(57)【要約】【課題】親局までの中継回数を利用して、多数の通信を伴い時間を要する複雑なシステム初期化処理を行うことなく、衝撃発生位置の推定するようにする。【解決手段】本発明に係る警報装置は、親局を介して複数の子局のいずれかから取得した異常検知メッセージに基づいて、所定の警報情報を出力する警報装置において、複数の子局のそれぞれから親局までの中継回数に基づいて、マルチホップネットワークの最大中継回数を取得し、異常検知した当該子局から親局までの通知中継回数と最大中継回数とに基づいて、当該子局の位置情報を推定し、その推定結果に応じた警報情報を出力する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異常検知センサを有する複数の子局と親局とによりマルチホップネットワークを構築し、上記親局を介して上記複数の子局のいずれかから取得した異常検知メッセージに基づいて、所定の警報情報を出力する警報装置において、
上記複数の子局のそれぞれから上記親局までの中継回数に基づいて、上記マルチホップネットワークの最大中継回数を取得する最大中継回数取得手段と、
上記複数の子局のいずれかから取得した上記異常検知メッセージに含まれる当該子局から上記親局までの通知中継回数と上記最大中継回数とに基づいて、当該子局の位置情報を推定する位置情報推定手段と、
上記位置情報推定手段による推定結果に応じた警報情報を出力する警報情報出力手段と
を備えることを特徴とする警報装置。
【請求項２】
上記位置情報推定手段が、異常検知した上記子局から上記親局までの位置情報を複数の距離区分で推定するものであり、
上記位置情報推定手段が、上記異常検知した子局から上記親局までの上記通知中継回数を上記最大中継数で除算して得た除算結果に基づいて、上記複数の距離区分を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の警報装置。
【請求項３】
上記位置情報推定手段が、上記複数の距離区分として、近距離、中距離、長距離の距離区分を推定するものであることを特徴とする請求項２に記載の警報装置。
【請求項４】
上記警報出力手段が、上記位置情報推定手段により推定された距離区分に応じて、それぞれ異なる出力態様で警報情報を出力することを特徴とする請求項３に記載の警報装置。
【請求項５】
上記複数の子局のそれぞれの到達センサユニット数に基づいて、上記マルチホップネットワークの無線伝搬の環境状況を推定する環境推定手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の警報装置。
【請求項６】
上記環境推定手段が、上記複数の子局のそれぞれの到達センサユニット数と、予め設定した複数の無線伝搬の環境状況毎の環境判定閾値との比較結果に基づいて、上記無線伝搬の環境状況を推定することを特徴とする請求項５に記載の警報装置。
【請求項７】
上記環境推定手段が、上記最大中継回数取得手段により取得された上記最大中継回数と、予め設定された環境別最大中継回数判断値との比較結果に基づいて、上記推定した無線伝搬の環境状況の妥当性を判断することを特徴とする請求項６に記載の警報装置。
【請求項８】
上記複数の子局のそれぞれが、道路上に配置される標識具に搭載されるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の警報装置。
【請求項９】
それぞれ異常検知センサを有する複数の子局と親局とによりマルチホップネットワークを構築し、上記親局を介して上記複数の子局のいずれかから取得した異常検知メッセージに基づいて、所定の警報情報を出力する警報プログラムにおいて、
コンピュータを、
上記複数の子局のそれぞれから上記親局までの中継回数に基づいて、上記マルチホップネットワークの最大中継回数を取得する最大中継回数取得手段と、
上記複数の子局のいずれかから取得した上記異常検知メッセージに含まれる当該子局から上記親局までの通知中継回数と上記最大中継回数とに基づいて、当該子局の位置情報を推定する位置情報推定手段と、
上記位置情報推定手段による推定結果に応じた警報情報を出力する警報情報出力手段と
して機能させることを特徴とする警報プログラム。
【請求項１０】
親局と、
それぞれ異常検知センサを有する複数の子局と、
上記親局を介して、マルチホップネットワークを構築する上記複数の子局のいずれかから取得した異常検知メッセージに基づいて、所定の警報情報を出力するものであり、請求項１〜９のいずれかに記載の警報装置と
を備えることを特徴とする警報システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、警報装置、警報プログラム及び警報システムに関し、例えば、道路上で作業する作業員に、車両衝突等の危険性を警報する警報装置及び警報システムに適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、例えば、ラバーコーン等の標識具に、振動や傾き等を感知するセンサ及び無線通信部を有するセンサユニットを搭載して、センサユニットからの信号に基づいて、標識具の状態を監視するシステムが記載されている。
【０００３】
特許文献１の記載技術は、センサが少なくとも２軸の加速度変化を検知したときに、センサユニットは、センサユニット固有のＩＤ情報及び加速度情報を監視装置に送信する。
【０００４】
特許文献１の記載技術は、初期化の際、基地局から各センサユニットまでの電波強度を測定し、その電波強度の順にセンサユニットの並び順を推定するものである。また、衝撃が発生したとき、監視装置は、前記センサユニットの並び順に基づいて、異常が発生した場所を推定する。
【０００５】
さらに、監視装置は、センサユニットから通知された情報に基づいて、予め設定された表示パターンを用いて、標識具の転倒方向を表示するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２３８０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１の記載技術は、初期化処理時に、センサユニットの並び順を推定する処理を行なうことが必要となる。このセンサユニットの並び順の推定処理は、起点のセンサユニットからスタートして、一段ずつ下流側のセンサユニットへ順次シーケンシャルに通信を行ないながら、最終的に最後尾のセンサユニットまでの電波強度等の情報収集を行う必要があり、初期化完了までに相当時間を要するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するために、第１の本発明に係る警報装置は、それぞれ異常検知センサを有する複数の子局と親局とによりマルチホップネットワークを構築し、親局を介して複数の子局のいずれかから取得した異常検知メッセージに基づいて、所定の警報情報を出力する警報装置において、（１）複数の子局のそれぞれから親局までの中継回数に基づいて、マルチホップネットワークの最大中継回数を取得する最大中継回数取得手段と、（２）複数の子局のいずれかから取得した異常検知メッセージに含まれる当該子局から親局までの通知中継回数と最大中継回数とに基づいて、当該子局の位置情報を推定する位置情報推定手段と、（３）位置情報推定手段による推定結果に応じた警報情報を出力する警報情報出力手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第２の本発明に係る警報プログラムは、それぞれ異常検知センサを有する複数の子局と親局とによりマルチホップネットワークを構築し、親局を介して複数の子局のいずれかから取得した異常検知メッセージに基づいて、所定の警報情報を出力する警報プログラムにおいて、コンピュータを、（１）複数の子局のそれぞれから親局までの中継回数に基づいて、マルチホップネットワークの最大中継回数を取得する最大中継回数取得手段と、（２）複数の子局のいずれかから取得した異常検知メッセージに含まれる当該子局から親局までの通知中継回数と最大中継回数とに基づいて、当該子局の位置情報を推定する位置情報推定手段と、（３）位置情報推定手段による推定結果に応じた警報情報を出力する警報情報出力手段として機能させることを特徴とする。
【００１０】
第３の本発明に係る警報システムは、（１）親局と、（２）それぞれ異常検知センサを有する複数の子局と、（３）親局を介して、マルチホップネットワークを構築する複数の子局のいずれかから取得した異常検知メッセージに基づいて、所定の警報情報を出力するものであり、第１の本発明に係る警報装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、親局（基地局）までの中継回数を利用することで、多数の通信を伴い時間を要する複雑なシステム初期化処理を行うことなく、衝撃発生位置の推定を可能とした。
【００１２】
また、無線の伝播可能距離は環境によって大きく変化するため、単純に中継回数だけではラバーコーンの正確な位置を割り出すことは出来ない。そこで、本発明は、ラバーコーン設置後、無線の伝搬状況として、１つのセンサユニットから電波到達可能な近隣のセンサユニット数に基づいて設置環境を確認し、設置環境に応じた中継回数から位置を割り出すことにより、衝撃発生位置の推定を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る警報システムの全体構成を示す構成図である。
【図２】実施形態に係る警報制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る警報制御装置の機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図４】実施形態に係る親局及び各センサユニットの構成を示す構成図である。
【図５】実施形態に係るセンサユニットの機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図６】実施形態に係る警報制御装置における環境推定処理及び警報処理を示すフローチャートである。
【図７】経路情報に基づいて、各センサユニットの到達センサユニット情報を示す図である。
【図８】電波の反射の程度に応じた最大ホップ数の違いを説明する説明図である。
【図９】実施形態に係る警報レベル出力情報の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（Ａ）主たる実施形態
以下では、本発明に係る警報装置、警報プログラム及び警報システムの実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、実施形態に係る警報システム１００の全体構成を示す構成図である。
【００１６】
図１において、実施形態に係る警報システム１００は、警報出力装置としての積層灯１、警報装置としての警報制御装置２、親局（基地局）３、子局としての複数のセンサユニット４−１〜４−ｎ、標識具としての複数のコーン５−１〜５−ｎを有する。
【００１７】
各コーン５−１〜５−ｎは、例えば、ラバーコーン、カラーコーン（登録商標）等のように、道路工事等の際に、工事作業中であることを示す標識具である。例えば、各コーン５−１〜５−ｎは、道路工事の際に、作業現場付近の区域への車両の侵入を防止するために配置される。各コーン５−１〜５−ｎは、工事等の作業現場の手前に、所定の間隔（例えば、数十ｍ〜数百ｍ程度の間隔）毎に、全長数ｋｍに亘って設置される。
【００１８】
この実施形態では、各コーン５−１〜５−ｎには、各センサユニット４−１〜４−ｎが設けられている。各コーン５−１〜５−ｎに各センサユニット４−１〜４−ｎを設置する方法は、様々な方法を広く適用できる。例えば、各センサユニット４−１〜４−ｎの無線電波の伝送を良くするために、各コーン５−１〜５−ｎの頂上部に各センサユニット４−１〜４−ｎを設置するようにしてもよい。また、各コーン５−１〜５−ｎの頂上部ではなく、各コーン５−１〜５−ｎの側面部に各センサユニット４−１〜４−ｎを設定するようにしてもよい。さらに、各センサユニット４−１〜４−ｎは、各コーン５−１〜５−ｎから着脱可能であってもよい。例えば、各コーン５−１〜５−ｎの頂上部に、各センサユニット４−１〜４−ｎを挿入可能なように孔部が設けられており、この孔部に各センサユニット４−１〜４−ｎを差込みできるようにしてもよい。
【００１９】
各センサユニット４−１〜４−ｎは、少なくともセンサ機能及び無線通信機能を備えるものであり、後述する親局３も含めて、マルチホップネットワークを構築するものである。すなわち、各センサユニット４−１〜４−ｎは親局３に対して子局として機能する。
【００２０】
各センサユニット４−１〜４−ｎは、自身のもつセンサ４６（図４参照）により検知されたデータを含むパケットを定期的に親局３宛にマルチホップ通信したり、他の各センサユニット４−１〜４−ｎから受信したパケットを次の各センサユニット４−１〜４−ｎに転送したりする。
【００２１】
各センサユニット４−１〜４−ｎは、例えばＩＥＥＥ８０２．４．１５に規定された規格化技術を適用でき、無線マルチホップ方式を適用して、他のセンサユニットから受信したノード情報の交換を行い、これらノード情報を集約して、親局３宛に送信する。
【００２２】
親局３は、各センサユニット４−１〜４−ｎを子局としたときの親局として機能するものである。親局３は、各センサユニット４−１〜４−ｎから受信したパケットに含まれるデータを収集し、それら収集したデータを警報制御装置２に通知する。親局３は、警報制御装置２の間を有線回線で接続している。また、親局３は、警報制御装置２と各センサユニット４−１〜４−ｎとの間のデータフォーマットを変換するメディア変換を行う。
【００２３】
警報制御装置２は、接続している親局３を介して、各センサユニット４−１〜４−ｎのいずれかから、車両がコーン５と衝突したときの異常検知メッセージを含むパケットを受信し、その異常検知メッセージに基づいて、所定の警報情報を出力するものである。
【００２４】
警報制御装置２は、例えば道路工事に係る作業現場や作業者の近辺に設置され、各センサユニット４−１〜４−ｎから衝撃検出された情報が転送された場合、作業者に危険を通知するため、積層灯１に対して点滅動作を制御する。
【００２５】
なお、この実施形態では、警報制御装置２と親局３とがそれぞれ別の装置である場合を例示するが、警報制御装置２と親局３が同じ装置内に搭載されるようにしてもよい。
【００２６】
積層灯１は、作業者に危険性を知らせるための警報出力装置の一例であり、作業者の近辺に設置される。積層灯１は、例えば、それぞれ赤色、橙色、緑色に点滅又は点灯するＬＥＤ１１、ＬＥＤ１２、ＬＥＤ１３を有している。積層灯１は、警報制御装置２の制御を受けて、それぞれのＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３を所定の周期で点滅する。これにより、作業者に対して異常が発生したことを認識させる。
【００２７】
なお、この実施形態では、積層灯１が、赤色、橙色、緑色の３つの警報レベルを表示するものである場合を例示するが、警報レベルの数は、特に限定されるものではない。この実施形態では、車両がコーン５に衝突したときに、親局３からどの程度離れた位置であるか、どの程度の衝突であるか等を多段階で表示するため、積層灯１が表示可能な警報レベル数は、複数であることが望ましい。さらに、警報制御装置２により出力制御される積層灯１の数は、１個である必要はなく、複数個であってもよい。
【００２８】
図２は、実施形態に係る警報制御装置２のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００２９】
図２において、実施形態の警報制御装置２は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、記憶部２３、通信インタフェース部２４、積層灯インタフェース部２５、親局インタフェース部２６を有する。
【００３０】
ＣＰＵ２１は、警報制御装置２の機能を司る演算処理部である。ＣＰＵ２１は、例えば、ＲＡＭ２２に格納される処理に必要なデータを用いて、記憶部２３に格納される各種処理プログラム（例えば、警報プログラム等）を実行する。これにより、警報制御装置２の各種機能が実現される。なお、警報プログラム等の各種処理プログラムが、インストールされることにより、システムが構築されるようにしてもよい。
【００３１】
ＲＡＭ２２は、処理プログラムや、処理に必要なデータ等を格納するメモリである。
【００３２】
記憶部２３は、起動プログラム（ＢＯＯＴ）や各種処理プログラム等を格納するものであり、例えば、外部記憶装置としてＦｌａｓｈメモリなどを適用できる。
【００３３】
通信インタフェース部２４は、例えば、イーサネット（登録商標）等のような通信インタフェースである。例えば、デバッグ発生時や警報状況や警報情報等を、警報制御装置２がネットワークを通じて上位装置に通信するときに利用する通信インタフェースである。
【００３４】
積層灯インタフェース部２５は、積層灯１との間で情報を授受するためのインタフェースであり、例えば、積層灯１に対してシリアルデータを伝送するシリアルインタフェースを適用できる。
【００３５】
親局インタフェース部２６は、親局３との間で情報を授受するインタフェースであり、例えば、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）インタフェースなどを適用できる。
【００３６】
図３は、実施形態に係る警報制御装置２の機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【００３７】
図３において、実施形態に係る警報制御装置２は、制御部２１、記憶部２３、積層灯インタフェース部２５、親局インタフェース部２６を有する。
【００３８】
また、記憶部２３には、経路情報２５１、積層灯１の積層数２５２（この実施形態の例では、積層灯１の赤色、橙色、緑色の３つ）、環境判定閾値２５３、環境別最大ホップ数判断値２５４、警報レベル出力情報２５５を有する。
【００３９】
制御部２１は、機能的には、経路情報取得部２１０、環境推定処理部２２０、警報処理部２３０を有する。
【００４０】
経路情報取得部２１０は、無線ネットワークを構成する親局３及び各センサユニット４−１〜４−ｎの間で生成した経路情報を親局３から取得し、その経路情報２５１を記憶部２３に記憶する。
【００４１】
経路情報２５１は、各センサユニット４−１〜４−ｎのそれぞれから親局３までのホップ数（中継回数とも呼ぶ。）や転送経路等を含む情報である。より具体的には、データパケットを送信する送信元のセンサユニット４の送信元情報（例えば、センサユニットＩＤ、ＭＡＣアドレス等）、親局３までのホップ数等を送信元又は転送元毎の情報である。
【００４２】
環境推定処理部２２０は、親局３及び各センサユニット４−１〜４−ｎにより構築される無線ネットワークの無線伝搬の環境状況を推定するものである。
【００４３】
ここで、道路工事の作業現場区域が、直線道路であったり、カーブを含む道路であったり、トンネル内若しくはトンネルを一部に含む道路等であったりする。
【００４４】
そのため、親局３及び各センサユニット４−１〜４−ｎで構築する無線ネットワークも、直線、カーブ、トンネル内の環境で無線通信を行うことになる。つまり、電波が反射する構造物がある環境と構造物がない環境の場合とでは、各センサユニット４−１〜４−ｎが送出する電波の到達距離及び受信強度が異なる。従って、無線伝搬の環境状況によって、各センサユニット４−１〜４−ｎから親局３まで到達するホップ数も異なる。
【００４５】
そこで、この実施形態では、環境推定処理部２２０が、各センサユニット４−１〜４−ｎから親局３までのホップ数（すなわち、中継回数）の違いに基づいて、無線ネットワークの環境状況を推定する。
【００４６】
図３に示すように、環境推定処理部２２０は、平均到達数算出部２２１、環境推定部２２２、最大ホップ数判断部２２３を有する。
【００４７】
平均到達数算出部２２１は、経路情報２５１を参照して、各センサユニット４−１〜４−ｎから親局３までの平均到達数及び最大ホップ数を算出するものである。
【００４８】
ここで、最大中継回数としての最大ホップ数は、経路情報２５１に基づいて、各センサユニット４−１〜４−ｎから親局３までの最短経路のホップ数のうち、最も大きいホップ数（中継回数）をいう。
【００４９】
環境推定部２２２は、平均到達数算出部２２１により算出された平均到達数と、記憶部２５０に記憶されている環境判定閾値２５３との比較結果に基づいて、親局３及び各センサユニット４−１〜４−ｎで構築される無線ネットワークの環境を推定するものである。
【００５０】
最大ホップ数判断部２２３は、最大ホップ数と、記憶部２３の環境別最大ホップ判断値とを比較して、環境推定部２２２により推定された無線ネットワークの環境の妥当性を判断するものである。
【００５１】
警報処理部２３０は、親局３を介して各センサユニット４−１〜４−ｎのいずれかから異常検知メッセージを受信したときに、異常検知した各センサユニット４−１〜４−ｎの位置情報を推定し、その推定した位置情報及びメッセージに含まれる通知区分に応じた警報情報を積層灯１に出力するものである。
【００５２】
警報情報処理部２３０は、メッセージ取得部２３１、位置情報推定部２３２、通知区分判定部２３３、警報出力部２３４を有する。
【００５３】
メッセージ取得部２３１は、各センサユニット４−１〜４−ｎからメッセージを取得するものである。
【００５４】
位置情報推定部２３２は、メッセージ取得部２３１により取得されたメッセージが異常検知メッセージである場合に、当該メッセージに含まれている通知ホップ数（すなわち、異常検知したセンサユニット４からのホップ数）と、最大ホップ数とに基づいて、当該異常検知したセンサユニット４の位置情報を推定するものである。
【００５５】
例えば、最大情報推定部２３２は、前記通知ホップ数を最大ホップ数で除算した除算結果に基づいて、無線ネットワークにおける異常を検知したセンサユニット４の位置情報を推定する。なお、この実施形態では、後述するように、複数の警報レベルに応じた警報出力を行なうため、積層数に通知ホップ数を乗じた結果を最大ホップ数で除算する場合を例示する。
【００５６】
通知区分判定部２３３は、メッセージ取得部２３１により取得されたメッセージが異常検知メッセージである場合に、当該メッセージに含まれる通知区分を判定するものである。
【００５７】
警報出力部２３４は、位置情報推定部２３２により推定された異常を検知したセンサユニット４の位置情報と、通知区分判定部２３３により判定された通知区分とに基づいて、警報レベルに対応した警報情報を積層灯１に出力する。
【００５８】
図４は、実施形態に係る親局３及び各センサユニット４−１〜４−ｎの構成を示す構成図である。
【００５９】
親局３及び各センサユニット４−１〜４−ｎは、無線ネットワークを構成するノード装置として機能する。そのため、親局３及び各センサユニット４−１〜４−ｎは、基本的には同じ内部構成を有する。
【００６０】
図４において、親局３及び各センサユニット４−１〜４−ｎは、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、記憶部４３、無線通信部４４、警報制御装置インタフェース部４５、異常検知センサとしてのセンサ４６を有する。
【００６１】
ＣＰＵ４１は、親局３及び各センサユニット４−１〜４−ｎの各種機能を司る演算処理部である。ＣＰＵ４１は、例えば、ＲＡＭ４２に格納される処理に必要なデータを用いて、記憶部４３に格納される各種処理プログラムを実行する。これにより、親局３及びセンサユニット４の各種機能が実現される。なお、各種処理プログラムが、インストールされることにより、システムが構築されるようにしてもよい。
【００６２】
ＲＡＭ４２は、処理プログラムや、処理に必要なデータ等を格納するメモリである。
【００６３】
記憶部４３は、ＢＯＯＴや各種処理プログラム等を格納するものであり、例えば、外部記憶装置としてＦｌａｓｈメモリなどを適用できる。
【００６４】
無線通信部４４は、無線通信処理を行なうものである。無線通信部４４は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４に規定される規格化技術を適用でき、マルチホップにより他のノード装置との間で無線通信を行う。
【００６５】
警報制御装置インタフェース部４５は、親局３と警報制御装置２との間で情報を授受するインタフェースである。警報制御装置インタフェース部４５は、親局３が使用するものであり、各センサユニット４−１〜４−ｎはこの警報制御装置インタフェース部４５を使用しない。
【００６６】
センサ４６は、センサユニット４が搭載されたコーン５に車両が衝突したときの衝撃や、コーン５が転倒したこと等の異常を検知するものである。センサ４６は、例えば、３軸加速度センサ、姿勢センサ、振動ジャイロ姿勢センサや、これら各種センサを組み合わせたもの等を適用できる。なお、センサ４６は、センサユニット４が使用するものであり、親局３はセンサ４６を使用しない。
【００６７】
図５は、実施形態に係るセンサユニット４の機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【００６８】
図５において、センサユニット４は、制御部４１、記憶部４３、無線通信部４４、センサ４６を有する。
【００６９】
制御部４１は、機能的には、経路探索部４１０、メッセージ作成部４２０を有する。
【００７０】
経路探索部４１０は、親局３及び各センサユニット４−１〜４−ｎで構築される無線ネットワークにおける経路を探索するものである。経路探索部４１０は、探索した経路情報４５１を記憶部４３に記憶する。
【００７１】
メッセージ作成部４２０は、マルチホップにより送信するメッセージを作成するものである。
【００７２】
例えば、自身のセンサ４６が検知した検知データを含むメッセージを送信する場合、検知データ、送信元情報（例えば、センサユニットＩＤ、ＭＡＣアドレス等）、検知時刻、ホップ数等を含むメッセージを作成する。また例えば、他のセンサユニット４からのパケットを転送する場合、メッセージ作成部４２０は、受信パケットに含まれているメッセージについて、ホップ数の更新、自身が転送元であることを示すため送信先情報の追加等を行う。
【００７３】
また、メッセージ作成部４２０は、センサ４６により検知された検知データ（例えば、加速度の大きさ、３軸データの傾き等）に基づいて、衝撃、転倒等を示す通知区分を判定して、衝撃、転倒等の通知区分をメッセージに載せる。
【００７４】
ここで、通知区分は、例えば、侵入した車両がコーン５に衝突したときの「衝撃」と、車両がコーン５に強く衝突してコーン５が転倒したことを示す「転倒」等を含む。
【００７５】
例えば、車両がコーン５に衝突したときには、センサ４６が加速度の大きさと閾値とに基づいて衝撃値（衝撃度）を検出する。さらに、車両がコーン５に強く衝突したときには、コーン５が転倒し、センサ４６が、３軸の角度データの変位を検出する。このことから、メッセージ作成部４２０は、センサ４６が加速度の大きさが閾値を超える場合、３軸の角度データの変位によらず、通知区分を「衝撃」とする。一方、センサ４６が加速度の大きさが閾値を超えず、３軸の角度データの変位が閾値を超える場合には、通知区分を「転倒」等と判定する。
【００７６】
無線通信部４４は、メッセージ作成部４２０により作成されたメッセージを含むパケットをマルチホップで送信する。
【００７７】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、実施形態に係る警報システム１００における警報処理の動作を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００７８】
図６は、実施形態に係る警報制御装置２における環境推定処理及び警報処理を示すフローチャートである。
【００７９】
作業者等の車両に乗っている作業員は、各センサユニット４−１〜４−ｎを搭載した各コーン５−１〜５−ｎを所定間隔毎に道路上に設置する。例えば、２０ｍ程度の間隔毎に作業者は各コーン５−１〜５−ｎを配置し、各センサユニット４−１〜４−ｎを４０ｍ程度の間隔で各コーン５−１〜５−ｎに装着し、全長２ｋｍ程度に亘って道路上に各コーン５−１〜５−ｎを配置する。また、作業員は、作業現場付近であって、作業員が見える位置に積層灯１を設けると共に、その積層灯１の付近に親局３及び警報制御装置２を設ける。
【００８０】
警報制御装置２は、例えば警報処理の動作を開始する開始ボタンがあり、作業者が前記開始ボタンを押下すると、警報制御装置２は、初期フローに戻り、図６に示す処理フローが実行される。なお、各センサユニット４−１〜４−ｎで衝撃・転倒を検出後、作業者が事故発生箇所の場所を確認した後に、警報制御装置２のボタン操作により消去し、開始ボタンが再度押下されると、警報制御装置２は初期フローに戻り、再度、コーン５の衝撃、転倒の検出が可能となる。
【００８１】
各コーン５−１〜５−ｎに搭載された各センサユニット４−１〜４−ｎは、定期的に特定パケットをマルチホップで無線通信して、親局３までの上り方向の経路を探索する。この各センサユニット４−１〜４−ｎによる経路探索は、例えば、Ｈｅｌｌｏメッセージ等を含む特定パケットを定期的に送信して経路情報を取得する。
【００８２】
また、親局３及び各センサユニット４−１〜４−ｎは、送信元から到達した到達ノード情報を交換しあい、また転送するときには、各センサユニット４−１〜４−ｎは、ホップ数や自身を転送先ノードとして追加して特定パケットを転送する。
【００８３】
例えば、直線、カーブでは、通常、４台程度先のセンサユニット４までの電波が到達する。しかし、トンネル内等のように電波を反射する構造物がある場合には、各センサユニット４−１〜４−ｎは、８台以上先のセンサユニット４まで電波が到達する。直線、カーブと、トンネル内のように、電波の反射により電波の到達局が伸びる場合、親局３までに到達するホップ数もかなり少なくとなる。各センサユニット４−１〜４−ｎ設置後、最大ホップ数と、各センサユニット４−１〜４−ｎの平均的な送信可能な距離が、想定の範囲内にあるか否かを以下の処理で判定する。
【００８４】
警報制御装置２において、平均到達数算出部２２１は、記憶部２３からコンフィグ情報（例えば、積層灯１の積層数２５２、環境判定閾値２５３等）を読み出し（Ｓ１０１）、注目するセンサユニットを示す注目ユニット番号「ｉ」及び総到達センサユニット数を初期化する（Ｓ１０２）。
【００８５】
次に、平均到達数算出部２２１は、注目ユニット番号ｉの値をインクリメントし（Ｓ１０４）、当該注目ユニットｉのセンサユニット４が、どの程度の送信先まで送信可能であるかを示す到達センサユニット数を経路情報２５１から読み出す。そして、平均到達数算出部２２１は、注目ユニットｉの到達センサユニット数（ｉ）を、前回までに算出した総到達センサユニット数に加算して、総到達ユニット数を更新する（Ｓ１０５）。また、平均到達数算出部２２１は、無線ネットワークの末端に位置するセンサユニット４から親局３まで転送されるホップ数のうち最大ホップ数を記憶し（Ｓ１０６）、全ての各センサユニット４−１〜４−ｎについて処理を完了するまで、Ｓ１０３〜Ｓ１０６の処理を繰り返し行う。
【００８６】
Ｓ１０５の処理を具体的な例を示して説明する。
【００８７】
まず、平均到達数算出部２２１は、記憶部２３の経路情報２５１に基づいて、注目ユニット番号ｉのセンサユニット４−ｉが送信可能な範囲を求める。
【００８８】
例えば、図７は、経路情報２５１に基づいて、各センサユニット４−１〜４−ｎの到達センサユニット情報を示す図である。図７では、図１のセンサユニット４−１が送信したパケットが到達可能なセンサユニット４は、親局３とセンサユニット４−２、４−３、４−４であることを示している。言い換えれば、センサユニット４−１が送信したパケットは、親局３とセンサユニット４−２、４−３、４−４まで到達している。センサユニット４−１の前後には、親局３、およびセンサユニット４−２〜４−ｎが配置されており、親局３を含めた到達したセンサユニット４の数を２で割ることにより、平均到達数算出部２２１は、センサユニット４−１の到着センサユニット数は「２（台）」であると判断する。
【００８９】
平均到達数算出部２２１は、前回までに算出した総到達センサユニット数は「０（台）」であるため、総到達センサユニット数を「２（＝０＋２）」に更新する。
【００９０】
同様に、図７の例において、センサユニット４−２が送信したパケットは、親局３、センサユニット４−１、４−３、４−４、４−５に到達しており、到達センサユニット数は「２．５（台）」である。従って、平均到達算出部２２１は、前回までに算出した総到達センサユニット数は「２（台）」であるため、総到達センサユニット数を「４．５（＝２＋２．５）」に更新する。
【００９１】
平均到達数算出部２２１は、Ｓ１０３〜Ｓ１０６の処理を繰り返し行い、全ての各センサユニット４−１〜４−ｎについての到達センサユニット数を加算して、総到達センサユニット数を求める。
【００９２】
そして、平均到達数算出部２２１は、総到達センサユニット数をセンサユニットの総数（ｉ）で割ることで、無線ネットワーク全体における平均到達数を求める（Ｓ１０７）。
【００９３】
次に、環境推定部２２２は、平均到達数算出部２２１により求められた平均到達数と、環境判定閾値２５３とを比較して、無線環境が電波を反射する環境であるか否かを推定する（Ｓ１０８）。
【００９４】
例えば、環境判定閾値２５３は、３段階に区分するものであり、平均到達数「３以下」の環境、「４以上５以下」の環境、「６以上」の環境などのように区分する。
【００９５】
また、平均到達数が「３以下」の環境は、例えば、直線の道路等のように見通しが良い環境であり、「４以上５以下」の環境は、例えば、電波を反射する構造物があると考えらえるが、電波の反射が中程度の環境であり、平均到達数が「６以上」の環境は、例えばトンネル内等のように、電波の反射の程度が高い環境であると推定される。
【００９６】
なお、この実施形態では、３つの環境に区分する場合を例示したが、区分する環境数は、３つに限定されるものではなく、２つ又は４つ以上の環境を区分するようにしてもよい。
【００９７】
次に、最大ホップ数判断部２２３は、平均到達数算出部２２１が求めた最大ホップ数と、環境別最大ホップ数判断値２５４とを比較して、環境推定部２２２により推定された環境の妥当性を判断する（Ｓ１０９〜Ｓ１１１）。Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１１において、最大ホップ数が環境別最大ホップ数判断値２５４の範囲であるときには、Ｓ１１２に進み、そうでない場合には、Ｓ１１３に進む。
【００９８】
ここで、最大ホップ数判断部２２３が最大ホップ数に基づいて、推定した環境の妥当性を判断する理由を、図８を用いて説明する。
【００９９】
図８は、電波の反射の程度に応じた最大ホップ数の違いを説明する説明図である。
【０１００】
図８（Ａ）は、電波の反射の程度が弱い直線の道路での最大ホップ数の実測例を示しており、図８（Ｂ）は、電波の反射の程度が強いトンネル内での最大ホップ数の実測例を示している。
【０１０１】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）はいずれも、各センサユニット４−１〜４−５０を搭載した５０個の各センサユニットを各コーン５−１〜５−１００に４０ｍ間隔で、全長２ｋｍに亘って配置した場合の最大ホップ数の実測値である。
【０１０２】
図８（Ａ）に示すように、電波の反射の程度が弱い直線道路では、通知ホップ数が２００ｍ毎に１つずつ増加しているため、各センサユニット４−１〜４−５０からのパケットは、概ね５つ間隔でホップされていることがわかる。これに対して、図８（Ｂ）に示すように、トンネル内の場合、各センサユニット４−１〜４−ｎが送信した電波が反射するため、電波の送信到達距離が伸び、またセンサユニット４の受信強度の強くなる。従って、直線道路の場合によりも通知ホップ数が少なくなっており、最大ホップ数の値も少なくなっている。
【０１０３】
このように、道路の設置環境、直線、カーブ等で近隣に電波を反射する構造物がない場合、およびトンネル区間等、電波が反射する場合では電波の受信強度が、かなり異なってくる。各センサユニット４−１〜４−ｎが送信する信号の到達距離を測定することで、最大ホップ数を判定することで、推定した環境の妥当性を判断する。
【０１０４】
環境別最大ホップ数判断値２５４の値は、電波の反射を考慮して、平均到達数に基づいて推定した環境が、電波の反射の程度が弱い環境であるか、中程度の環境であるか、強い環境であるかの妥当性を判断する。
【０１０５】
例えば、この実施形態の場合、環境別最大ホップ数判断値２５４の値は、平均到達数が「３以下」の環境の場合、「最大ホップ数が１０以上である」とし、平均到達数が「４以上５以下」の場合、「最大ホップ数が７以上１２以下」とし、平均到達数が「６以上」の場合、「最大ホップ数が６以下」とする。
【０１０６】
Ｓ１１２では、環境推定処理部２２０により推定された環境が妥当であると判断された場合、警報制御部２は正常通知を行う。また、Ｓ１１３では、環境推定処理部２２０により推定された環境が妥当でないと判断された場合、警報制御部２は警告通知を行う。
【０１０７】
なお、正常通知及び警告通知は、警報制御装置２が推定した環境の妥当性を作業者に認識させるものである。例えば、積層灯１のＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１３を利用して、正常又は警告を区別する点灯又は点滅を行なうようにしてもよい。また、警報制御装置２が、ＬＥＤ等の表示部や、ブザー音等の鳴動部を有しており、正常又は警告を区別して出力するようにしてもよい。
【０１０８】
正常通知又は警告通知がなされると、作業者は開始ボタンの選択が可能となる（Ｓ１１４）。
【０１０９】
開始ボタンが押下されないと（例えば、所定期間内で開始ボタンが押下されない場合）（Ｓ１１４）、Ｓ１０３に戻り再度初期フローが実行され、再度、環境推定処理が行なわれる。開始ボタンが押下された場合（Ｓ１１４）、Ｓ１１５に進み、推定された環境下で、各センサユニット４−１〜４−ｎからのメッセージに基づく警報処理が行なわれる。
【０１１０】
道路上を走行する車両がコーン５に衝突すると、各センサユニット４−１〜４−ｎのセンサ４６が加速度や３軸の角度データを感知する。各センサユニット４−１〜４−ｎは、センサ４６により感知された加速度の大きさや３軸の角度データに基づいて、コーン５の衝突の程度を判定する。そして、各センサユニット４−１〜４−ｎでは、メッセージ作成部４２０が、コーン５への衝撃やコーン５の転倒の程度を示す通知区分を含むメッセージを作成し、そのメッセージを含むパケットを親局３に送信する。
【０１１１】
ここで、各センサユニット４−１〜４−ｎから通知されるメッセージには、親局３までの通知ホップ数、センサ４６が検出した衝撃や転倒の検出時刻、衝撃又は転倒のいずれかを示す通知区分等を含む。
【０１１２】
警報制御装置２において、メッセージ取得部２３１が衝撃や転倒を示す通知区分が含まれているメッセージを受信すると（Ｓ１１５）、位置情報推定部２３が、当該メッセージに含まれている通知ホップ数に積層数を乗じた乗算結果を、最大ホップ数で割ることで、異常が生じたセンサユニット４（コーン５）の距離を推定する（Ｓ１１６）。
【０１１３】
ここで、位置情報推定部２２３による距離推定処理を説明する。
【０１１４】
図９は、実施形態に係る警報レベル出力情報２５５の構成を示す構成図である。
【０１１５】
位置情報推定部２３２は、（積層数×通知ホップ数÷最大ホップ数）の計算結果と、図９の警報レベル出力情報２５５とを比較して、異常が発生したセンサユニット４の距離を推定する。より具体的には、位置情報推定部２３２は、親局３から異常の発生したセンサユニット４までの距離を、「近距離」、「中距離」、「長距離」の３段階で推定する。
【０１１６】
例えば、図９に示すように、（積層数×通知ホップ数÷最大ホップ数）の計算結果が「１未満」である場合には、作業現場（正確には親局３）から「近距離」の位置で異常が発生したと判定する。同様に、（積層数×通知ホップ数÷最大ホップ）の計算結果が「１以上２未満」である場合には、作業現場（正確には親局３）から「中距離」の位置で異常が発生したと判定し、（積層数×通知ホップ数÷最大ホップ数）の計算結果が「２以上」である場合には、作業現場（正確には親局３）から「長距離」の位置で異常が発生したと判定する。
【０１１７】
次に、通知区分判定部２３３が、受信メッセージに含まれている通知区分が「衝撃」又は「転倒」であるかを判定する（Ｓ１１７）。
【０１１８】
通知区分が「衝撃」である場合、通知区分判定部２３３は、図９の警報レベル出力情報２５５に従って、積層灯１の対応する色のＬＥＤを高速点滅させる（Ｓ１１８）。
【０１１９】
また、通知区分が「転倒」である場合、通知区分判定部２３３は。図９の警報レベル出力情報２５５に従って、積層灯１の対応する色のＬＥＤを通常点滅させる（Ｓ１１９）。
【０１２０】
（Ａ−３）実施形態の効果
以上のように、実施形態によれば、親局（基地局）までの中継回数を利用することで、多数の通信を伴い時間を要する複雑なシステム初期化処理を行うことなく、衝撃発生位置の推定を可能とした。
【０１２１】
また、無線の伝播可能距離は環境によって大きく変化するため、単純に中継回数だけではラバーコーンの正確な位置を割り出すことは出来ない。そこで、本発明は、ラバーコーン設置後、無線の伝搬状況として、１つのセンサユニットから電波到達可能な近隣のセンサユニット数に基づいて設置環境を確認し、設置環境に応じた中継回数から位置を割り出すことにより、衝撃発生位置の推定を可能とする。
【０１２２】
（Ｂ）他の実施形態
上述した実施形態においても種々の変形実施形態を言及したが、本発明は、以下の変形実施形態にも適用できる。
【０１２３】
（Ｂ−１）上述した実施形態では、警報出力装置の一例として、ＬＥＤを点滅させる積層灯を例示した。しかし、警報出力装置は、ＬＥＤの点滅だけでなく、警報音や音声などを出力する鳴動機能、バイブレータ等の振動機能などを有するものであってもよい。また、警報出力装置は、例えば、作業員が所持する所持物（例えば、トランシーバや、鳴動機能、振動機能、警告表示機能等を搭載したヘルメットや携帯端末等）にも適用できる。
【０１２４】
（Ｂ−２）上述した実施形態では、異常を検知したセンサユニットの位置情報を推定する際、親局との間が近距離、中距離、長距離の３つの距離区分を用いる場合を例示した。しかし、２個、又は４個以上の距離区分であってもよい。その場合、位置情報推定部２３２は、通知ホップ数を最大ホップ数で割った除算結果に距離区分数を乗じることで、距離区分に応じた警報レベルを求めることができる。
【０１２５】
（Ｂ−３）上述した実施形態では、警報制御装置２が、通信インタフェース部を通じてネットワークと接続し、警報処理に関する情報や警報制御装置２が認識し得る情報をサーバ装置に提供するため、ネットワーク上に設けられている警報情報管理装置（例えば、サーバ装置等）との間で情報通信できるようにしてもよい。
【０１２６】
例えば、図６のＳ１０３〜Ｓ１１１で推定した環境について、最大ホップ数に基づく妥当性の判断がＮＧの場合に、警報制御装置２は警報情報管理装置にその旨を通知するようにしてもよい（Ｓ１１３）。また例えば、車両がコーン５に衝突した場合に、警報装置は、車両侵入に関する情報、いつ、どの位置で車両侵入があったかに関する情報をサーバ装置に提供するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２７】
１００…警報システム、１…積層灯、２…警報制御装置、３…親局、４−１〜４−ｎ…センサユニット、５−１〜５−ｎ…コーン、
２１…制御部、２３…記憶部、２４…積層灯インタフェース部、２６…親局インタフェース部、２５１…経路情報、２５２…積層数、２５３…環境判定閾値、２５４…環境別最大ホップ数判断値、２５５…警報レベル出力情報、
２１０…経路情報取得部、２２０…環境推定処理部、２３０…警報処理部、
２２１…平均到達数算出部、２２２…環境推定部、２２３…最大ホップ数判断部、２３１…メッセージ取得部、２３２…位置情報推定部、２３３…通知区分判定部、２３４…警報出力部。
【図１】
2017182655.tif 000003
【図２】
2017182655.tif 000004
【図３】
2017182655.tif 000005
【図４】
2017182655.tif 000006
【図５】
2017182655.tif 000007
【図６】
2017182655.tif 000008
【図７】
2017182655.tif 000009
【図８】
2017182655.tif 000010
【図９】
2017182655.tif 000011