JP6733732B2 - 位置推定プログラム、位置推定装置、および位置推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、位置推定プログラム、位置推定装置、および位置推定方法に関する。

携帯端末を利用するユーザーの位置を把握する技術として、GPS(Global Positioning System)がある。GPSは複数の人工衛星から受信した信号に基づき、携帯端末の位置を測位する技術である。人工衛星から送信される信号は電波であるため、電波が遮断される屋内では携帯端末の位置を測位することが困難となる。

電波が遮断される屋内において、携帯端末の位置を測位する技術として、例えば特許文献１に開示された技術がある。特許文献１には、位置情報を発信する複数の照明器具を用いた技術が開示されている。複数の照明器具はそれぞれ、照明器具が設置された位置の位置情報を照明光に重畳させて送信する。複数の照明器具から送信された位置情報は、ユーザーが保持する携帯端末で受信される。携帯端末は、複数の照明機器から受信した位置情報と共に、複数の照明光源から発せられた光の強度および角度を検出する。携帯端末は、受信した位置情報、光の強度および角度に基づき、自装置の位置情報を算出することが出来る。

特許第５２００８７３号公報 特許第５６８３７３７号公報 特許第４９７８４５０号公報 国際公開第２０１６／００１９７２号公報 特許第５７６０４３８号公報 特許第５２９４０９６号公報

しかし、従来技術では、位置を測位するために特殊な装置を予め設置しておく必要があり、測位の精度は照明の設置間隔に依存する。測位の空間分解能を上げようとした場合、空間分解能に応じて照明の設置間隔を小さくする必要がある。つまり、設置する照明の数を増やす必要がある。例えば、特許文献１に開示された技術では、携帯端末の位置を高精度に算出するため、光信号によって位置情報を送信する照明器具を予め数多く設置しておく必要がある。これら従来技術の課題は、照明機器が可視光を用いて発信する位置情報を携帯端末のカメラで受信するという形態であるが故に生じるものである。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、GPSを用いずに、位置情報を送信する器具を多く設置することなく、携帯端末の位置を高精度に推定することが出来る位置推定プログラム、位置推定装置、および位置推定方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示の位置推定プログラムは、光信号により発信された情報端末の識別情報を有する画像を撮像し、撮像した前記画像から前記識別情報を抽出し、撮像した前記画像に基づき、前記情報端末の位置を推定し、抽出した前記識別情報に基づき、推定した前記位置に対応する通知情報を外部に送信する処理をコンピュータに実行させる。

本件の開示する位置推定プログラム、位置推定装置、および位置推定方法の一つの態様によれば、GPSを用いずに、位置情報を送信する器具を多く設置することなく、精度よく情報端末の位置を推定することが出来るという効果を奏する。

図１は、位置推定装置を含む位置推定システムの概念図である。 図２は、携帯端末のハードウェア構成図である。 図３は、位置推定装置のハードウェア構成図である。 図４は、位置推定システムの、第１実施形態の機能ブロック図の一例である。 図５は、位置推定装置における、画像データと位置情報との照合処理の一例である。 図６は、携帯端末の入出力装置における表示画面の変化の一例を示す。 図７は、携帯端末の入出力装置における表示画面の他の例である。 図８は、携帯端末により実行される制御フローの一例である。 図９は、位置推定装置により実行される位置推定処理フローの一例である。 図１０は、機能の一部を別の装置に分離した携帯端末の一例である。 図１１Ａ、Ｂ、およびＣは、携帯端末と位置推定装置との間で通信される、識別情報、目的地情報、および案内情報のデータ構造の一例である。 図１２は、位置推定システムの、第２実施形態の機能ブロック図の一例である。 図１３は、携帯端末により実行される制御フローの一例である。 図１４は、位置推定装置により実行される位置推定処理フローの一例である。 図１５は、位置推定システムの、第３実施形態の機能ブロック図の一例である。 図１６は、自動運転車により実行される制御フローの一例である。 図１７は、位置推定装置により実行される位置推定処理フローの一例である。

以下に、本件の開示する位置推定プログラム、位置推定装置、および位置推定方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態により本件の開示する位置推定プログラム、位置推定装置、および位置推定方法が限定されるものではない。

図１は、位置推定装置を含む位置推定システムの概念図の一例である。図１は、ユーザー５が保持する携帯端末１０に対し、位置推定装置２０がユーザーの目的地を案内する位置推定システムを示している。携帯端末１０は、送信した識別情報等に対応して現在位置を示す現在位置情報等の情報を受信するための情報端末の一例である。識別情報とは、情報を送信した端末を特定するための情報であり、端末のＩＰアドレスでも良いし、端末の固有ＩＤでもよい。位置推定装置２０は、カメラ等の撮像装置３１を介して携帯端末１０に割り当てられた認証情報および携帯端末１０の現在位置情報を取得する。位置推定装置２０は、取得した認証情報および現在位置情報に基づき、携帯端末１０の現在位置から目的地までの経路を示す案内情報を生成する。位置推定装置２０は、生成した案内情報を携帯端末１０に送信する。

携帯端末１０を保持するユーザー５は、携帯端末１０により受信された案内情報を参照することにより、GPSを用いなくとも、現在位置から目的地までの経路を把握することが出来る。

図２は、携帯端末１０のハードウェア構成図の一例である。携帯端末１０のハードウェア構成は、図２に限定されるものではない。

携帯端末１０は、発光装置２１、通信装置２２、入出力装置２３、演算装置２４、記憶装置２５、および可搬記録媒体２６を有する。発光装置２１、通信装置２２、入出力装置２３、演算装置２４、記憶装置２５、および可搬記録媒体２６は、互いにバス等により接続されている。

発光装置２１は、携帯端末１０の識別情報等を光信号として外部に送信する装置である。発光装置２１は、発光ダイオードなどの発光素子により実現してもよいし、液晶ディスプレイに描画した発光パターンにより実現してもよい。発光装置２１により発光される光は可視光であってもよいし、可視光よりも波長が長いまたは短い光であってもよい。なお、可視光により特定の信号を送信する技術は、例えば国際公開第２０１６／００１９７２号公報、特許第５７６０４３８号公報、または特許第５２９４０９６号公報などに開示されている。

通信装置２２は、携帯端末１０を有線または無線のネットワークに接続するための装置である。接続先のネットワークには、例えばLTE(Long Term Evolution)、有線LAN(Local Area Network)、または無線LANなどがある。

入出力装置２３は、ユーザー５が携帯端末１０を操作するためのUI(User Interface)を表示する。また入出力装置２３は、携帯端末１０が受信した情報を表示し、ユーザー５に開示する。入出力装置２３は、例えばキーボードと液晶ディスプレイの組み合わせであってもよいし、タッチパネルディスプレイであってもよい。また入出力装置２３は、音声認識により目的地等を入力し、音声変換により目的地までの位置情報を音声で出力してもよい。

演算装置２４は、携帯端末１０に要求される機能を実現するための演算処理を実行する。演算装置２４は、例えばCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、またはそれらの組合せであってもよい。

記憶装置２５は、演算装置２４により実行されるOS(Operating System)や基本プログラムなどを記憶する。記憶装置２５は、携帯端末１０の識別情報や携帯端末１０にログインするための認証情報などを記憶する。また記憶装置２５は、通信装置２２により受信したデータを記憶する。記憶装置２５は、例えばROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などのメモリ装置や、HDD(Hard Disk Drive)などであってもよい。

可搬記録媒体２６は、携帯端末１０に対し取り外し可能な記録媒体である。可搬記録媒体２６は、記憶装置２５の記憶容量を補助するのに用いることが出来る。可搬記録媒体２６は例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリであってもよい。

なお、発光装置２１と入出力装置２３は、タッチパネルディスプレイなどにより、共通のハードウェアで実現してもよい。

以上の構成により携帯端末１０は、ユーザー５の要求に応じて認証情報を外部に送信すると共に、外部から受信した情報をユーザー５に提示することが出来る。

図３は、位置推定装置２０のハードウェア構成図である。位置推定装置２０のハードウェア構成は、図３に限定されるものではない。

位置推定装置２０は、撮像装置３１、および情報処理装置４１を有する。撮像装置３１と情報処理装置４１との接続は、USB(Universal Serial Bus)や有線LANなどの有線であってもよいし、無線LANなどの無線であってもよい。

撮像装置３１は、外部の景色を一定の画角で撮像し、画像データに変換するための装置である。撮像装置３１は外部の景色を一定間隔で撮像し、画像データを情報処理装置４１に送信する。撮像装置３１は、前述の携帯端末１０から送信された光信号を検出し、検出した光信号を含む画像データを情報処理装置４１に送信する。撮像装置３１は例えばデジタルビデオカメラである。撮像装置３１は、携帯端末１０から送信される光信号の波長が検出可能な受光素子を有する。光信号の波長を検出可能な受光素子を有することにより、可視光以外の光での光通信が可能となる。光信号の検出は、例えば光信号パケットの先頭にあらかじめ設定したパイロットパターンを付与しておき、撮像装置３１または撮像装置３１から画像データを受信した情報処理装置４１がパイロットパターンを検出した場合に実行するようにしてもよい。

情報処理装置４１は、撮像装置３１から受信した画像データに基づき、データ処理を実行する。情報処理装置４１は例えばパーソナルコンピュータやサーバーである。情報処理装置４１は、通信装置３２、演算装置３３、記憶装置３４、および可搬記録媒体３５を有する。

通信装置３２は、情報処理装置４１を有線または無線のネットワークに接続するための装置である。接続先のネットワークには、例えばLTE、有線LAN、無線LAN、またはWi-Fiなどがある。

演算装置３３は、情報処理装置４１に要求される機能を実現するための演算処理を実行する。演算装置は、例えばCPU、GPU、DSP、またはそれらの組合せであってもよい。

記憶装置３４は、演算装置３３により実行されるOS(Operating System)や基本プログラムなどを記憶する。記憶装置３４は、撮像装置３１から受信した画像データを記憶する。また記憶装置３４は、撮像装置３１により撮像可能な画角に対応する位置情報を記憶する。記憶装置３４は、例えばROM、RAMなどのメモリ装置や、HDDなどであってもよい。

可搬記録媒体３５は、情報処理装置４１に対し取り外し可能な記録媒体である。可搬記録媒体３５は、記憶装置３４の記憶容量を補助するのに用いることが出来る。可搬記録媒体３５は例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリや取り外し可能なHDDなどであってもよい。

以上の構成により位置推定装置２０は、撮像装置３１により撮像された画像データを情報処理装置４１にし、データ処理を実行することが出来る。

［第１実施形態］
図４は、位置推定システムの、第１実施形態の機能ブロック図の一例である。図４において位置推定システムは、携帯端末１０および位置推定装置２０を有する。

図４において携帯端末１０は、機能ブロックとして制御部４５および記憶部４６を有する。制御部４５は、図２における演算装置２４が、記憶装置２５または可搬記録媒体２６に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。記憶部４６は、データまたはプログラム等を記憶する記憶装置２５および可搬記録媒体２６により実現される。記憶部４６は携帯端末１０を一意的に識別する識別情報を記憶する。図４における携帯端末１０について、発光装置２１、通信装置２２、および入出力装置２３は、図２における携帯端末１０の、同一符号を付与した構成要素と同じである。

図４において位置推定装置２０は、撮像装置３１および情報処理装置４１を有する。情報処理装置４１は、機能ブロックとして復号部４２、制御部４３、記憶部４４、および通信装置３２を有する。復号部４２および制御部４３は、図３における演算装置３３が、記憶装置３４または可搬記録媒体３５に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。記憶部４４は、データまたはプログラム等を記憶する記憶装置３４および可搬記録媒体３５により実現される。記憶部４４は、撮像装置３１により撮像される画像データに対応する位置情報を記憶する。図４における位置推定装置２０について、撮像装置３１および通信装置３２は、図３における位置推定装置２０の、同一符号を付与した構成要素と同じである。

ユーザー５は携帯端末１０に対し、入出力装置２３に表示された入力画面等を操作し、ユーザー５の目的地情報および案内要求を入力する。入出力装置２３は入力された目的地情報および案内要求を制御部４５に送信する。制御部４５は受信した目的地情報を符号化し、通信装置２２に送信する。通信装置２２は制御部４５から受信した目的地情報を携帯端末１０の外部に送信する。また制御部４５は受信した案内要求に応じて記憶部４６に記憶された携帯端末１０の識別情報を読み取る。制御部４５は読み取った識別情報に基づいて発光装置２１を制御する制御信号を生成し、発光装置２１に送信する。発光装置２１は制御部４５から受信した制御信号に基づき、携帯端末１０の識別情報を光信号として外部に送信する。

位置推定装置２０は、携帯端末１０から送信された目的地情報を通信装置３２により受信する。制御部４３は通信装置３２により受信した目的地情報を記憶部４４に書き込む。また位置推定装置２０は、携帯端末１０から送信された光信号を撮像装置３１により撮像する。撮像装置３１は光信号を含む画像を検出し、画像データとして復号部４２に送信する。復号部４２は受信した画像データに含まれる光信号を復号化して識別情報を抽出し、制御部４３に送信する。制御部４３は受信した識別情報を記憶部４４に書き込む。情報処理装置４１は、光信号を含む画像データを受信した場合に、携帯端末１０から案内要求を受信したものとして、案内情報の生成処理を開始してもよい。

制御部４３は撮像装置３１から受信した画像データおよび記憶部４４から読み出した位置情報に基づき、画像データにおいて携帯端末１０から光信号を受信した現在位置を位置情報に基づき算出する。制御部４３は記憶部４４に書き込まれた目的地情報を読み出す。制御部４３は算出した現在位置の情報および読み出した目的地情報に基づき、案内情報を生成する。制御部４３は生成した案内情報および案内情報に対応する識別情報を通信装置３２に送信する。通信装置３２は制御部４３から受信した案内情報に識別情報を付与し、外部に送信する。なお位置推定装置２０は、グローバルＩＰアドレス等の一意の識別情報を用いて携帯端末１０と通信している場合には、送信先の携帯端末１０のグローバルＩＰアドレスを指定して案内情報を送信すればよい。この場合、受信側の携帯端末１０は、自分宛に送信された情報か否かを選別する必要が無いため、案内情報に識別情報を付することなく、特定の携帯端末１０に案内情報を送信することが出来る。また、携帯端末１０が発信する識別情報がＩＤ情報であった場合、携帯端末１０は通信装置２２から位置推定装置２０の通信装置３２にＩＤ情報とグローバルＩＰアドレス等のインデックス情報を事前に送信するなどして、記憶部４４にインデックス情報を記憶しておいても良い。これにより、ＩＤ情報の検出を起点にして位置推定装置２０と携帯端末１０のグローバルＩＰアドレスを用いた通信が可能となる。

携帯端末１０は位置推定装置２０から送信された、識別情報が付与された案内情報を通信装置２２により受信する。通信装置２２は受信した案内情報を制御部４５に送信する。制御部４５は受信した案内情報に付与された識別情報と、記憶部４６に記憶された識別情報とを照合し、受信した案内情報が、自身の携帯端末１０から送信された識別情報に対応する情報であると判定する。制御部４５は、自身の携帯端末１０から送信した識別情報に対応する案内情報であると判定した場合に、案内情報に基づき入出力装置２３に表示する画像データを生成し入出力装置２３に送信する。入出力装置２３は制御部４５から受信した案内情報を示す画像データを表示する。

映画館やショッピングモールなどの屋内施設をはじめ、スタジアムや駐車場等の屋外施設においても、セキュリティの観点から防犯カメラ等のカメラの設置数は増加している。また設置や撮像画像管理の容易性から、カメラがネットワークに接続される傾向にある。本実施例にかかる構成は、施設におけるカメラの設置方式とも親和性が高いため、既存の設備を流用することにより容易に導入が可能となる。すなわち、本実施例にかかる構成によれば、携帯端末１０は数多くの特殊な装置を設置することなく、現在位置を特定することが出来る。ユーザー５は、入出力装置２３に表示された案内情報を見ることにより、現在位置情報、目的地情報、および現在位置から目的地までのルート等を確認することが出来る。

なお、本実施例では入出力装置を画像表示装置としているが、音声認識により目的地を入力し、音声変換により案内情報を出力する装置であってもよい。

また本実施例では、位置推定装置２０が識別情報および目的地情報により案内情報を生成する処理を行っているが、複数の携帯端末１０から同時に案内要求があった場合、位置推定装置２０の処理負荷が大きくなる。位置推定装置２０の処理負荷を軽減するため、位置推定装置は現在位置の推定処理のみを行い、推定された現在位置の情報に基づき、携帯端末１０で案内情報を生成してもよい。

更に携帯端末１０がコンパス機能を有する場合、端末の方向を加味した案内情報の生成処理や表示処理を行っても良い。端末の方向を加味した例としては、進行方向の表示などがある。

図５は位置推定装置２０における、画像データと位置情報との照合処理の一例を説明する図である。

画像データ６０は、撮像装置３１の画角内に、発光装置２１から識別信号が送信されている携帯端末１０が存在する場合に、撮像装置３１により撮像された、光信号を含む画像データを示す。画像データ６０において光信号６２は、携帯端末１０から発光される光信号の撮像位置を示す。

位置情報６１は、撮像装置３１の画角に対応して、記憶部４４にあらかじめ記憶されている位置情報を二次元画像として図示したものである。位置情報６１には、例えばコンサートホールの座席位置に関する座席位置情報６４が、位置座標に対応して記録されている。

画像データ６０と位置情報６１との照合に基づき、案内情報を生成する処理を説明する。制御部４３は、位置情報６１を複製し、案内情報を生成する。制御部４３は生成した案内情報に対し、案内に必要な情報を追加していく。

画像データ６０のＸ軸方向の最大ピクセル数をＸｇとし、Ｙ軸方向の最大ピクセル数をＹｇとする。また、位置情報６１のＸ軸方向の最大ピクセル数をＸｍとし、Ｙ軸方向の最大ピクセル数をＹｍとする。ＸｇとＸｍおよびＹｇとＹｍは異なっていてもよいが、Ｘｇ／ＹｇとＸｍ／Ｙｍは同じになるように位置情報を設定するのが望ましい。Ｘｇ／ＹｇとＸｍ／Ｙｍを同じにすることにより、現在位置の推定精度を向上させると共に、位置推定のための計算量を削減することが出来る。

画像データ６０における発光位置の座標が（ａｇ、ｂｇ）である場合、位置情報６１における発光位置の座標を（ａｍ、ｂｍ）とすると、ａｍ＝ａｇ×（Ｘｍ／Ｘｇ）、ｂｍ＝ｂｇ×（Ｙｍ／Ｙｇ）となる。制御部４３は当該式に従って、ａｍおよびｂｍの座標をそれぞれ計算する。制御部４３は案内情報に対し、計算した座標（ａｍ、ｂｍ）に携帯端末１０の現在位置情報６３を描画する。

位置推定装置２０は携帯端末１０から受信した目的地情報に基づき、位置情報６１に含まれる座席位置情報６４から、目的地情報に対応する目的の座席位置を特定する。例えば携帯端末１０から受信した目的地情報がＡ２１の座席を示す場合、位置推定装置２０は座席位置情報６４における座席６５を特定する。位置推定装置２０は特定した座席６５の位置情報を案内情報に描画する。位置推定装置２０は案内情報に描画した現在位置情報６３と目的地の座席６５を接続するように案内ルートを描画する。

以上の通り制御部４３は、撮像装置３１により取得した画像データおよび携帯端末１０から受信した目的地情報に基づき、案内情報を生成することが出来る。

図６は携帯端末１０の入出力装置２３における表示画面の変化の一例を示す。表示画面６４ａは、ユーザー５が自身の目的地情報を携帯端末１０に入力する画面である。目的地入力ボックス５４は、ユーザー５が目的地情報を入力するためのGUI(Graphical User Interface)である。ユーザー５は例えば、目的地情報として座席番号Ａ−２１を目的地入力ボックス５４に入力する。目的地入力ボックス５４は、例えば既定の複数の座席番号が記載されたボタンから、目的地に該当するボタンを押して目的地情報を入力するものであってもよい。また、商品販売店舗内などにおいて特定の商品の場所を探す様な場合には、目的地に特定の商品名を入力しても良い。

ボタン５５は、ユーザー５が案内処理の開始を携帯端末１０に入力するためのGUIである。ユーザー５は目的地入力ボックス５４に目的地情報を入力後、ボタン５５を押して携帯端末１０に案内開始処理を実行させる。なお、目的地入力ボックス５４への入力をもって案内処理開始とすることにより、ボタン５５の設置を省略することが出来る。

表示画面６４ｂは、案内処理開始後に携帯端末１０の識別情報を光信号として送信するための画面である。光信号パターン５６は、携帯端末１０の識別情報およびユーザー５により入力された目的地情報を光信号パターンに変換したデータに基づき、入出力装置２３に描画した光信号パターン５６を点滅させる。光信号は入出力装置２３の表示画面から出力されるため、入出力装置２３の表示画面をどちらに向けるべきかユーザー５に伝えるためのメッセージを光信号パターン５６と共に表示画面６４ｂに描画してもよい。

表示画面６４ｃは、位置推定装置２０から受信した案内情報を画像として描画した画面である。表示画面６４ｃには、携帯端末１０を保持するユーザー５の現在位置情報５７、目的地情報５８、および現在位置から目的地までの移動経路を示す経路情報５９が描画されている。ユーザー５は、携帯端末１０に表示された案内情報を確認しながら移動することにより、GPSを用いなくとも、目的地まで効率よく移動することが出来る。

図７は携帯端末１０の入出力装置２３における表示画面の他の例である。本実施例において表示画面６４ｄは、案内情報表示部１０２および光信号パターン１０１を同時に表示する。携帯端末１０を保持するユーザー５は、光信号を送信しながら案内情報表示部１０２に表示された案内情報に従って移動する。位置推定装置２０は携帯端末１０から受信した目的地情報、識別情報、および光信号を撮像した画像データに基づき案内情報を更新し、携帯端末１０に送信する。携帯端末１０は最新の案内情報を受信し、表示画面６４ｄに表示する案内情報表示部１０２を更新する。ユーザー５は案内情報表示部１０２に表示された最新の案内情報を確認しながら、目的地である座席Ａ−２１まで移動することが出来る。

なお、携帯端末１０がコンパス機能を有する場合、携帯端末の方向に応じて進行方向情報を表示しても良い。

更に、携帯端末１０が加速度センサー等を用いて移動を検知する機能を備える場合には、検知した移動状態に応じて案内情報を更新しても良い。コンパス機能と移動を検知する機能を複合的に用いて情報の更新を行っても良い。

図８は携帯端末１０により実行される制御フローの一例である。携帯端末１０の処理は、制御部４５により実行することが出来る。

携帯端末１０は、ユーザー５の目的地情報を光信号以外の通信方式で外部に送信する（ステップＳ１０）。携帯端末１０は、自身の識別情報を光信号として外部に送信する（ステップＳ１１）。一定時間経過後、携帯端末１０は、送信した目的地情報および撮像した画像データに基づき生成された案内情報を光信号以外の通信方式で受信する（ステップＳ１２）。携帯端末１０は、受信した案内情報を入出力装置に表示する（ステップＳ１３）。

以上の通り携帯端末１０は、光信号および光信号以外の通信方式で識別情報および目的地情報の送信に対応して、案内情報を受信することが出来る。

図９は位置推定装置２０により実行される、位置推定処理フローの一例である。位置推定装置２０は携帯端末１０から送信された目的地情報を光信号以外の通信方式で受信する（ステップＳ２１）。位置推定装置２０は受信した目的地情報を記憶部４４に記憶する。位置推定装置２０は撮像装置３１により、携帯端末１０から送信される光信号を含む画像データを取得する（ステップＳ２２）。位置推定装置２０は光信号を含む画像データを検出し、検出した画像データに含まれる光信号を復号し、携帯端末１０の識別情報を取得する（ステップＳ２３）。位置推定装置２０は、光信号を含む画像データと、記憶部４４に記憶された位置情報とに基づき、携帯端末１０の現在位置を推定する（ステップＳ２４）。位置推定装置２０は、記憶部４４に記憶した目的地情報に含まれる識別情報と、推定した現在位置情報に対応する識別情報に基づき、同じ識別情報に対応する目的地情報および現在位置情報を用いて、案内情報を生成する（ステップＳ２５）。位置推定装置２０は、生成した案内情報を光信号以外の通信方式で送信する（ステップＳ２６）。

以上の処理により携帯端末１０は、自身の識別情報および目的地情報に対応した、案内情報を受信することができる。

図１０は携帯端末１０の機能の一部を別の装置に分離した携帯端末１０ａの一例である。携帯端末１０ａのハードウェア構成は、図１０に限定されない。図１０において携帯端末１０ａは、ガジェット７０と端末７１を有する。ガジェット７０と端末７１は、無線または有線で互いに通信を行う。

ガジェット７０は、発光装置７２、演算装置７３、記憶装置８０および通信装置７４を有する。発光装置７２、演算装置７３、記憶装置８０、および通信装置７４は、互いにバス等により接続されている。

発光装置７２は、携帯端末１０ａの識別情報等を光信号として外部に送信する装置である。携帯端末１０ａにおいて、ガジェット７０と端末７１にそれぞれ個別の識別情報が割り当てられている場合、発光装置７２はガジェット７０または端末７１のいずれかの識別情報を送信してもよい。発光装置７２は、発光ダイオードなどの発光素子により実現してもよいし、液晶ディスプレイに描画した光信号パターンにより実現してもよい。発光装置７２により発光される光は可視光であってもよいし、可視光よりも波長が長いまたは短い光であってもよい。

演算装置７３は、発光装置７２および通信装置７４の制御を行う。演算装置７３に要求される処理能力は低いので、低消費電力化を考慮した低処理能力のマイコンやＤＳＰにより実現してもよい。

記憶装置８０は、演算装置７３により実行されるOSや基本プログラムなどを記憶する。記憶装置８０は、ガジェット７０の識別情報を記憶する。また記憶装置８０は、通信装置７４により受信した、発光装置７２から光信号を出力するための制御信号を記憶する。記憶装置８０は、例えばROM、RAMなどのメモリ装置や、HDDなどであってもよい。

通信装置７４は、ガジェット７０が端末７１と通信するための装置である。端末７１との通信方式には、例えばBluetooth（登録商標）、Wi-Fiダイレクト、USBなどがある。通信装置７４は、端末７１との通信に加え、Wi-Fiや有線LAN等により、外部ネットワークと通信してもよい。

端末７１は、通信装置７５、入出力装置７６、演算装置７７、記憶装置７８、可搬記録媒体７９を有する。通信装置７５、入出力装置７６、演算装置７７、記憶装置７８、可搬記録媒体７９はそれぞれ、バス等により互いに接続されている。

通信装置７５は、端末７１がガジェット７０と通信するための装置である。ガジェット７０との通信方式には、例えばBluetooth（登録商標）、Wi-Fiダイレクト、USB(Universal Serial Bus)などがある。また通信装置７５は、端末７１との通信に加え、Wi-Fiや有線LAN等により、外部ネットワークと通信を行う。

入出力装置７６は、ユーザー５が端末７１を操作するためのUI(User Interface)を表示する。また入出力装置７６は、端末７１が受信した情報を表示し、ユーザー５に開示する。入出力装置７６は、例えばキーボードと液晶ディスプレイの組み合わせであってもよいし、タッチパネルディスプレイであってもよい。

演算装置７７は、端末７１に要求される機能を実現するための演算処理を実行する。演算装置７７は、例えばCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、またはそれらの組合せであってもよい。

記憶装置７８は、演算装置７７により実行されるOSや基本プログラムなどを記憶する。記憶装置７８は、端末７１の識別情報や端末７１にログインするための認証情報などを記憶する。また記憶装置７８は、通信装置７５により受信したデータを記憶する。記憶装置７８は、例えばROM、RAMなどのメモリ装置や、HDDなどであってもよい。

可搬記録媒体７９は、端末７１から取り外し可能な記録媒体である。可搬記録媒体７９は、記憶装置７８の記憶容量を補助するのに用いることが出来る。可搬記録媒体７９は例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリであってもよい。

以上の通り携帯端末１０ａは、発光装置と入出力装置を別個の装置とし、それぞれの装置を互いに通信させる。ユーザー５は、携帯端末１０ａを利用する場合の装備の自由度を向上させることが出来る。

図１１は、携帯端末１０と位置推定装置２０との間で通信される、識別情報、目的地情報、および案内情報のデータ構造の一例である。

図１１Ａは、携帯端末１０から送信される光信号のデータ構造を示す。光信号のデータ構造は、複数の識別情報９２を有する。ここで識別情報９２は携帯端末１０を他の携帯端末と識別するための固有の情報である。それぞれの識別情報９２の前にはヘッダ９１が挿入されている。ヘッダ９１は例えばパイロット信号である。位置推定装置２０は受信したヘッダ９１をトリガとすることにより、識別情報９２の受信開始位置を判定することが出来る。光信号には指向性があり、携帯端末１０での発光が撮像装置３１により撮像される必要があるため、ユーザー５が携帯端末１０を保持する角度が変化すると、撮像装置３１が光信号を正しく受信できない場合がある。図１１Ａに示す通り、識別情報９２を繰り返し送信することにより、位置推定装置２０での識別情報９２の受信確度を向上させることが出来る。なお、ヘッダ情報は必ずしも必要でなく、識別情報９２のみを一度または複数回繰り返して送信しても良い。

図１１Ｂは、携帯端末１０から送信される目的地情報のデータ構造を示す。目的地情報のデータ構造は、識別情報９３および目的地情報９４を有する。携帯端末１０は、目的地情報９４を送信する際に、識別情報９３を付与する。位置推定装置２０は、受信した識別情報９２と識別情報９３とを照合することにより、受信した光信号および目的地情報が、同一の携帯端末１０から送信されたデータであると判定することが出来る。

図１１Ｃは、位置推定装置２０から送信される案内情報のデータ構造の一例を示す。案内情報のデータ構造は、識別情報９５と案内情報９６を有する。位置推定装置２０は、生成した案内情報９６に対し、受信した識別情報９２と同一の情報を識別情報９５として付与し送信する。案内情報を受信した携帯端末１０は、案内情報に含まれる識別情報９５と自身の識別情報とを照合することにより、受信した案内情報が、自身の送信した光信号および目的地情報に対応する情報であると判定することが出来る。なおグローバルＩＰアドレスを識別情報として使用する場合や、前述の通り位置推定装置２０が携帯端末１０の識別情報とグローバルＩＰアドレスの関連付けを行える場合には、位置推定装置２０は案内情報を送信する携帯端末１０を特定できるため、識別情報９５を付与しなくてもよい。

［第２実施形態］
図１２は、位置推定システムの、第２実施形態の機能ブロック図の一例である。図１２において位置推定システムは、携帯端末１０ａおよび位置推定装置２０ａを有する。

携帯端末１０ａは、機能ブロックとして制御部４５ａおよび記憶部４６ａを有する。制御部４５ａは、図２における演算装置２４が、記憶装置２５または可搬記録媒体２６に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。記憶部４６ａは、データまたはプログラム等を記憶する記憶装置２５および可搬記録媒体２６により実現される。記憶部４６ａは携帯端末１０ａを一意的に識別する識別情報を記憶する。図１２における携帯端末１０ａについて、図４における携帯端末１０と同一符号を付与した構成要素は同一機能を有する。

位置推定装置２０ａは、撮像装置３１および情報処理装置４１ａを有する。情報処理装置４１ａは、機能ブロックとして復号部４２、制御部４３ａ、記憶部４４ａ、および通信装置３２を有する。復号部４２および制御部４３ａは、図３における演算装置３３が、記憶装置３４または可搬記録媒体３５に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。記憶部４４ａは、データまたはプログラム等を記憶する記憶装置３４および可搬記録媒体３５により実現される。記憶部４４ａは、撮像装置３１により撮像される画像データに対応する位置情報を記憶する。

記憶部４４ａはまた、位置情報の領域内における周辺情報を記憶する。周辺情報には例えば、携帯端末１０ａの周辺にある施設や観光地、商品販売店舗であれば携帯端末１０ａの周辺に陳列された商品情報などがある。図１２における位置推定装置２０ａについて、図４における位置推定装置２０と同一符号を付与した構成要素は同一機能を有する。
図１２の位置推定システムにおいて位置推定装置２０ａは、携帯端末１０ａから受信した案内要求および識別情報に基づき、携帯端末１０ａの周辺の情報である周辺情報を携帯端末１０ａに送信する。携帯端末１０ａのユーザー５は、携帯端末１０ａにより受信された周辺情報に基づき、携帯端末１０ａの周辺にある、ユーザー５にとって有益な情報を取得することが出来る。

また位置推定装置２０ａは周辺情報をカテゴリ別にタグを設けて記憶部４４ａに記憶してもよい。位置推定装置２０ａは、携帯端末１０ａから周辺情報のカテゴリに対応するタグ情報を受信した場合に、対応する周辺情報を送信することにより、携帯端末１０ａは必要な周辺情報のみを受信することができる。

図１３は携帯端末１０ａにより実行される制御フローの一例である。携帯端末１０ａの処理は、制御部４５ａにより実行することが出来る。

携帯端末１０ａは、自身の識別情報を光信号として外部に送信する（ステップＳ３１）。一定時間経過後、携帯端末１０ａは、撮像した画像データに基づき生成された周辺情報を光信号以外の通信方式で受信する（ステップＳ３２）。携帯端末１０ａは、受信した周辺情報を入出力装置に表示する（ステップＳ３３）。

以上の通り携帯端末１０ａは光信号により識別情報を送信することにより、周辺情報を受信することが出来る。

図１４は位置推定装置２０ａによる位置推定処理フローの一例である。位置推定装置２０ａは撮像装置３１により、携帯端末１０ａから送信される光信号を含む画像データを取得する（ステップＳ４１）。位置推定装置２０ａは画像データから光信号を含む画像データを検出し、検出した画像データに含まれる光信号を復号し、携帯端末１０ａの識別情報を取得する（ステップＳ４２）。位置推定装置２０ａは、携帯端末１０ａを含む画像データと、記憶部４４ａに記憶された位置情報とに基づき、携帯端末１０ａの現在位置を推定する（ステップＳ４３）。位置推定装置２０ａは、推定した現在位置情報に対応する識別情報に基づき、周辺情報を生成する（ステップＳ４４）。現在位置情報に対応する周辺の情報は、記憶部４４ａにあらかじめ記録されている。位置推定装置２０ａは、生成した周辺情報を光信号以外の通信方式で送信する（ステップＳ４５）。以上の通り携帯端末１０ａは、識別情報を位置推定装置２０ａに送信することにより、周辺情報を受信することができる。なお、周辺情報を位置推定装置２０ａから送信する際のデータ構造は、図１１Ｃにおける案内情報のデータ構造と同様に、周辺情報か、周辺情報に識別情報を付与したものである。

また、携帯端末１０ａの記憶部４６ａに位置情報と周辺情報を関連付けて記憶させておいても良い。この場合、位置推定装置２０ａは位置の推定のみを行い、位置情報を通信装置３２から携帯端末１０ａの通信装置２２に送信する。携帯端末１０ａは受信した位置情報と、記憶部４６ａで記憶している周辺情報を用いて、ユーザー５に対する周辺情報の表示が可能となる。

本実施形態においても、携帯端末１０ａがコンパス機能を有する場合には、端末の方向に応じて周辺情報の表示を切り替える等しても良い。例えばユーザー５の両脇に商品棚がある場合には、端末の向いている方向の棚に陳列された商品の情報を表示しても良い。

商品販売店舗における周辺情報の取得を、例えば特許文献２の技術で実施しようとした場合、通常は商品カテゴリーエリアの様に、一定以上の範囲の情報しか取得することは出来ず、陳列棚の特定の位置にある商品の情報という様な空間的に高分解能な情報を取得するには照明の設置間隔を狭める必要があった。本実施例に記載された技術を用いることにより、既存の設備を活用し、空間的に高分解能な情報が取得可能となる。

［第３実施形態］
図１５は、位置推定システムの、第３実施形態の機能ブロック図の一例である。図１５において位置推定システムは、自動運転車１０ｂおよび位置推定装置２０ｂを有する。

自動運転車１０ｂは、外部に取り付けられた複数のセンサーから取得される情報に基づき、目的地まで自律的に走行することの出来る移動手段である。自動運転車１０ｂは、送信した識別情報に基づき位置に関する情報を受信する情報端末の一例である。自動運転車１０ｂは、機能ブロックとして発光装置２１、通信装置２２、制御部４５ｂ、記憶部４６ｂ、および運転制御部４７を有する。制御部４５ｂは例えば、図２における演算装置２４が、記憶装置２５または可搬記録媒体２６に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。運転制御部４７は、自動運転車１０ｂの移動に関係するハンドル、モーター、ブレーキなどの制御を行う。記憶部４６ｂは、データまたはプログラム等を記憶する記憶装置２５および可搬記録媒体２６により実現される。記憶部４６ｂは自動運転車１０ｂを一意的に識別する識別情報を記憶する。

記憶部４６ｂはまた、自動運転車１０ｂにおける発光装置２１の取り付け位置に関する補正情報を記憶する。自動運転車１０ｂは携帯端末１０に比べて大きいため、発光装置２１の実装位置によって推定される現在位置に誤差が生じる。かかる誤差を補正するため自動運転車１０ｂは、識別情報または目的地情報に補正情報を付与し、位置推定装置２０ｂに送信する。位置推定装置２０ｂは、受信した補正情報により、自動運転車１０ｂの現在位置をより精度よく推定することが出来る。なお、図１５における自動運転車１０ｂについて、図４における携帯端末１０と同一符号を付与した構成要素は同一機能を有する。

位置推定装置２０ｂは、撮像装置３１および情報処理装置４１ｂを有する。情報処理装置４１ｂは、機能ブロックとして通信装置３２、復号部４２、制御部４３ｂ、および記憶部４４ｂを有する。復号部４２および制御部４３ｂは、図３における演算装置３３が、記憶装置３４または可搬記録媒体３５に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。記憶部４４ｂは、データまたはプログラム等を記憶する記憶装置３４および可搬記録媒体３５により実現される。記憶部４４ｂは、撮像装置３１により撮像される画像データに対応する位置情報を記憶する。なお、図１５における位置推定装置２０ｂについて、図４における位置推定装置２０と同一符号を付与した構成要素は同一機能を有する。

図１５の位置推定システムにおいて位置推定装置２０ｂは、自動運転車１０ｂから受信した識別情報および目的地情報に基づき、自動運転車１０ｂを目的地まで自動運転させるための情報である制御情報を自動運転車１０ｂに送信する。また、例えば目的地が自動運転車１０ｂの駐車のための契約済駐車場である場合、位置推定装置２０ｂは、あらかじめ記憶部４４ｂに識別情報ごとに駐車位置を含む契約情報を記憶してもよい。位置推定装置２０ｂは、受信した識別情報および契約情報に基づいて駐車位置を特定し、制御情報を生成することができる。

自動運転車１０ｂは、受信した制御情報に基づき、目的地まで自律的に移動することが出来る。なお自動運転車１０ｂは、受信した現在位置から目的の駐車場までのルート情報を受信してもよい。自動運転車１０ｂのドライバは、自動運転車１０ｂにより受信されたルート情報を参照し、目的地まで運転することが出来る。

図１６は自動運転車１０ｂにより実行される制御フローの一例である。自動運転車１０ｂの処理は、制御部４５ｂにより実行することが出来る。

自動運転車１０ｂは、目的地情報を光信号以外の通信方式で外部に送信する（ステップＳ５１）。自動運転車１０ｂは、自身の識別情報を光信号として外部に送信する（ステップＳ５２）。自動運転車１０ｂはさらに、発光装置２１の取り付け位置を補正情報として、識別情報または目的地情報に付加して外部に送信する（ステップＳ５２）。

一定時間経過後、自動運転車１０ｂは、送信した目的地情報および撮像した画像データに基づき生成された、制御情報を光信号以外の通信方式で受信する（ステップＳ５３）。自動運転車１０ｂは、受信した制御情報に基づき運転制御信号を生成し、運転制御部４７に送信する（ステップＳ５４）。

以上の通り自動運転車１０ｂは、光信号および光信号以外の通信方式で送信した識別情報および目的地情報に応じて、制御情報を受信することが出来る。

図１７は位置推定装置２０ｂによる位置推定処理フローの一例である。位置推定装置２０ｂは自動運転車１０ｂから送信された目的地情報を光信号以外の通信方式で受信する（ステップＳ６１）。位置推定装置２０ｂは受信した目的地情報を記憶部４４ｂに記憶する。位置推定装置２０ｂは撮像装置３１により、自動運転車１０ｂから送信される光信号を含む画像データを取得する（ステップＳ６２）。位置推定装置２０ｂは画像データから光信号を検出し、検出した光信号を復号し、自動運転車１０ｂの識別情報および補正情報を取得する（ステップＳ６３）。なお補正情報は、目的地情報に付加された状態で受信してもよい。位置推定装置２０ｂは、光信号を含む画像データと、記憶部４４ｂに記憶された位置情報とに基づき、自動運転車１０ｂの現在位置を推定する（ステップＳ６４）。位置推定装置２０ｂは、記憶部４４ｂに記憶した目的地情報に含まれる識別情報と、推定した現在位置情報に対応する識別情報に基づき、同じ識別情報に対応する目的地情報、補正情報および現在位置情報を用いて、制御情報を生成する（ステップＳ６５）。位置推定装置２０ｂは、生成した制御情報に識別情報を付与し、光信号以外の通信方式で送信する（ステップＳ６６）。自動運転車１０ｂは、自身の識別情報を有する制御情報を受信することにより、現在位置から目的地までの自動運転に必要な制御情報を受信することが出来る。

１０ 携帯端末
２０ 位置推定装置
３１ 撮像装置
４１ 情報処理装置

Claims (9)

1. コンピュータに、
   ユーザが携帯する情報端末から要求信号を受信するステップと、
   前記情報端末から発信された前記情報端末の識別情報を有する光信号パターンが撮像された画像を取得するステップと、
   前記画像から前記識別情報を抽出するステップと、
   前記画像に基づき、前記光信号パターンの前記画像の位置を推定するステップと、
   抽出した前記識別情報に基づき、推定した前記位置に対応する通知情報を、前記要求信号を送信した前記情報端末に送信するステップと、
   を含む処理を実行させる、位置推定プログラム。
2. 前記送信するステップは、前記要求信号を送信した前記情報端末を前記識別情報に基づいて特定し、特定した前記情報端末宛に前記通知情報を送信する処理をコンピュータに実行させる、請求項１に記載の位置推定プログラム。
3. 前記送信するステップは、前記識別情報を送信した前記情報端末のみが前記通知情報を受信できるように前記識別情報を前記通知情報に付与する処理をコンピュータに実行させる、請求項１に記載の位置推定プログラム。
4. コンピュータに、
   検出した前記画像における前記光信号パターンの位置を参照するための位置情報を記録するステップと、
   前記画像および前記位置情報に基づき、前記情報端末の位置を推定するステップと、
   を含む処理をさらに実行させる、請求項１に記載の位置推定プログラム。
5. 前記位置情報は、前記画像を撮像するカメラの撮像範囲に対応した、前記カメラに映る領域の座標情報を有する、請求項４に記載の位置推定プログラム。
6. 前記推定するステップは、前記撮像範囲における前記情報端末の相対位置を算出し、算出した前記相対位置および前記位置情報に基づき、前記通知情報を生成する処理をコンピュータに実行させる、請求項５に記載の位置推定プログラム。
7. 前記識別情報は、前記情報端末における前記光信号パターンの発信位置に対応する補正情報を有し、
   推定した前記位置を前記補正情報に基づき補正するステップを含む処理をコンピュータに実行させる、請求項１に記載の位置推定プログラム。
8. ユーザが携帯する情報端末から要求信号を受信する受信部と、
   前記情報端末から発信された前記情報端末の識別情報を含む光信号パターンが撮像された画像を取得する撮像部と、
   前記画像に基づき、前記識別情報を抽出するとともに前記光信号パターンの前記画像の位置を推定する制御部と、
   抽出した前記識別情報に基づき、推定した前記位置に関する通知情報を、前記要求信号を送信した前記情報端末に送信する送信部と
   を有する、位置推定装置。
9. コンピュータが、
   ユーザが携帯する情報端末から要求信号を受信するステップと、
   前記情報端末から発信された前記情報端末の識別情報を有する光信号パターンが撮像された画像を取得するステップと、
   前記画像から前記識別情報を抽出するステップと、
   前記画像に基づき、前記光信号パターンの前記画像の位置を推定するステップと、
   抽出した前記識別情報に基づき、推定した前記位置に関する通知情報を、前記要求信号を送信した前記情報端末に送信するステップと、
   を含む処理を実行する、位置推定方法。

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