JP2006284361A - 時刻同期システム、計時機器、および、送信タイミング制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の計時機器が計時する時刻を適切に同期させることのできる時刻同期システム等を提供する。
【解決手段】 標準時刻を受信し、時刻同期を行った各子機は、ステージ１中のタイムスロットから、１つのタイムスロットをランダム選択する。そして、各タイムスロットにて送信機会が得られた子機ａ，ｄ，ｂは、応答情報を送信する。一方、送信機会が得られなかった残りの子機は、ステージ２に進み、ステージ２中のタイムスロットから１つのタイムスロットをランダム選択する。そして、送信機会が得られた子機ｇ，ｉ，ｆ，ｅは、応答情報を送信する。一方、送信機会が得られなかった残りの子機は、ステージ３に進み、ステージ３中のタイムスロットから１つのタイムスロットをランダム選択する。そして、送信機会が得られた子機ｃ，ｈは、応答情報を送信する。
【選択図】 図５

Description

この発明は、複数の計時機器が計時する時刻を適切に同期させることのできる時刻同期システム、計時機器、および、送信タイミング制御方法に関する。

近年、マラソン競技において、競技者個々のゴールタイムを計測（計時）する試みがなされている。例えば、競技者のゼッケン等にバーコードを印刷しておき、ゴールした競技者のバーコードをリーダにて読み取った時刻に基づいて、競技者個々のゴールタイムを計測する計測システムも実用化されている。
最近では、各計時ポイントにおける通過タイムも含めた競技タイムを計測可能とするために、非接触にて競技者個々の競技タイムを計測する試みがなされている。例えば、競技者にタグ送信機を保持させ、このタグ送信機から送られる情報により、競技タイムを計測する計測システムが開発され、実用化に向けた運用試験等が試みられている。

より具体的には、方形ループコイル等から競技トラック上の計測エリア内にトリガ信号を送信するようにしておき、タグ送信機を保持する競技者がその計測エリア内を走行すると、このトリガ信号に応答してタグ送信機からＩＤ（識別番号等）が送信される。そして、ＩＤ受信ユニットがこのＩＤを受信することにより、各競技者の周回数や競技タイム等を計測する（例えば、特許文献１参照）。
この他にも、タグ送信機がＵＨＦ帯の微弱無線電波等にてＩＤを送出することにより、タグ送信機の通信距離の拡大を図る技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−１４１４９７号公報 （第２−４頁、第２図） 特開２００４−１２５７６５号公報 （第３−４頁、第２図）

このような特許文献１，２の技術では、同時期に大勢の競技者が計測エリア内に到達すると、ＩＤ受信ユニット側が、送られるはずのＩＤを適切に受信できない場合があった。これは、計測エリア内にて、複数のタグ送信機がそれぞれにＩＤを送信し続けることにより、ＩＤ受信ユニット側の処理が追いつかない状況が生じたり、ＩＤの送信時にコリジョンが発生してしまうためである。
なお、特許文献２に開示されている技術では、コリジョンの発生を抑えるべく、タグ送信機側がランダムな間隔にてＩＤを送信している。それでも現実には、計時エリア内で各タグ送信機がそれぞれにＩＤの送信を繰り返すうちに、コリジョンが発生してしまっていた。

また、特許文献１，２の技術では、そもそも、ＩＤ受信ユニット側にて計時を行っているため、コリジョンが発生した場合にタグ送信機からＩＤを再送信するようにしても、適切な競技タイムとならない（競技タイムがずれてしまう）という問題があった。
この点を改善するため、タグ送信機に計時ユニットを内蔵させ、タグ送信機側にて計時を行うようにし、ＩＤ受信ユニット側が、タグ送信機から送られるＩＤ及び競技タイムを受信することも考えられる。つまり、タグ送信機側にて競技タイムの計時を終えておけば、コリジョン時の再送信等によりＩＤ受信ユニット側が遅れて競技タイム等を受信したとしても、競技タイムがずれてしまうことを防止できる。

このように、タグ送信機側で計時を行うとした場合、競技中において、各タグ送信機がそれぞれ同じ時刻を計時していることが必要となる。そのために、競技開始前及び、競技中において、例えば、基準となる標準時刻（標準時刻情報等）を各タグ送信機に送信するようにし、各タグ送信機にてこの標準時刻に同期させる（時刻同期させる）ことが考えられる。

しかしながら、現実には、所定数以上のタグ送信機が使用されると、上述した時刻同期が適切に行えない状況が生じ得る。例えば、競技の開始前に、所定の時刻送信装置が、各タグ送信機に向けて、標準時刻を一斉に送信するとした場合、標準時刻を受信した各タグ送信機は、受信した標準時刻に同期した時刻の計時を始めると共に、時刻同期が正常に行えたことを示す応答情報を時刻送信装置に返信することになる。そして、この応答情報が各タグ送信機から送られることになるため、タグ送信機の数が増えるにつれて、コリジョンの発生も増加してしまう。そのため、大会の規模が大きくなり、タグ送信機を使用する競技者の数が多くなると、時刻同期が適切に行えないことになる。
なお、コリジョンの発生を抑えるべく、タグ送信機側がランダムな間隔にて応答情報を返信することも考えられる。それでも、現実にタグ送信機の数が増えるにつれて、コリジョンが発生する確率も高くなり、大量のタグ送信機が使用された場合には、コリジョンの発生を抑えることができなかった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、複数の計時機器が計時する時刻を適切に同期させることのできる時刻同期システム、計時機器、および、送信タイミング制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る時刻同期システムは、
標準計時機器と複数の計時機器とが、所定の無線通信路を介して接続された時刻同期システムであって、
前記標準計時機器には、
標準時刻を計時する標準時刻計時手段と、
前記標準時刻計時手段によって計時された前記標準時刻を前記各計時機器に向けて一斉送信する一斉送信手段と、
前記一斉送信手段からの前記標準時刻の送信に応答して、前記各計時機器からそれぞれ送られる情報を受信する情報受信手段と、が設けられ、
前記各計時機器には、
前記各計時機器全体に割り当てられた所定の送信期間を複数のステージに区分けし、当該各ステージを所定時間単位のスロットにそれぞれ分割したスロット規定情報を記憶するスロット規定情報記憶手段と、
時刻を計時する計時手段と、
前記標準計時機器から送信される前記標準時刻を受信する標準時刻受信手段と、
前記標準時刻受信手段によって受信した前記標準時刻に基づいて、前記計時手段が計時している時刻を補正する補正手段と、
前記スロット規定情報に基づいて、前記複数のステージのうち、対象となるステージ順に、当該ステージ中における任意のスロットを選択するスロット選択手段と、
前記スロット選択手段によって選択された前記スロットにおいて、他の前記計時機器からの情報送信の有無を判別する判別手段と、
前記判別手段によって前記他の計時機器からの情報送信がないと判別された場合に、前記スロット選択手段によって選択された前記スロットにて、所定の応答情報を前記標準計時機器に向けて送信する応答情報送信手段と、が設けられている、
ことを特徴とする。

この発明によれば、標準計時機器の標準時刻計時手段は、標準時刻（例えば、現在時刻等）を計時する。また、一斉送信手段は、標準時刻計時手段によって計時された標準時刻を各計時機器に向けて一斉送信する。そして、情報受信手段は、一斉送信手段からの標準時刻の送信に応答して、各計時機器からそれぞれ送られる情報を（例えば、応答情報）を受信する。
一方、各計時機器のスロット規定情報記憶手段は、各計時機器全体に割り当てられた所定の送信期間を複数のステージに区分けし、当該各ステージを所定時間単位のスロット（タイムスロット）にそれぞれ分割したスロット規定情報を記憶する。また、計時手段は、時刻を計時する。標準時刻受信手段は、標準計時機器から送信される標準時刻を受信する。補正手段は、標準時刻受信手段によって受信した標準時刻に基づいて、計時手段が計時している時刻を補正する。スロット選択手段は、スロット規定情報に基づいて、複数のステージのうち、対象となるステージ順に、当該ステージ中における任意のスロットを例えば、ランダムに選択する。判別手段は、スロット選択手段によって選択されたスロットにおいて、他の計時機器からの情報送信の有無を判別する。そして、応答情報送信手段は、判別手段によって他の計時機器からの情報送信がないと判別された場合に、スロット選択手段によって選択されたスロットにて、所定の応答情報を標準計時機器に向けて送信する。

このように、各計時機器は、対象ステージから任意のスロットを選択し、そのスロットにて他の計時機器からの情報送信がなければ、応答情報を送信する。なお、そのスロットにて他の計時機器からの情報送信があれば、次のステージに順次進み、そのステージ中から任意のスロットを再度選択し、そのスロットにて他の計時機器からの情報送信がなければ応答情報を送信する。
つまり、最初のステージにて、全計時機器がスロット毎に分散され、分散された各スロットにて他の計時機器からの情報送信の有無を判別しつつ、スロット毎に何れかの計時機器から応答情報が送信される。そして、次のステージにて、残りの計時機器がスロット毎に再度分散され、分散された各スロットにて、何れかの計時機器から応答情報が送信される。以降、同様に繰り返され、全ての計時機器が応答情報の送信を終える。

すなわち、計時機器の数が多くても、スロット単位に分散されるため、通信衝突の発生を抑制することができ、しかも、ステージが進むにつれて、同じスロットを選択する計時機器が減少するため、各計時機器に応答情報を送信する機会が与えられ易くなることになる。
この結果、複数の計時機器が計時する時刻を適切に同期させることができる。

前記スロット選択手段が前記スロットを選択するときには、前記スロット選択手段が前記対象となるステージ中の全スロットから１つのスロットをランダムに選択してもよい。

前記応答情報送信手段が前記応答情報の送信を終えると、前記スロット選択手段が前記スロットの選択を停止してもよい。

前記スロット規定情報として、前記スロット規定情報記憶手段が、前記ステージを構成する前記スロットの数が異なる複数のステージを単位サイクルとし、当該単位サイクルが複数回繰り返されるスロット規定情報を記憶してもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る計時機器は、
標準時刻を計時する標準計時機器と所定の無線通信路を介して接続された計時機器であって、
複数の計時機器全体に割り当てられた所定の送信期間を複数のステージに区分けし、当該各ステージを所定時間単位のスロットにそれぞれ分割したスロット規定情報を記憶するスロット規定情報記憶手段と、
時刻を計時する計時手段と、
前記標準計時機器から送信される標準時刻を受信する標準時刻受信手段と、
標準時刻受信手段によって受信した前記標準時刻に基づいて、前記計時手段が計時している時刻を補正する補正手段と、
前記スロット規定情報に基づいて、前記複数のステージのうち、対象となるステージ順に、当該ステージ中における任意のスロットを選択するスロット選択手段と、
前記スロット選択手段によって選択された前記スロットにおいて、他の前記計時機器からの情報送信の有無を判別する判別手段と、
前記判別手段によって前記他の計時機器からの情報送信がないと判別された場合に、前記スロット選択手段によって選択された前記スロットにて、所定の応答情報を前記標準計時機器に向けて送信する応答情報送信手段と、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、スロット規定情報記憶手段は、複数の計時機器全体に割り当てられた所定の送信期間を複数のステージに区分けし、当該各ステージを所定時間単位のスロットにそれぞれ分割したスロット規定情報を記憶する。また、計時手段は、時刻を計時する。標準時刻受信手段は、標準計時機器から送信される標準時刻を受信する。補正手段は、標準時刻受信手段によって受信した標準時刻に基づいて、計時手段が計時している時刻を補正する。スロット選択手段は、スロット規定情報に基づいて、複数のステージのうち、対象となるステージ順に、当該ステージ中における任意のスロットを、例えば、ランダムに選択する。判別手段は、スロット選択手段によって選択されたスロットにおいて、他の計時機器からの情報送信の有無を判別する。そして、応答情報送信手段は、判別手段によって他の計時機器からの情報送信がないと判別された場合に、スロット選択手段によって選択されたスロットにて、所定の応答情報を標準計時機器に向けて送信する。
このように、各計時機器は、複数のステージのうち、対象ステージから任意のスロットを選択し、そのスロットにて他の計時機器からの情報送信がなければ、応答情報を送信する。なお、そのスロットにて他の計時機器からの情報送信があれば、次のステージに順次進み、そのステージ中から任意のスロットを再度選択し、そのスロットにて他の計時機器からの情報送信がなければ応答情報を送信する。
すなわち、計時機器の数が多くても、スロット単位に分散されるため、通信衝突の発生を抑制することができ、しかも、ステージが進むにつれて、同じスロットを選択する計時機器が減少するため、各計時機器に応答情報を送信する機会が与えられ易くなることになる。
この結果、複数の計時機器が計時する時刻を適切に同期させることができる。

前記スロット選択手段が前記スロットを選択するときには、前記スロット選択手段が前記対象となる前記ステージ中の全スロットから１つのスロットをランダムに選択してもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る送信タイミング制御方法は、
標準時刻を計時する標準計時機器と所定の無線通信路を介して接続された計時機器における送信タイミング制御方法であって、
時刻を計時する計時ステップと、
前記標準計時機器から送られる標準時刻を受信する標準時刻受信ステップと、
前記標準時刻受信ステップにて受信した前記標準時刻に基づいて、前記計時ステップにて計時している時刻を補正する補正ステップと、
所定の記憶部に記憶される、複数の前記計時機器全体に割り当てられた所定の送信期間を複数のステージに区分けし、当該各ステージを所定時間単位のスロットにそれぞれ分割したスロット規定情報に基づいて、前記複数のステージのうち、対象となるステージ順に、当該ステージ中における任意のスロットを選択するスロット選択ステップと、
前記スロット選択ステップにて選択された前記スロットにおいて、他の計時機器からの情報送信の有無を判別する判別ステップと、
前記判別ステップにて前記他の計時機器からの情報送信がないと判別された場合に、前記スロット選択ステップにて選択された前記スロットにて、所定の応答情報を前記標準計時機器に向けて送信する応答情報送信ステップと、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、計時ステップは、時刻を計時する。また、標準時刻受信ステップは、標準計時機器から送られる標準時刻を受信する。補正ステップは、標準時刻受信ステップにて受信した標準時刻に基づいて、計時ステップにて計時している時刻を補正する。スロット選択ステップは、所定の記憶部に記憶される、複数の計時機器全体に割り当てられた所定の送信期間を複数のステージに区分けし、当該各ステージを所定時間単位のスロットにそれぞれ分割したスロット規定情報に基づいて、複数のステージのうち、対象となるステージ順に、当該ステージ中における任意のスロットを選択する。判別ステップは、スロット選択ステップにて選択されたスロットにおいて、他の計時機器からの情報送信の有無を判別する。そして、応答情報送信ステップは、判別ステップにて他の計時機器からの情報送信がないと判別された場合に、スロット選択ステップにて選択されたスロットにて、所定の応答情報を標準計時機器に向けて送信する。
このように、各計時機器は、対象ステージから任意のスロットを選択し、そのスロットにて他の計時機器からの情報送信がなければ、応答情報を送信する。なお、そのスロットにて他の計時機器からの情報送信があれば、次のステージに順次進み、そのステージ中から任意のスロットを再度選択し、そのスロットにて他の計時機器からの情報送信がなければ応答情報を送信する。
すなわち、計時機器の数が多くても、スロット単位に分散されるため、通信衝突の発生を抑制することができ、しかも、ステージが進むにつれて、同じスロットを選択する計時機器が減少するため、各計時機器に応答情報を送信する機会が与えられ易くなることになる。
この結果、複数の計時機器が計時する時刻を適切に同期させることができる。

本発明によれば、複数の計時機器が計時する時刻を適切に同期させることができる。

本発明の実施の形態にかかる時刻同期システムについて、以下図面を参照して説明する。

（実施形態１）
図１は、この発明の第１の実施形態に適用される時刻同期システムの構成の一例を示す模式図である。

図示するように、この時刻同期システムは、親機となる標準計時機器１と、子機となる複数の計時機器２とが無線による通信路Ｎを介して接続されて構成される。

標準計時機器１は、制御部１１と、標準時刻計時手段としての標準時刻計時部１２と、記憶部１３と、一斉送信手段及び情報受信手段としての無線通信部１４と、を含んで構成される。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなり、標準計時機器１全体を制御する。
例えば、制御部１１は、無線通信部１４等を制御して、標準時刻計時部１２が計時している標準時刻（時刻情報）を、各計時機器２に向けて一斉に送信する。つまり、各計時機器２が計時する時刻の同期を図るために、標準時刻を送信する。
また、制御部１１は、送信した標準時刻に応答して各計時機器２から送信される応答情報を、無線通信部１４がそれぞれ受信することにより、応答が得られた計時機器２にて時刻同期が行われたことを確認する。

標準時刻計時部１２は、所定のタイマ回路等からなり、システムにおいて標準となる標準時刻を計時する。一例として、標準時刻計時部１２は、正確な現在時刻等を計時する。なお、標準時刻計時部１２は、例えば、高安定水晶発振器等を備えており、標準時刻の計時を安定して維持することが可能となっている。

記憶部１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリからなり、標準計時機器１との時刻同期に必要な情報等を記憶する。
例えば、記憶部１３は、計時機器２から返信された応答情報に含まれる識別情報（機器ＩＤ等）を記憶し、時刻同期を終えた各計時機器２を管理する。

無線通信部１４は、例えば、特定小電力、微弱無線、無線ＬＡＮ（IEEE802.11x）等の所定の無線通信規格にて、計時機器２との間で情報を送受信する。
具体的に無線通信部１４は、標準時刻計時部１２が計時している標準時刻（時刻情報）を各計時機器２に向けて一斉に送信し、これに応答して各計時機器２から送信される応答情報をそれぞれ受信する。

一方、各計時機器２は、補正手段としての制御部２１と、計時手段としての計時部２２と、スロット規定情報記憶手段としての記憶部２３と、標準時刻受信手段及び応答情報送信手段としての無線通信部２４と、スロット選択手段としてのスロット選択部２５と、を含んで構成される。

制御部２１は、ＣＰＵ等からなり、計時機器２全体を制御する。
例えば、標準計時機器１から送られた標準時刻を無線通信部２４が受信すると、制御部２１は、計時部２２が計時する時刻を、受信した標準時刻に同期させる。つまり、受信した標準時刻に基づいて、計時部２２が計時する時刻を補正する。
また、制御部２１は、後述するスロット選択部２５が選択したタイムスロット（対象ステージ中の何れかのタイムスロット）にて、無線通信部２４を制御して応答情報を標準計時機器１に向けて送信する。なお、無線通信部２４により、そのタイムスロットにて他の計時機器２が送信中（話中）であると判別されると、応答情報の送信を行わず、制御部２１は、スロット選択部２５に新たなタイムスロット（次のステージ中のタイムスロット）を選択させる。

計時部２２は、所定のタイマ回路等からなり、計時機器２における時刻を計時する。なお、計時部２２も例えば、高安定水晶発振器等を備えており、制御部２１によって時刻が補正された後には、標準時刻に同期した時刻の計時を安定して維持することが可能となっている。

記憶部２３は、例えば、不揮発性メモリ等からなり、タイムスロット等を規定するスロット規定情報を記憶する。
具体的に記憶部２３は、図２に示すようなスロット規定情報を記憶する。このスロット規定情報は、１サイクル分の送信期間（例えば、５秒）を表しており、この１サイクルが３つのステージに区分けされ、そして、各ステージが所定時間（例えば、２００ミリ秒）のスロット（タイムスロット）にそれぞれ分割されてなる。ここで、計時機器２と標準計時機器１との通信に要する通信時間は、タイムスロットよりも短いもの（例えば、１００ミリ秒）とする。
また、各ステージは、構成するタイムスロットの数がそれぞれ異なっている。つまり、ステージ１（１ｓｔ）は１０個のタイムスロットに分割され、ステージ２（２ｎｄ）は８個のタイムスロットに分割され、そして、ステージ３は５個のタイムスロットに分割されている。
なお、計時機器２全体として、例えば、５サイクル分の送信期間が割り当てられている。

図１に戻って、無線通信部２４は、所定の無線通信規格にて、標準計時機器１との間で情報を送受信する。
具体的に無線通信部２４は、標準計時機器１から一斉送信される標準時刻を受信し、また、後述するスロット選択部２５が選択したタイムスロットにて、応答情報を標準計時機器１に向けて送信する。
なお、無線通信部２４は、送信前に送信状態を監視し、そのタイムスロットにて他の計時機器２が送信中（話中）であるか否かを判別する。そして、他の計時機器２が送信中でない場合に、無線通信部２４は、応答情報を送信する。一方、送信中であると判別すると、応答情報の送信を中止し、制御部２１に他の計時機器２が送信中である旨を通知する。

スロット選択部２５は、上述した図２に示すスロット規定情報に基づいて、対象となるステージ順に、ステージ中における１つのタイムスロットをランダムに選択する。
より詳細には、計時機器２が全体で１００個使用されるとした場合、各タイムスロットは、確率的に１０個程度の計時機器２から選択されることになる（最初の送信時の場合）。つまり、同じタイムスロットに１０個程度の計時機器２が殺到することになるため、起動タイミングをずらす必要がある。例えば、２００ミリ秒のタイムスロットの先頭５０ミリ秒程度を調整期間とし、この調整期間を５ミリ秒以下の精度で区分けした起動タイミングを、各計時機器２（同じタイムスロットを選択した１０個程度の計時機器２）にそれぞれ割り当てる。
すなわち、スロット選択部２５は、タイムスロットをランダムに選択する際に、そのタイムスロットにおける起動タイミングもランダムに選択している。

このようなタイムスロットの選択（起動タイミングの選択も含まれる）を、スロット選択部２５は、例えば、応答情報の送信が可能となるまで、ステージ順に繰り返す。具体的にスロット選択部２５は、図３に示すように、対象となるステージ順に、ステージ中のタイムスロットをランダム選択する。
図示するように、まず、スロット選択部２５は、ステージ１中の１０のタイムスロットの中からランダムに選んだタイムスロット（スロット３）を選択する。そして、このスロット３にて、無線通信部２４は、応答情報の送信を行うために、他の計時機器２（同じスロット３を選択した他の計時機器２）の送信の有無を判別する。つまり、同じスロット３を選択すると共に、自己よりも早い起動タイミングを選択した他の計時機器２が応答情報の送信を既に開始しているか否かを判別する。

ここで、他の計時機器２が送信中であると判別すると、次のステージに進み、スロット選択部２５は、ステージ２中の８つのタイムスロットの中からランダムに選んだタイムスロット（スロット８）を選択する。そして、このスロット８にて、同様に無線通信部２４は、他の計時機器２の送信の有無を判別する。
ここでも、他の計時機器２が送信中であると判別すると、次のステージに進み、スロット選択部２５は、ステージ３中の５つのタイムスロットの中からランダムに選んだタイムスロット（スロット２）を選択する。そして、このスロット２にて、同様に無線通信部２４は、他の計時機器２の送信の有無を判別する。
ここで、送信中でないと判別すると、無線通信部２４は、応答情報の送信を行う。そして、スロット選択部２５は、タイムスロットの選択を停止する。
一方、このスロット２でも、他の計時機器２が送信中であると判別すると、再度ステージ１（２サイクル目）に進み、スロット選択部２５は、上記と同様にタイムスロットの選択を続ける。なお、スロット選択部２５は、例えば、最大５サイクル分まで、タイムスロットの選択を続ける。

以下、上述した構成の時刻同期システムの動作について、図面を参照して説明する。まず、図４を参照して、時刻同期を行い、そして応答情報を送信する計時機器２の動作について説明する。図４は、計時機器２が実行する時刻同期処理を説明するためのフローチャートである。なお、この時刻同期処理は、各計時機器２にてそれぞれ実行されるものとする。

まず、計時機器２は、標準時刻の受信を待機する（ステップＳ１１）。つまり、標準計時機器１から一斉に送信される標準時刻（時刻情報）を受信するまで、後続処理の実行を待機する。

標準時刻を受信すると、計時機器２は、受信した標準時刻に基づいて、計時部２２が計時する時刻を補正する（ステップＳ１２）。つまり、計時部２２が計時する時刻を、受信した標準時刻に同期させる。

計時機器２は、対象となるステージ中における１つのタイムスロットをランダムに選択する（ステップＳ１３）。つまり、スロット選択部２５は、記憶部２３に記憶される図２に示すスロット規定情報に基づいて、対象となるステージ中における１つのタイムスロットをランダムに選択する。
例えば、最初であれば、図２に示すステージ１中の１０のタイムスロットの中から１つのタイムスロットをランダム選択し、次であれば、ステージ２中の８つのタイムスロットの中から１つのタイムスロットをランダム選択する。
なお、上述したように、計時機器２（スロット選択部２５）は、タイムスロットをランダムに選択する際に、そのタイムスロットにおける起動タイミングもランダムに選択している。

計時機器２は、選択したタイムスロットにて、他の計時機器２が送信中であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。つまり、同じタイムスロットを選択すると共に、自己よりも早い起動タイミングを選択した他の計時機器２が応答情報の送信を既に開始しているか否かを判別する。

計時機器２は、他の計時機器２が送信中でないと判別すると、応答情報を標準計時機器１に向けて送信する（ステップＳ１５）。そして、計時機器２は、時刻同期処理を終える。

一方、他の計時機器２が送信中であると判別すると、計時機器２は、送信期間が終了したか否かを判別する（ステップＳ１６）。つまり、図２に示すスロット規定情報の５サイクル分の送信期間が経過したか否かを判別する。

計時機器２は、送信期間が終了していないと判別すると、上述したステップＳ１３に処理を戻す。つまり、次のステージ（３ステージ分を終えた場合に、次のサイクルのステージ）に進み、タイムスロットの選択を継続する。

一方、送信期間が終了したと判別すると、計時機器２は、時刻同期処理を終える。なお、この場に計時機器２は、応答情報の送信を行えないことになる。

次に、図５を参照して、時刻同期システム全体の動作について説明する。図５は、時刻同期後の各計時機器２における応答情報の送信の様子を説明するための模式図である。

まず、標準計時機器１（親機）から各計時機器２（各子機）に向けて標準時刻（時刻情報）が一斉に送信される。
標準時刻を受信した各計時機器２は、標準時刻との時刻同期を行った後に、ステージ１中の１０のタイムスロットから、１つのタイムスロットをそれぞれランダムに選択する。なお、その際、起動タイミングもランダムに選択される。

そして、各タイムスロットにて最も早い起動タイミングを選択し、送信機会が得られた計時機器２（子機ａ，ｄ，ｂ）は、標準計時機器１に向けて応答情報を送信する。
一方、他の計時機器２が送信中（話中）であるために送信機会が得られなかった計時機器２は、次のステージに進む。つまり、スロット４にて話中が生じた子機ｃ，ｅ，ｇ，ｉと、スロット１０にて話中が生じた子機ｆ、ｈがステージ２に進む。

ステージ２に進んだ計時機器２は、ステージ２中の８つのタイムスロットから１つのタイムスロットをそれぞれランダムに選択する。
そして、各タイムスロットにて送信機会が得られた計時機器２（子機ｇ，ｉ，ｆ，ｅ）は、応答情報を送信する。
一方、送信機会が得られなかった計時機器２（子機ｃ，ｈ）は、次のステージに進む。

ステージ３に進んだ計時機器２は、ステージ３中の５つのタイムスロットから１つのタイムスロットをそれぞれランダムに選択する。
そして、各タイムスロットにて送信機会が得られた計時機器２（子機ｃ，ｈ）は、応答情報を送信する。

このように、各計時機器２は、対象ステージから１つタイムスロットをランダム選択し、そのタイムスロットにて送信機会が得られれば、応答情報を送信する。なお、そのタイムスロットにて送信機会が得られなければ、次のステージに順次進み、そのステージ中から１つのタイムスロットをランダム選択し、そのタイムスロットにて送信機会が得られれば、応答情報を送信する。
つまり、最初のステージ１にて、全計時機器２がタイムスロット毎に分散され、タイムスロット毎に何れかの計時機器２に送信機会が与えられる。そして、次のステージ２にて、残りの計時機器２がタイムスロット毎に再度分散され、タイムスロット毎に何れかの計時機器２に送信機会が与えられる。以降、同様に繰り返され、例えば、数サイクル目には、全ての計時機器２が応答情報の送信を終える。

すなわち、計時機器２の数が多くても、タイムスロット単位に分散されるため、通信衝突（話中）の発生を抑制することができ、しかも、ステージが進むにつれて、同じスロットを選択する計時機器２が減少するため、各計時機器２に応答情報を送信する機会が与えられ易くなることになる。
この結果、複数の計時機器が計時する時刻を適切に同期させることができる。

（他の実施形態）
上記の実施の形態では、発明の理解を容易にするために、時刻同期システムとして説明したが、より具体的に、マラソン競技等にて競技タイムを計時する競技用計時システムにも適宜適用可能である。
つまり、各競技者が計時機器２をそれぞれ携帯（保持）して、競技を行うようにする。なお、計時機器２には、計時ポイントにて所定のトリガ信号を検出する検出部を更に備えるようにする。そして、スタート地点や計時ポイント（中間地点やゴール地点等）に標準計時機器１を配置して、競技開始前や競技中に各計時機器２が計時する時刻を標準時刻に同期させる。
すなわち、競技開始前に、スタート地点に配置された標準計時機器１から各計時機器２に標準時刻（時刻情報）が一斉送信され、各計時機器２は、上述したように、それぞれ、時刻同期を行った後に、対象ステージ毎に１つのタイムスロットをランダム選択し、他の計時機器２の送信状況を監視しながら、応答情報を標準計時機器１に送信する。
一例として、１００個の計時機器２を使用したシミュレーション実験を行ったところ、そのほとんどの場合に、５サイクル目で全ての計時機器２から応答情報を送信できた。
また、競技中においては、計時ポイントに配置された標準計時機器１から競技者と共に移動してきた各計時機器２に標準時刻が送信され、各計時機器２は、同様に、時刻同期を行った後に応答情報を標準計時機器１に送信する。
そして、各計時機器２は、計時ポイントにて発生されたトリガ信号を検出し、検出した時点で計時していた時刻を競技タイムとして特定し、記憶部２３に記憶したり、所定のタイム受信装置に向けて送信する。
このように、競技用計時システムに適用した場合でも、複数の計時機器が計時する時刻を適切に同期させることができる。

なお、マラソン競技に限られず、計時対象の競技は任意である。
例えば、駅伝、競歩、身障者車椅子ロードレース、自転車ロードレース、トライアスロン、及び、ランニングやオリエンテーション等の山岳競技等にも適宜適用可能である。

以上説明したように、複数の計時機器が計時する時刻を適切に同期させることができる。

本発明の実施の形態に係る時刻同期システムの構成の一例を示す模式図である。 計時機器の記憶部に記憶されるスロット規定情報の一例を示す模式図である。 タイムスロットが選択される様子を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態に係る時刻同期処理を説明するためのフローチャートである。 時刻同期後の各計時機器における応答情報の送信の様子を説明するための模式図である。

符号の説明

１ 標準計時機器
２ 計時機器
１１，２１ 制御部
１２ 標準時刻計時部
１３，２３ 記憶部
１４，２４ 無線通信部
２２ 計時部
２５ スロット選択部

Claims (7)

1. 標準計時機器と複数の計時機器とが、所定の無線通信路を介して接続された時刻同期システムであって、
   前記標準計時機器には、
   標準時刻を計時する標準時刻計時手段と、
   前記標準時刻計時手段によって計時された前記標準時刻を前記各計時機器に向けて一斉送信する一斉送信手段と、
   前記一斉送信手段からの前記標準時刻の送信に応答して、前記各計時機器からそれぞれ送られる情報を受信する情報受信手段と、が設けられ、
   前記各計時機器には、
   前記各計時機器全体に割り当てられた所定の送信期間を複数のステージに区分けし、当該各ステージを所定時間単位のスロットにそれぞれ分割したスロット規定情報を記憶するスロット規定情報記憶手段と、
   時刻を計時する計時手段と、
   前記標準計時機器から送信される前記標準時刻を受信する標準時刻受信手段と、
   前記標準時刻受信手段によって受信した前記標準時刻に基づいて、前記計時手段が計時している時刻を補正する補正手段と、
   前記スロット規定情報に基づいて、前記複数のステージのうち、対象となるステージ順に、当該ステージ中における任意のスロットを選択するスロット選択手段と、
   前記スロット選択手段によって選択された前記スロットにおいて、他の前記計時機器からの情報送信の有無を判別する判別手段と、
   前記判別手段によって前記他の計時機器からの情報送信がないと判別された場合に、前記スロット選択手段によって選択された前記スロットにて、所定の応答情報を前記標準計時機器に向けて送信する応答情報送信手段と、を備える、
   ことを特徴とする時刻同期システム。
2. 前記スロット選択手段が前記スロットを選択するときには、前記スロット選択手段が前記対象となるステージ中の全スロットから１つのスロットをランダムに選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の時刻同期システム。
3. 前記応答情報送信手段が前記応答情報の送信を終えると、前記スロット選択手段が前記スロットの選択を停止する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の時刻同期システム。
4. 前記スロット規定情報として、前記スロット規定情報記憶手段が、前記ステージを構成する前記スロットの数が異なる複数のステージを単位サイクルとし、当該単位サイクルが複数回繰り返されるスロット規定情報を記憶する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の時刻同期システム。
5. 標準時刻を計時する標準計時機器と所定の無線通信路を介して接続された計時機器であって、
   複数の計時機器全体に割り当てられた所定の送信期間を複数のステージに区分けし、当該各ステージを所定時間単位のスロットにそれぞれ分割したスロット規定情報を記憶するスロット規定情報記憶手段と、
   時刻を計時する計時手段と、
   前記標準計時機器から送信される標準時刻を受信する標準時刻受信手段と、
   前記標準時刻受信手段によって受信した前記標準時刻に基づいて、前記計時手段が計時している時刻を補正する補正手段と、
   前記スロット規定情報に基づいて、前記複数のステージのうち、対象となるステージ順に、当該ステージ中における任意のスロットを選択するスロット選択手段と、
   前記スロット選択手段によって選択された前記スロットにおいて、他の前記計時機器からの情報送信の有無を判別する判別手段と、
   前記判別手段によって前記他の計時機器からの情報送信がないと判別された場合に、前記スロット選択手段によって選択された前記スロットにて、所定の応答情報を前記標準計時機器に向けて送信する応答情報送信手段と、
   を備えることを特徴とする計時機器。
6. 前記スロット選択手段が前記スロットを選択するときには、前記スロット選択手段が前記対象となる前記ステージ中の全スロットから１つのスロットをランダムに選択する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の計時機器。
7. 標準時刻を計時する標準計時機器と所定の無線通信路を介して接続された計時機器における送信タイミング制御方法であって、
   時刻を計時する計時ステップと、
   前記標準計時機器から送られる標準時刻を受信する標準時刻受信ステップと、
   前記標準時刻受信ステップにて受信した前記標準時刻に基づいて、前記計時ステップにて計時している時刻を補正する補正ステップと、
   所定の記憶部に記憶される、複数の前記計時機器全体に割り当てられた所定の送信期間を複数のステージに区分けし、当該各ステージを所定時間単位のスロットにそれぞれ分割したスロット規定情報に基づいて、前記複数のステージのうち、対象となるステージ順に、当該ステージ中における任意のスロットを選択するスロット選択ステップと、
   前記スロット選択ステップにて選択された前記スロットにおいて、他の計時機器からの情報送信の有無を判別する判別ステップと、
   前記判別ステップにて前記他の計時機器からの情報送信がないと判別された場合に、前記スロット選択ステップにて選択された前記スロットにて、所定の応答情報を前記標準計時機器に向けて送信する応答情報送信ステップと、
   を備えることを特徴とする送信タイミング制御方法。
   

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