とビーコン発信機位置抽出サーバ１２とを備えている。また、ビーコン発信機位置抽出サーバ１２の機能を所定のアプリケーションとして、携帯端末１１にこのアプリケーションのプログラムをインストールすることにより持たせる構成としても良い。本実施形態においては、屋内施設における測位対象の測位に用いるビーコン発信機として、ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２、ビーコン発信機１０１＿３の３台を用いて説明するが、これに限らず、屋内施設の広さに応じて、３台以上の任意の複数個が配置される。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a beacon transmitter position extraction system according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1 , the beacon transmitter
ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機２＿３の各々には、点滅装置１０２＿１、点滅装置１０２＿２、点滅装置１０２＿３のそれぞれが備えられている。以下、ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機２＿３の各々を総称する場合にビーコン発信機１０１と表し、点滅装置１０２＿１、点滅装置１０２＿２及び点滅装置１０２＿３の各々を総称する場合に点滅装置１０２と表す。 Each of the beacon transmitter 101_1, the beacon transmitter 101_2, and the beacon transmitter 2_3 is provided with a flashing device 102_1, a flashing device 102_2, and a flashing device 102_3, respectively. Hereinafter, the beacon transmitter 101_1, the beacon transmitter 101_2, and the beacon transmitter 2_3 will be collectively referred to as the beacon transmitter 101, and the flashing device 102_1, the flashing device 102_2, and the flashing device 102_3 will be collectively referred to as the flashing devices. 102.
また、ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機２＿３の各々は、所定の発信周期毎に、それぞれを識別する固有識別情報のデータを含むビーコン信号を発信する。
また、点滅装置１０２＿１、点滅装置１０２＿２及び点滅装置１０２＿３の各々は、それぞれ所定の点滅周期毎に、予め設定された点灯時間、消灯時間で、点灯及び消灯を繰り返す。
In addition, each of the beacon transmitter 101_1, the beacon transmitter 101_2, and the beacon transmitter 2_3 transmits a beacon signal including unique identification information data for identifying each of them for each predetermined transmission cycle.
Further, each of the flashing device 102_1, the flashing device 102_2, and the flashing device 102_3 repeats lighting and extinguishing with a preset lighting time and lighting time at each predetermined blinking cycle.
携帯端末１１は、ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機１０１＿３の各々が配置されている屋内施設５００の３次元形状を復元するための動画像を撮像する。
また、携帯端末１１は、ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機１０１＿３の各々の発信する電波信号であるビーコン信号を受信し、このビーコンそれぞれの受信強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）を取得する。
The
In addition, the
ビーコン発信機位置抽出サーバ１２は、ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機１０１＿３の各々の発信するビーコン信号の計測電波強度と、動画像から求められる３次元座標系における点滅装置の位置座標とから、ビーコン発信機の固有識別情報と、点滅装置の位置座標との対応関係を抽出する。すなわち、ビーコン発信機位置抽出サーバ１２は、ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機１０１＿３の各々の３次元座標系における位置座標を抽出する。以下、ビーコン発信機の位置座標の抽出を行うビーコン発信機位置抽出システム１の構成を詳細に説明する。
The beacon transmitter
携帯端末１１は、画像撮像部１１１及び電波受信部１１２の各々を備えている。ここで、ユーザは、携帯端末１１を携帯して、屋内施設５００内部を所定の速度により移動して、ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機１０１＿３の各々が配置されている屋内施設５００の動画像を撮像するとともに、それぞれの発信するビーコン信号の電波強度を計測して計測電波強度を取得する。
The
画像撮像部１１１は、例えば、１秒あたり３０個のフレーム画像からなる動画像を撮像して、フレーム画像毎に、当該フレーム画像を撮像した時刻を示すタイムスタンプを添付して、ビーコン発信機位置抽出サーバ１２へ送信する。
電波受信部１１２は、ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機１０１＿３の各々が発信するビーコン信号を受信し、ビーコン信号に含まれている固有識別情報により、ビーコン発信機１０１、ビーコン発信機１０１＿２、ビーコン発信機１０１＿３それぞれの出力するビーコン信号の計測電波強度を求める。また、電波受信部１１２は、ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機１０１＿３の各々が発信するビーコン信号の計測電波強度と、ビーコン信号を受信した時刻を示すタイムスタンプを付加して、ビーコン発信機位置抽出サーバ１２へ送信する。
The
The radio
ビーコン発信機位置抽出サーバ１２は、データ入出力部１２１、３次元形状生成部１２２、点滅装置検出部１２３、形状対応距離算出部１２４、電波対応距離算出部１２５、類似度算出部１２６、発信機位置抽出部１２７、対応テーブル生成部１２８及び記憶部１２９の各々を備えている。
The beacon transmitter
データ入出力部１２１は、携帯端末１１から供給される、動画像におけるフレーム画像とタイムスタンプとを対応させて、記憶部１２９に対して書き込んで記憶させる。
また、データ入出力部１２１は、携帯端末１１から供給される、固有識別情報毎のタイムスタンプと計測電波強度とを対応させて、記憶部１２９に対して書き込んで記憶させる。
The data input/
Further, the data input/
図２は、記憶部１２９に記憶されている動画像データテーブルの構成例を示す図である。図２の動画像データテーブルにおいて、レコード毎に、タイムスタンプ及びフレーム画像インデックスの各々の欄が設けられている。
ここで、タイムスタンプは、動画像におけるフレーム画像の各々が撮像された時刻を示している。フレーム画像インデックスは、記憶部１２９の画像記憶領域における、タイムスタンプに対応するフレーム画像の各々が書き込まれているアドレスを示している。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a moving image data table stored in the
Here, the time stamp indicates the time when each frame image in the moving image was captured. A frame image index indicates an address in the image storage area of the
図１に戻り、また、データ入出力部１２１は、携帯端末１１から供給される、ビーコン発信機１０１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機１０１＿３の各々が発信したビーコン信号の計測電波強度とタイムスタンプとを、ビーコン発信機１０１、ビーコン発信機１０１＿２、ビーコン発信機１０１＿３それぞれの固有識別情報に対応させて記憶部１２９に書き込んで記憶させる。
Returning to FIG. 1, the data input/
図３は、記憶部１２９に記憶されている、ビーコン発信機の固有識別情報毎に設けられている計測電波強度テーブルの構成例を示す図である。図３の計測電波強度テーブルにおいて、レコード毎に、タイムスタンプ、計測電波強度及び電波対応距離の各々の欄が設けられている。ここで、タイムスタンプは、計測電波強度テーブルの固有識別情報に対応するビーコン発信機が発信したビーコン信号を受信した時刻を示している。計測電波強度は、同一レコードの時刻において計測された、計測電波強度テーブルの固有識別情報に対応するビーコン発信機が発信したビーコン信号の電波強度を示している。電波対応距離は、計測電波強度から算出した、携帯端末１１と、計測電波強度テーブルの固有識別情報に対応するビーコン発信機との距離を示している。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a measured radio wave intensity table provided for each unique identification information of a beacon transmitter, which is stored in the
図１に戻り、３次元形状生成部１２２は、動画像で撮像された屋内施設５００内部の３次元形状を復元処理し、屋内施設５００内の３次元座標系（屋内施設５００のいずれの位置を原点とするかは任意）を生成する。屋内施設５００内における移動体（入場者など）の測位は、上記３次元座標系の座標に対応して行われる。
Returning to FIG. 1, the three-dimensional
ここで、３次元形状生成部１２２は、SIFT（Scale-Invariant Feature Transform）、AKAZE（Accelerated KAZE）及びORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF（Binary Robust Independent Elementary Features））などの輝度値変化に対してロバスト性を有する特徴量算出アルゴリズムにより、フレーム画像毎の画像特徴量を算出して、各フレーム画像間における特徴点の対応を求めて、SfM(Structure from Motion)/MVS(Multi-View Stereo)などのアルゴリズムによって３次元点群を生成する。
Here, the three-dimensional
そして、３次元形状生成部１２２は、求めた３次元点群を用いて屋内施設５００内の壁、窓、配置された棚やテーブルなどの、屋内施設５００の３次元座標系における３次元形状を復元する。
この３次元形状の復元を行う際、３次元形状生成部１２２は、屋内施設５００の３次元座標系における、携帯端末１１の画像撮像部１１１がフレーム画像を撮像した撮像位置（座標値）及び撮像角度の各々も求める。
Then, the three-dimensional
When restoring the three-dimensional shape, the three-dimensional
点滅装置検出部１２３は、フレーム画像間において対応する画素から、輝度が経時的に変化する画素を検出し、検出された画素に対応する座標値を、３次元形状生成部１２２が生成した３次元座標系において抽出する。これにより、点滅装置検出部１２３は、所定の点滅周期により点滅する点滅装置（１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３など）の３次元座標系における位置座標を求める。
The flashing
また、点滅装置１０２＿１、点滅装置１０２＿２及び点滅装置１０２＿３の各々は、ビーコン発信機１０１、ビーコン発信機１０１＿２、ビーコン発信機１０１＿３それぞれに備えられている。
このため、点滅装置検出部１２３は、動画像から、実質的に、ビーコン発信機１０１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機１０１＿３の各々の位置座標を求める。
Also, the flashing device 102_1, the flashing device 102_2, and the flashing device 102_3 are provided in the beacon transmitter 101, the beacon transmitter 101_2, and the beacon transmitter 101_3, respectively.
Therefore, the flashing
形状対応距離算出部１２４は、フレーム画像が撮像されたタイムスタンプ毎に、携帯端末１１の位置とビーコン発信機１０１との３次元座標系における距離である形状対応距離を、携帯端末１１及びビーコン発信機１０１の各々の位置座標と、フレーム画像を撮像した撮像角度とにより算出する。
すなわち、形状対応距離算出部１２４は、３次元座標系において、携帯端末１１がフレーム画像を撮像した撮像位置の座標値（位置座標）と、点滅装置１０２の位置座標との間の距離を算出する。そして、形状対応距離算出部１２４は、算出した距離を、携帯端末１１及びビーコン発信機１０１間の形状対応距離とする。
The shape-corresponding
That is, the shape-corresponding
電波対応距離算出部１２５は、ビーコン発信機１０１の各々が発信するビーコン信号の計測電波強度から、以下の（２）式を用いて、タイムスタンプ毎に携帯端末１１とビーコン発信機１０１との距離である電波対応距離を算出する。（１）式は、ビーコン信号の電波強度ＲＳＳＩを求める式である。したがって、計測電波強度が判っている場合、（１）式を変形した以下の（２）式により、携帯端末１１とビーコン発信機１０１との距離ｄｉｓｔａｎｃｅを求めることができる。
Based on the measured radio field intensity of the beacon signal transmitted by each beacon transmitter 101, the radio wave compatible
ＲＳＳＩ＝ＴｘＰｏｗｅｒ－２０×ｌｏｇ１０ｄｉｓｔａｎｃｅ …（１）
上記（１）式に基づき、
ｄｉｓｔａｎｃｅ＝１０（ＴｘＰｏｗｅｒ－ＲＳＳＩ） …（２）
上記（１）及び（２）式において、ＲＳＳＩは電波強度を示し、ＴｘＰｏｗｅｒはビーコン発信機１０１が発信するビーコン信号の発信強度を示し、ｄｉｓｔａｎｃｅは携帯端末１１及びビーコン発信機１０１間の電波対応距離を示している。
RSSI=TxPower-20* log10 distance (1)
Based on the above formula (1),
distance=10 (TxPower-RSSI) (2)
In the above formulas (1) and (2), RSSI indicates the radio wave intensity, TxPower indicates the transmission strength of the beacon signal transmitted by the beacon transmitter 101, and distance is the radio wave compatible distance between the
電波対応距離算出部１２５は、タイムスタンプ毎に、ビーコン信号に含まれている固有識別情報により、ビーコン発信機１０１の各々の計測電波強度を、上記（２）式により算出する。
そして、電波対応距離算出部１２５は、算出した上記計測電波強度を、固有識別情報に対応させて、記憶部１２９におけるそれぞれの計測電波強度テーブルに対して書き込んで記憶させる。
The radio wave corresponding
Then, the radio wave corresponding
図４は、記憶部１２９に記憶されている、タイムスタンプ毎の携帯端末及びビーコン発信機間の形状対応距離を示す形状対応距離テーブルの構成例を示す図である。形状対応距離テーブルは、点滅装置検出部１２３が検出した点滅装置１０２の位置座標の座標値毎、すなわち点滅装置１０２毎に設けられている。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a shape correspondence distance table indicating shape correspondence distances between a mobile terminal and a beacon transmitter for each time stamp, stored in the
図４の形状対応距離テーブルにおいて、レコード毎に、タイムスタンプ、撮像位置、撮像角度及び形状対応距離の各々の欄が供えられている。ここで、タイムスタンプは、携帯端末１１の画像撮像部１１１が動画像におけるフレーム画像の各々を撮像した時刻を示している。撮像位置は、フレーム画像を撮像した３次元座標系における座標値を示している。撮像角度は、フレーム画像を撮像した３次元座標系における撮像方向の角度を示している。形状対応距離は、点滅装置の位置座標と撮像位置との座標値間の距離を示している。
In the shape correspondence distance table of FIG. 4, each record has columns for time stamp, imaging position, imaging angle, and shape correspondence distance. Here, the time stamp indicates the time when the
図１に戻り、類似度算出部１２６は、点滅装置１０２毎に、記憶部１２９の形状対応距離テーブルを参照し、タイムスタンプ（時刻）と形状対応距離との対応関係を示す形状距離変化曲線を生成する。形状距離変化曲線における形状対応距離は、最大の形状対応距離により規格化されている。
そして、類似度算出部１２６は、点滅装置１０２毎に、形状距離変化曲線を書き込んで記憶させる。
Returning to FIG. 1, the
Then, the
また、類似度算出部１２６は、ビーコン発信機１０１（固有識別情報）毎に、記憶部１２９の電波対応距離テーブルを参照し、タイムスタンプ（時刻）と電波対応距離との対応関係を示す電波距離変化曲線を生成する。電波距離変化曲線における電波対応距離は、最大の電波対応距離により規格化されている。
そして、類似度算出部１２６は、ビーコン発信機１０１毎に、電波距離変化曲線を書き込んで記憶させる。
Further, the
Then, the
図５は、類似度算出部１２６が生成する形状距離変化曲線及び電波距離変化曲線の各々を示すグラフの図である。図５において、縦軸は距離（規格値）を示し、横軸は時刻を示している。形状距離変化曲線５０は、各時刻と形状対応距離との対応関係を示す曲線である。また、電波距離変化曲線６０は、各時刻と電波対応距離との対応関係を示す曲線である。時刻は、本実施形態において同期が取れている、例えば、日本標準時などの時刻を用いて時刻同期が取れている。距離が最も小さいときの時刻が、携帯端末１１がビーコン発信機１０１及び点滅装置１０２に最も近接した時刻である。
FIG. 5 is a graph showing each of the shape distance change curve and the radio wave distance change curve generated by the
すでに述べたように、ビーコン発信機１０１及びこのビーコン発信機１０１に備えられた点滅装置１０２の各々は、配置した位置が同一と認識することができる。
このため、形状距離変化曲線５０及び電波距離変化曲線６０の各々の時刻同期が取れており、携帯端末１１とビーコン発信機１０１との距離とした場合、ビーコン発信機１０１から発信されたビーコン信号から求められた電波対応距離の電波距離変化曲線６０と、このビーコン発信機１０１に備えられた点滅装置１０２により求められた形状対応距離の形状距離変化曲線５０との形状は類似する。
As already mentioned, the beacon transmitter 101 and the flashing device 102 provided in this beacon transmitter 101 can be recognized to be located at the same position.
Therefore, the shape
図１に戻り、類似度算出部１２６は、例えば、形状距離変化曲線５０及び電波距離変化曲線６０の各々の座標値（ｔn，ｄ1）と座標値（ｔn，ｄ２）と誤差の二乗を加算し、加算結果の逆数を類似度とする。
そして、類似度算出部１２６は、ビーコン発信機１０１＿１、ビーコン発信機１０１＿２及びビーコン発信機１０１＿３に対応する電波距離変化曲線６０の各々と、点滅装置１０２＿１、点滅装置１０２＿２及び点滅装置１０２＿３に対応する形状距離変化曲線５０の各々との組合わせ、すなわち９個の類似度を求め、それぞれの組合わせ毎に記憶部１２９に対して求めた類似度を書き込んで記憶させる。
Returning to FIG. 1, the
Then, the
この時点においては、例えば、点滅装置１０２＿１の座標値が判っているものの、点滅装置１０２が存在していることは判るが、それが点滅装置１０２＿１、点滅装置１０２＿２、点滅装置１０２＿３のいずれであるかは認識できていない。
同様に、ビーコン発信機１０１＿１が発信したビーコン信号が固有識別情報で判り、かつ所定の時刻における携帯端末１１とビーコン発信機１０１との距離（電波対応距離）も判るが、ビーコン発信機１０１＿１が何れの座標値に存在しているかは認識できていない。
At this point, for example, although the coordinate values of the flashing device 102_1 are known, it is known that the flashing device 102 exists, but which of the flashing device 102_1, the flashing device 102_2, or the flashing device 102_3 is is not recognized.
Similarly, the beacon signal transmitted by the beacon transmitter 101_1 is known from the unique identification information, and the distance (radio wave compatible distance) between the
発信機位置抽出部１２７は、記憶部１２９を参照して、類似度算出部１２６が求めたビーコン発信機１０１の電波距離変化曲線６０各々と、点滅装置１０２の形状距離変化曲線５０各々との組合わせの類似度において、例えばビーコン発信機１０１の電波距離変化曲線６０毎に、最も類似度が大きい組合わせを抽出する。
例えば、発信機位置抽出部１２７は、ビーコン発信機１０１＿１の発信したビーコン信号に基づいて求めた電波距離変化曲線６０と、点滅装置１０２＿１、点滅装置１０２＿２及び点滅装置１０２＿３の各々の座標値から求めた形状距離変化曲線５０それぞれとの組合わせに対する類似度を比較し、最も類似度の大きい組合わせを抽出する。すなわち、発信機位置抽出部１２７は、時刻に対する距離変化が類似する形状距離変化曲線５０と電波距離変化曲線６０との組合わせを抽出する。
The transmitter
For example, the transmitter
この時点において、発信機位置抽出部１２７は、形状距離変化曲線５０及び電波距離変化曲線６０の各々の類似度から、すなわち、携帯端末１１とビーコン発信機１０１との距離変化と、携帯端末１１と点滅装置１０２との距離変化との類似度が高いと、携帯端末１１に対して、ビーコン発信機１０１及び点滅装置１０２の各々が同一の位置にあることが推定される。ビーコン発信機１０１と点滅装置１０２とが同一の位置にある場合、点滅装置１０２の座標値に、この点滅装置１０２が備えられたビーコン発信機１０１が配置されていることが判る。ここで、点滅装置１０２から求められた３次元座標系における座標値に、この点滅装置１０２が備えられたビーコン発信機１０１があるため、屋内施設５００内における点滅装置１０２から求めた３次元座標系における座標値と、この点滅装置１０２が備えられたビーコン発信機１０１の固有識別情報との対応が求められる。
At this point, the transmitter
そして、対応テーブル生成部１２８は、発信機位置抽出部１２７が抽出した形状距離変化曲線５０及び電波距離変化曲線６０の組合わせにおいて、この形状距離変化曲線５０に対応する点滅装置１０２の座標値と、電波距離変化曲線６０に対応するビーコン発信機１０１の固有識別情報とを、対応付けて記憶部１２９に書き込んで記憶させる。
Then, the correspondence
図６は、記憶部１２９に記憶されている、ビーコン発信機１０１の位置座標とビーコン発信機１０１の固有識別情報との対応を示す対応テーブルの構成例を示す図である。図６の対応テーブルにおいて、レコード毎に、固有識別情報と座標値との各々の欄が備えられている。
ここで、固有識別情報は、ビーコン発信機１０１の各々を識別する識別情報である。座標値は、同一レコードにおける固有識別情報のビーコン発信機１０１の３次元座標系における座標である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a correspondence table showing the correspondence between the position coordinates of the beacon transmitter 101 and the unique identification information of the beacon transmitter 101, stored in the
Here, the unique identification information is identification information that identifies each beacon transmitter 101 . The coordinate value is the coordinate in the three-dimensional coordinate system of the beacon transmitter 101 of the unique identification information in the same record.
図７は、本発明の一実施形態のビーコン発信機位置抽出システムが行うビーコン発信機の位置座標と固有識別情報との対応付けの処理の動作例を示すフローチャートである。携帯端末１１には、画像撮像部１１１による動画像の撮像処理と、電波受信部１１２によるビーコン発信機１０１の発信するビーコン信号の受信処理とを、時刻同期して行うアプリケーションのプログラムがインストールされており、ユーザがこのアプリケーションを起動して、以下の処理が行われる。
FIG. 7 is a flow chart showing an operation example of the process of associating the position coordinates of the beacon transmitter with the unique identification information, which is performed by the beacon transmitter position extraction system according to the embodiment of the present invention. An application program is installed in the
ステップＳ１０１：
ユーザは、携帯端末１１を携帯して、屋内施設５００内を移動しつつ、屋内施設５００内の３次元空間の３次元形状の撮像を行う。
このとき、携帯端末１１の画像撮像部１１１は、撮像した動画像のフレーム画像のデータを、このフレーム画像を撮像した時刻を示すタイムスタンプを付加して、ビーコン発信機位置抽出サーバ１２に対して送信する。
また、電波受信部１１２は、受信したビーコン信号の計測電波強度のデータを、この計測電波強度を計測した時刻を示すタイムスタンプ及びビーコン信号を発信したビーコン発信機１０１の固有識別情報（ビーコン信号から抽出）を付加して、ビーコン発信機位置抽出サーバ１２に対して送信する。
Step S101:
The user carries the
At this time, the
In addition, the radio
このとき、データ入出力部１２１は、携帯端末１１から供給されるフレーム画像のデータを、タイムスタンプとともに、記憶部１２９における動画像データテーブル、画像記憶領域のそれぞれに対して書き込んで記憶させる。
また、データ入出力部１２１は、携帯端末１１から供給されるビーコン信号の計測電波強度を、タイムスタンプとともに、記憶部１２９における固有識別情報に対応する計測電波強度テーブルに対して書き込んで記憶させる。
そして、例えば、ユーザは、屋内施設５００内を移動して、内部の３次元形状を撮像した後、終了ボタンを押下する。これにより、携帯端末１１は、データの取得処理が終了したことを示す終了信号を、ビーコン発信機位置抽出サーバ１２に対して送信する。
At this time, the data input/
The data input/
Then, for example, the user moves inside the
ステップＳ１０２：
３次元形状生成部１２２は、順次、記憶部１２９における動画像データテーブルのフレーム画像インデックスを参照し、動画像のフレーム画像のデータを画像記憶領域から読み出す。そして、３次元形状生成部１２２は、各フレーム画像の画像特徴量を抽出し、特徴点を対応付けて、屋内施設５００内の３次元形状の３次元点群を生成する。
この際、３次元形状生成部１２２は、３次元座標系内における画像撮像部１１１がフレーム画像の各々を撮像したときの撮像位置（座標値）及び撮像方向の各々を求める。
Step S102:
The three-dimensional
At this time, the three-dimensional
ステップＳ１０３：
次に、３次元形状生成部１２２は、生成した３次元点群に基づき、屋内施設５００内の３次元形状の復元を行い、屋内施設５００内における移動体などの測位に用いる３次元座標系（３次元マップ）を生成する。
そして、３次元形状生成部１２２は、生成した３次元座標系としての３次元形状のデータを記憶部１２９に対して書き込んで記憶させる。
Step S103:
Next, the 3D
Then, the three-dimensional
ステップＳ１０４：
点滅装置検出部１２３は、３次元形状生成部１２２が求めたフレーム画像間において対応する特徴点から、フレーム画像間において輝度が経時的に変化する特徴点を検出する。そして、点滅装置検出部１２３は、検出した特徴点に対応する座標値を、３次元形状生成部１２２が生成した３次元座標系における点滅装置１０２の各々の座標値として抽出する。
そして、点滅装置検出部１２３は、記憶部１２９に点滅装置１０２の座標値毎に設けられた形状対応距離テーブルに対し、タイムスタンプと、このタイムスタンプに撮像されたフレーム画像を撮像した際の撮像位置及び撮像角度を書き込んで記憶させる。
Step S104:
The flashing
Then, the flashing
ステップＳ１０５：
形状対応距離算出部１２４は、フレーム画像が撮像されたタイムスタンプ毎に、携帯端末１１の位置とビーコン発信機１０１との３次元座標系における距離である形状対応距離を、携帯端末１１及びビーコン発信機１０１の各々の位置座標（撮像位置）と、フレーム画像を撮像した撮像角度とにより算出する。
そして、形状対応距離算出部１２４は、記憶部１２９における点滅装置１０２（座標値）単位で設けられた形状対応距離テーブルに対し、タイムスタンプ毎に算出した形状対応距離を書き込んで記憶させる。
Step S105:
The shape-corresponding
Then, the shape correspondence
ステップＳ１０６：
電波対応距離算出部１２５は、ビーコン発信機１０１の各々が発信するビーコン信号の計測電波強度から、上記（１）式を用いて、タイムスタンプ毎に携帯端末１１とビーコン発信機１０１との距離である電波対応距離を算出する。
そして、電波対応距離算出部１２５は、固有識別情報毎に記憶部１２９に設けられた計測電波強度テーブルに対して、それぞれの固有識別情報に対応する固有識別情報のビーコン発信機１０１から発信されたビーコン信号の算出した計測電波強度を、書き込んで記憶させる。
Step S106:
The radio wave compatible
Then, the radio wave corresponding
ステップＳ１０７：
類似度算出部１２６は、記憶部１２９における点滅装置１０２毎（座標値毎）に設けられた形状対応距離テーブルを参照し、タイムスタンプ毎の形状対応距離のデータを連結し、点滅装置１０２毎の時刻に対する形状対応距離の変化を示す形状距離変化曲線を求める。
また、類似度算出部１２６は、記憶部１２９におけるビーコン発信機１０１毎（固有識別情報毎）毎に設けられた電波対応距離テーブルを参照し、タイムスタンプ毎の電波対応距離のデータを連結し、ビーコン発信機１０１毎の時刻に対する電波対応距離の変化を示す電波距離変化曲線を求める。
Step S107:
The
Further, the
次に、類似度算出部１２６は、点滅装置１０２毎の形状距離変化曲線と、ビーコン発信機１０１毎の電波距離変化曲線との各々の組合わせ毎の類似度を求める。
そして、類似度算出部１２６は、記憶部１２９に対して、求めた組合わせ毎の類似度を書き込んで記憶させる。
Next, the
Then, the
ステップＳ１０８：
発信機位置抽出部１２７は、記憶部１２９を参照して、類似度算出部１２６が求めたビーコン発信機１０１の電波距離変化曲線６０各々と、点滅装置１０２の形状距離変化曲線５０各々との組合わせの類似度において、例えばビーコン発信機１０１の電波距離変化曲線６０毎に、最も類似度が大きい組合わせを抽出する。
すなわち、発信機位置抽出部１２７は、時刻に対する距離変化が類似する形状距離変化曲線５０と電波距離変化曲線６０との組合わせを抽出することで、屋内施設５００内における点滅装置１０２から求めた座標値と、この点滅装置１０２が備えられたビーコン発信機１０１の固有識別情報との対応が求められる。
Step S108:
The transmitter
That is, the transmitter
そして、対応テーブル生成部１２８は、発信機位置抽出部１２７が抽出した形状距離変化曲線５０及び電波距離変化曲線６０の組合わせにおいて、この形状距離変化曲線５０に対応する点滅装置１０２の座標値と、電波距離変化曲線６０に対応するビーコン発信機１０１の固有識別情報とを対応付けて、記憶部１２９における対応テーブルに対して書き込んで記憶させる。
Then, the correspondence
ステップＳ１０９：
対応テーブル生成部１２８は、記憶部１２９における対応テーブルを参照し、ビーコン発信機１０１の固有識別情報と、点滅装置１０２の座標値との対応した数と、屋内施設５００内に配置したビーコン発信機１０１及び点滅装置１０２の各々の全ての数と一致しているか否かの判定を行う。
Step S109:
The correspondence
このとき、対応テーブル生成部１２８は、固有識別情報と座標値との対応した数が、ビーコン発信機１０１及び点滅装置１０２の各々の全ての数と一致している場合、処理をステップＳ１１０へ進める。
一方、対応テーブル生成部１２８は、固有識別情報と座標値との対応した数が、ビーコン発信機１０１及び点滅装置１０２の各々の全ての数と一致していない場合、処理をステップＳ１１１へ進める。
At this time, if the number of corresponding unique identification information and coordinate values matches the total number of beacon transmitters 101 and flashing devices 102,
On the other hand, if the number of corresponding unique identification information and coordinate values does not match all the numbers of beacon transmitters 101 and flashing devices 102,
ステップＳ１１０：
対応テーブル生成部１２８は、記憶部１２９における対応テーブルを図示しない表示画面に対して表示する。
そして、対応テーブル生成部１２８は、屋内施設５００内における３次元形状を復元した３次元マップが生成され、かつ屋内施設５００内に配置したビーコン発信機１０１の各々の３次元座標系における座標値が対応付けられたことを示す画像を、上記表示画面に対して終了通知として表示する。
また、データ入出力部１２１は、必要（外部装置からの要求）に応じて、屋内施設５００内の移動体の測位を行う外部装置に対して、上記対応テーブル及び３次元座標系における３次元形状を示す３次元マップを出力する。
Step S110:
The correspondence
Then, the correspondence
In addition, the data input/
ステップＳ１１１：
ユーザは、ビーコン発信機位置抽出サーバ１２を操作し、上記表示画面に対して３次元マップの画像を表示させ、ビーコン発信機１０１の各々を特定のマーク画像により示す。
このとき、例えば、ビーコン発信機１０１を１０台配置したにもかかわらず、ビーコン発信機１０１を示すマーク画像が９個しかない場合、座標値の検出が行われない点滅装置１０２があるとして、表示画面において動画像を観察する。
Step S111:
The user operates the beacon transmitter
At this time, for example, even though ten beacon transmitters 101 are arranged, if there are only nine mark images indicating the beacon transmitters 101, it is displayed that there is a flashing device 102 whose coordinate values are not detected. Observe the moving image on the screen.
そして、ユーザは、点滅装置１０２が点滅している位置に、ビーコン発信機１０１を示すマーク画像が表示されない場合、その座標をマウスによりクリックし、ビーコン発信機位置抽出サーバ１２に対して処理継続を行わせる。
このとき、点滅装置検出部１２３は、ユーザがクリックした座標値を、動画像のデータから抽出した点滅装置１０２の座標値に加える。
これにより、点滅装置検出部１２３は、処理をＳ１０５に戻す。
Then, if the mark image indicating the beacon transmitter 101 is not displayed at the position where the flashing device 102 is blinking, the user clicks the coordinates with the mouse to request the beacon transmitter
At this time, the flashing
As a result, the flashing
上述したように、本実施形態によれば、点滅装置１０２が備えられた複数のビーコン発信機１０１の各々が配置されている屋内施設５００を、順次、ビーコン発信機１０１がフレーム画像に含まれるように、携帯端末１１を携帯したユーザが移動しつつ動画像を撮像することにより、屋内施設５００の３次元形状とともに、この３次元形状の３次元座標系におけるビーコン発信機１０１の座標値と、この座標値のビーコン発信機１０１の固有識別情報との対応関係を一括して容易に求めることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
したがって、本実施形態によれば、イベント会場などにおいて、入場者の各々の動線を求めるために用いるビーコン発信機１０１の座標値とこのビーコン発信機１０１の固有識別情報との対応を、ＣＡＤデータを用いずとも簡易に求めることが可能となる。
これにより、本実施形態によれば、イベント会場などにおいて、入場者の動線に基づいて、配置を換えても、リアルタイムに新たな屋内施設の３次元形状と、この３次元形状の３次元座標系におけるビーコン発信機１０１の座標値と、この座標値のビーコン発信機１０１の固有識別情報との対応関係を一括して容易に求めることができる。
Therefore, according to this embodiment, the correspondence between the coordinate values of the beacon transmitter 101 and the unique identification information of the beacon transmitter 101 used to determine the flow line of each visitor at an event venue or the like can be determined by CAD data. can be easily obtained without using
As a result, according to the present embodiment, even if the layout is changed at an event venue or the like based on the line of flow of visitors, a new three-dimensional shape of the indoor facility and the three-dimensional coordinates of this three-dimensional shape can be realized in real time. The correspondence between the coordinate values of the beacon transmitters 101 in the system and the unique identification information of the beacon transmitters 101 of these coordinate values can be easily obtained collectively.
また、上述した実施形態において、点滅装置１０２の所定の点滅周期内における点灯及び消灯の２値として説明したが、点灯の際の輝度を経時的に変化させても良い。本実施形態において、共通の点滅装置１０２を用いるため、点滅装置１０２の各々は、点滅周期の時間幅及び点滅パターンが同様とされている。
図８は、本実施形態における点滅装置１０２の点滅周期における輝度値の変化パターンを示す図である。図８（ａ）は、本実施形態で説明したように、点滅周期Ｔにおいて、点灯と消灯との２値による点滅装置１０２の点滅パターンを示している。
Further, in the above-described embodiment, the binary value of lighting and extinguishing within the predetermined blinking cycle of the flashing device 102 is described, but the luminance during lighting may be changed with time. In this embodiment, since the common flashing device 102 is used, each of the flashing devices 102 has the same flashing period duration and the same flashing pattern.
FIG. 8 is a diagram showing the change pattern of the luminance value in the blinking cycle of the blinking device 102 in this embodiment. FIG. 8(a) shows the blinking pattern of the blinking device 102 based on the binary values of lighting and turning off in the blinking period T, as described in the present embodiment.
一方、図８（ｂ）は、点滅周期Ｔにおいて、サイン波の形状の輝度値変化による点滅装置１０２の点滅パターンを示している。また、図８（ｃ）は、点滅周期Ｔにおいて、三角波の形状の輝度値変化による点滅装置１０２の点滅パターンを示している。
上述した輝度値の時間的に変化する点滅パターンを用いることにより、充電器などの他の点滅する光源と、点滅パターンにより区別することにより、点滅装置１０２の位置座標の検出における他の機器の点滅を除去することができ、ビーコン発信機１０１の座標値と、ビーコン発信機１０１の固有識別情報とを対応させる処理の精度を向上させることができる。
On the other hand, FIG. 8(b) shows the blinking pattern of the blinking device 102 due to the luminance value change in the shape of a sine wave in the blinking period T. FIG. FIG. 8(c) shows a blinking pattern of the blinking device 102 due to a triangular wave-shaped luminance value change in the blinking cycle T. As shown in FIG.
By using the blinking pattern in which the luminance value changes with time as described above, the blinking of other devices in the detection of the position coordinates of the blinking device 102 can be distinguished from other blinking light sources such as chargers by the blinking pattern. can be removed, and the accuracy of processing for matching the coordinate values of the beacon transmitter 101 and the unique identification information of the beacon transmitter 101 can be improved.
また、時間変化（すなわち、時刻変化）する輝度値の点滅パターンを用いるのではなく、点滅装置１０２としては、点滅周期Ｔにおける点灯色を変更する構成としても良い。例えば、転送周期において赤色の点灯時間と青色の点灯時間とを設けることにより、他の機器の点滅と区別することもできる。
これにより、点滅パターンにより区別する場合と同様に、点滅装置１０２の位置座標の検出における他の機器の点滅を除去することができ、ビーコン発信機１０１の座標値と、ビーコン発信機１０１の固有識別情報とを対応させる処理の精度を向上させることができる。
Further, instead of using a blinking pattern of luminance values that change with time (that is, time-varying), the blinking device 102 may be configured to change the lighting color in the blinking period T. FIG. For example, by providing a red lighting time and a blue lighting time in the transfer cycle, it is possible to distinguish from blinking of other devices.
This makes it possible to eliminate the blinking of other devices in the detection of the position coordinates of the blinking device 102, as in the case of distinguishing by the blinking pattern. It is possible to improve the accuracy of processing for matching information.
また、本実施形態における携帯端末１１の画像撮像部１１１は、白飛びや黒つぶれを防止する際における撮像するフレーム画像毎の明るさの調整を、画素値のゲイン補正により行う構成とする。すなわち、フレーム画像の明るさの調整に対しては、絞りやHDR（High Dynamic Range）を用いない構成として（設定として）、画像撮像部１１１の撮像を行う。
画像撮像部１１１は、フレーム画像をビーコン発信機位置抽出サーバ１２に出力する際、タイムスタンプ及びフレーム画像とともに、このフレーム画像を撮像した際のゲイン補正値を出力する。また、画像撮像部１１１は、ゲイン補正値が取得できない撮像装置の場合、３次元形状生成部１２２で計算した画像特徴点の対応から画素値における輝度変化を求め、ゲイン補正値を推定して出力する。
Further, the
When outputting the frame image to the beacon transmitter
そして、データ入出力部１２１は、携帯端末１１から供給される、動画像におけるフレーム画像とタイムスタンプとゲイン補正値を対応させて、記憶部１２９に対して書き込んで記憶させる。
Then, the data input/
図９は、記憶部１２９に記憶されている動画像データテーブルの他の構成例を示す図である。図９の動画像データテーブルにおいて、レコード毎に、タイムスタンプ、フレーム画像インデックス及びゲイン補正値の各々の欄が設けられている。
ここで、タイムスタンプは、動画像におけるフレーム画像の各々が撮像された時刻を示している。フレーム画像インデックスは、記憶部１２９の画像記憶領域における、タイムスタンプに対応するフレーム画像の各々が書き込まれているアドレスを示している。ゲイン補正値は、フレーム画像を撮像した際のゲイン補正値を示している。
FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of the moving image data table stored in the
Here, the time stamp indicates the time when each frame image in the moving image was captured. A frame image index indicates an address in the image storage area of the
点滅装置検出部１２３は、点滅装置１０２の位置座標の検出の際、動画像データテーブルのフレーム画像インデックスに対応して、類似度を算出する時刻範囲のフレーム画像のデータを読み出すとともに、それぞれのフレーム画像のゲイン補正値を読み出す。
そして、点滅装置検出部１２３は、いずれかのフレーム画像のゲイン補正値を基準とし、他のフレーム画像のゲイン補正値を基準のフレーム画像のゲイン補正となるように、フレーム画像の各画素の画素値を補正する。
When detecting the position coordinates of the flashing device 102, the flashing
Then, the flashing
点滅装置検出部１２３は、基準のフレーム画像の現補正値に補正後の動画像のフレーム画像を用いて、点滅装置１０２の３次元座標系における座標値を抽出する。
これにより、点滅装置１０２の点滅の輝度を統一したゲイン補正値により観察することができるため、図８に示す点滅周期Ｔの時間幅、サイン波あるいは三角波の形状を精度良く判定することができ、他の機器の点滅と容易に区別することができる。
The flashing
As a result, the brightness of the flashing of the flashing device 102 can be observed with a unified gain correction value, so that the time width of the flashing cycle T shown in FIG. It can be easily distinguished from blinking of other equipment.
また、本実施形態においては、動画像から屋内施設５００の３次元形状を求めていたが、レーザーなどを用いた３次元形状計測器を用いて、屋内施設５００の３次元点群を求めても良い。そして、３次元形状計測器で求めた３次元点群と、画像撮像部１１１の撮像した動画像におけるフレーム画像の特徴点とを対応付けて、３次元マップとしての３次元形状を復元する構成としても良い。
この場合には、画像撮像部１１１と３次元形状計測器との相対位置関係が固定されて、３次元点群と特徴点と対応が校正済みとする必要がある。これにより、画像撮像部１１１の撮像した動画像により求めた３次元形状を、３次元形状計測器により取得した３次元点群で校正することで、高い精度により屋内施設５００の３次元形状を復元することができる。
Further, in the present embodiment, the three-dimensional shape of the
In this case, it is necessary to fix the relative positional relationship between the
また、上述した実施形態においては、ビーコン発信機１０１のビーコン信号の測位電波強度の時間変化を用いて、携帯端末１１及びビーコン発信機１０１間の電波対応距離を求めていた。
しかしながら、他の実施形態として、電波対応距離算出部１２５がビーコン信号の到来時間（ＴＯＡ（time of arrival））に対して、電波の到来速度を乗じることにより電波対応距離を求める構成としても良い。この場合、全てのビーコン発信機１０１のビーコン信号の発信の時刻は同期が取れている必要が有る。また、ビーコン発信機１０１がビーコン信号を発信してから電波受信部１１２が受信するまでの電波の到来時間を、高い精度により計測する必要があるため、携帯端末１１の電波受信部１１２が用いる時計も、ビーコン発信機１０１の時計と同期が取れている必要がある。
Further, in the above-described embodiment, the radio wave correspondence distance between the
However, as another embodiment, the radio wave correspondence
また、ビーコン信号の到来角度（ＡＯＡ（anble of arrival））から、ビーコン発信機１０１の座標値を検出する構成としても良い。
この構成の場合、画像撮像部１１１の撮像方向と、電波受信部１１２のアレイアンテナの形成されたアレイアンテナ形成面の法線方向とは同一方向に固定されている必要がある。
３次元座標系におけるビーコン信号の到来角度を、３次元形状の復元の際に算出される画像撮像部１１１の撮像位置と撮像方向とに対応させ、電波受信部１１２のアレイアンテナにより求めたビーコン信号の到来角度を、３次元座標系における到来角度に変更する。
Moreover, it is good also as a structure which detects the coordinate value of the beacon transmitter 101 from the arrival angle (AOA(anble of arrival)) of a beacon signal.
In this configuration, the imaging direction of the
The beacon signal obtained by the array antenna of the radio
次に、発信機位置抽出部１２７は、到来角度からビーコン信号の到来方向に直線を伸ばし、固有識別情報毎のビーコン発信機１０１からのビーコン信号の到来方向を示す直線の交点に対し、最も近い点滅装置１０２の座標値を抽出する。
そして、発信機位置抽出部１２７は、交点と最も近いとして抽出した点滅装置１０２の座標値と、この交点を形成する到来方向に対応するビーコン信号を発信するビーコン発信機１０１の固有識別情報とを対応付ける。
Next, the transmitter
Then, the transmitter
なお、本発明における図１の携帯端末１１及びビーコン発信機位置抽出サーバ１２の各々機能を実現するためのそれぞれ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それぞれの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、屋内施設内の３次元形状を取得する処理、及びビーコン発信機の固有識別情報とビーコン発信機の屋内施設内の３次元座標系における座標値との対応関係と特定する処理を行ってもよい。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。
In addition, each program for realizing each function of the
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。 Also, the "computer system" includes a WWW system provided with a home page providing environment (or display environment). The term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible discs, magneto-optical discs, ROMs and CD-ROMs, and storage devices such as hard discs incorporated in computer systems. In addition, "computer-readable recording medium" means a volatile memory (RAM) inside a computer system that acts as a server or client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. , includes those that hold the program for a certain period of time.
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。 Further, the above program may be transmitted from a computer system storing this program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in a transmission medium. Here, the "transmission medium" for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. Further, the program may be for realizing part of the functions described above. Further, it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system.
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and designs and the like are included within the scope of the gist of the present invention.
１…ビーコン発信機位置抽出システム
１１…携帯端末
１２…ビーコン発信機位置抽出サーバ
１０１，１０１＿１，１０１＿２，１０１＿３…ビーコン発信機
１０２，１０２＿１，１０２＿２，１０２＿３…点滅装置
１１１…画像撮像部
１１２…電波受信部
１２１…データ入出力部
１２２…３次元形状生成部
１２３…点滅装置検出部
１２４…形状対応距離算出部
１２５…電波対応距離算出部
１２６…類似度算出部
１２７…発信機位置抽出部
１２８…対応テーブル生成部
１２９…記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記撮像装置に設けられ、ビーコン発信機の発信するビーコン信号を受信するビーコン受信装置と、
前記動画像から３次元形状を復元する３次元形状生成部と、
前記３次元形状における前記ビーコン発信機に備えられた点滅装置の位置を、前記動画像における当該点滅装置の点滅状態から検出する点滅装置検出部と、
前記ビーコン信号の計測により求めた前記ビーコン受信装置と前記ビーコン発信機との距離に対応する電波対応距離情報と、前記点滅装置の位置及び前記撮像装置間の距離情報である形状対応距離とに基づき、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行う発信機位置抽出部と、
所定の時刻範囲における時刻と前記形状対応距離との関係を示す形状距離変化曲線を前記点滅装置毎に生成するとともに、当該時刻と前記電波対応距離情報との関係と対応関係を示す電波距離変化曲線を前記ビーコン発信機毎に生成し、前記点滅装置毎の形状距離変化曲線の各々と前記ビーコン発信機毎の電波距離変化曲線の各々との組み合わせ毎の類似度を算出する類似度算出部
をさらに備え、
前記発信機位置抽出部が、前記類似度に基づき、時刻に対する距離の変化が類似する形状距離変化曲線と電波距離変化曲線との組み合わせを抽出することで、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行う
ことを特徴とするビーコン発信機位置抽出システム。 an imaging device that is carried by a user and captures moving images while moving;
A beacon receiving device provided in the imaging device for receiving a beacon signal transmitted by a beacon transmitter;
a three-dimensional shape generation unit that restores a three-dimensional shape from the moving image;
a flashing device detection unit that detects the position of the flashing device provided in the beacon transmitter in the three-dimensional shape from the flashing state of the flashing device in the moving image;
Based on the radio wave corresponding distance information corresponding to the distance between the beacon receiver and the beacon transmitter obtained by measuring the beacon signal, and the shape corresponding distance which is the distance information between the position of the flashing device and the imaging device. , a transmitter position extraction unit that associates the beacon transmitter with the flashing device ;
A shape distance change curve showing the relationship between time and the shape correspondence distance in a predetermined time range is generated for each of the flashing devices, and a radio wave distance change curve showing the relationship and correspondence relationship between the time and the radio wave correspondence distance information. for each beacon transmitter, and calculates the similarity for each combination of each shape distance change curve for each flashing device and each radio wave distance change curve for each beacon transmitter.
further comprising
Based on the degree of similarity, the transmitter position extracting unit extracts a combination of a shape distance change curve and a radio wave distance change curve that have similar changes in distance with respect to time, so that the beacon transmitter and the flashing device are combined. make a match
A beacon transmitter position extraction system characterized by:
前記ビーコン信号の計測結果から、前記電波対応距離情報を求める電波対応距離算出部と
をさらに備え、
前記発信機位置抽出部が、前記形状対応距離及び電波対応距離情報の各々を比較することにより、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行う
ことを特徴とする請求項１に記載のビーコン発信機位置抽出システム。 a shape correspondence distance calculation unit that calculates the shape correspondence distance between the position of the flashing device and the imaging device;
a radio wave compatible distance calculation unit that obtains the radio wave compatible distance information from the measurement result of the beacon signal,
2. The transmitter position extracting unit associating the beacon transmitter with the flashing device by comparing each of the shape correspondence distance information and the radio wave correspondence distance information. Beacon transmitter location extraction system.
ことを特徴とする請求項２に記載のビーコン発信機位置抽出システム。 3. The position of the beacon transmitter according to claim 2, wherein the distance information is a radio wave correspondence distance, which is a distance between the beacon receiver and each of the beacon transmitters, obtained from the radio wave intensity of the beacon signal. extraction system.
ことを特徴とする請求項２に記載のビーコン発信機位置抽出システム。 3. The beacon transmission according to claim 2, wherein the distance information is a radio wave compatible distance between the beacon receiver and each of the beacon transmitters, which is obtained from the arrival time of the beacon signal to the beacon signal receiver. Machine position extraction system.
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のビーコン発信機位置抽出システム。 The beacon transmitter position extracting system according to any one of claims 1 to 3, wherein the blinking state changes the illuminance of lighting of the blinking device at a predetermined cycle.
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のビーコン発信機位置抽出システム。 The beacon transmitter position extraction system according to any one of claims 1 to 3, wherein the flashing state changes the lighting color of the flashing device at a predetermined cycle.
前記ビーコン発信機の発信するビーコンに含まれる、当該ビーコン発信機を識別する固有識別情報と、前記３次元形状における前記点滅装置の位置とを対応付ける
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のビーコン発信機位置抽出システム。 The transmitter position extraction unit,
7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein unique identification information for identifying the beacon transmitter included in the beacon transmitted by the beacon transmitter is associated with the position of the flashing device in the three-dimensional shape. A beacon transmitter location extraction system according to any one of the preceding claims.
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のビーコン発信機位置抽出システム。 The beacon transmitter position extraction system according to any one of claims 1 to 7, wherein the imaging device adjusts brightness in imaging by gain correction when imaging the moving image.
前記動画像のフレーム毎にゲイン補正値を予測し、動画像のゲイン補正値を同一とする補正を行い、前記点滅装置の点灯を検出する
ことを特徴とする請求項８に記載のビーコン発信機位置抽出システム。 The flashing device detection unit
9. The beacon transmitter according to claim 8, wherein a gain correction value is predicted for each frame of the moving image, correction is performed to make the gain correction value of the moving image the same, and lighting of the flashing device is detected. Position extraction system.
ことを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載のビーコン発信機位置抽出システム。 The beacon transmitter position extraction system according to any one of claims 1 to 9, characterized in that:
ビーコン受信装置により、前記撮像装置に設けられ、ビーコン発信機の発信するビーコン信号を受信するビーコン受信過程と、
３次元形状生成部が、前記動画像から３次元形状を復元する３次元形状復元過程と、
点滅装置検出部が、前記３次元形状における前記ビーコン発信機に備えられた点滅装置の位置を、前記動画像における当該点滅装置の点滅状態から検出する点滅装置検出過程と、
発信機位置抽出部が、前記ビーコン信号の計測により求めた前記ビーコン受信装置と前記ビーコン発信機との距離に対応する電波対応距離情報と、前記点滅装置の位置及び前記撮像装置間の距離である形状対応距離とに基づき、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行う発信機位置抽出過程と、
類似度算出部が、所定の時刻範囲における時刻と前記形状対応距離との関係を示す形状距離変化曲線を前記点滅装置毎に生成するとともに、当該時刻と前記電波対応距離情報との関係と対応関係を示す電波距離変化曲線を前記ビーコン発信機毎に生成し、前記点滅装置毎の形状距離変化曲線の各々と前記ビーコン発信機毎の電波距離変化曲線の各々との組み合わせ毎の類似度を算出する類似度算出部過程と、
を含み、
前記発信機位置抽出過程は、前記類似度に基づき、時刻に対する距離の変化が類似する形状距離変化曲線と電波距離変化曲線との組み合わせを抽出することで、前記ビーコン発信機と前記点滅装置との対応付けを行うことを含む
ことを特徴とするビーコン発信機位置抽出方法。 an imaging process in which the imaging device captures a moving image while being carried and moved by the user ;
A beacon reception process for receiving a beacon signal transmitted by a beacon transmitter provided in the imaging device by the beacon reception device;
A three-dimensional shape restoration process in which a three-dimensional shape generation unit restores a three-dimensional shape from the moving image;
a flashing device detection process in which a flashing device detection unit detects the position of the flashing device provided in the beacon transmitter in the three-dimensional shape from the flashing state of the flashing device in the moving image;
A transmitter position extraction unit obtains radio wave compatible distance information corresponding to the distance between the beacon receiver and the beacon transmitter obtained by measuring the beacon signal, and the position of the flashing device and the distance between the imaging device. a transmitter position extraction process that associates the beacon transmitter with the flashing device based on the shape correspondence distance ;
A similarity calculation unit generates, for each flashing device, a shape distance change curve indicating a relationship between a time and the shape correspondence distance in a predetermined time range, and a relationship and a correspondence relationship between the time and the radio wave correspondence distance information. is generated for each beacon transmitter, and the degree of similarity for each combination of each shape distance change curve for each flashing device and each radio wave distance change curve for each beacon transmitter is calculated. a similarity calculation unit process;
including
In the transmitter position extraction process, based on the similarity, a combination of a shape distance change curve and a radio wave distance change curve having similar changes in distance with respect to time is extracted, thereby determining the relationship between the beacon transmitter and the flashing device. including making a match
A beacon transmitter position extraction method characterized by:
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