JP2009147462A - 移動ノードおよびネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】他の移動ノードとの通信が途絶えたときに通信障害が生じた位置を推定することができる移動ノードを得ること。
【解決手段】自己の位置情報を取得する情報取得部１と、情報取得部で取得した位置情報および他の移動ノードから受信した位置情報を移動ノード毎に記憶する記憶部３０と、位置情報を他の移動ノードに宛てて発信する無線通信部３と、自己に無線接続している他の移動ノードとの通信が途絶えたときに、記憶部に格納されている位置情報を用いて通信障害が生じた位置を推定する障害発生位置推定部１４とを移動ノード５０ｂに設ける。
【選択図】 図２

Description

この発明は、移動ノードおよび該移動ノードを用いたネットワークシステムに関するものである。

大規模な自然災害あるいは人為的災害により既存のネットワークシステムが機能しなくなった場合や、ネットワークシステムが未だ構築されていない地域または海域で大規模な自然災害あるいは人為的災害が起こった場合でも救援活動を効率よく行ううえからは、救援者が現場で互いに連絡を取り合える連絡体制を築くことが望まれる。例えば、基地局や中継局を介することなく互いに直接通信することができる複数台の無線通信装置（以下、個々の無線通信装置を「移動ノード」という）を用いれば、上記の連絡体制を築くことが可能である。

しかしながら、基地局や中継局を介することなく互いに直接通信する従来の移動ノードでは、操作者が通信相手に無線で説明しない限り、その位置を通信相手に伝えることができない。このため、例えば救援者が二次災害にあって自分の位置を他の救援者に伝えることができない等の通信障害が生じた場合には、連絡がとれない救援者の捜索に手間取ることがある。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、他の移動ノードとの通信が途絶えたときに通信障害が生じた位置を推定することができる移動ノード、および該移動ノードを用いたネットワークシステムを得ることを目的とする。

上記の目的を達成するこの発明の移動ノードは、自己の位置情報を取得する情報取得部と、情報取得部で取得した位置情報および他の移動ノードから受信した位置情報を移動ノード毎に記憶する記憶部と、位置情報を他の移動ノードに宛てて発信する無線通信部と、自己に無線接続している他の移動ノードとの通信が途絶えたときに、記憶部に格納されている位置情報を用いて通信障害が生じた位置を推定する障害発生位置推定部とを有することを特徴とするものである。

また、上記の目的を達成するこの発明のネットワークシステムは、複数の移動ノードにより構築されたネットワークシステムであって、複数の移動ノードの各々は、自己の位置情報を取得する情報取得部と、情報取得部で取得した位置情報および他の移動ノードから受信した位置情報を移動ノード毎に記憶部に格納するデータ蓄積部と、位置情報を他の移動ノードに宛てて発信する無線通信部と、自己に無線接続している他の移動ノードとの通信が途絶えたときに、記憶部に格納されている位置情報を用いて通信障害が生じた位置を推定する障害発生位置推定部とを有することを特徴とするものである。

この発明の移動ノードおよびネットワークシステムでは、通信が途絶えた移動ノードがあったときに、通信障害が生じた位置を障害発生位置推定部により推定することができるので、通信が途絶えた移動ノードの捜索を効率よく行うことが容易になる。そのため、大規模な自然災害あるいは人為的災害が生じたときの救援活動をより安全に行うことが可能になる。

以下、この発明の移動ノードおよびネットワークシステムそれぞれの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、ネットワークシステムの一例を示す概略図である。同図に示すネットワークシステム６０は、７つの移動ノード５０ａ〜５０ｇにより構築されたものである。個々の移動ノード５０ａ〜５０ｇは、その使用時にヒト、車輌、船舶等の移動体に装備されてその位置を変位させる。

これら移動ノード５０ａ〜５０ｇの各々は、自己の無線通信可能範囲内にある他の移動ノードに基地局や中継局を介することなく直接無線接続して、ネットワークシステム６０を形成している。個々の移動ノード５０ａ〜５０ｇは中継機能を有しており、７つの移動ノード５０ａ〜５０ｇのうちの５つの移動ノード５０ｂ〜５０ｆが中継機としても機能することで、全ての移動ノード５０ａ〜５０ｇ間での情報の授受が可能になっている。なお、図１においては、隣り合う移動ノード間の無線接続を両端に矢印が付いた実線で表している。また、同図中に一点鎖線で描いた格子は、各移動ノード５０ａ〜５０ｇの相対的な位置を判り易くするための経緯線である。縦線が経線を示し、横線が緯線を示す。

図２は、図１に示したネットワークシステムを構成している移動ノードの一例を概略的に示すブロック図である。同図は、図１に示した移動ノード５０ｂの一例を示している。図示の移動ノード５０ｂは、情報取得部１、無線通信部３、受信処理部５、送信処理部７、演算・制御部２０、記憶部３０、操作部４０、および表示部４５を備え、自己の移動経路を特定する位置情報および他の情報（例えば気象情報、通信感度情報等）を取得して当該情報を記憶部３０に順次格納することで地図データベース２５を更新する。また、情報取得部１が取得した上記の位置情報および上記他の情報を自己の現況情報として他の移動ノードに送信する。

上記の情報取得部１は、移動ノード５０ｂの位置情報および他の情報を定期的にまたは連続的に取得する。位置情報は、例えば経度情報、緯度情報、高度情報、および時刻情報を含み、他の情報は、例えば気象情報、通信先移動ノードの識別情報、および通信感度情報等を含む。例えば、経度計、緯度計、高度計、および時計により位置情報を取得し、温度計により気象情報を取得する。経度情報、緯度情報、および高度情報は、全地球測位システム（ＧＰＳ）での受信装置としての機能を情報取得部１にもたせることでも取得可能である。情報取得部１が取得したこれらの情報（現況情報）は、演算・制御部２０に送られる。

無線通信部３は、他の移動ノード５０ａ，５０ｃ〜５０ｇから発信された無線波を受信したときには当該無線波を所定の電気信号に変換して受信処理部５に送り、発信時には送信処理部７から送られてくる電気信号を所定の無線波に変換して発信する。受信処理部５は、無線通信部３から送られてくる電気信号から情報や指令等を抽出して演算・制御部７に送り、送信処理部７は、演算・制御部２０から送られてくる情報や指令等を基に所定の電気信号を生成して無線通信部３に送る。

演算・制御部２０は、記憶部３０に格納されている制御プログラムや操作部４０から入力された指令、あるいは無線通信部３から受信処理部５を介して送られてくる他の移動ノード５０ａ，５０ｃ〜５０ｇからの指令等に従って情報取得部１、無線通信部３、受信処理部５、送信処理部７、および表示部４５それぞれの動作を制御する。また、自己の現況情報を地図データベース２５に格納したり、他の移動ノードの現況情報を当該移動ノードの識別情報と共に地図データベース２５に格納したりする。さらには、移動ノード５０ｂに直接無線接続している移動ノード、例えば移動ノード５０ａとの通信が途絶えたときに、通信障害が発生した位置を推定して捜索の際の移動経路を選定する。

これらの役割を果たすために、演算・制御部２０はデータ蓄積部１１、通信制御部１２、データ取得部１３、障害発生位置推定部１４、移動経路選定部１５、表示制御部１６、および動作モード制御部１７を有している。

上記のデータ蓄積部１１は、自己の現況情報が情報取得部１から送られてきたときに、当該現況情報を地図データベース２５に格納する。このとき、現況情報のうちの位置情報が予め定められた時間以上に亘って実質的に変化しないときには、当該現況情報をコネクタ（点）情報として地図データベース２５に格納し、上記位置情報が時間と共に変位しているときにはリンク（線分）情報として地図データベース２５に格納する。なお、各移動ノード５０ａ〜５０ｇ（図１参照）は、自己の現況情報を例えば定期的に他の移動ノードの各々に宛てて送信する。

また、データ蓄積部１１は、受信処理部５から移動ノード５０ｂ宛の現況情報を含んだ電気信号、すなわち他の移動ノード５０ａ，５０ｃ〜５０ｇの現況情報を含んだ電気信号が演算・制御部２０に送られてきたときに当該現況情報を抽出し、送信元の移動ノードの識別情報と共に地図データベース２５に格納する。したがって、地図データベースには移動ノード５０ａ〜５０ｇ毎に現況情報が格納される。後述するように、地図データベース２５には、ネットワークシステム６０（図１参照）が構築される地域または海域の地図データないし海図データが予め格納されている。

通信制御部１２は、無線通信部３、受信処理部５、送信処理部７、およびデータ取得部１３の動作を制御する。例えば、中継すべき情報を含んだ電気信号が受信処理部５から送られてきたときには、送信処理部７および無線通信部３の動作を制御してこれらに上記情報の中継処理を行わせる。応答を要求する指令を含んだ電気信号が受信処理部５から送られてきたときには、送信処理部７および無線通信部３の動作を制御してこれらに応答信号を発信させる。そして、移動ノード５０ｂ宛の情報を含んだ電気信号が受信処理部５から送られてきたときには、当該情報が他の移動ノード５０ａ，５０ｃ〜５０ｇの現況情報であるか他の移動ノード５０ａ，５０ｃ〜５０ｇからの指令であるかに応じて所定の処理を行う。

一方、移動ノード５０ｂの現況情報を他の移動ノード５０ａ，５０ｃ〜５０ｇに宛てて発信するときには、データ取得部１３の動作を制御して記憶部３０から自己の現況情報を読み出させ、当該現況情報を送信処理部７に送って無線通信部３から発信させる。また、後述する移動経路選定部１５が移動経路を選定したときには、当該選定結果の情報を送信処理部７に送って無線通信部３から他の移動ノードに宛てて発信させる。

障害発生位置推定部１４は、移動ノード５０ｂに直接無線接続している移動ノード、例えば移動ノード５０ａとの通信が途絶えたときに、地図データベース２５に格納されている移動ノード５０ａの現況情報、具体的には位置情報を用いて通信障害（以下、単に「障害」という）の発生位置を推定する。また、移動経路選定部１５は、障害発生位置推定部１３の推定結果と地図データベース２５に格納されている地図データとを用いて、通信が途絶えた移動ノードを捜索する際の移動経路を選定する。

表示制御部１６は表示部４５の動作を制御して、例えば記憶部３０に格納されている位置情報に基づいて移動ノード５０ｂおよび他の移動ノード５０ａ，５０ｃ〜５０ｇ（図１参照）の位置を表示部４５に表示させたり、障害発生位置推定部１４の推定結果や移動経路選定部１６の選定結果等を表示部４５に表示させたりする。動作モード制御部１７は、移動ノード５０ｂの動作モードを制御する。

移動ノード５０ｂの動作モードは、通信が途絶えた他の移動ノードを捜索する際の捜索モードとそれ以外の通常モードとに大別され、当該動作モードは、操作部４０から入力される所定の指令に応じて切り替わる。上述した障害発生位置推定部１４および移動経路選定部１５は捜索モードのときにのみ動作し、通常モード下では動作しない。また、捜索モードになると、通信制御部１２が送信処理部７および無線通信部３の動作を制御して、応答を要求する応答要求信号を無線通信部３から捜索対象の移動ノード宛に周期的に発信させる。

記憶部３０には、演算・制御部２０の動作を制御する制御プログラムが格納されている。また、当該記憶部３０中の地図データベース２５には、ネットワークシステム６０（図１参照）が構築される地域または海域の地図データないし海図データが予め格納されている。地図データベース２５は、前述のように、移動ノード５０ｂの現況情報や他の移動ノード５０ａ，５０ｃ〜５０ｇの現況情報を基に更新される。

操作部４０は、移動ノード５０ａの操作者が指令等を入力する際の入力装置として機能し、表示部４５は、前述のように表示制御部１６により動作を制御されて、移動ノード５０ｂおよび他の移動ノード５０ａ，５０ｃ〜５０ｇ（図１参照）の位置を表示したり、障害発生位置推定部１４の推定結果や移動経路選定部１６の選定結果等を表示したりする。なお、図１に示した移動ノード５０ａ，５０ｃ〜５０ｇの各々も、上述した移動ノード５０ｂと同様の構成にすることができる。

各移動ノード５０ａ〜５０ｇが上述のように構成されるネットワークシステム６０（図１参照）では、個々の移動ノード５０ａ〜５０ｇが自己の位置を例えば定期的に特定して、位置情報を含んだ現況情報を記憶部３０（図２参照）に格納すると共に、当該現況情報を他の移動ノードの各々に宛てて自動的に発信するので、各移動ノード５０ａ〜５０ｇは自己の現況情報と他の移動ノードそれぞれの現況情報とを常に保有する。

そのため、各移動ノード５０ａ〜５０ｇは、他の移動ノードとの通信が途絶えたときに、当該通信が途絶えた移動ノードの現況情報を用いて障害の発生位置を推定することができる。この推定は、前述したように、障害発生位置推定部１４（図２参照）が行う。また、障害発生位置推定部１４の推定結果に基づいて捜索活動を行う際には、そのときの移動経路を移動経路選定部１５により選定することができる。

したがって、ネットワークシステム６０によれば、例えば大規模な自然災害あるいは人為的災害が生じて救援活動を行っている救援者が二次災害にあって自分の位置を移動ノードにより他の救援者に伝えることができなくなった場合でも、当該二次災害にあった救援者の捜索を効率よく行うことが容易になる。大規模な自然災害あるいは人為的災害が生じたときの救援活動をより安全に行うことが可能になる。

また、各移動ノード５０ａ〜５０ｇの現況情報は現地の実際の地図データとなるものであるので、大規模な自然災害あるいは人為的災害により地形が変わってしまっていたときでも、救助に向かった救援者が二次災害、三次災害にあうのを防止し易い。

このような技術的効果を奏するネットワークシステム６０について、以下、図１または図２で用いた参照符号を適宜引用しつつ図３〜図１１を参照して更に具体的に説明する。

図３は、個々の移動ノードが取得する自己の現況情報の一例を示す概略図である。同図は、ネットワークシステム６０を構成している移動ノード５０ａの現況情報の一例を示している。移動ノード５０ａは、地点Ｐ₁から地点Ｐ₂まで移動して該地点Ｐ₂で一定時間以上停止した後、地点Ｐ₂から地点Ｐ₃に移動して該地点Ｐ₃で一定時間以上停止している。

上記の移動ノード５０ａが地点Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃の各々にいるとき、その現況情報はコネクタ（点）情報として当該移動ノード５０ａの記憶部３０（図２参照）に格納される。個々のコネクタ情報は、移動ノード５０ａを特定する識別情報（ノードＩＤ）と、その地点にいたときの時刻情報と、その地点の緯度、経度、および高度（標高）それぞれの情報と、通信相手の移動ノード（この場合は移動ノード５０ｂ）との通信感度情報と、現在いる地点の通行のし易さを示す通行可不可コードと、温度（気温）情報と、通信相手の移動ノードを特定する相手ノード番号等の情報も含んでいる。

一方、移動ノード５０ａが地点Ｐ₁から地点Ｐ₂に移動するまでの間の現況情報、および地点Ｐ₂から地点Ｐ₃に移動するまでの間の現況情報は情報取得部１（図２参照）により例えば定期的に取得され、リンク（線分）情報として当該移動ノード５０ａの記憶部３０（図２参照）に格納される。個々のリンク情報は、移動ノード５０ａを特定する識別情報（ノードＩＤ）と、移動を開始したときの時刻、緯度、経度、および高度（標高）それぞれの情報と、移動を終了したときの時刻、緯度、経度、および高度（標高）それぞれの情報と、通信相手の移動ノード（この場合移動ノード５０ｂ）との通信感度情報と、移動してきた経路の通行のし易さを示す通行可不可コードと、温度（気温）情報と、通信相手の移動ノードを特定する相手ノード番号等の情報を含んでいる。

移動ノード５０ａが取得した上述のコネクタ情報およびリンク情報の各々は、記憶部３０に格納される他に、当該コネクタ情報またはリンク情報を取得するたびに他の移動ノード５０ｂ〜５０ｇ（ただし、移動ノード５０ｅ〜５０ｇについては図１参照）に宛てて発信される。この情報を受信した他の移動ノード５０ｂ〜５０ｇは、当該コネクタ情報またはリンク情報を移動ノード５０ａの識別情報と関連付けて自己の記憶部に格納する。

同様に、移動ノード５０ａ以外の移動ノード５０ｂ〜５０ｇの各々もコネクタ情報およびリンク情報を取得して自己の記憶部に格納すると共に、当該コネクタ情報またはリンク情報を取得するたびに他の移動ノードに宛てて発信する。この情報を受信した他の移動ノードは、当該コネクタ情報またはリンク情報を発信元の移動ノードの識別情報と関連付けて自己の記憶部に格納する。

したがって、各移動ノード５０ａ〜５０ｇは、自己の現況情報と他の移動ノードの現況情報とを時系列で保有する。個々の移動ノード５０ａ〜５０ｇがそれまでに移動してきた経路の情報が各移動ノード５０ａ〜５０ｇにより共有されるので、移動ノード５０ａ〜５０ｇの各々は自己が移動していない箇所についても高度情報や気象情報を得ることになる。通信相手の移動ノートとの通信が途絶えたときには、通信が途絶えた移動ノードの現況情報、具体的には位置情報を用いて障害の発生位置を推定し、効率よく捜索活動を行うことができる。

次に、通信が途絶えた移動ノードの捜索方法の一例について、図１または図２で用いた参照符号を適宜引用しつつ図４〜図８を参照して具体的に説明する。

図４は、ネットワークシステムを構成している或る移動ノードとの通信が途絶えてから当該移動ノードの捜索が開始されるまでの状況変化の一例を示す概念図であり、図５は、捜索を開始した移動ノードが障害発生位置を推定する際に行われる手順の一例を示すフローチャートである。図４に示す例は、ネットワークシステム６０を構成している移動ノード５０ａとの通信が途絶えてから当該移動ノード５０ａの捜索を移動ノード５０ｂが開始するまでの状況変化を４段階に分けて示しており、図５に示す例は、図４に示す状況変化が起きたときに通信障害（以下、単に「障害」という）の発生位置を推定する際の手順の一例を示している。

図４に示す第１段階では、移動ノード５０ｂとの無線接続を確立したまま移動ノード５０ａが地点Ｐ₁₁から地点Ｐ₁₂に移動している。また、第２段階では、移動ノード５０ｂとの無線接続を確立したまま移動ノード５０ａが地点Ｐ₁₂から地点Ｐ₁₃に移動している。移動ノード５０ａは、地点Ｐ₁₁から地点Ｐ₁₃に移動するまでの間、自己の現況情報すなわちコネクタ（点）情報およびリンク（線分）情報を他の移動ノード５０ｂ〜５０ｇ（ただし、移動ノード５０ｅ〜５０ｇについては図１参照）に発信している。以下、地点Ｐ₁₁，Ｐ₁₂，Ｐ₁₃の各々で移動ノード５０ａから発信されたコネクタ（点）情報での時刻をｔ１，ｔ２，ｔ３とする。

図４に示す第３段階では、移動ノード５０ａが地点Ｐ₁₃を出発した後の時刻ｔ４に当該移動ノード５０ａと移動ノード５０ｂとの無線通信を妨げる障害Ｆ₁が生じて、移動ノード５０ａと移動ノード５０ｂとの通信が途絶えている。各移動ノード５０ａ〜５０ｇは、情報取得部１（図２参照）が取得した現況情報を基に障害Ｆ₁が生じたと判断された時刻、すなわち通信相手との通信感度がなくなって通信が途絶えたと判断された時刻を記憶部３０（図２参照）に記録する機能を有している。第４段階では、移動ノード５０ｂの動作モードが操作者により通常モードから捜索モードに切り替えられ、捜索モードに切り替えられた移動ノード５０ｂが移動ノード５０ａの捜索を開始する。捜索を開始した移動ノード５０ｂは、まず、障害Ｆ₁の発生位置を推定する。

図５に示す例では、捜索を開始した移動ノードがステップＳ１〜Ｓ７を行って障害の発生位置を推定する。具体的には、捜索を開始した移動ノード５０ｂがステップＳ１〜Ｓ７を行って障害Ｆ₁（図４参照）の発生位置を推定する。

最初に行われるステップＳ１では、移動ノード５０ｂの障害発生位置推定部１４が記憶部３０（図２参照）を検索して、移動ノード５０ａから受信した最新の現況情報、すなわち時刻ｔ３での移動ノード５０ａのコネクタ情報を取り出す。次に行われるステップＳ２では、移動ノード５０ｂの障害発生位置推定部１４が記憶部３０（図２参照）を検索して、移動ノード５０ａから受信した２番目に新しい現況情報、すなわち時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけての移動ノード５０ａのリンク情報を取り出す。

上記のリンク情報を取りだした障害発生位置推定部１４は、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけての移動ノード５０ａの移動速度をステップＳ３で算出する。続いて行われステップＳ４では、移動ノード５０ａが地点Ｐ₃を出発したと思われる時刻ｔ３と障害Ｆ₁の発生時刻ｔ４との時差から、移動ノード５０ａが地点Ｐ₃から障害Ｆ₁の発生箇所まで移動したときの所要時間を障害発生位置推定部１４が算出する。

次いで行われるステップＳ５では、ステップＳ４で算出した所要時間とステップＳ３で算出した移動速度との積の値を半径とする円形領域または球形領域を求めることで、地点Ｐ₃を出発した移動ノード５０ａが時刻ｔ４までの間に移動し得る移動可能範囲を障害発生位置推定部１４が算出する。この後、該ステップＳ５で算出した移動可能範囲と時刻ｔ４での移動ノード５０ｂの通信可能範囲とのＡＮＤ条件領域、すなわち上記移動可能範囲と上記通信可能範囲とが重なる領域を障害発生位置推定部１４が算出するステップＳ６と、上記移動可能範囲内でかつ上記ＡＮＤ条件領域の外縁に沿った領域を障害Ｆ₁の発生位置として障害発生位置推定部１４が特定するステップＳ７とがこの順番で行われる。

このようにして移動ノード５０ｂが障害Ｆ₁の発生位置を推定し、特定すると、当該移動ノード５０ｂの移動経路選定部１５は、移動ノード５０ａを捜索する際の移動経路を選定する。このときの移動経路の選定は、記憶部３０に格納されている地図データないし海図データと上記障害Ｆ₁の発生位置とを基に障害Ｆ₁の発生位置を回避するようにして行われ、選定された移動経路は表示部４５（図２参照）に表示される。また、移動ノード５０ｂが選定した移動経路についての情報は、当該移動ノード５０ｂから移動ノード５０ｃに発信される。

移動ノード５０ｂから移動経路についての情報を受信した移動ノード５０ｃは、当該情報と移動ノード５０ｂとの通信感度情報とを用いて、移動ノード５０ｂとの通信が途絶えない範囲で、捜索の際の自己の移動経路を移動経路選定部により選定し、当該移動経路についての情報を移動ノード５０ｄに発信する。以下、同様にして、移動ノード５０ｄ〜５０ｇの各々が捜索の際の自己の移動経路を順次選定する。

自己の移動経路を選定し終わった各移動ノード５０ｂ〜５０ｇは、所定の移動ノードからの開始指令、例えば移動ノード５０ｂからの開始指令を待って、捜索活動を開始する。以下、当該捜索活動について、図１または図２で用いた参照符号を適宜引用しつつ図６〜図８を参照して具体的に説明する。

図６は、或る移動ノードとの通信が途絶えたネットワークシステムを示す概念図であり、図７は、通信が途絶えた移動ノードの捜索活動を開始した各移動ノードの移動経路の一例を示す概略図であり、図８は、通信が途絶えた移動ノードの捜索過程の一例を示す概念図である。

図６に示す例では、移動ノード５０ａと移動ノード５０ｂとの間で障害Ｆ₁が生じて移動ノード５０ａと移動ノード５０ｂ〜５０ｇとの通信が途絶えている。移動ノード５０ｂ〜５０ｇの各々は上述のようにして自己の移動経路を選定して、例えば図７に示すように移動する。

図７に示す例では、移動ノード５０ａの捜索を開始した各移動ノード５０ｂ〜５０ｇのうちの移動ノード５０ｂ〜５０ｄの各々が、障害Ｆ₁の発生位置を回避するようにしてその位置を初期位置ＤＰから第１捜索位置ＳＰ₁、第２捜索位置ＳＰ₂へと順次変えている。勿論、各移動ノード５０ｂ〜５０ｄは、当該移動ノード５０ｂ，５０ｃまたは５０ｄを装備した移動体が移動することでその位置を変える。

移動ノード５０ｂは、第１捜索位置ＳＰ₁および第２捜索位置ＳＰ₂の各々で、応答要求信号を移動ノード５０ａに宛てて無線通信部３（図２参照）から周期的に発信する。そして、第２捜索位置ＳＰ₂に移動した移動ノード５０ｂは、図８に示すように少しずつ移動を繰り返して、移動ノード５０ａとの通信を回復する。この間、移動ノード５０ｅ〜５０ｇの各々は移動していないが、これらの移動ノード５０ｅ〜５０ｇは捜索活動中の移動ノード５０ｂ〜５０ｄの各々と通信可能な状態にある。

図８に示す例では、移動ノード５０ａの捜索を開始した移動ノード５０ｂがその位置を３段階に変えて捜索を行って、移動ノード５０ａとの通信を回復している。第１段階では、移動ノード５０ｂが図５に示した手順で障害発生位置を推定し、該推定結果に基づいてその位置を初期位置ＤＰから第１捜索位置ＳＰ₁、第２捜索位置ＳＰ₂へと変えている。図中の参照符号ＭＲ₁は、図５を参照して既に説明した移動ノード５０ａの移動可能範囲を示しており、参照符号ＣＲは移動ノード５０ｂの通信可能範囲を示している。また、参照符号ＰＰで示す５個の丸は、移動ノード５０ｂが推定した障害発生位置を示している。図示の例では、移動ノード５０ｂが第１捜索位置ＳＰ₁に移動しても地形的要因から移動ノード５０ａとの通信が回復しない。

第２段階では、第２捜索位置ＳＰ₂に移動しても移動ノード５０ａとの通信を回復することができなかった移動ノード５０ｂがその位置を少し変えて、第３捜索位置ＳＰ₃に移動している。第３段階では、第３捜索位置ＳＰ₃に移動しても移動ノード５０ａとの通信を回復することができなかった移動ノード５０ｂがその位置を少し変えて、第４捜索位置ＳＰ₄に移動している。そして、第４段階では、第４捜索位置ＳＰ₄に移動した移動ノード５０ｂが移動ノード５０ａとの通信を回復している。

移動ノード５０ｂとの通信が回復した移動ノード５０ａは、自己の現況情報を各移動ノード５０ｂ〜５０ｇ（図６参照）に宛てて発信する。また、各移動ノード５０ｂ〜５０ｇは、自己の現況情報を移動ノード５０ａに宛てて発信する。これにより、ネットワークシステム６０（図６参照）が再構築される。

なお、移動ノード５０ａと移動ノード５０ｂとの通信が途絶えたときに、移動ノード５０ａが移動ノード５０ｂを捜索するのか移動ノード５０ｂが移動ノード５０ａを捜索するのかについては、最初にネットワークシステム６０を構築する前に予め定めておくことが好ましい。例えば、捜索活動時に二次災害や三次災害が発生するのを抑止するという観点からは、移動ノードを装備した移動体が単独で捜索活動を行わないように、互いに無線通信可能な移動ノードを装備した複数の移動体が捜索活動を行うように予め定めておくことが好ましい。

次に、１つのネットワークシステムにおいて同時に、または時を異にして複数の障害が生じたときの捜索活動について、図１または図２で用いた参照符号を適宜引用しつつ図９〜図１１を参照して具体的に説明する。図９は、障害が２箇所で生じて或る移動ノードとの通信が途絶えたネットワークシステムを示す概念図であり、図１０および図１１は、それぞれ、通信が途絶えた移動ノードの捜索活動を開始した各移動ノードの移動経路の一例を示す概略図である。

図９に示す例では、ネットワークシステム６０を構成している移動ノード５０ｃと移動ノード５０ｄとの間で障害Ｆ₁₁が生じて当該移動ノード５０ｃ，５０ｄ間で通信が途絶えると共に、移動ノード５０ａと移動ノード５０ｂとの間で障害Ｆ₁₂が生じて当該移動ノード５０ａ，５０ｂ間で通信が途絶えている。この状況下では、まず、無線接続可能な移動ノードの数が移動ノード５０ｃにおけるよりも多い移動ノード５０ｄが移動ノード５０ｅ〜５０ｇと共に移動ノード５０ｃを捜索する。このとき、移動ノード５０ｄは、例えば図５を用いて説明した手順に従って障害Ｆ₁₁の発生位置を推定し、捜索時の移動経路を選定して当該移動経路の情報を移動ノード５０ｅに伝える。この後、移動ノード５０ｅ〜５０ｇの各々が前述のように自己の移動経路を順次選定する。そして、移動経路を選定し終えた各移動ノード５０ｄ〜５０ｇは、例えば図１０に示すように移動して移動ノード５０ｃを捜索する。

図１０に示す例では、移動ノード５０ｃの捜索を開始した各移動ノード５０ｄ〜５０ｇが障害Ｆ₁₁の発生位置を回避するようにしてその位置を初期位置ＤＰから第１捜索位置ＳＰ₁₁、第２捜索位置ＳＰ₁₂へと順次変えている。勿論、各移動ノード５０ｄ〜５０ｇは、当該移動ノード５０ｄ，５０ｅ，５０ｆまたは５０ｇを装備した移動体が移動することでその位置を変える。移動ノード５０ｄは、第１捜索位置ＳＰ₁₁および第２捜索位置ＳＰ₁₂の各々で、応答要求信号を移動ノード５０ｃに宛てて無線通信部３（図２参照）から周期的に発信する。そして、移動ノード５０ｄが第２捜索位置ＳＰ₁₂に移動したときに当該移動ノード５０ｄと移動ノード５０ｃとの通信が回復している。

移動ノード５０ｄとの通信が回復した移動ノード５０ｃは、自己の現況情報を各移動ノード５０ｂ〜５０ｇ（図６参照）に宛てて発信する。同様に、移動ノード５０ｂも自己の現況情報を各移動ノード５０ｄ〜５０ｇに宛てて発信する。また、各移動ノード５０ｄ〜５０ｇは、自己の現況情報を移動ノード５０ｂ，５０ｃに宛てて発信する。これにより、ネットワークシステム６０（図６参照）が部分的に再構築される。

この後、各移動ノード５０ｂ〜５０ｇが移動ノード５０ａの捜索を開始する。このとき、例えば図５を用いて説明した手順に従って移動ノード５０ｂが障害Ｆ₁₂の発生位置を推定して捜索時の移動経路を選定し、当該移動経路の情報を移動ノード５０ｃに伝える。この後、移動ノード５０ｃ〜５０ｇの各々が前述のように自己の移動経路を順次選定する。そして、移動経路を選定し終えた各移動ノード５０ｂ〜５０ｇは、例えば図１１に示すように移動して移動ノード５０ａを捜索する。

図１１に示す例では、移動ノード５０ａの捜索を開始した各移動ノード５０ｂ，５０ｃが障害Ｆ₁₂の発生位置を回避するようにしてその位置を初期位置ＤＰから第１捜索位置ＳＰ₂₁へと変えている。勿論、各移動ノード５０ｂ，５０ｃは、当該移動ノード５０ｂまたは５０ｃを装備した移動体が移動することでその位置を変える。第１捜索位置ＳＰ₂₁に移動した移動ノード５０ｂは、応答要求信号を移動ノード５０ａに宛てて無線通信部３（図２参照）から周期的に発信する。そして、移動ノード５０ｂが第１捜索位置ＳＰ₂₁に移動したときに当該移動ノード５０ｂと移動ノード５０ａとの通信が回復している。この間、移動ノード５０ｄ〜５０ｇの各々は上述の第２捜索位置ＳＰ₁₂から移動していないが、これらの移動ノード５０ｄ〜５０ｇは捜索活動中の移動ノード５０ｂ，５０ｃの各々と通信可能な状態にある。

移動ノード５０ｂとの通信が回復した移動ノード５０ａは、自己の現況情報を各移動ノード５０ｂ〜５０ｇに宛てて発信する。同様に、各移動ノード５０ｂ〜５０ｇは、自己の現況情報を移動ノード５０ａに宛てて発信する。これにより、ネットワークシステム６０が再構築される。

実施の形態２．
ネットワークシステムを構成する各移動ノードには、通信が途絶えた移動ノードについての１〜３番目に新しい現況情報、具体的には位置情報に基づいて障害の発生位置を推定する機能を付加することができる。上記の機能が付加された移動ノードの構成は、例えば図２に示した移動ノード５０ａの障害発生位置推定部１４に上記の機能が付加された構成とすることができるので、ここではその図示を省略する。

図１２は、移動ノードを搭載した移動体が移動困難になったために当該移動ノードと通信相手の移動ノードとの通信が途絶えたネットワークシステムの一例を示す概念図であり、図１３は、上記の機能が付加された移動ノードによる障害発生位置の推定方法の一例を示す概念図である。

図１２に示すネットワークシステム１６０は、７つの移動ノード１５０ａ〜１５０ｇにより構築されたものである。個々の移動ノード１５０ａ〜１５０ｇは、通信が途絶えた移動ノードについての１〜３番目に新しい現況情報、具体的には位置情報に基づいて障害の発生位置を推定する機能を有しているという点を除き、図２に示した移動ノード５０ａと同様の機能および構成を有している。

図示の例では、移動ノード１５０ａを搭載した移動体が途中で故障あるいは損壊により移動困難になり、当該移動ノード１５０ａとその通信相手である移動ノード１５０ｂとの距離が離れすぎて通信が途絶えている。すなわち、移動ノード１５０ａを搭載した移動体に障害Ｆ₂₁が生じている。移動ノード１５０ａとの通信が途絶えた移動ノード１５０ｂは、例えば図１３に示す方法により障害発生位置を推定して、他の移動ノード１５０ｃ〜１５０ｇと共に移動ノード１５０ａを捜索する。

図１３に示す方法では、移動ノード１５０ａについての１〜３番目に新しい現況情報を用いて移動ノード１５０ｂが障害の発生位置を推定し、捜索する。同図には、移動ノード１５０ａの移動経路と、移動ノード１５０ｂによる障害発生位置の推定結果と、移動ノード１５０ｂの捜索経路とが示されている。

移動ノード１５０ａは、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて地点Ｐ₂₁から地点Ｐ₂₂に移動し、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて地点Ｐ₂₂から地点Ｐ₂₃に移動した後、当該移動ノード１５０ａを搭載した移動体に故障が生じて地点Ｐ₂₃にとどまっている。この間、移動ノード１５０ａは、各地点Ｐ₂₁，Ｐ₂₂，Ｐ₂₃でのコネクタ情報と、地点Ｐ₂₁から地点Ｐ₂₂までのリンク情報と、地点Ｐ₂₂から地点Ｐ₂₃までのリンク情報とを移動ノード１５０ｂに発信しており、移動ノード１５０ｂはこれらの情報を受信している。

その後、地点Ｐ₂₃にとどまっている移動ノード１５０ａと移動を続けている移動ノード１５０ｂとの距離が開き過ぎて、時刻ｔ４で移動ノード１５０ａ，１５０ｂ間の通信が途絶えている。移動ノード１５０ａとの通信が途絶えた移動ノード１５０ｂは、時刻ｔ４で移動ノード１５０ａの捜索を開始し、まず、移動ノード１５０ａについての最新の現況情報と２番目に新しい現況情報、すなわち地点Ｐ₂₃でのコネクタ情報と地点Ｐ₂₂から地点Ｐ₂₃までのリンク情報とを基に、図５を用いて説明した手順に従って障害発生位置ＰＰ₁を推定する。次いで、初期位置ＤＰから第１捜索位置ＳＰ₃₁に移動して移動ノード５０ａを捜索する。

第１捜索位置ＳＰ₃₁に移動しても移動ノード１５０ａとの通信が回復しないときには、移動ノード１５０ａについての２番目に新しい現況情報と３番目に新しい現況情報、すなわち地点Ｐ₂₂から地点Ｐ₂₃までのリンク情報と地点Ｐ₂₂でのコネクタ情報とを基に図５を用いて説明した手順と同様の要領で障害発生位置ＰＰ₂を推定する。そして、第１捜索位置ＳＰ₃₁から第２捜索位置（図示せず）に移動して移動ノード５０ａを捜索する。このとき、障害発生位置ＰＰ₂を推定するにあたって用いる移動ノード１５０ｂの通信可能範囲は、当該障害発生位置ＰＰ₂を推定する時点での通信可能範囲とする。図示の例では、第２捜索位置に移動した移動ノード１５０ｂが移動ノード１５０ａとの通信を回復している。

なお、図１３においては、初期位置ＤＰでの移動ノード１５０ｂを二点鎖線の円で示し、第１捜索位置ＳＰ₃₁での移動ノード１５０ｂを実線の円で示している。また、参照符号ＭＲ₁₁は、移動ノード１５０ｂが障害発生位置ＰＰ₁を推定する際に用いられる移動ノード１５０ａについての移動可能範囲、すなわち移動体に故障が生じなかったときに移動ノード１５０ａが時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて移動可能と推定される範囲を示している。参照符号ＭＲ₁₂は、移動ノード１５０ｂが障害発生位置ＰＰ₂を推定する際に用いられる移動ノード１５０ａについての移動可能範囲、すなわち時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて移動可能と推定される範囲を示している。そして、参照符号ＣＲは、移動ノード１５０ｂの無線通信可能範囲を示している。

このように、通信が途絶えた移動ノードについての１〜３番目に新しい現況情報に基づいて障害の発生位置を推定する機能を各移動ノードに付加すると、移動ノードを装備した移動体が途中で移動困難になって通信相手との距離が開き過ぎたがために通信が途絶えた移動ノードについても、効率よく捜索することが容易になる。

実施の形態３．
ネットワークシステムを構成する各移動ノードには、他の移動ノードとの通信が途絶えたときに推定される障害発生位置およびその周辺を回避領域に指定し、通信が途絶えた移動ノードの捜索時に当該回避領域を避けて移動経路を選定する機能を付加することもできる。上記の機能が付加された移動ノードの構成は、例えば図２に示した移動ノード５０ａの移動経路選定部１５に上記の機能が付加された構成とすることができるので、ここではその図示を省略する。

図１４は、上記の機能が付加された移動ノードによる回避領域の設定方法の一例を示す概念図である。同図に示す例では、移動ノード２５０ａとの通信が途絶えた移動ノード２５０ｂが図５を用いて説明した手順に従って障害発生位置ＰＰを推定し、さらに、当該障害発生位置ＰＰを含む円形ないし球形の領域を回避領域ＡＲとして設定している。このとき、回避領域ＡＲは、障害発生位置ＰＰを含む最小の円形領域ないし最小の球形領域として設定することが好ましい。ただし、回避領域ＡＲと移動ノード２５０ｂの通信可能領域ＣＲとが部分的に重なる場合には、当該重なる部分を回避領域ＡＲに含めないようにすることもできる。なお、図中の参照符号ＭＲは、移動ノード２５０ｂが障害発生位置ＰＰを推定する際に用いられる移動ノード２５０ａについての移動可能範囲を示している。

上述の回避領域ＡＲを設定した移動ノード２５０ｂは、回避領域ＡＲを避けて移動経路を選定して、通信可能な他の移動ノードと共に移動ノード２５０ａの捜索を行う。このようにして移動ノード２５０ａの捜索を行うと、移動ノード２５０ｂと該移動ノード２５０ｂに無線接続された移動ノード２５０ｃとの通信が捜索活動中に途絶えてしまうのを防止し易くなるので、移動ノード２５０ａの捜索時に二次災害や三次災害が生じるのを更に防止し易くなる。

以上、この発明の移動ノードおよびネットワークシステムについて実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、この発明は上述の形態に限定されるものではない。例えば、移動ノードにおける移動経路選定部１４（図２参照）は、任意の構成要素とすることもできる。ただし、通信が途絶えた移動ノードの捜索を効率よく行ううえからは、移動ノードに移動経路選定部を設けた方が好ましい。

また、記憶部には、この発明のネットワークシステムが構築される地域もしくは海域の地図データないし海図データ、またはこの発明の移動ノードが使用される地域もしくは海域の地図データないし海図データが予め格納されていることが好ましいが、当該地図データないし海図データは省略することも可能である。ただし、通信が途絶えた移動ノードを捜索する際の移動経路を効率よく選定するうえからは、上記地図データないし海図データを記憶部に予め格納しておくことが好ましい。

この発明の移動ノードおよびネットワークシステムは、大規模な自然災害あるいは人為的災害が起きた地域ないし海域で救援活動を行う際に有用である他に、紛争地域等で部隊が活動を行う際にも有用である。この発明の移動ノードおよびネットワークシステムの各々については、上述したもの以外にも種々の変形、修飾、組合せ等が可能である。

この発明のネットワークシステムの一例を示す概略図である。 図１に示したネットワークシステムを構成している移動ノードの一例を概略的に示すブロック図である。 図１に示したネットワークシステムを構成している個々の移動ノードが取得する自己の現況情報の一例を示す概略図である。 図１に示したネットワークシステムを構成している或る移動ノードとの通信が途絶えてから当該移動ノードの捜索が開始されるまでの状況変化の一例を示す概念図である。 図１に示したネットワークシステムにおいて、通信が途絶えた移動ノードの捜索を開始した移動ノードが障害発生位置を推定する際に行われる手順の一例を示すフローチャートである。 図１に示したネットワークシステムにおいて、通信が途絶えた移動ノードの捜索活動を開始した各移動ノードの移動経路の一例を示す概略図である。 図１に示したネットワークシステムにおいて、通信が途絶えた移動ノードの捜索過程の一例を示す概念図である。 図１に示したネットワークシステムにおいて、障害が２箇所で生じて或る移動ノードとの通信が途絶えた状態を示す概念図である。 図９に示した状態のネットワークシステムにおいて、通信が途絶えた移動ノードの捜索活動を開始した各移動ノードの移動経路の一例を示す概略図である。 図９に示した状態のネットワークシステムにおいて、通信が途絶えた移動ノードの捜索活動を開始した各移動ノードの移動経路の他の例を示す概略図である。 この発明のネットワークシステムにおいて、移動ノードを搭載した移動体が移動困難になったために当該移動ノードと通信相手の移動ノードとの通信が途絶えたときの状態の一例を示す概念図である。 この発明のネットワークシステムのうち、通信が途絶えた移動ノードについての１〜３番目に新しい現況情報に基づいて障害の発生位置を推定する機能が各移動ノードに付加されているものでの障害発生位置の推定方法の一例を示す概念図である。 この発明のネットワークシステムのうち、他の移動ノードとの通信が途絶えたときに推定される障害発生位置およびその周辺を回避領域に指定し、通信が途絶えた移動ノードの捜索時に当該回避領域を避けて移動経路を選定する機能が各移動ノードに付加されているものでの回避領域の設定方法の一例を示す概念図である。

符号の説明

１ 情報取得部
３ 無線通信部
１１ データ蓄積部
１３ データ取得部
１４ 障害発生位置推定部
１５ 移動経路選定部
３０ 記憶部
５０ａ〜５０ｇ 移動ノード
６０ ネットワークシステム
１５０ａ〜１５０ｇ，２５０ａ〜２５０ｃ 移動ノード
１６０ ネットワークシステム

Claims (10)

1. 自己の位置情報を取得する情報取得部と、
   該情報取得部で取得した前記位置情報および他の移動ノードから受信した位置情報を移動ノード毎に記憶する記憶部と、
   前記位置情報を他の移動ノードに宛てて発信する無線通信部と、
   自己に無線接続している他の移動ノードとの通信が途絶えたときに、前記記憶部に格納されている位置情報を用いて通信障害が生じた位置を推定する障害発生位置推定部と、
   を有することを特徴とする移動ノード。
2. 前記障害発生位置推定部の推定結果に基づいて前記通信が途絶えた移動ノードを捜索する際の移動経路を選定する移動経路選定部を更に有することを特徴とする請求項１に記載の移動ノード。
3. 前記移動経路選定部は、前記障害発生位置推定部が推定した通信障害の発生位置およびその周辺を回避領域に指定し、前記通信が途絶えた移動ノードの捜索時に当該回避領域を避けて移動経路を選定することを特徴とする請求項２に記載の移動ノード。
4. 複数の移動ノードにより構築されたネットワークシステムであって、
   前記複数の移動ノードの各々は、
   自己の位置情報を取得する情報取得部と、
   該情報取得部で取得した前記位置情報および他の移動ノードから受信した位置情報を移動ノード毎に記憶部に格納するデータ蓄積部と、
   前記位置情報を他の移動ノードに宛てて発信する無線通信部と、
   自己に無線接続している他の移動ノードとの通信が途絶えたときに、前記記憶部に格納されている位置情報を用いて通信障害が生じた位置を推定する障害発生位置推定部と、
   を有することを特徴とするネットワークシステム。
5. 前記データ蓄積部は、移動ノードが実質的に移動していないときの位置情報を前記情報取得部が取得したときには該位置情報を点情報として前記記憶部に格納し、移動ノードが移動しているときの位置情報を前記情報取得部が取得したときには該位置情報を線分情報として前記記憶部に格納することを特徴とする請求項４に記載のネットワークシステム。
6. 前記障害発生位置推定部は、前記通信が途絶えた移動ノードの位置情報のうちの最新の位置情報と２番目に新しい位置情報とを基に、前記通信障害が生じるまでの間に前記通信が途絶えた移動ノードが移動し得る移動可能範囲を推定し、該移動可能範囲と前記通信障害が生じたときの自己の移動ノードの無線通信可能範囲とに基づいて、前記通信障害が発生した第１の位置を推定することを特徴とする請求項４または５に記載のネットワークシステム。
7. 前記障害発生位置推定部は、前記第１の位置で前記通信障害が生じていないと判断されたときには、前記通信が途絶えた移動ノードの位置情報のうちの２番目に新しい位置情報と３番目に新しい位置情報とを基に、前記最新の位置情報を取得するまでの間に前記通信が途絶えた移動ノードが移動し得る移動可能範囲を推定し、該移動可能範囲と前記第１の位置で前記通信障害が生じていないと判断された時点での自己の移動ノードの無線通信可能範囲とに基づいて、前記通信障害が発生した第２の位置を推定することを特徴とする請求項６に記載のネットワークシステム。
8. 前記複数の移動ノードの各々は、前記障害発生位置推定部の推定結果に基づいて前記通信が途絶えた移動ノードを捜索する際の移動経路を選定する移動経路選定部を更に有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載のネットワークシステム。
9. 前記移動経路選定部は、前記障害発生位置推定部が推定した通信障害の発生位置およびその周辺を回避領域に指定し、前記通信が途絶えた移動ノードの捜索時に当該回避領域を避けて移動経路を選定することを特徴とする請求項８に記載のネットワークシステム。
10. 前記移動経路選定部は、前記障害発生位置推定部が前記通信障害の発生位置を推定した時点での自己の移動ノードの無線通信可能範囲を前記回避領域に含めないことを特徴とする請求項９に記載のネットワークシステム。

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