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再表2019-116541情報処理装置および計測可能領域模擬方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2019年6月20日
【発行日】2020年12月17日
(54)【発明の名称】情報処理装置および計測可能領域模擬方法
(51)【国際特許分類】
   G06F 30/10 20200101AFI20201120BHJP
   G06F 30/20 20200101ALI20201120BHJP
   G06T 19/00 20110101ALI20201120BHJP
【FI】
   G06F17/50 634Z
   G06F17/50 612C
   G06F17/50 612A
   G06T19/00 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】21
【出願番号】特願2019-558833(P2019-558833)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2017年12月15日
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110002365
【氏名又は名称】特許業務法人サンネクスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三木 亮祐
(72)【発明者】
【氏名】笹谷 聡
(72)【発明者】
【氏名】粂 秀行
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 誠也
【テーマコード(参考)】
5B046
5B050
【Fターム(参考)】
5B046BA05
5B046GA01
5B046HA05
5B046JA01
5B046JA04
5B050AA03
5B050BA09
5B050CA01
5B050EA26
5B050FA02
5B050FA05
(57)【要約】
計測対象となる計測領域にセンサを配置したときのセンサの計測可能領域を模擬する情報処理装置であって、計測対象となる計測領域の3次元モデルとセンサの計測結果を変化させる要因となる環境情報とに基づいて、環境情報付き計測領域マップを生成する生成部と、生成部により生成された環境情報付き計測領域マップ上にセンサを仮想的に配置し、センサの計測可能領域に係るセンサ情報に基づいてセンサの計測可能領域を模擬する実行部と、実行部による模擬結果を出力する出力部と、を設けるようにした。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
計測対象となる計測領域にセンサを配置したときの前記センサの計測可能領域を模擬する情報処理装置であって、
計測対象となる計測領域の3次元モデルとセンサの計測結果を変化させる要因となる環境情報とに基づいて、環境情報付き計測領域マップを生成する生成部と、
前記生成部により生成された環境情報付き計測領域マップ上にセンサを仮想的に配置し、前記センサの計測可能領域に係るセンサ情報に基づいて前記センサの計測可能領域を模擬する実行部と、
前記実行部による模擬結果を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項2】
前記実行部は、前記環境情報付き計測領域マップ上の任意の位置にセンサを仮想的に配置するセンサ仮想配置指定部を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
【請求項3】
前記実行部は、前記環境情報付き計測領域マップ上に計測対象のオブジェクトを仮想的に配置する計測対象オブジェクト生成部を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
【請求項4】
前記実行部は、前記環境情報付き計測領域マップの各点に対して、前記環境情報付き計測領域マップを変化させる物体の影響により生じる環境条件の変化を反映する、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
【請求項5】
前記実行部は、前記環境情報付き計測領域マップ上に仮想的に配置したセンサの視点に対して、前記視点から計測されるセンサ視点計測領域マップを生成する視点計測領域マップ生成部を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
【請求項6】
前記センサ情報には、前記センサの理想的な環境下での計測可能領域を示す理想的計測可能領域と、環境条件に対応した計測精度の変動量を示す対環境条件計測精度情報と、が含まれる、
ことを特徴とする請求項5に記載の情報処理装置。
【請求項7】
前記実行部は、前記視点計測領域マップ生成部により生成されるセンサ視点計測領域マップに前記理想的計測可能領域を重畳する計測可能領域推定部を備える、
ことを特徴とする請求項6に記載の情報処理装置。
【請求項8】
前記計測可能領域推定部は、前記理想的計測可能領域における隠れ領域を推定し、前記隠れ領域の計測精度を変更する、
ことを特徴とする請求項7に記載の情報処理装置。
【請求項9】
前記計測可能領域推定部は、前記対環境条件計測精度情報に基づいて前記理想的計測可能領域の計測精度を変更する、
ことを特徴とする請求項8に記載の情報処理装置。
【請求項10】
前記生成部は、
前記3次元モデルを計測領域マップに変換する計測領域マップ変換部と、
前記計測領域マップ変換部により変換された計測領域マップの各点に対して前記環境情報を付加して環境情報付き計測領域マップを生成する環境情報付加部と、を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
【請求項11】
計測対象となる計測領域の3次元モデルには、前記計測領域の寸法情報と前記計測領域の形状情報との一方または両方が含まれる、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
【請求項12】
ユーザのニーズがマップ上に重畳されたユーザニーズマップを生成するユーザニーズマップ生成部と、
前記実行部の模擬結果と前記ユーザニーズマップ生成部により生成されたユーザニーズマップとの一致度を評価する評価部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
【請求項13】
ユーザのニーズがマップ上に重畳されたユーザニーズマップを生成するユーザニーズマップ生成部と、
前記ユーザニーズマップ生成部により生成されたユーザニーズマップを満たす計測可能領域を選定し、選定した計測可能領域となるセンサに係る情報と前記センサの設置位置とを特定する選定部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
【請求項14】
計測対象となる計測領域にセンサを配置したときの前記センサの計測可能領域を模擬する計測可能領域模擬方法であって、
生成部が、計測対象となる計測領域の3次元モデルとセンサの計測結果を変化させる要因となる環境情報とに基づいて、環境情報付き計測領域マップを生成する第1のステップと、
実行部が、前記生成部により生成された環境情報付き計測領域マップ上にセンサを仮想的に配置し、前記センサの計測可能領域に係るセンサ情報に基づいて前記センサの計測可能領域を模擬する第2のステップと、
出力部が、前記実行部による模擬結果を出力する第3のステップと、
を備えることを特徴とする計測可能領域模擬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は情報処理装置および計測可能領域模擬方法に関し、例えばセンサの計測可能領域を模擬する情報処理装置および計測可能領域模擬方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【0002】
近年、監視カメラ、赤外線センサをはじめとするスマートセンサ(以下、センサ)が普及し、人流解析システム、防犯システムなどに幅広く活用されている。これらのスマートセンサを活用したシステムの適用先としては、個人の住宅、小売店舗などの小規模なものから、大型商業施設、製造工場などの大規模なものまで多岐にわたる。
【0003】
このようなシステムを構築する際に使用するセンサは、種類、スペック、台数、配置がユーザニーズによって異なる。また、このようなセンサには、一般的に独自の計測アルゴリズムが搭載されており、その計測結果は、スペックに加えて、外乱光、色情報、温度により変化することがある。そのため、従来は、専門家がユーザにニーズをヒアリングし、専門家が独自のノウハウでセンサのスペック、配置などを決定している。
【0004】
しかしながら、複数のセンサを組み合わせたシステムを構築する際に、センサ毎の専門家に調査を依頼し、各センサの専門家同士が配置を議論するといった手順が必要になり、コストが増大すること、ユーザがニーズを専門家に的確に伝えることが難しいことなどの問題がある。
【0005】
そこで、センサの専門的な知識を持たないユーザが、自身のニーズを満たすセンサの選定と配置の決定とを可能にする技術が求められる。
【0006】
例えば、ユーザのニーズを満たすような監視カメラの配置を決定する技術が開示されている(特許文献1参照)。その方法としては、ユーザのニーズをもとに複数のカメラの配置候補のデータセットを作成し、作成したデータセットに基づいて、監視領域のマップ上に配置するカメラの位置をクラスタリング手法により計算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2012-10210号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1に記載の手法では、予め撮影可能な範囲が算出可能な監視カメラについて、ユーザのニーズを満たすような監視カメラの配置位置を決定できる。
【0009】
しかしながら、特許文献1に記載の手法では、計測結果が環境(例えば光量)の影響により変化するセンサに関しては対応できない。
【0010】
例えば、単眼カメラにより撮影した画像中から物体(例えば、人物)を検出する際には、一般的に物体のアピアランス情報をもとに、ピクセル毎の輝度勾配情報などを特徴量として抽出し、クラスタリング手法などにより検出する。このとき、周辺の光量が強く、計測対象にハレーションが発生してしまうような場合は特徴量を抽出することができずに検出に失敗する。
【0011】
さらに、所定のパターンを照射してその形状変化から計測対象の3次元形状を取得可能な3次元センサは、鏡面反射する物体に前記パターンを照射した際に、パターンの形状変化を取得できず、計測対象の3次元形状を取得できない。
【0012】
このように、センサの計測結果は、計測対象となる領域の形状、色情報、光量などの環境条件により変化するため、センサの理想的な計測結果を基準としてセンサの配置を決定した場合、システムがユーザのニーズを満足することができないという問題がある。
【0013】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、環境条件を加味した計測可能領域を模擬可能な情報処理装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
かかる課題を解決するため本発明においては、計測対象となる計測領域にセンサを配置したときの前記センサの計測可能領域を模擬する情報処理装置であって、計測対象となる計測領域の3次元モデルとセンサの計測結果を変化させる要因となる環境情報とに基づいて、環境情報付き計測領域マップを生成する生成部と、前記生成部により生成された環境情報付き計測領域マップ上にセンサを仮想的に配置し、前記センサの計測可能領域に係るセンサ情報に基づいて前記センサの計測可能領域を模擬する実行部と、前記実行部による模擬結果を出力する出力部と、を設けるようにした。
【0015】
また本発明においては、計測対象となる計測領域にセンサを配置したときの前記センサの計測可能領域を模擬する計測可能領域模擬方法であって、生成部が、計測対象となる計測領域の3次元モデルとセンサの計測結果を変化させる要因となる環境情報とに基づいて、環境情報付き計測領域マップを生成する第1のステップと、実行部が、前記生成部により生成された環境情報付き計測領域マップ上にセンサを仮想的に配置し、前記センサの計測可能領域に係るセンサ情報に基づいて前記センサの計測可能領域を模擬する第2のステップと、出力部が、前記実行部による模擬結果を出力する第3のステップと、を設けるようにした。
【0016】
上記構成によれば、センサを実際に設置する前に環境条件を加味したセンサの計測可能領域が模擬されて出力されるので、センサの利用経験がないユーザでも利用用途にあわせて最適なセンサと当該センサの設置位置とを決定することができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、センサの計測可能領域を適切に模擬することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】第1の実施の形態による計測結果シミュレータの構成の一例を示す図である。
図2】第1の実施の形態による環境情報付き計測領域マップ生成部の構成の一例を示す図である。
図3】第1の実施の形態による計測領域マップ生成部が実行する処理に係る処理手順の一例を示す図である。
図4】第1の実施の形態による計測結果シミュレーション実行部の構成の一例を示す図である。
図5】第1の実施の形態によるセンサ情報の一例を示す図である。
図6】第1の実施の形態による対環境条件計測精度情報の一例を示す図である。
図7】第1の実施の形態によるセンサ仮想配置指定部が実行する処理に係る処理手順の一例を示す図である。
図8】第1の実施の形態による環境情報付き計測領域マップ上にセンサを仮想的に配置した際の一例を示す図である。
図9】第1の実施の形態による計測対象オブジェクト生成部に用いられるプリセットのオブジェクト情報の一例を示す図である。
図10】第1の実施の形態による環境情報付き計測領域マップ上に光源をモデリングした光源モデルを配置した一例を示す図である。
図11】第1の実施の形態による計測可能領域推定部が実行する処理に係る処理手順の一例を示す図である。
図12】第1の実施の形態による理想的計測可能領域内に立方体のオブジェクトが配置されている場面を上から観測した模式図である。
図13】第1の実施の形態による理想的計測可能領域内に立方体のオブジェクトが配置されている場面を上から観測した模式図と、センサの対環境条件計測精度情報とを示す図である。
図14】第1の実施の形態によるユーザニーズマップを上から観測した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【0020】
(1)第1の実施の形態
図1において、1は全体として第1の実施の形態による計測結果シミュレータを示す。計測結果シミュレータ1は、生成した計測領域マップ上に仮想的にセンサを配置し、その計測結果をシミュレート(模擬)して結果を出力することでセンサの利用経験がないユーザに対してセンサのスペック、センサの設置位置の決定を支援するシミュレータである。
【0021】
計測結果シミュレータ1は、情報処理装置(コンピュータ)の一例であり、ノートパソコン、サーバ装置、タブレット端末等である。計測結果シミュレータ1は、図示は省略するCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)などを含んで構成される。
【0022】
計測結果シミュレータ1は、各種の機能(環境情報付き計測領域マップ生成部2、計測結果シミュレーション実行部3、結果出力部4、ユーザニーズマップ生成部5、シミュレーション結果評価部6、最適設置選定部7など)を有する。計測結果シミュレータ1の機能は、例えば、CPUがROMに格納されたプログラムをRAMに読み出して実行すること(ソフトウェア)により実現されてもよいし、専用の回路などのハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが組み合わされて実現されてもよい。また、計測結果シミュレータ1の機能の一部は、計測結果シミュレータ1と通信可能な他のコンピュータにより実現されてもよい。
【0023】
環境情報付き計測領域マップ生成部2は、各種の情報を生成する生成部の一例であり、3次元センサなどで計測した計測領域の3次元モデル、CAD(Computer Aided Design)などの一般的な三次元モデル作成ツールで作成した計測領域の3次元モデルなどを受け取り、シミュレーション結果を重畳する計測領域マップを生成する。
【0024】
計測結果シミュレーション実行部3は、センサの計測可能領域のシミュレーションを行う実行部の一例であり、環境情報付き計測領域マップ生成部2により生成された計測領域マップと、計測領域マップに仮想的に配置されたセンサのセンサ情報とに基づいて、各センサの計測結果(計測可能領域など)をシミュレートする。
【0025】
結果出力部4は、各種の情報を出力する出力部の一例であり、計測領域マップ上にシミュレーション結果(模擬結果)を重畳して表示する。なお、詳細については後述するが、例えばセンサの計測可能領域(計測精度を示すヒートマップ等)が表示される。
【0026】
ユーザニーズマップ生成部5は、各種の情報を生成する生成部の一例であり、ユーザのニーズをマップ上に重畳したユーザニーズマップ(ユーザが所望する計測精度を示すヒートマップ等)を生成する。
【0027】
シミュレーション結果評価部6は、シミュレーション結果に係る評価を行う評価部の一例であり、シミュレーション結果とユーザニーズマップとの一致度(類似度)を算出する。例えば、算出された一致度は、結果出力部4により満足度として表示される。
【0028】
最適設置選定部7は、最適なセンサと当該センサの設置位置とを選定する選定部の一例であり、ユーザニーズマップを満足する最適なセンサと当該センサの設置位置とを選定する。選定された最適なセンサと当該センサの設置位置とは、例えば、結果出力部4により表示される。
【0029】
以下、計測領域マップ生成部2、計測結果シミュレーション実行部3、結果出力部4、ユーザニーズマップ生成部5、シミュレーション結果評価部6、および最適設置選定部7について詳細に説明する。
【0030】
図2は、環境情報付き計測領域マップ生成部2の構成の一例を示す図である。環境情報付き計測領域マップ生成部2は、計測領域のモデルから計測領域マップ23を生成し、計測領域マップ23に環境情報24を付加することで、シミュレーション結果を重畳するための環境情報付き計測領域マップ26を生成する。
【0031】
より具体的には、環境情報付き計測領域マップ生成部2は、計測領域マップ変換部22と、環境情報付加部25とを含んで構成される。
【0032】
計測領域マップ変換部22は、計測領域モデル情報21として、計測領域を3次元センサなどで計測した計測領域の3次元モデル(形状情報の一例)と、一般的な三次元モデル作成ツールで作成した計測領域の3次元モデル(寸法情報の一例)との少なくとも1つ以上(何れか一方または両方)を受け取り、シミュレーション結果を重畳するための計測領域マップ23に変換する。
【0033】
環境情報付加部25は、計測領域の各点のテクスチャ、光反射性能、色などの情報である環境情報24を計測領域マップ23に付加した環境情報付き計測領域マップ26を出力する。
【0034】
以下、計測領域マップ生成部2が実行する処理について詳細に説明する。
【0035】
図3は、計測領域マップ生成部2が実行する処理に係る処理手順の一例を示す図である。計測領域マップ生成部2は、まず計測領域モデル情報21を計測領域マップ座標系27にフィッティングする(ステップS201)。続いて、計測領域マップ生成部2は、計測領域マップ座標系27にフィッティングした計測領域モデル情報21のスケールを設定することで計測領域マップ23を生成する(ステップS202)。続いて、計測領域マップ生成部2は、計測領域マップ23の各点に対して環境情報24を参照してテクスチャ、色情報などを付加することで環境情報付き計測領域マップを生成する(ステップS203)。
【0036】
以下、ステップS201〜ステップS203について詳細に説明する。
【0037】
ステップS201では、計測領域マップ変換部22は、計測領域モデル情報21により表現される計測領域の形状情報に対して、任意の計測領域マップ座標系27を設定する。計測領域マップ座標系27は、Xm軸27A、Ym軸27B、Zm軸27Cにより構成される。
【0038】
なお、図3に示す例では、計測領域の床面方向と計測領域マップ座標系27のXm軸27A-Ym軸27B平面方向が一致するようにフィッティングしているが、計測領域マップ23の任意の位置を座標位置により表現可能な方法であれば、計測領域マップ座標系27のフィッティング方法は特に限定しない。
【0039】
ステップS202では、計測領域マップ変換部22は、計測領域マップ座標系27において、実空間上の計測領域とスケールとが対応するように計測領域マップ23のスケールを設定する。スケールの設定方法としては、所定のパターンが描かれたボードを撮影し、パターンにおける対応点について、実空間上のワールド座標系の座標と、計測領域マップ座標系27の座標との対応関係からキャリブレーションを実施する手法がある。パターンの対応点については、ユーザが手動で選択する方法があり、特に限定しない。なお、計測領域マップ23のスケールの設定方法は、計測領域マップ座標系27上の座標からワールド座標系の座標へ変換可能な手法であれば特に限定しない。
【0040】
ステップS203では、環境情報付加部25は、計測領域マップ23の各点に環境情報24を付加する。環境情報としては、センサの計測結果を変化させる要因であるテクスチャ、色情報、温度、鏡面反射係数、拡散反射係数などがあり、特に限定しない。
【0041】
環境情報24を付加(設定)する方法については、センサにより各値(環境情報24)を取得して設定してもよい。また、アプリケーション上のGUI(Graphical User Interface)によりユーザが各点に対して各値を設定してもよい。また、事前に保存されているテンプレートの各値を用いて設定してもよい。環境情報24を設定する方法は特に限定しない。
【0042】
なお、計測領域マップ23内に、椅子、机、ロッカーなどの設置物28が存在する場合は、設置物28についても環境情報24が付加される。
【0043】
図4は、計測結果シミュレーション実行部3の構成の一例を示す図である。計測結果シミュレーション実行部3は、センサと計測対象とするオブジェクト(計測対象オブジェクト)とを仮想的に環境情報付き計測領域マップ26上に配置してセンサの計測可能領域を推定する。
【0044】
より具体的には、計測結果シミュレーション実行部3は、センサ仮想配置指定部32と、計測対象オブジェクト生成部33と、センサ視点計測領域マップ生成部34と、計測可能領域推定部35とを含んで構成される。
【0045】
センサ仮想配置指定部32は、環境情報付き計測領域マップ26とセンサ情報31とを受け取り、環境情報付き計測領域マップ26上にセンサを仮想的に配置する。計測対象オブジェクト生成部33は、環境情報付き計測領域マップ26上に計測対象オブジェクトを仮想的に生成して配置する。センサ視点計測領域マップ生成部34は、外的要因による環境条件の変化を反映したマップを生成する。計測可能領域推定部35は、計測可能領域を推定する。
【0046】
以下、センサ情報31、センサ仮想配置指定部32、計測対象オブジェクト生成部33、センサ視点計測領域マップ生成部34、および計測可能領域推定部35について詳細に説明する。
【0047】
図5は、センサ情報31の一例を示す図である。センサ情報31には、センサ毎にセンサの筐体寸法の情報であるセンサ筐体寸法情報312と、センサ位置を表現するためのセンサ代表点313と、センサ代表点313を原点とするセンサ座標系314と、センサの理想的な環境下での計測可能領域を示す理想的計測可能領域315と、環境条件により発生する計測結果の変化が環境条件毎に保存される対環境条件計測精度情報316とが含まれる。センサには、センサIDが割り振られており、センサIDによりセンサ種類(例えばセンサスペック)を識別可能である。
【0048】
以下、センサ筐体寸法情報312、センサ代表点313、センサ座標系314、理想的計測可能領域315、および対環境条件計測精度情報316について説明する。
【0049】
センサ筐体寸法情報312は、センサの筐体寸法を表す情報である。図5では、センサ筐体寸法情報312は、センサの幅(W)、高さ(H)、奥行き(D)の寸法のみを示しているが、センサの部品ごとの寸法情報を含んだ詳細なものでもよく、特に限定しない。
【0050】
センサ代表点313は、センサ位置を表現するための点であり、図5では、センサ筐体の角に設定されているが、センサ筐体内の点であれば特に限定しない。
【0051】
センサ座標系314は、センサ代表点313を原点として、Xs軸314A、Ys軸314B、Zs軸314Cにより構成される。
【0052】
理想的計測可能領域315は、計測結果を変化させる環境条件が一切ない理想的な計測環境下において、センサが計測可能な領域を表す情報である。理想的計測可能領域315は、例えば、計測地点までの距離の増加に伴う計測精度の低下を反映したものであり、3次元形状により表現される。
【0053】
ここで、計測精度は、例えば、人を認識するセンサである場合は人の検出率であり、距離を計測するセンサである場合は計測対象までの距離の誤差の程度であり、センサによって異なるものである。
【0054】
図5に示すセンサ317は、円錐状の理想的計測可能領域315を有し、センサと観測点の距離が5mまでの領域では90%、5mから10mまでの領域では80%、10mから15mまでの領域では60%の計測精度を有することがわかる。理想的計測可能領域315の形状は、センサ座標系314により表現できる。
【0055】
図6は、対環境条件計測精度情報316の一例を示す図である。対環境条件計測精度情報316には、センサの計測点における環境条件毎の計測精度変動量が含まれる。カメラなどのセンサの計測精度を変動させる環境条件としては、例えば、計測点の色情報を表すRGB値、テクスチャがある。サーマルセンサなどのセンサの計測精度を変化させる環境条件としては、例えば温度がある。環境条件については、任意に追加可能である。また、環境条件は、単一のものでもよく、複数の環境条件の組み合わせでもよい。
【0056】
図7は、センサ仮想配置指定部32が実行する処理に係る処理手順の一例を示す図である。センサ仮想配置指定部32は、まず環境情報付き計測領域マップ26上の任意の位置にセンサを仮想的に配置する(ステップS301)。続いて、センサ仮想配置指定部32は、仮想的に配置したセンサのセンサ代表点313の計測領域マップ座標系27における座標(a,b,c)を取得する(ステップS302)。続いて、センサ仮想配置指定部32は、各軸の回転角α、β、γを取得する(ステップS303)。続いて、センサ仮想配置指定部32は、回転パラメータα、β、γを利用してセンサ座標系314の座標を計測領域マップ座標系27の座標に変換する(ステップS304)。
【0057】
以下、ステップS301、ステップS303、およびステップS304について詳細に説明する。
【0058】
ステップS301では、センサ仮想配置指定部32は、少なくとも1つ以上のセンサを、環境情報付き計測領域マップ26上の任意の位置に仮想的に配置する。配置位置については、GUIによる操作により決定してもよく、仮想的なセンサの配置位置が一意に定まる方法であれば特に限定しない。図8は、環境情報付き計測領域マップ26上にセンサを仮想的に配置した際の例を示している。このとき、センサ代表点313の計測領域マップ座標系27における座標は、(a,b,c)である。
【0059】
ステップS303では、センサ仮想配置指定部32は、Xs軸314AとXm軸27A、Ys軸314BとYm軸27B、Zs軸314CとZm軸27Cのそれぞれの向きが一致するように各軸を回転させた際の回転角α、β、γを取得する。回転角α、β、γの決定方法としては網羅的に変動させる方法などがあり、特に限定しない。
【0060】
ステップS304では、センサ仮想配置指定部32は、センサ座標系314で表現される点の座標を計測領域マップ座標系27の座標に変換する。座標の変換は、回転角α、β、γを利用することで実行できる。センサ座標系314上の点は、Xs軸314Aを中心にα、Ys軸314Bを中心にβ、Zs軸314Cを中心にγだけ回転することで計測領域マップ座標系27の座標に座標変換することができる。
【0061】
座標変換の手法としては、次のような変換式を用いることが一般的であり、特に限定しない。
【数1】
【0062】
ステップS304の処理によれば、計測領域マップ座標系27におけるセンサの姿勢および理想的計測可能領域315が表現可能になる。
【0063】
計測対象オブジェクト生成部33は、計測対象オブジェクトを仮想的に生成し、ユーザが指定した環境情報付き計測領域マップ26上の任意の位置に配置する。仮想的なオブジェクトの配置位置は、静的な座標でも、座標を時系列に並べたデータ列で指定してもよく、特に限定しない。
【0064】
図9は、計測対象オブジェクト生成部33に用いられるプリセットのオブジェクト情報の一例を示す図である。計測対象オブジェクト生成部33は、プリセットのオブジェクト情報を記録する。
【0065】
プリセットのオブジェクト情報には、計測対象オブジェクト毎に、少なくとも形状を示す情報が含まれている。形状は、計測対象オブジェクトの一般的な寸法により構成される3次元モデルとして記録されていてもよく、計測対象オブジェクトの形状を表現可能であれば形式は、特に限定しない。なお、ユーザは、GUI、数値入力などにより、形状を任意に変更可能である。
【0066】
プリセットのオブジェクト情報には、RGB値、テクスチャなどのオブジェクト情報が含まれていてもよい。オブジェクト情報は、オブジェクト全体に対して一様に適用する情報であっても、計測対象オブジェクトの各点ごとに適用する情報であってもよく、特に限定しない。また、プリセットのオブジェクト情報の他に、ユーザが定義した計測対象とするオブジェクトのオブジェクト情報を入力してもよい。
【0067】
センサ視点計測領域マップ生成部34は、光源、熱源などの環境情報付き計測領域マップ26を変化させる物体をモデリングし、センサ視点から観測される環境情報付き計測領域マップ26をレンダリングしてセンサ視点計測領域マップ342を生成する。
【0068】
図10は、環境情報付き計測領域マップ26上に光源をモデリングした光源モデル341を配置した一例を示す図である。光源モデル341については、例えば、コンピュータグラフィクスにおいて一般的な点光源モデルを用いることができるが、特に限定しない。光源モデル341の位置は、ユーザがGUI、数値入力などにより設定でき、位置および方法については特に限定しない。
【0069】
光源モデル341により、仮想的なオブジェクトの各点の輝度、色情報などが変化する。さらに、仮想的なオブジェクトによって光源モデル341から出る光が遮られるため影が発生し、これも環境情報付き計測領域マップ26上の点が変化させる。光源モデル341の影響による各点の変化は、観測点毎に固有であるため、センサ視点計測領域マップ生成部34は、センサ仮想配置指定部32により環境情報付き計測領域マップ26上に仮想的に配置された各センサの視点に対して、センサ視点計測領域マップ342を生成する。各センサ視点から計測されるセンサ視点計測領域マップ342の生成方法としては、コンピューグラフィクスにおいて一般的なレンダリング手法を用いてもよく、特に限定しない。
【0070】
計測可能領域推定部35は、センサの計測可能領域を推定する。図11は、計測可能領域推定部35が実行する処理に係る処理手順の一例を示す図である。計測可能領域推定部35は、まずセンサ視点計測領域マップ342上にセンサの理想的計測可能領域315を重畳する(ステップS305)。続いて、計測可能領域推定部35は、遮蔽による隠れ領域の計測精度を変更する(ステップS306)。続いて、計測可能領域推定部35は、理想的計測可能領域315における各点の計測精度を変更する(ステップS307)。
【0071】
以下、ステップS306およびステップS307について詳細に説明する。
【0072】
ステップS306について図12を用いて説明する。ステップS306では、計測可能領域推定部35は、センサ視点計測領域マップ342の形状、仮想的なオブジェクトに遮蔽された隠れ領域351を求め、隠れ領域351の計測精度を設定する。隠れ領域351は、例えば、センサからは見えない領域を示す。
【0073】
図12は、センサ視点計測領域マップ342上に重畳される理想的計測可能領域350内に立方体のオブジェクト352が仮想的に配置されている場面を上から観測した模式図を示す。オブジェクト352に遮られてセンサの死角になる領域は、隠れ領域351となる。計測可能領域推定部35は、理想的計測可能領域350のうち、隠れ領域351の計測精度を変更する。一般的なセンサにおいてセンサ死角に対する計測精度は0%となるが、隠れ領域351の計測精度は特に限定しない。
【0074】
ステップS307について図13を用いて説明する。図13は、理想的計測可能領域350内に立方体のオブジェクト352が仮想的に配置されている場面を上から観測した模式図と、センサの対環境条件計測精度情報316とを示す。
【0075】
計測可能領域推定部35は、理想的計測可能領域350の各点について、対応するセンサ視点計測領域マップ342の環境条件を取得する。そして、計測可能領域推定部35は、対環境条件計測精度情報316を参照して、各点について環境条件を満たすかを網羅的に判定する。環境条件を満たす点がある場合は、計測可能領域推定部35は、対環境条件計測精度情報316の計測精度変動量だけ理想的計測可能領域350の計測精度を変化させる(変更する)。
【0076】
図13の例では、理想的計測可能領域350の一部の領域が仮想的なオブジェクト352と接している。センサの対環境条件計測精度情報316を参照すると、オブジェクト352と同一のテクスチャに対して計測精度変動量が−20%であるため、理想的計測可能領域350と仮想的なオブジェクト352とが接する領域353の計測精度を80%から60%に変更する。付言するならば、説明の便宜上、領域353については、分かりやすく表現するために厚みを設けて図示している。
【0077】
結果出力部4は、上述の処理により取得されたシミュレーション結果(計測可能領域)をディスプレイ(図示は省略する。)等に表示する。ミュレーション結果の表示は、GUIにより表示することが一般的であり、特に限定しない。
【0078】
例えば、各センサに対応するセンサ視点計測領域マップ342の計測可能領域を切替可能に表示してもよい。かかる表示によれば、センサの計測可能領域を個別に把握することができる。また、例えば、各センサに対応するセンサ視点計測領域マップ342の計測可能領域の全てを一斉に表示してもよい。かかる表示によれば、最終的なセンサの設置態様を把握することができる。
【0079】
かかる計測可能領域の表示によれば、例えば、ユーザは、把握困難な明度などが加味された空間の計測精度を把握できるようになる。
【0080】
以上のように、予め取得した計測領域のマップ情報と、環境情報と、センサの設置条件とに基づいてセンサの計測結果をシミュレートし、センサを実際に設置する前にその効果を提示することで、センサの利用経験がないユーザでも利用用途にあわせて最適なセンサ(例えばセンサスペック)と設置位置との決定を支援することができる。
【0081】
ユーザニーズマップ生成部5は、ユーザが所望するユーザニーズマップ(ヒートマップ等)の入力を受け付け、ユーザニーズマップを生成する。入力の方法は、特に限られるものではなく、例えば、アプリケーション上のGUIにより各点に対して測定精度が入力される。
【0082】
図14は、計測対象とする部屋を示すユーザニーズマップ500を上から観測した模式図を示す。ユーザニーズマップ500上の第1領域501は、ユーザが重点的に監視したい領域(計測精度が第1の値である領域)を示し、第2領域502は、ユーザは監視をしたいけれどもそれほどの精度は要求しない領域(計測精度が第1の値よりも低い第2の値である領域)を示す。なお、図14では、ユーザニーズマップ500を2段階の測定精度で識別する例を示したが、3段階以上で識別してもよい。
【0083】
シミュレーション結果評価部6は、ユーザがセンサを仮想的に配置している中で、そのシミュレーション結果とユーザニーズマップとの一致度を算出する。このように、評価可能なプロセスを設けることにより、ユーザは、計測対象に対して最適なセンサおよび当該センサの設置位置をより迅速かつ適切に決定することができる。
【0084】
最適設置選定部7は、ユーザニーズマップ生成部5によりユーザニーズマップが生成されると、所定のセンサを仮想的に所定の位置に配置したときの計測可能領域を作成し、計測可能領域とユーザニーズマップとの一致度を算出し、一致度が閾値を超えるか否かを判定する。最適設置選定部7は、超えないと判定した場合、仮想的なセンサまたは仮想的なセンサの配置を変更し、上記処理を行い、超えると判定した場合、そのときの仮想的なセンサおよびその配置を最適なセンサおよび設置位置として特定する。なお、仮想的に配置するセンサの数は、1つに限られるものではなく、複数であってもよい。
【0085】
このように、網羅的に仮想的なセンサおよびその配置を変更し、一致度が閾値を超える組み合わせを特定する。かかる構成によれば、ユーザは、最適なセンサと当該センサの設置位置とを容易に把握できるようになる。
【0086】
なお、本実施の形態では、環境情報付き計測領域マップ生成部2が生成する計測領域マップが3次元情報をもつマップである場合を例に挙げて説明したが、センサの計測結果を表示するために十分な機能を持つマップであれば2次元のマップでもよいものとし、特に限定しない。また、本実施の形態では、計測における計測対象については、人物、貨物、車両、ロボットなど、シミュレータ上で表現可能な対象であれば、特に限定しない。
【0087】
本実施の形態によれば、センサの計測可能領域を適切に模擬することができるので、センサの利用経験がないユーザでも利用用途にあわせて最適なセンサ(例えばセンサスペック)と設置位置との決定ができるようになる。
【0088】
(2)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を計測結果シミュレータ1に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の情報処理装置に広く適用することができる。
【0089】
また上述の実施の形態においては、結果出力部4は、シミュレーション結果等を表示する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、結果出力部4は、シミュレーション結果等を印刷するようにしてもよいし、予め指定されたクライアント端末にシミュレーション結果等を送信するようにしてもよいし、シミュレーション結果等をファイルとして所定の記憶装置に格納するようにしてもよいし、その他の出力を行ってもよい。
【0090】
また上述した構成については、本発明の要旨を超えない範囲において、適宜に、変更したり、組み替えたり、組み合わせたり、省略したりしてもよい。
【0091】
また、上記の説明において各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体、ネットワークを介して通信可能に接続される情報処理装置に置くことができる。
【符号の説明】
【0092】
1……計測結果シミュレータ、2……環境情報付き計測領域マップ生成部、3……計測結果シミュレーション実行部、4……結果出力部、5……ユーザニーズマップ生成部、6……シミュレーション結果評価部、7……最適設置選定部。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
【国際調査報告】