GNSS受信機を活用した
インフラ設備位置情報の可視化

curl-X POST $TENANT_URL/inventory/managedObjects  
  -H "Authorization: Basic $CRED"  
  -H "Accept: application/json"  
  -H "Content-Type: application/json"  
  --data-raw '{"name":"$DEVICE Name", "c8y_IsDevice": {}}' 

Windows OSの場合

curl -XPOST $TENANT_URL/inventory/managedObjects 
-H "Authorization: Basic $CRED " 
-H "Accept: application/json" 
-H "Content-Type: application/json" 
--data-raw "{\"name\":\"$Device Name￥",\"c8y_IsDevice\":{}}" 

STEP3．docomo business SIGN®（アプリケーション接続）の設定

デバイスの送信先と、クラウド側の受け皿ができました。通常、デバイス側でバイナリデータやNMEAのような独自のテキストデータを出力する場合、Things Cloudが受け付ける通信プロトコルやJSON形式に合わせて変換する処理を「デバイス側に実装する」か、「クラウド側に変換用の中間サーバーを立てる」必要があります。さらに、クラウドへの認証処理や証明書管理の仕組みも必要になります。

今回は、この面倒な処理をすべてdocomo business SIGN®の「アプリケーション接続」機能に任せています。docomo business SIGN®のネットワーク側で、裏で以下のような処理を行ってくれます。

• プロトコルの解析・変換とルーティング
  GNSSデバイス固有の通信プロトコルを解析し、 設定に基づき適切な接続先（Things Cloud）へルーティングします。
• データフォーマットの変換
  Jinja2形式のデータ変換用テンプレートを用いて、必要な情報（緯度・経度など位置情報やセンサーデータ）を抽出し、Things Cloud向けのJSON構造へとフォーマット変換・整形します。
• 認証の代行処理
  Things Cloudへの認証処理を代行し、変換されたデータを閉域経由でセキュアに転送します。

つまり、デバイス側には一切手を加えず（従来の生データのままでOK）、自前で変換用インフラを立てることもなく、ネットワーク側で良きに計らってくれるのです。この機能を使えばデバイスやクラウドの改修コストや運用負担を大幅に下げられると感じました。

参考：こんな使い方も

今回使用したフォーマット変換機能ではJinja2形式で作成したデータ変換用テンプレートを使用します。
テンプレートを適用することで、デバイスが出力した生データや、解析後のデータをThings Cloudが解釈できるJSONなどの形式へ整形できます。たとえば、次のような変換ができます。

• デバイス固有の項目名をThings Cloud向けの項目名へ変更する
• 緯度、経度、時刻、速度など必要な項目を抽出する
• 不要な項目を削除する
• データ型やデータ構造を変更する
• 複数の値を組み合わせて新しい項目を生成する
• デバイスIDや固定値などの付加情報を追加する
• 転送先サービスが要求するJSON構造へ整形する

STEP4．電柱の位置情報測位

準備が整ったので、実際にオープンスカイ環境（見晴らしの良い場所）にある電柱へ出向き、測位を試みました。 検証では、Mobile GNSSデバイスを電柱の東西南北4方向に対し、「①電柱に接触させる」「②デバイス1個分離す」「③デバイス2個分離す」という3パターンで配置してみました。

電柱の位置情報を取得する

今回は電柱の位置を取得します。Mobile GNSSの電源を入れ、測位モードがFIX状態であることを確認し、下記写真のように電柱に接触させ、位置情報を取得します（FIX状態では0.25s間隔で、Mobile GNSS側面のLEDライトが青色に点滅しています。

4方向、3パターンで測位を試みた結果は下記表の通りとなりました。

※FIX解は一般的に数cm程度の測位誤差、Float解は数m程度の測位誤差で得られた位置測位結果です。

電柱との接触により、多くの衛星からMobile GNSSへの通信が遮蔽されたため、 「接触状態」において東方向・南方向にMobile GNSSを配置した際は、 FIX解を得られずFLOAT解状態の結果となりました。
一方で、電柱からデバイスをわずか1〜2個分（数センチ）離すだけで、全方向において数cmレベルの誤差に収まる「FIX解」を安定して取得することができました。（FIX状態になると、デバイス側面のLEDライトが青色に点滅して教えてくれます）。
※今回の検証ではオープンスカイ環境で晴天時に得られた結果です。実利用時の環境や天候により、結果が変化する可能性があります。

STEP5．測位した電柱の位置をThings Cloud上で確認する

測位したデータは、docomo business SIGN®のアプリケーション接続機能を経由して、 リアルタイムにThings Cloudへ転送されます。

Things Cloud上での位置確認

Things Cloudにログインし、画面右上のアイコンマークの隣にある アプリケーションスイッチャーマークから 【デバイス管理】を選択します。

デバイス管理画面に遷移後、【すべてのデバイス】を選択します。

今回は作成した【mobile-gnss-01】デバイスを選択します。

選択したデバイスの管理画面に遷移後、【追跡】の項目を押下します。

【追跡】に遷移後、画面右上の【過去一時間】から過去に位置情報を取得した期間を選択する。期間内に取得した位置情報やその軌跡を確認することができます。

今回取得した位置情報は下図のように確認することができます。赤丸で示した電柱の位置情報について、交差点の右下にあるようにThings Cloud上では確認することができます。
実際にGoogle MapでThings Cloudのマップ表示と同じ方向から該当の電柱の位置を確認すると、実際に交差点の右下に存在していることが確認できます。

交差点のどの角に物体が存在するかを特定できる精度で、取得した位置情報とその軌跡まで確認できました。

（おまけ）

今回は標準のマップ機能を利用しましたが、Things Cloudが提供する「Web SDK for Angular」を活用すれば、さらに業務に特化したUIを作ることも可能です。 例えば、「測位中のデバイスをマップ上で検索し、そこに『電柱001』といった任意の属性番号を入力して設備台帳として管理する」といったカスタムウィジェットも実装できます。