JP7108311B2 - 通信装置、通信方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、通信方法及びプログラムに関する。

従来、例えば船舶等の移動体について衝突を回避するために、自船の進路及び速さ等、並びに、自船の周囲に存在する他の船舶の進路及び速さ等を用いて衝突を回避するための処理を行う技術が開示されている（例えば特許文献１）。このような技術によって、船舶同士の衝突を未然に回避することができる。

特開平１０－２１３６５６号公報

しかしながら、他の船舶の進路は、レーダ等を用いて他の船舶が実際に向いている方向等が検知されることによって計算されるのに対して、他の船舶が舵（ハンドル）を切ってからその向きが変わるまでには、その船舶の重量及び風、雨又は波等の外部環境要因等によって時間（例えば数十秒）を要する。このため、他の船舶の将来の進路の予測に時間を要し、すなわち、他の船舶の将来の進路の予測に基づいて自船の進路を変更するか否かを判定するのに時間を要し、安全に船舶同士の衝突を回避できないおそれがある。

そこで、本発明は、移動体の進路を変更するか否かをより早く判定できる通信装置等を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信装置は、第１移動体の位置を示す第１位置情報及び第２移動体の位置を示す第２位置情報を取得する第１取得部と、取得された前記第１位置情報及び前記第２位置情報に基づいてメッシュネットワークを構成する構成部と、前記第２移動体から前記メッシュネットワークを介して前記第２移動体の舵角を示す第２舵角情報を取得する第２取得部と、取得された前記第１位置情報、前記第２位置情報及び前記第２舵角情報に基づいて、前記第１移動体又は前記第２移動体の進路を変更するか否かの判定を行う判定部と、前記判定の結果を出力する出力部と、を備える。

例えば、海上、空中又は地中等では、通常、固定されたアンテナ等がないため、移動体同士の無線での長距離のデータ通信は難しい。これに対して、本発明では、メッシュネットワークが用いられるため、第１移動体と第２移動体とが通信を行う際に、直接通信ができない場合であっても、メッシュネットワークにおける他の移動体を中継することで、無線での長距離のデータ通信が可能となる。

また、メッシュネットワークを介する無線でのデータ通信が可能であることから、第２移動体が進路を変更しようとする一連の動作（例えば、手動でハンドルを切るまたは舵部に対し転舵の指示を操舵装置から送る）と同時に、通信装置は第２移動体からメッシュネットワークを介して第２舵角情報を取得できる。つまり、例えば風、雨又は波等の外部環境要因によって実際の第２移動体の向きが、第２舵角情報が示す向きとなるまでには時間を要するが、その時間を待つことなく、通信装置は、取得した第２舵角情報を用いて第２移動体の進路がどうなるのかをより早く予測できる。したがって、通信装置は、移動体（第１移動体又は第２移動体）の進路を変更するか否かをより早く判定できる。つまり、第１移動体の進路を変更するか、第２移動体の進路をさらに変更させるかの判定をより早く行うことができる。そして、通信装置は、第１移動体の進路を変更する場合には、第１移動体に対して判定の結果として第１移動体の進路を変更させるための情報を出力する。また、通信装置は、第２移動体の進路を変更する場合には、第２移動体に対して判定の結果として第２移動体の進路を変更させるための情報を出力する。これにより、移動体同士の衝突を抑制できる。

また、前記通信装置は、前記第１移動体に搭載されてもよい。

通信装置が第１移動体に搭載されない場合には、通信装置と第１移動体との通信にも時間を要することになる。これに対して、通信装置が第１移動体に搭載されることで、通信装置と第１移動体との通信に要する時間を削減でき、移動体の進路を変更するか否かを早く判定できる。

また、前記第２取得部は、さらに、前記第２移動体から前記メッシュネットワークを介して前記第２移動体の速さを示す第２速さ情報又は前記第２移動体の外部環境を示す第２環境情報を取得し、前記判定部は、さらに、取得された前記第１位置情報、前記第２位置情報及び前記第２舵角情報、並びに、前記第２速さ情報又は前記第２環境情報に基づいて前記判定を行ってもよい。

これによれば、第２舵角情報だけでなく、第２速さ情報及び第２環境情報も用いることで、移動体の進路を変更するか否かの判定の精度を高めることができる。

また、前記判定部は、前記判定として、前記第１移動体の進路を変更するか否かを判定してもよい。

第１移動体からは第２移動体の周囲に存在する移動体を確認できていないことがあり、第２移動体は周囲に存在する移動体との位置関係によっては第２移動体の進路をさらに変更できない場合がある。このため、通信装置は、第２舵角情報を取得した場合に、さらに第１移動体又は第２移動体の進路を変更させる必要があるときには、第１移動体の周囲の状況については容易に確認できることから第１移動体の進路を変更する。これにより、第２移動体の進路を変更させる場合よりも柔軟に移動体同士の衝突を抑制し得る。

また、さらに、前記第２移動体に対して前記メッシュネットワークを介して前記第１移動体の舵角を示す第１舵角情報を通知する通知部を備えていてもよい。

これによれば、メッシュネットワークを介する無線でのデータ通信が可能であることから、第１移動体が進路を変更しようとする（例えば、ハンドルを切る）と同時に、第２移動体に対してメッシュネットワークを介して第１舵角情報を通知できる。つまり、例えば風、雨又は波等の外部環境要因によって実際の第１移動体の向きが、第１舵角情報が示す向きとなるまでには時間を要するが、その時間を待つことなく、取得した第１舵角情報を用いて第１移動体の進路がどうなるのかを第２移動体により早く予測させることができる。これにより、第２移動体側でも同じように移動体の進路を変更するか否かをより早く判定させることができるため、移動体同士の衝突を効果的に抑制できる。

また、前記通知部は、さらに、前記第２移動体に対して前記メッシュネットワークを介して前記第１移動体の速さを示す第１速さ情報又は前記第１移動体の外部環境を示す第１環境情報を通知してもよい。

これによれば、第１舵角情報だけでなく、第１速さ情報及び第１環境情報も用いることで、第２移動体における移動体の進路を変更するか否かの判定の精度を高めることができる。

また、さらに、前記第２移動体に対して前記メッシュネットワークを介して前記第２舵角情報を送信するように要求する要求部を備えていてもよい。

これによれば、第２移動体に対して先に進路を変更させる（例えば、先にハンドルを切らせる）ことができ、例えば、衝突の回避のための処理を円滑に開始できる。

また、前記要求の応答として前記第２移動体から前記メッシュネットワークを介して前記第２舵角情報を前記第２取得部が取得できない場合に、前記第１移動体の進路を変更するための制御を行う制御部と、を備えていてもよい。

これによれば、第２移動体から応答がない場合には、第１移動体が進路を変更することで、例えば衝突を抑制できる。

また、さらに、前記判定の後に得られるデータを外部装置に送信する送信部と、前記データに基づいて生成されたデータであって、前記通信装置を更新するためのデータを受信する受信部と、を備えていてもよい。

例えば、判定の後に得られるデータは、第２舵角情報により変化した実際の第２移動体の進路、第１移動体の進路を変更すると判定された場合の実際の第１移動体の進路、そのときの環境情報等であり、これらの情報を外部装置に蓄積しておき、蓄積した情報を基に通信装置を更新することで、移動体の進路を変更するか否かの判定の精度を高めることができる。

また、前記第１移動体は船舶であってもよい。

これによれば、船舶の衝突を抑制できる。

また、本発明の一態様に係る通信方法は、第１移動体の位置を示す第１位置情報及び第２移動体の位置を示す第２位置情報を取得する第１取得ステップと、取得された前記第１位置情報及び前記第２位置情報に基づいてメッシュネットワークを構成する構成ステップと、前記第２移動体から前記メッシュネットワークを介して前記第２移動体の舵角を示す第２舵角情報を取得する第２取得ステップと、取得された前記第１位置情報、前記第２位置情報及び前記第２舵角情報に基づいて、前記第１移動体又は前記第２移動体の進路を変更するか否かの判定を行う判定ステップと、前記判定の結果を出力する出力ステップと、を含む。

これによれば、移動体の進路を変更するか否かをより早く判定できる通信方法を提供できる。

また、本発明の一態様に係るプログラムは、上記の通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

これによれば、移動体の進路を変更するか否かをより早く判定できるプログラムを提供できる。

本発明により、移動体の進路を変更するか否かをより早く判定できる。

従来技術の問題点を説明するための図である。 実施の形態に係る通信装置の一例を示す構成図である。 実施の形態に係る通信装置の動作の一例を示すフローチャートである。 複数の移動体によって構成されるメッシュネットワークの一例を示す図である。 衝突を回避するための処理が開始される際の処理の一例を示すシーケンス図である。 実施の形態に係る通信装置の、衝突を回避するための処理が開始される際の動作の一例を示すフローチャートである。 衝突を回避するための処理の一例を示すシーケンス図である。 実施の形態に係る通信装置の衝突を回避するための動作の一例を示すフローチャートである。 衝突を回避するための処理が終了する際の処理の一例を示すシーケンス図である。 衝突を回避するための処理の他の一例を示すシーケンス図である。

（従来技術の問題点）
まず、従来技術の問題点について図１を用いて説明する。

図１は、従来技術の問題点を説明するための図である。

図１に示される第１移動体１００及び第２移動体２００は、例えば船舶であり、海上を移動している。図１に示されるように、第１移動体１００及び第２移動体２００は互いに向かい合うようにして移動しており、各移動体がこのままの進路で移動すれば衝突するおそれがある。

近年、移動体の自動運転を活用するにあたり、危険物を自動で避けることは重要なテーマの１つとなっている。例えば第１移動体１００に着目して説明すると、従来技術を用いて自動で衝突を回避する場合、第１移動体１００は自機の位置情報、進行方向及び速さと、第２移動体２００の位置情報、進行方向及び速さとから衝突のおそれを判定し、判定の結果に応じて第１移動体１００の進路を変更する制御を行うことが考えられる。例えば、第１移動体１００は、第２移動体２００の位置を示す位置情報をセンサ、レーダ又はＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等を用いて取得し、第２移動体２００の進行方向及び速さを第２移動体２００の位置情報の変化から計算して取得する。このとき、第２移動体２００が大型の船舶である場合、ハンドルを切ってもすぐに動き出すことはできないため、位置情報が変化するのに時間を要する。また、図１に示されるように、海上では風、雨又は波などの外部環境要因が存在し、これによっても位置情報が変化するのに時間を要する。つまり、第１移動体１００は、第２移動体２００の進行方向及び速さを、第２移動体２００が実際に動き出して位置情報が変化してからでしか計算できない。図１に示されるように、例えば、第２移動体２００が面舵を切った場合、第２移動体２００はすぐには右側へ動きだすことができず、第１移動体１００は、自動で衝突を回避するために移動体（例えば第１移動体１００）の進路を変更するか否かの判定を行うのが遅れる。その間も第１移動体１００と第２移動体２００とは接近し続けるため、第１移動体１００及び第２移動体２００は衝突するおそれがある。

このような従来技術の問題点に対して、本発明によれば、移動体の進路を変更するか否かをより早く判定できる。

なお、以下では、第１移動体１００及び第２移動体２００が船舶であるとして説明するが、船舶でなくてもよい。例えば、第１移動体１００及び第２移動体２００は、飛行船、ヘリコプター、ドローン等の航空機であってもよい。この場合も、第１移動体１００及び第２移動体２００は、空中において風などの外部環境要因を受け、進路を変更するのに時間を要する場合がある。つまり、移動体の進路を変更するか否かの判定を行うのが遅れ、船舶の場合と同じように衝突するおそれがある。また、例えば、第１移動体１００及び第２移動体２００は、掘削機であってもよい。この場合も、第１移動体１００及び第２移動体２００は、地中において土の外部環境要因を受け、進路を変更するのに時間を要する場合があり、移動体の進路を変更するか否かの判定を行うのが遅れることがある。なお、この場合には、第１移動体１００が掘削する穴と第２移動体２００が掘削する穴とを正確に貫通させられないおそれがある。また、第１移動体１００と第２移動体２００とは、同種の移動体でなくてもよい。例えば、第１移動体１００が船舶であるのに対して、第２移動体２００が航空機（例えばドローン等）であってもよい。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

（実施の形態）
［通信装置の構成］
図２は、実施の形態に係る通信装置１０の一例を示す構成図である。

通信装置１０は、例えば、第１移動体１００に搭載され、周囲に存在する第２移動体２００を含む他の移動体に搭載される他の通信装置との間でデータを送受信するための無線機である。なお、以下では、第２移動体２００を第１移動体１００と衝突するおそれのある移動体とし、第１移動体１００は、第２移動体２００と衝突を回避するための通信を行う。

通信装置１０は、プロセッサ２０、通信回路及びアンテナ等からなる通信インタフェースである通信部３０、送信部４１及び受信部４２、並びに、メモリ５０等を含むコンピュータである。通信部３０は、後述するメッシュネットワークを介して第２移動体２００を含む他の移動体に搭載された他の通信装置における通信部と互いに無線通信を行う。送信部４１は、衛星通信等により外部装置へデータを送信し、受信部４２は、衛星通信等により外部装置からデータを受信する。メモリ５０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等であり、プロセッサ２０により実行される制御プログラム（コンピュータプログラム）を記憶することができる。プロセッサ２０が、メモリ５０に記憶された制御プログラムに従って動作することにより、プロセッサ２０が有する機能構成要素である第１取得部２１、構成部２２、要求部２３、第２取得部２４、判定部２５、出力部２６、制御部２７及び通知部２８が実現される。また、プロセッサ２０が、メモリ５０に記憶された制御プログラムに従って動作することにより、通信部３０、送信部４１及び受信部４２を制御する処理が行われる。なお、第１取得部２１、構成部２２、要求部２３、第２取得部２４、判定部２５、出力部２６、制御部２７及び通知部２８は、例えば、通信部３０、送信部４１、受信部４２及びメモリ５０等のハードウェア構成を含んでいてもよい。つまり、第１取得部２１、構成部２２、要求部２３、第２取得部２４、判定部２５、出力部２６、制御部２７及び通知部２８は、プロセッサ２０、通信部３０、送信部４１、受信部４２及びメモリ５０等を組み合わせて実現されてもよい。

第１取得部２１、構成部２２、要求部２３、第２取得部２４、判定部２５、出力部２６、制御部２７及び通知部２８については、図３を用いた通信装置１０の動作の説明と共に説明する。

［通信装置の動作］
図３は、実施の形態に係る通信装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、第１取得部２１は、第１移動体１００の位置を示す第１位置情報及び第２移動体２００の位置を示す第２位置情報を取得する（ステップＳ１１）。第１取得部２１は、例えば、第１移動体１００に搭載されたセンサ、レーダ又はＧＮＳＳを用いて第１位置情報及び第２位置情報を取得する。なお、第１位置情報及び第２位置情報は、緯度経度等の絶対的な位置であってもよいし、特定の基準に対する相対的な位置であってもよい。

次に、構成部２２は、取得された第１位置情報及び第２位置情報に基づいてメッシュネットワークを構成する（ステップＳ１２）。メッシュネットワークの構成について、図４を用いて説明する。

図４は、複数の移動体（具体的には複数の移動体のそれぞれに搭載された通信装置）によって構成されるメッシュネットワークの一例を示す図である。

例えば、各移動体は、自身から所定値以内の距離にある移動体（例えば、自身の近くに存在する移動体）と通信経路を確立する。例えば、第１移動体１００は、自身の近くに存在する移動体２００ａと通信経路Ｒ３を確立し、移動体３００ａと通信経路Ｒ１を確立し、移動体３００ｂと通信経路Ｒ４を確立する。また、移動体３００ａと移動体２００ｂとは通信経路Ｒ２を確立し、移動体２００ａと移動体３００ｂとは通信経路Ｒ５を確立する。このように、各移動体の構成部２２が他の移動体との通信経路を確立していくことで、メッシュ状に通信経路が確立されてメッシュネットワークが構成される。

メッシュネットワークによれば、ホスト及びクライアントの設定を状況に合わせて選択することができるため、詳細は後述するが衝突を回避するための処理の際に第１移動体１００及び第２移動体２００のどちらが先に進路を変更する場合であっても、ホスト及びクライアントを柔軟に選択できる。また、メッシュネットワーク技術に関する規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｓをベースとしたネットワークを構成することで、中継アンテナ（例えば海上の浮標等に設けられたアンテナ）のない状況下であっても、１対１通信では届かない距離までネットワークを繋げることが可能となる。例えば、第１移動体１００と移動体２００ｂとは直接通信することはできないが、移動体３００ａを介した通信経路Ｒ１及びＲ２によって通信が可能となる。

第１移動体１００（具体的には通信装置１０）は、周囲の移動体の現在の位置、移動方向及び速さから衝突の危険度を判定し、危険度が所定の閾値を超える移動体を第２移動体２００としてその移動体と衝突を回避するための通信を行う。なお、危険度の判定は、他船までの現在方位と距離、他船が最も接近する点までの距離を示すＣＰＡ（Ｃｌｏｓｅｓｔ Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ａｐｐｒｏａｃｈ）、および、他船が最も接近する点までの所要時間を示すＴＣＰＡ（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｃｌｏｓｅｓｔ Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ａｐｐｒｏａｃｈ）値を用いて行われてもよい。また、危険度の判定は、他船が自船の船首尾をどのくらいの距離で通過するかを示すＢＣＲ（Ｂｏｗ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ Ｒａｎｇｅ）値を用いて行われてもよいし、他船と衝突する可能性のある領域を示すＤＡＣ（Ｄａｎｇｅｒｏｕｓ Ａｒｅａ ｏｆ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）又は自船が進路変更した場合に他船と衝突する可能性のある領域を示すＯＺＴ（Ｏｂｓｔａｃｌｅ Ｚｏｎｅ ｂｙ Ｔａｒｇｅｔ）などの危険度指標アルゴリズムを用いて行われてもよい。例えば図４では、移動体２００ａ及び２００ｂが第２移動体２００となるため、通信装置１０は、移動体２００ａ及び２００ｂと衝突を回避するための通信を行う。通信装置１０は、移動体２００ａと直接通信を行い、移動体２００ｂとは移動体３００ａを介して通信を行う。

例えば、海上、空中又は地中等では、通常、固定されたアンテナ等がないため、移動体同士の無線での長距離のデータ通信は難しい。これに対して、本発明では、メッシュネットワークが用いられるため、第１移動体１００と第２移動体２００とが通信を行う際に、直接通信ができない場合であっても、メッシュネットワークにおける他の移動体を中継することで、無線での長距離のデータ通信が可能となる。

図３での説明に戻り、要求部２３は、第２移動体２００に対してメッシュネットワークを介して第２移動体の舵角を示す第２舵角情報を送信するように要求する（ステップＳ１３）。舵角情報は、例えば、移動体がハンドルを切ったときの指令値（角度情報）であり、どの方向に進むかを示すものである。

第２取得部２４は、第２移動体２００からメッシュネットワークを介して第２移動体２００の舵角を示す第２舵角情報を取得する（ステップＳ１４）。なお、第２取得部２４は、第２舵角情報に加え、さらに、第２移動体２００からメッシュネットワークを介して第２移動体２００の速さを示す第２速さ情報及び第２移動体２００の外部環境（例えば第２移動体２００の周辺の環境）を示す第２環境情報の少なくとも一方を取得してもよい。ここでは、第２取得部２４は、第２舵角情報に加え、第２速さ情報及び第２環境情報の両方を取得する。第２移動体２００の外部環境を示す第２環境情報は、例えば、風向き、風速、雨量若しくは気圧などの気象に関する測定情報、および波速若しくは波高などの海面の状態に関する測定情報等の情報である。通信部３０がこれらの情報を受信することで、第２取得部２４はこれらの情報を取得できる。なお、制御部２７は、要求の応答として第２移動体２００からメッシュネットワークを介して第２舵角情報を第２取得部２４が取得できない場合に、第１移動体１００の進路を変更するための制御を行う。

次に、判定部２５は、取得された第１位置情報、第２位置情報及び第２舵角情報に基づいて、第１移動体１００又は第２移動体２００の進路を変更するか否かの判定を行う（ステップＳ１５）。なお、判定部２５は、さらに、取得された第１位置情報、第２位置情報及び第２舵角情報、並びに、第２速さ情報又は第２環境情報に基づいて当該判定を行う。ここでは、判定部２５は、第１位置情報、第２位置情報、第２舵角情報、第２速さ情報及び第２環境情報に基づいて当該判定を行う。なお、当該判定には、第１移動体１００又は第２移動体２００の進路をどのように変更するかについての判定も含まれる。なお、以下で説明する衝突を回避するための処理の詳細においては、判定部２５は、当該判定として、第１移動体１００の進路を変更するか否かを判定する。

出力部２６は、前記判定の結果を出力する（ステップＳ１６）。出力部２６は、例えば、第１移動体１００の進路を変更すると判定された場合には、第１移動体１００に対して判定の結果として第１移動体１００の進路を変更させるための情報を出力する。これにより、制御部２７は、出力された情報を用いて第１移動体１００の進路を変更するように第１移動体１００の舵角及びエンジン出力等を制御する。また、出力部２６は、例えば、第２移動体２００の進路を変更すると判定された場合には、第２移動体２００に対して判定の結果として第２移動体２００の進路を変更させるための情報を出力する（具体的には通信部３０を介して送信する）。なお、進路を変更させるための情報には、どのように進路を変更させるかを示す情報が含まれる。

そして、例えば、第１移動体１００の進路を変更させる場合には、通知部２８は、第２移動体２００に対してメッシュネットワークを介して第１移動体１００の舵角を示す第１舵角情報を通知する（ステップＳ１７）。なお、通知部２８は、第１舵角情報に加え、さらに、第２移動体２００に対してメッシュネットワークを介して第１移動体１００の速さを示す第１速さ情報及び第１移動体１００の外部環境（例えば第１移動体１００の周辺の環境）を示す第１環境情報の少なくとも一方を通知してもよい。ここでは、通知部２８は、第１舵角情報に加え、第１速さ情報及び第１環境情報の両方を通知する。第１移動体１００の外部環境を示す第１環境情報は、例えば、風向き、風速、雨量若しくは気圧などの気象に関する測定情報、および波速若しくは波高などの海面の状態に関する測定情報等の情報である。

［衝突を回避するための処理の詳細］
次に、衝突を回避するための処理の詳細について図５から図９を用いて説明する。

図５は、衝突を回避するための処理が開始される際の処理の一例を示すシーケンス図である。なお、図５、後述する図７及び図９では、第１移動体１００と第２移動体２００とが直接通信するように示されているが、第１移動体１００と第２移動体２００とはメッシュネットワークを介して通信を行うため、他の移動体を介して通信が行われてもよい。

第１移動体１００（具体的には、通信装置１０、以下の図７及び図９での説明においても同様）は、周囲に存在する移動体のうち今後衝突しそうな移動体、すなわち第２移動体２００に対して、衝突を回避するための通信を開始する旨の通知、及び、相手（第２移動体２００）のシステムの健康状態の確認を請求する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１での処理は、第１移動体１００と第２移動体２００との距離が例えば１００ｍ程度となったときに始められる。

ここで、システムの健康状態とは、例えばシステムの稼働状況（電源ＯＮ／ＯＦＦ又は正常／異常など）を示すステータス情報などである。

第２移動体２００は、第１移動体１００からの通信を開始する旨の通知に対して了承し、また、システムの健康状態を返信する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０１及びステップＳ１０２での処理が行われることで、第１移動体１００は、第２移動体２００と正常に通信を行うことができることを認識でき、衝突を回避するための処理を開始できる。

ここで、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２での処理が行われるときの通信装置１０の動作について図６を用いて説明する。

図６は、実施の形態に係る通信装置１０の、衝突を回避するための処理が開始される際の動作の一例を示すフローチャートである。

通信装置１０は、今後衝突しそうな移動体、すなわち第２移動体２００が近くに存在するか否かを判定する（ステップＳ２１）。通信装置１０は、上述したように、周囲の移動体との衝突の危険度を判定することで当該判定を行う。

通信装置１０は、第２移動体２００が近くに存在すると判定した場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）、第２移動体２００に対して、衝突を回避するための通信を開始する旨の通知、及び、第２移動体２００のシステムの健康状態の確認を請求する（ステップＳ２２）。

そして、通信装置１０は、一定時間後に、第２移動体２００から通信を開始する旨の通知に対する了承、及び、システムの健康状態の通知を受信する（ステップＳ２３）。

通信装置１０は、第２移動体２００が近くに存在しないと判定した場合には（ステップＳ２１でＮｏ）、ステップＳ２１での処理を繰り返す。これにより、第１移動体１００に衝突しそうな第２移動体２００が近づいたときに、すぐにステップＳ２２での処理を開始することができ、つまり、すぐに衝突を回避するための処理を開始できる。

衝突を回避するための処理が開始された後の処理について、図７から図９を用いて説明する。

図７は、衝突を回避するための処理の一例を示すシーケンス図である。具体的には、図７は、図５に示されるステップＳ１０２での処理の後に行われる処理を示す。

第１移動体１００は、相手（第２移動体２００）が先に避けることを、メッシュネットワークを介して第２移動体２００へ通知する（ステップＳ２０１）。なお、この通知には、第２移動体２００に対してメッシュネットワークを介して第２舵角情報を送信させる要求が含まれる。自身（第１移動体１００）が先に避けるか相手（第２移動体２００）が先に避けるかは、例えば、予め定められたルールによって決定される。当該ルールには、例えば、海上の交通ルール等が含まれており、メモリ５０等に記憶される。例えば、第１移動体１００と第２移動体２００とが衝突しそうな場合に、第２移動体２００が第１移動体１００の前方左側にいるときには、相手を右側に見る方の船舶が避けるという予め定められたルールによって第２移動体２００が先に避けることが決定される。このような場合に、ステップＳ２０１での処理が行われる。

第２移動体２００は、自身（第２移動体２００）が先に避けることを了承したことを第１移動体１００へ通知する（ステップＳ２０２）。

また、第２移動体２００は、第１移動体１００を避けるためにハンドルを切り、第１移動体１００に対して、その舵角を示す第２舵角情報を送信し、また、周囲の第２環境情報及び第２速さ情報を送信する（ステップＳ２０３）。

第１移動体１００は、第２移動体２００から得た情報から、相手がどのように動くかを計算して第１移動体１００の進路を変更するか否かを判定しつつ、相手に第２舵角情報等の内容についての了承通知をする（ステップＳ２０４）。例えば、第１移動体１００は、予測される第２移動体２００の進路に対して第１移動体１００の進路を変更する必要があるか否かを予め定められたルールに基づいて判定する。例えば、予め定められたルールには、第２移動体２００の進路と、当該第２移動体２００の進路に対して第１移動体１００が取るべき進路との対応関係が含まれており、第１移動体１００は、予測される第２移動体２００の進路を当該対応関係に照合することで、第１移動体１００の進路を変更する必要があるか否か、またどのように進路を変更するかを判定する。第１移動体１００は、第１移動体１００の進路を変更する場合には、判定の結果に応じて自身のハンドルを切る。

また、第１移動体１００は、ハンドルを切った場合、第２移動体２００に対して、その舵角を示す第１舵角情報を送信し、また、第１環境情報及び第１速さ情報を送信する（ステップＳ２０５）。第２移動体２００は、第１移動体１００から得た情報から、相手がどのように動くかを計算して第２移動体２００の進路を変更するか否かを判定しつつ、相手に第１舵角情報等の内容についての了承通知をする。また、第２移動体２００も必要があればスピードや進行方向を変える。

このように、まず例えば第２移動体２００が第１移動体１００からの要求によりハンドルを切り、これに応じて第２舵角情報等を取得した第１移動体１００が第２移動体２００の将来の進路を予測して必要に応じてハンドルを切り、さらにこれに応じて第１舵角情報等を取得した第２移動体２００が第１移動体１００の将来の進路を予測して必要に応じてハンドルを切るということを、第１移動体１００及び第２移動体２００の両方がハンドルを切る必要がないと判定するまで続けられる。

ここで、ステップＳ２０１からステップＳ２０５での処理が行われるときの通信装置１０の動作について図８を用いて説明する。

図８は、実施の形態に係る通信装置１０の衝突を回避するための処理の一例を示すフローチャートである。

まず、通信装置１０は、相手（第２移動体２００）に先に避けるように、メッシュネットワークを介して通知し、例えば同時に第２舵角情報、第２速さ情報及び第２環境情報を自身へ送信するように要求する（ステップＳ３１）。これにより、第２移動体２００に対して先に進路を変更させる（例えば、先にハンドルを切らせる）ことができ、衝突の回避のための処理を円滑に開始できる。

次に、通信装置１０は、第２移動体２００から先に避けることを了承したことを示す了承通知、及び第２舵角情報等を受信したか否かを判定する（ステップＳ３２）。本発明では、メッシュネットワークを介する無線でのデータ通信が可能であることから、第２移動体２００が進路を変更しようとする一連の動作（例えば、手動でハンドルを切るまたは舵部に対し転舵の指示を操舵装置から送る）と同時に、通信装置１０は第２移動体２００からメッシュネットワークを介して第２舵角情報を取得できる。つまり、例えば風、雨又は波等の外部環境要因によって実際の第２移動体２００の向きが、第２舵角情報が示す向きとなるまでには時間を要するが、その時間を待つことなく、通信装置１０は、取得した第２舵角情報を用いて第２移動体２００の進路がどうなるのかをより早く予測できる。したがって、通信装置１０は、移動体（第１移動体又は第２移動体）の進路を変更するか否かをより早く判定できる。ここでは、通信装置１０は、第１移動体１００の進路を変更するか否かをより早く判定できる。

また、通信装置１０は、第２舵角情報だけでなく、第２速さ情報及び第２環境情報も用いることで、移動体の進路を変更するか否かの判定の精度を高めることができる。第２速さ情報及び第２環境情報によっては、第２移動体２００の今後の進路の予測結果が変わり、第１移動体１００の進路の変更の有無及びどのように変更するかが変わってくるためである。例えば、第２移動体２００の周囲の風向等によっては、第２舵角情報から予測される将来の第２移動体２００の進行方向は変わってくる。

通信装置１０は、了承通知、及び第２舵角情報等を受信した場合（ステップＳ３２でＹｅｓ）、第１移動体１００の進路を変更するか否かを判定する、つまり、自身もハンドルを切る必要があるか否かを判定する（ステップＳ３３）。第１移動体１００からは第２移動体２００の周囲に存在する移動体を確認できていないことがあり、第２移動体２００は周囲に存在する移動体との位置関係によっては第２移動体２００の進路をさらに変更できない場合がある。このため、通信装置１０は、第２舵角情報を取得した場合に、さらに第１移動体１００又は第２移動体２００の進路を変更させる必要があるときには、通信装置１０が搭載された第１移動体１００の周囲の状況については容易に確認できることから第１移動体１００の進路を変更する。これにより、第２移動体２００の進路を変更させる場合よりも柔軟に移動体同士の衝突を抑制し得る。

通信装置１０は、自身もハンドルを切る必要があると判定した場合（ステップＳ３３でＹｅｓ）、第２舵角情報等が送信されたことに対する了承通知、及び第１舵角情報を送信する（ステップＳ３４）。本発明では、メッシュネットワークを介する無線でのデータ通信が可能であることから、第１移動体１００が進路を変更しようとする（例えば、ハンドルを切る）と同時に、第２移動体２００に対してメッシュネットワークを介して第１舵角情報を通知できる。つまり、例えば風、雨又は波等の外部環境要因によって実際の第１移動体１００の向きが、第１舵角情報が示す向きとなるまでには時間を要するが、その時間を待つことなく、取得した第１舵角情報を用いて第１移動体１００の進路がどうなるのかを第２移動体２００により早く予測させることができる。これにより、第２移動体２００側でも同じように移動体の進路を変更するか否かをより早く判定させることができるため、移動体同士の衝突を効果的に抑制できる。

また、通信装置１０は、第１舵角情報に加えて、第１環境情報及び第１速さ情報を送信する。これにより、第１舵角情報だけでなく、第１速さ情報及び第１環境情報も用いることで、第２移動体２００における移動体の進路を変更するか否かの判定の精度を高めることができる。

通信装置１０は、自身はハンドルを切る必要がないと判定した場合（ステップＳ３３でＮｏ）、第２舵角情報等の内容についての了承通知をする（ステップＳ３５）。

一方で、通信装置１０は、了承通知、及び第２舵角情報等を受信しない場合（ステップＳ３２でＮｏ）、既定の動作をとる（ステップＳ３６）。例えば、通信装置１０は、既定の動作として第１移動体１００の進路を変更するための制御を行う。これにより、第２移動体２００から応答がない場合には、第１移動体１００が進路を変更することで衝突を抑制できる。

そして、衝突のおそれがなくなり移動体の進路変更が不要になった場合には、図９に示されるように、衝突を回避する処理が終了する際の処理が行われる。

図９は、衝突を回避するための処理が終了する際の処理の一例を示すシーケンス図である。

第１移動体１００は、進路変更が不要になったときに衝突を回避するための通信を終了することを第２移動体２００に通知する（ステップＳ３０１）。

第２移動体２００は、当該通知を受領し、当該通信を終了することを了承する（ステップＳ３０２）。

移動体の進路を変更するか否かの判定がされた後には、第１移動体１００及び第２移動体２００は、衝突を回避するように移動する。例えば、衝突を回避するように移動する際に、どのような舵角情報、速さ情報及び環境情報によって第１移動体１００及び第２移動体２００が実際にどのように移動したのか、つまり、第２舵角情報等により変化した実際の第２移動体２００の進路、第１移動体１００の進路を変更すると判定された場合の実際の第１移動体１００の進路、そのときの環境情報等がメモリ５０等に記憶される。移動体の進路を変更するか否かの判定の後に得られるこのようなデータが蓄積された後、送信部４１は、当該データを外部装置に送信する。外部装置は、当該データに基づいて通信装置１０を更新するためのデータを生成する。例えば、外部装置は、第２舵角情報、第２速さ情報及び第２環境情報によって第１移動体１００が実際にどのように移動したのかがわかることで、進路を変更するか否か、またどのように進路を変更するかを判定するためのデータ（プログラム等）をより良いものに更新できる。そして、受信部４２は、通信装置１０を更新するためのデータを受信する。これにより、今後行われる移動体の進路を変更するか否かの判定の精度を高めることができ、より安全な自動衝突回避を実現できる。

なお、図７等では、第１移動体１００は、第２移動体２００に対して第２移動体２００が先に避けることを通知すると説明したが、これに限らず、第１移動体１００が先に避けることを通知してもよい。これについて、図１０を用いて説明する。

図１０は、衝突を回避するための処理の他の一例を示すシーケンス図である。具体的には、図１０は、図５に示されるステップＳ１０２での処理の後に行われる処理を示す。

第１移動体１００は、自分（第１移動体１００）が先に避けることを、メッシュネットワークを介して第２移動体２００へ通知する（ステップＳ４０１）。例えば、第１移動体１００と第２移動体２００とが衝突しそうな場合に、第２移動体２００が第１移動体１００の前方右側にいる場合には、相手を右側に見る方の船舶が避けるという予め定められたルールによって第１移動体１００が先に避けることが決定される。このような場合に、ステップＳ４０１での処理が行われる。

第２移動体２００は、相手（第１移動体１００）が先に避けることを了承したことを第１移動体１００へ通知する（ステップＳ４０２）。

第１移動体１００は、第２移動体２００を避けるためにハンドルを切り、第２移動体２００に対して、その舵角を示す第１舵角情報を送信し、また、第１環境情報及び第１速さ情報を送信する（ステップＳ４０３）。

第２移動体２００は、第１移動体１００から得た情報から、相手がどのように動くかを計算して第２移動体２００の進路を変更するか否かを判定しつつ、相手に第１舵角情報等の内容についての了承通知をする（ステップＳ４０４）。例えば、第２移動体２００は、予測される第１移動体１００の進路に対して第２移動体２００の進路を変更する必要があるか否かを予め定められたルールに基づいて判定する。例えば、予め定められたルールには、第１移動体１００の進路と、当該第１移動体１００の進路に対して第２移動体２００が取るべき進路との対応関係が含まれており、第２移動体２００は、予測される第１移動体１００の進路を当該対応関係に照合することで、第２移動体２００の進路を変更する必要があるか否か、またどのように進路を変更するかを判定する。第２移動体２００は、第２移動体２００の進路を変更する場合には、判定の結果に応じて自身のハンドルを切る。

また、第２移動体２００は、ハンドルを切った場合、第１移動体１００に対して、その舵角を示す第２舵角情報を送信し、また、周囲の第２環境情報及び第２速さ情報を送信する（ステップＳ４０５）。第１移動体１００は、第２移動体２００から得た情報から、相手がどのように動くかを計算して第１移動体１００の進路を変更するか否かを判定しつつ、相手に第２舵角情報等の内容についての了承通知をする。また、第１移動体１００も必要があればハンドルを切る。

このように、まず例えば第１移動体１００がハンドルを切り、これに応じて第１舵角情報等を取得した第２移動体２００が第１移動体１００の将来の進路を予測して必要に応じてハンドルを切り、さらにこれに応じて第２舵角情報等を取得した第１移動体１００が第２移動体２００の将来の進路を予測して必要に応じてハンドルを切るということを、第１移動体１００及び第２移動体２００の両方がハンドルを切る必要がないと判定するまで続けられる。

なお、図７等では、第１移動体１００は、第２移動体２００から得た情報から第１移動体１００の進路を変更するか否かを判定すると説明したが、これに限らず、第２移動体２００の進路を変更させるか否かを判定してもよい。同じように、第２移動体２００は、第１移動体１００から得た情報から第１移動体１００の進路を変更させるか否かを判定してもよい。つまり、ハンドルを切った相手の予測される進路に応じて自身の進路を変更せずに、ハンドルを切った相手の進路をさらに変更させるように相手に通知してもよい。

（その他の実施の形態）
以上、本発明の通信装置１０について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、本発明における通信装置１０は、メッシュネットワークを構成する各移動体に搭載され、各移動体が上記説明した第１移動体１００と同等の機能を有していてもよい。

また、例えば、上記実施の形態では、通信装置１０は、移動体（例えば第１移動体１００）に搭載されたが、これに限らない。例えば、通信装置１０は、移動体に搭載されず移動体と衛星通信等により通信する外部装置（例えばサーバ装置等）であってもよい。

また、本発明は、船舶の他、航空機又は掘削機等に適用できるが、例えば、自動車のような決められた道路上を移動しない移動体に適用できる。例えば、本発明は、工場等において用いられる、自律して移動する搬送台車等に適用されてもよい。

また、本発明は、通信装置１０として実現できるだけでなく、通信装置１０を構成する各構成要素が行うステップ（処理）を含む通信方法として実現できる。

具体的には、図３に示されるように、通信方法は、第１移動体１００の位置を示す第１位置情報及び第２移動体２００の位置を示す第２位置情報を取得する第１取得ステップ（ステップＳ１１）と、取得された第１位置情報及び第２位置情報に基づいてメッシュネットワークを構成する構成ステップ（ステップＳ１２）と、第２移動体２００からメッシュネットワークを介して第２移動体２００の舵角を示す第２舵角情報を取得する第２取得ステップ（ステップＳ１４）と、取得された第１位置情報、第２位置情報及び第２舵角情報に基づいて、第１移動体１００又は第２移動体２００の進路を変更するか否かの判定を行う判定ステップ（ステップＳ１５）と、判定の結果を出力する出力ステップ（ステップＳ１６）と、を含む。

また、例えば、それらのステップは、コンピュータ（コンピュータシステム）によって実行されてもよい。そして、本発明は、それらの方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本発明は、そのプログラムを記録したＣＤ－ＲＯＭ等である非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。

例えば、本発明が、プログラム（ソフトウェア）で実現される場合には、コンピュータのＣＰＵ、メモリおよび入出力回路等のハードウェア資源を利用してプログラムが実行されることによって、各ステップが実行される。つまり、ＣＰＵがデータをメモリまたは入出力回路等から取得して演算したり、演算結果をメモリまたは入出力回路等に出力したりすることによって、各ステップが実行される。

また、上記実施の形態の通信装置１０に含まれる複数の構成要素は、それぞれ、専用または汎用の回路として実現されてもよい。これらの構成要素は、１つの回路として実現されてもよいし、複数の回路として実現されてもよい。

また、上記実施の形態の通信装置１０に含まれる複数の構成要素は、集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。これらの構成要素は、個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩまたはウルトラＬＳＩと呼称される場合がある。

また、集積回路はＬＳＩに限られず、専用回路または汎用プロセッサで実現されてもよい。上述したように、プログラム可能なＦＰＧＡ、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続および設定が再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサが、利用されてもよい。

さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて、通信装置１０に含まれる各構成要素の集積回路化が行われてもよい。

その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

本発明は、ハンドルを切ってから実際に移動するまでに時間を要する船舶等の移動体に利用可能である。

１０ 通信装置
２０ プロセッサ
２１ 第１取得部
２２ 構成部
２３ 要求部
２４ 第２取得部
２５ 判定部
２６ 出力部
２７ 制御部
２８ 通知部
３０ 通信部
４１ 送信部
４２ 受信部
５０ メモリ
１００ 第１移動体
２００ 第２移動体
２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂ 移動体
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５ 通信経路

Claims (11)

1. 第１移動体の位置を示す第１位置情報及び第２移動体の位置を示す第２位置情報を取得する第１取得部と、
   取得された前記第１位置情報及び前記第２位置情報に基づいてメッシュネットワークを構成する構成部と、
   前記第２移動体から前記メッシュネットワークを介して前記第２移動体の舵角を示す第２舵角情報及び前記第２移動体の外部環境を示す第２環境情報を取得する第２取得部と、
   取得された前記第１位置情報、前記第２位置情報、前記第２舵角情報及び前記第２環境情報に基づいて、前記第１移動体又は前記第２移動体の進路を変更するか否かの判定を行う判定部と、
   前記判定の結果を出力する出力部と、を備え、
   前記第１移動体及び前記第２移動体は、船舶であり、
   前記第２環境情報は、海面の状態に関する情報を含む、
   通信装置。
2. 前記通信装置は、前記第１移動体に搭載される、
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記第２取得部は、さらに、前記第２移動体から前記メッシュネットワークを介して前記第２移動体の速さを示す第２速さ情報を取得し、
   前記判定部は、さらに、取得された前記第１位置情報、前記第２位置情報、前記第２舵角情報及び前記第２環境情報、並びに、前記第２速さ情報に基づいて前記判定を行う、
   請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記判定部は、前記判定として、前記第１移動体の進路を変更するか否かを判定する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. さらに、前記第２移動体に対して前記メッシュネットワークを介して前記第１移動体の舵角を示す第１舵角情報を通知する通知部を備える、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記通知部は、さらに、前記第２移動体に対して前記メッシュネットワークを介して前記第１移動体の速さを示す第１速さ情報又は前記第１移動体の外部環境を示す第１環境情報を通知する、
   請求項５に記載の通信装置。
7. さらに、前記第２移動体に対して前記メッシュネットワークを介して前記第２舵角情報を送信するように要求する要求部を備える、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 前記要求の応答として前記第２移動体から前記メッシュネットワークを介して前記第２舵角情報を前記第２取得部が取得できない場合に、前記第１移動体の進路を変更するための制御を行う制御部と、を備える、
   請求項７に記載の通信装置。
9. さらに、
   前記判定の後に得られるデータを外部装置に送信する送信部と、
   前記データに基づいて生成されたデータであって、前記通信装置を更新するためのデータを受信する受信部と、を備える、
   請求項１～８のいずれか１項に記載の通信装置。
10. 通信装置により実行される通信方法であって、
    第１移動体の位置を示す第１位置情報及び第２移動体の位置を示す第２位置情報を取得する第１取得ステップと、
    取得された前記第１位置情報及び前記第２位置情報に基づいてメッシュネットワークを構成する構成ステップと、
    前記第２移動体から前記メッシュネットワークを介して前記第２移動体の舵角を示す第２舵角情報及び前記第２移動体の外部環境を示す第２環境情報を取得する第２取得ステップと、
    取得された前記第１位置情報、前記第２位置情報、前記第２舵角情報及び前記第２環境情報に基づいて、前記第１移動体又は前記第２移動体の進路を変更するか否かの判定を行う判定ステップと、
    前記判定の結果を出力する出力ステップと、を含み、
    前記第１移動体及び前記第２移動体は、船舶であり、
    前記第２環境情報は、海面の状態に関する情報を含む、
    通信方法。
11. 請求項１０に記載の通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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