アドホック・ピアツーピア無線ネットワークを用いて資産を追跡するためのシステム及び方法
移動体端末、無線ルータ及び１つ以上の操作卓を備える無線装置のネットワークを、建物等の三次元配備領域内に配備するためのシステム及び方法に関する。このシステム及び方法によって、建物構造にかかわらず、移動体端末を用いる消防士等の要員の通信、識別及び位置計算が可能である。また、火災救助活動における消防士等の追跡対象資産が所望の期間より長く所定のユーザ指定領域内に留まっているか否かをユーザが判断することが可能である。また、対象資産及び対象資産が位置する建物のフロア番号等の位置を識別する警報を生成することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アドホック・ピアツーピア無線移動体通信ネットワーク技術を用いて、火災救助活動における消防士等、追跡対象の資産（ａｓｓｅｔ）が所望の期間より長く所定の領域内に留まっているか否かを正確に判断し、対象資産と、その対象資産の位置する建物のフロア番号等の位置とを識別する警報を生成し得るシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、“アドホック・マルチホップ”ネットワークとして知られる種類の移動体通信ネットワークが開発されている。この種類のネットワークでは、各移動体ノードが他の移動体ノード用のルータとして動作可能であり、基地局のほとんどの機能を提供するため、ほとんどコストをかけないで有効範囲領域が拡張される。アドホックネットワークの詳細については、メイヤ（Ｍａｙｏｒ）による特許文献１に記載されている。その全内容を引用によって本明細書に援用する。当業者は認識し得るように、ネットワークノードが時分割多元接続（ＴＤＭＡ）形式、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）形式、又は周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）形式等の多重形式でデータパケット通信を送受信することによって、基地ノードの単一の送受信機が、その有効範囲領域にある幾つかの移動体ノードと同時に通信を行うことが可能である。
【０００３】
更に高度なアドホックネットワークも開発されつつあるが、これらのネットワークでは、従来のアドホックネットワークでのように移動体ノードが互いに通信可能であることに加え、更に移動体ノードが固定ネットワークへアクセスすることが可能であるため、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）上やインターネット等の他のネットワーク上などの他の固定ノード又は移動体ノードと通信を行い得る。これら改良型のアドホック・マルチホップ・ネットワークの詳細については、２００１年６月２９日に出願の“ＰＳＴＮ及びセルラーネットワークに接続されるアドホック・ピアツーピア移動体無線接続システム”と題する特許文献２、２００１年３月２２日に出願の“単独補助チャネルによる共有並列データチャネルへの連係チャネルアクセスを行うアドホック・ピアツーピア無線ネットワーク用の時分割プロトコル”と題する特許文献３、および２００１年３月２２日に出願の“アドホック・ピアツーピア移動体無線接続システムのための優先順位付け式ルーティング”と題する特許文献４に述べられている。各出願の全内容を引用によって本明細書に援用する。
【０００４】
従来の無線通信ネットワーク又はアドホック無線通信ネットワークのいずれにおいても、移動体ノードが相対的若しくは絶対的な地理的地点、即ち位置、を知り得ること若しくは決定し得ることが必要であるか又は望ましい。当業者には知られているように、このことは多くの技術を利用して達成され得る。これらの技術は、セル識別を必要とし、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）、タイミング・アドバンス（ＴＡ）及び測定信号レベル（ＲＸレベル）、到達時間差（ＴＤＯＡ）及び到着角度（ＡＯＡ）手法と組み合わせる必要がある。これらの詳細については、当業者には認識される。他の利用可能な技術は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）及び広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）用のセルラー信号タイミングに基づく方法を用いる。更に他の技術は、全地球測位システム（ＧＰＳ）手法を用いるが、これらは、一般的に、記載した他の全ての方法より正確であると見られている。
【０００５】
ＧＰＳ手法は相当長期に渡って用いられてきており、また、世界中のほとんどのナビゲーションがＧＰＳ手法に依拠しているという事実にもかかわらず、一部の特定の条件下での測定ではＧＰＳ手法は極めて大きな誤差を生じやすい。ＧＰＳ手法では、多数の衛星を伴う比較的多数の測定を実施して伝搬及び方法誤差を除去した後にのみ、極めて高い精度で位置決定結果を提供することが可能である。ＧＰＳの欠陥の説明については、非特許文献１に記載されている。その全内容を引用によって本明細書に援用する。また、他の或る試験によって、ＧＰＳ手法は、地下トンネル内、建物内、大量の葉の下、又は市街地の“谷間（ｃａｎｙｏｎｓ）”の中など、良好な精度を提供するには見通せる衛星の数が少な過ぎる環境において動作する地上ネットワークには不適切であることが実証されている。
【０００６】
上述の位置情報決定の問題を克服するため、位置情報を決定するために衛星や中央演算設備を用いる必要のない新しい手法が開発されつつある。アドホック・マルチホップ・ネットワークにおける移動体端末の位置を演算するための新しい手法の更なる詳細については、“無線通信ネットワークにおける移動体端末の位置を演算するためのシステム及び方法”と題する特許文献５に述べられている。その全内容を引用によって本明細書に援用する。更に、アドホックネットワークは、非固定、即ち、移動可能なインフラ構成要素を利用して開発され得る。最適化された有効範囲及び容量制約のための移可動能なアクセスポイントや中継器を用いるネットワークの更なる詳細については、２００１年８月１５日に出願の“無線通信ネットワークにおける有効範囲制約及び容量制約を最小化するための移動可能なアクセスポイント及び中継器並びにこれを用いる方法”と題する特許文献６に述べられている。その全内容を引用によって本明細書に援用する。
【０００７】
上述の特許及び特許出願は、一般的に、位置情報が絶対位置として提示される恒久的な固定ネットワークに接続する移動体ネットワークに関する。しかしながら、上述の特許出願から認識され得るように、一時的なアドホック・マルチホップ・ネットワークが必ずしも同じ要件を有するとは限らない。従って、非常事態条件下で活動する要員の位置が重要である場合など、相対位置の検出が望まれる場合、携帯可能で、配備が簡単である、自己完結型のアドホック・マルチホップ・ネットワークシステムの必要が存在する。相対位置は、地理的絶対位置に加えて又は代えて提供可能であり、また、そのような位置に通常存在する様々な送信障害物の間において容易に通信可能である。
【０００８】
従って、配備された無線通信ネットワークにおける移動体ノードの絶対位置及び相対位置のうちの１つ以上を簡単に決定し、通信を行うための、改善されたシステム及び方法の必要が存在する。詳細には、火災救助活動における消防士等、移動体ノードを携行する資産が所望の期間より長く所定の領域内に留まっているか否かを識別し、対象資産と、その対象資産の位置する建物のフロア番号等の位置とを識別する警報を生成し得るために用いられるシステム及び方法の必要が存在する。
【特許文献１】米国特許第５，９４３，３２２号明細書
【特許文献２】米国特許出願第０９／８９７，７９０号明細書
【特許文献３】米国特許出願第０９／８１５，１５７号明細書
【特許文献４】米国特許出願第０９／８１５，１６４号明細書
【特許文献５】米国特許第６，７２８，５４５号明細書
【特許文献６】米国特許出願第０９／９２９，０３０号明細書
【非特許文献１】数学・応用研究所（ＩＭＡ；Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｆｏｒ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）、“全地球測位システム（ＧＰＳ）における数学的課題（Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｉｎ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＧＰＳ））”
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上述のように、非常事態条件下で活動する要員の位置は、多くの理由で極めて重要である。消防士等の要員が煙の中で迷い、自身の又は他者の実際の位置について、現在のフロア上なのか又は以前に自身が活動していたフロア上なのか混同する場合があった。後述のシステム及び方法を、消防士の安全性を保証するために構成されている一実施形態として提示する。本発明の更に別の実施形態では、任意数の他の非常事態又は特殊部隊配備における活動を支援するようにシステム及び方法が構成され得る。
【００１０】
より詳細には、本発明は、建物等の三次元配備構造物内に、移動体端末、無線ルータ及び１つ以上のコントローラを含む無線装置のネットワーク、詳細には、移動体無線アドホック・ピアツーピアネットワークを配備するためのシステム及び方法を提供し、建物構造にかかわらず通信、識別及び位置計算を行い、火災救助活動中の消防士等の追跡対象資産が所望の期間より長く所定のユーザ指定領域内に留まっているか否かをユーザが決定し、対象資産と、その対象資産の位置する建物のフロア番号等の位置とを識別する警報を生成し得る。本明細書に述べる本発明の一実施形態による事故及び要員管理システムは、延焼中の建物等の事故領域内において非常事態要員を追跡する手段を提供するように構成されている。要員位置は、建物のフロア及び区画領域のうちの１つ以上毎に報告される。また、このシステムは、リアルタイムの要員位置情報及び警告状態インジケータへのアクセスを提供する。このシステムによって管理される補助的な要員データには、ユニット番号、名前、割当及び無線周波数を含む属性が含まれる。
【００１１】
この種類のシステムは、ＭＥＡ（商標）無線技術を用いることによって可能になっている。この技術は、ＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓ（商標）ＷＭＣ６３００無線送受信機等の複数の無線送受信機及び無線アドホック・スケーラブル・ルーティング技術を用いる。本例における送受信機は、ＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓＱＤＭＡモデム等のモデムを利用して、厳しい条件のＲＦ環境下であっても、堅牢な無線データ伝送を行う。この送受信機は、ＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓスケーラブル・ルーティング（ＭＳＲ）プロトコル及び地理的な位置解決策が結合されており、ユーザが１点の不足もなく高密度でスケーラブルなアドホック・マルチホップ・ネットワークを即座に配備することを可能とする。つまり、このシステムには、音声、映像及びデータを搬送することが可能であり、更にネットワーク境界の内に存在する或る要素の相対位置を計算することが可能なアドホック無線マルチホップ通信機構が含まれる。このシステムのアドホックな性質は、このシステムの配備を簡単とする幾つかの属性のうちの１つであり、苛酷な又は常に変化する物理的条件に曝される場合にも、全てのネットワークノード間に完全な接続を生成し、事故命令操作卓へ重要な情報を適宜配信することが可能である。
【００１２】
更に詳細に後述するように、このシステムには、特に、ＭＥＡ事故命令操作卓（ＩＣＣ；Ｉｎｃｉｄｅｎｔ Ｃｏｍｍａｎｄｅｒ Ｃｏｎｓｏｌｅ）、複数のフロア指示ルータ（ＦＩＲ；Ｆｌｏｏｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）、及び１つ以上のＭｅｓｈＴｒａｃｋｅｒ（商標）（ＭＴ）装置を含む。ＭＥＡ事故命令操作卓には、タッチスクリーンディスプレイを組み込むＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ベースのＰＣが含まれ、これによって、簡易なユーザインタフェースが提供される。事故管理アプリケーションは、このＰＣ上で実行され、ＭＥＡ無線ネットワークカードを介して、ＭＥＡネットワーク機構に接続される。命令操作卓は完全に自己完結型であり、即時防災隊員（ＲＩＣ；Ｒａｐｉｄ Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ Ｃｒｅｗ）のリーダ等、事故現場を管理する要員によって監視されるように意図されている。事故管理アプリケーションは、リアルタイムの要員位置及び識別情報を図によって表現するように意図されている。詳細には、事故命令操作卓によって報告されるデータには、事故現場内における全要員の位置、ユニット番号、名前、無線周波数の割当、各個人への最近接ＦＩＲ（通常、入口／出口地点）及びその距離、分隊によって（隊長／分隊長を介して）又は個人として要員を表す機能、各個人の警報状態、並びに個人とのネットワーク通信の喪失又はＦＩＲとの通信の喪失が含まれる。
【００１３】
フロア指示ルータ（ＦＩＲ）は、上述のＦＣＣ／ＵＬ認定ＭＥＡ無線送受信機カードを採用した小型の携帯装置である。これらの装置は、事故現場周辺に静的な基準点として配備される。これらの装置は、通常、ＲＩＣ等の現場要員が事故現場に到着した後、その現場要員によって配備される。ＦＩＲは、階段吹抜け内の柱に及びエレベーターシャフト付近に、即ち、入口／出口地点に配備される。無線有効範囲領域及びシステムの信頼性を大きくするために、必要に応じて複数のＦＩＲ柱に配備される。この例のＦＩＲ装置は携帯可能であり、重さは約３４０ｇ（１２オンス）未満、バッテリ寿命は５時間である。この装置は第２のＩＳＭ帯域（２．４０〜２．４８ＧＨｚ範囲）で動作し、送信パワーは＋２５ｄｂｍである。
【００１４】
ＭｅｓｈＴｒａｃｋｅｒ（ＭＴ）装置は、位置の追跡及び明確化のために現場要員により携行される移動体装置、即ち移動体端末として用いられることが意図されることを除き、形状因子はＦＩＲと同様である。ＭｅｓｈＴｒａｃｋｅｒは、ＭＥＡ位置特定技術を利用して、事故現場内での相対位置を計算する。これは、詳細に後述するように、事故現場内に配備されたＦＩＲ装置との無線交信によって行われる。ＭＴは、アドホック無線通信機構として、配備されたＦＩＲ及び他のＭＴを利用して、重要な情報を命令操作卓に中継する。
【００１５】
上述のように、このシステムにおいて基幹・データ配信機構として機能する基本的な技術は、ＭＥＡである。ＭＥＡはＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓのアドホック・マルチホップネットワーキングソリューションであり、簡易な配備指針を用い、重大な依存性の存在しない迅速な配備を可能とする。ネットワークは、２つの方法のうちの１つを用いて配備される。即ち、ネットワークインフラ構成要素（ＦＩＲ）は建物管理・安全システムの一部として予め配備される（例えば、各フロア上の“出口”表示に接続される）か、あるいは、事故が起きたときに配備される。これから述べるように、ネットワークがいつ配備されるかにかかわらず、配備指針は同じである。
【００１６】
最初に指揮所が設立されるが、この場所は指揮所が配備され、事故命令操作卓（ＩＣＣ）を介して事故が管理される場所である。この場所では、事故現場内の２つ以上のＦＩＲへの無線接続を可能とする。命令操作卓とＦＩＲネットワークとの間の接続は、数十〜数百メートル（数百〜数千フィート）の範囲で得られる。
【００１７】
ＦＩＲは、入口及び出口の地点の外にある柱（通常、階段吹抜け及びエレベーターシャフトのうちの１つ以上の付近又は内部）に配備される。ＦＩＲは、資産が追跡されるフロア及び領域の上並びに周辺に配置されるが、通常、これらのフロア及び領域は火災フロア及び中間準備領域（ｓｔａｇｉｎｇ ａｒｅａ）である。各ＦＩＲはフロア及び柱と論理的に結び付けられる。各ＦＩＲに対するフロア及び柱情報を命令操作卓にプリロードすることや、事故指揮装置によってＧＵＩを介してリアルタイムに構成することが可能である。システムはＦＩＲ柱が１つしか配備されていないときにも位置情報を提供可能であるが、多数のＦＩＲ柱を配備することによって位置精度が改善され、監督領域が増えるとともに、熱や崩れ落ちるがれきのために装置が失われる場合に必要な冗長性が確保される。通常、単一のＦＩＲ柱の提供する有効範囲はフロア当り約１８，０００平方メートル（約２００，０００平方フィート）である、即ち、通常の高層構造では２５０フィート（約７５メートル）の有効範囲半径を提供し、９５％を超える場合において正確な位置を提供する。有効範囲領域のサイズ及び特定される位置の精度は、各フロアに用いられる仕切方法及び材料に強く影響される。ＦＩＲのネットワークの配備後、事故現場内においてＭｅｓｈＴｒａｃｋｅｒを使用している要員からの位置更新情報は、自動的に事故命令操作卓へ報告される。
【００１８】
図１は、階段１０２及びエレベーターシャフト１０４を有する建物１００を示す概略ブロック図である。階段１０２及びエレベーターシャフト１０４には、上述の手法によりＦＩＲ １０６が配備されている。図１の凡例には、消防士１０８、位置基準ＦＩＲ １０６、データリンク、及び上述の事故命令操作卓（ＩＣＣ）１１１の位置する事故指揮装置（通信指令装置）１１０の記号を示す。ＦＩＲ １０６は位置基準を提供する他、フロアを通じるネットワーク接続及びフロア間のネットワーク接続を確保する。事故指揮装置の位置が事故現場から遠過ぎる場合、１つのネットワーク中の全ての無線構成要素を接続するために補助の無線ルータ（この図には示さない）を配備する必要がある。ＦＩＲは二様の機能を提供することから、しばしば無線ルータ（ＷＲ）と呼ばれる。
【００１９】
図２は、ＦＩＲ １０６の構成要素の一例を示すブロック図である。示すように、各ＦＩＲ １０６は、１つ以上のモデム１１２と、モデム１１２の送受信動作、メモリへのデータ記憶及びメモリからのデータ取り出しを制御するためのコントローラ１１４とを備える。この例のモデム１１２は、ＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓＷＭＣ６３００無線送受信機を用いるＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓＱＤＭＡモデムである。ＦＩＲ １０６は、例えば、上述の特許出願に記載のアドホック無線通信ネットワークにおいて、無線ノードとして動作する。各ＦＩＲ １０６又は選択ＦＩＲ １０６は、ＦＩＲ １０６の配備されている環境に関する情報を命令操作卓へ提供するため、熱センサ、ＣＯセンサ等のセンサを備えることが可能である。従って、消防士はアドバイスを受けて、例えば、極端な熱のために特に危険であるとＦＩＲ １０６のセンサが示す領域を回避することや、それらの領域において最大の注意を払ったりすることが可能である。
【００２０】
図３は、ＭｅｓｈＴｒａｃｋｅｒ移動体端末（ＭＴ）１１６の一例を示すブロック図である。更に詳細に後述するように、この移動体端末（ＭＴ）１１６は、各消防士１０８が自分の移動体端末１１６を用いて移動体端末１１６のブロードキャスト範囲内にいる他の消防士と通信を行い得るように、また全ての消防士の動きを追跡し得るように、各消防士１０８に支給され得る。移動体端末１１６はマイクロホン及びイヤホンを有するヘッドセットを備えることが可能であり、手を使わない（ハンズフリー）操作が保証される。また、方向を提供するためのデジタルコンパスを備えることも可能であり、消防士が動かなくなった場合、運動センサが報告することも可能である。これらの装置は全て、通常の操作者装備の一部であるバッテリに接続され得る。
【００２１】
移動体端末１１６のマイクロホン及びイヤホンは、モデム１１８、コントローラ１２０及び音声プロセッサ１２２等、３つの主要な構成要素を有する小さいサイズの送受信機に接続され得る。プログラムコード及び動作パラメータとしてコントローラメモリに記憶されるソフトウェアは、移動体端末の全構成要素の動作を制御する。
【００２２】
モデム１１８は送信機及び受信機を用いて、ネットワークの他の構成要素との無線通信を提供する。送信機及び受信機の動作は、一組のレジスタとして構成されたメモリに適切なデータ及びコードを記憶することによって制御される。受信機及び送信機は、メモリレジスタを用いて、モデム状態及び実行された機能の結果に関するフィードバックを提供する。コントローラ１２０は、メモリバスを介してモデム１１８に接続される。コントローラ１２０は、ＣＰＵと、データ及びモデム機能を制御するプログラムのコードを記憶するためのメモリとを備える。これにより、メモリバスを介してモデムレジスタにデータを書き込むことと、モデムレジスタを読み出してモデム状態を見出すこととによって、モデム１１８の動作が制御される。この例におけるモデム１１８は、ＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓＷＭＣ６３００無線送受信機を用いるＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓＱＤＭＡモデムである。移動体端末１１６は、例えば、上述の特許出願に記載のアドホック無線通信ネットワークにおいて移動体無線ノードとして動作する。
【００２３】
更に、移動体端末１１６の音声プロセッサ１２２はコントローラ１２０に接続されており、２つ以上の独立した構成要素、即ち、エンコーダ及びデコーダを備える。エンコーダはマイクロホンの受信した音声を数字列に変換し、デコーダは数字列を音声に再変換し、この音声がスピーカ又はイヤホンへ送られる。図３に示す実施形態では、音声プロセッサ１２２はメモリバスを介したコントローラメモリへのアクセスを含む。また、デジタルコンパスもヘッドセットへ組み込まれ得る。デジタルコンパスは適切に配置されると操作者の頭の方向を示すため、操作者の現在位置に対する角度を用いて方向を識別することが可能となる（即ち、“２時の方向に約６メートル（２０フィート）”）。また、運動センサ（図示せず）も送受信機へ組み込まれ得る。ある一定の期間、消防士が動かない場合、運動センサは自動的に報告することが可能である。運動センサと同じ効果を有するように、押しボタンが組み込みまれることも可能である。助けを必要とする場合、消防士はボタンを押す。ボタンを押す動作は、主制御装置、例えば、ＩＣＣ １１１向けの一組のデータメッセージを生成する送受信機ソフトウェアへ送信される。主制御装置はこれらのメッセージを受信すると、どの消防士が助けを必要とするかと、その消防士の現在地点について、事故指揮装置に警告する。
【００２４】
次に、非常事態場面における上述のシステムの動作の一例について述べる。
各消火活動には即時防災隊員（ＲＩＣ）が配属される。消防士の消火活動中、ＲＩＣ隊は、誰かが救助される必要がある場合に備えている。いずれかの消防士又はグループが、呼ばれたときに応答しない場合、又は、助けを求めた場合、ＲＩＣは行動に移り、救助活動に入る。ＲＩＣは消防士の救助に移る前に、救助対象の消防士がその時点で位置する場所を最初に確認する必要がある。現在実施されている手順では、最初にＲＩＣは助けの必要な消防士の最新の既知の位置に進み、そこから捜索を開始する。火災が多階層の建物内で発生しているとき、成功の１つの重要な要素は、捜索を開始するべき正しいフロアを迅速に識別する能力である。
【００２５】
建物構造において知られているように、現代の多階層の建物は鉄筋で補強されたコンクリートのフロアを有するが、古い建物は木材等、別の材料で作られたフロアを有する場合がある。無線エネルギの吸収は電波がコンクリートを通過する時の方が大きく、木製の板を通過する時は、それほど大きくない。その結果、コンクリートフロアの建物では電波は数フロアしか貫通しないが、木製フロアの建物では多くのフロアを貫通することが可能である。
【００２６】
上述において簡単に説明したように、図１には、ＲＩＣ要員が階段吹抜け１０２（右）及びエレベータ１０４（左）に沿って進んでいる、進行中の救助活動を示す。状況に応じて、ＲＩＣは階段及びエレベータを用いて、多くのフロアにて建物にアクセスし得る。示すように、無線フロア指示ルータ（ＦＩＲ）１０６は、各フロアにおいて、階段吹抜け１０２内や、エレベーターシャフト１０４の傍に存在する。信号はフロアや壁を通過するときにエネルギを失うことから、ＦＩＲ １０６は、ＦＩＲ １０６と同じフロアにいない消防士と通信を行うことが不可能な場合がある。
【００２７】
ＲＩＣ救助隊は、最初に火災現場に到着すると各フロアに１つのルータを配備する。これによって、ＲＩＣは非常事態が宣言された時点からわずか数秒で特定の消防士の位置するフロア番号を見出すことが可能である。全てのＦＩＲ １０６が可能な限り垂直線に近く配置される必要がある。このことは、木製フロアを備えた建物内の階段吹抜けの同じ角にルータを配置することによって、又は金属若しくはコンクリートのフロアを備えた建物内では、階段の手すりにルータを吊るすことによって実現し得る。１つ以上のエレベーターシャフトを有する高い建物では、ＦＩＲ １０６はエレベータが上方に移動するときにエレベータから配備され得る。即ち、エレベータが各フロアに停止するとき、ＦＩＲ １０６をエレベータドアの近くに配備して、全てのＦＩＲ １０６を可能な限り真っ直ぐな垂直線内に確実に配置し得る。
【００２８】
次に述べるように、フロア番号は、本発明の一実施形態による飛行時間（ＴＯＦ）及び受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）のデータを用いて求められる。
建物内の無線信号の伝搬は多数の反射による影響を受け、無線ＦＩＲ １０６とＭＴを用いる消防士との間の正しい距離の決定はほとんど不可能となる。また、建物内の無線信号の伝搬は、電波がフロア及び壁を通過するときの大きなエネルギ吸収による影響を受ける。この吸収のレベルは構造物の厚さ及び組成に応じて異なる。鉄筋で補強されたコンクリートの壁やフロアの吸収レベルは高く、木製の壁又はドライウォールの電波エネルギに対する影響は小さい。媒体は均質ではないため、ＲＳＳＩに基づく消防士と無線ルータとの間の厳密な距離の計算は、ほとんど不可能である。
【００２９】
本明細書に記載の本発明の実施形態によるシステム及び方法では、消防士の位置するフロアを識別するためにＴＯＦ及びＲＳＳＩの両方を用いる。全てのルータから受信されるＲＳＳＩ及びＴＯＦの値は、フロア番号の評価に用いられる前にフィルタ処理される。ＲＳＳＩ及びＴＯＦのデータは消防士までの正しい距離を示さない場合があるが、フィルタ処理されたデータを比較して、最小のＴＯＦ及び最良のＲＳＳＩを対象の移動体装置に同時に提供するＦＩＲが位置するフロアを求めることが可能である。
【００３０】
図４〜７に記載のフローチャートに示す動作では、各フロアに点数を設定し、最も良い点数のフロアを選択するための手法を提供する。同じ手法が、ＴＯＦ及びＲＳＳＩのデータと一致する点数を設定するために用いられる。即ち、この手法では、最初に、移動体端末１１６と、移動体端末１１６の受信可能な信号を送信するＦＩＲ １０６との間で実施された測定の数でＴＯＦを除算して、その最小の値（又はＲＳＳＩの最小の絶対値）を捜す。重み付けされたＴＯＦの最小の値を与えるＦＩＲ １０６は、ＭＴ １１６の位置する可能性が最も高いフロアを表し、その点数は最大値に設定される。残りのフロアからのＴＯＦを測定の数で除算した最小の値を再度検索することによって、次に可能性が高いフロアが求められる。この方法は、全てのフロアが検索され、各フロアに点数が割り当てられるまで適用される。２つのフロアに対し求められた検索値がほとんど等しい（例えば、それらの互いの値の差異が５％以内である）場合、２つのフロアの点数は等しく設定される。ＲＳＳＩ及びＴＯＦに基づき各フロアの点数を計算した後、ＲＳＳＩ及びＴＯＦの点数の両方を加算することによって、総点数が計算される。最大の点数に合致するフロアが、消防士の位置するフロアとして指定される。
【００３１】
図４〜７に示すフロア識別のアルゴリズムは、リアルタイムで機能する。上述のように、各消防士は自身の装備の一部として加入者装置（即ち、ＭＴ １１６）を有する。事故指揮官、例えば、上位の火災隊長又は責任者は、上述のＭＥＡ事故命令操作卓１１１等のコンピュータを有する。このコンピュータは、例えば、図８〜１９に示すように、各消防士の位置を継続的に表示する。
【００３２】
なお、各ＭＴ １１６は通信を行い得る全ての無線ルータ（即ち、ＦＩＲ １０６）と範囲メッセージ（ｒａｎｇｅ ｍｅｓｓａｇｅ）を交換する。ＭＴ １１６は、そのブロードキャスト範囲内にあるＦＩＲ １０６の一覧を決定すると、ＦＩＲ １０６の一覧、それらのＦＩＲの各々に対するＴＯＦ、及び伝搬範囲内にある各ＦＩＲ １０６からの受信信号のＲＳＳＩを含む情報（例えば、データパケット）を事故指揮装置コンピュータ（ＩＣＣ）１１１に送信する。ＩＣＣ １１１は、上述の命令操作卓１１０に配置され得る。ＩＣＣ １１１は、アドホックネットワークのマルチホップ機能によって、ＦＩＲ １０６及びＭＴ １１６からデータを受信し、フロア番号の計算を実行し、各消防士の位置するフロア番号を表示する。ＧＵＩ出力を伴うリアルタイム処理には、３つの異なる構成要素、即ち、初期化、データ収集、及びＧＵＩ更新による計算が必要である。
【００３３】
ＩＣＣ １１１が開始されると、初期化動作が実行される。初期化動作の一例を図４に示す。
初期化では、ステップ１０００にて建物１００におけるフロアの数（ｎＦｌｏｏｒｓ）及び階段吹抜けの数（ｎＳｔａｉｒｓ）が設定される。同様に、フロア番号の計算に厳密には関連しない他の情報が設定されるが、ここでは提示しない。ステップ１０１０，１０２０，１０３０，１０４０にて、変数Ｃｏｕｎｔ，ＴＯＦ，ＲＳＳＩ，ＦＩＲＩＤの値が全て消去される（即ち、ゼロに設定される。ただし、ＦＩＲＩＤは文字変数であるため、空白に設定される）。ステップ１０５０にて、初期化プロセスは終了する。
【００３４】
ＭＴ １１６は、利用可能なデータを有するとき、ＩＣＣ １１１にデータパケットを転送する。従って、データが受信されると、図５に示すデータ収集タスクが起動される。動作の進行に関してＩＣへ通知され続けるように、定期的にＩＣＣ ＧＵＩを更新する必要がある。従って、フロア番号の計算に続き、定期的なタイマによって、ＧＵＩの更新が起動される。アプリケーションは、それ自体のデータ構造を維持する。このデータ構造は各々、ｎＦｌｏｏｒｓと同数の行と、ｎＳｔａｉｒｓと同数の列とを備える、４つの構成要素を有する。
【００３５】
次に、図４〜７に示す変数及び配列について、簡単に説明する。
ＦＩＲＩＤ（ＦＩＲ識別を表す）は、各ＦＩＲ １０６の識別子の配列である。各ＦＩＲ識別は、ＦＩＲの配備されたフロア番号と関連付けられている。これは、フロア上の位置にかかわらず、同じフロアに配備された全てのＦＩＲが行列の同じ行にあることを意味する。無線エネルギ吸収により、ＭＴ １１６が同じフロア上の全てのＦＩＲと通信を行うことは不可能な場合があるため、ＦＩＲＩＤテーブルの幾つかの位置は未使用のまま残ることがある。消防士が建物を動き回るにつれて、新たなＦＩＲ識別子がテーブルに追加されるが、古いＦＩＲ識別子は除去されない。
【００３６】
Ｃｏｕｎｔ行列は、ＳＤが各ＦＩＲに報告する範囲メッセージの数の計数値を含む。
ＲＳＳＩ及びＴＯＦのテーブルの構造は、ＦＩＲＩＤと同じである。これらのテーブルは、各ＦＩＲに対して記録されたＲＳＳＩ及びＴＯＦのフィルタ処理済みの値を含む。
【００３７】
図５のフローチャートには、データ収集関数を示す。関数名は、ＮｅｗＤａｔａであり、ＭＴから新たな組のデータが受信される毎に起動され、ステップ１１００にて開始する。関数ＮｅｗＤａｔａは、データの収集されたＦＩＲの識別を表すＦＩＲ、ＦＩＲに対する最新のＴＯＦを表すＦＩＲ＿ＴＯＦ、最新の受信メッセージのＲＳＳＩの絶対値を表すＦＩＲ＿ＲＳＳＩ、及びＦＩＲの配備されるフロア番号を表すＦＬＯＯＲ、の４つのパラメータを有する。
【００３８】
データ収集関数は、ＦＩＲＩＤテーブルのＦＬＯＯＲ行におけるＦＩＲ識別の位置を見出す。ステップ１１１０にて、このＦＩＲ識別が新たな識別と判断される場合、ステップ１１２０にて、この新たなＦＩＲ識別はテーブルの第１の空の位置に追加される。ステップ１１３０にて示すように、ＦＩＲｊはＦＬＯＯＲ行のＦＩＲ識別の列である。
【００３９】
ステップ１１４０，１１５０に示すように、最初に、ＴＯＦ及びＲＳＳＩの値はサイズＣｏｕｎｔの可変サイズ窓を用いてフィルタ処理される。ＭＴとＦＩＲとの間で交換されたメッセージの数が所定の値ＭＡＸ＿ＩＴより大きくなったとき、フィルタは１／（ＭＡＸ＿ＩＴ＋１）のレートを有する無限入力フィルタ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｎｐｕｔ Ｆｉｌｔｅｒ）に変わる。示すように、この効果は、ステップ１１６０，１１７０によってＣｏｕｎｔテーブルの値がＭＡＸ＿ＩＴより大きくならないように制限することによって達成される。
【００４０】
このフローチャートのステップ１１８０では、余りにも以前に収集されたデータをアルゴリズムが“忘却する”ことが保証される。そのような“忘却性”が必要とされるのは、消防士が１つのＦＩＲから離れて別のＦＩＲに接近すると、収集されたＴＯＦ及びＲＳＳＩの値が消防士の新しい位置に従って変化し得るためである。アルゴリズムはＦＯＲＧＥＴ係数の値に応じて早く又は遅く忘却する。ＦＯＲＧＥＴ係数は常に０〜１の数である。ＦＯＲＧＥＴ係数が０の場合、アルゴリズムは何も思い出さない。ＦＯＲＧＥＴ係数が１の場合、アルゴリズムは全てを思い出す。本出願では、最も普通の値は０．９９又は０．９９９であり、ＦＩＲからのデータ収集頻度に依存する。次いでステップ１１９０にて、データ収集プロセスは終了する。
【００４１】
図６のフローチャートには、消防士のフロア番号を計算するための関数ＧｅｔＦｌｏｏｒＮｕｍｂｅｒを示す。この関数はステップ１２００にて開始し、フロアの数ｎＦｌｏｏｒｓと同数の要素を有する２つのローカル整数配列を用いる。この関数はステップ１２１０にてＲＳＳＩｓｃｏｒｅを、ステップ１２２０にてＴＯＦｓｃｏｒｅを計算するため、関数ＧｅｔＳｃｏｒｅを２回、呼び出す。点数を組み合わせることによって、可能性のあるフロアに関し、独立した各々の判断基準よりも正確な推定が提供される。測定では、建物内の反射のため、ＴＯＦは３０メートル程の誤差の影響を受けた。フロア間の距離が３〜６メートルであることを考慮すると、３０メートルの誤差はフロア番号推定の誤差が５〜１０フロアであることを意味する。ＲＳＳＩは、ＦＩＲからＭＴが受信する信号の強度を示す。全てのＦＩＲは同じパワーで送信しているが、各部屋（ｓｔｏｒｅ）の仕切が異なるため、またフロアの吸収は壁の吸収と大きく異なるという事実のため、各信号の経路長は異なる。更に、ＭＴと、そのＭＴが通信を行うＦＩＲとの間の壁の数は、各フロアの仕切方法に応じて異なるため、ＦＩＲ毎に異なる。この理由から、ＲＳＳＩ情報自体は、フロア番号を求めるために用いることは不可能である。従って、このアルゴリズムでは、各フロアの点数を計算し、次いで、両方の判断基準を用いて最高の加算点を与えるフロアを選択する。試験では、結果は極めて正確であった。このフローチャートのステップ１２３０では、各フロアのＴＯＦ点数にＲＳＳＩ点数を加算することによって計算された最高点数に基づき、フロア番号を求める。ステップ１２４０にて、処理は終了する。
【００４２】
図７には、関数ＧｅｔＳｃｏｒｅのフローチャートの一例を示す。この関数は、上述の図６のステップ１２１０，１２２０にて、ＲＳＳＩ及びＲＳＳＩｓｃｏｒｅを、次いでＴＯＦ及びＴＯＦｓｃｏｒｅをパラメータとして呼び出される。この関数は、各判断基準に従って各フロアの点数を計算する。
【００４３】
この関数は、ステップ１３００の開始後、ステップ１３１０にて全てのＳｃｏｒｅ値をゼロに設定することによって開始され、次いでステップ１３２０にて、一時記憶ｔｅｍｐへＤａｔａ（ＲＳＳＩ又はＴＯＦ）のコピーを作成する。またステップ１３３０にて、最新のＶａｌ（ｌａｓｔＶａｌ）及びＬｅｖｅｌが初期化される。変数Ｌｅｖｅｌの値は重要ではないが、ＲＳＳＩ及びＴＯＦの両方に対して同じである必要がある。
【００４４】
この関数には、判断基準（ＲＳＳＩ又はＴＯＦ）が最良の値を有するフロアを特定するループが含まれる。ステップ１３４０にてフロアが求められると、同じフロアの他の全てのデータは無視され、次のフロアが識別される。ステップ１３５０にて、識別を必要とするフロアが残っていると判断される限り、この関数は継続する。しかしながら、そのようなフロアが残っていない場合、ステップ１３６０にて、この関数は終了する。
【００４５】
アルゴリズムの実行中、ステップ１３７０にて、ｔｅｍｐの内容が破棄される。この理由から、ステップ１３２０にて、Ｄａｔａの内容をｔｅｍｐへコピーした。
２つのフロアの値の差異が５％未満である場合、ステップ１３８０，１３９０，１４００に示すように、変数Ｌｅｖｅｌに対して同じ値を維持することによって、２つのフロアは同じＳｃｏｒｅを受信する。値が異なる場合、ステップ１４２０にて各フロアが求められるに従ってＬｅｖｅｌの値が減少するため、各フロアに関する点数は異なる。ステップ１４１０にて、ｌａｓｔＶａｌは以前のｍｉｎＶａｌの値を示す。ｍｉｎＶａｌは、判断基準の最小値である。各フロアに対する最小値が求められ、それらの最小値を並び替えた結果に従って点数が設定されると、同じ結果が得られる。
【００４６】
上述のように、図８〜１９には、上述の手法で決定される消防士の位置に基づき、ＩＣＣによって生成される表示画面の例を示す。例えば、図８には消防士が建物に入る前の初期表示ウィンドウを示し、図９には、表示ウィンドウ上に表示され、異なる種類の要員及び条件を表す記号を示すように“凡例タブ”の拡張された、初期表示ウィンドウを示す。図１０には、各フロアにＦＩＲの配備されている建物の４つの階の表示を示し、図１１には、大隊指揮官が中間準備フロアに入ったことを示す記号（隊長のバー）を示す。欧州のフロア番号付けの慣習を用いると、この中間準備フロアは建物のボトムフロア、即ち、“フロア０”である。図１２には、梯子ユニットが建物のフロア２に入ったことを示し、図１３には、そのフロア２の梯子ユニットの要員３人の詳細（即ち、隊長１人と消防士２人）を示す。図１４にはフロア２の拡張された表示図を示し、図１５にはフロア２の警報状態を示し、図１６には、その警報が確認されたことを示す。図１７には、選択された要員（この例では、隊長）の詳細と、隊長から最も近いＦＩＲ １０６への距離とを示す。この例では、隊長は“Ａ”で表されるＦＩＲ １０６から約０．８８メートル（２．９フィート）に位置する。図１８には、ＦＩＲ（この場合、２Ｃで表されるＦＩＲ）が信号を失うときの表示の一例を示す。ＦＩＲが信号を失うことは、ＦＩＲが損傷を受けたか又は壊れた可能性があることを意味する。図１９には、多フロア表示及び各フロアの要員の一例を示す。当然のことながら、任意の所望の形式で情報を表示するように、このシステムを修正することが可能である。
【００４７】
また、図２０にはＩＣＣ １１１によって生成される表示画面の一例を示す。この表示画面は、図８〜１９に示す画面に表示されている建物のフロアの平面図２００と、ＩＣＣ １１１のユーザによって指定されるフロア上の複数の関心領域２０２−１，２０２−２とを示している。本発明の一実施形態に基づき、システムは、いずれかの資産（例えば、消防士）が所望の期間より長く、それらの領域２０２−１又は２０２−２のいずれかに留まっているか否かを判断することが可能である。詳細には、表示を生成するためのＩＣＣ １１１に関連するグラフィカルユーザインタフェース及びＡｃｔｉｖｅＸコントロールによって、ユーザが、例えば、マウス及びキーパッドのうちの１つ以上又は他の操作手段を用いて、有限領域（例えば、領域２０２−１又は２０２−２）を各々画定する多角形を描き、１つ以上の領域２０２−１又は２０２−２を表示上に画定することが可能となる。２つの領域２０２−１，２０２−２のみを示したが、ユーザは各々任意の所望のサイズを有する任意の所望の数の領域を指定することが可能である。ＡｃｔｉｖｅＸコントロールは、表示上に示される資産２０４−１〜２０４−５（例えば、上述の消防士）の位置を、指定される１つ以上の領域２０２−１，２０２−２の位置と関連付ける。
【００４８】
追跡対象資産（例えば、資産２０４−１）が、指定される領域（例えば、領域２０２−１）に入ると、ＩＣＣ １１１のコントローラはタイマを起動する。資産２０４−１がユーザの設定可能な所定のしきい値時間（例えば、数分又は任意の所望の長さの時間）より長い時間、領域２０２−１に留まっている場合、ＩＣＣ １１１のコントローラは、追跡対象資産２０４−１と、追跡対象資産２０４−１に関連する任意の属性とのうちの１つ以上や、領域２０２−１内における資産２０４−１の位置を識別する警報を生成する。なお、ＩＣＣ １１１のコントローラは、それぞれの資産２０４−１〜２０４−５が、それぞれの指定される領域２０２−１，２０２−２のいずれかに留まるそれぞれの時間を追跡し続ける。また、領域２０２−１，２０２−２が重なり合うこともあり、ユーザはそれぞれの領域２０２−１，２０２−１の各々に対し、それぞれ同じ時間しきい値を設定することも異なる時間しきい値を設定することも可能である。
【００４９】
要約すると、本発明のこの態様に基づき、追跡対象資産が指定領域に入ると、タイマが起動される。このタイマは資産及び領域に関連する。資産が領域内に位置し、かつ、タイマのタイムアウトが検出される場合、警報が生成される。資産が領域を出ると、この資産及び領域に関連したそれぞれのタイマはその初期値にリセットされる。上述のように、本発明のこの態様は、上述の位置特定システム機能と共に消火活動に用いることが可能であり、指定領域内において所望の期間の資産追跡が必要な任意の他の種類の場面に用いることが可能である。
【００５０】
上述の本発明の実施形態において、本システム及び方法は、移動ネットワーク構成員の正確な位置を提供し、活動中の隊の構成員間での音声交信を可能とする。本発明の代表的な幾つかの実施形態についてのみ詳細に述べたが、これらの代表的な実施形態において、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく多くの修正が可能であることが、当業者には容易に認識されるであろう。従って、そのような修正は全て、本発明の範囲内に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態によるシステムの無線ルータを備える建物の概略図。
【図２】図１に示すシステムに用いられる無線ルータの構成要素の一例を示すブロック図。
【図３】図１に示す建物内で消防士が用い得る移動体端末の構成要素の一例を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施形態による図１に示すシステムにおいて移動体端末の位置を識別するために実施される初期化動作の一例を示すフローチャート。
【図５】本発明の一実施形態による図１に示すシステムにおいて移動体端末の位置を識別するために実施されるデータ収集動作の一例を示すフローチャート。
【図６】本発明の一実施形態による図１に示すシステムにおいて移動体端末の位置を識別するために実施されるフロア番号計算動作の一例を示すフローチャート。
【図７】本発明の一実施形態による図１に示すシステムにおいて移動体端末の位置を識別するために実施されるフロア記録動作の一例を示すフローチャート。
【図８】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図９】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１０】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１１】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１２】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１３】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１４】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１５】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１６】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１７】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１８】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１９】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図２０】図１〜７において実証された本発明の一実施形態により、いずれかの消防士が所望の期間より長くそれらの領域のいずれかに留まっているか否かをシステムが判断することが可能であるように、図８〜１９に示す画面に表示される建物のフロアと、そのフロアにおいてユーザの指定する複数の関心領域との平面図を示す、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成された表示画面の例を示す図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アドホック・ピアツーピア無線移動体通信ネットワーク技術を用いて、火災救助活動における消防士等、追跡対象の資産（ａｓｓｅｔ）が所望の期間より長く所定の領域内に留まっているか否かを正確に判断し、対象資産と、その対象資産の位置する建物のフロア番号等の位置とを識別する警報を生成し得るシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、“アドホック・マルチホップ”ネットワークとして知られる種類の移動体通信ネットワークが開発されている。この種類のネットワークでは、各移動体ノードが他の移動体ノード用のルータとして動作可能であり、基地局のほとんどの機能を提供するため、ほとんどコストをかけないで有効範囲領域が拡張される。アドホックネットワークの詳細については、メイヤ（Ｍａｙｏｒ）による特許文献１に記載されている。その全内容を引用によって本明細書に援用する。当業者は認識し得るように、ネットワークノードが時分割多元接続（ＴＤＭＡ）形式、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）形式、又は周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）形式等の多重形式でデータパケット通信を送受信することによって、基地ノードの単一の送受信機が、その有効範囲領域にある幾つかの移動体ノードと同時に通信を行うことが可能である。
【０００３】
更に高度なアドホックネットワークも開発されつつあるが、これらのネットワークでは、従来のアドホックネットワークでのように移動体ノードが互いに通信可能であることに加え、更に移動体ノードが固定ネットワークへアクセスすることが可能であるため、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）上やインターネット等の他のネットワーク上などの他の固定ノード又は移動体ノードと通信を行い得る。これら改良型のアドホック・マルチホップ・ネットワークの詳細については、２００１年６月２９日に出願の“ＰＳＴＮ及びセルラーネットワークに接続されるアドホック・ピアツーピア移動体無線接続システム”と題する特許文献２、２００１年３月２２日に出願の“単独補助チャネルによる共有並列データチャネルへの連係チャネルアクセスを行うアドホック・ピアツーピア無線ネットワーク用の時分割プロトコル”と題する特許文献３、および２００１年３月２２日に出願の“アドホック・ピアツーピア移動体無線接続システムのための優先順位付け式ルーティング”と題する特許文献４に述べられている。各出願の全内容を引用によって本明細書に援用する。
【０００４】
従来の無線通信ネットワーク又はアドホック無線通信ネットワークのいずれにおいても、移動体ノードが相対的若しくは絶対的な地理的地点、即ち位置、を知り得ること若しくは決定し得ることが必要であるか又は望ましい。当業者には知られているように、このことは多くの技術を利用して達成され得る。これらの技術は、セル識別を必要とし、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）、タイミング・アドバンス（ＴＡ）及び測定信号レベル（ＲＸレベル）、到達時間差（ＴＤＯＡ）及び到着角度（ＡＯＡ）手法と組み合わせる必要がある。これらの詳細については、当業者には認識される。他の利用可能な技術は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）及び広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）用のセルラー信号タイミングに基づく方法を用いる。更に他の技術は、全地球測位システム（ＧＰＳ）手法を用いるが、これらは、一般的に、記載した他の全ての方法より正確であると見られている。
【０００５】
ＧＰＳ手法は相当長期に渡って用いられてきており、また、世界中のほとんどのナビゲーションがＧＰＳ手法に依拠しているという事実にもかかわらず、一部の特定の条件下での測定ではＧＰＳ手法は極めて大きな誤差を生じやすい。ＧＰＳ手法では、多数の衛星を伴う比較的多数の測定を実施して伝搬及び方法誤差を除去した後にのみ、極めて高い精度で位置決定結果を提供することが可能である。ＧＰＳの欠陥の説明については、非特許文献１に記載されている。その全内容を引用によって本明細書に援用する。また、他の或る試験によって、ＧＰＳ手法は、地下トンネル内、建物内、大量の葉の下、又は市街地の“谷間（ｃａｎｙｏｎｓ）”の中など、良好な精度を提供するには見通せる衛星の数が少な過ぎる環境において動作する地上ネットワークには不適切であることが実証されている。
【０００６】
上述の位置情報決定の問題を克服するため、位置情報を決定するために衛星や中央演算設備を用いる必要のない新しい手法が開発されつつある。アドホック・マルチホップ・ネットワークにおける移動体端末の位置を演算するための新しい手法の更なる詳細については、“無線通信ネットワークにおける移動体端末の位置を演算するためのシステム及び方法”と題する特許文献５に述べられている。その全内容を引用によって本明細書に援用する。更に、アドホックネットワークは、非固定、即ち、移動可能なインフラ構成要素を利用して開発され得る。最適化された有効範囲及び容量制約のための移可動能なアクセスポイントや中継器を用いるネットワークの更なる詳細については、２００１年８月１５日に出願の“無線通信ネットワークにおける有効範囲制約及び容量制約を最小化するための移動可能なアクセスポイント及び中継器並びにこれを用いる方法”と題する特許文献６に述べられている。その全内容を引用によって本明細書に援用する。
【０００７】
上述の特許及び特許出願は、一般的に、位置情報が絶対位置として提示される恒久的な固定ネットワークに接続する移動体ネットワークに関する。しかしながら、上述の特許出願から認識され得るように、一時的なアドホック・マルチホップ・ネットワークが必ずしも同じ要件を有するとは限らない。従って、非常事態条件下で活動する要員の位置が重要である場合など、相対位置の検出が望まれる場合、携帯可能で、配備が簡単である、自己完結型のアドホック・マルチホップ・ネットワークシステムの必要が存在する。相対位置は、地理的絶対位置に加えて又は代えて提供可能であり、また、そのような位置に通常存在する様々な送信障害物の間において容易に通信可能である。
【０００８】
従って、配備された無線通信ネットワークにおける移動体ノードの絶対位置及び相対位置のうちの１つ以上を簡単に決定し、通信を行うための、改善されたシステム及び方法の必要が存在する。詳細には、火災救助活動における消防士等、移動体ノードを携行する資産が所望の期間より長く所定の領域内に留まっているか否かを識別し、対象資産と、その対象資産の位置する建物のフロア番号等の位置とを識別する警報を生成し得るために用いられるシステム及び方法の必要が存在する。
【特許文献１】米国特許第５，９４３，３２２号明細書
【特許文献２】米国特許出願第０９／８９７，７９０号明細書
【特許文献３】米国特許出願第０９／８１５，１５７号明細書
【特許文献４】米国特許出願第０９／８１５，１６４号明細書
【特許文献５】米国特許第６，７２８，５４５号明細書
【特許文献６】米国特許出願第０９／９２９，０３０号明細書
【非特許文献１】数学・応用研究所（ＩＭＡ；Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｆｏｒ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）、“全地球測位システム（ＧＰＳ）における数学的課題（Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｉｎ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＧＰＳ））”
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上述のように、非常事態条件下で活動する要員の位置は、多くの理由で極めて重要である。消防士等の要員が煙の中で迷い、自身の又は他者の実際の位置について、現在のフロア上なのか又は以前に自身が活動していたフロア上なのか混同する場合があった。後述のシステム及び方法を、消防士の安全性を保証するために構成されている一実施形態として提示する。本発明の更に別の実施形態では、任意数の他の非常事態又は特殊部隊配備における活動を支援するようにシステム及び方法が構成され得る。
【００１０】
より詳細には、本発明は、建物等の三次元配備構造物内に、移動体端末、無線ルータ及び１つ以上のコントローラを含む無線装置のネットワーク、詳細には、移動体無線アドホック・ピアツーピアネットワークを配備するためのシステム及び方法を提供し、建物構造にかかわらず通信、識別及び位置計算を行い、火災救助活動中の消防士等の追跡対象資産が所望の期間より長く所定のユーザ指定領域内に留まっているか否かをユーザが決定し、対象資産と、その対象資産の位置する建物のフロア番号等の位置とを識別する警報を生成し得る。本明細書に述べる本発明の一実施形態による事故及び要員管理システムは、延焼中の建物等の事故領域内において非常事態要員を追跡する手段を提供するように構成されている。要員位置は、建物のフロア及び区画領域のうちの１つ以上毎に報告される。また、このシステムは、リアルタイムの要員位置情報及び警告状態インジケータへのアクセスを提供する。このシステムによって管理される補助的な要員データには、ユニット番号、名前、割当及び無線周波数を含む属性が含まれる。
【００１１】
この種類のシステムは、ＭＥＡ（商標）無線技術を用いることによって可能になっている。この技術は、ＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓ（商標）ＷＭＣ６３００無線送受信機等の複数の無線送受信機及び無線アドホック・スケーラブル・ルーティング技術を用いる。本例における送受信機は、ＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓＱＤＭＡモデム等のモデムを利用して、厳しい条件のＲＦ環境下であっても、堅牢な無線データ伝送を行う。この送受信機は、ＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓスケーラブル・ルーティング（ＭＳＲ）プロトコル及び地理的な位置解決策が結合されており、ユーザが１点の不足もなく高密度でスケーラブルなアドホック・マルチホップ・ネットワークを即座に配備することを可能とする。つまり、このシステムには、音声、映像及びデータを搬送することが可能であり、更にネットワーク境界の内に存在する或る要素の相対位置を計算することが可能なアドホック無線マルチホップ通信機構が含まれる。このシステムのアドホックな性質は、このシステムの配備を簡単とする幾つかの属性のうちの１つであり、苛酷な又は常に変化する物理的条件に曝される場合にも、全てのネットワークノード間に完全な接続を生成し、事故命令操作卓へ重要な情報を適宜配信することが可能である。
【００１２】
更に詳細に後述するように、このシステムには、特に、ＭＥＡ事故命令操作卓（ＩＣＣ；Ｉｎｃｉｄｅｎｔ Ｃｏｍｍａｎｄｅｒ Ｃｏｎｓｏｌｅ）、複数のフロア指示ルータ（ＦＩＲ；Ｆｌｏｏｒ Ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）、及び１つ以上のＭｅｓｈＴｒａｃｋｅｒ（商標）（ＭＴ）装置を含む。ＭＥＡ事故命令操作卓には、タッチスクリーンディスプレイを組み込むＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ベースのＰＣが含まれ、これによって、簡易なユーザインタフェースが提供される。事故管理アプリケーションは、このＰＣ上で実行され、ＭＥＡ無線ネットワークカードを介して、ＭＥＡネットワーク機構に接続される。命令操作卓は完全に自己完結型であり、即時防災隊員（ＲＩＣ；Ｒａｐｉｄ Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ Ｃｒｅｗ）のリーダ等、事故現場を管理する要員によって監視されるように意図されている。事故管理アプリケーションは、リアルタイムの要員位置及び識別情報を図によって表現するように意図されている。詳細には、事故命令操作卓によって報告されるデータには、事故現場内における全要員の位置、ユニット番号、名前、無線周波数の割当、各個人への最近接ＦＩＲ（通常、入口／出口地点）及びその距離、分隊によって（隊長／分隊長を介して）又は個人として要員を表す機能、各個人の警報状態、並びに個人とのネットワーク通信の喪失又はＦＩＲとの通信の喪失が含まれる。
【００１３】
フロア指示ルータ（ＦＩＲ）は、上述のＦＣＣ／ＵＬ認定ＭＥＡ無線送受信機カードを採用した小型の携帯装置である。これらの装置は、事故現場周辺に静的な基準点として配備される。これらの装置は、通常、ＲＩＣ等の現場要員が事故現場に到着した後、その現場要員によって配備される。ＦＩＲは、階段吹抜け内の柱に及びエレベーターシャフト付近に、即ち、入口／出口地点に配備される。無線有効範囲領域及びシステムの信頼性を大きくするために、必要に応じて複数のＦＩＲ柱に配備される。この例のＦＩＲ装置は携帯可能であり、重さは約３４０ｇ（１２オンス）未満、バッテリ寿命は５時間である。この装置は第２のＩＳＭ帯域（２．４０〜２．４８ＧＨｚ範囲）で動作し、送信パワーは＋２５ｄｂｍである。
【００１４】
ＭｅｓｈＴｒａｃｋｅｒ（ＭＴ）装置は、位置の追跡及び明確化のために現場要員により携行される移動体装置、即ち移動体端末として用いられることが意図されることを除き、形状因子はＦＩＲと同様である。ＭｅｓｈＴｒａｃｋｅｒは、ＭＥＡ位置特定技術を利用して、事故現場内での相対位置を計算する。これは、詳細に後述するように、事故現場内に配備されたＦＩＲ装置との無線交信によって行われる。ＭＴは、アドホック無線通信機構として、配備されたＦＩＲ及び他のＭＴを利用して、重要な情報を命令操作卓に中継する。
【００１５】
上述のように、このシステムにおいて基幹・データ配信機構として機能する基本的な技術は、ＭＥＡである。ＭＥＡはＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓのアドホック・マルチホップネットワーキングソリューションであり、簡易な配備指針を用い、重大な依存性の存在しない迅速な配備を可能とする。ネットワークは、２つの方法のうちの１つを用いて配備される。即ち、ネットワークインフラ構成要素（ＦＩＲ）は建物管理・安全システムの一部として予め配備される（例えば、各フロア上の“出口”表示に接続される）か、あるいは、事故が起きたときに配備される。これから述べるように、ネットワークがいつ配備されるかにかかわらず、配備指針は同じである。
【００１６】
最初に指揮所が設立されるが、この場所は指揮所が配備され、事故命令操作卓（ＩＣＣ）を介して事故が管理される場所である。この場所では、事故現場内の２つ以上のＦＩＲへの無線接続を可能とする。命令操作卓とＦＩＲネットワークとの間の接続は、数十〜数百メートル（数百〜数千フィート）の範囲で得られる。
【００１７】
ＦＩＲは、入口及び出口の地点の外にある柱（通常、階段吹抜け及びエレベーターシャフトのうちの１つ以上の付近又は内部）に配備される。ＦＩＲは、資産が追跡されるフロア及び領域の上並びに周辺に配置されるが、通常、これらのフロア及び領域は火災フロア及び中間準備領域（ｓｔａｇｉｎｇ ａｒｅａ）である。各ＦＩＲはフロア及び柱と論理的に結び付けられる。各ＦＩＲに対するフロア及び柱情報を命令操作卓にプリロードすることや、事故指揮装置によってＧＵＩを介してリアルタイムに構成することが可能である。システムはＦＩＲ柱が１つしか配備されていないときにも位置情報を提供可能であるが、多数のＦＩＲ柱を配備することによって位置精度が改善され、監督領域が増えるとともに、熱や崩れ落ちるがれきのために装置が失われる場合に必要な冗長性が確保される。通常、単一のＦＩＲ柱の提供する有効範囲はフロア当り約１８，０００平方メートル（約２００，０００平方フィート）である、即ち、通常の高層構造では２５０フィート（約７５メートル）の有効範囲半径を提供し、９５％を超える場合において正確な位置を提供する。有効範囲領域のサイズ及び特定される位置の精度は、各フロアに用いられる仕切方法及び材料に強く影響される。ＦＩＲのネットワークの配備後、事故現場内においてＭｅｓｈＴｒａｃｋｅｒを使用している要員からの位置更新情報は、自動的に事故命令操作卓へ報告される。
【００１８】
図１は、階段１０２及びエレベーターシャフト１０４を有する建物１００を示す概略ブロック図である。階段１０２及びエレベーターシャフト１０４には、上述の手法によりＦＩＲ １０６が配備されている。図１の凡例には、消防士１０８、位置基準ＦＩＲ １０６、データリンク、及び上述の事故命令操作卓（ＩＣＣ）１１１の位置する事故指揮装置（通信指令装置）１１０の記号を示す。ＦＩＲ １０６は位置基準を提供する他、フロアを通じるネットワーク接続及びフロア間のネットワーク接続を確保する。事故指揮装置の位置が事故現場から遠過ぎる場合、１つのネットワーク中の全ての無線構成要素を接続するために補助の無線ルータ（この図には示さない）を配備する必要がある。ＦＩＲは二様の機能を提供することから、しばしば無線ルータ（ＷＲ）と呼ばれる。
【００１９】
図２は、ＦＩＲ １０６の構成要素の一例を示すブロック図である。示すように、各ＦＩＲ １０６は、１つ以上のモデム１１２と、モデム１１２の送受信動作、メモリへのデータ記憶及びメモリからのデータ取り出しを制御するためのコントローラ１１４とを備える。この例のモデム１１２は、ＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓＷＭＣ６３００無線送受信機を用いるＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓＱＤＭＡモデムである。ＦＩＲ １０６は、例えば、上述の特許出願に記載のアドホック無線通信ネットワークにおいて、無線ノードとして動作する。各ＦＩＲ １０６又は選択ＦＩＲ １０６は、ＦＩＲ １０６の配備されている環境に関する情報を命令操作卓へ提供するため、熱センサ、ＣＯセンサ等のセンサを備えることが可能である。従って、消防士はアドバイスを受けて、例えば、極端な熱のために特に危険であるとＦＩＲ １０６のセンサが示す領域を回避することや、それらの領域において最大の注意を払ったりすることが可能である。
【００２０】
図３は、ＭｅｓｈＴｒａｃｋｅｒ移動体端末（ＭＴ）１１６の一例を示すブロック図である。更に詳細に後述するように、この移動体端末（ＭＴ）１１６は、各消防士１０８が自分の移動体端末１１６を用いて移動体端末１１６のブロードキャスト範囲内にいる他の消防士と通信を行い得るように、また全ての消防士の動きを追跡し得るように、各消防士１０８に支給され得る。移動体端末１１６はマイクロホン及びイヤホンを有するヘッドセットを備えることが可能であり、手を使わない（ハンズフリー）操作が保証される。また、方向を提供するためのデジタルコンパスを備えることも可能であり、消防士が動かなくなった場合、運動センサが報告することも可能である。これらの装置は全て、通常の操作者装備の一部であるバッテリに接続され得る。
【００２１】
移動体端末１１６のマイクロホン及びイヤホンは、モデム１１８、コントローラ１２０及び音声プロセッサ１２２等、３つの主要な構成要素を有する小さいサイズの送受信機に接続され得る。プログラムコード及び動作パラメータとしてコントローラメモリに記憶されるソフトウェアは、移動体端末の全構成要素の動作を制御する。
【００２２】
モデム１１８は送信機及び受信機を用いて、ネットワークの他の構成要素との無線通信を提供する。送信機及び受信機の動作は、一組のレジスタとして構成されたメモリに適切なデータ及びコードを記憶することによって制御される。受信機及び送信機は、メモリレジスタを用いて、モデム状態及び実行された機能の結果に関するフィードバックを提供する。コントローラ１２０は、メモリバスを介してモデム１１８に接続される。コントローラ１２０は、ＣＰＵと、データ及びモデム機能を制御するプログラムのコードを記憶するためのメモリとを備える。これにより、メモリバスを介してモデムレジスタにデータを書き込むことと、モデムレジスタを読み出してモデム状態を見出すこととによって、モデム１１８の動作が制御される。この例におけるモデム１１８は、ＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓＷＭＣ６３００無線送受信機を用いるＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓＱＤＭＡモデムである。移動体端末１１６は、例えば、上述の特許出願に記載のアドホック無線通信ネットワークにおいて移動体無線ノードとして動作する。
【００２３】
更に、移動体端末１１６の音声プロセッサ１２２はコントローラ１２０に接続されており、２つ以上の独立した構成要素、即ち、エンコーダ及びデコーダを備える。エンコーダはマイクロホンの受信した音声を数字列に変換し、デコーダは数字列を音声に再変換し、この音声がスピーカ又はイヤホンへ送られる。図３に示す実施形態では、音声プロセッサ１２２はメモリバスを介したコントローラメモリへのアクセスを含む。また、デジタルコンパスもヘッドセットへ組み込まれ得る。デジタルコンパスは適切に配置されると操作者の頭の方向を示すため、操作者の現在位置に対する角度を用いて方向を識別することが可能となる（即ち、“２時の方向に約６メートル（２０フィート）”）。また、運動センサ（図示せず）も送受信機へ組み込まれ得る。ある一定の期間、消防士が動かない場合、運動センサは自動的に報告することが可能である。運動センサと同じ効果を有するように、押しボタンが組み込みまれることも可能である。助けを必要とする場合、消防士はボタンを押す。ボタンを押す動作は、主制御装置、例えば、ＩＣＣ １１１向けの一組のデータメッセージを生成する送受信機ソフトウェアへ送信される。主制御装置はこれらのメッセージを受信すると、どの消防士が助けを必要とするかと、その消防士の現在地点について、事故指揮装置に警告する。
【００２４】
次に、非常事態場面における上述のシステムの動作の一例について述べる。
各消火活動には即時防災隊員（ＲＩＣ）が配属される。消防士の消火活動中、ＲＩＣ隊は、誰かが救助される必要がある場合に備えている。いずれかの消防士又はグループが、呼ばれたときに応答しない場合、又は、助けを求めた場合、ＲＩＣは行動に移り、救助活動に入る。ＲＩＣは消防士の救助に移る前に、救助対象の消防士がその時点で位置する場所を最初に確認する必要がある。現在実施されている手順では、最初にＲＩＣは助けの必要な消防士の最新の既知の位置に進み、そこから捜索を開始する。火災が多階層の建物内で発生しているとき、成功の１つの重要な要素は、捜索を開始するべき正しいフロアを迅速に識別する能力である。
【００２５】
建物構造において知られているように、現代の多階層の建物は鉄筋で補強されたコンクリートのフロアを有するが、古い建物は木材等、別の材料で作られたフロアを有する場合がある。無線エネルギの吸収は電波がコンクリートを通過する時の方が大きく、木製の板を通過する時は、それほど大きくない。その結果、コンクリートフロアの建物では電波は数フロアしか貫通しないが、木製フロアの建物では多くのフロアを貫通することが可能である。
【００２６】
上述において簡単に説明したように、図１には、ＲＩＣ要員が階段吹抜け１０２（右）及びエレベータ１０４（左）に沿って進んでいる、進行中の救助活動を示す。状況に応じて、ＲＩＣは階段及びエレベータを用いて、多くのフロアにて建物にアクセスし得る。示すように、無線フロア指示ルータ（ＦＩＲ）１０６は、各フロアにおいて、階段吹抜け１０２内や、エレベーターシャフト１０４の傍に存在する。信号はフロアや壁を通過するときにエネルギを失うことから、ＦＩＲ １０６は、ＦＩＲ １０６と同じフロアにいない消防士と通信を行うことが不可能な場合がある。
【００２７】
ＲＩＣ救助隊は、最初に火災現場に到着すると各フロアに１つのルータを配備する。これによって、ＲＩＣは非常事態が宣言された時点からわずか数秒で特定の消防士の位置するフロア番号を見出すことが可能である。全てのＦＩＲ １０６が可能な限り垂直線に近く配置される必要がある。このことは、木製フロアを備えた建物内の階段吹抜けの同じ角にルータを配置することによって、又は金属若しくはコンクリートのフロアを備えた建物内では、階段の手すりにルータを吊るすことによって実現し得る。１つ以上のエレベーターシャフトを有する高い建物では、ＦＩＲ １０６はエレベータが上方に移動するときにエレベータから配備され得る。即ち、エレベータが各フロアに停止するとき、ＦＩＲ １０６をエレベータドアの近くに配備して、全てのＦＩＲ １０６を可能な限り真っ直ぐな垂直線内に確実に配置し得る。
【００２８】
次に述べるように、フロア番号は、本発明の一実施形態による飛行時間（ＴＯＦ）及び受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）のデータを用いて求められる。
建物内の無線信号の伝搬は多数の反射による影響を受け、無線ＦＩＲ １０６とＭＴを用いる消防士との間の正しい距離の決定はほとんど不可能となる。また、建物内の無線信号の伝搬は、電波がフロア及び壁を通過するときの大きなエネルギ吸収による影響を受ける。この吸収のレベルは構造物の厚さ及び組成に応じて異なる。鉄筋で補強されたコンクリートの壁やフロアの吸収レベルは高く、木製の壁又はドライウォールの電波エネルギに対する影響は小さい。媒体は均質ではないため、ＲＳＳＩに基づく消防士と無線ルータとの間の厳密な距離の計算は、ほとんど不可能である。
【００２９】
本明細書に記載の本発明の実施形態によるシステム及び方法では、消防士の位置するフロアを識別するためにＴＯＦ及びＲＳＳＩの両方を用いる。全てのルータから受信されるＲＳＳＩ及びＴＯＦの値は、フロア番号の評価に用いられる前にフィルタ処理される。ＲＳＳＩ及びＴＯＦのデータは消防士までの正しい距離を示さない場合があるが、フィルタ処理されたデータを比較して、最小のＴＯＦ及び最良のＲＳＳＩを対象の移動体装置に同時に提供するＦＩＲが位置するフロアを求めることが可能である。
【００３０】
図４〜７に記載のフローチャートに示す動作では、各フロアに点数を設定し、最も良い点数のフロアを選択するための手法を提供する。同じ手法が、ＴＯＦ及びＲＳＳＩのデータと一致する点数を設定するために用いられる。即ち、この手法では、最初に、移動体端末１１６と、移動体端末１１６の受信可能な信号を送信するＦＩＲ １０６との間で実施された測定の数でＴＯＦを除算して、その最小の値（又はＲＳＳＩの最小の絶対値）を捜す。重み付けされたＴＯＦの最小の値を与えるＦＩＲ １０６は、ＭＴ １１６の位置する可能性が最も高いフロアを表し、その点数は最大値に設定される。残りのフロアからのＴＯＦを測定の数で除算した最小の値を再度検索することによって、次に可能性が高いフロアが求められる。この方法は、全てのフロアが検索され、各フロアに点数が割り当てられるまで適用される。２つのフロアに対し求められた検索値がほとんど等しい（例えば、それらの互いの値の差異が５％以内である）場合、２つのフロアの点数は等しく設定される。ＲＳＳＩ及びＴＯＦに基づき各フロアの点数を計算した後、ＲＳＳＩ及びＴＯＦの点数の両方を加算することによって、総点数が計算される。最大の点数に合致するフロアが、消防士の位置するフロアとして指定される。
【００３１】
図４〜７に示すフロア識別のアルゴリズムは、リアルタイムで機能する。上述のように、各消防士は自身の装備の一部として加入者装置（即ち、ＭＴ １１６）を有する。事故指揮官、例えば、上位の火災隊長又は責任者は、上述のＭＥＡ事故命令操作卓１１１等のコンピュータを有する。このコンピュータは、例えば、図８〜１９に示すように、各消防士の位置を継続的に表示する。
【００３２】
なお、各ＭＴ １１６は通信を行い得る全ての無線ルータ（即ち、ＦＩＲ １０６）と範囲メッセージ（ｒａｎｇｅ ｍｅｓｓａｇｅ）を交換する。ＭＴ １１６は、そのブロードキャスト範囲内にあるＦＩＲ １０６の一覧を決定すると、ＦＩＲ １０６の一覧、それらのＦＩＲの各々に対するＴＯＦ、及び伝搬範囲内にある各ＦＩＲ １０６からの受信信号のＲＳＳＩを含む情報（例えば、データパケット）を事故指揮装置コンピュータ（ＩＣＣ）１１１に送信する。ＩＣＣ １１１は、上述の命令操作卓１１０に配置され得る。ＩＣＣ １１１は、アドホックネットワークのマルチホップ機能によって、ＦＩＲ １０６及びＭＴ １１６からデータを受信し、フロア番号の計算を実行し、各消防士の位置するフロア番号を表示する。ＧＵＩ出力を伴うリアルタイム処理には、３つの異なる構成要素、即ち、初期化、データ収集、及びＧＵＩ更新による計算が必要である。
【００３３】
ＩＣＣ １１１が開始されると、初期化動作が実行される。初期化動作の一例を図４に示す。
初期化では、ステップ１０００にて建物１００におけるフロアの数（ｎＦｌｏｏｒｓ）及び階段吹抜けの数（ｎＳｔａｉｒｓ）が設定される。同様に、フロア番号の計算に厳密には関連しない他の情報が設定されるが、ここでは提示しない。ステップ１０１０，１０２０，１０３０，１０４０にて、変数Ｃｏｕｎｔ，ＴＯＦ，ＲＳＳＩ，ＦＩＲＩＤの値が全て消去される（即ち、ゼロに設定される。ただし、ＦＩＲＩＤは文字変数であるため、空白に設定される）。ステップ１０５０にて、初期化プロセスは終了する。
【００３４】
ＭＴ １１６は、利用可能なデータを有するとき、ＩＣＣ １１１にデータパケットを転送する。従って、データが受信されると、図５に示すデータ収集タスクが起動される。動作の進行に関してＩＣへ通知され続けるように、定期的にＩＣＣ ＧＵＩを更新する必要がある。従って、フロア番号の計算に続き、定期的なタイマによって、ＧＵＩの更新が起動される。アプリケーションは、それ自体のデータ構造を維持する。このデータ構造は各々、ｎＦｌｏｏｒｓと同数の行と、ｎＳｔａｉｒｓと同数の列とを備える、４つの構成要素を有する。
【００３５】
次に、図４〜７に示す変数及び配列について、簡単に説明する。
ＦＩＲＩＤ（ＦＩＲ識別を表す）は、各ＦＩＲ １０６の識別子の配列である。各ＦＩＲ識別は、ＦＩＲの配備されたフロア番号と関連付けられている。これは、フロア上の位置にかかわらず、同じフロアに配備された全てのＦＩＲが行列の同じ行にあることを意味する。無線エネルギ吸収により、ＭＴ １１６が同じフロア上の全てのＦＩＲと通信を行うことは不可能な場合があるため、ＦＩＲＩＤテーブルの幾つかの位置は未使用のまま残ることがある。消防士が建物を動き回るにつれて、新たなＦＩＲ識別子がテーブルに追加されるが、古いＦＩＲ識別子は除去されない。
【００３６】
Ｃｏｕｎｔ行列は、ＳＤが各ＦＩＲに報告する範囲メッセージの数の計数値を含む。
ＲＳＳＩ及びＴＯＦのテーブルの構造は、ＦＩＲＩＤと同じである。これらのテーブルは、各ＦＩＲに対して記録されたＲＳＳＩ及びＴＯＦのフィルタ処理済みの値を含む。
【００３７】
図５のフローチャートには、データ収集関数を示す。関数名は、ＮｅｗＤａｔａであり、ＭＴから新たな組のデータが受信される毎に起動され、ステップ１１００にて開始する。関数ＮｅｗＤａｔａは、データの収集されたＦＩＲの識別を表すＦＩＲ、ＦＩＲに対する最新のＴＯＦを表すＦＩＲ＿ＴＯＦ、最新の受信メッセージのＲＳＳＩの絶対値を表すＦＩＲ＿ＲＳＳＩ、及びＦＩＲの配備されるフロア番号を表すＦＬＯＯＲ、の４つのパラメータを有する。
【００３８】
データ収集関数は、ＦＩＲＩＤテーブルのＦＬＯＯＲ行におけるＦＩＲ識別の位置を見出す。ステップ１１１０にて、このＦＩＲ識別が新たな識別と判断される場合、ステップ１１２０にて、この新たなＦＩＲ識別はテーブルの第１の空の位置に追加される。ステップ１１３０にて示すように、ＦＩＲｊはＦＬＯＯＲ行のＦＩＲ識別の列である。
【００３９】
ステップ１１４０，１１５０に示すように、最初に、ＴＯＦ及びＲＳＳＩの値はサイズＣｏｕｎｔの可変サイズ窓を用いてフィルタ処理される。ＭＴとＦＩＲとの間で交換されたメッセージの数が所定の値ＭＡＸ＿ＩＴより大きくなったとき、フィルタは１／（ＭＡＸ＿ＩＴ＋１）のレートを有する無限入力フィルタ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｎｐｕｔ Ｆｉｌｔｅｒ）に変わる。示すように、この効果は、ステップ１１６０，１１７０によってＣｏｕｎｔテーブルの値がＭＡＸ＿ＩＴより大きくならないように制限することによって達成される。
【００４０】
このフローチャートのステップ１１８０では、余りにも以前に収集されたデータをアルゴリズムが“忘却する”ことが保証される。そのような“忘却性”が必要とされるのは、消防士が１つのＦＩＲから離れて別のＦＩＲに接近すると、収集されたＴＯＦ及びＲＳＳＩの値が消防士の新しい位置に従って変化し得るためである。アルゴリズムはＦＯＲＧＥＴ係数の値に応じて早く又は遅く忘却する。ＦＯＲＧＥＴ係数は常に０〜１の数である。ＦＯＲＧＥＴ係数が０の場合、アルゴリズムは何も思い出さない。ＦＯＲＧＥＴ係数が１の場合、アルゴリズムは全てを思い出す。本出願では、最も普通の値は０．９９又は０．９９９であり、ＦＩＲからのデータ収集頻度に依存する。次いでステップ１１９０にて、データ収集プロセスは終了する。
【００４１】
図６のフローチャートには、消防士のフロア番号を計算するための関数ＧｅｔＦｌｏｏｒＮｕｍｂｅｒを示す。この関数はステップ１２００にて開始し、フロアの数ｎＦｌｏｏｒｓと同数の要素を有する２つのローカル整数配列を用いる。この関数はステップ１２１０にてＲＳＳＩｓｃｏｒｅを、ステップ１２２０にてＴＯＦｓｃｏｒｅを計算するため、関数ＧｅｔＳｃｏｒｅを２回、呼び出す。点数を組み合わせることによって、可能性のあるフロアに関し、独立した各々の判断基準よりも正確な推定が提供される。測定では、建物内の反射のため、ＴＯＦは３０メートル程の誤差の影響を受けた。フロア間の距離が３〜６メートルであることを考慮すると、３０メートルの誤差はフロア番号推定の誤差が５〜１０フロアであることを意味する。ＲＳＳＩは、ＦＩＲからＭＴが受信する信号の強度を示す。全てのＦＩＲは同じパワーで送信しているが、各部屋（ｓｔｏｒｅ）の仕切が異なるため、またフロアの吸収は壁の吸収と大きく異なるという事実のため、各信号の経路長は異なる。更に、ＭＴと、そのＭＴが通信を行うＦＩＲとの間の壁の数は、各フロアの仕切方法に応じて異なるため、ＦＩＲ毎に異なる。この理由から、ＲＳＳＩ情報自体は、フロア番号を求めるために用いることは不可能である。従って、このアルゴリズムでは、各フロアの点数を計算し、次いで、両方の判断基準を用いて最高の加算点を与えるフロアを選択する。試験では、結果は極めて正確であった。このフローチャートのステップ１２３０では、各フロアのＴＯＦ点数にＲＳＳＩ点数を加算することによって計算された最高点数に基づき、フロア番号を求める。ステップ１２４０にて、処理は終了する。
【００４２】
図７には、関数ＧｅｔＳｃｏｒｅのフローチャートの一例を示す。この関数は、上述の図６のステップ１２１０，１２２０にて、ＲＳＳＩ及びＲＳＳＩｓｃｏｒｅを、次いでＴＯＦ及びＴＯＦｓｃｏｒｅをパラメータとして呼び出される。この関数は、各判断基準に従って各フロアの点数を計算する。
【００４３】
この関数は、ステップ１３００の開始後、ステップ１３１０にて全てのＳｃｏｒｅ値をゼロに設定することによって開始され、次いでステップ１３２０にて、一時記憶ｔｅｍｐへＤａｔａ（ＲＳＳＩ又はＴＯＦ）のコピーを作成する。またステップ１３３０にて、最新のＶａｌ（ｌａｓｔＶａｌ）及びＬｅｖｅｌが初期化される。変数Ｌｅｖｅｌの値は重要ではないが、ＲＳＳＩ及びＴＯＦの両方に対して同じである必要がある。
【００４４】
この関数には、判断基準（ＲＳＳＩ又はＴＯＦ）が最良の値を有するフロアを特定するループが含まれる。ステップ１３４０にてフロアが求められると、同じフロアの他の全てのデータは無視され、次のフロアが識別される。ステップ１３５０にて、識別を必要とするフロアが残っていると判断される限り、この関数は継続する。しかしながら、そのようなフロアが残っていない場合、ステップ１３６０にて、この関数は終了する。
【００４５】
アルゴリズムの実行中、ステップ１３７０にて、ｔｅｍｐの内容が破棄される。この理由から、ステップ１３２０にて、Ｄａｔａの内容をｔｅｍｐへコピーした。
２つのフロアの値の差異が５％未満である場合、ステップ１３８０，１３９０，１４００に示すように、変数Ｌｅｖｅｌに対して同じ値を維持することによって、２つのフロアは同じＳｃｏｒｅを受信する。値が異なる場合、ステップ１４２０にて各フロアが求められるに従ってＬｅｖｅｌの値が減少するため、各フロアに関する点数は異なる。ステップ１４１０にて、ｌａｓｔＶａｌは以前のｍｉｎＶａｌの値を示す。ｍｉｎＶａｌは、判断基準の最小値である。各フロアに対する最小値が求められ、それらの最小値を並び替えた結果に従って点数が設定されると、同じ結果が得られる。
【００４６】
上述のように、図８〜１９には、上述の手法で決定される消防士の位置に基づき、ＩＣＣによって生成される表示画面の例を示す。例えば、図８には消防士が建物に入る前の初期表示ウィンドウを示し、図９には、表示ウィンドウ上に表示され、異なる種類の要員及び条件を表す記号を示すように“凡例タブ”の拡張された、初期表示ウィンドウを示す。図１０には、各フロアにＦＩＲの配備されている建物の４つの階の表示を示し、図１１には、大隊指揮官が中間準備フロアに入ったことを示す記号（隊長のバー）を示す。欧州のフロア番号付けの慣習を用いると、この中間準備フロアは建物のボトムフロア、即ち、“フロア０”である。図１２には、梯子ユニットが建物のフロア２に入ったことを示し、図１３には、そのフロア２の梯子ユニットの要員３人の詳細（即ち、隊長１人と消防士２人）を示す。図１４にはフロア２の拡張された表示図を示し、図１５にはフロア２の警報状態を示し、図１６には、その警報が確認されたことを示す。図１７には、選択された要員（この例では、隊長）の詳細と、隊長から最も近いＦＩＲ １０６への距離とを示す。この例では、隊長は“Ａ”で表されるＦＩＲ １０６から約０．８８メートル（２．９フィート）に位置する。図１８には、ＦＩＲ（この場合、２Ｃで表されるＦＩＲ）が信号を失うときの表示の一例を示す。ＦＩＲが信号を失うことは、ＦＩＲが損傷を受けたか又は壊れた可能性があることを意味する。図１９には、多フロア表示及び各フロアの要員の一例を示す。当然のことながら、任意の所望の形式で情報を表示するように、このシステムを修正することが可能である。
【００４７】
また、図２０にはＩＣＣ １１１によって生成される表示画面の一例を示す。この表示画面は、図８〜１９に示す画面に表示されている建物のフロアの平面図２００と、ＩＣＣ １１１のユーザによって指定されるフロア上の複数の関心領域２０２−１，２０２−２とを示している。本発明の一実施形態に基づき、システムは、いずれかの資産（例えば、消防士）が所望の期間より長く、それらの領域２０２−１又は２０２−２のいずれかに留まっているか否かを判断することが可能である。詳細には、表示を生成するためのＩＣＣ １１１に関連するグラフィカルユーザインタフェース及びＡｃｔｉｖｅＸコントロールによって、ユーザが、例えば、マウス及びキーパッドのうちの１つ以上又は他の操作手段を用いて、有限領域（例えば、領域２０２−１又は２０２−２）を各々画定する多角形を描き、１つ以上の領域２０２−１又は２０２−２を表示上に画定することが可能となる。２つの領域２０２−１，２０２−２のみを示したが、ユーザは各々任意の所望のサイズを有する任意の所望の数の領域を指定することが可能である。ＡｃｔｉｖｅＸコントロールは、表示上に示される資産２０４−１〜２０４−５（例えば、上述の消防士）の位置を、指定される１つ以上の領域２０２−１，２０２−２の位置と関連付ける。
【００４８】
追跡対象資産（例えば、資産２０４−１）が、指定される領域（例えば、領域２０２−１）に入ると、ＩＣＣ １１１のコントローラはタイマを起動する。資産２０４−１がユーザの設定可能な所定のしきい値時間（例えば、数分又は任意の所望の長さの時間）より長い時間、領域２０２−１に留まっている場合、ＩＣＣ １１１のコントローラは、追跡対象資産２０４−１と、追跡対象資産２０４−１に関連する任意の属性とのうちの１つ以上や、領域２０２−１内における資産２０４−１の位置を識別する警報を生成する。なお、ＩＣＣ １１１のコントローラは、それぞれの資産２０４−１〜２０４−５が、それぞれの指定される領域２０２−１，２０２−２のいずれかに留まるそれぞれの時間を追跡し続ける。また、領域２０２−１，２０２−２が重なり合うこともあり、ユーザはそれぞれの領域２０２−１，２０２−１の各々に対し、それぞれ同じ時間しきい値を設定することも異なる時間しきい値を設定することも可能である。
【００４９】
要約すると、本発明のこの態様に基づき、追跡対象資産が指定領域に入ると、タイマが起動される。このタイマは資産及び領域に関連する。資産が領域内に位置し、かつ、タイマのタイムアウトが検出される場合、警報が生成される。資産が領域を出ると、この資産及び領域に関連したそれぞれのタイマはその初期値にリセットされる。上述のように、本発明のこの態様は、上述の位置特定システム機能と共に消火活動に用いることが可能であり、指定領域内において所望の期間の資産追跡が必要な任意の他の種類の場面に用いることが可能である。
【００５０】
上述の本発明の実施形態において、本システム及び方法は、移動ネットワーク構成員の正確な位置を提供し、活動中の隊の構成員間での音声交信を可能とする。本発明の代表的な幾つかの実施形態についてのみ詳細に述べたが、これらの代表的な実施形態において、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく多くの修正が可能であることが、当業者には容易に認識されるであろう。従って、そのような修正は全て、本発明の範囲内に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態によるシステムの無線ルータを備える建物の概略図。
【図２】図１に示すシステムに用いられる無線ルータの構成要素の一例を示すブロック図。
【図３】図１に示す建物内で消防士が用い得る移動体端末の構成要素の一例を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施形態による図１に示すシステムにおいて移動体端末の位置を識別するために実施される初期化動作の一例を示すフローチャート。
【図５】本発明の一実施形態による図１に示すシステムにおいて移動体端末の位置を識別するために実施されるデータ収集動作の一例を示すフローチャート。
【図６】本発明の一実施形態による図１に示すシステムにおいて移動体端末の位置を識別するために実施されるフロア番号計算動作の一例を示すフローチャート。
【図７】本発明の一実施形態による図１に示すシステムにおいて移動体端末の位置を識別するために実施されるフロア記録動作の一例を示すフローチャート。
【図８】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図９】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１０】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１１】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１２】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１３】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１４】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１５】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１６】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１７】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１８】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図１９】図１〜７に示す本発明の実施形態により決定される消防士の位置に基づき、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成される表示画面の例を示す図。
【図２０】図１〜７において実証された本発明の一実施形態により、いずれかの消防士が所望の期間より長くそれらの領域のいずれかに留まっているか否かをシステムが判断することが可能であるように、図８〜１９に示す画面に表示される建物のフロアと、そのフロアにおいてユーザの指定する複数の関心領域との平面図を示す、事故指揮操作卓（ＩＣＣ）によって生成された表示画面の例を示す図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元多階層構造物における動きを監視するための方法であって、
三次元多階層構造物に複数の移動体無線遠隔端末を配備する端末配備工程と、
三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を決定する位置決定工程と、
三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を示すインジケータを生成するインジケータ生成工程と、
三次元多階層構造物の１つ以上の領域を指定するようにインジケータを修正するインジケータ修正工程と、
いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっている場合、警報を生成する端末監視工程と、からなる方法。
【請求項２】
インジケータは三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を示す表示を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
インジケータ修正工程はユーザが前記領域のうちの複数の領域を指定するように表示を修正することを可能とする工程を含むことと、
端末監視工程は、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっている場合、警報を生成することと、を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
それぞれの領域のうちの幾つかは重なり合う請求項３に記載の方法。
【請求項５】
それぞれの所望の期間のうちの少なくとも幾つかは、異なるそれぞれの前記領域に対して異なる請求項３に記載の方法。
【請求項６】
各々の移動体無線遠隔端末は無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワークにおいて通信を行うように構成されていることと、
三次元多階層構造物に複数の無線ルータを配備する工程と、各々の無線ルータは無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワークにおいて通信を行うように構成されていることと、
各々の移動体無線遠隔端末がその移動体無線遠隔端末のブロードキャスト範囲内の任意のルータと信号を交換し、同信号に基づき、三次元多階層構造物におけるその移動体無線遠隔端末の位置を決定するように、各々の移動体無線遠隔端末を制御する工程と、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
移動体無線遠隔端末のうちの少なくとも幾つかを操作して、少なくとも音声データを互いに通信させる工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
三次元多階層構造物における動きを監視するためのシステムであって、
三次元多階層構造物に配備するように構成されている複数の移動体無線遠隔端末と、
三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を決定し、三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を示すインジケータを生成し、三次元多階層構造物の１つ以上の領域を指定するようにインジケータを修正し、いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっている場合、警報を生成するように構成されている監視ユニットと、からなるシステム。
【請求項９】
インジケータは三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を示す表示を含む請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
監視ユニットは、ユーザが前記領域のうちの複数の領域を指定するように表示を修正することを可能とし、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっている場合、警報を生成するように構成されていることを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
それぞれの領域のうちの幾つかは重なり合う請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
それぞれの所望の期間のうちの少なくとも幾つかは、異なるそれぞれの前記領域に対して異なる請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
各々の移動体無線遠隔端末は無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワークにおいて通信を行うように構成されていることと、
三次元多階層構造物に配備するように構成されている複数の無線ルータと、各々の無線ルータは無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワークにおいて通信を行うように構成されていることと、
各々の移動体無線遠隔端末はその移動体無線遠隔端末のブロードキャスト範囲内の任意のルータと信号を交換し、同信号に基づき、三次元多階層構造物におけるその移動体無線遠隔端末の位置を決定することと、を含む請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
移動体無線遠隔端末のうちの少なくとも幾つかは送受信機を備え、他の移動体無線遠隔端末と少なくとも音声データを通信するように構成されている請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
三次元多階層構造物における１つ以上の移動体無線遠隔端末の動きを監視するための監視ユニットであって、
三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を決定するように構成されているコントローラと、
コントローラの制御下において、三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末の位置を示し、三次元多階層構造物の１つ以上の領域を指定するようにインジケータを修正し、移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっているか否かを監視し、移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっている場合、警報を生成するように構成されている位置インジケータと、からなる監視ユニット。
【請求項１６】
インジケータは三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末の位置を示す表示を含む請求項１５に記載の監視ユニット。
【請求項１７】
位置インジケータは、コントローラの制御下において、ユーザが前記領域のうちの複数の領域を指定するように表示を修正することを可能とし、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっている場合、警報を生成するように構成されていることを含む、請求項１６に記載の監視ユニット。
【請求項１８】
それぞれの領域のうちの幾つかは重なり合う請求項１７に記載の監視ユニット。
【請求項１９】
それぞれの所望の期間のうちの少なくとも幾つかは、異なるそれぞれの前記領域に対して異なる請求項１７に記載の監視ユニット。
【請求項２０】
監視ユニットは複数の無線端末の動きを監視することと、
コントローラは三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を決定するように構成されていることと、
位置インジケータは、コントローラの制御下において、三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を示し、三次元多階層構造物の１つ以上の領域を指定するようにインジケータを修正し、いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっている場合、警報を生成するように構成されていることと、を含む請求項１５に記載の監視ユニット。
【請求項１】
三次元多階層構造物における動きを監視するための方法であって、
三次元多階層構造物に複数の移動体無線遠隔端末を配備する端末配備工程と、
三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を決定する位置決定工程と、
三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を示すインジケータを生成するインジケータ生成工程と、
三次元多階層構造物の１つ以上の領域を指定するようにインジケータを修正するインジケータ修正工程と、
いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっている場合、警報を生成する端末監視工程と、からなる方法。
【請求項２】
インジケータは三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を示す表示を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
インジケータ修正工程はユーザが前記領域のうちの複数の領域を指定するように表示を修正することを可能とする工程を含むことと、
端末監視工程は、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっている場合、警報を生成することと、を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
それぞれの領域のうちの幾つかは重なり合う請求項３に記載の方法。
【請求項５】
それぞれの所望の期間のうちの少なくとも幾つかは、異なるそれぞれの前記領域に対して異なる請求項３に記載の方法。
【請求項６】
各々の移動体無線遠隔端末は無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワークにおいて通信を行うように構成されていることと、
三次元多階層構造物に複数の無線ルータを配備する工程と、各々の無線ルータは無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワークにおいて通信を行うように構成されていることと、
各々の移動体無線遠隔端末がその移動体無線遠隔端末のブロードキャスト範囲内の任意のルータと信号を交換し、同信号に基づき、三次元多階層構造物におけるその移動体無線遠隔端末の位置を決定するように、各々の移動体無線遠隔端末を制御する工程と、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
移動体無線遠隔端末のうちの少なくとも幾つかを操作して、少なくとも音声データを互いに通信させる工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
三次元多階層構造物における動きを監視するためのシステムであって、
三次元多階層構造物に配備するように構成されている複数の移動体無線遠隔端末と、
三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を決定し、三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を示すインジケータを生成し、三次元多階層構造物の１つ以上の領域を指定するようにインジケータを修正し、いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっている場合、警報を生成するように構成されている監視ユニットと、からなるシステム。
【請求項９】
インジケータは三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を示す表示を含む請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
監視ユニットは、ユーザが前記領域のうちの複数の領域を指定するように表示を修正することを可能とし、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっている場合、警報を生成するように構成されていることを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
それぞれの領域のうちの幾つかは重なり合う請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
それぞれの所望の期間のうちの少なくとも幾つかは、異なるそれぞれの前記領域に対して異なる請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
各々の移動体無線遠隔端末は無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワークにおいて通信を行うように構成されていることと、
三次元多階層構造物に配備するように構成されている複数の無線ルータと、各々の無線ルータは無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワークにおいて通信を行うように構成されていることと、
各々の移動体無線遠隔端末はその移動体無線遠隔端末のブロードキャスト範囲内の任意のルータと信号を交換し、同信号に基づき、三次元多階層構造物におけるその移動体無線遠隔端末の位置を決定することと、を含む請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
移動体無線遠隔端末のうちの少なくとも幾つかは送受信機を備え、他の移動体無線遠隔端末と少なくとも音声データを通信するように構成されている請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
三次元多階層構造物における１つ以上の移動体無線遠隔端末の動きを監視するための監視ユニットであって、
三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を決定するように構成されているコントローラと、
コントローラの制御下において、三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末の位置を示し、三次元多階層構造物の１つ以上の領域を指定するようにインジケータを修正し、移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっているか否かを監視し、移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっている場合、警報を生成するように構成されている位置インジケータと、からなる監視ユニット。
【請求項１６】
インジケータは三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末の位置を示す表示を含む請求項１５に記載の監視ユニット。
【請求項１７】
位置インジケータは、コントローラの制御下において、ユーザが前記領域のうちの複数の領域を指定するように表示を修正することを可能とし、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末がユーザの指定するそれぞれの所望の期間より長く、それぞれの領域に留まっている場合、警報を生成するように構成されていることを含む、請求項１６に記載の監視ユニット。
【請求項１８】
それぞれの領域のうちの幾つかは重なり合う請求項１７に記載の監視ユニット。
【請求項１９】
それぞれの所望の期間のうちの少なくとも幾つかは、異なるそれぞれの前記領域に対して異なる請求項１７に記載の監視ユニット。
【請求項２０】
監視ユニットは複数の無線端末の動きを監視することと、
コントローラは三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を決定するように構成されていることと、
位置インジケータは、コントローラの制御下において、三次元多階層構造物における移動体無線遠隔端末のそれぞれの位置を示し、三次元多階層構造物の１つ以上の領域を指定するようにインジケータを修正し、いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっているか否かを監視し、いずれかの移動体無線遠隔端末が所望の期間より長く同領域に留まっている場合、警報を生成するように構成されていることと、を含む請求項１５に記載の監視ユニット。
【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】
【公表番号】特表２００８−５０７８６６（Ｐ２００８−５０７８６６Ａ）
【公表日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５２０５７１（Ｐ２００７−５２０５７１）
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２４４２１
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０１００７１
【国際公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【出願人】（５０５４４８９８１）メッシュネットワークス インコーポレイテッド (24)
【氏名又は名称原語表記】ＭＥＳＨＮＥＴＷＯＲＫＳ，ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２４４２１
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０１００７１
【国際公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【出願人】（５０５４４８９８１）メッシュネットワークス インコーポレイテッド (24)
【氏名又は名称原語表記】ＭＥＳＨＮＥＴＷＯＲＫＳ，ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
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