特開 2024-166577 センサーネットワークシステム、及び障害物検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024166577

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】センサーネットワークシステム、及び障害物検出方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 17/309 20150101AFI20241122BHJP

   H04W 4/38 20180101ALI20241122BHJP

   G01S 5/04 20060101ALI20241122BHJP

   H04B 7/08 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

H04B17/309

H04W4/38

G01S5/04

H04B7/08 802

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023082762

(22)【出願日】2023-05-19

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、総務省、電波資源拡大のための研究開発委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000000572

【氏名又は名称】アンリツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003694

【氏名又は名称】弁理士法人有我国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸山 祐一

【テーマコード（参考）】

5J062

5K067

【Ｆターム（参考）】

5J062CC14

5J062EE01

5K067BB27

5K067HH22

(57)【要約】

【課題】障害物により電波の伝搬が行われていない領域を容易に把握でき、次世代通信技術の開発に有用なより効率的な無線環境の把握を可能にするセンサーネットワークシステム、及び信号源位置推定方法を提供する。
【解決手段】センサーネットワークシステム１は、信号源位置推定部５２により位置が推定された信号源１１０について、信号源１１０から各々のセンサー装置１０へのパス情報Ｐｔをグループに分けて各々のセンサー装置１０に紐づけるクラスタリング処理を行うクラスタリング処理部５３と、隣り合うセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔの比較結果に基づいて隣り合うセンサー装置１０間の領域に障害物８が存在すること検出する障害物検出部５４と、検出された障害物８の存在を、障害物８の存在が検出された領域に関連付けて報知する（表示部３７に表示する）表示制御部５５と、を具備する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定のエリア（５）を網羅するように分散配置され、それぞれの配置位置で到来する信号の信号到来方向を推定する複数のセンサー装置（１０）と、
全ての前記センサー装置の前記信号到来方向の推定結果を解析して信号源（１１０）の位置を推定する信号源位置推定手段（５２）と、
前記信号源位置推定手段により前記位置が推定された前記信号源について、前記信号源から各々の前記センサー装置へのパス情報（Ｐｔ）をグループに分けて各々の前記センサー装置に紐づけるクラスタリング処理を行うクラスタリング処理手段（５３）と、
全ての前記センサー装置のうちの隣り合う前記センサー装置間の前記パス情報を比較し、前記パス情報の比較結果に基づいて前記隣り合う前記センサー装置間の領域に電波伝搬の障害となる障害物（８）が存在すること検出する障害物検出手段（５４）と、
前記障害物検出手段により検出された前記障害物の存在を、前記障害物の存在が検出された前記領域に関連付けて報知する障害物報知手段（５５）と、
を具備することを特徴とするセンサーネットワークシステム。

【請求項2】

前記信号源位置推定手段は、
全ての前記センサー装置について、前記センサー装置で推定された前記信号到来方向に沿った直線をそれぞれ算出し、前記直線が交差する交点の座標を前記信号源の位置の候補として選出し、
前記信号源の位置の候補として選出された前記交点のうちの、予め設定した閾値を超える数の前記直線が交差する前記交点を前記信号源の位置として推定することを特徴とする請求項１に記載のセンサーネットワークシステム。

【請求項3】

前記障害物を判定する障害物判定条件を設定する設定手段（４１）をさらに有し、
前記障害物検出手段は、
前記隣り合う前記センサー装置間の前記パス情報が前記障害物判定条件を満足する場合に前記障害物が存在すると判定することを特徴とする請求項１に記載のセンサーネットワークシステム。

【請求項4】

前記設定手段は、
前記障害物判定条件として、前記隣り合う前記センサー装置間で前記パス情報が完全一致しないことを条件とする第１の障害物判定条件、または、前記隣り合う前記センサー装置間で前記パス情報に共通部分が一切ないことを条件とする第２の障害物判定条件を設定することを特徴とする請求項１に記載のセンサーネットワークシステム。

【請求項5】

前記クラスタリング処理手段により各々の前記センサー装置に対して紐づけられた前記パス情報を管理するパス情報管理テーブル（５３ａ）をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のセンサーネットワークシステム。

【請求項6】

前記障害物報知手段は、前記所定のエリアにおける前記センサー装置の配置態様を模した２次元平面上の前記センサー装置に対応するセンサーオブジェクト（Ｓｏ）を辺（６１）で結んだ障害物監視画像（６０）を表示する表示制御手段（５５）により構成され、
前記辺の表示態様に応じて前記障害物の存在を報知することを特徴とする請求項１に記載のセンサーネットワークシステム。

【請求項7】

請求項１に記載のセンサーネットワークシステムを用い、所定のエリア（５）に分散配置された複数の前記センサー装置のうちの隣り合う前記センサー装置間の領域に存在する電波伝搬を阻害する障害物（８）を検出する障害物検出方法であって、
全ての前記センサー装置の前記信号到来方向の推定結果を解析して信号源（１１０）の位置を推定する信号源位置推定ステップ（Ｓ７）と、
前記信号源位置推定ステップで前記位置が推定された前記信号源について、前記信号源から各々の前記センサー装置へのパス情報（Ｐｔ）をグループに分けて各々の前記センサー装置に紐づけるクラスタリング処理を行うクラスタリング処理ステップ（Ｓ８）と、
全ての前記センサー装置のうちの隣り合う前記センサー装置間の前記パス情報を比較し、前記パス情報の比較結果に基づいて前記隣り合う前記センサー装置間の領域に前記障害物が存在すること検出する障害物検出ステップ（Ｓ９）と、
前記障害物検出ステップで検出された前記障害物の存在を、前記障害物の存在が検出された前記領域に関連付けて報知する障害物報知ステップ（Ｓ１０）と、
を含むことを特徴とする障害物検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のセンサー装置での信号到来方向の推定結果から信号源の位置を推定し、その信号源位置推定結果を基に電波伝搬の障害となる障害物を検出するセンサーネットワークシステム、及び障害物検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

次世代通信規格５Ｇの実用化が始まっており、５Ｇの多岐に渡るニーズに応えるため、自治体や地域の企業などの様々な主体が柔軟に構築、利用可能なローカル５Ｇの検討が進められている。

【0003】

この中で、さらなるモバイルトラヒックの急増に対応するため、高効率な周波数利用技術である帯域内全二重通信（ＩｎＢａｎｄ Ｆｕｌｌ－Ｄｕｐｌｅｘ：以下、ＩＢＦＤという）の適用が検討されている。

【0004】

ＩＢＦＤは、既存の複信方式に対して理想的には周波数利用効率を２倍にすることができるが、新たに多くの干渉が発生する課題があり、様々な干渉量を取得し、その結果からＩＢＦＤの適用可否を判定する制御技術が必要となる。その実現のためには、時空間における例えば５Ｇ無線端末或いは他の種々規格の端末の無線状況を把握し、複数の端末から空間に発射される電波の干渉状況を高速、高精度に測定する干渉モニタリング技術が必要である。

【0005】

特に、時空間に発射される電波（信号）の到来方向を推定し、その到来方向推定結果に基づいて電波干渉の要因となる信号源の位置を推定すること、推定した信号源の位置に基づいて信号伝搬を行う領域（言い換えると、信号伝搬が行われていない領域）を把握することは、ＩＢＦＤの適否判断に向けた効率の良い電波利用を推進するうえでの重要な情報となり得るものである。

【0006】

到来方向推定を行う従来のシステムとしては、例えば、直交する３つの偏波信号をそれぞれ受信する複数のアンテナの同位置での受信信号に基づいて電磁波の到来方向を推定するもの（例えば、特許文献１等）などが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０２１－９６１９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１に記載された従来の電波到来方向推定システムでは、例えば、３つのアンテナを、順次、同一の測定位置まで移動させて、各受信信号を、順次、取得した段階で電界強度を求め、さらにその電界強度に基づき、例えば、ビームフォーミング（Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）法、ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法等の探査方法を適用して電波（信号）の到来方向を推定している。

【0009】

従来の電波到来方向推定システムは、あくまでも所望の位置での信号の到来方向を推定する技術に留まり、そこから進んで、信号の到来方向推定結果に基づいて信号源の位置を推定すること、さらには信号源の位置推定結果を利用して信号伝搬が行われていない領域を把握することを可能にするモニタリング技術を開示するものではなかった。

【0010】

一方近年では、ＩＢＦＤ実現への期待もあって、次代の無線局、無線通信システム、無線通信技術の開発促進のためのモニタリング技術として、複数の電波状況モニタリング装置（以下、センサー装置）を監視エリア内に複数配置し、各センサー装置にて受信信号からそこに混在している信号を分離して当該信号の到来方向を推定するとともに、各センサー装置による信号の到来方向推定結果を解析することでその信号源の位置を踏まえた電波状況を監視できるセンサーネットワークシステムが提案されている。

【0011】

しかしながら、従来のセンサーネットワークシステムでは、信号源の位置を推定し、その信号源の位置における電波状況の監視は行えるものの、推定した信号源の位置に基づいて障害物が存在する箇所を発見することはできず、障害物の影響で信号の伝搬が行われていない領域を把握することもできなかった。

【0012】

このため、この種の従来のセンサーネットワークシステムは、各センサー装置による信号到来方向推定結果に基づく電波状況モニタリング結果（信号源の位置推定結果）から、次世代通信技術の開発に有用な情報である、障害物により電波の伝搬が行われていない領域を見据えたより効率の良い無線環境の把握が行えないという問題点があった。

【0013】

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、障害物により電波の伝搬が行われていない領域を容易に把握でき、次世代通信技術の開発に有用なより効率的な無線環境の把握を可能にするセンサーネットワークシステム、及び信号源位置推定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るセンサーネットワークシステムは、所定のエリア（５）を網羅するように分散配置され、それぞれの配置位置で到来する信号の信号到来方向を推定する複数のセンサー装置（１０）と、全ての前記センサー装置の前記信号到来方向の推定結果を解析して信号源（１１０）の位置を推定する信号源位置推定手段（５２）と、前記信号源位置推定手段により前記位置が推定された前記信号源について、前記信号源から各々の前記センサー装置へのパス情報（Ｐｔ）をグループに分けて各々の前記センサー装置に紐づけるクラスタリング処理を行うクラスタリング処理手段（５３）と、全ての前記センサー装置のうちの隣り合う前記センサー装置間の前記パス情報を比較し、前記パス情報の比較結果に基づいて前記隣り合う前記センサー装置間の領域に電波伝搬の障害となる障害物（８）が存在すること検出する障害物検出手段（５４）と、前記障害物検出手段により検出された前記障害物の存在を、前記障害物の存在が検出された前記領域に関連付けて報知する障害物報知手段（５５）と、を具備することを特徴とする。

【0015】

この構成により、本発明の請求項１に係るセンサーネットワークシステムは、センサーネットワークを構成する複数のセンサー装置で受信した信号の到来方向を解析することで複数の信号源の位置を同時に推定することができる。そのうえで、各信号源の位置推定情報を用いたクラスタリング処理により障害物を発見することができ、さらには、障害物の報知により、障害物により電波の伝搬が行われていない領域を容易に把握することができる。これにより、現在可能な伝搬経路を限定することができ、無効となる送受信を前もって回避することで、次世代通信技術の実現に向けてより効率のよい電波利用の実現が可能となる。

【0016】

また、本発明の請求項２に係るセンサーネットワークシステムにおいて、前記信号源位置推定手段は、全ての前記センサー装置について、前記センサー装置で推定された前記信号到来方向に沿った直線をそれぞれ算出し、前記直線が交差する交点の座標を前記信号源の位置の候補として選出し、前記信号源の位置の候補として選出された前記交点のうちの、予め設定した閾値を超える数の前記直線が交差する前記交点を前記信号源の位置として推定する構成であってもよい。

【0017】

この構成により、本発明の請求項２に係るセンサーネットワークシステムは、複数のセンサー装置で受信した信号の到来方向の解析処理において、それぞれの信号の到来方向に沿った直線とそれらの直線の交点を算出する処理を経て、複数の信号源の位置を同時にしかも容易に推定することが可能となる。

【0018】

また、本発明の請求項３に係るセンサーネットワークシステムは、前記障害物を判定する障害物判定条件を設定する設定手段（４１）をさらに有し、前記障害物検出手段は、前記隣り合う前記センサー装置間の前記パス情報が前記障害物判定条件を満足する場合に前記障害物が存在すると判定する構成としてもよい。

【0019】

この構成により、本発明の請求項３に係るセンサーネットワークシステムは、隣り合うセンサー装置間の同一の信号源からのパス情報が不一致となる要件を障害物判定条件として設定することで、その障害物判定条件を満足する場合に、両センサー装置間の領域に障害物が存在することを容易に検出することができる。

【0020】

また、本発明の請求項４に係るセンサーネットワークシステムにおいて、前記設定手段は、前記障害物判定条件として、前記隣り合う前記センサー装置間で前記パス情報が完全一致しないことを条件とする第１の障害物判定条件、または、前記隣り合う前記センサー装置間で前記パス情報に共通部分が一切ないことを条件とする第２の障害物判定条件を設定する構成としてもよい。

【0021】

この構成により、本発明の請求項４に係るセンサーネットワークシステムは、第１の障害物判定条件を用い、隣り合うセンサー装置間でパス情報が完全一致しないことを条件に障害物が存在すると判定することで、障害物としての判定を比較的容易に容認する、緩い障害物検出機能を実現することができる。また、第２の障害物判定条件を用い、隣り合うセンサー装置間でパス情報に共通部分が一切ないことを条件に障害物が存在すると判定することで、第１の障害物判定条件を用いる場合に比べて、障害物としての判定を容易に容認しない、より保守的な障害物検出機能を実現することができる。

【0022】

また、本発明の請求項５に係るセンサーネットワークシステムは、前記クラスタリング処理手段により各々の前記センサー装置に対して紐づけられた前記パス情報を管理するパス情報管理テーブル（５３ａ）をさらに有する構成であってもよい。

【0023】

この構成により、本発明の請求項５に係るセンサーネットワークシステムは、クラスタリング処理の結果、各センサー装置に対して紐づけられるパス情報の管理を容易に実現でき、その後の障害物検出処理も円滑に進めることができる。

【0024】

また、本発明の請求項６に係るセンサーネットワークシステムにおいて、前記障害物報知手段は、前記所定のエリアにおける前記センサー装置の配置態様を模した２次元平面上の前記センサー装置に対応するセンサーオブジェクト（Ｓｏ）を辺（６１）で結んだ障害物監視画像（６０）を表示する表示制御手段（５５）により構成され、前記辺の表示態様に応じて前記障害物の存在を報知する構成であってもよい。

【0025】

この構成により、本発明の請求項６に係るセンサーネットワークシステムは、障害物の存在が検出されたときの隣り合うセンサー装置間を結ぶ辺の表示態様を、障害物が存在していないときとは異なる表示態様に変更する等により、障害物が存在する領域を明確かつ容易に判別することができる。

【0026】

上記課題を解決するために、本発明の請求項７に係る障害物検出方法は、請求項１に記載のセンサーネットワークシステムを用い、所定のエリア（５）に分散配置された複数の前記センサー装置のうちの隣り合う前記センサー装置間の領域に存在する電波伝搬を阻害する障害物（８）を検出する障害物検出方法であって、全ての前記センサー装置の前記信号到来方向の推定結果を解析して信号源（１１０）の位置を推定する信号源位置推定ステップ（Ｓ７）と、前記信号源位置推定ステップで前記位置が推定された前記信号源について、前記信号源から各々の前記センサー装置へのパス情報（Ｐｔ）をグループに分けて各々の前記センサー装置に紐づけるクラスタリング処理を行うクラスタリング処理ステップ（Ｓ８）と、全ての前記センサー装置のうちの隣り合う前記センサー装置間の前記パス情報を比較し、前記パス情報の比較結果に基づいて前記隣り合う前記センサー装置間の領域に前記障害物が存在すること検出する障害物検出ステップ（Ｓ９）と、前記障害物検出ステップで検出された前記障害物の存在を、前記障害物の存在が検出された前記領域に関連付けて報知する障害物報知ステップ（Ｓ１０）と、を含むことを特徴とする。

【0027】

この構成により、本発明の請求項７に係る障害物検出方法は、請求項１に記載の構成を有するセンサーネットワークシステムに適用することにより、複数のセンサー装置で受信した信号の到来方向を解析することで複数の信号源の位置を同時に推定することができる。そのうえで、各信号源の位置推定情報を用いたクラスタリング処理により障害物を発見することができ、さらには、障害物の報知により、障害物により電波の伝搬が行われていない領域を容易に把握することができる。これにより、現在可能な伝搬経路を限定することができ、無効となる送受信を前もって回避することで、次世代通信技術の実現に向けてより効率のよい電波利用の実現が可能となる。

【発明の効果】

【0028】

本発明は、障害物により電波の伝搬が行われていない領域を容易に把握でき、次世代通信技術の開発に有用なより効率的な無線環境の把握を可能にするセンサーネットワークシステム、及び信号源位置推定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明に係るセンサーネットワークシステムの概略構成図であり、（ａ）はセンサー装置の配置並びに制御部との間の接続態様を示す図、（ｂ）はセンサー装置の配置態様を模した障害物監視画像の一例を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るセンサーネットワークシステムにおけるセンサー装置の機能構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るセンサーネットワークシステム全体の機能構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るセンサーネットワークシステムにおける障害物監視処理動作を示すフローチャートである。

【図5】図４のステップＳ７における信号源位置推定処理の詳細動作を示すフローチャートである。

【図6】図４のステップＳ９における障害物検出処理の詳細動作を示すフローチャートである。

【図7】本発明の一実施形態に係るセンサーネットワークシステムでの信号源位置推定処理における信号到来方向に沿った直線の交点の分布を示す図である。

【図8】図７に示す分布を有する直線の交点のヒストグラムの一例を示す図である。

【図9】図８に示すヒストグラムに基づき推定された信号源についてのクラスタリング処理により得られるパス情報を管理するパス情報管理テーブルの一例を示す表図である。

【図10】本発明の一実施形態に係るセンサーネットワークシステムにおける障害物監視処理に際して障害物判定条件Ａが設定されている場合の図６のステップＳ３３とステップＳ３４とステップＳ３７での具体的処理形態を示す模式図である。

【図11】本発明の一実施形態に係るセンサーネットワークシステムにおける障害物監視処理に際して障害物判定条件Ｂが設定されている場合の図６のステップＳ３３とステップＳ３４とステップＳ３７での具体的処理形態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明に係るセンサーネットワークシステム、及び障害物検出方法について図面を参照して説明する。

【0031】

（概要）
本発明に係るセンサーネットワークシステム１は、例えば、図１（ａ）に示すように、予め想定した所定のエリア（監視エリア５）内に分散配置した複数（ｎ個）のセンサー装置１０（この例では、センサー装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４、１０－５、１０－６、１０－７）と、ｎ個のセンサー装置１０に対して、例えば、無線により接続される制御部３０と、を有して構成される。

【0032】

本発明に係るセンサーネットワークシステム１において、センサー装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４、１０－５、１０－６、１０－７の数は、図１（ａ）に示す数（７つ）に限るものではなく、これより多い数、或いは少ない数であってもよい。以下の説明においては、センサー装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４、１０－５、１０－６、１０－７、...をまとめてセンサー装置１０と称することがある。

【0033】

図１（ａ）に示す配置態様を有する各センサー装置１０は、監視エリア５内のそれぞれの配置場所において周辺の無線環境から到来する到来信号、例えば、信号源１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４から送出される混在した無線信号を複数のアンテナ素子で受信する。ここで各センサー装置１０は、各アンテナ素子の受信信号を信号処理することにより、各信号源１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４（以下、これらをまとめて信号源１１０と称することもある。）から送出される信号（到来信号）を分離し、該分離された到来信号を解析してその到来信号の到来方向を信号源１１０ごとに推定する機能を有している。

【0034】

上述した到来信号の到来方向を推定する処理について、各センサー装置１０は、ＭＵＳＩＣ法、またはビームフォーミング法等の解析方法を用いて角度スペクトラムをそれぞれ生成したうえで、これら角度スペクトラムから信号源１１０ごとに１つ（単一）の到来方向推定結果を導き出す処理を実行するようになっている。各センサー装置１０による信号到来方向の推定結果は、例えば、無線通信により制御部３０に送られる。

【0035】

制御部３０は、各センサー装置１０から無線により受信した信号到来方向の推定結果を記憶部（図３の「データベース３５」参照）に格納したうえで、それらの信号到来方向の推定結果の情報（信号到来方向推定結果データ）を対象とするデータ処理を実施する。

【0036】

データ処理機能の１つとして、制御部３０は、各センサー装置１０により得られた信号到来方向推定結果データに基づいて信号源１１０の位置（座標）を推定する信号源位置推定機能（図３の信号源位置推定部５２参照）を有する。信号源位置推定機能は、各センサー装置１０で推定された信号到来方向に沿った直線の交点（図７参照）を求め、その交点の座標を信号源１１０の位置として認識する機能である。

【0037】

また、２つ目のデータ処理機能として、制御部３０は、信号源位置推定機能による各信号源１１０の存在位置の推定結果を基に、電波の伝搬の障害となる障害物８（図１（ｂ）参照）を検出する障害物検出機能（図３の障害物検出部５４参照）を有する。

【0038】

障害物検出機能は、各信号源１１０の存在位置の推定結果に基づき、センサー装置１０ごとに各信号源１１０からの信号受信経路（Ｐａｔｈ：パス）を示すパス情報Ｐｔを各信号源１１０についてグループ分けして紐づけたうえで（図７参照）、隣り合う（隣接する）センサー装置１０間のパス情報Ｐｔの関係（図１０、図１１参照）が予め設定した障害物判定条件を満足するか否かに応じて障害物８が存在するか否かを判定する機能である。

【0039】

さらに、制御部３０は、障害物検出機能によって障害物８が検出された場合、その障害物８の存在を報知する障害物報知機能を有している。本発明のセンサーネットワークシステム１において、障害物報知機能は、例えば、図１（ｂ）に示すような障害物監視画像６０を用いてセンサーネットワーク６３での障害物８の存在を表示する表示制御機能（図３の表示制御部５５参照）によって実現される。表示制御機能は、内部処理（ソフトウェア）によって障害物監視画像６０を表示するようになっている。

【0040】

図１（ｂ）に示すように、障害物監視画像６０は、監視エリア５における各センサー装置１０の配置態様を模した２次元平面画像で構成され、センサー装置１０（この例では、センサー装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４、１０－５、１０－６、１０－７）のうち、隣接するセンサー装置１０がそれぞれの辺６１で結ばれている。なお、図１（ｂ）において、それぞれのセンサー装置１０は、センサー装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４、１０－５、１０－６、１０－７という呼称してはいるが、障害物監視画像６０において、これら各センサー装置１０は、当該各センサー装置１０を模したセンサーオブジェクトＳｏ（図形）によって表示（表現）されるものとする。

【0041】

図１（ｂ）に示す障害物監視画像６０の例では、隣接する３つ、または４つのセンサー装置１０が辺６１で結ばれて三角形、または四角形の複数の網の目６２を形成し、これら複数の網の目６２の集合体によって１つの大きな網（センサーネットワーク）６３が構成されている。ここで、センサーネットワーク６３の構成要素である網の目６２の形状は、センサーネットワーク６３全体を網羅できるものであれば、上述した三角形、または四角形に限らず、他の形状を用いてもよい。

【0042】

本発明に係るセンサーネットワークシステム１では、上述した障害物監視画像６０において、隣接するセンサー装置１０間に辺６１を規定することにより、その辺６１を跨ぐ領域を障害物８の存在位置として表示することを可能にしている。

【0043】

要するに、本発明に係るセンサーネットワークシステム１では、隣接するセンサー装置１０間を結ぶ辺６１の領域に障害物８が存在するか否かを監視し、障害物８が検出された場合には、その障害物８が存在する領域に対応する辺６１を、障害物８が存在しない領域に対応する辺６１とは異なる態様で表示させるようになっている。

【0044】

より具体的な表示態様としては、例えば、隣接するセンサー装置１０間を結ぶ辺６１を、障害物８が存在しないときには通常時の色及び形態（例えば、黒の実線）で表示する一方で、障害物８の存在が検出された場合には、通常時とは異なる色（例えば、赤、青等）、及び形態（例えば、点線、若しくは点滅等）で表示させる等の対応が可能である。

【0045】

このように、本発明に係るセンサーネットワークシステム１は、各センサー装置１０から取得した信号到来方向の推定結果に基づいて信号源１１０の位置を推定する信号源位置推定機能と、位置を推定した信号源１１０から各センサー装置１０に対するパス情報Ｐｔを用いて障害物８の存在位置を検出する障害物検出機能と、検出した障害物８の存在を報知する障害物報知機能と、を有している。

【0046】

信号源位置推定機能、障害物検出機能、及び障害物報知機能を有する本発明に係るセンサーネットワークシステム１では、障害物監視画像６０の表示態様によって監視エリア５内（或いは、監視エリア５外）での電波の伝搬がない場所を容易に特定することができる。監視エリア５内の電波の伝搬がない場所が特定できれば、現在可能な伝搬経路を限定することができ、無効となる送受信を前もって回避することで、次世代通信規格の５Ｇの核となる帯域内全二重通信（Ｆｕｌｌ－Ｄｕｐｌｅｘ）の実現に向けて、より効率のよい電波利用の実現が可能となる。

【0047】

本発明に係るセンサーネットワークシステム１は、例えばローカル５Ｇ環境での使用が可能なものであり、到来方向推定対象の信号の周波数帯としては、例えば、４．６ＧＨｚ～４．８ＧＨｚ及び２８．２ＧＨｚ～２９．１ＧＨｚ等の帯域が想定される。本発明に係るセンサーネットワークシステム１は、ローカル５Ｇ環境での使用に限定されるものではなく、例えば、ＷｉＦｉなどの他の無線システムでの使用にも適用できるものである。

【0048】

次に、本発明の一実施形態に係るセンサーネットワークシステム１の構成について図２、図３を参照して説明する。本発明の一実施形態に係るセンサーネットワークシステム１において、センサー装置１０は、例えば、図２に示すような機能構成を有している。また、このセンサーネットワークシステム１は、システム全体としては、例えば、図３に示すような機能ブロックにより構成されている。

【0049】

図２に示すように、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１において、センサー装置１０は、アンテナ装置１１、周波数変換部１２、ＡＤ変換部１３、信号分離部１４、到来方向推定処理部１５、信号解析部１６、外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１７を具備して構成される。

【0050】

アンテナ装置１１は、監視エリア５（図１（ａ）参照）を構成する所定の空間内の各所で、複数の信号源１１０から送出される混在した無線信号を受信するものである。アンテナ装置１１の具体的な構成としては、例えば、特許文献１に記載されているような直交する３偏波をそれぞれ受信可能な３つのアンテナを複数のアンテナ素子として回転体にて回転させる構成、或いは、複数のアンテナ素子で構成するアレーアンテナなどがある。

【0051】

なお、アンテナ装置１１は、上述した構成に限られるものではない。上述した周波数帯の到来信号の到来方向を推定しその結果を後段回路に渡すことができるものであれば、アンテナの種別、数、配列、駆動方式等について種々の方式が適用可能である。

【0052】

周波数変換部１２は、アンテナ装置１１により受信された受信信号（無線信号）を入力し、該受信信号を中間周波数帯の信号（ＩＦ信号）に変換する処理を行う。

【0053】

ＡＤ変換部１３は、周波数変換部１２で周波数変換された受信信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換して信号分離部１４に出力する。ＡＤ変換部１３は、上述したアンテナ装置１１、周波数変換部１２とともに受信部２０ａを構成している。

【0054】

信号分離部１４は、ＡＤ変換部１３から入力するデジタル信号、すなわち、監視エリア５の所定の空間内の各地点での混在した無線信号を、複数の信号源１１０のいずれかから送出された信号に分離する信号分離処理を行う。

【0055】

到来方向推定処理部１５は、信号分離部１４で分離された信号（当該地点への各信号源１１０からの到来信号）を入力し、該到来信号毎にその到来方向を推定する信号処理を行う。この信号処理において、到来方向を推定するアルゴリズムとしては、例えば、ビームフォーマ法、ＭＵＳＩＣ法、ＥＳＰＲＩＴ法などが適用される。

【0056】

信号解析部１６は、信号分離部１４で分離された信号（当該地点への到来信号）を入力し、該到来信号を対象に電波干渉モニタリングに必要とされる項目について解析する信号処理を実施する。解析対象とされる項目（解析項目）としては、例えば、電界強度、掃引スペクトラム、コンスタレーション等が挙げられる。

【0057】

外部Ｉ／Ｆ部１７は、到来方向推定処理部１５による信号到来方向の推定結果、及び信号解析部１６による各項目の信号解析結果を、順次、制御部３０に伝送するためのインターフェース機能部であり、例えば、無線Ｉ／Ｆ部で構成される。外部Ｉ／Ｆ部１７は、無線Ｉ／Ｆ部に限らず、例えば、各センサー装置１０と制御部３０を含む有線ネットワークとの間の有線によるインターフェース機能を有するものであってもよい。外部Ｉ／Ｆ部１７は、信号分離部１４、到来方向推定処理部１５、信号解析部１６とともに到来方向解析部２０ｂを構成している。

【0058】

ここで制御部３０に伝送するそれぞれの信号源１１０の到来方向推定結果には、例えば、各地点（センサー装置１０の配置位置）の位置情報（図９参照）等が付加されている。

【0059】

次に、制御部３０の構成について説明する。制御部３０は、例えば、ＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等のコンピュータ装置によって構成される。このコンピュータ装置は、例えば、図３に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３３と、外部Ｉ／Ｆ部３４と、データベース３５と、図示しないハードディスク装置等の不揮発性の記憶媒体と、各種入出力ポートとを有する。

【0060】

ＣＰＵ３１は、センサーネットワークシステム１における信号源１１０の位置推定、障害物８の存在位置検出並びに検出結果の報知処理に係る統括的な制御を行うようになっている。ＲＯＭ３２は、ＣＰＵ３１を立ち上げるためのＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やその他のプログラム及び制御用のパラメータ等を記憶するようになっている。ＲＡＭ３３は、ＣＰＵ３１が動作に用いるＯＳやアプリケーションの実行コードやデータ等を記憶するようになっている。

【0061】

外部Ｉ／Ｆ部３４は、所定の信号が入力される入力インターフェース機能と所定の信号を出力する出力インターフェース機能を有している。外部Ｉ／Ｆ部３４は、例えば、無線Ｉ／Ｆ部により構成され、上述した各センサー装置１０の外部Ｉ／Ｆ部１７との間で無線より通信可能に接続されている。各センサー装置１０と制御部３０が有線ネットワークで接続される場合には、制御部３０の外部Ｉ／Ｆ部３４とセンサー装置１０の外部Ｉ／Ｆ部１７ともに有線Ｉ／Ｆ部で構成することもできる。

【0062】

データベース３５は、それぞれのセンサー装置１０から外部Ｉ／Ｆ部３４を介して受信した信号到来方向推定結果データ等の各種のデータを格納する部分である。

【0063】

コンピュータ装置の入出力ポートには、入力部３６及び表示部３７が接続されている。

【0064】

入力部３６は、コマンドなど各種情報を入力するための機能部であり、キーボード、マウス等の入力装置により構成されている。本実施形態において、入力部３６は、信号源１１０の位置推定処理や障害物８の存在位置の検出処理、上記位置推定結果や存在位置検出結果の表示処理の開始、或いは終了のコマンドの入力を行う機能等を備えていてもよい。

【0065】

表示部３７は、センサーネットワークシステム１の運用に係る各種の情報（コマンド等）の入力画面や測定結果など、各種情報を表示するための部分である。表示部３７は、上記入力画面等の表示中の画面から種々の情報を入力可能なタッチパネル等で構成されていてもよい。

【0066】

上述したコンピュータ装置は、ＣＰＵ３１がＲＡＭ３３を作業領域としてＲＯＭ３２に格納されたプログラムを実行することにより制御部３０として機能する。制御部３０は、図３に示すように、装置制御部４０、データ制御部５０を有している。装置制御部４０、及びデータ制御部５０も、ＣＰＵ３１がＲＡＭ３３の作業領域でＲＯＭ３２に格納された所定のプログラムを実行することにより実現されるものである。

【0067】

装置制御部４０は、予め設定した監視条件に基づく信号源位置推定処理に係る装置全体の制御を行うとともに、各センサー装置１０の遠隔制御を行うものである。これを実現すべく、装置制御部４０は、監視条件設定部４１、通信制御部４２、アンテナ制御部４３を有している。

【0068】

監視条件設定部４１は、ユーザ操作に基づいて監視エリア５を対象とする障害物監視推定処理に係る障害物監視条件（各種の設定項目）の設定を行う機能部である。上記設定項目としては、例えば、センサー装置１０により到来方向を推定する信号の周波数範囲（到来方向推定対象周波数帯）、信号源位置推定部５２による信号源１１０の位置推定処理（図５のステップＳ２３参照）で用いる閾値ｎとしての交点の数、障害物検出部５４による障害物判定処理（図６のステップＳ３２参照）で用いる障害物判定条件Ａ、またはＢ等が挙げられる。

【0069】

監視条件設定部４１は、例えば、５Ｇの運用を考慮し、到来方向推定対象周波数帯として、３．７ＧＨｚ帯、４．７ＧＨｚ帯、２８ＧＨｚ帯のいずれかを設定する構成であってもよい。監視条件設定部４１は、本発明の設定手段を構成する。

【0070】

通信制御部４２は、制御部３０と各センサー装置１０との間の通信制御を行う機能部である。通信制御部４２は、例えば、センサー装置１０に信号到来方向推定処理の開始指示を送出し、センサー装置１０での受信動作を開始させる。

【0071】

また、通信制御部４２は、受信動作を開始したセンサー装置１０により、アンテナ装置１１で受信された混在した無線信号から分離した信号ごとの到来方向の推定が実施されると、その到来方向の推定結果をセンサー装置１０から受信する通信制御を行う。到来方向推定結果の受信が終了すると、通信制御部４２は、例えば、センサー装置１０に信号到来方向推定動作の終了指示を送出し、受信動作を停止させる。この他、通信制御部は、必要に応じて、センサー装置１０の各部（受信部２０ａ、到来方向解析部２０ｂ等）を制御するための制御データを送受信する制御を実行する。

【0072】

アンテナ制御部４３は、通信制御部４２での通信制御により、センサー装置１０のアンテナ装置１１におけるアンテナ方向などの機械的な制御を行う。

【0073】

データ制御部５０は、データ管理部５１、信号源位置推定部５２、クラスタリング処理部５３、障害物検出部５４、表示制御部５５を有している。

【0074】

データ管理部５１は、各センサー装置１０から送られてくる到来方向推定結果等を、例えば、前述した位置情報（各センサー装置１０の配置位置）が付加された状態で到来方向推定結果データとしてまとめてデータベース３５に格納する処理、格納した到来方向推定結果データ等をデータベース３５から読み出して信号源位置推定部５２等に渡す処理を実行する。

【0075】

到来方向推定結果データは、ｎ個のセンサー装置１０にそれぞれ対応して、例えば、配置位置、到来信号源数、信号の到来方向、到来信号情報等の情報を格納した構成を有している。到来方向推定結果データにおいて、到来信号源数は、各センサー装置１０の配置位置ごとに異なっている。また、同じ信号でも、配置場所が違えば、到来方向が異なっている。信号の到来方向は、例えば、監視エリア５を模した２次元平面（図１（ｂ）参照）上での例えばｘ軸を０°（度）としたときの０°から３６０°の範囲内の角度を示す情報である。到来信号情報としては、受信レベル等の種々の情報が格納される。

【0076】

信号源位置推定部５２は、データ管理部５１から取得した到来方向推定結果データに基づいて各センサー装置１０が受信した信号の送出元である信号源１１０の位置を推定する機能部である。信号源位置推定部５２は、本発明の信号源位置推定手段を構成している。

【0077】

具体的に、信号源位置推定部５２は、到来方向推定結果データに基づき、それぞれのセンサー装置１０により推定された到来方向に沿った直線を算出し（図７参照）、それらの直線の交点を信号源１１０の位置の候補として選出したうえで、当該候補のうちの予め設定した閾値ｎを超える数の直線が交わる交点の座標を検出結果としての信号源１１０（図７の例においては、信号源１１０－１と、信号源１１０－２）の位置と推定する信号源位置推定処理を実行する。

【0078】

クラスタリング処理部５３は、信号源位置推定部５２によって位置が推定された信号源１１０について、その信号源１１０を送出元とする各センサー装置１０での信号受信経路を示すパス情報Ｐｔをグループ分けし、各グループのパス情報Ｐｔをそれぞれのセンサー装置１０に対応付け（紐づけ）するクラスタリング（Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ）の処理を行う機能部である。

【0079】

このクラスタリング処理によれば、例えば、ｎ個の信号源１１０が推定された場合には、それぞれのセンサー装置１０に対して、各信号源１１０についてグループ化されたｎグループのパス情報Ｐｔ（図７の例においては、信号源１１０－１についてグループ化されたパス情報Ｐｔ１１と、信号源１１０－２についてグループ化されたパス情報Ｐｔ１２）のうちの少なくとも１つが紐づけられることになる。クラスタリング処理部５３は、本発明のクラスタリング処理手段を構成している。

【0080】

障害物検出部５４は、クラスタリング処理部５３により信号源１１０についてクラスタリングされたパス情報Ｐｔを用いて障害物８の位置を検出する機能部である。具体的に、障害物検出部５４は、隣接するセンサー装置１０間においてそれぞれのセンサー装置１０に対応付けられたパス情報Ｐｔ同士を比較し、当該パス情報Ｐｔの間に予め設定した障害物判別条件を満足する関係が成立する場合に各センサー装置１０の間の領域に障害物８が存在するものと判定するようになっている。障害物判別条件としては、例えば、後述する障害物判別条件Ａ、またはＢを設定することができる。障害物検出部５４は、本発明の障害物検出手段を構成している。

【0081】

表示制御部５５は、表示部３７に対して各種情報を表示する表示制御を実施する機能部である。本実施形態において、表示制御部５５は、障害物検出部５４による障害物８の検出結果に基づき、監視エリア５における各センサー装置１０の配置態様を模した障害物監視画像６０（図１（ｂ）参照）を用いて障害物８の存在を表示する制御を行う。表示制御部５５は、本発明の障害物報知手段を構成している。

【0082】

具体的に、表示制御部５５は、障害物検出部５４によって、隣接するセンサー装置１０間の領域に障害物８が存在するとの判定結果が得られた場合、障害物監視画像６０（図１（ｂ）参照）における当該隣接するセンサー装置１０を結ぶ辺６１の表示態様によって障害物８の存在を表示するようになっている。

【0083】

障害物８の存在を表示する際の辺６１の表示態様として、表示制御部５５は、例えば、障害物８が検出されていないときと検出されたときとで異なる色（例えば、障害物８が検出されていないときには黒色、検出されたときには赤や黄色等）で辺６１を表示する、障害物８が検出されていないときには辺６１を実線で表示し、障害物８が検出されたときには点線での表示、或いは、実線または点線での点滅表示に切り替える等の形態をとり得る。いずれの表示形態においても、辺６１に対応する領域に障害物８が存在することを利用者に効果的に報知することができる。

【0084】

次に、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１の障害物監視処理動作について図４、図５、及び図６に示すフローチャートを参照して説明する。図４は障害物検出処理動作の全体の流れを示し、図５は図４のステップＳ７における信号源１１０の位置推定処理動作の詳細を示している。また、図６は図４のステップＳ９における障害物検出処理動作の詳細を示している。

【0085】

本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１では、図４に示す障害物監視処理の開始に際して障害物監視条件を設定する設定処理を行う（ステップＳ１）。この設定処理は、例えば、装置制御部４０の監視条件設定部４１により行うことができる。ここで、監視条件設定部４１は、表示部３７に設定画面を表示し、その設定画面に表示される各設定項目の設定欄に対する入力部３６からの設定値の入力を受け付け、その入力値を設定項目ごとに設定する処理を行う。

【0086】

障害物監視条件の設定項目としては、例えば、センサー装置１０による到来方向推定対象の周波数帯、ステップＳ７における信号源１１０の位置推定処理（詳しくは、図５のステップＳ２３）で用いる閾値ｎ（交点の数）、図４のステップ９における障害物判定処理で用いる障害物判定条件（詳しくは、図６のステップＳ３２）等が挙げられる。

【0087】

このうちの障害物判定条件について、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１では、障害物判定条件Ａ、または障害物判定条件Ｂを設定するようになっている。障害物判定条件Ａは、例えば、「隣り合う各センサー装置１０間でパス情報Ｐｔが完全一致していない」という条件を規定したものである（図１０参照））。また、障害物判定条件Ｂは、例えば、「隣り合う各センサー装置１０間でパス情報Ｐｔに共通部分が一切ない」という条件を規定したものである（図１１参照）。障害物判定条件Ａ、障害物判定条件Ｂは、それぞれ、本発明における第１の障害物判定条件、第２の障害物判定条件に相当する。

【0088】

ステップＳ１での障害監視条件の設定が完了すると、制御部３０では、ユーザによる、例えば、入力部３６での障害物監視開始操作を受け付ける（ステップＳ２）。障害物監視操作は、例えば、上述した設定画面に表示されている「開始」ボタンを押下することにより行うことができる。

【0089】

ステップＳ２において障害物監視開始操作が受け付けられると、制御部３０では、装置制御部４０の通信制御部４２により各センサー装置１０に対して信号到来方向推定動作の開始指示を送出する（ステップＳ３）。

【0090】

各センサー装置１０は、制御部３０から信号到来方向推定動作の開始指示を受信すると、それぞれの配置位置で受信されている信号の到来方向を推定する処理を実施する（ステップＳ４）。ステップＳ４における各センサー装置１０での信号到来方向推定処理は、制御部３０の装置制御部４０による遠隔制御により実施される。この遠隔制御により、各センサー装置１０では、それぞれの配置地点で受信される信号、すなわち、当該配置地点の周辺に存在している信号源１１０から到来する信号の到来方向を信号源１１０ごとに推定する処理を実行する。

【0091】

ステップＳ４での信号到来方向推定処理について、より詳しくは、制御部３０がアンテナ制御部４３によって各センサー装置１０の受信部２０ａにおけるアンテナ装置１１を遠隔制御し、監視条件設定部４１により予め設定した周波数帯の無線信号を当該各センサー装置１０の配置地点における到来信号としてアンテナ装置１１で受信させる。

【0092】

次いで、各センサー装置１０の受信部２０ａにおいては、アンテナ装置１１により受信された当該配置地点への到来信号（受信信号）を周波数変換部１２により周波数変換し、さらに該周波数変換後の無線信号をＡＤ変換部１３でアナログ信号からデジタル信号に変換して到来方向解析部２０ｂの信号分離部１４に入力する。

【0093】

信号分離部１４は、入力する無線信号から当該配置地点でその周囲から到来する複数の信号源成分（各信号源１１０からそれぞれ送出される信号）をそれぞれ分離する信号分離処理を実施し、該分離した信号源成分を到来方向推定処理部１５、及び信号解析部１６へ入力する。

【0094】

到来方向推定処理部１５は、信号分離部１４で分離された各信号源成分を取り込み、当該信号成分ごとに当該信号の到来方向を推定する処理を実施する。ここで到来方向推定処理部１５は、例えば、ＭＵＳＩＣ法による解析処理を実施し、入力信号のＭＵＳＩＣ角度スペクトラムを生成するとともに、そのＭＵＳＩＣ角度スペクトラムに基づいて到来方向推定結果を導出する。到来方向推定処理部１５における到来方向推定処理については、ＭＵＳＩＣ法に限らず、ビームフォーミング法等の他の解析方向を適用して到来方向推定結果を導出するようにしてもよい。

【0095】

信号解析部１６は、到来方向推定処理部１５での信号到来方向推定処理に合わせて、信号分離部１４からの入力信号に関する種々の項目の解析処理を実施する。到来方向推定処理部１５での到来信号の到来方向推定結果、及び信号解析部１６による入力信号の解析結果は、外部Ｉ／Ｆ部１７を介して制御部３０へと送出される。

【0096】

一方、制御部３０では、ステップＳ３で信号到来方向推定処理の開始を指示した後、それぞれのセンサー装置１０から送られてくる当該各センサー装置１０での信号の到来方向推定結果を外部Ｉ／Ｆ部３４を介して受信する（ステップＳ５）。

【0097】

次いで、制御部３０では、データ管理部５１が、ステップＳ５で各センサー装置１０から受信した到来方向推定結果を当該各センサー装置１０に対応付けて到来方向推定結果データとしてデータベース３５に格納する処理を行う（ステップＳ６）。到来方向推定結果データにおける各センサー装置１０に対応付けて格納される到来方向は、その到来方向に沿った直線（図７参照）上に信号源１１０が存在することを指し示す指標となり得るものである。

【0098】

引き続き、制御部３０において、信号源位置推定部５２は、データベース３５に格納した到来方向推定結果データに基づいて信号源１１０の位置を推定する処理を実施する（ステップＳ７）。

【0099】

ステップＳ７における信号源１１０の位置推定処理は、詳しくは、図５に示すフローチャートにしたがって実施する。図５に示すように、信号源１１０の位置推定処理が開始されると、信号源位置推定部５２は、到来方向推定結果データに基づき、各センサー装置１０によりそれぞれ推定された信号の到来方向に沿った各々の直線を算出するとともにそれらの交点を求め、各々の直線の交点を信号源１１０の位置（座標）の候補として抽出する（ステップＳ２１）。

【0100】

次に、信号源位置推定部５２は、ステップＳ２１で抽出した交点のヒストグラムを作成する（ステップＳ２２）。

【0101】

さらに、信号源位置推定部５２は、ステップＳ２２で生成した交点のヒストグラムに基づいて、図４のステップＳ１で設定した閾値ｎを用い、当該閾値ｎを超える数の直線が交わる交点の座標を信号源１１０の位置（座標）として推定する（ステップＳ２３）。

【0102】

上記ステップＳ２１～Ｓ２３の処理について、図７及び図８を参照してより詳しく説明する。図７は、ステップＳ２１で信号源１１０の位置の候補を抽出する際の直線及びその交点の算出処理イメージを示す図である。図７において、センサー装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４の配置は、必ずしも、図１に示す配置と一致しておらず、あくまでもイメージで表現したものである。

【0103】

上記ステップＳ２１における信号源１１０の位置候補抽出処理に際し、信号源位置推定部５２は、到来方向推定結果データを検索してそれぞれのセンサー装置１０が推定した信号の到来方向を取得し、その到来方向に沿った直線を求める。

【0104】

図７に示す例を参照して説明すると、センサー装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４のうち、センサー装置１０－１では、例えば、２つの到来方向が推定されており、信号源位置推定部５２は、そのうちの一方の到来方向に沿って直線ｌ１１を算出するとともに、他方の到来方向に沿って直線ｌ１２を算出する。同様に、センサー装置１０－２、１０－３、１０－４についても、例えば、それぞれ２つの到来方向が推定されており、信号源位置推定部５２は、このうちの一方の到来方向に沿ってそれぞれの直線ｌ２１、直線ｌ３１、直線ｌ４１をそれぞれ算出するとともに、他方の到来方向に沿って直線ｌ２２、直線ｌ３２、直線ｌ４２をそれぞれ算出する。

【0105】

図７に示す直線算出結果から、８本の直線ｌ１１、ｌ１２、ｌ２１、ｌ２２、ｌ３１、ｌ３２、ｌ４１、ｌ４２の交点を求めると、直線ｌ１１、ｌ２１、ｌ３１、ｌ４１の交点Ｐ１１と、直線ｌ１２、ｌ２２、ｌ３２、ｌ４２の交点Ｐ１２と、直線ｌ１２、ｌ２１の交点Ｐ２１と、直線ｌ１２、ｌ３１の交点Ｐ２２と、直線ｌ１２、ｌ４１の交点Ｐ２３と、直線ｌ２２、ｌ３１の交点Ｐ２４と、直線ｌ２２、ｌ４１の交点Ｐ２４と、直線ｌ３２、ｌ４１の交点Ｐ２６の８つの交点が算出される。

【0106】

ここで、交点Ｐ１１と交点Ｐ１２はそれぞれ４本の直線ｌ１１、ｌ２１、ｌ３１、ｌ４１と、直線ｌ１２、ｌ２２、ｌ３２、ｌ４２が交わり、他の６つの交点Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４、Ｐ１４３２５、Ｐ２６はそれぞれ２本の直線（ｌ１２、ｌ２１）、直線（ｌ１２、ｌ３１）、直線（ｌ１２、ｌ４１）、直線（ｌ２２、ｌ３１）、直線（ｌ２２、ｌ４１）、直線（ｌ３２、ｌ４１）が交わっている。

【0107】

このように、図７の例では、上述した８つの交点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１～Ｐ２６が算出される。そのうちの２つの交点Ｐ１１、Ｐ１２はそれぞれ４本の直線が交わり、他の６つの交点Ｐ２１～Ｐ２６は、それぞれ２本ずつの直線が交わっている。ここで、より多い数の直線が交わる交点Ｐ１１、Ｐ１２が真の信号源１１０の位置としての可能性が高く、それより少ない２本の直線が交わる各交点は電波の反射位置である等、真の信号源１１０の位置としての可能性は低いことが理解できる。

【0108】

このことから、図７に示す例において、２つの交点Ｐ１１、Ｐ１２を真の信号源１１０として推定するためには、８つの交点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１～Ｐ２６のうちから４本の直線が交わる交点を求めればよいことが分かる。

【0109】

これを実現すべく、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１において、信号源位置推定部５２は、ステップＳ２２において、図７に示す交点算出結果を基に、交点の座標とその交点で交わっている直線の数に関するヒストグラムを作成し、ステップＳ２３において、そのヒストグラムの中から、直線が４本以上交わっている交点の座標を信号源１１０の位置（座標）を求める処理を実行するようになっている。

【0110】

図７に示す如くの交点算出結果を基にした交点の座標とその交点で交わる直線の数に関するヒストグラムの一例を図８に示している。図８において、横軸は監視エリア５（図１（ｂ）参照）を想定した二次元平面（Ｘ－Ｙ平面）における図７に示す処理によって抽出された交点Ｐの座標（ｘ，ｙ）であり、縦軸が各交点で交わる直線の数を示している。

【0111】

図８に示すヒストグラムが得られた場合、信号源位置推定部５２では、予め設定した閾値ｎ（交点で交わる直線の数：図４のステップＳ１で設定されている）を用い、各座標に対応するその座標で交わる直線の数が上記閾値ｎを超えるか否かをチェックすることにより、閾値ｎを超える数の直線が交わる座標の位置を信号源１１０の位置として推定することが可能である。

【0112】

これにより、図５のステップＳ２１で図８に示すヒストグラムを生成した後、信号源位置推定部５２は、ステップＳ２２において、当該ヒストグラムを対象に、閾値ｎを超える数の直線が交わる交点があるか否かをチェックし、閾値ｎを超える数の直線が交わる交点がある場合にはその交点の座標を信号源１１０の位置と推定する。

【0113】

ここで図８に示すヒストグラムを例に挙げると、閾値ｎを例えば「３」に設定しておくことで、閾値ｎ（＝３）を超える数（すなわち、「４」以上）の直線が交わる２つの交点の座標をそれぞれの信号源１１０の位置として推定することができる。さらにこの推定処理を図７に示す交点算出結果の例に当てはめた場合、閾値ｎ（＝３）を超える「４」以上の直線が交わる２つの交点Ｐ１１、Ｐ２１の座標を２つの信号源１１０－１、１１０－２の位置と推定することが可能となる。

【0114】

図７、図８を参照して述べたように、図４のステップＳ７（詳細には、図５のステップＳ２１～Ｓ２３）における信号源位置推定処理において、信号源位置推定部５２は、各センサー装置１０の信号の到来方向推定結果から各到来方向に対応する直線の交点を求めたうえで、その交点のうち、予め閾値ｎとして設定されている本数を超える直線が交わる交点（座標）を信号源１１０の位置として推定するするようになっている。

【0115】

ここで図４に戻って、ステップＳ７以降の処理について説明する。ステップＳ７（詳しくは、図５のステップＳ２１～Ｓ２３）において、監視エリア５内（監視エリア５外でも可）における信号源１１０の位置を推定した後、クラスタリング処理部５３は、その推定した信号源１１０についての当該信号源１１０と各センサー装置１０との間のパス情報Ｐｔのクラスタリング（グループ分け）処理を実施する（ステップＳ８）。

【0116】

ステップＳ８における信号源１１０についてのパス情報Ｐｔのクラスタリング処理について図７を援用して説明する。図７に示す直線及びその交点の算出結果によれば、上述したように、例えば、閾値ｎ（＝３）を超える４本の直線が交わる交点Ｐ１１、Ｐ１２の２点を、例えば、信号源１１０－１、１１０－２の位置として推定可能である。

【0117】

図７に示す交点、及び信号源１１０－１、１１０－２の位置推定結果において、センサー装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４が信号源１１０－１、１１０－２からの信号を受信するときのパス情報Ｐｔは、それぞれ、信号源１１０－１からのパス情報Ｐｔ１１と信号源１１０－２からのパス情報Ｐｔ１２の２つのグループにグループ分けすることができる。本発明では、信号源１１０－１、１１０－２について、各センサー装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４に対するパス情報Ｐｔを、信号源１１０－１からのパス情報Ｐｔ１１と信号源１１０－２からのパス情報Ｐｔ１１とにグループ分けする処理をクラスタリング処理と称している。

【0118】

図４のステップＳ８でのクラスタリング処理において、クラスタリング処理部５３は、ステップＳ７で推定された信号源１１０－１と信号源１１０－２のうち、信号源１１０－１については、交点Ｐ１１で交わる４本の直線に対応するセンサー装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４の受信経路を実線で示すパス情報Ｐｔ１１としてグループ化し、信号源１１０－２については、交点Ｐ１２で交わる４本の直線に対応する上記受信経路を点線で示すパス情報Ｐｔ１２としてグループ化する。さらに、クラスタリング処理部５３は、信号源１１０－１についてグループ化したパス情報Ｐｔ１１と、信号源１１０－２についてグループ化したパス情報Ｐｔ１２を、センサー装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４にそれぞれ対応付ける（紐づける）処理を行う。

【0119】

ステップＳ８におけるクラスタリング処理により生成されるパス情報Ｐｔ（Ｐｔ１１、Ｐｔ１２）は、例えば、図９に示すパス情報管理テーブル５３ａを用いてデータ管理部５１が管理する構成であってもよい。

【0120】

図９に示すように、パス情報管理テーブル５３ａは、各センサー装置１０にそれぞれ対応して、各センサー装置１０の配置位置（位置座標）と、信号源１１０－１からのパス情報Ｐｔ（パス１）、及び信号源１１０－２からのパス情報Ｐｔ（パス２）を格納したデータ構造を有する。

【0121】

パス１としては、図７に示したパス情報Ｐｔ１１が格納され、同じくパス２としてはパス情報Ｐｔ１２が格納されている。パス１、パス２としてのパス情報Ｐｔ１１、Ｐｔ１２は、監視エリア５を模した二次元平面（図１（ｂ）参照）上における、例えば、ｘ軸を０°としたときの各センサー装置１０と信号源１１０－１、または信号源１１０－２をそれぞれ結ぶ直線の角度（例えば、０°から３６０°の範囲）を示す情報（角度情報）である。

【0122】

ステップＳ８でのクラスタリング処理によってパス情報管理テーブル５３ａを生成した後、続いて、障害物検出部５４は、パス情報管理テーブル５３ａに格納されるパス情報Ｐｔに基づいて障害物８を検出する処理を行う（ステップＳ９）。

【0123】

さらに、制御部３０は、上記ステップＳ９での障害物検出処理によって検出された障害物８の存在を報知する処理を実施する（ステップＳ１０）。障害物８の存在を報知する処理（障害物報知処理）は、上述したように、例えば、表示制御部５５により表示部３７に対して障害物監視画像６０（図１（ｂ）参照）を表示することにより行う。

【0124】

ステップＳ１０における障害物報知処理の実行中、例えば、入力部３６での障害物監視処理の終了操作を受け付けることにより、制御部３０は、図４に示す一連の障害物監視処理動作を終了する。

【0125】

図４のステップＳ９における障害物８の検出処理、及びステップＳ１０における障害物報知処理は、詳しくは、図６に示すフローチャートにしたがって実施される。図６において、ステップＳ３１～Ｓ３６は図４のステップＳ９における障害物検出処理に相当し、ステップＳ３７は図４のステップＳ１０における障害物報知処理に相当する。

【0126】

図６に示すように、障害物８の検出処理が開始されると、障害物検出部５４は、パス情報管理テーブル５３ａ（図９参照）から一組目の隣接するセンサー装置１０にそれぞれ対応付けられているパス情報Ｐｔを読み出し、これら一組目の隣接するセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔを比較する（ステップＳ３１）。

【0127】

次いで、障害物検出部５４は、上記ステップＳ３１での比較結果について、一組目の隣接するセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔが図４のステップＳ１で設定した障害物判定条件Ａ、または障害物判定条件Ｂを満足するか否かを判定する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２において、一組目の隣接するセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔが図４のステップＳ１で設定されている障害物判定条件Ａ、または障害物判定条件Ｂを満足しないと判定された場合（ステップＳ３２でＮＯ）、障害物検出部５４は、障害監視画像６０での隣接するセンサー装置１０間を結ぶ辺６１（図１（ｂ）参照）を維持（隣接するセンサー装置１０間に障害物８が存在しないことを示す）したうえで（ステップＳ３３）、ステップＳ３５へ移行する。

【0128】

これに対し、ステップＳ３２において、一組目の隣接するセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔが図４のステップＳ１で設定されている障害物判定条件Ａ、または障害物判定条件Ｂを満足すると判定された場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）、障害物検出部５４は、隣接するセンサー装置１０間を結ぶ辺６１を切断（隣接するセンサー装置１０間に障害物８が存在することを示す）し（ステップＳ３３）、その後、ステップＳ３５へ移行する。

【0129】

ステップＳ３５に移行すると、障害物検出部５４は、全ての組の隣接するセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔの比較が終了したかどうかをチェックする。

【0130】

ここで、全ての組の隣接するセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔの比較が終了していないと判定された場合（ステップＳ３５でＮＯ）、障害物検出部５４は、次の組のセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔの比較を行う（ステップＳ３６）。

【0131】

その後、障害物検出部５４は、ステップＳ３２以降の処理を続行する。この間、ステップＳ３５において全ての組の隣接するセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔの比較が終了したと判定された場合（ステップＳ３５でＹＥＳ）、表示制御部５５は、上記ステップＳ３４の処理で切断された辺６１を、障害物８が存在することを表す形態で強調して表示する処理を実行する（ステップＳ３７）。

【0132】

具体的に、表示制御部５５は、障害物監視画像６０（図１（ｂ）参照）中、網の目６２の構成要素たる辺６１のうち、上記ステップＳ３４の処理で切断された辺６１について、切断されていない辺６１（障害物８の存在が検出されていない辺６１）とは異なる態様で表示するように制御する。

【0133】

一例を挙げると、表示制御部５５は、障害物８の存在が検出されていない辺６１を実線、黒色で表すものとしたとき、障害物８の存在が検出された辺６１については黒以外の色で表示する。また、辺６１を実線、黒色で表示している状態で障害物８の存在が検出された場合、辺６１を黒以外の色や点線で表示する、或いは点滅表示するようにしてもよい。ここで、障害物８の存在報知が可能であるならば、辺６１を上述した態様以外の種々の態様で表示するようにしてもよい。障害物８の存在を報知せしめる辺６１の強調表示の制御は、障害物監視処理の終了操作を受け付けることにより終了する。

【0134】

図６に示す障害物報知制御（図４のステップＳ１０に相当）におけるステップＳ３２、Ｓ３３、Ｓ３４の処理の具体例について、図１０、図１１を参照してより詳しく説明する。

【0135】

図１０は、「隣り合う各センサー装置１０間でパス情報Ｐｔが完全一致していない」とする障害物判定条件Ａが設定されている場合の障害物８の存在判定処理と検出された障害物８の存在を報知する表示制御の例を示す模式図である。図１１は、「隣り合う各センサー装置１０間でパス情報Ｐｔに共通部分が一切ない」とする障害物判定条件Ｂが設定されている場合の障害物８の存在判定処理と検出された障害物８の存在を報知する表示制御の例を示す模式図である。

【0136】

まず、障害物判定条件Ａが設定されている場合の障害物８の存在判定処理について図１０を参照して説明する。図１０において、隣接するセンサー装置１０として、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－２の組、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－３の組、センサー装置１０－２とセンサー装置１０－３の組が例示されている。

【0137】

この中で、センサー装置１０－１に対しては、実線で示すパス情報Ｐｔ１１と点線で示すパス情報Ｐｔ１２の両者が紐づけられている。実線で示すパス情報Ｐｔ１１は、例えば、図７におけるＰ１１の位置に存在する信号源１１０－１からのパス情報Ｐｔに相当し、点線で示すパス情報Ｐｔ２１は、同じく図７のＰ１２の位置に存在する信号源１１０－２からのパス情報Ｐｔに相当する。

【0138】

図１０に示すパス情報Ｐｔの取得下において、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－２間のパス情報Ｐｔを比較すると、パス情報Ｐｔ１１は両者共通であるがパス情報Ｐｔ１２はセンサー装置１０－１のみしか存在しない。すなわち、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－２間のパス情報Ｐｔは完全一致しておらず、障害物判定条件Ａを満足している。

【0139】

よって、この場合には、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－２間の辺６１は切断される（図６のステップＳ３４参照）ことになる。図１０においては、辺６１が切断されたこと、すなわち、障害物８が存在することを点線で表し、かつ、その辺６１上に障害物８が存在することを示す障害物存在指示情報６５としての×印を付加している。

【0140】

次に、センサー装置１０－２とセンサー装置１０－３間のパス情報Ｐｔを比較すると、センサー装置１０－２にはパス情報Ｐｔ１１のみが紐づけられているのに対し、センサー装置１０－２にはパス情報Ｐｔ１１とパス情報Ｐｔ２１の両方が紐づけられている。すなわち、センサー装置１０－２とセンサー装置１０－３間のパス情報Ｐｔは完全一致しておらず、障害物判定条件Ａを満足している。

【0141】

よって、この場合には、センサー装置１０－２とセンサー装置１０－３間の辺６１は切断される（図６のステップＳ３４参照）ことになる。この場合も、辺６１が切断されたこと、すなわち、障害物８が存在することを点線で表し、かつ、その辺６１上に障害物８が存在することを示す障害物存在指示情報６５として×印を付加している。

【0142】

次に、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－３間のパス情報Ｐｔを比較すると、両者ともに、パス情報Ｐｔ１１とパス情報Ｐｔ１２の両方が紐づけられている。すなわち、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－３間のパス情報Ｐｔは完全一致しており、障害物判定条件Ａを満足していない。よって、この場合には、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－３間の辺は切断されず（図６のステップＳ３３参照）ことになる。図１０においては、障害物８が存在しないことを実線で表している。

【0143】

このように、障害物判定条件Ａを用いた障害物８の存在判定処理によれば、隣接するセンサー装置１０間でパス情報Ｐｔが完全一致しないことを条件に障害物８が存在すると判定することによって、障害物８としての判定を比較的容易に容認する、緩い障害物検出機能を実現することができる。

【0144】

続いて、障害物判定条件Ｂが設定されている場合の障害物８の存在判定処理について図１１を参照して説明する。図１１においても、センサー装置１０－１、１０－２、１０－３に紐づけられたパス情報Ｐｔ以外の形態は図１０と同様である。

【0145】

図１１に示すパス情報Ｐｔの取得下において、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－２間のパス情報Ｐｔを比較すると、パス情報Ｐｔ１１は両者共通であるがパス情報Ｐｔ１２はセンサー装置１０－１のみにしか存在してしない。すなわち、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－２間のパス情報Ｐｔには共通した部分としてパス情報Ｐｔ１１が存在し、障害物判定条件Ｂを満足していない。よって、この場合には、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－２間の辺６１は切断されず（図６のステップＳ３３参照）、実線によって表示されている。

【0146】

次に、センサー装置１０－２とセンサー装置１０－３間のパス情報Ｐｔを比較すると、センサー装置１０－２にはパス情報Ｐｔ１１のみが紐づけられている一方、センサー装置１０－３にはパス情報Ｐｔ１２のみが紐づけられている。すなわち、センサー装置１０－２とセンサー装置１０－３間のパス情報Ｐｔは一致する部分が存在せず、障害物判定条件Ｂを満足している。

【0147】

よって、この場合には、センサー装置１０－２とセンサー装置１０－３間の辺６１は切断される（図６のステップＳ３４参照）ことになる。図１１においては、辺６１が切断されたこと、すなわち、障害物８が存在することを点線で表し、かつ、その辺６１上に障害物８が存在することを示す障害物存在指示情報６５として×印を付加している。

【0148】

次に、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－３間のパス情報Ｐｔを比較すると、パス情報Ｐｔ１２は両者共通であるがパス情報Ｐｔ１１はセンサー装置１０－１のみにしか存在していない。すなわち、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－２間のパス情報Ｐｔには共通した部分としてパス情報Ｐｔ１２が存在し、よって、障害物判定条件Ｂを満足していない。この場合には、センサー装置１０－１とセンサー装置１０－２間の辺６１は切断されず（図６のステップＳ３３参照）、実線で表示されている。

【0149】

このように、障害物判定条件Ｂを用いた障害物８の存在判定処理によれば、隣り合うセンサー装置１０間でパス情報Ｐｔに共通部分が一切ないことを条件に障害物８が存在すると判定することで、障害物判定条件Ａを用いる場合に比べて、障害物８としての判定を容易に容認しない、より保守的な障害物検出機能を実現することができる。

【0150】

図１０、図１１に示す態様での障害物判定条件Ａ、Ｂを用いた障害物８の判定と障害物存在指示情報６５を付加する処理は、他の全ての隣接するセンサー装置１０間についても行われる。その結果、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１では、センサー装置１０間を結ぶ網の目６２の集まりよって一つのセンサーネットワーク６３を表す障害物監視画像６０上で、網の目６２の各辺６１上に障害物存在指示情報６５（×印等）を表示することにより、当該辺６１の近辺に障害物８が存在することをユーザに対して明示することが可能となる。

【0151】

上述したように、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１は、監視エリア５を網羅するように分散配置され、それぞれの配置位置で到来する信号の信号到来方向を推定する複数のセンサー装置１０と、全てのセンサー装置１０の信号到来方向の推定結果を解析して信号源１１０の位置を推定する信号源位置推定部５２と、信号源位置推定部５２により位置が推定された信号源１１０について、信号源１１０から各々のセンサー装置１０へのパス情報Ｐｔをグループに分けて各々のセンサー装置１０に紐づけるクラスタリング処理を行うクラスタリング処理部５３と、全てのセンサー装置１０のうちの隣り合うセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔを比較し、パス情報Ｐｔの比較結果に基づいて隣り合うセンサー装置１０間の領域に電波伝搬の障害となる障害物８が存在すること検出する障害物検出部５４と、障害物検出部５４により検出された障害物８の存在を、障害物８の存在が検出された領域に関連付けて報知する障害物報知手段と、を具備する構成である。

【0152】

この構成により、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１は、センサーネットワークを構成する複数のセンサー装置１０で受信した信号の到来方向を解析することで複数の信号源１１０の位置を同時に推定することができる。そのうえで、各信号源１１０の位置推定情報を用いたクラスタリング処理により障害物８を発見することができ、さらには、障害物８の報知により、障害物８により電波の伝搬が行われていない領域を容易に把握することができる。これにより、現在可能な伝搬経路を限定することができ、無効となる送受信を前もって回避することで、次世代通信技術の実現に向けてより効率のよい電波利用の実現が可能となる。

【0153】

また、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１において、信号源位置推定部５２は、全てのセンサー装置１０について、センサー装置１０で推定された信号到来方向に沿った直線をそれぞれ算出し、直線が交差する交点の座標を信号源１１０の位置の候補として選出し、信号源１１０の位置の候補として選出された交点のうちの、予め設定した閾値ｎを超える数の直線が交差する交点を信号源１１０の位置として推定する構成を有する。

【0154】

この構成により、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１は、複数のセンサー装置１０で受信した信号の到来方向の解析処理において、それぞれの信号の到来方向に沿った直線とそれらの直線の交点を算出する処理を経て、複数の信号源１１０の位置を同時にしかも容易に推定することが可能となる。

【0155】

また、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１は、障害物８を判定する障害物判定条件を設定する監視条件設定部４１をさらに有し、障害物検出部５４は、隣り合うセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔが障害物判定条件を満足する場合に障害物８が存在すると判定する構成である。

【0156】

この構成により、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１は、隣り合うセンサー装置１０間の同一の信号源１１０からのパス情報Ｐｔが不一致となる要件を障害物判定条件として設定することで、その障害物判定条件を満足する場合に、両センサー装置１０間の領域に障害物が存在することを容易に検出することができる。

【0157】

また、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１において、監視条件設定部４１は、障害物判定条件として、隣り合うセンサー装置１０間でパス情報Ｐｔが完全一致しないことを条件とする障害物判定条件Ａ、または、隣り合うセンサー装置１０間でパス情報Ｐｔに共通部分が一切ないことを条件とする障害物判定条件Ｂを設定する構成を有している。

【0158】

この構成により、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１は、障害物判定条件Ａを用い、隣り合うセンサー装置１０間でパス情報Ｐｔが完全一致しないことを条件に障害物８が存在すると判定することで、障害物８としての判定を比較的容易に容認する、緩い障害物検出機能を実現することができる。また、障害物判定条件Ｂを用い、隣り合うセンサー装置１０間でパス情報Ｐｔに共通部分が一切ないことを条件に障害物８が存在すると判定することで、障害物判定条件Ａを用いる場合に比べて、障害物８としての判定を容易に容認しない、より保守的な障害物検出機能を実現することができる。

【0159】

また、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１は、クラスタリング処理部５３により各々のセンサー装置１０に対して紐づけられたパス情報Ｐｔを管理するパス情報管理テーブル５３ａをさらに有している。

【0160】

この構成により、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１は、クラスタリング処理の結果、各センサー装置１０に対して紐づけられるパス情報Ｐｔの管理を容易に実現でき、その後の障害物検出処理も円滑に進めることができる。

【0161】

また、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１において、障害物報知手段は、監視エリア５におけるセンサー装置１０の配置態様を模した２次元平面上のセンサー装置１０に対応するセンサーオブジェクトＳｏを辺６１で結んだ障害物監視画像６０を表示する表示制御部５５により構成され、辺６１の表示態様に応じて障害物８の存在を報知する構成を有している。

【0162】

この構成により、本実施形態に係るセンサーネットワークシステム１は、障害物８の存在が検出されたときの隣り合うセンサー装置１０間を結ぶ辺６１の表示態様を、障害物８が存在していないときとは異なる表示態様に変更する等により、障害物８が存在する領域を明確かつ容易に判別することができる。

【0163】

また、本実施形態に係る障害物検出方法は、上述した構成を有するセンサーネットワークシステム１を用い、監視エリア５に分散配置された複数のセンサー装置１０のうちの隣り合うセンサー装置１０間の領域に存在する電波伝搬を阻害する障害物８を検出する障害物検出方法であって、全てのセンサー装置１０の信号到来方向の推定結果を解析して信号源１１０の位置を推定する信号源位置推定ステップ（Ｓ７）と、信号源位置推定ステップで位置が推定された信号源１１０について、信号源１１０から各々のセンサー装置へのパス情報Ｐｔをグループに分けて各々のセンサー装置１０に紐づけるクラスタリング処理ステップ（Ｓ８）と、全てのセンサー装置１０のうちの隣り合うセンサー装置１０間のパス情報Ｐｔを比較し、パス情報Ｐｔの比較結果に基づいて隣り合うセンサー装置１０間の領域に障害物８が存在すること検出する障害物検出ステップ（Ｓ９）と、障害物検出ステップで検出された障害物８の存在を、障害物８の存在が検出された領域に関連付けて報知する障害物報知ステップ（Ｓ１０）と、を含むことを特徴とする。

【0164】

この構成により、本実施形態に係る障害物検出方法は、上記構成を有するセンサーネットワークシステム１に適用することにより、複数のセンサー装置１０で受信した信号の到来方向を解析することで複数の信号源１１０の位置を同時に推定することができる。そのうえで、各信号源１１０の位置推定情報を用いたクラスタリング処理により障害物８を発見することができ、さらには、障害物８の報知により、障害物８により電波の伝搬が行われていない領域を容易に把握することができる。これにより、現在可能な伝搬経路を限定することができ、無効となる送受信を前もって回避することで、次世代通信技術の実現に向けてより効率のよい電波利用の実現が可能となる。

【0165】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであり、本発明を限定するために記載されたものではない。上述した実施形態に開示された各要素については本発明の技術的範囲内での種々の変形、あるいは応用が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0166】

以上のように、本発明は、障害物により電波の伝搬が行われていない領域を容易に把握でき、次世代通信技術の開発に有用なより効率的な無線環境の把握を可能であるという効果を奏し、複数のセンサー装置を分散配置したセンサーネットワークシステム、及び障害物検出方法全般に有用である。

【符号の説明】

【0167】

１ センサーネットワークシステム
５ 監視エリア（所定のエリア）
８ 障害物
１０、１０－１、１０－２、１０－３、１０－４、１０－５、１０－６、１０－７ 電波状況モニタリング装置（センサー装置）
１１ アンテナ装置
１２ 周波数変換部
１３ ＡＤ変換部
１４ 信号分離部
１５ 到来方向推定処理部
１６ 信号解析部
１７、３４ 外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）部
３０ 制御部
３５ データベース
３６ 入力部
３７ 表示部
４０ 装置制御部
４１ 監視条件設定部（設定手段）
４２ 通信制御部
４３ アンテナ制御部
５０ データ制御部
５１ データ管理部
５２ 信号源位置推定部（信号源位置推定手段）
５３ クラスタリング処理部（クラスタリング処理手段）
５３ａ パス情報管理テーブル
５４ 障害物検出部（障害物検出手段）
５５ 表示制御部（障害物報知手段）
６０ 障害物監視画像
６１ 辺
６２ 網の目
６３ センサーネットワーク
１１０、１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４ 信号源
Ｓｏ センサーオブジェクト
Ｐｔ パス情報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】