JP5633428B2 - ヒューマンマシンインターフェースにおいてバンド幅を測定するためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、バンド幅を測定するシステム及び方法に関し、具体的には、利用可能なバンド幅に基づき、アプリケーション及び／又はデバイスを接続するか、あるいは切断するかを判定するために、バンド幅を測定するシステム及び方法に関する。

今日の絶え間なく発展する技術によって推進される世界には、情報を通信するための数多くのデバイス及び方法が存在する。これらの技術が、次第に一般的となり、高度化されるにつれて、これらは、これらの様々な異なる分野への活路を見出した。そのような一分野は、自動車産業である。車両内にインターネット等のネットワーク接続を実装する、現在の自動車のインフォテインメントシステム（infotainment system）は、ボタン、ダイヤル、ディスプレイ、タッチ画面等のヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ, Human-to-Machine Interface）を接続性（connectivity）バンド幅制限又は問題に関して適応しない。

ネットワークに接続されたインフォテインメントシステム等の環境では、特定の用途にどれくらいのバンド幅が利用可能であるか、又は利用可能になる可能性があるかを推定できることが重要である。例えば、不十分なバンド幅しか利用可能ではない場合、不適切に実施される、又は後で中断されなければならないタスクを開始することは、意味をなさない場合がある。多くの場合、音声及び映像情報のストリーミング転送は、満足できるユーザ体験を提供するために、ある程度のサービスの品質を要求し、そのサービスの品質（ＱｏＳ, quality of service）が利用可能ではない場合、ユーザ体験が欠如する。例えば、会話等級のサービス（すなわち、携帯電話）では、パケットは、自然な会話環境を提供するために、それらの宛先に最小時間窓内に到着しなければならない。同様に、ストリーミング映像又は音楽を包含するパケットは、最小遅延変動（ジッタ）内に到着しなければならず、そうでなければ、復号化された映像又は音楽は、自然に流れない。一方、電子メールメッセージを包含するパケット、又はダウンロードされている非ストリーミング音楽を包含するパケットは、そのような情報におけるパケット遅延が、あるとしてもわずかな知覚的影響しか有さないため、パケット遅延にそれ程敏感ではない、バックグラウンド等級のサービスで運ぶことができる。パケットネットワークの入力側での利用可能なバンド幅の知識は、ネットワークへのパケットの流れのより合理的な制御を促進し、それによって、ＱｏＳ適合性を最大化する。

ますます多くのインターネット及び他の「接続された（connected）」技術が車両に統合されるにつれて、バンド幅割り当てを監視し、評価することが次第に重要となる。しかしながら、現在の方法は、バンド幅利用可能性がＨＭＩを制御するのを補助するように、自動車のＨＭＩ環境と関連して使用するために最適化されていない。さらに、自動車環境内の非能率的なＨＭＩは、気を散らすものであり、運転手及び他の車両にとって危険である可能性がある。例えば、車両に音声を提供することができない低速なバンド幅接続は、運転手がなぜデバイスが正常に機能していないかを判定することを試みる際に、運転手の気を散らす場合がある。接続性依存型アプリケーションのＨＭＩは、分かりやすく、かつ運転手が運転に集中できるように設計されるべきである。

本発明は、インターネット等のネットワーク接続性を活用する、車内システムのヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）に関する。システム又は接続デバイスは、利用可能なサービス（例えば、ブルートゥース、ＷｉＦｉ、２Ｇ、２．５Ｇ、３Ｇ、４Ｇ、ＷｉＭａｘ、ＬＴＥ、イーサネット（登録商標）、ＣＡＮ、ＭＯＳＴ等）のバンド幅／接続品質（例えば、１００ｋｂｐｓ、３００ｋｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ等）を判定する。このバンド幅に基づき、システムは、どの機能又はアプリケーションが現在利用可能であるかをユーザに示す。例えば、品質及び利用可能性を判定するために、バンド幅サービスの更新は、定期的又は持続的のいずれかであってもよい。いったん接続品質に関する情報が受信されると、次いで、システムは、利用可能なＨＭＩオプションを現在の接続性状態に適応させる。特定の機能及びアプリケーションは、動作のための最小バンド幅を要求する。各アプリケーションの最小バンド幅要件が満たされる際、ＨＭＩは、対応する機能／アプリケーションのうちのどれが利用可能であるかを強調表示する、又はユーザに知らせる。

本発明の一実施形態では、ネットワーク上での通信のバンド幅を測定することと、測定されたバンド幅に基づき、アイテムのうちの少なくとも１つをインターフェース上に表示することとを含む、インターフェース上にアイテムを表示する方法が存在する。

本発明の一態様では、通信は、エンドポイントと車両との間で行われる。

本発明の別の態様では、通信は、アクセスポイントを通してルーティングされる（routed）。

本発明のさらに別の態様では、方法は、最小バンド幅要件が満たされるときに、インターフェース上の少なくとも１つのアイテムを稼動状態にすることと、最小バンド幅要件が満たされないときに、インターフェース上の少なくとも１つのアイテムを停止状態にすることとを含む。

本発明のまたさらに別の態様では、稼動状態のアイテムは、選択用にインターフェース上に表示され、停止状態のアイテムは、インターフェース上に表示されるが、アクセス可能ではない。

本発明の別の態様では、バンド幅は、定期的（周期的）又は持続的（periodically or consatntly）に測定される。

本発明のさらに別の態様では、方法は、最大バンド幅を提供するために、不要な（必須でない）デバイス又は機能のためのデータの通信を防止することをさらに含む。

本発明のまたさらに別の態様では、バンド幅の測定は、車両内で実施される。

本発明の別の態様では、バンド幅の測定は、装置の外部で行われる。

本発明の別の実施形態では、ネットワーク上での通信のバンド幅を測定する、バンド幅測定デバイスと、測定されたバンド幅に基づき、少なくとも１つのアイテムを表示する、インターフェースとを含む、装置が存在する。

本発明は、本明細書で以下に与えられる、発明を実施するための形態、添付の特許請求の範囲、及び付随の図面から、より完全に理解されるであろう。

本発明に係る、接続性のない状態の例示的なインターフェースを示す図である。 本発明に係る、低データ転送速度接続性状態の例示的なインターフェースを示す図である。 本発明に係る、中データ転送速度接続性状態の例示的なインターフェースを示す図である。 本発明に係る、高データ転送速度接続性状態の例示的なインターフェースを示す図である。 本発明に係る、車内ベースの監視システムを有する、例示的なシステムを示す図である。 本発明に係る、外部ベースの監視システムを有する、例示的なシステムを示す図である。 車両とエンドポイント又はデバイスとの間の例示的な無線通信ネットワークを示す図である。

インターネット等のネットワーク接続性、あるいは接続性依存型（connectivity-depnedent）機能及びアプリケーションを有する、車内インターフェースのためのシステム及び方法が提供される。この文脈における接続性依存型機能及びアプリケーションは、概して、車両内のあらゆる機能又はアプリケーションに関する、広義語である。例えば、車両は、衛星ラジオ、ナビゲーションシステム、携帯電話接続、電子メールサービス、インターネット等のデバイスを制御する機能又はアプリケーションを含んでもよい。しかしながら、特に運転時に、機能及びアプリケーションを使用して、これらのデバイスにアクセスすることは、操作上集中的であり、分かりにくく、かつ気を散らす可能性がある。加えて、これらの機能及びアプリケーションは、多くの場合、機能又はアプリケーションが正常に動作しているかどうかを検出するために、多大な運転手の集中を要求する。これは、運転手、乗客、及び路上の他の車両に安全性の問題を課す。さらに、システム性能を妨害する場合、特定の不要な機能が機能することを防止することができる（例えば、システムは、広告を禁止する等）。これは、追加のバンド幅を解放するのを助ける。

従来のシステムでは、ユーザ又は運転手は、「インターネットラジオ」機能を稼動状態にするオプションを選択してもよい。不十分なバンド幅しか存在しない場合、デバイスは、ユーザが要求した音楽を演奏しない。本発明により、かつ同一の状況を適用すると、ユーザは、車両ＨＭＩから「インターネットラジオ」機能を選択することができなかったであろう。「インターネットラジオ」オプションは、前もってシステムによって判定された、バンド幅の不足により、「灰色表示」されていたであろう。別の実施例では、ユーザは、「オフボード」接続性がないときに宛先を入力することを試みる場合がある。通常、システムは、「中断」し、宛先を探しているように見えであろう。最終的に、システムは、「タイムアウト」する場合がある。本発明を使用すると、ナビゲーションのオプションは、システムがこの機能に不十分なバンド幅しか存在しないと判定することにより、利用不可能であるとして「灰色表示」されるであろう。

今日の車両では、（簡単に上記したような）機能及びアプリケーションは、多くの場合、しばしばヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）と称される、単一のインターフェースを通して操作される。これらの車内インターフェース及びシステムは、動作能力を提供するために、インターネット等のネットワーク接続を活用する。本明細書で使用される場合、ネットワークという用語は、容易に理解されるように、任意の種類のネットワークを意味するように広義に定義される。例えば、一実施形態では、ネットワークは、電子メールサーバ等のエンドポイントと無線通信している車両を含む。多くの場合、車両に単一のインターフェースが実装されるが、本発明は、単一のインターフェースに制限されず、容易に理解されるように、任意のインターフェースを車両内に含んでもよいことが理解される。システム接続デバイスは、既知の技術を使用して、利用可能なサービス（例えば、ブルートゥース、ＷｉＦｉ、２Ｇ、２．５Ｇ、３Ｇ、４Ｇ、ＷｉＭａｘ、ＬＴＥ、イーサネット（登録商標）、ＣＡＮ、ＭＯＳＴ等）のバンド幅／接続品質（例えば、１００ｋｂｐｓ、３００ｋｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ等）を判定する。一実施例では、利用可能なバンド幅は、既知のサイズのファイルを転送し、転送にかかった時間を測定することによって導かれる。次いで、ファイルサイズをファイルを転送するのにかかった時間で除算することによって、スループットが計算される。もちろん、これは事実上、単なる例示にすぎず、任意の既知の技術が使用されてもよい。利用可能なバンド幅に基づき、システムは、どの機能又はアプリケーションが現在利用可能であるかをユーザに示す（例えば、データは、車両のディスプレイのＨＭＩを動的に操作するために使用される）。例えば、図１は、利用可能なバンド幅がない（又はバンド幅が、デバイスが接続を試みるには遅すぎる）ために接続性がない状態の、車内インターフェースを示す。本実施例では、ユーザは、インターフェース５上で「音声」機能を選択している。選択されたとき、音声機能は、５つの音声オプション／ボタン、すなわち、ＡＭ／ＦＭ１０、最新交通情報１５、ポッドキャスト２０、インターネットラジオ２５、及びストリーミング映像（後部座席）３０を提示する。図示されるように、利用可能なバンド幅が他の機能又はアプリケーション１５〜３０には十分ではないため、オプション／ボタン、ＡＭ／ＦＭ１０のみが強調表示されている。つまり、システム及びインターフェースは、利用可能なバンド幅に基づき、ユーザ／運転手がアクセスし得る機能及びアプリケーションのみを有効化する。結果として、運転手は、動作しない機能及びアプリケーションのいずれかにアクセス、又は使用するのを試みるために時間を費やさない。図２〜図４は、それぞれ、低、中、及び高データ転送速度接続性状態の車内インターフェースを示す。図面（図２〜図４）のそれぞれに表示されるように、オプション／ボタン１０〜３０は、システム又は接続デバイスによって計算される利用可能なバンド幅データ転送速度に基づき、かつ接続デバイスに要求される最小バンド幅データ転送速度に従って、有効化ならびに無効化される。

環境及び位置等の様々な要因に基づき、データ転送速度が変化するに従い、システムは、利用可能なバンド幅を監視する必要がある。例えば、品質及び利用可能性を判定するための、バンド幅の監視（又はサービスの更新）は、定期的又は持続的であると想定され得る。いったん接続品質に関する情報が受信されると、次いで、システムは、利用可能なＨＭＩオプションを現在の接続状態に適応させる。つまり、システムは、利用可能なバンド幅に従って、オプション／ボタン１０〜３０を有効化及び無効化する。特定の機能及びアプリケーションは、動作の最小バンド幅を要求する。各アプリケーションの最小バンド幅要件が満たされる際、上述されるように、ＨＭＩは、対応する機能／アプリケーションのうちのどれが利用可能であるかを強調表示する、又はユーザに知らせる。より具体的には、通信バンド幅は、多くの条件（例えば、位置、環境、天候等）に基づき、変化する。特定のアプリケーションに指定される最小バンド幅が達成される場合、アプリケーションは、ＨＭＩによって作動される、又は稼動状態にされる。逆に、最小バンド幅要件が満たされない場合、機能／サービスは、停止され、ボタンは、削除される、又は何らかの形で停止状態であるとマークされる（例えば、灰色表示される、赤色になる等）。

図５は、車内監視システムを有する、例示的なシステムを示し、図６は、外部監視システムを有する、例示的なシステムを示す。図５及び図６に図示されるように、利用可能な通信バンド幅を監視するシステムは、内部もしくは外部監視システム（又はこれらの組み合わせ）を使用して達成することができる。これは、利用可能なバンド幅を計算及び／又は判定するための、システムが、インターフェース上にある機能及びアプリケーションを有効化するか、又は無効化するかを指示する、ソフトウェア／アルゴリズム又はハードウェアを使用して達成することができる。過去の性能データから、又は容易に理解される任意の他の手段によって、バンド幅要件は、事前判定、事前計算、事前入手することができる。バンド幅は、通信技術、可動性、天候、バックエンドネットワーク、ネットワーク上の人々、及び使用される彼らの特定のデータ等を含むが、これらに限定されない、様々な要因によって、大きく変化する。

図５は、本発明に係る、車内監視システムを有する、例示的なシステムを示す。本実施例では、接続バンド幅は、利用可能性を判定するために、車両端末で監視される。つまり、車両内に位置するハードウェア及び／又はソフトウェア３５は、利用可能なバンド幅を監視し、ＨＭＩにどのオプション／ボタン１０〜３０を有効化及び／又は無効化するかを勧告することを担当する。

図６は、本発明に係る、外部監視システムを有する、例示的なシステムを示す。本実施例では、接続バンド幅は、車両の外側（外部）で監視される。システムハードウェア及び／又はソフトウェア３５は、エンドポイントに位置する、あるいは車両とエンドポイントとの間のある位置に位置することができる。図５と同様に、車両の外部に位置するハードウェア及び／又はソフトウェア３５は、利用可能なバンド幅を監視し、ＨＭＩにどのオプション／ボタン１０〜３０を有効化及び／又は無効化するかを勧告することを担当する。加えて、インターフェース４０は、車両を外部システム３５と接続する。

図５のシステム又は図６のシステムのいずれでも、ハードウェア及び／又はソフトウェア３５は、所定のデータ（例えば、バンド幅は、予め設定されている）、既知の技術を使用して行われた計算（例えば、バンド幅は、様々な要因に基づいて計算される）、又は過去のデータ（例えば、以前の行為に基づく情報を使用する）に基づき、バンド幅を判定してもよい。

図７は、車両とエンドポイント又はデバイスとの間の例示的な無線通信ネットワークを示す。例示的な実施形態では、車両２は、ＡＭ／ＦＭ１０、最新交通情報１５、ポッドキャスト２０、インターネットラジオ２５、及びストリーミング映像（後部座席）３０等のアイテムを表示することができる、インターフェース５を備えている。一実施形態では、携帯電話基地局等のアクセスポイント４は、それらの間でデータを転送するために、車両２及びエンドポイント７と通信する。別の実施形態では、車両２は、エンドポイント７と直接通信する。いずれの事象でも、データは、既知のプロトコルを使用して、利用可能なバンド幅に基づき、車両２とエンドポイント７との間で転送される。本発明は、使用され得るアクセスポイント４の数にも、携帯電話基地局にも制限されない。衛星、ＷｉＭａｘ、ブルートゥース、ＷｉＦｉ等を含むが、これらに限定されない、当該技術において既知のデータを転送する任意の手段が使用されてもよい。

前述の発明は、関連する法的基準に従って記載されており、したがって、説明は、事実上、制限的であるというよりはむしろ例示的である。開示される実施形態に対する変形及び修正は、当業者に明らかとなり得、正しく本発明の範囲内となる。したがって、以下の特許請求の範囲を検討することによってのみ、本発明に与えられる法的保護の範囲を判定することができる。

２ 車両
４ アクセスポイント
５ インターフェース
７ エンドポイント
１０、１５，２０、２５、３０ オプション／ボタン
３５ ソフトウェア

Claims (14)

1. インターフェース上にアイテムを表示する方法であって、
   ネットワーク上での通信のバンド幅を測定するステップと、
   前記測定されたバンド幅に基づき、前記アイテムのうちの少なくとも１つを前記インターフェース上に表示するステップであって、最小バンド幅要件が満たされるときに、前記インターフェース上の前記少なくとも１つのアイテムを稼動状態として表示し、最小バンド幅要件が満たされないときに、前記インターフェース上の前記少なくとも１つのアイテムを停止状態として表示するステップと、
   最大バンド幅を提供するために、不要なデバイス又は機能へのデータの通信を防止するステップと、を含み、
   前記バンド幅を測定するステップは、既知のサイズのファイルを転送し、転送に要した時間を測定し、このファイルサイズと転送に要した時間とに基づいてスループットを算出することを含む、方法。
2. 前記通信は、エンドポイントと車両との間で行われる、請求項１に記載の方法。
3. 前記通信は、アクセスポイントを通してルーティングされる、請求項２に記載の方法。
4. 稼動状態のアイテムは、選択用に前記インターフェース上に表示され、停止状態のアイテムは、前記インターフェース上に表示されるが、アクセス可能ではない、請求項１に記載の方法。
5. 前記バンド幅は、定期的又は持続的に測定される、請求項１に記載の方法。
6. バンド幅の前記測定は、車両内で実施される、請求項１に記載の方法。
7. バンド幅の前記測定は、装置の外部で行われる、請求項１に記載の方法。
8. ネットワーク上での通信のバンド幅を測定する、バンド幅測定デバイスと、
   前記測定されたバンド幅に基づき、少なくとも１つのアイテムを表示する、インターフェースと、を備え、
   前記少なくとも１つのアイテムは、
   最小バンド幅要件が満たされるときに、前記インターフェース上で稼動状態にされ、
   最小バンド幅要件が満たされないときに、前記インターフェース上で停止状態にされ、
   最大バンド幅を提供するために、不要なデバイス又は機能へのデータの通信が防止され、
   前記バンド幅測定デバイスは、既知のサイズのファイルを転送し、転送に要した時間を測定し、このファイルサイズと転送に要した時間とに基づいてスループットを算出する装置。
9. 前記通信は、エンドポイントと車両との間で行われる、請求項８に記載の装置。
10. アクセスポイントをさらに備え、前記通信は、それを通してルーティングされる、請求項９に記載の装置。
11. 稼動状態のアイテムは、選択用に前記インターフェース上に表示され、停止状態のアイテムは、前記インターフェース上に表示されるが、アクセス可能ではない、請求項８に記載の装置。
12. 前記バンド幅は、定期的又は持続的に測定される、請求項８に記載の装置。
13. バンド幅の前記測定は、車両内で実施される、請求項８に記載の装置。
14. バンド幅の前記測定は、車両の外部で行われる、請求項８に記載の装置。

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