JP2009031216A

JP2009031216A - Position detector and photographing device

Info

Publication number: JP2009031216A
Application number: JP2007197811A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Haruyama; 真一郎春山; Akio Kasuga; 昭夫春日; Tatsunori Sada; 達典佐田
Original assignee: Nakagawa Laboratories Inc; Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Nakagawa Laboratories Inc; Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2027-07-30
Also published as: JP5374032B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detector capable of accurately specifying a position even under ground, and a photographing device using the position detector. <P>SOLUTION: A plurality of light sources 2 discharge light modulated by positional information showing the positions where the light sources are installed. The light is received by a line sensor 12 via an optical system 11, and a positional information acquisition section 13 demodulates and acquires the positional information sent from the light sources 2 from a one-dimensional image acquired serially. The position on the line sensor 12 where an image of the light of each light source 2 exists is also acquired. A measuring position specifying section 14 specifies a measuring position based on the positional information corresponding to each light source 2 and the position on the line sensor 12. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、測定位置を特定する位置検出技術と、その位置検出技術を用いた撮影システムの技術に関するものである。 The present invention relates to a position detection technique for specifying a measurement position, and a technique for an imaging system using the position detection technique.

位置を検出する方法として、近年ではＧＰＳが広く用いられている。例えば特許文献１などにおいても、車両の位置をＧＰＳにより検出している。しかし、ＧＰＳ衛星の電波が届かないトンネルや地下街などでは位置を検出することができないという欠点がある。また、ＧＰＳによる車両の位置検出精度は数メートルから数十メートル程度であり、正確な位置を検出することができないという欠点もある。 In recent years, GPS has been widely used as a method for detecting the position. For example, also in patent document 1, etc., the position of a vehicle is detected by GPS. However, there is a drawback that the position cannot be detected in tunnels and underground shopping streets where GPS satellite radio waves do not reach. Moreover, the position detection accuracy of the vehicle by GPS is about several meters to several tens of meters, and there is a disadvantage that an accurate position cannot be detected.

車両などにおいては、ＧＰＳが使用できない場所での位置検出を補完するため、例えばタイヤの回転などによって距離を計測し、またハンドルの回転角などから方向を割り出して位置を予測することも行われているが、ＧＰＳよりも精度が低い。 In order to supplement position detection in places where GPS cannot be used, for example, distances are measured by, for example, rotation of tires, and the direction is predicted from the rotation angle of the steering wheel, etc. However, it is less accurate than GPS.

一方、トンネルや管路、地下施設などにおいては、そのメンテナンスのため壁面の状態を観察し、異常の有無をチェックしている。このようなチェックを行う場合、異常が生じている箇所を正確に特定することが重要である。しかし、従来は例えば距離ポストを設置して位置を把握する程度しか行われておらず、異常箇所の特定を正確に行うことができなかった。そのため、地下のトンネルや管路、施設においても正確に位置を特定することができる技術が要望されていた。 On the other hand, in tunnels, pipes, underground facilities, etc., the state of the wall surface is observed for maintenance, and the presence or absence of abnormalities is checked. When performing such a check, it is important to accurately identify the location where an abnormality has occurred. However, conventionally, for example, only a distance post is installed and the position is grasped, and an abnormal portion cannot be accurately identified. Therefore, there has been a demand for a technique that can accurately specify the position of underground tunnels, pipes, and facilities.

特開平６−３３１３７３号公報JP-A-6-331373

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、地下などであっても正確に位置を特定することができる位置検出装置と、その位置検出装置を用いた撮影装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a position detection device capable of accurately specifying a position even in the underground or the like, and an imaging device using the position detection device. It is what.

本発明は、位置検出装置において、位置情報により変調された光を放出する複数の発光源からの光を受光する１次元受光手段と、前記発光源からの光を前記１次元受光手段の受光面に結像させる光学手段と、前記１次元受光手段から出力される１次元のイメージをもとに各発光源から送られてくる前記位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段で取得した各発光源に対応する位置情報及び各発光源からの光を受光した前記１次元受光手段における受光位置をもとに測定位置を特定する測定位置特定手段を有することを特徴とするものである。 The present invention relates to a position detection device, wherein a one-dimensional light receiving unit that receives light from a plurality of light emitting sources that emits light modulated by position information, and a light receiving surface of the one-dimensional light receiving unit that receives light from the light emitting source. Optical means for forming an image on the light source, position information acquisition means for acquiring the position information sent from each light source based on the one-dimensional image output from the one-dimensional light receiving means, and the position information acquisition means And measuring position specifying means for specifying a measurement position based on the position information corresponding to each light emitting source acquired in step 1 and the light receiving position in the one-dimensional light receiving means that has received light from each light emitting source. It is.

例えば本発明の位置検出装置が車載され、移動している場合には、発光源から送られてくる位置情報を受信する間に１次元受光手段における発光源からの光の像は移動してしまう。そのため、位置情報を受信する際には、１次元受光手段から出力される１次元のイメージを時系列的に参照して、発光源からの光の像を追跡しながら光の点滅あるいは強弱を検出し、前記位置情報に復調するように構成するとよい。 For example, when the position detection device of the present invention is mounted on the vehicle and moving, the image of light from the light source in the one-dimensional light receiving unit moves while receiving position information sent from the light source. . Therefore, when receiving position information, the one-dimensional image output from the one-dimensional light receiving means is referenced in time series, and the blinking or the intensity of light is detected while tracking the light image from the light source. The position information may be demodulated.

また３次元の位置を特定する場合には、さらに、前記１次元受光手段の受光面と略直交する方向の受光面を有する第２の１次元受光手段と、前記第２の１次元受光手段から出力される１次元のイメージをもとに各発光源から送られてくる前記位置情報を取得する第２の位置情報取得手段を設け、前記測定位置特定手段は、各発光源に対応する位置情報と、同じ位置情報が取得された前記１次元受光手段における受光位置及び前記第２の１次元受光手段における受光位置を対応付け、３次元位置を特定するように構成すればよい。 When specifying a three-dimensional position, the second one-dimensional light receiving unit having a light receiving surface in a direction substantially orthogonal to the light receiving surface of the one-dimensional light receiving unit, and the second one-dimensional light receiving unit Second position information acquisition means for acquiring the position information sent from each light source based on a one-dimensional image to be output is provided, and the measurement position specifying means includes position information corresponding to each light source. And the light receiving position in the one-dimensional light receiving means and the light receiving position in the second one-dimensional light receiving means that have acquired the same position information may be associated with each other to specify a three-dimensional position.

また本発明は、撮影装置において、映像を撮影するビデオカメラと、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の位置検出装置と、前記ビデオカメラで撮影した映像と前記位置検出装置で検出した測定位置とを対応づけて記憶する記憶手段を有することを特徴とするものである。 According to another aspect of the present invention, there is provided a video camera that captures a video, a position detection device according to any one of claims 1 to 3, a video captured by the video camera, and the position detection device. It has a storage means for storing the detected measurement position in association with each other.

本発明によれば、発光源からの光を用いることから、トンネルや管路、地下施設など、電波の届かない暗い場所でも位置を特定することができる。また、発光源から送られてくる位置情報をもとにして、複数の発光源からの光の像が結像した１次元のイメージから位置を求めるため、ＧＰＳ等に比べて正確に位置を特定することができる。 According to the present invention, since the light from the light source is used, the position can be specified even in a dark place where radio waves do not reach, such as a tunnel, a pipeline, or an underground facility. In addition, since the position is obtained from a one-dimensional image in which images of light from multiple light sources are formed based on the position information sent from the light source, the position can be specified more accurately than with GPS. can do.

そして、このようにして特定された測定位置を映像と対応づけておけば、映像を撮影した位置を正確に特定することができる。例えば構築物のメンテナンスの際に異常が発生している箇所を正確に特定して対処することが可能になる。 And if the measurement position specified in this way is associated with the video, the position where the video was shot can be specified accurately. For example, it is possible to accurately identify and deal with a location where an abnormality has occurred during the maintenance of the structure.

図１は、本発明の位置検出装置の実施の一形態を含む一構成例を示すブロック図である。図中、１は位置検出装置、２は発光源、１１は光学系、１２はラインセンサ、１３は位置情報取得部、１４は測定位置特定部である。位置検出装置１の周囲には複数の発光源２が設けられており、それぞれ、発光源２が設置されている位置に関する情報である位置情報により変調された光を放出している。位置情報としては、緯度及び経度でもよいし、ある特定の点からの相対的な位置でもよい。あるいは、それぞれ異なるＩＤを送信し、そのＩＤに予め対応づけられている位置の情報を特定できるように構成されていてもよい。以下の説明では、ＩＤなどを送信する場合でも、間接的にではあるが位置が特定できるので、位置情報として扱うことにする。また、複数の発光源２はラインセンサ１２の受光セルの配列方向に並べられていることが望ましいが、ラインセンサ１２の受光セルの配列方向と直交する方向に異なる位置情報を送信する発光源２が整列していなければ、ある程度自由に配置することができる。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example including an embodiment of a position detection device of the present invention. In the figure, 1 is a position detection device, 2 is a light source, 11 is an optical system, 12 is a line sensor, 13 is a position information acquisition unit, and 14 is a measurement position specifying unit. A plurality of light emitting sources 2 are provided around the position detection device 1, and each of them emits light modulated by position information that is information relating to a position where the light emitting source 2 is installed. The position information may be latitude and longitude, or a relative position from a specific point. Or you may be comprised so that ID which each differs may be transmitted and the information of the position previously matched with the ID can be specified. In the following description, even if an ID or the like is transmitted, the position can be specified indirectly, but will be treated as position information. The plurality of light emitting sources 2 are preferably arranged in the arrangement direction of the light receiving cells of the line sensor 12, but the light emitting sources 2 that transmit different position information in a direction orthogonal to the arrangement direction of the light receiving cells of the line sensor 12. If they are not aligned, they can be placed freely to some extent.

なお、発光源２における光の変調方法は任意であり、後述の位置情報取得部１３で復調できる方式であるものとする。発光源２としては、変調により点滅あるいは光量変化の応答が速い光源を用いるとよく、例えば可視光ＬＥＤや赤外光ＬＥＤなどを用いることが望ましいが、他の光源を用いてもよいことは言うまでもない。 Note that the light modulation method in the light source 2 is arbitrary, and is a method that can be demodulated by a position information acquisition unit 13 described later. As the light source 2, it is preferable to use a light source that responds quickly by modulation or a change in the amount of light. For example, a visible light LED or an infrared light LED is preferably used, but it goes without saying that another light source may be used. Yes.

位置検出装置１は、複数の発光源２からの位置情報により変調された光を受光して、位置検出装置１が存在している測定位置を特定する。そのための構成として、光学系１１、ラインセンサ１２、位置情報取得部１３、測定位置特定部１４等を含んで構成されている。 The position detection device 1 receives light modulated by position information from a plurality of light emitting sources 2 and specifies a measurement position where the position detection device 1 exists. For that purpose, the optical system 11, the line sensor 12, the position information acquisition unit 13, the measurement position specifying unit 14, and the like are included.

光学系１１は、発光源２からの光をラインセンサ１２の受光面に結像させるためのものであり、例えばレンズなどで構成されている。なお、レンズなどとラインセンサ１２の受光面との距離は既知であるものとする。あるいは距離を検知可能に構成されていてもよい。 The optical system 11 is for forming an image of light from the light source 2 on the light receiving surface of the line sensor 12, and is composed of, for example, a lens. It is assumed that the distance between the lens and the light receiving surface of the line sensor 12 is known. Alternatively, the distance may be detected.

ラインセンサ１２は、１次元状に受光セルが配置された受光素子であり、発光源２からの光を受光して、１次元のイメージとして出力する。 The line sensor 12 is a light receiving element in which light receiving cells are arranged one-dimensionally. The line sensor 12 receives light from the light source 2 and outputs it as a one-dimensional image.

位置情報取得部１３は、ラインセンサ１２から出力される１次元のイメージを時系列的に参照し、各発光源２からの光の像の点滅あるいは光量変化を検出することによって、各発光源２から送られてくる位置情報を復調して取得する。なお、位置検出装置１が車載される場合などのように、位置検出装置１が移動する場合には、各発光源２の光の像はラインセンサ１２の受光面上を移動することになる。そのため、各発光源２の光の像を追跡しながら、発光源２の光の点滅あるいは強弱を検出して、位置情報を復調すればよい。ラインセンサ１２では、例えば２次元ＣＣＤセンサなどに比べて高速に１次元のイメージを取得することができる。従って、位置検出装置１が移動した場合でも、１次元のイメージ上での発光源２の光の像の移動は少なく、十分追跡することができる。また、高速な位置情報の転送にも対応することができる。 The position information acquisition unit 13 refers to the one-dimensional image output from the line sensor 12 in time series, and detects blinking of the light image from each light source 2 or a change in the amount of light to thereby detect each light source 2. The position information sent from is demodulated and acquired. Note that when the position detection device 1 moves, such as when the position detection device 1 is mounted on a vehicle, the light image of each light source 2 moves on the light receiving surface of the line sensor 12. Therefore, the position information may be demodulated by detecting blinking or intensity of the light from the light source 2 while tracking the light image of each light source 2. The line sensor 12 can acquire a one-dimensional image at a higher speed than, for example, a two-dimensional CCD sensor. Therefore, even when the position detection device 1 moves, the movement of the light image of the light source 2 on the one-dimensional image is small and can be sufficiently tracked. Further, it can cope with high-speed transfer of position information.

なお、位置情報取得部１３は、測定位置を特定する時点での発光源２からの光の像が存在するラインセンサ１２上の位置（受光位置）も取得するものとする。このとき、例えば位置情報を送信するために消灯している発光源２がある場合でも、上述のように発光源２の光の像を追跡していれば、像が存在するであろう位置を予測することができ、その予測した位置を受光位置とすればよい。 Note that the position information acquisition unit 13 also acquires a position (light reception position) on the line sensor 12 where an image of light from the light emission source 2 at the time of specifying the measurement position exists. At this time, for example, even when there is a light source 2 that is turned off to transmit position information, if the light image of the light source 2 is tracked as described above, the position where the image will be present is determined. The predicted position can be used as the light receiving position.

測定位置特定部１４は、位置情報取得部１３で取得した、発光源２から送られてきたそれぞれの位置情報と、各発光源からの光の像が存在しているラインセンサ１２上の受光位置をもとに、位置検出装置１が存在している測定位置を特定する。なお、測定位置として特定できるのは２次元の位置である。 The measurement position specifying unit 14 receives the position information acquired by the position information acquisition unit 13 from the light source 2 and the light reception position on the line sensor 12 where the image of the light from each light source exists. Based on the above, the measurement position where the position detection apparatus 1 exists is specified. Note that a two-dimensional position can be specified as the measurement position.

まず、ラインセンサを用いた一般的な位置計測方法について説明しておく。図２は、２次元平面でのラインセンサを用いた位置計測方法の一例の説明図である。図２では既知の点ａ（ｘ１，ｙ１）、ｂ（ｘ２，ｙ２）、ｃ（ｘ３，ｙ３）が与えられ、投影中心Ｏ（ｘ０，ｙ０）の位置を特定するものとしている。投影中心Ｏは、光学系１１におけるレンズの中心などに対応する。また、投影中心Ｏからラインセンサ１２の受光面へ下ろした垂線の足を点Ｈ（０）、投影中心Ｏと点Ｈの距離をｈとし、この距離ｈも既知とする。 First, a general position measurement method using a line sensor will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of a position measurement method using a line sensor on a two-dimensional plane. In FIG. 2, known points a (x1, y1), b (x2, y2), and c (x3, y3) are given, and the position of the projection center O (x0, y0) is specified. The projection center O corresponds to the center of the lens in the optical system 11. In addition, the foot of the perpendicular drawn from the projection center O to the light receiving surface of the line sensor 12 is a point H (0), the distance between the projection center O and the point H is h, and this distance h is also known.

各点ａ（ｘ１，ｙ１）、ｂ（ｘ２，ｙ２）、ｃ（ｘ３，ｙ３）の像がラインセンサ１２の受光面に投影される。このときのラインセンサ１２上での受光位置をそれぞれＡ（Ｘ１）、Ｂ（Ｘ２）、Ｃ（Ｘ３）とする。このＸ１，Ｘ２，Ｘ３は、ラインセンサ１２の受光面上での１次元座標であり、各受光位置間の距離Ｄ_AB、Ｄ_BC、Ｄ_CAは次のように表せる。
Ｄ_AB＝｜Ｘ１−Ｘ２｜
Ｄ_BC＝｜Ｘ２−Ｘ３｜
Ｄ_CA＝｜Ｘ３−Ｘ１｜ Images of the points a (x1, y1), b (x2, y2), and c (x3, y3) are projected onto the light receiving surface of the line sensor 12. The light receiving positions on the line sensor 12 at this time are A (X1), B (X2), and C (X3), respectively. These X1, X2, and X3 are one-dimensional coordinates on the light receiving surface of the line sensor 12, and the distances D _AB , D _BC , and D _CA between the light receiving positions can be expressed as follows.
D _AB = | X1-X2 |
D _BC = | X2-X3 |
D _CA = | X3-X1 |

また、点Ｈの１次元座標を０とすると、点Ｏから各受光位置までの距離Ｄ_OA、Ｄ_OB、Ｄ_OCは次のように表せる。
Ｄ_OA＝√（Ｘ１²＋ｈ²）
Ｄ_OB＝√（Ｘ２²＋ｈ²）
Ｄ_OC＝√（Ｘ３²＋ｈ²） When the one-dimensional coordinate of the point H is 0, the distances D _OA , D _OB , D _OC from the point O to each light receiving position can be expressed as follows.
D _OA = √ (X1 ² + h ² )
D _OB = √ (X2 ² + h ² )
D _OC = √ (X3 ² + h ² )

これらの式より、角θ_AOB、角θ_BOC、角θ_COAは余弦定理を用いると
ｃｏｓθ_AOB＝（Ｄ_OA ²＋Ｄ_OB ²−Ｄ_AB ²）／（２Ｄ_OA・Ｄ_OB）
＝（Ｘ１²＋ｈ²＋Ｘ２²＋ｈ²−（Ｘ１−Ｘ２）²）／（２・√（Ｘ１²＋ｈ²）・√（Ｘ２²＋ｈ²））
＝（Ｘ１Ｘ２＋ｈ²）／（√（Ｘ１²＋ｈ²）・√（Ｘ２²＋ｈ²））
ｃｏｓθ_BOC＝（Ｄ_OB ²＋Ｄ_OC ²−Ｄ_BC ²）／（２Ｄ_OB・Ｄ_OC）
＝（Ｘ２²＋ｈ²＋Ｘ３²＋ｈ²−（Ｘ２−Ｘ３）²）／（２・√（Ｘ２²＋ｈ²）・√（Ｘ３²＋ｈ²））
＝（Ｘ２Ｘ３＋ｈ²）／（√（Ｘ２²＋ｈ²）・√（Ｘ３²＋ｈ²））
ｃｏｓθ_COA＝（Ｄ_OC ²＋Ｄ_OA ²−Ｄ_CA ²）／（２Ｄ_OC・Ｄ_OA）
＝（Ｘ３²＋ｈ²＋Ｘ１²＋ｈ²−（Ｘ３−Ｘ１）²）／（２・√（Ｘ３²＋ｈ²）・√（Ｘ１²＋ｈ²））
＝（Ｘ３Ｘ１＋ｈ²）／（√（Ｘ３²＋ｈ²）・√（Ｘ１²＋ｈ²）） From these equations, the angle θ _AOB , the angle θ _BOC , and the angle θ _COA can be calculated by using the cosine theorem: cos θ _AOB = (D _OA ² + D _OB ² −D _AB ² ) / (2D _OA · D _OB )
= (X1 ² + h ² + X2 ² + h ² − (X1−X2) ² ) / (2 · √ (X1 ² + h ² ) · √ (X2 ² + h ² ))
= (X1X2 + h ² ) / (√ (X1 ² + h ² ) · √ (X2 ² + h ² ))
cos θ _BOC = (D _OB ² + D _OC ² −D _BC ² ) / (2D _OB · D _OC )
= (X2 ² + h ² + X3 ² + h ² − (X2−X3) ² ) / (2 · √ (X2 ² + h ² ) · √ (X3 ² + h ² ))
= (X2X3 + h ² ) / (√ (X2 ² + h ² ) · √ (X3 ² + h ² ))
_{_{^{cosθ COA = (D OC 2 +}}} D OA 2 -D CA 2) / (2D OC · D OA)
= (X3 ² + h ² + X1 ² + h ² − (X3−X1) ² ) / (2 · √ (X3 ² + h ² ) · √ (X1 ² + h ² ))
= (X3X1 + h ² ) / (√ (X3 ² + h ² ) · √ (X1 ² + h ² ))

ここで、各々の点の間の距離をｄ_ab、ｄ_bc、ｄ_caとすると、これらは以下のように求まる。
ｄ_ab＝√（（ｘ１−ｘ２）²＋（ｙ１−ｙ２）²）
ｄ_bc＝√（（ｘ２−ｘ３）²＋（ｙ２−ｙ３）²）
ｄ_ca＝√（（ｘ３−ｘ１）²＋（ｙ３−ｙ１）²） Here, _assuming that the distance between each point is d _ab , d _bc , and d _ca , these are obtained as follows.
d _ab = √ ((x1-x2) ² + (y1-y2) ² )
d _bc = √ ((x2−x3) ² + (y2−y3) ² )
d _ca = √ ((x3-x1) ² + (y3-y1) ² )

また、図２から対頂角の関係から
ｃｏｓθ_aOb＝ｃｏｓθ_AOB
ｃｏｓθ_bOc＝ｃｏｓθ_BOC
ｃｏｓθ_cOa＝ｃｏｓθ_COA
であることがわかる。 Also, from FIG. 2, cos θ _aOb = cos θ _AOB
_{cosθ bOc} = _cosθ _BOC
_{cosθ cOa} = _cosθ _COA
It can be seen that it is.

よって、各点ａ，ｂ，ｃから点Ｏまでの距離をｄ_Oa、ｄ_Ob、ｄ_Ocとすると余弦定理から
ｄ_Oa ²＝ｄ_ab ²−ｄ_Ob ²＋２ｄ_Oaｄ_Obｃｏｓθ_aOb
＝ｄ_ab ²−ｄ_Ob ²＋２ｄ_Oaｄ_Obｃｏｓθ_AOB
ｄ_Ob ²＝ｄ_bc ²−ｄ_Oc ²＋２ｄ_Obｄ_Ocｃｏｓθ_bOc
＝ｄ_bc ²−ｄ_Oc ²＋２ｄ_Obｄ_Ocｃｏｓθ_BOC
ｄ_Oc ²＝ｄ_ca ²−ｄ_Oa ²＋２ｄ_Ocｄ_Oaｃｏｓθ_cOa
＝ｄ_ca ²−ｄ_Oa ²＋２ｄ_Ocｄ_Oaｃｏｓθ_COA
と表すことができる。 Therefore, if the distances from the points a, b, c to the point O are d _Oa , d _Ob , and d _Oc , d _Oa ² = d _ab ² −d _Ob ² + 2d _Oa d _Ob cos θ _aOb
= D _ab ² −d _Ob ² + 2d _Oa d _Ob cos θ _AOB
d _Ob ² = d _bc ² −d _Oc ² + 2d _Ob d _Oc cos θ _bOc
= D _bc ² −d _Oc ² + 2d _Ob d _Oc cos θ _BOC
d _Oc ² = d _ca ² −d _Oa ² + 2d _Oc d _Oa cos θ _cOa
= D _ca ² −d _Oa ² + 2d _Oc d _Oa cos θ _COA
It can be expressed as.

以上から、点Ｏ（ｘ０，ｙ０）は以下の計算式を解くことで算出することが可能となる。
（ｘ０−ｘ１）²＋（ｙ０−ｙ１）²＝ｄ_Oa ²
（ｘ０−ｘ２）²＋（ｙ０−ｙ２）²＝ｄ_Ob ²
（ｘ０−ｘ３）²＋（ｙ０−ｙ３）²＝ｄ_Oc ²
このようにして、既知の点が最低３個あれば、点Ｏ（ｘ０，ｙ０）の位置を求めることができる。 From the above, the point O (x0, y0) can be calculated by solving the following calculation formula.
(X0−x1) ² + (y0−y1) ² = d _Oa ²
(X0−x2) ² + (y0−y2) ² = d _Ob ²
(X0−x3) ² + (y0−y3) ² = d _Oc ²
In this way, if there are at least three known points, the position of the point O (x0, y0) can be obtained.

上述の説明では点ａ，ｂ，ｃの位置が既知であったものとしている。従って、点ａ，ｂ，ｃの位置を何らかの方法により取得している必要がある。本発明では、点ａ，ｂ，ｃに発光源２を配置し、それぞれの位置あるいは位置に対応する情報を光による通信で送信する方法を採用している。各発光源２は点滅や光量の変更などによって位置情報を送信する。そのため、ある一時点でラインセンサ１２により取得された１次元イメージでは送られてきた位置情報を取得することはできないが、時系列的に得られる１次元イメージを参照してゆくことにより、発光源２から光により送られてきた情報を取得することができる。 In the above description, the positions of the points a, b, and c are assumed to be known. Therefore, the positions of the points a, b, and c need to be acquired by some method. In the present invention, a method is employed in which the light emitting sources 2 are arranged at points a, b, and c, and information corresponding to each position or position is transmitted by communication using light. Each light emitting source 2 transmits position information by blinking or changing the light amount. For this reason, it is not possible to acquire the positional information sent by the one-dimensional image acquired by the line sensor 12 at a certain point in time, but by referring to the one-dimensional image obtained in time series, the light emission source The information sent by light from 2 can be acquired.

図３は、各発光源から送られてくる位置情報の受信処理の一例の説明図である。図３では２つの発光源２について受光している場合を示している。ここでは、各発光源２は変調方式としてＯＯＫ（Ｏｎ−ＯｆｆＫｅｙｉｎｇ）を用い、データが１の時に発光し、データが０の時に消灯するものとしている。すなわち光の点滅によりデータが送信される。そのため、ラインセンサ１２で時系列的に得られた１次元イメージにおいては、発光源２の光の像が現れたり消滅したりすることになる。この様子を図３に示しており、時系列的に得られた１次元イメージを順に参照することにより、光源の点滅や光量変動を抽出することができる。図３に示す例では、データとしてそれぞれ１，０，１，…が得られている。なお、データの送受信方法については既存の技術を適用することができる。例えば変調方式としてはＯＯＫに限らず、ＰＰＭ（ＰｕｌｓｅＰｏｓｉｔｉｏｎＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）など、あらゆる強度変調方式を用いることができる。また、データフォーマットなどについても任意に設計することができる。 FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a reception process of position information sent from each light source. FIG. 3 shows a case where two light sources 2 are receiving light. Here, each light source 2 uses OOK (On-Off Keying) as a modulation method, and emits light when the data is 1, and turns off when the data is 0. That is, data is transmitted by flashing light. Therefore, in the one-dimensional image obtained in time series by the line sensor 12, the light image of the light emission source 2 appears or disappears. This state is shown in FIG. 3, and by sequentially referring to the one-dimensional images obtained in time series, it is possible to extract the blinking of the light source and the light amount fluctuation. In the example shown in FIG. 3, 1,0, 1,... Are obtained as data. An existing technique can be applied to the data transmission / reception method. For example, the modulation method is not limited to OOK, and any intensity modulation method such as PPM (Pulse Position Modulation) can be used. Also, the data format can be arbitrarily designed.

図４は、各発光源から送られてくる位置情報の受信処理の別の例の説明図である。ここでは、位置検出装置１が移動する場合を示している。この例においても各発光源２における変調方式としてＯＯＫを用いたものとしている。位置検出装置１が移動する場合、ラインセンサ１２上の発光源２からの光の像も移動する。このとき、発光源２の光の像はランダムに移動するわけではなく、位置検出装置１の移動速度に応じた動きをする。図４ではその動きを単純化して示している。 FIG. 4 is an explanatory diagram of another example of reception processing of position information transmitted from each light source. Here, the case where the position detection apparatus 1 moves is shown. Also in this example, OOK is used as the modulation method in each light source 2. When the position detection apparatus 1 moves, the image of the light from the light source 2 on the line sensor 12 also moves. At this time, the light image of the light source 2 does not move at random, but moves according to the moving speed of the position detection device 1. FIG. 4 shows the movement in a simplified manner.

ある１次元イメージ中に発光源２の光の像が存在する場合、次の１次元イメージにおいては、前の１次元イメージにおいて発光源２の光の像が存在していた位置の両側数画素程度を参照すれば、対応する光の像を検出することができる。このようにして、順次得られる１次元イメージから、対応する光の像を追跡してゆけばよい。発光源２では、位置情報に従って光を変調するため、ＯＯＫの場合には消灯している時間が存在する。この場合にはラインセンサ１２上には発光源２の光の像は存在しなくなる。しかし、それまでに当該発光源２からの光の像を検出していれば、その検出位置（受光位置）の変化から、点灯していれば光の像を検出できるであろう位置を予測することができる。発光源２が消灯している期間は、この予測した位置を用い、追跡を行えばよい。 When a light image of the light source 2 is present in a certain one-dimensional image, in the next one-dimensional image, several pixels on both sides of the position where the light image of the light source 2 was present in the previous one-dimensional image. , The corresponding light image can be detected. In this way, it is only necessary to track the corresponding light image from the sequentially obtained one-dimensional image. Since the light source 2 modulates the light according to the position information, there is a time during which the light is turned off in the case of OOK. In this case, the light image of the light source 2 does not exist on the line sensor 12. However, if an image of light from the light emitting source 2 has been detected so far, a position where the light image can be detected if the light is on is predicted from a change in the detection position (light receiving position). be able to. During the period when the light source 2 is turned off, the predicted position may be used for tracking.

上述のようにして、位置検出装置１が移動し、発光源２の光の像がラインセンサ１２上で移動する場合でも、発光源２の光の像を追跡し、送られてくる位置情報を取得することができる。なお、後述する具体例のように自動車に位置検出装置１を搭載し、路上に設置された発光源からの光を受光する場合、位置情報を取得するまでに要する時間で発光源からの光の像がラインセンサ１２上で移動する距離は数画素程度に抑えることが可能である。また、その場合にラインセンサ１２上で発光源２の光の像が移動する速さは、ラインセンサ１２の中央付近で速く、周辺部で遅くなる傾向がある。このような移動の傾向を加味して発光源２からの光の像の追跡を行ってもよい。 As described above, even when the position detection apparatus 1 moves and the light image of the light source 2 moves on the line sensor 12, the light image of the light source 2 is tracked and the position information transmitted is obtained. Can be acquired. In addition, when the position detection device 1 is mounted on an automobile and receives light from a light source installed on the road as in a specific example described later, the light from the light source is obtained in the time required to acquire the position information. The distance that the image moves on the line sensor 12 can be suppressed to about several pixels. In this case, the speed at which the light image of the light source 2 moves on the line sensor 12 tends to be fast near the center of the line sensor 12 and slow at the periphery. In consideration of such a movement tendency, the image of the light from the light source 2 may be tracked.

このようにして、３以上の発光源２からそれぞれ光により送られてくる位置情報を位置情報取得部１３で取得する。各発光源２の位置情報が取得できれば、測定位置特定部１４で図２を用いて説明した方法により、位置検出装置１が存在する測定位置を特定することができる。なお、図４に示すように発光源２の光の像が移動する場合には、ある特定の１次元イメージにおける発光源２からの光の像の位置（あるいは予測位置）をラインセンサ１２上の位置として図２を用いて説明した方法により測定位置を特定すればよい。 In this way, the position information acquisition unit 13 acquires the position information transmitted from each of the three or more light emitting sources 2 by light. If the position information of each light emitting source 2 can be acquired, the measurement position where the position detection device 1 exists can be specified by the measurement position specifying unit 14 using the method described with reference to FIG. When the light image of the light source 2 moves as shown in FIG. 4, the position (or predicted position) of the light image from the light source 2 in a specific one-dimensional image is indicated on the line sensor 12. What is necessary is just to specify a measurement position by the method demonstrated using FIG. 2 as a position.

上述のような本発明の構成では、ラインセンサ１２を用いて測定位置を特定する構成であることから、安価に構成することができ、また、その処理量も２次元センサを用いる場合に比べて格段に少なくすることができる。さらにそのために、イメージの読み出し速度が速く、全体の処理速度を向上させることができるとともに、発光源２から高速にデータが送られてくる場合でも追随することができる。例えば位置検出装置１が移動する場合でも、高速に通信が行えれば追随する画素数も少なくなり、移動の影響を低減することができる。 In the configuration of the present invention as described above, since the measurement position is specified using the line sensor 12, it can be configured at a low cost, and the processing amount is also compared with the case of using a two-dimensional sensor. It can be significantly reduced. For this reason, the image reading speed is high, the overall processing speed can be improved, and even when data is sent from the light emitting source 2 at high speed, it is possible to follow. For example, even when the position detection device 1 moves, if the communication can be performed at high speed, the number of pixels to follow is reduced, and the influence of the movement can be reduced.

また、発光源２から送られてくる位置情報を取得して測定位置を特定する構成であることから、外部から光点の位置を与えるなどの操作は不要である。さらに、受光された光点が測定用のものであるか否かの判断も、位置情報が取得できたか否かにより容易に行うことができ、全体として測定位置の特定を自動的に行うことができる。 Further, since the position information sent from the light emitting source 2 is acquired and the measurement position is specified, an operation such as giving the position of the light spot from the outside is unnecessary. Furthermore, the determination of whether or not the received light spot is for measurement can be easily made based on whether or not the position information has been acquired, and the measurement position can be automatically specified as a whole. it can.

図５は、本発明の位置検出装置の実施の一形態を含む一構成例における変形例の説明図である。図中、２１は集光レンズ、２２はシリンドリカルレンズである。ここでは位置検出装置１については光学系１１及びラインセンサ１２のみを示している。図５（Ａ）は測定位置を特定する２次元平面における平面図であり、図５（Ｂ）はその断面図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram of a modified example in one configuration example including one embodiment of the position detection device of the present invention. In the figure, 21 is a condensing lens and 22 is a cylindrical lens. Here, for the position detection device 1, only the optical system 11 and the line sensor 12 are shown. FIG. 5A is a plan view in a two-dimensional plane for specifying a measurement position, and FIG. 5B is a cross-sectional view thereof.

上述のように図１に示した構成では２次元の測定位置を特定することができるが、このとき、発光源２が測定する２次元平面から外れている場合には、ラインセンサ１２に受光される光量が少なくなったり、ラインセンサ１２の受光面から外れてしまうなどの問題が生じることがある。このような問題を解消するため、図５に示した例では、光学系１１として発光源２の像をラインセンサ１２の受光面に結像させる集光レンズ２１とともに、ラインセンサ１２の受光面のラインと直交する方向の光を集めるためのシリンドリカルレンズ２２を設けている。このシリンドリカルレンズ２２によって、発光源２の設置位置がラインセンサ１２の受光ラインから外れ、例えば図５（Ｂ）に示すように図中の上下に発光源２がずれていても、発光源２からの光をラインセンサ１２に入射させることができ、より確実に測定位置の特定を行うことができる。 As described above, the configuration shown in FIG. 1 can specify a two-dimensional measurement position. At this time, if the light emission source 2 is out of the two-dimensional plane to be measured, it is received by the line sensor 12. There may be a problem that the amount of light to be reduced is reduced or the light receiving surface of the line sensor 12 is detached. In order to solve such a problem, in the example shown in FIG. 5, as the optical system 11, the condensing lens 21 that forms an image of the light source 2 on the light receiving surface of the line sensor 12 and the light receiving surface of the line sensor 12. A cylindrical lens 22 is provided for collecting light in a direction orthogonal to the line. Even if the light emitting source 2 is displaced from the light receiving line of the line sensor 12 by the cylindrical lens 22 from the light receiving line of the line sensor 12, for example, as shown in FIG. Can be incident on the line sensor 12, and the measurement position can be specified more reliably.

図６は、本発明の位置検出装置の実施の一形態を含む一構成例における別の変形例の説明図である。図６においても、位置検出装置１については光学系１１及びラインセンサ１２のみを示している。上述の変形例と同様に、発光源２がラインセンサ１２の受光ラインから外れる場合に対処するための例を示している。この変形例では、発光源２として直線状の光源を使用した例を示している。このような発光源２の延在方向がラインセンサの受光ラインと略直交するように、各発光源２を設置するとよい。これによって、ラインセンサ１２の受光ラインと直交する方向での発光源２の位置ズレを考慮することなく、測定位置を特定することができる。 FIG. 6 is an explanatory diagram of another modified example of the configuration example including the embodiment of the position detection device of the present invention. Also in FIG. 6, only the optical system 11 and the line sensor 12 are shown for the position detection device 1. Similar to the above-described modification, an example for dealing with a case where the light emitting source 2 is out of the light receiving line of the line sensor 12 is shown. In this modification, an example in which a linear light source is used as the light emitting source 2 is shown. Each light emitting source 2 may be installed so that the extending direction of such a light emitting source 2 is substantially orthogonal to the light receiving line of the line sensor. As a result, the measurement position can be specified without considering the positional deviation of the light emitting source 2 in the direction orthogonal to the light receiving line of the line sensor 12.

図７は、本発明の位置検出装置の実施の一形態の変形例を含む一構成例を示すブロック図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。１５は光学系、１６はラインセンサ、１７は位置情報取得部である。光学系１５は、発光源２からの光をラインセンサ１６の受光面に結像させるためのものであり、光学系１１と同様のものである。ラインセンサ１６は、ラインセンサ１２と同様に１次元状に受光セルが配置された受光素子であるが、ラインセンサ１２とは受光面が略直交する方向に配置されている。位置情報取得部１７は、ラインセンサ１６から出力される１次元のイメージを時系列的に参照する以外は位置情報取得部１３と同様である。 FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example including a modification of the embodiment of the position detection device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numeral 15 denotes an optical system, 16 denotes a line sensor, and 17 denotes a position information acquisition unit. The optical system 15 is for imaging light from the light emitting source 2 on the light receiving surface of the line sensor 16, and is the same as the optical system 11. The line sensor 16 is a light receiving element in which light receiving cells are arranged one-dimensionally like the line sensor 12, but the light receiving surface is arranged in a direction substantially orthogonal to the line sensor 12. The position information acquisition unit 17 is the same as the position information acquisition unit 13 except that the one-dimensional image output from the line sensor 16 is referenced in time series.

測定位置特定部１４は、位置情報取得部１３で取得した位置情報と、位置情報取得部１７で取得した位置情報が同じであるものを対応付け、同じ位置情報が得られたラインセンサ１２上での受光位置とラインセンサ１６上での受光位置と位置情報の組み合わせを求める。同じ位置情報が得られたと言うことは、同じ発光源２からの光の像であることを示しており、別々のラインセンサ１２，１６における受光位置を同定することができる。このようにして得られた各発光源２に対応する位置情報、ラインセンサ１２上での受光位置、ラインセンサ１６上での受光位置をもとに、３次元の測定位置を求める。 The measurement position specifying unit 14 associates the position information acquired by the position information acquiring unit 13 with the same position information acquired by the position information acquiring unit 17, and on the line sensor 12 where the same position information is obtained. The combination of the light receiving position and the light receiving position on the line sensor 16 and position information is obtained. The fact that the same position information has been obtained indicates that the images are light images from the same light source 2, and the light receiving positions in the separate line sensors 12 and 16 can be identified. Based on the position information corresponding to each light emitting source 2 obtained in this way, the light receiving position on the line sensor 12, and the light receiving position on the line sensor 16, a three-dimensional measurement position is obtained.

図２でも説明したように、ラインセンサ１２を用いて２次元の測定位置を特定することができる。この変形例では、ラインセンサ１６をラインセンサ１２と直交する方向に配置することによって、もう１次元の測定位置を求め、合わせて３次元の測定位置を特定することができる。 As described with reference to FIG. 2, the two-dimensional measurement position can be specified using the line sensor 12. In this modification, by arranging the line sensor 16 in a direction orthogonal to the line sensor 12, another one-dimensional measurement position can be obtained, and a three-dimensional measurement position can be specified together.

図８は、ラインセンサを用いた１次元の位置計測方法の一例の説明図である。ここでは図示したｚ方向の位置を求める例を示している。点ｐ（ｚ１），ｑ（ｚ２）は、ｚ方向に異なる位置に配置されている。図２に示した例と同様に、光学系１５におけるレンズの中心などに対応する投影中心Ｏ（ｚ０）の位置を求める。また、投影中心Ｏからラインセンサ１６の受光面へ下ろした垂線の足を点Ｈ、投影中心Ｏと点Ｈの距離をｈとし、この距離ｈは既知とする。 FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of a one-dimensional position measurement method using a line sensor. Here, an example in which the illustrated position in the z direction is obtained is shown. The points p (z1) and q (z2) are arranged at different positions in the z direction. Similar to the example shown in FIG. 2, the position of the projection center O (z0) corresponding to the center of the lens in the optical system 15 is obtained. In addition, the foot of the perpendicular drawn from the projection center O to the light receiving surface of the line sensor 16 is a point H, and the distance between the projection center O and the point H is h, and this distance h is known.

各点ｐ（ｚ１）、ｑ（ｚ２）の像がラインセンサ１６の受光面に投影される。このときのラインセンサ１６上での受光位置をそれぞれＰ（Ｚ１）、Ｑ（Ｚ２）とする。このＺ１，Ｚ２は、ラインセンサ１６の受光面上での１次元座標である。このとき、図８から
（ｚ０−ｚ１）／（ｚ０−ｚ２）＝Ｚ１／Ｚ２
よって、
ｚ０＝（Ｚ２ｚ１−Ｚ１ｚ２）／（Ｚ２−Ｚ１）
となり、ｚ方向の測定位置を特定することができる。 Images of the points p (z1) and q (z2) are projected on the light receiving surface of the line sensor 16. The light receiving positions on the line sensor 16 at this time are P (Z1) and Q (Z2), respectively. Z1 and Z2 are one-dimensional coordinates on the light receiving surface of the line sensor 16. At this time, from FIG. 8, (z0−z1) / (z0−z2) = Z1 / Z2
Therefore,
z0 = (Z2z1-Z1z2) / (Z2-Z1)
Thus, the measurement position in the z direction can be specified.

この場合も、点ｐ，ｑのｚ方向を含む位置は各発光源２から位置情報として送られてくるので、例えば図３や図４に示したようにして位置情報取得部１７で位置情報を取得し、そのうちのｚ方向の座標から、測定位置特定部１４は上述のようにしてｚ方向の測定位置を求めることができる。図２を用いて説明したようにして２次元（ｘ、ｙ方向）の位置を求めるとともに、この例のようにしてｚ方向の位置を求めることによって、位置検出装置１の３次元の測定位置を求めることができる。 Also in this case, the positions including the z direction of the points p and q are sent as position information from the respective light emitting sources 2, and for example, the position information is obtained by the position information acquisition unit 17 as shown in FIGS. The measurement position specifying unit 14 can obtain the measurement position in the z direction as described above from the acquired coordinates in the z direction. As described with reference to FIG. 2, the two-dimensional (x, y direction) position is obtained, and the z-direction position is obtained as in this example, whereby the three-dimensional measurement position of the position detection device 1 is obtained. Can be sought.

図９は、本発明の位置検出装置の実施の一形態における応用例の説明図である。図中、３１は移動車、３２は位置検出装置、３３はカメラ、３４は発光源である。図９に示した例では、本発明の位置検出装置を用いて道路の状態を監視するシステムに応用した例を示しており、本発明の撮影装置の一例でもある。 FIG. 9 is an explanatory diagram of an application example in one embodiment of the position detection device of the present invention. In the figure, 31 is a moving vehicle, 32 is a position detection device, 33 is a camera, and 34 is a light source. The example shown in FIG. 9 shows an example in which the present invention is applied to a system for monitoring a road condition using the position detection device of the present invention, and is also an example of a photographing device of the present invention.

図９に示す例では、道路の左右に発光源３４が設けられている。発光源は図１，図７における発光源２と同様のものである。道路を建設する際には正確に測量を行って工事を行うので、その際に発光源３４を正確な位置に設置することができる。また、発光源３４からは、設置された位置に関する位置情報によって発光光を変調し、発光光により位置情報を送信することができる。 In the example shown in FIG. 9, light emission sources 34 are provided on the left and right sides of the road. The light emission source is the same as the light emission source 2 in FIGS. When the road is constructed, the surveying is accurately performed and the construction is performed, so that the light emitting source 34 can be installed at an accurate position. Further, from the light emitting source 34, the emitted light can be modulated by the position information regarding the installed position, and the position information can be transmitted by the emitted light.

移動車３１は道路を走行する例えば保守車両などであり、位置検出装置３２及びこの例ではカメラ３３を搭載している。位置検出装置３２は上述の本発明の位置検出装置１を含んでいる。特にここでは、道路の両側に発光源３４を設置した例を示しており、そのために本発明の位置検出装置１を左側用と右側用の２基設けている。図１０は、応用例における位置検出装置３２の一例の説明図である。ここでは２つの位置検出装置のうち光学系１１及びラインセンサ１２について示している。左右の側方からの光を受光するため、それぞれのラインセンサ１２は左側からの光を受光するラインセンサ１２と、右側からの光を受光するラインセンサ１２とを設けている。もちろん、ミラーやプリズムなどを用いて光路を変更することにより各ラインセンサ１２の配置を変更することも可能である。 The moving vehicle 31 is, for example, a maintenance vehicle traveling on a road, and is equipped with a position detection device 32 and a camera 33 in this example. The position detection device 32 includes the position detection device 1 of the present invention described above. In particular, here, an example in which the light emission sources 34 are installed on both sides of the road is shown. For this purpose, two position detection devices 1 for the left side and for the right side are provided. FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of the position detection device 32 in the application example. Here, of the two position detection devices, the optical system 11 and the line sensor 12 are shown. In order to receive light from the left and right sides, each line sensor 12 is provided with a line sensor 12 that receives light from the left side and a line sensor 12 that receives light from the right side. Of course, it is also possible to change the arrangement of the line sensors 12 by changing the optical path using a mirror or a prism.

カメラ３３は、道路の状態を撮影するものであり、路面、法面、防護壁や道路付帯物、トンネルなどでは壁面などを撮影することができる。撮影した映像は、位置検出装置３２で検出した測定位置と対応づけて、図示しない記録手段に記録しておく。この映像を参照し、異常が発見された場合にはその映像に対応づけられている測定位置を取得すれば、どこで異常が発生しているかを容易に知ることができる。なお、カメラ３３を複数台搭載し、視差を含む複数の映像を撮影して解析することによって、剥離や浮きなど、変状や変形等を自動的に検出することも可能である。 The camera 33 captures the state of the road, and can capture a road surface, a slope, a protective wall, a road accessory, a tunnel, and a wall surface. The photographed video is recorded in a recording unit (not shown) in association with the measurement position detected by the position detection device 32. If an abnormality is found with reference to this video, the location of the abnormality can be easily known by acquiring the measurement position associated with the video. It is also possible to automatically detect deformation, deformation, etc., such as peeling or floating, by mounting a plurality of cameras 33 and photographing and analyzing a plurality of images including parallax.

例えばトンネルなどにおいては、定期的に路面や壁面などの状態を観察し、異常の有無を監視することが行われている。その一つの方法として、保守用の車両を走行させながらトンネル内を撮影し、その画像を参照することにより亀裂や漏水などの異常を発見したら、その異常に対処している。しかし、従来のこのようなシステムでは、異常が確認された場合にはその映像からおおよその位置を予測するしかなく、異常が発生している位置を正確に特定することができない。そのため、実際に現場に向かって確認作業を行っても位置が異なるために重大な異常を見逃す危険性があった。 For example, in a tunnel or the like, the state of a road surface or a wall surface is regularly observed and the presence or absence of an abnormality is monitored. As one of the methods, if an abnormality such as a crack or water leakage is detected by photographing the inside of the tunnel while running a maintenance vehicle and referring to the image, the abnormality is dealt with. However, in such a conventional system, when an abnormality is confirmed, an approximate position can only be predicted from the video, and the position where the abnormality has occurred cannot be accurately identified. For this reason, even if the confirmation work is actually performed on the site, there is a risk of overlooking a serious abnormality because the positions are different.

上述の応用例の構成では、位置検出装置３２により特定した測定位置とともに映像を記録しているので、映像から異常が確認された場合には、対応する測定位置をもとに現場に向かえば、より確実に異常の発生を確認して対処することができる。もちろん、トンネルに限らず、一般の道路や橋梁、地下街、鉄道、あるいは上下水道などのような管路など、幅広い分野で利用可能である。 In the configuration of the application example described above, an image is recorded together with the measurement position specified by the position detection device 32. Therefore, when an abnormality is confirmed from the image, if the user goes to the site based on the corresponding measurement position, It is possible to confirm and deal with the occurrence of abnormality more reliably. Of course, it is not limited to tunnels, but can be used in a wide range of fields such as ordinary roads, bridges, underground malls, railways, and pipes such as water and sewage systems.

また、上述のように本発明の位置検出装置では２次元または３次元の位置を特定することができるので、単に道路の長さ方向の位置だけでなく、道路上の走行している車線を特定することができるし、地図上の位置を特定することができる。また、移動体１の姿勢が道路と並行でなくても位置を検出することができる。 In addition, as described above, the position detection device of the present invention can specify a two-dimensional or three-dimensional position, so that not only a position in the length direction of a road but also a lane on the road is specified. And can identify the location on the map. Further, the position can be detected even if the posture of the moving body 1 is not parallel to the road.

本発明の位置検出装置の実施の一形態を含む一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structural example including one Embodiment of the position detection apparatus of this invention. ２次元平面でのラインセンサを用いた位置計測方法の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the position measuring method using the line sensor in a two-dimensional plane. 各発光源から送られてくる位置情報の受信処理の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the reception process of the positional information sent from each light emission source. 各発光源から送られてくる位置情報の受信処理の別の例の説明図である。It is explanatory drawing of another example of the reception process of the positional information sent from each light emission source. 本発明の位置検出装置の実施の一形態を含む一構成例における変形例の説明図である。It is explanatory drawing of the modification in one structural example including one Embodiment of the position detection apparatus of this invention. 本発明の位置検出装置の実施の一形態を含む一構成例における別の変形例の説明図である。It is explanatory drawing of another modification in the example of 1 structure containing one Embodiment of the position detection apparatus of this invention. 本発明の位置検出装置の実施の一形態の変形例を含む一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structural example including the modification of one Embodiment of the position detection apparatus of this invention. ラインセンサを用いた１次元の位置計測方法の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the one-dimensional position measuring method using a line sensor. 本発明の位置検出装置の実施の一形態における応用例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of application in one Embodiment of the position detection apparatus of this invention. 応用例における位置検出装置３２の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the position detection apparatus 32 in an application example.

符号の説明Explanation of symbols

１…位置検出装置、２…発光源、１１…光学系、１２…ラインセンサ、１３…位置情報取得部、１４…測定位置特定部、１５…光学系、１６…ラインセンサ、１７…位置情報取得部、２１…集光レンズ、２２…シリンドリカルレンズ、３１…移動車、３２…位置検出装置、３３…カメラ、３４…発光源。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Position detection apparatus, 2 ... Light emission source, 11 ... Optical system, 12 ... Line sensor, 13 ... Position information acquisition part, 14 ... Measurement position specific | specification part, 15 ... Optical system, 16 ... Line sensor, 17 ... Acquisition of position information , 21 ... Condensing lens, 22 ... Cylindrical lens, 31 ... Moving vehicle, 32 ... Position detection device, 33 ... Camera, 34 ... Light emission source.

Claims

位置情報により変調された光を放出する複数の発光源からの光を受光する１次元受光手段と、前記発光源からの光を前記１次元受光手段の受光面に結像させる光学手段と、前記１次元受光手段から出力される１次元のイメージをもとに各発光源から送られてくる前記位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段で取得した各発光源に対応する位置情報及び各発光源からの光を受光した前記１次元受光手段における受光位置をもとに測定位置を特定する測定位置特定手段を有することを特徴とする位置検出装置。 A one-dimensional light receiving means for receiving light from a plurality of light emitting sources that emit light modulated by position information; an optical means for forming an image on the light receiving surface of the one-dimensional light receiving means; Corresponding to position information acquisition means for acquiring the position information transmitted from each light source based on a one-dimensional image output from the one-dimensional light receiving means, and each light source acquired by the position information acquisition means. A position detection device comprising measurement position specifying means for specifying a measurement position based on position information and a light receiving position in the one-dimensional light receiving means that receives light from each light emitting source.

前記位置情報取得手段は、前記１次元受光手段から出力される１次元のイメージを時系列的に参照して前記発光源からの光の像を追跡しながら光の点滅あるいは強弱を検出し、前記位置情報に復調することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。 The position information acquisition unit detects flickering or intensity of light while referring to a one-dimensional image output from the one-dimensional light receiving unit in time series while tracking an image of light from the light emitting source, The position detection apparatus according to claim 1, wherein the position detection apparatus demodulates to position information.

さらに、前記１次元受光手段の受光面と略直交する方向の受光面を有する第２の１次元受光手段と、前記第２の１次元受光手段から出力される１次元のイメージをもとに各発光源から送られてくる前記位置情報を取得する第２の位置情報取得手段を有し、前記測定位置特定手段は、各発光源に対応する位置情報と、同じ位置情報が取得された前記１次元受光手段における受光位置及び前記第２の１次元受光手段における受光位置を対応付け、３次元位置を特定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置検出装置。 And a second one-dimensional light receiving means having a light receiving surface in a direction substantially perpendicular to the light receiving surface of the one-dimensional light receiving means, and a one-dimensional image output from the second one-dimensional light receiving means. A second position information acquisition unit configured to acquire the position information transmitted from the light source; and the measurement position specifying unit is configured to acquire the same position information as the position information corresponding to each light source. The position detecting device according to claim 1 or 2, wherein a three-dimensional position is specified by associating a light receiving position in the two-dimensional light receiving unit with a light receiving position in the second one-dimensional light receiving unit.

映像を撮影するビデオカメラと、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の位置検出装置と、前記ビデオカメラで撮影した映像と前記位置検出装置で検出した測定位置とを対応づけて記憶する記憶手段を有することを特徴とする撮影装置。 A video camera that captures an image, the position detection device according to any one of claims 1 to 3, and an image captured by the video camera and a measurement position detected by the position detection device are associated with each other. An imaging apparatus comprising storage means for storing.