(57)【要約】【課題】外光条件の変化に強く且つ処理の負荷が軽く安価な構成にて測定対象の位置を検出可能とする。【解決手段】赤外線を発光する複数の赤外線発光ダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃを予め定められた所定間隔毎に配置し、該赤外線発光ダイオードによる赤外線の発光を行う発光部１と、上記赤外線発光ダイオードにより発光された赤外線を撮像する撮像装置２と、この撮像装置２から取得した画像を解析して発光部１の向き及び距離を検出する位置検出装置３とを具える。具体的には位置検出装置３が、取得した画像の画像解析処理を行って予め設定している赤外線発光ダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃ間の実世界における距離値と、撮像装置２の結像面に結像された赤外線発光ダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光像間距離値から発光部１の撮像装置２に対する傾きと距離を求める。【選択図】  図１
2004198131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子を有する赤外線発光素子群を測定対象物に具えるとともに、
前記赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、
該撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を検出する
ことを特徴とする位置検出方法。
【請求項２】
前記発光画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら発光像間間隔を求め、該求めた発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出方法。
【請求項３】
前記赤外線発光素子群の各赤外線発光素子は、前記測定対象物に一直線に配列して配置される
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出方法。
【請求項４】
前記測定対象物を互いに平行でない配置で複数用意し、
前記撮像手段で前記複数の測定対象物に具えられた赤外線発光素子群の発光画像を撮像し、
該撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら各測定対象物に具えられた各赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出方法。
【請求項５】
前記撮像手段は、
赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段である
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出方法。
【請求項６】
所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子をそれぞれ含む少なくとも２組の赤外線発光素子群を互いに平行でない配置で測定対象物に具えるとともに、
該少なくとも２組の赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、
該撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する
ことを特徴とする位置検出方法。
【請求項７】
前記発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置に基づき各組毎の発光像間間隔を求め、該求めた各組の発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する
ことを特徴とする請求項６記載の位置検出方法。
【請求項８】
前記赤外線発光素子群は、
各赤外線発光素子が前記測定対象物に一直線に配列して配置された２組の赤外線発光素子群からなり、
前記２組の赤外線発光素子群の赤外線発光素子は互いに直交するように配列して前記測定対象物に配設される
ことを特徴とする請求項６記載の位置検出方法。
【請求項９】
前記撮像手段は、
赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段である
ことを特徴とする請求項６記載の位置検出方法。
【請求項１０】
測定対象物に具えられた所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子を有する赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該発光画像に基づき前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を検出する位置検出装置であって、
前記撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された前記赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を演算する演算手段と
を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１１】
前記演算手段は、
前記検出手段で検出された各赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら発光像間間隔を求め、該求めた発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を演算する
ことを特徴とする請求項１０記載の位置検出装置。
【請求項１２】
前記赤外線発光素子群の各赤外線発光素子は、前記測定対象物に一直線に配列して配置される
ことを特徴とする請求項１０記載の位置検出装置。
【請求項１３】
前記測定対象物を互いに平行でない配置で複数用意し、
前記検出手段は、前記撮像手段で撮像した前記複数の測定対象物に具えられた赤外線発光素子群の発光画像を解析することにより、該発光画像上における各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置を検出し、
前記演算手段は、前記検出手段で検出された各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら各測定対象物に具えられた各赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する
ことを特徴とする請求項１０記載の位置検出装置。
【請求項１４】
前記撮像手段は、
赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段である
ことを特徴とする請求項１０記載の位置検出装置。
【請求項１５】
測定対象物に具えられた所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子をそれぞれ含む少なくとも２組の赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該発光画像に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する位置検出装置であって、
前記撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された前記各赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を演算する演算手段と
を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１６】
前記演算手段は、
前記検出手段で検出された前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置に基づき各組毎の発光像間間隔を求め、該求めた各組の発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を演算する
ことを特徴とする請求項１５記載の位置検出装置。
【請求項１７】
前記赤外線発光素子群は、
各赤外線発光素子が前記測定対象物に一直線に配列して配置された２組の赤外線発光素子群からなり、
前記２組の赤外線発光素子群の赤外線発光素子は互いに直交するように配列して前記測定対象物に配設される
ことを特徴とする請求項１５記載の位置検出装置。
【請求項１８】
前記撮像手段は、
赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段である
ことを特徴とする請求項１５記載の位置検出装置。
【請求項１９】
測定対象発光体を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該撮像手段で撮像した撮像画像を解析することにより、前記測定対象発光体の前記基準位置に対する向きと距離を検出する位置検出システムで位置検出に用いられる測定対象発光体であって、
少なくとも３つの赤外線発光素子を所定の間隔で配列した赤外線発光素子群を有する
ことを特徴とする位置検出に用いられる測定対象発光体。
【請求項２０】
前記赤外線発光素子群の各赤外線発光素子は、一直線に配列して配置される
ことを特徴とする請求項１９記載の位置検出に用いられる測定対象発光体。
【請求項２１】
前記赤外線発光素子群は、
各赤外線発光素子を一直線に配列して配置された２組の赤外線発光素子群からなり、
前記２組の赤外線発光素子群は互いに直交するように配列して配設される
ことを特徴とする請求項１９記載の位置検出に用いられる測定対象発光体。
【請求項２２】
所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子を有する赤外線発光素子群を具えた測定対象発光体と、
所定の基準位置に配設され、前記赤外線発光素子群の発光画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定発光体の前記基準位置に対する向きと距離を検出する検出手段と
を具備することを特徴とする位置検出システム。
【請求項２３】
前記検出手段は、
前記撮像画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら発光像間間隔を求め、該求めた発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を検出する
ことを特徴とする請求項２２記載の位置検出システム。
【請求項２４】
前記赤外線発光素子群の各赤外線発光素子は、前記測定対象発光体に一直線に配列して配置される
ことを特徴とする請求項２２記載の位置検出システム。
【請求項２５】
前記測定対象発光体を互いに平行でない配置で複数用意し、
前記検出手段は、前記撮像手段で撮像した前記複数の測定対象発光体に具えられた赤外線発光素子群の発光画像を解析することにより、該発光画像上における各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置を検出し、
前記演算手段は、前記検出手段で検出された各測定対象発光体の各赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら各測定対象発光体に具えられた各赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する
ことを特徴とする請求項２２記載の位置検出システム。
【請求項２６】
前記撮像手段は、
赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段である
ことを特徴とする請求項２２記載の位置検出システム。
【請求項２７】
所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子をそれぞれ有する少なくとも２組の赤外線発光素子群を具えた測定対象発光体と、
所定の基準位置に配設され、前記少なくとも２組の各赤外線発光素子群の発光画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する検出手段と
を具備することを特徴とする位置検出システム。
【請求項２８】
前記検出手段は、
前記発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置に基づき各組毎の発光像間間隔を求め、該求めた各組の発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する
ことを特徴とする請求項２７記載の位置検出システム。
【請求項２９】
前記赤外線発光素子群は、
各赤外線発光素子が前記測定対象発光体に一直線に配列して配置された２組の赤外線発光素子群からなり、
前記２組の赤外線発光素子群の赤外線発光素子は互いに直交するように配列して前記測定対象発光体に配設される
ことを特徴とする請求項２７記載の位置検出システム。
【請求項３０】
前記撮像手段は、
赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段である
ことを特徴とする請求項２７記載の位置検出システム。
【請求項３１】
測定対象物に具えられた所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子を有する赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該発光画像に基づき前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を検出する位置検出装置で用いられる位置検出処理プログラムであって、
前記撮像手段で撮像した発光画像を解析し、該発光画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置を算出する第１の算出ステップと、
前記第１の算出ステップで算出された前記赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を算出する第２の算出ステップと
を具える位置検出処理プログラム。
【請求項３２】
前記撮像手段で撮像した互いに平行でない配置で用意された複数の前記測定対象物に具えられた赤外線発光素子群の発光画像を解析し、該発光画像上における各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置を算出する第３の算出ステップと、
前記第３の算出ステップで算出された各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら各測定対象物に具えられた各赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する第４の算出ステップと
を更に具えることを特徴とする請求項３１記載の位置検出処理プログラム。
【請求項３３】
測定対象物に具えられた所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子をそれぞれ含む少なくとも２組の赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該発光画像に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する位置検出装置の位置検出処理プログラムであって、
前記撮像手段で撮像した発光画像を解析し、該発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置を算出する第１の算出ステップと、
前記第１の算出ステップで算出された前記各赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を算出する第２の算出ステップと
を具える位置検出処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象物の位置を検出する位置検出装置に関し、特に、簡便で外光条件の変化に強く且つ低コストで測定対象物の位置を検出可能な位置検出方法及び位置検出装置、位置検出システム及びその位置検出に用いられる測定対象発光体、位置検出処理プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
計算機を用いて物体の位置を計測する場合、ＣＣＤからの入力を画像処理して特徴点を抽出し、その位置に基づいて対象の位置を推定するという方法が用いられている。
【０００３】
しかし、可視光から構成された画像には、検出対象以外の物体や背景が写っており、これらを適切に分離するだけでも手間がかかる。
【０００４】
また、可視光の画像は照明条件によって大きく変動するが、照明条件を固定しようとすると装置が利用できる環境が限定されてしまう。
【０００５】
これに対して赤外線を用いた計測では、可視光の場合のような背景の問題は発生しない。また、外光の影響もなく照明条件も問題とならない。このような利点を生かした赤外線利用の計測手法が従来から提案されている。
【０００６】
例えば、赤外線発光ダイオードを光源に利用した視線検出装置がある（特許文献１参照）。これは、眼球の正確な向きの検出が可能になっている。しかし、この計測装置の実現には専用の光学系などが必要になり、装置自体が高価になることが予想される。
【０００７】
また、赤外線発光装置を備えた対象をテレビカメラで撮影して対象がカメラに接近したことを検出する方法がある（特許文献２参照）。この方法では対象が接近したという程度の大まかな情報しか得られない。
【０００８】
一方、赤外線を用いることなく発光ダイオードを用いた位置検出を行う方法がある（特許文献３参照）。この方法では発光ダイオードのそれぞれに特殊な明滅パターンを割り当てた上で特殊な撮像装置を用いて撮影しており、装置の構成が複雑である。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−２４５１０６号公報。
【００１０】
【特許文献２】
特開平６−９４４５１号公報。
【００１１】
【特許文献３】
特開２０００−１３２３０６号公報。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、可視光の画像から画像処理によって対象の位置や距離を推定する技術はコンピュータビジョンという分野で盛んに研究されており、その成果は生産現場のマニピュレータ制御などに用いられている。
【００１３】
しかしながら、従来のコンピュータビジョンの方法では、可視光の画像を処理対照とするため、データ量が大きく処理が複雑で照明条件の変化に弱いなどの不都合がある。
【００１４】
一方、上述の特許文献１乃至３の従来技術における赤外線の画像を用いた方法では、専用の光学系を必要とするためにコストが高騰したり、可視光画像のような詳細な情報が得られないなどの不都合がある。
【００１５】
そこで、本発明は上記不都合を解消し、簡便で外光条件の変化に強く且つ低コストで測定対象物の位置を検出可能な位置検出方法及び位置検出装置、位置検出システム及びその位置検出に用いられる測定対象発光体、位置検出処理プログラムの提供を目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子を有する赤外線発光素子群を測定対象物に具えるとともに、前記赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を検出することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記発光画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら発光像間間隔を求め、該求めた発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を検出することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記赤外線発光素子群の各赤外線発光素子は、前記測定対象物に一直線に配列して配置されることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記測定対象物を互いに平行でない配置で複数用意し、前記撮像手段で前記複数の測定対象物に具えられた赤外線発光素子群の発光画像を撮像し、該撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら各測定対象物に具えられた各赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記撮像手段は、赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段であることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項６の発明は、所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子をそれぞれ含む少なくとも２組の赤外線発光素子群を互いに平行でない配置で測定対象物に具えるとともに、該少なくとも２組の赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置に基づき各組毎の発光像間間隔を求め、該求めた各組の発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項８の発明は、請求項６の発明において、前記赤外線発光素子群は、各赤外線発光素子が前記測定対象物に一直線に配列して配置された２組の赤外線発光素子群からなり、前記２組の赤外線発光素子群の赤外線発光素子は互いに直交するように配列して前記測定対象物に配設されることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項９の発明は、請求項６の発明において、前記撮像手段は、赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段であることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１０の発明は、測定対象物に具えられた所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子を有する赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該発光画像に基づき前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を検出する位置検出装置であって、前記撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された前記赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を演算する演算手段とを具備することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１１の発明は、請求項１０の発明において、前記演算手段は、前記検出手段で検出された各赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら発光像間間隔を求め、該求めた発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を演算することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１２の発明は、請求項１０の発明において、前記赤外線発光素子群の各赤外線発光素子は、前記測定対象物に一直線に配列して配置されることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１３の発明は、請求項１０の発明において、前記測定対象物を互いに平行でない配置で複数用意し、前記検出手段は、前記撮像手段で撮像した前記複数の測定対象物に具えられた赤外線発光素子群の発光画像を解析することにより、該発光画像上における各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置を検出し、前記演算手段は、前記検出手段で検出された各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら各測定対象物に具えられた各赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１４の発明は、請求項１０の発明において、前記撮像手段は、赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段であることを特徴とする。
【００３０】
また、請求項１５の発明は、測定対象物に具えられた所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子をそれぞれ含む少なくとも２組の赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該発光画像に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する位置検出装置であって、前記撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された前記各赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を演算する演算手段とを具備することを特徴とする。
【００３１】
また、請求項１６の発明は、請求項１５の発明において、前記演算手段は、前記検出手段で検出された前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置に基づき各組毎の発光像間間隔を求め、該求めた各組の発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を演算することを特徴とする。
【００３２】
また、請求項１７の発明は、請求項１５の発明において、前記赤外線発光素子群は、各赤外線発光素子が前記測定対象物に一直線に配列して配置された２組の赤外線発光素子群からなり、前記２組の赤外線発光素子群の赤外線発光素子は互いに直交するように配列して前記測定対象物に配設されることを特徴とする。
【００３３】
また、請求項１８の発明は、請求項１５の発明において、前記撮像手段は、赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段であることを特徴とする。
【００３４】
また、請求項１９の発明は、測定対象発光体を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該撮像手段で撮像した撮像画像を解析することにより、前記測定対象発光体の前記基準位置に対する向きと距離を検出する位置検出システムで位置検出に用いられる測定対象発光体であって、少なくとも３つの赤外線発光素子を所定の間隔で配列した赤外線発光素子群を有することを特徴とする。
【００３５】
また、請求項２０の発明は、請求項１９の発明において、前記赤外線発光素子群の各赤外線発光素子は、一直線に配列して配置されることを特徴とする。
【００３６】
また、請求項２１の発明は、請求項１９の発明において、前記赤外線発光素子群は、各赤外線発光素子を一直線に配列して配置された２組の赤外線発光素子群からなり、前記２組の赤外線発光素子群は互いに直交するように配列して配設されることを特徴とする。
【００３７】
また、請求項２２の発明は、所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子を有する赤外線発光素子群を具えた測定対象発光体と、所定の基準位置に配設され、前記赤外線発光素子群の発光画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定発光体の前記基準位置に対する向きと距離を検出する検出手段とを具備することを特徴とする。
【００３８】
また、請求項２３の発明は、請求項２２の発明において、前記検出手段は、前記撮像画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら発光像間間隔を求め、該求めた発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を検出することを特徴とする。
【００３９】
また、請求項２４の発明は、請求項２２の発明において、前記赤外線発光素子群の各赤外線発光素子は、前記測定対象発光体に一直線に配列して配置されることを特徴とする。
【００４０】
また、請求項２５の発明は、請求項２２の発明において、前記測定対象発光体を互いに平行でない配置で複数用意し、前記検出手段は、前記撮像手段で撮像した前記複数の測定対象発光体に具えられた赤外線発光素子群の発光画像を解析することにより、該発光画像上における各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置を検出し、前記演算手段は、前記検出手段で検出された各測定対象発光体の各赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら各測定対象発光体に具えられた各赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出することを特徴とする。
【００４１】
また、請求項２６の発明は、請求項２２の発明において、前記撮像手段は、赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段であることを特徴とする。
【００４２】
また、請求項２７の発明は、所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子をそれぞれ有する少なくとも２組の赤外線発光素子群を具えた測定対象発光体と、所定の基準位置に配設され、前記少なくとも２組の各赤外線発光素子群の発光画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した発光画像を解析することにより、該発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する検出手段とを具備することを特徴とする。
【００４３】
また、請求項２８の発明は、請求項２７の発明において、前記検出手段は、前記発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置に基づき各組毎の発光像間間隔を求め、該求めた各組の発光像間間隔と前記所定の間隔とから前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出することを特徴とする。
【００４４】
また、請求項２９の発明は、請求項２７の発明において、前記赤外線発光素子群は、各赤外線発光素子が前記測定対象発光体に一直線に配列して配置された２組の赤外線発光素子群からなり、前記２組の赤外線発光素子群の赤外線発光素子は互いに直交するように配列して前記測定対象発光体に配設されることを特徴とする。
【００４５】
また、請求項３０の発明は、請求項２７の発明において、前記撮像手段は、赤外線透過フィルタを有する赤外線感知撮像手段であることを特徴とする。
【００４６】
また、請求項３１の発明は、測定対象物に具えられた所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子を有する赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該発光画像に基づき前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を検出する位置検出装置で用いられる位置検出処理プログラムであって、前記撮像手段で撮像した発光画像を解析し、該発光画像上における前記少なくとも３つの赤外線発光素子の発光像位置を算出する第１の算出ステップと、前記第１の算出ステップで算出された前記赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記基準位置に対する向きと距離を算出する第２の算出ステップとを具える。
【００４７】
また、請求項３２の発明は、請求項３１の発明において、前記撮像手段で撮像した互いに平行でない配置で用意された複数の前記測定対象物に具えられた赤外線発光素子群の発光画像を解析し、該発光画像上における各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置を算出する第３の算出ステップと、前記第３の算出ステップで算出された各測定対象物の各赤外線発光素子の発光像位置に基づきそれら各測定対象物に具えられた各赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する第４の算出ステップとを更に具えることを特徴とする。
【００４８】
また、請求項３３の発明は、測定対象物に具えられた所定の間隔で配列された少なくとも３つの赤外線発光素子をそれぞれ含む少なくとも２組の赤外線発光素子群の発光画像を所定の基準位置に配設された撮像手段で撮像し、該発光画像に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を検出する位置検出装置の位置検出処理プログラムであって、前記撮像手段で撮像した発光画像を解析し、該発光画像上における前記少なくとも２組の各赤外線発光素子の発光像位置を算出する第１の算出ステップと、前記第１の算出ステップで算出された前記各赤外線発光素子の発光像位置に基づき前記測定対象物の前記２組の赤外線発光素子群を含む面の前記基準位置に対する向きと距離を算出する第２の算出ステップとを具える。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００５０】
図１は、本発明を適用した位置検出システム１００の概略外観構成を示す図である。
【００５１】
尚、この位置検出システム１００では、測定対象となる発光部１に一直線に配置した少なくとも３つ以上の赤外線発光ダイオード（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）を発光し、この発光した状態の発光部１を撮像装置２により撮像し、該撮像により入力した画像データを解析して該測定対象となる発光部１の撮像装置２に対する傾きと距離を検出するものである。
【００５２】
図１に示すように、この位置検出システム１００は、発光部１と、撮像装置２と、位置検出装置３と、撮像画像表示部４とを具えて構成される。
【００５３】
ここで、発光部１は、少なくとも３つ以上の複数の赤外線発光ダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃを所定の間隔にて一直線に配置する。そして、これら複数の赤外線発光ダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃの赤外線の発光を行うべく電流を流す図示しない簡単な電子回路を具える。
【００５４】
尚、ここで、複数の赤外線発光ダイオードとして少なくとも３つ以上を具えるとした理由は、２つ以下だと発光部の向きを正確に特定できないからである。即ち、実世界における発光部の向きが異なる場合でも後述のＣＣＤ結像面に結像される像間の距離が同じケースがあるからである。
【００５５】
撮像装置２は、例えばＣＣＤを具えるピンホール撮影ビデオカメラなどの赤外線感知撮像装置であり、所定の基準位置にて後述の位置検出装置３に接続される。この撮像装置２に使用されている一般的なＣＣＤは赤外線の波長に対しても反応するように構成されている。
【００５６】
そのため、この撮像装置２で発光部１に具わる赤外線発光ダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃを発光させた状態で撮影し、後述の撮像画像表示部４に表示すれば、人間の目では見ることのできない発光の様子を確認することができる。
【００５７】
尚、本実施例では、処理を簡単にすべく、撮像装置２のＣＣＤ結像面の前面に赤外線のみを選択的に透過する光学フィルタを装着し、可視光を排除し赤外線だけから構成された画像を得るようにしている。このような光学フィルタは数百円程度で市販されている安価なものを利用して容易に構成することができる。
【００５８】
こうして撮影すると、発光部１上の特定の位置だけが点灯した状態で背景などが一切ない画像を入手することができる。即ち、この画像を位置検出装置３に入力すると、対象と背景の分離や特徴点抽出などの煩雑な処理を一切行うことなく、該発光部１上の既知の場所（即ち、赤外線発光ダイオード）が画像上に現れる位置（発光点）を取得することができる。尚、この様子を図２に示す。
【００５９】
位置検出装置３は、赤外線発光ダイオード（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）が発光した状態の発光部１を撮像した画像を撮像装置２から取得する。そして、この取得した画像の解析処理を行って測定対象となる発光部１の撮像装置２に対する位置を検出する。
【００６０】
具体的には、取得した画像に後述の所定閾値処理を施して画像上の当該赤外線発光素子（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の発光点像位置を検出する。次いで、予め設定されている実世界における赤外線発光ダイオード（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）間の配置間隔値（距離値）に基づき、当該検出した発光点位置から該画像上での発光点間間隔（発光点間距離）を算出する。そして、この算出した発光像間間隔から発光部１の撮像装置２に対する傾き及び距離を算出する。
【００６１】
尚、この位置検出装置３は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の汎用性のある計算機を用いる。
【００６２】
撮像画像表示部４は、位置検出装置３に接続され、上述の撮像装置２の撮影により得た画像データに基づき、発光部１の赤外線発光ダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光の様子を目視により確認する為の映像が表示される。
【００６３】
尚、この実施例では、利用者が発光部１の発光の様子を目視可能にする為に撮像画像表示部４を設けるように示したが、この構成要素は必須ではない。
【００６４】
図３は、上記図１に示した位置検出システム１００における測定対象となる発光部１と撮像装置２のＣＣＤ結像面２１とを真上から見た様子を模式的に表した図である。
【００６５】
図３において、測定対象となる発光部１の赤外線発光ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、撮像装置２のＣＣＤ結像面２１上の２１ａ，２１ｂ、２１ｃにそれぞれ結像する。ここで、赤外線発光ダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ間の距離が既知であるとすれば、測定対象となる発光部１の撮像装置２のＣＣＤ結像面２１に対する傾きθは次の（式１）で求めることができる。
【００６６】
tanθ＝ｆ（ｅ−ｅ'）／（ｅ'ｘ0＋ｅｘ1＋L1'）  …（式１）
ただし、上記（式１）において、ｆはＣＣＤ結像面２１からピンホール部分（焦点面）までの焦点距離、L1は発光部１上の赤外線発光ダイオード１１ａ，１１ｂ間の現実世界での距離、L2は発光部１上の赤外線発光ダイオード１１ｂ，１１ｃ間の現実世界での距離、L1’はＣＣＤ結像面２１上に結像した赤外線発光ダイオード１１ａ，１１ｂの像２１ａ，２１ｂ間の距離（即ち、発光点像間距離）、L2’はＣＣＤ結像面２１上に結像した赤外線発行ダイオード１１ｂ，１１ｃの像２１ｂ，２１ｃ間の距離（即ち、発光点像間距離）、ｅはL1とL2の比、ｅ’はL1’とL2’の比、ｘ0はＣＣＤ結像面２１上に結像した赤外線発光ダイオード１１ｂの像２１ｂと該ＣＣＤ結像面２１の光軸点となる画像中心との間の距離、ｘ1はＣＣＤ結像面２１上に結像した赤外線発光ダイオード１１ａの像２１ａと上記画像中心との間の距離である。
【００６７】
また、撮像装置２のＣＣＤ結像面２１との距離Ｄは次の（式２）で求めることができる。
【００６８】
Ｄ＝（ｆcosθ＋ｘ0sinθ）・(L2／L2')＋ｆ  …（式２）
以上の方法により、測定対象となる発光部１の撮像装置２のＣＣＤ結像面２１に対する傾きと距離を求めることができる。
【００６９】
次に、上述の（式１）及び（式２）を用いて位置検出装置３が実際に測定対象となる発光部１の撮像装置２に対する傾きと距離を検出する場合の画像解析処理動作について説明する。
【００７０】
上記図１に示した位置検出システム１００の位置検出装置３を構成する汎用計算機では、図４に示す処理動作を行うソフトウェアが稼動している。
【００７１】
図４において、位置検出装置３では、まず、赤外線発光ダイオード１１ａ，１１ｂ，１１ｃの発光を行っている発光部１を撮像した画像データを撮像装置２から取得する（ステップＳ１０１）。
【００７２】
次いで、画像解析処理として、取得した画像データに基づき該画像を構成する全ての画素の値（例えば、ＲＧＢのＲ（レッド）部分の明度を示す値など）から事前に定められている閾値との大小関係を比較する（ステップＳ１０２）。即ち、発光点位置として特定する為の閾値との大小の比較が行われる。
【００７３】
この比較の結果、上記閾値よりも値の大きい画素の位置を画像上の発光点位置として取り出す（ステップＳ１０３）。
【００７４】
次いで、その取り出した各発光点の位置から画像上での発光点間の距離を算出する。即ち、ＣＣＤ結像面上に結像される赤外線発光ダイオード（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の発光像間距離を算出する（ステップＳ１０４）。
【００７５】
そして、この算出した画像上の発光点間距離の値と上述の（式１）を用いて測定対象となる発光部１の撮像装置２のＣＣＤ結像面２１に対する傾きを算出する（ステップＳ１０５）。尚、傾きθは、（式１）で求められたtanθの逆関数をとることで求める。
【００７６】
また、上記ステップＳ１０４で算出した画像上の発光点間距離の値及び上記ステップＳ１０５で算出した傾きθの値と、上記（式２）を用いて測定対象となる発光部１の撮像装置２のＣＣＤ結像面２１に対する距離Ｄを算出する（ステップＳ１０６）。
【００７７】
そして、画像解析による１回の位置検出処理を終了する。
【００７８】
尚、上述の説明では、発光体１が所定の位置で停止している場合の位置検出処理を示しているが、これに限らず、発光体１が絶えず動きのある場合に適用して連続的な位置を検出しても良い。その場合、例えば、任意に可変設定可能な所定時間間隔毎に位置を検出する。
【００７９】
次に、上述した実施例の応用例について説明する。即ち、図５に示すように、上記実施例に示した少なくとも３つ以上の赤外線発光ダイオードを一直線上に配置した発光部を２個用意し、これら２つの発光部の赤外線発光ダイオードの一直線の列が互いに直交するように組み合わせ、それら２つの発光部が設置される平面の撮像装置に対する向きと距離を検出する場合について説明する。
【００８０】
尚、この場合の位置検出装置３における画像解析処理の流れを図６に示す。
【００８１】
図６において、（ステップＳ２０１）〜（ステップＳ２０３）までの処理は上述の図４に示した（ステップＳ１０１）〜（ステップＳ１０３）までの処理と同様であるのでここでの説明を省略し、ステップＳ２０４以降の処理から説明する。
【００８２】
そこで、この図５の処理では、ステップＳ２０３の処理の結果、２つの発光部に設置された６個の赤外線発光ダイオードに対応する画像上の発光点の位置が検出される。
【００８３】
次いで、その検出した画像上の発光点の位置から同一直線上にある２組の点の集合に分離する。即ち、検出した発光点から２つの発光部を抽出する（ステップＳ２０４）。尚、同一直線上にある点の集合を求める方法としては、Hough変換が広く知られている。このHough変換は、画像上の特徴点を別のパラメータ空間で評価することで直線検出を行う手法である。
【００８４】
そして、その抽出した各発光部毎に、上述の図４のステップＳ１０４乃至ステップＳ１０６の処理を行う。即ち、上述のステップＳ１０４乃至ステップＳ１０６で説明した方法で、該抽出した各発光部毎に画像上での発光点間の距離を算出する。即ち、ＣＣＤ結像面上に結像される各発光部毎の赤外線発光ダイオードの発光像間距離を算出し（ステップＳ２０５）、各発光部毎の撮像装置２に対する傾き及び距離を算出する（ステップＳ２０６、ステップＳ２０７）。
【００８５】
その後、そのようにして算出した各発光部毎の傾きの値からそれら各発光部が設置される平面の撮像装置２に対する傾きを算出する（ステップＳ２０８）。尚、この平面の傾きの算出は、直線分の傾きの組で表現しても良いし、それぞれの傾きからベクトル表現を計算し、その外積を計算することで得られる法線ベクトルで表現しても良いものとする。
【００８６】
そして、画像解析による１回の位置検出処理を終了する。
【００８７】
尚、上述の説明では、２つの発光体が所定の位置で停止している場合の位置検出処理を示しているが、これに限らず、それら２つの発光体１が設置される面が絶えず動きのある場合に適用して連続的な位置を検出しても良い。その場合、例えば、任意に可変設定可能な所定時間間隔毎に位置を検出する。
【００８８】
また、上記図６の処理を行うにあたって、計算処理上好ましい例として、少なくとも３つ以上の赤外線発光ダイオードを一直線に配置した発光部を２つ用意し、互いに赤外線発光ダイオードの一直線の列が直交するように設置した場合を例に挙げているが、本発明は、これに限らず、上記赤外線発光ダイオードの一直線の列が平行でない配置であれば直交以外でも良い。
【００８９】
また、その他、赤外線発光ダイオードの一部を共用可能な発光部［図７の（ａ）参照］を用意しても良いし、その他、少なくとも３つ以上の赤外線発光ダイオードが一直線に配置される赤外線発光ダイオードの列を互いに平行でない配置で２つ以上有する発光部を用意しても良い。尚、この場合も、計算処理上好ましい例としては、上記赤外線発光ダイオードの列が互いに直交するような配置にする［図７の（ｂ）参照］。
【００９０】
尚、ここで、上述の（式１）及び（式２）の導出過程について述べておく。
【００９１】
まず、（式１）の導出過程について説明する。
L1”＝ｚ−ｘ＋ｙの関係式に、ｘ＝（ｈ1＋ｈ2）tanβ…（１）、ｙ＝ｈ2tanα…（２）、ｚ＝L1cosθ…（３）を代入し、
L1”＝ｚ−ｘ＋ｙ＝L1cosθ−（ｈ1＋ｈ2）tanβ＋ｈ2tanαとする。
そして、ここに、ｈ1＋ｈ2＝L1＋L2sinθ…（４）と、ｈ2＝L2sinθ…（５）を代入し、
L1”＝L1（cosθ−sinθtanθ）−L2sinθ（tanβ−tanα）…（Ａ）を求める。
また、L2”＝L2cosθ−ｙの関係式に上記式（２）を代入し、
L2cosθ−ｈ2tanαとする。そして、ここに、上記式（５）を代入し、
L2”＝L2（cosθ−sinθtanα）…（Ｂ）を求める。
次に、ｅ'＝L1”／L2”の関係式に、上記求めた（Ａ）及び（Ｂ）を代入し、
ｅ'=[L1（cosθ-sinθtanθ）-L2sinθ（tanβ-tanα）]/L2（cosθ-sinθtanα）
ここで、L1＝ｅL2…（６）を代入し、
ｅ'＝[ｅ（cosθ-sinθtanθ）-sinθ（tanβ-tanα）]/(cosθ-sinθtanα)とする。
ここで、tanα＝ｘ0／ｆ…（７）と、tanβ＝ｘ1／ｆ…（８）を代入し、
ｅ'＝[ｅ（ｆcosθ-ｘsinθ）-（ｘ1-ｘ0）sinθ]/(ｆcosθ-ｘ0sinθ)とする。
これから、tanθ＝ｆ（ｅ−ｅ'）／(ｅｘ1−ｅ'ｘ0＋ｘ1−ｘ0)と展開し、
ここで、ｘ1−ｘ0＝L1'…（９）を代入することにより、
上述の（式１）…tanθ＝ｆ（ｅ−ｅ'）／（ｅ'ｘ0＋ｅｘ1＋L1'）が導出される。
【００９２】
次に、（式２）の導出過程について説明する。
まず、ｄ／L2”＝ｆ／L2'の関係式から、ｄ＝ｆ・L2"／L2'とする。
ここに、上記（Ｂ）と上記（７）を代入し、
ｄ＝ｆ・L2／L2'・[{cosθ＋(ｘ0／ｆ)sinθ}］
＝（ｆcosθ＋ｘ0sinθ）L2／L2'…（Ｃ）とする。
そして、Ｄ＝ｄ＋ｆの関係式にその（Ｃ）を代入すると、
上述の（式２）…Ｄ＝（ｆcosθ＋ｘ0sinθ）・(L2／L2')＋ｆが導出される。
【００９３】
また、上記図１に示す位置検出装置３を汎用性のあるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）で実現する場合の具体的なシステム構成の一例を図８及び図９に示しておく。ここで、図８は、上述の図４に示した画像解析処理動作を行う場合の位置検出装置３の一構成例を示し、図９は、上述の図６に示した画像解析処理動作を行う場合の位置検出装置３の一構成例を示している。
【００９４】
図８及び図９において、位置検出装置３は、各種演算処理を行うＣＰＵ３１と、この装置で利用される各種アプリケーション等のプログラムや各種データを記憶保持するハードディスク部３２と、各種計算作業データを一時記憶する作業メモリ３３と、撮像装置２から取得した撮像画像データの入力処理インタフェース機能を司る画像入力処理部３４と、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体の記憶データの読取りアクセスを行う記憶媒体読取アクセス部３５と、それら各構成要素部間で各種データの転送のやり取りを行う為のシステムバス３６とを少なくとも有した構成となっている。
【００９５】
そして、図８の例では、位置検出装置３が上述の図４に示す処理動作を行う為に、記憶媒体読取アクセス部３５を介して予め図４に示す位置検出処理を行うのに必要なデータ（同図８の符号Ａで示したデータ）を記憶した記憶媒体Ｂからそれら記憶されている各種データＢをハードディスク３２部にインストールして対応させている。
【００９６】
また、図９の例では、位置検出装置３が上述の図６に示す処理動作を行う為に、記憶媒体読取アクセス部３５を介して予め図６に示す位置検出処理を行うのに必要なデータ（同図９の符号で示したデータＣ）を記憶した記憶媒体Ｄからそれら記憶されている各種データＣをハードディスク３２部にインストールして対応させている。
【００９７】
尚、この例では、図８及び図９にそれぞれ別々に上述の図４の処理を行う位置検出装置３と上述の図６の処理を行う位置検出装置３を示したが、もちろん図４及び図６に示す処理の両方を行うようにしても良い。即ち、両方の処理に必要なデータを記憶した記憶媒体を一つ用意し、その記憶媒体に記憶されたデータをハードディスク部３２にインストールして対応させても良い。
【００９８】
また、上記図８及び図９に示す例では、図４及び図６に示す処理を行うのに必要なデータを記憶した記憶媒体を用意して対応させるようにしているが、これに限らず、記憶媒体を用意せず、インターネット通信等を介して必要なプログラムや各種データを配信して位置検出装置にダウンロードさせても良い。
【００９９】
更に、上記図８及び図９に示す例では、全てソフトウェアにて対応する例を示しているが、これとは別に、予め図４及び図６の処理を行う必要なデータを有し、それら図４及び図６の処理を専用に行う専用の拡張ボード等のハードウェアを用意して対応させても良い。
【０１００】
尚、上述してきた実施例では、測定対象となる発光部１の撮像装置２に対する距離として図３に示す距離Ｄ、即ち、ＣＣＤ結像面２１から発光部１の手前の赤外線発光ダイオードのある位置の該ＣＣＤ結像面に平行な平面までの距離を検出しているが、本発明は、更に、検出した発光点位置と光軸となる画像中心との位置関係から発光部１が光軸から左右にどれくらいずれた位置に存在するのかを求め、この求めた値と、その他に検出した発光部１の撮像装置２に対する傾きと距離の値とから該撮像装置２のＣＣＤ結像面上の光軸点から発光部１までの距離を求めるようにしても良い。
【０１０１】
最後に、上述してきた実施例により検出された測定対象の向き及び距離からなる位置情報を利用する形態について一例を挙げる。
【０１０２】
例えば、テレビ会議システム等に利用する。具体的には、上述の測定対象となる発光部をヘッドホン或いはヘッドマウントディスプレイ等の頭部装着機器に取り付け、それらを頭部に装着した人の頭部の撮像装置に対する向きと距離を検出する。そして、この検出した位置情報に応じてその人に向ける指向性の高いマイクの向きを調整することにより、会議等で喋っている人の音声を的確に拾うようにする。
【０１０３】
また、例えば、測定対象となる発光部の撮像装置に対する向きと距離を検出し、該発光部の動きに合わせて位置検出システムとは別に遠隔地等に設置された他の撮像装置等の向きと距離を制御するようなシステムにも適用可能である。
【０１０４】
即ち、本願発明による外光条件の変化に強く、処理の負荷が軽く安価な構成にて測定対象の位置を検出可能な位置検出システムは、上述のようなシステム等に低コストにて導入できるので幅広い利用が期待でき、汎用性の高いものである。
【０１０５】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明によれば、外光条件の変化に強く、処理の負荷が軽く安価な構成にて測定対象の位置を検出可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した位置検出システムの概略外観構成を示す図。
【図２】発光部の赤外線発光ダイオードの発光の様子が表示画面上に表示されている状態を示す図。
【図３】図１に示した位置検出システムにおける測定対象となる発光部と撮像装置のＣＣＤ結像面とを真上から見た様子を模式的に表した図。
【図４】位置検出装置における画像解析の処理手順を示すフローチャート。
【図５】２つの発光部が用意された様子を示す図。
【図６】２つの発光部が設置される平面の撮像装置に対する空間内の位置と向きを検出する場合の位置検出装置における画像解析の処理手順を示すフローチャート。
【図７】発光部が設置される平面の撮像装置に対する空間内の位置と向きを検出する場合に用意される発光部の一構造例を示す図。
【図８】図１に示す位置検出装置を汎用性のあるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）で実現する場合の具体的なシステム構成の一例を示す図。
【図９】図１に示す位置検出装置を汎用性のあるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）で実現する場合の具体的なシステム構成の一例を示す図。
【符号の説明】
１００…位置検出システム、１…発光部、２…撮像装置、３…位置検出装置、４…撮像画像表示部、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…赤外線発光ダイオード、２１…ＣＣＤ結像面
【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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