JP6789162B2 - 可視光通信システムおよび可視光通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、可視光通信システムおよび可視光通信方法に関するものである。

特許文献１には、可視光通信装置において何らかの異常が発生して送信するデータが書き換わった場合に、誤った通信信号を送信し続けるのを防止することを目的として、発光素子で構成される光源部に直列に接続されるインピーダンス要素と、前記インピーダンス要素に並列に接続されて前記インピーダンス要素を前記光源部に接続するか否かを切り替えるスイッチ要素と、前記スイッチ要素のオン／オフを制御することで前記光源部の出力する照明光の光強度を変調して２値の通信信号を重畳させる可視光通信を行う制御回路とを備え、前記制御回路は、前記通信信号で送信するデータに基づく第１誤り検出符号を予め記憶する記憶装置と、前記データに基づいて第２誤り検出符号を演算する演算装置とを備え、前記制御回路は、少なくとも起動時に、前記演算装置により前記第２誤り検出符号を演算し且つ前記第１誤り検出符号と前記第２誤り検出符号とを比較し、一致すれば正常、一致しなければ異常と判定する第１処理と、前記第１処理で異常と判定すると異常を外部に報知する第２処理とを実行すること、が開示されている。

特開２０１４−２２５７９０号公報

送信する可視光データが通信の帯域に比して大きい場合には、一般的になされる各種通信のように、所定の大きさのデータに分割して送信することが考えられる。しかし、可視光データを受信する端末が移動体である場合には、各々の分割された可視光データの送信後にその続きの通信信号を送信しても端末が受信できないおそれがある。

そこで本発明は、可視光データを受信する端末が移動体である場合に大容量の可視光通信を可能にする技術を提供することを目的とする。

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下の通りである。上記課題を解決すべく、本発明の一態様に係る可視光通信システムは、サーバー装置と、複数の可視光送信装置と、無線受信装置と、を備える可視光通信システムであって、前記サーバー装置は、データを送信する対象となる移動体の可視光受信装置を特定する情報と、送信される連続データを分割した分割データを識別する情報と、上記分割データを上記可視光受信装置に送信する上記可視光送信装置を識別する情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、上記記憶部において上記分割データを対応付けられた上記可視光送信装置に対して、上記分割データを配信する配信部と、上記配信部から配信された上記分割データごとに、上記可視光送信装置から上記可視光受信装置への送信の成否を、上記無線受信装置から受信する受信部と、分割データ準備処理部と、を備え、上記分割データ準備処理部は、配信された上記分割データの送信が成功である場合には、上記可視光受信装置を特定する情報と、上記分割データに後続する第二の分割データを特定する情報と、上記第二の分割データを上記可視光受信装置に送信する第二の可視光送信装置を識別する情報と、を対応付けて上記記憶部を更新し、配信された上記分割データの送信が失敗である場合には、上記可視光受信装置を特定する情報と、上記分割データを特定する情報と、上記分割データを上記可視光受信装置に送信する上記第二の可視光送信装置を識別する情報と、を対応付けて上記記憶部を更新する、ことを特徴とする。

本発明によれば、可視光データを受信する端末が移動体である場合に大容量の可視光通信が可能となる。上記した以外の課題、構成、および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施の形態に係る可視光通信システムの例を示した図である。 可視光通信データ構造を説明する図である。 送信データ割当記憶部に格納されるデータ構造の例を示す図である。 経路記憶部に格納されるデータ構造の例を示す図である。 スポット記憶部に格納されるデータ構造の例を示す図である。 スポットランク記憶部に格納されるデータ構造の例を示す図である。 送信統計記憶部に格納されるデータ構造の例を示す図である。 サーバー装置のハードウェア構成例を示す図である。 可視光送信装置のハードウェア構成例を示す図である。 可視光受信装置のハードウェア構成例を示す図である。 スポット配信処理のフロー例を示す図である。 可視光通信処理のフロー例を示す図である。 信頼度ランク算出のしくみと例を示す図である。 信頼度別の取扱データ種類の例を示す図である。 再送信例のイメージを示した図である。 競合回避例のイメージを示した図である。 飛行体への送信例のイメージを示した図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、実施の形態に係る可視光通信システムの例を示した図である。図１に示すように、可視光通信システム１は、サーバー装置１００と、サーバー装置１００とネットワーク５０を介して通信可能に接続される可視光送信装置２００と、可視光送信装置２００から可視光により送信されたデータを受信する可視光受信装置３００と、可視光受信装置３００とＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）等により通信可能に接続する無線受信装置６０と、を有している。サーバー装置１００と、可視光送信装置２００と、可視光受信装置３００と、無線受信装置６０とは、それぞれ必要に応じて一つまたは複数存在する。なお、ネットワーク５０は、公衆送信網であるインターネットや携帯電話網、あるいはＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークである。

なお、無線受信装置６０は、ネットワーク５０を介してサーバー装置１００に通信可能に接続される。また、図１では、無線受信装置６０はＤＳＲＣを用いた狭域通信を行うものとしているが、これに限られず、可視光受信装置３００と無線で通信可能であれば、無線ＬＡＮや携帯電話網を用いるものであってもよい。あるいは、無線受信装置６０は可視光受信装置３００が備える可視光送信装置からデータを受信する可視光受信装置であってもよい。

サーバー装置１００は、ネットワーク５０を介して可視光送信装置２００にデータを送信する。また、サーバー装置１００は、ネットワーク５０を介して無線受信装置６０からデータを受信する。本実施形態においては、サーバー装置１００は、可視光送信装置２００に対して、可視光受信装置３００へ送信する対象のデータを所定長で分割した分割データを配信する。そして、分割データを可視光送信装置２００から受信した可視光受信装置３００は、無線受信装置６０へその受信に係る可視光通信の成否をＤＳＲＣ等により送信する。無線受信装置６０は受信した可視光通信の成否をサーバー装置１００へ送信する。

可視光送信装置２００は、表示パネルに広告等を表示するとともに、可視光受信装置３００に対し、可視光データを送信する。可視光データは、例えば、表示パネルに表示されている広告に関する情報等である。可視光送信装置２００は、ネットワーク５０に接続されており、ネットワーク５０に接続されたサーバー装置１００から、発光装置である表示パネルに表示する広告の画像データや、可視光受信装置３００に送信する可視光データの配信を受ける。

可視光送信装置２００は、発光装置である表示パネルを構成しているＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を高速点滅させ、その高速点滅にデジタル情報を乗せることにより、可視光データを可視光受信装置３００に送信する。表示パネルは、例えば、信号機、デジタルサイネージである。なお、可視光送信装置２００は、可視光受信装置３００の水平高度より高い位置に備えられた発光装置に対して接続され、発光を制御するのが望ましい。より高い位置にある方が、その受光範囲の障害物が減ることが考えられ、受光範囲が広くなる傾向にあると考えられるためである。また、可視光送信装置２００は、スポットと呼ばれる照射範囲と関連付けて管理される。通常は、スポットは表示パネルから発光された可視光を視認できる範囲となる。スポットを多地点に設けることで可視光通信がよりスムーズなものとなるため、スポットは複数設けられることが望ましい。

可視光受信装置３００は、例えば、カメラを備えたスマートフォンやナビゲーション装置、飛行体の制御装置等である。可視光受信装置３００には、カメラで撮影された表示パネルから、可視光データを復調するプログラムがインストールされている。すなわち、可視光受信装置３００は、可視光受信装置３００が備えるカメラで可視光送信装置２００の表示パネルを撮影することにより、表示パネルから映像に重畳して送信される広告等の情報（可視光データ）を受信することができる。可視光受信装置３００は、自動車、自動二輪車、自転車、三輪車、一輪車、ベビーカー、モデルカー等の移動体に搭載される。なお、移動体は陸上に限られるものではなく、可視光受信装置３００は、ホバークラフトやドローン、飛行機やヘリコプター等を含む飛行体であっても搭載されうる。

可視光受信装置３００は、表示パネルの表示エリアから送信される可視光データを受信し、通信エラーが発生したか（適切に可視光データを受信できたか）否か判定する。可視光受信装置３００は、通信エラーの発生を判定した場合には、通信の失敗の結果を、無線受信装置６０へ送信する。可視光受信装置３００は、通信エラーの発生を判定しなかった場合には、通信の成功の結果を、無線受信装置６０へ送信する。

なお、可視光受信装置３００は、通信の成功の結果をサーバー装置１００へ送信する際に、必ずしも無線受信装置６０を介する必要はない。例えば、可視光受信装置３００または可視光受信装置３００が備えられた移動体の発光部（例えば、車両のヘッドライト等）を可視光送信装置の表示パネルと同様に制御して通信の成否を可視光送信装置２００へ応答として返し、可視光送信装置２００に受光部を設けて可視光受信装置３００と同様に制御して応答を受け取り、可視光送信装置２００がサーバー装置１００へ通信の成否を通知するようにしてもよい。

可視光送信装置２００は、表示パネルの表示エリアから、可視光受信装置３００が通信エラー判定を行えるように、可視光データを送信する。例えば、可視光送信装置２００は、表示エリアから送信する可視光データである実データ単位Ｘごとに、保障コードＰとしてＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）を付加する。

図２は、可視光通信データ構造を説明する図である。図２には、可視光受信装置３００が受信した表示エリアの可視光データの例を用いて、可視光通信データ構造２５０が示してある。

図２に示す枠２５１は、表示エリアから送信されたデータが重畳されている実データ単位Ｘを示す。点線枠２５２は、表示エリアから送信された実データ単位Ｘに対して付加された保障コードＰのデータを示している。ＣＲＣ等の保障コードＰを設けることにより、表示エリアから送信された可視光データに通信エラーが発生したか否か判定することができる。

なお、可視光データの通信エラー検出には、ＣＲＣ以外の他の方式を用いてもよい。例えば、可視光データの通信エラー検出には、チェックサムやパリティチェックを用いてもよい。

図１の説明に戻る。図１に示すように、可視光受信装置３００は可視光送信装置２００から分割データを受信するが、可視光受信装置３００は可視光送信装置２００の受光が可能な空間的範囲に存在する必要がある。受光可能な範囲に存在しない場合には可視光送信装置２００が分割データを送信しても可視光受信装置３００は受信できない。

データを受信するためには、可視光受信装置３００は、可視光送信装置２００の表示パネルを視認できる空間的範囲に存在する必要が有る。そのため、サーバー装置１００は、可視光受信装置３００が受信可能な範囲に到達できるように、送信する分割データを複数の可視光送信装置２００から選択し、分割データを予め配信する必要が有る。

また、可視光データの通信の成否をサーバー装置１００が受信すると、サーバー装置１００は、送信対象のデータから所定長で分割した次のデータを特定し、可視光受信装置３００の次の移動先付近のスポットへ配信する。これにより、サーバー装置１００は、通信エラーが発生した可視光データを、別のスポットで再送信するか、別のスポットで続きのデータを送信するか、を制御することができる。

例えば、上記例の場合、サーバー装置１００は、可視光受信装置３００が搭載されている移動体の位置と移動予定の経路情報を用いて、次に経路上で送信可能なスポットを検索して当該スポットに関連付けられた可視光送信装置２００に次のデータを配信する。

このように、図１に示す可視光通信システムは、可視光受信装置３００が移動体であっても、その移動先にあるスポットから同じデータを再送信、あるいは次の分割データを送信することができるため、適切に可視光通信を行うことができる。

なお、可視光送信装置２００は、サーバー装置１００から配信された送信対象データの分割データを、所定の時間帯（送信時刻帯）において表示パネルの画像に重畳させて表示する。すなわち、送信時刻帯の間は、可視光送信装置２００は、送信に成功したことを検知したサーバー装置１００から送信終了の指示を受けない限りは、分割データを送信し続ける。

サーバー装置１００は、制御部１１０と、記憶部１２０と、通信部１３０と、を備える。制御部１１０は、配信部１１１と、受信部１１２と、分割データ準備処理部１１３と、移動時間推定部１１４と、送信装置決定部１１５と、スポット評価部１１６と、を備える。

記憶部１２０には、送信データ割当記憶部１２１と、経路記憶部１２２と、スポット記憶部１２３と、スポットランク記憶部１２４と、送信統計記憶部１２５と、地図情報記憶部１２６と、が格納される。

図３は、送信データ割当記憶部に格納されるデータ構造の例を示す図である。送信データ割当記憶部１２１には、送信装置識別子１２１ａと、送信時刻帯１２１ｂと、データ識別子１２１ｃと、受信装置識別子１２１ｄと、が対応付けて格納される。

送信装置識別子１２１ａは、可視光送信装置２００を識別する情報である。送信時刻帯１２１ｂは、送信装置識別子１２１ａで識別される可視光送信装置２００から分割データの送信を行う時刻帯を特定する情報である。データ識別子１２１ｃは、送信する分割データを特定する情報である。受信装置識別子１２１ｄは、分割データを送信する対象となる可視光受信装置３００を特定する情報である。なお、本実施形態においては、一つの可視光送信装置２００からは、同一の時刻帯において、一つの可視光受信装置３００宛の一つの分割データを送信するものであるが、これに限られない。例えば、表示パネルを領域に分割して、各領域が一つの可視光受信装置３００宛ての一つの分割データを送信するものであってもよい。その場合には、送信データ割当記憶部１２１には、送信領域を特定する情報が含まれているのが望ましい。

図４は、経路記憶部に格納されるデータ構造の例を示す図である。経路記憶部１２２には、受信装置識別子１２２ａと、経路識別子１２２ｂと、経路詳細情報１２２ｃと、が対応付けて格納される。

受信装置識別子１２２ａは、分割データを送信する対象となる可視光受信装置３００を特定する情報である。経路識別子１２２ｂは、受信装置識別子１２２ａで識別される可視光受信装置３００が備えられる移動体の移動予定を含む経路を特定する情報である。経路詳細情報１２２ｃは、経路識別子１２２ｂで特定される経路の詳細を特定する情報である。例えば、移動する位置、移動する方向、通過の予想時刻等の情報が含まれる。

図５は、スポット記憶部に格納されるデータ構造の例を示す図である。スポット記憶部１２３には、スポット識別子１２３ａと、送信装置識別子１２３ｂと、座標１２３ｃと、受信可能エリア１２３ｄと、が対応付けて格納される。

スポット識別子１２３ａは、可視光送信装置２００により送信される情報を受信する領域であるスポットを特定する情報である。送信装置識別子１２３ｂは、スポット識別子１２３ａで特定されるスポットにおいて送信を担う可視光送信装置２００を特定する情報である。座標１２３ｃは、送信装置識別子１２３ｂで特定される可視光送信装置２００が配置される座標である。受信可能エリア１２３ｄは、送信装置識別子１２３ｂで特定される可視光送信装置２００により送信されたデータが受信可能な範囲を特定する情報である。

図６は、スポットランク記憶部に格納されるデータ構造の例を示す図である。スポットランク記憶部１２４には、スポット識別子１２４ａと、信頼度ランク１２４ｂと、が対応付けて格納される。スポット識別子１２４ａは、可視光送信装置２００により送信される情報を受信する領域であるスポットを特定する情報である。信頼度ランク１２４ｂは、スポット識別子１２４ａで特定されるスポットにおける送信信頼性の評価を特定する情報である。

図７は、送信統計記憶部に格納されるデータ構造の例を示す図である。送信統計記憶部１２５には、スポット識別子１２５ａと、総送信回数１２５ｂと、時刻帯別成功率１２５ｃと、天候別成功率１２５ｄと、進入方向別成功率１２５ｅと、が対応付けて格納される。

スポット識別子１２５ａは、可視光送信装置２００により送信される情報を受信する領域であるスポットを特定する情報である。総送信回数１２５ｂは、スポット識別子１２５ａで特定されるスポットから可視光送信がなされた回数を特定する情報である。なお、可視光送信がなされた回数は、可視光受信装置３００により受信された回数をいうものとする。

時刻帯別成功率１２５ｃは、可視光送信装置２００により送信された時刻帯ごとに、総送信回数に占める受信成功結果の受信回数を割合で示す統計情報である。例えば、朝（５時〜１０時）、昼（１０時〜１５時）、夕方（１５時〜２０時）、夜（２０時〜翌５時）等の所定の時刻帯ごとに、その時刻帯において送信が成功した割合を特定する情報が格納される。

天候別成功率１２５ｄは、可視光送信装置２００により送信された天候ごとに、総送信回数に占める受信成功結果の受信回数を割合で示す統計情報である。例えば、晴、曇、雨、雪等の所定の天候ごとに、その天候において送信が成功した割合を特定する情報が格納される。

進入方向別成功率１２５ｅは、スポットへの可視光受信装置３００の進入方向（進入時の進行方向）ごとに、総送信回数に占める受信成功結果の受信回数を割合で示す統計情報である。例えば、北（誤差−４５度〜４５度以内）、東、南、西等の所定の方向ごとに、その方向に進入時において送信が成功した割合を特定する情報が格納される。

地図情報記憶部１２６には、所定のフォーマットによる地図情報が格納される。この地図情報は、経路記憶部１２２に格納される経路詳細情報１２２ｃと対応付けられた地図情報であり、経路詳細情報１２２ｃの情報と突合することで詳細な位置関係を矛盾なく取得できるものであればよい。

配信部１１１は、送信データ割当記憶部１２１において送信対象のデータを所定長で分割した分割データを対応付けられた可視光送信装置２００に対して、分割データを配信する。

受信部１１２は、配信部１１１から配信された分割データごとに、可視光送信装置２００から可視光受信装置３００への送信の成否を、無線受信装置６０から受信する。

分割データ準備処理部１１３は、配信された分割データの送信が成功である場合には、可視光受信装置３００を特定する情報と、分割データに後続する第二の分割データを特定する情報と、第二の分割データを可視光受信装置３００に送信する第二の可視光送信装置２００を識別する情報と、を対応付けて送信データ割当記憶部１２１を更新する。配信された分割データの送信が失敗である場合には、分割データ準備処理部１１３は、可視光受信装置３００を特定する情報と、送信に失敗した分割データを特定する情報と、分割データを可視光受信装置３００に送信する第二の可視光送信装置２００を識別する情報と、を対応付けて送信データ割当記憶部１２１を更新する。

移動時間推定部１１４は、スポット記憶部１２３の座標１２３ｃを参照して、可視光受信装置３００が備えられた移動体の、経路近傍のスポットまでの移動体の移動に係る所要時間を推定する。この推定は、当該移動体の移動速度の平均等により行われるものであってもよいし、統計処理された一般的な推定時間であってもよいし、経路詳細に含まれる到着時刻予測を用いて算出するものであってもよい。

送信装置決定部１１５は、可視光送信装置２００への配信に係る時間より長い所要時間となるスポットに係る可視光送信装置２００を、第二の可視光送信装置として決定する。すなわち、送信装置決定部１１５は、次に可視光送信を行う可視光送信装置の決定に際して、到着時刻までに配信が完了する見込みが高いスポットを選別して決定する。なお、送信装置決定部１１５は、送信される連続データの種類に必要な信頼性を有するスポットを対象として第二の可視光送信装置を決定する。

また、送信装置決定部１１５は、配信先となるべき第二の可視光送信装置の送信予定の時刻帯が、送信データ割当記憶部１２１に既に対応付けられて記憶されている場合、すなわちその時刻帯には別のデータの送信が割り当てられていて競合する場合には、当該可視光送信装置２００と異なる可視光送信装置２００を第二の可視光送信装置として決定する。例えば、経路上次に通過する予定のスポットに係る可視光送信装置を第二の可視光送信装置として決定する。

スポット評価部１１６は、統計情報を用いてスポットの信頼性を特定する。スポット評価部１１６は、スポットの信頼性の評価において、スポットへの進入角度と、スポットの周囲の天候と、スポットへ移動体が到着する時刻と、に応じた通信の成否の統計情報を用いて信頼性を特定する。

通信部１３０は、ネットワーク５０に通信可能に接続される他の装置と通信を行う。

可視光送信装置２００は、表示制御部２１０と、送信データ重畳部２２０と、計時部２３０と、通信部２４０と、を備える。

表示制御部２１０は、表示パネルに表示する内容に応じて信号を生成し、表示を制御する。送信データ重畳部２２０は、可視光で送信する分割データの重畳を行う。具体的には、送信データ重畳部２２０は、表示制御部２１０により生成される信号に対して、分割データに応じた点滅周波数を重畳させる。

計時部２３０は、時刻の特定、時間の算出、経過時間の測定等、計時に関する処理を行う。通信部２４０は、ネットワーク５０に通信可能に接続される他の装置と通信を行う。

可視光受信装置３００は、撮像部３１０と、受信データ抽出部３２０と、エラー検知部３３０と、ＤＳＲＣ通信部３４０と、位置検出部３５０と、を備える。

撮像部３１０は、所定の画角にて可視光の撮像を行い、画像データを生成する。受信データ抽出部３２０は、撮像部３１０が生成した画像データから、可視光通信による受信データを抽出する。例えば、受信データ抽出部３２０は、表示パネルの光の点滅から、受信データを抽出する。

エラー検知部３３０は、抽出した受信データの通信エラーを検出する。例えば、受信データにはＣＲＣが付加されていることから、ＣＲＣに基づいて、抽出した受信データの通信エラーを検出する。

なお、エラー検知部３３０は、抽出した受信データの通信エラーを検出すると、ＤＳＲＣ通信部３４０を介して通信の失敗情報を無線受信装置６０に送信する。通信エラーを検出しなかった場合には、エラー検知部３３０は、ＤＳＲＣ通信部３４０を介して通信の成功情報を無線受信装置６０に送信する。

ＤＳＲＣ通信部３４０は、無線受信装置６０との間で、ＤＳＲＣ通信を行う。

位置検出部３５０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いた測位を行い、座標を位置情報として検出する。

図８は、サーバー装置のハードウェア構成例を示す図である。サーバー装置１００は、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）等の通信装置１０１と、メモリ等の主記憶装置１０２と、キーボードやマウス等の入力装置１０３と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算装置１０４と、ハードディスクやＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の外部記憶装置１０５と、ディスプレイやスピーカー、プリンタ等の表示装置１０６と、これらをつなぐバス１０９と、を含んで構成される。

通信装置１０１は、ネットワークケーブルを介して有線通信を行う有線の通信装置、又はアンテナを介して無線通信を行う無線通信装置である。通信装置１０１は、ネットワークに接続される他の装置との通信を行う。

主記憶装置１０２は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリである。

入力装置１０３は、キーボードやマウス等のポインティングデバイス、タッチパネル、あるいは音声入力装置であるマイク等を含む入力情報を受け付ける装置である。

外部記憶装置１０５は、デジタル情報を記憶可能な、いわゆるハードディスクやＳＳＤ、あるいはフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置である。

表示装置１０６は、ディスプレイやプリンタ、あるいは音声出力装置であるスピーカー等を含む出力情報を生成する装置である。

上記した配信部１１１と、受信部１１２と、分割データ準備処理部１１３と、移動時間推定部１１４と、送信装置決定部１１５と、スポット評価部１１６とは、演算装置１０４に処理を行わせるプログラムによって実現される。このプログラムは、主記憶装置１０２、または外部記憶装置１０５内に記憶され、実行にあたって主記憶装置１０２上にロードされ、演算装置１０４により実行される。

また、記憶部１２０に格納される送信データ割当記憶部１２１と、経路記憶部１２２と、スポット記憶部１２３と、スポットランク記憶部１２４と、送信統計記憶部１２５と、地図情報記憶部１２６とは、主記憶装置１０２及び外部記憶装置１０５により実現される。

また、ＷＡＮやＬＡＮ、インターネット等に通信可能に接続する通信部１３０は、通信装置１０１により実現される。

以上が、本実施形態におけるサーバー装置１００のハードウェア構成例である。しかし、これに限らず、その他のハードウェアを用いて構成されるものであってもよい。例えば、カーナビゲーション装置や、テレビジョン装置等の、各種の情報処理装置であってもよい。

なお、サーバー装置１００は、図示しないが、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ミドルウェア、アプリケーションなどの公知の要素を有し、特にディスプレイなどの入出力装置にＧＵＩ画面を表示するための既存の処理機能を備える。

図９は、可視光送信装置のハードウェア構成例を示す図である。可視光送信装置２００は、ＮＩＣ等の通信装置２０１と、メモリ等の主記憶装置２０２と、ＣＰＵ等の演算装置２０３と、ビデオカード等の表示制御装置２０４と、ディスプレイやスピーカー等の表示装置２０５と、これらをつなぐバス２０９と、を含んで構成される。

通信装置２０１は、ネットワークケーブルを介して有線通信を行う有線の通信装置、又はアンテナを介して無線通信を行う無線通信装置である。通信装置２０１は、ネットワークに接続される他の装置との通信を行う。

主記憶装置２０２は、例えばＲＡＭなどのメモリである。

表示装置２０５は、ＬＥＤディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等を含む出力情報を生成する装置である。

上記した計時部２３０は、演算装置２０３に処理を行わせるプログラムによって実現される。このプログラムは、主記憶装置２０２内に記憶され、実行にあたって主記憶装置１０２上にロードされ、演算装置２０３により実行される。

また、表示制御部２１０と、送信データ重畳部２２０とは、表示制御装置２０４により実現される。

また、ＷＡＮやＬＡＮ、インターネット等に通信可能に接続する通信部２４０は、通信装置２０１により実現される。

以上が、本実施形態における可視光送信装置２００のハードウェア構成例である。しかし、これに限らず、その他のハードウェアを用いて構成されるものであってもよい。例えば、カーナビゲーション装置や、デジタルサイネージ装置、テレビジョン装置等の、各種の情報処理装置であってもよい。

図１０は、可視光受信装置のハードウェア構成例を示す図である。可視光受信装置３００は、ＤＳＲＣ通信装置３０１と、メモリ等の主記憶装置３０２と、ＧＰＳ装置３０３と、ＣＰＵ等の演算装置３０４と、カメラ等の撮像装置３０５と、これらをつなぐバス３０９と、を含んで構成される。

ＤＳＲＣ通信装置３０１は、アンテナを介して５．８ＧＨｚ（ギガヘルツ）帯等の帯域で無線通信を行う無線通信装置である。ＤＳＲＣ通信装置３０１は、他のＤＳＲＣ通信装置との通信を行う。

主記憶装置３０２は、例えばＲＡＭなどのメモリである。

ＧＰＳ装置３０３は、衛星波を受信し、衛星間の距離と距離の変化率とを３個以上の衛星に対して測定することで可視光受信装置３００の現在地、進行速度および進行方位および時刻を特定するとともに、位置等を特定した年月日時刻に関連付けて主記憶装置３０２に記録する。

撮像装置３０５は、所定の画角で可視光を撮像し、画像データを生成するデジタルカメラである。なお、撮像装置３０５は、可視光送信装置２００から発せられた可視光通信による分割データを受信するため、一定時間の同一画素の点滅の頻度を取得する必要が有る。そのために、撮像装置３０５の受光素子にはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の常時受光する素子を採用し、ローリングシャッター方式のカメラが望ましい。

上記した受信データ抽出部３２０と、エラー検知部３３０とは、演算装置３０４に処理を行わせるプログラムによって実現される。このプログラムは、主記憶装置３０２内に記憶され、実行にあたって主記憶装置３０２上にロードされ、演算装置３０４により実行される。

また、ＤＳＲＣ通信部３４０は、ＤＳＲＣ通信装置３０１により実現される。位置検出部３５０は、ＧＰＳ装置３０３により実現される。撮像部３１０は、撮像装置３０５により実現される。

以上が、本実施形態における可視光受信装置３００のハードウェア構成例である。しかし、これに限らず、その他のハードウェアを用いて構成されるものであってもよい。例えば、カーナビゲーション装置や、移動体の移動制御装置等の、各種の情報処理装置であってもよい。

図１１は、スポット配信処理のフロー例を示す図である。スポット配信処理は、周期的に（例えば、３０秒ごと）実行される。

サーバー装置１００の配信部１１１は、稼動中の移動体ごとにステップＳ００１〜ステップＳ００６を実施する。

まず、配信部１１１は、移動体の位置と経路を特定する（ステップＳ００１）。具体的には、配信部１１１は、地図情報記憶部１２６の地図情報上に、経路記憶部１２２に格納されている経路詳細情報１２２ｃを重ね合わせて、経路を特定する。そして、移動体すなわち可視光受信装置３００の位置検出部３５０が検出した座標を所定の方法（例えば、無線受信装置６０経由、あるいはその移動体が通信装置を備える場合にはネットワーク５０経由）で取得する。

そして、配信部１１１は、経路付近のスポットであって、準備時間が移動所要時間より短く、到着予定時刻帯に配信先のないスポットを特定する（ステップＳ００２）。具体的には、配信部１１１は、経路付近（例えば、経路から所定距離内）にあるスポットをリストアップする。そして、移動時間推定部１１４は、移動体の位置から経路上の通過順に、移動所要時間を特定する。そして、配信部１１１は、送信対象のデータを所定長で分割した分割データの長さに応じた配信に要する準備時間を決定する。これは、データ長が固定であれば略一定の時間でよい。そして、配信部１１１は、準備時間よりも長い移動所要時間であるスポットを特定する。配信部１１１は、当該スポットへの到着時刻帯を算出し、到着時刻帯に送信対象のデータが送信データ割当記憶部１２１に対応付けられていないスポットを移動体の経路上の通過順に並べ、最も早期に到着するスポットを特定する。

そして、配信部１１１は、特定したスポットへの移動体の到着状況に応じ信頼性を特定する（ステップＳ００３）。具体的には、配信部１１１は、スポット評価部１１６へ、到着時刻帯、スポットの天候、スポットへの進入方向等の到着状況を受け渡して信頼性ランクを取得する。スポット評価部１１６は、送信統計記憶部１２５を参照して、スポットごとに進入方向、天候、時間帯別の成功率に基づく重み付けを行い、所定の指標値を算出する。スポット評価部１１６は、指標値が最も高いスポット、すなわちより成功率が高いと想定されるスポットの信頼度ランクを高く算出し、配信部１１１へ受け渡す。図１３にて、例を後述する。

そして、配信部１１１は、次に送信するデータを生成する（ステップＳ００４）。具体的には、配信部１１１は、分割データ準備処理部１１３に処理を依頼し、分割データ準備処理部１１３は、送信対象のデータが先頭データ、すなわち初回送信の場合には、先頭から所定長の分割データを送信するデータとして生成する。一方、分割データ準備処理部１１３は、送信対象のデータが先頭データでない場合、すなわち二回目以降の送信の場合には、前回の送信結果を無線受信装置６０から取得して送信失敗であれば送信に失敗した分割データを送信するデータとして生成する。分割データ準備処理部１１３は、前回の送信結果が送信成功であれば、送信した分割データに続くデータを送信対象のデータから所定長で分割して、送信するデータとして生成する。

そして、配信部１１１は、ステップＳ００３で特定したスポットが次に送信するデータの種類に必要な信頼性を有するか否か判定する（ステップＳ００５）。具体的には、配信部１１１は、ステップＳ００４で生成した送信するデータの種類を、制御情報、重要情報、通常データ、ログデータ等の所定の取扱別のデータに分類し、ステップＳ００３で特定したスポットの信頼度ランクが当該送信データの種類において要求される信頼度ランクに達しているか否かを判定する。図１４にて、例を後述する。

ステップＳ００３で特定したスポットが次に送信するデータの種類に必要な信頼性を有しない場合（ステップＳ００５にて「Ｎｏ」の場合）には、配信部１１１は、制御をステップＳ００２へ戻す。あるいは、配信部１１１は、ステップＳ００２において特定した経路上の通過順において次に到着するスポットを対象としてステップＳ００３から再処理するようにしてもよい。

ステップＳ００３で特定したスポットが次に送信するデータの種類に必要な信頼性を有する場合（ステップＳ００５にて「Ｙｅｓ」の場合）には、配信部１１１は、当該スポットへデータの配信を行う（ステップＳ００６）。具体的には、配信部１１１は、ステップＳ００５において信頼性を有すると判定されたスポットと、送信するデータと、送信先の移動体の可視光受信装置３００の情報と、送信する時刻帯（移動体の到着時刻を中心とする前後５分程度）と、を対応づけて送信データ割当記憶部１２１へ格納し、所定のタイミングにおいて、送信するデータをスポットの可視光送信装置２００へ送信する。

以上が、スポット配信処理のフロー例である。スポット配信処理によれば、送信済みのスポットでの可視光通信の成否に応じて次に送信するデータを特定しつつ、移動体の移動先の可視光送信装置２００へ送信するデータを配信することができる。また、一つの可視光送信装置２００から同時に、異なる複数の可視光受信装置３００へ情報を送信する競合が発生するおそれを回避することも可能となる。配信後は、可視光送信装置２００は当該データを送信時刻帯において表示パネルに重畳させて表示する。なお、送信時刻帯に属する時刻であっても、可視光で送信した結果、可視光受信装置３００が受信に成功した場合には、サーバー装置１００から送信終了の指示を受け取り、可視光送信装置２００は送信を終了する。

図１２は、可視光通信処理のフロー例を示す図である。可視光通信処理は、移動体に備えられた可視光受信装置３００の位置がスポットの受信可能エリア内に入ると開始される。

可視光受信装置３００の撮像部３１０は、スポットの受信可能エリア内にある間、可視光によるデータを受信する（ステップＳ１０１）。具体的には、撮像部３１０は、スポットの可視光送信装置２００の表示パネルを撮像する。そして、受信データ抽出部３２０が撮像した画像データから画素ごとの点滅が示す情報を特定し、受信データを抽出する。

そして、エラー検知部３３０は、エラー検出処理を行う（ステップＳ１０２）。エラー検知部３３０は、抽出した受信データに含まれるＣＲＣ等の保障コードＰを用いて実データ単位Ｘごとに受信エラーの発生を検知する。

そして、ＤＳＲＣ通信部３４０は、受信エラーの検知有無に応じて、受信結果をＤＳＲＣにより無線受信装置６０へ送信する（ステップＳ１０３）。なお、ＤＳＲＣ通信部３４０は、ＤＳＲＣ通信に失敗する場合等送信できない場合には、受信結果を携帯電話網を介してサーバー装置１００へ送信するようにしてもよい。

そして、サーバー装置１００の受信部１１２は、受信結果を受信するとその成否と受信状況とを特定し、統計に反映させる（ステップＳ１０４）。具体的には、受信部１１２は、受信結果を受信するとその成否と、時刻帯、スポットへの進入方向（スポットへの進入角度ともいう）、天候等の受信状況と、を特定し、送信統計記憶部１２５に反映させる。

以上が、可視光通信処理のフロー例である。可視光通信処理によれば、移動体が受信エリアに進入するとエリア内で受信を行い、エラーの発生に応じて通信の失敗を判定し、サーバー装置１００へ無線受信装置６０を介して報告する。サーバー装置１００は、報告の都度統計情報を更新できる。

図１３は、信頼度ランク算出のしくみと例を示す図である。信頼度ランクは、スポット配信処理において、移動体の経路に応じて、また移動体の到着状況別の統計情報を用いることで、都度変化しうる。すなわち、移動体の到着時刻や受信エリアへの進入方向、天候等により、スポットの信頼度ランクは変化する。

例えば、スポット「Ａ」は経路上、「南」向きに進入（すなわち、北方向から移動してきて南へ向いて進入）する場合には、「７」の指標値を得られるが、経路が逆向きすなわち「北」向きに進入する場合には「１」の指標値を得るに留まる。

移動体にスポットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に移動する経路が設定されている場合には、スポット評価部１１６は、それぞれの進入方向に応じて「７」、「１」、「７」、「１」の指標値を得て、それぞれの天候に応じて５段階評価の「２」、「２」、「５」、「２」の指標値を得る。またそれぞれの到着時刻帯に応じて５段階評価の「４」、「４」、「４」、「４」の指標値を得る。指標値をスポットごとに合計すると、スポットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ「１３」、「７」、「１６」、「７」の指標値を得る。そして、スポット評価部１１６は、スポットごとの指標値に応じて所定の信頼度ランクを算出することができる。

図１４は、信頼度別の取扱データ種類の例を示す図である。図１４では、信頼度ランクごとに、取扱可能なデータの種類と、取扱不可能なデータの種類と、の割り当てが示されている。例えば、信頼度ランク「１」に相当するスポットでは、全ての種類のデータの送信が可能となっており、信頼度ランクが「１」よりも劣る「２」に相当するスポットでは、制御情報については取扱が不可とされている。さらに信頼度ランクが劣る「３」に相当するスポットでは、制御情報と重要情報とについては取扱が不可とされ、通常データ、ログデータに関しては取扱が可能とされている。

図１５は、再送信例のイメージを示した図である。可視光受信装置３００が設けられた移動体が車両である場合に、スポット配信処理および可視光通信処理によれば、その経路上にスポットＸ、Ｙ、Ｚが含まれるとした場合に、一つのスポットＹで受信に失敗すると、サーバー装置１００は次のスポットＺに同じデータを配信するため、スポットＺでは受信に失敗したデータの再受信が可能となる。

図１６は、競合回避例のイメージを示した図である。可視光受信装置３００が設けられた移動体が車両である場合に、スポット配信処理によれば、複数の車両への異なるデータの配信を行う競合を避けることができる。具体的には、車Ａの経路上にスポットＸ、Ｙ、Ｚが含まれ、他の車Ｂの経路上にスポットＹが含まれるとした場合に、スポットＹにおいて車Ａの到着時刻帯と同時刻帯に他の車Ｂへ所定のデータＢ１の送信がなされるとする。スポット配信処理のステップＳ００２においては、車ＡへデータＡ２を送信するスポットをスポットＹから次に通過するスポットＺへ変更して競合を回避することができる。

図１７は、飛行体への送信例のイメージを示した図である。飛行体（例えば、ドローン等）には、空中を飛行する経路が設定されており、可視光受信装置３００が備えられている。そして、例えばビルの屋上等に設置されたデジタルサイネージ等の広告パネルがその正面方向に送信可能範囲（スポット）を設けて可視光送信装置２００として動作するものとする。サーバー装置１００は、飛行体の飛行経路上に送信可能範囲を有する広告パネルを地図情報と位置情報とを用いて特定し、その飛行経路に沿って送信データの分割データを順に配信し、飛行体は飛行経路を飛行しながら広告パネルを撮影することにより、必要なデータの受信が実現される。

上述した可視光通信システムの機能構成は、その構成を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。構成要素の分類の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。例えば、サーバー装置１００、可視光送信装置２００および可視光受信装置３００の構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。また、各構成要素の処理は、１つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。

また、上述したフローチャートの各処理単位は、サーバー装置１００、可視光送信装置２００および可視光受信装置３００の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。サーバー装置１００、可視光送信装置２００および可視光受信装置３００の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできる。また、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。また、本発明は、サーバー装置１００、可視光送信装置２００および可視光受信装置３００の機能を実現するプログラム、および当該プログラムを記憶したコンピューター読取可能な記憶媒体として提供することもできる。

また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…可視光通信システム、５０…ネットワーク、６０…無線受信装置、１００…サーバー装置、１１０…制御部、１１１…配信部、１１２…受信部、１１３…分割データ準備処理部、１１４…移動時間推定部、１１５…送信装置決定部、１１６…スポット評価部、１２０…記憶部、１２１…送信データ割当記憶部、１２２…経路記憶部、１２３…スポット記憶部、１２４…スポットランク記憶部、１２５…送信統計記憶部、１２６…地図情報記憶部、１３０…通信部、２００…可視光送信装置、２１０…表示制御部、２２０…送信データ重畳部、２３０…計時部、２４０…通信部、３００…可視光受信装置、３１０…撮像部、３２０…受信データ抽出部、３３０…エラー検知部、３４０…ＤＳＲＣ通信部、３５０…位置検出部。

Claims (9)

1. サーバー装置と、複数の可視光送信装置と、無線受信装置と、を備える可視光通信システムであって、
   前記サーバー装置は、
   データを送信する対象となる移動体の可視光受信装置を特定する情報と、送信される連続データを分割した分割データを識別する情報と、前記分割データを前記可視光受信装置に送信する前記可視光送信装置を識別する情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、
   前記記憶部において前記分割データを対応付けられた前記可視光送信装置に対して、前記分割データを配信する配信部と、
   前記配信部から配信された前記分割データごとに、前記可視光送信装置から前記可視光受信装置への送信の成否を、前記無線受信装置から受信する受信部と、
   分割データ準備処理部と、を備え、
   前記分割データ準備処理部は、
   配信された前記分割データの送信が成功である場合には、前記可視光受信装置を特定する情報と、前記分割データに後続する第二の分割データを特定する情報と、前記第二の分割データを前記可視光受信装置に送信する第二の可視光送信装置を識別する情報と、を対応付けて前記記憶部を更新し、配信された前記分割データの送信が失敗である場合には、前記可視光受信装置を特定する情報と、前記分割データを特定する情報と、前記分割データを前記可視光受信装置に送信する前記第二の可視光送信装置を識別する情報と、を対応付けて前記記憶部を更新する、
   ことを特徴とする可視光通信システム。
2. 請求項１に記載の可視光通信システムであって、
   前記サーバー装置は、
   前記可視光受信装置と共に移動する移動体が移動する予定の経路の情報と、前記可視光送信装置から送出される可視光データを受信可能な位置であるスポットを特定する情報と、を前記記憶部に記憶しており、
   前記スポットを特定する情報を参照して、前記経路付近の前記スポットまでの前記移動体の移動に係る所要時間を推定する移動時間推定部と、
   前記配信に係る時間より長い前記所要時間となる前記スポットに係る可視光送信装置を、前記第二の可視光送信装置として決定する送信装置決定部と、
   を備えることを特徴とする可視光通信システム。
3. 請求項２に記載の可視光通信システムであって、
   前記サーバー装置は、
   統計情報を用いて前記スポットの信頼性を特定するスポット評価部を備え、
   前記送信装置決定部は、前記送信される連続データの種類に必要な信頼性を有する前記スポットを対象として前記第二の可視光送信装置を決定する、
   ことを特徴とする可視光通信システム。
4. 請求項３に係る可視光通信システムであって、
   前記スポット評価部は、前記統計情報とともに、前記スポットへの進入角度に応じた通信の成否の情報を用いて前記信頼性を特定する、
   ことを特徴とする可視光通信システム。
5. 請求項３に係る可視光通信システムであって、
   前記スポット評価部は、前記統計情報とともに、前記スポットの周囲の天候に応じた通信の成否の情報を用いて前記信頼性を特定する、
   ことを特徴とする可視光通信システム。
6. 請求項３に係る可視光通信システムであって、
   前記スポット評価部は、前記統計情報とともに、前記スポットへ前記移動体が到着する時刻に応じた通信の成否の情報を用いて前記信頼性を特定する、
   ことを特徴とする可視光通信システム。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の可視光通信システムであって、
   前記可視光送信装置は、前記可視光受信装置の水平高度より高い位置に備えられた発光装置である、
   ことを特徴とする可視光通信システム。
8. 請求項２〜６のいずれか一項に記載の可視光通信システムであって、
   前記送信装置決定部は、前記第二の可視光送信装置が、前記記憶部に既に対応付けられて記憶されている場合には、当該可視光送信装置と異なる可視光送信装置を前記第二の可視光送信装置として決定する、
   ことを特徴とする可視光通信システム。
9. 可視光通信システムを用いた可視光通信方法であって、
   前記可視光通信システムには、サーバー装置と、複数の可視光送信装置と、無線受信装置と、を含み、
   前記サーバー装置は、
   データを送信する対象となる移動体の可視光受信装置を特定する情報と、送信される連続データを分割した分割データを識別する情報と、前記分割データを前記可視光受信装置に送信する前記可視光送信装置を識別する情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記記憶部において前記分割データを対応付けられた前記可視光送信装置に対して、前記分割データを配信する配信ステップと、
   前記配信ステップにて配信された前記分割データごとに、前記可視光送信装置から前記可視光受信装置への送信の成否を、前記無線受信装置から受信する受信ステップと、
   分割データ準備処理ステップと、を実施し、
   前記分割データ準備処理ステップでは、
   前記制御部は、
   配信された前記分割データの送信が成功である場合には、前記可視光受信装置を特定する情報と、前記分割データに後続する第二の分割データを特定する情報と、前記第二の分割データを前記可視光受信装置に送信する第二の可視光送信装置を識別する情報と、を対応付けて前記記憶部を更新し、配信された前記分割データの送信が失敗である場合には、前記可視光受信装置を特定する情報と、前記分割データを特定する情報と、前記分割データを前記可視光受信装置に送信する前記第二の可視光送信装置を識別する情報と、を対応付けて前記記憶部を更新する、
   ことを特徴とする可視光通信方法。

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