組合標誌和組合標誌信息獲取設備的製作方法
2023-05-30 22:47:21 3
專利名稱：組合標誌和組合標誌信息獲取設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及在使用標誌來呈現信息的系統中使用的組合標誌，和用於從該組合標誌獲取信息的組合標誌信息獲取設備。
背景技術：
條形碼讀取器已被廣泛公知為一種呈現與真實世界物體和/或給定標誌有關的預定信息的信息呈現設備。
在條形碼讀取器中，存在一種利用物體和/或給定標誌的空間信息來呈現信息的設備。例如，US 6389182B1公開了這樣一種信息呈現設備，即，其使用攝像機來讀取列印在商業卡上的2D碼，利用安裝在計算機上的程序來對與該2D碼相對應的ID進行分析，並在計算機的顯示器上呈現與該ID相對應的人員的照片，如同該照片被列印在該2D碼旁邊一樣。
更具體來說，在US 6389182B1中公開的以上設備是這樣一種信息呈現設備，即，其輸入給定標誌的圖像並對該標誌的空間定位信息進行分析以識別出對應的ID，從而輸出與該標誌相關聯的預定信息。該標誌與預定信息彼此一一對應。因此，為了呈現10種不同的信息，必需準備10種不同的標誌。
然而，在讀取標誌並呈現與這些標誌相對應的信息的設備是諸如PDA的移動終端的情況下，不能期望高精度圖像處理。因此，在設置有極大數量個標誌的情況下，更有可能出現對標誌的誤識別。
發明內容
鑑於以上情況提出了本發明，本發明的一個目的是提供能夠減少待使用標誌的類型數並減少誤識別的組合標誌，和用於從所述組合標誌獲取信息的組合標誌信息獲取設備。
根據本發明的第一方面，提供了一種包括光學標誌部的組合標誌，該光學標誌部具有可以光學地區分開的至少三個或更多個特徵點，所述特徵點的3D排布是已知的，該組合標誌的特徵在於包括存儲裝置，其用於存儲所述光學標誌部的位置信息，通過該位置信息可以指定所述光學標誌部位於的區域；和發送部，其用於按非接觸方式發送所述存儲裝置中存儲的所述光學標誌部的所述位置信息，並且所述光學標誌部、存儲裝置以及發送部是一體形成的。
根據本發明的第二方面，提供了一種包括光學標誌部的組合標誌，該光學標誌部具有可以光學地區分開的至少三個或更多個特徵點，所述特徵點的3D排布是已知的，該組合標誌的特徵在於包括存儲裝置，其用於存儲所述光學標誌部的特定信息，通過該特定信息可以在具有包括相同特徵點的光學標誌部的多個組合標誌中指定各組合標誌；和發送部，其用於按非接觸方式發送所述存儲裝置中存儲的所述光學標誌部的所述特定信息，並且所述光學標誌部、存儲裝置以及發送部是一體形成的。
根據本發明的第三方面，提供了一種針對信息獲取設備的組合標誌，所述信息獲取設備包括具有預定捕獲區的攝像機，和獲取由設置於相對於所述捕獲區的預定位置處的非接觸ID標籤保持的信息的非接觸ID信息獲取部，該組合標誌的特徵在於包括光學標誌部，其具有可以光學地區分開的至少三個或更多個特徵點，所述特徵點的3D排布是已知的，並且該光學標誌部相對於捕獲包括所述特徵點的圖像的攝像機的位置和姿態可以基於所述攝像機捕獲到的圖像而指定；和非接觸ID標籤，其包括用於保持與所述光學標誌部或固定有所述光學標誌部的物件相關聯的信息的存儲裝置，和用於按非接觸方式發送由所述存儲裝置保持的信息的發送部，並且所述發送部包括固定至相對於所述光學標誌部的預定位置處的天線部。
根據本發明的第四方面，提供了一種組合標誌信息獲取設備，其特徵在於包括圖像捕獲裝置，其具有預定捕獲區，並且用於捕獲具有光學特徵並固定至位於所述捕獲區內的物體的標誌；信息獲取裝置，其用於從位置相對於所述標誌固定並且保持有與所述標誌或固定於所述標誌的物體相關聯的信息的非接觸ID標籤，獲取與所述標誌或物體相關聯的信息；以及信息獲取控制裝置，其用於使得所述信息獲取裝置可以基於由所述圖像捕獲裝置捕獲到的圖像執行信息獲取。
圖1是根據本發明第一實施例的組合標誌的正面和反面的正視圖；圖2是示出根據本發明第一實施例的充當組合標誌信息獲取設備的信息呈現設備的結構的圖；圖3A是示出信息獲取區完全包圍圖像輸入部的攝像機的捕獲區的圖，該信息獲取區是可以從非接觸ID標籤接收信息的信息區；圖3B是示出捕獲區和信息獲取區相互對應的圖；圖3C是示出捕獲區完全包圍信息獲取區的圖；圖3D是示出捕獲區包圍信息獲取區的一部分的圖；圖4是根據本發明第一實施例的信息呈現設備的操作流程圖；圖5A是示出置於真實空間中的物件的圖；圖5B是示出關聯信息存儲部中存儲的關聯信息的圖；圖5C是示出顯示示例的圖；圖6是示出根據本發明第二實施例的充當組合標誌信息獲取設備的信息呈現設備的結構的圖；圖7是根據本發明第二實施例的信息呈現設備的操作流程圖；圖8是根據本發明第三實施例的充當組合標誌信息獲取設備的信息呈現設備的操作流程圖；
圖9是根據本發明第四實施例的組合標誌的正面和背面的正視圖；圖10A是示出其中在進行標誌檢測時按疊加方式在顯示部的顯示屏面上顯示有兩個箭頭(它們用作用於表示天線的已知偏移位置或方向的符號)的狀態的圖；圖10B是示出其中在進行標誌檢測時按疊加方式在顯示部的顯示屏面上顯示有兩個箭頭(它們用作用於表示天線的已知偏移位置或方向的符號)的狀態的圖；圖10C是示出其中按疊加方式在顯示部的顯示屏面上顯示有虛線圓(其用作用於表示天線的位置的符號)的狀態的圖；圖11是根據本發明第五實施例的組合標誌的正面和背面的正視圖；以及圖12是根據本發明第五實施例的修改例的組合標誌的正面和背面的正視圖。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發明的優選實施例進行描述。
如圖1所示，根據本發明第一實施例的組合標誌10，是通過將標誌11(其為包含編碼信息的符號)與非接觸ID標籤12集成起來而形成的。
標誌11置於組合標誌10的正面上。標誌11由呈預定形狀的框11A和在該框11A內的包含字符的符號或圖案11B構成。即，標誌11具有可以光學地區分開的三個或更多個特徵點，並且這些特徵點的3D排布必需是已知的。根據該結構，基於捕獲圖像的攝像機所捕獲到的包括這些特徵點的圖像，組合標誌信息獲取設備可以指定標誌11相對於該攝像機的位置和姿態。
非接觸ID標籤12置於標誌背面上(或標誌的內部)。在第一實施例中，非接觸ID標籤12被構造為這樣一種RFID標籤，即，其包括具有接收電功率和發送/接收數據的功能的天線12A；包括有電子元件的IC晶片12B；以及用於存儲信息的存儲部12C。儘管在圖1中分開形成IC晶片12B和存儲部12C，但是也可以將它們形成在單個晶片上。此外，儘管圖1示出了其中IC晶片12B和存儲部12C呈矩形並且一雙極天線連接到IC晶片12B作為天線12A的示例，但是也可以對IC晶片12B、存儲部12C以及天線12A的形狀進行合適的改變。
在作為非接觸ID標籤12的RFID標籤中，包括有發送/接收電路的IC晶片12B通過天線12A接收在載波上傳送的外部數據，並利用該載波來產生所需電功率。IC晶片12B利用該電功率來對存儲部12C執行數據讀取/寫入，並使用天線12A執行數據發送以向外部裝置發送信息。
存儲部12C預先存儲有與標誌11相關的信息或與固定至具有標誌11的組合標誌10的物件相關的信息。在本發明中，術語「固定」不僅包括「直接固定(於物件等)」，而且包括「間接固定」。即，它涵蓋了按其中保持相對於物件的預定位置和姿態關係的狀態來設置組合標誌10的情況。待存儲在存儲部12C中的信息包括與組合標誌10所位於的區域有關的信息。例如，在組合標誌10位於一5層建築(整個區域)中的情況下，(例如，通過樓層號)將整個區域劃分成多個分段區域，並在存儲部12C中寫入對於各分段區域不同的信息(即，樓層號)作為區域信息。在此情況下，在這些分段區域之間會存在多個相同的符號或圖案11B，例如表示「50」的標誌。
如圖2所示，根據本發明第一實施例的充當組合標誌信息獲取設備的信息呈現設備20(其使用上述組合標誌10)包括圖像輸入部21、標誌檢測部22、RFID讀出部23、位置和姿態檢測部24、標誌信息存儲部25、關聯信息生成部26、關聯信息存儲部27、疊加圖像生成部28以及顯示部29。信息呈現設備20被構成為移動終端，如帶有攝像機的PDA或帶有攝像機的行動電話。在此情況下，可以將所有所述組件置於移動終端中，或者可以將一部分所述組件置於可由移動終端通過網絡訪問的伺服器上。然而，移動終端需要至少配備有圖像輸入部21、RFID讀出部23以及顯示部29。
圖像輸入部21使用具有給定捕獲區的攝像機來捕獲直接或間接固定於物體(物件)的組合標誌10。將通過成像操作獲得的圖像輸入給標誌檢測部22。標誌檢測部22對在來自圖像輸入部21的圖像中包括的組合標誌10的標誌11進行檢測，並將檢測結果提供給RFID讀出部23和位置和姿態檢測部24。
在從標誌檢測部22接收到標誌檢測結果後，RFID讀出部23從非接觸ID標籤12(其為組合標誌10的RFID標籤)讀出信息。更具體來說，RFID讀出部23在載波上傳送數據讀出指令。根據該指令，非接觸ID標籤12向RFID讀出部23發送信息。RFID讀出部23接收該信息，並將其提供給位置和姿態檢測部24。
如上所述，在第一實施例中，只有當信息獲取區(可以從非接觸ID標籤12接收信息的信息區)位於圖像輸入部21的攝像機的捕獲區內時，RFID讀出部23才執行以上信息讀出操作。這抑制了信息呈現設備20中的電池(未示出)的功耗。
如圖3A到3D所示，只需信息獲取區23A的至少一部分位於攝像機的捕獲區21A中。然而，如圖3A和3B所示，當捕獲區21A完全包圍信息獲取區23A時，可以更可靠地接收信息。因此，在第一實施例中，標誌檢測部22對標誌11進行檢測，並且，基於該檢測結果，RFID讀出部23在標誌11進入攝像機的捕獲區21A時(即，當估計攝像機已到達相對於標誌11的預定位置和姿態時)開始讀取信息。攝像機的所述預定位置和姿態通常被設置為當攝像機完全面對標誌11(即，非接觸ID標籤12的天線12A)時具有的位置和姿態。
位置和姿態檢測部24利用從RFID讀出部23輸入的包括在非接觸ID標籤12中的信息和從標誌檢測部22輸入的標誌信息，根據存儲在標誌信息存儲部25中的信息來識別對應的標誌。然後，位置和姿態檢測部24利用如在US 6724930B1、US 6577249B1等中公開的已知技術，來對圖像輸入部21的攝像機相對於標誌的位置和姿態進行檢測，並將檢測結果提供給關聯信息生成部26。標誌信息存儲部25存儲與標誌相關聯的信息，如標誌的模板圖像、表示標誌所屬區域的區域信息以及標誌的位置和姿態信息。
關聯信息生成部26根據圖像輸入部21的攝像機的位置和姿態以及從位置和姿態檢測部24提供的檢測結果，從關聯信息存儲部27中提取預先設置的信息，以生成關聯信息並將其提供給疊加圖像生成部28。關聯信息存儲部27存儲有以下信息，如在模型空間上設置的模型的位置和姿態信息、形狀信息以及屬性信息。
疊加圖像生成部28將由關聯信息生成部26生成的關聯信息疊加在來自圖像輸入部21的圖像上，並將所獲得的圖像提供給顯示部29。顯示部29顯示由疊加圖像生成部28生成的疊加圖像。
根據圖4所示的流程圖，具有上述結構的信息呈現設備20首先使用圖像輸入部21的攝像機來捕獲如圖5A所示地固定有組合標誌10的物件30，並將所捕獲到的圖像輸入給標誌檢測部22，以對標誌11進行檢測(步驟S1)。標誌檢測部22首先從所捕獲到的圖像中檢測置於組合標誌10的正面的標誌11的預定形狀(在第一實施例的情況下是矩形框11A)。用於檢測矩形框的方法是已知的圖像處理方法，這裡略去對其的描述。然後，標誌檢測部22在整個圖像內對所檢測到的框11A(矩形框)的四個角的坐標進行檢測，提取該矩形框內的區域，並對所提取的區域應用仿射變換。然後，標誌檢測部22在仿射變換之後獲得的圖像與預先登記在標誌信息存儲部25中的標誌的模板圖像之間執行模式匹配，以識別標誌11。在圖5A的示例中，標誌檢測部22將符號或圖案11B識別為標誌「50」。然而，此時，由於缺少區域信息，所以不可能指定該標誌「50」表示的區域。當在仿射變換之後獲得的圖像與標誌的任何模板圖像都不匹配時，標誌檢測部22不執行檢測處理(步驟S2)，並且流程回到步驟S1。
在已檢測到標誌11之後，RFID讀出部23從非接觸ID標籤12讀出區域信息(步驟S3)。當RFID讀出部23在載波上傳送數據讀出指令時開始該操作。更具體來說，非接觸ID標籤12利用由天線12A接收到的載波來生成所需電功率，然後IC晶片12B利用所生成的電功率讀出存儲在存儲部12C中的信息，並通過天線12A發送該信息。RFID讀出部23接收從非接觸ID標籤12發送的信息，並確定所接收到的信息是否為區域信息(步驟S4)。當所接收到的信息不是區域信息時，流程回到步驟S3，在步驟S3處RFID讀出部23再次從非接觸ID標籤12讀出信息。另一方面，當所接收到的信息是區域信息(例如，表示「區域1」的區域信息)時，流程進行到隨後的步驟。
位置和姿態檢測部24基於由標誌檢測部22檢測到的標誌信息(標誌「50」)和由RFID讀出部23檢測到的區域信息(「區域1」)，對由圖像輸入部21的攝像機捕獲到的組合標誌10進行識別(作為「區域1」的標誌「50」)(步驟S5)。
在如上所述地實現了對標誌的識別之後，可以從標誌信息存儲部25獲取對應的空間位置信息(標誌的位置和姿態信息)。這使得位置和姿態檢測部24可以根據標誌11的四個角在圖像內的坐標，來對圖像輸入部21的攝像機的位置和姿態進行檢測(步驟S6)。然後，關聯信息生成部26從關聯信息存儲部27提取與由位置和姿態檢測部24識別出的標誌相對應的信息，並且，基於所提取的信息，生成與由位置和姿態檢測部24檢測到的攝像機的位置和姿態相對應的關聯信息(步驟S7)。
如圖5B所示，對於「區域1」的標誌「50」，關聯信息存儲部27存儲有與物件30相對應的3D模型27A和在該3D模型27A的模型空間內位於組合標誌10的下方的注釋信息(「小心高溫」)27B，作為預定信息。關聯信息生成部26生成這樣的關聯信息其中，所述預定信息(3D模型27A和注釋信息27B)的位置和姿態對應於由位置和姿態檢測部24檢測到的攝像機的位置和姿態。
然後，疊加圖像生成部28對來自圖像輸入部21的圖像與由關聯信息生成部26生成的關聯信息進行疊加，並且，如圖5C所示，將疊加後的圖像顯示在顯示部29的顯示屏面29A上(步驟S8)。
當如上所述地檢測到組合標誌10的區域信息和標誌信息並且檢測到攝像機的位置和姿態時，將疊加後的圖像顯示在顯示屏面29A上。
本發明的第二實施例示出了在RFID標籤(其為非接觸ID標籤12)中存儲有區域ID的情況。即，在第二實施例中，在非接觸ID標籤12的存儲部12C中，沒有存儲在第一實施例中描述的區域信息本身，而是存儲有與該區域相對應的ID。
如圖6所示，根據本發明第二實施例的充當組合標誌信息獲取設備的信息呈現設備20包括存儲與區域ID相對應的區域信息的區域信息存儲部40。RFID讀出部23從區域信息存儲部40提取與從非接觸ID標籤12讀出的區域ID相對應的區域信息。
非接觸ID標籤12可以存儲標誌的獨特ID(在此情況下，區域信息存儲部40保持其中已登記有獨特ID的表)或空間位置信息(緯度和經度等)。
根據圖7所示的流程圖，如在第一實施例的情況中，根據第二實施例的信息呈現設備20首先使用圖像輸入部21的攝像機來捕獲固定有組合標誌10的物件30，並將所捕獲到的圖像輸入給標誌檢測部22，從而對標誌11進行檢測(步驟S1)。
在檢測到標誌11之後(步驟S2)，RFID讀出部23從非接觸ID標籤12讀出ID信息(步驟S11)。當RFID讀出部23在載波上傳送數據讀出指令時開始該操作。更具體來說，非接觸ID標籤12利用由天線12A接收到的載波來生成所需電功率，然後IC晶片12B利用所生成的電功率讀出存儲在存儲部12C中的信息，並通過天線12A發送該信息。RFID讀出部23接收從非接觸ID標籤12發送的信息，並確定所接收到的信息是否為ID信息(區域ID)(步驟S12)。當所接收到的信息不是ID信息時，流程回到步驟S11，在步驟S11處RFID讀出部23再次從非接觸ID標籤12讀出信息。另一方面，當所接收到的信息是ID信息時，RFID讀出部23從區域信息存儲部40提取與該ID信息相對應的區域信息，以識別區域並將該區域信息提供給位置和姿態檢測部24(步驟S13)。
然後，如在第一實施例的情況中，位置和姿態檢測部24基於標誌信息和區域信息對由圖像輸入部21的攝像機捕獲到的組合標誌10進行識別(步驟S5)；位置和姿態檢測部24對圖像輸入部21的攝像機的位置和姿態進行檢測(步驟S6)；而關聯信息生成部26生成與攝像機的位置和姿態相對應的關聯信息(步驟S7)。最後，疊加圖像生成部28對來自圖像輸入部21的圖像與生成的關聯信息進行疊加，並將疊加後的圖像顯示在顯示部29的顯示屏面29A上(步驟S8)。
本發明的第三實施例使用具有如在第一實施例中描述的結構的組合標誌10和信息呈現設備20來檢測標誌11，檢測來自RFID標籤(其為非接觸ID標籤12)的ID信息，並基於所檢測到的ID信息對標誌進行識別。
即，在以上第一實施例中，基於針對組合標誌10的標誌11準備的多種符號或圖案11B(如「50」或「51」)獲取標誌信息，並且基於從非接觸ID標籤12讀出的標誌信息和ID信息對標誌進行識別。在第三實施例中，針對組合標誌10的各標誌11隻準備一種符號或圖案11B(例如，僅「50」)，而不管區域如何，並在各組合標誌10的非接觸ID標籤12的存儲部12C中存儲用於識別組合標誌10的獨特ID信息。
根據圖8所示的流程圖，如在第一實施例的情況中，充當組合標誌信息獲取設備(其使用這種組合標誌10)的信息呈現設備20首先使用圖像輸入部21的攝像機來捕獲固定有組合標誌10的物件30，並將所捕獲到的圖像輸入給標誌檢測部22，從而對標誌11進行檢測(步驟S1)。
在已檢測到標誌11之後(步驟S2)，RFID讀出部23從非接觸ID標籤12讀出ID信息(步驟S11)。當RFID讀出部23在載波上傳送數據讀出指令時開始該操作。更具體來說，非接觸ID標籤12利用由天線12A接收到的載波來生成所需電功率，然後IC晶片12B利用所生成的電功率讀出存儲在存儲部12C中的信息，並通過天線12A發送該信息。RFID讀出部23接收從非接觸ID標籤12發送的信息，並確定所接收到的信息是否為ID信息(步驟S12)。當所接收到的信息不是ID信息時，流程回到步驟S11，在步驟S11處RFID讀出部23再次從非接觸ID標籤12讀出信息。
另一方面，當所接收到的信息是ID信息時，位置和姿態檢測部24根據所讀出的ID信息識別由圖像輸入部21的攝像機捕獲到的組合標誌10(步驟S21)。
然後，如在第一實施例的情況中，位置和姿態檢測部24對圖像輸入部21的攝像機的位置和姿態進行檢測(步驟S6)，然後關聯信息生成部26生成與攝像機的位置和姿態相對應的關聯信息(步驟S7)。最後，疊加圖像生成部28對來自圖像輸入部21的圖像與生成的關聯信息進行疊加，並將疊加後的圖像顯示在顯示部29的顯示屏面29A上(步驟S8)。
在步驟S21中，基於已登記在標誌信息存儲部25中的已知信息，通過使用可以指定位置區域的ID信息，位置和姿態檢測部24可以容易地根據ID信息識別組合標誌10。例如，ID信息可以包括真實世界坐標系中的位置信息(緯度、經度、高度)。
如圖9所示，根據本發明第四實施例的組合標誌10具有如下結構其中，作為非接觸ID標籤12的RFID標籤的天線12A的位置向上偏移，例如，向上偏移到標誌11的框11A外的一位置處。
在根據第一到第三實施例的組合標誌10中，如圖1所示，天線12A置於組合標誌10的中央處。在此情況下，為了捕獲固定有組合標誌10的物件的整個圖像，必需將組合標誌10固定於該物件的中央附近，以使其位於捕獲區21A的中央處。否則，不能可靠地從非接觸ID標籤12讀出信息。另一方面，在本第四實施例中，天線12A的位置如上所述地向上偏移。在此情況下，即使將組合標誌10固定於物件的下側，當捕獲該物件時天線12A也位於捕獲區21A的中央。因此，可以可靠地執行對信息的讀出。
此外，可能存在只需向特定人員呈現信息的情況。在這種情況下，將組合標誌10固定於物件的中央處，並事先讓特定人員知道天線12A的偏移位置。未被通知天線12A的偏移位置的人員不能捕獲位於捕獲區21A的中央處的天線12A，從而他們不能從非接觸ID標籤12讀出信息。
儘管圖9僅示出了天線12A向上偏移的情況，但是天線12A的偏移方向並不限於向上的方向。
在對標誌11進行檢測時，可以按疊加方式在顯示部29的顯示屏面29A上顯示一符號，如用於表示天線12A的已知偏移位置或方向的箭頭。
圖10A到10C為各自說明其中在對標誌進行檢測時按疊加方式在顯示部29的顯示屏面29A上顯示有諸如表示天線12A的已知偏移位置或方向的箭頭的符號的狀態的圖。圖10A和10B為各自示出其中按疊加方式在顯示部29的顯示屏面29A上顯示有兩個箭頭(29B和29C)(它們用作用於表示天線12A的位置的符號)的狀態的圖。圖10C為示出其中按疊加方式在顯示部29的顯示屏面29A上顯示有虛線圓29D(其用作用於表示天線12A的位置的符號)的狀態的圖。
如果操作員根據按疊加方式顯示的符號調節在充當組合標誌信息獲取設備的信息呈現設備20與天線12A之間的相對位置，那麼可以保持用於進行信息獲取的最優相對位置。即，通過使用以上符號，可以由操作員將圖像輸入部21引導到或導向最優位置，使得在從非接觸ID標籤12獲取信息時在組合標誌信息獲取設備(信息呈現設備20)與天線12A之間的相對位置具有更合適的位置關係，在該位置關係下可以期望正確的信息獲取。
根據本發明第五實施例的組合標誌10示出了如下情況其中，作為非接觸ID標籤12的RFID標籤的天線12A的位置如在第四實施例的情況中那樣向上偏移，並且如圖11所示在組合標誌10的表面上繪製有表示天線12A的位置的線13。
即，在第四實施例中除非操作員預先知道組合標誌10的天線12A的位置，否則從非接觸ID標籤12讀出信息會失敗。然而，在第五實施例中，圖像輸入部21的攝像機被導向得使表示天線位置的線13位於捕獲區的中央處，這使得可以更可靠地從非接觸ID標籤12讀出信息。
當非接觸ID標籤12的天線12A的位置向下偏移時，組合標誌10的正面和背面如圖12所示。
用於表示天線位置的指示部並不限於線13。例如，可以將諸如2D條形碼的圖像用作該指示部。
儘管已示出並描述了本發明的多個示例性實施例，但是本發明並不限於以上多個實施例，而是在不脫離本發明的範圍的情況下可以進行各種修改。
例如，對於表示編碼信息的符號，例示了如下光學標誌其具有可以光學地區分開的三個或更多個特徵點，這些特徵點的3D排布是已知的，並且可以基於由捕獲包括這些特徵點的圖像的攝像機所捕獲到的圖像來指定該光學標誌相對於該攝像機的位置和姿態。然而，可以使用任何類型的標誌，只要可以指定其3D位置和姿態即可。
非接觸ID標籤12並不限於RFID標籤，而是可以使用任何類型的非接觸標籤，只要它可以利用例如紅外線按非接觸方式發送信號即可。
儘管在以上實施例中在非接觸ID標籤12的存儲部12C中存儲區域信息、區域ID或ID信息，但是也可以在存儲部12C中存儲與組合標誌10的標誌11中的符號或圖案11B有關的信息。例如，如果在非接觸ID標籤12的存儲部12C中存儲有可以通過其指定符號或圖案11B的相對位置的位置信息，則無需在標誌信息存儲部25中存儲標誌的位置和姿態信息，就可以估計標誌11的位置和姿態。
如上所述，將組合標誌10構造成發送標誌11的位置信息，使得可以將具有相同標誌的多個組合標誌彼此區分開。結果，可以明顯減少待使用標誌的類型數，有助於減少誤識別。
此外，將所需電路形成為IC晶片，使得可以減小組合標誌的厚度。
由於在存儲部12C中存儲有與標誌11的光學特徵有關的信息，所以即使沒有已知信息，用於從組合標誌獲取信息的設備也可以估計標誌11的位置。在此情況下，存儲在存儲部12C中的信息包括可以通過其指定標誌的光學特徵點的相對位置的位置信息，使得用於從組合標誌獲取信息的設備可以基於該位置信息而容易地指定標誌11的光學特徵點的相對位置。如果該位置信息包括真實世界坐標系中的位置，則用於從組合標誌獲取信息的設備可以直接檢測到標誌11的位置。
另選地，如果待存儲在存儲部12C中的位置信息包括基於已知信息通過其可以指定位置區域的ID，則用於從組合標誌獲取信息的設備可以基於該ID和已知信息而容易地指定組合標誌的位置區域。
由於組合標誌所位於的整個區域包括多個分段區域，所以即使使用具有相同特徵點的多個標誌11，也不會出現問題，除非它們位於同一分段區域內。在此情況下，如果可以光學地彼此區分開的多個組合標誌位於同一分段區域中，那麼這意味著不存在具有包括相同特徵點的標誌11的組合標誌，因此可以對組合標誌11可靠地進行識別。此外，如果使待存儲在存儲部12C中的位置信息針對各分段區域而不同，則可以基於該位置信息對各分段區域進行識別。
此外，組合標誌10發送標誌11的特定信息，通過該特定信息可以在具有包括相同特徵點的標誌11的多個組合標誌中指定各組合標誌。因此，可以將具有相同標誌11的多個組合標誌彼此區分開。結果，可以明顯減少待使用標誌的類型數，有助於減少誤識別。
此外，如果該特定信息包括真實世界坐標系中的坐標，則用於從組合標誌獲取信息的設備可以指定組合標誌，而且可以直接檢測到組合標誌的位置。
另選地，該特定信息可以包括基於已知信息可以通過其指定位置區域的ID。這樣，用於從組合標誌獲取信息的設備可以基於這些ID和已知信息而容易地指定組合標誌，而且可以檢測到組合標誌的位置。
此外，由於可以通過該特定信息指定標誌11，所以即使使用具有相同特徵點的多個標誌11，也不會出現問題。這明顯減少了標誌的類型數。
在組合標誌中，將天線12A固定至相對於標誌11的預定位置處。即，相對於標誌11確定天線12A的位置。因此，可以容易地將信息獲取設備設置到相對於標誌11的預定位置，從而更可靠地讀出與標誌11和非接觸ID標籤12有關的信息。
在此情況下，天線12A位於標誌11的標誌區內。因此，如果將信息獲取設備設置到使該設備的捕獲區包圍標誌11的位置處，則該設備可以可靠地接收到從天線12A發送的信息。
如果將天線12A偏移到天線11的標誌區外，則可以只允許知道天線12A的位置的特定人員讀出標誌11的信息。
此外，通過在標誌11上設置表示天線12A的位置的線13作為可以通過其指定天線12A的相對位置的編碼信息，可以將信息獲取設備設置於其可以根據線13可靠地讀出標誌11的信息的位置處。
此外，僅基於所捕獲到的標誌11的圖像，就可以確定是否可以讀出標誌11的信息。這防止了信息獲取設備在將該設備置於天線12A落在捕獲區外的位置處的情況下，執行不必要的讀出操作。
RFID讀出部23基於具有預定捕獲區21A的圖像輸入部21已捕獲到的圖像執行信息獲取。由此，組合標誌信息獲取設備可以在合適的時間讀出標誌11(包含編碼信息的符號)和非接觸ID標籤12的信息。
即使信息獲取區23A(非接觸ID標籤讀出區)的一部分位於捕獲區21A內，也可以從非接觸ID標籤12獲取信息。在此情況下，如果捕獲區21A完全包圍信息獲取區23A，則可以更可靠地從非接觸ID標籤12獲取信息。
標誌檢測部22對進入捕獲區21A的標誌11進行檢測，使得可以容易地確定RFID讀出部23執行信息獲取操作的時間。
RFID讀出部23對由圖像輸入部21正在捕獲的圖像進行處理，並在估計圖像輸入部21已到達相對於標誌的預定位置和姿態時，開始執行信息獲取操作。因此，可以確定可以可靠地獲取信息的合適定時。在此情況下，通常將所述預定位置和姿態設置為當圖像輸入部21完全面對標誌時具有的位置和姿態。另選地，將所述預定位置和姿態設置為當圖像輸入部21完全面對非接觸ID標籤12的天線12A時具有的位置和姿態。
標誌檢測部22在顯示部29上顯示表示位置和/或方向的指示部，使得容易將圖像輸入部21引導到預定位置和姿態。因此，可以由操作員將圖像輸入部21引導到或導向最優位置，使得在信息獲取設備與標誌之間的相對位置具有更合適的位置關係，在該位置關係下可以期望正確的信息獲取。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1、一種包括光學標誌部(11)的組合標誌(10)，該光學標誌部(11)具有可以光學地區分開的由包含字符的符號或圖案實現的至少三個或更多個特徵點，所述特徵點的三維排布是已知的，該組合標誌的特徵在於包括存儲裝置(12C)，其用於存儲所述光學標誌部的位置信息，通過所述位置信息可以指定所述光學標誌部位於的區域；和發送部(12A、12B)，其用於按非接觸方式發送所述存儲裝置中存儲的所述光學標誌部的所述位置信息，並且所述光學標誌部、存儲裝置以及發送部是一體形成的。
2、根據權利要求1所述的組合標誌，其特徵在於，所述發送部包括天線(12A)和IC晶片(12B)。
3、根據權利要求1或權利要求2所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置存儲有與所述光學標誌部的光學特徵相關聯的信息。
4、根據權利要求3所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述信息包括位置信息，通過所述位置信息可以指定所述光學標誌部的光學特徵的相對位置。
5、根據權利要求1所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述位置信息包括真實世界坐標系中的位置。
6、根據權利要求1所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述位置信息包括一ID，基於已知信息通過所述ID可以指定所述光學標誌部的位置區域。
7、根據權利要求1到6中的任何一項所述的組合標誌，其特徵在於，所述組合標誌所位於的整個區域被劃分成多個分段區域。
8、根據權利要求7所述的組合標誌，其特徵在於，所述多個分段區域中的每一個中都設有多個可光學區分的組合標誌。
9、根據權利要求7所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述位置信息對於各分段區域是彼此不同的。
10、一種包括光學標誌部(11)的組合標誌(10)，該光學標誌部(11)具有可以光學地區分開的由包含字符的符號或圖案實現的至少三個或更多個特徵點，所述特徵點的三維排布是已知的，該組合標誌的特徵在於包括存儲裝置(12C)，其用於存儲所述光學標誌部的特定信息，通過所述特定信息可以在具有包括相同特徵點的光學標誌部的多個組合標誌中指定各組合標誌；和發送部(12A、12B)，其用於按非接觸方式發送所述存儲裝置中存儲的所述光學標誌部的所述特定信息，並且所述光學標誌部、存儲裝置以及發送部是一體形成的。
11、根據權利要求10所述的組合標誌，其特徵在於，所述發送部包括天線(12A)和IC晶片(12B)。
12、根據權利要求10所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述特定信息包括真實世界坐標系中的位置。
13、根據權利要求10所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述特定信息包括一ID，基於已知信息通過所述ID可以指定所述光學標誌部的位置區域。
14、根據權利要求10到13中的任何一項所述的組合標誌，其特徵在於，所述組合標誌所位於的區域包括具有相同光學標誌部的多個組合標誌。
15、一種針對信息獲取設備的組合標誌(10)，所述信息獲取設備包括具有預定捕獲區的攝像機，和獲取由在相對於所述捕獲區的預定位置處設置的非接觸ID標籤(12)保持的信息的非接觸ID信息獲取部，該組合標誌的特徵在於包括光學標誌部(11)，其具有可以光學地區分開的由包含字符的符號或圖案實現的至少三個或更多個特徵點，所述特徵點的三維排布是已知的，並且該光學標誌部相對於捕獲包括所述特徵點的圖像的攝像機的位置和姿態可以基於所述攝像機捕獲到的圖像而指定；和非接觸ID標籤(12)，其包括用於保持與所述光學標誌部或固定有所述光學標誌部的物件相關聯的信息的存儲裝置(12C)，和用於按非接觸方式發送由所述存儲裝置保持的信息的發送部(12A、12B)，並且所述發送部包括天線部(12A)，該天線部(12A)固定至相對於所述光學標誌部的預定位置處。
16、根據權利要求15所述的組合標誌，其特徵在於，所述天線部位於所述光學標誌部的標誌區內。
17、根據權利要求15所述的組合標誌，其特徵在於，所述天線部偏移到所述光學標誌部的標誌區外。
18、根據權利要求15到17中的任何一項所述的組合標誌，其特徵在於，所述光學標誌部包含編碼信息，通過所述編碼信息可以指定所述天線部的相對位置。
19、根據權利要求15到18中的任何一項所述的組合標誌，其特徵在於，所述信息獲取設備可以基於針對所述光學標誌部的捕獲圖像來確定所述設備位於該設備可以讀出信息的位置處。
20、一種組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，該設備包括圖像捕獲裝置(21)，其具有預定捕獲區(21A)，並且用於捕獲具有光學特徵並固定至位於所述捕獲區內的物體(30)的標誌(11)；信息獲取裝置(23)，其用於從位置相對於所述標誌固定並且保持有與所述標誌或固定至所述標誌的物體相關聯的信息的非接觸ID標籤(12)，獲取與所述標誌或物體相關聯的信息；以及信息獲取控制裝置(22)，其用於使得所述信息獲取裝置可以基於由所述圖像捕獲裝置捕獲到的圖像執行信息獲取。
21、根據權利要求20所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，所述信息獲取區(23A)位於所述圖像捕獲裝置的所述捕獲區內。
22、根據權利要求21所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，所述捕獲區包括所述信息獲取區。
23、根據權利要求20到22中的任何一項所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，當所述標誌進入所述圖像捕獲裝置的所述預定捕獲區時，所述信息獲取控制裝置允許所述信息獲取裝置執行信息獲取。
24、根據權利要求20到23中的任何一項所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，當對由所述圖像捕獲裝置捕獲到的圖像進行處理並且估計所述圖像捕獲裝置已到達相對於所述標誌的預定位置和姿態時，所述信息獲取裝置執行信息獲取。
25、根據權利要求24所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，所述預定位置和姿態通常被設置為當所述圖像捕獲裝置完全面對所述標誌時具有的位置和姿態。
26、根據權利要求24所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，所述預定位置和姿態被設置為當所述圖像捕獲裝置完全面對所述非接觸ID標籤的天線(12A)時具有的位置和姿態。
27、根據權利要求24到26中的任何一項所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，該設備還包括顯示裝置(29)，並且所述信息獲取控制裝置在所述顯示裝置上顯示表示所述位置和/或方向的指示部，使得容易將所述圖像捕獲裝置引導到所述預定位置和姿態。
權利要求
1.一種包括光學標誌部(11)的組合標誌(10)，該光學標誌部(11)具有可以光學地區分開的至少三個或更多個特徵點，所述特徵點的三維排布是已知的，該組合標誌的特徵在於包括存儲裝置(12C)，其用於存儲所述光學標誌部的位置信息，通過所述位置信息可以指定所述光學標誌部位於的區域；和發送部(12A、12B)，其用於按非接觸方式發送所述存儲裝置中存儲的所述光學標誌部的所述位置信息，並且所述光學標誌部、存儲裝置以及發送部是一體形成的。
2.根據權利要求1所述的組合標誌，其特徵在於，所述發送部包括天線(12A)和IC晶片(12B)。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置存儲有與所述光學標誌部的光學特徵相關聯的信息。
4.根據權利要求3所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述信息包括位置信息，通過所述位置信息可以指定所述光學標誌部的光學特徵的相對位置。
5.根據權利要求1所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述位置信息包括真實世界坐標系中的位置。
6.根據權利要求1所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述位置信息包括一ID，基於已知信息通過所述ID可以指定所述光學標誌部的位置區域。
7.根據權利要求1到6中的任何一項所述的組合標誌，其特徵在於，所述組合標誌所位於的整個區域被劃分成多個分段區域。
8.根據權利要求7所述的組合標誌，其特徵在於，所述多個分段區域中的每一個中都設有多個可光學區分的組合標誌。
9.根據權利要求7所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述位置信息對於各分段區域是彼此不同的。
10.一種包括光學標誌部(11)的組合標誌(10)，該光學標誌部(11)具有可以光學地區分開的至少三個或更多個特徵點，所述特徵點的三維排布是已知的，該組合標誌的特徵在於包括存儲裝置(12C)，其用於存儲所述光學標誌部的特定信息，通過所述特定信息可以在具有包括相同特徵點的光學標誌部的多個組合標誌中指定各組合標誌；和發送部(12A、12B)，其用於按非接觸方式發送所述存儲裝置中存儲的所述光學標誌部的所述特定信息，並且所述光學標誌部、存儲裝置以及發送部是一體形成的。
11.根據權利要求10所述的組合標誌，其特徵在於，所述發送部包括天線(12A)和IC晶片(12B)。
12.根據權利要求10所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述特定信息包括真實世界坐標系中的位置。
13.根據權利要求10所述的組合標誌，其特徵在於，所述存儲裝置中存儲的所述特定信息包括一ID，基於已知信息通過所述ID可以指定所述光學標誌部的位置區域。
14.根據權利要求10到13中的任何一項所述的組合標誌，其特徵在於，所述組合標誌所位於的區域包括具有相同光學標誌部的多個組合標誌。
15.一種針對信息獲取設備的組合標誌(10)，所述信息獲取設備包括具有預定捕獲區的攝像機，和獲取由在相對於所述捕獲區的預定位置處設置的非接觸ID標籤(12)保持的信息的非接觸ID信息獲取部，該組合標誌的特徵在於包括光學標誌部(11)，其具有可以光學地區分開的至少三個或更多個特徵點，所述特徵點的三維排布是已知的，並且該光學標誌部相對於捕獲包括所述特徵點的圖像的攝像機的位置和姿態可以基於所述攝像機捕獲到的圖像而指定；和非接觸ID標籤(12)，其包括用於保持與所述光學標誌部或固定有所述光學標誌部的物件相關聯的信息的存儲裝置(12C)，和用於按非接觸方式發送由所述存儲裝置保持的信息的發送部(12A、12B)，並且所述發送部包括天線部(12A)，該天線部(12A)固定至相對於所述光學標誌部的預定位置處。
16.根據權利要求15所述的組合標誌，其特徵在於，所述天線部位於所述光學標誌部的標誌區內。
17.根據權利要求15所述的組合標誌，其特徵在於，所述天線部偏移到所述光學標誌部的標誌區外。
18.根據權利要求15到17中的任何一項所述的組合標誌，其特徵在於，所述光學標誌部包含編碼信息，通過所述編碼信息可以指定所述天線部的相對位置。
19.根據權利要求15到18中的任何一項所述的組合標誌，其特徵在於，所述信息獲取設備可以基於針對所述光學標誌部的捕獲圖像來確定所述設備位於該設備可以讀出信息的位置處。
20.一種組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，該設備包括圖像捕獲裝置(21)，其具有預定捕獲(21A)，並且用於捕獲具有光學特徵並固定至位於所述捕獲區內的物體(30)的標誌(11)；信息獲取裝置(23)，其用於從位置相對於所述標誌固定並且保持有與所述標誌或固定至所述標誌的物體相關聯的信息的非接觸ID標籤(12)，獲取與所述標誌或物體相關聯的信息；以及信息獲取控制裝置(22)，其用於使得所述信息獲取裝置可以基於由所述圖像捕獲裝置捕獲到的圖像執行信息獲取。
21.根據權利要求20所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，所述信息獲取區(23A)位於所述圖像捕獲裝置的所述捕獲區內。
22.根據權利要求21所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，所述捕獲區包括所述信息獲取區。
23.根據權利要求20到22中的任何一項所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，當所述標誌進入所述圖像捕獲裝置的所述預定捕獲區時，所述信息獲取控制裝置允許所述信息獲取裝置執行信息獲取。
24.根據權利要求20到23中的任何一項所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，當對由所述圖像捕獲裝置捕獲到的圖像進行處理並且估計所述圖像捕獲裝置已到達相對於所述標誌的預定位置和姿態時，所述信息獲取裝置執行信息獲取。
25.根據權利要求24所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，所述預定位置和姿態通常被設置為當所述圖像捕獲裝置完全面對所述標誌時具有的位置和姿態。
26.根據權利要求24所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，所述預定位置和姿態被設置為當所述圖像捕獲裝置完全面對所述非接觸ID標籤的天線(12A)時具有的位置和姿態。
27.根據權利要求24到26中的任何一項所述的組合標誌信息獲取設備，其特徵在於，該設備還包括顯示裝置(29)，並且所述信息獲取控制裝置在所述顯示裝置上顯示表示所述位置和/或方向的指示部，使得容易將所述圖像捕獲裝置引導到所述預定位置和姿態。
全文摘要
本發明提供了組合標誌和組合標誌信息獲取設備。組合標誌(10)一體設置有標誌(11)，其具有至少三個可光學區分的特徵點，這些特徵點的三維排布是已知的；存儲裝置(12C)，其用於存儲標誌(11)的排布信息，該排布信息能夠指定標誌(11)可以設於其中的區域；以及天線(12A)和IC晶片(12B)，其非接觸地發送標誌(11)的存儲在存儲部(12C)中的排布信息。
文檔編號G06K19/08GK1922615SQ200580005198
公開日2007年2月28日 申請日期2005年10月19日 優先權日2004年12月17日
發明者齊藤明人, 白井虔 申請人:奧林巴斯株式會社