測位設備なしで人とモノの位置を見える化する

SmartFinderと既存の位置推定技術の比較
自律型屋内測位技術Smart Finder
v  屋内位置推定で近年注目されているiBeaconやIMES
Ø  大量の測位設備が必要
Ø  配置する人手やコストがかかる
ü  SmartFinderは低コストで高精度に屋内外測位できる
-- 測位設備なしで人とモノの位置を見える化する –
関西大学環境都市工学部ネットワーク工学研究室
SmarFinder測位方式の特徴と概要
< 特徴 >
v  どこにでも適用可能(Space-Free)
Ø  耐障害物に非常に優れ，障害物混在環境でも精度劣化せずに測位可能
Ø  測位設備不要であり，無線ネットワークが自律的に測位
v  どんな無線ノードにも適用可能（Node-Free）
Ø  測位のための追加デバイスが不要かつ無線通信メディアに依存しない
Ø  無線ノードでの計算量・通信量が極めて小さく，省電力．
v  高精度
Ø  拡張性が高く，無線ネットワーク規模拡大に従い精度向上
Ø  ネットワーク全体の3次元の位置を高精度かつ動的に再現
屋
屋内
外地
精度
(
方式
備考
or
事前測定
)
下
測位設備
Smart
Finder
○
GPS
iBeacon
< 概要 >
v  位置推定アルゴリズム(Self-Organizing Localization: SOL)
Ø  無線ネットワークに自己組織化マップ(SOM)を適用し，無線ネットワーク内の各ノード
の隣接ノード情報のみから自律的に位置推定を行う
•  各ノードはランダムな自己位置を生成する
•  隣接ノード間で自己位置と隣接トポロジ情報（ホップ数）を交換する
•  交換した位置関係に基づいて自身のノード位置を修正する
•  位置交換と位置修正を繰り返し，ネットワーク全体の形状を再現する
IMES
地磁気
数10
cm
不要
○ × 数m〜
10数m
GPS
衛星
◎
ネットワーク協調型
Ø  屋内外での
高精度3次元位置推定
衛星利用型
Ø  広く使われている
Ø  地下での使用不可
GPS装置
＋(数千円)
×○ 数m
×○ 5m~
設備必要測位設備設置型
Ø  大量の測位設備が必要
Ø  配置計画と計測が必要
設備必要
×○
事前測定
必要
数m
環境分析型
測位設備(数千円)
磁場環境イメージ図
Ø  綿密な事前測定が必要
Ø  精度は磁場環境に依存
位置推定デバイスの需要予測
v  IoTによるデバイスの爆発的な増加は必然
Ø  位置推定のニーズも急速に増加
Internet of Things
!
!
!
SOL
!
!
図1. SOLによるネットワークジオメトリ再現過程（黒点：無線ノード，灰色線：無線リンク）
!
!
デバイス数
デバイス数の需要予測
500億
Internet of People
100億台
Internet of
Information
２億台
毎年
約2倍
毎年約1.4倍
毎年約1.3倍
図2. 障害物がある環境でのネットワークジオメトリ再現例（左：上下に障害物，右：中央に障害物）
1995
2000
2010
2020年の
デバイス数
事業者
各社
Cisco
500億台
Intel
確実に500億個
Gartner
300億個以上
Microsoft
10兆個
2020
年
環境都市工学部ネットワーク工学研究室　e-mail: [email protected]
SmartFinder システム構成
２つのソフトウェアモジュールから構成
v  無線モジュール：
Ø  スマートフォンやスマートデバイスのソフトウェア
Ø  隣接ノード情報を取得してサーバモジュールへ転送
v  サーバモジュール：
Ø  シンクサーバやクラウド環境のソフトウェア
Ø  無線モジュールからの隣接ノード情報を集約
Ø  集約隣接ノードによるネットワークトポロジにSOLアルゴリズムを
適用
隣接
ノード
情報
無線ノードモジュール
隣接
ノード
情報
隣接
ノード
情報
隣接
ノード
情報
サーバモジュール
隣接
ノード
情報
位置推定
アルゴリズム
SOL
隣接
ノード
情報
すべての隣接ノード情報
を持つが位置はランダム
隣接ノード情報を
サーバに転送する
ネットワーク全体の
3次元位置を高精度に再現
SmartFinderのシステム概要図
SmartFinder ロードマップ　--3つのフェーズで人とモノの新たな位置推定市場を開拓する--
第1フェーズ　Smart Finder
第2フェーズ　Smart Finder +
第3フェーズ　Smart Finder for IoT
--屋内の人の位置を捉える--
-- 多数の雑多な物品や設備のすべての在り処が分かる--
--見える化を位置情報で自動管理する-
v  スマートフォンに適用
Ø  移動追跡を可能に
v  ユースケース
Ø  スーパーでの顧客移動履歴分析
Ø  オフィスでの勤怠管理
ü  どこでも，誰でも，低コストで様々な屋内
位置推定を実現
v  無線デバイス(BLE)を持つ物品や設備，またはBLEタグを付
けたそれらのモノとスマートフォンに適用
Ø  多数の雑多な物品や設備のマップを作成
Ø  人とモノを探す時間をゼロに
v  ユースケース
Ø  可搬性がある物品の管理
ü  人とすべてのスマートデバイスの所在が明らかに
巡回状況把握
移動履歴
参照・分析
オフィス
病院
スーパーマーケット
v  無線センサ(IoTデバイス)に適用
Ø  膨大な数の無線センサを位置管理
Ø  高コストな人手による管理を自動化
v  ユースケース
Ø  工場モニタリングのデバイス位置管理
Ø  散布された無線センサの位置推定
ü  膨大な数の無線センサの位置管理を自動化
可搬設備
位置管理
位置情報
＋
センサ
移動履歴・分析
商業施設
インフラ・環境分野
環境・災害
モニタリング
人・モノの
配置
最適化
交通・物流分野
配送トレーサ
ビリティー
工場
モニタリング
農地モニタリング
工場・倉庫
機器
使用ログ
産業分野
ビル・橋梁
ヘルスモニタリング
交通量
観測
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