JP4684249B2 - 自律移動支援システム及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自律移動支援システムに関し、とくに停電等により基地局への電力供給が停止した際の基地局の動作を延命させる技術に関する。

昨今、「移動経路」、「交通手段」、「目的地」などの情報について、「いつでも、どこでも、だれでも」アクセスが可能なシステムを構築し、「ユニバーサル社会」の実現を目指す、いわゆる自律移動支援システム（歩行者ＩＴＳ）に関する計画が各所で進められている（例えば、非特許文献１を参照）。
国土交通省、"自律移動支援プロジェクト"、[online]、平成１９年１月１５日検索、インターネット、＜URL: http://www.jiritsu-project.jp/index.html＞

上記自律移動支援システムの一例として、システムが適用される地域各所に設置される複数の基地局と、これら基地局のうち少なくとも一台と通信可能に接続するサーバ装置と、自律移動支援システムの支援対象者に携帯させる携帯端末とを含むシステムがある。ここでこのような構成からなる自律移動支援システムでは、停電等により基地局への電力供給が停止してしまうと、基地局からサーバ装置への情報提供が行えなくなり、システム全体が機能停止してしまうことになる。このため、各基地局に補助電源を併設し、停電等により商用電源からの電力供給が停止した場合は補助電源により基地局の動作を継続させるようにしている。

しかしながら補助電源の容量は限られており、また商用電源の復旧に要する時間は通常不定であるから、補助電源による運用が開始された後は、必須機能以外の機能の動作を停止させ基地局全体の消費電力を抑える必要がある。またこの場合、機能を一部停止させてしまうことにより自律移動システム全体の動作に影響が生じないようにする必要もある。

本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、停電等により基地局への商用電源の供給が停止して基地局が補助電源により動作することとなった場合に基地局の動作を延命させつつ自律移動支援システム全体の動作に影響が生じないようにすることが可能な自律移動支援システム及びその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の請求項１に記載の発明は、自律移動支援システムであって、当該自律移動支援システムが展開される地域各所に設置される複数の基地局と、前記基地局のうちの少なくとも一台と通信可能に接続するサーバ装置と、当該自律移動支援システムによる支援対象者によって携帯される携帯端末と、を含み、前記基地局は、前記携帯端末に、隣接配置された複数のアンテナの夫々から、自身の位置を特定する情報を含んだ無線信号である標定信号を送信し、前記携帯端末は、前記アンテナの夫々から送られてくる前記標定信号を受信し、受信した前記標定信号の位相差Δθに基づき前記基地局から見た自身の方向αを求め、求めた前記方向αと受信した前記標定信号に含まれている前記情報とに基づき当該携帯端末の現在位置を特定する情報を生成して前記基地局に返信し、前記基地局は、前記生成された情報を受信して前記現在位置を特定する情報を前記サーバ装置に送信し、前記サーバ装置は、前記基地局から送信されてくる前記情報を受信して記憶し、前記サーバ装置は、前記基地局に稼働状態の監視指示を随時送信し、前記基地局は、前記監視指示を受信すると自身の稼働状態の監視を開始し、前記基地局には補助電源が設けられ、前記基地局は、商用電源の停電を検知すると前記補助電源による動作を開始し、前記監視機能を停止させ、前記監視機能を停止させた旨の通知を前記サーバ装置に送信し、前記サーバ装置は、前記通知を受信すると前記監視指示の送信を停止し、前記基地局は、前記商用電源の復旧を検知すると、前記監視機能を動作させ、前記監視機能が動作を開始した旨の通知を前記サーバ装置に送信し、前記サーバ装置は、前記通知を受信すると前記監視指示の送信を再開するものである。

本発明によれば、自律移動支援システムにおいて、停電時に基地局が補助電源による動作を開始した場合、基地局側で基地局の監視機能を停止させるので補助電源の電力消費が抑えられ、基地局の動作を延命させることができる。従って、自律移動支援システム全体の機能停止を防ぐことができる。また基地局側で監視機能が停止した旨がサーバ装置に通知される。このためサーバ装置が基地局に向けて発行した監視指示が基地局に受け付けられずに無効となってしまうことがなく、自律移動支援システム全体の動作に影響が生じるのを防ぐことができる。

本発明のうち請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自律移動支援システムであって、前記基地局は、前記商用電源の停電を検知すると、当該基地局の一部の機能である第１の機能を選択し、選択した前記第１の機能の動作を停止させるとともに、停電開始時からの経過時間ｔの計測を開始し、前記基地局は、前記経過時間ｔが予め設定されている時間ｔ１を超えた時点で前記商用電源が復旧していない場合、当該基地局の前記第１の機能とは別の一部の機能である第２の機能を選択し、選択した前記第２の機能の動作を停止させ、前記基地局は、前記商用電源の復旧を検知すると、停止していた前記第１の機能及び前記第２の機能の動作を開始させるものである。

本発明によれば、基地局が停電を検知した場合、まず第１の機能の動作が停止し、時間ｔ１を超えた時点でもまだ停電が継続している場合は、さらに第２の機能の動作が停止する。このように基地局の機能の動作を段階的に停止させるため、商用電力の回復の状況に応じてなるべく多くの機能を延命させることができる。

本発明のうち請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の自律移動支援システムであって、前記基地局は、停電時に動作させなければならない機能である必須機能と、停電発生時には機能している必要があるが、その後、動作を停止させることが可能な機能である発生時のみ必須な機能と、を含み、前記基地局は、補助電源の電池残量×安全率（０＜安全率＜１）＝Σ（前記必須機能の消費電力×ｔ１）＋Σ（前記発生時のみ必須な機能の消費電力×ｔ１）の関係を満たすように、前記第１の機能又は前記第２の機能の前記選択を行うものである。

本発明によれば、必須機能や発生時のみ必須な機能の設定やｔ１の設定如何により、節電時の各機能の動作態様の自由な設定が可能となる。また補助電源の電池残量に安全率を乗じているので、電池残量の測定誤差等により基地局が完全に停止してしまうといった事態を防ぐことができる。このように本発明によれば設定の自由度と安全性の双方を確保しつつ第１の機能又は第２の機能を選択することができる。

本発明のうち請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の自律移動支援システムであって、前記基地局は、前記発生時のみ必須な機能ごとに重要度を記憶しており、前記基地局は、前記重要度が低い機能を優先的に前記第１の機能又は前記第２の機能として選択するものである。
本発明によれば、重要度に応じて各機能の延命時間を柔軟に設定することができる。

本発明のうち請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の自律移動支援システムであって、前記必須機能には、前記標定信号に基づいて前記携帯端末の現在位置を特定する情報を生成する機能が含まれることとする。

本発明のうち請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の自律移動支援システムであって、前記基地局は、他の前記基地局とアドホックネットワークを介して通信可能に接続する機能を有し、前記発生時にのみ必須な機能には、前記アドホックネットワークに用いるルーティングテーブルを更新する機能が含まれることとする。

本発明のうち請求項７に記載の発明は、地域各所に設置される複数の基地局と、前記基地局のうちの少なくとも一台と通信可能に接続するサーバ装置と、当該自律移動支援システムによる支援対象者によって携帯される携帯端末と、を含んで構成される自律移動支援システムの制御方法であって、前記基地局は、隣接配置された複数のアンテナの夫々から、自身の位置を特定する情報を含んだ無線信号である標定信号を送信し、前記携帯端末は、前記アンテナの夫々から送られてくる前記標定信号を受信し、受信した前記標定信号の位相差Δθに基づき前記基地局から見た自身の方向αを求め、求めた前記方向αと受信した前記標定信号に含まれている前記情報とに基づき当該携帯端末の現在位置を特定する情報を生成して前記基地局に返信し、前記基地局は、前記生成された情報を受信して前記現在位置を特定する情報を前記サーバ装置に送信し、前記サーバ装置は、前記基地局から送信されてくる前記情報を受信して記憶し、前記サーバ装置は、前記基地局に稼働状態の監視指示を随時送信し、前記基地局は、前記監視指示を受信すると自身の稼働状態の監視を開始し、前記基地局は、商用電源の停電を検知すると補助電源による動作を開始し、前記監視機能を停止させ、前記監視機能を停止させた旨の通知を前記サーバ装置に送信し、前記サーバ装置は、前記通知を受信すると前記監視指示の送信を停止し、前記基地局は、前記商用電源の復旧を検知すると、前記監視機能を動作させ、前記監視機能が動作を開始した旨の通知を前記サーバ装置に送信し、前記サーバ装置は、前記通知を受信すると前記監視指示の送信を再開することとする。

本発明のうち請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の自律移動支援システムの制御方法であって、前記基地局は、前記商用電源の停電を検知すると、当該基地局のうちの一部の機能である第１の機能を選択し、選択した前記第１の機能の動作を停止させるとともに、停電開始時からの経過時間ｔの計測を開始し、前記基地局は、前記経過時間ｔが予め設定されている時間ｔ１を超えた時点で前記商用電源が復旧していない場合、当該基地局の機能のうち前記第１の機能とは別の一部の機能である第２の機能を選択し、選択した前記第２の機能の動作を停止させ、前記基地局は、前記商用電源の復旧を検知すると、停止していた前記第１の機能及び前記第２の機能の動作を開始させることとする。

本発明のうち請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の自律移動支援システムの制御方法であって、前記基地局は、停電時に動作させなければならない機能である必須機能と、停電発生時には機能している必要があるが、その後、動作を停止させることが可能な機能である発生時のみ必須な機能と、を含み、前記基地局は、補助電源の電池残量×安全率（０＜安全率＜１）＝Σ（前記必須機能の消費電力×ｔ１）＋Σ（前記発生時のみ必須な機能の消費電力×ｔ１）の関係を満たすように、前記第１の機能又は前記第２の機能の前記選択を行うこととする。

本発明によれば、停電等により基地局への電力供給が停止した際の基地局の動作を延命させることができる。

以下、本発明の一実施形態につき詳細に説明する。図１に本発明の一実施形態として説明する自律移動支援システム１の概略的な構成を示している。同図に示す自律移動支援システム１は、歩行者等の支援対象者への道案内や目的地までの誘導、支援対象者への地域情報の提供、支援対象者の現在位置や移動方向等の地理的情報の第三者による監視、支援対象者の安全確保等の各種サービスを提供するシステムである。

自律移動支援システム１は、データセンタ２等に設置されるサーバ装置１００、自律移動支援システム１が展開される地域各所（電柱３等）に設置される複数の基地局２００、及び支援対象者３によって携帯される携帯端末３００を含んで構成される。複数の基地局２００のうちの少なくとも１つは、専用線やインターネット等の有線通信網５０を介してサーバ装置１００に通信可能に接続している。以下、有線通信網５０を介してサーバ装置１００と直接通信することが可能な基地局２００のことを、マスター局２００Ａと称し、マスター局２００Ａとなる基地局２００以外の基地局２００のことを、スレーブ局２００Ｂと称する。有線通信網５０を介して行われる通信の通信プロトコルとしては、例えば、ＴＣＰ／ＩＰが用いられる。またサーバ装置１００やマスター局２００Ａには、有線通信網５０を介して通信を行うためのネットワークアドレス（例えばＩＰアドレス）が付与されている。基地局２００相互間ではアドホック方式の自律分散型のネットワークであるアドホックネットワーク５１が形成され、基地局２００間の通信はアドホックネットワーク５１を介して行われる。なお、既設基地局２００の周辺に新たに基地局２００が増設された場合や既設基地局２００が撤去された場合には、アドホックネットワーク５１のルーティングテーブルが自動的に更新される。

図２Ａにサーバ装置１００のハードウエア構成を示している。サーバ装置１００は、ＣＰＵ１１１、メモリ１１２、ハードディスク１１３、キーボードやマウス等の入力装置１１４、液晶ディスプレイ等の表示装置１１５、有線通信網５０に接続して基地局２００と通信するための通信インタフェース１１６を有している。

ＣＰＵ１１１は、メモリ１１２に記憶されているプログラムを実行することにより、サーバ装置１００の各種の機能を実現する。入力装置１１４は、ユーザの操作入力を受け付ける。表示装置１１５には支援対象者３の現在位置や移動方向などの情報が地図画面に重ねてリアルタイムに表示される。通信インタフェース１１６は、基地局２００との間で各種情報の送受信を行う。

図２Ｂにサーバ装置１００の機能を示している。サーバ装置１００は、支援対象者３への道案内情報の提供や目的地までの誘導、支援対象者の現在位置周辺の地域／地理情報の提供、支援対象者の現在位置や移動方向等の地理的情報の第三者による監視、支援対象者支援対象者の安全確保等の情報を提供する。

情報提供／収集部１２１は、上記各種サービスの提供を行い、主として基地局２００からの各種情報の提供や収集を行う。基地局監視部１２２は、有線通信網５０又はアドホックネットワーク５１を介して基地局２００に間欠的にもしくは予め設定されたタイミングで基地局２００の稼働状態の監視指示（以下、ヘルスチェック信号と称する）を送信し、監視指示に応じて基地局２００から送信されてくる監視結果（以下、ヘルスチェック応答と称する）を受信して記憶し、監視結果を分析する。

図３Ａにマスター局２００Ａのハードウエア構成を示している。マスター局２００Ａは、ＣＰＵ２１１、メモリ２１２、有線通信インタフェース２１３、無線通信インタフェース２１４、アンテナ群２１５、ＲＳＳＩ回路２１６（RSSI : Radio Signal Strength Indicator）、電源回路２１７、及び補助電源２１９を有している。

ＣＰＵ２１１は、メモリ２１２に記憶されているプログラムを実行し、マスター局２００Ａが備える各種の機能を実現する。有線通信インタフェース２１３は、サーバ装置１００との間で有線通信網５０を介した通信を行う。

無線通信インタフェース２１４は、ＷＡＰ（Wireless Access Protocol）等の無線通信プロトコルに従い他の基地局２００と無線通信を行って、アドホックネットワーク５１を構成する。無線通信インタフェース２１４は、例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）規格に準拠した無線通信モジュール（ＲＦ部（Radio Frequency））によって構成されている。

なお、アドホック方式の通信プロトコルとしては、例えば、Ｈｉ−ＴＯＲＡ（Hierarchy-Temporally Ordered Routing Algorithm）、Ｈｉ−ＡＯＤＶ（Hierarchy-Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing）、Ｈｉ−ＤＳＲ（Hierarchy-Dynamic Source Routing）等が用いられる。（例えば「角田良明、外１名、”アドホックネットワークの自律分散クラスタリングと階層ルーティング”、２００４年４月２６日、第１７回 回路とシステム、軽井沢ワークショップ」を参照）。

ＲＳＳＩ回路２１６は、無線通信インタフェース２１４によって行われる通信の受信電界強度を測定し、測定した値をＣＰＵ２１１に伝える。
アンテナ群２１５は、複数の円偏波指向性アンテナ２１５１を含む（図９を参照）。アンテナ群２１５には切替スイッチ２１５２が付帯する。切替スイッチ２１５２はいずれかのアンテナ２１５１を選択して無線通信インタフェース２１４に接続する。

電源回路２１７は、商用電源２１８から供給される交流電圧を直流電圧に変換し、マスター局２００Ａを構成している各ハードウエアに駆動電力を供給する。
補助電源２１９は、例えばリチウムイオン二次電池、鉛蓄電池等の二次電池である。補助電源２１９は、停電等によって商用電源からの電力供給が停止すると電源回路２１７に代わって上記ハードウエアに駆動電力を供給する。補助電源２１９の充電は通常動作時に電源回路２１７によって行われるほか、各基地局２００に併設される太陽電池等の自然エネルギー利用の発電設備によっても行われる。

なお、ＣＰＵ２１１、メモリ２１２、有線通信インタフェース２１３、無線通信インタフェース２１４、ＲＳＳＩ回路２１６、及び電源回路２１７は、バス２２０を介して互いに通信可能に接続している。

図３Ｂにスレーブ局２００Ｂのハードウエア構成を示している。スレーブ局２００Ｂは、ＣＰＵ２１１、メモリ２１２、無線通信インタフェース２１４、アンテナ群２１５、ＲＳＳＩ回路２１６、電源回路２１７、及び補助電源２１９を有している。スレーブ局２００Ｂのハードウエア構成の詳細は、基本的にマスター局２００Ａの対応する同名称のものと同様であるので説明を省略する。

図４Ａにマスター局２００Ａの概略的な機能を示している。有線通信部２６１は、有線通信網５０を介してサーバ装置１００との間で各種情報の送受信を行う。アドホック通信部２６２は、アドホックネットワーク５１を介して他の基地局２００との間で情報を送受信する。標定部２６３は、携帯端末３００の位置や移動方向等を特定するための無線信号（以下、標定信号と称する）を送信する。標定についての詳細は後述する。

動作監視部２６４は、サーバ装置１００からヘルスチェック信号を受信したのに応じて自身の稼働状態を監視する。電源管理部２６５は、商用電源２１８からの電力供給状態を監視し、マスター局２００Ａのハードウエアに対する電源供給を制御する。なお、電源管理部２６５の機能の詳細については後述する。

図４Ｂにスレーブ局２００Ｂの概略的な機能を示している。スレーブ局２００Ｂによって提供される機能は、基本的にマスター局２００Ａの対応する同じ名称の機能と同様であるので説明を省略する。

図５に携帯端末３００のハードウエア構成を示している。同図に示すように、携帯端末３００は、ＣＰＵ３１１、メモリ３１２、無線通信インタフェース３１３、アンテナ３１４、タッチパネルや操作ボタン等の入力装置３１５、及び液晶ディスプレイ等の表示装置３１６を有している。ＣＰＵ３１１は、メモリ３１２に記憶されているプログラムを実行することにより携帯端末３００の各種の機能を実現する。

図６に携帯端末３００の機能を示している。標定信号受信部３２１は、基地局２００との間で標定信号の送受信を行う。情報送受信部３２２は、基地局２００の仲介によりアドホックネットワーク５１や有線通信網５０を介してサーバ装置１００と通信し、支援対象者３に提示するための情報の受信、サーバ装置１００で利用される各種情報の送信等を行う。情報表示部３２３は、支援対象者３に提示する情報を表示装置３１６に出力する。

＜標定機能＞
次に自律移動支援システム１が備える標定機能について説明する。基地局２００の無線通信インタフェース２１４は、アンテナ群２１５を構成している複数のアンテナ２１５１を周期的に切り換えながら、スペクトル拡散された無線信号を送信する。一方、携帯端末３００の標定信号受信部３２１は、アンテナ３１４によって基地局２００の各アンテナから送信される信号を受信する。

なお、マスター局２００Ａは、各基地局２００から送信される標定信号の電波干渉を避けるため、自身とアドホックネットワークを構成している各スレーブ局２００Ｂに対して同期信号を送信し、同じ期間に隣接する基地局２００から送信される標定信号が干渉しないようにしている。

図７に基地局２００から送信される標定信号のデータフォーマットを示している。同図に示すように、標定信号は、上述した同期信号７１１、場所コード７１２（ＵＣＯＤＥ）、アンテナ情報７１３、及び測定信号７１４を含んで構成されている。本実施形態の場合、同期信号７１１は、３２ｂｉｔのプリアンブル信号と１６ｂｉｔの同期信号の合計４８ｂｉｔで構成されている。

場所コード７１２（ＵＣＯＤＥ）は、基地局２００の設置場所を特定する情報であり、統一基準に従って位置毎に割り当てられる１２８ｂｉｔのコードからならなる。アンテナ情報７１３は、アンテナ２１５１の高さやアンテナ２１５１の識別子、アンテナ２１５１の指向方向を示す１６ｂｉｔのデータ等で構成される。測定信号７１４は、携帯端末３００の存在する方向と携帯端末３００までの相対距離を検出するための信号を含み、基点となる４つのアンテナ２１５１を順次切替ながら送信される２０４８チップの拡散符号を含む。

図８は基地局２００と携帯端末３００との位置関係を示したものである。同図では、携帯端末３００は地上高１（ｍ）に存在し、基地局２００は地上高Ｈ（ｍ）に設置されている。基地局２００の直下から携帯端末３００までの距離はＬ（ｍ）である。

図９にアンテナ群２１５のそれぞれを構成している各アンテナ２１５１と携帯端末３００との位置関係を説明している。基地局２００のアンテナ群２１５を構成している各アンテナ２１５１は、指向方向を斜め下方向に向けて設置されている。アンテナ群２１５には、３ｃｍ間隔（この間隔は標定信号として２．４ＧＨｚ帯の電波を用いた場合における１／４波長に相当）で略正方形状に隣接配置された４つの円偏波指向性アンテナが含まれる。アンテナ群２１５の高さ位置における水平方向とアンテナ群２１５に対する携帯端末３００の方向とのなす角をαとすれば、同図から、
α＝ａｒｃＴａｎ(Ｄ（ｍ）/Ｌ（ｍ）)=ａｒｃＳｉｎ(ΔＬ（ｃｍ）/３（ｃｍ））
となる。ここでΔＬ（ｃｍ）は、アンテナ群２１５を構成しているアンテナ２１５１のうちの特定の２基と携帯端末３００との間の伝搬路長差である。

ここでアンテナ群２１５を構成している特定の２基のアンテナ２１５１から送信される標定信号の位相差をΔθとすると、
ΔＬ（ｃｍ）＝Δθ／２π／λ（ｃｍ）
となる。標定信号として、例えば、２．４ＧＨｚ帯の電波を用いた場合には、λ≒１２（ｃｍ）であるので、
α＝ａｒｃＳｉｎ（２Δθ／π）
となる。ここで測定可能範囲（−π／２＜Δθ＜π／２）において、α＝Δθ（ラジアン）となり、基地局２００が存在する方向を検知することができる。

次に図１０を参照しつつ上記結果を利用して携帯端末３００の場所を特定する方法について説明する。

図１０に示すように、基地局２００のアンテナ群２１５，２４５の地上高をＨ（ｍ）、携帯端末３００の地上高をｈ（ｍ）、基地局２００の直下の地表面の位置を原点として直交座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を設定した場合における、基地局２００から携帯端末３００の方向とＸ軸とがなす角をΔΦ（ｘ）、基地局２００から携帯端末３００の方向とＹ軸とがなす角をΔΦ（ｙ）とすると、原点に対する携帯端末３００の位置Δｄ（ｘ），Δｄ（ｙ）は次式で表される。
Δｄ（ｘ）＝（Ｈ−ｈ）×Ｔａｎ（ΔΦ（ｘ））
Δｄ（ｙ）＝（Ｈ−ｈ）×Ｔａｎ（ΔΦ（ｙ））
ここで原点の位置を（Ｘ１，Ｙ１）とすれば、携帯端末３００の現在位置（Ｘｘ，Ｙｙ）は、
Ｘｘ＝Ｘ１＋Δｄ（ｘ）
Ｙｙ＝Ｙ１＋Δｄ（ｙ）
として求められる。

以上に説明した標定処理は、上述のように基地局２００から送信される標定信号を携帯端末３００側で受信することにより行ってもよいし、これとは逆に携帯端末３００側にアンテナ群を設け、携帯端末３００側から標定信号を送信し、これを基地局２００側で受信して基地局２００側で携帯端末３００までの相対位置を測定するようにしてもよい。

なお、以上に説明した標定原理の詳細については、例えば、特開２００４−１８４０７８号公報、特開２００５−３５１８７７号公報、特開２００５−３５１８７８号公報、特開２００６−２３２６１号公報等に記載がある。

＜節電機能＞
次に、図１１を参照しつつ自律移動支援システム１が備える基地局２００の節電機能について説明する。図１１は電源回路２１７が停電を検知した場合に基地局２００及びサーバ装置１００で行われる処理を説明するフローチャートである。

基地局２００は、商用電源の電力供給状態をリアルタイムに監視している（Ｓ１１１１、Ｓ１１１２）。基地局２００は、商用電源の電力供給が停止したこと（停電）を検知すると（Ｓ１１１２：ＹＥＳ）、補助電源２１９の電池残量に応じて基地局２００を構成しているハードウエアのうち停電中も動作を継続させる機能を決定する（Ｓ１１１３）。

図１２に基地局２００の機能の詳細を示している。同図には、基地局２００の各機能について、機能１２１１、停電中動作１２１２、重要度１２１３、消費電力１２１４、及び装置１２１５の項目別に基地局２００の機能に関する情報を対応づけて示している。機能の欄１２１１には具体的な機能の内容を記載している。

停電中動作の欄１２１２には、その機能を停電中に動作させる必要があるかどうかを表示している。その機能を停電中に必ず動作させなければならない場合は「必須」を表示している。停電発生時には必ず動作している必要があるが、その後、動作を停止させても良い機能については「発生時のみ必須」を表示している。動作させなくても基地局２００の基本的な動作に支障がない機能については何も表示していない。

重要度の欄１２１３には、停電中動作１２１２に「発生時のみ必須」を記載した各機能の重要度を表示している。数字が小さい程、その機能が重要な機能である事を示す。
消費電力の欄１２１４には、各機能の消費電力の目安を表示している。
装置の欄１２１５には、その機能を有する基地局２００の種類（マスター局２００Ａ、スレーブ局２００Ｂ）を表示している。「○」が表示されている基地局２００はその機能を有していることを示す。

図１２に示した各機能について説明する。
機能の欄１２１１に「同期信号送信」と表示している機能は、マスター局２００Ａが標定信号の送信タイミングを決めるための同期信号７１１を生成してスレーブ局２００Ｂに無線送信する機能である。本機能は現在位置検知に必須の標定信号の送信に関する機能であるので停電時も継続して動作させる必要がある。従って、停電中の動作は「必須」である。

機能の欄１２１１に「サーバ装置との通信」と表示している機能は、マスター局２００Ａがサーバ装置１００と有線通信網５０を介して通信するための機能である。本機能が停止するとサーバ装置１００において標定された携帯端末３００の現在位置等の情報を収集できなくなり、自律移動支援システム１の基本的なサービスが停止してしまうことになるため、本機能は停電時においても継続して動作させる必要がある。従って、停電中の動作は「必須」である。

機能の欄１２１１に「スレーブ局との信号送受信」と表示している機能は、マスター局２００Ａがアドホックネットワーク５１を介してスレーブ局２００Ｂと通信するための機能である。本機能が停止するとスレーブ局２００Ｂはサーバ装置１００と通信できなくなり、自律移動支援システム１の基本的なサービスが停止してしまうことになるので本機能は停電時においても継続して動作させる必要がある。従って、停電中の動作は「必須」である。

機能の欄１２１１に「標定信号送信」と表示している機能は、基地局２００の標定信号の送信機能である。本機能が停止してしまうと携帯端末３００の位置や移動方向の標定ができなくなってしまうため、本機能は停電時においても継続して動作させる必要がある。従って、停電中の動作は「必須」である。

機能の欄１２１１に「マスター局との信号送受信」と表示している機能は、スレーブ局２００Ｂがアドホックネットワーク５１を介してマスター局２００Ａと交信するためのスレーブ局２００Ｂ側の通信機能である。本機能が停止するとスレーブ局２００Ｂはサーバ装置１００と通信できなくなり、自律移動支援システム１の基本的なサービスが停止してしまうことになるので本機能は停電時においても継続して動作させる必要がある。従って、停電中の動作は「必須」である。

機能の欄１２１１に「ＣＰＵ」と表示している機能はＣＰＵの機能そのものであるが、ＣＰＵが停止すれば基地局２００の基本的な機能が停止してしまうため、停電中の動作は「必須」である。

機能の欄１２１１に「商用電源監視」と表示している機能は、商用電源の供給状態、すなわち停電の発生又は復旧を監視する機能である。この機能が停止してしまうと停電の復旧を検知することができなくなる。従って、停電中の動作は「必須」である。

機能の欄１２１１に「ＲＡＭの内容保持」と表示している機能は、ＲＡＭの内容を保持させる機能であるが、この機能が停止してしまうとＲＡＭの内容が消えてしまい、基地局２００の動作に支障を来す。従って、停電中の動作は「必須」である。

機能の欄１２１１に「補助電源残量監視」と表示している機能は、補助電源２１９の残量を監視する機能であるが、機能を停止させても基地局２００の基本的な機能が損なわれることはない。しかし、図１１のＳ１１１３において停電中も継続して動作させる機能を決定する際、基地局２００は補助電源２１９の残量を条件として参照する。停電中の動作は「発生時のみ必須」である。

機能の欄１２１１に「節電運転制御」と表示している機能は、後述する通常モード、一次節電モード、二次節電モード間の切り換えを制御する機能である。本機能が停止すると節電モードから通常運転モードに復帰させることができなくなるので、停電中の動作は「必須」である。

機能の欄１２１１に「基地局間ルーティング生成」と表示している機能は、基地局２００間のルーティングを生成、管理する機能である。この機能は、例えば、既設基地局２００の周辺に新たな基地局２００が設置された場合や周辺の既設基地局２００が撤去された場合等に、アドホックネットワーク５１のルーティングテーブルを更新する機能である。この機能を停止させても基地局２００の基本的な機能が失われてしまうことはない。従って、停電中の動作は「発生時のみ必須」である。

機能の欄１２１１に「周辺基地局探索」と表示している機能は、既設基地局２００の周辺に新たな基地局２００が設置された場合にその基地局２００の存在を検知する機能である。この機能を停止させても基地局２００の基本的な機能が失われてしまうことはない。従って、停電中の動作は「発生時のみ必須」である。

機能の欄１２１１に「ＲＦ部監視」と表示している機能は、アドホックネットワーク５１を介した通信や標定信号の送受信等を行う無線通信モジュールの動作を監視する機能である。本機能は監視機能であるため、停止させても基地局２００の基本的な機能が失われてしまうことはない。従って、停電中の動作は「発生時のみ必須」である。

機能の欄１２１１に「ヘルスチェック信号送信」と表示している機能は、マスター局２００Ａのみが有する機能であり、マスター局２００Ａがスレーブ局２００Ｂの稼働状態を取得する際のヘルスチェック信号の送信を行う機能である。本機能を停止させても基地局２００の基本的な機能が失われてしまうわけではない。従って、停電中の動作は「発生時のみ必須」である。

機能の欄１２１１に「ヘルスチェック応答」と表示している機能は、スレーブ局２００Ｂのみが有する機能であり、スレーブ局２００Ｂが、上記マスター局２００Ａから送られてくるヘルスチェック信号に応答する機能である。本機能を停止させても基地局２００の基本的な機能が失われてしまうわけではない。従って、停電中の動作は「発生時のみ必須」である。

機能の欄１２１１に「ＲＦ部オン・オフ制御」と表示している機能は、ＲＦ部のオン・オフを制御する機能である。この機能を停止させても基地局２００の基本的な機能が失われてしまうわけではない。従って、この機能は停電時において停止させることが可能である。

機能の欄１２１１に「電波強度測定機能」と表示している機能は、アドホック通信において基地局２００間で無線通信の信号強度を測定する機能である。この機能を停止させても基地局２００の基本的な機能が失われてしまうわけではない。従って、この機能は停電時において停止させることが可能である。

基地局２００は、停電中も継続して動作させる機能を、図１２に基づいて決定する。具体的には、０＜安全率＜１とした場合に、
補助電源の電池残量×安全率（例えば０．６）
＝Σ（「必須」の消費電力×ｔ）＋Σ（「発生時のみ必須」の機能の消費電力×ｔ）
となるように行う。なお、停電中動作１２１２が「発生時のみ必須」の機能については、重要度１２１３が高いものから順に（重要度の番号が小さいものから順に）決定する。

次に基地局２００は、停電を検知した旨をサーバ装置１００に通知する（Ｓ１１１４）。サーバ装置１００は、停電検知通知を受信する（Ｓ１１１５）。

次に基地局２００は、Ｓ１１１３で継続動作させることを決定した機能以外の機能の動作を停止させる（Ｓ１１１６）。また機能の停止とともに停止時間ｔ（すなわち、バックアップ電源から電力を供給している時間）の計測を開始する。なお、この状態のことを、以下、一次節電モードと称する。機能の動作停止は、具体的には、停止させる各機能へのソフトウエア的な制御、又は電源回路２１７から該当機能への電力供給を停止させることにより行われる。

次にＳ１１１３において決定した停電中に動作継続させない機能に監視機能（例えば、図１２に示す「ヘルスチェック信号送信」や「ヘルスチェック応答」の機能）が含まれている場合には（Ｓ１１１７）、監視機能を停止させる旨の通知（以下、監視機能停止通知と称する）をサーバ装置１００に送信する（Ｓ１１１８）。サーバ装置１００は、監視機能停止通知を受信すると、監視機能停止通知を送信してきた基地局２００への監視信号の送信を停止する（Ｓ１１２０）。

一次節電モードで動作中、基地局２００は停電が復帰したかどうかをリアルタイムに監視している（Ｓ１１２１）。停電復帰を検知した場合（Ｓ１１２１：ＹＥＳ）、基地局２００は動作を停止させていた機能を起動させ、通常の稼働状態（以下、通常運転モードと称する）に復帰する（Ｓ１１２２）。また基地局２００は、停電が復帰した旨の通知（以下、停電復帰通知と称する）をサーバ装置１００に送信する（Ｓ１１２３）。
サーバ装置１００は停電復帰通知を受信すると（Ｓ１１２４）、監視信号の送信停止を解除する（Ｓ１１２５）。

一方、Ｓ１１２１において、停電復帰を検知しなかった場合（Ｓ１１２１：ＮＯ）、基地局２００は、次に停電時間ｔがデフォルトの停電時間ｔ１を超えたかどうかを判断する（Ｓ１１３１）。停電時間ｔがデフォルトの停電時間ｔ１を超えている場合には（Ｓ１１３１：ＹＥＳ）、図１２において停電中動作１２１２が「必須」以外の全ての機能（停電中動作１２１２が「発生時のみ必須」のものを含む）を停止させる運転モードである二次節電モードに移行する（Ｓ１１３２）。

以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

本発明の一実施形態として説明する自律移動支援システム１の概略的な構成を示す図である。 本発明の一実施形態として説明するサーバ装置１００のハードウエア構成を示す図である。 本発明の一実施形態として説明するサーバ装置１００の機能を示す図である。 本発明の一実施形態として説明するマスター局２００Ａのハードウエア構成を示す図である。 本発明の一実施形態として説明するスレーブ局２００Ｂのハードウエア構成を示す図である。 本発明の一実施形態として説明するマスター局２００Ａの概略的な機能を示す図である。 本発明の一実施形態として説明するスレーブ局２００Ｂの概略的な機能を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する携帯端末３００のハードウエア構成を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する携帯端末３００の機能を示す図である。 本発明の一実施形態として説明する基地局２００から送信される標定信号のデータフォーマットを示す図である。 本発明の一実施形態として説明する基地局２００と携帯端末３００との位置関係を示す図である。 本発明の一実施形態として説明するアンテナ群２１５（２４５）のそれぞれを構成している各アンテナ２１５１（２４５１）と携帯端末３００との位置関係を説明する図である。 本発明の一実施形態として説明する携帯端末３００の場所を特定する方法を説明する図である。 本発明の一実施形態として説明する電源回路２１７が停電を検知した場合に基地局２００及びサーバ装置１００で行われる処理を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態として説明する基地局２００の機能の詳細を示す図である。

符号の説明

１ 自律移動支援システム
１００ サーバ装置
１２１ 情報提供／収集部
１２２ 基地局監視部
２００ 基地局
２００Ａ マスター局
２００Ｂ スレーブ局
２１３ 有線通信インタフェース
２１４ 無線通信インタフェース
２１５ アンテナ群
２１５１ アンテナ
２１５２ 切替スイッチ
２１７ 電源回路
２１８ 商用電源
２１９ 補助電源
２６１ 有線通信部
２６２ アドホック通信部
２６３ 標定部
２６４ 動作監視部
２６５ 電源管理部
３００ 携帯端末
３１３ 無線通信インタフェース
３１４ アンテナ
３２１ 標定信号受信部

Claims (9)

1. 自律移動支援システムであって、
   当該自律移動支援システムが展開される地域各所に設置される複数の基地局と、
   前記基地局のうちの少なくとも一台と通信可能に接続するサーバ装置と、
   当該自律移動支援システムによる支援対象者によって携帯される携帯端末と、
   を含み、
   前記基地局は、前記携帯端末に、隣接配置された複数のアンテナの夫々から、自身の位置を特定する情報を含んだ無線信号である標定信号を送信し、
   前記携帯端末は、前記アンテナの夫々から送られてくる前記標定信号を受信し、受信した前記標定信号の位相差Δθに基づき前記基地局から見た自身の方向αを求め、求めた前記方向αと受信した前記標定信号に含まれている前記情報とに基づき当該携帯端末の現在位置を特定する情報を生成して前記基地局に返信し、
   前記基地局は、前記生成された情報を受信して前記現在位置を特定する情報を前記サーバ装置に送信し、
   前記サーバ装置は、前記基地局から送信されてくる前記情報を受信して記憶し、
   前記サーバ装置は、前記基地局に稼働状態の監視指示を随時送信し、
   前記基地局は、前記監視指示を受信すると自身の稼働状態の監視を開始し、
   前記基地局には補助電源が設けられ、
   前記基地局は、商用電源の停電を検知すると前記補助電源による動作を開始し、前記監視機能を停止させ、前記監視機能を停止させた旨の通知を前記サーバ装置に送信し、
   前記サーバ装置は、前記通知を受信すると前記監視指示の送信を停止し、
   前記基地局は、前記商用電源の復旧を検知すると、前記監視機能を動作させ、前記監視機能が動作を開始した旨の通知を前記サーバ装置に送信し、
   前記サーバ装置は、前記通知を受信すると前記監視指示の送信を再開すること
   を特徴とする自律移動支援システム。
2. 請求項１に記載の自律移動支援システムであって、
   前記基地局は、前記商用電源の停電を検知すると、当該基地局の一部の機能である第１の機能を選択し、選択した前記第１の機能の動作を停止させるとともに、停電開始時からの経過時間ｔの計測を開始し、
   前記基地局は、前記経過時間ｔが予め設定されている時間ｔ１を超えた時点で前記商用電源が復旧していない場合、当該基地局の前記第１の機能とは別の一部の機能である第２の機能を選択し、選択した前記第２の機能の動作を停止させ、
   前記基地局は、前記商用電源の復旧を検知すると、停止していた前記第１の機能及び前記第２の機能の動作を開始させること、
   を特徴とする自律移動支援システム。
3. 請求項２に記載の自律移動支援システムであって、
   前記基地局は、停電時に動作させなければならない機能である必須機能と、停電発生時には機能している必要があるが、その後、動作を停止させることが可能な機能である発生時のみ必須な機能と、を含み、
   前記基地局は、
   補助電源の電池残量×安全率（０＜安全率＜１）＝Σ（前記必須機能の消費電力×ｔ１）＋Σ（前記発生時のみ必須な機能の消費電力×ｔ１）
   の関係を満たすように、前記第１の機能又は前記第２の機能の前記選択を行うこと
   を特徴とする自律移動支援システム。
4. 請求項３に記載の自律移動支援システムであって、
   前記基地局は、前記発生時のみ必須な機能に対応づけて重要度を記憶しており、
   前記基地局は、前記重要度が低い機能を優先的に前記第１の機能又は前記第２の機能として選択すること
   を特徴とする自律移動支援システム。
5. 請求項３に記載の自律移動支援システムであって、
   前記必須機能には、前記標定信号に基づいて前記携帯端末の現在位置を特定する情報を生成する機能が含まれること
   を特徴とする自律移動支援システム。
6. 請求項３に記載の自律移動支援システムであって、
   前記基地局は、他の前記基地局とアドホックネットワークを介して通信可能に接続する機能を有し、
   前記発生時にのみ必須な機能には、前記アドホックネットワークに用いるルーティングテーブルを更新する機能が含まれること
   を特徴とする自律移動支援システム。
7. 地域各所に設置される複数の基地局と、
   前記基地局のうちの少なくとも一台と通信可能に接続するサーバ装置と、
   当該自律移動支援システムによる支援対象者によって携帯される携帯端末と、
   を含んで構成される自律移動支援システムの制御方法であって、
   前記基地局は、隣接配置された複数のアンテナの夫々から、自身の位置を特定する情報を含んだ無線信号である標定信号を送信し、
   前記携帯端末は、前記アンテナの夫々から送られてくる前記標定信号を受信し、受信した前記標定信号の位相差Δθに基づき前記基地局から見た自身の方向αを求め、求めた前記方向αと受信した前記標定信号に含まれている前記情報とに基づき当該携帯端末の現在位置を特定する情報を生成して前記基地局に返信し、
   前記基地局は、前記生成された情報を受信して前記現在位置を特定する情報を前記サーバ装置に送信し、
   前記サーバ装置は、前記基地局から送信されてくる前記情報を受信して記憶し、
   前記サーバ装置は、前記基地局に稼働状態の監視指示を随時送信し、
   前記基地局は、前記監視指示を受信すると自身の稼働状態の監視を開始し、
   前記基地局は、商用電源の停電を検知すると補助電源による動作を開始し、前記監視機能を停止させ、前記監視機能を停止させた旨の通知を前記サーバ装置に送信し、
   前記サーバ装置は、前記通知を受信すると前記監視指示の送信を停止し、
   前記基地局は、前記商用電源の復旧を検知すると、前記監視機能を動作させ、前記監視機能が動作を開始した旨の通知を前記サーバ装置に送信し、
   前記サーバ装置は、前記通知を受信すると前記監視指示の送信を再開すること
   を特徴とする自律移動支援システムの制御方法。
8. 請求項７に記載の自律移動支援システムの制御方法であって、
   前記基地局は、前記商用電源の停電を検知すると、当該基地局のうちの一部の機能である第１の機能を選択し、選択した前記第１の機能の動作を停止させるとともに、停電開始時からの経過時間ｔの計測を開始し、
   前記基地局は、前記経過時間ｔが予め設定されている時間ｔ１を超えた時点で前記商用電源が復旧していない場合、当該基地局の機能のうち前記第１の機能とは別の一部の機能である第２の機能を選択し、選択した前記第２の機能の動作を停止させ、
   前記基地局は、前記商用電源の復旧を検知すると、停止していた前記第１の機能及び前記第２の機能の動作を開始させること、
   を特徴とする自律移動支援システムの制御方法。
9. 請求項８に記載の自律移動支援システムの制御方法であって、
   前記基地局は、停電時に動作させなければならない機能である必須機能と、停電発生時には機能している必要があるが、その後、動作を停止させることが可能な機能である発生時のみ必須な機能と、を含み、
   前記基地局は、
   補助電源の電池残量×安全率（０＜安全率＜１）＝Σ（前記必須機能の消費電力×ｔ１）＋Σ（前記発生時のみ必須な機能の消費電力×ｔ１）
   の関係を満たすように、前記第１の機能又は前記第２の機能の前記選択を行うこと
   を特徴とする自律移動支援システムの制御方法。

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