Image-based Positioning Technology: The Research, Development and Demonstration

Abstract

人々の生活や経済活動を支え,ビジネス創出や組織や社 会基盤の変革をもたらすために,ディジタルトランス フォーメーション(DX)への取り組みが加速されている1). DXにおいては,われわれが存在するフィジカル空間から 情報を収集し,サイバー空間においてさまざまな情報を処 理して有用なデータを作成,結果をフィジカル空間へ伝え て活用するという循環が行われる.このフィジカル空間で の情報の取得,および結果利用の際に重要な要素が位置情 報である.さまざまな情報は位置に紐づけられることでそ の利用価値を増す.これまでもGNSS(Global Navigation Satellite System)を活用したサービスの普及は目覚ましく, さまざまな分野で活用されている. さらに視覚情報を主として,フィジカル空間をサイバー 空間にリアルに復元させ,より密に空間を融合する概念が ディジタルツインである.最近では社会基盤へ活用を狙い, 都市や施設などの3Dモデルがオープンデータとして公開 されつつある2).さらに復元だけでなく,この3Dモデルと xR(Augmented/Virtual Reality)技術を活用し,容易に フィジカル空間へと情報を還元することも期待されてい る.一方で,この視覚情報を活用する場合,位置情報に加 えてどちらを向いているかという姿勢情報も重要になる. 姿勢情報の内,上下や傾きは重力加速度などの慣性計測装 置で取得可能であるが,方角については地磁気の利用が主 であり,不規則な磁場が多い都市環境では外乱を受けて誤 差が大きい3). そこで筆者らは,フィジカル空間における正確な位置に 加え,姿勢を推定するために,画像を用いた測位技術の研 究開発を行ってきた.画像を用いた測位は,人が道を覚え るように事前に対象範囲を映像で記録し,それとの比較に より位置を推定する.この手法は日照などによる見た目の 変化に弱いという欠点を持つため,筆者らは日照変化に頑 健で正確に比較するための手法を提案している4).さらに この手法を基とし,必要な要素技術を備えたVPSシステム を開発した.特に容易に地図を生成可能なことや類似構造 への耐性,処理速度なども実際に運用する際には重要な課 題となる. 本稿では,画像を比較するための日照変化に強い局所特 徴の手法,およびシステム化するための一連の技術につい て述べ,開発したVPSシステムを用いた実証実験について も紹介する.