JP2018119874A - 位置情報算出システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ＧＰＳ機能を利用することなく従ノードの位置情報を算出できる位置情報算出システムを提供すること。【解決手段】位置情報算出システム１は、少なくとも３個のノード２０、４０、８０である第１の主ノード２０と、第２の主ノード４０と、従ノード８０とから構成されている。第１の主ノード２０は、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっている。第２の主ノード４０は、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっている。従ノード８０は、第１の主ノード２０が受信可能な減衰電波を発信可能となっている。第１の主ノード２０は、従ノード８０が発信した減衰電波に基づいて算出した自身と従ノード８０との間の第１の距離と、従ノード８０が発信した減衰電波に基づいて算出した第２の主ノード４０と従ノード８０との間の第２の距離と、自身の絶対的な位置情報と、第２の主ノード４０の絶対的な位置情報と、に基づいて従ノード８０の位置情報を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、位置情報算出システムに関する。
従来から、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ＳａｔｅｌｌｉｔｅＳ ｙｓｔｅｍ／全球測位衛星システム）の１つとして、例えば、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信 号を受信して現在位置を算出するＧＰＳ機能が既に知られている。このＧＰＳ機能を利 用して、例えば、建築現場に保管されている各建築資材にＧＰＳ信号を受信可能な従ノ ード（子機）を取り付けておくと、この取り付けた各従ノードに対して通信可能な主ノ ード（親機）が各建築資材の行き先を認識できる。したがって、各建築資材の管理を簡 便に実施できる。なお、このＧＰＳ機能の例として、下記の特許文献１が既に知られて いる。
特開平５−２４０７２４号公報
しかしながら、上述した従来技術では、各従ノードにＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信可能なＧＰＳ信号受信部を有しておく必要がある。そのため、従ノードの構造が複雑になってしまうことがあった。
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、ＧＮＳＳを利用することなく従ノードの位置情報を算出できる位置情報算出システムを提供することである。
本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、少なくとも３個のノードを備え、少なくとも３個のノードは、第１の主ノードと、第２の主ノードと、従ノードと、から構成され、第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっており、第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっており、従ノードは、第１の主ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、第１の主ノードは、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と従ノードとの間の第１の距離と、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第２の主ノードと従ノードとの間の第２の距離と、自身の絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて従ノードの位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の位置情報算出システムであって、第３の主ノードを備え、第１の主ノードは、さらに、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第３の主ノードと従ノードとの間の第３の距離と、に基づいて従ノードの絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１〜２のいずれかに記載の位置情報算出システムであって、第１の主ノードに対して通信可能な管理装置を備え、第１の主ノードは、少なくとも算出した従ノードの位置情報を記憶可能となっており、管理装置から位置要求信号を受信すると、自身に記憶してある従ノードの位置情報を管理装置に送信する位置情報算出システムである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の位置情報算出システムであって、第１の主ノードは、管理装置から位置要求信号を受信すると、受信した位置要求信号が前回受信した位置要求信号の時刻に対して所定の時間以内であれば、改めて、従ノードの絶対的な位置情報を算出することなく自身に記憶してある従ノードの位置情報を管理装置に送信する位置情報算出システムである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項３〜４のいずれかに記載の位置情報算出システムであって、従ノードは、予め閾値を設定可能なセンサ部を備え、第１の主ノードは、従ノードのセンサ部が検出した数値が予め設定の閾値を超えると、自身に記憶してある従ノードの位置情報を削除する位置情報算出システムである。
また、請求項６に記載の発明は、少なくとも３個のノードを備え、少なくとも３個のノードは、第１の主ノードと、第２の主ノードと、従ノードと、から構成され、第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、従ノードは、第１の主ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と第１の主ノードとの間の第１の距離と、第２の主ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と第２の主ノードとの間の第２の距離と、第１の主ノードの絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて自身の位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の位置情報算出システムであって、第３の主ノードを備え、従ノードは、さらに、第３の主ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と第３の主ノードとの間の距離と、に基づいて自身の絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項８に記載の発明は、請求項６〜７のいずれかに記載の位置情報算出システムであって、従ノードに対して通信可能な管理装置を備え、従ノードは、算出した自身の位置情報を記憶可能となっており、管理装置から位置要求信号を受信すると、自身に記憶してある自身の位置情報を管理装置に送信する位置情報算出システムである。
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の位置情報算出システムであって、従ノードは、管理装置から位置要求信号を受信すると、受信した位置要求信号が前回受信した位置要求信号の時刻に対して所定の時間以内であれば、改めて、自身の絶対的な位置情報を算出することなく自身に記憶してある自身の位置情報を管理装置に送信する位置情報算出システムである。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項８〜９のいずれかに記載の位置情報算出システムであって、従ノードは、予め閾値を設定可能なセンサ部を備え、従ノードは、自身のセンサ部が検出した数値が予め設定の閾値を超えると、自身に記憶してある従ノードの位置情報を削除する位置情報算出システムである。
また、請求項１１に記載の発明は、管理装置と、少なくとも３個のノードと、を備え、少なくとも３個のノードは、第１の主ノードと、第２の主ノードと、従ノードと、から構成され、第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっており、第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっており、従ノードは、第１の主ノードまたは第２の主ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、管理装置は、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第１の主ノードと従ノードとの間の第１の距離と、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第２の主ノードと従ノードとの間の第２の距離と、第１の主ノードの絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて従ノードの位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の位置情報算出システムであって、第３の主ノードを備え、管理装置は、さらに、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第３の主ノードと従ノードとの間の第３の距離と、に基づいて従ノードの絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項１３に記載の発明は、管理装置と、少なくとも３個のノードと、を備え、少なくとも３個のノードは、第１の主ノードと、第２の主ノードと、従ノードと、から構成され、第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、従ノードは、第１の主ノードが発信した減衰電波に基づいて自身と第１の主ノードとの間の第１の距離を算出可能となっており、かつ、第２の主ノードが発信した減衰電波に基づいて自身と第２の主ノードとの間の第２の距離を算出可能となっており、管理装置は、従ノードが算出した第１の距離と、従ノードが算出した第２の距離と、第１の主ノードの絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて従ノードの位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の位置情報算出システムであって、第３の主ノードを備え、従ノードは、さらに、第３の主ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と第３の主ノードとの間の距離と、に基づいて自身の絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項１５に記載の発明は、管理装置と、少なくとも３個のノードと、を備え、少なくとも３個のノードは、外部ネットワークに接続されている第１の主ノードと、外部ネットワークに接続されている第２の主ノードと、第１の主ノードおよび／または第２の主ノードに対してメッシュ状に接続されている従ノードと、から構成され、第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を外部ネットワークから受信して自身の絶対的な位置情報を認識可能となっており、第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を外部ネットワークから受信して自身の絶対的な位置情報を認識可能となっており、従ノードは、第１の主ノードまたは第２の主ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、管理装置は、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第１の主ノードと従ノードとの間の第１の距離と、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第２の主ノードと従ノードとの間の第２の距離と、第１の主ノードの絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて従ノードの位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の位置情報算出システムであって、第３の主ノードを備え、管理装置は、さらに、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第３の主ノードと従ノードとの間の第３の距離と、に基づいて従ノードの絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項１７に記載の発明は、管理装置と、少なくとも３個のノードと、を備え、少なくとも３個のノードは、外部ネットワークに接続されている第１の主ノードと、外部ネットワークに接続されている第２の主ノードと、第１の主ノードおよび／または第２の主ノードに対してメッシュ状に接続されている従ノードと、から構成され、第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、従ノードは、第１の主ノードが発信した減衰電波に基づいて自身と第１の主ノードとの間の第１の距離を算出可能となっており、かつ、第２の主ノードが発信した減衰電波に基づいて自身と第２の主ノードとの間の第２の距離を算出可能となっており、管理装置は、従ノードが算出した第１の距離と、従ノードが算出した第２の距離と、第１の主ノードの絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて従ノードの位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の位置情報算出システムであって、第３の主ノードを備え、従ノードは、さらに、第３の主ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と第３の主ノードとの間の距離と、に基づいて自身の絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システムである。
また、請求項１９に記載の発明は、請求項１〜１８のいずれかに記載の位置情報算出システムであって、従ノードは、複数備えており、複数の従ノードのうち、絶対的な位置情報が算出された従ノードは、以降において、他の従ノードの絶対的な位置情報を算出するときの第２の主ノードを兼ねることが可能となっている位置情報算出システムである。
また、請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載の位置情報算出システムであって、複数の従ノードは、屋内に配置されている位置情報算出システムである。
請求項１の発明によれば、例えば、三辺測量の原理に基づいて、第１の主ノードは、従ノードの位置情報を簡便に算出（認識）できる。
また、請求項２の発明によれば、誤認識の虞が減少するため、従ノードの絶対的な位置情報を算出できる。
また、請求項３の発明によれば、管理装置が従ノードの位置情報を認識できる。
また、請求項４の発明によれば、従ノードの位置情報の算出に対する管理装置からの要求に素早く応答できる。
また、請求項５の発明によれば、例えば、加速度センサにより従ノードの大きな動きを検知できる。そのため、この検知したタイミングに基づいて、再度、従ノードの位置情報を算出させてキャッシュの書き換えを実行できる。したがって、キャッシュの有効性を時間だけにした場合と比較すると、最新の位置情報を取得できる。結果として、リアルタイム性を向上させることができる。
また、請求項６の発明によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項７の発明によれば、請求項２と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項８の発明によれば、請求項３と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項９の発明によれば、請求項４と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項１０の発明によれば、請求項５と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項１１の発明によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項１２の発明によれば、請求項２と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項１３の発明によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項１４の発明によれば、請求項２と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項１５の発明によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項１６の発明によれば、請求項２と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項１７の発明によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項１８の発明によれば、請求項２と同様の作用効果を得ることができる。
また、請求項１９の発明によれば、位置情報を算出したい従ノードの最寄りのノードを利用できるため、算出の精度を向上させることができる。
また、請求項２０の発明によれば、特に、従ノードが、例えば、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信できないといった屋内に存在する場合でも、算出する従ノードの絶対的な位置情報の精度を向上させることができる。
実施例に係る位置情報算出システムの全体構成図である。 図１の第１の主ノードの内部の電気的な構成を説明するブロック図である。 図１の第２の主ノードの内部の電気的な構成を説明するブロック図である。 図１の第３の主ノードの内部の電気的な構成を説明するブロック図である。 図１の従ノードの内部の電気的な構成を説明するブロック図である。 三辺測量の原理を説明する図である。 従ノードの特定できる原理を説明する図である。 従ノードが主ノードを兼ねる形態を説明する図である。
以下、本発明を実施するための形態を、図１〜８を用いて説明する。まず、図１を参照して、位置情報算出システム１の全体構成を説明する。この位置情報算出システム１は、主として、管理装置１０と、第１の主ノード２０と、第２の主ノード４０と、第３の主ノード６０と、従ノード８０とから構成されている。以下に、これら管理装置１０と、第１の主ノード２０と、第２の主ノード４０と、第３の主ノード６０と、従ノード８０とを個別に説明する。
はじめに、管理装置１０から説明する。この管理装置１０は、周知の構成を備える一般的なサーバである。この管理装置１０は、通信部（図示しない）を備えており、図１からも明らかなように、周知の通信回線Ｎに接続されている。これにより、管理装置１０は、後述する第１の主ノード２０と第２の主ノード４０に対して各種の信号を送受信できる。
次に、図２を参照して、第１の主ノード２０を説明する。この第１の主ノード２０は、例えば、建築現場に設置するインターネット等のネットワーク網に接続可能なルータ（例えば、サン電子株式会社製 Ｒｏｏｓｔｅｒ ＧＸ）であり、バス３６によって互いが接続された処理部２２、ＧＰＳ信号受信部２４、ビーコン信号受信部２６、通信部２８、記憶部３０、入力部３２、表示部３４とから構成されている。この処理部２２は、主として、ＣＰＵから構成されている。この処理部２２は、予め記憶部３０に記憶されているプログラム、ソフトウェア等に基づいて、ＧＰＳ信号受信部２４、ビーコン信号受信部２６、通信部２８、入力部３２、表示部３４の各動作を制御するものである。
また、このＧＰＳ信号受信部２４は、ＧＰＳ衛星ＳからのＧＰＳ信号を受信するものである。これにより、第１の主ノード２０は、自身の絶対的な位置情報を認識できる。また、このビーコン信号受信部２６は、後述する従ノード８０からのビーコン信号を受信するものである。このビーコン信号は、減衰電波である。このビーコン信号の受信強度により、第１の主ノード２０は、自身と従ノード８０との間の距離（第１の距離）を算出できる。なお、このビーコンは、ＰＡＮ通信（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅ、サブギガ帯無線等）での制御チャンネルとなっている。
また、この通信部２８は、通信回線Ｎに対して各種の信号を送受信するものである。これにより、第１の主ノード２０は、管理装置１０と第２の主ノード４０と第３の主ノード６０とに対して各種の信号や情報を送受信できる。また、この通信部２８は、ＷＡＮ通信体（例えば、３Ｇ／ＬＴＥモデム）と、ＰＡＮ通信体（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅ、サブギガ帯無線等のモデム）との２つの通信体（いずれも図示しない）から構成されている。なお、この第１の主ノード２０は、そのＷＡＮ通信体によって管理装置１０と通信を行っており、そのＰＡＮ通信体によって他の主ノード４０、６０や従ノード８０と通信を行っている。このことは、他の主ノード４０、６０においても同様である。また、この記憶部３０は、ＲＯＭやＲＡＭ等の周知の記憶媒体から構成されている。この記憶部３０には、上述した処理部２２が実行するプログラム、ソフトウェア等が記憶されている。
また、この入力部３２は、ボタンやスイッチ（図示しない）から成っている。これらボタンやスイッチからの入力信号は、処理部２２へ送信される。また、この表示部３４は、テキストや画像等によって必要な情報を表示するものである。第１の主ノード２０は、これら処理部２２、ＧＰＳ信号受信部２４、ビーコン信号受信部２６、通信部２８、記憶部３０、入力部３２、表示部３４とから構成されている。
次に、図３を参照して、第２の主ノード４０を説明する。この第２の主ノード４０も、上述した第１の主ノード２０と同様に構成されており、例えば、建築現場に設置するインターネット等のネットワーク網に接続可能なルータ（例えば、サン電子株式会社製 Ｒｏｏｓｔｅｒ ＧＸ）であり、バス５６によって互いが接続された処理部４２、ＧＰＳ信号受信部４４、ビーコン信号受信部４６、通信部４８、記憶部５０、入力部５２、表示部５４とから構成されている。この処理部４２は、主として、ＣＰＵから構成されている。この処理部４２は、予め記憶部５０に記憶されているプログラム、ソフトウェア等に基づいて、ＧＰＳ信号受信部４４、ビーコン信号受信部４６、通信部４８、入力部５２、表示部５４の各動作を制御するものである。
また、このＧＰＳ信号受信部４４は、ＧＰＳ衛星ＳからのＧＰＳ信号を受信するものである。これにより、第２の主ノード４０は、自身の絶対的な位置情報を認識できる。また、このビーコン信号受信部４６は、後述する従ノード８０からのビーコン信号を受信するものである。このビーコン信号は、減衰電波である。このビーコン信号の受信強度により、第２の主ノード４０は、自身と従ノード８０との間の距離（第２の距離）を算出できる。
また、この通信部４８は、通信回線Ｎに対して各種の信号を送受信するものである。これにより、第２の主ノード４０は、管理装置１０と第１の主ノード２０と第３の主ノード６０とに対して各種の信号や情報を送受信できる。また、この記憶部５０は、ＲＯＭやＲＡＭ等の周知の記憶媒体から構成されている。この記憶部５０には、上述した処理部４２が実行するプログラム、ソフトウェア等が記憶されている。
また、この入力部５２は、ボタンやスイッチ（図示しない）から成っている。これらボタンやスイッチからの入力信号は、処理部４２へ送信される。また、この表示部５４は、テキストや画像等によって必要な情報を表示するものである。第２の主ノード４０は、これら処理部４２、ＧＰＳ信号受信部４４、ビーコン信号受信部４６、通信部４８、記憶部５０、入力部５２、表示部５４とから構成されている。
次に、図４を参照して、第３の主ノード６０を説明する。この第３の主ノード６０も、上述した第１の主ノード２０や第２の主ノード４０と同様に構成されており、例えば、建築現場に設置するインターネット等のネットワーク網に接続可能なルータ（例えば、サン電子株式会社製 Ｒｏｏｓｔｅｒ ＧＸ）であり、バス７６によって互いが接続された処理部６２、ＧＰＳ信号受信部６４、ビーコン信号受信部６６、通信部６８、記憶部７０、入力部７２、表示部７４とから構成されている。この処理部６２は、主として、ＣＰＵから構成されている。この処理部６２は、予め記憶部７０に記憶されているプログラム、ソフトウェア等に基づいて、ＧＰＳ信号受信部６４、ビーコン信号受信部６６、通信部６８、入力部７２、表示部７４の各動作を制御するものである。
また、このＧＰＳ信号受信部６４は、ＧＰＳ衛星ＳからのＧＰＳ信号を受信するものである。これにより、第３の主ノード６０は、自身の絶対的な位置情報を認識できる。また、このビーコン信号受信部６６は、後述する従ノード８０からのビーコン信号を受信するものである。このビーコン信号は、減衰電波である。このビーコン信号の受信強度により、第３の主ノード６０は、自身と従ノード８０との間の距離（第３の距離）を算出できる。
また、この通信部６８は、通信回線Ｎに対して各種の信号を送受信するものである。これにより、第３の主ノード６０は、管理装置１０と第１の主ノード２０と第２の主ノード４０とに対して各種の信号や情報を送受信できる。また、この記憶部７０は、ＲＯＭやＲＡＭ等の周知の記憶媒体から構成されている。この記憶部７０には、上述した処理部６２が実行するプログラム、ソフトウェア等が記憶されている。
また、この入力部７２は、ボタンやスイッチ（図示しない）から成っている。これらボタンやスイッチからの入力信号は、処理部６２へ送信される。また、この表示部７４は、テキストや画像等によって必要な情報を表示するものである。第３の主ノード６０は、これら処理部６２、ＧＰＳ信号受信部６４、ビーコン信号受信部６６、通信部６８、記憶部７０、入力部７２、表示部７４とから構成されている。
最後に、図５を参照して、従ノード８０を説明する。この従ノード８０は、例えば、建築資材に取り付け可能な携帯端末装置であり、バス９２によって互いが接続された処理部８２、ビーコン信号送信部８４、記憶部８６、入力部８８、表示部９０と、センサ部９４とから構成されている。この処理部８２は、主として、ＣＰＵから構成されている。この処理部８２は、予め記憶部８６に記憶されているプログラム、ソフトウェア等に基づいて、ビーコン信号送信部８４、入力部８８、表示部９０の各動作を制御するものである。
また、このビーコン信号送信部８４は、上述した第１の主ノード２０と第２の主ノード４０と第３の主ノード６０とにビーコン信号を送信するものである。このビーコン信号は、上述したように、減衰電波である。また、この記憶部８６は、ＲＯＭやＲＡＭ等の周知の記憶媒体から構成されている。この記憶部８６には、上述した処理部８２が実行するプログラム、ソフトウェア等が記憶されている。
また、この入力部８８は、ボタンやスイッチ（図示しない）から成っている。これらボタンやスイッチからの入力信号は、処理部８２へ送信される。また、この表示部９０は、テキストや画像等によって必要な情報を表示するものである。また、このセンサ部９４は、予め閾値を設定可能な各種のセンサであり、例えば、加速度センサ、振動センサ、照度センサ、温度センサ、湿度センサである。従ノード８０は、これら処理部８２、ビーコン信号送信部８４、記憶部８６、入力部８８、表示部９０と、センサ部９４とから構成されている。
続いて、上述した位置情報算出システム１の動作を説明する。この動作の説明にあたって、第１の主ノード２０が従ノード８０の位置情報を算出する形態を説明する。まず、管理装置１０は、第１の主ノード２０と第２の主ノード４０とに対して従ノード８０の位置情報を算出させる位置要求信号を送信する処理を実行する。第１の主ノード２０は、この位置要求信号を受信すると、ＧＰＳ衛星ＳからのＧＰＳ信号を受信することで、自身の絶対的な位置情報を測位する処理を実行する。これにより、第１の主ノード２０は、自身の絶対的な位置情報を認識できる。
これと同様に、第２の主ノード４０は、この位置要求信号を受信すると、ＧＰＳ衛星ＳからのＧＰＳ信号を受信することで、自身の絶対的な位置情報を測位する（認識する）処理を実行する。これにより、第２の主ノード４０は、自身の絶対的な位置情報を認識できる。次に、第２の主ノード４０は、自身の絶対的な位置情報を第１の主ノード２０へ送信する処理を実行する。
次に、第１の主ノード２０は、従ノード８０からのビーコン信号を受信することで、自身と従ノード８０との間の距離（第１の距離）を算出する処理を実行する。これにより、第１の主ノード２０は、第１の距離を認識できる。これと同様に、第２の主ノード４０は、従ノード８０からのビーコン信号を受信することで、自身と従ノード８０との間の距離（第２の距離）を算出する処理を実行する。これにより、第２の主ノード４０は、第２の距離を認識できる。次に、第２の主ノード４０は、第２の距離を第１の主ノード２０へ送信する処理を実行する。
これと同様に、第３の主ノード６０は、従ノード８０からのビーコン信号を受信することで、自身と従ノード８０との間の距離（第３の距離）を算出する処理を実行する。これにより、第３の主ノード６０は、第３の距離を認識できる。次に、第３の主ノード６０は、第３の距離を第１の主ノード２０へ送信する処理を実行する。次に、第１の主ノード２０は、第１の距離と、第２の距離と、第１の主ノード２０の絶対的な位置情報と、第２の主ノード４０の絶対的な位置情報と、に基づいて従ノード８０の位置情報を算出する処理を実行する。この処理は、周知の三辺測量の原理に基づいて実行されている。
ここで、この三辺測量について説明する。例えば、図６に示すように、第１の距離がｂであり、第２の距離がａであり、第１の主ノード２０の絶対的な位置情報が座標（Ｘａ、０）であり、第２の主ノード４０の絶対的な位置情報が座標（Ｘｂ、０）である場合、
余弦定理により、
ＣＯＳθ＝（ｂ＾２＋ｃ＾２−ａ＾２）／２ｂｃとなる。
Ｘｃ＝Ｘａ＋Ｘ１
＝Ｘａ＋ｂＣＯＳθ
＝ｘａ＋（ｂ＾２＋ｃ＾２−ａ＾２）／２ｃ
また、ピタゴラスの定理により
Ｙｃ＝√（ｂ＾２−Ｘ１＾２）
となる。
この三辺測量の原理に基づいて、第１の主ノード２０は、従ノード８０の位置情報を認識できる。したがって、従ノード８０にＧＰＳ衛星ＳからのＧＰＳ信号を受信可能なＧＰＳ信号受信部を有しておく必要がない。結果として、ＧＰＳ機能を利用することなく従ノード８０の位置情報を算出できる。
なお、このように位置情報を認識できると、図７に示すように、第１の主ノード２０は、従ノード８０の位置情報を２点８０ａ、８０ｂ認識してしまうこととなる。このとき、第１の主ノード２０は、第３の主ノード６０からの第３の距離に基づいて、認識した従ノード８０の位置情報のうちの一方（この場合、８０ｂ）が誤認識であると判定する処理を実行する。
このようにして、第１の主ノード２０は、従ノード８０の絶対的な位置情報（この場合、８０ａ）を算出できる。そのため、誤認識の虞が減少する。次に、第１の主ノード２０は、従ノード８０の絶対的な位置情報を記憶部３０に記憶させる処理を実行する。最後に、第１の主ノード２０は、記憶部３０に記憶させている従ノード８０の絶対的な位置情報を管理装置１０へ送信する処理を実行する。これにより、管理装置１０は、従ノード８０の絶対的な位置情報を認識できる。
なお、再度、第１の主ノード２０が管理装置１０から位置要求信号を受信した場合、受信した位置要求信号が前回受信した位置要求信号の時刻に対して所定の時間以内（例えば、１０秒以内）であれば、改めて、従ノードの絶対的な位置情報を算出することなく自身に記憶してある従ノード８０の位置情報を管理装置１０に送信してもよい。なお、例えば、従ノード８０のセンサ部９４が加速度センサである場合、このセンサ部９４が検出した数値（加速度）が予め設定の閾値を超えると、第１の主ノード２０は、自身に記憶してある従ノード８０の位置情報を削除してもよい。
このようにしておくと、従ノード８０の大きな動きを検知できる。そのため、この検知したタイミングに基づいて、再度、従ノード８０の位置情報を算出させてキャッシュの書き換えを実行できる。したがって、キャッシュの有効性を時間だけにした場合と比較すると、最新の位置情報を取得できる。結果として、リアルタイム性を向上させることができる。また、従ノード８０の大きな動きを検知した場合でも、再度、従ノード８０の位置情報を算出させることなく、キャッシュのみクリアしてもよい。なお、従ノード８０の位置情報を算出させる位置要求信号を受信したとき、キャッシュが無効であると判定された場合、再度、従ノード８０の位置情報を測位する処理を実行して、その結果をキャッシュに保存してもよい。このようにすると、リアルタイム性をさらに向上させることができる。
また、図８に示すように、従ノード８０が他に２個（例えば、従ノード１８０、２８０）存在している場合、すなわち、計３個の従ノード８０、１８０、２８０が存在している場合、第１の主ノード２０が、これら３個の従ノード８０、１８０、２８０の絶対的な位置情報を算出する形態を説明する。この場合、まず、第１の主ノード２０が、３個の主ノード２０、４０、６０の絶対的な位置情報によって従ノード８０の絶対的な位置情報を算出した後、２個の主ノード２０、４０と従ノード８０との絶対的な位置情報によって従ノード１８０の絶対的な位置情報を算出してもよい。このように算出できると、算出したい従ノード１８０の最寄りのノード（この場合、第１の主ノード２０、第２の主ノード４０、従ノード８０）を利用できるため、算出の精度を向上させることができる。このことは、従ノード２８０の絶対的な位置情報を算出する場合でも同様である。また、このように算出できると、例えば、従ノード８０がＧＰＳ衛星ＳからのＧＰＳ信号を受信できないといった屋内に存在する場合でも、算出する従ノード１８０の絶対的な位置情報の精度を向上させることができる。
なお、従ノードをメッシュ状に接続させていると、ルーティングテーブルのリンク維持のパケットが流れる場合、このパケットに算出した絶対的な位置情報を入れ込むことにより、全てのノードにおいて、各ノードの絶対的な位置情報を共有できる。また、このように従ノードをメッシュ状に接続させていると、１つの従ノードがダウンしたり接続の不良が生じても、ネットワーク全体は運用可能となる。そのため、このネットワーク内では、情報の有無に関わらず、メッシュ状のネットワーク内でルーティング情報等リンク維持のための情報交換が常に行われている。この情報交換の中に、各ノードの絶対的な位置情報が詰め込まれている。
上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
実施例では、従ノード８０がビーコン信号を送信し、各主ノード２０、４０、６０がビーコン信号を受信する形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、送信側と受信側とが逆の構成でも構わない。この場合、各主ノード２０、４０、６０がビーコン信号を送信し、従ノード８０がビーコン信号を受信する形態となる。したがって、従ノード８０が自身の絶対的な位置情報を算出することとなる。また、各主ノード２０、４０、６０が送信するビーコン信号は、自身がその強度を変更できる形態でも構わない。この場合、各主ノード２０、４０、６０は、従ノード８０がビーコン信号を受信した旨の信号の従ノード８０から受信すると、この受信したタイミングで自身が送信したビーコン信号の強度に基づいて第１の距離〜第３の距離を算出しても構わない。
また、実施例では、第１の主ノード２０が従ノード８０の絶対的な位置情報を算出する形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、管理装置１０が従ノード８０の絶対的な位置情報を算出する形態でも構わない。
また、実施例では、第１の主ノード２０および第２の主ノード４０は、ＧＰＳ衛星ＳからのＧＰＳ信号を受信することで、自身の絶対的な位置情報を認識できる形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、第１の主ノード２０および第２の主ノード４０は、管理装置１０から通信回線Ｎを介して受信することで、自身の絶対的な位置情報を認識できる形態でも構わない。また、第１の主ノード２０および第２の主ノード４０は、携帯電話の事業者等が行っている基地局を利用した位置情報提供機能によって、自身の絶対的な位置情報を認識できる形態でも構わない。その場合、ＧＰＳによる位置測位が困難な屋外や地下でも、短時間で位置情報を取得できる。また、ＧＰＳによる位置測位に比べ、消費電力を抑えることができる。
ここで、携帯電話の事業者等が行っている基地局を利用した位置情報提供機能の一例（基地局ベース位置情報測位方式）を説明する。事前にインストールした本測位機能に対応した端末アプリから、位置取得サーバであるMAPSの位置情報取得APIに対して測位要求を行う。
（１）HTTPリクエスト解析処理
端末からの測位要求をMAPS内のゲートウェイサーバが受信する。当サーバにて受信したHTTPリクエストを解析し、APIに従って送信されるボディ部のXML（Extensible Markup Language）構成部分からAPIキー情報、およびアプリケーションが指定する位置情報測位項目を確認する。
（２）アプリケーション認証処理
MAPSは，端末アプリから送信されたAPIキーにより端末アプリの正当性を認証する。仮にAPIキーが不正値などで認証NGとなる場合には、この時点で端末アプリに測位不可応答を返却する。また、ここでは測位処理が可能な回線から接続されているかを確認するため，接続中のAPN（Access Point Name）をチェックし通信網からのアクセスであるか確認を行う。
（３）利用許諾確認処理
端末アプリからの位置測位処理は、利用者自身が許可して初めて実施可能としている。利用者の端末アプリ単位で管理される利用許可情報を、測位処理の際に参照し、同意状態である場合にのみ次の処理に継続する。
（４）位置情報要求処理
前項で認証OKとなった測位要求はCiRCUS（treasure Casketof i-mode（登録商標） service, high Reliability platform for CUStomer）でEBSCP（External Business user Service Control Point）対して位置情報検索の要求電文を送信する。
（５）端末位置情報測位処理
EBSCPはコアネットワーク内でユーザの基地局ベースでの測位を実施し，端末の測位結果をCiRCUSへ返信する。
（６）HTTP レスポンス編集、送信処理
EBSCP から返却された測位結果情報を基に、端末へのHTTP レスポンスを生成する。応答項目のうち任意要求項目については、（１）で受信した測位要求項目に基づいて応答する。移動端末への応答はHTTPリクエストと同様に，HTTPレスポンスのボディにXML 形式で伝達する。端末アプリからの位置情報取得要求APIの要求・応答のプロトコルは汎用プロトコルであるH T T P（HyperText Transfer Protocol）（データはXML 形式）を用いており、アプリ開発側の負担を軽減する実装としている。
また、実施例では、各ＧＰＳ信号受信部２４、４４、６４は、ＧＰＳ衛星ＳからのＧＰＳ信号を受信することで、自身の絶対的な位置情報を測位する処理を実行する形態を説明した。すなわち、実施例では、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ／全球測位衛星システム）の例として、ＧＰＳを例に説明した。しかし、これに限定されるものでなく、ＧＮＳＳであれば、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｏｉｌｅｏ、準天頂衛星（ＱＺＳＳ）等、何であっても構わない。
また、通信回線Ｎは、携帯電話のネットワーク等であっても構わない。その場合、第１の主ノード２０の通信部２８は、通信回線Ｍに対して無線接続となる、このことは、第２の主ノード４０、第３の主ノード６０においても同様である。
また、実施例では、第１の主ノード２０は、従ノード８０の絶対的な位置情報を記憶部３０に記憶する形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、第１の主ノード２０は、他の主ノード４０、６０の絶対的な位置情報を記憶部３０に記憶する形態でも構わない。
１ 位置情報算出システム
２０ 第１の主ノード
４０ 第２の主ノード
８０ 従ノード

Claims (20)

  1. 少なくとも３個のノードを備え、
    少なくとも３個のノードは、第１の主ノードと、第２の主ノードと、従ノードと、から構成され、
    第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっており、
    第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっており、
    従ノードは、第１の主ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、
    第１の主ノードは、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と従ノードとの間の第１の距離と、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第２の主ノードと従ノードとの間の第２の距離と、自身の絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて従ノードの位置情報を算出する位置情報算出システム。
  2. 請求項１に記載の位置情報算出システムであって、
    第３の主ノードを備え、
    第１の主ノードは、さらに、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第３の主ノードと従ノードとの間の第３の距離と、に基づいて従ノードの絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システム。
  3. 請求項１〜２のいずれかに記載の位置情報算出システムであって、
    第１の主ノードに対して通信可能な管理装置を備え、
    第１の主ノードは、少なくとも算出した従ノードの位置情報を記憶可能となっており、管理装置から位置要求信号を受信すると、自身に記憶してある従ノードの位置情報を管理装置に送信する位置情報算出システム。
  4. 請求項３に記載の位置情報算出システムであって、
    第１の主ノードは、管理装置から位置要求信号を受信すると、受信した位置要求信号が前回受信した位置要求信号の時刻に対して所定の時間以内であれば、改めて、従ノードの絶対的な位置情報を算出することなく自身に記憶してある従ノードの位置情報を管理装置に送信する位置情報算出システム。
  5. 請求項３〜４のいずれかに記載の位置情報算出システムであって、
    従ノードは、予め閾値を設定可能なセンサ部を備え、
    第１の主ノードは、従ノードのセンサ部が検出した数値が予め設定の閾値を超えると、自身に記憶してある従ノードの位置情報を削除する位置情報算出システム。
  6. 少なくとも３個のノードを備え、
    少なくとも３個のノードは、第１の主ノードと、第２の主ノードと、従ノードと、から構成され、
    第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、
    第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、
    従ノードは、第１の主ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と第１の主ノードとの間の第１の距離と、第２の主ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と第２の主ノードとの間の第２の距離と、第１の主ノードの絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて自身の位置情報を算出する位置情報算出システム。
  7. 請求項６に記載の位置情報算出システムであって、
    第３の主ノードを備え、
    従ノードは、さらに、第３の主ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と第３の主ノードとの間の距離と、に基づいて自身の絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システム。
  8. 請求項６〜７のいずれかに記載の位置情報算出システムであって、
    従ノードに対して通信可能な管理装置を備え、
    従ノードは、算出した自身の位置情報を記憶可能となっており、管理装置から位置要求信号を受信すると、自身に記憶してある自身の位置情報を管理装置に送信する位置情報算出システム。
  9. 請求項８に記載の位置情報算出システムであって、
    従ノードは、管理装置から位置要求信号を受信すると、受信した位置要求信号が前回受信した位置要求信号の時刻に対して所定の時間以内であれば、改めて、自身の絶対的な位置情報を算出することなく自身に記憶してある自身の位置情報を管理装置に送信する位置情報算出システム。
  10. 請求項８〜９のいずれかに記載の位置情報算出システムであって、
    従ノードは、予め閾値を設定可能なセンサ部を備え、
    従ノードは、自身のセンサ部が検出した数値が予め設定の閾値を超えると、自身に記憶してある従ノードの位置情報を削除する位置情報算出システム。
  11. 管理装置と、少なくとも３個のノードと、を備え、
    少なくとも３個のノードは、第１の主ノードと、第２の主ノードと、従ノードと、から構成され、
    第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっており、
    第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっており、
    従ノードは、第１の主ノードまたは第２の主ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、
    管理装置は、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第１の主ノードと従ノードとの間の第１の距離と、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第２の主ノードと従ノードとの間の第２の距離と、第１の主ノードの絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて従ノードの位置情報を算出する位置情報算出システム。
  12. 請求項１１に記載の位置情報算出システムであって、
    第３の主ノードを備え、
    管理装置は、さらに、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第３の主ノードと従ノードとの間の第３の距離と、に基づいて従ノードの絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システム。
  13. 管理装置と、少なくとも３個のノードと、を備え、
    少なくとも３個のノードは、第１の主ノードと、第２の主ノードと、従ノードと、から構成され、
    第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、
    第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、
    従ノードは、第１の主ノードが発信した減衰電波に基づいて自身と第１の主ノードとの間の第１の距離を算出可能となっており、かつ、第２の主ノードが発信した減衰電波に基づいて自身と第２の主ノードとの間の第２の距離を算出可能となっており、
    管理装置は、従ノードが算出した第１の距離と、従ノードが算出した第２の距離と、第１の主ノードの絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて従ノードの位置情報を算出する位置情報算出システム。
  14. 請求項１３に記載の位置情報算出システムであって、
    第３の主ノードを備え、
    従ノードは、さらに、第３の主ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と第３の主ノードとの間の距離と、に基づいて自身の絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システム。
  15. 管理装置と、少なくとも３個のノードと、を備え、
    少なくとも３個のノードは、外部ネットワークに接続されている第１の主ノードと、外部ネットワークに接続されている第２の主ノードと、第１の主ノードおよび／または第２の主ノードに対してメッシュ状に接続されている従ノードと、から構成され、
    第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を外部ネットワークから受信して自身の絶対的な位置情報を認識可能となっており、
    第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を外部ネットワークから受信して自身の絶対的な位置情報を認識可能となっており、
    従ノードは、第１の主ノードまたは第２の主ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、
    管理装置は、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第１の主ノードと従ノードとの間の第１の距離と、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第２の主ノードと従ノードとの間の第２の距離と、第１の主ノードの絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて従ノードの位置情報を算出する位置情報算出システム。
  16. 請求項１５に記載の位置情報算出システムであって、
    第３の主ノードを備え、
    管理装置は、さらに、従ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した第３の主ノードと従ノードとの間の第３の距離と、に基づいて従ノードの絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システム。
  17. 管理装置と、少なくとも３個のノードと、を備え、
    少なくとも３個のノードは、外部ネットワークに接続されている第１の主ノードと、外部ネットワークに接続されている第２の主ノードと、第１の主ノードおよび／または第２の主ノードに対してメッシュ状に接続されている従ノードと、から構成され、
    第１の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、
    第２の主ノードは、自身の絶対的な位置情報を測位可能となっていると共に、従ノードが受信可能な減衰電波を発信可能となっており、
    従ノードは、第１の主ノードが発信した減衰電波に基づいて自身と第１の主ノードとの間の第１の距離を算出可能となっており、かつ、第２の主ノードが発信した減衰電波に基づいて自身と第２の主ノードとの間の第２の距離を算出可能となっており、
    管理装置は、従ノードが算出した第１の距離と、従ノードが算出した第２の距離と、第１の主ノードの絶対的な位置情報と、第２の主ノードの絶対的な位置情報と、に基づいて従ノードの位置情報を算出する位置情報算出システム。
  18. 請求項１７に記載の位置情報算出システムであって、
    第３の主ノードを備え、
    従ノードは、さらに、第３の主ノードが発信した減衰電波に基づいて算出した自身と第３の主ノードとの間の距離と、に基づいて自身の絶対的な位置情報を算出する位置情報算出システム。
  19. 請求項１〜１８のいずれかに記載の位置情報算出システムであって、
    従ノードは、複数備えており、
    複数の従ノードのうち、絶対的な位置情報が算出された従ノードは、以降において、他の従ノードの絶対的な位置情報を算出するときの第２の主ノードを兼ねることが可能となっている位置情報算出システム。
  20. 請求項１９に記載の位置情報算出システムであって、
    複数の従ノードは、屋内に配置されている位置情報算出システム。


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