JP6699676B2

JP6699676B2 - サーバ装置、情報収集システム、およびプログラム

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Publication number: JP6699676B2
Application number: JP2018010751A
Authority: JP
Inventors: 亮吉大西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2038-01-25
Also published as: CN110083666A; JP2019128837A; US20190228644A1; CN110083666B

Description

本発明は、サーバ装置、情報収集システム、およびプログラムに関する。

近年、複数の端末から一様に情報を収集する技術が提案されている。特許文献１では、ユーザが許可する場合にユーザ端末のログ情報をサーバ装置が自動収集する技術が開示されている。特許文献２では、出版購読型ネットワークにおいて、受信メッセージの選択処理であるフィルタリングを複数設けることでサーバ装置が収集するコンテンツを削減している。

特開２００８−２４２８０５号公報特表２００５−５２１９５０号公報

Ｓ．Ｐｏｎｔａｒｅｌｌｉ，Ｍ．Ｏｔｔａｖｉ：ＥｒｒｏｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎｉｎＣｏｎｔｅｎｔＡｄｄｒｅｓｓａｂｌｅＭｅｍｏｒｉｅｓｂｙＵｓｉｎｇＢｌｏｏｍＦｉｌｔｅｒｓ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒｓ，ｖｏｌ．６２，ｎｏ．６，ｐｐ．１１１１−１１２６（２０１３）

また、車両から複数種類のデータ（画像）を集めて、ある領域内の地図を生成する技術がある。ここで、特許文献１および２の情報収集技術を適用する場合、複数の車両からデータを一様に収集してしまうためデータの重複が生じる。よって、同一のデータが大量に送信されることにより、通信量やサーバ装置が取得するデータ量が増大してしまうという課題があった。

そこで、本発明は、複数の端末で同一とみなせるコンテンツを保有する可能性ある場合に、目標とするコンテンツを効率よく収集する技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、サーバ装置は効果的なタイミングで情報要求を発行する。以下、サーバ装置が重複を許して取得するコンテンツ数を取得数と称し、複数種類のコンテンツのうちサーバ装置が収集済のコンテンツの種類数を収集数、コンテンツの種類数に対する収集数の比を収集率と称する。

上述のようにデータ収集を行うと、コンテンツの取得開始直後は収集率（収集数／コンテンツの種類数）が増加するが、コンテンツの取得数が増加するにつれて収集率の増加は鈍化する（所謂、絵合わせ問題である）。そこで、サーバ装置は効果的なタイミングで欲しい情報を端末に伝え、欲しい情報のみ受信することで収集効率を上昇させる。なお、コンテンツの目標収集率は１００％（全種類）でもよく、例えば９０％としてもよい。

本発明の第一の態様は、
複数の端末が取得する、重複するデータを含む複数種類のデータを収集するサーバ装置
であって、
１つまたは複数の必要なデータの属性が記述される情報要求を発行する発行手段と、
各端末が取得するデータを受信するデータ受信手段と、
前記情報要求の発行（情報取得の開始指示）の後に、前記複数種類のデータのうち前記サーバ装置が未取得のデータを要求する新たな情報要求を発行（欲しい情報を要求する指示）するタイミングを含む計画を求める計画作成手段と、
を有し、
前記発行手段は、前記計画に応じて情報要求を発行する、
ことを特徴とするサーバ装置である。

このような構成によれば、サーバ装置は、新たな情報要求後に未取得のデータのみを取得することで、効率よくデータを収集することができる。なお、情報要求のタイミングは特に限定されない。また、情報要求は複数回行われても良い。

情報要求は、サーバ装置から直接または間接的に端末にデータ収集を求めるものである。また、新たな情報要求は、サーバ装置が欲しい情報を端末に示すものであってもよく、不要な情報（例えば、サーバ装置が取得済の情報）を端末に示すものであってもよい。

本態様において、前記計画作成手段は、前記サーバ装置が収集するデータの種類数が所定の目標数に達するために必要なデータの取得数の予測値が最小となるように、前記新たな情報要求を発行するタイミングを求めることができる。発行タイミングは、収集率と正規化した取得数との関係式を用いてソルバーによって求められるが、近似式を用いて解析的に求められてもよい。例えば、マクローリン展開でｍ次近似して微分方程式を解くことにより求められてもよい。具体的には、本態様において、前記計画作成手段は、前回の情報要求から前記新たな情報要求を発行するまでに前記サーバ装置が収集するデータの取得数を、前回の情報要求時に未取得であるデータの種類数で除算して得られる値が以下のａとなるタイミングで前記新たな情報要求を発行してもよい。
ａ＝−｛ｌｎ（１−ｙ／ｎ）｝／２
ここで、ｙは前記所定の目標数と前回の情報要求時に収集済であるデータの収集数との差、ｎは前回の情報要求時に未取得であるデータの種類数である。なお、新たな要求発行のタイミングは、上述の予測値が最小となるようなタイミングに限定されず、目標収集率に達するためのデータの取得数の予測値が新たな要求発行を行わない場合の取得数の予測値と比較して小さくなればよい。

本態様において、前記計画作成手段は、情報要求の後に前記新たな情報要求を発行するタイミングを求める処理を繰り返し実行して情報要求を発行するタイミングを複数求め、前記発行手段は、それぞれの前記複数のタイミングにおいて前記新たな情報要求を発行することができる。なお、情報要求のタイミングは、予め複数回要求することを想定して求められてもよく、取得状況に応じて求められてもよい。

本態様において、前記計画作成手段は、前記新たな情報要求を行い前記予測値が小さくなることによる効用が、前記新たな情報要求の発行に要するコストよりも小さくなるまで、繰り返し前記情報要求を発行するタイミングを求める。

効用は、新たな情報要求によって削減されるデータ取得数に基づくものであって、例えば、削減されるデータの通信量、記憶容量または取得に要する処理時間である。コストは、新たな情報要求に基づくものであって、例えば、情報要求に要する通信量、時間である。このような構成とすることで、サーバ装置は非効率な情報要求を行わないよう制御する。

本態様において、前記情報要求は、サーバ装置が取得済のデータの属性を示す情報としてもよい。なお、情報要求は、サーバ装置が未取得のデータの属性を示す情報でもよく、また、取得済または未取得のデータそのものであってもよい。

本態様において、前記サーバ装置が取得済のデータの属性を示す情報は、ＢｌｏｏｍＦｉｌｔｅｒを用いて示されてもよい。

ＢｌｏｏｍＦｉｌｔｅｒは、要素が集合の中に含まれるか否かを判定するために用いられるデータ構造である。ＢｌｏｏｍＦｉｌｔｅｒは所定のビット数で表され、保有情報のハッシュ値（ハッシュ関数により得られる値）のビット毎論理和（ＯＲ）で得られるフィルタである。ある情報のハッシュ値とフィルタとの論理積（ＡＮＤ）により変化する場合はその情報が保有情報に含まれないことが分かる。ここで、偽陽性（存在しないが存在すると判定すること）の問題があるが、ＢｌｏｏｍＦｉｌｔｅｒのビット数を情報数に応じて十分多く設けることで、偽陽性の発生率を抑えることができる（非特許文献１）。なお、データの属性を示す情報は上記に限定されず、例えば、ＣｏｕｎｔｉｎｇＦｉｌｔｅｒ等の情報でもよい。

例えば、本発明の一態様は、
上述のサーバ装置と、１つもしくは複数の端末とから構成され、各端末において取得されたデータをサーバ装置に収集する情報収集システムであって、
各端末は、
前記サーバ装置から発行される情報要求を受信する情報要求受信手段と、
前記データを取得するデータ取得手段と、
前記データを前記サーバ装置に送信する情報送信手段と、
を有し、
前記情報送信手段は、前記端末が前記サーバ装置より情報要求を受信する場合に、前記サーバ装置が必要とする情報を送信する、
ことを特徴とする情報収集システムである。

本態様において、各端末は、前記情報要求において要求されていないデータの取得を中止するとともに、当該データを記憶している場合に当該データを破棄することができる。このような構成とすることで、データ取得に要する端末のコストを軽減することができる。

本態様において、前記データは、地図データであって、
各端末は、複数の移動端末であり、前記地図データを取得してサーバ装置に送信することができる。

端末の一例として、移動端末（例えば、車）が挙げられ、移動端末が取得する道路の画像データから目的に応じた地図データが生成される。この場合のデータは、例えば、道路の種類、車線数または形状、歩行者の横断、対向車や先行車の有無、交通量（密度）、信号灯色の変化、天候または時間帯等の交通情報とすることができる。また、地図データの属性は、特に限定されないが位置情報であることが好ましい。これにより、位置情報の重複を抑制することでサーバ装置が取得する画像データの重複を抑制する。

また、本発明の一態様は、
複数の端末が取得する、重複するデータを含む複数種類のデータを収集するサーバ装置の情報収集方法であって、
１つまたは複数の必要なデータの属性が記述される情報要求を発行する発行ステップと、
各端末が取得するデータを受信するデータ受信ステップと、
前記情報要求の発行の後に、前記複数種類のデータのうち前記サーバ装置が未取得のデータを要求する新たな情報要求を発行するタイミングを含む計画を求める計画作成ステップと、
を有し、
前記発行ステップでは、前記計画に応じて情報要求を発行する、
ことを特徴とするサーバ装置の情報収集方法である。

また、本発明の一態様は、
上述のサーバ装置と、１つもしくは複数の端末とから構成され、各端末において取得されたデータをサーバ装置に収集する情報収集システムの情報収集方法であって、
各端末は、
前記サーバ装置から発行される情報要求を受信する情報要求受信ステップと、
前記データを取得するデータ取得ステップと、
前記データを前記サーバ装置に送信する情報送信ステップと、
を有し、
前記情報送信ステップでは、前記端末が前記サーバ装置より情報要求を受信する場合に、前記サーバ装置が必要とする情報を送信する、
ことを特徴とする情報収集システムの情報収集方法である。

また、本発明の一態様は、上記情報収集方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を含むサーバ装置および情報収集システムとして特定することができる。また、本発明は、情報収集方法として特定することもできる。また、本発明は、コンピュータに上記情報収集方法を実行させるプログラムとして特定することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。

本発明によれば、複数の端末で同一とみなせるコンテンツを保有する可能性ある場合に、目標とするコンテンツを効率よく収集することが可能となる。

図１は実施形態に係る情報収集システムのシステム概要図である。図２は実施形態に係るサーバ装置および端末の機能ブロック図である。図３は実施形態に係るサーバ装置の計画作成処理を示すフローチャートである。図４は実施形態に係るサーバ装置の要求発行のタイミングを算出する処理を示すフローチャートである。図５は実施形態に係るデータの正規化取得数と収集率の関係を示す図である。図６は実施形態に係る要求発行による効用の例を示す図である。図７は実施形態に係る要求発行による効用の例を示す図である。図８は実施形態に係る要求発行による効用の例を示す図である。図９は実施形態に係る繰り返し要求発行を行う例を示す図である。図１０は実施形態に係るサーバ装置の要求発行処理を示すフローチャートである。図１１は実施形態に係る要求発行に基づく効用の例を示す図である。

［実施形態］
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る情報収集システムは、サーバ装置が複数の車両（端末）から地図データ（画像）を収集するシステムである。図１は、本実施形態に係る情報収集システムのシステム概要図である。

＜概要＞
本実施形態では、サーバ装置１００は、端末２００に対して地図データの取得開始指示（情報要求発行）を行う。端末２００は、サーバ装置１００の取得指示に応じて地図データ（画像）を取得してサーバ装置１００へ送信する。そして、サーバ装置１００は、端末２００から送信される（複数種類の）地図データを収集してある領域内の地図を生成する。

ここで、サーバ装置１００は、ある程度データを取得したタイミングでサーバ装置１００が未取得のデータのみを送信するよう端末２００へ要求（新たな情報要求）を行う。新たな情報要求発行のタイミングは、前提条件から予め計画作成を行う（新たな情報要求の計画作成）。前提条件は、例えば、取得対象である地図データの種類数や目標収集率が挙げられる。そして、サーバ装置１００は当該計画に応じて新たな情報要求を行う。以下、本実施形態に係る情報収集システムのシステム構成、計画作成処理、要求発行処理、実施形態の適用例、本実施形態の有利な効果について順に説明する。

＜システム構成＞
本実施形態に係る収集システムは、ネットワークを介して通信可能なサーバ装置１００、複数の車両に搭載される端末２００（２００ａ，２００ｂ，２００ｃ）等から構成される（図１）。

（サーバ装置１００）
図２は、サーバ装置１００の機能ブロック図を示す。サーバ装置１００は、演算装置（プロセッサ）、メモリ、記憶装置、入出力装置等を含む情報処理装置（コンピュータ）である。記憶装置に格納されたプログラムをサーバ装置１００が実行することで、サーバ装置１００の、計画作成部１０１、要求発行部１０２、要求送信部１０３および情報受信部１０４等の機能が提供される。これらの機能の一部または全部は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの専用の論理回路により実装されてもよい。

ここで、情報要求は、サーバ装置１００から直接または間接的に端末２００に対してデータ取得を求める開始指示である。ここで、情報要求は、具体的には、データの属性を示す情報であって、地図データの場合は位置情報を属性とすることが好ましい。また、サーバ装置１００は、端末２００によって取得されるデータの受信数（取得数）に応じて、新たな情報要求を行う。新たな情報要求は、サーバ装置１００が欲しいデータ（未取得のデータ）を端末２００に要求する指示であり、複数回行うことができる。サーバ装置１００は、新たな情報要求を行い、位置情報の重複を抑制することでサーバ装置１００が取得する画像データの重複を抑制することが可能となる。

計画作成部１０１は、サーバ装置１００による情報要求を発行するタイミングを含む計画を作成する機能部である。計画作成部１０１は、前提条件（地図データの種類数、目標収集率など）から予め新たな情報要求の発行タイミングについて計画作成を行い、不図示の記憶部に結果を記録する。本実施形態では、計画作成部１０１は、最小の取得数（予測値）で所定の目標収集率に達するように新たな情報要求の発行タイミングを求める。計画作成部１０１の詳細については、後述の図４および図５のフローチャートを用いた処理説明において行う。なお、情報要求の発行タイミングは、上述の予測値が最小となる場合に
限定されない。例えば、計画作成部１０１は、所定の時間毎に情報要求を発行するよう計画作成してもよく、収集率が所定値に達したら情報要求を発行するよう計画作成してもよい。

要求発行部１０２は、上述の計画作成部１０１によって出力される計画（発行タイミング）および後述する累積取得数（サーバ装置１００が複数の端末２００から取得するデータ数）に応じて情報要求を発行する機能部である。具体的には、要求発行部１０２は、累積取得数が上記発行タイミングに達すると情報要求を発行する。本実施形態に係る情報要求には、サーバ装置１００が取得済のデータの属性が記述される。具体的には、要求発行部１０２は、ＢｌｏｏｍＦｉｌｔｅｒを用いて、取得済のデータの属性を示す。ＢｌｏｏｍＦｉｌｔｅｒは、要素が集合の中に含まれるかを判定するために用いられるデータ構造である。要求発行部１０２の詳細については、後述の図１０のフローチャートを用いた処理説明において行う。なお、本実施形態では、要求発行部１０２は予め作成される計画に基づいて要求発行するが、取得数や収集数に応じて要求発行タイミングを決定してもよい。例えば、要求発行部１０２は、所定時間毎の取得数に対する収集数の比が所定の閾値以下になる場合に情報要求を発行してもよい。また、情報要求は、上述のフィルタに限定されず、例えば、ＣｏｕｎｔｉｎｇＦｉｌｔｅｒ等の属性情報でもよい。

要求送信部１０３は、上述の情報要求の発行に応じて端末２００に要求を送信する機能部である。本実施形態では、対象の端末２００すべてに対して送信を行うが、特定の端末（例えば、特定地域内に位置する端末）に対してのみ送信を行ってもよい。なお、要求送信部１０３は、他のサーバ装置や端末等の装置を介して間接的に端末２００に要求を送信してもよい。

情報受信部１０４（データ受信手段）は、上述の要求に応じて端末２００によって取得および送信される地図データを受信する機能部である。本実施形態では、情報受信部１０４は、上述の地図データを受信するとともに、受信するデータ数（累積取得数）を算出して不図示の記憶部に記録する。

（端末２００）
図２は、端末２００の機能ブロック図を示す。端末２００は、演算装置（プロセッサ）、メモリ、記憶装置、入出力装置等を含む情報処理装置（コンピュータ）である。記憶装置に格納されたプログラムを異常検出装置が実行することで、要求受信部２０１、取得部２０２、情報送信部２０３等の機能が提供される。これらの機能の一部または全部は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの専用の論理回路により実装されてもよい。

本実施形態では、端末２００は、サーバ装置１００から上述の取得指示（情報要求）を受け付けることにより、地図データを取得する。そして、端末２００は、取得する地図データをサーバ装置１００へ送信する。また、端末２００は、上述の新たな情報要求を受け付けることにより、サーバ装置１００の要求するデータのみをサーバ装置１００へ送信する。なお、本実施形態では、端末２００は複数の車両に搭載される装置であるが、スマートフォンやウェアラブル端末等の装置を端末２００として用いて、上述の機能を提供してもよい。

要求受信部２０１（情報要求受信手段）は、サーバ装置１００から発行される情報要求を受信する機能部である。なお、要求受信部２０１は、他のサーバ装置や端末などの装置等を介して間接的にサーバ装置１００から要求を受信してもよい。

取得部２０２は、サーバ装置１００の情報要求に応じたデータを取得する機能部である。本実施形態では、取得部２０２は、車両に搭載される撮影装置を用いて白線等の交通情
報を取得する。取得されたデータは、端末２００が有する不図示の記憶部に記録される。

本実施形態では、取得部２０２は、上述の取得指示に応じて定期的に画像データを取得して要求されている画像データのみサーバ装置１００へ送信を行うが、要求されている画像データのみを取得してサーバ装置１００へ送信してもよい。この場合要求されている画像データは、要求されている場所の地図データを示す。

なお、要求受信部２０１が上述の新たな情報要求を受信する場合、取得部２０２は、当該情報要求においてサーバ装置１００が取得済のデータの取得を中止し、また既に当該データを記録している場合に当該データを破棄してもよい。また、交通情報は白線に限定されず、例えば、道路の種類、車線数または形状、歩行者の横断、対向車や先行車の有無、交通量（密度）、信号灯色の変化、天候または時間帯等の交通情報でもよい。なお、取得部２０２の取得するデータは交通情報に限定されない。

情報送信部２０３は、取得部２０２によって取得される情報をサーバ装置１００に送信する機能部である。本実施形態では、情報送信部２０３は、地図データを取得する度に情報送信を行うが、所定の間隔で送信してもよい。例えば、情報送信部２０３は、５分毎（所定の時間毎）や１ｋｍ走行毎（所定の走行距拒理毎）、１０データ取得する毎（所定のデータ取得数毎）に送信を行ってもよい。また、端末２００を搭載する車両を使用するユーザの指示に応じて情報を送信してもよい。なお、情報送信部２０３は、他のサーバ装置や他の端末等の装置を介して間接的にサーバ装置１００に情報を送信してもよい。

＜計画作成処理＞
図３を参照して、計画作成部１０１が行う処理を説明する。なお、フローチャートではそれぞれの処理が順次行われるように示してあるが、これらの処理は必ずしもこの順序で行われる必要はなく、異なる順序で実行したり、複数の処理と並列に実行してもよい。

ステップＳ１０１では、計画作成部１０１は、目標収集率（収集数／種類数）に達する時の取得数の予測値が最小となるように要求タイミングを算出する。算出処理の詳細については、後述の図４のフローチャートを用いた処理説明において行う。

ステップＳ１０２では、計画作成部１０１は、情報要求を発行することによる効用と発行に伴うコストを比較する。
効用は、新たな情報要求によって削減されるデータ取得数の予測値に基づいて算出される。具体的には、計画作成部１０１は、「取得データ１件のデータ量×取得数の削減量」で算出される値を効用とする。取得数の削減量は、新たな要求発行を行うことにより削減される目標収集率に達するまでの取得数（予測値）である。
コストは、新たな情報要求よって生じるにデータ通信量に基づいて算出される。具体的には、計画作成部１０１は、「情報要求のデータ量×端末２００の台数」で算出する値をコストとする。
情報要求における効用がコスト以上の場合（Ｓ１０２−ＹＥＳ）は、ステップＳ１０３に移行する。情報要求における効用がコストより小さい場合（Ｓ１０２−ＮＯ）は、計画作成部１０１は計画作成処理を終了する（つまり、それ以上の新たな要求発行は行わない）。これにより、サーバ装置１００は非効率な情報要求を行わないよう制御する。

ステップＳ１０３では、要求発行すべき取得数を不図示の記憶部に記録し、ステップＳ１０１へ移行する。計画作成部１０１は、効用がコストより小さくなるまで要求発行タイミングを繰り返し算出するよう計画を行うことで、より効率的に情報収集を行う。

≪要求発行タイミング算出処理（Ｓ１０１）≫
上述のＳ１０１の詳細について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１０１１では、計画作成部１０１は、収集率と正規化した取得数（以下、正規化取得数と称する。）との関係式を求める（式（１）〜式（４））。以下、情報の種類数をｎ、取得数をｘ、収集数をｙとする。また、データの出現率は一様であるとする。

まず、ｋ種類の情報を持っている状態から新たに１種類手に入れるために必要な取得数（回数）をＸ_ｋとすると、Ｘ_ｋがｍ（ｍ：１〜ｎ）となる確率Ｐ_ｍは、ｍ−１回失敗後に成功する確率であり以下の式（１）により表される。

次に、Ｘ_ｋの期待値Ｅ［Ｘ_ｋ］は以下の式（２）により求まる。

以上より、ｙ種類を手に入れるために必要な取得数の予測値ｘは、以下の式（３）で表される。

よって、ｎ種類から重複を許して、ｘ回取得した場合に収集する種類の予測値ｙを用いて、正規化取得数（ｘ／ｎ）と収集率（ｙ／ｎ）との関係式は、以下の式（４）の通り求まる。図５は、式（４）の関係式を表す図である。

図４のフローチャートに戻る。
ステップＳ１０１２では、計画作成部１０１は、目標収集率に達する時の正規化取得数の最小値を算出する。本実施形態では、目標収集率を０．９（９０％）として説明するが目標収集率は特に限定されず所定の値（所定の目標数）でもよい。図６〜図８は、それぞ
れ異なるタイミングで要求発行を行った結果を示す。図６は、情報要求を行わない場合と正規化取得数０．２のタイミングで情報要求を行った場合の正規化取得数を示す図である。図６では、目標収集率０．９に達する時の正規化取得数の予測値は、情報要求を行わない場合が２．３０であるのに対し、情報要求を行う場合は１．９５であることを示す。よって、目標収集率に達する正規化取得数の予測値が約０．４削減されている。同様に、図７では、正規化取得数０．６で情報要求を行った場合、目標収集率に達する正規化取得数の予測値は約０．８削減されることを示す。また、図８では、正規化取得数１．４で情報要求を行った場合、目標収集率に達する正規化取得数の予測値は約０．７削減されることを示す。

以上のように、情報要求を行うタイミングは、早い（正規化取得数が少ない状態）方がよいというわけではなく、遅い（正規化取得数が多い状態）方がよいというわけでもなく、最大の削減効果が得られるタイミングが存在する。サーバ装置１００は、このタイミングで情報要求を再発行することが望ましい。最大の削減効果が得られるタイミング、すなわち、予測値の最小は次の式（５）によって求められる。

ここで、ａは情報要求時の正規化取得数（ｘ／ｎ）、Ａは目標収集率に達した時の正規化取得数の予測値を示す（図９）。

目標収集率（ｙ／ｎ）が０．９である場合、上述の予測値Ａの最小値Ａ_ｍｉｎおよび上述の正規化取得数ａは、ソルバーの計算結果よりＡ_ｍｉｎ＝１．４７０、ａ＝０．８８３となる。よって、正規化取得数が０．８８３の時にサーバ装置１００が新たな情報要求を行うことで、取得数の予測値が最小となる。なお、計画作成部１０１は、近似式を用いて解析的に上述の正規化取得数ａを求めてもよい。例えば、上述の予測値Ａをマクローリン展開でｍ次近似して微分方程式ｄＡ／ｄａ＝０を解くことにより上述の正規化取得数ａを求めてもよい。具体的には、正規化取得数ａが以下の式（６）を満たすタイミングで新たな情報要求を発行してもよい。

なお、２回目以降の新たな情報要求を行う場合は、ｎを前回の情報要求時に未取得であるデータの種類数、ｙを所定の目標数と前回の情報要求時に収集済であるデータの収集数との差として上記と同様に求めればよい。この場合、正規化取得数ａが新たなｎで正規化されていること、およびａは前回の要求発行からの正規化取得数であることに留意する。

＜要求発行処理＞
図１０を参照して、要求発行部１０２が行う処理を説明する。なお、フローチャートではそれぞれの処理が順次行われるように示してあるが、これらの処理は必ずしもこの順序で行われる必要はなく、異なる順序で実行したり、複数の処理と並列に実行してもよい。

ステップＳ２０１では、要求発行部１０２は、不図示の記憶部を参照して上述の計画に基づいて情報要求を発行する。情報要求には、サーバ装置１００が取得済のデータの属性が含まれる。そして、要求送信部１０３は、要求発行部１０２によって発行される情報要求を端末２００へ送信する。これにより、サーバ装置１００は、未取得のデータ（欲しいデータ）を端末２００へ通知し、端末２００は上述の取得済データ以外のデータを送信することで、取得済データ（重複するデータ）の収集を抑制している。

ステップＳ２０２では、情報受信部１０４は、端末２００によって取得および送信される情報を受信する。また、情報受信部１０４は、内容の重複に関わらず受信するデータ数の総数である累積取得数を求める。

ステップＳ２０３では、要求発行部１０２は、記憶部に記録される計画を参照して、累積取得数が新たな要求発行のタイミングに達したか否かを判断する。要求発行部１０２は、発行タイミングに達したと判断する場合（Ｓ２０３−ＹＥＳ）は、ステップＳ２０１へ移行する。要求発行部１０２は、発行タイミングに達していないと判断する場合は、ステップＳ２０４へ移行する。

ステップＳ２０４では、要求発行部１０２は、計画の要求発行は全て終了したか否かを判断する。要求発行部１０２が終了していないと判断する場合（Ｓ２０４−ＮＯ）は、ステップＳ２０２へ移行する。要求発行部１０２が終了したと判断する場合（Ｓ２０４−ＹＥＳ）は、要求発行処理を終了する。

＜実施形態の適用例＞
上述の情報収集システムを都内の地図データの収集に適用した例を示す。また、地図データの種類数ｎは１２５０万件（都内約２５０００ｋｍの道路を２ｍ区切りの情報として収集）、１件のデータサイズは７．５ＭＢとする。さらに、端末２００は４０万台の車両（複数の移動端末）であり、目標収集率は、０．９（目標収集数：１１２５万件）とする。なお、１車両に対する情報要求として、２８ビットのＢｌｏｏｍＦｉｌｔｅｒを含む１．５ＫＢのデータ量が掛かるとすると、全車両に対する情報要求のコストは６００ＭＢ（１．５ＫＢ×４０万台）である。

図１１は、本実施形態に係る新たな要求発行に基づく効用の例を示す。この場合、目標収集率達成時の取得数の予測値は、新たな要求発行なし（０回）の場合は２８７８万件であるのに対して、新たな要求発行を１回行う場合は１８３８万件に削減されている。よって、新たな要求発行を１回行う場合、取得数の予測値の差分（削減分）は約１０４１万件である。同様に新たな情報要求を複数回行うことで取得数が削減される（効用が増加する）。

ここで、９回目の新たな情報要求における取得数の予測値の差分（削減分）は約７７件であり、１件のデータ量が７．５ＭＢであるため効用は約５８０ＭＢである。この場合、情報要求のコストである６００ＭＢより効用が小さくなる。よって、計画作成部１０１は、９回目の新たな情報要求は行わず、８回で終了するよう計画を行う。これにより、目標収集率を達成するための取得数の予測値は、新たな情報要求を行わない場合の２８７８万件に対して、新たな情報要求を８回行う場合は１５９５万件であり、約１５８３万件（約９６ＴＢ）のデータ量が削減される。

＜本実施形態の有利な効果＞
本実施形態によれば、情報収集システムは、適切なタイミングで情報要求を発行することにより、情報の取得数の予測値を削減することができる。また、情報収集システムは、
情報要求のコストが効用より小さい場合に繰り返し情報要求を発行することで最小減の取得数で目標収集率に達することができる。

［変形例］
上述の実施形態では、効用およびコストの具体的な算出方法を示したが、算出方法は特に限定されない。例えば、通信量、計算時間、収集時間および記憶部（不図示）に記録されるデータ量等の指標値を用いて効用およびコストが算出されてもよい。

上述の実施形態では、計画作成処理（Ｓ１０２）において効用とコストとの比較をすることにより新たな情報要求の要否が判断されたが、比較を行わずに所定回数を上限として新たな要求発行のタイミングが求められてもよい。これにより、コストの算出が不要であるため、端末の台数に関わらず上述の計画作成処理を行うことができる。

上述の実施形態では、地図データ（コンテンツ）は一様に発生する前提説明したが、実際の情報の存在確率は一様でない場合が多い。しかし、要求発行タイミングの間は同様の存在確率の情報が収集されることが予想されるため、近似的に一様の存在確率とみなして上述の収集方法を適用することができる。なお、コンテンツの存在確率が一様でないことで、収集率が上述の計画通り増加せず、予測収集率と実際の収集率の乖離が所定の閾値以上となった場合は、次の発行タイミングよりも前に新たな要求発行を行ってもよい。

上述の実施形態では、２８ビットのＢｌｏｏｍＦｉｌｔｅｒを用いて説明したが、フィルタサイズは特に限定されない。なお、１０００万件程度の種類数であれば、フィルタサイズ２８ビットのＢｌｏｏｍＦｉｌｔｅｒを用いることで偽陽性の発生率は無視できる程度に小さく抑えることができる（非特許文献１）。

上述の実施形態では、目標収集率を９０％としたが、目標収集率は特に限定されない。理論上、収集率１００％となるための取得数は無限大となるため、例えば、目標収集率を９０％に設定し、残りの１０％は計測用の車両を用いて計測することもできる。

［その他］
上記の実施形態および変形例の構成は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、適宜組み合わせて利用することができる。また、本発明は、その技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更を加えて実現しても構わない。

１００：サーバ装置２００：端末
１０１：計画作成部２０１：要求受信部
１０２：要求発行部２０２：取得部
１０３：要求送信部２０３：情報送信部
１０４：情報受信部

Claims

複数の端末が取得する、重複するデータを含む複数種類のデータを収集するサーバ装置であって、
１つまたは複数の必要なデータの属性が記述される情報要求を発行する発行手段と、
各端末が取得するデータを受信するデータ受信手段と、
前記情報要求の発行の後に、前記複数種類のデータのうち前記サーバ装置が未取得のデータを要求する新たな情報要求を発行するタイミングを含む計画を求める計画作成手段と、
を有し、
前記計画作成手段は、前記サーバ装置が収集するデータの種類数が所定の目標数に達するために必要なデータの取得数の予測値に基づいて、前記新たな情報要求を発行するタイミングを求め、
前記発行手段は、前記計画に応じて情報要求を発行する、
ことを特徴とするサーバ装置。
前記計画作成手段は、前記取得数の予測値が最小となるように、前記新たな情報要求を発行するタイミングを求める、
ことを特徴とする請求項１に記載のサーバ装置。
前記計画作成手段は、前回の情報要求から前記新たな情報要求を発行するまでに前記サーバ装置が収集するデータの取得数を、前回の情報要求時に未取得であるデータの種類数で除算して得られる値が以下のａとなるタイミングで前記新たな情報要求を発行する、
ことを特徴とする請求項２に記載のサーバ装置。
ａ＝−｛ｌｎ（１−ｙ／ｎ）｝／２
ここで、ｙは前記所定の目標数と前回の情報要求時に収集済であるデータの収集数との差、ｎは前回の情報要求時に未取得であるデータの種類数である。
前記計画作成手段は、情報要求の後に前記新たな情報要求を発行するタイミングを求める処理を繰り返し実行して情報要求を発行するタイミングを複数求め、
前記発行手段は、それぞれの前記タイミングにおいて前記新たな情報要求を発行する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載のサーバ装置。
前記計画作成手段は、前記新たな情報要求を行い前記予測値が小さくなることによる効用が、前記新たな情報要求の発行に要するコストよりも小さくなるまで、繰り返し前記情報要求を発行するタイミングを求める、
ことを特徴とする請求項４に記載のサーバ装置。
前記情報要求は、サーバ装置が取得済のデータの属性を示す情報である、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のサーバ装置。
前記サーバ装置が取得済のデータの属性を示す情報は、ＢｌｏｏｍＦｉｌｔｅｒを用いて示される、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のサーバ装置。
請求項１から７のいずれか１項に記載のサーバ装置と、１つもしくは複数の端末とから構成され、各端末において取得されたデータをサーバ装置に収集する情報収集システムであって、
各端末は、
前記サーバ装置から発行される情報要求を受信する情報要求受信手段と、
前記データを取得するデータ取得手段と、
前記データを前記サーバ装置に送信する情報送信手段と、
を有し、
前記情報送信手段は、前記端末が前記サーバ装置より情報要求を受信する場合に、前記サーバ装置が必要とする情報を送信する、
ことを特徴とする情報収集システム。
各端末は、前記情報要求において要求されていないデータの取得を中止するとともに、当該データを記憶している場合に当該データを破棄する、
ことを特徴とする請求項８に記載の情報収集システム。
前記データは、地図データであって、
各端末は、複数の移動端末であり、前記地図データを取得してサーバ装置に送信する、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の情報収集システム。
複数の端末が取得する、重複するデータを含む複数種類のデータを収集するサーバ装置の情報収集方法であって、
１つまたは複数の必要なデータの属性が記述される情報要求を発行する発行ステップと、
各端末が取得するデータを受信するデータ受信ステップと、
前記情報要求の発行の後に、前記複数種類のデータのうち前記サーバ装置が未取得のデータを要求する新たな情報要求を発行するタイミングを含む計画を求める計画作成ステップと、
を有し、
前記計画作成ステップでは、前記サーバ装置が収集するデータの種類数が所定の目標数に達するために必要なデータの取得数の予測値に基づいて、前記新たな情報要求を発行するタイミングを求め、
前記発行ステップでは、前記計画に応じて情報要求を発行する、
ことを特徴とするサーバ装置の情報収集方法。
請求項１から７のいずれか１項に記載のサーバ装置と、１つもしくは複数の端末とから構成され、各端末において取得されたデータをサーバ装置に収集する情報収集システムの
情報収集方法であって、
各端末は、
前記サーバ装置から発行される情報要求を受信する情報要求受信ステップと、
前記データを取得するデータ取得ステップと、
前記データを前記サーバ装置に送信する情報送信ステップと、
を有し、
前記情報送信ステップでは、前記端末が前記サーバ装置より情報要求を受信する場合に、前記サーバ装置が必要とする情報を送信する、
ことを特徴とする情報収集システムの情報収集方法。
請求項１１または１２に記載の情報収集方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。