JP7257752B2 - 位置検出システム - Google Patents
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Description
しかし、上述した検出技術は、対象物体に設けられた通信端末が受信する電波強度などを用いた位置の推定を行なう技術であり、推定で求めた位置であるが故に、正確な対象物体の位置を検出することはできない。
さらに、対象物体の位置の推定しか行えないため、通信端末を携帯した作業員が自身のみで移動しているか、あるいは作業員が大きな荷物を台車で運搬しているかなど、対象物体の大きさを検出することが全くできない。
この結果、ナビゲーションが可能な対象物体の大きさが制限され、建物内における荷物の搬入に用いることができない。
特許文献1の位置検出技術は、携帯端末が位置を推定するための情報(例えば、ビーコンの受信電波強度など)と自身の識別情報とをシステム側に通知することにより、この識別情報に基づき自身の位置の推定結果を得ている。
したがって、システム側としては、対象物体の位置と、この対象物体の識別情報との対応を容易に取得することができる。
このため、上記位置検出技術は、対象物体の位置を求めるための情報を、対象物体から何ら通知を受けることなく対象物体の位置を求めているため、対象物体の識別情報を取得するものではない。
すなわち、対象物体の識別情報が取得できないため、3次元形状の対象物が移動している位置を正確に求めても、その対象物体が何であるかの属性情報を得ることができず、また、ナビゲーション等において推定した位置を通知する通知先も判らない。
本実施形態の以下の説明において、例えば、3次元計測装置11としてLRS(Laser Range Scanner)を用い、発信装置12としてビーコン発信機を用いた説明を行なう。しかしながら、後述するように、ビーコン発信機を用いずに対象物体の位置を推定する構成としても良い。また、本実施形態においては、建物の屋内を例として説明するが、建物の建っている敷地内の半屋外空間、例えば、外廊下、渡り廊下、開放廊下、車寄せ、デッキ、テラス、バルコニー、縁側、外廊下、車寄せ及びデッキなどにおいて利用する構成としても良い。
発信装置12は、屋内の壁や天井などに配置されており、自身の識別情報である発信装置識別情報を含むビーコン信号を、予め設定された所定の時間間隔の周期的において、所定の電波強度により発信する。
データ入出力部131は、3次元計測装置11から所定時間毎に順次供給される計測3次元形状データから、この3次元計測装置11が配置されている計測範囲を示す計測範囲情報を抽出する。そして、データ入出力部131は、計測3次元形状データと、この計測3次元形状データを取得した時間を示すタイムスタンプと、計測3次元形状計測データの範囲情報とを対応付けて、3次元空間データ記憶部137に書き込んで記憶させる。
識別情報取得部133は、無線装置が通知する位置推定情報から、対象物体が携帯(あるいは備えられた)する無線装置の識別情報を抽出し、この位置推定情報を入力した際のタイムスタンプに対応付けて、対象物体識別情報とする。
そして、対象物体形状抽出部132は、3次元計測装置11_1から11_3の各々からの計測3次元形状データを合成し、対象物体形状を抽出する計測3次元形状データを生成する(処理F2)。
対象物体形状抽出部132は、計測3次元形状データにおける3次元形状から、背景3次元形状データにおける3次元形状を除去する背景差分処理を行なう(処理F3)。
対象物体形状抽出部132は、処理F3における除去の結果、差分の3次元形状601、602を、計測3次元形状データから抽出された対象物体形状とする(処理F4)。
対象物体形状抽出部132が対象物体形状561及び562の各々を検出した場合を説明する。
・ケース#1.対象物体形状561の示す対象物体が無線装置を備えており、対象物体形状562の示す対象物体が無線装置を備えていない場合。
処理F21:対象物体形状抽出部132は、対象物体形状561及び562の各々を検出した場合、対象物体形状561、562それぞれに対して対象物体形状識別情報を付与して管理する。識別情報形状対応部135は、対象物体形状561に対して対象物体識別情報を対応付けるが、一方、対象物体形状561には対象物体識別情報を対応付けない。
処理F21:対象物体形状抽出部132は、対象物体形状561及び562の各々を検出した場合、対象物体形状561、562それぞれに対して対象物体形状識別情報を付与して管理する。識別情報形状対応部135は、対象物体形状561及び562の各々に対して対象物体識別情報の対応付けを行なう。
そして、処理F22において、作業者が、台車に荷物を搭載することで、台車を操る作業者と、台車に搭載された荷物とが対象物体形状抽出部132より1つの3次元形状として検出される。また、処理F24において、作業者が、台車から荷物を下ろすことで、台車を操る作業者と、台車に搭載された荷物とが対象物体形状抽出部132より2つの3次元形状として検出される。
ステップS11:データ入出力部131は、3次元計測装置11から所定時間毎に順次供給される計測3次元形状データ及び位置推定情報の各々を計測情報として入力する。
ステップS12:対象物体形状抽出部132は、背景3次元形状データを用いた背景差分処理により、計測3次元形状データにおける対象物体形状の検出を行なう。
ステップS13:対象物体形状抽出部132は、計測3次元形状データから対象物体形状が抽出された場合、あるいは位置推定情報が入力された場合、処理をステップS14へ進め、一方、対象物体形状が抽出されず、かつ位置推定情報が入力されない場合、処理をステップS11へ戻す。
ステップS15:対象物体形状抽出部132は、同定の処理において、抽出された対象物体形状が対象物体形状テーブルに含まれているか否か、すなわち抽出された対象物体形状に対象物体形状識別情報が付与されているか否かの判定を行なう。
ステップS16:対象物体位置推定部134は、対象物体の無線装置から通知される位置推定情報により、無線装置の対象物体推定位置情報及び対象物体識別情報を求める。
ステップS17:対象物体形状抽出部132は、抽出された対象物体形状のなかで、対象物体形状識別情報が付与されていない対象物体形状に対して、対象物体形状識別情報を付与する。対象物体形状抽出部132は、対象物体形状の各々の追跡処理(速度ベクトル及び3次元形状の寸法などの相関を求めることによる同定処理)を行ない、新たに抽出された対象物体形状か、すでに抽出された対象物体形状であるかの判定を行なっている。
ステップS18:識別情報形状対応部135は、識別情報形状対応テーブルを参照して、抽出された対象物体形状に対象物体識別情報が対応付けられているか(対応付けが有るか)否かの判定を行なう。このとき、識別情報形状対応部135は、対応付けられている場合に処理をステップS19へ進め、一方、対応付けられていない場合に処理をステップS21へ進める。
識別情報形状対応部135は、複数の対象物体形状に同一の対象物体識別情報が対応付けられているか否か、あるいは対象物体形状の寸法が変化したか否かの判定を行なうとともに、また対象物体形状の移動方向及び移動速度の各々と、無線装置(対象物体)の移動方向及び移動速の各々の相関がそれぞれ予め設定した相関値以上であるか否かの判定を行なう。すなわち、識別情報形状対応部135は、対象物体形状の寸法、対象物体形状識別情報、対象物体識別情報の組合せなどが直前と同様であり、かつ対象物体形状と無線装置(対象物体)との移動方向及び移動速度に所定以上の相関があるか(正しい対応であるか)否かの判定を行なう。このとき、識別情報形状対応部135は、正しい対応である場合、対象物体形状に変化が無く、対象物体形状と対象物体識別情報との組合せに変化がなく、かつ対象物体形状と無線装置(対象物体)との移動方向及び移動速度に所定以上の相関があるため、処理をステップS20へ進める。一方、識別情報形状対応部135は、正しい対応でない場合、対象物体形状の合体による一体化あるいは分離、対象物体識別情報の対象物体形状間における移動があるか、対象物体形状と対象物体識別情報との組合せに変化があるか、対象物体形状と無線装置(対象物体)との組合せ自体が正しくないため、処理をステップS21へ進める。
識別情報形状対応部135は、タイムスタンプに対応して、対応付データベース136の対象物体形状テーブルを参照し、識別情報形状対応テーブルにおける対象物体形状位置の更新を行ない、処理をステップS11に戻す。
ステップS21:
図4において説明した処理が対象物体形状抽出部132により行なわれるため、識別情報形状対応部135は、対応付データベース136における対象物体形状テーブルを参照し、識別情報形状対応テーブルにおける対象物体形状位置、寸法情報及び対象物体識別情報の各々の変更を行なう。
また、本実施形態においては、無線装置からの位置推定情報から対象物体識別情報を抽出しているが、例えば対象物体が荷物の場合など、対象物体の視認できる位置に対象物体識別情報が示された添付物を付加し、撮像装置によって対象物体識別情報を読み取る構成を用いても良い。この場合、LRSにより対象物体形状の位置及び寸法を計測し、撮像装置により対象物体の対象物体識別情報を読取り、対象物体形状に対象物体識別情報を対応付ける。他の構成として、異なる撮像位置及び撮像角度で撮像された複数の撮像データから3次元形状を復元した際、撮像データから対象物体識別情報を読み取って抽出し、対象物体形状に対象物体識別情報を対応付ける構成としても良い。
また、本実施形態においては、無線装置が受信するビーコンの電波強度により対象物体の位置推定を行なったが、対象物体に磁気センサを設け、この磁気センサが取得する地磁気のデータにより、3次元空間データ記憶部137に記憶された地磁気と建物における位置(座標位置)との対応テーブルから、対象物体の位置を推定する構成としても良い。
また、本実施形態においては、無線装置が受信するビーコンの電波強度により対象物体の位置推定を行なったが、対象物体にモーションセンサを搭載させ、モーションセンサが対象物体の動きを検出し、この検出結果を無線装置が自身の識別情報とともに位置検出サーバ13へ送信し、対象物体位置推定部134が、モーションセンサの検出結果である対象物体の移動距離及び移動方向の各々と、屋内地図とから、対象物体の移動した後の位置を推定する構成としても良い。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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。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く、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であっても良い。
Claims (6)
- 3次元計測装置で得られた3次元形状から物体の物体形状を抽出し、前記物体形状と前記物体の位置とを取得する物体形状抽出部と、
前記物体のうち、特定の対象物体を識別するための対象物体識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記対象物体の位置を推定した位置推定情報を出力する位置推定部と、
前記物体形状抽出部が取得した前記物体の位置と、前記位置推定情報と、を用いて、前記対象物体識別情報と、前記物体形状と、を対応付ける識別情報対応付部と、
を備えることを特徴とする位置検出システム。 - 前記位置推定情報は、
複数の発信機の各々から発信される電波の受信強度により推定される
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 - 前記位置推定情報は、
前記対象物体に備えられた無線装置に設けられた磁気センサによる地磁気の測定値から推定される
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 - 前記対象物体に搭載されたモーションセンサが設けられ、
前記位置推定情報は、
前記モーションセンサが検出した前記対象物体の移動距離及び移動方向の各々から推定される
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 - 前記識別情報対応付部は、
前記位置推定情報から求めた前記対象物体の速度ベクトルと、前記物体形状抽出部の出力から求めた前記物体の速度ベクトルと、の相関に基づき、前記物体形状と、前記対象物体識別情報と、を対応付ける
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の位置検出システム。 - 前記識別情報対応付部は、
前記物体に対応付けられた前記対象物体識別情報の履歴に基づき、前記物体形状と、前記対象物体識別情報と、を対応付ける
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の位置検出システム。
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