位置情報記録装置、同装置を備える撮像装置および位置情報記録方法
【課題】 電波受信不能時には相対的な位置情報を記録し、電波受信が可能になったときに相対的位置情報を測位情報に変換し記録する位置情報記録装置等に関する。
【解決手段】 無線信号を受信する受信手段、測位情報を記録する合図を発する操作手段、無線信号に基づいて地理的位置を測位し測位情報を算出する位置情報算出手段、測位情報を記録する測位情報記録手段、基準位置からの方向と移動距離からなる変位情報を算出する移動軌跡情報算出手段、合図が発せられたとき測位情報が得られていないときには変位情報によって基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出し合図に係る情報と関連づけて記録する相対位置情報記録手段と、測位情報が得られたとき、相対位置情報記録手段にすでに記録されている相対位置情報を測位情報に変換する位置情報変換手段、を有する位置情報記録装置による。
【解決手段】 無線信号を受信する受信手段、測位情報を記録する合図を発する操作手段、無線信号に基づいて地理的位置を測位し測位情報を算出する位置情報算出手段、測位情報を記録する測位情報記録手段、基準位置からの方向と移動距離からなる変位情報を算出する移動軌跡情報算出手段、合図が発せられたとき測位情報が得られていないときには変位情報によって基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出し合図に係る情報と関連づけて記録する相対位置情報記録手段と、測位情報が得られたとき、相対位置情報記録手段にすでに記録されている相対位置情報を測位情報に変換する位置情報変換手段、を有する位置情報記録装置による。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信した電波（無線信号）に基づいて現地点を測位し、位置情報を記録する位置情報記録装置に関するものであって、電波の受信ができない状態にあっても相対的な位置情報を記録することができ、電波を受信できるようになったとき（測位可能な状態になったとき）、それまでに記録された相対的な位置情報を、電波に基づく測位によって得られる位置情報と同等の精度の位置情報に変換して記録しなおすことができる位置情報記録装置、位置情報記録方法および同装置を備える撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電波を受信し、この電波に基づいて現地点の地理的位置を測位して位置情報を算出し記録することができる位置情報記録装置は、複数の衛星からの電波を用いて測位するＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用することが多い。ＧＮＳＳを利用したシステムとしては、カーナビゲーションなどの車載型装置に限らず、近年では、携帯型装置や携帯電話に同装置を組み込んだものなどが知られている。
さらに、デジタルカメラ等の撮像装置にもＧＮＳＳが搭載されたものがある。このような撮像装置では、撮影した画像データに撮影地点の地理的な位置情報を格納して記録することができる。ＧＮＳＳによる測位システムの中でも、ＧＰＳが著名である。
また、衛星からの電波ではなく道路構造物に無線信号出力装置を配置し、これによる無線信号を用いて現地点の位置を測位するシステムも知られている。
これらに共通する要素は「電波を受信することで測位する」ことである。
【０００３】
ＧＮＳＳにおいて位置情報を算出するには、複数の衛星からの電波が受信できる状態になければならない。よって、電波の受信状況が不良な地点では、測位することができない。例えば、トンネルの中や地下では、十分に電波を受信することができないので、測位することができない。これはＧＮＳＳに限らず電波を用いて測位するシステムでは共通の課題である。
【０００４】
自動車等に搭載されるナビゲーションシステムは、電波受信状況が不良なときであっても、それまでに測位された位置情報を元にして、加速度センサや角速度センサを併用して、直前の測位点からの移動方向と移動距離を算出して、現地点の位置情報を推定することができるものがある。
ナビゲーションシステムは、推定された位置情報が多少誤差を含むものであっても、電波受信状況が安定したときに、正確な位置情報によって現地点の位置情報を修正すればよいので、推定された位置情報を記録し保存しておく要求はない。
【０００５】
一方、デジタルカメラ等の撮像装置は、撮影地点の位置情報を撮影された画像データと共に記録する要求がある。よって、電波状態が不良な場所であっても、その地点の位置情報を記録しておく必要がある。また、推定された位置情報が記録されたときは、電波状態が良好になったときに正確な位置情報へ変換できることが望ましい。
つまり、撮像装置のように位置情報を記録して活用する装置に搭載する位置情報記録装置においては、電波状況が不良なときの位置情報を推定することができること、電波状況が良好になったときには推定されていた位置情報をより正確な位置情報に変換できることが望まれている。
【０００６】
画像データと位置情報を関連づけて記録する規格として電子規格情報産業協会が２００９年９月に改定した「ディジタルスチルカメラ用画像ファイルフォーマット規格Ｅｘｉｆ２．２１（以下、「ＥＸＩＦ規格」という。）」が知られている（例えば「非特許文献１」を参照）。
ＥＸＩＦ規格において格納される位置情報は「ジオタグ」と呼ばれている。ジオタグは、撮像装置に搭載されたＧＮＳＳによって算出された位置情報を緯度、経度、高度の組み合わせで表され、これが画像ファイルのヘッダー部分に格納される。
【０００７】
以上述べたような技術的課題、すなわち、携帯して用いることを前提とした撮像装置のようなものに搭載される位置情報記録装置において、電波の受信状況が不良なときに記録された位置情報を正確な位置情報に変換できる方法等を工夫するという課題を解決することを目的とした先行技術文献は見つからなかったが、本発明に関連のある先行技術文献として特許文献１を挙げることができる。特許文献１記載の発明は、撮影モードに応じて撮像手段が有する受光面の基準方向の地理的な方位を検出する方位検出手段を備える撮像装置であって、撮像データと方位情報を関連づけて記録することができるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
撮像装置など携帯して利用する装置において、電波受信状況が不良であるときに相対的な位置情報を代用として記録することができたとしても、その後において、正確な位置情報（測位による位置情報）に変換することができなければ、相対的な位置情報を記録しても、不正確な位置情報を記録することになり、利用者にとって不便である。
また、ＧＮＳＳは当該装置を起動させてから位置情報を算出できる状態になるまで、すなわち、複数の電波を受信して測位可能状態になるまで、数十秒のタイムラグが生じる。
これは、地理的な位置（緯度、経度、高度）を精度よく算出するために所定の数の電波が正常に受信できていることを確認する処理や、受信した電波によって現地点を算出する処理に時間を要するからである。
つまり、撮影装置にあっては、電源が投入されて撮影できる状態になっていても、搭載されているＧＮＳＳの初期化処理が完了しなければ、位置情報を記録することができない。画像データと合わせて位置情報も記録したければ、ＧＮＳＳが完全に起動して測位可能な状態になるまで、撮影を待たなければならない。
【０００９】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、電波を受信することができない状態においては、相対的な位置情報を記録しておき、電波を受信できるようになったときに、それまで記録された相対的な位置情報を測位によって得られる位置情報に変換して記録しなおすことができる位置情報記録装置、位置情報記録方法および同装置を備える撮像装置を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、位置情報記録装置であって、無線信号を受信する受信手段と、測位情報を記録する合図を発する操作手段と、無線信号に基づいて地理的位置を測位し当該位置に係る測位情報を算出する位置情報算出手段と、算出された測位情報を記録する測位情報記録手段と、を有し、 基準となる位置からの方向と移動距離からなる変位情報を算出する移動軌跡情報算出手段と、を有し、合図が発せられたとき、測位情報が得られていないときには変位情報によって基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出し、合図に係る情報と関連づけて記録する相対位置情報記録手段と、測位情報が得られたとき、相対位置情報記録手段にすでに記録されている相対位置情報を測位情報に変換する位置情報変換手段と、を有することを主な特徴とする。
【００１１】
また本発明に係る位置情報記録装置の他の形態は、基準位置からの移動方向を検出する加速度検出手段と、基準となる方位を検出する地磁気検出手段と、をさらに有し、移動軌跡情報算出手段が、加速度検出手段が検出する移動方向と地磁気検出手段が検出する基準となる方位に基づいて変位情報を算出する、ことを特徴とする。
【００１２】
また本発明に係る位置情報記録装置のさらに他の形態は、無線信号に基づく測位ができなかった時間を計測する計時手段をさらに有し、位置情報変換手段が、相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち、計測された時間の所定の時点より後に記録されている相対位置情報に対しては最新の測位情報に基づいて変換を行い、計測された時間の所定の時点より前に記録されている相対位置情報に対しては測位ができなくなる直前に測位されていた測位情報に基づいて変換を行う、ことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上記の位置情報記録装置を備えた撮像装置に係るものであって、被写体を表す光学像を、撮像光学系と撮像素子を介して取得し画像データに変換する撮像手段と、撮像手段にて変換された画像データを記憶する画像記憶手段と、を有し、操作手段はレリーズボタンであり、記合図によって撮像手段も動作して取得された画像データに測位情報または相対位置情報を関連づけて記録する、ことを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上記の位置情報記録装置を用いた位置情報記録方法であって、受信手段が無線信号を受信するステップと、測位情報を記録する合図を検知するステップと、合図が発せられたときに無線信号に基づいて地理的位置を測位して測位情報を算出できるか否か判定するステップと、測位情報の算出ができないと判定されたときに、移動軌跡情報算出手段が、基準となる位置からの方向と移動距離からなる変位情報の算出を開始するステップと、合図が発せられたとき、測位情報がが算出されていないときには変位情報によって基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出するステップと、算出された相対位置情報を合図に係る情報と関連づけて記録するステップと、測位情報が算出されたとき、相対位置情報記録手段にすでに記録されている相対位置情報を測位情報に変換するステップと、を実行することを特徴とする。
【００１５】
また本発明に係る位置情報記録方法の他の形態は、地磁気検出手段が、基準となる方位を検出するステップと、移動軌跡情報算出手段が、加速度検出手段の出力に基づいて傾きを特定するステップと、加速度検出手段の出力と地磁気検出手段の検出結果に基づいて移動方向を特定するステップ、加速度検出手段の出力に基づいて移動速度を算出するステップと、傾き、移動方向、速度に基づいて基準となる位置からの変位量を算出するステップと、を実行することを特徴とする。
【００１６】
また本発明に係る位置情報記録方法のさらに他の形態は、位置情報変換手段が、計測された時間の所定の時点よりも前に相対位置情報が記録されているか否かを判定するステップと、所定の時点よりも前に相対位置情報が記録されているときは、相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち所定の時点より後に記録されている相対位置情報に対しては、最新の測位情報を用いて相対位置情報を測位情報に変換するステップと、相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち、所定の時点より前に記録されている相対位置情報に対しては、測位ができなくなる直前に測位されていた測位情報を用いて、相対位置情報を測位情報に変換するステップと、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電波受信状況が良好であれば、電波による測位で得られる正確な位置情報を記録し、電波受信状況が不良なとき、または、装置の初期化などによって測位が不能なときは、基準となる位置（例えば、電波による測位で得られた最後の位置情報）からの相対的な移動量（変位量）によって算出できる相対位置情報を記録しておき、その後、電波による測位が可能になったときに、それまで記録されていた相対位置情報を測位で得られる正確な位置情報と同等の位置情報に変換することができる。これによって、電波受信状態に関わらず正確な位置情報を記録することができるようになる。
また、撮像装置に本発明を搭載することで、電波が受信できない地下や、起動開始直後に撮影した画像データに対しても、正確な位置情報を関連づけて格納することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る位置情報記録装置を搭載した撮像装置の例を示す正面図である。
【図２】上記撮像装置に用いられる制御系統の例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る位置情報記録装置が実行する位置情報算出処理の例を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る位置情報記録装置が実行する位置情報記録処理の例を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る位置情報記録装置が実行する相対位置情報記録処理の例を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る位置情報記録装置が実行する移動軌跡情報記録処理の例を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る位置情報記録装置が実行する位置情報算出処理の別の例を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る位置情報記録装置が実行する相対位置情報記録処理の別の例を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係る位置情報記録装置において相対位置情報の算出に用いる移動軌跡情報の例を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る位置情報記録装置が備える加速度検出部の出力信号の概要を示す模式図である。
【図１１】本発明に係る位置情報記録装置が備える加速度検出部の出力から傾きを特定する原理を示す模式図である。
【図１２】本発明に係る位置情報記録装置が備える地磁気検出部の出力から傾きを特定する原理を示す模式図である。
【図１３】本発明に係る位置情報記録装置が備える加速度検出部の出力信号の経時変化の例を示す模式図である。
【図１４】本発明に係る位置情報記録装置が備える加速度検出部の出力信号から平均加速度を算出する例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る位置情報記録装置、位置情報記録方法および同装置を備える撮像装置の実施の形態について図面を用いながら説明する。
本発明に係る位置情報記録装置は、撮像装置に搭載されるものに限らないが、本明細書においては、本発明に係る位置情報記録装置が撮像装置に搭載される実施形態を例に用いて説明をする。
【００２０】
図１は、本発明に係る位置情報記録装置を備えた撮像装置の外観の例を示す正面図である。図１において撮像装置１は、正面にズームレンズやフォーカスレンズを含む鏡胴ユニット２を備えており、また、ストロボ発光部３、被写体までの距離を測定する測距ユニット４、光学ファインダ５を備えている。撮像装置１の上面には、シャッタースイッチであるレリーズボタンＳＷ１、撮影モードを選択するためのモードダイヤルＳＷ２とジョグダイヤルスイッチＳＷ３が配置されている。
また、測位に用いる複数の電波を受信するアンテナ６が撮像装置１の匡体上面部に内蔵されている。アンテナ６は、電波を受けやすい位置であれば、これに限ることはない。
【００２１】
次に、図２を用いて撮像装置１の機能ブロックの例について説明する。図２に示すように撮像装置１は、装置全体の動作を制御するプロセッサである演算部１１と各処理部をつなぐデータバス２２によって構成されている。
撮像装置１は、撮像光学系を介して取得した被写体像を画像データに変換し画像ファイルを生成する撮像部１２、画像データや操作メニューを表示する表示部２０、レリーズボタンＳＷ１やモードダイヤルＳＷ２の入力を検出する操作部２１、画像ファイルを記録する外部記憶部１９を主な構成とする。さらに、加速度センサを備える加速度検出部１３、角速度センサを備える角速度検出部１４、地磁気センサを備える地磁気検出部１５、アンテナ６によって受信した複数の電波から現地点を測位し、位置情報を算出するＧＮＳＳを備える位置情報算出部１６、を有してなる。
また、演算部１１における各種の演算処理を行うときにワークエリアとして用いられ、また、演算処理の結果を一時的に記憶する記憶領域として用いられるＲＡＭ１７、画像データの記憶・保存、測位によって得られた位置情報、相対位置情報、後述する移動軌跡情報を記録するＦｌａｓｈメモリ１８を備えている。
【００２２】
演算部１１は、加速度検出部１３、角速度検出部１４、地磁気検出部１５からの出力によって、当該装置の移動経路を算出する演算を行う。この移動経路に係る情報を移動軌跡情報とする。移動軌跡情報に基づいて相対位置情報が算出される。
また、演算部１１は、操作部２１からの所定の入力（合図）によって、移動軌跡情報に基づいて相対位置情報を算出し、Ｆｌａｓｈメモリ１８に記録する。
位置情報検出部１６は、図示しないアンテナを介して受信した電波（無線信号）から現地点の地理的位置を測位し、これに係る位置情報（測位情報）を算出する。算出された測位情報はＦｌａｓｈメモリ１８に記録される。
演算部１１、加速度検出部１３、角速度検出部１４、地磁気検出部１５、位置情報検出部１６、ＲＡＭ１７、Ｆｌａｓｈメモリ１８、外部記憶部１９によって、本発明に係る位置情報記録装置が構成される。
【００２３】
次に、本発明に係る位置情報記録装置における位置情報記録方法の例について、撮像装置の実施形態の例とともにフローチャートを用いて説明をする。各フローチャートにおいて処理のステップを、（Ｓ１）、（Ｓ２）、・・・のように表記している。
【００２４】
まず、本発明に係る位置情報記録方法の実施形態の例について、図３のフローチャートを用いて説明する。
電源が投入されて装置（例えば撮像装置）の動作が開始すると、位置情報算出部１６の初期化処理が行われて、電波の受信を開始する。電波が十分に受信されるまで、若干のタイムラグがあるので、起動直後からしばらくの間は、測位不能である（Ｓ１のＮｏ）。しばらく時間が経過すると測位可能な状態になるので、所定の時間間隔をもって測位情報が算出されてＦｌａｓｈメモリ１８に順次記録される（Ｓ１）。
【００２５】
測位情報算出処理（Ｓ１）は、衛星から受信した電波に基づいて現在地の地理的位置を特定する測位情報を算出する演算処理であって、測位情報が算出できる状態であるか否かの判定処理を含む。よって、測位情報が算出できる状態になっていないときは（Ｓ１のＮｏ）、移動軌跡情報算出処理（Ｓ２）を開始して、測位情報が算出できるようになるまで移動軌跡情報を算出しつづける。移動情報算出処理（Ｓ２）の詳細な説明は後述する。
「測位情報が算出可能な状態」とは、所定の数の衛星からの電波が正常に受信されている状態をいう。所定の衛星の数とは例えば４である。４つの衛星からの電波を正常に受信するとき、緯度と経度と高度からなる測位情報を算出することができる。
測位情報の形式は例えば緯度（Ｇｘ）、経度（Ｇｙ）、高度（Ｇｚ）を所定の単位の数値で表して（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）のように表すことができ、この測位情報はＦｌａｓｈメモリ１８に記録されるとき、また、画像ファイルのヘッダー情報に格納されるときも、この形式によればよい。
【００２６】
測位情報が算出可能な状態になったとき（Ｓ１の測位可能）、測位不能な間に相対位置情報が記録された否かを判定し（Ｓ３）、相対位置情報が記録されていなければ（Ｓ３の無し）処理をＳ１に戻す。
つまり、測位情報が算出可能な状態であって、相対位置情報が記録されていなければ、測位情報は繰り返して算出されてＦｌａｓｈメモリ１８に記録される。
【００２７】
測位情報が算出可能な状態になったとき（Ｓ１のＹｅｓ）、測位ができなかった間に記録された相対位置情報が記録されていれば（Ｓ３の有り）、記録されている相対位置情報を測位情報に変換する処理を行う（Ｓ４）。変換された測位情報（変換位置情報）は、所定の記録領域に格納される（Ｓ５）。装置の電源が切られるまで、上記の処理が繰り返される。
【００２８】
ここで、移動軌跡情報算出処理（Ｓ２）の詳細な処理の流れの例について、図６のフローチャートを用いて説明する。移動軌跡情報算出処理（Ｓ２）が開始されるとまず、傾き特定処理（Ｓ２１）が行われる。
傾き特定処理（Ｓ２１）は、本発明に係る位置情報記録装置が、どのような姿勢で移動しているのかを特定する処理である。例えば、撮像装置の場合、移動時の匡体の姿勢は水平状態が維持されているとは限らず、むしろ、様々な姿勢で移動することの方が多い。
移動軌跡情報は、相対位置情報の算出に用いる情報であるから、当該装置がいかなる方向に向かって移動しているのかをきちんと把握した上で算出する必要がある。
そのためには、加速度検出部１３及び角速度検出部１４の向き(傾き)を特定する必要がある。
傾きを特定することで、加速度検出部１３の出力に基づいて当該装置の移動方向と移動量からなる変位量を算出することができる。
【００２９】
図１０は、加速度検出部１３から出力される信号のイメージを示す。緯度方向に対応するＸ軸、経度方向に対応するＹ軸、高度方向に対応するＺ軸の、それぞれの出力をＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚで表している。軸の交点を基準点とし、各軸方向の出力の合成が加速度（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）として出力される。
【００３０】
図１１は、傾き特定処理（Ｓ２１）において、加速度検出部１３の出力データから傾きを特定する方法の例を示す。図１１において、当該装置の匡体の垂直方向の軸と水平方向の軸に比べて、加速度検出部１３から出力される加速度（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）は、θｇだけ傾きを有している。この傾き角θｇは、Ｚ軸とＸ軸−Ｙ軸平面（Ｇｘ−Ｇｙ平面）のズレ角と等しい。重力加速度Ｇは常に垂直方向に作用しているので、加速度検出部１３のＺ軸出力（Ｚｇ）と重力加速度Ｇを用いることで傾き角度θｇを算出することができる。傾き角度θｇと重力加速度ＧおよびＺ軸出力の間には、Ｓｉｎθｇ＝Ｚｇ／Ｇの関係が成り立つ。
【００３１】
地磁気検出部１５の出力によるＸ軸の傾きを特定する方法を図１２に示す。地磁気検出部１５は北（Ｎｏｒｔｈ）を検出する。通常は北を基準となる方位とする。地磁気検出部１２が検出する「基準となる方位」を用いることで、図１２に示すように、Ｙ軸が北（Ｎｏｒｔｈ）からどのくらい傾いているか（図１２に示すθｃ）を算出することができる。Ｘ軸−Ｙ軸平面（Ｇｘ−Ｇｙ平面）と加速度検出部１３のＸ軸のズレ角（傾き）は、当該装置のＹ軸が北からどのくらいずれているかに等しい。
当該装置のＹ軸が基準となる方位（北）に向いているときは地磁気検出部１５の出力は０度であって、当該装置のＹ軸が東に向いている（当該装置が横向きに倒れている）ときは、地磁気検出部１５の出力は９０度となる。
【００３２】
このように、加速度検出部１３の出力と地磁気検出部１５の出力によって、上記のθｇとθｃを算出することができ、この傾き角θｇおよびθｃによって、加速度検出部１３の３次元ベクトル情報（Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ）を、垂直・水平基準（North基準）のベクトル情報に変換することができる。
このベクトル変換処理は、最初に、垂直−水平成分に分解して、次に、水平成分をＥａｓｔ成分（Ｘ成分）、Ｎｏｒｔｈ成分（Ｙ成分）に分解することで行うことができる。
このように、加速度検出部１３と地磁気検出部１５の出力によって当該装置の傾きを特定することができる。
【００３３】
傾きが特定されると移動方向が特定できるので、次に移動速度を算出する処理が行われる（Ｓ２２）。
ここで、本発明に係る位置情報記録装置および撮像装置のように、携帯される装置における移動速度の算出には、注意すべき点があるので、それを説明する。
当該装置が全く移動せずに静止しているときであっても、加速度検出部１３は重力加速度Ｇを出力している。
したがって、速度の算出に用いる時間から重力加速度Ｇのみが出力されている時間を除く必要がある。そのためには、加速度検出部１３の出力が重力加速度Ｇと等しいとき、静止しているのか、移動しているが等速運動をしているのか、いずれの状態であるかを判定しなければならない。
図１３に加速度検出部１３から出力される信号のイメージを示す。図１３において、縦軸は出力の大きさ、すなわち、加速度の大きさを示している。横軸は時間を示している。図１３に示すように、加速度検出部１３の各軸の加速度（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）は、時間とともに変化している。
【００３４】
地球上で生活しているかぎりはおいて、人や乗り物の移動が長時間にわたって等加速度運動が続く事は現実的に起こり得ない。移動しているならば、３軸のいずれかに重力加速度Ｇとは異なる加速度が出力されている。よって、３軸の加速度の出力変位がすべて一定時間以上、変化していないときを（同じ加速度が３軸全てにおいて出力されているとき）静止状態として判定し、この間を移動軌跡情報の算出から除けばよい。
図１３においては、矩形１３０で囲んだ範囲の加速度は３軸ともに変換せず一定二なっている。よって、この間は静止していたと判定することができる。後述する速度算出処理において、この間の時間数を除いて速度算出処理（Ｓ２２）を行えばよい。
【００３５】
ただし、この方法だけでは誤差が大きくなる可能性もあるため、より精度よく移動軌跡情報を算出するためには、角速度検出部１４の出力信号を併用し、角速度検出部１４の出力信号を用いて傾きを特定すればよい。角速度検出部１４を併用する場合は、上記方法ではなく、角速度検出部１４の出力が一定時間以上０のとき、静止状態と判断すればよい。実際には静止状態であっても角速度検出部１４が備える角速度センサはノイズを出力するので、角速度検出部１４の出力が一定レベル以下の時に静止状態と判定すればよい。
【００３６】
上記を踏まえて速度算出処理（Ｓ２２）の説明をする。すでに説明をした方法を用いて、当該装置が静止状態であるか否かを判定し、加速度検出部１３から出力されるＸ、Ｙ、Ｚ方向の加速度から、移動速度の算出に用いるデータを選別する。
加速度検出部１３は、任意の時間間隔（周期）をもってデータを出力する。よって、加速度検出部１３から出力されたデータに基づいて、上記図１１、１２、１３を用いて説明した演算処理をＮｏｒｔｈ方向（Ｘ軸）、Ｅａｓｔ方向（Ｙ軸）、天頂方向（Ｚ軸）の３軸それぞれにおいて行なえばよい。
よって、加速度検出部１３の出力周期は短い方が誤差は小さく、より精度が高い移動軌跡情報を算出することができる。しかし、周期が短くなると演算処理の負荷が高くなり他の演算処理の妨げになり、消費電力が増大することになる。よって、加速度検出部１３の出力信号の変位パターン（図１３に例示）から、移動形態を分析し、徒歩による移動であるのか、自動車による移動であるのか、電車による移動であるのかを分析し、各移動形態に適した算出間隔を選定できるようにすれば良い。
【００３７】
また、速度算出処理（Ｓ２２）の都度、それまでの加速度検出部１３の出力信号をまとめて積分演算をすると、演算負荷が高くなり、消費電力や他の演算処理の妨げになるため、速度演算処理がオーバーフローしない程度の時間間隔で予め加速度検出部１３の出力を積分しておき、その間の平均の加速度を算出しておくとよい。
図１４に平均加速度を算出するイメージを示す。図１４において、縦軸は３軸それぞれの加速度を示し、横軸は時間を示している。基準点Ｓから任意の時点１４０までの平均加速度は、この間の加速度を積分することで算出することができる。よって、基準点Ｓから任意の時点１４０までの経過時間が長いと、積分処理がオーバーフローしたり、積分処理の演算負荷が高くなりすぎたり、不具合が生じる可能性がある。
そこで、任意の時点１４０（例えば撮影処理のタイミング）までに、所定の時間間隔で平均加速度を算出しておき、時点１４０においては、各区間の平均加速度を合算して平均を算出し、全行程の平均加速度を算出すればよい。
【００３８】
このように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれにおける任意のポイントまでの平均加速度Ａを算出したのちに、任意の時点１４０までの経過時間をｔ、前回の速度算出処理にて算出された速度をＣとすると、時点１４０における速度ＶはＶ＝Ａｔ＋Ｃ（式１）で算出することができる。
このようにして、式１を用いて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれにおける速度を算出する（Ｓ２２）。
【００３９】
次に、変位量算出処理（Ｓ２３）を行う。変位量とは基準となる相対位置（０，０，０）から任意の時点１４０までのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のそれぞれの距離である。
速度算出処理（Ｓ２２）にて算出されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の速度（Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚ）から、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のそれぞれの距離である変位量（Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚ）を算出することができる。
すなわち、Ｐ＝（Ａ／２）＊ｔ２＋Ｃｔ＋Ｃ´（式２）によって算出することができる。式２において、Ａは時点１４０における平均加速度、ｔは基準位置から時点１４０までの経過時間、Ｃは前回の速度算出処理（Ｓ２２）で算出された速度、Ｃ´は前回の変位量算出処理で算出された変位量である。
式２によって、変位量（Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚ）を算出し、これを移動軌跡情報としてＦｒａｓｈメモリ１８に記録しておく。
【００４０】
次に所定の合図によって位置情報を記録する処理について説明をする。この処理は、図１に示した位置情報を算出する処理と並行して行われる処理である。例えば撮像装置であれば、レリーズボタンＳＷ１が押されたときが「合図」となり、これを契機に位置情報を記録する処理が行われる。
図４のフローチャートを用いて、位置情報記録処理の例について説明をする。本発明に係る位置情報の記録方法はこれに限られるものではないが、図４に示す位置情報記録処理は、撮像装置１（図１、図２参照）を用いて、撮影した画像の記録を行うと同時に撮影場所の位置情報を記録する処理を例として用いている。
まず、位置情報の記録の合図であり、撮影のトリガーであるレリーズボタンＳＷ１の所定の操作（押下など）が検出されると（Ｓ６のＹｅｓ）、撮像処理が行われる（Ｓ７）。レリーズボタンＳＷ１の所定の操作（レリーズ）が検出されるまで処理はループする（Ｓ６のＮｏ）。
【００４１】
撮像処理（Ｓ７）は、撮像光学系を構成するズームレンズやフォーカスレンズを含む鏡胴ユニット２（図１）を介して取得した被写体像を、撮像部１２（図２）によって所定の画像処理が行われて画像データが生成される処理である。生成された画像データは表示部２０に表示され、画像ファイルとしてＦｌａｓｈメモリ１８または外部記憶部１９に記録される。
【００４２】
次に、測位情報がすでに算出されているか否かを判定する（Ｓ８）。この判定処理（Ｓ８）は、Ｆｌａｓｈメモリ１８に測位情報が記録されているか否かで判定すればよい。測位情報がまだ算出されていなければ（Ｓ８の無し）、相対位置情報記録処理（Ｓ９）が行われる。
測位情報がすでに算出されていれば（Ｓ８の有り）、測位情報格納処理（Ｓ１０）が行われる。
【００４３】
測位情報格納処理は、撮像処理（Ｓ７）で生成された画像ファイルのＥＸＩＦヘッダーに測位情報をジオタグ形式で格納する処理である。
【００４４】
次に、相対位置情報記録処理（Ｓ９）の詳細な処理の流れの例について図５のフローチャートを用いて説明をする。
まず、すでに相対位置情報が記録されているか否かを判定する（Ｓ９１）、相対位置情報がまだ記録されていなければ（Ｓ９１の無し）、現地点（撮影された場所）の位置を基準相対位置として、Ｆｌａｓｈメモリ１８に記録する（Ｓ９３）。
相対位置情報がすでに記録されていれば（Ｓ９１の有り）、記録されている相対位置情報のうち、最も新しいタイミングで記録されている相対位置情報と、現地点まで記録されている移動軌跡情報（図６）を用いて、現地点の相対位置情報を算出する（Ｓ９２）。
次に、算出した相対位置情報または基準となる相対位置情報を、撮像処理（Ｓ７）によって生成された画像ファイルと関連づけてＦｌａｓｈメモリ１８に記録する（Ｓ９４）。画像ファイルは、ＥＸＩＦ規格に則ったファイルフォーマットを有しているので、ヘッダーファイルのメーカーノート欄に相対位置情報を格納することで、当該画像ファイルと相対位置情報を関連づけて記録することができる。
また、相対位置情報記録処理（Ｓ９４）の他に、相対位置情報確認処理（Ｓ３）における判定が容易に行えるように、ＲＡＭ１７に「相対位置情報あり」を示す所定のフラグ情報を記録する処理を行ってもよい。
【００４５】
ここで、相対位置情報算出処理（Ｓ９２）の詳細について説明する。図９は、相対位置情報の算出に用いる移動軌跡情報のイメージを示す図である。
図９は、移動軌跡情報を線９０１によって表現している。装置の電源が投入され、測位情報の算出可能状態になる前に、合図が検出され（図４のＳ６）、かつ、相対位置情報がまだ一つも記録されていないときは（Ｓ９１の「無し」）、そのときの地点を基準点９０２として記録する。基準点の相対位置情報は（０，０，０）とする。
【００４６】
次に合図が検出されたとき（図４のＳ６）、まだ測位情報が算出されていなければ、このときの位置に係る相対位置情報９０３（撮影１）を記録する。
相対位置情報９０３は、基準点９０２が記録された後に算出された移動軌跡情報に基づいて、Ｘ、Ｙ、Ｚぞれぞれの基準点９０２からの距離を相対位置情報９０３（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）として、記録すればよい（図５のＳ９４）。
さらに、次に合図が検出されたとき（図４のＳ６）、まだ測位情報が算出されていなければ、このときの位置に係る相対位置情報９０３（撮影２）を、一つ前の相対基準情報９０３（撮影１）から算出された移動軌跡情報に基づいて、相対位置情報９０３（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）を算出し、これを当該地点の相対位置情報として記録すればよい（Ｓ９４）。
図９は、さらに次の合図によって相対位置情報９０３（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）までが記録された状態を示している。
このように、相対位置情報算出処理（Ｓ９２）は基準となる相対位置（０，０，０）からの移動軌跡情報に基づいて、基準となる相対位置からの距離をその座標情報として算出する。
【００４７】
次に相対位置情報変換処理（図３のＳ４）の詳細な処理について、図９のイメージ図を用いて説明する。すでに説明をしたとおり、図９においては撮影３の地点から以降も、しばらくは測位情報が算出されていない。
その後、測位情報が算出された地点をＦＩＸ９０４とする。撮影３（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）からＦＩＸ９０４までの移動軌跡情報に基づいて、ＦＩＸ９０４の測位情報に、移動軌跡情報を合わせて撮影３の地点の測位情報を算出する。これを変換位置情報とする。
図９に示すように、相対位置情報は基準点も含めてあと３つあるので、これらすべての相対位置情報に対して、ＦＩＸ９０４における測位情報に対して、移動軌跡情報を合わせて、各地点の測位情報を算出する。
このように、測位情報が算出できた時点でそこまでに記録されている相対位置情報の記録時間が新しいものから順番に遡って変換処理を行えばよい。
言い換えると、ＦＩＸ９０４を測位情報の基準位置と仮定して、それまで相対的に算出されていた位置情報を、測位情報に基づく変換を行う処理が相対位置情報変換処理（Ｓ４）である。
【００４８】
このように、算出された変換位置情報は、その元となる相対位置情報に対応する画像データのＥＸＩＦヘッダーにジオタグとして格納される（Ｓ５）。このとき、変換位置情報であることを示す情報を、ＥＸＩＦヘッダーのメーカーノート欄に格納すればよい。
【００４９】
以上、本実施の形態にかかる位置情報記録装置によれば、電波による正確な測位ができたときは、仮想的に設定する基準位置からの移動軌跡によって、相対的な位置情報を記録しておき、測位情報が算出されたときに、それまでの軌跡情報と測位情報に基づいて相対的な位置情報を測位に基づく位置情報に変換して記録しなおすことができる。
これによって、電波の届かないトンネルの中や地下、または、起動開始直後で測位情報の算出ができないときであっても、より正確な位置情報の記録ができるようになる。
これを撮像装置に搭載することで、電波状況によらず、撮影した場所の位置情報を正確に記録することができ、測位情報の算出を待つことなく撮影をすることもできるようになる。
【００５０】
次に、本発明に係る撮像装置の別の実施の形態の例について説明をする。図７は、本実施の形態に係る位置情報記録方法の別の例を示すフローチャートである。
すでに説明をした実施形態にかかる位置情報記録方法と同じ処理には、同じ符号を付している。
本実施例は、測位情報の算出ができる状態であったのちに、電波の受信状況等が変化して、正確な測位情報が算出できる状態ではなくなったとき、電波の受信状況が不良な間だけ相対位置情報を記録し、再度、正確な測位情報の算出ができる状態になったときに、それまで記録された相対位置情報を測位情報に変換する際の処理を軽減することができるものである。
【００５１】
電源が投入されて装置の動作が開始されると、位置情報算出部１６の初期化処理が行われて、電波の受信を開始する。電波が十分に受信されれば測位情報が所定の時間間隔で算出され、Ｆｌａｓｈメモリ１８に順次記録される（Ｓ１）。
その後、衛星から電波の受信状態が良好であれば、測位情報が算出されて（Ｓ１のＹｅｓ）、相対位置情報がなければ、測位情報を繰り返し算出する（Ｓ３の無し）。
【００５２】
測位情報が算出できる状態になっていないときは（Ｓ１のＮｏ）、移動軌跡情報算出処理（Ｓ２）を開始する前に、以前に測位情報が算出されていたか否かを判定する（Ｓ１１）。これによって、現時点の状態が、電波状況の悪化によって測位情報が算出できなくなったものであるか、当該装置の起動開始時であるかが判定される。
過去において、測位情報が算出されていなければ（Ｓ１１の無し）、移動軌跡情報算出処理（Ｓ２）を開始して、処理を繰り返す。
過去において、測位情報が算出されていれば（Ｓ１１の有り）、すでにタイマーが稼働中であるか否かを判定し（Ｓ１２）、タイマーが稼働していなければ、タイマーをスタートさせてから（Ｓ１３）移動軌跡情報記録処理（Ｓ２）を開始する。
ここでＳ１３にて稼働させるタイマーとは、測位情報が算出できない状態の時間を計測するためのものである。
【００５３】
処理がＳ１に戻って、測位情報が算出可能になっていれば（Ｓ１のＹｅｓ）それまでタイマーが稼働しているか否かを判定し（Ｓ１４）、稼働中のタイマーを停止してから（Ｓ１５）、相対位置情報確認処理（Ｓ３）に移行する。
【００５４】
次に、タイマーが稼働している間に相対位置情報が記録されていた場合の相対位置情報変換処理（Ｓ４ａ）の詳細について図８のフローチャートを用いて説明する。
測位情報が算出される状態になるまでに相対位置情報が記録されていたとき（図７のＳ３の有り）、まずタイマーが稼働していたか否かを判定する（Ｓ４１）。
タイマーが稼働していなければ（Ｓ４１のＮｏ）、最新の測位情報に基づく位置情報変換処理を行う（Ｓ４３）。Ｓ４３の変換処理はすでに説明をした実施形態に係る相対位置情報変換処理（Ｓ４）と同じ処理である。
【００５５】
タイマーが稼働していたならば（Ｓ４１のＹｅｓ）、タイマー稼働時間の半分（１／２）に相当するまでの間に相対位置情報が記録されていたか否かを判定する（Ｓ４２）。
タイマー稼働時間の半分に相当するときまでの間に、相対位置情報が記録されていなければ（Ｓ４２のＮｏ）、最新の測位情報に基づいて相対位置情報を測位情報に変換する処理を行う（Ｓ４３）。
タイマー稼働時間の半分に相当するときまでの間に、相対位置情報が記録されていたならば（Ｓ４２のＹｅｓ）、記録されている相対位置情報のうち、タイマー稼働時間の半分を過ぎてから記録された相対位置情報に対しては、最新の測位情報に基づく変換処理を行う（Ｓ４５）
続いて、記録されている相対位置情報のうち、タイマー稼働時間の半分より以前に記録された相対位置情報に対しては、測位不能になる直前の測位情報に基づいて、相対位置情報から測位情報への変換処理を行う（Ｓ４６）。
【００５６】
本実施例においては、相対位置情報を測位情報に変換する処理に用いる測位情報を「最新のもの」とするか「測位不能になる直前の測位情報」とするかの判定基準に、「タイマー稼働時間の半分に相当するとき」を例示して説明していた。しかし、本実施において、判定基準をこれに限ることはない。タイマー稼働時間（計時手段によって計測された時間）における「所定の時点」を判定基準とすることで、本実施と同等の効果を得ることができる。
例えば、最新の測位情報の精度（補足衛星数で判定すればよい）と、直前の測位情報の精度が所定の基準を超え、かつ、同等の精度であるもの同士の取得時間差を「タイマー稼働時間」として、この取得時間差の半分の時点を「所定の時点」としてもよい。
【００５７】
また、最新の測位情報を算出したときの補足衛星数と、直前の測位情報を算出したときの補足衛星数が異なるときは、補足衛星数の差に応じて「所定の時点」を決定してもよい。例えば、補足衛星数の比率に応じて、上記変換処理（Ｓ４６）の対象となる相対位置情報の数を決定すればよい。つまり、補足衛星数が多い測位情報を用いた変換処理をより多く行うようにすればよい。これによって、より精度よく変換処理（Ｓ４６）を行うことができる。
【００５８】
Ｓ４５とＳ４６にて、相対位置情報の記録タイミングによって異なる変換処理を行う理由について説明する。
すでに説明をしたとおり相対位置情報から測位情報への変換処理は、通常は、最新の測位情報を元にして、時系列をさかのぼって、それぞれの相対位置情報を測位情報に変換している。一度は測位情報が算出された後に相対位置情報が記録されたのであれば、その相対位置情報のうち、最も古いものは、測位情報が算出されていたときの比較的後であって、最新の測位情報に基づいて変換処理をするよりも、過去において算出されていた相対位置情報に基づいて変換処理を行う方が、より精度が高くなる。
【００５９】
よって、本実施形態にて説明したように、タイマーが稼働された後に相対位置情報変換処理（Ｓ４ａ）を行うのであれば、タイマー時間の半分より以前の相対位置情報に対しては、以前算出されていた測位情報のうち最も最近の測位情報を用いて変換処理を行い、タイマー時間の半分より以後の相対位置情報に対しては、最新の測位情報を用いて変換処理を行えばよい。
上記の処理を全ての相対位置情報に対して行う（Ｓ４４）。
【００６０】
以上、本実施例に係る位置情報記録方法によれば、電波状況の変化が生じて測位情報が算出できないときであっても、その後に算出された測位情報と、それ以前に算出されていた測位情報によって、相対位置情報をより正確な測位情報に変換することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る位置情報記録装置は、撮像装置に搭載する以外に、ハンディタイプのナビゲーション装置に適用することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１１ 演算部
１３ 加速度検出部
１４ 角速度検出部
１５ 地磁気検出部
１６ 位置情報算出部
１７ ＲＡＭ
１６ Ｆｌａｓｈメモリ
１９ 外部記録部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特許第４３１２５６６号公報
【非特許文献】
【００６４】
【非特許文献１】ＪＥＩＴＡ ＣＰ−３４５１Ａ ディジタルスチルカメラ用画像ファイルフォーマット規格Ｅｘｉｆ２．２１統合版 ２００９年９月改定（社団法人 電子情報技術産業協会発行）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信した電波（無線信号）に基づいて現地点を測位し、位置情報を記録する位置情報記録装置に関するものであって、電波の受信ができない状態にあっても相対的な位置情報を記録することができ、電波を受信できるようになったとき（測位可能な状態になったとき）、それまでに記録された相対的な位置情報を、電波に基づく測位によって得られる位置情報と同等の精度の位置情報に変換して記録しなおすことができる位置情報記録装置、位置情報記録方法および同装置を備える撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電波を受信し、この電波に基づいて現地点の地理的位置を測位して位置情報を算出し記録することができる位置情報記録装置は、複数の衛星からの電波を用いて測位するＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用することが多い。ＧＮＳＳを利用したシステムとしては、カーナビゲーションなどの車載型装置に限らず、近年では、携帯型装置や携帯電話に同装置を組み込んだものなどが知られている。
さらに、デジタルカメラ等の撮像装置にもＧＮＳＳが搭載されたものがある。このような撮像装置では、撮影した画像データに撮影地点の地理的な位置情報を格納して記録することができる。ＧＮＳＳによる測位システムの中でも、ＧＰＳが著名である。
また、衛星からの電波ではなく道路構造物に無線信号出力装置を配置し、これによる無線信号を用いて現地点の位置を測位するシステムも知られている。
これらに共通する要素は「電波を受信することで測位する」ことである。
【０００３】
ＧＮＳＳにおいて位置情報を算出するには、複数の衛星からの電波が受信できる状態になければならない。よって、電波の受信状況が不良な地点では、測位することができない。例えば、トンネルの中や地下では、十分に電波を受信することができないので、測位することができない。これはＧＮＳＳに限らず電波を用いて測位するシステムでは共通の課題である。
【０００４】
自動車等に搭載されるナビゲーションシステムは、電波受信状況が不良なときであっても、それまでに測位された位置情報を元にして、加速度センサや角速度センサを併用して、直前の測位点からの移動方向と移動距離を算出して、現地点の位置情報を推定することができるものがある。
ナビゲーションシステムは、推定された位置情報が多少誤差を含むものであっても、電波受信状況が安定したときに、正確な位置情報によって現地点の位置情報を修正すればよいので、推定された位置情報を記録し保存しておく要求はない。
【０００５】
一方、デジタルカメラ等の撮像装置は、撮影地点の位置情報を撮影された画像データと共に記録する要求がある。よって、電波状態が不良な場所であっても、その地点の位置情報を記録しておく必要がある。また、推定された位置情報が記録されたときは、電波状態が良好になったときに正確な位置情報へ変換できることが望ましい。
つまり、撮像装置のように位置情報を記録して活用する装置に搭載する位置情報記録装置においては、電波状況が不良なときの位置情報を推定することができること、電波状況が良好になったときには推定されていた位置情報をより正確な位置情報に変換できることが望まれている。
【０００６】
画像データと位置情報を関連づけて記録する規格として電子規格情報産業協会が２００９年９月に改定した「ディジタルスチルカメラ用画像ファイルフォーマット規格Ｅｘｉｆ２．２１（以下、「ＥＸＩＦ規格」という。）」が知られている（例えば「非特許文献１」を参照）。
ＥＸＩＦ規格において格納される位置情報は「ジオタグ」と呼ばれている。ジオタグは、撮像装置に搭載されたＧＮＳＳによって算出された位置情報を緯度、経度、高度の組み合わせで表され、これが画像ファイルのヘッダー部分に格納される。
【０００７】
以上述べたような技術的課題、すなわち、携帯して用いることを前提とした撮像装置のようなものに搭載される位置情報記録装置において、電波の受信状況が不良なときに記録された位置情報を正確な位置情報に変換できる方法等を工夫するという課題を解決することを目的とした先行技術文献は見つからなかったが、本発明に関連のある先行技術文献として特許文献１を挙げることができる。特許文献１記載の発明は、撮影モードに応じて撮像手段が有する受光面の基準方向の地理的な方位を検出する方位検出手段を備える撮像装置であって、撮像データと方位情報を関連づけて記録することができるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
撮像装置など携帯して利用する装置において、電波受信状況が不良であるときに相対的な位置情報を代用として記録することができたとしても、その後において、正確な位置情報（測位による位置情報）に変換することができなければ、相対的な位置情報を記録しても、不正確な位置情報を記録することになり、利用者にとって不便である。
また、ＧＮＳＳは当該装置を起動させてから位置情報を算出できる状態になるまで、すなわち、複数の電波を受信して測位可能状態になるまで、数十秒のタイムラグが生じる。
これは、地理的な位置（緯度、経度、高度）を精度よく算出するために所定の数の電波が正常に受信できていることを確認する処理や、受信した電波によって現地点を算出する処理に時間を要するからである。
つまり、撮影装置にあっては、電源が投入されて撮影できる状態になっていても、搭載されているＧＮＳＳの初期化処理が完了しなければ、位置情報を記録することができない。画像データと合わせて位置情報も記録したければ、ＧＮＳＳが完全に起動して測位可能な状態になるまで、撮影を待たなければならない。
【０００９】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、電波を受信することができない状態においては、相対的な位置情報を記録しておき、電波を受信できるようになったときに、それまで記録された相対的な位置情報を測位によって得られる位置情報に変換して記録しなおすことができる位置情報記録装置、位置情報記録方法および同装置を備える撮像装置を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、位置情報記録装置であって、無線信号を受信する受信手段と、測位情報を記録する合図を発する操作手段と、無線信号に基づいて地理的位置を測位し当該位置に係る測位情報を算出する位置情報算出手段と、算出された測位情報を記録する測位情報記録手段と、を有し、 基準となる位置からの方向と移動距離からなる変位情報を算出する移動軌跡情報算出手段と、を有し、合図が発せられたとき、測位情報が得られていないときには変位情報によって基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出し、合図に係る情報と関連づけて記録する相対位置情報記録手段と、測位情報が得られたとき、相対位置情報記録手段にすでに記録されている相対位置情報を測位情報に変換する位置情報変換手段と、を有することを主な特徴とする。
【００１１】
また本発明に係る位置情報記録装置の他の形態は、基準位置からの移動方向を検出する加速度検出手段と、基準となる方位を検出する地磁気検出手段と、をさらに有し、移動軌跡情報算出手段が、加速度検出手段が検出する移動方向と地磁気検出手段が検出する基準となる方位に基づいて変位情報を算出する、ことを特徴とする。
【００１２】
また本発明に係る位置情報記録装置のさらに他の形態は、無線信号に基づく測位ができなかった時間を計測する計時手段をさらに有し、位置情報変換手段が、相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち、計測された時間の所定の時点より後に記録されている相対位置情報に対しては最新の測位情報に基づいて変換を行い、計測された時間の所定の時点より前に記録されている相対位置情報に対しては測位ができなくなる直前に測位されていた測位情報に基づいて変換を行う、ことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上記の位置情報記録装置を備えた撮像装置に係るものであって、被写体を表す光学像を、撮像光学系と撮像素子を介して取得し画像データに変換する撮像手段と、撮像手段にて変換された画像データを記憶する画像記憶手段と、を有し、操作手段はレリーズボタンであり、記合図によって撮像手段も動作して取得された画像データに測位情報または相対位置情報を関連づけて記録する、ことを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上記の位置情報記録装置を用いた位置情報記録方法であって、受信手段が無線信号を受信するステップと、測位情報を記録する合図を検知するステップと、合図が発せられたときに無線信号に基づいて地理的位置を測位して測位情報を算出できるか否か判定するステップと、測位情報の算出ができないと判定されたときに、移動軌跡情報算出手段が、基準となる位置からの方向と移動距離からなる変位情報の算出を開始するステップと、合図が発せられたとき、測位情報がが算出されていないときには変位情報によって基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出するステップと、算出された相対位置情報を合図に係る情報と関連づけて記録するステップと、測位情報が算出されたとき、相対位置情報記録手段にすでに記録されている相対位置情報を測位情報に変換するステップと、を実行することを特徴とする。
【００１５】
また本発明に係る位置情報記録方法の他の形態は、地磁気検出手段が、基準となる方位を検出するステップと、移動軌跡情報算出手段が、加速度検出手段の出力に基づいて傾きを特定するステップと、加速度検出手段の出力と地磁気検出手段の検出結果に基づいて移動方向を特定するステップ、加速度検出手段の出力に基づいて移動速度を算出するステップと、傾き、移動方向、速度に基づいて基準となる位置からの変位量を算出するステップと、を実行することを特徴とする。
【００１６】
また本発明に係る位置情報記録方法のさらに他の形態は、位置情報変換手段が、計測された時間の所定の時点よりも前に相対位置情報が記録されているか否かを判定するステップと、所定の時点よりも前に相対位置情報が記録されているときは、相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち所定の時点より後に記録されている相対位置情報に対しては、最新の測位情報を用いて相対位置情報を測位情報に変換するステップと、相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち、所定の時点より前に記録されている相対位置情報に対しては、測位ができなくなる直前に測位されていた測位情報を用いて、相対位置情報を測位情報に変換するステップと、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電波受信状況が良好であれば、電波による測位で得られる正確な位置情報を記録し、電波受信状況が不良なとき、または、装置の初期化などによって測位が不能なときは、基準となる位置（例えば、電波による測位で得られた最後の位置情報）からの相対的な移動量（変位量）によって算出できる相対位置情報を記録しておき、その後、電波による測位が可能になったときに、それまで記録されていた相対位置情報を測位で得られる正確な位置情報と同等の位置情報に変換することができる。これによって、電波受信状態に関わらず正確な位置情報を記録することができるようになる。
また、撮像装置に本発明を搭載することで、電波が受信できない地下や、起動開始直後に撮影した画像データに対しても、正確な位置情報を関連づけて格納することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る位置情報記録装置を搭載した撮像装置の例を示す正面図である。
【図２】上記撮像装置に用いられる制御系統の例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る位置情報記録装置が実行する位置情報算出処理の例を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る位置情報記録装置が実行する位置情報記録処理の例を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る位置情報記録装置が実行する相対位置情報記録処理の例を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る位置情報記録装置が実行する移動軌跡情報記録処理の例を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る位置情報記録装置が実行する位置情報算出処理の別の例を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る位置情報記録装置が実行する相対位置情報記録処理の別の例を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係る位置情報記録装置において相対位置情報の算出に用いる移動軌跡情報の例を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る位置情報記録装置が備える加速度検出部の出力信号の概要を示す模式図である。
【図１１】本発明に係る位置情報記録装置が備える加速度検出部の出力から傾きを特定する原理を示す模式図である。
【図１２】本発明に係る位置情報記録装置が備える地磁気検出部の出力から傾きを特定する原理を示す模式図である。
【図１３】本発明に係る位置情報記録装置が備える加速度検出部の出力信号の経時変化の例を示す模式図である。
【図１４】本発明に係る位置情報記録装置が備える加速度検出部の出力信号から平均加速度を算出する例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る位置情報記録装置、位置情報記録方法および同装置を備える撮像装置の実施の形態について図面を用いながら説明する。
本発明に係る位置情報記録装置は、撮像装置に搭載されるものに限らないが、本明細書においては、本発明に係る位置情報記録装置が撮像装置に搭載される実施形態を例に用いて説明をする。
【００２０】
図１は、本発明に係る位置情報記録装置を備えた撮像装置の外観の例を示す正面図である。図１において撮像装置１は、正面にズームレンズやフォーカスレンズを含む鏡胴ユニット２を備えており、また、ストロボ発光部３、被写体までの距離を測定する測距ユニット４、光学ファインダ５を備えている。撮像装置１の上面には、シャッタースイッチであるレリーズボタンＳＷ１、撮影モードを選択するためのモードダイヤルＳＷ２とジョグダイヤルスイッチＳＷ３が配置されている。
また、測位に用いる複数の電波を受信するアンテナ６が撮像装置１の匡体上面部に内蔵されている。アンテナ６は、電波を受けやすい位置であれば、これに限ることはない。
【００２１】
次に、図２を用いて撮像装置１の機能ブロックの例について説明する。図２に示すように撮像装置１は、装置全体の動作を制御するプロセッサである演算部１１と各処理部をつなぐデータバス２２によって構成されている。
撮像装置１は、撮像光学系を介して取得した被写体像を画像データに変換し画像ファイルを生成する撮像部１２、画像データや操作メニューを表示する表示部２０、レリーズボタンＳＷ１やモードダイヤルＳＷ２の入力を検出する操作部２１、画像ファイルを記録する外部記憶部１９を主な構成とする。さらに、加速度センサを備える加速度検出部１３、角速度センサを備える角速度検出部１４、地磁気センサを備える地磁気検出部１５、アンテナ６によって受信した複数の電波から現地点を測位し、位置情報を算出するＧＮＳＳを備える位置情報算出部１６、を有してなる。
また、演算部１１における各種の演算処理を行うときにワークエリアとして用いられ、また、演算処理の結果を一時的に記憶する記憶領域として用いられるＲＡＭ１７、画像データの記憶・保存、測位によって得られた位置情報、相対位置情報、後述する移動軌跡情報を記録するＦｌａｓｈメモリ１８を備えている。
【００２２】
演算部１１は、加速度検出部１３、角速度検出部１４、地磁気検出部１５からの出力によって、当該装置の移動経路を算出する演算を行う。この移動経路に係る情報を移動軌跡情報とする。移動軌跡情報に基づいて相対位置情報が算出される。
また、演算部１１は、操作部２１からの所定の入力（合図）によって、移動軌跡情報に基づいて相対位置情報を算出し、Ｆｌａｓｈメモリ１８に記録する。
位置情報検出部１６は、図示しないアンテナを介して受信した電波（無線信号）から現地点の地理的位置を測位し、これに係る位置情報（測位情報）を算出する。算出された測位情報はＦｌａｓｈメモリ１８に記録される。
演算部１１、加速度検出部１３、角速度検出部１４、地磁気検出部１５、位置情報検出部１６、ＲＡＭ１７、Ｆｌａｓｈメモリ１８、外部記憶部１９によって、本発明に係る位置情報記録装置が構成される。
【００２３】
次に、本発明に係る位置情報記録装置における位置情報記録方法の例について、撮像装置の実施形態の例とともにフローチャートを用いて説明をする。各フローチャートにおいて処理のステップを、（Ｓ１）、（Ｓ２）、・・・のように表記している。
【００２４】
まず、本発明に係る位置情報記録方法の実施形態の例について、図３のフローチャートを用いて説明する。
電源が投入されて装置（例えば撮像装置）の動作が開始すると、位置情報算出部１６の初期化処理が行われて、電波の受信を開始する。電波が十分に受信されるまで、若干のタイムラグがあるので、起動直後からしばらくの間は、測位不能である（Ｓ１のＮｏ）。しばらく時間が経過すると測位可能な状態になるので、所定の時間間隔をもって測位情報が算出されてＦｌａｓｈメモリ１８に順次記録される（Ｓ１）。
【００２５】
測位情報算出処理（Ｓ１）は、衛星から受信した電波に基づいて現在地の地理的位置を特定する測位情報を算出する演算処理であって、測位情報が算出できる状態であるか否かの判定処理を含む。よって、測位情報が算出できる状態になっていないときは（Ｓ１のＮｏ）、移動軌跡情報算出処理（Ｓ２）を開始して、測位情報が算出できるようになるまで移動軌跡情報を算出しつづける。移動情報算出処理（Ｓ２）の詳細な説明は後述する。
「測位情報が算出可能な状態」とは、所定の数の衛星からの電波が正常に受信されている状態をいう。所定の衛星の数とは例えば４である。４つの衛星からの電波を正常に受信するとき、緯度と経度と高度からなる測位情報を算出することができる。
測位情報の形式は例えば緯度（Ｇｘ）、経度（Ｇｙ）、高度（Ｇｚ）を所定の単位の数値で表して（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）のように表すことができ、この測位情報はＦｌａｓｈメモリ１８に記録されるとき、また、画像ファイルのヘッダー情報に格納されるときも、この形式によればよい。
【００２６】
測位情報が算出可能な状態になったとき（Ｓ１の測位可能）、測位不能な間に相対位置情報が記録された否かを判定し（Ｓ３）、相対位置情報が記録されていなければ（Ｓ３の無し）処理をＳ１に戻す。
つまり、測位情報が算出可能な状態であって、相対位置情報が記録されていなければ、測位情報は繰り返して算出されてＦｌａｓｈメモリ１８に記録される。
【００２７】
測位情報が算出可能な状態になったとき（Ｓ１のＹｅｓ）、測位ができなかった間に記録された相対位置情報が記録されていれば（Ｓ３の有り）、記録されている相対位置情報を測位情報に変換する処理を行う（Ｓ４）。変換された測位情報（変換位置情報）は、所定の記録領域に格納される（Ｓ５）。装置の電源が切られるまで、上記の処理が繰り返される。
【００２８】
ここで、移動軌跡情報算出処理（Ｓ２）の詳細な処理の流れの例について、図６のフローチャートを用いて説明する。移動軌跡情報算出処理（Ｓ２）が開始されるとまず、傾き特定処理（Ｓ２１）が行われる。
傾き特定処理（Ｓ２１）は、本発明に係る位置情報記録装置が、どのような姿勢で移動しているのかを特定する処理である。例えば、撮像装置の場合、移動時の匡体の姿勢は水平状態が維持されているとは限らず、むしろ、様々な姿勢で移動することの方が多い。
移動軌跡情報は、相対位置情報の算出に用いる情報であるから、当該装置がいかなる方向に向かって移動しているのかをきちんと把握した上で算出する必要がある。
そのためには、加速度検出部１３及び角速度検出部１４の向き(傾き)を特定する必要がある。
傾きを特定することで、加速度検出部１３の出力に基づいて当該装置の移動方向と移動量からなる変位量を算出することができる。
【００２９】
図１０は、加速度検出部１３から出力される信号のイメージを示す。緯度方向に対応するＸ軸、経度方向に対応するＹ軸、高度方向に対応するＺ軸の、それぞれの出力をＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚで表している。軸の交点を基準点とし、各軸方向の出力の合成が加速度（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）として出力される。
【００３０】
図１１は、傾き特定処理（Ｓ２１）において、加速度検出部１３の出力データから傾きを特定する方法の例を示す。図１１において、当該装置の匡体の垂直方向の軸と水平方向の軸に比べて、加速度検出部１３から出力される加速度（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）は、θｇだけ傾きを有している。この傾き角θｇは、Ｚ軸とＸ軸−Ｙ軸平面（Ｇｘ−Ｇｙ平面）のズレ角と等しい。重力加速度Ｇは常に垂直方向に作用しているので、加速度検出部１３のＺ軸出力（Ｚｇ）と重力加速度Ｇを用いることで傾き角度θｇを算出することができる。傾き角度θｇと重力加速度ＧおよびＺ軸出力の間には、Ｓｉｎθｇ＝Ｚｇ／Ｇの関係が成り立つ。
【００３１】
地磁気検出部１５の出力によるＸ軸の傾きを特定する方法を図１２に示す。地磁気検出部１５は北（Ｎｏｒｔｈ）を検出する。通常は北を基準となる方位とする。地磁気検出部１２が検出する「基準となる方位」を用いることで、図１２に示すように、Ｙ軸が北（Ｎｏｒｔｈ）からどのくらい傾いているか（図１２に示すθｃ）を算出することができる。Ｘ軸−Ｙ軸平面（Ｇｘ−Ｇｙ平面）と加速度検出部１３のＸ軸のズレ角（傾き）は、当該装置のＹ軸が北からどのくらいずれているかに等しい。
当該装置のＹ軸が基準となる方位（北）に向いているときは地磁気検出部１５の出力は０度であって、当該装置のＹ軸が東に向いている（当該装置が横向きに倒れている）ときは、地磁気検出部１５の出力は９０度となる。
【００３２】
このように、加速度検出部１３の出力と地磁気検出部１５の出力によって、上記のθｇとθｃを算出することができ、この傾き角θｇおよびθｃによって、加速度検出部１３の３次元ベクトル情報（Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ）を、垂直・水平基準（North基準）のベクトル情報に変換することができる。
このベクトル変換処理は、最初に、垂直−水平成分に分解して、次に、水平成分をＥａｓｔ成分（Ｘ成分）、Ｎｏｒｔｈ成分（Ｙ成分）に分解することで行うことができる。
このように、加速度検出部１３と地磁気検出部１５の出力によって当該装置の傾きを特定することができる。
【００３３】
傾きが特定されると移動方向が特定できるので、次に移動速度を算出する処理が行われる（Ｓ２２）。
ここで、本発明に係る位置情報記録装置および撮像装置のように、携帯される装置における移動速度の算出には、注意すべき点があるので、それを説明する。
当該装置が全く移動せずに静止しているときであっても、加速度検出部１３は重力加速度Ｇを出力している。
したがって、速度の算出に用いる時間から重力加速度Ｇのみが出力されている時間を除く必要がある。そのためには、加速度検出部１３の出力が重力加速度Ｇと等しいとき、静止しているのか、移動しているが等速運動をしているのか、いずれの状態であるかを判定しなければならない。
図１３に加速度検出部１３から出力される信号のイメージを示す。図１３において、縦軸は出力の大きさ、すなわち、加速度の大きさを示している。横軸は時間を示している。図１３に示すように、加速度検出部１３の各軸の加速度（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）は、時間とともに変化している。
【００３４】
地球上で生活しているかぎりはおいて、人や乗り物の移動が長時間にわたって等加速度運動が続く事は現実的に起こり得ない。移動しているならば、３軸のいずれかに重力加速度Ｇとは異なる加速度が出力されている。よって、３軸の加速度の出力変位がすべて一定時間以上、変化していないときを（同じ加速度が３軸全てにおいて出力されているとき）静止状態として判定し、この間を移動軌跡情報の算出から除けばよい。
図１３においては、矩形１３０で囲んだ範囲の加速度は３軸ともに変換せず一定二なっている。よって、この間は静止していたと判定することができる。後述する速度算出処理において、この間の時間数を除いて速度算出処理（Ｓ２２）を行えばよい。
【００３５】
ただし、この方法だけでは誤差が大きくなる可能性もあるため、より精度よく移動軌跡情報を算出するためには、角速度検出部１４の出力信号を併用し、角速度検出部１４の出力信号を用いて傾きを特定すればよい。角速度検出部１４を併用する場合は、上記方法ではなく、角速度検出部１４の出力が一定時間以上０のとき、静止状態と判断すればよい。実際には静止状態であっても角速度検出部１４が備える角速度センサはノイズを出力するので、角速度検出部１４の出力が一定レベル以下の時に静止状態と判定すればよい。
【００３６】
上記を踏まえて速度算出処理（Ｓ２２）の説明をする。すでに説明をした方法を用いて、当該装置が静止状態であるか否かを判定し、加速度検出部１３から出力されるＸ、Ｙ、Ｚ方向の加速度から、移動速度の算出に用いるデータを選別する。
加速度検出部１３は、任意の時間間隔（周期）をもってデータを出力する。よって、加速度検出部１３から出力されたデータに基づいて、上記図１１、１２、１３を用いて説明した演算処理をＮｏｒｔｈ方向（Ｘ軸）、Ｅａｓｔ方向（Ｙ軸）、天頂方向（Ｚ軸）の３軸それぞれにおいて行なえばよい。
よって、加速度検出部１３の出力周期は短い方が誤差は小さく、より精度が高い移動軌跡情報を算出することができる。しかし、周期が短くなると演算処理の負荷が高くなり他の演算処理の妨げになり、消費電力が増大することになる。よって、加速度検出部１３の出力信号の変位パターン（図１３に例示）から、移動形態を分析し、徒歩による移動であるのか、自動車による移動であるのか、電車による移動であるのかを分析し、各移動形態に適した算出間隔を選定できるようにすれば良い。
【００３７】
また、速度算出処理（Ｓ２２）の都度、それまでの加速度検出部１３の出力信号をまとめて積分演算をすると、演算負荷が高くなり、消費電力や他の演算処理の妨げになるため、速度演算処理がオーバーフローしない程度の時間間隔で予め加速度検出部１３の出力を積分しておき、その間の平均の加速度を算出しておくとよい。
図１４に平均加速度を算出するイメージを示す。図１４において、縦軸は３軸それぞれの加速度を示し、横軸は時間を示している。基準点Ｓから任意の時点１４０までの平均加速度は、この間の加速度を積分することで算出することができる。よって、基準点Ｓから任意の時点１４０までの経過時間が長いと、積分処理がオーバーフローしたり、積分処理の演算負荷が高くなりすぎたり、不具合が生じる可能性がある。
そこで、任意の時点１４０（例えば撮影処理のタイミング）までに、所定の時間間隔で平均加速度を算出しておき、時点１４０においては、各区間の平均加速度を合算して平均を算出し、全行程の平均加速度を算出すればよい。
【００３８】
このように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれにおける任意のポイントまでの平均加速度Ａを算出したのちに、任意の時点１４０までの経過時間をｔ、前回の速度算出処理にて算出された速度をＣとすると、時点１４０における速度ＶはＶ＝Ａｔ＋Ｃ（式１）で算出することができる。
このようにして、式１を用いて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれにおける速度を算出する（Ｓ２２）。
【００３９】
次に、変位量算出処理（Ｓ２３）を行う。変位量とは基準となる相対位置（０，０，０）から任意の時点１４０までのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のそれぞれの距離である。
速度算出処理（Ｓ２２）にて算出されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の速度（Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚ）から、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のそれぞれの距離である変位量（Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚ）を算出することができる。
すなわち、Ｐ＝（Ａ／２）＊ｔ２＋Ｃｔ＋Ｃ´（式２）によって算出することができる。式２において、Ａは時点１４０における平均加速度、ｔは基準位置から時点１４０までの経過時間、Ｃは前回の速度算出処理（Ｓ２２）で算出された速度、Ｃ´は前回の変位量算出処理で算出された変位量である。
式２によって、変位量（Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚ）を算出し、これを移動軌跡情報としてＦｒａｓｈメモリ１８に記録しておく。
【００４０】
次に所定の合図によって位置情報を記録する処理について説明をする。この処理は、図１に示した位置情報を算出する処理と並行して行われる処理である。例えば撮像装置であれば、レリーズボタンＳＷ１が押されたときが「合図」となり、これを契機に位置情報を記録する処理が行われる。
図４のフローチャートを用いて、位置情報記録処理の例について説明をする。本発明に係る位置情報の記録方法はこれに限られるものではないが、図４に示す位置情報記録処理は、撮像装置１（図１、図２参照）を用いて、撮影した画像の記録を行うと同時に撮影場所の位置情報を記録する処理を例として用いている。
まず、位置情報の記録の合図であり、撮影のトリガーであるレリーズボタンＳＷ１の所定の操作（押下など）が検出されると（Ｓ６のＹｅｓ）、撮像処理が行われる（Ｓ７）。レリーズボタンＳＷ１の所定の操作（レリーズ）が検出されるまで処理はループする（Ｓ６のＮｏ）。
【００４１】
撮像処理（Ｓ７）は、撮像光学系を構成するズームレンズやフォーカスレンズを含む鏡胴ユニット２（図１）を介して取得した被写体像を、撮像部１２（図２）によって所定の画像処理が行われて画像データが生成される処理である。生成された画像データは表示部２０に表示され、画像ファイルとしてＦｌａｓｈメモリ１８または外部記憶部１９に記録される。
【００４２】
次に、測位情報がすでに算出されているか否かを判定する（Ｓ８）。この判定処理（Ｓ８）は、Ｆｌａｓｈメモリ１８に測位情報が記録されているか否かで判定すればよい。測位情報がまだ算出されていなければ（Ｓ８の無し）、相対位置情報記録処理（Ｓ９）が行われる。
測位情報がすでに算出されていれば（Ｓ８の有り）、測位情報格納処理（Ｓ１０）が行われる。
【００４３】
測位情報格納処理は、撮像処理（Ｓ７）で生成された画像ファイルのＥＸＩＦヘッダーに測位情報をジオタグ形式で格納する処理である。
【００４４】
次に、相対位置情報記録処理（Ｓ９）の詳細な処理の流れの例について図５のフローチャートを用いて説明をする。
まず、すでに相対位置情報が記録されているか否かを判定する（Ｓ９１）、相対位置情報がまだ記録されていなければ（Ｓ９１の無し）、現地点（撮影された場所）の位置を基準相対位置として、Ｆｌａｓｈメモリ１８に記録する（Ｓ９３）。
相対位置情報がすでに記録されていれば（Ｓ９１の有り）、記録されている相対位置情報のうち、最も新しいタイミングで記録されている相対位置情報と、現地点まで記録されている移動軌跡情報（図６）を用いて、現地点の相対位置情報を算出する（Ｓ９２）。
次に、算出した相対位置情報または基準となる相対位置情報を、撮像処理（Ｓ７）によって生成された画像ファイルと関連づけてＦｌａｓｈメモリ１８に記録する（Ｓ９４）。画像ファイルは、ＥＸＩＦ規格に則ったファイルフォーマットを有しているので、ヘッダーファイルのメーカーノート欄に相対位置情報を格納することで、当該画像ファイルと相対位置情報を関連づけて記録することができる。
また、相対位置情報記録処理（Ｓ９４）の他に、相対位置情報確認処理（Ｓ３）における判定が容易に行えるように、ＲＡＭ１７に「相対位置情報あり」を示す所定のフラグ情報を記録する処理を行ってもよい。
【００４５】
ここで、相対位置情報算出処理（Ｓ９２）の詳細について説明する。図９は、相対位置情報の算出に用いる移動軌跡情報のイメージを示す図である。
図９は、移動軌跡情報を線９０１によって表現している。装置の電源が投入され、測位情報の算出可能状態になる前に、合図が検出され（図４のＳ６）、かつ、相対位置情報がまだ一つも記録されていないときは（Ｓ９１の「無し」）、そのときの地点を基準点９０２として記録する。基準点の相対位置情報は（０，０，０）とする。
【００４６】
次に合図が検出されたとき（図４のＳ６）、まだ測位情報が算出されていなければ、このときの位置に係る相対位置情報９０３（撮影１）を記録する。
相対位置情報９０３は、基準点９０２が記録された後に算出された移動軌跡情報に基づいて、Ｘ、Ｙ、Ｚぞれぞれの基準点９０２からの距離を相対位置情報９０３（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）として、記録すればよい（図５のＳ９４）。
さらに、次に合図が検出されたとき（図４のＳ６）、まだ測位情報が算出されていなければ、このときの位置に係る相対位置情報９０３（撮影２）を、一つ前の相対基準情報９０３（撮影１）から算出された移動軌跡情報に基づいて、相対位置情報９０３（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）を算出し、これを当該地点の相対位置情報として記録すればよい（Ｓ９４）。
図９は、さらに次の合図によって相対位置情報９０３（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）までが記録された状態を示している。
このように、相対位置情報算出処理（Ｓ９２）は基準となる相対位置（０，０，０）からの移動軌跡情報に基づいて、基準となる相対位置からの距離をその座標情報として算出する。
【００４７】
次に相対位置情報変換処理（図３のＳ４）の詳細な処理について、図９のイメージ図を用いて説明する。すでに説明をしたとおり、図９においては撮影３の地点から以降も、しばらくは測位情報が算出されていない。
その後、測位情報が算出された地点をＦＩＸ９０４とする。撮影３（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）からＦＩＸ９０４までの移動軌跡情報に基づいて、ＦＩＸ９０４の測位情報に、移動軌跡情報を合わせて撮影３の地点の測位情報を算出する。これを変換位置情報とする。
図９に示すように、相対位置情報は基準点も含めてあと３つあるので、これらすべての相対位置情報に対して、ＦＩＸ９０４における測位情報に対して、移動軌跡情報を合わせて、各地点の測位情報を算出する。
このように、測位情報が算出できた時点でそこまでに記録されている相対位置情報の記録時間が新しいものから順番に遡って変換処理を行えばよい。
言い換えると、ＦＩＸ９０４を測位情報の基準位置と仮定して、それまで相対的に算出されていた位置情報を、測位情報に基づく変換を行う処理が相対位置情報変換処理（Ｓ４）である。
【００４８】
このように、算出された変換位置情報は、その元となる相対位置情報に対応する画像データのＥＸＩＦヘッダーにジオタグとして格納される（Ｓ５）。このとき、変換位置情報であることを示す情報を、ＥＸＩＦヘッダーのメーカーノート欄に格納すればよい。
【００４９】
以上、本実施の形態にかかる位置情報記録装置によれば、電波による正確な測位ができたときは、仮想的に設定する基準位置からの移動軌跡によって、相対的な位置情報を記録しておき、測位情報が算出されたときに、それまでの軌跡情報と測位情報に基づいて相対的な位置情報を測位に基づく位置情報に変換して記録しなおすことができる。
これによって、電波の届かないトンネルの中や地下、または、起動開始直後で測位情報の算出ができないときであっても、より正確な位置情報の記録ができるようになる。
これを撮像装置に搭載することで、電波状況によらず、撮影した場所の位置情報を正確に記録することができ、測位情報の算出を待つことなく撮影をすることもできるようになる。
【００５０】
次に、本発明に係る撮像装置の別の実施の形態の例について説明をする。図７は、本実施の形態に係る位置情報記録方法の別の例を示すフローチャートである。
すでに説明をした実施形態にかかる位置情報記録方法と同じ処理には、同じ符号を付している。
本実施例は、測位情報の算出ができる状態であったのちに、電波の受信状況等が変化して、正確な測位情報が算出できる状態ではなくなったとき、電波の受信状況が不良な間だけ相対位置情報を記録し、再度、正確な測位情報の算出ができる状態になったときに、それまで記録された相対位置情報を測位情報に変換する際の処理を軽減することができるものである。
【００５１】
電源が投入されて装置の動作が開始されると、位置情報算出部１６の初期化処理が行われて、電波の受信を開始する。電波が十分に受信されれば測位情報が所定の時間間隔で算出され、Ｆｌａｓｈメモリ１８に順次記録される（Ｓ１）。
その後、衛星から電波の受信状態が良好であれば、測位情報が算出されて（Ｓ１のＹｅｓ）、相対位置情報がなければ、測位情報を繰り返し算出する（Ｓ３の無し）。
【００５２】
測位情報が算出できる状態になっていないときは（Ｓ１のＮｏ）、移動軌跡情報算出処理（Ｓ２）を開始する前に、以前に測位情報が算出されていたか否かを判定する（Ｓ１１）。これによって、現時点の状態が、電波状況の悪化によって測位情報が算出できなくなったものであるか、当該装置の起動開始時であるかが判定される。
過去において、測位情報が算出されていなければ（Ｓ１１の無し）、移動軌跡情報算出処理（Ｓ２）を開始して、処理を繰り返す。
過去において、測位情報が算出されていれば（Ｓ１１の有り）、すでにタイマーが稼働中であるか否かを判定し（Ｓ１２）、タイマーが稼働していなければ、タイマーをスタートさせてから（Ｓ１３）移動軌跡情報記録処理（Ｓ２）を開始する。
ここでＳ１３にて稼働させるタイマーとは、測位情報が算出できない状態の時間を計測するためのものである。
【００５３】
処理がＳ１に戻って、測位情報が算出可能になっていれば（Ｓ１のＹｅｓ）それまでタイマーが稼働しているか否かを判定し（Ｓ１４）、稼働中のタイマーを停止してから（Ｓ１５）、相対位置情報確認処理（Ｓ３）に移行する。
【００５４】
次に、タイマーが稼働している間に相対位置情報が記録されていた場合の相対位置情報変換処理（Ｓ４ａ）の詳細について図８のフローチャートを用いて説明する。
測位情報が算出される状態になるまでに相対位置情報が記録されていたとき（図７のＳ３の有り）、まずタイマーが稼働していたか否かを判定する（Ｓ４１）。
タイマーが稼働していなければ（Ｓ４１のＮｏ）、最新の測位情報に基づく位置情報変換処理を行う（Ｓ４３）。Ｓ４３の変換処理はすでに説明をした実施形態に係る相対位置情報変換処理（Ｓ４）と同じ処理である。
【００５５】
タイマーが稼働していたならば（Ｓ４１のＹｅｓ）、タイマー稼働時間の半分（１／２）に相当するまでの間に相対位置情報が記録されていたか否かを判定する（Ｓ４２）。
タイマー稼働時間の半分に相当するときまでの間に、相対位置情報が記録されていなければ（Ｓ４２のＮｏ）、最新の測位情報に基づいて相対位置情報を測位情報に変換する処理を行う（Ｓ４３）。
タイマー稼働時間の半分に相当するときまでの間に、相対位置情報が記録されていたならば（Ｓ４２のＹｅｓ）、記録されている相対位置情報のうち、タイマー稼働時間の半分を過ぎてから記録された相対位置情報に対しては、最新の測位情報に基づく変換処理を行う（Ｓ４５）
続いて、記録されている相対位置情報のうち、タイマー稼働時間の半分より以前に記録された相対位置情報に対しては、測位不能になる直前の測位情報に基づいて、相対位置情報から測位情報への変換処理を行う（Ｓ４６）。
【００５６】
本実施例においては、相対位置情報を測位情報に変換する処理に用いる測位情報を「最新のもの」とするか「測位不能になる直前の測位情報」とするかの判定基準に、「タイマー稼働時間の半分に相当するとき」を例示して説明していた。しかし、本実施において、判定基準をこれに限ることはない。タイマー稼働時間（計時手段によって計測された時間）における「所定の時点」を判定基準とすることで、本実施と同等の効果を得ることができる。
例えば、最新の測位情報の精度（補足衛星数で判定すればよい）と、直前の測位情報の精度が所定の基準を超え、かつ、同等の精度であるもの同士の取得時間差を「タイマー稼働時間」として、この取得時間差の半分の時点を「所定の時点」としてもよい。
【００５７】
また、最新の測位情報を算出したときの補足衛星数と、直前の測位情報を算出したときの補足衛星数が異なるときは、補足衛星数の差に応じて「所定の時点」を決定してもよい。例えば、補足衛星数の比率に応じて、上記変換処理（Ｓ４６）の対象となる相対位置情報の数を決定すればよい。つまり、補足衛星数が多い測位情報を用いた変換処理をより多く行うようにすればよい。これによって、より精度よく変換処理（Ｓ４６）を行うことができる。
【００５８】
Ｓ４５とＳ４６にて、相対位置情報の記録タイミングによって異なる変換処理を行う理由について説明する。
すでに説明をしたとおり相対位置情報から測位情報への変換処理は、通常は、最新の測位情報を元にして、時系列をさかのぼって、それぞれの相対位置情報を測位情報に変換している。一度は測位情報が算出された後に相対位置情報が記録されたのであれば、その相対位置情報のうち、最も古いものは、測位情報が算出されていたときの比較的後であって、最新の測位情報に基づいて変換処理をするよりも、過去において算出されていた相対位置情報に基づいて変換処理を行う方が、より精度が高くなる。
【００５９】
よって、本実施形態にて説明したように、タイマーが稼働された後に相対位置情報変換処理（Ｓ４ａ）を行うのであれば、タイマー時間の半分より以前の相対位置情報に対しては、以前算出されていた測位情報のうち最も最近の測位情報を用いて変換処理を行い、タイマー時間の半分より以後の相対位置情報に対しては、最新の測位情報を用いて変換処理を行えばよい。
上記の処理を全ての相対位置情報に対して行う（Ｓ４４）。
【００６０】
以上、本実施例に係る位置情報記録方法によれば、電波状況の変化が生じて測位情報が算出できないときであっても、その後に算出された測位情報と、それ以前に算出されていた測位情報によって、相対位置情報をより正確な測位情報に変換することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る位置情報記録装置は、撮像装置に搭載する以外に、ハンディタイプのナビゲーション装置に適用することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１１ 演算部
１３ 加速度検出部
１４ 角速度検出部
１５ 地磁気検出部
１６ 位置情報算出部
１７ ＲＡＭ
１６ Ｆｌａｓｈメモリ
１９ 外部記録部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特許第４３１２５６６号公報
【非特許文献】
【００６４】
【非特許文献１】ＪＥＩＴＡ ＣＰ−３４５１Ａ ディジタルスチルカメラ用画像ファイルフォーマット規格Ｅｘｉｆ２．２１統合版 ２００９年９月改定（社団法人 電子情報技術産業協会発行）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を受信する受信手段と、
測位情報を記録する合図を発する操作手段と、
上記無線信号に基づいて地理的位置を測位し、当該位置に係る測位情報を算出する位置情報算出手段と、
算出された測位情報を記録する測位情報記録手段と、を有する位置情報記録装置であって、
基準となる位置からの方向と移動距離からなる変位情報を算出する移動軌跡情報算出手段と、
上記合図が発せられたとき、上記測位情報が得られていないときには上記変位情報によって上記基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出し、上記合図に係る情報と関連づけて記録する相対位置情報記録手段と、
上記測位情報が得られたとき、上記相対位置情報記録手段にすでに記録されている相対位置情報を測位情報に変換する位置情報変換手段と、を有することを特徴とする位置情報記録装置。
【請求項２】
上記基準位置からの移動方向を検出する加速度検出手段と、
基準となる方位を検出する地磁気検出手段と、をさらに有し、
上記移動軌跡情報算出手段が、上記加速度検出手段が検出する上記移動方向と上記地磁気検出手段が検出する基準となる方位に基づいて上記変位情報を算出する、ことを特徴とする請求項１記載の位置情報記録装置。
【請求項３】
上記無線信号に基づく測位ができなかった時間を計測する計時手段をさらに有し、
上記位置情報変換手段が、
上記相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち、
上記計測された時間の所定の時点より後に記録されている相対位置情報に対しては、最新の測位情報に基づいて上記変換を行い、
上記計測された時間の所定の時点より前に記録されている相対位置情報に対しては、測位ができなくなる直前に測位されていた測位情報に基づいて上記変換を行う、ことを特徴とする請求項１記載の位置情報記録装置。
【請求項４】
上記請求項１乃至３のいずれかに記載の位置情報記録装置を備え、
被写体を表す光学像を、撮像光学系と撮像素子を介して取得し画像データに変換する撮像手段と、
撮像手段にて変換された画像データを記憶する画像記憶手段と、を有し、
上記操作手段はレリーズボタンであり、
上記合図によって上記撮像手段も動作して取得された画像データに、上記測位情報または上記相対位置情報を関連づけて記録することができる撮像装置。
【請求項５】
無線信号を受信する受信手段と、測位情報を記録する合図を発する操作手段と、上記無線信号に基づいて地理的位置を測位して、当該位置に係る測位情報を算出する位置情報算出手段と、算出された測位情報を記録する測位情報記録手段と、を有する位置情報記録装置であって、基準となる位置からの方向と移動距離からなる変位情報を算出する移動軌跡情報算出手段と、上記合図が発せられたとき、上記測位情報が得られていないときには上記変位情報によって上記基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出し、上記合図に係る情報と関連づけて記録する相対位置情報記録手段と、上記測位情報が得られたとき、上記相対位置情報記録手段がすでに記録している相対位置情報を測位情報に変換する位置情報変換手段と、を有する位置情報記録装置によって実行される位置情報記録方法であって、
上記受信手段が無線信号を受信するステップと、
上記測位情報を記録する合図を検知するステップと、
上記合図が発せられたときに上記無線信号に基づいて地理的位置を測位して測位情報を算出できるか否か判定するステップと、
測位情報の算出ができないと判定されたときに、上記移動軌跡情報算出手段が、基準となる位置からの方向と移動距離からなる変位情報の算出を開始するステップと、
上記合図が発せられたとき、上記測位情報がが算出されていないときには上記変位情報によって上記基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出するステップと、
算出された相対位置情報を上記合図に係る情報と関連づけて記録するステップと、
上記測位情報が算出されたとき、上記相対位置情報記録手段にすでに記録されている相対位置情報を測位情報に変換するステップと、を実行することを特徴とする位置情報記録装置。
【請求項６】
上記基準位置からの移動方向を検出する加速度検出手段と、基準となる方位を検出する地磁気検出手段と、をさらに有し、
上記地磁気検出手段が、基準となる方位を検出するステップと、
上記移動軌跡情報算出手段が、
上記加速度検出手段の出力に基づいて、傾きを特定するステップと、
上記加速度検出手段の出力と上記地磁気検出手段の検出結果に基づいて、移動方向を特定するステップと、
上記加速度検出手段の出力によって移動速度を算出するステップと、
上記傾き、移動方向、速度に基づいて基準となる位置からの変位量を算出するステップと、を実行することを特徴とする請求項５記載の位置情報記録方法。
【請求項７】
上記無線信号に基づく測位が時間を計測する計時手段をさらに有し、
上記位置情報変換手段が、
上記計測された時間の所定の時点よりも前に相対位置情報が記録されているか否かを判定するステップと、
上記所定の時点よりも前に相対位置情報が記録されているときは、
上記相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち、上記所定の時点より後に記録されている相対位置情報に対しては、最新の測位情報を用いて上記相対位置情報を測位情報に変換するステップと、
上記相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち、上記所定の時点より前に記録されている相対位置情報に対しては、測位ができなくなる直前に測位されていた測位情報を用いて、上記相対位置情報を測位情報に変換するステップと、を実行することを特徴とする請求項５記載の位置情報記録方法。
【請求項１】
無線信号を受信する受信手段と、
測位情報を記録する合図を発する操作手段と、
上記無線信号に基づいて地理的位置を測位し、当該位置に係る測位情報を算出する位置情報算出手段と、
算出された測位情報を記録する測位情報記録手段と、を有する位置情報記録装置であって、
基準となる位置からの方向と移動距離からなる変位情報を算出する移動軌跡情報算出手段と、
上記合図が発せられたとき、上記測位情報が得られていないときには上記変位情報によって上記基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出し、上記合図に係る情報と関連づけて記録する相対位置情報記録手段と、
上記測位情報が得られたとき、上記相対位置情報記録手段にすでに記録されている相対位置情報を測位情報に変換する位置情報変換手段と、を有することを特徴とする位置情報記録装置。
【請求項２】
上記基準位置からの移動方向を検出する加速度検出手段と、
基準となる方位を検出する地磁気検出手段と、をさらに有し、
上記移動軌跡情報算出手段が、上記加速度検出手段が検出する上記移動方向と上記地磁気検出手段が検出する基準となる方位に基づいて上記変位情報を算出する、ことを特徴とする請求項１記載の位置情報記録装置。
【請求項３】
上記無線信号に基づく測位ができなかった時間を計測する計時手段をさらに有し、
上記位置情報変換手段が、
上記相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち、
上記計測された時間の所定の時点より後に記録されている相対位置情報に対しては、最新の測位情報に基づいて上記変換を行い、
上記計測された時間の所定の時点より前に記録されている相対位置情報に対しては、測位ができなくなる直前に測位されていた測位情報に基づいて上記変換を行う、ことを特徴とする請求項１記載の位置情報記録装置。
【請求項４】
上記請求項１乃至３のいずれかに記載の位置情報記録装置を備え、
被写体を表す光学像を、撮像光学系と撮像素子を介して取得し画像データに変換する撮像手段と、
撮像手段にて変換された画像データを記憶する画像記憶手段と、を有し、
上記操作手段はレリーズボタンであり、
上記合図によって上記撮像手段も動作して取得された画像データに、上記測位情報または上記相対位置情報を関連づけて記録することができる撮像装置。
【請求項５】
無線信号を受信する受信手段と、測位情報を記録する合図を発する操作手段と、上記無線信号に基づいて地理的位置を測位して、当該位置に係る測位情報を算出する位置情報算出手段と、算出された測位情報を記録する測位情報記録手段と、を有する位置情報記録装置であって、基準となる位置からの方向と移動距離からなる変位情報を算出する移動軌跡情報算出手段と、上記合図が発せられたとき、上記測位情報が得られていないときには上記変位情報によって上記基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出し、上記合図に係る情報と関連づけて記録する相対位置情報記録手段と、上記測位情報が得られたとき、上記相対位置情報記録手段がすでに記録している相対位置情報を測位情報に変換する位置情報変換手段と、を有する位置情報記録装置によって実行される位置情報記録方法であって、
上記受信手段が無線信号を受信するステップと、
上記測位情報を記録する合図を検知するステップと、
上記合図が発せられたときに上記無線信号に基づいて地理的位置を測位して測位情報を算出できるか否か判定するステップと、
測位情報の算出ができないと判定されたときに、上記移動軌跡情報算出手段が、基準となる位置からの方向と移動距離からなる変位情報の算出を開始するステップと、
上記合図が発せられたとき、上記測位情報がが算出されていないときには上記変位情報によって上記基準となる位置からの相対的な位置に係る相対位置情報を算出するステップと、
算出された相対位置情報を上記合図に係る情報と関連づけて記録するステップと、
上記測位情報が算出されたとき、上記相対位置情報記録手段にすでに記録されている相対位置情報を測位情報に変換するステップと、を実行することを特徴とする位置情報記録装置。
【請求項６】
上記基準位置からの移動方向を検出する加速度検出手段と、基準となる方位を検出する地磁気検出手段と、をさらに有し、
上記地磁気検出手段が、基準となる方位を検出するステップと、
上記移動軌跡情報算出手段が、
上記加速度検出手段の出力に基づいて、傾きを特定するステップと、
上記加速度検出手段の出力と上記地磁気検出手段の検出結果に基づいて、移動方向を特定するステップと、
上記加速度検出手段の出力によって移動速度を算出するステップと、
上記傾き、移動方向、速度に基づいて基準となる位置からの変位量を算出するステップと、を実行することを特徴とする請求項５記載の位置情報記録方法。
【請求項７】
上記無線信号に基づく測位が時間を計測する計時手段をさらに有し、
上記位置情報変換手段が、
上記計測された時間の所定の時点よりも前に相対位置情報が記録されているか否かを判定するステップと、
上記所定の時点よりも前に相対位置情報が記録されているときは、
上記相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち、上記所定の時点より後に記録されている相対位置情報に対しては、最新の測位情報を用いて上記相対位置情報を測位情報に変換するステップと、
上記相対位置情報記録手段が記録した各相対位置情報のうち、上記所定の時点より前に記録されている相対位置情報に対しては、測位ができなくなる直前に測位されていた測位情報を用いて、上記相対位置情報を測位情報に変換するステップと、を実行することを特徴とする請求項５記載の位置情報記録方法。
【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】
【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】
【公開番号】特開２０１１−２４７７７５（Ｐ２０１１−２４７７７５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２１８７３（Ｐ２０１０−１２１８７３）
【出願日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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