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1. WO2020115945 - SYSTÈME DE POSITIONNEMENT

Document

明 細 書

発明の名称 測位システム

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013  

発明の効果

0014  

図面の簡単な説明

0015  

発明を実施するための形態

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076  

符号の説明

0077  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3  

明 細 書

発明の名称 : 測位システム

技術分野

[0001]
 本発明の一態様は、測位システムに関する。

背景技術

[0002]
 文献1には、予め撮影することによって得られた地物の画像を含む参照画像及び該参照画像の撮像位置情報が関連付けられたマップデータと、移動体(端末)のカメラによって撮像された現在画像とに基づき、端末の現在位置を推定する技術が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2017-151148号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 ここで、例えば端末において画像が撮像された後に端末を利用するユーザが移動し端末の位置が変化したような場合においては、撮像された画像とマップデータとに基づき端末の位置が高精度に推定されていても、実際の端末の位置と測位推定結果とが乖離することが考えられる。この場合、測位精度を十分に担保することができない。
[0005]
 本発明の一態様は上記実情に鑑みてなされたものであり、測位精度の向上を目的とする。

課題を解決するための手段

[0006]
 本発明の一態様に係る測位システムは、端末において撮像された画像データに基づき測位を行う測位システムであって、ある地点を基準とした端末の相対的な位置情報であるローカル位置情報を継続的に取得するローカル位置取得部と、予め取得された画像データに含まれる特徴点の特徴量と該特徴点に関連付けられた絶対的な位置情報であるグローバル位置情報とが対応付けられたマップデータを記憶する記憶部と、端末において撮像された画像データと、記憶部に記憶されているマップデータとに基づいて、端末における撮像時の端末のグローバル位置情報を推定するグローバル位置推定部と、ローカル位置取得部によって取得されるローカル位置情報の変化に基づいて、端末における撮像時からの移動量を推定し、該移動量に基づいて、グローバル位置推定部によって推定されたグローバル位置情報を補正することにより、移動量を考慮した端末の位置情報を導出する位置導出部と、を備える。
[0007]
 本発明の一態様に係る測位システムでは、端末において撮像された画像データと、マップデータ(予め取得された画像データに含まれる特徴点の特徴量と該特徴点のグローバル位置情報とが関連付けられたデータ)とに基づき、端末における撮像時の端末のグローバル位置情報が推定される。ここで、例えば端末において画像データが撮像された後に、端末を利用するユーザが移動し端末の位置が変化したような場合においては、撮像された画像データとマップデータとに基づきグローバル位置情報が高精度に推定されていても、実際の端末の位置と測位結果とが乖離することが考えられる。この点、本発明の一態様に係る測位システムでは、継続的に取得される端末のローカル位置情報から、端末における撮像時からの端末の移動量が推定され、該移動量に基づいてグローバル位置情報が補正されて、移動量を考慮した端末の位置情報が導出される。このように、継続的に取得される端末のローカル位置情報に基づいて移動量が推定され該移動量に応じてグローバル位置情報が補正されて最終的な端末の位置情報が導出されることにより、画像データが撮像された後に端末の位置が変化した場合においても、実際の端末の位置を高精度に特定することができる。以上より、本発明の一態様に係る測位システムによれば、測位精度を向上させることができる。
[0008]
 グローバル位置推定部は、マップデータの特徴点と、端末において撮像された画像データの特徴点とのマッチングを行い、マップデータの特徴点に関連付けられたグローバル位置情報に基づいて、端末における撮像時の端末のグローバル位置情報を推定してもよい。このように、マップデータ及び撮像された画像データ間で特徴点のマッチングが行われることによって、マップデータ及び画像データの対応関係が適切に特定され、マップデータの特徴点に関連付けられたグローバル位置情報に基づき、撮像時の端末のグローバル位置情報を適切に推定することができる。
[0009]
 記憶部は、マップデータについてグローバル位置情報に応じて一定の領域毎に分割した複数の分割マップデータを記憶し、グローバル位置推定部は、端末において撮像された画像データと共に端末において取得された端末のグローバル位置情報である端末取得位置情報を取得し、該端末取得位置情報に応じて、複数の分割マップデータから一又は複数の分割マップデータを選択し、選択した分割マップデータの特徴点と、端末において撮像された画像データの特徴点とのマッチングの結果に基づき、端末における撮像時の端末のグローバル位置情報を推定してもよい。このように、マップデータがグローバル位置情報に応じて複数に分割され、端末取得位置情報に応じて複数の分割マップデータからマッチング対象の分割マップデータが選択されることにより、適切にマッチング範囲(探索範囲)を絞りこむことができ、マッチング処理の効率化を図ることができる。
[0010]
 測位システム1は、端末において撮像された画像データの内容に基づいて、該画像データをグローバル位置推定部によるグローバル位置情報の推定に用いることができるか否かを判定し、用いることができない場合に、新たな画像データの撮像を指示する撮像指示部をさらに備えていてもよい。このように、グローバル位置推定部による位置推定の前段階において、撮像された画像データが推定に適さない場合に新たな画像データの撮像が促されることによって、グローバル位置推定部において無駄な処理が行われることを回避することができ、トータルの測位時間を短縮することができる。
[0011]
 撮像指示部は、端末において撮像された画像データに動的な物体が所定値以上含まれている場合に、該画像データをグローバル位置推定部によるグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定してもよい。動的な物体については、継続的に存在するものではなく、マップデータに記録されていないと考えられる。このため、動的な物体は、グローバル位置情報の推定においてノイズとなり、測位精度の低下の原因となりうる。この点、画像データに動的な物体が所定値以上含まれている場合に該画像データをグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定することによって、上述した動的な物体を原因とした測位精度の低下を抑制することができる。
[0012]
 撮像指示部は、端末において撮像された画像データにモーションブラーが所定値以上含まれている場合に、該画像データをグローバル位置推定部によるグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定してもよい。画像データにモーションブラーが多く含まれている場合には、特徴点のマッチングを適切に行うことができず、測位精度の低下の原因となりうる。この点、画像データにモーションブラーが所定値以上含まれている場合に該画像データをグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定することによって、上述したモーションブラーを原因とした測位精度の低下を抑制することができる。
[0013]
 記憶部は、マップデータのグローバル位置情報として3次元の位置情報を記憶しており、グローバル位置推定部は、端末のグローバル位置情報として3次元の位置情報を推定し、ローカル位置取得部は、端末のローカル位置情報として3次元の位置情報を取得してもよい。これにより、位置導出部によって3次元の位置情報を導出することが可能となる。

発明の効果

[0014]
 本発明の一態様によれば、測位精度を向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0015]
[図1] 本実施形態に係る測位システムの機能構成を示すブロック図である。
[図2] 測位システムが行う処理を示すシーケンス図である。
[図3] 測位システムに含まれる位置測位サーバ及び通信端末のハードウェア構成を示す図である。

発明を実施するための形態

[0016]
 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
[0017]
 図1は、本実施形態に係る測位システム1の機能構成を示すブロック図である。図1に示す測位システム1は、通信端末50(端末)において撮像された画像データに基づき測位を行う測位システムである。測位システム1は、例えば、通信端末50の位置に応じてAR(Augmented Reality)コンテンツを提供するサービスにおいて、通信端末50の測位を行うシステムである。以下では、測位システム1がARコンテンツを提供するサービスに係るシステムであるとして説明するが、測位システム1は他の用途に係るシステムであってもよい。測位システム1は、位置測位サーバ10と、通信端末50とを備える。なお、図1においては通信端末50が1台のみ示されているが、実際には通信端末50は複数台含まれていてもよい。
[0018]
 位置測位サーバ10は、通信端末50において撮像された画像データに基づき、撮像時における通信端末50の絶対的な位置情報であるグローバル位置情報を推定する。位置測位サーバ10は、記憶部11と、測位部12(グローバル位置推定部)とを有する。
[0019]
 記憶部11は、予め取得された画像データに含まれる特徴点の特徴量(例えば輝度方向ベクトル)と該特徴点に関連付けられた絶対的な位置情報であるグローバル位置情報とが対応付けられたマップデータ100を記憶する。このようなマップデータ100は、例えば、対象物を複数の異なる方向から同時に撮像可能なステレオカメラ(不図示)等によって予め撮像された大量の画像データに基づき生成されるものである。特徴点とは、画像中において際立って検出される点であり、例えば他の領域と比べて輝度(強度)が大きい(又は小さい)点である。特徴点のグローバル位置情報とは、特徴点に関連付けて設定されたグローバル位置情報であり、画像中の特徴点が示す領域についての現実世界におけるグローバル位置情報である。なお、各特徴点に対するグローバル位置情報の関連付けは、従来から周知の方法によって行うことができる。
[0020]
 記憶部11は、マップデータ100の特徴点のグローバル位置情報として3次元の位置情報を記憶している。記憶部11は、特徴点の3次元のグローバル位置情報として、例えば、特徴点の緯度・経度・高さを記憶している。記憶部11は、マップデータ100についてグローバル位置情報に応じて一定の領域毎に分割した複数の分割マップデータを記憶している。各分割マップデータは、互いに境界付近の領域(グローバル位置情報)が重複していてもよいし、重複していなくてもよい。各分割マップデータについて境界付近の領域を互いに重複させることにより、通信端末50において取得された通信端末のグローバル位置情報である端末取得位置情報(詳細は後述)が各分割マップデータの境界付近である場合においても、端末取得位置情報に対応する分割マップデータが存在しない(マップデータを参照できない)事態を回避することができ、確実に対応する分割マップデータを選択する(詳細は後述)ことができる。なお、以下では記憶部11が複数の分割マップデータを記憶しているとして説明するが、記憶部11は、分割されていない1つのマップデータを記憶していてもよい。
[0021]
 測位部12は、通信端末50において撮像された画像データと、記憶部11に記憶されているマップデータ100とに基づいて、通信端末50における撮像時の通信端末50のグローバル位置情報(3次元の位置情報)を推定する。具体的には、測位部12は、マップデータ100の特徴点と、通信端末50において撮像された画像データの特徴点とのマッチングを行い、撮像された画像データに対応するマップデータ100の領域を特定する。そして、測位部12は、特定した領域に係るマップデータ100の特徴点に関連付けられたグローバル位置情報に基づいて、画像データの撮像位置(すなわち、撮像時における通信端末50のグローバル位置情報)を推定する。
[0022]
 測位部12は、より詳細には、複数の分割マップデータから選択した一又は複数の分割マップデータを用いて通信端末50のグローバル位置情報を推定する。すなわち、測位部12は、通信端末50において撮像された画像データと共に通信端末50において取得された通信端末のグローバル位置情報である端末取得位置情報を取得し(詳細は後述)、該端末取得位置情報に応じて、複数の分割マップデータから一又は複数の分割マップデータを選択し、選択した分割マップデータの特徴点と、通信端末50において撮像された画像データの特徴点とのマッチングの結果に基づき、通信端末50における撮像時の通信端末50のグローバル位置情報を推定する。測位部12は、例えば端末取得位置情報に示される位置を含む分割マップデータを選択する。位置測位サーバ10は、測位部12による測位結果を通信端末50に送信する。なお、測位結果には、グローバル位置情報に加えて画像データから推定される方向(ロール、ピッチ、ヨーの3次元座標中の方向)に関する情報が含まれていてもよい。
[0023]
 通信端末50は、例えば無線通信が可能な端末であり、例えばスマートフォン、タブレット型端末、PC等である。通信端末50は、例えば実装されたアプリケーションをユーザが利用することによって、コンテンツサーバ(不図示)からARコンテンツの提供を受ける。通信端末50では、例えばアプリケーションが実行されると、実装されたカメラによる撮像(継続的な撮像)が開始される。そして、通信端末50は、撮像された画像データに応じて位置測位サーバ10によって推定される測位結果、撮像された画像データ、及び、通信端末50のカメラの情報(画角等)等に基づいて、コンテンツサーバ(不図示)からARコンテンツを含むコンテンツの提供を受ける。通信端末50は、撮像部51と、測位部52と、ローカル位置取得部53と、位置導出部54と、撮像指示部55と、を備える。
[0024]
 撮像部51は、カメラによる画像データの撮像を制御する機能である。撮像部51は、例えば、ARコンテンツの提供を受けるアプリケーションの実行が開始されたタイミングで、カメラによる画像データの撮像を開始する。撮像部51は、撮像を開始すると、アプリケーションの実行が終了するまで、継続的にカメラによる撮像を行う。撮像された画像データは、位置測位サーバ10によるグローバル位置情報の推定に用いられる。
[0025]
 撮像指示部55は、撮像部51の制御に応じてカメラによって撮像された画像データの内容に基づいて、該画像データを位置測位サーバ10によるグローバル位置情報の推定に用いることができるか否かを判定し、用いることができない場合に、該画像データを位置測位サーバ10に送信することなく、新たな画像データの撮像を撮像部51に指示する。通信端末50は、撮像指示部55によって画像データをグローバル位置情報の推定に用いることができると判定された場合に、該画像データと、後述する測位部52による測位結果(端末取得位置情報)とを位置測位サーバ10に送信する。
[0026]
 撮像指示部55は、通信端末50において撮像された画像データに動的な物体が所定値以上含まれている場合に、該画像データを位置測位サーバ10によるグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定する。動的な物体とは、例えば人や車など動きのある物体であり、通常、マップデータ100には含まれない物体である。撮像指示部55は、例えばセマンテックセグメンテーションの処理を行い、画像データを画素単位で特定することにより動的な物体を特定してもよい。撮像指示部55は、画像認識技術を利用することによって動的な物体を特定してもよいし、例えば連続して撮像された画像データ間の差異に基づき一方の画像データにしか存在しない物体や位置が大きく変化している物体を動的な物体と特定してもよい。
[0027]
 撮像指示部55は、通信端末50において撮像された画像データにモーションブラーが所定値以上含まれている場合に、該画像データを位置測位サーバ10によるグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定する。モーションブラーとは、動いている対象をカメラで撮像したときに生じるぶれである。なお、撮像指示部55は、画像データにモーションブラーがどのぐらい含まれているかを判断するに際して、実際に画像データを解析してもよいし、例えば通信端末50が実装する加速度センサの検出結果を利用してもよい。
[0028]
 測位部52は、例えばGPS(Global Positioning System)測位を行うことによって通信端末50のグローバル位置情報である端末取得位置情報を取得する。測位部52は、例えば撮像部51の制御によって画像データが撮像されている間、定期的に測位を行うものであってもよい。なお、測位部52は、GPS測位以外の測位方法(例えば基地局測位など)によってグローバル位置情報を取得するものであってもよい。
[0029]
 ローカル位置取得部53は、ある地点を基準とした通信端末50の相対的な位置情報であるローカル位置情報を継続的に取得する。ある地点とは、例えば通信端末50においてアプリケーション(ARコンテンツの提供を受けるアプリケーション)の実行が開始された地点である。ローカル位置取得部53は、例えば通信端末50が実装するセンサから3次元のローカル位置情報を継続的に取得する。通信端末50が実装するセンサは限定されないが、例えば慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)を用いたVisual SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)や、カメラセンサ、一般的な加速度センサ又はジャイロセンサ等を用いることができる。例えばアプリケーションの実行が開始された地点の3次元の緯度・経度・高さが基準(座標(x,y,z)が(0,0,0))とされ、当該地点からの3次元の緯度・経度・高さの変化量が継続的に取得されることにより、当該地点を基準とした通信端末50の相対的な位置情報であるローカル位置情報がトラッキングされる。なお、測位結果には、ローカル位置情報に加えて、加速度センサ又はジャイロセンサ等における検出結果から推定される方向(ロール、ピッチ、ヨーの3次元座標中の方向)に関する情報が含まれていてもよい。
[0030]
 位置導出部54は、ローカル位置取得部53によって取得されるローカル位置情報の変化に基づいて、通信端末50における撮像時からの移動量を推定し、該移動量に基づいて、位置測位サーバ10によって推定されたグローバル位置情報を補正することにより、上述した移動量を考慮した通信端末50の位置情報を導出する。例えば、ある画像データについて通信端末50が撮像した時点のローカル位置情報(3次元座標)が(3,5,3)であったとする。なお、ここでは3次元座標の数字は説明の便宜上わかりやすい値としている。そして、当該画像データに関する位置測位サーバ10の測位結果を取得した後に位置導出部54が位置を導出する際、ローカル位置情報(3次元座標)が(1,8,2)であったとする。この場合、位置導出部54は、通信端末50における撮像時から現時点(位置導出時点)までの通信端末50の移動量として、撮像時の座標(3,5,3)と現時点の座標(1,8,2)とから、(3-1=2,5-8=-3,3-1=1)、すなわち、(2,-3,1)を移動量として導出する。そして、位置導出部54は、当該移動量分だけグローバル位置情報を補正する。すなわち、例えばグローバル位置情報(撮像時におけるグローバル位置情報)に対して、移動量である(2,-3,1)を足し込む補正を行うことにより、撮像後において移動した通信端末50の位置情報(グローバル位置情報)を適切に導出することができる。なお、位置導出部54は、移動量に基づいて(移動量を考慮して)グローバル位置情報を補正するものであればよく、必ずしも、移動量分だけグローバル位置情報を補正するものでなくてもよい。すなわち、位置導出部54は、例えば、算出タイミングの誤差や通信端末50及び位置測位サーバ10間での通信時間等を考慮して、移動量に所定の調整値を掛け合わせた値分だけグローバル位置情報を補正するものであってもよい。通信端末50は、補正後の通信端末50の位置情報を位置測位サーバ10に送信する。
[0031]
 次に、図2を参照して、測位システム1が行う処理について説明する。図2は、測位システム1が行う処理を示すシーケンス図である。
[0032]
 図2に示されるように、通信端末50は、例えば、ARコンテンツの提供を受けるアプリケーションの実行が開始されたタイミングで画像データの撮像を開始する(ステップS1)。
[0033]
 つづいて、通信端末50は、撮像された画像データの内容に基づいて、該画像データを位置測位サーバ10によるグローバル位置情報の推定に用いることができるか否かを判定する(ステップS2)。ステップS2においては、例えば、撮像された画像データに動的な物体が所定値以上含まれている場合に、該画像データを位置測位サーバ10によるグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定する。また、ステップS2においては、例えば、撮像された画像データにモーションブラーが所定値以上含まれている場合に、該画像データを位置測位サーバ10によるグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定する。
[0034]
 ステップS2において、撮像された画像データを位置測位サーバ10によるグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定した場合には、通信端末50は、画像データを位置測位サーバ10に送信することなく、新たな画像データを再度撮像する(すなわち再度ステップS1の処理が行われる)。一方で、ステップS2において、撮像された画像データを位置測位サーバ10によるグローバル位置情報の推定に用いることができると判定した場合には、通信端末50は、画像データ及びGPS情報(端末取得位置情報)を位置測位サーバ10に送信する(ステップS3)と共に、ローカル位置情報のトラッキングを開始する(ステップS4)。
[0035]
 位置測位サーバ10は、通信端末50から取得したGPS情報(端末取得位置情報)に基づき、複数の分割マップデータから、利用する一又は複数の分割マップデータを選択する(ステップS5)。そして、位置測位サーバ10は、選択した分割マップデータの特徴点と、通信端末50において撮像された画像データの特徴点とのマッチングの結果に基づき、通信端末50における撮像時の通信端末50のグローバル位置情報を推定する(ステップS6)。位置測位サーバ10は、推定したグローバル位置情報を通信端末50に送信する(ステップS7)。
[0036]
 通信端末50は、位置測位サーバ10から送信されたグローバル位置情報について、ローカル位置情報に基づいて補正する(ステップS8)。具体的には、通信端末50は、ローカル位置取得部53によって取得されるローカル位置情報の変化に基づいて、通信端末50における撮像時からの移動量を推定し、該移動量に基づいて、位置測位サーバ10によって推定されたグローバル位置情報を補正することにより、上述した移動量を考慮した通信端末50の位置情報を導出する。通信端末50は、導出した補正後の位置情報を位置測位サーバ10に送信する(ステップS9)。そして、当該位置情報を用いて、ARコンテンツの提供が行われる。
[0037]
 次に、本実施形態に係る測位システム1の作用効果について説明する。
[0038]
 測位システム1は、通信端末50において撮像された画像データに基づき測位を行う測位システムであって、ある地点を基準とした通信端末50の相対的な位置情報であるローカル位置情報を継続的に取得するローカル位置取得部53と、予め取得された画像データに含まれる特徴点の特徴量と該特徴点の絶対的な位置情報であるグローバル位置情報とが対応付けられたマップデータ100を記憶する記憶部11と、通信端末50において撮像された画像データと、記憶部11に記憶されているマップデータ100とに基づいて、通信端末50における撮像時の通信端末50のグローバル位置情報を推定する測位部12と、ローカル位置取得部53によって取得されるローカル位置情報の変化に基づいて、通信端末50における撮像時からの移動量を推定し、該移動量に基づいて、測位部12によって推定されたグローバル位置情報を補正することにより、移動量を考慮した通信端末50の位置情報を導出する位置導出部54と、を備える。
[0039]
 本実施形態に係る測位システム1では、通信端末50において撮像された画像データと、マップデータ100(予め取得された画像データに含まれる特徴点の特徴量と該特徴点に関連付けられたグローバル位置情報とが対応付けられたデータ)とに基づき、通信端末50における撮像時の通信端末50のグローバル位置情報が推定される。ここで、例えば通信端末50において画像データが撮像された後に、通信端末50を利用するユーザが移動し通信端末50の位置が変化したような場合においては、撮像された画像データとマップデータ100とに基づきグローバル位置情報が高精度に推定されていても、実際の通信端末50の位置と測位結果とが乖離することが考えられる。この点、測位システム1では、継続的に取得される通信端末50のローカル位置情報から、通信端末50における撮像時からの通信端末50の移動量が推定され、該移動量に基づいてグローバル位置情報が補正されて、移動量を考慮した通信端末50の位置情報が導出される。このように、継続的に取得される通信端末50のローカル位置情報に基づいて移動量が推定され該移動量に応じてグローバル位置情報が補正されて最終的な通信端末50の位置情報が導出されることにより、画像データが撮像された後に通信端末50の位置が変化した場合においても、実際の通信端末50の位置を高精度に特定することができる。以上より、測位システム1によれば、測位精度を向上させることができる。測位精度が低い場合には、ユーザが繰り返し測位結果を求めること等により処理負荷が増大することが考えられるところ、測位精度が向上することによって、上述した問題が起こりにくくなり、CPU等の処理部における処理負荷を軽減するという技術的効果も併せて奏する。
[0040]
 例えば、通信端末50のみでマップデータ100を用いたグローバル測位を行おうとした場合には、通信端末50の性能によっては記憶できるマップデータ100の容量に限度があり、測位精度を十分に向上させることができないおそれがある。この点、本実施形態のように、測位に用いる大規模なマップデータ100については位置測位サーバ10で記憶し、測位に用いる画像データが通信端末50で取得されることにより、測位精度を向上させると共に、迅速な測位を実現している。また、通信端末50側での処理については、画像データの撮像及びローカル位置情報の取得等、通信端末50の性能やOSに依存しにくいものとすることによって、通信端末50の性能やOSに依存しにくいアーキテクチャーを実現することができる。
[0041]
 測位部12は、マップデータ100の特徴点と、通信端末50において撮像された画像データの特徴点とのマッチングを行い、マップデータ100の特徴点に関連付けられたグローバル位置情報に基づいて、通信端末50における撮像時の通信端末50のグローバル位置情報を推定する。このように、マップデータ100及び撮像された画像データ間で特徴点のマッチングが行われることによって、マップデータ100及び画像データの対応関係が適切に特定され、マップデータ100の特徴点に対応付けられたグローバル位置情報に基づき、撮像時の通信端末50のグローバル位置情報を適切に推定することができる。
[0042]
 記憶部11は、マップデータ100についてグローバル位置情報に応じて一定の領域毎に分割した複数の分割マップデータを記憶し、測位部12は、通信端末50において撮像された画像データと共に通信端末50において取得された通信端末50のグローバル位置情報である端末取得位置情報を取得し、該端末取得位置情報に応じて、複数の分割マップデータから一又は複数の分割マップデータを選択し、選択した分割マップデータの特徴点と、通信端末50において撮像された画像データの特徴点とのマッチングの結果に基づき、通信端末50における撮像時の通信端末50のグローバル位置情報を推定する。このように、マップデータ100がグローバル位置情報に応じて複数に分割され、端末取得位置情報に応じて複数の分割マップデータからマッチング対象の分割マップデータが選択されることにより、適切にマッチング範囲(探索範囲)を絞りこむことができ、マッチング処理の効率化を図ることができる。すなわち、例えば、記憶されているマップデータが単一の広大なマップである場合、通信端末から位置測位サーバに画像データを送信し自己位置認識を行う際に探索範囲が広すぎて探索効率が悪化してしまうことが考えられる。この点、記憶されているマップデータ100を一定の単位で分割し、端末取得位置情報に応じて複数の分割マップデータからマッチング対象の分割マップデータを選択することによって探索範囲を限定して処理の効率化を図ることができる。
[0043]
 測位システム1は、通信端末50において撮像された画像データの内容に基づいて、該画像データを測位部12によるグローバル位置情報の推定に用いることができるか否かを判定し、用いることができない場合に、新たな画像データの撮像を指示する撮像指示部55をさらに備える。このように、測位部12による位置推定の前段階において、撮像された画像データが推定に適さない場合に新たな画像データの撮像が促されることによって、測位部12において無駄な処理が行われることを回避することができ、トータルの測位時間を短縮することができる。
[0044]
 撮像指示部55は、通信端末50において撮像された画像データに動的な物体が所定値以上含まれている場合に、該画像データを測位部12によるグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定する。動的な物体については、継続的に存在するものではなく、マップデータ100に記録されていないと考えられる。このため、動的な物体は、グローバル位置情報の推定においてノイズとなり、測位精度の低下の原因となりうる。この点、画像データに動的な物体が所定値以上含まれている場合に該画像データをグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定することによって、上述した動的な物体を原因とした測位精度の低下を抑制することができる。
[0045]
 撮像指示部55は、通信端末50において撮像された画像データにモーションブラーが所定値以上含まれている場合に、該画像データを測位部12によるグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定する。画像データにモーションブラーが多く含まれている場合には、特徴点のマッチングを適切に行うことができず、測位精度の低下の原因となりうる。この点、画像データにモーションブラーが所定値以上含まれている場合に該画像データをグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定することによって、上述したモーションブラーを原因とした測位精度の低下を抑制することができる。
[0046]
 記憶部11は、マップデータ100のグローバル位置情報として3次元の位置情報を記憶しており、測位部12は、通信端末50のグローバル位置情報として3次元の位置情報を推定し、ローカル位置取得部53は、通信端末50のローカル位置情報として3次元の位置情報を取得する。これにより、位置導出部54によって3次元の位置情報を導出することが可能となる。
[0047]
 最後に、測位システム1に含まれた位置測位サーバ10,通信端末50のハードウェア構成について、図3を参照して説明する。上述の位置測位サーバ10,通信端末50は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
[0048]
 なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。位置測位サーバ10,通信端末50のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
[0049]
 位置測位サーバ10,通信端末50における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信や、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することで実現される。
[0050]
 プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)で構成されてもよい。例えば、位置測位サーバ10の測位部12等の制御機能はプロセッサ1001で実現されてもよい。
[0051]
 また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ1003及び/又は通信装置1004からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、位置測位サーバ10の測位部12等の制御機能は、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサ1001で実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ1001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ1001は、1以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
[0052]
 メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つで構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本発明の一実施の形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
[0053]
 ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD-ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu-ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ1002及び/又はストレージ1003を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
[0054]
 通信装置1004は、有線及び/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。
[0055]
 入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど)である。なお、入力装置1005及び出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。
[0056]
 また、プロセッサ1001やメモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007で接続される。バス1007は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
[0057]
 また、位置測位サーバ10,通信端末50は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
[0058]
 以上、本実施形態について詳細に説明したが、当業者にとっては、本実施形態が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本実施形態は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本実施形態に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
[0059]
 例えば、測位システム1は通信端末50及び位置測位サーバ10を含んで構成されているとして説明したがこれに限定されず、測位システム1の各機能が、通信端末のみによって実現されてもよい。また、グローバル位置情報の補正については、ローカル位置情報に加えて他の情報を用いて行ってもよい。例えば、グローバル位置情報によって特定されるスポットについて、その後に訪れるスポットが推定できる場合(すなわち、スポットの特徴に応じてユーザの動線が推定できる場合)には、推定される動線に基づいて、グローバル位置情報の補正を行ってもよい。その場合、例えばユーザの性別、年代等の情報を用いて動線の推定精度を向上させて、グローバル位置情報の補正精度を向上させてもよい。また、ユーザが過去に訪れたことのあるスポットのグローバル位置情報である場合には、過去の情報(過去にユーザが辿った動線)を考慮してグローバル位置情報の補正を行ってもよい。また、例えば複数のユーザで同一のアプリケーションを用いており、且つ、当該複数のユーザが協同して当該アプリケーションを実行している場合等においては、互いのローカル位置情報を共有し合い、互いのローカル位置情報に基づいてグローバル位置情報の補正を行ってもよい。また、通信端末50におけるユーザの検索履歴や閲覧している情報の内容(ユーザの興味の内容)によって動線の推定精度を向上させて、グローバル位置情報の補正を行ってもよい。
[0060]
 本明細書で説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE-A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT-Advanced、4G、5G、FRA(Future Radio Access)、W-CDMA(登録商標)、GSM(登録商標)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broad-band)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、UWB(Ultra-Wide Band)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及び/又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
[0061]
 本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
[0062]
 入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
[0063]
 判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:trueまたはfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
[0064]
 本明細書で説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。
[0065]
 ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
[0066]
 また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線(DSL)などの有線技術及び/又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
[0067]
 本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
[0068]
 なお、本明細書で説明した用語及び/又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。
[0069]
 また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。
[0070]
 ユーザ端末は、当業者によって、移動通信端末、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
[0071]
 本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)(例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。
[0072]
 本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
[0073]
 本明細書で「第1の」、「第2の」などの呼称を使用した場合においては、その要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、2つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第1および第2の要素への参照は、2つの要素のみがそこで採用され得ること、または何らかの形で第1の要素が第2の要素に先行しなければならないことを意味しない。
[0074]
 「含む(include)」、「含んでいる(including)」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
[0075]
 本明細書において、文脈または技術的に明らかに1つのみしか存在しない装置である場合以外は、複数の装置をも含むものとする。
[0076]
 本開示の全体において、文脈から明らかに単数を示したものではなければ、複数のものを含むものとする。

符号の説明

[0077]
 1…測位システム、11…記憶部、12…測位部(グローバル位置推定部)、50…通信端末(端末)、53…ローカル位置取得部、54…位置導出部、55…撮像指示部、100…マップデータ。

請求の範囲

[請求項1]
 端末において撮像された画像データに基づき測位を行う測位システムであって、
 ある地点を基準とした前記端末の相対的な位置情報であるローカル位置情報を継続的に取得するローカル位置取得部と、
 予め取得された画像データに含まれる特徴点の特徴量と該特徴点に関連付けられた絶対的な位置情報であるグローバル位置情報とが対応付けられたマップデータを記憶する記憶部と、
 前記端末において撮像された画像データと、前記記憶部に記憶されているマップデータとに基づいて、前記端末における撮像時の前記端末のグローバル位置情報を推定するグローバル位置推定部と、
 前記ローカル位置取得部によって取得されるローカル位置情報の変化に基づいて、前記端末における撮像時からの移動量を推定し、該移動量に基づいて、前記グローバル位置推定部によって推定されたグローバル位置情報を補正することにより、前記移動量を考慮した前記端末の位置情報を導出する位置導出部と、を備える、測位システム。
[請求項2]
 前記グローバル位置推定部は、前記マップデータの特徴点と、前記端末において撮像された画像データの特徴点とのマッチングを行い、前記マップデータの特徴点に関連付けられたグローバル位置情報に基づいて、前記端末における撮像時の前記端末のグローバル位置情報を推定する、請求項1記載の測位システム。
[請求項3]
 前記記憶部は、前記マップデータについてグローバル位置情報に応じて一定の領域毎に分割した複数の分割マップデータを記憶し、
 前記グローバル位置推定部は、前記端末において撮像された画像データと共に前記端末において取得された前記端末のグローバル位置情報である端末取得位置情報を取得し、該端末取得位置情報に応じて、前記複数の分割マップデータから一又は複数の分割マップデータを選択し、選択した分割マップデータの特徴点と、前記端末において撮像された画像データの特徴点とのマッチングの結果に基づき、前記端末における撮像時の前記端末のグローバル位置情報を推定する、請求項2記載の測位システム。
[請求項4]
 前記端末において撮像された画像データの内容に基づいて、該画像データを前記グローバル位置推定部によるグローバル位置情報の推定に用いることができるか否かを判定し、用いることができない場合に、新たな画像データの撮像を指示する撮像指示部をさらに備える、請求項1~3のいずれか一項記載の測位システム。
[請求項5]
 前記撮像指示部は、前記端末において撮像された画像データに動的な物体が所定値以上含まれている場合に、該画像データを前記グローバル位置推定部によるグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定する、請求項4記載の測位システム。
[請求項6]
 前記撮像指示部は、前記端末において撮像された画像データにモーションブラーが所定値以上含まれている場合に、該画像データを前記グローバル位置推定部によるグローバル位置情報の推定に用いることができないと判定する、請求項4又は5記載の測位システム。
[請求項7]
 前記記憶部は、マップデータのグローバル位置情報として3次元の位置情報を記憶しており、
 前記グローバル位置推定部は、前記端末のグローバル位置情報として3次元の位置情報を推定し、
 前記ローカル位置取得部は、前記端末のローカル位置情報として3次元の位置情報を取得する、請求項1~6のいずれか一項記載の測位システム。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]