JP6684760B2 - データ収集システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、データ収集システム及び方法に関する。

従来、情報収集端末が備えるセンサを用いて計測を行い、計測したデータを情報収集端末からサーバ装置に送信することによって、多数の情報収集端末により計測されたデータをサーバ装置が収集するＩｏＴ（Internet of Things）システムが知られている（例えば、非特許文献１参照）。また、このＩｏＴシステムでは、収集した大量のデータを用いてビッグデータ解析が行われる。

このようなシステムにおいて、情報収集端末として、固定して設置されるものだけではなく、移動可能な端末が使われることもある。そして、この移動可能な端末は、センサによって計測したデータに加え、計測した位置を示す位置情報もサーバ装置に送信することもある。

味八木 崇、歴本 純一、"集合知センシングによる実世界インタフェース"、情報処理 Vol.51 No.7 July 2010 PP.775-781. インターネット＜ＵＲＬ：https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/ej/?action=repository_uri&item_id=69837&file_id=1&file_no=1＞

大量のデータを収集するシステムでは、情報収集端末の数が増えるに従って、サーバ装置に対して送信されるデータ量も増加し、サーバ装置の設備規模が拡大する。特に情報収集端末が移動可能な装置であって、その移動をサーバ装置が制御できない構成のシステムの場合には、特定の地理範囲の計測データを得るためには、その特定の地理範囲に情報収集端末が存在する確率を高めるために、システムを構成する情報収集端末の数を増やす必要がある。その結果、情報収集端末からサーバ装置に送信されるデータ量も増大し、ひいてはサーバ装置の設備規模も拡大するという問題がある。

この問題を解決するために、情報収集端末から、端末自身の位置情報をサーバ装置に送信させ、サーバ装置が受信した位置情報に基づいて、計測データの取得対象の地理範囲内に位置する情報収集端末に対して計測データの取得指示を送信する手法が考えられる。これにより、情報収集端末からサーバ装置に送信されるデータ量が削減される。

しかしながら、この手法では、図６に示すように、情報収集端末から一定時間毎に位置情報を収集し、情報収集端末が、計測データの取得対象の地理範囲内に位置するか否かの判定処理に要するサーバ装置の処理負荷が増大してしまう。

この処理負荷の増大を抑制するために、情報収集端末からサーバ装置へ位置情報を送信する頻度を低減する手法が考えられる。しかしながら、この手法では、図７に示すように、情報収集端末の移動速度が高い場合、サーバ装置が、情報収集端末が目的とする地理範囲内に存在するという情報を得られないうちに、情報収集端末が目的とする地理範囲外に移動してしまうことが発生する。この場合、サーバ装置は、目的とする計測データを収集できないこととなる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、サーバ装置の処理負荷の増大を抑制しつつ、目的とする計測データの収集漏れを抑制することができるデータ収集システム及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るデータ収集システムは、複数のデータ収集端末及びデータ収集装置を含むデータ収集システムであって、前記複数のデータ収集端末の各々は、前記データ収集装置から送信された地理範囲を受信する地理範囲受信部と、センサにより計測された計測データを取得する取得部と、端末自身が前記地理範囲内に位置する場合に、前記計測データを前記データ収集装置に送信する計測データ送信部と、を含み、前記データ収集装置は、前記計測データの収集対象の地理範囲を前記データ収集端末の各々に送信する地理範囲送信部と、前記データ収集端末の各々から送信された計測データを受信する計測データ受信部と、を含む。

本発明に係るデータ収集方法は、地理範囲受信部と取得部と計測データ送信部とを含む複数のデータ収集端末、及び地理範囲送信部と計測データ受信部と含むデータ収集装置を含むデータ収集システムにおけるデータ収集方法であって、前記地理範囲送信部が、計測データの収集対象の地理範囲を前記データ収集端末の各々に送信し、前記地理範囲受信部が、送信された地理範囲を受信し、前記取得部が、センサにより計測された計測データを取得し、前記計測データ送信部が、端末自身が前記地理範囲内に位置する場合に、前記計測データを前記データ収集装置に送信し、前記計測データ受信部が、送信された計測データを受信する。

以上説明したように、本発明のデータ収集システム及び方法によれば、サーバ装置の処理負荷の増大を抑制しつつ、特定の地理範囲内に位置する情報収集端末の計測データの収集漏れを抑制することができる、という効果が得られる。

各実施の形態に係るデータ収集システムのブロック図である。 第１の実施の形態に係るデータ収集端末及びデータ収集装置のブロック図である。 第１の実施の形態に係るデータ収集処理の処理シーケンスを示すシーケンス図である。 第２の実施の形態に係るデータ収集端末及びデータ収集装置のブロック図である。 第２の実施の形態に係るデータ収集処理の処理シーケンスを示すシーケンス図である。 サーバ装置が情報収集端末の位置判定処理を行う場合の問題点を説明するための図である。 情報収集端末からサーバ装置へ位置情報を送信する頻度を低減した場合の問題点を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

＜データ収集システムの構成＞
本実施の形態に係るデータ収集システムの構成について説明する。図１に示すように、本実施の形態に係るデータ収集システム１０は、それぞれセンサ１４を備えた複数のデータ収集端末１２、及びデータ収集装置１６を備えている。なお、以下では、データ収集端末１２を「収集端末１２」といい、データ収集装置１６を「収集装置１６」という。収集端末１２は、センサ１４により計測対象を計測し、計測して得られたデータ（以下、「計測データ」という）を取得する。また、各収集端末１２と収集装置１６とは、互いにデータの送受信が可能に接続されている。また、本実施の形態に係る収集端末１２は、移動可能な端末とされる。なお、ここでいう移動可能な端末とは、モバイル端末のように人が持ち運ぶことによって移動する端末、自動車等の移動体に設置された端末、及び自身が移動機構を有する端末等を含む。また、収集装置１６の一例としては、サーバ装置が挙げられる。

＜データ収集端末の構成＞
本実施の形態に係る収集端末１２は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する処理ルーチンを実行するためのプログラムや各種データを記憶したＲＯＭと、を含むコンピュータで構成することができる。収集端末１２は、機能的には図２に示すように、地理範囲受信部２０、取得部２２、及び計測データ送信部２４を備えている。

地理範囲受信部２０は、後述する収集装置１６により送信された地理範囲を受信する。そして、地理範囲受信部２０は、収集端末１２自身の位置情報が示す現在位置が、受信した地理範囲内の位置である場合に、データの計測指示を取得部２２に出力する。収集端末１２の位置情報は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）等によって得ることができる。

取得部２２は、地理範囲受信部２０から計測指示が入力されると、センサ１４によって計測対象を計測し、計測して得られた計測データをセンサ１４から取得し、取得した計測データを計測データ送信部２４に出力する。計測データ送信部２４は、取得部２２から計測データが入力されると、入力された計測データを収集装置１６に送信する。

＜データ収集装置の構成＞
本実施の形態に係る収集装置１６は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する処理ルーチンを実行するためのプログラムや各種データを記憶したＲＯＭと、を含むコンピュータで構成することができる。収集装置１６は、機能的には図２に示すように、地理範囲送信部４０及び計測データ受信部４２を備えている。

地理範囲送信部４０は、計測データの収集対象の地理範囲を収集端末１２の各々に送信する。計測データ受信部４２は、収集端末１２の各々から送信された計測データを受信する。各収集端末１２から送信され、計測データ受信部４２により受信された計測データは、ビッグデータ解析等に用いられる。

＜データ収集システムの作用＞
次に、本実施の形態に係るデータ収集システム１０の作用について説明する。収集装置１６が計測データ受信処理ルーチンを実行し、収集端末１２が計測データ送信処理ルーチンを実行することによって図３に示すデータ収集処理が実行される。

ステップＳ１０では、収集装置１６の地理範囲送信部４０は、計測データの収集対象の地理範囲を収集端末１２の各々に送信する。例えば、地理範囲送信部４０は、計測データの収集対象の地理範囲をブロードキャストする。なお、例えば、収集装置１６が、各収集端末１２のＩＰアドレス等の送信先情報を保持している場合は、送信先情報を用いて、計測データの収集対象の地理範囲を各収集端末１２に対してユニキャストしてもよい。

ステップＳ１２では、収集端末１２の地理範囲受信部２０は、ステップＳ１０で収集装置１６から送信された地理範囲を受信する。ステップＳ１４では、地理範囲受信部２０は、収集端末１２自身の位置情報が示す現在位置が、ステップＳ１２で受信された地理範囲内の位置であるか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合は、処理はステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、収集端末１２の取得部２２は、センサ１４によって計測対象を計測し、計測して得られた計測データをセンサ１４から取得する。ステップＳ１８では、収集端末１２の計測データ送信部２４は、ステップＳ１６で取得された計測データを収集装置１６に送信する。ステップＳ１８の処理が終了すると、計測データ送信処理ルーチンが終了する。一方、ステップＳ１４の判定が否定判定となった場合は、ステップＳ１６及びステップＳ１８の処理は実行されずに、計測データ送信処理ルーチンが終了する。

ステップＳ２０では、収集装置１６の計測データ受信部４２は、ステップＳ１８で収集端末１２の各々から送信された計測データを受信する。ステップＳ２０の処理が終了すると、計測データ受信処理ルーチンが終了する。以上の処理が所定の間隔で繰り返し行われる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、収集装置１６が、各収集端末１２が計測対象の地理範囲内に位置するか否かを判定する必要がなくなるため、収集装置１６の処理負荷の増大を抑制しつつ、目的とする計測データの収集漏れを抑制することができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施の形態に係るデータ収集システム１０の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

＜データ収集端末の構成＞
本実施の形態に係る収集端末１２は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する処理ルーチンを実行するためのプログラムや各種データを記憶したＲＯＭと、を含むコンピュータで構成することができる。収集端末１２は、機能的には図４に示すように、地理範囲受信部２０、取得部２２、計測データ送信部２４、及び位置情報送信部２６を備えている。

位置情報送信部２６は、予め定められた送信頻度で収集端末１２自身の位置情報を収集装置１６に送信する。なお、本実施の形態では、この送信頻度として、例えば、データ収集システム１０に含まれる各収集端末１２が位置情報を収集装置１６に送信し、収集装置１６が後述する蓋然性を算出する処理を行った場合でも、収集装置１６の処理負荷が収集装置１６の正常稼動に影響を与えない程度の送信頻度を適用している。

また、位置情報送信部２６は、収集装置１６から送信された送信頻度を受信すると、位置情報の送信頻度を受信した送信頻度に変更し、変更した送信頻度で収集端末１２自身の位置情報を収集装置１６に送信する。

＜データ収集装置の構成＞
本実施の形態に係る収集装置１６は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する処理ルーチンを実行するためのプログラムや各種データを記憶したＲＯＭと、を含むコンピュータで構成することができる。収集装置１６は、機能的には図４に示すように、地理範囲送信部４０、計測データ受信部４２、位置情報受信部４４、算出部４６、及び指示送信部４８を備えている。

位置情報受信部４４は、収集端末１２の各々から送信された位置情報を受信する。また、位置情報受信部４４は、受信した位置情報を収集端末１２毎に蓄積する。算出部４６は、位置情報受信部４４が受信した収集端末１２毎の位置情報の履歴に基づいて、収集端末１２の各々について、計測データの収集対象の地理範囲内に位置する蓋然性を算出する。本実施の形態では、算出部４６は、位置情報受信部４４により受信された位置情報の履歴の直近の複数個の位置情報を用いて、収集端末１２の移動ベクトルを算出する。そして、算出部４６は、上記蓋然性として、算出した移動ベクトルを用いて、収集端末１２が現時点で計測データの収集対象の地理範囲内に位置する確率を算出する。

なお、算出部４６は、上記蓋然性として、算出した移動ベクトルを用いて、収集端末１２が現時点から一定時間以内の未来において計測データの収集対象の地理範囲内に位置する確率を算出してもよい。また、算出部４６は、上記蓋然性として、位置情報受信部４４により受信された位置情報の履歴における位置遷移確率を用いて、収集端末１２が現時点から一定時間以内の未来において計測データの収集対象の地理範囲内に位置する確率を算出してもよい。

また、算出部４６は、算出した蓋然性に応じた収集端末１２からの位置情報の送信頻度を算出する。本実施の形態では、算出部４６は、位置情報の送信頻度を、算出した蓋然性が高いほど高い頻度として算出する。

また、算出部４６は、算出した蓋然性が所定値以上（例えば８０％以上）の収集端末１２の各々に対する地理範囲の送信指示を地理範囲送信部４０に出力する。地理範囲送信部４０は、算出部４６から送信指示が入力されると、計測データの収集対象の地理範囲を、算出された蓋然性が所定値以上の収集端末１２の各々に送信する。

指示送信部４８は、位置情報の送信頻度を変更する指示を収集端末１２の各々に送信する。本実施の形態では、指示送信部４８は、上記送信頻度を変更する指示として、算出部４６により算出された送信頻度を収集端末１２の各々に送信する。

＜データ収集システムの作用＞
次に、本実施の形態に係るデータ収集システム１０の作用について説明する。収集装置１６が計測データ受信処理ルーチンを実行し、収集端末１２が計測データ送信処理ルーチンを実行することによって図５に示すデータ収集処理が実行される。なお、図５における図３と同一の処理を実行するステップについては、図３と同一のステップ番号を付して説明を省略する。

ステップＳ３０では、収集端末１２の位置情報送信部２６は、予め定められた送信頻度で収集端末１２自身の位置情報を収集装置１６に送信する。ステップＳ３２では、収集装置１６の位置情報受信部４４は、ステップＳ３０で収集端末１２の各々から送信された位置情報を受信する。

ステップＳ３４では、収集装置１６の算出部４６は、前述したように、ステップＳ３２で受信された位置情報の履歴に基づいて、収集端末１２が計測データの収集対象の地理範囲内に位置する蓋然性を算出する。算出部４６は、算出した蓋然性に応じた収集端末１２からの位置情報の送信頻度を算出する。ステップＳ３６では、収集装置１６の指示送信部４８は、位置情報の送信頻度を変更する指示として、ステップＳ３４で算出された送信頻度を収集端末１２に送信する。

ステップＳ３８では、収集端末１２の位置情報送信部２６は、ステップＳ３６で収集装置１６から送信された送信頻度を受信する。そして、位置情報送信部２６は、受信した送信頻度に応じた間隔を、次にステップＳ３０の処理によって送信頻度を送信するまでの間隔として設定する。

一方、ステップＳ４０では、収集装置１６の算出部４６は、ステップＳ３４で算出された蓋然性が所定値以上であるか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合は、処理はステップＳ１０に移行し、ステップＳ３４で算出された蓋然性が所定値以上である収集端末１２について第１の実施の形態と同様の処理が実行される。また、ステップＳ４０の判定が否定判定となった場合は、ステップＳ１０及びステップＳ２０の処理は実行されずに、計測データ受信処理ルーチンが終了する。この場合、ステップＳ１２からステップＳ１８までの処理も実行されずに、計測データ送信処理ルーチンも終了する。以上の処理が収集端末１２の位置情報の送信頻度に応じた間隔で繰り返し行われる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態によれば、各収集端末１２の位置情報の送信頻度が比較的低い場合でも、目的とする計測データの収集漏れを抑制することができる。

なお、本発明は、前述した各実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上記各実施の形態では、収集端末１２及び収集装置１６の各機能部を、プログラムを実行することによって実現する場合を例に説明したが、これに限定されない。収集端末１２及び収集装置１６の各機能部を、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアで実現してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで実現してもよい。

また、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能であるし、ネットワークを介して提供することも可能である。

１０ データ収集システム
１２ データ収集端末
１４ センサ
１６ データ収集装置
２０ 地理範囲受信部
２２ 取得部
２４ 計測データ送信部
２６ 位置情報送信部
４０ 地理範囲送信部
４２ 計測データ受信部
４４ 位置情報受信部
４６ 算出部
４８ 指示送信部

Claims (3)

1. 複数のデータ収集端末及びデータ収集装置を含むデータ収集システムであって、
   前記複数のデータ収集端末の各々は、
   前記データ収集装置から送信された地理範囲を受信する地理範囲受信部と、センサにより計測された計測データを取得する取得部と、端末自身が前記地理範囲内に位置する場合に、前記計測データを前記データ収集装置に送信する計測データ送信部と、
   予め定められた頻度で端末自身の現在位置を示す位置情報を前記データ収集装置に送信する位置情報送信部と、を含み、
   前記データ収集装置は、
   前記計測データの収集対象の地理範囲を前記データ収集端末のうち、前記データ収集端末から送信された位置情報の履歴に基づいて算出される前記収集対象の地理範囲内に位置する蓋然性が所定値以上のデータ収集端末の各々に送信する地理範囲送信部と、前記データ収集端末の各々から送信された計測データを受信する計測データ受信部と、を含むデータ収集システム。
2. 前記データ収集装置は、前記データ収集端末から送信された位置情報の履歴に基づいて算出される前記蓋然性に応じて、前記位置情報の送信頻度を変更する指示を、前記データ収集端末に送信する指示送信部を更に含む請求項１に記載のデータ収集システム。
3. 位置情報送信部と地理範囲受信部と取得部と計測データ送信部とを含む複数のデータ収集端末、及び地理範囲送信部と計測データ受信部と含むデータ収集装置を含むデータ収集システムにおけるデータ収集方法であって、
   前記位置情報送信部が、予め定められた頻度で端末自身の現在位置を示す位置情報を前記データ収集装置に送信し、
   前記地理範囲送信部が、計測データの収集対象の地理範囲を前記データ収集端末の各々のうち、前記データ収集端末から送信された位置情報の履歴に基づいて算出される前記収集対象の地理範囲内に位置する蓋然性が所定値以上のデータ収集端末の各々に送信し、
   前記地理範囲受信部が、送信された地理範囲を受信し、
   前記取得部が、センサにより計測された計測データを取得し、
   前記計測データ送信部が、端末自身が前記地理範囲内に位置する場合に、前記計測データを前記データ収集装置に送信し、
   前記計測データ受信部が、送信された計測データを受信する
   データ収集方法。