JP6446077B2 - データ通信システム及びデータ通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の通信体間でデータ通信を行う技術に関し、特に、第三者による被検知のおそれを低減させて安全にデータ通信を行うのに有用な技術である。

複数の通信体間でデータ通信を行う際、地形に遮蔽されるなどして、送信元の通信体からデータを直接受信できない場合がある。
そこで、このような場合に、送信元以外の通信体が、送信元から受信したデータを送信先の通信体へ中継する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３３６４０８号公報

しかしながら、上記従来の技術では、送信元以外の通信体が単純にデータを中継しているだけのため、データ通信を第三者に検知されやすいという問題がある。
つまり、データ通信を検知しうる第三者が周辺に存在する場合、この第三者による被検知の可能性を抑えつつ複数の通信体間でデータ通信を行わなければならないところ、このような安全なデータ通信手法は提案されてきていない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、第三者による被検知のおそれを低減させて、より安全に複数の通信体間でデータ通信を行うことを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の通信体を含んで構成され、当該複数の通信体間でデータ通信を行うデータ通信システムであって、
前記複数の通信体間でのデータ通信を検知しうる第三者の位置情報、前記複数の通信体の各々の位置情報、前記複数の通信体の周辺の地形情報を取得する情報取得手段と、
前記複数の通信体のうちの第一の通信体から第二の通信体に送信データを送信できなかった場合に、前記第一の通信体及び前記第二の通信体を除く残りの通信体のうち前記第一の通信体から前記送信データを受信できた第三の通信体の位置情報、前記地形情報、前記第三者の位置情報に基づいて、前記第三の通信体のうち前記第三者にデータ通信を検知される可能性が最も低い第四の通信体を選出する選出手段と、
を備え、
前記第四の通信体が前記第二の通信体に前記送信データを送信することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のデータ通信システムにおいて、
前記第三の通信体の各々が、前記情報取得手段と前記選出手段とを備え、当該選出手段によって自らが前記第四の通信体であるか否かを判断することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のデータ通信システムにおいて、
前記第四の通信体が前記第二の通信体に前記送信データを送信できなかった場合に、前記第三の通信体のうち、前記第三者にデータ通信を検知される可能性が前記第四の通信体の次に低い第五の通信体が前記第二の通信体に前記送信データを送信することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデータ通信システムにおいて、
前記送信データには緊急度が設定されており、
前記選出手段は、前記第一の通信体から前記第二の通信体に前記送信データを送信できなかったときであって、当該送信データの緊急度が所定の判定レベルよりも高い場合に、前記第四の通信体を選出することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のデータ通信システムと同様の特徴を具備するデータ通信方法である。

本発明によれば、第一の通信体から第二の通信体に送信データを送信できなかった場合に、第一の通信体から送信データを受信できた第三の通信体の位置情報と、周辺の地形情報と、データ通信を検知しうる第三者の位置情報とに基づいて、第三の通信体のうち第三者にデータ通信を検知される可能性の最も低い第四の通信体が選出される。そして、この第四の通信体が、第一の通信体に代わって第二の通信体に送信データを送信する。
つまり、第一の通信体から第二の通信体に送信データを送信できなかった場合に、この送信データを受信できた第三の通信体のうち、第三者にデータ通信を検知される可能性が最も低い第四の通信体によって、送信データが中継される。
したがって、データ通信を検知しうる第三者が周辺に存在する場合であっても、この第三者による被検知のおそれを低減させて、より安全に複数の通信体間でデータ通信を行うことができる。

実施形態におけるデータ通信システムの概念図である。 実施形態における航空機の機能構成を示すブロック図である。 実施形態におけるデータ通信システムの動作の流れを示すフローチャートである。 実施形態におけるデータ通信システムの動作を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

［構成］
まず、本実施形態におけるデータ通信システム１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、データ通信システム１の概念図であり、図２は、データ通信システム１を構成する通信体としての航空機１０の機能構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態におけるデータ通信システム１は、複数の航空機１０（本実施形態では４機のヘリコプター）を含んで構成され、これら複数の航空機１０間で相互にデータ通信可能に構築されたものである。このデータ通信システム１は、第三者Ｔ（図４参照）によるデータ通信の被検知（すなわちデータ発信源である航空機１０の被探知）のおそれを低減させつつデータ通信可能に構成されている。

各航空機１０は、図２に示すように、当該航空機１０を飛行させるための図示しない飛行機構のほか、探知センサ１３と、位置センサ１４と、通信部１５と、記憶部１６と、制御部１８とを備えて構成されている。

探知センサ１３は、例えばレーダーなどの探知手段であり、他の航空機１０や第三者Ｔ等を探知してその位置情報を取得する。この探知センサ１３は、制御部１８からの制御指令に基づいて他の航空機１０や第三者Ｔの位置情報を取得し、取得した位置情報を制御部１８に出力する。

位置センサ１４は、自機の位置情報（座標情報）を取得するセンサであり、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信機や慣性航法装置などである。この位置センサ１４は、制御部１８からの制御指令に基づいて自機の位置情報を取得し、取得した位置情報を制御部１８に出力する。

通信部１５は、無線通信により他の航空機１０の通信部１５との間で通信を行い、互いに各種データを送受信可能となっている。

記憶部１６は、航空機１０の各種機能を実現するためのプログラムやデータを記憶するとともに、作業領域としても機能するメモリである。本実施形態においては、記憶部１６は、地図データ１６１と、第三者情報１６２とを記憶している。
地図データ１６１は、山や河川などの地形情報に加え、道路や鉄道，建造物，田畑，緊要地などの土地の利用状態に関する情報も含めた総合的な地理情報を有するものである。
第三者情報１６２は、例えば第三者Ｔの検知範囲（通信を検知する範囲）など、複数の航空機１０間でのデータ通信を検知しうる第三者Ｔに関する情報である。

制御部１８は、航空機１０の各部を中央制御する。具体的に、制御部１８は、航空機１０の飛行を制御したり、探知センサ１３の動作を制御したりする他、記憶部１６に記憶されているプログラムを展開し、展開されたプログラムと協働して各種処理を実行したりする。

［動作］
続いて、４機の航空機１０の間でデータ通信を行う際のデータ通信システム１の動作について説明する。
図３は、データ通信システム１の動作の流れを示すフローチャートであり、図４は、このデータ通信システム１の動作を説明するための図である。

以下では、図４（ａ）に示すように４機の航空機１０（１０Ａ〜１０Ｄ）が第三者Ｔの検知範囲周辺に展開している状況において、航空機１０Ａが他の航空機１０Ｂ〜１０Ｄに所定の送信データを送信し、そのうちの航空機１０Ｄのみが地形等に遮蔽されて送信データを受信できなかった場合について説明する。
なお、互いにデータ通信可能な航空機１０間では、このデータ通信により他機の通信状況を把握できるものとする。

図３に示すように、まず、航空機１０Ａが通信部１５により他の航空機１０Ｂ〜１０Ｄに送信データを送信すると（ステップＳ１）、当該航空機１０Ａの制御部１８は、他の全ての航空機１０Ｂ〜１０Ｄに当該送信データを送信できたか否かを判定する（ステップＳ２）。
具体的に、航空機１０Ａの制御部１８は、送信先の航空機１０からＡＣＫ信号（データ伝送が正常に終了したことを受信側が送信側に知らせる信号）を受信することにより、送信データの送信成否を確認する。

ステップＳ２において、他の全ての航空機１０Ｂ〜１０Ｄに送信データを送信できたと判定した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、航空機１０Ａ〜１０Ｄの各制御部１８は、データ通信を終了する。

一方、ステップＳ２において、送信データを送信できなかった機体がある（ＡＣＫ信号を返してこない機体がある）と判定した場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、送信元の航空機１０Ａと、送信データを受信できた航空機１０Ｂ，１０Ｃとの各制御部１８は、送信データの緊急度が高いか否かを判定する（ステップＳ３）。
ここで、送信データの緊急度は、送信データの種類に応じて当該送信データに予め基本設定されているものであるとともに、送信元（本実施形態では航空機１０Ａ）がその高低のレベルを選択できるようになっている。ステップＳ３では、この送信データの緊急度が、予め設定された判定レベルよりも高いか否かが判定される。
また、航空機１０Ｂ，１０Ｃの各制御部１８は、送信元の航空機１０Ａとのデータ通信により、当該航空機１０Ａと航空機１０Ｄとのデータ通信が不通であることを把握できている。

ステップＳ３において、送信データの緊急度は高くないと判定した場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、航空機１０Ａ〜１０Ｃの各制御部１８は、第三者Ｔにデータ通信を検知される可能性（以下、「被検知可能性」という。）が十分に低くなるまでデータ通信を中断する（ステップＳ４）。この被検知可能性の設定（または算出）方法は後述する。
その後、第三者Ｔから距離が離れるなどにより被検知可能性が十分に低くなった後に、航空機１０Ａの制御部１８は、上述のステップＳ１へ処理を移行してデータ通信を再開する。

一方、ステップＳ３において、送信データの緊急度が高いと判定した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、航空機１０Ａから送信データを受信できた航空機１０Ｂ，１０Ｃの各制御部１８は、当該航空機１０Ｂ，１０Ｃのうち、被検知可能性が最も低い航空機１０を選出する（ステップＳ５）。

このステップＳ５では、航空機１０Ｂ，１０Ｃの各制御部１８は、互いの位置情報、地形情報、第三者Ｔの位置情報に基づいて、第三者Ｔからの距離及び遮蔽度をパラメータとして、当該航空機１０Ｂ，１０Ｃの被検知可能性を求める。被検知可能性は、第三者Ｔからの距離が遠いほど、また地形的に第三者Ｔから遮蔽されている（第三者Ｔの見通し外となる）ほど低くなるように、設定または算出される。ここで、航空機１０Ｂ，１０Ｃの互いの位置情報は各機の探知センサ１３、位置センサ１４及び通信部１５により取得される。また、地形情報は地図データ１６１から取得され、第三者Ｔの位置情報は第三者情報１６２、探知センサ１３及び通信部１５により取得される。
そして、航空機１０Ｂ，１０Ｃの各制御部１８は、当該航空機１０Ｂ，１０Ｃのうちのいずれの機体がより被検知可能性が低いかを判断する。
つまり、このステップでは、航空機１０Ａから送信データを受信できた航空機１０Ｂ，１０Ｃの各制御部１８が、第三者Ｔからの距離及び遮蔽度をパラメータとする互いの機体の被検知可能性を各々で求め、自機の被検知可能性が相手よりも低いか否かを各々で判断する。
本実施形態では、航空機１０Ｃの方が航空機１０Ｂよりも被検知可能性が低いものとする。

そして、図４（ｂ）に示すように、航空機１０Ｂ，１０Ｃのうち、被検知可能性の最も低い航空機１０Ｃの制御部１８が、航空機１０Ａから受信した送信データを航空機１０Ｄに送信する（ステップＳ６）。

次に、送信データを送信した航空機１０Ｃの制御部１８は、航空機１０ＤからのＡＣＫ信号の返信有無により、当該航空機１０Ｄに送信データを送信できたか否かを判定する（ステップＳ７）。
そして、航空機１０Ｄに送信データを送信できたと判定した場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、航空機１０Ａ〜１０Ｄの各制御部１８は、データ通信を終了する。

一方、ステップＳ７において、航空機１０Ｄに送信データを送信できなかったと判定した場合には（ステップＳ７；Ｎｏ）、航空機１０Ｂ，１０Ｃの各制御部１８は、航空機１０Ａから送信データを受信できた航空機１０（航空機１０Ｂ，１０Ｃ）の全機が航空機１０Ｄへのデータ送信を試みたか否かを判定する（ステップＳ８）。

そして、航空機１０Ｄへのデータ送信を試みていない航空機１０があると判定した場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、そのうち、直前にデータ送信を試みた航空機１０の次に被検知可能性の低い航空機１０の制御部１８が、送信データを航空機１０Ｄに送信する（ステップＳ９）。
本実施形態では、航空機１０Ｃが航空機１０Ｄに送信データを送信できなかった場合に、この航空機１０Ｃの次に被検知可能性の低い航空機１０Ｂの制御部１８が、送信データを航空機１０Ｄに送信する。
その後、当該航空機１０Ｂの制御部１８は、上述のステップＳ７へ処理を移行し、航空機１０Ｄに送信データを送信できたか否かを判定する。

また、ステップＳ８において、航空機１０Ａから送信データを受信できた航空機１０Ｂ，１０Ｃの全機が航空機１０Ｄへのデータ送信を試みたと判定した場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、航空機１０Ａ〜１０Ｃの各制御部１８は、航空機１０Ｄへのデータ送信を断念してデータ通信を終了する。

［効果］
以上のように、本実施形態によれば、航空機１０Ａから航空機１０Ｄに送信データを送信できなかった場合に、航空機１０Ａから送信データを受信できた航空機１０Ｂ，１０Ｃの位置情報と、周辺の地形情報と、第三者Ｔの位置情報とに基づいて、航空機１０Ｂ，１０Ｃのうち被検知可能性の最も低い航空機１０Ｃが選出される。そして、この航空機１０Ｃが、航空機１０Ａに代わって航空機１０Ｄに送信データを送信する。
つまり、航空機１０Ａから航空機１０Ｄに送信データを送信できなかった場合に、この送信データを受信できた航空機１０Ｂ，１０Ｃのうち、第三者にデータ通信を検知される可能性が最も低い航空機１０Ｃによって、送信データが中継される。
したがって、データ通信を検知しうる第三者Ｔが周辺に存在する場合であっても、この第三者による被検知のおそれを低減させて、より安全に複数の航空機１０間でデータ通信を行うことができる。
ひいては、複数の航空機１０が低空で地形に沿って飛行する場合などにおいても、複数の航空機１０間でより安全に情報共有することができる。

［変形例］
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、航空機１０Ａから送信データを受信した航空機１０Ｂ，１０Ｃの各々が、互いの位置情報、地形情報、第三者Ｔの位置情報を取得して、これらの情報に基づいて自機の被検知可能性が相手よりも低いか否かを判断することとした。しかし、いずれか代表機（例えば送信元の航空機１０Ａ）が、航空機１０Ｂ，１０Ｃの各被検知可能性を求めて、当該被検知可能性が最も低い航空機１０Ｃに送信データを送信させることとしてもよい。

また、上記実施形態では、複数の航空機１０間でデータ通信を行うデータ通信システム１について説明したが、本発明に係るデータ通信システムは、航空機以外の通信体によりデータ通信を行うものにも好適に適用可能である。

１ データ通信システム
１０（１０Ａ〜１０Ｄ） 航空機
１３ 探知センサ
１４ 位置センサ
１５ 通信部
１６ 記憶部
１８ 制御部
１６１ 地図データ
１６２ 第三者情報
Ｔ 第三者

Claims (5)

1. 複数の通信体を含んで構成され、当該複数の通信体間でデータ通信を行うデータ通信システムであって、
   前記複数の通信体間でのデータ通信を検知しうる第三者の位置情報、前記複数の通信体の各々の位置情報、前記複数の通信体の周辺の地形情報を取得する情報取得手段と、
   前記複数の通信体のうちの第一の通信体から第二の通信体に送信データを送信できなかった場合に、前記第一の通信体及び前記第二の通信体を除く残りの通信体のうち前記第一の通信体から前記送信データを受信できた第三の通信体の位置情報、前記地形情報、前記第三者の位置情報に基づいて、前記第三の通信体のうち前記第三者にデータ通信を検知される可能性が最も低い第四の通信体を選出する選出手段と、
   を備え、
   前記第四の通信体が前記第二の通信体に前記送信データを送信することを特徴とするデータ通信システム。
2. 前記第三の通信体の各々が、前記情報取得手段と前記選出手段とを備え、当該選出手段によって自らが前記第四の通信体であるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム。
3. 前記第四の通信体が前記第二の通信体に前記送信データを送信できなかった場合に、前記第三の通信体のうち、前記第三者にデータ通信を検知される可能性が前記第四の通信体の次に低い第五の通信体が前記第二の通信体に前記送信データを送信することを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ通信システム。
4. 前記送信データには緊急度が設定されており、
   前記選出手段は、前記第一の通信体から前記第二の通信体に前記送信データを送信できなかったときであって、当該送信データの緊急度が所定の判定レベルよりも高い場合に、前記第四の通信体を選出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のデータ通信システム。
5. 複数の通信体を含んで構成されたデータ通信システムにおいて当該複数の通信体間でデータ通信を行うデータ通信方法であって、
   前記データ通信システムは、
   前記複数の通信体間でのデータ通信を検知しうる第三者の位置情報、前記複数の通信体の各々の位置情報、前記複数の通信体の周辺の地形情報を取得し、
   前記複数の通信体のうちの第一の通信体から第二の通信体に送信データを送信できなかった場合に、前記第一の通信体及び前記第二の通信体を除く残りの通信体のうち前記第一の通信体から前記送信データを受信できた第三の通信体の位置情報、前記地形情報、前記第三者の位置情報に基づいて、前記第三の通信体のうち前記第三者にデータ通信を検知される可能性が最も低い第四の通信体を選出し、
   前記第四の通信体が前記第二の通信体に前記送信データを送信することを特徴とするデータ通信方法。

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