(57)【要約】【課題】空間内に存在する物品の配置を正確に測定することができる配置測定装置および配置測定方法を提供する。【解決手段】タグ１０には、このタグ１０が貼付される物品の形状に関する形状情報が記憶されている。計算部１３は、位置測定部１１により測定された所定の空間におけるタグ１０の位置に関する位置情報と、読み出し部１２により読み出されたタグ１０に記憶された形状情報とに基づいて、物品が実際に上記所定の空間上に置かれている位置、姿勢、他の物品との位置関係等の物品の配置を計算する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品に貼付され、前記物品の形状に関する情報を記憶したタグと、
所定の空間に配置された前記物品の前記タグの位置を測定する位置測定手段と、
前記タグに書き込まれた情報を読み出す読み出し手段と、
前記位置測定手段および前記読み出し手段が取得した情報に基づいて、前記所定の空間における前記物品の配置を計算する計算手段と
を備えることを特徴とする配置測定装置。
【請求項２】
前記タグには、前記物品に対する前記タグの貼付位置に関する情報がさらに記憶される
ことを特徴とする請求項１記載の配置測定装置。
【請求項３】
所定の空間に配置された物品に貼付され、前記物品の情報を記憶したタグの位置を測定する位置測定ステップと、
前記タグに記憶された情報を読み出す読み出しステップと、
前記位置測定ステップおよび前記読み出しステップで取得した情報に基づいて、前記所定の空間における前記物品の配置を計算する計算ステップと
を備えることを特徴とする配置測定方法。
【請求項４】
前記タグには、前記物品に対する前記タグの貼付位置に関する情報がさらに記憶される
ことを特徴とする請求項３記載の配置測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の空間内に存在する物品の配置を測定する配置測定装置および配置測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、所定の空間内に存在する物品の配置を測定する方法が各種提案されている。例えば、物品にタグを貼付し、このタグの位置を検出することにより物品の位置を測定する方法がある（例えば、非特許文献１参照。）。この方法では、固有の識別番号が付与された通信機能を有するタグを予め物品に貼付しておき、この物品が配置された空間を無線や超音波を用いるセンサによってそのタグを読み取ることにより、物品の位置を測定する。
【０００３】
また、空間内をカメラで撮影し、この画像データを分析することにより、物品の姿勢や物品間の位置関係を測定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法では、物品にタグを貼付するのではなく予め各部品を撮影して保存しておき、物品が配置された空間を撮影した画像データと保存しておいた各物品の画像データと比較することにより、その空間内における物品の配置を測定する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９５５６５号公報
【非特許文献１】Nissanka B. Priyantha, Anit Chakraborty, Hari Balakrishnan, “The Cricket Location-Support system,”, Proc. 6th ACM MOBICOM, Boston, MA, August 2000.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の方法では、次のような問題があった。まず、タグを用いる方法では、空間内における物品の位置を測定することはできるが、物品の姿勢や、例えば横に並べられている、上下に積まれている、一方が他方の中に入っているなどの複数の物品間の関係を検出することが困難であった。
【０００６】
また、画像データを分析する方法では、保存している画像データと異なる向きで物品が配置されている場合、空間内を撮影した画像データとの照合が難しくなり、精度が著しく下がるという問題がある。さらに、他の物品の影に隠れて画像として撮影されない位置に配置された物品については、位置を測定することができないという問題もある。
【０００７】
そこで、本願発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、空間内に存在する物品の配置をより正確に測定することができる配置測定装置および配置測定方法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】
上述したような課題を解決するために、本発明にかかる配置測定装置は、物品に貼付され、物品の形状に関する情報を記憶したタグと、所定の空間に配置された物品のタグの位置を測定する位置測定手段と、タグに書き込まれた情報を読み出す読み出し手段と、位置測定手段および読み出し手段が取得した情報に基づいて、所定の空間における物品の配置を計算する計算手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記配置測定装置において、タグには、物品に対するタグの貼付位置に関する情報がさらに記憶されるようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明にかかる配置測定方法は、所定の空間に配置された物品に貼付され、物品の情報を記憶したタグの位置を測定する位置測定ステップと、タグに記憶された情報を読み出す読み出しステップと、位置測定ステップおよび読み出しステップで取得した情報に基づいて、所定の空間における物品の配置を計算する計算ステップとを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記配置測定方法において、タグには、物品に対するタグの貼付位置に関する情報がさらに記憶されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、所定の空間内に存在する物品に貼付されたタグの位置を測定し、かつ、そのタグに記憶されている物品の形状に関する情報を読み出し、測定したタグの位置に関する情報と読み出した物品の形状に関する情報とに基づいて上記所定の空間内における物品の配置を測定することにより、物品の配置を正確に測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる配置測定装置の構成を示すブロック図である。本発明にかかる配置測定装置１は、物品に貼付されるタグ１０と、所定の空間内に存在する物品に貼付されたタグ１０の位置を測定する位置測定部１１と、所定の空間内に存在する物品に貼付されたタグ１０に記憶されている情報を読み出す読み出し部１２と、位置測定部１１および読み出し部１２が取得したタグ１０に関する情報からタグ１０が貼付された物品の配置を計算する計算部１３と、この計算部１３に用いられるデータや計算結果を記憶する記憶部１４とから構成される。
【００１４】
タグ１０は、少なくともデータを記憶する機能と、無線通信を行う機能とを有しており、各タグ固有の識別番号が付与されている。このタグ１０には、貼付される物品の三次元形状に関する情報（以下、「形状情報」と呼ぶ）が記憶されている。このようなタグ１０は、電磁誘導により駆動するＩＣチップを用いるものや、電源を内蔵または発電機能を有する小型の無線通信モジュールにデータ記憶チップを搭載したノードなどから構成される。
【００１５】
なお、タグ１０には、物品に対する貼付位置に関する情報（以下、「貼付位置情報」と呼ぶ）がさらに記憶されるようにしてもよい。これにより、物品のより詳細な配置を測定することが可能となる。
【００１６】
位置測定部１１は、無線、超音波、カメラ等を用いた公知の方法により、所定の空間内に存在するタグ１０の位置に関する情報（以下、「位置情報」と呼ぶ）を測定するものである。このような位置測定部１１は、図２に示すように、部屋、倉庫、店舗、広間など、タグ１０ａ〜１０ｃが貼付された物品Ａ〜Ｃが置かれている所定の空間内におけるタグ１０ａ〜１０ｃの位置情報ｑを測定し、計算部１３に送出する。
【００１７】
読み出し部１２は、無線通信等を用いた公知の方法により、タグ１０に記憶されている情報を読み出すものである。このような位置測定部１１は、図２に示すように、部屋、倉庫、店舗、広間など、タグ１０ａ〜１０ｃが貼付された物品Ａ〜Ｃが置かれている所定の空間におけるタグ１０ａ〜１０ｃに記憶されている形状情報ｐを読み出し、計算部１３に送出する。なお、読み出し部１２は、タグ１０に貼付位置情報ｇが記憶されている場合、この貼付位置情報ｇも読み出す。
【００１８】
計算部１３は、図２に示すように、位置測定部１１が測定した位置情報ｑおよび読み出し部１２がタグ１０から読み出した形状情報ｐに基づいて、所定の空間内におけるタグ１０が貼付された物品の配置を計算する。なお、計算部１３は、読み出し部１２からさらに貼付位置情報ｇを取得した場合、位置情報ｑ、形状情報ｐおよび貼付位置情報ｇに基づいて、所定の空間内におけるタグ１０が貼付された物品の配置を計算する。
【００１９】
記憶部１４は、計算部１３で用いられる位置情報ｑ、形状情報ｐ、貼付位置情報ｇ、計算部１３による計算結果などを記憶する。
【００２０】
このような配置測定装置１は、ＣＰＵ等の演算装置と、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の記憶装置と、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル等の外部から情報の入力を検出する入力装置と、通信装置等との情報の送受を行うＩ/Ｆ装置と、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)またはＦＥＤ(Field Emission Display)等の表示装置を備えたコンピュータまたはコントローラと、このコンピュータまたはコントローラにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、上述した位置測定部１１、読み出し部１２、計算部１３および記憶部１４が実現される。
【００２１】
次に、本実施の形態にかかる配置測定装置１の動作について説明する。まず、タグ１０には、このタグ１０が貼付される物品の形状情報が記憶される。この形状情報は、複数の三角形ｔの集合、すなわち三角ポリゴンに基づいて構成される。上記三角形ｔは、以下に示すように、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸から構成される直交座標系の三次元空間における頂点の座標として表される。
【００２２】
ｔ＝｛（ｘ1，ｙ1，ｚ1）、（ｘ2，ｙ2，ｚ2）、（ｘ3，ｙ3，ｚ3）｝
【００２３】
例えば、図３に示す物品Ａの三角形ｔ1は、｛（８，０，４），（８，０，０），（１，０，４）｝と表される。このような三角形ｔは、物品の形状にあわせて取得される。図３に示す直方体形状を有する物品Ａの場合は、１２枚の三角形ｔ1・・・ｔ12について測定され、これが形状情報ｐ＝｛ｔ1，・・・，ｔ12｝となる。なお、図３において、物体Ａの何れの頂点の座標も直交座標系の原点とが一致していないが、物体Ａの何れかの頂点の座標と上記原点とが一致するようにしてもよい。
【００２４】
このような形状情報ｐは、例えば、物品にレーザを照射し、この反射光から物品の三次元形状を測定したり、物品をカメラにより撮影し、この取り込み画像から物品の三次元形状を測定することにより取得し、公知の通信装置を介してタグ１０に記憶させるようにしてもよい。また、ユーザが物品の形状を測定し、公知の通信装置を介してタグ１０に記憶させるようにしてもよい。
【００２５】
なお、タグ１０には、形状情報ｐとともに貼付位置情報ｇも記憶させるようにしてもよい。この貼付位置情報ｇは、以下に示すように、形状情報ｐを取得した場合と同じ三次元空間における座標として取得する。
【００２６】
ｇ＝（ｘg，ｙg、ｚg）
【００２７】
例えば、図３に示すタグ１０の場合、貼付位置情報ｇは、（２，０，１）で表される。なお、図３において、矩形のタグ１０の左下の頂点の座標を貼付位置情報ｇとしたが、貼付位置情報ｇを取得するタグ１０上の位置はこれに限定されず、タグ１０の位置を特定することができる位置であるならば、適宜自由に設定することができる。
【００２８】
このような貼付位置情報ｇも形状情報と同等の方法により測定され、タグ１０に記憶される。
【００２９】
上述した形状情報ｐまたは形状情報ｐおよび貼付位置情報ｇのタグ１０への登録は、配置測定装置１により配置を測定する全ての物品について行われる。
【００３０】
次いで、位置測定部１１は、タグ１０が貼付された物品が存在する所定の空間に対して、その空間内におけるタグ１０の位置情報を取得する。ここで、位置測定部１１は、図４（ａ）に示すように、無線、超音波、カメラ等を用いて位置の測定を行う公知のセンサ１１ａを介して、タグ１０の位置情報ｑを取得する。例えば、無線によりタグ１０の位置情報ｑを取得する場合は、複数箇所に設けたセンサ１１ａから送出する電波や電磁波によって測定を行う。また、超音波によりタグ１０の位置情報ｑを取得する場合は、複数箇所に設けたセンサ１１ａから送出する超音波の遅延時間に基づいて測定を行う。また、カメラによりタグ１０の位置情報ｑを取得する場合は、カメラからなるセンサ１１ａにより所定の空間内を撮影し、この画像データを分析することにより測定を行う。このような方法により取得される位置情報ｑは、上記所定の空間内における座標（ｘq，ｙq、ｚq）で表される。
【００３１】
また、読み出し部１２は、所定の空間に存在する物品に貼付されたタグ１０に記憶されている情報を読み出す。ここで、読み出し部１２は、図４（ｂ）に示すように、無線等を用いてタグ１０に記憶されている情報を読み出すセンサ１２ａを介して、タグ１０から形状情報ｐ、または、形状情報ｐおよび貼付位置情報ｇを取得する。具体的には、例えば、複数箇所に設けたセンサ１２ａから送出する電波や電磁波によって測定を行う。
【００３２】
ここで、読み出し部１２は、タグ１０の姿勢に関する情報もタグ１０から取得するようにしてもよい。タグ１０には、予め姿勢に関する情報が記憶されるものも存在する。また、タグ１０に形状情報ｐを記憶させる際に、タグ１０の姿勢を検出することが可能な情報をタグ１０に記憶させるようにしてもよい。この場合、例えば、地磁気センサにより北などの任意の方角を記憶させたり、重力センサにより鉛直方向を記憶させることにより、タグ１０の姿勢を検出することが可能となる。また、タグ１０が複数の信号を出力するものから構成される場合、それらの信号が読み出し部１２に到達するまでの遅延時間からタグ１０の姿勢を検出するようにしてもよい。このように、タグ１０の姿勢に関する情報を取得することにより、例えば物品が天地逆に配置されるなど、物品の姿勢をより正確に測定することが可能となる。
【００３３】
上述したように測定した位置情報ｑと、タグ１０から読み出した形状情報ｐとは、計算部１３へ送出され、物品情報ｄ＝（ｑ、ｐ）としてそれぞれ関連づけられて、記憶部１４に一時的に格納される。なお、タグ１０に貼付位置情報ｇも記憶されている場合、位置情報ｑ、形状情報ｐおよび貼付位置情報ｇは、計算部１３に送出され、物品情報ｄ＝（ｑ、ｐ、ｇ）としてそれぞれ関連づけられて、記憶部１４に一時的に格納される。
【００３４】
上述した位置測定部１１および読み出し部１２による動作は、配置測定装置１により物品の配置を測定する所定の空間内にある全てのタグ１０が付与された物品について繰り返す。物品がｎ個存在する場合、記憶部１４に格納される物品情報ｄは、各物品毎にｄ１，ｄ２，ｄ３，・・・，ｄｎとなる。このような位置測定部１１および読み出し部１２による動作は、一定の時間間隔で定期的に行うようにしてもよく、ユーザの指示に基づいて行うようにしてもよい。
【００３５】
次いで、計算部１３は、記憶部１４に格納された物品情報ｄ１，ｄ２，ｄ３，・・・、ｄｎに基づいて、上記所定の空間内における物品の配置を計算する。具体的には、ｉ番目の物品情報をｄi＝（ｑi，ｐi）とすると、計算部１３は、位置情報ｑiにより特定される所定の空間内の座標に、形状情報ｐiに基づく例えば重心や任意の頂点など物品の任意の座標を置き換えることにより、物品が実際に上記所定の空間上に置かれている位置、姿勢、他の物品との位置関係等の物品の配置を計算する。
【００３６】
なお、物品情報ｄに貼付位置情報ｇが含まれる場合、計算部１３は、次のようにして上記所定の空間内における物品の配置を計算する。ｉ番目の物品情報をｄi＝（ｑi，ｐi，ｇi）とすると、計算部１３は、位置情報ｑiと貼付位置情報ｇiとに基づいて、各物品が形状測定部２で測定されたときに用いられた直交座標系の原点の位置を、上記所定の空間内の座標に置き換える。次に、計算部１３は、上記所定の空間内の座標に置き換えた原点と形状情報ｐiとに基づいて、物品が実際に上記所定の空間上に置かれている位置、向き、他の物品との位置関係等の物品の配置を計算する。
【００３７】
上述したような計算をタグ１０が付与されている全ての物品について繰り返すことにより、計算部１３は、上記所定の空間内において、全ての物品がどの向きで置かれているか、例えば横に並んでいる、上下に積まれている、一方が他方の中にあるか等の各物品の位置関係などについて、正確に測定することが可能となる。
【００３８】
例えば、図５に示すように、それぞれタグ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが貼付された物品Ａ，Ｂ，Ｃの配置を測定する場合、位置情報ｇにより、所定の空間Ｓにおけるタグ１０ａ〜１０ｃの位置関係が計算される。また、図５中の符号ａで示すように、形状情報ｐにより、各物品Ａ〜Ｃの形状が計算される。これらの計算結果を組み合わせる、すなわち、タグ１０ａ〜１０ｃの位置関係に、各物品Ａ〜Ｃの形状情報ｐを組み合わせることにより、図５中の符号ｂで示すように、各物品Ａ〜Ｃの向きや、例えば、横に並んでいる、上下に積まれている、一方が他方の中にあるなど各物品の配置を正確に測定することができる。
【００３９】
ここで、さらに貼付位置情報ｇがタグ１０に含まれる場合、位置情報ｇにより、所定の空間Ｓにおけるタグ１０ａ〜１０ｃの位置関係が計算され、図５中の符号ａで示すように、形状情報ｐおよび貼付位置情報ｇにより、各物品Ａ〜Ｃの形状および物品Ａ〜Ｃ上のタグ１０ａ〜１０ｃの貼付位置が計算される。これらの計算結果を組み合わせる、すなわち、タグ１０ａ〜１０ｃの位置関係に、各物品Ａ〜Ｃの形状情報ｐおよび物品Ａ〜Ｃ上のタグ１０ａ〜１０ｃの貼付位置を組み合わせることにより、図５中の符号ｂで示すように、各物品Ａ〜Ｃの向きや、例えば、横に並んでいる、上下に積まれている、一方が他方の中にあるなど各物品の配置をより正確に測定することが可能となる。
【００４０】
このように本実施の形態によれば、予めタグ１０に形状情報を記憶しておき、所定の空間内に存在する物品に貼付されたタグ１０の位置情報を測定するとともに、タグ１０から形状情報を読み出すことにより、位置情報に基づいて所定の空間内における物品の位置が測定され、形状情報に基づいて物品の形状が測定される。したがって、所定の空間内に複数の物品が存在する場合であっても、横に並べられている、上下に積まれている、一方が他方の中に入っているなどの複数の物品間の関係を検出することが可能となる。また、特に位置測定部１１が無線や超音波により位置情報を測定する場合は、他の物品の影に隠れている物品についても、配置を正確に測定することが可能となる。
【００４１】
さらに本実施の形態によれば、タグ１０に貼付位置情報を記憶しておくことにより、物品に対するタグ１０の貼付位置を基準に物品の形状を特定することが可能となるので、所定の空間内における物品の配置をより正確に測定することが可能となる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、直方体を１２枚の三角形に分割して測定したが、分割する形状は三角形に限定されず、例えば、四角形、五角形・・・など適宜自由に設定することができる。
【００４３】
また、三次元形状を記憶する形態としては、ポリゴンを用いる方法の他にボクセル(Voxel)という小さな立方体を用いる方法を用いるようにしてもよい。この方法は、平面画像を電子化するときに、Pixelという小さな正方形を用いて表現する方法を三次元物体の電子化する技術に応用した方法であり、従来より広く用いられている。この方法を用いることにより、例えば円などの三角形に分割できない形状においても測定することが可能となる。
【００４４】
また、本実施の形態では、貼付位置情報は、１点の座標に関する情報から構成される用にしたが、複数の座標に関する情報から構成されるようにしてもよい。例えば、貼付位置情報を２点の座標から構成することにより、タグ１０の向き等をより正確に特定することが可能となる。
【００４５】
また、１つの物品に対して複数のタグ１０を貼付するようにしてもよい。これにより、読み出し部１２は、複数のタグ１０から出力される信号に基づいて、タグ１０の姿勢を検出することが可能となる。また、物品から何れかのタグ１０が脱落した場合であっても、他のタグ１０により物品の配置を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の配置測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】位置測定部１１および読み出し部１２の動作を説明する図である。
【図３】形状情報ｐの測定動作を説明する図である。
【図４】（ａ）位置測定部１１の動作を説明する図，（ｂ）読み出し部１２の動作を説明する図である。
【図５】計算部１３の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…配置測定装置、１１…位置測定部、１１ａ…センサ、１２…読み出し部、１２ａ…センサ、１３…計算部、１４…記憶部。
【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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