WO2013153890A1 - デバイス管理装置及びデバイス検索方法 - Google Patents

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河村敦志
久野敦司
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オムロン株式会社
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    • G08G1/04—Detecting movement of traffic to be counted or controlled using optical or ultrasonic detectors
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture

Definitions

  • the present invention relates to a technique for making it possible to easily search for a device that matches a purpose from a large number of devices in various places.
  • a sensor network is a technology that enables collection, management, and seamless use of sensing data by installing sensor devices having a detection function and a communication function in various places and networking them (Patent Document 1). 2). If a sensor network is realized, it will be easy to quickly grasp the situation of any place from anywhere, so it can be applied to industrial fields such as manufacturing sites and logistics, as well as social systems such as transportation and various infrastructures, A wide range of applications are expected in fields related to life such as medical care and education.
  • the sensor network has the advantage that the detection performance (resolution, type of information that can be detected, etc.) of the whole system increases as the number of sensors increases. On the other hand, if there are too many options, the purpose can be achieved. It may be difficult to find an optimal sensor, and the convenience of the user may be reduced. Therefore, it is desirable to provide a search mechanism on the system side that accepts a user request (for example, an area to be sensed or desired information) and extracts a sensor that matches the request.
  • a user request for example, an area to be sensed or desired information
  • the request of the user who uses the sensor network is normally specified in the area to be sensed, for example, “I want to know the congestion situation of the Kyoto Station No. 0 platform”, whereas the system side
  • the location of the sensor is managed by the database.
  • the installation location of the sensor and the target area that the sensor senses do not necessarily match. In other words, even if there is a surveillance camera installed at “Kyoto Station Line 0 Home”, the camera is not shooting at Line 0 Home, it is a train arrival / departure, face-to-face platform, ticket gate It may be the situation.
  • the user himself / herself can select each sensor. It was necessary to check the parameters such as the installation direction and range to determine whether or not the desired area information could be sensed.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to make it possible to accurately and easily search for a device that meets a user's request from among a large number of devices in various places. It is to provide the technology for.
  • identification information (referred to as “area ID” in the present invention) defined so as to be able to uniquely identify an area (point, line, surface, or space) is used. This is used to manage the target area of each device and to search for a device in terms of whether the target area (not the installation location) of the device matches the user's desired area.
  • the target area of a device is an area that should have a causal relationship with the operation of the device. As the causal relationship, there are one in which the output value of the device is determined in accordance with the state of the target area (sensing) and one in which the state of the target area is determined by the output of the device (actuator).
  • the present invention is a device management apparatus that manages a plurality of devices existing at different locations, a storage unit in which information on each device is registered, and an acquisition unit that acquires a device search request from a user
  • a matching processing unit that extracts a device that matches the search condition by matching the search condition included in the device search request with information about each device registered in the storage unit, and the matching process
  • a search result presentation unit that presents the extraction result of the unit to the user, and an area ID that can uniquely identify the target area of the device is registered in the storage unit as information about the device.
  • the search condition specifies an area that the user desires to act by the device.
  • the matching processing unit determines a device to be extracted by comparing the target area specified by the area ID of each device with the area condition included in the device search request. It is characterized by doing.
  • the target areas of all devices can be managed in a unified manner.
  • this area ID is defined so that the target area can be uniquely identified, unlike the conventional system, this area ID represents not the device installation position but the area that is actually affected by the device. it can. Therefore, it is possible to search for a device that covers an area desired by the user with high accuracy.
  • the action that the device exerts on the target area may be detecting the state of the target area or changing the state of the target area.
  • the matching processing unit preferably calculates the degree of overlap between the target area specified by the area ID and the area specified by the area condition, and determines a device to be extracted based on the size of the degree of overlap. For example, by extracting devices with a degree of overlap greater than a predetermined value, or by extracting a predetermined number of devices in order from the one with the highest degree of overlap, search for devices that are likely to match the user's wishes. It can be presented.
  • position information representing the installation position of the device is registered as information about the device in the storage unit, the matching processing unit narrows down candidate devices based on the installation position of the device, Extraction based on the degree of overlap may be executed for the narrowed candidates.
  • the matching processing load may increase as the network size (number of devices) increases. Therefore, by first narrowing down the installation position where the calculation amount is small, the processing load of matching can be reduced and the search time can be shortened.
  • a plurality of area IDs respectively corresponding to the plurality of target areas are registered in the storage unit.
  • a movable or scanning device, a camera capable of PTZ (pan / tilt / zoom) control, and the like correspond to this.
  • a control parameter used for changing to the corresponding target area is registered in the storage unit in association with each of the plurality of area IDs.
  • the search result presenting unit provides the user with information about the control parameter for the device along with the extraction result. It is preferable to present.
  • the user can directly or indirectly control the device to sense the desired area or output information to the desired area. Convenience is improved.
  • the present invention can also be understood as a device management apparatus having at least one of the above means, or as a device network system including a device management apparatus and a plurality of devices.
  • the present invention can also be understood as a device search method including at least one of the above processes, a program for causing a computer to execute each step of the device search method, and a storage medium storing this program. You can also be understood as a device management apparatus having at least one of the above means, or as a device network system including a device management apparatus and a plurality of devices.
  • the present invention can also be understood as a device search method including at least one of the above processes, a program for causing a computer to execute each step of the device search method, and a storage medium storing this program. You can also
  • the present invention it is possible to accurately and easily search for a device that meets a user's request from among a large number of devices in various places.
  • the figure which shows the structure of a sensor network system The flowchart which shows the flow of a sensor registration process.
  • the figure which shows the sensing object area of a sensor typically.
  • the figure which shows an example of the data structure of area ID typically.
  • the flowchart which shows the flow of a sensor search process The flowchart which shows the flow of a calculation process of overlap degree.
  • the sensor network system is composed of a sensor network 1 which is a kind of device network, and a sensor management device 2 as a device management device.
  • the sensor network 1 is a network configured by a large number of sensors 10 present at various places.
  • the network configuration, communication method, and the like can be arbitrarily designed and are not particularly limited.
  • Each sensor 10 can communicate with the sensor management apparatus 2 via a wide area network such as the Internet.
  • the sensor management device 2 manages information about each sensor 10 constituting the sensor network 1, information collected from each sensor, and the like, and various services for users who want to use the sensor 10 (device search is one of them).
  • Is a server device that provides A user (user) can access a service provided by the sensor management device 2 from the user terminal 3 through a wide area network such as the Internet.
  • the sensors 10 that make up the sensor network 1 are not all owned by the operator of the sensor management device 2, and many people such as individuals and corporate entities, apart from the operators, own the sensors. Or may be operated and managed (hereinafter, a person who owns and manages the sensor is referred to as a “sensor provider”). Therefore, the sensor management device 2 has a function of registering a new sensor in the system and a function of changing information on the sensor as functions for the sensor provider. Although not described in detail in the present embodiment, the sensor management device 2 functions to mediate between the sensor user and the provider (checking / arbitration of the use condition and the supply condition, charging to the user and to the provider) It is also preferable to have a payment for
  • Each sensor 10 is a device for detecting (acquiring) the state of the sensing target area, and any kind of information to be sensed or information to be output, a detection method and a detection means may be used. Examples include an image sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, an illuminance sensor, a force sensor, a sound sensor, an RFID sensor, an infrared sensor, an attitude sensor, a rainfall sensor, a radioactivity sensor, and a gas sensor. In addition, when one piece of information is obtained by combining a plurality of sensors, the plurality of sensors can be virtually handled as one sensor.
  • the sensor management device 2 has functions such as a search request acquisition unit 20, an area ID determination unit 21, a storage unit (database) 22, a matching processing unit 23, a search result creation unit 24, and a sensor registration unit 25.
  • the sensor management device 2 can be configured by a computer including a CPU, a main storage device (memory), an auxiliary storage device (HDD, SSD, etc.), a communication device, an input device, a display device, and the like in hardware.
  • Each functional block shown in FIG. 1 is implemented by loading a computer program stored in the auxiliary storage device into the main storage device and executing the program by the CPU.
  • the sensor management device 2 may be configured by a single computer or may be configured by a plurality of cooperating computers.
  • the user terminal 3 for example, a personal computer, a mobile phone, a smartphone, a slate type terminal, or the like can be used.
  • a user searches for a sensor via the Internet.
  • a configuration in which the user operates the sensor management apparatus itself, or a part or all of the functions of the sensor management apparatus is provided on the user terminal 3 side. It may be configured to be mounted.
  • the sensor provider terminal 4 for example, a personal computer, a mobile phone, a smartphone, a slate type terminal, or the like can be used.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a flow of sensor registration processing executed by the sensor management apparatus 2
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a sensing target area of the sensor
  • FIG. 4 is a data structure of an area ID.
  • a surveillance camera having a PTZ (pan / tilt / zoom) function is taken as an example of the sensor.
  • the provider of the sensor can access the sensor registration service of the sensor management apparatus 2 via the network using the terminal 4.
  • the sensor registration unit 25 presents a screen (not shown) for inputting information necessary for sensor registration, and prompts the provider to input information (step S20).
  • Information necessary for sensor registration includes information related to the provider (for example, the name or name of the provider), information related to the sensor (for example, sensor type, capability, installation position, target area, network address, etc.), provision Conditions (for example, usage purpose, available time, usage fee, etc.) are included. It should be noted that manual input by the provider can be omitted for information relating to the sensor that can be automatically acquired from the sensor.
  • the coordinates of the installation position are acquired from the sensor, and various information such as the installation position, installation direction (angle), and capability are stored in the sensor's built-in memory. Such information may be read from the sensor.
  • GPS Global Positioning System
  • the area ID determination unit 21 determines the area ID of the sensor based on the information on the target area acquired in step S20 (step S21).
  • the area ID is identification information for uniquely specifying the sensing target area of the sensor.
  • the target area is represented by a point, a line, a surface, or a space (that is, an area of 0 to 3 dimensions). The number of dimensions of the target area is appropriately set according to the type of sensor.
  • the sensing target area can be defined by a pentahedron having five points A0 to A4 as vertices.
  • the camera installation position (A0), installation height (h), camera direction (angle), and field angle is obtained in step S20, the camera field of view and the camera installation surface are used.
  • the coordinates A1 to A4 can be calculated geometrically.
  • the target area may be defined by a quadrangular pyramid having the camera installation position (A0) as the apex and the imageable distance as the height.
  • the provider can specify the coordinates of the vertices A0 to A4, measure the shooting range with a distance sensor provided in the camera, or calculate the shooting range by analyzing the image obtained by the camera. Also good.
  • FIG. 4 is an example of an area ID determined by the area ID determination unit 21.
  • the target area is defined by a polyhedron
  • the area ID includes a data string representing the coordinates of the vertexes of the polyhedron.
  • the data has a structure in which the three-dimensional coordinate values (x, y, z) of the vertices A0, A1, A2, A3, A4.
  • the coordinate values of four points in the area ID data are indispensable, and the data after the fifth point are optional.
  • the value of each point may be an absolute coordinate or a relative coordinate.
  • each point may be expressed not by xyz coordinates but by latitude / longitude / height, or by a standard GPS format.
  • the target area is three-dimensional (space)
  • four coordinate values are indispensable for the area ID.
  • the target area is two-dimensional (surface)
  • at least three points and when the target area is one-dimensional (line)
  • the sensor registration unit 25 registers the various information received in step S20 and the area ID in the storage unit 22 (step S22). This completes the sensor registration process.
  • an area ID may be obtained for each target area that can be taken, and a plurality of area IDs may be registered in the storage unit 22.
  • the control parameters of the sensor used for changing the target area may be registered in the storage unit 22 together with the area ID.
  • parameters such as pan, tilt, and zoom and an area ID corresponding to each parameter are registered together.
  • the sensor search service is a service for facilitating the user (user) to find an optimal sensor for achieving the purpose from among a large number of sensors 10 constituting the sensor network 1.
  • the search service will be described with reference to FIG.
  • FIG. 5 (a) When the user accesses the sensor search service using the user terminal 3, a search condition input screen as shown in FIG. 5 (a) is displayed. On this screen, it is possible to input a search condition (purpose of search) in free text, for example, “I want to know the traffic situation at 6 pm around 100 m around Kyoto Station.”
  • FIG. 5B is another example of the search condition input screen. For this screen, enter the area, time, and content in separate boxes.
  • search button is pressed, a search request is transmitted from the user terminal 3 to the sensor management device 2, and search processing (matching processing) is executed in the sensor management device 2. Details of the search process will be described later.
  • FIG. 5C is an example of a search result screen returned from the sensor management device 2.
  • a traffic jam sensor, an optical beacon, an image sensor (camera), an ETC entry record, and the like are assumed as means for grasping the traffic jam situation on the road.
  • the sensor search service all sensors that may satisfy the search condition input by the user are searched, and a list is displayed in order from the sensor having the highest matching degree with the search condition.
  • the display order of the list may be sorted according to the conditions specified by the user, such as the type of sensor, the order of low to high charges, or the like.
  • the sensor list also displays information such as the specifications of each sensor, the provision conditions, the usage fee, and the sensor provider as necessary. The user can select a sensor to be used while looking at the list presented as a search result and comparing which sensor is used.
  • the installation position (or existing position) of the sensor 10 does not necessarily match the target area sensed by the sensor 10. Therefore, in the sensor search service of this system, the sensor search can be performed by comparing the area condition input by the user with the target area of the sensor. This makes it possible to accurately extract a sensor that matches the user's purpose and desire. In addition, since the purpose achievement means that are not assumed by the user are listed (recommended), an increase in the user's usage opportunities can be expected.
  • FIG. 6 shows a flow of sensor search processing by the sensor management device 2.
  • the search request acquisition unit 20 acquires a search request from the user terminal 3 (step S60). Then, the area ID determination unit 21 converts the area condition (information for specifying an area that the user desires to sense) included in the search request into an area ID (step S61).
  • the definition and data structure of the area ID are the same as described above.
  • the area condition is converted into the area ID in order to unify the handling of the area information in the matching process described later. Note that step S61 may be omitted when there is no need for unification. Also, step S61 can be omitted when the area ID itself is designated as the area condition by the user.
  • the matching processing unit 23 determines a sensor search range based on the area condition designated by the user (step S62). For example, the desired area specified as the area condition and its surrounding L [m] may be set as the search range. The value of L, which is a margin, may be set as appropriate according to the size of the sensor network, the type of sensor (detectable distance), and the like.
  • the matching processing unit 23 selects only the sensors installed in the search range determined in step S62 as search candidates from all the sensors registered in the storage unit 22. As a result, the number of targets for calculating / evaluating the degree of overlap in the subsequent stage can be greatly reduced, and the processing load can be reduced. If the number of sensors constituting the sensor network is not so large, step S62 may be omitted and all sensors may be search candidates.
  • the matching processing unit 23 performs the following processing for each of the sensors selected as candidates in step S63.
  • the matching processing unit 23 reads the area ID of the sensor from the storage unit 22 (step S64), and designates the sensing target area of the sensor and the user based on the area ID of the sensor and the area ID obtained in step S61.
  • the degree of overlap with the desired sensing area is calculated (step S65).
  • FIG. 7 shows an example of the calculation process of the overlapping degree in step S65.
  • the area designated by the user (the sensing desired area) is called “area 1”, and the sensing target area of each sensor is called “area 2”.
  • the matching processing unit 23 sets a reference points at an equal interval and exhaustively within the area 1 (step S70).
  • the number a of reference points may be set as appropriate according to the type (resolution) of the sensor, the size of the area, and the like.
  • the matching processing unit 23 determines whether each reference point is also included in the area 2, and is included in both the area 2 (that is, included in both the areas 1 and 2).
  • Count b) (steps S71 to S73).
  • the matching processing unit 23 calculates the ratio of the reference points included in both areas 1 and 2, that is, the value of b / a, as the degree of overlap of the sensing target area of the sensor with respect to the sensing desired area (step) S74).
  • the matching processing unit 23 determines whether or not the degree of overlap is equal to or greater than a predetermined threshold, and if it is equal to or greater than the threshold, sets a flag on the sensor (step S67).
  • the threshold value can be arbitrarily set, in the present embodiment, it is set to 0.5 as an example (that is, a sensor that covers 50% or more of the sensing desired area is extracted).
  • step S64 to S67 is executed for each of the sensors selected as candidates in step S63 (loop R1). Further, in the case of a sensor having a plurality of area IDs (sensors that can change the target area), an overlap degree calculation / evaluation process is executed for each area ID (loop R2).
  • the search result creation unit 24 reads out the information of the sensor with the flag set from the storage unit 22 to create a sensor list, and the user It transmits to the terminal 3 (step S68).
  • information on each extracted sensor is described in the sensor list.
  • a control parameter for that purpose is also described in the sensor list.
  • the “area ID” is registered as one of the information about the sensors, so that the sensing target areas of all the sensors can be managed in a unified manner.
  • this area ID is defined so that the target area can be uniquely identified, unlike the conventional system, the area ID can represent an area that is actually a state detection target, not the sensor installation position. . Therefore, it is possible to search for a sensor that covers an area desired by the user with high accuracy.
  • the sensor is extracted by evaluating the degree of overlap between the area desired by the user and the sensing target area of the sensor, a sensor that is highly likely to match the user's desire is presented as a search result. It becomes possible.
  • the overall processing load can be reduced and search time can be reduced by roughly narrowing down candidates based on installation positions that require less computation. Can do.
  • the desired area can be sensed by controlling the sensor
  • information on the control parameters of the sensor is also presented to the user, so that the user directly or indirectly controls the desired area. It is also possible to use the system in such a manner that the convenience of the system is improved.
  • the above-described embodiment shows one specific example of the present invention, and is not intended to limit the scope of the present invention to these specific examples.
  • a sensor network system for example, an example in which the present invention is applied to a sensor network system will be described.
  • the present invention is applied to a device network system including devices other than sensors (for example, actuators, controllers, robots, lighting, digital signage, displays, etc.).
  • the invention can also be applied. This is because these devices also have the same problems as in the case of sensors in that they have an effect on a predetermined target area and the target area does not necessarily match the installation position of the device.
  • the overlap is evaluated based on the ratio of the reference points included in both areas 1 and 2, but the overlap between the two areas may be evaluated using another algorithm. Or you may evaluate the inclusion relationship whether the sensing object area of a sensor includes a user's desired area instead of an overlap.
  • Sensor network 2 Sensor management device 3: User terminal 4: Sensor provider's terminal 10: Sensor 20: Search request acquisition unit 21: Area ID determination unit 22: Storage unit 23: Matching processing unit 24: Search result creation unit 25: Sensor registration unit

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Abstract

　様々な場所にある多数のデバイスの中から、ユーザの要求に合致するものを正確かつ簡単に検索可能とするための技術を提供する。記憶部には、デバイスに関する情報として、当該デバイスの対象エリアを一意に特定可能なエリアＩＤが登録されている。ユーザからのデバイス検索要求には、検索条件として、デバイスによって作用を及ぼすことをユーザが希望するエリアを特定するためのエリア条件が含まれている。マッチング処理部は、各デバイスのエリアＩＤにより特定される対象エリアと、デバイス検索要求に含まれるエリア条件とを比較することによって、抽出するデバイスを決定する。

Description

デバイス管理装置及びデバイス検索方法
　本発明は、様々な場所にある多数のデバイスの中から目的に合致するものを簡単に検索できるようにするための技術に関する。
　ユビキタス社会を実現するための一手段として、センサネットワークが注目を集めている。センサネットワークとは、検知機能と通信機能をもつセンサデバイスを様々な場所に設置しそれらをネットワーク化することで、センシングデータの収集、管理、シームレスな利用を可能化する技術である（特許文献１、２参照）。センサネットワークが実現すれば、あらゆる場所の状況を何処からでも素早く把握することが容易となるので、製造現場や物流などの産業分野への応用はもちろんのこと、交通・各種インフラといった社会システムや、医療・教育などの生活に関わる分野まで、幅広い応用が期待されている。
特開２００７－３００５７１号公報 特開２００７－３００５７２号公報
　センサネットワークにおいては、センサの数が増えるほどシステム全体としての検知性能（分解能、検知可能な情報の種類など）が高くなるという利点がある一方で、選択肢が多すぎると、目的を達成するのに最適なセンサを見つけるのが難しくなり、ユーザの利便性の低下を招くおそれがある。そこで、ユーザの要求（例えば、センシングしたいエリアや所望の情報など）を受け付け、その要求に合致するセンサを抽出する、といった検索の仕組みをシステム側に設けることが望まれる。
　しかしながら、従来のシステムには次のような問題がある。センサネットワークを利用するユーザの要求は、例えば「京都駅０番線ホームの混雑状況を知りたい」というように、センシングの対象となるエリアで指定されるのが通常であるのに対し、システム側のデータベースで管理されるのはセンサの設置場所（又は存在場所）であることが殆どである。しかし、センサの設置場所とそのセンサがセンシングする対象エリアとは必ずしも一致しない。すなわち、仮に「京都駅０番線ホーム」に設置されている監視カメラがあったとしても、そのカメラが撮影しているのは０番線ホームではなく、電車の発着とか、対面のホームとか、改札の状況かもしれない。それゆえ、従来システムの場合は、センサの設置場所に基づき候補を抽出した後（つまり、センシング希望エリアの周辺に設置されているセンサを候補として選んだ後）、ユーザ自身が、各々のセンサの設置方向やレンジなどのパラメータを確認して、希望エリアの情報をセンシングできるかどうかを判断する必要があった。
　なお、ここまでセンサを例に挙げて説明をしたが、アクチュエータ（或いはコントローラ）のようなデバイスによるネットワークの場合にも、全く同様の課題が発生し得る。「センサ」と「アクチュエータ」とは、「状態を検知（取得）する」のか「状態を変化させる」のかという違いはあるものの、所定の範囲の対象エリアに対して何らかの作用を行うという点、及び、デバイスの設置場所と対象エリアとが必ずしも一致しないという点では共通だからである。
　本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、様々な場所にある多数のデバイスの中から、ユーザの要求に合致するものを正確かつ簡単に検索可能とするための技術を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明では、エリア（点、線、面、又は、空間）を一意に特定可能なように定義付けされた識別情報（本発明では「エリアＩＤ」とよぶ）を用いて各デバイスの対象エリアを管理するとともに、デバイスの（設置場所ではなく）対象エリアがユーザの希望エリアに合致するかどうかという観点でデバイスの検索を可能とする。デバイスの対象エリアとは、当該デバイスの動作との間に因果関係を持たせるべきエリアである。因果関係としては、対象エリアの状態に応じて当該デバイスの出力値が決まるもの（センシング）と、対象エリアの状態を当該デバイスの出力によって決めるもの（アクチュエータ）とがある。
　具体的には、本発明は、異なる場所に存在する複数のデバイスを管理するデバイス管理装置であって、各デバイスに関する情報が登録されている記憶部と、ユーザからデバイス検索要求を取得する取得部と、前記デバイス検索要求に含まれる検索条件と前記記憶部に登録されている各デバイスに関する情報とのマッチングを行うことにより、前記検索条件に合致するデバイスを抽出するマッチング処理部と、前記マッチング処理部の抽出結果をユーザに提示する検索結果提示部と、を備え、前記記憶部には、デバイスに関する情報として、当該デバイスの対象エリアを一意に特定可能なエリアＩＤが登録されており、前記デバイス検索要求には、前記検索条件として、デバイスによって作用を及ぼすことをユーザが希望するエリアを特定するためのエリア条件が含まれており、前記マッチング処理部は、各デバイスのエリアＩＤにより特定される対象エリアと、前記デバイス検索要求に含まれるエリア条件とを比較することによって、抽出するデバイスを決定することを特徴とする。
　デバイスネットワークの構成や用途によっては、例えば、様々な種類のデバイスや所有者の異なるデバイスが混在することも想定されるが、本発明の構成によれば、デバイスに関する情報（以下単に「デバイス情報」ともいう）の一つとして「エリアＩＤ」を登録するようにしたことで、すべてのデバイスの対象エリアを統一的に管理することができる。また、このエリアＩＤは対象エリアを一意に特定できるように定義付けされているため、従来システムとは異なり、デバイスの設置位置ではなく、実際にデバイスによって作用を及ぼす対象となるエリアを表すことができる。よって、ユーザが希望するエリアをカバーするデバイスを精度良く検索することが可能となる。なお、デバイスが対象エリアに対して及ぼす作用とは、対象エリアの状態を検知することであってもよいし、対象エリアの状態を変化させることであってもよい。
　前記マッチング処理部は、エリアＩＤにより特定される対象エリアと、エリア条件により特定されるエリアとの重なり度合を算出し、重なり度合の大きさに基づいて抽出するデバイスを決定することが好ましい。例えば、重なり度合が所定値より大きいデバイスを抽出したり、重なり度合が最も大きいものから順に所定数のデバイスを抽出したりすることで、ユーザの希望にマッチする可能性の高いデバイスを検索結果として提示することが可能となる。前記記憶部に、デバイスに関する情報として、当該デバイスの設置位置を表す位置情報が登録されている場合には、前記マッチング処理部は、デバイスの設置位置に基づいて候補となるデバイスを絞り込んだ後、その絞り込まれた候補を対象として、重なり度合の大きさに基づく抽出を実行してもよい。三次元空間での重なり度合の算出及び評価は計算量が多いので、ネットワークの規模（デバイスの数）が大きくなるとマッチングの処理負荷が増大するおそれがある。そこで、計算量が少なくて済む設置位置での絞り込みを最初に行うことで、マッチングの処理負荷を軽減し、検索時間の短縮を図ることができる。
　対象エリアを複数もつデバイスについては、前記記憶部に、複数の対象エリアにそれぞれ対応する複数のエリアＩＤが登録されていることが好ましい。例えば、移動型又は走査型のデバイス、ＰＴＺ（パン・チルト・ズーム）制御が可能なカメラなどが、これに該当する。ここで、対象エリアの変更をユーザが制御可能であるデバイスについては、前記記憶部に、前記複数のエリアＩＤのそれぞれに関連付けて、対応する対象エリアへ変更するために用いる制御パラメータが登録されていることが好ましく、さらに、前記マッチング処理部によって、対象エリアを変更する制御が必要なデバイスが抽出された場合、前記検索結果提示部は、抽出結果とともに、当該デバイスに対する制御パラメータに関する情報もユーザに提示することが好ましい。これにより、ユーザ（デバイスの利用者）がデバイスを直接又は間接的に制御して、希望するエリアをセンシングしたり、希望するエリアに情報を出力したりする、という利用形態も可能となり、システムの利便性が向上する。
　なお、本発明は、上記手段の少なくともいずれかを有するデバイス管理装置として捉えることもできるし、デバイス管理装置と複数のデバイスとから構成されるデバイスネットワークシステムとして捉えることもできる。また、本発明は、上記処理の少なくともいずれかを含むデバイス検索方法として捉えることもできるし、このデバイス検索方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムや、このプログラムを記録した記憶媒体として捉えることもできる。
　本発明によれば、様々な場所にある多数のデバイスの中から、ユーザの要求に合致するものを正確かつ簡単に検索することができる。
センサネットワークシステムの構成を示す図。 センサ登録処理の流れを示すフローチャート。 センサのセンシング対象エリアを模式的に示す図。 エリアＩＤのデータ構造の一例を模式的に示す図。 検索サービスの具体的な使用例を説明するための図。 センサ検索処理の流れを示すフローチャート。 重なり度合の計算処理の流れを示すフローチャート。
　＜システム構成＞
　図１を参照して、本発明に係るデバイスネットワークシステムの一実施形態として、センサネットワークシステムの構成例を説明する。
　センサネットワークシステムは、デバイスネットワークの一種であるセンサネットワーク１と、デバイス管理装置としてのセンサ管理装置２と、から構成されている。センサネットワーク１は、様々な場所に存在する多数のセンサ１０によって構成されるネットワークである。ネットワークの構成や通信方式などは任意に設計でき、特に限定されない。各々のセンサ１０は、例えばインターネットなどの広域ネットワークを介してセンサ管理装置２と通信可能である。センサ管理装置２は、センサネットワーク１を構成する各センサ１０に関する情報や各センサから収集した情報などを管理すると共に、センサ１０を利用したいと望むユーザ向けの各種サービス（デバイス検索もその一つ）を提供するサーバ装置である。ユーザ（利用者）は、ユーザ端末３から、インターネットなどの広域ネットワークを通じて、センサ管理装置２の提供するサービスにアクセスすることが可能である。ところで、センサネットワーク１を構成する数々のセンサ１０はセンサ管理装置２の運営者がすべて所有しているとは限らず、運営者とは別の、個人や企業体といった多数の者がセンサを所有し又は運営管理していることもあり得る（以下、センサを所有・運営管理する者を「センサの提供者」と呼ぶ）。それゆえ、センサ管理装置２は、センサの提供者に対する機能として、本システムに新たなセンサを登録する機能や、センサに関する情報を変更したりする機能を有する。また、本実施形態では詳しく説明しないが、センサ管理装置２が、センサの利用者と提供者のあいだを仲介する機能（利用条件と提供条件の照合・調停、利用者への課金と提供者への対価支払など）を有していることも好ましい。
　各々のセンサ１０は、センシング対象エリアの状態を検知（取得）するためのデバイスであり、センシングする情報又は出力する情報の種類、検知方法や検知手段はどのようなものでもよい。例えば、画像センサ、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、力センサ、音センサ、ＲＦＩＤセンサ、赤外線センサ、姿勢センサ、降雨センサ、放射能センサ、ガスセンサなどが挙げられる。また、複数のセンサを組み合わせて１つの情報が得られる場合には、それら複数のセンサを仮想的に１つのセンサとして取り扱うこともできる。
　センサ管理装置２は、検索要求取得部２０、エリアＩＤ決定部２１、記憶部（データベース）２２、マッチング処理部２３、検索結果作成部２４、センサ登録部２５などの機能を有している。センサ管理装置２は、ハードウエア的には、ＣＰＵ、主記憶装置（メモリ）、補助記憶装置（ＨＤＤ、ＳＳＤなど）、通信装置、入力装置、表示装置などを備えるコンピュータにより構成することができる。図１に示す各機能ブロックは、補助記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを主記憶装置にロードし、ＣＰＵが当該プログラムを実行することで具現化されるものである。なお、センサ管理装置２は単体のコンピュータで構成してもよいし、協働する複数のコンピュータで構成することもできる。
　ユーザ端末３としては、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、スレート型端末などを利用可能である。なお、本実施形態では、インターネット経由でユーザがセンサ検索を行う例を挙げるが、センサ管理装置自体をユーザが操作する構成、或いは、センサ管理装置の一部又は全部の機能をユーザ端末３側に実装する構成でも構わない。センサの提供者の端末４についても、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、スレート型端末などを利用可能である。
　＜センサの登録＞
　図２～図４を参照して、センサの登録処理の一例を説明する。図２は、センサ管理装置２で実行されるセンサ登録処理の流れを示すフローチャートであり、図３は、センサのセンシング対象エリアを模式的に示す図であり、図４は、エリアＩＤのデータ構造の一例を模式的に示す図である。ここでは、センサの一例として、ＰＴＺ（パン・チルト・ズーム）機能をもつ監視カメラを挙げる。
　センサ（監視カメラ）の提供者は、端末４を用い、ネットワークを介してセンサ管理装置２のセンサ登録サービスにアクセスすることができる。センサ登録部２５は、センサの登録に必要な情報を入力する画面（不図示）を提示し、提供者に情報の入力を促す（ステップＳ２０）。センサの登録に必要な情報には、提供者に関する情報（例えば、提供者の氏名又は名称など）、センサに関する情報（例えば、センサの種類、能力、設置位置、対象エリア、ネットワークアドレスなど）、提供条件（例えば、利用目的、利用可能時間、利用料金など）などが含まれる。なお、センサに関する情報のうち、センサから自動取得可能なものについては、提供者による手入力を省略することもできる。例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を内蔵するセンサの場合に設置位置の座標をセンサから取得したり、センサの内蔵メモリ内に設置位置、設置方向（角度）、能力などの各種情報が格納されている場合にそれらの情報をセンサから読み取ったりしてもよい。
　次に、エリアＩＤ決定部２１が、ステップＳ２０で取得した対象エリアの情報を基に、当該センサのエリアＩＤを決定する（ステップＳ２１）。エリアＩＤとは、当該センサのセンシング対象エリアを一意に特定するための識別情報である。対象エリアは、点、線、面、又は空間（つまり０次元～三次元のエリア）で表される。対象エリアの次元数はセンサの種類などに応じて適宜設定される。
　カメラの場合、図３に示すように、５つの点Ａ０～Ａ４を頂点とする五面体でセンシング対象エリア（撮影範囲）を定義することができる。例えば、ステップＳ２０においてカメラの設置位置（Ａ０）、設置高さ（ｈ）、カメラの方向（角度）、画角などの情報が得られた場合には、カメラの視野とカメラの設置面とから幾何学的に座標Ａ１～Ａ４を計算することができる。なお、設置面を対象エリアに含めることが妥当でない場合（設置面が遠距離又は無限遠になる場合、被写体や壁面だけが画角に含まれている場合など）には、ステップＳ２０において提供者に撮影可能距離（カメラからの光軸方向距離）などを入力させ、カメラの設置位置（Ａ０）を頂点、撮影可能距離を高さとする四角錐によって対象エリアを定義してもよい。あるいは、提供者自身に頂点Ａ０～Ａ４の座標を指定させたり、カメラに設けた距離センサで撮影範囲を計測したり、カメラで得られた画像を解析することで撮影範囲を計算したりしてもよい。
　図４は、エリアＩＤ決定部２１により決定されるエリアＩＤの一例である。本実施形態では、対象エリアを多面体で定義し、エリアＩＤはその多面体の頂点の座標を表すデータ列からなる。図４の例では、各頂点Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４・・・の三次元座標値（ｘ，ｙ，ｚ）が連続的に記述された構造のデータとなっている。三次元空間（多面体）を表現するためには、少なくとも４点が必要なため、エリアＩＤのデータのうち４点の座標値は必須であり、５点目以降のデータはオプションである。なお、各点の値は絶対座標でも相対座標でもよい。また、各点の値はｘｙｚ座標ではなく、緯度・経度・高さで表現してもよいし、ＧＰＳの標準フォーマットで表現してもよい。なお、対象エリアが三次元（空間）の場合はエリアＩＤに４点の座標値が必須であるが、対象エリアが二次元（面）の場合は少なくとも３点、一次元（線）の場合は少なくとも２点、０次元（点）の場合は１点の座標値があればよい。
　エリアＩＤが決定したら、センサ登録部２５は、ステップＳ２０で受け付けた各種の情報とエリアＩＤとを記憶部２２に登録する（ステップＳ２２）。これにより、センサの登録処理が完了する。
　移動型のセンサや可動型のセンサのように対象エリアを変更可能なセンサの場合には、採り得る対象エリアのそれぞれについてエリアＩＤを求め、複数のエリアＩＤを記憶部２２に登録すればよい。このとき、対象エリアを変更するために用いるセンサの制御パラメータをエリアＩＤとともに記憶部２２に登録しておくとよい。例えば、ＰＴＺ制御が可能なカメラの場合であれば、パン、チルト、ズームなどのパラメータと、各パラメータに対応するエリアＩＤとを一緒に登録する。
　＜センサの検索＞
　次に、センサ管理装置２が提供するセンサ検索サービスについて説明する。センサ検索サービスとは、センサネットワーク１を構成する多数のセンサ１０の中から、ユーザ（利用者）が目的達成に最適なセンサを見つけることを、容易化するためのサービスである。まずは図５を用いて検索サービスの具体的な使用例から説明する。
　ユーザがユーザ端末３を用いてセンサ検索サービスにアクセスすると、図５（ａ）のような検索条件入力画面が表示される。この画面では、例えば「京都駅周辺１００ｍの午後６時の渋滞状況を知りたい。」というように、検索条件（検索の目的）を自由文で入力することができる。図５（ｂ）は検索条件入力画面の別の例である。この画面の場合は、エリア、時間、内容を別々のボックスに入力する。検索ボタンが押されると、検索要求がユーザ端末３からセンサ管理装置２へ送信され、センサ管理装置２において検索処理（マッチング処理）が実行される。検索処理の詳細は後述する。
　図５（ｃ）はセンサ管理装置２から返信される検索結果画面の一例である。道路の渋滞状況を把握する手段としては、例えば、渋滞センサ、光ビーコン、画像センサ（カメラ）、ＥＴＣの入場記録などが想定される。センサ検索サービスでは、ユーザが入力した検索条件を満たす可能性があるセンサがすべて索出され、検索条件との一致度が高いセンサから順にリスト表示される。もちろん、リストの表示順については、センサの種類別、料金の安い又は高い順など、ユーザが指定する条件でソートできるようにしてもよい。また、このセンサリストには、必要に応じて、各センサの仕様、提供条件、利用料金、センサの提供者などの情報も表示される。ユーザは、検索結果として提示されたリストを見て、どのセンサを利用するかを比較検討しながら選定することができる。
　図３の例からも分かるように、センサ１０の設置位置（又は存在位置）とセンサ１０がセンシングする対象エリアとは必ずしも一致しない。そこで、本システムのセンサ検索サービスでは、ユーザが入力したエリア条件とセンサの対象エリアとの比較で、センサの検索を行えるようにする。これにより、ユーザの目的や希望に合致したセンサを精度良く抽出することができる。しかも、ユーザが想定していない目的達成手段もリストアップ（レコメンド）されるので、ユーザの利用機会の増大が期待できる。
　（検索処理のフロー）
　図６に、センサ管理装置２によるセンサ検索処理の流れを示す。
　まず、検索要求取得部２０がユーザ端末３から検索要求を取得する（ステップＳ６０）。そして、エリアＩＤ決定部２１が、検索要求に含まれているエリア条件（ユーザがセンシングを希望するエリアを特定するための情報）をエリアＩＤに変換する（ステップＳ６１）。エリアＩＤの定義やデータ構造は前述したものと同じである。ここでエリア条件をエリアＩＤに変換するのは、後述するマッチング処理でのエリア情報の取り扱いを統一するためである。なお、統一の必要がない場合などは、ステップＳ６１を省略してもよい。また、ユーザからエリア条件としてエリアＩＤそのものが指定される場合もステップＳ６１を省略することができる。
　次に、マッチング処理部２３は、ユーザから指定されたエリア条件に基づいて、センサの探索を行う範囲を決定する（ステップＳ６２）。例えば、エリア条件として指定された希望エリアとその周囲Ｌ［ｍ］を探索範囲とすればよい。マージンであるＬの値は、センサネットワークの規模やセンサの種類（検知可能距離）などに応じて適宜設定すればよい。そして、ステップＳ６３において、マッチング処理部２３は、記憶部２２に登録されているすべてのセンサの中から、ステップＳ６２で決めた探索範囲内に設置されているセンサのみを探索候補として選び出す。これにより、後段の重なり度合の算出・評価を行う対象の数を大幅に絞り込むことができ、処理負荷を軽減することができる。なお、センサネットワークを構成するセンサの数がさほど多くない場合などには、ステップＳ６２を省略し、すべてのセンサを探索候補にしてもよい。
　マッチング処理部２３は、ステップＳ６３で候補として選ばれたセンサのそれぞれに対し、以下の処理を行う。まず、マッチング処理部２３は、記憶部２２から当該センサのエリアＩＤを読み込み（ステップＳ６４）、このセンサのエリアＩＤとステップＳ６１で得たエリアＩＤに基づいて、センサのセンシング対象エリアとユーザにより指定されたセンシング希望エリアとの重なり度合を計算する（ステップＳ６５）。
　図７は、ステップＳ６５の重なり度合の計算処理の一例を示している。ユーザにより指定されたエリア（センシング希望エリア）を「エリア１」、各センサのセンシング対象エリアを「エリア２」と呼ぶ。マッチング処理部２３は、エリア１の内部に等間隔かつ網羅的にａ個の参照点を設定する（ステップＳ７０）。参照点の数ａはセンサの種類（分解能）やエリアの大きさなどに応じて適宜設定すればよく、例えば数十から数百個程度に設定するとよい。マッチング処理部２３は、各々の参照点について、エリア２の内部にも含まれているかどうかを判定し、エリア２の内部にも含まれている参照点（つまりエリア１と２の両方に含まれている参照点）の数ｂをカウントする（ステップＳ７１～Ｓ７３）。そして、マッチング処理部２３は、エリア１と２の両方に含まれている参照点の割合、すなわちｂ／ａの値を、当該センサのセンシング対象エリアのセンシング希望エリアに対する重なり度合として算出する（ステップＳ７４）。
　図６のステップＳ６６に戻り、マッチング処理部２３は、重なり度合が所定の閾値以上か否かを判定し、閾値以上であれば当該センサにフラグをたてる（ステップＳ６７）。閾値は任意に設定できるが、本実施形態では一例として０．５に設定することとする（つまり、センシング希望エリアの５０％以上をカバーするセンサを抽出する）。
　上述したステップＳ６４～Ｓ６７の重なり度合の算出・評価処理を、ステップＳ６３で候補として選ばれたセンサのそれぞれに対して実行する（ループＲ１）。また、エリアＩＤが複数設定されているセンサ（対象エリアを変更可能なセンサ）の場合には、エリアＩＤのそれぞれについて重なり度合の算出・評価処理を実行する（ループＲ２）。
　すべての候補のすべてのエリアＩＤについて重なり度合の算出・評価が終了した後、検索結果作成部２４は、フラグがたてられたセンサの情報を記憶部２２から読み出してセンサリストを作成し、ユーザ端末３に送信する（ステップＳ６８）。センサリストには、前述のとおり、抽出された各々のセンサに関する情報が記述されている。また、希望エリアをセンシングするためにセンサのセンシング対象エリアを変更する必要がある場合には、そのための制御パラメータもセンサリストに記述される。ユーザは、ユーザ端末３に表示される検索結果のリストを見ることにより、希望する情報を取得するためにどのセンサをどのように利用すればよいのかを比較検討することができる。
　＜本実施形態の利点＞
　以上述べた本実施形態の構成によれば、センサに関する情報の一つとして「エリアＩＤ」を登録するようにしたことで、すべてのセンサのセンシング対象エリアを統一的に管理することができる。また、このエリアＩＤは対象エリアを一意に特定できるように定義付けされているため、従来システムとは異なり、センサの設置位置ではなく、実際に状態を検知する対象となるエリアを表すことができる。よって、ユーザが希望するエリアをカバーするセンサを精度良く検索することが可能となる。
　また、ユーザが希望するエリアとセンサのセンシング対象エリアとの重なり度合の大きさを評価することによりセンサを抽出しているので、ユーザの希望にマッチする可能性の高いセンサを検索結果として提示することが可能となる。さらに、重なり度合の算出・評価処理を行う前に、計算量が少なくて済む設置位置に基づく候補の大まかな絞り込みを行うことで、全体としての処理負荷を軽減し、検索時間の短縮を図ることができる。
　また、センサを制御することで希望エリアのセンシングが可能となる場合には、センサの制御パラメータに関する情報もユーザに提示するようにしたので、ユーザがセンサを直接又は間接的に制御して希望エリアをセンシングする、という利用形態も可能となり、システムの利便性が向上する。
　なお、上述した実施形態は本発明の一具体例を示したものであり、本発明の範囲をそれらの具体例に限定する趣旨のものではない。例えば、上記実施形態では、センサネットワークシステムに本発明を適用した例を説明するが、センサ以外のデバイス（例えばアクチュエータ、コントローラ、ロボット、照明、デジタルサイネージ、ディスプレイなど）が含まれるデバイスネットワークシステムに本発明を適用することも可能である。これらのデバイスも、所定の対象エリアに対して作用を及ぼす点、対象エリアがデバイスの設置位置と必ずしも一致しない点で、センサの場合と同様の課題が発生するからである。また、上記実施形態（図７）では、エリア１、２の両方に含まれる参照点の割合によって重なりを評価したが、他のアルゴリズムを用いて２つのエリアの重なりを評価してもよい。あるいは、重なりではなく、センサのセンシング対象エリアがユーザの希望エリアを包含するか否か、という包含関係を評価してもよい。
１：センサネットワーク
２：センサ管理装置
３：ユーザ端末
４：センサ提供者の端末
１０：センサ
２０：検索要求取得部
２１：エリアＩＤ決定部
２２：記憶部
２３：マッチング処理部
２４：検索結果作成部
２５：センサ登録部

Claims (8)

  1. 　異なる場所に存在する複数のデバイスを管理するデバイス管理装置であって、
    　各デバイスに関する情報が登録されている記憶部と、
    　ユーザからデバイス検索要求を取得する取得部と、
    　前記デバイス検索要求に含まれる検索条件と前記記憶部に登録されている各デバイスに関する情報とのマッチングを行うことにより、前記検索条件に合致するデバイスを抽出するマッチング処理部と、
    　前記マッチング処理部の抽出結果をユーザに提示する検索結果提示部と、を備え、
    　前記記憶部には、デバイスに関する情報として、当該デバイスの対象エリアを一意に特定可能なエリアＩＤが登録されており、
    　前記デバイス検索要求には、前記検索条件として、デバイスによって作用を及ぼすことをユーザが希望するエリアを特定するためのエリア条件が含まれており、
    　前記マッチング処理部は、各デバイスのエリアＩＤにより特定される対象エリアと、前記デバイス検索要求に含まれるエリア条件とを比較することによって、抽出するデバイスを決定することを特徴とするデバイス管理装置。
  2. 　前記マッチング処理部は、エリアＩＤにより特定される対象エリアと、エリア条件により特定されるエリアとの重なり度合を算出し、重なり度合の大きさに基づいて抽出するデバイスを決定することを特徴とする請求項１に記載のデバイス管理装置。
  3. 　前記記憶部には、デバイスに関する情報として、当該デバイスの設置位置を表す位置情報が登録されており、
    　前記マッチング処理部は、デバイスの設置位置に基づいて候補となるデバイスを絞り込んだ後、その絞り込まれた候補を対象として、重なり度合の大きさに基づく抽出を実行することを特徴とする請求項２に記載のデバイス管理装置。
  4. 　対象エリアを複数もつデバイスについては、前記記憶部に、複数の対象エリアにそれぞれ対応する複数のエリアＩＤが登録されていることを特徴とする請求項１～３のうちいずれか１項に記載のデバイス管理装置。
  5. 　対象エリアの変更をユーザが制御可能であるデバイスについては、前記記憶部に、前記複数のエリアＩＤのそれぞれに関連付けて、対応する対象エリアへ変更するために用いる制御パラメータが登録されていることを特徴とする請求項４に記載のデバイス管理装置。
  6. 　前記マッチング処理部によって、対象エリアを変更する制御が必要なデバイスが抽出された場合、前記検索結果提示部は、抽出結果とともに、当該デバイスに対する制御パラメータに関する情報もユーザに提示することを特徴とする請求項５に記載のデバイス管理装置。
  7. 　異なる場所に存在する複数のデバイスの中から、要求条件を満たすデバイスを検索するためのデバイス検索方法であって、
    　各デバイスに関する情報が登録されている記憶部を備えるコンピュータが、
    　ユーザからデバイス検索要求を取得するステップと、
    　前記デバイス検索要求に含まれる検索条件と前記記憶部に登録されている各デバイスに関する情報とのマッチングを行うことにより、前記検索条件に合致するデバイスを抽出するステップと、
    　前記マッチングによる抽出結果をユーザに提示するステップと、を実行するものであり、
    　前記記憶部には、デバイスに関する情報として、当該デバイスの対象エリアを一意に特定可能なエリアＩＤが登録されており、
    　前記デバイス検索要求には、前記検索条件として、デバイスによって作用を及ぼすことをユーザが希望するエリアを特定するためのエリア条件が含まれており、
    　前記マッチングでは、各デバイスのエリアＩＤにより特定される対象エリアと、前記デバイス検索要求に含まれるエリア条件とを比較することによって、抽出するデバイスが決定されることを特徴とするデバイス検索方法。
  8. 　請求項７に記載のデバイス検索方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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