JP7409425B2 - 位置算出システム、位置算出装置、位置算出方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、位置算出システム、位置算出装置、位置算出方法及びプログラムに関する。

複数の撮像装置からなるステレオカメラで撮影された画像に基づいて、所定の空間内に存在する物体の実際の位置を算出する技術が存在する（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、道具を用いて直接的に位置を測ることなく、撮影したステレオ画像だけで物体の位置を得ることができる。

特開２００４－３６１２２２号公報

しかしながら、上述した技術では、ステレオカメラを構成する複数の撮像装置は、撮影対象となる物体が撮影可能な位置に設置される必要があり、実使用に際し、自由度が低いという問題があった。

本願発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、より簡便に空間測位をすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る位置算出システムは、
所定の空間において光を発光する発光装置と、
前記所定の空間を撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された撮像装置と、
前記撮像装置で撮影された画像における前記発光装置の位置を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得手段と、
を備え、
前記補助情報は、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からなる３次元の座標空間におけるＺ方向についての情報であり、
発光装置は複数あり、夫々が自己を一意に特定可能な信号を変調して発光することを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る位置算出装置は、
所定の空間において光を発光する発光装置が設置された前記所定の空間を撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された撮像装置で撮像された画像における、前記発光装置の位置を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得手段と、
を備え、
前記補助情報は、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からなる３次元の座標空間におけるＺ方向についての情報であり、
発光装置は複数あり、夫々が自己を一意に特定可能な信号を変調して発光することを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る位置算出方法は、
所定の空間において光を発光する発光装置が設置された前記所定の空間を撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された撮像装置で撮像された画像における、前記発光装置の位置を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得ステップと、
を含み、
前記補助情報は、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からなる３次元の座標空間におけるＺ方向についての情報であり、
発光装置は複数あり、夫々が自己を一意に特定可能な信号を変調して発光することを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、
コンピュータを、
所定の空間において光を発光する発光装置が設置された前記所定の空間を撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された撮像装置で撮像された画像における、前記発光装置の位置を取得する取得手段、
前記取得手段によって取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得手段、
として機能させ、
前記補助情報は、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からなる３次元の座標空間におけるＺ方向についての情報であり、
発光装置は複数あり、夫々が自己を一意に特定可能な信号を変調して発光することを特徴とする。

本発明によれば、より簡便に空間測位をすることができる。

本発明の実施形態に係る可視光通信システムの一例を示す図である。 同実施形態に係るサーバの構成の一例を示す図である。 同実施形態に係る２つのカメラの撮影範囲の一例を示す図である。 同実施形態に係る受信情報の一例を示す図である。 同実施形態に係る撮像画像の一例を示す図である。 同実施形態に係る高さ情報テーブルの一例を示す図である。 同実施形態に係る設置位置の取得手法の一例を示す図である。 同実施形態に係る設置位置情報を含む取得情報の一例を示す図である。 同実施形態に係るサーバの動作の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る情報処理システムとしての可視光通信システムを説明する。

図１は、可視光通信システムの構成を示す図である。図１に示すように、可視光通信システム１は、空間５００内に設置された機器１００ａ、１００ｂ、１００ｃ（以下、機器１００ａ、１００ｂ、１００ｃのそれぞれを限定しない場合には、適宜「機器１００」と称する）と、位置算出装置に対応するサーバ２００とを含んで構成される。空間５００は、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からなる３次元のパラメータで定義でき、これにより当該空間内に存在する物体の位置を特定可能になっている。

機器１００ａは、発光装置に対応する光源１０２ａが取り付けられ、機器１００ｂは、発光装置に対応する光源１０２ｂが取り付けられ、機器１００ｃは、発光装置に対応する光源１０２ｃが取り付けられている（以下、光源１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれを限定しない場合には、適宜「光源１０２」と称する）。光源１０２は、図示しないＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含む。

サーバ２００は、撮像装置に対応するカメラ２０１ａ、２０１ｂが取り付けられている（以下、カメラ２０１ａ、２０１ｂのそれぞれを限定しない場合には、適宜「カメラ２０１」と称する）。

本実施形態において、機器１００に取り付けられた光源１０２が、機器１００の状態等の各種の送信対象の情報で色変調され、時系列に沿ってその発光色を変化させて発光することによりその情報を送信する。なお、変調方法は、送信対象の情報をビットデータに変換し、このデータを所定の規則性を持たせて光の三原色（Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青））の順序に割り当てる方法を採用する。一方、サーバ２００は、カメラ２０１の時系列的に連続した撮像により得られた光の画像における発光色の変化を復調して光源１０２が発する情報を取得する。

図２は、サーバ２００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、サーバ２００は、制御部２０２、画像処理部２０４、メモリ２０５、操作部２０６、表示部２０７及び通信部２０８を含む。また、サーバ２００には、カメラ２０１ａ、２０１ｂが有線、無線を問わず接続され、相互に通信可能になっている。

カメラ２０１ａは、レンズ２０３ａを含み、カメラ２０１ｂは、レンズ２０３ｂを含む（以下、レンズ２０３ａ、２０３ｂのそれぞれを限定しない場合には、適宜「レンズ２０３」と称する）。レンズ２０３は、空間５００を部分的に撮影画角に収める事が可能な広角レンズ等により構成され、操作部２０６、又は、制御部２０２による合焦制御により焦点距離方向に移動し、カメラ２０１が撮像する撮像画角や光学像が制御される。

カメラ２０１ａ、２０１ｂは、撮像素子に代表される受光面に規則的に二次元配列された複数の受光素子により構成される。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像デバイスである。カメラ２０１ａ、２０１ｂは、レンズ２０３を介して入光された光学像を、制御部２０２からの制御信号に基づいて所定範囲の撮像画角で撮像（受光）し、その撮像画角内の画像信号をデジタルデータに変換して画像を生成する。また、カメラ２０１ａ、２０１ｂは、撮像と画像の生成とを時間的に連続して行い、連続するフレームをサーバ２００内の画像処理部２０４に出力する。画像における各画素や画像領域は、Ｘ座標、Ｙ座標からなる２次元の座標平面でその位置が定義される。

本実施形態において、カメラ２０１ａの撮影範囲とカメラ２０１ｂの撮影範囲とは異なるように構成される。具体的には、図３に示すように、両カメラ撮影範囲５０１は、カメラ２０１ａとカメラ２０１ｂとの双方が撮像可能な範囲であり、第１カメラ撮影範囲５０２ａは、カメラ２０１ａのみが撮像可能な範囲であり、第２カメラ撮影範囲５０２ｂは、カメラ２０１ｂのみが撮像可能な範囲である。このため、両カメラ撮影範囲５０１に存在する光源１０２ｂは、カメラ２０１ａとカメラ２０１ｂとの双方が撮像可能であり、第１カメラ撮影範囲５０２ａに存在する光源１０２ａは、カメラ２０１ａのみが撮像可能であり、第２カメラ撮影範囲５０２ｂに存在する光源１０２ｃは、カメラ２０１ｂのみが撮像可能である。

再び、図２に戻って説明する。画像処理部２０４は、制御部２０２からの制御信号に基づいて、カメラ２０１から出力された画像（デジタルデータ）をそのまま制御部２０２へ出力するとともに、当該画像について、表示部２０７に表示させるべく、画質や画像サイズを調整して制御部２０２へ出力する。また、画像処理部２０４は、操作部２０６からの記録指示操作に基づく制御信号が入力されると、記録指示された時点のカメラ２０１における撮像画角内、あるいは、表示部２０７に表示される表示範囲内の光学像を、例えば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）、ＭＰＥＧ（Moving Photographic Experts Group）等の圧縮符号化方式にて符号化、静止画ファイル化、または、動画ファイル化する機能を有する。

制御部２０２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成される。制御部２０２は、メモリ２０５に記憶されたプログラム（例えば、後述する図９に示すサーバ２００の動作を実現するためのプログラム）に従ってソフトウェア処理を実行することにより、サーバ２００が具備する各種機能を制御する。

メモリ２０５は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）である。メモリ２０５は、サーバ２００における制御等に用いられる各種情報（プログラム等）を記憶する。

操作部２０６は、テンキーやファンクションキー等によって構成され、ユーザの操作内容を入力するために用いられるインタフェースである。表示部２０７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等によって構成される。表示部２０７は、制御部２０２から出力された画像信号に従って画像を表示する。通信部２０８は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）カードである。通信部２０８は、外部の通信装置との間で通信を行う。

制御部２０２には、取得手段に対応する受信情報取得部２３０と、判断手段に対応する判断部２３２と、第１の位置情報取得手段及び第２の位置情報取得手段に対応する位置情報取得部２３４と、補助情報取得手段に対応する補助情報取得部２３６とが構成される。

受信情報取得部２３０は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた画像内の光源１０２の位置（画像位置：画像に対応する２次元平面におけるＸ座標、Ｙ座標）を検出する。ここで、空間５００内における光源１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、自己を一意に特定可能なＩＤ（Identification）で変調された、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色のパターンで巡回的に変化する光を発する。

受信情報取得部２３０は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた各画像に含まれる巡回的な３色のパターンの光を検出する。更に、受信情報取得部２３０は、この３色の発光のパターンに対応するＩＤの検出、更にＩＤへの復調を試みる。ＩＤが検出された場合、受信情報取得部２３０は、画像内における、そのＩＤに対応する光源１０２の画像位置を取得し、受信情報を生成する。

図４は、受信情報の一例を示す図である。図４（ａ）はカメラ２０１ａの撮像によって得られた画像から生成される受信情報の一例であり、受信情報の生成時刻と、カメラ２０１ａのカメラ名（ｃａｍ１）と、光源１０２ａに対応するＩＤ・画像位置情報（光源１０２ａのＩＤである１、カメラ２０１ａの撮像によって得られた画像内の光源１０２ａの画像位置である座標Ｘｇ＝Ｘ１、Ｙｇ＝Ｙ１）と、光源１０２ｂに対応するＩＤ・画像位置情報（光源１０２ｂのＩＤである２、カメラ２０１ａの撮像によって得られた画像内の光源１０２ｂの画像位置である座標Ｘｇ＝Ｘ２ａ、Ｙｇ＝Ｙ２ａ）とを含んで構成される。

本実施形態では、カメラ２０１ａは、図５（ａ）の撮像画像６０１ａに示すように光源１０２ａ、１０２ｂを撮像することができる一方、光源１０２ｃは撮像することができない。このため、カメラ２０１ａの撮像によって得られた画像から、光源１０２ａ、１０２ｂについてのＩＤ・画像位置情報は生成されるが、光源１０２ｃについてのＩＤ・画像位置情報は生成することができない。

図４（ｂ）はカメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像から生成される受信情報の一例であり、受信情報の生成時刻と、カメラ２０１ｂのカメラ名（ｃａｍ２）と、光源１０２ｂに対応するＩＤ・画像位置情報（光源１０２ｂのＩＤである２、カメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像内の光源１０２ｂの画像位置である座標Ｘｇ＝Ｘ２ｂ、Ｙｇ＝Ｙ２ｂ）と、光源１０２ｃに対応するＩＤ・画像位置情報（光源１０２ｃのＩＤである３、カメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像内の光源１０２ｃの画像位置である座標Ｘｇ＝Ｘ３、Ｙｇ＝Ｙ３）とを含んで構成される。

本実施形態では、カメラ２０１ｂは、図５（ｂ）の撮像画像６０１ｂに示すように光源１０２ｂ、１０２ｃを撮像することができる一方、光源１０２ａは撮像することができない。このため、カメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像から、光源１０２ｂ、１０２ｃについてのＩＤ・画像位置情報は生成されるが、光源１０２ａについてのＩＤ・画像位置情報は生成することができない。

再び、図２に戻って説明する。判断部２３２は、生成された受信情報に基づいて、カメラ２０１ａ及びカメラ２０１ｂの一方のみで撮像された光源１０２（単独撮像光源）が存在するか否かを判定する。具体的には、判断部２３２は、図４（ａ）に示すカメラ２０１ａの撮像によって得られた画像に基づく受信情報内のＩＤ・画像位置情報に含まれるＩＤと、図４（ｂ）に示すカメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像に基づく受信情報内のＩＤ・画像位置情報に含まれるＩＤとを対比する。

そして、判断部２３２は、ＩＤ＝１が図４（ａ）に示すカメラ２０１ａの撮像によって得られた画像に基づく受信情報内のＩＤ・画像位置情報のみに含まれるため、ＩＤ＝１に対応する光源１０１ａをカメラ２０１ａのみで撮像された単独撮像光源であると判定する。また、判断部２３２は、ＩＤ＝３が図４（ｂ）に示すカメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像に基づく受信情報内のＩＤ・画像位置情報のみに含まれるため、ＩＤ＝３に対応する光源１０１ｃをカメラ２０１ｂのみで撮像された単独撮像光源であると判定する。

一方、ＩＤ＝２が図４（ａ）に示すカメラ２０１ａの撮像によって得られた画像に基づく受信情報内のＩＤ・画像位置情報と、図４（ｂ）に示すカメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像に基づく受信情報内のＩＤ・画像位置情報との双方に含まれている。このため、判断部２３２は、ＩＤ＝２に対応する光源１０１ｂをカメラ２０１ａ及びカメラ２０１ｂの双方で撮像された光源（複数撮像光源）であると判定する。

再び、図２に戻って説明する。複数撮像光源が存在する場合、位置情報取得部２３４は、既知の手法により、カメラ２０１ａの撮像によって得られた画像における複数撮像光源の画像位置と、カメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像における複数撮像光源の画像位置と、カメラ２０１ａ、２０１ｂの設置位置及び撮像方向とを用いて、空間５００内における複数撮像光源の設置位置（空間５００に対応する３次元空間におけるＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を算出する。これにより、複数撮像光源である光源１０２ｂの設置位置が求められる。

一方、単独撮像光源が存在する場合、補助情報取得部２３６は、補助情報としての空間５００内における単独撮像光源の高さ（Ｚ方向）を示すＺ座標の情報をメモリ２０５から取得する。図６は、メモリ２０５に記憶される高さ情報テーブルの一例を示す図である。高さ情報テーブルは、各光源１０２のＩＤと、当該光源１０２の空間５００における床面（Ｚ＝０）からの高さを示すＺ座標の情報とが対応付けられている。補助情報取得部２３６は、単独撮像光源のＩＤに対応するＺ座標の情報をメモリ２０５から取得する。ここで、高さの情報は、対応する光源１０２が過去に複数撮像光源となっているときに設置位置が取得された際のＺ座標でもよいし、作業者の測定によって得られたＺ座標でもよい。

再び、図２に戻って説明する。位置情報取得部２３４は、取得した単独撮像光源の高さを用いて、単独撮像光源の設置位置（空間５００に対応する３次元空間におけるＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を取得する。図７は、カメラ２０１ａによって撮像された画像に含まれる単独撮像光源である光源１０２ａの設置位置の取得手法の一例を示す図である。図７では、光源１０２ａの設置位置（Ｘｋ１，Ｙｋ１，Ｚｋ１）が取得される。Ｚｋ１は高さ情報テーブルから取得されるものである。

位置情報取得部２３４は、既知の手法により、カメラ２０１ａの撮像によって得られた画像における光源１０２ａの画像位置と、カメラ２０１ａの設置位置及び撮像方向とを用いて、当該光源１０２ａが空間５００の床面（Ｚ＝０）に存在すると仮定した場合の仮の設置位置（Ｘｋ０，Ｙｋ０，Ｚｋ０）を算出する。次に、位置情報取得部２３４は、カメラ２０１ａの設置位置（Ｘｓ１，Ｙｓ１，Ｚｓ１）から光源１０２ａの仮の設置位置（Ｘｋ０，Ｙｋ０，Ｚｋ０）までの長さをＸＹ平面に投影した長さ、換言すれば、（Ｘｓ１，Ｙｓ１）から（Ｘｋ０，Ｙｋ０）までの長さＬ１を算出する。

次に、位置情報取得部２３４は、カメラ２０１ａの設置位置（Ｘｓ１，Ｙｓ１，Ｚｓ１）から光源１０２ａの実際の設置位置（Ｘｋ１，Ｙｋ１，Ｚｋ１）までの長さをＸＹ平面に投影した長さ、換言すれば、（Ｘｓ１，Ｙｓ１）から（Ｘｋ１，Ｙｋ１）までの長さＬ２を、Ｌ２＝（Ｚｓ１－Ｚｋ１）×Ｌ１／Ｚｓ１により算出する。

更に、位置情報取得部２３４は、（Ｘｓ１，Ｙｓ１）から（Ｘｋ１，Ｙｋ１）までの長さがＬ２を満たし、且つ、（Ｘｓ１，Ｙｓ１）から（Ｘｋ１，Ｙｋ１）へ向かうベクトルが（Ｘｓ１，Ｙｓ１）から（Ｘｋ０，Ｙｋ０）へ向かうベクトルと同一方向となるように、（Ｘｋ１，Ｙｋ１）を特定する。これにより、特定された（Ｘｋ１，Ｙｋ１）と取得されたＺｋ１とにより、光源１０２ａの設置位置（Ｘｋ１，Ｙｋ１，Ｚｋ１）が取得される。単独撮像光源である光源１０２ｃの設置位置の取得手法も同様である。

位置情報取得部２３４は、単独撮像光源及び複数撮像光源のそれぞれについて、設置位置情報を含む取得情報を生成する。図８は、設置位置情報を含む取得情報の一例を示す図である。図８（ａ）は、単独撮像光源である光源１０２ａに対応する取得情報であり、取得情報の生成時刻と、単独撮像光源に対応する設置位置の取得であることを示す測位レベル（Ｍ）と、光源１０２ａを撮像したカメラ２０１ａのカメラ名（ｃａｍ１）と、光源１０２ａに対応する設置位置情報である座標（Ｘｋ１＝１８．０，Ｙｋ１＝５．０、Ｚｋ１＝１．２）と、精度情報（尤度 Ｐ＝－１．０）とを含む。精度情報は、単独撮像光源の場合は低い値が設定され、複数撮像光源の場合は高い値が設定される。精度情報が付加されることにより、その後の処理において設置情報を使用する場合において、精度が高い設置情報のみ使用するといったように、使用可否の判断等の際に参照することが可能となる。

図８（ｂ）は、複数撮像光源である光源１０２ｂに対応する取得情報であり、取得情報の生成時刻と、複数撮像光源に対応する設置位置の取得であることを示す測位レベル（Ｓ）と、光源１０２ｂを撮像したカメラ２０１ａ、２０１ｂのカメラ名（ｃａｍ１／ｃａｍ２）と、光源１０２ｂに対応する設置位置情報である座標（Ｘｋ２＝１０．２，Ｙｋ２＝１１．１、Ｚｋ２＝０．３）と、精度情報（Ｐ＝１．０）とを含む。

図８（ｃ）は、単独撮像光源である光源１０２ｃに対応する取得情報であり、取得情報の生成時刻と、単独撮像光源に対応する設置位置の取得であることを示す測位レベル（Ｍ）と、光源１０２ｃを撮像したカメラ２０１ｂのカメラ名（ｃａｍ２）と、光源１０２ｃに対応する設置位置情報である座標（Ｘｋ３＝５．２，Ｙｋ３＝７．０、Ｚｋ３＝１．１）と、精度情報（Ｐ＝－１．０）とを含む。

次に、フローチャートを参照して、サーバ２００の動作を説明する。図９は、サーバ２００の動作の一例を示すフローチャートである。

カメラ２０１ａ、２０１ｂは、空間５００内の撮像を行っている。制御部２０２内の受信情報取得部２３０は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた各画像内の光源１０２を検出する（ステップＳ１０１）。

次に、受信情報取得部２３０は、画像に含まれる、検出された光源１０２からの３色のパターンの光に対応するＩＤを取得するとともに、光源１０２の画像位置を取得し、受信情報を生成する（ステップＳ１０２）。

判断部２３２は、カメラ２０１ａの撮像によって得られた画像に基づく受信情報内のＩＤ・画像位置情報に含まれるＩＤと、カメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像に基づく受信情報内のＩＤ・画像位置情報に含まれるＩＤとを対比することにより、カメラ２０１ａ及びカメラ２０１ｂの一方のみで撮像された光源１０２（単独撮像光源）が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

単独撮像光源が存在する場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、補助情報取得部２３６は、空間５００内における単独撮像光源の高さ（Ｚ方向）を示すＺ座標の情報をメモリ２０５から取得する（ステップＳ１０４）。次に、位置情報取得部２３４は、取得したＺ座標を用いて、図７に示す取得手法により単独撮像光源の設置位置を取得する（ステップＳ１０５）。単独撮像光源が複数存在する場合には、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５の処理が繰り返される。

ステップＳ１０５における単独撮像光源の設置位置の取得後、又は、ステップＳ１０３において単独撮像光源がないと判定された場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）、判断部２３２は、カメラ２０１ａの撮像によって得られた画像に基づく受信情報内のＩＤ・画像位置情報に含まれるＩＤと、カメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像に基づく受信情報内のＩＤ・画像位置情報に含まれるＩＤとを対比することにより、カメラ２０１ａ及びカメラ２０１ｂの双方で撮像された光源１０２（複数撮像光源）が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

複数撮像光源が存在する場合（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、位置情報取得部２３４は、カメラ２０１ａ及びカメラ２０１ｂのそれぞれの撮像により得られた複数撮像光源の画像位置を用いて、既知の手法により複数撮像光源の設置位置を取得する（ステップＳ１０７）。単独撮像光源が複数存在する場合には、ステップＳ１０７の処理が繰り返される。

ステップＳ１０７における複数撮像光源の設置位置の取得後、又は、ステップＳ１０６において複数撮像光源がないと判定された場合（ステップＳ１０６；ＮＯ）、一連の動作が終了する。

このように本実施形態では、サーバ２００は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた各画像内において夫々ＩＤが割り当てられた複数の光源１０２を検出し、光源１０２の画像位置を取得する。更に、サーバ２００は、カメラ２０１ａ及びカメラ２０１ｂの双方で撮像された複数撮像光源が存在する場合には、既知の手法により、複数撮像光源の画像位置と、カメラ２０１ａ及びカメラ２０１ｂの設置位置及び撮像方向とから、複数撮像光源の設置位置を取得する。一方、サーバ２００は、カメラ２０１ａ及びカメラ２０１ｂの一方でのみ撮像された単独撮像光源が存在する場合には、当該単独撮像光源の高さを示すＺ座標を取得し、当該Ｚ座標と、単独撮像光源の画像位置と、カメラ２０１の設置位置及び撮像方向とから、単独撮像光源の設置位置を取得する。従来は、カメラ２０１ａ及びカメラ２０１ｂの一方でのみ撮像された単独撮像光源が存在する場合、当該単独撮像光源の設置位置を取得することは困難であったが、本実施形態では、予め設定されている当該単独撮像光源のＺ座標を補助情報として用いることによって、当該単独撮像光源の設置位置を取得することができる。

また、空間５００内における各光源１０２は、自己を一意に特定可能なＩＤに対応する光を発するため、サーバ２００は、複数の光源１０２が存在する場合であっても、それぞれを区別した上で当該光源１０２の設置位置を取得することができる。

なお、本発明は、上記実施形態の説明及び図面によって限定されるものではなく、上記実施形態及び図面に適宜変更等を加えることは可能である。

上述した実施形態では、図６に示すように、光源１０２毎に高さの情報が設定されているが、各光源１０２の高さの平均値が１つだけ設定され、何れの単独撮像光源であっても、当該平均値を用いて設置位置が取得されるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、光源１０２は、自己を一意に特定可能なＩＤに対応する光を発した。しかし、これに限定されず、一部あるいは全ての光源１０２は、空間５００内の自身の設置位置で変調された、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色のパターンで巡回的に変化する光を発するようにしてもよい。この場合には、サーバ２００は、この３色の発光のパターンに対応する光源１０２の設置位置の検出、復調を試みる。

また、光源１０２はＬＥＤに限定されない。例えば、表示装置を構成するＬＣＤ、ＰＤＰ、ＥＬディスプレイ等の一部に光源が構成されていてもよい。

また、サーバ２００は、カメラが取り付けられるものであれば、どのような装置でもよい。

また、上記実施形態において、実行されるプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read - Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto - Optical Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行するシステムを構成することとしてもよい。

また、プログラムをインターネット等のネットワーク上の所定のサーバが有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、ダウンロード等するようにしてもよい。

なお、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、ダウンロード等してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

（付記１）
所定の空間において光を発光する発光装置と、
前記所定の空間を夫々異なる方向から撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置の夫々で撮影された画像における前記発光装置の位置を取得する取得手段と、
前記複数の撮像装置の夫々において前記取得手段によって取得された前記画像における発光装置の位置と、前記複数の撮像装置の設置位置及び撮影方向とから、前記所定の空間内における前記発光装置の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第１の位置情報取得手段と、
前記取得手段より取得される発光装置の位置が、前記夫々で撮影された画像のうちの一つのみから取得されたか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により肯定と判断された場合に、前記取得手段によって取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記発光装置を撮像した撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得手段と、
を備えることを特徴とする位置算出システム。

（付記２）
所定の空間において光を発光する発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された複数の撮像装置の夫々で撮像された画像における、前記発光装置の位置を取得する取得手段と、
前記複数の撮像装置の夫々において前記取得手段によって取得された前記画像における発光装置の位置と、前記複数の撮像装置の設置位置及び撮影方向とから、前記所定の空間内における前記発光装置の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第１の位置情報取得手段と、
前記取得手段より取得される発光装置の位置が、前記夫々で撮影された画像のうちの一つのみから取得されたか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により肯定と判断された場合に、前記取得手段によって取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記発光装置を撮像した撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得手段と、
を備えることを特徴とする位置算出装置。

（付記３）
発光装置は複数あり、夫々が自己を一意に特定可能な信号を変調して発光することを特徴とする付記２に記載の位置算出装置。

（付記４）
前記発光装置は、前記自己を一意に特定可能な信号として３次元の位置情報を用いることを特徴とする付記３に記載の位置算出装置。

（付記５）
前記補助情報を取得する補助情報取得手段を更に備えることを特徴とする付記２～４の何れか１つに記載の位置算出装置。

（付記６）
前記判断手段は、前記複数の撮像装置の数と発光装置を撮像できた撮像装置との数に基づいて、前記取得手段より取得される発光装置の位置が、前記夫々で撮影された画像のうちの一つのみから取得されたか否かを判断することを特徴とする付記２～５の何れか１つに記載の位置算出装置。

（付記７）
前記補助情報は、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からなる３次元の座標空間において、Ｚ方向についての情報であることを特徴とする付記２～６の何れか１つに記載の位置算出装置。

（付記８）
前記複数ある発光装置のうち、前記判断手段により肯定と判断された発光装置の位置については、前記第２の位置情報取得手段により前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する一方、前記判断手段により否定と判断された発光装置の位置については、前記第１の位置情報取得手段により前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得するよう制御する制御手段を更に備えたことを特徴とする付記３又は４に記載の位置算出装置。

（付記９）
所定の空間において光を発光する発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された複数の撮像装置の夫々で撮像された画像における、前記発光装置の位置を取得する取得ステップと、
前記複数の撮像装置の夫々において前記取得ステップにて取得された前記画像における発光装置の位置と、前記複数の撮像装置の設置位置及び撮影方向とから、前記所定の空間内における前記発光装置の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第１の位置情報取得ステップと、
前記取得ステップにて取得される発光装置の位置が、前記夫々で撮影された画像のうちの一つのみから取得されたか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップにて肯定と判断された場合に、前記取得ステップにおいて取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記発光装置を撮像した撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得ステップと、
を含むことを特徴とする位置算出方法。

（付記１０）
コンピュータを、
所定の空間において光を発光する発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された複数の撮像装置の夫々で撮像された画像における、前記発光装置の位置を取得する取得手段、
前記複数の撮像装置の夫々において前記取得手段によって取得された前記画像における発光装置の位置と、前記複数の撮像装置の設置位置及び撮影方向とから、前記所定の空間内における前記発光装置の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第１の位置情報取得手段、
前記取得手段より取得される発光装置の位置が、前記夫々で撮影された画像のうちの一つのみから取得されたか否かを判断する判断手段、
前記判断手段により肯定と判断された場合に、前記取得手段によって取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記発光装置を撮像した撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

１…可視光通信システム、１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ…機器、１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ…光源、２００…サーバ、２０１、２０１ａ、２０１ｂ…カメラ、２０２…制御部、２０３、２０３ａ、２０３ｂ…レンズ、２０４…画像処理部、２０５…メモリ、２０６…操作部、２０７…表示部、２０８…通信部、２３０…受信情報取得部、２３２…判断部、２３４…位置情報取得部、２３６…補助情報取得部、５００…空間、５０１…両カメラ撮影範囲、５０２ａ…第１カメラ撮影範囲、５０２ｂ…第２カメラ撮影範囲、６０１ａ、６０１ｂ…撮像画像

Claims (10)

1. 所定の空間において光を発光する発光装置と、
   前記所定の空間を撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された撮像装置と、
   前記撮像装置で撮影された画像における前記発光装置の位置を取得する取得手段と、
   前記取得手段によって取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得手段と、
   を備え、
   前記補助情報は、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からなる３次元の座標空間におけるＺ方向についての情報であり、
   発光装置は複数あり、夫々が自己を一意に特定可能な信号を変調して発光することを特徴とする位置算出システム。
2. 所定の空間において光を発光する発光装置が設置された前記所定の空間を撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された撮像装置で撮像された画像における、前記発光装置の位置を取得する取得手段と、
   前記取得手段によって取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得手段と、
   を備え、
   前記補助情報は、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からなる３次元の座標空間におけるＺ方向についての情報であり、
   発光装置は複数あり、夫々が自己を一意に特定可能な信号を変調して発光することを特徴とする位置算出装置。
3. 前記撮像装置は、複数の撮像装置であって、
   前記複数の撮像装置の夫々で撮影された画像から前記取得手段によって取得された前記画像における発光装置の位置と、前記複数の撮像装置の設置位置及び撮影方向とから、前記所定の空間内における前記発光装置の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第１の位置情報取得手段、
   を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の位置算出装置。
4. 前記取得手段より取得される発光装置の位置が、前記夫々で撮影された画像のうちの一つのみから取得されたか否かを判断する判断手段を更に備え、
   前記第１の位置情報取得手段は、前記判断手段により否定と判断された場合に、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得し、
   前記第２の位置情報取得手段は、前記判断手段により肯定と判断された場合に、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得することを特徴とする請求項３に記載の位置算出装置。
5. 前記判断手段は、前記複数の撮像装置の数と発光装置を撮像できた撮像装置との数に基づいて、前記取得手段より取得される発光装置の位置が、前記夫々で撮影された画像のうちの一つのみから取得されたか否かを判断することを特徴とする請求項４に記載の位置算出装置。
6. 前記発光装置は、前記自己を一意に特定可能な信号として３次元の位置情報を用いることを特徴とする請求項２～５の何れか１項に記載の位置算出装置。
7. 前記補助情報を取得する補助情報取得手段を更に備えることを特徴とする請求項２～６の何れか１項に記載の位置算出装置。
8. 前記補助情報取得手段は、メモリに予め記憶されている前記発光装置の設置高さを示す前記Ｚ方向の座標の情報を前記メモリから読み出すことで前記補助情報を取得することを特徴とする請求項７に記載の位置算出装置。
9. 所定の空間において光を発光する発光装置が設置された前記所定の空間を撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された撮像装置で撮像された画像における、前記発光装置の位置を取得する取得ステップと、
   前記取得ステップにおいて取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得ステップと、
   を含み、
   前記補助情報は、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からなる３次元の座標空間におけるＺ方向についての情報であり、
   発光装置は複数あり、夫々が自己を一意に特定可能な信号を変調して発光することを特徴とする位置算出方法。
10. コンピュータを、
    所定の空間において光を発光する発光装置が設置された前記所定の空間を撮像する、設置位置及び撮影方向が設定された撮像装置で撮像された画像における、前記発光装置の位置を取得する取得手段、
    前記取得手段によって取得された前記画像における前記発光装置の位置と、前記撮像装置の設置位置及び撮影方向と、補助情報とから、前記発光装置の前記所定の空間内の設置位置を、３次元の位置情報で取得する第２の位置情報取得手段、
    として機能させ、
    前記補助情報は、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からなる３次元の座標空間におけるＺ方向についての情報であり、
    発光装置は複数あり、夫々が自己を一意に特定可能な信号を変調して発光することを特徴とするプログラム。

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