無線装置およびそれを備えた無線ネットワークシステム
【課題】 無線ネットワークシステムを構成する無線装置の位置を自律的に推定可能な無線装置を提供する。
【解決手段】 無線ネットワークシステム１０を構成する無線装置１は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と近傍に存在する無線装置２〜７の仮の位置ｗｊｋ（ｓ）（ｋ＝１〜６）とに基づいて演算した演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜が無線装置１と無線装置２〜７のそれぞれとの間の測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を自律的に順次修正し、自己の位置を決定する。無線装置２〜７の各々も、無線装置１と同じ方法によって仮の自己位置を順次修正し、自己の位置を決定する。そして、無線装置１〜７の各々は、仮の自己位置を修正する位置修正処理を所定回数繰り返すことによって最終的に自己の位置を決定する。
【解決手段】 無線ネットワークシステム１０を構成する無線装置１は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と近傍に存在する無線装置２〜７の仮の位置ｗｊｋ（ｓ）（ｋ＝１〜６）とに基づいて演算した演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜が無線装置１と無線装置２〜７のそれぞれとの間の測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を自律的に順次修正し、自己の位置を決定する。無線装置２〜７の各々も、無線装置１と同じ方法によって仮の自己位置を順次修正し、自己の位置を決定する。そして、無線装置１〜７の各々は、仮の自己位置を修正する位置修正処理を所定回数繰り返すことによって最終的に自己の位置を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線装置およびそれを備えた無線ネットワークシステムに関し、特に、無線ネットワークを構成する無線装置の位置を自律的に推定可能な無線装置およびそれを備えた無線ネットワークシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いたカーナビゲーションシステムの普及および携帯電話機によるパーソナルナビゲーションサービスの開始により、位置情報に基づいたサービス（ＬＢＳ：Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ）がモバイル市場へ急速に展開されつつある。
【０００３】
例えば、人、車およびペット等の位置情報を使用して防犯に関わる各種サービスが提供されている。また、移動通信事業者は、メールで現在の位置情報を地図情報とともに送受信するサービスを提供している。
【０００４】
今後、更に多様なＬＢＳが市場に展開されることが予想され、所謂、ロケーションビジネス市場が拡大することが期待されている。
【０００５】
しかし、市場の拡大には、利用範囲が屋外および屋外に存在する設備だけでなく、屋内および屋内に存在する設備・機器を対象とし、対象物の位置とともに対象物の動的な状態を扱うことが必要不可欠となる。
【０００６】
一方、マイクロデバイスのコスト性能比の向上と無線通信技術の普及とにより、微弱電力で近接通信を可能とする無線デジタルデバイス（ＲＦＩＤタグ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、およびＺｉｇＢｅｅ）が小型化、低価格化および高性能化され、多様な目的に使用可能となっている。
【０００７】
このような無線デジタルデバイスは、その特徴から、人間の日常活動における身近で多様な物品に添付され、大量に流通することが予想されている。無線デジタルデバイスが日常生活における一般的な物品に添付されることで、従来、情報処理の対象になり得なかった多様な物品、およびそれらが偏在する広範囲な場所が情報処理の対象となり得る環境が構築されつつある。即ち、ユビキタスコンピューティング環境が整備されつつある。
【０００８】
このユビキタスコンピューティング環境においては、人間本位の情報処理が求められるため、人間と偏在する物品との間の位置関係およびそれらの状態からサービスを構築するＬＢＳの研究および実験が多数行なわれている。これらのＬＢＳの研究および実験には、センサーを完全に配置した自由空間を用いて（非特許文献１）、人および物品の位置と状態とを正確に検知し、より緻密でリアルタイムなサービスを提供する高度なＬＢＳが数多く含まれている。
【０００９】
人間の活動空間は、その移動により、身近な空間が連続的に繋がった広範囲で屋内外が混在する多様な空間であると考えられる。このような環境において、現在、ＧＰＳまたは数多くのセンサーを配置して人および物品等の位置を検出することが行なわれている（非特許文献１）。
【非特許文献１】A. Harter, A. Hopper, P. Steggles, A. Ward, and P. Webster, “The Anatomy of a Contextaware Application”, MOBICOM 1999, (1999).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、ＧＰＳまたは携帯電話機を用いた位置推定技術は、広範囲をカバーできるが、屋内において精度の高い位置推定を行なうことが困難であり、日常の一般的な物品に適用するのは困難である。
【００１１】
また、センサーによる位置推定技術においては、広範囲な領域にわたり高い精度の位置情報を得るには、大量のセンサーを広範囲に、無線デジタルデバイスの通信制約を考慮して完全に配置する必要があり、拡張性および柔軟性に欠け、更に、設備コストおよびその保守コストが高くなるという問題がある。
【００１２】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、無線ネットワークシステムを構成する無線装置の位置を自律的に推定可能な無線装置を提供することである。
【００１３】
また、この発明の別の目的は、無線装置の位置を自律的に推定可能な無線装置を備えた無線ネットワークシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明によれば、無線装置は、自律的に確立され、かつ、送信元と送信先との間で無線通信が行なわれる無線ネットワークを構成する無線装置であって、位置情報生成手段と、位置修正手段と、位置推定手段と、送信手段とを備える。位置情報生成手段は、当該無線装置の仮の自己位置を示す仮の自己位置情報を生成する。位置修正手段は、ｍ（ｍは３以上の整数）個の無線装置から任意に選択された１つの無線装置の仮の位置情報と仮の自己位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と１つの無線装置との間の演算距離が当該無線装置と１つの無線装置との間の測定距離に近づくように仮の自己位置を修正する位置修正処理をｍ個の無線装置のｍ個の仮の位置情報を用いて所定回数だけ実行する。位置推定手段は、所定の条件が満たされると、位置修正手段によって修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する。送信手段は、位置修正手段によって修正された仮の自己位置を示す仮の修正自己位置情報をｍ個の無線装置へ送信する。
【００１５】
好ましくは、無線装置は、距離保持手段をさらに備える。距離保持手段は、当該無線装置とｍ個の無線装置との間のｍ個の距離を測定し、その測定したｍ個の測定距離を保持する。位置修正手段は、ｍ個の仮の位置情報とｍ個の測定距離とに基づいて位置修正処理を少なくともｍ回実行する。
【００１６】
好ましくは、無線装置は、受信手段をさらに備える。受信手段は、ｍ個の仮の位置情報をｍ個の無線装置から受信する。位置修正手段は、受信手段が１つの無線装置から１つの仮の位置情報を受信すると、当該無線装置と１つの無線装置との間の測定距離を距離保持手段から取得し、仮の自己位置を始点とし、仮の自己位置から１つの無線装置の方向へ取得した測定距離だけ移動した点を終点とする第１のベクトルを演算するとともに、仮の自己位置および受信された１つの仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第２のベクトルを演算し、第１のベクトルと第２のベクトルとの差である距離偏差ベクトルを演算し、その演算した距離偏差ベクトルに従って仮の自己位置を移動させて位置修正処理を実行する。
【００１７】
好ましくは、位置修正手段は、ｍ個の仮の位置情報と仮の自己位置情報とに基づいて演算したｍ個の演算距離とｍ個の演算距離に対応するｍ個の測定距離との誤差の平均を示す距離平均誤差の変化量がしきい値以下であるとき、距離偏差ベクトルの反転ベクトルに従って仮の自己位置を移動させて位置修正処理を実行する。位置推定手段は、変化量がしきい値よりも大きく、かつ、位置修正処理の回数が所定回数に達すると、位置修正手段によって最終的に修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する。
【００１８】
好ましくは、ｍ個の無線装置の各々は、当該無線装置から１ホップ内に存在する無線装置である。
【００１９】
好ましくは、ｍ個の無線装置は、ｘ（ｘは、正の整数）個の無線装置と、当該無線装置に対してｘ個の無線装置よりも近い位置に配置されたｙ（ｙは、ｘ＋ｙ＝ｍを満たす整数）個の無線装置とを含む。そして、位置修正手段は、第１および第２の位置修正手段を含む。第１の位置修正手段は、ｘ個の無線装置から任意に選択された第１の無線装置の仮の位置情報と仮の自己位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と第１の無線装置との間の第１の演算距離が当該無線装置と第１の無線装置との間の第１の測定距離に近づくように仮の自己位置を修正する第１の位置修正処理を第１の回数だけ実行する。第２の位置修正手段は、第１の位置修正手段により修正された仮の自己位置とｙ個の無線装置のうち第１の無線装置に隣接する第２の無線装置の仮の位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と第２の無線装置との間の第２の演算距離が当該無線装置と第２の無線装置との間の第２の測定距離に近づくように仮の自己位置を修正する第２の位置修正処理を第２の回数だけ実行する。第１の測定距離は、第１および第２の無線装置間の第３の測定距離を第２の測定距離に加算することによって決定される。ｘ個の無線装置の各々は、当該無線装置から２ホップ内に存在する無線装置である。ｙ個の無線装置の各々は、当該無線装置から１ホップ内に存在する無線装置である。
【００２０】
好ましくは、無線装置は、距離保持手段と、受信手段とをさらに備える。距離保持手段は、当該無線装置とｙ個の無線装置との間のｙ個の第２の測定距離を測定し、その測定したｙ個の第２の測定距離を保持する。受信手段は、ｘ個の無線装置のｘ個の仮の位置情報と、ｙ個の無線装置のｙ個の仮の位置情報と、ｙ個の無線装置に対応するｙ個の第３の測定距離とをｙ個の無線装置から受信する。第１の位置修正手段は、ｘ個の仮の位置情報と、ｙ個の仮の位置情報と、ｙ個の第３の測定距離とを受信すると、ｙ個の第２の測定距離を距離保持手段から取得し、その取得したｙ個の第２の測定距離と、受信したｘ個の仮の位置情報、ｙ個の仮の位置情報およびｙ個の第３の測定距離とに基づいて、ｙ個の無線装置の仮の位置情報よりもｘ個の無線装置の仮の位置情報を優先して仮の自己位置を修正するための第１の距離偏差ベクトルを演算し、その演算した第１の距離偏差ベクトルに従って仮の自己位置を移動させて第１の位置修正処理を実行する。第２の位置修正手段は、ｙ個の仮の位置情報を受信すると、ｙ個の第２の測定距離を距離保持手段から取得し、その取得したｙ個の第２の測定距離と受信したｙ個の仮の位置情報とに基づいて、ｙ個の無線装置の仮の位置情報によって第１の位置修正手段から受けた仮の自己位置を修正するための第２の距離偏差ベクトルを演算し、その演算した第２の距離偏差ベクトルに従って仮の自己位置を移動させて第２の位置修正処理を実行する。
【００２１】
好ましくは、第１の位置修正手段は、取得した第２の測定距離を第３の測定距離に加算して第１の測定距離を演算し、仮の自己位置を始点とし、仮の自己位置から第１の無線装置の方向へ演算した第１の測定距離だけ移動した点を終点とする第１のベクトルを演算し、仮の自己位置および受信された第１の無線装置の仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第２のベクトルを演算し、第１のベクトルと第２のベクトルとの差である第１の修正ベクトルを演算するベクトル演算処理をｘ個の仮の位置情報に対して実行してｘ個の第１の修正ベクトルを演算するとともに、仮の自己位置を始点とし、仮の自己位置から第２の無線装置の方向へ取得した第２の測定距離だけ移動した点を終点とする第３のベクトルを演算し、仮の自己位置および受信された第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第４のベクトルを演算し、第３のベクトルと第４のベクトルとの差である第２の修正ベクトルを演算し、ｘ個の第１の修正ベクトルの加算和と第２の修正ベクトルとを加算して第１の距離偏差ベクトルを演算する。第２の位置修正手段は、第１の位置修正手段によって修正された仮の自己位置を始点とし、仮の自己位置から第２の無線装置の方向へ取得した第２の測定距離だけ移動した点を終点とする第５のベクトルを演算し、第１の位置修正手段によって修正された仮の自己位置を始点とし、受信された第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置を終点とする第６のベクトルを演算し、第５のベクトルと第６のベクトルとの差である第２の距離偏差ベクトルを演算する。
【００２２】
好ましくは、第１の位置修正手段は、第１の演算距離が第２の演算距離以下であるとき、受信された第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置と仮の自己位置とをそれぞれ始点および終点とする第７のベクトルを演算するとともに、受信された第２の無線装置の仮の位置情報および第１の無線装置の仮の位置情報をそれぞれ始点および終点とする第８のベクトルを演算し、さらに、第２の測定距離を第１および第２の無線装置間の測定距離で除算した除算結果を第８のベクトルに乗算して第９のベクトルを演算し、第７のベクトルと第９のベクトルとを加算して第１の修正ベクトルを演算する。
【００２３】
好ましくは、位置推定手段は、第１の回数と第２の回数との和が所定回数に達すると、第２の位置修正手段によって最終的に修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する。
【００２４】
好ましくは、ｍ個の無線装置および当該無線装置の少なくとも１つの無線装置は、既知である絶対位置を仮の位置または仮の自己位置として有する。
【００２５】
また、この発明によれば、無線ネットワークシステムは、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の無線装置をｎ（ｎは４以上の整数）個以上備える。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、無線装置は、仮の自己位置と近傍に存在する無線装置の仮の位置とに基づいて演算した演算距離が自己と近傍に存在する無線装置との間の測定距離に近づくように仮の自己位置を自律的に順次修正し、自己の位置を決定する。
【００２７】
従って、この発明によれば、無線装置の位置を自律的に推定できる。その結果、センサーを大量、かつ、完全に配置しなくても、広範囲な領域において日常生活における物品の位置情報を取得できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２９】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による無線ネットワークシステムの概念図である。この発明の実施の形態１による無線ネットワークシステム１０は、無線装置１〜７を備える。
【００３０】
無線ネットワークシステム１０は、自律的に確立され、送信元と送信先との間で無線通信を行なうネットワークシステムであり、例えば、無線アドホックネットワークからなる。そして、無線装置１〜７は、鉛筆、ノート、テレビ、パーソナルコンピュータ、カメラ、自転車、自動車および建物等の屋内外の日常生活に用いられる物品に装着され、無線アドホックネットワークを構成する。
【００３１】
無線装置１〜７は、無線通信空間に配置され、それぞれ、アンテナ１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１を介して相互に無線通信を行なう。そして、無線装置１〜７の各々は、後述する方法によって、自己の位置を推定する。無線装置２〜７は、無線装置１から１ホップ内の位置に配置され、無線装置１と無線装置２〜７との距離は、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ６である。
【００３２】
なお、アンテナ１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１の各々は、全方位性のアンテナである。
【００３３】
図２は、図１に示す無線装置１の構成を示す機能ブロック図である。無線装置１は、受信部１２と、自己位置測位部１３と、距離測定部１４と、組織化測位部１５と、送信部１６とを含む。
【００３４】
受信部１２は、アンテナ１１を介して無線装置２〜７からの信号を受信し、その受信した信号を必要に応じて自己位置測位部１３、距離測定部１４および組織化測位部１５のいずれかへ出力する。組織化測位部１５が無線装置１の位置を推定する場合、受信部１２は、無線装置２〜７の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）をそれぞれ無線装置２〜７からアンテナ１１を介して受信し、その受信した仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を組織化測位部１５へ出力する。
【００３５】
自己位置測位部１３は、例えば、ＧＰＳによって無線装置１の位置を測定し、その測定した無線装置１の位置を仮の自己位置ｗｉ（０）として保持する。なお、自己位置測位部１３は、無線装置１の位置を実際に測定せずに仮の自己位置ｗｉ（０）をランダムに生成してもよい。
【００３６】
そして、自己位置測位部１３は、組織化測位部１５からの要求に応じて仮の自己位置ｗｉ（０）を組織化測位部１５へ出力する。
【００３７】
距離測定部１４は、無線装置１と無線装置２〜７のそれぞれとの距離Ｒ１〜Ｒ６を測定し、その測定した距離Ｒ１〜Ｒ６をそれぞれ無線装置２〜７に対応付けて保持する。距離測定部１４は、無線装置１と無線装置２〜７のそれぞれとの距離Ｒ１〜Ｒ６をＴＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）法によって測定する。
【００３８】
より具体的には、無線装置２は、タイミングｔ１で信号を送信し、無線装置１の受信部１２は、無線装置２からの信号を受信し、その受信した信号を距離測定部１４へ出力する。距離測定部１４は、無線ネットワークシステム１０における共通のタイマーを保持しており、無線装置２がタイミングｔ１で信号を送信したことを認識している。そして、距離測定部１４は、受信部１２から信号を受けると、信号を受けたタイミングｔ２を検出し、タイミングｔ１，ｔ２に基づいて、（ｔ２−ｔ１）×ｃ（ｃは光速）を演算して距離Ｒ１を測定する。
【００３９】
距離測定部１４は、同様にして、無線装置１と、無線装置３〜７のそれぞれとの距離Ｒ２〜Ｒ６を測定する。
【００４０】
なお、距離測定部１４は、ＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）法またはＲＴＯＦ（Ｒｏｕｎｄｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法によって、無線装置１と無線装置２〜７のそれぞれとの距離Ｒ１〜Ｒ６を測定してもよい。
【００４１】
このＴＤＯＡ法は、複数の無線装置から信号が到達する時刻を検出し、その検出した時刻の差から２つの無線装置間の距離を測定する方法である。また、ＲＴＯＦは、信号が２つの無線装置間を往復する時間を計測し、その計測した往復時間から２つの無線装置間の距離を測定する方法である。
【００４２】
距離測定部１４は、上述したＴＯＡ法、ＴＤＯＡ法およびＲＴＯＦ法のいずれかを用いて無線装置１と無線装置２〜７のそれぞれとの距離Ｒ１〜Ｒ６を測定すると、その測定した距離Ｒ１〜Ｒ６をそれぞれ無線装置２〜７に対応付けて記憶する。そして、距離測定部１４は、組織化測位部１５からの要求に応じて距離Ｒ１〜Ｒ６のいずれかを組織化測位部１５へ出力する。
【００４３】
組織化測位部１５は、自己位置測位部１３からの仮の自己位置ｗｉ（０）と、距離測定部１４からの距離Ｒ１〜Ｒ６と、受信部１２からの仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）（ｋ＝１〜６）とに基づいて、後述する方法によって、無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）（ｔ＝０，１，２，・・・）を順次修正し、その修正した自己位置ｗｉ（ｔ）を一定期間ごとに送信部１６を介して無線装置２〜７へ送信する。
【００４４】
そして、組織化測位部１５は、所定の条件が満たされると、最終的に修正された自己位置ｗｉ（ｔ）を無線装置１の位置と推定する。
【００４５】
送信部１６は、距離測定部１４または組織化測位部１５の要求に応じて、信号（自己位置ｗｉ（ｔ）を含む）等をアンテナ１１を介して無線装置２〜７へ送信する。
【００４６】
なお、無線装置２〜７の各々は、図２に示す無線装置１の構成と同じ構成からなる。
【００４７】
以下、無線装置１の組織化測位部１５が無線装置１の位置を推定する方法について具体的に説明する。
【００４８】
組織化測位部１５は、無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と無線装置２の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）とに基づいて無線装置１と無線装置２との距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜を演算する。この場合、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊ１（ｓ）は、例えば、ｘ−ｙ座標によって表されているため、組織化測位部１５は、距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜（「演算距離」という）を容易に演算できる。
【００４９】
そして、組織化測位部１５は、演算した演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜と、距離測定部１４から取得した無線装置１と無線装置２との間の測定された距離Ｒ１（＝ｄｉｊ（ｔ）、「測定距離」という）とに基づいて、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜を測定距離ｄｉｊ（ｔ）に近づけるための修正ベクトルＶｉ（ｔ）を次式により演算する。
【００５０】
【数１】
【００５１】
なお、ｗｉ（ｔ）＝ｗｉ（０），ｗｉ（１），ｗｉ（２），・・・であり、ｔは、無線装置１における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数を示す。また、ｗｊ１（ｓ）＝ｗｊ１（０），ｗｊ１（１），ｗｊ１（２），・・・であり、ｓは、無線装置２における仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）の修正回数を示す。
【００５２】
そして、組織化測位部１５は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置１と、無線装置１の近傍に存在する無線装置２〜７との距離平均誤差量Ｄｉ（ｔ）の変化量ΔＤｉ（ｔ）を次の式（２）および式（３）によって演算する。
【００５３】
【数２】
【００５４】
【数３】
【００５５】
式（３）において、Ｎｉ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時において無線装置１の近傍に存在する無線装置の総数を表し、具体的には、無線装置２〜７の個数である６個である。
【００５６】
また、ｄｉｊｋ（ｔ）は、無線装置１と無線装置２〜７のいずれかとの間の測定距離を表す。より具体的には、ｄｉｊ１（ｔ）は、無線装置１と無線装置２との間の測定距離を表し、ｄｉｊ２（ｔ）は、無線装置１と無線装置３との間の測定距離を表し、ｄｉｊ３（ｔ）は、無線装置１と無線装置４との間の測定距離を表し、ｄｉｊ４（ｔ）は、無線装置１と無線装置５との間の測定距離を表し、ｄｉｊ５（ｔ）は、無線装置１と無線装置６との間の測定距離を表し、ｄｉｊ６（ｔ）は、無線装置１と無線装置７との間の測定距離を表す。従って、ｄｉｊ１（ｔ）〜ｄｉｊ６（ｔ）は、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ６に等しい。
【００５７】
更に、ｗｊｋ（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時において無線装置１の近傍に存在する無線装置の仮の自己位置を表し、より具体的には、ｗｊ１（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置２の仮の自己位置を表し、ｗｊ２（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置３の仮の自己位置を表し、ｗｊ３（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置４の仮の自己位置を表し、ｗｊ４（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置５の仮の自己位置を表し、ｗｊ５（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置６の仮の自己位置を表し、ｗｊ６（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置７の仮の自己位置を表す。従って、ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）は、それぞれ、無線装置２〜７から無線装置１へブロードキャスト（１ホップ内の通信を意味する）される仮の自己位置である。
【００５８】
そうすると、組織化測位部１５は、無線装置の総数Ｎｉ（ｔ）、測定距離ｄｉｊ１（ｔ）〜ｄｉｊ６（ｔ）および仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を取得でき、その取得した無線装置の総数Ｎｉ（ｔ）、測定距離ｄｉｊ１（ｔ）〜ｄｉｊ６（ｔ）および仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を式（３）に代入して距離平均誤差Ｄｉ（ｔ）を演算し、その演算した距離平均誤差Ｄｉ（ｔ）と、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ−１回目の修正時における距離平均誤差Ｄｉ（ｔ−１）との差を演算することにより、距離平均誤差の変化量ΔＤｉ（ｔ）を演算できる。
【００５９】
組織化測位部１５は、距離平均誤差の変化量ΔＤｉ（ｔ）を演算すると、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下であるか否かを判定し、その判定結果に応じて異なる方法によって無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【００６０】
即ち、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下であるとき（ΔＤｉ（ｔ）≦θ）、組織化測位部１５は、修正ベクトルＶｉ（ｔ）を用いて次式によって無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【００６１】
【数４】
【００６２】
また、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きいとき（ΔＤｉ（ｔ）＞θ）、組織化測位部１５は、修正ベクトルＶｉ（ｔ）を用いて次式によって無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【００６３】
【数５】
【００６４】
なお、式（４）および式（５）において、ｅｉｊｋ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置１と無線装置２〜７のいずれかとのリンクの重みである。また、αｉ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置１の学習関数である。
【００６５】
そして、リンクの重みｅｉｊｋ（ｔ）は、次式によって演算される。
【００６６】
【数６】
【００６７】
また、学習関数αｉ（ｔ）は、次式によって演算される。
【００６８】
【数７】
【００６９】
なお、式（７）において、ηは、減衰定数であり、０＜η＜１を満たす正の実数である。
【００７０】
上記式（４）または式（５）を用いた無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を概念的に説明すると次のようになる。
【００７１】
図３は、無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正概念を説明するための図である。無線装置１は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）に存在し、無線装置２は、仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）に存在している。そして、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊ１（ｓ）に基づいて演算された演算距離ｄｉｓｔ（ｔ）は、ｄｉｓｔ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜である。この演算された演算距離ｄｉｓｔ（ｔ）が実測された無線装置１，２間の測定距離ｄｉｊ１（ｔ）（＝Ｒ１）と異なるとき、測定距離ｄｉｊ１（ｔ）と演算距離ｄｉｓｔ（ｔ）との差を修正ベクトルＶｉ（ｔ）として求め、その求めた修正ベクトルＶｉ（ｔ）に従って無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【００７２】
これによって、無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）と、無線装置２の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）との間の距離は、測定距離ｄｉｊ１（ｔ）になる。
【００７３】
従って、式（４）または式（５）によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正することは、演算距離ｄｉｓｔ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜が測定距離ｄｉｊ１（ｔ）に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正することに相当する。
【００７４】
仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊ１（ｓ）は、それぞれ、無線装置１，２の自己位置測位部１３において生成されるものであり、自己位置測位部１３がＧＰＳ等の位置測定機能を有しないときは、ランダムに生成されるものであるので、式（４）または式（５）によって修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）は誤差を含んでおり、演算距離｜ｗｉ（ｔ＋１）−ｗｊ１（ｓ）｜が測定距離ｄｉｊ１（ｔ）（＝Ｒ１）に即座に一致するものではない。
【００７５】
従って、無線装置１の組織化測位部１５は、式（４）または式（５）による仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を無線装置１の近傍に存在する無線装置２〜７の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を用いて所定回数実行し、所定回数実行後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１の位置と推定する。
【００７６】
式（４）および式（５）のいずれかを用いて無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するのは、次の理由による。
【００７７】
図４は、反学習の効果を説明するための概念図である。上述した方法によって無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正した場合、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）が図４の（ａ）のエネルギー図に示すように、局所解に至る可能性がある。この場合、上述した変化量ΔＤｉ（ｔ）は、しきい値θ以下になっている。
【００７８】
そこで、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）が局所解から抜け出せるように反学習の効果を与える。より具体的には、図４の（ｂ）に示すように、毎回の修正時に振動を与えることによって、山ＭＴを越えさせて局所解から抜け出させ、より安定なエネルギーに到達するようにする（図４の（ｃ）参照）。
【００７９】
これを実行するために、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下であるとき、式（４）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正することにしたものである。この場合、式（１）を用いて演算された修正ベクトルＶｉ（ｔ）の反転ベクトル−Ｖｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ）に加算して反学習の効果を与える。
【００８０】
また、この反学習の効果を高めるために、式（７）の上段において学習関数αｉ（ｔ）を初期化して多くの入力を受け入れられるようにしたものである。
【００８１】
なお、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きいとき、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）は、局所解に至っていないので、式（５）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正することにしたものである。
【００８２】
無線装置１の組織化測位部１５は、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を６回修正したとき、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置２〜７へブロードキャストする。
【００８３】
そして、仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を用いた仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の６回の修正を１セットとすると、無線装置１の組織化測位部１５は、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きく、かつ、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を所定セット数だけ実行したときに、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１の位置と推定する。
【００８４】
また、無線装置１の組織化測位部１５は、所定セット数（例えば、３００セット）だけ仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を実行すると、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１の位置と推定するようにしてもよい。
【００８５】
無線装置２〜７は、上述した無線装置１における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正方法と同じ修正方法に従って、仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を順次修正し、自己の位置を推定する。
【００８６】
なお、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１から受信した無線装置２〜７は、その受信した無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を用いて無線装置１における方法と同じ方法によって無線装置２〜７の各々の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を修正し、その修正後の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ＋１）〜ｗｊ６（ｓ＋１）をブロードキャストする。そして、無線装置１は、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ＋１）〜ｗｊ６（ｓ＋１）を受信し、その受信した仮の自己位置ｗｊ１（ｓ＋１）〜ｗｊ６（ｓ＋１）を用いて、上述した方法によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正する。
【００８７】
図５は、無線装置の位置を推定する動作を説明するための実施の形態１におけるフローチャートである。なお、図５においては、無線装置１が無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を受信して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する場合について説明する。
【００８８】
一連の動作が開始されると、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｋ＝１を設定し（ステップＳ１）、無線装置ｉ（＝無線装置１）における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔをｔ＝０に設定し（ステップＳ２）、無線装置２〜７における仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）の修正回数ｓをｓ＝０に設定する（ステップＳ３）。
【００８９】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、自己位置測位部１３から無線装置ｉ（＝無線装置１）の仮の自己位置ｗｉ（０）を取得し（ステップＳ４）、その取得した仮の自己位置ｗｉ（０）をブロードキャストするように送信部１６を制御し、送信部１６は、組織化測位部１５から受けた仮の自己位置ｗｉ（０）を無線装置２〜７へブロードキャストする（ステップＳ５）。
【００９０】
無線装置ｉ（＝無線装置１）の受信部１２は、無線装置ｊｋ（＝無線装置２）から仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）を受信し（ステップＳ６）、その受信した仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）を組織化測位部１５へ出力する。
【００９１】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）に基づいて、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜を演算し（ステップＳ７）、無線装置ｉ（＝無線装置１）と無線装置ｊｋ（＝無線装置２）との間の測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）（＝Ｒ１）を距離測定部１４から取得する（ステップＳ８）。
【００９２】
そうすると、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜および測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）を式（１）に代入して修正ベクトルＶｉ（ｔ）を演算する（ステップＳ９）。
【００９３】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、無線装置１の近傍に存在する無線装置の総数Ｎｉ（ｔ）（＝６）、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜および測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）を式（３）に代入して距離平均誤差Ｄｉ（ｔ）を演算し、その演算した距離平均誤差Ｄｉ（ｔ）を用いて式（２）により距離平均誤差の変化量ΔＤｉ（ｔ）を演算する（ステップＳ１０）。
【００９４】
そして、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下であるか否かを判定し（ステップＳ１１）、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下でないとき、式（７）の下段により学習関数αｉ（ｔ）を演算し、式（６）により無線装置ｉ（＝無線装置１）と無線装置ｊｋ（＝無線装置２）とのリンクの重みｅｉｊｋ（ｔ）を演算し、その演算した学習関数αｉ（ｔ）およびリンクの重みｅｉｊｋ（ｔ）と、ステップＳ９において演算した修正ベクトルＶｉ（ｔ）とを式（５）に代入して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する（ステップＳ１２）。
【００９５】
一方、ステップＳ１１において、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下であると判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、式（７）の上段により学習関数αｉ（ｔ）を演算し、式（６）により無線装置ｉ（＝無線装置１）と無線装置ｊｋ（＝無線装置２）とのリンクの重みｅｉｊｋ（ｔ）を演算し、その演算した学習関数αｉ（ｔ）およびリンクの重みｅｉｊｋ（ｔ）と、ステップＳ９において演算した修正ベクトルＶｉ（ｔ）とを式（４）に代入して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する（ステップＳ１３）。
【００９６】
そして、ステップＳ１２またはステップＳ１３の後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｋ＝ｍであるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ｍは、無線装置１の近傍に存在する無線装置２〜７の個数であり、具体的には、ｍ＝６である。従って、ステップＳ１４において、ｋ＝ｍであるか否かを判定することは、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５が無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）の全てに基づいて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正したか否かを判定することに相当する。
【００９７】
ステップＳ１４において、ｋ＝ｍでないと判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｋ＝ｋ＋１およびｔ＝ｔ＋１を設定する（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ１４において、ｋ＝ｍであると判定されるまで、上述したステップＳ６〜ステップＳ１５が繰り返し実行される。
【００９８】
ステップＳ６〜ステップＳ１４が２回目に実行されるとき、ｋはｋ＝２に設定されており、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、無線装置ｊｋ（＝無線装置３）からの仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。この場合、修正回数ｔは、ｔ＝０＋１＝１に設定されているため、ステップＳ６〜ステップＳ１４が１回目に実行されたときにステップＳ１２およびステップＳ１３のいずれかにおいて修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）＝ｗｉ（１）と、仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）＝ｗｊｋ（０）とを用いて仮の自己位置ｗｉ（１）が修正される。
【００９９】
以下、同様にして、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）の全てを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が修正されるまで、ステップＳ６〜ステップＳ１５が繰り返し実行される。
【０１００】
そして、ステップＳ１４において、ｋ＝ｍ、即ち、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）の全てを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が修正されたと判定されると、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、最後に修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置２〜７へブロードキャストするように送信部１６を制御し、送信部１６は、組織化測位部１５の制御に従って、仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置２〜７へブロードキャストする（ステップＳ１６）。
【０１０１】
これによって、無線装置２〜７は、修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１から受信し、その受信した仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を用いて仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を修正できる。
【０１０２】
ステップＳ１６の後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｓ＝ｓ＋１を設定し（ステップＳ１７）、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きく（ΔＤｉ（ｔ）＞θ）、かつ、ｓ＝Ｎであるか否かを判定する（ステップＳ１８）。
【０１０３】
そして、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きく（ΔＤｉ（ｔ）＞θ）、かつ、ｓ＝Ｎであることが成立しないと判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｓ＝Ｎであるか否かを更に判定する（ステップＳ１９）。そして、ｓ＝Ｎでないとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｋ＝１およびｔ＝ｔ＋１を設定する（ステップＳ２０）。
【０１０４】
その後、ステップＳ１８において、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きく（ΔＤｉ（ｔ）＞θ）、かつ、ｓ＝Ｎであると判定されるまで、またはステップＳ１９においてｓ＝Ｎであると判定されるまで、上述したステップＳ６〜ステップＳ２０が繰り返し実行される。
【０１０５】
ステップＳ６〜ステップＳ１７が２回目に実行されるとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）の全てを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を１回修正したので、再度、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を順次用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正するために、ステップＳ２０において、ｋ＝１と設定することにしたものである。
【０１０６】
また、修正回数ｔは、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）の全てを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する回数が増えることによっても増加するので、ステップＳ２０においてｔ＝ｔ＋１と設定することにしたものである。
【０１０７】
更に、ステップＳ６〜ステップＳ１７が２回目に実行されるとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、無線装置１が修正して無線装置２〜７へブロードキャストした仮の自己位置ｗｉ（ｔ）に基づいて修正された仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するようにするために、ステップＳ１７において、ｓ＝ｓ＋１と設定することにしたものである。
【０１０８】
更に、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ステップＳ６〜ステップＳ１７を２回目以降に実行するとき、同じ無線装置（無線装置２〜７のいずれか）から送信されたｐ（ｐは２以上の整数）個の仮の自己位置ｗｊｋ（０），ｗｊｋ（１），・・・，ｗｊｋ（ｐ−１）を用いて、ｑ（ｑは１≦ｑ≦ｐ−１を満たす整数）番目の仮の位置ｗｊｋ（ｑ）と仮の自己位置ｗｉ（ｔ）とに基づいてｑ回目の位置修正処理を実行し、ｑ＋１番目の仮の位置情報ｗｊｋ（ｑ＋１）とｑ回目の位置修正処理によって修正された仮の自己位置情報ｗｉ（ｔ＋１）とに基づいてｑ＋１回目の位置修正処理を実行する。
【０１０９】
そして、ステップＳ１８において、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きく（ΔＤｉ（ｔ）＞θ）、かつ、ｓ＝Ｎであると判定されたとき、またはステップＳ１９において、ｓ＝Ｎであると判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、最終的に修正された自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１の位置と推定する（ステップＳ２１）。そして、一連の動作が終了する。
【０１１０】
なお、無線装置２〜７の各々も、図５に示すフローチャートに従って自己の位置を推定する。
【０１１１】
これによって、無線ネットワークシステム１０における無線装置１〜７の位置が自律的に推定される。この場合、無線装置１〜７のうち、少なくとも１個の無線装置が既知である絶対位置を仮の自己位置とする場合、無線装置１〜７の位置は絶対位置として決定される。
【０１１２】
また、無線装置１〜７の全てが既知である絶対位置を有しない場合、無線装置１〜７の位置は相対的に決定される。
【０１１３】
このように、いずれにしても、無線装置１〜７の各々が図５に示すフローチャートに従って自己の位置を自律的に推定することによって無線ネットワークシステム１０において無線装置１〜７の位置を自律的に決定できる。
【０１１４】
なお、図５に示すフローチャートのステップＳ１８，Ｓ１９におけるＮは、無線装置１〜７の配置構造、または無線装置１〜７が設置される対象物（物品）の種類に応じて決定される。
【０１１５】
無線装置１〜７の配置構造が異なれば、ブローキャスト（１ホップ内の通信）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を通信可能な無線装置の個数が変化するので、所定の精度で無線装置１〜７の位置を推定するための回数Ｎが変化するからである。また、無線装置１〜７が鉛筆に装着された場合、推定される位置の精度は、１ｍ以下の精度が要求されるが、無線装置１〜７が建物に装着される場合、推定される位置の精度は、数十ｍの精度でよい。従って、無線装置１〜７が装着される物品によって、上述した方法によって推定する位置の要求精度が異なり、それぞれの精度を達成するための回数Ｎが異なるからである。
【０１１６】
また、図５に示すフローチャートにおいては、ステップＳ１８を削除し、ステップＳ１７の後、ステップＳ１９を実行し、ｓ＝Ｎである場合に、ステップＳ２１へ移行して無線装置１〜７の位置を推定するようにしてもよい。
【０１１７】
つまり、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数が所定数Ｎに到達したときに、組織化測位部１５における位置の推定動作を終了するようにしてもよい。
【０１１８】
以下、図５に示すフローチャートに従って無線装置１〜７の位置を推定する場合のシミュレーション結果について説明する。シミュレーションにおいては、図１に示す無線ネットワークシステム１０が配置される空間として１．０ｍ×１．０ｍの平面を定義し、この空間に図１に示す無線装置１〜７をランダムに配置したネットワークトポロジーを定義する。
【０１１９】
また、距離測定部１４によって測定される無線装置間の距離は、エラーを含むが、このエラーは、正規分布に従うものとする。
【０１２０】
更に、無線装置１が修正した仮の自己位置を近傍の無線装置２〜７へ配信する間隔は、無線装置２〜７の全てと通信して仮の自己位置を修正した度毎とする。そして、これを１サイクルとして、各無線装置１〜７ごとに３００サイクルの仮の自己位置の修正を行なった。
【０１２１】
位置推定精度の評価関数は、推定した自己位置と無線装置の実際の位置のユークリッド距離の差の総和として次式により定義された。
【０１２２】
【数８】
【０１２３】
なお、Ｎｔは、無線装置１〜７の総数であり、Ｗｉは、無線装置ｉ（ｉ＝１〜７）の実際の位置である。
【０１２４】
更に、シミュレーションの各調整パラメータは、表１に示す値を用いた。
【０１２５】
【表１】
【０１２６】
図６は、無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す図である。図６において、横軸は、隣接する無線装置の数を表し、縦軸は、正解率および位置推定誤差の平均値を表す。
【０１２７】
なお、図６のシミュレーションにおいては、絶対位置を自己の位置とする無線装置の個数を２個とし、相互に無線通信可能な距離を（２）１／２ｍとし、無線装置間の距離の誤差偏差は、０．０１とした。この通信可能な距離（２）１／２ｍは、定義されたネットワーク空間の全ての無線装置が相互に直接通信可能な距離である。
【０１２８】
図６から分かるように、推定平均誤差は、無線装置の数が増加するに従って減少し、特に、無線装置の数が６０個を超えると、無線装置間の距離の誤差偏差と同等の値となる（曲線ｋ１参照）。
【０１２９】
推定平均誤差が０．１を下回る場合を正しく位置推定できたものとして、その割合とその場合の推定平均誤差とを表したのが曲線ｋ２，ｋ３である。
【０１３０】
その結果、隣接する無線装置の数が少ない場合は、正解推定の占める割合が８〜９割と低いので、３００サイクルの推定処理後に式（２）において無線装置１と無線装置２〜７との間の距離の誤差の平均が期待する誤差よりも大きい場合、その無線装置１は、推定した位置を破棄し、ランダムな位置を生成して再度３００サイクルの推定処理を行なう。このような処理は、式（４）に従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するのと同じ効果を与える。
【０１３１】
図７は、距離誤差の平均が期待する誤差よりも大きい場合、推定した位置を破棄して新たに生成された位置に基づいて位置を推定する場合のシミュレーション結果を示す図である。図７において、横軸は、隣接する無線装置の数を表し、縦軸は、正解率および位置推定誤差の平均値を表す。
【０１３２】
図６および図７を比較すると、隣接する無線装置の数が少ない場合でも正解率が高くなった。従って、隣接する無線装置の数および処理回数により、位置推定誤差を制御可能である。
【０１３３】
図８は、アンカーノード数による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。なお、アンカーノードとは、既知である絶対位置を有する無線装置をいう。
【０１３４】
図８において、横軸は、アンカーノード数を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。また、曲線ｋ４は、通信可能距離が０．３５ｍである場合を示し、曲線ｋ５は、通信可能距離が０．２ｍである場合を示す。そして、無線装置の総数は、１００個であり、無線装置間の距離の誤差偏差は、０．０１である。
【０１３５】
図８から明らかなように、通信可能距離が０．３５ｍおよび０．２ｍのいずれにおいても、位置推定誤差の平均値は、アンカーノード数の増加に伴い急速に減少する。通信可能距離が０．３５ｍである場合、アンカーノード数が“５”を超えると、位置推定誤差は、無線装置間の距離の誤差偏差と同等の値となる。この場合、隣接する無線装置の平均数は、２９．３２個であり、直接通信可能なアンカーノード数の平均は、１．１９個である。
【０１３６】
一方、通信可能距離が０．２ｍである場合、アンカーノード数が“４０”個から通信可能距離が０．３５ｍの場合と同等の精度になる。この場合、隣接する無線装置の平均数は、１０．１４個であり、直接通信可能なアンカーノード数の平均は、４．２３個である。
【０１３７】
通信可能距離が０．２ｍの場合において位置推定誤差を減少させるために多くのアンカーノードが必要であるのは、通信可能距離が短いため、近接する無線装置の数が少ないからである。
【０１３８】
図９は、無線装置間の距離の誤差偏差による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。図９において、横軸は、距離の誤差偏差を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。また、曲線ｋ６は、無線装置の総数が５０個であり、アンカーノード数が６個である場合を示し、曲線ｋ７は、無線装置の総数が５０個であり、アンカーノード数が３個である場合を示し、曲線ｋ８は、無線装置の総数が２０個であり、アンカーノード数が３個である場合を示す。
【０１３９】
いずれの場合においても、位置推定誤差は、距離の誤差偏差に比例して大きくなる。また、アンカーノード数が多い方が位置推定誤差がより少なくなる。
【０１４０】
図８において、通信可能距離が０．３５ｍであるネットワークと、通信可能距離が０．２ｍであるネットワークにおいては、位置推定誤差において明らかに違いがある。通信可能距離が０．３５ｍであるネットワークでは、その位置推定誤差が距離の誤差と同等となるのは、アンカーノード数が“５”のときである。
【０１４１】
この場合、隣接する無線装置の平均数、および直接通信可能な平均のアンカーノード数は、それぞれ、２９．３２個および１．１９個である。
【０１４２】
通信可能距離が０．２ｍであるネットワークの場合、アンカーノード数が３０個における隣接する無線装置の平均数および直接通信可能なアンカーノード数の平均数は、それぞれ、１０．１４個および３．０４個である。
【０１４３】
これを比較すると、通信可能距離が０．２ｍであるネットワークは、隣接する無線装置の数が少ないが、アンカーノード数が高い値となっているので、十分に高い精度を期待できるネットワーク構成となっている。そして、推定平均誤差が、０．０３２７３３である。
【０１４４】
従って、位置推定誤差は、通信可能距離に依存し、通信可能距離が短いと距離の誤差の影響を受けやすくなり、その結果、位置推定誤差が大きくなる。
【０１４５】
図１０は、無線装置間の通信総数と位置推定誤差との相関を示す図である。図１０において、横軸は、無線装置の数を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値および推定処理遅延を表す。また、曲線ｋ９は、位置推定誤差の平均値と無線装置の数との関係を示し、曲線ｋ１０は、推定処理遅延と無線装置の数との関係を示す。
【０１４６】
なお、図１０のシミュレーションにおいては、アンカーノード数が２個であり、通信可能距離が０．５ｍであり、無線装置間の距離誤差は、０．０１である。
【０１４７】
図１０から明らかなように、位置推定誤差の平均値は、無線装置の数が増加するに伴って減少するが、推定処理遅延は、無線装置の数が増加するに伴って増加する。
【０１４８】
図１１は、図１０に示す位置推定誤差の平均値と推定処理遅延との関係を示す図である。図１１において、横軸は、位置推定誤差の平均値を表し、縦軸は、推定処理遅延を表す。
【０１４９】
図１１に示す結果から、位置推定の精度を保証するには、無線装置の数を適切な数に設定することが必要であることが分かる。
【０１５０】
上述したように、この発明による位置推定方法を用いることによって無線ネットワークに存在する無線装置の位置を高い精度で推定可能であることがシミュレーションによっても確認された。
【０１５１】
なお、上記においては、無線ネットワークシステム１０は、７個の無線装置１〜７からなると説明したが、この発明においては、無線ネットワークシステム１０は、ｎ（ｎは４以上の整数）個の無線装置から構成されていればよい。３個の無線装置では、推定した３個の位置に基づいて３個の無線装置の位置を決定しようとした場合、３個目の無線装置の位置が１個目および２個目の無線装置を結ぶ直線に対して対称な位置に存在し得るので、３個目の無線装置の位置を決定することができないが、少なくとも４個の無線装置が存在すれば、４個目の無線装置の位置も含めて３個目および４個目の無線装置の位置を決定できるので、結果的に４個の無線装置の位置を決定できる。
【０１５２】
また、上記においては、全方位性のビームパターンを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を送信すると説明したが、この発明においては、指向性のビームパターンを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を送信するようにしてもよい。
【０１５３】
これにより、全方位性のビームパターンを用いる場合よりも遠くまで仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を送信することができ、１ホップ内に存在する無線装置の数を増加して位置推定の誤差を低減できる。
【０１５４】
また、より遠くまで仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を送信することにより、アンカーノードへ仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を送信できる可能性が高くなり、各無線装置の位置を絶対的に決定できるようになる。
【０１５５】
この発明においては、自己位置測位部１３は、「位置情報生成手段」を構成する。
【０１５６】
また、距離測定部１４は、「距離保持手段」を構成する。
【０１５７】
更に、図５に示すフローチャートのステップＳ７〜ステップＳ１３は、「位置修正処理」を構成する。
【０１５８】
更に、図５に示すフローチャートのステップＳ１〜ステップＳ２０に従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正する組織化測位部１５は、位置修正処理を実行する「位置修正手段」を構成する。
【０１５９】
更に、図５に示すフローチャートのステップＳ１８，Ｓ１９，Ｓ２１に従って、最終的に修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１〜７の位置と推定する組織化測位部１５は、所定の条件が満たされると、位置修正手段によって修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する「位置推定手段」を構成する。
【０１６０】
更に、無線装置１が図５に示すフローチャートに従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を所定回数だけ修正するとき、無線装置２〜７は、「ｍ（ｍは３以上の整数）個の無線装置」を構成する。
【０１６１】
更に、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置２の方向へ測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）だけ移動するベクトルは、「第１のベクトル」を構成し、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置２の方向へ演算距離ｄｉｓｔ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜だけ移動するベクトルは、「第２のベクトル」を構成する。
【０１６２】
更に、修正ベクトルＶｉ（ｔ）は、「距離偏差ベクトル」を構成する。
【０１６３】
この発明の実施の形態１によれば、無線ネットワークシステム１０を構成する無線装置１〜７の各々は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と近傍に存在する無線装置の仮の位置ｗｊｋ（ｓ）とに基づいて演算した演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜が測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を自律的に順次修正し、自己の位置を決定する。
【０１６４】
従って、この発明によれば、無線装置の位置を自律的に推定できる。その結果、センサーを大量、かつ、完全に配置しなくても、広範囲な領域において日常生活における物品の位置情報を取得できる。
【０１６５】
［実施の形態２］
図１２は、実施の形態２による無線ネットワークシステムの概念図である。実施の形態２による無線ネットワークシステム１０Ａは、無線装置８１〜８７，９１〜９６を備える。
【０１６６】
無線ネットワークシステム１０Ａは、無線ネットワークシステム１０と同じように、自律的に確立され、送信元と送信先との間で無線通信を行なうネットワークシステムであり、例えば、無線アドホックネットワークからなる。そして、無線装置８１〜８７，９１〜９６は、無線装置１〜７と同じように、鉛筆、ノート、テレビ、パーソナルコンピュータ、カメラ、自転車、自動車および建物等の屋内外の日常生活に用いられる物品に装着され、無線アドホックネットワークを構成する。
【０１６７】
無線装置８１〜８７，９１〜９６は、無線通信空間に配置され、それぞれ、アンテナ８１１，８２１，８３１，８４１，８５１，８６１，８７１，９１１，９２１，９３１，９４１，９５１，９６１を介して相互に無線通信を行なう。そして、無線装置８１〜８７，９１〜９６の各々は、後述する方法によって、自己の位置を推定する。無線装置８２〜８７は、無線装置８１から１ホップ内の位置に配置され、無線装置８１と無線装置８２〜８７との距離は、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ６である。
【０１６８】
また、無線装置９１〜９６は、無線装置８１から２ホップ内の位置に配置され、無線装置８２と無線装置９１との距離、無線装置８３と無線装置９２との距離、無線装置８４と無線装置９３との距離、無線装置８５と無線装置９４との距離、無線装置８６と無線装置９５との距離、および無線装置８７と無線装置９６との距離は、それぞれ、Ｒ７〜Ｒ１２である。
【０１６９】
なお、アンテナ８１１，８２１，８３１，８４１，８５１，８６１，８７１，９１１，９２１，９３１，９４１，９５１，９６１の各々は、全方位性のアンテナである。
【０１７０】
図１３は、図１２に示す無線装置８１の構成を示す機能ブロック図である。無線装置８１は、図２に示す無線装置１の距離測定部１４および組織化測位部１５をそれぞれ距離測定部１４Ａおよび組織化測位部１５Ａに代えたものであり、その他は、無線装置１と同じである。
【０１７１】
なお、無線装置８１においては、受信部１２は、アンテナ８１１を介して無線装置８２〜８７からの信号を受信し、その受信した信号を必要に応じて自己位置測位部１３、距離測定部１４Ａおよび組織化測位部１５Ａのいずれかへ出力する。組織化測位部１５Ａが無線装置８１の位置を推定する場合、受信部１２は、無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）、無線装置９１〜９６の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）、および距離Ｒ７〜Ｒ１２をそれぞれ無線装置８２〜８７からアンテナ８１１を介して受信し、その受信した仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）および距離Ｒ７〜Ｒ１２を組織化測位部１５Ａへ出力する。
【０１７２】
距離測定部１４Ａは、無線装置８１と無線装置８２〜８７のそれぞれとの距離Ｒ１〜Ｒ６を測定し、その測定した距離Ｒ１〜Ｒ６をそれぞれ無線装置８２〜８７に対応付けて保持する。なお、距離測定部１４Ａは、距離測定部１４と同じ方法によって距離Ｒ１〜Ｒ６を測定する。
【０１７３】
組織化測位部１５Ａは、自己位置測位部１３からの仮の自己位置ｗｉ（０）と、距離測定部１４Ａからの距離Ｒ１〜Ｒ６と、受信部１２からの仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）、および距離Ｒ７〜Ｒ１２とに基づいて、後述する方法によって、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）（ｔ＝０，１，２，・・・）を順次修正し、その修正した自己位置ｗｉ（ｔ）を一定期間ごとに送信部１６を介して無線装置８２〜８７へ送信する。
【０１７４】
そして、組織化測位部１５Ａは、所定の条件が満たされると、最終的に修正された自己位置ｗｉ（ｔ）を無線装置８１の位置と推定する。
【０１７５】
なお、無線装置８２〜８７の各々は、図１３に示す無線装置８１の構成と同じ構成からなる。
【０１７６】
無線ネットワークシステム１０Ａにおいては、無線装置９１〜９６は、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）をブロードキャストする。従って、例えば、無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）は、無線装置８２，８３，８７，９２によって受信される。無線装置９２〜９６の仮の自己位置ｗｘ２（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）も、同様に複数の無線装置によって受信される。
【０１７７】
従って、無線装置８２〜８７の受信部１２は、無線装置９１〜９６から仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を受信し、その受信した仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を距離測定部１４Ａへ出力する。
【０１７８】
無線装置８２〜８７の距離測定部１４Ａは、それぞれ、無線装置９１〜９６との距離Ｒ７〜Ｒ１２を測定し、その測定した距離Ｒ７〜Ｒ１２をそれぞれ無線装置９１〜９６に対応付けて保持する。
【０１７９】
そして、無線装置８２〜８７の距離測定部１４Ａは、受信部１２から仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を受けると、その受けた仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を無線装置９１〜９６および距離Ｒ７〜Ｒ１２に対応付けて送信部１６へ出力する。
【０１８０】
また、無線装置８２〜８７の組織化測位部１５Ａは、自己位置測位部１３からそれぞれ仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を受け、その受けた仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を送信部１６へ出力する。
【０１８１】
そうすると、無線装置８２〜８７の送信部１６は、それぞれ、位置情報ＰＳＴ１〜ＰＳＴ６を作成し、その作成した位置情報ＰＳＴ１〜ＰＳＴ６をそれぞれアンテナ８２１，８３１，８４１，８５１，８６１，８７１を介して無線装置８１へ送信する。
【０１８２】
この場合、位置情報ＰＳＴ１は、［無線装置８２のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）／無線装置９１のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ１（ｔ），距離Ｒ７］からなり、位置情報ＰＳＴ２は、［無線装置８３のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ２（ｔ）／無線装置９２のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ２（ｔ），距離Ｒ８］からなる。
【０１８３】
また、位置情報ＰＳＴ３は、［無線装置８４のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ３（ｔ）／無線装置９３のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ３（ｔ），距離Ｒ９］からなり、位置情報ＰＳＴ４は、［無線装置８５のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ４（ｔ）／無線装置９４のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ４（ｔ），距離Ｒ１０］からなる。
【０１８４】
更に、位置情報ＰＳＴ５は、［無線装置８６のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ５３（ｔ）／無線装置９５のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ５（ｔ），距離Ｒ１１］からなり、位置情報ＰＳＴ６は、［無線装置８７のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ６（ｔ）／無線装置９６のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ６（ｔ），距離Ｒ１２］からなる。
【０１８５】
従って、無線装置８１の受信部１２は、仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）、および距離Ｒ７〜Ｒ１２を受信できる。
【０１８６】
なお、位置情報ＰＳＴ１〜ＰＳＴ６に含まれる無線装置８１〜８６のＩＰアドレスは、無線装置８１〜８６を識別可能な識別子であれば、どのような識別子に代えられてもよい。
【０１８７】
以下、無線装置８１の組織化測位部１５Ａが無線装置８１の位置を推定する方法について具体的に説明する。
【０１８８】
無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と無線装置８２の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）とに基づいて無線装置８１と無線装置８２との距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜を演算する。この場合、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｙ１（ｔ）は、例えば、ｘ−ｙ座標によって表されているため、組織化測位部１５Ａは、距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜（「演算距離」という）を容易に演算できる。
【０１８９】
そして、組織化測位部１５Ａは、演算した演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜と、距離測定部１４Ａから取得した無線装置８１と無線装置８２との間の測定された距離Ｒ１（＝ｄｉｙ１（ｔ）、「測定距離」という）とに基づいて、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜を測定距離ｄｉｙ１（ｔ）に近づけるための修正ベクトルＶｉ（１）（ｔ）を次式により演算する。
【０１９０】
【数９】
【０１９１】
なお、ｗｉ（ｔ）＝ｗｉ（０），ｗｉ（１），ｗｉ（２），・・・であり、ｗｙ（ｔ）＝ｗｙ（０），ｗｙ（１），ｗｙ（２），・・・であり、ｔは、無線装置８１における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）および無線装置８２〜８７における仮の自己位置ｗｙ（ｔ）の修正回数を示す。また、ｙは、無線装置８２〜８７に対応してｙ１〜ｙ６である。
【０１９２】
また、組織化測位部１５Ａは、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）とに基づいて無線装置８１と無線装置９１との距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜を演算する。この場合、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）も、例えば、ｘ−ｙ座標によって表されているため、組織化測位部１５Ａは、距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜（「演算距離」という）を容易に演算できる。
【０１９３】
そして、組織化測位部１５Ａは、演算した演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜を演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜と比較する。
【０１９４】
組織化測位部１５Ａは、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜が演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜よりも長いとき、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜と、距離測定部１４Ａから取得した無線装置８１と無線装置８２との間の測定距離Ｒ１（＝ｄｉｙ１（ｔ））と、受信部１２から受けた無線装置８２と無線装置９１との間の測定距離Ｒ７（＝ｄｙ１ｘ１（ｔ））とに基づいて、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜を測定距離ｄｉｙ１（ｔ）＋ｄｙ１ｘ１（ｔ）に近づけるための修正ベクトルＶｉ（２）（ｔ）を次式により演算する。
【０１９５】
【数１０】
【０１９６】
なお、ｗｘ（ｔ）＝ｗｘ（０），ｗｘ（１），ｗｘ（２），・・・であり、ｔは、無線装置９１〜９６における仮の自己位置ｗｘ（ｔ）の修正回数を示す。また、ｘは、無線装置９１〜９６に対応してｘ１〜ｘ６である。
【０１９７】
一方、組織化測位部１５Ａは、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜が演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜以下であるとき、ベクトルｗｙ１（ｔ）−ｗｉ（ｔ）と、ベクトルｗｙ１（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）とを演算し、その演算したベクトル（ｗｙ１（ｔ）−ｗｉ（ｔ）），（ｗｙ１（ｔ）−ｗｘ１（ｔ））と、測定距離Ｒ１（＝ｄｉｙ１（ｔ））および測定距離Ｒ７（＝ｄｙ１ｘ１（ｔ））とに基づいて、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜を測定距離ｄｉｙ１（ｔ）＋ｄｙ１ｘ１（ｔ）に近づけるための修正ベクトルＶｉ（２）（ｔ）を次式により演算する。
【０１９８】
【数１１】
【０１９９】
そして、組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔがしきい値τ以下であるとき、式（９）によって示される修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）と、式（１０）または式（１１）によって表される修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）とを用いて次式によって無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２００】
【数１２】
【０２０１】
また、組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔがしきい値τよりも大きいとき、式（９）によって示される修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）を用いて次式によって無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２０２】
【数１３】
【０２０３】
なお、式（１２）および式（１３）において、αｉ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における学習関数であり、次式によって表される。
【０２０４】
【数１４】
【０２０５】
式（１４）において、Ｅｉ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８１と、無線装置８１の近傍に存在する無線装置８２〜８７との距離平均誤差量であり、Ｅｉ（ｔ−１）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ−１回目の修正時における無線装置８１と、無線装置８１の近傍に存在する無線装置８２〜８７との距離平均誤差量である。
【０２０６】
組織化測位部１５Ａは、距離平均誤差量Ｅｉ（ｔ）を次式により演算する。
【０２０７】
【数１５】
【０２０８】
式（１５）において、Ｎｉ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時において無線装置８１の近傍に存在する無線装置の総数を表し、具体的には、無線装置８２〜８７の個数である６個である。
【０２０９】
また、ｄｉｙ（ｔ）（ｙは、ｙ１〜ｙ６のいずれかを表す）は、無線装置８１と無線装置８２〜８７のいずれかとの間の測定距離を表す。より具体的には、ｄｉｙ１（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８２との間の測定距離を表し、ｄｉｙ２（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８３との間の測定距離を表し、ｄｉｙ３（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８４との間の測定距離を表し、ｄｉｙ４（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８５との間の測定距離を表し、ｄｉｙ５（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８６との間の測定距離を表し、ｄｉｙ６（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８７との間の測定距離を表す。従って、ｄｉｙ（ｔ）＝ｄｉｙ１（ｔ）〜ｄｉｙ６（ｔ）は、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ６に等しい。
【０２１０】
更に、ｗｙ（ｔ）（ｙは、ｙ１〜ｙ６のいずれかを表す）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時において無線装置１から１ホップ内に存在する無線装置の仮の自己位置を表し、より具体的には、ｗｙ１（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８２の仮の自己位置を表し、ｗｙ２（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８３の仮の自己位置を表し、ｗｙ３（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８４の仮の自己位置を表し、ｗｙ４（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８５の仮の自己位置を表し、ｗｙ５（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８６の仮の自己位置を表し、ｗｙ６（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８７の仮の自己位置を表す。従って、ｗｙ（ｔ）＝ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）は、それぞれ、無線装置８２〜８７から無線装置８１へブロードキャストされる仮の自己位置である。
【０２１１】
そうすると、組織化測位部１５Ａは、無線装置の総数Ｎｉ（ｔ）、測定距離ｄｉｙ１（ｔ）〜ｄｉｙ６（ｔ）および仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を取得でき、その取得した無線装置の総数Ｎｉ（ｔ）、測定距離ｄｉｙ１（ｔ）〜ｄｉｙ６（ｔ）および仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を式（１５）に代入して距離平均誤差Ｅｉ（ｔ）を演算する。
【０２１２】
そして、組織化測位部１５Ａは、その演算した距離平均誤差Ｅｉ（ｔ）と、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ−１回目の修正時における距離平均誤差Ｅｉ（ｔ−１）との差を演算することにより、距離平均誤差の変化量ΔＥｉ（ｔ）＝Ｅｉ（ｔ）−Ｅｉ（ｔ−１）を演算する。
【０２１３】
組織化測位部１５Ａは、距離平均誤差の変化量ΔＥｉ（ｔ）を演算すると、変化量ΔＥｉ（ｔ）がしきい値θ以上であるか否かを判定し、その判定結果に応じて異なる学習関数αｉ（ｔ）を式（１２）または式（１３）に代入して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２１４】
即ち、変化量ΔＥｉ（ｔ）＝Ｅｉ（ｔ）−Ｅｉ（ｔ−１）がしきい値θ以上であるとき（ΔＥｉ（ｔ）≧θ）、組織化測位部１５Ａは、αｉ（ｔ）＝−１を式（１２）または式（１３）に代入して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２１５】
また、変化量ΔＥｉ（ｔ）＝Ｅｉ（ｔ）−Ｅｉ（ｔ−１）がしきい値θよりも小さいとき（ΔＥｉ（ｔ）＜θ）、組織化測位部１５Ａは、αｉ（ｔ）＝η・｜αｉ（ｔ−１）｜を式（１２）または式（１３）に代入して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２１６】
上記の式（９）を用いた無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正概念は、図３に示す修正概念と同じである。
【０２１７】
上記の式（１０）を用いた無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を概念的に説明する。図１４は、式（１０）を用いた無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正概念を説明するための図である。
【０２１８】
無線装置８１は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）に存在し、無線装置８２は、仮の自己位置ｗｙ（ｔ）に存在し、無線装置９１は、仮の自己位置ｗｘ（ｔ）に存在している。
【０２１９】
そして、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｘ（ｔ）に基づいて演算された演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ（ｔ）｜が、実測された無線装置８１，８２間の測定距離ｄｉｙ（ｔ）（＝Ｒ１）と実測された無線装置８２，９１間の測定距離ｄｙｘ（ｔ）（＝Ｒ７）との和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）と異なるとき、測定距離ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）と演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ（ｔ）｜との差を修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）として求め、その求めた修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）に従って無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２２０】
これによって、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）と、無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）との間の距離は、測定距離ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）になる。
【０２２１】
従って、式（９）または式（１０）によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正することは、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ（ｔ）｜または｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ（ｔ）｜が測定距離ｄｉｙ（ｔ）またはｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正することに相当する。
【０２２２】
式（１０）においては、無線装置８１と無線装置８２との間の測定距離ｄｉｙ（ｔ）と、無線装置８２と無線装置９１との間の測定距離ｄｙｘ（ｔ）との和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離として用いる。
【０２２３】
これは、無線装置８１から２ホップ内に存在する無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）を用いて無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する場合、無線装置８１と無線装置９１との間の距離を強調して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するためである。
【０２２４】
即ち、無線装置８２は、無線装置８１から１ホップ内に存在し、無線装置９１は、無線装置８１に対して無線装置８２よりも遠くに存在するというネットワークのトポロジー（即ち、無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置８１〜８７，９１〜９６の配置形態）を反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するために、和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離として用いることにしたものである。
【０２２５】
そして、ネットワークのトポロジーを反映した無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）への修正を強調するために、式（１２）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２２６】
即ち、式（１２）は、無線装置９１〜９６の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）＝ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を用いて式（１０）によって演算された６個の修正ベクトルＶｘ１｛２｝（ｔ）〜Ｖｘ６｛２｝（ｔ）の和Ｖｘ１｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ２｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ３｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ４｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ５｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ６｛２｝（ｔ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２２７】
次に、上記の式（１１）を用いた無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を概念的に説明する。図１５は、式（１１）を用いた無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正概念を説明するための図である。
【０２２８】
無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）とに基づいて演算された演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ（ｔ）｜が無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と無線装置８２の仮の自己位置ｗｙ（ｔ）とに基づいて演算された演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ（ｔ）｜以下であるとき、即ち、無線装置９１が無線装置８２よりも無線装置８１に近い位置に存在するとき、和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離とすると、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が仮の自己位置ｗ’ｉ（ｔ＋１）へ修正される。
【０２２９】
そうすると、無線装置８１の仮の自己位置ｗ’ｉ（ｔ＋１）は、無線装置８２の仮の自己位置ｗｙ（ｔ）と無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）とを結ぶ線分の延長線の方向と異なる方向へ修正されるため、無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離として和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を用いることが困難になる。
【０２３０】
そこで、無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離として和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を用いることができるようにするため、即ち、式（１０）によって修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）を演算できるようにするために、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ（ｔ）｜が演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ（ｔ）｜以下であるとき、式（１１）によって修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）を演算することにしたものである。
【０２３１】
式（１１）によって演算される修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）は、無線装置８１から無線装置８２へ向かうベクトル（＝ｗｙ（ｔ）−ｗｉ（ｔ））に、無線装置９１から無線装置８２へ向かうベクトル（＝ｗｙ（ｔ）−ｗｘ（ｔ））のｄｉｙ（ｔ）／ｄｙｘ（ｔ）倍を加算したものである。
【０２３２】
つまり、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を無線装置９１から無線装置８２へ向かうベクトル（＝ｗｙ（ｔ）−ｗｘ（ｔ））の延長線上の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正するように、修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）を演算することにしたものである。
【０２３３】
これによって、無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離として和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を用いて無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正できるようになる。
【０２３４】
なお、ベクトル（＝ｗｙ（ｔ）−ｗｘ（ｔ））をｄｉｙ（ｔ）／ｄｙｘ（ｔ）倍するのは、無線装置８１の修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）と無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）とに基づいて演算された演算距離｜ｗｉ（ｔ＋１）−ｗｘ（ｔ）｜が無線装置８１，９１間の測定距離ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）に一致するようにするためである。
【０２３５】
ベクトル（ｗｙ（ｔ）−ｗｘ（ｔ））／ｄｙｘ（ｔ）は、無線装置９１から無線装置８２へ向かう単位ベクトルになり、その単位ベクトルをｄｉｙ（ｔ）倍することによって、無線装置９１から無線装置８２へ向かう方向を有し、長さが無線装置８１，８２間の測定距離に等しいベクトル（ｗｙ（ｔ）−ｗｘ（ｔ））ｄｉｙ（ｔ）／ｄｙｘ（ｔ）が得られるからである。
【０２３６】
更に、式（１４）によって学習関数αｉ（ｔ）を演算するようにしたのは、図４において説明したように、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）が局所解に至った場合に、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）が局所解から抜け出せるようにするためである。
【０２３７】
実施の形態２においては、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する場合、修正回数ｔがしきい値τに達するまで、式（１２）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正し、修正回数ｔがしきい値τに達すると、式（１３）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２３８】
これは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正の初期段階（修正回数ｔ≦しきい値τ）においては、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正し、その後、無線装置８１の近傍（１ホップ内）に存在する無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ（ｔ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するようにするためである。
【０２３９】
つまり、無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置の配置形態を特徴付ける無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を概略的に修正し、その後、無線装置８１の近傍（１ホップ内）に存在する無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ（ｔ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が最適解に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を局所的に修正するようにするためである。
【０２４０】
仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｙ（ｔ），ｗｘ（ｔ）は、それぞれ、無線装置８１，８２，９１の自己位置測位部１３において生成されるものであり、自己位置測位部１３がＧＰＳ等の位置測定機能を有しないときは、ランダムに生成されるものであるので、式（１２）または式（１３）によって修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）は誤差を含んでおり、演算距離｜ｗｉ（ｔ＋１）−ｗｘ（ｔ）｜が測定距離ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）（＝Ｒ１＋Ｒ７）に即座に一致し、演算距離｜ｗｉ（ｔ＋１）−ｗｙ（ｔ）｜が測定距離ｄｉｙ（ｔ）（＝Ｒ１）に即座に一致するものではない。
【０２４１】
従って、無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、式（１２）または式（１３）による仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を無線装置８１から２ホップ内に存在する無線装置９１〜９６の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）（ｘ＝ｘ１〜ｘ６）と無線装置８１から１ホップ内に存在する無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ（ｔ）（ｙ＝ｙ１〜ｙ６）とを用いて所定回数実行し、所定回数実行後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８１の位置と推定する。
【０２４２】
無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、無線装置８２〜８７から受信した仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）および測定距離Ｒ７〜Ｒ１２を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を６回修正したとき、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする。
【０２４３】
また、無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、好ましくは、無線装置８２〜８７の一部からの仮の自己位置（ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）の一部），（ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）の一部）および測定距離（Ｒ７〜Ｒ１２の一部）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を所定回数修正したとき、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする。
【０２４４】
例えば、無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、無線装置８２，８５，８７からの仮の自己位置ｗｙ１（ｔ），ｗｙ４（ｔ），ｗｙ６（ｔ）；ｗｘ１（ｔ），ｗｘ４（ｔ），ｗｘ６（ｔ）および測定距離Ｒ７，Ｒ１０，Ｒ１２を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を３回修正したとき、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする。
【０２４５】
そして、仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）および測定距離Ｒ７〜Ｒ１２を用いた仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の所定回数の修正を１セットとすると、無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を所定セット数だけ実行したときに、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８１の位置と推定する。
【０２４６】
無線装置８２〜８７は、上述した無線装置８１における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正方法と同じ修正方法に従って、仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を順次修正し、自己の位置を推定する。そして、無線装置８２〜８７は、その修正後の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を無線装置８１，９１〜９６へブロードキャストする。
【０２４７】
更に、無線装置９１〜９６は、上述した無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正方法と同じ修正方法に従って、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を順次修正し、自己の位置を推定する。そして、無線装置９１〜９６は、その修正後の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする。
【０２４８】
なお、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８１から受信した無線装置８２〜８７は、その受信した無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を用いて無線装置８１における方法と同じ方法によって無線装置８２〜８７の各々の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を修正し、その修正後の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ＋１）〜ｗｙ６（ｔ＋１）をブロードキャストする。そして、無線装置８１は、無線装置８２〜８７からの仮の自己位置ｗｙ１（ｔ＋１）〜ｗｙ６（ｔ＋１）を受信し、その受信した仮の自己位置ｗｙ１（ｔ＋１）〜ｗｙ６（ｔ＋１）を用いて、上述した方法によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正する。
【０２４９】
図１６および図１７は、それぞれ、無線装置の位置を推定する動作を説明するための実施の形態２における第１および第２のフローチャートである。なお、図１６および図１７においては、無線装置８１が無線装置８２〜８７のうちの一部の無線装置ｙ１〜ｙｄ（ｄは２以上の整数）から仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）（＝Ｒ７〜Ｒ１２の一部）を受信して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する場合について説明する。
【０２５０】
一連の動作が開始されると、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、無線装置ｉ（＝無線装置８１）における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔをｔ＝０に設定し、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正時間ＴをＴ＝０に設定する（ステップＳ３１）。なお、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、タイマーを内蔵しており、タイマーによって修正時間Ｔを計測する。そして、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、無線装置８１における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正セット数ＳｔをＳｔ＝０に設定する（ステップＳ３２）。
【０２５１】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、自己位置測位部１３から無線装置ｉ（＝無線装置８１）の仮の自己位置ｗｉ（０）を取得し（ステップＳ３３）、その取得した仮の自己位置ｗｉ（０）をブロードキャストするように送信部１６を制御し、送信部１６は、組織化測位部１５Ａから受けた仮の自己位置ｗｉ（０）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする（ステップＳ３４）。
【０２５２】
無線装置ｉ（＝無線装置８１）の受信部１２は、１ホップ内に存在する無線装置ｙ（＝無線装置８２〜８７）のうちの一部の無線装置ｙ１〜ｙｄの仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ）、２ホップ内に存在する無線装置ｘ（＝無線装置９１〜９６）の一部の無線装置ｘ１〜ｘｄの仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）を無線装置８２〜８７の一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから受信し（ステップＳ３５）、その受信した仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）を組織化測位部１５Ａへ出力する。
【０２５３】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、ｃ（１≦ｃ≦ｄ）＝１を設定し（ステップＳ３６）、仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ）のうちの１つの仮の自己位置ｗｙｃ（ｔ）（ｃ＝１）と、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）のうちの１つの仮の自己位置ｗｘｃ（ｔ）（ｃ＝１）と、測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）のうちの１つの測定距離ｄｙｘｃ（ｔ）（ｃ＝１）とを選択する。
【０２５４】
仮の自己位置ｗｘｃ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｙｃ（ｔ）を有する無線装置ｙｃから１ホップ内に存在する無線装置ｘｃの仮の自己位置であり、測定距離ｄｙｘｃ（ｔ）は、無線装置ｙｃと無線装置ｘｃとの間の測定距離である。
【０２５５】
例えば、無線装置ｙｃとして無線装置８２が選択された場合、仮の自己位置ｗｙｃ（ｔ）は、無線装置８２の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）になり、仮の自己位置ｗｘｃ（ｔ）は、無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）になり、測定距離ｄｙｘｃ（ｔ）は、無線装置８２，９１間の測定距離Ｒ７になる。
【０２５６】
そして、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、その選択した１つの仮の自己位置ｗｙｃ（ｔ）を有する無線装置ｙｃと無線装置ｉとの間の測定距離ｄｉｙｃ（ｔ）を距離測定部１４Ａから取得する（ステップＳ３７）。
【０２５７】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｙｃ（ｔ）に基づいて演算距離ｄｉｙｓ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙｃ（ｔ）｜を演算するとともに、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｘｃ（ｔ）に基づいて演算距離ｄｉｘｓ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘｃ（ｔ）｜を演算する（ステップＳ３８）。
【０２５８】
そうすると、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、演算距離ｄｉｘｓ（ｔ）が演算距離ｄｉｙｓ（ｔ）以下であるか否かを判定し（ステップＳ３９）、演算距離ｄｉｘｓ（ｔ）が演算距離ｄｉｙｓ（ｔ）以下でないとき、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｘｃ（ｔ）および測定距離ｄｉｙｃ（ｔ），ｄｙｘｃ（ｔ）に基づいて、式（１０）を用いて、修正ベクトルＶｘｃ｛２｝（ｔ）を演算する（ステップＳ４０）。
【０２５９】
一方、ステップＳ３９において、演算距離ｄｉｘｓ（ｔ）が演算距離ｄｉｙｓ（ｔ）以下であると判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｘｃ（ｔ）および測定距離ｄｉｙｃ（ｔ），ｄｙｘｃ（ｔ）に基づいて、式（１１）を用いて、修正ベクトルＶｘｃ｛２｝（ｔ）を演算する（ステップＳ４１）。
【０２６０】
そして、ステップＳ４０またはステップＳ４１の後、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、ｃ＝ｄであるか否かを判定し（ステップＳ４２）、ｃ＝ｄでないとき、ｃ＝ｃ＋１を設定する（ステップＳ４３）。
【０２６１】
その後、一連の動作は、ステップＳ３７へ移行し、ステップＳ４２において、ｃ＝ｄであると判定されるまで、上述したステップＳ３７〜ステップＳ４３が繰り返し実行される。
【０２６２】
即ち、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の周囲に存在する無線装置８２〜８７の一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから受信した仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）の全てを用いて修正ベクトルＶｘｃ｛２｝（ｔ）を演算するまで、ステップＳ３７〜ステップＳ４３が繰り返し実行される。
【０２６３】
そして、ステップＳ４２において、ｃ＝ｄであると判定されると、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、無線装置ｙ１〜ｙｄの中から１つの無線装置ｙｒを選択し、その選択した無線装置ｙｒと無線装置ｉとの間の測定距離ｄｉｙｒ（ｔ）を距離測定部１４Ａから取得する（ステップＳ４４）。
【０２６４】
そして、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｙｒ（ｔ）および測定距離ｄｉｙｒ（ｔ）に基づいて、式（９）に示す修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）を演算する（ステップＳ４５）。
【０２６５】
引き続いて、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔがしきい値τ以下であるか否かを判定し（ステップＳ４６）、修正回数ｔがしきい値τ以下であるとき、式（１２）によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する（ステップＳ４７）。この場合、図１６に示すステップＳ３７〜ステップＳ４３のループで演算されたｃ個のＶｘｃ（２）（ｔ）の和が式（１２）により演算され、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正される。
【０２６６】
一方、ステップＳ４６において、修正回数ｔがしきい値τよりも大きいと判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、式（１３）によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する（ステップＳ４８）。
【０２６７】
なお、ステップＳ４７，Ｓ４８の修正においては、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、式（１５）によって距離平均誤差量Ｅｉ（ｔ）を演算し、更に、距離平均誤差量Ｅｉ（ｔ）の変化量ΔＥｉ（ｔ）＝Ｅｉ（ｔ）−Ｅｉ（ｔ−１）を演算する。そして、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、変化量ΔＥｉ（ｔ）がしきい値θ以上であるとき、学習関数αｉ（ｔ）＝−１を式（１２）または式（１３）へ代入して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正し、変化量ΔＥｉ（ｔ）がしきい値θよりも小さいとき、学習関数αｉ（ｔ）＝η・｜αｉ（ｔ−１）｜を式（１２）または式（１３）へ代入して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２６８】
また、ステップＳ４６において、修正回数ｔがしきい値τに達したと判定され、ステップＳ４８において、式（１３）に従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が修正される場合、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、ステップＳ４７において、式（１２）に従って修正した後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を式（１３）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２６９】
そして、ステップＳ４７またはステップＳ４８の後、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、Ｔ＝Ｔｃであるか否かを判定し（ステップＳ４９）、Ｔ＝Ｔｃでないとき、一連の動作は、図１６のステップＳ３５へ移行する。そして、ステップＳ４９において、Ｔ＝Ｔｃであると判定されるまで、上述したステップＳ３５〜ステップＳ４９が繰り返し実行される。
【０２７０】
即ち、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正時間Ｔが時間Ｔｃに達するまで、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の周囲に存在する無線装置８２〜８７のうちの一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから受信した仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）の全てを用いて、修正ベクトルＶｘｃ（２）（ｔ）を演算し、その演算した修正ベクトルＶｘｃ（２）（ｔ）と、無線装置ｙ１〜ｙｄから選択した１つの無線装置ｙｒの仮の自己位置ｗｙｒ（ｔ）とを用いて無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が修正される。
【０２７１】
なお、Ｔｃは、定数であり、任意の時間からなる。
【０２７２】
そして、ステップＳ４９において、Ｔ＝Ｔｃであると判定されると、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）をブロードキャストするように送信部１６を制御し、送信部１６は、修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする（ステップＳ５０）。
【０２７３】
これによって、無線装置８２〜８７は、修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８１から受信し、その受信した仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を用いて仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を修正できる。
【０２７４】
ステップＳ５０の後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５Ａは、Ｓｔ＝Ｓｔ＋１を設定し（ステップＳ５１）、Ｓｔ＝Ｎであるか否かを判定する（ステップＳ５２）。
【０２７５】
そして、Ｓｔ＝Ｎでないと判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５Ａは、修正時間ＴをＴ＝０に設定する（ステップＳ５３）。つまり、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５Ａは、修正時間Ｔをリセットする。
【０２７６】
その後、一連の動作は、ステップＳ３５へ移行し、ステップＳ５２において、修正セット数Ｓｔ＝Ｎであると判定されるまで、上述したステップＳ３５〜ステップＳ５３が繰り返し実行される。
【０２７７】
そして、ステップＳ５２において、Ｓｔ＝Ｎであると判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５Ａは、最終的に修正された自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８１の位置と推定する（ステップＳ５４）。そして、一連の動作が終了する。
【０２７８】
なお、図１６および図１７に示すフローチャートにおいては、ステップＳ４９は、削除されてもよい。この場合、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５Ａは、ステップＳ４７またはステップＳ４８によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するごとに、その修正した仮の自己位置ｗｉ（ｔ）をブロードキャストする。
【０２７９】
また、無線装置８２〜８７，９１〜９６の各々も、図１６および図１７に示すフローチャートに従って自己の位置を推定する。
【０２８０】
これによって、無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置８１〜８７，９１〜９６の位置が自律的に推定される。この場合、無線装置８１〜８７，９１〜９６のうち、少なくとも１個の無線装置が既知である絶対位置を仮の自己位置とする場合、無線装置８１〜８７，９１〜９６の位置は絶対位置として決定される。
【０２８１】
また、無線装置８１〜８７，９１〜９６の全てが既知である絶対位置を有しない場合、無線装置８１〜８７，９１〜９６の位置は相対的に決定される。
【０２８２】
このように、いずれにしても、無線装置８１〜８７，９１〜９６の各々が図１６および図１７に示すフローチャートに従って自己の位置を自律的に推定することによって無線ネットワークシステム１０Ａにおいて無線装置８１〜８７，９１〜９６の位置を自律的に決定できる。
【０２８３】
図１６および図１７に示すフローチャートにおいては、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔがしきい値τ以下であるとき、無線装置ｉ（＝無線装置８１）から２ホップ内に存在する無線装置９１〜９６のうちの一部の無線装置ｘ１〜ｘｄの仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する（ステップＳ４６，Ｓ４７参照）。
【０２８４】
ステップＳ４７における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正においては、無線装置ｉ（＝無線装置８１）から２ホップの位置に存在する無線装置ｘ１〜ｘｄ（無線装置９１〜９６の一部）の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）の全てを用いて演算された修正ベクトルＶｘ１｛２｝（ｔ）〜Ｖｘｄ｛２｝（ｔ）の和Ｖｘ１｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ２｛２｝（ｔ）＋・・・＋Ｖｘｄ｛２｝（ｔ）を使用して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２８５】
従って、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔがしきい値τ以下である初期段階においては、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）への修正が行なわれる。
【０２８６】
そして、修正回数ｔがしきい値τに達すると、無線装置ｉ（＝無線装置８１）から１ホップの位置に存在する無線装置ｙｒ（無線装置８２〜８７のうちの１個の無線装置）の仮の自己位置ｗｙｒ（ｔ）を用いて修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）への修正が行なわれる（ステップＳ４６，Ｓ４８参照）。
【０２８７】
即ち、修正回数ｔがしきい値τに達すると、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が最適解に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が局所的に修正される。
【０２８８】
このように、実施の形態２においては、初期段階においては、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して大局的に修正し、修正回数ｔがしきい値τに達すると、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を局所的に修正する。
【０２８９】
これによって、既知である絶対位置を有する無線装置を増加させなくても、各無線装置の位置を推定する精度を向上できる。
【０２９０】
また、図１６および図１７に示すフローチャートにおいては、無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、自己から１ホップ内に存在する無線装置８２〜８７の全てから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）等を受信してから仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するのではなく、無線装置８２〜８７の一部の無線装置ｙ１〜ｙｄの仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ）等を受信すると仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する（ステップＳ３５〜ステップＳ４８参照）。
【０２９１】
そして、一連の動作がステップＳ５３からステップＳ３５へ戻り、ステップＳ３７〜ステップＳ４３のループが２回目以降に実行される場合、無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、無線装置８２〜８７のうち、各回毎に同一または異なる一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）を受信して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２９２】
これによって、後述するように、各無線装置の位置を推定する精度を向上できる。
【０２９３】
なお、図１６および図１７に示すフローチャートにおいては、無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、自己から１ホップ内に存在する無線装置８２〜８７の全てから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）等を受信してから仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するようにしてもよい。
【０２９４】
この場合、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５，Ｓ４２において、ｃ＝ｖ（＝６）と設定すればよい。
【０２９５】
以下、図１６および図１７に示すフローチャートに従って無線装置８１〜８７，９１〜９６の位置を推定する場合のシミュレーション結果について説明する。シミュレーションにおいては、図１２に示す無線ネットワークシステム１０Ａが配置される空間として１．０ｍ×１．０ｍの平面を定義し、この空間に図１２に示す無線装置８１〜８７，９１〜９７をランダムに配置したネットワークトポロジーを定義する。
【０２９６】
また、距離測定部１４Ａによって測定される無線装置間の距離は、エラーを含むが、このエラーは、正規分布に従うものとする。
【０２９７】
更に、無線装置８１が修正した仮の自己位置を近傍の無線装置８２〜８７へ配信する間隔は、無線装置８２〜８７の全てと通信して仮の自己位置を修正した度毎とする。そして、これを１サイクルとして、各無線装置８１〜８７ごとに３００サイクルの仮の自己位置の修正を行なった。
【０２９８】
更に、実施の形態２による位置推定方法の比較評価対象として、距離により位置推定を行なう三辺測量を用いた。図１８および図１９は、それぞれ、三辺測量における無線装置の第１および第２の配置図である。
【０２９９】
図１８および図１９において、碁盤目状の交点に配置された黒丸は、アンカーノード（絶対位置が既知である無線装置）を示し、それ以外の黒丸は、無線装置を示す。
【０３００】
従って、図１８に示す配置形態においては、各無線装置は、３個のアンカーノードと無線通信が可能であり、図１９に示す配置形態においては、各無線装置は、４個のアンカーノードと無線通信が可能である。
【０３０１】
そして、図１８に示す配置形態における三辺測量を「三辺測量１」とし、図１９に示す配置形態における三辺測量を「三辺測量２」とする。
【０３０２】
更に、シミュレーションの各調整パラメータは、表２に示す値を用いた。
【０３０３】
【表２】
【０３０４】
なお、位置推定精度の評価関数は、実施の形態１と同じように、式（８）によって定義された。
【０３０５】
図２０は、無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す図である。図２０において、横軸は、無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置の数を表し、縦軸は、式（８）によって定義される位置推定誤差の平均値を表す。
【０３０６】
また、白三角は、三辺測量１を用いた結果を示し、白四角は、三辺測量２を用いた結果を示し、黒丸は、実施の形態２による結果を示す。
【０３０７】
なお、図２０に示すシミュレーションにおいては、アンカーノード数を３個とし、通信可能距離を０．５ｍとし、無線装置間の距離の誤差偏差を０．０１とした。また、三辺測量１においては、アンカーノード数が１４個であり、三辺測量２においては、アンカーノード数が１７個である。更に、無線装置の数毎に各無線装置をランダムに配置した５０通りのネットワークトポロジーに関してシミュレーションを実施した。
【０３０８】
無線装置の数が少ない場合、実施の形態２による位置推定方法は、位置推定の精度が三辺測量１，２に比べ低い。これは、位置推定を行なっている無線装置の近傍に存在する無線装置の数が少なく、位置推定を行なっている無線装置から２ホップ内に存在する無線装置の仮の自己位置を反映した位置推定が不十分であり、正しいトポロジーを再現することができないためである。
【０３０９】
しかし、実施の形態２による位置推定方法は、無線装置が増加するに伴い、精度が急速に向上する。無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置の数が２０個を超えると（平均近傍ノード数：１０．４個）、実施の形態２による位置推定方法は、三辺測量１よりも高い精度を示す。
【０３１０】
実施の形態２による位置推定方法は、無線装置の数が増加しても、三辺測量２よりも低い精度を示すが、実施の形態２による位置推定方法においては、３個のアンカーノードが用いられており、三辺測量１，２におけるアンカーノード数（１４個、１７個）よりも少ない。
【０３１１】
即ち、実施の形態２による位置推定方法は、それぞれ、三辺測量１，２におけるアンカーノード数の約２１％および約１８％のアンカーノード数を用いて三辺測量１よりも高い精度を示し、三辺測量２の精度に近い精度を示す。
【０３１２】
図２１は、無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す他の図である。図２１において、横軸は、無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置の数を表し、縦軸は、式（８）によって定義される位置推定誤差の平均値を表す。
【０３１３】
図２１に示すシミュレーションは、図２０に示すシミュレーションにおいて、距離誤差偏差を０．０１から０．０５へ変えたものであり、その他は、図２０に示すシミュレーションと同じである。
【０３１４】
無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置の数が１０個以上である場合、実施の形態２による位置推定方法は、三辺測量１，２に比べ高い精度を示す。
【０３１５】
三辺測量１，２は、距離誤差偏差が０．０５である場合、約２０％程度が測位不能または非常に大きな誤差を算出する。一方、実施の形態２による位置推定方法は、測位不能になることはなく、また、無線装置の数が十分である場合（１０個以上、平均近傍ノード数：６個以上）、距離誤差偏差が０．０５（約±０．１５の誤差）である場合においても、位置推定誤差の平均値が約０．０３であり、位置推定が可能である。
【０３１６】
従って、実施の形態２による位置推定方法は、無線装置の数が１０個以上である無線ネットワークシステム１０Ａにおいて、三辺測量１，２よりも少量のアンカーノード数（三辺測量１の約２１％、三辺測量２の約１８％）で三辺測量１，２と同等またはそれ以上の精度で位置推定が可能である。
【０３１７】
図２２は、距離誤差偏差による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。図２２において、横軸は、距離誤差偏差を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。
【０３１８】
通信可能距離は、０．５ｍであり、白三角は、無線装置の数が２０個である三辺測量１を示し、白四角は、無線装置の数が２０個である三辺測量２を示す。また、曲線ｋ１１は、無線装置の数／アンカーノード数がそれぞれ２０個／３個である実施の形態２による位置推定方法を示し、曲線ｋ１２は、無線装置の数／アンカーノード数がそれぞれ５０個／３個である実施の形態２による位置推定方法を示し、曲線ｋ１３は、無線装置の数／アンカーノード数がそれぞれ５０個／６個である実施の形態２による位置推定方法を示す。
【０３１９】
実施の形態２による位置推定方法は、距離誤差偏差が大きくなっても、位置推定誤差の平均値の増加割合が三辺測量１，２に比べ小さくなる。三辺測量１，２では、距離誤差偏差が大きくなるに従って、測位不能となる無線装置の数が急増する。距離誤差偏差が０．０４である場合、約１０％の無線装置が測位不能であり、距離誤差偏差が０．０７である場合、約５０％の無線装置が測位不能であり、距離誤差偏差が０．１である場合、約８０％の無線装置が測位不能である。従って、距離誤差偏差が０．０７以上である場合、三辺測量は殆ど機能しない結果となった。
【０３２０】
一方、実施の形態２による位置推定方法では、測定に用いたいずれの距離誤差偏差においても、収束し、良好な精度を示す。
【０３２１】
従って、実施の形態２による位置推定方法は、三辺測量１，２が測位困難である大きなエラーを含む距離誤差偏差においても、少量のアンカーノード数で良好な精度の位置推定が可能である。
【０３２２】
図２３は、アンカーノード数による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。図２３において、横軸は、アンカーノード数を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。
【０３２３】
また、黒丸は、無線装置の数が３０個である場合を示し、黒四角は、無線装置の数が５０個である場合を示し、黒三角は、無線装置の数が１００個である場合を示す。
【０３２４】
なお、図２３に示すシミュレーションにおいては、無線装置間の距離誤差偏差は、０．０３に設定され、通信可能距離は、０．２５ｍに設定された。
【０３２５】
実施の形態２による位置推定方法は、無線装置の数がいずれの個数であっても、アンカーノード数の増加に伴って、位置推定誤差の平均値が小さくなる。
【０３２６】
通信可能距離が０．２５ｍである１．０ｍ×１．０ｍの平面に三辺測量１，２による無線装置を配置した場合、三辺測量１で３３個のアンカーノードが必要であり、三辺測量２で４９個のアンカーノードが必要である。そして、この場合の位置推定誤差の平均値を表３に示す。
【０３２７】
【表３】
【０３２８】
図２３と表３とを比較すると、実施の形態２による位置推定方法においては、三辺測量１の位置推定誤差の平均値よりも良好な位置推定が可能となるアンカーノード数は、無線装置の数が３０個であるネットワークにおいて１０個（三辺測量１の約３０％）であり、無線装置の数が５０個であるネットワークにおいて８個（三辺測量１の約２４％）であり、無線装置の数が１００個であるネットワークにおいて７個（三辺測量１の約２１％）である。
【０３２９】
また、実施の形態２による位置推定方法においては、三辺測量２の位置推定誤差の平均値よりも良好な位置推定が可能となるアンカーノード数は、無線装置の数が３０個であるネットワークにおいて１２個（三辺測量２の約２４％）であり、無線装置の数が５０個であるネットワークにおいて９個（三辺測量２の約１８％）であり、無線装置の数が１００個であるネットワークにおいて７個（三辺測量２の約１４％）である。
【０３３０】
従って、実施の形態２による位置推定方法は、三辺測量１，２と比較して、少量のアンカーノード数で高精度な位置推定が可能である。また、無線装置の数が３０個のネットワークおよび無線装置の数が５０個のネットワークの平均近傍ノード数は、それぞれ、約５個および約８個である。
【０３３１】
このようなネットワークにおいても、実施の形態２による位置推定方法は、アンカーノード数を増やすことにより位置推定の精度が向上し、三辺測量１，２よりも少ないアンカーノード数で三辺測量１，２の精度を上回る。
【０３３２】
従って、実施の形態２による位置推定方法は、無線装置の数が少ないネットワークにおいても、少量のアンカーノードを増やすことで高精度な位置推定が可能となる。
【０３３３】
図２４および図２５は、それぞれ、仮の位置情報の配信回数および仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を減少させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第１および第２の図である。
【０３３４】
図２４および図２５において、横軸は、無線装置の数を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。また、白三角は、配信回数を１／５に減少した場合を示し、白丸は、配信回数を１／１０に減少した場合を示す。更に、黒丸は、近傍の無線装置の情報を１／５に減少した場合を示し、黒四角は、近傍の無線装置の情報を１／１０に減少した場合を示し、黒三角は、近傍の無線装置の情報を“１個”に減少した場合を示す。
【０３３５】
なお、図２４に示すシミュレーションは、アンカーノード数を３個に設定し、通信可能距離を０．５ｍに設定し、距離誤差偏差を０．０１に設定した条件で行なわれ、図２５に示すシミュレーションは、アンカーノード数を３個に設定し、通信可能距離を０．５ｍに設定し、距離誤差偏差を０．０５に設定した条件で行なわれた。
【０３３６】
配信回数を減少した場合、位置推定の精度は、劣化し、同条件の三辺測量１の精度よりも低い（図２０および図２１参照）。
【０３３７】
一方、仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を減少した場合、位置推定の精度が劣化せず、同条件の三辺測量１の精度を上回り、同条件の三辺測量２の精度と同程度となる（図２０および図２１参照）。
【０３３８】
即ち、大量のデータから比較的長い周期で位置修正／位置更新を行なうよりも、少量のデータから短い周期で頻繁に位置修正／位置更新を行なう方が有効であることが分かる。
【０３３９】
図２６および図２７は、それぞれ、仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を１個の無線装置の情報とし、配信回数を変化させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第１および第２の図である。
【０３４０】
図２６および図２７において、横軸は、無線装置の数を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。また、白三角は、三辺測量１の場合を示し、白丸は、三辺測量２の場合を示す。更に、黒丸は、配信回数を１／２に減少した場合を示し、黒四角は、配信回数を１／３に減少した場合を示す。
【０３４１】
なお、図２６に示すシミュレーションは、アンカーノード数を３個に設定し、通信可能距離を０．５ｍに設定し、距離誤差偏差を０．０１に設定した条件で行なわれ、図２７に示すシミュレーションは、アンカーノード数を３個に設定し、通信可能距離を０．５ｍに設定し、距離誤差偏差を０．０５に設定した条件で行なわれた。
【０３４２】
図２６および図２７に示す結果から、実施の形態２による位置推定方法は、通信量を大幅に削減しても三辺測量１，２と同等またはそれ以上の精度を維持する。
【０３４３】
従って、位置推定を行なう無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、自己の周囲に存在する無線装置８２〜８７の全てから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）等を受信してから仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するよりも、無線装置８２〜８７の一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ）等を受信して、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正した方が通信の遅延に伴う位置推定の遅延が低減される。
【０３４４】
そこで、図１６および図１７に示すフローチャートに示すように、実施の形態２による位置推定方法においては、位置推定を行なう無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、自己の周囲に存在する無線装置８２〜８７の一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ）等を受信すると、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正することにしたものである。
【０３４５】
つまり、無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、少量のデータから短い周期で頻繁に位置修正／位置更新を行なうことにしたものである。
【０３４６】
上記においては、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するために、無線装置８１から２ホップの位置に存在する無線装置９１〜９６の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）（ｘ＝１〜６）を用いたが、この発明においては、これに限らず、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するために、無線装置８１から３ホップ以上の位置に存在する無線装置の仮の自己位置を用いるようにしてもよい。
【０３４７】
また、この発明においては、しきい値τは、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジー、即ち、無線ネットワークシステム１０Ａ内に存在する無線装置の数に応じて変えてもよい。
【０３４８】
しきい値τは、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映した仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正段階から、近傍の無線装置の仮の自己位置を用いた仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の局所的な修正段階への切替えを行なう基準となるものであるので、しきい値τは、当然、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーによって変化し得るからである。
【０３４９】
この発明においては、距離測定部１４Ａは、「距離保持手段」を構成する。
【０３５０】
また、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ５１は、「位置修正処理」を構成する。
【０３５１】
更に、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ４８，Ｓ５０，Ｓ５１は、「第１の位置修正処理」を構成し、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ４７，Ｓ４９〜Ｓ５１は、「第２の位置修正処理」を構成する。
【０３５２】
更に、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ４３は、「ベクトル演算処理」を構成する。
【０３５３】
更に、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ４８，Ｓ５０，Ｓ５１に従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する組織化測位部１５Ａは、「第１の位置修正手段」を構成し、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ４７，Ｓ４９〜Ｓ５１に従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する組織化測位部１５Ａは、「第２の位置修正手段」を構成する。
【０３５４】
更に、図１６および図１７に示すフローチャートに従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）する場合、無線装置８１〜８７，９１〜９６は、「ｍ（ｍは３以上の整数）個の無線装置」を構成する。
【０３５５】
更に、図１６および図１７に示すフローチャートに従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）する場合、無線装置９１〜９６は、「ｘ（ｘは正の整数）個の無線装置」を構成し、無線装置８２〜８７は、「ｙ（ｙは、ｘ＋ｙ＝ｍを満たす整数）個の無線装置」を構成する。
【０３５６】
更に、修正ベクトル［Ｖｉ｛１｝（ｔ）＋（Ｖｘ１｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ２｛２｝（ｔ）＋・・・＋Ｖｘｄ｛２｝（ｔ））］は、「第１の距離偏差ベクトル」を構成し、修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）は、「第２の距離偏差ベクトル」を構成する。
【０３５７】
更に、図１６に示すフローチャートのステップＳ４０，Ｓ４１において演算される修正ベクトルＶｘｃ｛２｝（ｔ）は、「第１の修正ベクトル」を構成し、図１７に示すフローチャートのステップＳ４６において演算される修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）は、「第２の修正ベクトル」を構成する。
【０３５８】
更に、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置９１〜９６の方向へ測定距離ｄｉｙｃ（ｔ）＋ｄｙｘｃ（ｔ）だけ移動するベクトルは、「第１のベクトル」を構成し、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置９１〜９６の方向へ演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘｃ（ｔ）｜だけ移動するベクトルは、「第２のベクトル」を構成する。
【０３５９】
更に、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置８２〜８７の方向へ測定距離ｄｉｙｃ（ｔ）だけ移動するベクトルは、「第３のベクトル」を構成し、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置８２〜８７の方向へ演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ（ｔ）｜だけ移動するベクトルは、「第４のベクトル」を構成する。
【０３６０】
更に、図１７に示すフローチャートのステップＳ４８において修正された後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置８２〜８７の方向へ測定距離ｄｉｙｃ（ｔ）だけ移動するベクトルは、「第５のベクトル」を構成し、図１７に示すフローチャートのステップＳ４８において修正された後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置８２〜８７の方向へ演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ（ｔ）｜だけ移動するベクトルは、「第６のベクトル」を構成する。
【０３６１】
更に、ベクトル［ｗｙｃ（ｔ）−ｗｉ（ｔ）］は、「第７のベクトル」を構成し、ベクトル［ｗｙｃ（ｔ）−ｗｘｃ（ｔ）］は、「第８のベクトル」を構成し、ベクトル［（ｗｙｃ（ｔ）−ｗｘｃ（ｔ））ｄｉｙｃ（ｔ）／ｄｙｘｃ（ｔ）］は、「第９のベクトル」を構成する。
【０３６２】
更に、ｄｉｘｓ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘｃ（ｔ）｜は、「第１の演算距離」を構成し、ｄｉｙｓ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙｃ（ｔ）｜は、「第２の演算距離」を構成する。
【０３６３】
更に、しきい値τは、「第１の回数」を構成し、“Ｎ−τ”は、「第２の回数」を構成する。
【０３６４】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０３６５】
実施の形態２によれば、無線装置８１から２ホップの位置に存在する無線装置９１〜９６の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を用いて無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を所定回数（しきい値τ）だけ修正し、その後、無線装置８１から１ホップの位置に存在する無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を用いて無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を所定回数（Ｎ−τ）だけ修正する。
【０３６６】
つまり、実施の形態２によれば、組織化測位部１５Ａは、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を概略的に修正し、その後、無線装置８１の近傍（１ホップ内）に存在する無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が最適解に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を局所的に修正する。
【０３６７】
従って、この発明によれば、アンカーノードの個数を増加させなくても、各無線装置の位置を精度良く自律的に推定できる。
【０３６８】
また、実施の形態２によれば、組織化測位部１５Ａは、無線装置８１の近傍に存在する無線装置８２〜８７の一部から仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘ１（ｔ）を受信して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正する。
【０３６９】
従って、この発明によれば、各無線装置の位置を速く、かつ、精度良く推定できる。
【０３７０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０３７１】
この発明は、無線ネットワークシステムを構成する無線装置の位置を自律的に推定可能な無線装置に適用される。また、この発明は、無線装置の位置を自律的に推定可能な無線装置を備えた無線ネットワークシステムに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０３７２】
【図１】この発明の実施の形態１による無線ネットワークシステムの概念図である。
【図２】図１に示す無線装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】無線装置の仮の自己位置の修正概念を説明するための図である。
【図４】反学習の効果を説明するための概念図である。
【図５】無線装置の位置を推定する動作を説明するための実施の形態１におけるフローチャートである。
【図６】無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す図である。
【図７】距離誤差の平均が期待する誤差よりも大きい場合、推定した位置を破棄して新たに生成された位置に基づいて位置を推定する場合のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】アンカーノード数による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。
【図９】無線装置間の距離の誤差偏差による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。
【図１０】無線装置間の通信総数と位置推定誤差との相関を示す図である。
【図１１】図１０に示す位置推定誤差の平均値と推定処理遅延との関係を示す図である。
【図１２】実施の形態２による無線ネットワークシステムの概念図である。
【図１３】図１２に示す無線装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１４】式（１０）を用いた無線装置の仮の自己位置の修正概念を説明するための図である。
【図１５】式（１１）を用いた無線装置の仮の自己位置の修正概念を説明するための図である。
【図１６】無線装置の位置を推定する動作を説明するための実施の形態２における第１のフローチャートである。
【図１７】無線装置の位置を推定する動作を説明するための実施の形態２における第２のフローチャートである。
【図１８】三辺測量における無線装置の第１の配置図である。
【図１９】三辺測量における無線装置の第２の配置図である。
【図２０】無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す図である。
【図２１】無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す他の図である。
【図２２】距離誤差偏差による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。
【図２３】アンカーノード数による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。
【図２４】仮の位置情報の配信回数および仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を減少させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第１の図である。
【図２５】仮の位置情報の配信回数および仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を減少させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第２の図である。
【図２６】仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を１個の無線装置の情報とし、配信回数を変化させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第１の図である。
【図２７】仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を１個の無線装置の情報とし、配信回数を変化させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第２の図である。
【符号の説明】
【０３７３】
１〜７，８１〜８７，９１〜９６ 無線装置、１０，１０Ａ 無線ネットワークシステム、１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１１，８２１，８３１，８４１，８５１，８６１，８７１，９１１，９２１，９３１，９４１，９５１，９６１ アンテナ、１２ 受信部、１３ 自己位置測位部、１４，１４Ａ 距離測定部、１５，１５Ａ 組織化測位部、１６ 送信部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線装置およびそれを備えた無線ネットワークシステムに関し、特に、無線ネットワークを構成する無線装置の位置を自律的に推定可能な無線装置およびそれを備えた無線ネットワークシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いたカーナビゲーションシステムの普及および携帯電話機によるパーソナルナビゲーションサービスの開始により、位置情報に基づいたサービス（ＬＢＳ：Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ）がモバイル市場へ急速に展開されつつある。
【０００３】
例えば、人、車およびペット等の位置情報を使用して防犯に関わる各種サービスが提供されている。また、移動通信事業者は、メールで現在の位置情報を地図情報とともに送受信するサービスを提供している。
【０００４】
今後、更に多様なＬＢＳが市場に展開されることが予想され、所謂、ロケーションビジネス市場が拡大することが期待されている。
【０００５】
しかし、市場の拡大には、利用範囲が屋外および屋外に存在する設備だけでなく、屋内および屋内に存在する設備・機器を対象とし、対象物の位置とともに対象物の動的な状態を扱うことが必要不可欠となる。
【０００６】
一方、マイクロデバイスのコスト性能比の向上と無線通信技術の普及とにより、微弱電力で近接通信を可能とする無線デジタルデバイス（ＲＦＩＤタグ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、およびＺｉｇＢｅｅ）が小型化、低価格化および高性能化され、多様な目的に使用可能となっている。
【０００７】
このような無線デジタルデバイスは、その特徴から、人間の日常活動における身近で多様な物品に添付され、大量に流通することが予想されている。無線デジタルデバイスが日常生活における一般的な物品に添付されることで、従来、情報処理の対象になり得なかった多様な物品、およびそれらが偏在する広範囲な場所が情報処理の対象となり得る環境が構築されつつある。即ち、ユビキタスコンピューティング環境が整備されつつある。
【０００８】
このユビキタスコンピューティング環境においては、人間本位の情報処理が求められるため、人間と偏在する物品との間の位置関係およびそれらの状態からサービスを構築するＬＢＳの研究および実験が多数行なわれている。これらのＬＢＳの研究および実験には、センサーを完全に配置した自由空間を用いて（非特許文献１）、人および物品の位置と状態とを正確に検知し、より緻密でリアルタイムなサービスを提供する高度なＬＢＳが数多く含まれている。
【０００９】
人間の活動空間は、その移動により、身近な空間が連続的に繋がった広範囲で屋内外が混在する多様な空間であると考えられる。このような環境において、現在、ＧＰＳまたは数多くのセンサーを配置して人および物品等の位置を検出することが行なわれている（非特許文献１）。
【非特許文献１】A. Harter, A. Hopper, P. Steggles, A. Ward, and P. Webster, “The Anatomy of a Contextaware Application”, MOBICOM 1999, (1999).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、ＧＰＳまたは携帯電話機を用いた位置推定技術は、広範囲をカバーできるが、屋内において精度の高い位置推定を行なうことが困難であり、日常の一般的な物品に適用するのは困難である。
【００１１】
また、センサーによる位置推定技術においては、広範囲な領域にわたり高い精度の位置情報を得るには、大量のセンサーを広範囲に、無線デジタルデバイスの通信制約を考慮して完全に配置する必要があり、拡張性および柔軟性に欠け、更に、設備コストおよびその保守コストが高くなるという問題がある。
【００１２】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、無線ネットワークシステムを構成する無線装置の位置を自律的に推定可能な無線装置を提供することである。
【００１３】
また、この発明の別の目的は、無線装置の位置を自律的に推定可能な無線装置を備えた無線ネットワークシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明によれば、無線装置は、自律的に確立され、かつ、送信元と送信先との間で無線通信が行なわれる無線ネットワークを構成する無線装置であって、位置情報生成手段と、位置修正手段と、位置推定手段と、送信手段とを備える。位置情報生成手段は、当該無線装置の仮の自己位置を示す仮の自己位置情報を生成する。位置修正手段は、ｍ（ｍは３以上の整数）個の無線装置から任意に選択された１つの無線装置の仮の位置情報と仮の自己位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と１つの無線装置との間の演算距離が当該無線装置と１つの無線装置との間の測定距離に近づくように仮の自己位置を修正する位置修正処理をｍ個の無線装置のｍ個の仮の位置情報を用いて所定回数だけ実行する。位置推定手段は、所定の条件が満たされると、位置修正手段によって修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する。送信手段は、位置修正手段によって修正された仮の自己位置を示す仮の修正自己位置情報をｍ個の無線装置へ送信する。
【００１５】
好ましくは、無線装置は、距離保持手段をさらに備える。距離保持手段は、当該無線装置とｍ個の無線装置との間のｍ個の距離を測定し、その測定したｍ個の測定距離を保持する。位置修正手段は、ｍ個の仮の位置情報とｍ個の測定距離とに基づいて位置修正処理を少なくともｍ回実行する。
【００１６】
好ましくは、無線装置は、受信手段をさらに備える。受信手段は、ｍ個の仮の位置情報をｍ個の無線装置から受信する。位置修正手段は、受信手段が１つの無線装置から１つの仮の位置情報を受信すると、当該無線装置と１つの無線装置との間の測定距離を距離保持手段から取得し、仮の自己位置を始点とし、仮の自己位置から１つの無線装置の方向へ取得した測定距離だけ移動した点を終点とする第１のベクトルを演算するとともに、仮の自己位置および受信された１つの仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第２のベクトルを演算し、第１のベクトルと第２のベクトルとの差である距離偏差ベクトルを演算し、その演算した距離偏差ベクトルに従って仮の自己位置を移動させて位置修正処理を実行する。
【００１７】
好ましくは、位置修正手段は、ｍ個の仮の位置情報と仮の自己位置情報とに基づいて演算したｍ個の演算距離とｍ個の演算距離に対応するｍ個の測定距離との誤差の平均を示す距離平均誤差の変化量がしきい値以下であるとき、距離偏差ベクトルの反転ベクトルに従って仮の自己位置を移動させて位置修正処理を実行する。位置推定手段は、変化量がしきい値よりも大きく、かつ、位置修正処理の回数が所定回数に達すると、位置修正手段によって最終的に修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する。
【００１８】
好ましくは、ｍ個の無線装置の各々は、当該無線装置から１ホップ内に存在する無線装置である。
【００１９】
好ましくは、ｍ個の無線装置は、ｘ（ｘは、正の整数）個の無線装置と、当該無線装置に対してｘ個の無線装置よりも近い位置に配置されたｙ（ｙは、ｘ＋ｙ＝ｍを満たす整数）個の無線装置とを含む。そして、位置修正手段は、第１および第２の位置修正手段を含む。第１の位置修正手段は、ｘ個の無線装置から任意に選択された第１の無線装置の仮の位置情報と仮の自己位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と第１の無線装置との間の第１の演算距離が当該無線装置と第１の無線装置との間の第１の測定距離に近づくように仮の自己位置を修正する第１の位置修正処理を第１の回数だけ実行する。第２の位置修正手段は、第１の位置修正手段により修正された仮の自己位置とｙ個の無線装置のうち第１の無線装置に隣接する第２の無線装置の仮の位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と第２の無線装置との間の第２の演算距離が当該無線装置と第２の無線装置との間の第２の測定距離に近づくように仮の自己位置を修正する第２の位置修正処理を第２の回数だけ実行する。第１の測定距離は、第１および第２の無線装置間の第３の測定距離を第２の測定距離に加算することによって決定される。ｘ個の無線装置の各々は、当該無線装置から２ホップ内に存在する無線装置である。ｙ個の無線装置の各々は、当該無線装置から１ホップ内に存在する無線装置である。
【００２０】
好ましくは、無線装置は、距離保持手段と、受信手段とをさらに備える。距離保持手段は、当該無線装置とｙ個の無線装置との間のｙ個の第２の測定距離を測定し、その測定したｙ個の第２の測定距離を保持する。受信手段は、ｘ個の無線装置のｘ個の仮の位置情報と、ｙ個の無線装置のｙ個の仮の位置情報と、ｙ個の無線装置に対応するｙ個の第３の測定距離とをｙ個の無線装置から受信する。第１の位置修正手段は、ｘ個の仮の位置情報と、ｙ個の仮の位置情報と、ｙ個の第３の測定距離とを受信すると、ｙ個の第２の測定距離を距離保持手段から取得し、その取得したｙ個の第２の測定距離と、受信したｘ個の仮の位置情報、ｙ個の仮の位置情報およびｙ個の第３の測定距離とに基づいて、ｙ個の無線装置の仮の位置情報よりもｘ個の無線装置の仮の位置情報を優先して仮の自己位置を修正するための第１の距離偏差ベクトルを演算し、その演算した第１の距離偏差ベクトルに従って仮の自己位置を移動させて第１の位置修正処理を実行する。第２の位置修正手段は、ｙ個の仮の位置情報を受信すると、ｙ個の第２の測定距離を距離保持手段から取得し、その取得したｙ個の第２の測定距離と受信したｙ個の仮の位置情報とに基づいて、ｙ個の無線装置の仮の位置情報によって第１の位置修正手段から受けた仮の自己位置を修正するための第２の距離偏差ベクトルを演算し、その演算した第２の距離偏差ベクトルに従って仮の自己位置を移動させて第２の位置修正処理を実行する。
【００２１】
好ましくは、第１の位置修正手段は、取得した第２の測定距離を第３の測定距離に加算して第１の測定距離を演算し、仮の自己位置を始点とし、仮の自己位置から第１の無線装置の方向へ演算した第１の測定距離だけ移動した点を終点とする第１のベクトルを演算し、仮の自己位置および受信された第１の無線装置の仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第２のベクトルを演算し、第１のベクトルと第２のベクトルとの差である第１の修正ベクトルを演算するベクトル演算処理をｘ個の仮の位置情報に対して実行してｘ個の第１の修正ベクトルを演算するとともに、仮の自己位置を始点とし、仮の自己位置から第２の無線装置の方向へ取得した第２の測定距離だけ移動した点を終点とする第３のベクトルを演算し、仮の自己位置および受信された第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第４のベクトルを演算し、第３のベクトルと第４のベクトルとの差である第２の修正ベクトルを演算し、ｘ個の第１の修正ベクトルの加算和と第２の修正ベクトルとを加算して第１の距離偏差ベクトルを演算する。第２の位置修正手段は、第１の位置修正手段によって修正された仮の自己位置を始点とし、仮の自己位置から第２の無線装置の方向へ取得した第２の測定距離だけ移動した点を終点とする第５のベクトルを演算し、第１の位置修正手段によって修正された仮の自己位置を始点とし、受信された第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置を終点とする第６のベクトルを演算し、第５のベクトルと第６のベクトルとの差である第２の距離偏差ベクトルを演算する。
【００２２】
好ましくは、第１の位置修正手段は、第１の演算距離が第２の演算距離以下であるとき、受信された第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置と仮の自己位置とをそれぞれ始点および終点とする第７のベクトルを演算するとともに、受信された第２の無線装置の仮の位置情報および第１の無線装置の仮の位置情報をそれぞれ始点および終点とする第８のベクトルを演算し、さらに、第２の測定距離を第１および第２の無線装置間の測定距離で除算した除算結果を第８のベクトルに乗算して第９のベクトルを演算し、第７のベクトルと第９のベクトルとを加算して第１の修正ベクトルを演算する。
【００２３】
好ましくは、位置推定手段は、第１の回数と第２の回数との和が所定回数に達すると、第２の位置修正手段によって最終的に修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する。
【００２４】
好ましくは、ｍ個の無線装置および当該無線装置の少なくとも１つの無線装置は、既知である絶対位置を仮の位置または仮の自己位置として有する。
【００２５】
また、この発明によれば、無線ネットワークシステムは、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の無線装置をｎ（ｎは４以上の整数）個以上備える。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、無線装置は、仮の自己位置と近傍に存在する無線装置の仮の位置とに基づいて演算した演算距離が自己と近傍に存在する無線装置との間の測定距離に近づくように仮の自己位置を自律的に順次修正し、自己の位置を決定する。
【００２７】
従って、この発明によれば、無線装置の位置を自律的に推定できる。その結果、センサーを大量、かつ、完全に配置しなくても、広範囲な領域において日常生活における物品の位置情報を取得できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２９】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による無線ネットワークシステムの概念図である。この発明の実施の形態１による無線ネットワークシステム１０は、無線装置１〜７を備える。
【００３０】
無線ネットワークシステム１０は、自律的に確立され、送信元と送信先との間で無線通信を行なうネットワークシステムであり、例えば、無線アドホックネットワークからなる。そして、無線装置１〜７は、鉛筆、ノート、テレビ、パーソナルコンピュータ、カメラ、自転車、自動車および建物等の屋内外の日常生活に用いられる物品に装着され、無線アドホックネットワークを構成する。
【００３１】
無線装置１〜７は、無線通信空間に配置され、それぞれ、アンテナ１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１を介して相互に無線通信を行なう。そして、無線装置１〜７の各々は、後述する方法によって、自己の位置を推定する。無線装置２〜７は、無線装置１から１ホップ内の位置に配置され、無線装置１と無線装置２〜７との距離は、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ６である。
【００３２】
なお、アンテナ１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１の各々は、全方位性のアンテナである。
【００３３】
図２は、図１に示す無線装置１の構成を示す機能ブロック図である。無線装置１は、受信部１２と、自己位置測位部１３と、距離測定部１４と、組織化測位部１５と、送信部１６とを含む。
【００３４】
受信部１２は、アンテナ１１を介して無線装置２〜７からの信号を受信し、その受信した信号を必要に応じて自己位置測位部１３、距離測定部１４および組織化測位部１５のいずれかへ出力する。組織化測位部１５が無線装置１の位置を推定する場合、受信部１２は、無線装置２〜７の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）をそれぞれ無線装置２〜７からアンテナ１１を介して受信し、その受信した仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を組織化測位部１５へ出力する。
【００３５】
自己位置測位部１３は、例えば、ＧＰＳによって無線装置１の位置を測定し、その測定した無線装置１の位置を仮の自己位置ｗｉ（０）として保持する。なお、自己位置測位部１３は、無線装置１の位置を実際に測定せずに仮の自己位置ｗｉ（０）をランダムに生成してもよい。
【００３６】
そして、自己位置測位部１３は、組織化測位部１５からの要求に応じて仮の自己位置ｗｉ（０）を組織化測位部１５へ出力する。
【００３７】
距離測定部１４は、無線装置１と無線装置２〜７のそれぞれとの距離Ｒ１〜Ｒ６を測定し、その測定した距離Ｒ１〜Ｒ６をそれぞれ無線装置２〜７に対応付けて保持する。距離測定部１４は、無線装置１と無線装置２〜７のそれぞれとの距離Ｒ１〜Ｒ６をＴＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）法によって測定する。
【００３８】
より具体的には、無線装置２は、タイミングｔ１で信号を送信し、無線装置１の受信部１２は、無線装置２からの信号を受信し、その受信した信号を距離測定部１４へ出力する。距離測定部１４は、無線ネットワークシステム１０における共通のタイマーを保持しており、無線装置２がタイミングｔ１で信号を送信したことを認識している。そして、距離測定部１４は、受信部１２から信号を受けると、信号を受けたタイミングｔ２を検出し、タイミングｔ１，ｔ２に基づいて、（ｔ２−ｔ１）×ｃ（ｃは光速）を演算して距離Ｒ１を測定する。
【００３９】
距離測定部１４は、同様にして、無線装置１と、無線装置３〜７のそれぞれとの距離Ｒ２〜Ｒ６を測定する。
【００４０】
なお、距離測定部１４は、ＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）法またはＲＴＯＦ（Ｒｏｕｎｄｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法によって、無線装置１と無線装置２〜７のそれぞれとの距離Ｒ１〜Ｒ６を測定してもよい。
【００４１】
このＴＤＯＡ法は、複数の無線装置から信号が到達する時刻を検出し、その検出した時刻の差から２つの無線装置間の距離を測定する方法である。また、ＲＴＯＦは、信号が２つの無線装置間を往復する時間を計測し、その計測した往復時間から２つの無線装置間の距離を測定する方法である。
【００４２】
距離測定部１４は、上述したＴＯＡ法、ＴＤＯＡ法およびＲＴＯＦ法のいずれかを用いて無線装置１と無線装置２〜７のそれぞれとの距離Ｒ１〜Ｒ６を測定すると、その測定した距離Ｒ１〜Ｒ６をそれぞれ無線装置２〜７に対応付けて記憶する。そして、距離測定部１４は、組織化測位部１５からの要求に応じて距離Ｒ１〜Ｒ６のいずれかを組織化測位部１５へ出力する。
【００４３】
組織化測位部１５は、自己位置測位部１３からの仮の自己位置ｗｉ（０）と、距離測定部１４からの距離Ｒ１〜Ｒ６と、受信部１２からの仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）（ｋ＝１〜６）とに基づいて、後述する方法によって、無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）（ｔ＝０，１，２，・・・）を順次修正し、その修正した自己位置ｗｉ（ｔ）を一定期間ごとに送信部１６を介して無線装置２〜７へ送信する。
【００４４】
そして、組織化測位部１５は、所定の条件が満たされると、最終的に修正された自己位置ｗｉ（ｔ）を無線装置１の位置と推定する。
【００４５】
送信部１６は、距離測定部１４または組織化測位部１５の要求に応じて、信号（自己位置ｗｉ（ｔ）を含む）等をアンテナ１１を介して無線装置２〜７へ送信する。
【００４６】
なお、無線装置２〜７の各々は、図２に示す無線装置１の構成と同じ構成からなる。
【００４７】
以下、無線装置１の組織化測位部１５が無線装置１の位置を推定する方法について具体的に説明する。
【００４８】
組織化測位部１５は、無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と無線装置２の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）とに基づいて無線装置１と無線装置２との距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜を演算する。この場合、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊ１（ｓ）は、例えば、ｘ−ｙ座標によって表されているため、組織化測位部１５は、距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜（「演算距離」という）を容易に演算できる。
【００４９】
そして、組織化測位部１５は、演算した演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜と、距離測定部１４から取得した無線装置１と無線装置２との間の測定された距離Ｒ１（＝ｄｉｊ（ｔ）、「測定距離」という）とに基づいて、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜を測定距離ｄｉｊ（ｔ）に近づけるための修正ベクトルＶｉ（ｔ）を次式により演算する。
【００５０】
【数１】
【００５１】
なお、ｗｉ（ｔ）＝ｗｉ（０），ｗｉ（１），ｗｉ（２），・・・であり、ｔは、無線装置１における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数を示す。また、ｗｊ１（ｓ）＝ｗｊ１（０），ｗｊ１（１），ｗｊ１（２），・・・であり、ｓは、無線装置２における仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）の修正回数を示す。
【００５２】
そして、組織化測位部１５は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置１と、無線装置１の近傍に存在する無線装置２〜７との距離平均誤差量Ｄｉ（ｔ）の変化量ΔＤｉ（ｔ）を次の式（２）および式（３）によって演算する。
【００５３】
【数２】
【００５４】
【数３】
【００５５】
式（３）において、Ｎｉ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時において無線装置１の近傍に存在する無線装置の総数を表し、具体的には、無線装置２〜７の個数である６個である。
【００５６】
また、ｄｉｊｋ（ｔ）は、無線装置１と無線装置２〜７のいずれかとの間の測定距離を表す。より具体的には、ｄｉｊ１（ｔ）は、無線装置１と無線装置２との間の測定距離を表し、ｄｉｊ２（ｔ）は、無線装置１と無線装置３との間の測定距離を表し、ｄｉｊ３（ｔ）は、無線装置１と無線装置４との間の測定距離を表し、ｄｉｊ４（ｔ）は、無線装置１と無線装置５との間の測定距離を表し、ｄｉｊ５（ｔ）は、無線装置１と無線装置６との間の測定距離を表し、ｄｉｊ６（ｔ）は、無線装置１と無線装置７との間の測定距離を表す。従って、ｄｉｊ１（ｔ）〜ｄｉｊ６（ｔ）は、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ６に等しい。
【００５７】
更に、ｗｊｋ（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時において無線装置１の近傍に存在する無線装置の仮の自己位置を表し、より具体的には、ｗｊ１（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置２の仮の自己位置を表し、ｗｊ２（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置３の仮の自己位置を表し、ｗｊ３（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置４の仮の自己位置を表し、ｗｊ４（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置５の仮の自己位置を表し、ｗｊ５（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置６の仮の自己位置を表し、ｗｊ６（ｓ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置７の仮の自己位置を表す。従って、ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）は、それぞれ、無線装置２〜７から無線装置１へブロードキャスト（１ホップ内の通信を意味する）される仮の自己位置である。
【００５８】
そうすると、組織化測位部１５は、無線装置の総数Ｎｉ（ｔ）、測定距離ｄｉｊ１（ｔ）〜ｄｉｊ６（ｔ）および仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を取得でき、その取得した無線装置の総数Ｎｉ（ｔ）、測定距離ｄｉｊ１（ｔ）〜ｄｉｊ６（ｔ）および仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を式（３）に代入して距離平均誤差Ｄｉ（ｔ）を演算し、その演算した距離平均誤差Ｄｉ（ｔ）と、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ−１回目の修正時における距離平均誤差Ｄｉ（ｔ−１）との差を演算することにより、距離平均誤差の変化量ΔＤｉ（ｔ）を演算できる。
【００５９】
組織化測位部１５は、距離平均誤差の変化量ΔＤｉ（ｔ）を演算すると、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下であるか否かを判定し、その判定結果に応じて異なる方法によって無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【００６０】
即ち、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下であるとき（ΔＤｉ（ｔ）≦θ）、組織化測位部１５は、修正ベクトルＶｉ（ｔ）を用いて次式によって無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【００６１】
【数４】
【００６２】
また、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きいとき（ΔＤｉ（ｔ）＞θ）、組織化測位部１５は、修正ベクトルＶｉ（ｔ）を用いて次式によって無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【００６３】
【数５】
【００６４】
なお、式（４）および式（５）において、ｅｉｊｋ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置１と無線装置２〜７のいずれかとのリンクの重みである。また、αｉ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置１の学習関数である。
【００６５】
そして、リンクの重みｅｉｊｋ（ｔ）は、次式によって演算される。
【００６６】
【数６】
【００６７】
また、学習関数αｉ（ｔ）は、次式によって演算される。
【００６８】
【数７】
【００６９】
なお、式（７）において、ηは、減衰定数であり、０＜η＜１を満たす正の実数である。
【００７０】
上記式（４）または式（５）を用いた無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を概念的に説明すると次のようになる。
【００７１】
図３は、無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正概念を説明するための図である。無線装置１は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）に存在し、無線装置２は、仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）に存在している。そして、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊ１（ｓ）に基づいて演算された演算距離ｄｉｓｔ（ｔ）は、ｄｉｓｔ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜である。この演算された演算距離ｄｉｓｔ（ｔ）が実測された無線装置１，２間の測定距離ｄｉｊ１（ｔ）（＝Ｒ１）と異なるとき、測定距離ｄｉｊ１（ｔ）と演算距離ｄｉｓｔ（ｔ）との差を修正ベクトルＶｉ（ｔ）として求め、その求めた修正ベクトルＶｉ（ｔ）に従って無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【００７２】
これによって、無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）と、無線装置２の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）との間の距離は、測定距離ｄｉｊ１（ｔ）になる。
【００７３】
従って、式（４）または式（５）によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正することは、演算距離ｄｉｓｔ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊ１（ｓ）｜が測定距離ｄｉｊ１（ｔ）に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正することに相当する。
【００７４】
仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊ１（ｓ）は、それぞれ、無線装置１，２の自己位置測位部１３において生成されるものであり、自己位置測位部１３がＧＰＳ等の位置測定機能を有しないときは、ランダムに生成されるものであるので、式（４）または式（５）によって修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）は誤差を含んでおり、演算距離｜ｗｉ（ｔ＋１）−ｗｊ１（ｓ）｜が測定距離ｄｉｊ１（ｔ）（＝Ｒ１）に即座に一致するものではない。
【００７５】
従って、無線装置１の組織化測位部１５は、式（４）または式（５）による仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を無線装置１の近傍に存在する無線装置２〜７の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を用いて所定回数実行し、所定回数実行後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１の位置と推定する。
【００７６】
式（４）および式（５）のいずれかを用いて無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するのは、次の理由による。
【００７７】
図４は、反学習の効果を説明するための概念図である。上述した方法によって無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正した場合、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）が図４の（ａ）のエネルギー図に示すように、局所解に至る可能性がある。この場合、上述した変化量ΔＤｉ（ｔ）は、しきい値θ以下になっている。
【００７８】
そこで、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）が局所解から抜け出せるように反学習の効果を与える。より具体的には、図４の（ｂ）に示すように、毎回の修正時に振動を与えることによって、山ＭＴを越えさせて局所解から抜け出させ、より安定なエネルギーに到達するようにする（図４の（ｃ）参照）。
【００７９】
これを実行するために、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下であるとき、式（４）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正することにしたものである。この場合、式（１）を用いて演算された修正ベクトルＶｉ（ｔ）の反転ベクトル−Ｖｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ）に加算して反学習の効果を与える。
【００８０】
また、この反学習の効果を高めるために、式（７）の上段において学習関数αｉ（ｔ）を初期化して多くの入力を受け入れられるようにしたものである。
【００８１】
なお、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きいとき、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）は、局所解に至っていないので、式（５）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正することにしたものである。
【００８２】
無線装置１の組織化測位部１５は、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を６回修正したとき、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置２〜７へブロードキャストする。
【００８３】
そして、仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を用いた仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の６回の修正を１セットとすると、無線装置１の組織化測位部１５は、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きく、かつ、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を所定セット数だけ実行したときに、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１の位置と推定する。
【００８４】
また、無線装置１の組織化測位部１５は、所定セット数（例えば、３００セット）だけ仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を実行すると、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１の位置と推定するようにしてもよい。
【００８５】
無線装置２〜７は、上述した無線装置１における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正方法と同じ修正方法に従って、仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を順次修正し、自己の位置を推定する。
【００８６】
なお、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１から受信した無線装置２〜７は、その受信した無線装置１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を用いて無線装置１における方法と同じ方法によって無線装置２〜７の各々の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を修正し、その修正後の仮の自己位置ｗｊ１（ｓ＋１）〜ｗｊ６（ｓ＋１）をブロードキャストする。そして、無線装置１は、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ＋１）〜ｗｊ６（ｓ＋１）を受信し、その受信した仮の自己位置ｗｊ１（ｓ＋１）〜ｗｊ６（ｓ＋１）を用いて、上述した方法によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正する。
【００８７】
図５は、無線装置の位置を推定する動作を説明するための実施の形態１におけるフローチャートである。なお、図５においては、無線装置１が無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を受信して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する場合について説明する。
【００８８】
一連の動作が開始されると、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｋ＝１を設定し（ステップＳ１）、無線装置ｉ（＝無線装置１）における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔをｔ＝０に設定し（ステップＳ２）、無線装置２〜７における仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）の修正回数ｓをｓ＝０に設定する（ステップＳ３）。
【００８９】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、自己位置測位部１３から無線装置ｉ（＝無線装置１）の仮の自己位置ｗｉ（０）を取得し（ステップＳ４）、その取得した仮の自己位置ｗｉ（０）をブロードキャストするように送信部１６を制御し、送信部１６は、組織化測位部１５から受けた仮の自己位置ｗｉ（０）を無線装置２〜７へブロードキャストする（ステップＳ５）。
【００９０】
無線装置ｉ（＝無線装置１）の受信部１２は、無線装置ｊｋ（＝無線装置２）から仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）を受信し（ステップＳ６）、その受信した仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）を組織化測位部１５へ出力する。
【００９１】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）に基づいて、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜を演算し（ステップＳ７）、無線装置ｉ（＝無線装置１）と無線装置ｊｋ（＝無線装置２）との間の測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）（＝Ｒ１）を距離測定部１４から取得する（ステップＳ８）。
【００９２】
そうすると、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜および測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）を式（１）に代入して修正ベクトルＶｉ（ｔ）を演算する（ステップＳ９）。
【００９３】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、無線装置１の近傍に存在する無線装置の総数Ｎｉ（ｔ）（＝６）、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜および測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）を式（３）に代入して距離平均誤差Ｄｉ（ｔ）を演算し、その演算した距離平均誤差Ｄｉ（ｔ）を用いて式（２）により距離平均誤差の変化量ΔＤｉ（ｔ）を演算する（ステップＳ１０）。
【００９４】
そして、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下であるか否かを判定し（ステップＳ１１）、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下でないとき、式（７）の下段により学習関数αｉ（ｔ）を演算し、式（６）により無線装置ｉ（＝無線装置１）と無線装置ｊｋ（＝無線装置２）とのリンクの重みｅｉｊｋ（ｔ）を演算し、その演算した学習関数αｉ（ｔ）およびリンクの重みｅｉｊｋ（ｔ）と、ステップＳ９において演算した修正ベクトルＶｉ（ｔ）とを式（５）に代入して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する（ステップＳ１２）。
【００９５】
一方、ステップＳ１１において、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θ以下であると判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、式（７）の上段により学習関数αｉ（ｔ）を演算し、式（６）により無線装置ｉ（＝無線装置１）と無線装置ｊｋ（＝無線装置２）とのリンクの重みｅｉｊｋ（ｔ）を演算し、その演算した学習関数αｉ（ｔ）およびリンクの重みｅｉｊｋ（ｔ）と、ステップＳ９において演算した修正ベクトルＶｉ（ｔ）とを式（４）に代入して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する（ステップＳ１３）。
【００９６】
そして、ステップＳ１２またはステップＳ１３の後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｋ＝ｍであるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ｍは、無線装置１の近傍に存在する無線装置２〜７の個数であり、具体的には、ｍ＝６である。従って、ステップＳ１４において、ｋ＝ｍであるか否かを判定することは、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５が無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）の全てに基づいて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正したか否かを判定することに相当する。
【００９７】
ステップＳ１４において、ｋ＝ｍでないと判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｋ＝ｋ＋１およびｔ＝ｔ＋１を設定する（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ１４において、ｋ＝ｍであると判定されるまで、上述したステップＳ６〜ステップＳ１５が繰り返し実行される。
【００９８】
ステップＳ６〜ステップＳ１４が２回目に実行されるとき、ｋはｋ＝２に設定されており、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、無線装置ｊｋ（＝無線装置３）からの仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。この場合、修正回数ｔは、ｔ＝０＋１＝１に設定されているため、ステップＳ６〜ステップＳ１４が１回目に実行されたときにステップＳ１２およびステップＳ１３のいずれかにおいて修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）＝ｗｉ（１）と、仮の自己位置ｗｊｋ（ｓ）＝ｗｊｋ（０）とを用いて仮の自己位置ｗｉ（１）が修正される。
【００９９】
以下、同様にして、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）の全てを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が修正されるまで、ステップＳ６〜ステップＳ１５が繰り返し実行される。
【０１００】
そして、ステップＳ１４において、ｋ＝ｍ、即ち、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）の全てを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が修正されたと判定されると、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、最後に修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置２〜７へブロードキャストするように送信部１６を制御し、送信部１６は、組織化測位部１５の制御に従って、仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置２〜７へブロードキャストする（ステップＳ１６）。
【０１０１】
これによって、無線装置２〜７は、修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１から受信し、その受信した仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を用いて仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を修正できる。
【０１０２】
ステップＳ１６の後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｓ＝ｓ＋１を設定し（ステップＳ１７）、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きく（ΔＤｉ（ｔ）＞θ）、かつ、ｓ＝Ｎであるか否かを判定する（ステップＳ１８）。
【０１０３】
そして、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きく（ΔＤｉ（ｔ）＞θ）、かつ、ｓ＝Ｎであることが成立しないと判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｓ＝Ｎであるか否かを更に判定する（ステップＳ１９）。そして、ｓ＝Ｎでないとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ｋ＝１およびｔ＝ｔ＋１を設定する（ステップＳ２０）。
【０１０４】
その後、ステップＳ１８において、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きく（ΔＤｉ（ｔ）＞θ）、かつ、ｓ＝Ｎであると判定されるまで、またはステップＳ１９においてｓ＝Ｎであると判定されるまで、上述したステップＳ６〜ステップＳ２０が繰り返し実行される。
【０１０５】
ステップＳ６〜ステップＳ１７が２回目に実行されるとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）の全てを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を１回修正したので、再度、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を順次用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正するために、ステップＳ２０において、ｋ＝１と設定することにしたものである。
【０１０６】
また、修正回数ｔは、無線装置２〜７からの仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）の全てを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する回数が増えることによっても増加するので、ステップＳ２０においてｔ＝ｔ＋１と設定することにしたものである。
【０１０７】
更に、ステップＳ６〜ステップＳ１７が２回目に実行されるとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、無線装置１が修正して無線装置２〜７へブロードキャストした仮の自己位置ｗｉ（ｔ）に基づいて修正された仮の自己位置ｗｊ１（ｓ）〜ｗｊ６（ｓ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するようにするために、ステップＳ１７において、ｓ＝ｓ＋１と設定することにしたものである。
【０１０８】
更に、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、ステップＳ６〜ステップＳ１７を２回目以降に実行するとき、同じ無線装置（無線装置２〜７のいずれか）から送信されたｐ（ｐは２以上の整数）個の仮の自己位置ｗｊｋ（０），ｗｊｋ（１），・・・，ｗｊｋ（ｐ−１）を用いて、ｑ（ｑは１≦ｑ≦ｐ−１を満たす整数）番目の仮の位置ｗｊｋ（ｑ）と仮の自己位置ｗｉ（ｔ）とに基づいてｑ回目の位置修正処理を実行し、ｑ＋１番目の仮の位置情報ｗｊｋ（ｑ＋１）とｑ回目の位置修正処理によって修正された仮の自己位置情報ｗｉ（ｔ＋１）とに基づいてｑ＋１回目の位置修正処理を実行する。
【０１０９】
そして、ステップＳ１８において、変化量ΔＤｉ（ｔ）がしきい値θよりも大きく（ΔＤｉ（ｔ）＞θ）、かつ、ｓ＝Ｎであると判定されたとき、またはステップＳ１９において、ｓ＝Ｎであると判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５は、最終的に修正された自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１の位置と推定する（ステップＳ２１）。そして、一連の動作が終了する。
【０１１０】
なお、無線装置２〜７の各々も、図５に示すフローチャートに従って自己の位置を推定する。
【０１１１】
これによって、無線ネットワークシステム１０における無線装置１〜７の位置が自律的に推定される。この場合、無線装置１〜７のうち、少なくとも１個の無線装置が既知である絶対位置を仮の自己位置とする場合、無線装置１〜７の位置は絶対位置として決定される。
【０１１２】
また、無線装置１〜７の全てが既知である絶対位置を有しない場合、無線装置１〜７の位置は相対的に決定される。
【０１１３】
このように、いずれにしても、無線装置１〜７の各々が図５に示すフローチャートに従って自己の位置を自律的に推定することによって無線ネットワークシステム１０において無線装置１〜７の位置を自律的に決定できる。
【０１１４】
なお、図５に示すフローチャートのステップＳ１８，Ｓ１９におけるＮは、無線装置１〜７の配置構造、または無線装置１〜７が設置される対象物（物品）の種類に応じて決定される。
【０１１５】
無線装置１〜７の配置構造が異なれば、ブローキャスト（１ホップ内の通信）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を通信可能な無線装置の個数が変化するので、所定の精度で無線装置１〜７の位置を推定するための回数Ｎが変化するからである。また、無線装置１〜７が鉛筆に装着された場合、推定される位置の精度は、１ｍ以下の精度が要求されるが、無線装置１〜７が建物に装着される場合、推定される位置の精度は、数十ｍの精度でよい。従って、無線装置１〜７が装着される物品によって、上述した方法によって推定する位置の要求精度が異なり、それぞれの精度を達成するための回数Ｎが異なるからである。
【０１１６】
また、図５に示すフローチャートにおいては、ステップＳ１８を削除し、ステップＳ１７の後、ステップＳ１９を実行し、ｓ＝Ｎである場合に、ステップＳ２１へ移行して無線装置１〜７の位置を推定するようにしてもよい。
【０１１７】
つまり、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数が所定数Ｎに到達したときに、組織化測位部１５における位置の推定動作を終了するようにしてもよい。
【０１１８】
以下、図５に示すフローチャートに従って無線装置１〜７の位置を推定する場合のシミュレーション結果について説明する。シミュレーションにおいては、図１に示す無線ネットワークシステム１０が配置される空間として１．０ｍ×１．０ｍの平面を定義し、この空間に図１に示す無線装置１〜７をランダムに配置したネットワークトポロジーを定義する。
【０１１９】
また、距離測定部１４によって測定される無線装置間の距離は、エラーを含むが、このエラーは、正規分布に従うものとする。
【０１２０】
更に、無線装置１が修正した仮の自己位置を近傍の無線装置２〜７へ配信する間隔は、無線装置２〜７の全てと通信して仮の自己位置を修正した度毎とする。そして、これを１サイクルとして、各無線装置１〜７ごとに３００サイクルの仮の自己位置の修正を行なった。
【０１２１】
位置推定精度の評価関数は、推定した自己位置と無線装置の実際の位置のユークリッド距離の差の総和として次式により定義された。
【０１２２】
【数８】
【０１２３】
なお、Ｎｔは、無線装置１〜７の総数であり、Ｗｉは、無線装置ｉ（ｉ＝１〜７）の実際の位置である。
【０１２４】
更に、シミュレーションの各調整パラメータは、表１に示す値を用いた。
【０１２５】
【表１】
【０１２６】
図６は、無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す図である。図６において、横軸は、隣接する無線装置の数を表し、縦軸は、正解率および位置推定誤差の平均値を表す。
【０１２７】
なお、図６のシミュレーションにおいては、絶対位置を自己の位置とする無線装置の個数を２個とし、相互に無線通信可能な距離を（２）１／２ｍとし、無線装置間の距離の誤差偏差は、０．０１とした。この通信可能な距離（２）１／２ｍは、定義されたネットワーク空間の全ての無線装置が相互に直接通信可能な距離である。
【０１２８】
図６から分かるように、推定平均誤差は、無線装置の数が増加するに従って減少し、特に、無線装置の数が６０個を超えると、無線装置間の距離の誤差偏差と同等の値となる（曲線ｋ１参照）。
【０１２９】
推定平均誤差が０．１を下回る場合を正しく位置推定できたものとして、その割合とその場合の推定平均誤差とを表したのが曲線ｋ２，ｋ３である。
【０１３０】
その結果、隣接する無線装置の数が少ない場合は、正解推定の占める割合が８〜９割と低いので、３００サイクルの推定処理後に式（２）において無線装置１と無線装置２〜７との間の距離の誤差の平均が期待する誤差よりも大きい場合、その無線装置１は、推定した位置を破棄し、ランダムな位置を生成して再度３００サイクルの推定処理を行なう。このような処理は、式（４）に従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するのと同じ効果を与える。
【０１３１】
図７は、距離誤差の平均が期待する誤差よりも大きい場合、推定した位置を破棄して新たに生成された位置に基づいて位置を推定する場合のシミュレーション結果を示す図である。図７において、横軸は、隣接する無線装置の数を表し、縦軸は、正解率および位置推定誤差の平均値を表す。
【０１３２】
図６および図７を比較すると、隣接する無線装置の数が少ない場合でも正解率が高くなった。従って、隣接する無線装置の数および処理回数により、位置推定誤差を制御可能である。
【０１３３】
図８は、アンカーノード数による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。なお、アンカーノードとは、既知である絶対位置を有する無線装置をいう。
【０１３４】
図８において、横軸は、アンカーノード数を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。また、曲線ｋ４は、通信可能距離が０．３５ｍである場合を示し、曲線ｋ５は、通信可能距離が０．２ｍである場合を示す。そして、無線装置の総数は、１００個であり、無線装置間の距離の誤差偏差は、０．０１である。
【０１３５】
図８から明らかなように、通信可能距離が０．３５ｍおよび０．２ｍのいずれにおいても、位置推定誤差の平均値は、アンカーノード数の増加に伴い急速に減少する。通信可能距離が０．３５ｍである場合、アンカーノード数が“５”を超えると、位置推定誤差は、無線装置間の距離の誤差偏差と同等の値となる。この場合、隣接する無線装置の平均数は、２９．３２個であり、直接通信可能なアンカーノード数の平均は、１．１９個である。
【０１３６】
一方、通信可能距離が０．２ｍである場合、アンカーノード数が“４０”個から通信可能距離が０．３５ｍの場合と同等の精度になる。この場合、隣接する無線装置の平均数は、１０．１４個であり、直接通信可能なアンカーノード数の平均は、４．２３個である。
【０１３７】
通信可能距離が０．２ｍの場合において位置推定誤差を減少させるために多くのアンカーノードが必要であるのは、通信可能距離が短いため、近接する無線装置の数が少ないからである。
【０１３８】
図９は、無線装置間の距離の誤差偏差による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。図９において、横軸は、距離の誤差偏差を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。また、曲線ｋ６は、無線装置の総数が５０個であり、アンカーノード数が６個である場合を示し、曲線ｋ７は、無線装置の総数が５０個であり、アンカーノード数が３個である場合を示し、曲線ｋ８は、無線装置の総数が２０個であり、アンカーノード数が３個である場合を示す。
【０１３９】
いずれの場合においても、位置推定誤差は、距離の誤差偏差に比例して大きくなる。また、アンカーノード数が多い方が位置推定誤差がより少なくなる。
【０１４０】
図８において、通信可能距離が０．３５ｍであるネットワークと、通信可能距離が０．２ｍであるネットワークにおいては、位置推定誤差において明らかに違いがある。通信可能距離が０．３５ｍであるネットワークでは、その位置推定誤差が距離の誤差と同等となるのは、アンカーノード数が“５”のときである。
【０１４１】
この場合、隣接する無線装置の平均数、および直接通信可能な平均のアンカーノード数は、それぞれ、２９．３２個および１．１９個である。
【０１４２】
通信可能距離が０．２ｍであるネットワークの場合、アンカーノード数が３０個における隣接する無線装置の平均数および直接通信可能なアンカーノード数の平均数は、それぞれ、１０．１４個および３．０４個である。
【０１４３】
これを比較すると、通信可能距離が０．２ｍであるネットワークは、隣接する無線装置の数が少ないが、アンカーノード数が高い値となっているので、十分に高い精度を期待できるネットワーク構成となっている。そして、推定平均誤差が、０．０３２７３３である。
【０１４４】
従って、位置推定誤差は、通信可能距離に依存し、通信可能距離が短いと距離の誤差の影響を受けやすくなり、その結果、位置推定誤差が大きくなる。
【０１４５】
図１０は、無線装置間の通信総数と位置推定誤差との相関を示す図である。図１０において、横軸は、無線装置の数を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値および推定処理遅延を表す。また、曲線ｋ９は、位置推定誤差の平均値と無線装置の数との関係を示し、曲線ｋ１０は、推定処理遅延と無線装置の数との関係を示す。
【０１４６】
なお、図１０のシミュレーションにおいては、アンカーノード数が２個であり、通信可能距離が０．５ｍであり、無線装置間の距離誤差は、０．０１である。
【０１４７】
図１０から明らかなように、位置推定誤差の平均値は、無線装置の数が増加するに伴って減少するが、推定処理遅延は、無線装置の数が増加するに伴って増加する。
【０１４８】
図１１は、図１０に示す位置推定誤差の平均値と推定処理遅延との関係を示す図である。図１１において、横軸は、位置推定誤差の平均値を表し、縦軸は、推定処理遅延を表す。
【０１４９】
図１１に示す結果から、位置推定の精度を保証するには、無線装置の数を適切な数に設定することが必要であることが分かる。
【０１５０】
上述したように、この発明による位置推定方法を用いることによって無線ネットワークに存在する無線装置の位置を高い精度で推定可能であることがシミュレーションによっても確認された。
【０１５１】
なお、上記においては、無線ネットワークシステム１０は、７個の無線装置１〜７からなると説明したが、この発明においては、無線ネットワークシステム１０は、ｎ（ｎは４以上の整数）個の無線装置から構成されていればよい。３個の無線装置では、推定した３個の位置に基づいて３個の無線装置の位置を決定しようとした場合、３個目の無線装置の位置が１個目および２個目の無線装置を結ぶ直線に対して対称な位置に存在し得るので、３個目の無線装置の位置を決定することができないが、少なくとも４個の無線装置が存在すれば、４個目の無線装置の位置も含めて３個目および４個目の無線装置の位置を決定できるので、結果的に４個の無線装置の位置を決定できる。
【０１５２】
また、上記においては、全方位性のビームパターンを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を送信すると説明したが、この発明においては、指向性のビームパターンを用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を送信するようにしてもよい。
【０１５３】
これにより、全方位性のビームパターンを用いる場合よりも遠くまで仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を送信することができ、１ホップ内に存在する無線装置の数を増加して位置推定の誤差を低減できる。
【０１５４】
また、より遠くまで仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を送信することにより、アンカーノードへ仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｊｋ（ｓ）を送信できる可能性が高くなり、各無線装置の位置を絶対的に決定できるようになる。
【０１５５】
この発明においては、自己位置測位部１３は、「位置情報生成手段」を構成する。
【０１５６】
また、距離測定部１４は、「距離保持手段」を構成する。
【０１５７】
更に、図５に示すフローチャートのステップＳ７〜ステップＳ１３は、「位置修正処理」を構成する。
【０１５８】
更に、図５に示すフローチャートのステップＳ１〜ステップＳ２０に従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正する組織化測位部１５は、位置修正処理を実行する「位置修正手段」を構成する。
【０１５９】
更に、図５に示すフローチャートのステップＳ１８，Ｓ１９，Ｓ２１に従って、最終的に修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置１〜７の位置と推定する組織化測位部１５は、所定の条件が満たされると、位置修正手段によって修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する「位置推定手段」を構成する。
【０１６０】
更に、無線装置１が図５に示すフローチャートに従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を所定回数だけ修正するとき、無線装置２〜７は、「ｍ（ｍは３以上の整数）個の無線装置」を構成する。
【０１６１】
更に、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置２の方向へ測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）だけ移動するベクトルは、「第１のベクトル」を構成し、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置２の方向へ演算距離ｄｉｓｔ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜だけ移動するベクトルは、「第２のベクトル」を構成する。
【０１６２】
更に、修正ベクトルＶｉ（ｔ）は、「距離偏差ベクトル」を構成する。
【０１６３】
この発明の実施の形態１によれば、無線ネットワークシステム１０を構成する無線装置１〜７の各々は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と近傍に存在する無線装置の仮の位置ｗｊｋ（ｓ）とに基づいて演算した演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｊｋ（ｓ）｜が測定距離ｄｉｊｋ（ｔ）に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を自律的に順次修正し、自己の位置を決定する。
【０１６４】
従って、この発明によれば、無線装置の位置を自律的に推定できる。その結果、センサーを大量、かつ、完全に配置しなくても、広範囲な領域において日常生活における物品の位置情報を取得できる。
【０１６５】
［実施の形態２］
図１２は、実施の形態２による無線ネットワークシステムの概念図である。実施の形態２による無線ネットワークシステム１０Ａは、無線装置８１〜８７，９１〜９６を備える。
【０１６６】
無線ネットワークシステム１０Ａは、無線ネットワークシステム１０と同じように、自律的に確立され、送信元と送信先との間で無線通信を行なうネットワークシステムであり、例えば、無線アドホックネットワークからなる。そして、無線装置８１〜８７，９１〜９６は、無線装置１〜７と同じように、鉛筆、ノート、テレビ、パーソナルコンピュータ、カメラ、自転車、自動車および建物等の屋内外の日常生活に用いられる物品に装着され、無線アドホックネットワークを構成する。
【０１６７】
無線装置８１〜８７，９１〜９６は、無線通信空間に配置され、それぞれ、アンテナ８１１，８２１，８３１，８４１，８５１，８６１，８７１，９１１，９２１，９３１，９４１，９５１，９６１を介して相互に無線通信を行なう。そして、無線装置８１〜８７，９１〜９６の各々は、後述する方法によって、自己の位置を推定する。無線装置８２〜８７は、無線装置８１から１ホップ内の位置に配置され、無線装置８１と無線装置８２〜８７との距離は、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ６である。
【０１６８】
また、無線装置９１〜９６は、無線装置８１から２ホップ内の位置に配置され、無線装置８２と無線装置９１との距離、無線装置８３と無線装置９２との距離、無線装置８４と無線装置９３との距離、無線装置８５と無線装置９４との距離、無線装置８６と無線装置９５との距離、および無線装置８７と無線装置９６との距離は、それぞれ、Ｒ７〜Ｒ１２である。
【０１６９】
なお、アンテナ８１１，８２１，８３１，８４１，８５１，８６１，８７１，９１１，９２１，９３１，９４１，９５１，９６１の各々は、全方位性のアンテナである。
【０１７０】
図１３は、図１２に示す無線装置８１の構成を示す機能ブロック図である。無線装置８１は、図２に示す無線装置１の距離測定部１４および組織化測位部１５をそれぞれ距離測定部１４Ａおよび組織化測位部１５Ａに代えたものであり、その他は、無線装置１と同じである。
【０１７１】
なお、無線装置８１においては、受信部１２は、アンテナ８１１を介して無線装置８２〜８７からの信号を受信し、その受信した信号を必要に応じて自己位置測位部１３、距離測定部１４Ａおよび組織化測位部１５Ａのいずれかへ出力する。組織化測位部１５Ａが無線装置８１の位置を推定する場合、受信部１２は、無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）、無線装置９１〜９６の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）、および距離Ｒ７〜Ｒ１２をそれぞれ無線装置８２〜８７からアンテナ８１１を介して受信し、その受信した仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）および距離Ｒ７〜Ｒ１２を組織化測位部１５Ａへ出力する。
【０１７２】
距離測定部１４Ａは、無線装置８１と無線装置８２〜８７のそれぞれとの距離Ｒ１〜Ｒ６を測定し、その測定した距離Ｒ１〜Ｒ６をそれぞれ無線装置８２〜８７に対応付けて保持する。なお、距離測定部１４Ａは、距離測定部１４と同じ方法によって距離Ｒ１〜Ｒ６を測定する。
【０１７３】
組織化測位部１５Ａは、自己位置測位部１３からの仮の自己位置ｗｉ（０）と、距離測定部１４Ａからの距離Ｒ１〜Ｒ６と、受信部１２からの仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）、および距離Ｒ７〜Ｒ１２とに基づいて、後述する方法によって、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）（ｔ＝０，１，２，・・・）を順次修正し、その修正した自己位置ｗｉ（ｔ）を一定期間ごとに送信部１６を介して無線装置８２〜８７へ送信する。
【０１７４】
そして、組織化測位部１５Ａは、所定の条件が満たされると、最終的に修正された自己位置ｗｉ（ｔ）を無線装置８１の位置と推定する。
【０１７５】
なお、無線装置８２〜８７の各々は、図１３に示す無線装置８１の構成と同じ構成からなる。
【０１７６】
無線ネットワークシステム１０Ａにおいては、無線装置９１〜９６は、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）をブロードキャストする。従って、例えば、無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）は、無線装置８２，８３，８７，９２によって受信される。無線装置９２〜９６の仮の自己位置ｗｘ２（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）も、同様に複数の無線装置によって受信される。
【０１７７】
従って、無線装置８２〜８７の受信部１２は、無線装置９１〜９６から仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を受信し、その受信した仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を距離測定部１４Ａへ出力する。
【０１７８】
無線装置８２〜８７の距離測定部１４Ａは、それぞれ、無線装置９１〜９６との距離Ｒ７〜Ｒ１２を測定し、その測定した距離Ｒ７〜Ｒ１２をそれぞれ無線装置９１〜９６に対応付けて保持する。
【０１７９】
そして、無線装置８２〜８７の距離測定部１４Ａは、受信部１２から仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を受けると、その受けた仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を無線装置９１〜９６および距離Ｒ７〜Ｒ１２に対応付けて送信部１６へ出力する。
【０１８０】
また、無線装置８２〜８７の組織化測位部１５Ａは、自己位置測位部１３からそれぞれ仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を受け、その受けた仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を送信部１６へ出力する。
【０１８１】
そうすると、無線装置８２〜８７の送信部１６は、それぞれ、位置情報ＰＳＴ１〜ＰＳＴ６を作成し、その作成した位置情報ＰＳＴ１〜ＰＳＴ６をそれぞれアンテナ８２１，８３１，８４１，８５１，８６１，８７１を介して無線装置８１へ送信する。
【０１８２】
この場合、位置情報ＰＳＴ１は、［無線装置８２のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）／無線装置９１のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ１（ｔ），距離Ｒ７］からなり、位置情報ＰＳＴ２は、［無線装置８３のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ２（ｔ）／無線装置９２のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ２（ｔ），距離Ｒ８］からなる。
【０１８３】
また、位置情報ＰＳＴ３は、［無線装置８４のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ３（ｔ）／無線装置９３のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ３（ｔ），距離Ｒ９］からなり、位置情報ＰＳＴ４は、［無線装置８５のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ４（ｔ）／無線装置９４のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ４（ｔ），距離Ｒ１０］からなる。
【０１８４】
更に、位置情報ＰＳＴ５は、［無線装置８６のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ５３（ｔ）／無線装置９５のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ５（ｔ），距離Ｒ１１］からなり、位置情報ＰＳＴ６は、［無線装置８７のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｙ６（ｔ）／無線装置９６のＩＰアドレス：仮の自己位置ｗｘ６（ｔ），距離Ｒ１２］からなる。
【０１８５】
従って、無線装置８１の受信部１２は、仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）、および距離Ｒ７〜Ｒ１２を受信できる。
【０１８６】
なお、位置情報ＰＳＴ１〜ＰＳＴ６に含まれる無線装置８１〜８６のＩＰアドレスは、無線装置８１〜８６を識別可能な識別子であれば、どのような識別子に代えられてもよい。
【０１８７】
以下、無線装置８１の組織化測位部１５Ａが無線装置８１の位置を推定する方法について具体的に説明する。
【０１８８】
無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と無線装置８２の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）とに基づいて無線装置８１と無線装置８２との距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜を演算する。この場合、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｙ１（ｔ）は、例えば、ｘ−ｙ座標によって表されているため、組織化測位部１５Ａは、距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜（「演算距離」という）を容易に演算できる。
【０１８９】
そして、組織化測位部１５Ａは、演算した演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜と、距離測定部１４Ａから取得した無線装置８１と無線装置８２との間の測定された距離Ｒ１（＝ｄｉｙ１（ｔ）、「測定距離」という）とに基づいて、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜を測定距離ｄｉｙ１（ｔ）に近づけるための修正ベクトルＶｉ（１）（ｔ）を次式により演算する。
【０１９０】
【数９】
【０１９１】
なお、ｗｉ（ｔ）＝ｗｉ（０），ｗｉ（１），ｗｉ（２），・・・であり、ｗｙ（ｔ）＝ｗｙ（０），ｗｙ（１），ｗｙ（２），・・・であり、ｔは、無線装置８１における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）および無線装置８２〜８７における仮の自己位置ｗｙ（ｔ）の修正回数を示す。また、ｙは、無線装置８２〜８７に対応してｙ１〜ｙ６である。
【０１９２】
また、組織化測位部１５Ａは、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）とに基づいて無線装置８１と無線装置９１との距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜を演算する。この場合、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）も、例えば、ｘ−ｙ座標によって表されているため、組織化測位部１５Ａは、距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜（「演算距離」という）を容易に演算できる。
【０１９３】
そして、組織化測位部１５Ａは、演算した演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜を演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜と比較する。
【０１９４】
組織化測位部１５Ａは、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜が演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜よりも長いとき、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜と、距離測定部１４Ａから取得した無線装置８１と無線装置８２との間の測定距離Ｒ１（＝ｄｉｙ１（ｔ））と、受信部１２から受けた無線装置８２と無線装置９１との間の測定距離Ｒ７（＝ｄｙ１ｘ１（ｔ））とに基づいて、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜を測定距離ｄｉｙ１（ｔ）＋ｄｙ１ｘ１（ｔ）に近づけるための修正ベクトルＶｉ（２）（ｔ）を次式により演算する。
【０１９５】
【数１０】
【０１９６】
なお、ｗｘ（ｔ）＝ｗｘ（０），ｗｘ（１），ｗｘ（２），・・・であり、ｔは、無線装置９１〜９６における仮の自己位置ｗｘ（ｔ）の修正回数を示す。また、ｘは、無線装置９１〜９６に対応してｘ１〜ｘ６である。
【０１９７】
一方、組織化測位部１５Ａは、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜が演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ１（ｔ）｜以下であるとき、ベクトルｗｙ１（ｔ）−ｗｉ（ｔ）と、ベクトルｗｙ１（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）とを演算し、その演算したベクトル（ｗｙ１（ｔ）−ｗｉ（ｔ）），（ｗｙ１（ｔ）−ｗｘ１（ｔ））と、測定距離Ｒ１（＝ｄｉｙ１（ｔ））および測定距離Ｒ７（＝ｄｙ１ｘ１（ｔ））とに基づいて、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ１（ｔ）｜を測定距離ｄｉｙ１（ｔ）＋ｄｙ１ｘ１（ｔ）に近づけるための修正ベクトルＶｉ（２）（ｔ）を次式により演算する。
【０１９８】
【数１１】
【０１９９】
そして、組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔがしきい値τ以下であるとき、式（９）によって示される修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）と、式（１０）または式（１１）によって表される修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）とを用いて次式によって無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２００】
【数１２】
【０２０１】
また、組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔがしきい値τよりも大きいとき、式（９）によって示される修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）を用いて次式によって無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２０２】
【数１３】
【０２０３】
なお、式（１２）および式（１３）において、αｉ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における学習関数であり、次式によって表される。
【０２０４】
【数１４】
【０２０５】
式（１４）において、Ｅｉ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８１と、無線装置８１の近傍に存在する無線装置８２〜８７との距離平均誤差量であり、Ｅｉ（ｔ−１）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ−１回目の修正時における無線装置８１と、無線装置８１の近傍に存在する無線装置８２〜８７との距離平均誤差量である。
【０２０６】
組織化測位部１５Ａは、距離平均誤差量Ｅｉ（ｔ）を次式により演算する。
【０２０７】
【数１５】
【０２０８】
式（１５）において、Ｎｉ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時において無線装置８１の近傍に存在する無線装置の総数を表し、具体的には、無線装置８２〜８７の個数である６個である。
【０２０９】
また、ｄｉｙ（ｔ）（ｙは、ｙ１〜ｙ６のいずれかを表す）は、無線装置８１と無線装置８２〜８７のいずれかとの間の測定距離を表す。より具体的には、ｄｉｙ１（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８２との間の測定距離を表し、ｄｉｙ２（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８３との間の測定距離を表し、ｄｉｙ３（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８４との間の測定距離を表し、ｄｉｙ４（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８５との間の測定距離を表し、ｄｉｙ５（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８６との間の測定距離を表し、ｄｉｙ６（ｔ）は、無線装置８１と無線装置８７との間の測定距離を表す。従って、ｄｉｙ（ｔ）＝ｄｉｙ１（ｔ）〜ｄｉｙ６（ｔ）は、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ６に等しい。
【０２１０】
更に、ｗｙ（ｔ）（ｙは、ｙ１〜ｙ６のいずれかを表す）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時において無線装置１から１ホップ内に存在する無線装置の仮の自己位置を表し、より具体的には、ｗｙ１（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８２の仮の自己位置を表し、ｗｙ２（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８３の仮の自己位置を表し、ｗｙ３（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８４の仮の自己位置を表し、ｗｙ４（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８５の仮の自己位置を表し、ｗｙ５（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８６の仮の自己位置を表し、ｗｙ６（ｔ）は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ回目の修正時における無線装置８７の仮の自己位置を表す。従って、ｗｙ（ｔ）＝ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）は、それぞれ、無線装置８２〜８７から無線装置８１へブロードキャストされる仮の自己位置である。
【０２１１】
そうすると、組織化測位部１５Ａは、無線装置の総数Ｎｉ（ｔ）、測定距離ｄｉｙ１（ｔ）〜ｄｉｙ６（ｔ）および仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を取得でき、その取得した無線装置の総数Ｎｉ（ｔ）、測定距離ｄｉｙ１（ｔ）〜ｄｉｙ６（ｔ）および仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を式（１５）に代入して距離平均誤差Ｅｉ（ｔ）を演算する。
【０２１２】
そして、組織化測位部１５Ａは、その演算した距離平均誤差Ｅｉ（ｔ）と、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）のｔ−１回目の修正時における距離平均誤差Ｅｉ（ｔ−１）との差を演算することにより、距離平均誤差の変化量ΔＥｉ（ｔ）＝Ｅｉ（ｔ）−Ｅｉ（ｔ−１）を演算する。
【０２１３】
組織化測位部１５Ａは、距離平均誤差の変化量ΔＥｉ（ｔ）を演算すると、変化量ΔＥｉ（ｔ）がしきい値θ以上であるか否かを判定し、その判定結果に応じて異なる学習関数αｉ（ｔ）を式（１２）または式（１３）に代入して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２１４】
即ち、変化量ΔＥｉ（ｔ）＝Ｅｉ（ｔ）−Ｅｉ（ｔ−１）がしきい値θ以上であるとき（ΔＥｉ（ｔ）≧θ）、組織化測位部１５Ａは、αｉ（ｔ）＝−１を式（１２）または式（１３）に代入して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２１５】
また、変化量ΔＥｉ（ｔ）＝Ｅｉ（ｔ）−Ｅｉ（ｔ−１）がしきい値θよりも小さいとき（ΔＥｉ（ｔ）＜θ）、組織化測位部１５Ａは、αｉ（ｔ）＝η・｜αｉ（ｔ−１）｜を式（１２）または式（１３）に代入して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２１６】
上記の式（９）を用いた無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正概念は、図３に示す修正概念と同じである。
【０２１７】
上記の式（１０）を用いた無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を概念的に説明する。図１４は、式（１０）を用いた無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正概念を説明するための図である。
【０２１８】
無線装置８１は、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）に存在し、無線装置８２は、仮の自己位置ｗｙ（ｔ）に存在し、無線装置９１は、仮の自己位置ｗｘ（ｔ）に存在している。
【０２１９】
そして、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｘ（ｔ）に基づいて演算された演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ（ｔ）｜が、実測された無線装置８１，８２間の測定距離ｄｉｙ（ｔ）（＝Ｒ１）と実測された無線装置８２，９１間の測定距離ｄｙｘ（ｔ）（＝Ｒ７）との和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）と異なるとき、測定距離ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）と演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ（ｔ）｜との差を修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）として求め、その求めた修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）に従って無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２２０】
これによって、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）と、無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）との間の距離は、測定距離ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）になる。
【０２２１】
従って、式（９）または式（１０）によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正することは、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ（ｔ）｜または｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ（ｔ）｜が測定距離ｄｉｙ（ｔ）またはｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正することに相当する。
【０２２２】
式（１０）においては、無線装置８１と無線装置８２との間の測定距離ｄｉｙ（ｔ）と、無線装置８２と無線装置９１との間の測定距離ｄｙｘ（ｔ）との和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離として用いる。
【０２２３】
これは、無線装置８１から２ホップ内に存在する無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）を用いて無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する場合、無線装置８１と無線装置９１との間の距離を強調して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するためである。
【０２２４】
即ち、無線装置８２は、無線装置８１から１ホップ内に存在し、無線装置９１は、無線装置８１に対して無線装置８２よりも遠くに存在するというネットワークのトポロジー（即ち、無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置８１〜８７，９１〜９６の配置形態）を反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するために、和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離として用いることにしたものである。
【０２２５】
そして、ネットワークのトポロジーを反映した無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）への修正を強調するために、式（１２）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２２６】
即ち、式（１２）は、無線装置９１〜９６の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）＝ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を用いて式（１０）によって演算された６個の修正ベクトルＶｘ１｛２｝（ｔ）〜Ｖｘ６｛２｝（ｔ）の和Ｖｘ１｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ２｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ３｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ４｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ５｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ６｛２｝（ｔ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２２７】
次に、上記の式（１１）を用いた無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を概念的に説明する。図１５は、式（１１）を用いた無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正概念を説明するための図である。
【０２２８】
無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）とに基づいて演算された演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ（ｔ）｜が無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）と無線装置８２の仮の自己位置ｗｙ（ｔ）とに基づいて演算された演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ（ｔ）｜以下であるとき、即ち、無線装置９１が無線装置８２よりも無線装置８１に近い位置に存在するとき、和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離とすると、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が仮の自己位置ｗ’ｉ（ｔ＋１）へ修正される。
【０２２９】
そうすると、無線装置８１の仮の自己位置ｗ’ｉ（ｔ＋１）は、無線装置８２の仮の自己位置ｗｙ（ｔ）と無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）とを結ぶ線分の延長線の方向と異なる方向へ修正されるため、無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離として和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を用いることが困難になる。
【０２３０】
そこで、無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離として和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を用いることができるようにするため、即ち、式（１０）によって修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）を演算できるようにするために、演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘ（ｔ）｜が演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ（ｔ）｜以下であるとき、式（１１）によって修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）を演算することにしたものである。
【０２３１】
式（１１）によって演算される修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）は、無線装置８１から無線装置８２へ向かうベクトル（＝ｗｙ（ｔ）−ｗｉ（ｔ））に、無線装置９１から無線装置８２へ向かうベクトル（＝ｗｙ（ｔ）−ｗｘ（ｔ））のｄｉｙ（ｔ）／ｄｙｘ（ｔ）倍を加算したものである。
【０２３２】
つまり、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を無線装置９１から無線装置８２へ向かうベクトル（＝ｗｙ（ｔ）−ｗｘ（ｔ））の延長線上の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正するように、修正ベクトルＶｉ｛２｝（ｔ）を演算することにしたものである。
【０２３３】
これによって、無線装置８１と無線装置９１との間の測定距離として和ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）を用いて無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正できるようになる。
【０２３４】
なお、ベクトル（＝ｗｙ（ｔ）−ｗｘ（ｔ））をｄｉｙ（ｔ）／ｄｙｘ（ｔ）倍するのは、無線装置８１の修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）と無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）とに基づいて演算された演算距離｜ｗｉ（ｔ＋１）−ｗｘ（ｔ）｜が無線装置８１，９１間の測定距離ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）に一致するようにするためである。
【０２３５】
ベクトル（ｗｙ（ｔ）−ｗｘ（ｔ））／ｄｙｘ（ｔ）は、無線装置９１から無線装置８２へ向かう単位ベクトルになり、その単位ベクトルをｄｉｙ（ｔ）倍することによって、無線装置９１から無線装置８２へ向かう方向を有し、長さが無線装置８１，８２間の測定距離に等しいベクトル（ｗｙ（ｔ）−ｗｘ（ｔ））ｄｉｙ（ｔ）／ｄｙｘ（ｔ）が得られるからである。
【０２３６】
更に、式（１４）によって学習関数αｉ（ｔ）を演算するようにしたのは、図４において説明したように、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）が局所解に至った場合に、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）が局所解から抜け出せるようにするためである。
【０２３７】
実施の形態２においては、無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する場合、修正回数ｔがしきい値τに達するまで、式（１２）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正し、修正回数ｔがしきい値τに達すると、式（１３）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２３８】
これは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正の初期段階（修正回数ｔ≦しきい値τ）においては、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正し、その後、無線装置８１の近傍（１ホップ内）に存在する無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ（ｔ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するようにするためである。
【０２３９】
つまり、無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置の配置形態を特徴付ける無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を概略的に修正し、その後、無線装置８１の近傍（１ホップ内）に存在する無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ（ｔ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が最適解に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を局所的に修正するようにするためである。
【０２４０】
仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｙ（ｔ），ｗｘ（ｔ）は、それぞれ、無線装置８１，８２，９１の自己位置測位部１３において生成されるものであり、自己位置測位部１３がＧＰＳ等の位置測定機能を有しないときは、ランダムに生成されるものであるので、式（１２）または式（１３）によって修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）は誤差を含んでおり、演算距離｜ｗｉ（ｔ＋１）−ｗｘ（ｔ）｜が測定距離ｄｉｙ（ｔ）＋ｄｙｘ（ｔ）（＝Ｒ１＋Ｒ７）に即座に一致し、演算距離｜ｗｉ（ｔ＋１）−ｗｙ（ｔ）｜が測定距離ｄｉｙ（ｔ）（＝Ｒ１）に即座に一致するものではない。
【０２４１】
従って、無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、式（１２）または式（１３）による仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を無線装置８１から２ホップ内に存在する無線装置９１〜９６の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）（ｘ＝ｘ１〜ｘ６）と無線装置８１から１ホップ内に存在する無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ（ｔ）（ｙ＝ｙ１〜ｙ６）とを用いて所定回数実行し、所定回数実行後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８１の位置と推定する。
【０２４２】
無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、無線装置８２〜８７から受信した仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）および測定距離Ｒ７〜Ｒ１２を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を６回修正したとき、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする。
【０２４３】
また、無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、好ましくは、無線装置８２〜８７の一部からの仮の自己位置（ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）の一部），（ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）の一部）および測定距離（Ｒ７〜Ｒ１２の一部）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を所定回数修正したとき、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする。
【０２４４】
例えば、無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、無線装置８２，８５，８７からの仮の自己位置ｗｙ１（ｔ），ｗｙ４（ｔ），ｗｙ６（ｔ）；ｗｘ１（ｔ），ｗｘ４（ｔ），ｗｘ６（ｔ）および測定距離Ｒ７，Ｒ１０，Ｒ１２を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を３回修正したとき、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする。
【０２４５】
そして、仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）および測定距離Ｒ７〜Ｒ１２を用いた仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の所定回数の修正を１セットとすると、無線装置８１の組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正を所定セット数だけ実行したときに、その修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８１の位置と推定する。
【０２４６】
無線装置８２〜８７は、上述した無線装置８１における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正方法と同じ修正方法に従って、仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を順次修正し、自己の位置を推定する。そして、無線装置８２〜８７は、その修正後の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を無線装置８１，９１〜９６へブロードキャストする。
【０２４７】
更に、無線装置９１〜９６は、上述した無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正方法と同じ修正方法に従って、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を順次修正し、自己の位置を推定する。そして、無線装置９１〜９６は、その修正後の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする。
【０２４８】
なお、修正後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８１から受信した無線装置８２〜８７は、その受信した無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を用いて無線装置８１における方法と同じ方法によって無線装置８２〜８７の各々の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を修正し、その修正後の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ＋１）〜ｗｙ６（ｔ＋１）をブロードキャストする。そして、無線装置８１は、無線装置８２〜８７からの仮の自己位置ｗｙ１（ｔ＋１）〜ｗｙ６（ｔ＋１）を受信し、その受信した仮の自己位置ｗｙ１（ｔ＋１）〜ｗｙ６（ｔ＋１）を用いて、上述した方法によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正する。
【０２４９】
図１６および図１７は、それぞれ、無線装置の位置を推定する動作を説明するための実施の形態２における第１および第２のフローチャートである。なお、図１６および図１７においては、無線装置８１が無線装置８２〜８７のうちの一部の無線装置ｙ１〜ｙｄ（ｄは２以上の整数）から仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）（＝Ｒ７〜Ｒ１２の一部）を受信して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する場合について説明する。
【０２５０】
一連の動作が開始されると、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、無線装置ｉ（＝無線装置８１）における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔをｔ＝０に設定し、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正時間ＴをＴ＝０に設定する（ステップＳ３１）。なお、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、タイマーを内蔵しており、タイマーによって修正時間Ｔを計測する。そして、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、無線装置８１における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正セット数ＳｔをＳｔ＝０に設定する（ステップＳ３２）。
【０２５１】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、自己位置測位部１３から無線装置ｉ（＝無線装置８１）の仮の自己位置ｗｉ（０）を取得し（ステップＳ３３）、その取得した仮の自己位置ｗｉ（０）をブロードキャストするように送信部１６を制御し、送信部１６は、組織化測位部１５Ａから受けた仮の自己位置ｗｉ（０）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする（ステップＳ３４）。
【０２５２】
無線装置ｉ（＝無線装置８１）の受信部１２は、１ホップ内に存在する無線装置ｙ（＝無線装置８２〜８７）のうちの一部の無線装置ｙ１〜ｙｄの仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ）、２ホップ内に存在する無線装置ｘ（＝無線装置９１〜９６）の一部の無線装置ｘ１〜ｘｄの仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）を無線装置８２〜８７の一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから受信し（ステップＳ３５）、その受信した仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）を組織化測位部１５Ａへ出力する。
【０２５３】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、ｃ（１≦ｃ≦ｄ）＝１を設定し（ステップＳ３６）、仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ）のうちの１つの仮の自己位置ｗｙｃ（ｔ）（ｃ＝１）と、仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）のうちの１つの仮の自己位置ｗｘｃ（ｔ）（ｃ＝１）と、測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）のうちの１つの測定距離ｄｙｘｃ（ｔ）（ｃ＝１）とを選択する。
【０２５４】
仮の自己位置ｗｘｃ（ｔ）は、仮の自己位置ｗｙｃ（ｔ）を有する無線装置ｙｃから１ホップ内に存在する無線装置ｘｃの仮の自己位置であり、測定距離ｄｙｘｃ（ｔ）は、無線装置ｙｃと無線装置ｘｃとの間の測定距離である。
【０２５５】
例えば、無線装置ｙｃとして無線装置８２が選択された場合、仮の自己位置ｗｙｃ（ｔ）は、無線装置８２の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）になり、仮の自己位置ｗｘｃ（ｔ）は、無線装置９１の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）になり、測定距離ｄｙｘｃ（ｔ）は、無線装置８２，９１間の測定距離Ｒ７になる。
【０２５６】
そして、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、その選択した１つの仮の自己位置ｗｙｃ（ｔ）を有する無線装置ｙｃと無線装置ｉとの間の測定距離ｄｉｙｃ（ｔ）を距離測定部１４Ａから取得する（ステップＳ３７）。
【０２５７】
その後、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｙｃ（ｔ）に基づいて演算距離ｄｉｙｓ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙｃ（ｔ）｜を演算するとともに、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｘｃ（ｔ）に基づいて演算距離ｄｉｘｓ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘｃ（ｔ）｜を演算する（ステップＳ３８）。
【０２５８】
そうすると、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、演算距離ｄｉｘｓ（ｔ）が演算距離ｄｉｙｓ（ｔ）以下であるか否かを判定し（ステップＳ３９）、演算距離ｄｉｘｓ（ｔ）が演算距離ｄｉｙｓ（ｔ）以下でないとき、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｘｃ（ｔ）および測定距離ｄｉｙｃ（ｔ），ｄｙｘｃ（ｔ）に基づいて、式（１０）を用いて、修正ベクトルＶｘｃ｛２｝（ｔ）を演算する（ステップＳ４０）。
【０２５９】
一方、ステップＳ３９において、演算距離ｄｉｘｓ（ｔ）が演算距離ｄｉｙｓ（ｔ）以下であると判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｘｃ（ｔ）および測定距離ｄｉｙｃ（ｔ），ｄｙｘｃ（ｔ）に基づいて、式（１１）を用いて、修正ベクトルＶｘｃ｛２｝（ｔ）を演算する（ステップＳ４１）。
【０２６０】
そして、ステップＳ４０またはステップＳ４１の後、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、ｃ＝ｄであるか否かを判定し（ステップＳ４２）、ｃ＝ｄでないとき、ｃ＝ｃ＋１を設定する（ステップＳ４３）。
【０２６１】
その後、一連の動作は、ステップＳ３７へ移行し、ステップＳ４２において、ｃ＝ｄであると判定されるまで、上述したステップＳ３７〜ステップＳ４３が繰り返し実行される。
【０２６２】
即ち、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の周囲に存在する無線装置８２〜８７の一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから受信した仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）の全てを用いて修正ベクトルＶｘｃ｛２｝（ｔ）を演算するまで、ステップＳ３７〜ステップＳ４３が繰り返し実行される。
【０２６３】
そして、ステップＳ４２において、ｃ＝ｄであると判定されると、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、無線装置ｙ１〜ｙｄの中から１つの無線装置ｙｒを選択し、その選択した無線装置ｙｒと無線装置ｉとの間の測定距離ｄｉｙｒ（ｔ）を距離測定部１４Ａから取得する（ステップＳ４４）。
【０２６４】
そして、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ），ｗｙｒ（ｔ）および測定距離ｄｉｙｒ（ｔ）に基づいて、式（９）に示す修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）を演算する（ステップＳ４５）。
【０２６５】
引き続いて、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔがしきい値τ以下であるか否かを判定し（ステップＳ４６）、修正回数ｔがしきい値τ以下であるとき、式（１２）によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する（ステップＳ４７）。この場合、図１６に示すステップＳ３７〜ステップＳ４３のループで演算されたｃ個のＶｘｃ（２）（ｔ）の和が式（１２）により演算され、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正される。
【０２６６】
一方、ステップＳ４６において、修正回数ｔがしきい値τよりも大きいと判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、式（１３）によって、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する（ステップＳ４８）。
【０２６７】
なお、ステップＳ４７，Ｓ４８の修正においては、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、式（１５）によって距離平均誤差量Ｅｉ（ｔ）を演算し、更に、距離平均誤差量Ｅｉ（ｔ）の変化量ΔＥｉ（ｔ）＝Ｅｉ（ｔ）−Ｅｉ（ｔ−１）を演算する。そして、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、変化量ΔＥｉ（ｔ）がしきい値θ以上であるとき、学習関数αｉ（ｔ）＝−１を式（１２）または式（１３）へ代入して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正し、変化量ΔＥｉ（ｔ）がしきい値θよりも小さいとき、学習関数αｉ（ｔ）＝η・｜αｉ（ｔ−１）｜を式（１２）または式（１３）へ代入して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２６８】
また、ステップＳ４６において、修正回数ｔがしきい値τに達したと判定され、ステップＳ４８において、式（１３）に従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が修正される場合、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、ステップＳ４７において、式（１２）に従って修正した後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を式（１３）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２６９】
そして、ステップＳ４７またはステップＳ４８の後、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、Ｔ＝Ｔｃであるか否かを判定し（ステップＳ４９）、Ｔ＝Ｔｃでないとき、一連の動作は、図１６のステップＳ３５へ移行する。そして、ステップＳ４９において、Ｔ＝Ｔｃであると判定されるまで、上述したステップＳ３５〜ステップＳ４９が繰り返し実行される。
【０２７０】
即ち、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正時間Ｔが時間Ｔｃに達するまで、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の周囲に存在する無線装置８２〜８７のうちの一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから受信した仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）の全てを用いて、修正ベクトルＶｘｃ（２）（ｔ）を演算し、その演算した修正ベクトルＶｘｃ（２）（ｔ）と、無線装置ｙ１〜ｙｄから選択した１つの無線装置ｙｒの仮の自己位置ｗｙｒ（ｔ）とを用いて無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が修正される。
【０２７１】
なお、Ｔｃは、定数であり、任意の時間からなる。
【０２７２】
そして、ステップＳ４９において、Ｔ＝Ｔｃであると判定されると、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の組織化測位部１５Ａは、修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）をブロードキャストするように送信部１６を制御し、送信部１６は、修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８２〜８７へブロードキャストする（ステップＳ５０）。
【０２７３】
これによって、無線装置８２〜８７は、修正された仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８１から受信し、その受信した仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を用いて仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を修正できる。
【０２７４】
ステップＳ５０の後、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５Ａは、Ｓｔ＝Ｓｔ＋１を設定し（ステップＳ５１）、Ｓｔ＝Ｎであるか否かを判定する（ステップＳ５２）。
【０２７５】
そして、Ｓｔ＝Ｎでないと判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５Ａは、修正時間ＴをＴ＝０に設定する（ステップＳ５３）。つまり、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５Ａは、修正時間Ｔをリセットする。
【０２７６】
その後、一連の動作は、ステップＳ３５へ移行し、ステップＳ５２において、修正セット数Ｓｔ＝Ｎであると判定されるまで、上述したステップＳ３５〜ステップＳ５３が繰り返し実行される。
【０２７７】
そして、ステップＳ５２において、Ｓｔ＝Ｎであると判定されたとき、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５Ａは、最終的に修正された自己位置ｗｉ（ｔ＋１）を無線装置８１の位置と推定する（ステップＳ５４）。そして、一連の動作が終了する。
【０２７８】
なお、図１６および図１７に示すフローチャートにおいては、ステップＳ４９は、削除されてもよい。この場合、無線装置ｉ（＝無線装置１）の組織化測位部１５Ａは、ステップＳ４７またはステップＳ４８によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するごとに、その修正した仮の自己位置ｗｉ（ｔ）をブロードキャストする。
【０２７９】
また、無線装置８２〜８７，９１〜９６の各々も、図１６および図１７に示すフローチャートに従って自己の位置を推定する。
【０２８０】
これによって、無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置８１〜８７，９１〜９６の位置が自律的に推定される。この場合、無線装置８１〜８７，９１〜９６のうち、少なくとも１個の無線装置が既知である絶対位置を仮の自己位置とする場合、無線装置８１〜８７，９１〜９６の位置は絶対位置として決定される。
【０２８１】
また、無線装置８１〜８７，９１〜９６の全てが既知である絶対位置を有しない場合、無線装置８１〜８７，９１〜９６の位置は相対的に決定される。
【０２８２】
このように、いずれにしても、無線装置８１〜８７，９１〜９６の各々が図１６および図１７に示すフローチャートに従って自己の位置を自律的に推定することによって無線ネットワークシステム１０Ａにおいて無線装置８１〜８７，９１〜９６の位置を自律的に決定できる。
【０２８３】
図１６および図１７に示すフローチャートにおいては、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔがしきい値τ以下であるとき、無線装置ｉ（＝無線装置８１）から２ホップ内に存在する無線装置９１〜９６のうちの一部の無線装置ｘ１〜ｘｄの仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する（ステップＳ４６，Ｓ４７参照）。
【０２８４】
ステップＳ４７における仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正においては、無線装置ｉ（＝無線装置８１）から２ホップの位置に存在する無線装置ｘ１〜ｘｄ（無線装置９１〜９６の一部）の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）の全てを用いて演算された修正ベクトルＶｘ１｛２｝（ｔ）〜Ｖｘｄ｛２｝（ｔ）の和Ｖｘ１｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ２｛２｝（ｔ）＋・・・＋Ｖｘｄ｛２｝（ｔ）を使用して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を自己位置ｗｉ（ｔ＋１）へ修正する。
【０２８５】
従って、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正回数ｔがしきい値τ以下である初期段階においては、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）への修正が行なわれる。
【０２８６】
そして、修正回数ｔがしきい値τに達すると、無線装置ｉ（＝無線装置８１）から１ホップの位置に存在する無線装置ｙｒ（無線装置８２〜８７のうちの１個の無線装置）の仮の自己位置ｗｙｒ（ｔ）を用いて修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）によって仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の仮の自己位置ｗｉ（ｔ＋１）への修正が行なわれる（ステップＳ４６，Ｓ４８参照）。
【０２８７】
即ち、修正回数ｔがしきい値τに達すると、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が最適解に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が局所的に修正される。
【０２８８】
このように、実施の形態２においては、初期段階においては、無線装置ｉ（＝無線装置８１）の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して大局的に修正し、修正回数ｔがしきい値τに達すると、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を局所的に修正する。
【０２８９】
これによって、既知である絶対位置を有する無線装置を増加させなくても、各無線装置の位置を推定する精度を向上できる。
【０２９０】
また、図１６および図１７に示すフローチャートにおいては、無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、自己から１ホップ内に存在する無線装置８２〜８７の全てから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）等を受信してから仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するのではなく、無線装置８２〜８７の一部の無線装置ｙ１〜ｙｄの仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ）等を受信すると仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する（ステップＳ３５〜ステップＳ４８参照）。
【０２９１】
そして、一連の動作がステップＳ５３からステップＳ３５へ戻り、ステップＳ３７〜ステップＳ４３のループが２回目以降に実行される場合、無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、無線装置８２〜８７のうち、各回毎に同一または異なる一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘｄ（ｔ）を受信して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する。
【０２９２】
これによって、後述するように、各無線装置の位置を推定する精度を向上できる。
【０２９３】
なお、図１６および図１７に示すフローチャートにおいては、無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、自己から１ホップ内に存在する無線装置８２〜８７の全てから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）等を受信してから仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するようにしてもよい。
【０２９４】
この場合、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５，Ｓ４２において、ｃ＝ｖ（＝６）と設定すればよい。
【０２９５】
以下、図１６および図１７に示すフローチャートに従って無線装置８１〜８７，９１〜９６の位置を推定する場合のシミュレーション結果について説明する。シミュレーションにおいては、図１２に示す無線ネットワークシステム１０Ａが配置される空間として１．０ｍ×１．０ｍの平面を定義し、この空間に図１２に示す無線装置８１〜８７，９１〜９７をランダムに配置したネットワークトポロジーを定義する。
【０２９６】
また、距離測定部１４Ａによって測定される無線装置間の距離は、エラーを含むが、このエラーは、正規分布に従うものとする。
【０２９７】
更に、無線装置８１が修正した仮の自己位置を近傍の無線装置８２〜８７へ配信する間隔は、無線装置８２〜８７の全てと通信して仮の自己位置を修正した度毎とする。そして、これを１サイクルとして、各無線装置８１〜８７ごとに３００サイクルの仮の自己位置の修正を行なった。
【０２９８】
更に、実施の形態２による位置推定方法の比較評価対象として、距離により位置推定を行なう三辺測量を用いた。図１８および図１９は、それぞれ、三辺測量における無線装置の第１および第２の配置図である。
【０２９９】
図１８および図１９において、碁盤目状の交点に配置された黒丸は、アンカーノード（絶対位置が既知である無線装置）を示し、それ以外の黒丸は、無線装置を示す。
【０３００】
従って、図１８に示す配置形態においては、各無線装置は、３個のアンカーノードと無線通信が可能であり、図１９に示す配置形態においては、各無線装置は、４個のアンカーノードと無線通信が可能である。
【０３０１】
そして、図１８に示す配置形態における三辺測量を「三辺測量１」とし、図１９に示す配置形態における三辺測量を「三辺測量２」とする。
【０３０２】
更に、シミュレーションの各調整パラメータは、表２に示す値を用いた。
【０３０３】
【表２】
【０３０４】
なお、位置推定精度の評価関数は、実施の形態１と同じように、式（８）によって定義された。
【０３０５】
図２０は、無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す図である。図２０において、横軸は、無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置の数を表し、縦軸は、式（８）によって定義される位置推定誤差の平均値を表す。
【０３０６】
また、白三角は、三辺測量１を用いた結果を示し、白四角は、三辺測量２を用いた結果を示し、黒丸は、実施の形態２による結果を示す。
【０３０７】
なお、図２０に示すシミュレーションにおいては、アンカーノード数を３個とし、通信可能距離を０．５ｍとし、無線装置間の距離の誤差偏差を０．０１とした。また、三辺測量１においては、アンカーノード数が１４個であり、三辺測量２においては、アンカーノード数が１７個である。更に、無線装置の数毎に各無線装置をランダムに配置した５０通りのネットワークトポロジーに関してシミュレーションを実施した。
【０３０８】
無線装置の数が少ない場合、実施の形態２による位置推定方法は、位置推定の精度が三辺測量１，２に比べ低い。これは、位置推定を行なっている無線装置の近傍に存在する無線装置の数が少なく、位置推定を行なっている無線装置から２ホップ内に存在する無線装置の仮の自己位置を反映した位置推定が不十分であり、正しいトポロジーを再現することができないためである。
【０３０９】
しかし、実施の形態２による位置推定方法は、無線装置が増加するに伴い、精度が急速に向上する。無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置の数が２０個を超えると（平均近傍ノード数：１０．４個）、実施の形態２による位置推定方法は、三辺測量１よりも高い精度を示す。
【０３１０】
実施の形態２による位置推定方法は、無線装置の数が増加しても、三辺測量２よりも低い精度を示すが、実施の形態２による位置推定方法においては、３個のアンカーノードが用いられており、三辺測量１，２におけるアンカーノード数（１４個、１７個）よりも少ない。
【０３１１】
即ち、実施の形態２による位置推定方法は、それぞれ、三辺測量１，２におけるアンカーノード数の約２１％および約１８％のアンカーノード数を用いて三辺測量１よりも高い精度を示し、三辺測量２の精度に近い精度を示す。
【０３１２】
図２１は、無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す他の図である。図２１において、横軸は、無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置の数を表し、縦軸は、式（８）によって定義される位置推定誤差の平均値を表す。
【０３１３】
図２１に示すシミュレーションは、図２０に示すシミュレーションにおいて、距離誤差偏差を０．０１から０．０５へ変えたものであり、その他は、図２０に示すシミュレーションと同じである。
【０３１４】
無線ネットワークシステム１０Ａにおける無線装置の数が１０個以上である場合、実施の形態２による位置推定方法は、三辺測量１，２に比べ高い精度を示す。
【０３１５】
三辺測量１，２は、距離誤差偏差が０．０５である場合、約２０％程度が測位不能または非常に大きな誤差を算出する。一方、実施の形態２による位置推定方法は、測位不能になることはなく、また、無線装置の数が十分である場合（１０個以上、平均近傍ノード数：６個以上）、距離誤差偏差が０．０５（約±０．１５の誤差）である場合においても、位置推定誤差の平均値が約０．０３であり、位置推定が可能である。
【０３１６】
従って、実施の形態２による位置推定方法は、無線装置の数が１０個以上である無線ネットワークシステム１０Ａにおいて、三辺測量１，２よりも少量のアンカーノード数（三辺測量１の約２１％、三辺測量２の約１８％）で三辺測量１，２と同等またはそれ以上の精度で位置推定が可能である。
【０３１７】
図２２は、距離誤差偏差による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。図２２において、横軸は、距離誤差偏差を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。
【０３１８】
通信可能距離は、０．５ｍであり、白三角は、無線装置の数が２０個である三辺測量１を示し、白四角は、無線装置の数が２０個である三辺測量２を示す。また、曲線ｋ１１は、無線装置の数／アンカーノード数がそれぞれ２０個／３個である実施の形態２による位置推定方法を示し、曲線ｋ１２は、無線装置の数／アンカーノード数がそれぞれ５０個／３個である実施の形態２による位置推定方法を示し、曲線ｋ１３は、無線装置の数／アンカーノード数がそれぞれ５０個／６個である実施の形態２による位置推定方法を示す。
【０３１９】
実施の形態２による位置推定方法は、距離誤差偏差が大きくなっても、位置推定誤差の平均値の増加割合が三辺測量１，２に比べ小さくなる。三辺測量１，２では、距離誤差偏差が大きくなるに従って、測位不能となる無線装置の数が急増する。距離誤差偏差が０．０４である場合、約１０％の無線装置が測位不能であり、距離誤差偏差が０．０７である場合、約５０％の無線装置が測位不能であり、距離誤差偏差が０．１である場合、約８０％の無線装置が測位不能である。従って、距離誤差偏差が０．０７以上である場合、三辺測量は殆ど機能しない結果となった。
【０３２０】
一方、実施の形態２による位置推定方法では、測定に用いたいずれの距離誤差偏差においても、収束し、良好な精度を示す。
【０３２１】
従って、実施の形態２による位置推定方法は、三辺測量１，２が測位困難である大きなエラーを含む距離誤差偏差においても、少量のアンカーノード数で良好な精度の位置推定が可能である。
【０３２２】
図２３は、アンカーノード数による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。図２３において、横軸は、アンカーノード数を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。
【０３２３】
また、黒丸は、無線装置の数が３０個である場合を示し、黒四角は、無線装置の数が５０個である場合を示し、黒三角は、無線装置の数が１００個である場合を示す。
【０３２４】
なお、図２３に示すシミュレーションにおいては、無線装置間の距離誤差偏差は、０．０３に設定され、通信可能距離は、０．２５ｍに設定された。
【０３２５】
実施の形態２による位置推定方法は、無線装置の数がいずれの個数であっても、アンカーノード数の増加に伴って、位置推定誤差の平均値が小さくなる。
【０３２６】
通信可能距離が０．２５ｍである１．０ｍ×１．０ｍの平面に三辺測量１，２による無線装置を配置した場合、三辺測量１で３３個のアンカーノードが必要であり、三辺測量２で４９個のアンカーノードが必要である。そして、この場合の位置推定誤差の平均値を表３に示す。
【０３２７】
【表３】
【０３２８】
図２３と表３とを比較すると、実施の形態２による位置推定方法においては、三辺測量１の位置推定誤差の平均値よりも良好な位置推定が可能となるアンカーノード数は、無線装置の数が３０個であるネットワークにおいて１０個（三辺測量１の約３０％）であり、無線装置の数が５０個であるネットワークにおいて８個（三辺測量１の約２４％）であり、無線装置の数が１００個であるネットワークにおいて７個（三辺測量１の約２１％）である。
【０３２９】
また、実施の形態２による位置推定方法においては、三辺測量２の位置推定誤差の平均値よりも良好な位置推定が可能となるアンカーノード数は、無線装置の数が３０個であるネットワークにおいて１２個（三辺測量２の約２４％）であり、無線装置の数が５０個であるネットワークにおいて９個（三辺測量２の約１８％）であり、無線装置の数が１００個であるネットワークにおいて７個（三辺測量２の約１４％）である。
【０３３０】
従って、実施の形態２による位置推定方法は、三辺測量１，２と比較して、少量のアンカーノード数で高精度な位置推定が可能である。また、無線装置の数が３０個のネットワークおよび無線装置の数が５０個のネットワークの平均近傍ノード数は、それぞれ、約５個および約８個である。
【０３３１】
このようなネットワークにおいても、実施の形態２による位置推定方法は、アンカーノード数を増やすことにより位置推定の精度が向上し、三辺測量１，２よりも少ないアンカーノード数で三辺測量１，２の精度を上回る。
【０３３２】
従って、実施の形態２による位置推定方法は、無線装置の数が少ないネットワークにおいても、少量のアンカーノードを増やすことで高精度な位置推定が可能となる。
【０３３３】
図２４および図２５は、それぞれ、仮の位置情報の配信回数および仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を減少させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第１および第２の図である。
【０３３４】
図２４および図２５において、横軸は、無線装置の数を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。また、白三角は、配信回数を１／５に減少した場合を示し、白丸は、配信回数を１／１０に減少した場合を示す。更に、黒丸は、近傍の無線装置の情報を１／５に減少した場合を示し、黒四角は、近傍の無線装置の情報を１／１０に減少した場合を示し、黒三角は、近傍の無線装置の情報を“１個”に減少した場合を示す。
【０３３５】
なお、図２４に示すシミュレーションは、アンカーノード数を３個に設定し、通信可能距離を０．５ｍに設定し、距離誤差偏差を０．０１に設定した条件で行なわれ、図２５に示すシミュレーションは、アンカーノード数を３個に設定し、通信可能距離を０．５ｍに設定し、距離誤差偏差を０．０５に設定した条件で行なわれた。
【０３３６】
配信回数を減少した場合、位置推定の精度は、劣化し、同条件の三辺測量１の精度よりも低い（図２０および図２１参照）。
【０３３７】
一方、仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を減少した場合、位置推定の精度が劣化せず、同条件の三辺測量１の精度を上回り、同条件の三辺測量２の精度と同程度となる（図２０および図２１参照）。
【０３３８】
即ち、大量のデータから比較的長い周期で位置修正／位置更新を行なうよりも、少量のデータから短い周期で頻繁に位置修正／位置更新を行なう方が有効であることが分かる。
【０３３９】
図２６および図２７は、それぞれ、仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を１個の無線装置の情報とし、配信回数を変化させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第１および第２の図である。
【０３４０】
図２６および図２７において、横軸は、無線装置の数を表し、縦軸は、位置推定誤差の平均値を表す。また、白三角は、三辺測量１の場合を示し、白丸は、三辺測量２の場合を示す。更に、黒丸は、配信回数を１／２に減少した場合を示し、黒四角は、配信回数を１／３に減少した場合を示す。
【０３４１】
なお、図２６に示すシミュレーションは、アンカーノード数を３個に設定し、通信可能距離を０．５ｍに設定し、距離誤差偏差を０．０１に設定した条件で行なわれ、図２７に示すシミュレーションは、アンカーノード数を３個に設定し、通信可能距離を０．５ｍに設定し、距離誤差偏差を０．０５に設定した条件で行なわれた。
【０３４２】
図２６および図２７に示す結果から、実施の形態２による位置推定方法は、通信量を大幅に削減しても三辺測量１，２と同等またはそれ以上の精度を維持する。
【０３４３】
従って、位置推定を行なう無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、自己の周囲に存在する無線装置８２〜８７の全てから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）等を受信してから仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するよりも、無線装置８２〜８７の一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ）等を受信して、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正した方が通信の遅延に伴う位置推定の遅延が低減される。
【０３４４】
そこで、図１６および図１７に示すフローチャートに示すように、実施の形態２による位置推定方法においては、位置推定を行なう無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、自己の周囲に存在する無線装置８２〜８７の一部の無線装置ｙ１〜ｙｄから仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ）等を受信すると、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正することにしたものである。
【０３４５】
つまり、無線装置ｉ（＝無線装置８１）は、少量のデータから短い周期で頻繁に位置修正／位置更新を行なうことにしたものである。
【０３４６】
上記においては、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するために、無線装置８１から２ホップの位置に存在する無線装置９１〜９６の仮の自己位置ｗｘ（ｔ）（ｘ＝１〜６）を用いたが、この発明においては、これに限らず、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正するために、無線装置８１から３ホップ以上の位置に存在する無線装置の仮の自己位置を用いるようにしてもよい。
【０３４７】
また、この発明においては、しきい値τは、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジー、即ち、無線ネットワークシステム１０Ａ内に存在する無線装置の数に応じて変えてもよい。
【０３４８】
しきい値τは、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映した仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の修正段階から、近傍の無線装置の仮の自己位置を用いた仮の自己位置ｗｉ（ｔ）の局所的な修正段階への切替えを行なう基準となるものであるので、しきい値τは、当然、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーによって変化し得るからである。
【０３４９】
この発明においては、距離測定部１４Ａは、「距離保持手段」を構成する。
【０３５０】
また、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ５１は、「位置修正処理」を構成する。
【０３５１】
更に、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ４８，Ｓ５０，Ｓ５１は、「第１の位置修正処理」を構成し、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ４７，Ｓ４９〜Ｓ５１は、「第２の位置修正処理」を構成する。
【０３５２】
更に、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ４３は、「ベクトル演算処理」を構成する。
【０３５３】
更に、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ４８，Ｓ５０，Ｓ５１に従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する組織化測位部１５Ａは、「第１の位置修正手段」を構成し、図１６および図１７に示すフローチャートのステップＳ３５〜ステップＳ４７，Ｓ４９〜Ｓ５１に従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を修正する組織化測位部１５Ａは、「第２の位置修正手段」を構成する。
【０３５４】
更に、図１６および図１７に示すフローチャートに従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）する場合、無線装置８１〜８７，９１〜９６は、「ｍ（ｍは３以上の整数）個の無線装置」を構成する。
【０３５５】
更に、図１６および図１７に示すフローチャートに従って仮の自己位置ｗｉ（ｔ）する場合、無線装置９１〜９６は、「ｘ（ｘは正の整数）個の無線装置」を構成し、無線装置８２〜８７は、「ｙ（ｙは、ｘ＋ｙ＝ｍを満たす整数）個の無線装置」を構成する。
【０３５６】
更に、修正ベクトル［Ｖｉ｛１｝（ｔ）＋（Ｖｘ１｛２｝（ｔ）＋Ｖｘ２｛２｝（ｔ）＋・・・＋Ｖｘｄ｛２｝（ｔ））］は、「第１の距離偏差ベクトル」を構成し、修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）は、「第２の距離偏差ベクトル」を構成する。
【０３５７】
更に、図１６に示すフローチャートのステップＳ４０，Ｓ４１において演算される修正ベクトルＶｘｃ｛２｝（ｔ）は、「第１の修正ベクトル」を構成し、図１７に示すフローチャートのステップＳ４６において演算される修正ベクトルＶｉ｛１｝（ｔ）は、「第２の修正ベクトル」を構成する。
【０３５８】
更に、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置９１〜９６の方向へ測定距離ｄｉｙｃ（ｔ）＋ｄｙｘｃ（ｔ）だけ移動するベクトルは、「第１のベクトル」を構成し、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置９１〜９６の方向へ演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘｃ（ｔ）｜だけ移動するベクトルは、「第２のベクトル」を構成する。
【０３５９】
更に、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置８２〜８７の方向へ測定距離ｄｉｙｃ（ｔ）だけ移動するベクトルは、「第３のベクトル」を構成し、仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置８２〜８７の方向へ演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ（ｔ）｜だけ移動するベクトルは、「第４のベクトル」を構成する。
【０３６０】
更に、図１７に示すフローチャートのステップＳ４８において修正された後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置８２〜８７の方向へ測定距離ｄｉｙｃ（ｔ）だけ移動するベクトルは、「第５のベクトル」を構成し、図１７に示すフローチャートのステップＳ４８において修正された後の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）から無線装置８２〜８７の方向へ演算距離｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙ（ｔ）｜だけ移動するベクトルは、「第６のベクトル」を構成する。
【０３６１】
更に、ベクトル［ｗｙｃ（ｔ）−ｗｉ（ｔ）］は、「第７のベクトル」を構成し、ベクトル［ｗｙｃ（ｔ）−ｗｘｃ（ｔ）］は、「第８のベクトル」を構成し、ベクトル［（ｗｙｃ（ｔ）−ｗｘｃ（ｔ））ｄｉｙｃ（ｔ）／ｄｙｘｃ（ｔ）］は、「第９のベクトル」を構成する。
【０３６２】
更に、ｄｉｘｓ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｘｃ（ｔ）｜は、「第１の演算距離」を構成し、ｄｉｙｓ（ｔ）＝｜ｗｉ（ｔ）−ｗｙｃ（ｔ）｜は、「第２の演算距離」を構成する。
【０３６３】
更に、しきい値τは、「第１の回数」を構成し、“Ｎ−τ”は、「第２の回数」を構成する。
【０３６４】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０３６５】
実施の形態２によれば、無線装置８１から２ホップの位置に存在する無線装置９１〜９６の仮の自己位置ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘ６（ｔ）を用いて無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を所定回数（しきい値τ）だけ修正し、その後、無線装置８１から１ホップの位置に存在する無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を用いて無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を所定回数（Ｎ−τ）だけ修正する。
【０３６６】
つまり、実施の形態２によれば、組織化測位部１５Ａは、無線ネットワークシステム１０Ａのトポロジーを反映して無線装置８１の仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を概略的に修正し、その後、無線装置８１の近傍（１ホップ内）に存在する無線装置８２〜８７の仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙ６（ｔ）を用いて仮の自己位置ｗｉ（ｔ）が最適解に近づくように仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を局所的に修正する。
【０３６７】
従って、この発明によれば、アンカーノードの個数を増加させなくても、各無線装置の位置を精度良く自律的に推定できる。
【０３６８】
また、実施の形態２によれば、組織化測位部１５Ａは、無線装置８１の近傍に存在する無線装置８２〜８７の一部から仮の自己位置ｗｙ１（ｔ）〜ｗｙｄ（ｔ），ｗｘ１（ｔ）〜ｗｘｄ（ｔ）および測定距離ｄｙｘ１（ｔ）〜ｄｙｘ１（ｔ）を受信して仮の自己位置ｗｉ（ｔ）を順次修正する。
【０３６９】
従って、この発明によれば、各無線装置の位置を速く、かつ、精度良く推定できる。
【０３７０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０３７１】
この発明は、無線ネットワークシステムを構成する無線装置の位置を自律的に推定可能な無線装置に適用される。また、この発明は、無線装置の位置を自律的に推定可能な無線装置を備えた無線ネットワークシステムに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０３７２】
【図１】この発明の実施の形態１による無線ネットワークシステムの概念図である。
【図２】図１に示す無線装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】無線装置の仮の自己位置の修正概念を説明するための図である。
【図４】反学習の効果を説明するための概念図である。
【図５】無線装置の位置を推定する動作を説明するための実施の形態１におけるフローチャートである。
【図６】無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す図である。
【図７】距離誤差の平均が期待する誤差よりも大きい場合、推定した位置を破棄して新たに生成された位置に基づいて位置を推定する場合のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】アンカーノード数による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。
【図９】無線装置間の距離の誤差偏差による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。
【図１０】無線装置間の通信総数と位置推定誤差との相関を示す図である。
【図１１】図１０に示す位置推定誤差の平均値と推定処理遅延との関係を示す図である。
【図１２】実施の形態２による無線ネットワークシステムの概念図である。
【図１３】図１２に示す無線装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１４】式（１０）を用いた無線装置の仮の自己位置の修正概念を説明するための図である。
【図１５】式（１１）を用いた無線装置の仮の自己位置の修正概念を説明するための図である。
【図１６】無線装置の位置を推定する動作を説明するための実施の形態２における第１のフローチャートである。
【図１７】無線装置の位置を推定する動作を説明するための実施の形態２における第２のフローチャートである。
【図１８】三辺測量における無線装置の第１の配置図である。
【図１９】三辺測量における無線装置の第２の配置図である。
【図２０】無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す図である。
【図２１】無線装置の数による位置推定誤差の変化を示す他の図である。
【図２２】距離誤差偏差による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。
【図２３】アンカーノード数による位置推定誤差の平均値の変化を示す図である。
【図２４】仮の位置情報の配信回数および仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を減少させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第１の図である。
【図２５】仮の位置情報の配信回数および仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を減少させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第２の図である。
【図２６】仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を１個の無線装置の情報とし、配信回数を変化させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第１の図である。
【図２７】仮の位置情報に含まれる近傍の無線装置の情報を１個の無線装置の情報とし、配信回数を変化させた場合における無線装置の数による位置推定誤差の平均値の変化を示す第２の図である。
【符号の説明】
【０３７３】
１〜７，８１〜８７，９１〜９６ 無線装置、１０，１０Ａ 無線ネットワークシステム、１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１１，８２１，８３１，８４１，８５１，８６１，８７１，９１１，９２１，９３１，９４１，９５１，９６１ アンテナ、１２ 受信部、１３ 自己位置測位部、１４，１４Ａ 距離測定部、１５，１５Ａ 組織化測位部、１６ 送信部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律的に確立され、かつ、送信元と送信先との間で無線通信が行なわれる無線ネットワークを構成する無線装置であって、
当該無線装置の仮の自己位置を示す仮の自己位置情報を生成する位置情報生成手段と、
ｍ（ｍは３以上の整数）個の無線装置から任意に選択された１つの無線装置の仮の位置情報と前記仮の自己位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と前記１つの無線装置との間の演算距離が当該無線装置と前記１つの無線装置との間の測定距離に近づくように前記仮の自己位置を修正する位置修正処理を前記ｍ個の無線装置のｍ個の仮の位置情報を用いて所定回数だけ実行する位置修正手段と、
所定の条件が満たされると、前記位置修正手段によって修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する位置推定手段と、
前記位置修正手段によって修正された仮の自己位置を示す仮の修正自己位置情報を前記ｍ個の無線装置へ送信する送信手段とを備える、無線装置。
【請求項２】
当該無線装置と前記ｍ個の無線装置との間のｍ個の距離を測定し、その測定したｍ個の測定距離を保持する距離保持手段をさらに備え、
前記位置修正手段は、前記ｍ個の仮の位置情報と前記ｍ個の測定距離とに基づいて前記位置修正処理を少なくともｍ回実行する、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記ｍ個の仮の位置情報を前記ｍ個の無線装置から受信する受信手段をさらに備え、
前記位置修正手段は、前記受信手段が前記１つの無線装置から１つの仮の位置情報を受信すると、当該無線装置と前記１つの無線装置との間の測定距離を前記距離保持手段から取得し、前記仮の自己位置を始点とし、前記仮の自己位置から前記１つの無線装置の方向へ前記取得した測定距離だけ移動した点を終点とする第１のベクトルを演算するとともに、前記仮の自己位置および前記受信された１つの仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第２のベクトルを演算し、前記第１のベクトルと前記第２のベクトルとの差である距離偏差ベクトルを演算し、その演算した距離偏差ベクトルに従って前記仮の自己位置を移動させて前記位置修正処理を実行する、請求項１または請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記位置修正手段は、前記ｍ個の仮の位置情報と前記仮の自己位置情報とに基づいて演算したｍ個の演算距離と前記ｍ個の演算距離に対応する前記ｍ個の測定距離との誤差の平均を示す距離平均誤差の変化量がしきい値以下であるとき、前記距離偏差ベクトルの反転ベクトルに従って前記仮の自己位置を移動させて前記位置修正処理を実行し、
前記位置推定手段は、前記変化量が前記しきい値よりも大きく、かつ、前記位置修正処理の回数が所定回数に達すると、前記位置修正手段によって最終的に修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する、請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
前記ｍ個の無線装置の各々は、当該無線装置から１ホップ内に存在する無線装置である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項６】
前記ｍ個の無線装置は、
ｘ（ｘは、正の整数）個の無線装置と、
当該無線装置に対して前記ｘ個の無線装置よりも近い位置に配置されたｙ（ｙは、ｘ＋ｙ＝ｍを満たす整数）個の無線装置とを含み、
前記位置修正手段は、
前記ｘ個の無線装置から任意に選択された第１の無線装置の仮の位置情報と前記仮の自己位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と前記第１の無線装置との間の第１の演算距離が当該無線装置と前記第１の無線装置との間の第１の測定距離に近づくように前記仮の自己位置を修正する第１の位置修正処理を第１の回数だけ実行する第１の位置修正手段と、
前記第１の位置修正手段により修正された仮の自己位置と前記ｙ個の無線装置のうち前記第１の無線装置に隣接する第２の無線装置の仮の位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と前記第２の無線装置との間の第２の演算距離が当該無線装置と前記第２の無線装置との間の第２の測定距離に近づくように前記仮の自己位置を修正する第２の位置修正処理を第２の回数だけ実行する第２の位置修正手段とを含み、
前記第１の測定距離は、前記第１および第２の無線装置間の第３の測定距離を前記第２の測定距離に加算することによって決定され、
前記ｘ個の無線装置の各々は、当該無線装置から２ホップ内に存在する無線装置であり、
前記ｙ個の無線装置の各々は、当該無線装置から１ホップ内に存在する無線装置である、請求項１に記載の無線装置。
【請求項７】
当該無線装置と前記ｙ個の無線装置との間のｙ個の前記第２の測定距離を測定し、その測定したｙ個の前記第２の測定距離を保持する距離保持手段と、
前記ｘ個の無線装置のｘ個の仮の位置情報と、前記ｙ個の無線装置のｙ個の仮の位置情報と、前記ｙ個の無線装置に対応するｙ個の第３の測定距離とを前記ｙ個の無線装置から受信する受信手段とをさらに備え、
前記第１の位置修正手段は、前記ｘ個の仮の位置情報と、前記ｙ個の仮の位置情報と、前記ｙ個の第３の測定距離とを受信すると、前記ｙ個の第２の測定距離を前記距離保持手段から取得し、その取得したｙ個の第２の測定距離と、前記受信したｘ個の仮の位置情報、ｙ個の仮の位置情報およびｙ個の第３の測定距離とに基づいて、前記ｙ個の無線装置の仮の位置情報よりも前記ｘ個の無線装置の仮の位置情報を優先して前記仮の自己位置を修正するための第１の距離偏差ベクトルを演算し、その演算した第１の距離偏差ベクトルに従って前記仮の自己位置を移動させて前記第１の位置修正処理を実行し、
前記第２の位置修正手段は、前記ｙ個の仮の位置情報を受信すると、前記ｙ個の第２の測定距離を前記距離保持手段から取得し、その取得したｙ個の第２の測定距離と前記受信したｙ個の仮の位置情報とに基づいて、前記ｙ個の無線装置の仮の位置情報によって前記第１の位置修正手段から受けた仮の自己位置を修正するための第２の距離偏差ベクトルを演算し、その演算した第２の距離偏差ベクトルに従って前記仮の自己位置を移動させて前記第２の位置修正処理を実行する、請求項６に記載の無線装置。
【請求項８】
前記第１の位置修正手段は、前記取得した第２の測定距離を前記第３の測定距離に加算して前記第１の測定距離を演算し、前記仮の自己位置を始点とし、前記仮の自己位置から前記第１の無線装置の方向へ前記演算した第１の測定距離だけ移動した点を終点とする第１のベクトルを演算し、前記仮の自己位置および前記受信された前記第１の無線装置の仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第２のベクトルを演算し、前記第１のベクトルと前記第２のベクトルとの差である第１の修正ベクトルを演算するベクトル演算処理を前記ｘ個の仮の位置情報に対して実行してｘ個の第１の修正ベクトルを演算するとともに、前記仮の自己位置を始点とし、前記仮の自己位置から前記第２の無線装置の方向へ前記取得した第２の測定距離だけ移動した点を終点とする第３のベクトルを演算し、前記仮の自己位置および前記受信された前記第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第４のベクトルを演算し、前記第３のベクトルと前記第４のベクトルとの差である第２の修正ベクトルを演算し、前記ｘ個の第１の修正ベクトルの加算和と前記第２の修正ベクトルとを加算して前記第１の距離偏差ベクトルを演算し、
前記第２の位置修正手段は、前記第１の位置修正手段によって修正された仮の自己位置を始点とし、前記仮の自己位置から前記第２の無線装置の方向へ前記取得した第２の測定距離だけ移動した点を終点とする第５のベクトルを演算し、前記第１の位置修正手段によって修正された仮の自己位置を始点とし、前記受信された前記第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置を終点とする第６のベクトルを演算し、前記第５のベクトルと前記第６のベクトルとの差である前記第２の距離偏差ベクトルを演算する、請求項７に記載の無線装置。
【請求項９】
前記第１の位置修正手段は、前記第１の演算距離が前記第２の演算距離以下であるとき、前記受信された前記第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置と前記仮の自己位置とをそれぞれ始点および終点とする第７のベクトルを演算するとともに、前記受信された前記第２の無線装置の仮の位置情報および第１の無線装置の仮の位置情報をそれぞれ始点および終点とする第８のベクトルを演算し、さらに、前記第２の測定距離を前記第１および第２の無線装置間の測定距離で除算した除算結果を前記第８のベクトルに乗算して第９のベクトルを演算し、前記第７のベクトルと前記第９のベクトルとを加算して第１の修正ベクトルを演算する、請求項８に記載の無線装置。
【請求項１０】
前記位置推定手段は、前記第１の回数と前記第２の回数との和が前記所定回数に達すると、前記第２の位置修正手段によって最終的に修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項１１】
前記ｍ個の無線装置および当該無線装置の少なくとも１つの無線装置は、既知である絶対位置を前記仮の位置または前記仮の自己位置として有する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の無線装置をｎ（ｎは４以上の整数）個以上備える無線ネットワークシステム。
【請求項１】
自律的に確立され、かつ、送信元と送信先との間で無線通信が行なわれる無線ネットワークを構成する無線装置であって、
当該無線装置の仮の自己位置を示す仮の自己位置情報を生成する位置情報生成手段と、
ｍ（ｍは３以上の整数）個の無線装置から任意に選択された１つの無線装置の仮の位置情報と前記仮の自己位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と前記１つの無線装置との間の演算距離が当該無線装置と前記１つの無線装置との間の測定距離に近づくように前記仮の自己位置を修正する位置修正処理を前記ｍ個の無線装置のｍ個の仮の位置情報を用いて所定回数だけ実行する位置修正手段と、
所定の条件が満たされると、前記位置修正手段によって修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する位置推定手段と、
前記位置修正手段によって修正された仮の自己位置を示す仮の修正自己位置情報を前記ｍ個の無線装置へ送信する送信手段とを備える、無線装置。
【請求項２】
当該無線装置と前記ｍ個の無線装置との間のｍ個の距離を測定し、その測定したｍ個の測定距離を保持する距離保持手段をさらに備え、
前記位置修正手段は、前記ｍ個の仮の位置情報と前記ｍ個の測定距離とに基づいて前記位置修正処理を少なくともｍ回実行する、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記ｍ個の仮の位置情報を前記ｍ個の無線装置から受信する受信手段をさらに備え、
前記位置修正手段は、前記受信手段が前記１つの無線装置から１つの仮の位置情報を受信すると、当該無線装置と前記１つの無線装置との間の測定距離を前記距離保持手段から取得し、前記仮の自己位置を始点とし、前記仮の自己位置から前記１つの無線装置の方向へ前記取得した測定距離だけ移動した点を終点とする第１のベクトルを演算するとともに、前記仮の自己位置および前記受信された１つの仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第２のベクトルを演算し、前記第１のベクトルと前記第２のベクトルとの差である距離偏差ベクトルを演算し、その演算した距離偏差ベクトルに従って前記仮の自己位置を移動させて前記位置修正処理を実行する、請求項１または請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記位置修正手段は、前記ｍ個の仮の位置情報と前記仮の自己位置情報とに基づいて演算したｍ個の演算距離と前記ｍ個の演算距離に対応する前記ｍ個の測定距離との誤差の平均を示す距離平均誤差の変化量がしきい値以下であるとき、前記距離偏差ベクトルの反転ベクトルに従って前記仮の自己位置を移動させて前記位置修正処理を実行し、
前記位置推定手段は、前記変化量が前記しきい値よりも大きく、かつ、前記位置修正処理の回数が所定回数に達すると、前記位置修正手段によって最終的に修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する、請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
前記ｍ個の無線装置の各々は、当該無線装置から１ホップ内に存在する無線装置である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項６】
前記ｍ個の無線装置は、
ｘ（ｘは、正の整数）個の無線装置と、
当該無線装置に対して前記ｘ個の無線装置よりも近い位置に配置されたｙ（ｙは、ｘ＋ｙ＝ｍを満たす整数）個の無線装置とを含み、
前記位置修正手段は、
前記ｘ個の無線装置から任意に選択された第１の無線装置の仮の位置情報と前記仮の自己位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と前記第１の無線装置との間の第１の演算距離が当該無線装置と前記第１の無線装置との間の第１の測定距離に近づくように前記仮の自己位置を修正する第１の位置修正処理を第１の回数だけ実行する第１の位置修正手段と、
前記第１の位置修正手段により修正された仮の自己位置と前記ｙ個の無線装置のうち前記第１の無線装置に隣接する第２の無線装置の仮の位置情報とに基づいて演算された当該無線装置と前記第２の無線装置との間の第２の演算距離が当該無線装置と前記第２の無線装置との間の第２の測定距離に近づくように前記仮の自己位置を修正する第２の位置修正処理を第２の回数だけ実行する第２の位置修正手段とを含み、
前記第１の測定距離は、前記第１および第２の無線装置間の第３の測定距離を前記第２の測定距離に加算することによって決定され、
前記ｘ個の無線装置の各々は、当該無線装置から２ホップ内に存在する無線装置であり、
前記ｙ個の無線装置の各々は、当該無線装置から１ホップ内に存在する無線装置である、請求項１に記載の無線装置。
【請求項７】
当該無線装置と前記ｙ個の無線装置との間のｙ個の前記第２の測定距離を測定し、その測定したｙ個の前記第２の測定距離を保持する距離保持手段と、
前記ｘ個の無線装置のｘ個の仮の位置情報と、前記ｙ個の無線装置のｙ個の仮の位置情報と、前記ｙ個の無線装置に対応するｙ個の第３の測定距離とを前記ｙ個の無線装置から受信する受信手段とをさらに備え、
前記第１の位置修正手段は、前記ｘ個の仮の位置情報と、前記ｙ個の仮の位置情報と、前記ｙ個の第３の測定距離とを受信すると、前記ｙ個の第２の測定距離を前記距離保持手段から取得し、その取得したｙ個の第２の測定距離と、前記受信したｘ個の仮の位置情報、ｙ個の仮の位置情報およびｙ個の第３の測定距離とに基づいて、前記ｙ個の無線装置の仮の位置情報よりも前記ｘ個の無線装置の仮の位置情報を優先して前記仮の自己位置を修正するための第１の距離偏差ベクトルを演算し、その演算した第１の距離偏差ベクトルに従って前記仮の自己位置を移動させて前記第１の位置修正処理を実行し、
前記第２の位置修正手段は、前記ｙ個の仮の位置情報を受信すると、前記ｙ個の第２の測定距離を前記距離保持手段から取得し、その取得したｙ個の第２の測定距離と前記受信したｙ個の仮の位置情報とに基づいて、前記ｙ個の無線装置の仮の位置情報によって前記第１の位置修正手段から受けた仮の自己位置を修正するための第２の距離偏差ベクトルを演算し、その演算した第２の距離偏差ベクトルに従って前記仮の自己位置を移動させて前記第２の位置修正処理を実行する、請求項６に記載の無線装置。
【請求項８】
前記第１の位置修正手段は、前記取得した第２の測定距離を前記第３の測定距離に加算して前記第１の測定距離を演算し、前記仮の自己位置を始点とし、前記仮の自己位置から前記第１の無線装置の方向へ前記演算した第１の測定距離だけ移動した点を終点とする第１のベクトルを演算し、前記仮の自己位置および前記受信された前記第１の無線装置の仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第２のベクトルを演算し、前記第１のベクトルと前記第２のベクトルとの差である第１の修正ベクトルを演算するベクトル演算処理を前記ｘ個の仮の位置情報に対して実行してｘ個の第１の修正ベクトルを演算するとともに、前記仮の自己位置を始点とし、前記仮の自己位置から前記第２の無線装置の方向へ前記取得した第２の測定距離だけ移動した点を終点とする第３のベクトルを演算し、前記仮の自己位置および前記受信された前記第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置をそれぞれ始点および終点とする第４のベクトルを演算し、前記第３のベクトルと前記第４のベクトルとの差である第２の修正ベクトルを演算し、前記ｘ個の第１の修正ベクトルの加算和と前記第２の修正ベクトルとを加算して前記第１の距離偏差ベクトルを演算し、
前記第２の位置修正手段は、前記第１の位置修正手段によって修正された仮の自己位置を始点とし、前記仮の自己位置から前記第２の無線装置の方向へ前記取得した第２の測定距離だけ移動した点を終点とする第５のベクトルを演算し、前記第１の位置修正手段によって修正された仮の自己位置を始点とし、前記受信された前記第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置を終点とする第６のベクトルを演算し、前記第５のベクトルと前記第６のベクトルとの差である前記第２の距離偏差ベクトルを演算する、請求項７に記載の無線装置。
【請求項９】
前記第１の位置修正手段は、前記第１の演算距離が前記第２の演算距離以下であるとき、前記受信された前記第２の無線装置の仮の位置情報によって示される位置と前記仮の自己位置とをそれぞれ始点および終点とする第７のベクトルを演算するとともに、前記受信された前記第２の無線装置の仮の位置情報および第１の無線装置の仮の位置情報をそれぞれ始点および終点とする第８のベクトルを演算し、さらに、前記第２の測定距離を前記第１および第２の無線装置間の測定距離で除算した除算結果を前記第８のベクトルに乗算して第９のベクトルを演算し、前記第７のベクトルと前記第９のベクトルとを加算して第１の修正ベクトルを演算する、請求項８に記載の無線装置。
【請求項１０】
前記位置推定手段は、前記第１の回数と前記第２の回数との和が前記所定回数に達すると、前記第２の位置修正手段によって最終的に修正された仮の自己位置を当該無線装置の位置と推定する、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項１１】
前記ｍ個の無線装置および当該無線装置の少なくとも１つの無線装置は、既知である絶対位置を前記仮の位置または前記仮の自己位置として有する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の無線装置をｎ（ｎは４以上の整数）個以上備える無線ネットワークシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００６−２８７８９７（Ｐ２００６−２８７８９７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４３９４６（Ｐ２００５−２４３９４６）
【出願日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
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