(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の身体の所定の位置に装着する発信装置、前記発信装置を特定する情報処理装置、および前記発信装置を装着した利用者のデータを提供するデータ提供装置からなる利用者特定システムにおいて、
前記発信装置は、
発光面が所定の長さを有し、所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光する発光手段
を含み、
前記情報処理装置は、
前記発光手段を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像データ上の前記発光手段の画像の大きさおよび位置から、前記発信装置の３次元空間の位置を算出する位置算出手段と、
前記撮像手段により撮像された、前記発光手段の画像データから、前記所定のパターンに対応するコードを算出するコード算出手段と、
前記コードを前記データ提供装置に送信し、前記データ提供装置から送信された前記利用者のデータを受信する第１の通信手段と
を含み、
前記データ提供装置は、
前記コードと対応させ、前記利用者のデータを記憶する記憶手段と、
前記コードを前記情報処理装置から受信し、受信した前記コードに対応する、前記記憶手段が記憶する前記利用者のデータを前記情報処理装置に送信する第２の通信手段と、
前記第２の通信手段が受信した前記コードを基に、前記第２の通信手段が前記情報処理装置に送信する前記利用者のデータを前記記憶手段から検索する検索手段と
を含むことを特徴とする利用者特定システム。
【請求項２】
前記発光手段は、赤外で発光する
ことを特徴とする請求項１に記載の利用者特定システム。
【請求項３】
前記撮像手段は、前記発光手段を流し撮像し、
前記コード算出手段は、流し撮像された前記発光手段の画像データから、前記所定のパターンに対応するコードを算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の利用者特定システム。
【請求項４】
前記情報処理装置は、前記利用者のデータを基に、前記利用者に前記情報処理装置の利用を許可するか否かを判定する判定手段
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の利用者特定システム。
【請求項５】
前記第１の通信手段は、前記発信装置の３次元空間の位置を前記データ提供装置に送信し、
前記第２の通信手段は、前記発信装置の３次元空間の位置を受信し、
前記記憶手段は、受信した前記発信装置の３次元空間の位置に対応して、前記利用者の所定のデータを記憶する
ことを特徴とする請求項１に記載の利用者特定システム。
【請求項６】
利用者の身体の所定の位置に装着する発信装置、前記発信装置を特定する情報処理装置、および前記発信装置を装着した利用者のデータを提供するデータ提供装置からなる利用者特定システムにおいて、
前記発信装置は、
相互に所定の位置に配置され、所定のパターンで、時間の経過とともに変化する輝度で発光する３個以上の発光手段
を含み、
前記情報処理装置は、
前記発光手段を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像の前記発光手段の位置から、前記発信装置の３次元空間上の位置および角度を算出する位置算出手段と、
前記撮像手段により撮像された、前記発光手段の画像データから、前記所定のパターンに対応するコードを算出するコード算出手段と、
前記コードを前記データ提供装置に送信し、前記データ提供装置から送信された前記利用者のデータを受信する第１の通信手段と
を含み、
前記データ提供装置は、
前記コードと対応させ、前記利用者のデータを記憶する記憶手段と、
前記コードを前記情報処理装置から受信し、受信した前記コードに対応する、前記記憶手段が記憶している前記利用者のデータを前記情報処理装置に送信する第２の通信手段と、
前記第２の通信手段が受信した前記コードを基に、前記第２の通信手段が前記情報処理装置に送信する前記利用者のデータを前記記憶手段から検索する検索手段と
を含むことを特徴とする利用者特定システム。
【請求項７】
前記発光手段は、赤外で発光する
ことを特徴とする請求項６に記載の利用者特定システム。
【請求項８】
前記発光手段は、それぞれ異なる所定の発光パターンで発光する
ことを特徴とする請求項６に記載の利用者特定システム。
【請求項９】
前記撮像手段は、前記発光手段を流し撮像し、
前記コード算出手段は、流し撮像された前記発光手段の画像データから、前記所定のパターンに対応するコードを算出する
ことを特徴とする請求項６に記載の利用者特定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、利用者特定システムに関し、特に、広い面積を有する敷地または施設の利用者およびその位置を特定する利用者特定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
博物館、または遊園地若しくはゲームセンターなどのエンターテイメント施設等において、展示物の説明、またはアトラクションの為の設備の制御などにコンピュータが使用されることが、一般的になりつつある。これらの施設におけるコンピュータは、見学者または入場者などの利用者の属性（通過したルート、性別、年齢、使用言語など）とは無関係に、予め決められた動作をする。
【０００３】
展示物の説明を求めたり、アトラクションの設備の動作を指示する為に、利用者がタッチパネルまたはキーボードなどからコンピュータを直接操作する場合、利用者がその属性を、そのつど入力しなければ、コンピュータは、利用者の属性に応じた動作をすることができない。また、博物館またはエンターテイメント施設などにおいて、利用者は不特定多数であり、誤動作の防止などのため、利用者によるコンピュータへの操作は、制限せざるを得ない。
【０００４】
利用者の属性の識別の為に、無線によりＩＤコード等の送受信ができる、いわゆるＩＤタグの利用もあり得るが、ＩＤタグと対応する通信装置との通信可能な距離は、通常、１乃至２メートル程度と限られているため、博物館またはエンターテイメント施設などの広い領域では、適用できる設備の範囲も限られ、また、多数の専用の通信装置を設置しなければならず、現実的ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、広い床面積または広い敷地を有する施設で、利用者の属性を識別することは困難であり、利用者の属性に合わせたサービスを提供することはできない。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、広い床面積または広い敷地を有する施設で、簡単な装置により、利用者の属性を識別し、利用者の属性に合わせたサービスを提供することができるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の利用者特定システムは、発信装置が、発光面が所定の長さを有し、所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光する発光手段を含み、情報処理装置が、発光手段を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像データ上の発光手段の画像の大きさおよび位置から、発信装置の３次元空間の位置を算出する位置算出手段と、撮像手段により撮像された、発光手段の画像データから、所定のパターンに対応するコードを算出するコード算出手段と、コードをデータ提供装置に送信し、データ提供装置から送信された利用者のデータを受信する第１の通信手段とを含み、データ提供装置が、コードと対応させ、利用者のデータを記憶する記憶手段と、コードを情報処理装置から受信し、記憶手段が記憶する利用者のデータを情報処理装置に送信する第２の通信手段と、第２の通信手段が受信したコードを基に、第２の通信手段が情報処理装置に送信する利用者のデータを記憶手段から検索する検索手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項６に記載の利用者特定システムは、発信装置は、相互の位置関係が明確で、所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光する３以上の発光手段を含み、位置特定手段は、発光手段を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像の発光手段の位置から、発信装置の３次元空間上の位置および角度を算出する位置算出手段と、撮像手段により撮像された、発光手段の画像データから、所定のパターンに対応するコードを算出するコード算出手段と、コードをデータ提供装置に送信し、データ提供装置から送信された利用者のデータを受信する第１の通信手段とを含み、データ提供装置は、コードと対応させ、利用者のデータを記憶する記憶手段と、コードを情報処理装置から受信し、記憶手段が記憶している利用者のデータを情報処理装置に送信する第２の通信手段と、第２の通信手段が受信したコードを基に、第２の通信手段が情報処理装置に送信する利用者のデータを記憶手段から検索する検索手段とを含むことを特徴とする。
【００２１】
請求項１に記載の利用者特定システムにおいては、発信装置で、所定の長さおよび所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光し、情報処理装置で、発信装置が撮像され、撮像された画像データ上の発信装置の画像の大きさおよび位置から、発信装置の３次元空間の位置が算出され、撮像された、発信装置の画像データから、所定のパターンに対応するコードが算出され、コードがデータ提供装置に送信され、データ提供装置から送信された利用者のデータが受信され、データ提供装置で、コードと対応させ、利用者のデータが記憶され、コードが情報処理装置から受信され、記憶する利用者のデータが情報処理装置に送信され、受信したコードを基に、情報処理装置に送信する利用者のデータが検索される。
【００２２】
請求項６に記載の利用者特定システムにおいては、発信装置で、３以上で相互の位置関係が明確で、所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光され、位置特定手段で、発信装置が撮像され、撮像された画像の発光の位置から、発信装置の３次元空間上の位置および角度が算出され、撮像された、画像データから、所定のパターンに対応するコードが算出され、コードがデータ提供装置に送信され、データ提供装置から送信された利用者のデータが受信され、データ提供装置で、コードと対応させ、利用者のデータが記憶され、コードが情報処理装置から受信され、記憶している利用者のデータが情報処理装置に送信され、受信したコードを基に、情報処理装置に送信する利用者のデータが検索される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る利用者管理システムの一実施の形態の構成を説明する図である。利用者１−１は、バッジ１５−１を装着し、博物館の展示室２−１の展示物を見学し、利用者１−２は、バッジ１５−２を装着し、博物館の展示室２−２の展示物を見学し、利用者１−３は、バッジ１５−３を装着し、博物館の展示室２−３の展示物を見学している。利用者１−１乃至１−３を個々に区別する必要がないとき、以下、単に利用者１と称する。バッジ１５−１乃至１５−３を個々に区別する必要がないとき、以下、単にバッジ１５と称する。
【００２８】
撮像装置１１−１は、展示室２−１の所定の位置に設置され、展示室２−１の内部の利用者１−１の映像を含んだ画像をパーソナルコンピュータ１２−２に出力する。撮像装置１１−２は、展示室２−１の撮像装置１１−１が設置されている位置とは異なる所定の位置に設置され、展示室２−１の内部の利用者１−１の映像を含んだ画像をパーソナルコンピュータ１２−２に出力する。
【００２９】
撮像装置１１−３は、展示室２−２の所定の位置に設置され、展示室２−２の内部の利用者１−２の映像を含んだ画像をパーソナルコンピュータ１２−３に出力する。撮像装置１１−４は、展示室２−２の撮像装置１１−３が設置されている位置とは異なる所定の位置に設置され、展示室２−２の内部の利用者１−２の映像を含んだ画像をパーソナルコンピュータ１２−３に出力する。
【００３０】
撮像装置１１−５は、展示室２−３の所定の位置に設置され、展示室２−３の内部の利用者１−３の映像を含んだ画像をパーソナルコンピュータ１２−４に出力する。撮像装置１１−１乃至１１−５を個々に区別する必要がないとき、以下、単に撮像装置１１と称する。
【００３１】
パーソナルコンピュータ１２−１は、博物館の入り口に設置されている。受付の担当者は、利用者１の入場のとき、利用者１の名前、性別、年齢、使用言語などの属性のデータをパーソナルコンピュータ１２−１に入力する。パーソナルコンピュータ１２−１は、利用者１に装着させるバッジ１５に所定のデータを供給し、そのデータおよび利用者１の属性のデータを、ネットワーク１３を介して、サーバ１４に送信する。サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−１から供給された利用者１の名前、性別、年齢、使用言語などの属性のデータおよび利用者１に装着させるバッジ１５に供給した所定のデータを記憶する。
【００３２】
パーソナルコンピュータ１２−２は、撮像装置１１−１および撮像装置１１−２から供給された画像を基に、バッジ１５−１を特定し、バッジ１５−１（すなわち、利用者１−１）の位置を算出して、ネットワーク１３を介して、バッジ１５−１を特定するデータおよびバッジ１５−１の位置を示すデータをサーバ１４に供給する。
【００３３】
パーソナルコンピュータ１２−３は、撮像装置１１−３および撮像装置１１−４から供給された画像を基に、バッジ１５−２を特定し、バッジ１５−２の位置を算出して、ネットワーク１３を介して、バッジ１５−２を特定するデータおよびバッジ１５−２の位置を示すデータをサーバ１４に供給する。
【００３４】
パーソナルコンピュータ１２−４は、撮像装置１１−５から供給された画像を基に、バッジ１５−３を特定し、バッジ１５−３の位置を算出して、ネットワーク１３を介して、バッジ１５−３を特定するデータおよびバッジ１５−３の位置を示すデータをサーバ１４に供給する。パーソナルコンピュータ１２−１乃至１２−４を個々に区別する必要がないとき、以下、単にパーソナルコンピュータ１２と称する。
【００３５】
サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−２から供給されたバッジ１５−１を特定するデータを利用者１−１を特定するデータに変換し、バッジ１５−１の位置を示すデータとともに記憶する。サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−３から供給されたバッジ１５−２を特定するデータを利用者１−２を特定するデータに変換し、利用者１−２の位置を示すデータとともに記憶する。サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−４から供給されたバッジ１５−３を特定するデータを利用者１−３を特定するデータに変換し、バッジ１５−３の位置を示すデータとともに記憶する。サーバ１４に記憶されるこれらのデータは、日付および時刻を示すデータが付される。
【００３６】
博物館の管理者または博物館の展示物の説明をするシステムなどは、サーバ１４に記憶されたこれらのデータから、利用者１−１乃至１−３の属性、現在位置、および移動の経歴を知ることができる。
【００３７】
図２は、博物館を見学する利用者１が所定のバッジ１５を装着した状態を説明する図である。利用者１は、博物館に入場するとき、バッジ１５を受け取り、例えば、左胸などの所定の位置に固定する。バッジ１５は、利用者１に引き渡す前に、所定のデータが記憶される。
【００３８】
バッジ１５は、赤外線を発する発光ダイオード３１を備え、発光ダイオード３１は、そのバッジ１５の固有の明滅パターンで点滅する。バッジ１５の発光ダイオード３１の固有の明滅パターンは、利用者１に引き渡す前に、パーソナルコンピュータ１２−１から入力されたデータ（以下、バッジ１５のＩＤコードと称する）によって決定される。
【００３９】
図３は、利用者１に引き渡す前に、バッジ１５に所定のデータが記憶されるときの、バッジ１５とパーソナルコンピュータ１２−１との接続を説明する図である。バッジ１５は、ＰＣバッジインターフェース２１に装着される。パーソナルコンピュータ１２−１は、バッジ１５のＩＤコードなどの所定のデータを、ＲＳ２３２Ｃポートから、ＰＣバッジインターフェース２１のＲＳ２３２Ｃ変換回路２３に出力する。ＰＣバッジインターフェース２１は、パーソナルコンピュータ１２−１から受信したデータを、ＩＤバッジインターフェース２２が接続される信号端子３２を介して、バッジ１５に供給する。
【００４０】
パーソナルコンピュータ１２−１は、バッジ１５に所定のデータを供給したとき、そのデータを、利用者１の属性のデータととも、通信ボードに接続されたネットワーク１３を介して、サーバ１４に供給する。パーソナルコンピュータ１２−２乃至１２−４は、バッジ１５に入力したデータと利用者１の属性のデータを、サーバ１４から受信する。
【００４１】
ＰＣバッジインターフェース２１のＩＤバッジインターフェース２２は、所定のデータに加えて、バッジ１５の電源端子３３およびアース端子３４を介して、バッジ１５に所定の電源を供給する。
【００４２】
図４は、バッジ１５の構成を説明するブロック図である。クロック発生回路３５は、所定の周波数のクロック信号を生成し、Ｎｂｉｔカウンタ３６および制御ロジック３７に供給する。Ｎｂｉｔカウンタ３６は、バッジ１５の動作立ち上がりのとき、ＩＤコードメモリ３８からバッジ１５のＩＤコードを読み取り、そのＩＤコードおよびクロック発生回路３５から供給されたクロック信号を基準として、発光ダイオード３１に発光させる信号をＬＥＤドライバ３９に供給する。
【００４３】
制御ロジック３７は、クロック発生回路３５から供給された信号に同期してバッジ１５全体を制御し、信号端子３２を介してパーソナルコンピュータ１２−１から供給された所定データを受信し、記憶する。また、制御ロジック３７は、パーソナルコンピュータ１２−１から受信した点滅パターンを指定するＩＤコードをＩＤコードメモリ３８に記憶させる。
【００４４】
ＬＥＤドライバ３９は、Ｎｂｉｔカウンタ３６から供給された信号を基に、発光ダイオード３１を点灯させる所定の電力を発光ダイオード３１に供給する。発光ダイオード３１は、ＬＥＤドライバ３９から供給された電力を基に、所定の点滅パターンで、赤外線を発する。
【００４５】
電池４０は、リチウム水素電池、またはリチウムイオン電池などで、電源端子３３およびアース端子３４を介して、ＰＣバッジインターフェース２１から供給された電力を蓄電し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０およびＬＥＤドライバ３９に電源を供給する。バッジ１５の動作時間が短くても良い場合、電池４０に代えて、スーパーキャパシタに蓄電するようにしてもよい。
【００４６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、電池４０から供給された電源を所定の電圧に昇圧し、クロック発生回路３５、Ｎｂｉｔカウンタ３６、制御ロジック３７、およびＩＤコードメモリ３８に供給する。
【００４７】
図５は、パーソナルコンピュータ１２の構成を説明するブロック図である。ＣＰＵ（central processing unit）７１は、各種アプリケーションプログラムや、基本的なＯＳ（operating system)を実際に実行する。ＲＯＭ（read-only memory）７２は、一般的には、ＣＰＵ７１が使用するプログラムや演算用のパラメータのうちの基本的に固定のデータを格納する。ＲＡＭ（random-access memory）７３は、ＣＰＵ７１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を格納する。これらはバス７４により相互に接続されている。
【００４８】
キーボード７６は、ＣＰＵ７１に各種の指令を入力するとき、ユーザにより操作される。マウス７７は、ＣＲＴ（cathode ray tube）７８の画面上のポイントの指示や選択を行うとき、ユーザにより操作される。ＣＲＴ７８は、各種情報をテキストやイメージで表示する。ＨＤＤ（hard disk drive）７９とＦＤＤ（floppy disk drive）８０は、それぞれハードディスクまたはフロッピーディスクを駆動し、それらにＣＰＵ７１によって実行するプログラムや情報を記録または再生させる。
【００４９】
通信ボード８１は、ネットワーク１３と接続するための装置であり、具体的にはイーサネット（Ethernet）ボード等で構成される。ＲＳ２３２Ｃポート８２は、ＲＳ２３２Ｃ規格に基づくケーブルが接続され、ＲＳ２３２Ｃ規格に基づく信号を送受信し、ＰＣバッジインターフェース２１に所定のデータを供給する。ビデオキャプチャボード８３は、撮像装置１１から供給された動画像の信号を入力し、動画像に含まれる静止画像を、デジタルデータとしてＣＰＵ７１またはＲＡＭ７３に供給する。
【００５０】
これらのキーボード７６乃至ビデオキャプチャボード８３は、インターフェース７５に接続されており、インターフェース７５はバス７４を介してＣＰＵ７１に接続されている。
【００５１】
図６は、撮像装置１１の構成を示すブロック図である。ＣＣＤ(Charge Coupled Device)ビデオカメラ１０２は、流し撮り駆動回路１０１により駆動され、いわゆる、流し撮像で、バッジ１５の発光ダイオード３１を撮像する。ＣＣＤビデオカメラ１０２は、流し撮像により得られたバッジ１５の発光ダイオード３１の点滅パターンの画像データをパーソナルコンピュータ１２に出力する。フィルタ１０３は、発光ダイオード３１から発光される発光点以外の光がＣＣＤビデオカメラ１０２に入射されるのを抑制する光学フィルタで、ＣＣＤビデオカメラ１０２のレンズ部（図示せず）の前段に設けられている。
【００５２】
次に、バッジ１５から撮像装置１１までの距離を算出する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を、図７および図８を参照して説明する。図７は、１／３インチ（縦３．６ｍｍ×横４．８ｍｍ）、縦４９２画素×横５１０画素、および画素の大きさが縦７．５μｍ×横９．６μｍのＣＣＤ１２１を使用した、画角が６０度のＣＣＤビデオカメラ１０２で、バッジ１５の発光ダイオード３１を撮影している例を説明する上面図である。ＣＣＤ１２１の１画素当たりの画角は、０．１１８度（＝６０度／５１０画素）である。
【００５３】
バッジ１５の発光ダイオード３１の発光面の幅が１０ｍｍである場合、発光ダイオード３１の画像がＣＣＤ１２１の１つの画素に撮像されているとき、図８に示されるように、発光ダイオード３１の発光面からＣＣＤビデオカメラ１０２の仮想原点までの距離Ｌ２は、４８８５ｍｍ（＝５ｍｍ／ｔａｎ（０．１１８／２））と、近似的に求められる。このとき、ＣＣＤ１２１から仮想原点までの距離Ｌ３は、４．６ｍｍ（＝４．８μｍ／ｔａｎ（０．１１８／２））であるので、発光ダイオード３１の発光面からＣＣＤ１２１までの距離Ｌ１は、ほぼ、Ｌ２に等しい。
【００５４】
同様に、例えば、バッジ１５の発光ダイオード３１の発光面の幅が１０ｍｍである場合、発光ダイオード３１の画像がＣＣＤ１２１の１０の画素に撮像されているとき、発光ダイオード３１の発光面からＣＣＤ１２１までの距離Ｌ１は、約４８ｃｍである。
【００５５】
このように、発光ダイオード３１の発光面からＣＣＤ１２１までの距離Ｌ１は、式（１）で算出される。
Ｌ１＝（Ｗ／２）／（ｔａｎ（θ／２）×Ｎ）  （１）
Ｗは、発光ダイオード３１の発光面の幅である。θは、ＣＣＤ１２１の１つの画素が画角である。Ｎは、発光ダイオード３１の画像が撮像されている画素の数である。
【００５６】
以上のように、バッジ１５の発光ダイオード３１の発光面の幅、およびＣＣＤビデオカメラ１０２の能力を基に、ＣＣＤビデオカメラ１０２が撮像する画像に含まれる発光ダイオード３１の発光面の画像の大きさから、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、バッジ１５から撮像装置１１までの距離を算出する。
【００５７】
パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、ＣＣＤビデオカメラ１０２が撮像する画像を時系列に比較することにより、バッジ１５の発光ダイオード３１の点滅パターン、すなわちＩＤコードを検出することができる。
【００５８】
また、撮像装置１１のＣＣＤビデオカメラ１０２が行う流し撮像した画像から、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、バッジ１５の発光ダイオード３１の点滅パターン、すなわちＩＤコードを検出することもできる。ここで、撮像装置１１のＣＣＤビデオカメラ１０２が行う流し撮像について、図９乃至図１１を参照して説明する。流し撮像とは、ＣＣＤビデオカメラ１０２に内蔵されるＣＣＤ撮像素子において、各画素を構成するホトダイオードの出力を、同一フィールドの期間中に、複数回、垂直転送ＣＣＤに転送する撮像方法を意味する。これに対して、通常の撮像方法では、各画素を構成するホトダイオードの出力が、同一フィールドの期間中に、１回だけ、垂直転送ＣＣＤに転送される。
【００５９】
従って、バッジ１５の発光ダイオード３１が、例えば、図９（Ａ）に示すように、１フィールドの期間中に、１２HD（Horizontal Drive:水平走査周期）の期間、消灯し、次の１２HDの期間、点灯する点滅パターン１を、２回繰り返すような場合、これを通常の撮像方法で撮像すると、１個の発光点が撮像されるだけである。しかしながら、これを、ＣＣＤビデオカメラ１０２が流し撮像し、図９（Ｂ）に示すように、２HDに１回の割合で、各画素を構成する発光ダイオードの出力を、垂直転送ＣＣＤに転送するようにすると、その結果得られる画像には、図９（Ｃ）に示すように、発光ダイオード３１の出力（点灯または消灯）が、複数現れるようになる。なお、この例の場合、発光ダイオード３１は、撮像画面上で、３ライン分の大きさを有するものとする。
【００６０】
そこで、ＣＣＤビデオカメラ１０２から出力された、図９（Ｃ）に示すような画像がパーソナルコンピュータ１２のビデオキャプチャボード８３に供給されると、ビデオキャプチャボード８３は、その画像にキャプチャ処理を施し、図１０に示すような画像を生成する。上述したように、バッジ１５の発光ダイオード３１が３ラインで表されることから、各出力の像が前後の出力の像と一部重なるようになり、キャプチャされた画像の画素の輝度が段階的に変化している。
【００６１】
例えば、ラインＬ８では発光ダイオード３１の点灯している状態の画像が３回重畳されるので、最も明るい輝度Ｄとなり、ラインＬ７では、点灯している状態の画像が２回と、消灯している状態の画像が１回表示されるので、輝度Ｄより暗い輝度Ｃとなり、ラインＬ６では、点灯している状態の画像が１回と、消灯している状態の画像が２回表示されるので、輝度Ｃより暗い輝度Ｂとなり、ラインＬ５では消灯している状態の画像が３回表示されているので、輝度Ｂより暗い輝度Ａとなる。
【００６２】
さらに、ビデオキャプチャボード８３から出力された、図１０に示したような画像がＣＰＵ７１に供給されると、ＣＰＵ７１は、その画像に２値化処理を施し、図１１に示すような画像を生成する。この場合、図１０に示す画像の輝度Ａおよび輝度Ｂで表される輝度は、輝度Ｌ、そして輝度Ｃおよび輝度Ｄで表される輝度は、輝度Ｈとされる。また、輝度Ｈの画素の画素値は、”１”に、輝度Ｌの画素の画素値は”０”に符号化される。
【００６３】
このように、流し撮像することより、１フィールド期間中の２回の輝度の時間的変化が、２個の空間的変化に変換される。本発明の実施の形態においては、この原理に基づいて、バッジ１５の発光ダイオード３１の発光の状態が観察される。
【００６４】
次に、以上のようにして求められた空間的パターンに変換された画像データから、ＣＣＤビデオカメラ１０２のレンズとＣＣＤを結ぶ線に垂直に交わる平面（画像の面）上の、輝点の位置を検出する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を説明する。
【００６５】
図１２（Ａ）は、図１３に示すように配置されたバッジ１５−１の発光ダイオード３１に対応する輝点Ｌi１、バッジ１５−２の発光ダイオード３１に対応する輝点Ｌi２、およびバッジ１５−３の発光ダイオード３１に対応する輝点Ｌi３の点滅パターンの画像データが、空間的パターンに変換された例を表している。輝点Ｌi１，Ｌi２，Ｌi３の位置を求める場合、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、走査線上に配置された輝点の画素値”１”を、図１２（Ｂ）に示すように、流し撮像された方向（この例の場合、z軸方向）に加算し、その加算の中からピークを求め、そのピークの位置するy軸上の座標を表示画像上の輝点のＹ座標とする。この表示例の場合、輝点Ｌi１，Ｌi２，Ｌi３の表示画像上のＹ座標は、それぞれＹ１，Ｙ２，Ｙ３となる。
【００６６】
一方、Z座標は、最初に発光した輝点のz軸上の座標が輝点の表示画像上のＺ座標となる。この表示例の場合、流し撮像方向が負方向であることから、輝点１、輝点２、輝点３が最初に光始めた点であり、このことにより、輝点１、輝点２、輝点３のz軸上の座標である、Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３が、輝点Ｌi１，Ｌi２，Ｌi３のＺ座標となる。
【００６７】
このようにして、ＣＰＵ７１は、図１３に示すように、輝点Ｌi１，Ｌi２，Ｌi３の表示画像上のＹ座標およびＺ座標、すなわち（Ｙ１，Ｚ１），（Ｙ２，Ｚ２），（Ｙ３，Ｚ３）を求める。
【００６８】
次に、輝点の点滅パターンを検知する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を、図１４を参照して説明する。
【００６９】
図１４（Ａ）は、図１２の輝点Ｌi１の空間的パターンを取りだして表示している。輝点Ｌi１の状態を検出する場合、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、Ｙ座標Ｙ１に対する、予め定められたばらつき範囲内（Ｙ１-ΔＹ＜Ｙ＜Ｙ１＋ΔＹ）の輝点を選択し、Ｙ軸方向に加算し、図１４（Ｂ）に示すように、そのピークを求める。次に、ＣＰＵ７１は、求められたピークを所定の閾値で２値化処理し、図１４（Ｃ）に示すようなビットパターンの情報を生成する。このようにして求められたビットパターン（１０１０１０１０）から輝点Ｌi１の状態が検出される。この例の場合、輝点Ｌi１は、８ビットのＩＤコードが抽出されるような点滅パターンで、輝点が点滅されている。
【００７０】
このように、バッジ１５が、バッジ１５固有（すなわち、利用者１固有）の所定のパターンで輝点を発光し、それを上述したように流し撮像して処理することにより、バッジ１５の位置およびＩＤコードを同時に検出することができる。
【００７１】
従って、例えば、博物館の展示室２−１の内部を図１５に示すような領域Ａ乃至領域Ｉに分割すれば、パーソナルコンピュータ１２−２は、撮像装置１１−１または１１−２から供給される画像から、所定の時間毎に（例えば、１／３０秒毎に）、バッジ１５のＩＤコードおよび位置（領域Ａ乃至領域Ｉのいずれか）を示すデータを算出し、サーバ１４に供給することができる。
【００７２】
サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−２乃至１２−４から供給されたバッジ１５のＩＤコードを利用者１を特定するユーザＩＤに変換し、バッジ１５の位置を示すデータ、日付、および時刻と共に、例えば、表（１）のように記憶する。
＜表１＞
部屋番号  １２；時刻  １２時３０分２５秒；１９９８  ７／１０
ロケーション Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ ・・・
ユーザＩＤ 0001   1000  0001
部屋番号  １３；時刻  １２時３０分２５秒；１９９８  ７／１０
ロケーション Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ ・・・
ユーザＩＤ 0011  0101  0111
【００７３】
パーソナルコンピュータ１２または博物館の管理者は、サーバ１４に記憶されている表（１）のデータを参照することにより、利用者１の現在位置および移動の履歴を知ることができる。
【００７４】
次に、利用者管理システムが利用者１の移動を記憶する処理を、図１６のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１１において、博物館の入り口の担当者は、利用者１の名前、性別、年齢、使用言語などの属性のデータをパーソナルコンピュータ１２−１に入力する。ステップＳ１２において、博物館の入り口の担当者は、図示せぬスイッチを操作してバッジ１５の電源を入れ、そのバッジ１５をＰＣバッジインターフェース６１に装着する。パーソナルコンピュータ１２−１は、バッジ１５のＩＤコードなど所定のデータを、ＰＣバッジインターフェース６１に装着されたバッジ１５に送信し、バッジ１５は、所定のデータを受信し、バッジ１５のＩＤコードメモリ３８などに記憶する。
【００７５】
ステップＳ１３において、パーソナルコンピュータ１２−１のＣＰＵ７１は、通信ボード８１に、ステップＳ１１で入力された利用者１の属性データおよびバッジに供給したＩＤコードなどの所定のデータをサーバ１４に送信させ、サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−１から供給されたデータを受信し、それらのデータを基にユーザを特定するユーザＩＤを生成する。サーバ１４は、パーソナルコンピュータ１２−１から供給されたデータおよびユーザＩＤを記憶する。
【００７６】
ステップＳ１４において、利用者１は、所定の発光パターンで発光ダイオード３１が発光するバッジ１５を、胸に固定する。
【００７７】
ステップＳ１５において、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、撮像装置１１から供給された画像を基に、バッジ１５の発光ダイオード３１の点滅のパターンを検出し、バッジ１５のＩＤコードを求める。ステップＳ１６において、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、撮像装置１１から供給された画像を基に、バッジ１５の位置を算出する。
【００７８】
ステップＳ１７において、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１は、通信ボード８１に、ステップＳ１５で求めたバッジ１５のＩＤコード、およびステップＳ１６で求めたバッジ１５の位置をサーバ１４に送信させ、サーバ１４は、バッジ１５のＩＤコードおよびバッジ１５の位置を受信する。
【００７９】
ステップＳ１８において、サーバ１４は、バッジ１５のＩＤコードに対応する利用者のユーザＩＤを求め、利用者のユーザＩＤをバッジ１５の位置、日付、および時刻とともに記憶する。
【００８０】
以上のように、利用者管理システムは、バッジ１５のＩＤコードおよび位置を求めることにより、利用者１の現在位置および移動の経歴を記憶する。
【００８１】
図１７は、図１６のステップ１２に対応するバッジ１５の設定の処理の詳細を説明するフローチャートである。ステップＳ３１において、バッジ１５に電池４０が装着されていない場合、博物館の入り口の担当者は、バッジ１５に電池４０を装着する。制御ロジック３７は、内部のＲＡＭをクリアする、スタックポインタを設定するなどの所定のイニシャライズの処理を実行する。ステップＳ３２において、バッジ１５の制御ロジック３７は、イニシャライズが終了後、スリープモードになる。
【００８２】
ステップＳ３３において、制御ロジック３７は、図示せぬ電源スイッチがＯＮされているか否かを判定し、電源スイッチがＯＦＦされていると判定された場合、ステップＳ３３に戻り、電源スイッチがＯＮされるまで、処理を繰り返す。ステップＳ３３において、電源スイッチがＯＮされていると判定された場合、手続きは、ステップＳ３４に進み、制御ロジック３７は、スリープモードを解除し、動作モードになる。
【００８３】
ステップＳ３５において、制御ロジック３７は、信号端子３２からデータが入力されているか否かを判定し、信号端子３２からデータが入力されていないと判定された場合、ステップＳ３５に戻り、信号端子３２からデータが入力されるまで、判定の処理を繰り返す。ステップＳ３５において、信号端子３２からデータが入力されていると判定された場合、ステップＳ３６に進み、制御ロジック３７は、信号端子３２から入力されているデータがＩＤコードであるか否かを判定する。ステップＳ３６において、信号端子３２から入力されているデータがＩＤコードであると判定された場合、制御ロジック３７は、入力されたＩＤコードを受信し、ＩＤコードメモリ３８に記憶させる。
【００８４】
ステップＳ３６において、信号端子３２から入力されているデータがＩＤコードでないと判定された場合、ステップＳ４３に進み、制御ロジック３７は、入力されているデータが日付のデータであるか否かを判定し、入力されているデータが日付のデータであると判定された場合、ステップＳ４４に進み、制御ロジック３７は、入力されている日付のデータを内部のメモリの所定のアドレスに記憶する。
【００８５】
ステップＳ４３において、入力されているデータが日付のデータでないと判定された場合、ステップＳ４５に進み、制御ロジック３７は、入力されているデータを内部のメモリの所定のアドレスに記憶する。
【００８６】
ステップＳ３８において、制御ロジック３７は、必要なデータを入力したか否かを判定し、必要なデータが入力されていないと判定された場合、ステップＳ３５に戻り、データの読み込みの処理を繰り返す。
【００８７】
ステップＳ３８において、必要なデータが入力されたと判定された場合、手続きは、ステップＳ３９に進み、Ｎｂｉｔカウンタ３６は、ＩＤコードメモリ３８に記憶されているＩＤコードを読み込み、クロック発生回路３５から供給されるクロック信号を基に、点滅を指示する信号をＬＥＤドライバ３９に供給する。ＬＥＤドライバ３９は、Ｎｂｉｔカウンタ３６から供給される信号を基に、発光ダイオード３１に所定のパターンで電力を供給し、発光ダイオード３１は、所定のパターンで点滅する。
【００８８】
ステップＳ４０において、制御ロジック３７は、電源スイッチがＯＦＦされているか否かを判定し、電源スイッチがＯＦＦされていないと判定された場合、ステップＳ３９に戻り、バッジ１５の発光ダイオード３１は、発光を繰り返す。
【００８９】
ステップＳ４０において、電源スイッチがＯＦＦされていると判定された場合、ステップＳ４１に進み、制御ロジック３７は、ＩＤコードメモリ３８に記憶されているＩＤコード、制御ロジックのメモリに記憶されている日付のデータおよびその他のデータをクリアする。ステップＳ４２において、制御ロジック３７は、スリープモードに入り、ステップＳ３３に戻り、電源スイッチが入れられるまで待機する。
【００９０】
以上のように、バッジ１５は、電源スイッチがＯＮされると、パーソナルコンピュータ１２−１から、ＩＤコードなどの所定のデータを読み込み、読み込んだＩＤコードに基づき、発光ダイオード３１を発光させる。
【００９１】
図１８は、バッジ１５の他の実施の形態を説明するブロック図である。図４の場合と同様な部分には、同一の番号を付してあり、その説明は省略する。マイクロプロセッサ１２１は、所定のメモリおよび入出力ポートなどを内蔵した、いわゆるワンチップマイコンである。電源スイッチ１２２は、プッシュ式のスイッチで、押すごとにＯＮからＯＦＦ、またはＯＦＦからＯＮに切り替わり、ＯＮまたはＯＦＦそれぞれの状態に対応した信号をマイクロプロセッサ１２１に供給する。
【００９２】
スイッチ１２３は、マイクロプロセッサ１２１の制御によりＯＮまたはＯＦＦの状態が切り替わる。スイッチ１２３がＯＮのとき、電池３９の電源が、ＬＥＤドライバ３８およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０に供給され、スイッチ１２３がＯＦＦのとき、電池３９の電源は、LEDドライバ３８およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０に供給されない。
【００９３】
ＬＣＤディスプレイ１２４は、マイクロプロセッサ１２１から供給されるバッジ１５の状態（例えば、電源スイッチ１２２がＯＮになっている、マイクロプロセッサ１２１がスリープモードである、電池３９の出力電圧が所定の電圧以下であるなど）を示すデータ、日付、バッジ１５の有効期限、利用者１の名前など表示する。
【００９４】
図１８に示すバッジ１５においては、バッジ１５に電池３９が装着されると、マイクロプロセッサ１２１は、電池３９から供給されるスタンバイ電源により、イニシャライズを実行し、スリープモードとなる。スリープモードで電源スイッチ１２２がＯＮになると、マイクロプロセッサ１２１は、スイッチ１２３をＯＮさせ、電池３９の電源をＬＥＤドライバ３８およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０に供給させ、図１７のステップＳ３５以降の処理を実行する。
【００９５】
バッジ１５の電源スイッチ１２２がＯＮからＯＦＦになると、マイクロプロセッサ１２１は、パーソナルコンピュータ１２−１から受信したＩＤコード、日付、またはその他のデータをクリアし、スイッチ１２３をＯＦＦさせ、電池３９の電源のＬＥＤドライバ３８およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０への供給を停止させ、スリープモードに遷移する。
【００９６】
図１８に示すバッジ１５は、図４に示すバッジ１５に比較し、簡単な構成で実現が可能で、電池３９の消耗を少なくできる。なお、電源スイッチ１２２に代えて、担当者のみが操作できるように、電源スイッチ１２２の接点を外部に露出させ、担当者は、所定の器具でその接点を短絡させるようにしてもよい。この場合、マイクロプロセッサ１２１は、その短絡により、モードを切り替えるようにする。
【００９７】
図１９は、バッジ１５の更に他の実施の形態の背面の外観を示す図である。バッジ１５は、バッジ１５を利用者１に固定するためのクリップ１５１、およびクリップ１５１の先端部分がバッジ１５と接触する部分に設けられた端子１５２を有する。クリップ１５１および端子１５２は、いずれも、金属、メッキされたプラスチック、または導電性プラスチックなどの導電材料で形成されている。図１９のバッジ１５は、図２０のブロック図に示す構成を有する。すなわち、クリップ１５１および端子１５２は、電源スイッチ１２２の接点および接片を構成する。
【００９８】
図１９に示すバッジ１５は、利用されないとき、電源スイッチ１２２が、クローズ（ＯＮ）となり、利用者１の衣服に装着されたとき（すなわち、使用されるとき）、電源スイッチ１２２が、オープン（ＯＦＦ）となる。マイクロプロセッサ１２１は、電源スイッチ１２２がＯＮのとき、通常動作モードになり、電源スイッチ１２２がＯＦＦのとき、スリープモードになる。
【００９９】
従って、図１９に示すバッジ１５おいては、電源スイッチ１２２として、プッシュ式などの専用のスイッチを設ける必要がなく、しかも、使用時のスイッチ１２２の操作の手間を省くことができる。
【０１００】
また、クリップ１５１および端子１５２に代えて、図２１に示すように、それぞれ、安全ピンの形状をした針１６１および針受け１６２で構成するようにしてもよい。針１６１および針受け１６２は、金属、メッキされたプラスチック、または導電性プラスチックなどの導電材料で形成されている。図２１のバッジ１５の針１６１および針受け１６２は、図１９のバッジ１５の場合と同様に、図２０の電源スイッチ１２２の接点および接片を構成する。
【０１０１】
更に、図２２のブロック図に示すように、バッジ１５は、クリップ１５１および端子１５２、並びに針１６１および針受け１６２を有する構成としてもよい。バッジ１５が図２２の構成を有する場合、マイクロプロセッサ１２１は、バッジ１５の装着または非装着の判定を、表（２）に示すように判定し、その判定の結果に基づき、スリープモードと通常動作モードの切り替えを実行する。
＜表２＞
クリップ１５１／端子１５２ 針１６１／針受け１６２  判定
ＯＮ       ＯＮ   装着
ＯＦＦ       ＯＮ   装着
ＯＮ       ＯＦＦ   非装着
ＯＦＦ       ＯＦＦ   非装着
【０１０２】
針１６１が針受け１６２から外れている場合、安全の為、クリップ１５１および端子１５２がＯＦＦのときでも、マイクロプロセッサ１２１は、非装着と判定する。
【０１０３】
次に、バッジ１５の他の実施の形態、および、そのときのパーソナルコンピュータ１２がバッジ１５の位置を算出する処理を説明する。図２３は、利用者１に装着されている他の実施の形態のバッジ１５を示す図である。図２３に示すバッジ１５は、相互の位置関係が明確に把握されている発光ダイオード３１−１乃至３１−４を有する。発光ダイオード３１−１乃至３１−４は、所定の発光パターンで点滅する。
【０１０４】
図２４は、図２３に示すバッジ１５の構成を示すブロック図である。図４に示す場合と同様な部分には、同一の番号を付してあり、その説明は省略する。Ｎｂｉｔカウンタ３６−１は、バッジ１５の動作立ち上がりのとき、ＩＤコードメモリ３８から所定のＩＤコードを読み取り、そのＩＤコードおよびクロック発生回路３５から供給されたクロック信号を基準として、発光ダイオード３１−１に発光させる信号をＬＥＤドライバ３９−１に供給する。ＬＥＤドライバ３９−１は、Ｎｂｉｔカウンタ３６−１から供給された信号を基に、発光ダイオード３１−１を点灯させる所定の電力を発光ダイオード３１−１に供給する。発光ダイオード３１−１は、ＬＥＤドライバ３９−１から供給された電力を基に、所定の点滅パターンで、赤外線を発光する。
【０１０５】
Ｎｂｉｔカウンタ３６−２は、バッジ１５の動作立ち上がりのとき、ＩＤコードメモリ３８から所定のＩＤコードを読み取り、そのＩＤコードおよびクロック発生回路３５から供給されたクロック信号を基準として、発光ダイオード３１−２に発光させる信号をＬＥＤドライバ３９−２に供給する。ＬＥＤドライバ３９−２は、Ｎｂｉｔカウンタ３６−２から供給された信号を基に、発光ダイオード３１−２を点灯させる所定の電力を発光ダイオード３１−２に供給する。発光ダイオード３１−２は、ＬＥＤドライバ３９−２から供給された電力を基に、所定の点滅パターンで、赤外線を発光する。
【０１０６】
Ｎｂｉｔカウンタ３６−３は、バッジ１５の動作立ち上がりのとき、ＩＤコードメモリ３８から所定のＩＤコードを読み取り、そのＩＤコードおよびクロック発生回路３５から供給されたクロック信号を基準として、発光ダイオード３１−３に発光させる信号をＬＥＤドライバ３９−３に供給する。ＬＥＤドライバ３９−３は、Ｎｂｉｔカウンタ３６−３から供給された信号を基に、発光ダイオード３１−３を点灯させる所定の電力を発光ダイオード３１−３に供給する。発光ダイオード３１−３は、ＬＥＤドライバ３９−３から供給された電力を基に、所定の点滅パターンで、赤外線を発光する。
【０１０７】
Ｎｂｉｔカウンタ３６−４は、バッジ１５の動作立ち上がりのとき、ＩＤコードメモリ３８から所定のＩＤコードを読み取り、そのＩＤコードおよびクロック発生回路３５から供給されたクロック信号を基準として、発光ダイオード３１−４に発光させる信号をＬＥＤドライバ３９−４に供給する。ＬＥＤドライバ３９−４は、Ｎｂｉｔカウンタ３６−４から供給された信号を基に、発光ダイオード３１−４を点灯させる所定の電力を発光ダイオード３１−４に供給する。発光ダイオード３１−４は、ＬＥＤドライバ３９−４から供給された電力を基に、所定の点滅パターンで、赤外線を発光する。
【０１０８】
次に、図２３に示すバッジ１５の位置を算出する、パーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理を説明する。まず、ＣＰＵ７１は、撮像装置１１から供給された発光ダイオード３１−１乃至３１−４の画像から、消失点を算出する。ＣＰＵ７１が発光ダイオード３１−１乃至３１−４の画像から、消失点を算出する処理を図２５を参照して説明する。
【０１０９】
以下の説明において、画像座標系は、ＣＣＤビデオカメラ１０２の視点を原点とする座標系である。画像面上の点ａは、発光ダイオード３１−１の画像を示し、画像面上の点ｂは、発光ダイオード３１−２の画像を示し、画像面上の点ｃは、発光ダイオード３１−３の画像を示し、画像面上の点ｄは、発光ダイオード３１−４の画像を示す。
【０１１０】
まず、図２５に示すように、消失点Ｕ（ｘu，ｙu）は、画像面上の点ａおよび点ｂを通る直線ａｂ、並びに点ｃおよび点ｄを通る直線ｃｄの交点であり、消失点Ｖ（ｘv，ｙv）は、点ａおよび点ｄを通る直線ａｄ、並びに点ｂおよび点ｃを通る直線ｂｃの交点である。直線ａｂは、式（２）で表され、直線ｃｄは、式（３）で表され、直線ａｄは、式（４）で表され、直線ｂｃは、式（５）で表される。
α1ｘ＋β1ｙ＝γ1  （２）
α2ｘ＋β2ｙ＝γ2  （３）
α3ｘ＋β3ｙ＝γ3  （４）
α4ｘ＋β4ｙ＝γ4  （５）
【０１１１】
従って、消失点Ｕ（ｘu，ｙu）の座標は、式（６）および式（７）で算出され、消失点Ｖ（ｘv，ｙv）の座標は、式（８）および式（９）で算出される。
ｘu＝（β2γ1−β1γ2）／（α1β2−α2β1） （６）
ｙu＝（α1γ2−α2γ1）／（α1β2−α2β1） （７）
ｘv＝（β4γ3−β3γ4）／（α3β4−α4β3） （８）
ｙv＝（α3γ4−α4γ3）／（α3β4−α4β3） （９）
【０１１２】
ここで、画像面上での点ａの座標が（ｘ1，ｙ1）、点ｂの座標が（ｘ2，ｙ2）、点ｃの座標が（ｘ3，ｙ3）、および点ｄの座標が（ｘ4，ｙ4）であれば、α1，β1，γ1，α2，β2，γ2，α3，β3，γ3，α4，β4、およびγ4は、それぞれ式（１０）、式（１１）、式（１２）、式（１３）、式（１４）、式（１５）、式（１６）、式（１７）、式（１８）、式（１９）、式（２０）、および式（２１）で算出される。
α1＝ｙ1−ｙ2  （１０）
β1＝−（ｘ1−ｘ2） （１１）
γ1＝ｘ2ｙ1−ｘ1ｙ2 （１２）
α2＝ｙ3−ｙ4  （１３）
β2＝−（ｘ3−ｘ4） （１４）
γ2＝ｘ4ｙ3−ｘ3ｙ4 （１５）
α3＝ｙ1−ｙ4  （１６）
β3＝−（ｘ1−ｘ4） （１７）
γ3＝ｘ4ｙ1−ｘ1ｙ4 （１８）
α4＝ｙ2−ｙ3  （１９）
β4＝−（ｘ2−ｘ3） （２０）
γ4＝ｘ3ｙ2−ｘ2ｙ3 （２１）
【０１１３】
次に、ＣＰＵ７１は、消失点Ｕ（ｘｕ，ｙｕ）および消失点Ｖ（ｘｖ，ｙｖ）からバッジ１５の傾きを算出する。図２６に示すように、画像座標系上の座標点がレンズの焦点距離ｆで規格化できるように、画像座標系のｚ軸が画像面に垂直で、かつ、画像座標系のｚ＝１に画像面が位置するように、画像座標系を設定する。空間中の点Ｐa（ｘa，ｙa，ｚa）は、透視変換によって、画像面上の点ｐa（ｘa／ｚa，ｙa／ｚa）に投影される。
【０１１４】
点Ｐを通り、方向ベクトルｖ＝（ｖx，ｖy，ｖz）を有する空間中の直線Ｌ上の点Ｐlは、式（２２）で表され、点Ｐlを画像面に投影した点ｐlは、式（２３）で表される。
Ｐl＝Ｐa＋ｔｖ
＝（ｘa＋ｔｖx，ｙa＋ｔｖy，ｚa＋ｔｖz）   （２２）
ｐl＝（（ｘa＋ｔｖx）／（ｚa＋ｔｖz），（ｙa＋ｔｖy）
／（ｚa＋ｔｖz））
＝（（ｘa／ｔ＋ｖx）／（ｚa／ｔ＋ｖz），
（ｙa／ｔ＋ｖy）／（ｚa／ｔ＋ｖz））  （２３）
【０１１５】
消失点は、ある方向ベクトルを有する直線を無限遠に伸ばしたときの投影像であるから、ｔ→∞としたときのｐlが消失点であり、式（２４）で表される。
【数１】
0004232252.tif 000002
【０１１６】
空間中のある平面πの法線ベクトルｎ（ｐs，ｑs，−１）は、平面π上の任意の直線の方向ベクトルｕ＝（ｕx，ｕy，ｕz）と直交するので、式（２５）が成立し、式（２５）を変形すれば式（２６）が求まる。（以下、式中の”→”を付した変数は、ベクトルであることを示す）
【数２】
0004232252.tif 000003
ｐs（ｕx／ｕz）＋ｑs（ｕy／ｕz）＝１  （２６）
【０１１７】
式（２６）の（ｕx／ｕz）および（ｕy／ｕz）は、式（２４）に示されるように、消失点を表す。また、方向ベクトルｕは、任意であるから、式（２６）は、画像面上の消失点の集合、すなわち、消失線を表す。逆に、消失線ａｘ＋ｂｙ＝１があるとき、この消失線を有する平面の傾きは、（ａ，ｂ，−１）である。従って、四角形ＡＢＣＤの投影像である四角形ａｂｃｄから求められる消失点Ｕ（ｘu，ｙu）および消失点Ｖ（ｘv，ｙv）を用いると、消失線は、式（２７）で算出される。
（（−ｙu＋ｙv）／（ｘuｙv−ｘvｙu））ｘ
＋（（ｘu−ｘv）／（ｘuｙv−ｘvｙu））ｙ＝１  （２７）
【０１１８】
これより、四角形ＡＢＣＤの法線ベクトルｎabcdは、式（２８）で表現できる。
【数３】
0004232252.tif 000004
【０１１９】
法線ベクトルｎabcdを正規化して、ベクトルＮを求める。
【数４】
0004232252.tif 000005
ただし、演算子||ベクトル||は、ベクトルの絶対値を求める演算子である。
【０１２０】
以上のように、ＣＰＵ７１は、バッジ１５の発光ダイオード３１−１乃至３１−４の画像から、バッジ１５の傾きを算出する。
【０１２１】
次に、ＣＰＵ７１は、バッジ１５の傾きを基に、ＣＣＤビデオカメラ１０２からバッジ１５までの距離を求める。図２７は、ＣＣＤビデオカメラ１０２およびバッジ１５を横から見た図である。点ａを基準に算出される、画像座標系の原点ｏとバッジ座標系の原点Ｏ（発光ダイオード３１−１と発光ダイオード３１−３とを結ぶ直線と発光ダイオード３１−２と発光ダイオード３１−４とを結ぶ直線の交点）との距離ｄaは、式（３０）で算出される。
ｄa＝（‖ＡＯ‖ｓｉｎθa）／（ｓｉｎ（θa＋φa） （３０）
ここで、‖ＡＯ‖は既知である。θaは、式（３１）で定義され、φaは、式（３２）で定義される角度である。
θa＝  ｏＯＡ  （３１）
φa＝  ｏＡＯ  （３２）
【０１２２】
同様に、点ｂを基準に算出される、画像座標系の原点ｏとバッジ座標系の原点Ｏとの距離ｄb、点ｃを基準に算出される、画像座標系の原点ｏとバッジ座標系の原点Ｏとの距離ｄc、および点ｄを基準に算出される、画像座標系の原点ｏとバッジ座標系の原点Ｏとの距離ｄdを算出し、距離ｄa、距離ｄb、距離ｄc、および距離ｄdの平均が、画像座標系の原点ｏからバッジ座標系の原点Ｏまでの距離ｄaveとされる。
【０１２３】
画像座標系の原点ｏからバッジ座標系の原点Ｏ（長方形ＡＢＣＤの中心）へと向かう平行移動ベクトルｔは、式（３３）で算出される。
【数５】
0004232252.tif 000006
【０１２４】
以上のように、画像の中のバッジの位置から、３次元上のバッジ１５の位置(Xm,Ym,Zm)および角度(Rxm,Rym,Rzm)が計算される。このバッジ１５の位置および角度を計算する処理の説明では、画像座標系のｚ＝１に画像面が位置するとして説明したが、ｐｓおよびｑｓをＣＣＤビデオカメラ１０２の焦点距離ｆで補正すれば、ＣＣＤビデオカメラ１０２の焦点距離ｆが１以外でも、正確な位置および角度が算出できる。
【０１２５】
なお、４つの発光ダイオード３１がバッジ１５に備えられているとして説明したが、３以上の相互に位置関係が明確な発光ダイオード３１がバッジ１５に備えられていれば、上記の処理により、バッジ１５の位置および角度を求めることができる。
【０１２６】
また、発光ダイオード３１−１乃至３１−４が、それぞれ異なる所定の発光パターンで点滅すれば、ＣＰＵ７１は、画像面上の点ａ、点ｂ、点ｃ、および点ｄへの発光ダイオード３１−１乃至３１−４の対応が容易に算出できる。ＣＰＵ７１が、他の処理により、画像面上の点ａ、点ｂ、点ｃ、および点ｄへの発光ダイオード３１−１乃至３１−４の対応が算出できれば、例えば、発光ダイオード３１−１乃至３１−４が、同一の所定の発光パターンで点滅するようにしてもよい。
【０１２７】
あるいは、例えば、発光ダイオード３１−１が所定の発光パターンで点滅するようにし、発光ダイオード３１−２乃至３１−４が、連続して点灯するようにし、ＣＰＵ７１のバッジ１５の角度の算出範囲は、所定の範囲に特定するようにしてもよい。
【０１２８】
このように、本発明の利用管理者システムを利用すれば、広い面積の敷地または建物の利用者１の属性および現在位置を知ることができるので、例えば、利用者１が所定の展示物に近づいたとき、その利用者１のヘッドフォンに、利用者１がそれ以前に見学してきた展示物との違いを際立たせた説明を供給する、または、展示物の説明において、その利用者１の名前を呼びながら挨拶させるなどのきめ細かいサービスを提供できるようになる。
【０１２９】
最後に、本発明に係るコンピュータ利用者管理システムについて説明する。図２８は、コンピュータ利用者管理システムの実施の形態を説明する図である。パーソナルコンピュータ１２に接続されている撮像装置１１は、パーソナルコンピュータ１２の利用者１が装着しているバッジ１５を撮像するように設置されている。パーソナルコンピュータ１２は、撮像装置１１が撮像した画像から利用者１が装着しているバッジ１５のＩＤコードを識別する。パーソナルコンピュータ１２は、ネットワーク１３を介して接続されているサーバ１４にバッジ１５のＩＤコードを送信し、サーバ１４にバッジ１５のＩＤコードに対応させて登録されている利用者１のパーソナルコンピュータ１２の利用を許可する否かを判定するためのデータの送信を要求する。
【０１３０】
パーソナルコンピュータ１２は、利用者１のパーソナルコンピュータ１２の利用を許可する否かを判定するためのデータを基に、パーソナルコンピュータ１２の利用を許可するか否かを判定し、パーソナルコンピュータ１２の利用を許可すると判定された場合、所定のメッセージをＣＲＴ７８に表示し、キーボード７６等の操作を許可する。パーソナルコンピュータ１２の利用を許可しないと判定された場合、パーソナルコンピュータ１２は、所定のメッセージをＣＲＴ７８に表示し、キーボード７６等の操作を受け付けない。
【０１３１】
以上のように、コンピュータ利用者管理システムは、簡単な構成で、所定の範囲にいる特定の利用者１にのみパーソナルコンピュータ１２の利用を許可することができる。パーソナルコンピュータ１２の前の所定の範囲に所定のバッジ１５を装着した利用者１がいないとき、パーソナルコンピュータ１２をバッジ１５の認識の処理のみ実行させる低消費電力モードとし、パーソナルコンピュータ１２の前の所定の範囲に所定のバッジ１５を装着した利用者１がいるとき、パーソナルコンピュータ１２を通常のモードとすれば、所定の期間にパーソナルコンピュータ１２が消費する電力量を小さくすることができる。もちろん、利用者１毎に異なるパーソナルコンピュータ１２の利用を許可し、または、利用者１毎にパーソナルコンピュータ１２の利用の範囲（利用時間、読み出し若しくは書き込みできるファイル、または利用できるプログラムなど）を制限することもできる。
【０１３２】
なお、本明細書において、博物館などの施設として説明したが、広い敷地または広い床面積を有する工場（例えば、自動車の製造工場、または化学工場のプラントなど）に、本発明の利用者管理システムを適用すれば、ラインの管理者は、問題が発生したラインに一番近い担当者を即座に呼びだし、問題解決にあたらせることができる。
【０１３３】
また、研究所などにおいて、ゲストに内部を見学させる場合、ゲストに付き添いをつけなくても、ゲストの現在位置を把握することができ、更に、ドアの施錠と連動させれば、ゲスト毎に見学範囲を制限することができる。
【０１３４】
なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものとする。
【０１３５】
また、上記したような処理を行うコンピュータプログラムをユーザに提供する提供媒体としては、磁気ディスク、CD-ROM、固体メモリなどの記録媒体の他、ネットワーク、衛星などの通信媒体を利用することができる。
【０１３６】
【発明の効果】
請求項１に記載の利用者特定システムによれば、発信装置で、所定の長さおよび所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光し、情報処理装置で、発信装置が撮像され、撮像された画像データ上の発信装置の画像の大きさおよび位置から、発信装置の３次元空間の位置が算出され、撮像された、発信装置の画像データから、所定のパターンに対応するコードが算出され、コードがデータ提供装置に送信され、データ提供装置から送信された利用者のデータが受信され、データ提供装置で、コードと対応させ、利用者のデータが記憶され、コードが情報処理装置から受信され、記憶する利用者のデータが情報処理装置に送信され、受信したコードを基に、情報処理装置に送信する利用者のデータが検索されるようにしたので、広い床面積または広い敷地を有する施設で、簡単な装置により、利用者の属性を識別し、利用者の属性に合わせたサービスを提供することができるようになる。
【０１３７】
請求項６に記載の利用者特定システムによれば、発信装置で、３以上で相互の位置関係が明確で、所定のパターンで、時間経過とともに変化する輝度で発光され、位置特定手段で、発信装置が撮像され、撮像された画像の発光の位置から、発信装置の３次元空間上の位置および角度が算出され、撮像された、画像データから、所定のパターンに対応するコードが算出され、コードがデータ提供装置に送信され、データ提供装置から送信された利用者のデータが受信され、データ提供装置で、コードと対応させ、利用者のデータが記憶され、コードが情報処理装置から受信され、記憶している利用者のデータが情報処理装置に送信され、受信したコードを基に、情報処理装置に送信する利用者のデータが検索されるようにしたので、広い床面積または広い敷地を有する施設で、簡単な装置により、利用者の属性を識別し、利用者の属性に合わせたサービスを提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る利用者管理システムの一実施の形態の構成を説明する図である。
【図２】博物館を見学する利用者１がバッジ１５を装着した状態を説明する図である。
【図３】バッジ１５とパーソナルコンピュータ１２−１との接続を説明する図である。
【図４】バッジ１５の構成を説明するブロック図である。
【図５】パーソナルコンピュータ１２の構成を説明するブロック図である。
【図６】撮像装置１１の構成を示すブロック図である。
【図７】バッジ１５から撮像装置１１までの距離を算出する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を説明する図である。
【図８】バッジ１５から撮像装置１１までの距離を算出する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を説明する図である。
【図９】流し撮像を説明する図である。
【図１０】流し撮像を説明する図である。
【図１１】流し撮像を説明する図である。
【図１２】点滅パターンの画像データが、空間的パターンに変換された例を説明する図である。
【図１３】バッジ１５の配置を説明する図である。
【図１４】輝点の点滅パターンを検知する場合のパーソナルコンピュータ１２のＣＰＵ７１の処理手順を説明する図である。
【図１５】博物館の展示室２−１の内部の分割例を説明する図である。
【図１６】利用者管理システムが利用者１の移動を記憶する処理を説明するフローチャートである。
【図１７】バッジ１５の設定の処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１８】バッジ１５の他の実施の形態を説明するブロック図である。
【図１９】バッジ１５の更に他の実施の形態の背面の外観を示す図である。
【図２０】バッジ１５の更に他の実施の形態の構成を説明するブロック図である。
【図２１】バッジ１５の更に他の実施の形態の背面の外観を示す図である。
【図２２】バッジ１５の更に他の実施の形態の構成を説明するブロック図である。
【図２３】利用者１が他の実施の形態のバッジ１５を装着した状態を説明する図である。
【図２４】バッジ１５の更に他の実施の形態の構成を説明するブロック図である。
【図２５】バッジ１５の位置を算出するＣＰＵ７１の他の処理を説明する図である。
【図２６】バッジ１５の位置を算出するＣＰＵ７１の他の処理を説明する図である。
【図２７】バッジ１５の位置を算出するＣＰＵ７１の他の処理を説明する図である。
【図２８】コンピュータ利用者管理システムの実施の形態を説明する図である。
【符号の説明】
１１  撮像装置，  １２  パーソナルコンピュータ，  １３  ネットワーク，１４  サーバ，  １５  バッジ，  ３１  発光ダイオード，  ７１  ＣＰＵ，８１  通信ボード，  ８３  ビデオキャプチャボード，  １０１  流し撮り駆動回路，  １０２  ＣＣＤビデオカメラ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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