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JP2018100929A - POSITION ESTIMATION SYSTEM, POSITION ESTIMATION DEVICE, ITS DATA PROCESSING METHOD, AND PROGRAM - Google Patents

POSITION ESTIMATION SYSTEM, POSITION ESTIMATION DEVICE, ITS DATA PROCESSING METHOD, AND PROGRAM Download PDF

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JP2018100929A
JP2018100929A JP2016247896A JP2016247896A JP2018100929A JP 2018100929 A JP2018100929 A JP 2018100929A JP 2016247896 A JP2016247896 A JP 2016247896A JP 2016247896 A JP2016247896 A JP 2016247896A JP 2018100929 A JP2018100929 A JP 2018100929A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position estimating system capable of highly accurately locating a radio wave emission source even in a region in which a radio wave environment is complex or in a mobile radio station, a position estimating device, a data processing method thereof, and a program.SOLUTION: A position estimating device 100 comprises: a radio wave information acquiring unit 102 which acquires observation information about the radio waves received by a plurality of sensors arranged in a plurality of positions; an estimating unit 104 which detects a position of the radio wave emission source and estimates an existence range of the emission source on the basis of observation information of the radio waves received by sensors of a first sensor node group and position information of the sensors; and a locating unit 106 which locates the position of the radio wave emission source on the basis of observation information of the plurality of sensors included in the existence range of the emission source estimated by the estimating unit 104 among sensors included in a second sensor node group arranged by the first sensor node group in a high density.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、位置推定システム、位置推定装置、そのデータ処理方法、およびプログラムに関し、特に、電波の発射源の位置を推定する位置推定システム、位置推定装置、そのデータ処理方法、およびプログラムに関する。   The present invention relates to a position estimation system, a position estimation apparatus, a data processing method thereof, and a program, and more particularly, to a position estimation system, a position estimation apparatus, a data processing method thereof, and a program for estimating a position of a radio wave emission source.

電波利用の拡大に伴い、干渉回避と周波数有効利用の両立が課題となっている。既存の無線システムを干渉から防護するため、無線局免許を取得せずに電波を利用する不法無線局を迅速に探知することが重要である。DEURAS(DEtect Unlicensed RAdio Stations)と呼ばれる電波監視システムの例では用いて不法無線局の探知を行っている。   Along with the expansion of radio wave use, there is a problem of coexistence of interference avoidance and effective frequency use. In order to protect existing radio systems from interference, it is important to quickly detect illegal radio stations that use radio waves without obtaining a radio station license. An example of a radio wave monitoring system called DEURAS (DEtect Unlicensed RAdio Stations) is used to detect illegal radio stations.

特に、VHF(Very High Frequency)〜UHF(Ultra High Frequency)帯の周波数に関しては、遠隔方位測定設備(DEURAS−D)による電波監視が行われている。DEURAS−Dでは、アレイアンテナを備えた複数の固定設置型センサ局が主要都市の鉄塔やビル屋上などに設置されており、不法無線局が送信している電波の到来方向(AOA:Angle Of Arrival)を測定することで不法無線局の位置を推定する。さらに、推定した地域に移動型の方位測定設備を搭載した不法無線局探索車両(DEURAS−M)が出向き、遠隔方位測定設備と連携して不法無線局の特定が行われる。   In particular, radio frequency monitoring is performed by a remote orientation measurement facility (DEURAS-D) for frequencies in the VHF (Very High Frequency) to UHF (Ultra High Frequency) band. In DURAS-D, a plurality of fixed installation type sensor stations equipped with array antennas are installed on a steel tower or building rooftop in a major city, and the arrival direction (AOA: Angle Of Arrival) of an illegal radio station is transmitting. ) To estimate the position of the illegal radio station. Furthermore, an illegal radio station search vehicle (DEURAS-M) equipped with a mobile azimuth measuring facility is installed in the estimated area, and the illegal radio station is identified in cooperation with the remote azimuth measuring facility.

同様なシステムは、特許文献1〜3にも記載されている。
特許文献1には、監視区域内で電波監視を行い、不法無線局等の電波発射源の大まかな位置を決定するために既知の地点に複数のセンサ局が配置されていることが記載されている。そして、この文献記載の装置は、おおまかに決定された観測点の場所に電波写真観測車を移動するよう指示する。そして、電波写真観測車が電波ホログラム観測を行って電波再生像を求め、電波写真として出力することにより、その電波発射源の正確な位置や強度を決定する。
Similar systems are also described in Patent Documents 1 to 3.
Patent Document 1 describes that a plurality of sensor stations are arranged at known points in order to perform radio wave monitoring in a monitoring area and determine a rough position of a radio wave emission source such as an illegal radio station. Yes. Then, the apparatus described in this document instructs to move the radiographic observation vehicle to the roughly determined location of the observation point. Then, the radiograph observation vehicle performs radio hologram observation to obtain a radio wave reproduction image and outputs it as a radiograph, thereby determining the exact position and intensity of the radio wave emission source.

特許文献2には、妨害電波等のノイズ発生源の位置を特定するシステムが記載されている。このシステムでは、各基地局が受信した信号強度を測定し、管理システムの管理コンピュータに送信する。そして、管理コンピュータは、各基地局の信号強度データに基づいて、ノイズ源である違法電波局が、基地局付近にあるか基地局間にあるかを推定する。管理コンピュータは、推定されたノイズ源の位置データを探索車に送信し、探索車は、推定されたノイズ源の位置に基づいて、周囲を巡回しながら電波を計測し、違法電波局を検出する。   Patent Document 2 describes a system that specifies the position of a noise generation source such as jamming radio waves. In this system, the signal strength received by each base station is measured and transmitted to the management computer of the management system. Then, the management computer estimates whether an illegal radio station that is a noise source is in the vicinity of the base station or between the base stations based on the signal strength data of each base station. The management computer transmits the estimated noise source position data to the search vehicle, and the search vehicle measures radio waves while traveling around and detects illegal radio stations based on the estimated noise source position. .

特許文献3には、盗聴や違法電波の検出を行う電波監視システムが記載されている。このシステムでは、複数のモバイル端末に、電界強度を周期的に計測させ、計測データを時刻情報、位置情報とともに監視センタに送信させる。そして、監視センタでは、複数のモバイル端末から収集した情報を解析し、解析結果に基づき盗聴・違法電波があるか否かを判定し、解析結果や判定結果を地図上に表示する。   Patent Document 3 describes a radio wave monitoring system that performs eavesdropping and detection of illegal radio waves. In this system, a plurality of mobile terminals are caused to periodically measure electric field strength, and measurement data is transmitted to a monitoring center together with time information and position information. Then, the monitoring center analyzes information collected from a plurality of mobile terminals, determines whether there is an eavesdropping / illegal radio wave based on the analysis result, and displays the analysis result and the determination result on a map.

これらのような、DEURAS−Dに代表される遠隔方位測定設備では、到来方向による位置推定を行っているが、各センサ局が算出する到来方向の計算には誤差が生じる。そのため、複数のセンサ局から求めた方位線は1点では交わらず、センサ局からの距離が遠いほど発射源の推定存在範囲は広くなる。ここで、電波環境の複雑な都市部においては、測定誤差が大きくなることから、推定する存在範囲も大きく広がることになり、発射源の特定に時間がかかるという課題があった。不法無線局が車両などの移動体に積載された場合は、特に発射源特定が困難となり、妨害電波の解消までに多大な労力と時間がかかっていた。また、装置規模が大きいことから、推定精度を上げるためにセンサ局の設置数を増やすことも難しかった。   In such a remote direction measurement facility represented by DEURAS-D, position estimation is performed based on the arrival direction, but an error occurs in the calculation of the arrival direction calculated by each sensor station. Therefore, the azimuth lines obtained from a plurality of sensor stations do not intersect at one point, and the estimated existence range of the emission source becomes wider as the distance from the sensor station increases. Here, in an urban area where the radio wave environment is complex, since the measurement error becomes large, the existence range to be estimated is greatly expanded, and there is a problem that it takes time to specify the emission source. When illegal radio stations are loaded on a moving body such as a vehicle, it is particularly difficult to specify the emission source, and it takes a lot of labor and time to eliminate the interference radio waves. In addition, since the apparatus scale is large, it is difficult to increase the number of sensor stations installed in order to improve estimation accuracy.

そこで、固定的に設置された多数のセンサを用いて電波源の位置を推定するシステムとしては、特許文献4に記載されたものがある。特許文献4には、小型かつ安価な電波センサノードを高密度に配置して分散センサネットワークを構築し、より高い分解能で電波環境をモニタリングすることによって、干渉や電波の利用状況の変化を早期に検出することが記載されている。   Thus, as a system for estimating the position of a radio wave source using a number of sensors that are fixedly installed, there is one described in Patent Document 4. In Patent Document 4, a distributed sensor network is constructed by arranging small and inexpensive radio wave sensor nodes at a high density, and the radio wave environment is monitored with a higher resolution, so that changes in interference and radio wave usage conditions can be accelerated. It is described to detect.

特開平11−326483号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-326483 特開2005−142750号公報JP 2005-142750 A 特開2008−252255号公報JP 2008-252255 A 特開2009−115457号公報JP 2009-115457 A

しかしながら、上述した特許文献4に記載の技術では、センサノードで受信した電波強度を地図上にマッピングすることによって電波環境を可視化しているが、電波発射源を特定することまでは言及されていない。膨大な数のセンサノード群を設置しない限り、単純な電波強度のマッピング結果から電波発射源を高精度に特定することは難しい。   However, in the technique described in Patent Document 4 described above, the radio wave environment is visualized by mapping the radio wave intensity received by the sensor node on a map, but there is no mention until the radio wave emission source is specified. . Unless a huge number of sensor node groups are installed, it is difficult to specify a radio wave emission source with high accuracy from simple radio wave intensity mapping results.

本発明の目的は、電波環境が複雑な地域、または、移動無線局において、電波の発射源を高精度に特定できないという上述した課題を解決する位置推定システム、位置推定装置、そのデータ処理方法、およびプログラムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a position estimation system, a position estimation apparatus, a data processing method thereof, and the like that solve the above-described problem that a radio wave emission source cannot be specified with high accuracy in a region where the radio wave environment is complex or in a mobile radio station And to provide a program.

本発明の各側面では、上述した課題を解決するために、それぞれ以下の構成を採用する。   Each aspect of the present invention employs the following configurations in order to solve the above-described problems.

第一の側面は、位置推定装置に関する。
第一の側面に係る位置推定装置は、
複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサを含むセンサノード群を用いた位置推定装置であって、
前記センサノード群は、複数の前記センサを含む第1センサノード群と、前記第1センサノード群より高密度に配置された、複数の前記センサを含む第2センサノード群とを含み、
各前記センサが受信した電波に関する観測情報を取得する電波情報取得手段と、
前記第1センサノード群の前記センサにより受信された前記電波の観測情報と、当該センサの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、前記発射源の存在範囲を推定する推定手段と、
前記第2センサノード群に含まれる前記センサのうち、前記推定手段によって推定された前記発射源の前記存在範囲に含まれる複数の前記センサの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する特定手段と、を有する。
The first aspect relates to a position estimation device.
The position estimation apparatus according to the first aspect is
A position estimation device using a sensor node group including a plurality of sensors arranged at a plurality of positions and having a function of receiving radio waves,
The sensor node group includes a first sensor node group including a plurality of the sensors, and a second sensor node group including a plurality of the sensors arranged at a higher density than the first sensor node group,
Radio wave information acquisition means for acquiring observation information relating to radio waves received by each of the sensors;
Based on the observation information of the radio wave received by the sensor of the first sensor node group and the position information of the sensor, the estimation of detecting the position of the emission source of the radio wave and estimating the existence range of the emission source Means,
Among the sensors included in the second sensor node group, based on the observation information of the plurality of sensors included in the existence range of the emission sources estimated by the estimation unit, the emission sources of the radio waves And a specifying means for specifying the position.

第二の側面は、少なくとも1つのコンピュータにより実行される位置推定装置のデータ処理方法に関する。
第二の側面に係る位置推定装置のデータ処理方法は、
複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサを含むセンサノード群を用いた位置推定装置のデータ処理方法であって、
前記センサノード群は、複数の前記センサを含む第1センサノード群と、前記第1センサノード群より高密度に配置された、複数の前記センサを含む第2センサノード群とを含み、
前記位置推定装置が、
前記第1センサノード群のセンサノードが受信した電波に関する観測情報を取得し、
前記第1センサノード群の前記センサノードにより受信された前記電波の観測情報と、当該センサノードの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、前記発射源の存在範囲を推定し、
前記第2センサノード群に含まれる前記センサのうち、前記推定手段によって推定された前記発射源の前記存在範囲に含まれる複数の前記センサノードの前記観測情報を取得し、
前記第2センサノード群の前記センサノードの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する、ことを含む。
The second aspect relates to a data processing method of a position estimation device executed by at least one computer.
The data processing method of the position estimation device according to the second aspect is
A data processing method of a position estimation device using a sensor node group including a plurality of sensors having a function of receiving radio waves arranged at a plurality of positions,
The sensor node group includes a first sensor node group including a plurality of the sensors, and a second sensor node group including a plurality of the sensors arranged at a higher density than the first sensor node group,
The position estimation device is
Obtaining observation information about radio waves received by the sensor nodes of the first sensor node group;
Based on the observation information of the radio wave received by the sensor node of the first sensor node group and the position information of the sensor node, the position of the emission source of the radio wave is detected, and the existence range of the emission source is estimated And
Of the sensors included in the second sensor node group, obtaining the observation information of a plurality of the sensor nodes included in the existence range of the launch source estimated by the estimation unit,
Specifying the position of the emission source of the radio wave based on the observation information of the sensor nodes of the second sensor node group.

第三の側面は、位置推定システムに関する。
第三の側面に係る位置推定システムは、
複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサを含む第1センサノード群と、
前記第1センサノード群より高密度に配置された、複数の前記センサを含む第2センサノード群と、
各前記センサが受信した電波に関する観測情報を取得する電波情報取得手段と、
前記第1センサノード群の前記センサにより受信された前記電波の観測情報と、当該センサの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、前記発射源の存在範囲を推定する推定手段と、
前記第2センサノード群に含まれる前記センサのうち、前記推定手段によって推定された前記発射源の前記存在範囲に含まれる複数のセンサの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する特定手段と、を有する。
The third aspect relates to a position estimation system.
The position estimation system according to the third aspect is
A first sensor node group including a plurality of sensors disposed at a plurality of positions and having a function of receiving radio waves;
A second sensor node group including a plurality of the sensors arranged at a higher density than the first sensor node group;
Radio wave information acquisition means for acquiring observation information relating to radio waves received by each of the sensors;
Based on the observation information of the radio wave received by the sensor of the first sensor node group and the position information of the sensor, the estimation of detecting the position of the emission source of the radio wave and estimating the existence range of the emission source Means,
The position of the emission source of the radio wave based on the observation information of a plurality of sensors included in the existence range of the emission source estimated by the estimation unit among the sensors included in the second sensor node group And specifying means for specifying.

なお、本発明の他の側面としては、上記第二の側面の方法を少なくとも1つのコンピュータに実行させるプログラムであってもよいし、このようなプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であってもよい。この記録媒体は、非一時的な有形の媒体を含む。
このコンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されたとき、コンピュータに、位置推定装置上で、そのデータ処理方法を実施させるコンピュータプログラムコードを含む。
As another aspect of the present invention, there may be a program for causing at least one computer to execute the method of the second aspect, or a computer-readable recording medium recording such a program. May be. This recording medium includes a non-transitory tangible medium.
The computer program includes computer program code that, when executed by a computer, causes the computer to perform the data processing method on the position estimation device.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.

また、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。   The various components of the present invention do not necessarily have to be independent of each other. A plurality of components are formed as a single member, and a single component is formed of a plurality of members. It may be that a certain component is a part of another component, a part of a certain component overlaps with a part of another component, or the like.

また、本発明の方法およびコンピュータプログラムには複数の手順を順番に記載してあるが、その記載の順番は複数の手順を実行する順番を限定するものではない。このため、本発明の方法およびコンピュータプログラムを実施するときには、その複数の手順の順番は内容的に支障のない範囲で変更することができる。   Moreover, although the several procedure is described in order in the method and computer program of this invention, the order of the description does not limit the order which performs a several procedure. For this reason, when the method and computer program of the present invention are implemented, the order of the plurality of procedures can be changed within a range that does not hinder the contents.

さらに、本発明の方法およびコンピュータプログラムの複数の手順は個々に相違するタイミングで実行されることに限定されない。このため、ある手順の実行中に他の手順が発生すること、ある手順の実行タイミングと他の手順の実行タイミングとの一部ないし全部が重複していること、等でもよい。   Furthermore, the plurality of procedures of the method and the computer program of the present invention are not limited to being executed at different timings. For this reason, another procedure may occur during the execution of a certain procedure, or some or all of the execution timing of a certain procedure and the execution timing of another procedure may overlap.

上記各側面によれば、電波環境が複雑な地域、または、移動無線局であっても、電波の発射源の高精度な特定する位置推定システム、位置推定装置、そのデータ処理方法、およびプログラムを提供することができる。   According to each aspect described above, a position estimation system, a position estimation device, a data processing method, and a program for specifying a radio wave emission source with high accuracy even in a region where the radio wave environment is complex or a mobile radio station Can be provided.

本発明の実施の形態に係る位置推定装置の構成を論理的に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows logically the structure of the position estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態の位置推定システムのシステム構成を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the system configuration | structure of the position estimation system of this embodiment. 本実施形態の位置推定システムにおけるセンサノードの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the sensor node in the position estimation system of this embodiment. 本実施形態のセンサノード情報記憶部のデータ構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data structure of the sensor node information storage part of this embodiment. 本実施形態の観測情報記憶部のデータ構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data structure of the observation information storage part of this embodiment. 本実施形態のセンサノードの構成例を論理的に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows logically the example of a structure of the sensor node of this embodiment. 本実施形態の位置推定装置およびセンサノードを実現するコンピュータの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the computer which implement | achieves the position estimation apparatus and sensor node of this embodiment. 本実施形態の位置推定装置の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the position estimation apparatus of this embodiment. 本実施形態の位置推定装置の位置推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the position estimation process of the position estimation apparatus of this embodiment. 本発明の他の実施の形態に係る位置推定装置の構成を論理的に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows logically the structure of the position estimation apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 本実施形態の位置推定装置のセンサ選択処理の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the sensor selection process of the position estimation apparatus of this embodiment. 本実施形態の分散配置された第2センサノード群の位置座標に対して、ボロノイ分割を行った結果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the result of having performed Voronoi division | segmentation with respect to the position coordinate of the 2nd sensor node group by which this arrangement | positioning was distributed. 図12のボロノイ分割による領域と存在範囲の領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the area | region by the Voronoi division | segmentation of FIG. 12, and the area | region of an existing range. 本実施形態の位置推定装置の位置特定処理の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the position specific process of the position estimation apparatus of this embodiment. 本実施形態の特定部による電波発射源の位置特定処理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the position specific process of the radio wave emission source by the specific part of this embodiment. 本実施形態の位置推定システムにおけるセンサノードの他の配置例を示す図である。It is a figure which shows the other example of arrangement | positioning of the sensor node in the position estimation system of this embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態について、以下説明する。
本実施形態の位置推定装置100は、観測対象領域内で発生している不正な電波の発射源を検出し、その位置を推定する。特に、電波環境が複雑な地域(都市部等)で発生している電波、または、移動無線局が発生している電波を検出し、その位置を推定する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below.
The position estimation apparatus 100 according to the present embodiment detects an unauthorized radio wave emission source generated in the observation target region and estimates the position. In particular, a radio wave generated in an area where the radio wave environment is complex (such as an urban area) or a radio wave generated by a mobile radio station is detected and its position is estimated.

図1は、本実施形態の位置推定装置100の構成を論理的に示す機能ブロック図である。図2は、本実施形態の位置推定システム1のシステム構成を概念的に示す図である。
各図において、本発明の本質に関わらない部分の構成については省略してあり、図示されていない。
FIG. 1 is a functional block diagram logically showing the configuration of the position estimation apparatus 100 of the present embodiment. FIG. 2 is a diagram conceptually showing the system configuration of the position estimation system 1 of the present embodiment.
In each figure, the configuration of parts not related to the essence of the present invention is omitted and is not shown.

図2に示すように、本実施形態の位置推定システム1は、複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサノード(図中、センサ12、小型センサ22と示す。以下、センサノード、またはセンサとも呼ぶ)を含むセンサノード群を用いた位置推定装置100を含む。
センサノード群は、複数のセンサノード12を含む第1センサノード群10と、第1センサノード群10より高密度に配置された、複数のセンサノード22を含む第2センサノード群20とを含む。
As shown in FIG. 2, the position estimation system 1 of the present embodiment has a plurality of sensor nodes (in the figure, indicated as a sensor 12 and a small sensor 22) arranged at a plurality of positions and having a function of receiving radio waves. , A sensor node or a sensor node group).
The sensor node group includes a first sensor node group 10 including a plurality of sensor nodes 12 and a second sensor node group 20 including a plurality of sensor nodes 22 arranged at a higher density than the first sensor node group 10. .

後述するように、第1センサノード群10のセンサノード12は、第2センサノード群20のセンサノード22より高性能であり高価で、数が少ない。第2センサノード群20のセンサノード22は、第1センサノード群10のセンサノード12より簡易な構成で安価であり、多数配置されている。   As will be described later, the sensor nodes 12 of the first sensor node group 10 are higher in performance, more expensive, and less in number than the sensor nodes 22 of the second sensor node group 20. The sensor nodes 22 of the second sensor node group 20 are simpler and less expensive than the sensor nodes 12 of the first sensor node group 10 and are arranged in large numbers.

各センサノード(センサノード12、22)は、ネットワーク3に接続され、各センサノードはネットワーク3を介して位置推定装置100を構成するサーバ装置32に接続される。ネットワーク3は、インターネット、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、携帯電話通信網等様々な通信網のいずれであってもよく、またこれらの組み合わせでもよい。また、通信方式は、無線通信および有線通信のいずれか、あるいは、これらの組み合わせであってもよい。   Each sensor node (sensor nodes 12, 22) is connected to the network 3, and each sensor node is connected to the server device 32 configuring the position estimation device 100 via the network 3. The network 3 may be any of various communication networks such as the Internet, a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), a mobile phone communication network, or a combination thereof. Further, the communication method may be either wireless communication or wired communication, or a combination thereof.

第1センサノード群10および第2センサノード群20を構成する各センサノードは有線でネットワーク3と接続する形式でもよいし、無線による接続であってもよい。また、必ずしも固定である必要はなく、センサノード自身の位置情報が取得できる手段があれば、車両などの移動体に対して設置してもよい。   Each sensor node constituting the first sensor node group 10 and the second sensor node group 20 may be connected to the network 3 by wire or may be connected wirelessly. Further, it is not necessarily fixed, and may be installed on a moving body such as a vehicle as long as there is a means capable of acquiring the position information of the sensor node itself.

図2の例では、サーバ装置32は、センサ局30に配置されている。サーバ装置32には、記憶装置34が接続され、位置推定装置100が利用する各情報は記憶装置34に格納されるものとする。記憶装置34は、図2のように、サーバ装置32(位置推定装置100)の外部装置でもよいし、サーバ装置32の内部の記憶装置であってもよく、特に限定されず、位置推定装置100からアクセスできればよい。   In the example of FIG. 2, the server device 32 is disposed in the sensor station 30. A storage device 34 is connected to the server device 32, and each piece of information used by the position estimation device 100 is stored in the storage device 34. As illustrated in FIG. 2, the storage device 34 may be an external device of the server device 32 (position estimation device 100) or a storage device inside the server device 32, and is not particularly limited. It only has to be accessible from.

第1センサノード群10のセンサノード12は、八木アンテナやパラボラアンテナ、アレイアンテナなどの指向性アンテナを備えることで、電波の到来方向(AOA:Angle Of Arrival)を電波観測情報として計測する構成とすることが望ましい。すなわち、センサノード12は、センサノード22より指向性が高いアンテナを含む。   The sensor node 12 of the first sensor node group 10 includes a directional antenna such as a Yagi antenna, a parabolic antenna, or an array antenna, thereby measuring a radio wave arrival direction (AOA) as radio wave observation information. It is desirable to do. That is, the sensor node 12 includes an antenna having higher directivity than the sensor node 22.

到来方向の算出手法に関しては、インターフェロメータ法のほか、高分解能アルゴリズムとして知られるMUSIC(Multiple Signal Classification)法やESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotation Invariance Techniques)法などの既存の到来方向推定手法を踏襲することができる。また、到来方向の算出はセンサ局30側のサーバ装置32(位置推定装置100)で実行することも可能であるが、センサ局30からの遠隔操作により、センサノード側で実行する構成としてもよい。そのように構成することにより、ネットワーク3への負荷を軽減することができる。   Regarding the method of calculating the direction of arrival, in addition to the interferometer method, existing direction-of-arrival estimation methods such as MUSIC (Multiple Signal Classification) method and ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotation Invariance Techniques) method, which are known as high resolution algorithms, are used. You can follow. The arrival direction can be calculated by the server device 32 (position estimation device 100) on the sensor station 30 side, but may be configured to be executed on the sensor node side by remote operation from the sensor station 30. . With such a configuration, the load on the network 3 can be reduced.

また、第2センサノード群20のセンサノード22は、受信信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator)や、サンプリングされた時系列波形を電波観測情報として計測する構成とすることが望ましい。これらの方式では、各電波観測情報からセンサノード22と発射源間の距離を推定し、三点測量の原理から発射源位置を算出することができる。   The sensor node 22 of the second sensor node group 20 is preferably configured to measure a received signal strength indicator (RSSI) and a sampled time-series waveform as radio wave observation information. In these methods, the distance between the sensor node 22 and the emission source can be estimated from each radio wave observation information, and the emission source position can be calculated from the principle of three-point surveying.

RSSI方式では、距離に対する伝搬損失を考慮することによって発射源までの距離を推定が可能である。また、詳細は後述するように、サンプリングされた時系列波形からは、センサ局30側でセンサノード22間の到来時間差(TDOA:Time Difference Of Arrival)を計測することで、同様に発射源までの距離が推定できる。   In the RSSI system, it is possible to estimate the distance to the emission source by considering the propagation loss with respect to the distance. As will be described in detail later, from the sampled time-series waveform, by measuring the arrival time difference (TDOA: Time Difference Of Arrival) between the sensor nodes 22 on the sensor station 30 side, Distance can be estimated.

なお、上記の位置推定手法(AOA方式、RSSI、TDOA方式)は、第1センサノード群10のセンサノード12、および第2センサノード群20のセンサノード22のいずれにおいても、必要な観測情報が取得できるセンサを用いることができれば、同様に利用することができ、本実施形態の例に限定されるものではない。   Note that the above-described position estimation method (AOA method, RSSI, TDOA method) provides necessary observation information in both the sensor node 12 of the first sensor node group 10 and the sensor node 22 of the second sensor node group 20. If an acquirable sensor can be used, it can be used similarly and is not limited to the example of this embodiment.

図3は、位置推定システム1におけるセンサノード12、22の配置例を示す模式図である。
図3に示すように、位置推定システム1の観測対象領域において、第1センサノード群10は、3つのセンサノード12a、12b、12cを含み、第2センサノード群20は、複数のセンサノード22(図中、一部符号省略)を含む。なお、図3のセンサノード12、22の個数は一例であり、これに限定されるものではない。各センサノード群10、20のセンサノード12、22は、観測対象領域内に混在している。電波発射源60は、図中、ハッチングで示されている。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an arrangement example of the sensor nodes 12 and 22 in the position estimation system 1.
As shown in FIG. 3, in the observation target region of the position estimation system 1, the first sensor node group 10 includes three sensor nodes 12 a, 12 b, and 12 c, and the second sensor node group 20 includes a plurality of sensor nodes 22. (In the figure, some symbols are omitted). The number of sensor nodes 12 and 22 in FIG. 3 is an example, and the present invention is not limited to this. The sensor nodes 12 and 22 of the sensor node groups 10 and 20 are mixed in the observation target area. The radio wave emission source 60 is indicated by hatching in the drawing.

図3では、センサノード12a、12b、12cによって観測される観測対象領域の例を示している。他の第1センサノード群10の複数のセンサノード12の組み合わせによって構成される観測対象領域は、図3の観測対象領域とは異なる領域となる。
また、図3では、センサノード12a、12b、12c(第1センサノード群10)の内側の領域にセンサノード群20が配置されているが、これに限らない。図16に示したように、センサノード群10とセンサノード群20の地理的分布に偏りが存在していても同様に実行可能である。
FIG. 3 shows an example of the observation target region observed by the sensor nodes 12a, 12b, and 12c. An observation target region configured by a combination of the plurality of sensor nodes 12 of the other first sensor node group 10 is a region different from the observation target region of FIG.
In FIG. 3, the sensor node group 20 is arranged in the area inside the sensor nodes 12a, 12b, and 12c (first sensor node group 10), but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 16, even if there is a bias in the geographical distribution of the sensor node group 10 and the sensor node group 20, it can be similarly executed.

本発明では、各センサノード群10、20のセンサノード12、22は、既存のものを利用することができるが、新規に設置されるものを含んでもよい。各センサノード群に対応するセンサノードの情報は、サーバ装置32の記憶装置34に記憶し、随時更新することもできる。   In the present invention, the sensor nodes 12 and 22 of the sensor node groups 10 and 20 can use existing ones, but may include those newly installed. Information of sensor nodes corresponding to each sensor node group can be stored in the storage device 34 of the server device 32 and updated as needed.

図4は、センサノード情報記憶部110のデータ構造の一例を示す図である。センサノード情報記憶部110は、例えば、記憶装置34に含まれる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a data structure of the sensor node information storage unit 110. The sensor node information storage unit 110 is included in the storage device 34, for example.

センサノード情報記憶部110は、各センサノードの識別情報(図中、「ID」と示す)(例えば、IP(Internet Protocol)アドレス等でもよい。)、および設置位置を示す位置情報(例えば、GPSで取得される位置情報、住所、エリア情報等)を含む。さらに、センサノード情報記憶部110は、センサの種類、型式、所有者等の情報を含んでもよい。また、センサノードの位置情報は、必ずしもセンサノード情報記憶部110に記憶されなくてもよく、センサノードから受信する観測情報とともに毎回取得する構成としてもよい。   The sensor node information storage unit 110 includes identification information of each sensor node (shown as “ID” in the figure) (for example, an IP (Internet Protocol) address) and position information (for example, GPS). Location information, address, area information, etc.). Further, the sensor node information storage unit 110 may include information such as the sensor type, model, and owner. Further, the position information of the sensor node may not necessarily be stored in the sensor node information storage unit 110, and may be configured to be acquired every time together with the observation information received from the sensor node.

第1センサノード群10と第2センサノード群20は別のテーブルに記憶する構成としてもよいし、第1センサノード群10と第2センサノード群20の情報を1つのテーブルに記憶する構成とし、各センサノードが第1センサノード群10と第2センサノード群20のいずれに属するかを示す情報を対応付けて記憶してもよい。   The first sensor node group 10 and the second sensor node group 20 may be configured to be stored in separate tables, or the information of the first sensor node group 10 and the second sensor node group 20 may be stored in one table. Information indicating whether each sensor node belongs to the first sensor node group 10 or the second sensor node group 20 may be stored in association with each other.

図1に示すように、本実施形態の位置推定装置100は、電波情報取得部102と、推定部104と、特定部106と、を備える。この構成は、本発明の位置推定装置の最小構成である。   As illustrated in FIG. 1, the position estimation apparatus 100 according to the present embodiment includes a radio wave information acquisition unit 102, an estimation unit 104, and a specification unit 106. This configuration is the minimum configuration of the position estimation apparatus of the present invention.

電波情報取得部102は、各センサノード12、22が受信した電波に関する観測情報を取得する。   The radio wave information acquisition unit 102 acquires observation information related to radio waves received by the sensor nodes 12 and 22.

本明細書において、「取得」とは、自装置が他の装置や記憶媒体に格納されているデータまたは情報を取りに行くこと(能動的な取得)、たとえば、他の装置にリクエストまたは問い合わせして受信すること、他の装置や記憶媒体にアクセスして読み出すこと等、および、自装置に他の装置から出力されるデータまたは情報を入力すること(受動的な取得)、たとえば、配信(または、送信、プッシュ通知等)されるデータまたは情報を受信すること等、の少なくともいずれか一方を含む。また、受信したデータまたは情報の中から選択して取得すること、または、配信されたデータまたは情報を選択して受信することも含む。   In this specification, “acquisition” means that the device itself obtains data or information stored in another device or storage medium (active acquisition), for example, requests or inquires of another device. Receiving data, accessing and reading out other devices and storage media, etc., and inputting data or information output from other devices into the device (passive acquisition), for example, distribution (or , Transmission, push notification, etc.) and / or receiving received data or information. It also includes selecting and acquiring from received data or information, or selecting and receiving distributed data or information.

電波情報取得部102が取得する電波に関する観測情報は、センサノードの種類により異なる。例えば、第1センサノード群10から取得される電波の観測情報は、電波の到来方向を含む。第2センサノード群20から取得される電波の観測情報は、電波の受信信号強度の測定データ、および所定時間サンプリングされた前記電波の時系列波形データ、の少なくともいずれか一つを含む。   Observation information related to radio waves acquired by the radio wave information acquisition unit 102 varies depending on the type of sensor node. For example, the radio wave observation information acquired from the first sensor node group 10 includes the direction of arrival of radio waves. The radio wave observation information acquired from the second sensor node group 20 includes at least one of measurement data of radio wave reception signal intensity and time series waveform data of the radio wave sampled for a predetermined time.

電波情報取得部102が取得した観測情報は、図5に示す観測情報記憶部112に記憶される。観測情報記憶部112は、例えば、記憶装置34に含まれる。
観測情報記憶部112は、一例として、センサノードの識別情報(図中、「センサノードID」と示す)と、観測情報の日時(計測(サンプリング)日時、送信日時、受信日時、および算出日時の少なくともいずれか一つ)と、電波の観測情報とを含む。
The observation information acquired by the radio wave information acquisition unit 102 is stored in the observation information storage unit 112 shown in FIG. The observation information storage unit 112 is included in the storage device 34, for example.
As an example, the observation information storage unit 112 includes sensor node identification information (shown as “sensor node ID” in the figure) and observation information date / time (measurement (sampling) date / time, transmission date / time, reception date / time, and calculation date / time). At least one of them) and radio wave observation information.

観測情報記憶部112のデータおよびテーブル構造は特に限定されず、全ての情報を取得順に記憶する構成としてもよいし、センサノード群毎(第1センサノード群10と第2センサノード群20)に別のテーブルに記憶する構成としてもよいし、観測情報の日時や、観測エリア等で適宜分割して別テーブルに記憶する構成としてもよい。   The data and table structure of the observation information storage unit 112 are not particularly limited, and may be configured to store all information in the order of acquisition, or for each sensor node group (first sensor node group 10 and second sensor node group 20). It is good also as a structure memorize | stored in another table, and it is good also as a structure which divides | segments suitably according to the date of observation information, an observation area, etc., and memorize | stores in another table.

推定部104は、第1センサノード群10のセンサノード12により受信された電波の観測情報と、当該センサノード12の位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、発射源の存在範囲を推定する。   The estimation unit 104 detects the position of the emission source of the radio wave based on the observation information of the radio wave received by the sensor node 12 of the first sensor node group 10 and the position information of the sensor node 12, and Estimate the existence range.

特定部106は、第2センサノード群20に含まれるセンサノード22のうち、推定部104によって推定された発射源の存在範囲に含まれる複数のセンサノード22の観測情報に基づいて、電波の発射源の位置を特定する。   Based on the observation information of the plurality of sensor nodes 22 included in the existence range of the emission sources estimated by the estimation unit 104 among the sensor nodes 22 included in the second sensor node group 20, the specifying unit 106 emits radio waves. Identify the source location.

図6は、本実施形態の各センサノード12、22の構成を論理的に示す機能ブロック図である。
各センサノード12、22は、電波を受信して電気信号として出力する受信部202と、受信部202の出力信号から電波観測情報を抽出して出力する電波情報取得部204と、現在の時刻を取得して出力する時刻情報取得部206と、設置された位置の情報を取得して出力する位置情報取得部208と、センサノードをインターネット回線に接続する回線接続部210とを有する。
FIG. 6 is a functional block diagram logically showing the configuration of the sensor nodes 12 and 22 of the present embodiment.
Each sensor node 12, 22 receives a radio wave and outputs it as an electrical signal, a radio wave information acquisition unit 204 that extracts and outputs radio wave observation information from the output signal of the receiver 202, and a current time It includes a time information acquisition unit 206 that acquires and outputs information, a position information acquisition unit 208 that acquires and outputs information on the installed location, and a line connection unit 210 that connects the sensor node to the Internet line.

受信部202は、雑音などの外乱を含む通信信号の電波をデータ化する。このとき、所望周波数に対応したアンテナなどを受信インタフェースとし、周波数ごとに振幅が測定可能な電圧計、電界強度計、スペクトラムアナライザ等を用いればよい。この受信部202は、所定時間にわたりサンプリング(周波数と振幅値の測定)を測定位置ごとに繰り返す機能を有しており、電波の時間経過に伴う波形変化をデジタルの時系列を伴う測定データに変換する。計測された測定データは、電波情報取得部204に送られる。   The receiving unit 202 converts radio waves of communication signals including disturbances such as noise into data. At this time, an antenna corresponding to a desired frequency may be used as a reception interface, and a voltmeter, a field strength meter, a spectrum analyzer, or the like that can measure the amplitude for each frequency may be used. The reception unit 202 has a function of repeating sampling (measurement of frequency and amplitude value) for each measurement position over a predetermined time, and converts a waveform change with time of radio waves into measurement data with a digital time series. To do. The measured measurement data is sent to the radio wave information acquisition unit 204.

電波情報取得部204は、サンプリングされた時系列を伴う測定データから、電波源の特定に必要な少なくとも1つの電波観測情報を算出処理する。   The radio wave information acquisition unit 204 calculates and processes at least one radio wave observation information necessary for specifying the radio wave source from the sampled measurement data with time series.

電波観測情報の具体例としては、上述したように、電波到来方向(AOA)を示す情報のほか、サンプリングされた時系列の波形データ、もっとも単純には受信信号強度などが挙げられる。   Specific examples of radio wave observation information include, as described above, information indicating the radio wave arrival direction (AOA), sampled time-series waveform data, and most simply received signal strength.

RSSIやTDOAを用いる方式では、AOAを用いる方式と比較して、アレイアンテナなどの指向性アンテナを必要としないことから、設備が小型かつ簡易に構成できるという利点があり、大量に設置するセンサの位置推定法として適合性が高い。   The method using RSSI or TDOA has the advantage that the equipment can be configured in a small and simple manner because it does not require a directional antenna such as an array antenna as compared with the method using AOA. It is highly compatible as a position estimation method.

時刻情報取得部206は、例えば、インターネット(ネットワーク3)経由でNTP(Network Time Protocol)サーバに接続して時刻情報を取得する。また、時刻情報取得部206は、GPS(Global Positioning System)受信器(不図示)を備えることにより、GPS衛星からの時刻情報を取得し、補正することで、より高精度な時刻を取得する構成としてもよい。特に、TDOA方式では、センサ間の同期精度が位置推定精度に大きく影響するため、ほかの方式と比較して精確な時刻同期を行う必要がある。   The time information acquisition unit 206 acquires time information by connecting to an NTP (Network Time Protocol) server via the Internet (network 3), for example. In addition, the time information acquisition unit 206 includes a GPS (Global Positioning System) receiver (not shown), thereby acquiring and correcting time information from GPS satellites, thereby acquiring a more accurate time. It is good. In particular, in the TDOA method, since the synchronization accuracy between sensors greatly affects the position estimation accuracy, it is necessary to perform accurate time synchronization as compared with other methods.

位置情報取得部208は、電波情報取得部204により取得された電波の観測情報がどの位置で得られた結果かを対応付けるために必要な機能を提供する。例えば、GPS受信器を備えることにより、位置情報を取得する。センサノード設置時にのみ位置情報を取得し、センサノードの内部メモリ(不図示)に位置情報を記憶しておく構成としてもよい。これによって、センサノード構成を簡略化できる。   The position information acquisition unit 208 provides a function necessary for associating with the position where the radio wave observation information acquired by the radio wave information acquisition unit 204 is obtained. For example, position information is acquired by providing a GPS receiver. The position information may be acquired only when the sensor node is installed, and the position information may be stored in an internal memory (not shown) of the sensor node. Thereby, the sensor node configuration can be simplified.

上述したように、さらに、センサノードの識別情報(ID)とセンサノード位置情報を対応付けてセンサノード情報記憶部110に記憶してもよい。この構成にすれば、各センサノードはIDのみを保持し、位置情報までは記憶しておく必要はなくなるので、さらにセンサノードの構成を簡略化することができる。   As described above, sensor node identification information (ID) and sensor node position information may be associated with each other and stored in the sensor node information storage unit 110. According to this configuration, each sensor node holds only the ID, and it is not necessary to store the position information, so that the configuration of the sensor node can be further simplified.

回線接続部210は、センサノード12、22をネットワーク3に接続する機能を有する。
回線接続部210は、観測情報をネットワーク3を経由してサーバ装置32(位置推定装置100)に送信する。
The line connection unit 210 has a function of connecting the sensor nodes 12 and 22 to the network 3.
The line connection unit 210 transmits the observation information to the server device 32 (position estimation device 100) via the network 3.

このようにして各センサノード12、22から送信された電波観測情報は、ネットワーク3を経由してサーバ装置32の記憶装置34の観測情報記憶部112に格納される。電波観測情報は、位置推定装置100の電波情報取得部102が直接各センサノード12、22から受信して、観測情報記憶部112に記憶してもよいし、各センサノード12、232からサーバ装置32の記憶装置34の観測情報記憶部112に一旦ダウンロードされた後、電波情報取得部102が記憶装置34にアクセスして読み出して取得してもよい。   The radio wave observation information transmitted from the sensor nodes 12 and 22 in this way is stored in the observation information storage unit 112 of the storage device 34 of the server device 32 via the network 3. The radio wave observation information may be received directly from the sensor nodes 12 and 22 by the radio wave information acquisition unit 102 of the position estimation apparatus 100 and stored in the observation information storage unit 112, or from the sensor nodes 12 and 232 to the server device. After being downloaded to the observation information storage unit 112 of the 32 storage devices 34, the radio wave information acquisition unit 102 may access the storage device 34 to read and acquire it.

図7は、本実施形態の図1の位置推定装置100および図6のセンサノード12、22を実現するコンピュータ80の構成の一例を示す図である。
本実施形態のコンピュータ80は、CPU(Central Processing Unit)82、メモリ84、メモリ84にロードされた図1の位置推定装置100および図6のセンサノード12、22の構成要素を実現するプログラム90、そのプログラム90を格納するストレージ85、I/O(Input/Output)86、およびネットワーク接続用インタフェース(通信I/F87)を備える。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a configuration of a computer 80 that implements the position estimation apparatus 100 of FIG. 1 and the sensor nodes 12 and 22 of FIG. 6 according to the present embodiment.
The computer 80 of the present embodiment includes a CPU (Central Processing Unit) 82, a memory 84, a program 90 that implements the components of the position estimation device 100 of FIG. 1 and the sensor nodes 12 and 22 of FIG. A storage 85 for storing the program 90, an input / output (I / O) 86, and a network connection interface (communication I / F 87) are provided.

CPU82、メモリ84、ストレージ85、I/O86、通信I/F87は、バス89を介して互いに接続され、CPU82により位置推定装置100全体またはセンサノード12、22全体が制御される。ただし、CPU82などを互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。   The CPU 82, the memory 84, the storage 85, the I / O 86, and the communication I / F 87 are connected to each other via the bus 89, and the entire position estimation device 100 or the entire sensor nodes 12 and 22 are controlled by the CPU 82. However, the method of connecting the CPUs 82 and the like is not limited to bus connection.

メモリ84は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などのメモリである。ストレージ85は、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)、またはメモリカードなどの記憶装置である。   The memory 84 is a memory such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory). The storage 85 is a storage device such as a hard disk, an SSD (Solid State Drive), or a memory card.

ストレージ85は、RAMやROMなどのメモリであってもよい。ストレージ85は、コンピュータ80の内部に設けられてもよいし、コンピュータ80がアクセス可能であれば、コンピュータ80の外部に設けられ、コンピュータ80と有線または無線で接続されてもよい。あるいは、コンピュータ80に着脱可能に設けられてもよい。   The storage 85 may be a memory such as a RAM or a ROM. The storage 85 may be provided inside the computer 80 or may be provided outside the computer 80 and connected to the computer 80 by wire or wireless as long as the computer 80 is accessible. Alternatively, the computer 80 may be detachably provided.

CPU82が、ストレージ85に記憶されるプログラム90をメモリ84に読み出して実行することにより、図1の位置推定装置100または図6のセンサノード12、22の各ユニットの各機能を実現することができる。   The CPU 82 reads out the program 90 stored in the storage 85 to the memory 84 and executes it, thereby realizing each function of the position estimation device 100 in FIG. 1 or each unit of the sensor nodes 12 and 22 in FIG. .

I/O86は、コンピュータ80と他の入出力装置間のデータおよび制御信号の入出力制御を行う。他の入出力装置とは、たとえば、コンピュータ80に接続されるキーボード、タッチパネル、マウス、およびマイクロフォン等の入力装置(不図示)と、ディスプレイ、プリンタ、およびスピーカ等の出力装置(不図示)と、これらの入出力装置とコンピュータ80のインタフェースとを含む。さらに、I/O86は、他の記録媒体の読み取りまたは書き込み装置(不図示)とのデータの入出力制御を行ってもよい。   The I / O 86 performs input / output control of data and control signals between the computer 80 and other input / output devices. The other input / output devices include, for example, an input device (not shown) such as a keyboard, a touch panel, a mouse, and a microphone connected to the computer 80, and an output device (not shown) such as a display, a printer, and a speaker, These input / output devices and the interface of the computer 80 are included. Further, the I / O 86 may perform data input / output control with a reading or writing device (not shown) of another recording medium.

通信I/F87は、コンピュータ80と外部の装置との通信を行うためのネットワーク接続用インタフェースである。通信I/F87は、有線回線と接続するためのネットワークインタフェースでもよいし、無線回線と接続するためのネットワークインタフェースでもよい。例えば、位置推定装置100とセンサノード12、22を実現する各コンピュータ80は、通信I/F87によりネットワーク3を介して互いに接続され、通信する。   The communication I / F 87 is a network connection interface for performing communication between the computer 80 and an external device. The communication I / F 87 may be a network interface for connecting to a wired line or a network interface for connecting to a wireless line. For example, the computer 80 that implements the position estimation device 100 and the sensor nodes 12 and 22 is connected to each other via the network 3 by the communication I / F 87 and communicates.

図1の本実施形態の位置推定装置100または図6のセンサノード12、22の各構成要素は、図7のコンピュータ80のハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。以下説明する各実施形態の各装置を示す機能ブロック図は、ハードウェア単位の構成ではなく、論理的な機能単位のブロックを示している。   Each component of the position estimation apparatus 100 of this embodiment of FIG. 1 or the sensor nodes 12 and 22 of FIG. 6 is realized by any combination of hardware and software of the computer 80 of FIG. It will be understood by those skilled in the art that there are various modifications to the implementation method and apparatus. The functional block diagram showing each device of each embodiment described below shows a logical functional unit block, not a hardware unit configuration.

位置推定装置100は、複数のコンピュータ80により構成されてもよいし、仮想サーバにより実現されてもよい。   The position estimation apparatus 100 may be configured by a plurality of computers 80 or may be realized by a virtual server.

本実施形態のコンピュータプログラム90は、位置推定装置100を実現させるためのコンピュータ80に、第1センサノード群10の複数のセンサノード12が受信した電波に関する観測情報を取得する手順、第1センサノード群10のセンサノード12により受信された電波の観測情報と、当該センサノード12の位置情報に基づいて、当該電波の発射源60の位置を検出し、発射源の存在範囲62を推定する手順、第2センサノード群20に含まれるセンサノード22のうち、推定された発射源60の存在範囲62に含まれる複数のセンサノード22の観測情報を取得する手順、第2センサノード群20のセンサノード22の観測情報に基づいて、電波発射源60の位置を特定する手順、を実行させるように記述されている。   The computer program 90 of the present embodiment is a procedure for acquiring observation information relating to radio waves received by the plurality of sensor nodes 12 of the first sensor node group 10 in the computer 80 for realizing the position estimation device 100, the first sensor node A procedure of detecting the position of the emission source 60 of the radio wave based on the observation information of the radio wave received by the sensor node 12 of the group 10 and the position information of the sensor node 12 and estimating the existence range 62 of the emission source; A procedure for obtaining observation information of a plurality of sensor nodes 22 included in the existence range 62 of the estimated launch source 60 among the sensor nodes 22 included in the second sensor node group 20, and the sensor nodes of the second sensor node group 20 The procedure for specifying the position of the radio wave emission source 60 based on the 22 observation information is described.

本実施形態のコンピュータプログラム90は、コンピュータ80で読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。記録媒体は特に限定されず、様々な形態のものが考えられる。また、プログラム90は、記録媒体からコンピュータ80のメモリ84にロードされてもよいし、ネットワークを通じてコンピュータ80にダウンロードされ、メモリ84にロードされてもよい。   The computer program 90 of this embodiment may be recorded on a recording medium that can be read by the computer 80. The recording medium is not particularly limited, and various forms can be considered. The program 90 may be loaded from a recording medium into the memory 84 of the computer 80, or may be downloaded to the computer 80 through a network and loaded into the memory 84.

コンピュータプログラム90を記録する記録媒体は、非一時的な有形のコンピュータ80が使用可能な媒体を含み、その媒体に、コンピュータ80が読み取り可能なプログラムコードが埋め込まれる。コンピュータプログラム90が、コンピュータ80上で実行されたとき、コンピュータ80に、位置推定装置100を実現する以下のデータ処理方法を実行させる。   The recording medium for recording the computer program 90 includes a medium that can be used by a non-transitory tangible computer 80, and a program code that can be read by the computer 80 is embedded in the medium. When the computer program 90 is executed on the computer 80, the computer 80 is caused to execute the following data processing method for realizing the position estimation apparatus 100.

このように構成された本実施形態の位置推定装置100のデータ処理方法について、以下説明する。
図8は、本実施形態の位置推定装置100の動作の一例を示すフローチャートである。
本発明の実施の形態に係るデータ処理方法は、位置推定装置100のデータ処理方法であり、位置推定装置100を実現するコンピュータ80により実行されるデータ処理方法である。
本実施形態のデータ処理方法は、位置推定装置100が、各センサノード12、センサノード22が受信した電波に関する観測情報を取得し(ステップS101)、第1センサノード群10のセンサノード12により受信された電波の観測情報と、当該センサの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、発射源の存在範囲を推定し(ステップS103)、第2センサノード群20に含まれるセンサノード22のうち、ステップS103で推定された発射源の存在範囲に含まれる複数のセンサノード22の観測情報を取得し(ステップS105)、取得した複数のセンサノード22の観測情報に基づいて、電波の発射源の位置を特定する(ステップS107)、ことを含む。
A data processing method of the position estimation apparatus 100 of the present embodiment configured as described above will be described below.
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the operation of the position estimation apparatus 100 of the present embodiment.
The data processing method according to the embodiment of the present invention is a data processing method of the position estimation device 100, and is a data processing method executed by the computer 80 that implements the position estimation device 100.
In the data processing method of the present embodiment, the position estimation device 100 acquires observation information related to radio waves received by the sensor nodes 12 and 22 (step S101) and is received by the sensor nodes 12 of the first sensor node group 10. Based on the radio wave observation information and the position information of the sensor, the position of the radio wave emission source is detected and the existence range of the emission source is estimated (step S103), and is included in the second sensor node group 20 Among the sensor nodes 22, the observation information of the plurality of sensor nodes 22 included in the existence range of the emission source estimated in step S103 is acquired (step S105), and based on the acquired observation information of the plurality of sensor nodes 22, Specifying the position of the radio wave emission source (step S107).

以下、図3に示す位置推定システム1のセンサノード配置の模式図を用いて具体的に説明する。上述したように、図3の例では、位置推定システム1の観測対象領域内には、第1センサノード群10を構成するセンサノード12a、12b、12c、第2センサノード群20を構成する多数のセンサノード22(図中、一部符号省略)が配置されており、電波発射源60(図中、ハッチングで示す)の位置を推定することを仮定して説明する。   Hereinafter, the sensor node arrangement of the position estimation system 1 shown in FIG. As described above, in the example of FIG. 3, the sensor nodes 12 a, 12 b, 12 c constituting the first sensor node group 10 and the many constituting the second sensor node group 20 are included in the observation target region of the position estimation system 1. The sensor node 22 (partially omitted in the figure) is arranged, and it is assumed that the position of the radio wave emission source 60 (indicated by hatching in the figure) is estimated.

まず、電波情報取得部102が、観測対象領域内の第1センサノード群10のセンサノード12a、12b、12cを動作させ、電波の観測情報をそれぞれ取得する。
電波情報取得部102は、各センサノードにおいて取得される電波観測情報の種類や、周波数、帯域などの条件を設定する機能を有してもよい。さらに、電波情報取得部102は、設定条件に従って、遠隔での各センサノードの起動や動作の制御を行う機能を有してもよい。また、各センサノードに対して、指定した時刻に観測を時刻する指示を行う機能を有してもよい。
First, the radio wave information acquisition unit 102 operates the sensor nodes 12a, 12b, and 12c of the first sensor node group 10 in the observation target region, and acquires radio wave observation information.
The radio wave information acquisition unit 102 may have a function of setting conditions such as the type, frequency, and band of radio wave observation information acquired at each sensor node. Furthermore, the radio wave information acquisition unit 102 may have a function of remotely starting each sensor node and controlling the operation according to the setting conditions. In addition, each sensor node may have a function of instructing observation at a designated time.

また、電波情報取得部102は、第1センサノード群10の複数のセンサノード12の中から観測情報を取得するセンサノード12を選択できてもよい。この観測情報を取得するセンサノード12の選択方法は、特に限定されない。例えば、本実施形態のように、センサノード12の数が少ない場合は、オペレータにより手動で選択してもよい。あるいは、分割された観測対象領域毎に事前に選択されたセンサノード12の情報を記憶しておき、その情報に基づき、自動的に電波情報取得部102が選択されたセンサノード12の情報を取得する構成としてもよい。   In addition, the radio wave information acquisition unit 102 may be able to select the sensor node 12 that acquires observation information from the plurality of sensor nodes 12 of the first sensor node group 10. The method for selecting the sensor node 12 that acquires the observation information is not particularly limited. For example, when the number of sensor nodes 12 is small as in the present embodiment, the selection may be made manually by an operator. Alternatively, information on the sensor node 12 selected in advance for each divided observation target area is stored, and the radio wave information acquisition unit 102 automatically acquires information on the selected sensor node 12 based on the information. It is good also as composition to do.

第1センサノード群10のセンサノード12は、その設置間隔が広い(例えば10〜20km)ため、不法電波発生の申告があった地域などの電波発射源の事前情報、またはオペレータの経験等によって、手動による選択でも対応可能である。
なお、位置推定のために必要なノード数は、AOA方式では最小2点、RSSI、TDOA方式では最小3点である。
Since the sensor nodes 12 of the first sensor node group 10 have a wide installation interval (for example, 10 to 20 km), according to prior information on radio wave emission sources such as areas where illegal radio wave generation has been reported, or operator experience, Manual selection is also possible.
Note that the number of nodes required for position estimation is a minimum of 2 points in the AOA system and a minimum of 3 points in the RSSI and TDOA systems.

センサノードからの情報取得は、都度電波情報取得部102がセンサノードに情報提供を要求する構成でもよいし、事前に時刻指定されたスケジュールに従ってセンサノードが動作して位置推定装置100に情報を送信する構成としてもよい。   The information acquisition from the sensor node may be configured such that the radio wave information acquisition unit 102 requests the sensor node to provide information each time, or the sensor node operates according to a time-designated schedule and transmits information to the position estimation device 100. It is good also as composition to do.

なお、本実施形態では、センサノード12から取得される電波観測情報として電波の到来方向を想定している。各センサノード12が取得した電波の到来方向の情報はネットワーク3を介して電波情報取得部102により取得され、観測情報記憶部112に記憶される(ステップS101)。   In the present embodiment, the radio wave arrival direction is assumed as radio wave observation information acquired from the sensor node 12. Information on the arrival direction of the radio wave acquired by each sensor node 12 is acquired by the radio wave information acquisition unit 102 via the network 3 and stored in the observation information storage unit 112 (step S101).

次に、取得した電波観測情報から、推定部104により、発射源の存在範囲の位置推定処理(ステップS103)が実行される。推定部104による位置推定処理の詳細フローを図9に示す。   Next, from the acquired radio wave observation information, the estimation unit 104 executes position estimation processing (step S103) of the existence range of the emission source. The detailed flow of the position estimation process by the estimation part 104 is shown in FIG.

まず、事前に、位置推定の条件として、オペレータが推定手法(上述したMUSIC法、ESPRIT法等)や所望の精度などの条件を入力する。ここでは、位置推定のために選択されたセンサノード12a、12b、12cの情報(設置位置、センサノードのスペック、校正日時など)が画面(不図示)に表示される。さらに、観測する電波の周波数や帯域などの条件を画面上で設定できるものとする。   First, in advance, the operator inputs conditions such as an estimation method (the above-described MUSIC method, ESPRIT method, etc.) and desired accuracy as position estimation conditions. Here, information on the sensor nodes 12a, 12b, 12c selected for position estimation (installation position, sensor node specifications, calibration date, etc.) is displayed on a screen (not shown). Furthermore, conditions such as the frequency and band of the radio wave to be observed can be set on the screen.

推定部104は、これらの入力された条件を受け付ける(ステップS111)。受け付けた条件は、条件情報記憶部(不図示)に記憶され、オペレータにより変更操作により変更されるまで保持され、使用される構成としてもよいし、都度設定を受け付ける構成としてもよい。   The estimation unit 104 receives these input conditions (step S111). The accepted conditions may be stored in a condition information storage unit (not shown) and held and used until changed by a change operation by an operator, or a setting may be received each time.

次に、推定部104は、前記条件に従い、各センサノード12が計測した電波到来方向と、当該各センサノード12の位置情報に基づいて、電波の発射源の位置を検出する(ステップS113)。図3において、破線で示される方位線70a、70b、70cは、各センサノード12a、12b、12cで取得した到来方向をそれぞれ示している。   Next, the estimation unit 104 detects the position of the emission source of the radio wave based on the radio wave arrival direction measured by each sensor node 12 and the position information of each sensor node 12 according to the condition (step S113). In FIG. 3, azimuth lines 70a, 70b, and 70c indicated by broken lines indicate the arrival directions acquired by the sensor nodes 12a, 12b, and 12c, respectively.

推定部104は、各センサノード12の測定誤差を考慮して補正処理等を行い、電波発射源60の存在範囲62を算出する(ステップS115)。   The estimation unit 104 performs correction processing and the like in consideration of the measurement error of each sensor node 12, and calculates the existence range 62 of the radio wave emission source 60 (step S115).

センサノード12の電波観測情報には誤差を含むため、図3にも示されるように、3つの方位線70a、70b、70cは一点で交わらない。そのため、推定される電波発射源60の位置は一箇所には求まらず、電波発射源60の存在を示す存在範囲62として求められる。具体的には、各センサノード12の観測結果の測定誤差による確率分布情報等を考慮し、3つのセンサノード12から推定される存在確率が所定値以上になる領域を存在範囲62として求めることができる。事前に指定される所定値に応じて領域の大きさを調整することができる。
都市環境においては、マルチパスの影響により測定誤差が大きくなることから、特に精度の劣化が大きく、推定した存在範囲62のエリアが広くなる傾向にある。
Since the radio wave observation information of the sensor node 12 includes an error, as shown in FIG. 3, the three azimuth lines 70a, 70b, and 70c do not intersect at one point. Therefore, the estimated position of the radio wave emission source 60 is not obtained in one place, but is obtained as an existence range 62 indicating the presence of the radio wave emission source 60. Specifically, in consideration of probability distribution information and the like due to measurement errors in the observation results of the sensor nodes 12, an area where the existence probabilities estimated from the three sensor nodes 12 are greater than or equal to a predetermined value can be obtained as the existence range 62. it can. The size of the area can be adjusted according to a predetermined value designated in advance.
In an urban environment, the measurement error becomes large due to the influence of multipath, so that the accuracy is particularly deteriorated and the area of the estimated existence range 62 tends to be widened.

このように、推定部104による位置推定処理では、広域の範囲におけるセンサノード12の情報を用いて電波発射源60の大まかな位置(存在範囲62)が推定される。図3の例では、存在範囲62を一点鎖線の楕円で示している。   Thus, in the position estimation process by the estimation unit 104, the approximate position (existing range 62) of the radio wave emission source 60 is estimated using information of the sensor node 12 in a wide range. In the example of FIG. 3, the existence range 62 is indicated by a dashed-dotted ellipse.

推定部104により推定された存在範囲62の情報は、日時情報に関連付けて発射源位置情報記憶部114(不図示)に記憶される。発射源位置情報記憶部114は、例えば、記憶装置34に含まれる。
本フローの推定部104による位置推定処理が終了すると、図8のフローに戻る。
The information of the existence range 62 estimated by the estimation unit 104 is stored in the emission source position information storage unit 114 (not shown) in association with the date / time information. The launch source position information storage unit 114 is included in the storage device 34, for example.
When the position estimation process by the estimation unit 104 of this flow is completed, the flow returns to the flow of FIG.

次に、第2センサノード群20に含まれるセンサノード22のうち、推定部104によりステップS103で推定された存在範囲62に含まれる複数のセンサノード22の観測情報を、電波情報取得部102が取得する(ステップS105)。電波情報取得部102が取得したセンサノード22の観測情報は、観測情報記憶部112に記憶される。   Next, among the sensor nodes 22 included in the second sensor node group 20, the radio wave information acquisition unit 102 obtains observation information of a plurality of sensor nodes 22 included in the existence range 62 estimated in step S103 by the estimation unit 104. Obtain (step S105). The observation information of the sensor node 22 acquired by the radio wave information acquisition unit 102 is stored in the observation information storage unit 112.

そして、特定部106により、電波発射源60の位置を特定する処理(ステップS107)が実行される。
特定部106の動作は推定部104と基本的には同じである。しかし、電波観測情報を取得するセンサノードは、推定部104は第1センサノード群10から、特定部106は第2センサノード群20から用いられる。また、推定部104による広域位置推定と特定部106による狭域位置推定では、手法の違いや条件などが異なることが想定される。しかし、動作フロー自体は同様であるため、推定部104と特定部106を一つの機能ブロックに集約することも可能である。
And the process (step S107) which specifies the position of the radio wave emission source 60 by the specific | specification part 106 is performed.
The operation of the identification unit 106 is basically the same as that of the estimation unit 104. However, as for sensor nodes that acquire radio wave observation information, the estimation unit 104 is used from the first sensor node group 10, and the specifying unit 106 is used from the second sensor node group 20. Also, it is assumed that there are differences in methods and conditions between the wide-area position estimation by the estimation unit 104 and the narrow-area position estimation by the specifying unit 106. However, since the operation flow itself is the same, it is possible to consolidate the estimation unit 104 and the identification unit 106 into one functional block.

特定部106による電波発射源60の特定処理については、後述する実施形態で詳細に説明する。   The process of specifying the radio wave emission source 60 by the specifying unit 106 will be described in detail in an embodiment described later.

位置推定装置100は、さらに、推定部104により推定された電波発射源60の存在範囲62を示す情報と、特定部106により特定された電波発射源60の位置を示す情報とを合わせて出力する出力部(不図示)を備えてもよい。
出力部は、例えば、ディスプレイやプリンタ等の出力装置、または、各種の記録媒体である。
The position estimation apparatus 100 further outputs information indicating the existence range 62 of the radio wave emission source 60 estimated by the estimation unit 104 and information indicating the position of the radio wave emission source 60 specified by the specification unit 106. An output unit (not shown) may be provided.
The output unit is, for example, an output device such as a display or a printer, or various recording media.

出力部は、ディスプレイ上に地図画面を表示するとともに、図3のような推定部104で算出した存在範囲62、方位線70a、70b、70c、各センサノードの位置を地図上に重ねて表示してもよい。   The output unit displays the map screen on the display, and displays the existence range 62, the azimuth lines 70a, 70b, and 70c calculated by the estimation unit 104 as shown in FIG. 3 and the positions of the sensor nodes on the map. May be.

また、この例では、地図画面上でオペレータ操作により、センサノード12を選択できてもよい。電波情報取得部102は、選択されたセンサノード12a、12b、12cを動作させ、電波の観測情報をそれぞれ取得する。   In this example, the sensor node 12 may be selected by an operator operation on the map screen. The radio wave information acquisition unit 102 operates the selected sensor nodes 12a, 12b, and 12c, and acquires radio wave observation information.

以上説明したように、本実施形態の位置推定システム1において、広域をカバーする第1センサノード群10を用いた推定部104による位置推定処理と、より高密度配置された第2センサノード群20を用いて、推定部104により推定された存在範囲62に含まれるセンサノード22のみを動作させた特定部106による位置推定処理とを連携することによって、電波発射源60を特定する。   As described above, in the position estimation system 1 of the present embodiment, the position estimation processing by the estimation unit 104 using the first sensor node group 10 covering a wide area and the second sensor node group 20 arranged at a higher density. The radio wave emission source 60 is specified by linking the position estimation processing by the specifying unit 106 that operates only the sensor node 22 included in the existence range 62 estimated by the estimating unit 104.

この構成によれば、推定部104により絞り込まれた存在範囲62に含まれるセンサノード22を用いて位置推定処理を行うので、最適な数のセンサノード制御で電波発射源を高精度に特定することができる。   According to this configuration, since the position estimation process is performed using the sensor nodes 22 included in the existence range 62 narrowed down by the estimation unit 104, the radio wave emission source can be identified with high accuracy by controlling the optimal number of sensor nodes. Can do.

さらに、特に、センサノードがバッテリーで駆動する場合には、できる限り電力消費を抑制することが必要であり、位置推定に必要なセンサノードに限定してデータを取得できることが望ましい。本発明の位置推定システム1では、必要最小限のセンサノードのみを動作させて精度の高い位置推定処理が実行できるため、処理の負荷やセンサノードの消費電力を削減できる。   Furthermore, particularly when the sensor node is driven by a battery, it is necessary to suppress power consumption as much as possible, and it is desirable that data can be acquired only for the sensor node necessary for position estimation. In the position estimation system 1 of the present invention, it is possible to perform highly accurate position estimation processing by operating only the minimum necessary sensor nodes, so that it is possible to reduce the processing load and the power consumption of the sensor nodes.

また、特許文献1に記載された小型センサノードによる高密度な電波監視においても、単純な電波強度計測のみではなく、センサノード群で取得した電波観測情報を用いて発射源の推定処理を実行することが望ましい。広域をカバーする電波監視システムでは、センサ局の数が限られていることから、オペレータが手動で発射源推定に用いるセンサ局を選択することが行われていた。これに対し、大量に配置されたセンサノード群から、同様の手順でセンサノードを選択する処理を行うことは現実的ではない。   Further, even in high-density radio wave monitoring by a small sensor node described in Patent Document 1, not only simple radio wave intensity measurement, but also emission source estimation processing is performed using radio wave observation information acquired by a sensor node group. It is desirable. In the radio wave monitoring system covering a wide area, since the number of sensor stations is limited, an operator manually selects a sensor station to be used for estimating the emission source. On the other hand, it is not realistic to perform processing for selecting sensor nodes from a group of sensor nodes arranged in a large amount in the same procedure.

また、電波発射源の位置推定において、データを取得するセンサノード数が増加すると処理の負荷は指数的に増大するが、精度の改善は少ないことが知られており、不必要に大量のセンサノードデータを用いて処理を行うことは望ましくない。特に、車両などの移動体に搭載された不法無線局の位置を追跡するような場合には、数秒で処理を完了する必要がある。   In addition, in the estimation of the location of radio wave emission sources, the processing load increases exponentially as the number of sensor nodes that acquire data increases, but it is known that the accuracy improvement is small, and an unnecessarily large number of sensor nodes It is not desirable to perform processing using data. In particular, when tracking the position of an illegal radio station mounted on a mobile object such as a vehicle, it is necessary to complete the process in several seconds.

本発明の位置推定システム1によれば、適切な数のセンサノードを用いて高精度に電波発射源60を特定できるので、上記課題を解決できる。   According to the position estimation system 1 of the present invention, since the radio wave emission source 60 can be specified with high accuracy using an appropriate number of sensor nodes, the above problem can be solved.

(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について、以下説明する。
図10は、本実施形態の位置推定装置300の論理的な構成を示す機能ブロック図である。
本実施形態の位置推定装置300は、電波情報取得部102と、推定部104と、特定部106と、選択部302と、を備える。電波情報取得部102、推定部104、および特定部106は、図1の上記実施形態の位置推定装置100と同様である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 10 is a functional block diagram showing a logical configuration of the position estimation apparatus 300 of the present embodiment.
The position estimation apparatus 300 of this embodiment includes a radio wave information acquisition unit 102, an estimation unit 104, a specifying unit 106, and a selection unit 302. The radio wave information acquisition unit 102, the estimation unit 104, and the specification unit 106 are the same as the position estimation device 100 of the above-described embodiment in FIG.

選択部302は、推定部104によって推定された電波発射源60の存在範囲62に基づいて、第2センサノード群20から少なくとも一つのセンサノード22を選択する。
特定部106は、選択部302によって選択されたセンサノード22の観測情報に基づいて、電波発射源60の位置を特定する。
The selection unit 302 selects at least one sensor node 22 from the second sensor node group 20 based on the existence range 62 of the radio wave emission source 60 estimated by the estimation unit 104.
The specifying unit 106 specifies the position of the radio wave emission source 60 based on the observation information of the sensor node 22 selected by the selection unit 302.

本実施形態の位置推定装置300は、上記実施形態の図8のフローチャートのステップS105のセンサ位置特定処理の前に、選択部302によるセンサ選択処理を行う。   The position estimation apparatus 300 of the present embodiment performs a sensor selection process by the selection unit 302 before the sensor position specifying process of step S105 in the flowchart of FIG. 8 of the above embodiment.

図11は、本実施形態の選択部302によるセンサ選択処理の詳細フローを示すフローチャートである。
図8のフローチャートのステップS103の後、本フローが開始する。まず、選択部302は、推定部104で算出した電波発射源60の存在範囲62を取得する(ステップS201)。次に、存在範囲62近傍の第2センサノード群20の配置や電波環境を考慮して、オペレータが操作画面(不図示)上でセンサ選択方法を選択する(ステップS203)。例えば、センサの選択方法は、オペレータ操作による手動選択と、位置推定装置300による自動選択がある。各センサ選択方法の詳細については後述する。
FIG. 11 is a flowchart showing a detailed flow of sensor selection processing by the selection unit 302 of the present embodiment.
This flow starts after step S103 of the flowchart of FIG. First, the selection unit 302 acquires the existence range 62 of the radio wave emission source 60 calculated by the estimation unit 104 (step S201). Next, the operator selects a sensor selection method on an operation screen (not shown) in consideration of the arrangement of the second sensor node group 20 near the existence range 62 and the radio wave environment (step S203). For example, sensor selection methods include manual selection by an operator operation and automatic selection by the position estimation apparatus 300. Details of each sensor selection method will be described later.

そして、選択部302が選択方法を受け付け、受け付けた選択方法に従ってセンサノード22が選択される(ステップS205)。そして、本フローを終了し、図8のフローチャートのステップS105に戻る。   Then, the selection unit 302 receives the selection method, and the sensor node 22 is selected according to the received selection method (step S205). Then, this flow is finished, and the process returns to step S105 in the flowchart of FIG.

本実施形態において、ステップS203でオペレータにより、センサ選択方法を選べるようにしている理由は、推定方式の種類やセンサノードの配置などによって最適な方法が異なるケースが考えられるためである。   In the present embodiment, the reason why the operator can select the sensor selection method in step S203 is that the optimum method may differ depending on the type of estimation method, the arrangement of sensor nodes, and the like.

例えば、推定部104で推定した存在範囲62に対して、内部に位置する第2センサノード群20のセンサノード22が少ない場合や、三点測量などの必要なセンサノード数が少ない位置推定手法を行う場合は、手動で選択してもよい。手動選択の場合は、出力部が図3のような地図画面を表示し、オペレータにセンサノード22を選択させることができる。   For example, a position estimation method in which the number of sensor nodes 22 in the second sensor node group 20 located inside the existence range 62 estimated by the estimation unit 104 is small or the number of necessary sensor nodes such as three-point surveying is small. When performing, you may select manually. In the case of manual selection, the output unit displays a map screen as shown in FIG. 3 and allows the operator to select the sensor node 22.

本実施形態においても、位置推定装置300は、上記実施形態と同様に、推定部104により推定された電波発射源60の存在範囲62を示す情報と、特定部106により特定された電波発射源60の位置を示す情報とを合わせて出力する出力部(不図示)を備えてもよい。   Also in the present embodiment, the position estimation apparatus 300 is similar to the above-described embodiment in that the information indicating the existence range 62 of the radio wave emission source 60 estimated by the estimation unit 104 and the radio wave emission source 60 specified by the specifying unit 106 are used. An output unit (not shown) that outputs the information together with the information indicating the position of the image may be provided.

本実施形態では、上記実施形態と同様にこの地図画面用いて、オペレータは、センサノード12の選択を行えるとともに、さらに、地図画面上でオペレータ操作により、センサノード22を選択することができる。   In this embodiment, the operator can select the sensor node 12 using this map screen as in the above embodiment, and can further select the sensor node 22 by an operator operation on the map screen.

さらに、選択部302は、自動的にセンサを選択する構成としてもよい。
なお、推定された存在範囲62の近傍に第2センサノード群20が配置されていない場合は、選択部302は存在範囲をさらに絞り込むためのセンサノード22を選ぶことができない。そのため、前提条件として、既存の監視システムで存在していた監視の目が届かない地域、周波数帯、時間帯などを事前に把握して第2センサノード群20を設置することが必要である。ここでは、推定部104で推定した存在範囲62近傍に第2センサノード群20が予め設置されていると仮定して説明を続ける。
Furthermore, the selection unit 302 may be configured to automatically select a sensor.
When the second sensor node group 20 is not arranged in the vicinity of the estimated existence range 62, the selection unit 302 cannot select the sensor node 22 for further narrowing down the existence range. Therefore, as a precondition, it is necessary to install in advance the second sensor node group 20 by grasping in advance the area, frequency band, time zone, etc. that cannot be monitored by existing monitoring systems. Here, the description will be continued assuming that the second sensor node group 20 is installed in the vicinity of the existence range 62 estimated by the estimation unit 104.

以下、存在範囲62に基づき、第2センサノード群20から自動的にセンサノード22を選択する方法について述べる。   Hereinafter, a method for automatically selecting the sensor node 22 from the second sensor node group 20 based on the existence range 62 will be described.

このとき、選択部302は、推定部104によって推定された存在範囲62内において、受信信号強度が最も高いセンサが含まれる分割区域に対して、隣接する分割区域を含む領域に含まれるセンサを、第2センサノード群20の中から選択することができる。   At this time, the selection unit 302 includes, in the existence range 62 estimated by the estimation unit 104, a sensor included in an area including an adjacent divided area, with respect to a divided area including a sensor having the highest received signal strength. The second sensor node group 20 can be selected.

有効な分割手法としてボロノイ分割を用いることができる。まず、ボロノイ分割によるセンサ選択処理について説明する。
ボロノイ分割は、ある距離空間上の任意の位置に配置された複数個の母点に対して、同一距離空間上の他の点がどの母点に近いかによって領域分けを行う最近傍探索手法である。センサノードが配置された地点を母点としてボロノイ分割を行うことで、各センサノード22近傍の領域が可視化できる。
Voronoi division can be used as an effective division method. First, sensor selection processing by Voronoi division will be described.
Voronoi division is a nearest-neighbor search method that divides a plurality of generating points arranged at an arbitrary position in a certain distance space according to which generating point is close to other generating points in the same distance space. is there. By performing Voronoi division using the point where the sensor node is arranged as a mother point, the area near each sensor node 22 can be visualized.

図12は、分散配置された第2センサノード群20の位置座標に対して、ボロノイ分割を行った結果を示す模式図である。図中の点が各センサノード22の位置を示しており、ボロノイ分割によって、センサノード22の最近傍領域が区分けされている。図中、電波発射源60は×印で示される。ここで、図12の例ではランダムにセンサノード22が配置されているが、実際はセンサノード22の設置台数を減らすため、ある程度センサノード22間を離間して設置が行われることを付記しておく。   FIG. 12 is a schematic diagram showing the result of Voronoi division performed on the position coordinates of the second sensor node group 20 that is distributed. The point in the figure indicates the position of each sensor node 22, and the nearest neighbor region of the sensor node 22 is divided by Voronoi division. In the figure, the radio wave emission source 60 is indicated by a cross. Here, in the example of FIG. 12, the sensor nodes 22 are randomly arranged. However, in order to reduce the number of installed sensor nodes 22, it is added that the sensor nodes 22 are separated from each other to some extent. .

図13は、センサノード22のボロノイ分割による領域と、存在範囲62の重なっている領域を網掛け表示で示している。これらの領域に含まれるセンサノード22が、特定部106における位置推定に観測情報が用いられるセンサノード22の候補となる。   FIG. 13 shows the area where the sensor node 22 is divided by Voronoi and the area where the existence range 62 overlaps in a shaded display. The sensor nodes 22 included in these areas are candidates for the sensor nodes 22 whose observation information is used for position estimation in the specifying unit 106.

また、三点測量に基づく位置推定の精度は、発射源がセンサノード22を結ぶ三角形の内部に存在する場合に比較して、外部に存在する場合には大きく劣化することが知られている。そのため、三点測量によるセンサノードを選択する場合には、できるだけ電波発射源60を内包するように推測してセンサノードを選ぶことが望ましい。   In addition, it is known that the accuracy of position estimation based on the three-point survey is greatly deteriorated when the emission source exists outside the triangle connecting the sensor nodes 22. Therefore, when selecting a sensor node by three-point surveying, it is desirable to select the sensor node by estimating that the radio wave emission source 60 is included as much as possible.

図12および図13の図は、出力部により、ディスプレイ上に地図画面として表示することができる。   12 and 13 can be displayed as a map screen on the display by the output unit.

自由空間伝搬を仮定すると、ボロノイ分割によって分割された区域は、各センサノードから最近傍の領域であることから、発射源60が図13の位置に存在するときは、同じ区域に存在するセンサが最も高いRSSIとなる。実際の伝搬環境では、電波発射源からの距離が最短でない位置のセンサノードが高いRSSIを示すことも考えられるが、センサノードがある程度規則的な間隔で配置されていれば、RSSIの最も高いセンサノードが電波発射源と最近接である確率が高い。   Assuming free space propagation, the area divided by Voronoi division is the area closest to each sensor node. Therefore, when the launch source 60 is located at the position shown in FIG. The highest RSSI. In an actual propagation environment, a sensor node at a position where the distance from the radio wave emission source is not the shortest may exhibit a high RSSI. However, if the sensor nodes are arranged at regular intervals to some extent, the sensor having the highest RSSI is used. There is a high probability that the node is closest to the radio emission source.

このことから、存在範囲62内部に存在するセンサノードにおいて、最もRSSIの高いセンサノードが形成するボロノイ分割区域に隣接する区域のセンサノードを選択すると、高い確率で電波発射源が内部に存在することが予測できる。   Therefore, when a sensor node in an area adjacent to the Voronoi division area formed by the sensor node having the highest RSSI among the sensor nodes existing in the existence range 62 is selected, the radio wave emission source exists in the inside with high probability. Can be predicted.

三点測量に基づく位置推定では、センサノードを結んだ角度が180度に近づくほど精度が劣化する。また、測量点を5つ以上増やしても精度はあまり向上しないことが知られている。そのため、選択されたセンサノードを結ぶ多角形のうち、直線に近くなるような角のセンサノードを省くなどの処理を行ってもよい。図13では、ランダムにセンサノードが配置されているが、例えば、格子状にセンサノードが配置されてもよい。格子状にセンサノードが配置されている場合、ボロノイ分割も格子状となり、角が直線に近いセンサノードを削ることは計算量削減に有効に寄与する。   In position estimation based on three-point surveying, the accuracy decreases as the angle connecting the sensor nodes approaches 180 degrees. It is also known that the accuracy does not improve much even if the number of survey points is increased by five or more. For this reason, processing such as omitting corner sensor nodes that are close to straight lines among the polygons connecting the selected sensor nodes may be performed. In FIG. 13, the sensor nodes are randomly arranged. However, for example, the sensor nodes may be arranged in a lattice shape. When sensor nodes are arranged in a lattice shape, Voronoi division also becomes a lattice shape, and cutting sensor nodes whose corners are close to straight lines effectively contributes to a reduction in the amount of calculation.

また、特定部106における位置推定法として、最小二乗法や最尤推定法などを用いた統計的位置推定法を使用することも考えられる。この場合は、上記のように観測情報としてRSSIを用いて、RSSIの高いセンサノードのボロノイ分割領域に近接するセンサノードを選択してもよいし、センサの数が処理速度に対して膨大でなければ、存在範囲62と重なっているボロノイ分割区域に含まれる全センサノードを用いて推定結果を演算してもよい。   It is also conceivable to use a statistical position estimation method using a least square method or a maximum likelihood estimation method as the position estimation method in the specifying unit 106. In this case, as described above, RSSI may be used as observation information to select a sensor node close to the Voronoi division region of a sensor node having a high RSSI, and the number of sensors must be enormous with respect to the processing speed. For example, the estimation result may be calculated using all sensor nodes included in the Voronoi division area overlapping with the existence range 62.

さらにまた、特定部106における位置推定法として、電波の強度と発生源の位置とを紐づけたフィンガープリントを使用してもよい。これは、発射源が各位置に存在する場合のRSSIをデータベースとして記憶媒体34に格納しておき、新たに測定したRSSIとデータベースとを照合することによって位置を特定する手法である。こうした手法には、事前のデータベース構築が必要になる一方で、統計的モデルがあてはまらない電波環境においても高い特定精度を有するという利点がある。   Furthermore, as a position estimation method in the specifying unit 106, a fingerprint in which the intensity of the radio wave is associated with the position of the generation source may be used. This is a method of specifying the position by storing the RSSI when the emission source is present at each position in the storage medium 34 as a database and comparing the newly measured RSSI with the database. Such an approach has the advantage of having high specific accuracy even in a radio wave environment where a statistical model is not applicable, while a prior database construction is required.

この場合、選択部302は、第2センサノード群20が配置された位置座標に基づいてボロノイ分割を行い、センサノード22毎に領域を分割し、推定部104によって推定された存在範囲62内の分割区域に含まれる第2センサノード群20のセンサノード22を選択する。
つまり、選択部302は、推定部104によって推定された存在範囲62と、分割された区域が重なる領域に含まれる第2センサノード群20のセンサノード22を選択する。
In this case, the selection unit 302 performs Voronoi division based on the position coordinates where the second sensor node group 20 is arranged, divides the region for each sensor node 22, and within the existence range 62 estimated by the estimation unit 104. The sensor node 22 of the second sensor node group 20 included in the divided area is selected.
That is, the selection unit 302 selects the sensor node 22 of the second sensor node group 20 included in the region where the existence range 62 estimated by the estimation unit 104 overlaps the divided area.

また、分割手法として、ボロノイ分割と双対関係にあるドロネー三角形分割を用いてもよい。ドロネー三角形分割では、センサノード間を結んだ領域が三角形で分割される。このとき、ボロノイ分割と同様に重なっている領域を形成するセンサノードを選択することで同様の効果が得られる。   In addition, as a division method, Delaunay triangulation that is dually related to Voronoi division may be used. In Delaunay triangulation, a region connecting sensor nodes is divided into triangles. At this time, the same effect can be obtained by selecting sensor nodes that form overlapping regions as in the Voronoi division.

また、センサノードごとに重み付けしたボロノイ分割を行ってもよい。例えば、第2センサノード群20に含まれるセンサノードの受信感度がそれぞれ異なるような場合は、観測情報記憶部112に各センサノードの性能に関する情報を位置情報と紐付けて記憶しておき、感度のよいセンサは分割領域が広くなるような分割処理を行う構成としてもよい。   Moreover, you may perform the Voronoi division weighted for every sensor node. For example, when the reception sensitivity of the sensor nodes included in the second sensor node group 20 is different, the information on the performance of each sensor node is stored in the observation information storage unit 112 in association with the position information, and the sensitivity A good sensor may be configured to perform a dividing process so that a divided area is widened.

以上により、ボロノイ分割、またはドロネー三角形分割に基づき、特定部106の狭域位置推定に用いるセンサノード22が自動的に選択される。   As described above, based on Voronoi division or Delaunay triangulation, the sensor node 22 used for narrow area position estimation of the specifying unit 106 is automatically selected.

このようにして選択されたセンサノード22を用いて位置特定を行う位置特定処理の詳細フローを図14に示す。
まず、第2センサノード群20のセンサノード22のうち、推定部104により推定された存在範囲62に含まれる複数のセンサノード22(例えば、図3の22a、22b、22c)の観測情報(例えば、時系列の波形データやRSSI等)を、特定部106による位置特定処理に用いる情報として電波情報取得部102が取得する(ステップS121)。
FIG. 14 shows a detailed flow of the position specifying process for specifying the position using the sensor node 22 selected in this way.
First, among the sensor nodes 22 of the second sensor node group 20, observation information (for example, a plurality of sensor nodes 22 (for example, 22a, 22b, and 22c in FIG. 3) included in the existence range 62 estimated by the estimation unit 104). , Time-series waveform data, RSSI, and the like) are acquired by the radio wave information acquisition unit 102 as information used for the position specifying process by the specifying unit 106 (step S121).

そして、事前に、位置推定の条件として、オペレータが推定手法や所望の精度などの条件を入力する。位置推定を行う方式はAOA、RSSI、TDOA、またはそれらの組み合わせに基づき実行される。特定部106が入力された条件を受け付ける(ステップS123)。受け付けた条件は、条件情報記憶部(不図示)に記憶され、オペレータにより変更操作により変更されるまで保持され、使用されるものとする。   Then, the operator inputs conditions such as an estimation method and desired accuracy in advance as conditions for position estimation. A method for performing position estimation is executed based on AOA, RSSI, TDOA, or a combination thereof. The specifying unit 106 receives the input condition (step S123). The accepted conditions are stored in a condition information storage unit (not shown), held and used until changed by a change operation by an operator.

次に、特定部106は、前記条件に従い、各センサノード22a、22b、22cが計測した観測情報に基づいて、電波発射源60の位置を特定する。本実施形態では、特定部106は、第2センサノード群20の3つのセンサノード22a、22b、22cの時系列波形データを用いて、各センサノード22の電波の到来時間差を計測し、三点計量の原理を用いて各センサノード22a、22b、22cから電波の電波発射源60までの距離を推定し、電波発射源60の位置を算出する。   Next, the specifying unit 106 specifies the position of the radio wave emission source 60 based on the observation information measured by the sensor nodes 22a, 22b, and 22c in accordance with the conditions. In the present embodiment, the specifying unit 106 uses the time series waveform data of the three sensor nodes 22a, 22b, and 22c of the second sensor node group 20 to measure the arrival time difference of the radio waves of each sensor node 22 to obtain three points. The distance from each sensor node 22a, 22b, 22c to the radio wave emission source 60 is estimated using the principle of measurement, and the position of the radio wave emission source 60 is calculated.

図15は、選択部302により選択された存在範囲62内の3つのセンサノード22a、22b、22cを用いた、電波発射源60の位置特定処理を説明するための模式図である。
選択された3つのセンサノード22a、22b、22cに対して、TDOAに基づいた三点測量を実行すると、各センサノードのペアに対して、図15に示すような等到来時間差線72a、72b、72cが描かれ、交点に電波発射源60が存在すると推定できる。実際には、推定部104の推定結果と同様に計測誤差が生じることから、等到来時間差線は1点で交わらず、電波発射源の存在範囲74が示される。
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the position specifying process of the radio wave emission source 60 using the three sensor nodes 22a, 22b, and 22c in the existence range 62 selected by the selection unit 302.
When three-point surveying based on TDOA is performed on the selected three sensor nodes 22a, 22b, and 22c, equal arrival time difference lines 72a, 72b, 72b, and 72b shown in FIG. 72c is drawn, and it can be estimated that the radio wave emission source 60 exists at the intersection. Actually, a measurement error occurs in the same manner as the estimation result of the estimation unit 104, so that the equal arrival time difference line does not intersect at one point, and the existence range 74 of the radio wave emission source is indicated.

このように、推定部104の推定結果である存在範囲62が、特定部106の推定結果である存在範囲74に絞り込まれ、電波発射源60の高精度な特定が可能となる。
特定部106により特定された存在範囲74の情報は、日時情報に関連付けて発射源位置情報記憶部114(不図示)に記憶される。
本フローの位置特定処理が終了すると、図8のフローに戻る。
In this way, the existence range 62 that is the estimation result of the estimation unit 104 is narrowed down to the existence range 74 that is the estimation result of the specifying unit 106, and the radio wave emission source 60 can be specified with high accuracy.
The information of the existence range 74 specified by the specifying unit 106 is stored in the emission source position information storage unit 114 (not shown) in association with the date / time information.
When the position specifying process of this flow is completed, the flow returns to the flow of FIG.

以上説明したように、本実施形態において、選択部302により、適切なセンサノード22の選択を行うことができる。
この構成によれば、上記実施形態と同様な効果を奏するとともに、さらに、適切なセンサノード22を用いて精度よく電波発射源60の位置推定を行うことができる。
つまり、電波環境の複雑な都市内や移動する不法無線局に対する迅速な取り締まりが可能となる。また、必要最小限のセンサノードのみを動作させることができるため、処理の負荷やセンサノードの消費電力を削減できる。
As described above, in the present embodiment, the selection unit 302 can select an appropriate sensor node 22.
According to this configuration, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained, and furthermore, the position of the radio wave emission source 60 can be accurately estimated using the appropriate sensor node 22.
That is, it is possible to quickly control illegal radio stations that move in cities with complex radio wave environments. In addition, since only the minimum necessary sensor nodes can be operated, the processing load and the power consumption of the sensor nodes can be reduced.

本発明によれば、既存の遠隔方位測定設備を有効に活用しつつ、精度が要求される地域に重点的に小型センサを設置することで所望の精度を得ることができる。また、不法電波だけでなく、混信電波や救難信号などの発射源の推定や、電波のより安全な利用、公平な利用を促進するための、電波局の配置の設計を支援するシステムといった用途にも適用可能である。   According to the present invention, it is possible to obtain desired accuracy by effectively using existing remote orientation measuring equipment and placing small sensors in an area where accuracy is required. In addition to illegal radio waves, it can be used for estimation of emission sources such as interference radio waves and rescue signals, and systems that support the design of radio station arrangements to promote safer and fairer use of radio waves. Is also applicable.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
例えば、複数の電波発射源が存在した場合について考えると、方式によってはそれぞれの発射源を区別することは難しい。正規無線に対して同時刻に不法電波が発生した場合、不法無線局を識別して位置を推定する必要がある。正規無線の位置があらかじめ分かっていない場合、従来のRSSI、TDOA方式を用いたセンサネットワーク単独でこうした状況に対処することは難しい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.
For example, considering the case where there are a plurality of radio wave emission sources, it is difficult to distinguish each emission source depending on the method. When an illegal radio wave is generated at the same time as the regular radio, it is necessary to identify the illegal radio station and estimate the position. When the position of the regular radio is not known in advance, it is difficult to cope with such a situation by a sensor network alone using the conventional RSSI and TDOA methods.

DEURAS−Dなどの到来方向を用いた遠隔方位測定設備では、複数方位の同時計測が可能であり、また、混信分離機能を有していれば、あらかじめ正規無線の発射源位置を把握していなくとも、正規無線と不法無線の区別が可能である。   Remote direction measurement equipment using arrival directions such as DURAS-D can measure multiple directions at the same time, and if it has an interference separation function, it does not know the position of the regular radio emission source in advance. In both cases, it is possible to distinguish between regular radio and illegal radio.

そのため、推定部104で不法無線局の存在範囲を限定し、その存在範囲対して狭域位置推定部が範囲を絞り込む手順を踏むことで、正規無線と不法無線が同時に存在する場合でも、不法無線を識別して発射源の位置を特定することができる。   Therefore, the estimation unit 104 limits the existence range of illegal radio stations, and the narrow area position estimation unit takes steps for narrowing the range with respect to the existence range, so that even if the regular radio and the illegal radio exist simultaneously, the illegal radio station exists. To identify the location of the firing source.

このように設置数が少ないが高機能である第1センサノード群10と、設置数が多いが簡易構成である第2センサノード群20を連携することで、本発明の位置推定システム1の利点を最大化できる。   Thus, by linking the first sensor node group 10 having a small number of installations and high functionality and the second sensor node group 20 having a large number of installations and a simple configuration, the advantage of the position estimation system 1 of the present invention is achieved. Can be maximized.

第2センサノード群20は、推定部104と連携するのみではなく、単独で制御して位置推定を行える構成としてもよい。例えば、電波発射源の事前情報として地域が限定されており、その地域に配置された第2センサノード群20のセンサノード22の数が処理速度に対して問題にならない場合は、上記のようなセンサノード総当たりによる処理を行ってもよい。そのため、各センサノードは設置された地区における識別情報を保持しており、選択部302により特定の地域ごとにセンサを選択できる構成とすることが望ましい。選択部302による選択方法は、オペレータによる手動選択でもよいし、電波発射源60の地域情報に基づいて、自動で選択されてもよい。   The second sensor node group 20 may be configured not only to cooperate with the estimation unit 104 but also to perform position estimation by controlling alone. For example, when the area is limited as the prior information of the radio wave emission source and the number of sensor nodes 22 of the second sensor node group 20 arranged in the area does not matter with respect to the processing speed, the above You may perform the process by the sensor node round robin. Therefore, it is desirable that each sensor node holds identification information in the area where the sensor node is installed and that the selection unit 302 can select a sensor for each specific area. The selection method by the selection unit 302 may be manual selection by an operator, or may be automatically selected based on area information of the radio wave emission source 60.

以上、実施形態および実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
なお、本発明において利用者に関する情報を取得、利用する場合は、これを適法に行うものとする。
While the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to the above embodiments and examples. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
In addition, when acquiring and using the information regarding a user in this invention, this shall be done legally.

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下に限られない。
1. 複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサを含むセンサノード群を用いた位置推定装置であって、
前記センサノード群は、複数の前記センサを含む第1センサノード群と、前記第1センサノード群より高密度に配置された、複数の前記センサを含む第2センサノード群とを含み、
各前記センサが受信した電波に関する観測情報を取得する電波情報取得手段と、
前記第1センサノード群の前記センサにより受信された前記電波の観測情報と、当該センサの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、前記発射源の存在範囲を推定する推定手段と、
前記第2センサノード群に含まれる前記センサのうち、前記推定手段によって推定された前記発射源の前記存在範囲に含まれる複数の前記センサの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する特定手段と、
を備える位置推定装置。
2. 1.に記載の位置推定装置において、
前記第1センサノード群の前記センサは、前記第2センサノード群の前記センサより指向性が高いアンテナを含み、
前記電波情報取得手段は、前記第1センサノード群の前記センサが受信した前記電波の到来方向を示す観測データを前記観測情報として取得する、位置推定装置。
3. 1.または2.に記載の位置推定装置において、
前記推定手段によって推定された前記発射源の前記存在範囲に基づいて、前記第2センサノード群から少なくとも一つの前記センサを選択する選択手段をさらに備え、
前記特定手段は、前記選択手段によって選択された前記第2センサノード群に含まれる前記センサの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する、位置推定装置。
4. 3.に記載の位置推定装置において、
前記選択手段は、
前記第2センサノード群が配置された位置座標に基づいてボロノイ分割、またはドロネー三角形分割を行い、前記センサ毎に領域を分割し、前記推定手段によって推定された前記存在範囲内の分割区域を含む領域内の前記第2センサノード群のセンサを選択する、位置推定装置。
5. 3.または4.に記載の位置推定装置において、
前記選択手段は、
前記第2センサノード群が配置された位置座標に基づいてボロノイ分割、またはドロネー三角形分割を行い、前記センサ毎に領域を分割し、前記推定手段によって推定された前記存在範囲内の前記第2センサノード群の中から、受信信号強度が最も高いセンサが含まれる分割区域に対して、隣接する分割区域を含む領域内のセンサを選択する、位置推定装置。
6. 1.から5.いずれか一つに記載の位置推定装置において、
前記電波情報取得手段は、前記第2センサノード群の前記センサが受信した前記電波の受信信号強度の測定データ、および所定時間サンプリングされた前記電波の時系列波形データ、の少なくともいずれか一つを前記観測情報として取得する、位置推定装置。
A part or all of the above embodiments can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
1. A position estimation device using a sensor node group including a plurality of sensors arranged at a plurality of positions and having a function of receiving radio waves,
The sensor node group includes a first sensor node group including a plurality of the sensors, and a second sensor node group including a plurality of the sensors arranged at a higher density than the first sensor node group,
Radio wave information acquisition means for acquiring observation information relating to radio waves received by each of the sensors;
Based on the observation information of the radio wave received by the sensor of the first sensor node group and the position information of the sensor, the estimation of detecting the position of the emission source of the radio wave and estimating the existence range of the emission source Means,
Among the sensors included in the second sensor node group, based on the observation information of the plurality of sensors included in the existence range of the emission sources estimated by the estimation unit, the emission sources of the radio waves A specifying means for specifying the position;
A position estimation apparatus comprising:
2. 1. In the position estimation apparatus described in
The sensor of the first sensor node group includes an antenna having higher directivity than the sensor of the second sensor node group,
The radio wave information acquiring unit is a position estimation device that acquires, as the observation information, observation data indicating an arrival direction of the radio waves received by the sensors of the first sensor node group.
3. 1. Or 2. In the position estimation apparatus described in
Further comprising selection means for selecting at least one sensor from the second sensor node group based on the existence range of the emission source estimated by the estimation means;
The position estimation device, wherein the specifying unit specifies a position of the emission source of the radio wave based on the observation information of the sensors included in the second sensor node group selected by the selection unit.
4). 3. In the position estimation apparatus described in
The selection means includes
Perform Voronoi division or Delaunay triangulation based on the position coordinates where the second sensor node group is arranged, divide the area for each sensor, and include the division area within the existence range estimated by the estimation means A position estimation device that selects a sensor of the second sensor node group in a region.
5. 3. Or 4. In the position estimation apparatus described in
The selection means includes
Performing Voronoi division or Delaunay triangulation based on the position coordinates where the second sensor node group is arranged, dividing the region for each sensor, and the second sensor within the existence range estimated by the estimation means A position estimation device that selects a sensor in an area including an adjacent divided area, from among a group of nodes, for a divided area including a sensor having the highest received signal strength.
6). 1. To 5. In the position estimation device according to any one of the above,
The radio wave information acquisition means receives at least one of the measurement data of the received signal strength of the radio wave received by the sensors of the second sensor node group and the time series waveform data of the radio wave sampled for a predetermined time. A position estimation device acquired as the observation information.

7. 複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサを含む第1センサノード群と、
前記第1センサノード群より高密度に配置された、複数の前記センサを含む第2センサノード群と、
各前記センサが受信した電波に関する観測情報を取得する電波情報取得手段と、
前記第1センサノード群の前記センサにより受信された前記電波の観測情報と、当該センサの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、前記発射源の存在範囲を推定する推定手段と、
前記第2センサノード群に含まれる前記センサのうち、前記推定手段によって推定された前記発射源の前記存在範囲に含まれる複数のセンサの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する特定手段と、
を備える位置推定システム。
8. 7.に記載の位置推定システムにおいて、
前記第1センサノード群の前記センサは、前記第2センサノード群の前記センサより指向性が高いアンテナを含み、
前記電波情報取得手段は、前記第1センサノード群の前記センサが受信した前記電波の到来方向を示す観測データを前記観測情報として取得する、位置推定システム。
9. 7.または8.に記載の位置推定システムにおいて、
前記推定手段によって推定された前記発射源の前記存在範囲に基づいて、前記第2センサノード群から少なくとも一つの前記センサを選択する選択手段をさらに備え、
前記特定手段は、前記選択手段によって選択された前記第2センサノード群に含まれる前記センサの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する、位置推定システム。
10. 9.に記載の位置推定システムにおいて、
前記選択手段は、
前記第2センサノード群が配置された位置座標に基づいてボロノイ分割、またはドロネー三角形分割を行い、前記センサ毎に領域を分割し、前記推定手段によって推定された前記存在範囲内の分割区域を含む領域内の前記第2センサノード群のセンサを選択する、位置推定システム。
11. 9.または10.に記載の位置推定システムにおいて、
前記選択手段は、
前記第2センサノード群が配置された位置座標に基づいてボロノイ分割、またはドロネー三角形分割を行い、前記センサ毎に領域を分割し、前記推定手段によって推定された前記存在範囲内の前記第2センサノード群の中から、受信信号強度が最も高いセンサが含まれる分割区域に対して、隣接する分割区域を含む領域内のセンサを選択する、位置推定システム。
12. 7.から11.いずれか一つに記載の位置推定システムにおいて、
前記電波情報取得手段は、前記第2センサノード群の前記センサが受信した前記電波の受信信号強度の測定データ、および所定時間サンプリングされた前記電波の時系列波形データ、の少なくともいずれか一つを前記観測情報として取得する、位置推定システム。
7). A first sensor node group including a plurality of sensors disposed at a plurality of positions and having a function of receiving radio waves;
A second sensor node group including a plurality of the sensors arranged at a higher density than the first sensor node group;
Radio wave information acquisition means for acquiring observation information relating to radio waves received by each of the sensors;
Based on the observation information of the radio wave received by the sensor of the first sensor node group and the position information of the sensor, the estimation of detecting the position of the emission source of the radio wave and estimating the existence range of the emission source Means,
The position of the emission source of the radio wave based on the observation information of a plurality of sensors included in the existence range of the emission source estimated by the estimation unit among the sensors included in the second sensor node group Identifying means for identifying
A position estimation system comprising:
8). 7). In the position estimation system described in
The sensor of the first sensor node group includes an antenna having higher directivity than the sensor of the second sensor node group,
The radio wave information acquisition unit acquires observation data indicating an arrival direction of the radio wave received by the sensors of the first sensor node group as the observation information.
9. 7). Or 8. In the position estimation system described in
Further comprising selection means for selecting at least one sensor from the second sensor node group based on the existence range of the emission source estimated by the estimation means;
The position estimation system, wherein the specifying unit specifies a position of the emission source of the radio wave based on the observation information of the sensors included in the second sensor node group selected by the selection unit.
10. 9. In the position estimation system described in
The selection means includes
Perform Voronoi division or Delaunay triangulation based on the position coordinates where the second sensor node group is arranged, divide the area for each sensor, and include the division area within the existence range estimated by the estimation means A position estimation system for selecting a sensor of the second sensor node group in a region.
11. 9. Or 10. In the position estimation system described in
The selection means includes
Performing Voronoi division or Delaunay triangulation based on the position coordinates where the second sensor node group is arranged, dividing the region for each sensor, and the second sensor within the existence range estimated by the estimation means The position estimation system which selects the sensor in the area | region containing an adjacent division area with respect to the division area where the sensor with the highest received signal strength is contained from a node group.
12 7). To 11. In the position estimation system according to any one of the above,
The radio wave information acquisition means receives at least one of the measurement data of the received signal strength of the radio wave received by the sensors of the second sensor node group and the time series waveform data of the radio wave sampled for a predetermined time. A position estimation system acquired as the observation information.

13. 複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサを含むセンサノード群を用いた位置推定装置のデータ処理方法であって、
前記センサノード群は、複数の前記センサを含む第1センサノード群と、前記第1センサノード群より高密度に配置された、複数の前記センサを含む第2センサノード群とを含み、
前記位置推定装置が、
前記第1センサノード群のセンサノードが受信した電波に関する観測情報を取得し、
前記第1センサノード群の前記センサノードにより受信された前記電波の観測情報と、当該センサノードの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、前記発射源の存在範囲を推定し、
前記第2センサノード群に含まれる前記センサのうち、推定された前記発射源の前記存在範囲に含まれる複数の前記センサノードの前記観測情報を取得し、
前記第2センサノード群の前記センサノードの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する、位置推定装置のデータ処理方法。
14. 13.に記載の位置推定装置のデータ処理方法において、
前記第1センサノード群の前記センサは、前記第2センサノード群の前記センサより指向性が高いアンテナを含み、
前記位置推定装置が、
前記第1センサノード群の前記センサが受信した前記電波の到来方向を示す観測データを前記観測情報として取得する、位置推定装置のデータ処理方法。
15. 13.または14.に記載の位置推定装置のデータ処理方法において、
前記位置推定装置が、
推定された前記発射源の前記存在範囲に基づいて、前記第2センサノード群から少なくとも一つの前記センサを選択し、
選択された前記第2センサノード群に含まれる前記センサの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する、位置推定装置のデータ処理方法。
16. 15.に記載の位置推定装置のデータ処理方法において、
前記位置推定装置が、
前記第2センサノード群が配置された位置座標に基づいてボロノイ分割、またはドロネー三角形分割を行い、前記センサ毎に領域を分割し、推定された前記存在範囲内の分割区域を含む領域内の前記第2センサノード群のセンサを選択する、位置推定装置のデータ処理方法。
17. 15.または16.に記載の位置推定装置のデータ処理方法において、
前記位置推定装置が、
前記第2センサノード群が配置された位置座標に基づいてボロノイ分割、またはドロネー三角形分割を行い、前記センサ毎に領域を分割し、推定された前記存在範囲内の前記第2センサノード群の中から、受信信号強度が最も高いセンサが含まれる分割区域に対して、隣接する分割区域を含む領域内のセンサを選択する、位置推定装置のデータ処理方法。
18. 13.から17.いずれか一つに記載の位置推定装置のデータ処理方法において、
前記位置推定装置が、
前記第2センサノード群の前記センサが受信した前記電波の受信信号強度の測定データ、および所定時間サンプリングされた前記電波の時系列波形データ、の少なくともいずれか一つを前記観測情報として取得する、位置推定装置のデータ処理方法。
13. A data processing method of a position estimation device using a sensor node group including a plurality of sensors having a function of receiving radio waves arranged at a plurality of positions,
The sensor node group includes a first sensor node group including a plurality of the sensors, and a second sensor node group including a plurality of the sensors arranged at a higher density than the first sensor node group,
The position estimation device is
Obtaining observation information about radio waves received by the sensor nodes of the first sensor node group;
Based on the observation information of the radio wave received by the sensor node of the first sensor node group and the position information of the sensor node, the position of the emission source of the radio wave is detected, and the existence range of the emission source is estimated And
Of the sensors included in the second sensor node group, obtaining the observation information of a plurality of the sensor nodes included in the estimated range of the emission source,
A data processing method of a position estimation device, wherein the position of the emission source of the radio wave is specified based on the observation information of the sensor nodes of the second sensor node group.
14 13. In the data processing method of the position estimation device according to claim 1,
The sensor of the first sensor node group includes an antenna having higher directivity than the sensor of the second sensor node group,
The position estimation device is
A data processing method for a position estimation device, wherein observation data indicating an arrival direction of the radio wave received by the sensors of the first sensor node group is acquired as the observation information.
15. 13. Or 14. In the data processing method of the position estimation device according to claim 1,
The position estimation device is
Selecting at least one of the sensors from the second sensor node group based on the estimated presence range of the launch source;
A data processing method of a position estimation device, wherein the position of the emission source of the radio wave is specified based on the observation information of the sensors included in the selected second sensor node group.
16. 15. In the data processing method of the position estimation device according to claim 1,
The position estimation device is
Perform Voronoi division or Delaunay triangulation based on the position coordinates where the second sensor node group is arranged, divide the region for each sensor, and the region within the region including the estimated divided area A data processing method of a position estimation device for selecting a sensor of a second sensor node group.
17. 15. Or 16. In the data processing method of the position estimation device according to claim 1,
The position estimation device is
A Voronoi division or a Delaunay triangulation is performed based on the position coordinates where the second sensor node group is arranged, a region is divided for each sensor, and the second sensor node group within the estimated existence range is determined. A data processing method for a position estimation apparatus that selects a sensor in a region including an adjacent divided area for a divided area including a sensor having the highest received signal strength.
18. 13. To 17. In the data processing method of the position estimation device according to any one of the above,
The position estimation device is
Obtaining at least one of the measurement data of the received signal strength of the radio wave received by the sensor of the second sensor node group and the time-series waveform data of the radio wave sampled for a predetermined time as the observation information; A data processing method for a position estimation apparatus.

19. 複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサを含むセンサノード群を用いた位置推定装置を実現するコンピュータに、
前記センサノード群は、複数の前記センサを含む第1センサノード群と、前記第1センサノード群より高密度に配置された、複数の前記センサを含む第2センサノード群とを含み、
前記センサノード群に含まれる第1センサノード群の複数のセンサノードが受信した電波に関する観測情報を取得する手順、
前記第1センサノード群の前記センサノードにより受信された前記電波の観測情報と、当該センサノードの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、前記発射源の存在範囲を推定する手順、
前記センサノード群に含まれる前記第1センサノード群より高密度に複数のセンサノードが配置された第2センサノード群に含まれる前記センサノードのうち、推定された前記発射源の前記存在範囲に含まれる複数の前記センサノードの前記観測情報を取得する手順、
前記第2センサノード群の前記センサノードの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する手順、を実行させるためのプログラム。
20. 19.に記載のプログラムにおいて、
前記第1センサノード群の前記センサは、前記第2センサノード群の前記センサより指向性が高いアンテナを含み、
前記観測情報を取得する手順において、前記第1センサノード群の前記センサが受信した前記電波の到来方向を示す観測データを前記観測情報として取得する手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
21. 19.または20.に記載のプログラムにおいて、
前記推定する手順によって推定された前記発射源の前記存在範囲に基づいて、前記第2センサノード群から少なくとも一つの前記センサを選択する手順をコンピュータにさらに実行させ、
前記特定する手順において、前記選択する手順によって選択された前記第2センサノード群に含まれる前記センサの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
22. 21.に記載のプログラムにおいて、
前記選択する手順において、
前記第2センサノード群が配置された位置座標に基づいてボロノイ分割、またはドロネー三角形分割を行い、前記センサ毎に領域を分割し、前記推定する手順によって推定された前記存在範囲内の分割区域を含む領域内の前記第2センサノード群のセンサを選択する手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
23. 21.または22.に記載のプログラムにおいて、
前記選択する手順において、
前記第2センサノード群が配置された位置座標に基づいてボロノイ分割、またはドロネー三角形分割を行い、前記センサ毎に領域を分割し、前記推定する手順によって推定された前記存在範囲内の前記第2センサノード群の中から、受信信号強度が最も高いセンサが含まれる分割区域に対して、隣接する分割区域を含む領域内のセンサを選択する手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
24. 19.から23.いずれか一つに記載のプログラムにおいて、
前記観測情報を取得する手順において、前記第2センサノード群の前記センサが受信した前記電波の受信信号強度の測定データ、および所定時間サンプリングされた前記電波の時系列波形データ、の少なくともいずれか一つを前記観測情報として取得する手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
19. In a computer that realizes a position estimation device using a sensor node group including a plurality of sensors having a function of receiving radio waves arranged at a plurality of positions,
The sensor node group includes a first sensor node group including a plurality of the sensors, and a second sensor node group including a plurality of the sensors arranged at a higher density than the first sensor node group,
A procedure for acquiring observation information relating to radio waves received by a plurality of sensor nodes of a first sensor node group included in the sensor node group;
Based on the observation information of the radio wave received by the sensor node of the first sensor node group and the position information of the sensor node, the position of the emission source of the radio wave is detected, and the existence range of the emission source is estimated The steps to
Among the sensor nodes included in the second sensor node group in which a plurality of sensor nodes are arranged with higher density than the first sensor node group included in the sensor node group, the estimated range of the emission source A procedure for obtaining the observation information of the plurality of sensor nodes included;
A program for executing a procedure for specifying a position of the emission source of the radio wave based on the observation information of the sensor node of the second sensor node group.
20. 19. In the program described in
The sensor of the first sensor node group includes an antenna having higher directivity than the sensor of the second sensor node group,
The program for making a computer perform the procedure which acquires the observation data which shows the arrival direction of the said radio wave which the said sensor of the said 1st sensor node group received in the procedure which acquires the said observation information as said observation information.
21. 19. Or 20. In the program described in
Causing the computer to further execute a procedure of selecting at least one of the sensors from the second sensor node group based on the presence range of the emission source estimated by the estimating procedure;
In the specifying procedure, the computer is caused to execute a procedure for specifying the position of the emission source of the radio wave based on the observation information of the sensors included in the second sensor node group selected by the selecting procedure. Program for.
22. 21. In the program described in
In the step of selecting,
A Voronoi division or Delaunay triangulation is performed based on the position coordinates where the second sensor node group is arranged, a region is divided for each sensor, and a divided area in the existence range estimated by the estimating procedure is determined. The program for making a computer perform the procedure which selects the sensor of the said 2nd sensor node group in the area | region to include.
23. 21. Or 22. In the program described in
In the step of selecting,
The Voronoi division or Delaunay triangulation is performed based on the position coordinates where the second sensor node group is arranged, the region is divided for each sensor, and the second within the existence range estimated by the estimation procedure A program for causing a computer to execute a procedure for selecting a sensor in an area including an adjacent divided area for a divided area including a sensor having the highest received signal intensity from among sensor node groups.
24. 19. To 23. In the program described in any one of the above,
In the procedure of acquiring the observation information, at least one of the measurement data of the received signal intensity of the radio wave received by the sensors of the second sensor node group and the time-series waveform data of the radio wave sampled for a predetermined time. A program for causing a computer to execute a procedure for acquiring one as the observation information.

1 位置推定システム
3 ネットワーク
10 第1センサノード群
12、12a、12b、12c センサ
20 第2センサノード群
22、22a、22b、22c センサノード
30 センサ局
32 サーバ装置
34 記憶装置
60 電波発射源
62 存在範囲
70a、70b、70c 方位線
72a、72b、72c 等到来時間差線
74 存在範囲
80 コンピュータ
82 CPU
84 メモリ
86 I/O
85 ストレージ
87 通信I/F
89 バス
90 プログラム
100 位置推定装置
102 電波情報取得部
104 推定部
106 特定部
110 センサノード情報記憶部
112 観測情報記憶部
114 発射源位置情報記憶部
202 受信部
204 電波情報取得部
206 時刻情報取得部
208 位置情報取得部
210 回線接続部
300 位置推定装置
302 選択部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Position estimation system 3 Network 10 1st sensor node group 12, 12a, 12b, 12c Sensor 20 2nd sensor node group 22, 22a, 22b, 22c Sensor node 30 Sensor station 32 Server apparatus 34 Storage apparatus 60 Radio wave emission source 62 Existence Range 70a, 70b, 70c Direction lines 72a, 72b, 72c, etc. Arrival time difference line 74 Existence range 80 Computer 82 CPU
84 Memory 86 I / O
85 Storage 87 Communication I / F
89 Bus 90 Program 100 Position estimation device 102 Radio wave information acquisition unit 104 Estimation unit 106 Identification unit 110 Sensor node information storage unit 112 Observation information storage unit 114 Launch source position information storage unit 202 Reception unit 204 Radio wave information acquisition unit 206 Time information acquisition unit 208 position information acquisition unit 210 line connection unit 300 position estimation device 302 selection unit

Claims (9)

複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサを含むセンサノード群を用いた位置推定装置であって、
前記センサノード群は、複数の前記センサを含む第1センサノード群と、前記第1センサノード群より高密度に配置された、複数の前記センサを含む第2センサノード群とを含み、
各前記センサが受信した電波に関する観測情報を取得する電波情報取得手段と、
前記第1センサノード群の前記センサにより受信された前記電波の観測情報と、当該センサの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、前記発射源の存在範囲を推定する推定手段と、
前記第2センサノード群に含まれる前記センサのうち、前記推定手段によって推定された前記発射源の前記存在範囲に含まれる複数の前記センサの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する特定手段と、
を備える位置推定装置。
A position estimation device using a sensor node group including a plurality of sensors arranged at a plurality of positions and having a function of receiving radio waves,
The sensor node group includes a first sensor node group including a plurality of the sensors, and a second sensor node group including a plurality of the sensors arranged at a higher density than the first sensor node group,
Radio wave information acquisition means for acquiring observation information relating to radio waves received by each of the sensors;
Based on the observation information of the radio wave received by the sensor of the first sensor node group and the position information of the sensor, the estimation of detecting the position of the emission source of the radio wave and estimating the existence range of the emission source Means,
Among the sensors included in the second sensor node group, based on the observation information of the plurality of sensors included in the existence range of the emission sources estimated by the estimation unit, the emission sources of the radio waves A specifying means for specifying the position;
A position estimation apparatus comprising:
請求項1に記載の位置推定装置において、
前記第1センサノード群の前記センサは、前記第2センサノード群の前記センサより指向性が高いアンテナを含み、
前記電波情報取得手段は、前記第1センサノード群の前記センサが受信した前記電波の到来方向を示す観測データを前記観測情報として取得する、位置推定装置。
The position estimation apparatus according to claim 1,
The sensor of the first sensor node group includes an antenna having higher directivity than the sensor of the second sensor node group,
The radio wave information acquiring unit is a position estimation device that acquires, as the observation information, observation data indicating an arrival direction of the radio waves received by the sensors of the first sensor node group.
請求項1または2に記載の位置推定装置において、
前記推定手段によって推定された前記発射源の前記存在範囲に基づいて、前記第2センサノード群から少なくとも一つの前記センサを選択する選択手段をさらに備え、
前記特定手段は、前記選択手段によって選択された前記第2センサノード群に含まれる前記センサの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する、位置推定装置。
The position estimation apparatus according to claim 1 or 2,
Further comprising selection means for selecting at least one sensor from the second sensor node group based on the existence range of the emission source estimated by the estimation means;
The position estimation device, wherein the specifying unit specifies a position of the emission source of the radio wave based on the observation information of the sensors included in the second sensor node group selected by the selection unit.
請求項3に記載の位置推定装置において、
前記選択手段は、
前記第2センサノード群が配置された位置座標に基づいてボロノイ分割、またはドロネー三角形分割を行い、前記センサ毎に領域を分割し、前記推定手段によって推定された前記存在範囲内の分割区域を含む領域内の前記第2センサノード群のセンサを選択する、位置推定装置。
The position estimation apparatus according to claim 3,
The selection means includes
Perform Voronoi division or Delaunay triangulation based on the position coordinates where the second sensor node group is arranged, divide the area for each sensor, and include the division area within the existence range estimated by the estimation means A position estimation device that selects a sensor of the second sensor node group in a region.
請求項3または4に記載の位置推定装置において、
前記選択手段は、
前記第2センサノード群が配置された位置座標に基づいてボロノイ分割、またはドロネー三角形分割を行い、前記センサ毎に領域を分割し、前記推定手段によって推定された前記存在範囲内の前記第2センサノード群の中から、受信信号強度が最も高いセンサが含まれる分割区域に対して、隣接する分割区域を含む領域内のセンサを選択する、位置推定装置。
In the position estimation apparatus according to claim 3 or 4,
The selection means includes
Performing Voronoi division or Delaunay triangulation based on the position coordinates where the second sensor node group is arranged, dividing the region for each sensor, and the second sensor within the existence range estimated by the estimation means A position estimation device that selects a sensor in an area including an adjacent divided area, from among a group of nodes, for a divided area including a sensor having the highest received signal strength.
請求項1から5いずれか一項に記載の位置推定装置において、
前記電波情報取得手段は、前記第2センサノード群の前記センサが受信した前記電波の受信信号強度の測定データ、および所定時間サンプリングされた前記電波の時系列波形データ、の少なくともいずれか一つを前記観測情報として取得する、位置推定装置。
In the position estimation device according to any one of claims 1 to 5,
The radio wave information acquisition means receives at least one of the measurement data of the received signal strength of the radio wave received by the sensors of the second sensor node group and the time series waveform data of the radio wave sampled for a predetermined time. A position estimation device acquired as the observation information.
複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサを含む第1センサノード群と、
前記第1センサノード群より高密度に配置された、複数の前記センサを含む第2センサノード群と、
各前記センサが受信した電波に関する観測情報を取得する電波情報取得手段と、
前記第1センサノード群の前記センサにより受信された前記電波の観測情報と、当該センサの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、前記発射源の存在範囲を推定する推定手段と、
前記第2センサノード群に含まれる前記センサのうち、前記推定手段によって推定された前記発射源の前記存在範囲に含まれる複数のセンサの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する特定手段と、
を備える位置推定システム。
A first sensor node group including a plurality of sensors disposed at a plurality of positions and having a function of receiving radio waves;
A second sensor node group including a plurality of the sensors arranged at a higher density than the first sensor node group;
Radio wave information acquisition means for acquiring observation information relating to radio waves received by each of the sensors;
Based on the observation information of the radio wave received by the sensor of the first sensor node group and the position information of the sensor, the estimation of detecting the position of the emission source of the radio wave and estimating the existence range of the emission source Means,
The position of the emission source of the radio wave based on the observation information of a plurality of sensors included in the existence range of the emission source estimated by the estimation unit among the sensors included in the second sensor node group Identifying means for identifying
A position estimation system comprising:
複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサを含むセンサノード群を用いた位置推定装置のデータ処理方法であって、
前記センサノード群は、複数の前記センサを含む第1センサノード群と、前記第1センサノード群より高密度に配置された、複数の前記センサを含む第2センサノード群とを含み、
前記位置推定装置が、
前記第1センサノード群のセンサノードが受信した電波に関する観測情報を取得し、
前記第1センサノード群の前記センサノードにより受信された前記電波の観測情報と、当該センサノードの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、前記発射源の存在範囲を推定し、
前記第2センサノード群に含まれる前記センサのうち、推定された前記発射源の前記存在範囲に含まれる複数の前記センサノードの前記観測情報を取得し、
前記第2センサノード群の前記センサノードの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する、位置推定装置のデータ処理方法。
A data processing method of a position estimation device using a sensor node group including a plurality of sensors having a function of receiving radio waves arranged at a plurality of positions,
The sensor node group includes a first sensor node group including a plurality of the sensors, and a second sensor node group including a plurality of the sensors arranged at a higher density than the first sensor node group,
The position estimation device is
Obtaining observation information about radio waves received by the sensor nodes of the first sensor node group;
Based on the observation information of the radio wave received by the sensor node of the first sensor node group and the position information of the sensor node, the position of the emission source of the radio wave is detected, and the existence range of the emission source is estimated And
Of the sensors included in the second sensor node group, obtaining the observation information of a plurality of the sensor nodes included in the estimated range of the emission source,
A data processing method of a position estimation device, wherein the position of the emission source of the radio wave is specified based on the observation information of the sensor nodes of the second sensor node group.
複数の位置に配置された、電波を受信する機能を有する複数のセンサを含むセンサノード群を用いた位置推定装置を実現するコンピュータに、
前記センサノード群は、複数の前記センサを含む第1センサノード群と、前記第1センサノード群より高密度に配置された、複数の前記センサを含む第2センサノード群とを含み、
前記センサノード群に含まれる第1センサノード群の複数のセンサノードが受信した電波に関する観測情報を取得する手順、
前記第1センサノード群の前記センサノードにより受信された前記電波の観測情報と、当該センサノードの位置情報に基づいて、当該電波の発射源の位置を検出し、前記発射源の存在範囲を推定する手順、
前記センサノード群に含まれる前記第1センサノード群より高密度に複数のセンサノードが配置された第2センサノード群に含まれる前記センサノードのうち、推定された前記発射源の前記存在範囲に含まれる複数の前記センサノードの前記観測情報を取得する手順、
前記第2センサノード群の前記センサノードの前記観測情報に基づいて、前記電波の前記発射源の位置を特定する手順、を実行させるためのプログラム。
In a computer that realizes a position estimation device using a sensor node group including a plurality of sensors having a function of receiving radio waves arranged at a plurality of positions,
The sensor node group includes a first sensor node group including a plurality of the sensors, and a second sensor node group including a plurality of the sensors arranged at a higher density than the first sensor node group,
A procedure for acquiring observation information relating to radio waves received by a plurality of sensor nodes of a first sensor node group included in the sensor node group;
Based on the observation information of the radio wave received by the sensor node of the first sensor node group and the position information of the sensor node, the position of the emission source of the radio wave is detected, and the existence range of the emission source is estimated The steps to
Among the sensor nodes included in the second sensor node group in which a plurality of sensor nodes are arranged with higher density than the first sensor node group included in the sensor node group, the estimated range of the emission source A procedure for obtaining the observation information of the plurality of sensor nodes included;
A program for executing a procedure for specifying a position of the emission source of the radio wave based on the observation information of the sensor node of the second sensor node group.
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