(57)【要約】【課題】従来の位置計測法の問題点を解決する屋外、屋内にかかわらず利用でき、且つ付近に金属のような磁界を乱すような物体がある場合でも精度の低下をまねくことなく、数ｍ四方の小空間から数百ｍ四方の広い空間まで常に精度の高い測定ができる測位方法および測位システムを提供する。【解決手段】３次元空間内の位置座標が既知である複数の互いに異なるパタンで点滅する光を発光する指標と、前記指標のうち少なくとも２つ以上の指標を含む画像を撮像する撮像手段と、前記指標の画像内における位置座標から前記撮像手段の３次元空間内の位置座標を算出する演算手段と、算出された撮像手段の位置座標を記憶する記憶手段とを備えることを特徴とする測位システム。【選択図】図２
2005351869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元空間内に存在する位置が未知の物体の位置座標を特定する測位方法であって、３次元空間内の位置座標が未知の撮像手段を用いて３次元空間内の位置座標が既知の複数の指標から２つ以上の前記指標を含む画像を撮像し、撮像された画像内の前記指標の位置座標から３次元空間内の前記撮像手段の位置座標を特定することを特徴とする測位方法。
【請求項２】
３次元空間内に存在する位置が未知の物体の位置座標を特定する測位システムであって、３次元空間内の位置座標が既知である複数の指標と、前記指標のうち少なくとも２つ以上の指標を含む画像を撮像する撮像手段と、撮像された画像における前記指標の位置座標から前記撮像手段の３次元空間内の位置座標を算出する演算手段と、算出された撮像手段の位置座標を記憶する記憶手段とを備えることを特徴とする測位システム。
【請求項３】
前記撮像手段は、撮像光学系及び撮像素子とで構成され、前記撮像光学系の前方、撮像光学系内及び撮像光学系後端から撮像素子まで間のいずれかの箇所に、所定幅の波長の光のみを通過させるバンドパスフィルタを配置したことを特徴とする請求項２記載の測位システム。
【請求項４】
前記複数の指標は光を発する光源であり、複数の指標の各々が互いに異なるパタンで点滅する光を発光することを特徴とする請求項２記載の測位システム。
【請求項５】
前記指標の点滅パタンが前記指標の識別情報または位置情報を表すことを特徴とする請求項４記載の測位システム。
【請求項６】
前記指標が点滅することにより、指標であることを特定する請求項４記載の測位システム。
【請求項７】
前記指標のうち少なくとも１つの指標が複数の光源から構成されることを特徴とする請求項４記載の測位システム。
【請求項８】
前記複数の光源から構成される指標において、各光源問の距離と方向を所定に定めることにより、撮像画像中から指標を特定することを特徴とする請求項７記載の測位システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種情報機器の３次元空間における位置座標を高精度に取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３次元空間内に存在する物体の位置座標を取得する技術として、ＧＰＳを利用する方法が広く用いられている。
この方法は、ＧＰＳ衛星から送信される衛星の位置や時刻などの情報を１台のアンテナで受信することにより、衛星から電波が発信されてから受信機に到達するまでに要した時間を測り、距離に変換するもので、位置のわかっているＧＰＳ衛星を動く基準点として、４個以上の衛星から観測点までの距離を同時に知ることにより、観測点の位置を決定するもので、衛星の位置誤差や衛星からの電波が対流圏や電離層を通過するときの電波の遅れなどから、約１０ｍの誤差が生じる。
【０００３】
この測定誤差をより小さくし、高精度の位置計測を行う方法に、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）測位およびＲＴＫ−ＧＰＳ（リアルタイムキネマティック−ＧＰＳ）測位とよばれる方法がある。
これらの方法は、ともに位置の分かっている基準局と位置を求めようとする観測点で同時にＧＰＳ観測を行い、基準局で観測したデータを無線等を用いて観測点ヘリアルタイムに送信し、基準局の位置成果に基づき観測点の位置をリアルタイムに求めるものである。
【０００４】
ＤＧＰＳは、両点で単独測位を行い、基準局において位置成果と観測された座標値の差を求め、観測点に補正情報として送信する。
一方、ＲＴＫ−ＧＰＳは、両点で位相の測定を行い基準局で観測した位相データを観測点に送信する。観測点のＧＰＳ受信機では、受信データと基準局から送信されたデータをリアルタイムで解析することにより、観測点の位置を決定する。
これらの方法では、各種の誤差要因が消去されることから、ＤＧＰＳは数ｍ、ＲＴＫ−ＧＰＳは数ｃｍの誤差で位置を計測することが可能である。
以上述べたＧＰＳを用いる方法は、人工衛星を用いることから地球規模の広範囲な場所で使用可能である。このため、カーナビゲーションをはじめ移動体の位置計測などに用いられている（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。
【０００５】
これに対し、数ｍ四方程度の小空間における位置計測法として、図７にその原理を示す磁界を利用する方法がある。図７において、７１は磁界を発生するトランスミッタ、７２は空間において磁界の強さを測定するセンサである。また、７３および７４はそれぞれドライブ回路、検出回路であり、さらに７５はコンピュータであり、７６は出力部である。トランスミッタ７１およびセンサ７２は共に、互いに直交する３つのコイルで構成されている。
【０００６】
その原理は、まずｘ、ｙ、ｚ方向に直交させたトランスミッタのコイルに交流電流を加えることにより交流磁界を発生させる。それぞれのコイルは時分割で順番に交流電流が加えられる。この交流磁界の中にセンサを置くと、センサのｘ、ｙ、ｚのそれぞれのコイルに電流が誘起され、その電流の強さはトランスミッタからの距離と方向で決定される。これらの相関関係により得られる３×３の９通りのデータを基にして連立方程式を解くことによって、センサの３次元位置座標ｘ、ｙ、ｚと向きを測定する。
このような磁界を用いる方式は、非接触で計測でき、物理的な障害物にも影響されずに計測できるという特徴がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【非特許文献１】坂井丈泰著、「ＧＰＳ技術入門」、東京電機大学出版局、２００３年３月、ｐ．1〜ｐ.１３１
【非特許文献２】ＩＴＳ情報通信システム推進会議編、「図解  これでわかったＧＰＳ」、森北出版株式会社、２００４年３月、ｐ.４４〜ｐ.８０
【特許文献１】特開平１０−５１７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記ＧＰＳを用いる方法は、電波が届かない屋内や地下街などでは使用することができない。また、屋外であっても、高層ビル街などでは電波のビルでの反射により正確な位置計測が困難となる。
一方、磁界を利用する方法は、屋内での利用が可能であるが、磁気センサの近傍に金属などの磁界を乱す物体がある場合、正確な測定が困難になるという問題がある。また、最大測定範囲がトランスミッタから３ｍ程度と狭いという問題もある。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑み、従来の位置計測法の問題点を解決するためのものであって、屋外、屋内にかかわらず利用でき、かつ付近に金属のような磁界を乱すような物体がある場合でも精度の低下をまねくことなく、更に、数ｍ四方の小空間から数百ｍ四方の広い空間まで常に精度の高い測定ができる位置計測方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題の解決に際し、本発明に係る測位方法及び測位システムは、第一に、３次元空間内の位置座標が未知の撮像手段を用いて３次元空間内の位置座標が既知の複数の指標から２つ以上の指標を含む画像を撮像し、この画像内の指標の位置座標から撮像手段の位置座標を特定する測位方法を提供するものである。
【００１１】
第二に、３次元空間内の位置が既知である複数の指標と、前記指標のうち少なくとも２つ以上の指標を含む画像を撮像する撮像手段と、撮像された画像における指標の画像内の位置座標から撮像手段の３次元空間内の位置座標を算出する演算手段と、算出された撮像手段の位置を記憶する記憶手段とを備え、前記撮像手段は、撮像光学系及び撮像素子とで構成し、その撮像光学系の前方、撮像光学系内、及び撮像光学系後端から撮像素子まで間のいずれかの箇所に、所定幅の波長の光のみを通過させるバンドパスフィルタを配置してもよく、前記複数の指標は、光を発する光源で、複数の指標の各々が互いに異なるパタンで点滅する光を発光するものであって、前記指標の点滅パタンが前記指標の識別情報または位置情報を表し、この指標の点滅は、指標であることを特定する役目を果たし、更に、前記指標のうち少なくとも１つの指標が複数の光源から構成される場合には、各光源問の距離と方向を所定に定めることで、撮像画像中の指標を特定する役目を果たすものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は撮像手段の自己の位置座標を、光源である複数の指標を３次元空間内に配置し、これを撮像手段で撮像した画像における指標の位置座標から算術するため、視界内に指標が存在すれば高精度で屋外、屋内を問わず自己位置の特定ができ、且つ、光源に安価なＬＥＤを、撮像手段に低コスト化が進んでいるＣＣＤ撮像素子を利用することで、高性能な測位システムを低コストに構築でき、工業上顕著な効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明における測位は、位置座標が未知の撮像手段を複数の位置座標が既知の指標を少なくとも２つ以上を撮像し、その撮像画像内における指標の位置座標から撮像手段の位置座標を特定するものである。
以下、図１を用いて本発明の詳細を説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る測位方法及び測位システムの原理説明図である。
図１において、Ｐ１、Ｐ２は指標を示し、Ｃは撮像手段を構成するレンズの瞳位置、Ｐ１’、Ｐ２’は指標Ｐ１、Ｐ２が撮像面Ｓに投影される像を示す。
ここで、撮像手段や指標が存在する空間を図１（ａ）に示すように３次元座標系（ｘ、ｙ、ｚ）で表すことにし、撮像手段の座標、より正確にはレンズの瞳位置Ｃの座標を（ｘ０、ｙ０、ｚ０）とする。この座標（ｘ０、ｙ０、ｚ０）が特定されるべき撮像手段の位置座標である。
【００１５】
次に、便宜上もうひとつの３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を考える。この３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は以下のように座標を選ぶ。
先ず撮像手段のレンズの瞳位置Ｃを原点とし、撮像手段のレンズの光軸をＺ軸と平行になるように配置してＺ軸を撮像面と垂直となるようにする。更に、撮像面では、撮像素子の水平走査方向をＸ軸と、また垂直走査方向をＹ軸と、それぞれ平行になるようにする。
【００１６】
これら２つの座標系は平行移動と回転の操作によって相互に変換可能である。
座標系（ｘ、ｙ、ｚ）における（ｘ０、ｙ０、ｚ０）なる位置が座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）における原点であることから、移動量はｘ、ｙ、ｚの各軸に沿ってそれぞれ、ｘ０、ｙ０、ｚ０である。一方、回転については、座標系（ｘ、ｙ、ｚ）をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸について、それぞれθ、φ、ψ回転させることによって座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が得られるとすると、座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と座標系（ｘ、ｙ、ｚ）間には数１で表される関係が成りたっている。
【００１７】
【数１】
2005351869.tif 000003
【００１８】
ここで、３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を段落００１５のように選択したことから座標軸、レンズ瞳面、撮像面は図１（ｂ）に示す位置関係で表すことができる。
図１（ｂ）において、レンズの瞳位置Ｃと撮像面Ｓとの距離ｆは、レンズの焦点距離を表し、３つの指標Ｐ１、Ｐ２およびＰ３（図中では省略）の座標をそれぞれ（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）、（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）、（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）とする。又これらの指標が撮像面上でレンズにより結像されている位置の座標を図１（ｃ）に示すように、それぞれ（ｘ１’、ｙ１’）、（ｘ２’、ｙ２’）、（ｘ３’、ｙ３’）（図１ｃでは（ｘ３’、ｙ３’）を省略）とすると、これらの座標の間には相似の関係から数２が成り立つ。なお、ここで、（ｘ１’、ｙ１’）、（ｘ２’、ｙ２’）、（ｘ３’、ｙ３’）は撮像面上での２次元座標を表し、レンズの光軸との交点を原点とし、水平走査方向をｘ’、垂直走査方向をｙ’、と選んだ場合の座標である。
【００１９】
【数２】
2005351869.tif 000004
【００２０】
次に、前記３つの指標を撮像した画像信号から（ｘ１’、ｙ１’）、（ｘ２’、ｙ２’）、（ｘ３’、ｙ３’）を求め、既知の座標である（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）、（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）、（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）とで、式（２）に数１を代入すれば、数２は未知数がｘ０、ｙ０、ｚ０、θ、φ、ψの６で、式の数が６個の連立方程式となる。従って、この連立方程式を解くことにより、撮像手段の位置（ｘ０、ｙ０、ｚ０）を求めることができる。更に、撮像手段の向き（θ、φ、ψ）も求めて知ることができる。
【００２１】
以上は、撮像手段のレンズ光軸がｘ、ｙ、ｚの３方向へ平行移動ができ、又ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３つの各軸の回りに回転できるという６自由度を前提としたが、撮像手段のレンズ光軸を常に水平に向け、ｙ軸を回転軸とする回転のみを許すとすれば、未知数はｘ、ｙ、ｚ、θの４つとなり、同時に撮像すべき指標の数も２つとなる。
【００２２】
前記原理から明らかなように本発明は空間内に所定の指標を配置することにより、屋外だけでなく屋内においても実施可能となる。加えて、高層ビル街においても視界内に指標が存在すればビルの影響を受けることなく実施可能でもある。
【００２３】
本発明の測位システムの測定精度は撮像素子の解像度に依存し、指標と撮像手段の距離を撮像素子の１つの方向の画素数で割った値が概ねの精度となる。近年、数百万画素の撮像素子が安価に入手可能となっているが、これらの撮像素子では１つの方向についての画素数が１０００を超える。例えば、指標と撮像手段の距離が数ｍの場合、その測定精度は数ｍｍとなり、高精度の測定が可能である。
【００２４】
光を利用するため、付近に金属などがあってもこれに影響を受けることなく高精度の測定が可能である。さらに、光の届く範囲で測定が可能であり、磁界を用いる方法に比べ、測定範囲を拡大できる。更に、本発明で使用する上述の指標は、例えばＬＥＤなどの安価な光源使用することができ、また撮像手段も近年ＣＣＤ撮像素子の低コスト化が進んで安価であることから、低コストでシステムを構築できるという特徴も併せ持っている。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施形態の詳細を図２〜図６を用いて説明する。
（実施例１）
本発明の第１の実施形態を図２に示す。図２は測位システムの基本構成を示すブロック図である。図２で、測位システム１は、指標２１〜２ｎと測位装置３とから構成される。
【００２６】
指標２１は、発光手段２１１と、点滅制御手段２１２と、記憶手段２１３とから構成される。発光手段２１１は、点滅制御手段２１２の指示に基づいて点滅光を発光する。点滅制御手段２１２は、記憶手段２１３に記憶されている発光パタン情報を読み出し、その発光パタンで発光手段２１１が点滅発光するように制御する。この発光パタンの例を図３に示す。
【００２７】
図３において、発光時を「１」、消光時を「０」として、あるいはその逆の発光時を「０」、消光時を「１」として、時間方向に２値でコード化された情報とする。この情報の中には少なくとも各指標の固有ＩＤが含まれる。なお、「Ｔ」で示す発光手段の点滅周期は撮像手段のフレーム周期、あるいはフィールド周期に等しいか、あるいはそれ以上とする。
ここまで、指標２１について、その構成と発光パタンについて説明したが、他の指標２２〜２ｎについても同様である。但し、各指標には各々固有ＩＤが付与されており、各々の記憶手段には、固有ＩＤを考慮した発光パタンが記憶されている。
従って、各指標は、異なる発光パタンで発光する。本実施例では指標の発光手段として、発光スペクトルの半値幅が数十ｎｍ程度のＬＥＤを使用する。又、指標の数と配置場所は、撮像手段が通常の使用において取りうるいかなる方向を向いている場合でも、撮像画像中に常に最低３つの指標が写るように、撮像画角等を考慮して決定する。
【００２８】
測位装置３は、撮像手段３１と演算手段３２および記憶手段３３から構成される。なお、撮像手段３１には撮像光学系の前方、撮像光学系内および撮像光学系後端から撮像素子間のいずれかの場所に光学的バンドパスフィルタ４を配置される。
この光学的バンドパスフィルタ４の透過光の中心波長は発光手段であるＬＥＤの発光の中心波長と同じあるいはその近傍とし、また半値幅はＬＥＤの発光スペクトルの半値幅と同程度あるいはそれ以下とする。
【００２９】
本実施例の撮像手段３１は前記バンドパスフィルタを用いることにより、撮像素子上に到達する光のうち、指標からの光はその強度について大きな影響を受けないのに対し、指標以外からの光は強度が著しく低下させられる。このようにして撮像手段３１で撮像された画像は演算手段３２に伝送される。演算手段３２ではまず適当な閾値を用いて撮像画像を２値化し指標を抽出する。
即ち、前記バンドパスフィルタの効果により、指標以外からの光は強度が低下しているため適切な閾値を設定することにより、点灯している指標のみを抽出することができる。次に、抽出された指標の画素の座標から撮像面上での位置を認識し、時間的に連続しているフレーム画像から指標の点滅パタンを読み取り、指標のＩＤを読み取る。
【００３０】
各指標の３次元座標情報は夫々のＩＤに対応して記憶手段３３に格納されている。演算手段３２は点滅パタンからＩＤを読み取ると、そのＩＤに対応した３次元座標情報を記憶手段３３より読み取る。以上の方法により、撮像画像中に映された３つの指標について各々ＩＤに対応した３次元座標情報を取得し、該３次元座標情報を用いて、前記式（１）および式（２）から撮像手段の位置を求めて出力する。なお、撮像画像中に４つ以上の指標が写っている場合は、任意の３つを選び前記処理を実行する。
【００３１】
（実施例２）
本発明の第２の実施形態による実施例を図４、図５を用いて説明する。
測位システムの基本構成は実施例１の図２に示す測位システムの基本構成と同じであり、複数の指標と測位装置とから構成される。
本実施例では、指標が図４に示すように隣接して配置された２つの発光手段２１１Ａおよび２１１Ｂを有する。これら２つの発光手段のうち、発光手段２１１Ａは実施例１の発光手段２１と同様に動作する。即ち、点滅制御手段２１２の指示に基づいて点滅光を発光する。そして、点滅制御手段２１２は、記憶手段２１３に記憶されている発光パタン情報を読み出し、その発光パタンで発光手段２１１Ａが点滅発光するように制御する。
【００３２】
他方の発光手段２１１Ｂは、図５に示すような撮像手段のフレーム周期と同じ周期で点滅光を発光する。図５において、ＴＦは撮像手段のフレーム周期、ｆ０は奇数フィールド期間、ｆｅは偶数フィールド期間を示している。
【００３３】
前記指標を用いることで、指標の誤抽出の防止とフレーム毎の位置測定を実現する。
先ず指標の誤抽出の防止効果は、発光手段２１１Ｂは、フレーム周波数と同じ周波数で点滅しているため、発光期間をフィールド期間よりも短く設定すれば、奇数フィールド或いは偶数フィールドのいずれかで抽出され連続したフィールドでは抽出されない。従って、１つのフレーム内でいずれか一方のフィールドでのみ抽出されれば本実施例で用いる指標の発光手段であり、この近傍の発光手段の点滅パタンから位置情報を取得する。
【００３４】
一方、一つのフレーム内の両方のフィールドで抽出されれば指標以外の発光物体と認識する。なお、発光手段２１１Ｂの発光期間が奇数フィールドと偶数フィールドにまたがる場合は、両フィールドで抽出されることになる。そこで、画面内に常にフレーム内の両フィールドで抽出される物体がある場合は、撮像手段のフィールド周波数の位相を発光手段２１１Ｂの発光期間程度シフトさせる。これにより、発光期間は奇数フィールドと偶数フィールドのいずれかの期間内になり、連続したフィールドでは抽出されなくなる。この場合でも、なお両フィールドで検出される物体は、本実施例で用いる指標の発光手段以外の物体と判断できる。
以上のように、指標以外の高輝度の発光物体がある場合でも、指標のみを正確に抽出することができる。
【００３５】
次に、フレーム毎の位置測定が可能であることを説明する。
実施例２においても、実施例１と同様に、発光手段の点灯と消灯に「１」、「０」を割り振ることにより、各指標の固有ＩＤを時間方向の２値化コードで表す。１ビットの情報を取得するには最低でも撮像手段の１フィールド期間を必要とするから、例えば指標のＩＤが８ビットからなるとすれば、ＩＤを読み取るまでに最低８フィールド期間、すなわち４フレーム期間を必要とする。ここで、最初は８フィールド期間をかけてＩＤを読み取って抽出した指標を特定できれば、その後は、指標が画面中を移動してもこれを追跡することで、その特定に８フィールド期間をかけて８ビットの情報を読み取る必要はない。
【００３６】
前記実施例１では、発光手段が１つでＩＤに対応したパタンの点滅を行い、「０」が続く場合もあり得る。「０」の場合は消灯でありそのフィールド又はフレームにおいては位置情報が得られない。又、この消灯状態のフィールドまたはフレームが長く続くと指標の追跡が困難となる。
ところが、実施例２では、ＩＤ情報を発する発光手段とは別にフレーム周期で点滅する発光手段を設けたために、その追跡が容易になり、一旦ＩＤを読み取って抽出した指標を特定した後は、常にフレーム毎に指標の位置を取得することが可能になる。
【００３７】
（実施例３）
本発明の第３の実施例について図６を用いて説明する。
測位システムの基本構成は先の実施例１の図２に示される測位システムの基本構成と同じく複数の指標と測位装置とから構成されるが、実施例３が用いる指標は、複数の光源で構成し、この複数の光源のうち点灯している光源の配置パタンにより各指標に付与されたＩＤを表すものである。
【００３８】
図６は実施例３で用いる指標の例を示したものであるが、Ｐ０〜Ｐ４で示される等間隔の位置に光源が配置され、そのうちＰ０とＰ１の位置の光源は常時点灯しているものとする。一方、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４の位置の光源は３桁の２進数としてＩＤを表し、点灯している場合は「１」、消灯している場合は「０」を表すとする。図６では「１０１」を表している。
【００３９】
次に、撮像手段の自己位置の特定方法は、先ず、撮像手段が撮像して伝送された画像を演算手段により、その画像の２値化及び光学的バンドバスフィルタによるフィルタリングを施し、指標を構成する光源を抽出する。なお、撮像手段は通常の撮像時と同様に、水平走査方向が水平方向と平行にして用いるものとし、傾きが生じても常に±９０度以内の傾きであるとする。
【００４０】
図６において、Ｐ０とＰ１の位置の光源は、いずれの指標においても点灯しているため、撮像された画像から光源群を抽出すると、まず最も左側にある光源とその一つ右側にある光源が抽出される。この２つの光源間の距離Ｄと方向を求める。次に、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４はＰ０からＰ１へ引いた線の延長線上において、Ｐ１よりそれぞれＤ、２Ｄ及び３Ｄの距離に位置する。よってこの２値化後の画像内で、これらの位置に相当する画素の輝度を調べることにより、これらの位置に配置された光源が点灯しているか消灯しているかを調べる。以上の処理を行うことにより該指標のＩＤが求められる。
【００４１】
次に、各指標の３次元座標情報は夫々のＩＤに対応して記憶手段に格納され、演算手段はＩＤを求めると、そのＩＤに対応した３次元座標情報を記憶手段より読み取る。
以上の方法により、画像に映された３つの指標について各々ＩＤに対応した３次元座標情報を取得し、そして、その３次元座標情報を用いて、前記式（１）及び式（２）から撮像手段の位置座標を求めて出力する。実施例３においても、撮像した画像内に４つ以上の指標が写っている場合は、任意の３つの指標を選び前記処理を実行する。
【００４２】
前記で３つの実施例を用いて本発明を説明したが、本発明範囲内であれば種々の実施態様を採れるのは言うまでもなく、例えば、前記３つの実施例においては、いずれも指標の発光手段から発せられる情報は指標を特定するためのＩＤ情報であり、位置情報はこのＩＤ情報と対応して格納された記憶手段より取得したが、発光手段から発せられる情報に指標の位置情報を含ませて、発光手段から直接指標の位置情報を読み取らせることもできる。
【００４３】
又、実施例２においては、指標を指標以外の発光物体と区別する方法として、発光手段を２つ備え、そのうちの一つをフレーム周期で点滅させる方法を述べたが、この方法は実施例３でも用いることができ、前記方法以外にも、例えば、指標以外の発光物体が指標に比べ十分に大きな場合には、発光物体の面積や周囲長を公知の方法で演算して求めることにより指標と指標以外の発光物体と区別することも可能である。
【００４４】
前記３つの実施例においては、測位装置３は撮像手段３１と演算手段３２及び記憶手段３３から構成されるとしたが、撮像手段３１と演算手段３２および記憶手段３３はそれぞれ独立した装置として物理的に離れた位置に設置することも可能である。
又、本発明は発光手段としていかなる波長の発光手段を用いても、該波長に対応する
撮像手段が存在する限り実施可能である。したがって、赤外光等の不可視光を用いること
も可能であり、この場合は指標の存在を目立たなくすることができる。
【００４５】
なお、前記の各実施例において、演算手段で実行される位置計測のための処理手順をコンピュータに実行させることができることは言うまでもなく、コンピュータにその処理手順を実行させるためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記憶媒体、例えば、フレキシブル磁気ディスクや、光磁気ディスク、ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ、リムーバブルディスクなどに記録して提供、配布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明原理の説明図（ａ）ｘｙｚ座標系、（ｂ）ＸＹＺ座標系である。
【図２】本発明の実施例１における構成図である。
【図３】本発明の実施例１における指標の発光手段の発光パタン例を示した図である。
【図４】本発明の実施例２で用いる発光手段の構成図である。
【図５】本発明の実施例２における指標の複数の発光手段のうちの１つの発光手段の発光パタンの例を示した図である。
【図６】本発明の実施例３における指標の複数の発光手段の配置例を示した図である。
【図７】従来の磁界を用いる方法の構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｐ１、Ｐ２      指標
Ｐ１’、Ｐ２’  撮像画像面上に投影された指標Ｐ１、Ｐ２の像
Ｃ      撮像手段を構成するレンズの瞳位置
Ｓ      撮像面
ＴＦ    撮像手段のフレーム周期
ｆ０    撮像手段の奇数フィールド期間
ｆｅ    撮像手段の偶数フィールド期間
Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４    発光手段
１          測位システム
２１〜２ｎ  指標
２１１、２１１Ａ、２１１Ｂ    発光手段
２１２    点滅制御手段
２１３    記憶手段
３        測位装置
３１      撮像手段
３２      演算手段
３３      記憶手段
４        光学的バンドパスフィルタ
７１      磁界を発生するトランスミッタ
７２      空間において磁界の強さを測定するセンサ
７３      ドライブ回路
７４      検出回路
７５      コンピュータ
７６      出力部
【図１】
2005351869.tif 000005
【図２】
2005351869.tif 000006
【図３】
2005351869.tif 000007
【図４】
2005351869.tif 000008
【図５】
2005351869.tif 000009
【図６】
2005351869.tif 000010
【図７】
2005351869.tif 000011