特許 7056495 位置算出システム、位置算出装置、位置算出方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-11

(45)【発行日】2022-04-19

(54)【発明の名称】位置算出システム、位置算出装置、位置算出方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01C 3/00 20060101AFI20220412BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20220412BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20220412BHJP

【ＦＩ】

G01C3/00 120

G01B11/00 H

G01C3/06 110V

G01C3/06 140

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2018187158

(22)【出願日】2018-10-02

(65)【公開番号】P2019086511

(43)【公開日】2019-06-06

【審査請求日】2020-09-01

(31)【優先権主張番号】P 2017215016

(32)【優先日】2017-11-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】宮本 直知

【審査官】信田 昌男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０３８８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０７０２６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ ３／００

Ｇ０１Ｂ １１／００

Ｇ０１Ｃ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の空間内に設置され、前記所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置と、
前記所定の空間を夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記複数の撮像装置の少なくとも何れかの撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更された場合、撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更されていない撮像装置と前記設置位置又は撮像方向が変更された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする位置算出システム。

【請求項2】

所定の空間内に設置され、前記所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置と、
前記所定の空間を夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記所定の空間を撮像する撮像装置が追加された場合、前記撮像装置と前記追加された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする位置算出システム。

【請求項3】

前記所定の空間内に任意に設置され自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する第２の発光装置を、前記複数の撮像装置の夫々に撮像させることで、夫々の撮像画像に含まれる前記第２の発光装置の光の位置を取得する第１の取得手段と、
前記生成手段によって生成された変換行列を用いて、前記第１の取得手段によって取得された前記第２の発光装置の光の位置から、前記第２の発光装置の前記所定の空間における位置情報を取得する位置情報取得手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置算出システム。

【請求項4】

前記撮像された画像における前記第１の発光装置の光の数を取得する第２の取得手段と、
前記第２の取得手段によって取得された光の数に基づいた位置解析手法を設定する設定手段と、
を更に備え、
前記算出手段は、前記設定手段によって設定された位置解析手法で、前記複数の撮像装置夫々の設置位置を算出することを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の位置算出システム。

【請求項5】

所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記複数の撮像装置の少なくとも何れかの撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更された場合、撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更されていない撮像装置と前記設置位置又は撮像方向が変更された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする位置算出装置。

【請求項6】

所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記所定の空間を撮像する撮像装置が追加された場合、前記撮像装置と前記追加された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする位置算出装置。

【請求項7】

前記所定の空間内には、自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する第２の発光装置が任意に設置され、
前記複数の撮像装置の夫々が前記第２の発光装置を撮像することにより、夫々で撮像された画像に含まれる前記第２の発光装置の光の位置を取得する第１の取得手段と、
前記生成手段によって生成された変換行列を用いて、前記第１の取得手段によって取得された光の位置から、前記第２の発光装置の前記所定の空間における位置情報を取得する位置情報取得手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の位置算出装置。

【請求項8】

前記撮像された画像における前記第１の発光装置の光の数を取得する第２の取得手段と、
前記第２の取得手段によって取得された光の数に基づいた位置解析手法を設定する設定手段と、
を更に備え、
前記算出手段は、前記設定手段によって設定された位置解析手法で、前記複数の撮像装置夫々の設置位置を算出することを特徴とする請求項５～７の何れか１項に記載の位置算出装置。

【請求項9】

所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにて算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成ステップと、
前記複数の撮像装置の少なくとも何れかの撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更された場合、撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更されていない撮像装置と前記設置位置又は撮像方向が変更された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする位置算出方法。

【請求項10】

所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにて算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成ステップと、
前記所定の空間を撮像する撮像装置が追加された場合、前記撮像装置と前記追加された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする位置算出方法。

【請求項11】

コンピュータを、
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段、
前記複数の撮像装置の少なくとも何れかの撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更された場合、撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更されていない撮像装置と前記設置位置又は撮像方向が変更された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

【請求項12】

コンピュータを、
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段、
前記所定の空間を撮像する撮像装置が追加された場合、前記撮像装置と前記追加された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

【請求項13】

所定の空間内に設置され、前記所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置と、
前記所定の空間を夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記所定の空間内に任意に設置され自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する第２の発光装置を、前記複数の撮像装置の夫々に撮像させることで、夫々の撮像画像に含まれる前記第２の発光装置の光の位置を取得する第１の取得手段と、
前記生成手段によって生成された変換行列を用いて、前記第１の取得手段によって取得された前記第２の発光装置の光の位置から、前記第２の発光装置の前記所定の空間における位置情報を取得する位置情報取得手段と、
を備えることを特徴とする位置算出システム。

【請求項14】

所定の空間内に設置され、前記所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置と、
前記所定の空間を夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記撮像された画像における前記第１の発光装置の光の数を取得する第２の取得手段と、
前記第２の取得手段によって取得された光の数に基づいた位置解析手法を設定する設定手段と、
を備え、
前記算出手段は、前記設定手段によって設定された位置解析手法で、前記複数の撮像装置夫々の設置位置を算出することを特徴とする位置算出システム。

【請求項15】

所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記複数の第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記複数の第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記所定の空間内に任意に設置され自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する第２の発光装置を前記複数の撮像装置の夫々で撮像することにより、夫々で撮像された画像に含まれる前記第２の発光装置の光の位置を取得する第１の取得手段と、
前記生成手段によって生成された変換行列を用いて、前記第１の取得手段によって取得された光の位置から、前記第２の発光装置の前記所定の空間における位置情報を取得する位置情報取得手段と、
を備えることを特徴とする位置算出装置。

【請求項16】

所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記撮像された画像における前記第１の発光装置の光の数を取得する第２の取得手段と、
前記第２の取得手段によって取得された光の数に基づいた位置解析手法を設定する設定手段と、
を備え、
前記算出手段は、前記設定手段によって設定された位置解析手法で、前記複数の撮像装置夫々の設置位置を算出することを特徴とする位置算出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置算出システム、位置算出装置、位置算出方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ステレオカメラで撮像された画像に基づき、所定の空間内に存在する物体の実際の位置を算出する技術が存在する（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、道具を用いて直接的に位置を測ることなく、撮像したステレオ画像だけで物体の位置を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－３６１２２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、前処理としてステレオ撮像するための各カメラの正確な設置位置情報や姿勢情報を取得する必要があるため、より簡易に位置を算出する方法が求められていた。

【0005】

本願発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、より簡便に空間測位をすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明に係る位置算出システムは、
所定の空間内に設置され、前記所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置と、
前記所定の空間を夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記複数の撮像装置の少なくとも何れかの撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更された場合、撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更されていない撮像装置と前記設置位置又は撮像方向が変更された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る位置算出システムは、
所定の空間内に設置され、前記所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置と、
前記所定の空間を夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記所定の空間を撮像する撮像装置が追加された場合、前記撮像装置と前記追加された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る位置算出システムは、
所定の空間内に設置され、前記所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置と、
前記所定の空間を夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記所定の空間内に任意に設置され自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する第２の発光装置を、前記複数の撮像装置の夫々に撮像させることで、夫々の撮像画像に含まれる前記第２の発光装置の光の位置を取得する第１の取得手段と、
前記生成手段によって生成された変換行列を用いて、前記第１の取得手段によって取得された前記第２の発光装置の光の位置から、前記第２の発光装置の前記所定の空間における位置情報を取得する位置情報取得手段と、
を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る位置算出システムは、
所定の空間内に設置され、前記所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置と、
前記所定の空間を夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記撮像された画像における前記第１の発光装置の光の数を取得する第２の取得手段と、
前記第２の取得手段によって取得された光の数に基づいた位置解析手法を設定する設定手段と、
を備え、
前記算出手段は、前記設定手段によって設定された位置解析手法で、前記複数の撮像装置夫々の設置位置を算出することを特徴とする。

【0007】

上記目的を達成するため、本発明に係る位置算出装置は、
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記複数の撮像装置の少なくとも何れかの撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更された場合、撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更されていない撮像装置と前記設置位置又は撮像方向が変更された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る位置算出装置は、
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記所定の空間を撮像する撮像装置が追加された場合、前記撮像装置と前記追加された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る位置算出装置は、
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記複数の第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記複数の第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段と、
前記所定の空間内に任意に設置され自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する第２の発光装置を前記複数の撮像装置の夫々で撮像することにより、夫々で撮像された画像に含まれる前記第２の発光装置の光の位置を取得する第１の取得手段と、
前記生成手段によって生成された変換行列を用いて、前記第１の取得手段によって取得された光の位置から、前記第２の発光装置の前記所定の空間における位置情報を取得する位置情報取得手段と、
を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る位置算出装置は、
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
前記撮像された画像における前記第１の発光装置の光の数を取得する第２の取得手段と、
前記第２の取得手段によって取得された光の数に基づいた位置解析手法を設定する設定手段と、
を備え、
前記算出手段は、前記設定手段によって設定された位置解析手法で、前記複数の撮像装置夫々の設置位置を算出することを特徴とする。

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係る位置算出方法は、
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにて算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成ステップと、
前記複数の撮像装置の少なくとも何れかの撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更された場合、撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更されていない撮像装置と前記設置位置又は撮像方向が変更された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る位置算出方法は、
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにて算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成ステップと、
前記所定の空間を撮像する撮像装置が追加された場合、前記撮像装置と前記追加された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする。

【0009】

上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、
コンピュータを、
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段、
前記複数の撮像装置の少なくとも何れかの撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更された場合、撮像装置の設置位置又は撮像方向が変更されていない撮像装置と前記設置位置又は撮像方向が変更された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段、
として機能させることを特徴とする。
また、本発明に係るプログラムは、
コンピュータを、
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段、
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段、
前記所定の空間を撮像する撮像装置が追加された場合、前記撮像装置と前記追加された撮像装置とにより撮像された夫々の画像内に共通して含まれる前記発光装置の光の位置を前記所定の空間内における前記発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する制御手段、
として機能させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、より簡便に空間測位をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る可視光通信システムの一例を示す図である。

【図2】同実施形態に係るサーバの構成の一例を示す図である。

【図3】同実施形態に係る２つのカメラにより撮像された画像から求められる視差の一例を示す図である。

【図4】同実施形態に係る２つのカメラの空間位置及び撮像方向の算出の一例を示す図である。

【図5】同実施形態に係るサーバの動作の一例を示すフローチャートである。

【図6】本発明の実施形態に係る可視光通信システムの他の例を示す図である。

【図7】同実施形態に係るサーバの動作の一例を示すフローチャートである。

【図8】同実施形態に係るサーバの動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る情報処理システムとしての可視光通信システムを説明する。

【0013】

図１は、可視光通信システムの構成を示す図である。図１に示すように、可視光通信システム１は、空間５００内に設置された機器１００ａ、１００ｂ、１００ｃ（以下、機器１００ａ、１００ｂ、１００ｃのそれぞれを限定しない場合には、適宜「機器１００」と称する）と、位置算出装置に対応するサーバ２００とを含んで構成される。

【0014】

機器１００ａは、第２の発光装置に対応する第２光源１０２ａが取り付けられ、機器１００ｂは、第２の発光装置に対応する第２光源１０２ｂが取り付けられ、機器１００ｃは、第２の発光装置に対応する第２光源１０２ｃが取り付けられている（以下、第２光源１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれを限定しない場合には、適宜「第２光源１０２」と称する）。サーバ２００は、撮像装置に対応するカメラ２０１ａ、２０１ｂが取り付けられている（以下、カメラ２０１ａ、２０１ｂのそれぞれを限定しない場合には、適宜「カメラ２０１」と称する）。また、空間５００内には、第１の発光装置に対応する第１光源３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、３００ｅが設置されている（以下、第１光源３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、３００ｅのそれぞれを限定しない場合には、適宜「第１光源３００」と称する）。第１光源３００及び第２光源１０２は、図示しないＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含む。

【0015】

本実施形態において、機器１００に取り付けられた第２光源１０２が機器１００の状態等の各種の送信対象の情報に対応する光を発することにより情報を送信する。一方、サーバ２００は、カメラ２０１の時系列的に連続した撮像により得られた光の画像における発光色の変化を復調して第２光源１０２が発する情報を取得する。

【0016】

本実施形態では、当初、カメラ２０１ａ、２０１ｂの位置及び撮像方向が不明である。このため、上述したサーバ２００による機器１００の状態等の取得に先立って、まず、サーバ２００は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた画像内の第１光源３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、３００ｅの位置（画像位置）に基づいて、３次元空間である空間５００におけるカメラ２０１ａ、２０１ｂの位置（空間位置）及び撮像方向を算出する。更に、サーバ２００は、画像内の第１光源３００の位置（画像位置）を空間５００内の設置位置に変換するための変換行列を生成する。

【0017】

図２は、サーバ２００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、サーバ２００は、制御部２０２、画像処理部２０４、メモリ２０５、操作部２０６、表示部２０７及び通信部２０８を含む。また、サーバ２００には、カメラ２０１ａ、２０１ｂが配線を介して取り付けられている。

【0018】

カメラ２０１ａは、レンズ２０３ａを含み、カメラ２０１ｂは、レンズ２０３ｂを含む（以下、レンズ２０３ａ、２０３ｂのそれぞれを限定しない場合には、適宜「レンズ２０３」と称する）。レンズ２０３は、ズームレンズ等により構成される。レンズ２０３は、操作部２０６からのズーム制御操作、及び、制御部２０２による合焦制御により移動する。レンズ２０３の移動によってカメラ２０１が撮像する撮像画角や光学像が制御される。

【0019】

カメラ２０１ａ、２０１ｂは、受光面に規則的に二次元配列された複数の受光素子により構成される。受光素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像デバイスである。カメラ２０１ａ、２０１ｂは、レンズ２０３を介して入光された光学像を、制御部２０２からの制御信号に基づいて所定範囲の撮像画角で撮像（受光）し、その撮像画角内の画像信号をデジタルデータに変換してフレームを生成する。また、カメラ２０１ａ、２０１ｂは、撮像とフレームの生成とを時間的に連続して行い、連続するフレームをサーバ２００内の画像処理部２０４に出力する。

【0020】

画像処理部２０４は、制御部２０２からの制御信号に基づいて、カメラ２０１から出力されたフレーム（デジタルデータ）をそのまま制御部２０２へ出力するとともに、当該フレームについて、表示部２０７にスルー画像として表示させるべく、画質や画像サイズを調整して制御部２０２へ出力する。また、画像処理部２０４は、操作部２０６からの記録指示操作に基づく制御信号が入力されると、記録指示された時点のカメラ２０１における撮像画角内、あるいは、表示部２０７に表示される表示範囲内の光学像を、例えば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）等の圧縮符号化方式にて符号化、ファイル化する機能を有する。

【0021】

制御部２０２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成される。制御部２０２は、メモリ２０５に記憶されたプログラム（例えば、後述する図３に示すサーバ２００の動作を実現するためのプログラム）に従ってソフトウェア処理を実行することにより、サーバ２００が具備する各種機能を制御する。

【0022】

メモリ２０５は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）である。メモリ２０５は、サーバ２００における制御等に用いられる各種情報（プログラム等）を記憶する。

【0023】

操作部２０６は、テンキーやファンクションキー等によって構成され、ユーザの操作内容を入力するために用いられるインタフェースである。表示部２０７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等によって構成される。表示部２０７は、制御部２０２から出力された画像信号に従って画像を表示する。通信部２０８は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）カードである。通信部２０８は、外部の通信装置との間で通信を行う。

【0024】

制御部２０２には、算出手段、第２の取得手段、設定手段及び制御手段に対応するカメラ位置・撮像方向算出部２３２と、生成手段に対応する行列生成部２３４と、第１の取得手段、位置情報取得手段及び制御手段に対応する発光位置取得部２３６が構成される。

【0025】

カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた各画像内の第１光源３００の位置（画像位置）を検出する。ここで、空間５００内における第１光源３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、３００ｅの設置位置は予め測定されている。また、第１光源３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、３００ｅは、自己を一意に特定可能なＩＤ（Identification）で変調された、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の三色のパターンで巡回的に変化する光を発する。

【0026】

カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた各画像に含まれる巡回的な三色のパターンの光を検出する。更に、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、この三色の発光のパターンに対応するＩＤの検出、そしてＩＤへの復調を試みる。メモリ２０５には、第１光源３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、３００ｅそれぞれの設置位置とＩＤとが対応付けられて記憶されている。カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた画像の双方から同一のＩＤを検出することができた場合には、そのＩＤに対応する第１光源３００を検出することができたと見なす。更に、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、第１光源３００の検出数を認識する。

【0027】

次に、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、画像に含まれる第１光源３００の数に応じて、カメラ２０１ａ、２０１ｂの空間位置及び撮像方向を算出するためのアルゴリズムを設定する。例えば、アルゴリズムは、画像に含まれる第１光源３００の数が５つの場合には５点アルゴリズム、８つの場合には８点アルゴリズムというように、画像に含まれる第１光源３００の数毎に用意され、メモリ２０５に記憶されている。

【0028】

次に、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、設定したアルゴリズムを用いてカメラ２０１ａ、２０１ｂの空間位置及び撮像方向を算出する。

【0029】

以下、アルゴリズムについて説明する。図３は、カメラ２０１ａ、２０１ｂにより撮像された画像から求められる視差の一例を示す図である。また、図４は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの空間位置及び撮像方向の算出の一例を示す図である。

【0030】

図３に示すように、カメラ２０１ａ、２０１ｂが同一の第１光源３００ｃを撮像した場合、カメラ２０１ａ、２０１ｂの設置位置が異なるため、カメラ２０１ａの撮像により得られた画像６０１ａ内の第１光源３００ｃの画像位置とカメラ２０１ｂの撮像により得られた画像６０１ｂ内の第１光源３００ｃの画像位置とは、差分（視差）Ｓが生じる。

【0031】

また、図４に示すように、カメラ２０１ａの撮像面２５０ａから焦点位置までの距離と、カメラ２０１ｂの撮像面２５０ｂから焦点位置までの距離とを同一のＦ、カメラ２０１ａとカメラ２０１ｂとの距離をＢ、カメラ２０１ａの焦点位置とカメラ２０１ｂの焦点位置とを結んだ直線と第１光源３００ｃとの最短距離をＤとすると、距離算出式Ｄ＝Ｂ×Ｆ／Ｓが成立する。この式において、ＦとＳとは既知である。

【0032】

本実施形態では、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、第１光源３００ｃについての距離算出式のみならず、検出した第１光源３００のそれぞれについて距離算出式を求める。更に、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、求めた距離算出式と、予め測定されている第１光源３００の設置位置とに基づいて、カメラ２０１ａ、２０１ｂの空間位置及び撮像方向を算出する。

【0033】

詳細には、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、先ず、カメラ２０１ａの撮像によって得られる画像に含まれる第１光源３００の画像位置（Ｘｇａ１，Ｙｇａ１）とカメラ２０１ｂの撮像によって得られる画像に含まれる第１光源３００の画像位置（Ｘｇｂ１，Ｙｇｂ１）との組み合わせから、カメラ２０１ａとカメラ２０１ｂとの相対的な空間位置及び撮像方向を求める。そして、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、第１光源３００ａ～３００ｅのＩＤを参照してメモリ２０５に記憶された第１光源３００ａ～３００ｅのそれぞれの設置位置を読み出し、この読み出した設置位置を用いて、空間５００内におけるカメラ２０１ａとカメラ２０１ｂの空間位置及び撮像方向を算出する。そして、行列生成部２３４は、算出されたカメラ２０１ａとカメラ２０１ｂの空間位置及び撮像方向に基づいて、カメラ２０１ａの撮像によって得られる画像に含まれる第１光源３００の画像位置とカメラ２０１ｂの撮像によって得られる画像に含まれる第１光源３００の画像位置との組み合わせから、空間５００内における第１光源３００の設置位置へ変換することが可能な変換行列を求める。

【0034】

第２光源１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、自己を一意に特定可能なＩＤで変調した、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の三色のパターンで巡回的に変化する光を発する。

【0035】

上記の変換行列が求められた後、発光位置取得部２３６は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた各画像に含まれる巡回的な三色のパターンの光を検出する。更に、発光位置取得部２３６は、この三色の発光のパターンに対応するＩＤの検出、そしてＩＤへの復調を試みる。発光位置取得部２３６は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた画像の双方から同一のＩＤを検出することができた場合には、そのＩＤに対応する第２光源１０２を検出することができたと見なす。

【0036】

更に、発光位置取得部２３６は、同一の第２光源１０２に対応する、カメラ２０１ａの撮像によって得られた画像内の画像位置（Ｘｇａ２，Ｙｇａ２）と、カメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像内の画像位置（Ｘｇｂ２，Ｙｇｂ２）とを認識する。更に、発光位置取得部２３６は、これらの画像位置（Ｘｇａ２，Ｙｇａ２）及び画像位置（Ｘｇｂ２，Ｙｇｂ２）の組み合わせと、上記変換行列とを用いて、空間５００内の設置位置（Ｘｋ２，Ｙｋ２，Ｚｋ２）を算出する。

【0037】

次に、フローチャートを参照して、サーバ２００の動作を説明する。図５は、サーバ２００の動作の一例を示すフローチャートである。

【0038】

カメラ２０１ａ、２０１ｂは、空間５００内の撮像を行っている。制御部２０２内のカメラ位置・撮像方向算出部２３２は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた各画像内の第１光源３００を検出する（ステップＳ１０１）。

【0039】

次に、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた各画像内の第１光源３００の数を認識する。更に、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、画像に含まれる第１光源３００の数に応じて、カメラ２０１ａ、２０１ｂの相対的な空間位置及び撮像方向を算出するためのアルゴリズムを設定する（ステップＳ１０２）。

【0040】

次に、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、設定したアルゴリズムを用いてカメラ２０１ａ、２０１ｂの相対的な空間位置及び撮像方向を算出する（ステップＳ１０３）。

【0041】

次に、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、第１光源３００ａ～３００ｅのＩＤに対応する設置位置をメモリ２０５から読み出し、この読み出された設置位置を用いて、空間５００内におけるカメラ２０１ａと２０１ｂの空間位置及び撮像方向を算出する。更に、行列生成部２３４は、算出されたカメラ２０１ａとカメラ２０１ｂの空間５００内における空間位置及び撮像方向に基づいて、カメラ２０１ａの撮像によって得られる画像に含まれる第１光源３００の画像位置とカメラ２０１ｂの撮像によって得られる画像に含まれる第１光源３００の画像位置との組み合わせから空間５００内における第１光源３００の設置位置へ変換することが可能な変換行列を生成する（ステップＳ１０４）。

【0042】

その後、発光位置取得部２３６は、同一の第２光源１０２に対応する、カメラ２０１ａの撮像によって得られた画像内の画像位置（Ｘｇａ２，Ｙｇａ２）と、カメラ２０１ｂの撮像によって得られた画像内の画像位置（Ｘｇｂ２，Ｙｇｂ２）とを認識する。更に、発光位置取得部２３６は、これらの画像位置（Ｘｇａ２，Ｙｇａ２）及び画像位置（Ｘｇｂ２，Ｙｇｂ２）の組み合わせと、上記変換行列とを用いて、空間５００内の設置位置（Ｘｋ２，Ｙｋ２，Ｚｋ２）を算出する。

【0043】

このように本実施形態では、サーバ２００は、カメラ２０１ａ、２０１ｂの撮像によって得られた各画像内において夫々ＩＤが割り当てられた複数の第１光源３００を検出し、その検出数に応じたアルゴリズムを用いて先ずカメラ２０１ａ、２０１ｂの相対的な空間位置及び撮像方向を算出する。そして、複数の第１光源３００夫々に割り当てられたＩＤに対応する空間５００内の各第１光源３００の設置位置から、カメラ２０１ａ、２０１ｂの空間５００内の空間位置及び撮像方向を算出し、更に、カメラ２０１ａ、２０１ｂで撮影された画像に含まれる第１光源３００の画像位置を第１光源３００の設置位置へ変換することが可能な変換行列を生成する。これにより、カメラ２０１ａ、２０１ｂの空間位置及び撮像方向が未知である場合でも、その空間位置及び撮像方向を取得して、第２光源１０２の設置位置の取得に用いることができる。

【0044】

また、サーバ２００は、カメラ２０１ａの撮像によって得られる画像に含まれる第１光源３００の画像位置とカメラ２０１ｂの撮像によって得られる画像に含まれる第１光源３００の画像位置との組み合わせを、空間５００内の第１光源３００の設置位置に変換するための変換行列を生成し、この変換行列を用いて、カメラ２０１ａの撮像によって得られる画像に含まれる第２光源１０２の画像位置とカメラ２０１ｂの撮像によって得られる画像に含まれる第２光源１０２の画像位置との組み合わせを、空間５００内の第２光源１０２の設置位置に変換することができる。これにより、簡易に空間５００内の第２光源１０２の設置位置を取得することができる。

【0045】

ところで、カメラ２０１の台数は２台に限定されず、３台以上となる場合がある。例えば、図６に示すように、カメラ２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄが設置された場合には、サーバ２００は、カメラ２０１ａ～２０１ｄについて、２台のカメラ２０１の組み合わせ（カメラペア）を設定する。２台のカメラ２０１の組み合わせは６通りとなる。

【0046】

更に、サーバ２００は、カメラペア毎に２台のカメラ２０１の撮像画像に基づいて、上述と同様にして、空間５００内の第２光源１０２の設置位置を取得する。すなわち、発光位置取得部２３６は、カメラペアのうちの一方のカメラ２０１の撮像によって得られる画像に含まれる第１光源３００の画像位置と他方のカメラ２０１の撮像によって得られる画像に含まれる第１光源３００の画像位置との組み合わせを、空間５００内の第１光源３００の設置位置に変換するための変換行列を生成する。変換行列はカメラペア毎に生成される。

【0047】

更に、サーバ２００は、この変換行列を用いて、一方のカメラ２０１の撮像によって得られる画像に含まれる第２光源１０２の画像位置と他方のカメラ２０１の撮像によって得られる画像に含まれる第２光源１０２の画像位置との組み合わせを、空間５００内の第２光源１０２の設置位置に変換する。サーバ２００は、６通りのカメラペアのそれぞれについての空間５００内の第２光源１０２の設置位置を総合する（例えば、平均値を取得する）ことにより、最終的な空間５００内の第２光源１０２の設置位置を取得することができる。

【0048】

また、カメラ２０１が移動したり、故障して交換される等により、カメラ２０１の位置や撮像範囲が変更される場合がある。このような場合には、サーバ２００は、以下の動作を行う。図７は、サーバ２００の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図７の動作は、位置や撮像範囲が変更されていないカメラ２０１が３台以上設置されている状況において適用可能である。

【0049】

カメラ２０１は、空間５００内の撮像を行っている。制御部２０２内の発光位置取得部２３６は、各カメラ２０１の撮像によって得られた各画像の双方に含まれる第１光源３００を検出する（ステップＳ２０１）。次に、発光位置取得部２３６は、２台のカメラ２０１からなるカメラペアを設定する。更に、発光位置取得部２３６は、カメラペア毎に、当該カメラペア内のカメラ２０１の撮像によって得られた各画像の双方に含まれる第１光源３００のＩＤを取得する（ステップＳ２０２）。

【0050】

更に、カメラ位置・撮像方向算出部２３２は、カメラペア毎に、当該カメラペアに含まれる２台のカメラ２０１の撮像によって得られた各画像において、ステップＳ２０２にてＩＤが検出された第１光源３００の位置（画像位置）を取得する（ステップＳ２０３）。

【0051】

次に、発光位置取得部２３６は、カメラペアに対応する変換行列を用いて、ステップＳ２０３において取得された第１光源３００の画像位置を、空間５００における第１光源３００の位置（空間位置）に変換する（ステップＳ２０４）。上述したステップＳ２０２～ステップＳ２０４の動作はカメラペア毎に行われる。

【0052】

ステップＳ２０２～ステップＳ２０４の動作がカメラペア毎に行われた後、行列生成部２３４は、第１光源３００のそれぞれについて、カメラペア毎に取得された当該第１光源３００の空間位置を対比し、第１光源３００の空間位置が他のカメラペアと異なるカメラペアが存在するか否かを判定する（ステップＳ２０５）。具体的には、行列生成部２３４は、カメラペア毎に取得された第１光源３００の空間位置を対比して、他の何れのカメラペアとも第１光源３００の空間位置が一致しないカメラペアを特定する。

【0053】

第１光源３００の空間位置が他のカメラペアと異なるカメラペアが存在しない場合には（ステップＳ２０５；ＮＯ）、一連の動作が終了する。

【0054】

一方、第１光源３００の空間位置が他のカメラペアと異なるカメラペアが存在する場合（ステップＳ２０５；ＹＥＳ）、行列生成部２３４は、第１光源３００の空間位置が他のカメラペアと異なるカメラペア内の２台のカメラ２０１のうち、位置や撮像範囲が変更されたカメラ２０１を特定する。ここで、行列生成部２３４は、第１光源３００の空間位置が他のカメラペアと一致するカメラペアの何れにも含まれないカメラ２０１を位置や撮像範囲が変更されたカメラ２０１であると特定する。更に、行列生成部２３４は、再度、位置や撮像範囲が変更されたカメラ２０１について空間位置及び撮像方向を取得すること（再キャリブレーション）が必要である旨を利用者へ通知する（ステップＳ２０６）。通知は、図示しない表示部への表示等により行われる。

【0055】

利用者は、再キャリブレーションが必要である旨の通知を受けると、再キャリブレーションが必要なカメラ２０１の撮影範囲に、所定数（最低１つ）の第１光源３００が含まれるように、当該カメラ２０１の位置や画角を調整する。その後、利用者は、図示しない操作部を操作すること等により、再キャリブレーションの実行を指示する。

【0056】

行列生成部２３４は、利用者によって再キャリブレーションの実行が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２０７）。再キャリブレーションの実行が指示されていない場合には（ステップＳ２０７；ＮＯ）、ステップＳ２０５以降の動作が繰り返される。

【0057】

一方、再キャリブレーションの実行が指示された場合には（ステップＳ２０７；ＹＥＳ）、発光位置取得部２３６は、再キャリブレーションが不要なカメラ２０１のみを含むカメラペアの撮像画像に基づいて、第１光源３００の空間位置を取得する（ステップＳ２０８）。具体的には、再キャリブレーションが不要なカメラ２０１のみを含むカメラペアの撮像画像に基づいて、ステップＳ２０１～ステップＳ２０４と同様の動作が行われる。

【0058】

更に、行列生成部２３４は、再キャリブレーションが必要なカメラ２０１を含むカメラペアの撮像画像に基づいて、第１光源３００の画像位置を取得する（ステップＳ２０９）。具体的には、再キャリブレーションが必要なカメラ２０１を含むカメラペアの撮像画像に基づいて、ステップＳ２０１～ステップＳ２０３と同様の動作が行われる。

【0059】

更に、行列生成部２３４は、ステップＳ２０９において取得された、再キャリブレーションが必要なカメラ２０１を含むカメラペアに対応する第１光源３００の画像位置を、第１光源３００の空間位置に変換するための変換行列を生成し、メモリ２０５に記憶させる（ステップＳ２１０）。

【0060】

カメラ２０１の位置や撮像範囲が変更される場合に、従来は、人手によってカメラ２０１の位置や撮影範囲を調整する必要があったが、上述したように、カメラ２０１の位置や撮像範囲の変更に応じて新たな変換行列が生成されることで、人手によらずに簡易に空間５００内の第２光源１０２の設置位置を取得することができる。

【0061】

また、空間５００が拡大されること等により、新たなカメラ２０１が設置される場合がある。このような場合には、サーバ２００は、以下の動作を行う。図８は、サーバ２００の動作の一例を示すフローチャートである。以下においては、２台以上のカメラ２０１が設置されている状況において、１台のカメラ２０１が追加される場合について説明する。

【0062】

ステップＳ３０１～ステップＳ３０４の動作は、図７のステップＳ２０１～ステップＳ２０４の動作と同様であるので説明は省略する。

【0063】

ステップＳ３０２～ステップＳ３０４の動作がカメラペア毎に行われた後、行列生成部２３４は、変換行列が未知である（設定されていない）カメラペアが存在するか否かを判定する（ステップＳ３０５）。具体的には、発光位置取得部２３６は、ステップＳ３０４において、第１光源３００の画像位置を空間位置に変換する際に用いるべき変換行列が存在したか否かを判定する。

【0064】

変換行列が未知であるカメラペアが存在しない場合には（ステップＳ３０５；ＮＯ）、一連の動作が終了する。

【0065】

一方、変換行列が未知であるカメラペアが存在する場合（ステップＳ３０５；ＹＥＳ）、行列生成部２３４は、変換行列が未知であるカメラペア内の２台のカメラ２０１のうち、追加されたカメラ２０１を特定する。ここで、行列生成部２３４は、その時点でメモリ２０５に記憶されている変換行列に対応するカメラペアの何れにも含まれないカメラ２０１を追加されたカメラ２０１であると特定する。更に、行列生成部２３４は、追加されたカメラ２０１について空間位置及び撮像方向を取得すること（再キャリブレーション）が必要である旨を利用者へ通知する（ステップＳ３０６）。通知は、図示しない表示部への表示等により行われる。

【0066】

利用者は、再キャリブレーションが必要である旨の通知を受けると、再キャリブレーションが必要なカメラ２０１の撮影範囲に、所定数（最低１つ）の第１光源３００が含まれるように、当該カメラ２０１の位置や画角を調整する。その後、利用者は、図示しない操作部を操作すること等により、再キャリブレーションの実行を指示する。

【0067】

その後は、図７のステップＳ２０７～ステップＳ２１０と同様の動作が行われる。すなわち、行列生成部２３４は、利用者によって再キャリブレーションの実行が指示されたか否かを判定する（ステップＳ３０７）。再キャリブレーションの実行が指示されていない場合には（ステップＳ３０７；ＮＯ）、ステップＳ３０５以降の動作が繰り返される。

【0068】

一方、再キャリブレーションの実行が指示された場合には（ステップＳ３０７；ＹＥＳ）、発光位置取得部２３６は、再キャリブレーションが不要なカメラ２０１のみを含むカメラペアの撮像画像に基づいて、第１光源３００の空間位置を取得する（ステップＳ３０８）。

【0069】

更に、行列生成部２３４は、再キャリブレーションが必要なカメラ２０１を含むカメラペアの撮像画像に基づいて、第１光源３００の画像位置を取得する（ステップＳ３０９）。

【0070】

更に、行列生成部２３４は、ステップＳ３０９において取得された、再キャリブレーションが必要なカメラ２０１を含むカメラペアに対応する第１光源３００の画像位置を、第１光源３００の空間位置に変換するための変換行列を生成し、メモリ２０５に記憶させる（ステップＳ３１０）。

【0071】

上述したように、カメラ２０１が追加される場合に、その追加に応じて新たな変換行列が生成されることで、人手によらずに簡易に空間５００内の第２光源１０２の設置位置を取得することができる。

【0072】

なお、本発明は、上記実施形態の説明及び図面によって限定されるものではなく、上記実施形態及び図面に適宜変更等を加えることは可能である。

【0073】

例えば、上述した実施形態では、カメラ２０１ａ、２０１ｂの空間位置及び撮像方向を算出可能としたが、カメラ２０１ａ、２０１ｂの空間位置が既知となっている場合、その撮像方向のみを算出するために本発明を適用してもよい。

【0074】

また、第１光源３００についてはメモリ２０５に各ＩＤと対応付けて空間５００内の設置位置を対応付けて記憶させていたが、可視光通信により、空間５００内の設置位置で変調した光を発光させてもよい。

【0075】

例えば、第１光源３００及び第２光源１０２はＬＥＤに限定されない。例えば、表示装置を構成するＬＣＤ、ＰＤＰ、ＥＬディスプレイ等の一部に光源が構成されていてもよい。

【0076】

また、サーバ２００は、カメラが取り付けられるものであれば、どのような装置でもよい。

【0077】

また、上記実施形態において、実行されるプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read - Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto - Optical Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行するシステムを構成することとしてもよい。

【0078】

また、プログラムをインターネット等のネットワーク上の所定のサーバが有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、ダウンロード等するようにしてもよい。

【0079】

なお、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、ダウンロード等してもよい。

【0080】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

【0081】

（付記１）
所定の空間内に設置され、前記所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置と、
前記所定の空間を夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする位置算出システム。

【0082】

（付記２）
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段を更に備えることを特徴とする付記１に記載の位置算出システム。

【0083】

（付記３）
前記複数の撮像装置の少なくとも何れかの設置位置又は撮像方向の変更の有無を判断する変更判断手段と、
前記変更判断手段によって変更されたと判断された場合に、前記生成手段によって生成された変換行列に基づいて、前記撮像装置の設置位置を修正する修正手段と、
を更に備えたことを特徴とする付記２に記載の位置算出システム。

【0084】

（付記４）
前記判断手段は、前記撮像装置で撮像された画像の変化に基づいて、設置位置又は撮像方向の変更の有無を判断することを特徴とする付記３に記載の位置算出システム。

【0085】

（付記５）
撮像装置の追加の有無を判断する追加判断手段と、
前記追加判断手段によって追加されたと判断すると、追加された撮像装置の画像に基づいて、前記変換行列に対応しない空間が存在するか否かを判断する存在判断手段と、
前記存在判断手段により前記変換行列に対応しない空間が存在すると判断された場合に、前記追加された撮像装置の画像と前記変換行列とに基づいて、前記変換行列に対応しない空間に対応する新たな変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する変換制御手段と、
を更に備えることを特徴とする付記２に記載の位置算出システム。

【0086】

（付記６）
前記複数の撮像装置は、夫々、追加された空間を含む所定の空間に複数設置された発光装置を撮像し、
前記存在判断手段は、前記追加された撮像装置の画像に含まれる複数の発光装置の像の位置に基づき、前記変換行列に対応しない空間が存在するか否かを判断することを特徴とする付記５に記載の位置算出システム。

【0087】

（付記７）
前記所定の空間内に任意に設置され自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する第２の発光装置を、前記複数の撮像装置の夫々に撮像させることで、夫々の撮像画像に含まれる前記第２の発光装置の光の位置を取得する第１の取得手段と、
前記生成手段によって生成された変換行列を用いて、前記第１の取得手段によって取得された前記第２の発光装置の光の位置から、前記第２の発光装置の前記所定の空間における位置情報を取得する位置情報取得手段と、
を更に備えることを特徴とする付記２～６の何れか１つに記載の位置算出システム。

【0088】

（付記８）
前記撮像された画像における前記第１の発光装置の光の数を取得する第２の取得手段と、
前記第２の取得手段によって取得された光の数に基づいた位置解析手法を設定する設定手段と、
を更に備え、
前記算出手段は、前記設定手段によって設定された位置解析手法で、前記複数の撮像装置夫々の設置位置を算出することを特徴とする付記１～７の何れか１つに記載の位置算出システム。

【0089】

（付記９）
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の第１の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる前記第１の発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段を備えることを特徴とする位置算出装置。

【0090】

（付記１０）
前記算出手段によって算出された撮像装置夫々の設置位置及び撮像方向から、夫々の撮像装置にて撮像された画像内の前記複数の第１の発光装置の光の位置を、前記所定の空間内における前記複数の第１の発光装置の位置へ変換するための変換行列を生成する生成手段を更に備えることを特徴とする付記９に記載の位置算出装置。

【0091】

（付記１１）
前記複数の撮像装置の少なくとも何れかの設置位置又は撮像方向の変更の有無を判断する変更判断手段と、
前記変更判断手段によって変更されたと判断された場合に、前記生成手段によって生成された変換行列に基づいて、前記撮像装置の設置位置を修正する修正手段と、
を更に備えたことを特徴とする付記１０に記載の位置算出装置。

【0092】

（付記１２）
前記判断手段は、前記撮像装置で撮像された画像の変化に基づいて、設置位置又は撮像方向の変更の有無を判断することを特徴とする付記１１に記載の位置算出装置。

【0093】

（付記１３）
撮像装置の追加の有無を判断する追加判断手段と、
前記追加判断手段によって追加されたと判断すると、追加された撮像装置の画像に基づいて、前記変換行列に対応しない空間が存在するか否かを判断する存在判断手段と、
前記存在判断手段により前記変換行列に対応しない空間が存在すると判断された場合に、前記追加された撮像装置の画像と前記変換行列とに基づいて、前記変換行列に対応しない空間に対応する新たな変換行列を生成するよう前記生成手段を制御する変換制御手段と、
を更に備えることを特徴とする付記１０に記載の位置算出装置。

【0094】

（付記１４）
前記複数の撮像装置は、夫々、追加された空間を含む所定の空間に複数設置された発光装置を撮像し、
前記存在判断手段は、前記追加された撮像装置の画像に含まれる複数の発光装置の像の位置に基づき、前記変換行列に対応しない空間が存在するか否かを判断することを特徴とする付記１３に記載の位置算出装置。

【0095】

（付記１５）
前記所定の空間内には、自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する第２の発光装置が任意に設置され、
前記複数の撮像装置の夫々が前記第２の発光装置を撮像することにより、夫々で撮像された画像に含まれる前記第２の発光装置の光の位置を取得する第１の取得手段と、
前記生成手段によって生成された変換行列を用いて、前記第１の取得手段によって取得された光の位置から、前記第２の発光装置の前記所定の空間における位置情報を取得する位置情報取得手段と、
を更に備えることを特徴とする付記１０～１４の何れか１つに記載の位置算出装置。

【0096】

（付記１６）
前記撮像された画像における前記第１の発光装置の光の数を取得する第２の取得手段と、
前記第２の取得手段によって取得された光の数に基づいた位置解析手法を設定する設定手段と、
を更に備え、
前記算出手段は、前記設定手段によって設定された位置解析手法で、前記複数の撮像装置夫々の設置位置を算出することを特徴とする付記９～１５の何れか１つに記載の位置算出装置。

【0097】

（付記１７）
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出ステップを含むことを特徴とする位置算出方法。

【0098】

（付記１８）
コンピュータを、
所定の空間における自己を一意に特定可能な情報で変調された光を発光する複数の発光装置が設置された前記所定の空間を、夫々異なる方向から撮像する複数の撮像装置の夫々で撮像された画像に共通して含まれる複数の前記発光装置の光の位置から、前記複数の撮像装置夫々の設置位置又は撮像方向を算出する算出手段として機能させることを特徴とするプログラム。

【符号の説明】

【0099】

１…可視光通信システム、１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ…機器、１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ…第２光源、２００…サーバ、２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ…カメラ、２０２…制御部、２０３、２０３ａ、２０３ｂ…レンズ、２０４…画像処理部、２０５…メモリ、２０６…操作部、２０７…表示部、２０８…通信部、２３２…カメラ位置・撮像方向算出部、２３４…行列生成部２３４…発光位置取得部、２５０ａ、２５０ｂ…撮像面、３００、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、３００ｅ…第１光源、５００…空間、６０１ａ、６０１ｂ…画像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】