JP2005309576A - 情報配信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 多数の移動体が走行し得る通信エリアにおいても、ネットワークのスループットを低下させず、高品質のデータ配信を可能にすること。
【解決手段】 情報配信システム(1A)は、可変の伝送レートでデータ信号を送信する無線送信部(9)と、無線送信部(9)から無線送信されたデータ信号を受信する受信器(ST₁ 〜ST_N )を有する移動体(10₁ 〜10_N )に対する速度規制情報を検知する検出部(22A)と、前記速度規制情報に応じて前記データ信号の伝送レートを変更する伝送レート設定部(21)とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線伝送路を通じて情報を配信する情報配信システムなどに関する。

従来、無線伝送路を通じて車両などの移動体に情報を配信するシステムとしては、電波ビーコン，光ビーコンまたはＦＭ多重放送を用いてユーザーの車両に道路情報を配信するＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム;Vehicle Information and Communication System）などが知られている。また、携帯電話機やインターネット，無線ＬＡＮ（Wireless Local Area Network）の普及に伴い、IEEE 802.11（米国電気電子技術者協会規格802.11）などに準拠する無線ＬＡＮを用いて、比較的狭域の通信エリアにおいて不特定多数の移動体に情報を配信するシステムが提案されている。この種のシステムは、たとえば、特許文献１（特開２００３−３１７１８７号公報），特許文献２（特開２００１−１８４５９５号公報）に開示されている。

一般に、静止中の受信端末と比べると、移動中の受信端末が受信する配信情報の品質は劣化しやすく、特に、送信端末が移動中の受信端末に宛てて高い伝送レートでデータを配信するとき、受信エラーが発生する確率は高い。そこで、いわゆるオートフォールバック（auto fallback）方式では、受信端末は、送信端末からデータの受信に成功したときにＡＣＫ信号（受信確認信号；ACKnowledgement signal）を返信する。送信端末は、受信端末からＡＣＫ信号を受信しているときは比較的高い伝送レートでデータを送信し、所定時間が経過してもＡＣＫ信号を受信することができないときは低い伝送レートでデータを再送することで情報配信の信頼性が確保されている。

不特定多数の受信端末にデータを配信するときはデータをブロードキャストするのが適している。しかしながら、ブロードキャスト通信の信頼性を確保するために、すべての受信端末にＡＣＫ信号を要求すると、再送回数の増大によってネットワークのスループットが低下しやすい。一方、受信端末にＡＣＫ信号を要求しない場合は、受信エラーが発生しても、送信端末は伝送路に適した低い伝送レートでデータを再送することができないため、情報配信の信頼性を確保し難いという問題がある。特に、多数の受信端末が移動している通信エリアでブロードキャスト通信を行うときに前述の問題が起こりやすい。複数の受信端末にデータをマルチキャストする場合、すなわち、複数の受信端末のアドレスを指定して同じデータを送信する場合でも同様である。
特開２００３−３１７１８７号公報 特開２００１−１８４５９５号公報

以上の状況などに鑑みて本発明の主目的は、移動体が走行し得る通信エリアにおいても、ネットワークのスループットを低下させず、高品質のデータ配信を可能にする情報配信システムを提供する点にある。

上記目的を達成すべく、請求項１記載の発明は、情報配信システムであって、可変の伝送レートでデータ信号を送信する無線送信部と、前記無線送信部から無線送信されたデータ信号を受信する受信器を有する移動体に対する速度規制情報を検知する検出部と、前記速度規制情報に応じて前記データ信号の伝送レートを変更する伝送レート設定部と、を備えることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、情報配信システムであって、可変の伝送レートでデータ信号を送信する無線送信部と、前記無線送信部から無線送信されたデータ信号を受信する受信器を有する移動体の渋滞情報を検知する検出部と、前記渋滞情報に応じて前記データ信号の伝送レートを設定する伝送レート設定部と、を備えることを特徴としている。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る種々の実施例について説明する。

＜第１実施例＞
図１は、本発明に係る第１実施例の情報配信システム１Ａの構成を概略的に示すブロック図である。情報配信システム１Ａは、情報配信装置２Ａ，交通管制部１２および情報配信サーバ（情報配信源）１３を備えている。情報配信装置２Ａは、コントローラ１１Ａ、無線送信部（アクセスポイント）９、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）６，７および配信データ格納部８を備えており、コントローラ１１Ａは、通信制御部２０，伝送レート設定部２１および検出部２２Ａを備えている。

コントローラ１１Ａは、マイクロプロセッサ，プログラムを格納する不揮発性メモリ，ＲＡＭ（Random Access memory），内部バスおよび入出力インターフェースを備えた集積回路である。通信制御部２０，伝送レート設定部２１および検出部２２Ａは、マイクロプロセッサで実行されるプログラムまたは一連の命令群で構成されてもよいし、もしくはハードウェアとしてコントローラ１１Ａに組み込まれていてもよい。

交通管制部１２は、予め定めたタイムスケジュールに従って速度規制情報を発生し、これを信号機１５に供給し且つ信号機１５を遠隔制御する。信号機１５は制御ボックス１８を備えており、制御ボックス１８が、交通管制部１２から供給される速度規制情報に基づいて信号機１５の点灯または消灯を制御する。コントローラ１１Ａと交通管制部１２とは、パケット通信網などの電気通信回線（図示せず）を介して相互に接続されている。信号機１５は、走行路１７の近傍に配置されており、走行路１７上の移動体（車両）１０₁ ，１０₂ ，…，１０_N （Ｎは２以上の整数）の速度を規制する交通規制手段である。信号機１５は、赤色光源１６Ｒ，黄色光源１６Ｙおよび青色光源１６Ｂを備えており、交通管制部１２から与えられる速度規制情報に応じて、赤色光源１６Ｒ，黄色光源１６Ｙおよび青色光源１６Ｂを個別に点灯または消灯させる。赤色光源１６Ｒの点灯は「停止」を、黄色光源１６Ｙの点灯は「注意して進行可能」を、青色光源１６Ｂの点灯は「進行可能」をそれぞれ示している。なお、青色光源１６Ｂが、「進行可能」を表示する矢印形状を持つ領域を含んでもよい。あるいは、青色光源１６Ｂが、「進行可能」を表示する領域に加えて、「右折可能」または「左折可能」を表示する領域を有してもよい。たとえば、赤色光源１６Ｒの点灯と同時に、青色光源１６Ｂのうちの「右折可能」を示す領域を点灯させ、「進行可能」を表示する領域を消灯させる場合もあり得る。

また、本実施例では、車両用信号機１５を用いているが、本発明では車両用信号機１５に限定されず、歩行者もしくは鉄道車両の進行速度を規制する信号機もしくは棒、または歩行者の進行を規制する音声を発するスピーカーなどを用いてもよい。

移動体１０₁ ，…，１０_N は、それぞれ、受信器（ステーション）ＳＴ₁ ，…，ＳＴ_N を搭載している。無線送信部９は受信器ＳＴ₁ ，…，ＳＴ_N との間で無線通信を行う機能を有している。通信エリアは、比較的狭域であり、半径数ｍ〜数百ｍ程度の領域である。採用される無線通信規格としては、公知の無線ＬＡＮ規格，たとえば，IEEE 802.11（米国電気電子技術者協会規格802.11），Bluetooth（登録商標），HIPERLAN/2(HIgh PErformance Radio Local Area Network Type 2)，またはHiSWAN(High Speed Wireless Access System)などの規格が挙げられる。IEEE 802.11は、IEEE 802.11a, IEEE 802.11bおよびIEEE 802.11gなどを含む規格である。通信媒体としては、可視光線，赤外線（ＩＲ），あるいは無線周波数帯域の電磁波などを用いることができる。本実施例では、移動体は自動車１０₁ ，…，１０_N であるが、本発明ではこれに限らず、移動体が鉄道車両，自転車もしくは歩行者などであってもよい。

なお、本実施例の情報配信システム１Ａは、複数の移動体１０₁ ，１０₂ ，…，１０_N に情報配信しているが、本発明に係る情報配信システムは、複数の移動体に限らず、単体の移動体に情報配信するものであってよい。後述する他の実施例においても同様である。

情報配信サーバ１３は、移動体１０₁ ，…，１０_N の速度規制が行われる規制地点周辺，すなわち信号機１５が配置される地点１７ｐ周辺の交通情報，行先案内情報，広告情報あるいは時事情報などの配信情報をコントローラ１１Ａに供給するものである。コントローラ１１Ａと情報配信サーバ１３とは、パケット通信網などの電気通信回線（図示せず）を介して相互に接続されており、コントローラ１１Ａは、通信インターフェース７で受信された配信情報を配信データ格納部８に格納する。交通情報としては、移動体１０₁ ，…，１０_N の運転者が必要とするリアルタイムの道路交通情報，具体的には、渋滞状況，混雑状況，区間旅行時間，工事規制地点，車両の交通事故もしくは故障の状況などが挙げられる。行先案内情報としては、レストラン，病院もしくは銀行などの店舗情報，または遊園地もしくは観光地などの観光情報などが挙げられる。

コントローラ１１Ａの通信制御部２０は、配信データ格納部８から配信情報を読み出してこれを無線送信部９に転送し、所定のタイミングで同一の配信情報をブロードキャストまたはマルチキャストするように無線送信部９を制御する。無線送信部９は、無線送信すべきデータ信号のデジタル変調方式と符号化率とを切り換えることによって可変の伝送レートでデータ信号を送信する機能を有している。無線送信部９がIEEE 802.11a規格に準拠している場合、図２に示す伝送レート（ビットレート），変調方式および符号化率の組み合わせのいずれかでデータ信号を送信することができる。符号化率とは、符号化後のビット数に対する元データのビット数の比で定義される。図２を参照すると、無線送信部９は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying），ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying），１６−ＱＡＭ（１６値直交振幅変調；Sixteen Quadrature Amplitude Modulation）または６４−ＱＡＭ（６４値直交振幅変調）のいずれかでデータ信号をデジタル変調し、その結果により得た変調信号を、１／２，３／４，２／３のいずれかの符号化率で間引くことで送信データを得ることができる。図３は、IEEE 802.11a規格によるフレーム信号の構造を概略的に示す図である。図３を参照すると、無線送信部９から送出されるフレーム信号３０は、プリアンブル部３１，ヘッダ部３２およびデータ部３３で構成されている。ヘッダ部３２は６Ｍｂｐｓの固定の伝送レートで送信され、ヘッダ部３２の中に、データ部３３の伝送レートとデータ長などが含まれている。送信データを構成するデータ部３３は、ヘッダ部３２で指定されている伝送レートで送信される。したがって、受信器（ステーション）ＳＴ₁ ，…，ＳＴ_N は、受信したフレーム信号３０のヘッダ部３２を読み取ることでデータ部３３を受信することが可能である。

伝送レート設定部２１は、後述する速度規制情報や渋滞情報などに応じて、無線送信すべきデータ信号の伝送レート（ビットレート）を変更する機能を持つ。伝送レート設定部２１は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すような、予め定めた伝送レートテーブルを備えており、この伝送レートテーブルを参照してデータ信号の伝送レートを変更することができる。図４（Ａ）に示す伝送レートテーブルによれは、信号機１５（図１）の点灯色が青色のときは、６Ｍｂｐｓまたは９Ｍｂｐｓの低速の伝送レートが、その点灯色が黄色のときは、１２Ｍｂｐｓの中速の伝送レートが、その点灯色が赤色のときは、１８Ｍｂｐｓ〜４５Ｍｂｐｓの高速の伝送レートがそれぞれ選択され得る。また、図４（Ｂ）に示す伝送レートテーブルによれば、走行路１７の渋滞度（混雑度）すなわち単位時間当たりの移動体１０₁ ，…，１０_N の交通量の度合いが低いときは、６Ｍｂｐｓまたは９Ｍｂｐｓの低速の伝送レートが、渋滞度が中程度のときは、１２Ｍｂｐｓの中速の伝送レートが、渋滞度が高いときは、１８Ｍｂｐｓ〜４５Ｍｂｐｓの高速の伝送レートがそれぞれ選択され得る。

なお、図４（Ａ）に示した伝送レートテーブルは、信号機１５の青色、黄色および赤色の点灯色にそれぞれ対応した３段階の伝送レートを設定しているが、この代わりに、信号機１５の赤色と赤色以外の点灯色とにそれぞれ対応した２段階の伝送レート、あるいは、信号機１５の青色と青色以外の点灯色とにそれぞれ対応した２段階の伝送レートを設定している伝送レートテーブルを用いてもよい。

検出部２２Ａは、受信器ＳＴ₁ ，…，ＳＴ_N をそれぞれ有する移動体１０₁ ，…，１０_N に対する速度規制情報を検知する機能を持つ。具体的には、交通管制部１２が、情報配信装置２Ａの送信要求に応答して、信号機１５に供給する速度規制情報と同じ情報を電気通信回線を介して情報配信装置２Ａに送信しており、検出部２２Ａは、通信インターフェース６で受信された速度規制情報を検知しこれを伝送レート設定部２１に与える。なお、交通管制部１２は、情報配信装置２Ａからの送信要求を待たずに、周期的にあるいは所定のタイムスケジュールに従って、送信する機能も有している。上述の通り、伝送レート設定部２１は、速度規制情報に応じてデータ信号の伝送レートを決定する。

以上の構成を有する情報配信システム１Ａの動作を以下に説明する。図５は、情報配信装置２Ａのコントローラ１１Ａによる処理手順の一例を概略的に示すフローチャートである。

図５を参照すると、まず、検出部２２Ａは、所定のタイムスケジュールに従って交通管制部１２に速度規制情報を要求する（ステップＳ１）。次いで、検出部２２Ａは、交通管制部１２から送信された速度規制情報を検出したか否かを判定する（ステップＳ２）。検出部２２Ａは、交通管制部１２に送信要求を発した（ステップＳ１）後は、交通管制部１２から送信された速度規制情報を検出する迄待機している。なお、検出部２２Ａは、所定時間が経過しても速度規制情報を検出し得ないときは、交通管制部１２に繰り返し速度規制情報を要求してもよい。

交通管制部１２が送信要求に応えて速度規制情報を送信し、検出部２２Ａが通信インターフェース６で受信された速度規制情報を検知したとき、検出部２２Ａは速度規制情報を伝送レート設定部２１に与え、伝送レート設定部２１は、伝送レートテーブルを参照して速度規制情報に応じた伝送レートを設定し、これを通信制御部２０のレジスタに記憶する（ステップＳ４〜Ｓ７Ｂ）。すなわち、速度規制情報は、信号機１５の点灯色の情報を含んでおり、伝送レート設定部２１は、信号機１５の点灯色が青色，黄色または赤色のいずれであるかを判定し（ステップＳ４）、図４（Ａ）に示した伝送レートテーブルを参照し（ステップＳ４，Ｓ６，Ｓ８）、データ信号の伝送レートを、判定した点灯色に応じたビットレートに設定する（ステップＳ５，Ｓ７，Ｓ９）。信号機１５の点灯色が青色の場合は、伝送レート設定部２１は移動体１０₁ ，…，１０_N が比較的高速で移動中であると判断し、伝送レートを低ビットレート（６Ｍｂｐｓまたは９Ｍｂｐｓ）に設定する。点灯色が黄色の場合は、伝送レート設定部２１は移動体１０₁ ，…，１０_N が比較的低速で移動中であると判断し、伝送レートを中ビットレート（１２Ｍｂｐｓ）に設定する。点灯色が赤色の場合は、伝送レート設定部２１は移動体１０₁ ，…，１０_N が静止中であると判断し、伝送レートを高ビットレート（１８Ｍｂｐｓ〜５４Ｍｂｐｓのいずれか１つ）に設定する。

前記ステップＳ５，Ｓ７，Ｓ９で伝送レートが設定された後は、上記ステップＳ１以後の処理が繰り返し実行される。通信制御部２０は、レジスタに記憶されている伝送レートでデータ信号を送信するように無線送信部９を制御する。レジスタに記憶されている伝送レートが更新されると、通信制御部２０は、新たな伝送レートでデータ信号を送信するように無線送信部９を制御する。無線送信部９は、配信データ格納部８に記憶されている配信情報を指定の変調方式でデジタル変調し、指定の符号化率でマルチキャストまたはブロードキャストすることとなる。

上記の通り、情報配信システム１Ａは、交通管制部１２から供給される速度規制情報に基づいて移動体１０₁ ，…，１０_N の走行速度に適した伝送レートでデータを送信するため、無線ＬＡＮのスループットを低下させず、高品質のデータ配信を可能とするものである。また、比較的シンプルなアルゴリズムでリアルタイム性の高い伝送レート制御が可能である。したがって、無線ＬＡＮの比較的狭域の通信エリアにおいても、信頼性の高い情報配信が可能となる。

次に、上記情報配信システム１Ａの変形例について説明する。図６，図７は、それぞれ、第１および第２の変形例の情報配信システム１Ｂ，１Ｃの構成を概略的に示すブロック図である。各変形例において、情報配信システム１Ａの構成要素と同じ符号を付された構成要素は、上記構成要素と同じ機能を有するものとして詳細な説明を省略する。

第１の変形例の情報配信システム１Ｂ（図６）では、情報配信装置２Ｂは、速度規制情報を交通管制部１２から供給されておらず、信号機１５の制御ボックス１８から供給されている。コントローラ１１Ｂの検出部２２Ｂは、通信インターフェース６で受信された速度規制情報を検出しこれを伝送レート設定部２１に与える。信号機１５の制御ボックス１８と通信インターフェース６とはケーブルで相互に接続されてもよいし、あるいは、ＩＰｖ４（Internet Protocol Version 4）またはＩＰｖ６（Internet Protocol Version 6）に準拠したＩＰアドレス（Internet Protocol Address）を制御ボックス１８に付して、制御ボックス１８と通信インターフェース６とがインターネット技術を利用した通信回線で相互に接続されてもよい。

本変形例では、情報配信装置２Ｂは、遠方の交通管制部１２から電気通信回線を通じて速度規制情報の供給を受けずに、規制地点にある信号機１５から速度規制情報の供給を受けているため、検出部２２Ｂは、信号機１５の点灯および消灯に関する情報をより確実に取得することが可能である。たとえば、信号機１５が、交通管制部１２の制御を受けずに自律的に動作する場合でも、移動体１０₁ ，…，１０_N の走行速度に応じて伝送レートを変更することが可能である。また、交通管制部１２と情報配信装置２Ｂとの間の電気通信回線に異常が発生した場合でも、その異常に関わりなく、伝送レートを制御することができる。

次に、第２の変形例の情報配信システム１Ｃ（図７）では、情報配信装置２Ｃは、交通管制部１２から電気通信回線を通じて上記速度規制情報の代わりに渋滞情報の供給を受けており、コントローラ１１Ｃの検出部２２Ｃは、通信インターフェース６で受信された渋滞情報を検出しこれを伝送レート設定部２１に与える。伝送レート設定部２１は、図４（Ｂ）に示した伝送レートテーブルを参照して渋滞情報に応じた伝送レートを設定し、これを通信制御部２０のレジスタに記憶する。伝送レート設定部２１は、渋滞度が高いときは、移動体１０₁ ，…，１０_N が低速で移動または静止していると推定して伝送レートを高ビットレートに設定し、渋滞度が中程度のときは、移動体１０₁ ，…，１０_N が中速で移動していると推定して伝送レートを中ビットレートに設定し、渋滞度が低いときは、移動体１０₁ ，…，１０_N が比較的高速で移動していると推定して伝送レートを低ビットレートに設定する。この結果、無線送信部９は、走行路１７の渋滞状況に応じた伝送レートでデータ信号を送信することとなる。交通管制部１２としては、たとえば、公知のＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）が挙げられる。

＜第２実施例＞
以下、本発明に係る第２実施例について説明する。図８は、第２実施例の情報配信システム１Ｄの構成を概略的に示すブロック図である。図８において、上記情報配信システム１Ａの構成要素と同じ符号を付された構成要素は、上記構成要素と同じ機能を有するものとして詳細な説明を省略する。

情報配信システム１Ｄは、情報配信装置２Ｄ，交通管制部１２および情報配信サーバ１３を備えている。情報配信装置２Ｄは、コントローラ１１Ｄ、無線送信部９、通信インターフェース６，７および配信データ格納部８を備えており、コントローラ１１Ｄは、通信制御部２０，伝送レート設定部２１，検出部２２Ｄおよびタイマー３４を備えている。コントローラ１１Ｄは、上記第１実施例のコントローラ１１Ａと同様に、マイクロプロセッサ，プログラムを格納する不揮発性メモリ，ＲＡＭ，内部バスおよび入出力インターフェースを備えた集積回路である。

伝送レート設定部２１は、上記第１実施例の伝送レート設定部２１と同様に、速度規制情報や渋滞情報などに応じて、無線送信すべきデータ信号の伝送レート（ビットレート）を変更する機能を有しており、図４（Ａ），（Ｂ）に示すような伝送レートテーブルを参照してデータ信号の伝送レートを変更することができる。

検出部２２Ｄは、上記第１実施例の検出部２２Ａと同様に、受信器ＳＴ₁ ，…，ＳＴ_N をそれぞれ有する移動体１０₁ ，…，１０_N に対する速度規制情報を検知する機能を持つ。本実施例では、タイマー３４は、速度規制情報に基づいて、移動体１０₁ ，…，１０_N に対する速度規制の開始時間と終了時間とを計測することができる。また、検出部２２Ｄは、タイマー３４を用いて移動体１０₁ ，…，１０_N に対する速度規制の実行するタイムスケジュールを取得してこれを記憶する機能を有している。

図９のタイミングチャートに示すように、信号機１５の点灯色は、速度規制情報に従って、Ｒ（赤色），Ｂ（青色），Ｙ（黄色），Ｒ，Ｂ，Ｙ，…の順に周期的に変化する。また、赤色点灯期間Ｔ_R ，青色点灯期間Ｔ_B および黄色点灯期間Ｔ_Y は、走行路１７の混雑状況や時間帯，曜日に応じて変化し得るものの、たとえば十数分程度の短時間で点灯期間Ｔ_R ，Ｔ_B ，Ｔ_Y が変えられることがないのが普通である。検出部２２Ｄは、第１の期間（測定期間）Ｔ₁ において、タイマー３４を用いて点灯期間Ｔ_R ，Ｔ_B ，Ｔ_Y を測定することでタイムスケジュールを取得しこれを記憶する。 測定期間Ｔ₁ に続く第２の期間（自律期間）Ｔ₂ においては、検出部２２Ｄは、外部から供給される速度規制情報に依存せずに、記憶しているタイムスケジュールに従って速度規制情報を自ら生成しこれを伝送レート設定部２１に供給する。したがって、自律期間Ｔ₂ においては、伝送レート設定部２１は、前記タイムスケジュールに従って伝送レートを設定することとなる。図１０に示すように、測定期間Ｔ₁ と自律期間Ｔ₂ とは周期的に出現する。

以上の構成を有する情報配信システム１Ｄの動作を以下に説明する。図１１および図１２は、情報配信装置２Ｄのコントローラ１１Ｄによる処理手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図１１に示すフローチャートと図１２に示すフローチャートとは、接続子Ｃ１，Ｃ２を介して連続している。

図１１を参照すると、まず、検出部２２Ｄによりタイマー３４が起動され、測定期間Ｔ₁ における経過時間の計測が開始される（ステップＳ１０）。続いて、検出部２２Ｄは、交通管制部１２に速度規制情報を要求する（ステップＳ１１）。次いで、検出部２２Ｄは、交通管制部１２から送信された速度規制情報を検出したか否かを判定する（ステップＳ１２）。検出部２２Ｄは、交通管制部１２に送信要求を発した（ステップＳ１１）後は、交通管制部１２から送信された速度規制情報を検出する迄待機している。なお、検出部２２Ｄは、所定時間が経過しても速度規制情報を検出し得ないときは、交通管制部１２に繰り返し速度規制情報を要求してもよい。

交通管制部１２が送信要求に応えて速度規制情報を送信し、検出部２２Ｄが通信インターフェース６で受信された速度規制情報を検知したとき、検出部２２Ｄは速度規制情報の変化が有るか否か、すなわち、以前に取得した速度規制情報が今回のそれと相違するか否かを判定する（ステップＳ１３）。たとえば、信号機１５の以前の点灯色が赤色であり、今回の点灯色も赤色である場合、検出部２２Ｄは速度規制情報の変化無しと判定してステップＳ１１に処理を戻す。一方、信号機１５の点灯色が赤色から青色に変化した場合は、検出部２２Ｄは速度規制情報の変化有りと判定して次のステップＳ１４に処理を移行させる。速度規制情報に変化が有った場合、検出部２２Ｄは点灯情報を内部メモリに記録する（ステップＳ１４）。具体的には、信号機１５の点灯色が赤色から青色に変化した場合は、赤色点灯期間Ｔ_R と、点灯色が赤色から青色へ変化したことが記録される。

次に、伝送レート設定部２１は、信号機１５の点灯色が青色，黄色または赤色のいずれであるかを判定し（ステップＳ１５）、図４（Ａ）に示した伝送レートテーブルを参照して（ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ２０）、データ信号の伝送レートを、判定した点灯色に応じたビットレートに設定する（ステップＳ１７，Ｓ１９，Ｓ２１）。点灯色が黄色または赤色の場合は、伝送レートが中ビットレートまたは高ビットレートに設定され（ステップＳ１９，Ｓ２１）、その後、前記ステップＳ１１以後の処理が繰り返し実行される。一方、点灯色が青色の場合は、伝送レート設定部２１は伝送レートを低ビットレートに設定し（ステップＳ１７）、その後、検出部２２Ｄは、タイマー３４から供給される計時データに基づいて測定期間Ｔ₁ が経過したか否かを判定し（ステップＳ２２）、測定期間Ｔ₁ が経過していないと判定した場合は、上記ステップＳ１１に処理を戻す。一方、前記ステップＳ２２において、検出部２２Ｄは、測定期間Ｔ₁ が経過したと判定した場合は、図１２に示すステップＳ２３以後に処理を移行させる。

図１２を参照すると、ステップＳ２３では、検出部２２Ｄによりタイマー３４が起動され、自律期間Ｔ₂ における経過時間の計測が開始される（ステップＳ２３）。続いて、検出部２２Ｄは青色点灯期間Ｔ_B が経過したか否かを判定し、青色点灯期間Ｔ_B が経過する迄待機している（ステップＳ２４）。青色点灯期間Ｔ_B が経過したとき、信号機１５の点灯色は青色から黄色に変化する。次のステップＳ２５において、検出部２２Ｄは、上記測定期間₂ に記録されたタイムスケジュールを読み出して、点灯色が黄色である旨の速度規制情報を生成しこれを伝送レート設定部２１に与える。伝送レート設定部２１は、図４（Ａ）に示した伝送レートテーブルを参照して伝送レートを中ビットレートに設定する。

その後、検出部２２Ｄは黄色点灯期間Ｔ_Y が経過したか否かを判定し、黄色点灯期間Ｔ_Y が経過する迄待機している（ステップＳ２６）。黄色点灯期間Ｔ_Y が経過したとき、信号機１５の点灯色は黄色から赤色に変化する。次のステップＳ２７において、検出部２２Ｄは、上記タイムスケジュールを読み出して、点灯色が赤色である旨の速度規制情報を生成しこれを伝送レート設定部２１に与える。伝送レート設定部２１は、図４（Ａ）に示した伝送レートテーブルを参照して伝送レートを高ビットレートに設定する。

その後、検出部２２Ｄは赤色点灯期間Ｔ_R が経過したか否かを判定し、赤色点灯期間Ｔ_R が経過する迄待機している（ステップＳ２８）。赤色点灯期間Ｔ_R が経過したとき、信号機１５の点灯色は赤色から青色に変化する。次のステップＳ２９において、検出部２２Ｄは、上記タイムスケジュールを読み出して、点灯色が青色である旨の速度規制情報を生成しこれを伝送レート設定部２１に与える。伝送レート設定部２１は、図４（Ａ）に示した伝送レートテーブルを参照して伝送レートを低ビットレートに設定する。その後、検出部２２Ｄは、タイマー３４から供給される計時データに基づいて、自律期間Ｔ₂ が経過したか否かを判定する（ステップＳ３０）。検出部２２Ｄが自律期間Ｔ₂ が経過しないと判定した場合は、上記ステップＳ２４以後の処理が繰り返し実行され、検出部２２Ｄが自律期間Ｔ₂ が経過したと判定した場合は、上記ステップＳ１０以後の測定期間Ｔ₁ における処理が繰り返し実行される。

上述の通り、本実施例の情報配信システム１Ｄは、上記第１実施例の情報配信システム１Ａと同様に、無線ＬＡＮのスループットを低下させず、高品質のデータ配信を可能とするものである。また、比較的シンプルなアルゴリズムでリアルタイム性の高い伝送レート制御が可能である。さらに、本実施例では、交通管制部１２に対して速度規制情報の送信要求を発する回数が減るため、交通管制部１２の処理負荷の軽減が可能である。

＜第３実施例＞
以下、本発明に係る第３実施例について説明する。図１３は、第３実施例の情報配信システム１Ｅの構成を概略的に示すブロック図である。図１３において、上記情報配信システム１Ａの構成要素と同じ符号を付された構成要素は、上記構成要素と同じ機能を有するものとして詳細な説明を省略する。

情報配信システム１Ｅは、情報配信装置２Ｅおよび情報配信サーバ１３を有する。情報配信装置２Ｅは、コントローラ１１Ｅ、配信データ格納部８、無線送信部９、通信インターフェース７、撮像部３７および入力インターフェース３５を備えており、コントローラ１１Ｅは、通信制御部２０，伝送レート設定部２１，検出部２２Ｅおよび画像処理部３６を備えている。コントローラ１１Ｅは、上記第１実施例のコントローラ１１Ａと同様に、マイクロプロセッサ，プログラムを格納する不揮発性メモリ，ＲＡＭ，内部バスおよび入出力インターフェースを備えた集積回路である。

撮像部３７は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどからなる固体撮像素子、光学系および信号処理系などを有し、移動体１０₁ ，…，１０_N に対する速度規制が行われる規制地点付近に配置され且つ規制地点付近を撮像し得る視野を持つ。本実施例では、撮像部３７は、信号機１５の赤色光源１６Ｒ，青色光源１６Ｂおよび黄色光源１６Ｙを撮像して動画像信号を生成しこれを入力インターフェース３５に出力する。入力インターフェース３５は、動画像信号からノイズを除去し、動画像信号のゲインを適正なレベルに調整し、動画像信号をＡ／Ｄ変換した後に画像処理部３６に供給する。画像処理部３６は、入力インターフェース３５から入力する動画像データを画像処理した後に検出部２２Ｅに与える。

検出部２２Ｅは、撮像部３７で撮像された画像データに基づいて速度規制情報を検知する機能を有している。具体的には、画像処理部３６は、各画像フレームを赤色成分のみのＲフレーム，黄色成分のみのＹフレーム，青色成分のみのＢフレームからなる面順次データに変換し、Ｒフレーム，ＹフレームおよびＢフレームそれぞれの平均輝度を算出してこれらを検出部２２Ｅに供給する。検出部２２Ｅは、各平均輝度が所定の閾値以下か否かを判定することで、赤色光源１６Ｒ，黄色光源１６Ｙおよび青色光源１６Ｂそれぞれの点灯または消灯を検出し、速度規制情報を生成してこれを伝送レート設定部２１に与えることができる。他の解析処理として、各画像フレームから、赤色光源１６Ｒの撮像領域のみを含む画像データ、黄色光源１６Ｙの撮像領域のみを含む画像データ、および青色光源１６Ｂの撮像領域のみを含む画像データを抽出し、各画像データの平均輝度を算出する処理を採用してもよい。

以上の構成を有する情報配信システム１Ｅの動作を以下に説明する。図１４は、情報配信装置２Ｅのコントローラ１１Ｅによる処理手順の一例を概略的に示すフローチャートである。

図１４を参照すると、まず、画像処理部３６は、入力インターフェース３５から供給される動画像データをサンプリングしてこれを取得する（ステップＳ４０）。その後、画像処理部３６は動画像データを処理し（ステップＳ４１）、検出部２２Ｅは、画像処理部３６から入力する処理データに基づいて速度規制情報を検出しこれを伝送レート設定部２１に与える（ステップＳ４２）。

伝送レート設定部２１は、信号機１５の点灯色が青色，黄色または赤色のいずれであるかを判定し（ステップＳ４３）、図４（Ａ）に示した伝送レートテーブルを参照して（ステップＳ４４，Ｓ４６，Ｓ４８）、データ信号の伝送レートを、判定した点灯色に応じたビットレートに設定する（ステップＳ４５，Ｓ４７，Ｓ４９）。点灯色が青色の場合は、伝送レートが低ビットレートに設定され（ステップＳ４５）、点灯色が黄色の場合は、伝送レートが中ビットレートに設定され（ステップＳ４７）、点灯色が赤色の場合は、伝送レートが高ビットレートに設定される（ステップＳ４９）。その後、上記ステップＳ４０以後の処理が繰り返し実行される。

上述の通り、本実施例の情報配信システム１Ｅは、撮像部３７で撮像された動画像に基づいて移動体１０₁ ，…，１０_N の走行速度に適した伝送レートでデータを送信するため、無線ＬＡＮのスループットを低下させず、高品質のデータ配信を可能とするものである。また、比較的シンプルなアルゴリズムでリアルタイム性の高い伝送レート制御が可能である。また、上記第１および第２実施例と比べると、電気通信回線やケーブルを介して外部から速度規制情報などを取得せずに済むため、安定した伝送レート制御が可能となる。

＜第４実施例＞
以下、本発明に係る第４実施例について説明する。図１５は、第４実施例の情報配信システム１Ｆの構成を概略的に示すブロック図である。図１５において、上記情報配信システム１Ａの構成要素と同じ符号を付された構成要素は、上記構成要素と同じ機能を有するものとして詳細な説明を省略する。

情報配信システム１Ｆは、情報配信装置２Ｆおよび情報配信サーバ１３を有する。情報配信装置２Ｆは、コントローラ１１Ｆ、配信データ格納部８、無線送信部９、通信インターフェース６、指向性マイクロフォン４２および入力インターフェース４０を備えており、コントローラ１１Ｆは、通信制御部２０，伝送レート設定部２１，検出部２２Ｆおよび音声認識部４１を備えている。コントローラ１１Ｆは、上記第１実施例のコントローラ１１Ａと同様に、マイクロプロセッサ，プログラムを格納する不揮発性メモリ，ＲＡＭ，内部バスおよび入出力インターフェースを備えた集積回路である。

交通管制部１２は、予め定めたタイムスケジュールに従って速度規制情報を発生し、これを信号機４３に供給し且つ信号機４３を遠隔制御する。信号機４３は、赤色光源４８Ｒ，青色光源４８Ｂおよびスピーカ４５を備えており、十字路（規制地点）４６の近傍に配置される。また、信号機４３は制御ボックス４４を備えており、制御ボックス４４が、交通管制部１２から供給される速度規制情報に基づいて信号機４３の赤色光源４８Ｒおよび青色光源４８Ｂそれぞれの点灯または消灯を制御する。制御ボックス４４と交通管制部１２とは、パケット通信網などの電気通信回線（図示せず）を介して相互に接続されている。赤色光源４８Ｒの点灯は「停止」を、青色光源４８Ｂの点灯は「進行可能」をそれぞれ示している。また、制御ボックス４４は、赤色光源４８Ｒおよび青色光源４８Ｂの点灯と消灯に合わせて歩行者４７₁ ，４７₂ に対する規制音を発するようにスピーカ４５を制御する。たとえば、赤色光源４８Ｒが点灯しているときは、スピーカ４５が警告音を発し、青色光源４８Ｂが点灯しているときは、スピーカ４５が誘導音を発することとなる。

指向性マイクロフォン４２は、移動体（歩行者）４７₁ ，４７₂ に対する速度規制が行われる規制地点付近に配置され且つ規制地点付近の音声を検出する。入力インターフェース４０は、指向性マイクロフォン４２から入力する音声信号からノイズを除去し、音声信号をＡ／Ｄ変換した後に音声認識部４１に出力する。音声認識部４１は、入力インターフェース４０から入力する音声データのケプストラム領域の特徴量を抽出し、これを検出部２２Ｆに出力する。検出部２２Ｆは、予め用意された音声パターンと前記特徴量とを比較することで速度規制情報を検出する。

以上の構成を有する情報配信システム１Ｆの動作を以下に説明する。図１６は、情報配信装置２Ｆのコントローラ１１Ｆによる処理手順の一例を概略的に示すフローチャートである。

図１６を参照すると、まず、音声認識部４１は、入力インターフェース４０から供給される音声データをサンプリングしてこれを取得する（ステップＳ５０）。その後、音声認識部４１は音声データに音声認識処理を施すことで特徴量を算出しこれを検出部２２Ｆに出力する（ステップＳ５１）。検出部２２Ｆは、音声認識部４１から入力する特徴量に基づいて速度規制情報（以下、検出音と呼ぶ。）を検出しこれを伝送レート設定部２１に供給する（ステップＳ５２）。

伝送レート設定部２１は、検出音が「進行可能」または「停止」のいずれを示す音であるかを判定し（ステップＳ５３）、伝送レートテーブルを参照して（ステップＳ５４，Ｓ５６）、データ信号の伝送レートを、判定した音に応じたビットレートに設定する（ステップＳ５５，Ｓ５７）。検出音が「進行可能」を示す場合は、伝送レートは低ビットレートに設定され（ステップＳ５５）、検出音が「警告音」を示す場合は、伝送レートは高ビットレートに設定される（ステップＳ５７）。その後、上記ステップＳ５０以後の処理が繰り返し実行される。

上述の通り、本実施例の情報配信システム１Ｆは、指向性マイクロフォン４２で検出された音声に基づいて歩行者４７₁ ，４７₂ の移動速度に適した伝送レートでデータを送信するため、無線ＬＡＮのスループットを低下させず、高品質のデータ配信を可能とするものである。

本発明に係る第１実施例の情報配信システムの構成を概略的に示すブロック図である。 伝送レート，変調方式および符号化率の組み合わせを示す図である。 IEEE 802.11規格によるフレーム信号の構造を概略的に示す図である。 （Ａ）は、信号機の点灯色に応じた伝送レートを示す図であり、（Ｂ）は、渋滞度に応じた伝送レートを示す図である。 第１実施例の情報配信装置のコントローラによる処理手順の一例を概略的に示すフローチャートである。 第１実施例の変形例の情報配信システムの構成を概略的に示すブロック図である。 第１実施例の他の変形例の情報配信システムの構成を概略的に示すブロック図である。 本発明に係る第２実施例の情報配信システムの構成を概略的に示すブロック図である。 信号機の点灯色を示すタイミングチャートである。 信号機の点灯色を示すタイミングチャートである。 第２実施例の情報配信装置のコントローラによる処理手順の一例を概略的に示すフローチャートである。 第２実施例の情報配信装置のコントローラによる処理手順の一例を概略的に示すフローチャートである。 本発明に係る第３実施例の情報配信システムの構成を概略的に示すブロック図である。 第３実施例の情報配信装置のコントローラによる処理手順の一例を概略的に示すフローチャートである。 本発明に係る第４実施例の情報配信システムの構成を概略的に示すブロック図である。 第４実施例の情報配信装置のコントローラによる処理手順の一例を概略的に示すフローチャートである。

符号の説明

１Ａ〜１Ｆ 情報配信システム
２Ａ〜２Ｆ 情報配信装置
６，７ 通信インターフェース
８ 配信データ格納部
９ 無線送信部
１０₁ 〜１０_N 移動体（車両）
１１Ａ〜１１Ｆ コントローラ
１２ 交通管制部
１３ 情報配信サーバ（情報配信源）
２０ 通信制御部
２１ 伝送レート設定部
２２Ａ〜２２Ｆ 検出部
３４ タイマー
３６ 画像処理部
３７ 撮像部
４１ 音声認識部
４２ 指向性マイクロフォン

Claims (17)

1. 情報配信システムであって、
   可変の伝送レートでデータ信号を送信する無線送信部と、
   前記無線送信部から無線送信されたデータ信号を受信する受信器を有する移動体に対する速度規制情報を検知する検出部と、
   前記速度規制情報に応じて前記データ信号の伝送レートを変更する伝送レート設定部と、
   を備えることを特徴とする情報配信システム。
2. 請求項１記載の情報配信システムであって、前記検出部は、前記移動体の速度を規制する交通規制手段を遠隔制御する交通管制部から、前記速度規制情報の供給を受けることを特徴とする情報配信システム。
3. 請求項１記載の情報配信システムであって、前記検出部は、前記移動体の速度を規制する交通規制手段から、前記速度規制情報の供給を受けることを特徴とする情報配信システム。
4. 請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の情報配信システムであって、前記速度規制情報に基づいて前記移動体に対する速度規制の開始時間と終了時間とを計測するタイマーをさらに備え、
   前記検出部は、前記タイマーを用いて前記移動体に対する速度規制を実行するタイムスケジュールを取得してこれを記憶し、
   前記伝送レート設定部は、前記タイムスケジュールに従って前記データ信号の伝送レートを変更することを特徴とする情報配信システム。
5. 請求項４記載の情報配信システムであって、前記検出部は、前記タイムスケジュールを所定の周期毎に取得することを特徴とする情報配信システム。
6. 請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の情報配信システムであって、
   前記移動体に対する速度規制が行われる規制地点付近に配置され且つ前記規制地点付近を撮像する撮像部をさらに備え、
   前記検出部は、前記撮像部で撮像された動画像データに基づいて前記速度規制情報を検知することを特徴とする情報配信システム。
7. 請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の情報配信システムであって、前記移動体に対する速度規制が行われる規制地点付近に配置され且つ前記規制地点付近の音声を検出するマイクロフォンをさらに備え、
   前記検出部は、前記マイクロフォンで検出された音声の特徴量を抽出し前記特徴量に基づいて前記速度規制情報を検知することを特徴とする情報配信システム。
8. 請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の情報配信システムであって、前記伝送レート設定部は、前記速度規制情報に対応した伝送レートを定めている伝送レートテーブルを備え、前記伝送レートテーブルを参照して前記データ信号の伝送レートを変更することを特徴とする情報配信システム。
9. 請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の情報配信システムであって、前記無線送信部は、前記移動体に対する速度規制が行われる規制地点付近に配置されていることを特徴とする情報配信システム。
10. 情報配信システムであって、
    可変の伝送レートでデータ信号を送信する無線送信部と、
    前記無線送信部から無線送信されたデータ信号を受信する受信器を有する移動体の渋滞情報を検知する検出部と、
    前記渋滞情報に応じて前記データ信号の伝送レートを設定する伝送レート設定部と、
    を備えることを特徴とする情報配信システム。
11. 請求項１０記載の情報配信システムであって、前記伝送レート設定部は、前記渋滞情報に対応した伝送レートを定めている伝送レートテーブルを備え、前記伝送レートテーブルを参照して前記データ信号の伝送レートを変更することを特徴とする情報配信システム。
12. 請求項１から１１のうちのいずれか１項に記載の情報配信システムであって、前記伝送レート設定部は、無線送信すべきデータ信号の変調方式および符号化率を変更することで前記伝送レートを変更することを特徴とする情報配信システム。
13. 請求項１から１２のうちのいずれか１項に記載の情報配信システムであって、前記検出部は、前記移動体の走行路近傍に配置されている信号機の点灯および消灯のタイミングを示す情報を前記速度規制情報として検知することを特徴とする情報配信システム。
14. 請求項１から１３のうちのいずれか１項に記載の情報配信システムであって、前記無線送信部は、前記データ信号をブロードキャストすることを特徴とする情報配信システム。
15. 請求項１から１３のうちのいずれか１項に記載の情報配信システムであって、前記無線送信部は、前記データ信号をマルチキャストすることを特徴とする情報配信システム。
16. 請求項１から１５のうちのいずれか１項に記載の情報配信システムであって、前記移動体に対する速度規制が行われる規制地点周辺の交通情報，行先案内情報，広告情報および時事情報の中から選択した少なくとも１つの情報を前記配信情報として供給する情報配信源をさらに備えることを特徴とする情報配信システム。
17. 請求項１から１６のうちのいずれか１項に記載の情報配信システムであって、前記無線送信部は、無線ＬＡＮ規格に準拠していることを特徴とする情報配信システム。

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