(57)【要約】【課題】所定の領域においてできるだけ少ない固定ノードを用いて移動ノード装置の位置推定を可能にする。【解決手段】複数の固定ノード装置と位置情報管理装置とを備える位置推定システムであって、複数の固定ノード装置は、自装置の識別情報を搬送する電波を所定の送信強度で送信し、他の固定ノード装置からの電波を受信する通信部と、通信部が受信した電波が搬送する識別情報に基づいて、検出された他の固定ノード装置の数に関する情報を出力する出力部と、をそれぞれ備え、位置情報管理装置は、複数の固定ノード装置それぞれの位置情報を管理する固定ノード管理部と、移動ノード装置における固定ノード装置毎の電波の受信強度を示す電波強度情報を取得する電波強度取得部と、電波強度情報に基づいて前記移動ノード装置の位置を推定する位置推定部と、を備える。【選択図】図１
2016151493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固定ノード装置と位置情報管理装置とを備える位置推定システムであって、
前記複数の固定ノード装置は、
自装置の識別情報を搬送する電波を所定の送信強度で送信し、他の固定ノード装置からの電波を受信する通信部と、
前記通信部が受信した電波が搬送する識別情報に基づいて、検出された他の固定ノード装置の数に関する情報を出力する出力部と、
をそれぞれ備え、
前記位置情報管理装置は、
前記複数の固定ノード装置それぞれの位置情報を管理する固定ノード管理部と、
移動ノード装置における固定ノード装置毎の電波の受信強度を示す電波強度情報を取得する電波強度取得部と、
前記電波強度情報に基づいて前記移動ノード装置の位置を推定する位置推定部と、
を備える位置推定システム。
【請求項２】
前記出力部は、前記他の固定ノード装置の数に関する情報として、１個又はそれ以外の数を識別可能な情報を出力する請求項１に記載の位置推定システム。
【請求項３】
前記出力部は、前記他の固定ノード装置の数に関する情報として、当該他の固定ノード装置毎の電波の受信強度を出力する請求項１に記載の位置推定システム。
【請求項４】
前記固定ノード管理部は、一の固定ノード装置が検出した他の固定ノード装置の識別情報を順次取得し、前記他の固定ノード装置の識別情報に基づいて前記一の固定ノード装置の位置を推定する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の位置推定システム。
【請求項５】
前記固定ノード管理部は、一の固定ノード装置の位置が入力されたとき、前記一の固定ノード装置と当該固定ノード装置よりも後に設置された他の固定ノード装置との分布がより均等になるように、前記他の固定ノード装置の位置を更新する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の位置推定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置推定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、個々の端末装置の位置を推定するための位置推定システムが提案されている。ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位網）衛星からの電波が到達しない屋内では、無線機能を有する複数の固定デバイスが発する電波の受信強度に基づいて、端末装置の位置を推定する位置推定システムの利用が検討されている。
例えば、特許文献１には、センサネットワーク領域内の移動ノードからの信号を受信し、その受信電界強度を測定する複数の固定ノードと、測定した受信電界強度を収集し、これに基づいて移動ノードの位置を推定するノード位置推定装置とを備えるノード位置推定システムについて記載されている。このノード位置推定システムでは、固定ノードが所定のセンサネットワークを網羅する長方格子を形成する各単位格子内に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６５３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のノード位置推定システムでは、固定ノードの数を少なくしてシステム規模を縮小するには、固定ノード間の間隔をできるだけ大きくする必要がある。他方、固定ノードが発する電波の送信強度を高くすると、混信や消費エネルギーの増大につながる。そのため、電波の送信強度を保ったまま、固定のノード間の間隔を大きくすると、センサネットワーク領域において電波が届かないために位置を測定できない領域が生じてしまう。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、所定の領域においてできるだけ少ない固定ノードを用いて移動ノード装置の位置推定を可能にする位置推定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、複数の固定ノード装置と位置情報管理装置とを備える位置推定システムであって、前記複数の固定ノード装置は、自装置の識別情報を搬送する電波を所定の送信強度で送信し、他の固定ノード装置からの電波を受信する通信部と、前記通信部が受信した電波が搬送する識別情報に基づいて、検出された他の固定ノード装置の数に関する情報を出力する出力部と、をそれぞれ備え、前記位置情報管理装置は、前記複数の固定ノード装置それぞれの位置情報を管理する固定ノード管理部と、移動ノード装置における固定ノード装置毎の電波の受信強度を示す電波強度情報を取得する電波強度取得部と、前記電波強度情報に基づいて前記移動ノード装置の位置を推定する位置推定部と、を備える位置推定システムである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、所定の領域においてできるだけ少ない固定ノード装置を用いた移動ノード装置の位置推定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る位置推定システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る位置情報管理装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る第１固定ノード装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る第１固定ノード装置の外観図である。
【図５】第１の実施形態に係る第２固定ノード装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】位置推定領域における第１固定ノード装置の初期設置例を示す平面図である。
【図７】第１固定ノード装置の設置方法を説明するための図である。
【図８】第１固定ノード装置の設置方法を説明するための図である。
【図９】位置管理画面の例を示す図である。
【図１０】格子の種別毎の第１固定ノード装置の設置密度を説明するための図である。
【図１１】第１固定ノード装置の位置の再計算を説明するための図である。
【図１２】移動ノード装置の位置を推定する処理の例を説明するための図である。
【図１３】第２の実施形態に係る第１固定ノード装置の外観図である。
【図１４】他の第１固定ノード装置の検出数の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る位置推定システム１の構成を示す概略ブロック図である。
位置推定システム１は、位置情報管理装置１０、第１固定ノード装置２０及び第２固定ノード装置３０を含んで構成される。第１固定ノード装置２０の数は、少なくとも３個以上である。後述するように、位置推定領域Ｒｍ内の互いに異なる位置に複数の第１固定ノード装置２０が空間的に分散して配置される。第２固定ノード装置３０の数は、図１に示す例では、２個であるが、少なくとも１個あればよい。
【０００９】
位置推定システム１は、所定の位置推定領域Ｒｍ内に所在している移動ノード装置４０の位置を推定する。位置推定領域Ｒｍは、不特定多数の人を収容可能な比較的広い屋内空間、例えば、ショッピングモール、イベント会場、等である。位置推定システム１は、例えば、利用者導線の取得、目的地までの経路案内（ナビゲーション）、目的地における特典案内（クーポン配布）、等に応用されてもよい。
【００１０】
移動ノード装置４０は、位置推定システム１による位置の測定対象となる電子機器である。移動ノード装置４０は、無線でデータを送受信可能であって各ユーザが携帯可能な電子機器、例えば、携帯電話機（いわゆるスマートフォンを含む）、ウェアラブル端末装置、タブレット端末装置等である。移動ノード装置４０は、第１固定ノード装置２０からそれぞれ受信した電波の強度（受信強度）を計測し、計測した受信強度に基づいて自装置の周囲に所在する第１固定ノード装置２０を検出する。図１に示す例では、移動ノード装置４０は、位置Ａ−Ｅ、Ｊに設置された第１固定ノード装置２０のうち、位置Ｂ、Ｃ、Ｅに設置された第１固定ノード装置２０を検出する。移動ノード装置４０は、検出した第１固定ノード装置２０毎の受信強度を示す受信強度情報を、第２固定ノード装置３０を介して電波で送信する。図１に示す例では、位置α、βに設置された第２固定ノード装置３０のうち、自装置が電波到達領域内にある位置αに設置された第２固定ノード装置３０が送信に用いられる。
【００１１】
（位置情報管理装置１０の構成）
次に、本実施形態に係る位置情報管理装置１０の構成について説明する。
図２は、本実施形態に係る位置情報管理装置１０の構成を示すブロック図である。
位置情報管理装置１０は、制御部１１、データ記憶部１２、通信部１３、入力部１４及び表示部１５を含んで構成される。制御部１１は、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の制御装置（図示せず）を含んで構成され、データ記憶部１２から読み取った所定のプログラムを動作することにより、位置情報管理装置１０全体の動作を制御する。制御部１１は、固定ノード管理部１１１、電波強度取得部１１２、及び位置推定部１１３として機能する。
【００１２】
固定ノード管理部１１１は、位置推定領域Ｒｍ内に配置される第１固定ノード装置２０の位置を管理する。固定ノード管理部１１１は、第１固定ノード装置２０についてそれぞれ異なる識別情報（例えば、ＵＵＩＤ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌｌｙ  Ｕｎｉｑｕｅ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を生成する。固定ノード管理部１１１は、その時点において設置される第１固定ノード装置２０（以下、設置中固定ノード装置）の識別情報を、通信部１３を介して当該設置中固定ノード装置に送信する。固定ノード管理部１１１は、設置中固定ノード装置から通信部１３を介して当該設置中固定ノード装置の識別情報と当該設置中固定ノード装置が検出した他の第１固定ノード装置２０（以下、周囲固定ノード装置）の識別情報を取得する。取得した識別情報は、位置推定領域Ｒｍに設置済みの第１固定ノード装置２０（以下、設置済固定ノード装置）の識別情報である。固定ノード管理部１１１は、取得した識別情報と当該識別情報を取得した順序を示す設置順序データを生成し、生成した設置順序データをデータ記憶部１２に記憶する。
【００１３】
第１固定ノード装置２０は、後述するように正三角形を単位格子として構成される三角格子の格子点上に順次配列される。固定ノード管理部１１１は、位置推定領域Ｒｍ内に分布する各格子点の位置を示す格子点位置データを生成し、データ記憶部１２に記憶する。当該単位格子の１辺の長さは、第１固定ノード装置２０がアドバタイズモード（後述）での動作時において送信する電波の電波到達距離ｒ１に相当する。
固定ノード管理部１１１は、設置順序データを参照して、次に配置された第１固定ノード装置２０が検出した周囲固定ノード装置の位置を特定する。固定ノード管理部１１１は、特定した周囲固定ノード装置の位置と電波到達距離ｒ１に基づいて、当該第１固定ノード装置２０の位置が、データ記憶部１２に記憶した格子点位置データが示す格子点のいずれであるかを特定する。第１固定ノード装置２０は、特定した第１固定ノード装置２０の位置を示す固定ノード位置データをデータ記憶部１２に記憶する。第１固定ノード装置２０の位置管理の具体例については、後述する。
【００１４】
電波強度取得部１１２は、通信部１３を介して移動ノード装置４０から受信強度情報を受信（取得）する。受信強度情報は、移動ノード装置４０が検出した第１固定ノード装置２０からの電波の受信強度を示す情報である。電波強度取得部１１２は、取得した電波強度情報を位置推定部１１３に出力する。
【００１５】
位置推定部１１３は、データ記憶部１２に記憶した固定ノード位置データを参照し、電波強度取得部１１２から入力された受信強度情報が示す第１固定ノード装置２０毎の受信強度に基づいて、移動ノード装置４０の位置を推定する。移動ノード装置４０の位置推定方式については、既知の推定方式を利用可能である。移動ノード装置４０の位置推定については後述する。
【００１６】
データ記憶部１２は、位置情報管理装置１０において扱われる各種のデータやプログラムを記憶する。データ記憶部１２は、各種の記憶媒体、例えば、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュＲＯＭ（Ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリーカード、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ−ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等を含んで構成される。
【００１７】
通信部１３は、第２固定ノード装置３０又は移動ノード装置４０との間で通信を行う。通信部１３は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の規格として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標））に準拠した方式で各種のデータを送受信する通信インタフェースである。
【００１８】
入力部１４は、ユーザの操作入力を受け付け、位置情報管理装置１０の各種機能を操作するための操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部１１に出力する。入力部１４は、例えば、タッチセンサ、入力キー（キーボード）、マウス、等を含んで構成される。
【００１９】
表示部１５は、制御部１１から入力された画像データに基づく画像、例えば、位置管理画面を表示する。表示部１５は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、等である。なお、入力部１４がタッチセンサである場合には、入力部１４と表示部１５は、その両者が一体化したタッチパネルとして構成されていてもよい。
【００２０】
（第１固定ノード装置２０の構成）
次に、第１固定ノード装置２０の構成について説明する。
図３は、本実施形態に係る第１固定ノード装置２０の構成を示す概略ブロック図である。
第１固定ノード装置２０は、通信部２１、制御部２２、入力部２３、出力部２４及び電力供給部２５を含んで構成される。
【００２１】
通信部２１は、他の第１固定ノード装置２０又は第２固定ノード装置３０との間の通信を行う。通信部２１は、近距離無線通信規格として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．１バージョン４．０（ＢＬＥ：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ）を用いて通信を行う通信インタフェースである。第１固定ノード装置２０は、ＢＬＥ専用デバイスとして機能する。
【００２２】
制御部２２は、動作モード制御部２２１と通信制御部２２２とを含んで構成される。
動作モード制御部２２１は、入力部２３が受け付けた操作に応じて通信制御部２２２の動作モードを切り替える。切り替えの対象の動作モードには、設定モードと、アドバタイズ（ａｄｖｅｒｔｉｓｅ；広告）モードがある。設定モードでは、第１固定ノード装置２０は、アドバタイズモードで動作する他の第１固定ノード装置２０との関係において、ＩＥＥＥ８０２．１５．１バージョン４．０におけるセントラル（Ｃｅｎｔｒａｌ）として機能する。設定モードは、上述した設置中固定ノード装置として機能させる場合に選択される。アドバタイズモードは、自装置の識別情報を電波で一斉同報（ブロードキャスト）する動作モードである。設定モードでは、第１固定ノード装置２０はＩＥＥＥ８０２．１５．１バージョン４．０におけるペリフェラル（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）として機能する。アドバタイズモードは、第１固定ノード装置２０を上述した設置済固定ノード装置として機能させる場合に選択される。
【００２３】
通信制御部２２２は、通信部２１が行う通信を制御する。通信制御部２２２は、設定モードにおいて、通信部２１に対して複数の第２固定ノード装置３０のうち自装置に到来する電波の電波強度が最も高い第２固定ノード装置３０に接続させる。通信制御部２２２は、接続させた第２固定ノード装置３０を介して位置情報管理装置１０から自装置の識別情報を受信させ、受信させた識別情報を自部に設定する。通信制御部２２２は、アドバタイズモードで動作している他の第１固定ノード装置２０から到来した電波を直接受信させ、受信させた電波の受信強度を計測する。通信制御部２２２は、計測した受信強度が所定の受信強度よりも高い電波に係る他の第１固定ノード装置を周囲固定ノード装置として検出する。通信制御部２２２は、検出した周囲固定ノード装置からの電波で搬送される識別情報を取得し、取得した識別情報に基づいて検出した周囲固定ノード装置の数を示す検出数情報を出力部２４に出力する。通信制御部２２２は、自装置の識別情報と検出した周囲固定ノード装置の識別情報とを対応付けて通信部２１を介して第２固定ノード装置３０に送信する。
【００２４】
他方、アドバタイズモードにおいて、通信制御部２２２は、通信部２１に対して自装置の識別情報を搬送する電波を設定モードにおける送信強度（例えば、電波到達距離５０ｍ）よりも低い所定の送信強度（例えば、電波到達距離１０ｍ）で一斉同報させる。これにより、電力消費量を抑制することで電池の交換などのメンテナンス作業なしに連続動作可能な期間を長期化することができる。
【００２５】
入力部２３は、動作モードを切り替えるために操作入力を受け付ける部材を含んで構成される。かかる部材は、例えば、スイッチ、トグルボタン等、の物理的な部材であり、第１固定ノード装置２０の筺体の外面に配置される。図４は、入力部２３が、高さよりも直径の方が大きい扁平な円柱の形状を有する第１固定ノード装置２０の下底面に配置されている場合を例にしている。そのため、図４には表れていない。
【００２６】
出力部２４は、通信制御部２２２から入力された検出数情報を報知する部材を含んで構成される。かかる部材は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）であり、第１固定ノード装置２０の筺体の外面に配置される。図４に示す例では、第１固定ノード装置２０の上底面に配置されている。従って、出力部２４は、通信制御部２２２が設定モードで動作中であり、いずれかの第２固定ノード装置３０からの電波到達領域の圏内にあるとき、検出された周囲固定ノード装置の数に応じた態様で報知する。例えば、出力部２４は、検出された周囲固定ノード装置の数が１個であるとき、青色の光を点灯し、検出された周囲固定ノード装置の数が０個又は２個以上であるとき、赤色の光を点灯する。これにより、第１固定ノード装置２０が設定モードで動作中であるとき、ユーザは検出された周囲固定ノード装置の数が１個であるか否かを知得することができる。なお、出力部２４は、通信制御部２２２がアドバタイズモードで動作中である場合には、出力部２４の点灯を停止する。これにより、電力消費量を抑制する。また、出力部２４は、検出数情報を報知する部材として、ＬＥＤなどの発光部材に代えて又は当該発光部材とともに周囲固定ノード装置の数に応じた態様（例えば、周波数特性、時間構造、等）の音を再生する報音部材を含んで構成されてもよい。
【００２７】
電力供給部２５は、第１固定ノード装置２０の各部の動作に要する電力を供給する電池を装着する部材、例えば、電池ホルダを含んで構成される。
【００２８】
（第２固定ノード装置３０の構成）
次に、第２固定ノード装置３０の構成について説明する。
図５は、本実施形態に係る第２固定ノード装置３０の構成を示す概略ブロック図である。
第２固定ノード装置３０は、第１通信部３１、第２通信部３２、制御部３３及び電力供給部３４を含んで構成される。
【００２９】
第１通信部３１は、位置情報管理装置１０又は移動ノード装置４０との通信において、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の規格として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標））を用いる通信インタフェースである。なお、第１通信部３１は、インターネットにも接続可能であってもよい。その場合、第１通信部３１は、移動ノード装置４０に対して無線ＬＡＮを介してインターネットに接続可能となる。
【００３０】
第２通信部３２は、近距離無線通信規格として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．１バージョン４．０を用いて通信を行う通信インタフェースである。従って、第２固定ノード装置３０は、第１固定ノード装置２０と位置情報管理装置１０との間の通信を中継するＷｉ−Ｆｉ（登録商標）メッシュデバイスとして機能する。第２通信部３２は、各種のデータを搬送する電波を、設定モードで動作している第１固定ノード装置２０と同等の送信強度（例えば、電波到達距離５０ｍ）で送信する。
【００３１】
制御部３３は、位置情報管理装置１０と複数の第１固定ノード装置２０の通信を中継する。制御部３３は、第１通信部３１を介して位置情報管理装置１０から送信された第１固定ノード装置２０の識別情報を、第２通信部３２に対して第１固定ノード装置２０に同報送信させる。これにより、設定モードで動作している第１固定ノード装置２０に当該識別情報が伝達される。また、制御部３３は、設定モードで動作している第１固定ノード装置２０から、当該第１固定ノード装置２０の識別情報と当該第１固定ノード装置２０が検出した他の第１固定ノード装置２０の識別情報のセット（以下、識別情報セット）を、第２通信部３２を介して受信する。制御部３３は、受信した識別情報セットを第１通信部３１に対して位置情報管理装置１０に送信させる。
【００３２】
なお、位置推定システム１において、第２固定ノード装置３０は、その電波到達領域により位置推定領域Ｒｍの全体が網羅されるように配置される。図１、図６に示すように、位置推定システム１が備える第２固定ノード装置３０の数が複数である場合には、少なくとも１つの第２固定ノード装置３０の制御部３３は、他の第２固定ノード装置３０と位置情報管理装置１０の間の通信を中継してもよい。
【００３３】
（第１固定ノード装置２０の設置方法）
次に、第１固定ノード装置２０の配置方法について説明する。
図６は、位置推定領域Ｒｍにおける第１固定ノード装置２０の初期設置例を示す平面図である。図６に示す例では、位置推定領域Ｒｍは、短辺、長辺それぞれの長さが５０ｍ、８０ｍである長方形である。短辺、長辺の方向が、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向である。カッコ内の数値は、図６に示す位置推定領域Ｒｍの左下の頂点を原点（０，０）とする座標である。２個の第２固定ノード装置３０が配置されている位置α、βの座標は、それぞれ（５，５）、（５，５０）である。
【００３４】
図７、図８は、第１固定ノード装置２０の設置方法を説明するための図である。
ユーザは、次の手順により複数の第１固定ノード装置２０を、位置推定領域Ｒｍ内を網羅する三角格子の各格子点上にそれぞれ設置することができる。まず、図７（ａ）に示すように２個の第１固定ノード装置２０を互いに電波到達距離ｒ１離れた位置Ａ、Ｂに配置させておく。ユーザは、それぞれの入力部２３を操作して、動作モードをアドバタイズモードに切り替えておく。なお、図７において、白丸は他の第１固定ノード装置２０を１個検出する（状態１）第１固定ノード装置２０を示し、黒丸は他の第１固定ノード装置２０を２個検出する（状態２）第１固定ノード装置２０を示す。
【００３５】
図７（ｂ）に示す状態において、ユーザは位置Ｃの付近に、設定モードで動作させている別個の第１固定ノード装置２０を接近させる。位置Ｃは、線分ＡＢを底辺とする正三角形の頂点である。つまり、位置Ｃは、第１固定ノード装置２０が２個検出される領域の外縁であって、第１固定ノード装置２０が１個のみ検出される領域（斜線で図示）と全く検出されない領域とが交わる点である。ユーザは、第１固定ノード装置２０を線分ＡＢから遠ざけても出力部２４の表示が赤のまま維持され、かつ線分ＡＢに平行な方向に少しでも動かすと表示が青に変化する位置を位置Ｃとして探索し、探索した位置Ｃに当該第１固定ノード装置２０を設置する。その後、ユーザは、設置した第１固定ノード装置２０の動作モードをアドバタイズモードに切り替える。この状態では、図７（ｃ）に示すように、位置Ａ−Ｃに設置された固定ノード装置２０は、それぞれ他の第１固定ノード装置２０を２個検出することができる。
【００３６】
次に、図７（ｄ）に示すようにユーザは線分ＢＣを底辺とする正三角形の頂点である位置Ｄの付近に、設定モードで動作させている別個の第１固定ノード装置２０を接近させる。ユーザは、第１固定ノード装置２０を位置Ｂ、Ｃから遠ざけても出力部２４の表示が赤のまま維持され、かつ線分ＢＣに平行な方向に少しでも動かすと表示が青に変化する位置を位置Ｄとして探索し、探索した位置Ｄに当該第１固定ノード装置２０を設置する。その後、ユーザは、設置した第１固定ノード装置２０の動作モードをアドバタイズモードに切り替える。ユーザは、かかる作業を繰り返すことで第１固定ノード装置２０を、三角格子の各格子点上の水平方向に順次配列することができる。
【００３７】
第１固定ノード装置２０を垂直方向に設置する場合においても、ユーザは出力部２４の表示の変化を認識することによって、当該第１固定ノード装置２０を設置すべき位置を探索することができる。図８（ａ）に示すように、位置Ｊ、Ｋ、Ｃ、Ｄに既に第１固定ノード装置２０が設置され、位置Ｌに設定モードで動作させている新たな第１固定ノード装置２０を設置する場合を例にする。この例では、位置Ｊ、Ｃ、Ｄと、位置Ｋ、Ｌがそれぞれ水平方向に配列され、位置Ｋが線分ＪＣを底辺とする正三角形の頂点にある。また、位置Ｌは、線分ＫＣを底辺とする正三角形の頂点にあり、かつ線分ＣＤを底辺とする正三角形の頂点にある。図８（ｂ）に示すように、位置Ｌ付近において検出される第１固定ノード装置２０の数が１である２つの領域がそれぞれ位置Ｌで終端し、線分ＣＬに対称に分布している。ユーザは、第１固定ノード装置２０を位置Ｃから遠ざけると出力部２４部の表示が赤のまま維持され、かつ線分ＣＬに直交する線分ＫＤに平行な方向に少しでも動かすと表示が青に変化する位置を位置Ｌとして探索し、図８（ｃ）に示すように探索した位置Ｌに当該第１固定ノード装置２０を設置する。その後、ユーザは、設置した第１固定ノード装置２０の動作モードをアドバタイズモードに切り替える。このようにして、複数の第１固定ノード装置２０は、１辺の長さが電波到達距離ｒ１である正三角形を単位格子として構成される三角格子の各格子点上に配置される。
【００３８】
（第１固定ノード装置２０の位置管理）
次に、位置情報管理装置１０の固定ノード管理部１１１（図２）による第１固定ノード装置２０の位置管理の例について説明する。固定ノード管理部１１１は、初期に設置された位置Ａ、Ｂと、電波到達距離ｒ１に基づいて、位置推定領域Ｒｍ内の三角格子の各格子点の位置を算出し、算出した格子点の位置を示す格子点位置データをデータ記憶部１２に記憶する。
【００３９】
また、固定ノード管理部１１１は、第１固定ノード装置２０が設置される毎に、当該第１固定ノード装置２０の識別情報と当該第１固定ノード装置２０が検出した周囲固定ノード装置それぞれの識別情報とを受信する。固定ノード管理部１１１は、設置される第１固定ノード装置２０と周囲固定ノード装置それぞれの識別情報からなる識別情報セットと受信した順序を示す設置順序データを生成し、生成した設置順序データをデータ記憶部１２に記憶する。
固定ノード管理部１１１は、位置管理画面を表示部１５に表示させ、設置された第１固定ノード装置２０の位置を、ユーザの操作により入力部１４から入力された操作信号により指示される格子点の位置と定める。
【００４０】
図９は、位置管理画面の例を示す図である。図９に示す例では、位置管理画面には、位置推定領域Ｒｍ内において設置済みの第１固定ノード装置２０の位置Ａ−Ｚ、ａ−ｓのそれぞれを表示する円が配置されている。固定ノード管理部１１１は、ユーザの操作により入力部１４から初期において設置された３個の第１固定ノード装置２０の位置Ａ−Ｃの座標をそれぞれ示す操作信号を入力する。固定ノード管理部１１１は、入力されたＡ−Ｃの座標と算出した各格子点の位置とを照合し、３個の第１固定ノード装置２０の位置Ａ−Ｃを特定する。固定ノード管理部１１１は、特定した第１固定ノード装置２０毎の位置が、格子点位置データが示す格子点のいずれに相当するかを示す固定ノード位置データを生成し、生成した固定ノード位置データをデータ記憶部１２に記憶する。
【００４１】
固定ノード管理部１１１は、設置順序データを参照し、次に設置された第１固定ノード装置２０が検出した周囲固定ノード装置として、固定ノード位置データが示す位置Ｂ、Ｃに設置された第１固定ノード装置２０を特定する。図９に示すように、位置Ｄに第１固定ノード装置２０が新たに設置される時点では、当該第１固定ノード装置２０が検知した第１固定ノード装置２０が位置Ａ−Ｃに設置されている。この段階では、位置Ｂ、Ｃからの電波到達領域の境界で、かつ、位置Ａからの電波到達領域外である位置は、位置Ｄのみである。そこで、固定ノード管理部１１１は、格子点位置データが示す格子点のうち、新たに設置される第１固定ノード装置２０の位置を位置Ｄであることを特定する。固定ノード管理部１１１は、データ記憶部１２に記憶した固定ノード位置データに、位置Ｄを示す新たに設置された第１固定ノード装置２０の位置情報を追加する。
【００４２】
以降、固定ノード管理部１１１は、設置順序データと固定ノード位置データを参照して、次に設置された第１固定ノード装置２０の位置を、当該第１固定ノード装置２０が検出した周囲固定ノード装置の位置に基づいて特定する処理を繰り返す。これにより、第１固定ノード装置２０の位置として、三角格子の格子点である位置Ｅ〜Ｚ、ａ〜ｓを順次特定することができる。
【００４３】
三角格子の各格子点上に第１固定ノード装置２０を設置するメリットは、位置推定領域Ｒｍを極力少数の第１固定ノード装置２０の電波到達領域で網羅できる点にある。位置推定部１１３が移動ノード装置４０の位置を推定するためには、少なくとも３個の第１固定ノード装置２０を要する（例えば、特開２０１０−１２４４５３号公報参照）。位置推定部１１３が移動ノード装置４０の位置を推定する際、受信強度Ｉが第１固定ノード装置２０からの距離に反比例することに基づいて、移動ノード装置４０が検出した第１固定ノード装置２０の各々からの距離ｒを算出する。但し、位置推定部１１３には、予め所定の距離（例えば、１ｍ）ｒ０における受信強度Ｉ０を設定しておく。位置推定部１１３は、データ記憶部１２に記憶された固定ノード位置データが示す第１固定ノード装置２０の位置のそれぞれを中心とし、半径が当該第１固定ノード装置２０の距離となる円の交点を移動ノード装置４０の位置として算出する。
【００４４】
ここで、位置推定領域Ｒｍの全体を少なくとも３個の第１固定ノード装置２０の電波到達領域で網羅するために、特開２０１４−４４１７２号公報に記載のように第１固定ノード装置２０を正方格子の各格子点上に設置する場合の設置密度と比較する。
図１０は、格子の種別毎の第１固定ノード装置２０の設置密度を説明するための図である。電波到達距離ｒ１を１ｍと仮定すると、正方格子では１辺が２／√５ｍ以下である各単位格子の頂点に第１固定ノード装置２０を設置する必要がある（図１０（ａ）参照）。この配置では、単位面積当たりに設置される第１固定ノード装置２０の密度は、１．２５［＝（１／４×４／（２／√５）２］個／ｍ２となる。
【００４５】
これに対し、本実施形態のように第１固定ノード装置２０を正方格子の各格子点上に設置する場合には、１辺が１ｍ以下である各単位格子の頂点に第１固定ノード装置２０を設置すればよい（図１０（ｂ）参照）。この配置では、単位面積あたりに設置される第１固定ノード装置の密度は、１．１５４７［＝（１／６×３／（１×（√３／２）／２））個／ｍ２となる。よって、端辺が無視できるほど十分広い位置推定領域Ｒｍ内において第１固定ノード装置２０を設置する場合には、正方格子よりも三角格子の各格子点上に設置する方が必要とされる第１固定ノード装置２０の数が少なくなる。
【００４６】
しかしながら、種々の構造的制限（例えば、建築物の支柱、空調機の配置、等）や商業的制約（例えば、店舗の精算機付近への設置、等）により、第１固定ノード装置２０を三角格子の格子点上に設置できない場合がある。そこで、固定ノード管理部１１１は、第１固定ノード装置２０の位置を、格子点の位置からユーザの操作入力（例えば、ドラッグ操作）に応じて入力部１４から入力される操作信号で指示された位置に変更することができる。図９に示す例では、位置管理画面において位置Ｓが破線で表された円の位置から実線で表された円の位置に変更されたことを示す。ポインタＰｓの先端は、操作信号により指示された位置を示す。固定ノード管理部１１１は、変更した位置Ｓよりも後に設置された位置Ｔ〜Ｚ、ａ〜ｓの分布が、より均等になるように、それらの位置の座標を再計算する。固定ノード管理部１１１は、再計算した第１固定ノード装置２０毎の位置をもってデータ記憶部１２に記憶した固定ノード位置データを更新する。
【００４７】
（第１固定ノード装置２０の位置の再計算）
図１１は、第１固定ノード装置２０の位置の再計算を説明するための図である。図１１（ａ）に示すように当初の位置Ｋ〜Ｙが三角格子の各格子点上にあるときに、位置Ｓが右上に移動される場合を例にする。この場合には、図１１（ｂ）に示すように、固定ノード管理部１１１は、位置Ｔ、Ｗ、Ｘ、Ｙを、それぞれ右下、右上、右上、下に変位した位置に更新する。固定ノード管理部１１１は、各位置の座標を再計算する際、例えば、位置推定領域Ｒｍにおいて移動ノード装置４０の位置を推定可能な領域を減少させず、かつ、各位置を中心とする電波到達領域が相互に重複する領域の面積の分散がより少なくなる座標を算出する。また、固定ノード管理部１１１は、位置推定領域Ｒｍにおいて移動ノード装置４０の位置を推定可能な領域を減少させず、かつ、４個以上の位置を中心とする電波到達領域が相互に重複している領域がより少なくなる座標を算出してもよい。上述したように、移動ノード装置４０の位置を推定可能な領域は、少なくとも３つの異なる位置を中心とする電波到達領域が相互に重複している領域に相当する。これにより、必要とされる第１固定ノード装置２０の数の増加を抑制することができる。
【００４８】
なお、第１固定ノード装置２０が送信する電波の送信強度には、設置された位置周辺の環境や電池残量に応じて変動（ゆらぎ）が生じることがある。移動ノード装置４０の位置推定において高い精度が要求されない場合には、位置推定部１１３は、予め検出された第１固定ノード装置２０毎の受信強度のセットに応じて区分した区分領域を示す区分領域データを生成し、生成した区分領域データをデータ記憶部１２に記憶しておいてもよい。次に述べるように、位置推定部１１３は、区分領域データを参照して電波強度取得部１１２から入力された受信強度情報が示す第１固定ノード装置２０毎の受信強度がいずれの区分領域に属するかを判定してもよい。位置推定部１１３は、判定した区分領域又はその区分領域を代表する位置（例えば、重心点）を移動ノード装置４０の位置と定める。
【００４９】
（移動ノード装置４０の位置推定）
図１２は、移動ノード装置４０の位置推定処理の例を説明するための図である。
位置推定部１１３は、固定ノード位置データを参照して個々の第１固定ノード装置２０の距離に応じた受信強度で応じて３段階に区分した領域を定める。３段階の領域は、第１固定ノード装置２０からの電波の受信強度が所定の第２の受信強度Ｉ２以上（電波到達距離がｒ２以内）である領域（受信強度高）と、受信強度が第１の受信強度Ｉ１以上（電波到達距離がｒ１以内）であって受信強度が第２の受信強度Ｉ２よりも低い領域（受信強度中）と、受信強度が第１の受信強度Ｉ１よりも低い領域（受信強度弱）である。位置推定部１１３は、個々の第１固定ノード装置２０について区分された領域について、さらに他の第１固定ノード装置２０に係る受信強度に応じて区分して区分領域を定める。
【００５０】
図１２に示す例では、位置推定部１１３は、移動ノード装置４０から位置Ａ−Ｃにそれぞれ設置された第１固定ノード装置２０からの電波の受信強度を示す受信強度情報を受信する。位置推定部１１３は、第１固定ノード装置２０のそれぞれからの受信強度が、いずれの段階であるかを判別する。図１２に示す例では、位置推定部１１３は、位置Ａ−Ｃにそれぞれ設置された第１固定ノード装置２０からの受信強度の段階を、高、中、中と判定する。位置推定部１１３は、区分領域データを参照して、判定した受信強度のセット（高、中、中）に対応した区分領域を選択する。従って、位置推定部１１３は、個々の第１固定ノード装置２０からの電波の受信強度が属する段階のセットを判定し、判定したセットに応じて区分領域を特定することができるので、簡易に移動ノード装置４０の位置を推定することができる。
【００５１】
以上に説明したように、本実施形態に係る位置推定システム１は、複数の第１固定ノード装置２０と位置情報管理装置１０を備える。第１固定ノード装置２０は、自装置の識別情報を搬送する電波を所定の送信強度で送信し、他の第１固定ノード装置２０からの電波を受信する通信部２１を備える。第１固定ノード装置２０は、通信部２１が受信した電波が搬送する識別情報に基づいて、検出された他の第１固定ノード装置２０の数に関する情報を出力する出力部２４をそれぞれ備える。また、位置情報管理装置１０は、複数の第１固定ノード装置それぞれの位置情報を管理する固定ノード管理部１１１を備える。また、位置情報管理装置１０は、移動ノード装置４０における第１固定ノード装置２０毎の電波の受信強度を示す電波強度情報を取得する電波強度取得部１１２を備える。また、位置情報管理装置１０は、電波強度情報に基づいて移動ノードの位置を推定する位置推定部１１３を備える。
この構成により、ユーザは、移動させながら出力部２４が出力する情報に接することにより、周囲の第１固定ノード装置２０の数を把握することにより、第１固定ノード装置２０を三角格子の各格子点に設置する作業を効率的に行うことができる。また、三角格子の各格子点に設置することにより移動ノード装置４０の位置の推定に要する第１固定ノード装置２０を少なくすることができる。
【００５２】
また、出力部２４は、他の第１固定ノード装置２０の数に関する情報として、１個又はそれ以外の数を識別可能な情報を出力する。
これにより、第１固定ノード装置２０を簡素に構成できるため、位置推定システム１を経済的に実現することができる。
【００５３】
また、固定ノード管理部１１１は、設置された第１固定ノード装置２０が検出した他の第１固定ノード装置２０の識別情報を順次取得し、取得した他の固定ノード装置の識別情報に基づいて、当該設置された第１固定ノード装置２０の位置を推定する。
この構成により、三角格子の各格子点に設置される複数の第１固定ノード装置２０が配置される順序に応じて、当該設置された第１固定ノード装置２０の位置を順次に特定することができる。ユーザにより個々の第１固定ノード装置２０の位置情報を入力する労力を要しないため、第１固定ノード装置２０の位置情報の設定作業を軽減することができる。
【００５４】
また、固定ノード管理部１１１は、ある第１固定ノード装置２０の位置が入力されたとき、当該第１固定ノード装置２０と当該第１固定ノード装置２０よりも後に設置された他の第１固定ノード装置２０との分布がより均等になるように、他の第１固定ノード装置２０の位置を更新する。
この構成により、固定ノード管理部１１１は、当該第１固定ノード装置２０の位置が種々の制限により三角格子のいずれかの格子点に設置できない場合であっても、移動ノード装置４０の位置推定に要する第１固定ノード装置２０の個数を少なくすることができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を援用する。
本実施形態に係る位置推定システム１において、第１固定ノード装置２０の出力部２４は、入力された検出数情報が示す検出数を表す部材を含んで構成されてもよい。
【００５６】
図１３は、本実施形態に係る第１固定ノード装置２０の外観図である。
図１３（ａ）に示す例では、第１固定ノード装置２０の表面には、出力部２４を構成している所定の数（図示の例では６個）のＬＥＤが一列に配置されている。動作モードが設置モードであり、第１固定ノード装置２０が第２固定ノード装置３０の電波到達領域の範囲内である場合、出力部２４は、入力された検出数情報が示す検出数に等しい個数のＬＥＤを青色で発光させ、その他のＬＥＤを赤色で発光させる。青色で発光させるＬＥＤは、一端に配置されたＬＥＤから他端に向けて空間的に隣接しているＬＥＤまでの当該個数のＬＥＤである。よって、出力部２４は、０個から６個までの間で、検出された他の第１固定ノード装置２０の個数を表示することができる。
【００５７】
図１４は、他の第１固定ノード装置２０の検出数の分布を示す図である。
図１４に示す例では、位置Ｊ、Ｃ、Ｄ、Ｋにそれぞれアドバタイズモードで動作している第１固定ノード装置２０が既に設置され、検出数がそれぞれ１、２、３である領域が混在している。検出数が１、２、３である領域は、それぞれ斜線部分、横縞部分、縦縞部分で表される。無地部分は、検出数が０である領域を示す。特に、新たな第１固定ノード装置２０が設置される位置Ｌは、検出数が０、１、２、３である領域が接しており、わずかな移動により検出数が０から３の間で変化する。そのため、本実施形態に係る出力部２４により、第１固定ノード装置２０の設置作業においてユーザは検出数の変化をより詳細に把握することができるので、より効率的に第１固定ノード装置２０を設置する位置Ｌを探索することができる。
【００５８】
また、出力部２４は、図１３（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤに代えて入力された検出数情報が示す受信強度を表示するディスプレイを備えてもよい。ディスプレイは、図１３（ｃ）に示すように、動作モードが設定モードであることを示す「Ｓｅｔｔｉｎｇ  Ｍｏｄｅ」、第２固定ノード装置３０からの電波の受信強度が−３０ｄＢであることを示す「Ｗｉ−Ｆｉ  Ｍｅｓｈ：−３０ｄＢ」の各文字列を各行に表示する。また、ディスプレイは、各行において、検出された第１固定ノード装置２０のリストを示す「Ｌｉｓｔ」、個々の第１固定ノード装置２０からの電波の受信強度がそれぞれ−７０ｄＢ、−８０ｄＢ、−７５ｄＢであることを示す「ｄｅｖｉｃｅ１：−７０ｄＢ」、「ｄｅｖｉｃｅ２：−８０ｄＢ」、「ｄｅｖｉｃｅ３：−７５ｄＢ」の各文字列を各行に表示する。
【００５９】
この構成によれば、検出数が０〜３である領域が相互に接している位置Ｌ（図１４）に第１固定ノード装置２０を設置させるとき、上述の例と同様に検出数の変化を詳細に把握することができる。また、ユーザが、検出数が同一である領域内において第１固定ノード装置２０を移動させる場合であっても、出力部２４に表示されている第１固定ノード装置２０それぞれの受信強度の変化により、当該第１固定ノード装置２０に接近させているか否かを把握することができる。そのため、ユーザは、より効率的に第１固定ノード装置２０を設置する位置Ｌを探索することができる。
【００６０】
なお、動作モード制御部２２１は、設置モードで動作している場合において、出力部２４を構成するディスプレイに上述した情報を表示させ、アドバタイズモードで動作している場合において、出力部２４への表示を停止してもよい。アドバタイズモードにおいて不要な表示を省略することにより、消費電力を抑制することができる。
【００６１】
なお、上述した実施形態は、次の態様でも実施することができる。
（１）複数の固定ノード装置と位置情報管理装置とを備える位置推定システムであって、前記複数の固定ノード装置は、自装置の識別情報を搬送する電波を所定の送信強度で送信し、他の固定ノード装置からの電波を受信する通信部と、前記通信部が受信した電波が搬送する識別情報に基づいて、検出された他の固定ノード装置の数に関する情報を出力する出力部と、をそれぞれ備え、前記位置情報管理装置は、前記複数の固定ノード装置それぞれの位置情報を管理する固定ノード管理部と、移動ノード装置における固定ノード装置毎の電波の受信強度を示す電波強度情報を取得する電波強度取得部と、前記電波強度情報に基づいて前記移動ノード装置の位置を推定する位置推定部と、を備える位置推定システム。
（２）（１）の位置推定システムであって、前記出力部は、前記他の固定ノード装置の数に関する情報として、１個又はそれ以外の数を識別可能な情報を出力する。
（３）（１）の位置推定システムであって、前記出力部は、前記他の固定ノード装置の数に関する情報として、当該他の固定ノード装置毎の電波の受信強度を出力する。
（４）（１）から（３）のいずれかの位置推定システムであって、前記固定ノード管理部は、一の固定ノード装置が検出した他の固定ノード装置の識別情報を順次取得し、前記他の固定ノード装置の識別情報に基づいて前記一の固定ノード装置の位置を推定する。
（５）（１）から（４）のいずれかの位置推定システムであって、前記固定ノード管理部は、一の固定ノード装置の位置が入力されたとき、前記一の固定ノード装置と当該固定ノード装置よりも後に設置された他の固定ノード装置との分布がより均等になるように、前記他の固定ノード装置の位置を更新する。
【００６２】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、第２固定ノード装置３０は、第１固定ノード装置２０と一体化した単一の装置として構成されてもよい。
上述した実施形態では、第１固定ノード装置２０の通信部２１と第２固定ノード装置の第２通信部３２が、主にＩＥＥＥ８０２．１５．１バージョン４．０を用いて通信を行う場合を例にした。第１固定ノード装置２０が電力供給部２５により十分な電力が供給される場合には、通信部２１、第２通信部３２は、これには限られず、他の近距離無線通信規格又は無線ＬＡＮ規格、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．１バージョン１．１（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｃｌａｓｓｉｃ）、ＩＥＥＥ８０２．１５．４（ＺｉｇＢｅｅ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．１１等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…位置推定システム、１０…位置情報管理装置、１１…制御部、１１１…固定ノード管理部、１１２…電波強度取得部、１１３…位置推定部、１２…データ記憶部、１３…通信部、１４…入力部、１５…表示部、２０…第１固定ノード装置、２１…通信部、２２…制御部、２２１…動作モード制御部、２２２…通信制御部、２３…入力部、２４…出力部、２５…電力供給部、３０…第２固定ノード装置、３１…第１通信部、３２…第２通信部、３３…制御部、３４…電力供給部
【図１】
2016151493.tif 000003
【図２】
2016151493.tif 000004
【図３】
2016151493.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016151493.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016151493.tif 000009
【図８】
2016151493.tif 000010
【図９】
2016151493.tif 000011
【図１０】
2016151493.tif 000012
【図１１】
2016151493.tif 000013
【図１２】
2016151493.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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