WO2016207983A1 - 位置測定装置、位置測定方法および位置測定プログラム - Google Patents

位置測定装置、位置測定方法および位置測定プログラム Download PDF

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node
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pattern
instructed
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鈴木　貴久
浩一郎 山下
康志 栗原
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/38—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information

Definitions

  • the present invention relates to a position measuring device and the like.
  • WSN wireless sensor network
  • a conventional technique 1 when measuring the position of a node, there is a conventional technique 1 in which a GPS (Global Positioning System) is mounted on the node.
  • a conventional technique 2 measures and records a position by surveying when a node is installed on the assumption that the node does not move.
  • a conventional technique 3 in which the position of a node is specified from the principle of three-point surveying by calculating the distance from a plurality of nodes whose positions are known to a node whose position is unknown based on the radio wave intensity.
  • the conventional technique 1 has a problem that the cost of the node increases
  • the conventional technique 2 has a problem that the installation cost increases.
  • the cost of the above nodes and the installation cost increase in proportion thereto.
  • a node whose position can be specified is a node whose distance is short from a node whose position is known. It is possible to measure the position of a wide range of nodes by repeatedly executing the above processing based on the node whose position has been specified, but the error accumulates as the node is farther away. It is difficult to identify.
  • the conventional technique 4 as a technique corresponding to the problems of the conventional techniques 1 to 3 described above.
  • a light emission instruction is issued to the node, and the position of the node is measured by detecting the light emission point with a camera.
  • the cost of the node increases.
  • the cost can be suppressed by using a general-purpose LED (Light Emitting Diode) as the light emitting component.
  • a prior art 5 that notifies the identification information of the node that has emitted light by using flashing of light emission through optical communication.
  • the above-described conventional technique has a problem that the position of the node cannot be measured in multi-hop communication.
  • Conventional technology 4 has a feature that the packet arrival time and arrival order are not guaranteed because the packet is transferred between the nodes and sent to the destination node. For example, a case is assumed in which the light emission instruction is transmitted to the next node B when the light emission cannot be confirmed after waiting for a while after the light emission instruction is transmitted to the node A. In this case, since it is unknown whether the node A emits light first or the node B emits light first, even if the light emission can be confirmed, the positions of the nodes A and B cannot be measured.
  • an object of the present invention is to provide a position measuring device, a position measuring method, and a position measuring program capable of measuring the position of a node.
  • the position measuring device has a control unit.
  • the control unit transmits a light emission pattern to the first node among the plurality of nodes to instruct light emission.
  • the control unit stores information on the position where the light emission is detected and information on the first node in association with each other in the storage unit. If the control unit does not detect light emission by the instructed light emission pattern, the control unit transmits a light emission pattern different from the light emission pattern instructed to the first node to the second node different from the first node to emit light. Instruct.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a position measurement system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the node.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the position measuring device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the data structure of the immediately preceding instruction information.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the data structure of the unconfirmed pattern list.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the data structure of the measured node list.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a data structure of the measurement target node list.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the data structure of the light emission pattern table.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the pattern generation unit.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the light emission control unit.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the comparison unit.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the node.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a computer that executes a position measurement program.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a hardware configuration of a node.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a position measurement system according to the present embodiment.
  • this position measurement system has nodes 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, and 10j in the sensor setting field 5. Other nodes may be set in the sensor setting field 5.
  • the nodes 10a to 10j are collectively expressed as a node 10 as appropriate.
  • the position measurement system includes a camera 20, a repeater 30, and a position measurement device 100.
  • the node 10 is charged using an energy harvesting element or the like, and wirelessly receives measurement results from the sensor and other information by receiving a wireless signal from another node 10 and a response of a sensor connected to the node 10. Send.
  • the node 10 transmits / receives data to / from the position measurement apparatus 100 by multi-hop communication that relays other nodes 10.
  • the data addressed to the position measuring device 100 transmitted from the node 10a reaches the position measuring device 100 via the nodes 10b and 10c and the repeater 30. Further, the data addressed to the node 10a transmitted by the position measuring apparatus 100 is relayed through the relay 30 and the nodes 10c and 10b and reaches the node 10a.
  • the node 10 has an LED, and when receiving the light emission instruction information addressed to itself from the position measuring device 100, the node 10 causes the LED to emit light based on the light emission pattern included in the light emission instruction information.
  • the camera 20 is a camera that is installed in a place where the entire node 10 installed in the sensor setting field 5 can be seen from above, and shoots an image in the shooting range.
  • the camera is connected to the position measurement device 100 by wire or wirelessly, and transmits information on the captured image to the position measurement device 100.
  • information on an image taken by the camera 20 is described as image information.
  • the repeater 30 is a device that relays data communication performed between the node 10 and the position measurement device 100.
  • the repeater 30 is connected to the position measurement device 100 by wire or wireless.
  • the repeater 30 connects to the node 10 by radio.
  • the position measurement apparatus 100 transmits the light emission instruction information including a certain light emission pattern to the target node 10 to perform the position measurement, and detects the light emission pattern from the image information of the camera 20, thereby measuring the position of the node. To do. In addition, when the position measurement apparatus 100 cannot detect a certain light emission pattern within a certain time after transmitting the light emission instruction information, the position measurement apparatus 100 emits light of a light emission pattern different from the previous light emission pattern to the next node 10. The instruction information is transmitted to measure the position of the next node 10.
  • the position measuring apparatus 100 performs position measurement by instructing the light emission pattern different from the previous light emission pattern to the next node. For this reason, the light emission position of a light emission pattern and a node can be matched, and the position of the node 10 can be measured.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the node.
  • the node 10 includes a sensor 11, a communication unit 12, and a light emitting unit 13.
  • the sensor 11 is a sensor that measures various measurement data. For example, the sensor 11 measures temperature, humidity, underground water content, and acceleration as measurement data. The sensor 11 outputs measurement data to the communication unit 12.
  • the communication unit 12 is a processing unit that performs data communication with other nodes and the position measurement apparatus 100 by multi-hop wireless communication. For example, when the communication unit 12 receives the light emission instruction information addressed to the own node 10, the communication unit 12 outputs the light emission instruction information to the light emission unit 13. When the communication unit 12 receives the light emission instruction information addressed to the other node 10, the communication unit 12 refers to the route table and transfers the light emission instruction information to the adjacent node 10 that reaches the other node 10.
  • the communication unit 12 When the communication unit 12 acquires the measurement data from the sensor 11, the communication unit 12 transmits the measurement data to the position measurement device 100.
  • the light emitting unit 13 is a processing unit that causes the LED to emit light according to a light emission pattern included in the light emission instruction information.
  • the light emission pattern includes the number of times and the interval. For example, when the light emission pattern is “number of times N” and “interval M”, the light emitting unit 13 causes the LED to emit light N times continuously, then waits for the interval M and continues again N times. The LED is caused to emit light a predetermined number of times.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the position measuring device.
  • the position measurement apparatus 100 includes a communication unit 110, an input unit 120, a display unit 130, a storage unit 140, and a control unit 150.
  • the communication unit 110 is a communication device that performs data communication with the node 10 via the repeater 30. Further, the communication unit 110 performs data communication with the camera 20 and acquires image information. The control unit 150 described later exchanges data with the node 10 via the communication unit 110. Further, the control unit 150 acquires image information from the camera 20 via the communication unit 110.
  • the input unit 120 is an input device that inputs various types of information to the position measurement device 100.
  • the input unit 120 corresponds to an input device such as a keyboard, a mouse, or a touch panel.
  • the display unit 130 is a display device that displays information output from the control unit 150.
  • the display unit 130 corresponds to a display, a touch panel, or the like.
  • the storage unit 140 includes immediately preceding instruction information 141, an unconfirmed pattern list 142, a measured node list 143, a measurement target node list 144, and a light emission pattern table 145.
  • the storage unit 140 corresponds to a storage device such as a semiconductor memory element such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a flash memory (Flash Memory).
  • the immediately preceding instruction information 141 is information indicating light emission pattern information that the position measuring apparatus 100 has instructed the node 10 immediately before.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the data structure of the immediately preceding instruction information. As shown in FIG. 4, the immediately preceding instruction information 141 includes a node ID and a light emission pattern.
  • the node ID is information for uniquely identifying a node that has instructed light emission by a light emission pattern.
  • the light emission pattern is a light emission pattern instructed to the corresponding node, and includes the number of times and an interval.
  • the destination of the light emission instruction information transmitted immediately before by the position measurement apparatus 100 is the node 10a, the number of light emission patterns included in the light emission instruction information is “3”, and the interval is “2”. It is shown that.
  • the immediately preceding instruction information 141 is updated every time the position measurement apparatus 100 transmits the light emission instruction information.
  • the unconfirmed pattern list 142 is a list that holds light emission patterns for which light emission is not confirmed even though the node 10 is instructed to emit light by the light emission pattern.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the data structure of the unconfirmed pattern list. As shown in FIG. 5, the unconfirmed pattern list 142 includes a node ID and a light emission pattern.
  • the node ID is information for uniquely identifying a node for which light emission by the instructed light emission pattern cannot be confirmed.
  • the light emission pattern is a light emission pattern whose light emission has not been confirmed.
  • the node ID “node 10e”, the number of times “2”, and the interval “1” are registered in the entry in the first row of FIG. For this reason, the light emission pattern with the number of times “2” and the interval “1” is instructed to the node 10e, but it indicates that it has not been confirmed.
  • the measured node list 143 is a list that holds information on nodes whose positions have been confirmed.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the data structure of the measured node list. As shown in FIG. 6, this measured node list 143 has a node ID and coordinates.
  • the node ID is information for uniquely identifying a node whose position has been confirmed.
  • the coordinates indicate the coordinates of the node.
  • the measurement target node list 144 is a table that holds node IDs of nodes whose positions are to be measured.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a data structure of the measurement target node list. As illustrated in FIG. 7, the measurement target node list 144 has a node ID that uniquely identifies a node to be measured.
  • the light emission pattern table 145 is a table that holds a plurality of light emission patterns.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the data structure of the light emission pattern table. As shown in FIG. 8, the light emission pattern table 145 includes a plurality of types of light emission patterns.
  • the control unit 150 includes a pattern generation unit 151, a light emission control unit 152, an image analysis unit 153, and a comparison unit 154.
  • the control unit 150 is an example of a position measurement unit.
  • the control unit 150 corresponds to, for example, an integrated device such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA).
  • the control unit 150 corresponds to an electronic circuit such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit).
  • the pattern generation unit 151 obtains a light emission pattern different from the unconfirmed light emission pattern among the light emission patterns instructed to the node 10 from the light emission pattern table 145, and outputs the acquired light emission pattern to the light emission control unit 152. Part.
  • the pattern generation unit 151 acquires an unselected light emission pattern from the light emission pattern table 145, the acquired light emission pattern does not match the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141, and the light emission pattern of the unconfirmed pattern list 142. It is determined whether or not it matches.
  • the pattern generation unit 151 outputs the acquired light emission pattern to the light emission control unit 152 when the light emission pattern does not match the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141 and does not match the light emission pattern of the unconfirmed pattern list.
  • the pattern generation unit 151 acquires a light emission pattern different from the acquired light emission pattern from the light emission pattern table 145. .
  • the pattern generation unit 151 repeatedly executes the above process on the acquired light emission pattern.
  • the pattern generation unit 151 determines that the acquired light emission pattern does not match the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141 when the node ID and the light emission pattern information of the immediately preceding instruction information 141 are deleted and blank. .
  • the pattern generation unit 151 notifies the user of an error when a light emission pattern different from the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141 and the light emission pattern of the unconfirmed pattern list does not exist in the light emission pattern table 145.
  • the pattern generation unit 151 may display an error on the display unit 130 or may notify the error to a user terminal device (not shown).
  • the light emission control unit 152 is a processing unit that selects an unselected node ID from the measurement target node list 144 and transmits the light emission instruction information with the node 10 of the selected node ID as the destination.
  • the light emission control unit 152 stores the light emission pattern acquired from the pattern generation unit 151 in the light emission instruction information. Further, when transmitting the light emission instruction information, the light emission control unit 152 updates the node ID and the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141 with the node ID and the light emission pattern of the destination node set in the light emission instruction information.
  • the light emission control unit 152 receives a notification that the light emission has been confirmed from the comparison unit 154 to be described later within a certain time after transmitting the light emission instruction information, the light emission control unit 152 selects an unselected node from the measurement target node list 144. The ID is selected and the above process is repeated.
  • the light emission control unit 152 does not receive a notification that the light emission has been confirmed from the comparison unit 154 to be described later within a certain period of time after transmitting the light emission instruction information, the node ID stored in the immediately preceding instruction information 141 is received. And the light emission pattern are stored in the unconfirmed pattern list 142.
  • the image analysis unit 153 is a processing unit that acquires image information captured by the camera 20 and analyzes the acquired image information to detect a light emission pattern. For example, the image analysis unit 153 compares before and after frames included in the image information, and detects a position where the luminance changes by a threshold value or more as a light emission position. In addition, the image analysis unit 153 focuses on the light emission position, and specifies the number of times of light emission and the light emission interval based on each frame of the subsequent image information. The image analysis unit 153 outputs information on the specified number of times of light emission and light emission interval and information on the light emission position to the comparison unit 154.
  • the image analysis unit 153 outputs the detection pattern information and the light emission position information to the comparison unit 154.
  • the comparison unit 154 compares the detection pattern with the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141, and determines whether or not each pattern matches. When the detected pattern matches the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141, the comparison unit 154 associates the node ID of the straight line position information 141 with the light emission position and registers them in the measurement target node list 144. In addition, the comparison unit 154 notifies the light emission control unit 152 of information indicating that light emission has been confirmed.
  • the comparison unit 154 determines whether or not the light emission pattern in the unconfirmed pattern list matches the detection pattern when the detection pattern does not match the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141. When the detection pattern and the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141 match, the comparison unit 154 associates the node ID corresponding to the matched light emission pattern with the light emission position and registers them in the measured node list 143. . Further, when the detected pattern matches the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141, the comparison unit 154 deletes the entry of the matched light emission pattern from the unconfirmed pattern list.
  • the comparison unit 154 may register the light emission position after converting it to the coordinates of the world coordinate system. For example, the comparison unit 154 converts the light emission position to the coordinate of the world coordinate system based on the conversion table that defines the relationship between the light emission position on the image information and the coordinate of the world coordinate system.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the pattern generation unit.
  • the pattern generation unit 151 of the position measurement apparatus 100 acquires an unacquired light emission pattern from the light emission pattern table 145 (step S ⁇ b> 101). If the light emission pattern cannot be acquired (step S102, No), the pattern generation unit 151 notifies an error to the user terminal (step S103).
  • step S102 when the light emission pattern can be acquired (step S102, Yes), the pattern generation unit 151 compares the light emission pattern acquired from the light emission pattern table 145 with the light emission pattern of the immediately preceding instruction information (step S104). . If the light emission pattern acquired from the light emission pattern table 145 matches the light emission pattern of the immediately preceding instruction information (step S105, Yes), the pattern generation unit 151 proceeds to step S101.
  • the pattern generation unit 151 proceeds to step S106 when the light emission pattern acquired from the light emission pattern table 145 does not match the light emission pattern of the immediately preceding instruction information (No in step S105).
  • the pattern generation unit 151 acquires an unacquired light emission pattern from the unconfirmed pattern list 142 (step S106). If the light emission pattern cannot be acquired (step S107, No), the pattern generation unit 151 outputs the light emission pattern acquired from the light emission pattern table 145 to the light emission control unit 152 (step S108).
  • step S107 If the light emission pattern can be acquired (step S107, Yes), the pattern generation unit 151 compares the light emission pattern acquired from the unconfirmed pattern list 142 with the light emission pattern acquired from the light emission pattern table 145 (step S109). ). When the light emission pattern acquired from the unconfirmed pattern list 142 matches the light emission pattern acquired from the light emission pattern table 145 (step S110, Yes), the pattern generation unit 151 proceeds to step S101.
  • Step S110 If the light emission pattern acquired from the unconfirmed pattern list 142 does not match the light emission pattern acquired from the light emission pattern table 145 (No at Step S110), the pattern generation unit 151 proceeds to Step S106.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the light emission control unit.
  • the light emission control unit 152 of the position measurement apparatus 100 selects an unselected node from the measurement target node list 144 (step S201). If the unselected node cannot be selected (No at Step S202), the light emission control unit 152 ends the process.
  • the light emission control unit 152 acquires the light emission pattern from the pattern generation unit 151 (Step S203). The light emission control unit 152 transmits the light emission instruction information (step S204).
  • the light emission control unit 152 registers the node ID of the selected node and the light emission pattern in the immediately preceding instruction information 141 (step S205).
  • the light emission control unit 152 waits for a predetermined time (step S206).
  • the light emission control unit 152 determines whether or not a notification indicating that light emission has been detected has been acquired from the comparison unit 154 (step S207).
  • step S207 If the light emission control unit 152 obtains notification from the comparison unit 154 that light emission has been detected (step S207, Yes), the light emission control unit 152 proceeds to step S201. On the other hand, if the light emission control unit 152 has not obtained a notification that the light emission has been detected from the comparison unit 154 (No in step S207), the light emission control unit 152 sets the node ID and the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141 to the unconfirmed pattern list. 142 (step S208), the process proceeds to step S201. For example, the light emission control unit 152 deletes the node ID and the light emission pattern of the immediately preceding instruction information 141 after executing Step S208.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the comparison unit.
  • the comparison unit 154 of the position measurement apparatus 100 acquires a detection pattern from the image analysis unit 153 (step S301).
  • the comparison unit 154 acquires the light emission pattern registered in the immediately preceding instruction information 141 (step S302).
  • the comparison unit 154 proceeds to step S304 if the detected pattern matches the detected light emission pattern (step S303, Yes).
  • the comparison unit 154 adds the node ID and the node coordinates registered in the immediately preceding instruction information 141 to the measured node list 143 (step S304).
  • the comparison unit 154 notifies the light emission control unit 152 of light emission confirmation and releases the standby (step S305).
  • Step S306 The comparison unit 154 acquires an unacquired light emission pattern from the unconfirmed pattern list 142 (step S306). If the comparison unit 154 cannot acquire the unacquired light emission pattern (No in step S307), the comparison unit 154 ends the process.
  • the comparison unit 154 determines whether or not the detection pattern matches the light emission pattern (step S308). When the detection pattern and the light emission pattern do not match (No at Step S308), the comparison unit 154 proceeds to Step S306.
  • the comparison unit 154 adds the node ID and node coordinates of the acquired entry to the measured node list 143 (step S309). .
  • the comparison unit 154 deletes the acquired entry from the unconfirmed pattern list 142 (step S310).
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the node.
  • the communication unit 12 of the node 10 receives the light emission instruction information addressed to the own node (step S401), and stores the light emission instruction information (step S402).
  • the light emitting unit 13 of the node 10 specifies the number N and the interval M indicated by the light emission pattern (step S403).
  • the light emitting unit 13 causes the LED to emit light N times continuously, then waits for an interval M, and again performs a process of causing the LED to continuously emit light N times a predetermined number of times (step S404).
  • the position measurement apparatus 100 instructs light emission by the light emission pattern in the node 10 and, if the light emission pattern cannot be confirmed, instructs the light emission by a light emission pattern different from the previous time. For this reason, due to the influence of multi-hop communication, it is possible to associate the light emitting node with the light emission position even if the light emission timing is around, and the node position can be measured.
  • the position measuring device 100 uses a simple light emission pattern such as the number of times of light emission and the light emission interval as the light emission pattern to be instructed to the node 10, each light emission pattern can be distinguished even when an LED is used.
  • the position measuring apparatus 100 reuses the confirmed light emission pattern and issues a light emission instruction to another node that is a position measurement target.
  • the number of light emission patterns can be made smaller than the number of nodes, the number of bits required for node identification can be reduced, and the time required for position measurement can be shortened.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a computer that executes a position measurement program.
  • the computer 300 also corresponds to the hardware configuration diagram of the position measurement apparatus 100.
  • the computer 300 includes a CPU 301 that executes various arithmetic processes, an input device 302 that receives data input from a user, and a display 303.
  • the computer 300 also includes a reading device 304 that reads a program or the like from a storage medium, and an interface device 305 that exchanges data with other computers via a network.
  • the computer 300 also includes a RAM 306 that temporarily stores various types of information and a storage device 307.
  • the devices 301 to 307 are connected to the bus 308.
  • the storage device 307 has, for example, a position measurement program 307a.
  • the CPU 301 reads the position measurement program 307 a and develops it in the RAM 306.
  • the position measurement program 307a functions as a position measurement process 306a.
  • the process of the position measurement process 306 a corresponds to the process of the control unit 150.
  • the position measurement program 307a is not necessarily stored in the storage device 307 from the beginning.
  • the position measurement program 307a is stored in a “portable physical medium” such as a flexible disk (FD), a CD-ROM, a DVD disk, a magneto-optical disk, or an IC card inserted into the computer 300. Then, the computer 300 may read and execute the position measurement program 307a from these.
  • a “portable physical medium” such as a flexible disk (FD), a CD-ROM, a DVD disk, a magneto-optical disk, or an IC card inserted into the computer 300.
  • the computer 300 may read and execute the position measurement program 307a from these.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a hardware configuration of a node.
  • the node 10 includes a sensor element 21, an energy harvesting element 22, a battery 23, a radio 24, a power controller 25, a processor 26, and an LED 27.
  • the sensor element 21 is a sensor that measures environmental information.
  • the energy harvesting element 22 is an element that generates weak power using environmental radio waves or temperature.
  • the battery 23 is a battery that stores electricity generated by the energy harvesting element 22.
  • the radio 24 is a device that performs data communication with other nodes.
  • the power controller 25 is a device that performs power management of the node 10.
  • the processor 26 is a device that executes processing corresponding to the light emitting unit 13 illustrated in FIG. 2.

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Abstract

位置測定装置（１００）は、複数のノードのうちの第１のノード１０に対して発光パターンを送信して発光を指示し、指示した発光パターンによる発光を検出した場合には、発光を検出した位置の情報と第１のノード１０の情報とを対応付けて記憶部に記憶する。位置測定装置（１００）は、指示した発光パターンによる発光を検出しない場合には第２のノード１０に対して、第１のノード１０に指示した発光パターンとは異なる発光パターンを送信して発光を指示する。

Description

位置測定装置、位置測定方法および位置測定プログラム
　本発明は、位置測定装置等に関する。
　従来、平原や斜面、田畑等の野外の広範囲の地面や大型の建物等にセンサーを備えた多数のノードを配置して、ノード間をマルチホップネットワークで結び、測定データを収集する技術がある。マルチホップネットワークは、近距離の無線通信で近傍のノードと通信しながらパケットを順次転送していくことで、遠く離れたノードとも通信を行うことを可能にする。以下の説明では、マルチホップネットワークによって、各ノードから測定データを収集するものを、ワイヤレスセンサーネットワーク（ＷＳＮ）と表記する。
　ＷＳＮにおいて、ノードの位置を測定する場合には、ノードにＧＰＳ（Global　Positioning　System）を搭載する従来技術１がある。また、ノードが移動しないことを前提として、ノード設置時に測量により位置を測定して記録する従来技術２がある。また、位置が既知の複数のノードから位置が未知のノードまでの距離を電波強度により算出することで、３点測量の原理からノードの位置を特定する従来技術３がある。
　ここで、従来技術１では、ノードのコストが上昇するという課題があり、従来技術２では、設置コストが上昇するという課題がある。特に、ノードの数が増加するとそれに比例して、上記のノードのコスト、設置コストが上昇する。
　従来技術３では、近距離の無線通信を利用するため、位置が特定できるノードは、位置が既知のノードから距離が短いノードとなる。なお、位置を特定したノードを基に、上記処理を繰り返し実行することで、広範囲のノードの位置を測定できるが、遠くのノードほど誤差が蓄積するため、多数のノードに対して位置を正確に特定することが難しい。
　上記の従来技術１～３の課題に対応する技術として例えば、従来技術４がある。従来技術４では、ノードに発光指示を出し、発光した点をカメラにより検出することで、ノードの位置を測定する。従来技術４では、ノードに発光部品を搭載するため、ノードのコストは上昇するが、汎用的な部品であるＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）を発光部品として用いることで、コストを抑えることができる。また、ＬＥＤを用いる他の技術として、発光の点滅を利用して発光したノードの識別情報を光通信により通知する従来技術５も存在する。
国際公開第２０１２／０２３２５３号 特開２０００－５５６５７号公報 特開２００７－１７０８４８号公報
　しかしながら、上述した従来技術では、マルチホップ通信において、ノードの位置を測定することができないという問題がある。
　従来技術４では、ノード間でパケットを転送して宛先のノードにパケットを送付するため、パケットの到着時間と到着順番とが保証されないという特徴を持つ。例えば、ノードＡに対して発光指示を送信後しばらく待機して発光を確認できない場合に、次のノードＢに対して発光指示を送信した場合を想定する。この場合には、ノードＡが先に発光するのか、ノードＢが先に発光するのかが分からないため、発光を確認できたとしても、ノードＡ，Ｂの位置を測定することができない。
　なお、従来技術５では、発光の点滅によりノードの識別情報を送信することで、発光順序が入れ替わっても、発光点とノードとの対応付けを行うことができる。しかし、ＬＥＤは、低輝度かつ無指向性の光源であるため、ノードの識別情報を受信できる距離が短くなる。ＷＳＮで想定しているような広範囲を一括で観測する場合には、遠距離にカメラをおいて発光を観測することになるため、ＬＥＤを用いてノードの識別情報を送信することが難しく、ノードの位置を測定することができない。なお、ＬＥＤを用いる場合に、ビットレートを落とすことも考えられるが、ビットレートを落とすと、情報の送信が完了するまでの時間が増大するという課題が発生してしまう。
　１つの側面では、本発明は、ノードの位置を測定することができる位置測定装置、位置測定方法および位置測定プログラムを提供することを目的とする。
　第１の案では、位置測定装置は、制御部を有する。制御部は、複数のノードのうち第１のノードに対して発光パターンを送信して発光を指示する。制御部は、指示した発光パターンによる発光を検出した場合には、発光を検出した位置の情報と第１のノードの情報とを対応付けて記憶部に記憶する。制御部は、指示した発光パターンによる発光を検出しない場合には、第１のノードと異なる第２のノードに対して、第１のノードに指示した発光パターンとは異なる発光パターンを送信して発光を指示する。
　ノードの位置を測定することができる。
図１は、本実施例に係る位置測定システムの構成を示す図である。 図２は、ノードの構成を示す機能ブロック図である。 図３は、位置測定装置の構成を示す機能ブロック図である。 図４は、直前指示情報のデータ構造の一例を示す図である。 図５は、未確認パターンリストのデータ構造の一例を示す図である。 図６は、測定済みノードリストのデータ構造の一例を示す図である。 図７は、測定対象ノードリストのデータ構造の一例を示す図である。 図８は、発光パターンテーブルのデータ構造の一例を示す図である。 図９は、パターン生成部の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１０は、発光制御部の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１１は、比較部の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１２は、ノードの処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１３は、位置測定プログラムを実行するコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。 図１４は、ノードのハードウェア構成を示す図である。
　以下に、本発明にかかる位置測定装置、位置測定方法および位置測定プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
　本実施例に係る位置測定システムの一例について説明する。図１は、本実施例に係る位置測定システムの構成を示す図である。図１に示すように、この位置測定システムは、センサー設定フィールド５にノード１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊを有する。センサー設定フィールド５には、その他のノードが設定されていても良い。ノード１０ａ～１０ｊをまとめて適宜、ノード１０と表記する。位置測定システムは、カメラ２０と、中継器３０と、位置測定装置１００とを有する。
　ノード１０は、エナジーハーベスト素子等を用いて充電を行い、他のノード１０からの無線受信、ノード１０に接続されたセンサーの反応等を契機にして、センサーによる測定結果やその他の情報を無線で送信する。ノード１０は、他のノード１０を中継するマルチホップ通信によって、位置測定装置１００とデータを送受信する。
　例えば、ノード１０ａが送信する位置測定装置１００宛のデータは、ノード１０ｂ，１０ｃ、中継器３０を中継して、位置測定装置１００に到達する。また、位置測定装置１００が送信するノード１０ａ宛のデータは、中継器３０、ノード１０ｃ，１０ｂを中継して、ノード１０ａに到達する。
　ノード１０は、ＬＥＤを有しており、位置測定装置１００から自ノード宛の発光指示情報を受信した場合に、発光指示情報に含まれる発光パターンに基づき、ＬＥＤを発光させる。
　カメラ２０は、センサー設定フィールド５に設置されたノード１０全体を俯瞰できる場所に設置されており、撮影範囲の画像を撮影するカメラである。カメラは、有線または無線により位置測定装置１００に接続されており、撮影した画像の情報を、位置測定装置１００に送信する。以下の説明では、カメラ２０が撮影した画像の情報を、画像情報を表記する。
　中継器３０は、ノード１０と位置測定装置１００との間で実行されるデータ通信を中継する装置である。例えば、中継器３０は、有線または無線により位置測定装置１００に接続される。中継器３０は、無線により、ノード１０に接続する。
　位置測定装置１００は、位置測定を行う対象のノード１０に対して、ある発光パターンを含む発光指示情報を送信し、カメラ２０の画像情報からある発光パターンを検出することで、ノードの位置を測定する。また、位置測定装置１００は、発光指示情報を送信してから一定時間以内に、ある発光パターンを検出できない場合には、次のノード１０に対して、先の発光パターンとは異なる発光パターンの発光指示情報を送信して次のノード１０の位置を測定する。
　位置測定装置１００は、先のノード１０に対して指示した発光パターンを確認できない場合には、次のノードに対して先の発光パターンとは異なる発光パターンを指示して位置測定を行う。このため、発光パターンの発光位置と、ノードとを対応付けることができ、ノード１０の位置を測定することができる。
　次に、図１に示したノード１０の構成の一例について説明する。図２は、ノードの構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように、ノード１０は、センサー１１と、通信部１２と、発光部１３とを有する。
　センサー１１は、各種の測定データを測定するセンサーである。例えば、センサー１１は、測定データとして、気温、湿度、地中の水分量、加速度を測定する。センサー１１は、測定データを、通信部１２に出力する。
　通信部１２は、マルチホップによる無線通信によって、他のノードおよび位置測定装置１００とデータ通信を実行する処理部である。例えば、通信部１２は、自ノード１０宛の発光指示情報を受信した場合には、発光指示情報を、発光部１３に出力する。通信部１２は、他のノード１０宛の発光指示情報を受信した場合には、経路テーブルを参照して、他のノード１０に至る隣接のノード１０に、発光指示情報を転送する。
　通信部１２は、センサー１１から測定データを取得した場合には、測定データを、位置測定装置１００に送信する。
　発光部１３は、発光指示情報に含まれる発光パターンによって、ＬＥＤを発光させる処理部である。発光パターンは、回数と間隔とを含む。例えば、発光パターンが「回数Ｎ」、「間隔Ｍ」である場合には、発光部１３は、Ｎ回連続してＬＥＤを発光させたのち、間隔Ｍだけ時間を空けて、再度Ｎ回連続してＬＥＤを発光させることを所定回数行う。
　次に、図１に示した位置測定装置１００の構成の一例について説明する。図３は、位置測定装置の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、この位置測定装置１００は、通信部１１０と、入力部１２０と、表示部１３０と、記憶部１４０と、制御部１５０とを有する。
　通信部１１０は、中継器３０を介してノード１０とデータ通信を行う通信装置である。また、通信部１１０は、カメラ２０とデータ通信を実行し、画像情報を取得する。後述する制御部１５０は、通信部１１０を介して、ノード１０とデータをやり取りする。また、制御部１５０は、通信部１１０を介して、カメラ２０から画像情報を取得する。
　入力部１２０は、各種の情報を位置測定装置１００に入力する入力装置である。入力部１２０は、キーボードやマウス、タッチパネル等の入力装置に対応する。
　表示部１３０は、制御部１５０から出力される情報を表示する表示装置である。表示部１３０は、ディスプレイやタッチパネル等に対応する。
　記憶部１４０は、直前指示情報１４１、未確認パターンリスト１４２、測定済みノードリスト１４３、測定対象ノードリスト１４４、発光パターンテーブル１４５を有する。例えば、記憶部１４０は、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ（Flash　Memory）などの半導体メモリ素子などの記憶装置に対応する。
　直前指示情報１４１は、位置測定装置１００がノード１０に直前に指示した発光パターンの情報を示す情報である。図４は、直前指示情報のデータ構造の一例を示す図である。図４に示すように、この直前指示情報１４１は、ノードＩＤと発光パターンとを含む。ノードＩＤは、発光パターンによる発光を指示したノードを一意に識別する情報である。発光パターンは、該当するノードに指示した発光パターンであり、回数と、間隔とを含む。
　例えば、図４に示す例では、位置測定装置１００が直前に送信した発光指示情報の宛先がノード１０ａであり、係る発光指示情報に含まれる発光パターンの回数が「３」、間隔が「２」であることが示される。直前指示情報１４１は、位置測定装置１００が発光指示情報を送信する度に、更新される。
　未確認パターンリスト１４２は、発光パターンによる発光をノード１０に指示したにもかかわらず、発光が未確認の発光パターンを保持するリストである。図５は、未確認パターンリストのデータ構造の一例を示す図である。図５に示すように、この未確認パターンリスト１４２は、ノードＩＤと発光パターンとを含む。ノードＩＤは、指示した発光パターンによる発光を確認できないノードを一意に識別する情報である。発光パターンは、発光が確認できていない発光パターンである。
　例えば、図５の１行目のエントリには、ノードＩＤ「ノード１０ｅ」、回数「２」、間隔「１」が登録されている。このため、回数「２」、間隔「１」の発光パターンを、ノード１０ｅに指示したが、確認できていない旨を示す。
　測定済みノードリスト１４３は、位置確認ができたノードの情報を保持するリストである。図６は、測定済みノードリストのデータ構造の一例を示す図である。図６に示すように、この測定済みノードリスト１４３は、ノードＩＤと座標とを有する。ノードＩＤは、位置を確認できたノードを一意に識別する情報である。座標はノードの座標を示すものである。
　測定対象ノードリスト１４４は、位置を測定するノードのノードＩＤを保持するテーブルである。図７は、測定対象ノードリストのデータ構造の一例を示す図である。図７に示すように、測定対象ノードリスト１４４は、測定対象となるノードを一意に識別するノードＩＤを有する。
　発光パターンテーブル１４５は、複数の発光パターンを保持するテーブルである。図８は、発光パターンテーブルのデータ構造の一例を示す図である。図８に示すように、この発光パターンテーブル１４５には、複数種類の発光パターンが含まれる。
　制御部１５０は、パターン生成部１５１と、発光制御部１５２と、画像解析部１５３と、比較部１５４とを有する。制御部１５０は、位置測定部の一例である。制御部１５０は、例えば、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）や、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）などの集積装置に対応する。また、制御部１５０は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）やＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）等の電子回路に対応する。
　パターン生成部１５１は、ノード１０に対して指示された発光パターンのうち未確認の発光パターンと異なる発光パターンを、発光パターンテーブル１４５から取得し、取得した発光パターンを、発光制御部１５２に出力する処理部である。
　例えば、パターン生成部１５１は、発光パターンテーブル１４５から、未選択の発光パターンを取得し、取得した発光パターンが、直前指示情報１４１の発光パターンと一致せず、かつ、未確認パターンリスト１４２の発光パターンと一致するか否かを判定する。パターン生成部１５１は、発光パターンが、直前指示情報１４１の発光パターンと一致せず、かつ、未確認パターンリストの発光パターンと一致しない場合には、取得した発光パターンを発光制御部１５２に出力する。
　一方、パターン生成部１５１は、発光パターンが、直前指示情報１４１の発光パターンまたは未確認パターンリストの発光パターンと一致する場合には、取得した発光パターンと異なる発光パターンを、発光パターンテーブル１４５から取得する。パターン生成部１５１は、取得した発光パターンに対して上記処理を繰り返し実行する。
　パターン生成部１５１は、直前指示情報１４１のノードＩＤ、発光パターンの情報が削除され、ブランクになっている場合には、取得した発光パターンが、直前指示情報１４１の発光パターンと一致しないと判定する。
　なお、パターン生成部１５１は、直前指示情報１４１の発光パターンおよび未確認パターンリストの発光パターンと異なる発光パターンが、発光パターンテーブル１４５に存在しない場合には、利用者にエラーを通知する。例えば、パターン生成部１５１は、表示部１３０にエラーを表示させても良いし、図示しない利用者の端末装置にエラーを通知しても良い。
　発光制御部１５２は、測定対象ノードリスト１４４から未選択のノードＩＤを選択し、選択したノードＩＤのノード１０を宛先として、発光指示情報を送信する処理部である。発光制御部１５２は、パターン生成部１５１から取得した発光パターンを発光指示情報に格納する。また、発光制御部１５２は、発光指示情報を送信した際に、発光指示情報に設定した宛先ノードのノードＩＤおよび発光パターンによって、直前指示情報１４１のノードＩＤおよび発光パターンを更新する。
　発光制御部１５２は、発光指示情報を送信してから一定時間の間に、後述する比較部１５４から発光を確認した旨の通知を受けた場合には、測定対象ノードリスト１４４から未選択のノードＩＤを選択し、上記処理を繰り返し実行する。
　発光制御部１５２は、発光指示情報を送信してから一定時間の間に、後述する比較部１５４から発光を確認した旨の通知を受け付けない場合には、直前指示情報１４１に格納されたノードＩＤと、発光パターンとを、未確認パターンリスト１４２に格納する。
　画像解析部１５３は、カメラ２０に撮影された画像情報を取得し、取得した画像情報を解析して発光パターンを検出する処理部である。例えば、画像解析部１５３は、画像情報に含まれるフレームの前後を比較し、輝度が閾値以上変化する位置を発光位置として検出する。また、画像解析部１５３は、発光位置に着目し、続く画像情報の各フレームに基づいて、発光回数および発光間隔を特定する。画像解析部１５３は、特定した発光回数および発光間隔の情報と、発光位置の情報とを、比較部１５４に出力する。以下の説明において、画像解析部１５３が特定した発光回数および発光間隔の情報を、適宜、検出パターンと表記する。画像解析部１５３は、検出パターンの情報と、発光位置の情報を、比較部１５４に出力する。
　比較部１５４は、検出パターンと直前指示情報１４１の発光パターンとを比較して、各パターンが一致するか否かを判定する。比較部１５４は、検出パターンと直前指示情報１４１の発光パターンとが一致する場合には、直線位置情報１４１のノードＩＤと、発光位置とを対応付けて、測定対象ノードリスト１４４に登録する。また、比較部１５４は、発光制御部１５２に、発光を確認した旨の情報を通知する。
　比較部１５４は、検出パターンと直前指示情報１４１の発光パターンとが一致しない場合には、未確認パターンリストの発光パターンと、検出パターンとが一致するか否かを判定する。比較部１５４は、検出パターンと直前指示情報１４１の発光パターンとが一致した場合には、一致した発光パターンに対応するノードＩＤと、発光位置とを対応付けて、測定済みノードリスト１４３に登録する。また、比較部１５４は、検出パターンと直前指示情報１４１の発光パターンとが一致した場合には、一致した発光パターンのエントリを、未確認パターンリストから削除する。
　ここで、比較部１５４は、ノードＩＤと、発光位置とを測定済みノードリスト１４３に登録する場合に、発光位置を、世界座標系の座標に変換した後に、登録してもよい。例えば、比較部１５４は、画像情報上の発光位置と世界座標系の座標との関係を定義した変換テーブルに基づいて、発光位置を世界座標系の座標に変換する。
　次に、本実施例に係る位置測定装置１００の処理手順の一例について説明する。図９は、パターン生成部の処理手順の一例を示すフローチャートである。図９に示すように、位置測定装置１００のパターン生成部１５１は、発光パターンテーブル１４５から未取得の発光パターンを取得する（ステップＳ１０１）。パターン生成部１５１は、発光パターンを取得可能でない場合には（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、利用者端末にエラーを通知する（ステップＳ１０３）。
　一方、パターン生成部１５１は、発光パターンを取得可能である場合には（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、発光パターンテーブル１４５から取得した発光パターンと、直前指示情報の発光パターンとを比較する（ステップＳ１０４）。パターン生成部１５１は、発光パターンテーブル１４５から取得した発光パターンと、直前指示情報の発光パターンとが一致する場合には（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１に移行する。
　パターン生成部１５１は、発光パターンテーブル１４５から取得した発光パターンと、直前指示情報の発光パターンとが一致しない場合には（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、ステップＳ１０６に移行する。
　パターン生成部１５１は、未確認パターンリスト１４２から未取得の発光パターンを取得する（ステップＳ１０６）。パターン生成部１５１は、発光パターンを取得可能でない場合には（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、発光パターンテーブル１４５から取得した発光パターンを、発光制御部１５２に出力する（ステップＳ１０８）。
　パターン生成部１５１は、発光パターンを取得可能である場合には（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、未確認パターンリスト１４２から取得した発光パターンと、発光パターンテーブル１４５から取得した発光パターンとを比較する（ステップＳ１０９）。パターン生成部１５１は、未確認パターンリスト１４２から取得した発光パターンと、発光パターンテーブル１４５から取得した発光パターンとが一致する場合には（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１に移行する。
　パターン生成部１５１は、未確認パターンリスト１４２から取得した発光パターンと、発光パターンテーブル１４５から取得した発光パターンとが一致しない場合には（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、ステップＳ１０６に移行する。
　図１０は、発光制御部の処理手順の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、位置測定装置１００の発光制御部１５２は、測定対象ノードリスト１４４から未選択のノードを選択する（ステップＳ２０１）。発光制御部１５２は、未選択のノードを選択可能でない場合には（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、処理を終了する。
　発光制御部１５２は、未選択のノードを選択可能である場合には（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、発光パターンをパターン生成部１５１から取得する（ステップＳ２０３）。発光制御部１５２は、発光指示情報を送信する（ステップＳ２０４）。
　発光制御部１５２は、選択したノードのノードＩＤと、発光パターンを、直前指示情報１４１に登録する（ステップＳ２０５）。発光制御部１５２は、一定時間待機する（ステップＳ２０６）。発光制御部１５２は、発光を検出した旨の通知を比較部１５４から取得したか否かを判定する（ステップＳ２０７）。
　発光制御部１５２は、発光を検出した旨の通知を比較部１５４から取得した場合には（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０１に移行する。一方、発光制御部１５２は、発光を検出した旨の通知を比較部１５４から取得していない場合には（ステップＳ２０７，Ｎｏ）、直前指示情報１４１のノードＩＤと発光パターンとを、未確認パターンリスト１４２に追加し（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０１に移行する。例えば、発光制御部１５２は、ステップＳ２０８を実行後、直前指示情報１４１のノードＩＤと発光パターンとを削除する。
　図１１は、比較部の処理手順の一例を示すフローチャートである。図１１に示すように、位置測定装置１００の比較部１５４は、画像解析部１５３から検出パターンを取得する（ステップＳ３０１）。比較部１５４は、直前指示情報１４１に登録されている発光パターンを取得する（ステップＳ３０２）。
　比較部１５４は、検出した検出パターンと発光パターンとが一致する場合には（ステップＳ３０３，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０４に移行する。比較部１５４は、直前指示情報１４１に登録されているノードＩＤとノードの座標とを測定済みノードリスト１４３に追加する（ステップＳ３０４）。比較部１５４は、発光制御部１５２に発光確認を通知して待機を解除する（ステップＳ３０５）。
　一方、比較部１５４は、検出した検出パターンと発光パターンとが一致しない場合には（ステップＳ３０３，Ｎｏ）、ステップＳ３０６に移行する。比較部１５４は、未確認パターンリスト１４２から未取得の発光パターンを取得する（ステップＳ３０６）。比較部１５４は、未取得の発光パターンを取得可能でない場合には（ステップＳ３０７，Ｎｏ）、処理を終了する。
　比較部１５４は、未取得の発光パターンを取得可能である場合には（ステップＳ３０７，Ｙｅｓ）、検出パターンと発光パターンとが一致するか否かを判定する（ステップＳ３０８）。比較部１５４は、検出パターンと発光パターンとが一致しない場合には（ステップＳ３０８，Ｎｏ）、ステップＳ３０６に移行する。
　一方、比較部１５４は、検出パターンと発光パターンとが一致する場合には（ステップＳ３０８，Ｙｅｓ）、取得したエントリのノードＩＤとノードの座標とを測定済みノードリスト１４３に追加する（ステップＳ３０９）。比較部１５４は、取得したエントリを未確認パターンリスト１４２から削除する（ステップＳ３１０）。
　次に、本実施例にかかるノード１０の処理手順の一例について説明する。図１２は、ノードの処理手順の一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、ノード１０の通信部１２は、自ノード宛の発光指示情報を受信し（ステップＳ４０１）、発光指示情報を保存する（ステップＳ４０２）。
　ノード１０の発光部１３は、発光パターンで指示される回数Ｎおよび間隔Ｍを特定する（ステップＳ４０３）。発光部１３は、Ｎ回連続してＬＥＤを発光させた後、間隔Ｍだけ時間を空けて、再度Ｎ回連続してＬＥＤを発光させる処理を所定回数実行する（ステップＳ４０４）。
　次に、本実施例に係る位置測定装置１００の効果について説明する。位置測定装置１００は、ノード１０にある発光パターンによる発光を指示し、発光パターンを確認できない場合には、前回と異なる発光パターンによって発光を指示する。このため、マルチホップ通信の影響により、発光タイミングが前後しても、発光したノードと発光位置とを対応付けることができ、ノードの位置を測定することができる。
　位置測定装置１００は、ノード１０に対して指示する発光パターンとして、発光回数および発光間隔といった単純な発光パターンを用いるため、ＬＥＤを用いた場合でも、各発光パターンを区別することができる。
　位置測定装置１００は、あるノード１０に対する発光パターンを確認できた場合には、確認できた発光パターンを再利用して、他の位置測定対象となるノードに発光指示を行う。これにより、発光のパターンの数をノード数よりも少なく出来るため、ノード識別に必要なビット数を減少させることが出来、位置測定にかかる時間を短縮することが可能となる。
　次に、上記の実施例に示した位置測定装置１００と同様の機能を実現する位置測定プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図１３は、位置測定プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。コンピュータ３００は、位置測定装置１００のハードウェア構成図にも対応する。
　図１３に示すように、コンピュータ３００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ３０１と、ユーザからのデータの入力を受け付ける入力装置３０２と、ディスプレイ３０３を有する。また、コンピュータ３００は、記憶媒体からプログラム等を読取る読み取り装置３０４と、ネットワークを介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行うインターフェース装置３０５とを有する。また、コンピュータ３００は、各種情報を一時記憶するＲＡＭ３０６と、記憶装置３０７を有する。そして、各装置３０１～３０７は、バス３０８に接続される。
　記憶装置３０７は、例えば、位置測定プログラム３０７ａを有する。ＣＰＵ３０１は、位置測定プログラム３０７ａを読み出して、ＲＡＭ３０６に展開する。位置測定プログラム３０７ａは、位置測定プロセス３０６ａとして機能する。例えば、位置測定プロセス３０６ａの処理は、制御部１５０の処理に対応する。
　なお、位置測定プログラム３０７ａについては、必ずしも最初から記憶装置３０７に記憶させておかなくてもよい。例えば、コンピュータ３００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」に位置測定プログラム３０７ａを記憶させておく。そして、コンピュータ３００がこれらから位置測定プログラム３０７ａを読み出して実行するようにしてもよい。
　続いて、ノード１０のハードウェア構成の一例について説明する。図１４は、ノードのハードウェア構成を示す図である。例えば、ノード１０は、センサー素子２１、エナジーハーベスト素子２２、バッテリ２３、無線２４、パワーコントローラ２５、プロセッサ２６、ＬＥＤ２７を有する。
　センサー素子２１は、環境情報を測定するセンサーである。エナジーハーベスト素子２２は、環境電波や温度などを用いて微弱発電する素子である。バッテリ２３は、エナジーハーベスト素子２２により発電される電気を蓄積するバッテリである。無線２４は、他のノードとデータ通信を行う装置である。パワーコントローラ２５は、ノード１０の電力管理を行う装置である。プロセッサ２６は、図２で示した発光部１３に対応する処理を実行する装置である。
　　１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊ　ノード
　　２０　カメラ
　　３０　中継器
　１００　位置測定装置

Claims (7)

  1. 　複数のノードのうち第１のノードに対して発光パターンを送信して発光を指示し、指示した発光パターンによる発光を検出した場合には、発光を検出した位置の情報と前記第１のノードの情報とを対応付けて記憶部に記憶し、指示した発光パターンによる発光を検出しない場合には、前記第１のノードと異なる第２のノードに対して、前記第１のノードに指示した発光パターンとは異なる発光パターンを送信して発光を指示する制御部
    　を有することを特徴とする位置測定装置。
  2. 　前記制御部は、前記第１のノードに対して発光パターンを送信して発光を指示し、指示した発光パターンによる発光を所定時間以内に検出しない場合には、前記第２のノードに対して、前記第１のノードに指示した発光パターンとは異なる発光パターンを送信して発光を指示することを特徴とする請求項１に記載の位置測定装置。
  3. 　前記制御部は、前記第１のノードに対して指示した発光パターンによる発光を所定時間以内に検出しない場合に、前記第１のノードの情報と前記発光パターンとを対応付けて記憶部に記憶する処理を、発光パターンを送信する度に実行し、前記第２のノードに対して、発光パターンを送信する場合には、前記記憶部に記憶された発光パターンのいずれとも一致しない発光パターンを送信することを特徴とする請求項１または２に記載の位置測定装置。
  4. 　前記制御部は、前記第１のノードに対して発光パターンを送信して発光を指示し、指示した発光パターンとは異なる発光パターンを検出した場合には、該異なる発光パターンが、前記記憶部に記憶された発光パターンとを一致するか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の位置測定装置。
  5. 　前記制御部は、前記異なる発光パターンが、前記記憶部に記憶された発光パターンと一致する場合には、一致した発光パターンを前記記憶部から削除することを特徴とする請求項４に記載の位置測定装置。
  6. 　コンピュータが実行する位置測定方法であって、
    　複数のノードのうち第１のノードに対して発光パターンを送信して発光を指示し、
    　指示した発光パターンによる発光を検出した場合には、発光を検出した位置の情報と前記第１のノードの情報とを対応付けて記憶装置に記憶し、
    　指示した発光パターンによる発光を検出しない場合には、前記第１のノードとは異なる第２のノードに対して、前記第１のノードに指示した発光パターンとは異なる発光パターンを送信して発光を指示する
    　処理を実行することを特徴とする位置測定方法。
  7. 　コンピュータに、
    　複数のノードのうち第１のノードに対して発光パターンを送信して発光を指示し、
    　指示した発光パターンによる発光を検出した場合には、発光を検出した位置の情報と前記第１のノードの情報とを対応付けて記憶装置に記憶し、
    　指示した発光パターンによる発光を検出しない場合には、前記第１のノードとは異なる第２のノードに対して、前記第１のノードに指示した発光パターンとは異なる発光パターンを送信して発光を指示する
    　処理を実行させることを特徴とする位置測定プログラム。
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