特許法第３０条第２項適用申請有り １．開催日：令和３年９月１６日 ２．電子情報通信学会ソサイエティ大会２０２１（通信講演） ３．予稿発行：令和３年８月３１日 〔刊行物等〕 １．開催日：令和３年１１月１２日 ２．ＡＸＩＥＳ高品質・セキュリティＩＣＴワークショップ２０２１ ３．予稿発行：なし 〔刊行物等〕 １．開催日：令和３年１１月２６日 ２．電子情報通信学会ネットワークシステム研究会２０２１ ３．予稿発行：令和３年１１月１８日There is an application for the application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act. Date: September 16, 2021 2. IEICE Society Conference 2021 (correspondence lecture) 3. Proceedings published: August 31, 2021 [Publications, etc.] 1. Date: November 12, 2021 2. AXIES High Quality/Security ICT Workshop 2021 3. Proceedings issued: None [Publications] 1. Date: November 26, 2021 2. IEICE Network System Study Group 2021 3. Proceedings published: November 18, 2021
本開示は、位置推定装置、位置推定システムおよび移動ノードに関する。 The present disclosure relates to position estimation devices, position estimation systems and mobile nodes.
ＧＰＳの電波が届きにくい屋内における位置推定の方法として、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）等の無線通信技術を利用する方法が各種提案されている。 Various methods using wireless communication technologies such as Wi-Fi, Bluetooth, and BLE (Bluetooth Low Energy) have been proposed as methods for estimating positions indoors where GPS radio waves are difficult to reach.
非特許文献１には、屋内に無線信号を送信する複数の信号源（ビーコン）を設置し、無線信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）に基づいて各信号源からの距離を推定し、推定された距離を用いて位置推定を行う方法が記載されている。 In Non-Patent Document 1, a plurality of signal sources (beacons) that transmit wireless signals indoors are installed, and the distance from each signal source is estimated based on the received signal strength indicator (RSSI) of the wireless signal. A method for estimating position using the estimated distance is described.
しかしながら、ＲＳＳＩと信号源からの距離との関係は、電波伝播環境に依存して変化する。そのため、現実には、ＲＳＳＩに基づいて信号源からの距離を正確に推定することは困難であり、不正確な距離を用いて推定される位置も同様に不正確となる。また、ＲＳＳＩに基づいて推定される距離の誤差は、信号源からの距離に比例して増大する。そのため、位置推定の精度を向上させるためには、多数の信号源を密に設置しなければならず高コストとなる。 However, the relationship between RSSI and distance from the signal source changes depending on the radio wave propagation environment. Therefore, in reality, it is difficult to accurately estimate the distance from the signal source based on the RSSI, and the position estimated using the inaccurate distance is similarly inaccurate. Also, the error of the distance estimated based on RSSI increases in proportion to the distance from the signal source. Therefore, in order to improve the accuracy of position estimation, many signal sources must be installed closely, resulting in high cost.
また、非特許文献１には、屋内の領域を複数区画に分割し、区画ごとにＲＳＳＩを事前計測しておき、事前計測されたＲＳＳＩの中から現在のＲＳＳＩに最も近いものを選択することによって位置推定を行う方法（フィンガープリント法）が記載されている。しかしながら、フィンガープリント法においても、位置推定の精度を向上させるためには、多数の信号源を設置しなければならず同様に高コストとなる。 Further, in Non-Patent Document 1, an indoor area is divided into a plurality of sections, the RSSI is pre-measured for each section, and the RSSI closest to the current RSSI is selected from the pre-measured RSSI. A method for position estimation (fingerprint method) is described. However, even in the fingerprint method, in order to improve the accuracy of position estimation, a large number of signal sources must be installed, resulting in high cost as well.
本開示は、上記のような課題を解決するためのものであり、位置推定を高精度に行う位置推定装置、位置推定システムおよび移動ノードを提供することを目的とする。 The present disclosure is intended to solve the problems described above, and aims to provide a position estimation device, a position estimation system, and a mobile node that perform position estimation with high accuracy.
上記の課題を解決するために、本開示に係る位置推定装置は、移動ノードの位置を推定する位置推定装置であって、移動ノードおよび固定ノードの各ノードは、当該ノードに割り当てられた識別子を無線信号に含めてブロードキャストし、位置推定装置は、移動ノードおよび固定ノードの各ノードから、当該ノードによって所定の閾値以上の受信信号強度で受信される無線信号に含まれる他のノードの識別子を含む、近接情報を受信する受信部と、近接情報に基づいて、各ノード間の近接関係を特定する近接関係特定部と、各ノード間の近接関係および固定ノードの位置に基づいて、移動ノードの位置を推定する位置推定部とを備える。 In order to solve the above problems, a position estimation device according to the present disclosure is a position estimation device for estimating the position of a mobile node, wherein each node of a mobile node and a fixed node uses an identifier assigned to the node as Broadcast in radio signals, the position estimator includes identifiers of other nodes contained in radio signals received from each node, mobile and fixed, by that node at a received signal strength greater than or equal to a predetermined threshold. a receiving unit for receiving proximity information; a proximity relation identifying unit for identifying proximity relations between nodes based on the proximity information; and a position estimator for estimating
また、本開示に係る位置推定システムは、無線信号を送受信可能な移動ノードと、無線信号を送受信可能な固定ノードと、位置推定装置とを備え、移動ノードおよび固定ノードの各ノードは、当該ノードに割り当てられた識別子を含む無線信号をブロードキャストするブロードキャスト部と、他のノードによってブロードキャストされた無線信号を受信する第１の受信部と、第１の受信部によって受信された無線信号のうち、所定の閾値以上の受信信号強度で受信される無線信号に含まれる他のノードの識別子を含む、近接情報を作成する作成部と、近接情報を位置推定装置に送信する送信部とを含み、位置推定装置は、移動ノードおよび固定ノードから近接情報を受信する第２の受信部と、近接情報に基づいて、各ノード間の近接関係を特定する近接関係特定部と、各ノード間の近接関係および固定ノードの位置に基づいて、移動ノードの位置を推定する位置推定部とを含む。 Further, a position estimation system according to the present disclosure includes a mobile node capable of transmitting and receiving radio signals, a fixed node capable of transmitting and receiving radio signals, and a position estimating device. a broadcast unit that broadcasts a radio signal including an identifier assigned to a node; a first receiver that receives a radio signal that is broadcast by another node; a generating unit for generating proximity information including identifiers of other nodes included in radio signals received at a received signal strength equal to or greater than a threshold of the position estimation device, and a transmitting unit for transmitting the proximity information to the position estimation device, The device comprises: a second receiving unit for receiving proximity information from mobile nodes and fixed nodes; a proximity relation identifying unit for identifying proximity relations between nodes based on the proximity information; a position estimator for estimating the position of the mobile node based on the position of the node.
また、本開示に係る移動ノードは、無線信号を送受信可能な移動ノードであって、移動ノードに割り当てられた識別子を含む無線信号をブロードキャストするブロードキャスト部と、他のノードによってブロードキャストされた無線信号を受信する第１の受信部と、第１の受信部によって受信された無線信号のうち、所定の閾値以上の受信信号強度で受信される無線信号に含まれる他のノードの識別子を含む、近接情報を作成する作成部と、近接情報を他のノードに送信する送信部と、他のノードから近接情報を受信する第２の受信部と、近接情報に基づいて、各ノード間の近接関係を特定する近接関係特定部と、各ノード間の近接関係および固定ノードの位置に基づいて、移動ノードの位置を推定する位置推定部とを備える。 Further, a mobile node according to the present disclosure is a mobile node capable of transmitting and receiving radio signals, and includes a broadcast unit that broadcasts a radio signal including an identifier assigned to the mobile node, and a radio signal that is broadcast by another node. Proximity information including an identifier of another node included in a radio signal received by a first receiving unit and a radio signal received by the first receiving unit with a received signal strength equal to or higher than a predetermined threshold a transmitting unit for transmitting proximity information to other nodes; a second receiving unit for receiving proximity information from other nodes; and identifying proximity relationships between nodes based on the proximity information. and a location estimating unit for estimating the location of the mobile node based on the location of the fixed node and the location of the fixed node.
また、本開示に係る別の移動ノードは、無線信号を送受信可能な移動ノードであって、固定ノードから移動ノードまでのホップ数および固定ノードの位置を格納する記憶部と、記憶部に格納されている固定ノードから移動ノードまでのホップ数および固定ノードの位置をブロードキャストするブロードキャスト部と、他のノードによってブロードキャストされた無線信号を受信する受信部と、受信部によって受信された無線信号のうち、所定の閾値以上の受信信号強度で受信される無線信号に含まれる、固定ノードから他のノードまでのホップ数および固定ノードの位置のいずれかまたは両方に基づいて、固定ノードから移動ノードまでのホップ数および固定ノードの位置を記憶部に追加する追加部と、記憶部に格納されている固定ノードから移動ノードまでのホップ数および固定ノードの位置に基づいて、移動ノードの位置を推定する位置推定部とを備える。 Another mobile node according to the present disclosure is a mobile node capable of transmitting and receiving radio signals, and includes a storage unit that stores the number of hops from a fixed node to the mobile node and the location of the fixed node, and a broadcasting unit for broadcasting the number of hops from a fixed node to a mobile node and the position of the fixed node; a receiving unit for receiving radio signals broadcast by other nodes; A hop from a fixed node to a mobile node based on the number of hops from the fixed node to the other node and/or the location of the fixed node in radio signals received with a received signal strength greater than or equal to a predetermined threshold. and a position estimation unit for estimating the position of the mobile node based on the number of hops from the fixed node to the mobile node and the position of the fixed node stored in the storage unit. and a part.
以下では、図面を参照しながら、本開示の実施の形態について説明する。図面において同一又は対応する要素には同じ参照符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１に係る位置推定システム１００の構成を示す図である。図１には、屋内の監視領域Ｓが示されている。監視領域Ｓを有する施設の具体例としては、製造業の施設（製造現場、倉庫、オフィス等）、病院、大規模商業施設、および公共施設（駅、空港、市庁舎等）などが挙げられる。(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a position estimation system 100 according to Embodiment 1 of the present disclosure. FIG. 1 shows an indoor surveillance area S. Specific examples of facilities having a monitoring area S include manufacturing facilities (manufacturing sites, warehouses, offices, etc.), hospitals, large-scale commercial facilities, and public facilities (stations, airports, city halls, etc.).
監視領域Ｓには、無線信号を送受信可能な無線通信装置である３つの固定ノード（アンカーノード）Ａ～Ｃが設置されている。アンカーノードＡ～Ｃの２次元平面上の各位置（Ｘ座標とＹ座標）は既知である。アンカーノードＡ～Ｃの設置方法は、特に限定されるものではないが、監視領域Ｓの床面上に設置されてもよいし、壁面または天井面に取り付けられてもよい。アンカーノードＡ～Ｃには、各アンカーノードを一意に識別可能な固有の識別子ＩＤ＿Ａ～ＩＤ＿Ｃがそれぞれ割り当てられている。なお、アンカーノードの数は３つに限定されるものではなく、３つ以上であればよい。アンカーノードの数が３つ以上である理由は、後述する多辺測量の手法を用いる際に、位置が既知の信号源が３つ以上必要であるためである。 In the monitoring area S, three fixed nodes (anchor nodes) A to C, which are wireless communication devices capable of transmitting and receiving wireless signals, are installed. Each position (X coordinate and Y coordinate) of the anchor nodes A to C on the two-dimensional plane is known. The method of installing the anchor nodes A to C is not particularly limited, but they may be installed on the floor surface of the monitoring area S, or may be attached to the wall surface or ceiling surface. Anchor nodes A to C are assigned unique identifiers ID_A to ID_C that can uniquely identify each anchor node. Note that the number of anchor nodes is not limited to three, and may be three or more. The reason why the number of anchor nodes is three or more is that three or more signal sources whose positions are known are required when using the multilateration method described later.
アンカーノードＡ～Ｃは、専用の無線通信機器またはＩｏＴ（Internet of Things）機器等であってもよい。また、アンカーノードＡ～Ｃの無線通信方式は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＢＬＥ、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）、ＺｉｇＢｅｅ、またはＵＷＢ（Ultra Wide Band）等であってもよい。 Anchor nodes A to C may be dedicated wireless communication devices, IoT (Internet of Things) devices, or the like. Also, the wireless communication method of the anchor nodes A to C is not particularly limited, but may be, for example, Wi-Fi, Bluetooth, BLE, RFID (Radio Frequency Identifier), ZigBee, UWB (Ultra Wide Band), or the like. There may be.
また、監視領域Ｓには、無線信号を送受信可能な無線通信装置である移動ノード１～６を携帯する６人の人間が存在している。移動ノード１～６の２次元平面上の各位置（Ｘ座標とＹ座標）は、移動ノード１～６を携帯する各人が監視領域Ｓ内を動き回るとそれに伴って変化する。移動ノード１～６には、各移動ノードを一意に識別可能な固有の識別子ＩＤ＿１～ＩＤ＿６がそれぞれ割り当てられている。なお、移動ノードの数は６つに限定されるものではなく、１つ以上であればよい。 Also, in the monitoring area S, there are six people carrying mobile nodes 1 to 6, which are wireless communication devices capable of transmitting and receiving wireless signals. Each position (X coordinate and Y coordinate) of the mobile nodes 1 to 6 on the two-dimensional plane changes as each person carrying the mobile nodes 1 to 6 moves around the monitoring area S. Mobile nodes 1 to 6 are assigned unique identifiers ID_1 to ID_6 that can uniquely identify each mobile node. Note that the number of mobile nodes is not limited to six, and may be one or more.
移動ノード１～６は、専用のウェアラブル端末またはＩｏＴ機器等であってもよいし、携帯電話、スマートフォン、タブレット、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、またはパーソナルコンピュータ等の無線通信機能を有する携帯可能なデバイスであってもよい。また、移動ノード１～６の無線通信方式は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＢＬＥ、ＺｉｇＢｅｅ、またはＵＷＢ等であってもよい。 The mobile nodes 1 to 6 may be dedicated wearable terminals, IoT devices, or the like, or portable devices having wireless communication functions such as mobile phones, smart phones, tablets, PDAs (Personal Digital Assistants), or personal computers. may be Also, the wireless communication system of the mobile nodes 1 to 6 is not particularly limited, but may be Wi-Fi, Bluetooth, BLE, ZigBee, UWB, or the like.
移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃは、自ノードの識別子を含む無線信号を所定の送信電力で周囲に常時ブロードキャストしている。また、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃは、他ノードによってブロードキャストされた無線信号のうち、自ノードによって所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信される無線信号に含まれる識別子を取得する。 Mobile nodes 1 to 6 and anchor nodes A to C constantly broadcast radio signals containing their own node identifiers to their surroundings with a predetermined transmission power. Also, the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C acquire identifiers included in radio signals received by the own node with an RSSI greater than or equal to a predetermined threshold among radio signals broadcast by other nodes.
移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃは、自ノードによって所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信される無線信号に含まれる他ノードの識別子を含む「近接情報」を、所定の第１の周期で位置推定サーバ２０に送信する。なお、近接情報に含まれる他ノードの識別子として、自ノードによって所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信される識別子のみが含まれるということは、自ノードの比較的近傍に存在する他ノードの識別子のみが含まれるということを意味している。 Mobile nodes 1 to 6 and anchor nodes A to C transmit "proximity information" including identifiers of other nodes included in radio signals received by the mobile nodes with an RSSI equal to or greater than a predetermined threshold at a predetermined first period. Send to the location estimation server 20 . It should be noted that the fact that only identifiers received by the own node with an RSSI equal to or greater than a predetermined threshold are included as the identifiers of other nodes included in the proximity information means that only the identifiers of other nodes existing relatively close to the own node are included. It means included.
図２は、移動ノード１によって送信される近接情報の一例を示す図である。近接情報の１番目の識別子は、自ノードの識別子である。したがって、図２の例では、移動ノード１の識別子であるＩＤ＿１が格納されている。ただし、位置推定サーバ２０が近接情報の送信元ノードを他の手段、例えば無線信号に含まれるヘッダ情報等を参照することによって特定可能である場合には、自ノードの識別子は省略されてもよい。近接情報の２番目以降の識別子は、自ノードによって所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信される他ノードの識別子、すなわち自ノードの比較的近傍に存在する他ノードの識別子である。図２の例では、移動ノード３の識別子であるＩＤ＿３と、移動ノード５の識別子であるＩＤ＿５と、アンカーノードＣの識別子であるＩＤ＿Ｃとが格納されている。 FIG. 2 is a diagram showing an example of proximity information transmitted by the mobile node 1. As shown in FIG. The first identifier in proximity information is the identifier of the own node. Therefore, in the example of FIG. 2, ID_1, which is the identifier of mobile node 1, is stored. However, if the location estimation server 20 can identify the source node of the proximity information by other means, for example, referring to the header information included in the radio signal, the identifier of the own node may be omitted. . The second and subsequent identifiers in the proximity information are the identifiers of other nodes received by the own node with an RSSI equal to or greater than a predetermined threshold, that is, the identifiers of other nodes existing relatively close to the own node. In the example of FIG. 2, ID_3 as the identifier of the mobile node 3, ID_5 as the identifier of the mobile node 5, and ID_C as the identifier of the anchor node C are stored.
位置推定サーバ２０は、監視領域Ｓの近くに設置されており、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃから所定の第１の周期で送信される近接情報を受信する。位置推定サーバ２０は、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃから近接情報が受信されると、当該近接情報および位置が既知であるアンカーノードＡ～Ｃの各位置に基づいて、移動ノード１～６の２次元平面上の各位置を推定する。なお、位置推定サーバ２０の設置場所は監視領域Ｓの近くではなく、監視領域Ｓ内であってもよい。 The location estimation server 20 is installed near the monitoring area S and receives proximity information transmitted from the mobile nodes 1-6 and the anchor nodes A-C at a predetermined first cycle. When the proximity information is received from the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C, the position estimation server 20 determines the location of the mobile node 1 based on the proximity information and the positions of the anchor nodes A to C whose positions are known. Estimate each position on a 2D plane of ∼6. Note that the position estimation server 20 may be installed in the monitoring area S instead of near the monitoring area S. FIG.
図３は、移動ノード１の機能的な構成を示すブロック図である。なお、移動ノード２～６およびアンカーノードＡ～Ｃの機能的な構成も同様である。移動ノード１は、ブロードキャスト部１１と、受信部１２と、作成部１３と、送信部１４と、無線通信インターフェース１５とを備えている。ただし、図３に示される構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。 FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the mobile node 1. As shown in FIG. The functional configurations of mobile nodes 2-6 and anchor nodes A-C are the same. Mobile node 1 comprises broadcast unit 11 , receiver 12 , generator 13 , transmitter 14 and wireless communication interface 15 . However, the configuration shown in FIG. 3 is a functional configuration, and the hardware configuration may differ from this.
ブロードキャスト部１１は、自ノードの識別子であるＩＤ＿１を含む無線信号を、無線通信インターフェース１５を介して所定の送信電力で周囲にブロードキャストする。受信部１２は、他ノードによってブロードキャストされた無線信号を、無線通信インターフェース１５を介して受信する。作成部１３は、受信部１２によって受信された無線信号のうち、所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信される無線信号に含まれる他ノードの識別子を取得し、当該他ノードの識別子を含む近接情報を作成する。送信部１４は、作成部１３によって作成された近接情報を、無線通信インターフェース１５を介して位置推定サーバ２０に送信する。なお、アンカーノードＡ～Ｃについては、図示しない有線通信インターフェースをさらに備え、作成部１３によって作成された近接情報を有線通信によって位置推定サーバ２０に送信してもよい。 Broadcast unit 11 broadcasts a radio signal including ID_1, which is the identifier of its own node, to the surroundings via radio communication interface 15 with a predetermined transmission power. The receiving unit 12 receives wireless signals broadcast by other nodes via the wireless communication interface 15 . The creating unit 13 acquires the identifier of the other node included in the wireless signal received by the receiving unit 12 with an RSSI equal to or greater than a predetermined threshold, and generates proximity information including the identifier of the other node. create. The transmitting unit 14 transmits the proximity information created by the creating unit 13 to the position estimation server 20 via the wireless communication interface 15 . Note that the anchor nodes A to C may further include a wired communication interface (not shown) to transmit the proximity information created by the creation unit 13 to the position estimation server 20 by wired communication.
図４は、位置推定サーバ２０の機能的な構成を示すブロック図である。位置推定サーバ２０は、無線通信インターフェース２１と、受信部２２と、近接関係特定部２３と、位置推定部２４と、表示部２５とを備えている。ただし、図４に示される構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、位置推定サーバ２０の各機能は、物理的に分離された複数の構成に分散して実装されてもよい。 FIG. 4 is a block diagram showing the functional configuration of the position estimation server 20. As shown in FIG. The location estimation server 20 includes a wireless communication interface 21 , a reception unit 22 , a proximity relationship identification unit 23 , a location estimation unit 24 and a display unit 25 . However, the configuration shown in FIG. 4 is a functional configuration, and the hardware configuration may differ from this. Also, each function of the location estimation server 20 may be distributed and implemented in a plurality of physically separated configurations.
受信部２２は、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃから、無線通信インターフェース２１を介して、近接情報を受信する。上述したように、近接情報には、自ノードによって所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信される無線信号に含まれる他ノードの識別子が含まれている。なお、アンカーノードＡ～Ｃが有線通信インターフェースを備える場合には、位置推定サーバ２０も図示しない有線通信インターフェースを備え、アンカーノードＡ～Ｃから近接情報を有線通信によって受信してもよい。 The receiving unit 22 receives proximity information from the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C via the radio communication interface 21 . As described above, the proximity information includes identifiers of other nodes included in radio signals received by the own node with RSSI equal to or greater than a predetermined threshold. If the anchor nodes A to C have wired communication interfaces, the location estimation server 20 may also have wired communication interfaces (not shown) to receive the proximity information from the anchor nodes A to C via wired communication.
近接関係特定部２３は、近接情報に基づいて、各ノード間の近接関係を表現する無向グラフを作成する。位置推定部２４は、各ノード間の近接関係を表現する無向グラフおよび位置が既知であるアンカーノードＡ～Ｃの各位置に基づいて、移動ノード１～６の各位置を推定する。 Based on the proximity information, the proximity relation specifying unit 23 creates an undirected graph that expresses the proximity relations between the nodes. The position estimator 24 estimates the positions of the mobile nodes 1 to 6 based on the undirected graph representing the proximity relationship between the nodes and the positions of the anchor nodes A to C whose positions are known.
位置推定部２４は、ホップ数算出部２４ａと、距離推定部２４ｂと、位置記憶部２４ｃと、個別位置推定部２４ｄと、協調位置推定部２４ｅとを含んでいる。ホップ数算出部２４ａは、各ノード間の近接関係を表現する無向グラフに基づいて、各ノード間のホップ数を算出する。距離推定部２４ｂは、各ノード間のホップ数および位置が既知であるアンカーノードＡ～Ｃの各位置に基づいて、各ノード間の実際の距離を推定する。本実施の形態１では、距離推定部２４ｂによって推定された距離を「推定距離」と称することにする。位置記憶部２４ｃは、アンカーノードＡ～Ｃの各位置を予め記憶している。個別位置推定部２４ｄは、移動ノード１～６の各位置を、当該移動ノードとアンカーノードＡ～Ｃとの間の推定距離に基づいて、多辺測量の手法によって個別に推定する。協調位置推定部２４ｅは、移動ノード１～６の各位置を変数として含む最適化問題を、個別位置推定部２４ｄによって推定された移動ノード１～６の各位置を初期推定位置として用いて解くことによって、移動ノード１～６の各位置を同時に推定する。表示部２５は、例えば液晶ディスプレイパネルによって構成されており、協調位置推定部２４ｅによって推定された移動ノード１～６の各位置を表示する。 The location estimator 24 includes a hop count calculator 24a, a distance estimator 24b, a location storage 24c, an individual location estimator 24d, and a cooperative location estimator 24e. The hop count calculation unit 24a calculates the hop count between each node based on an undirected graph that expresses the proximity relationship between each node. The distance estimator 24b estimates the actual distance between each node based on each position of the anchor nodes A to C whose hop count and position between each node are known. In Embodiment 1, the distance estimated by the distance estimation unit 24b will be referred to as "estimated distance". The position storage unit 24c stores the positions of the anchor nodes A to C in advance. The individual position estimating unit 24d individually estimates the positions of the mobile nodes 1-6 based on the estimated distances between the mobile node and the anchor nodes A-C using a multilateration method. The cooperative position estimating unit 24e solves an optimization problem including the positions of the mobile nodes 1 to 6 as variables, using the positions of the mobile nodes 1 to 6 estimated by the individual position estimating unit 24d as initial estimated positions. Simultaneously estimate the positions of mobile nodes 1 to 6 by . The display unit 25 is composed of, for example, a liquid crystal display panel, and displays the positions of the mobile nodes 1 to 6 estimated by the cooperative position estimation unit 24e.
次に、本実施の形態１に係る位置推定システム１００における、移動ノード１～６の各位置を推定する処理について説明する。移動ノード１～６の各位置を推定する処理は、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃによって実行される処理と、これに対応して位置推定サーバ２０によって実行される処理とに分かれている。 Next, processing for estimating the positions of mobile nodes 1 to 6 in position estimation system 100 according to the first embodiment will be described. The process of estimating the position of each mobile node 1-6 is divided into the process executed by the mobile nodes 1-6 and the anchor nodes A-C and the corresponding process executed by the position estimation server 20. there is
図５は、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃによって実行される処理の詳細を説明するフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart detailing the processing performed by mobile nodes 1-6 and anchor nodes AC.
ステップＳ１０１において、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃの各ブロードキャスト部１１は、無線通信インターフェース１５を介して、自ノードの識別子を含む無線信号のブロードキャストを開始する。この際の送信電力は、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃですべて等しく、例えば２．５ｍＷである。 In step S101, the broadcasting units 11 of the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C start broadcasting radio signals including their own node identifiers via the radio communication interface 15. FIG. At this time, the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C all have the same transmission power, eg, 2.5 mW.
ステップＳ１０２において、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃの各受信部１２は、無線通信インターフェース１５を介して、所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信される無線信号をすべて受信し、各受信信号に含まれる他ノードの識別子を取得する。ここで、所定の閾値は、例えば－５０ｄＢｍである。ただし、この所定の閾値は、監視領域Ｓ内の移動ノードの数または密度等に応じて適宜調整してもよい。例えば、監視領域Ｓ内の移動ノードの数が多く、移動ノード同士の距離が短い場合には、所定の閾値を－５０ｄＢｍよりも高く設定してもよい。反対に、監視領域Ｓ内の移動ノードの数が少なく、移動ノード同士の距離が長い場合には、所定の閾値を－５０ｄＢｍよりも低く設定してもよい。また、ＲＳＳＩが細かく変動するような場合に対処するために、所定の期間、例えば１００ｍ秒間に一度でも所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信された無線信号に含まれる他ノードの識別子をすべて取得するようにしてもよい。 In step S102, the receiving units 12 of the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C receive all radio signals received with RSSI equal to or greater than a predetermined threshold via the radio communication interface 15, and Get identifiers of other nodes included in . Here, the predetermined threshold is -50 dBm, for example. However, this predetermined threshold value may be appropriately adjusted according to the number or density of mobile nodes in the monitoring area S or the like. For example, when the number of mobile nodes in the monitoring area S is large and the distance between the mobile nodes is short, the predetermined threshold may be set higher than -50 dBm. Conversely, when the number of mobile nodes in the monitoring area S is small and the distance between mobile nodes is long, the predetermined threshold may be set lower than -50 dBm. In addition, in order to deal with the case where the RSSI fluctuates finely, all identifiers of other nodes included in radio signals received with an RSSI equal to or greater than a predetermined threshold value are acquired even once in a predetermined period of time, for example, 100 ms. can be
例えば、移動ノード１の受信部１２は、移動ノード３がブロードキャストする無線信号と、移動ノード５がブロードキャストする無線信号と、アンカーノードＣがブロードキャストする無線信号とを、所定の時間の間に少なくとも一度は所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信可能であるとする。このことは、移動ノード１の近傍（例えば、半径４ｍ程度の範囲内）に、移動ノード３と、移動ノード５と、固定ノードＣとが存在することを意味している。このとき、移動ノード１は、移動ノード３の識別子であるＩＤ＿３と、移動ノード５の識別子であるＩＤ＿５と、アンカーノードＣの識別子であるＩＤ＿Ｃとを取得する。移動ノード２～６およびアンカーノードＡ～Ｃについても同様である。 For example, the receiving unit 12 of the mobile node 1 receives the radio signal broadcast by the mobile node 3, the radio signal broadcast by the mobile node 5, and the radio signal broadcast by the anchor node C at least once during a predetermined period of time. is receivable with an RSSI greater than or equal to a predetermined threshold. This means that mobile node 3, mobile node 5, and fixed node C are present in the vicinity of mobile node 1 (for example, within a radius of about 4 m). At this time, the mobile node 1 acquires ID_3, which is the identifier of the mobile node 3, ID_5, which is the identifier of the mobile node 5, and ID_C, which is the identifier of the anchor node C. FIG. The same is true for mobile nodes 2-6 and anchor nodes A-C.
ステップＳ１０３において、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃの各作成部１３は、上記のステップＳ１０２で取得された他ノードの識別子に基づいて、近接情報を作成する。先述したように、近接情報には、自ノードの識別子（省略可）と、自ノードの近傍に存在する他ノードの識別子とが含まれている。図６は、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃの各作成部１３が作成する各近接情報の一覧の一例を示す図である。 At step S103, the creating units 13 of the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C create proximity information based on the identifiers of the other nodes acquired at step S102. As described above, the proximity information includes the identifier of the own node (which can be omitted) and the identifiers of other nodes existing in the vicinity of the own node. FIG. 6 is a diagram showing an example of a list of proximity information items created by the creating units 13 of the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C. As shown in FIG.
ステップＳ１０４において、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃの各送信部１４は、無線通信インターフェース１５を介して、上記のステップＳ１０３で作成された近接情報を位置推定サーバ２０に送信する。詳細には、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃの各送信部１４は、無線通信インターフェース１５を介して、近接情報を位置推定サーバ２０に送信する。なお、アンカーノードＡ～Ｃと位置推定サーバ２０との間で有線通信が可能である場合には、アンカーノードＡ～Ｃの送信部１４は、近接情報を有線通信によって位置推定サーバ２０に送信してもよい。 At step S 104 , the transmitters 14 of the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C transmit the proximity information created at step S 103 to the location estimation server 20 via the wireless communication interface 15 . Specifically, the transmitters 14 of the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C transmit proximity information to the location estimation server 20 via the wireless communication interface 15 . Note that when wire communication is possible between the anchor nodes A to C and the position estimation server 20, the transmitters 14 of the anchor nodes A to C transmit the proximity information to the position estimation server 20 by wire communication. may
ステップＳ１０５において、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃは、所定の時間、例えば１００ｍ秒待機する。この待機時間は、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃが近接情報を位置推定サーバ２０に送信する、先述した所定の第１の周期に対応する。所定の待機時間が満了すると、図５のフローチャートの処理は、ステップＳ１０２に戻る。 At step S105, mobile nodes 1-6 and anchor nodes A-C wait for a predetermined time, eg, 100 ms. This waiting time corresponds to the previously mentioned predetermined first period in which the mobile nodes 1-6 and the anchor nodes A-C send their proximity information to the location estimation server 20 . When the predetermined standby time expires, the process of the flowchart of FIG. 5 returns to step S102.
以上の処理が実行されることによって、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃは、自ノードの近傍に存在する他ノードの識別子を含む近接情報を、所定の第１の周期で位置推定サーバ２０に繰り返し送信することができる。 By executing the above processing, the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C transmit the proximity information including the identifiers of other nodes existing in the vicinity of the own node to the position estimation server at a predetermined first period. 20 can be sent repeatedly.
図７は、図６の移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃによって実行される処理に対応して、位置推定サーバ２０によって実行される処理の詳細を説明するフローチャートである。 FIG. 7 is a flow chart illustrating the details of the processing performed by location estimation server 20 corresponding to the processing performed by mobile nodes 1-6 and anchor nodes A-C of FIG.
ステップＳ２０１において、位置推定サーバ２０の受信部２２は、無線通信インターフェース２１を介して、図５のステップＳ１０４で移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃによって送信された近接情報を所定の期間、例えば１秒間にわたって受信する。すなわち、位置推定サーバ２０の受信部２２は、図６に示される各ノードの近接情報をすべて受信する。ただし、同一の近接情報が重複して受信された場合には、最初に受信された近接情報のみを残し、後に受信された近接情報は破棄する。なお、アンカーノードＡ～Ｃと位置推定サーバ２０との間で有線通信が可能である場合には、位置推定サーバ２０の受信部２２は、アンカーノードＡ～Ｃから近接情報を有線通信によって受信してもよい。 In step S201, the receiving unit 22 of the location estimation server 20 receives the proximity information transmitted by the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C in step S104 of FIG. For example, receive for one second. That is, the receiving unit 22 of the location estimation server 20 receives all proximity information of each node shown in FIG. However, when the same proximity information is received redundantly, only the proximity information received first is left, and the proximity information received later is discarded. Note that when wire communication is possible between the anchor nodes A to C and the position estimation server 20, the receiving unit 22 of the position estimation server 20 receives the proximity information from the anchor nodes A to C by wire communication. may
ステップＳ２０２において、位置推定サーバ２０の近接関係特定部２３は、上記のステップＳ２０１で受信された移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃの近接情報に基づいて、各ノードの近接関係を表現する図８Ａに示されるような無向グラフを作成する。 In step S202, the proximity relationship specifying unit 23 of the location estimation server 20 expresses the proximity relationship of each node based on the proximity information of the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C received in step S201. Create an undirected graph as shown in FIG. 8A.
詳細には、本実施の形態１では、互いに相手のノードの識別子を所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信可能なノードのペアを「近接ノードのペア」と定義する。例えば、移動ノード１が移動ノード３の識別子を所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信可能であり、かつ移動ノード３が移動ノード１の識別子を所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信可能であるとき、移動ノード１と移動ノード３とは「近接ノードのペア」となる。そして、これら近接ノードのペアを連結していくことにより、図８Ａに示されるような無向グラフが作成される。図８Ｂは、図８Ａの無向グラフの行列表現である。周知のように、頂点の数が有限の無向グラフを表現する行列は対称行列であり、その対角要素はすべて０である。 Specifically, in the first embodiment, a pair of nodes that can receive the identifiers of each other's nodes with an RSSI equal to or greater than a predetermined threshold is defined as a "pair of neighboring nodes". For example, when the mobile node 1 can receive the identifier of the mobile node 3 with an RSSI greater than or equal to a predetermined threshold and the mobile node 3 can receive the identifier of the mobile node 1 with an RSSI greater than or equal to the predetermined threshold, the mobile node 1 and mobile node 3 form a "neighboring node pair". An undirected graph as shown in FIG. 8A is created by connecting pairs of these neighboring nodes. FIG. 8B is a matrix representation of the undirected graph of FIG. 8A. As is well known, a matrix representing an undirected graph with a finite number of vertices is a symmetric matrix whose diagonal elements are all zeros.
なお、移動ノードが送信する近接情報に矛盾がある場合、例えば、移動ノード１が送信する近接情報には移動ノード３の識別子が含まれるが、移動ノード３が送信する近接情報には移動ノード１の識別子が含まれないような場合には、移動ノード１と移動ノード３とは、上記の「近接ノードのペア」の定義を満たさない。このような場合には、図８Ａの移動ノード１と移動ノード３との間の辺は存在しなくなり、図８Ｂの行列の（１，３）の要素と（３，１）の要素はともに０になる。あるいは、例えば、移動ノード３から受信された近接情報に移動ノード１の識別子を追加することにより、移動ノード１と移動ノード３とが「近接ノードのペア」の定義を満たすように補正してもよい。このように補正すれば、図８Ａの移動ノード１と移動ノード３との間の辺が存在するようになり、図８Ｂの行列の（１，３）の要素と（３，１）の要素はともに１になる。 If there is a contradiction in the proximity information transmitted by the mobile node, for example, the proximity information transmitted by the mobile node 1 includes the identifier of the mobile node 3, but the proximity information transmitted by the mobile node 3 contains the identifier of the mobile node 1. identifier is not included, mobile node 1 and mobile node 3 do not satisfy the above definition of "a pair of neighboring nodes". In such a case, the edge between mobile node 1 and mobile node 3 in FIG. 8A does not exist, and the elements (1, 3) and (3, 1) of the matrix in FIG. become. Alternatively, for example, by adding the identifier of mobile node 1 to the proximity information received from mobile node 3, mobile node 1 and mobile node 3 may be corrected to satisfy the definition of "pair of neighboring nodes". good. With this correction, there is an edge between mobile node 1 and mobile node 3 in FIG. 8A, and elements (1, 3) and (3, 1) in the matrix in FIG. 8B are both become 1.
ステップＳ２０３において、位置推定サーバ２０のホップ数算出部２４ａは、図８Ａの無向グラフに含まれる各ノード間のホップ数を算出し、図９に示されるようなホップ数の距離行列を作成する。 In step S203, the hop count calculation unit 24a of the location estimation server 20 calculates the hop count between each node included in the undirected graph of FIG. 8A, and creates a hop count distance matrix as shown in FIG. .
図９の距離行列において、例えば、移動ノード１と移動ノード３との間のホップ数は１である。また、移動ノード１とアンカーノードＡとの間のホップ数は４である。このことは現実の監視領域Ｓにおいても、移動ノード１と移動ノード３との間の実際の距離（空間的な距離または物理的な距離）は、移動ノード１と固定ノードＡとの間の実際の距離よりも短い可能性が高いことを意味している。換言すれば、移動ノード１から見て、移動ノード３は固定ノードＡよりも近くに位置している可能性が高い。 In the distance matrix of FIG. 9, for example, the number of hops between mobile node 1 and mobile node 3 is one. Also, the number of hops between mobile node 1 and anchor node A is four. This means that even in the actual monitoring area S, the actual distance (spatial distance or physical distance) between mobile node 1 and mobile node 3 is the actual distance between mobile node 1 and fixed node A. This means that it is likely to be shorter than the distance of . In other words, mobile node 3 is more likely to be located closer than fixed node A from mobile node 1 .
なお、図８Ａの無向グラフに含まれる各ノード間のホップ数を算出する具体的な方法は、特に限定されるものでなはいが、例えば、幅優先探索やダイクストラ法等の周知のアルゴリズムを利用することができる。また、距離行列の作成方法から明らかであるが、図９の距離行列は対称行列であり、その対角要素はすべて０である。 Although the specific method for calculating the number of hops between each node included in the undirected graph of FIG. 8A is not particularly limited, for example, a well-known algorithm such as breadth-first search or Dijkstra's algorithm is used. can do. Also, as is clear from the method of creating the distance matrix, the distance matrix in FIG. 9 is a symmetrical matrix, and its diagonal elements are all zero.
ステップＳ２０４において、位置推定サーバ２０の距離推定部２４ｂは、図８Ａの無向グラフの１ホップあたりの平均距離を算出する。詳細には、位置推定サーバ２０の距離推定部２４ｂは、位置記憶部２４ｃに記憶されているアンカーノードＡ～Ｃの各位置に基づいて、１ホップあたりの平均距離を算出する。 In step S204, the distance estimation unit 24b of the location estimation server 20 calculates the average distance per hop of the undirected graph of FIG. 8A. Specifically, the distance estimation unit 24b of the position estimation server 20 calculates the average distance per hop based on the positions of the anchor nodes A to C stored in the position storage unit 24c.
具体的には、監視領域Ｓの床面に対応する２次元平面上にＮ個のノードが存在する状況を考える。Ｎ個のノードのうち、最初のｎ個（１番目からｎ番目まで）は位置が不明の移動ノードであり、残りのＮ－ｎ個（ｎ＋１番目からＮ番目まで）は位置が既知のアンカーノードである。本実施の形態１では、移動ノード１～６とアンカーノードＡ～Ｃが存在するため、Ｎ＝９、ｎ＝６である。 Specifically, consider a situation in which N nodes exist on a two-dimensional plane corresponding to the floor surface of the monitoring area S. FIG. Of the N nodes, the first n nodes (from 1st to nth) are mobile nodes with unknown positions, and the remaining N−n nodes (from n+1st to Nth) are anchor nodes with known positions. is. In the first embodiment, there are mobile nodes 1 to 6 and anchor nodes A to C, so N=9 and n=6.
このとき、図８Ａの無向グラフの１ホップあたりの平均距離Ｈｄを、アンカーノードの既知の位置ｒｉ（ｉ＝ｎ＋１，・・・，Ｎ）と、各アンカーノード間のホップ数ｈｉｊ（ｉ，ｊ＝ｎ＋１，・・・，Ｎ）とから、以下の式（１）に従って算出する。At this time, the average distance Hd per hop in the undirected graphof FIG. i, j=n+1, . . . , N) according to the following equation (1).
具体的には、図１０において、アンカーノードＡとアンカーノードＢとの間のホップ数は２であり、アンカーノードＢとアンカーノードＣとの間のホップ数は３であり、アンカーノードＣとアンカーノードＡとの間のホップ数は４である。また、例えば、アンカーノードＡとアンカーノードＢとの間の距離｜ｒＡ－ｒＢ｜＝８ｍ、アンカーノードＢとアンカーノードＣとの間の距離｜ｒＢ－ｒＣ｜＝１０ｍ、アンカーノードＣとアンカーノードＡとの間の距離｜ｒＣ－ｒＡ｜＝１８ｍであるとする。このとき、１ホップあたりの平均距離Ｈｄは、Ｈｄ＝（８＋１０＋１８）／（２＋３＋４）＝４．０ｍとなる。Specifically, in FIG. 10, the number of hops between anchor node A and anchor node B is 2, the number of hops between anchor node B and anchor node C is 3, and the number of hops between anchor node C and anchor node C is 2. The number of hops to node A is four. Also, for example, the distance |rA −rB |=8 m between anchor node A and anchor node B, |rB −r C |=10 m between anchor node B and anchor nodeC , and Let the distance between C and anchor node A |rC −rA |=18 m. At this time, the average distance Hd per hop is Hd=(8+10+18)/(2+3+4)=4.0 m.
ステップＳ２０５において、位置推定サーバ２０の距離推定部２４ｂは、各ノード間の実際の距離を推定する。詳細には、位置推定サーバ２０の距離推定部２４ｂは、図９のホップ数の距離行列の各要素に、上記のステップＳ２０４で算出された１ホップあたりの平均距離Ｈｄを乗算することによって、図１１に示されるような推定距離を要素として含む、推定距離行列を作成する。図１１の推定距離行列の各要素は、各ノード間の実際の距離の推定値（推定距離）を表している。ただし、図１１の推定距離行列において、ホップ数が３以上の要素に対応する推定距離は、予め決定された大きな値Ｎ、例えば１００に置き換えられる。なお、図１１には存在しないが、近接関係が求められないノード間の推定距離についても、予め設定された大きな値Ｎに置き換えられる。 In step S205, the distance estimation unit 24b of the location estimation server 20 estimates the actual distance between each node. Specifically, the distance estimation unit 24b of the position estimation server 20 multiplies each element of the distance matrix of the number of hops in FIG. Create an estimated distance matrix containing the estimated distances as shown in 11 as elements. Each element of the estimated distance matrix in FIG. 11 represents an estimated value (estimated distance) of the actual distance between each node. However, in the estimated distance matrix of FIG. 11, estimated distances corresponding to elements with a hop count of 3 or more are replaced with a predetermined large value N, such as 100. Although not shown in FIG. 11, the estimated distance between nodes for which the proximity relationship is not found is also replaced with a preset large value N.
予め決定された大きな値Ｎは、次に述べるステップＳ２０６およびＳ２０７において移動ノード１～６の各位置を推定する際の計算結果にほとんど影響を及ぼさない。すなわち、ホップ数が３以上の要素に対応する推定距離を予め決定された大きな値Ｎに置き換えることは、移動ノード１～６の各位置を推定する際に、ホップ数が１または２のノード、すなわち比較的近傍に位置するノード間の推定距離のみを使用し、ホップ数が３以上のノード、すなわち比較的遠方に位置するノード間の推定距離は使用しないことを意味している。換言すれば、信号源からの距離に比例して増大するＲＳＳＩの誤差や電波伝播環境等の影響を受けづらく、高い精度が期待できる近傍のノード間の推定距離のみに基づいて、移動ノード１～６の各位置を推定することを意味している。 The predetermined large value N hardly affects the calculation results when estimating the positions of mobile nodes 1 to 6 in steps S206 and S207 described below. That is, replacing the estimated distance corresponding to the element with the number of hops of 3 or more with a predetermined large value N enables nodes with the number of hops of 1 or 2, nodes with the number of hops of 1 or 2, This means that only the estimated distance between nodes located relatively close to each other is used, and the estimated distance between nodes with a hop count of 3 or more, that is, nodes located relatively far away is not used. In other words, based only on the estimated distance between neighboring nodes, which can be expected to be highly accurate, the mobile node 1 to 6 means to estimate each position.
なお、ホップ数の閾値は３に限定されるものではなく、監視領域Ｓ内の移動ノードの数または密度等に応じて適宜調整してもよい。例えば、監視領域Ｓ内の移動ノードの数が多く、移動ノード同士の距離が短い場合には、ホップ数の閾値を３よりも小さく設定してもよい。反対に、監視領域Ｓ内の移動ノードの数が少なく、移動ノード同士の距離が長い場合には、ホップ数の閾値を３よりも大きく設定してもよい。 Note that the hop count threshold is not limited to 3, and may be adjusted as appropriate according to the number or density of mobile nodes in the monitoring area S or the like. For example, when the number of mobile nodes in the monitoring area S is large and the distance between the mobile nodes is short, the hop count threshold may be set to be smaller than 3. Conversely, if the number of mobile nodes in the monitoring area S is small and the distance between the mobile nodes is long, the hop count threshold may be set to be greater than three.
ステップＳ２０６において、位置推定サーバ２０の個別位置推定部２４ｄは、多辺測量の手法に基づいて、移動ノード１～６の各位置を個別に推定する。周知のように、多辺測量では、位置が既知の信号源が３つ以上必要である。そのため、本実施の形態１でも、アンカーノードが３つ以上必要である。多辺測量では、各移動ノード１～６の位置を、当該移動ノードと位置が既知のアンカーノードＡ～Ｃとの間の推定距離に基づいて個別に推定する。 In step S206, the individual position estimation unit 24d of the position estimation server 20 individually estimates the positions of the mobile nodes 1 to 6 based on the multilateration method. As is well known, multilateration requires three or more signal sources with known positions. Therefore, even in the first embodiment, three or more anchor nodes are required. In multilateration, the position of each mobile node 1-6 is estimated individually based on the estimated distance between the mobile node and anchor nodes AC whose positions are known.
詳細には、位置推定サーバ２０の個別位置推定部２４ｄは、図１１の推定距離行列に含まれる移動ノードｉとアンカーノードｊとの間の推定距離ｄｉｊ（ｉ＝１，・・・，ｎ；ｊ＝ｎ＋１，・・・，Ｎ）から、以下の式（２）に従って適当な数の繰り返し計算を行うことにより、移動ノードｉの位置ｒｉを推定する。Specifically, the individual position estimation unit 24d of the position estimation server 20 calculates the estimated distance dij (i=1, . . . , n) between the mobile node i and the anchor node j included in the estimated distance matrix in FIG. ;j=n +1, .
ただし、上式において、ｒｉ（１，ｋ）はｋ番目の解であり、Ｎｉは図８Ａの各ノード間の近接関係を表現する無向グラフ上において、位置を推定したい移動ノードｉから無向グラフ上の辺を辿って到達可能なアンカーノードｊの数である。また、Ａｉｊは移動ノードｉとアンカーノードｊとの間の推定距離が既知か否かを表す変数であり、推定距離が既知の場合はＡｉｊ＝１であり、推定距離が不明の場合はＡｉｊ＝０である。なお、ｒｉ（１，１）には、上式の第２項を利用することができる。However, in the above equation, ri(1, k) is the k-th solution, and Ni is from the mobile node i whose position is to be estimated on the undirected graph representing the proximity relationship between each node in FIG. 8A. It is the number of anchor nodes j that can be reached by following edges on the undirected graph. Aijis a variable that indicates whether or not the estimated distance between the mobile node i and the anchor node j is known. Aij =0. Note that the second term of the above equation can be used for ri(1, 1) .
ステップＳ２０７において、位置推定サーバ２０の協調位置推定部２４ｅは、移動ノード１～６の各位置を変数として含む最適化問題を解くことによって、移動ノード１～６の各位置を同時に推定する。この際、移動ノード１～６の初期推定位置として、上記のステップＳ２０６で推定された移動ノード１～６の各位置を用いる。ただし、位置を推定したいノードから無向グラフ上の辺を辿って到達可能なアンカーノードの数が１である場合には、当該アンカーノードの位置をｒｉ（１）とする。また、位置を推定したいノードから無向グラフ上の辺を辿って到達可能なアンカーノードの数が０である場合には、監視領域Ｓの中心をｒｉ（１）とする。In step S207, the cooperative location estimator 24e of the location estimation server 20 simultaneously estimates the locations of the mobile nodes 1-6 by solving an optimization problem including the locations of the mobile nodes 1-6 as variables. At this time, the positions of the mobile nodes 1-6 estimated in step S206 are used as the initial estimated positions of the mobile nodes 1-6. However, if the number of anchor nodes that can be reached by tracing edges on the undirected graph from the node whose position is to be estimated is 1, the position of the anchor node is set to ri(1) . If the number of anchor nodes reachable from the node whose position is to be estimated by following the edges on the undirected graph is 0, the center of the monitoring area S is set to ri(1) .
詳細には、位置推定サーバ２０の協調位置推定部２４ｅは、移動ノードｉの位置ｒｉを、以下の式（３）によって定義される非線形の最適化問題を解くことによって同時に求める。Specifically, the cooperative position estimator 24e of the position estimation server 20 simultaneously obtains the position ri of the mobile node i by solving a nonlinear optimization problem defined by Equation (3) below.
ただし、上式において、目的関数ｆ（ｘ１，・・・，ｘｎ）は、以下の式（４）によって定義される。However, in the above formula, the objective function f(x1 , . . . , xn ) is defined by the following formula (4).
上記の最適化問題を解く方法としては、一例として、Ｓｔｒｅｓｓ ｍａｊｏｒｉｚａｔｉｏｎ（E. R. Gansner, Y. Koren, and S. North, “Graph drawing by stress majorization," in Graph Drawing, ser. Lecture Notes in Computer Science, Heidelberg, Germany: Springer, 2005, pp. 239-250）を用いることができる。また、最適化問題の定式化として、上記の式（３）、（４）の定式化に代えて、例えば、多次元尺度構成法に基づく定式化を行ってもよい。 As an example of a method of solving the above optimization problem, stress majorization (E. R. Gansner, Y. Koren, and S. North, "Graph drawing by stress majorization," in Graph Drawing, ser. Lecture Notes in Computer Science, Heidelberg , Germany: Springer, 2005, pp. 239-250) can be used. As the formulation of the optimization problem, instead of formulating the above equations (3) and (4), for example, formulation based on the multidimensional scaling method may be performed.
ステップＳ２０８において、位置推定サーバ２０の表示部２５は、上記のステップＳ２０７で推定された移動ノード１～６の各位置を表示する。表示の形式としては、特に限定されるものではないが、例えば、監視領域Ｓを表す２次元の図形上に移動ノード１～６の各位置をプロットしてもよい。表示が完了すると、図７のフローチャートの処理は、ステップＳ２０１に戻る。 At step S208, the display unit 25 of the position estimation server 20 displays the positions of the mobile nodes 1 to 6 estimated at step S207. The display format is not particularly limited, but for example, each position of the mobile nodes 1 to 6 may be plotted on a two-dimensional figure representing the monitoring area S. FIG. When the display is completed, the process of the flowchart in FIG. 7 returns to step S201.
以上の処理が実行されることによって、移動ノード１～６の各位置が繰り返し推定され、表示部２５に逐次表示される。 By executing the above processing, the positions of the mobile nodes 1 to 6 are repeatedly estimated and displayed on the display unit 25 one by one.
以上説明したように、本開示の実施の形態１に係る位置推定システム１００は、位置が不明の移動ノード１～６と、位置が既知のアンカーノードＡ～Ｃと、位置推定サーバ２０とを備えている。移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃは、自ノードの識別子を含む無線信号を所定の送信電力で周囲に常時ブロードキャストする。すなわち、アンカーノードＡ～Ｃだけでなく、移動ノード１～６も自ノードの識別子を含む無線信号を周囲にブロードキャストする。 As described above, position estimation system 100 according to Embodiment 1 of the present disclosure includes mobile nodes 1 to 6 whose positions are unknown, anchor nodes A to C whose positions are known, and position estimation server 20. ing. Mobile nodes 1 to 6 and anchor nodes A to C constantly broadcast radio signals including their own node identifiers to their surroundings with a predetermined transmission power. That is, not only the anchor nodes A to C, but also the mobile nodes 1 to 6 broadcast radio signals including their own node identifiers.
移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃは、自ノードによって所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信される他ノードの識別子を含む近接情報を位置推定サーバ２０に送信する。すなわち、自ノードの比較的近くに存在し、信号源からの距離に比例して増大するＲＳＳＩの誤差や電波伝播環境等の影響を受けづらく、高い精度が期待できる近傍のノードの情報のみを位置推定サーバ２０に送信する。 The mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C transmit to the location estimation server 20 proximity information including identifiers of other nodes received by the own node with an RSSI greater than or equal to a predetermined threshold. In other words, only the information of nearby nodes, which exist relatively close to the node itself and are unlikely to be affected by the RSSI error that increases in proportion to the distance from the signal source, the radio wave propagation environment, etc., and can be expected to be highly accurate, is used. Send to the estimation server 20 .
位置推定サーバ２０は、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃから近接情報を受信すると、当該近接情報に基づいて各ノード間の近接関係（無向グラフ）を特定し、各ノード間の近接関係およびアンカーノードＡ～Ｃの各位置に基づいて、移動ノード１～６の各位置を推定する。すなわち、信号源からの距離に比例して増大するＲＳＳＩの誤差や電波伝播環境等の影響を受けづらく、高い精度が期待できる近傍のノードの情報のみに基づいて、移動ノード１～６の各位置を推定する。 When the location estimation server 20 receives the proximity information from the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C, it identifies the proximity relationship (undirected graph) between each node based on the proximity information, and determines the proximity between the nodes. Based on the relationship and the positions of anchor nodes AC, the positions of mobile nodes 1-6 are estimated. In other words, each position of the mobile nodes 1 to 6 is determined based only on the information of nearby nodes that can be expected to be highly accurate, and is not easily affected by the RSSI error, which increases in proportion to the distance from the signal source, and the radio wave propagation environment. to estimate
上記のように、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃの各ノード間の近接関係に基づいて、移動ノード１～６の各位置を推定することにより、信号源から送信される無線信号のＲＳＳＩに基づいて移動ノードの各位置を推定する従来技術と比較して、位置推定の精度が向上する。特に、監視領域Ｓ内の移動ノードの数が多く、移動ノード同士の距離が短い場合には、従来技術よりも高い推定精度を得ることができる。また、各ノードの近接関係を利用することにより、アンカーノードＡ～Ｃから送信される無線信号を直接受信できない移動ノード（図８Ａの例では、移動ノード３～４）の位置も推定することができるため、アンカーノードの数を少数に抑えることができて低コストとなる。また、フィンガープリント法のような事前準備に要する手間も不要である。 As described above, by estimating the positions of the mobile nodes 1 to 6 based on the proximity relationships between the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C, The accuracy of position estimation is improved compared to the prior art that estimates each position of a mobile node based on RSSI. In particular, when the number of mobile nodes in the monitoring area S is large and the distance between the mobile nodes is short, it is possible to obtain a higher estimation accuracy than the conventional technique. In addition, by using the proximity relationship of each node, it is possible to estimate the positions of mobile nodes (mobile nodes 3 and 4 in the example of FIG. 8A) that cannot directly receive radio signals transmitted from anchor nodes A to C. Therefore, the number of anchor nodes can be suppressed to a small number, resulting in low cost. In addition, there is no need for the time and effort required for advance preparation such as the fingerprinting method.
また、図７のステップＳ２０６およびステップＳ２０７では、移動ノード１～６の位置推定問題を非線形の最適化問題として定式化し、これを解くことによって移動ノード１～６の各位置を推定している。したがって、本実施の形態１で推定される移動ノード１～６の各位置は、数学的に正当な手法によって推定されたものとなる。 In steps S206 and S207 of FIG. 7, the position estimation problem of mobile nodes 1-6 is formulated as a non-linear optimization problem, and the positions of mobile nodes 1-6 are estimated by solving this. Therefore, each position of mobile nodes 1 to 6 estimated in the first embodiment is estimated by a mathematically correct method.
なお、上記の実施の形態１において、個別位置推定部２４ｄによって推定された移動ノード１～６の各位置を協調位置推定部２４ｅの初期推定位置として用いない場合には、個別位置推定部２４ｄの処理は省略することができる。あるいは、協調位置推定部２４ｅの処理を省略して、個別位置推定部２４ｄによって推定された移動ノード１～６の各位置を表示部２５に表示させてもよい。 In the first embodiment described above, when the positions of the mobile nodes 1 to 6 estimated by the individual position estimating unit 24d are not used as the initial estimated positions of the cooperative position estimating unit 24e, the individual position estimating unit 24d Processing can be omitted. Alternatively, the positions of the mobile nodes 1 to 6 estimated by the individual position estimation unit 24d may be displayed on the display unit 25 by omitting the processing of the cooperative position estimation unit 24e.
また、上記の実施の形態１の変形例として、図５のステップＳ１０５で移動ノード１～６が近接情報を位置推定サーバ２０に送信するのに代えて、移動ノード１～６同士が近接情報を相互にやり取りし、位置推定サーバ２０によって行われる図７のステップＳ２０１～Ｓ２０８の処理を各移動ノード１～６が各々実行してもよい。 Further, as a modification of the first embodiment, instead of the mobile nodes 1 to 6 transmitting the proximity information to the position estimation server 20 in step S105 of FIG. Each mobile node 1 to 6 may communicate with each other and perform the processing of steps S201 to S208 of FIG.
（実施の形態２）
上記の実施の形態１に係る位置推定システム１００では、移動ノード１～６およびアンカーノードＡ～Ｃから送信される近接情報に基づいて、位置推定サーバ２０が移動ノード１～６の各位置を推定していた。これに対して、本実施の形態２に係る位置推定システム２００では、位置推定サーバに相当する構成は存在せず、各移動ノードが自律分散的に自ノードの位置を他ノードから独立に推定する。(Embodiment 2)
In the position estimation system 100 according to the first embodiment described above, the position estimation server 20 estimates the positions of the mobile nodes 1 to 6 based on the proximity information transmitted from the mobile nodes 1 to 6 and the anchor nodes A to C. Was. On the other hand, in the position estimation system 200 according to the second embodiment, there is no configuration corresponding to the position estimation server, and each mobile node estimates its own position independently from other nodes in an autonomous distributed manner. .
図１２は、本開示の実施の形態２に係る位置推定システム２００の構成を示す図である。監視領域Ｓには、無線信号を送信可能な３つの固定ノード（アンカーノード）Ｄ～Ｆが設置されている。アンカーノードＤ～Ｆの２次元平面上の各位置（Ｘ座標とＹ座標）は既知である。なお、アンカーノードの数は３つに限定されるものではなく、３つ以上であればよい。 FIG. 12 is a diagram showing a configuration of position estimation system 200 according to Embodiment 2 of the present disclosure. In the monitoring area S, three fixed nodes (anchor nodes) D to F capable of transmitting radio signals are installed. Each position (X coordinate and Y coordinate) of the anchor nodes D to F on the two-dimensional plane is known. Note that the number of anchor nodes is not limited to three, and may be three or more.
また、監視領域Ｓには、無線信号を送受信可能な移動ノード２０１～２０４を携帯する４人の人間が存在している。移動ノード２０１～２０４の２次元平面上の各位置（Ｘ座標とＹ座標）は、移動ノード２０１～２０４を携帯する各人が監視領域Ｓ内を動き回るとそれに伴って変化する。なお、移動ノードの数は４つに限定されるものではなく、１つ以上であればよい。 Also, in the monitoring area S, there are four persons carrying mobile nodes 201 to 204 capable of transmitting and receiving radio signals. Each position (X coordinate and Y coordinate) of the mobile nodes 201 to 204 on the two-dimensional plane changes as each person carrying the mobile nodes 201 to 204 moves around the monitoring area S. Note that the number of mobile nodes is not limited to four, and may be one or more.
移動ノード２０１～２０４の各記憶部には、アンカーノードから自ノードまでのホップ数を表す「自ノードのホップ数」と、「アンカーノードの位置」とが格納される。ただし、初期状態においては、自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置として何も格納されていない。ホップ数の定義および算出方法は、実施の形態１と同じである。移動ノード２０１～２０４が次に述べる自律分散型の処理を繰り返し実行する過程において、移動ノード２１０～２０４の各記憶部に、自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置の情報が追加されていく。 The storage units of the mobile nodes 201 to 204 store "the hop count of the own node" representing the number of hops from the anchor node to the own node, and the "position of the anchor node". However, in the initial state, nothing is stored as the hop count of the own node and the position of the anchor node. The definition and calculation method of the number of hops are the same as in the first embodiment. In the process of the mobile nodes 201-204 repeatedly executing the autonomous decentralized processing described below, the information on the hop count of the own node and the position of the anchor node is added to each of the storage units of the mobile nodes 210-204.
図１３は、移動ノード２０１の記憶部に格納される自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置の一例を示す図である。図１３の例では、自ノードのホップ数として、１ホップｆｒｏｍＤと、２ホップｆｒｏｍＦと、４ホップｆｒｏｍＥとが格納されている。これらの情報は、移動ノード２０１は、アンカーノードＤからの距離が１ホップであり、アンカーノードＦからの距離が２ホップであり、アンカーノードＥからの距離が４ホップであることを表している。また、アンカーノードの位置として、アンカーノードＤの位置と、アンカーノードＦの位置と、アンカーノードＥの位置とが格納されている。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the number of hops of the own node and the position of the anchor node stored in the storage unit of mobile node 201. In FIG. In the example of FIG. 13, 1 hop from D, 2 hops from F, and 4 hops from E are stored as the hop count of the own node. These information indicate that mobile node 201 is 1 hop away from anchor node D, 2 hops away from anchor node F, and 4 hops away from anchor node E. . Also, as the positions of the anchor nodes, the position of the anchor node D, the position of the anchor node F, and the position of the anchor node E are stored.
アンカーノードＤ～Ｆは、自ノードの位置を周囲に常時ブロードキャストしている。移動ノード２０１～２０４は、あるアンカーノードによってブロードキャストされた無線信号を所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信できる場合には、当該アンカーノードと近接関係にあると判断し、当該無線信号に含まれるアンカーノードの位置に基づいて、自機の記憶部に自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置の情報を追加する。 Anchor nodes D to F constantly broadcast their locations to their surroundings. When mobile nodes 201 to 204 can receive a radio signal broadcast by a certain anchor node with an RSSI equal to or greater than a predetermined threshold, mobile nodes 201 to 204 determine that they are in a close relationship with the anchor node, and the anchor node included in the radio signal. based on the position of the node, add the information of the hop count of the own node and the position of the anchor node to the storage unit of the own node.
移動ノード２０１～２０１は、自機の記憶部に格納されている自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置を所定の第２の周期で周囲にブロードキャストする。また、移動ノード２０１～２０４は、他の移動ノードによってブロードキャストされた無線信号を所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信できる場合には、当該他の移動ノードと近接関係にあると判断し、当該無線信号に含まれる他ノードのホップ数およびアンカーノードの位置に基づいて、自機の記憶部に自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置の情報を追加する。 Mobile nodes 201 to 201 broadcast their own node hop counts and anchor node positions stored in their own storage units to their surroundings at a predetermined second cycle. Further, when mobile nodes 201 to 204 can receive radio signals broadcast by other mobile nodes with an RSSI equal to or greater than a predetermined threshold, mobile nodes 201 to 204 determine that they are in a close relationship with the other mobile node, and based on the number of hops of other nodes and the position of the anchor node contained in the node, the information of the number of hops of the own node and the position of the anchor node is added to the storage unit of the own device.
ただし、自機の記憶部に情報を追加する際に、同一内容の情報が既に追加されている場合には、重複して追加することはしない。また、自ノードのホップ数の情報を新たに追加する際に、起点のアンカーノードが同一であり、ホップ数のみが異なる場合には、ホップ数の少ない方の情報を追加して他方は破棄する。 However, when adding information to the storage unit of its own device, if the same information has already been added, it will not be added redundantly. Also, when adding new information on the number of hops of the own node, if the starting anchor node is the same and only the number of hops is different, the information with the smaller number of hops is added and the other is discarded. .
上記の自律分散型の処理が繰り返し実行されることによって、移動ノード２０１～２０４の各記憶部に自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置の情報が追加されていく。そして、十分な回数の繰り返しが実行された後には、移動ノード２０１～２０４の各記憶部に格納されている自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置は、インターネットのルーティングプロトコルに用いられるＢｅｌｌｍａｎ－Ｆｏｒｄアルゴリズムと同様の原理により、正しい値に収束する。 By repeatedly executing the above-described autonomous decentralized processing, information on the number of hops of the own node and the position of the anchor node is added to each storage unit of the mobile nodes 201 to 204 . After a sufficient number of iterations have been performed, the hop count and anchor node position of the mobile node 201 to 204, which are stored in the storage units of the mobile nodes 201 to 204, are applied to the Bellman-Ford It converges to the correct value by the same principle as the algorithm.
移動ノード２０１～２０４は、自機の記憶部に格納されている自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置に基づいて、多辺測量の手法によって、自ノードの２次元平面上の位置を推定することができる。 Mobile nodes 201 to 204 estimate the positions of their own nodes on a two-dimensional plane by multilateration based on the number of hops of their own nodes and the positions of anchor nodes stored in their own storage units. be able to.
図１４は、移動ノード２０１の機能的な構成を示すブロック図である。なお、移動ノード２０２～２０４の機能的な構成も同様である。移動ノード２０１は、ブロードキャスト部２１１と、受信部２１２と、追加部２１３と、記憶部２１４と、位置推定部２１５と、無線通信インターフェース２１６と、表示部２１７とを備えている。ただし、図１４に示される構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。 FIG. 14 is a block diagram showing the functional configuration of mobile node 201. As shown in FIG. Note that the functional configurations of mobile nodes 202 to 204 are the same. Mobile node 201 comprises broadcast section 211 , reception section 212 , addition section 213 , storage section 214 , position estimation section 215 , wireless communication interface 216 and display section 217 . However, the configuration shown in FIG. 14 is a functional configuration, and the hardware configuration may differ from this.
ブロードキャスト部２１１は、記憶部２１４に格納されている自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置を含む無線信号を、無線通信インターフェース２１６を介して所定の送信電力で周囲にブロードキャストする。受信部２１２は、他の移動ノードまたはアンカーノードによってブロードキャストされた無線信号を、無線通信インターフェース２１６を介して受信する。追加部２１３は、受信部２１２によって受信された無線信号のうち、所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信される無線信号に含まれる他ノードのホップ数およびアンカーノードの位置のいずれかまたは両方を取得する。詳細には、他の移動ノードによってブロードキャストされた無線信号の場合には、他ノードのホップ数およびアンカーノードの位置の両方を取得し、アンカーノードによってブロードキャストされた無線信号の場合には、アンカーノードの位置のみを取得する。追加部２１３は、取得された他ノードのホップ数およびアンカーノードの位置のいずれかまたは両方に基づいて、記憶部２１４に自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置を追加する。 Broadcasting section 211 broadcasts a radio signal including the hop count of its own node and the position of the anchor node stored in storage section 214 to the surroundings via radio communication interface 216 with a predetermined transmission power. Receiver 212 receives wireless signals broadcast by other mobile nodes or anchor nodes via wireless communication interface 216 . Adding section 213 acquires one or both of the number of hops of other nodes and the position of the anchor node included in the radio signal received by receiving section 212 with an RSSI equal to or greater than a predetermined threshold. . Specifically, in the case of radio signals broadcast by other mobile nodes, both the hop count of other nodes and the position of the anchor node are obtained, and in the case of radio signals broadcast by the anchor node, the anchor node Get only the position of the . The adding unit 213 adds the hop count and the anchor node position of the own node to the storage unit 214 based on one or both of the obtained hop count and the anchor node position of the other node.
位置推定部２１５は、距離推定部２１５ａと、個別位置推定部２１５ｂとを含んでいる。距離推定部２１５ａは、アンカーノードＤ～Ｆから自ノードまでのホップ数と、アンカーノードＤ～Ｆの位置とに基づいて、アンカーノードＤ～Ｆから自ノードまでの実際の距離を推定する。本実施の形態２では、距離推定部２１５ａによって推定された距離を「推定距離」と称することにする。個別位置推定部２１５ｂは、自ノードの位置を、アンカーノードＤ～Ｆから自ノードまでの推定距離およびアンカーノードＤ～Ｆの各位置に基づいて、多辺測量の手法によって推定する。表示部２１７は、位置推定部２１５の個別位置推定部２１５ｂによって推定された自ノードの位置を表示する。 The position estimator 215 includes a distance estimator 215a and an individual position estimator 215b. Distance estimating section 215a estimates the actual distance from anchor nodes D to F to its own node based on the number of hops from anchor nodes D to F to its own node and the positions of anchor nodes D to F. In the second embodiment, the distance estimated by distance estimating section 215a will be referred to as "estimated distance". The individual position estimator 215b estimates the position of its own node by a multilateration method based on the estimated distance from the anchor nodes D to F to its own node and the respective positions of the anchor nodes D to F. The display unit 217 displays the position of the own node estimated by the individual position estimation unit 215b of the position estimation unit 215. FIG.
次に、本実施の形態２に係る位置推定システム２００において、移動ノード２０１～２０４が自ノードの位置を推定する処理について説明する。 Next, in the position estimation system 200 according to the second embodiment, a process of estimating the positions of the mobile nodes 201 to 204 will be described.
図１５は、移動ノード２０１～２０４によって実行される処理の詳細を説明するフローチャートである。なお、アンカーノードＤ～Ｆは、自ノードの位置を周囲に常時ブロードキャストするだけであり、図１５の処理は実行しない。 FIG. 15 is a flow chart detailing the processing performed by the mobile nodes 201-204. Anchor nodes D to F merely broadcast the position of their own node to the surroundings all the time, and do not execute the processing in FIG.
ステップＳ３０１において、移動ノード２０１～２０４の各ブロードキャスト部２１１は、無線通信インターフェース２１６を介して、自機の記憶部２１４に格納されている自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置を含む無線信号を周囲にブロードキャストする。ただし、先述したように、初期状態においては、移動ノード２０１～２０４の各記憶部２１４には何も格納されていない。したがって、１回目のステップＳ３０１の実行時にブロードキャストされる無線信号には、何も含まれていない。 In step S301, each of the broadcast units 211 of the mobile nodes 201 to 204 transmits a radio signal containing the hop count of the own node and the position of the anchor node stored in the storage unit 214 of the mobile node 201 to 204 via the radio communication interface 216. Broadcast around. However, as described above, nothing is stored in the memory units 214 of the mobile nodes 201 to 204 in the initial state. Therefore, nothing is included in the radio signal broadcast when step S301 is executed for the first time.
ステップＳ３０２において、移動ノード２０１～２０４の各受信部２１２は、無線通信インターフェース２１６を介して、所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信される無線信号をすべて受信し、各受信信号に含まれる他ノードのホップ数およびアンカーノードの位置のいずれかまたは両方を取得する。 In step S302, the receivers 212 of the mobile nodes 201 to 204 receive all radio signals received with RSSI equal to or greater than a predetermined threshold via the radio communication interface 216, and Get the number of hops and/or the position of the anchor node.
具体的には、１回目のステップＳ３０２の実行時には、図１６（Ａ）に示されるように、移動ノード２０１は、アンカーノードＤによってブロードキャストされた無線信号を受信し、当該無線信号に含まれるアンカーノードＤの位置を取得する。同様に、移動ノード２０２は、アンカーノードＦによってブロードキャストされた無線信号を受信し、当該無線信号に含まれるアンカーノードＦの位置を取得する。同様に、移動ノード２０４は、アンカーノードＥによってブロードキャストされた無線信号を受信し、当該無線信号に含まれるアンカーノードＥの位置を取得する。ただし、図１６（Ａ）では、移動ノード２０１を「１」、移動ノード２０２を「２」、移動ノード２０３を「３」、移動ノード２０４を「４」で示している。図１７～１９についても同様である。 Specifically, when executing step S302 for the first time, as shown in FIG. Get the location of node D. Similarly, the mobile node 202 receives the radio signal broadcast by the anchor node F and obtains the position of the anchor node F included in the radio signal. Similarly, mobile node 204 receives the radio signal broadcast by anchor node E and obtains the location of anchor node E contained in the radio signal. However, in FIG. 16A, mobile node 201 is indicated by "1", mobile node 202 by "2", mobile node 203 by "3", and mobile node 204 by "4". The same applies to FIGS. 17-19.
ステップＳ３０３において、移動ノード２０１～２０４の各追加部２１３は、上記のステップ３０２で取得された他ノードのホップ数およびアンカーノードの位置のいずれかまたは両方に基づいて、自機の記憶部２１４に自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置を追加する。 In step S303, each adding unit 213 of mobile nodes 201 to 204 stores the data in storage unit 214 of its own based on either or both of the hop count of other nodes and the position of the anchor node acquired in step 302 above. Add the hop count of the own node and the position of the anchor node.
具体的には、１回目のステップＳ３０３の実行時には、図１６（Ｂ）に示されるように、移動ノード２０１は、自ノードのホップ数として１ホップｆｒｏｍＤを追加する。また、移動ノード２０１は、アンカーノードの位置として、アンカーノードＤの位置を追加する。同様に、移動ノード２０２は、自ノードのホップ数として１ホップｆｒｏｍＦを追加するとともに、アンカーノードＦの位置を追加する。同様に、移動ノード２０４は、自ノードのホップ数として１ホップｆｒｏｍＥを追加するとともに、アンカーノードＥの位置を追加する。 Specifically, when step S303 is executed for the first time, the mobile node 201 adds 1 hop fromD as the hop count of its own node, as shown in FIG. 16(B). Also, the mobile node 201 adds the position of the anchor node D as the position of the anchor node. Similarly, mobile node 202 adds 1 hop from F as the number of hops of its own node, and adds the position of anchor node F. FIG. Similarly, mobile node 204 adds 1 hop from E as the number of hops of its own node and adds the position of anchor node E. FIG.
ステップＳ３０４において、移動ノード２０１～２０４の各位置推定部２１５は、自ノードの位置を推定可能であるか否かを判定する。詳細には、自機の記憶部２１４に格納されている自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置がそれぞれ３つ以上、すなわち後述する多辺測量を行うことができる最小数以上である場合には、位置推定可能であると判定される。この場合、移動ノード２０１～２０４の処理は、ステップＳ３０５に進む。一方、自機の記憶部２１４に格納されている自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置がそれぞれ３つ未満である場合には、位置推定不能であると判定される。この場合、移動ノード２０１～２０４の処理は、ステップＳ３０５～Ｓ３０７をスキップして、ステップＳ３０８に進む。 In step S304, each position estimator 215 of the mobile nodes 201 to 204 determines whether or not the position of its own node can be estimated. Specifically, when the number of hops of the own node and the position of the anchor node stored in the storage unit 214 of the own device are each three or more, that is, when the minimum number for performing multilateration, which will be described later, is more than , is determined to be position estimable. In this case, the processing of mobile nodes 201-204 proceeds to step S305. On the other hand, if the number of hops of the own node and the position of the anchor node stored in the storage unit 214 of the own device are less than 3, it is determined that the position cannot be estimated. In this case, the processing of mobile nodes 201-204 skips steps S305-S307 and proceeds to step S308.
ステップＳ３０８において、移動ノード２０１～２０４は、所定の時間待機する。この待機時間は、例えば１００ｍ秒に設定される。この待機時間は、移動ノード２０１～２０４が自機の記憶部２１４に格納されている自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置を周囲にブロードキャストする、先述した所定の第２の周期に対応する。所定の待機時間が満了すると、移動ノード２０１～２０４の処理は、ステップＳ３０１に戻る。 At step S308, the mobile nodes 201-204 wait for a predetermined time. This waiting time is set to 100 ms, for example. This waiting time corresponds to the above-described predetermined second cycle in which the mobile nodes 201 to 204 broadcast their own node hop counts and anchor node positions stored in their own storage units 214 to surroundings. When the predetermined waiting time expires, the processing of mobile nodes 201-204 returns to step S301.
２回目のステップＳ３０１の実行時には、図１７（Ａ）に示されるように、移動ノード２０１は、自ノードのホップ数である１ホップｆｒｏｍＤおよびアンカーノードＤの位置を周囲にブロードキャストする。同様に、移動ノード２０２は、自ノードのホップ数である１ホップｆｒｏｍＦおよびアンカーノードＦの位置を周囲にブロードキャストする。同様に、移動ノード２０４は、自ノードのホップ数である１ホップｆｒｏｍＥおよびアンカーノードＥの位置を周囲にブロードキャストする。 When step S301 is executed for the second time, as shown in FIG. 17A, the mobile node 201 broadcasts 1 hop fromD, which is the number of hops of the self node, and the position of the anchor node D to the surroundings. Similarly, the mobile node 202 broadcasts the position of the anchor node F and the 1-hop from F, which is the number of hops of the mobile node 202, to its surroundings. Similarly, the mobile node 204 broadcasts the 1-hop from E, which is the number of hops of its own node, and the position of the anchor node E to its surroundings.
２回目のステップＳ３０２の実行時には、図１７（Ａ）に示されるように、移動ノード２０１は、移動ノード２０２によってブロードキャストされた無線信号から、移動ノード２０２のホップ数である１ホップｆｒｏｍＦおよびアンカーノードＦの位置を取得する。同様に、移動ノード２０２は、移動ノード２０１によってブロードキャストされた無線信号から、移動ノード２０１のホップ数である１ホップｆｒｏｍＤおよびアンカーノードＤの位置を取得する。同様に、移動ノード２０３は、移動ノード２０２によってブロードキャストされた無線信号から、移動ノード２０２のホップ数である１ホップｆｒｏｍＦおよびアンカーノードＦの位置を取得する。また、移動ノード２０３は、移動ノード２０４によってブロードキャストされた無線信号から、移動ノード２０４のホップ数である１ホップｆｒｏｍＥおよびアンカーノードＥの位置を取得する。 When executing step S302 for the second time, as shown in FIG. Get the position of F. Similarly, the mobile node 202 obtains the 1-hop fromD, which is the number of hops of the mobile node 201, and the location of the anchor node D from the radio signal broadcast by the mobile node 201. FIG. Similarly, the mobile node 203 obtains the 1-hop from F, which is the number of hops of the mobile node 202, and the location of the anchor node F from the radio signal broadcast by the mobile node 202. FIG. Also, the mobile node 203 acquires the 1-hop from E, which is the number of hops of the mobile node 204, and the position of the anchor node E from the radio signal broadcast by the mobile node 204. FIG.
２回目のステップＳ３０３の実行時には、図１７（Ｂ）に示されるように、移動ノード２０１は、自ノードのホップ数として２ホップｆｒｏｍＦを追加するとともに、アンカーノードＦの位置を追加する。同様に、移動ノード２０２は、自ノードのホップ数として２ホップｆｒｏｍＤを追加するとともに、アンカーノードＤの位置を追加する。同様に、移動ノード２０３は、自ノードのホップ数として２ホップｆｒｏｍＥを追加するとともに、アンカーノードＥの位置を追加する。また、移動ノード２０３は、自ノードのホップ数として２ホップｆｒｏｍＦを追加するとともに、アンカーノードＦの位置を追加する。 When executing step S303 for the second time, the mobile node 201 adds 2 hops fromF as the number of hops of its own node and adds the position of the anchor node F as shown in FIG. 17(B). Similarly, mobile node 202 adds 2 hops fromD as the number of hops of its own node and adds the position of anchor node D. FIG. Similarly, mobile node 203 adds 2 hops from E as the number of hops of its own node, and adds the position of anchor node E. FIG. Also, mobile node 203 adds 2 hops from F as the number of hops of its own node, and adds the position of anchor node F. FIG.
２回目のステップＳ３０４の判定時にも、移動ノード２０１～２０４の処理は、ステップＳ３０５～Ｓ３０７をスキップして、ステップＳ３０８に進む。２回目のステップＳ３０８の実行時において、移動ノード２０１～２０４は、所定の時間待機した後、ステップＳ３０１に戻る。 Also at the time of the determination in step S304 for the second time, the processing of the mobile nodes 201 to 204 skips steps S305 to S307 and proceeds to step S308. When executing step S308 for the second time, the mobile nodes 201 to 204 wait for a predetermined time and then return to step S301.
３回目のステップＳ３０１の実行時には、図１８（Ａ）に示されるように、移動ノード２０２は、自ノードのホップ数である２ホップｆｒｏｍＤおよびアンカーノードＤの位置を周囲にブロードキャストする。同様に、移動ノード２０３は、自ノードのホップ数である２ホップｆｒｏｍＥおよび２ホップｆｒｏｍＦ、並びに、アンカーノードＥの位置およびアンカーノードＦの位置をブロードキャストする。 When step S301 is executed for the third time, as shown in FIG. 18A, the mobile node 202 broadcasts the 2-hop fromD, which is the number of hops of the mobile node itself, and the position of the anchor node D to the surroundings. Similarly, mobile node 203 broadcasts 2 hops from E and 2 hops from F, which are the number of hops of its own node, as well as the location of anchor node E and the location of anchor node F. FIG.
３回目のステップＳ３０２の実行時には、図１８（Ａ）に示されるように、移動ノード２０２は、移動ノード２０３によってブロードキャストされた無線信号から、移動ノード２０３のホップ数である２ホップｆｒｏｍＥおよびアンカーノードＥの位置を取得する。同様に、移動ノード２０３は、移動ノード２０２によってブロードキャストされた無線信号から、移動ノード２０２のホップ数である２ホップｆｒｏｍＤおよびアンカーノードＤの位置を取得する。同様に、移動ノード２０４は、移動ノード２０３によってブロードキャストされた無線信号から、移動ノード２０３のホップ数である２ホップｆｒｏｍＦおよびアンカーノードＦの位置を取得する。 When executing step S302 for the third time, as shown in FIG. Get the position of E. Similarly, mobile node 203 obtains the hop count of mobile node 202, 2 hops fromD, and the location of anchor node D from the radio signal broadcast by mobile node 202. FIG. Similarly, the mobile node 204 obtains the hop number of the mobile node 203, 2 hops from F, and the location of the anchor node F from the radio signal broadcast by the mobile node 203. FIG.
３回目のステップＳ３０３の実行時には、図１８（Ｂ）に示されるように、移動ノード２０２は、自ノードのホップ数として３ホップｆｒｏｍＥを追加するとともに、アンカーノードＥの位置を追加する。同様に、移動ノード２０３は、自ノードのホップ数として３ホップｆｒｏｍＤを追加するとともに、アンカーノードＤの位置を追加する。同様に、移動ノード２０４は、自ノードのホップ数として３ホップｆｒｏｍＦを追加するとともに、アンカーノードＦの位置を追加する。 When step S303 is executed for the third time, the mobile node 202 adds 3 hops from E as the number of hops of its own node and adds the position of the anchor node E, as shown in FIG. 18(B). Similarly, mobile node 203 adds 3 hops fromD as the number of hops of its own node, and adds the position of anchor node D. FIG. Similarly, mobile node 204 adds 3 hops fromF as the number of hops of its own node, and adds the position of anchor node F. FIG.
３回目のステップＳ３０４の判定時には、移動ノード２０２および２０３の処理は、ステップＳ３０５に進む。一方、移動ノード２０１および２０４の処理は、ステップＳ３０５～Ｓ３０７をスキップして、ステップＳ３０８に進む。 At the time of determination in step S304 for the third time, the processing of mobile nodes 202 and 203 proceeds to step S305. On the other hand, the mobile nodes 201 and 204 skip steps S305 to S307 and proceed to step S308.
ステップＳ３０５において、移動ノード２０２の距離推定部２１５ａは、実施の形態１のステップＳ２０４～Ｓ２０５と同様の方法で、アンカーノードＤ～Ｆから自ノードまでの実際の距離を推定する。同様に、移動ノード２０３の距離推定部２１５ａは、アンカーノードＤ～Ｆから自ノードまでの実際の距離を推定する。 In step S305, distance estimating section 215a of mobile node 202 estimates the actual distance from anchor nodes D to F to its own node in the same manner as in steps S204 to S205 of the first embodiment. Similarly, distance estimator 215a of mobile node 203 estimates the actual distance from anchor nodes D to F to its own node.
ステップＳ３０６において、移動ノード２０２の個別位置推定部２１５ｂは、実施の形態１のステップＳ２０６と同様の方法で、自ノードの位置を、アンカーノードＤ～Ｆから自ノードまでの推定距離およびアンカーノードＤ～Ｆの各位置に基づいて、多辺測量の手法によって推定する。同様に、移動ノード２０３の個別位置推定部２１５ｂは、自ノードの位置を、アンカーノードＤ～Ｆから自ノードまでの推定距離およびアンカーノードＤ～Ｆの各位置に基づいて、多辺測量の手法によって推定する。 In step S306, individual position estimating section 215b of mobile node 202 determines the position of its own node by calculating the estimated distance from anchor nodes D to F to its own node and anchor node D Based on each position of ∼F, estimate by a multilateration technique. Similarly, the individual position estimating unit 215b of the mobile node 203 estimates the position of the own node based on the estimated distance from the anchor nodes D to F to the own node and the respective positions of the anchor nodes D to F, using the multilateration method. estimated by
ステップＳ３０７において、移動ノード２０２の表示部２１７は、個別位置推定部２１５ｂによって推定された自ノードの位置を表示する。同様に、移動ノード２０３の表示部２１７は、個別位置推定部２１５ｂによって推定された自ノードの位置を表示する。 In step S307, the display unit 217 of the mobile node 202 displays the position of its own node estimated by the individual position estimation unit 215b. Similarly, the display unit 217 of the mobile node 203 displays the position of its own node estimated by the individual position estimation unit 215b.
３回目のステップＳ３０８の実行時において、移動ノード２０１～２０４は、所定の時間待機した後、ステップＳ３０１に戻る。 When step S308 is executed for the third time, the mobile nodes 201 to 204 wait for a predetermined time and then return to step S301.
４回目のステップＳ３０１の実行時には、図１９（Ａ）に示されるように、移動ノード２０２は、自ノードの距離ホップ数である３ホップｆｏｒｍＥおよびアンカーノードＥの位置を周囲にブロードキャストする。同様に、移動ノード２０３は、自ノードのホップ数である３ホップｆｒｏｍＤおよびアンカーノードＤの位置を周囲にブロードキャストする。 When step S301 is executed for the fourth time, as shown in FIG. 19A, the mobile node 202 broadcasts the position of the anchor node E and the 3-hop form E, which is the distance hop count of the own node, to the surroundings. Similarly, mobile node 203 broadcasts 3 hops fromD, which is the number of hops of its own node, and the position of anchor node D to its surroundings.
４回目のステップＳ３０２の実行時には、図１９（Ａ）に示されるように、移動ノード２０１は、移動ノード２０２によってブロードキャストされた無線信号から、移動ノード２０２のホップ数である３ホップｆｒｏｍＥおよびアンカーノードＥの位置を取得する。同様に、移動ノード２０４は、移動ノード２０３によってブロードキャストされた無線信号から、移動ノード２０３のホップ数である３ホップｆｒｏｍＤおよびアンカーノードＤの位置を取得する。 When executing step S302 for the fourth time, as shown in FIG. Get the position of E. Similarly, the mobile node 204 obtains the 3 hops fromD, which is the number of hops of the mobile node 203, and the location of the anchor node D from the radio signal broadcast by the mobile node 203. FIG.
４回目のステップＳ３０３の実行時には、図１９（Ｂ）に示されるように、移動ノード２０１は、自ノードのホップ数として４ホップｆｒｏｍＥを追加するとともに、アンカーノードＥの位置を追加する。同様に、移動ノード２０４は、自ノードのホップ数として４ホップｆｒｏｍＤを追加するとともに、アンカーノードＤの位置を追加する。 When step S303 is executed for the fourth time, the mobile node 201 adds 4 hops from E as the number of hops of its own node and adds the position of the anchor node E as shown in FIG. 19(B). Similarly, mobile node 204 adds 4 hops fromD as the number of hops of its own node, and adds the position of anchor node D. FIG.
４回目のステップＳ３０４の判定時には、移動ノード２０１～２０４の処理は、すべてステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５において、移動ノード２０１～２０４の各距離推定部２１５ａは、実施の形態１のステップＳ２０４～Ｓ２０５と同様の方法で、アンカーノードＤ～Ｆから自ノードまでの実際の距離を推定する。 At the time of determination in step S304 for the fourth time, the processing of all mobile nodes 201 to 204 proceeds to step S305. In step S305, each distance estimator 215a of mobile nodes 201-204 estimates the actual distance from anchor nodes D-F to its own node in the same manner as in steps S204-S205 of the first embodiment.
４回目のステップＳ３０６において、移動ノード２０１～２０４の各個別位置推定部２１５ｂは、実施の形態１のステップＳ２０６と同様の方法で、自ノードの位置を、アンカーノードＤ～Ｆから自ノードまでの推定距離およびアンカーノードＤ～Ｆの各位置に基づいて、多辺測量の手法によって推定する。 In the fourth step S306, each individual position estimating unit 215b of mobile nodes 201-204 estimates the position of its own node from anchor nodes D to F to its own node by the same method as in step S206 of the first embodiment. Based on the estimated distance and each position of the anchor nodes DF, it is estimated by a multilateration technique.
４回目のステップＳ３０７において、移動ノード２０１～２０４の各表示部２１７は、個別位置推定部２１５ｂによって推定された自ノードの位置を表示する。 In the fourth step S307, the display units 217 of the mobile nodes 201 to 204 display the positions of their own nodes estimated by the individual position estimation units 215b.
４回目のステップＳ３０８の実行時において、移動ノード２０１～２０４は、所定の時間待機した後、ステップＳ３０１に戻る。 When step S308 is executed for the fourth time, the mobile nodes 201 to 204 wait for a predetermined time and then return to step S301.
以上の処理が繰り返し実行されることによって、移動ノード２０１～２０４の各記憶部２１４に自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置の情報が追加されていき、やがて正しい値に収束する。そして、移動ノード２０１～２０４は、自ノードの位置を正しく推定することができる。 By repeating the above process, information on the hop count and anchor node position of the own node is added to the storage unit 214 of each of the mobile nodes 201 to 204, and eventually converges to correct values. Mobile nodes 201 to 204 can then correctly estimate their own positions.
また、移動ノード２０１～２０４の各位置の時間変化を追跡したい場合には、移動ノード２０１～２０４は、所定の第３の周期、例えば１秒周期で自機の記憶部２１４に格納されている情報をすべてクリアし、図１５の処理を再度スタートすればよい。 Also, if it is desired to track the time change of each position of the mobile nodes 201 to 204, the mobile nodes 201 to 204 are stored in the storage unit 214 of the mobile node 201 to 204 at a predetermined third period, for example, one second period. All the information should be cleared and the process of FIG. 15 should be restarted.
以上説明したように、本開示の実施の形態２に係る移動ノード２０１～２０４は、自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置を格納する記憶部２１４を備えている。移動ノード２０１～２０４は、自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置を所定の送信電力で周囲にブロードキャストする。移動ノード２０１～２０４は、他の移動ノードまたはアンカーノードによってブロードキャストされた無線信号のうち、所定の閾値以上のＲＳＳＩで受信される無線信号に含まれる、他ノードのホップ数およびアンカーノードの位置のいずれかまたは両方を取得する。 As described above, the mobile nodes 201 to 204 according to Embodiment 2 of the present disclosure are equipped with the storage unit 214 that stores the hop count of the own node and the position of the anchor node. Mobile nodes 201 to 204 broadcast the number of hops of the own node and the position of the anchor node to surroundings with a predetermined transmission power. The mobile nodes 201 to 204 determine the number of hops of the other nodes and the position of the anchor node included in the radio signals received with RSSI equal to or greater than a predetermined threshold among radio signals broadcast by other mobile nodes or anchor nodes. Get either or both.
移動ノード２０１～２０４は、取得された他ノードのホップ数およびアンカーノードの位置のいずれかまたは両方に基づいて、記憶部２１４に自ノードのホップ数およびアンカーノードの位置を追加する。移動ノード２０１～２０４は、記憶部２１４に格納されている自ノードのホップ数およびアンカーノードの情報に基づいて、自ノードの位置を推定する。 Mobile nodes 201 to 204 add their own node's hop count and anchor node position to storage unit 214 based on either or both of the obtained hop count and anchor node position of the other node. Mobile nodes 201 to 204 estimate their positions based on the hop count of their own nodes and anchor node information stored in storage unit 214 .
上記の特徴により、本実施の形態２に係る位置推定システム２００では、実施の形態１の位置推定サーバに相当する構成が不要であり、各移動ノード２０１～２０４が自律分散的に自ノードの位置を他ノードから独立に推定することができる。 Due to the above features, position estimation system 200 according to Embodiment 2 does not require a configuration corresponding to the position estimation server of Embodiment 1, and each mobile node 201 to 204 autonomously distributes its own position can be estimated independently from other nodes.
本開示の幾つかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は例として提示したものであり、開示の範囲を限定することは意図していない、これらの実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、開示の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された開示とその均等の範囲に含まれるものである。 While certain embodiments of the present disclosure have been described, these embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the disclosure, these embodiments may be used by other It can be embodied in various forms, and various omissions, replacements, changes, etc. can be made without departing from the gist of the disclosure. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the disclosure, as well as the disclosure described in the scope of claims and the scope of equivalents thereof.
また、本開示の処理は、特定の規格に限定されるものではなく、例示された設定は、適宜に変更されてよい。また、本開示の処理の手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよい。あるいは、本開示の処理の手順は、これら一連の手順をコンピュータに実施させるためのプログラム、または、当該プログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。その場合、本開示の処理は、コンピュータのＣＰＵ等のプロセッサによって実行される。また、記録媒体の種類は、本開示の実施の形態に影響を及ぼすものではないため、特に限定されるものではない。 Also, the processes of the present disclosure are not limited to any particular standard, and the illustrated settings may be modified as appropriate. Also, the procedure of the processing of the present disclosure may be regarded as a method having a series of these procedures. Alternatively, the procedure of the processing of the present disclosure may be regarded as a program for causing a computer to execute the series of procedures, or a recording medium that stores the program. In that case, the processing of the present disclosure is executed by a processor such as the CPU of the computer. Also, the type of recording medium is not particularly limited since it does not affect the embodiments of the present disclosure.
また、本開示の図３、図４、図１４で示された各構成要素は、ソフトウェアで実現されてもよいし、ハードウェアで実現されてもよい。例えば、各構成要素がマイクロプログラム等のソフトウェアで実現されるソフトウェアモジュールであり、プロセッサが当該ソフトウェアモジュールを実行することにより、各構成要素が実現されてもよい。あるいは、各構成要素が、半導体チップ（ダイ）上の回路ブロック、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路によって実現されてもよい。また、構成要素の数と構成要素を実現するハードウェアの数とは一致していなくてもよい。例えば、１つのプロセッサまたは回路が複数の構成要素を実現してもよい。反対に、１つの構成要素が複数のプロセッサまたは回路によって実現されてもよい。 Also, each component shown in FIGS. 3, 4, and 14 of the present disclosure may be implemented by software or may be implemented by hardware. For example, each component may be a software module implemented by software such as a microprogram, and each component may be implemented by a processor executing the software module. Alternatively, each component may be realized by a circuit block on a semiconductor chip (die), for example, an integrated circuit such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array). Also, the number of components and the number of hardware that implements the components need not match. For example, one processor or circuit may implement multiple components. Conversely, a single component may be implemented by multiple processors or circuits.
また、本開示で述べられたプロセッサは、その種類が限定されるものではない。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、またはＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等であってもよい。 Also, the processors described in this disclosure are not limited in type. The processor may be, for example, a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), or a GPU (Graphics Processing Unit).
１ 移動ノード
２ 移動ノード
３ 移動ノード
４ 移動ノード
５ 移動ノード
６ 移動ノード
１１ ブロードキャスト部
１２ 受信部（第１の受信部）
１３ 作成部
１４ 送信部
１５ 無線通信インターフェース
２０ 位置推定サーバ（位置推定装置）
２１ 無線通信インターフェース
２２ 受信部（第２の受信部）
２３ 近接関係特定部
２４ 位置推定部
２４ａ ホップ数算出部
２４ｂ 距離推定部
２４ｃ 位置記憶部
２４ｄ 個別位置推定部
２４ｅ 協調位置推定部
Ａ アンカーノード（固定ノード）
Ｂ アンカーノード（固定ノード）
Ｃ アンカーノード（固定ノード）
１００ 位置推定システム
２００ 位置推定システム
２０１ 移動ノード
２０２ 移動ノード
２０３ 移動ノード
２０４ 移動ノード
２１１ ブロードキャスト部
２１２ 受信部
２１３ 追加部
２１４ 記憶部
２１５ 位置推定部
２１５ａ 距離推定部
２１５ｂ 個別位置推定部
Ｄ アンカーノード（固定ノード）
Ｅ アンカーノード（固定ノード）
Ｆ アンカーノード（固定ノード）1 mobile node 2 mobile node 3 mobile node 4 mobile node 5 mobile node 6 mobile node 11 broadcast unit 12 reception unit (first reception unit)
13 creation unit 14 transmission unit 15 wireless communication interface 20 position estimation server (position estimation device)
21 wireless communication interface 22 receiver (second receiver)
23 Proximity relationship identifying unit 24 Position estimating unit 24a Hop count calculating unit 24b Distance estimating unit 24c Position storing unit 24d Individual position estimating unit 24e Collaborative position estimating unit A Anchor node (fixed node)
B anchor node (fixed node)
C anchor node (fixed node)
100 Position estimation system 200 Position estimation system 201 Mobile node 202 Mobile node 203 Mobile node 204 Mobile node 211 Broadcast unit 212 Receiving unit 213 Adding unit 214 Storage unit 215 Position estimating unit 215a Distance estimating unit 215b Individual position estimating unit D Anchor node (fixed node)
E anchor node (fixed node)
F anchor node (fixed node)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2022026000AJP2023122345A (en) | 2022-02-22 | 2022-02-22 | Position estimation device, position estimation system and mobile node |
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| CN118828784A (en)* | 2024-06-21 | 2024-10-22 | 北京邮电大学 | End-to-end data transmission method, device, storage medium and program product for Internet of Vehicles |
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