測位装置、測位方法、プログラム及び撮像装置
【課題】測位手段による測位の不安定な状態における位置情報の精度の向上を図る。
【解決手段】ＣＰＵ１０は、撮影位置において自律航法測位による継続的計測及びＧＰＳ測位による所定タイミング毎の測定を開始する。そして、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも２以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、自律航法測位によりＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における移動ベクトルとの差が所定範囲以内である場合に、少なくとも２以上の位置データのうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定める。そして、ＣＰＵ１０は、位置情報取得地点における位置データと自律航法測位により継続的に計測されてきた位置データとに基づいて撮影位置の位置データを求める。
【解決手段】ＣＰＵ１０は、撮影位置において自律航法測位による継続的計測及びＧＰＳ測位による所定タイミング毎の測定を開始する。そして、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも２以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、自律航法測位によりＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における移動ベクトルとの差が所定範囲以内である場合に、少なくとも２以上の位置データのうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定める。そして、ＣＰＵ１０は、位置情報取得地点における位置データと自律航法測位により継続的に計測されてきた位置データとに基づいて撮影位置の位置データを求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位装置、測位方法、プログラム及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの絶対位置の測定が可能な測位手段を用いて基準地点の測位を行う測位装置がある。
【０００３】
そして、このような測位装置においては、ＧＰＳの測位結果に基づき、加速度センサや方位センサなどの自律航法用センサを利用して位置情報を算出する自律航法用センサの計測誤差を修正するものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の測位装置では、例えば、測位手段の起動直後においては、適切なＧＰＳ衛星からの出力情報を取得することができず、正確な位置情報が得られないことが多い。また、測位装置の環境（市街地におけるマルチパスの発生や電離層の状態など）によっても、ＧＰＳの測位結果に基づく正確な位置情報を得ることができない場合がある。そのため、特許文献１に記載の測位装置では、起動直後などの測位の不安定な状態においては、そのときの正確な位置を特定することが困難であり、その後、たとえ、安定した絶対位置の測定ができるようになったとしても、過去の測位の不安定な状態における正確な位置を得ることはできない。
【０００６】
本発明の課題は、測位手段による測位の不安定な状態における位置情報の精度の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、測位装置であって、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求める制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測位装置であって、
前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算することで移動経路上の各位置情報を算出する位置算出手段を備え、
前記制御手段は、前記特定位置の位置情報として仮の基準位置情報を前記位置算出手段に与えて、前記位置算出手段によって移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出手段により前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の測位装置であって、
前記測位手段は所定時間毎に位置情報を測定し、
前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行い、
前記制御手段は、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の測位装置であって、
前記移動計測手段は、加速度を特定可能な情報を出力する加速度センサと、方位を特定可能な情報を出力する方位センサと、を備えるとともに、前記加速度センサ及び前記方位センサからそれぞれ出力される情報に基づいて相対的な位置変動の計測を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の測位装置であって、
前記位置変動は、変動距離及び変動方位であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、測位方法であって、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とを用いて、特定位置の位置情報を求める測位方法において、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求める制御ステップを備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の測位方法であって、
前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算することで移動経路上の各位置情報を算出する位置算出ステップを含み、
前記制御ステップでは、仮の基準位置情報を前記位置算出ステップに渡し、前記位置算出ステップで移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出ステップにおいて前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の測位方法であって、
前記測位手段は所定時間毎に位置情報を測定し、前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行うものであり、
前記制御ステップでは、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、プログラムであって、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とから測定結果をそれぞれ入力して、特定位置の位置情報を求めるコンピュータに、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始させ、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定めさせ、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求めさせる制御機能を実現させることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のプログラムであって、
前記コンピュータに、前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算させることで移動経路上の各位置情報を算出させる位置算出機能を実現させるプログラムコードを含み、
前記制御機能は、仮の基準位置情報を前記位置算出機能に渡し、前記位置算出機能で移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出機能により前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めさせるものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載のプログラムであって、
前記測位手段は、所定時間毎に位置情報を測定し、前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行うものであり、
前記制御機能は、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めさせるものであることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、撮像装置であって、
被写体を撮像して撮像画像情報を取得する撮像手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
少なくとも前記撮像手段による撮像位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記撮像位置の位置情報を求める制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、測位手段による測位の不安定な状態における位置情報の精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の撮像装置の全体を示すブロック図である。
【図２】撮影位置特定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】移動履歴データの一例を示すデータチャートである。
【図４】自律航法測位とＧＰＳ測位との測位結果に基づいて撮影位置の位置情報を特定する工程を説明する図である。
【図５】自律航法測位とＧＰＳ測位との測位結果に基づいて撮影位置の位置情報を特定する工程を説明する図である。
【図６】自律航法測位とＧＰＳ測位との測位結果に基づいて撮影位置の位置情報を特定する工程を説明する図である。
【図７】自律航法測位とＧＰＳ測位との測位結果に基づいて撮影位置の位置情報を特定する工程を説明する図である。
【図８】ＤＯＰ値とＧＰＳ衛星の配置との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の範囲は図示例に限定されない。
【００２２】
本発明の実施形態である撮像装置１について、図１を参照しながら説明する。
【００２３】
本実施形態の撮像装置１は、移動中に撮影操作が行われた場合に撮影により得られた画像データを撮影地点の位置情報と対応付けて記憶しておくことのできる装置である。
【００２４】
本実施形態の撮像装置１は、移動中に測位処理を行って移動経路上の各地点の位置データの記録が可能な測位装置を備えるものである。すなわち、この撮像装置１は、図１に示すように、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）１０と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）１１と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星からの送信データを受信するためのＧＰＳ受信アンテナ１３およびＧＰＳ受信部１４と、自律航法用センサである３軸地磁気センサ１５および３軸加速度センサ１６と、各種の情報表示や画像表示を行う表示部１８と、各部に動作電圧を供給する電源１９と、外部から操作指令を入力する操作部２６と、自律航法用センサ（１５，１６）の計測データに基づいて自律航法の測位演算を行う自律航法制御処理部２０と、自律航法制御処理部２０により取得された位置データの補正演算を行う自律航法データ補正処理部２１と、移動経路に沿った一連の位置データが蓄積されていく移動履歴データ記憶部２２と、撮影を行うカメラ装置２３等を備えている。
【００２５】
ＧＰＳ受信部１４は、ＣＰＵ１０からの動作指令に基づいて、ＧＰＳ受信アンテナ１３を介して受信される信号の復調処理を行って、ＧＰＳ衛星の各種送信データをＣＰＵ１０に送る。ＣＰＵ１０は、このＧＰＳ衛星の送信データに基づいて所定の測位演算を行うことで、現在位置を表わす位置データを取得することができる。
【００２６】
３軸地磁気センサ１５は地磁気の方向を検出するセンサであり、３軸加速度センサ１６は３軸方向の加速度をそれぞれ検出するセンサである。
【００２７】
自律航法制御処理部２０は、ＣＰＵ１０の演算処理を補助するためのものであり、所定のサンプリング周期で３軸地磁気センサ１５と３軸加速度センサ１６の計測データをＣＰＵ１０を介して入力し、これらの計測データから撮像装置１の移動方向と移動量とを算出していく。さらに、ＣＰＵ１０から供給される基準地点の位置データに、上記算出された移動方向および移動量からなるベクトルデータを積算していくことで、移動地点の位置データを求めてＣＰＵ１０に供給する。
【００２８】
自律航法データ補正処理部２１は、ＣＰＵ１０の演算処理を補助するための演算装置である。この自律航法データ補正処理部２１は、自律航法制御処理部２０によって算出されて移動履歴データ記憶部２２に記憶される１又は複数の仮の位置データを、移動途中や移動終了の地点でＧＰＳ測位により与えられる位置データに基づいて、真正の位置データに修正するための補正演算を行うものである。この補正演算の内容については後に詳述する。
【００２９】
移動履歴データ記憶部２２は、例えばＲＡＭまたは不揮発メモリなどにより構成され、例えば、図３に示されるような移動履歴データが記録される。移動履歴データは、装置移動中において取得された位置データが順次登録されるものである。
【００３０】
カメラ装置２３は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子と、被写体の画像を結像させるレンズ等を有し、ＣＰＵ１０の指令に従って撮像素子に結像された被写体の画像をデジタル信号に変換して記録する装置である。このカメラ装置２３には、例えば大容量の記憶装置（記録媒体）が設けられており、撮影により得られた画像データはこの記憶装置に保存されるようになっている。
【００３１】
ＲＯＭ１２には、自律航法機能による位置測定とＧＰＳを利用した位置測定とを併用して移動経路上の各地点の位置データを取得するとともに、カメラ装置２３によって撮影が行われた地点の位置データを求めるための撮影位置特定処理を実行するための撮影位置特定プログラムが格納されている。このプログラムは、ＲＯＭ１２に格納するほか、例えば、データ読取装置を介してＣＰＵ１０が読み取り可能な、例えば、光ディスク等の可搬型記憶媒体、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに格納しておくことが可能である。また、このようなプログラムをキャリアウェーブ（搬送波）を媒体として通信回線を介して撮像装置１にダウンロードされる形態を適用することもできる。
【００３２】
次に、以上のように構成された撮像装置１において実行される撮影位置特定処理について、図２を参照しながら説明する。この撮影位置特定処理は、ＣＰＵ１０によってＲＯＭ１２に記憶された撮影位置特定プログラムが読み出され、これが実行されることにより実現される。また、この撮影位置特定処理は、例えば撮像装置１の電源がＯＮされたり、あるいは、操作部２６を介して始動の操作入力が行われたりした場合に実行される。なお、以下の説明において、ＧＰＳ衛星の送信データに基づく測位のことをＧＰＳ測位、自律航法機能による位置測定のことを自律航法測位と称することとする。
【００３３】
撮影位置特定処理が開始されると、ＣＰＵ１０は、ユーザがカメラ装置２３を操作することによって写真撮影が行われた後（ステップＳ１０１）、撮影した画像データをカメラ装置２３が備える記憶装置に保存する（ステップＳ１０２）。
【００３４】
そして、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位による絶対位置測定と自律航法測位による相対移動軌跡の記録を開始する（ステップＳ１０３）。より具体的には、この処理により、ＣＰＵ１０は、予め定められた規定時間毎にＧＰＳ受信部１４にコマンドを発行してＧＰＳ衛星からの送信データを受信して測位演算を行う。また、ＣＰＵ１０は、この測位演算の実行と同時に、自律航法制御処理部２０に３軸地磁気センサ１５の計測データ及び３軸加速度センサ１６の計測データを送って相対的な位置変動データを生成させ、このデータを前段の位置データに加算して現在の位置データを算出する。なお、ＧＰＳ衛星からの送信データが得られない等によってＧＰＳ測位による位置データが得られないときは、自律航法測位による位置データのみ取得される。
【００３５】
次に、ＣＰＵ１０は、撮影位置の測定を行う期間を監視するための位置測定タイマを起動させる（ステップＳ１０４）。
【００３６】
その後、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位により位置データが得られると、写真撮影から現在までにおける自律航法測位によって得られた位置データとともに、移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に仮データとして保存する（ステップＳ１０５）。
【００３７】
また、ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１１に記憶された一致カウンタ値及び判定値に０をセットする（ステップＳ１０６）。
【００３８】
そして、ＣＰＵ１０は、位置測定タイマがタイムアウトとなったか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ＣＰＵ１０は、タイムアウトとなったと判定したときは（ステップＳ１０７：Ｙ）、ステップＳ１１７の処理を実行する。
【００３９】
一方、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１０７において、タイムアウトとなったと判定しないときは（ステップＳ１０７：Ｎ）、ＧＰＳ測位による位置データと、自律航法測位による位置データの取得を待って（ステップＳ１０８）、ＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルと自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルをそれぞれ算出する（ステップＳ１０９）。より具体的には、ＣＰＵ１０は、今回取得したＧＰＳ測位による位置データと、前回取得したＧＰＳ測位による位置データとの移動変動量を算出することによりＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルを求める。また、ＣＰＵ１０は、自律航法制御処理部２０によって算出された今回のベクトルデータを自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとして採用する。
なお、本実施の形態では、今回取得したＧＰＳ測位による位置データと、前回取得したＧＰＳ測位による位置データとに基づいて移動ベクトルを求め、また、自律航法制御処理部２０によって算出された今回のベクトルデータを自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとしたが、今回及び前々回に取得したＧＰＳ測位及び自律航法測位の各位置データに基づいてそれぞれの移動ベクトルを求めるようにしてもよい。また、今回及び任意の数回前に取得したＧＰＳ測位及び自律航法測位の各位置データに基づいてそれぞれの移動ベクトルを求めるようにしてもよい。
【００４０】
次に、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルと、自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルが一致しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。なお、ステップＳ１１０において、移動ベクトルの誤差が一定誤差範囲内であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００４１】
ＣＰＵ１０は、移動ベクトルが一致していると判定したときは（ステップＳ１１０：Ｙ）、ＲＡＭ１１に記憶されている一致カウンタ値を１インクリメントして（ステップＳ１１１）、ステップＳ１１３の処理を実行する。一方、ＣＰＵ１０は、移動ベクトルが一致していると判定しないときは（ステップＳ１１０：Ｎ）、ＲＡＭ１１に記憶されている一致カウンタ値をクリアした後（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０７の処理を実行する。
【００４２】
ＣＰＵ１０は、ステップＳ１１３において、更新された一致カウンタ値が判定値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１３）。ＣＰＵ１０は、一致カウンタ値が判定値よりも大きいと判定しないときは（ステップＳ１１３：Ｎ）、ステップＳ１０７の処理を実行する。
【００４３】
一方、ＣＰＵ１０は、一致カウンタ値が判定値よりも大きいと判定したときは（ステップＳ１１３：Ｙ）、今回取得したＧＰＳ測位による位置データと自律航法測位による位置データを仮データとして移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に上書き保存する（ステップＳ１１４）。そして、ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１１に記憶されている一致カウンタが示している値を判定値にセットする（ステップＳ１１５）。
【００４４】
次に、ＣＰＵ１０は、一致カウンタ値が予め定められた規定値（例えば、「５」）に達したか否かを判定する（ステップＳ１１６）。ＣＰＵ１０は、一致カウンタ値が規定値に達したと判定したときは（ステップＳ１１６：Ｙ）、今回取得したＧＰＳ測位による位置データが誤差の少ないものと判断してステップＳ１１７の処理を実行し、一致カウンタ値が規定値に達したと判定しないときは（ステップＳ１１６：Ｎ）、ステップＳ１０７の処理を実行する。
【００４５】
ＣＰＵ１０は、ステップＳ１１７において、自律航法データ補正処理部２１に指令を発行し、移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に記憶されているＧＰＳ測位による位置データ（すなわち、位置情報取得地点の位置データ）と自律航法測位による位置データの各仮データに基づいて撮影位置の位置データを算出させる（ステップＳ１１７）。そして、ＣＰＵ１０は、算出された撮影位置の位置データをカメラ装置２３の記憶装置に保存された画像データに記録した後（ステップＳ１１８）、この処理を終了する。
【００４６】
ステップＳ１１７について詳述すると、移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に記憶されている自律航法測位による仮の位置データは、撮影位置の座標Ａ（Ｘ：０，Ｙ：０）からの位置変動量を示している。また、ＧＰＳ測位による仮の位置データは絶対位置を示している。
そして、自律航法データ補正処理部２１では、移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に記憶されているＧＰＳ測位による位置データが与えられると、撮影位置における自律航法測位によって取得された仮の位置データを、真正な位置データによって補正する処理が行われる。この補正処理では、先ず、真正な位置データが与えられた地点（位置情報取得地点）について、自立航法測位により求められた仮の位置データから、ＧＰＳ測位により取得された真正の位置データまでの差分を算出する。そして、この差分を撮影位置における自立航法測位によって取得された仮の位置データに加算することによって、撮影位置における仮の位置データを真正な撮影位置の位置データに補正する。
なお、本実施形態では、撮影位置の他、撮影位置から位置情報取得地点までにおける自律航法測位により取得された位置データに対しても補正処理を行っている。
【００４７】
ここで、自律航法データ補正処理部２１に与えられる、移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に記憶されているＧＰＳ測位による仮の位置データは、ステップＳ１１６において誤差の少ないものと判断されたものであれば、きわめて信頼性の高い位置データと見ることができるので、信頼性のきわめて高い撮影位置における真正な位置データを求めることが可能となる。
【００４８】
また、位置測定タイマがタイムアウトした場合には、このときにおいて、自律航法測位による位置データに基づいて算出される移動ベクトルとＧＰＳ測位による位置データに基づいて算出される移動ベクトルとが連続して一致した回数が最も多い時点におけるＧＰＳ測位による仮の位置データが、撮影位置における真正な位置データの補正に用いられるので、消費電力を抑制して信頼性の高い撮影位置における真正な位置データを求めることが可能となる。
【００４９】
このように、少なくとも２点間におけるＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルと自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとが一致した場合には、ＧＰＳ測位による位置データの信頼性が高いものと推定することができるので、本実施形態では、このときにおけるＧＰＳ測位による位置データを、撮影位置における真正な位置データを求める際に用いることにより、撮影位置における真正な位置データの信頼性を高めることができる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、移動ベクトルの一致が所定回数判定されたときのＧＰＳ測位による位置データを、撮影位置における真正な位置データを求める際に用いることにより、そのＧＰＳ測位による位置データの信頼性がより高まるので、撮影位置における真正な位置データの信頼性を一層高めることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、撮影位置の測定を行う期間を監視し、タイムアウトとなった場合には、そのときにおける信頼性の最も高いＧＰＳ測位による位置データが、撮影位置における真正な位置データを求める際に用いられることとなる。一般に、ＧＰＳ測位に伴う消費電力は大きい。そして、撮像装置や測位装置は一般にユーザによって持ち運びが行われるものであるため、バッテリー等の蓄電池が電源として用いられる。そのため、きわめて信頼性の高い位置データが得られなくとも、一定時間が経過したときには、ある程度の信頼性を有する位置データが得られるので、本実施の形態では、一定時間が経過したときに測位を終了させることにより、測位に伴う電力の消費を抑制し、撮像装置の稼働時間の短縮の抑制が図られている。
【００５２】
以上のように構成された撮像装置１において、カメラ装置２３による写真撮影が行われてから、撮影位置の真正な位置データが得られるまでの動作について図３〜図７を参照しながら説明する。
【００５３】
図３（ａ）は、撮像装置１において取得された自律航法測位による移動履歴を表すデータチャートであり、図３（ｂ）は、撮像装置１において取得されたＧＰＳ測位による移動履歴を表すデータチャートである。また、図３（ｃ）は、位置情報取得地点において取得されたＧＰＳ測位による位置データに基づき、図３（ａ）に示される移動履歴データに対して補正を行った後の移動履歴を示すものである。
なお、本実施形態において、位置情報取得地点において取得した自律航法測位による位置データ及びＧＰＳ測位による位置データと、撮影地点における自律航法測位による位置データを移動履歴データ記憶部２２に記憶し、その途中における位置データを記憶しないようにしてもよい。このような構成としても撮影位置における真正な位置データを得ることができる。
【００５４】
図３（ａ）及び（ｂ）に示されるデータチャートには、一連の位置データに付随して、位置データの取得順序を表すインデックスナンバー「Ｎｏ．」と、位置データが取得されたときの時刻を表す時刻データと、前回取得した位置データから今回取得した位置データまでの移動変動量を示す移動ベクトル等が、それぞれ登録されるようになっている。
【００５５】
まず、カメラ装置２３によって撮影が行われると、図４に示されるように、自律航法測位による撮影位置Ａにおける位置データ「Ｘ：０．０，Ｙ：０．０」が取得される。また、このとき、ＧＰＳ測位による位置データとして「Ｘ：２７９．６，Ｙ：１８１．９」が取得される。なお、図中では、この位置データを示す位置を仮にＡ´として示す。これらの位置データは、仮データとして保存される。なお、このときに、ＧＰＳ測位による位置データが取得できなかった場合は、最初にＧＰＳ測位による位置データが取得されたときにおける自律航法測位による位置データ及びＧＰＳ測位による位置データが仮データとして保存される。
【００５６】
そして、規定時間（例えば、１秒）毎に自律航法測位による位置データ及びＧＰＳ測位による位置データがそれぞれ取得されて、移動経路上の各地点の位置データと移動ベクトルとがそれぞれ記録される。このように記録された自律航法測位による移動軌跡を図５に示し、ＧＰＳ測位による移動軌跡を図６に示す。
【００５７】
上述のようにして、自律航法測位及びＧＰＳ測位を継続して行うが、ＧＰＳ測位による位置データは、測位開始直後では、適切なＧＰＳ衛星からの送信データを取得することができないため、時刻ｔ８までは、実際の位置との誤差が大きく、自律航法測位の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、ＧＰＳ測位の位置データに基づいて算出される移動ベクトルは、図３に示されるように大きく異なっている。
【００５８】
しかしながら、その後、ＧＰＳ受信部１４では、適切なＧＰＳ衛星からの送信データを取得できるようになり、時刻ｔ９以降は、実際の位置との誤差の少ない信頼性の高い位置データが取得できるようになる。
【００５９】
そして、時刻ｔ１０において、自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルとが一致し（あるいは、一定誤差範囲内となり）、一致カウンタ値のインクリメントが開始される（図２、ステップＳ１１１）。
【００６０】
そして、時刻ｔ１４において、自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルとの一致回数が規定値となり、そのときにおけるＧＰＳ測位による位置データ「Ｘ：２８０．０，Ｙ：１８０．０」が位置情報取得地点における位置データとして採用される。図６において、このときの位置をＢで示す。
【００６１】
このようにして、位置情報取得地点ＢにおけるＧＰＳ測位による位置データが取得されると、自律航法測位による移動履歴を表すデータチャートの位置データに対して以下のような補正を行う。
【００６２】
すなわち、まず、自立航法測位により求められた時刻ｔ１４における位置データ「Ｘ：−１．７，Ｙ：−１．８」から、ＧＰＳ測位により取得された時刻ｔ１４における位置データ、すなわち、位置情報取得地点Ｂにおける位置データまで移動させることにより、その移動変動量から位置データの差分を算出する。この例では、Ｘ方向に“＋２８１．７”、Ｙ方向に“＋１８１．８”の差分となる。
【００６３】
このようにして差分が算出されると、自律航法測位による移動履歴を表すデータチャートの位置データに対してそれぞれ算出された差分を加算する。すると、図３（ｃ）に示されるように、各地点における真正の位置データが得られる。このときに示される位置は図７に表される通りである。その結果、撮影地点Ａにおける真正な位置データは「Ｘ：２８１．７，Ｙ：１８１．８」となり、この位置データがカメラ装置２３の記憶装置に保存された撮影時の画像ファイルに保存されることとなる。
この画像ファイルは、例えば、Ｅｘｉｆ形式（EXchange Image File format）によって構成されており、ＧＰＳ情報へのポインタ「GPSInfoIFDPointer」で示されるタグの緯度・経度領域に位置データが書き込まれる。
なお、この画像ファイルに高度やＧＰＳ時刻等の情報を書き込むようにしてもよい。
また、この画像ファイルは本実施形態で採用されたファイル形式に限定されず、他のファイル形式によって構成されていてもよい。
【００６４】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６及び自律航法制御処理部２０は、相対的な位置変動の計測（自律航法測位）を行う。そして、ＣＰＵ１０及びＧＰＳ受信部１４は、位置データを測定（ＧＰＳ測位）する。そして、ＣＰＵ１０は、撮影位置において自律航法測位による継続的計測及びＧＰＳ測位による所定タイミング毎の測定を開始する。そして、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも２以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、自律航法測位によりＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における移動ベクトルとの差が所定範囲以内である場合に、少なくとも２以上の位置データのうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定める。そして、ＣＰＵ１０は、位置情報取得地点における位置データと自律航法測位により継続的に計測されてきた位置データとに基づいて撮影位置の位置データを求める。その結果、撮影位置における真正な位置データの信頼性を高めることができ、ＧＰＳ測位による測位の不安定な状態における位置情報の精度の向上を図ることができる。
【００６５】
また、本発明の実施形態によれば、自律航法制御処理部２０は、撮影位置の位置データに、３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６及び自律航法制御処理部２０によって計測されたベクトルデータを積算することで移動経路上の各位置データを算出する。そして、ＣＰＵ１０は、仮の撮影位置の位置データを自律航法制御処理部２０に与えて、自律航法制御処理部２０によって移動経路上の各位置データを算出させる。そして、ＣＰＵ１０は、位置情報取得地点が定められたときに、自律航法制御処理部２０により仮の撮影位置の位置データに基づいて算出された位置情報取得地点の位置データと、ＧＰＳ測位によって計測された位置情報取得地点の位置データとの差分を仮の撮影位置の位置データに加えることにより撮影位置の位置データを求める。その結果、この補正処理に必要な記憶容量を小さくでき、また、この処理に係る演算処理の負荷も小さくすることができる。
【００６６】
また、本発明の実施形態によれば、ＣＰＵ１０及びＧＰＳ受信部１４は、所定の規定時間毎にＧＰＳ測位を行う。そして、３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６及び自律航法制御処理部２０は、この所定の規定時間毎に、ＧＰＳ測位と同時期に自律航法測位を行う。そして、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも２以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、自律航法測位によりＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における移動ベクトルとの差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、撮影位置の位置データを求める。その結果、位置情報取得地点におけるＧＰＳ測位による位置データの信頼性がより高まるので、撮影位置における真正な位置データの信頼性を一層高めることができる。
【００６７】
また、本発明の実施形態によれば、加速度を特定可能な情報を出力する３軸加速度センサ１６と、方位を特定可能な情報を出力する３軸地磁気センサ１５と、を備えている。そして、自律航法制御処理部２０は、３軸加速度センサ１６及び３軸地磁気センサ１５からそれぞれ出力される情報に基づいて自律航法測位を行う。その結果、正確な相対的位置変動の計測を行うことができる。
【００６８】
なお、本発明の実施形態では、撮像装置に本発明の実施形態に係る測位装置を備える構成としたが、一般的なポータブルタイプのナビゲーション装置や移動体に据付型の測位装置に本発明の実施形態に係る測位装置を適用し、特定位置の位置データを求めるようにしてもよい。
【００６９】
また、本発明の実施形態では、自律航法測位の演算や位置データの補正処理を、自律航法制御処理部２０や自律航法データ補正処理部２１により実行させるようにしたが、これらの演算をＣＰＵ１０のソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。
【００７０】
また、本発明の実施形態では、測位手段として、ＧＰＳを利用して測位を行う構成としたが、例えば、携帯電話の基地局との通信により測位を行う構成や、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）などを用いて位置情報を外部から受信したり入力することで現在位置を確定する構成など、その他の種々の構成を適用することができる。
【００７１】
また、本発明の実施形態では、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段として、３軸地磁気センサと３軸加速度センサとを例示したが、装置の天地の向きが一定となるものであれば、２軸の方位センサや２軸の加速度センサを用いることもできる。また、方位を求めるのに、ジャイロスコープなどを適用することもできる。さらに、車輪速センサを用いて移動速度を求めるようにしてもよい。また、本発明の実施形態では、取得される位置データを二次元の位置データとしているが、高さ方向の位置データを含めるようにしてもよい。
【００７２】
また、本発明の実施形態では、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも２以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、自律航法測位によりＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における移動ベクトルとの差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した時点におけるＧＰＳ測位によって得られた位置データ（移動ベクトルの終点における位置データ）を位置情報取得地点における位置データとしたが、移動ベクトルとの差が所定範囲以内であると連続して判定されている移動ベクトル上の何れの位置を位置情報取得地点として定めるようにしてもよく、例えば、移動ベクトルの起点や、起点と終点との中間点を位置情報取得地点として定めるようにしてもよい。
【００７３】
また、本発明の実施形態では、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも２以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、自律航法測位によりＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における移動ベクトルとの差が所定範囲以内であると連続して５回判定した場合に、撮影位置の位置データを求めるようにしたが、判定回数は５回に限らず、その他の回数であってもよい。また、１度だけ移動ベクトルの差が所定範囲以内であると判定したときに撮影位置の位置データを求めるようにしてもよい。
【００７４】
また、本発明の実施形態では、一致カウンタの値を判定することにより、所定時間連続して移動ベクトルの差が所定範囲以内であると判定したときに位置情報取得地点を定めるようにしたが、移動量を積算し、移動軌跡の一致あるいは所定範囲以内の誤差である状態が所定距離以上継続したときに、位置情報取得地点を定めるようにしてもよい。このようにすれば、移動量が少ない場合や、移動しなかった場合を考慮して判定を行うことができ、位置情報取得地点におけるＧＰＳ測位による位置データの精度の向上が図れる。
【００７５】
また、本発明の実施形態では、一定時間移動ベクトルの比較を行っても一致カウンタが規定値に達しなかった場合に、これまで計測した中で、一致カウンタが最大となったときの地点を位置情報取得地点として撮影位置の位置データを求めるようにしたが、一致カウンタが規定値に達するまで計測を継続させるようにしてもよい。
【００７６】
また、写真撮影を行ったときにＤＯＰ（Dilution of Precision：精度低下率）値による精度判定を行い、このＤＯＰ値が所定の閾値（例えば、「３」）以下であると判定されたときには、撮影位置の位置データの算出を行うための測位を行わず、撮影時に取得したＧＰＳ測位による位置データを画像ファイルに付加してそのまま保存するようにしてもよい。ここで、ＧＰＳ測位は、送信データを取得するＧＰＳ衛星の配置によって測位精度の影響を受ける。ＤＯＰ値は、この測位精度の度合いを示す数値であって、送信データを取得するＧＰＳ衛星の配置に基づいて算出される。そして、この値が小さいほど衛星が広範囲に散らばって配置されていることが示され、測位精度の高いことが認識される。例えば、図８（ａ）に示されるような配置では、ＤＯＰ値は大きく、測位精度が低いことが認識され、図８（ｂ）に示されるような配置では、ＤＯＰ値は小さく、測位精度が高いことが認識される。このようにすれば、電力の消費を極力抑制することが可能となる。特に、ＧＰＳ衛星に関する所定の情報（アルマナックデータ及びエフェメリスデータなどの航法メッセージ）が記憶されている状態で起動されるホットスタート状態において有効である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 撮像装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１４ ＧＰＳ受信部
１５ ３軸地磁気センサ
１６ ３軸加速度センサ
２０ 自律航法制御処理部
２１ 自律航法データ補正処理部
２２ 移動履歴データ記憶部
２３ カメラ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位装置、測位方法、プログラム及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの絶対位置の測定が可能な測位手段を用いて基準地点の測位を行う測位装置がある。
【０００３】
そして、このような測位装置においては、ＧＰＳの測位結果に基づき、加速度センサや方位センサなどの自律航法用センサを利用して位置情報を算出する自律航法用センサの計測誤差を修正するものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の測位装置では、例えば、測位手段の起動直後においては、適切なＧＰＳ衛星からの出力情報を取得することができず、正確な位置情報が得られないことが多い。また、測位装置の環境（市街地におけるマルチパスの発生や電離層の状態など）によっても、ＧＰＳの測位結果に基づく正確な位置情報を得ることができない場合がある。そのため、特許文献１に記載の測位装置では、起動直後などの測位の不安定な状態においては、そのときの正確な位置を特定することが困難であり、その後、たとえ、安定した絶対位置の測定ができるようになったとしても、過去の測位の不安定な状態における正確な位置を得ることはできない。
【０００６】
本発明の課題は、測位手段による測位の不安定な状態における位置情報の精度の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、測位装置であって、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求める制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測位装置であって、
前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算することで移動経路上の各位置情報を算出する位置算出手段を備え、
前記制御手段は、前記特定位置の位置情報として仮の基準位置情報を前記位置算出手段に与えて、前記位置算出手段によって移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出手段により前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の測位装置であって、
前記測位手段は所定時間毎に位置情報を測定し、
前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行い、
前記制御手段は、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の測位装置であって、
前記移動計測手段は、加速度を特定可能な情報を出力する加速度センサと、方位を特定可能な情報を出力する方位センサと、を備えるとともに、前記加速度センサ及び前記方位センサからそれぞれ出力される情報に基づいて相対的な位置変動の計測を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の測位装置であって、
前記位置変動は、変動距離及び変動方位であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、測位方法であって、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とを用いて、特定位置の位置情報を求める測位方法において、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求める制御ステップを備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の測位方法であって、
前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算することで移動経路上の各位置情報を算出する位置算出ステップを含み、
前記制御ステップでは、仮の基準位置情報を前記位置算出ステップに渡し、前記位置算出ステップで移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出ステップにおいて前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の測位方法であって、
前記測位手段は所定時間毎に位置情報を測定し、前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行うものであり、
前記制御ステップでは、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、プログラムであって、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とから測定結果をそれぞれ入力して、特定位置の位置情報を求めるコンピュータに、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始させ、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定めさせ、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求めさせる制御機能を実現させることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のプログラムであって、
前記コンピュータに、前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算させることで移動経路上の各位置情報を算出させる位置算出機能を実現させるプログラムコードを含み、
前記制御機能は、仮の基準位置情報を前記位置算出機能に渡し、前記位置算出機能で移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出機能により前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めさせるものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載のプログラムであって、
前記測位手段は、所定時間毎に位置情報を測定し、前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行うものであり、
前記制御機能は、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めさせるものであることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、撮像装置であって、
被写体を撮像して撮像画像情報を取得する撮像手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
少なくとも前記撮像手段による撮像位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記撮像位置の位置情報を求める制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、測位手段による測位の不安定な状態における位置情報の精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の撮像装置の全体を示すブロック図である。
【図２】撮影位置特定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】移動履歴データの一例を示すデータチャートである。
【図４】自律航法測位とＧＰＳ測位との測位結果に基づいて撮影位置の位置情報を特定する工程を説明する図である。
【図５】自律航法測位とＧＰＳ測位との測位結果に基づいて撮影位置の位置情報を特定する工程を説明する図である。
【図６】自律航法測位とＧＰＳ測位との測位結果に基づいて撮影位置の位置情報を特定する工程を説明する図である。
【図７】自律航法測位とＧＰＳ測位との測位結果に基づいて撮影位置の位置情報を特定する工程を説明する図である。
【図８】ＤＯＰ値とＧＰＳ衛星の配置との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の範囲は図示例に限定されない。
【００２２】
本発明の実施形態である撮像装置１について、図１を参照しながら説明する。
【００２３】
本実施形態の撮像装置１は、移動中に撮影操作が行われた場合に撮影により得られた画像データを撮影地点の位置情報と対応付けて記憶しておくことのできる装置である。
【００２４】
本実施形態の撮像装置１は、移動中に測位処理を行って移動経路上の各地点の位置データの記録が可能な測位装置を備えるものである。すなわち、この撮像装置１は、図１に示すように、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）１０と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）１１と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星からの送信データを受信するためのＧＰＳ受信アンテナ１３およびＧＰＳ受信部１４と、自律航法用センサである３軸地磁気センサ１５および３軸加速度センサ１６と、各種の情報表示や画像表示を行う表示部１８と、各部に動作電圧を供給する電源１９と、外部から操作指令を入力する操作部２６と、自律航法用センサ（１５，１６）の計測データに基づいて自律航法の測位演算を行う自律航法制御処理部２０と、自律航法制御処理部２０により取得された位置データの補正演算を行う自律航法データ補正処理部２１と、移動経路に沿った一連の位置データが蓄積されていく移動履歴データ記憶部２２と、撮影を行うカメラ装置２３等を備えている。
【００２５】
ＧＰＳ受信部１４は、ＣＰＵ１０からの動作指令に基づいて、ＧＰＳ受信アンテナ１３を介して受信される信号の復調処理を行って、ＧＰＳ衛星の各種送信データをＣＰＵ１０に送る。ＣＰＵ１０は、このＧＰＳ衛星の送信データに基づいて所定の測位演算を行うことで、現在位置を表わす位置データを取得することができる。
【００２６】
３軸地磁気センサ１５は地磁気の方向を検出するセンサであり、３軸加速度センサ１６は３軸方向の加速度をそれぞれ検出するセンサである。
【００２７】
自律航法制御処理部２０は、ＣＰＵ１０の演算処理を補助するためのものであり、所定のサンプリング周期で３軸地磁気センサ１５と３軸加速度センサ１６の計測データをＣＰＵ１０を介して入力し、これらの計測データから撮像装置１の移動方向と移動量とを算出していく。さらに、ＣＰＵ１０から供給される基準地点の位置データに、上記算出された移動方向および移動量からなるベクトルデータを積算していくことで、移動地点の位置データを求めてＣＰＵ１０に供給する。
【００２８】
自律航法データ補正処理部２１は、ＣＰＵ１０の演算処理を補助するための演算装置である。この自律航法データ補正処理部２１は、自律航法制御処理部２０によって算出されて移動履歴データ記憶部２２に記憶される１又は複数の仮の位置データを、移動途中や移動終了の地点でＧＰＳ測位により与えられる位置データに基づいて、真正の位置データに修正するための補正演算を行うものである。この補正演算の内容については後に詳述する。
【００２９】
移動履歴データ記憶部２２は、例えばＲＡＭまたは不揮発メモリなどにより構成され、例えば、図３に示されるような移動履歴データが記録される。移動履歴データは、装置移動中において取得された位置データが順次登録されるものである。
【００３０】
カメラ装置２３は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子と、被写体の画像を結像させるレンズ等を有し、ＣＰＵ１０の指令に従って撮像素子に結像された被写体の画像をデジタル信号に変換して記録する装置である。このカメラ装置２３には、例えば大容量の記憶装置（記録媒体）が設けられており、撮影により得られた画像データはこの記憶装置に保存されるようになっている。
【００３１】
ＲＯＭ１２には、自律航法機能による位置測定とＧＰＳを利用した位置測定とを併用して移動経路上の各地点の位置データを取得するとともに、カメラ装置２３によって撮影が行われた地点の位置データを求めるための撮影位置特定処理を実行するための撮影位置特定プログラムが格納されている。このプログラムは、ＲＯＭ１２に格納するほか、例えば、データ読取装置を介してＣＰＵ１０が読み取り可能な、例えば、光ディスク等の可搬型記憶媒体、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに格納しておくことが可能である。また、このようなプログラムをキャリアウェーブ（搬送波）を媒体として通信回線を介して撮像装置１にダウンロードされる形態を適用することもできる。
【００３２】
次に、以上のように構成された撮像装置１において実行される撮影位置特定処理について、図２を参照しながら説明する。この撮影位置特定処理は、ＣＰＵ１０によってＲＯＭ１２に記憶された撮影位置特定プログラムが読み出され、これが実行されることにより実現される。また、この撮影位置特定処理は、例えば撮像装置１の電源がＯＮされたり、あるいは、操作部２６を介して始動の操作入力が行われたりした場合に実行される。なお、以下の説明において、ＧＰＳ衛星の送信データに基づく測位のことをＧＰＳ測位、自律航法機能による位置測定のことを自律航法測位と称することとする。
【００３３】
撮影位置特定処理が開始されると、ＣＰＵ１０は、ユーザがカメラ装置２３を操作することによって写真撮影が行われた後（ステップＳ１０１）、撮影した画像データをカメラ装置２３が備える記憶装置に保存する（ステップＳ１０２）。
【００３４】
そして、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位による絶対位置測定と自律航法測位による相対移動軌跡の記録を開始する（ステップＳ１０３）。より具体的には、この処理により、ＣＰＵ１０は、予め定められた規定時間毎にＧＰＳ受信部１４にコマンドを発行してＧＰＳ衛星からの送信データを受信して測位演算を行う。また、ＣＰＵ１０は、この測位演算の実行と同時に、自律航法制御処理部２０に３軸地磁気センサ１５の計測データ及び３軸加速度センサ１６の計測データを送って相対的な位置変動データを生成させ、このデータを前段の位置データに加算して現在の位置データを算出する。なお、ＧＰＳ衛星からの送信データが得られない等によってＧＰＳ測位による位置データが得られないときは、自律航法測位による位置データのみ取得される。
【００３５】
次に、ＣＰＵ１０は、撮影位置の測定を行う期間を監視するための位置測定タイマを起動させる（ステップＳ１０４）。
【００３６】
その後、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位により位置データが得られると、写真撮影から現在までにおける自律航法測位によって得られた位置データとともに、移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に仮データとして保存する（ステップＳ１０５）。
【００３７】
また、ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１１に記憶された一致カウンタ値及び判定値に０をセットする（ステップＳ１０６）。
【００３８】
そして、ＣＰＵ１０は、位置測定タイマがタイムアウトとなったか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ＣＰＵ１０は、タイムアウトとなったと判定したときは（ステップＳ１０７：Ｙ）、ステップＳ１１７の処理を実行する。
【００３９】
一方、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１０７において、タイムアウトとなったと判定しないときは（ステップＳ１０７：Ｎ）、ＧＰＳ測位による位置データと、自律航法測位による位置データの取得を待って（ステップＳ１０８）、ＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルと自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルをそれぞれ算出する（ステップＳ１０９）。より具体的には、ＣＰＵ１０は、今回取得したＧＰＳ測位による位置データと、前回取得したＧＰＳ測位による位置データとの移動変動量を算出することによりＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルを求める。また、ＣＰＵ１０は、自律航法制御処理部２０によって算出された今回のベクトルデータを自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとして採用する。
なお、本実施の形態では、今回取得したＧＰＳ測位による位置データと、前回取得したＧＰＳ測位による位置データとに基づいて移動ベクトルを求め、また、自律航法制御処理部２０によって算出された今回のベクトルデータを自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとしたが、今回及び前々回に取得したＧＰＳ測位及び自律航法測位の各位置データに基づいてそれぞれの移動ベクトルを求めるようにしてもよい。また、今回及び任意の数回前に取得したＧＰＳ測位及び自律航法測位の各位置データに基づいてそれぞれの移動ベクトルを求めるようにしてもよい。
【００４０】
次に、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルと、自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルが一致しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。なお、ステップＳ１１０において、移動ベクトルの誤差が一定誤差範囲内であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００４１】
ＣＰＵ１０は、移動ベクトルが一致していると判定したときは（ステップＳ１１０：Ｙ）、ＲＡＭ１１に記憶されている一致カウンタ値を１インクリメントして（ステップＳ１１１）、ステップＳ１１３の処理を実行する。一方、ＣＰＵ１０は、移動ベクトルが一致していると判定しないときは（ステップＳ１１０：Ｎ）、ＲＡＭ１１に記憶されている一致カウンタ値をクリアした後（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０７の処理を実行する。
【００４２】
ＣＰＵ１０は、ステップＳ１１３において、更新された一致カウンタ値が判定値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１３）。ＣＰＵ１０は、一致カウンタ値が判定値よりも大きいと判定しないときは（ステップＳ１１３：Ｎ）、ステップＳ１０７の処理を実行する。
【００４３】
一方、ＣＰＵ１０は、一致カウンタ値が判定値よりも大きいと判定したときは（ステップＳ１１３：Ｙ）、今回取得したＧＰＳ測位による位置データと自律航法測位による位置データを仮データとして移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に上書き保存する（ステップＳ１１４）。そして、ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１１に記憶されている一致カウンタが示している値を判定値にセットする（ステップＳ１１５）。
【００４４】
次に、ＣＰＵ１０は、一致カウンタ値が予め定められた規定値（例えば、「５」）に達したか否かを判定する（ステップＳ１１６）。ＣＰＵ１０は、一致カウンタ値が規定値に達したと判定したときは（ステップＳ１１６：Ｙ）、今回取得したＧＰＳ測位による位置データが誤差の少ないものと判断してステップＳ１１７の処理を実行し、一致カウンタ値が規定値に達したと判定しないときは（ステップＳ１１６：Ｎ）、ステップＳ１０７の処理を実行する。
【００４５】
ＣＰＵ１０は、ステップＳ１１７において、自律航法データ補正処理部２１に指令を発行し、移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に記憶されているＧＰＳ測位による位置データ（すなわち、位置情報取得地点の位置データ）と自律航法測位による位置データの各仮データに基づいて撮影位置の位置データを算出させる（ステップＳ１１７）。そして、ＣＰＵ１０は、算出された撮影位置の位置データをカメラ装置２３の記憶装置に保存された画像データに記録した後（ステップＳ１１８）、この処理を終了する。
【００４６】
ステップＳ１１７について詳述すると、移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に記憶されている自律航法測位による仮の位置データは、撮影位置の座標Ａ（Ｘ：０，Ｙ：０）からの位置変動量を示している。また、ＧＰＳ測位による仮の位置データは絶対位置を示している。
そして、自律航法データ補正処理部２１では、移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に記憶されているＧＰＳ測位による位置データが与えられると、撮影位置における自律航法測位によって取得された仮の位置データを、真正な位置データによって補正する処理が行われる。この補正処理では、先ず、真正な位置データが与えられた地点（位置情報取得地点）について、自立航法測位により求められた仮の位置データから、ＧＰＳ測位により取得された真正の位置データまでの差分を算出する。そして、この差分を撮影位置における自立航法測位によって取得された仮の位置データに加算することによって、撮影位置における仮の位置データを真正な撮影位置の位置データに補正する。
なお、本実施形態では、撮影位置の他、撮影位置から位置情報取得地点までにおける自律航法測位により取得された位置データに対しても補正処理を行っている。
【００４７】
ここで、自律航法データ補正処理部２１に与えられる、移動履歴データ記憶部２２の仮データ保存領域に記憶されているＧＰＳ測位による仮の位置データは、ステップＳ１１６において誤差の少ないものと判断されたものであれば、きわめて信頼性の高い位置データと見ることができるので、信頼性のきわめて高い撮影位置における真正な位置データを求めることが可能となる。
【００４８】
また、位置測定タイマがタイムアウトした場合には、このときにおいて、自律航法測位による位置データに基づいて算出される移動ベクトルとＧＰＳ測位による位置データに基づいて算出される移動ベクトルとが連続して一致した回数が最も多い時点におけるＧＰＳ測位による仮の位置データが、撮影位置における真正な位置データの補正に用いられるので、消費電力を抑制して信頼性の高い撮影位置における真正な位置データを求めることが可能となる。
【００４９】
このように、少なくとも２点間におけるＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルと自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとが一致した場合には、ＧＰＳ測位による位置データの信頼性が高いものと推定することができるので、本実施形態では、このときにおけるＧＰＳ測位による位置データを、撮影位置における真正な位置データを求める際に用いることにより、撮影位置における真正な位置データの信頼性を高めることができる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、移動ベクトルの一致が所定回数判定されたときのＧＰＳ測位による位置データを、撮影位置における真正な位置データを求める際に用いることにより、そのＧＰＳ測位による位置データの信頼性がより高まるので、撮影位置における真正な位置データの信頼性を一層高めることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、撮影位置の測定を行う期間を監視し、タイムアウトとなった場合には、そのときにおける信頼性の最も高いＧＰＳ測位による位置データが、撮影位置における真正な位置データを求める際に用いられることとなる。一般に、ＧＰＳ測位に伴う消費電力は大きい。そして、撮像装置や測位装置は一般にユーザによって持ち運びが行われるものであるため、バッテリー等の蓄電池が電源として用いられる。そのため、きわめて信頼性の高い位置データが得られなくとも、一定時間が経過したときには、ある程度の信頼性を有する位置データが得られるので、本実施の形態では、一定時間が経過したときに測位を終了させることにより、測位に伴う電力の消費を抑制し、撮像装置の稼働時間の短縮の抑制が図られている。
【００５２】
以上のように構成された撮像装置１において、カメラ装置２３による写真撮影が行われてから、撮影位置の真正な位置データが得られるまでの動作について図３〜図７を参照しながら説明する。
【００５３】
図３（ａ）は、撮像装置１において取得された自律航法測位による移動履歴を表すデータチャートであり、図３（ｂ）は、撮像装置１において取得されたＧＰＳ測位による移動履歴を表すデータチャートである。また、図３（ｃ）は、位置情報取得地点において取得されたＧＰＳ測位による位置データに基づき、図３（ａ）に示される移動履歴データに対して補正を行った後の移動履歴を示すものである。
なお、本実施形態において、位置情報取得地点において取得した自律航法測位による位置データ及びＧＰＳ測位による位置データと、撮影地点における自律航法測位による位置データを移動履歴データ記憶部２２に記憶し、その途中における位置データを記憶しないようにしてもよい。このような構成としても撮影位置における真正な位置データを得ることができる。
【００５４】
図３（ａ）及び（ｂ）に示されるデータチャートには、一連の位置データに付随して、位置データの取得順序を表すインデックスナンバー「Ｎｏ．」と、位置データが取得されたときの時刻を表す時刻データと、前回取得した位置データから今回取得した位置データまでの移動変動量を示す移動ベクトル等が、それぞれ登録されるようになっている。
【００５５】
まず、カメラ装置２３によって撮影が行われると、図４に示されるように、自律航法測位による撮影位置Ａにおける位置データ「Ｘ：０．０，Ｙ：０．０」が取得される。また、このとき、ＧＰＳ測位による位置データとして「Ｘ：２７９．６，Ｙ：１８１．９」が取得される。なお、図中では、この位置データを示す位置を仮にＡ´として示す。これらの位置データは、仮データとして保存される。なお、このときに、ＧＰＳ測位による位置データが取得できなかった場合は、最初にＧＰＳ測位による位置データが取得されたときにおける自律航法測位による位置データ及びＧＰＳ測位による位置データが仮データとして保存される。
【００５６】
そして、規定時間（例えば、１秒）毎に自律航法測位による位置データ及びＧＰＳ測位による位置データがそれぞれ取得されて、移動経路上の各地点の位置データと移動ベクトルとがそれぞれ記録される。このように記録された自律航法測位による移動軌跡を図５に示し、ＧＰＳ測位による移動軌跡を図６に示す。
【００５７】
上述のようにして、自律航法測位及びＧＰＳ測位を継続して行うが、ＧＰＳ測位による位置データは、測位開始直後では、適切なＧＰＳ衛星からの送信データを取得することができないため、時刻ｔ８までは、実際の位置との誤差が大きく、自律航法測位の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、ＧＰＳ測位の位置データに基づいて算出される移動ベクトルは、図３に示されるように大きく異なっている。
【００５８】
しかしながら、その後、ＧＰＳ受信部１４では、適切なＧＰＳ衛星からの送信データを取得できるようになり、時刻ｔ９以降は、実際の位置との誤差の少ない信頼性の高い位置データが取得できるようになる。
【００５９】
そして、時刻ｔ１０において、自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルとが一致し（あるいは、一定誤差範囲内となり）、一致カウンタ値のインクリメントが開始される（図２、ステップＳ１１１）。
【００６０】
そして、時刻ｔ１４において、自律航法測位による位置データに基づく移動ベクトルとＧＰＳ測位による位置データに基づく移動ベクトルとの一致回数が規定値となり、そのときにおけるＧＰＳ測位による位置データ「Ｘ：２８０．０，Ｙ：１８０．０」が位置情報取得地点における位置データとして採用される。図６において、このときの位置をＢで示す。
【００６１】
このようにして、位置情報取得地点ＢにおけるＧＰＳ測位による位置データが取得されると、自律航法測位による移動履歴を表すデータチャートの位置データに対して以下のような補正を行う。
【００６２】
すなわち、まず、自立航法測位により求められた時刻ｔ１４における位置データ「Ｘ：−１．７，Ｙ：−１．８」から、ＧＰＳ測位により取得された時刻ｔ１４における位置データ、すなわち、位置情報取得地点Ｂにおける位置データまで移動させることにより、その移動変動量から位置データの差分を算出する。この例では、Ｘ方向に“＋２８１．７”、Ｙ方向に“＋１８１．８”の差分となる。
【００６３】
このようにして差分が算出されると、自律航法測位による移動履歴を表すデータチャートの位置データに対してそれぞれ算出された差分を加算する。すると、図３（ｃ）に示されるように、各地点における真正の位置データが得られる。このときに示される位置は図７に表される通りである。その結果、撮影地点Ａにおける真正な位置データは「Ｘ：２８１．７，Ｙ：１８１．８」となり、この位置データがカメラ装置２３の記憶装置に保存された撮影時の画像ファイルに保存されることとなる。
この画像ファイルは、例えば、Ｅｘｉｆ形式（EXchange Image File format）によって構成されており、ＧＰＳ情報へのポインタ「GPSInfoIFDPointer」で示されるタグの緯度・経度領域に位置データが書き込まれる。
なお、この画像ファイルに高度やＧＰＳ時刻等の情報を書き込むようにしてもよい。
また、この画像ファイルは本実施形態で採用されたファイル形式に限定されず、他のファイル形式によって構成されていてもよい。
【００６４】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６及び自律航法制御処理部２０は、相対的な位置変動の計測（自律航法測位）を行う。そして、ＣＰＵ１０及びＧＰＳ受信部１４は、位置データを測定（ＧＰＳ測位）する。そして、ＣＰＵ１０は、撮影位置において自律航法測位による継続的計測及びＧＰＳ測位による所定タイミング毎の測定を開始する。そして、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも２以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、自律航法測位によりＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における移動ベクトルとの差が所定範囲以内である場合に、少なくとも２以上の位置データのうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定める。そして、ＣＰＵ１０は、位置情報取得地点における位置データと自律航法測位により継続的に計測されてきた位置データとに基づいて撮影位置の位置データを求める。その結果、撮影位置における真正な位置データの信頼性を高めることができ、ＧＰＳ測位による測位の不安定な状態における位置情報の精度の向上を図ることができる。
【００６５】
また、本発明の実施形態によれば、自律航法制御処理部２０は、撮影位置の位置データに、３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６及び自律航法制御処理部２０によって計測されたベクトルデータを積算することで移動経路上の各位置データを算出する。そして、ＣＰＵ１０は、仮の撮影位置の位置データを自律航法制御処理部２０に与えて、自律航法制御処理部２０によって移動経路上の各位置データを算出させる。そして、ＣＰＵ１０は、位置情報取得地点が定められたときに、自律航法制御処理部２０により仮の撮影位置の位置データに基づいて算出された位置情報取得地点の位置データと、ＧＰＳ測位によって計測された位置情報取得地点の位置データとの差分を仮の撮影位置の位置データに加えることにより撮影位置の位置データを求める。その結果、この補正処理に必要な記憶容量を小さくでき、また、この処理に係る演算処理の負荷も小さくすることができる。
【００６６】
また、本発明の実施形態によれば、ＣＰＵ１０及びＧＰＳ受信部１４は、所定の規定時間毎にＧＰＳ測位を行う。そして、３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６及び自律航法制御処理部２０は、この所定の規定時間毎に、ＧＰＳ測位と同時期に自律航法測位を行う。そして、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも２以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、自律航法測位によりＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における移動ベクトルとの差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、撮影位置の位置データを求める。その結果、位置情報取得地点におけるＧＰＳ測位による位置データの信頼性がより高まるので、撮影位置における真正な位置データの信頼性を一層高めることができる。
【００６７】
また、本発明の実施形態によれば、加速度を特定可能な情報を出力する３軸加速度センサ１６と、方位を特定可能な情報を出力する３軸地磁気センサ１５と、を備えている。そして、自律航法制御処理部２０は、３軸加速度センサ１６及び３軸地磁気センサ１５からそれぞれ出力される情報に基づいて自律航法測位を行う。その結果、正確な相対的位置変動の計測を行うことができる。
【００６８】
なお、本発明の実施形態では、撮像装置に本発明の実施形態に係る測位装置を備える構成としたが、一般的なポータブルタイプのナビゲーション装置や移動体に据付型の測位装置に本発明の実施形態に係る測位装置を適用し、特定位置の位置データを求めるようにしてもよい。
【００６９】
また、本発明の実施形態では、自律航法測位の演算や位置データの補正処理を、自律航法制御処理部２０や自律航法データ補正処理部２１により実行させるようにしたが、これらの演算をＣＰＵ１０のソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。
【００７０】
また、本発明の実施形態では、測位手段として、ＧＰＳを利用して測位を行う構成としたが、例えば、携帯電話の基地局との通信により測位を行う構成や、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）などを用いて位置情報を外部から受信したり入力することで現在位置を確定する構成など、その他の種々の構成を適用することができる。
【００７１】
また、本発明の実施形態では、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段として、３軸地磁気センサと３軸加速度センサとを例示したが、装置の天地の向きが一定となるものであれば、２軸の方位センサや２軸の加速度センサを用いることもできる。また、方位を求めるのに、ジャイロスコープなどを適用することもできる。さらに、車輪速センサを用いて移動速度を求めるようにしてもよい。また、本発明の実施形態では、取得される位置データを二次元の位置データとしているが、高さ方向の位置データを含めるようにしてもよい。
【００７２】
また、本発明の実施形態では、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも２以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、自律航法測位によりＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における移動ベクトルとの差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した時点におけるＧＰＳ測位によって得られた位置データ（移動ベクトルの終点における位置データ）を位置情報取得地点における位置データとしたが、移動ベクトルとの差が所定範囲以内であると連続して判定されている移動ベクトル上の何れの位置を位置情報取得地点として定めるようにしてもよく、例えば、移動ベクトルの起点や、起点と終点との中間点を位置情報取得地点として定めるようにしてもよい。
【００７３】
また、本発明の実施形態では、ＧＰＳ測位によって得られた少なくとも２以上の位置データに基づいて算出される移動ベクトルと、自律航法測位によりＧＰＳ測位によって得られた位置データとそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における移動ベクトルとの差が所定範囲以内であると連続して５回判定した場合に、撮影位置の位置データを求めるようにしたが、判定回数は５回に限らず、その他の回数であってもよい。また、１度だけ移動ベクトルの差が所定範囲以内であると判定したときに撮影位置の位置データを求めるようにしてもよい。
【００７４】
また、本発明の実施形態では、一致カウンタの値を判定することにより、所定時間連続して移動ベクトルの差が所定範囲以内であると判定したときに位置情報取得地点を定めるようにしたが、移動量を積算し、移動軌跡の一致あるいは所定範囲以内の誤差である状態が所定距離以上継続したときに、位置情報取得地点を定めるようにしてもよい。このようにすれば、移動量が少ない場合や、移動しなかった場合を考慮して判定を行うことができ、位置情報取得地点におけるＧＰＳ測位による位置データの精度の向上が図れる。
【００７５】
また、本発明の実施形態では、一定時間移動ベクトルの比較を行っても一致カウンタが規定値に達しなかった場合に、これまで計測した中で、一致カウンタが最大となったときの地点を位置情報取得地点として撮影位置の位置データを求めるようにしたが、一致カウンタが規定値に達するまで計測を継続させるようにしてもよい。
【００７６】
また、写真撮影を行ったときにＤＯＰ（Dilution of Precision：精度低下率）値による精度判定を行い、このＤＯＰ値が所定の閾値（例えば、「３」）以下であると判定されたときには、撮影位置の位置データの算出を行うための測位を行わず、撮影時に取得したＧＰＳ測位による位置データを画像ファイルに付加してそのまま保存するようにしてもよい。ここで、ＧＰＳ測位は、送信データを取得するＧＰＳ衛星の配置によって測位精度の影響を受ける。ＤＯＰ値は、この測位精度の度合いを示す数値であって、送信データを取得するＧＰＳ衛星の配置に基づいて算出される。そして、この値が小さいほど衛星が広範囲に散らばって配置されていることが示され、測位精度の高いことが認識される。例えば、図８（ａ）に示されるような配置では、ＤＯＰ値は大きく、測位精度が低いことが認識され、図８（ｂ）に示されるような配置では、ＤＯＰ値は小さく、測位精度が高いことが認識される。このようにすれば、電力の消費を極力抑制することが可能となる。特に、ＧＰＳ衛星に関する所定の情報（アルマナックデータ及びエフェメリスデータなどの航法メッセージ）が記憶されている状態で起動されるホットスタート状態において有効である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 撮像装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１４ ＧＰＳ受信部
１５ ３軸地磁気センサ
１６ ３軸加速度センサ
２０ 自律航法制御処理部
２１ 自律航法データ補正処理部
２２ 移動履歴データ記憶部
２３ カメラ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求める制御手段と、
を備えることを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算することで移動経路上の各位置情報を算出する位置算出手段を備え、
前記制御手段は、前記特定位置の位置情報として仮の基準位置情報を前記位置算出手段に与えて、前記位置算出手段によって移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出手段により前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記測位手段は所定時間毎に位置情報を測定し、
前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行い、
前記制御手段は、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の測位装置。
【請求項４】
前記移動計測手段は、加速度を特定可能な情報を出力する加速度センサと、方位を特定可能な情報を出力する方位センサと、を備えるとともに、前記加速度センサ及び前記方位センサからそれぞれ出力される情報に基づいて相対的な位置変動の計測を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の測位装置。
【請求項５】
前記位置変動は、変動距離及び変動方位であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の測位装置。
【請求項６】
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とを用いて、特定位置の位置情報を求める測位方法において、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求める制御ステップを備えていることを特徴とする測位方法。
【請求項７】
前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算することで移動経路上の各位置情報を算出する位置算出ステップを含み、
前記制御ステップでは、仮の基準位置情報を前記位置算出ステップに渡し、前記位置算出ステップで移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出ステップにおいて前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする請求項６に記載の測位方法。
【請求項８】
前記測位手段は所定時間毎に位置情報を測定し、前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行うものであり、
前記制御ステップでは、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする請求項６又は７に記載の測位方法。
【請求項９】
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とから測定結果をそれぞれ入力して、特定位置の位置情報を求めるコンピュータに、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始させ、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定めさせ、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求めさせる制御機能を実現させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
前記コンピュータに、前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算させることで移動経路上の各位置情報を算出させる位置算出機能を実現させるプログラムコードを含み、
前記制御機能は、仮の基準位置情報を前記位置算出機能に渡し、前記位置算出機能で移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出機能により前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めさせるものであることを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
前記測位手段は、所定時間毎に位置情報を測定し、前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行うものであり、
前記制御機能は、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めさせるものであることを特徴とする請求項９又は１０に記載のプログラム。
【請求項１２】
被写体を撮像して撮像画像情報を取得する撮像手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
少なくとも前記撮像手段による撮像位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記撮像位置の位置情報を求める制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求める制御手段と、
を備えることを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算することで移動経路上の各位置情報を算出する位置算出手段を備え、
前記制御手段は、前記特定位置の位置情報として仮の基準位置情報を前記位置算出手段に与えて、前記位置算出手段によって移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出手段により前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記測位手段は所定時間毎に位置情報を測定し、
前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行い、
前記制御手段は、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の測位装置。
【請求項４】
前記移動計測手段は、加速度を特定可能な情報を出力する加速度センサと、方位を特定可能な情報を出力する方位センサと、を備えるとともに、前記加速度センサ及び前記方位センサからそれぞれ出力される情報に基づいて相対的な位置変動の計測を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の測位装置。
【請求項５】
前記位置変動は、変動距離及び変動方位であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の測位装置。
【請求項６】
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とを用いて、特定位置の位置情報を求める測位方法において、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求める制御ステップを備えていることを特徴とする測位方法。
【請求項７】
前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算することで移動経路上の各位置情報を算出する位置算出ステップを含み、
前記制御ステップでは、仮の基準位置情報を前記位置算出ステップに渡し、前記位置算出ステップで移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出ステップにおいて前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする請求項６に記載の測位方法。
【請求項８】
前記測位手段は所定時間毎に位置情報を測定し、前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行うものであり、
前記制御ステップでは、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めることを特徴とする請求項６又は７に記載の測位方法。
【請求項９】
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、位置情報を測定可能な測位手段とから測定結果をそれぞれ入力して、特定位置の位置情報を求めるコンピュータに、
少なくとも特定位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始させ、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定めさせ、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記特定位置の位置情報を求めさせる制御機能を実現させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
前記コンピュータに、前記特定位置の位置情報に前記移動計測手段によって計測された位置変動の情報を積算させることで移動経路上の各位置情報を算出させる位置算出機能を実現させるプログラムコードを含み、
前記制御機能は、仮の基準位置情報を前記位置算出機能に渡し、前記位置算出機能で移動経路上の各位置情報を算出させ、前記位置情報取得地点が定められたときに、前記位置算出機能により前記仮の基準位置情報に基づいて算出された前記位置情報取得地点の位置情報と、前記測位手段によって測定された前記位置情報取得地点の位置情報との差分を前記仮の基準位置情報に加えることにより前記特定位置の位置情報を求めさせるものであることを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
前記測位手段は、所定時間毎に位置情報を測定し、前記移動計測手段は、前記所定時間毎に、前記測位手段と同時期に位置変動の計測を行うものであり、
前記制御機能は、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内であると連続して所定回数判定した場合に、前記特定位置の位置情報を求めさせるものであることを特徴とする請求項９又は１０に記載のプログラム。
【請求項１２】
被写体を撮像して撮像画像情報を取得する撮像手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
位置情報を測定可能な測位手段と、
少なくとも前記撮像手段による撮像位置において前記移動計測手段による位置変動の継続的計測及び前記測位手段による所定タイミング毎の位置情報の測定を開始し、前記測位手段によって得られた少なくとも２以上の位置情報に基づいて算出される位置変動量と、前記移動計測手段により前記測位手段によって得られた位置情報とそれぞれ同時期に得られた２以上の地点における相対的な位置変動量との差が所定範囲以内である場合に、少なくとも前記２以上の位置情報のうちの何れかに基づいて位置情報取得地点を定め、当該位置情報取得地点の位置情報と前記移動計測手段により継続的に計測されてきた位置変動の情報とに基づいて前記撮像位置の位置情報を求める制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−５８２５０（Ｐ２０１２−５８２５０Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３８７０（Ｐ２０１１−２３３８７０）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【分割の表示】特願２００９−２８３７１１（Ｐ２００９−２８３７１１）の分割
【原出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【分割の表示】特願２００９−２８３７１１（Ｐ２００９−２８３７１１）の分割
【原出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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