JP5300797B2 - Shape estimation system, angle estimation method, and object number estimation method - Google Patents

Shape estimation system, angle estimation method, and object number estimation method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate the internal angle formed by line segments configuring the outer shape periphery of an object on a two-dimensional plane. <P>SOLUTION: A composite sensor node is equipped with: a plurality of sensors for detecting presence of a shape estimation object within a sensing area; and a transmission means which transmits to a server the detection result information indicative of presence of the shape estimation object detected by each of the sensors. The server is equipped with: a measurement calculating means which calculates, where the internal angle of the vertex of the shape estimation object is &alpha;, the measure of a set of the composite sensor nodes as sensing results of detecting the shape estimation object by the specific composite sensor node and not detecting by the others among the composite sensor nodes from the parameters of the composite sensor nodes and &alpha;; an expectation value calculation means which calculates the expectation value of the sensing results for internal angles &alpha;<SB>1</SB>,..., &alpha;<SB>n</SB>(n is the number of internal angles) from the measure; and a search means which searches the internal angles &alpha;<SB>1</SB>,..., &alpha;<SB>n</SB>which decrease the differences between the sensing results and the expectation value. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、2次元平面上の対象物の形状の外周を構成する線分がなす内角と対象物の数を推定する形状推定システム、角度推定方法及び対象物数推定方法に関する。   The present invention relates to a shape estimation system, an angle estimation method, and an object number estimation method for estimating an inner angle formed by a line segment that forms an outer periphery of a shape of an object on a two-dimensional plane and the number of objects.

近年、小型の無線つきセンサをばら撒いて、ネットワーク化し、色々なアプリケーションに使おうという試みが盛んである(例えば、非特許文献1、2参照)。非常に多くのセンサが利用すると考えられることから、個々のセンサの位置を設計あるいは登録することなく、利用できることが望ましい。そのような状況下で、2次元的あるいは3次元的な広がりをもつ対象物を、検出することを考える。具体的には、センサは当該センサのセンシングエリアにおいて当該対象物の有無を検出することができる場合に、同対象物の形状を推定する。   In recent years, attempts have been made to distribute small wireless sensors, network them, and use them for various applications (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2). Since it is considered that a large number of sensors are used, it is desirable that the position of each sensor can be used without designing or registering. In such a situation, consider detecting an object having a two-dimensional or three-dimensional spread. Specifically, when the sensor can detect the presence or absence of the target object in the sensing area of the sensor, the sensor estimates the shape of the target object.

このような課題に対して、特許文献1では、各センサの位置情報なしに、各センサからの予め対象物の形状のクラス(円とか長方形とか)が分かっている範囲で、対象物の形状を特徴づけるパラメータを推定することにより、形状推定を行っている。   In order to deal with such a problem, in Patent Document 1, the shape of the object is determined within a range in which the class of the object shape (circle or rectangle) from each sensor is known in advance without the position information of each sensor. Shape estimation is performed by estimating parameters to be characterized.

特開2009−063554号公報JP 2009-063554 A

I.F.Akyildiz,W.Su,Y.Sankarasubramaniam,andE.Cayirci,ASurveyonSensorNetworks,IEEECommunicationsMagazine,40,8,pp.102-1142002.I.F.Akyildiz, W.Su, Y. Sankarasubramaniam, and E. Cayirci, ASurveyon SensorNetworks, IEEE Communications Magazine, 40, 8, pp. 102-1142002. BenW.Cook,StevenLanzisera,andKristoferS.J.Pister,SoCIssuesforRFSmartDust,ProceedingsoftheIEEE,94,6,pp.1177-1196,June2006.BenW.Cook, StevenLanzisera, andKristoferS.J.Pister, SoCIssuesforRFSmartDust, ProceedingsoftheIEEE, 94,6, pp.1177-1196, June2006.

ところで、個々のセンサは、2値センサであって、センシングエリア内にいずれかの対象物があったか否かのみをレポートすることができ、個々のセンサの位置を設計した上で配備することなく、また、GPS等の位置センサを用いてセンサ位置を特定することなく対象物の形状を推定する際に、2次元平面上の対象物の形状、特に、その外周を構成する線分がなす内角1つ1つを推定する必要がある。   By the way, each sensor is a binary sensor and can report only whether or not there is any object in the sensing area, without designing and deploying the position of each sensor, Further, when estimating the shape of an object without specifying a sensor position using a position sensor such as GPS, the shape of the object on a two-dimensional plane, in particular, an inner angle 1 formed by a line segment constituting the outer periphery thereof. One needs to be estimated.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、対象物の形状を推定する際に、2次元平面上の対象物の形状、特に、その外周を構成する線分がなす内角1つ1つを推定するとともに、対象物の数を推定することができる形状推定システム、角度推定方法及び対象物数推定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances. When estimating the shape of an object, the shape of the object on a two-dimensional plane, in particular, one inner angle formed by a line segment constituting the outer periphery thereof. An object is to provide a shape estimation system, an angle estimation method, and an object number estimation method capable of estimating one and estimating the number of objects.

本発明は、形状推定対象物を検出する複数の複合センサノードと、該複合センサノードの検出結果の情報に基づいて、前記形状推定対象物の形状を推定する処理を行うサーバとを備える形状推定システムにおいて、前記複合センサノードは、予め定められた形状をなすように配備され、センシングエリア内における前記形状推定対象物の有無を検出する複数のセンサと、前記センサのそれぞれが検出した形状推定対象物の有無を示す検出結果情報を前記サーバに送信する送信手段とを備え、前記サーバは、前記送信手段から送信された前記形状推定対象物の有無を示す検出結果情報を受信し、内部に記憶する検出情報取得手段と、前記複合センサノードのパラメータを保持するセンサ情報保持手段と、前記形状推定対象物の頂点の内角がαの場合に、前記複合センサノードのうち、特定の複合センサノードが前記形状推定対象物を検出し、その他が検出しないセンシング結果となる前記複合センサノードの集合の測度を、前記複合センサノードのパラメータと前記αから計算する測度計算手段と、前記測度から内角α,・・・,α(nは内角の数)である場合のセンシング結果の期待値を計算する期待値計算手段と、前記センシング結果と前記期待値の差分を小さくする内角α,・・・,αを探索する探索手段とを備えることを特徴とする。 The present invention provides a shape estimation comprising: a plurality of composite sensor nodes that detect a shape estimation object; and a server that performs processing for estimating the shape of the shape estimation object based on information on a detection result of the composite sensor node. In the system, the composite sensor node is arranged to have a predetermined shape, a plurality of sensors for detecting the presence or absence of the shape estimation object in a sensing area, and a shape estimation object detected by each of the sensors Transmitting means for transmitting detection result information indicating the presence / absence of an object to the server, wherein the server receives the detection result information indicating the presence / absence of the shape estimation object transmitted from the transmitting means, and stores the detection result information therein. Detection information acquisition means for performing detection, sensor information holding means for holding parameters of the composite sensor node, and an inner angle of the vertex of the shape estimation object is α In particular, among the composite sensor nodes, a specific composite sensor node detects the shape estimation target object, and the others measure a set measure of the composite sensor nodes that is a sensing result as a parameter of the composite sensor node. Measure calculation means for calculating from α, expected value calculation means for calculating an expected value of a sensing result when the angle is an internal angle α 1 ,..., Α n (n is the number of internal angles), and the sensing And a search means for searching for internal angles α 1 ,..., Α n for reducing the difference between the result and the expected value.

本発明は、前記複合センサノードは、2つの平行な同じ長さの線分上に、等間隔にセンサを、予め定められた距離だけ離して配置したことを特徴とする。   The present invention is characterized in that in the composite sensor node, the sensors are arranged at equal intervals on two parallel line segments having the same length and separated by a predetermined distance.

本発明は、前記探索手段は、前記差分の2乗のセンシングパタンに関する和を最小化する内角α,・・・,αを探索することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the search means searches for internal angles α 1 ,..., Α n that minimize a sum related to the squared sensing pattern of the difference.

本発明は、前記測度計算手段は、式(3)〜式(32)の演算を含むことを特徴とする。   The present invention is characterized in that the measure calculation means includes operations of Expressions (3) to (32).

本発明は、前記期待値計算手段は、式(1)、式(2)の演算を含むことを特徴とする。   The present invention is characterized in that the expected value calculation means includes operations of Expressions (1) and (2).

本発明は、前記探索手段により得られた前記内角α,・・・,αの総和を求め、二次元図形の内角の和を求める式を用いて、前記内角の総和と、前記内角の数とから前記対象物の数を求める対象物数算出手段をさらに備えたことを特徴とする。 The present invention obtains the sum of the interior angles α 1 ,..., Α n obtained by the search means, and uses the formula for obtaining the sum of the interior angles of the two-dimensional figure, and the sum of the interior angles and the interior angle An object number calculating means for obtaining the number of objects from the number is further provided.

本発明は、形状推定対象物を検出する複数の複合センサノードと、該複合センサノードの検出結果の情報に基づいて、前記形状推定対象物の形状を推定する処理を行うサーバとを備える形状推定システムにおいて、2次元平面上の前記形状推定対象物の形状の外周を構成する線分がなす内角を推定する角度推定方法であって、前記複合センサノードは、予め定められた形状をなすように配備され、センシングエリア内における前記形状推定対象物の有無を検出する複数のセンサと、前記センサのそれぞれが検出した形状推定対象物の有無を示す検出結果情報を前記サーバに送信する送信手段とを備え、前記サーバが、前記送信手段から送信された前記形状推定対象物の有無を示す検出結果情報を受信し、内部に記憶する検出情報取得ステップと、前記複合センサノードのパラメータを保持しておくセンサ情報保持ステップと、前記形状推定対象物の頂点の内角がαの場合に、前記複合センサノードのうち、特定の複合センサノードが前記形状推定対象物を検出し、その他が検出しないセンシング結果となる前記複合センサノードの集合の測度を、前記複合センサノードのパラメータと前記αから計算する測度計算ステップと、前記測度から内角α,・・・,α(nは内角の数)である場合のセンシング結果の期待値を計算する期待値計算ステップと、前記センシング結果と前記期待値の差分を小さくする内角α,・・・,αを探索する探索ステップとを有することを特徴とする。 The present invention provides a shape estimation comprising: a plurality of composite sensor nodes that detect a shape estimation object; and a server that performs processing for estimating the shape of the shape estimation object based on information on a detection result of the composite sensor node. In the system, an angle estimation method for estimating an internal angle formed by a line segment constituting the outer periphery of the shape of the shape estimation object on a two-dimensional plane, wherein the composite sensor node has a predetermined shape. A plurality of sensors arranged to detect the presence / absence of the shape estimation object in a sensing area, and a transmission means for transmitting detection result information indicating the presence / absence of the shape estimation object detected by each of the sensors to the server. A detection information acquisition step in which the server receives detection result information indicating the presence / absence of the shape estimation object transmitted from the transmission unit and stores the detection result information therein A sensor information holding step for holding parameters of the composite sensor node, and a specific composite sensor node among the composite sensor nodes when the interior angle of the vertex of the shape estimation target object is α. A measure calculation step for calculating a measure of the set of composite sensor nodes, which is a sensing result that is detected by an object and not detected by others, from the parameter of the composite sensor node and α, and an internal angle α 1 ,. , Α n (where n is the number of interior angles), an expected value calculation step for calculating the expected value of the sensing result, and interior angles α 1 ,..., Α n for reducing the difference between the sensing result and the expected value. And a search step for searching for.

本発明は、前記複合センサノードは、2つの平行な同じ長さの線分上に、等間隔にセンサを、予め定められた距離だけ離して配置したことを特徴とする。   The present invention is characterized in that in the composite sensor node, the sensors are arranged at equal intervals on two parallel line segments having the same length and separated by a predetermined distance.

本発明は、前記探索ステップは、前記差分の2乗のセンシングパタンに関する和を最小化する内角α,・・・,αを探索することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the searching step searches for internal angles α 1 ,..., Α n that minimize a sum related to the squared sensing pattern of the difference.

本発明は、前記探索ステップにより得られた内角α,・・・,αの総和を求め、二次元図形の内角の和を求める式を用いて、前記内角の総和と、前記内角の数とから前記対象物の数を求める対象物数算出ステップを有することを特徴とする。 The present invention obtains the sum of the interior angles α 1 ,..., Α n obtained by the search step, and uses the formula for obtaining the sum of the interior angles of the two-dimensional figure, and calculates the sum of the interior angles and the number of interior angles. And a target number calculation step for obtaining the number of the target objects from the above.

本発明によれば、各センサの位置情報なしに、各センサが形状推定対象物を検出したか否かの情報のみから、2次元平面上の対象物の形状の外周を構成する線分がなす内角1つ1つを推定することができるという効果が得られる。また、求めた内角の総和から形状推定対象物の数を推定することができるという効果も得られる。   According to the present invention, the line segment constituting the outer periphery of the shape of the object on the two-dimensional plane is formed only from the information on whether or not each sensor has detected the shape estimation object without the position information of each sensor. The effect that each inner angle can be estimated is obtained. Moreover, the effect that the number of shape estimation objects can be estimated from the total sum of the calculated inner angles is also obtained.

2次元平面上の対象物の形状を構成する線分がなす内角を推定する形状推定システムの構成を示すブロック図であるIt is a block diagram which shows the structure of the shape estimation system which estimates the internal angle which the line segment which comprises the shape of the target object on a two-dimensional plane makes. 図1に示す複合センサノード2の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the composite sensor node 2 shown in FIG. 計算結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a calculation result. 計算結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a calculation result. 計算結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a calculation result. 計算結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a calculation result.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による形状推定システムを説明する。図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号1は、対象物の形状を推定する際に、2次元平面上の対象物の形状の外周を構成する線分がなす内角1つ1つを推定する演算処理を行うセンタサーバである。センタサーバ1は、通信部11と、データ処理部12と、記憶部13と、入出力部14と、電源部15とを備えるコンピュータ端末である。通信部11は、複合センサノード2−1、2−2、2−3から送信される検出結果の情報を受信する通信処理を行う。データ処理部12は、通信部11が受信した検出結果の情報に基づき、統計処理演算を行う。記憶部13は、データ処理部12においての算出処理に用いられる情報(パラメータ)、通信部が11が受信した検出結果の情報を記憶する。入出力部14は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、ボタンやキーなどによりユーザからの情報の入力を受け付ける入力部と、LCD(Liquid Crystal Display)などのディスプレイへの表示を行う出力部とを備える入出力装置である。電源部15は、センタサーバ1の各部を駆動させるための電力を供給する。符号2−1〜3は、2次元平面上の対象物の形状を構成する線分がなす内角を推定する対象物3の周辺にばらまかれた複合センサノードである。ここでは、3つの複合センサノード2のみを図示しているが、実際には、多数の複合センサノード2が対象物3の周辺にばらまかれる。   Hereinafter, a shape estimation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. In this figure, reference numeral 1 denotes a center server that performs arithmetic processing for estimating each inner angle formed by a line segment that forms the outer periphery of the shape of the object on the two-dimensional plane when estimating the shape of the object. It is. The center server 1 is a computer terminal that includes a communication unit 11, a data processing unit 12, a storage unit 13, an input / output unit 14, and a power supply unit 15. The communication unit 11 performs communication processing for receiving detection result information transmitted from the composite sensor nodes 2-1, 2-2, 2-3. The data processing unit 12 performs a statistical processing calculation based on the detection result information received by the communication unit 11. The storage unit 13 stores information (parameters) used for calculation processing in the data processing unit 12 and information on detection results received by the communication unit 11. The input / output unit 14 includes, for example, an input unit that receives input of information from the user by a keyboard, mouse, touch panel, buttons, keys, and the like, and an output unit that displays on a display such as an LCD (Liquid Crystal Display). I / O device. The power supply unit 15 supplies power for driving each unit of the center server 1. Reference numerals 2-1 to 3 are composite sensor nodes scattered around the object 3 for estimating an inner angle formed by a line segment constituting the shape of the object on a two-dimensional plane. Here, only three composite sensor nodes 2 are illustrated, but actually, a large number of composite sensor nodes 2 are scattered around the object 3.

次に、図2を参照して、図1に示す複合センサノード2の構成を説明する。ここでは、J個のタイプの複合センサノード2を用いる。複合センサノード2は、複数のセンサを予め定められた形状に配備したセンサノードであり、タイプjの複合センサノード2は、間隔W離れて平行に設置された2本の長さLの線分上各々に等間隔にn個の2値センサ23−1〜n、24−1〜nをつける(j=1,…,Jc)。センサ間の間隔l=L/(n−1)である。このセンサ23−1〜n、24−1〜nは、自位置に対象物がある時だけ、対象物を検出したことを意味する信号1を発し、それ以外の場合は信号0を発する。そしてこれらの各タイプの複合センサノード2をランダムに平均密度λ(j=1,…,Jc)になるように、対象物2の周辺に多数ばらまく。各複合センサノード2は、複合センサノード2の処理動作を統括して制御するCPU21と、無線の通信機22を備えている。CPU21は、各センサ23−1〜n、24−1〜nからのセンシング結果(信号1または信号0)を集約し、通信機22を介してセンタサーバ1との間で通信回線を確立し、各センサのセンシング結果の情報を送信する。なお、複合センサノード2内には、センサ23−1〜n、24−1〜n、CPU21および通信機22が動作するための電力を供給する電源部を備えているが、図2において図示を省略している。また、通信機22は、センサ23−1〜n、24−1〜nのそれぞれに備えられており、各センサがセンタサーバ1に対してセンシング結果の送信を行うようにしてもよい。 Next, the configuration of the composite sensor node 2 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. Here, a composite sensor node 2 of J c pieces of type. The compound sensor node 2 is a sensor node in which a plurality of sensors are arranged in a predetermined shape, and the type j compound sensor node 2 has two lengths L j arranged in parallel with a distance W j apart. On the line segment, n j binary sensors 23-1 to n, 24-1 to n are attached at equal intervals (j = 1,..., Jc). The distance between the sensors is l j = L j / (n j −1). The sensors 23-1 to 23-n and 24-1 to 24-n emit a signal 1 indicating that the object has been detected only when the object is at its own position, and a signal 0 in other cases. A large number of these types of composite sensor nodes 2 are scattered around the object 2 so as to have an average density λ j (j = 1,..., Jc) at random. Each composite sensor node 2 includes a CPU 21 that controls the overall processing operation of the composite sensor node 2 and a wireless communication device 22. The CPU 21 aggregates the sensing results (signal 1 or signal 0) from the sensors 23-1 to n and 24-1 to n, establishes a communication line with the center server 1 via the communication device 22, Information on the sensing result of each sensor is transmitted. The composite sensor node 2 includes a power supply unit that supplies power for operating the sensors 23-1 to n, 24-1 to n, the CPU 21, and the communication device 22, but is illustrated in FIG. Omitted. The communication device 22 may be provided in each of the sensors 23-1 to n and 24-1 to n, and each sensor may transmit a sensing result to the center server 1.

次に、図1、図2を参照して、図1に示す形状推定システムの動作を説明する。まず、タイプjの第i番目の複合センサノード2(例えば、複合センサノード2−1)は、2n個の0,1の情報(複合センサノード内の各センサが対象物を検出した場合1、検出しない場合0からなる情報)Ii,jをセンタサーバ1に対して、自タイプ番号jとともに通信機22を介して送信する。通信部11は、複合センサノード2から送信された情報を受信し、記憶部13に記憶する。また、記憶部13には、予め各タイプの複合センサノード2のパラメータ(λ,L,w,n,j=1,…,Jc)を予め記憶している。データ処理部12は、所定のデータIi,jを集めることができた時点で、以下の統計処理を実行する。ここでは、添え字を簡略化するため、タイプに属する添え字は省略する。 Next, the operation of the shape estimation system shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. First, the i-th composite sensor node 2 of type j (for example, composite sensor node 2-1) has 2n j pieces of 0, 1 information (when each sensor in the composite sensor node detects an object 1 If not detected, information consisting of 0) I i, j is transmitted to the center server 1 through the communication device 22 together with its own type number j. The communication unit 11 receives information transmitted from the composite sensor node 2 and stores it in the storage unit 13. In addition, the storage unit 13 stores parameters (λ j , L j , w j , n j , j = 1,..., Jc) of each type of composite sensor node 2 in advance. The data processing unit 12 executes the following statistical processing when the predetermined data I i, j can be collected. Here, in order to simplify subscripts, subscripts belonging to types are omitted.

まず、1<i≦j<n,1<i≦j<nとなるさまざまなi,i,j,jに対して、第1番目センサから第(i−1)番目が0、第i番目から第j番目が1、第(j+1)番から第n番目センサが0、第1番目センサから第(i−1)番目が0、第i番目から第j番目が1、第(j+1)番から第n番目センサが0となる複合センサノード2の数を0,1の情報Ii,jからカウントする。 First, for the various i 1 , i 2 , j 1 , j 2 satisfying 1 <i 1 ≦ j 1 <n j , 1 <i 2 ≦ j 2 <n j , 1 -1) th 0, the j 1 th from the first i th 1, the (j 1 +1) the n j th sensor from No. 0, the (i 2 -1) th from the first sensor 0, i 2nd to j 2nd is 1 and (j 2 +1) th to n jth sensors are 0. The number of composite sensor nodes 2 is counted from 0,1 information I i, j . .

その値(確率変数)を

Figure 0005300797
観測値を
Figure 0005300797
とする。 Its value (random variable)
Figure 0005300797
Observations
Figure 0005300797
And

同様に、第1番目センサから第(i−1)番目が1、第i番目から第j番目が0、第(j+1)番から第n番目センサが1、第1番目センサから第(i−1)番目が1、第i番目から第j番目が0、第(j+1)番から第n番目センサが1となる複合センサノードの数を0,1の情報Ii,jからカウントする。 Similarly, the (i 1 -1) th from the first sensor is 1, the i 1st to jth 1st is 0, the (j 1 +1) th to the njth sensor is 1, 1st The number of composite sensor nodes in which the (i 2 −1) th sensor is 1, the i 2nd to j 2nd sensors are 0, and the (j 2 +1) th to the n jth sensor is 1 is 0. 1 information I i, j is counted.

その値(確率変数)を

Figure 0005300797
とする。ここで
Figure 0005300797
を、角度αをもつ対象物3の頂点に対して、第1番目センサから第(i−1)番目が0、第i番目から第j番目が1、第(j+1)番から第n番目センサが0、第1番目センサから第(i−1)番目が0、第i番目から第j番目が1、第(j+1)番から第n番目センサが0となるタイプjの複合センサノード2の集合の測度と定義すると、
Figure 0005300797
であることが積分幾何学の計算により分かる。ただし、n,n’は、対象物の鋭角、鈍角の頂点数である。さらに、同計算により、以下が分かる。添え字簡略化のため、l,n,wをl,n,wと書く。 Its value (random variable)
Figure 0005300797
And here
Figure 0005300797
To the vertex of the object 3 having the angle α, the (i 1 −1) th from the first sensor is 0, the i 1st to j 1st is 1, and the (j 1 +1) th the n j th sensor from 0, from the first sensor first (i 2 -1) th 0, the j 2 th from the i 2 th 1, the n j th sensor from the (j 2 +1) th Is defined as a measure of a set of composite sensor nodes 2 of type j for which
Figure 0005300797
It can be seen from the calculation of integral geometry. Here, n v and n ′ v are the number of vertices of acute and obtuse angles of the object. Furthermore, the following is understood from the calculation. In order to simplify subscripts, l j , n j , and w j are written as l, n, and w.

Figure 0005300797
Figure 0005300797

Figure 0005300797
Figure 0005300797

Figure 0005300797
Figure 0005300797

Figure 0005300797
Figure 0005300797

Figure 0005300797
Figure 0005300797

よって、誤差項

Figure 0005300797
とを用いて
Figure 0005300797
と書ける。 Therefore, the error term
Figure 0005300797
And with
Figure 0005300797
Can be written.

いろいろな(i,j,i,j,l,n,w)に対するε(i,j,i,j|l,n,w)を要素とする誤差ベクトルvN,mを定義する。

Figure 0005300797
Ε (i 1 , j 1 , i 2 , j 2 | l j , n j , w j ) for various (i 1 , j 1 , i 2 , j 2 , l j , n j , w j ) An error vector v N, m is defined.
Figure 0005300797

そして、次の最小二乗誤差問題を解くことによって、対象物の各鋭角と鋭角数の推定値が得られる。

Figure 0005300797
同様にして、鈍角と鈍角数の推定値も得られる。 Then, by solving the following least square error problem, an estimated value of each acute angle and the number of acute angles of the object can be obtained.
Figure 0005300797
Similarly, the obtuse angle and the estimated number of obtuse angles are also obtained.

上記最小二乗誤差問題の解法アルゴリズムは多々あるが、ここで参考のため、簡単な例を示す。
<初期値推定処理>

Figure 0005300797
は、α(i,j,i,j|l,n,w)で最大値をとり、その値は、m(α,α,i,j,i,j|l,n,w)であるとする。 There are many algorithms for solving the least square error problem, but a simple example is shown here for reference.
<Initial value estimation processing>
Figure 0005300797
Takes a maximum value at α * (i 1 , j 1 , i 2 , j 2 | l, n, w), which is m ** , α, i 1 , j 1 , i 2 , j 2 | l, n, w).

(1)まず初期化i=1,n=1,各(i,j,i,j|l,n,w)に対して、

Figure 0005300797
となる。また、Sを利用可能なすべての(i,j,i,j,l,n,w)の組み合わせとする。 (1) Initialization i = 1, n e = 1, for each (i 1 , j 1 , i 2 , j 2 | l, n, w),
Figure 0005300797
It becomes. Also, let S be a combination of all available (i 1 , j 1 , i 2 , j 2 , l, n, w).

(2)次に、(i,j,i,j,l,n,w)∈Sに対して、その正規化ピーク

Figure 0005300797
が最大になる(i,j,i,j,l,n,w)を見つけて、その(i,j,i,j)を〜θ(i)(θの前の「〜」は、θの頭に付く)、(l,n,w)を〜θ(i)(θの前の「〜」は、θの頭に付く)と表記する。 (2) Next, for (i 1 , j 1 , i 2 , j 2 , l, n, w) εS, its normalized peak
Figure 0005300797
(I 1 , j 1 , i 2 , j 2 , l, n, w) is found, and (i 1 , j 1 , i 2 , j 2 ) is changed to ˜θ 1 (i) (θ "~" In front of is attached to the head of [theta], and (l, n, w) is expressed as ~ [theta] 2 (i) ("~" in front of [theta] is attached to the head of [theta]).

(3)次に、

Figure 0005300797
を計算し、予め定めたγ<1と比較し、γ以下であれば(4)の処理へ進む。一方、γより大きく、かつ、k−1+γ≦β<k+γであれば、初期推定値として、
Figure 0005300797
を得る。そして、パラメータの更新を以下のようにする。n←n+k,各(i,j,i,j|l,n,w)(←は値の代入を表す)について、
Figure 0005300797
とする。 (3) Next,
Figure 0005300797
Is compared with a predetermined γ <1, and if it is equal to or less than γ, the process proceeds to (4). On the other hand, if it is larger than γ and k−1 + γ ≦ β <k + γ, as an initial estimated value,
Figure 0005300797
Get. Then, the parameter is updated as follows. For n ene + k, each (i 1 , j 1 , i 2 , j 2 | l, n, w) (← represents substitution of values),
Figure 0005300797
And

(4)探索範囲を

Figure 0005300797
により限定し、i←i+1とする。仮にnが既知でn>nなら処理を終了させ、nが未知ならS=0の場合終了し、nの推定値はn−1となる。終了でなければ(2)の処理へ戻って処理を繰り返す。この初期値推定は、特に、nが未知のときに重要である。既知の場合は、適当な初期値を用いて、以下に説明する最小二乗推定値探索を行ってもよい。 (4) Search range
Figure 0005300797
And i ← i + 1. If n v is known and n e > n v, the process is terminated. If n v is unknown, the process is terminated when S = 0, and the estimated value of n v is n e −1. If not completed, the process returns to the process (2) and the process is repeated. This initial value estimation is particularly important when nv is unknown. If known, a least square estimation value search described below may be performed using an appropriate initial value.

<最小二乗推定値探索処理>
(5)まず、各kについて、

Figure 0005300797
を初期値設定する。 <Least-square estimated value search processing>
(5) First, for each k,
Figure 0005300797
Is set to the initial value.

(6)次に、各kについて、

Figure 0005300797
とする。 (6) Next, for each k,
Figure 0005300797
And

(7)次に、

Figure 0005300797
として、x,・・・,xnvの全組み合わせに対して、
Figure 0005300797
を計算する。ここでε(x,・・・,xnv,i,j,i,j,l,n,w)は、
Figure 0005300797
となる。 (7) Next,
Figure 0005300797
For all combinations of x 1 ,..., X nv ,
Figure 0005300797
Calculate Where ε (x 1 ,..., X nv , i 1 , j 1 , i 2 , j 2 , l, n, w) is
Figure 0005300797
It becomes.

(8)次に、

Figure 0005300797
を最小化する組み合わせ
Figure 0005300797
を選ぶ。 (8) Next,
Figure 0005300797
Combinations to minimize
Figure 0005300797
Select.

(9)次に、各kに対して、推定値として

Figure 0005300797
を得る。さらに推定値を更新するため、δ>0を小さくして、(6)へ戻り処理を繰り返す。 (9) Next, for each k, as an estimated value
Figure 0005300797
Get. Further, in order to update the estimated value, δ> 0 is reduced, and the process returns to (6) and is repeated.

次に、図3〜図6を参照して、前述した角度推定方法の効果について説明する。前述したm(α,i,j,i,j,|l,n,w)がどのような特性を示すか正規化した

Figure 0005300797
を図3に示す。実際の計算では、
Figure 0005300797
を用いて計算した。図3は、n=5にして、それ以外のパラメータはいろいろな値に変えて計算した結果を示している。図3から分かるように、パラメータを適当に選ぶことにより、特定の角度に対して、m(α,i,j,i,j,|l,n,w)が高い値をとるようになる。 Next, the effects of the angle estimation method described above will be described with reference to FIGS. Normalized what kind of characteristic m (α, i 1 , j 1 , i 2 , j 2 , | l, n, w) described above shows
Figure 0005300797
Is shown in FIG. In the actual calculation,
Figure 0005300797
Calculated using FIG. 3 shows the calculation results when n = 5 and other parameters are changed to various values. As can be seen from FIG. 3, m (α, i 1 , j 1 , i 2 , j 2 , | l, n, w) takes a high value for a specific angle by appropriately selecting parameters. It becomes like this.

観測値

Figure 0005300797
は、m(α,i,j,i,j,|l,n,w)と、式(1)、(3)と関連するので、パラメータを適当に選ぶことにより、特定の角度に対して、観測値
Figure 0005300797
が高い値をとることができるようになる。すなわち、複合センサノード2は、特定の角度に対するフィルタのような動作をすると期待される。 Observed value
Figure 0005300797
Is related to m (α, i 1 , j 1 , i 2 , j 2 , | l, n, w) and Equations (1) and (3). Observed value against angle
Figure 0005300797
Can take a high value. That is, the composite sensor node 2 is expected to operate like a filter for a specific angle.

また、λ=1,1タイプだけの複合センサノード2を用い、l=2.5,n=5,w=10とし、対象物3は内角がπ/2,π/3,π/6で、もっとも長い辺が80の三角形とした場合に、シミュレーションを1万回行い、式(1)で与えられる期待値と比較した結果を図4、図5に示す。図4、図5に示すように、シミュレーションによる計算結果と期待値がいずれも非常によくあっているのが分かる。   Further, the composite sensor node 2 of only λ = 1, 1 type is used, l = 2.5, n = 5, w = 10, and the object 3 has an internal angle of π / 2, π / 3, and π / 6. When the longest side is a triangle of 80, the simulation is performed 10,000 times and the result compared with the expected value given by the equation (1) is shown in FIGS. As shown in FIG. 4 and FIG. 5, it can be seen that both the calculation result by simulation and the expected value are in good agreement.

対象物は内角がπ/2,π/3,π/6で、もっとも長い辺が80の三角形とし、この3角形の各内角を推定した結果を図6に示す。図6は、前述した初期推定処理と、最小二乗探索処理を用い、最小二乗探索処理の各ステップで、どのように推定値が改善されるかを示している。ここで用いたパラメータのセットは、(i,j,i,j,l,n,w)=(2,4,2,2,2.5,5,10),(2,2,2,2,2.5,5,10),(2,4,2,2,2,5,5,2),(2,4,3,3,2.5,5,2)である。図6に示すように、推定値は、真値に、急速に収束していることが分かる。 FIG. 6 shows the result of estimating the interior angles of this triangle, with the object having an interior angle of π / 2, π / 3, and π / 6 and the longest side being a triangle with 80. FIG. 6 shows how the estimated value is improved in each step of the least square search process using the initial estimation process and the least square search process described above. The set of parameters used here is (i 1 , j 1 , i 2 , j 2 , l, n, w) = (2, 4, 2, 2, 2.5, 5, 10), (2, 2,2,2,2.5,5,10), (2,4,2,2,2,5,5,2), (2,4,3,3,2.5,5,2) It is. As shown in FIG. 6, it can be seen that the estimated value rapidly converges to the true value.

このように、J個のタイプの複合センサノード2の出力に基づいて、対象物の各内角を推定するようにした。複合センサとは、複数のセンサをあらかじめ定められた形状に配備したセンサノードであり、タイプjの複合センサノードは、間隔W離れて平行に設置された2本の長さLの線分上各々に等間隔にn個の2値センサをつけたものである(j=1,…,J)。ここで、l=L/(n−1)とおく。第1番目センサから第(i−1)番目が0、第i番目から第j番目が1、第(j+1)番から第n番目センサが0、第1番目センサから第(i−1)番目が0、第i番目から第j番目が1、第(j+1)番から第n番目センサが0となる複合センサ数をIi,jとする。その値(確率変数)を

Figure 0005300797
とし、観測値を
Figure 0005300797
とする。 Thus, based on the output of the composite sensor node 2 of J c-number of types, and to estimate the respective internal angles of the object. A compound sensor is a sensor node in which a plurality of sensors are arranged in a predetermined shape, and a type j compound sensor node is a line segment of two lengths L j arranged in parallel at an interval W j. In addition, n j binary sensors are attached at equal intervals (j = 1,..., J c ). Here, l j = L j / (n j −1). The (i 1 -1) th from the first sensor is 0, the i 1st to jth 1st is 1, the (j 1 +1) th to the njth sensor is 0, the 1st sensor to the 1st Let I i, j be the number of combined sensors in which (i 2 −1) -th is 0, i 2nd to j 2nd is 1, and (j 2 +1) th to n-th j- th sensor is 0. Its value (random variable)
Figure 0005300797
And the observed value is
Figure 0005300797
And

ここで

Figure 0005300797
を、角度αをもつ対象物の頂点に対して、第1番目センサから第(i−1)番目が0、第i番目から第j番目が1、第(j+1)番から第n番目センサが0、第1番目センサから第(i−1)番目が0、第i番目から第j番目が1、第(j+1)番から第n番目センサが0となる複合センサの集合の測度と定義すると、前述した式(1)となる。ここで、λは、タイプjの複合センサノードの密度、nは、鋭角の頂点数である。鈍角についても同様の式を得ることができる。左辺側を測定値で置き換える。右辺は、諸々のパラメータを含む陽な式であるので、誤差項
Figure 0005300797
を用いて、最小二乗誤差minΣε(i,j,i,j|l,n,wを達成するα,・・・,αnvを得ることができる。 here
Figure 0005300797
With respect to the vertex of the object having an angle α, the (i 1 −1) th from the first sensor is 0, the i 1st to j 1st is 1, and the (j 1 +1) th the n j th sensor is 0, from the first sensor first (i 2 -1) th 0, the j 2 th from the i 2 th 1, the second n j th sensor from the (j 2 +1) th When defined as a measure of a set of composite sensors that becomes 0, the above-described equation (1) is obtained. Here, λ j is the density of type j composite sensor nodes, and n v is the number of acute vertices. Similar equations can be obtained for obtuse angles. Replace the left side with the measured value. Since the right side is an explicit expression that includes various parameters, the error term
Figure 0005300797
Can be used to obtain α 1 ,..., Α nv that achieves the least square error minΣ j ε (i 1 , j 1 , i 2 , j 2 | l j , n j , w j ) 2. .

次に、推定した内角から対象物の数を推定する処理動作について説明する。1つの複合センサノード2が、一度に複数の対象物を検出することがない限り、

Figure 0005300797
は、加法的である。すなわち、nを複数の対象物全体にわたる鋭角の頂点数として、式(1)が成立する。従って、複数の対象物全体の鋭角の内角α,・・・,αnvについての最小二乗誤差推定の問題となる。複合センサノード2のタイプ数が十分大きければ、これらの推定値を得ることは、1つの対象物の場合と同じである。鈍角についても同様に得ることができる。結果として、全鋭角の内角の総和の推定値A、全鈍角の内角の総和の推定値Bを得ることができる。 Next, a processing operation for estimating the number of objects from the estimated interior angle will be described. Unless one compound sensor node 2 detects a plurality of objects at a time,
Figure 0005300797
Is additive. That is, equation (1) is established, where n v is the number of acute vertices over a plurality of objects. Therefore, there is a problem of least square error estimation for acute inner angles α 1 ,..., Α nv of a plurality of objects. If the number of types of the composite sensor node 2 is sufficiently large, obtaining these estimated values is the same as in the case of one object. The obtuse angle can be obtained similarly. As a result, it is possible to obtain an estimated value A of the sum total of all acute angles and an estimated value B of the sum of all obtuse angles.

対象物数をK、第i番目の対象物の頂点数(鋭角、鈍角合わせて)をkとする。定義から、

Figure 0005300797
である。ここで、Jは、全対象物の鋭角、鈍角を合わせた頂点の数である。一般にk個の頂点をもつ2次元図形の内角の和は(k−2)πである。よって、A,Bが正しいとすると、
Figure 0005300797
となる。したがって、K=(Jπ−(A+B))/2πにより対象物数を求めることができ、推定した各内角の値から対象物の数を推定することが可能となる。 The object number K, the number of vertices of the i-th object (the acute angle, the combined obtuse) and k i. From the definition
Figure 0005300797
It is. Here, J is the number of vertices obtained by combining the acute and obtuse angles of all objects. In general, the sum of the inner angles of a two-dimensional figure having k i vertices is (k i −2) π. Therefore, if A and B are correct,
Figure 0005300797
It becomes. Therefore, the number of objects can be obtained by K = (Jπ− (A + B)) / 2π, and the number of objects can be estimated from the estimated values of the respective internal angles.

以上説明したように、各センサの位置情報なしに、各センサが形状推定対象物を検出したか否かの情報のみから、2次元平面上の対象物の形状の外周を構成する線分がなす内角1つ1つを推定することが可能になるとともに、対象物の数についても推定することが可能になる。   As described above, the line segment constituting the outer periphery of the shape of the object on the two-dimensional plane is formed only from the information on whether or not each sensor has detected the shape estimation object without the position information of each sensor. It becomes possible to estimate the interior angles one by one and also the number of objects.

なお、図1に示すセンタサーバ1の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより形状推定処理、対象物数量推定処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   It should be noted that the program for realizing the functions of the center server 1 shown in FIG. 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into the computer system and executed to estimate the shape. Processing and object quantity estimation processing may be performed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

小型の無線通信機つきセンサをばら撒いて、ネットワーク化し、個々のセンサの位置を設計あるいは登録することなく、2次元的あるいは3次元的な広がりをもつ検出対象物を検出することが不可欠な用途に適用できる。   Applications where it is indispensable to disperse sensors with small wireless communication devices, network them, and detect detection objects with a two-dimensional or three-dimensional extent without designing or registering the position of each sensor Applicable to.

1・・・センタサーバ、11・・・通信部、12・・・データ処理部、13・・・記憶部、14・・・入出力部、15・・・電源部、2・・・複合センサノード、21・・・CPU、22・・・通信機、23、24・・・センサ、3・・・対象物   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Center server, 11 ... Communication part, 12 ... Data processing part, 13 ... Memory | storage part, 14 ... Input-output part, 15 ... Power supply part, 2 ... Composite sensor Node, 21 ... CPU, 22 ... Communicator, 23, 24 ... Sensor, 3 ... Object

Claims (10)

形状推定対象物を検出する複数の複合センサノードと、該複合センサノードの検出結果の情報に基づいて、前記形状推定対象物の形状を推定する処理を行うサーバとを備える形状推定システムにおいて、
前記複合センサノードは、
予め定められた形状をなすように配備され、センシングエリア内における前記形状推定対象物の有無を検出する複数のセンサと、
前記センサのそれぞれが検出した形状推定対象物の有無を示す検出結果情報を前記サーバに送信する送信手段とを備え、
前記サーバは、
前記送信手段から送信された前記形状推定対象物の有無を示す検出結果情報を受信し、内部に記憶する検出情報取得手段と、
前記複合センサノードのパラメータを保持するセンサ情報保持手段と、
前記形状推定対象物の頂点の内角がαの場合に、前記複合センサノードのうち、特定の複合センサノードが前記形状推定対象物を検出し、その他が検出しないセンシング結果となる前記複合センサノードの集合の測度を、前記複合センサノードのパラメータと前記αから計算する測度計算手段と、
前記測度から内角α,・・・,α(nは内角の数)である場合のセンシング結果の期待値を計算する期待値計算手段と、
前記センシング結果と前記期待値の差分を小さくする内角α,・・・,αを探索する探索手段とを備える
ことを特徴とする形状推定システム。
In a shape estimation system comprising: a plurality of composite sensor nodes for detecting a shape estimation object; and a server that performs processing for estimating the shape of the shape estimation object based on information on a detection result of the composite sensor node;
The composite sensor node is:
A plurality of sensors that are arranged to form a predetermined shape and detect the presence or absence of the shape estimation object in a sensing area;
Transmission means for transmitting detection result information indicating the presence or absence of a shape estimation target detected by each of the sensors to the server,
The server
Detection information acquisition means for receiving detection result information indicating the presence or absence of the shape estimation object transmitted from the transmission means, and storing the detection result information therein;
Sensor information holding means for holding parameters of the composite sensor node;
When the inner angle of the apex of the shape estimation target object is α, among the composite sensor nodes, a specific composite sensor node detects the shape estimation target object, and the other sensor sensor results in a sensing result not detected by others. A measure calculation means for calculating a measure of the set from the parameter of the composite sensor node and α;
Expected value calculation means for calculating an expected value of the sensing result when the angle is an internal angle α 1 ,..., Α n (n is the number of internal angles) from the measure;
A shape estimation system comprising: search means for searching for internal angles α 1 ,..., Α n that reduce a difference between the sensing result and the expected value.
前記複合センサノードは、2つの平行な同じ長さの線分上に、等間隔にセンサを、予め定められた距離だけ離して配置したことを特徴とする請求項1に記載の形状推定システム。   The shape estimation system according to claim 1, wherein the composite sensor node is configured by disposing sensors at equal intervals on two parallel line segments having the same length and spaced apart by a predetermined distance. 前記探索手段は、前記差分の2乗のセンシングパタンに関する和を最小化する内角α,・・・,αを探索することを特徴とする請求項1または2に記載の形状推定システム。 3. The shape estimation system according to claim 1, wherein the search unit searches for an internal angle α 1 ,..., Α n that minimizes a sum related to a square sensing pattern of the difference. 前記測度計算手段は、式
Figure 0005300797
Figure 0005300797
Figure 0005300797
Figure 0005300797
Figure 0005300797
の演算を含むことを特徴とする請求項1に記載の形状推定システム。
The measure calculation means is a formula
Figure 0005300797
Figure 0005300797
Figure 0005300797
Figure 0005300797
Figure 0005300797
The shape estimation system according to claim 1, further comprising:
前記期待値計算手段は、式
Figure 0005300797
の演算を含むことを特徴とする請求項1に記載の形状推定システム。
The expected value calculation means is an expression
Figure 0005300797
The shape estimation system according to claim 1, further comprising:
前記探索手段により得られた前記内角α,・・・,αの総和を求め、二次元図形の内角の和を求める式を用いて、前記内角の総和と、前記内角の数とから前記対象物の数を求める対象物数算出手段を
さらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の形状推定システム。
The sum of the interior angles α 1 ,..., Α n obtained by the search means is obtained, and the sum of the interior angles and the number of interior angles are calculated using an equation for obtaining the sum of interior angles of a two-dimensional figure. The shape estimation system according to claim 1, further comprising an object number calculating means for calculating the number of objects.
形状推定対象物を検出する複数の複合センサノードと、該複合センサノードの検出結果の情報に基づいて、前記形状推定対象物の形状を推定する処理を行うサーバとを備える形状推定システムにおいて、2次元平面上の前記形状推定対象物の形状の外周を構成する線分がなす内角を推定する角度推定方法であって、
前記複合センサノードは、
予め定められた形状をなすように配備され、センシングエリア内における前記形状推定対象物の有無を検出する複数のセンサと、
前記センサのそれぞれが検出した形状推定対象物の有無を示す検出結果情報を前記サーバに送信する送信手段とを備え、
前記サーバが、
前記送信手段から送信された前記形状推定対象物の有無を示す検出結果情報を受信し、内部に記憶する検出情報取得ステップと、
前記複合センサノードのパラメータを保持しておくセンサ情報保持ステップと、
前記形状推定対象物の頂点の内角がαの場合に、前記複合センサノードのうち、特定の複合センサノードが前記形状推定対象物を検出し、その他が検出しないセンシング結果となる前記複合センサノードの集合の測度を、前記複合センサノードのパラメータと前記αから計算する測度計算ステップと、
前記測度から内角α,・・・,α(nは内角の数)である場合のセンシング結果の期待値を計算する期待値計算ステップと、
前記センシング結果と前記期待値の差分を小さくする内角α,・・・,αを探索する探索ステップとを有する
ことを特徴とする角度推定方法。
2. A shape estimation system comprising: a plurality of composite sensor nodes that detect a shape estimation object; and a server that performs processing for estimating the shape of the shape estimation object based on information on a detection result of the composite sensor node. An angle estimation method for estimating an internal angle formed by a line segment constituting the outer periphery of the shape of the shape estimation object on a three-dimensional plane,
The composite sensor node is:
A plurality of sensors that are arranged to form a predetermined shape and detect the presence or absence of the shape estimation object in a sensing area;
Transmission means for transmitting detection result information indicating the presence or absence of a shape estimation target detected by each of the sensors to the server,
The server is
A detection information acquisition step of receiving detection result information indicating the presence or absence of the shape estimation object transmitted from the transmission means, and storing the detection result information inside;
A sensor information holding step for holding parameters of the composite sensor node;
When the inner angle of the apex of the shape estimation target object is α, among the composite sensor nodes, a specific composite sensor node detects the shape estimation target object, and the other sensor sensor results in a sensing result not detected by others. A measure calculation step for calculating a measure of the set from the parameter of the composite sensor node and the α;
An expected value calculation step of calculating an expected value of the sensing result when the angle is an internal angle α 1 ,..., Α n (where n is the number of internal angles);
An angle estimation method comprising: a search step of searching for internal angles α 1 ,..., Α n that reduce a difference between the sensing result and the expected value.
前記複合センサノードは、2つの平行な同じ長さの線分上に、等間隔にセンサを、予め定められた距離だけ離して配置したことを特徴とする請求項7に記載の角度推定方法。   The angle estimation method according to claim 7, wherein the composite sensor node has sensors arranged at equal intervals on two parallel line segments having the same length and spaced apart by a predetermined distance. 前記探索ステップは、前記差分の2乗のセンシングパタンに関する和を最小化する内角α,・・・,αを探索することを特徴とする請求項7または8に記載の角度推定方法。 9. The angle estimation method according to claim 7, wherein the searching step searches for an internal angle α 1 ,..., Α n that minimizes a sum related to the squared sensing pattern of the difference. 請求項7に記載の角度推定方法により得られた内角α,・・・,αの総和を求め、二次元図形の内角の和を求める式を用いて、前記内角の総和と、前記内角の数とから前記対象物の数を求める対象物数算出ステップを有することを特徴とする対象物数推定方法。 The sum of the interior angles α 1 ,..., Α n obtained by the angle estimation method according to claim 7 is obtained, and the sum of the interior angles and the interior angle are calculated using an equation for obtaining the sum of interior angles of a two-dimensional figure. And a target number calculating step for obtaining the number of the target objects from the number of the target objects.
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