JP2017049088A - 車載器及びｇｐｓ受信日時生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳ衛星からの航法メッセージを元に日時情報を生成する場合に、ロールオーバーに対処して正しい日時情報を提供する。
【解決手段】ＥＴＣ車載器は、前回動作時にバックアップした前回ＧＰＳ受信日時Ｓ１１とセットアップ日時との内、最新の日時の方を初期日時に設定してからＳ４〜Ｓ６、初期日時とＧＰＳ航法メッセージにてロールオーバー判定を実施しＳ９、ロールオーバーが発生していた場合は、ロールオーバー分に相当する期間を見込んで航法メッセージを元にＧＰＳ受信日時を生成するＳ１０。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＧＰＳ衛星からの航法メッセージを元にＧＰＳ受信日時を生成する車載器及びＧＰＳ受信日時生成プログラムに関する。

現在、ＥＴＣ２．０と称される通信機能を利用して、各種サービス（ＥＴＣ２．０サービス）を提供することが計画されている。ＥＴＣ２．０サービスの１つとして、車両が収集したプローブ情報をＥＴＣ２．０対応車載器から路上に設置された路側装置にアップリンクし、サーバにて全国から収集したプローブ情報をビッグデータとして活用するサービスがある。

特許第４７６０５３２号公報

ところで、アップリンクされるプローブ情報の中には、車載器が搭載された車両の走行履歴とその時の日時情報が含まれている。
日時情報については、ＧＰＳ（Global Positioning System）機能付きＥＴＣ２．０対応車載器では、ＧＰＳ衛星から受信した航法メッセージを元に作成しているが、ＧＰＳシステムを利用した日時情報にはロールオーバーが発生するという問題がある。

ロールオーバーが発生した場合、車載器内部の日時情報が誤動作してしまい、誤ったプローブ情報をアップリンクしてしまうという問題がある。
このような問題に対して、特許文献１では、地図データベース（地図情報）の日時情報を使用することを提案している。

しかしながら、特許文献１の技術では、地図情報の日時情報を使用する技術であることから、地図情報（ナビゲーション機能）を持たないＥＴＣ２．０対応車載器では実施することができない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ＧＰＳ衛星からの航法メッセージを元に日時情報を生成する場合に、ロールオーバーに対処して正しい日時情報を生成することができる車載器及びＧＰＳ受信日時生成プログラムを提供することにある。

請求項１の発明によれば、初期日時設定手段は、バックアップ手段が前回動作時にバックアップした前回ＧＰＳ受信日時とセットアップ日時との内、最新の日時の方を初期日時に設定し、ロールオーバー判定手段は、初期日時とＧＰＳ航法メッセージにてロールオーバー判定を実施し、ＧＰＳ受信日時生成手段は、ロールオーバーが発生していた場合は、ロールオーバー分に相当する期間を見込んで航法メッセージを元にＧＰＳ受信日時を生成するので、現在のＧＰＳ受信日時を正しく生成することができる。

一実施形態における全体構成を示すブロック図 ロールオーバーと週数との関係を示す図 制御部の動作を示すフローチャート

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。尚、本実施形態において記述する日時はグリニッジ標準時とする。
図１に示すＥＴＣ車載器１は、図示しない車両に搭載されると共に、天空を航行するＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信し、そのＧＰＳ信号に基づき現在の日時を示すＧＰＳ受信日時を生成して所定のＥＴＣサービスを提供するものである。ＥＴＣ車載器１は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部２、ＥＴＣ車載器１の各部を制御する制御部３（セットアップ日時特定手段、初期日時設定手段、変換手段、ロールオーバー判定手段、ＧＰＳ受信日時生成手段、バックアップ手段、変更手段に相当）、不揮発性メモリ４、セットアップ情報ＤＢ５（記憶手段に相当）とを備えて構成されている。

制御部３は、ＣＰＵ３ａ、ＲＯＭ３ｂ、ＲＡＭ３ｃからなる周知のマイクロコンピュータを備えて構成されている。
セットアップ情報ＤＢ５には、ＥＴＣ車載器１を車両にセットアップするのに必要なセットアップ情報が記憶される。セットアップ情報としては、セットアップ日時、ナンバープレート情報（自動車検査証に記載されている自動車登録番号及び車両番号）、車検証（自動車検査証）情報(車両のサイズ、重量等)等である。

セットアップ情報ＤＢ５には、セットアップ日時の有効範囲も記憶されている。このセットアップ日時の有効範囲とは、セットアップ日時が誤って設定されていた場合に対処するためのもので、例えば２０１５年１月４日（日）の午前０時から２０３５年３月１７日（土）の２３時５９分５９秒までに設定されている。つまり、２０３５年３月１７日（土）の２３時５９分５９秒までは、後述するようにロールオーバーが発生することなくＧＰＳ衛星からの航法メッセージを元にＧＰＳ受信日時を正しく生成することができるが、２０３５年３月１８日（日）の午前０時以降においては、２０３５年３月１８日（日）の午前０時に発生するロールオーバーの影響を受けてしまうからである。

尚、セットアップ日時の有効範囲は図示しない外部装置から任意に設定可能となっており、２０３５年３月１８日（日）の午前０時以降にＥＴＣ車載器１を製造する場合、或いは現時点で製造したＥＴＣ車載器１が２０３５年３月１８日（日）の午前０時以降となった場合は、次のロールオーバーの発生日時までを有効範囲として記憶することで汎用性の高い構成となっている。

不揮発性メモリ４には前回動作時にバックアップしたＧＰＳ受信日時（以下、前回ＧＰＳ受信日時）が記憶される。尚、不揮発性メモリ４の製造時には前回ＧＰＳ受信日時の初期値として所定の固定日時が記憶される。この固定日時としては、製造年月日ではなく全ての製品に統一した代表日時であり、例えば２０１５年１月１日のように単純な日時を設定することにより、書込み時のエラーリスク低減と、書込み値の確認検査の精度向上を図るようにしている。

さて、ＧＰＳシステムは、グリニッジ標準時における１９８０年１月６日の午前０時を計時の開始点（基準日時）とする時系で稼動しており、協定世界時（ＵＴＣ：Coordinated Universal Time）と同じ長さの１秒を刻んでいる。つまり、同一タイミングから計時したＧＰＳシステムでの経過秒数とＵＴＣでの経過秒数とは完全に同一である。

ＧＰＳ衛星が送信する航法メッセージには、ＧＰＳシステム上の基準日時からの経過時間を表すＧＰＳ航法メッセージが含まれる。ＧＰＳ航法メッセージは、基準日時から計時して何週目であるかの週数を表す週番号と、その週番号が表す週の日曜日の午前０時から土曜日の２３時５９分５９秒までの経過秒数を表す週内番号とから構成されている。このうち、週番号は１０ビットデータで表現されており、第０週から第１０２３週まで（１０２４週（≒１９．６年））を表現可能である。

従って、ＧＰＳ航法メッセージによれば、第０週目の始端日時である１９８０年１月６日（日）の午前０時から、第１０２３週目の終端日時である１９９９年８月２１日（土）の午後１１時５９分５９秒までは表現できるが、１９９９年８月２２日（日）の午前０時以降の日時を表現することはできない。

そして、１９９９年８月２２日（日）の午前０時となると週番号はリセットされ、再び第０週目からカウントされることとなる。これがＧＰＳシステムのロールオーバーであり、ロールオーバーが発生すると、ＧＰＳ受信日時が実際の週数よりも１０２４週遡ぼるため、対策が必要となる。つまり、ＧＰＳ航法メッセージを元に生成したＧＰＳ受信日時の上限日時は基準日時から約１９．６年間であり、それ以降はロールオーバーに対する対策が必要となる。

現時点（２０１５年）では、１回目のロールオーバーが発生していることから、ＧＰＳ航法メッセージによる週数は実際の週数よりも１０２４週遡った週数となっている。
一方、ＧＰＳシステムの時系は、上述したようにＵＴＣの時系と同じ高精度な時系であり、ＧＰＳ航法メッセージは、西暦部分を除けば、正確な日時を表すデータである。

このような事情から、ＧＰＳ受信日時を利用して各種サービスを提供する機器を製造する会社では、ＧＰＳシステム上の基準日時からオフセットして新たな基準日時（以下、新基準日時）を設定し、新基準日時からの経過時間を求めることでロールオーバーの発生を遅らせるようにしている。

即ち、新基準日時として例えば２０１５年８月２日（日）の午前０時を設定すると、ＧＰＳ航法メッセージの週番号が示す週数は８３２となる。従って、ＧＰＳ航法メッセージによる週数＝８３２と、新基準日時に対応して変換した週数（以下、変換週数）＝０とを対応付ける。同様にして、ＧＰＳ航法メッセージによる週数＝８３３〜１０２３、０〜８３１と、変換週数＝１〜１０２３とを対応付けることで、ＧＰＳ航法メッセージによる週数にロールオーバーが発生したかを考慮することなく現在の日時を特定することができる。つまり、現時点ではＧＰＳ航法メッセージによる週数と変換週数とは１対１との関係にあることから、ＧＰＳ航法メッセージによる週数に基づいて、新基準日時からの週数を特定することが可能となるのである。

具体的には、図２に示すように、現時点は、ＧＰＳシステム上の１回目のロールオーバー（１９９９年８月２日午前０時）と２回目のロールオーバー（２０１９年４月７日午前０時）との間であることから、週番号が表す週数Ｗは、真の週数Ｗ１から１０２４週遡った値Ｗ２となり、当該Ｗ２に対応する週数が変換週数となる。

しかしながら、２０１５年８月２日（日）の午前０時から１０２４週経過して２０３５年３月１８日（日）の午前０時となると、ＧＰＳ航法メッセージによる週数が８３２に戻ることから、変換週数が０にリセットされてしまう。このため、変換週数上でロールオーバーが発生することになるので、ＧＰＳ上の週数と変換週数とを対応付けることができなくなる。つまり、新基準日時を採用することにより変換週数上でロールオーバーが発生することを遅らせることができるものの、変換週数上でロールオーバーが発生した場合には、ＧＰＳ上の週数に対して変換週数が一義的に対応しなくなってしまうのである。

そこで、本実施形態では、次のようにして新基準日時を基準とする変換週報がロールオーバーの発生による影響を防止するようにした。
作業者は、ＥＴＣ車載器１を車両にセットする際は、まず、ＥＴＣ車載器１にセットアップ日時を含むセットアップ情報をセットアップ情報ＤＢ５に記憶する。

作業者がＥＴＣ車載器１を車両のセットアップした後に動作を確認するために車両のＡＣＣスイッチをオンすると、車両のバッテリからＥＴＣ車載器１に給電されるので、制御部３が動作開始する。

制御部３は、動作開始すると、図３に示すフローチャートを実行する。このフローチャートは、ＥＴＣ車載器１の動作の内、ＧＰＳ受信日時を生成する動作を示している。
制御部３は、セットアップ情報ＤＢ５から前回ＧＰＳ受信日時の初期値（本実施形態では２０１５年１月１日）を読出すと共に（Ｓ１）、セットアップ日時を読出す（Ｓ２）。

次に、セットアップ情報ＤＢ５から有効範囲（本実施形態では２０１５年１月４日（日）の午前０時から２０３５年３月１７日（土）の２３時５９分５９秒）を読出して確認する（Ｓ３）。作業者がセットアップ日時を有効範内で正しく設定した場合はセットアップ日時は有効であることから（Ｓ３：有効）、前回ＧＰＳ受信日時とセットアップ日時とを比較する（Ｓ４）。ＥＴＣ車載器１のセットアップ時は、前回ＧＰＳ受信日時として２０１５年１月１日（日）の午前０時が記憶されており、セットアップ日時の方が最新であることから（前回ＧＰＳ受信日時＜セットアップ日時）、セットアップ日時を初期日時に設定する（Ｓ５）。

次に、ＧＰＳ航法メッセージの受信を開始し（Ｓ７）、ＧＰＳ航法メッセージを受信すると（Ｓ８：ＹＥＳ）、初期日時とＧＰＳ航法メッセージにてロールオーバー判定を実施する（Ｓ９）。つまり、ロールオーバーが発生して変換週数がリセットすると、変換週数が前回ＧＰＳ受信日時よりも過去の日時となることから、変換週数上でロールオーバーが発生したことを特定できるのである。

次に、ＧＰＳ受信日時を生成する（Ｓ１０）。つまり、変換週数上でロールオーバーが発生していない場合は、上述したようにしてＧＰＳ航法メッセージを元にＧＰＳ受信日時を生成する。一方、２０３５年３月１８日（日）の午前０時となり、変換週数上でロールオーバーが発生したことを特定した場合は、変換週数に１０２４週を加算することにより現在の週数を特定する。また、ＧＰＳ航法メッセージのうち、週内番号から経過秒数を取得することにより、変換週数における日曜日の午前０時からの経過秒数を特定する。そして、新基準日時からの変換週数にＧＰＳ上の経過秒数を加算することで、正しいＧＰＳ受信日時を生成できる。

次に、上述したようにして生成したＧＰＳ受信日時を不揮発性メモリ４に記憶する（Ｓ１１）。
制御部３は、２回目のＡＣＣスイッチのＯＮにより給電されて動作すると、前回ＧＰＳ受信日時とセットアップ日時とを比較した際に（Ｓ４）、前回ＧＰＳ受信日時の方が最新であることから（前回ＧＰＳ受信日時≧セットアップ日時）、前回ＧＰＳ受信日時を初期日時に設定する（Ｓ６）。この場合、前回ＧＰＳ受信日時は前回ＧＰＳ受信日時の初期値よりも現在の日時に近くなることから、ロールオーバーの判定精度を高めることができる。

そして、上述のようにしてロールオーバーが発生したかを判定し、変換週数と経過秒数に基づいてＧＰＳ受信日時を生成することで、ＧＰＳ受信日時生成処理を実行することができる。
以後、ＡＣＣスイッチがＯＮする毎に、上述した動作を繰返す。

ところで、セットアップ情報は作業者の入力操作により設定されるものであるから、設定したセットアップ日時が誤っている場合がある。例えば、変換週数における次のロールオーバー発生日時（２０３５年３月１８日（日）の午前０時）以降の日時を誤って設定してしまった場合、変換週数上ではロールオーバーが発生していないにも拘らずロールオーバーが発生したと判断してしまう。このような場合、変換週数に１０２４週を誤って加算してしまうので、誤ったＧＰＳ受信日時を生成してしまう。

そこで、本実施形態ではセットアップ日時として有効範囲を設定するようにした。この有効範囲としては、上述したように変換週数上でロールオーバーが発生するまでの日時が設定されている。つまり、セットアップ日時が有効範囲である限りロールオーバーが発生することはないので、ＧＰＳ航法メッセージによる週数に基づいて正しい変換週数を特定してＧＰＳ受信日時を生成することができる。

尚、変換週数上で２回目以降のロールオーバーが発生した場合は、本実施形態の構成では正確なＧＰＳ受信日時を生成することはできないが、変換週数上で２回目のロールオーバーが発生するのは現時点からがほぼ４０年後であり、製品寿命を考慮すると製品としての信頼性を十分に保証することができる。

このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
ＥＴＣ車載器１は、前回動作時にバックアップした前回ＧＰＳ受信日時とセットアップ日時との内、最新の日時の方を初期日時に設定してから、初期日時とＧＰＳ航法メッセージにてロールオーバー判定を実施し、ロールオーバーが発生していた場合は、ロールオーバー分に相当する期間を見込んで航法メッセージを元にＧＰＳ受信日時を生成するので、現在のＧＰＳ受信日時を正しく生成することができる。

前回ＧＰＳ受信日時の初期値として変換週数上のロールオーバーまでの間の所定の固定値を設定したので、セットアップ後の最初の動作時のために前回ＧＰＳ受信日時が記憶されていない場合であっても、現在のＧＰＳ受信日時を正しく生成することができる。

セットアップ日時に有効範囲を設定し、セットアップ日時が有効範囲から外れている場合はセットアップ日時が誤っていると判断し、セットアップ日時に代えて前回ＧＰＳ受信日時の初期値を初期日時に設定するようにしたので、作業者がセットアップ日時を誤って設定した場合であっても、ロールオーバーの判定を正確に行うことができる。
セットアップ日時の有効範囲を外部から設定可能としたので、ＥＴＣ車載器１の汎用性を高めることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
セットアップ日時の有効範囲は変換週数上のロールオーバーの発生日時の直前に限定されることはなく、ロールオーバーの発生日時までであれば任意の日時を設定することができる。

ＧＰＳ受信日時の初期値としては、製品に統一した固定値に限定されることなく、変換週数上のロールオーバーまでの日時であれば、製品毎或いはロット毎に設定しても良いし、製造日時としても良い。
本発明をナビゲーション装置に適用しても良い。この場合、地図データの日時情報を参照するようにしても良い。

図面中、１はＥＴＣ車載器（車載器）、３は制御部（セットアップ日時特定手段、初期日時設定手段、変換手段、ロールオーバー判定手段、ＧＰＳ受信日時生成手段、バックアップ手段、変更手段）、５はセットアップ情報ＤＢ（記憶手段）である。

Claims (5)

1. セットアップ情報を記憶する記憶手段（５）と、
   前記セットアップ情報に含まれるセットアップ日時を特定するセットアップ日時特定手段（３）と、
   前回動作時にバックアップした前回ＧＰＳ受信日時と前記セットアップ日時との内、最新の日時の方を初期日時に設定する初期日時設定手段（３）と、
   ＧＰＳ衛星から受信した航法メッセージの週番号が示す週数を新たに設定した基準日時に対応した週数（以下、変換週数）に変換する変換手段（３）と、
   前記初期日時と前記変換週数とを比較することによりロールオーバーを判定するロールオーバー判定手段（３）と、
   前記ロールオーバーの判定結果と前記変換週数とを元にＧＰＳ受信日時を生成するＧＰＳ受信日時生成手段（３）と、
   前記ＧＰＳ受信日時を前記前回ＧＰＳ受信日時としてバックアップするバックアップ手段（３）と、
   を備える車載器。
2. 前記前回ＧＰＳ受信日時は、初期値として変換週数上のロールオーバーまでの間の所定の固定値が設定されている請求項１に記載の車載器。
3. 前記ＧＰＳ受信日時生成手段は、前記セットアップ日時が次のロールオーバーが発生しない所定の有効範囲かを確認し、有効範囲でない場合はセットアップ日時に代えて前記ＧＰＳ受信日時を初期日時に設定する請求項１または２に記載の車載器。
4. さらに、外部からの指令に応じて前記有効範囲を変更する変更手段を備える請求項３に記載の車載器。
5. セットアップ情報を記憶する手順と、
   前記セットアップ情報に含まれるセットアップ日時を特定する手順と、
   前回動作時にバックアップした前回ＧＰＳ受信日時と前記セットアップ日時との内、最新の日時の方を初期日時に設定する手順と、
   ＧＰＳ衛星から受信した航法メッセージの週番号が示す週数を新たに設定した基準日時に対応した週数（以下、変換週数）に変換する手順と、
   前記初期日時と前記変換週数とを比較することによりロールオーバーを判定する手順と、
   前記ロールオーバーの判定結果と前記変換週数とを元にＧＰＳ受信日時を生成する手順と、
   前記ＧＰＳ受信日時を前記前回ＧＰＳ受信日時としてバックアップする手順と、
   を実行するＧＰＳ受信日時生成プログラム。

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