JP2015055604A - センサ端末位置の推定方法、推定装置及び推定プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】無線センサネットワークを構成するセンサ端末の位置を簡便な装置構成で且つ精度良く推定することができるようにする。【解決手段】既知端末２と未知端末３とのカウンタ値がリセットされるステップ（Ｓ１）と、未知端末３の位置において音波が発信されるステップ（Ｓ５）と、端末２，３から音波入力時のカウンタ値が送信されるステップ（Ｓ６）と、所定の時間間隔ｔで端末２，３から複数のカウンタ値が送信されるステップ（Ｓ７−Ｓ１０）と、カウンタ誤差が端末２，３毎に算定されるステップ（Ｓ１１）と、端末２，３の音波入力時のカウンタ値のそれぞれがカウンタ誤差によって補正されるステップ（Ｓ１２）と、既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌが算出されるステップ（Ｓ１３）と、複数の既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを用いて未知端末３の位置が推定されるステップ（Ｓ１４）とを有するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、センサ端末位置の推定方法、推定装置及び推定プログラムに関する。さらに詳述すると、本発明は、無線センサネットワークを構成するセンサ端末の位置を推定する技術に関する。
無線センサネットワークは、無線機能を持ったセンサ端末を複数設置することで、複数のセンサ端末が相互に通信の中継を行うなどして無線によるネットワークを構築し、各センサ端末で収集したセンサ情報を伝送する機能を持つものであり、医療，福祉，防犯，防災，環境計測などへの応用が期待されている（特許文献１，特許文献２）。
無線センサネットワークの応用例・適用例としては種々のものが考えられるところ、例えば種々の設備や構造物の状態モニタリングや農場等の温度分布計測などの分野において無線センサネットワークを用いる場合には、監視対象の設備やフィールド等と設置センサとを関連付けるために設置センサの位置情報を知る必要がある。
無線ネットワークを構成する無線端末装置の位置を測定する従来の技術としては、複数の無線端末装置各々が自端末の現在位置を知るための複数の測位手段と、自端末に近傍の無線端末装置各々の測位手段の測位結果を用いて自端末の測位手段の測位結果を修正補完する手段とを有するものがある（特許文献３）。
特表２００５−５２６４１６ 特開２００８−７８９６３ 特開２００６−３４３１６１
しかしながら、特許文献３の無線端末装置の位置測定方法では、無線端末装置各々が例えばＧＰＳ(Ｇlobal Ｐositioning Ｓystem の略)のような測位手段を有することが必要であり、さらに、屋内などでＧＰＳ信号の受信状態が良好でない場合には測位方法を切替えて位置識別情報(位置ＩＤ)を使用して位置を測定する第２の測位手段を有することが必要であると共に位置ＩＤを送信する位置ＩＤ配信基地局の設置が必要であり、無線端末装置の構造が複雑になると共にコストが上昇し、さらに、位置ＩＤ配信基地局の設置にかかるコストが必要になり、延いては無線ネットワークの構築のコストが上昇してしまう。このため、特許文献３の無線端末装置の位置測定方法は、汎用性が高いとは言い難い。また、ＧＰＳは一般的に１０ ｍ 程度の誤差を生じるため、ＧＰＳを利用する場合には位置測定の精度が高いとは言い難い。
そこで、本発明は、無線センサネットワークを構成するセンサ端末の位置を簡便な装置構成で且つ精度良く推定することができるセンサ端末位置の推定方法、推定装置及び推定プログラムを提供することを目的とする。
かかる目的を達成するため、請求項１記載のセンサ端末位置の推定方法は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされるステップと、位置が未知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から複数のカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、これら所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差がセンサ端末毎に算定されるステップと、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれがカウンタ誤差によって補正されるステップと、位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有するようにしている。
また、請求項２記載のセンサ端末位置の推定方法は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、リセット要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされるステップと、位置が未知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末からカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差がセンサ端末毎に算定されるステップと、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれがカウンタ誤差によって補正されるステップと、位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有するようにしている。
また、請求項３記載のセンサ端末位置の推定方法は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、カウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から初期カウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から第二のカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、位置が未知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、第二のカウンタ値と初期カウンタ値との差分及び所定の時間間隔を用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差がセンサ端末毎に算定されるステップと、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値及び位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値のそれぞれがカウンタ誤差によって補正されるステップと、位置が既知であるセンサ端末の補正された差分値と位置が未知であるセンサ端末の補正された差分値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有するようにしている。
また、請求項４記載のセンサ端末位置の推定方法は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされるステップと、位置が既知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から複数のカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、これら所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差がセンサ端末毎に算定されるステップと、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれがカウンタ誤差によって補正されるステップと、位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有するようにしている。
また、請求項５記載のセンサ端末位置の推定方法は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、リセット要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされるステップと、位置が既知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末からカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差がセンサ端末毎に算定されるステップと、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれがカウンタ誤差によって補正されるステップと、位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有するようにしている。
また、請求項６記載のセンサ端末位置の推定方法は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、カウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から初期カウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から第二のカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、位置が既知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値がコーディネータに対して送信されるステップと、第二のカウンタ値と初期カウンタ値との差分及び所定の時間間隔を用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差がセンサ端末毎に算定されるステップと、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値及び位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値のそれぞれがカウンタ誤差によって補正されるステップと、位置が未知であるセンサ端末の補正された差分値と位置が既知であるセンサ端末の補正された差分値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有するようにしている。
また、請求項８記載のセンサ端末位置の推定装置は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける手段と、所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する手段と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する手段と、位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有するようにしている。
また、請求項９記載のセンサ端末位置の推定装置は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、リセット要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信されたカウンタ値の入力を受ける手段と、カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する手段と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する手段と、位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有するようにしている。
また、請求項１０記載のセンサ端末位置の推定装置は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、カウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された初期カウンタ値の入力を受ける手段と、カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された第二のカウンタ値の入力を受ける手段と、位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、第二のカウンタ値と初期カウンタ値との差分及び所定の時間間隔を用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する手段と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値及び位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値のそれぞれをカウンタ誤差によって補正する手段と、位置が既知であるセンサ端末の補正された差分値と位置が未知であるセンサ端末の補正された差分値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有するようにしている。
また、請求項１１記載のセンサ端末位置の推定装置は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける手段と、所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する手段と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する手段と、位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有するようにしている。
また、請求項１２記載のセンサ端末位置の推定装置は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、リセット要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信されたカウンタ値の入力を受ける手段と、カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する手段と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する手段と、位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有するようにしている。
また、請求項１３記載のセンサ端末位置の推定装置は、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、カウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された初期カウンタ値の入力を受ける手段と、カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された第二のカウンタ値の入力を受ける手段と、位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、第二のカウンタ値と初期カウンタ値との差分及び所定の時間間隔を用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する手段と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値及び位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値のそれぞれをカウンタ誤差によって補正する手段と、位置が未知であるセンサ端末の補正された差分値と位置が既知であるセンサ端末の補正された差分値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有するようにしている。
また、請求項１５記載のセンサ端末位置の推定プログラムは、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける処理と、所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する処理と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する処理と、位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせるようにしている。
また、請求項１６記載のセンサ端末位置の推定プログラムは、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、リセット要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信されたカウンタ値の入力を受ける処理と、カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する処理と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する処理と、位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせるようにしている。
また、請求項１７記載のセンサ端末位置の推定プログラムは、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、カウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された初期カウンタ値の入力を受ける処理と、カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された第二のカウンタ値の入力を受ける処理と、位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、第二のカウンタ値と初期カウンタ値との差分及び所定の時間間隔を用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する処理と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値及び位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値のそれぞれをカウンタ誤差によって補正する処理と、位置が既知であるセンサ端末の補正された差分値と位置が未知であるセンサ端末の補正された差分値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせるようにしている。
また、請求項１８記載のセンサ端末位置の推定プログラムは、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける処理と、所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する処理と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する処理と、位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせるようにしている。
また、請求項１９記載のセンサ端末位置の推定プログラムは、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、リセット要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信されたカウンタ値の入力を受ける処理と、カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と所定の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する処理と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する処理と、位置が未知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値と位置が既知であるセンサ端末の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせるようにしている。
また、請求項２０記載のセンサ端末位置の推定プログラムは、位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、カウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された初期カウンタ値の入力を受ける処理と、カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された第二のカウンタ値の入力を受ける処理と、位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、第二のカウンタ値と初期カウンタ値との差分及び所定の時間間隔を用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定する処理と、位置が既知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値及び位置が未知であるセンサ端末の音波入力時のカウンタ値と初期カウンタ値との差分値のそれぞれをカウンタ誤差によって補正する処理と、位置が未知であるセンサ端末の補正された差分値と位置が既知であるセンサ端末の補正された差分値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の位置が既知であるセンサ端末と位置が未知であるセンサ端末との間の距離を用いて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせるようにしている。
したがって、これらのセンサ端末位置の推定方法、推定装置及び推定プログラムによると、位置が既知であるセンサ端末（既知端末）及び位置が未知であるセンサ端末（未知端末）から送信されるカウンタ値と実際の時間間隔とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差をセンサ端末毎に算定し、当該カウンタ誤差を用いて既知端末及び未知端末の音波入力時のカウンタ値を補正するようにしているので、既知端末の音波入力時のカウンタ値と未知端末の音波入力時のカウンタ値との差分は両端末間の実際の音伝搬時間であり、したがって、既知端末の音波入力時のカウンタ値(補正後)と未知端末の音波入力時のカウンタ値(補正後)との差分に音の伝搬速度を掛け合わせることによって両端末間の距離が正確に推定される。
また、本発明のセンサ端末位置の推定方法は、所定の時間間隔でカウンタ値要求信号が複数回送信され、これら複数のカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から複数のカウンタ値がコーディネータに対して送信され、これらカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔との組み合わせ毎にカウンタ誤差が算定され、これらカウンタ誤差の平均値若しくは中央値が最終的なカウンタ誤差として用いられるようにしても良い。また、本発明のセンサ端末位置の推定装置は、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受け、これらカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔との組み合わせ毎にカウンタ誤差を算定し、これらカウンタ誤差の平均値若しくは中央値を最終的なカウンタ誤差として用いるようにしても良い。また、本発明のセンサ端末位置の推定プログラムは、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して位置が既知であるセンサ端末及び位置が未知であるセンサ端末から送信されてコーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受け、これらカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔との組み合わせ毎にカウンタ誤差を算定し、これらカウンタ誤差の平均値若しくは中央値を最終的なカウンタ誤差として用いるようにしても良い。これらの場合には、より一層適切なカウンタ誤差が用いられるようになる。
本発明のセンサ端末位置の推定方法、推定装置及び推定プログラムによれば、カウンタ誤差を算定すると共に当該カウンタ誤差を用いて既知端末及び未知端末の音波入力時のカウンタ値を補正するようにしているので、既知端末の音波入力時のカウンタ値(補正後)と未知端末の音波入力時のカウンタ値(補正後)との差分に音の伝搬速度を掛け合わせることによって両端末間の距離を正確に推定することができるので、無線センサネットワークを構成するセンサ端末位置の推定精度を向上させることが可能になる。しかも、カウンタ誤差の算定はセンサ端末自体のカウンタ機能を用いて行うことができ、また、センサ端末位置の推定は音波の発信と受信とによって行うことができるので、特別に高度・高価な機器を用いることなく、無線センサネットワークを構成するセンサ端末の位置を簡便な装置構成で且つ精度良く推定することが可能になる。延いては、本発明のセンサ端末位置の推定方法、推定装置及び推定プログラムによれば、センサ端末の位置情報の取得を省力化することができるので、無線センサネットワーク構築作業の効率化を図ることが可能になる。
さらに、本発明のセンサ端末位置の推定方法、推定装置及び推定プログラムは、複数のカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔との組み合わせ毎に算定されるカウンタ誤差の平均値若しくは中央値を用いるようにしても良く、この場合には、より一層適切なカウンタ誤差を用いることができるので、無線センサネットワークを構成するセンサ端末位置の推定精度をより一層向上させることが可能になる。
本発明のセンサ端末位置の推定方法の実施形態の一例を説明するフローチャートである。 実施形態の一例のセンサ端末位置の推定方法をセンサ端末位置の推定方法プログラムを用いて実施する場合の当該プログラムによって実現されるセンサ端末位置の推定装置の機能ブロック図である。 実施形態の一例のセンサネットワークを説明する図である。 センサ端末（既知端末，未知端末）の一例を示す機能ブロック図である。 基準端末の一例を示す機能ブロック図である。 実施形態の一例の未知端末の位置の推定の流れを示すシーケンスフローチャートである。 本発明のセンサ端末位置の推定方法の実施形態の他の例を説明するフローチャートである。 実施形態の他の例のセンサ端末位置の推定方法をセンサ端末位置の推定方法プログラムを用いて実施する場合の当該プログラムによって実現されるセンサ端末位置の推定装置の機能ブロック図である。 実施形態の他の例のセンサネットワークを説明する図である。 実施形態の他の例の未知端末の位置の推定の流れを示すシーケンスフローチャートである。 他の実施形態の未知端末の位置の推定の流れを示すシーケンスフローチャートである。 更に他の実施形態の未知端末の位置の推定の流れを示すシーケンスフローチャートである。 また更に他の実施形態の未知端末の位置の推定の流れを示すシーケンスフローチャートである。
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
図１から図１０に、本発明のセンサ端末位置の推定方法、推定装置及び推定プログラムの実施形態の一例を示す。
なお、無線センサネットワークとは、無線通信機能を備えた複数のセンサ端末が送信を行うと共に各センサ端末同士が相互に通信の中継を行うことにより、各センサ端末で収集したセンサデータを伝送するように構成されるネットワークである。センサ端末は、無線信号を送信し得ると共にセンサ端末相互間でマルチホップ通信によって自律的にデータ伝送を行い得る。マルチホップ通信とは、アクセスポイントの介在なしに相互に接続する通信をいう。
無線センサセットワークは、具体的には例えば、センサネットワークを主目的とする近距離無線通信規格の一つであるＺigＢeeを利用して構築することが考えられる。なお、ＺigＢee端末には中継機能があり、中継を繰り返すことによってＺigＢee素子同士が通信を行える限り情報を伝送することが可能である。また、ＺigＢeeの基礎部分の仕様はＩＥＥＥ802.15.4として規格化されている。
そして、センサ端末を用いて無線センサネットワークを構築するには、監視対象の設備や構造物や領域に対し、センサ端末から送信される電波の届く範囲で適当な間隔をもって複数のセンサ端末が設置される。
複数のセンサ端末が設置されて構築された無線センサネットワークを示す図３や図９において、符号２Ａ，２Ｂ，２Ｃは位置が既知であるセンサ端末（既知端末と呼ぶ）を表し、符号３は位置が未知であるセンサ端末（未知端末と呼ぶ）を表す。
なお、図３や図９の例では未知端末３から送信される電波の届く範囲にある（言い換えると、自身から送信した電波が未知端末３に届く）既知端末は３個であるとしているが、未知端末３から送信される電波の届く範囲にある既知端末の個数は、既知端末と未知端末とが同一平面上にあって当該平面上に於ける未知端末の位置を推定する場合には原則として３個以上であればいくつでも良く（但し、場合によって２個でも良い）、また、既知端末と未知端末とが立体的に配置されていて高さを含めて未知端末の位置を推定する場合には原則として４個以上であればいくつでも良い（但し、場合によっては３個でも良い）。
また、未知端末３以外のセンサ端末が全て既知端末である必要はない。すなわち、以降の説明において詳述される所定の条件を満たす個数以上の既知端末があれば未知端末３の位置を推定することはできるので、未知端末３の他に、位置が未知であるセンサ端末があっても構わない。
既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃ（以下において、各既知端末を各々区別する必要がない場合や全ての既知端末を指す場合には「既知端末２」と表記する）は、図４に示すように、センサ部２ａと、クロック部２ｂと、送受信部２ｃと、制御部２ｄと、音波受信部２ｅと、電源部２ｆとを備える。
センサ部２ａは、種々の目的をもって設置されるセンサ端末としての目的に応じたセンサ機能を発揮して計測を行うと共に計測によって取得された計測データを制御部２ｄに出力するものであり、具体的には例えば温度，振動，音，明るさなどを計測し得るセンサによって構成される。
クロック部２ｂは例えば１ミリ秒や１００マイクロ秒などの所定の間隔（言い換えると、カウンタ速度、或いは、時間刻み）で変化させて時間を計測する（言い換えると、積み上げる）ものであり、この計測時間がクロック部２ｂからカウンタ値として抽出される。
送受信部２ｃは、アンテナを介して無線信号の送受信を行う回路である。具体的には例えば、センサ部２ａによって取得された計測データが制御部２ｄを介して入力され、当該計測データを無線信号に変換し、アンテナを介して外部に無線送信する。また、アンテナによって受信された無線信号が入力され、当該無線信号をデジタル情報に変換し、受信データとして制御部２ｄに出力する。
制御部２ｄは、既知端末２の動作の制御を行うものであり、例えば集積回路によって構成される。
音波受信部２ｅは、音波を受信すると共に受信した音波信号を音波受信信号として制御部２ｄに出力する。なお、既知端末２のセンサ部２ａが音センサである場合（言い換えると、既知端末２のセンサ端末としての目的に応じたセンサ機能が音の計測である場合）には、既知端末２がセンサ機能として備える音波の受信機能（センサ部２ａとしての音センサ）を用いるようにすれば良く、本発明に対応するものとしての更なる音波受信機能を備える必要はない。
電源部２ｆは、乾電池や太陽電池などの既知端末２の自立駆動を可能にする電源、或いは、外部電源から電力の供給を受け入れる部分であり、上述の各部２ａ乃至２ｅに対して電力を供給する。
未知端末３は、図４に示すように（未知端末３に対応する符号は括弧内）、既知端末２と同様の構成、すなわち、センサ部３ａ，クロック部３ｂ，送受信部３ｃ，制御部３ｄ，音波受信部３ｅ，電源部３ｆを備える。
また、各既知端末２及び未知端末３からの無線信号を少なくとも受信すると共に当該無線信号をデジタル情報に変換して外部機器に出力するコーディネータ１が設けられる。コーディネータ１は、データ信号の入出力機能及び演算機能などを有する処理装置（具体的には例えばコンピュータ）に接続され、当該処理装置を前述の外部機器としてデジタル情報を出力する。
コーディネータ１は、ＺigＢeeの構成と対応させるとＺigＢee Ｃoordinatorに該当し、ネットワーク内に１台存在してネットワークの制御を行う端末である。また、コーディネータ１は、ＷＰＡＮ(Ｗireless Ｐersonal Ａrea Ｎetwork の略)向けのプロトコルであるＩＥＥＥ802.15.4ではＰＡＮ coordinatorとしてのＦＦＤ(Ｆull-Ｆunction Ｄevice の略)に該当する。したがって、コーディネータ１は、ＺigＢee ＣoordinatorやＰＡＮ coordinatorとしてのＦＦＤがその構成の一例ということになり、具体的には少なくとも、無線信号を送受信するためのアンテナと、アンテナによって受信された無線信号が入力されて当該無線信号をデジタル情報に変換し受信データとして出力すると共に外部から入力されたデータ（デジタル情報）を無線信号に変換してアンテナに出力する送受信回路とを備える。
また、本実施形態では、図５に示すように、送受信部４ｃ（アンテナを含む）と制御部４ｄと電源部４ｆとを既知端末２と同様のものとして備えると共に音波発信部４ｅを備える基準端末４が用いられる。
そして、以下では、上述の機器を用いて構成される図３や図９に示す無線センサネットワークにおいて未知端末３の位置を推定する場合を例に挙げて説明する。
無線センサネットワークにおいて未知端末３の位置を推定する方法としては、（１）未知端末３の位置に基準端末４を設置して音を発生させる方法（図３）と、（２）既知端末２の位置に基準端末４を設置して音を発生させる方法（図９）との二つがある。
（１）未知端末３の位置に基準端末４を設置して音を発生させる方法
まず、未知端末３の位置に基準端末４を設置し音を発生させて未知端末３の位置を推定する方法について説明する。
この方法におけるセンサ端末位置の推定方法は、図１及び図６に示すように、複数の既知端末２とコーディネータ１とを含んで構成される無線センサネットワークにおいて未知端末３の位置を推定する方法であり、既知端末２と未知端末３とのクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値がリセットされるステップ（Ｓ１）と、未知端末３の位置において音波が発信されるステップ（Ｓ５）と、音波の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から音波入力時のカウンタ値がコーディネータ１に対して送信されるステップ（Ｓ６）と、所定の時間間隔ｔ〔秒〕で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から複数のカウンタ値がコーディネータ１に対して送信されるステップ（Ｓ７−Ｓ１０）と、これら所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔ｔとを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差が端末２，３毎に算定されるステップ（Ｓ１１）と、既知端末２の音波入力時のカウンタ値と未知端末３の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれがカウンタ誤差によって補正されるステップ（Ｓ１２）と、既知端末２の補正された音波入力時のカウンタ値と未知端末３の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌが算出されるステップ（Ｓ１３）と、複数の既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを用いて未知端末３の位置が推定されるステップ（Ｓ１４）とを有する。
上記センサ端末位置の推定方法は、センサ端末位置の推定装置として実現され得る。本実施形態のセンサ端末位置の推定装置１０は、複数の既知端末２とコーディネータ１とを含んで構成される無線センサネットワークにおいて未知端末３の位置を推定する装置であり、既知端末２と未知端末３とのクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値がリセットされた上で未知端末３の位置において発信された音波の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から送信されてコーディネータ１によって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受けると共に、所定の時間間隔ｔ〔秒〕で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から送信されてコーディネータ１によって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける手段としてのデータ入力受部１１ａと、所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔ｔとを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を端末２，３毎に算定する手段としてのカウンタ誤差算定部１１ｂと、既知端末２の音波入力時のカウンタ値と未知端末３の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する手段としてのカウンタ値補正部１１ｃと、既知端末２の補正された音波入力時のカウンタ値と未知端末３の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを算出する手段としての距離算出部１１ｄと、複数の既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを用いて未知端末３の位置を推定する手段としての位置推定部１１ｅとを備える。
また、上記センサ端末位置の推定方法及びセンサ端末位置の推定装置は、センサ端末位置の推定プログラムをコンピュータ上で実行することによっても実現され得る。ここでは、センサ端末位置の推定プログラムをコンピュータ上で実行することによってセンサ端末位置の推定装置が実現されると共にセンサ端末位置の推定方法が実行される場合を説明する。
センサ端末位置の推定プログラム１７を実行するためのコンピュータ１０（本実施形態では、センサ端末位置の推定装置１０でもある）の全体構成を図２に示す。このコンピュータ１０（センサ端末位置の推定装置１０）は、制御部１１，記憶部１２，入力部１３，表示部１４，メモリ１５を備え相互にバス等の信号回線によって接続されている。
制御部１１は、記憶部１２に記憶されているセンサ端末位置の推定プログラム１７によってコンピュータ１０全体の制御並びにセンサ端末位置の推定に係る演算を行うものであり、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）である。
記憶部１２は、少なくともデータやプログラムを記憶可能な装置であり、例えばハードディスクである。
メモリ１５は、制御部１１が種々の制御や演算を実行する際の作業領域であるメモリ空間となるものであり、例えばＲＡＭ(Ｒandom Ａccess Ｍemory の略)である。
入力部１３は、少なくとも作業者の命令を制御部１１に与えるためのインターフェイスであり、例えばキーボードである。
表示部１４は、制御部１１の制御によって文字や図形等の描画・表示を行うものであり、例えばディスプレイである。
そして、コンピュータ１０（本実施形態では、センサ端末位置の推定装置１０でもある）の制御部１１には、センサ端末位置の推定プログラム１７を実行することにより、複数の既知端末２とコーディネータ１とを含んで構成される無線センサネットワークにおいて未知端末３の位置を推定するため、既知端末２と未知端末３とのクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値がリセットされた上で未知端末３の位置において発信された音波の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から送信されてコーディネータ１によって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理を行うと共に、所定の時間間隔ｔ〔秒〕で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から送信されてコーディネータ１によって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける処理を行うデータ入力受部１１ａと、所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔ｔとを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を端末２，３毎に算定する処理を行うカウンタ誤差算定部１１ｂと、既知端末２の音波入力時のカウンタ値と未知端末３の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する処理を行うカウンタ値補正部１１ｃと、既知端末２の補正された音波入力時のカウンタ値と未知端末３の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを算出する処理を行う距離算出部１１ｄと、複数の既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを用いて未知端末３の位置を推定する処理を行う位置推定部１１ｅとが構成される。
また、コンピュータ１０（センサ端末位置の推定装置１０）に、データや制御指令等の信号の送受信（即ち、出入力）が可能であるように、コーディネータ１が電気的に接続される。
また、各既知端末２の位置（具体的には、任意の点を原点とする位置座標）が、既知端末位置データファイルに端末ＩＤと対応づけられて記録され、記憶部１２に予め格納される。
（１）の方法では、基準端末４が未知端末３の位置に設置される。なお、以下の処理では基準端末４の位置が推定されることになるので、基準端末４の位置を位置が未知である未知端末３の位置と一致させるように未知端末３に可能な限り近い位置に基準端末４が設置されることが好ましい。
まず、基準端末４が、既知端末２及び未知端末３のクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をリセットする命令を含む無線信号（リセット要求信号と呼ぶ）を送受信部４ｃによって無線送信(ブロードキャスト)する（Ｓ１）。
リセット要求信号を送受信部２ｃ，３ｃを介して受信した各既知端末２及び未知端末３が、クロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をリセットした上で、リセット済み信号を送受信部２ｃ，３ｃによって基準端末４に対して無線送信する（Ｓ２）。
これにより、リセット要求信号を受信した各既知端末２及び未知端末３のカウンタが同期される（言い換えると、カウンタ値が揃えられる）。
続いて、各既知端末２及び未知端末３からのリセット済み信号を送受信部４ｃを介して受信した基準端末４が、既知端末２及び未知端末３が音入力に対するスタンバイ状態を整える命令を含む無線信号（スタンバイ要求信号と呼ぶ）を送受信部４ｃによって無線送信(ブロードキャスト)する（Ｓ３）。
スタンバイ要求信号を送受信部２ｃ，３ｃを介して受信した各既知端末２及び未知端末３が、音波受信部２ｅ，３ｅへの入力が予め定められた閾値（音閾値と呼ぶ）を超えた場合にカウンタ値を送信する準備を整えた上で、スタンバイ済み信号を送受信部２ｃ，３ｃによって基準端末４に対して無線送信する（Ｓ４）。
これにより、スタンバイ要求信号を受信した各既知端末２及び未知端末３が、音波受信部２ｅ，３ｅへの入力が音閾値を超えた場合にカウンタ値を送信する準備が整えられた状態であるトリガ（即ち、入力された音の大きさが音閾値を超えること）待ち状態になる。
なお、音閾値は、特定の値に限定されるものではなく、無線ネットワークが構築された場所やその周囲の環境などを考慮して適宜設定される。すなわち、無線ネットワークが構築された場所やその周囲において継続的・断続的に一定の音（背景音）が発せられる場合には、この背景音によっては音波受信部２ｅ，３ｅへの入力が超えないような値に音閾値は設定される。
ここで、各既知端末２及び未知端末３がトリガ待ち状態になるのは、各既知端末２及び未知端末３が自律的に行うようにしても良い。すなわち、Ｓ１の処理において無線送信されたリセット要求信号を受信した各既知端末２及び未知端末３が、クロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をリセットし、続いてさらに、トリガ待ち状態を整えるようにしても良い。この場合には、Ｓ２の処理のような各既知端末２及び未知端末３によるリセット済み信号の無線送信は行われず、また、Ｓ３の処理のような基準端末４によるスタンバイ要求信号の無線送信も行われず、それらの代わりに、各既知端末２及び未知端末３がカウンタ値をリセットすると共にトリガ待ち状態を整えた上でスタンバイ済み信号を無線送信する。
次に、各既知端末２及び未知端末３からのスタンバイ済み信号を送受信部４ｃを介して受信した基準端末４が、音波（基準音と呼ぶ）を音波発信部４ｅによって発信する（Ｓ５）。
基準端末４から発信される基準音は、各既知端末２及び未知端末３の位置において音閾値を超える音として受信され得る音、例えば、各既知端末２及び未知端末３の音波受信部２ｅ，３ｅが認識可能な音質（周波数）であると共に音閾値との関係で適当な大きさに調整された音であれば、特定の音に限定されるものではない。
なお、基準端末４から発信される基準音は、超音波とすると超音波発振機からの伝搬距離が約１．５ ｍ 程度と短いという制約があるため、可聴音域の音とすることが好ましい。基準端末４から発信される基準音は、また、音閾値を超える音が複数回入力されたと誤って認識されてしまうことを防ぐため、立ち上がりと収束とが急激である短時間のパルス的な音であることが好ましい。
そして、各既知端末２及び未知端末３は、音波受信部２ｅ，３ｅへの入力が音閾値を超える場合に、その時点のカウンタ値（即ち、音波入力時のカウンタ値：トリガ時カウンタ値と呼ぶ）を端末ＩＤと共に送受信部２ｃ，３ｃによってコーディネータ１に対して無線送信する（Ｓ６）。
コーディネータ１は、各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃから送信された端末ＩＤ及びトリガ時カウンタ値Ｃ2A，Ｃ2B，Ｃ2C並びに未知端末３から送信された端末ＩＤ及びトリガ時カウンタ値Ｃ3を受信すると共に、これら端末ＩＤ及びトリガ時カウンタ値Ｃ2A，Ｃ2B，Ｃ2C，Ｃ3のデータをセンサ端末位置の推定装置１０に出力する。
そして、センサ端末位置の推定装置１０の制御部１１のデータ入力受部１１ａは、各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃのトリガ時カウンタ値Ｃ2A，Ｃ2B，Ｃ2Cと未知端末３のトリガ時カウンタ値Ｃ3とを端末ＩＤと対応づけてメモリ１５に記憶させる。
ここで、上述のＳ１からＳ６までの手順によって得られる各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃのトリガ時カウンタ値Ｃ2A，Ｃ2B，Ｃ2Cと未知端末３のトリガ時カウンタ値Ｃ3とを用いて未知端末３の位置を推定することができるものの、各既知端末２及び未知端末３のクロック部２ｂ，３ｂから抽出されるトリガ時カウンタ値Ｃを用いるために未知端末３の位置推定の精度が各既知端末２及び未知端末３のカウンタの同期の良否に影響を受ける。ここで、各既知端末２及び未知端末３のクロック部２ｂ，３ｂから抽出されるカウンタ値は、機器のクロック精度の個体差を主な要因として時間とともにドリフトしてしまう（言い換えると、各端末間でずれてしまう）。したがって、未知端末３の位置推定の精度を向上させるには、カウンタの同期精度を向上させるため、各既知端末２及び未知端末３のカウンタ値のドリフトを補正する（各既知端末２や未知端末３の内部における処理遅延（処理時間差）を補正する）ことが有効である。
そこで、カウンタ値の補正に係る手順として、まず、基準端末４が、既知端末２及び未知端末３のクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をコーディネータ１に対して送信する命令を含む無線信号（カウンタ値要求信号と呼ぶ）を送受信部４ｃによって無線送信(ブロードキャスト)する（Ｓ７）。
カウンタ値要求信号を送受信部２ｃ，３ｃを介して受信した各既知端末２及び未知端末３は、クロック部２ｂ，３ｂから抽出したカウンタ値（第一のカウンタ値と呼ぶ）を端末ＩＤと共に送受信部２ｃ，３ｃによってコーディネータ１に対して無線送信する（Ｓ８）。
コーディネータ１は、各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃから送信された端末ＩＤ及び第一のカウンタ値Ｃ2A-1，Ｃ2B-1，Ｃ2C-1並びに未知端末３から送信された端末ＩＤ及び第一のカウンタ値Ｃ3-1を受信すると共に、これら端末ＩＤ及び第一のカウンタ値Ｃ2A-1，Ｃ2B-1，Ｃ2C-1，Ｃ3-1のデータをセンサ端末位置の推定装置１０に出力する。
そして、センサ端末位置の推定装置１０の制御部１１のデータ入力受部１１ａは、各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃの第一のカウンタ値Ｃ2A-1，Ｃ2B-1，Ｃ2C-1と未知端末３の第一のカウンタ値Ｃ3-1とを端末ＩＤと対応づけてメモリ１５に記憶させる。
続いて、Ｓ７の処理（即ち、カウンタ値要求信号の送信）から所定の時間間隔ｔ〔秒〕経過後に、基準端末４が、さらに、既知端末２及び未知端末３のクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をコーディネータ１に対して送信する命令を含む無線信号（カウンタ値要求信号）を送受信部４ｃによって無線送信(ブロードキャスト)する（Ｓ９）。
なお、Ｓ７の処理からＳ９の処理までの時間間隔ｔ〔秒〕、言い換えると、基準端末４によるカウンタ値要求信号の送信の時間間隔ｔ〔秒〕は、特定の値に限られるものではなく、例えば５〜６０〔秒〕程度の範囲で適宜設定される。
カウンタ値要求信号を送受信部２ｃ，３ｃを介して受信した各既知端末２及び未知端末３が、クロック部２ｂ，３ｂから抽出したカウンタ値（第二のカウンタ値と呼ぶ）を端末ＩＤと共に送受信部２ｃ，３ｃによってコーディネータ１に対して無線送信する（Ｓ１０）。
コーディネータ１は、各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃから送信された端末ＩＤ及び第二のカウンタ値Ｃ2A-2，Ｃ2B-2，Ｃ2C-2並びに未知端末３から送信された端末ＩＤ及び第二のカウンタ値Ｃ3-2を受信すると共に、これら端末ＩＤ及び第二のカウンタ値Ｃ2A-2，Ｃ2B-2，Ｃ2C-2，Ｃ3-2のデータをセンサ端末位置の推定装置１０に出力する。
そして、センサ端末位置の推定装置１０の制御部１１のデータ入力受部１１ａは、各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃの第二のカウンタ値Ｃ2A-2，Ｃ2B-2，Ｃ2C-2と未知端末３の第二のカウンタ値Ｃ3-2とを端末ＩＤと対応づけてメモリ１５に記憶させる。
次に、センサ端末位置の推定装置１０が、各既知端末２，未知端末３毎に、端末ＩＤをもとに識別しつつ、時間間隔ｔと第一のカウンタ値Ｃ2A-1等及び第二のカウンタ値Ｃ2A-2等とを用いてカウンタ誤差を算定する（Ｓ１１）。
カウンタ誤差は、各既知端末２及び未知端末３のクロック部２ｂ，３ｂから抽出されるカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であり、カウンタ値を実際の時間に補正し得る指標であれば、特定の指標に限定されるものではない。具体的には例えば、１カウンタ当たりの実際の時間との差であるカウンタ値当たりの誤差や、実際の時間とカウンタ値との比である時間カウンタ比などが考えられる。
カウンタ値当たりの誤差であれば、具体的には例えば、既知端末２のクロック部２ｂのカウンタ速度（時間刻み，ピッチ）が１ミリ秒であるときに、時間間隔ｔ＝１０〔秒〕における既知端末２Ａの第二のカウンタ値Ｃ2A-2と第一のカウンタ値Ｃ2A-1との差分（即ち、Ｃ2A-2−Ｃ2A-1）が１００１８であれば、既知端末２Ａのカウンタ値当たりの誤差δ2A＝(１００１８−１００００)／１００００＝＋０．００１８〔ミリ秒／カウンタ〕になる。同様にして、既知端末２Ｂのカウンタ値当たりの誤差δ2B及び既知端末２Ｃのカウンタ値当たりの誤差δ2C並びに未知端末３のカウンタ値当たりの誤差δ3が算定される。
一方、時間カウンタ比であれば、具体的には例えば、既知端末２のクロック部２ｂのカウンタ速度（時間刻み，ピッチ）が１ミリ秒であるときに、時間間隔ｔ＝１０〔秒〕における既知端末２Ａの第二のカウンタ値Ｃ2A-2と第一のカウンタ値Ｃ2A-1との差分（即ち、Ｃ2A-2−Ｃ2A-1）が１００１８であれば、既知端末２Ａの時間カウンタ比γ2A＝１００００／１００１８〔ミリ秒／カウンタ〕になる。同様にして、既知端末２Ｂの時間カウンタ比γ2B及び既知端末２Ｃの時間カウンタ比γ2C並びに未知端末３の時間カウンタ比γ3が算定される。
具体的には、制御部１１のカウンタ誤差算定部１１ｂは、Ｓ８の処理においてメモリ１５に記憶された各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃの第一のカウンタ値Ｃ2A-1，Ｃ2B-1，Ｃ2C-1と未知端末３の第一のカウンタ値Ｃ3-1とを端末ＩＤと合わせてメモリ１５から読み込むと共に、Ｓ１０の処理においてメモリ１５に記憶された各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃの第二のカウンタ値Ｃ2A-2，Ｃ2B-2，Ｃ2C-2と未知端末３の第二のカウンタ値Ｃ3-2とを端末ＩＤと合わせてメモリ１５から読み込み、これら第一のカウンタ値Ｃ2A-1等及び第二のカウンタ値Ｃ2A-2等と時間間隔ｔの値とを用いてカウンタ値当たりの誤差δや時間カウンタ比γなどのようなカウンタ誤差を既知端末２及び未知端末３毎に算定する。
なお、時間間隔ｔの値は、例えば、予め定められてデータファイルとして記憶部１２などに格納されて当該データファイルからカウンタ誤差算定部１１ｂが読み込むようにしても良いし、Ｓ９の処理の際などに入力部１３を介して入力された値がメモリ１５に記憶されて当該メモリ１５に記憶された値をカウンタ誤差算定部１１ｂが読み込むようにしても良い。
そして、カウンタ誤差算定部１１ｂは、算定した各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃのカウンタ誤差の値と未知端末３のカウンタ誤差の値とを端末ＩＤと対応づけてメモリ１５に記憶させる。
なお、電波の伝搬速度を３×１０8 ｍ／秒 とすると、例えば１００ ｍ の伝搬時間は約０．３マイクロ秒である。この伝搬時間は非常に短いので、各既知端末２及び未知端末３の位置の違いによる、基準端末４から各既知端末２及び未知端末３までの電波伝搬時間の差と各既知端末２及び未知端末３からコーディネータ１までの電波伝搬時間の差は無視し得るものである。
次に、センサ端末位置の推定装置１０が、Ｓ６の処理において各既知端末２及び未知端末３から送信されたトリガ時カウンタ値を、Ｓ１１の処理において算定されたカウンタ誤差を用いて補正する（Ｓ１２）。
具体的には、制御部１１のカウンタ値補正部１１ｃは、Ｓ６の処理においてメモリ１５に記憶された各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃのトリガ時カウンタ値Ｃ2A，Ｃ2B，Ｃ2C及び未知端末３のトリガ時カウンタ値Ｃ3をメモリ１５から読み込むと共に、Ｓ１１の処理においてメモリ１５に記憶された各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃのカウンタ誤差の値及び未知端末３のカウンタ誤差の値をメモリ１５から読み込む。
そして、カウンタ値補正部１１ｃは、各既知端末２，未知端末３毎に、トリガ時カウンタ値を実際の時間に補正して補正後トリガ時カウンタ値を算出する。
例えば、カウンタ誤差の指標がカウンタ値当たりの誤差δである場合には、トリガ時カウンタ値から、１カウンタ値当たりδを引いて、補正後トリガ時カウンタ値を算出する（即ち、例えば既知端末２Ａについては、補正後トリガ時カウンタ値Ｃ2A_m＝Ｃ2A−δ2A×Ｃ2A）。
一方、カウンタ誤差の指標が時間カウンタ比γである場合には、トリガ時カウンタ値と時間カウンタ比γとを掛け合わせて、補正後トリガ時カウンタ値を算出する（即ち、例えば既知端末２Ａについては、補正後トリガ時カウンタ値Ｃ2A_m＝Ｃ2A×γ2A）。
なお、カウンタ誤差を用いて補正された後のトリガ時カウンタ値である補正後トリガ時カウンタ値は、Ｓ１の処理におけるリセット要求信号に基づくＳ２の処理における各既知端末２及び未知端末３のクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をリセットしてからの実際の経過時間である。
そして、カウンタ値補正部１１ｃは、算出した各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃの補正後トリガ時カウンタ値Ｃ2A_m，Ｃ2B_m，Ｃ2C_m及び未知端末３の補正後トリガ時カウンタ値Ｃ3_mを端末ＩＤと対応づけてメモリ１５に記憶させる。
次に、センサ端末位置の推定装置１０が、Ｓ１２の処理において算出された各既知端末２及び未知端末３の補正後トリガ時カウンタ値を用い、端末ＩＤをもとに識別しつつ、各既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを算出する（Ｓ１３）。
具体的には、基準端末４は未知端末３の位置に設置されるので、各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃの補正後トリガ時カウンタ値Ｃ2A_m，Ｃ2B_m，Ｃ2C_mと未知端末３の補正後トリガ時カウンタ値Ｃ3_mとの差分（即ち、Ｃ2A_m−Ｃ3_m，Ｃ2B_m−Ｃ3_m，Ｃ2C_m−Ｃ3_m）は未知端末３から各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃまでの音伝搬時間であるので、各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃと未知端末３との間の距離Ｌ2A，Ｌ2B，Ｌ2Cが音の伝搬速度（即ち、音速＝約３４０ ｍ／秒）を用いて算出される。
そこで、制御部１１の距離算出部１１ｄは、Ｓ１２の処理においてメモリ１５に記憶された各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃの補正後トリガ時カウンタ値Ｃ2A_m，Ｃ2B_m，Ｃ2C_m及び未知端末３の補正後トリガ時カウンタ値Ｃ3_mをメモリ１５から読み込み、カウンタ値の差分（即ち、Ｃ2A_m−Ｃ3_m，Ｃ2B_m−Ｃ3_m，Ｃ2C_m−Ｃ3_m）に音速を掛け合わせて各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃと未知端末３との間の距離Ｌ2A，Ｌ2B，Ｌ2Cを算出する。
そして、距離算出部１１ｄは、算出した各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃと未知端末３との間の距離Ｌ2A，Ｌ2B，Ｌ2Cの値をメモリ１５に記憶させる。
そして、センサ端末位置の推定装置１０が、各既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌから、未知端末３の位置を推定する（Ｓ１４）。
具体的には、図３に示す例のように各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃと未知端末３とが同一平面上にあって当該平面上に於ける未知端末３の位置を推定する場合には、各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃの位置（なお、これらは既知である）を中心とすると共に各々の半径がＬ2A，Ｌ2B，Ｌ2Cである三つの円の交点として未知端末３の位置が推定される。具体的には例えば、三つの円の方程式を連立方程式として解く（数学的には尤もらしい解である場合も含む）ことによって未知端末３の位置が推定される。
ただし、既知端末２との位置関係によって未知端末３の位置を絞り込むことができ、二つの円の方程式を連立方程式として解いて導出される二つの交点（即ち、未知端末３の位置座標の候補）のうちから既知端末３の位置を特定することができる場合には、既知端末２の個数は２個でも良く、二つの円の方程式を連立方程式として解くことによって未知端末３の位置を推定するようにしても良い。
なお、既知端末２を４個以上用いるようにし、四つ以上の円の方程式を連立方程式として解くことにより、平面空間における未知端末３の位置の推定精度の向上を図ることができる。
一方、既知端末と未知端末とが立体的に配置されていて高さを含めて未知端末の位置を推定する場合には、各既知端末の位置を中心とすると共に各々の半径が各既知端末と未知端末との間の距離である球の交点として未知端末の位置が推定される。具体的には例えば、既知端末を４個とし、四つの球の方程式を連立方程式として解く（数学的には尤もらしい解である場合も含む）ことによって未知端末の位置が推定される。
ただし、既知端末との位置関係によって未知端末の位置を絞り込むことができ、三つの球の方程式を連立方程式として解いて導出される二つの交点（即ち、未知端末の位置座標の候補）のうちから既知端末の位置を特定することができる場合には、既知端末の個数は３個でも良く、三つの球の方程式を連立方程式として解くことによって未知端末の位置を推定するようにしても良い。
なお、既知端末を５個以上用いるようにし、五つ以上の球の方程式を連立方程式として解くことにより、立体空間における未知端末の位置の推定精度の向上を図ることができる。
制御部１１の位置推定部１１ｅは、記憶部１２に予め格納されている既知端末位置データファイルから各既知端末２の位置（位置座標）を読み込むと共に、Ｓ１３の処理においてメモリ１５に記憶された各既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃと未知端末３との間の距離Ｌ2A，Ｌ2B，Ｌ2Cの値をメモリ１５から読み込み、これらを用いて（例えば上述のように円の連立方程式を解くことによって）未知端末３の位置を推定する。
なお、上述の（１）の方法では、未知端末の位置において基準音を一度発するのみで良いという利点がある。
（２）既知端末２の位置に基準端末４を設置して音を発生させる方法
次に、既知端末２の位置に基準端末４を設置し音を発生させて未知端末３の位置を推定する方法について説明する。
この方法におけるセンサ端末位置の推定方法は、図７及び図１０に示すように、複数の既知端末２とコーディネータ１とを含んで構成される無線センサネットワークにおいて未知端末３の位置を推定する方法であり、既知端末２と未知端末３とのクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値がリセットされるステップ（Ｓ１）と、既知端末２の位置において音波が発信されるステップ（Ｓ５）と、音波の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から音波入力時のカウンタ値がコーディネータ１に対して送信されるステップ（Ｓ６）と、所定の時間間隔ｔ〔秒〕で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から複数のカウンタ値がコーディネータ１に対して送信されるステップ（Ｓ７−Ｓ１０）と、これら所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔ｔとを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差が端末２，３毎に算定されるステップ（Ｓ１１）と、既知端末２の音波入力時のカウンタ値と未知端末３の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれがカウンタ誤差によって補正されるステップ（Ｓ１２）と、未知端末３の補正された音波入力時のカウンタ値と既知端末２の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌが算出されるステップ（Ｓ１３）と、複数の既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを用いて未知端末３の位置が推定されるステップ（Ｓ１５）とを有する。
上記センサ端末位置の推定方法は、センサ端末位置の推定装置として実現され得る。本実施形態のセンサ端末位置の推定装置１０は、複数の既知端末２とコーディネータ１とを含んで構成される無線センサネットワークにおいて未知端末３の位置を推定する装置であり、既知端末２と未知端末３とのクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値がリセットされた上で既知端末２の位置において発信された音波の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から送信されてコーディネータ１によって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受けると共に、所定の時間間隔ｔ〔秒〕で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から送信されてコーディネータ１によって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける手段としてのデータ入力受部１１ａと、所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔ｔとを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を端末２，３毎に算定する手段としてのカウンタ誤差算定部１１ｂと、既知端末２の音波入力時のカウンタ値と未知端末３の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する手段としてのカウンタ値補正部１１ｃと、未知端末３の補正された音波入力時のカウンタ値と既知端末２の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを算出する手段としての距離算出部１１ｄと、複数の既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを用いて未知端末３の位置を推定する手段としての位置推定部１１ｅとを備える。
また、上記センサ端末位置の推定方法及びセンサ端末位置の推定装置は、センサ端末位置の推定プログラムをコンピュータ上で実行することによっても実現され得る。ここでは、センサ端末位置の推定プログラムをコンピュータ上で実行することによってセンサ端末位置の推定装置が実現されると共にセンサ端末位置の推定方法が実行される場合を説明する。
センサ端末位置の推定プログラム１７を実行するためのコンピュータ１０（本実施形態では、センサ端末位置の推定装置１０でもある）の全体構成を図８に示す。このコンピュータ１０（センサ端末位置の推定装置１０）は、制御部１１，記憶部１２，入力部１３，表示部１４，メモリ１５を備え相互にバス等の信号回線によって接続されている。
コンピュータ１０（センサ端末位置の推定装置１０）を構成する制御部１１，記憶部１２，入力部１３，表示部１４，メモリ１５の働きなどは上述の（１）の方法における説明と同様である。
そして、コンピュータ１０（本実施形態では、センサ端末位置の推定装置１０でもある）の制御部１１には、センサ端末位置の推定プログラム１７を実行することにより、複数の既知端末２とコーディネータ１とを含んで構成される無線センサネットワークにおいて未知端末３の位置を推定するため、既知端末２と未知端末３とのクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値がリセットされた上で既知端末２の位置において発信された音波の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から送信されてコーディネータ１によって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理を行うと共に、所定の時間間隔ｔ〔秒〕で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して既知端末２及び未知端末３から送信されてコーディネータ１によって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける処理を行うデータ入力受部１１ａと、所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と所定の時間間隔ｔとを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を端末２，３毎に算定する処理を行うカウンタ誤差算定部１１ｂと、既知端末２の音波入力時のカウンタ値と未知端末３の音波入力時のカウンタ値とのそれぞれをカウンタ誤差によって補正する処理を行うカウンタ値補正部１１ｃと、未知端末３の補正された音波入力時のカウンタ値と既知端末２の補正された音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを算出する処理を行う距離算出部１１ｄと、複数の既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを用いて未知端末３の位置を推定する処理を行う位置推定部１１ｅとが構成される。
また、コンピュータ１０（センサ端末位置の推定装置１０）に、データや制御指令等の信号の送受信（即ち、出入力）が可能であるように、コーディネータ１が電気的に接続される。
また、各既知端末２の位置（具体的には、任意の点を原点とする位置座標）が、既知端末位置データファイルに端末ＩＤと対応づけられて記録され、記憶部１２に予め格納される。
（２）の方法では、基準端末４が既知端末２のうちのいずれかの位置に設置され、そして基準端末４が設置される既知端末２が変更されながら、以下のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理が必要な回数繰り返し行われる。なお、以下の処理では基準端末４の位置を基準として未知端末３の位置が推定されることになるので、基準端末４の位置を位置が既知である既知端末２の位置と一致させるように既知端末２に可能な限り近い位置に基準端末４が設置されることが好ましい。
以下の説明における既知端末２は、当該端末位置に基準端末４が設置された既知端末のこと、すなわち、既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうちのいずれか一つのことを指す。
この方法では、また、センサ端末位置の推定装置１０に、基準端末４が設置されて未知端末３との間の距離の算出対象である既知端末２（算出対象既知端末と呼ぶ）の端末ＩＤが入力される。
まず、基準端末４が、既知端末２及び未知端末３のクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をリセットする命令を含む無線信号（リセット要求信号と呼ぶ）を送受信部４ｃによって無線送信(ブロードキャスト)する（Ｓ１）。
リセット要求信号を送受信部２ｃ，３ｃを介して受信した既知端末２（少なくとも算出対象既知端末を含む）及び未知端末３が、クロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をリセットした上で、リセット済み信号を送受信部２ｃ，３ｃによって基準端末４に対して無線送信する（Ｓ２）。
ここで、ブロードキャストした場合には算出対象既知端末以外の既知端末も受信したり受信信号に合わせて作動したりするが、以降の説明においては算出対象既知端末のみに着目する。なお、コーディネータ１は既知端末から送信される端末ＩＤによって各既知端末を識別する。また、場合によっては、必要に応じて基準端末４も既知端末から送信される端末ＩＤによって各既知端末を識別するようにしても良い。
これにより、リセット要求信号を受信した算出対象既知端末２及び未知端末３のカウンタが同期される（言い換えると、カウンタ値が揃えられる）。
続いて、算出対象既知端末２及び未知端末３からのリセット済み信号を送受信部４ｃを介して受信した基準端末４が、既知端末２及び未知端末３が音入力に対するスタンバイ状態を整える命令を含む無線信号（スタンバイ要求信号と呼ぶ）を送受信部４ｃによって無線送信(ブロードキャスト)する（Ｓ３）。
スタンバイ要求信号を送受信部２ｃ，３ｃを介して受信した算出対象既知端末２及び未知端末３が、音波受信部２ｅ，３ｅへの入力が予め定められた閾値（音閾値と呼ぶ）を超えた場合にカウンタ値を送信する準備を整えた上で、スタンバイ済み信号を送受信部２ｃ，３ｃによって基準端末４に対して無線送信する（Ｓ４）。
これにより、スタンバイ要求信号を受信した算出対象既知端末２及び未知端末３が、音波受信部２ｅ，３ｅへの入力が音閾値を超えた場合にカウンタ値を送信する準備が整えられた状態であるトリガ（即ち、入力された音の大きさが音閾値を超えること）待ち状態になる。
音閾値の考え方は、上述の（１）の方法の説明におけるものと同様である。
ここで、算出対象既知端末２及び未知端末３がトリガ待ち状態になるのは、算出対象既知端末２及び未知端末３が自律的に行うようにしても良い。すなわち、Ｓ１の処理において無線送信されたリセット要求信号を受信した算出対象既知端末２及び未知端末３が、クロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をリセットし、続いてさらに、トリガ待ち状態を整えるようにしても良い。この場合には、Ｓ２の処理のような算出対象既知端末２及び未知端末３によるリセット済み信号の無線送信は行われず、また、Ｓ３の処理のような基準端末４によるスタンバイ要求信号の無線送信も行われず、それらの代わりに、算出対象既知端末２及び未知端末３がカウンタ値をリセットすると共にトリガ待ち状態を整えた上でスタンバイ済み信号を無線送信する。
次に、算出対象既知端末２及び未知端末３からのスタンバイ済み信号を送受信部４ｃを介して受信した基準端末４が、音波（基準音と呼ぶ）を音波発信部４ｅによって発信する（Ｓ５）。
基準音の考え方は、上述の（１）の方法の説明におけるものと同様である。
そして、算出対象既知端末２及び未知端末３は、音波受信部２ｅ，３ｅへの入力が音閾値を超える場合に、その時点のカウンタ値（即ち、音波入力時のカウンタ値：トリガ時カウンタ値と呼ぶ）を端末ＩＤと共に送受信部２ｃ，３ｃによってコーディネータ１に対して無線送信する（Ｓ６）。
コーディネータ１は、既知端末２から送信された端末ＩＤ及びトリガ時カウンタ値Ｃ2（具体的には、既知端末２Ａのカウンタ値Ｃ2A，既知端末２Ｂのカウンタ値Ｃ2B，既知端末２Ｃのカウンタ値Ｃ2Cのうちのいずれか）並びに未知端末３から送信された端末ＩＤ及びトリガ時カウンタ値Ｃ3を受信すると共に、これら端末ＩＤ及びトリガ時カウンタ値Ｃ2，Ｃ3のデータをセンサ端末位置の推定装置１０に出力する。
そして、センサ端末位置の推定装置１０の制御部１１のデータ入力受部１１ａは、既知端末のトリガ時カウンタ値Ｃと未知端末３のトリガ時カウンタ値Ｃ3とを端末ＩＤと対応づけてメモリ１５に記憶させる。
次に、カウンタ値の補正に係る手順として、まず、基準端末４が、既知端末２及び未知端末３のクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をコーディネータ１に対して送信する命令を含む無線信号（カウンタ値要求信号と呼ぶ）を送受信部４ｃによって無線送信(ブロードキャスト)する（Ｓ７）。
カウンタ値要求信号を送受信部２ｃ，３ｃを介して受信した算出対象既知端末２及び未知端末３は、クロック部２ｂ，３ｂから抽出したカウンタ値（第一のカウンタ値と呼ぶ）を端末ＩＤと共に送受信部２ｃ，３ｃによってコーディネータ１に対して無線送信する（Ｓ８）。
コーディネータ１は、算出対象既知端末２から送信された端末ＩＤ及び第一のカウンタ値Ｃ2-1（具体的には、既知端末２Ａのカウンタ値Ｃ2A-1，既知端末２Ｂのカウンタ値Ｃ2B-1，既知端末２Ｃのカウンタ値Ｃ2C-1のうちのいずれか）並びに未知端末３から送信された端末ＩＤ及び第一のカウンタ値Ｃ3-1を受信すると共に、これら端末ＩＤ及び第一のカウンタ値Ｃ2-1，Ｃ3-1のデータをセンサ端末位置の推定装置１０に出力する。
そして、センサ端末位置の推定装置１０の制御部１１のデータ入力受部１１ａは、算出対象既知端末２の第一のカウンタ値Ｃ2-1と未知端末３の第一のカウンタ値Ｃ3-1とを端末ＩＤと対応づけてメモリ１５に記憶させる。
続いて、Ｓ７の処理（即ち、カウンタ値要求信号の送信）から所定の時間間隔ｔ〔秒〕経過後に、基準端末４が、さらに、既知端末２及び未知端末３のクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をコーディネータ１に対して送信する命令を含む無線信号（カウンタ値要求信号）を送受信部４ｃによって無線送信(ブロードキャスト)する（Ｓ９）。
時間間隔ｔの考え方は、上述の（１）の方法の説明におけるものと同様である。
カウンタ値要求信号を送受信部２ｃ，３ｃを介して受信した算出対象既知端末２及び未知端末３が、クロック部２ｂ，３ｂから抽出したカウンタ値（第二のカウンタ値と呼ぶ）を端末ＩＤと共に送受信部２ｃ，３ｃによってコーディネータ１に対して無線送信する（Ｓ１０）。
コーディネータ１は、算出対象既知端末２から送信された端末ＩＤ及び第二のカウンタ値Ｃ2-2（具体的には、既知端末２Ａのカウンタ値Ｃ2A-2，既知端末２Ｂのカウンタ値Ｃ2B-2，既知端末２Ｃのカウンタ値Ｃ2C-2のうちのいずれか）並びに未知端末３から送信された端末ＩＤ及び第二のカウンタ値Ｃ3-2を受信すると共に、これら端末ＩＤ及び第二のカウンタ値Ｃ2-2，Ｃ3-2のデータをセンサ端末位置の推定装置１０に出力する。
そして、センサ端末位置の推定装置１０の制御部１１のデータ入力受部１１ａは、算出対象既知端末２の第二のカウンタ値Ｃ2-2と未知端末３の第二のカウンタ値Ｃ3-2とを端末ＩＤと対応づけてメモリ１５に記憶させる。
次に、センサ端末位置の推定装置１０が、算出対象既知端末２，未知端末３毎に、端末ＩＤをもとに識別しつつ、時間間隔ｔと第一のカウンタ値Ｃ2-1及び第二のカウンタ値Ｃ2-2とを用いてカウンタ誤差を算定する（Ｓ１１）。
カウンタ誤差の考え方は上述の（１）の方法の説明におけるものと同様であり、具体的には例えば、カウンタ値当たりの誤差δや時間カウンタ比γなどが考えられる。
制御部１１のカウンタ誤差算定部１１ｂは、Ｓ８の処理においてメモリ１５に記憶された算出対象既知端末２の第一のカウンタ値Ｃ2-1と未知端末３の第一のカウンタ値Ｃ3-1とを端末ＩＤと合わせてメモリ１５から読み込むと共に、Ｓ１０の処理においてメモリ１５に記憶された算出対象既知端末２の第二のカウンタ値Ｃ2-2と未知端末３の第二のカウンタ値Ｃ3-2とを端末ＩＤと合わせてメモリ１５から読み込み、これら第一のカウンタ値Ｃ2-1，Ｃ3-1及び第二のカウンタ値Ｃ2-2，Ｃ3-2と時間間隔ｔの値とを用いてカウンタ値当たりの誤差δや時間カウンタ比γなどのようなカウンタ誤差を算出対象既知端末２及び未知端末３毎に算定する。
なお、時間間隔ｔの値は、例えば、予め定められてデータファイルとして記憶部１２などに格納されて当該データファイルからカウンタ誤差算定部１１ｂが読み込むようにしても良いし、Ｓ９の処理の際などに入力部１３を介して入力された値がメモリ１５に記憶されて当該メモリ１５に記憶された値をカウンタ誤差算定部１１ｂが読み込むようにしても良い。
そして、カウンタ誤差算定部１１ｂは、算定した算出対象既知端末２のカウンタ誤差の値と未知端末３のカウンタ誤差の値とを端末ＩＤと対応づけてメモリ１５に記憶させる。
次に、センサ端末位置の推定装置１０が、Ｓ６の処理において算出対象既知端末２及び未知端末３から送信されたトリガ時カウンタ値を、Ｓ１１の処理において算定されたカウンタ誤差を用いて補正する（Ｓ１２）。
具体的には、制御部１１のカウンタ値補正部１１ｃは、Ｓ６の処理においてメモリ１５に記憶された算出対象既知端末２のトリガ時カウンタ値Ｃ2及び未知端末３のトリガ時カウンタ値Ｃ3をメモリ１５から読み込むと共に、Ｓ１１の処理においてメモリ１５に記憶された算出対象既知端末２のカウンタ誤差の値及び未知端末３のカウンタ誤差の値をメモリ１５から読み込む。
そして、カウンタ値補正部１１ｃは、算出対象既知端末２，未知端末３毎に、トリガ時カウンタ値を実際の時間に補正して補正後トリガ時カウンタ値を算出する。
補正後トリガ時カウンタ値の算出の仕方は、上述の（１）の方法の説明におけるものと同様である。
そして、カウンタ値補正部１１ｃは、算出した算出対象既知端末２の補正後トリガ時カウンタ値Ｃ2_m（具体的には、Ｃ2A_m，Ｃ2B_m，Ｃ2C_mのうちのいずれか）及び未知端末３の補正後トリガ時カウンタ値Ｃ3_mを端末ＩＤと対応づけてメモリ１５に記憶させる。
次に、センサ端末位置の推定装置１０が、Ｓ１２の処理において算出された算出対象既知端末２及び未知端末３の補正後トリガ時カウンタ値を用い、算出対象既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを算出する（Ｓ１３）。
具体的には、基準端末４は算出対象既知端末２の位置に設置されるので、未知端末３の補正後トリガ時カウンタ値Ｃ3_mと算出対象既知端末２の補正後トリガ時カウンタ値Ｃ2_mとの差分（即ち、Ｃ3_m−Ｃ2_m）は算出対象既知端末２から未知端末３までの音伝搬時間であるので、算出対象既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌ（具体的には、Ｌ2A，Ｌ2B，Ｌ2Cのうちのいずれか）が音の伝搬速度（即ち、音速＝約３４０ ｍ／秒）を用いて算出される。
そこで、制御部１１の距離算出部１１ｄは、Ｓ１２の処理においてメモリ１５に記憶された算出対象既知端末２の補正後トリガ時カウンタ値Ｃ2_m及び未知端末３の補正後トリガ時カウンタ値Ｃ3_mをメモリ１５から読み込み、カウンタ値の差分（即ち、Ｃ3_m−Ｃ2_m）に音速を掛け合わせて算出対象既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌを算出する。
そして、距離算出部１１ｄは、算出した既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌの値をメモリ１５に記憶させる。
上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理が、基準端末４が設置される既知端末２が変更されながら（即ち、算出対象既知端末とされる既知端末２が変更されながら）、必要な回数繰り返し行われる（Ｓ１４：Ｙｅｓ）。
具体的には、図９に示す例のように既知端末２と未知端末３とが同一平面上にあって当該平面上に於ける未知端末３の位置を推定する場合には、原則として三回以上繰り返され、三つ以上の既知端末２と未知端末３との間の距離の値が算出されてメモリ１５に記憶される。
ただし、既知端末２との位置関係によって未知端末３の位置を絞り込むことができ、次のＳ１５の処理において二つの円の方程式を連立方程式として解いて導出される二つの交点（即ち、未知端末３の位置座標の候補）のうちから既知端末３の位置を特定することができる場合には、既知端末２の個数は２個でも良く、上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理を二回だけ繰り返し、次のＳ１５の処理において二つの円の方程式を連立方程式として解くことによって未知端末３の位置を推定するようにしても良い。
なお、既知端末２を４個以上用いるようにし、上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理を四回以上繰り返し、次のＳ１５の処理において四つ以上の円の方程式を連立方程式として解くことにより、平面空間における未知端末３の位置の推定精度の向上を図ることができる。
一方、既知端末と未知端末とが立体的に配置されていて高さを含めて未知端末の位置を推定する場合には、原則として四回以上繰り返され、四つ以上の既知端末と未知端末との間の距離Ｌの値が算出されてメモリ１５に記憶される。
ただし、既知端末との位置関係によって未知端末の位置を絞り込むことができ、次のＳ１５の処理において三つの球の方程式を連立方程式として解いて導出される二つの交点（即ち、未知端末の位置座標の候補）のうちから既知端末の位置を特定することができる場合には、既知端末の個数は３個でも良く、上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理を三回だけ繰り返し、次のＳ１５の処理において三つの球の方程式を連立方程式として解くことによって未知端末の位置を推定するようにしても良い。
なお、既知端末を５個以上用いるようにし、上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理を四回以上繰り返し、次のＳ１５の処理において五つ以上の球の方程式を連立方程式として解くことにより、立体空間における未知端末の位置の推定精度の向上を図ることができる。
ここでは、図９に示す例の場合として、基準端末４が設置される既知端末が既知端末２Ａ，既知端末２Ｂ，既知端末２Ｃと変更されながら、上述のＳ１からＳ１３までの処理が三回繰り返され、三つの既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃと未知端末３との間の距離Ｌ2A，Ｌ2B，Ｌ2Cが算出されてその値がメモリ１５に記憶される。
なお、Ｓ１の処理におけるリセット要求信号の無線送信(ブロードキャスト)によって各既知端末２がクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をリセットすると共にＳ３の処理におけるスタンバイ要求信号の無線送信(ブロードキャスト)によって各既知端末がトリガ待ち状態を整えるようにすれば、基準端末４が設置される既知端末２が変更されるたびにＳ１からＳ４までの処理を繰り返す必要はなく、すなわち、Ｓ５からＳ１３までの処理が繰り返されれば良い。
そして、未知端末３の位置の推定に必要な数（また、未知端末の位置の推定精度の向上に必要な数）の既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌが算出されたら（Ｓ１４：Ｎｏ）、次のＳ１５の処理に進む。
そして、センサ端末位置の推定装置１０が、複数の既知端末２と未知端末３との間の距離Ｌから、未知端末３の位置を推定する（Ｓ１５）。
具体的には、図９に示す例のように三つの既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃと未知端末３とが同一平面上にあって当該平面上に於ける未知端末３の位置を推定する場合には、三つの既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃの位置（なお、これらは既知である）を中心とすると共に各々の半径がＬ2A，Ｌ2B，Ｌ2Cである三つの円の交点として未知端末３の位置が推定される。具体的には例えば、三つの円の方程式を連立方程式として解く（数学的には尤もらしい解である場合も含む）ことによって未知端末３の位置が推定される。
そこで、制御部１１の位置推定部１１ｅは、記憶部１２に予め格納されている既知端末位置データファイルから三つの既知端末２の位置（位置座標）を読み込むと共に、Ｓ１３の処理においてメモリ１５に記憶された三つの既知端末２Ａ，２Ｂ，２Ｃと未知端末３との間の距離Ｌ2A，Ｌ2B，Ｌ2Cの値をメモリ１５から読み込み、これらを用いて（例えば上述のように円の連立方程式を解くことによって）未知端末３の位置を推定する。
なお、一般化をすると、複数の既知端末と未知端末とが同一平面上にあって当該平面上に於ける未知端末の位置を推定する場合には、基準端末が設置される既知端末が変更されながら上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理が三回以上繰り返され、三個以上の既知端末の位置（なお、これらは既知である）を中心とすると共に各々の半径が各既知端末と未知端末との間の距離である三つ以上の円の交点として未知端末の位置が推定される。具体的には例えば、三つ以上の円の方程式を連立方程式として解く（数学的には尤もらしい解である場合も含む）ことによって未知端末の位置が推定される。
ただし、既知端末との位置関係によって未知端末の位置を絞り込むことができ、二つの円の方程式を連立方程式として解いて導出される二つの交点（即ち、未知端末の位置座標の候補）のうちから既知端末の位置を特定することができる場合には、基準端末が設置される既知端末が変更されながら上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理が二回繰り返され、二つの円の方程式を連立方程式として解くことによって未知端末３の位置を推定するようにしても良い。
なお、基準端末が設置される既知端末が変更されながら上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理が四回以上繰り返され、四つ以上の円の方程式を連立方程式として解くことにより、平面空間における未知端末３の位置の推定精度の向上を図ることができる。
一方、既知端末と未知端末とが立体的に配置されていて高さを含めて未知端末の位置を推定する場合には、基準端末が設置される既知端末が変更されながら上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理が四回以上繰り返され、四個以上の既知端末の位置を中心とすると共に各々の半径が各既知端末と未知端末との間の距離である四つ以上の球の交点として未知端末の位置が推定される。具体的には例えば、四つ以上の球の方程式を連立方程式として解く（数学的には尤もらしい解である場合も含む）ことによって未知端末の位置が推定される。
ただし、既知端末との位置関係によって未知端末の位置を絞り込むことができ、三つの球の方程式を連立方程式として解いて導出される二つの交点（即ち、未知端末の位置座標の候補）のうちから既知端末の位置を特定することができる場合には、基準端末が設置される既知端末が変更されながら上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理が三回繰り返され、三つの球の方程式を連立方程式として解くことによって未知端末の位置を推定するようにしても良い。
なお、基準端末が設置される既知端末が変更されながら上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理が五回以上繰り返され、、五つ以上の球の方程式を連立方程式として解くことにより、立体空間における未知端末の位置の推定精度の向上を図ることができる。
なお、上述の（２）の方法では、上述のＳ１からＳ１３までの処理又はＳ５からＳ１３までの処理を必要な回数繰り返し行うことにより、Ｓ１５の処理において複数の未知端末の位置を一括して推定することができるという利点がある。
以上のように構成されたセンサ端末位置の推定方法、推定装置及び推定プログラムによれば、既知端末２及び未知端末３から送信されるカウンタ値と実際の時間間隔ｔ〔秒〕とを用いてカウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を端末２，３毎に算定し、当該カウンタ誤差を用いて既知端末２及び未知端末３の音波入力時のカウンタ値を補正するようにしているので、既知端末２の音波入力時のカウンタ値と未知端末３の音波入力時のカウンタ値との差分は両端末２，３間の実際の音伝搬時間であり、したがって、既知端末２の音波入力時のカウンタ値(補正後)と未知端末３の音波入力時のカウンタ値(補正後)との差分に音の伝搬速度を掛け合わせることによって両端末２，３間の距離Ｌを正確に推定することが可能になる。
以上のように構成されたセンサ端末位置の推定方法、推定装置及び推定プログラムによれば、また、未知端末３の位置の推定は音波の発信と受信とによって行うことができるので、特別に高度・高価な機器を用いることなく、無線センサネットワークを構成するセンサ端末の位置を簡便な装置構成で且つ精度良く推定することが可能になる。
なお、上述の（１）の方法や（２）の方法を実施する形態は本発明を実施する際の好適な形態の一例ではあるものの本発明の実施の形態が上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において本発明は種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では無線ネットワークを構成するコーディネータ１，既知端末２，未知端末３とは別個の（言い換えると、無線ネットワークを構成する上で必須要素ではない）機器の基準端末４を準備して音波を発信するようにしているが、これに限られず、（１）の方法の場合には未知端末３が音波を発信する機能を備えるようにして音波を発信するようにしても良いし、（２）の方法の場合には各既知端末２が音波を発信する機能を備えるようにして音波を発信するようにしても良い。
また、上述の実施形態では基準端末４がリセット要求信号の無線送信（Ｓ１）とリセット済み信号の受信及びスタンバイ要求信号の無線送信（Ｓ３）とスタンバイ済み信号の受信（Ｓ５）と第一・第二カウンタ値要求信号の無線送信（Ｓ７，Ｓ９）とを行うようにしているが、これに限られず、これら信号の無線送信の一部若しくは全てをコーディネータ１が行うと共にそれに対応する信号の受信をコーディネータ１が行うようにしても良い。なお、上記信号の無線送信の全てをコーディネータ１が行う場合には、基準端末４は音波発信機能を有すれば良い。
また、上述の実施形態では基準端末４がリセット要求信号の無線送信を行って（Ｓ１）当該信号を受信した既知端末２及び未知端末３がクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をリセットしてリセット済み信号を基準端末４に対して無線送信する（Ｓ２）ようにしているが、これに限られず、Ｓ１の処理として基準端末４（若しくはコーディネータ１）がカウンタ値要求信号の無線送信を行い、Ｓ２の処理として当該信号を受信した既知端末２及び未知端末３がクロック部２ｂ，３ｂのカウンタ値をコーディネータ１に対して無線送信するようにしても良い。この場合には、Ｓ２の処理として送信される既知端末２及び未知端末３のカウンタ値を初期カウンタ値Ｃ2A_0，Ｃ2B_0，Ｃ2C_0，Ｃ3_0とし、Ｓ６の処理において送信されるトリガ時カウンタ値Ｃ2A，Ｃ2B，Ｃ2C，Ｃ3から初期カウンタ値Ｃ2A_0，Ｃ2B_0，Ｃ2C_0，Ｃ3_0を引いたカウンタ値（即ち、Ｃ2A−Ｃ2A_0，Ｃ2B−Ｃ2B_0，Ｃ2C−Ｃ2C_0，Ｃ3−Ｃ3_0）を上述の実施形態の説明におけるトリガ時カウンタ値として用いれば良い。
また、上述の実施形態では基準端末４が音波を発信して（Ｓ５）当該音波を受信した既知端末２及び未知端末３がトリガ時カウンタ値をコーディネータ１に送信して（Ｓ６）からカウンタ値の補正に係る手順（Ｓ７−Ｓ１０）を行うようにしているが、これに限られず、図１１に示すように、カウンタ値の補正に係る手順（Ｓ５'−Ｓ８'）を行ってから、基準端末４が音波を発信して（Ｓ９'）当該音波を受信した既知端末２及び未知端末３がトリガ時カウンタ値をコーディネータ１に送信する（Ｓ１０'）ようにしても良い。なお、この場合でも、Ｓ１１以降の処理内容は上述の実施形態におけるものと同様である。
また、上述の実施形態ではカウンタ値の補正に係る手順としてカウンタ値要求信号の送信及びカウンタ値の送信を二回繰り返して（即ち、Ｓ７及びＳ８とＳ９及びＳ１０との二回）時間間隔ｔ〔秒〕とカウンタ値の差分とを用いてカウンタ誤差を算定する（Ｓ１１）ようにしているが、これに限られず、カウンタ値の補正に係る手順としてカウンタ値要求信号の送信及びカウンタ値の送信を三回以上繰り返し、時間間隔ｔ〔秒〕とカウンタ値の差分との組合せを複数用いてカウンタ誤差を算定するようにしても良い。なお、具体的には例えば、時間間隔ｔ〔秒〕とカウンタ値の差分との組合せのそれぞれから算定されるカウンタ誤差の平均値を用いたり中央値を用いたりすることが考えられる。また、この場合の時間間隔ｔは、一定でも良いし、変化しても良い。カウンタ誤差の平均値を用いたり中央値を用いたりする場合には、カウンタ値を取得するタイミングに伴う誤差（具体的には例えば、カウンタ値で±１〜２カウント程度が想定される）が生じることがあり得るが、この誤差の影響を軽減することができるので、カウンタ誤差をより一層適切な値（真値に近い値）にすることが可能になる。
また、上述の実施形態ではカウンタ値の補正に係る手順としてカウンタ値要求信号の送信を時間間隔ｔ〔秒〕だけ隔てて二回行う（Ｓ７及びＳ９）ようにしているが、これに限られず、図１２に示すように、Ｓ１の処理におけるリセット要求信号の送信から時間間隔ｔを開始させてカウンタ値要求信号の送信を一回だけ行う（Ｓ７）ようにしても良い。この場合には、Ｓ９及びＳ１０の処理は不要になり、カウンタ値要求信号の応答として送信されるカウンタ値（Ｓ８）をＳ１１の処理におけるカウンタ値の差分としてそのまま用いれば良い。
そして、上述のような実施形態の変更を組み合わせることも勿論可能であり、具体的には例えば図１３に示すような処理手順も考えられる。すなわち、まず、基準端末４（若しくはコーディネータ１）がカウンタ値要求信号を無線送信(ブロードキャスト)し（Ｓ'１：上述の実施形態のＳ７に対応する処理）、カウンタ値要求信号を受信した既知端末２及び未知端末３が初期カウンタ値をコーディネータ１に対して無線送信し（Ｓ'２：同Ｓ８に対応）、Ｓ'１の処理から時間間隔ｔ〔秒〕経過後に基準端末４（若しくはコーディネータ１）がカウンタ値要求信号を無線送信(ブロードキャスト)し（Ｓ'３：同Ｓ９に対応）、カウンタ値要求信号を受信した既知端末２及び未知端末３が第二のカウンタ値をコーディネータ１に対して無線送信する（Ｓ'４：同Ｓ１０に対応）。これにより、上述の実施形態における第一のカウンタ値と第二のカウンタ値とに相当するカウンタ値が取得される。次に、基準端末４（若しくはコーディネータ１）がスタンバイ要求信号を無線送信(ブロードキャスト)し（Ｓ'５：同Ｓ３に対応）、スタンバイ要求信号を受信した既知端末２及び未知端末３がスタンバイ済み信号を基準端末４（若しくはコーディネータ１）に無線送信する（Ｓ'６：同Ｓ４に対応）。続いて、基準端末４が音波を発信し（Ｓ'７：同Ｓ５に対応）、既知端末２及び未知端末３が音波入力時のカウンタ値をコーディネータ１に対して無線送信する（Ｓ'８：同Ｓ６に対応）ようにしても良い。この場合には、Ｓ'２の処理として送信される既知端末２及び未知端末３の初期カウンタ値を第一のカウンタ値Ｃ2A-1，Ｃ2B-1，Ｃ2C-1，Ｃ3-1とすると共にＳ'４の処理として送信される既知端末２及び未知端末３の第二のカウンタ値を第二のカウンタ値Ｃ2A-2，Ｃ2B-2，Ｃ2C-2，Ｃ3-2とし、また、Ｓ'８の処理において送信される音波入力時のカウンタ値Ｃ2A，Ｃ2B，Ｃ2C，Ｃ3から初期カウンタ値(第一のカウンタ値)Ｃ2A-1，Ｃ2B-1，Ｃ2C-1，Ｃ3-1を引いたカウンタ値（即ち、Ｃ2A−Ｃ2A-1，Ｃ2B−Ｃ2B-1，Ｃ2C−Ｃ2C-1，Ｃ3−Ｃ3-1）をトリガ時カウンタ値として用いれば良い。そして、上記Ｓ'８の処理に続けて、上述の実施形態におけるＳ１１以降の処理を同様に行えば良い。
１ コーディネータ
２ 既知端末
３ 未知端末
４ 基準端末
１０ センサ端末位置の推定装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 入力部
１４ 表示部
１５ メモリ
１７ センサ端末位置の推定プログラム

Claims (21)

  1. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされるステップと、前記位置が未知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、前記音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から複数のカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、これら所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差が前記センサ端末毎に算定されるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれが前記カウンタ誤差によって補正されるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定方法。
  2. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、リセット要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされるステップと、前記位置が未知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、前記音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、前記リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末からカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、前記カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差が前記センサ端末毎に算定されるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれが前記カウンタ誤差によって補正されるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定方法。
  3. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、カウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から初期カウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、前記カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から第二のカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、前記位置が未知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、前記音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、前記第二のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分及び前記所定の時間間隔を用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差が前記センサ端末毎に算定されるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値及び前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値のそれぞれが前記カウンタ誤差によって補正されるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記差分値と前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記差分値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定方法。
  4. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、前記音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から複数のカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、これら所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差が前記センサ端末毎に算定されるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれが前記カウンタ誤差によって補正されるステップと、前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定方法。
  5. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、リセット要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、前記音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、前記リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末からカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、前記カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差が前記センサ端末毎に算定されるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれが前記カウンタ誤差によって補正されるステップと、前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定方法。
  6. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する方法であり、カウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から初期カウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、前記カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から第二のカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の位置において音波が発信されるステップと、前記音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から音波入力時のカウンタ値が前記コーディネータに対して送信されるステップと、前記第二のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分及び前記所定の時間間隔を用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差が前記センサ端末毎に算定されるステップと、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値及び前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値のそれぞれが前記カウンタ誤差によって補正されるステップと、前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記差分値と前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記差分値との差分に音の伝搬速度が掛け合わされて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離が算出されるステップと、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置が推定されるステップとを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定方法。
  7. 所定の時間間隔でカウンタ値要求信号が複数回送信され、これら複数のカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から複数のカウンタ値が前記コーディネータに対して送信され、これらカウンタ値同士の差分と前記所定の時間間隔との組み合わせ毎にカウンタ誤差が算定され、これらカウンタ誤差の平均値若しくは中央値が最終的な前記カウンタ誤差として用いられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のセンサ端末位置の推定方法。
  8. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で前記位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける手段と、前記所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する手段と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する手段と、前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定装置。
  9. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、リセット要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で前記位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、前記リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信されたカウンタ値の入力を受ける手段と、前記カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する手段と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する手段と、前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定装置。
  10. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、カウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された初期カウンタ値の入力を受ける手段と、前記カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された第二のカウンタ値の入力を受ける手段と、前記位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、前記第二のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分及び前記所定の時間間隔を用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する手段と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値及び前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値のそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する手段と、前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記差分値と前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記差分値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定装置。
  11. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で前記位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける手段と、前記所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する手段と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する手段と、前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定装置。
  12. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、リセット要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で前記位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して位置が前記既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、前記リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信されたカウンタ値の入力を受ける手段と、前記カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する手段と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する手段と、前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定装置。
  13. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する装置であり、カウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された初期カウンタ値の入力を受ける手段と、前記カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された第二のカウンタ値の入力を受ける手段と、前記位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける手段と、前記第二のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分及び前記所定の時間間隔を用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する手段と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値及び前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値のそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する手段と、前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記差分値と前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記差分値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する手段と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する手段とを有することを特徴とするセンサ端末位置の推定装置。
  14. 所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受け、これらカウンタ値同士の差分と前記所定の時間間隔との組み合わせ毎にカウンタ誤差を算定し、これらカウンタ誤差の平均値若しくは中央値を最終的な前記カウンタ誤差として用いることを特徴とする請求項８から１３のいずれか一つに記載のセンサ端末位置の推定装置。
  15. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で前記位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける処理と、前記所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する処理と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する処理と、前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とするセンサ端末位置の推定プログラム。
  16. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、リセット要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で前記位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、前記リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信されたカウンタ値の入力を受ける処理と、前記カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する処理と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する処理と、前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とするセンサ端末位置の推定プログラム。
  17. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、カウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された初期カウンタ値の入力を受ける処理と、前記カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された第二のカウンタ値の入力を受ける処理と、前記位置が未知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、前記第二のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分及び前記所定の時間間隔を用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する処理と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値及び前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値のそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する処理と、前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記差分値と前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記差分値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とするセンサ端末位置の推定プログラム。
  18. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で前記位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受ける処理と、前記所定の時間間隔で送信されたカウンタ値同士の差分と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する処理と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する処理と、前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とするセンサ端末位置の推定プログラム。
  19. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、リセット要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末とのクロック部のカウンタ値がリセットされた上で前記位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、前記リセット要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信されたカウンタ値の入力を受ける処理と、前記カウンタ値要求信号への応答としてのカウンタ値と前記所定の時間間隔とを用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する処理と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値とのそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する処理と、前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値と前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記音波入力時のカウンタ値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とするセンサ端末位置の推定プログラム。
  20. 位置が既知である複数のセンサ端末とコーディネータとを含んで構成される無線センサネットワークにおいて位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであり、カウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された初期カウンタ値の入力を受ける処理と、前記カウンタ値要求信号の送信から所定の時間間隔で送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された第二のカウンタ値の入力を受ける処理と、前記位置が既知であるセンサ端末の位置において発信された音波の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された音波入力時のカウンタ値の入力を受ける処理と、前記第二のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分及び前記所定の時間間隔を用いて前記カウンタ値を実際の時間に補正するための指標であるカウンタ誤差を前記センサ端末毎に算定する処理と、前記位置が既知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値及び前記位置が未知であるセンサ端末の前記音波入力時のカウンタ値と前記初期カウンタ値との差分値のそれぞれを前記カウンタ誤差によって補正する処理と、前記位置が未知であるセンサ端末の補正された前記差分値と前記位置が既知であるセンサ端末の補正された前記差分値との差分に音の伝搬速度を掛け合わせて前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の距離を算出する処理と、複数の前記位置が既知であるセンサ端末と前記位置が未知であるセンサ端末との間の前記距離を用いて前記位置が未知であるセンサ端末の位置を推定する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とするセンサ端末位置の推定プログラム。
  21. 所定の時間間隔で複数回送信されたカウンタ値要求信号の入力に応答して前記位置が既知であるセンサ端末及び前記位置が未知であるセンサ端末から送信されて前記コーディネータによって受信された複数のカウンタ値の入力を受け、これらカウンタ値同士の差分と前記所定の時間間隔との組み合わせ毎にカウンタ誤差を算定し、これらカウンタ誤差の平均値若しくは中央値を最終的な前記カウンタ誤差として用いることを特徴とする請求項１５から２０のいずれか一つに記載のセンサ端末位置の推定プログラム。
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