(57)【要約】【課題】本発明は、移動体の現在位置を廉価かつ高精度に検出できるようにする新たな移動体位置検出技術の提供を目的とする。【解決手段】例えば、識別情報の記録位置の特定に用いられる２値化パターンと、その２値化パターンから特定される記録位置に記録されている識別情報に対応付けられる２値化パターンとを持つマーカを撮影し、その撮影された画像情報に認識処理を施すことで識別情報を認識する。識別情報を認識すると、識別情報の規約に従って識別情報から移動体の位置を検出できる場合には、その認識した識別情報に規定の変換を施すことなどにより、移動体の位置を決定する。一方、そのような規約が用意されていない場合には、その認識した識別情報をキーにして、認識対象となる識別情報とそれに対応付けられる移動体の位置情報との対応関係を記憶する記憶手段にアクセスすることで、移動体の位置を決定する。【選択図】　　　　　図１
2004038706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自在に移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出装置であって、
移動体に装着されて、移動体の移動箇所に設けられる識別用のマーカを撮影する撮影手段と、
上記撮影手段により撮影された画像情報に認識処理を施すことで、上記撮影手段により撮影されたマーカの持つ識別情報を認識する認識手段と、
上記認識手段の認識した識別情報に従って、移動体の位置を決定する決定手段とを備えることを、
特徴とする移動体位置検出装置。
【請求項２】
自在に移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出装置であって、
移動体に装着されて、移動体の移動箇所に設けられる識別用のマーカを撮影する撮影手段と、
上記撮影手段により撮影された画像情報に認識処理を施すことで、上記撮影手段により撮影されたマーカの持つ識別情報を認識する認識手段と、
上記認識手段の認識対象となる識別情報とそれに対応付けられる移動体の位置情報との対応関係を記憶する記憶手段と、
上記認識手段の認識した識別情報をキーにして上記記憶手段にアクセスすることで、移動体の位置を決定する決定手段とを備えることを、
特徴とする移動体位置検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の移動体位置検出装置において、
移動体に装着されて、上記マーカの撮影が可能となる状態に入る一瞬の場合にのみ上記撮影手段による撮影が行われるように制御するスイッチ手段を備えることを、
特徴とする移動体位置検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の移動体位置検出装置において、
上記撮影手段は、上記識別情報の記録位置の特定に用いられる記録位置検出用２値化パターンと、その記録位置検出用２値化パターンから特定される記録位置に記録されている上記識別情報に対応付けられる２値化パターンとを持つマーカを撮影することを、
特徴とする移動体位置検出装置。
【請求項５】
請求項４記載の移動体位置検出装置において、
上記認識手段は、上記撮影手段により撮影された画像情報を２値化して、その２値化画像から２値化パターンの記録位置を特定し、その記録位置を示す画像を様々に回転させて、それらの回転させた画像が上記位置検出用２値化パターンを持つのか否かを判断し、その保有を判断する場合に、上記位置検出用２値化パターンから特定される記録位置に記録されている２値化パターンに従ってマーカの持つ識別情報を認識することを、
特徴とする移動体位置検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の移動体位置検出装置において、
上記撮影手段は、上記マーカの撮影を行うときに外光を遮断する構造を有することを、
特徴とする移動体位置検出装置。
【請求項７】
自在に移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出方法であって、
移動体に装着されて、移動体の移動箇所に設けられる識別用のマーカを撮影する撮影手段により撮影された画像情報を入手する過程と、
上記入手した画像情報に認識処理を施すことで、上記撮影手段により撮影されたマーカの持つ識別情報を認識する過程と、
上記認識した識別情報に従って、移動体の位置を決定する過程とを備えることを、
特徴とする移動体位置検出方法。
【請求項８】
自在に移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出方法であって、
移動体に装着されて、移動体の移動箇所に設けられる識別用のマーカを撮影する撮影手段により撮影された画像情報を入手する過程と、
上記入手した画像情報に認識処理を施すことで、上記撮影手段により撮影されたマーカの持つ識別情報を認識する過程と、
上記認識した識別情報をキーにして、上記認識の対象となる識別情報とそれに対応付けられる移動体の位置情報との対応関係を記憶する記憶手段にアクセスすることで、移動体の位置を決定する過程とを備えることを、
特徴とする移動体位置検出方法。
【請求項９】
請求項７又は８記載の移動体位置検出方法において、
上記入手する過程では、上記識別情報の記録位置の特定に用いられる記録位置検出用２値化パターンと、その記録位置検出用２値化パターンから特定される記録位置に記録されている上記識別情報に対応付けられる２値化パターンとを持つマーカの画像情報を入手することを、
特徴とする移動体位置検出方法。
【請求項１０】
請求項９記載の移動体位置検出方法において、
上記認識する過程では、上記入手した画像情報を２値化して、その２値化画像から２値化パターンの記録位置を特定し、その記録位置を示す画像を様々に回転させて、それらの回転させた画像が上記位置検出用２値化パターンを持つのか否かを判断し、その保有を判断する場合に、上記位置検出用２値化パターンから特定される記録位置に記録されている２値化パターンに従ってマーカの持つ識別情報を認識することを、
特徴とする移動体位置検出方法。
【請求項１１】
請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の移動体位置検出方法の実現に用いられる処理をコンピュータに実行させるための移動体位置検出プログラム。
【請求項１２】
請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の移動体位置検出方法の実現に用いられる処理をコンピュータに実行させるための移動体位置検出プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自在に移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出装置及びその方法と、その移動体位置検出方法の実現に用いられる移動体位置検出プログラム及びそのプログラムを記録した記録媒体とに関する。
【０００２】
ナビゲーションシステムや、人物の位置管理を行うシステムや、地域情報を提供するシステムでは、人物などの移動体の現在位置を廉価かつ高精度に測定できるようにする技術の構築が叫ばれている。
【０００３】
【従来の技術】
計測器の精度の向上とともに、計測器から得られた人物などの移動体の存在位置や、移動方向や、移動速度を計測する技術が向上している。位置測定を行う装置について、既存技術は以下に説明する４つの方式に分類できる。
【０００４】
（１）ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　）を用いる方式
複数の周回衛星が発する時刻情報を地上の測定器で受信し、受信した時刻情報のずれと衛星の位置情報とから、測定器の経度、緯度、向き、高度を算出する方式である。
【０００５】
この方式は数ミリ程度の誤差で位置を検出できるものの、衛星からの信号を受信できない屋内や地下では使用できないという問題がある。
【０００６】
（２）ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を用いる方式
建築物の内壁、床面、天井にアンテナを設置し、さらに、移動する物体や人間に、アンテナから放出された電磁波に応答してアンテナに対して信号を返信するＩＣチップを貼り、アンテナでその返信波を検知することで、アンテナから一定の範囲内に物体が存在することを識別する方式である（特開２０００−５０１５１５）。
【０００７】
アンテナを移動物体に設置し、ＩＣチップを建築物側に設置する方式も用いられる。
【０００８】
この方式は、ＩＣチップを物体内部に埋め込んで使用することから磨耗や汚濁による影響を受けにくいという長所があるものの、精度を高めるためにはアンテナやＩＣチップの設置密度を高める必要があることから、広範囲に渡って高い精度で位置を検出する場合には高いコストがかかるという問題がある。
【０００９】
（３）携帯電話やＰＨＳを利用する方式
ユーザの保持する携帯電話やＰＨＳが使用する基地局の位置から、ユーザの位置を検出する方式である（特開平１０−２８１８０１）。
【００１０】
この方式では、高い精度を得るためには多数の基地局を設置しなければならないという問題がある。
【００１１】
（４）歩幅を測定する方式
歩行者やロボットの両足にセンサを設置して歩幅を測定することで移動距離を取得し、初期位置からの相対的な移動位置を検出する方式（特開平１０−３０７９８５）や、脚の角度から歩幅を推定することで移動距離を取得し、初期位置からの相対的な移動位置を計算する方式（特開２０００−２４９５７１）がある。
【００１２】
これらは歩行者のみがセンサを装着すればよいという長所があるものの、初期位置から移動していくに従って誤差が累積されていくという問題がある。
【００１３】
（５）その他の方式
感圧センサを床に敷き詰めておき、足が接地した位置を感知することで歩行者の位置および移動速度を検出する方式がある（特開２００１−１８３４５５）。
【００１４】
この方式は、ＲＦＩＤを用いる方式と同様に、広範囲で用いる場合にはセンサを大量に敷き詰める必要があり、コストが上昇するという問題がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ＧＰＳ以外の従来技術では、広範囲にわたって１ｃｍ程度の高い精度で移動物体の位置を検出するシステムを作るには、センサを広範囲に設置する必要があるという問題がある。
【００１６】
そして、ＧＰＳを用いる従来技術では、屋内で使用できないという問題がある。
【００１７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、移動体の現在位置を廉価かつ高精度に検出できるようにする新たな移動体位置検出技術の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の移動体位置検出装置は、自在に移動する移動体の位置を検出することを実現するために、▲１▼移動体に装着されて、移動体の移動箇所に設けられる識別用のマーカを撮影する撮影手段と、▲２▼撮影手段により撮影された画像情報に認識処理を施すことで、撮影手段により撮影されたマーカの持つ識別情報を認識する認識手段と、▲３▼認識手段の認識した識別情報に従って、移動体の位置を決定する決定手段とを備える構成を採る。
【００１９】
そして、この構成を具体化するために、本発明の移動体位置検出装置は、自在に移動する移動体の位置を検出することを実現するために、▲１▼移動体に装着されて、移動体の移動箇所に設けられる識別用のマーカを撮影する撮影手段と、▲２▼撮影手段により撮影された画像情報に認識処理を施すことで、撮影手段により撮影されたマーカの持つ識別情報を認識する認識手段と、▲３▼認識手段の認識対象となる識別情報とそれに対応付けられる移動体の位置情報との対応関係を記憶する記憶手段と、▲４▼認識手段の認識した識別情報をキーにして記憶手段にアクセスすることで、移動体の位置を決定する決定手段とを備える構成を採る。
【００２０】
このような構成を採るときにあって、本発明の移動体位置検出装置は、さらに、移動体に装着されて、マーカの撮影が可能となる状態に入る一瞬の場合にのみ撮影手段による撮影が行われるように制御するスイッチ手段を備えることがある。
【００２１】
そして、本発明の移動体位置検出装置で備える撮影手段は、好ましくは、マーカの撮影を行うときに外光を遮断する構造を持つもので構成される。
【００２２】
このように構成される本発明の移動体位置検出装置が動作することで実現される本発明の移動体位置検出方法はコンピュータプログラムで実現できるものであり、このコンピュータプログラムは、半導体メモリなどのような適当な記録媒体に記録して提供することができる。
【００２３】
本発明の移動体位置検出装置が備える撮影手段は、移動体の移動箇所に設けられる識別用のマーカを撮影対象とするものであり、例えば、識別情報の記録位置の特定に用いられる記録位置検出用２値化パターンと、その記録位置検出用２値化パターンから特定される記録位置に記録されている識別情報に対応付けられる２値化パターンとを持つマーカを撮影対象とする。
【００２４】
本発明の移動体位置検出装置は、撮影手段の撮影する画像情報を受けて、その画像情報に認識処理を施すことで、撮影手段により撮影されたマーカの持つ識別情報を認識する。
【００２５】
例えば、マーカが上述したような構造を持つ場合には、撮影手段により撮影された画像情報を２値化して、その２値化画像から２値化パターンの記録位置を特定し、その記録位置を示す画像を様々に回転させて、それらの回転させた画像（０度の回転となる回転させない画像も含む）が上述した位置検出用２値化パターンを持つのか否かを判断し、その保有を判断する場合に、その位置検出用２値化パターンから特定される記録位置に記録されている２値化パターンに従ってマーカの持つ識別情報を認識するように処理する。
【００２６】
このようにして、撮影手段により撮影されたマーカの持つ識別情報を認識すると、本発明の移動体位置検出装置は、識別情報の規約に従って、その認識した識別情報に規定の変換を施すことなどにより移動体の位置を検出できるというような構成になっている場合には、その認識した識別情報に規定の変換を施すことなどにより、移動体の位置を決定する。
【００２７】
一方、そのような規約が用意されていない場合には、その認識した識別情報をキーにして、認識の対象となる識別情報とそれに対応付けられる移動体の位置情報との対応関係を記憶する記憶手段にアクセスすることで、移動体の位置を決定する。
【００２８】
次に、本発明を歩行者の位置検出に適用する場合の構成例について具体的に説明する。
【００２９】
本発明を歩行者の位置検出に適用する場合には、路面や建築物の床面に固定した廉価な紙面やプラスチック面やガラス面や絨毯などに、例えば赤外線を吸収する塗料で印刷された識別情報を持つマーカを設置する。
【００３０】
そして、例えば、歩行者の靴底に、赤外線を撮影できるカメラ及び赤外線投射装置を装着することで、路面や建築物の床面に設けられるマーカを撮影できるようにする。
【００３１】
このとき、乾電池による電源供給を可能にするために、歩行者の靴が接地した瞬間のみ赤外線投射装置から赤外線が投射されるようにするとともに、その瞬間のみカメラにより撮影が行われるようにすることで、歩行者の靴が接地した瞬間のみマーカが撮影されることになるようにと構成されることがある。
【００３２】
このような構成に従って、本発明では、廉価な素材に印刷したマーカを床面に設置し、歩行者の靴底に装着されたカメラを使って外光を遮断した状態でマーカを撮影して、そのマーカに記録された識別情報を解読し、例えば、識別情報と位置情報との対応関係が登録されたデータベースを参照して、その識別情報から位置情報を取得することで、歩行者の現在位置を正確に測定できるようにすることを実現する。
【００３３】
本発明によれば、歩行者の位置検出のために床面に敷設する必要がある器材は、建材の表面に赤外線を吸収する塗料などで模様を印刷したマーカである。このマーカは廉価に生産し、また、大量に生産することが容易である。また、歩行者に装着する必要がある器材は、赤外線を投射するＬＥＤなどの赤外線投射装置と、赤外線撮影が可能なカメラと、画像を処理する小型計算機とである。これらのことから、本発明は廉価に構築することが可能である。
【００３４】
そして、本発明によれば、靴底が接地したときにのみ動作するスイッチにより装置が起動して歩行者の位置の検出を行うことから、起動時間が瞬間的であることで長時間の連続使用が可能となる。
【００３５】
このようにして、本発明によれば、廉価で製造が容易なマーカと、長時間使用可能な検出装置とを使用して移動体の位置検出を行うことから、移動体の位置を廉価かつ高精度に、しかも、長時間かつ広範囲に検出できるようになる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３７】
〔１〕第１の実施形態例
図１に、本発明により構成される歩行者の位置を検出するためのシステム構成の一例を図示する。
【００３８】
この図に示すように、本発明は、非可視位置情報マーカ１と、歩行者位置検出システム２とで構成される。
【００３９】
（イ）非可視位置情報マーカ１について
非可視位置情報マーカ１は、歩行者の歩く床面に印刷された単位マーカの集合体である。この単位マーカは正方形の集合体であって、図２に示すように、一辺がａ（ｃｍ）の、“１”を表す塗りつぶされた正方形と、“０”を表す実際には印刷されてない空白の正方形とで構成される。
【００４０】
単位マーカの識別情報は、単位マーカを構成する正方形の並びによって示される。各正方形は、縦横それぞれａ／２（ｃｍ）の間隔を置いて、横（ｘ方向）にｎ個、縦（ｙ方向）にｍ個に配置される。
【００４１】
ここで、ａ，ｎ，ｍは任意の値を用いることができるが、システム管理者が決めた固定の値を使う。以後、左上の正方形の位置を（０，０）で表し、右下の正方形の位置を（ｎ−１，ｍ−１）で表すものとする。
【００４２】
各単位マーカは、図２に示すように、マーカの向きを判別するために、左辺の列と上辺の行にあたる部分にはすべて塗りつぶされた正方形を配置する。識別情報は、図中の（１，１）にあたる位置から各正方形を使って右向きに配置する。（ｎ−１，ｊ）の次の情報は（１，ｊ＋１）に記述するものとし、以下同様にして（ｎ−１，ｍ−１）の位置まで情報を順番に記述する。
【００４３】
図３（ａ）に、識別情報“０１０１１０”を持つ単位マーカを示し、図３（ｂ）に、識別情報“０００００１”を持つ単位マーカを示す。ここで、この図に示す単位マーカでは「ｎ＝４，ｍ＝３」を想定している。
【００４４】
各単位マーカは、少なくとも２×ａ（ｃｍ）以上の間隔を置いて、赤外線の吸収が少ない白色の紙面、ガラス面、プラスチック面、もしくは赤外線を吸収しにくい素材で作られた絨毯などの表面に印刷し、床面に配置する。各単位マーカを構成する正方形は赤外線を吸収する塗料で印刷する。
【００４５】
非可視位置情報マーカ１は、床面に設置したのちに、印刷面の磨耗や汚濁を防ぐために赤外線を透過するプラスチック、ガラスに類する保護材を載せて固定する。印刷面が絨毯である場合には保護材を用いない。透過性の保護材を使用する場合は、保護材自体の裏面に直接マーカを印刷する方法を用いることも可能である。
【００４６】
（ロ）歩行者位置検出システム２について
歩行者位置検出システム２は、図１に示すように、マーカを撮影するマーカ撮影装置２０と、マーカの模様を分析してマーカの識別情報を読み取る識別情報認識装置２１と、識別情報と位置情報との対応表を持つデータベース２２と、データベース２２を参照して識別情報から位置情報を決定する位置情報決定装置２３とで構成される。
【００４７】
マーカ撮影装置２０は、図４に示すように、歩行者の靴の底部に埋め込む形態で設けられたり、図５に示すように、歩行者の靴に固定する形態で設けられることになる。
【００４８】
歩行者の靴の底部に埋め込む形態で設けられる場合には、図４に示すように、靴の踵部分を円筒形に切り抜き、円筒の上面部に、赤外線投射装置２００と赤外線撮影カメラ２０１とが設置される。
【００４９】
この場合、円筒は、歩行者の荷重による変形を防ぐために、十分な強度をもつ例えば金属製の物質を用いて作成する。円筒の内面は、赤外線を吸収する塗料で塗装し、赤外線投射装置２００からの投影光が反射することを防ぐ。また、円筒の下面部分は、蓋をせずに開放された状態で使用する方法と、接地部分を赤外線を透過するガラスあるいはプラスチックに類する素材で覆うことで、塵芥が底面から円筒内部に入ることを防いで使用する方法のいずれかを用いる。
【００５０】
歩行者の靴に固定する形態で設けられる場合には、図５に示すように、靴の側面あるいは踵の後部に固定できる円筒形もしくは箱型の形状のケースの内部に、赤外線投射装置２００と赤外線撮影カメラ２０１とを設置する。円筒内部の構造については、靴の底部に埋め込む形状のものと同じである。
【００５１】
図４及び図５のいずれの形態でマーカ撮影装置２０を実現する場合にも、靴の底面には接地を感知するスイッチ２０２が設けられており、このスイッチ２０２が接地を感知すると、その瞬間だけ、赤外線投射装置２００が赤外線を投射し、それと同時に、赤外線撮影カメラ２０１が画像を撮影する。このようにして撮影された画像信号は、無線や有線を使って識別情報認識装置２１へ送られる。
【００５２】
赤外線投射装置２００としては、赤外線を発するＬＥＤ、もしくは赤外線のみ透過するフィルタを装着したＬＥＤを用いる。赤外線撮影カメラ２０１には、ＣＣＤカメラを用いる。これらを駆動するために必要となる電源については、靴の内部に埋め込まれた着脱可能な電池、もしくは靴の側面に設置された着脱可能な電池から供給されるか、あるいは識別情報認識装置２１から供給される。
【００５３】
識別情報認識装置２１は、マーカの持つ識別情報を読み取るために用意されるものであり、図６に示すように、赤外線撮影カメラ２０１により撮影された画像情報を受信する画像受信部２１０と、受信した画像情報から識別情報を読み取る識別情報読取部２１１と、読み取った識別情報を位置情報決定装置２３へ送信する識別情報送信部２１２とで構成される。
【００５４】
この識別情報認識装置２１の設置形態としては、歩行者に装着して設置する方式と、歩行者から切り離して別の場所に設置する方式という２つの設置形態がある。
【００５５】
識別情報認識装置２１を構成する画像受信部２１０は、識別情報認識装置２１が歩行者に装着されて設置される場合には、マーカ撮影装置２０からＵＳＢケーブル、ＩＥＥＥ１９４３ケーブル、あるいはこれに類する画像信号を送信できるケーブルを介して画像情報を受け取る。一方、識別情報認識装置２１が歩行者から切り離されて固定の場所に設置される場合には、マーカ撮影装置２０から無線通信にて画像情報を受け取る。画像受信部２１０は、その受け取った画像情報を識別情報読取部２１１へ送る。
【００５６】
識別情報認識装置２１を構成する識別情報読取部２１１は、画像受信部２１０から受け取った画像情報を次に示す手順に従って識別情報に変換して、識別情報送信部２１２へ送る。
【００５７】
識別情報認識装置２１を構成する識別情報送信部２１２は、識別情報読取部２１１から受け取った識別情報を位置情報決定装置２３へ送信する。
【００５８】
データベース２２は、識別情報と位置情報との対応表を管理するものであり、識別情報が与えられると、それに対応付けられる位置情報を出力する。
【００５９】
さらに、このデータベース２２は、識別情報と位置情報との対データを追加し、削除し、一覧を出力し、一覧を記憶媒体に保存し、一覧を記憶媒体から読み取る機能を持つ。
【００６０】
位置情報決定装置２３は、識別情報認識装置２１の読み取った識別情報を受け取り、それをデータベース２２に入力することで、データベース２２から位置情報を受け取る。ただし、識別情報として検出失敗を示す“０”を受け取る場合には、位置情報としてＮＵＬＬを出力する。
【００６１】
なお、識別情報認識装置２１、データベース２２及び位置情報決定装置２３は、単体の計算機内に組み込まれて実装される形態と、それぞれ別々の計算機内に組み込まれて実装される形態とがある。後者の実装形態を用いる場合には、各装置を有線もしくは無線でデータを送信することになる。
【００６２】
次に、図７ないし図１０に示す処理フローに従って、識別情報読取部２１１の実行する識別情報の読取処理について詳細に説明する。
【００６３】
ここで、識別情報読取部２１１に入力されるものはビットマップ画像であり、識別情報読取部２１１から出力されるものは数字で表される識別情報である。
【００６４】
識別情報読取部２１１は、図７ないし図１０に示す処理フローを実行する場合には、先ず最初に、赤外線撮影カメラ２０１により撮影された画像情報を２値化して、その２値化画像から輝度“１”を示す正方形の代表ピクセル位置（ある範囲にあるピクセルの中で最も高い輝度を示すピクセルの位置）を特定し、その代表ピクセル位置で構成される画像を規定角度ずつ回転させることで処理対象画像（回転させないものを含む）を生成する。
【００６５】
続いて、その処理対象画像が図１１に示すような輝度“１”の並びを持つのか否かを判断して、図１１に示すような輝度“１”の並びを持つことを判断するときには、さらに、その処理対象画像が図１２に示すような輝度“１”の並びを持つのか否かを判断する。
【００６６】
続いて、図１１及び図１２に示すような輝度“１”の並びを持つことを判断するときには、赤外線撮影カメラ２０１により撮影された画像情報がマーカの画像情報であることを判断して、図１３に示すように、それらの縦横の並びにより特定されることになる代表ピクセル位置の輝度パターンに従って、マーカの持つ識別情報を読み取るように処理することになる。
【００６７】
すなわち、識別情報読取部２１１は、図７ないし図１０に示す処理フローを実行する場合には、先ず最初に、ステップ１０で、画像受信部２１０からマーカ撮影装置２０の撮影した画像（画像１）を受け取ると、続くステップ１１で、その受け取った画像を２値化することでモノクロ画像（画像２）に変換する。
【００６８】
このとき、例えば、赤外線が反射されて白く写っている部分にあたるピクセルの２値化値（輝度）を“０”、赤外線を吸収して黒く写る部分にあたるピクセルの２値化値（輝度）を“１”としてモノクロ画像に変換する。この２値化により、図２に示す単位マーカで、塗りつぶされた正方形が配置されている部分のみが“１”となるような画像が作成されることになる。
【００６９】
続いて、ステップ１２で、２値化した画像の各ピクセル（ｘ，ｙ）について、上下左右αピクセルの正方形の範囲内にあるピクセルの輝度の合計値を求めて、その合計値を輝度とする新たな画像（画像３）を生成する。
【００７０】
すなわち、近傍のピクセルの輝度を使って、各ピクセルの輝度に対して平均化処理を施すのである。ここで、αの値については装置の管理者が任意に選定することになる。ただし、画像２の上下左右からαピクセル未満の位置にある画像３の該当するピクセルの輝度については“０”とする。
【００７１】
続いて、ステップ１３で、ステップ１２で生成した画像（画像３）の各ピクセルをラスタスキャン形式で１ピクセルずつずらしながら選択して、その選択した各ピクセル（ｘ，ｙ）について、上下左右βピクセルの正方形の範囲内にある全てのピクセルの輝度（以下の処理が既に行われている場合にはその処理された輝度を使う）よりも大きい輝度を持つのか否かを判断して、大きい輝度を持つことを判断するとき、すなわち、近傍のピクセルの中で最大の輝度を持つ場合には、その選択したピクセルの輝度を“１”とし、それ以外のピクセルの輝度を“０”ですることで、新たな画像（画像４）を生成する。
【００７２】
このようにして生成される画像（画像４）は、“１”を示す正方形の代表ピクセル位置に輝度“１”を持つ画像となる。ここで、βの値については装置の管理者が任意に選定することになる。ただし、画像３の上下左右からβピクセル未満の位置にある画像４の該当するピクセルの輝度については“０”とする。
【００７３】
続いて、ステップ１４で、ステップ１３で生成した画像（画像４）を、画像の中央を中心として左周りに（３６０／ｒ）度ずつ回転させた画像をｒ枚作成する。そして、この作成したｒ枚の画像と、ステップ１３で生成した画像（画像４）をそのままコピーした画像とを処理対象画像とする。
【００７４】
続いて、ステップ１５で、全ての処理対象画像について処理を行ったのか否かを判断して、未処理の処理対象画像が残されていることを判断するときには、ステップ１７に進んで、その中から処理対象画像を１つ選択する。
【００７５】
続いて、ステップ１８で、その選択した処理対象画像のピクセルに含まれる輝度“１”を持つ全てのピクセルについて処理を行ったのか否かを判断して、処理を行っていない輝度“１”を持つピクセルが残されていることを判断するときには、ステップ１９に進んで、その中からピクセルを１つ選択する。この選択したピクセルの座標を（ｘ，ｙ）とする。
【００７６】
一方、ステップ１８で、選択した処理対象画像のピクセルに含まれる輝度“１”を持つ全てのピクセルについて処理を行ったことを判断するときには、未処理の処理対象画像を選択すべくステップ１５に戻る。そして、このステップ１５で、全ての処理対象画像について処理を行ったことを判断するときには、ステップ１６に進んで、歩行者の検出に失敗したことを判断して、検出失敗を示す“０”を出力して処理を終了する。
【００７７】
一方、ステップ１９で、選択した処理対象画像のピクセルに含まれる輝度“１”を持つピクセル（座標（ｘ，ｙ））を１つ選択すると、続いて、ステップ２０で、カウンタｋの値に“０”をセットする。
【００７８】
続いて、ステップ２１で、装置の管理者が任意に選定する定数ｄを使って、
ｘ’’＝ｘ＋ｄ＊ｋ　　　ｋ：カウンタｋの値
を計算し、続くステップ２２で、その計算した（ｘ’’，ｙ）について、上下左右γピクセルの正方形の範囲内にあるピクセルの中に輝度“１”を持つピクセルがあるのか否かを判断する。
【００７９】
この判断処理により、（ｘ’’，ｙ）を中心とする上下左右γピクセルの正方形の範囲内に輝度“１”を持つピクセルがないことを判断するときには、未処理の輝度“１”を持つピクセルを選択すべくステップ１８に戻り、一方、輝度“１”を持つピクセルがあることを判断するときには、ステップ２３に進んで、カウンタｋの値を１つインクリメントする。
【００８０】
続いて、ステップ２４で、カウンタｋの値が最大値である“ｎ−１”（図２中に示す“ｎ−１”）を超えたのか否かを判断して、カウンタｋの値が最大値である“ｎ−１”を超えていないことを判断するときには、ステップ２１に戻る。
【００８１】
一方、ステップ２４で、カウンタｋの値が最大値である“ｎ−１”を超えたことを判断するとき、すなわち、図１１に示すような輝度“１”の並びを検出したことを判断するときには、ステップ２５に進んで、カウンタｋの値に１をセットする。
【００８２】
続いて、ステップ２６で、上述した定数ｄを使って、
ｙ’’＝ｙ＋ｄ＊ｋ　　　ｋ：カウンタｋの値
を計算し、続くステップ２７で、その計算した（ｘ，ｙ’’）について、上下左右γピクセルの正方形の範囲内にあるピクセルの中に輝度“１”を持つピクセルがあるのか否かを判断する。
【００８３】
この判断処理により、（ｘ，ｙ’’）を中心とする上下左右γピクセルの正方形の範囲内に輝度“１”を持つピクセルがないことを判断するときには、未処理の輝度“１”を持つピクセルを選択すべくステップ１８に戻り、一方、輝度“１”を持つピクセルがあることを判断するときには、ステップ２８に進んで、カウンタｋの値を１つインクリメントする。
【００８４】
続いて、ステップ２９で、カウンタｋの値が最大値である“ｍ−１”（図２中に示す“ｍ−１”）を超えたのか否かを判断して、カウンタｋの値が最大値である“ｍ−１”を超えていないことを判断するときには、ステップ２６に戻る。
【００８５】
一方、ステップ２９で、カウンタｋの値が最大値である“ｍ−１”を超えたことを判断するとき、すなわち、図１２に示すような輝度“１”の並びを検出したことを判断するときには、ステップ３０に進んで、「ｘＬ　＝ｘ’’，ｙＬ　＝ｙ’’」を設定する。
【００８６】
すなわち、ステップ２１の処理に従って増大させていくことで確定したｘ’’と、ステップ２６の処理に従って増大させていくことで確定したｙ’’とに従って、「ｘＬ　＝ｘ’’，ｙＬ　＝ｙ’’」を設定するのである。
【００８７】
続いて、ステップ３１で、以上に説明した処理を行った処理対象画像（ステップ１７で選択した処理対象画像）から、「（ｘ，ｙ）−（ｘＬ　，ｙＬ　）」を対角線とする矩形よりもδピクセルだけ上下左右に大きな矩形を切り出すことで、新たな画像（画像５）を生成する。
【００８８】
続いて、ステップ３２で、バッファＢをクリアする。なお、バッファＢのｐ番目の格納番地をＢ［ｐ］で表すものとする。
【００８９】
続いて、ステップ３３で、ステップ３１で生成した画像（画像５）のピクセルに含まれる輝度“１”を持つものの中で最も左上にあるピクセルの座標を（ｘ，ｙ）とし、続くステップ３４で、その座標（ｘ，ｙ）を基準にして、上述した定数ｄを使って、
ｘｉ＝ｘ＋ｄ＊ｉ　　　ｉ＝０〜（ｎ−１）
ｙｊ＝ｙ＋ｄ＊ｊ　　　ｊ＝０〜（ｍ−１）
という式に従って、ｘ０〜ｘ（ｎ−１），ｙ０〜ｙ（ｍ−１）　を作成する。
【００９０】
続いて、ステップ３５で、「ｉ＝１，ｊ＝１」を設定する。続いて、ステップ３６で、（ｘｉ，ｙｊ）について、上下左右γピクセルの正方形の範囲内にあるピクセルの中に輝度“１”を持つピクセルがあるのか否かを判断する。
【００９１】
この判断処理により、（ｘｉ，ｙｊ）を中心とする上下左右γピクセルの正方形の範囲内に輝度“１”を持つピクセルがあることを判断するときには、ステップ３７に進んで、バッファＢの格納位置Ｂ［（ｉ−１）＋（ｎ−１）（ｊ−１）］に“１”を格納し、一方、そのようなピクセルがないことを判断するときには、ステップ３８に進んで、バッファＢの格納位置Ｂ［（ｉ−１）＋（ｎ−１）（ｊ−１）］に“０”を格納する。
【００９２】
続いて、ステップ３９で、変数ｉの値を１つインクリメントし、続くステップ４０で、変数ｉの値が最大値である“ｎ−１”（図２中に示す“ｎ−１”）を超えたのか否かを判断して、変数ｉの値が最大値である“ｎ−１”を超えていないことを判断するときには、ステップ３６に戻る。
【００９３】
一方、ステップ４０で、変数ｉの値が最大値である“ｎ−１”を超えたことを判断するときには、ステップ４１に進んで、変数ｊの値を１つインクリメントし、続くステップ４２で、変数ｊの値が最大値である“ｍ−１”（図２中に示す“ｍ−１”）を超えたのか否かを判断する。
【００９４】
この判断処理により、変数ｊの値が最大値である“ｍ−１”を超えていないことを判断するときには、ステップ４３に進んで、変数ｉに“１”をセットしてから、ステップ３６に戻る。
【００９５】
そして、ステップ４２で、変数ｊの値が最大値である“ｍ−１”を超えたことを判断するときには、ステップ４４に進んで、バッファＢの内容を二進数として読み出し、識別情報として出力して処理を終了する。
【００９６】
すなわち、ステップ３６〜ステップ４３の処理を繰り返していくことで、図１３に示す具体例で説明するならば、
Ｂ［０］　＝１，Ｂ［１］　＝０，Ｂ［２］　＝１，Ｂ［３］　＝０，
Ｂ［４］　＝１，Ｂ［５］　＝０，Ｂ［６］　＝１，Ｂ［７］　＝１，
Ｂ［８］　＝０，Ｂ［９］　＝０，Ｂ［１０］＝０，Ｂ［１１］＝１，
というようにバッファＢに格納して、その格納を終了すると、ステップ４４で、バッファＢの内容を二進数として読み出して“２７３７”というように出力するのである。
【００９７】
このようにして、識別情報読取部２１１は、マーカ撮影装置２０により撮影されたマーカの模様を分析してマーカの識別情報を読み取るように処理するのである。
【００９８】
この識別情報読取部２１１の読み取った識別情報を受けて、上述したように、位置情報決定装置２３は、その識別情報を検索キーにしてデータベース２２を検索することで、歩行者の位置情報を決定するように処理することになる。
【００９９】
〔２〕第２の実施形態例
上述した第１の実施形態例では、非可視位置情報マーカ１として、赤外線吸収塗料で模様を印刷したものを開示するとともに、マーカ撮影装置２０として、赤外線を投射するＬＥＤで構成される赤外線投射装置２００と赤外線撮影が可能な赤外線撮影カメラ２０１とで構成されるものを開示したが、その他にも、いくつかの組合わせが考えられる。
【０１００】
例えば、マーカ撮影装置２０の光源として、赤外線を投射するＬＥＤを用いる場合には、非可視位置情報マーカ１として、赤外線反射塗料を用いることも考えられる。
【０１０１】
また、マーカ撮影装置２０の光源として、ブラックライトを用いる場合には、非可視位置情報マーカ１として、近紫外線反射／吸収塗料を用いることも考えられる。
【０１０２】
また、マーカ撮影装置２０の光源として、可視光線を用いることも可能である。この場合、非可視位置情報マーカ１として、可視光が透過されると赤外線を反射する種類の塗料を用いることが考えられる。
【０１０３】
また、非可視位置情報マーカ１として、可視領域の塗料を用いることも考えられる。
【０１０４】
〔３〕第３の実施形態例
上述した第１の実施形態例では、非可視位置情報マーカ１として、既存のものを用いない構成を開示したが、既存の２次元バーコードを用いる方式も考えられる。この場合、コードの読み取りに、既存の２次元バーコードの解読のアルゴリズムを適用することが可能である。
【０１０５】
ただし、既存の２次元バーコードの規格の多くはバーコードの方向の取得が考慮されていないため、方位情報の取得に際しては、２次元バーコードの拡張が必要となる。例えば、２次元バーコードの外周に方向情報を識別するパターンを埋め込むことで、方向情報を取得することができる。
【０１０６】
また、既存の２次元バーコードを用いる場合には、識別情報認識装置２１として、既存の２次元バーコードリーダを用いる方式も考えられる。しかし、多くの２次元バーコードリーダはバーコード位置の取得に時間がかかるため、高速で読み取ることを考慮されたマキシコードやＱＲコードなどが利用に適していると考えられる。
【０１０７】
〔４〕第４の実施形態例
上述した第１の実施形態例では、非可視位置情報マーカ１から読み取られた識別情報に対応する位置情報をデータベース２２から取得することで位置を取得するという構成を用いているが、非可視位置情報マーカ１を決まったパターンに従って床面に敷き詰めることで、データベース２２を用いずに歩行者の位置情報を取得することも可能である。
【０１０８】
例えば、実際の位置情報から非可視位置情報マーカ１の識別情報に変換する式を作成し、作成された変換式によって得られた識別情報に対応する非可視位置情報マーカ１を指定された位置情報の場所に敷き詰めることにより、読み取った識別情報に一定の変換式を適用することで、データベース２２を用いずに歩行者の位置情報を取得することが可能となる。
【０１０９】
〔５〕第５の実施形態例
マーカ撮影装置２０と非可視位置情報マーカ１との間にゴミなどの粉塵が挟まると、マーカの読取精度が低下する。
【０１１０】
そこで、マーカ撮影装置２０の接地部をスプリング状にし、側面に排気抗を開ける。これにより床を踏む際にマーカ撮影装置２０内の空気が圧縮され、側面から排出される。この際細かい粉塵も一緒に外に排出されるため、粉塵の影響を低減することが可能となる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、廉価で製造が容易なマーカと、長時間使用可能な検出装置とを使用して移動体の位置検出を行うことから、移動体の位置を廉価かつ高精度に、しかも、長時間かつ広範囲に検出できるようになる。
【０１１２】
例えば、歩行者の位置検出に適用する場合には、廉価な素材に印刷したマーカを床面に設置し、歩行者の靴底などに装着されたカメラを使って外光を遮断した状態でマーカを撮影して、そのマーカに記録された識別情報を解読し、識別情報と位置情報との対応関係が登録されたデータベースを参照して、その識別情報から位置情報を取得することで、歩行者の現在位置を測定できるようになることから、歩行者の位置を廉価かつ高精度に検出できるようになる。
【０１１３】
このとき、歩行者の靴が接地した瞬間のみマーカが撮影されるという構成を用いることで、歩行者の位置を長時間かつ広範囲に検出できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構成される歩行者位置検出システムのシステム構成例である。
【図２】単位マーカの一実施形態例である。
【図３】単位マーカの持つ識別情報の説明図である。
【図４】マーカ撮影装置の一実施形態例である。
【図５】マーカ撮影装置の一実施形態例である。
【図６】識別情報認識装置の装置構成の説明図である。
【図７】識別情報読取部の実行する処理フローの一実施形態例である。
【図８】識別情報読取部の実行する処理フローの一実施形態例である。
【図９】識別情報読取部の実行する処理フローの一実施形態例である。
【図１０】識別情報読取部の実行する処理フローの一実施形態例である。
【図１１】識別情報読取部の実行する処理の説明図である。
【図１２】識別情報読取部の実行する処理の説明図である。
【図１３】識別情報読取部の実行する処理の説明図である。
【符号の説明】
１　　非可視位置情報マーカ
２　　歩行者位置検出システム
２０　マーカ撮影装置
２１　識別情報認識装置
２２　データベース
２３　位置情報決定装置
【図１】
2004038706.tif 000003
【図２】
2004038706.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004038706.tif 000006
【図５】
2004038706.tif 000007
【図６】
2004038706.tif 000008
【図７】
2004038706.tif 000009
【図８】
2004038706.tif 000010
【図９】
2004038706.tif 000011
【図１０】
2004038706.tif 000012
【図１１】
2004038706.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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