IoTによるGPS等の位置情報活用 基礎知識

2023年3月24日開催「SORACOM UG 四国 in 高松」で、ソラコム松下(max)が発表した資料です。

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1. IoT による
   GPS 等の位置情報活用 基礎知識
   Mar. 24, 2023
   SORACOM UG 四国 in 高松
   株式会社ソラコム
   テクノロジー・エバンジェリスト
   松下 享平 (max) @ma2shita
   

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2. 自己紹介
   株式会社ソラコム / テクノロジー・エバンジェリスト
   松下 享平 (まつした こうへい) “Max”
   静岡県民 🗻 新幹線通勤族 🚅
   講演や執筆を中心に活動、登壇回数500以上/累計
   経歴: 東証二部ハードウェアメーカーで情シス部門、
   EC 事業責任者、IoT 事業開発を経て2017年より現職
   好きな言葉「論よりコード」
   好きな SORACOM サービス: メタデータサービス、SORACOM Funnel
   AWS ヒーロー ( IoT 部門 2020年受賞)
   

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3. 桶谷 拓也 Takuya Oketani
   ソリューションアーキテクト
   株式会社ソラコム
   ♥ Unified Endpoint
   @okeee0315
   About me
   

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4. 運営のみなさま
   ありがとうございます！
   感謝のツイートをぜひ!!
   

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5. 今日のハッシュタグ
   #SORACOMUG
   ※ソラコムの公式ハッシュタグもあります #SORACOM
   

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6. SORACOM UG 支部紹介
   

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7. IoT 、いいじゃん！
   IoT、楽しい！
   

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8. クラウド
   センサー/デバイス
   “モノ”
   ネットワーク
   現場をデジタル化 現場とクラウドをつなげる デジタルデータの活用
   モノやコトをデジタル化
   人手に頼らずデータを集める、現場を動かす
   IoT とは？
   

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9. 社会のあらゆる場所で活用されているIoT
   社会インフラ（ガス） 運輸・輸送
   商業施設（カメラ・AI）
   顧客利便性向上 モビリティ
   製造現場
   見守り コミュニケーション支援
   社会インフラ（河川）
   洋上プラント 商業施設（ロボット）
   鳥獣捕獲
   

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10. SORACOM は IoT の「つなぐ」を簡単に
    IoT デバイス クラウドサービス
    ✓ 遠隔操作
    ✓ メンテナンス
    ✓ 蓄積・見える化
    ✓ アラート通知
    センサ
    キット
    IoT 通信
    IoT SIM
    LPWA
    パートナー
    デバイス
    パートナークラウド
    (AWS / Microsoft / Google)
    Wi-Fi / 有線
    3G / LTE / 5G
    LTE-M
    通信
    デバイス
    クラウド型
    カメラ
    衛星通信
    

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11. IoT は “IT や ICT の広がった姿”
    ICT
    IoT
    IT
    あらゆるモノをネットにつなげてデジタル社会を実現
    

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12. 位置測位の基礎知識から開発と活用入門
    ➢ 位置測位の代表的な活用方法と分類
    ➢ 位置測位の仕組みと測位技術
    ➢ 測位精度、開発方法、消費電力
    ➢ デバイスは？クラウドは？
    

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13. 位置測位の代表的な活用方法
    工場・物流拠点 店舗
    ルート上の位置確認 営業車両・農機の稼働率
    拠点間の発着確認 大切なモノや人の追跡
    事務所
    

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14. 位置測位の活用分類
    車両や荷物、人など、移動するモノの位置や状態を
    デジタル化して利用する事
    ジオフェンシング
    物体の現在地を把握したり、
    移動経路を記録する
    地図上に「仮想的な境界線」を作り、
    滞在や出入りを把握する
    トラッキング
    2点間の距離と経過時間から、速度も推定できる
    

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15. 位置測位の仕組み
    位置情報の発信源からの信号を、対応モジュールで
    受信して測位
    位置情報
    マイコン等
    対応する
    受信モジュール
    信号の発信源
    測位衛星 (GPS)
    BLE ビーコンや
    Wi-Fi 等
    セルラー基地局
    

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16. 位置測位の技術と適した範囲
    cm
    1m
    10m
    100m
    1km
    屋内
    屋外 精度
    GPS
    Wi-Fi Wi-Fi
    BLE
    RFID
    UWB
    セルラー基地局 セルラー基地局
    主に取得できる
    情報
    地理座標系
    (緯度、経度)
    発信源からの相対距離
    発信源の管理 事業者 自前
    

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17. GPS や “みちびき” と「GNSS」の関係
    《衛星測位システムの総称》
    GNSS
    Global Navigation Satellite System
    全球測位衛星システム
    GPS
    Global Positioning System
    (米国)
    #GNSSとは / 国土地理院
    https://www.gsi.go.jp/denshi/denshi_aboutGNSS.html
    GLONASS
    (ロシア)
    Galileo
    (EU)
    みちびき
    準天頂衛星システム: QZSS
    (日本)
    北斗(Beidou)
    (中国)
    

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18. 衛星測位の精度と周辺技術
    https://www.gps.gov/systems/gps/performance/accuracy/
    測位精度を向上する技術
    DGPS (ディファレンシャル GPS、相対測位方式)
    • 自前の単独測位 + 固定局からの補正情報で測位
    • 誤差 数m
    RTK-GPS (リアルタイムキネマティック GPS、干渉測位方式)
    • 測位衛星との波長数で測位
    • 誤差 数cm
    #GNSSを使用した測量のいろいろ/ 国土地理院
    https://www.gsi.go.jp/denshi/denshi45009.html
    条件が良い
    スマートフォンの精度で
    約 2 m ~ 5 m
    測位を補助する技術
    AGPS (アシスト GPS、補助 GPS)
    • 測位衛星の軌道情報をネットワークから取得
    • 測位開始時間の短縮や、一時的な通信途絶時の測位
    #みちびき 用語集/ 内閣府
    https://qzss.go.jp/glossary/index.html
    

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19. #みちびき対応製品紹介
    https://qzss.go.jp/usage/products/index.html
    “みちびき” 取り扱い信号と測位精度
    “みちびき”
    取り扱い信号と精度の関係
    信号名 配信サービス
    L1C/A, L1C,
    L2C, L5
    衛星測位サービス
    L1S
    サブメータ級
    測位補強サービス
    L6
    センチメータ級
    測位補強サービス
    #Q. みちびきを利用するにはどうすればよいですか？
    https://qzss.go.jp/overview/faq/index.html
    

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20. 衛星測位のデータフォーマットと必要精度
    小数点 精度
    第 0 位 110,940 m
    第 1 位 11,094 m
    第 2 位 1,109 m
    第 3 位 111 m
    第 4 位 11 m
    第 5 位 1 m
    第 6 位 0.1 m
    第 7 位 0.01 m
    第 8 位 0.001 m
    地理座標系における
    小数点と精度
    緯度
    ※北緯 35度付近
    NMEA 0183 (略: NMEA)
    `$` で始まるCSV風の行志向 ASCII フォーマット
    $GPGLL,5107.0013414,N,11402.3279144,W,205412.00,A,A*73
    $GPRMC,144326.00,A,5107.0017737,N,11402.3291611,W,0.080,323.3,210307,0.0,E,A*20
    GNSS
    モジュール
    MCU
    UART
    TinyGPS++
    gpsd 等の
    パーサー
    {
    "緯度_lat": 35.65829816,
    "経度_lng": 139.74133151
    }
    小数点 精度
    第 0 位 91,287 m
    第 1 位 9,129 m
    第 2 位 913 m
    第 3 位 91 m
    第 4 位 9 m
    第 5 位 0.9 m
    第 6 位 0.09 m
    第 7 位 0.009 m
    第 8 位 0.0009 m
    経度
    ※北緯 35度付近
    https://naokiwatanabe.blogspot.com/2015/03/gps.html
    

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21. 位置測位の頻度と消費電力
    多
    少
    消費電力
    測位の頻度
    高い
    (1分間に数回)
    低い
    (数時間に1度)
    イベント発生型
    参考:
    移動手段毎の
    1分あたりの移動距離
    移動手段
    1分あたりの
    移動距離 (約)
    1 km/h 20 m
    歩行
    4 km/h
    70 m
    自転車
    15 km/h
    250 m
    車/一般道
    20 km/h
    350 m
    車/高速道
    70 km/h
    1,200 m
    100 km/h 1,700 m
    平成27年度 全国道路・街路交通情勢
    調査 一般交通量調査 集計表
    定期送信型
    イベント
    発生時
    

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22. 位置測位の基礎知識から開発と活用入門
    ➢ 位置測位の代表的な活用方法と分類
    トラッキング、ジオフェンシング
    ➢ 位置測位の仕組みと測位技術
    屋外／屋内
    ➢ 測位精度、開発方法、消費電力
    “みちびき” の精度、NMEAのパース、測位頻度
    

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23. 「作らない、利用する」を実現する
    SORACOM の オープンなアーキテクチャ
    クラウドアダプタ
    SORACOM Funnel
    クラウドファンクション
    SORACOM Funk
    データ転送支援
    SORACOM Beam
    データ収集・蓄積
    SORACOM Harvest
    ダッシュボード作成・共有
    SORACOM Lagoon
    蓄える
    使う
    連携する
    蓄える
    使う
    GPS マルチユニット
    SORACOM Edition
    Acty-G3
    SORACOMLTE-M Button
    SORACOM Air で LTE
    SORACOM Arc で Wi-Fi
    

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24. Amazon Location Service 利用の
    IoT アーキテクチャー
    https://blog.soracom.com/ja-jp/2023/02/20/soracom-beam-aws-sig-v4-location-service/
    Amazon
    Location Service
    SORACOM
    Beam
    GPS マルチユニット等の
    GPS トラッカー
    

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25. AWS re:Invent 2022 - Unlocking business value and operational
    benefits with IoT solutions (IOT211-L)
    https://japan.zdnet.com/release/30654055/
    Report Ocean社 プレスリリース (2022年3月)
    https://japan.zdnet.com/article/35185832/
    IDC Japan社 プレスリリース (2022年4月)
    IoT の今と、これから
    

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26. 500万を超える IoT 契約回線と実績
    500万を超える IoT が
    活躍している社会へ
    2022年11月現在、海外法人からの提供を含む SORACOM Air の総回線数。
    SORACOM Air for セルラー、Sigfox、LoRaWANを含む。
    https://soracom.com/ja-jp/news/20221115-1/
    

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27. IoT の啓発期がはじまる
    https://fabcross.jp/news/2022/20221012_hypecycle.html
    拡大
    

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28. ITmedia / 2017年08月02日
    https://www.itmedia.co.jp/business/articles/1708/02/news055.html
    ITmedia / 2022年05月19日
    https://www.itmedia.co.jp/mobile/articles/2205/19/news202.html
    IoT が “一般名詞” となる時代へ
    2017年 2022年
    

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29. IoT is NEW NORMAL
    

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30. 機能の数と、使いこなせる人の数は反比例
    使いこなせる人の数
    少 多
    機能の数
    少
    多
    スマートフォン
    専用機
    《ボタン等》
    = お客様に
    学習してもらう量
    

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31. IoTは「手段」→ どのように活かすか？
    

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32. パーツを組み合わせて “創る”
    ~ Build ~
    製品の存在理由を
    理解する
    入出力に
    注目する
    組み合わせ方を
    知る
    目的外の利用は、いばらの道 何を入れると、何が得られるか 小さな労力、大きな結果
    

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33. IoT テクノロジー民主化のためのプラットフォーム
    SORACOM Global Platform
    CLI & SDK
    SORACOM
    CLI(Go)
    Web
    インターフェース
    User Console
    データ転送支援
    SORACOM Beam
    クラウドアダプタ
    SORACOM Funnel
    データ収集・蓄積
    SORACOM Harvest
    プライベート接続
    SORACOM Canal
    IoT向けデータ通信
    SORACOM Air
    for Cellular (2G, 3G, LTE)
    LPWA (LoRaWAN, Sigfox, LTE-M)
    専用線接続
    SORACOM Direct
    仮想専用線
    SORACOM Door
    API
    Web API
    Sandbox
    コネクティビティ
    ネットワーク
    インタフェース
    SIM認証・証明
    SORACOM Endorse
    デバイス管理
    SORACOM Inventory
    透過型トラフィック処理
    SORACOM Junction
    ダッシュボード作成/共有
    SORACOM Lagoon
    セキュアプロビジョニング
    SORACOM Krypton
    アクセス権限管理
    SORACOM Access
    Management
    アプリケーション
    デバイスLAN
    SORACOM Gate
    24/365サポート
    診断機能
    Technical
    Support
    USB ドングル / セルラーモジュール / マイコンモジュール / ボタン / S+ シリーズ / ソラカメ
    デバイス
    オンデマンドリモートアクセス
    SORACOM Napter
    クラウドファンクション
    SORACOM Funk
    エッジプロセッシング
    SORACOM Mosaic
    オンデマンドパケットキャプチャ
    SORACOM Peek
    インラインプロセッシング
    SORACOM Orbit
    VPG
    監査ログ
    API
    Audit Log
    WiFi, 有線, 衛星等の
    インターネット接続
    セキュアリンクサービス
    SORACOM Arc Satellite
    メッセージングサービス
    (Technology Preview)
    

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34. View Slide

35. テクノロジーと社会の変化
    IT
    (情報処理)
    インター
    ネット
    クラウド IoT
    1995 ～ 2005 ～ 2015 ～
    デジタル化 インフラ データ活用 デジタル化
    ➢ 5G、LPWA
    ➢ 機械学習、AI
    現在 ～
    

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36. IoTで解決したいこと、実現したいことから選べる、無料の手順書
    SORACOM IoT DIY レシピ
    距離センサー
    = カップの有無
    電波の届き具合
    = 所在確認
    傾き
    = 在席状況
    アイデアを形にできる60以上のレシピ
    https://soracom.jp/iot-recipes/
    

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37. 人間の歴史の中で、何かを始めるのに
    今ほど最高の時はない。
    今こそが、未来の人々が振り返って、
    「あの時に生きて戻れれば！」と言う時なのだ。
    まだ遅くはない。
    ― KEVIN KELLY ,〈インターネット〉の次に来るもの,
    NHK出版, 2016年6月, P18
    

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38. すべては
    私たち次第
    

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39. テーマ
    Connect - Reconnect
    7/5(水)
    Day1
    オンライン配信
    7/6(木)
    Day2
    ANAインターコンチネンタル東京 (赤坂)
    2023
    日本最大級の IoT カンファレンス
    ➢ CEO キーノートは、２日目(7/6)午前
    ➢ 複数トラックによる、特別講演や IoT/DX 事例、
    IoT 関連テックのセッション
    ➢ 会場だからこそ「見られる、触れられる」
    ワークショップやショーケース
    

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40. SORACOM の願い
    クラウド ⇒ 多くの Web サービス
    SORACOM ⇒ 多くの IoT システム
    日本から、世界から、たくさんの
    IoT プレイヤーが生まれますように
    

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41. IoTの「つなぐ」を簡単に
    You Create. We Connect.
    

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