(57)【要約】【課題】  屋内や地下空間におりる位置情報提供サービスは、電波が届かずサービスを受けられなくなっていることがユーザに分かりにくかったり、カラーコード設置位置の位置情報しか得られず、ユーザの存在する地点の位置情報が得られない場合があるという課題を有していた。【解決手段】  複数のカラーコード表示部と、撮影部と、カラーコード復号部と、現在地推定部とからなり、前記撮影部はカラーコード表示部を含む風景の画像データを少なくとも１枚生成し、前記カラーコード復号部は当該画像データ中のカラーコードを復号して位置関連情報を抽出し、前記現在地推定部は当該画像中の前記カラーコード表示部の画像と前記位置関連情報に基づき前記撮影部の位置座標を推定するようにした。【選択図】図１
2020009391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカラーコード表示部と、
撮影部と、
カラーコード復号部と、
現在地推定部とからなる位置情報推定システムであって、
前記撮影部はカラーコード表示部を含む風景の画像データを少なくとも１枚生成し、
前記カラーコード復号部は当該画像データ中のカラーコードを復号して位置関連情報を抽出し、
前記現在地推定部は当該画像中の前記カラーコード表示部の画像と前記位置関連情報に基づき前記撮影部の位置情報を推定することを特徴とする位置情報サービスシステム。
【請求項２】
前記位置関連情報は少なくとも前記カラーコード表示部の位置情報と、前記カラーコード表示部の寸法情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の位置情報サービスシステム。
【請求項３】
前記寸法情報には当該カラーコード表示部の縦寸法ｔ１、横寸法ｔ２を含み、前記画像中のカラーコード表示部の横寸法画素数を縦寸法画素数で除した比ｓに基づき次式によって前記撮影部の撮影方向と前記カラーコード表示部の表面とのなす角θを推定する請求項２に記載の位置情報サービスシステム。
θ＝ｓｉｎ−１（ｓ・ｔ１／ｔ２）
【請求項４】
前記カラーコード表示部同士の設置間隔がＬであり、
前記撮影部が２枚のカラーコード表示部をそれぞれ撮影した画像データから、請求項３に記載の方法で推定した角度がそれぞれθｉ（ｉ＝１，２）であるとき、
前記現在地推定部が前記撮影部と前記カラーコード表示部それぞれとのカラーコード
2020009391.tif 000009
の位置情報サービスシステム。
2020009391.tif 000010
【請求項５】
前記撮影部はレンズと撮像素子を含み、前記レンズの焦点距離がｆ、前記レンズと前記撮像素子の距離がｂであるとき、前記現在地推定部は前記カラーコード表示部と前記撮影部のレンズとの距離ａを次式によって推定することを特徴とする請求項３に記載の位置情報サービスシステム。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ
【請求項６】
前記現在地推定部が前記θと前記ａに基づき、前記撮影部と前記カラーコード表示部
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る請求項５に記載の位置情報サービスシステム。
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【請求項７】
カラーコードを含む風景の画像が少なくとも１枚撮影されるステップと、
前記画像中のカラーコードが復号され、位置関連情報が抽出されるステップと、
前記カラーコード表示部の画像と前記位置関連情報に基づき現在地の位置情報が推定され、ユーザに提供されることを特徴とする位置情報サービス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＧＰＳ信号の届かない屋内や地下空間でユーザに位置情報を提供する方法及びそのサービスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ある地点の位置情報とは、一般にはその地点の緯度、経度および高度に関する情報のことであり、衛星測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：以下ＧＰＳと称する）を利用して算出される。具体的には幾何学的三角法によって位置が正確に分かる衛星から発せられた信号を受信して電波が到達するまでの時間を測定することによって算出する。しかしながら、屋内や地下空間などＧＰＳ信号が届かない場所でも位置情報が必要とされる場合がある。このような用途向けに、無線中継機（または基地局）の正確な位置を利用して携帯端末に位置情報を提供するサービスが提案されている（特許文献１）。また、各種の場所にＲＦＩＤタグを多数設置し、設置場所の位置に対応する位置識別子コードをＲＦＩＤタグから無線で送信し、ユーザ端末に位置情報を提供するもの（特許文献２）や、ユーザがカメラ付き携帯端末で建屋内に配置されたカラーコードを撮影して位置情報処理装置に送信し、位置情報処理装置がカラーコードに符号化された位置情報を復号化してユーザのカメラ付き携帯端末に送り返してくるもの（特許文献３）なども提案されている。【０００３】  ここで、カラーコードとは赤、青、黄など色の配列で情報を表示するものであり、バーコードやＱＲコード（２次元バーコード）が白と黒の２色により構成されているのに比べ、コードの各要素に色の情報を割り当てられるため、より多くの情報を収納することができる。【０００４】  また、ＱＲコードは複雑な図形を認識するためにカメラ画面に大きく撮る必要があるが、色の判別ができればよいカラーコードであればカメラ画面の数％で認識できるため、ＱＲコードに比べて数十倍の遠距離からでも認識可能となる。ただし規格化が行われていないため、カメレオンコード、スマートアイコン、カラービット等、さまざまなものが提案され、現実に使用されており、絵や文字と組み合わせてデザイン性を高くしたものまで存在する（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５３６３４８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８９２２５号公報
【特許文献３】特開２０１７−２０７８１０号公報
【非特許文献１】“カラーコードに色めく企業  精度はＱＲコードの５０倍”、日本経済新聞、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｉｋｋｅｉ．ｃｏｍ／ａｒｔｉｃｌｅ／ＤＧＸＭＺＯ７４９０６０６０Ｚ２０Ｃ１４Ａ７００００００／〉
【０００６】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  しかし、無線中継機等の位置を利用して携帯端末に位置情報を提供するサービスやＲＦＩＤタグの電波を利用した方法では、ユーザが移動して電波の届かないエリアに至ると急に位置情報の取得が困難になるが、携帯端末が適切な予告手段を持っていないとユーザはこれを予測することができないという課題がある。また、カラーコードを読み取って位置情報を取得するサービスでは、得られる位置情報はカラーコードの設置された場所のものであり、ユーザの存在位置（携帯端末の存在位置）の情報ではないという課題がある。【０００８】  そこで本発明は、構内や地下空間でユーザが位置情報を取得できるかどうか容易に認識でき、かつユーザの存在位置の位置情報（緯度経度座標）を容易に取得できる位置情報サービス方法及び位置情報サービスシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記目的を達成するため本発明の請求項１に係る位置情報サービスシステムは、複数のカラーコード表示部と、撮影部と、カラーコード復号部と、現在地推定部とからなり、前記撮影部はカラーコード表示部を含む風景の画像データを少なくとも１枚生成し、前記カラーコード復号部は当該画像データ中のカラーコードを復号して位置関連情報を抽出し、前記現在地推定部は当該画像中の前記カラーコード表示部の画像と前記位置関連情報に基づき前記撮影部の位置情報を推定することを特徴とする。【００１０】  本発明の請求項２に係る位置情報サービスシステムは、前記位置関連情報が少なくとも前記カラーコード表示部の位置座標と前記カラーコード表示部の寸法に関する情報を含むことを特徴とする。【００１１】  本発明の請求項３に係わる位置情報サービスシステムは、前記寸法情報に当該カラーコード表示部の縦寸法、横寸法を含み、これらの比と、前記画像中のカラーコード表示部の横寸法画素数と縦寸法画素数の比に基づき前記撮影部の撮影方向と前記カラーコード表示部の表面とのなす角θを推定することを特徴とする。【００１２】  本発明の請求項４に係わる位置情報サービスシステムは、前記カラーコード表示部同士の設置間隔がＬであり、前記撮影部が２枚のカラーコード表示部をそれぞれ撮影した画像データから、請求項３に記載の方法で推定した角度がそれぞれθｉ（ｉ＝１，２）であるとき、これらに基づき、前記現在地推定部が前記撮影部と前記カラーコード表示部それぞれとのカラーコード表示部表面の水平方向の位置情報の差分を推定することを特徴とする。【００１３】  本発明の請求項５に係わる位置情報サービスシステムの現在地推定部は、前記撮影部がレンズと撮像素子を含み、前記レンズの焦点距離、前記レンズと前記撮像素子の距離に基づき、前記カラーコード表示部と前記撮影部のレンズとの距離ａを推定することを特徴とする。【００１４】  本発明の請求項６に係わる位置情報サービスシステムの前記現在地推定部は前記θと前記ａに基づき、前記撮影部と前記カラーコード表示部とのカラーコード表示部表面の水平方向の位置座標の差分を推定することを特徴とする。【００１５】  本発明の請求項７に係わる位置情報サービス方法は、カラーコードを含む風景の画像が少なくとも１枚撮影されるステップと、前記画像中のカラーコードが復号され、位置関連情報が抽出されるステップと、前記カラーコード表示部の画像と前記位置関連情報に基づき現在地の位置座標が推定され、ユーザに提供されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００１６】  上記の構成により、ユーザは構内や地下空間で位置情報を取得できるかどうか容易に認識でき、かつ自身の正確な位置情報を取得できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】位置情報サービスシステムのブロック図
【図２】カラーコードタグの正面図
【図３】位置情報の推定方法の概念図
【図４】画像中のカラーコードタグの頂点の画素座標の説明図
【図５】本発明の実施例２に係わる位置情報の推定方法の概念図
【発明を実施するための形態】
【００１８】  以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【実施例１】
【００１９】  ［システム構成］
図１は本発明の位置情報サービスシステムの構成を示すブロック図である。本発明に係る位置情報サービスシステム１００はユーザのカメラ付き携帯端末１０１（以降、携帯端末という）、各所に設置されたカラーコードタグ１０２、携帯端末から送信された画像中のカラーコードタグを認識し、カラーコードから位置情報を抽出して携帯端末１０１に返信するカラーコード復号サーバ１０３（以降、サーバという）、および携帯端末１０１に搭載された現在地推定部１０４からなる。ユーザが携帯端末１０１でカラーコードタグの含まれる風景を撮影すると、撮影された画像はサーバ１０３に送信され、サーバ１０３は当該画像中からカラーコードタグを認識し、カラーコードに符号化されたカラーコードタグの位置情報を復号し、携帯端末１０３に返信する。携帯端末１０１の現在地推定部１０４は後述する方法でカラーコータグドとユーザとの距離を推定し、サーバ１０３から返信されてきたカラーコードタグの位置情報に推定した距離情報を反映してユーザの存在位置の位置情報を推定する。【００２０】  なお、上記では現在地推定部を携帯端末１０１に搭載した例を説明したが、これをサーバ１０３に搭載し、ユーザの存在位置の位置情報を推定する処理をサーバ１０３が行ってもよい。または、サーバ１０３を介さずに全ての処理を形態端末１０３が行ってもよい。後者の場合には通信を一切使わない位置情報サービスが可能となる。【００２１】  ［カラーコード］
図２は本発明の位置情報サービスシステムで使用されるカラーコードタグの正面図である。カラーコードタグ２００はプラスチック基板に４行９列で印字された３６個のセルから構成され、各セルは黒、青、緑、黄、赤、マゼンタ、シアン、および白の８種類の色のいずれかに塗り分けられている。カラーコードには少なくともカラーコードタグの位置情報（緯度、経度）、およびカラーコードタグの鉛直方向（縦方向）、水平方向（横方向）の寸法が符号化されている。なお、カラーコードを電子的なディスプレイで構成し、適当な制御装置に接続すれば随時表示情報を変更することが可能となる。またカラーコードはさまざまなものが利用可能であり、この実施例で開示するカラーコードに限られない。【００２２】  ［ユーザの位置情報の推定方法］
図３はユーザの位置情報の推定方法を概念的に図示したものである。ユーザはカラーコードタグ１０２を発見すると、ユーザの携帯端末１０１でカラーコードタグを含む風景を撮影する。携帯端末１０１は撮影した画像を図示しないカラーコード復号サーバに送信するとともに、撮影した画像中のカラーコードタグを認識し、図４に示す４隅の頂点の画素位置を取得する。【００２３】  携帯端末１０１のレンズとカラーコードタグとの距離をａ、携帯端末のレンズから撮像素子（例えばＣＣＤ素子）までの距離をｂ、携帯端末のレンズの焦点距離をｆとすると、これらにはよく知られたように下記の数式１の関係が成立する。
【数１】
2020009391.tif 000003
【００２４】  携帯端末１０１にとってレンズと撮像素子の距離ｂと焦点距離ｆは既知であるので、携帯端末１０１のレンズ位置からカラーコードタグ１０２までの距離ａを求めることができる。さらに、カラーコードにはカラーコードタグ１０２の鉛直方向サイズ（ｔ１）と水平方向サイズ（ｔ２）が符号化されているため、この値を図示しないカラーコード復号サーバから受信した携帯端末１０１は、図４に示すカラーコードタグの４隅の頂点の画素位置
Ａ（ｘ１，ｚ１）、Ｂ（ｘ２，ｚ２）、Ｃ（ｘ３，ｚ３）、Ｄ（ｘ４，ｚ４）からカラーコータグ１０２の表面水平方向と携帯端末１０１の撮影方向のなす角度θを下記の数式２により求めることができる（説明の簡単化のためカラーコードタグと携帯端末は同じ高度にあるとしている）。
【数２】
2020009391.tif 000004
【００２５】  したがって次の式によりθを求めることができる。
【数３】
2020009391.tif 000005
【００２６】  図示しないカラーコード復号サーバから受信したカラーコードタグの位置情報を（Ｘ０，Ｙ０）とすると、上記のθを使い、携帯端末１０１の位置情報は下記の数式４により求めることができる（説明の簡単のためカラーコードタグがユーザの右側の壁面に設置されているとしている）。
【数４】
2020009391.tif 000006
ここで、｜ｚ１−ｚ４｜＜｜ｚ２−ｚ３｜の場合にはカラーコードタグがユーザの前方にあり（図４‐１）、｜ｚ１−ｚ４｜＞｜ｚ２−ｚ３｜の場合にはカラーコードタグがユーザの後方にある（図４‐２）と判断する。【００２７】  なお、上記の処理は全てカラーコード復号サーバに行わせてもよい。そうすれば携帯端末１０１の処理量を大幅に削減できる。逆に、全ての処理を携帯端末１０１が行うようにしてもよい。そうすれば通信を一切使わない位置情報サービスが可能となる。【００２８】  なお、カラーコードタグの設置間隔がそれほど離れておらず（例えば１０ｍ間隔で設置する場合など）、被写界深度が深い場合には１度の撮影で２枚のカラーコードタグを画像中にとらえる場合がある。このような場合には、画面内のサイズの大きな方に対して上記の処理を行う。
【実施例２】
【００２９】  実施例１ではカラーコードタグを１個撮影した場合のユーザ位置の推定方法を説明したが、実施例２ではユーザがカラーコードタグを２個見つけてそれぞれを撮影した場合について説明する。
この場合にはカラーコードタグが例えば１０ｍの一定間隔で設置されている場合や、カラーコードタグの左右に設置されたカラーコードタグとの間隔（距離）がカラーコード中に符号化されている場合など、カラーコードタグの設置間隔が分かっていれば（Ｌとする）、公知の三角測量の原理によって携帯端末１０１の存在位置（ユーザの存在位置）が分かる。【００３０】  図５は２枚のカラーコードタグ１０２のうち１枚（１０２−１）がユーザの前方にあり、もう１枚（１０２−２）がユーザの後方にある場合を図示している。実施例１で開示した方法により、ユーザと各カラーコードタグとの角度を推定し、それぞれをθ１、θ２とする。ユーザと壁面との距離をｄとすると、三角測量の原理から次の式５が成立する。
【数５】
2020009391.tif 000007
【００３１】  したがって、携帯端末１０１の位置座標（ユーザの位置座標）は、タグ
１０２−１，１０２−２の位置座標をそれぞれ（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）とすると、
【数６】
2020009391.tif 000008
となる。【００３２】  なお、カラーコードタグはユーザの撮影した画像の数％あれば十分なのでユーザはカラーコードタグを視認できない場合に、とりあえず周囲の風景を撮影すればよく、もしカラーコードタグが写っていれば、これを携帯端末あるいはサーバが自動的に検知してカラーコードを復号するとともに、ユーザにカラーコードタグの存在を通知することもできる。したがって、ユーザは自身の位置情報が得られるかどうかを容易に理解できる。【００３３】  また、ユーザが見慣れた鉄道会社のマークなどの顕著な標章の下などにカラーコードタグを設置するような運用を行えば、ユーザがカラーコードタグをより容易に発見することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】  従来、屋内や地下空間における位置情報サービスは、電波が届かずサービスを受けられなくなっていることがユーザに分かりにくかったり、カラーコード設置位置の位置情報しか得られず、ユーザの存在する位置の位置情報が得られない場合があったが、本発明では、ユーザがカラーコードタグを見つけ、カメラ付き携帯端末でカラーコードタグを撮影することによってユーザの存在位置の位置情報が取得できるため屋内や地下空間での新たな位置情報サービスの領域を形成することができる。
【符号の説明】
【００３５】１００  位置情報システム
１０１  カメラ付き携帯端末
１０２  カラーコードタグ
１０３  カラーコード復号サーバ
１０４  現在地推定部
２００  カラーコードタグ
【図１】
2020009391.tif 000013
【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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