JP2004220197A - 無線ネットワークを利用した通信方法およびこれに用いられるサーバ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサネットワークシステム1は、センサネットワークと、データベースなどを備えるコンピュータである障害対処サーバ装置8とからなり、センサネットワークは、道路2に配設された多数のセンサ装置3と、センサ装置3からの情報を中継するために用いられる路側装置5と、車両6に搭載されてセンサ装置3と通信可能な車載装置7とから構築されている。センサ装置3aが障害の発生を検出したら、センサネットワークを利用して車載装置7にその旨が通知される。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線ネットワークを利用した通信方法およびこれに用いられるサーバ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、マイクロマシニング技術を用いて製造した多数の小型センサと無線ネットワークとを融合させて、環境情報をネットワーク上に発信するセンサネットワークが提案されている(例えば、非特許文献1、特許文献1参照。)。
【0003】
例えば、小型センサを自動車などの車両に取り付けると、走行状態や、運転状態を小型センサで計測して記録することが可能になるので、ドライブレコーダを実現することができる。また、鍵の開錠をセンシングして警備会社に通報することが可能になる。さらに、自動車に地震計を設置し、地震時に震度情報を道路に設置されているビーコンを介して送信することができる。
【0004】
【非特許文献1】
NIKKEI ELECTRONICS 2002.7.15 p110−116
【特許文献1】
特開2002−117184号公報(段落番号0007から0009、0011、図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、自動車に搭載させたセンサのみでは、充分な情報が得られるとはいえず、提供できるサービスにも限りがある。さらに、自動車に搭載させたセンサとの間で情報を送受信する場合に、携帯電話網を利用すると、比較的に高額の通信料が課金されるし、充分な通信速度を確保することが困難である。衛星通信を利用すると、通信速度は速いが通信料が非常に高額になるので現実的ではない。ETC(自動料金収受システム)や、交通情報の提供など目的とするDSRC(Dedicated Short Range Communication;狭域通信)は、電波の到達距離が数メートルであるので、多数の通信装置を道路に沿って一定間隔で配設しなければならないという問題がある。
したがって、本発明は、従来の技術では自動車を中心とする交通環境に関する情報の収集や配信を充分に行えないという課題を解決するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する手段として、道路に多数のセンサとして機能する検出装置を敷設し、この検出装置と車両に搭載された車載装置などで無線ネットワークを構築し、少なくとも1つの検出装置を経由させて、車両などの移動体間や、移動体と固定局との間で、必要な情報の授受を行うことにした。例えば、道路に障害が発生したことを車両に通知する方法としては、センサが路上の障害物を検出した検出結果と検出装置の敷設位置を特定する情報と含む情報を、無線ネットワークを利用して車載装置に通知することがあげられる。この際に、道路に沿って配置された中継局や、中継局に接続される管理用のサーバ装置を介して車載装置に通知するようにすると、遠く離れた車両に対しても迅速に通知することが可能になる。
【0007】
また、車両が駐車できるスペースを通知するサービスを行うための通信方法としては、検出装置が駐車区域内に駐車している車両を検出し、この検出結果を無線ネットワークを利用してサーバ装置に送信し、サーバ装置で検出装置の敷設位置から駐車可能なスペースを特定し、車載装置に通知することがあげられる。なお、検出装置に発光素子を設けて、駐車しようとする車両を誘導できるようにしても良い。
【0008】
車両の走行状態を監視したり、管理したりするサービスを行うための通信方法としては、特定の道路を通過する車両を、その道路に敷設された検出装置が検出したら、その検出結果と、検出装置の敷設位置を特定する情報と、検出時刻とを含む検出情報を無線ネットワークを利用してサーバ装置に送信し、サーバ装置が複数の検出情報からその道路における車両の走行状態を推定し、その推定結果を出力することがあげられる。走行状態としては、車両の速度や、通行量、軌跡など、さまざまなものがあげられる。
【0009】
なお、このような通信を行わせるためには、必要に応じて、検出装置の位置を特定する必要がある。また、無線ネットワークとサーバ装置とを中継する中継局がある場合には、そのような中継局の位置も特定できることが望ましい。このような場合に適合するためのサーバ装置としては、通信制御装置と、検出装置の敷設位置が格納されたデータベースと、中継局の設置位置が格納されたデータベースと、データベースを参照して検出装置の敷設位置の特定もしくは中継局の設置位置の特定を行う処理装置とを備えるサーバ装置があげられる。
【0010】
【発明の実施の形態】
(第一実施形態)
本実施形態は、道路を使用できない状態、もしくは使用し難い状態が発生した場合に、その旨を車両に通知することを目的とするセンサネットワークシステムに関するもので、以下に、その一例である図1などを参照しながら詳細に説明する。なお、センサネットワークシステムは、無線ネットワークを利用して、車両などの移動体どうしの間の通信や、移動体と固定されたコンピュータなど(固定局)との間の通信を実現するシステムとする(以下、各実施形態について同じ)。
【0011】
図1に概略構成を示すセンサネットワークシステム1は、センサネットワークと、データベースなどを備えるコンピュータである障害対処サーバ装置8とからなり、センサネットワーク1は、道路2に配設された多数のセンサ装置(検出装置)3と、センサ装置3からの情報を中継するために用いられる中継局である路側装置5と、車両6に搭載されてセンサ装置3と通信可能な車載装置7とから構築されている。
【0012】
センサ装置3は、道路2のアスファルト内に埋設、もしくはその少なくとも一部が露出するように敷設され、図2に示すように、受圧素子11と、電源モジュール12と、制御装置13と、無線通信装置14と、記憶装置15とを備えている。受圧素子11は、道路2上を通過したり、停止したりする物体の存在、およびその重量を計測するために用いられる。電源モジュール12は、センサ装置3の動力源となるもので、高容量の電池でも良いが、光を受光して発電する発電素子や、車両6の通過により道路2に発生する振動によって発電する発電素子が望ましい。制御装置13は、CPU(Central Processing Unit)と電気電子回路などからなり、センサ装置3で行われる各種の処理を制御する。無線通信装置14は、情報の送受信を行うために用いる。通信相手は、近接する他のセンサ装置3、路側装置5、車載装置7があげられる。記憶装置15は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などからなり、センサIDと、事象テーブルと、制御用のプログラムとが格納されている。
【0013】
一般道における各々のセンサ装置3の敷設間隔は、測定項目、導入区間、周囲環境等により異なるが、数十cmから数mであることが望ましい。例えば、敷設間隔が10mを超えると、位置を特定するために活用する際の精度が低くなり、かつ、センサ装置3どうしの通信に費やされる電力が大きくなりすぎて効率的でないので好ましくない。一方、敷設間隔が数十cmよりも小さいと、車載装置7との情報の送受信におけるハンドオーバー処理の頻度が増大してしまうので好ましくない。なお、高速道路においては、車両の走行速度が大きいことが予想されるので、各々のセンサ装置3の敷設間隔は、20mから30mであっても良い。ただし、渋滞などで高速走行できない場合を想定し、前記した数十cmから数m程度の間隔でセンサ装置3を敷設し、低速移動時は全てのセンサ装置3が車両を追跡して精度の高い情報を得られるようし、高速移動時はN個(N=任意の正の整数)置きにハンドオーバーしても良い。どちらの場合であっても、センサ装置3の敷設間隔は、所定速度で走行する車両6に情報を伝達するのに充分な間隔である。
【0014】
ここで、センサ装置3と、路側装置5と、車載装置7とは、アドホックネットワークを構築してデータなどの通信を行う。アドホックネットワークとは、端末どうしをピアツーピア接続して一時的なネットワークを構築する無線アドホックネットワーク(マルチホッピングワイヤレスネットワーク)であり、例えば、標準規格IEEE802.11bや、IEEE802.15.1に準拠した無線通信手段の上に、アドホックルーティングプロトコル(OLSR(Optimaized Link State Routing)など)を実装し、それぞれのセンサ装置3を、センサであると共に、ルーターであるように働かせてデータをバケツリレー式に伝えることで実現される。
【0015】
記憶装置15に格納されているセンサID(Identification;識別子)とは、センサ装置3に割り当てられた認証用の番号または記号、もしくはその組み合わせである。センサIDは、受圧素子11で検出した情報に付加されて無線通信装置14から送信され、情報の発信元(情報源)となるセンサ装置3の敷設位置を特定するために用いられる。このセンサIDは、センサ装置3ごとに固有のIDを割り振っても良いが、近接する複数のセンサ装置3を1つのグループとして、グループごとに固有のIDを割り振っても良い。グループの単位としては、道路2の隣り合う信号間に配設されるセンサ装置3の集合、隣り合う信号間でかつ車線ごとに配設されるセンサ装置3の集合などがあげられる。このようなグループの大きさは、その道路2や車線の通行の可否を判定するのに充分な大きさであるといえる。グループとして取り扱うと、後に行う情報の発信元の位置を検索する処理において、探索対象の数を減らすことができる。
【0016】
このような管理をするためには、センサ装置3の敷設位置を前もって確認しておく必要がある。そのような手法の一例としては、道路工事でセンサ装置3を敷設するときに、センサIDと位置とを一致させてデータベース(後に説明するセンサ位置情報DB(Data Base)26に相当)に登録することがあげられる。また、路側装置5を位置を特定して設置すると共に、路側装置5に位置検出機能を持たせ、敷設されたセンサ装置3からの電波の電界強度を持って概略の位置を把握するようにしても良い。データベースの作成方法として、センサ装置3からマルチホッピングして送信される情報から路側装置5がセンサIDを抜き出して、その路側装置5がカバーするセンサ装置3のセンサIDの一覧表を作成し、データを管理するサーバ装置(障害対処サーバ装置8)に送信することがあげられる。
【0017】
記憶装置15に記憶される事象テーブルは、制御装置13が受圧素子11の検出値に応じて障害の有無などを判定する際に参照するテーブルである。例えば、受圧素子11が所定時間だけ連続して荷重を検出したら渋滞が発生したか、障害物が存在するとみなす場合に、その所定時間や、荷重の大きさが登録されている。
【0018】
図1に示す路側装置5は、道路2に沿って所定間隔、例えば1km、ごとに設置され、センサ装置3と障害対処サーバ装置8とのデータ通信を仲介する役割を有する。その構成は、センサ装置3とアドホックネットワークを構築するための無線通信装置と、障害対処サーバ装置8と通信網4を介して通信を行うための通信制御装置とを少なくとも含む。障害対処サーバ装置8との通信に用いる通信網は、有線、無線を問わない。
【0019】
図3に構成を示すように、障害対処サーバ装置8は、路側装置5(図1参照)と通信を行う通信制御装置21と、データなどを記憶する記憶装置22と、障害対処サーバ装置8の処理を制御するCPUなどの制御装置23とを主な構成要素とし、これにキーボードなどの入力装置24や、ディスプレイなどの出力装置25を加えた構成になっている。
【0020】
記憶装置22には、センサIDからセンサ装置3の敷設位置を特定するために用いる情報(センサ位置情報DB26)と、所定の地域内にいる車両6に必要な情報を提供する際に、情報を送信すべき路側装置5をその設置位置で特定するための情報(路側装置位置情報DB27)と、センサ装置3から送信される情報に基づいて道路に発生した事象を特定するために用いる情報(事象DB28)とが記憶されている。事象DB28としては、センサ装置3から出力される信号であって事象についての信号と、これに対応する事象の内容とが配列されたテーブルがあげられる。
【0021】
図4に構成を示す車載装置7は、センサ装置3とアドホックネットワークを構築するために用いる無線通信装置31と、データなどを記憶する記憶装置32と、車載装置7の処理を制御するCPUなどの制御装置33とを主な構成要素とし、これに搭乗者に情報を伝えるためにディスプレイやスピーカなどの出力手段34と、搭乗者が車載装置7を操作する際に使用するボタンなどの入力手段35とを加えた構成になっている。
【0022】
記憶装置32には、センサIDからセンサ装置3の位置を特定するために用いる情報(位置対応表36)と、センサ装置3から送信される情報に基づいて道路2に発生した事象を特定するために用いる情報(事象DB37)とが記憶されている。位置対応表36は、図3に示すセンサ位置情報DB26と同じ内容でも良いし、センサ位置情報DB26からその車両6が通行する可能性のある特定の地域に敷設されたセンサ装置3のセンサIDのみを抜き出して作成された表であっても良い。
【0023】
次に、センサネットワークシステム1においてセンサ装置3が道路2の異常として障害物を検知した場合に、その旨を車両6の搭乗者に知らせるまでの処理について、図5のフローチャートなどを参照しながら説明する。
【0024】
まず、センサ装置3(図1におけるセンサ装置3a)が、障害物の存在を検知する(ステップS1)。ここでの検知とは、受圧素子11が荷重の検出信号を出力し、制御装置13が記憶装置15の事象テーブルを参照して荷重の大きさや、検出信号が継続して出力される時間から障害物の存在を認知することをいう。そして、センサ装置3は、検出結果であって発生事象を特定する情報と、センサIDと、発生時刻と、ホップ数とからなる検出情報を、障害検知情報としてアドホックネットワーク上に発信する(ステップS2)。なお、ホップ数とは、アドホックネットワーク上でセンサ装置3を中継局として通信を行う際に、介在する中継局の数であり、発信元をゼロとし、以降は中継局が介在するごとに1つずつ加算される値とする。
【0025】
障害検知したセンサ装置3の周囲に敷設されている他のセンサ装置3は、障害検知情報を受信し、ホップ数が所定数になるまで(ステップS3でYes)、受信した情報を、他の近接するセンサ装置3に送信する(ステップS4)。ここでの所定数とは、センサ装置3から発信される情報を少なくとも1つの路側装置5に必ず受信させるのに充分なホップ数である。また、ステップS4でセンサ装置3は、自己の制御装置13でホップ数を1つ増やしてから情報を送信する。
【0026】
このようにして、アドホックネットワーク上で、伝送される情報は、所定のホップ数に到達するまで伝送され、その過程において比較的に近い位置にいる車両6の車載装置7が受信したり(ステップS5でYes)、路側装置5が受信したりする(ステップS6でYes)。
【0027】
路側装置5に受信された場合(ステップS6でYes)に、路側装置5は、障害対処サーバ装置8に障害検知情報を送信する(ステップS7)、障害対処サーバ装置8では受信したセンサIDと、センサ位置情報DB26とから障害の発生位置を特定する(ステップS8)。そして、ホップ数の制限から直接に障害検知情報を受信することができない車両6に障害の発生およびその位置を知らせるために、これから障害の発生位置に近づく車両6が通過すると想定される近隣の路側装置5を抽出し(ステップS9)、抽出した路側装置5に発生位置とその内容を特定した情報であって障害の発生を知らせる情報を送信する(ステップS10)。
【0028】
前記ステップS10で情報が送信された場合、および、前記ステップS5でYesの場合(つまり、所定のホップ数に到達する前に車両の車載装置7に受信された場合)には、車載装置7が、道路異常の発生位置とその内容とを特定する(ステップS11)。この際には記憶装置32に記憶されている位置対応表36や事象DB37を参照する。仮に車載装置7が位置対応表36や事象DB37を備えていない場合には、車載装置7が障害対処サーバ装置8もしくは路側装置5に問い合わせて、道路異常の発生位置とその内容を特定する。そして、これらの情報は、出力手段34により音声や、表示(文字、画像など)で搭乗者に通知される(ステップS12)。
【0029】
本実施形態は、道路2に敷設されたセンサ装置3が、道路2上に障害が発生したことを検知し、そのような情報を必要とすると考えられる範囲にいる車両6に情報を提供できるようにし、障害に追従して発生する二次的な障害の発生(例えば、追突事故や、渋滞)を未然に防ぐものである。このような観点から、本実施形態のセンサネットワークシステム1は、以下に列挙する応用例にも適用することができる。
【0030】
例えば、センサ装置3に振動計を設け、車両の通行と異なる振動のプロファイルや強度を検出したときに、地震が起きたと判断し、センサIDと、振動強度と、検出時刻とを含む情報を送信するようにしても良い。また、これに加えて、アドホックネットワークでデータ通信できないセンサ装置3や、電波強度が小さくなったセンサ装置3が発生した場合には、障害対処サーバ装置8において、道路2にひび割れがおきたと推定することもできる。さらに、センサ装置3の少なくとも一部に、雨量センサを設けて降水量を検出したり、温度センサで検出する温度と光学式センサで検出する透過率とで路面の凍結の有無を検出したり、透過率で路面へのオイルの散乱を検出したりして、車両6にスリップの危険性があることを通知できるようにしても良い。ちなみに、凍結とオイルとは必ずしも判別できる必要はない。要するに、車両6が通行できない状態であるとか、通行が危険であるとか、そのような可能性があることをセンサ装置3で検知し、センサネットワークを利用して、必要な車両6に通知できるように構成すれば良い。
【0031】
(第二実施形態)
本実施形態のセンサネットワークシステムは、路面に敷設された多数のセンサ装置を用いて、車両の走行状態(停止中を含む)に合わせたサービスを、車両ごとに提供することを目的とするものであり、図6にその一例として駐車場40の管理を行うセンサネットワークシステム41の概略構成が図示されている。なお、以下において前記の第一実施形態と重複する説明は省略する。
【0032】
このセンサネットワークシステム41は、駐車場40および道路2に敷設された多数のセンサ装置3と、センサ装置3からの情報を無線通信技術を用いて受信する路側装置5と、車両6に搭載されている車載装置7とで構築されるアドホックなセンサネットワークと、路側装置5からの情報を受けて駐車場40の管理を行う駐車場管理サーバ装置48とを含む。なお、駐車場40とは、道路2と別に区画された駐車場でも良いし、道路2に沿ってその路側に設けられた駐車スペースでも良い。
【0033】
センサ装置3は、受圧素子11(図2参照)が車両に相当する荷重を検出したときに出力される検出信号と、自己のセンサIDと、検出時刻と、ホップ数とを駐車情報として送信する。なお、本実施形態のセンサ装置3は、図2に示す構成に加えて、駐車しようとする車両6を、駐車可能なスペースに誘導するために点灯する発光素子が付加されているものとする。
【0034】
路側装置5は、アドホックネットワークを利用して送信される各センサ装置3からの駐車情報を駐車場管理サーバ装置48に送ったり、その結果として駐車場管理サーバ装置48から送られてくる情報をセンサ装置3に送信したりする構成を有している。駐車場40に設置される路側装置5と、路上に設置される路側装置5とは同じ構成とすることができる。
【0035】
図6、図7に示すように駐車場管理サーバ装置48は、路側装置5とデータ通信を行う通信制御装置21と、データなどを記憶する記憶装置22と、駐車場管理サーバ装置48の処理を制御するCPUなどの制御装置23とを主な構成要素とし、これにキーボードなどの入力装置24や、ディスプレイなどの出力装置25を加えた構成になっている。
【0036】
記憶装置22には、駐車場40ごとの駐車スペースの大きさや利用状況などを特定する情報(駐車場DB46)と、駐車する車両6の大きさや種類を特定するための情報(車種サイズDB47)とが記憶されている。
【0037】
駐車場DB46を構築するデータとしては、駐車場40のある位置と、駐車場40内の敷設されたセンサ装置3のセンサIDおよびその敷設位置と、駐車場40の利用状態と、課金情報などがあげられる。駐車場40の利用状態とは、例えば、駐車場40を平面視した場合に車両6が駐車している領域と、車両6が駐車しておらず、かつ車両6が駐車可能な領域とをセンサ装置3の位置で特定したマップがあげられる。課金情報とは、車両6のサイズごとに課金する場合の単位時間当たりの課金額があげられる。
【0038】
このようなセンサネットワークシステム41で駐車場40の管理を行う処理について、図8のフローチャートなどを参照しながら説明する。
まず、駐車場40の地面に敷設された多数のセンサ装置3は、アドホックネットワークを構築し、車両6が停車することで荷重を検出したセンサ装置3は、検出信号と、そのときの時刻と、センサIDと、ホップ数とを含む検出情報を路側装置5を介して駐車場管理サーバ装置48に通知する(ステップS21)。この処理には、前記の実施形態と同様に、ホップ数が所定数に到達するまでセンサ装置3間でマルチホッピングが行われることを含むものとし、ホップ数の上限値は、すべてのセンサ装置3からの情報が駐車場40に設置された路側装置5に伝送できるホップ数以上の値が選択される。駐車場管理サーバ装置48は、各センサ装置3からの情報と駐車場DB46および車種サイズDB47の情報とから、その駐車場40の空き状態を推定する(ステップS22)。
【0039】
駐車場40の空き状態の推定とは、センサ装置3のセンサIDごとに、同じ時刻の荷重の検出結果を調べ、駐車場DB46に登録されているセンサIDとセンサ装置3の位置とから、受圧領域間の距離、すなわち車両6のタイヤ間の距離を推測する。そしてタイヤ間の距離から車種サイズDB47を検索して、駐車中の車両6が占有している面積を推定する。そして、推定された面積に相当する領域は使用状態にあり、残りの領域は空き状態にあるとする。
【0040】
空き状態を推定した駐車場管理サーバ装置48は、道路2に配設されている路側装置5に推定結果として、駐車場40の位置と、空き状態と、これを推定した時刻とを含む駐車場空き情報として送信する(ステップS23)。
【0041】
車両6の車載装置7が駐車場空き情報を、路側装置5から路上に敷設されたセンサ装置3を介して受信したら、出力手段34(図4参照)が駐車場空き情報を画面などに出力する。搭乗者が入力手段35(図4参照)を操作して、開いている駐車場40の情報を要求したときのみに、駐車場空き情報を取得して出力しても良い。
【0042】
駐車場空き情報を利用した場合、しなかった場合にかかわらず、空きのある駐車場40に車両6が侵入したら(ステップS24でYes)、センサ装置3が車両6の車載装置7からその車両6の車種やサイズについての情報を取得する(ステップS25)。なお、駐車場空き情報を利用する場合には、搭乗者の操作により、路面のセンサ装置3を介して車両6がその駐車場40に到着する前に車種情報やサイズ情報を取得することができる。
【0043】
車種情報やサイズ情報は、アドホックネットワークを利用して路側装置5に送信され、路側装置5から駐車場管理サーバ装置48へと受け渡される。駐車場管理サーバ装置48では、駐車場DB46に記録されている駐車場40の空き情報とのマッチングを行い、その車両6が駐車可能な領域を選択する(ステップS26)。そして、選択した領域に対応するセンサIDが抽出され(ステップS27)、該当するセンサIDを有するセンサ装置3に、発光素子を点灯させて車両6の誘導を行わせる誘導情報を送信し(ステップS28)、ここでの処理を終了する。駐車可能なスペースを特定する観点からは、本実施形態のセンサIDはセンサ装置3ごとに割り当てられたIDであることが望ましい。
【0044】
なお、誘導情報に従って車両6が駐車したら、前記ステップS21からの処理が再び実行される。すなわち、タイヤの接地位置にあるセンサ装置3の受圧素子11が荷重を検出して、検出データを送信するので、駐車場管理サーバ装置48はその領域を駐車不可とする新しい駐車場空き情報を作成する。
【0045】
このセンサネットワークシステム41によれば、アドホックネットワークを利用して構築されるセンサネットワークを利用してセンサ装置3から取得する情報により駐車場40の空きスペースの大きさや配置を把握することが可能になる。また、これと車両6から取得する車両6のサイズや種類の情報とを組み合わせることで、駐車を希望する車両6を適切な場所に誘導することが可能になり、効率的な駐車場管理が可能になる。駐車スペースをあらかじめ区切っておく必要がないので、駐車場40に柵や、車両6を検出する支柱を立てたりする必要がないので、土地を有効に活用することができる。
【0046】
車両が駐車した際に、搭乗者が駐車のタイミングと、携帯端末のアドレスや電話番号を車載装置に入力して、駐車場管理サーバ装置48に登録するようにしても良い。例えば、車両が勝手に移動させられたら、盗難や異常と判断し、搭乗者の携帯電話などに通知することが可能になる。
【0047】
駐車していた車両6が駐車場40から出るときは、駐車場40の出口でセンサ装置3が出車を検知し、駐車場管理サーバ装置48が停車していた時間に応じて自動的に課金計算しても良い。また、月極めで契約する駐車場40においても駐車している時間に応じて課金したりすることが可能になる。さらに、駐車スペースをラインで区画しなくても駐車場40の管理を行うことが可能になるので、大型車両を優先して駐車させたり、大型車両と小型車両とが混在するように駐車させたりといった、柔軟性が高く、効率の良い駐車場運営が可能になる。
【0048】
また、一旦駐車した車両6が、継続して駐車していることをセンサ装置3で監視し、駐車しているはずの車両6が第三者などにより移動させられたときには、その旨を、離れた位置にいる搭乗者などの携帯端末43に通知するようにしても良い。例えば、駐車時に搭乗者に、車載装置7を用いて駐車したことを登録させ、以降は、再び搭乗者が車載装置7を操作するまでの間で、センサ装置が車両6の検出信号を送信しなくなったときは、駐車場管理サーバ装置48が、異常を告げて、確認を促す情報を、あらかじめ登録された携帯端末43に通信網42を介して通知する。このような処理を実現するためには、車載装置7が駐車の開始と終了を駐車場管理サーバ装置48に送信するように構成する。さらに、駐車場管理サーバ装置48の記憶装置22に通知先として携帯端末43の情報を記憶したり、駐車の開始と終了の情報と、センサ装置3の駐車情報とから異常の発生の有無を判定できるように制御装置23を機能させたりする。
【0049】
本実施形態は、車両6の運転状態に合わせたサービスを、車両6ごとに提供することで、全体としての運転環境を向上させるものである。このような観点から、本実施形態のセンサネットワークシステム41は、以下にあげる応用例にも適用することができる。
【0050】
例えば、有料道路の出口付近で料金を知らせるシステムを構築することができる。この場合は、車両6が有料道路に乗り入れた際に、乗り入れ位置に敷設されたセンサ装置3が、車載装置7の記憶装置32(図4参照)に乗り入れた地点の情報を書き込ませる。そして、その車両6が有料道路から出る際に、料金所の手前に敷設されたセンサ装置3が、車載装置7から乗り入れ地点の情報および車載装置7のIDを読み取る。読み取った情報は、センサ装置3のセンサIDが付与された状態で、料金表を備えた管理サーバ装置にアドホックネットワークを少なくとも利用して送信される。管理サーバ装置は、センサIDから特定する現在位置と、乗り入れ地点の情報と、車載装置7のIDから判定する車両のサイズとから料金計算を行い、該当する車載装置7に計算結果をアドホックネットワークを少なくとも利用して送信する。そして、車載装置7は、料金所よりも手前で計算結果を受け取り、受信した情報に基づいて走行区間と、金額とを出力手段34(図4参照)に表示させる。このようにすると、料金を前もって用意することができるので、支払いがスムーズになり、料金所の渋滞緩和に貢献する。また、料金所の手前に設けた表示器に計算結果を表示させても良い。
【0051】
また、道路2に敷設された多数のセンサ装置3が検出する車両6の情報(検出情報)から、管理サーバ装置が、その道路2の走行量、もしくはその道路2に停車中の車両の数を計数し、交差点の信号の切り替えタイミングを調整しても良い。この場合は、センサ装置3の位置とセンサIDとを対応付けたデータベースを備える管理サーバ装置が、車両6の存在を検知したセンサ装置3のセンサIDを指標として、同じ道路2の同じ路線の走行量、もしくは停車している車両6の数を、先頭に相当するセンサ装置3の位置と後端に相当するセンサ装置3の位置とから推定する。交差する2つの道路の内、一方の道路の交通量が多いと管理サーバ装置が判定した場合には、推定結果に応じた出力として、通信網で接続された信号機に信号の切り替え信号を送信し、交通量の多い道路2の車両6がスムーズに通行できるように信号機を制御する。
【0052】
さらに、郊外や、幅の狭い道路などで対面通行が困難な道路2では、その道路2の入口や、信号機のないコーナーの前後に敷設したセンサ装置3を用いて、車両6が交互に通行できるように交通整理をすることが可能になる。すなわち、センサ装置3の検知結果に応じて管理サーバ装置が車両6の有無や、数を推定し、対向車両がないと判定した場合や、対向車両の数が自分側の車両6の数よりも少ないと判定した場合には、その車両6の車載装置7に通行許可の通知を送信したり、その道路2に設置されている表示器にその旨を表示させる。一方、数が少ない方の車両6の車載装置7には、停止を促す通知を送信したり、表示器にその旨を表示させる。狭い道路2や、見通しの悪い道路2においても車両6の通行をスムーズに行わせることが可能になる。
【0053】
(第三実施形態)
本実施形態のセンサネットワークシステムは、路面に敷設された多数のセンサ装置を用いて、車両の走行状態を監視し、交通法規に基づく取り締まりや、危険車両への通知を行うことを目的とするものであり、図9(a)にその一例としてスピードオーバーを警告するセンサネットワークシステム51の概略構成が図示されている。なお、以下において前記の各実施形態と重複する説明は省略する。
【0054】
このセンサネットワークシステム51は、道路2に敷設された多数のセンサ装置3と、道路2に沿って所定間隔で配設された路側装置5と、車両6に搭載された車載装置7とから構築されるセンサネットワークと、データベースなどを備えた管理用のコンピュータである走行状態管理サーバ装置58とを含んで構成される。車両6の速度は、センサ装置3間を通過する時間差と、センサ装置3間の距離とから走行状態管理サーバ装置58において推定する。
【0055】
センサ装置3は、受圧素子11が車両6に相当する荷重を検出すると共に、車両6ごとに付与されている車両を特定する情報(車両ID)を車載装置7から取得し、これらの情報に自己のセンサIDと、検出時刻と、ホップ数とを付与し、走行情報としてデータを送信するように構成されている。なお、ホップ数の定義と、通信時のホップ数の上限値とは前記第一実施形態と同様である。
【0056】
路側装置6は、アドホックネットワークを利用して送信される各センサ装置3からの走行情報を走行状態管理サーバ装置58に送ったり、その結果として走行状態管理サーバ装置58から送られくる情報をセンサ装置3に送信したりする構成を有している。また、車両6に情報を伝えるために道路2に設置された表示器50の制御も行う。表示器50は、光の点灯などを用いて文字などを車両6の搭乗者に視覚で認識できるようにする装置であり、これに補助的な手段としてスピーカを備えても良い。
【0057】
走行状態管理サーバ装置58は、コンピュータからなり、必要に応じて危険な走行状態にある車両6の情報を通信網52を通じて、車両の走行状態を監視する監視機関53に通報できるようになっている。その構成は、図10に示すように、路側装置5とデータ通信を行う通信制御装置21と、データなどを記憶する記憶装置22と、走行状態管理サーバ装置58の処理を制御するCPUなどの制御装置23とを主な構成要素とし、これにキーボードなどの入力装置24や、ディスプレイなどの出力装置25を加えた構成になっている。
【0058】
記憶装置22には、センサIDからセンサ装置3の位置を特定するために用いる情報(センサ位置情報DB26)と、所定の地域内にいる車両6に必要な情報を提供する際に、情報を送信すべき路側装置5を特定するための情報(路側装置位置情報DB27)と、推定した車速が道路2ごとに定められた速度に対して大きいか否かを判定するために用いる情報(車速DB54)とが記憶されている。車速DB54は、道路2と法定速度とを1対1に対応させたテーブルであっても良いし、道路2を幾つかの速度(例えば、100km/h、60km/hなど)で分類したテーブルであっても良い。
【0059】
車載装置7は、図4と同様に、無線通信装置31と、記憶装置32と、制御装置33とを主な構成要素とし、出力手段34および入力手段35も備えている。なお、本実施形態において記憶装置32には車両IDも記憶されている。
【0060】
このようなセンサネットワークシステム51で車両6の速度を調べ、必要に応じて通知する処理について、図11のフローチャートなどを参照しながら説明する。
まず、センサ装置3が車両6の通過を検出すると、車両IDを取得し、これにセンサIDと、検出時刻と、ホップ数とを付与した検出情報として、走行情報を作成し、アドホックネットワーク上に送信する(ステップS31)。この走行情報は、センサ装置3を介して伝送されるごとにホップ数を増加させながら、路側装置5に受信され、路側装置5から通信網4を介して走行状態管理サーバ装置58に送信される(ステップS32)。走行状態管理サーバ装置58は、その車両6についての走行情報であって、少なくとも2つのセンサ装置3からの走行情報を受信したら(ステップS33でYes)、各センサIDから算出されるセンサ装置3間の距離と、検出時刻の差とから、その車両6の速度を推定する(ステップS34)。例えば、図9(b)の例では、位置L1に敷設されているセンサ装置3bが時刻t1に車両6を検出し、位置L2に敷設されているセンサ装置3cが時刻t2に、同じ車両IDを有する車両6を検出した場合には、走行状態管理サーバ装置58が、センサIDでセンサ位置情報DBを検索して位置L1、L2を得て、センサ装置3bとセンサ装置3cとの間の距離ΔL(=L2−L1)を算出する。これを検出の時間差Δt(=t2−t1)で除算して得られる値を車両6の速度とみなす。
【0061】
走行状態管理サーバ装置58は、推定した車両が注意を要する速度であるか否かを判定する(ステップS35)。ここでの処理としては、センサIDで特定される道路2の法定速度、もしくは遵守が望ましい速度を車速DB54から検索し、これと推定した車速との大小関係を調べる。推定した車速が大きいときは、その車両は注意を要する速度で走行しているとみなす。
【0062】
注意を要しない場合は、ここので処理を終了する。一方、注意を要する場合(ステップS35でYes)には、車両6の進行方向の前側に配設されている路側装置5を路側装置位置情報DB27から検索し、抽出したすべての路側装置5に対して、推定結果に応じた出力として、ステップS34で算出した速度の値と、注意を促す旨の情報(テキストデータや、音声の発生を指示するデータなど)と、車両IDとを含む注意情報を送信する(ステップS36)。路側装置5は、アドホックネットワークを利用して自己のカバーエリア内に該当する車両6が存在することを確認したら、受信した注意情報を車両6の搭乗者に通知する(ステップS37)。通知とは、アドホックネットワークを利用してセンサ装置3を介して車両6の車載装置7に注意情報を送信し、車載装置7が注意情報を出力することや、車両6の通過のタイミングを見計らって表示器50に注意を促す表示を行わせたりすることを含む。また、ターゲットとなる車両6がカバーエリア内に存在するか否かによらず、抽出されたすべての路側装置5からアドホックネットワーク上に注意情報を送信しても良い。
【0063】
さらに、速度が大きすぎて、その車両6もしくは周囲に危険を及ぼす可能性があると考えられる速度として危険速度を車速DB54に登録しておき、判定処理において、危険速度に達していた場合には、注意情報を路側装置5に送信すると共に、危険である旨を、車両6を特定して監視機関53に通報しても良い。監視機関53としては、その道路を管轄する警察などがあげられる。
【0064】
また、このセンサネットワークシステム51を信号機や、一時停止の標識と連動させても良い。この場合は、赤信号や、一時停止の存在を検出するセンサ装置3を、赤信号や一時停止の存在位置もしくはその手間に設ける。走行状態管理サーバ装置58は、赤信号になっている信号機に近接したり、一時停止に近接したのに、停止しそうにない速度で走行している車両6を確認したときに、その車両6を特定すると共に、搭乗者に注意を促す情報を車載装置7や表示器50に送信する。
【0065】
本実施形態によれば、車両6の走行状態を監視することができる。このような観点から、センサネットワークシステム51は、以下に列挙する応用例にも適用することができる。
【0066】
車両6の車両IDと、これを検出するセンサ装置3の位置と含む検出情報を時間を追って取得して車両6の運転の軌跡を作成し、管理サーバ装置がジグザク運転していると判定した場合に、車載装置7や、表示器50を利用して搭乗者に通知し、事故の発生を未然に防ぐようにしても良い。
【0067】
また、少なくとも一部のセンサ装置3に、受光素子を設け、センサ装置3が検出する受光量に応じて管理サーバ装置が、車両6のヘッドライトの点灯の有無を判定し、判定結果を搭乗者に通知するようにしても良い。ヘッドライトの付け忘れや、一方のヘッドライトのランプが切れていることを搭乗者に速やかに知らせることが可能になる。
【0068】
また、同じ車両IDを受信するセンサ装置3が検出した荷重の総和から、管理サーバ装置が車両6の重量を算出し、貨物車両などの過積載を検出し、通知するようにしても良い。
【0069】
(第四実施形態)
本実施形態のセンサネットワークシステムは、路面に敷設された多数のセンサ装置を用いて、車両が通信網(例えば、インターネット)を介して情報を利用できるようにすることを目的とするものであり、図12に一例としてインターネット62に接続する場合が図示されている。なお、以下において前記の各実施形態と重複する説明は省略する。
【0070】
センサ装置3は、図2に示す電源モジュール12と、制御装置13と、アドホックネットワークを構築する無線通信装置14とを少なくとも備えている。本実施形態におけるセンサ(感知)とは、車載装置7から送信される電波を受信(検知)するという意味に用いる。
【0071】
路側装置5は、インターネット62に接続された管理サーバ装置68と、車両6との間の通信を仲介するもので、センサ装置3とアドホックネットワークを構築するための通信装置と、管理サーバ装置58とネットワークを構築するための通信装置とを少なくとも含む。また、インターネットから情報を送信しやすいように、路側装置5ごとにグローバルなアドレス(例えば、IP(Internet Protocol)アドレス)を付与しても良い。この場合は、記憶装置に路側装置5のアドレスを記憶させる。
【0072】
管理サーバ装置68は、図3と同じ構成を有する。すなわち、通信網4やインターネット62に接続する通信制御装置21と、データなどを記憶する記憶装置22と、管理サーバ装置68の処理を制御するCPUなどの制御装置23とを主な構成要素とし、これにキーボードなどの入力装置24や、ディスプレイなどの出力装置25を加えた構成になっている。なお、記憶装置22には、路側装置5のアドレスと位置とが格納された路側装置位置情報DB27を少なくとも備えており、これに加えて、車載装置7ごとに割り当てられるグローバルなアドレス(例えば、IPアドレス)が格納されたデータベースを備えても良い。
【0073】
車載装置7は、図4と同じ構成を有している。すなわち、センサ装置3とアドホックネットワークを構築するために用いる無線通信装置31と、データなどを記憶する記憶装置32と、車載装置7の処理を制御するCPUなどの制御装置33とを主な構成要素とし、これに搭乗者に情報を伝えるための出力手段34と、操作に用いる入力手段35とを加えた構成になっている。記憶装置32には、情報を閲覧するために用いるプログラムや、車載装置7に割り当てられているグローバルなアドレス(例えば、IPアドレス)が記憶されている。アドレスは前記の実施形態における車両IDであっても良い。
【0074】
このようなセンサネットワークシステム61で車両6にインターネット62を活用した情報の授受を行わせる処理について、図13のフローチャートなどを参照しながら説明する。
まず、車両6の運転者が車載装置7の入力手段35を操作して、インターネット62の接続を要求すると、車載装置7は、車載装置7のアドレスと、インターネット62を利用して取得した情報のURL(Uniform Resource Locator)と、ホップ数とを含む情報(接続要求)を作成し、近接するセンサ装置3に送信する(ステップS41)。接続要求を受信したセンサ装置3は、前記第一実施形態と同様に、ホップ数に応じてアドホックネットワークを利用して情報、つまり接続要求を路側装置5に受け渡す(ステップS42)。路側装置5は、接続要求に自己のアドレスを付与した新しい接続要求を作成し、管理サーバ装置68に送信する(ステップS43)。管理サーバ装置68は、インターネット62に接続し、該当するURLのデータを取得し、路側装置5に配信する(ステップS44)。
【0075】
このとき配信されるデータは、接続要求の発信元となる路側装置5、つまり接続要求に含まれる路側装置5のアドレスに送信される。路側装置5は、センサ装置3などが構築するアドホックネットワークを介して、該当する車載装置7に送信する(ステップS45)。そして、車載装置7が該当するデータを出力手段34から出力する(ステップS46)。
【0076】
ここで、車両6は走行しているので、最初の接続要求の送信から、該当するデータを受け取るまでの間に別の路側装置5のカバーエリアに移動していることもある。また、インターネット62に接続している間にデータを中継する路側装置5を変更する必要もでてくる。このような場合は、無線通信処理で良く知られているハンドオーバーと同様の処理を行う。なお、本実施形態のセンサネットワークシステム61を、例えば、前記の第三実施形態で説明した処理ができるようにすると、センサ装置3および車載装置7ならびに路側装置5が構成するアドホックネットワークにより車両6の走行方向や、速度を推定することが可能になる。このようにシステムを構築すると、次にデータの中継する路側装置5として使用が予定される路側装置5の特定や、切り替えのタイミングを図ることが可能になるので、効率的なハンドオーバーを実現できる。
【0077】
本実施形態において、車両6がアドホックネットワークを介して接続する通信網としては、車両間の間で行われる自動車間通信があげられる。この通信は、データ通信や通話を含むもので、比較的に近接した車両間においてアドホックネットワークを利用した通信が可能になる。
【0078】
なお、本発明は、前記の各実施形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、障害の発生を通知するシステムと、交通量を調整するシステムとを1つのシステムとして稼動させるなど、前記した4つの実施形態の内の2つ以上の処理を同時にできるようにしても良い。
【0079】
また、車両6の車載装置7がセンサを備えたり、車両6に取り付けられたセンサからの情報を受け取ったりして、車両6の情報をアドホックネットワークを経由して、送信できるようにしても良い。この場合のセンサとは、飲酒を検出するセンサや、燃料の残量を検出するセンサや、排気ガスの濃度を検出するセンサや、空気圧を検出するセンサや、車速を検出するセンサなど、車両6の運転状態や、搭乗者の状態を検出するセンサがあげられる。これにより、飲酒運転を防止したり、故障を未然に防いだり、燃料切れを未然に防いだりすることが可能になる。
【0080】
【発明の効果】
本発明によれば、道路に敷設した複数の検出装置や、車両に搭載された車載装置などが無線伝送技術を用いてネットワークを構築して通信を行うことで、自動車を中心とする交通環境に関する情報の収集や配信を充分に行うことが可能になり、例えば、障害の早期発見や、車両への通知、走行状態の監視など、走行中の車両に対して様々なサービスの提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるセンサネットワークシステムの構成を示す図である。
【図2】センサ装置の構成を示す図である。
【図3】障害対処サーバ装置の構成を示す図である。
【図4】車載装置の構成を示す図である。
【図5】センサネットワークシステムの処理のフローチャートである。
【図6】本発明の実施形態におけるセンサネットワークシステムの構成を示す図である。
【図7】駐車場管理サーバ装置の構成を示す図である。
【図8】センサネットワークシステムの処理のフローチャートである。
【図9】本発明の実施形態におけるセンサネットワークシステムの構成を示す図である。
【図10】走行状態管理サーバ装置の構成を示す図である。
【図11】センサネットワークシステムの処理のフローチャートである。
【図12】本発明の実施形態におけるセンサネットワークシステムの構成を示す図である。
【図13】センサネットワークシステムの処理のフローチャートである。
【符号の説明】
1,41,51,61 センサネットワークシステム
2 道路
3 センサ装置(検出装置)
5 路側装置(中継局)
6 車両
7 車載装置
8 障害対処サーバ装置
11 受圧素子(センサ)
14 無線通信装置(通信装置)
21 通信制御装置
26 センサ位置情報DB(データベース)
27 路側装置位置情報DB(データベース)
31 無線通信装置(通信装置)
48 駐車場管理サーバ装置
50 表示器
58 走行状態管理サーバ装置
68 管理サーバ装置
Claims (9)
- 車両に搭載され、通信装置を備えた車載装置と、道路に複数敷設され、通信装置およびセンサを備えた検出装置と、を含んで無線ネットワークを構築し、前記センサが路上の障害物を検出したら、この検出結果と前記検出装置の敷設位置を特定する情報とを含む検出情報を作成し、前記検出情報の情報源となる前記検出装置を含む少なくとも1つの前記検出装置を介して、前記車載装置に障害の発生を通知することを特徴とする無線ネットワークを利用した通信方法。
- 前記無線ネットワークを、管理用のサーバ装置と接続され、道路に沿って配置された中継局を含んで構築し、情報源となる前記検出装置からの情報を前記中継局ならびに前記サーバ装置を介して、前記車載装置に通知することを特徴とする請求項1に記載の無線ネットワークを利用した通信方法。
- 車両に搭載され、通信装置を備えた車載装置と、車両が駐車可能な区域に複数敷設され、通信装置およびセンサを備えた検出装置と、管理用のサーバ装置と接続された中継局とを含んで無線ネットワークを構築し、前記検出装置が前記区域内に駐車している車両を検出したら、この検出結果と前記検出装置の敷設位置を特定する情報とを含む情報を作成し、情報源となる前記検出装置を含む少なくとも1つの前記検出装置と前記中継局とを介して前記サーバ装置に送信し、前記サーバ装置で前記敷設位置から駐車可能なスペースを特定し、前記車載装置に通知することを特徴とする無線ネットワークを利用した通信方法。
- 前記サーバ装置は、前記駐車可能なスペースに相当する敷設位置にある前記検出装置を特定し、前記検出装置に設けられた発光素子の発光指令を前記無線ネットワークを利用して通知することを特徴とする請求項3に記載の無線ネットワークを利用した通信方法。
- 車両に搭載され、通信装置を備えた車載装置と、車両が駐車可能な区域に複数敷設され、通信装置およびセンサを備えた検出装置と、管理用のサーバ装置と接続された中継局とを含んで無線ネットワークを構築し、前記検出装置が、前記検出装置上を通過する車両を前記センサで検出したら、その検出結果と、前記検出装置の敷設位置を特定する情報と、検出時刻とを含む検出情報を、情報源となる前記検出装置を含む少なくとも1つの前記検出装置と前記中継局とを介して前記サーバ装置に送信し、前記サーバ装置は複数の前記検出情報からその道路における車両の走行状態を推定し、推定結果に応じた出力をすることを特徴とする無線ネットワークを利用した通信方法。
- 前記走行状態とは、前記車両の車速であり、前記推定結果に応じた出力とは、車速をその車両の搭乗者に通知するための出力であることを特徴とする請求項5に記載の無線ネットワークを利用した通信方法。
- 前記走行状態とは、その道路における車両の通行量であり、前記推定結果に応じた出力とは、通行量を調整するための出力であることを特徴とする請求項5に記載の無線ネットワークを利用した通信方法。
- 車両に搭載され、通信装置を備えた車載装置と、道路に複数敷設され、通信装置を備えた検出装置と、を含んで無線ネットワークを構築し、前記検出装置を少なくとも1つ経由させて、前記車載装置と他の車両の車載装置を含む移動体との間の通信、もしくは、前記車載装置と固定されたサーバ装置との間の通信を行わせることを特徴とする無線ネットワークを利用した通信方法。
- 車両に搭載され、通信装置を備えた車載装置と、車両が駐車可能な区域に複数敷設され、通信装置およびセンサを備えた検出装置と、管理用のサーバ装置に接続された中継局とを含んで構築される無線ネットワークを通る情報を処理するために用いられるサーバ装置であって、
前記中継局と通信可能な通信制御装置と、前記検出装置の敷設位置が格納されたデータベースと、前記中継局の設置位置が格納されたデータベースと、前記データベースを参照して前記検出装置の敷設位置の特定もしくは前記中継局の設置位置の特定を行う処理装置と、を備えて構成されることを特徴とする無線ネットワークを利用した通信に用いられるサーバ装置。
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