JPWO2013146582A1 - 位置判定システム、位置判定方法、コンピュータプログラム及び位置判定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
車両が駐車場に駐車すると、車両に搭載されている車載カメラが駐車位置情報表示体の2次元バーコードを撮像する。2次元バーコードがデコードされ、駐車位置を特定するための駐車位置特定情報が、車両のユーザが携帯する携帯端末に表示される。
本発明の目的の一例は、2次元バーコード等の位置を示す情報を配置することなく、画像に基づいて位置を判定することを可能とする技術を提供することである。
本発明の一実施形態の位置判定システムは、位置情報記憶部、特徴量取得部、履歴記憶部及び位置判定部を備える。
位置情報記憶部は、予め撮影された画像の特徴量と、画像が撮影された位置の情報(位置情報)と、が対応づけられた情報を予め記憶する。位置情報記憶部が記憶する特徴量と位置情報とが対応づけられた情報は、位置判定部が位置判定の対象とする領域をカバーするように予め生成される。
履歴記憶部は、カメラの位置情報の履歴を記憶する。履歴記憶部に記憶される履歴は、後述する位置判定部によって判定された位置情報であっても良い。履歴は、カメラによって撮影された画像を用いることなく位置情報を取得する位置取得部(例えば衛星測位システム)によって取得された位置情報であっても良い。
位置判定部は、位置情報記憶部が記憶する情報と履歴記憶部が記憶する情報とに基づいて、特徴量取得部によって取得された特徴量に対応する位置(すなわちカメラの位置)を判定する。
位置判定システムに用いられる画像は、2次元バーコード等の予め用意された人工物を撮影した画像ではなく、各地点から見える景色の画像である。そのため、2次元バーコード等の位置を示す情報を配置することなく、画像に基づいて位置情報を判定することが可能となる。
また、位置情報の履歴に基づいて現在の位置情報が判定される。このため、2次元バーコード等の予め用意された人工物を用いることなく、精度良く画像から位置情報を判定することが可能となる。
図1は、本発明の第一実施形態の位置判定システムのシステム構成を示す。第一実施形態の位置判定システムは、画像学習装置10、位置テーブル提供装置20及び位置判定装置30を備える。位置テーブル提供装置20と位置判定装置30とは、ネットワークを介して通信可能である。各装置は複数あっても良い。例えば、1台の位置テーブル提供装置20に対して、複数台の位置判定装置30が通信可能に接続されても良い。
位置テーブル作成部102は、特徴量取得部101によって取得された画像データの特徴量と、その画像データが撮影された位置を表す位置情報とを対応づけて1つのレコードを生成する。位置テーブル作成部102は、生成したレコードを複数組み合わせることによって、位置テーブルを生成する。位置テーブルは、画像データの特徴量と、その画像データが撮影された位置を表す位置情報とを対応づけたレコードを複数有する。
通信部202は、ネットワークを介して位置判定装置30と通信する。通信部202は、位置テーブル記憶部201に記憶されている情報を、ネットワークを介して位置判定装置30に対して公開する。
位置判定装置30は、位置判定プログラムを実行することによって、入力部301、表示部302、通信部303、位置取得部304、画像取得部305、特徴量取得部(特徴量取得部)306、履歴記憶部307、位置判定部308及び位置記憶部309を備える装置として機能する。位置判定装置30の各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されても良い。上述した位置判定プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば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を含んでも良い。位置判定プログラムは、電気通信回線を介して送受信されても良い。
画像取得部305は、カメラを位置判定装置30に接続するためのインタフェースであっても良い。この場合、画像取得部305は、位置判定装置30に接続されたカメラが撮影した画像データを位置判定装置30に入力する。
以上が、第一実施形態の位置判定システムの各構成の説明である。画像取得部305及び位置取得部304はいずれも位置判定装置30に備えられている。この構成のため、位置取得部304によって取得される位置は、画像取得部305のカメラ305aの位置としても、位置判定装置30の位置としても取り扱うことが可能である。同様に、画像取得部305の画像に基づいて判定された位置は、位置判定装置30の現在位置として取り扱うことが可能である。
位置取得部304は、継続的に現在の位置情報を取得し、取得した位置情報を位置判定部308に対して出力する。位置取得部304は、現在の位置情報を取得できなかった場合には、エラー情報を位置判定部308に対して出力する。位置判定部308は、位置取得部304による位置情報の取得が可能である場合(ステップS101−YES)、位置取得部304によって取得された位置情報を、現在位置の位置情報として判定する(ステップS102)。そして、位置判定部308は、現在位置の位置情報を履歴記憶部307に記録する(ステップS107)。
位置判定装置30は、ステップS101〜S108の処理を所定のタイミングで繰り返し実行する。所定のタイミングは、例えば、1秒毎、10秒毎、または、位置判定装置30が設置された車両が所定距離走行する度であっても良い。
図3は、第一実施形態の位置判定システムの変形例のシステム構成を示す。変形例では、位置判定装置30がさらにセンサ311を備える。センサ311は、位置判定装置30の現在領域を推定するための情報を取得する。
例えば、センサ311は、方位センサであっても良い。この場合、センサ311は、位置判定装置30の向いている方向を検出する。位置テーブルには、各レコードに対して撮影方向もさらに対応づけて登録されている。位置判定部308は、検出された方向で撮影された画像のレコードのみに基づいて位置を判定しても良い。
図4は、本発明の第二実施形態の位置判定システムのシステム構成を示す。図4に示される第二実施形態の位置判定システム構成のうち、図1に示される第一実施形態の位置判定システムと同じ構成については、図1と同じ符号を付して示す。すなわち、図4に示される特徴量取得部101、位置テーブル作成部102、位置テーブル記憶部201、入力部301、表示部302、位置取得部304、画像取得部305、特徴量取得部306、履歴記憶部307、位置記憶部309は、第一実施形態の同符号の構成と同じである。以下、第二実施形態の構成について説明する。
通信部202aは、位置テーブル記憶部201に記憶されている情報を公開するのではなく、位置判定装置30aからネットワークを介して位置判定要求を受信する。位置判定要求には、画像から取得された特徴量と、現在領域を表す情報とが含まれる。また、通信部202aは、位置判定部211による判定結果(位置情報)を位置判定装置30aに送信する。
位置判定部211は、位置判定装置30aから送信された位置判定要求に応じて位置判定装置30aの位置を判定する。
通信部303aは、ネットワークを介して位置テーブル提供装置20aと通信する。通信部303aは、位置判定部308aによって生成された位置判定要求を位置テーブル提供装置20aに送信する。また、通信部303aは、位置テーブル提供装置20aから位置情報を受信する。
そして、位置判定部308aは、特徴量取得部306によって画像から取得された特徴量と、現在領域を表す情報と、を含む位置判定要求を生成する。
位置判定部308aは、位置テーブル提供装置20aから位置情報が受信されると、受信された位置情報を履歴記憶部307に記録する。
図5において、縦に伸びる破線の左側のフローチャートは位置判定装置30aの処理の流れを示す。破線の右側のフローチャートは位置テーブル提供装置20aの処理の流れを示す。
位置取得部304は、継続的に現在の位置情報を取得し、取得した位置情報を位置判定部308aに対して出力する。位置取得部304は、現在の位置情報を取得できなかった場合には、エラー情報を位置判定部308aに対して出力する。位置判定部308aは、位置取得部304による位置情報の取得が可能である場合(ステップS201−YES)、位置取得部304によって取得された位置情報を、現在位置の位置情報として判定する(ステップS202)。そして、位置判定部308aは、現在位置の位置情報を履歴記憶部307に記録する(ステップS208)。
特徴量取得部306は、画像取得部305によって取得された画像から特徴量を取得する(ステップS204)。位置判定部308aは、履歴記憶部307に記憶されている履歴に基づいて、現在領域を推定する(ステップS205)。位置判定部308aは、画像の特徴量と現在領域の情報とを含む位置判定要求を生成する。通信部303aは、画像の特徴量と現在領域の情報とを含む位置判定要求を位置テーブル提供装置20aへ送信する(ステップS206)。
位置判定装置30aは、ステップS201〜S209の処理を所定のタイミングで繰り返し実行する。所定のタイミングは、例えば、1秒毎、10秒毎、位置判定装置30aが設置された車両が所定距離走行する度であっても良い。
第二実施形態の位置判定システムでは、位置テーブル記憶部201に記憶されている位置テーブルをネットワークで公開する必要がない。そのため、位置テーブルのセキュリティを高く維持することが可能となる。
第二実施形態の位置判定システムは、第一実施形態の位置判定システムと同様に変形して構成されても良い。
図6は、本発明の第三実施形態の位置判定システムのシステム構成を示す。図6に示される第三実施形態の位置判定システム構成のうち、図1に示される第一実施形態の位置判定システムと同じ構成については、図1と同じ符号を付して示す。すなわち、図6に示される特徴量取得部101、位置テーブル作成部102は、第一実施形態の同符号の構成と同じである。以下、第三実施形態の構成について説明する。
位置取得装置40は、位置取得プログラムを実行することによって、入力部401、表示部402、通信部403、位置取得部404、画像取得部405、制御部406及び位置記憶部407を備える装置として機能する。位置取得装置40の各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されても良い。上述した位置取得プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。
コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば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を含んでも良い。位置取得プログラムは、電気通信回線を介して送受信されても良い。
画像取得部405は、カメラを位置取得装置40に接続するためのインタフェースであっても良い。この場合、画像取得部405は、位置取得装置40に接続されたカメラが撮影した画像データを位置取得装置40に入力する。
位置記憶部407は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。位置記憶部407は、所定の条件が満たされたと制御部406が判定した時点の位置情報を記憶する。
位置判定装置50は、位置判定プログラムを実行することによって、位置テーブル記憶部501、通信部502、特徴量取得部503、履歴記憶部504及び位置判定部505を備える装置として機能する。位置判定装置50の各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されても良い。上述した位置判定プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば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を含んでも良い。位置判定プログラムは、電気通信回線を介して送受信されても良い。
通信部502は、ネットワークを介して位置取得装置40と通信する。通信部502は、位置取得装置40から履歴登録要求を受信する。通信部502は、位置取得装置40から位置情報要求を受信し、位置判定部505によって取得された位置情報を位置取得装置40に送信する。
図7において、縦に伸びる破線の左側のフローチャートは位置取得装置40の処理の流れを示す。破線の右側のフローチャートは位置判定装置50の処理の流れを示す。
位置取得部404は、継続的に現在の位置情報を取得し、取得した位置情報を制御部406に対して出力する。位置取得部404は、現在の位置情報を取得できなかった場合には、エラー情報を制御部406に対して出力する。制御部406は、位置取得部404による位置情報の取得が可能である場合(ステップS501−YES)、位置取得部404によって取得された位置情報を受け(ステップS502)、この位置情報及び位置取得装置40の装置識別情報(例えば、ユーザID、装置ID、MACアドレス等)を含む履歴登録要求を生成する。そして、通信部403は、位置情報を含む履歴登録要求を位置判定装置50に送信する(ステップS503)。
所定の条件が満たされた場合(ステップS506−YES)、制御部406は、位置取得装置40の装置識別情報を含む位置情報要求を生成する。通信部403は、生成された位置情報要求を位置判定装置50に送信する(ステップS507)。
位置判定装置50の通信部502は、位置取得装置40から位置情報要求を受信する(ステップS608)。位置判定部505は、受信された位置情報要求に含まれる装置識別情報に対応した最新の位置情報を履歴記憶部504から検索する(ステップS609)。
位置判定部505は、検索によって得られた位置情報を含む位置情報応答を生成する。通信部502は、位置情報を含む位置情報応答を、位置情報要求の送信元である位置取得装置40に対して送信する(ステップS610)。
位置取得装置40は、ステップS501〜S506の処理を所定のタイミングで繰り返し実行する。所定のタイミングは、例えば、1秒毎、10秒毎、位置取得装置40が設置された車両が所定距離走行する度であっても良い。
第三実施形態の位置判定システムでは、位置テーブル記憶部501に記憶されている位置テーブルをネットワークで公開する必要がない。そのため、位置テーブルのセキュリティを高く維持することが可能となる。
第三実施形態の位置判定システムは、第一実施形態の位置判定システムと同様に変形して構成されても良い。
例えば、位置判定システムとして3つの構成の具体例を示したが、各機能部を備える装置は上述した例に限定されない。例えば、第一実施形態において、位置記憶部309は位置テーブル提供装置20に備えられても良いし、不図示の他の装置(例えば、位置判定装置30aが設置された車両)に備えられても良い。第二実施形態の位置テーブル提供装置20aは、位置テーブル記憶部201を備える装置と、位置判定部211及び通信部202aを備える装置とに分割して構成されても良い。第三実施形態の位置判定装置50は、位置テーブル記憶部501を備える装置と、通信部502、特徴量取得部503及び位置判定部505を備える装置と、履歴記憶部504を備える装置とに分割して構成されても良い。第三実施形態において、履歴記憶部504は位置取得装置40に備えられても良い。
101 特徴量取得部
102 位置テーブル作成部
20,20a 位置テーブル提供装置
201 位置テーブル記憶部(位置情報記憶部)
202,202a 通信部
211 位置判定部
30,30a 位置判定装置
301 入力部
302 表示部
303,303a 通信部
304 位置取得部
305 画像取得部
306 特徴量取得部(特徴量取得部)
307 履歴記憶部
308,308a 位置判定部
309 位置記憶部
311 センサ
40 位置取得装置
401 入力部
402 表示部
403 通信部
404 位置取得部
405 画像取得部
406 制御部
407 位置記憶部
50 位置判定装置
501 位置テーブル記憶部
502 通信部
503 特徴量取得部(特徴量取得部)
504 履歴記憶部
505 位置判定部
Claims (11)
- 予め撮影された画像の特徴量と、前記画像が撮影された位置と、が対応づけられた情報を予め記憶する位置情報記憶部と、
撮像装置によって撮影された画像から特徴量を取得する特徴量取得部と、
前記撮像装置の位置の履歴を記憶する履歴記憶部と、
前記位置情報記憶部が記憶する情報と、前記履歴記憶部が記憶する履歴と、に基づいて、前記特徴量取得部によって取得された特徴量に対応する位置を判定する位置判定部と、
を備える位置判定システム。 - 前記履歴記憶部は、前記位置判定部によって過去に判定された位置を履歴として記憶する、請求項1に記載の位置判定システム。
- 前記履歴記憶部は、前記位置判定部によって過去に判定された位置と、撮像装置によって撮影された画像を用いることなく前記撮像装置の位置を取得する位置取得部によって取得された位置と、を履歴として記憶する、請求項1に記載の位置判定システム。
- 前記位置判定部は、前記位置取得部が前記位置を取得できない場合に前記判定を行う請求項3に記載の位置判定システム。
- 前記位置判定部は、前記履歴に基づいて前記撮像装置の現在位置を含む領域を推定し、前記位置情報記憶部が記憶する情報のうち前記領域に含まれる位置の情報に基づいて前記特徴量に対応する位置を判定する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の位置判定システム。
- 位置を記憶する位置記憶部を更に備え、
前記位置判定部は、所定の条件が満たされた時点の位置を前記位置記憶部に記録する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の位置判定システム。 - 前記位置記憶部に記録されている位置を表示することについてユーザから指示がなされた場合に、前記位置記憶部から位置を読み出し、ユーザに提示する提示部を更に備える、請求項6に記載の位置判定システム。
- 前記位置情報記憶部は、画像の特徴量と、前記画像が撮影された撮影位置とを各々含む複数のレコードを記憶し、
前記位置判定部は、前記履歴記憶部に記憶されている履歴に基づいて、前記撮像装置の位置が含まれる領域を推定し、
前記位置判定部は、前記複数のレコードのうち、前記推定された領域に含まれる撮影位置を含む複数のレコードを取得し、
前記位置判定部は、前記取得した複数のレコード各々が含む画像の特徴量と、前記特徴量取得部によって取得された特徴量とを比較し、前記特徴量取得部によって取得された特徴量と最も近似する画像の特徴量を有するレコードを最適レコードとして判定し、
前記位置判定部は、前記最適レコードに含まれる撮影位置を前記撮像装置の位置として判定する、請求項1に記載の位置判定システム。 - 撮像装置によって撮影された画像から特徴量を取得し、
前記撮像装置の位置の履歴を記憶し、
予め撮影された画像の特徴量と、前記画像が撮影された位置と、が対応づけられた情報と、前記記憶された履歴と、に基づいて、前記取得された特徴量に対応する位置を判定する、
ことを有する位置判定方法。 - 撮像装置によって撮影された画像から特徴量を取得し、
前記撮像装置の位置の履歴を記憶し、
予め撮影された画像の特徴量と、前記画像が撮影された位置と、が対応づけられた情報と、前記記憶された履歴と、に基づいて、前記取得された特徴量に対応する位置を判定する、
ことをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。 - 撮像装置によって撮影された画像から特徴量を取得する特徴量取得部と、
前記撮像装置の位置の履歴を履歴記憶部に記憶する履歴記憶部と、
予め撮影された画像の特徴量と、前記画像が撮影された位置と、が対応づけられた情報と、前記履歴記憶部が記憶する履歴と、に基づいて、前記特徴量取得部において取得された特徴量に対応する位置を判定する位置判定部と、
を備える位置判定装置。
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