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技術 センサ制御装置、センサ制御方法及びプログラム

出願人 オムロン株式会社
発明者 三角修一吉川泰司大和哲二
出願日 2018年3月14日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2018-047261
公開日 2019年9月19日 (5ヶ月経過) 公開番号 2019-161511
状態 特許登録済
技術分野 小規模ネットワーク(3)ループ,バス以外 検索装置 広域データ交換
主要キーワード センサ制御モジュール 仮想センサ 都市交通 降雨センサ センサ制御装置 高速サンプリング イベント検知 環境計測
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

解決手段

複数のセンサに含まれる少なくとも2以上のセンサの各々は、処理モジュールへデータを送信する。処理モジュールは、複数のデータに基づいてイベントの発生を検知する。センサ制御装置は、判定部と、センサ制御部とを備える。判定部は、いずれかのセンサによる検知結果が所定条件を満たすか否かを判定する。センサ制御部は、検知結果が所定条件を満たすと判定された場合に、情報量の大きいデータを処理モジュールへ送信するように、上記2以上のセンサに含まれる他のセンサを制御する。

概要

背景

特開2017−182596号公報(特許文献1)は、データ収集分析プラットフォームを開示する。このデータ収集分析プラットフォームにおいては、ネットワークに接続された種々のセンサからセンシングデータ収集され、収集されたセンシングデータに基づいて分析が行なわれる(特許文献1参照)。

概要

イベント検知高精度化、及び、通信トラフィックの低減を両立可能なセンサ制御装置センサ制御方法及びプログラムを提供する。複数のセンサに含まれる少なくとも2以上のセンサの各々は、処理モジュールへデータを送信する。処理モジュールは、複数のデータに基づいてイベントの発生を検知する。センサ制御装置は、判定部と、センサ制御部とを備える。判定部は、いずれかのセンサによる検知結果が所定条件を満たすか否かを判定する。センサ制御部は、検知結果が所定条件を満たすと判定された場合に、情報量の大きいデータを処理モジュールへ送信するように、上記2以上のセンサに含まれる他のセンサを制御する。

目的

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、イベント検知の高精度化、及び、通信トラフィックの低減を両立可能なセンサ制御装置、センサ制御方法及びプログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数のセンサの各々を制御するセンサ制御装置であって、前記複数のセンサに含まれる少なくとも2以上のセンサの各々は、処理モジュールセンシングデータを送信し、前記処理モジュールは、受信された複数のセンシングデータに基づいてイベントの発生を検知し、前記センサ制御装置は、前記2以上のセンサに含まれるいずれかのセンサによる検知結果が、前記イベントが発生している可能性が高いことを示す所定条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記検知結果が前記所定条件を満たすと判定された場合に、前記検知結果が前記所定条件を満たさないと判定された場合よりも、情報量の大きいセンシングデータを前記処理モジュールへ送信するように、前記2以上のセンサに含まれる他のセンサを制御するセンサ制御部とを備える、センサ制御装置。

請求項2

前記判定部は、前記複数のセンサから一部のセンサを抽出し、前記一部のセンサは、検知結果が前記所定条件を満たすと判定されたセンサと、共通の前記処理モジュールへセンシングデータを送信し、前記センサ制御部は、前記検知結果が前記所定条件を満たすと判定された場合に、前記検知結果が前記所定条件を満たさないと判定された場合よりも、情報量の大きいセンシングデータを前記処理モジュールへ送信するように、前記判定部によって抽出されたセンサを制御する、請求項1に記載のセンサ制御装置。

請求項3

前記判定部は、各々が共通の前記処理モジュールへセンシングデータを送信する複数のセンサを互いに関連付けるメタデータを参照することによって、前記複数のセンサからセンサを抽出する、請求項2に記載のセンサ制御装置。

請求項4

前記処理モジュールと、前記処理モジュールへセンシングデータを送信するセンサとによって仮想センサが形成される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のセンサ制御装置。

請求項5

前記処理モジュールは、複数の入力チャネルの各々に入力される時系列データに基づいて、前記イベントの発生を検知するとともに尤度を算出する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のセンサ制御装置。

請求項6

複数のセンサの各々を制御するセンサ制御方法であって、前記複数のセンサに含まれる少なくとも2以上のセンサの各々は、処理モジュールへセンシングデータを送信し、前記処理モジュールは、受信された複数のセンシングデータに基づいてイベントの発生を検知し、前記センサ制御方法は、前記2以上のセンサに含まれるいずれかのセンサによる検知結果が、前記イベントが発生している可能性が高いことを示す所定条件を満たすか否かを判定するステップと、前記検知結果が前記所定条件を満たすと判定された場合に、前記検知結果が前記所定条件を満たさないと判定された場合よりも、情報量の大きいセンシングデータを前記処理モジュールへ送信するように、前記2以上のセンサに含まれる他のセンサを制御するステップとを含む、センサ制御方法。

請求項7

複数のセンサの各々を制御する処理をコンピュータに実行させるように構成されたプログラムであって、前記複数のセンサに含まれる少なくとも2以上のセンサの各々は、処理モジュールへセンシングデータを送信し、前記処理モジュールは、受信された複数のセンシングデータに基づいてイベントの発生を検知し、前記プログラムは、前記2以上のセンサに含まれるいずれかのセンサによる検知結果が、前記イベントが発生している可能性が高いことを示す所定条件を満たすか否かを判定するステップと、前記検知結果が前記所定条件を満たすと判定された場合に、前記検知結果が前記所定条件を満たさないと判定された場合よりも、情報量の大きいセンシングデータを前記処理モジュールへ送信するように、前記2以上のセンサに含まれる他のセンサを制御するステップとを前記コンピュータに実行させるように構成されている、プログラム。

技術分野

0001

本発明は、センサ制御装置センサ制御方法及びプログラムに関する。

背景技術

0002

特開2017−182596号公報(特許文献1)は、データ収集分析プラットフォームを開示する。このデータ収集分析プラットフォームにおいては、ネットワークに接続された種々のセンサからセンシングデータ収集され、収集されたセンシングデータに基づいて分析が行なわれる(特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2017−182596号公報

発明が解決しようとする課題

0004

たとえば、上記特許文献1に開示されているような、ネットワークに接続された種々のセンサからセンシングデータを収集するシステムにおいて、収集されたセンシングデータに基づいて特定のイベントが発生したか否かを検知することが考えられる。たとえば、処理モジュールが、収集された複数のセンシングデータに基づいてイベントの発生を検知する。このような場合に、各センサが高速サンプリングを行ない、全てのセンシングデータが収集されると、処理モジュールは、イベントの発生検知を高精度に行なうことができる。

0005

しかしながら、各センサが高速サンプリングを行なった場合に、多量のセンシングデータが処理モジュールへ送信されると、各センサから処理モジュールへ送信されるデータ量(通信トラフィック)が大きくなる。一方、各センサから処理モジュールへ少量のセンシングデータしか送信されないと、イベント発生検知精度が低下する。

0006

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、イベント検知高精度化、及び、通信トラフィックの低減を両立可能なセンサ制御装置、センサ制御方法及びプログラムを提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明のある局面に従うセンサ制御装置は、複数のセンサの各々を制御する。複数のセンサに含まれる少なくとも2以上のセンサの各々は、処理モジュールへセンシングデータを送信する。処理モジュールは、受信された複数のセンシングデータに基づいてイベントの発生を検知する。センサ制御装置は、判定部と、センサ制御部とを備える。判定部は、上記2以上のセンサに含まれるいずれかのセンサによる検知結果が、上記イベントが発生している可能性が高いことを示す所定条件を満たすか否かを判定する。センサ制御部は、検知結果が所定条件を満たすと判定された場合に、検知結果が所定条件を満たさないと判定された場合よりも、情報量の大きいセンシングデータを処理モジュールへ送信するように、上記2以上のセンサに含まれる他のセンサを制御する。

0008

このセンサ制御装置によれば、処理モジュールへセンシングデータを送信する2以上のセンサのいずれかによって上記イベントが発生している可能性が高いことが検知された場合に、上記2以上のセンサに含まれる他のセンサによって、通常(検知結果が所定条件を満たさない場合)よりも情報量の大きいセンシングデータが処理モジュールへ送信される。すなわち、このセンサ制御装置によれば、上記イベントが発生している可能性が高い場合には、情報量の大きい(多くの)センシングデータに基づいてイベントの発生が高精度に検知される一方、上記イベントが発生している可能性が低い場合には、各センサから処理モジュールへ送信されるデータ量(情報量)が抑制される。したがって、このセンサ制御装置によれば、イベント検知の高精度化、及び、通信トラフィックの低減を両立することができる。

0009

また、上記センサ制御装置において、判定部は、複数のセンサから一部のセンサを抽出する。判定部によって抽出される一部のセンサは、検知結果が所定条件を満たすと判定されたセンサと、共通の処理モジュールへセンシングデータを送信する。センサ制御部は、検知結果が所定条件を満たすと判定された場合に、検知結果が所定条件を満たさないと判定された場合よりも、情報量の大きいセンシングデータを処理モジュールへ送信するように、判定部によって抽出されたセンサを制御してもよい。

0010

このセンサ制御装置によれば、検知結果が所定条件を満たすと判定されたセンサと、共通の処理モジュールへセンシングデータを送信する他のセンサが判定部によって抽出され、検知結果が所定条件を満たした場合に、判定部によって抽出されたセンサから処理モジュールへ通常よりも情報量の大きいセンシングデータが送信される。したがって、このセンサ制御装置によれば、検知結果が所定条件を満たした場合に、適切なセンサからのデータ送信量を増やすことができる。

0011

また、上記センサ制御装置において、判定部は、各々が共通の処理モジュールへセンシングデータを送信する複数のセンサを互いに関連付けるメタデータを参照することによって、複数のセンサからセンサを抽出してもよい。

0012

このセンサ制御装置においては、メタデータを参照することによって、各々が共通の処理モジュールへセンシングデータを出力する複数のセンサが抽出される。すなわち、このセンサ制御装置によれば、メタデータを参照するだけで、各々が共通の処理モジュールへセンシングデータを送信する複数のセンサを抽出することができる。

0013

また、処理モジュールと、該処理モジュールへセンシングデータを送信するセンサとによって仮想センサが形成されてもよい。

0014

また、処理モジュールは、複数の入力チャネルの各々に入力される時系列データに基づいて、イベントの発生を検知するとともに尤度を算出してもよい。

0015

このセンサ制御装置においては、処理モジュールが時系列データに基づいてイベントの発生等を検知する。したがって、このセンサ制御装置によれば、センサ制御装置の制御に従って処理モジュールへ実センサから大量のデータが入力された場合に、時系列における前後のタイミングのデータと大きく異なるデータがノイズとみなされるため、ノイズに起因する誤検知を抑制することができる。

0016

本発明の別の局面に従うセンサ制御方法は、複数のセンサの各々を制御する。複数のセンサに含まれる少なくとも2以上のセンサの各々は、処理モジュールへセンシングデータを送信する。処理モジュールは、受信された複数のセンシングデータに基づいてイベントの発生を検知する。センサ制御方法は、上記2以上のセンサに含まれるいずれかのセンサによる検知結果が、上記イベントが発生している可能性が高いことを示す所定条件を満たすか否かを判定するステップと、検知結果が所定条件を満たすと判定された場合に、検知結果が所定条件を満たさないと判定された場合よりも、情報量の大きいセンシングデータを処理モジュールへ送信するように、上記2以上のセンサに含まれる他のセンサを制御するステップとを含む。

0017

このセンサ制御方法によれば、処理モジュールへセンシングデータを送信する2以上のセンサのいずれかによって上記イベントが発生している可能性が高いことが検知された場合に、上記2以上のセンサに含まれる他のセンサによって、通常(検知結果が所定条件を満たさない場合)よりも情報量の大きいセンシングデータが処理モジュールへ送信される。すなわち、このセンサ制御方法によれば、上記イベントが発生している可能性が高い場合には、情報量の大きいセンシングデータに基づいてイベントの発生が高精度に検知される一方、上記イベントが発生している可能性が低い場合には、各センサから処理モジュールへ送信されるデータ量が抑制される。したがって、このセンサ制御方法によれば、イベント検知の高精度化、及び、通信トラフィックの低減を両立することができる。

0018

本発明の別の局面に従うプログラムは、複数のセンサの各々を制御する処理をコンピュータに実行させるように構成されている。複数のセンサに含まれる少なくとも2以上のセンサの各々は、処理モジュールへセンシングデータを送信する。処理モジュールは、受信された複数のセンシングデータに基づいてイベントの発生を検知する。プログラムは、2以上のセンサに含まれるいずれかのセンサによる検知結果が、上記イベントが発生している可能性が高いことを示す所定条件を満たすか否かを判定するステップと、検知結果が所定条件を満たすと判定された場合に、検知結果が所定条件を満たさないと判定された場合よりも、情報量の大きいセンシングデータを処理モジュールへ送信するように、上記2以上のセンサに含まれる他のセンサを制御するステップとをコンピュータに実行させるように構成されている。

0019

このプログラムがコンピュータによって実行されると、処理モジュールへセンシングデータを送信する2以上のセンサのいずれかによって上記イベントが発生している可能性が高いことが検知された場合に、上記2以上のセンサに含まれる他のセンサによって、通常(検知結果が所定条件を満たさない場合)よりも情報量の大きいセンシングデータが処理モジュールへ送信される。すなわち、このプログラムによれば、上記イベントが発生している可能性が高い場合には、情報量の大きいセンシングデータに基づいてイベントの発生が高精度に検知される一方、上記イベントが発生している可能性が低い場合には、各センサから処理モジュールへ送信されるデータ量が抑制される。したがって、このプログラムによれば、イベント検知の高精度化、及び、通信トラフィックの低減を両立することができる。

発明の効果

0020

本発明によれば、イベント検知の高精度化、及び、通信トラフィックの低減を両立可能なセンサ制御装置、センサ制御方法及びプログラムを提供することができる。

図面の簡単な説明

0021

実施の形態1における、センサ制御装置の概要を説明するための図である。
実施の形態1における、センサネットワークシステムの一例を示す図である。
実施の形態1における、仮想センサ管理サーバハードウェア構成の一例を示す図である。
実施の形態1における、仮想センサ管理サーバのソフトウェア構成の一例を示す図である。
各実センサの検知結果が所定条件を満たしているにも拘わらず、処理モジュールがイベントの発生を検知できない仮の例を説明するための図である。
実施の形態1における、各実センサから処理モジュールへ送信されるデータ量の変化の一例を示す図である。
メタデータDBの一例を示す図である。
イベント検知動作の一例を示すフローチャートである。
実施の形態2における、センサ制御装置の概要を説明するための図である。
実施の形態2における、センサネットワークシステムの一例を示す図である。
実施の形態2における、仮想センサ管理サーバのハードウェア構成の一例を示す図である。
実施の形態2における、仮想センサ管理サーバのソフトウェア構成の一例を示す図である。
実施の形態2における、イベント検知動作の一例を示す図である。

実施例

0022

以下、本発明の一側面に係る実施の形態(以下、「本実施の形態」とも称する。)について、図面を用いて詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下で説明する本実施の形態は、あらゆる点において本発明の例示にすぎない。本実施の形態は、本発明の範囲内において、種々の改良や変更が可能である。すなわち、本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じて具体的構成を適宜採用することができる。

0023

[1.実施の形態1]
<1−1.概要>
図1は、本実施の形態1に従うセンサ制御装置(モジュール)120の概要を説明するための図である。図1に示されるように、処理モジュール110は複数の入力ポート(入力チャネル)を有し、各入力ポートには実センサ12(センサの一例)によって出力されたセンシングデータが入力される。なお、各実センサ12と、処理モジュール110とは、たとえば、インターネットを介して通信可能である。

0024

処理モジュール110は、受信された複数のセンシングデータに基づいてイベントの発生を検知し、検知結果を出力するように構成されている。すなわち、処理モジュール110と、処理モジュール110へセンシングデータを出力する実センサ12(入力センサ)とによって、いわゆる仮想センサが形成される。

0025

仮想センサとは、入力センサが対象を観測することによって生成されたセンシングデータに基づいて、入力センサによって観測された対象とは異なる対象の観測結果(たとえば、イベントの発生有無)をセンシングデータとして出力するセンサモジュールである。仮想センサについては、後程詳しく説明する。

0026

このような場合に、各実センサ12がセンシングデータの高速サンプリングを行ない、全てのセンシングデータが処理モジュール110へ送信されると、処理モジュール110は、多数の(情報量の大きい)センシングデータに基づいて、イベントの発生検知を高精度に行なうことができる。

0027

しかしながら、各実センサ12がセンシングデータの高速サンプリングを行なった場合に、多量(たとえば、全て)のセンシングデータが処理モジュール110へ送信されると、各実センサ12から処理モジュール110へ送信されるデータ量(通信トラフィック)が大きくなる。一方、各実センサ12から処理モジュール110へ少量のセンシングデータしか送信されないと、イベント発生の検知精度が低下する。

0028

本実施の形態1に従うセンサ制御装置120においては、たとえば、実センサ12A,12Bのいずれかによる検知結果が、イベントが発生している可能性が高いことを示す所定条件を満たすか否かが判定される。そして、センサ制御装置120は、検知結果が所定条件を満たすと判定された場合に、検知結果が所定条件を満たさないと判定された場合よりも、情報量の大きいセンシングデータ(たとえば、サンプリング周波数が高い、及び/又は、量子化ビット数が大きい)を処理モジュール110へ送信するように、実センサ12A,12Bのうちの他方の実センサを制御する。たとえば、実センサ12Aによる検知結果が所定条件を満たすと判定された場合に、センサ制御装置120は、通常よりも情報量の大きいセンシングデータを送信するように実センサ12Bを制御する。

0029

このセンサ制御装置120によれば、イベントが発生している可能性が高い場合には、情報量の大きいセンシングデータに基づいてイベントの発生が高精度に検知される一方、イベントが発生している可能性が低い場合には、各実センサ12から処理モジュール110へ送信されるデータ量が抑制される。したがって、このセンサ制御装置120によれば、イベント検知の高精度化、及び、通信トラフィックの低減を両立することができる。

0030

<1−2.構成>
(1−2−1.システム全体の構成)
図2は、本実施の形態1に従うセンサ制御モジュール(装置)120を含むセンサネットワークシステム10の一例を示す図である。図2の例では、センサネットワークシステム10は、センサネットワーク部14と、仮想センサ管理サーバ100と、アプリケーションサーバ300とを含む。

0031

センサネットワーク部14、仮想センサ管理サーバ100及びアプリケーションサーバ300は、インターネット15を介して相互に通信可能に接続されている。なお、センサネットワークシステム10に含まれる各構成要素(仮想センサ管理サーバ100、アプリケーションサーバ300、センサネットワークアダプタ11及び実センサ12等)の数は、図2に示されるものに限定されない。

0032

センサネットワークシステム10においては、実センサ12等によって生成されたセンシングデータが流通可能である。たとえば、実センサ12によって生成されたセンシングデータは仮想センサ管理サーバ100に流通し得るし、仮想センサによって生成されたセンシングデータはアプリケーションサーバ300に流通し得る。

0033

センサネットワーク部14は、たとえば、複数のセンサネットワークアダプタ11を含む。複数のセンサネットワークアダプタ11の各々には複数の実センサ12が接続されており、各実センサ12はセンサネットワークアダプタ11を介してインターネット15に接続されている。

0034

実センサ12は、対象を観測することによってセンシングデータを得るように構成されている。実センサ12は、たとえば、画像センサカメラ)、温度センサ湿度センサ照度センサ力センサ音センサRFID(Radio Frequency IDentification)センサ、赤外線センサ姿勢センサ降雨センサ放射能センサ及びガスセンサ等である。また、実センサ12は、必ずしも固設型である必要はなく、携帯電話スマートフォン及びタブレット等の移動型であってもよい。また、各実センサ12は、必ずしも単一のセンサで構成されている必要はなく、複数のセンサによって構成されていてもよい。また、実センサ12は、どのような目的で設置されていてもよく、たとえば、工場におけるFA(Factory Automation)及び生産管理都市交通制御、気象等の環境計測ヘルスケア並びに防犯等のために設置されていてもよい。

0035

各実センサ12は、たとえば、高速サンプリングによってセンシングデータを生成するように構成されている。各実センサ12において、生成されたセンシングデータの全ては、一旦バッファされる。バッファされているセンシングデータは、古いものから順次削除される。すなわち、各実センサ12においては、常時一定期間において高速サンプリングされたセンシングデータがバッファされている。各実センサ12は、バッファされているセンシングデータの全てを仮想センサ管理サーバ100等に送信することもできるし、バッファされているセンシングデータの一部のみを仮想センサ管理サーバ100等に送信することもできる。

0036

センサネットワーク部14において、たとえば、各センサネットワークアダプタ11は別々の(遠い)場所に配置され、各センサネットワークアダプタ11に接続される各実センサ12は同一の(近い)場所に配置されるが、これらの配置場所はこれに限定されない。

0037

各アプリケーションサーバ300(300A,300B)は、センシングデータを利用するアプリケーションを実行するように構成されており、たとえば、汎用のコンピュータによって実現されている。アプリケーションサーバ300は、インターネット15を介して必要なセンシングデータを取得する。

0038

仮想センサ管理サーバ100は、仮想センサを実現するためのサーバである。仮想センサ管理サーバ100においては、複数の処理モジュール110と、センサ制御モジュール120とが実現されるとともに、メタデータDB(database)130が管理される。複数の処理モジュール110及びセンサ制御モジュール120の各々は、たとえば、ソフトウェアモジュールである。

0039

処理モジュール110は、複数の入力ポート(入力チャネル)を含み、各入力ポートに入力されるセンシングデータに基づいて、イベントの発生を検知するように構成されている。処理モジュール110は、必要に応じて入力ポートへセンシングデータを出力する実センサ12を切り替え可能である。たとえば、現在入力ポートにセンシングデータを出力している実センサ12が故障した場合に、処理モジュール110は、入力センサを他の実センサ12に切り替えることができる。

0040

処理モジュール110は、たとえば、電力センサによって出力されるセンシングデータ(家庭における電力使用量を示す。)と、気圧センサによって出力されるセンシングデータ(室内の気圧を示す。)とに基づいて、室内における換気扇の使用の有無を判定し、該判定結果を出力するように構成されてもよい。この場合には、処理モジュール110と、実センサ12(電力センサ及び気圧センサ)とによって、換気扇の使用というイベントの発生を検知する仮想センサを実現することができる。

0041

センサ制御モジュール120は、センサネットワーク部14に含まれる各実センサ12から処理モジュール110へのセンシングデータの送信を制御するように構成されている。メタデータDB130は、各実センサ12と、各処理モジュール110との関係を示すメタデータを管理するように構成されている。センサ制御モジュール120及びメタデータDB130の詳細については後程説明する。

0042

(1−2−2.仮想センサ管理サーバのハードウェア構成)
図3は、仮想センサ管理サーバ100のハードウェア構成の一例を示す図である。なお、本実施の形態1において、仮想センサ管理サーバ100は、たとえば、汎用コンピュータによって実現される。

0043

図3の例では、仮想センサ管理サーバ100は、制御部180と、通信I/F(interface)195と、記憶部190とを含み、各構成は、バス197を介して電気的に接続されている。

0044

制御部180は、CPU(Central Processing Unit)182、RAM(Random Access Memory)184及びROM(Read Only Memory)186等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御を行なうように構成されている。

0045

通信I/F195は、インターネット15を介して、仮想センサ管理サーバ100の外部に設けられた外部装置(たとえば、アプリケーションサーバ300及びセンサネットワーク部14(図2))と通信するように構成されている。通信I/F195は、たとえば、有線LAN(Local Area Network)モジュールや無線LANモジュールで構成される。

0046

記憶部190は、たとえば、ハードディスクドライブソリッドステートドライブ等の補助記憶装置である。記憶部190は、たとえば、メタデータDB130と、制御プログラム191とを記憶するように構成されている。

0047

制御プログラム191は、制御部180によって実行される仮想センサ管理サーバ100の制御プログラムである。たとえば、制御部180が制御プログラム191を実行することによって、各処理モジュール110及びセンサ制御モジュール120が実現されてもよい。制御部180が制御プログラム191を実行する場合に、制御プログラム191は、RAM184に展開される。そして、制御部180は、RAM184に展開された制御プログラム191をCPU182によって解釈及び実行することにより、各構成要素を制御する。なお、メタデータDB130については、後程詳しく説明する。

0048

(1−2−3.仮想センサ管理サーバのソフトウェア構成)
図4は、仮想センサ管理サーバ100のソフトウェア構成の一例を示す図である。図4の例では、処理モジュール110及びセンサ制御モジュール120の各々が制御部180によって実現される。

0049

上述のように、処理モジュール110は、各実センサ12(12C,12D,12E)から入力されるセンシングデータに基づいて、イベントの発生を検知する。なお、実センサ12Fによって出力されるセンシングデータは、たとえば、別の処理モジュール110へ入力される。たとえば、処理モジュール110は、所定時間内に、実センサ12Cの検知結果が所定条件C1を満たし、かつ、実センサ12Dの検知結果が所定条件C2を満たし、かつ、実センサ12Eの検知結果が所定条件C3を満たす場合に、イベントの発生を検知する。

0050

各実センサ12は、基本的には、バッファしているセンシングデータのうち一部のセンシングデータを処理モジュール110へ送信する。すなわち、各実センサ12がセンシングデータを生成するサンプリング周波数よりも低いサンプリング周波数のセンシングデータが処理モジュール110へ送信される。これにより、各実センサ12と処理モジュール110との間の通信トラフィックを抑制することができる。一方、仮に、各実センサ12が、常時、バッファしているセンシングデータのうち一部(少量)のセンシングデータしか処理モジュール110へ送信しないとする。この場合には、各実センサ12から送信されるセンシングデータ次第で、各実センサ12の検知結果が所定条件を満たしているにも拘わらず、処理モジュール110がイベントの発生を検知できないという事態が生じ得る。

0051

図5は、各実センサ12の検知結果が所定条件を満たしているにも拘わらず、処理モジュール110がイベントの発生を検知できない仮の例を説明するための図である。図5を参照して、横軸は時間を示し、縦軸はセンサS1,S3,S4(実センサ12)の各々の検知結果を示す。なお、センサS1,S3,S4は、後述の図7におけるセンサS1,S3,S4にそれぞれ対応しており、それぞれ実センサ12C,12D,12Eに対応する。

0052

各センサの検知結果のうち、各プロット(たとえば、D1,D2)に対応するセンシングデータが各センサ(実センサ12)から処理モジュール110へ送信される。この仮の例においては、各実センサ12が、常時、バッファしているセンシングデータのうち一部(少量)のセンシングデータしか処理モジュール110へ送信しない。

0053

なお、センサS1の検知結果が所定値Th1を下回った場合に、所定条件C1が満たされる。センサS3の検知結果が所定値Th3を上回った場合に、所定条件C2が満たされる。センサS4の検知結果が所定値Th4を上回った場合に、所定条件C3が満たされる。たとえば、処理モジュール110は、所定時間内に所定条件C1,C2,C3が満たされた場合に、イベントが発生したものとみなす

0054

たとえば、時刻t1においては、センサS4の検知結果は所定値Th4を上回るものの、センサS1,S3の各々の検知結果は所定条件C1,C2をそれぞれ満たさない。したがって、処理モジュール110は、イベントの発生を検知しない。この場合には、時刻t1の前後を含む所定時間内においても、センサS1,S3の各々の検知結果は所定条件C1,C2をそれぞれ満たさないため、処理モジュール110の検知結果は妥当だといえる。

0055

一方、時刻t2においても、センサS4の検知結果は所定値Th4を上回るものの、センサS1,S3の各々の検知結果は所定条件C1,C2をそれぞれ満たさない。したがって、処理モジュール110は、イベントの発生を検知しない。しかしながら、この場合には、時刻t2の前後を含む所定時間内において、センサS1,S3の各々の検知結果は、所定条件C1,C2をそれぞれ満たす。すなわち、この場合に、本来、処理モジュール110は、イベントの発生を検知すべきである。

0056

再び図4を参照して、このような事態を回避するために、本実施の形態1において、センサ制御モジュール120は、各実センサ12が処理モジュール110へ送信するデータ量を調整するための処理を実行する。具体的には、センサ制御モジュール120は、イベントが発生している可能性が高い場合に、通常よりも情報量の大きい(サンプリング周波数の高い)センシングデータを処理モジュール110へ送信するように実センサ12を制御する。

0057

図6は、本実施の形態1における、各実センサ12から処理モジュール110へ送信されるデータ量の変化の一例を示す図である。図6を参照して、図面の各軸や各プロットの意味等は、図5と同様である。

0058

本実施の形態1においては、時刻t12において、センサS4の検知結果が所定値Th4を上回る(イベントが発生している可能性が高い)ことが検知されると、センサ制御モジュール120(図4)は、通常よりも多くのセンシングデータ(たとえば、バッファされている全てのセンシングデータ)を処理モジュール110へ送信するようにセンサS1,S3を制御する。この場合には、時刻t12の前後を含む所定時間内(時刻t11から時刻t13)において、センサS1,S3の各々の検知結果は所定条件C1,C2をそれぞれ満たさない。したがって、時刻t11から時刻t13までのすべてのセンシングデータがセンサS1,S3から処理モジュール110へ送信されても、処理モジュール110は、イベントの発生を検知しない。

0059

一方、時刻t16において、センサS4の検知結果が所定値Th4を上回ることが検知されると、センサ制御モジュール120は、通常よりも多くのセンシングデータ(たとえば、バッファされている全てのセンシングデータ)を処理モジュール110へ送信するようにセンサS1,S3を制御する。この場合には、時刻t16の前後を含む所定時間内(たとえば、時刻t14から時刻t17)において、センサS1,S3の各々の検知結果は所定条件C1,C2をそれぞれ満たす(たとえば、時刻t15)。したがって、処理モジュール110は、イベントの発生を検知する。すなわち、本実施の形態1に従うセンサ制御モジュール120によれば、イベントが発生している可能性が高い場合に通常よりも多量のセンシングデータが実センサ12から処理モジュール110へ送信されるため、図5の例では検知できなかったイベントを検知することができる。

0060

再び図4を参照して、具体的には、センサ制御モジュール120は、判定部122と、センサ制御部124とを含む。判定部122は、実センサ12C,12D,12Eのいずれかによる検知結果(センシングデータ)が所定条件を満たすか否かを判定する。本実施の形態1において、判定部122は、たとえば、処理モジュール110へ入力されるセンシングデータのいずれかが所定条件が満たす場合にイベントが発生している可能性が高いものとみなしている。

0061

たとえば、判定部122は、各実センサ12(12C,12D,12E)からセンシングデータを受信する。判定部122は、メタデータDB130を参照することによって、受信されたいずれかのセンシングデータが所定条件を満たすか否かを判定する。

0062

図7は、メタデータDB130の一例を示す図である。上述のように、メタデータDB130は、各実センサ12と、各処理モジュール110(図2)との関係を示すメタデータを管理する。図7の例において、各処理モジュール110(たとえば、M1,M2)に対応付けられているメタデータは、たとえば、各処理モジュール110の入力センサを示すとともに、各実センサ12に対応付けられた所定条件を示す。すなわち、各メタデータは、共通の処理モジュール110へセンシングデータを送信する複数の実センサ12を互いに関連付ける。

0063

たとえば、処理モジュールM1の入力センサは、図中「〇」が付されているセンサであり、センサS1,S3,S4である。処理モジュールM1においては、センサS1の検知結果が所定条件C1を満たし、かつ、センサS3の検知結果が所定条件C2を満たし、かつ、センサS4の検知結果が所定条件C3を満たす場合に、イベントE1の発生が検知される。すなわち、判定部122(図4)は、メタデータDB130を参照することによって、各実センサ12に対応付けられた所定条件を認識することができる。

0064

再び図4を参照して、受信されたいずれかのセンシングデータが所定条件を満たすと判定されると、判定部122は、メタデータDB130を参照することによって、所定条件を満たしたと判定された実センサ12と共通の処理モジュール110へセンシングデータを送信する他の実センサ12を抽出する。判定部122は、抽出された実センサ12を示す情報をセンサ制御部124に通知する。センサ制御部124は、通常よりも情報量の大きい(サンプリング周波数の高い)センシングデータを処理モジュール110へ送信するように、判定部122によって抽出された各実センサ12を制御する。これにより、イベントが生じている可能性が高い場合にのみ、実センサ12から処理モジュール110へ送信されるデータ量を増やすことができる。

0065

<1−3.動作>
図8は、イベント検知動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、たとえば、処理モジュール110へセンシングデータが入力されている場合に、制御部180が判定部122、センサ制御部124及び処理モジュール110として動作することによって実行される。

0066

図8を参照して、制御部180は、処理モジュール110へ入力されるいずれかのセンシングデータ(検知結果)が所定条件を満たすか否かを判定する(ステップS100)。所定条件を満たさないと判定されると(ステップS100においてNO)、実センサ12から処理モジュール110へ送信されるデータ量が増やされることはなく、処理はステップS130へ移行する。

0067

一方、所定条件を満たすと判定されると(ステップS100においてYES)、制御部180は、メタデータDB130を参照することによって、センシングデータが所定条件を満たすと判定された実センサ12と、関連する実センサ12を特定する(ステップS110)。すなわち、制御部180は、センシングデータが所定条件を満たすと判定された実センサ12と、共通の処理モジュール110へセンシングデータを送信する実センサ12を特定する。

0068

制御部180は、通常よりも情報量の大きい(サンプリング周波数の高い)センシングデータを送信するように、ステップS110において特定された実センサ12を制御する(ステップS120)。その後、制御部180は、受信された通常よりも情報量の大きいセンシングデータに基づいて、イベント発生を検知するための処理を実行する(ステップS130)。

0069

<1−4.特徴>
以上のように、本実施の形態1に従うセンサ制御装置(モジュール)120においては、複数の実センサ12のいずれかによる検知結果が、イベントが発生している可能性が高いことを示す所定条件を満たすか否かが判定される。そして、センサ制御装置120は、検知結果が所定条件を満たすと判定された場合に、検知結果が所定条件を満たさないと判定された場合よりも、情報量の大きいセンシングデータを処理モジュール110へ送信するように、処理モジュール110へセンシングデータを送信する他の実センサ12を制御する。

0070

このセンサ制御装置120によれば、イベントが発生している可能性が高い場合には、情報量の大きいセンシングデータに基づいてイベントの発生が高精度に検知される一方、イベントが発生している可能性が低い場合には、各実センサ12から処理モジュール110へ送信されるデータ量が抑制される。したがって、このセンサ制御装置120によれば、イベント検知の高精度化、及び、通信トラフィックの低減を両立することができる。

0071

なお、実センサ12は、本発明の「センサ」の一例であり、センサ制御装置(モジュール)120は、本発明の「センサ制御装置」の一例であり、処理モジュール110は、本発明の「処理モジュール」の一例である。判定部122は、本発明の「判定部」の一例であり、センサ制御部124は、本発明の「センサ制御部」の一例である。

0072

[2.実施の形態2]
<2−1.概要>
上記実施の形態1においては、各実センサ12の出力が処理モジュール110へ入力された。本実施の形態2においては、各実センサ12の出力が処理モジュール110とは異なる処理モジュール110Aへ入力される。処理モジュール110Aは、複数の入力チャネルから入力される時系列データ(大量のデータ(たとえば、センシングデータ))に基づいて、イベントの発生を検知するとともに、イベントの発生に関する尤度を算出するように構成されている。ここでは、上記実施の形態1と異なる部分を中心に説明し、共通部分については説明を繰り返さない。

0073

図9は、本実施の形態2における、センサ制御装置120Aの概要を説明するための図である。図9に示されるように、処理モジュール110Aは、複数の入力ポート(入力チャネル)を有し、各入力ポートには実センサ12によって出力されたセンシングデータが入力される。なお、各実センサ12と処理モジュール110Aとは、たとえば、インターネットを介して通信可能である。

0074

処理モジュール110Aは、受信された複数のセンシングデータに基づいてイベントの発生を検知するとともに尤度を算出し、検知結果を出力するように構成されている。処理モジュール110Aに入力されるセンシングデータは、時間的に連続して生成される時系列データである。本実施の形態2に従うセンサ制御モジュール120Aは、処理モジュール110Aへ入力されるセンシングデータ(入力データ)の情報量を制御する。

0075

<2−2.構成>
(2−2−1.システム全体の構成)
図10は、本実施の形態2における、センサネットワークシステム10Aの一例を示す図である。図10の例では、センサネットワークシステム10Aは、仮想センサ管理サーバ100Aを含む。仮想センサ管理サーバ100Aは、仮想センサを実現するためのサーバである。仮想センサ管理サーバ100Aにおいては、複数の処理モジュール110Aが実現されている。処理モジュール110Aは、たとえば、ソフトウェアモジュールである。

0076

処理モジュール110Aは、たとえば、LSTM(Long Short-Term Memory)やRNN(Recurrent Neural Network)といった、時系列データに基づく学習手法を用いることによって生成された学習済みモデルである。

0077

処理モジュール110Aは、複数の入力ポート(入力チャネル)を有し、複数の入力ポートから入力される時系列データ(大量のデータ(たとえば、センシングデータ))に基づいて、イベントの発生を検知するとともに、イベントの発生に関する尤度を算出するように構成されている。処理モジュール110Aは、必要に応じて入力ポートへセンシングデータを出力する実センサ12を切り替え可能である。たとえば、現在入力ポートにセンシングデータを出力している実センサ12が故障した場合に、処理モジュール110Aは、入力センサを他の実センサ12に切り替えることができる。

0078

(2−2−2.仮想センサ管理サーバのハードウェア構成)
図11は、仮想センサ管理サーバ100Aのハードウェア構成の一例を示す図である。なお、本実施の形態2において、仮想センサ管理サーバ100Aは、たとえば、汎用コンピュータによって実現される。

0079

図11の例では、仮想センサ管理サーバ100Aは、制御部180Aと、記憶部190Aとを含む。制御部180Aは、CPU182、RAM184及びROM186等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御を行なうように構成されている。記憶部190Aは、たとえば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置である。記憶部190Aは、たとえば、制御プログラム191Aを記憶するように構成されている。

0080

制御プログラム191Aは、制御部180Aによって実行される仮想センサ管理サーバ100Aの制御プログラムである。たとえば、制御部180Aが制御プログラム191Aを実行することによって、各処理モジュール110A及びセンサ制御モジュール120Aが実現されてもよい。制御部180Aが制御プログラム191Aを実行する場合に、制御プログラム191Aは、RAM184に展開される。そして、制御部180Aは、RAM184に展開された制御プログラム191をCPU182によって解釈及び実行することにより、各構成要素を制御する。

0081

(2−2−3.仮想センサ管理サーバのソフトウェア構成)
図12は、仮想センサ管理サーバ100Aのソフトウェア構成の一例を示す図である。図12の例では、処理モジュール110A及びセンサ制御モジュール120Aの各々が制御部180Aによって実現される。

0082

処理モジュール110Aは、LSTMやRNNといった、時系列データに基づく学習手法を用いることによって生成された学習済みモデルであって、各実センサ12(12C,12D,12E)から入力されるセンシングデータに基づいて、イベントの発生を検知するとともに尤度を算出する。処理モジュール110Aは、時系列データを扱うため、たとえば、大量のデータが入力された場合に、時系列における前後のタイミングのデータと大きく異なるデータをノイズとみなすことができる。したがって、処理モジュール110Aは、ノイズに起因するイベントの誤検知を抑制することができる。なお、実センサ12Fによって出力されるセンシングデータは、たとえば、別の処理モジュール110Aへ入力される。

0083

センサ制御モジュール120Aは、判定部122Aと、センサ制御部124とを含む。判定部122Aは、実センサ12C,12D,12Eのいずれかによる検知結果(センシングデータ)が所定条件を満たすか否かを判定する。本実施の形態2において、判定部122Aは、たとえば、処理モジュール110Aへ入力されるセンシングデータのいずれかが所定条件が満たす場合にイベントが発生している可能性が高いものとみなしている。なお、実施の形態1とは異なり、本実施の形態2における各所定条件は、イベント検知の条件とは一致していない。本実施の形態2における所定条件は、メタデータDB130において管理されている。

0084

受信されたいずれかのセンシングデータが所定条件を満たすと判定されると、判定部122Aは、メタデータDB130を参照することによって、所定条件を満たしたと判定された実センサ12と共通の処理モジュール110Aへセンシングデータを送信する他の実センサ12を抽出する。判定部122Aは、抽出された実センサ12を示す情報をセンサ制御部124Aに通知する。センサ制御部124Aは、通常よりも情報量の大きい(サンプリング周波数の高い)センシングデータを処理モジュール110Aへ送信するように、判定部122Aによって抽出された各実センサ12を制御する。これにより、イベントが生じている可能性が高い場合にのみ、実センサ12から処理モジュール110Aへ送信されるデータ量を増やすことができる。

0085

<2−3.動作>
図13は、本実施の形態2における、イベント検知動作の一例を示す図である。図13を参照して、図面の各軸や各プロットの意味等は、図5,6と同様である。

0086

本実施の形態2においては、時刻t22において、センサS4の検知結果が所定値Th14を上回る(イベントが発生している可能性が高い)ことが検知されると、センサ制御モジュール120A(図12)は、通常よりも多くのセンシングデータ(たとえば、バッファされている全てのセンシングデータ)を処理モジュール110Aへ送信するようにセンサS1,S3を制御する。これにより、大量のデータが処理モジュール110Aへ入力される。処理モジュール110Aへ入力されるデータのデータ量が多ければ多い程、入力データにノイズが含まれる可能性が高くなる。

0087

しかしながら、上述のように、処理モジュール110Aは、大量のデータが入力された場合に、時系列における前後のタイミングのデータと大きく異なるデータをノイズとみなすことができる。したがって、処理モジュール110Aによれば、大量の入力データにノイズが含まれていたとしても、該ノイズを適切に検知し、イベント発生の誤検知を回避することができる。

0088

時刻t26において、センサS4の検知結果が所定値Th14を上回ることが検知されると、センサ制御モジュール120Aは、通常よりも多くのセンシングデータ(たとえば、バッファされている全てのセンシングデータ)を処理モジュール110Aへ送信するようにセンサS1,S3を制御する。この場合には、たとえば、時刻t26の前後を含む所定時間内(たとえば、時刻t24から時刻t27)におけるセンサS1,S3,S4の各々の出力に基づいて、処理モジュール110Aは、イベントの発生を検知するとともに尤度を算出する。すなわち、本実施の形態2に従うセンサ制御モジュール120Aによれば、イベントが発生している可能性が高い場合に通常よりも多量のセンシングデータが実センサ12から処理モジュール110Aへ送信されるため、効率的にイベントを検知することができる。

0089

<2−4.特徴>
以上のように、本実施の形態2に従うセンサ制御モジュール120Aにおいて、処理モジュール110Aは、複数の入力ポートの各々に入力される時系列データに基づいて、イベントの発生を検知するとともに尤度を算出する。本実施の形態2に従うセンサ制御モジュール120Aによれば、センサ制御モジュール120Aの制御に従って処理モジュール110Aへ実センサ12から大量のデータが入力された場合に、時系列における前後のタイミングのデータと大きく異なるデータがノイズとみなされるため、ノイズに起因する誤検知を抑制することができる。

0090

[3.変形例]
以上、実施の形態1,2について説明したが、本発明は、上記実施の形態1,2に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。但し、以下の変形例は適宜組合せ可能である。

0091

<3−1>
上記実施の形態1,2においては、制御部180,180Aによって複数の処理モジュール110,110Aが実現された。しかしながら、制御部180,180Aによって実現される処理モジュール110,110Aは、必ずしも複数である必要はない。制御部180,180Aによって実現される処理モジュール110,110Aは、1つであってもよい。

0092

<3−2>
また、上記実施の形態1,2において、仮想センサ管理サーバ100,100Aによって行なわれた処理は、複数のサーバ等によって実現されてもよい。

0093

<3−3>
また、上記実施の形態1,2においては、共通の処理モジュール110,110Aへセンシングデータを出力する複数の実センサ12のうちいずれかの実センサ12による検知結果が所定条件を満たした場合に、通常よりも高いサンプリング周波数のセンシングデータが他の実センサ12から処理モジュール110,110Aへ送信された。しかしながら、いずれかの検知結果が所定条件を満たすことに起因して実行される内容は、上記内容に限られない。たとえば、いずれかの検知結果が所定条件を満たした場合に、通常よりも大きい量子化ビット数のセンシングデータが他の実センサ12から処理モジュール110,110Aへ送信されてもよい。この場合であっても、制御部180,180Aは、大きい量子化ビット数のセンシングデータに基づいて、イベントの発生検知をより高精度に行なうことができる。また、たとえば、いずれかの検知結果が所定条件を満たした場合に、通常よりも高いサンプリング周波数、かつ、通常よりも大きい量子化ビット数のセンシングデータが他の実センサ12から処理モジュール110,110Aへ送信されてもよい。すなわち、いずれかの検知結果が所定条件を満たした場合に、通常よりも情報量が大きいセンシングデータが他の実センサ12から処理モジュール110,110Aへ送信されればよい。

0094

10,10Aセンサネットワークシステム、11センサネットワークアダプタ、12 実センサ、14 センサネットワーク部、15インターネット、100,100A仮想センサ管理サーバ、110,110A処理モジュール、120,120Aセンサ制御モジュール、122,122A 判定部、124センサ制御部、130メタデータDB、180,180A 制御部、182 CPU、184 RAM、186 ROM、190,190A 記憶部、191,191A制御プログラム、195通信I/F、197バス、300アプリケーションサーバ。

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