(57)【要約】【課題】人物を含む移動体の頭部方向を高い精度で検出可能な方位検出装置を提供する。【解決手段】人物の頭部に装着され、頭部の回転運動を観測する角速度センサで得られる角速度に基づいて、人物の頭部方向を示す方位を追跡する追跡部と、指向性を有する光を所定の方位に向けて射出する、室内に設置された投光部と、人物の頭部に装着され、人物の頭部方向からの入射光に対して指向性を有し、入射光を電気信号に変換する受光部と、受光部で得られる電気信号に基づいて、人物の頭部方向と投光部によって光が射出される方向である射出方向との正対を検出する検出部と、投光部による光の射出方向と人物の頭部方向との正対が検出された場合に、投光部による光の射出方向に対応する第１方位を、追跡部による追跡で得られる人物の現在の頭部方向を示す方位として設定する設定部とを有する。【選択図】      図１
2014032608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人物の頭部に装着され、前記頭部の回転運動を観測する角速度センサで得られる角速度に基づいて、前記人物の頭部方向を示す方位を追跡する追跡部と、
指向性を有する光を所定の方位に向けて射出する、室内に設置された投光部と、
前記人物の頭部に装着され、前記人物の頭部方向からの入射光に対して指向性を有し、前記入射光を電気信号に変換する受光部と、
前記受光部で得られる電気信号に基づいて、前記人物の頭部方向と前記投光部によって光が射出される方向である射出方向との正対を検出する検出部と、
前記投光部による光の射出方向と前記人物の頭部方向との正対が検出された場合に、前記投光部による光の射出方向に対応する第１方位を、前記追跡部による追跡で得られる前記人物の現在の頭部方向を示す方位として設定する設定部と
を備えたことを特徴とする方位検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の方位検出装置において、
前記投光部は、
互いに異なる所定の方位にそれぞれ光を射出する複数の第１発光素子と、
前記複数の第１発光素子それぞれを互いに異なるパターンで点滅させる制御部とを有し、
前記検出部は、
前記受光部で得られる電気信号の時間的な変化に基づいて、前記複数の第１発光素子の中から、前記人物の頭部方向に正対する方向に存在する第１発光素子を特定する特定部を有し、
前記設定部は、前記特定部で特定された前記第１発光素子による光の射出方向を前記第１方位として、前記人物の現在の頭部方向を示す方位の設定を行う
ことを特徴とする方位検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の方位検出装置において、
前記投光部は、
前記複数の第１発光素子とは別に、前記複数の第１発光素子それぞれによる光の射出方向を含む範囲に光を射出する第２発光素子を備え、
前記制御部は、
前記投光部の識別情報を示すパターンで前記第２発光素子を点滅させる制御と、前記複数の第１発光素子のそれぞれを順に発光させる制御とを交互に実行し、
前記特定部は、
前記第２発光素子の点滅に対応して前記受光部で得られる電気信号の時間的な変化から、前記投光部の識別情報を抽出する抽出部と、
前記抽出部による前記識別情報の抽出完了から、前記複数の第１発光素子のいずれかの発光に伴う前記電気信号の変化までの経過時間に基づいて、前記人物の頭部方向に正対する方向に存在する第１発光素子を判別する判別部とを有する
ことを特徴とする方位検出装置。
【請求項４】
請求項２に記載の方位検出装置において、
前記投光部は、更に、水平方向に隣接する２つの前記第１発光素子の間にそれぞれ設けられた遮光板を有し、
前記制御部は、前記第１発光素子を１つおきに交互に発光させる制御を行い、
前記受光部は、
入射光の強度変化を反映した電気信号を生成する光電変換素子と、
前記光電変換素子の光の入射側に配置され、鉛直方向の長さに比べて水平方向の幅が小さい開口部を有するマスクと、
前記光電変換素子の受光面に垂直な光軸を有し、前記光軸を中心とする所定の範囲の角度で入射する光束を前記マスクの前記開口部に結像させ、前記所定の範囲を超える角度で入射する光束を前記マスクの前記開口部の外側に結像させる結像光学系とを有する
ことを特徴とする方位検出装置。
【請求項５】
請求項２に記載の方位検出装置において、
前記設定部は、前記特定部によって２つの前記第１発光素子が特定された場合に、当該２つの第１発光素子それぞれによる光の射出方向の中間の方向を示す方位を、前記人物の頭部方向と正対する前記第１方位として算出する算出部を有する
ことを特徴とする方位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件開示は、人物を含む移動体の頭部方向を示す方位を検出可能な方位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度センサや角速度センサを含む内界センサを用いた慣性航法によって、移動体の向きを含む位置情報を高い精度で取得するために、加速度センサや角速度センサで得られる計測値に含まれるドリフトを補正する技術が研究されている(非特許文献１参照)。例えば、非特許文献１の技法は、慣性航法技術で得られる位置情報と、ＧＰＳ(Global Positioning System)などで得られる絶対位置情報や地磁気センサで得られる絶対角度情報を組み合わせることで、位置情報の検出精度の向上を図っている。
【０００３】
一方、所定の端末装置を人物に所持させ、当該端末装置を検出することにより、当該人物の位置を示す情報を精密に検出する技術も提案されている(非特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】エプソントヨコム_センシング_システム設計サミット2010_発表資料、今井信行
【非特許文献２】「赤外線音声情報案内システムトーキングサイン」三菱プレシジョン株式会社[online],[平成２４年５月２８日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.techno-aids.or.jp/kaihatsu/j_42.shtml＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＧＰＳによる絶対位置情報は、屋内に滞在する人物の位置情報の検出に用いることができないため、ＧＰＳと慣性航法を組み合わせた技術によっては、屋内を移動する人物について高精度の位置情報を取得することは困難である。同様に、屋内の展示場のような施設では、多種多様な機器によって局所的な電磁場が形成されているために、地磁気センサによって地球の磁場を基準とする絶対的な角度を与えることも困難である。このため、ジャイロセンサなどの角速度センサによる計測値から、人物の移動方向を精密に検出することは困難である。
【０００６】
一方、人物に所持させた所定の端末装置の位置を検出することで人物の位置を特定する技術によれば、人物の位置を精密に特定することは可能であるが、人物の体の向きや人物の頭部が向いている方向を示す情報を取得することはできない。
【０００７】
本件開示の装置は、人物を含む移動体の頭部方向を高い精度で検出可能な方位検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの観点による方位検出装置は、人物の頭部に装着され、前記頭部の回転運動を観測する角速度センサで得られる角速度に基づいて、前記人物の頭部方向を示す方位を追跡する追跡部と、指向性を有する光を所定の方位に向けて射出する、室内に設置された投光部と、前記人物の頭部に装着され、前記人物の頭部方向からの入射光に対して指向性を有し、前記入射光を電気信号に変換する受光部と、前記受光部で得られる電気信号に基づいて、前記人物の頭部方向と前記投光部によって光が射出される方向である射出方向との正対を検出する検出部と、前記投光部による光の射出方向と前記人物の頭部方向との正対が検出された場合に、前記投光部による光の射出方向に対応する第１方位を、前記追跡部による追跡で得られる前記人物の現在の頭部方向を示す方位として設定する設定部とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本件開示の方位検出装置によれば、人物を含む移動体の頭部方向を高い精度で検出可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】方位検出装置の一実施形態を示す図である。
【図２】投光部の配置例を示す図である。
【図３】方位検出結果の例を示す図である。
【図４】投光部の別実施形態を示す図である。
【図５】投光部の配置の別例を示す図である。
【図６】受光部の一実施形態を示す図である。
【図７】受光部の指向性を説明する図である。
【図８】方位検出装置の別実施形態を示す図である。
【図９】方位コードの送受信を説明する図である。
【図１０】投光部の別実施形態を示す図である。
【図１１】方位検出装置の別実施形態を示す図である。
【図１２】方位コードの送受信を説明する図である。
【図１３】投光部の別実施形態を示す図である。
【図１４】方位コードの送受信を説明する図である。
【図１５】方位検出装置の適用例を示す図である。
【図１６】方位検出装置の別の適用例を示す図である。
【図１７】情報提供システムの実施形態を示す図である。
【図１８】方位検出装置を含む情報提供システムのハードウェア構成例を示す図である。
【図１９】携帯端末装置及びヘッドセットのハードウェア構成例を示す図である。
【図２０】情報提供処理のフローチャートの例を示す図である。
【図２１】頭部方向を示す方位を検出する処理のフローチャートの例を示す図である。
【図２２】正対する投光部を検出する処理のフローチャートの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１に、方位検出装置の一実施形態を示す。図１に示した方位検出装置１０は、人物Ｐの頭部に装着された受光部１３および角速度センサＳａと、屋内に設置された投光部１２とを含んでいる。
【００１３】
角速度センサＳａは、例えば、ジャイロセンサを含んでおり、人物Ｐの頭部が回転運動する際の角速度を計測する。受光部１３は、入射する光の強度を反映する電気信号を生成する光電変換素子(図示せず)を含んでいる。受光部１３は、受光部１３の光電変換素子に光を導く光学系の光軸と、人物Ｐの頭部方向とが一致するように人物Ｐに装着されていることが望ましい。受光部１３が人物Ｐの頭部に好ましい状態で装着されている場合に、受光部１３の受光感度は、光軸方向に一致する方向である人物の頭部方向からの入射光に対して指向性を有する。また、投光部１２は、部屋の隅の天井付近などに設置されており、指向性を有する光を所定の方位に向けて射出する。なお、受光部１３の受光感度に指向性を持たせる手法及び投光部１２による光の射出方向に指向性を持たせる手法については後述する。
【００１４】
また、方位検出装置１０は、更に、追跡部１１と、検出部１４と、設定部１５とを含んでいる。追跡部１１は、角速度センサＳａで得られる角速度に基づいて、人物Ｐの頭部方向を示す方位を追跡する。検出部１４は、受光部１３で得られる電気信号に基づいて、人物Ｐの頭部方向と投光部１２によって光が射出される方向である射出方向との正対を検出する。
【００１５】
上述したように、投光部１２によって射出される光と受光部１３の受光感度とはそれぞれ指向性を有している。したがって、投光部１２による光の射出方向と、受光部１３の光軸とが互いに正対している場合にのみ、受光部１３の光電変換素子に投光部１２から射出された光が到達する。つまり、検出部１４は、受光部１３で得られる電気信号によって、投光部１２からの光が受光部１３の光電変換素子に到達したことが示されたときに、人物Ｐの頭部方向と投光部１２による光の射出方向との正対を検出する。なお、図１は、投光部１２による光の射出方向と、受光部１３の光軸とが互いに正対している状態を示している。このとき、人物Ｐの頭部方向は、投光部１２による光の射出方向と一致している。また、投光部１２による光の射出方向は、例えば、部屋の壁など基準とする絶対的な角度として予め求めておくことができる。
【００１６】
つまり、検出部１４によって、投光部１２による光の射出方向との正対が検出されたときの人物Ｐの頭部方向は、投光部１２による光の射出方向に対応する絶対的な角度で示すことができる。
【００１７】
設定部１５は、検出部１４により、投光部１２による光の射出方向と人物Ｐの頭部方向との正対が検出された場合に、投光部１２による光の射出方向に対応する第１方位を、追跡部１１による方位の追跡の基準として設定する。設定部１５は、例えば、投光部１２による光の射出方向を示す第１方位を予め求めておき、検出部１４による検出結果に応じて、追跡部１１による追跡処理で得られた方位を第１方位に置き換えてもよい。
【００１８】
図２は、投光部１２の配置例を示している。なお、図２に示した要素のうち、図１に示した要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００１９】
図２の例では、投光部１２は、部屋Ｃの１つの隅Ｒに設置されており、部屋Ｃの壁Ｗから時計回りに角度φ０だけ部屋Ｃの中央に向かう方向に光を射出するように設置されている。
【００２０】
また、図２は、部屋Ｃ内を移動中の人物Ｐが、投光部１２が設置された部屋Ｃの隅Ｒに頭部を向けた状態を示している。このとき、受光部１３に投光部１２からの光が入射し、受光部１３で得られた電気信号に応じて、図１に示した検出部１４は、人物Ｐの頭部方向と投光部１２による光の射出方向との正対を検出する。
【００２１】
図２に示したように、人物Ｐが部屋Ｃの隅Ｒに頭部を向けているとき、人物Ｐの頭部方向を示す方位は、投光部１２による光の射出方向と壁Ｗとがなす角φ０に基づいて、絶対的に特定することが可能である。
【００２２】
例えば、壁Ｗが設置されている方角を基準として人物Ｐの頭部方向を表す場合に、図１に示した設定部１５は、例えば、上述した角度φ０をそのまま第１方位として用いてもよい。また、検出部１４により、投光部１２による光の射出方向との正対が検出されたときに、設定部１５は、図１に示した追跡部１１が慣性航法技術による追跡処理で取得した方位を、上述した角度φ０にリセットする。これにより、それまでの追跡処理の過程において、人物Ｐの頭部方向の推定結果に蓄積していたドリフトによる誤差を解消することができる。また、追跡部１１は、設定部１５によって設定された角度φ０を基準として、図１に示した角速度センサＳａで以降に得られる角速度データに基づく方位の追跡処理を継続する。
【００２３】
つまり、図１に示した方位検出装置１０によれば、人物Ｐ１が投光器１２に頭部を向けるごとに、追跡部１１で得られる人物Ｐ１の頭部方向を示す方位についての追跡結果を、上述した第１方位にリセットする。これにより、人物Ｐ１が投光器１２に頭部を向けるごとに、慣性航法技術によって得られる方位に蓄積される誤差を解消することができるので、追跡部１１によって得られる人物Ｐの頭部方向を示す方位の精度を向上させることができる。
【００２４】
図３は、方位検出装置１０によって得られる方位検出結果の例を示している。図３において、横軸ｔは、時間の経過を示し、縦軸θは、図２に示した壁Ｗを基準とする角度を示している。
【００２５】
図３に示した符号Ｇ０は、図２に示した人物Ｐの実際の頭部方向を示す方位θの時間ｔによる変化を表すグラフの例である。また、符号Ｇｄは、図１に示した角速度センサＳａで得られる角速度に基づいて、上述した追跡部１１が慣性航法技術を用いて取得した方位θの時間ｔによる変化を表すグラフの例である。
【００２６】
グラフＧ０とグラフＧｄとを比べると、追跡部１１によって得られた方位θと、人物Ｐの頭部方向を示す方位θとの間の乖離は、時間の経過とともに大きくなっていくことが分かる。
【００２７】
一方、図３に示した符号Ｇ１は、本件開示の方位検出装置１０によって得られる人物Ｐの頭部方向を示す方位θの時間ｔによる変化を表すグラフの例である。図３に示したグラフＧ１の例は、時刻Ｔ１と時刻Ｔ２において、図１に示した設定部１５が上述した第１方位φ０を用いて追跡部１１によって得られた方位θをリセットした場合を示している。なお、時刻Ｔ１，Ｔ２は、人物Ｐが図２に示した部屋Ｃに設置された投光部１２の方へ頭部を向けた時刻に相当している。
【００２８】
図３に示すように、グラフＧ０で表される方位θとグラフＧ１で表される方位θとの乖離は、上述した第１方位φ０によって追跡部１１の追跡結果がリセットされるごとに解消されている。つまり、人物Ｐ１が投光部１２に頭部を向けていない期間において、角速度センサＳａで得られる角速度データに含まれるドリフト成分が蓄積することで増大した誤差を、人物Ｐ１が投光部１２に頭部を向けるごとに、クリアすることができる。
【００２９】
ここで、人物Ｐが図２に示した部屋Ｃの中を自由に移動する過程では、人物Ｐが周囲を見渡す動作をした場合などに、人物Ｐの頭部が投光部１２の方向に向けられる可能性がある。そして、人物Ｐが投光部１２の方向に頭部を向ける機会ごとに、それまでに蓄積した誤差をクリアすることにより、方位検出装置１０による検出結果に含まれる誤差を抑制することができる。
【００３０】
このように、本件開示の方位検出装置１０によれば、従来の慣性航法技術を用いて人物Ｐの頭部方向を追跡する場合に比べて、高い精度で頭部方向を示す方位を取得することができる。
【００３１】
更に、慣性航法技術を用いて追跡処理で得られる方位をリセットする機会を増やすことにより、本件開示の方位検出装置１０による人物Ｐの頭部方向を示す方位の検出精度をより一層向上することができる。以下に、方位検出装置１０の検出精度を向上するための手法の一例について説明する。
【００３２】
図４は、投光部１２の別実施形態を示している。なお、図４に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００３３】
図４に示した投光部１２は、それぞれ独立して点灯及び消灯が可能な５つのＬＥＤ(Light Emitting Diode)１、ＬＥＤ２，ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５を含んでいる。これらのＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、投光部１２に含まれる複数の第１発光素子の一例である。また、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、投光部１２の内部において、それぞれ異なる方向に光を射出するように配置されている。なお、図４において、符号Ｚｅ１は、ＬＥＤ１による光の射出方向を示しており、符号α１は、ＬＥＤ１から射出された光が分散する範囲を示している。また、符号Ｚｅ２は、ＬＥＤ２による光の射出方向を示しており、符号α２は、ＬＥＤ２から射出された光が分散する範囲を示している。同様に、符号Ｚｅ３は、ＬＥＤ３による光の射出方向を示しており、符号α３は、ＬＥＤ３から射出された光が分散する範囲を示している。同じく、符号Ｚｅ４は、ＬＥＤ４による光の射出方向を示しており、符号α４は、ＬＥＤ４から射出された光が分散する範囲を示している。また、符号Ｚｅ５は、ＬＥＤ５による光の射出方向を示しており、符号α５は、ＬＥＤ５から射出された光が分散する範囲を示している。
【００３４】
また、図４に示した符号θ１，θ２，θ３，θ４，θ５は、部屋Ｃの壁Ｗを基準とする各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５による光の射出方向の方位を示している。つまり、図４に示した方位θ１〜θ５は、それぞれ投光部１２に含まれる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５による光の射出方向を示す第１方位の一例である。また、投光部１２の内部において、図４に示した各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、それぞれの射出方向Ｚｅ１〜Ｚｅ５が互いに数度程度ずつ異なる角度となるように位置決めされていることが望ましい。例えば、５つのＬＥＤ１からＬＥＤ５を互いに６度ずつ異なる射出方向に向けて配置した場合に、図４の投光部１２により、それぞれ指向性を持つ光束を、３０度の範囲に分散させて射出することができる。
【００３５】
また、図４に示した各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５に対応する光の射出方向を示す方位θ１〜θ５は、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５をそれぞれ異なるパターンで点滅させることによって表すことができる。例えば、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を、それぞれの射出方向Ｚｅ１〜Ｚｅ５に対応する方位を示す方位コードを表すパターンで点滅させればよい。この場合に、図４に示した受光部１３に入射した光の点滅のパターンは、受光部１３の光軸方向と正対している射出方向Ｚｅ３に対応する方位θ３を表す方位コードを示している。つまり、受光部１３で得られる電気信号に反映された入射光の点滅パターンに基づいて、受光部１３に入射した光の入射方向を示す方位を特定することが可能である。
【００３６】
図４に示したような投光部１２を有する方位検出装置１０によれば、人物Ｐの頭部方向Ｑが上述した範囲α１〜α５のいずれかに含まれていれば、個々の範囲α１〜α５に対応する第１方位を用いて追跡結果のリセットを行うことができる。例えば、図４の例では、受光部１３に方位θ３を表すパターンで点滅する光が入射しているので、方位検出装置１０は、方位θ３を第１方位として用いた追跡結果のリセットを行う。
【００３７】
更に、図４に示した投光部１２を複数まとめて設置してもよい。以下の説明では、上述した複数のＬＥＤを含む投光部１２を複数個含む構成要素を、アンカーユニットＡＵと称する。
【００３８】
図５は、投光部１２の配置の別例を示している。なお、図５に示した構成要素のうち、図１又は図２に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。また、図５に示した符号Ｐ１，Ｐ２は、受光部１３を装着した人物Ｐが部屋Ｃの内部において滞在する可能性のある位置の例を示している。
【００３９】
図５に示したアンカーユニットＡＵは、３つの投光部１２−１，１２−２，１２−３を含んでいる。３つの投光部１２−１，１２−２，１２−３は、アンカーユニットＡＵの内部において、それぞれが含んでいるＬＥＤによる光が射出される範囲が互いに重ならないように、位置決めされている。なお、各投光部１２−１，１２−２，１２−３は、いずれも、図４に示した投光部１２と同様の構成を持っている。
【００４０】
図５の例は、各投光部１２−１，１２−２，１２−３にそれぞれ含まれるＬＥＤそれぞれによる光が射出される範囲α１〜α５(図４参照)が水平方向に６度程度の広がりを持っている場合を示している。この場合に、図４に示した投光部１２に対応する角度の範囲は３０度となり、３つの投光部１２−１，１２−２，１２−３を含むアンカーユニットＡＵに対応する角度の範囲は９０度となる。また、アンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２に含まれる各ＬＥＤは、それぞれの光の射出方向を示す方位コードを表すパターンで点滅させることにより、受光部１３側から互いに識別可能とすることができる。なお、受光部１３に入射した光の射出元のＬＥＤを特定する手法については、図８、図９を用いて後述する。
【００４１】
図５に例示したようなアンカーユニットＡＵを部屋Ｃの一つの隅Ｒに設置することで、部屋Ｃの内部における人物Ｐの位置にかかわらず、人物Ｐが部屋Ｃの隅Ｒに頭部を向けたときに、上述した方位検出結果のリセットを行うことができる。
【００４２】
例えば、図５の例では、人物Ｐが符号Ｐ１で示した位置から部屋Ｃの隅Ｒに頭部を向けたときに、人物Ｐの頭部方向と投光部１２−２に含まれるＬＥＤのいずれかによる光の射出方向とが正対している。この場合に、人物Ｐの頭部方向についての追跡結果は、投光部１２−１に含まれるＬＥＤのうち、受光部１３に光を入射させているＬＥＤによる光の射出方向に対応するθａを用いてリセットされる。
【００４３】
また、図５の例では、符号Ｐ２で示した位置にいる人物Ｐが部屋Ｃの隅Ｒに頭部を向けたときに、人物Ｐの頭部方向と投光部１２−１に含まれるＬＥＤのいずれかによる光の射出方向とが正対している。この場合に、人物Ｐの頭部方向についての追跡結果は、投光部１２−１に含まれるＬＥＤのうち、受光部１３に光を入射させているＬＥＤによる光の射出方向に対応する第１方位θｂを用いてリセットされる。
【００４４】
また、部屋Ｃに複数のアンカーユニットＡＵを設置してもよい。例えば、図５に示したアンカーユニットＡＵを、部屋Ｃの四隅にそれぞれ配置することにより、部屋Ｃ内に滞在する人物Ｐ１，Ｐ２の視界にアンカーユニットＡＵが捉えられる確率を高め、上述した方位検出結果のリセットを行う機会を更に増やすことができる。上述したように、方位検出結果のリセットを行うごとに、本件開示の方位検出装置１０による検出結果として得られる方位に含まれる誤差はクリアされる。したがって、方位検出結果のリセットを行う機会を増やせば増やすほど、本件開示の方位検出装置１０によって得られる方位に含まれる誤差を低減させることができる。
【００４５】
次に、人物Ｐの頭部に装着された受光部１３において所望の指向性を実現する手法について、図６及び図７を用いて説明する。
【００４６】
図６は、受光部１３の一実施形態を示している。図６において、符号Ｚｉは、受光部１３に含まれる光学系の光軸を示している。図６の例では、光軸Ｚｉと、人物Ｐの頭部方向Ｑとが一致している場合を示している。また、図６に示したＸ軸は、重力加速度の方向に直交する水平方向を示しており、Ｙ軸は、重力加速度の方向に一致する鉛直方向を示している。
【００４７】
図６に示した受光部１３は、光電変換素子１３１と、マスク１３２と、リニアフレネルレンズ１３３と、スリット板１３４とを含んでいる。光電変換素子１３１は、入射光の強度変化を反映した電気信号を生成し、図１に示した検出部１４に渡す。マスク１３２は、光電変換素子１３１の光の入射側に配置され、鉛直方向の長さに比べて水平方向の幅が小さい開口部を有している。リニアフレネルレンズ１３３は、水平方向についてのみ屈折力を有している。スリット板１３４は、上述したマスク１３２の開口部と同様に、鉛直方向を長手方向とするスリットを有している。また、リニアフレネルレンズ１３３と、スリット板１３４とを含む光学系の光軸は、光電変換素子１３１の受光面に垂直になるように位置決めされていることが望ましい。
【００４８】
このリニアフレネルレンズ１３３は、スリット板１３４に設けられたスリットを通過した光束を水平方向に収束させることにより、上述したマスク１３２の開口部にＹ軸方向に伸びる線状の像を結像させる。
【００４９】
ここで、リニアフレネルレンズ１３３によって形成される線状の像のＸ軸方向の位置は、図７に示すように、受光部１３に入射する光束と光軸Ｚｉとのなす角に依存する。
【００５０】
図７は、受光部１３の指向性を説明する図である。なお、図７に示した要素のうち、図６に示した要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００５１】
図７において、実線で示した符号Ｒａｙ１は、光軸Ｚｉに平行な方向からスリット１３４を介してリニアフレネルレンズ１３３に入射する光束を示している。一方、図７において、点線で示した符号Ｒａｙ２は、光軸Ｚｉに交差する方向からスリット板１３４を介してリニアフレネルレンズ１３３に斜めに入射する光束を示している。なお、図７に示した符号βは、光軸Ｚｉと光束Ｒａｙ２とがなす角を示している。また、図７において、符号ｄは、マスク１３２にも受けられた開口部の幅を示し、符号ｆは、リニアフレネルレンズ１３３の焦点距離を示している。
【００５２】
図７の例において、光束Ｒａｙ１は、リニアフレネルレンズ１３３により、マスク１３２の開口部の内部に結像される。したがって、光束Ｒａｙ１は、光電変換素子１３３に入射するので、光電変換素子１３３により、光束Ｒａｙ１の強度に対応する電気信号が生成される。
【００５３】
一方、図７の例において、光束Ｒａｙ２は、リニアフレネルレンズ１３３により、マスク１３２の開口部の外側に結像される。このため、光束Ｒａｙ２は、光電変換素子１３３に入射せず、したがって、光電変換素子１３３によって、光束Ｒａｙ２の強度に対応する電気信号が生成されることはない。
【００５４】
したがって、図６、図７に示した受光部１３によれば、上述した角βよりも浅い角度で光軸Ｚｉに交差する方向から光が入射した場合に限って、マスク１３２の開口部を介して光電変換素子１３１に入射した光に対応する電気信号が得られる。
【００５５】
つまり、図６及び図７に示すようなリニアフレネルレンズ１３３とマスク１３２とを含む光学系によれば、受光部１３が感度を持つ方向を、光軸Ｚｉを中央とし、上述した角βによって水平面内での回転角の上限及び下限が示される範囲γに限定することができる。すなわち、上述した光学系を設けることにより、光軸Ｚｉの方向に対する高い指向性を持つ受光部１３を実現することができる。また、受光部１３の指向性の高さは、リニアフレネルレンズ１３３の焦点距離ｆとマスク１３２の開口部の幅ｄとの関係によって、調整することが可能である。例えば、図４に示した投光部１２に含まれる各ＬＥＤよる光の射出方向の分散範囲に対応する角度と、図７に示した範囲γに対応する角度とを一致させるように調整することができる。例えば、焦点距離６ミリメートルのリニアフレネルレンズ１３３を用いる場合に、マスク１３２の開口部の幅ｄを０．５ミリメートルとすれば、上述した範囲γに対応する角度を５度程度に設定することが可能である。
【００５６】
図６及び図７に示すようなリニアフレネルレンズ１３３は、光軸Ｚｉを中心とする所定の範囲の角度で入射する光束をマスク１３２の開口部に結像させ、所定の範囲を超える角度で入射する光束をマスク１３２の開口部の外側に結像させるる結像光学系の一例である。上述したように、リニアフレネルレンズ１３３によって、マスク１３２の開口部に線状の像が結像される範囲γは、図４に示した投光部１２に含まれる各ＬＥＤよる光の射出方向に関する分散範囲α１〜α５のそれぞれと同等に調整することが望ましい。なお、受光部１３に設ける結像光学系に用いる光学素子は、上述したリニアフレネルレンズ１３３に限られない。例えば、シリンドリカルレンズなど、光軸に直交する座標軸の一方の方向について他方よりも大きい屈折力を持つような光学素子を、受光部１３の結像光学系として用いてもよい。
【００５７】
なお、図６及び図７に示した受光部１３は、入射方向の水平方向成分については、高い指向性を持つ一方、鉛直方向成分については広い範囲について感度を持っている。このため、図６及び図７に示した受光部１３を含む方位検出装置１０は、人物Ｐの頭部の鉛直軸を中心とする回転に伴う頭部方向の変化については高い分解能を持つ一方、頭部方向の仰角成分あるいは俯角成分については分解能を持たない。
【００５８】
図６及び図７に示した受光部１３が持っている上述した特性は、例えば、方位検出装置１０によって得られる人物Ｐの頭部方向に基づいて、水平面における位置で特定される物体に関する情報を提供する用途などに向いている。なぜなら、水平面における位置で情報提供の対象となる物体が特定可能であれば、頭部方向の仰角成分あるいは俯角成分にかかわらず、頭部方向の水平面内での回転成分のみに基づいて対象を特定可能だからである。
【００５９】
また、頭部方向の仰角成分及び俯角成分の違いを区別せずに同一視することにより、頭部方向と投光部１２に含まれるＬＥＤのいずれかとの正対が検出される機会を増大させることができる。更に、図６及び図７に示した受光部１３の光学系は、例えば、ボタン電池程度の小さい光学素子を用いて実現可能である点も、当該受光部１３を人物Ｐに装着させる上で、非常に有用である。
【００６０】
なお、水平面における位置で特定可能な物体の一例としては、例えば、展示会場に配置された個々のブースの位置などがある。本件開示の方位検出装置１０を用いて、展示会場などにおいて、各ブースに関する情報を提供するためのシステムを実現する方法については、図１７〜図２２などを用いて後述する。
【００６１】
次に、図４に示したような投光部１２および複数の投光部１２を集積したアンカーユニットＡＵを室内の複数箇所に設置する場合に好適な方位検出装置１０の実施形態について説明する。
【００６２】
図８は、方位検出装置１０の別実施形態を示している。なお、図８に示した構成要素のうち、図１又は図４に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００６３】
図８に示した方位検出装置１０は、ｎ個の投光部１２−１，…，１２−ｎと、これらの投光部１２−１，…，１２−ｎから参照可能な方位テーブル１２２とを含んでいる。投光部１２−１は、５つのＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５と、これらのＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の点灯及び消灯を制御する制御部１２１とを含んでいる。なお、図８においては図示を省略しているが、ｎ個の投光部１２−１，…，１２−ｎは、上述した投光部１２−１と同様に、５つのＬＥＤと制御部とを含んでいる。以下の説明では、ｎ個の投光部１２−１，…，１２−ｎを互いに区別しないときは、単に、投光部１２と称する。
【００６４】
方位テーブル１２２は、例えば、個々のＬＥＤを示す識別番号に対応して、当該ＬＥＤによる光の射出方向を示す情報として、予め決定された基準から測った絶対的な角度を示す方位コードを保持している。なお、各ＬＥＤによる光の射出方向を示す絶対的な角度として、例えば、図２に示したように、投光部１２が設置されている部屋Ｃの壁Ｗの方角を基準として測定した値を採用してもよい。また、各投光部１２に含まれる制御部１２１は、当該投光部１２に含まれる５つのＬＥＤそれぞれに対応する方位コードを方位テーブル１２２から受け取り、受け取った方位コードに基づいて、対応するＬＥＤをそれぞれ点滅させる制御を行う。
【００６５】
例えば、制御部１２１は、５つのＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５をそれぞれに対応する方位コードに従って点滅させることにより、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５に対応する方位コードを時分割で送信してもよい。
【００６６】
図９は、方位コードの送受信を説明する図を示している。図９において、符号Ｃｏｒｄ１，Ｃｏｒｄ２，Ｃｏｒｄ３，Ｃｏｒｄ４，Ｃｏｒｄ５のそれぞれは、図８に示したＬＥＤ１、ＬＥＤ２，ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５に対応する方位コードを示している。
【００６７】
図９(Ａ)は、図８に示した制御部１２１による制御に従って各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５が時分割で点滅することにより、それぞれに対応する方位コードＣｏｒｄ１，Ｃｏｒｄ２，Ｃｏｒｄ３，Ｃｏｒｄ４，Ｃｏｒｄ５を送信する様子を示している。
【００６８】
図９(Ｂ)、(Ｃ)は、図８に示した受光部１３に、上述したＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の少なくとも一つによって射出された光が入射した場合に、受光部１３によって生成される電気信号の例を示している。
【００６９】
図９(Ｂ)の例は、ＬＥＤ３によって射出された光が受光部１３に入射することにより、ＬＥＤ３に対応する方位コードＣｏｒｄ３を示す電気信号が取得されることを示している。つまり、図９(Ｂ)の例は、ＬＥＤ３に対応して図４に示した範囲α３と、図７において受光部１３について示した範囲γとが正対している場合に、受光部１３によって生成される電気信号の例である。
【００７０】
また、図９(Ｃ)の例は、ＬＥＤ３及びＬＥＤ４によって射出された光が受光部１３に入射することにより、ＬＥＤ３に対応する方位コードＣｏｒｄ３とＬＥＤ４に対応する方位コードＣｏｒｄ４との両方を示す電気信号が順次に取得されることを示している。図９(Ｃ)の例は、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４に対応して図４に示した範囲α３、α４の一部が、図７において受光部１３について示した範囲γに含まれている場合に、受光部１３によって生成される電気信号の例である。
【００７１】
図８に示した検出部１４に含まれる信号処理部１４１は、受光部１３によって生成された電気信号を受け取り、受け取った電気信号をデジタル信号に変換する。図８に示した検出部１４は、更に、照合部１４３とコードテーブル１４４とを有する特定部１４２を含んでいる。
【００７２】
コードテーブル１４４は、例えば、投光部１２−１〜１２−ｎに含まれる各ＬＥＤの点滅によって送出される可能性のある全ての方位コードを示すビットパターンを保持している。照合部１４３は、信号処理部１４１で得られたデジタル信号と、コードテーブル１４４に保持された各ビットパターンとを照合することで、受光部１３に入射した光束の強度変化によって示された方位コードを特定する。
【００７３】
ここで、方位コードと投光部１２に含まれるＬＥＤは１対１で対応するので、方位コードの特定はＬＥＤの特定と同等である。また、照合部１４３によって特定された方位コードは、受光部１３への光の入射方向を示す絶対的な角度を示している。したがって、照合部１４３によって、唯一つの方位コードが特定された場合に、設定部１５は、この方位コードをそのまま用いて、追跡部１１で得られた追跡結果を置き換えることにより、上述した方位検出結果のリセットを行ってもよい。
【００７４】
一方、図９(Ｃ)に示した例のように、受光部１３により、２つの方位コードに対応する電気信号が生成される場合がある。このような場合に、照合部１４３によって特定される２つの方位コードに基づいて、方位検出結果のリセットを行うために、図８に示した設定部１５は、判定部１５１と算出部１５２とを含んでいる。
【００７５】
判定部１５１は、照合部１４３によって特定された方位コードが１つであるか２つであるかを判定し、一つである場合に、特定された方位コードをそのまま用いて、追跡部１１で得られた追跡結果を置き換える処理を実行する。算出部１５２は、判定部１５１により、照合部で特定された方位コードが２つであるとされた場合に、判定部１５１を介して２つの方位コードを受け取る。また、算出部１５２は、受け取った２つの方位コードに基づいて、受光部１３の光軸方向、すなわち、人物Ｐの頭部方向を示す方位を算出する。例えば、算出部１５２は、２つの方位コードで示される絶対的な角度の平均値を算出し、算出した平均値を用いて、追跡部１１で得られた追跡結果を置き換える処理を実行してもよい。
【００７６】
図８に示した算出部１５２を有する設定部１５によれば、投光部１２に含まれる各ＬＥＤによる光の射出方向の分散範囲で決定される分解能よりも高い分解能で、追跡部１１による追跡結果をリセットするための絶対的な角度を決定することができる。これにより、設定部１５によってリセットされた追跡結果と、人物Ｐの頭部方向とのズレを更に縮小することができる。したがって、図８に示した設定部１５を有する方位検出装置１０によれば、より高い精度で人物Ｐの頭部方向を検出することが可能である。
【００７７】
ところで、投光部１２に含まれる各ＬＥＤによる光の射出方向を示す方位コードを受光部１３に伝達する手法は、方位コード自体を各ＬＥＤの点滅によって表す手法に限られない。例えば、次に説明するように、個々の投光部１２に付与された識別情報と、当該投光部１２に含まれる各ＬＥＤを識別する情報との組み合わせによって、各ＬＥＤによる光の射出方向を示す情報を、受光部１３に伝達してもよい。
【００７８】
図１０は、投光部１２の別実施形態を示している。なお、図１０に示した構成要素のうち、図４に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００７９】
図１０に示した投光部１２は、第１発光素子の一例である高い指向性が付与されたＬＥＤ１〜ＬＥＤ５とは別に、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５による光の射出方向の分散範囲α１〜α５を含む範囲α０に光を照射する第２発光素子としてＬＥＤ０を含んでいる。
【００８０】
個々の投光部１２に付与された識別情報は、図１０に示したＬＥＤ０を、当該識別情報に従って点滅させることで示すことができる。また、図１０に含まれる５つのＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を識別するための情報は、例えば、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５のそれぞれを発光させる順序によって示してもよい。
【００８１】
図１１は、図１０に示した投光部１２を採用する場合に好適な方位検出装置１０の別実施形態を示している。なお、図１１に示した構成要素のうち、図８及び図１０に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００８２】
図１１に示した投光部１２−１は、図１０に示したＬＥＤ０〜ＬＥＤ５と、これらのＬＥＤ０〜ＬＥＤ５の点灯および消灯を制御する制御部１２１とともに、当該投光部１２−１に付与された識別情報を保持するＩＤ(IDentifier)保持部１２３を含んでいる。なお、図１１に示した方位検出装置１０に含まれるｎ個の投光部１２−１〜１２−ｎは、いずれも、上述した投光部１２−１と同様に、ＬＥＤ０〜ＬＥＤ５と、制御部１２１と、ＩＤ保持部１２３とを含んでいる。また、各投光部１２−１〜１２−ｎを総称する際には、単に、投光部１２と称する。同様に、ＬＥＤ０〜ＬＥＤ５を総称する際には、単にＬＥＤと称する。
【００８３】
制御部１２１は、例えば、ＩＤ保持部１２３に保持された識別情報に従ってＬＥＤ０を点滅させる制御と、指向性を有する光を射出するＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を順次に発光させる制御とを時分割で実行する。上述した制御を行う制御部１２１を有する投光部１２によれば、個々の投光部１２を示す識別情報と、当該投光部１２に含まれる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を識別する情報とを時分割で送信することができる。
【００８４】
図１２は、方位コードの送受信を説明する図である。図１２において、符号Ｃｏｒｄ０は、ＬＥＤ０の点滅パターンによって示される投光部１２に付与された識別情報を示している。また、図１２において、符号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は、それぞれＬＥＤ１，ＬＥＤ２，ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５が点灯している期間を示している。
【００８５】
図１２(Ａ)は、図１１に示した制御部１２１により、ＬＥＤ０とＬＥＤ１〜ＬＥＤ５との発光を制御することで、個々の投光部１２を示す識別情報と、当該投光部１２に含まれる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を識別する情報とを時分割で送信する様子を示している。
【００８６】
図１２(Ａ)の例では、ＬＥＤ０が、識別情報Ｃｏｒｄ０に従って点滅する期間と、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５が、所定の時間τずつ異なるタイミングで、上述した所定の時間τ以下の時間だけ発光する期間とが交互に現れている。なお、図１２(Ａ)の例において、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、投光部１２に含まれる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を識別する情報を送信する期間において、順次に、時間τずつ発光している。
【００８７】
また、図１２(Ｂ)，(Ｃ)は、図１１に示した受光部１３に、上述したＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の少なくとも一つによって射出された光が入射する場合に、受光部１３によって生成される電気信号の例を示している。なお、図１２(Ｂ)，(Ｃ)において、符号Ｃｏｒｄ０は、識別情報Ｃｏｒｄ０を示す電気信号を示している。また、符号ｔｓは、識別情報Ｃｏｒｄ０を示す電気信号の先頭から、指向性を持つＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の少なくとも一つからの光の入射に対応するパルス信号の立ち上がりまでの時間を示している。また、符号ｔｅは、識別情報Ｃｏｒｄ０を示す電気信号の先頭から、上述したパルス信号の立ち下がりまでの時間を示している
図１２(Ｂ)の例は、ＬＥＤ２によって射出された光が受光部１３に入射する場合に、上述した識別情報Ｃｏｒｄ０を示す電気信号ととともに、ＬＥＤ２に対応するタイミングでパルス信号Ｌ２が受光部１３によって生成されることを示している。つまり、図１２(Ｂ)の例は、ＬＥＤ２に対応して図１０に示した範囲α２と、図７において受光部１３について示した範囲γとが正対している場合に、受光部１３によって生成される電気信号の例である。
【００８８】
図１２(Ｂ)に示した例において、パルス信号の立ち上がりまでの時間ｔｓは、識別情報Ｃｏｒｄ０を示す電気信号の持続時間Ｔ０と、ＬＥＤ２に先立って発光するＬＥＤ１の発光時間τとの和(Ｔ０＋τ)に相当している。また、上述したパルス信号の立ち下がりまでの時間ｔｅは、当該パルス信号の立ち上がりまでの時間ｔｓと、ＬＥＤ２の発光時間の和(Ｔ０＋２τ)に相当している。
【００８９】
また、図１２(Ｃ)の例は、ＬＥＤ３，４によって射出された光がともに受光部１３に入射する場合に、受光部１３で得られる電気信号の例を示している。この場合に、受光部１３で得られる電気信号は、上述した識別情報Ｃｏｒｄ０を示す電気信号ととともに、ＬＥＤ３，４に対応するタイミングでパルス信号Ｌ３，Ｌ４を含んでいる。
【００９０】
図１２(Ｃ)に示した例において、パルス信号の立ち上がりまでの時間ｔｓは、識別情報Ｃｏｒｄ０を示す電気信号の持続時間Ｔ０と、ＬＥＤ３に先立って発光するＬＥＤ１の発光時間τ及びＬＥＤ２の発光時間τとの和(Ｔ０＋２τ)に相当している。また、上述したパルス信号の立ち下がりまでの時間ｔｅは、当該パルス信号の立ち上がりまでの時間ｔｓと、ＬＥＤ３の発光時間τおよびＬＥＤ４の発光時間τの合計(Ｔ０＋４τ)に相当している。
【００９１】
図１１に示した検出部１４は、図１２(Ｂ)，(Ｃ)に示したような電気信号に基づいて、受光部１３に入射する光の射出元であるＬＥＤを特定するために、抽出部１４５と判別部１４６を有する特定部１４２を含んでいる。
【００９２】
抽出部１４５は、信号処理部１４１から受け取ったデジタル信号から、上述したＬＥＤ０によって送出された識別情報Ｃｏｒｄ０を抽出する。また、抽出部１４５は、抽出した識別情報Ｃｏｒｄ０を、受光部１３に入射した光を射出したＬＥＤを含む投光部１２を示す情報として、設定部１５に渡す。
【００９３】
一方、判別部１４６は、まず、抽出部１４５によって抽出された識別情報Ｃｏｒｄ０の先頭からパルス信号の立ち上がりまでの時間ｔｓと立ち下がりまでの時間ｔｅとをそれぞれ計測する。また、判別部１４６は、計測によって得られた時間ｔｓ，ｔｅに基づいて、受光部１３に入射した光を射出したＬＥＤについて、当該ＬＥＤを含む投光部１２における発光順を特定することで、当該ＬＥＤを判別する。
【００９４】
判別部１４６は、例えば、計測によって得られた時間ｔｓと上述した時間Ｔ０との差分と発光時間τとを比べることにより、受光部１３に入射した光を射出したＬＥＤのうち、早い発光順が与えられた方のＬＥＤに対応する発光順を特定してもよい。また、判別部１４６は、計測で得られた時間ｔｅと時間ｔｓとの差分が発光時間τである場合に、時間ｔｓに基づいて特定したＬＥＤの発光順を示す情報を、特定部１４２による特定結果として出力する。一方、判別部１４６は、計測で得られた時間ｔｅと時間ｔｓとの差分が発光時間τの２倍である場合に、判別部１４６は、２つのＬＥＤによって射出された光が受光部１３に到達していると判断する。この場合に、判別部１４６は、時間ｔｓに基づいて特定したＬＥＤの発光順を示す情報とともに、当該発光順に次に当たる発光順を示す情報を、特定部１４２による特定結果として出力する。
【００９５】
例えば、図１２(Ｂ)に示した例では、パルス信号の立ち上がりまでの時間ｔｓと時間Ｔ０との差分が発光時間τに相当することから、受光部１３に到達した光の光源は、投光部１２において２番目に発光するＬＥＤ２であることが分かる。この場合に、判別部１４６は、ＬＥＤ２の発光順「２」を示す情報を、人物Ｐの頭部方向に正対する方向に存在する第１発光素子を示す情報として、図１１に示した設定部１５に渡す。
【００９６】
一方、図１２(Ｃ)に示した例では、パルス信号の立ち上がりまでの時間ｔｓと時間Ｔ０との差分が発光時間τの２倍に相当することから、受光部１３に到達した光の光源の一つは、投光部１２において３番目に発光するＬＥＤ３であることが分かる。また、パルス信号の立ち上がりまでの時間ｔｓと立ち下がりまでの時間ｔｅとの差分が発光時間τの２倍に相当することから、上述したＬＥＤ３に続いて発光するＬＥＤ４によって射出された光も受光部１３に到達していることが分かる。この場合に、判別部１４６は、ＬＥＤ３の発光順「３」を示す情報とともにＬＥＤ４の発光順「４」を示す情報を、人物Ｐの頭部方向に正対する方向に存在する第１発光素子を示す情報として設定部１５に渡す。
【００９７】
図１１に示した設定部１５は、方位特定部１５３と、ＩＤテーブル１５４とを含んでいる。ＩＤテーブル１５４は、各投光部１２に付与された識別情報に対応して、当該投光部１２に含まれるＬＥＤ１〜ＬＥＤ５のそれぞれによる光の射出方向を示す方位コードを保持している。方位特定部１５３は、上述した抽出部１４５で得られた識別情報Ｃｏｒｄ０と判別部１４６で得られた発光順とに基づいて、ＩＤテーブル１５４を参照することにより、受光部１３に入射した光の射出元のＬＥＤによる光の射出方向を示す方位コードを取得する。
【００９８】
上述したように、受光部１３に入射した光の射出元のＬＥＤによる光の射出方向は、人物Ｐの頭部方向を示している。したがって、判別部１４６によって、唯一つのＬＥＤを示す発光順が特定されている場合に、方位特定部１５３がＩＤテーブル１５４を参照することで取得した方位コードは、人物の頭部方向を示している。
【００９９】
一方、方位特定部１５３は、判別部１４６から２つの発光順を示す情報を受け取った場合に、これらの発光順に対応してＩＤテーブル１５４から取得した２つの方位コードに基づいて、人物Ｐの頭部方向を示す方位を算出してもよい。なお、２つの方位コードから人物Ｐの頭部方向を示す方位を算出する手法は、図８に示した算出部１５２について説明した手法と同様である。
【０１００】
図１０に示した投光部１２によれば、指向性を有するＬＥＤ１〜ＬＥＤ５をそれぞれに対応する方位コードに従って点滅させる場合に比べて、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を点灯させる時間を削減することができる。これにより、個々の投光部１２の省電力化を図るとともに、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の消耗を抑制することができる。また、ＬＥＤ０による識別情報の送信とＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を順次に発光させる操作とを、所定の時間おきに実行させることにより、投光部１２による消費電力を更に低減してもよい。
【０１０１】
また、図１０に示した投光部１２によれば、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５をそれぞれに対応する方位コードに従って点滅させる場合に比べて、短い時間で、受光部１３に正対している指向性を有するＬＥＤを特定する情報を伝達することが可能である。したがって、人物Ｐの頭部の回転が速い場合にも、人物Ｐの頭部方向と投光部１２に含まれるＬＥＤ１〜ＬＥＤ５のいずれかによる光の射出方向とが正対したタイミングで、受光部１３に正対しているＬＥＤを特定することができる。これにより、人物Ｐの動きの速度にかかわらず、図１１に示した設定部１５により、追跡部１１で得られる追跡結果のリセットを高い確度で行うことができるので、方位検出装置１０の精度を高く維持することが可能である。
【０１０２】
ところで、本件開示の方位検出装置１０の用途として、水平面における位置で特定される物体に関する情報を提供するためのシステムを考えると、人物Ｐの頭部の左右への回転に対応する人物Ｐの頭部方向の回転成分ついては高い検出精度を有することが望ましい。その一方、上述した用途においては、人物Ｐの頭部方向の仰角成分あるいは俯角成分は物体の特定に寄与しないので、方位検出装置１０は、人物Ｐの頭部方向の仰角成分あるいは俯角成分について分解能を持たずに、同一視してもよい。
【０１０３】
次に、上述した用途に適用される方位検出装置１０において好適な投光部１２について、図１３及び図１４を用いて説明する。
【０１０４】
図１３は、投光部１２の別実施形態を示している。なお、図１３に示した構成要素のうち、図４に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【０１０５】
図１３(Ａ)は、投光部１２に含まれる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５と、これらのＬＥＤ１〜ＬＥＤ５による光の射出方向を制限する遮蔽板Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５との水平面上での配置を示している。
【０１０６】
図１３(Ｂ)は、ＬＥＤ３による光の射出方向Ｚｅ３から見た投光部１２の正面図を示している。図１３(Ｂ)において、符号α３は、図１３(Ａ)に示したＬＥＤ３によって射出される光が分散する範囲を示している。
【０１０７】
図１３(Ｂ)から分かるように、ＬＥＤ３によって射出される光は、ＬＥＤ３の両側に配置された遮蔽板Ｓ２，Ｓ３によって水平方向への広がりが狭い範囲に制限される一方、鉛直方向には広い範囲に拡散する。つまり、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を互いに隔てるように遮蔽板Ｓ０〜Ｓ５を配置することにより、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５に対して、水平方向について鉛直方向よりも高い指向性を付与することができる。
【０１０８】
したがって、図１３に示した投光部１２によれば、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５による光を、水平方向に狭く、鉛直方向に大きく広がる範囲に射出させることができる。これにより、投光部１２からの光が、図８に示した受光部１３に入射する可能性を高くすることが可能である。更に、図１３に示した投光部１２からの光を、図６、図７に示した受光部１３を用いて検出すれば、人物Ｐの頭部方向の仰角成分にかかわらず、人物Ｐの頭部方向の回転成分と投光部１２のＬＥＤのいずれかによる光の射出方向の正対を検出することが可能である。
【０１０９】
なお、図１３に示した投光部１２は、図４に示した投光部１２との置き換えが可能である。したがって、図１３に示した投光部１２に含まれる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の点滅を、図８に示した制御部１２１によって制御することで、これらのＬＥＤ１〜ＬＥＤ５に対応する方位コードを送出してもよい。
【０１１０】
図１３に示した投光部１２に含まれる各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５に対応する方位コードは、図４に示した投光部１２と同様に、各方位コードに従って対応するＬＥＤを順次に点滅させることで送信してもよい。また、図１４に示すように、隣接するＬＥＤについて、交互に方位コードに従って点滅させる制御を行ってもよい。
【０１１１】
図１４は、方位コードの送受信を説明する図である。図１４において、符号Ｃｏｒｄ１，Ｃｏｒｄ２，Ｃｏｒｄ３，Ｃｏｒｄ４，Ｃｏｒｄ５のそれぞれは、図１３に示したＬＥＤ１、ＬＥＤ２，ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５に対応する方位コードを示している。
【０１１２】
図１４(Ａ)〜図１４(Ｅ)は、図１３に示した各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５が時分割で点滅することにより、それぞれに対応する方位コードＣｏｒｄ１，Ｃｏｒｄ２，Ｃｏｒｄ３，Ｃｏｒｄ４，Ｃｏｒｄ５を送信する様子を示している。図１４の例は、図８に示した制御部１２１が、５つのＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を、ＬＥＤ１，ＬＥＤ３，ＬＥＤ５を含むグループ１と、ＬＥＤ２，ＬＥＤ４を含むグループ２とに分けて制御する場合を示している。
【０１１３】
また、図１４(Ｆ)，(Ｇ)は、受光部１３によって得られる電気信号の例を示している。図１４(Ｆ)の例は、グループ２に属するＬＥＤ２からの光が図８に示した受光部１３に入射したことにより、受光部１３により、上述した方位コードＣｏｒｄ２を示す電気信号が生成されることを示している。また、図１４(Ｇ)の例は、グループ１に属するＬＥＤ３からの光とグループ２に属するＬＥＤ４からの光の双方が受光部１３に入射したことにより、受光部１３により、方位コードＣｏｒｄ３，Ｃｏｒｄ４を示す電気信号が生成されることを示している。
【０１１４】
また、受光部１３で得られた電気信号に基づいて、図８に示した検出部１４の照合部１４３により、コードテーブル１４４に保持された方位コードとの照合処理を行うことにより、受光部１３に入射した光に対応するＬＥＤとその射出方向を特定することができる。
【０１１５】
図１３に示した投光部１２を含む方位検出装置１０によれば、図８に示した方位検出装置１０と同様に、受光部１３に入射した光に対応するＬＥＤによる光の射出方向を示す絶対的な方位を用いて、人物Ｐの頭部方向の追跡結果をリセットすることができる。
【０１１６】
上述したように、図１３に示した投光部１２によれば、各ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５による光を、水平方向に狭く、鉛直方向に大きく広がる範囲に射出させることにより、投光部１２からの光が、図８に示した受光部１３に入射する可能性を高くすることが可能である。つまり、人物Ｐが上向き気味であるかうつむき気味であるかにかかわらず、人物Ｐの頭部方向の水平面内での回転成分に基づいて、人物Ｐの頭部方向と投光部１２のＬＥＤのいずれかによる光の射出方向との正対を検出することができる。
【０１１７】
したがって、図１３に示した投光部１２を含む方位検出装置１０によれば、人物Ｐの頭部方向の回転成分と投光部１２のＬＥＤのいずれかによる光の射出方向とが正対する機会を逃さずに、慣性航法技術で得られる追跡結果を絶対的な角度を用いてリセットできる。これにより、方位検出装置１０が有する追跡部１１によって得られる追跡結果に、頻繁に絶対的な方位が設定されるので、方位検出装置１０による検出結果に含まれる誤差をより強力に抑制することができ、方位検出装置１０の検出精度の向上に有用である。
【０１１８】
ところで、本件開示の方位検出装置１０は、室内を移動する人物Ｐの絶対的な位置の特定に利用することも可能である。次に、本件開示の方位検出装置１０の適用例として、人物Ｐの位置を特定する手法を、図１５、図１６を用いて説明する。
【０１１９】
図１５は、方位検出装置１０の適用例を示している。なお、図１５に示した構成要素のうち、図１及び図５に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【０１２０】
図１５に示した部屋Ｃには、２つのアンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２が設置されている。アンカーユニットＡＵ１は、３つの投光部１２−１，１２−２，１２−３を含んでおり、一方、アンカーユニットＡＵ２は、別の３つの投光部１２−４，１２−５，１２−６を含んでいる。なお、アンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２に含まれている各投光部１２−１〜１２−６は、図４に示した投光部１２に示したと同様の構成を持っていてよいし、図８あるいは図１３に示した投光部１２と同様の構成を持っていてもよい。また、図１５に示した２つのアンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２の設置箇所の距離は、既知の値Ｄである。
【０１２１】
図１５に示した人物Ｐが頭部を回転させたことにより、頭部の方向がアンカーユニットＡＵ１の設置箇所に向かう方向Ｑ１である状態から、アンカーユニットＡＵ２の設置箇所に向かう方向Ｑ２に変化する場合を考える。
【０１２２】
この場合に、人物Ｐの頭部に装着された受光部１３を含む方位検出装置１０は、検出部１４による検出結果として、方向Ｑ１の方位を示す方位コードと、方向Ｑ２の方位を示す方位コードとを取得することができる。図１５の例では、方向Ｑ１の方位を示す方位コードとして、部屋Ｃの壁Ｗの方位を基準とする絶対的な方位φ１が得られ、また、方向Ｑ２の方位を示す方位コードとして、同じく壁Ｗの方位を基準とする絶対的な方位φ２が得られる。
【０１２３】
上述したようにして得られた絶対的な方位φ１及びφ２と、アンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２間の距離Ｄとに基づけば、幾何学的に人物Ｐの位置を求めることができる。つまり、図１５に示した方位検出装置１０によれば、人物Ｐが周囲を見回す動作を行った際などに、当該人物Ｐの絶対的な位置を特定することができる。
【０１２４】
なお、アンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２の設置場所は、図１５の例で示した部屋Ｃの隅に限られない。例えば、部屋Ｃの１つの隅を挟む２つの壁に、上述した隅からそれぞれ所定の距離Ｄ１，Ｄ２だけ離れた位置に、アンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２を設置してもよい。
【０１２５】
また、人物Ｐが周囲を見回す動作を利用する代わりに、人物Ｐに複数の受光部１３を装着させることで、複数のアンカーユニットからの光を同時に検出してもよい。
【０１２６】
図１６は、方位検出装置１０の別の適用例を示している。なお、図１６に示した構成要素のうち、図１、図５及び図１５に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【０１２７】
図１６に示した壁Ｗ１、Ｗ２には、それぞれアンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２が設置されている。アンカーユニットＡＵ１、ＡＵ２は、それぞれ図１３に示した投光部１２に相当する６つの投光部を含んでいる。なお、図１６において、アンカーユニットＡＵ１、ＡＵ２に含まれる各投光部を示す符号は図示を省略した。また、図１６に示した符号Ｄ１は、壁Ｗ１，Ｗ２が交わる箇所からアンカーユニットＡＵ１の設置箇所までの距離を示している。同様に、図１６に示した符号Ｄ２は、壁Ｗ１，Ｗ２が交わる箇所からアンカーユニットＡＵ２の設置箇所までの距離を示している。
【０１２８】
図１６に示した方位検出装置１０は、人物Ｐの頭部の左右両側に装着された２つの受光部１３−Ｌ，１３−Ｒを含んでいる。図１６の例において、受光部１３−Ｌは、人物Ｐの頭部方向に対して反時計回りに角θＬだけ傾けて装着されており、受光部１３−Ｒは、人物Ｐの頭部方向に対して時計回りに角θＲだけ傾けて装着されている。
【０１２９】
図１６に示した人物Ｐが、上述した壁Ｗ１，Ｗ２が交わる箇所の付近へ頭部を向けたときに、アンカーユニットＡＵ１からの光とアンカーユニットＡＵ２からの光が、同時に受光部１３−Ｒと受光部１３−Ｌとにそれぞれ到達する。
【０１３０】
この場合に、受光部１３−Ｒで得られる電気信号に基づいて、検出部１４は、受光部１３−Ｒに入射した光に対応する方位コードを取得する。また、同時に、検出部１４は、受光部１３−Ｌで得られる電気信号に基づいて、受光部１３−Ｌに入射した光に対応する方位コードを取得する。図１６の例では、検出部１４は、受光部１３−Ｒに入射した光に対応する方位コードとして、上述した壁Ｗ１の方位を基準とする絶対的な方位φ１を取得する。また、検出部１４は、受光部１３−Ｌに入射した光に対応する方位コードとして、壁Ｗ１に直交する壁Ｗ２の方位を基準とする絶対的な方位φ２を取得する。
【０１３１】
上述したように、壁Ｗ１，Ｗ２が交わる箇所からアンカーユニットＡＵ１、ＡＵ２の設置箇所までの距離Ｄ１，Ｄ２と、図１６に示した角θＲ及び角θＬは既知である。したがって、検出部１４で得られた方位φ１、φ２に基づいて、幾何学的な手法により、人物Ｐの位置を求めることが可能である。また、図１５を用いて説明したように、人物Ｐが周囲を見回したときなどに、受光部１３−Ｒ，１３−Ｌの少なくとも一方に入射した光に対応する方位コードに基づいて、人物Ｐの位置を特定する処理を行うことも可能である。
【０１３２】
また、本件開示の方位検出装置１０を用いれば、例えば、展示会場などにおいて、出展されている複数の展示ブースのうち、人物の頭部方向に存在する展示ブースに関する情報を当該人物に提供するサービスを実現することが可能である。以下、本件開示の方位検出装置１０を含む情報提供システムについて説明する。
【０１３３】
図１７は、情報提供システムの実施形態を示している。なお、図１７に示した構成要素のうち、図１５に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【０１３４】
図１７に示した符号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、展示会場Ｈの内部に設置された展示ブースをそれぞれ示している。また、符号ＵＥは、人物Ｐが所持している携帯端末装置を示している。携帯端末装置ＵＥは、無線ＬＡＮ(Local Area Network)などのネットワークＮＷを介してコンピュータ装置２０に接続されている。
【０１３５】
図１７に示した方位検出装置１０は、例えば、人物Ｐの頭部に装着されたヘッドセット３０と、上述した携帯端末装置ＵＥと、展示会場Ｈに予め設置されている少なくとも一つのアンカーユニットＡＵとを含んでいる。なお、図１７の例では、展示会場Ｈ内に２つのアンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２が設置されている場合を示した。
【０１３６】
図１７に示したコンピュータ装置２０は、上述した展示ブースＢ１〜Ｂ４に関する情報を内部に蓄積しており、上述したネットワークＮＷを介して、人物Ｐの携帯端末装置ＵＥに各展示ブースＢ１〜Ｂ４に関する情報を提供する機能を持っている。
【０１３７】
図１８は、方位検出装置１０を含む情報提供システムのハードウェア構成例を示している。なお、図１８に示した構成要素のうち、図１７に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【０１３８】
図１８の例では、方位検出装置１０に含まれるヘッドセット３０を、人物Ｐの眼鏡のつる部分に装着することにより、ヘッドセット３０に含まれる受光部１３の光軸方向を、人物Ｐの頭部方向に一致させる調整を容易にしている。上述したように、図６、図７に示した受光部１３は、眼鏡のつる部分に装着できる程度に小型化することが可能である。なお、ヘッドセット３０及び携帯端末装置ＵＥについては、図１９を用いて説明する。
【０１３９】
図１８に示したコンピュータ装置２０は、プロセッサ２１と、メモリ２２と、ハードディスク装置２３と、ネットワークインタフェース２４と、光学ドライブ２５とを含んでいる。図１８に例示したプロセッサ２１と、メモリ２２と、ハードディスク装置２３と、ネットワークインタフェース２４と、光学ドライブ装置２５とは、バスを介して互いに接続されている。
【０１４０】
上述した光学ドライブ装置２５は、光ディスクなどのリムーバブルディスク２６を装着可能であり、装着したリムーバブルディスク２６に記録された情報の読出および記録を行う。
【０１４１】
また、コンピュータ装置２０は、ネットワークインタフェース２４およびネットワークＮＷを介して、人物Ｐの携帯端末装置ＵＥとの間で情報を授受する機能を有している。また、コンピュータ装置２０は、同じく、ネットワークインタフェース２４およびネットワークＮＷを介して、方位検出装置１０に含まれるアンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２に接続されていてもよい。
【０１４２】
上述したメモリ２２は、コンピュータ装置２０のオペレーティングシステムとともに、プロセッサ２１が、人物Ｐに図１８に示した展示ブースＢ１〜Ｂ４に関して情報提供を行う処理を実行するためのアプリケーションプログラムを格納している。なお、情報提供処理を実行するためのアプリケーションプログラムは、例えば、光ディスクなどのリムーバブルディスク２６に記録して頒布することができる。そして、このリムーバブルディスク２７を光学ドライブ装置２５に装着して読み込み処理を行うことにより、情報提供処理を実行するためのアプリケーションプログラムを、メモリ２２およびハードディスク装置２３に格納させてもよい。また、ネットワークインタフェース２４を介して、情報提供処理を実行するためのアプリケーションプログラムをメモリ２２およびハードディスク装置２３に読み込ませることもできる。
【０１４３】
また、コンピュータ装置２０のメモリ２２あるいはハードディスク装置２３は、各展示ブースＢ１〜Ｂ４の展示会場Ｈにおける配置を示す情報と個々の展示ブースＢ１〜Ｂ４の展示内容に関する情報とを保持していることが望ましい。
【０１４４】
図１９は、携帯端末装置ＵＥ及びヘッドセット３０のハードウェア構成例を示している。なお、図１９に示した構成要素のうち、図１及び図１７に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【０１４５】
図１９に示したヘッドセット３０は、プロセッサ３１と、メモリ３２と、センサインタフェース３３と、無線通信インタフェース３４とを含んでいる。プロセッサ３１と、メモリ３２と、センサインタフェース３３および無線通信インタフェース３４とは、バスを介して互いに接続されている。また、プロセッサ３１は、センサインタフェース３３を介して、受光部１３及び角速度センサＳａによる計測結果を示す情報を受け取ることができる。
【０１４６】
図１９に示した角速度センサＳａは、例えば、人物Ｐの頭部の鉛直軸を中心とする回転運動について角速度を検出し、検出した角速度を示す角速度データを、センサインタフェース３３を介してプロセッサ３１に渡す。また、センサインタフェース３３は、受光部１３で得られた電気信号からデジタルデータを生成し、生成したデジタルデータをプロセッサ３１に渡す機能を有している。
【０１４７】
ヘッドセット３０に含まれているメモリ３２は、センサインタフェース３３を介して角速度センサＳａ及び受光部１３で得られた情報を収集する処理のためのプログラムを格納している。計測結果を収集する処理のためのプログラムは、例えば、受光部１３で得られた電気信号に応じてセンサインタフェース部３３で生成されたデジタルデータから、上述した方位コードを検出する処理のためのプログラムを含んでいてもよい。また、方位コードを検出する処理のためのプログラムとともに、メモリ３２に、図８に示したコードテーブル１４４に相当する情報を格納してもよい。この場合に、メモリ３２に格納されたプログラムに従って、プロセッサ３１が、方位コードを検出する処理を行うことにより、図８に示した特定部１４２の機能を実現することができる。また、メモリ３２は、更に、収集した情報を無線通信インタフェース３４により、携帯端末装置ＵＥに伝送する処理のためのプログラムを格納している。
【０１４８】
図１９に示した携帯端末装置ＵＥは、プロセッサ４１と、メモリ４２と、無線通信インタフェース４３と、ネットワークインタフェース４４と、表示制御部４５と、液晶表示部４６とを含んでいる。また、携帯端末装置ＵＥは、更に、音声処理部４７及びスピーカＳＰと、加速度センサ４８と、センサインタフェース４９とを含んでいる。
【０１４９】
プロセッサ４１と、メモリ４２と、無線通信インタフェース４３と、ネットワークインタフェース４４と、表示制御部４５と、音声処理部４７と、センサインタフェース４９とは、互いにバスを介して接続されている。また、プロセッサ４１は、ネットワークインタフェース４４を介して、上述したネットワークＮＷに接続されており、ネットワークＮＷを介して、例えば、図１８に示したコンピュータ装置２０と情報の授受を行うことができる。また、プロセッサ４１は、無線通信インタフェース４３を介して上述したヘッドセット３０に接続されており、当該ヘッドセット３０からの情報を受信することができる。
【０１５０】
携帯端末装置ＵＥに含まれているメモリ４２は、携帯端末装置ＵＥのオペレーティングシステムに加えて、携帯端末装置ＵＥを本件開示の方位検出装置１０の一部として動作させるための第１アプリケーションプログラムを格納している。第１アプリケーションプログラムは、例えば、上述したコンピュータ装置２０により、ネットワークインタフェース２４及びネットワークＮＷを介して、携帯端末装置ＵＥのメモリ４２に格納させることもできる。
【０１５１】
上述した第１アプリケーションプログラムは、ヘッドセット３０から渡される情報に含まれる角速度データに基づいて、人物Ｐの頭部方向を追跡する処理のためのプログラムを含んでいる。したがって、人物Ｐの頭部方向を追跡する処理のためのプログラムをプロセッサ４１が実行することにより、図８に示した追跡部１１の機能を実現することができる。また、上述した第１アプリケーションプログラムは、ヘッドセット３０から渡される情報に方位コードが含まれる場合に、当該方位コードを用いて、人物Ｐの頭部方向についての追跡結果をリセットする処理のためのプログラムを含んでいる。プロセッサ４１が、人物Ｐの頭部方向についての追跡結果をリセットする処理のためのプログラムを実行することにより、図８に示した設定部１５の機能を実現することができる。なお、以下の説明では、慣性航法技術を用いた頭部方向の追跡処理と、当該追跡処理で得られた追跡結果をヘッドセット３０からの情報に含まれる方位コードに基づいてリセットする処理とを合わせた第１アプリケーションプログラムの処理を、方位検出処理と称する。
【０１５２】
更に、メモリ４２は、図１８に示したコンピュータ装置２０からネットワークＮＷを介して受け取った情報を、音声処理部４７及び表示制御部４５を介して人物Ｐに提供する処理のための第２アプリケーションプログラムを格納している。
【０１５３】
以下に、図１７、図１８に示した情報提供システムにより、本件開示の方位検出装置１０で得られた人物Ｐの頭部方向に基づいて、展示ブースＢ１〜Ｂ４に関する情報を提供する手法について説明する。
【０１５４】
図２０は、情報提供処理のフローチャートの一例を示している。図２０に示したステップ３０１〜ステップ３０７の各処理は、情報提供処理のためのアプリケーションプログラムに含まれる処理の一例である。図２０に示したステップ３０１〜ステップ３０７の各処理は、コンピュータ装置２０のプロセッサ２１によって実行される。
【０１５５】
プロセッサ２１は、例えば、人物Ｐが所持している携帯端末装置ＵＥからの無線信号などに基づいて、図１７に示した展示会場Ｈ内に人物Ｐが進入したことを検出したときに、情報提供処理を開始してもよい。
【０１５６】
まず、プロセッサ２１は、図１８に示したネットワークインタフェース２４を介して、携帯端末装置ＵＥに対して、人物Ｐの位置及び頭部方向の追跡処理を開始させる(ステップ３０１)。プロセッサ２１は、例えば、携帯端末装置ＵＥに対して、上述した第１アプリケーションプログラムの実行を指示すればよい。また、ステップ３０１の過程で、プロセッサ２１は、人物Ｐの位置の初期値及び頭部方向の初期値を携帯端末装置ＵＥに送信し、位置及び頭部方向の追跡処理について初期値を設定してもよい。プロセッサ２１は、例えば、展示会場Ｈの入り口を示す位置情報を、第２アプリケーションプログラムによる位置追跡処理の初期値として、携帯端末装置ＵＥに渡してもよい。また、プロセッサ２１は、例えば、人物Ｐの頭部方向の初期値として、上述した入り口から展示会場Ｈの内部に進入する方向を示す情報を、携帯端末装置ＵＥに渡してもよい。
【０１５７】
携帯端末装置ＵＥは、ステップ３０１の過程でプロセッサ２１から受け取った初期値に基づいて、人物Ｐの位置についての追跡処理及び人物Ｐの頭部方向を示す方位を検出する処理を開始する。
【０１５８】
プロセッサ２１は、携帯端末装置ＵＥから、人物Ｐの位置についての追跡処理の実行結果として人物Ｐの現在位置を示す情報を取得する(ステップ３０２)。また、プロセッサ２１は、携帯端末ＵＥから、人物Ｐの頭部方向を示す方位を検出する処理の実行結果として人物Ｐの現在の頭部方向を示す情報を取得する(ステップ３０３)。なお、プロセッサ２１は、ステップ３０２の処理とステップ３０３の処理とを逆の順番で実行してもよい。
【０１５９】
ここで、人物Ｐの頭部方向を示す方位を検出する処理について、図２１および図２２を用いて説明する。
【０１６０】
図２１は、頭部方向を示す方位を検出する処理のフローチャートの一例を示している。図２１に示したステップ３１１〜ステップ３１７の各処理は、頭部方向を示す方位を検出する処理のためのアプリケーションプログラムに含まれる処理の一例である。図２１に示したステップ３１１の処理は、図１９に示したヘッドセット３０のプロセッサ３１によって実行される。また、ステップ３１２〜ステップ３１７の各処理は、携帯端末装置ＵＥのプロセッサ４１によって実行される。
【０１６１】
また、図２１に示したステップ３１４及びステップ３１５の処理は、従来と同様の慣性航法技術によって、人物Ｐの頭部方向を追跡する処理の例である。図２１に示したフローチャートは、慣性航法技術による頭部方向の追跡処理に先立って、本件開示の方位検出装置１０により、追跡処理の基準を設定する例を示している。
【０１６２】
まず、ステップ３１１において、ヘッドセット３０のプロセッサ３１は、図２２に示すようにして、図１７に示したアンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２に含まれる投光部１２の中から、人物Ｐの頭部方向に正対する投光部１２を検出する。
【０１６３】
図２２は、正対する投光部を検出する処理のフローチャートの一例を示している。図２２に示したステップ３２１〜ステップ３２８の各処理は、メモリ３２に格納されたプログラムに含まれる処理の一例である。図２２に示したステップ３２１〜ステップ３２８の各処理は、ヘッドセット３０のプロセッサ３１によって実行される。
【０１６４】
まず、プロセッサ３１は、図１９に示したセンサインタフェース３３を介して受光部１３によって出力される電気信号をデジタル化することで得られた出力信号を取得する（ステップ３２１）。
【０１６５】
次いで、プロセッサ３１は、ステップ３２１で取得した出力信号とメモリ３２に設けられたコードテーブル１４４に含まれる各ビットパターンとを照合することで、頭部方向に正対する投光部１２を示す方位コードを検出する(ステップ３２２)。このように、プロセッサ３１が、ステップ３２２の処理を実行することにより、図８に示した特定部１４２の機能を実現してもよい。
【０１６６】
ステップ３２２の処理において、出力信号と一致する方位コードが見つかった場合に、プロセッサ３１は、方位コードを検出したと判断し、ステップ３２３の肯定判定ルートに進む。
【０１６７】
ステップ３２３の肯定判定ルートにおいて、プロセッサ３１は、まず、検出した方位コードが一つであるか否かを判定する(ステップ３２４)。
【０１６８】
ステップ３２２の処理で検出した方位コードが一つである場合に、プロセッサ３１は、ステップ３２４の肯定判定ルートに従って、ステップ３２５に進む。ステップ３２５において、プロセッサ３１は、ステップ３２２の処理で検出した方位コードに基づいて、人物Ｐの頭部方向に正対している投光部１２の方位を示す第１方位を特定する。
【０１６９】
また、ステップ３２２の処理で検出した方位コードが二つである場合に、プロセッサ３１は、ステップ３２４の否定判定ルートに従って、ステップ３２６に進む。ステップ３２６において、プロセッサ３１は、ステップ３２２の処理で検出した２つの方位コードに基づいて第１方位を算出する。プロセッサ３１は、例えば、２つの方位コードで示される方位を示す角度の平均値を求め、得られた平均値を第１方位としてもよい。このように、プロセッサ３１が、ステップ３２４の否定判定ルートにおいて、ステップ３２６の処理を実行することにより、図８に示した判定部１５１及び算出部１５２の機能を実現してもよい。
【０１７０】
ステップ３２４の肯定判定ルートと否定判定ルートとは、ステップ３２７において合流する。プロセッサ３１は、上述したステップ３２５あるいはステップ３２６で得られた第１方位を示す情報を、無線通信インタフェース３４を介して携帯端末装置ＵＥに送信する(ステップ３２７)。
【０１７１】
一方、ステップ３２２の処理において、出力信号と一致する方位コードが見つからなかった場合に、プロセッサ３１は、ステップ３２３の否定判定ルートに従ってステップ３２８の処理に進む。ステップ３２８において、プロセッサ３１は、正対する投光部を検出する処理が失敗した旨を、無線通信インタフェース３４を介して携帯端末装置ＵＥに送信する。
【０１７２】
上述した処理をプロセッサ３１が実行することにより、ヘッドセット３０を装着した人物Ｐの頭部方向に正対する投光部１２を示す方位コードを特定する情報を、図２１のステップ３１１の処理結果として携帯端末装置ＵＥに渡すことができる。
【０１７３】
ヘッドセット３０から受け取った情報に基づいて、携帯端末装置ＵＥのプロセッサ４１は、まず、人物Ｐの頭部方向に正対する投光部１２の検出が成功したか否かを判定する(ステップ３１２)。
【０１７４】
ステップ３１１の処理結果として、第１方位が得られた場合に、プロセッサ４１は、ステップ３１２の肯定判定ルートに従ってステップ３１３の処理を実行する。ステップ３１３において、プロセッサ４１は、慣性航法技術によってそれまでに得られた頭部方向の追跡結果にかかわらず、人物Ｐの頭部方向を示す方位として第１方位を設定する。つまり、プロセッサ４１は、角速度データに基づく慣性航法で得られる頭部方向の追跡結果を、第１方位によってリセットし、この第１方位を以降の追跡処理の基準とする。このように、プロセッサ４１が、ステップ３１２の肯定判定に応じて、ステップ３１３の処理を実行することにより、図１に示した設定部１５の機能を実現してもよい。
【０１７５】
一方、ステップ３１１の処理結果として得られた情報に第１方位が含まれていない場合に、プロセッサ４１は、ステップ３１２の否定判定ルートに従って、上述したステップ３１３をスキップする。
【０１７６】
ステップ３１２の肯定判定ルートと否定判定ルートとは、ステップ３１４において合流し、プロセッサ４１は、ステップ３１４及びステップ３１５において、慣性航法による頭部方向の追跡処理を実行する。まず、プロセッサ４１は、無線通信インタフェース４４を介して、ヘッドセット３０に含まれている角速度センサＳａで得られた角速度データを取得する(ステップ３１４)。次いで、プロセッサ４１は、ステップ３１４で取得した角速度データに基づいて、直前に得られた追跡結果からの変化分を算出し、算出した変化分を直前の追跡結果に加算することで、現在の人物Ｐの頭部方向を示す新たな追跡結果を求める(ステップ３１５)。
【０１７７】
プロセッサ４１は、ステップ３１５の処理において、新たな追跡結果として得られた人物Ｐの頭部方向を示す情報を、ネットワークインタフェース４４を介してコンピュータ装置２０に送信する(ステップ３１６)。プロセッサ４１は、コンピュータ装置２０から人物Ｐの頭部方向を示す情報の送信を要求された場合に、それまでの追跡処理で得られた最新の追跡処理結果を示す情報を、ネットワークインタフェース４４を介してコンピュータ装置２０に送信してもよい。
【０１７８】
このようにして、プロセッサ４１が、ステップ３１５の処理を実行することにより、図２０に示したステップ３０３の処理結果として、人物Ｐの頭部方向を示す情報をコンピュータ装置２０に渡すことができる。
【０１７９】
なお、携帯端末装置ＵＥのプロセッサ４１は、上述したステップ３１１〜ステップ３１６の処理を、ステップ３１７の処理において、追跡を終了すると判定されるまで繰り返して実行してもよい。なお、プロセッサ４１は、例えば、人物Ｐによる操作により、携帯端末装置ＵＥの電源がオフにされた場合や、コンピュータ装置２０との間の接続が解除された場合などに、人物Ｐの頭部方向を追跡する処理を終了すればよい。
【０１８０】
ここで、上述したステップ３１６において、携帯端末装置ＵＥからコンピュータ装置２０に渡される人物Ｐの頭部方向を示す方位は、従来の慣性航法技術で得られる追跡結果に比べて、高い精度を持っている。なぜなら、人物Ｐの頭部方向が、図１７に示したアンカーユニットＡＵ１，ＡＵ２のいずれかに含まれる投光部１２と正対するごとに、ステップ３１１〜ステップ３１３に示した処理により、慣性航法による追跡結果に蓄積された誤差がクリアされるからである。
【０１８１】
したがって、本件開示の方位検出装置１０を有する情報提供システムでは、コンピュータ装置２０は、人物Ｐの頭部方向を示す方位として、非常に信頼性の高い情報を取得することができる。
【０１８２】
コンピュータ装置２０のプロセッサ２１は、人物Ｐの現在位置と、人物Ｐの頭部方向を示す方位とに基づいて、人物Ｐの頭部方向に存在する展示ブースを特定する(ステップ３０４)。プロセッサ２１は、メモリ２２あるいはハードディスク装置２３から、図１７に示した展示ブースＢ１〜Ｂ４の配置を示す情報を取得し、取得した情報と人物Ｐの位置及び頭部方向とに基づいて、人物Ｐの頭部方向に存在する展示ブースを特定してもよい。
【０１８３】
次に、プロセッサ２１は、特定された展示ブースに対応する案内情報を作成する（ステップ３０５）。プロセッサ２１は、例えば、メモリ２２あるいはハードディスク装置２３から、特定された展示ブースに関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、人物Ｐに対して、当該展示ブースを紹介するための案内情報を作成してもよい。
【０１８４】
次いで、プロセッサ２１は、ネットワークインタフェース２４を介して、ステップ３０５の処理で作成した案内情報を人物Ｐの携帯端末装置ＵＥに送信するとともに、当該案内情報の提供を指示する(ステップ３０６)。例えば、プロセッサ２１は、ステップ３０６の過程で、携帯端末装置ＵＥに対して、上述した第２アプリケーションプログラムの実行を指示すればよい。この指示に応じて、携帯端末装置ＵＥのプロセッサ４１が第２アプリケーションプログラムを実行することにより、受信した案内情報を音声処理部４７及び表示制御部４５を介して人物Ｐに提供することができる。
【０１８５】
その後、プロセッサ２１は、ステップ３０７において、情報提供処理を継続するか否かを判定する。例えば、人物Ｐが展示会場Ｈの外部に出たことを検出した場合や、携帯端末装置ＵＥから情報提供の停止を要求された場合などに、プロセッサ２１は、情報提供処理の継続は不要と判断する。情報提供処理の継続は不要と判断した場合に、プロセッサ２１は、ステップ３０７の肯定判定ルートに従って、情報提供処理を終了する。その他の場合に、プロセッサ２１は、ステップ３０７の肯定判定ルートに従ってステップ３０２の処理に戻り、情報提供処理を継続する。
【０１８６】
このように、本件開示の方位検出装置１０を用いた情報提供システムによれば、展示会場Ｈ内での人物Ｐの位置及び頭部方向に基づいて、人物Ｐに頭部方向に存在する展示ブースに関する情報をタイムリーに提供するサービスを実現することが可能である。なお、上述した情報提供システムは、展示会場での案内情報の提供に限らず、アミューズメント施設や公共機関の施設内などにおける案内情報の提供などにも適用が可能である。
【０１８７】
以上の説明に関して、更に、以下の各項を開示する。
(付記１)  人物の頭部に装着され、前記頭部の回転運動を観測する角速度センサで得られる角速度に基づいて、前記人物の頭部方向を示す方位を追跡する追跡部と、
指向性を有する光を所定の方位に向けて射出する、室内に設置された投光部と、
前記人物の頭部に装着され、前記人物の頭部方向からの入射光に対して指向性を有し、前記入射光を電気信号に変換する受光部と、
前記受光部で得られる電気信号に基づいて、前記人物の頭部方向と前記投光部によって光が射出される方向である射出方向との正対を検出する検出部と、
前記投光部による光の射出方向と前記人物の頭部方向との正対が検出された場合に、前記投光部による光の射出方向に対応する第１方位を、前記追跡部による追跡で得られる前記人物の現在の頭部方向を示す方位として設定する設定部と
を備えたことを特徴とする方位検出装置。
(付記２)  付記１に記載の方位検出装置において、
前記投光部は、
互いに異なる所定の方位にそれぞれ光を射出させる複数の第１発光素子と、
前記複数の第１発光素子それぞれを互いに異なるパターンで点滅させる制御部とを有し、
前記検出部は、
前記受光部で得られる電気信号の時間的な変化に基づいて、前記複数の第１発光素子の中から、前記人物の頭部方向に正対する方向に存在する第１発光素子を特定する特定部を有し、
前記設定部は、前記特定部で特定された前記第１発光素子による光の射出方向を前記第１方位として、前記人物の現在の頭部方向を示す方位の設定を行う
ことを特徴とする方位検出装置。
(付記３)  付記２に記載の方位検出装置において、
前記投光部は、
前記複数の第１発光素子とは別に、前記複数の第１発光素子それぞれによる光の射出方向を含む範囲に光を射出する第２発光素子を備え、
前記制御部は、
前記投光部の識別情報を示すパターンで前記第２発光素子を点滅させる制御と、前記複数の第１発光素子のそれぞれを順に発光させる制御とを交互に実行し、
前記特定部は、
前記第２発光素子による光の点滅に対応して前記受光部で得られる電気信号の時間的な変化から、前記投光部の識別情報を抽出する抽出部と、
前記抽出部による前記識別情報の抽出完了から、前記複数の第１発光素子のいずれかの発光に伴う前記電気信号の変化までの経過時間に基づいて、前記人物の頭部方向に正対する方向に存在する第１発光素子を判別する判別部とを有する
ことを特徴とする方位検出装置。
(付記４)  付記３に記載の方位検出装置において、
前記制御部は、前記複数の第１発光素子それぞれに対して、所定の時間ずつ異なるタイミングで、前記所定の時間以下の時間だけ発光させる制御を行う
ことを特徴とする方位検出装置。
(付記５)  付記２に記載の方位検出装置において、
前記投光部は、更に、水平方向に隣接する前記第１発光素子の間にそれぞれ設けられた遮光板を有し、
前記制御部は、前記第１発光素子を一つおきに交互に発光させる制御を行い、
前記受光部は、
入射光の強度変化を反映した電気信号を生成する光電変換素子と、
前記光電変換素子光電変換素子の光の入射側に配置され、鉛直方向の長さに比べて水平方向の幅が小さい開口部を有するマスクと、
前記光電変換素子の受光面に垂直な光軸を有し、前記光軸を中心とする所定の範囲の角度で入射する光束を前記マスクの前記開口部に結像させ、前記所定の範囲を超える角度で入射する光束を前記マスクの前記開口部の外側に結像させる結像光学系とを有する
ことを特徴とする方位検出装置。
(付記６)  付記５に記載の方位検出装置において、
前記結像光学系は、水平方向に屈折力を持つレンズを有する
ことを特徴とする方位検出装置。
(付記７)  付記２に記載の方位検出装置において、
前記設定部は、前記特定部によって２つの前記第１発光素子が特定された場合に、当該２つの第１発光素子それぞれよる光の射出方向の中間の方向を示す方位を、前記人物の頭部方向と正対する前記第１方位として算出する算出部を有する
ことを特徴とする方位検出装置。
【符号の説明】
【０１８８】
１０…方位検出装置；１１…追跡部；１２…投光部；１３…受光部；１４…検出部；１５…設定部；１２１…制御部；１２２…方位テーブル；１３１…光電変換素子；１３２…マスク；１３３…リニアフレネルレンズ；１３４…スリット板；１４１…信号処理部；１４２…特定部；１４３…照合部；１４４…コードテーブル；１４５…抽出部；１４６…判別部；１５１…判定部；１５２…算出部；１５３…方位特定部；１５４…ＩＤ(IDentifier)テーブル；２０…コンピュータ装置；２１，３１，４１…プロセッサ；２２，３２，４２…メモリ；２３…ハードディスク装置；２４，４４…ネットワークインタフェース；２５…光学ドライブ；２６…リムーバブルディスク；３３，４９…センサインタフェース；３４，４３…無線通信インタフェース；４５…表示制御部；４６…液晶表示部；４７…音声処理部；４８…加速度センサ；Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５…遮蔽板；Ｓａ…角速度センサ；ＳＰ…スピーカ；ＡＵ…アンカーユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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