(57)【要約】【課題】良好な位置検出精度でありつつ、少ない照明器具で、且つ、少ない処理時間で位置を検出することが可能な端末装置及び位置検出システムを提供する。【解決手段】照明器具を撮像することができる端末装置であって、前記照明器具の動画像を撮像する撮像部と、前記動画像から、前記照明器具を特定する識別情報と、前記照明器具の形状情報と、前記照明器具における少なくとも６組の点の位置情報とを取得する取得部と、前記識別情報と、前記形状情報と、前記位置情報とに基づいて、前記端末装置の位置を、線形方程式を利用して算出する位置検出部と、を備える端末装置を提供する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明器具を撮像することができる端末装置であって、
前記照明器具の動画像を撮像する撮像部と、
前記動画像から、前記照明器具を特定する識別情報と、前記照明器具の形状情報と、前記照明器具における少なくとも６組の点の位置情報とを取得する取得部と、
前記識別情報と、前記形状情報と、前記位置情報とに基づいて、前記端末装置の位置を、線形方程式を利用して算出する位置検出部と、
を備える端末装置。
【請求項２】
前記形状情報は、実空間上及び前記動画像上における、前記照明器具の発光領域の形状、及び、前記発光領域の頂点の位置に関する情報を含む、請求項１に記載の端末装置。
【請求項３】
前記位置情報は、前記実空間上及び前記動画像上における、前記照明器具の重心の位置に関する情報を含む、請求項２に記載の端末装置。
【請求項４】
前記取得部は、前記照明器具からの光の受光パターンに基づいて、前記識別情報、前記形状情報、及び、前記位置情報の一部を取得する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の端末装置。
【請求項５】
前記位置検出部は、実空間上の前記照明器具における少なくとも６点と、前記動画像上の前記照明器具における少なくとも６点との対応関係を特定する、請求項１に記載の端末装置。
【請求項６】
同一平面上に設けられた少なくとも３つ以上の前記照明器具を撮像する、請求項５に記載の端末装置。
【請求項７】
前記位置検出部は、前記実空間上及び前記動画像上において、所定の点の間の距離をそれぞれ算出し、算出された前記距離の比較を行うことにより、前記対応関係を特定する、請求項６に記載の端末装置。
【請求項８】
前記少なくとも３つ以上の照明器具には、第１、第２及び第３の照明器具を含まれており、
前記位置検出部は、
前記実空間上における、前記各照明器具の重心の位置を取得し、
取得された前記各重心が一直線上に並んでいない場合には、
前記実空間上における、前記第１の照明器具における２つの端部を結ぶ直線と、前記第２の照明器具の前記重心と前記第３の照明器具の前記重心とを結ぶ直線とにより構成される角度を利用して、前記対応関係を特定する方法を選択する、
請求項７に記載の端末装置。
【請求項９】
前記位置検出部は、
前記角度が所定の角度以内であれば、
前記実空間上及び前記動画像上において、前記第１の照明器具における一方の前記端部から、前記第２及び第３の照明器具の前記重心までの距離を算出し、且つ、前記第１の照明器具における他方の前記端部から、前記第２及び第３の照明器具の前記重心までの距離を算出し、
前記角度が所定の角度以内でなければ、
前記実空間上及び前記動画像上において、前記第１の照明器具における前記２つの端部からの前記第２及び第３の照明器具の前記重心までの距離の合計値を算出する、
請求項８に記載の端末装置。
【請求項１０】
前記少なくとも３つ以上の照明器具には、第１、第２及び第３の照明器具を含まれており、
前記位置検出部は、
前記実空間上及び前記動画像上において、
前記第１の照明器具の重心から延びる、前記第２の照明器具の重心と前記第３の照明器具の重心とを結ぶ直線への垂線を算出し、
前記第１の照明器具の一方の点と前記第１の照明器具の前記重心とを結ぶ線分と、前記垂線とにより構成される第１の角度を算出し、
前記第１の照明器具の他方の点と前記第１の照明器具の前記重心とを結ぶ線分と、前記垂線とにより構成される第２の角度を算出し、
算出した前記第１及び第２の角度に基づいて、前記対応関係を特定する、
請求項７に記載の端末装置。
【請求項１１】
照明器具と端末装置とを含む位置検出システムであって、
前記端末装置は、
前記照明器具の動画像を撮像する撮像部と、
前記動画像から、前記照明器具を特定する識別情報と、前記照明器具の形状情報と、前記照明器具における少なくとも６組の点の位置情報とを取得する取得部と、
前記識別情報と、前記形状情報と、前記位置情報とに基づいて、前記端末装置の位置を、線形方程式を利用して算出する位置検出部と、
を有する、
位置検出システム。
【請求項１２】
前記照明器具は、
前記識別情報と、前記形状情報と、前記位置情報の一部とを発光することにより前記端末装置へ送信する、
請求項１１に記載の位置検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末装置及び位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近日、屋外における位置を検出する技術として、人工衛星から電波を受信することで位置を推定する全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が広く用いられている。ただし、ＧＰＳの電波が届かない屋内においては位置の検出が困難となるため、屋内における位置の検出方法として、例えば、可視光通信を使った方法を挙げることができる。
【０００３】
可視光通信は、可視光線を利用した無線通信技術であり、照明器具の点滅のパターンを様々に変調させることで、情報を送信することができる通信技術である。このような可視光通信を利用した位置の検出方法の一例としては、下記の特許文献１、特許文献２、特許文献３及び非特許文献１に開示された技術を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１４−５０６３２８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２８９４８号公報
【特許文献３】特開２００８−２２４５３６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】中澤陽平、可視光通信による屋内歩行者位置計測法に関する研究、新潟大学、２０１６年３月２３日
【非特許文献２】出口光一郎、カメラキャリブレーション手法の最近の動向、情報処理学会研究会報告、ＣＶ−８２−１、ｐｐ.１−８、１９９３年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような可視光通信を利用した位置の検出においては、位置の検出精度が低く、もしくは、位置の検出の算出処理に多くに時間を必要としていたり、６つ以上の照明器具を必要としていたりしていた。すなわち、従来の可視光通信を利用した位置の検出方法においては、良好な位置検出精度でありつつ、少ない照明器具で、且つ、少ない処理時間で位置を検出することが難しかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、良好な位置検出精度でありつつ、少ない照明器具で、且つ、少ない処理時間で位置を検出することが可能な、新規且つ改良された端末装置及び位置検出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、照明器具を撮像することができる端末装置であって、前記照明器具の動画像を撮像する撮像部と、前記動画像から、前記照明器具を特定する識別情報と、前記照明器具の形状情報と、前記照明器具における少なくとも６組の点の位置情報とを取得する取得部と、前記識別情報と、前記形状情報と、前記位置情報とに基づいて、前記端末装置の位置を、線形方程式を利用して算出する位置検出部と、を備える端末装置が提供される。
【０００９】
前記形状情報は、実空間上及び前記動画像上における、前記照明器具の発光領域の形状、及び、前記発光領域の頂点の位置に関する情報を含んでもよい。
【００１０】
前記位置情報は、前記実空間上及び前記動画像上における、前記照明器具の重心の位置に関する情報を含んでもよい。
【００１１】
前記取得部は、前記照明器具からの光の受光パターンに基づいて、前記識別情報、前記形状情報、及び、前記位置情報の一部を取得してもよい。
【００１２】
前記位置検出部は、実空間上の前記照明器具における少なくとも６点と、前記動画像上の前記照明器具における少なくとも６点との対応関係を特定してもよい。
【００１３】
前記端末装置は、同一平面上に設けられた少なくとも３つ以上の前記照明器具を撮像してもよい。
【００１４】
前記位置検出部は、前記実空間上及び前記動画像上において、所定の点の間の距離をそれぞれ算出し、算出された前記距離の比較を行うことにより、前記対応関係を特定してもよい。
【００１５】
前記少なくとも３つ以上の照明器具には、第１、第２及び第３の照明器具を含まれており、前記位置検出部は、前記実空間上における、前記各照明器具の重心の位置を取得し、取得された前記各重心が一直線上に並んでいない場合には、前記実空間上における、前記第１の照明器具における２つの端部を結ぶ直線と、前記第２の照明器具の前記重心と前記第３の照明器具の前記重心とを結ぶ直線とにより構成される角度を利用して、前記対応関係を特定する方法を選択してもよい。
【００１６】
前記位置検出部は、前記角度が所定の角度以内であれば、前記実空間上及び前記動画像上において、前記第１の照明器具における一方の前記端部から、前記第２及び第３の照明器具の前記重心までの距離を算出し、且つ、前記第１の照明器具における他方の前記端部から、前記第２及び第３の照明器具の前記重心までの距離を算出し、前記角度が所定の角度以内でなければ、前記実空間上及び前記動画像上において、前記第１の照明器具における前記２つの端部からの前記第２及び第３の照明器具の前記重心までの距離の合計値を算出してもよい。
【００１７】
前記少なくとも３つ以上の照明器具には、第１、第２及び第３の照明器具を含まれており、前記位置検出部は、前記実空間上及び前記動画像上において、前記第１の照明器具の重心から延びる、前記第２の照明器具の重心と前記第３の照明器具の重心とを結ぶ直線への垂線を算出し、前記第１の照明器具の一方の点と前記第１の照明器具の前記重心とを結ぶ線分と、前記垂線とにより構成される第１の角度を算出し、前記第１の照明器具の他方の点と前記第１の照明器具の前記重心とを結ぶ線分と、前記垂線とにより構成される第２の角度を算出し、算出した前記第１及び第２の角度に基づいて、前記対応関係を特定してもよい。
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の他の観点によれば、照明器具と端末装置とを含む位置検出システムであって、前記端末装置は、前記照明器具の動画像を撮像する撮像部と、前記動画像から、前記照明器具を特定する識別情報と、前記照明器具の形状情報と、前記照明器具における少なくとも６組の点の位置情報とを取得する取得部と、前記識別情報と、前記形状情報と、前記位置情報とに基づいて、前記端末装置の位置を、線形方程式を利用して算出する位置検出部と、を有する、位置検出システムが提供される。
【００１９】
前記照明器具は、前記識別情報と、前記形状情報と、前記位置情報の一部とを発光することにより前記端末装置へ送信してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、良好な位置検出精度でありつつ、少ない照明器具で、且つ、少ない処理時間で位置を検出することが可能な端末装置及び位置検出システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る位置検出システム１を説明するための説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る照明器具１００の設置位置の一例を説明するための説明図（その１）である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る照明器具１００の設置位置の一例を説明するための説明図（その２）である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る照明器具１００の機能ブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る照明器具記憶部１０４に格納される情報テーブル５００の一例を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る端末装置２００の機能ブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る端末記憶部２０４に格納される情報テーブル５０２の一例を説明するための説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る位置算出部２１０の算出方法を説明するための説明図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る位置検出方法のフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る対応特定処理（前処理）のサブフローチャートである。
【図１１】図１０のステップＳ２１３のサブフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る対応特定処理（前処理）を説明するための説明図（その１）である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る対応特定処理（前処理）を説明するための説明図（その２）である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る位置検出方法のフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る位置検出方法を説明するための説明図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る端末装置２００である無線通信装置９００のハードウェア構成例を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
また、本明細書および図面において、実質的に同一または類似の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合がある。ただし、実質的に同一又は類似の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。また、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合がある。ただし、類似する構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。
【００２４】
以下に説明する本発明の実施形態は、同一平面上に設けられた少なくとも３つ以上の照明器具１００（図１  参照）を用いて、端末装置２００（図１  参照）の位置を検出する位置検出方法として説明する。しかしながら、本発明の実施形態は、このように３つ以上の照明器具１００を用いて位置を検出することに限定されるものではなく、１つの照明器具１００を用いて端末装置２００の位置を検出してもよい。
【００２５】
＜＜本発明の実施形態をなすに至った経緯＞＞
次に、本発明の実施形態の具体的な説明に先立ち、本発明者らが本発明の実施形態をなすに至った経緯について説明する。
【００２６】
先に説明したように、屋外における位置を検出する技術として、人工衛星から電波（ＧＰＳ電波）を受信することで位置を推定する全地球測位システムが広く用いられている。しかしながら、上述の方法においては、ＧＰＳの電波が届かない屋内においては位置の検出が難しくなるため、屋内における位置の検出方法として、可視光通信を使った方法を挙げることができる。当該可視光通信は、人の目で見える波長（約３６０ｎｍ〜約８３０ｎｍ）を持つ電磁波、すなわち、可視光線を利用した無線通信技術であり、可視光線を照射することができる照明器具の点滅のパターンを様々に変調させることで、情報を送信することができる通信技術である。なお、位置を検出する方法としては、他にも、空間を伝播する弾性波である音波を使って位置を検出する方法を挙げることができるが、周囲環境からの影響を受け難いことから、可視光通信を用いた位置検出方法は、音波を使った位置検出方法に比べて、精度が高いといえる。
【００２７】
例えば、可視光通信を用いた位置検出方法としては、上記特許文献１に開示の技術を挙げることができる。上記特許文献１においては、複数の照明器具が、それぞれの固有の識別情報を、可視光通信を用いて位置検出対象となる対象装置へ送信する。さらに、当該対象装置は、予め格納した各照明器具の位置情報と、各照明装置からの可視光線の受信強度とに基づいて、照明器具から自身までの距離を求めることにより、対象装置自身の位置を検出することができる。
【００２８】
また、例えば、特許文献２においては、複数の照明器具は、それぞれの固有の識別情報と照明器具の位置とを、可視光通信を用いて位置検出対象となる対象装置へ送信する。さらに、当該対象装置は、可視光通信を用いて受信した位置情報に基づいて、対象装置自身のおおよその位置を推定する。
【００２９】
また、例えば、非特許文献１においては、３つの照明器具は、それぞれの固有の識別情報と照明器具の位置とを、可視光通信を用いて位置検出対象となる対象装置へ送信する。そして、当該対象装置は、魚眼レンズを使って、各照明器具を撮影し、撮像画面上の各照明器具の位置を取得し、可視光通信を用いて各照明器具の識別情報及び位置情報を取得する。さらに、当該対象装置は、取得した情報に基づいて、非線形最小二乗法を用いて、対象装置自身の位置を検出することができる。
【００３０】
しかしながら、本発明者は、上述の各文献に開示された技術に対して鋭意検討を行い、これら文献に開示された技術に問題点があることが明らかになった。詳細には、本発明者によれば、上記特許文献１においては、可視光線の受信強度により距離を求める方法であることから、周囲環境の影響を受けやすく、照明装置と対象装置との間の距離の推定精度が低いことが問題であった。また、上記特許文献２においては、おおよその対象装置の位置を推定することを前提とする技術であることから、対象装置の位置の検出の精度が低い。
【００３１】
さらに、非特許文献１では、非線形最小二乗法を用いて位置を検出するため、算出処理に時間がかかることが問題であった。また、本発明者は、非特許文献１に開示の技術を用いて、非線形最小二乗法に比べて処理の負担が少ない線形方程式を用いることを採用することを検討したが、このような場合、照明器具が６つ以上必要になり、位置検出のためのシステム構築にかかるコストが増加することが問題であった。
【００３２】
そこで、本発明者は、このような状況を鑑みて、以下に説明する本発明の実施形態を創作するに至った。すなわち、本発明者の創作した本発明の実施形態によれば、良好な位置検出精度でありつつ、少ない照明器具で、且つ、少ない処理時間で位置を検出することができる。以下に、本発明者が創作した本発明の実施形態の詳細を順次説明する。
【００３３】
＜＜第１の実施形態＞＞
＜位置検出システム１の概要構成＞
まずは、図１から図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る位置検出システム１の概要を説明する。図１は、本実施形態に係る位置検出システム１を説明するための説明図である。図２及び図３は、本実施形態に係る照明器具１００の設置位置の一例を説明するための説明図であり、詳細には、図２は、室内３００の天井の平面図の一例であり、図３は、室内３００の側面図の一例である。
【００３４】
本実施形態に係る位置検出システム１は、図１に示すように、照明器具１００と端末装置２００とを含む。当該位置検出システム１は、照明器具１００から、照明器具１００の発光領域（発光部１１０）の形状及び位置情報等を、可視光通信を用いて端末装置２００へ送信する。さらに、端末装置２００は、照明器具１００を撮像し、照明器具１００の動画像から、照明器具の識別情報、発光領域の形状、及び、照明器具１００の位置情報を取得し、取得した情報に基づき、線形方程式を利用して自身の位置を検出することができる。当該位置検出システム１は、少ない照明器具１００を用いて、端末装置２００の位置を検出することができる。
【００３５】
上記位置検出システム１は、例えば、工場内、オフィス内、病院内等における人物４００の位置を検出する際に用いることができる。なお、以下の説明では、端末装置２００を携帯する人物４００の位置の検出を目的とするシステムであるとして説明するが、本実施形態に係る位置検出システム１は、これに限定されるものではなく、端末装置２００と一体となった物体（例えば、部品、装置や自立歩行型ロボット等）の位置を検出する際にも適用することができる。
【００３６】
以下に、本実施形態に係る位置検出システム１に含まれる各装置の概要について説明する。
【００３７】
（照明器具１００）
照明器具１００は、可視光通信を行うことができる照明装置であり、例えば、図１に示すように、室内３００の天井等に固定されて設置される。
【００３８】
詳細には、複数の照明器具１００（照明器具１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ）は、図２及び図３に示すように、室内３００の天井である同一平面上に設けられる。なお、本実施形態においては、各照明器具１００が設置される高さを同一にすることで、端末装置２００の位置を検出する際に、三次元空間（実空間）上と画像上とにおける各点の対応関係の特定を容易に行うことができる（特定方法の詳細は、後述する）。
【００３９】
また、本実施形態においては、位置検出システム１に含まれる照明器具１００の数は、図１から図３に示されるような４つに限定されるものではなく、１つであっても、複数であってもよい。なお、以下の説明においては、位置検出システム１に、同一平面（天井）上に設けられた３つの照明器具１００が含まれているものとして説明する。また、照明器具１００の詳細構成については、後述する。
【００４０】
（端末装置２００）
端末装置２００は、例えば、人物４００により携帯されて複数の照明器具１００の動画像を撮像することができる端末であり、スマートフォン、携帯端末、又はウェアラブル端末等から構成される。なお、当該端末装置２００の詳細については、後述する。
【００４１】
なお、本実施形態に係る位置検出システム１は、図１に図示していないサーバを含んでいてもよく、当該サーバは、本実施形態に係る位置検出の際に用いる情報を格納し、必要に応じて、上記端末装置２００へ格納した情報を、無線通信等を介して送信してもよい。また、当該サーバは、端末装置２００で撮像した照明器具１００の動画像を端末装置２００から、無線通信等を介して受信し、当該サーバにおいて、当該動画像を用いて端末装置２００の位置の検出を行ってもよい。
【００４２】
＜照明器具１００の詳細構成＞
以上、本実施形態に係る位置検出システム１の概要構成について説明した。次に、本実施形態に係る照明器具１００の詳細構成について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る照明器具１００の機能ブロック図である。図５は、本実施形態に係る照明器具記憶部１０４に格納される情報テーブル５００の一例を説明するための説明図である。
【００４３】
図４に示すように、本実施形態に係る照明器具１００は、照明器具制御部１０２、照明器具記憶部１０４、パケット生成部１０６、発光処理部（発光制御部）１０８、及び発光部１１０を主に有する。以下に、本発明の第１の実施形態に係る照明器具１００に含まれる各機能ブロックの詳細について説明する。
【００４４】
（照明器具制御部１０２）
照明器具制御部１０２は、照明器具１００に内蔵されるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のハードウェアを用いて、照明器具１００の各機能ブロックを制御する機能を有する。具体的には、照明器具制御部１０２は、後述するパケット生成部１０６に対して、パケット送信（可視光通信）を行うように、定期的に命令することができる。
【００４５】
（照明器具記憶部１０４）
照明器具記憶部１０４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置から実現され、例えば、照明器具１００の識別情報（ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ））、発光領域（発光部１１０）の形状に関する情報（形状情報）、照明器具１００の設置位置に関する情報（位置情報）等を格納することができる。さらに、照明器具記憶部１０４は、上述の照明器具制御部１０２の指示に従って、格納する情報を、後述するパケット生成部１０６へ出力することができる。また、照明器具記憶部１０４は、上述した照明器具制御部１０２が処理を実行するための様々なデータやプログラムを格納していてもよい。
【００４６】
詳細には、照明器具記憶部１０４は、例えば、図５に示すような情報テーブル５００を格納し、情報テーブル５００は、照明器具１００の識別情報（ＩＤ）、三次元空間（実空間）上における、発光領域（発光部１１０）の形状に関する情報（形状情報）、照明器具１００の設置位置に関する情報（位置情報）等を格納する。詳細には、上記識別情報は、照明器具１００を特定するための情報であり、各照明器具１００に固有の情報が割当てられている。上記形状情報は、三次元空間上の照明器具１００の発光領域である発光部１１０の形状に関する情報が含まれており、より具体的には、三次元空間上の発光部１１０の輪郭の各頂点の位置座標や、発光部１１０の形状及び寸法の情報を含むことができる。さらに、位置情報は、三次元空間上の照明器具１００の発光部１１０の重心の位置座標等を含むことができる。なお、以下の説明においては、位置座標は、世界座標系による絶対的位置座標であってもよく、予め設定された基準点からの相対的位置座標であってもよい。
【００４７】
なお、本実施形態に係る位置検出システム１は、先に説明したように、図１に図示していないサーバを含んでいてもよい。この場合、当該サーバは、本実施形態に係る照明器具記憶部１０４に格納された発光領域（発光部１１０）の形状に関する情報（形状情報）、照明器具１００の設置位置に関する情報（位置情報）等を、当該照明器具記憶部１０４の代わりに、照明器具１００の識別情報（ＩＤ）と紐づけて格納していてもよい。格納された上記情報は、端末装置２００からの要求に応じて、無線通信を介して、当該サーバから、端末装置２００へ送信されてもよい。
【００４８】
(パケット生成部１０６)
パケット生成部１０６は、上述の照明器具制御部１０２の指示に従って、上述の照明器具記憶部１０４に格納された、照明器具１００の識別情報（ＩＤ）、三次元空間(実空間)上における、発光領域の形状に関する情報（形状情報）、及び、照明器具１００の設置位置に関する情報（位置情報）等に基づいて、送信するためのパケット情報を生成することができる。言い換えると、パケット生成部１０６により生成されるパケット情報は、上述の照明器具１００のＩＤ、形状情報及び位置情報を含む情報であると言える。さらに、パケット生成部１０６は、生成したパケット情報を、後述する発光処理部１０８へ出力することができる。
【００４９】
（発光処理部１０８）
発光処理部１０８は、上述したパケット生成部１０６で生成されたパケット情報に対して変調処理を行い、後述する発光部１１０の点滅のパターン(発光するタイミング)を制御する。すなわち、発光処理部１０８は、発光部１１０を可視光通信可能に制御する機能（制御情報を生成する機能）を持つ。
【００５０】
（発光部１１０）
発光部１１０は、可視光線を出力することができる発光体であり、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）から構成される。発光部１１０は、上述した発光処理部１０８による制御によって、所定の点滅パターンで発光及び消灯（点滅）を繰り返し、具体的には、発光するタイミングを変化させることにより、可視光線によって、端末装置２００へ、上記情報（照明器具１００の識別情報（ＩＤ）、発光領域の形状に関する情報（形状情報）、及び、照明器具１００の設置位置に関する情報（位置情報））の送信、すなわち、可視光通信を行うことができる。
【００５１】
＜端末装置２００の詳細構成＞
以上、本実施形態に係る照明器具１００の詳細構成について説明した。次に、本実施形態に係る端末装置２００の詳細構成について、図６から図８を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る端末装置２００の機能ブロック図である。図７は、本実施形態に係る端末記憶部２０４に格納される情報テーブル５０２の一例を説明するための説明図である。さらに、図８は、本実施形態に係る位置算出部２１０の算出方法を説明するための説明図である。
【００５２】
図６に示すように、本実施形態に係る端末装置２００は、端末制御部２０２、端末記憶部２０４、カメラ部（撮像部）２０６、画像処理部（取得部）２０８、及び位置算出部（位置検出部）２１０を主に有する。以下に、本実施形態に係る端末装置２００に含まれる各機能ブロックの詳細について説明する。
【００５３】
（端末制御部２０２）
端末制御部２０２は、端末装置２００に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等のハードウェアを用いて、端末装置２００の各機能ブロックを制御する機能を有する。
【００５４】
（端末記憶部２０４）
端末記憶部２０４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置から実現され、後述する画像処理部２０８によって取得した情報を格納する。詳細には、端末記憶部２０４は、図７に示すような情報テーブル５０２を格納する。当該情報テーブル５０２は、照明器具１００ごとに、照明器具１００から可視光通信を介して取得した、照明器具１００の識別情報（ＩＤ）、三次元空間（実空間）上における、発光領域の形状に関する情報（形状情報）、照明器具１００の設置位置に関する情報（位置情報）を格納する。さらに、当該情報テーブル５０２は、照明器具１００ごとに、後述するカメラ部２０６で撮像した照明器具１００の動画像上の照明器具１００の発光部１１０の輪郭の面積や頂点の位置（位置座標）等を格納する。
【００５５】
先に説明したように、上記情報テーブル５０２に格納される上記形状情報は、三次元空間（実空間）上における、発光部１１０の輪郭の各頂点の位置座標や、発光部１１０の形状及び寸法の情報を含むことができる。さらに、上記情報テーブル５０２に格納される上記位置情報は、三次元空間上における、照明器具１００の発光部１１０の重心の位置座標等を含むことができる。
【００５６】
（カメラ部２０６）
カメラ部２０６は、例えば、同一平面上に設けられた少なくとも３つ以上の照明器具１００の動画像を撮像することができる。詳細には、カメラ部２０６は、対象空間から発せられる光を受光して撮像面に光像を形成し、撮像面に形成された光像を電気的な画像信号に変換することにより動画像を取得することができる。また、カメラ部２０６は、例えば、照明器具１００から発せられる光を集光する撮影レンズ及びズームレンズ等の撮像光学系、及び、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を有してもよい。
【００５７】
（画像処理部２０８）
画像処理部２０８は、端末装置２００に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等のハードウェアを用いて、上述のカメラ部２０６が撮像した照明器具１００の動画像を取得し、取得した動画像を一時的に格納する。さらに、画像処理部２０８は、格納した動画像に基づき、照明器具１００の点滅パターン（受光パターン）を取得し、取得した点滅パターンに対して復調処理を行うことにより、照明器具１００の識別情報（ＩＤ）、三次元空間（実空間）上における、発光領域（発光部１１０）の形状に関する情報（形状情報）、照明器具１００の設置位置に関する情報（位置情報）を取得することができる。
【００５８】
また、画像処理部２０８は、上述のカメラ部２０６が撮像した照明器具１００の動画像に対して画像認識技術を用いて解析を行うことにより、画像上での照明器具１００の発光部１１０の特徴点として、発光部１１０の輪郭の頂点及び面積を抽出、算出することができる。さらに、画像処理部２０８は、抽出した発光部１１０の輪郭を、可視光通信を介して照明器具１００から取得した発光部１１０の形状に基づいて、頂点の数が一致するように抽象化する処理を行うこともできる。例えば、画像処理部２０８は、照明器具１００が棒状の発光部１１０を有する場合、可視光通信を介して照明器具１００から取得した発光部１１０の形状として棒状形状である旨の情報と、画像上から抽出した照明器具１００の発光部１１０の輪郭とを参照して、照明器具１００を２つの端部を持つ線分とし抽象化することができる。
【００５９】
さらに、画像処理部２０８は、取得した情報を、上述の端末記憶部２０４、及び、後述する位置算出部２１０に出力することができる。
【００６０】
（位置算出部２１０）
位置算出部２１０は、可視光通信を介して上述の画像処理部２０８によって取得された、照明器具１００の識別情報（ＩＤ）、三次元空間（実空間）上における、発光領域（発光部１１０）の形状に関する情報（形状情報）、照明器具１００の設置位置に関する情報（位置情報）と、上述の画像処理部２０８によって画像から抽出された、照明器具１００の発光部１１０の輪郭の面積や頂点の位置情報とに基づいて、線形方程式を利用して、端末装置２００の位置を算出することができる。
【００６１】
詳細には、位置算出部２１０は、画像上の照明器具１００における少なくとも６点と、可視光通信を介して取得された三次元空間（実空間）上の位置座標に係る６点との対応関係を特定し、すなわち、６組の点の対応関係を特定し、特定した対応関係に基づいて、線形方程式を用いて、端末装置２００の位置座標を算出することができる。
【００６２】
より具体的には、位置算出部２１０は、図８に示すように、画像６００上の各点（図８では点Ａ´、Ｂ´、Ｃ´）と、三次元空間（実空間）６０２での各点（図８では点Ａ、Ｂ、Ｃ）との対応関係（図８においては、線で結ばれた点Ａと点Ａ´、点Ｂと点Ｂ´、点Ｃと点Ｃ´が対応している）といった２つの点の組からなる６つの組（言い換えると、１２個の点の対応）の対応関係を得ることができ、且つ、端末装置２００のカメラ部２０６の固有の内部パラメータが予めわかっていれば、下記の数式（１）を用いて、端末装置２００のカメラ部２０６の三次元空間上の位置（図８では点Ｑ）や姿勢を算出することが可能である。
【００６３】
【数１】
2019132673.tif 000003
【００６４】
なお、数式（１）においては、Ｐは、３×４の行列（１２個の未知数）として示され、端末装置２００のカメラ部２０６の三次元空間（実空間）６０２での位置や姿勢を示す。また、数式（１）においては、（Ｘｉｍａｇｅ、Ｙｉｍａｇｅ、Ｓ）は、画像６００上の点の座標を示し、（Ｘｗｏｒｌｄ、Ｙｗｏｒｌｄ、Ｚｗｏｒｌｄ、１）は、三次元空間６０２での点の座標を示し、２つの点に関する対応関係（三次元空間６０２上の点と画像６００上での点との対応関係）があれば２つの方程式が得られることから、画像６００上の６つの点と三次元空間６０２上での６つの点との対応関係があれば、端末装置２００のカメラ部２０６の位置を示すＰを算出することが可能となる。
【００６５】
すなわち、位置算出部２１０は、端末記憶部２０４に格納された情報を用いて、６組の点の対応を特定する対応特定処理（前処理）と、対応関係が特定された６組の対応関係に基づいて、端末装置２００の位置を算出する位置算出処理とを行うことができる。
【００６６】
なお、本実施形態においては、上述した画像処理部２０８及び位置算出部２１０等で行われる処理は、位置検出システム１に含まれるサーバ（図示省略）で行ってもよい。この場合、当該サーバは、端末装置２００で撮像した照明器具１００の動画像を端末装置２００から受信し、予め当該サーバに格納された情報を用いて、端末装置２００の位置の検出を行うこととなる。
【００６７】
＜位置検出方法＞
以上、本実施形態に係る端末装置２００の詳細構成について説明した。次に、本実施形態に係る位置検出方法について、図９から図１３を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る位置検出方法のフローチャートである。図１０は、本実施形態に係る対応特定処理（前処理）のサブフローチャートである。さらに、図１１は、図１０のステップＳ２１３のサブフローチャートである。また、図１２及び図１３は、本実施形態に係る対応特定処理（前処理）を説明するための説明図である。
【００６８】
詳細には、本実施形態に係る位置検出方法は、図９のフローチャートで示され、当該フローチャートは、ステップＳ１０１からステップＳ１０９までの複数のステップを有する。以下に、本実施形態に係る位置検出方法の各ステップの詳細を説明する。
【００６９】
なお、以下に説明する本実施形態に係る位置検出方法においては、同一平面（天井）上に設けられた、棒状の発光部１１０を有する、３つの照明器具（第１、第２及び第３の照明器具）１００を用いて、端末装置２００の位置を検出するものとして説明する。
【００７０】
（ステップＳ１０１）
各照明器具１００の発光部１１０が発光し、照明器具１００は、可視光通信を介して、照明器具１００の識別情報（ＩＤ）、三次元空間（実空間）上における、発光領域（発光部１１０）の形状に関する情報（形状情報）、及び、照明器具１００の設置位置に関する情報（位置情報）を端末装置２００へ送信する。具体的には、各照明器具１００の発光部１１０は、所定の点滅パターンで発光及び消灯（点滅）を繰り返し、端末装置２００へ、上記情報を送信する。
【００７１】
（ステップＳ１０３）
端末装置２００のカメラ部２０６は、発光する３つの照明器具１００の動画像を撮像する。
【００７２】
（ステップＳ１０５）
端末装置２００の画像処理部２０８は、上述したステップＳ１０３で撮像した動画像を一時的に格納する。さらに、画像処理部２０８は、格納した動画像に基づき、照明器具１００の点滅パターン（受光パターン）を取得し、取得した点滅パターンに対して復調処理を行うことにより、照明器具１００の識別情報（ＩＤ）、三次元空間（実空間）上における、発光領域（発光部１１０）の形状に関する情報（形状情報）、照明器具１００の設置位置に関する情報（位置情報）を取得し、端末記憶部２０４に格納する。なお、ここで格納される形状情報は、先に説明したように、照明器具１００の発光部１１０の輪郭の各頂点の位置座標であり、さらに、当該発光部１１０の形状及び寸法の情報を含んでもよい。さらに、ここで格納される位置情報は、三次元空間（実空間）における、照明器具１００の発光部１１０の重心の位置座標である。
【００７３】
また、端末装置２００の画像処理部２０８は、上述したステップＳ１０３で撮像した動画像に対して、画像認識技術を用いて処理を行い、画像上での各照明器具１００の発光部１１０の輪郭の頂点の位置座標及び面積を抽出、算出する。
【００７４】
（ステップＳ１０７）
位置の算出の前処理として、端末装置２００の位置算出部２１０は、画像上の各照明器具１００に関する６つの点と、可視光通信を介して取得された三次元空間（実空間）上の位置座標に係る６つの点との対応関係を特定する。なお、当該ステップＳ１０７の詳細については、後述する。
【００７５】
（ステップＳ１０９）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上述のステップＳ１０７で特定された６組の点の対応関係に基づいて、線形方程式を用いて、端末装置２００の位置座標を算出する。なお、端末装置２００の位置座標の算出は、既に説明したため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７６】
以上、本実施形態に係る位置検出方法について説明した。次に、図９のステップＳ１０７、すなわち、対応特定処理（前処理）の詳細について説明する。詳細には、本実施形態に係る対応特定処理（ステップＳ１０７）は、図１０のサブフローチャートで示され、当該サブフローチャートには、ステップＳ２０１からステップＳ２１７までの複数のステップが含まれる。以下に、本実施形態に係る対応特定処理の各ステップの詳細を説明する。
【００７７】
なお、以下の説明においては、同一平面（天井）上に設けられた、棒状の発光部１１０を有する、３つの照明器具１００を用いて、端末装置２００の位置を検出する。さらに、以下の説明においては、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標が位置情報としてわかっているものとする。また、以下の説明においては、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての動画像上の位置もわかっているものとする。すなわち、以下の説明においては、各照明器具１００において、２つの上記端部の三次元空間上の位置と画像上の位置との対応が特定することができるものとし、３つの照明器具１００が含まれていることから、６組の三次元空間上の点と画像上の点との対応関係を得ることができるものとする。
【００７８】
（ステップＳ２０１）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上述の図９に示されるステップＳ１０９における端末装置２００の位置座標の算出で使用する候補となる情報が格納されることとなる選択候補の集合を空にする。
【００７９】
（ステップＳ２０３）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上述の図９のステップＳ１０５で取得した照明器具１００の識別情報（ＩＤ）、三次元空間（実空間）上における、発光領域（発光部１１０）の形状に関する情報（形状情報）、照明器具１００の設置位置に関する情報（位置情報）を、端末記憶部２０４から取得し、上記選択候補の集合における各照明器具１００の実空間上の位置情報の集合として、上記選択候補の実空間側の集合に格納する。詳細には、位置算出部２１０は、上記形状情報として、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標を照明器具１００のＩＤと紐づけて格納し、さらに、上記位置情報として、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の重心の三次元空間（実空間）上の位置座標を照明器具１００のＩＤと紐づけて格納する。
【００８０】
（ステップＳ２０５）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上記選択候補の集合における各照明器具１００の位置情報の実空間側集合が空であれば、処理を終了する。一方、端末装置２００の位置算出部２１０は、上記選択候補の集合における各照明器具１００の位置情報の実空間側集合が空でなければ、後述するステップＳ２０７へ進む。
【００８１】
（ステップＳ２０７）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上述の図９のステップＳ１０５で抽出した画像上での各照明器具１００の発光部１１０の輪郭の面積の一番大きいものを選択し、選択した照明器具１００をｐと設定する。
【００８２】
（ステップＳ２０９）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上述のステップＳ２０７で選択したｐに係る画像上の情報を、上記選択候補の画像側に係る情報を格納する画像側集合に追加する。詳細には、位置算出部２１０は、選択したｐに係る照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての動画像上の位置の情報（位置座標）を画像側集合に追加する。
【００８３】
（ステップＳ２１１）
端末装置２００の位置算出部２１０は、画像側集合に格納された画像上の情報と紐づけられる照明器具１００の数の大きさが２以下であれば（言い換えると、端部の位置座標の数が５以下であれば）、上述のステップＳ２０５へ戻る。一方、端末装置２００の位置算出部２１０は、画像側集合に格納された画像上の情報と紐づけられる照明器具１００の数の大きさが２以下でなければ（言い換えると、端部の位置座標の数が５以下でなければ）、後述するステップＳ２１３へ進む。
【００８４】
（ステップＳ２１３）
端末装置２００の位置算出部２１０は、選択候補の集合に格納された、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標と、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての動画像上の位置の情報との対応関係を特定する。なお、当該ステップＳ２１３の詳細については、後述する。
【００８５】
（ステップＳ２１５）
端末装置２００の位置算出部２１０は、６組以上の対応関係が特定できたかどうかを判定する。当該位置算出部２１０は、６組以上の対応関係が特定できなかった場合は、ステップＳ２１７へ進む。一方、当該位置算出部２１０は、６組以上の対応関係が特定できた場合は、処理を終了する。
【００８６】
（ステップＳ２１７）
対応関係が特定できなかったものとして、上述のステップＳ２０７で選択したｐに関する情報を選択候補の集合から除き、上述のステップＳ２０５へ戻る。
【００８７】
以上、本実施形態に係る対応特定処理（前処理）（ステップＳ１０７）の詳細について説明した。次に、図１０のステップＳ２１３について説明する。詳細には、図１０のステップＳ２１３は、図１１のサブフローチャートで示され、当該サブフローチャートは、ステップＳ３０１からステップＳ３２１までの複数のステップを有する。以下に、本実施形態に係るステップＳ２１３のサブフローチャートに含まれる各ステップの詳細を説明する。
【００８８】
（ステップＳ３０１）
端末装置２００の位置算出部２１０は、処理の順番を管理するための変数ｍに１を代入する。
【００８９】
（ステップＳ３０３）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上述のステップＳ２０３（ステップＳ１０５）において選択候補の集合に格納された、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の三次元空間（実空間）上の重心の位置座標を取得する。
【００９０】
（ステップＳ３０５）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上述のステップＳ３０３で取得した３つの照明器具１００の発光部１１０の重心が、同一直線上にあるかどうかを判定する。当該位置算出部２１０は、３つの重心が同一直線上にない場合には、後述するステップＳ３０７へ進む。一方、当該位置算出部２１０は、３つの重心が同一直線上にある場合には、処理を終了する。
【００９１】
（ステップＳ３０７）
端末装置２００の位置算出部２１０は、選択候補の画像側集合に含まれる各照明器具１００の発光部１１０の、画像上の重心の位置を、抽出した発光部１１０の輪郭の頂点の位置座標(上述のステップＳ１０５で取得される)に基づき、算出する。
【００９２】
（ステップＳ３０９）
端末装置２００の位置算出部２１０は、選択候補の集合に属する照明器具１００のうち、発光部１１０の輪郭がｍ番目に大きい照明器具１００をｑとする。なお、以下の説明においては、当該ｍは、上述したステップＳ３０１で設定されているものとする。
【００９３】
（ステップＳ３１１）
端末装置２００の位置算出部２１０は、選択候補の集合に格納された、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標（位置情報）と、各照明器具１００の発光部１１０の三次元空間上の重心の位置座標とに基づいて、ｑの２つの端部を結ぶ直線と、選択集合に格納されたｑ以外の２つの照明器具１００の重心を結ぶ直線とにより構成される角度αを算出する（図１２及び図１３参照）。これら直線の詳細については、後述する。
【００９４】
（ステップＳ３１３）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上述のステップＳ３１１で算出された角度αが、−４５度から＋４５度（所定の角度）以内である場合には、後述するステップＳ３１５へ進む。一方、端末装置２００の位置算出部２１０は、上述のステップＳ３１１で算出された角度αが、−４５度から＋４５度（所定の角度）以内でない場合には、後述するステップＳ３１７へ進む。
【００９５】
（ステップＳ３１５）
端末装置２００の位置算出部２１０は、選択候補の集合に格納された、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標と、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての動画像上の位置座標との対応関係を特定する。
【００９６】
詳細には、上述のステップＳ３１１において、当該位置算出部２１０は、図１２に示すように、ｑである照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部７００、７０２についての三次元空間（実空間）上の位置座標に基づいて、これら２つの端部（２点）７００、７０２を結ぶ直線７１０を算出する。さらに、当該位置算出部２１０は、上述のステップＳ３０３で算出した、各照明器具１００ａ、１００ｂの発光部１１０の三次元空間上の重心８０４ａ、８０４ｂの位置座標に基づいて、これら２つの端部７００、７０２を結ぶ直線８１０を算出する。加えて、当該位置算出部２１０は、算出した直線７１０と直線８１０とにより構成される角度αを算出する。
【００９７】
そして、算出した角度αが、−４５度から＋４５度以内である場合には、当該位置算出部２１０は、図１２に示すように、三次元空間（実空間）上及び画像上にて、ｑである照明器具１００の端部７００から各照明器具１００ａ、１００ｂの重心８０４ａ、８０４ｂまでの距離ａ０、ｂ０をそれぞれ算出する。同様に、当該位置算出部２１０は、三次元空間上及び画像上にて、図１２に示すように、ｑである照明器具１００の端部７０２から各照明器具１００ａ、１００ｂの重心８０４ａ、８０４ｂまでの距離ａ１、ｂ１をそれぞれ算出する。
【００９８】
なお、三次元空間（実空間）上のｑである照明器具１００の端部７００、７０２の位置座標、及び、ｑ以外の照明器具１００ａ、１００ｂの重心８０４ａ、８０４ｂの位置座標は、上述のステップＳ２０３（ステップＳ１０５）で取得することができるため、位置算出部２１０は、これらの位置座標に基づいて、ｑである照明器具１００の端部７００、７０２から各照明器具１００ａ、１００ｂの重心８０４ａ、８０４ｂまでの距離ａ０、ｂ０、ａ１、ｂ１を算出することができる。
【００９９】
さらに、位置算出部２１０は、画像上の照明器具１００の発光部１１０の輪郭の頂点の位置座標を、上述のステップＳ１０５で抽出された発光部１１０の輪郭に基づいて、算出することができ、算出した位置座標を用いて、画像上の、ｑである照明器具１００の端部７００、７０２の位置座標、及び、ｑ以外の照明器具１００ａ、１００ｂの重心８０４ａ、８０４ｂの位置座標を算出することができる。従って、位置算出部２１０は、算出したこれら画像上の位置座標を用いて、ｑである照明器具１００の端部７００、７０２から各照明器具１００ａ、１００ｂの重心８０４ａ、８０４ｂまでの距離ａ０、ｂ０、ａ１、ｂ１を算出することができる。
【０１００】
そして、当該位置算出部２１０は、算出した距離ａ０、ａ１、ｂ０、ｂ１を利用して、三次元空間（実空間）上及び画像上のそれぞれにおいて、ｑである照明器具１００の端部７００、７０２は、それぞれ照明器具１００ａ、１００ｂのいずれかの近いかを基準にグループ分けする。そして、当該位置算出部２１０は、同じグループに属する三次元空間上の端部７００、７０２と、画像上の端部７００、７０２とが対応させることにより、対応関係を特定することができる。
【０１０１】
（ステップＳ３１７）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上述したステップＳ３１５と同様に、選択候補の集合に格納された、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標と、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての動画像上の位置座標との対応関係を特定する。
【０１０２】
詳細には、上述のステップＳ３１１において、当該位置算出部２１０は、図１３に示すように、ｑである照明器具１００の棒状の発光部１１０の三次元空間（実空間）上の位置座標に基づいて、ｑである照明器具１００の２つの端部７００、７０２を結ぶ直線７１０を算出する。さらに、当該位置算出部２１０は、上述のステップＳ３０３で算出した、各照明器具１００ａ、１００ｂの発光部１１０の三次元空間上の重心８０４ａ、８０４ｂの位置に基づいて、これら２つの端部７００、７０２を結ぶ直線８１０を算出する。加えて、当該位置算出部２１０は、算出した直線７１０と直線８１０とにより構成される角度αを算出する。
【０１０３】
そして、算出した角度αが、−４５度から＋４５度（所定の角度）以内でない場合、当該位置算出部２１０は、図１３に示すように、三次元空間（実空間）上及び画像上にて、ｑである照明器具１００の端部７００から各照明器具１００ａ、１００ｂの重心８０４ａ、８０４ｂまでの距離ａ０、ｂ０をそれぞれ算出する。同様に、当該位置算出部２１０は、三次元空間上及び画像上にて、図１３に示すように、ｑである照明器具１００の端部７０２から各照明器具１００ａ、１００ｂの重心８０４ａ、８０４ｂまでの距離ａ１、ｂ１をそれぞれ算出する。さらに、当該位置算出部２１０は、算出した距離ａ０と距離ａ１の合計値、及び、算出した距離ｂ０と距離ｂ１の合計値を算出する。
【０１０４】
さらに、当該位置算出部２１０は、算出した合計値を利用して、三次元空間（実空間）上及び画像上のそれぞれにおいて、ｑである照明器具１００の端部７００、７０２は、それぞれ照明器具１００ａ、１００ｂとの間の距離の合計値が大きいか小さいかを基準にグループ分けする。そして、当該位置算出部２１０は、同じグループに属する三次元空間上の端部７００、７０２と、画像上の端部７００、７０２とが対応させることにより、対応関係を特定することができる。
【０１０５】
（ステップＳ３１９）
端末装置２００の位置算出部２１０は、変数ｍを１つ大きく設定する。
【０１０６】
（ステップＳ３２１）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上述のステップＳ３１９で設定されたｍの値が４でない場合には、上述したステップＳ３０９へ戻る。一方、当該位置算出部２１０は、上述のステップＳ３１９で設定されたｍの値が４である場合には、処理を終了する。
【０１０７】
以上のように本発明の第１の実施形態によれば、上述のステップＳ３１５及びステップＳ３１７のように、簡単な距離の算出と簡単な比較により、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標と、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての動画像上の位置座標との対応関係を特定することができる。さらに、本実施形態によれば、少ない照明器具１００であっても、端末装置２００の位置を検出するために十分な数の照明器具１００に関する位置情報等を得ることができることから、処理時間の少ない線形方程式を利用して、良好な位置検出精度で端末装置２００の位置を検出することができる。すなわち、本実施形態によれば、良好な位置検出精度でありつつ、少ない照明器具で、且つ、少ない処理時間で位置を検出することができる。
【０１０８】
＜＜第２の実施形態＞＞
上述した本発明の第１の実施形態においては、算出した距離を用いて、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標と、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての動画像上の位置座標との対応関係を特定していた。しかしながら、本発明の実施形態は、これに限定されるものではなく、算出した角度を用いて上述のような特定を行ってもよい。以下に、算出した角度を用いて特定を行う本発明の第２の実施形態を、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は、本実施形態に係る位置検出方法のフローチャートであり、図１５は、本実施形態に係る位置検出方法を説明するための説明図である。
【０１０９】
なお、以下の説明においても、第１の実施形態と同様に、同一平面（天井）上に設けられた、棒状の発光部１１０を有する、３つ以上の照明器具１００を用いて、端末装置２００の位置を検出する。さらに、以下の説明においては、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標が位置情報としてわかっているものとする。また、以下の説明においては、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての動画像上の位置座標もわかっているものとする。すなわち、以下の説明においては、各照明器具１００において、２つの端部の三次元空間上の位置と画像上の位置との対応が特定することができるものとし、３つの照明器具１００が含まれていることから、６組の三次元空間上の点と画像上の点との対応関係を得ることができるものとする。
【０１１０】
なお、本実施形態においては、位置検出システム１、及び、当該位置検出システム１に含まれる各装置の詳細構成は、上述した第１の実施形態と共通するため、ここではこれらの説明を省略する。
【０１１１】
＜位置検出方法＞
次に、本実施形態に係る位置検出方法について、図１４及び図１５を参照して説明する。以下に説明する位置検出方法は、図１０に示す第１の実施形態のステップＳ２１３に対応し、すなわち、ステップＳ２１３の変形例の１つであるといえる。詳細には、本実施形態に係る位置検出方法は、図１４のサブフローチャートで示され、当該サブフローチャートは、ステップＳ４０１からステップＳ４２３までの複数のステップを有する。以下に、本実施形態に係る位置検出方法の各ステップの詳細を説明する。
【０１１２】
（ステップＳ４０１〜ステップＳ４０９）
本実施形態におけるステップＳ４０１からステップＳ４０９は、図１１に示される、第１の実施形態のステップＳ３０１からステップＳ３０９と同様であるため、ここでは、説明を省略する。
【０１１３】
（ステップＳ４１１）
端末装置２００の位置算出部２１０は、図１５に示すように、ｑ以外の各照明器具１００ａ、１００ｂの発光部１１０の三次元空間（実空間）上の重心８０４ａ、８０４ｂの位置に基づいて、これら２つの重心８０４ａ、８０４ｂを結ぶ直線８１０を算出する。さらに、当該位置算出部２１０は、図１５に示すように、ｑである照明器具１００の重心７０４から、算出した直線８１０への垂線７３０を算出する。また、位置算出部２１０は、ｑである照明器具１００の一方の端部（一方の点）７００と重心７０４とを結ぶ線分７１０ａを算出し、端部７００に係る線分７１０ａと垂線７３０とにより構成される角度（第１の角度）α１を算出する。
【０１１４】
さらに、当該位置算出部２１０は、図１５に示すように、位置算出部２１０は、ｑである照明器具１００の他方の端部（他方の点）７０２と重心７０４とを結ぶ線分７１０ｂを算出し、端部７０２に係る線分７１０ｂと垂線７３０とにより構成される角度（第２の角度）α２を算出する。
【０１１５】
なお、三次元空間上のｑである照明器具１００の端部７００、７０２の位置座標、及び、ｑである照明器具１００及びｑ以外の照明器具１００ａ、１００ｂの重心７０４、８０４ａ、８０４ｂの位置座標は、上述のステップＳ２０３（ステップＳ１０５）で取得することができるため、位置算出部２１０は、これらの位置座標に基づいて、上記角度α１、α２を算出することができる。
【０１１６】
（ステップＳ４１３）
端末装置２００の位置算出部２１０は、上述したステップＳ４１１で算出した角度α１と角度α２との差分（α１−α２）が−６０度から＋６０度（所定の角度）以内でない場合には、後述するステップＳ４１５に進む。一方、位置算出部２１０は、上記差分（α１−α２）が−６０度から＋６０度（所定の角度）以内である場合には、後述するステップＳ４１９に進む。
【０１１７】
（ステップＳ４１５）
端末装置２００の位置算出部２１０は、図１５に示すように、ｑ以外の各照明器具１００ａ、１００ｂの発光部１１０の画像上の重心８０４ａ、８０４ｂの位置に基づいて、これら２つの重心８０４ａ、８０４ｂを結ぶ直線８１０を算出する。さらに、当該位置算出部２１０は、図１５に示すように、ｑである照明器具１００の重心７０４から、算出した直線８１０への垂線７３０を算出する。また、位置算出部２１０は、ｑである照明器具１００の一方の端部（一方の点）７００と重心７０４とを結ぶ線分７１０ａを算出し、端部７００に係る線分７１０ａと垂線７３０とにより構成される角度（第１の角度）α１を算出する。
【０１１８】
さらに、当該位置算出部２１０は、図１５に示すように、位置算出部２１０は、ｑである照明器具１００の他方の端部（他方の点）７０２と重心７０４とを結ぶ線分７１０ｂを算出し、端部７０２に係る線分７１０ｂと垂線７３０とにより構成される角度（第２の角度）α２を算出する。
【０１１９】
なお、位置算出部２１０は、画像上の照明器具１００の発光部１１０の輪郭の頂点の位置座標を、上述のステップＳ１０５で抽出された発光部１１０の輪郭に基づいて、算出することができ、算出した位置座標を用いて、画像上の、ｑである照明器具１００の端部７００、７０２の位置座標、及び、ｑである照明器具１００とｑ以外の照明器具１００ａ、１００ｂとの重心７０４、８０４ａ、８０４ｂの位置座標を算出することができる。従って、位置算出部２１０は、算出したこれら画像上の位置座標を用いて、上記角度α１、α２を算出することができる。
【０１２０】
（ステップＳ４１７）
さらに、当該位置算出部２１０は、上述のステップＳ４１１及びステップＳ４１３で算出した角度α１、α２の大小関係に基づいて、三次元空間（実空間）上における角度α１、α２を２つのグループに分け、画像上における角度α１、α２を２つのグループに分ける。そして、当該位置算出部２１０は、同じグループに属する三次元空間上の端部７００、７０２と、画像上の端部７００、７０２とを対応させることにより、対応関係を特定することができる。
【０１２１】
（ステップＳ４１９からステップＳ４２３）
本実施形態におけるステップＳ４１９からステップＳ４２３は、図１１に示される第１の実施形態のステップＳ３１５からステップＳ３２１と同様であるため、ここでは、説明を省略する。
【０１２２】
以上のように本発明の第２の実施形態によれば、上述のステップＳ４１１からステップＳ４１９のように、簡単な角度の算出と簡単な比較により、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標と、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての動画像上の位置座標との対応関係を特定することができる。さらに、本実施形態によれば、少ない照明器具１００であっても、端末装置２００の位置を検出するために十分な数の照明器具１００に関する位置情報等を得ることができることから、処理時間の少ない線形方程式を利用して、良好な位置検出精度で端末装置２００の位置を検出することができる。すなわち、本実施形態によれば、良好な位置検出精度でありつつ、少ない照明器具で、且つ、少ない処理時間で位置を検出することができる。
【０１２３】
＜＜ハードウェア構成＞＞
以上、本発明の各実施形態について説明した。続いて、本発明の各実施形態に係るハードウェア構成について説明する。上述した位置検出システム１における位置検出方法は、ソフトウェアと、照明器具と、以下に説明する端末装置２００のハードウェアとの協働により実現される。
【０１２４】
図１６は、本発明の実施形態に係る端末装置２００である無線通信装置９００のハードウェア構成例を示したブロック図である。無線通信装置９００は、ＣＰＵ９０２と、ＲＯＭ９０４と、ＲＡＭ９０６と、を有する。また、無線通信装置９００は、入力部９０８と、出力部９１０と、ストレージ装置９１２と、ネットワークインタフェース９１４とを有する。以下に、当該無線通信装置９００の各ハードウェアブロックについて説明する。
【０１２５】
（ＣＰＵ９０２、ＲＯＭ９０４、ＲＡＭ９０６）
ＣＰＵ９０２は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従って端末装置２００である無線通信装置９００内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ９０２は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ９０４は、ＣＰＵ９０２が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０６は、ＣＰＵ９０２の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。これらはＣＰＵバスなどから構成されるホストバス９１６により相互に接続されている。ＣＰＵ９０２、ＲＯＭ９０４及びＲＡＭ９０６は、ソフトウェアとの協働により図６を参照して説明した端末装置２００の端末制御部２０２等の機能を実現し得る。
【０１２６】
（入力部９０８）
入力部９０８は、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、センサ、スイッチ及びレバーなどユーザが情報を入力するための入力手段と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０２に出力する入力制御回路などから構成されている。ユーザは、当該入力部９０８を操作することにより、端末装置２００に対して各種のデータを入力したり、処理動作を指示したりすることができる。さらに、入力部９０８は、図６を参照して説明した端末装置２００のカメラ部２０６として機能する、撮影レンズ及びズームレンズなどの撮像光学系、及び、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子を有している。
【０１２７】
（出力部９１０）
出力部９１０は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、プロジェクター装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）装置およびランプなどの表示装置を含む。また、出力部９１０は、スピーカ及びヘッドホンなどの音声出力装置を含んでもよい。
【０１２８】
（ストレージ装置９１２）
ストレージ装置９１２は、データ格納用の装置である。ストレージ装置９１２は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出装置及び記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置などを含んでもよい。ストレージ装置９１２は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔｒａｇｅ  Ｄｒｉｖｅ）、あるいは同等の機能を有するメモリ等で構成される。このストレージ装置９１２は、ストレージを駆動し、ＣＰＵ９０２が実行するプログラムや各種データを格納する。
【０１２９】
（ネットワークインタフェース９１４）
ネットワークインタフェース９１４は、例えば、ネットワークに接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。当該通信インタフェースは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の近距離無線通信インタフェースや、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、又は携帯通信網（ＬＴＥ、３Ｇ）等の通信インタフェースであることができる。また、ネットワークインタフェース９１４は、有線による通信を行う有線通信装置を含んでいてもよい。
【０１３０】
以上、本発明の実施形態に係る端末装置２００である無線通信装置９００のハードウェア構成例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。かかる構成は、実施する時々の技術レベルに応じて適宜変更されうる。
【０１３１】
＜＜まとめ＞＞
以上のように本発明の各実施形態によれば、簡単な距離及び角度の算出と簡単な比較により、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標と、各照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての動画像上の位置の情報との対応関係を特定することができる。さらに、本実施形態によれば、少ない照明器具１００であっても、端末装置２００の位置を検出するために十分な数の照明器具１００に関する位置情報等を得ることができることから、処理時間の少ない線形方程式を利用して、良好な位置検出精度で端末装置２００の位置を検出することができる。すなわち、本発明の各実施形態によれば、良好な位置検出精度でありつつ、少ない照明器具で、且つ、少ない処理時間で位置を検出することができる。
【０１３２】
なお、上述の実施形態においては、同一平面上に設けられた、棒状の発光部１１０を有する、３つの照明器具１００を用いて、端末装置２００の位置を検出するものとして説明した。すなわち、上述の実施形態においては、３つの照明器具１００の棒状の発光部１１０の２つの端部についての三次元空間（実空間）上の位置座標及び画像上の位置座標がわかっているものとして説明した。しかしながら、本発明の実施形態は、上述のような３つの照明器具１００を用いることに限定されるものではなく、例えば、発光部１１０に６つの特徴点を有するような１つの照明器具１００を用いても、端末装置２００の位置を検出することができる。
【０１３３】
＜＜補足＞＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３４】
また、上述した本発明の実施形態の位置検出方法における各ステップは、必ずしも記載された順序に沿って処理されなくてもよい。例えば、各ステップは、適宜順序が変更されて処理されてもよい。また、各ステップは、時系列的に処理される代わりに、一部並列的に又は個別的に処理されてもよい。さらに、各ステップの処理方法についても、必ずしも記載された方法に沿って処理されなくてもよく、例えば、他の機能部によって他の方法によって処理されていてもよい。
【０１３５】
さらに、上記の本発明の実施形態に係る位置検出方法の少なくとも一部は、コンピュータを機能させる情報処理プログラムとして、ソフトウェアで構成することが可能であり、ソフトウェアで構成する場合には、これらの方法の少なくとも一部を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体に収納し、端末装置２００等、もしくは、端末装置２００等と接続された他の装置に読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。さらに、これらの方法の少なくとも一部を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
【符号の説明】
【０１３６】
１    位置検出システム
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ    照明器具
１０２    照明器具制御部
１０４    照明器具記憶部
１０６    パケット生成部
１０８    発光処理部
１１０    発光部
２００    端末装置
２０２    端末制御部
２０４    端末記憶部
２０６    カメラ部
２０８    画像処理部
２１０    位置算出部
３００    室内
４００    人物
５００、５０２    情報テーブル
６００    画像
６０２    三次元空間
７００、７０２    端部
７０４、８０４ａ、８０４ｂ    重心
７１０、８１０    直線
７１０ａ、７１０ｂ    線分
７３０    垂線
９００    無線通信装置
９０２    ＣＰＵ
９０４    ＲＯＭ
９０６    ＲＡＭ
９０８    入力部
９１０    出力部
９１２    ストレージ装置
９１４    ネットワークインタフェース
９１６    ホストバス
【図１】
2019132673.tif 000004
【図２】
2019132673.tif 000005
【図３】
2019132673.tif 000006
【図４】
2019132673.tif 000007
【図５】
2019132673.tif 000008
【図６】
2019132673.tif 000009
【図７】
2019132673.tif 000010
【図８】
2019132673.tif 000011
【図９】
2019132673.tif 000012
【図１０】
2019132673.tif 000013
【図１１】
2019132673.tif 000014
【図１２】
2019132673.tif 000015
【図１３】
2019132673.tif 000016
【図１４】
2019132673.tif 000017
【図１５】
2019132673.tif 000018
【図１６】
2019132673.tif 000019