(57)【要約】【課題】ネットワークを介して管理する機器の設置時に必要な設定を簡略化する。【解決手段】ＩＤを可視光に重畳させて発光する照明器具と接続された位置検出装置１００であって、照明器具および照明器具から発光された可視光を撮影する撮像部１０４と、撮像画像における可視光に基づいて照明器具のＩＤを検出するＩＤ検出部１０５と、位置検出装置１００の実空間位置を検出する自己位置検出部１０１と、撮像画像と、照明器具の実寸と、撮像時の焦点距離と、撮像部１０４の特性とに基づいて、位置検出装置１００に対する照明器具の相対位置を推定する相対位置推定部１０６と、位置検出装置１００の実空間位置と照明器具の相対位置とに基づいて、照明器具の実空間位置を算出する機器位置算出部１０７と、照明器具の実空間位置と照明器具のＩＤとを紐付けた対応情報を記憶部１１０に記憶する記憶制御部１０８とを備える。【選択図】図７
2018006244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固有の機器識別情報を可視光に重畳させて光源を発光させる照明器具と接続された位置検出装置であって、
前記照明器具および前記照明器具から発光された可視光を撮影する撮像部と、
撮影された撮像画像における可視光に基づいて、前記照明器具の前記機器識別情報を検出する識別情報検出部と、
前記位置検出装置の実空間位置を検出する自己位置検出部と、
前記撮像画像と、前記照明器具の実寸と、撮像時の焦点距離と、前記撮像部の特性とに基づいて、前記位置検出装置に対する前記照明器具の相対位置を推定する相対位置推定部と、
前記位置検出装置の実空間位置と、前記照明器具の相対位置とに基づいて、前記照明器具の実空間位置を算出する機器位置算出部と、
前記照明器具の実空間位置と、前記照明器具の前記機器識別情報とを紐付けた対応情報を記憶部に記憶する記憶制御部と、
を備える、位置検出装置。
【請求項２】
前記相対位置推定部は、
前記撮像画像から、前記照明器具の水平方向の画素数を取得し、前記画素数と前記照明器具の実寸との比率を算出し、前記比率と、前記焦点距離と、前記撮像部の特性とに基づいて、前記位置検出装置に対する前記照明器具の撮影方向の相対位置を推定する第１推定部と、
前記画素数を用いて、前記撮像画像上の前記照明器具の中心位置を算出し、前記比率と、前記中心位置と、前記撮像部の特性とに基づいて、前記位置検出装置に対する前記照明器具の水平方向の相対位置を推定する第２推定部と、を有する、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記撮像部の特性は、前記撮像部の水平方向の最大画素数と、前記撮像部の水平方向の長さとを含み、
前記第１推定部は、前記比率と前記焦点距離とを乗じたものに、前記最大画素数を前記水平方向の長さにより除したものを乗じることで、前記照明器具の撮影方向の相対位置を推定し、
前記第２推定部は、前記中心位置から、２で除した前記最大画素数を減算したものに、前記比率を乗ずることで、前記照明器具の水平方向の相対位置を推定する、請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記記憶部に記憶された前記対応情報を用いて、前記照明器具の調光制御を行う制御部をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一つに記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記自己位置検出部は、衛星測位システムを用いて前記位置検出装置の位置を特定し、前記位置検出装置の実空間位置を検出する、請求項１〜４のいずれか一つに記載の位置検出装置。
【請求項６】
１以上の照明器具と、前記照明器具とネットワークを介して接続された位置検出装置とを備えた位置検出システムにおいて、
前記照明器具は、
光源と、
前記照明器具に固有の機器識別情報を可視光に重畳させて前記光源を発光させる点灯制御部と、を備え、
前記位置検出装置は、
前記照明器具および前記照明器具から発光された可視光を撮影する撮像部と、
撮影された撮像画像における可視光に基づいて、前記照明器具の前記機器識別情報を検出する識別情報検出部と、
前記位置検出装置の実空間位置を検出する自己位置検出部と、
前記撮像画像と、前記照明器具の実寸と、撮像時の焦点距離と、前記撮像部の特性とに基づいて、前記位置検出装置に対する前記照明器具の相対位置を推定する相対位置推定部と、
前記位置検出装置の実空間位置と、前記照明器具の相対位置とに基づいて、前記照明器具の実空間位置を算出する機器位置算出部と、
前記照明器具の実空間位置と、前記照明器具の前記機器識別情報とを紐付けた対応情報を記憶部に記憶する記憶制御部と、
を備える、位置検出システム。
【請求項７】
前記位置検出システムは、前記照明器具と前記位置検出装置とにネットワークを介して接続された管理装置をさらに備え、
前記管理装置は、前記位置検出装置から受信した前記対応情報を用いて、前記照明器具の調光制御を行う、請求項６に記載の位置検出システム。
【請求項８】
前記管理装置は、無線通信によって前記照明器具と接続されている、請求項７に記載の位置検出システム。
【請求項９】
固有の機器識別情報を可視光に重畳させて光源を発光させる照明器具と接続され、前記照明器具および前記照明器具から発光された可視光を撮影する撮像部を備えたコンピュータを、
撮影された撮像画像における可視光に基づいて、前記照明器具の前記機器識別情報を検出する識別情報検出部と、
前記コンピュータの実空間位置を検出する自己位置検出部と、
前記撮像画像と、前記照明器具の実寸と、撮像時の焦点距離と、前記撮像部の特性とに基づいて、前記コンピュータに対する前記照明器具の相対位置を推定する相対位置推定部と、
前記コンピュータの実空間位置と、前記照明器具の相対位置とに基づいて、前記照明器具の実空間位置を算出する機器位置算出部と、
前記照明器具の実空間位置と、前記照明器具の前記機器識別情報とを紐付けた対応情報を記憶部に記憶する記憶制御部と、
して機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置、位置検出システム、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、あらゆるデバイス（機器）がネットワークを介して接続され、相互に通信を行うＩｏＴ（Internet  of  Things）技術がすでに一般化しており、オフィスや住宅などに設置された照明や空調等の機器を管理するネットワーク機器管理が知られている。
【０００３】
例えば、ユーザが検知機器を照明器具の真下に持っていき、当該照明器具からＩＤ情報（機器固有の識別情報）を取得することで、取得したＩＤ情報と検知機器の位置（位置情報）とを紐づけて設定する管理システムが知られている（特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のネットワーク機器管理では、デバイス（例えば照明器具）ごとのＩＤ情報に対応したデバイスの論理的な位置と、実際に配置されている物理的な位置の紐付けを、例えば、ユーザ（照明器具の設置者）が手動で設定しなければならなかった。さらに、照明器具のように、比較的狭い間隔で多数設置されたデバイスを制御する場合には、デバイスの位置を数十ｃｍ以内の誤差の範囲に収めた上で、全てを手動で設定するため、多くの時間と労力が必要になるという問題があった。また、上述の特許文献１の管理システムにおいても、逐次的にユーザが各照明器具の設置場所へ移動してＩＤ情報を取得するため、複数の照明器具と位置情報の紐付けに多くの時間と労力が必要となる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ネットワークを介して機器を管理する場合に、当該機器の設置時に必要な設定を簡略化させる位置検出装置、位置検出システム、およびプログラム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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、固有の機器識別情報を可視光に重畳させて光源を発光させる照明器具と接続された位置検出装置であって、前記照明器具および前記照明器具から発光された可視光を撮影する撮像部と、撮影された撮像画像における可視光に基づいて、前記照明器具の前記機器識別情報を検出する識別情報検出部と、前記位置検出装置の実空間位置を検出する自己位置検出部と、前記撮像画像と、前記照明器具の実寸と、撮像時の焦点距離と、前記撮像部の特性とに基づいて、前記位置検出装置に対する前記照明器具の相対位置を推定する相対位置推定部と、前記位置検出装置の実空間位置と、前記照明器具の相対位置とに基づいて、前記照明器具の実空間位置を算出する機器位置算出部と、前記照明器具の実空間位置と、前記照明器具の前記機器識別情報とを紐付けた対応情報を記憶部に記憶する記憶制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ネットワークを介して機器を管理する場合に、当該機器の設置時に必要な設定を簡略化させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実空間における照明器具の配置例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の位置検出システムの全体構成図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の照明器具のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態の位置検出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態の照明器具の機能構成の一例を示す図である。
【図６】図６は、照明器具のＩＤを可視光に重畳するための発光パターンの一例を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態の位置検出装置の機能構成の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態の位置検知システムにおける照明器具の位置とＩＤの紐付け処理の流れを示すシーケンス図である。
【図９】図９は、位置検出装置から撮影方向を向いた透視図である。
【図１０】図１０は、図９に示す撮影状態における俯瞰図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態の位置検出装置による撮影処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、動画中から照明器具に対応する点群（クラスタ）を抽出する処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、検出された照明器具の実空間座標の推定処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、照明器具の実空間座標を推定する際の説明図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態の位置検出システムの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、位置検出装置、位置検出システム、およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、実空間における照明器具の配置例を示す図である。図１に示す実空間（対象エリア）では、部屋の天井面１に割り当てられた制御エリア２に、灯具３１、３２、３３、３４が設置されている。そして、これらの灯具３１に照明器具１１、１２、灯具３２に照明器具１３、１４、灯具３３に照明器具１５、１６、灯具３４に照明器具１７、１８が設置されている。
【００１１】
照明器具１１〜１８は、外光や人の存在／不在に応じて照度を個別に変更できるものであって、各照明器具の照度は、照明器具に固有の機器識別情報であるＩＤ（identification）によって管理されている。図１に示すように、例えば、照明器具１１は、ＩＤが「００−００−００−０１」であって、８０％の調光状態となっている。
【００１２】
このようにＩＤが既に設定された照明器具を設置してＩＤと設置位置とを紐付けて記憶する場合、実際の配置に対してＩＤが連続的な値になるとは限らない。従って、照明器具を設置した後にＩＤを上書きするか、もしくは照明器具の配置を入れ替えることで紐付けすることもできるが、照明器具１つ当たりの設置にかかる時間やコストが増加してしまい煩雑である。そこで、照明器具の設置時にはＩＤを意識せずに配置し、設置完了後にどの場所へどのＩＤの照明器具が配置されているかを簡単に取得できることが望ましい。
【００１３】
そこで、本実施形態の位置検出システムでは、位置検出装置が、実空間に設置された複数の照明器具のＩＤを検出するとともに照明器具の実空間座標（実空間位置）を算出し、ＩＤと実空間座標とを紐付けるものである。
【００１４】
本実施形態の位置検出システムの全体構成について説明する。図２は、第１の実施形態の位置検出システムの全体構成図である。図２に示すように、本実施形態の位置検出システムでは、調光ネットワークＮ１、Ｎ２が設けられている。そして、調光ネットワークＮ１は、照明器具１１および照明器具１２と、位置検出装置１００とが接続されている。このネットワークの通信は、たとえばＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇなどの無線通信が用いられている。
【００１５】
調光ネットワークＮ１において、位置検出装置１００と照明器具１１、１２それぞれとの間では、照明器具１１、１２の点灯や消灯の指示に加えて、どの程度の明るさで点灯するかの指示（調光指示）と、調光制御にかかる制御データ等が通信される。
【００１６】
同様に、調光ネットワークＮ２は、照明器具２１および照明器具２２と、位置検出装置１００とが接続されている。なお、図２では、各調光ネットワークにおいて２台の照明器具が設置された構成となっているが、任意の数の照明器具を設置して接続することができる。また、図２では、２つの調光ネットワークが設けられているが、１または３つ以上の調光ネットワークを設けてもよい。
【００１７】
次に、位置検出システムを構成する各装置について説明する。図３は、第１の実施形態の照明器具のハードウェア構成の一例を示す図である。本実施形態では、複数設置された照明器具のうち任意の照明器具について説明する場合、照明器具１０と称して説明する。
【００１８】
本実施形態の照明器具１０は、例えば、直管型のＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）ランプを有する蛍光灯型ＬＥＤである。図３に示すように、照明器具１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）５１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）５２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）５３と、通信Ｉ／Ｆ５４と、ＬＥＤランプ５５とを備え、各部はバス５６により接続されている。
【００１９】
ＣＰＵ５１は、照明器具１０の全体を制御する。ＲＯＭ５２は、プログラム等の各種のデータを記憶する不揮発性のメモリである。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１が実行する各種の処理の作業領域（ワークエリア）として機能する揮発性のメモリである。通信Ｉ／Ｆ５４は、ネットワークと接続するためのインタフェースである。ＬＥＤランプ５５は、点灯および消灯するデバイスであって、光源の一例である。
【００２０】
図４は、第１の実施形態の位置検出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図４に示すように、位置検出装置１００は、ＣＰＵ６１と、ＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３と、通信Ｉ／Ｆ６４と、入力装置６５と、表示装置６６と、撮像装置６７とを備え、各部はバス６８により接続されている。
【００２１】
ＣＰＵ６１は、位置検出装置１００の動作を統括的に制御する。ＲＯＭ６２は、プログラム等の各種のデータを記憶する不揮発性のメモリである。ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６１が実行する各種の処理の作業領域（ワークエリア）として機能する揮発性のメモリである。
【００２２】
通信Ｉ／Ｆ６４は、ネットワークと接続するためのインタフェースである。入力装置６５は、ユーザによる操作の入力に用いられるデバイスである。表示装置６６は各種の情報を表示するデバイスである。撮像装置６７は、照明器具１０が設置された実空間（部屋）の動画を撮影するカメラなどであって、レンズ、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサなどの撮像素子などを備えている。
【００２３】
図５は、第１の実施形態の照明器具の機能構成の一例を示す図である。図５に示すように、照明器具１０は、通信制御部７１と、点灯制御部７２と、記憶部７３と、ＬＥＤランプ５５と、を主に備えている。
【００２４】
記憶部７３は、各種データを記憶するための不揮発性メモリであって、ＲＯＭ５２によって実現される。記憶部７３は、照明器具１０に固有の機器識別情報であるＩＤや、当該ＩＤに応じたＬＥＤランプ５５の発光パターンに変換するための変換ルールが記憶されている。
【００２５】
通信制御部７１は、通信Ｉ／Ｆ５４を介して、他の機器（例えば、位置検出装置）との間の通信を制御する。本実施形態の通信制御部７１は、他の機器である位置検出装置１００から、ＬＥＤランプ５５の点灯や消灯の指示を受信したり、ＬＥＤランプ５５の調光指示とともに調光制御を示す制御データを受信する。また、通信制御部７１は、位置検出装置１００から、自装置のＩＤに応じた発光パターンで発光する旨の発光指示を受信する。
【００２６】
点灯制御部７２は、位置検出装置１００から受信した点灯、消灯の指示に基づいて、ＬＥＤランプ５５の点灯／消灯を制御する。また、点灯制御部７２は、位置検出装置１００から受信した調光指示と制御データとに基づいて、点灯時の照度を変更して調光状態を制御する。また、点灯制御部７２は、位置検出装置１００から発光指示を受信すると記憶部７３からＩＤと変換ルールを取得し、取得した変換ルールに従ってＩＤを可視光に重畳させてＬＥＤランプ５５を発光（点灯）させる制御を行う。
【００２７】
ここで、照明器具１０のＩＤを可視光に重畳する方法について説明する。図６は、照明器具のＩＤを可視光に重畳するための発光パターンの一例を示す図である。
【００２８】
例えば、照明器具１０のＩＤが１０進数の「２００」である場合、２進数の８ｂｉｔで表現すると「１１００１０００」となる。このとき、何ｂｉｔで表現するかという設定情報は、予め位置検出システム全体で共有されているものとする。このビットパターンについて「１」を点灯、「０」を消灯に割り当てて可視光を明滅させると、図６（ａ）に示すように照明器具１０のＩＤを表現した発光パターンとなる。
【００２９】
また、照明器具１０のＩＤに基づいた発光が開始したことを示す開始検知パターンと、当該発光が終了したことを示す終了検知パターンを付加して、動画像内の照明器具１０の位置を時間軸方向で観測することで、ＩＤを発信している区間を特定できる。例えば、図６（ｂ）に示すように、開始検知パターンを「１０１」、終了検知パターンを「０１１」とすると、図６（ａ）に示すＩＤの発光パターンは、「１０１１１００１００００１１」となる。この場合、開始検知パターン「１０１」の区間Ｐ１と、終了検知パターン「０１１」の区間Ｐ２とに挟まれた区間Ｐ３がＩＤ情報を発信している発光パターンの区間であることがわかる。
【００３０】
図７は、第１の実施形態の位置検出装置の機能構成の一例を示す図である。図７に示すように、位置検出装置１００は、記憶部１１０と、自己位置検出部１０１と、制御部１０２と、通信制御部１０３と、撮像部１０４と、ＩＤ検出部１０５と、相対位置推定部１０６と、機器位置算出部１０７と、記憶制御部１０８と、を主に備えている。
【００３１】
記憶部１１０は、各種データを記憶するための不揮発性メモリであって、ＲＯＭ６２によって実現される。本実施形態の記憶部１１０は、撮像部１０４によって撮影された静止画像や動画像を記憶する。また、記憶部１１０は、照明器具１０のＩＤと照明器具１０が設置されている実空間上の座標である実空間座標とを紐付けた対応情報を記憶する。
【００３２】
自己位置検出部１０１は、位置検出装置１００が配置されている実空間上の座標である実空間座標（実空間位置の一例）を検出するものである。自己位置検出部１０１は、例えば、ＧＰＳ（Global  Positioning  System：衛星測位システム）を用いて位置検出装置１００の位置を特定し、位置検出装置１００の実空間座標を検出する。これにより、照明器具１０が設置された部屋の中での位置計測などの事前準備が不要となる。
【００３３】
また、自己位置検出部１０１は、例えば、照明器具１０が設置された実空間が屋内などの閉空間であれば、レーザー測距計によって各方位に対する壁面との距離から、位置検出装置１００の実空間座標を検出してもよい。
【００３４】
制御部１０２は、位置検出装置１００を統括的に制御するものである。本実施形態の制御部１０２は、照明器具１０の点灯状態を制御する。すなわち、制御部１０２は、照明器具１０の点灯や消灯の制御を行う。また、制御部１０２は、調光制御を行うものであり、ＬＥＤランプ５５の調光制御を示す制御データを生成する。また、制御部１０２は、照明器具１０をＩＤに応じた発光パターンで発光させる制御を行う。
【００３５】
通信制御部１０３は、通信Ｉ／Ｆ６４を介して、他の機器（例えば、照明器具）との間の通信を制御する。本実施形態の通信制御部１０３は、照明器具１０にＬＥＤランプ５５の点灯や消灯の指示を送信する。また、通信制御部１０３は、ＬＥＤランプ５５をどの程度の明るさで点灯するかの調光指示とともに、調光制御にかかる制御データを送信する。また、通信制御部１０３は、照明器具１０に、照明器具１０のＩＤに応じた発光パターンで発光する旨の発光指示を送信する。
【００３６】
撮像部１０４は、カメラなどの撮像装置６７を用いて、照明器具１０および照明器具１０から発光された可視光を撮影するものである。撮像部１０４により撮影された静止画像や動画像は、記憶部１１０に記憶される。撮像部１０４および撮像装置６７が撮像部の一例である。
【００３７】
ＩＤ検出部１０５は、撮像部１０４によって撮影された撮像画像における可視光に基づいて、照明器具１０のＩＤを検出するものである。例えば、図６（ｂ）の場合、開始検知パターン「１０１」の区間Ｐ１と、終了検知パターン「０１１」の区間Ｐ２とに挟まれた区間Ｐ３をＩＤ情報の発光パターンであると特定する。そして、ＩＤ検出部１０５は、特定した発光パターンが「１１００１０００」となっており、１０進数で表現することでＩＤ「２００」を検出する。
【００３８】
相対位置推定部１０６は、撮像部１０４によって撮影された撮像画像（静止画像、動画像）から、照明器具１０を検出する。照明器具１０の検出方法の詳細については後述する（図１２参照）。
【００３９】
照明器具１０を検出すると、相対位置推定部１０６は、撮像部１０４によって撮影された撮像画像と、照明器具１０の実寸と、撮像時の焦点距離と、撮像装置６７の特性とに基づいて、位置検出装置１００に対する照明器具１０の相対座標（相対位置の一例）を推定する。相対位置推定部１０６は、第１推定部および第２推定部を含む相対位置推定部の一例である。
【００４０】
具体的には、相対位置推定部１０６は、撮影された撮像画像から、照明器具１０の水平方向の画素数を取得し、取得した画素数と照明器具１０の実寸との比率を算出する。そして、相対位置推定部１０６は、算出した比率と、撮像部１０４の焦点距離と、撮像装置６７の特性とに基づいて、位置検出装置１００に対する照明器具１０の撮影方向の相対座標を推定する。
【００４１】
また、相対位置推定部１０６は、照明器具１０の水平方向の画素数を用いて、撮像画像上の照明器具１０の中心位置を算出する。そして、相対位置推定部１０６は、算出した上記の比率と、算出した中心位置と、撮像装置６７の特性とに基づいて、位置検出装置１００に対する照明器具１０の水平方向の相対座標を推定する。
【００４２】
このようにして、相対位置推定部１０６は、照明器具１０の相対座標を推定する。照明器具１０の相対座標の推定方法の詳細については後述する（図１３参照）。
【００４３】
機器位置算出部１０７は、自己位置検出部１０１により検出した位置検出装置１００の実空間座標と、照明器具１０の相対座標とに基づいて、照明器具１０の位置である実空間座標を算出する。
【００４４】
記憶制御部１０８は、記憶部１１０に各種情報を記憶したり、記憶部１１０から各種情報を取得する制御を行う。本実施形態の記憶制御部１０８は、機器位置算出部１０７により算出された照明器具１０の実空間座標と、照明器具１０のＩＤとを紐づけて、対応情報として記憶部１１０に記憶する。
【００４５】
次に、照明器具１１〜１８の位置（実空間座標）とＩＤを検出し、照明器具１１〜１８の位置とＩＤとを紐付けて記憶する処理の全体の流れについて説明する。図８は、第１の実施形態の位置検知システムにおける照明器具の位置とＩＤの紐付け処理の流れを示すシーケンス図である。図８では、照明器具１１〜１８が設置された場合について説明するが、シーケンス図においては照明器具１１、１２のみを示している。従って、照明器具１３〜１８についても同様の処理を行うものとする。
【００４６】
まず、操作者は、位置を検出する対象となる照明器具１１〜１８全てを撮影できる場所に、位置検出装置１００を設置する（ステップＳ１１）。
【００４７】
ここで、位置検出装置１００の設置の一例について説明する。図９は、位置検出装置から撮影方向を向いた透視図である。図１０は、図９に示す撮影状態における俯瞰図である。
【００４８】
図９、１０では、図１と同様に、部屋の天井面１に照明器具１１〜１８が設置されている。このような空間に位置検出装置１００を設置する場合、まず、撮影範囲３の中に照明器具１１〜１８が収まるように設置場所と撮像部１０４による撮像時の焦点距離を調整する。続けて、位置検出装置１００が水平となるように垂直方向の傾きを調整する。
【００４９】
さらに、図１０に示すように、位置検出装置１００の撮影方向Ａが照明器具１１〜１８に対して垂直となるように水平方向の傾きを調整する。すなわち、図１０の場合は、位置検出装置１００の撮影方向Ａが天井面１に対して垂直となるように水平方向の傾きを調整することになる。また、このとき、後の照明器具の実空間座標の推定において用いるために、照明器具１１〜１８の長さＷ（ｍ）を実測しておく。一般的なオフィスなどでは同一規格の照明器具を複数設置するため、多くの場合１つの照明器具のみ実測すれば十分である。
【００５０】
図８に戻り、位置検出装置１００が設置されると、位置検出装置１００は、自己（位置検出装置１００）の実空間座標を検出する（ステップＳ１２）。このとき、座標の原点は、部屋の中心や隅など任意に定めることができる。
【００５１】
続いて、位置検出装置１００は、操作者により照明器具の位置とＩＤの検出開始の指示を受けると（ステップＳ１３）、位置検出装置１００は、照明器具１１〜１８が無点灯状態である部屋の静止画を撮影する（ステップＳ１４）。その後、位置検出装置１００は、部屋の動画の撮影を開始する（ステップＳ１５）。
【００５２】
そして、位置検出装置１００は、照明器具１１のＩＤに応じた発光パターンで発光する旨の発光指示を照明器具１１に送信し（ステップＳ１６−１）、照明器具１２のＩＤに応じた発光パターンで発光する旨の発光指示を照明器具１２に送信する（ステップＳ１６−２）。照明器具１３〜１８に対しても同様に、発光指示を送信する。照明器具１１〜１８が発光を開始した後、位置検出装置１００は、照明器具１１〜１８が設置された部屋の動画を所定時間撮影し、終了する。
【００５３】
次に、部屋の撮影が完了した後、位置検出装置１００は、動画中の光点を基に照明器具１１〜１８を検出する（ステップＳ１７）。以降の処理（ステップＳ１８〜２１）は、検出された照明器具ごとに繰り返し実行する。なお、以下では、任意の照明器具である「照明器具１０」の処理として説明する。
【００５４】
位置検出装置１００は、照明器具１０の発光パターンから照明器具１０のＩＤを検出する（ステップＳ１８）。続いて、位置検出装置１００は、位置検出装置１００から照明器具１０までの相対座標を推定する（ステップＳ１９）。
【００５５】
次に、位置検出装置１００は、推定された照明器具１０の相対座標と、予め測定していた位置検出装置１００の実空間座標とから、照明器具１０の実空間座標を算出する（ステップＳ２０）。そして、位置検出装置１００は、検出した照明器具１０のＩＤと、算出した照明器具１０の実空間座標を紐付けて記憶する（ステップＳ２１）。
【００５６】
次に、位置検出装置１００における撮影処理（図８のステップＳ１４〜１６−２参照）の流れの詳細について説明する。図１１は、第１の実施形態の位置検出装置による撮影処理の流れを示すフローチャートである。
【００５７】
まず、撮像部１０４は、撮像装置６７を用いて、照明器具１１〜１８全てが無点灯状態（消灯している状態）の部屋の静止画を撮影する（ステップＳ３１）。
【００５８】
その後、撮像部１０４は、照明器具１１〜１８が設置された部屋の動画の撮影を開始する（ステップＳ３２）。次に、制御部１０２の制御により、通信制御部１０３は、全ての照明器具１１〜１８に対して、各照明器具のＩＤに応じた固有の発光パターンによって発光することを要求する発光指示を送信する（ステップＳ３３）。
【００５９】
照明器具１１〜１８の通信制御部７１が発光指示を受信すると、点灯制御部７２は、記憶部７３からＩＤと変換ルールを取得し、当該変換ルールに従ってＩＤを可視光に重畳させて、ＬＥＤランプ５５を固有の発光パターンで明滅させて発光する（ステップＳ３４）。なお、このとき、発光開始のタイミングを他の照明器具と同期する必要はない。そして、位置検出装置１００の撮像部１０４は、所定の時間が経過した後、撮影を終了する（ステップＳ３５）。
【００６０】
次に、位置検出装置１００における照明器具１０の検出処理（図８のステップＳ１７参照）の流れについて説明する。図１２は、動画中から照明器具に対応する点群（クラスタ）を抽出する処理を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、相対位置推定部１０６は、記憶部１１０に記憶された動画像から各フレームの静止画像を抽出する（ステップＳ４１）。次に、相対位置推定部１０６は、図１１のステップＳ３１において撮影された静止画像と、抽出した各クレーム（各静止画像）との画素値の差分を算出し、当該差分が閾値を超えた点を抽出する（ステップＳ４２）。そして、各フレームの抽出結果について時間軸方向で論理和をとり、その結果を光点として抽出する。
【００６２】
ここで、画素値として、ＲＢＧのうちＢの画素値を使用し、０〜２５５の８ｂｉｔ階調であれば、閾値は、例えば絶対値で５０程度である。そして、例えば１００フレームあった場合、１００フレームについて差分を算出して閾値を超えた点を抽出し、全てのフレームの抽出結果について時間軸で論理和をとり、光点として抽出する。
【００６３】
そして、相対位置推定部１０６は、抽出された光点をクラスタリングして、照明器具１０を検出する（ステップＳ４３）。クラスタリングの具体的な方法としては、各光点に対してたとえば３×３pixelのフィルタを適用し、フィルタ内に別の光点が１個以上存在する場合には同一のクラスタとして識別し、照明器具１０を検出する。
【００６４】
次に、位置検出装置１００における照明器具１０の実空間座標の推定処理（図８のステップＳ１９参照）の流れについて説明する。図１３は、検出された照明器具の実空間座標の推定処理を示すフローチャートである。図１４は、照明器具の実空間座標を推定する際の説明図である。
【００６５】
まず、相対位置推定部１０６は、検出された照明器具１１〜１８の中から実空間座標の推定が未完了の照明器具１０を１つ選択する（ステップＳ５１）。次に、相対位置推定部１０６は、撮影された撮像画像から、選択された照明器具１０の水平方向の画素数を取得する（ステップＳ５２）。
【００６６】
相対位置推定部１０６は、取得した画素数と、照明器具１０の実寸との比率を算出する（ステップＳ５３）。この比率は、水平方向の画素数に対する実空間での長さとの比率である。
【００６７】
そして、相対位置推定部１０６は、算出した比率、撮像時の焦点距離、および撮像装置６７の特性（カメラ特性）から、位置検出装置１００に対する撮影方向の相対座標（図１４のＹ軸方向の座標ｂ）を推定する（ステップＳ５４）。本実施形態における撮像装置６７の特性（カメラ特性）とは、撮像装置６７を構成するセンサの水平方向の最大画素数と、撮像装置６７のセンサの水平方向の長さ（サイズ）である。
【００６８】
具体的には、位置検出装置１００に対する撮影方向の相対座標は、算出した比率と焦点距離とを乗じたものに、撮像装置６７の水平方向の最大画素数を撮像装置６７のセンサの水平方向の長さにより除したものを乗じることで、照明器具１０の撮影方向の相対座標を推定する。すなわち、以下の式（１）によって算出する。
【００６９】
（照明器具１０の撮影方向の相対座標）＝（算出した比率）＊（焦点距離）＊（撮像装置６７のセンサの水平方向の最大画素数）／（撮像装置６７のセンサの水平方向のサイズ)・・・（１）
【００７０】
次に、相対位置推定部１０６は、撮影された画像上の照明器具１０の中心点（中心座標）を算出する（ステップＳ５５）。中心座標は、照明器具１０内の最も原点側に近い画素から、ステップＳ５２で取得した水平方向の画素数の半分を、水平方向に離れた点として算出する。なお、中心座標（中心点）が中心位置の一例である。
【００７１】
そして、相対位置推定部１０６は、算出した比率、算出した中心座標（中心点）、および撮像装置６７の特性（カメラ特性）から、位置検出装置１００に対する水平方向の相対座標（図１４のＸ軸方向の座標ａ）を推定する（ステップＳ５６）。
【００７２】
具体的には、位置検出装置１００に対する水平方向の相対座標は、算出した中心座標から、２で除した最大画素数を減算したものに、算出した比率を乗ずることで、照明器具１０の水平方向の相対座標を推定する。すなわち、以下の式（２）によって照明器具１０の水平方向の相対座標を算出する。
【００７３】
（照明器具１０の水平方向の相対座標）＝（算出した比率）＊｛（算出した中心座標）−（撮像装置６７のセンサの水平方向の最大画素数）／２｝・・・（２）
【００７４】
次に、相対位置推定部１０６は、全ての照明器具に対して実空間座標の推定処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ５７）。全ての照明器具の実空間座標の推定処理が完了していない場合（ステップＳ５７：Ｎｏ）、ステップＳ５１に戻って処理を繰り返す。一方、全ての照明器具に対して実空間座標の推定処理が完了している場合（ステップＳ５７：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００７５】
なお、本実施形態では、照明器具を設置した空間を撮影した画像によって、位置検出装置に対する照明器具の相対座標を推定したが、レーザー測距計によって位置検出装置と照明器具との距離を測定してもよい。このようにレーザー測距などを合わせて用いることで、撮影に用いられるレンズの歪曲などに起因する推定エラーを補正することができる。
【００７６】
また、例えば、複数の照明器具が近距離に配置されている場合に、照明器具は無線通信の電波強度から近隣の照明器具を検出してクラスタを形成し、クラスタ内の他の照明器具がＩＤを可視光に重畳している場合には消灯させる構成としてもよい。これによると、１つの灯具内に複数の照明器具（ＬＥＤランプ）が設置され、同時に点灯していると撮影した動画上で区別が困難な場合であっても、時分割で明滅することで識別できるようになる。
【００７７】
このように、本実施形態の位置検出システムでは、ＩＤが既に設定された照明器具１０を設置した場合でも、照明器具１０をＩＤに応じた発光パターンで発光させ、照明器具１０が設置された実空間を撮影する。そして、撮影した画像から、ＩＤを検出し、さらに照明器具１０の実空間座標を推定し、検出したＩＤと実空間座標とを紐付けて記憶する。これにより、ネットワークを介して照明器具１０を管理する場合に、照明器具１０の設置時に必要な設定を簡略化させることができる。
【００７８】
（第２の実施形態）
第１の実施形態の位置検出システムでは、複数の照明器具を一つの位置検出装置によって管理している構成となっていた。これに対し、複数の照明器具と位置検出装置とに接続された管理サーバをさらに備え、管理サーバによって照明器具の点灯状態を制御する構成としてもよい。
【００７９】
図１５は、第２の実施形態の位置検出システムの全体構成図である。図１５に示すように、本実施形態の位置検出システムでは、調光ネットワークＮ１、Ｎ２、および制御ネットワークＮ３が設けられている。
【００８０】
調光ネットワークＮ１は、照明器具１１と照明器具１２のように複数の照明器具と、コントローラ２０１とが接続されている。このネットワークの通信は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇなどの無線通信が用いられている。
【００８１】
調光ネットワークＮ１において、コントローラ２０１と照明器具１１、１２それぞれとの間では、照明器具１１、１２の点灯や消灯の指示に加えて、どの程度の明るさで点灯するかの指示（調光指示）と、調光制御にかかる制御データ等が通信される。
【００８２】
同様に、調光ネットワークＮ２は、照明器具２１と照明器具２２のように複数の照明器具と、コントローラ２０２とが接続されている。
【００８３】
制御ネットワークＮ３は、調光ネットワークＮ１、Ｎ２を集中管理するための管理サーバ２００と、コントローラ２０１と、コントローラ２０２とを接続し、調光ネットワーク全体を制御するための通信ネットワークである。この通信には、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線通信が用いられている。なお、管理サーバ２００は、管理装置の一例である。
【００８４】
位置検出装置１００は、第１の実施形態で示した手順によって、照明器具１０の実空間座標とＩＤとを紐付けた対応情報を記憶している。管理サーバ２００は、制御ネットワークＮ３を介して、位置検出装置１００から当該対応情報を取得する。
【００８５】
そして、管理サーバ２００は、例えば、図１に示す制御エリア２に対して調光制御を行う場合、その実空間座標に基づいて、調光対象となる照明器具１０のＩＤを特定し、そのＩＤに対して、調光指示とともに調光制御にかかる制御データを送信することで、照明器具の調光制御を行う。
【００８６】
本実施形態では、各調光ネットワークに対して１つのコントローラを割り当てた構成となっているが、複数の調光ネットワークを１つのコントローラで制御する構成としてもよい。また、コントローラを介さずに管理サーバが直接調光ネットワークを制御する構成としてもよい。
【００８７】
このように、本実施形態の位置検出システムでは、第１の実施形態の効果に加え、管理サーバ２００が照明器具１０の実空間座標とＩＤとを紐付けた対応情報を用いて照明器具の調光制御を行うため、指定された実空間（部屋）に設置された照明器具を指定してＬＥＤランプ５５の調光制御を行うことができる。また、管理サーバ２００は、無線通信によって照明器具と接続されているため、照明器具の設置場所の汎用性が向上するとともに、設置に要するコストを低減することができる。
【００８８】
本実施形態の位置検出装置１００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【００８９】
また、本実施形態の位置検出装置１００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の位置検出装置１００で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。また、本実施形態の位置検出装置１００で実行されるプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００９０】
本実施形態の位置検出装置１００で実行されるプログラムは、上述した各部（自己位置検出部、制御部、通信制御部、撮像部、ＩＤ検出部、相対位置推定部、機器位置算出部、記憶制御部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、上記各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。また、例えば、上述した各部の機能のうちの一部または全部が専用のハードウェア回路で実現されてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１  天井面
２  制御エリア
３  撮影範囲
１０（１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２１、２２）  照明器具
３１、３２、３３、３４  灯具
５５  ＬＥＤランプ
６７  撮像装置
７１  通信制御部
７２  点灯制御部
７３  記憶部
１００  位置検出装置
１０１  自己位置検出部
１０２  制御部
１０３  通信制御部
１０４  撮像部
１０５  ＩＤ検出部
１０６  相対位置推定部
１０７  機器位置算出部
１０８  記憶制御部
１１０  記憶部
２００  管理サーバ
２０１、２０２  コントローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９２】
【特許文献１】特開２００９−２３８５３７号公報
【図１】
2018006244.tif 000003
【図２】
2018006244.tif 000004
【図３】
2018006244.tif 000005
【図４】
2018006244.tif 000006
【図５】
2018006244.tif 000007
【図６】
2018006244.tif 000008
【図７】
2018006244.tif 000009
【図８】
2018006244.tif 000010
【図９】
2018006244.tif 000011
【図１０】
2018006244.tif 000012
【図１１】
2018006244.tif 000013
【図１２】
2018006244.tif 000014
【図１３】
2018006244.tif 000015
【図１４】
2018006244.tif 000016
【図１５】
2018006244.tif 000017