TW201405157A - 位置推定方法、系統，以及位置推定裝置 - Google Patents

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Koichiro Yamashita
Takahisa Suzuki
Hiromasa Yamauchi
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Abstract

位置推定裝置(100)對於各個母機(102)，取得根據通信結果而得之從對象感測器節點(101)到母機(102)之中繼段數。位置推定裝置(100)對於各個母機(102)，利用所取得之中繼段數、和記憶裝置(110)內之推定距離之分布，算出與母機(102)之間之通信之會成為所取得之中繼段數之推定距離之分布。位置推定裝置(100)對於各個母機(102)，利用推定距離之分布、顯示預定區域(A)之範圍之資訊、和母機(102)之位置資訊，算出預定區域(A)內之推定位置之分布。位置推定裝置(100)依據對於各個母機(102)之推定位置之分布之和，對預定區域(A)內之各個位置算出顯示屬於對象感測器節點(101)之位置之機率之指標，並導出對象感測器節點(101)之推定位置。

Description

位置推定方法、系統，以及位置推定裝置
本發明有關於位置推定方法，系統，以及位置推定裝置
先前技術中，已知有一種技術是在複數個通信裝置之位置不明之情況時，經由探索從特定位置之對象之通信裝置到已知位置之通信裝置之通信路徑，來特定對象之通信裝置之位置。例如，經由依照電波之強度或電波之延遲，來指定探索到之通信路徑內之相鄰節點(node)間之距離，藉以推定節點之位置(例如參照下列之專利文獻1)。另外，例如，指定至已知位置之複數節點之通信路徑，並利用各個通信路徑之中繼段(Hop，有稱為中繼段、躍繼等情形，本文中依國立編譯館資訊與通信語辭典稱為中繼段)數和能夠以1中繼段通信之距離，和已知位置之複數個節點之位置資訊，來推定節點之概略位置(例如參照下列之專利文獻2)。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本專利特開2007-221541號公報
專利文獻2：日本專利特開2006-229845號公報
但是，由於通信環境或其他通信裝置之配置，會有不能以良好之精確度推定對象之通信裝置之位置之情況。
本發明其中一個形態之目的是提供可以提高通信裝置之位置之推定精確度之位置推定方法，系統，以及位置推定裝置。
依據本發明其中一個形態，提案有一種位置推定方法，系統，以及位置推定裝置，係對分別設在預定位置之複數個第1通信裝置之各個可存取(access)記憶裝置，該記憶裝置係記憶在位於預定區域內之複數個第2通信裝置之各個和上述第1通信裝置之間直接進行無線通信之路徑內的各中繼段的推定距離之分布，或經由上述複數第2通信裝置中其他第2通信裝置進行無線通信之路徑內之各個中繼段之推定距離之分布，其中本發明實行：對於上述複數個第1通信裝置之各個，取得根據上述第1通信裝置和上述複數個第2通信裝置中之位置指定之對象裝置之通信結果而得之來自上述對象裝置之資料到達上述第1通信裝置為止之中繼段數；對於上述複數個第1通信裝置 之各個，利用取得之上述中繼段數，和被記憶在上述記憶裝置之關於上述第1通信裝置之上述各個中繼段之推定距離之分布，而算出在上述複數個第2通信裝置和上述第1通信裝置之間之通信所需之中繼段數會成為所取得之上述中繼段數之推定距離之分布；對於上述複數個第1通信裝置之各個，利用所算出之上述推定距離之分布，和顯示上述預定區域之範圍之資訊，及上述第1通信裝置之位置資訊，算出上述預定區域內之推定位置之分布；依據對於上述複數第1通信裝置之各個所算出之上述推定位置之分布之和，對上述預定區域內之各個位置，算出顯示屬於上述對象裝置之位置之機率之指標；以及從所算出之對於上述預定區域內之各個位置之顯示上述機率之指標導出上述對象裝置之推定位置。
依照本發明之一態樣，可以提高通信裝置之位置之推定精確度。
100‧‧‧位置推定裝置
101、101-1至101-n‧‧‧感測器節點
102、102-1至102-m‧‧‧母機
110‧‧‧記憶裝置
200‧‧‧感測器網路系統
201‧‧‧使用者終端機
301‧‧‧感測器
303‧‧‧無線通信電路
305‧‧‧微處理器
306、803、1203‧‧‧RAM
307、802、1202‧‧‧ROM
308、809‧‧‧非揮發性記憶體
310、806‧‧‧天線
311‧‧‧電池
801、1201‧‧‧CPU
804‧‧‧I/O電路
805、1200‧‧‧匯流排
807‧‧‧無線通信電路
808、1208‧‧‧網路I/F
1204‧‧‧磁碟機
1205‧‧‧磁碟
1206‧‧‧光碟機
1207‧‧‧光碟
1209‧‧‧輸入裝置
1210‧‧‧輸出裝置
1301‧‧‧產生部
1302‧‧‧選擇部
1303‧‧‧探索部
1304‧‧‧檢測部
1305、1315‧‧‧導出部
1311‧‧‧取得部
1312‧‧‧第1算出部
1313‧‧‧第2算出部
1314‧‧‧第3算出部
2300‧‧‧中繼段數儲存部
2400‧‧‧1中繼段到達感測器
A‧‧‧預定區域
Pdb1至pdb3、pdb10‧‧‧分布
S601至S602‧‧‧步驟
S701至S703‧‧‧步驟
S1101至S1103‧‧‧步驟
S2101至S2110‧‧‧步驟
S2201至S2206‧‧‧步驟
S3001至S3011‧‧‧步驟
S3101至S3111‧‧‧步驟
S3201至S3206‧‧‧步驟
第1圖是用來顯示本發明之一動作例之說明圖。
第2圖是用來顯示感測器網路系統(sensor network system)之一實例之說明圖。
第3圖是用來顯示感測器節點(sensor node)之內部構造例之說明圖。
第4圖是用來顯示感測器節點之ROM和非揮發性記憶 體(memory)之記憶例之說明圖。
第5圖是用來顯示感測器節點之傳送資料之構造例之說明圖。
第6圖是用來顯示感測器節點進行感測(sensing)時之處理步驟例之流程圖(flow chart)。
第7圖是用來顯示感測器節點進行資料(data)接收時之處理步驟例之流程圖。
第8圖是用來顯示母機之內部構造例之說明圖。
第9圖是用來顯示母機之ROM和非揮發性記憶體之記憶例之說明圖。
第10圖是用來顯示母機之傳送資料之構造例之說明圖。
第11圖是用來顯示母機進行之處理步驟例之流程圖。
第12圖是用來顯示位置推定裝置之硬體(hardware)構造例之方塊圖(block)。
第13圖是用來顯示位置推定裝置之功能之構造例之方塊圖。
第14圖是用來顯示各個中繼段之距離不同之實例之說明圖。
第15圖是用來顯示探索例(之1)之說明圖。
第16圖是用來顯示探索例(之2)之說明圖。
第17圖是用來顯示探索例(之3)之說明圖。
第18圖是用來顯示探索到之通信路徑之說明圖。
第19圖是用來顯示距離之算出例之說明圖。
第20圖是用來顯示被記憶在記憶裝置之推定距離之分布例之說明圖。
第21圖是用來顯示位置推定裝置所進行之分布之作成處理步驟之一實例之流程圖(之1)。
第22圖是用來顯示位置推定裝置所進行之分布之作成處理步驟之一實例之流程圖(之2)。
第23圖是用來顯示中繼段數儲存表(table)之實例之說明圖。
第24圖是用來顯示1中繼段到達感測器表之實例之說明圖。
第25圖是用來顯示與母機之間之通信成為到達最小中繼段數之推定位置之分布之說明圖。
第26圖是用來顯示r和θ之範圍之說明圖。
第27圖是用來顯示f(θ)之比例關係之說明圖。
第28圖是用來顯示推定位置之導出例1之說明圖。
第29圖是用來顯示推定位置之導出例2之說明圖。
第30圖是用來顯示利用位置推定裝置之位置推定處理步驟之例1之流程圖。
第31圖是用來顯示利用位置推定裝置之位置推定處理步驟之例2之流程圖(之1)。
第32圖是用來顯示利用位置推定裝置之位置推定處理步驟之例2之流程圖(之2)。
以下參照附圖用來詳細地說明本發明之位置 推定方法，系統，以及位置推定裝置之實施形態。在本實施形態所說明之感測器網路中，在預定區域設置多數之感測器，以無線傳送由各個感測器分別檢測到之檢測資訊，利用可以與預定區域內之感測器進行無線通信之母機來收集檢測資訊。預定區域係例如為以水泥(concrete)、土、水、空氣等物質充滿之區域。另外，預定區域亦可以為宇宙空間等真空區域。在此處，將搭載有感測器和可以處理感測器所檢測到之資料之處理機(processor)之裝置稱為感測器節點。例如，感測器節點在預定區域內配置有數百個至數萬個。
第1圖是用來顯示本發明之一動作例之說明圖。位置推定裝置100是電腦(computer)，可以對記憶裝置110進行存取，並具有推定功能可以推定位於預定區域A內之複數個第2通信裝置之複數個感測器節點101-1至101-n之位置。在此處，各個感測器節點101係例如藉由分散在預定區域A，並混入在充滿預定區域A之物質，來配置在預定區域A。因此，各個感測器節點101之位置為未知。
屬於複數個第1通信裝置之複數個母機102-1至102-m(在第1圖中為m=3)設在預定位置。在此處之預定位置係例如由感測器網路之設計者或使用者所決定之位置。例如，預定位置可以位於預定區域A內，亦可以在預定區域A內將複數個母機102配置成為包圍預定區域A。另外，例如複數個母機102不一定設在同一位置。
本實施形態所舉之無線通信是感測器節點101互相通信之多中繼段(multi-hop)通信。具體而言，各個感測器節點101直接進行與母機102之資料之傳送和接收。另外，在感測器節點101和母機102之位置設置成為離開到不能進行無線通信之程度之情況時，各個感測器節點101傳送可以到達鄰接之其他資料處理裝置之無線電波，在與該其他之資料處理裝置之間中繼地(relay)轉送資料。因此，各個感測器節點101所具有之無線通信電路，只要具有能夠與鄰接之感測器節點101進行通信之程度之較小的無線輸出即可，而可以使感測器節點101成為小型和省電化。
記憶裝置110對於各個母機102，係記憶各個感測器節點101和母機102之間進行無線通信之路徑內之各個中繼段之推定距離之分布。例如，在該分布中，橫軸是在1個中繼段中資料接近母機之距離，縱軸是各個中繼段之推定距離經由模擬所產生之機率或頻度。模擬之詳細說明如後面所述。在第1圖之實例中，對於母機102-1之推定距離之分布為db1，對於母機102-2之推定距離之分布為db2，對於母機102-3之推定距離之分布為db3。
位置推定裝置100對於各個母機102，係取得來自複數個感測器節點101中之位置指定之對象感測器節點101之資料到達母機102之中繼段數。中繼段數是進行中繼轉送時之轉送數。
位置推定裝置100對於母機102之各個，係利用所取得之中繼段數和對於被記憶在記憶裝置110之母機102之推定距離之分布，算出會成為在與母機102之間之通信所取得之中繼段數之推定距離之分布。
位置推定裝置100對於各個母機102，係利用算出之推定距離之分布、顯示預定區域A之範圍之資訊、和母機102之位置資訊，算出預定區域A內之推定位置之分布。在第1圖之中央針對各個母機102顯示預定區域A內之推定位置之分布。關於母機102-1之預定區域A內之推定位置之分布為pdb1，關於母機102-2之預定區域A內之推定位置之分布為pdb2，關於母機102-3之預定區域A內之推定位置之分布為pdb3。色彩越濃之位置其機率密度之大小越大，色彩越淡之位置其機率密度之大小越小。
位置推定裝置100根據對複數個母機102之各個算出之推定位置之分布之和，而對預定區域A內之各個位置算出顯示成為對象感測器節點101之位置之機率之指標。在第1圖之右側，係將對於各個位置之屬於對象感測器節點101之位置之機率之指標顯示成分布pdb10。在第1圖之右側，係顯示對於預定區域A內之各個位置顯示屬於對象感測器節點101之位置之機率之指標。色彩越濃之位置是機率越大之位置，色彩越淡之位置是機率越小之位置。例如，在第1圖之中央，3個分布之色彩較濃之位置重疊的位置係成為在第1圖之右側中色彩較濃之位置。
位置推定裝置100係從顯示針對預定區域A內之各個位置的機率之指標，來導出對象感測器節點101之推定位置。亦可以利用顯示針對各個位置之機率之指標中之指標最大之位置，作為對象感測器節點101之推定位置。
利用此種方式，依照第1圖之實例，可以提高感測器節點之位置之推定精確度。
(感測器網路系統)
第2圖是用來顯示感測器網路系統之一實例之說明圖。感測器網路系統200包含有複數個母機102、感測器節點101、位置推定裝置100、和使用者終端機201。複數個母機102、位置推定裝置100、和使用者終端機201經由網路NET連接。
(感測器節點101之內部構造例)
第3圖是用來顯示感測器節點之內部構造例之說明圖。屬於第2通信裝置之感測器節點101具有感測器301、無線通信電路303、微處理機(MCU(Micro Control Unit，微控制單元))305、和RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)306。感測器節點101具有ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)307、非揮發性記憶體308、天線(antenna)310、採集器(harvester)311、和電池(bettery)312。
感測器301用來檢測在設置位置之預定之變位量。感測器301係例如可以使用用來檢測設置位置之壓力之壓電元件，或用來檢測光之光電元件等。天線310係 傳送和接收用來進行與母機102之無線通信之電波。無線通信電路(RF)303輸出接收到之無線電波作為接收信號，且使傳送信號成為無線電波並經由天線310傳送。
微處理機(MCU305)對感測器301所檢測到之資料進行處理。RAM306儲存在MCU305進行處理時之暫時資料。ROM307儲存MCU305所執行之處理程式(program)等。非揮發性記憶體308即使在電力供給中斷時等，亦可以保持已寫入之預定之資料。另外，感測器301至非揮發性記憶體308經由匯流排(bus)309連接。
另外，感測器節點101具有採集器311和電池312。採集器311根據感測器節點101之設置位置之外部環境，例如光、振動、溫度、無線電波(接收電波)等能量(energy)變化進行發電。電池312儲存採集器311所發電之電力，供給作為感測器節點101之各個部分之驅動電源。亦即，感測器節點101不需要二次電池或外部電源等，可以由本身裝置之內部產生進行動作所需要之電力。
第4圖是用來顯示感測器節點之ROM和非揮發性記憶體之記憶例之說明圖。在ROM307，除了上述之處理程式外，例如亦記憶有屬於感測器節點101之識別資訊之本身感測器ID。
在非揮發性記憶體308，例如記憶有本身感測器感測次數和已接收資料資訊表。本身感測器感測次數是用來顯示感測器所檢測到之資料是由第幾次之感測所獲得之資料之資訊。利用該資訊來識別感測器所檢測到之資 料。
已接收過資料資訊表是感測器節點101從其他之感測器節點101接收到之資料之有關資訊。例如，已接收資料資訊表具有感測器ID和感測次數之欄位(filed)。在感測器ID之欄位登錄有識別資訊，用來顯示感測器節點101所接收到之資料是由那一個感測器節點101檢測到。在感測次數之欄位，登錄有感測器節點101所接收到之資料之感測次數。經由在各個欄位設定資訊，將其記憶作為記錄(record)。
第5圖是用來顯示感測器節點之傳送資料之構造例之說明圖。感測器節點101之傳送資料係例如具有通路感測器資訊、檢測感測器資訊、和感測資料。通路感測器資訊是用來判定通過那一個感測器節點101將資料轉送到母機102之資訊。檢測感測器資訊是用來識別感測資料之資訊。檢測感測器資訊具有顯示是以那一個感測器節點101檢測到之資料之感測器ID、和感測次數。
第6圖是用來顯示感測器節點進行感測時之處理步驟例之流程圖。當感測器節點101內之感測器進行感測時，感測器節點101使本身感測器感測次數增加1(步驟S601)，使本身感測器感測次數和本身感測器ID一併記憶在非揮發性記憶體308之已接收資料資訊表(步驟S602)。感測器節點101使本身感測器感測次數和本身感測器ID一併傳送，作為檢測感測器資訊(步驟S603)，並結束一連貫之處理。
第7圖是用來顯示感測器節點進行資料接收時之處理步驟例流程圖。感測器節點101判斷接收到之資料之檢測感測器資訊是否存在於非揮發性記憶體308內之檢測感測器資訊表(步驟S701)。在接收到之資料之檢測感測器資訊不存在於非揮發性記憶體308內之檢測感測器資訊表之情況時(步驟S701；否(No))，感測器節點101就將檢測感測器資訊記錄在已接收資料資訊表(步驟S702)。
感測器節點101將本身感測器節點101之感測器ID，附加在接收到之資料之通過感測器資訊區域並加以轉送(步驟S703)，結束一連貫之處理。在步驟S701，在接收到之資料之檢測感測器資訊存在於非揮發性記憶體內之檢測感測器資訊表之情況時(步驟S701；是(Yes))，結束一連貫之處理。利用此種方式，同一感測器不會重複傳送相同之資料。
(母機102之內部構造例)
第8圖是用來顯示母機之內部構造例之說明圖。屬於第1通信裝置之母機102與感測器節點101不同，係根據外部電源進行動作。母機102具有比感測器節點101之處理機(MCU305)高性能之處理機(CPU(Central Processing Unit，中央處理單元))801、和大容量之ROM802和RAM803。母機102具有非揮發性記憶體809、介面(interface)(I/O(Input(輸入)/Output(輸出)))電路804，和連接該等之CPU801至I/O電路804和非揮發性記憶體809之匯流排805。
另外，在I/O電路804連接有用來與感測器節點101無線通信之天線806及無線通信電路(RF(Radio Frequency，射頻))807、和網路I/F808。利用此種方式，母機102經由網路I/F808，利用TCP/IP之通信協定(protocol)處理等，經由網際網路等之網路NET可以進行與位置推定裝置100或使用者終端機201等外部裝置之通信。
第9圖是用來顯示母機之ROM和非揮發性記憶體之記憶例之說明圖。在ROM802，除了記憶與母機102進行之處理有關之處理程式外，亦記憶例如屬於母機102之識別資訊之母機ID。
在非揮發性記憶體809，例如記憶有已接收資料資訊表。已接收資料資訊表是與接收自感測器節點101之資料有關之資訊。例如，已接收資料資訊表具有感測器ID和感測次數之欄位。在感測器ID之欄位登錄有識別資訊，用來顯示感測器節點101所接收到之資料是由那一個感測器節點101檢測到。在感測次數之欄位登錄有感測器節點101所接收到之資料之感測次數。經由將資訊設定在各個欄位，可以作為記錄而加以記憶。
第10圖是用來顯示母機之傳送資料之構造例之說明圖。母機102之傳送資料係例如具有通路感測器資訊、檢測感測器資訊、和感測資料。通路感測器資訊是用來判定資料是通過那一個感測器節點101轉送到母機102。檢測感測器資訊是用來識別感測資料之資訊。檢測感測器資訊具有顯示是由那一個感測器節點101檢測到之資 料之感測器ID和感測次數。
第11圖是用來顯示母機進行之處理步驟例之流程圖。感測器節點101判斷接收到之資料之檢測感測器資訊是否存在於非揮發性記憶體809內之檢測感測器資訊表(步驟S1101)。在接收到之資料之檢測感測器資訊不存在於非揮發性記憶體809內之檢測感測器資訊表之情況時(步驟S1101；否)，感測器節點101將檢測感測器資訊記錄在已接收資料資訊表(步驟S1102)。
感測器節點101在接收到之資料之通路感測器資訊區域附加本身母機ID並轉送到位置推定裝置100(步驟S1103)，結束一連貫之處理。在步驟S1101，當接收到之資料之檢測感測器資訊存在於非揮發性記憶體809內之檢測感測器資訊表之情況時(步驟S1101；Yes)，結束一連貫之處理。
(位置推定裝置100之硬體構造例)
第12圖是用來顯示位置推定裝置之硬體構造例之方塊圖。在第12圖中，位置推定裝置100具有CPU1201、ROM1202、RAM1203、磁碟機(disk drive)1204、磁碟1205、光碟機1206、和光碟1207。位置推定裝置100具有網路I/F1208、輸入裝置1209、和輸出裝置1210。另外，各個部分分別利用匯流排1200連接。
在此處，CPU1201擔任位置推定裝置100之全體之控制。ROM1202記憶有啟動程式(boot program)等程式。RAM1203作為CPU1201之工作區域(work area)使用。 磁碟機1204依照CPU1201之控制對磁碟1205控制資料之讀出(read)/寫入(write)。磁碟1205用來記憶利用磁碟機1204之控制所寫入之資料。
光碟機1206依照CPU1201之控制對光碟1207控制資料之讀出/寫入。光碟1207用來記憶利用光碟機1206之控制所寫入之資料，或將被記憶在光碟1207之資料讀取到電腦。
網路I/F1208通過通信線路，連接到LAN(Local Area Network，區域網路)、WAN(Wide Area Network，廣域網路)、網際網路等網路NET，經由該網路NET連接到其他之裝置。另外，網路I/F1208擔任網路NET和內部之介面，用來控制來自外部裝置之資料之輸入/輸出。網路I/F1208係例如可以採用數據機(modern)或LAN配接器等。
輸入裝置1209是由使用者操作鍵盤(keyboard)、滑鼠(mouse)、觸摸面板(touch panel)等用來進行各種資料之輸入之介面。另外，輸入裝置1209可以從攝影機讀取圖像或動畫。另外，輸入裝置1209可以從微音器(microphone)讀取聲音。輸出裝置1210是依照CPU1201之指示輸出資料之介面。輸出裝置1210可以舉顯示器(display)或印表機(printer)為例。
(位置推定裝置100之功能之構造例)
第13圖是用來顯示位置推定裝置之功能構造例之方塊圖。位置推定裝置100具有產生部1301、選擇部1302、 探索部1303、檢測部1304、和導出部1305。另外，位置推定裝置100具有取得部1311、第1算出部1312、第2算出部1313、第3算出部1314、和導出部1315。在進行從取得部1311到導出部1315之有關處理之前，進行從產生部1301到導出部1305有之關處理。在此處，從產生部1301到導出部1305之處理在感測器網路系統200之運用前進行，從取得部1311到導出部1315之處理在感測器網路系統200之運用中進行。
從產生部1301到導出部1305和從取得部1311到導出部1315之各個之有關處理，係例如由被記憶在ROM1202、磁碟1205、光碟1207等記憶裝置之位置推定程式編碼(coding)。然後，CPU1201從記憶裝置讀出位置推定程式，藉由執行編碼於位置推定程式之處理，來實現各個部分之處理。CPU1201亦可以經由網路I/F1208，從網路NET將解析程式讀出。
(運用前之處理)
首先，就感測器網路系統200之運用前之處理而言，利用從產生部1301到導出部1305作成推定距離之分布為例進行說明。在此處所說明之實例是每一個母機102之各個中繼段之距離不同。
第14圖是用來顯示各個中繼段之距離不同之實例之說明圖。例如從中央之感測器節點101到母機102-3之距離d3，為從感測器節點101到母機102-2之距離d2之2倍程度。另外一方面，例如從感測器節點101到母 機102-3之中繼段數，為小於從感測器節點101到母機102-2之中繼段數之2倍。在只進行以1個中繼段能夠通信之距離和中繼段數之乘算時，不能指定感測器節點101之位置。此乃由於當感測器節點101被任意配置時，感測器節點101不一定會被均一地配置在配置區域內。另外，會有感測器節點101被偏差地配置之情況。如上述之方式，感測器節點101係例如藉由分散在預定區域A，或混入在充滿預定區域A之物質而配置在預定區域A。因此，各個感測器節點101之配置會有不均，而出現在預定區域A會有感測器節點101未存在之空白區域之情形。另外，由於預定區域A之內部之柱等物體，亦會發生有感測器節點101未存在之空白區域之情況。因此，例如，從感測器節點101到母機102-1之路徑中之各個中繼段之距離(例如，d11至d14)不一定成為相同。在第14圖之實例中，為了容易理解，爰以各個中繼段之距離不會相同之方式使預定區域A之形狀變形，但是例如並不只限於第14圖之預定區域A之形狀，各個中繼段之距離不一定成為相同。例如，當配置區域為正方形之情況時，就配置於正方形之角之母機102和配置於正方形之中央之母機102而言，各個中繼段之距離之期待值為不同。
因此，在本實施形態中，位置推定裝置100對各個母機102，模擬從位於預定區域A內之複數個感測器節點101之各個到母機102之通信路徑。位置推定裝置100作成對來自母機102之各個中繼段數藉由模擬所獲得 之通信路徑之各個中繼段之分布。位置推定裝置100將所作成之分布作為推定距離之分布處理。利用此種方式，利用實際之通信結果之中繼段數和預先作成之推定距離之分布，能夠獲得更高之精確度之推定距離之分布，該推定之分布係能夠使母機102和複數個感測器節點101之間之通信之中繼段數成為依照該通信結果之中繼段數。
以下顯示本實施形態之輸入資訊例。
母機102-1之位置：(0，100)
母機102-2之位置：(0，0)
母機102-3之位置：(100，100)
感測器節點101所處位置之預定區域A之範圍：{(x，y)| 0≦x≦100，0≦y≦100}
感測器節點101之數：n[個]
1個中繼段能夠通信之距離：r[m]
對於1個中繼段可通信之距離，在依照狀況而變化或天線具有方向性之情況時，亦可以具有機率分布f(r)。
產生部1301隨機(random)產生複數次位置資訊，用來顯示被包含在顯示預定區域A之範圍之複數個感測器節點101之各個之位置。進行隨機產生之次數由感測器網路系統200之開發者設定。
選擇部1302從複數個感測器節點101之各個之位置資訊選擇1個位置資訊，在此處被選擇之位置資訊可以任意地選擇，亦可以從指定區域選擇。
探索部1303在利用產生部1301產生感測器節點101之位置資訊之情況時，對於複數個母機102之各個，根據1個中繼段能夠通信之距離，來探索從被選擇之位置資訊所顯示之位置到母機102之位置之通信路徑。
第15圖是用來顯示探索例(之1)之說明圖。例如，在第15圖之實例中，顯示感測器節點101-45被選擇之實例。過去歷程檔案(log file)是記憶通信路徑之表單。在過去歷程檔案具有ID和通路感測器之欄位。
第16圖是用來顯示探索例(之2)之說明圖。接著，以感測器節點101之位置資訊所示之位置作為中心，探索1個中繼段能夠通信之距離所含之感測器節點101。在第16圖之實例中，係探索出感測器節點101-4、101、14、33、50。在過去歷程檔案之ID之欄位登錄4、101、14、33、50。
第17圖是用來顯示探索例(之3)之說明圖。以探索到之感測器節點101之各個之位置資訊所示之位置作為中心，探索1個中繼段能夠通信之感測器節點101。利用此種方式，探索從感測器節點101之位置資訊所示之位置到抵達母機102之位置為止之路徑。例如，在以感測器節點101-50之位置資訊所示之位置為起點之1個中繼段內能夠通信之距離中，包含有由感測器節點101-21之位置資訊所示之位置。在過去歷程檔案之ID之欄位登錄21，在通路感測器之欄位登錄45、50、21。
第18圖是用來顯示探索到之通信路徑之說 明圖。在第18圖中顯示從感測器節點101之位置資訊所示之位置到母機102之位置之通信路徑。
第19圖是用來顯示距離之算出例之說明圖。檢測部1304對於各個母機102，根據探索到之通信路徑上之感測器節點101之位置資訊和母機102之位置資訊，來檢測探索到之通信路徑之各個中繼段之距離。例如，檢測出從母機102-1到感測器節點101-44之距離I11，檢測出從感測器節點101-44到感測器節點101-21之距離I12。檢測出從感測器節點101-21到感測器節點101-50之距離I13，檢測出從感測器節點101-50到感測器節點101-45之距離I14。
導出部1305對於各個母機102，導出檢測到之各個距離之檢測頻度。另外，導出部1305對於複數個感測器節點之各個，亦可以根據檢測到之各個距離之檢測分布導出機率分布。導出部1305如第1圖所示之方式將機率分布記憶在記憶裝置110。
另外，導出部1305對於各個母機102，係導出與探索到之通信路徑之中繼段數以下之中繼段數之各個對應而檢測到之各個距離之檢測頻度。另外，導出部1305對於各個母機102，亦可以根據與探索到之通信路徑之中繼段數以下之中繼段數之各個對應而檢測到之各個距離之檢測分布，來導出機率分布。導出部1305係記憶根據各個距離之檢測頻度而來之顯示機率之分布，作為對各個中繼段數之各個中繼段之推定距離之分布。
在此處，導出部1305就每一個母機102，導出顯示根據與從母機102開始之中繼段數對應之各個中繼段之距離之檢測頻度而得之機率之分布。在使隨機產生之編號為k，且使母機102為i之情況時，以Iijk顯示從母機102逆推算，而在第j個中繼段所前進之距離。將根據各個中繼段之距離之檢測頻度而得之顯示機率之分布當作標準分布，則導出部1305係根據以下之式(1)和(2)分別算出該分布之平均μij和分散σ2 ij。#Kij為Kij之元素數。
另外，導出部1305利用以下之式(3)獲得Iij之分布之平均和分散。
第20圖是用來顯示被記憶在記憶裝置之推 定距離之分布例之說明圖。在記憶裝置110記憶有利用導出部1305所導出之就每一個母機102根據與從母機102開始之中繼段數對應之各個中繼段之距離之檢測頻度而得之顯示機率之分布。
<在運用前位置推定裝置所進行之分布之作成處理步驟例>
第21圖和第22圖是用來顯示位置推定裝置所進行之分布之作成處理步驟之一實例之流程圖。位置推定裝置100係設定k=1(步驟S2101)，並就複數個感測器節點101之每一個ID隨機地產生位置資訊(步驟S2102)。位置推定裝置100從複數個感測器節點101之位置資訊，選擇1個感測器節點101之位置資訊(步驟S2103)。位置推定裝置100亦可以隨機地選擇，亦可指定選擇區域而從該區域選擇。
位置推定裝置100根據1個中繼段能夠通信之距離，探索從按每一個母機102位置資訊所選擇之感測器節點101之位置資訊所示之位置到母機102之位置為止之最短路徑(步驟S2104)。位置推定裝置100輸出最短路徑(步驟S2105)。
位置推定裝置100係設定j=1(步驟S2106)，並檢測從各個母機102開始以j個中繼段所前進之距離(步驟S2107)。位置推定裝置100輸出檢測結果(步驟S2108)，並判斷是否j≦最短路徑之最大中繼段數(步驟S2109)，在j≦最短路徑之最大中繼段數時(步驟S2109：是)，位置推 定裝置100設定j=j+1(步驟S2110)，並回到步驟S2107。
在不是j≦最短路徑之最大中繼段數之情況時(步驟S2109：No)，位置推定裝置100判斷是否k≦預定次數(步驟S2201)。在k≦預定次數之情況時(步驟S2201：是)，位置推定裝置100設定k=k+1(步驟S2202)，回到步驟S2102。在不是k≦預定次數之情況時(步驟S2201：否)，則位置推定裝置100設定j=1(步驟S2203)，並算出從各個母機102前進到第j中繼段之距離之分布(步驟S2204)。例如，亦可以根據各個距離之檢測頻度導出機率分布。
位置推定裝置100判斷是否j≦最短路徑之最大中繼段數(步驟S2205)。在不是j≦最短路徑之最大中繼段數之情況時(步驟S2205：否)，位置推定裝置100係設定j=j+1(步驟S2206)，回到步驟S2204。在是j≦最短路徑之最大中繼段數之情況時(步驟S2205：是)，則結束一連貫之處理。
另外，從產生部1301到導出部1305雖是以位置推定裝置100進行，但是亦可以利用與位置推定裝置100不同之其他電腦進行。在以其他電腦進行之情況時，亦可以將其他電腦所作成之分布記憶在位置推定裝置100可存取之記憶裝置。
(運用中之處理)
接著，說明使感測器網路系統200在運用中，位置推定裝置100推定感測器節點101之位置之處理。
第23圖是用來顯示中繼段數儲存表之實例 之說明圖。位置推定裝置100經由進行與各個母機102之間之通信，來取得顯示各個感測器節點101到達母機102之中繼段數之資訊，並使其列表化成為中繼段數儲存表2300。
中繼段數儲存表2300具有感測器ID、母機1到達最小中繼段數，母機2到達最小中繼段數，母機3到達最小中繼段數之欄位。經由在各個欄位設定資訊，而記憶成為記錄(例如，2301-1、2301-2)。中繼段數儲存表2300利用RAM1203、磁碟1205、光碟1207等記憶裝置實現。在感測器ID之欄位，登錄有各個感測器節點101之識別資訊。
在母機1到達最小中繼段數之欄位，登錄有該被登錄在感測器ID之欄位之識別資訊所示之感測器節點101之資料到達母機102-1之中繼段數中之最小中繼段數。在母機2到達最小中繼段數之欄位，登錄有該被登錄在感測器ID之欄位之識別資訊所示之感測器節點101之資料到達母機102-2之中繼段數中之最小中繼段數。在母機3到達最小中繼段數之欄位，登錄有該登錄在感測器ID之欄位之識別資訊所示之感測器節點101之資料到達母機102-3之中繼段數中之最小中繼段數。
第24圖是用來顯示1中繼段到達感測器表之實例之說明圖。位置推定裝置100經由進行與各個母機102之間之通信，來取得顯示各個感測器節點101能夠與那一個感測器節點101以1中繼段進行通信之資訊，並列 表化成為1中繼段到達感測器表2400。1中繼段到達感測器表2400，例如具有感測器ID和1中繼段到達感測器ID之欄位。
經由在各個欄位設定資訊，而記憶成為記錄(例如，2401-1)。1中繼段到達感測器表2400利用RAM1203、磁碟1205、光碟1207等記憶裝置實現。在感測器ID之欄位，登錄有各個感測器節點101之識別資訊。在1中繼段到達感測器ID之欄位，登錄有被登錄在感測器ID之欄位之識別資訊所示之感測器節點101能夠以1中繼段進行通信之感測器節點101之識別資訊。
首先，取得部1311對於各個母機102，取得根據母機102和複數個感測器節點101中之位置特定之對象感測器節點101之通信結果而得之來自對象感測器節點101之資料到達母機102之中繼段數。具體而言，取得部1311根據對象感測器節點101之ID，從中繼段數儲存表2300按每一個母機102取得最小到達中繼段數。
接著，第1算出部1312，對於各個母機102，利用最小到達中繼段數和被記憶在記憶裝置110之推定距離之分布，算出複數個感測器節點101和母機102之間之通信成為最小到達中繼段數之推定距離之分布。另外，第1算出部1312對於各個母機102，根據與最小到達中繼段數以下之中繼段數對應之1個中繼段之推定距離之分布之和，算出複數個感測器節點101和母機102之間之通信成為最小到達中繼段數之推定距離之分布。
第25圖是用來顯示與母機102之間之通信成為最小到達中繼段數之推定位置之分布之說明圖。在此處，舉母機102為例，使最小到達中繼段數設為h。將對象感測器節點101設為s。具體而言，第1算出部1312從記憶裝置110取得N(μ21，σ2 21)至N(μ2h，σ2 2h)。第1算出部1312算出N(μ21，σ2 21)至N(μ2h，σ2 2h)之和。該和所示之分布即是與母機102之間之通信成為最小到達中繼段數之推定距離rh之分布。
接著，第2算出部1313對於各個母機102，利用所算出之推定距離之分布、顯示預定區域A之範圍之資訊、和母機102之位置資訊，算出預定區域A內之推定位置之分布。在第25圖內，色彩越濃顯示推定位置之分布之機率密度之大小越大，色彩越淡之位置顯示推定位置之分布之機率密度之大小越小。
具體而言，第2算出部1313算出在根據離開母機102-p之距離而得之極座標系(r，θ)中之對象感測器節點101之推定位置之分布。p顯示母機102之識別資訊。成為θ固定時之r之機率分布之附加條件分布fs，p(r | θ)，以下式(4)至(6)顯示。
【數4】
第26圖是用來顯示r和θ之範圍之說明圖。第27圖是用來顯示f(θ)之比例關係之說明圖。r和θ被定在如圖所示之範圍。f(θ)與圖之長度成正比例。因此，fs，p(θ)可利用下式(7)至(9)加以顯示。
對於k0，利用下式(10)顯示。
fs，p(r，θ)因為可由下式(11)給定，所以fs，p(r，θ)可利用下式(12)至(14)顯示。
fs，p(r，θ)=fs，p(r，θ)．fs，p(θ)．．．(11)
接著，第2算出部1313，根據離開母機102-p之距離，將在極座標系(r，θ)中之感測器節點101-s 之推定位置之分布fs，p(r | θ)，變換成為直角座標系fs，p(x，y)。極座標和直角座標之關係，因為可由「x=rcosθ」、「y=rsinθ」給定，所以具有下式(15)、(16)之關係
當將上述式(12)所示之機率密度函數變換成為直角座標系時，成為下式(17)。同樣地當將上述式(13)、(14)所示之機率密度函數變換成為直角座標系時，分別成為以下之式(18)、(19)。利用此種方式，第2算出部1313根據式(17)至式(19)，而可以算出推定位置之分布之和。
【數9】
其次，第3算出部1314，根據利用第2算出部1313對複數個母機102之各個所算出之推定位置之分布之和，對預定區域A內之各個位置算出用以顯示屬於對象感測器節點101之位置之機率之指標。具體而言，例如第3算出部1314根據以下之式(20)進行算出。在本實施形態例中，因為P為母機102之數量，所以第3算出部1314算出3個推定位置之分布之總和，再以3除之。
【數10】
導出部1315係從利用第3算出部1314所算出之預定區域A內之各個位置之顯示機率之指標，來導出對象感測器節點101之推定位置。在此處舉2個之導出例。
<推定位置之導出例1>
第28圖是用來顯示推定位置之導出例1之說明圖。第28圖所示之分布是對第3算出部1314所算出之預定區域A內之各個位置顯示其機率之指標。色彩越濃顯示屬於對象感測器節點101之位置之機率越高，色彩越淡則顯示屬於分布低之對象感測器節點101之位置之機率越低。
例如，導出部1315係從對於利用第3算出部1314所算出之預定區域A內之各個位置之顯示機率之指標來導出機率最大之推定位置。
<推定位置之導出例2>
第29圖是用來顯示推定位置之導出例2之說明圖。在第29圖之實例中，對於複數個感測器節點101中之2個之感測器節點101，算出顯示各個位置之機率之指標。該2個之感測器節點101能夠以1中繼段進行通信。導出部1315利用上述之1中繼段到達感測器表2400，而可以指定能夠以1中繼段進行通信之2個之感測器節點101。
導出部1315對能夠以1中繼段進行通信之2個感測器節點101導出其推定位置。導出部1315係從對 與2個感測器節點101之各個對應之各個位置顯示其機率之指標，來導出2個感測器節點101之推定位置間之距離未滿臨限值之2個感測器節點101之推定位置。
在第29圖之實例中，使第1對象感測器節點101之推定位置設為(x1，y1)，使第2對象感測器節點101之推定位置設為(x2，y2)，導出部1315判斷2個感測器節點101之推定位置間之距離是否未滿臨限值r0。臨限值例如為在感測器節點101間不能確實接收到資料之距離中之最短距離。對於臨限值，由感測器網路系統200之開發者預先記憶在RAM1203、磁碟1205、和光碟1207等記憶裝置。
例如，推定位置p0-1為機率較大之位置，推定位置p0-2為機率較大之位置，但是推定位置p0-1和推定位置p0-2之距離d00為臨限值r0以上。因此，p0-1被判定為不是針對於第1對象感測器節點101之推定位置，p0-2被判定為不是針對於第2對象感測器節點101之推定位置。
例如，推定位置p1-1和推定位置p1-2之距離dO1未滿臨限值r0。因此，p1-1被判定為是針對於第1對象感測器節點101之推定位置，而p1-2被判定為是針對於第2對象感測器節點101之推定位置。
另外，導出部1315在未滿臨限值之第1對象感測器節點101之推定位置和第2對象感測器節點101之推定位置之中，導出各個之機率為最大之推定位置。
另外，導出部1315對於複數個感測器節點101中之至少一部分之感測器節點101之各個，同時導出推定位置。在此處，一部分之感測器節點101已利用第3算出部1314算出用以顯示各個位置之機率之指標之感測器節點101。導出部1315從針對一部分感測器節點101之各個顯示各個位置之機率之指標，來導出以1中繼段可進行通信之2個感測器節點101之位置間距離未滿臨限值之該一部分感測器節點101之各個之推定位置。
例如，導出部1315係解出滿足下式(21)之底線(b)之條件之式(21)之底線(a)。Λ是從1中繼段到達感測器表2400獲得之能夠以1中繼段進行通信之感測器ID之組合之集合。
例如，要解以上述之式(21)時，使用組拉格朗日(Lagrange)乘數法。據此，導出部1315只要解下列之聯立方程式(22)、(23)、(24)、(25)即可。
【數12】
另外，在配置有感測器節點101之預定區域A為{(x，y)| 0≦x≦100，0≦y≦100}之情況時，xs、ys之範圍為0至100之任意數，所以全部之感測器節點101之推定位置之組合為無限。因此，在解不出聯立方程式(23)、(24)、(25)之情況時，導出部1315亦可以將xs，ys之範圍設為0、1、…、100等離散值而再度解式(21)。利用此種方式，因為全部之感測器節點101之推定位置之組合成為有限，所以與全部之感測器節點101之推定位置之組合成無限之情況比較時推定位置之精確度雖會降低，惟可從式(21)求得解。
(利用位置推定裝置100之位置推定處理步驟)
第30圖是用來顯示利用位置推定裝置之位置推定處理步驟之例1之流程圖。在第30圖中，說明與上述之導出例1對應之位置推定處理步驟。位置推定裝置100從中繼段數儲存表2300選擇位置推定之對象感測器節點101之ID(步驟S3001)。位置推定裝置100係設定p=1(步驟 S3002)，並判斷是否p≦母機102之數量(步驟S3003)。
在p≦母機102之數量之情況時(步驟S3003：是)，位置推定裝置100從中繼段數儲存表2300根據被選擇之ID取得從對象感測器節點到母機102-p之中繼段數(步驟S3004)。位置推定裝置100從記憶裝置110取得與所取得之中繼段數對應之推定距離之分布(步驟S3005)，並根據所取得之分布，算出與母機102-p之間之通信會成為所取得之中繼段數之推定距離之分布(步驟S3006)。位置推定裝置100利用推定距離之分布、顯示預定區域A之範圍之資訊、和母機102-p之位置資訊，來算出預定區域A內之推定位置之分布(步驟S3007)，並設定p=p+1(步驟S3008)，回到步驟S3003。
在不是p≦母機102之數量之情況時(步驟S3003：否)，位置推定裝置100根據對各個母機102之推定位置之分布之和，算出對對象感測器節點101之推定位置之分布(步驟S3009)。位置推定裝置100從對對象感測器節點101之推定位置之分布，導出成為對象感測器節點101之最大之推定位置(步驟S3010)。位置推定裝置100輸出對象感測器節點101之ID和最大之推定位置並使其具有相關性(步驟S3011)，而結束一連貫之處理。
第31圖和第32圖是用來顯示利用位置推定裝置之位置推定處理步驟之例2之流程圖。在此處說明與上述之導出例2對應之位置推定處理步驟。位置推定裝置100從中繼段數儲存表2300，判斷是否存在有未選擇之感 測器節點101之ID(步驟S3101)。在存在有未選擇之感測器節點101之ID之情況時(步驟S3101：是)，位置推定裝置100從未選擇之感測器節點101之ID選擇1個之感測器節點101之ID(步驟S3102)。在此處，以被選擇之ID所示之感測器節點101作為對象感測器節點101。位置推定裝置100對中繼段數儲存表2300，判斷對象感測器節點101之最小到達中繼段數是否被登錄過(步驟S3101)。在此處，判斷對象感測器節點101之最小到達中繼段數是否已針對於全部之母機102被登錄過。
在對象感測器節點101之最小到達中繼段數未被登錄過之情況時(步驟S3103：否)，就回到步驟S3101。在對象感測器節點101之最小到達中繼段數被登錄過之情況時(步驟S3103：是)，位置推定裝置100設定p=1(步驟S3104)，並判斷是否為p≦母機102之數量(步驟S3105)。p是用來指定母機102之ID之變數。在屬於p≦母機102之數量之情況時(步驟S3105：是)，位置推定裝置100從中繼段數儲存表2300，取得從對象感測器節點101至母機102-p之中繼段數(步驟S3106)。
位置推定裝置100從記憶裝置110取得與被取得之中繼段數對應之推定距離之分布(步驟S3107)，根據所取得之分布，算出與母機102-p之間之通信會成為所取得之中繼段數之推定距離之分布(步驟S3108)。位置推定裝置100算出預定區域A內之推定位置之分布(步驟S3109)，並設定p=p+1(步驟S3110)，回到步驟S3105。
在不是p≦母機102之數量之情況時(步驟S3105：否)，位置推定裝置100根據各個母機102之推定位置之分布之和，算出對象感測器節點101之推定位置之分布(步驟S3111)，回到步驟S3101。
在步驟S3101，在不存在有未選擇之感測器節點101之ID之情況時(步驟S3101：否)，位置推定裝置100從1中繼段到達感測器表2400，取得能夠以1中繼段來進行通信之感測器節點101之組合(步驟S3201)。位置推定裝置100從各個之推定位置之分布，導出關於組合間之距離未滿臨限值之各者之推定位置(步驟S3302)。位置推定裝置100判斷是否成功地導出(步驟S3202)。在成功地導出之情況時(步驟S3203：是)，轉移到步驟S3206。在不能導出之情況時(步驟S3203：否)，位置推定裝置100就將顯示預定區域A之範圍之資訊設定成離散值(步驟S3204)。利用此種方式，感測器節點101之推定位置之組合會成為有限之數。
位置推定裝置100根據顯示設定後之預定區域A之範圍之資訊，從各個之推定位置之分布，導出關於組合間之距離未滿臨限值之各者之推定位置(步驟S3205)。位置推定裝置100導出各個之機率成為最大值之推定位置(步驟S3206)，並結束一連貫之處理。位置推定裝置100亦可以將導出結果記憶在RAM1203、磁碟機1204、光碟機1206等之記憶裝置、亦可以經由輸出裝置1210輸出。
如以上所說明之位置推定方法、系統、以及位置推定裝置，預先將各個母機和各個感測器之各個中繼段之推定距離之分布記憶在記憶裝置。位置推定裝置利用實際通信之各個母機和各個對象感測器節點之各個中繼段數、和指定距離分布，指定關於該對象感測器節點之推定位置之分布。利用此種方式，可以提高對象感測器節點之位置之推定精確度。另外，在位置推定裝置即便在各感測器節點不檢測電波之強度或電波之延遲等時，亦可以推定對象感測器節點之位置。因此，可以降低感測器節點之負載。
另外，由於配置感測器節點之預定區域之形狀，會有感測器節點被配置不均之情況。因此，從感測器節點到母機之路徑中之各個中繼段之距離不一定相同。因此，將關於以母機為起點之中繼段數之路徑之各個中繼段之推定距離之分布記憶在記憶裝置。位置推定裝置就每一個母機，根據各個中繼段(對應到取得之中繼段數以下之各個中繼段數)的推定距離之分布之和，算出與母機之間之通信會成為所取得之中繼段數之推定距離之分布。利用此種方式，可以提高對象感測器節點之位置之推定精確度。
另外，從對象感測器節點之推定位置之分布，指定機率最大之位置。利用此種方式，可以指定屬於對象感測器節點之位置之可能性最高之推定位置。因此，可以提高對象感測器節點之位置之推定精確度。
另外，位置推定裝置從第1對象感測器節點 之推定位置之分布、和可以利用1中繼段與第1對象感測器節點通信之第2對象感測器節點之推定位置之分布，導出2個推定位置間之距離未滿臨限值之推定位置。利用此種方式，經由維持2個感測器節點之位置關係，可以推定更高精確度之感測器節點之位置。
另外，位置推定裝置對複數之感測器節點之各個，以藉由1中繼段可進行通信之感測器節點之對偶(pair)之位置間未滿臨限值作為條件，指定感測器節點之推定位置。利用此種方式，可以推定更高精確度之感測器節點之位置。
另外，位置推定裝置使感測器節點之各個之位置資訊在預定區域內隨機地產生預定次數，並探索從被選擇之位置資訊所示之位置到母機之位置為止之路徑。位置推定裝置檢測探索到之路徑之各個中繼段，並導出每一個距離之距離檢測頻度。推定距離之分布是每一個距離之檢測頻度。利用此種方式，即使感測器節點之位置不明，亦可以獲得各個中繼段之距離之分布。因此，可以提高對象感測器節點之位置之推定精確度。
另外，依照上述之方式，由於配置感測器節點之預定區域之形狀，會有感測器節點被配置不均之情況。因此，從感測器節點到母機為止之路徑中之各個中繼段之距離不一定相同。因此，位置推定裝置對應於探索到之路徑之中繼段數以下之中繼段數之各個而導出檢測出之各個距離之檢測頻度。被記憶在記憶裝置之推定距離之分 布是顯示被導出之各個距離之檢測頻度之分布。利用此種方式，即使感測器節點之位置不明，亦可以算出各個中繼段之距離之分布。因此，可以提高對象感測器節點之位置之推定精確度。
另外，本實施形態所說明之位置推定方法可以經由利用個人電腦(personal computer)或工作站(work station)等電腦來執行預先準備之程式而加以實現。本位置推定程式係記錄在硬碟、軟碟、CD-ROM、DVD等電腦可讀取之記錄媒體，並利用電腦從記錄媒體讀出而加以執行。另外，本位置推定程式亦可以經由網際網路等網路發布。
100‧‧‧位置推定裝置
102-1、102-2、102-3‧‧‧母機
110‧‧‧記憶裝置
A‧‧‧預定區域
Pdb1至pdb3、pdb10‧‧‧分布

Claims (11)

  1. 一種位置推定方法，係對分別設在預定之位置之複數個第1通信裝置之各個，可由電腦存取記憶裝置，該記憶裝置係記憶在位於預定區域內之複數個第2通信裝置之各個和上述第1通信裝置之間直接進行無線通信之路徑內的各中繼段的推定距離之分布，或經由上述複數個第2通信裝置中其他第2通信裝置進行無線通信之路徑內之各個中繼段之推定距離之分布，該位置推定方法之特徵在於以該電腦執行以下處理：對於上述複數個第1通信裝置之各個，取得根據上述第1通信裝置和上述複數個第2通信裝置中之位置指定之對象裝置之通信結果而得之來自上述對象裝置之資料到達上述第1通信裝置止之中繼段數；對於上述複數個第1通信裝置之各個，利用取得之上述中繼段數、和被記憶在上述記憶裝置之關於上述第1通信裝置之上述各個中繼段之推定距離之分布，而算出在上述複數個第2通信裝置和上述第1通信裝置之間之通信所需之中繼段數會成為所取得之上述中繼段數之推定距離之分布；對於上述複數個第1通信裝置之各個，利用算出之上述推定距離之分布、和顯示上述預定區域內之範圍之資訊、及上述第1通信裝置之位置資訊，算出上述預定區域內之推定位置之分布；依據對於上述複數個第1通信裝置之各個而算出 之上述推定位置之分布之和，對上述預定區域內之各個位置，算出顯示屬於上述對象裝置之位置之機率之指標；以及係算出之對於上述預定區域內之各個位置之顯示上述機率之指標來導出上述對象裝置之推定位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之位置推定方法，其中上述記憶裝置對於以上述第1通信裝置為起點之各個中繼段數記憶上述各個中繼段之推定距離之分布；且算出在上述複數個第2通信裝置和上述第1通信裝置之間之通信所需之中繼段數會成為所取得之上述中繼段數之推定距離之分布之處理係進行以下處理：對於上述複數個第1通信裝置之各個，根據所取得之上述中繼段數以下之中繼段數之各個所對應之上述各個中繼段之推定距離之分布之和，算出在上述複數個第2通信裝置和上述第1通信裝置之間之通信所需之中繼段數會成為所取得之上述中繼段數之推定距離之分布。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之位置推定方法，其中對於上述預定區域內之各個位置，算出顯示屬於上述對象裝置之位置之機率之指標之處理係進行以下處理：從對於算出之上述預定區域內之各個位置之顯示 上述機率之指標，導出上述機率最大之推定位置。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之位置推定方法，其中對於上述預定區域內之各個位置，算出顯示屬於上述對象裝置之位置之機率之指標之處理係進行以下處理：分別依據對上述對象裝置算出之針對上述預定區域內之各個位置之顯示上述機率之指標，以及對與對象裝置(以下簡稱為「第1對象裝置」)能夠以1中繼段進行通信之第2對象裝置算出之針對上述預定區域內之各個位置之顯示上述機率之指標，而導出上述第1對象裝置之推定位置和上述第2對象裝置之推定位置之距離未滿臨限值之上述第1對象裝置之推定位置和上述第2對象裝置之推定位置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之位置推定方法，其中對於上述預定區域內之各個位置，算出顯示屬於上述對象裝置之位置之機率之指標之處理係進行以下處理：在上述未滿臨限值之上述第1對象裝置之推定位置和上述第2對象裝置之推定位置之中，導出顯示各個上述機率之指標成為最大之推定位置。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之位置推定方法，其中對於上述預定區域內之各個位置，算出顯示屬於 上述對象裝置之位置之機率之指標之處理係進行以下處理：從對於上述複數個第2通信裝置中之至少一部分之第2通信裝置之各個顯示上述預定區域內之各個位置之上述機率之指標，來導出對在上述一部分之第2通信裝置中之能夠以1中繼段進行通信之2個第2通信裝置之推定位置間之距離為未滿臨限值之上述一部分之第2通信裝置之各個之推定位置。
  7. 如申請專利範圍第6所述之位置推定方法，其中對於上述預定區域內之各個位置，算出顯示屬於上述對象裝置之位置之機率之指標之處理係進行以下處理：在上述推定位置間之距離未滿上述臨限值之推定位置中，導出關於上述機率為最大之上述一部分之第2通信裝置之各個之推定位置。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之位置推定方法，其中由上述電腦或與上述電腦不同之電腦執行：隨機地產生複數次位置資訊，該位置資訊係顯示被包含在顯示上述預定區域之範圍之上述複數個第2通信裝置之各個之位置；每當產生上述第2通信裝置之位置資訊之情況時，對於上述複數個第1通信裝置之各個，根據以1個中繼段能夠通信之距離，來探索從選自上述複數個第2通信裝置之各個之位置資訊所示之位置到上述第1 上述探索出之通信路徑之中繼段數以下之各個中繼段數而檢測到之各個距離之檢測頻度；且被記憶在上述記憶裝置之推定距離之分布，係顯示導出之各個距離之檢測頻度之分布。
  9. 一種系統，係具有：複數個第1通信裝置，分別被設在預定之位置；複數個第2通信裝置，位於預定區域內，與上述第1通信裝置之間，直接或經由其他之通信裝置進行無線通信；以及第3通信裝置，具有記憶裝置及處理裝置，該記憶裝置係用來記憶接收來自上述複數個第1通信裝置之資訊，而該處理裝置係用來處理上述記憶裝置所記憶之資訊；且上述處理裝置進行以下處理：對於上述複數個第1通信裝置之各個，使在上述複數個第2通信裝置之各個和上述第1通信裝置之間直接進行無線通信之路徑內的各中繼段的推定距離之分布，或經由上述複數個第2通信裝置中其他第2通信裝置進行無線通信之路徑內之各個中繼段之推定距離之分布記憶在上述記憶裝置；對於上述複數個第1通信裝置之各個，取得根據上述第1通信裝置和上述複數第2通信裝置中之位置指定之對象裝置之通信結果而得之來自上述對象裝置之資料到達上述第1通信裝置為止之中繼段數； 通信裝置之位置為止之通信路徑；對於上述複數個第1通信裝置之各個，根據探索到之通信路徑上之第2通信裝置之位置資訊和上述第1通信裝置之位置資訊，檢測上述探索到之通信路徑之各個中繼段之距離；以及對於上述複數個第1通信裝置之各個，導出檢測到之各個距離之檢測頻度；且被記憶在上述記憶裝置之推定距離之分布，係用以顯示導出之各個距離之檢測頻度之分布。
  10. 如申請專利範圍第2項所述之位置推定方法，其中由上述電腦或與上述電腦不同之電腦執行：隨機地產生複數次位置資訊，該位置資訊係顯示上述預定區域之資訊中之顯示上述複數個第2通信裝置之各個之位置之位置資訊；每當產生上述第2通信裝置之位置資訊之情況時，對於上述複數個第1通信裝置之各個，根據以1個中繼段能夠通信之距離，來探索從選自上述複數個第2通信裝置之各個之位置資訊所示之位置到上述第1通信裝置之位置為止之通信路徑；對於上述複數個第1通信裝置之各個，根據探索到之通信路徑上之第2通信裝置之位置資訊和上述第1通信裝置之位置資訊，檢測上述探索到之通信路徑之各個中繼段之距離；以及對於上述複數第1通信裝置之各個，導出對應於 對於上述複數個第1通信裝置之各個，利用取得之上述中繼段數，和被記憶在上述記憶裝置之關於上述第1通信裝置之上述各個中繼段之推定距離之分布，算出上述複數個第2通信裝置和上述第1通信裝置之間之通信所需之中繼段數會成為上述中繼段數之推定距離之分布；對於上述複數個第1通信裝置之各個，利用算出之上述推定距離之分布、和顯示上述預定區域之範圍之資訊，及上述第1通信裝置之位置資訊，算出上述預定區域內之推定位置之分布；依據對於上述複數個第1通信裝置之各個而算出之上述推定位置之分布之和，對上述預定區域內之各個位置算出顯示屬於上述對象裝置之位置之機率之指標；以及從對於算出之上述預定區域內之各個位置之顯示上述機率之指標導出上述對象裝置之推定位置。
  11. 一種位置推定裝置，係具有：記憶裝置，用來記憶接收自分別被設在預定位置之複數個第1通信裝置之資訊；以及處理裝置，用來處理記憶在上述記憶裝置之資訊；且對於上述複數第1通信裝置之各個，使在位於預定區域內之複數個第2通信裝置之各個和上述第1通信裝置之間直接進行無線通信之路徑內的各中繼段的 推定距離之分布，或經由上述複數個第2通信裝置中其他第2通信裝置進行無線通信之路徑內之各個中繼段之推定距離之分布記憶在記憶裝置；上述處理裝置進行以下處理：對於上述複數個第1通信裝置之各個，取得根據上述第1通信裝置和上述複數個第2通信裝置中之位置指定之對象裝置之通信結果而得之來自上述對象裝置之資料到達上述第1通信裝置為止之中繼段數；對於上述複數個第1通信裝置之各個，利用取得之上述中繼段數，和被記憶在上述記憶裝置之關於上述第1通信裝置之上述各個中繼段之推定距離之分布，算出上述複數個第2通信裝置和上述第1通信裝置之間之通信所需之中繼段數會成為取得之上述中繼段數之推定距離之分布；對於上述複數個第1通信裝置之各個，利用算出之上述推定距離之分布和顯示上述預定區域之範圍之資訊，及上述第1通信裝置之位置資訊，算出上述預定區域內之推定位置之分布；依據對於上述複數個第1通信裝置之各個而算出之上述推定位置之分布之和，對上述預定區域內之各個位置算出顯示屬於上述對象裝置之位置之機率之指標；以及從對於算出之上述預定區域內之各個位置之顯示上述機率之指標導出上述對象裝置之推定位置。
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