JP2020027994A - データ伝送方法及び埋設物探査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】確認応答機能がなくリアルタイム性が高いUDPであっても、データ伝送の確実性をも備えたデータ伝送方法を提供する。【解決手段】レーダ波を媒質に放射して前記媒質中の埋設物を探査する探査装置本体と、該探査装置本体からデータを受信して探査結果を表示する表示装置と、を備えた埋設物探査装置であって、前記探査装置本体から前記表示装置に最新のデータである最新データを、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いUDPで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送する。【選択図】 図3
Description
この発明は、データ伝送方法、特に、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いUDP(User Datagram Protocol)のデータ伝送方法について、リアルタイム性を損なうことなく、データ伝送の確実性をも備えたUDPデータ伝送方法及びこのデータ伝送方法を用いた埋設物探査装置に関する。
データ伝送方法には、TCP(Transmission Control Protocol)とUDP(User Datagram Protocol)とがあり、TCPは信頼性のある双方向のストリーム型で通信を実現するためのプロトコルであり、一方、UDPは信頼性はないながらも軽量で高速なプロトコルとして知られている。
ところで、地中や壁、床などの媒質に埋設されている鉄筋やガス管などの埋設物・ターゲットを探査するために、レーダを用いた埋設物探査装置がある(例えば、特許文献1等参照。)。
この埋設物探査装置は、送受信回路と送受信アンテナなどから構成されるセンサ部(探査装置本体)と、モニタ部(表示装置)とが組み付けられているが、近年、その操作性の向上を目的に、センサ部とモニタ部とを分割して、センサ部とモニタ部との間でデータを転送するようにし、多様な使用形態を可能とし、使い勝手を良くした埋設物探査装置が開発されている(例えば、特許文献2等参照。)。
そして、このような埋設物探査装置においては、上記センサ部とモニタ部と間で無線LAN通信を用いてデータ伝送が行われ、データを確実に送信させるため、コネクション型のTCPを用いた通信を行うのが一般的である。
TCPを用いることにより、伝送路上でパケットロスなどが発生せず、センサ部で取得したデータを正しくモニタ部に伝送することができる。
しかしながら、TCPにあっては、パケットロスがなく又は少なく通信の確実性を確保することはできるが、データ送信時の確認応答、順序制御、再送制御、フロー制御など多くの手順を行うためと、オーバーヘッドが比較的大きくデータ転送に時間がかかり探査データの表示が遅延する、即ちリアルタイム性を阻害するという問題がある。また、TCPはデータの再送処理が発生しているときに、データ送信速度よりデータ取得速度が上回り、センサ部のメモリがオーバーフローしてしまいシステムが破たんするという問題もあった。
そして、埋設物探査装置にあっては、データ送信の確実性もさることながら、埋設物探査装置で走査しているときに、その探査結果がリアルタイムに把握できなければ、埋設物の位置を正確に把握することが出きず、よってリアルタイム性も非常に重要な要素である。
そこで、この発明の目的は、前記の課題を解決し、リアルタイム性を確保しつつ伝送路上でパケットロスした際の補償を行うことで、データ伝送の確実性をも備えたデータ伝送方法、及びこのデータ伝送方法を用いた埋設物探査装置を提供することにある。
前記の課題を解決するために、請求項1の発明は、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いUDPでデータを伝送するデータ伝送方法であって、最新のデータである最新データをUDPで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送する、ことを特徴とする。
請求項2の発明は、レーダ波を媒質に放射して前記媒質中の埋設物を探査する探査装置本体と、該探査装置本体からデータを受信して探査結果を表示する表示装置と、を備えた埋設物探査装置であって、前記探査装置本体から前記表示装置に最新のデータである最新データを、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いUDPで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送する、ことを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項2に記載の埋設物探査装置において、前記最新データをUDPで伝送する際に、複数の前記再送データを同時に伝送する、ことを特徴とする。
請求項1の発明によれば、最新のデータである最新データをUDPで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送するので、いわゆるパケットロスしても、最新パケットの一部に前のパケットのデータが含まれているので、伝送路上でパケットロスした際の補償を行うことができ、データ伝送の確実性をも備えることができる。
請求項2の発明によれば、前記探査装置本体から前記表示装置に最新のデータである最新データを、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いUDPで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送するため、伝送路上でパケットロスした際のデータの補償を行うことができ、探査装置本体から表示装置へのデータ伝送において欠損するデータは無くすことができ、確実性かつリアルタイム性を実現することができる。
請求項3の発明によれば、前記最新データをUDPで伝送する際に、複数の前記再送データを同時に伝送するため、より多くのパケットロスが発生しても、これら多くのパケットロスした際のデータの補償を行うことができ、探査装置本体から表示装置へのデータ伝送において欠損するデータは無くすことができ、リアルタイム性を備えつつデータ伝送のより高い確実性を実現することができる。
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図1は埋設物探査装置1を示す斜視図であり、図2は探査装置本体2に内蔵された主要な構成を示すブロック図である。
この埋設物探査装置1は、レーダ波(送信波)を送信アンテナから地中や壁、床などの媒質に放射し、媒質からの反射波(受信波)を受信アンテナで受信して解析処理することで、媒質中の鉄筋やガス管などの埋設物・ターゲットを探査する装置である。
埋設物探査装置1は、埋設物の位置、状態などをレーダ波を用いて解析しデータ化する探査装置本体2と、その埋設物の位置、状態などのデータを表示する表示装置3とを備える。
具体的には、探査装置本体2はその制御部による制御に基づいて、送信回路でパルス信号を生成して送信アンテナに給電し、送信アンテナから所定周期のパルス状のレーダ波を媒質に放射する。一方、受信アンテナで受信した媒質からの反射波を、受信回路によって受信IF信号として制御部に伝送する。制御部(センサ部)においては、レーダ波の放射から反射波の受信までの時間と、受信IF信号の位相とに基づいて、埋設物の位置、状態などを解析してする。
また、探査装置本体2には記憶部2dが設けられ、この記憶部2dに上記データが蓄積される。
そして、埋設物の位置、状態などの解析結果はデータとして後述するようにディスプレイ(表示装置)3を備えた携帯端末Tに送られ、そのディスプレイ3に表示される。
上記探査装置本体2は、図1に示すように、高さが低い直方体状の本体ケーシング内に上記制御部、送信回路、受信回路などが収納されて構成されている。
上記探査装置本体2の本体ケーシング上面には、図1に示すようにハンドル4が着脱自在に設けられ、後述するように、探査する場所などの状況により、その着脱が選択される。また、図示は省略したが、ハンドル4の他に長尺な操作棒もハンドル4と同じ個所に着脱自在に取り付け可能となっており、高所における探査が可能になっている。
さらに、探査装置本体2の本体ケーシング上面には、ハンドル4とは別の箇所に携帯端末Tを着脱自在に保持する端末ホルダ5が設けられている。
このような探査装置本体2の本体ケーシングは、四方にホイール21が回転自在に配設され、両側面には、探査LED22が配設されている。そして、ホイール21を地面や壁面などに当てて回転させながら、探査装置本体2を走査させることで、上記のようにして逐次探査を行い、埋設物を検知すると探査LED22が点灯するようになっている。一方、探査装置本体2の本体ケーシングの前後面には、走査・探査方向を示すためのマークLED23が配設されている。
探査装置本体2は、スマートフォンTへのデータ伝送方法が従来の探査装置本体と異なるだけであるため、詳細な説明は省略するが、概略次のような構成となっている。すなわち、図2に示すように、媒質に対してレーダ波を送受信するレーダ送受信部2aと、探査装置本体2の移動距離を測定、検出する距離検出部2bと、媒質からの反射波を解析して埋設物を探査する解析部2cと、を備える。さらに、解析部2cによる解析結果(データ)を時系列に順次記憶する記憶部2dと、スマートフォンTと無線通信するためのインターフェイスである通信部2eと、これらを制御などする中央制御部2fと、を備える。そして、次のようなデータ伝送方法で、通信部2eからスマートフォンTに解析結果を伝送する。
上記記憶部2dは、例えば、120個分のデータを蓄積できる容量となっており、この記憶部2dに記憶された1乃至複数のデータが後述するパケット内に書き込まれる。なお、以下の各実施の形態にあっては、1パケットあたり最大で5つのデータが納められるため、記憶部2dの記憶容量としては十分である。
また、ここで、データとは上記解析部2cによる解析結果とデータIDとが含まれ、データIDには当該データが取り込まれた時点の時系列情報等が含まれる。そのため、そのデータはいつの時点で読み込まれたか特定することができ、例えば、再送データとして最新データと共に1パケットとして同時に伝送されても間違えなく所定のデータとして表示装置3に表示される。
次に、前記探査装置本体2とスマートフォンTとの間のデータ伝送方法について説明する。このデータ伝送通信は無線LANにより行われ、この無線LANにはUDPプロトコルが採用され、以下のようにしてデータ伝送が行われる。
まず、上述した探査装置本体2を地面などに対して走査を行うと、例えば2.5mmピッチの移動距離でデータ収集を行う。1つのデータ量は例えば280バイトで、1パケット当り1500バイトに入れられて伝送される。そのため、理論上は1パケット当り5つのデータを入れることができる。
図3〜図5は、本発明の各実施の形態に係るデータ伝送方法を、各データを通信No.毎に表にした図であり、各図において通信No.の数字が大きい方が新しいパケットを示し、また、データNo.の数字が大きい方が新しいデータを示す。
(実施の形態1)
図3は、実施の形態1にかかるデータ伝送方法を表にして示す図で、通信No.ごとに連続した2つのデータを伝送する場合の例を示す。
図3は、実施の形態1にかかるデータ伝送方法を表にして示す図で、通信No.ごとに連続した2つのデータを伝送する場合の例を示す。
具体的には、実施の形態1に係るデータ伝送方法は、新しいデータとその1つ前のデータ(再送データ)とを1パケットとして、すなわち、2つ(複数)の再送データを同時に伝送する。ここで、前記1つ前のデータとは、過去に伝送した所定のデータであり再送データを意味する。また、ここで「所定」とはこの実施の形態1にあっては「1つ前」を意味する。
図3は、通信No.18が最新のパケットであり、このパケットのうち最新データであるデータ「18」とその1つ前にデータ「17」とが含まれ、よって、この2つのデータ「18」「17」が通信No.18の1つのパケットに納められて同時に伝送されることを意味する。
そして、例えば、通信No.6がパケットロスしたとすると(図中斜線で示した行)、データ「5」データ「6」が欠損することになるが、データ「5」は1つ前の通信No.5において、また、データ「6」は次の通信No.7においてそれぞれ伝送されるため、結局、データ「5」データ「6」は欠損されず、確実に伝送される。
このように実施の形態1にあっては、1つのパケット(通信No.6)がパケットロスしてしまっても、当該パケット(通信No.6)の前後のパケット(通信No.5)(通信No.7)により補償されることとなる。
従って、実施の形態1にあっては1つのデータも欠損されることなくより高い確実性を持ってデータ伝送を行うことができる。
(実施の形態2)
図4は、実施の形態2にかかるデータ伝送方法を表にして示す図で、通信No.ごとに連続した3つのデータを伝送する場合の例を示す。
図4は、実施の形態2にかかるデータ伝送方法を表にして示す図で、通信No.ごとに連続した3つのデータを伝送する場合の例を示す。
具体的には、実施の形態2に係るデータ伝送方法は、新しいデータとその1つ前のデータ(再送データ)とさらに1つ前のデータ(再送データ)とを1パケットとして、すなわち、3つ(複数)の再送データを同時に伝送する。ここで、前記1つ前のデータ、さらに1つ前のデータとは、過去に伝送した所定のデータであるとともに再送データを意味する。また、ここで「所定」とはこの実施の形態2にあっては「1つ前」「さらに1つ前」を意味する。
例えば、通信No.3、通信No.4がパケットロスしたとすると(図中斜線で示した行)、データ「1」データ「2」データ「3」データ「4」が欠損することになるが、データ「1」及びデータ「2」は1つ前の通信No.2において、また、データ「3」データ「4」は次の通信No.5においてそれぞれ伝送されるため、結局、データ「1」データ「2」データ「3」データ「4」はいずれも欠損されることがない。
このように実施の形態2にあっては、2つのパケット(通信No.3、4)がパケットロスしてしまっても、当該パケット(通信No.3、4)の前後のパケット(通信No.2)(通信No.5)により補償されることとなる。
従って、実施の形態2にあっては1つのデータも欠損されることなくより高い確実性を持ってデータ伝送を行うことができる。
但し、実施の形態2にあっては3つのパケット(通信No.8、通信No.9、通信No.10、)がパケットロスすると(図中斜線で示した行)、データ「8」が欠損を生じてします。
これを回避するためには次の実施の形態3が有効である。
(実施の形態3)
図5は、実施の形態3にかかるデータ伝送方法を表にして示す図で、通信No.ごとに1つおきにデータ伝送する場合の例を示す。
図5は、実施の形態3にかかるデータ伝送方法を表にして示す図で、通信No.ごとに1つおきにデータ伝送する場合の例を示す。
具体的には、実施の形態3に係るデータ伝送方法は、新しいデータとその2つ前のデータ(再送データ)とさらに2つ前のデータ(再送データ)とを1パケットとして、すなわち、3つ(複数)の再送データを同時に伝送する。ここで、前記2つ前のデータ、さらに2つ前のデータとは、過去に伝送した所定のデータであり再送データを意味する。また、ここで「所定」とはこの実施の形態3にあっては「2つ前」「さらに2つ前」を意味する。
例えば、通信No.7、通信No.8、通信No.9、通信No.10がパケットロスしたとすると(図中斜線で示した行)、データ「3」データ「4」データ「5」データ「6」データ「7」データ「8」データ「9」データ「10」が欠損することになるが、データ「3」及びデータ「5」は2つ前の通信No.5において、また、データ「4」データ「6」は1つ前の通信No.6において、また、データ「7」データ「9」は1つ後の通信No.11において、また、データ「8」データ「10」は2つ後の通信No.12において、それぞれ伝送されるため、結局、データ「3」データ「4」データ「5」データ「6」データ「7」データ「8」データ「9」データ「10」はいずれも欠損されることがない。
このように実施の形態3にあっては、4つのパケット(通信No.7、8、9、10)がパケットロスしてしまっても、当該パケット(通信No.7、8、9、10)の前後2つずつのパケット(通信No.5、6)(通信No.11、12)により補償されることとなる。
従って、実施の形態3にあっては1つのデータも欠損されることなくより高い確実性を持ってデータ伝送を行うことができる。
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記2つの実施の形態2、3にあっては、1パケットに3つ(複数)のデータを含めた例を示したが、本発明はこれに限らず、より多くのデータを含めることもできる。このようにすれば、連続してパケットロスが多く発生しても、データの欠損を回避することができ、データ伝送の確実性を高めることができる。
例えば、上記実施の形態のように、1つのデータ量が280バイトで1パケットが1500バイトである場合は理論上1パケット当り5つのデータを含めることができる。
しかしながら、1パケット当りのデータ量を多くすると無線LANの通信速度が遅くなり、リアルタイム性が低下するおそれがある。
パケットロスが発生しやすいか否かは無線LANの通信環境に依存するとことが大きいため、探査を行う現場で無線LANの通信状況を把握し、パケットロスが少ない通信環境のときは、1パケット当りのデータ数を少なくし、リアルタイム性の向上を図り、パケットロスが多い通信環境のときは1パケット当りのデータ数を多くしてデータ伝送の確実性を重視することが好ましい。
1 埋設物探査装置
2 探査装置本体
3 表示装置
T スマートフォン(携帯端末)
2 探査装置本体
3 表示装置
T スマートフォン(携帯端末)
Claims (3)
- 確認応答機能がなくリアルタイム性が高いUDPでデータを伝送するデータ伝送方法であって、
最新のデータである最新データをUDPで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送する、
ことを特徴とするデータ伝送方法。 - レーダ波を媒質に放射して前記媒質中の埋設物を探査する探査装置本体と、該探査装置本体からデータを受信して探査結果を表示する表示装置と、を備えた埋設物探査装置であって、
前記探査装置本体から前記表示装置に最新のデータである最新データを、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いUDPで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送する、
ことを特徴とする埋設物探査装置。 - 前記最新データをUDPで伝送する際に、複数の前記再送データを同時に伝送する、
ことを特徴とする請求項2に記載の埋設物探査装置。
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