WO2009113265A1 - タグセンサシステムおよびセンサ装置、ならびに、物体位置推定装置および物体位置推定方法 - Google Patents

タグセンサシステムおよびセンサ装置、ならびに、物体位置推定装置および物体位置推定方法 Download PDF

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WO2009113265A1
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WO
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unit
image
positioning
probability density
tag
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/000915
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English (en)
French (fr)
Inventor
青田一幸
木村恭也
森岡幹夫
杉浦雅貴
上田純子
向井新太
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/23—Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements

Definitions

  • the present invention relates to a position specifying system including a wireless terminal device and a sensor device, and particularly to a technique for specifying a position of a monitoring target using wireless communication with the wireless terminal device and a captured image of the monitoring target.
  • the present invention also relates to an object position estimation apparatus and method for estimating the position of an object based on the probability density of positioning coordinates.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2006-311111 discloses such a system.
  • an authenticator has an active tag.
  • an area to be monitored is photographed with a security camera, and an active tag is detected with an RFID positioning device.
  • the position of the suspicious person in an area is specified by comparing the camera positioning data acquired with the security camera, and the RFID positioning data acquired with the RFID positioning apparatus.
  • the monitoring target position in the image cannot be obtained because the monitoring target cannot be captured by the security camera. It was difficult to track the movement of the monitoring target.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2005-141687 discloses a probability density distribution P t V of a target position at time t obtained from image information and a probability density distribution P of a target position at time t obtained from sound information. It is described that a likelihood distribution F obtained by integrating the probability density distribution P t V and the probability density distribution P t A is obtained by the following expression 1 using t A and the weighting factor k 1 (t). Yes.
  • a probability density distribution obtained by integrating the probability density distribution of image information and the probability density distribution of audio information is obtained by using the maximum value of the probability density of the probability density distribution as a measure of reliability. Then, by estimating the position of the object from the integrated probability density distribution, it is possible to improve the estimation accuracy of the object position.
  • FIG. 30A shows an example of probability density distribution when one position coordinate is obtained as observation position data (that is, a measurement result for a certain target), and FIG. 30B shows observation position data.
  • observation position data that is, a measurement result for a certain target
  • observation position data As an example, a probability density distribution in the case where position coordinates of two points having the same possibility of the target being obtained is obtained is shown.
  • the observation position data on the two-dimensional plane is obtained, and the probability density distribution obtained from the observation position data is also distributed on the two-dimensional plane.
  • FIG. 30 shows an example of positioning on a one-dimensional line segment for simplification. In the following examples, for simplification, positioning on a two-dimensional plane may be described using an example of positioning on a one-dimensional line segment.
  • observation position data as shown in FIG. 30A is obtained for both image information and audio information, and the probability density distribution shown in FIG. 30A is obtained as the probability density distribution based on the observation position data. If it is obtained, the probability density distribution based on the image information and the probability density distribution based on the voice information are integrated using substantially the same weighting factor.
  • a probability density distribution based on image information is as shown in FIG. 30A
  • observation position data as shown in FIG. 30B is obtained from voice information
  • a probability density distribution based on the observation position data is obtained.
  • the two probability density distributions are multiplied by the weighting coefficient obtained by multiplying the probability density distribution obtained from the speech information by the probability density distribution obtained by the image information. Integration is performed using a value smaller than the weight coefficient.
  • the present invention has been made under the above background, and the object of the present invention is to perform positioning by wireless communication even when positioning by a captured image fails while suppressing power consumption of a wireless communication terminal such as an active tag. It is an object of the present invention to provide a position specifying system that can improve monitoring accuracy and reliably track a monitoring target using information.
  • an object of the present invention is to provide an object position estimation device capable of improving position estimation accuracy when estimating the position of an object using a probability density distribution, and
  • the object is to provide an object position estimation method.
  • the position specifying system includes a wireless terminal device held by a monitoring target, a wireless communication unit that wirelessly communicates with the wireless terminal device, and a sensor device including a photographing unit that captures an image of the monitoring target.
  • the wireless terminal device includes an identification information holding unit that holds identification information unique to the wireless terminal device, and a transmission unit that transmits a detection signal for detecting the position of the wireless terminal device together with the identification information, and a sensor
  • the apparatus calculates the position of the monitoring target based on the wireless positioning unit that detects the position of the wireless terminal device based on the detection signal including the identification information received by the wireless communication unit, and the image captured by the imaging unit.
  • An image positioning unit an integrated position specifying unit that specifies a position to be monitored by linking the position calculated by the image positioning unit with the position and identification information detected by the wireless positioning unit.
  • Another aspect of the present invention is a sensor device, which is a wireless terminal device held by a monitoring target and wirelessly communicates with a wireless terminal device that transmits identification information together with a detection signal, and a monitoring device.
  • the wireless positioning unit Based on the imaging unit that captures the target image, the wireless positioning unit that detects the position of the wireless terminal device based on the detection signal including the identification information received by the wireless communication unit, and the image captured by the imaging unit, An image positioning unit that calculates the position of the monitoring target; an integrated position specifying unit that specifies the position of the monitoring target by combining the position calculated by the image positioning unit and the position and identification information detected by the wireless positioning unit; It is equipped with.
  • Another aspect of the present invention is an object position estimation device, which forms a first probability density distribution for target coordinates based on a captured image captured by a camera.
  • a probability density distribution forming unit a second probability density distribution forming unit that forms a second probability density distribution for the coordinates of the target based on a signal of a sensor attached to the target; and a first probability density distribution;
  • a probability density integration unit that integrates the second probability density distribution, a detection unit that detects the surrounding state of the target based on the captured image, and a second probability density distribution forming unit according to the detected surrounding state
  • a probability density distribution changing unit that changes a weighting factor for the second probability density distribution in the probability density distribution or the probability density integrating unit.
  • the object position estimation method forms a first probability density distribution of a target from a captured image including the target, and a sensor signal attached to the target. Forming the second probability density distribution of the target based on the detected image, detecting the surrounding situation of the target based on the captured image, and generating the second probability density distribution according to the detected surrounding situation. Changing and integrating the first probability density distribution and the second probability density distribution.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a position specifying system in the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the outline of the position specifying system in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of each configuration of the sensor device according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the first identification information interpolation process.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of image interpolation processing.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of control for pausing the tag device.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of control for starting the tag device.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the timing of tag positioning and image positioning
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the second identification information interpolation process FIG.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a position specifying unit in the position specifying system according to another embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of processing in the position specifying unit at time t1.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of processing in the position specifying unit at time t2.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of creation of candidate information with likelihood
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of association based on candidate information with likelihood
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a first modification of the position specifying system according to another embodiment.
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a second modification of the position specifying system according to another embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of processing in the position specifying unit at time t1.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of processing in the position specifying unit at time t2.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of creation of candidate
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a third modification of the position specifying system according to another embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining a modification of the image position vicinity search unit.
  • FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the object position estimation apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 20A is a diagram showing the existence probability when three candidate candidates are detected from the captured image
  • FIG. 20B is a diagram showing the probability density distribution.
  • FIG. 21A is a diagram showing an example in which one target candidate is detected from a captured image
  • FIG. 21B is a diagram showing a probability density distribution.
  • FIG. 22 is a diagram showing a probability density distribution when two candidate positions (observation positions) with different existence probabilities are detected in the captured image.
  • FIG. 22 is a diagram showing a probability density distribution when two candidate positions (observation positions) with different existence probabilities are detected in the captured image.
  • FIG. 23A shows an example in which the variance value of the probability density distribution is reduced because there is no obstacle
  • FIG. 23B shows an example in which the variance value of the probability density distribution is increased because there is an obstacle.
  • Figure showing FIG. 24A is a diagram illustrating a situation where the wireless tag is attached to the head
  • FIG. 24B is a diagram illustrating a situation where the wireless tag is attached from the subject's neck.
  • FIG. 25A is a diagram illustrating an image of a captured image captured by the camera
  • FIG. 25B is a diagram illustrating an image obtained by converting the captured image into a planar map coordinate system.
  • FIG. 26 is a diagram showing a probability density distribution in which the probability density of x ⁇ 20 that is the position of the obstacle is 0.
  • FIG. 26 is a diagram showing a probability density distribution in which the probability density of x ⁇ 20 that is the position of the obstacle is 0.
  • FIG. 27 is a diagram showing a probability density distribution when there is no obstacle.
  • FIG. 28 is a diagram showing an image in which the object is located in the passage.
  • FIG. 29 is a diagram showing a probability density distribution in which the probability density other than the passage is zero.
  • FIG. 30A is a diagram showing an example of probability density distribution when the observation position (that is, the measurement result for one target) is one point, and
  • FIG. 30B is a diagram showing two observation positions. Showing an example of probability density distribution
  • the position specifying system of the present invention includes a wireless terminal device held by a monitoring target, a wireless communication unit that wirelessly communicates with the wireless terminal device, and a sensor device including a photographing unit that captures an image of the monitoring target.
  • the wireless terminal device includes an identification information holding unit that holds identification information unique to the wireless terminal device, and a transmission unit that transmits a detection signal for detecting the position of the wireless terminal device together with the identification information.
  • the sensor device detects the position of the monitoring target based on the wireless positioning unit that detects the position of the wireless terminal device based on the detection signal including the identification information received by the wireless communication unit, and the image captured by the imaging unit.
  • An image positioning unit to be calculated, an integrated position specifying unit that specifies the position of the monitoring target by linking the position calculated by the image positioning unit with the position and identification information detected by the wireless positioning unit. It has formed.
  • a position measured based on a captured image also referred to as an image position
  • a position detected based on a detection signal of the wireless terminal device also referred to as a tag position
  • the position of the monitoring subject or the monitoring target is specified.
  • the monitoring target holds the wireless terminal device. Therefore, once the position of the monitoring target is specified, the position of the monitoring target is detected based on the detection signal of the wireless terminal device, even if the monitoring target may not be photographed thereafter. Can be tracked.
  • the sensor device is determined to have succeeded in specifying the position specifying success / failure determination unit for determining the success / failure of the position of the monitoring target by the integrated position specifying unit and the position of the monitoring target.
  • a configuration may be provided that includes a suspension request unit that transmits a transmission suspension request for lowering the transmission frequency of the detection signal to the wireless terminal device.
  • the wireless terminal device when the position of the monitoring target is specified by the connection (also referred to as integration) of the image position and the tag position, the wireless terminal device is suspended from transmitting the detection signal. As a result, it is possible to save power in the wireless terminal device. In this case, since the position of the monitoring target is calculated based on the captured image, the movement of the monitoring target can be tracked. In the conventional system, the power consumption of the active tag is not taken into consideration, and there is a problem that the battery life of the active tag does not exist when the person tracking is performed by constantly comparing the camera positioning data and the RFID positioning data. It was. On the other hand, according to the position specifying system of the present invention, the power consumption of the wireless terminal device can be suppressed as much as possible.
  • the sensor device failed in the image positioning of the monitoring target in the image positioning success / failure determination unit and the image positioning success / failure determination unit that determine the success or failure of the image positioning of the monitoring target by the image positioning unit.
  • a first transmission requesting unit that transmits a detection signal transmission request to the wireless terminal device.
  • the wireless terminal device restarts transmitting the detection signal.
  • the position of the monitoring target is detected based on the detection signal of the wireless terminal device, so that it is possible to continue tracking the movement of the monitoring target.
  • the sensor device detects the wireless terminal device when the position specifying success / failure determination unit determines that the position of the monitoring target has failed after the transmission suspension request is transmitted.
  • You may have the structure provided with the 2nd transmission request part which transmits the transmission request
  • the detection signal is transmitted to the wireless terminal device.
  • the position of the monitoring target fails, the position of the monitoring target is detected based on the detection signal of the wireless terminal device, so that it is possible to continue tracking the movement of the monitoring target.
  • the position of the monitoring target by the integrated position specifying unit is determined after the position specifying success / failure determining unit determines that the position of the monitoring target by the integrated position specifying unit has failed.
  • the identification information of the wireless terminal device associated with the monitoring target again in the integrated position specifying unit is obtained for the monitoring target image when the position specification has failed. You may have the structure provided with the 1st identification information interpolation part to provide.
  • the sensor device when the image positioning succeeds again after the image positioning of the monitoring target fails, the sensor device fails in the image positioning based on the position where the previous image positioning was performed and the position where the current image positioning was performed. It is also possible to have a configuration including an image interpolation unit that interpolates an image to be monitored when the image is being monitored.
  • the frequency of detection signal transmission of the wireless terminal device and the frequency of wireless positioning of the wireless terminal device by the wireless positioning unit are set smaller than the frequency of image positioning of the monitoring target by the image positioning unit.
  • the sensor device is configured to detect the position of the monitoring target in the image captured by the imaging unit before the position of the monitoring target by the integrated position specifying unit at or after the position specifying the monitoring target.
  • This configuration makes it possible to reduce the power consumption of the wireless terminal device by reducing the frequency of transmission of the detection signal of the wireless terminal device.
  • the tag position may not be detected and only the image position may be calculated before specifying the position of the monitoring target (linking the image position to the tag position / identification information).
  • identification information of the monitoring target in the image before the position of the monitoring target is specified (retroactively). Thereby, it becomes possible to grasp
  • the position specifying system of the present invention includes an associating unit that associates the image positioning to be monitored with the result of wireless positioning based on the distance between the position calculated by the image positioning unit and the position detected by the wireless positioning unit. You may prepare.
  • the image positioning of the monitoring target and the wireless positioning result are appropriately associated with each other.
  • the image positioning result and the wireless positioning result are associated with the same monitoring target.
  • the associating unit is a monitoring target when a position detected by the wireless positioning unit exists within a predetermined search area centered on the position calculated by the image positioning unit.
  • Image positioning and wireless positioning results may be associated with each other.
  • the associating unit is a monitoring target when the position calculated by the image positioning unit exists in a predetermined search area centered on the position detected by the wireless positioning unit.
  • Image positioning and wireless positioning results may be associated with each other.
  • the positioning system of the present invention further includes a positioning accuracy comparison unit that compares the positioning accuracy of the monitored image positioning and the wireless positioning, and the associating unit determines the positioning accuracy of the image positioning based on the comparison result of the positioning accuracy. If the position detected by the wireless positioning unit exists within a predetermined search area centered on the position calculated by the image positioning unit, the result of the image positioning and the wireless positioning to be monitored is displayed. When the positioning accuracy of the association and wireless positioning is higher, when the position calculated by the image positioning unit exists within a predetermined search area centered on the position detected by the wireless positioning unit, Image positioning and wireless positioning results may be associated with each other.
  • the positioning accuracy of image positioning and wireless positioning is compared, and the positioning accuracy is determined within the predetermined search area (for example, within a predetermined radius) centered on the position determined with the higher positioning accuracy.
  • the results of the image positioning and the wireless positioning of the monitoring target are appropriately associated as one same monitoring target.
  • the size of the predetermined search area centered on the position calculated by the image positioning unit may be set according to the positioning accuracy of the image positioning to be monitored.
  • the size of the search area centered on the position calculated by the image positioning unit is appropriately set according to the positioning accuracy of the image positioning to be monitored. For example, when the positioning accuracy is high, the size of the search area is set small, and when the positioning accuracy is low, the size of the search area is set large.
  • the position specifying system of the present invention can select information on a plurality of positions when there are a plurality of positions detected by the wireless positioning unit in a predetermined search area centered on the position calculated by the image positioning unit. You may provide the log
  • the associating unit may associate the image positioning of the monitoring target with the result of the wireless positioning based on the candidate information held in the history holding unit.
  • the history holding unit holds it. Based on the obtained candidate information, it is possible to appropriately associate the image positioning of the monitoring target with the result of the wireless positioning.
  • the size of the predetermined search area centered on the position calculated by the wireless positioning unit may be set according to the positioning accuracy of the wireless positioning to be monitored.
  • the size of the search area centered on the position calculated by the wireless positioning unit is appropriately set according to the positioning accuracy of the wireless positioning to be monitored. For example, when the positioning accuracy is high, the size of the search area is set small, and when the positioning accuracy is low, the size of the search area is set large.
  • the position specifying system of the present invention can select information on a plurality of positions when there are a plurality of positions detected by the image positioning unit in a predetermined search area centered on the position calculated by the wireless positioning unit. You may provide the log
  • the associating unit may associate the wireless positioning of the monitoring target with the result of the image positioning based on the candidate information held in the history holding unit.
  • the history holding unit holds it. Based on the obtained candidate information, it is possible to appropriately associate the wireless positioning of the monitoring target with the result of image positioning.
  • the associating unit calculates a combination that calculates a combination that minimizes a sum of squares of distances between the position calculated by the image positioning unit and the position detected by the wireless positioning unit. May be provided.
  • the integrated position specifying unit may determine an average position of the position calculated by the image positioning unit and the position detected by the wireless positioning unit as the position to be monitored.
  • the average position of the position calculated by the image positioning unit and the position detected by the wireless positioning unit is determined as the position to be monitored. Thereby, the position of the monitoring target is appropriately determined.
  • the average may be a weighted average according to the positioning accuracy of the monitored image positioning and the wireless positioning.
  • the position of the monitoring target is appropriately determined by using a weighted average corresponding to the positioning accuracy of the monitoring target image positioning and wireless positioning.
  • the position calculated by the image positioning unit and the position detected by the wireless positioning unit are arranged in a cell space divided into a plurality of cells.
  • the apparatus may further include an association unit that associates the monitored image positioning with the result of wireless positioning based on the positional relationship between the cell to which the position calculated by the image positioning unit belongs and the cell to which the position detected by the wireless positioning unit belongs. Good.
  • image positioning of the monitoring target and wireless Positioning results can be appropriately associated. For example, when the image position and the tag position belong to the same cell, the image positioning result and the wireless positioning result are associated as the same monitoring target. As a result, the amount of calculation can be reduced and the processing speed can be increased as compared with the case where distances are calculated for all image positions and tag positions.
  • the position specifying system of the present invention is a warning unit that performs a process of issuing a warning when a position detected by the wireless positioning unit does not exist within a predetermined search area centered on the position calculated by the image positioning unit. May be provided.
  • a sensor device of the present invention is a wireless terminal device held by a monitoring target and wirelessly communicates with a wireless terminal device that transmits identification information together with a detection signal, a photographing unit that captures an image of the monitoring target, A wireless positioning unit that detects a position of the wireless terminal device based on a detection signal including identification information received by the communication unit; and an image positioning unit that calculates a position of a monitoring target based on an image captured by the imaging unit; And an integrated position specifying unit that specifies the position to be monitored by linking the position calculated by the image positioning unit with the position and identification information detected by the wireless positioning unit.
  • the position calculated based on the captured image (image position) and the position detected based on the detection signal of the wireless terminal device (tag position) are combined as in the above system.
  • the position of the monitoring target (monitoring person, monitoring target, etc.) is specified. In this case, the monitoring target holds the wireless terminal device. Therefore, once the position of the monitoring target is specified, the position of the monitoring target is detected based on the detection signal of the wireless terminal device, even if the monitoring target may not be photographed thereafter. Can be tracked.
  • an image to be monitored cannot be captured by associating a position (image position) calculated based on a captured image with a position (tag position) detected based on a detection signal of the wireless terminal device. Even in this case, it is possible to track the movement of the monitoring target by specifying the position of the monitoring target.
  • one aspect of the object position estimation apparatus of the present invention includes a first probability density distribution forming unit that forms a first probability density distribution for the target coordinates based on a captured image captured by a camera; A second probability density distribution forming unit that forms a second probability density distribution with respect to the coordinates of the object based on a sensor signal attached to the object; a first probability density distribution; and a second probability density distribution; A probability density integration unit that integrates the image, a detection unit that detects the surrounding situation of the target based on the captured image, and a probability density distribution or probability density in the second probability density distribution forming unit according to the detected surrounding situation A probability density distribution changing unit that changes a weighting factor for the second probability density distribution in the integrating unit is adopted.
  • the first probability density distribution of the target is formed from the captured image including the target, and the signal of the target is calculated based on the sensor signal attached to the target. Forming a probability density distribution of 2; detecting a surrounding situation of the target based on the captured image; changing the second probability density distribution according to the detected surrounding situation; Integrating the probability density distribution and the second probability density distribution.
  • the surrounding state of the target is detected from the captured image, and the probability density distribution in the second probability density distribution is changed according to the detected surrounding state.
  • the second probability density distribution itself that becomes can be made closer to reality. As a result, the position estimation accuracy can be improved.
  • This location system is, for example, a factory work efficiency improvement system that improves the work efficiency by analyzing the flow of people in the factory, and a loss accident or misdelivery in the warehouse by constantly monitoring the movement of people in the warehouse area. It is used as a distribution warehouse loss monitoring system for early detection, suppression and recording of accidents, an office entrance / exit management system for automatically recording office entry / exit history, etc., but the application is not limited thereto.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the position specifying system.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of the position specifying system.
  • the position specifying system 1 includes a tag device 2 as a wireless terminal device held by a monitoring target (for example, a monitoring target person), and a sensor device 3 installed in a monitoring area.
  • the sensor device 3 is connected to a monitoring control device 4 and a storage device 5 installed in a monitoring room.
  • the sensor device 3 has, for example, a circular monitoring area (also referred to as a sensing area) having a radius of 10 m.
  • the monitoring control device 4 is, for example, a control computer, and the storage device 5 is, for example, an HDD.
  • the sensor device 3 may include an internal memory device (including a recording medium such as a memory card) in addition to the external memory device such as the storage device 5.
  • this position specifying system 1 includes a plurality of tag devices 2 and a plurality of sensor devices 3.
  • a plurality of persons to be monitored are each provided with the tag device 2, and a plurality of sensor devices 3 are respectively installed at a plurality of locations in the monitoring area.
  • the tag device 2 includes a wireless communication unit 6 for performing wireless communication with the sensor device 3 and a power supply control unit 7 for performing power control of the power supply.
  • the wireless communication unit 6 corresponds to the wireless communication unit of the present invention.
  • a signal (detection signal) for detecting the position of the tag device 2 is transmitted from the wireless communication unit 6. Therefore, the wireless communication unit 6 also corresponds to the transmission unit of the present invention.
  • the tag device 2 is, for example, an active tag or a semi-passive tag.
  • the tag device 2 includes a memory 8 that holds a unique identifier (also referred to as an identification ID).
  • the tag device 2 reads the identification ID held in the memory 8 in response to a transmission request from the sensor device 3, and stores the identification ID in the sensor device 3.
  • a detection signal including an identification ID can be transmitted.
  • a signal for notifying only the identification ID is provided separately from the detection signal, and the signal for notifying the identification ID in response to the identification ID transmission request received from the sensor device 3 is set in response to the detection signal transmission request.
  • the detection signal may be transmitted.
  • the monitoring person can recognize the attribute and position of the owner (monitoring person) of the tag device 2 based on the signal received by the sensor device 3 from the tag device 2.
  • the sensor device 3 includes a wireless communication unit 9 that performs wireless communication with the tag device 2 and performs wireless positioning, a camera unit 10 that captures an image of the person to be monitored and performs positioning based on the image, and a wireless communication unit 9.
  • An integration processing unit 11 for performing integration processing (described later) of the position of the monitoring target person respectively positioned with the camera unit 10 and data of the integration processing result are external devices (such as the monitoring control device 4 and the storage device 5).
  • the communication IF unit 12 is provided for output to the network.
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining each configuration of the sensor device 3 in more detail.
  • the wireless communication unit 9 includes a transmission / reception unit 13 and a wireless positioning unit 14.
  • the transmission / reception unit 13 transmits a detection signal transmission request to the tag device 2 and receives a detection signal (a signal including the identification ID of the tag device 2) transmitted by the tag device 2 that has received the transmission request.
  • the wireless positioning unit 14 uses the information obtained from the detection signal received by the transmission / reception unit 13, for example, information such as radio wave intensity, radio wave arrival direction, radio wave propagation time, and the like, relative position of the tag device 2 that has transmitted the detection signal. Position in 3 dimensions. Further, the three-dimensional coordinate data as the positioning result and the identification ID of the tag device 2 extracted from the detection signal are output.
  • the wireless communication unit 9 outputs the following data to the integration processing unit 11.
  • Time data for example, date, hour, minute, second
  • Tag device identification ID (3)
  • the camera unit 10 includes a photographing unit 15 and an image positioning unit 16.
  • the imaging unit 15 for example, a stereo camera that can capture an image with a super-wide angle (eg, 360 °) within a certain radius (eg, 10 m) can be used.
  • the image positioning unit 16 detects and extracts image areas of a plurality of persons (monitoring target persons) in the image captured by the capturing unit 15, measures the three-dimensional coordinates from the sensor device 3 to the person, and outputs them. To do.
  • a positioning method using an image for example, a depth estimation method based on binocular parallax information obtained from a stereo image can be used.
  • the camera unit 10 outputs the following data to the integration processing unit 11.
  • Image data (2) Image area of a person object in the image (for example, an area surrounded by the outline of a person in the image, or a rectangular area circumscribing the person in the image) (3) Representative points of the image area of the person object (for example, the center of gravity of the image area) (3) Time data (for example, frame number of captured image) (4) 3D coordinate data obtained by image positioning (3D position coordinates in real space)
  • the integration processing unit 11 includes a position specifying unit 17, an interpolation processing unit 18, a determination unit 19, and a request unit 20.
  • the integration processing unit 11 integrates the data output from the wireless communication unit 9 and the camera unit 10 and controls the process of specifying the monitoring target position and identification information so as to suppress the power consumption of the tag device 2 as much as possible. Run while.
  • the position specifying unit 17 associates the position data of the tag device 2 output from the wireless communication unit 9 with the position data of the image area of the person object in the image output from the camera unit 8, thereby
  • the identification ID of the device 2 is linked to the image area of the person object, and the position and identification information of the monitoring target person are specified.
  • the interpolation processing unit 18 includes an image interpolation unit 21 that interpolates the position and image of the monitoring subject, and an identification information interpolation unit 22 that interpolates the identification information of the monitoring subject. The details of these image interpolation processing and identification information interpolation processing will be described later.
  • the position specifying unit 17 determines whether or not the position of the monitoring subject has been specified by the position specifying unit 17, and whether or not the image positioning of the position of the monitoring target by the camera unit 10 has succeeded.
  • An image positioning success / failure determination unit 24 for determining whether or not is included.
  • the requesting unit 20 requests the tag device 2 to stop (request for detection signal transmission stop).
  • the image positioning of the position of the monitoring subject in the camera unit 10 is determined to have failed by the pause request unit 25 and the image positioning success / failure determination unit 24, and the position specification unit 23 by the position specification success / failure determination unit 23
  • a transmission request unit 26 that transmits a transmission request (transmission request for a detection signal) to the tag device 2 is provided.
  • the integration processing unit 11 outputs the following data to the communication IF unit 12.
  • the data (2) to (6) are data indicating the attributes of the image frame.
  • (1) Identification ID of the sensor device (2) Time data (for example, date, hour, minute, second) (3) Frame image data (4) Image area of person object (5) Representative point of image area of person object (5) Identification ID of tag device (6) Degree of integration (for example, T: tag measurement coordinates only, D: image calculation representative points only, C: both tag measurement coordinates and image calculation representative points, P: interpolation calculation coordinates or estimated calculation coordinates)
  • the monitoring control device 4 includes a monitor 27 for displaying a monitoring target.
  • the monitoring control device 4 has a function of generating a flow line image based on the person object information output from the sensor device 3, a function of setting / controlling the operation of the sensor device 3, and various applications (for example, a factory It has a function to execute an operational efficiency system, a distribution warehouse loss monitoring system, an office entry / exit management system application, and the like.
  • FIGS. 4 and 5 are diagrams (schematic diagrams of the display screen of the monitor 27) for explaining the interpolation processing.
  • one person to be monitored having the tag device 2 with “ID: 1” is gradually moving from the left side of the screen to the center of the screen and the right side of the screen. The situation is shown.
  • the monitoring target person who has succeeded in specifying the position by the position specifying unit 17, that is, the monitoring target person to whom the identification ID of the tag device 2 is given is illustrated by hatching, and the monitoring target person who has failed to specify the position for some reason Is indicated by a broken line. That is, in this example, when the monitoring target person is located on the left side and the right side of the screen, the position of the monitoring target person has been successfully identified, and when the monitoring target person is located in the center of the screen, The location of the person has failed.
  • the location specification success / failure determination unit 22 performs the success or failure of the location specification of the monitoring target.
  • the position of the monitoring subject photographed by the camera unit 10 and the position of the monitoring subject detected by the wireless communication with the tag device 2 are integrated again and linked. If possible, it becomes possible to associate the identification information of the tag device 2 retroactively (first identification information interpolation process) to the image to be monitored at the time of unsuccessful integration. Tracking back to can be performed.
  • first identification information interpolation process is executed in the identification information interpolation unit 22. Therefore, the identification information interpolation unit 22 corresponds to the first identification information interpolation unit of the present invention.
  • the image of the monitoring target person (image of the monitoring target person at the center of the screen) lost by the camera unit 10 by the image interpolation processing is the image before and after losing sight (the image of the monitoring target person on the left side and right side of the screen). ) Is generated based on.
  • This image interpolation processing is executed in the image interpolation unit 21. Therefore, the image interpolation unit 21 corresponds to the image interpolation unit of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram (schematic diagram of a display screen of the monitor 27) for explaining suspension control of the tag device 2.
  • the position specifying unit 17 once associates the position of the monitoring subject photographed by the camera unit 10 (shooting position) with the position of the monitoring subject detected by wireless communication with the tag device 2 (tag position). If so, the position of the monitoring subject can be tracked by the tag device 2.
  • the tag device 2 in the dormant state is indicated by a broken line with a square identification ID.
  • This process is executed by the pause request unit 24. Specifically, when the position specification success / failure determination unit 22 determines that the position specification is successful, the suspension request unit 24 transmits a suspension request signal to the tag device 2 via the wireless communication unit 9. Thus, the transmission of the detection signal from the tag device 2 is suspended.
  • the suspension of detection signal transmission means lowering the frequency of transmission of detection signals. Note that the suspension of detection signal transmission includes suspension of detection signal transmission (setting the transmission frequency to zero).
  • the camera unit 10 loses sight of the person to be monitored, that is, when the image positioning success / failure determination unit 23 determines that the image positioning has failed. Transmits a transmission request to the tag device 2 from the transmission request unit 25 and requests to transmit a detection signal.
  • the wireless positioning information by the wireless positioning unit 14 and the image positioning information by the image positioning unit 16 of the camera unit 10 are integrated by the position specifying unit 17, and the position of the person being monitored Can be identified and tracking can continue.
  • processing first transmission request processing
  • the call request unit 26 corresponds to the first call request unit of the present invention.
  • the transmission request unit 25 transmits a transmission request to the tag device 2 and requests to transmit the detection signal without waiting for the next transmission timing (instead of the transmission request, transmission of the detection signal). You may send a request to increase the frequency).
  • the wireless positioning information by the wireless positioning unit 14 and the image positioning information by the image positioning unit 16 of the camera unit 10 are integrated by the position specifying unit 17, and the position of the person being monitored Can be identified and tracking can continue.
  • Such processing (second transmission request processing) is executed by the transmission request unit 26.
  • the transmission request unit 26 corresponds to the second transmission request unit of the present invention.
  • the power saving control (1) of the tag device described here is particularly effective when the tag device 2 is an active tag.
  • the tag device 2 When the tag device 2 is a semi-passive tag, the tag device 2 does not transmit a detection signal spontaneously (or periodically), but only when a transmission request from the sensor device 3 is received. Since the detection signal is transmitted as described above, the control for stopping the tag device 2 by making a stop request from the sensor device 3 becomes unnecessary.
  • the sensor device 3 By sending a transmission request to the tag device 2 and transmitting the detection signal to the tag device 2, an effect of power saving can be obtained.
  • the frequency of the tag device 2 positioning (tag positioning) by the wireless communication unit 9 is based on the frequency of the monitoring target person positioning (image positioning) by the camera unit 10. A small case will be described.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the timing of tag positioning and image positioning.
  • the frequency of tag positioning is set smaller than the frequency of image positioning.
  • the power consumption of the tag device 2 can be suppressed.
  • the tag device 2 is an active tag, this is realized by setting the frequency of periodically transmitting the detection signal in the wireless communication unit 6 of the tag device 2.
  • the tag device 2 is a semi-passive tag, this can be realized by making a transmission request from the sensor device 3 to the tag device 2 at a frequency lower than the frequency of image positioning.
  • tag positioning and image positioning are not synchronized when the person to be monitored who has the tag device 2 enters the monitoring area of the sensor device 3 (when entering the area). In some cases, only image positioning is performed and tag positioning is not performed. Even in such a case, at the time of image positioning after a predetermined number of times, matching is performed because the timing with tag positioning is aligned.
  • Matching refers to a process of determining an image area of a person object that matches the tag positioning position and assigning tag information (identification ID) to the image area of the person object. The matching is a process executed by the position specifying unit 17 described above.
  • the tag object data before the matching is subjected to the tag positioning data and the estimation based on the image positioning data after the matching.
  • a process of assigning information (identification ID) (second identification information interpolation process) is possible.
  • the tag information “ID: 1” is given to the image area of the person object before matching (left side of the screen) by the second identification information interpolation processing.
  • the second identification information interpolation process is executed by the identification information interpolation unit 22. Therefore, it can be said that the identification information interpolation unit 22 corresponds to the second identification information interpolation unit of the present invention.
  • the position of the monitoring target can be specified and the movement of the monitoring target can be tracked even when the monitoring target image cannot be captured.
  • the position (image position) calculated based on the photographed image and the position (tag position) detected based on the detection signal of the tag device 2 are combined to be monitored ( The position of the person to be monitored) is identified.
  • the monitoring target holds the tag device 2. Therefore, as shown in FIG. 5, once the position of the monitoring target is specified, the position of the monitoring target is determined based on the detection signal of the tag device 2 even if the monitoring target cannot be captured after that. It is possible to detect and track the movement of the monitoring target.
  • the tag device 2 when the position to be monitored is specified by linking (integrating) the image position and the tag position, the tag device 2 transmits a detection signal. Pause. Thereby, the power saving of the tag apparatus 2 is attained. In this case, since the position of the monitoring target is calculated based on the captured image, the movement of the monitoring target can be tracked.
  • the tag device 2 when the position of the monitoring target cannot be calculated based on the captured image (when the monitoring target is lost), the tag device 2 outputs the detection signal. Resume outgoing calls. Thereby, when the monitoring target cannot be photographed, the position of the monitoring target is detected based on the detection signal of the tag device 2, so that it is possible to continue tracking the movement of the monitoring target.
  • the identification information of the tag device 2 given to the image by specifying the position of the monitored object is retroactively given to interpolate the lack of identification information for the monitored object, and the movement of the monitored object is continuously It becomes possible to grasp.
  • the present embodiment even when the position of the monitoring target cannot be calculated based on the captured image, as shown in FIG.
  • the target image area is interpolated. Thereby, it becomes possible to grasp
  • the tag position may not be detected and only the image position may be calculated before specifying the position of the monitoring target (linking the image position and the tag position).
  • the monitoring target image prior to the monitoring target position specification is traced back to the past.
  • Tag information including the identification ID of the tag device 2 is given. Thereby, it becomes possible to grasp
  • the position specifying system according to another embodiment is characterized by an operation of connecting (matching) an image position and a tag position. Therefore, here, the configuration and operation of the position specifying unit, which is a feature of the position specifying system according to another embodiment, will be mainly described. Unless otherwise mentioned here, the configurations and operations of the position specifying systems of the other embodiments are the same as those of the above embodiments.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a position specifying unit in the position specifying system according to another embodiment.
  • the position specifying unit 17 determines the image position (tag position) based on the distance between the position (image position) calculated by the image positioning unit 14 and the position (tag position) detected by the wireless positioning unit 16.
  • An association unit 28 is provided for associating a result of image positioning) with a tag position (result of wireless positioning).
  • the position specifying unit 17 includes an image position vicinity searching unit 29 that searches for a tag position within a circular area (search area) having a predetermined radius centered on the image position.
  • the image position vicinity search unit 29 receives an image position and a tag position at a certain time, and performs a process of searching for a tag position in a predetermined search area centered on the image position, as will be described later.
  • the association unit 28 associates the image position with the tag position based on the search result of the image position vicinity search unit 29 (see FIG. 11).
  • the position specifying unit 17 includes a search area setting unit 30 for setting the size and shape of the search area. Further, the position specifying unit 17 includes a positioning accuracy detection unit 31 that detects the positioning accuracy of image positioning, and the search area setting unit 30 corresponds to the positioning accuracy of image positioning detected by the positioning accuracy detection unit 31. Set the size of the search area. For example, the accuracy of image positioning is determined based on the degree of dispersion (matching accuracy when matching with a “person template”) when detecting or identifying a person (monitoring target) by image processing (matching accuracy is If it is high, the accuracy of image positioning is also high).
  • the size (radius) of the search area is set to be small, and when the positioning accuracy of image positioning is low, the size (radius) of the search area is set to be large.
  • the search area an example of a circular area having a predetermined radius will be described as the search area, but the shape of the search area is not limited to this, and may be a shape such as a quadrangle or a hexagon.
  • the positioning accuracy detection unit 31 may have a function of detecting the positioning accuracy of wireless positioning.
  • the search area setting unit 30 sets the size of the search area according to the positioning accuracy of the wireless positioning detected by the positioning accuracy detection unit 31.
  • the accuracy of the wireless positioning is determined based on, for example, the reception quality (received radio wave intensity and error rate) of the detection signal of the tag device 2 (when the reception quality is high, the accuracy of the wireless positioning is also a high value). ).
  • the position specifying unit 17 includes information on the plurality of positions (for example, a tag position corresponding to the time, the image position, the image position, etc. ) As candidate information (see FIG. 11).
  • the association unit 28 has a function of associating the image position with the tag position based on the candidate information held in the history holding unit 32.
  • the position specifying unit 17 includes a history correcting unit 33 that corrects candidate information held in the history holding unit 32. For example, as will be described later, even when a plurality of image positions cannot be associated with tag positions (cannot be determined as one-to-one) at time t1, each image position is later at time t2. And tag positions may be associated (determined one-to-one). In such a case, the history correction unit 33 rewrites the information in the history holding unit 32 (see FIG. 12).
  • the position specifying unit 17 includes a warning unit 34 that performs a process of generating a warning sound or a warning display when the tag position does not exist in the search area centered on the image position.
  • a warning (warning sound, warning display, etc.) is issued and a user's warning is given as a monitoring target that does not have the tag device 2 is found. Attention is aroused.
  • FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams illustrating an example of processing in the position specifying unit.
  • three image positions G1 to G3 are calculated by the image positioning unit 16
  • three tag positions T1 to T3 are calculated by the wireless positioning unit 14.
  • the radius of the search area is set based on the positioning accuracy of the image positioning, and the tag position in the search area centered on the image position is searched.
  • three search areas centered at three image positions are indicated by broken lines. In this case, there are two tag positions T1 and T2 in the search area of the image position G1, and the image position and the tag position cannot be associated one-to-one.
  • candidate information indicating that the tag positions corresponding to the image position G1 at time t1 are T1 and T2 is recorded in the history holding unit 32.
  • the history holding unit 32 indicates that the tag positions corresponding to the image position G2 at time t1 are T2 and T3, and the tag positions corresponding to the image position G3 at time t1 are T1 and T3.
  • Candidate information indicating that it is present is recorded.
  • the image positioning unit 16 calculates two image positions (G1 and G2), and the wireless positioning unit 14 detects two tag positions (T1 and T2).
  • the radius of the search area is set based on the positioning accuracy of image positioning, and the tag position in the search area centered on the image position is searched. For example, in FIG. 12, two search areas centering on two image positions are indicated by broken lines. In this case, only one tag position T1 exists in the search area for the image position G1, and the image position G1 and the tag position T1 are associated one-to-one.
  • the history correction unit 33 narrows down past candidate information using the association result obtained at time t2. Specifically, for the candidate information (T1 and T2) corresponding to the image position G1 at time t1, the information that G1 obtained at time t2 corresponds to the tag position T1 is also used at time t1. The tag position corresponding to the image position G1 is narrowed down to T1. Similarly, the tag position corresponding to the image position G2 at time t1 is narrowed down to T2.
  • the history correction unit 33 corrects the data in the history holding unit 32 from the state before correction shown in FIG. 12 to the state after correction using the above result.
  • association between the image position and the tag position may be performed using the likelihood.
  • association using likelihood will be described in detail with reference to FIGS. 13 and 14.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of creation of candidate information with likelihood.
  • two image positions G1 and G2 are calculated by the image positioning unit 16 and two tag positions (T1 and T2) are detected by the wireless positioning unit 14 at a certain time.
  • the likelihood ratio of the image position corresponding to the tag position is: Reciprocal of distance.
  • candidate information with likelihood indicating that the tag positions corresponding to the image position G1 at time t1 are T1 (75%) and T2 (25%) is recorded in the history holding unit 32.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of association based on a history of candidate information with likelihood. As shown in FIG. 14, it is assumed that candidate information with likelihood at times t1 and t2 is recorded. In this case, the association at each time can be obtained by Bayesian estimation. In the example of FIG. 14, a conditional probability (posterior probability) P (T 1
  • T 1 is event image position G1 is correlated with the tag position T1
  • T 2 is an event in which the image position G1 is correlated with the tag position T2.
  • P (T 1 ) is a probability (prior probability) that the image position G1 is associated with the tag position T1.
  • P (T 1 ) is updated using data, and when P (T 1 ) exceeds a predetermined upper threshold (for example, 0.95), it is determined that the image position G1 is associated with the tag position T1. When the value falls below a predetermined lower threshold (for example, 0.05), it is determined that the image position G1 and the tag position T1 are not associated with each other.
  • a predetermined upper threshold for example 0.95
  • a predetermined lower threshold for example, 0.05
  • the posterior probability using the data X 1 is calculated as P (T 1
  • X 1 ) 0.7
  • the posterior probability using the data X 2 is P (T 1
  • X 2 ) 0.78. Is calculated.
  • the posterior probability using the data X 3 is calculated as P (T 1
  • X 3 ) 0.93.
  • the posterior probability using the data X 4 is calculated as P (T 1
  • X 4 ) 0.97. At this time, the posterior probability exceeds the upper threshold (0.95), and the tag position T1 and the image position G1 are associated with each other.
  • the position specifying system it is possible to appropriately associate the image positioning of the monitoring target with the result of the wireless positioning based on the distance between the image position and the tag position. For example, when the image position and the tag position are close, the image position and the tag position can be associated as the same monitoring target. In this case, when a tag position exists in a predetermined search area (for example, within a predetermined radius) centered on the image position, the image position and the tag position can be appropriately associated as one thing to be monitored. it can. Thereby, the position specifying accuracy of the monitoring target is improved.
  • the search area setting unit 30 can appropriately set the size of the search area centered on the image position in accordance with the positioning accuracy of the image positioning of the monitoring target. For example, when the positioning accuracy is high, the size of the search area is set small, and when the positioning accuracy is low, the size of the search area is set large.
  • the history holding unit uses information on the plurality of positions (for example, time, image position, tag position corresponding to the image position, etc.) as candidate information.
  • the association unit 28 can appropriately associate the monitoring target image positioning with the wireless positioning result based on the candidate information held in the history holding unit 32.
  • the warning unit 34 issues a warning (warning sound, warning display, etc.) to alert the user. be able to.
  • the associating unit 28 associates the image position with the tag position based on the search result of the tag position vicinity searching unit 35, which will be described later in Modification 1 instead of the image position vicinity searching unit 29. May be.
  • the tag position vicinity searching unit 35 performs a search
  • the size of the search area is set according to the radio positioning accuracy, or when there are a plurality of image positions in the search area, a history holding unit as candidate information 32 may be held.
  • the associating unit 28 may associate the image positioning to be monitored with the result of wireless positioning based on the candidate information held in the history holding unit 32 obtained by the tag position vicinity searching unit 35.
  • the image position exists within a predetermined search area (for example, within a predetermined radius) centered on the tag position
  • the result of the image positioning and the wireless positioning of the monitoring target are the same for the same monitoring target.
  • the predetermined search area for example, within a predetermined radius
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of Modification 1 of the position specifying system according to another embodiment.
  • the configuration and operation of the modified example 1 different from those of the other embodiments will be mainly described.
  • the configuration and operation of Modification 1 are the same as those of the other embodiments described above.
  • the position specifying unit 17 searches not only the image position vicinity searching unit 29 but also a tag position for searching whether a tag position exists in a circular area (search area) with a predetermined radius centered on the tag position.
  • a neighborhood search unit 35 is provided.
  • the tag position vicinity search unit 35 receives a tag position and an image position at a certain time, and performs a process of searching for an image position in a predetermined search area centered on the tag position. Then, the position specifying unit 17 changes the search method (whether the image position vicinity search unit 29 or the tag position vicinity search unit 35 is used) according to the positioning accuracy of image positioning and wireless positioning.
  • a portion 36 is provided.
  • the positioning accuracy detection unit 31 of the position specifying unit 17 has a function of detecting the positioning accuracy of both the image positioning unit 16 and the wireless positioning unit 14.
  • the accuracy of image positioning is determined based on the degree of dispersion (matching accuracy when matching with a “person template”) when detecting or identifying a person (monitoring target) by image processing (matching accuracy is If it is high, the accuracy of image positioning is also high).
  • the accuracy of the wireless positioning is determined based on, for example, the reception quality (received radio wave intensity and error rate) of the detection signal of the tag device 2 (when the reception quality is high, the accuracy of the wireless positioning is a high value). Become).
  • the position specifying unit 17 includes a positioning accuracy comparison unit 37 that compares the positioning accuracy of image positioning and wireless positioning.
  • the search method changing unit 36 changes the search method based on the comparison result of the positioning accuracy. Specifically, when the positioning accuracy of the image positioning is higher, the image position vicinity search unit 29 is used to search whether or not the tag position exists in the search area centered on the image position. When the positioning accuracy of the positioning is higher, the tag position vicinity search unit 35 is used to search whether the image position exists in the search area centered on the tag position.
  • the positioning accuracy of image positioning and wireless positioning is compared, and within a predetermined search area (for example, within a predetermined radius) centered on the position obtained with the higher positioning accuracy.
  • a predetermined search area for example, within a predetermined radius
  • the result of the image positioning and the wireless positioning of the monitoring target can be appropriately associated as one same monitoring target.
  • the positioning accuracy of image positioning when a tag position exists in the search area centered on the image position, the image position and the tag position are appropriate as a single monitoring target. Can be associated.
  • the positioning accuracy of wireless positioning when the image position exists in the search area centered on the tag position, the image position and the tag position are appropriately associated as one thing to be monitored. Can do.
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a second modification of the position specifying system according to another embodiment.
  • the configuration and operation of the modified example 2 different from those of the other embodiments will be mainly described.
  • the configuration and operation of Modification 2 are the same as those of the other embodiments described above.
  • the position specifying unit 17 of Modification 2 includes a combination calculation unit 38 that calculates a combination that minimizes the sum of squares of the difference between the image position and the tag position, instead of the image position vicinity search unit 29.
  • the combination calculation unit 38 receives a tag position and an image position at a certain time, and calculates an optimal combination of the tag position and the image position.
  • a calculation method for calculating the combination that minimizes the sum of squares of the distance difference between the image position and the tag position for example, a full search method or a local search method is used.
  • an optimal combination that minimizes the sum of squares of the distance difference between the image position and the tag position is calculated, and based on the result, the correspondence between the image position and the tag position is calculated.
  • the attachment is done. Thereby, an image position and a tag position can be matched appropriately.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of Modification 3 of the position specifying system according to another embodiment.
  • the configuration and operation of the modified example 3 different from those of the other embodiments will be mainly described. That is, unless otherwise specified, the configuration and operation of Modification 3 are the same as those of the other embodiments described above.
  • the position specifying unit 17 of the third modification includes an average value calculating unit 39 that calculates the average position of the associated image position and tag position as the position to be monitored.
  • the average value calculation unit 39 receives the positioning accuracy of image positioning and wireless positioning, and calculates the weighted average according to the positioning accuracy as the average position of the monitoring target using the following equation 3.
  • x is an average position (integrated position coordinates) of the monitoring target
  • xv is an image position (camera position coordinates)
  • xt is a tag position (tag position coordinates).
  • a v is the image positioning of positioning accuracy (camera precision)
  • a r is a radio positioning the positioning accuracy (tag accuracy).
  • the average position of the image position and the tag position is determined as the position to be monitored.
  • the position of the monitoring target can be appropriately specified.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a modification of the image position vicinity search unit.
  • the image position and the tag position are within a cell space divided into a plurality of cells (in FIG. 18, 16 cells A1 to D4 are illustrated). Be placed.
  • three image positions G1 to G3 and three tag positions T1 to T3 are respectively arranged in the cell space.
  • the image position G1 is arranged in the cell B3, and the tag position T1 is arranged in the cell B4.
  • the image position G2 and the tag position T2 are arranged in the cell C2.
  • the image position G3 is arranged in the cell C3, and the tag position T3 is arranged in the cell D4.
  • the image position and the tag position are associated with each other based on the positional relationship between the cell to which the image position belongs and the cell to which the tag position belongs.
  • the search range of the tag position is widened.
  • the search range is expanded to cells (cells A2, B2, C2, A3, C3, A4, B4, and C4) around the cell B3 to which the image position G1 belongs, and a search is performed as to whether the tag position belongs to those cells. .
  • the tag position T1 that is close to the image position G1 is determined as the tag position corresponding to the image position G1 (the image position G1 and the tag position).
  • Position T1 is associated).
  • the tag position T2 belongs to the same cell (cell C2) as the cell C2 to which the image position G2 belongs. Therefore, in this case, the tag position T2 is determined as the tag position corresponding to the image position G2 (the image position G2 and the tag position T2 are associated).
  • the search range of the tag position is widened.
  • the search range is expanded to cells (cells B1, D1, B2, C2, D2) around the cell C1 to which the image position G3 belongs, and it is searched whether the tag position belongs to those cells.
  • a tag position T3 belonging to the cell D1 and a tag position T2 belonging to the cell C2 exist.
  • the tag position T3 that is close to the image position G3 is determined as the tag position corresponding to the image position G3. (The image position G3 and the tag position T3 are associated). In this case, since the tag position T2 is already associated with the image position G2, the tag position T3 is determined as the tag position corresponding to the image position G3 based on the information (without calculating the distance). May be.
  • the image position and the tag position can be appropriately associated based on the positional relationship between the cell to which the image position belongs and the cell to which the tag position belongs. For example, when the image position and the tag position belong to the same cell, the image position and the tag position are associated as the same monitoring target (without calculating the distance between the image position and the tag position). Thereby, compared with the case where distance calculation is performed for all image positions and tag positions, the amount of calculation can be greatly reduced, and the processing speed can be significantly increased.
  • FIG. 19 shows the configuration of the object position estimation apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the object position estimation apparatus 100 inputs a captured image signal captured by the camera 101 to the captured image acquisition unit 102.
  • the captured image acquisition unit 102 sends the acquired captured image to the image coordinate probability density distribution forming unit 103.
  • the image coordinate probability density distribution forming unit 103 forms the probability density distribution P t V of the coordinates of the target 200 (person in the figure) whose position is to be estimated from the captured image at time t.
  • the image coordinate probability density distribution forming unit 103 has a preset probability density distribution model.
  • the image coordinate probability density distribution forming unit 103 detects a location where an object may exist in the image based on the captured image, and obtains the existence probability at each location. This existence probability may be obtained from the degree of matching between the template for the target 200 and the target 200 detected from the captured image.
  • the image coordinate probability density distribution forming unit 103 uses a preset probability density distribution model to create a probability density distribution with an area corresponding to the degree of matching at each detection location, and add them together. To form a probability density distribution P t V.
  • FIG. 20 is an example in which three candidates for the target 200 are detected from the captured image.
  • the image coordinate probability density distribution forming unit 103 assumes that the degree of matching with the template in each detected candidate is 5%, 75%, and 20%, as shown in FIG.
  • a probability density distribution model is used to create a probability density distribution with an area ratio of 5:75:20 at the detected position, and this is output as a probability density distribution P t V.
  • the probability density distribution model is a normal distribution, and the average value may be adjusted to the detection position and the normal distribution may be scaled according to the degree of matching.
  • FIG. 20 is an example in which three candidates for the target 200 are detected from the captured image.
  • the image coordinate probability density distribution forming unit 103 assumes that the degree of matching with the template in each detected candidate is 5%, 75%, and 20%, as shown in FIG.
  • a probability density distribution model is used to create a probability density distribution with an area ratio of 5:75:20 at the detected position, and this is output as a probability
  • FIG. 21A shows an example in which one candidate for the target 200 is detected from the captured image.
  • the image coordinate probability density distribution forming unit 103 creates a probability density distribution as shown in FIG. 21B using the probability density distribution model, and outputs this as a probability density distribution P t V.
  • the image coordinate probability density distribution forming unit 103 detects two candidate positions of the target 200 having the same existence probability in the captured image, the probability density as shown in FIG. Output the distribution.
  • the image coordinate probability density distribution forming unit 103 outputs a probability density distribution as shown in FIG. 22 when two candidate positions of the target 200 having different existence probabilities are detected in the captured image.
  • the probability density distribution P t V formed by the image coordinate probability density distribution forming unit 103 is sent to the weight determining unit 121 of the probability density integrating unit 120.
  • the object position estimation apparatus 100 inputs the signal received by the tag signal receiver 111 to the tag information acquisition unit 112.
  • the tag information acquisition unit 112 extracts a signal indicating the coordinates of the tag from the acquired tag information, and sends this to the tag coordinate probability density distribution forming unit 113.
  • the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 forms the probability density distribution P t T of the coordinates of the tag 201 from the tag coordinates at the time point t.
  • the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 has a preset probability density distribution model, similar to the image coordinate probability density distribution forming unit 103.
  • the probability density distribution model is a normal distribution.
  • the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 creates a probability density distribution by matching the average value of the normal distribution with the tag coordinates, and outputs this as a probability density distribution P t T.
  • the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 of the present embodiment performs a probability density distribution changing process in addition to the basic process. Details thereof will be described later.
  • the probability density distribution P t T formed by the tag coordinate probability density estimation unit 113 is sent to the weight determination unit 121 of the probability density integration unit 120.
  • the integration unit 122 of the probability density integration unit 120 outputs the probability density distribution P t V of the position of the target 201 at the time t output from the image coordinate probability density distribution formation unit 103 and the tag coordinate probability density distribution formation unit 113.
  • the probability density distribution P t T at the position of the tag 201 at the time t and the weight coefficient k (t) determined by the weight determination unit 121 the probability density distribution P t V and the probability A probability density distribution L obtained by integrating the density distribution P t T is obtained.
  • the weight determination unit 121 sets the weighting coefficient k (t) to a value expressed by the following equation, thereby increasing the weight as the maximum value of the probability density of the probability density distribution increases, while increasing the probability density distribution P t. Weighting is performed on V 1 and P t T.
  • Equations 4 and 5 are examples of the probability density distribution integration method and the weight determination method.
  • the present invention can also be implemented by applying various conventionally proposed methods other than the methods represented by Equation 4 and Equation 5 as the probability density distribution integration method and weight determination method. The effect of the present invention is not affected. For example, a fixed value may be used as the weighting factor k (t). Furthermore, the probability density distribution P t V and the probability density distribution P t T may be simply integrated (taken a sum or product) without weighting.
  • the probability density distribution obtained by the integration unit 122 is input to the determination unit 130.
  • the determination unit 130 determines that the position having the maximum probability density in the probability density distribution is the position of the target 200, and outputs this position as a position estimation result.
  • the object position estimation apparatus 100 includes a tag status detection unit 131 and a probability density distribution change control unit 132.
  • the tag status detection unit 131 inputs the captured image output from the captured image acquisition unit 102.
  • the tag status detection unit 131 detects the surrounding status of the target 200 using the captured image.
  • the surrounding situation of the target 200 can be rephrased as the surrounding situation of the wireless tag 201.
  • the surrounding situation is whether or not there is an obstacle around the target 200, and where the obstacle exists when it is present.
  • the obstacle is a structure or an object that makes it impossible or difficult to move the object 200.
  • An obstacle exists in the radio wave transmission range of the wireless tag 201 and the detection range of the tag signal receiver 111, and deteriorates communication between the wireless tag 201 and the tag signal receiver 111.
  • the wireless tag since an object existing between the wireless tag 201 and the tag signal receiver 111 is likely to deteriorate communication between the wireless tag 201 and the tag signal receiver 111, the wireless tag is used as an obstacle. It is effective to detect an object existing between 201 and the tag signal receiver 111.
  • the detection result obtained by the tag status detection unit 131 is sent to the probability density distribution change control unit 132.
  • the probability density distribution change control unit 132 performs control to change the probability density distribution in the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 according to the surrounding situation detected by the tag situation detection unit 131. Specifically, the probability density distribution change control unit 132 determines the distribution value of the normal distribution, the average value of the normal distribution, or a part of the detection result in the normal distribution according to the detection result of the obstacle. Control to change the probability density of the region.
  • the probability density distribution change control unit 132 causes the tag coordinate probability density distribution formation unit 113 to The probability density at the position where the obstacle is detected is set to 0, and the integrated value of the probability density at other portions is set to 1. Accordingly, since the probability density at a position where the target 200 cannot actually exist can be zero, the probability density distribution P t T can be made closer to reality.
  • the probability density distribution change control unit 132 determines that there is an obstacle that degrades communication between the wireless tag 201 and the tag signal receiver 111 around the wireless tag 201 and the tag signal receiver 111.
  • the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 forms a probability density distribution P t T in which the variance of the normal distribution is increased as compared with the case where no obstacle is detected. Instruct. Thereby, the probability density distribution P t T commensurate with the wireless communication quality can be formed.
  • the type of obstacle may be detected from the captured image, and the variance value may be changed according to the type of obstacle. For example, when an obstacle such as a metal that easily interferes with radio waves is detected, the variance value may be set larger than when an obstacle that does not easily interfere with radio waves is detected.
  • the probability density distribution change control unit 132 has the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 changed the average value of the normal distribution when the obstacle is detected and when the obstacle is not detected. It may be instructed to form P t T. What is necessary is just to obtain
  • FIG. 23 shows an example in which the variance value of the probability density distribution is changed depending on whether an obstacle exists around the wireless tag 201 and the tag signal receiver 111.
  • the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 As shown in FIG. A small probability density distribution is formed and output.
  • the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 as shown in FIG. A probability density distribution with a large variance value is formed and output.
  • the probability density distributions in FIGS. 23A and 23B are both normal distributions.
  • the target 200 is also an obstacle for the wireless tag 201. Therefore, it is also effective to detect the incidental status of the wireless tag 201 by the target 200 by the tag status detection unit 131. Specifically, the tag status detection unit 131 detects the incidental status of the wireless tag 201 as shown in FIG. 24, and the tag coordinate probability density distribution formation unit 113 outputs a probability density distribution P t T according to the detection result. It is also effective to do. That is, when the tag status detection unit 131 detects that the wireless tag 201 is attached above the target 200 as shown in FIG. Assuming that no obstacle (that is, a person) exists, the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 outputs a probability density distribution with a small variance as shown in FIG.
  • the tag status detection unit 131 detects that the wireless tag 201 is attached from the neck of the target 200 as shown in FIG. Assuming that an obstacle (that is, a person) exists with the machine 111, the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 outputs a probability density distribution with a large variance as shown in FIG.
  • the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 detects an obstacle.
  • An example of outputting a probability density distribution P t T in which the probability density at a certain position is 0 will be described.
  • FIG. 25A shows an image of a captured image captured by the camera 101.
  • FIG. 25B shows a captured image converted into a plane map coordinate system.
  • the tag status detection unit 131 converts the coordinate system of the captured image shown in FIG. 25A to obtain a detection result as shown in FIG. Further, it is assumed that the positioning position by the tag is (17, 15). Then, the probability density distribution change control unit 132 determines that the position of the target 200 is (17, 15) based on the tag positioning result and the probability of x ⁇ 20 corresponding to the obstacle in the probability density distribution based on the detection result based on the image.
  • a probability density distribution change signal instructing to set the density to 0 is output to the tag coordinate probability density distribution forming unit 113. Then, as shown in FIG. 26, the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 outputs a probability density distribution in which the coordinates (17, 15) are the average value of the normal distribution and the probability density of x ⁇ 20 is 0. To do.
  • FIG. 27 shows a probability density distribution output from the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 when no obstacle exists. Setting the coordinates (17, 15) as the average of the normal distribution is the same as in FIG. 26, but the obstacle density is not considered, so the probability density in the range of x ⁇ 20 is not zero. As shown in FIG. 26, even when the probability density of x ⁇ 20 is set to 0, the sum of the integrated values of the probability density must be 1 as in the case of FIG. In the example of FIG. 26, the probability density (z-axis value) at the coordinates (17, 15) is larger than the probability density (z-axis value) in the average of the normal distribution of FIG.
  • FIG. 28 and FIG. 29 show another example from FIG. 25 and FIG. FIG. 28 shows an image in which the object 200 is located in a passage with obstacles on both sides.
  • a chair and a desk are shown as obstacles, but a wall or the like may naturally be used.
  • the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 outputs a probability density distribution as shown in FIG.
  • the probability density distribution of FIG. 29 has a shape in which the normal distribution is enlarged in the passage direction and reduced in a direction perpendicular to the passage direction. As is clear from FIG. 29, the probability density of the position corresponding to the obstacle is reduced, and the probability density of the position corresponding to the passage is increased accordingly.
  • the image coordinate probability density distribution forming unit 103 that forms the first probability density distribution P t V for the coordinates of the target 200 based on the captured image, and the target 200
  • a tag coordinate probability density distribution forming unit 113 that forms a second probability density distribution P t T for the coordinates of the target 200 based on a signal from the attached wireless tag 201, and the periphery of the wireless tag 201 based on a captured image
  • a tag status detection unit 131 that detects the status
  • a probability density distribution change control unit 132 that changes the probability density distribution P t T in the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 according to the detected peripheral status of the wireless tag 201
  • a probability density integration unit 120 that integrates the first probability density distribution P t V and the second probability density distribution P t T , thereby effectively utilizing the captured image
  • the object position estimation apparatus 100 that can improve the position estimation accuracy as compared with the past can be realized.
  • the probability density distribution itself is changed according to the detection result of the tag status detection unit 131.
  • the probability density distribution itself becomes closer to reality. As a result, the position estimation accuracy is improved.
  • the probability density distribution in the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 is changed according to the detected peripheral situation. It is obtained from the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 according to the detected peripheral situation.
  • the weighting factor for the obtained probability density distribution P t T may be changed.
  • the probability density distribution based on the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 may be changed as in the above-described embodiment.
  • the present invention can also be applied to an object position estimation apparatus using a particle filter.
  • the tag coordinate probability density distribution forming unit 113 is configured by a particle filter, and likelihoods used in the particle filter and / or particles to be excluded are selected according to the obstacle detected from the captured image.
  • the particle filter estimates the true value from the observed value including noise.
  • the particle filter sets a large number of particles (particles). The particles are given likelihood. Then, the particle filter estimates the true value by repeating the following processes (1) and (2).
  • the likelihood at time t is estimated from the likelihood at time t-1 of each particle. (2) Exclude particles that do not match by using the observed value at time t for the estimated likelihood at time t.
  • next likelihood (likelihood at time t) estimated in the processing of (1) is selected according to the obstacle detected from the captured image.
  • the particles to be excluded in the process (2) are changed according to the obstacle detected from the captured image. Specifically, the likelihood corresponding to the position of the obstacle is lowered and / or the particles corresponding to the position of the obstacle are excluded. Thereby, the noise removal capability by particles improves.
  • the case where the sensor attached to the target 200 is the wireless tag 201 has been described, but there may be a sonic tag, an ultrasonic tag, an infrared tag, or the like. Further, the target 200 may be in a form in which positioning is performed remotely using radio, sound, ultrasonic waves, infrared rays, or the like without attaching a device such as a tag.
  • the position specifying system has an effect that the position of the monitoring target can be specified and the movement of the monitoring target can be tracked even when the monitoring target image cannot be taken.
  • it is useful as a factory work efficiency system, a distribution warehouse loss monitoring system, an office entrance / exit management system, and the like.
  • the present invention has an effect of improving the accuracy of position estimation when estimating the position of an object using a probability density distribution, and is suitable for application to an object tracking system, for example.

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Abstract

　位置特定システム（１）は、監視対象が保持する無線端末装置（２）と、無線端末装置（２）と無線通信する無線通信部（９）および監視対象の画像を撮影するカメラ部（１０）を備えたセンサ装置（３）とを備える。センサ装置（３）では、無線端末装置（２）からの検出用信号に基づいて無線端末装置（２）の位置（タグ位置）を検出するとともに、カメラ部（３）で撮影した画像に基づいて監視対象の位置（画像位置）を算出する。タグ位置と画像位置を結び付けることにより、監視対象の位置が特定される。これにより、監視対象の画像を撮影できない場合にも、監視対象の位置を特定することができ、監視対象の動きを追跡することのできる位置特定システムが提供される。

Description

タグセンサシステムおよびセンサ装置、ならびに、物体位置推定装置および物体位置推定方法
　本発明は、無線端末装置とセンサ装置を備えた位置特定システムに関し、特に、無線端末装置との無線通信および監視対象の撮影画像を用いて監視対象の位置を特定する技術に関するものである。また、本発明は、測位座標の確率密度に基づいて対象の位置を推定する物体位置推定装置及び方法に関する。
　従来、ＲＦＩＤ測位装置と防犯カメラを用いた位置検知システムが知られている。例えば、特開２００６－３１１１１１号公報には、このようなシステムが開示されている。この従来のシステムでは、認証者がアクティブタグを所持している。そして、監視を行うエリアを防犯カメラで撮影するとともに、ＲＦＩＤ測位装置でアクティブタグの検出を行う。そして、防犯カメラで取得したカメラ測位データと、ＲＦＩＤ測位装置で取得したＲＦＩＤ測位データとを比較することにより、エリア内における不審者の位置が特定される。
　しかしながら、従来のシステムにおいては、例えば監視対象が防犯カメラの死角に入った場合など、防犯カメラで監視対象を撮影できずにカメラ測位データが得られなかった場合に、画像内における監視対象の位置が特定できず、監視対象の動きを追跡することが困難であった。
　また、従来、この種の技術として、例えば特開２００５－１４１６８７号公報で開示されたものがある。
　特開２００５－１４１６８７号公報には、画像情報から得られた時点ｔでの対象の位置の確率密度分布Ｐｔ Ｖと、音情報から得られた時点ｔでの対象の位置の確率密度分布Ｐｔ Ａと、重み係数ｋ１（ｔ）とを用いて、下記の式１により、確率密度分布Ｐｔ Ｖと確率密度分布Ｐｔ Ａとを統合した尤度分布Ｆを求めることが記載されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　特開２００５－１４１６８７号公報では、重み係数ｋ１（ｔ）を、下記の式２で表す値に設定することにより、確率密度分布の確率密度の最大値が大きいほどその入力情報（画像情報又は音声情報）の重みを大きくし、逆に確率密度分布の確率密度の最大値が小さいほどその入力情報（画像情報又は音声情報）の重みを小さくする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　つまり、確率密度分布の確率密度の最大値を信頼性の目安として用いて、画像情報の確率密度分布と、音声情報の確率密度分布とを統合した確率密度分布を得る。そして、この統合した確率密度分布から物体の位置を推定することにより、物体位置の推定精度を向上させることができるようになっている。
　図３０を用いて、特開２００５－１４１６８７号公報での統合処理のイメージを説明する。
　図３０（Ａ）は、観測位置データ（すなわちある１つの対象に対する測定結果）として１点の位置座標が得られた場合の確率密度分布の例を示し、図３０（Ｂ）は、観測位置データとして対象の存在する可能性が同程度の２点の位置座標が得られた場合の確率密度分布の例を示す。なお、物体位置の推定においては、本来二次元平面上の物体位置を求めるため、二次元平面上の観測位置データが得られ、観測位置データから求められる確率密度分布も二次元平面上に分布するものであるが、図３０は、簡略化のために一次元線分上の測位の例を示す。以降の例でも、簡略化のため、二次元平面上での測位を一次元線分上での測位の例を用いて説明する場合がある。
　ここで、例えば画像情報及び音声情報の両方で、図３０（Ａ）に示されるような観測位置データが得られ、観測位置データに基づく確率密度分布として図３０（Ａ）に示す確率密度分布が得られたとすると、画像情報による確率密度分布と、音声情報による確率密度分布は、ほぼ同じ重み係数を用いて統合される。
　一方、例えば画像情報による確率密度分布が図３０（Ａ）に示すものであり、音声情報からは図３０（Ｂ）に示されるような観測位置データが得られ、観測位置データに基づく確率密度分布として図３０（Ｂ）に示す確率密度分布が得られた場合、２つの確率密度分布は、音声情報から得られた確率密度分布に乗ずる重み係数を、画像情報から得られた確率密度分布に乗ずる重み係数よりも小さいものを用いて統合される。
　ところで、特開２００５－１４１６８７号公報の技術は、異なるセンサで取得された複数の確率密度分布を、信頼度に応じた重みを用いて統合するので、確かに、物体位置の推定精度を向上させる点で有効であると考えられる。
　しかしながら、特開２００５－１４１６８７号公報で示されている重み係数は、単に、確率密度分布における最大密度に基づいて決定されるものなので、統合の元になる各確率密度分布自体が間違ったものである場合には、重み付け自体も間違えたものとなり、その結果、位置推定精度も低下してしまう。
　本発明は、上記背景の下でなされたものであり、本発明の目的は、アクティブタグなどの無線通信端末の消費電力を抑えながら、撮影画像による測位が失敗した場合にも、無線通信による測位情報を用いて、監視精度を向上し、監視対象の追跡を確実に行うことができる位置特定システムを提供することにある。
　また、本発明は、上記背景の下でなされたものであり、本発明の目的は、確率密度分布を用いて対象の位置を推定する場合に、位置推定精度を向上し得る物体位置推定装置及び物体位置推定方法を提供することにある。
　本発明の一の態様は、位置特定システムである。この位置特定システムは、監視対象が保持する無線端末装置と、無線端末装置と無線通信する無線通信部と、監視対象の画像を撮影する撮影部とを備えたセンサ装置と、を備えた位置特定システムにおいて、無線端末装置は、無線端末装置に固有の識別情報を保持する識別情報保持部と、無線端末装置の位置を検出するための検出用信号を識別情報とともに発信する発信部を備え、センサ装置は、無線通信部で受信した識別情報を含む検出用信号に基づいて、無線端末装置の位置を検出する無線測位部と、撮影部で撮影した画像に基づいて、監視対象の位置を算出する画像測位部と、画像測位部で算出された位置と、無線測位部で検出された位置および識別情報とを結び付けて、監視対象の位置を特定する統合位置特定部と、を備えている。
　本発明の別の態様は、センサ装置であり、このセンサ装置は、監視対象が保持する無線端末装置であって検出信号とともに識別情報を発信する無線端末装置と無線通信する無線通信部と、監視対象の画像を撮影する撮影部と、無線通信部で受信した識別情報を含む検出用信号に基づいて、無線端末装置の位置を検出する無線測位部と、撮影部で撮影した画像に基づいて、監視対象の位置を算出する画像測位部と、画像測位部で算出された位置と、無線測位部で検出された位置および識別情報とを結び付けて、監視対象の位置を特定する統合位置特定部と、を備えている。
　本発明の別の態様は、物体位置推定装置であり、この物体位置推定装置は、カメラによって撮像された撮像画像に基づいて、対象の座標についての第１の確率密度分布を形成する第１の確率密度分布形成部と、対象に付帯されたセンサの信号に基づいて、対象の座標についての第２の確率密度分布を形成する第２の確率密度分布形成部と、第１の確率密度分布と第２の確率密度分布とを統合する確率密度統合部と、撮像画像に基づいて、対象の周辺状況を検知する検知部と、検知された周辺状況に応じて、第２の確率密度分布形成部における確率密度分布又は確率密度統合部における第２の確率密度分布に対する重み係数を変更する確率密度分布変更部と、を具備している。
　本発明の別の態様は、物体位置推定方法であり、この物体位置推定方法は、対象を含む撮像画像から対象の第１の確率密度分布を形成することと、対象に付帯されたセンサの信号に基づいて、対象の第２の確率密度分布を形成することと、撮像画像に基づいて、対象の周辺状況を検知することと、検知された周辺状況に応じて、第２の確率密度分布を変更することと、第１の確率密度分布と第２の確率密度分布とを統合することと、を含んでいる。
　以下に説明するように、本発明には他の態様が存在する。したがって、この発明の開示は、本発明の一部の態様の提供を意図しており、ここで記述され請求される発明の範囲を制限することは意図していない。
図１は、本実施の形態における位置特定システムの構成を示すブロック図 図２は、本実施の形態における位置特定システムの概要を説明する図 図３は、本実施の形態におけるセンサ装置の各構成のブロック図 図４は、第1の識別情報補間処理の説明図 図５は、画像補間処理の説明図 図６は、タグ装置を休止させる制御の説明図 図７は、タグ装置を起動させる制御の説明図 図８は、タグ測位と画像測位のタイミングの説明図 図９は、第2の識別情報補間処理の説明図 図１０は、他の実施の形態の位置特定システムにおける位置特定部の構成を示すブロック図 図１１は、時刻ｔ１における位置特定部での処理の一例を示す図 図１２は、時刻ｔ２における位置特定部での処理の一例を示す図 図１３は、尤度付きの候補情報の作成の一例を示す図 図１４は、尤度付きの候補情報に基づく対応付けの一例を示す図 図１５は、他の実施の形態の位置特定システムの変形例１の構成を示すブロック図 図１６は、他の実施の形態の位置特定システムの変形例２の構成を示すブロック図 図１７は、他の実施の形態の位置特定システムの変形例３の構成を示すブロック図 図１８は、画像位置近傍探索部の変形例を説明する図 図１９は、本発明の実施の形態に係る物体位置推定装置の構成を示すブロック図 図２０（Ａ）は、撮像画像から対象の候補を３つ検出した場合の存在確率を示す図、図２０（Ｂ）は、確率密度分布を示す図 図２１（Ａ）は、撮像画像から対象の候補を１つ検出した例を示す図、図２１（Ｂ）は、確率密度分布を示す図 図２２は、撮像画像の中に存在確率が異なる対象の候補位置（観測位置）を２箇所検知した場合の、確率密度分布を示す図 図２３（Ａ）は、障害物が存在しないので確率密度分布の分散値を小さくした例を示す図、図２３（Ｂ）は、障害物が存在するので確率密度分布の分散値を大きくした例を示す図 図２４（Ａ）は、無線タグ対象の頭上に付帯されている状況を示す図、図２４（Ｂ）は、無線タグが対象の首から下げられて付帯されている状況を示す図 図２５（Ａ）は、カメラによって撮像された撮像画像のイメージを示す図、図２５（Ｂ）は、撮像画像を平面マップ座標系に変換したイメージを示す図 図２６は、障害物の位置であるｘ≧２０の確率密度を０とした確率密度分布を示す図 図２７は、障害物が無い場合の確率密度分布を示す図 図２８は、対象が通路に位置するイメージを示した図 図２９は、通路以外の確率密度を０とした確率密度分布を示す図 図３０（Ａ）は、観測位置（すなわちある１つの対象に対する測定結果）が１点であった場合の確率密度分布の例を示す図、図３０（Ｂ）は、観測位置が２点であった場合の確率密度分布の例を示す図
符号の説明
　１　位置特定システム
　２　タグ装置
　３　センサ装置
　６　無線通信部
　７　電源制御部
　８　メモリ
　９　無線通信部
　１０　カメラ部
　１１　統合処理部
　１４　無線測位部
　１６　画像測位部
　１７　位置特定部
　１８　補間処理部
　２１　画像補間部
　２２　識別情報補間部
　２３　位置特定成否判定部
　２４　画像測位成否判定部
　２５　休止要求部
　２６　発信要求部
　１００　物体位置推定装置
　１０１　カメラ
　１０２　撮像画像取得部
　１０３　画像座標確率密度分布形成部
　１１１　タグ信号受信機
　１１２　タグ情報取得部
　１１３　タグ座標確率密度分布形成部
　１２０　確率密度統合部
　１２１　重み決定部
　１２２　統合部
　１３０　判定部
　１３１　タグ状況検知部
　１３２　確率密度分布変更制御部
　２００　対象
　２０１　無線タグ
　以下に本発明の詳細な説明を述べる。ただし、以下の詳細な説明と添付の図面は発明を限定するものではない。代わりに、発明の範囲は添付の請求の範囲により規定される。
　本発明の位置特定システムは、監視対象が保持する無線端末装置と、無線端末装置と無線通信する無線通信部と、監視対象の画像を撮影する撮影部とを備えたセンサ装置と、を備えた位置特定システムにおいて、無線端末装置は、無線端末装置に固有の識別情報を保持する識別情報保持部と、無線端末装置の位置を検出するための検出用信号を識別情報とともに発信する発信部を備え、センサ装置は、無線通信部で受信した識別情報を含む検出用信号に基づいて、無線端末装置の位置を検出する無線測位部と、撮影部で撮影した画像に基づいて、監視対象の位置を算出する画像測位部と、画像測位部で算出された位置と、無線測位部で検出された位置および識別情報とを結び付けて、監視対象の位置を特定する統合位置特定部と、を備えた構成を有している。
　この構成により、撮影した画像に基づいて測位された位置（画像位置ともいう）と無線端末装置の検出用信号に基づいて検出された位置（タグ位置ともいう）とが結び付けられて、監視対象（監視対象者や監視対象物など）の位置が特定される。この場合、監視対象が無線端末装置を保持している。したがって、一度、監視対象の位置が特定されると、その後に監視対象を撮影できない場合があったとしても、無線端末装置の検出用信号に基づいて監視対象の位置が検出され、監視対象の動きを追跡することが可能になる。
　また、本発明の位置特定システムでは、センサ装置は、統合位置特定部による監視対象の位置の特定の成否を判定する位置特定成否判定部と、監視対象の位置の特定が成功したと判定された場合に、無線端末装置に対して検出用信号の発信頻度を下げるための発信休止要求を送信する休止要求部と、を備えた構成を有してもよい。
　この構成により、画像位置とタグ位置の結び付け（統合ともいう）によって監視対象の位置が特定された場合には、無線端末装置が検出用信号を発信するのを休止させる。これにより、無線端末装置の省電力化が可能になる。この場合、撮影した画像に基づいて監視対象の位置が算出されるので、監視対象の動きを追跡することができる。従来のシステムでは、アクティブタグの消費電力について考慮されておらず、カメラ測位データとＲＦＩＤ測位データとを常時比較して人物追跡を行う場合には、アクティブタグの電池寿命が持たないという問題があった。それに対して、本発明の位置特定システムによれば、無線端末装置の消費電力を極力押えることができる。
　また、本発明の位置特定システムでは、センサ装置は、画像測位部による監視対象の画像測位の成否を判定する画像測位成否判定部と、画像測位成否判定部において、監視対象の画像測位が失敗したと判定された場合に、無線端末装置に対して検出用信号の発信要求を送信する第１の発信要求部と、を備えた構成を有してもよい。
　この構成により、撮影した画像に基づいて監視対象の位置を算出できなかった場合（監視対象をロストした場合）には、無線端末装置が検出用信号を発信するのを再開させる。これにより、監視対象を撮影できない場合には、無線端末装置の検出用信号に基づいて監視対象の位置が検出されるので、監視対象の動きの追跡を継続することが可能になる。
　また、本発明の位置特定システムでは、センサ装置は、発信休止要求の送信後に、位置特定成否判定部において監視対象の位置の特定が失敗したと判定された場合に、無線端末装置に対して検出用信号の発信要求を送信する第２の発信要求部を備えた構成を有してもよい。
　この構成により、タグ装置の検出用信号の発信頻度を下げた後に、統合位置特定部による監視対象の位置を特定できなかった場合には、無線端末装置に検出用信号を発信させる。これにより、監視対象の位置の特定に失敗した場合に、無線端末装置の検出用信号に基づいて監視対象の位置が検出されるので、監視対象の動きの追跡を継続することが可能になる。
　また、本発明の位置特定システムでは、センサ装置は、位置特定成否判定部において、統合位置特定部による監視対象の位置の特定が失敗したと判定された後に、統合位置特定部による監視対象の位置の特定が再度成功したと判定された場合に、位置の特定に失敗していたときの監視対象の画像に対して、統合位置特定部において再度監視対象に結び付けられた無線端末装置の識別情報を付与する第１の識別情報補間部を備えた構成を有してもよい。
　この構成により、監視対象への識別情報の付与が正しく行われなかった場合（例えば複数の監視対象がすれ違った直後など）に、その後に監視対象の位置の特定（統合）が成功した結果の識別情報が、位置の特定が失敗していたときの画像に遡って付与される。これにより、監視対象の動きを連続的に把握することが可能になる。
　また、本発明の位置特定システムでは、センサ装置は、監視対象の画像測位の失敗後に画像測位が再度成功した場合に、前回画像測位した位置と今回画像測位した位置に基づいて、画像測位に失敗していたときの監視対象の画像を補間する画像補間部を備えた構成を有してもよい。
　この構成により、撮影した画像に基づいて監視対象の位置を算出できなかった場合であっても、その前後の画像に基づいてその間の位置と画像が補間される。これにより、監視対象の動きを連続的に把握することが可能になる。
　また、本発明の位置特定システムでは、無線端末装置の検出用信号の発信頻度および無線測位部による無線端末装置の無線測位の頻度は、画像測位部による監視対象の画像測位の頻度より小さく設定されており、センサ装置は、統合位置特定部による監視対象の位置特定より前に撮影部によって撮影された画像内の監視対象の画像に対して、監視対象の位置特定時または位置特定以後に統合位置特定部によって監視対象の画像に結び付けられた無線端末装置の識別情報を付与する第２の識別情報補間部を備えた構成を有してもよい。
　この構成により、無線端末装置の検出用信号の発信頻度を小さくすることによって、無線端末装置の省電力化が可能になる。この場合、撮影した画像に基づく位置（画像位置）の算出のタイミングと、無線端末装置の検出用信号に基づく位置（タグ位置）の検出のタイミングにずれが生じることがある。例えば、監視対象の位置特定（画像位置とタグ位置・識別情報の結び付け）より前に、タグ位置が検出されずに、画像位置のみが算出されることがある。そのような場合、監視対象の位置特定の以後の画像位置とタグ位置に基づいて、監視対象の位置特定より前の画像内における監視対象の識別情報が（過去に遡って）付与される。これにより、監視対象の動きを連続的に把握することが可能になる。
　また、本発明の位置特定システムは、画像測位部で算出された位置と無線測位部で検出された位置との距離に基づいて、監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付ける対応付け部を備えてもよい。
　この構成により、画像測位部で算出された位置（画像位置）と無線測位部で検出された位置（タグ位置）との距離に基づいて、監視対象の画像測位と無線測位の結果を適切に対応付けることができる。例えば、画像位置とタグ位置が近い場合には、その画像測位と無線測位の結果が、同じ監視対象のものとして対応付けられる。これにより、監視対象の位置特定精度が向上する。
　また、本発明の位置特定システムでは、対応付け部は、画像測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリア内に無線測位部で検出された位置が存在するときに、監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付けてもよい。
　この構成により、画像測位部で算出された位置（画像位置）を中心とした所定の探索エリア内（例えば所定半径内）に無線測位部で検出された位置（タグ位置）が存在するときに、監視対象の画像測位と無線測位の結果が、一つの同じ監視対象のものとして適切に対応付けられる。
　また、本発明の位置特定システムでは、対応付け部は、無線測位部で検出された位置を中心とした所定の探索エリア内に画像測位部で算出された位置が存在するときに、監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付けてもよい。
　この構成により、無線測位部で検出された位置（タグ位置）を中心とした所定の探索エリア内（例えば所定半径内）に画像測位部で算出された位置（画像位置）が存在するときに、監視対象の画像測位と無線測位の結果が、一つの同じ監視対象のものとして適切に対応付けられる。
　また、本発明の位置特定システムは、監視対象の画像測位と無線測位の測位精度を比較する測位精度比較部を備え、対応付け部は、測位精度の比較結果に基づいて、画像測位の測位精度のほうが高い場合には、画像測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリア内に無線測位部で検出された位置が存在するときに、監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付け、無線測位の測位精度のほうが高い場合には、無線測位部で検出された位置を中心とした所定の探索エリア内に画像測位部で算出された位置が存在するときに、監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付けてもよい。
　この構成により、画像測位と無線測位の測位精度を比較し、測位精度の高いほうで求められた位置を中心とした所定の探索エリア内（例えば所定半径内）に測位精度の低いほうで求めた位置が存在するときに、監視対象の画像測位と無線測位の結果が、一つの同じ監視対象のものとして適切に対応付けられる。
　また、本発明の位置特定システムでは、画像測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリアの大きさは、監視対象の画像測位の測位精度に応じて設定されてもよい。
　この構成により、画像測位部で算出された位置を中心とした探索エリアの大きさが、監視対象の画像測位の測位精度に応じて適切に設定される。例えば、測位精度が高い場合には、探索エリアの大きさが小さく設定され、測位精度が低い場合には、探索エリアの大きさが大きく設定される。
　また、本発明の位置特定システムは、画像測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリア内に無線測位部で検出された位置が複数存在するときに、複数の位置に関する情報を候補情報として保持する履歴保持部を備えてもよい。
　この構成により、画像測位部で算出された位置（画像位置）を中心とした所定の探索エリア内に無線測位部で検出された位置（タグ位置）が複数存在するときには、その複数の位置に関する情報を候補情報として取り扱うことができる。
　また、本発明の位置特定システムでは、対応付け部は、履歴保持部に保持された候補情報に基づいて、監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付けてもよい。
　この構成により、画像測位部で算出された位置（画像位置）を中心とした所定の探索エリア内に無線測位部で検出された位置（タグ位置）が複数存在するときに、履歴保持部に保持された候補情報に基づいて、監視対象の画像測位と無線測位の結果を適切に対応付けることができる。
　また、本発明の位置特定システムでは、無線測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリアの大きさは、監視対象の無線測位の測位精度に応じて設定されてもよい。
　この構成により、無線測位部で算出された位置を中心とした探索エリアの大きさが、監視対象の無線測位の測位精度に応じて適切に設定される。例えば、測位精度が高い場合には、探索エリアの大きさが小さく設定され、測位精度が低い場合には、探索エリアの大きさが大きく設定される。
　また、本発明の位置特定システムは、無線測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリア内に画像測位部で検出された位置が複数存在するときに、複数の位置に関する情報を候補情報として保持する履歴保持部を備えてもよい。
　この構成により、無線測位部で算出された位置（タグ位置）を中心とした所定の探索エリア内に画像測位部で検出された位置（画像位置）が複数存在するときには、その複数の位置に関する情報を候補情報として取り扱うことができる。
　また、本発明の位置特定システムでは、対応付け部は、履歴保持部に保持された候補情報に基づいて、監視対象の無線測位と画像測位の結果を対応付けてもよい。
　この構成により、無線測位部で算出された位置（タグ位置）を中心とした所定の探索エリア内に画像測位部で検出された位置（画像位置）が複数存在するときに、履歴保持部に保持された候補情報に基づいて、監視対象の無線測位と画像測位の結果を適切に対応付けることができる。
　また、本発明の位置特定システムでは、対応付け部は、画像測位部で算出された位置と無線測位部で検出された位置との距離の差の二乗和が最小となる組合せを算出する組合せ計算部を備えてもよい。
　この構成により、画像測位部で算出された位置（画像位置）と無線測位部で検出された位置（タグ位置）との距離の差の二乗和が最小となる組合せが算出され、監視対象の画像測位と無線測位の結果の対応付けに用いられる。これにより、監視対象の画像測位と無線測位の結果を適切に対応付けることができる。
　また、本発明の位置特定システムでは、統合位置特定部は、画像測位部で算出された位置と無線測位部で検出された位置の平均の位置を、監視対象の位置として決定してもよい。
　この構成により、画像測位部で算出された位置と無線測位部で検出された位置の平均の位置が、監視対象の位置として決定される。これにより、監視対象の位置特定が適切に行われる。
　また、本発明の位置特定システムでは、平均は、監視対象の画像測位と無線測位の測位精度に応じた重み付け平均であってもよい。
　この構成により、監視対象の画像測位と無線測位の測位精度に応じた重み付け平均を用いて、監視対象の位置特定が適切に行われる。
　また、本発明の位置特定システムでは、画像測位部で算出された位置と無線測位部で検出された位置が、複数のセルに分割されたセル空間内に配置されており、位置特定システムは、画像測位部で算出された位置が属するセルと無線測位部で検出された位置が属するセルとの位置関係に基づいて、監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付ける対応付け部を備えてもよい。
　この構成により、画像測位部で算出された位置（画像位置）が属するセルと無線測位部で検出された位置（タグ位置）が属するセルとの位置関係に基づいて、監視対象の画像測位と無線測位の結果を適切に対応付けることができる。例えば、画像位置とタグ位置が同じセルに属する場合には、その画像測位と無線測位の結果が、同じ監視対象のものとして対応付けられる。これにより、すべての画像位置とタグ位置について距離の計算を行う場合に比べて、計算量を減らすことができ、処理速度を速くすることができる。
　また、本発明の位置特定システムは、画像測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリア内に無線測位部で検出された位置が存在しないときに、警告を発する処理を行う警告部を備えてもよい。
　この構成により、画像測位部で算出された位置（画像位置）を中心とした所定の探索エリア内（例えば所定半径内）に無線測位部で検出された位置（タグ位置）が存在しないときには、警告を発してユーザの注意を喚起することができる。
　本発明のセンサ装置は、監視対象が保持する無線端末装置であって検出信号とともに識別情報を発信する無線端末装置と無線通信する無線通信部と、監視対象の画像を撮影する撮影部と、無線通信部で受信した識別情報を含む検出用信号に基づいて、無線端末装置の位置を検出する無線測位部と、撮影部で撮影した画像に基づいて、監視対象の位置を算出する画像測位部と、画像測位部で算出された位置と、無線測位部で検出された位置および識別情報とを結び付けて、監視対象の位置を特定する統合位置特定部と、を備えた構成を有している。
　この構成によっても、上記のシステムと同様に、撮影した画像に基づいて算出された位置（画像位置）と無線端末装置の検出用信号に基づいて検出された位置（タグ位置）とが結び付けられて、監視対象（監視対象者や監視対象物など）の位置が特定される。この場合、監視対象が無線端末装置を保持している。したがって、一度、監視対象の位置が特定されると、その後に監視対象を撮影できない場合があったとしても、無線端末装置の検出用信号に基づいて監視対象の位置が検出され、監視対象の動きを追跡することが可能になる。
　本発明は、撮影した画像に基づいて算出された位置（画像位置）と無線端末装置の検出用信号に基づいて検出された位置（タグ位置）とを結び付けることによって、監視対象の画像を撮影できない場合にも、監視対象の位置を特定して監視対象の動きを追跡することができる。
　また、本発明の物体位置推定装置の一つの態様は、カメラによって撮像された撮像画像に基づいて、対象の座標についての第１の確率密度分布を形成する第１の確率密度分布形成部と、対象に付帯されたセンサの信号に基づいて、対象の座標についての第２の確率密度分布を形成する第２の確率密度分布形成部と、第１の確率密度分布と第２の確率密度分布とを統合する確率密度統合部と、撮像画像に基づいて、対象の周辺状況を検知する検知部と、検知された周辺状況に応じて、第２の確率密度分布形成部における確率密度分布又は確率密度統合部における第２の確率密度分布に対する重み係数を変更する確率密度分布変更部と、を具備する構成を採る。
　また、本発明の物体位置推定方法の一つの態様は、対象を含む撮像画像から対象の第１の確率密度分布を形成することと、対象に付帯されたセンサの信号に基づいて、対象の第２の確率密度分布を形成することと、撮像画像に基づいて、対象の周辺状況を検知することと、検知された周辺状況に応じて、第２の確率密度分布を変更することと、第１の確率密度分布と第２の確率密度分布とを統合することと、を含む。
　本発明によれば、撮像画像から対象の周辺状況を検知し、検知した周辺状況に応じて第２の確率密度分布における確率密度分布を変更したので、撮像画像を有効活用して、統合の元になる第２の確率密度分布自体をより現実に近いものとすることができる。この結果、位置推定精度を向上させることができる。
（位置特定システム）
　以下、本発明の実施の形態の位置特定システムについて、図面を用いて説明する。この位置特定システムは、例えば、工場で人の動線を分析して作業効率を改善する工場作業効率化システム、倉庫エリア内の人の動きを常時監視して倉庫内での紛失事故や誤配送事故などを早期発見・抑制・記録する物流倉庫内紛失監視システム、オフィスでの入退室履歴の自動記録するオフィス入退室管理システム等として用いられるが、用途はこれらに限定されない。
　本実施の形態の位置特定システムの構成を図１～図３を用いて説明する。図１は、位置特定システムの構成を示すブロック図である。図２は、位置特定システムの概要を示す説明図である。
　まず、図１および図２を参照して、位置特定システム１の全体構成について説明する。図２に示すように、位置特定システム１は、監視対象（例えば監視対象者）が保持する無線端末装置としてのタグ装置２と、監視エリアに設置されたセンサ装置３を備えている。センサ装置３は、監視ルームに設置された監視制御装置４とストレージ装置５に接続されている。
　センサ装置３は、例えば半径１０ｍの円形の監視エリア（センシングエリアともいう）を有している。また、監視制御装置４は、例えば制御用コンピュータ等であり、ストレージ装置５は、例えばＨＤＤ等である。なお、センサ装置３は、ストレージ装置５などの外部メモリ装置のほかに、内部メモリ装置（メモリカードなどの記録媒体を含む）を備えていてもよい。
　なお、図２では、説明の便宜のために、一つのタグ装置２と二つのセンサ装置３が図示されているが、この位置特定システム１は、複数のタグ装置２と複数のセンサ装置３を備えている。すなわち、本実施の形態では、複数の監視対象者がそれぞれタグ装置２を備えており、監視エリアの複数の箇所に複数のセンサ装置３がそれぞれ設置されている。
　図１に示すように、タグ装置２は、センサ装置３との無線通信を行うための無線通信部６と、電源のパワーコントロールを行うための電源制御部７を備えている。ここでは、この無線通信部６が、本発明の無線通信部に相当する。また、タグ装置２の位置を検出するための信号（検出用信号）は、無線通信部６から発信される。したがって、この無線通信部６が、本発明の発信部にも相当する。
　このタグ装置２は、例えばアクティブタグやセミパッシブタグ等である。タグ装置２は、固有の識別子（識別IDともいう）を保持するメモリ８を備えており、センサ装置３からの発信要求に応じて、メモリ８に保持された識別IDを読み出し、センサ装置３に対して識別IDを含む検出用信号を送信することができる。あるいは、検出用信号とは別に識別IDのみを通知する信号を別途設けて、センサ装置３から受信した識別IDの発信要求に応じて識別IDを通知する信号を、検出用信号の発信要求に応じて検出用信号を、送信する構成とすることも可能である。監視者は、センサ装置３がタグ装置２から受信した信号に基づき、タグ装置２の所有者（監視対象者）の属性や位置を認識することができる。
　センサ装置３は、タグ装置２との無線通信を行って無線による測位を行う無線通信部９と、監視対象者の画像を撮影して画像による測位を行うカメラ部１０と、無線通信部９とカメラ部１０とでそれぞれ測位された監視対象者の位置の統合処理（後述する）を行うための統合処理部１１と、統合処理結果のデータを外部装置（監視制御装置４やストレージ装置５など）へ出力するための通信ＩＦ部１２を備えている。
　図３は、センサ装置３の各構成をより詳細に説明するためのブロック図である。無線通信部９は、送受信部１３と無線測位部１４を備えている。送受信部１３は、タグ装置２に対して検出用信号の発信要求を発信し、この発信要求を受信したタグ装置２が発信した検出用信号（タグ装置２の識別ＩＤを含む信号）を受信する。無線測位部１４は、送受信部１３で受信した検出用信号から得られる情報、例えば電波強度・電波到来方向・電波伝搬時間等の情報を用いて、検出用信号を発信したタグ装置２の相対位置を３次元で測位する。また測位結果としての３次元座標データと、検出用信号から取り出したタグ装置２の識別ＩＤとを出力する。
　本実施の形態では、無線通信部９は、以下のデータを統合処理部１１へ出力する。
（１）タグ装置から検出用信号を受信した時刻データ（例えば、日付、時間、分、秒）
（２）タグ装置の識別ＩＤ
（３）測位したタグ装置の３次元座標データ（実空間の３次元位置座標）
　カメラ部１０は、撮影部１５と画像測位部１６を備えている。撮影部１５としては、例えば、一定半径（例えば１０ｍ）範囲の超広角（例えば３６０°）の映像を撮影可能なステレオカメラを用いることができる。画像測位部１６は、撮影部１５で撮影された画像中にある複数の人物（監視対象者）の画像領域を検出・抽出して、センサ装置３から人物までの３次元座標を計測し、出力する。画像を用いた測位方法については、例えばステレオ画像から得られる両眼視差情報に基づく奥行推定法などを用いることができる。
　本実施の形態では、カメラ部１０は、以下のデータを統合処理部１１へ出力する。
（１）画像データ
（２）画像中の人物オブジェクトの画像領域（例えば、画像中の人物の輪郭線で囲まれた領域、または、画像中の人物に外接する四角形の領域など）
（３）人物オブジェクトの画像領域の代表点（例えば、画像領域の重心など）
（３）時刻データ（例えば、撮影した画像のフレームナンバーなど）
（４）画像測位した３次元座標データ（実空間の３次元位置座標）
　また、図３に示すように、統合処理部１１は、位置特定部１７と補間処理部１８と判定部１９と要求部２０を備えている。この統合処理部１１では、無線通信部９およびカメラ部１０からそれぞれ出力されたデータを統合して、監視対象の位置および識別情報を特定する処理を、タグ装置２の消費電力を極力抑えるべく制御しながら実行する。
　位置特定部１７は、無線通信部９から出力されたタグ装置２の位置データと、カメラ部８から出力された画像中の人物オブジェクトの画像領域の位置データとの対応付けを行うことにより、タグ装置２の識別IDを、人物オブジェクトの画像領域に結び付けて、監視対象者の位置および識別情報を特定する。
　補間処理部１８は、監視対象者の位置および画像を補間する画像補間部２１と、監視対象者の識別情報を補間する識別情報補間部２２を備えている。なお、これらの画像補間処理、識別情報補間処理の内容については、後述する。
　判定部１９は、位置特定部１７による監視対象者の位置の特定が行われたか否かを判定する位置特定成否判定部２３と、カメラ部１０による監視対象者の位置の画像測位が成功したか否かを判定する画像測位成否判定部２４を備えている。
　要求部２０は、位置特定成否判定部２３によって位置特定部１７での監視対象者の位置の特定が成功したと判定された場合に、タグ装置２に休止要求（検出用信号の発信休止要求）を送信する休止要求部２５と、画像測位成否判定部２４によってカメラ部１０での監視対象者の位置の画像測位が失敗したと判定された場合、および、位置特定成否判定部２３によって位置特定部１７による監視対象者の位置の特定が失敗したと判定された場合に、タグ装置２に発信要求（検出用信号の発信要求）を送信する発信要求部２６を備えている。
　本実施の形態では、統合処理部１１は、以下のデータを通信ＩＦ部１２へ出力する。ここで、（２）～（６）のデータは、画像フレームの属性を示すデータであるともいえる。
（１）センサ装置の識別ＩＤ
（２）時刻データ（例えば、日付、時間、分、秒）
（３）フレーム画像データ
（４）人物オブジェクトの画像領域
（５）人物オブジェクトの画像領域の代表点
（５）タグ装置の識別ＩＤ
（６）統合の度合い（例えば、Ｔ：タグ計測座標のみ、Ｄ：画像算出の代表点のみ、Ｃ：タグ計測座標と画像算出の代表点の両方、Ｐ：補間算出座標または推定算出座標）
　監視制御装置４は、監視対象の表示を行うためのモニタ２７を備えている。また、この監視制御装置４は、センサ装置３が出力する人物オブジェクト情報に基づいて動線画像を生成する機能と、センサ装置３の動作を設定・制御する機能と、種々のアプリケーション（例えば、工場作業効率化システム、物流倉庫内紛失監視システム、オフィス入退室管理システムのアプリケーションなど）を実行する機能を備えている。
　以上のように構成された位置特定システム１について、図面を用いてその動作を説明する。ここでは、本発明の特徴的な動作を中心に説明する。
（補間処理）
　まず、監視対象者の位置の補間処理について説明する。図４および図５は、補間処理を説明するための図（モニタ２７の表示画面の模式図）である。図４、図５に示した例では、一人の監視対象者（「ＩＤ：１」のタグ装置２を所持している）が、画面左側から画面中央、画面右側へと徐々に移動している様子が示されている。
　図４では、位置特定部１７による位置の特定が成功した、すなわちタグ装置２の識別IDが付与された監視対象者が斜線で図示されており、何らかの理由で位置の特定に失敗した監視対象者が破線で示されている。つまり、この例では、監視対象者が画面左側と画面右側に位置しているときには、監視対象者の位置の特定が成功しており、監視対象者が画面中央に位置しているときには、監視対象者の位置の特定が失敗している。監視対象の位置特定の成否は、位置特定成否判定部２２が行う。
　監視対象者の位置の特定が失敗する例としては、例えば、監視対象者が物陰に隠れてしまった場合や他者とすれ違っている場合など、タグによる測位データとの統合が行えず、撮影画像に対して識別IDの付与ができない場合が挙げられる。また、上記の理由から、監視対象者の人物オブジェクトの画像領域（輪郭線で囲まれた領域や外接する四角形の領域）を作成できなかった場合も含まれる。つまり、監視対象者を見失っている（ロストしている）場合には、監視対象者の特定が失敗したと判定される。
　このように監視対象者の位置の統合に一度失敗しても、カメラ部１０で撮影した監視対象者の位置とタグ装置２との無線通信で検出した監視対象者の位置が再び統合されて結び付けることができれば、統合に失敗した時点での監視対象の画像に対してもタグ装置２の識別情報を遡って対応付ける（第１の識別情報補間処理）ことが可能となり、監視対象者の位置の過去に遡った追跡が可能となる。この例では、監視対象者が画面中央に位置しているときにも、無線通信部９によって検出されたタグ装置２の識別ＩＤである「ＩＤ：１」が遡って割り当てられ、統合が失敗した時点の画像に対しても、タグ装置２の識別情報を対応付けることが可能となる。この第１の識別情報補間処理は、識別情報補間部２２において実行される。したがって、この識別情報補間部２２が、本発明の第1の識別情報補間部に相当する。
　また図５に示すようによう、監視対象者の画像の撮影が失敗した場合には、カメラ部１０で見失った監視対象者の画像を、見失う前後の画像を用いて補間する処理（画像補間処理）も可能である。
　図５の例では、画像補間処理によって、カメラ部１０で見失った監視対象者の画像（画面中央の監視対象者の画像）が、見失う前後の画像（画面左側と画面右側の監視対象者の画像）に基づいて生成されている。これにより、画像測位が失敗した時点における画像内で、監視対象の画像領域を補間することが可能となる。この画像補間処理は画像補間部２１において実行される。したがって、この画像補間部２１が、本発明の画像補間部に相当する。
（タグ装置の省電力制御（１））
　つぎに、タグ装置２の省電力制御の一例として、タグ装置２の休止制御について説明する。図６は、タグ装置２の休止制御を説明するための図（モニタ２７の表示画面の模式図）である。上述のように、一度、位置特定部１７によって、カメラ部１０で撮影した監視対象者の位置（撮影位置）とタグ装置２との無線通信で検出した監視対象者の位置（タグ位置）が結び付けられていれば、タグ装置２による監視対象者の位置の追跡が可能である。
　したがって、図６に示すように、画面左側の位置で、監視対象者の撮影位置とタグ位置が結び付けられた場合には、タグ装置２を休止させることにより、タグ装置２の電力消費を抑えることができる。なお、図６において、休止状態のタグ装置２は、識別ＩＤが四角い破線で図示されている。
　この処理（休止要求処理）は、休止要求部２４によって実行される。具体的には、位置特定成否判定部２２によって、位置の特定が成功したと判定された場合に、休止要求部２４から無線通信部９を介して、タグ装置２に対する休止要求信号を送信することによって、タグ装置２からの検出用信号の送信を休止させることによって行われる。ここで、検出用信号の送信の休止とは、検出用信号の送信頻度を下げることをいう。なお、検出用信号の送信の休止には、検出用信号の送信停止（送信頻度をゼロにすること）も含まれる。
　また、このような休止制御を行った場合、カメラ部１０で監視対象者を見失ってしまうと、監視対象者の位置の追跡ができなくなる（または困難になる）。そこで、図７に示すように、タグ装置２が休止しているときに、カメラ部１０で監視対象者を見失った場合、すなわち画像測位成否判定部２３において画像測位の失敗が判定された場合には、発信要求部２５からタグ装置２に対して発信要求を送信し、検出用信号を発信するように要求する。これにより、タグ装置２からの検出用信号に基づいて無線測位部１４による無線測位情報と、カメラ部１０の画像測位部１６による画像測位情報を位置特定部１７にて統合し監視対象者の位置を特定して、追跡を続行することができる。このような処理（第１の発信要求処理）は、発信要求部２６によって実行される。したがって、この発信要求部２６が、本発明の第１の発信要求部に相当する。
　また、上記のような休止制御を行って、タグ装置２からの検出用信号の送信頻度が低下しているときに、位置特定成否判定部２２によって、位置の特定が失敗したと判定された場合には、発信要求部２５からタグ装置２に対して発信要求を送信し、次回の発信タイミングを待たずに検出用信号を発信するように要求する（発信要求の代わりに、検出用信号の送信頻度を増加させるための要求を送信してもよい）。これにより、タグ装置２からの検出用信号に基づいて無線測位部１４による無線測位情報と、カメラ部１０の画像測位部１６による画像測位情報を位置特定部１７にて統合し監視対象者の位置を特定して、追跡を続行することができる。このような処理（第２の発信要求処理）は、発信要求部２６によって実行される。したがって、この発信要求部２６は、本発明の第２の発信要求部に相当するともいえる。ここで説明したタグ装置の省電力制御（１）は、タグ装置２がアクティブタグである場合に、とくに省電力の効果を発揮するものである。タグ装置２がセミパッシブタグである場合には、タグ装置２は自発的な（あるいは定期的な）検出用信号の発信は行わず、センサ装置３からの発信要求を受信したときのみ、その応答として検出用信号を発信するため、センサ装置３から休止要求を行うことによりタグ装置２を休止させる制御は不要となる。センサ装置３の画像測位成否判定部２３によって画像測位が失敗したと判定された場合や、位置特定成否判定部２２によって位置の特定が失敗したと判定された場合に、センサ装置３からタグ装置２に発信要求を送って、タグ装置２に検出用信号を送信させることで、省電力の効果を得ることができる。
（タグ装置の省電力制御（２））
　つぎに、タグ装置２の省電力制御の他の例として、無線通信部９によるタグ装置２の測位（タグ測位）の頻度が、カメラ部１０による監視対象者の測位（画像測位）の頻度より小さい場合を説明する。
　図８は、タグ測位と画像測位のタイミングの説明図である。図８に示すように、この場合には、タグ測位の頻度が画像測位の頻度よりも小さく設定されている。このように、タグ測位の頻度を少なくすることにより、タグ装置２の電力消費を抑えることができる。タグ装置２がアクティブタグである場合は、定期的に検出信号を発信する頻度を、タグ装置２の無線通信部６に設定することによってこれを実現する。またタグ装置２がセミパッシブタグの場合には、画像測位の頻度より小さい頻度で、センサ装置３からタグ装置２に対して発信要求を行うことで、これを実現することができる。
　このような設定を行った場合、タグ装置２を所持した監視対象者がセンサ装置３の監視エリアに入ったときに（エリアインしたときに）、タグ測位と画像測位とが同期していないため、画像測位のみが行われて、タグ測位が行われないことがある。そのような場合であっても、所定回数後の画像測位の時点では、タグ測位とのタイミングが揃うのでマッチングがなされることになる。なお、マッチングとは、タグ測位位置と一致する人物オブジェクトの画像領域を決定し、その人物オブジェクトの画像領域にタグ情報（識別ＩＤ）を付与する処理をいう。マッチングは、前述の位置特定部１７によって実行される処理である。
　本実施の形態では、画像測位のみが行われてタグ測位が行われなかった場合に、マッチングより以前の人物オブジェクトの画像領域に、マッチング以後のタグ測位データおよび画像測位データに基づく推定により、タグ情報（識別ＩＤ）を付与する処理（第２の識別情報補間処理）が可能である。図９の例では、第２の識別情報補間処理によって、マッチングより以前（画面左側）の人物オブジェクトの画像領域に、タグ情報「ＩＤ：１」が付与されている。第２の識別情報補間処理は、識別情報補間部２２によって実行される。したがって、この識別情報補間部２２は、本発明の第２の識別情報補間部に相当するともいえる。
　このような本発明の実施の形態の位置特定システム１によれば、撮影した画像に基づいて算出された位置（画像位置）とタグ装置２の検出用信号に基づいて検出された位置（タグ位置）とが結び付けられるので、監視対象の画像を撮影できない場合にも、監視対象の位置を特定することができ、監視対象の動きを追跡することができる。
　すなわち、本実施の形態では、撮影した画像に基づいて算出された位置（画像位置）とタグ装置２の検出用信号に基づいて検出された位置（タグ位置）とが結び付けられて、監視対象（監視対象者）の位置が特定される。この場合、監視対象がタグ装置２を保持している。したがって、図５に示すように、一度、監視対象の位置が特定されると、その後に監視対象を撮影できない場合があったとしても、タグ装置２の検出用信号に基づいて監視対象の位置が検出され、監視対象の動きを追跡することが可能になる。
　また、本実施の形態では、図６に示すように、画像位置とタグ位置の結び付け（統合）によって監視対象の位置が特定された場合には、タグ装置２が検出用信号を発信するのを休止させる。これにより、タグ装置２の省電力化が可能になる。この場合、撮影した画像に基づいて監視対象の位置が算出されるので、監視対象の動きを追跡することができる。
　また、本実施の形態では、図７に示すように、撮影した画像に基づいて監視対象の位置を算出できなかった場合（監視対象をロストした場合）には、タグ装置２が検出用信号を発信するのを再開させる。これにより、監視対象を撮影できない場合には、タグ装置２の検出用信号に基づいて監視対象の位置が検出されるので、監視対象の動きの追跡を継続することが可能になる。
　また、本実施の形態では、図４に示すように、監視対象の位置の特定が失敗し、監視対象の画像に対してタグ装置２の識別情報が付与できなかった場合にも、その後に成功した監視対象の位置の特定により画像に対して付与されたタグ装置２の識別情報を、遡って付与することにより、監視対象に対する識別情報の欠落を補間して、監視対象の動きを連続的に把握することが可能となる。
　また、本実施の形態では、撮影した画像に基づいて監視対象の位置を算出できなかった場合であっても、図５に示すように、その前後に算出した位置に基づいてその間の位置および監視対象の画像領域が補間される。これにより、監視対象の動きを連続的に把握することが可能になる。
　また、本実施の形態では、タグ装置２の検出用信号の発信頻度を小さくすることによって、タグ装置２の省電力化が可能になる。この場合、図８に示すように、撮影した画像に基づく位置（画像位置）の算出のタイミングと、タグ装置２の検出用信号に基づく位置（タグ位置）の検出のタイミングにずれが生じることがある。例えば、監視対象の位置特定（画像位置とタグ位置の結び付け）より前に、タグ位置が検出されずに、画像位置のみが算出されることがある。そのような場合、図９に示すように、監視対象の位置特定の以後の画像位置とタグ位置に基づいて、監視対象の位置特定より前の監視対象の画像に対して（過去に遡って）、タグ装置２の識別IDを含むタグ情報が付与される。これにより、監視対象の動きを連続的に把握することが可能になる。
　以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。
（他の実施の形態の位置特定システム）
　以下、他の実施の形態の位置特定システムについて、図１０～図１８を参照して説明する。他の実施の形態の位置特定システムは、画像位置とタグ位置とを結び付ける（マッチングする）動作に特徴がある。したがって、ここでは、他の実施の形態の位置特定システムの特徴である位置特定部の構成や動作を中心に説明する。ここで特に言及しない限り、他の実施の形態の位置特定システムの構成や動作は、上記の実施の形態と同様である。
　図１０は、他の実施の形態の位置特定システムにおける位置特定部の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、位置特定部１７は、画像測位部１４で算出された位置（画像位置）と無線測位部１６で検出された位置（タグ位置）との距離に基づいて、画像位置（画像測位の結果）とタグ位置（無線測位の結果）の対応付けを行う対応付け部２８を備えている。
　この位置特定部１７は、画像位置を中心とした所定半径の円形エリア（探索エリア）内にタグ位置が存在するか否かを探索する画像位置近傍探索部２９を備えている。画像位置近傍探索部２９には、ある時刻における画像位置とタグ位置が入力され、後述するように、画像位置を中心とした所定の探索エリア内にあるタグ位置を探索する処理が行われる。対応付け部２８は、この画像位置近傍探索部２９の探索結果に基づいて、画像位置とタグ位置との対応付けを行う（図１１参照）。
　位置特定部１７は、この探索エリアの大きさや形状を設定する探索エリア設定部３０を備えている。また、位置特定部１７は、画像測位の測位精度を検知する測位精度検知部３１を備えており、探索エリア設定部３０は、この測位精度検知部３１で検知した画像測位の測位精度に応じて、探索エリアの大きさを設定する。例えば、画像測位の精度は、画像処理で人物（監視対象）を検出または特定するときの分散度合い（「人物のテンプレート」とマッチングしたときのマッチング精度）などに基づいて決定される（マッチング精度が高い場合には、画像測位の精度も高い値となる）。そして、画像測位の測位精度が高いときには、探索エリアの大きさ（半径）が小さく設定され、画像測位の測位精度が低いときには、探索エリアの大きさ（半径）が大きく設定される。なお、ここでは、探索エリアとして、所定半径の円形エリアの例について説明するが、探索エリアの形状は、これに限られるものではなく、例えば四角形や六角形などの形状であってもよい。
　また測位精度検知部３１が無線測位の測位精度を検知する機能を有してもよい。この場合、探索エリア設定部３０は、この測位精度検知部３１で検知した無線測位の測位精度に応じて、探索エリアの大きさを設定する。無線測位の精度は、例えばタグ装置２の検出用信号の受信品質（受信電波強度やエラー率）などに基づいて決定される（受信品質が高い場合には、無線測位の精度も高い値となる）。
　また、位置特定部１７は、画像位置を中心とした探索エリア内にタグ位置が複数存在するときに、それらの複数の位置に関する情報（例えば、時刻、画像位置、画像位置に対応するタグ位置など）を候補情報として保持する履歴保持部３２を備えている（図１１参照）。対応付け部２８は、この履歴保持部３２に保持された候補情報に基づいて、画像位置とタグ位置の対応付けを行う機能を有している。
　また、位置特定部１７は、この履歴保持部３２に保持された候補情報を修正する履歴修正部３３を備えている。例えば、後述するように、時刻ｔ１の時点では、複数の画像位置とタグ位置の対応付けができない（１対１に決められない）場合でも、その後、時刻ｔ２になった時点で、各画像位置とタグ位置の対応付けができる（１対１に決められる）場合がある。そのような場合には、この履歴修正部３３によって、履歴保持部３２の情報が書き換えられる（図１２参照）。
　さらに、この位置特定部１７は、画像位置を中心とした探索エリア内にタグ位置が存在しないときに、警告音や警告表示などを発する処理を行う警告部３４を備えている。これにより、探索エリア内に画像位置と対応付けるタグ位置が存在しない場合には、タグ装置２を所持していない監視対象を発見したとして、警告（警告音や警告表示など）が発せられてユーザの注意力が喚起される。
　以上のように構成された他の実施の形態の位置特定システムについて、図１１～図１４を参照してその動作を説明する。ここでは、この位置特定システムの特徴である位置特定部での処理について、具体的に説明する。
　図１１および図１２は、この位置特定部での処理の一例を示す図である。この例では、図１１に示すように、時刻ｔ１のときに、画像測位部１６によって３つの画像位置（Ｇ１～Ｇ３）が算出されるとともに、無線測位部１４によって３つのタグ位置（Ｔ１～Ｔ３）が検出されている。そして、画像測位の測位精度に基づいて探索エリアの半径が設定され、画像位置を中心とした探索エリア内でのタグ位置が探索される。例えば、図１１では、３つの画像位置を中心とした３つの探索エリアが破線で示されている。この場合、画像位置Ｇ１の探索エリア内には、２つのタグ位置Ｔ１とＴ２が存在しており、画像位置とタグ位置を１対１に対応付けることができない。したがって、この場合には、履歴保持部３２に、時刻ｔ１における画像位置Ｇ１に対応するタグ位置がＴ１とＴ２であることを示す候補情報が記録される。この場合、履歴保持部３２には、同様に、時刻ｔ１における画像位置Ｇ２に対応するタグ位置がＴ２とＴ３であること、および、時刻ｔ１における画像位置Ｇ３に対応するタグ位置がＴ１とＴ３であることを示す候補情報が記録される。
　その後、時刻ｔ２になると、図１２に示すように、画像測位部１６によって２つの画像位置（Ｇ１とＧ２）が算出されるとともに、無線測位部１４によって２つのタグ位置（Ｔ１とＴ２）が検出されている。そして、上記と同様に、画像測位の測位精度に基づいて探索エリアの半径が設定され、画像位置を中心とした探索エリア内でのタグ位置が探索される。例えば、図１２では、２つの画像位置を中心とした２つの探索エリアが破線で示されている。この場合、画像位置Ｇ１の探索エリア内には、１つのタグ位置Ｔ１のみが存在しており、画像位置Ｇ１とタグ位置Ｔ１が１対１に対応付けられる。また、画像位置Ｇ２の探索エリア内には、１つのタグ位置Ｔ２のみが存在しており、画像位置Ｇ２とタグ位置Ｔ２が１対１に対応付けられる。この時点での履歴保持部３２は、図１２に示す修正前の状態になっている。次に、履歴修正部３３は、時刻ｔ２で得られた対応付け結果を用いて、過去の候補情報の絞込みを行う。具体的には、時刻ｔ１での画像位置Ｇ１に対応する候補情報である（Ｔ１とＴ２）について、時刻ｔ２で得られたＧ１とタグ位置Ｔ１が対応するという情報を用いて、時刻ｔ１においても画像位置Ｇ１に対応するタグ位置はＴ１であると絞り込む。同様に時刻ｔ１における画像位置Ｇ２に対応するタグ位置はＴ２であると絞り込む。さらに、時刻ｔ１における画像位置Ｇ３の候補情報（Ｔ１とＴ３）のうち、タグ位置Ｔ１についてはすでに画像位置Ｇ１との対応付けが行われているため、画像位置Ｇ３はタグ位置Ｔ３と対応付けられると絞り込む。履歴修正部３３は、以上の結果を用いて履歴保持部３２のデータを、図１２に示す修正前の状態から修正後の状態に修正する。
　また、画像位置とタグ位置の対応付けは、尤度を用いて行ってもよい。以下、図１３と図１４を参照して、尤度を用いた対応付けについて詳しく説明する。
　図１３は、尤度付きの候補情報の作成の一例を示す図である。例えば、ある時刻において、画像測位部１６によって２つの画像位置（Ｇ１とＧ２）が算出されるとともに、無線測位部１４によって２つのタグ位置（Ｔ１とＴ２）が検出されたとする。画像位置Ｇ１からタグ位置Ｔ１、Ｔ２までの距離をｒ１１、ｒ１２、画像位置Ｇ２からタグ位置Ｔ１、Ｔ２までの距離をｒ２１、ｒ２２とすると、タグ位置に対応する画像位置の尤度の比は、距離の逆数になる。例えば、図１３の例のように、ｒ１１：ｒ１２＝１：３の場合には、画像位置Ｇ１に対応するタグ位置の尤度の比は、３：１（＝７５％：２５％）になる。したがって、この場合には、履歴保持部３２に、時刻ｔ１における画像位置Ｇ１に対応するタグ位置がＴ１（７５％）とＴ２（２５％）であることを示す尤度付きの候補情報が記録される。同様に、ｒ２１：ｒ２２＝１：１の場合には、時刻ｔ１における画像位置Ｇ２に対応するタグ位置がＴ１（５０％）とＴ２（５０％）であることを示す尤度付きの候補情報が記録される。
　図１４は、尤度付きの候補情報の履歴に基づく対応付けの一例を示す図である。図１４に示すように、時刻ｔ１とｔ２における尤度付きの候補情報が記録されたとする。この場合、ベイズ推定によって各時刻における対応付けを求めることができる。図１４の例では、ベイズの定理を用いて、データＸ１が観測されたもとで画像位置Ｇ１がタグ位置Ｔ１と対応付けられる条件付き確率（事後確率）Ｐ（Ｔ１｜Ｘ１）が算出される。
　ここで、Ｔ１は、画像位置Ｇ１がタグ位置Ｔ１と対応付けられる事象であり、Ｔ２は、画像位置Ｇ１がタグ位置Ｔ２と対応付けられる事象である。また、Ｐ（Ｔ１）は、画像位置Ｇ１がタグ位置Ｔ１と対応付けられる確率（事前確率）である。なお、ここでは、説明の簡単のため、タグ位置が２つしかない場合を仮定している。
　タグが２つしかないため、事前確率は、Ｐ（Ｔ１）＝Ｐ（Ｔ２）＝０．５となる。データを用いてＰ（Ｔ１）の更新を行い、Ｐ（Ｔ１）が所定の上限閾値（例えば０．９５）を上回った場合に、画像位置Ｇ１がタグ位置Ｔ１と対応付けられると判断し、所定の下限閾値（例えば０．０５）を下回ったときに、画像位置Ｇ１とタグ位置Ｔ１とは対応付けられないと判断する。
　この例では、データＸ１を用いた事後確率がＰ（Ｔ１｜Ｘ１）＝０．７と算出され、データＸ２を用いた事後確率がＰ（Ｔ１｜Ｘ２）＝０．７８と算出される。また、データＸ３を用いた事後確率は、Ｐ（Ｔ１｜Ｘ３）＝０．９３と算出される。そして、データＸ４を用いた事後確率がＰ（Ｔ１｜Ｘ４）＝０．９７と算出される。このとき、事後確率が上限閾値（０．９５）を上回り、タグ位置Ｔ１と画像位置Ｇ１が対応付けられる。
　このような他の実施の形態の位置特定システムでは、画像位置とタグ位置との距離に基づいて、監視対象の画像測位と無線測位の結果を適切に対応付けることができる。例えば、画像位置とタグ位置が近い場合には、その画像位置とタグ位置を、同じ監視対象のものとして対応付けることができる。この場合、画像位置を中心とした所定の探索エリア内（例えば所定半径内）にタグ位置が存在するときに、その画像位置とタグ位置を、一つの同じ監視対象のものとして適切に対応付けることができる。これにより、監視対象の位置特定精度が向上する。
　また、この場合、探索エリア設定部３０によって、画像位置を中心とした探索エリアの大きさを、監視対象の画像測位の測位精度に応じて適切に設定することができる。例えば、測位精度が高い場合には、探索エリアの大きさが小さく設定され、測位精度が低い場合には、探索エリアの大きさが大きく設定される。
　また、画像位置を中心とした探索エリア内にタグ位置が複数存在するときには、その複数の位置に関する情報（例えば、時刻、画像位置、画像位置に対応するタグ位置など）を候補情報として履歴保持部３２に保持し、対応付け部２８は、この履歴保持部３２に保持された候補情報に基づいて、監視対象の画像測位と無線測位の結果を適切に対応付けることができる。
　さらに、画像位置を中心とした探索エリア内（例えば所定半径内）にタグ位置が存在しないようなときには、警告部３４によって警告（警告音や警告表示など）を発して、ユーザの注意を喚起することができる。
　なお、対応付け部２８は、画像位置近傍探索部２９の代わりに、以下の変形例１で後述するタグ位置近傍探索部３５の探索結果に基づいて、画像位置とタグ位置との対応付けを行ってもよい。タグ位置近傍探索部３５が探索を行う際には、無線測位精度に応じて探索エリアの大きさを設定したり、探索エリア内に複数の画像位置があった場合には候補情報として履歴保持部３２で保持してもよい。さらに対応付け部２８はタグ位置近傍探索部３５によって得られた履歴保持部３２に保持された候補情報に基づいて、監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付けてもよい。その場合には、タグ位置を中心とした所定の探索エリア内（例えば所定半径内）に画像位置が存在するときに、監視対象の画像測位と無線測位の結果を、一つの同じ監視対象のものとして適切に対応付けることができる。
（他の実施の形態の位置特定システムの変形例１）
　図１５は、他の実施の形態の位置特定システムの変形例１の構成を示すブロック図である。ここでも、変形例１が他の実施の形態と相違する構成や動作を中心に説明する。つまり、ここで特に言及しない限り、変形例１の構成や動作は、上記の他の実施の形態と同様である。
　変形例１の位置特定部１７は、画像位置近傍探索部２９だけでなく、タグ位置を中心とした所定半径の円形エリア（探索エリア）内にタグ位置が存在するか否かを探索するタグ位置近傍探索部３５を備えている。タグ位置近傍探索部３５には、ある時刻におけるタグ位置と画像位置が入力され、タグ位置を中心とした所定の探索エリア内にある画像位置を探索する処理が行われる。そして、この位置特定部１７は、画像測位と無線測位の測位精度に応じて、探索方法（画像位置近傍探索部２９を用いるか、タグ位置近傍探索部３５を用いるか）を変更する探索方法変更部３６を備えている。
　この場合、位置特定部１７の測位精度検知部３１は、画像測位部１６と無線測位部１４の両方の測位精度を検知する機能を有している。例えば、画像測位の精度は、画像処理で人物（監視対象）を検出または特定するときの分散度合い（「人物のテンプレート」とマッチングしたときのマッチング精度）などに基づいて決定される（マッチング精度が高い場合には、画像測位の精度も高い値となる）。また無線測位の精度は、例えばタグ装置２の検出用信号の受信品質（受信電波強度やエラー率）などに基づいて決定される（受信品質が高い場合には、無線測位の精度も高い値となる）。また、位置特定部１７は、画像測位と無線測位の測位精度を比較する測位精度比較部３７を備えている。
　そして、探索方法変更部３６は、測位精度の比較結果に基づいて探索方法を変更する。具体的には、画像測位の測位精度のほうが高い場合には、画像位置近傍探索部２９を用いて、画像位置を中心とした探索エリア内にタグ位置が存在するか否かを探索し、タグ測位の測位精度のほうが高い場合には、タグ位置近傍探索部３５を用いて、タグ位置を中心とした探索エリア内に画像位置が存在するか否かを探索する。
　このような変形例１の位置特定システムによれば、画像測位と無線測位の測位精度を比較し、測位精度の高いほうで求めた位置を中心とした所定の探索エリア内（例えば所定半径内）に測位精度の低いほうで求めた位置が存在するときに、監視対象の画像測位と無線測位の結果を、一つの同じ監視対象のものとして適切に対応付けることができる。
　具体的には、画像測位の測位精度が高い場合には、画像位置を中心とした探索エリア内にタグ位置が存在するときに、その画像位置とタグ位置を一つの同じ監視対象のものとして適切に対応付けることができる。また、無線測位の測位精度が高い場合には、タグ位置を中心とした探索エリア内に画像位置が存在するときに、その画像位置とタグ位置を一つの同じ監視対象のものとして適切に対応付けることができる。
（他の実施の形態の位置特定システムの変形例２）
　図１６は、他の実施の形態の位置特定システムの変形例２の構成を示すブロック図である。ここでも、変形例２が他の実施の形態と相違する構成や動作を中心に説明する。つまり、ここで特に言及しない限り、変形例２の構成や動作は、上記の他の実施の形態と同様である。
　変形例２の位置特定部１７は、画像位置近傍探索部２９の代わりに、画像位置とタグ位置との距離の差の二乗和が最小となる組合せを算出する組合せ計算部３８を備えている。この組合せ計算部３８には、ある時刻におけるタグ位置と画像位置が入力され、それらのタグ位置と画像位置の最適な組合せが算出される。画像位置とタグ位置との距離の差の二乗和が最小となる組合せを算出するための計算方法としては、例えば、全探索法や局所探索法などが用いられる。
　このような変形例２の位置特定システムによれば、画像位置とタグ位置との距離の差の二乗和が最小となる最適な組合せが算出され、その結果に基づいて画像位置とタグ位置の対応付けが行われる。これにより、画像位置とタグ位置を適切に対応付けることができる。
（他の実施の形態の位置特定システムの変形例３）
　図１７は、他の実施の形態の位置特定システムの変形例３の構成を示すブロック図である。ここでも、変形例３が他の実施の形態と相違する構成や動作を中心に説明する。つまり、ここで特に言及しない限り、変形例３の構成や動作は、上記の他の実施の形態と同様である。
　変形例３の位置特定部１７は、対応付けされた画像位置とタグ位置の平均の位置を監視対象の位置として計算する平均値計算部３９を備えている。この平均値計算部３９には、画像測位と無線測位の測位精度が入力され、下記の式３を用いて測位精度に応じた重み付け平均が、監視対象の平均の位置として計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、ｘは、監視対象の平均の位置（統合位置座標）であり、ｘｖは、画像位置（カメラ位置座標）であり、ｘｔは、タグ位置（タグ位置座標）である。また、ａｖは、画像測位の測位精度（カメラ精度）であり、ａｒは、無線測位の測位精度（タグ精度）である。
　このような変形例３の位置特定システムによれば、画像位置とタグ位置の平均の位置が、監視対象の位置として決定される。これにより、監視対象の位置特定を適切に行うことができる。具体的には、画像測位と無線測位の測位精度に応じた重み付け平均を用いて、監視対象の位置特定を適切に行うことが可能になる。
（画像位置近傍探索部の変形例）
　図１８は、画像位置近傍探索部の変形例を説明する図である。この変形例では、図１８に示すように、画像位置とタグ位置が、複数のセル（図１８では、Ａ１～Ｄ４までの１６個のセルが例示されている）に分割されたセル空間内に配置される。
　図１８の例では、３つの画像位置Ｇ１～Ｇ３と３つのタグ位置Ｔ１～Ｔ３がセル空間内にそれぞれ配置されている。具体的には、画像位置Ｇ１はセルＢ３に配置されており、タグ位置Ｔ１はセルＢ４に配置されている。また、画像位置Ｇ２とタグ位置Ｔ２はセルＣ２に配置されている。また、画像位置Ｇ３はセルＣ３に配置されており、タグ位置Ｔ３はセルＤ４に配置されている。
　そして、この画像位置近傍探索部２９では、画像位置が属するセルとタグ位置が属するセルとの位置関係に基づいて、画像位置とタグ位置の対応付けが行われる。
　まず、画像位置Ｇ１について対応するタグ位置を探索する場合には、画像位置Ｇ１が属するセルＢ３と同じセル（セルＢ３）にタグ位置が属しているか否かを探索する。この場合、セルＢ３にはタグ位置が一つも存在していない。そのような場合には、タグ位置の探索範囲を広くする。例えば、画像位置Ｇ１が属するセルＢ３の周囲のセル（セルＡ２、Ｂ２、Ｃ２、Ａ３、Ｃ３、Ａ４、Ｂ４、Ｃ４）に探索範囲を広げ、それらのセルにタグ位置が属しているかを探索する。この場合、セルＢ４に属するタグ位置Ｔ１とセルＣ２に属するタグ位置Ｔ２が存在している。このように、探索範囲内に複数のタグ位置が見つかった場合には、画像位置Ｇ１との距離が近いタグ位置Ｔ１が、画像位置Ｇ１に対応するタグ位置として決定される（画像位置Ｇ１とタグ位置Ｔ１が対応付けられる）。
　つぎに、画像位置Ｇ２について対応するタグ位置を探索する場合には、画像位置Ｇ２が属するセルＣ２と同じセル（セルＣ２）にタグ位置Ｔ２が属している。したがって、この場合には、タグ位置Ｔ２が、画像位置Ｇ２に対応するタグ位置として決定される（画像位置Ｇ２とタグ位置Ｔ２が対応付けられる）。
　また、画像位置Ｇ３について対応するタグ位置を探索する場合には、画像位置Ｇ３が属するセルＣ１と同じセル（セルＣ１）にタグ位置が属しているか否かを探索する。この場合、セルＣ１にはタグ位置が一つも存在していない。したがって、画像位置Ｇ１の場合と同様、タグ位置の探索範囲を広くする。例えば、画像位置Ｇ３が属するセルＣ１の周囲のセル（セルＢ１、Ｄ１、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２）に探索範囲を広げ、それらのセルにタグ位置が属しているかを探索する。この場合、セルＤ１に属するタグ位置Ｔ３とセルＣ２に属するタグ位置Ｔ２が存在している。したがって、画像位置Ｇ１の場合と同様、探索範囲内に複数のタグ位置が見つかった場合には、画像位置Ｇ３との距離が近いタグ位置Ｔ３が、画像位置Ｇ３に対応するタグ位置として決定される（画像位置Ｇ３とタグ位置Ｔ３が対応付けられる）。なお、この場合、すでにタグ位置Ｔ２が画像位置Ｇ２と対応付けられているので、その情報の基づいて（距離の計算をすることなく）タグ位置Ｔ３を、画像位置Ｇ３に対応するタグ位置として決定してもよい。
　このような画像位置近傍探索部２９の変形例によれば、画像位置が属するセルとタグ位置が属するセルとの位置関係に基づいて、画像位置とタグ位置を適切に対応付けることができる。例えば、画像位置とタグ位置が同じセルに属する場合には、その画像位置とタグ位置が、（画像位置とタグ位置の距離の計算を行うことなく）同じ監視対象のものとして対応付けられる。これにより、すべての画像位置とタグ位置について距離の計算を行う場合に比べて、計算量を大幅に減らすことができ、処理速度を格段に速くすることができる。
　なお、ここでは、画像位置近傍探索部２９の変形例について説明したが、この変形例は、タグ位置近傍探索部３５にも同様に適用することができる。
（物体位置推定装置）
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
　［全体構成］
　図１９に、本発明の実施の形態に係る物体位置推定装置の構成を示す。
　物体位置推定装置１００は、カメラ１０１によって撮像された撮像画像信号を撮像画像取得部１０２に入力する。撮像画像取得部１０２は、取得した撮像画像を画像座標確率密度分布形成部１０３に送出する。
　画像座標確率密度分布形成部１０３は、時点ｔの撮像画像から、位置を推定する対象（図の場合は人物）２００の座標の確率密度分布Ｐｔ Ｖを形成する。実際上、画像座標確率密度分布形成部１０３は、予め設定された確率密度分布モデルを有する。画像座標確率密度分布形成部１０３は、先ず、撮像画像に基づいて、画像内の対象が存在する可能性のある箇所を検出し、各箇所での存在確率を求める。この存在確率は、対象２００についてのテンプレートと、撮像画像から検出した対象２００との合致の度合いから求めればよい。次に、画像座標確率密度分布形成部１０３は、予め設定された確率密度分布モデルを用いて、各検出箇所において前記合致の度合いに応じた面積の確率密度分布を作成し、それらを足し合わせることで確率密度分布Ｐｔ Ｖを形成する。
　図２０及び図２１を用いて、画像座標確率密度分布形成部１０３の具体的な処理について説明する。図２０は、撮像画像から、対象２００の候補を３つ検出した例である。画像座標確率密度分布形成部１０３は、図２０（Ａ）に示すように、検出した各候補におけるテンプレトとの合致の度合いが５％、７５％、２０％であったとすると、図２０（Ｂ）に示すように、確率密度分布モデルを用いて、検出した位置に面積比が５：７５：２０の確率密度分布を作成し、これを確率密度分布Ｐｔ Ｖとして出力する。具体的には、確率密度分布モデルは、正規分布であり、その平均の値を検出位置に合わせると共に、合致の度合いに応じて正規分布をスケーリングすればよい。図２１（Ａ）は、撮像画像から、対象２００の候補を１つ検出した例である。この場合、画像座標確率密度分布形成部１０３は、確率密度分布モデルを用いて、図２１（Ｂ）に示すような確率密度分布を作成し、これを確率密度分布Ｐｔ Ｖとして出力する。
　同様に、画像座標確率密度分布形成部１０３は、撮像画像の中に存在確率が同程度である対象２００の候補位置を２箇所検知した場合には、図３０（Ｂ）に示すような確率密度分布を出力する。一方、画像座標確率密度分布形成部１０３は、撮像画像の中に存在確率が異なる対象２００の候補位置を２箇所検知した場合には、図２２に示すような確率密度分布を出力する。
　画像座標確率密度分布形成部１０３によって形成された確率密度分布Ｐｔ Ｖは、確率密度統合部１２０の重み決定部１２１に送出される。
　一方、物体位置推定装置１００は、タグ信号受信機１１１で受信した信号をタグ情報取得部１１２に入力する。タグ情報取得部１１２は、取得したタグ情報の中からタグの座標を示す信号を抽出し、これをタグ座標確率密度分布形成部１１３に送出する。
　タグ座標確率密度分布形成部１１３は、時点ｔのタグ座標から、タグ２０１の座標の確率密度分布Ｐｔ Ｔを形成する。基本的には、タグ座標確率密度分布形成部１１３は、画像座標確率密度分布形成部１０３と同様に、予め設定された確率密度分布モデルを有する。確率密度分布モデルは、正規分布である。タグ座標確率密度分布形成部１１３は、正規分布の平均の値を、タグ座標に合わせることで、確率密度分布を作成し、これを確率密度分布Ｐｔ Ｔとして出力する。但し、本実施の形態のタグ座標確率密度分布形成部１１３は、この基本的処理に加えて、確率密度分布の変更処理を行う。その詳細については、後述する。タグ座標確率密度推定部１１３によって形成された確率密度分布Ｐｔ Ｔは、確率密度統合部１２０の重み決定部１２１に送出される。
　確率密度統合部１２０の統合部１２２は、画像座標確率密度分布形成部１０３から出力された時点ｔでの対象２０１の位置の確率密度分布Ｐｔ Ｖと、タグ座標確率密度分布形成部１１３から出力された時点ｔでのタグ２０１の位置の確率密度分布Ｐｔ Ｔと、重み決定部１２１によって決定された重み係数ｋ（ｔ）とを用いて、次式により、確率密度分布Ｐｔ Ｖと確率密度分布Ｐｔ Ｔとを統合した確率密度分布Ｌを求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ここで、重み決定部１２１は、重み係数ｋ（ｔ）を、次式で表す値に設定することにより、確率密度分布の確率密度の最大値が大きいほど重みを大きくしながら確率密度分布Ｐｔ Ｖ、Ｐｔ Ｔに対する重み付けを行う。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　なお、確率密度分布の統合の方法、及び、重み決定の方法は、本発明の重要な特徴ではなく、式４及び式５は確率密度分布の統合の方法及び重み決定の方法の一例である。確率密度分布の統合の方法及び重み決定の方法として、式４及び式５で表される方法以外の、従来提案されている種々の方法を適用しても、本発明を実施可能であり、また本発明の効果に影響を及ぼさない。例えば、重み係数ｋ（ｔ）として固定値を用いてもよい。さらに、重み付けを行わずに、確率密度分布Ｐｔ Ｖと確率密度分布Ｐｔ Ｔと単に統合する（和又は積を取る）ようにしてもよい。
　統合部１２２によって得られた確率密度分布は、判定部１３０に入力される。判定部１３０は、確率密度分布の中で確率密度が最大である位置を対象２００の位置であると判定し、この位置を位置推定結果として出力する。
　かかる構成に加えて、物体位置推定装置１００は、タグ状況検知部１３１と、確率密度分布変更制御部１３２とを有する。
　タグ状況検知部１３１は、撮像画像取得部１０２から出力された撮像画像を入力する。タグ状況検知部１３１は、撮像画像を用いて、対象２００の周辺状況を検知する。ここで、対象２００の周辺状況は、無線タグ２０１の周辺状況と言い換えることができる。周辺状況とは、対象２００の周辺に障害物が存在するか否か、及び、障害物が存在する場合にはどの位置に存在するかである。障害物とは、対象２００の移動を不可能にする又は困難にする構造物や物等である。また、障害物とは、無線タグ２０１の電波送信範囲及びタグ信号受信機１１１の検知範囲に存在し、無線タグ２０１とタグ信号受信機１１１との間の通信を劣化させるものである。ここで、無線タグ２０１とタグ信号受信機１１１との間に存在する物体は、無線タグ２０１とタグ信号受信機１１１との間の通信を劣化させる可能性が高いので、障害物として、無線タグ２０１とタグ信号受信機１１１との間に存在する物体を検知すると有効である。タグ状況検知部１３１によって得られた検知結果は、確率密度分布変更制御部１３２に送出される。
　確率密度分布変更制御部１３２は、タグ状況検知部１３１によって検知された周辺状況に応じて、タグ座標確率密度分布形成部１１３における確率密度分布を変更させる制御を行う。具体的には、確率密度分布変更制御部１３２は、障害物の検知結果に応じて、正規分布の分散の値、正規分布の平均の値、又は正規分布内の検知結果に応じた一部の領域の確率密度を変更させる制御を行う。
　例えば、確率密度分布変更制御部１３２は、対象２００の移動を不可能にする又は困難にする構造物や物等がタグ状況検知部１３１によって検知された場合、タグ座標確率密度分布形成部１１３に、障害物が検知された位置の確率密度を０にし、他の部分の確率密度の積分値を１にするように指示する。これにより、実際上、対象２００が存在し得ない位置の確率密度を０にすることができるので、確率密度分布Ｐｔ Ｔをより現実に近いものとすることができる。
　また、確率密度分布変更制御部１３２は、無線タグ２０１とタグ信号受信機１１１の周辺に、無線タグ２０１とタグ信号受信機１１１との間の通信を劣化させる障害物が存在することがタグ状況検知部１３１によって検知された場合、タグ座標確率密度分布形成部１１３に、障害物が検知されない場合と比較して、正規分布の分散の値を大きくした確率密度分布Ｐｔ Ｔを形成することを指示する。これにより、無線通信品質に見合った確率密度分布Ｐｔ Ｔを形成することができる。また、障害物の存在の有無に加えて、障害物の種類を撮像画像から検知し、障害物の種類に応じて分散の値を変更してもよい。例えば、金属等の電波の障害になり易い障害物が検知された場合には、電波の障害になり難い障害物が検知された場合よりも、分散の値を大きくするとよい。
　また、確率密度分布変更制御部１３２は、タグ座標確率密度分布形成部１１３に、障害物が検知された場合と障害物が検知されない場合とで、正規分布の平均の値を変更した確率密度分布Ｐｔ Ｔを形成することを指示してもよい。障害物が検知された場合に、障害物が検知されない場合と比較して、どれだけ正規分布の平均の値を変更するかは、予め実験等により求めればよい。例えば、対象２００（無線タグ２０１）の周辺に壁等が存在する場合は、無線タグ２０１から受信される観測結果が壁の影響により真の位置からずれるので、無線タグ２０１に対する壁の位置とずれとの関係を予め実験により求めておき、周辺に壁が検知された場合には、正規分布の平均の値を予め求められた分だけずらせばよい。
　なお、これらの変更（補正）は、観測データにおける、対象の存在可能性のある各箇所に対して個別に行い、変更（補正）後の各箇所での確率密度分布を箇所の存在確率に応じて足し合わせることで最終的な確率密度分布Ｐｔ Ｔを求めてもよい。
　［周辺状況の検知及び確率密度分布の変更］
　次に、周辺状況の検知と、検知結果に応じた確率密度分布の変更処理とについて、具体例を挙げて説明する。
　図２３は、無線タグ２０１とタグ信号受信機１１１の周辺に、障害物が存在するか否かで確率密度分布の分散値を変更した例を示すものである。タグ状況検知部１３１によって無線タグ２０１とタグ信号受信機１１１の周辺に障害物が検知されなかった場合、タグ座標確率密度分布形成部１１３は、図２３（Ａ）に示すように、分散値の小さな確率密度分布を形成して出力する。これに対して、タグ状況検知部１３１によって無線タグ２０１とタグ信号受信機１１１の周辺に障害物が検知されると、タグ座標確率密度分布形成部１１３は、図２３（Ｂ）に示すように、分散値の大きな確率密度分布を形成して出力する。ここで、図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）の確率密度分布は、共に正規分布である。
　なお、無線タグ２０１にとっては、対象２００も障害物となる。よって、タグ状況検知部１３１によって、対象２００による無線タグ２０１の付帯状況を検知することも有効である。具体的には、タグ状況検知部１３１が、図２４に示すような無線タグ２０１の付帯状況を検知し、タグ座標確率密度分布形成部１１３が検知結果に応じた確率密度分布Ｐｔ Ｔを出力することも有効である。すなわち、タグ状況検知部１３１が、図２４（Ａ）に示すように無線タグ２０１が対象２００の頭上に付帯されていることを検知した場合、無線タグ２０１とタグ信号受信機１１１との間に障害物（つまり人物）が存在しないものとして、タグ座標確率密度分布形成部１１３から、図２３（Ａ）のような分散の小さい確率密度分布を出力させる。これに対して、タグ状況検知部１３１が、図２４（Ｂ）に示すように無線タグ２０１が対象２００の首から下げられて付帯されていることを検知した場合、無線タグ２０１とタグ信号受信機１１１との間に障害物（つまり人物）が存在するものとして、タグ座標確率密度分布形成部１１３から、図２３（Ｂ）のような分散の大きい確率密度分布を出力させる。
　以下に、タグ状況検知部１３１によって、対象２００の移動を不可能にする又は困難にする構造物や物等が検知された場合に、タグ座標確率密度分布形成部１１３によって、障害物が検知された位置の確率密度が０である確率密度分布Ｐｔ Ｔを出力する例を説明する。
　図２５（Ａ）に、カメラ１０１によって撮像された撮像画像のイメージを示す。また図２５（Ｂ）に、撮像画像を平面マップ座標系に変換したものを示す。タグ状況検知部１３１は、図２５（Ａ）に示す撮像画像の座標系を変換して図２５（Ｂ）に示すような検知結果を得る。また、タグによる測位位置が（１７，１５）であったとする。すると、確率密度分布変更制御部１３２は、タグ測位結果から対象２００の位置が（１７，１５）であることと、画像による検知結果から確率密度分布のうち障害物に対応するｘ≧２０の確率密度を０にすることを指示する確率密度分布変更信号を、タグ座標確率密度分布形成部１１３に出力する。すると、タグ座標確率密度分布形成部１１３は、図２６に示すように、座標（１７，１５）を正規分布の平均値とし、かつｘ≧２０の確率密度を０とした、確率密度分布を出力する。
　図２７に、障害物が存在しない場合に、タグ座標確率密度分布形成部１１３から出力される確率密度分布を示す。座標（１７，１５）を正規分布の平均とすることは、図２６と同様であるが、障害物が考慮されていないので、ｘ≧２０の範囲の確率密度は０でない。なお、図２６のように、ｘ≧２０の確率密度を０にした場合でも、確率密度の積分値の合計は、図２７の場合と同様に１でなければならないので、正規分布の平均（すなわち図２６の例では、座標（１７，１５））における確率密度（ｚ軸の値）は、図２７の正規分布の平均における確率密度（ｚ軸の値）よりも大きくされている。
　図２８及び図２９に、図２５及び図２６とは、別の例を示す。図２８は、対象２００が両側に障害物が有る通路に位置するイメージを示したものである。なお、図２８では、障害物として、椅子と机とが示されているが、当然、壁等であってもよい。図２８のような状況が検知された場合、タグ座標確率密度分布形成部１１３からは、図２９のような確率密度分布が出力される。図２９の確率密度分布は、正規分布を通路方向に拡大し、通路方向と垂直な方向に縮小した形状になっている。図２９から明らかなように、障害物に対応する位置の確率密度が小さくされており、その分、通路に対応する位置の確率密度が大きくされている。
　［効果］
　以上説明したように、本実施の形態によれば、撮像画像に基づいて対象２００の座標についての第１の確率密度分布Ｐｔ Ｖを形成する画像座標確率密度分布形成部１０３と、対象２００に付帯された無線タグ２０１からの信号に基づいて対象２００の座標についての第２の確率密度分布Ｐｔ Ｔを形成するタグ座標確率密度分布形成部１１３と、撮像画像に基づいて無線タグ２０１の周辺状況を検知するタグ状況検知部１３１と、検知された無線タグ２０１の周辺状況に応じて、タグ座標確率密度分布形成部１１３における確率密度分布Ｐｔ Ｔを変更する確率密度分布変更制御部１３２と、第１の確率密度分布Ｐｔ Ｖと第２の確率密度分布Ｐｔ Ｔとを統合する確率密度統合部１２０と、を設けたことにより、撮像画像を有効活用して、従来に比して、位置推定精度を向上し得る物体位置推定装置１００を実現できる。
　すなわち、本実施の形態によれば、無線タグ２０１による対象２００の測位位置が同じであっても、タグ状況検知部１３１の検知結果に応じて、確率密度分布自体を変更するので、統合の元になる確率密度分布自体をより現実に近いものとすることができる。この結果、位置推定精度が向上する。
　なお、検知された周辺状況に応じて、タグ座標確率密度分布形成部１１３における確率密度分布を変更した場合について述べたが、検知された周辺状況に応じてタグ座標確率密度分布形成部１１３から得られた確率密度分布Ｐｔ Ｔに対する重み係数を変更してもよく、要は、タグ座標確率密度分布形成部１１３に基づく確率密度分布を、上述の実施の形態のように変更すればよい。
　また、本発明は、パーティクルフィルタを用いた物体位置推定装置にも適用可能である。具体的には、タグ座標確率密度分布形成部１１３をパーティクルフィルタにより構成し、パーティクルフィルタで用いる尤度及び／又は除外するパーティクルを、撮像画像から検知した障害物に応じて選択する。
　パーティクルフィルタは、ノイズが含まれる観測値から真の値を推定するものである。パーティクルフィルタは、多数のパーティクル（粒子）を設定する。粒子には、尤度が与えられる。そして、パーティクルフィルタは、次の（１）、（２）の処理を繰り返すことで、真の値を推定する。
　（１）各パーティクルの時点ｔ－１における尤度から時点ｔにおける尤度を推測する。　（２）推測された時点ｔにおける尤度に対して、時点ｔでの観測値を使うことで、適合しないパーティクルを除外する。
　ここで、（１）の処理において推測する次の尤度（時点ｔの尤度）を、撮像画像から検知した障害物に応じて選択する。また、（２）の処理において除外するパーティクルを、撮像画像から検知した障害物に応じて変更する。具体的には、障害物の位置に対応する尤度を低くし、及び／又は障害物の位置に対応するパーティクルを除外する。これにより、パーティクルによるノイズ除去能力が向上する。
　なお、上述の実施の形態では、対象２００に付帯されたセンサが無線タグ２０１である場合について述べたが、音波タグ、超音波タグ、赤外線タグなどあってもよい。また対象２００はタグ等の装置を付帯することなく、無線、音、超音波、赤外線などを用いて、遠隔から測位する形態であってももよい。
　以上に現時点で考えられる本発明の好適な実施の形態を説明したが、本実施の形態に対して多様な変形が可能なことが理解され、そして、本発明の真実の精神と範囲内にあるそのようなすべての変形を添付の請求の範囲が含むことが意図されている。
　以上のように、本発明にかかる位置特定システムは、監視対象の画像を撮影できない場合にも、監視対象の位置を特定することができ、監視対象の動きを追跡することができるという効果を有し、例えば、工場作業効率化システム、物流倉庫内紛失監視システム、オフィス入退室管理システム等として用いられ、有用である。また、本発明は、確率密度分布を用いて対象の位置を推定する場合の位置推定精度を向上し得る効果を有し、例えば物体追跡システム等に適用して好適である。

Claims (30)

  1. 　監視対象が保持する無線端末装置と、
    　前記無線端末装置と無線通信する無線通信部と、前記監視対象の画像を撮影する撮影部とを備えたセンサ装置と、
    を備えた位置特定システムにおいて、
    　前記無線端末装置は、
    　前記無線端末装置に固有の識別情報を保持する識別情報保持部と、
    　前記無線端末装置の位置を検出するための検出用信号を前記識別情報とともに発信する発信部を備え、
    　前記センサ装置は、
    　前記無線通信部で受信した前記識別情報を含む前記検出用信号に基づいて、前記無線端末装置の位置を検出する無線測位部と、
    　前記撮影部で撮影した画像に基づいて、前記監視対象の位置を算出する画像測位部と、
    　前記画像測位部で算出された位置と、前記無線測位部で検出された位置および前記識別情報とを結び付けて、前記監視対象の位置を特定する統合位置特定部と、
    を備えたことを特徴とする位置特定システム。
  2. 　前記センサ装置は、
    　前記統合位置特定部による前記監視対象の位置の特定の成否を判定する位置特定成否判定部と、
    　前記監視対象の位置の特定が成功したと判定された場合に、前記無線端末装置に対して前記検出用信号の発信頻度を下げるための発信休止要求を送信する休止要求部と、
    を備えたことを特徴とする請求項１に記載の位置特定システム。
  3. 　前記センサ装置は、
    　前記画像測位部による前記監視対象の画像測位の成否を判定する画像測位成否判定部と、
    　前記画像測位成否判定部において、前記監視対象の画像測位が失敗したと判定された場合に、前記無線端末装置に対して前記検出用信号の発信要求を送信する第１の発信要求部と、
    を備えたことを特徴とする請求項２に記載の位置特定システム。
  4. 　前記センサ装置は、
    　前記発信休止要求の送信後に、前記位置特定成否判定部において前記監視対象の位置の特定が失敗したと判定された場合に、前記無線端末装置に対して前記検出用信号の発信要求を送信する第２の発信要求部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の位置特定システム。
  5. 　前記センサ装置は、
    　前記位置特定成否判定部において、前記統合位置特定部による前記監視対象の位置の特定が失敗したと判定された後に、前記統合位置特定部による前記監視対象の位置の特定が再度成功したと判定された場合に、前記位置の特定に失敗していたときの前記監視対象の画像に対して、前記統合位置特定部において再度前記監視対象に結び付けられた前記無線端末装置の前記識別情報を付与する第１の識別情報補間部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の位置特定システム。
  6. 　前記センサ装置は、
    　前記監視対象の画像測位の失敗後に前記画像測位が再度成功した場合に、前回画像測位した位置と今回画像測位した位置に基づいて、前記画像測位に失敗していたときの前記監視対象の画像を補間する画像補間部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の位置特定システム。
  7. 　前記無線端末装置の検出用信号の発信頻度および前記無線測位部による前記無線端末装置の無線測位の頻度は、前記画像測位部による前記監視対象の画像測位の頻度より小さく設定されており、
    　前記センサ装置は、
    　前記統合位置特定部による前記監視対象の位置特定より前に前記撮影部によって撮影された画像内の前記監視対象の画像に対して、前記監視対象の位置特定時または位置特定以後に前記統合位置特定部によって前記監視対象の画像に結び付けられた前記無線端末装置の前記識別情報を付与する第２の識別情報補間部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の位置特定システム。
  8. 　前記画像測位部で算出された位置と前記無線測位部で検出された位置との距離に基づいて、前記監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付ける対応付け部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の位置特定システム。
  9. 　前記対応付け部は、前記画像測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリア内に前記無線測位部で検出された位置が存在するときに、前記監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付けることを特徴とする請求項８に記載の位置特定システム。
  10. 　前記対応付け部は、前記無線測位部で検出された位置を中心とした所定の探索エリア内に前記画像測位部で算出された位置が存在するときに、前記監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付けることを特徴とする請求項８に記載の位置特定システム。
  11. 　前記監視対象の画像測位と無線測位の測位精度を比較する測位精度比較部を備え、
    　前記対応付け部は、前記測位精度の比較結果に基づいて、
    　前記画像測位の測位精度のほうが高い場合には、前記画像測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリア内に前記無線測位部で検出された位置が存在するときに、前記監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付け、
    　前記無線測位の測位精度のほうが高い場合には、前記無線測位部で検出された位置を中心とした所定の探索エリア内に前記画像測位部で算出された位置が存在するときに、前記監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付けることを特徴とする請求項８に記載の位置特定システム。
  12. 　前記画像測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリアの大きさは、前記監視対象の画像測位の測位精度に応じて設定されることを特徴とする請求項９に記載の位置特定システム。
  13. 　前記無線測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリアの大きさは、前記監視対象の無線測位の測位精度に応じて設定されることを特徴とする請求項１０に記載の位置特定システム。
  14. 　前記画像測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリア内に前記無線測位部で検出された位置が複数存在するときに、前記複数の位置に関する情報を候補情報として保持する履歴保持部を備えたことを特徴とする請求項９に記載の位置特定システム。
  15. 　前記無線測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリア内に前記画像測位部で検出された位置が複数存在するときに、前記複数の位置に関する情報を候補情報として保持する履歴保持部を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の位置特定システム。
  16. 　前記対応付け部は、前記履歴保持部に保持された前記候補情報に基づいて、前記監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付けることを特徴とする請求項１４に記載の位置特定システム。
  17. 　前記対応付け部は、前記履歴保持部に保持された前記候補情報に基づいて、前記監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付けることを特徴とする請求項１５に記載の位置特定システム。
  18. 　前記対応付け部は、前記画像測位部で算出された位置と前記無線測位部で検出された位置との距離の差の二乗和が最小となる組合せを算出する組合せ計算部を備えたことを特徴とする請求項８に記載の位置特定システム。
  19. 　前記統合位置特定部は、前記画像測位部で算出された位置と前記無線測位部で検出された位置の平均の位置を、前記監視対象の位置として決定することを特徴とする請求項１に記載の位置特定システム。
  20. 　前記平均は、前記監視対象の画像測位と無線測位の測位精度に応じた重み付け平均であることを特徴とする請求項１９に記載の位置特定システム。
  21. 　前記画像測位部で算出された位置と前記無線測位部で検出された位置が、複数のセルに分割されたセル空間内に配置されており、
    　前記位置特定システムは、
    　前記画像測位部で算出された位置が属するセルと前記無線測位部で検出された位置が属するセルとの位置関係に基づいて、前記監視対象の画像測位と無線測位の結果を対応付ける対応付け部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の位置特定システム。
  22. 　前記画像測位部で算出された位置を中心とした所定の探索エリア内に前記無線測位部で検出された位置が存在しないときに、警告を発する処理を行う警告部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の位置特定システム。
  23. 　監視対象が保持する無線端末装置であって検出信号とともに識別情報を発信する前記無線端末装置と無線通信する無線通信部と、
    　前記監視対象の画像を撮影する撮影部と、
    　前記無線通信部で受信した前記識別情報を含む前記検出用信号に基づいて、前記無線端末装置の位置を検出する無線測位部と、
    　前記撮影部で撮影した画像に基づいて、前記監視対象の位置を算出する画像測位部と、
    　前記画像測位部で算出された位置と、前記無線測位部で検出された位置および前記識別情報とを結び付けて、前記監視対象の位置を特定する統合位置特定部と、
    を備えたことを特徴とするセンサ装置。
  24. 　カメラによって撮像された撮像画像に基づいて、対象の座標についての第１の確率密度分布を形成する第１の確率密度分布形成部と、
    　前記対象に付帯されたセンサの信号に基づいて、前記対象の座標についての第２の確率密度分布を形成する第２の確率密度分布形成部と、
    　前記第１の確率密度分布と前記第２の確率密度分布とを統合する確率密度統合部と、
    　前記撮像画像に基づいて、前記対象の周辺状況を検知する検知部と、
    　検知された前記周辺状況に応じて、前記第２の確率密度分布形成部における確率密度分布又は前記確率密度統合部における前記第２の確率密度分布に対する重み係数を変更する確率密度分布変更部と、
    を具備する物体位置推定装置。
  25. 　前記第２の確率密度分布は、正規分布であり、
    　前記確率密度分布変更部は、前記検知結果に応じて、正規分布の分散の値、正規分布の平均の値、又は正規分布内の前記検知結果に応じた一部の領域の確率密度を変更する、
    請求項２４に記載の物体位置推定装置。
  26. 　前記検知部は、前記周辺状況として、前記対象の周辺の障害物を検知し、
    　前記確率密度分布変更部は、前記障害物が検知された位置の確率密度を０にする、
    請求項２５に記載の物体位置推定装置。
  27. 　前記対象に付帯されたセンサは、無線タグであり、
    　前記検知部は、前記無線タグと自装置との間に障害物が存在するか否かを検知し、
    　前記確率密度分布変更部は、障害物が検知された場合には障害物が検知されない場合と比較して、正規分布の分散の値を大きくする、
    請求項２５に記載の物体位置推定装置。
  28. 　前記対象に付帯されたセンサは、無線タグであり、
    　前記検知部は、前記周辺状況として、前記対象の周辺の障害物を検知し、
    　前記確率密度分布変更部は、障害物が検知された場合と障害物が検知されない場合とで、正規分布の平均の値を変更する、
    請求項２５に記載の物体位置推定装置。
  29. 　前記第２の確率密度分布形成部は、パーティクルフィルタを有し、
    　前記確率密度分布変更部は、前記検知結果に応じて、前記パーティクルフィルタの尤度及び／又は除外するパーティクルを変更する、
    請求項２４に記載の物体位置推定装置。
  30. 　対象を含む撮像画像から前記対象の第１の確率密度分布を形成することと、
    　前記対象に付帯されたセンサの信号に基づいて、前記対象の第２の確率密度分布を形成することと、
    　前記撮像画像に基づいて、前記対象の周辺状況を検知することと、
    　検知された前記周辺状況に応じて、前記第２の確率密度分布を変更することと、
    　前記第１の確率密度分布と前記第２の確率密度分布とを統合することと、
    を含む物体位置推定方法。
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