JP2004318200A - センサシステム、検知情報収集方法、情報伝送システム及び情報伝送方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型の構成にて簡便かつ低コストで、多数のセンサからの検知情報を情報処理装置に収集できるセンサシステムを提供する。
【解決手段】夫々が対応するセンサの検知情報を取得する複数のモジュール２は、双方向の送受信が可能な独立した上流ポート２ａ及び下流ポート２ｂを有し、数珠つなぎ状に接続されている。最上流側のモジュール２の上流ポート２ａに、ＰＣ１０のシリアルポートからリクエスト信号が送出されると、そのリクエスト信号は上流側のモジュール２から下流側のモジュール２へ順次伝播していく。最下流側のモジュール２は、リクエスト信号に対して自身の検知情報を隣のモジュール２へ送信し、そのモジュール２は、下流側から受信したセンサ情報に自身の検知情報を追加して、上流側のモジュール２へ送信する。このような処理を順次繰り返して、全てのモジュール２における検知情報をＰＣ１０に取り込む。
【選択図】 図６
【解決手段】夫々が対応するセンサの検知情報を取得する複数のモジュール２は、双方向の送受信が可能な独立した上流ポート２ａ及び下流ポート２ｂを有し、数珠つなぎ状に接続されている。最上流側のモジュール２の上流ポート２ａに、ＰＣ１０のシリアルポートからリクエスト信号が送出されると、そのリクエスト信号は上流側のモジュール２から下流側のモジュール２へ順次伝播していく。最下流側のモジュール２は、リクエスト信号に対して自身の検知情報を隣のモジュール２へ送信し、そのモジュール２は、下流側から受信したセンサ情報に自身の検知情報を追加して、上流側のモジュール２へ送信する。このような処理を順次繰り返して、全てのモジュール２における検知情報をＰＣ１０に取り込む。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のセンサで得られた検知情報を情報処理装置へ収集するセンサシステム及び検知情報収集方法、並びに、中央装置から複数の端末装置へ指示情報を伝送する情報伝送システム及び情報伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数のセンサで得られる複数の検知情報を１台の情報処理装置へ集め、情報処理装置にてそれらの検知情報を総合的に処理して、統合的な処理結果を出力するセンサシステムが知られている。このようなセンサシステムの例として、ロボットに多数の感圧センサを装着し、それらの感圧センサの検知情報をパーソナルコンピュータ（情報処理装置）に取り込んで処理し、ロボットの動作またはロボットへの外的刺激などを検出するシステム、または、赤外線により人を検知する赤外線センサを多数設けて、それらの赤外線センサの検知情報をパーソナルコンピュータに取り込んで処理し、人の位置または行動などを検出するシステム等が開発されている。
【０００３】
このようなセンサシステムにあっては、各センサと情報処理装置とを各別に通信線にて接続し、各通信線を介して各センサから並列的に情報処理装置へ検知情報を伝送するようにしたシステム構成が一般的である。
【０００４】
また、本発明に関連した情報の伝送手法として、ネットワークを利用して所望の端末装置から情報を収集する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−４６５０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
各センサと情報処理装置とを独立的に通信線にて夫々接続するようにした従来のセンサシステムにあっては、通信線による配線が煩雑であり、全体の構成が嵩むという問題がある。より正確な統合的な処理結果を得るためには、より多くのセンサから検知情報を収集する必要があり、このように多数のセンサを設置する場合には、通信線による配線の煩雑さ及び全体構成の大嵩化の問題はより深刻となる。このような問題は、中央装置から複数の端末装置夫々へ指示情報を伝送するシステムにおいても同様に発生する。
【０００７】
また、ＬＡＮなどのネットワークシステムを構築して、端末側の複数のセンサと中枢側の装置との間で情報（検知情報または指示情報）を伝送する方法も可能ではあるが、高いコストを要するという問題がある。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、小型の構成にて簡便かつ低コストで、多数のセンサからの検知情報を情報処理装置に収集できるセンサシステム及び検知情報収集方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、小型の構成にて簡便かつ低コストで、多数の端末装置夫々へ中央装置からの指示情報を伝送できる情報伝送システム及び情報伝送方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るセンサシステムは、複数のセンサ夫々で検知された検知情報を情報処理装置へ取り込むセンサシステムにおいて、夫々が前記複数のセンサ夫々に対応して設けられており、夫々が対応するセンサの検知情報を取得する複数のモジュールと、前記複数のモジュールを接続する接続手段とを備えており、前記複数のモジュール夫々で取得した検知情報を前記接続手段を介して各センサ毎に順次収集し、収集した全センサの検知情報を前記情報処理装置の１つの入力端子にデータ列として取り込むようにしたことを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係る検知情報収集方法は、複数のセンサ夫々で検知された検知情報を情報処理装置へ収集する方法において、前記複数のセンサ夫々に各別に対応して設けられている複数のモジュール夫々が対応するセンサの検知情報を取得し、前記複数のモジュールを接続する接続手段を介して、前記複数のモジュール夫々で取得した検知情報を各センサ毎に順次収集し、収集した全センサの検知情報を前記情報処理装置の１つの入力端子にデータ列として取り込むことを特徴とする。
【００１２】
第１発明及び第２発明にあっては、複数のセンサ夫々で検知した検知情報を、各センサに対応して設けた各モジュールにて取得し、各モジュールで取得した検知情報を接続手段を介して順次収集し、収集した検知情報を情報処理装置の１つの入力端子にシリアルのデータ列として取り込む。よって、従来例のように各センサと情報処理装置とを各別に接続する多数の通信線が不要となり、配線の煩雑さがなくなり、全体構成も小型化する。また、特別なネットワークも不要であり、低コストにてシステムを構築できる。
【００１３】
第３発明に係る検知情報収集方法は、第２発明において、前記複数のモジュールにおける検知情報の収集順序を、前記情報処理装置で設定することを特徴とする。
【００１４】
第３発明にあっては、複数のモジュールでの検知情報の収集順序を情報処理装置で設定する。よって、ユーザが所望する順序で各センサからの検知情報を収集できる。
【００１５】
第４発明に係る情報伝送システムは、中央装置から複数の端末装置夫々へ指示情報を伝送する情報伝送システムにおいて、夫々が前記複数の端末装置夫々に対応して設けられている複数のモジュールと、前記複数のモジュールを接続する接続手段とを備えており、前記複数の端末装置夫々への指示情報を連ねたデータ列を前記中央装置の１つの出力端子から出力し、前記データ列を前記接続手段に伝送させながら前記データ列に含まれる前記複数の端末装置夫々への指示情報を、対応する各モジュールへ順次出力するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
第５発明に係る情報伝送方法は、中央装置から複数の端末装置夫々へ指示情報を伝送する方法において、前記複数の端末装置夫々への指示情報を連ねたデータ列を前記中央装置の１つの出力端子から出力し、夫々が前記複数の端末装置夫々に各別に対応して設けられている複数のモジュールを接続する接続手段を介して前記データ列を伝送しながら、前記データ列に含まれる前記複数の端末装置夫々への指示情報を、対応する各モジュールへ順次出力することを特徴とする。
【００１７】
第４発明及び第５発明にあっては、複数の端末装置夫々への指示情報を含むシリアルのデータ列を中央装置から出力して接続手段を介して伝送させ、複数のモジュール夫々へ各モジュールに対応する各端末装置への指示情報を順次出力していく。よって、各端末装置と中央装置とを各別に接続する多数の通信線が不要となり、配線の煩雑さがなくなり、全体構成も小型化する。また、特別なネットワークも不要であり、低コストにてシステムを構築できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
（第１実施の形態）
図１は、本発明のセンサシステムの第１実施の形態の全体構成図である。図において、１は床面に敷きつめられたセンサフロアタイルを示す。図１に示す例では、合計２５個のセンサフロアタイル１が縦５列，横５列のマトリクス状に設けられている。このセンサシステムは、人間の行動を体重圧の移動として捉え、人間の安定した行動解析を支援するシステムである。
【００１９】
図２は、図１の断面図である。センサフロアタイル１の下方には、各センサフロアタイル１に対応付けて１個ずつのモジュール２が設けられている、対応する各センサフロアタイル１と各モジュール２とはデータ線３にて接続されており、センサフロアタイル１で検知された検知情報（後述するような人間の存在／不在を示す情報）が、データ線３を介して対応するモジュール２へ出力されるようになっている。
【００２０】
図３は、２５個のモジュール２の接続例を示す図である。これらのモジュール２は、通信線４によって数珠つなぎ状に接続されている。最上流側のモジュール２は、情報処理装置としてのパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略記する）１０に接続されており、各モジュール２にて取得された各センサフロアタイル１での検知情報が通信線４を介してＰＣ１０に取り込まれるようになっている。
【００２１】
また、これらのモジュール２は、電源線５によっても数珠つなぎ状に接続されている。最上流側のモジュール２は、電源装置２０に接続されており、電源装置２０から電源線５を介して各モジュール２へ電力が供給され、この電力にてモジュール２及びセンサフロアタイル１が駆動するようになっている。
【００２２】
図４は、１枚のセンサフロアタイル１の拡大図である。センサフロアタイル１は、縦９００ｍｍ，横９００ｍｍ，厚さ１４ｍｍの板状をなしており、検出単位としての２５個のエリア（１エリアは１８０ｍｍ×１８０ｍｍの方形）１ａに分画されている。また、各エリア１ａには、９個の感圧センサ１ｂがピッチ６０ｍｍでマトリクス状に配設されている。
【００２３】
感圧センサ１ｂは、人間の体重圧が印加されているか否かを感知する。そして、各エリア１ａにおいて少なくとも一つの感圧センサ１ｂが体重圧を感知した場合に、エリア１ａがオン信号を出力する。エリア１ａ内に人間が存在する場合、ピッチ６０ｍｍで９個の感圧センサ１ｂをマトリクス配置しているため、エリア１ａ内のどのような位置に人間が存在していても、またその人間がどのような体勢であっても、何れかの感圧センサ１ｂが必ず体重圧を感知できる。各エリア１ａにおける全ての感圧センサ１ｂが体重圧を感知しない場合には、オフ信号を出力する。よって、１つのセンサフロアタイル１の２５個のエリア１ａを単位として、人間の存在位置を検知できる。
【００２４】
このようにして得られたセンサフロアタイル１の検知情報、具体的には、人間の存在を示すオン情報、または、人間の不在を示すオフ情報が、データ線３を介して出力される。なお、オン情報には、その感知したエリアを表すエリア情報が付加されている。
【００２５】
図５は、ＰＣ１０の機能ブロック図である。ＰＣ１０は、主制御部１１，表示部１２，入力操作部１３，ＲＯＭ１４，ＲＡＭ１５，インタフェース１６等を備えている。主制御部１１は、具体的にはＣＰＵで構成されており、バス１７を介して上述したようなハードウェア各部と接続されていて、それらを制御すると共に、ＲＯＭ１４に格納されたコンピュータプログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。
【００２６】
表示部１２は、液晶ディスプレイ等の表示装置であり、ＰＣ１０の動作状態、ＰＣ１０による処理結果などを表示する。入力操作部１３は、マウス，キーボード等であり、ユーザの指示入力を外部から受け付ける。ＲＯＭ１４は、センサフロアタイル１での検知結果に基づく種々の処理動作に必要なソフトウェアのプログラムを予め格納している。ＲＡＭ１５は、ソフトウェアの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。
【００２７】
インタフェース１６は、ＰＣ１０と接続される最上流側のモジュール２との間のデータの送受信を制御する。インタフェース１６は、最上流側のモジュール２へコマンドなどのデータを送出したり、最上流側のモジュール２から検知情報を含むシリアルのデータ列を入力するためのシリアルポート１６ａを有している。
【００２８】
図６は、複数のモジュール２の接続状態を示す図である。各モジュール２は、２個の独立した通信ポート、具体的には上流側の通信ポート（上流ポート）２ａと下流側の通信ポート（下流ポート）２ｂとを有する。上流ポート２ａ及び下流ポート２ｂは、何れも送受信が可能な双方向ポートである。
【００２９】
最上流側のモジュール２の上流ポート２ａは、ＰＣ１０のインタフェース１６のシリアルポート１６ａに接続されており、その下流ポート２ｂは、隣のモジュール２の上流ポート２ａと接続されている。また、最下流側のモジュール２の上流ポート２ａは、隣のモジュール２の下流ポート２ｂに接続されており、その下流ポート２ｂは終端器６に接続されている。この終端器６は、下流ポート２ｂの送信線と受信線とを直結させた構成をなす。また、中間の隣り合うモジュール２，２同士は、通信線４を介して、上流ポート２ａと下流ポート２ｂとが接続されている。このような通信線４を介したポート間の接続により、１台のＰＣ１０と２５個のモジュール２とが数珠つなぎ状に接続されている。
【００３０】
次に、ＰＣ１０，モジュール２間の情報の流れについて説明する。図７は、この情報の流れを示す模式図である。通信線４を流れる信号は、センサフロアタイル１の検知情報の読み出しを要求する信号（以下、リクエスト信号Ｒという）と、各モジュール２で読み出されるセンサフロアタイル１の検知情報（以下、センサ情報Ｓという）とである。なお、２５個のモジュール２について上流側から番号を付け、ｋ番目（１≦ｋ≦２５）のモジュール２から読み出されるセンサフロアタイル１の検知情報をセンサ情報Ｓｋ と表記する。
【００３１】
ＰＣ１０から最上流側のモジュール２へリクエスト信号Ｒが送出されると、そのリクエスト信号Ｒは上流側のモジュール２から下流側のモジュール２へ通信線４を介して順次伝播していき、最下流側のモジュール２まで到達する。上流ポート２ａから受信した内容は、加工されずにそのまま下流ポート２ｂへ送信される。これは、ハードウェア的に上流ポート２ａの受信線と下流ポート２ｂの送信線とを直結しても良いし、バッフアを挾んで伝送しても良いし、または、ソフトウェア的に受信した内容をそのまま送信しても良い。
【００３２】
最下流側のモジュール２は、リクエスト信号Ｒに対して自身のセンサ情報Ｓ２５を隣のモジュール２へ送信した後、リクエスト信号Ｒを送信する。そのモジュール２は、下流側から受信したセンサ情報Ｓ２５に自身のセンサ情報Ｓ２４を追加して、上流側のモジュール２へ送信した後、リクエスト信号Ｒを送信する。このような処理を繰り返すことにより、全てのモジュール２におけるセンサ情報Ｓｋ がＰＣ１０に取り込まれる。
【００３３】
以上のようなプロトコルにより、ＰＣ１０からリクエスト信号Ｒが送出された場合、２５個全てのセンサフロアタイル１の検知情報（センサ情報Ｓｋ ）がＰＣ１０に送信され、最後にリクエスト信号Ｒが戻る。この際、ＰＣ１０に受信されるセンサ情報Ｓｋ の順序は、最下流側からのモジュール２の順序と同じであるので、どのセンサ情報Ｓｋ がどのモジュール２（センサフロアタイル１）に対応しているかを容易に特定できる。
【００３４】
図８は、ＰＣ１０に収集された検知情報の結果の表示部１２での表示例を示す図であり、人間追跡のリアルタイム表示機能の例を示している。図８において、黒く塗りつぶしたエリア１ａが、ある時刻において人間の体重圧を感知して人間存在を検知したエリアを表している。
【００３５】
ＰＣ１０の主制御部１１では、このような検知情報の結果を所定周期で経時的に取得し、その取得情報に基づいて、人間の移動軌跡、エリア内の滞留時間などを求めて、求めたものを表示部１２に表示させる。
【００３６】
第１実施の形態のセンサシステムでは、シリアル通信にて全てのセンサ（センサフロアタイル１）からの検知情報を情報処理装置（ＰＣ１０）に収集するようにしており、検知情報を送信するためのデータ線を各センサ毎に設ける必要がなく、配線を簡素化できて低コスト化を図れる。また、電源線５を介して１個の電源装置２０から全てのセンサへの給電を行うようにしており、各センサ毎に給電回路を設ける必要がなく、この点でも低コスト化を実現できる。
【００３７】
なお、上述した例における複数のセンサフロアタイル１（モジュール２）の数珠つなぎの順序は一例であり、他の順序であっても良い。また、マトリクス状にセンサフロアタイル１を配設することとしたが、その配置は、千鳥格子状、放射状など任意の形状であって良い。また、配設するセンサフロアタイル１の個数は任意であって良いことも勿論である。
【００３８】
（第２実施の形態）
上述した第１実施の形態では複数のセンサフロアタイル１（モジュール２）を数珠つなぎに接続する場合について説明したが、以下に説明する第２実施の形態では、数珠つなぎではなく複数のセンサフロアタイル１（モジュール２）を縦横に網の目状に接続する。
【００３９】
図９は、各モジュール２の通信ポートの構成を示す図である。各モジュール２は、前後左右の各１個ずつ合計４個の互いに独立した通信ポート２ｃを有する。隣り合うモジュール２，２同士は、この通信ポート２ｃにより自由に接続される。接続は冗長性があり、接続されていない通信ポート２ｃが存在する。末端における通信ポート２ｃ（隣にモジュール２がない辺部の通信ポート２ｃ）は開放（無接続）状態となっている。接続状態が規定されて初めて、互いに接続される２個のモジュール２，２の間に上流側及び下流側の関係が決まる。何れか一つのモジュール２は、ＰＣ１０に接続されている。
【００４０】
次に、このような第２実施の形態におけるプロトコルについて説明する。図１０〜図１２は、ＰＣ１０，複数のモジュール２間における情報の流れを示す模式図、図１３はモジュール２での動作手順を示すフローチャートである。
【００４１】
通信ポート２ｃを介して流れる信号は、以下の４種類である。
Ｒｇ， ｘ，ｙ ：読み出しを要求する信号（リクエスト信号）；ｇは世代；ｘ，ｙは通信相手先のモジュール２の位置を表す座標
Ａｇ ：リクエスト信号Ｒに対する即時の応答信号（センサ情報は含まない）
Ｓｇ， ｘ，ｙ， ｓｄ：センサ情報の応答信号、ｓｄは該当モジュール２でのセンサ情報
Ｅｇ ：センサ情報の終了信号
【００４２】
また、各モジュール２が保有する自身の情報は、以下の３種類である。
ｘ，ｙ：自身の位置を表す座標
ｇ ：通信信号における世代
ｓｄ ：自身でのセンサ情報
【００４３】
ＰＣ１０から最上流側のモジュール２へリクエスト信号Ｒが送出されると、そのリクエスト信号Ｒは接続されているモジュール２へ下流方向に順次伝送されていき、全てのモジュール２まで到達する。この伝送の過程で、複数のモジュール２の位置関係及び接続関係が判明する。この判明する理由については以下に詳述する。
【００４４】
各モジュール２は、リクエスト信号Ｒに対して自身のセンサ情報ｓｄを上流方向に送信し、センサ情報ｓｄはＰＣ１０まで伝送される。このようにして、全てのモジュール２（センサフロアタイル１）におけるセンサ情報がＰＣ１０に取り込まれる。
【００４５】
各モジュール２での動作について説明する。モジュール２は、リクエスト信号Ｒ待ちの状態であり（ステップＳ１）、リクエスト信号Ｒを受信した場合に（Ｓ１：ＹＥＳ）、リクエスト信号Ｒに含まれる世代ｇと自身が保有する世代ｇとを比較して両ｇが一致するか否かを判断する（ステップＳ２）。一致する場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、他の経路によってモジュール２自身の位置が既に規定されているため、如何なる処理も行わずに、Ｓ１に動作が戻る。
【００４６】
世代ｇが一致しない場合に（Ｓ３：ＮＯ）、モジュール２は、リクエスト信号Ｒに含まれる世代ｇ及び座標ｘ，ｙに自身の保有情報を更新する（ステップＳ４）。リクエスト信号Ｒが受信された上流側の通信ポート２ｃへ直ちに応答信号Ａを送信すると共に、その他の３個の下流側の通信ポート２ｃ夫々へリクエスト信号Ｒを送信する（ステップＳ５）。このリクエスト信号Ｒに含まれる座標は、接続相手先のモジュールの座標である。
【００４７】
図１０は、このＳ５までの信号の流れを示す図である。なお、各モジュール２内に記載した数値（ｘ，ｙ）は自身の座標を表している。ＰＣ１０に接続されており、世代ｇが１２、座標（ｘ，ｙ）が（３，７）であるモジュール２は、左の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ２，７ 、右の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ４，７ 、後の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ３，８ を夫々送信する。また、座標（３，７）のモジュール２からリクエスト信号Ｒを送られた座標（４，７）のモジュール２は、左の通信ポート２ｃ（モジュール２）に応答信号Ａを送信すると共に、右の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ５，７ 、前の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ４，６ 、後の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ４，８ を夫々送信する。
【００４８】
下流側の通信ポート２ｃから応答信号Ａが帰ってくるのを待つ（ステップＳ６）。所定時間だけ、応答信号Ａの返信を待ち（ステップＳ７：ＮＯ）、こなければ（ステップＳ７：ＹＥＳ）、その通信ポート２ｃは未接続（タイムアウト）と見なす。図１１は、このＳ６，Ｓ７における信号の流れを示す図である。各モジュール２は、最も早くリクエスト信号Ｒを受けたモジュール２に対してのみ応答信号Ａを返し、他のモジュール２に対してはリクエスト信号Ｒを受けても応答信号Ａを返さない。
【００４９】
全ての下流側の通信ポート２ｃが未接続（タイムアウト）であるか否かを判断し（ステップＳ８）、そうである場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、上流側の通信ポート２ｃに対して、自身が保有する世代ｇ、座標ｘ，ｙ及びセンサ情報ｓｄを盛り込んだ応答信号Ｓを送信した後、終了信号Ｅを送信して（ステップＳ９）、リターンとなる。
【００５０】
接続されている下流側の通信ポート２ｃが少なくとも一つ存在する場合には（Ｓ８：ＮＯ）、接続されている夫々の通信ポート２ｃについて、終了信号Ｅを受信するまでの間（ステップＳ１０：ＮＯ）、送信されてくる全ての応答信号Ｓをそのまま上流側の通信ポート２ｃへ転送する（ステップＳ１１）。接続されている全ての下流側の通信ポート２ｃから終了信号Ｅを受信した場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、上流側の通信ポート２ｃに対して、自身が保有する世代ｇ、座標ｘ，ｙ及びセンサ情報ｓｄを盛り込んだ応答信号Ｓを送信した後、終了信号Ｅを送信して（ステップＳ１２）、リターンとなる。図１２は、このＳ８〜Ｓ１２における信号の流れを示す図である。
【００５１】
次に、複数のセンサフロアタイル１（モジュール２）を縦横に網の目状に接続する第２実施の形態における他のプロトコルについて説明する。
【００５２】
上述した例では、格子状にセンサフロアタイル１（モジュール２）を置く場合を想定し、自身の位置を特定する位置情報として２次元の座標を用いるようにしたが、リクエスト信号Ｒが通った経路、即ちどの通信ポートをリクエスト信号Ｒが通ってきたかの履歴を位置情報としても良い。図１４は、このような場合のリクエスト信号Ｒの流れを示す図である。各モジュール２は、上下左右に各１個で計４個の通信ポート２ｃを有しており（図９参照）、それらの上下左右の通信ポート２ｃをＮ，Ｓ，Ｅ，Ｗと呼称する。例えば、通信ポートＷからリクエスト信号Ｒ１２， ＳＳＥ を受信した場合、通信ポートＮにはリクエスト信号Ｒ１２， ＳＳＥＮ、通信ポートＳにはリクエスト信号Ｒ１２， ＳＳＥＳ、通信ポートＥにはリクエスト信号Ｒ１２， ＳＳＥＥを送信する。なお、このプロトコルにあっては、各モジュール２に設ける通信ポートの個数は４個に限定されず、また、その設ける位置も４方向に限定されない。
【００５３】
このようなプロトコルにあっては、座標ではなくてＰＣ１０からの経路（データ伝送の履歴情報）に基づいているので、通信ポートの設置位置が４方向に限らず任意の位置であって良く、また、センサフロアタイル１の配置を、格子状に限定されることなく自由に設定することが可能である。
【００５４】
第２実施の形態においては、リクエスト信号Ｒとその応答信号Ａとにより、物理的な接続の調査及び論理的な接続の決定を行い（第１処理）、この論理的接続関係に基づいてセンサ情報のやりとり（第２処理）を行う。この場合、第２処理は比較的短い周期で頻繁に行い、第１処理は１分または１時間などのような長い周期で行うことで、応答性を向上させたり通信量を減少させたりすることが可能である。
【００５５】
なお、第１，第２実施の形態では、床面に設けるセンサフロアタイル１をセンサとして２次元内での接続としたが、３次元空間に配設した複数のセンサを備えたセンサシステムにも本発明を適用できることは勿論である。
【００５６】
（第３実施の形態）
図１５は、第３実施の形態のセンサシステムの構成を示す模式図である。この例は、人間が発する熱の移動を捉えることにより、人間の動きを検出するシステムである。部屋の壁面などに、複数組のセンサユニット３０が列状に配設されている。各センサユニット３０は、同一の構成をなしており、１個の赤外線素子３１と、赤，緑の各１個のＬＥＤ素子３２，３３とを有している。
【００５７】
各センサユニット３０の赤外線素子３１は、人間から発せられる赤外線域の光を感知し、感知した場合に、各センサユニット３０毎に各別に設けられたモジュール（図示せす）へ感知信号を出力する。センサユニット３０各別に対応して夫々が設けられた複数のモジュールは、前述した第１実施の形態のモジュール２と同様の構成をなしていて、数珠つなぎ状に接続されており、最上流側のモジュールはＰＣ１０に接続されている。
【００５８】
そして、各センサユニット３０での検知信号は、対応するモジュールに取得され、ＰＣ１０からの情報収集の要求信号（リクエスト信号）に応じて、下流側のモジュールから順次検知信号が集められてＰＣ１０に取り込まれる。なお、このときの信号の流れは、第１実施の形態の場合と同様であるのでその説明は省略する。
【００５９】
ＰＣ１０では、このような検知信号の結果を所定周期で経時的に取得し、その取得情報に基づいて、人間の移動軌跡、エリア内の滞留時間などを求めて、求めたものをＰＣ１０のディスプレイに表示する。また、検出した結果を表す人間の移動軌跡をＬＥＤ素子３２，３３の点灯によって再現することもできる。
【００６０】
（第４実施の形態）
図１６は、第４実施の形態のセンサシステムの構成を示す模式図である。この例は、周囲の画像を取得することにより、人間の動きを検出するシステムである。部屋の床面などの上に、複数組のセンサユニット４０が所定距離を隔てて配設されている。各センサユニット４０は、同一の構成をなしており、１台の全方位センサ４１と、複数個のスピーカ４２とを有している。
【００６１】
各センサユニット４０の全方位センサ４１は、周囲を撮影した画像情報を、各センサユニット４０毎に各別に設けられたモジュール（図示せす）へ出力する。センサユニット４０各別に対応して夫々が設けられた複数のモジュールは、前述した第１実施の形態のモジュール２と同様の構成をなしていて、数珠つなぎ状に接続されており、最上流側のモジュールはＰＣ１０に接続されている。
【００６２】
そして、各センサユニット４０の全方位センサ４１での画像情報は、対応するモジュールに取得され、ＰＣ１０からの情報収集の要求信号（リクエスト信号）に応じて、下流側のモジュールから順次画像情報が集められてＰＣ１０に取り込まれる。なお、このときの信号の流れは、第１実施の形態の場合と同様であるのでその説明は省略する。
【００６３】
ＰＣ１０では、このような画像情報を所定周期で経時的に取得し、その取得情報に基づいて、人間の移動解析を行う。なお、スピーカ４２はＰＣ１０から送られる音声データに基づく音を発する。
【００６４】
（第５実施の形態）
上述した各実施の形態では、複数のセンサ夫々で検知した検知情報を、各センサに対応して設けた各モジュールにて取得し、各モジュールで取得した検知情報を順次収集し、収集した検知情報を情報処理装置の１つの入力端子にシリアルのデータ列として取り込むようにしたセンサシステムについて説明したが、これとは信号の流れを逆にすることにより、複数のセンサ（端末装置）夫々への指示情報を含むシリアルのデータ列を中央装置から、各センサに対応して設けた各モジュールへ順次伝送し、各モジュールから対応する各センサへ指示情報を出力していくような構成も同様に構築できる。以下、このような情報伝送システムの例について説明する。
【００６５】
例えば、上述した第３実施の形態におけるＬＥＤ素子３２，３３の点灯指示をＰＣ１０から行う場合に適用できる。複数のセンサユニット３０に夫々設けられた赤のＬＥＤ素子３２及び緑のＬＥＤ素子３３の点灯／非点灯を制御することにより、検出した人間の軌跡を再現する。
【００６６】
この場合、各センサユニット３０毎のＬＥＤ素子３２，３３の点灯／非点灯制御信号をＰＣ１０から各センサユニット３０へ伝送する。具体的には、全てのセンサユニット３０における点灯／非点灯制御信号を含むシリアルのデータ列を、ＰＣ１０から最上流側のモジュールへ送信し、この最上流側のモジュールに対応するセンサユニット３０の点灯／非点灯制御信号をＬＥＤ素子３２，３３へ出力し、次に、この最上流での点灯／非点灯制御信号のみを外したシリアルのデータ列をその下流側のモジュールへ送信し、このモジュールに対応するセンサユニット３０の点灯／非点灯制御信号をＬＥＤ素子３２，３３へ出力する。このような処理を最下流側のモジュールにまで順次行うことにより、全てのセンサユニット３０に対してＬＥＤ素子３２，３３の点灯／非点灯制御信号を送信できる。
【００６７】
また、上述した第４実施の形態におけるスピーカ４２の音発生の指示をＰＣ１０から行う場合にも、本発明の情報伝送システムを同様に適用できる。
【００６８】
なお、上述したセンサは一例であって、ロボットに複数装着させた感圧センサでも良く、複数のセンサ夫々での検知情報をＰＣなどの情報処理装置へ収集するようにした全てのシステム、または、ＰＣなどの中央装置から複数のセンサ夫々へ指示情報を伝送するようにした全てのシステムについて、本発明の適用が可能である。そして、そのセンサの個数が多くなるほど、より大きな効果が得られる。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明では、複数のセンサ夫々で検知した検知情報を、各センサに対応して設けた各モジュールにて取得し、各モジュールで取得した検知情報を順次収集し、収集した検知情報を情報処理装置の１つの入力端子にシリアルのデータ列として取り込むようにしたので、従来例のように各センサと情報処理装置とを各別に接続する多数の通信線が不要となり、小型の構成にて簡便かつ低コストで、多数のセンサからの検知情報を情報処理装置に収集することができる。
【００７０】
また、本発明では、複数の端末装置夫々への指示情報を含むシリアルのデータ列を中央装置から各端末装置に対応して設けた複数のモジュール夫々へ伝送させ、各モジュールに対応する各端末装置へ指示情報を順次出力していくようにしたので、各端末装置と中央装置とを各別に接続する多数の通信線が不要となり、小型の構成にて簡便かつ低コストで、多数の端末装置夫々へ中央装置からの指示情報を伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセンサシステムの第１実施の形態の全体構成図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】第１実施の形態における複数のモジュールの接続例を示す図である。
【図４】１枚のセンサフロアタイルの拡大図である。
【図５】ＰＣの機能ブロック図である。
【図６】第１実施の形態における複数のモジュールの接続状態を示す図である。
【図７】第１実施の形態におけるＰＣ，モジュール間の情報の流れを示す模式図である。
【図８】ＰＣに収集された検知情報の結果の表示例を示す図である。
【図９】第２実施の形態におけるモジュールの通信ポートの構成を示す図である。
【図１０】第２実施の形態におけるＰＣ，モジュール間の情報の流れを示す模式図である。
【図１１】第２実施の形態におけるＰＣ，モジュール間の情報の流れを示す模式図である。
【図１２】第２実施の形態におけるＰＣ，モジュール間の情報の流れを示す模式図である。
【図１３】第２実施の形態におけるモジュールでの動作手順を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施の形態におけるリクエスト信号の流れを示す図である。
【図１５】第３実施の形態のセンサシステムの構成を示す模式図である。
【図１６】第４実施の形態のセンサシステムの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ センサフロアタイル
１ａ エリア
１ｂ 感圧センサ
２ モジュール
２ａ，２ｂ，２ｃ 通信ポート
３ データ線
４ 通信線
５ 電源線
１０ ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
１１ 主制御部
１４ ＲＯＭ
１６ インタフェース
１６ａ シリアルポート
２０ 電源装置
３０，４０ センサユニット
３１ 赤外線素子
３２，３３ ＬＥＤ素子
４１ 全方位センサ
４２ スピーカ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のセンサで得られた検知情報を情報処理装置へ収集するセンサシステム及び検知情報収集方法、並びに、中央装置から複数の端末装置へ指示情報を伝送する情報伝送システム及び情報伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数のセンサで得られる複数の検知情報を１台の情報処理装置へ集め、情報処理装置にてそれらの検知情報を総合的に処理して、統合的な処理結果を出力するセンサシステムが知られている。このようなセンサシステムの例として、ロボットに多数の感圧センサを装着し、それらの感圧センサの検知情報をパーソナルコンピュータ（情報処理装置）に取り込んで処理し、ロボットの動作またはロボットへの外的刺激などを検出するシステム、または、赤外線により人を検知する赤外線センサを多数設けて、それらの赤外線センサの検知情報をパーソナルコンピュータに取り込んで処理し、人の位置または行動などを検出するシステム等が開発されている。
【０００３】
このようなセンサシステムにあっては、各センサと情報処理装置とを各別に通信線にて接続し、各通信線を介して各センサから並列的に情報処理装置へ検知情報を伝送するようにしたシステム構成が一般的である。
【０００４】
また、本発明に関連した情報の伝送手法として、ネットワークを利用して所望の端末装置から情報を収集する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−４６５０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
各センサと情報処理装置とを独立的に通信線にて夫々接続するようにした従来のセンサシステムにあっては、通信線による配線が煩雑であり、全体の構成が嵩むという問題がある。より正確な統合的な処理結果を得るためには、より多くのセンサから検知情報を収集する必要があり、このように多数のセンサを設置する場合には、通信線による配線の煩雑さ及び全体構成の大嵩化の問題はより深刻となる。このような問題は、中央装置から複数の端末装置夫々へ指示情報を伝送するシステムにおいても同様に発生する。
【０００７】
また、ＬＡＮなどのネットワークシステムを構築して、端末側の複数のセンサと中枢側の装置との間で情報（検知情報または指示情報）を伝送する方法も可能ではあるが、高いコストを要するという問題がある。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、小型の構成にて簡便かつ低コストで、多数のセンサからの検知情報を情報処理装置に収集できるセンサシステム及び検知情報収集方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、小型の構成にて簡便かつ低コストで、多数の端末装置夫々へ中央装置からの指示情報を伝送できる情報伝送システム及び情報伝送方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るセンサシステムは、複数のセンサ夫々で検知された検知情報を情報処理装置へ取り込むセンサシステムにおいて、夫々が前記複数のセンサ夫々に対応して設けられており、夫々が対応するセンサの検知情報を取得する複数のモジュールと、前記複数のモジュールを接続する接続手段とを備えており、前記複数のモジュール夫々で取得した検知情報を前記接続手段を介して各センサ毎に順次収集し、収集した全センサの検知情報を前記情報処理装置の１つの入力端子にデータ列として取り込むようにしたことを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係る検知情報収集方法は、複数のセンサ夫々で検知された検知情報を情報処理装置へ収集する方法において、前記複数のセンサ夫々に各別に対応して設けられている複数のモジュール夫々が対応するセンサの検知情報を取得し、前記複数のモジュールを接続する接続手段を介して、前記複数のモジュール夫々で取得した検知情報を各センサ毎に順次収集し、収集した全センサの検知情報を前記情報処理装置の１つの入力端子にデータ列として取り込むことを特徴とする。
【００１２】
第１発明及び第２発明にあっては、複数のセンサ夫々で検知した検知情報を、各センサに対応して設けた各モジュールにて取得し、各モジュールで取得した検知情報を接続手段を介して順次収集し、収集した検知情報を情報処理装置の１つの入力端子にシリアルのデータ列として取り込む。よって、従来例のように各センサと情報処理装置とを各別に接続する多数の通信線が不要となり、配線の煩雑さがなくなり、全体構成も小型化する。また、特別なネットワークも不要であり、低コストにてシステムを構築できる。
【００１３】
第３発明に係る検知情報収集方法は、第２発明において、前記複数のモジュールにおける検知情報の収集順序を、前記情報処理装置で設定することを特徴とする。
【００１４】
第３発明にあっては、複数のモジュールでの検知情報の収集順序を情報処理装置で設定する。よって、ユーザが所望する順序で各センサからの検知情報を収集できる。
【００１５】
第４発明に係る情報伝送システムは、中央装置から複数の端末装置夫々へ指示情報を伝送する情報伝送システムにおいて、夫々が前記複数の端末装置夫々に対応して設けられている複数のモジュールと、前記複数のモジュールを接続する接続手段とを備えており、前記複数の端末装置夫々への指示情報を連ねたデータ列を前記中央装置の１つの出力端子から出力し、前記データ列を前記接続手段に伝送させながら前記データ列に含まれる前記複数の端末装置夫々への指示情報を、対応する各モジュールへ順次出力するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
第５発明に係る情報伝送方法は、中央装置から複数の端末装置夫々へ指示情報を伝送する方法において、前記複数の端末装置夫々への指示情報を連ねたデータ列を前記中央装置の１つの出力端子から出力し、夫々が前記複数の端末装置夫々に各別に対応して設けられている複数のモジュールを接続する接続手段を介して前記データ列を伝送しながら、前記データ列に含まれる前記複数の端末装置夫々への指示情報を、対応する各モジュールへ順次出力することを特徴とする。
【００１７】
第４発明及び第５発明にあっては、複数の端末装置夫々への指示情報を含むシリアルのデータ列を中央装置から出力して接続手段を介して伝送させ、複数のモジュール夫々へ各モジュールに対応する各端末装置への指示情報を順次出力していく。よって、各端末装置と中央装置とを各別に接続する多数の通信線が不要となり、配線の煩雑さがなくなり、全体構成も小型化する。また、特別なネットワークも不要であり、低コストにてシステムを構築できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
（第１実施の形態）
図１は、本発明のセンサシステムの第１実施の形態の全体構成図である。図において、１は床面に敷きつめられたセンサフロアタイルを示す。図１に示す例では、合計２５個のセンサフロアタイル１が縦５列，横５列のマトリクス状に設けられている。このセンサシステムは、人間の行動を体重圧の移動として捉え、人間の安定した行動解析を支援するシステムである。
【００１９】
図２は、図１の断面図である。センサフロアタイル１の下方には、各センサフロアタイル１に対応付けて１個ずつのモジュール２が設けられている、対応する各センサフロアタイル１と各モジュール２とはデータ線３にて接続されており、センサフロアタイル１で検知された検知情報（後述するような人間の存在／不在を示す情報）が、データ線３を介して対応するモジュール２へ出力されるようになっている。
【００２０】
図３は、２５個のモジュール２の接続例を示す図である。これらのモジュール２は、通信線４によって数珠つなぎ状に接続されている。最上流側のモジュール２は、情報処理装置としてのパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略記する）１０に接続されており、各モジュール２にて取得された各センサフロアタイル１での検知情報が通信線４を介してＰＣ１０に取り込まれるようになっている。
【００２１】
また、これらのモジュール２は、電源線５によっても数珠つなぎ状に接続されている。最上流側のモジュール２は、電源装置２０に接続されており、電源装置２０から電源線５を介して各モジュール２へ電力が供給され、この電力にてモジュール２及びセンサフロアタイル１が駆動するようになっている。
【００２２】
図４は、１枚のセンサフロアタイル１の拡大図である。センサフロアタイル１は、縦９００ｍｍ，横９００ｍｍ，厚さ１４ｍｍの板状をなしており、検出単位としての２５個のエリア（１エリアは１８０ｍｍ×１８０ｍｍの方形）１ａに分画されている。また、各エリア１ａには、９個の感圧センサ１ｂがピッチ６０ｍｍでマトリクス状に配設されている。
【００２３】
感圧センサ１ｂは、人間の体重圧が印加されているか否かを感知する。そして、各エリア１ａにおいて少なくとも一つの感圧センサ１ｂが体重圧を感知した場合に、エリア１ａがオン信号を出力する。エリア１ａ内に人間が存在する場合、ピッチ６０ｍｍで９個の感圧センサ１ｂをマトリクス配置しているため、エリア１ａ内のどのような位置に人間が存在していても、またその人間がどのような体勢であっても、何れかの感圧センサ１ｂが必ず体重圧を感知できる。各エリア１ａにおける全ての感圧センサ１ｂが体重圧を感知しない場合には、オフ信号を出力する。よって、１つのセンサフロアタイル１の２５個のエリア１ａを単位として、人間の存在位置を検知できる。
【００２４】
このようにして得られたセンサフロアタイル１の検知情報、具体的には、人間の存在を示すオン情報、または、人間の不在を示すオフ情報が、データ線３を介して出力される。なお、オン情報には、その感知したエリアを表すエリア情報が付加されている。
【００２５】
図５は、ＰＣ１０の機能ブロック図である。ＰＣ１０は、主制御部１１，表示部１２，入力操作部１３，ＲＯＭ１４，ＲＡＭ１５，インタフェース１６等を備えている。主制御部１１は、具体的にはＣＰＵで構成されており、バス１７を介して上述したようなハードウェア各部と接続されていて、それらを制御すると共に、ＲＯＭ１４に格納されたコンピュータプログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。
【００２６】
表示部１２は、液晶ディスプレイ等の表示装置であり、ＰＣ１０の動作状態、ＰＣ１０による処理結果などを表示する。入力操作部１３は、マウス，キーボード等であり、ユーザの指示入力を外部から受け付ける。ＲＯＭ１４は、センサフロアタイル１での検知結果に基づく種々の処理動作に必要なソフトウェアのプログラムを予め格納している。ＲＡＭ１５は、ソフトウェアの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。
【００２７】
インタフェース１６は、ＰＣ１０と接続される最上流側のモジュール２との間のデータの送受信を制御する。インタフェース１６は、最上流側のモジュール２へコマンドなどのデータを送出したり、最上流側のモジュール２から検知情報を含むシリアルのデータ列を入力するためのシリアルポート１６ａを有している。
【００２８】
図６は、複数のモジュール２の接続状態を示す図である。各モジュール２は、２個の独立した通信ポート、具体的には上流側の通信ポート（上流ポート）２ａと下流側の通信ポート（下流ポート）２ｂとを有する。上流ポート２ａ及び下流ポート２ｂは、何れも送受信が可能な双方向ポートである。
【００２９】
最上流側のモジュール２の上流ポート２ａは、ＰＣ１０のインタフェース１６のシリアルポート１６ａに接続されており、その下流ポート２ｂは、隣のモジュール２の上流ポート２ａと接続されている。また、最下流側のモジュール２の上流ポート２ａは、隣のモジュール２の下流ポート２ｂに接続されており、その下流ポート２ｂは終端器６に接続されている。この終端器６は、下流ポート２ｂの送信線と受信線とを直結させた構成をなす。また、中間の隣り合うモジュール２，２同士は、通信線４を介して、上流ポート２ａと下流ポート２ｂとが接続されている。このような通信線４を介したポート間の接続により、１台のＰＣ１０と２５個のモジュール２とが数珠つなぎ状に接続されている。
【００３０】
次に、ＰＣ１０，モジュール２間の情報の流れについて説明する。図７は、この情報の流れを示す模式図である。通信線４を流れる信号は、センサフロアタイル１の検知情報の読み出しを要求する信号（以下、リクエスト信号Ｒという）と、各モジュール２で読み出されるセンサフロアタイル１の検知情報（以下、センサ情報Ｓという）とである。なお、２５個のモジュール２について上流側から番号を付け、ｋ番目（１≦ｋ≦２５）のモジュール２から読み出されるセンサフロアタイル１の検知情報をセンサ情報Ｓｋ と表記する。
【００３１】
ＰＣ１０から最上流側のモジュール２へリクエスト信号Ｒが送出されると、そのリクエスト信号Ｒは上流側のモジュール２から下流側のモジュール２へ通信線４を介して順次伝播していき、最下流側のモジュール２まで到達する。上流ポート２ａから受信した内容は、加工されずにそのまま下流ポート２ｂへ送信される。これは、ハードウェア的に上流ポート２ａの受信線と下流ポート２ｂの送信線とを直結しても良いし、バッフアを挾んで伝送しても良いし、または、ソフトウェア的に受信した内容をそのまま送信しても良い。
【００３２】
最下流側のモジュール２は、リクエスト信号Ｒに対して自身のセンサ情報Ｓ２５を隣のモジュール２へ送信した後、リクエスト信号Ｒを送信する。そのモジュール２は、下流側から受信したセンサ情報Ｓ２５に自身のセンサ情報Ｓ２４を追加して、上流側のモジュール２へ送信した後、リクエスト信号Ｒを送信する。このような処理を繰り返すことにより、全てのモジュール２におけるセンサ情報Ｓｋ がＰＣ１０に取り込まれる。
【００３３】
以上のようなプロトコルにより、ＰＣ１０からリクエスト信号Ｒが送出された場合、２５個全てのセンサフロアタイル１の検知情報（センサ情報Ｓｋ ）がＰＣ１０に送信され、最後にリクエスト信号Ｒが戻る。この際、ＰＣ１０に受信されるセンサ情報Ｓｋ の順序は、最下流側からのモジュール２の順序と同じであるので、どのセンサ情報Ｓｋ がどのモジュール２（センサフロアタイル１）に対応しているかを容易に特定できる。
【００３４】
図８は、ＰＣ１０に収集された検知情報の結果の表示部１２での表示例を示す図であり、人間追跡のリアルタイム表示機能の例を示している。図８において、黒く塗りつぶしたエリア１ａが、ある時刻において人間の体重圧を感知して人間存在を検知したエリアを表している。
【００３５】
ＰＣ１０の主制御部１１では、このような検知情報の結果を所定周期で経時的に取得し、その取得情報に基づいて、人間の移動軌跡、エリア内の滞留時間などを求めて、求めたものを表示部１２に表示させる。
【００３６】
第１実施の形態のセンサシステムでは、シリアル通信にて全てのセンサ（センサフロアタイル１）からの検知情報を情報処理装置（ＰＣ１０）に収集するようにしており、検知情報を送信するためのデータ線を各センサ毎に設ける必要がなく、配線を簡素化できて低コスト化を図れる。また、電源線５を介して１個の電源装置２０から全てのセンサへの給電を行うようにしており、各センサ毎に給電回路を設ける必要がなく、この点でも低コスト化を実現できる。
【００３７】
なお、上述した例における複数のセンサフロアタイル１（モジュール２）の数珠つなぎの順序は一例であり、他の順序であっても良い。また、マトリクス状にセンサフロアタイル１を配設することとしたが、その配置は、千鳥格子状、放射状など任意の形状であって良い。また、配設するセンサフロアタイル１の個数は任意であって良いことも勿論である。
【００３８】
（第２実施の形態）
上述した第１実施の形態では複数のセンサフロアタイル１（モジュール２）を数珠つなぎに接続する場合について説明したが、以下に説明する第２実施の形態では、数珠つなぎではなく複数のセンサフロアタイル１（モジュール２）を縦横に網の目状に接続する。
【００３９】
図９は、各モジュール２の通信ポートの構成を示す図である。各モジュール２は、前後左右の各１個ずつ合計４個の互いに独立した通信ポート２ｃを有する。隣り合うモジュール２，２同士は、この通信ポート２ｃにより自由に接続される。接続は冗長性があり、接続されていない通信ポート２ｃが存在する。末端における通信ポート２ｃ（隣にモジュール２がない辺部の通信ポート２ｃ）は開放（無接続）状態となっている。接続状態が規定されて初めて、互いに接続される２個のモジュール２，２の間に上流側及び下流側の関係が決まる。何れか一つのモジュール２は、ＰＣ１０に接続されている。
【００４０】
次に、このような第２実施の形態におけるプロトコルについて説明する。図１０〜図１２は、ＰＣ１０，複数のモジュール２間における情報の流れを示す模式図、図１３はモジュール２での動作手順を示すフローチャートである。
【００４１】
通信ポート２ｃを介して流れる信号は、以下の４種類である。
Ｒｇ， ｘ，ｙ ：読み出しを要求する信号（リクエスト信号）；ｇは世代；ｘ，ｙは通信相手先のモジュール２の位置を表す座標
Ａｇ ：リクエスト信号Ｒに対する即時の応答信号（センサ情報は含まない）
Ｓｇ， ｘ，ｙ， ｓｄ：センサ情報の応答信号、ｓｄは該当モジュール２でのセンサ情報
Ｅｇ ：センサ情報の終了信号
【００４２】
また、各モジュール２が保有する自身の情報は、以下の３種類である。
ｘ，ｙ：自身の位置を表す座標
ｇ ：通信信号における世代
ｓｄ ：自身でのセンサ情報
【００４３】
ＰＣ１０から最上流側のモジュール２へリクエスト信号Ｒが送出されると、そのリクエスト信号Ｒは接続されているモジュール２へ下流方向に順次伝送されていき、全てのモジュール２まで到達する。この伝送の過程で、複数のモジュール２の位置関係及び接続関係が判明する。この判明する理由については以下に詳述する。
【００４４】
各モジュール２は、リクエスト信号Ｒに対して自身のセンサ情報ｓｄを上流方向に送信し、センサ情報ｓｄはＰＣ１０まで伝送される。このようにして、全てのモジュール２（センサフロアタイル１）におけるセンサ情報がＰＣ１０に取り込まれる。
【００４５】
各モジュール２での動作について説明する。モジュール２は、リクエスト信号Ｒ待ちの状態であり（ステップＳ１）、リクエスト信号Ｒを受信した場合に（Ｓ１：ＹＥＳ）、リクエスト信号Ｒに含まれる世代ｇと自身が保有する世代ｇとを比較して両ｇが一致するか否かを判断する（ステップＳ２）。一致する場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、他の経路によってモジュール２自身の位置が既に規定されているため、如何なる処理も行わずに、Ｓ１に動作が戻る。
【００４６】
世代ｇが一致しない場合に（Ｓ３：ＮＯ）、モジュール２は、リクエスト信号Ｒに含まれる世代ｇ及び座標ｘ，ｙに自身の保有情報を更新する（ステップＳ４）。リクエスト信号Ｒが受信された上流側の通信ポート２ｃへ直ちに応答信号Ａを送信すると共に、その他の３個の下流側の通信ポート２ｃ夫々へリクエスト信号Ｒを送信する（ステップＳ５）。このリクエスト信号Ｒに含まれる座標は、接続相手先のモジュールの座標である。
【００４７】
図１０は、このＳ５までの信号の流れを示す図である。なお、各モジュール２内に記載した数値（ｘ，ｙ）は自身の座標を表している。ＰＣ１０に接続されており、世代ｇが１２、座標（ｘ，ｙ）が（３，７）であるモジュール２は、左の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ２，７ 、右の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ４，７ 、後の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ３，８ を夫々送信する。また、座標（３，７）のモジュール２からリクエスト信号Ｒを送られた座標（４，７）のモジュール２は、左の通信ポート２ｃ（モジュール２）に応答信号Ａを送信すると共に、右の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ５，７ 、前の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ４，６ 、後の通信ポート２ｃ（モジュール２）にリクエスト信号Ｒ１２， ４，８ を夫々送信する。
【００４８】
下流側の通信ポート２ｃから応答信号Ａが帰ってくるのを待つ（ステップＳ６）。所定時間だけ、応答信号Ａの返信を待ち（ステップＳ７：ＮＯ）、こなければ（ステップＳ７：ＹＥＳ）、その通信ポート２ｃは未接続（タイムアウト）と見なす。図１１は、このＳ６，Ｓ７における信号の流れを示す図である。各モジュール２は、最も早くリクエスト信号Ｒを受けたモジュール２に対してのみ応答信号Ａを返し、他のモジュール２に対してはリクエスト信号Ｒを受けても応答信号Ａを返さない。
【００４９】
全ての下流側の通信ポート２ｃが未接続（タイムアウト）であるか否かを判断し（ステップＳ８）、そうである場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、上流側の通信ポート２ｃに対して、自身が保有する世代ｇ、座標ｘ，ｙ及びセンサ情報ｓｄを盛り込んだ応答信号Ｓを送信した後、終了信号Ｅを送信して（ステップＳ９）、リターンとなる。
【００５０】
接続されている下流側の通信ポート２ｃが少なくとも一つ存在する場合には（Ｓ８：ＮＯ）、接続されている夫々の通信ポート２ｃについて、終了信号Ｅを受信するまでの間（ステップＳ１０：ＮＯ）、送信されてくる全ての応答信号Ｓをそのまま上流側の通信ポート２ｃへ転送する（ステップＳ１１）。接続されている全ての下流側の通信ポート２ｃから終了信号Ｅを受信した場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、上流側の通信ポート２ｃに対して、自身が保有する世代ｇ、座標ｘ，ｙ及びセンサ情報ｓｄを盛り込んだ応答信号Ｓを送信した後、終了信号Ｅを送信して（ステップＳ１２）、リターンとなる。図１２は、このＳ８〜Ｓ１２における信号の流れを示す図である。
【００５１】
次に、複数のセンサフロアタイル１（モジュール２）を縦横に網の目状に接続する第２実施の形態における他のプロトコルについて説明する。
【００５２】
上述した例では、格子状にセンサフロアタイル１（モジュール２）を置く場合を想定し、自身の位置を特定する位置情報として２次元の座標を用いるようにしたが、リクエスト信号Ｒが通った経路、即ちどの通信ポートをリクエスト信号Ｒが通ってきたかの履歴を位置情報としても良い。図１４は、このような場合のリクエスト信号Ｒの流れを示す図である。各モジュール２は、上下左右に各１個で計４個の通信ポート２ｃを有しており（図９参照）、それらの上下左右の通信ポート２ｃをＮ，Ｓ，Ｅ，Ｗと呼称する。例えば、通信ポートＷからリクエスト信号Ｒ１２， ＳＳＥ を受信した場合、通信ポートＮにはリクエスト信号Ｒ１２， ＳＳＥＮ、通信ポートＳにはリクエスト信号Ｒ１２， ＳＳＥＳ、通信ポートＥにはリクエスト信号Ｒ１２， ＳＳＥＥを送信する。なお、このプロトコルにあっては、各モジュール２に設ける通信ポートの個数は４個に限定されず、また、その設ける位置も４方向に限定されない。
【００５３】
このようなプロトコルにあっては、座標ではなくてＰＣ１０からの経路（データ伝送の履歴情報）に基づいているので、通信ポートの設置位置が４方向に限らず任意の位置であって良く、また、センサフロアタイル１の配置を、格子状に限定されることなく自由に設定することが可能である。
【００５４】
第２実施の形態においては、リクエスト信号Ｒとその応答信号Ａとにより、物理的な接続の調査及び論理的な接続の決定を行い（第１処理）、この論理的接続関係に基づいてセンサ情報のやりとり（第２処理）を行う。この場合、第２処理は比較的短い周期で頻繁に行い、第１処理は１分または１時間などのような長い周期で行うことで、応答性を向上させたり通信量を減少させたりすることが可能である。
【００５５】
なお、第１，第２実施の形態では、床面に設けるセンサフロアタイル１をセンサとして２次元内での接続としたが、３次元空間に配設した複数のセンサを備えたセンサシステムにも本発明を適用できることは勿論である。
【００５６】
（第３実施の形態）
図１５は、第３実施の形態のセンサシステムの構成を示す模式図である。この例は、人間が発する熱の移動を捉えることにより、人間の動きを検出するシステムである。部屋の壁面などに、複数組のセンサユニット３０が列状に配設されている。各センサユニット３０は、同一の構成をなしており、１個の赤外線素子３１と、赤，緑の各１個のＬＥＤ素子３２，３３とを有している。
【００５７】
各センサユニット３０の赤外線素子３１は、人間から発せられる赤外線域の光を感知し、感知した場合に、各センサユニット３０毎に各別に設けられたモジュール（図示せす）へ感知信号を出力する。センサユニット３０各別に対応して夫々が設けられた複数のモジュールは、前述した第１実施の形態のモジュール２と同様の構成をなしていて、数珠つなぎ状に接続されており、最上流側のモジュールはＰＣ１０に接続されている。
【００５８】
そして、各センサユニット３０での検知信号は、対応するモジュールに取得され、ＰＣ１０からの情報収集の要求信号（リクエスト信号）に応じて、下流側のモジュールから順次検知信号が集められてＰＣ１０に取り込まれる。なお、このときの信号の流れは、第１実施の形態の場合と同様であるのでその説明は省略する。
【００５９】
ＰＣ１０では、このような検知信号の結果を所定周期で経時的に取得し、その取得情報に基づいて、人間の移動軌跡、エリア内の滞留時間などを求めて、求めたものをＰＣ１０のディスプレイに表示する。また、検出した結果を表す人間の移動軌跡をＬＥＤ素子３２，３３の点灯によって再現することもできる。
【００６０】
（第４実施の形態）
図１６は、第４実施の形態のセンサシステムの構成を示す模式図である。この例は、周囲の画像を取得することにより、人間の動きを検出するシステムである。部屋の床面などの上に、複数組のセンサユニット４０が所定距離を隔てて配設されている。各センサユニット４０は、同一の構成をなしており、１台の全方位センサ４１と、複数個のスピーカ４２とを有している。
【００６１】
各センサユニット４０の全方位センサ４１は、周囲を撮影した画像情報を、各センサユニット４０毎に各別に設けられたモジュール（図示せす）へ出力する。センサユニット４０各別に対応して夫々が設けられた複数のモジュールは、前述した第１実施の形態のモジュール２と同様の構成をなしていて、数珠つなぎ状に接続されており、最上流側のモジュールはＰＣ１０に接続されている。
【００６２】
そして、各センサユニット４０の全方位センサ４１での画像情報は、対応するモジュールに取得され、ＰＣ１０からの情報収集の要求信号（リクエスト信号）に応じて、下流側のモジュールから順次画像情報が集められてＰＣ１０に取り込まれる。なお、このときの信号の流れは、第１実施の形態の場合と同様であるのでその説明は省略する。
【００６３】
ＰＣ１０では、このような画像情報を所定周期で経時的に取得し、その取得情報に基づいて、人間の移動解析を行う。なお、スピーカ４２はＰＣ１０から送られる音声データに基づく音を発する。
【００６４】
（第５実施の形態）
上述した各実施の形態では、複数のセンサ夫々で検知した検知情報を、各センサに対応して設けた各モジュールにて取得し、各モジュールで取得した検知情報を順次収集し、収集した検知情報を情報処理装置の１つの入力端子にシリアルのデータ列として取り込むようにしたセンサシステムについて説明したが、これとは信号の流れを逆にすることにより、複数のセンサ（端末装置）夫々への指示情報を含むシリアルのデータ列を中央装置から、各センサに対応して設けた各モジュールへ順次伝送し、各モジュールから対応する各センサへ指示情報を出力していくような構成も同様に構築できる。以下、このような情報伝送システムの例について説明する。
【００６５】
例えば、上述した第３実施の形態におけるＬＥＤ素子３２，３３の点灯指示をＰＣ１０から行う場合に適用できる。複数のセンサユニット３０に夫々設けられた赤のＬＥＤ素子３２及び緑のＬＥＤ素子３３の点灯／非点灯を制御することにより、検出した人間の軌跡を再現する。
【００６６】
この場合、各センサユニット３０毎のＬＥＤ素子３２，３３の点灯／非点灯制御信号をＰＣ１０から各センサユニット３０へ伝送する。具体的には、全てのセンサユニット３０における点灯／非点灯制御信号を含むシリアルのデータ列を、ＰＣ１０から最上流側のモジュールへ送信し、この最上流側のモジュールに対応するセンサユニット３０の点灯／非点灯制御信号をＬＥＤ素子３２，３３へ出力し、次に、この最上流での点灯／非点灯制御信号のみを外したシリアルのデータ列をその下流側のモジュールへ送信し、このモジュールに対応するセンサユニット３０の点灯／非点灯制御信号をＬＥＤ素子３２，３３へ出力する。このような処理を最下流側のモジュールにまで順次行うことにより、全てのセンサユニット３０に対してＬＥＤ素子３２，３３の点灯／非点灯制御信号を送信できる。
【００６７】
また、上述した第４実施の形態におけるスピーカ４２の音発生の指示をＰＣ１０から行う場合にも、本発明の情報伝送システムを同様に適用できる。
【００６８】
なお、上述したセンサは一例であって、ロボットに複数装着させた感圧センサでも良く、複数のセンサ夫々での検知情報をＰＣなどの情報処理装置へ収集するようにした全てのシステム、または、ＰＣなどの中央装置から複数のセンサ夫々へ指示情報を伝送するようにした全てのシステムについて、本発明の適用が可能である。そして、そのセンサの個数が多くなるほど、より大きな効果が得られる。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明では、複数のセンサ夫々で検知した検知情報を、各センサに対応して設けた各モジュールにて取得し、各モジュールで取得した検知情報を順次収集し、収集した検知情報を情報処理装置の１つの入力端子にシリアルのデータ列として取り込むようにしたので、従来例のように各センサと情報処理装置とを各別に接続する多数の通信線が不要となり、小型の構成にて簡便かつ低コストで、多数のセンサからの検知情報を情報処理装置に収集することができる。
【００７０】
また、本発明では、複数の端末装置夫々への指示情報を含むシリアルのデータ列を中央装置から各端末装置に対応して設けた複数のモジュール夫々へ伝送させ、各モジュールに対応する各端末装置へ指示情報を順次出力していくようにしたので、各端末装置と中央装置とを各別に接続する多数の通信線が不要となり、小型の構成にて簡便かつ低コストで、多数の端末装置夫々へ中央装置からの指示情報を伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセンサシステムの第１実施の形態の全体構成図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】第１実施の形態における複数のモジュールの接続例を示す図である。
【図４】１枚のセンサフロアタイルの拡大図である。
【図５】ＰＣの機能ブロック図である。
【図６】第１実施の形態における複数のモジュールの接続状態を示す図である。
【図７】第１実施の形態におけるＰＣ，モジュール間の情報の流れを示す模式図である。
【図８】ＰＣに収集された検知情報の結果の表示例を示す図である。
【図９】第２実施の形態におけるモジュールの通信ポートの構成を示す図である。
【図１０】第２実施の形態におけるＰＣ，モジュール間の情報の流れを示す模式図である。
【図１１】第２実施の形態におけるＰＣ，モジュール間の情報の流れを示す模式図である。
【図１２】第２実施の形態におけるＰＣ，モジュール間の情報の流れを示す模式図である。
【図１３】第２実施の形態におけるモジュールでの動作手順を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施の形態におけるリクエスト信号の流れを示す図である。
【図１５】第３実施の形態のセンサシステムの構成を示す模式図である。
【図１６】第４実施の形態のセンサシステムの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ センサフロアタイル
１ａ エリア
１ｂ 感圧センサ
２ モジュール
２ａ，２ｂ，２ｃ 通信ポート
３ データ線
４ 通信線
５ 電源線
１０ ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
１１ 主制御部
１４ ＲＯＭ
１６ インタフェース
１６ａ シリアルポート
２０ 電源装置
３０，４０ センサユニット
３１ 赤外線素子
３２，３３ ＬＥＤ素子
４１ 全方位センサ
４２ スピーカ
Claims (5)
- 複数のセンサ夫々で検知された検知情報を情報処理装置へ取り込むセンサシステムにおいて、夫々が前記複数のセンサ夫々に対応して設けられており、夫々が対応するセンサの検知情報を取得する複数のモジュールと、前記複数のモジュールを接続する接続手段とを備えており、前記複数のモジュール夫々で取得した検知情報を前記接続手段を介して各センサ毎に順次収集し、収集した全センサの検知情報を前記情報処理装置の１つの入力端子にデータ列として取り込むようにしたことを特徴とするセンサシステム。
- 複数のセンサ夫々で検知された検知情報を情報処理装置へ収集する方法において、前記複数のセンサ夫々に各別に対応して設けられている複数のモジュール夫々が対応するセンサの検知情報を取得し、前記複数のモジュールを接続する接続手段を介して、前記複数のモジュール夫々で取得した検知情報を各センサ毎に順次収集し、収集した全センサの検知情報を前記情報処理装置の１つの入力端子にデータ列として取り込むことを特徴とする検知情報収集方法。
- 前記複数のモジュールにおける検知情報の収集順序を、前記情報処理装置で設定することを特徴とする請求項２記載の検知情報収集方法。
- 中央装置から複数の端末装置夫々へ指示情報を伝送する情報伝送システムにおいて、夫々が前記複数の端末装置夫々に対応して設けられている複数のモジュールと、前記複数のモジュールを接続する接続手段とを備えており、前記複数の端末装置夫々への指示情報を連ねたデータ列を前記中央装置の１つの出力端子から出力し、前記データ列を前記接続手段に伝送させながら前記データ列に含まれる前記複数の端末装置夫々への指示情報を、対応する各モジュールへ順次出力するようにしたことを特徴とする情報伝送システム。
- 中央装置から複数の端末装置夫々へ指示情報を伝送する方法において、前記複数の端末装置夫々への指示情報を連ねたデータ列を前記中央装置の１つの出力端子から出力し、夫々が前記複数の端末装置夫々に各別に対応して設けられている複数のモジュールを接続する接続手段を介して前記データ列を伝送しながら、前記データ列に含まれる前記複数の端末装置夫々への指示情報を、対応する各モジュールへ順次出力することを特徴とする情報伝送方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003106967A JP2004318200A (ja) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | センサシステム、検知情報収集方法、情報伝送システム及び情報伝送方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003106967A JP2004318200A (ja) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | センサシステム、検知情報収集方法、情報伝送システム及び情報伝送方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2004318200A true JP2004318200A (ja) | 2004-11-11 |
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|---|---|---|---|
| JP2003106967A Pending JP2004318200A (ja) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | センサシステム、検知情報収集方法、情報伝送システム及び情報伝送方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT414057B (de) * | 2004-11-30 | 2006-08-15 | Helmut Jilg | Einrichtung und verfahren zur erfassung von umgebungsparametern bei fussbodenbelägen und fussbodenbelag mit einer solchen einrichtung |
| JP2013542523A (ja) * | 2010-10-12 | 2013-11-21 | ニューヨーク・ユニバーシティ | タイルを利用してセンシングするための装置、一連のプレートを有するセンサ、マルチタッチ表面のためのオブジェクト識別及び方法 |
| JP2015057878A (ja) * | 2013-08-12 | 2015-03-26 | 株式会社キーエンス | 画像処理センサシステム、画像処理センサの制御方法、及び画像処理センサシステムに用いる画像処理センサ |
-
2003
- 2003-04-10 JP JP2003106967A patent/JP2004318200A/ja active Pending
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| US11249589B2 (en) | 2010-10-12 | 2022-02-15 | New York University | Fusing depth and pressure imaging to provide object identification for multi-touch surfaces |
| US11301083B2 (en) | 2010-10-12 | 2022-04-12 | New York University | Sensor having a set of plates, and method |
| JP2015057878A (ja) * | 2013-08-12 | 2015-03-26 | 株式会社キーエンス | 画像処理センサシステム、画像処理センサの制御方法、及び画像処理センサシステムに用いる画像処理センサ |
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