(57)【要約】【課題】コンピュータビジョンと結合される地磁気信号に基づいた室内位置決めシステム及び方法を提供する。【解決手段】室内位置決めシステムは、コンピュータビジョン座標と地磁気信号座標とを組み合わせてコンピュータビジョンマップ及び地磁気データマップを生成するためのマップ構築モジュールと、構築されたコンピュータビジョン座標と地磁気信号座標とに基づいて、コンピュータビジョンウェイトと地磁気信号ウェイトとを算出するとともに、該コンピュータビジョンウェイトと該地磁気信号ウェイトとに基づいてウェイト方程式に代入することで現在位置を統合推定するウェイトモジュールと、を備える。【選択図】図１
2019212291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲環境の空間画像を取得してコンピュータビジョン座標を構築するための撮像ユニットを少なくとも含むコンピュータビジョン位置決めモジュールと、
地磁気信号軌跡を検出して地磁気信号座標を構築するための地磁気検出ユニットを少なくとも含む地磁気信号位置決めモジュールと、
構築されたコンピュータビジョン座標及び地磁気信号座標を格納するデータベースと、現在位置及び走行軌跡を検出するための慣性測定ユニットとを少なくとも含み、該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とを組み合わせてコンピュータビジョンマップ及び地磁気データマップを生成するためのマップ構築モジュールと、
構築された該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とに基づいて、コンピュータビジョンウェイトと地磁気信号ウェイトとを算出するとともに、該コンピュータビジョンウェイトと該地磁気信号ウェイトとに基づいてウェイト方程式に代入することで現在位置を統合推定するウェイトモジュールと、を備え、
該ウェイト方程式は、
【数１】
2019212291.tif 000014
であり、数式中、ｘ１、ｚ１は該コンピュータビジョン位置決めモジュールのｘ、ｙ座標であり、Ｗ１は該コンピュータビジョンウェイトであり、ｘ２、ｚ２は該地磁気信号位置決めモジュールのｘ、ｙ座標であり、Ｗ２は該地磁気信号ウェイトである、
コンピュータビジョンと結合される地磁気信号に基づいた室内位置決めシステム。
【請求項２】
該地磁気信号ウェイトは、地磁気信頼値に基づいて算出されたものであり、
該地磁気信頼値は、構築時の地磁気指紋分布と現在測定された地磁気指紋分布とを照合して算出されたものであり、
該地磁気信頼値を算出するための方程式は、
【数２】
2019212291.tif 000015
であり、数式中、Ｘ１は地磁気信頼値であり、構築時の地磁気指紋分布はＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚであり、検出時の地磁気指紋分布はＢｘ’、Ｂｙ’、Ｂｚ’である、
請求項１に記載の室内位置決めシステム。
【請求項３】
該地磁気信号ウェイトを算出するための方程式は、
【数３】
2019212291.tif 000016
であり、数式中、Ｗ２は地磁気信号ウェイトであり、Ｘ２は地磁気信頼値であり、ｅは指数関数である、
請求項２に記載の室内位置決めシステム。
【請求項４】
該コンピュータビジョンウェイトは、コンピュータビジョン信頼値に基づいて算出されたものであり、
該コンピュータビジョン信頼値は、特徴点を取り出して形成された記述子の間のハミング距離を照合して算出されたものであり、
該コンピュータビジョン信頼値を算出するための方程式は、
【数４】
2019212291.tif 000017
であり、数式中、Ｘ２はコンピュータビジョン信頼値であり、ｎはビットを単位とする該記述子の大きさであり、ｅはビットを単位とする照合後のハミング距離である、
請求項１に記載の室内位置決めシステム。
【請求項５】
該記述子はＳＩＦＴ−ｌｉｋｅ記述子またはｂｉｎａｒｙ記述子を含む、
請求項４に記載の室内位置決めシステム。
【請求項６】
該コンピュータビジョンウェイトを算出するための方程式は、
【数５】
2019212291.tif 000018
であり、数式中、Ｗ２はコンピュータビジョンウェイトであり、Ｘ２はコンピュータビジョン信頼値であり、ｅは指数関数である、
請求項５に記載の室内位置決めシステム。
【請求項７】
該マップ構築モジュールは、画像フレームの次元を降下させ、照合に必要な時間を減少するためのＢＯＷ（Ｂａｇ  ｏｆ  Ｗｏｒｄｓ）モデル学習モジュールを含む、
請求項１に記載の室内位置決めシステム。
【請求項８】
該マップ構築モジュールは、視覚慣性走行距離計測（Ｖｉｓｕａｌ−Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｏｄｏｍｅｔｒｙ、ＶＩＯ）演算法により移動軌跡を追跡することで、該コンピュータビジョン座標を構築する、
請求項１に記載の室内位置決めシステム。
【請求項９】
該マップ構築モジュールは、粒子フィルタ演算法により磁場差異曲線移動軌跡を照合することで、該地磁気信号座標を構築する、
請求項１に記載の室内位置決めシステム。
【請求項１０】
撮像ユニットにより周囲環境の空間画像を取得してコンピュータビジョン座標を構築する工程と、
地磁気検出ユニットにより地磁気信号軌跡を検出して地磁気信号座標を構築する工程と、
構築された該コンピュータビジョン座標及び該地磁気信号座標をデータベースで格納する工程と、
慣性測定ユニットにより現在位置及び走行軌跡を検出することで該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とを組み合わせてコンピュータビジョンマップ及び地磁気データマップを生成する工程と、
構築された該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とに基づいて、コンピュータビジョンウェイトと地磁気信号ウェイトとを算出するとともに、該コンピュータビジョンウェイトと該地磁気信号ウェイトとに基づいてウェイト方程式に代入することで現在位置を統合推定する工程と、を備え、
該ウェイト方程式は、
【数６】
2019212291.tif 000019
であり、数式中、ｘ１、ｚ１は該コンピュータビジョン座標のｘ、ｙ座標であり、Ｗ１は該コンピュータビジョンウェイトであり、ｘ２、ｚ２は該地磁気信号座標のｘ、ｙ座標であり、Ｗ２は該地磁気信号ウェイトである、
コンピュータビジョンと結合される地磁気信号に基づいた室内位置決め方法。
【請求項１１】
該地磁気信号ウェイトは、地磁気信頼値に基づいて算出されたものであり、
該地磁気信頼値は、構築時の地磁気指紋分布と現在測定された地磁気指紋分布とを照合して算出されたものであり、
該地磁気信頼値を算出するための方程式は、
【数７】
2019212291.tif 000020
であり、数式中、Ｘ１は地磁気信頼値であり、構築時の地磁気指紋分布はＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚであり、検出時の地磁気指紋分布はＢｘ’、Ｂｙ’、Ｂｚ’である、
請求項１０に記載の室内位置決め方法。
【請求項１２】
該地磁気信号ウェイトを算出するための方程式は、
【数８】
2019212291.tif 000021
であり、数式中、Ｗ２は地磁気信号ウェイトであり、Ｘ２は地磁気信頼値であり、ｅは指数関数である、
請求項１１に記載の室内位置決め方法。
【請求項１３】
該コンピュータビジョンウェイトは、コンピュータビジョン信頼値に基づいて算出されたものであり、
該コンピュータビジョン信頼値は、特徴点を取り出して形成された記述子の間のハミング距離を照合して算出されたものであり、
該コンピュータビジョン信頼値を算出するための方程式は、
【数９】
2019212291.tif 000022
であり、数式中、Ｘ２はコンピュータビジョン信頼値であり、ｎはビットを単位とする該記述子の大きさであり、ｅはビットを単位とする照合後のハミング距離である、
請求項１０に記載の室内位置決め方法。
【請求項１４】
該記述子はＳＩＦＴ−ｌｉｋｅ記述子またはｂｉｎａｒｙ記述子を含む、
請求項１３に記載の室内位置決め方法。
【請求項１５】
該コンピュータビジョンウェイトを算出するための方程式は、
【数１０】
2019212291.tif 000023
であり、数式中、Ｗ２はコンピュータビジョンウェイトであり、Ｘ２はコンピュータビジョン信頼値であり、ｅは指数関数である、
請求項１３に記載の室内位置決め方法。
【請求項１６】
該コンピュータビジョン座標の構築は、画像フレームの次元を降下させ、照合に必要な時間を減少するためのＢＯＷ（Ｂａｇ  ｏｆ  Ｗｏｒｄｓ）モデル学習モジュールを含む、
請求項１０に記載の室内位置決め方法。
【請求項１７】
該コンピュータビジョン座標は、視覚慣性走行距離計測（Ｖｉｓｕａｌ−Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｏｄｏｍｅｔｒｙ、ＶＩＯ）演算法により移動軌跡を追跡することで構築される、
請求項１０に記載の室内位置決め方法。
【請求項１８】
該コンピュータビジョン座標は、粒子フィルタ演算法により磁場差異曲線移動軌跡を照合することで構築される、
請求項１０に記載の室内位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内位置決めシステムに関し、特に、コンピュータビジョン位置決め技術と結合される地磁気信号位置決め技術に基づいた室内位置決めシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物のインターネットの応用発展はますます成熟化の傾向にあるため、Ｏ２Ｏ（Ｏｎｌｉｎｅ  ｔｏ  Ｏｆｆｌｉｎｅ）のビジネス経営モデルも栄えて発展している。その発想モデルに応じて、室内位置決めの技術は生まれ、Ｏ２Ｏにはより多くの選択及び策略の組み合わせが提供されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在の室内位置決め技術では、ハードウェア設備の配置に基づいて構築されることが多い。例えば、既存のＢｅａｃｏｎまたはＷｉＦｉ位置決めは、ハードウェア設備間の信号強度を利用して、三角位置決めの演算により、現在の携帯装置の所在位置を得る。しかしながら、既存のＢｅａｃｏｎまたはＷｉＦｉ位置決め技術は、正確な位置決め効果を奏するために、いずれもブルートゥース（登録商標）ノードを大量配置したり、ＷｉＦｉルータを増加したりする必要がある。ハードウェアを大量に必要とした結果、初期構築コストの費用が嵩むのみならず、運営の設備維持、更新等の費用及び技術の課題がある。
【０００４】
設備コストを減少するために、既存の技術は、コンピュータビジョン位置決め（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）と地磁気信号位置決め（Ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｓｉｇｎａｌｓ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）とを含む。コンピュータビジョン位置決めは、主として、ＶＩＯ（Ｖｉｓｕａｌ−Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｏｄｏｍｅｔｒｙ）を利用して、カメラにより室内画像及び空間の座標システムを記録し、画像室内情報データを生成するとともに、現在の現像と地図構築時に記録された画像とを照合した後、最も類似する結果を特定して、その座標値を取り出すことで、位置決めを完成する。しかしながら、室内位置決めの画像情報データは、位置決めを必要とするフィールドが過大である場合、情報データも過大になるため、プロセッサの演算能力に掛かる負荷が大きくなり、システム作動の効率が低下し、照合の時間に影響を及ぼしてしまう。
【０００５】
既存の地磁気信号位置決めは、地磁気信号により室内位置決めを行い、室内画像情報データを構築すると同時に、地磁気信号と室内空間の座標システムとを記録し、最終的には地磁気室内情報データを生成する。ただし、地磁気が波動信号であり、即ち、異なる時間において微小波動が発生するが、信号の相対関係が不変であるため、ユーザモードの場合は、ユーザに所定の変位が生じると、演算により再度位置決めすることができる。しかしながら、フィールドが過大である場合、収斂に必要な時間が長くなるため、効果的な位置決めのために、ユーザの長距離変位が必要となる。
【０００６】
このため、現在の室内位置決め技術はいずれも不十分であり、改良を加える必要がある。本願の発明者は、上記の既存技術の各課題に鑑み、鋭意研究を行った結果、コンピュータビジョンと結合される地磁気信号に基づいた室内位置決めシステムを完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、周囲環境の空間画像を取得してコンピュータビジョン座標を構築するための撮像ユニットを少なくとも含むコンピュータビジョン位置決めモジュールと、
地磁気信号軌跡を検出して地磁気信号座標を構築するための地磁気検出ユニットを少なくとも含む地磁気信号位置決めモジュールと、
確立されたコンピュータビジョン座標及び地磁気信号座標を格納するデータベースと、現在位置及び走行軌跡を検出するための慣性測定ユニットとを少なくとも含み、該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とを組み合わせてコンピュータビジョンマップ及び地磁気データマップを生成するためのマップ構築モジュールと、
構築された該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とに基づいて、コンピュータビジョンウェイトと地磁気信号ウェイトとを算出するとともに、該コンピュータビジョンウェイトと該地磁気信号ウェイトとに基づいてウェイト方程式に代入することで現在位置を統合推定するウェイトモジュールと、を備え、
該ウェイト方程式は、
【数１】
2019212291.tif 000003
であり、数式中、ｘ１、ｚ１は該コンピュータビジョン位置決めモジュールのｘ、ｙ座標であり、Ｗ１は該コンピュータビジョンウェイトであり、ｘ２、ｚ２は該地磁気信号位置決めモジュールのｘ、ｙ座標であり、Ｗ２は該地磁気信号ウェイトである、
コンピュータビジョンと結合される地磁気信号に基づいた室内位置決めシステムを提供する。
【０００８】
また、本発明は、撮像ユニットにより周囲環境の空間画像を取得してコンピュータビジョン座標を構築する工程と、
地磁気検出ユニットにより地磁気信号軌跡を検出して地磁気信号座標を構築する工程と、
構築された該コンピュータビジョン座標及び該地磁気信号座標をデータベースで格納する工程と、
慣性測定ユニットにより現在位置及び走行軌跡を検出することで該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とを組み合わせてコンピュータビジョンマップ及び地磁気データマップを生成する工程と、
構築された該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とに基づいて、コンピュータビジョンウェイトと地磁気信号ウェイトとを算出するとともに、該コンピュータビジョンウェイトと該地磁気信号ウェイトとに基づいてウェイト方程式に代入することで現在位置を統合推定する工程と、を備え、
該ウェイト方程式は、
【数２】
2019212291.tif 000004
であり、数式中、ｘ１、ｚ１は該コンピュータビジョン座標のｘ、ｙ座標であり、Ｗ１は該コンピュータビジョンウェイトであり、ｘ２、ｚ２は該地磁気信号座標のｘ、ｙ座標であり、Ｗ２は該地磁気信号ウェイトである、
コンピュータビジョンと結合される地磁気信号に基づいた室内位置決め方法を提供する。
【０００９】
上記の位置決めシステム及び方法において、該地磁気信号ウェイトは、地磁気信頼値に基づいて算出されたものであり、該地磁気信頼値は、構築時の地磁気指紋分布と現在測定された地磁気指紋分布とを照合して算出されたものであり、該地磁気信頼値を算出するための方程式は、
【数３】
2019212291.tif 000005
であり、数式中、Ｘ１は地磁気信頼値であり、構築時の地磁気指紋分布はＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚであり、検出時の地磁気指紋分布はＢｘ’、Ｂｙ’、Ｂｚ’である。
【００１０】
上記の位置決めシステム及び方法において、該地磁気信号ウェイトを算出するための方程式は、
【数４】
2019212291.tif 000006
であり、数式中、Ｗ２は地磁気信号ウェイトであり、Ｘ２は地磁気信頼値であり、ｅは指数関数である。
【００１１】
上記の位置決めシステム及び方法において、該コンピュータビジョンウェイトは、コンピュータビジョン信頼値に基づいて算出されたものであり、該コンピュータビジョン信頼値は、特徴点を取り出して形成された記述子の間のハミング距離を照合して算出されたものであり、該コンピュータビジョン信頼値を算出するための方程式は、
【数５】
2019212291.tif 000007
であり、数式中、Ｘ２はコンピュータビジョン信頼値であり、ｎはビットを単位とする該記述子の大きさであり、ｅはビットを単位とする照合後のハミング距離である。
【００１２】
上記の位置決めシステム及び方法において、該記述子は、ＳＩＦＴ−ｌｉｋｅ記述子またはｂｉｎａｒｙ記述子を含む。
【００１３】
上記の位置決めシステム及び方法において、該コンピュータビジョンウェイトを算出するための方程式は、
【数６】
2019212291.tif 000008
であり、数式中、Ｗ２はコンピュータビジョンウェイトであり、Ｘ２はコンピュータビジョン信頼値であり、ｅは指数関数である。
【００１４】
上記の位置決めシステム及び方法において、画像フレームの次元を降下させ、照合に必要な時間を減少するためのＢＯＷ（Ｂａｇ  ｏｆ  Ｗｏｒｄｓ）モデル学習モジュールをさらに含む。
【００１５】
上記の位置決めシステム及び方法において、さらに、視覚慣性走行距離計測（Ｖｉｓｕａｌ−Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｏｄｏｍｅｔｒｙ、ＶＩＯ）演算法により移動軌跡を追跡することで、該コンピュータビジョン座標を構築する。
【００１６】
上記の位置決めシステム及び方法において、さらに、粒子フィルタ演算法により磁場差異曲線移動軌跡を照合することで、該地磁気信号座標を構築する。
【発明の効果】
【００１７】
コンピュータビジョンまたは地磁気信号に基づいた位置決め技術はいずれも何らかの不具合があるため、本発明は、その二つの技術の優劣を互いに補うことにより、位置決めの正確性をさらに向上させる。その核心原理は、ウェイトモデルモジュールの設計、即ち、コンピュータビジョン位置決めシステム及び地磁気信号位置決めシステムは、それぞれ一組のユーザ座標を常時提供する。理想上、これら２つの座標は完全に一致し、ユーザの確実な所在位置を確認できる。しかしながら、ほとんどの場合、これらの２つの座標は近似するが一致しておらず、さらに、確率は極めて低いが、これらの２つのシステムは極端に異なる座標を提供することがある。そこで、本発明に係るウェイトモジュールは、これらの２つのシステムによりユーザが異なる位置にいると判定した場合、どのシステムの判定を結果とするかという課題を解決することを目的とする。このウェイトモジュールは、ダブルシステムのウェイト値を導入するとともに、これらの２つのウェイト値に基づいて確率モジュールを適用することで最終結果を決定することにより、少数の状況における位置決めの精度のばらつきの課題を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るコンピュータビジョンと結合される地磁気信号に基づいた室内位置決めシステムのシステム構造模式図である。
【図２】本発明に係るコンピュータビジョンと結合される地磁気信号に基づいた室内位置決め方法の工程フロー模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、具体的な実施形態を用いて本発明の実施形態を説明する。この技術分野に精通した者は、本明細書の記載内容から本発明の利点や効果を理解できる。
【００２０】
また、明細書に添付された図面に示す構造、比例、寸法等は、当業者が理解できるように明細書に記載の内容に合わせて説明されるものであり、本発明の実施を制限するものではないため、技術上の実質的な意味を有しない。いかなる構造の修飾、比例関係の変更又は寸法の調整は、本発明の効果及び目的に影響を与えるものでなければ、本発明に開示された技術内容の範囲に入る。相対関係の変更または調整によって技術内容が実質的に変更しない場合でも、実施の範囲に入ると見なされるべきである。
【００２１】
図１に示すように、本発明に係るコンピュータビジョンと結合される地磁気信号に基づいた室内位置決めシステム１０は、コンピュータビジョン位置決めモジュール１１と、地磁気信号位置決めモジュール１３と、マップ構築モジュール１５と、ウェイトモジュール１７とを備える。
【００２２】
コンピュータビジョン位置決めモジュール１１は、周囲環境の空間画像を取得してコンピュータビジョン座標を構築する撮像ユニット１１１を備えており、撮像ユニット１１１で撮像された画像と、データベース１５１において確立された画像とを照合することで、視覚慣性走行距離計測（Ｖｉｓｕａｌ−Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｏｄｏｍｅｔｒｙ、ＶＩＯ）演算法によって、最も類似する画像を特定し、それに対応する座標値を取り出すことにより、ユーザの現在座標を確認する。室内フィールドが過大である場合、従来の画像照合方法では必要な時間が長くなりすぎるため、本発明は、さらに、ＢＯＷ（Ｂａｇ  ｏｆ  Ｗｏｒｄｓ）モデル学習モジュールの使用を含むことにより、画像フレームの次元を降下させ、機器学習構造により各画像フレームの次元を降下し格納することで、照合に必要な時間を減少する。
【００２３】
地磁気信号位置決めモジュール１３は、地磁気信号軌跡を検出して地磁気信号座標を構築するための地磁気検出ユニット１３１を備える。地磁気信号位置決めモジュール１３は、該地磁気信号座標の構築時に、地磁気検出ユニット１３１により現在の地磁気信号を検知してデータベース１５１における地磁気信号と照合することで、マッチする結果を特定する。地磁気信号が波動信号であるため、異なる時間において地磁気信号には異なるオフセットがあり、即ち、外的磁場によって地磁気検出ユニットが磁化して異なる初期値が発生しやすいため、異なる時間において同一位置の磁場を測定した実際の強度値にはばらつきが生じることがある。しかしながら、所定の軌跡に沿って移動すると、磁場の差異値は固定である。言い換えれば、地磁気位置決めモジュールは、各位置ごとの磁場の実際の強度値ではなく、一つの軌跡における磁場差異曲線を照合するとともに、粒子フィルタ演算法により位置決めを行う。従って、フィールドが過大である場合、粒子の収斂に必要な時間は長くなる。そこで、本発明は、ユーザ体験を向上させるために、さらにコンピュータビジョンによる位置決めと結合させる。
【００２４】
マップ構築モジュール１５は、スマートフォンをベースに開発されたアプリケーションソフトウェアであってもよく、構築されたコンピュータビジョン座標と地磁気信号座標とを格納するためのデータベース１５１を含み、また、スマートフォンにおける撮像ユニット１１１と地磁気検出ユニット１３１とにアクセスでき、さらに慣性測定ユニット１５３により現在位置及び走行軌跡を検出する。ユーザは、アプリケーションソフトウェアを起動するとともに、任意に実行して走行し、ＶＩＯ演算法によりユーザの軌跡を追跡して座標システムを構築し、軌跡上の画像及び地磁気データを収集し、該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とを組み合わせることで、コンピュータビジョンマップと地磁気データマップとを構成することができる。
【００２５】
ウェイトモジュール１７は、構築された該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とに基づいて、コンピュータビジョン信頼値及び地磁気信頼値を算出し、さらにコンピュータビジョンウェイト及び地磁気信号ウェイトを算出する。
【００２６】
該地磁気信頼値は、構築時の地磁気指紋分布と現在測定された地磁気指紋分布とを照合して算出されたものであり、該地磁気信頼値を算出するための方程式は、
【数７】
2019212291.tif 000009
であり、数式中、Ｘ１は地磁気信頼値であり、構築時の地磁気指紋分布はＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚであり、検出時の地磁気指紋分布はＢｘ’、Ｂｙ‘、Ｂｚ’である。
【００２７】
地磁気信頼値を得た後、さらに地磁気信号ウェイトを算出する。該地磁気信号ウェイトを算出するための方程式は、
【数８】
2019212291.tif 000010
であり、数式中、Ｗ２は地磁気信号ウェイトであり、Ｘ２は地磁気信頼値であり、ｅは指数関数である。
【００２８】
コンピュータビジョン信頼値は、特徴点を取り出して形成された記述子の間のハミング距離を照合して算出されたものである。コンピュータビジョン識別には、１．特徴点の取り出し（Ｆｅａｔｕｒｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、２．記述子（Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）の生成、３．照合（Ｍａｔｃｈｉｎｇ）という３つのステップがある。
【００２９】
記述子は、特徴点を記述するストリングであり、ＳＩＦＴ−ｌｉｋｅ記述子とｂｉｎａｒｙ記述子とに分けられ、主要な差異点は、正確性と算出効率にある。本発明の実施形態において、算出効率の向上のために、ｂｉｎａｒｙ記述子利用して、特徴点周囲の画像強度分布を表示する。記述子間のハミング距離（Ｈａｍｍｉｎｇ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）を照合することで、コンピュータビジョン信頼値を算出する。該コンピュータビジョン信頼値を算出するための方程式は、
【数９】
2019212291.tif 000011
であり、数式中、Ｘ２はコンピュータビジョン信頼値であり、ｎはビットを単位とする該記述子の大きさであり、ｅはビットを単位とする照合後のハミング距離である。
【００３０】
さらに、該コンピュータビジョン信頼値に基づいて、コンピュータビジョンウェイトを算出する。該コンピュータビジョンウェイトを算出すための方程式は、
【数１０】
2019212291.tif 000012
であり、数式中、Ｗ２はコンピュータビジョンウェイトであり、Ｘ２はコンピュータビジョン信頼値であり、ｅは指数関数である。
【００３１】
コンピュータビジョンウェイト及び地磁気信号ウェイトを取得すると、該コンピュータビジョンウェイト及び該地磁気信号ウェイトをウェイト方程式に代入することで現在位置を統合推定する。該ウェイト方程式は、
【数１１】
2019212291.tif 000013
であり、数式中、ｘ１、ｚ１は該コンピュータビジョン位置決めモジュールのｘ、ｙ座標であり、Ｗ１は該コンピュータビジョンウェイトであり、ｘ２、ｚ２は該地磁気信号位置決めモジュールのｘ、ｙ座標であり、Ｗ２は該地磁気信号ウェイトである。
【００３２】
ウェイトモジュール１７により、コンピュータビジョン位置決めモジュールと地磁気信号位置決めモジュールとを統合し、ウェイトを付与することで、システムフォールトトレランス、正確性、ロバストネス及びユーザビリティを向上させる。本発明は、上記コンピュータビジョン位置決め及び地磁気信号位置決めの特性及び適用状況を兼ね備える。シーンが単純で大規模の変動が難しい場合または大型機械キャリアが行き交う場合には、コンピュータビジョン識別位置決めは、非常に良い効果を奏することができるが、シーンが相対的に複雑で歩行者が密集している場合には、地磁気信号位置決めは、歩行者などに干渉されない特性を発揮し、極めて高い識別正確性を達成できる。ウェイトモジュール１７は、コンピュータビジョン信頼値に基づいて、ガウスに基づいた確率関数を導入することで、コンピュータビジョンウェイト値を得るとともに、地磁気信号軌跡上の磁場差異値と地磁気指紋マップの差異値とに基づいて照合を行い、軌跡上の誤差値を累積して、ガウスに基づいた確率関数を導入することで、地磁気信号ウェイト値を得る。言い換えれば、ウェイト統合のモデルにより、本発明に係る室内位置決めシステムは、単一のシステムに頼る必要がなく、システムの多様性、安定性及び正確性を向上させることができる。
【００３３】
図２に示すように、本発明に係るコンピュータビジョンと結合される地磁気信号に基づいた室内位置決め方法は、撮像ユニットにより周囲環境の空間画像を取得するステップＳ２１と、視覚慣性走行距離計測（Ｖｉｓｕａｌ−Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｏｄｏｍｅｔｒｙ，  ＶＩＯ）演算法により移動軌跡を追跡するステップＳ２２と、コンピュータビジョン座標を構築するステップＳ２３と、地磁気検出ユニットにより地磁気信号軌跡を検出するステップＳ３１と、粒子フィルタ演算法により磁場差異曲線移動軌跡を照合するステップＳ３２と、該地磁気信号座標を構築するステップＳ３３と、構築されたコンピュータビジョン座標と地磁気信号座標とをデータベースで格納するステップＳ４１と、慣性測定ユニットにより現在位置と走行軌跡とを検出して該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とを組み合わせることで、コンピュータビジョンマップと地磁気データマップとを構成するステップＳ４２と、構築された該コンピュータビジョン座標と該地磁気信号座標とに基づいて、コンピュータビジョンウェイト及び地磁気信号ウェイトを算出し、該コンピュータビジョンウェイトと該地磁気信号ウェイトとに基づいてウェイト方程式に代入することで現在位置を統合推定するステップＳ４３とを備える。
【００３４】
上記のように、これらの実施形態は本発明を例示的に説明するに過ぎず、本発明は、これらによって限定されるものではない。本発明は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を種々に修正や変更することが可能であり、そうした修正や変更は、本発明の特許請求の範囲に入るものである。
【００３５】
上記のように、本発明は、技術思想の新規性のみならず、従来よりも上記の複数の効果を奏するため、新規性と進歩性を有し、特許要件を満たしている。したがって、本件特許出願書類の記載を御斟酌のうえ審査頂き、本件特許出願について速やかに特許すべき旨の査定を賜りたい。
【符号の説明】
【００３６】
１０  室内位置決めシステム
１１  コンピュータビジョン位置決めモジュール
１１１  撮像ユニット
１３  地磁気信号位置決めモジュール
１３１  地磁気検出ユニット
１５  マップ構築モジュール
１５１  データベース
１５３  慣性測定ユニット
１７  ウェイトモジュール
【図１】
2019212291.tif 000024
【図２】
2019212291.tif 000025