JP2009111444A - 移動体情報共有システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信により、音声通信だけでなく、複数移動局の位置情報や業務中に撮影した映像、指令などの業務情報を、通信統制局を設けずに、複数移動局間で共有できるようにした移動体情報共有システムを得る。
【解決手段】システムを構成する通信局は、時分割同期無線モデム装置２０により、ＧＰＳアンテナ１１を介して自局の位置及び時刻情報を取得し、１送信周期の通信状態を監視し、通信パケットを選択することで、他局の送信と衝突しないように通信スロットを決定し、位置情報を無線装置５０を介して、共通の無線周波数を用いて送信するようにした。
また、通信スロットを連続して使用することで、無線機の周波数の変更や通信状態の変化を検出することを実現した。また、通信局の通信パケットを受信できないとき、通信先と反復送信依頼局の両方の局の通信パケットを受信する通信局が、自動的に他局によって反復送信を行う機能を実現した。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の移動体（移動局）と移動体の行動を管理する通信統制局との間で、共通の無線周波数を使用して各局間で移動体の位置情報を共有するようにした移動体情報共有システムに関するものである。

従来の共通の無線周波数を使用して音声信号を送受信する移動体通信システムにおいては、通信統制局で各移動体の個別情報を管理する移動体個別情報管理システムがある。（例えば、特許文献１参照）
また、従来の無線通信を利用した情報共有システムにおいては、複数移動体の位置や活動状況、現場写真などの情報を通信する際、通信の衝突や情報の偏りを避けるために、本部の情報共有サーバで収集管理し、それぞれの移動体に配信することで情報を共有する。（例えば、特許文献２、３参照）
また、複数のターミナル局に共通の基準タイムベースを設け、ターミナル局毎に基準タイムベースの周期内の所定時刻を割り当て固有の送信タイミングとすることにより、通信統制局から通信の制御を受けずに、複数局間通信で送信タイミングの重複を避けるよう時分割送信制御を行うデータ伝送システムも知られている。（例えば、特許文献４参照）

特開２００１−４３５００号公報（第６−１０頁、図１） 特開２００１−１８８８３７号公報（第４−８頁、図１） 特開２００１−２８９６４２号公報（第３−６頁、図１） 特開平０８−１３０７７４号公報（第３−５頁、図１） 特願２００４−１９４２５９号公報（２０頁、図１）

第１の課題は、特許文献１などの従来の共通の無線周波数を使用して音声信号を送受信する移動体通信システムは、通信統制局で各移動体の個別情報を管理することはできるが、定期的な位置情報の送受信を行うと、複数のターミナル局が同時に送信を行うことで、通信の衝突が発生する問題があった。また、特許文献２、３などの従来の無線通信を利用した情報共有システムは、上述のように情報共有サーバが共有情報を管理し、通信の統制を行っているので、当該サーバが正常機能しなくなった場合には、本部‐移動局間だけでなく、移動局同士の情報共有も困難となるという問題があった。特許文献４などの、複数のターミナル局に共通の基準タイムベースを設け、ターミナル局毎に基準タイムベースの周期内の所定時刻を割り当て固有の送信タイミングとすることにより、通信統制局から通信の制御を受けずに、複数局間通信で送信タイミングの重複（通信の衝突）を避けるよう時分割送信制御を行う場合には、ターミナル局毎に基準タイムベースの周期内の所定時刻を割り当てているため、必要に応じて送信周期を変更することができない。

また、特許文献５の時分割送信制御の通信スロットを新規に選択する場合に、１周期の通信状態を監視後、その通信状態を独自で判断することによって、通信スロットを使用を開始するために、新規のターミナル局は、常に１周期以上の時間が経過しないと、定期通信を開始することができないという問題があった。
また、無線装置の付加装置として機能するモデム装置は、無線装置単独で定期通信を行う周波数と異なる周波数に変更されることが検出できず、無線装置の周波数の変更時に、定期送信を行う装置の動作も停止する必要があるという問題があった。
また、モデム装置を接続する無線装置が地形的な障害物や建物等の電波的な障害物で電波が到達しないと、定期通信やデータ通信が行えないとの問題があった。

第２の課題は、従来のシステムは、既設の無線機のマイクとスピーカとPPTに接続され、無線機は従来の使用法で使用することができるが、接続された無線機の周波数を、位置情報の定期送信に使用する周波数に設定されたときにのみに、デジタル音で位置情報の定期送信を行い、それ以外の周波数に設定されたときには、位置情報の定期送信を行うように、自動的に送信を開始し、停止する機能が無く、本装置を使用する操作員は、無線機の周波数の変更に伴って、本装置の送信の停止と開始を操作する必要があるという問題点があった。

第３の課題は、従来のシステムは、従来、無線機の電波は到達できる直線的な障害物のない到達範囲以上に位置情報やテキスト・映像信号を送受信することが出来ないとの問題点があった。従来の装置は、既設の無線機のマイクとスピーカとPPTに接続され、無線機を全く改造すること無く、本装置を接続できるが、その無線機の電波の到達範囲以上にデータを送信することが出来ないという問題点があった。

第１の課題に対するこの発明は、以上説明したように、通信統制局及び複数の移動局が無線通信を行う移動体情報共有システムにおいて、通信統制局及び移動局の各局は、各局間で共通の無線周波数を用いて、無線通信を行う無線装置、ＧＰＳアンテナを介して自局の位置情報を受信し、この受信した自局の位置情報を無線装置を介して他局に送信すると共に無線装置から他局の位置情報を受け取る時分割同期無線モデム装置、この時分割同期無線モデム装置から自局の位置情報及び他局の位置情報を受信し、共有データとして記録すると共に位置情報を地図上に表示する位置情報表示装置を備え、時分割無線モデム装置は、ＧＰＳアンテナを介して自局の位置情報を受信するＧＰＳ受信部と、このＧＰＳ受信部により受信された自局の位置情報を無線装置用のデータ形式に変調すると共に、無線装置により受信された他局の位置情報を無線装置用のデータ形式から復調する無線モデム部と、ＧＰＳ受信部により受信された自局の位置情報及び無線モデム部により復調された他局の位置情報を位置情報表示装置に送信すると共に、自局の位置情報の他局への送信タイミングを通信の衝突が起こらないように決定して無線装置を介して送信する第一の演算部とにより構成され、各局は、他局との間で位置情報を送受信することにより位置情報を共有するので、各移動局は、通信統制局を介さずに時分割同期通信を行うことができ、通信統制局との通信が断たれているときでも、移動局間で通信の衝突を起こすことなく、自動で位置情報の通信を行い、複数の移動局間で情報を共有することができると共に、位置情報表示装置により、自局位置だけでなく、送受信を行った他局の位置情報を地図上で確認することができる。

第２の課題に対する発明は、通信パケットは連続して使用されることを条件に、通信パケットを利用して位置情報を送信するので、無線機の周波数を変更して、他局の通信パケットのデータを受信できないときには、位置情報の定期送信を行わないことによって、無線機の周波数の変更を自動的に検出し、無線機が位置情報の定期送信を行わない周波数に変更したときには、本装置は、自動的に位置情報の送信を停止し、また、無線機が位置情報を定期送信を行う周波数に設定したときには、自動的に位置情報の定期送信を行う装置を構成することができる。

第３の課題に対する発明は、通信統制局を受信できない範囲に存在する通信局も、より近い範囲に存在する通信局の予備エリアに自動的に自局の位置情報を反復送信されることによって、通常の電波到達範囲よりも広い範囲で位置情報の送受信ができる装置を構築することができる。

第１の課題に対するこの発明に係わる移動体情報共有システムにおいては、通信統制局及び複数の移動局が無線通信を行う移動体情報共有システムにおいて、通信統制局及び移動局の各局は、各局間で共通の無線周波数を用いて、無線通信を行う無線装置、ＧＰＳアンテナを介して自局の位置情報を受信し、この受信した自局の位置情報を無線装置を介して他局に送信すると共に無線装置から他局の位置情報を受け取る時分割同期無線モデム装置、この時分割同期無線モデム装置から自局の位置情報及び他局の位置情報を受信し、共有データとして記録すると共に位置情報を地図上に表示する位置情報表示装置を備え、時分割無線モデム装置は、ＧＰＳアンテナを介して自局の位置情報を受信するＧＰＳ受信部と、このＧＰＳ受信部により受信された自局の位置情報を無線装置用のデータ形式に変調すると共に、無線装置により受信された他局の位置情報を無線装置用のデータ形式から復調する無線モデム部と、ＧＰＳ受信部により受信された自局の位置情報及び無線モデム部により復調された他局の位置情報を位置情報表示装置に送信すると共に、自局の位置情報の他局への送信タイミングを通信の衝突が起こらないように決定して無線装置を介して送信する第一の演算部とにより構成され、各局は、他局との間で位置情報を送受信することにより位置情報を共有するものである。

第２の課題に対するこの発明に係わる移動体情報共有システムにおいて、通信統制局として作用する装置と移動局として自局の位置情報を定期送信を行う2種類の送信局が存在する。
通信統制局は、全ての送信の開始前に位置情報の定期送信を行う周波数に無線機を設定し、装置を稼働させる。第1番目に通信を開始する通信局の装置を通信統制局と呼称する。
通信統制局は、電源投入後、1送信周期の周波数の通信パケットの利用状態を確認し、各送信周期の先頭の1番目の通信スロットを使用して、通信スロットの利用状態フラグを送信する。通信統制局が、1周期毎に通信スロットの利用状態を示した利用状態フラグを格納して通信パケットを送信している周波数に無線機を合わせて、他の移動局は、本装置を稼働させる。通信統制局に続いて所定の周波数を使用して位置情報の定期送信を開始する移動局は、通信統制局から送信される通信スロット利用状態フラグのデータを受信し、その利用状態から通信統制局から送信される通信パケットに連続する通信スロットを利用して、自局の位置情報の定期送信を開始する。同様に、他の移動局も位置情報の定期送信を行うことで、全ての通信パケットは、通信統制局の通信スロットに連続して送信を行うことになる。

第３の課題に対するこの発明に係わる移動体情報共有システムは、通信統制局である通信統制局と移動局である複数の通信局から構成される。
通信統制局は、定期的に通信スロットの利用状態フラグデータを送信し、その他の通信局は、通信統制局に連続して通信スロットを利用して、定期的に位置情報を送信する。各通信局の通信パケットには、通信スロットの利用状態を示す通信パケット利用状態フラグデータと自局の位置情報と予備データエリアから構成される。
通信統制局の定期通信パケットを定期的に受信できない範囲を移動中の通信局は、自局の通信パケットの予備エリアに、リピートフラグデータを付加して送信を行う。
リピートフラグが付いた通信パケットを受信した通信局は、その通信パケットに含まれる位置情報を、自局のデータの予備エリアに複製して格納し、自局の通信スロットを利用して通信パケットを送信する。

以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムを示す構成図である。
図１において、移動局１（１−１、１−２、・・・・・・、１−Ｎ）と通信統制局１００は、それぞれがもつ通信アンテナ５４（５４−１、５４−２、・・・・・・、５４−Ｎ）と通信アンテナ１５４を介して無線通信を行っている。
移動局１は、通信アンテナ５４の他、ＧＰＳアンテナ１１と、時分割同期無線モデム装置２０と、マイクロホン５１と、スピーカ５２と、無線装置５０と、位置情報表示装置６０とにより構成されている。
以下、順次説明する。ＧＰＳアンテナ１１は、ＧＰＳ位置情報と時刻情報を受信する。ここで、位置情報は、自移動局（以下、自局という）の緯度・経度・移動方位・移動速度などからなる情報である。なお、以下の説明では、位置情報と時刻情報とを合わせて、位置情報と表現する。

時分割同期無線モデム装置２０は、ＧＰＳ受信部２１と演算部３０（第一の演算部）と無線モデム部４０から構成され、位置情報表示装置６０とイーサネット（登録商標）接続されている。ＧＰＳ受信部２１は、ＧＰＳアンテナ１１から受信されるＧＰＳ衛星の電波から自局の位置情報（時刻情報を含む、以下同じ）を取得し、１秒毎に演算部３０に送信する。演算部３０は、この位置情報を１秒毎に位置情報表示装置６０の演算部８０に送信すると共に、通信の衝突を回避するように定期位置情報通信のデータ送信タイミングを決定し、自局の位置情報を無線モデム部４０に送信する。また、演算部３０は、無線モデム部４０で変換された他局の位置情報の受信データを位置情報表示装置６０の演算部８０に送信する。

無線モデム部４０は、自局の位置情報のデータ送信の際、無線装置５０にて伝送できる形式にデータ変換して、無線装置５０に渡す。この無線モデム部４０に接続されたマイクロホン５１とスピーカ５２により、音声通信を行うことができる。また、無線装置５０により受信された他局の位置情報の受信データを、演算部３０でデジタル処理可能な形式に変換する。
無線装置５０は、他局と無線通信を行うための一般的な無線機である。音声通信用のアナログ無線機であっても、無線モデム部４０によりデータ変換を行うので、位置情報・映像などのデジタル情報の通信ができるようになる。
スピーカ５２は、無線モデム部４０の出力を受信し、音声を出力する。マイクロホン５１は、付属している押しボタン・スイッチのＰＴＴ（ｐｒｅｓｓ−ｔｏ−ｔａｌｋ：以下PTTと略）を操作して、マイクロホンを通常の受信状態から送信状態にして、無線モデム部４０に音声を入力する。

位置情報表示装置６０は、入出力部７０と、演算部８０（第二の演算部）と、地図データ９１と、共有データ９２と表示部９３により構成される。入出力部７０では、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）機能により、定期位置情報通信の基本周期を設定しておく。この基本周期は、すべての局で共通となるように設定する。また各局で、自局のＩＤを設定しておく。
演算部８０は、時分割同期無線モデム装置２０の演算部３０から受信した位置情報を、共有データ９２に格納すると共に、自局位置が地図の中心となるように地図データ９１を処理して自局の位置情報を表示部９３に表示し、合わせて、通信により得られた他局位置も地図上に表示する。

位置情報表示装置６０は、各移動局の仕様形態に合わせて、デスクトップＰＣ、ノートＰＣ、タブレットＰＣなどが適用される。
位置情報表示装置６０は、入出力部７０と、演算部８０（第二の演算部）と、地図データ９１と、共有データ９２と表示部９３により構成される。入出力部７０では、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）機能により、定期位置情報通信の基本周期を設定しておく。この基本周期は、すべての局で共通となるように設定する。また各局で、自局のＩＤを設定しておく。
演算部８０は、時分割同期無線モデム装置２０の演算部３０から受信した位置情報を、共有データ９２に格納すると共に、自局位置が地図の中心となるように地図データ９１を処理して自局の位置情報を表示部９３に表示し、合わせて、通信により得られた他局位置も地図上に表示する。
位置情報表示装置６０は、各移動局の仕様形態に合わせて、デスクトップＰＣ、ノートＰＣ、タブレットＰＣなどが適用される。 また、通信統制局１００も移動局１と同様の構成である。

ずなわち、ＧＰＳアンテナ１１１、時分割同期無線モデム装置１２０と、スピーカ１５２と、マイクロホン１５１と、無線装置１５０と、位置情報表示装置１６０とにより構成され、時分割同期無線モデム装置１２０は、ＧＰＳ受信部１２１、演算部１３０、無線モデム部１４０を有し、位置情報表示装置１６０は、入出力部１７０、演算部１８０、地図データ１９１、共有データ１９２、表示部１９３を有している。なお、演算部１３０、無線モデム部１４０、入出力部１７０、演算部１８０の内部構成も、図２及び図３に示されるものと同様のものである。図２は、この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムの時分割同期無線モデム装置を示す構成図である。

図２において、２０、２１、３０、４０は、図１におけるものと同一のものである。演算部３０は、自局及び他局の位置情報を位置情報表示装置６０に配信する位置情報配信部３１と、通信状況を判定する通信状況判定部３２と、自局の位置情報を送信するタイミングを決定する送信タイミング制御部３３とを有し、無線モデム部４０は、スピーカ５２とマイクロホン５１とに音声を出入力する音声通話制御部４１と、データ変調及び復調を行うデータ変復調部４２とを有している。

図３において、６０、７０、８０、９１〜９３は図１におけるものと同一のものである。
入出力部７０は、位置情報と同様に操作員によって入力されたテキストを入力するテキスト情報入力部７１と、自局ＩＤを設定する自局ＩＤ設定手段７２を有し、演算部８０は、自局及び他局の位置情報を受信する位置情報受信部８１と、地図上に自局及び他局の位置を表示する地図上移動局位置表示処理部８２とを有している。

図４は、この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムの通信パケットを示す図である。
図４において、ヘッダとデータから構成される通信パケットは、無線機の音声ラインに入力して送信されるため、各通信スロットの先頭には、同期用のヘッダ信号が付加される。後述する通信スロット内で、1つの通信周期の通信スロットの利用状態を示す通信スロット状態フラグと通信局数等の通信プロトコル等で使用される通信間データと自局の位置情報のデータそれに、規定された通信スロットサイズの残り時間で送信可能なデータの残エリアが予備データ通信エリアとなる。

移動体情報共有システム運用前の調整時に、最短送信時間が設定され、移動体情報共有システム運用時には、全移動局で共通にこの最短送信時間が固定される。この設定された最短送信時間の長さをもって、図４における通信スロット３が形成され、基本周期を通信スロット３で除したものが、基本周期内の通信スロット数である。

図５は、この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムの通信パケット送信タイミングを示す図である。
図５において、図２に示す送信タイミング制御部３３により、基本周期に相当するパケット使用状況確認時間の後に、基本周期（基本送信周期）で未使用の通信スロット３を用いて、自局の通信パケット２が送信される。
移動体情報共有システム運用前の調整時に、最短送信時間が設定され、移動体情報共有システム運用時には、全移動局で共通にこの最短送信時間が固定される。この設定された最短送信時間の長さをもって、通信スロット３が形成され、基本周期を通信スロット３で除したものが、基本周期内の通信スロット数である。

図６は、この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムの通信パケットの衝突時の送信タイミングを示す図である。
図６において、２番局と３番局の通信パケット２が衝突を起こしている。

図７は、この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムの時分割同期無線モデム装置２０の演算部３０の位置情報送信処理を示すフローチャートである。
また、図１に示す通信統制局１００も移動局１と同様の構成である。

次に、動作について説明する。 図１における移動局１−１において、ＧＰＳアンテナ１１で受信した位置情報と時刻情報をＧＰＳ受信部２１で取得し、演算部３０に送る。図２における演算部３０の送信タイミング制御部３３では、ＧＰＳ時刻情報などの精密計測時間を基準にして、時分割通信のための通信スロットを規定する。
具体的には、基本周期が６０秒で、最短送信時間が３秒のときは、精密計測時間（各局で共通であり時差はない）の秒の単位が０もしくは３の倍数となるときを基準に、最初の通信スロットを規定し、その後は最短送信時間の時間間隔で、通信スロットを区切っていく。これで、各局の通信スロットの同期が図れる。
この通信スロットのいずれかを用いるように、他局に向けて位置情報の定期送信を行う際の送信タイミングを決定し、無線モデム部４０で位置情報の送信データを無線装置５０で伝送可能な形式に変換して、無線装置５０により通信アンテナ５４を介して、通信スロットを用いて定期位置情報送信を行う。

次に、演算部３０の定期通信パケットの送信タイミング決定手順について図５を用いて述べる。
図５のように、通信を行う各移動局（１番局、２番局、３番局）は、ＧＰＳ時刻などの精密計測時間によって完全に時間同期を取り、それぞれ基本周期（基本送信周期）を最短送信時間で分割した通信タイミング（通信スロット）を規定する。定期位置情報を送信する場合は、まず基本周期の１周期（パケット使用状況確認時間）の間に通信スロットの使用状況を確認し、空きタイムスロットと判定された通信タイミングで、図５の通信パケット２のように、定期通信パケットの送信を開始する。
通常の送信開始時の処理は、処理の開始後、精密計測時間によって規定された1送信周期期間の通信スロットの利用状態を監視し、その1送信周期期間の間に、1つの通信も受信されないときに、最初の通信局として送信周期の先頭の通信スロットの利用を行う。
通信パケットには、送信開始前に１送信周期の期間、通信スロットの利用状況を確認した通信スロット利用状況フラグデータを付加して、各局は送信を行う。
また、1送信周期の期間の監視の間に、他局の通信データを受信したときは、その通信データに含まれる通信スロットの利用状態フラグのデータから、未使用の通信スロットを確認して、すでに通信を行っている通信局に連続した未使用の通信スロットを利用して送信を開始する。

図５のように、１番局が、最初に通信パケットを送信し（このとき、ヘッダの通信局数は１）、次いで、２番局が通信パケットの送信を開始したとき、ヘッダの通信局数は、２になり、正常な通信が確認される。同じ時間に、通信周期に新規参入を行った通信局が複数あり、空きタイムスロットと判定された通信タイミングでそれぞれがデータ送信を行った場合には、図６に示すように、２番局と３番局とで、通信の衝突が発生する。このような場合には、受信局にて正常に受信が行えないため、１番局の通信データ（ヘッダ）に含まれる現時点で利用中の通信スロットが、利用状態フラグの中で使用中に変わらない。このことによって、正常に通信ができなかったことを検出し、再度、空きタイムスロットの中からランダムに開始時間を遅延させて、再度、通信スロットの確保の処理を行う。
また、位置情報表示装置６０は、演算部３０にイーサネット（登録商標）接続され、演算部８０により地図データ９１を利用した地図処理を行って、表示部９３にて、自局位置だけでなく、受信された他の移動局１の位置情報を移動軌跡と共に地図上に表示する。

通信統制局１００においても、移動局１と同様に動作する。
すなわち、ＧＰＳアンテナ１１１で受信した時刻情報などの精密計測時間を基準にして、演算部１３０で時分割通信のための通信スロットを規定し、通信アンテナ１５４を介して無線機１５０による時分割同期通信を行う。他局から受信した他局の位置情報は、位置情報表示装置１６０の共有データ１９２に格納され、地図データ１９１と共に表示部１９３に表示される。
移動局１及び通信統制局１００は、共に、無線モデム部４０、１４０にて、マイクロホン５１、１５１及びスピーカ５２、１５２で入出力する音声情報をデジタル変調信号に変換し、デジタル音声通信を行う。

次に、図７に基づき、時分割同期無線モデム装置２０の演算部３０の位置情報送信処理についてフローチャートに従って説明する。
ＧＰＳ受信部２１から自局の位置情報を受信する。（ステップＳ１）
この受信した自局の位置情報を位置情報配信部３１により１秒毎に位置情報表示装置６０に送信する。（ステップＳ２）
次いで、通信状況判定部３２により、他局への定期位置情報通信の実施の有無を判断する。（ステップＳ３）
他局への送信が停止状態に設定されていれば、処理を終了する。
定期位置情報通信の実施を継続中であれば、後述するステップＳ４に行く。

定期位置情報通信を新たに開始する場合には、通信状況判定部３２により、通信スロット使用状況を確認するために、１送信周期期間の間、他局から通信パケットが受信されるかどうかを判定する。（ステップＳ４）
通信パケットが受信されるか、1送信周期期間が終了するか、どちらかの条件で、判定する。（ステップＳ５）
1送信周期を経過していなければ、通信を開始する最初の通信局として送信周期の先頭の通信スロットを使用する。（ステップＳ６）
1送信周期を経過せずに、他局の通信パケットを受信したときは、その受信パケットの含まれる通信スロットの利用状況フラグデータから使用中の通信スロットに連続する未使用の通信スロットを使用する。（ステップＳ７）
先頭の通信スロットを使用した通信を行う場合は、選択した通信スロットを使用して送信を開始する。（ステップＳ８）
既に他局が通信を行っており、他局の通信スロット利用状態を使用して、通信スロットの選択を行った場合は、自局の通信後、他局の通信パケットの受信を待つ。（ステップＳ９）

次いで、他局の通信スロットを受信し、他局の通信スロット利用状態フラグから自局が使用した通信スロットが利用済みに変更されているかを確認する。（ステップＳ１０）
自局が使用した通信スロットが使用済みと成っていれば、正常に送信できたものとして、ステップＳ１に行く。
自局が使用した通信スロットが使用済みでなければ、通信が他局と衝突し、正常に通信が完了しなかったものとして、送信タイミング制御部３３により、送信タイミングを空きタイムスロットにランダムにずらして決定して。（ステップＳ１１）、ステップＳ９に行く。

この結果、得られる自局及び他局の位置情報を図３の共有データ９２に保存して、地図データ９１と合わせて、表示部９３で表示する。

実施の形態１によれば、各移動局の時分割同期無線モデム装置の演算部によりデータ送信タイミングを決定しているので、通信統制局を介さずに時分割同期通信を行うことができ、通信統制局との通信が断たれているときでも、移動局間で通信の衝突を起こすことなく、自動で定期的に位置情報の通信を行い、複数の移動局間で情報を共有できる。

また、最初に通信を開始する局以外は、先頭局の通信パケットに含まれる通信スロット利用状態を利用して、通信スロットを選択するため、1周期以内の通信状態を監視することで、通信を開始することができ、また、他局の通信の利用状態を確認の上で、通信を開始することができる。位置情報表示装置６０により、自局位置だけでなく、送受信を行った他局の位置情報（現在位置並びに移動履歴）を地図上で確認できるので、複数の移動局で共同活動や連携活動を行う場合に、移動局側で全体の把握が可能となり、活動効率を上げることができる。

この発明の実施の形態２のシステム構成は、図１、２、３、４の各図の構成と同一であり、図５の通信パケットのデータ構造と同一である。
次に演算部３０の定期通信パケットの送信タイミングの決定手段について説明する。図８、９、１０、１１は、この発明の実施の形態２による移動体情報共有システムの各通信局のタイムチャート図、また図１２、１３はそのフローチャート図である。

図５のように、通信を行う各移動局（１番局、２番局、３番局）は、ＧＰＳ時刻などの精密計測時間によって完全に時間同期を取り、それぞれ基本周期（基本送信周期）を最短送信時間で分割した通信タイミング（通信スロット３）を規定する。定期位置情報を送信する場合は、まず基本周期の１周期（パケット使用状況確認時間）の間に通信スロットの使用状況を確認し、空きタイムスロットと判定された通信タイミングで、図５の通信パケット２のように、定期通信パケットの送信を開始する。

通常の送信開始時の処理は、処理の開始後、精密計測時間によって規定された1送信周期期間の通信スロットの利用状態を監視し、その1送信周期期間の間に、1つの通信も受信されないときに、最初の通信統制局として送信周期の先頭の通信スロットの利用を行う。
通信パケット２には、送信開始前に１送信周期の期間、通信スロットの利用状況を確認した通信スロット利用状況フラグデータを付加して、各局は送信を行う。
また、1送信周期の期間の監視の間に、他局の通信データを受信したときは、その通信データに含まれる通信スロットの利用状態フラグのデータから、未使用の通信スロットを確認して、すでに通信を行っている通信局に連続した未使用の通信スロットを利用して送信を開始する。

図８のように、１番局が、最初に通信パケットを送信し（このとき、ヘッダの同時活動移動局台数は１）、次いで、２番局が通信パケットの送信を開始したとき、ヘッダの同時活動移動局台数は、２になり、正常な通信が確認される。通信スロットの選択時に同一タイミングで通信スロットの選択を行った時の衝突回避の処理は、前述の方法で行う。また、空き通信スロットの選択は、１番の通信スロットに連続した通信スロットを選択することが条件となり、必ず通信スロットの最後の通信スロットを選択するのではなく、連続した通信スロットになるように、先頭に近いタイミングの通信スロットを連続して、使用するようにする。
また、位置情報表示装置６０は、演算部３０にイーサネット（登録商標）接続され、演算部８０により地図データ９１を利用した地図処理を行って、表示部９３にて、自局位置だけでなく、受信された他の移動局１の位置情報を移動軌跡と共に地図上に表示する。

次に図９に基づき、移動局が一旦、通信統制局に連続した通信スロットを利用して位置情報の定期送信を行い、送信を終了して位置情報の送信が停止したときの処理を説明する。

図９では、１番目の通信統制局から２番局、３番局、４番局と装置を起動し、位置情報送信を開始する。その後、３番局が、装置を停止させ、通信スロットを利用して位置情報の送信を行うことを停止したとき、先頭の通信スロットから連続して各局が連続して通信スロットを利用して送信を行っていたのが、３番目の通信局が停止することで、３番目の通信スロットが未使用になる。このとき、所定の通信スロットの時間が経過しても通信スロットにデータ受信できないときには、通信統制局が各移動局の代わりに代用通信用の通信パケット４を送信する。通信統制局が、移動局の停止によって利用が終了して、通信スロットに代用通信パケット４を送信することで、先頭通信スロットから最後の通信スロットまでの連続して通信スロットの利用を保証する。

この機能によって、常に通信統制局が送信する先頭の通信スロットから連続した通信スロットの利用が保障され、各通信局は、常に自局の通信スロットを利用することの条件として、自局の前の通信スロットに受信が確認できることを条件に位置情報の定期送信を行うことができる。

図１０によって、図８の通信スロットの利用状態で、２番局に注目して、２番局の通信スロットの利用状態を説明する。

２番局は、通信スロットを利用して位置情報を送信するときは、１番局である通信統制局の受信が行われた後の次の通信スロットで、位置情報の送信を行う。逆に、所定の通信スロットのタイミングとなっても１番目の通信スロットの受信が確認されていないときは、本装置に接続された無線機の周波数が変更されたと判断して、位置情報の送信を停止する。

次に、図１１によって、図８の通信スロットの利用状態で、３番目の通信局が通信を終了し、次に２番目の通信局が周波数を変更し、続いて４番目の通信局が送信を終了したときの各装置の動きを説明する。

４台の通信局が通信統制局の先頭の通信スロットに連続して通信スロットを利用している状態で、まず、３番の通信局が通信を停止する。そのとき、３番目の通信スロットが空き通信スロットとなり、１送信周期の先頭から通信スロットを連続して使用する状況が崩れるので、通信統制局は、３番の通信局の通信スロットのタイミングに代用通信パケット４を送信する。通信統制局が送信する代用通信パケット４を受信した４番局は、通信スロットの連続受信の状況が継続していることを確認して、自局の通信スロットで位置情報の定期送信を行う。

続いて、２番局が無線機の周波数を変更して、２番目の通信スロットの利用を停止すると、同じように通信統制局は、連続して２番目の通信スロットにも代用通信パケット４を送信する。このように通信統制局は、先頭通信スロットから２つの通信スロットの間、代用通信パケット４を送信することで、通信スロットの連続を維持し、４番の通信局は、自局の通信スロットを利用して通信パケットの送信を行う。最後に、４番目の通信局が停止することで、通信統制局は代用通信パケット４の送信を停止する。

次に図１２に基づき、時分割同期無線モデム装置２０の演算部３０の通信統制局の位置情報送信処理を示すフローチャートについて説明する。

ＧＰＳ受信部２１から自局の位置情報を受信する。（ステップＳ１４）
この受信した自局の位置情報を位置情報配信部３１により１秒毎に位置情報表示装置６０に送信する。（ステップＳ１５）
次いで、通信状況判定部３２により、他局への定期位置情報通信を実施中かどうかを判断する。（ステップＳ１６）
他局への送信が停止状態に設定されていれば、処理を終了する。
定期位置情報通信の実施を継続中であれば、後述するステップＳ１７に行く。

定期位置情報通信状態であるときは、１送信周期の期間、無線機から受信される通信パケットを確認し、通信スロットの利用状態を取得し、通信統制局として機能するときは、先頭の通信スロットを使用して、位置情報の定期送信を開始する。（ステップＳ１７）
位置情報の定期送信を送信後、各通信スロット内の他局の通信パケットの受信状態を確認する。（ステップＳ１８）
通信スロット内に通信パケットを受信したとき、前の送信周期の連続通信スロット数よりも通信スロット数が多いかを判断する。（ステップＳ１９）
前回よりも連続通信スロット数が多い時は、連続通信スロット数を、連続通信スロット数とする。（ステップＳ２２）
また、ステップＳ１６の通信スロット内の通信パケットの受信が行えなかったときは、連続通信スロット数が、前回よりも少ないか判断する。（ステップＳ２０）
前回の連続通信スロット数よりも少ない通信スロット数で、通信スロットが受信できないときは、代用通信パケット４を送信する。（ステップＳ２４）
通信パケットが受信できなかった通信スロット番号が、前回の連続通信スロット数と同じならば、最後の通信スロットの利用が停止されたとして、連続通信スロット数を減算する。（ステップＳ２１）
連続した通信スロットの利用が終了したので、次の先頭通信スロットのタイミングまで待って、通信統制局として先頭の通信スロットを送信する処理に戻る。

次に先頭局（通信統制局）以外の時分割同期無線モデム装置２０の演算部３０の通信統制局の位置情報送信処理を、図１３に基づき説明する。
ＧＰＳ受信部２１から自局の位置情報を受信する。（ステップＳ２５）
この受信した自局の位置情報を位置情報配信部３１により１秒毎に位置情報表示装置６０に送信する。（ステップＳ２６）
次いで、通信状況判定部３２により、他局への定期位置情報通信を実施中かどうかを判断する。他局への送信が停止状態に設定されていれば、処理を終了する。定期位置情報通信の実施を継続中であれば、後述するステップＳ２８に行く。（ステップＳ２７）
通信統制局または、他局の通信パケットを受信し、その受信パケットの含まれる通信スロットの利用状況フラグデータから通信統制局の通信スロットに連続する未使用の通信スロットを決定し、通信スロットのタイミングを待つ。（ステップＳ２８）
通信スロットのタイミングに他の通信局の通信パケットの受信を待つ。また、自局の通信パケットの送信スロット前に他局の通信パケットの受信ができないときは、無線機の周波数が変更されたとして、定期位置情報送信を停止する。（ステップＳ２９）
受信した通信パケットの通信スロット番号が自局の選択した通信スロット番号の前の番号であるかを判断する。（ステップＳ３０）
受信した通信パケットが、自局の通信スロットの直前であれば、次の通信スロットで、定期位置情報の通信パケットを送信する。（ステップＳ３１）

実施形態２によれば、1番最初に通信を開始する通信局である通信統制局の通信パケットに連続して各通信局の通信パケットが送信されることを前提として位置情報の定期送信を行うことにより、無線機の周波数が変更され本装置で自局の通信スロットの前の通信スロットに他局の通信が受信できない場合には、位置情報の定期送信を停止する処理により、無線機に接続された本装置は、位置情報の定期送信を行う周波数に無線機を合わせているときだけ、位置情報の定期送信を行う装置を得ることができる。

以下、この発明の実施の形態３のシステム構成は、図１、２、３、４の各図の構成と同一であり、図５の通信パケットのデータ構造と同一である。
図１４は、この装置を装備した通信統制局と通信局１と通信局２の運用状態を示した図、図１５は、その処理を示したフローチャートである。

図１４のこの発明の実施の形態３を行う装置の動作を説明する。
通信統制局は、送信周期の先頭の１番目の通信スロットを使用して、通信スロット利用状態フラグを送信する。通信局１は、通信統制局と通信局２の送信を両方受信できる位置に存在しており、通信局２は、通信統制局の通信パケットは受信できないが、通信局１の通信パケットは受信できる位置に存在している。
この状態で、通信統制局の通信パケットを受信できない通信局２は、自局の通信パケットの予備エリアにリピートフラグを付加して、自局の通信パケットを送信する。
通信局１は、リピートフラグの付加された通信局２の通信パケットを受信すると、自局の通信スロットでの通信パケットの予備エリアに、通信局２の位置情報を転記して送信を行う。
通信局１の通信パケットを受信した通信統制局は、通信局１の位置情報と直接、電波を受信できない通信局２の位置情報を受信することができる。
実施例では、通信制御局と通信局２間の通信について説明を行ったが、同様に、通信局１と通信局２間が通信を行えないときも同様に、通信を行いたい通信局を指定して、リピートフラグを付けることで、他局に転送を依頼することができる。

次に演算部３０の定期通信パケットのリピート送信機能の処理手順について説明する。図１５は、この発明の実施の形態３による移動体情報共有システムの通信パケットの処理について説明する。
ＧＰＳ受信部２１から自局の位置情報を受信する。（ステップＳ３２）
この受信した自局の位置情報を位置情報配信部３１により１秒毎に位置情報表示装置６０に送信する。（ステップＳ３３）
次いで、通信状況判定部３２により、他局への定期位置情報通信の実施中を判断する。（ステップＳ３４）
他局への送信が停止状態に設定されていれば、処理を終了する。
定期位置情報通信の実施を継続中であれば、後述するステップＳ３５に行く。

定期位置情報通信状態であるときは、１送信周期の期間、無線機から受信される通信パケットを確認し、通信スロットの利用状態を取得し、通信統制局として機能するときは、先頭の通信スロットを使用して、位置情報の定期送信を開始する。（ステップＳ３５）
位置情報の定期送信を送信後、各通信スロット内の他局の通信パケットの受信状態を確認する。（ステップＳ３６）
送信周期の先頭から各通信スロットにて、通信パケットを受信を確認する。（ステップＳ３７）
先頭の通信スロットにて、通信パケットを受信したかを確認する。（ステップＳ３８）
先頭の通信スロットにて、通信統制局の通信パケットを受信したときは、リピートフラグをON(=1）とセットする。（ステップＳ４０）
先頭の通信スロットで、通信統制局の通信パケットを受信できなかったときは、通信統制局と通信が確立できていないとして、リピートフラグOFF（=0）をセットする。（ステップＳ３９）
先頭以外の通信スロットで、通信パケットを受信したとき、その受信パケットの中の予備エリアにリピートフラグがセットされているかを判別する。（ステップＳ４３）
受信パケットの予備エリアにリピートフラグ=ON(=1）とセットされていると、この受信データは、リピート送信を要求されている通信パケットとして、通信パケット内の位置情報を、自局の通信データの予備エリアに転記する。（ステップS４４）
通信スロット番号は、送信を予定している通信スロット番号と判別する。（ステップS４１）
通信スロット番号が自局の選択した通信スロット番号であれば、自局の通信パケットを送信する。（ステップS４２）

実施の形態３によれば、通信統制局と通信ができない電波到達範囲の外に居る通信局からの位置情報を自動的に、自局の通信パケットに転記して送信することによって、電波到達範囲よりも広範囲の情報を、通信統制局に送信することができる装置を得ることができる。

既設に利用される音声用の無線装置に、本発明による装置を装備することによって、無線装置を持ちながら移動する車両や航空機、船舶などの移動体情報が、本装置を繁雑に毎回操作すること無く、定期的に送信され、統括的にその移動体を管理運用する本部では、移動体の動静を随時把握し、効率的な移動体の管理運用が可能になる。このような用途は、災害現場など危険を伴う作業場などでの活用が期待でき、効率的な救援部隊の運用によって、人命救助などの効果が期待できる。

この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムの時分割同期無線モデム装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムの位置情報表示装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムの通信パケットとその中に含まれる通信スロット利用状況フラグを示す図である。 この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムの通信パケット送信タイミングを示す図に、最初の通信局が通信スロットを選択する処理を説明した図である。 この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムの通信パケットの衝突後の送信タイミングを示す図である。 この発明の実施の形態１による移動体情報共有システムの時分割同期無線モデム装置の演算部の通信スロットの選択処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による移動体情報共有システムの送信周期の先頭の通信局が通信スロットを選択し、次の通信局が連続して通信スロットを選択する送信タイミングを示す図である。 この発明の実施の形態２による移動体情報共有システムの複数の通信局によって連続して使用されている通信スロットが、通信局の終了によって非連続になった時の処理を示す図である。 この発明の実施の形態２による移動体情報共有システムの自局の周波数を変更した際に自動的に定期送信を停止する処理を示す図である。 この発明の実施の形態２による移動体情報共有システムの先頭通信局が、通信を終了した通信局の通信スロットに代用通信パケット４を送信し、最終の通信局が通信を停止すると、代用通信を停止する送信タイミングを示す図である。 この発明の実施の形態２による移動体情報共有システムの先頭通信局が、通信を終了した通信局の通信スロットに代用通信パケット４を送信し、最終の通信局が通信を停止すると、代用通信を停止する処理フローを示す図である。 この発明の実施の形態２による移動体情報共有システムの先頭以外の通信局が、接続された無線機の周波数が変更され、直前の通信局の通信パケットが受信できないときに通信パケットの送信を停止する処理フローを示す図である。 この発明の実施の形態３による移動体情報共有システムの通信制御局と通信ができない通信局が、両方と通信が行える通信局に反復送信を依頼する処理を示す図である。 この発明の実施の形態３による移動体情報共有システムの通信制御局と通信が行えない際に反復送信依頼フラグを付けて通信を行う処理フローを示す図である。

符号の説明

１−１，１−２，１−Ｎ，１００ 移動局
２ 通信パケット
３ 通信スロット（最短送信時間）
４ 代用通信パケット
１１，１１１ ＧＰＳアンテナ
２０，１２０ 時分割同期無線モデム装置
２１，１２１ ＧＰＳ受信部
３０，１３０ 演算部
３１ 位置情報配信部
３２ 通信状況判定部
３３ 送信タイミング制御部
４０，１４０ 無線モデム部
４１ 音声通話制御部
４２ データ変復調部
５０ 無線装置
５１，１５１ マイクロホン
５２，１５２ スピーカ
５４−１，５４−２，５４−Ｎ，１５４ 通信アンテナ
６０，１６０ 位置情報表示装置
７０，１７０ 入出力部
７１ テキスト情報入力部
７２ ターミナル局選択部
８０ 位置情報表示装置 演算部
８１ 位置情報受信処理部
８２ 地図上移動局位置表示処理部
９１ 地図データ
９２ 共有データ
９３ 表示部

Claims (3)

1. 通信統制局及び複数の移動局が無線通信を行う移動体情報共有システムにおいて、上記通信統制局及び移動局の各局は、各局間で共通の無線周波数を用いて、無線通信を行う無線装置、ＧＰＳアンテナを介して自局の位置情報を受信し、この受信した自局の位置情報を上記無線装置を介して他局に送信すると共に上記無線装置から上記他局の位置情報を受け取る時分割同期無線モデム装置、この時分割同期無線モデム装置から自局の位置情報及び他局の位置情報を受信し、共有データとして記録すると共に上記位置情報を地図上に表示する位置情報表示装置を備え、上記時分割無線モデム装置は、ＧＰＳアンテナを介して自局の位置情報を受信するＧＰＳ受信部と、このＧＰＳ受信部により受信された自局の位置情報を上記無線装置用のデータ形式に変調すると共に、上記無線装置により受信された他局の位置情報を上記無線装置用のデータ形式から復調する無線モデム部と、上記ＧＰＳ受信部により受信された自局の位置情報及び上記無線モデム部により復調された他局の位置情報を上記位置情報表示装置に送信すると共に、上記自局の位置情報の他局への送信タイミングを決定するために、送信開始後、送信周期の一周期の期間の各通信局の送信状態を監視することによって、一周期の送信周期の通信スロットの使用状態を監視することによって、未使用の通信スロットを選択を行い、その一送信周期の通信スロットの各局の利用状態を示した通信スロット利用状況テーブルを時局の通信データに付加することで、次に通信を開始する通信局が、一周期の送信周期の通信状態の監視を行わずに、未使用の通信スロットを選択することを特徴とする移動体情報共有システム。
2. 上記位置情報表示装置は、単一の周波数を使用して複数の通信局が情報を共有するが、その周波数を最初に使用する通信局が、通信統制局として送信周期の先頭の通信スロットを利用して通信を行い、それに続いて通信を行う通信局は、通信統制局の使用している通信スロットに連続している通信スロットを選択することによって、各通信局が各送信周期の先頭通信スロットから連続して、通信スロットを利用して通信を行うこと特徴とする。
   また、通信統制局は、自局の選択した通信スロットから連続して、他局によって使用される通信スロット連続利用の状況が、他局の通信の停止によって、連続した通信が途切れた状態になった際に、通信統制局は代用の通信データの送信を行うことを特徴とする。
   この通信統制局の代用通信パケット４によって、通信統制局の送信する送信周期の先頭から各局の通信パケットが連続して使用される通信の状況で、各局は自局の送信のために、他局の通信パケットか、通信統制局の代用通信パケット４を受信することを条件に、自局の通信パケットを送信することを特徴とする移動体情報共有システム
3. 上記位置情報表示装置が所定の通信局からの受信が行えない時に、通信を行いたい通信局番号と反復送信依頼のフラグを付けて、通信パケットで送信することによって、反復送信依頼を行った通信局の通信パケットと送信を行いたい通信局の両方の通信局の通信パケットを受信している通信局が、自局の通信パケットに反復送信依頼を行った局の情報を複写して、送信を行うことと特徴とした移動体情報共有システム
   
   

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