亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：物体位置修正装置、物体位置修正方法及物体位置修正程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及向使用者显示观测对象的位置的物体位置修正装置、物体位置修正方法及物体位置修正程序。
背景技术：
作为能够检测出物体的位置的传感器，有时使用照相机。照相机(由于根据从照相机得到的图像特征(形状或颜色等)来识别物体的ID因此)对于物体的ID识别精度无法达到100%。即使照相机的识别结果为物体A，实际上仍存在识别的是物体A以外的物体(物体B、物体C)的可能性。这种情况下，例如可表现为 照相机识别出的物体为物体A的概率达80%，为物体B的概率达10%，为物体C的概率达 10%。进而，对于图像特征类似的物体的识别率变低。例如，难以以高精度将西红柿和苹果等颜色或形状近似的物体区分开识别。另外，照相机的性能或配置多少存在差异，通常观测位置(测位结果)也包含某种程度的误差。将该物品的识别ID和观测位置统称为观测值。已知有如下技术，该技术通过将多个如此的物品的识别ID或观测位置模糊的传感器的观测值进行统合，由此在弥补观测精度的不足的同时利用贝叶斯推定框架概率性地推定物体的位置(非专利文献1)。然而，在非专利文献1中，由于在微小的概率(在上例的情况下是指照相机识别出的物体为物体B的概率等)下仍用于物体位置推定的处理，因此推定结果受到其它的传感器观测值的影响。图19示出该例。观测值1表示，物体识别的结果为物体A的概率达90%， 为物体B的概率达10%。观测值2表示，物体识别的结果为物体A的概率达10%，为物体 B的概率达90%。在这样的观测状况下进行位置推定的话，物体A的推定位置也受到观测值2的微小影响，从观测值1的位置稍偏移至向观测值2的方向偏移的位置(物体位置推定的详细情况在后叙述)。观测值2有可能观测物体A而得到，因而图19的推定结果概率性地准确。然而，基于所述位置偏移的推定位置(例如，高斯分布下的平均值)有时成为使用者视觉上具有不适感的位置。例如考虑有如下等情况，即，当观测对象为车时，车的推定位置不在道路上，另外，在观测对象为人时，人的推定位置在桌子上。作为修正这样的推定位置的偏移的技术，已知有使用地图匹配的技术(专利文献 1)。由GPS(Global Positioning System)取得的本车位置信息含有误差，因此可以根据来自加速传感器、制动传感器、指示传感器的输出，使用地图匹配的技术将对使用者的提示信息灵活地变更。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平11-271073号公报非专利文献非专利文献 1 :Hirofumi Kanazaki, Takehisa Yairi, kazuo Machida, KenjiKondo,Yoshihiko Matsukawa,"Variational Approximation Data Association Filter，，， 第15届欧洲信号处理会议(EUSIPC02007).

发明内容
发明要解决的课题然而，在专利文献1中，需要预先制成用于地图匹配的地图。因此，本发明的目的在于提供一种物体位置修正装置、物体位置修正方法及物体位置修正程序，从而无需预先制成记录有环境信息的地图，将观测对象的推定位置修正成对使用者来说没有不适感的位置，从而进行提示。用于解决课题的手段为了达成所述目的，本发明如下构成。根据本发明的第一方式，提供一种物体位置修正装置，具备物体位置推定部，其根据由观测装置观测存在于环境内的多个物体而分别取得的所述各物体的(I)ID似然和( 观测位置、以及表示所述各物体的位置的存在概率的(3) 预测分布来推定所述物体的ID和位置，从而求解所述物体的推定位置，其中，所述C3)预测分布根据由前次观测时取得的所述各物体的ID似然和观测位置求出的所述各物体的ID和位置的推定结果而制成；重心位置算出机构，其算出所述观测位置的重心位置；物体位置修正机构，其根据距由所述重心位置算出机构算出的所述重心位置的距离和方位，进行所述物体的推定位置的修正。根据本发明的第十二方式，提供一种物体位置修正方法，利用物体位置推定部，根据由观测装置观测存在于环境内的多个物体而分别取得的所述各物体的(I)ID似然和( 观测位置、以及表示所述各物体的位置的存在概率的(3) 预测分布来推定所述物体的ID和位置，从而求解所述物体的推定位置，其中，所述C3)预测分布根据由前次观测时取得的所述各物体的ID似然和观测位置求出的所述各物体的ID和位置的推定结果而制成，利用重心位置算出机构，算出所述观测位置的重心位置，利用物体位置修正机构，根据距由所述重心位置算出机构算出的所述重心位置的距离和方位来修正所述物体的推定位置。根据本发明的第十三方式，提供一种物体位置修正程序，用于使计算机实现如下功能根据由观测装置观测存在于环境内的多个物体而分别取得的所述各物体的(1) ID 似然和( 观测位置、以及表示所述各物体的位置的存在概率的C3)预测分布来推定所述物体的ID和位置，从而求解所述物体的推定位置的功能，其中，所述C3)预测分布根据由前次观测时取得的所述各物体的ID似然和观测位置求出的所述各物体的ID和位置的推定结果而制成；由重心位置算出机构算出所述观测位置的重心位置的功能；利用物体位置修正机构，根据距由所述重心位置算出机构算出的所述重心位置的距离和方位来修正所述物体的推定位置的功能。
发明效果根据本发明，能够根据由观测装置检测出的物体的观测位置的位置关系来修正所述物体的推定位置。因此，能够在不使用记录有环境信息的地图的情况下将物体位置推定的结果修正成对使用者来说没有不适感的位置。


本发明的上述及其它目的和特征通过参照附图来对优选实施方式进行如下记载而得以明确。其中，图1是表示本发明的第一实施方式涉及的物体位置修正装置的结构的框图。图2A是说明本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置的作为观测对象所存在的环境即生活空间的房间中的观测状况的图。图2B是表示所述第一实施方式涉及的所述物体位置修正装置的观测装置的一例即照相机的结构的框图。图3是表示本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置的位置推定履历数据库中记录的物体位置推定机构的推定履历的示例的图。图4是表示由本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置中的重心位置算出机构算出观测值的重心位置的简单示例的图。图5是表示在本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置中，根据由重心位置算出机构算出的重心位置，利用物体位置修正机构来修正物品的推定位置的概要情况，表示算出从重心位置至各物品的推定位置(分布的平均位置)的距离和方位的情况的图。图6是表示在本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置中，根据在图 12中算出的距离和方位来修正物体的推定位置(分布的平均位置)的情况的图。图7是表示本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置的整体处理的流程图。图8是表示本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置的观测装置中记录的物体模板数据的示例的图。图9是表示本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置的ID似然变换表的示例(与ID有关的传感器模型)的图。图10是表示本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置的观测履历数据库中记录的照相机对物品的观测履历的示例的图。图11是表示在本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置中，在时刻 12:00:03获得的观测值和在时刻12:00:02获得的各物品的推定位置的状况的示例的图。图12是表示卡尔曼滤波器的动作例的图。图13是表示本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置中的物体位置的推定状况的示例的图。图14是表示在本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置中，聚类的结果的一例的图。图15是表示在本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置中，物体位置推定机构的结果的一例的图表。图16是表示在本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置中，物体位置修正机构的结果的一例的图表。图17是表示在本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置中，虽然示出了物体(1、1)和物体(1、2)的移动轨迹的真正位置，但该物体位置修正装置并不知道各物体的真正位置的情况的示例的图。图18是表示在本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置中，由图15 和图16所示出的物体的推定位置和修正位置的显示例的图。图19是表示现有技术中的物体位置的推定状况的图。图20是说明本发明的所述第一实施方式涉及的物体位置修正装置的作为观测对象的其它例的多个人存在的环境即生活空间的房间中的观测状况的图。
具体实施例方式以下，在参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明前，对本发明的各种方式进行说明。本发明的第一方式提供一种物体位置修正装置，具备物体位置推定部，其根据由观测装置观测存在于环境内的多个物体而分别取得的所述各物体的(I)ID似然和( 观测位置、以及表示所述各物体的位置的存在概率的(3) 预测分布来推定所述物体的ID和位置，从而求解所述物体的推定位置，其中，所述C3)预测分布根据由前次观测时取得的所述各物体的ID似然(ID likelihood)和观测位置求出的所述各物体的ID和位置的推定结果而制成；重心位置算出机构，其算出所述观测位置的重心位置；物体位置修正机构，其根据距由所述重心位置算出机构算出的所述重心位置的距离和方位，进行所述物体的推定位置的修正。在第一方式的基础上，本发明的第二方式提供一种物体位置修正装置，其中，所述物体位置修正机构使所述物体的推定位置从所述重心位置向相对于所述物体的推定位置的方位移动如下的修正距离的量，即，该修正距离的量是指通过对从所述重心位置至所述物体的推定位置为止的距离进行加权而算出的修正距离的量。在第二方式的基础上，本发明的第三方式提供一种物体位置修正装置，其中，所述物体位置修正机构进一步使所述物体的推定位置从所述重心位置向相对于所述物体的推定位置的方位移动如下的距离的量，即，该距离的量是指将所述修正距离加上对所述观测装置输出的观测值的数量进行加权而得到的值所得出的距离的量。在第二方式的基础上，本发明的第四方式提供一种物体位置修正装置，其中，所述物体位置修正机构根据所述观测装置的ID识别性能来确定用于求解修正距离的加权的比例。在第二方式的基础上，本发明的第五方式提供一种物体位置修正装置，其中，所述物体位置修正机构根据所述观测装置的观测区域的大小来确定用于求解修正距离的加权的比例。在第一方式的基础上，本发明的第六方式提供一种物体位置修正装置，其中，
所述物体位置推定部具备物体位置推定履历数据库，其记录所述物体的ID和位置的所述推定结果；预测分布制成机构，其根据所述物体的ID和位置的所述推定结果来制成表示所述物体的位置的所述存在概率的所述预测分布；物体位置推定机构，其根据所述预测分布、所述ID似然和所述观测位置来推定所述物体的ID和位置。在第一或第六方式的基础上，本发明的第七方式提供一种物体位置修正装置，其中，还具备检测存在于所述环境内的所述多个物体、从而分别取得所述各物体的ID似然和观测位置的所述观测装置。在第一 第七方式中任一方式的基础上，本发明的第八方式提供一种物体位置修正装置，其中，还具备显示所述物体的ID和修正后的位置的结果的显示机构。在第一 第八方式中任一方式的基础上，本发明的第九方式提供一种物体位置修正装置，其中，所述重心位置算出机构按照基于位置聚类后的观测位置的各簇而算出重心位置。在第一 第九方式中任一方式的基础上，本发明的第十方式提供一种物体位置修正装置，其中，所述物体位置修正机构根据所述重心位置算出机构所使用的所述观测位置的数量来进行所述物体的推定位置的修正。在第八方式的基础上，本发明的第十一方式提供一种物体位置修正装置，其中，所述显示机构使所述物体位置修正机构的修正结果覆盖所述物体位置推定机构的推定结果而显示。本发明的第十二方式提供一种物体位置修正方法，利用物体位置推定部，根据由观测装置观测存在于环境内的多个物体而分别取得的所述各物体的(I)ID似然和( 观测位置、以及表示所述各物体的位置的存在概率的(3) 预测分布来推定所述物体的ID和位置，从而求解所述物体的推定位置，其中，所述C3)预测分布根据由前次观测时取得的所述各物体的ID似然和观测位置求出的所述各物体的ID和位置的推定结果而制成，利用重心位置算出机构，算出所述观测位置的重心位置，利用物体位置修正机构，根据距由所述重心位置算出机构算出的所述重心位置的距离和方位来修正所述物体的推定位置。本发明的第十三方式提供一种物体位置修正程序，用于使计算机实现如下功能根据由观测装置观测存在于环境内的多个物体而分别取得的所述各物体的(1) ID 似然和( 观测位置、以及表示所述各物体的位置的存在概率的C3)预测分布来推定所述物体的ID和位置，从而求解所述物体的推定位置的功能，其中，所述C3)预测分布根据由前次观测时取得的所述各物体的ID似然和观测位置求出的所述各物体的ID和位置的推定结果而制成；由重心位置算出机构算出所述观测位置的重心位置的功能；利用物体位置修正机构，根据距由所述重心位置算出机构算出的所述重心位置的距离和方位来修正所述物体的推定位置的功能。以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)图1是表示本发明的第一实施方式涉及的物体位置修正装置的结构的图。本发明的第一实施方式涉及的物体位置修正装置具备观测装置101、观测履历数据库102、位置推定履历数据库103、预测分布制成机构104、物体位置推定机构105、重心位置算出机构106、物体位置修正机构107、显示机构108而构成。位置推定履历数据库103、 预测分布制成机构104、物体位置推定机构105可以合起来构成一个物体位置推定部120。图2A表示作为封闭环境的具体例的房间201。在该房间201中，具备一台或多台照相机202来作为本发明的第一实施方式涉及的物体位置修正装置的结构要素即观测装置101的一例。在房间201的顶棚的中央附近设置有一台照相机202。照相机202并不限于一台，也可以设置多台。另外，在房间201内，作为观测对象即物体的一例，假定物品203A、 物品203B、物品203C、物品203D和物品203E存在于地板或桌子等上。各物品分别带有作为固有的识别信息的ID。以下，以物品203为代表对房间201内的物品203A、物品203B、物品203C、物品 203D和物品203E中的任意物品进行说明。需要说明的是，作为一例，如图2所示的那样，物品203A为PET瓶，物品20 为钱包，物品203C为书籍，物品203D为便携式电话，物品203E 为时钟。以下，使用图1、图2A和图2B对本实施方式涉及的物体位置修正装置的各结构要素进行说明。作为观测装置101的一例的照相机202用于对房间201内进行观测，检测出存在于房间201内的物品203。即，在照相机202中，如后述那样，使用背景差分法等对拍摄房间 201内而得到的图像数据进行图像处理，从而检测出物品203。当检测出物品203时，取得观测ID(是每次由照相机202观测而取得数据或信息时各数据或信息所附带的固有的ID， 是用于与其它观测数据或信息相区别的ID)、物品203被检测到的时刻、检测出的物品203 的识别ID和观测位置，并将它们记录到观测履历数据库102中。需要说明的是，识别ID能够依据ID似然变换表进行ID似然变换。ID似然概率性地表示检测出的物体(在本实施方式为物品20 好像是哪个ID的物体(物品)这种情况。如上所述，照相机202对物体的ID识别精度无法达到100 %。例如，即使照相机 202的识别结果为物体A，实际上仍存在识别的是物体A以外的物体(物体B、物体C)的可能性。因此，ID似然以如下方式向房间201内存在的(或有可能存在于房间201内的)全部物体分配概率，即，为物体A的概率达0. 8，为物体B的概率达0. 1，为物体C的概率达0. 1。 需要说明的是，这是确定ID似然的一例，本发明并不限定于此。在观测履历数据库102中记录有观测ID、物品203被检测到的时刻、检测出的物品 203的识别ID、物品203被检测到的观测位置。需要说明的是，识别ID是指观测装置101 检测出的物体的物体识别结果。需要说明的是，各观测装置101、例如照相机202具备用于取得观测周期及时刻的信息等的计时器，能够将物品203被检测到的时刻从照相机202输
出ο在位置推定履历数据库103中记录有作为物体位置推定机构105的输出结果的物品203的平均值和方差协方差矩阵、得到物体位置推定机构105所使用的观测值的最终时刻。
图3表示位置推定履历数据库103的一例。例如，推定出物品的识别ID = ObjOOl的物品在时刻2008/09/02_12:00:01存在于由数1的概率密度分布(高斯分布)所表现的位置处。数1
权利要求
1.一种物体位置修正装置，具备物体位置推定部，其根据由观测装置观测存在于环境内的多个物体而分别取得的所述各物体的(I)ID似然和( 观测位置、以及表示所述各物体的位置的存在概率的C3)预测分布来推定所述物体的ID和位置，从而求解所述物体的推定位置，其中，所述C3)预测分布根据由前次观测时取得的所述各物体的ID似然和观测位置求出的所述各物体的ID和位置的推定结果而制成；重心位置算出机构，其算出所述观测位置的重心位置；物体位置修正机构，其根据距由所述重心位置算出机构算出的所述重心位置的距离和方位，进行所述物体的推定位置的修正。
2.根据权利要求1所述的物体位置修正装置，其中，所述物体位置修正机构使所述物体的推定位置从所述重心位置向相对于所述物体的推定位置的方位移动如下的修正距离的量，即，该修正距离的量是指通过对从所述重心位置至所述物体的推定位置为止的距离进行加权而算出的修正距离的量。
3.根据权利要求2所述的物体位置修正装置，其中，所述物体位置修正机构进一步使所述物体的推定位置从所述重心位置向相对于所述物体的推定位置的方位移动如下的距离的量，即，该距离的量是指将所述修正距离加上对所述观测装置输出的观测值的数量进行加权而得到的值所得出的距离的量。
4.根据权利要求2所述的物体位置修正装置，其中，所述物体位置修正机构根据所述观测装置的ID识别性能来确定用于求解修正距离的加权的比例。
5.根据权利要求2所述的物体位置修正装置，其中，所述物体位置修正机构根据所述观测装置的观测区域的大小来确定用于求解修正距离的加权的比例。
6.根据权利要求1所述的物体位置修正装置，其中，所述物体位置推定部具备物体位置推定履历数据库，其记录所述物体的ID和位置的所述推定结果；预测分布制成机构，其根据所述物体的ID和位置的所述推定结果来制成表示所述物体的位置的所述存在概率的所述预测分布；物体位置推定机构，其根据所述预测分布、所述ID似然和所述观测位置来推定所述物体的ID和位置。
7.根据权利要求1或6所述的物体位置修正装置，其中，还具备检测存在于所述环境内的所述多个物体、从而分别取得所述各物体的ID似然和观测位置的所述观测装置。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的物体位置修正装置，其中，还具备显示所述物体的ID和修正后的位置的结果的显示机构。
9.根据权利要求1 7中任一项所述的物体位置修正装置，其中，所述重心位置算出机构按照基于位置聚类后的观测位置的各簇而算出重心位置。
10.根据权利要求1 7中任一项所述的物体位置修正装置，其中，所述物体位置修正机构根据所述重心位置算出机构所使用的所述观测位置的数量来进行所述物体的推定位置的修正。
11.根据权利要求8所述的物体位置修正装置，其中，所述显示机构使所述物体位置修正机构的修正结果覆盖所述物体位置推定机构的推定结果而显示。
12.—种物体位置修正方法，利用物体位置推定部，根据由观测装置观测存在于环境内的多个物体而分别取得的所述各物体的(I)ID似然和( 观测位置、以及表示所述各物体的位置的存在概率的(3)预测分布来推定所述物体的ID和位置，从而求解所述物体的推定位置，其中，所述C3)预测分布根据由前次观测时取得的所述各物体的ID似然和观测位置求出的所述各物体的ID和位置的推定结果而制成，利用重心位置算出机构，算出所述观测位置的重心位置，利用物体位置修正机构，根据距由所述重心位置算出机构算出的所述重心位置的距离和方位来修正所述物体的推定位置。
13.一种物体位置修正程序，用于使计算机实现如下功能根据由观测装置观测存在于环境内的多个物体而分别取得的所述各物体的(I)ID似然和(2)观测位置、以及表示所述各物体的位置的存在概率的C3)预测分布来推定所述物体的ID和位置，从而求解所述物体的推定位置的功能，其中，所述C3)预测分布根据由前次观测时取得的所述各物体的ID似然和观测位置求出的所述各物体的ID和位置的推定结果而制成；由重心位置算出机构算出所述观测位置的重心位置的功能；利用物体位置修正机构，根据距由所述重心位置算出机构算出的所述重心位置的距离和方位来修正所述物体的推定位置的功能。
全文摘要
物体位置修正装置具备检测观测对象的物体来获得观测值的观测装置(101)；记录所述物体的观测履历的观测履历数据库(102)；记录所述物体的位置的推定履历的位置推定履历数据库(103)；制成表示所述物体的位置的存在概率的预测分布的预测分布制成部(104)；推定所述物体的ID和位置的物体位置推定部(105)；算出所述观测值的重心位置的重心位置算出部(106)；进行所述物体的推定位置的修正的物体位置修正部(107)；显示所述物体的修正后的位置的显示部(108)。
文档编号G01B11/00GK102449427SQ20108002340
公开日2012年5月9日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年2月19日
发明者谷川彻 申请人:松下电器产业株式会社