WO2021182476A1

WO2021182476A1 - 走行距離推定システム

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Publication number: WO2021182476A1
Application number: PCT/JP2021/009331
Authority: WO
Inventors: 誠一片岡; 将人内藤; 高橋　秀幸
Original assignee: 株式会社ミックウェア
Priority date: 2020-03-12
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2021-09-16
Also published as: JPWO2021182476A1

Abstract

通信回数及び無線送信データ容量に制限がある通信方式を用いて、車両の走行距離を適切に推定するための走行距離推定システムを提供する。システムは、通信端末装置とサーバとを含む。サーバは、通信端末装置からまとめて無線送信された複数の位置情報を逐次受信し、受信した順番で位置情報を格納部に記録する。サーバは、格納部に記録した連続する２点の位置情報に基いて候補経路を所定数抽出し、抽出した候補経路の平均距離を２点間の距離と推定する。

Description

走行距離推定システム

　本発明は移動体の走行距離を推定する技術に関し、特に通信回数及び送信データ容量に制限がある通信方式を用いて、移動体の走行距離を適切に推定するためのシステムに関する。

　近年、様々な無線通信規格が実用化されており、特に、低コストかつ低消費電力で広いエリアをカバーするＬＰＷＡ（Ｌｏｗ　Ｐｏｗｅｒ　Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ）通信が注目されている。

　ＬＰＷＡ通信は、上記のメリットがある一方で、無線送信できる通信回数に制限が設けられている、或いは、１度に無線送信できるデータの容量が少ない、といった制約がある。例えば、ＬＰＷＡ通信の一つである「Ｓｉｇｆｏｘ（登録商標）」は、１日に最大１４０回までの送信回数制限と、１回に無線送信できるデータ容量は最大１２Ｂｙｔｅという制約がある。

　そのため、一般的には、１日に数回だけ情報を無線送信するだけで足りるようなシステム、例えば、機器の異常の有無を検知して、サーバに異常の有無を無線送信するシステムにＬＰＷＡ通信が採用されている。（特許文献１参照）

特開２０１９－６２３１１号公報

　しかしながら、ＬＰＷＡ通信の低コストは大きな魅力であり、これまで携帯電話の通信網を用いて行われていた管理システムに対して、ＬＰＷＡ通信を適用する要望が高まっている。

　例えば、多くの車両を運用管理するカーリースサービスでは、リースをしている車両の走行距離をサーバで収集して車両のメンテナンスに活用したいという要望がある。これまでの車両のメンテナンスは、一定期間が経過するタイミングで行っていた。しかし、車両の運用状態によっては、一定期間が経過してもメンテナンス不要な車両も存在すれば、一定期間経過する前にメンテナンスを必要とする車両も存在する。車両のメンテナンスが必要かどうかの目安となる情報は走行距離である。

　車両の走行距離は、車両自体が車輪の回転数を計測して推定値を算出しているが、タイヤの状況やタイヤサイズ等でバラつきがある。車両から走行距離の情報を取得することも可能であるが、車両の走行距離を管理するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）と接続する手間も増える。

　そこで、このような手間を取ることなく、ＧＮＳＳ（全球測位衛星システム）を利用して車両の位置情報を車載装置が逐次取得して、取得した位置情報をサーバに無線送信することで、サーバが車両の走行距離を計算する仕組みが考えられる。

　しかし、送信回数制限のあるＬＰＷＡ通信を用いた場合、車両の位置情報を頻繁に無線送信することができないため、限られた数の位置情報から車両の実際の走行距離に近い距離を推定する必要がある。

　本発明は、通信回数、送信データ容量に制限がある通信方式を用いて、車両等、移動体の走行距離を適切に推定するための走行距離推定システム、通信端末装置、上りメッセージ送信方法及びプログラムを利用できるようにすることを目的とする。

　（１）上記の課題を解決するために、本発明の一態様である走行距離推定システムは、移動体に搭載された通信端末装置と、通信端末装置から移動体の位置情報を受信するサーバとを含む。通信端末装置は、位置情報取得部、通信部を備える。位置情報取得部は、位置情報を逐次取得する。通信部は、複数の位置情報をまとめてサーバに無線送信する。サーバは、サーバ通信部、制御部、経路情報記憶部、距離推定部を備える。サーバ通信部は、通信部が無線送信した複数の位置情報を逐次受信する。制御部は、逐次受信した順番で位置情報を格納部に記録する。経路情報記憶部は、移動体が通過することが可能な経路及び交差点に関する経路情報と、コストを示す重み情報とを対応付けて記憶する。距離推定部は、格納部に記録した連続する２点の位置情報に基いて、経路情報記憶部から、コストが低くなる経路の候補である候補経路を所定数、抽出し、抽出した候補経路の平均距離を２点の間の推定距離とする。

　（２）上記した（１）の走行距離推定システムにおいて、経路情報記憶部は、更に、経路情報と、経路の位置を示す経路位置情報と、交差点の位置を示す交差点位置情報とを対応付けて記憶していてもよい。サーバは、更に、第２の距離推定部を備えてもよい。第２の距離推定部は、格納部に記録した２点の位置情報に基いて、経路情報記憶部から２点の位置に近い経路位置情報を含む経路情報を抽出し、抽出した経路情報と対応付けて記憶している交差点位置情報のうち、２点の位置に近い位置にある交差点位置情報を示す交差点を特定し、２点と、特定した交差点とを経由する距離を２点の間の第２の推定距離とする。制御部は、推定距離と第２の推定距離のいずれかを選択する、としてもよい。

　（３）上記した（１）の走行距離推定システムにおいて、経路情報記憶部は、更に、経路情報と経路の利用頻度を示す頻度情報とを対応付けて記憶していてもよい。サーバは、更に、第３の距離推定部を備えるとしてもよい。第３の距離推定部は、格納部に記録した２点の位置情報に基いて、利用頻度が最も高い経路情報を特定し、特定した経路情報が示す経路の距離を２点の間の第３の推定距離とする。制御部は、推定距離と第３の推定距離のいずれかを選択する、としてもよい。

　（４）上記した（２）の走行距離推定システムにおいて、経路情報記憶部は、更に、経路情報と経路の利用頻度を示す頻度情報とを対応付けて記憶していてもよい。サーバは、更に、第３の距離推定部を備えるとしてもよい。第３の距離推定部は、格納部に記録した２点の位置情報に基いて、利用頻度が最も高い経路情報を特定し、特定した経路情報が示す経路の距離を２点の間の第３の推定距離とする。制御部は、推定距離と第２の推定距離と第３の推定距離のいずれかを選択する、としてもよい。

　（５）上記した（１）から（４）のいずれかに記載の走行距離推定システムにおいて、通信端末装置は、更に、端末制御部を備えていてもよい。端末制御部は、格納部に記録した２点の位置情報の差分を示す差分情報を算出し、算出した差分情報が０若しくは所定値よりも小さい場合、位置情報をサーバに無線送信しない、としてもよい。

　（６）上記した（１）から（５）のいずれかに記載の走行距離推定システムにおいて、通信端末装置は、更に、検知部を備えていてもよい。検知部は、移動体の移動の開始と移動体の移動の終了とを検知する。通信部は、更に、検知部が移動体の移動の開始を検知した場合、位置情報取得部が取得する位置情報と、移動体の移動の開始を示す移動開始情報を含むオン時コンテンツをサーバに無線送信し、移動体の移動の開始から所定の時間が経過する度に、位置情報取得部が取得する複数の位置情報を含む定期コンテンツをサーバに無線送信し、検知部が移動体の移動の終了を検知したときに、位置情報取得部が取得する位置情報と、移動体の移動の終了を示す移動終了情報を含むオフ時コンテンツをサーバに無線送信する、としてもよい。サーバ通信部は、通信部が無線送信するオン時コンテンツ、定期コンテンツ及びオフ時コンテンツを受信し、距離推定部は、オン時コンテンツ、定期コンテンツ及びオフ時コンテンツに含まれる位置情報に基いて２点の間の距離を推定する、としてもよい。

　（７）上記の課題を解決するために、本発明の一態様である走行距離推定システムは、移動体に搭載された通信端末装置と、通信端末装置と通信をするサーバとを含む。通信端末装置は、検知部、位置情報取得部、端末制御部、通信部を備える。検知部は、移動体の電源のオン／オフを検知する。位置情報取得部は、移動体が存在した位置を示す位置情報を逐次取得する。端末制御部は、送信順を示すシーケンス番号と、検知部が検知する電源のオン／オフに基く移動体の挙動を示す挙動情報と、位置情報に基く複数の位置を特定する位置情報群とを含む上りメッセージを生成する。通信部は、上りメッセージをサーバに無線送信する。端末制御部は、検知部が電源のオフを検知した場合、挙動として移動体の移動終了を示す挙動情報を含む上りメッセージを生成し、検知部が電源のオンを検知した場合、挙動として移動体の移動開始を示す挙動情報を含む上りメッセージを生成し、電源のオフを検知してから電源のオンを検知するまでの間に位置情報取得部が逐次取得する位置情報を用いずに上りメッセージを生成する。サーバは、サーバ通信部と、距離推定部とを備える。サーバ通信部は、通信部から無線送信された上りメッセージを受信する。距離推定部は、サーバ通信部が受信する上りメッセージに含まれる位置情報群に基いて移動体の走行距離を推定する。

　（８）本発明の一態様は、上記した（７）の走行距離推定システムにおいて、端末制御部は、更に、位置情報取得部が逐次取得する複数の位置情報に基いて、第１の位置と第２の位置との差分を示す差分情報を算出し、位置情報群は、第１の位置を示す情報と差分情報とを含むとしてもよい。

　（９）本発明の一態様は、上記した（８）の走行距離推定システムにおいて、端末制御部が算出する差分が０若しくは所定値よりも小さい場合、位置情報群に差分情報を含まない、としてもよい。

　（１０）本発明の一態様は、上記した（７）から（９）のうちいずれかに記載の走行距離推定システムにおいて、位置情報取得部は、経緯度で表現した位置情報を取得し、端末制御部は、位置情報取得部が逐次取得する位置情報を、所定位置を基準位置とするｘｙ座標で表現した情報に変換して上りメッセージを生成する、としてもよい。

　（１１）上記の課題を達成するために、本発明の一態様に係る通信端末装置は、移動体に搭載された通信端末装置であって、検知部、位置情報取得部、端末制御部、通信部を備える。検知部は、移動体の電源のオン／オフを検知する。位置情報取得部は、移動体が存在した位置を示す位置情報を逐次取得する。端末制御部は、送信順を示すシーケンス番号と、検知部が検知する電源のオン／オフに基く移動体の挙動を示す挙動情報と、位置情報に基く複数の位置を特定する位置情報群とを含む上りメッセージを生成する。通信部は、上りメッセージをサーバに無線送信する。端末制御部は、検知部が電源のオフを検知した場合、移動体の移動終了を示す挙動情報を含む上りメッセージを生成し、検知部が電源のオンを検知した場合、移動体の移動開始を示す挙動情報を含む上りメッセージを生成し、電源のオフを検知してから電源のオンを検知するまでの間に位置情報取得部が逐次取得する位置情報を用いずに上りメッセージを生成する。

　（１２）上記の課題を達成するために、本発明の一態様に係る送信制御方法は、移動体に搭載され、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）とメモリを備える通信端末装置に用いられる上りメッセージの送信制御方法であって、移動体の電源のオフを検知した場合、移動体の移動終了を示す挙動情報を含む上りメッセージを無線送信するステップと、電源のオンを検知した場合、移動体の移動開始を示す挙動情報を含む上りメッセージを無線送信するステップと、電源のオフを検知してから電源のオンを検知するまでの間に逐次取得する位置情報を用いずに上りメッセージを無線送信するステップとを含む。

　（１３）上記の課題を達成するために、本発明の一態様に係るプログラムは、移動体に搭載され、ＣＰＵとメモリを備える通信端末装置を、移動体が存在した位置を示す位置情報を逐次取得する位置情報取得部、移動体の電源のオン／オフを検知する検知部、位置情報に基く複数の位置を特定する位置情報群を含む上りメッセージをサーバに無線送信する通信部、として機能させ、通信端末装置に上りメッセージの送信制御処理を実行させるプログラムである。送信制御処理は、検知部が電源のオフを検知した場合、移動体の移動終了を示す挙動情報を含む上りメッセージを無線送信するステップと、検知部が電源のオンを検知した場合、移動体の移動開始を示す挙動情報を含む上りメッセージを無線送信するステップと、電源のオフを検知してから電源のオンを検知するまでの間に位置情報取得部が逐次取得する位置情報を用いずに上りメッセージを無線送信するステップとを含む。

　本発明は、通信回数、送信データ容量に制限がある通信方式を用いた場合でも、移動体の走行距離を適切に推定することができる。

本実施形態に係る走行距離推定システムの構成を示す図である。本実施形態に係る通信端末装置の機能構成図である。メモリ１１３に逐次記憶される位置情報の一例を示す図である。格納部３３に格納された位置情報の一例を示す図である。本実施形態に係る走行距離推定処理の動作フローの一例を示す図である。本実施形態に係る最短経路探索手法で特定された経路候補の一例を説明するための図である。本実施形態に係る他の走行距離推定処理の動作フローの一例を示す図である。本実施形態に係る他の走行距離推定処理を説明するための模式図である。本実施形態に係る他の走行距離推定処理を説明するための模式図である。本実施形態に係る通信端末装置の位置情報送信動作フローの一例を示す図である。一定領域を平面直角座標系の範囲とするオフセットｘｙ座標の一例を示す図である。経緯度で表現した位置情報と、変換したｘｙ座標、オフセットｘｙ座標との対応関係及び起点位置と差分との対応関係の具体例を示す図である。サーバ３に送信する上りメッセージの具体的な一例を示す図である。上りメッセージのデータ構造の一例を示す図である。本実施形態に係る通信端末装置の動作フローの一例を示す図である。

　以下に本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る走行距離推定システムの構成の一例を示す図である。本システムは、移動体１に搭載された通信端末装置１１、基地局群２、サーバ３、ＧＮＳＳ衛星群４で構成される。

　移動体１は、車道を走行移動することが可能な移動体である。移動体１には、４輪の自動車の他、２輪の自動車、自転車等も含まれる。また、移動体１に人が乗っていないものも含まれる。移動体１に搭載される通信端末装置１１は、詳細は後述するが、ＧＮＳＳを利用した位置情報取得機能と、Ｓｉｇｆｏｘ通信機能を備える。基地局群２は、Ｓｉｇｆｏｘ通信方式に基く電波を受信することが可能な複数の基地局である。サーバ３は、基地局群２が受信した電波から特定される情報（データ）を受信して収集する。ＧＮＳＳ衛星群４は、ＧＮＳＳの衛星群であり、各衛星は、各衛星の位置情報と発信した時刻情報を随時発信する。

　図示していないが、本システムにおいて、移動体１及びこれに搭載される通信端末装置１１は、複数存在することを想定している。基地局群２は、それぞれの基地局が管轄する受信エリアが重複するように配置されている。Ｓｉｇｆｏｘ通信が採用している技術的特徴として、スペースダイバーシティがある。これは、１つの基地局のみがＳｉｇｆｏｘ通信対応の電波を受信するのではなく、受信可能な基地局すべてがＳｉｇｆｏｘ通信対応の電波を受信し、サーバ３は、それぞれの基地局が受信した１つのデータとして管理する。

　サーバ３は、少なくとも、サーバ通信部３１、制御部３２、格納部３３、経路情報記憶部３４、距離推定部３５の機能部を備える。図示していないが、サーバ３は、処理の負荷分散のために複数台のコンピュータで構築されたコンピュータ群である。

　サーバ通信部３１は、通信モジュール等で構成される。基地局群２を経由して通信端末装置１１から逐次送信される位置情報を逐次受信する機能を有する。制御部３２は、ハードウェアとしてはＣＰＵで構成される。制御部３２は、サーバ通信部３１が逐次受信する位置情報を整理して、受信した順番でかつ連続する順番で位置情報を格納部３３に記録する機能を有する。

　格納部３３は、ハードウェアとしてはハードディスクドライブ等の大容量記憶媒体で構成される。格納部３３は、制御部３２の制御により、逐次受信する位置情報を格納する。格納部３３は、移動体１の走行距離を推定処理するためのプログラムを格納する。

　経路情報記憶部３４は、ハードウェアとしてはハードディスクドライブ等の大容量記憶媒体で構成される。経路情報記憶部３４は、いわゆる地図データを記憶している。地図データには、経路（リンクとも言う）及び交差点（ノードとも言う）に関する経路情報が含まれる。経路情報には、経路の種別（例えば、国道、県道、高速道路、一般道等）を示す種別情報、経路の名称を示す名称情報の他、道幅、コスト、経路及び交差点の位置情報が含まれる。

　コストとは、その経路の「通りにくさ」を数値化した値であり、ルート探索において用いられる評価値である。コストを決める評価の仕方については、様々な手法があり、探索目的に応じて、それぞれ異なる評価のコストが用いられるのが一般的である。例えば、最短距離のルートを探索したい場合であれば、経路の長さがコストを決める評価要素として大きくなるが、最短時間で目的地に到達するためのルート探索であれば、距離だけでなく、道幅、渋滞頻度等も評価要素として含まれる。

　距離推定部３５は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、仮想的に実現する機能部である。距離推定部３５は、格納部３３に記録された連続する２点の位置情報と、経路情報記憶部３４に記憶されている経路情報とを用いて、２点間の実際の走行距離にできるだけ近づく値を推定する機能を有する。本発明に係る走行距離の推定処理方法は複数存在する。それぞれの距離推定処理の具体的な動作は後述する。

　図２は、通信端末装置１１の機能ブロックの一例を示す図である。通信端末装置１１は、少なくとも位置情報取得部１１１、通信部１１２、メモリ１１３、挙動検知部１１４、端末制御部１１５、検知部１１６、補助電池１１７を備える。

　位置情報取得部１１１は、ＧＮＳＳ衛星群４から随時発信される各衛星の位置情報と発信した時刻情報を複数受信する機能を有する。衛星からの電波を受信することができた、すなわち、捕捉できた衛星の数が４つ以上であれば、位置情報取得部１１１は、これらの衛星からの情報を用いて自装置の位置を示す位置情報を算出し取得することができる。位置情報取得部１１１は、逐次位置情報の取得を毎秒単位で行っており、取得した位置情報は、端末制御部１１５が、取得した順番でメモリ１１３に記憶する制御を行う。

　図３は、メモリ１１３に逐次記憶された位置情報の一例を示す図である。同図に示すように、端末制御部１１５は、位置情報取得部１１１が算出して取得した緯度経度情報を、取得した順番でメモリ１１３に記憶させる。

　通信部１１２は、Ｓｉｇｆｏｘの通信方式に合わせて位置情報を含む送信データを作成する機能を有する。Ｓｉｇｆｏｘは、１日の通信回数に制限（最大１４０回）を設けているため、通信部１１２は、用途とその回数制限に合わせた周期（間隔）を設定して位置情報を送信する。位置情報の送信周期は、イベントの発生を検知した場合、或いは、サーバ３からの指示により変更することは可能である。

　本実施の形態では、４分、或いは、１０分といった分単位の送信周期が通信部１１２に設定されている。例えば、４分間隔の送信周期が設定されている場合、通信部１１２は、１時間に１５回、９時間程継続して、位置情報をサーバ３に送信することができる。一方、１０分間隔で送信する場合は、１時間に６回、概ね２４時間程継続して、位置情報をサーバ３に送信することができる。移動体１の走行状態に応じて、送信周期を変更してもよい。

　通信端末装置１１が搭載される移動体１は、移動する道路状況にもよるが、平均時速３０ｋｍ～６０ｋｍの範囲で移動をする。この場合、１分間で移動体１が移動する距離は、５００ｍ～１ｋｍである。そのため、４分毎に一つの位置情報を送ると、連続する各位置情報が示す位置の間の距離は、２ｋｍ～４ｋｍになる。移動体１が移動するエリアが市街地の場合、交差点も多く、２ｋｍ～４ｋｍの範囲であれば、移動体１は４分間で交差点を複数回曲がることも考えられる。

　サーバ３が取得することができる位置情報の数が少ないと、移動体１がどの交差点で曲がったのかは特定できない。そして、移動体１が複数回交差点を曲がると、その分、位置情報が示す位置の間を直線でつないだ距離よりも長くなる。このように、実測に近い移動距離を推定するためには、通信端末装置１１が取得する位置情報は、できるだけ多くの数をサーバ３に届けることが望ましい。

　しかしながら、Ｓｉｇｆｏｘ通信は一度に無線送信できるデータ容量が１２Ｂｙｔｅと少量である。緯度経度で表現された位置情報は、８Ｂｙｔｅのデータサイズがある。８Ｂｙｔｅの場合、Ｓｉｇｆｏｘ通信では、１送信で１つの位置情報しか無線送信することができない。上記したように、４分間隔で位置情報を無線送信した場合、サーバ３が取得することができる位置の間の距離は２ｋｍ～４ｋｍになるため、走行するエリアによっては、距離推定をしても実測の移動距離から大きくずれた値になる可能性が高い。

　ここで、位置情報の精度は落ちるが、位置情報のデータサイズを６Ｂｙｔｅに落とすことができる。Ｓｉｇｆｏｘ通信は、１回の無線送信は１２Ｂｙｔｅであることから、６Ｂｙｔｅのデータサイズであれば、１つの無線送信で２つの位置情報を無線送信することができる。また、２つの位置情報の差分を取ることで、位置情報のデータ容量を圧縮することができる。この場合、１回の送信容量である１２Ｂｙｔｅに対して、１つの通常の位置情報（６Ｂｙｔｅ）と、２つの位置情報の差分情報（３Ｂｙｔｅ×２）を無線送信することができる。なお、位置情報の精度は劣化することになるが、更に、圧縮することも可能である。

　４分間隔で位置情報を２つまたは３つまとめて無線送信することで、サーバ３で距離推定する際に用いる各位置情報の距離間隔を縮めることができる。これにより、後述する距離推定処理において、より実測の距離に近い数字を推定することが可能となる。

　通信部１１２は、メモリ１１３に記憶する位置情報のうち、複数の位置情報をまとめてサーバ３に無線送信する機能を有する。

　なお、まとめて送る複数の位置情報の選び方は複数考えられる。位置情報は、位置情報取得部１１１が秒単位で逐次取得しているため、位置情報の送信間隔が４分の場合、４分間に、理想的には２４０個の位置情報が取得される。但し、衛星の捕捉状況によっては、正しく位置情報が取得できない場合もある。この中から、３つの位置情報を選択して無線送信する場合、各位置情報の距離が適切に離れていること、或いは、イベントがあった時の位置情報が適宜選択されることが望ましい。後述する挙動検知部１１４が、移動体１の挙動を検出した場合、その挙動を検出したタイミングで取得した位置情報を選択する方法も考えられる。

　更に、１つの基準となる位置情報と次に取得した位置情報との差分を算出した結果、差分情報が０になる、若しくは０に近い値になる場合が考えられる。例えば、移動体１が渋滞にはまって、まったく移動できない状態になった場合や、パーキングに止めて休憩している場合である。このような場合は、距離に変動がないため、通信回数に制限もあることから、今回の周期では位置情報を無線送信せず、次回、位置情報に変化があった場合に無線送信する、という制御も実施し得る。

　通信部１１２は、位置情報をサーバ３に無線送信する際、通信端末装置１１が無線送信したことを識別する識別情報と、位置情報の取得順を示すシーケンス番号を付与する。識別情報により、サーバ３は、どの通信端末装置から無線送信された位置情報なのかを識別することができる。また、シーケンス番号を付与しておくことで、位置情報を再送する場合、どの順番の位置情報なのかをサーバ３は特定することができる。

　挙動検知部１１４は、ハードウェアとしては、加速度センサまたはジャイロセンサで構成され、通信端末装置１１が搭載された移動体１の挙動を検出する機能を有する。移動体１の挙動のうち検出が可能な挙動としては、加速度、移動体１の移動方向に変更がある、急停車、急発進、衝突、交差点の右折、左折、勾配道路の走行等である。挙動検知部１１４が、これらの挙動を検知すると、端末制御部１１５は、検出した挙動情報を、その検出したタイミングで取得した位置情報と共にメモリ１３に記憶する。

　端末制御部１１５は、ハードウェアとしては、ＣＰＵで構成されており、通信端末装置１１が備える各機能部の動作全般を制御する。検知部１１６は、通信端末装置１１の電源管理を行う機能を有する。通信端末装置１１は、移動体１のＡＣＣ（Ａｃｃｅｓｓａｒｙ）電源から電源供給を受けており、移動体１のＡＣＣ電源がＯＮ状態またはＯＦＦ状態になると、これを検知する機能を有する。検知部１１６は、補助電池１１７に電源を分配する。検知部１１６は移動体１のＡＣＣ電源がＯＦＦ状態になると、補助電池１１７から電源供給を受ける。補助電池１１７は充電池である。補助電池１１７は、検知部１１６から電源の分配を受けることで、移動体１のＡＣＣ電源がＯＦＦ状態になっても、所定時間、通信端末装置１１を駆動させることができる電力を蓄える。

　サーバ３の動作について説明する。図４は、格納部３３に格納されたシーケンス番号付きの位置情報の一例を示す図である。サーバ３は、一定期間毎に、或いは、要求があったときに、格納部３３に格納された位置情報を使って、移動体１の移動距離を推定する処理を行う。
なお、本発明における最適な走行距離推定処理方法は複数存在する。その中で、特に顕著な効果が期待できる２つの走行距離推定処理方法について図面を用いて以下に説明する。

　図５は、第１の走行距離推定処理の動作フローの一例を示す図である。なお、動作フローの説明において用いる記号「Ｓ」は、ステップを意味する。サーバ３の距離推定の部３５は、移動体１について移動距離推定処理の要求があると、移動体１に搭載されている通信端末装置１１を示す識別情報が付与された、シーケンス番号が連続する位置情報を２点抽出し、２点間のルート探索を行う（Ｓ１）。

　ルート探索の方法自体は、公知の技術を用いる。例えば、経路に付与されているコストの加算値が最小となる経路の組み合わせを選ぶ最短経路探索手法である。最短経路探索手法にもいくつかの公知のアルゴリズムが存在している。例えば、ダイクストラ法、Ｂｅｌｌｍａｎ－Ｆｏｒｄ法、Ａ＊法等がある。

　図６は、最短経路探索手法で特定された経路候補の一例を説明するための図である。公知のルート探索では、始点と終点を決めてルート探索を行うと、最短経路として移動体１が通過することが可能な候補ルートを複数挙げて、利用者が選ぶことができる。本発明の移動距離推定処理では、所定数個（例えば、３つ）の候補ルートを抽出し、抽出した３つの候補ルートの距離を加算して、平均値を算出する処理を行う。なお、サーバ３は、図６に示す経路候補の表示を行ってもよいし、行わなくてもよい。

　上記の距離推定処理のメリットについて図６を用いて説明する。図６に示す点Ａ、Ｂ間の距離を推定する場合、単純に２点間の直線距離を計算すると、３．３ｋｍである。一方、最短経路探索手法で特定された点Ａ、Ｂ間の経路候補を３つ特定した場合、候補１は３．８ｋｍ、候補２は３．８ｋｍ、候補３は４．１ｋｍとなる。移動体１が実際に走行した経路自体は、位置情報からは不明のままである。しかし、この候補として挙がった３つの経路のどれかを利用するか、或いは、それぞれの候補経路に含まれる断片としての経路をつなぎ合わせて移動している可能性は高い。

　距離推定部３５は、この３つの候補経路の距離を足し合わせて平均を取った値（平均距離）である３．９ｋｍを推定距離として算出する（Ｓ２）。第１の走行距離推定処理を用いることで、実際の走行経路は不明でも、走行した可能性が高い経路を複数選んで、これらの平均値（平均距離）を取ることで、大きなズレを低減することができる。

　図７は、第２の走行距離推定処理の動作フローの一例を示す図である。サーバ３の距離推定部３５は、第２の距離推定部として機能する。移動体１について移動距離推定処理の要求があると、移動体１に搭載されている通信端末装置１１を示す識別情報が付与された連続する位置情報（Ａ、Ｂ）を２点抽出し、経路情報記憶部３４に記憶されている経路情報から、これらの２点の位置に近い経路を抽出し、且つその経路と接続されている交差点のうち、Ａ、Ｂの位置に近い交差点Ｘを特定する（Ｓ１１）。

　ここで、図８と図９を用いて、交差点Ｘの特定方法について説明する。図８の模式図において、点Ａ、交差点Ｘ１、交差点Ｘ３、交差点Ｘ５、点Ｂを結ぶ実線経路が移動体１の実際の走行経路とする。移動体１の走行距離は、Ａ－Ｘ１間が０．６ｋｍ、Ｘ１－Ｘ３間が１ｋｍ、Ｘ３－Ｘ５間が１．４ｋｍ、Ｘ５－Ｂ間が１ｋｍであることから、合計４ｋｍである。これに対して、点Ａと点Ｂを直線でつないだ距離は、約２．８ｋｍである。つまり、単純に取得した位置情報を直線でつないだだけでは、実際の距離と大きく異なることがわかる。

　図９は、本実施形態に係る第２の走行距離推定処理により特定した交差点を用いた距離推定を説明するための模式図である。距離推定部３５は、Ａに近い経路として、Ｙ１、Ｙ２を抽出し、Ｂに近い経路として、Ｙ５、Ｙ６を抽出する。各経路Ｙ１、Ｙ２、Ｙ５、Ｙ６には経路位置情報が含まれている。距離推定部３５は、各経路Ｙ１、Ｙ２、Ｙ５、Ｙ６の経路位置情報と、点Ａ、Ｂの位置情報との比較から、点Ａ、Ｂの近くに存在する経路を抽出する。

　次に、距離推定部３５は、経路Ｙ１、Ｙ２、Ｙ５、Ｙ６とつながる交差点を抽出する。経路Ｙ１には、交差点Ｘ１がつながっている。経路Ｙ２には、交差点Ｘ２がつながっている。経路Ｙ５には、交差点Ｘ５がつながっている。経路Ｙ６には、交差点Ｘ６がつながっている。

　経路情報記憶部３４は、交差点Ｘ１、Ｘ２、Ｘ５、Ｘ６の経路情報として、交差点位置情報を記憶している。点Ａ、Ｂの位置情報と、各交差点の交差点位置情報とを比較することで、点Ａ、Ｂに近い交差点位置情報の交差点を特定することができる。図９の例では、交差点Ｘ１、Ｘ６が点Ａ、Ｂに近い交差点として特定される。その結果、距離推定部３５は、特定した交差点Ｘ１、Ｘ６を含む経路として、Ａ－Ｘ１間が０．６ｋｍ、Ｘ１－Ｘ６間が２．１ｋｍ、Ｘ６－Ｂ間が０．７ｋｍであることから、合計３．４ｋｍを推定距離として算出する（Ｓ１２）。

　第２の走行距離推定処理のメリットについて説明する。第１の走行距離推定処理では、ルート探索機能を用いて、候補となる経路を複数特定していたが、２点間の距離が短く、市街地等、道路の交差点が多い場合は、通常通ることがないであろう経路を候補として抽出する可能性がある。この問題は、取得した位置情報の誤差等も原因として考えられる。このような問題を解決する方法としては、第１の走行距離推定処理を用いずに、別の距離推定方法を用いることが望ましい。移動体１が走行するエリアや、取得した位置情報の距離の長さに応じて、第１の走行距離推定処理と第２の走行距離推定処理を使い分けることで、実際の走行距離とのズレを低減することができる。

　また、第３の走行距離推定処理としては、取得した位置情報の２点間の経路として、利用頻度の高い経路を特定し、特定した経路の距離を２点間の距離として推定することが考えられる。距離推定部３５が、第３の距離推定部として機能する場合、経路情報記憶部３４は、更に、経路情報と経路の利用頻度を示す頻度情報とを対応付けて記憶していてもよい。距離推定部３５は、格納部３３に格納した２点の位置情報に基いて、経路情報記憶部３４から、利用頻度が最も高い利用頻度情報と対応付けられた経路情報を抽出し、その経路情報前記２点間の距離として推定する。

　第３の走行距離推定処理を第１の走行距離推定処理、第２の走行距離推定処理と組み合わせて、条件に応じて使い分けることで、実際の走行距離とのズレを低減することができる。すなわち、制御部３２は、距離推定部３５が、第１の走行距離推定処理で推定した推定距離、第２の距離推定部として第２の走行距離推定処理で推定した第２の推定距離、第３の距離推定部として推定した第３の推定距離のいずれかを選択して、２点の間の距離とするとしてもよい。

　本発明に係る通信端末装置１１の動作の変形例について図１０を用いて説明する。図１０は、通信端末装置１１の位置情報送信動作フローの一例を示す図である。通信端末装置１１の検知部１１６は、移動体１のＡＣＣ電源がオン状態になったことを検知し（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、端末制御部１１５は、検知した時に取得した位置情報と対応付けて、移動体１の挙動情報として移動開始を示す移動開始情報をメモリ１１３に記憶する。通信部１１２は、挙動情報として移動開始情報を含む位置情報を「オン時コンテンツ」として無線送信する（Ｓ２２）。検知部１１６は、移動体１のＡＣＣ電源がオフ状態になったことを検知すると（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、端末制御部１１５は、検知した時に取得した位置情報と対応付けて、移動体１の挙動情報として移動終了を示す移動終了情報をメモリ１１３に記憶する。通信部１１２は、挙動情報として移動終了情報を含む位置情報を「オフ時コンテンツ」として無線送信する（Ｓ２６）。

　通信部１１２は、所定の時間が経過して、定期タイミングになると（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、メモリ１１３に記憶した位置情報を複数選択して「定期コンテンツ」を生成してサーバ３に無線送信する（Ｓ２５）。サーバ３は、移動開始情報を含む位置情報から、移動終了情報を含む位置情報までを移動体１の１つの走行経路と判断して、推定距離を算出することができる。

　端末制御部１１５は、前記位置情報取得部１１１が逐次取得する経緯度で表現した位置情報を、所定位置を基準位置とするｘｙ座標で表現した情報に変換して、サーバ３に送信するようにしてもよい。上記したように、経緯度で表現した位置情報のデータサイズは８Ｂｙｔｅである。経緯度で表現した位置情報を平面直角座標で表現した情報に変換することで、データサイズを４Ｂｙｔｅに圧縮することができる。

　経緯度で表現した位置情報を平面直角座標系のｘｙ座標に変換する方法としては、様々な公知の手法が存在する。本変形例では、一例として、以下に示す式

（１）

（２）
を用いて、経度λをｘに、緯度φをｙに変換する。ｚは１２である。上記の式（１）、式（２）で得られた平面直角座標の値を、更に、図１１に示す、日本本土を含む一定領域を平面直角座標系の範囲とするオフセット座標に変換する。

　図１１に示す一定領域におけるオフセット値は、ｘに対して８９４０００、ｙに対して３７１１６０である。

　図１２に示す、取得順１の位置情報は、経緯度で表現された情報であり、(３４°４０'５０．５"Ｎ　１３５°１０'３５.７"Ｅ)である。この位置情報を、式（１）、（２）を用いて、平面直角座標に変換すると、（９１８０１８，４１６４７２）という値が得られる。得られた平面直角座標を、オフセット値で差し引くことで、（２４０１８，４５３１２）というオフセット座標が得られる。

　オフセット座標のｘ座標、ｙ座標のそれぞれの最大値は、６５５３５である。すなわち、オフセット座標のｘ座標、ｙ座標は、それぞれ２Ｂｙｔｅ（１６ｂｉｔ＝０～６５５３５）で表現することができる。つまり、経緯度で表現した位置情報をオフセット座標に変換することで、データ長を４Ｂｙｔｅに圧縮することができる。さらに、起点位置の座標との差分でオフセット座標を表現すると、オフセット座標のｘ座標、ｙ座標は、それぞれ１Ｂｙｔｅ（１ｂｉｔは＋－、７ｂｉｔ＝０～１２７）で表現することができる。つまり、合計２Ｂｙｔｅで表現することができる。

　図１２に示す、取得順２の位置情報は、（３４°４１'０６．２"Ｎ　１３５°１０'４
９．７"Ｅ）である。取得順２の位置情報を、式（１）、（２）及びオフセット値を用いて変換したオフセット座標は、（２４０３０，４５２９６）である。取得順１の位置を起点位置１として、取得順１に続いて取得した取得順２、３、４の位置を、起点位置１のオフセット座標との差分で表現すると、取得順２の位置は、（１２，－１６）、取得順３の位置は、（５４，－４１）、取得順４の位置は、（５２，－４５）である。

　なお、取得順３の位置は、取得順２の位置との差分で表現してもよい。

　端末制御部１１５は、図１３に示すように、上りメッセージのペイロードとして、送信順を示すシーケンス番号、挙動情報、起点位置情報、差分１～３を含むセンサデータ（位置情報群）を生成する。シーケンス番号は送信順を示す情報であり、端末制御部１１５は、シーケンス番号として、０から６４までの数字を順番に１ずつ増加させて付与する。端末制御部１１５は、シーケンス番号として６４を付与すると、次のシーケンス番号として０を付与する。

　上りメッセージのペイロードの一例として、端末制御部１１５は、図１３に示すように、上記の取得順１～４の位置情報群に対して、シーケンス番号３９、移動体１が移動中であることを示す挙動情報を付与したデータを生成する。

　上りメッセージのデータ構造は、図１４に示すように、ヘッダ１０Ｂｙｔｅ、ペイロード最大１２Ｂｙｔｅ、フッタ４Ｂｙｔｅである。ペイロードは、シーケンス番号、挙動情報を含む２Ｂｙｔｅのデータと、第１の位置情報である起点位置のオフセット座標４Ｂｙｔｅと、第１の位置と第２の位置との差分、すなわち、起点位置とそれに続く各位置との差分２Ｂｙｔｅを３つ分含む位置情報群であるセンサデータで構成される。ヘッダの１０Ｂｙｔｅには、通信端末装置１１の識別情報（４Ｂｙｔｅ）が含まれる。また、フッタの４Ｂｙｔｅには、認証符号であるＨＭＡＣ（Ｈａｓｈ－ｂａｓｅｄ　Ｍｅｓｓａｇｅ　Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｏｄｅ）、誤り検出符号であるＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　Ｃｈｅｃｋ）が含まれる。

　端末制御部１１５は、検知部１１６が移動体１のＡＣＣ電源のオンを検知してから、ＡＣＣ電源のオフを検知するまでの間は、位置情報取得部１１１が逐次取得する位置情報をメモリ１１３に記憶する。しかし、基準位置との差分である差分情報が０若しくは所定値より小さい場合、または、差分同士が同じ値となる場合、移動体１がほぼ同じ位置に滞在している状態であるため、サーバ３に重複した位置情報を送信することになる。このような位置情報については、端末制御部１１５は、生成する上りメッセージの位置情報群に含まない。

　通信端末装置１１は、図１５に示す動作フローに従って上りメッセージの送信制御処理を行う。図１５に示す動作フローのＳ３２、Ｓ３３の処理は、図１０に示す動作フローのＳ２２の処理に対応しており、図１５に示す動作フローのＳ３５、Ｓ３６の処理は、図１０に示す動作フローのＳ２６の処理に対応している。

　通信端末装置１１の検知部１１６は、移動体１のＡＣＣ電源がオン状態になったことを検知した場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、端末制御部１１５は、位置情報取得部１１１が逐次取得する位置情報をメモリ１１３に記憶させる（Ｓ３２）。

　続いて、端末制御部１１５は、送信順を示すシーケンス番号と、移動体１のＡＣＣ電源がオン状態であることから移動体１の挙動情報として移動開始を示す移動開始情報と、取得した位置情報に基く複数の位置を特定する位置情報群とを含む上りメッセージを生成してメモリ１１３に記憶する。通信部１１２は、生成した上りメッセージを「オン時コンテンツ」として無線送信する（Ｓ３３）。なお、移動開始情報を含む上りメッセージは、移動開始を検出したタイミングで直ちに送信してもよいし、位置情報群を含む上りメッセージを生成したタイミングで送信してもよい。

　Ｓ３３の処理に続いて、検知部１１６が、移動体１のＡＣＣ電源がオフ状態になったことを検知すると（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、端末制御部１１５は、位置情報取得部１１１が逐次取得する位置情報をメモリ１１３に記憶するのを停止する（Ｓ３５）。続いて、端末制御部１１５は、送信順を示すシーケンス番号と、移動体１のＡＣＣ電源がオフ状態であることから移動体１の挙動情報として移動終了を示す移動終了情報と、取得した位置情報に基く複数の位置を特定する位置情報群とを含む上りメッセージを生成してメモリ１１３に記憶する。通信部１１２は、生成した上りメッセージを「オフ時コンテンツ」として無線送信する（Ｓ３６）。Ｓ３６の処理を行った後、端末制御部１１５は、動作を終了する。

　Ｓ３４において、端末制御部１１５は、検知部１１６がＡＣＣ電源のオフを検知することなく（Ｓ３４：Ｎｏ）、上りメッセージを無線送信する定期タイミングになると（Ｓ３７：Ｙｅｓ）、メモリ１１３に記憶した位置情報に基いて生成した上りメッセージをサーバ３に無線送信する（Ｓ３８）。Ｓ３８の処理の後、端末制御部１１５は、Ｓ３４の処理に戻る。Ｓ３７において、定期タイミングではない場合（Ｓ３７：Ｎｏ）、端末制御部１１５は、Ｓ３４の処理に戻る。

　本変形例の端末制御部１１５は、移動体１のＡＣＣ電源のオフを検知してからＡＣＣ電源のオンを検知するまでの間に、位置情報取得部１１１が逐次取得する位置情報をメモリ１１３に記憶しない。

　つまり、移動体１が移動を終了してから、移動を開始するまでの間に取得した位置情報は、サーバ３に送信する上りメッセージに含まれないので、通信端末装置１１は、移動体１が停止した状態で発生する、走行距離の推定には不要な、重複した位置情報の送信を低減することができる。

　距離推定部３５は、通信端末装置１１から受信した上りメッセージに基いて、移動体１の移動距離を推定する。上りメッセージに含まれるｘｙ座標は、元の経緯度で表現した位置情報に変換することができる。距離推定部３５は、変換された位置情報に基いて各位置の間の距離を推定する。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の通信端末装置１１及びサーバ３の機能構成及び処理は、上記した実施形態のみに限定されるものではない。

　例えば、上記実施の形態では、想定するイベントは、いくつか考えられる。例えば、逐次取得する位置情報の変化が少ない、或いは０の場合、移動体１が停止していることが想定される。この場合、位置情報の無線送信を停止し、逐次取得する位置情報の差分情報が０以上となったときに無線送信を再開するとしてもよい。

　本発明は、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。

　本発明は、例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良いし、追記した構成要素を適宜組み合わせてもよいし、走行距離推定システムを構成する通信端末装置であってもよいし、通信端末装置に用いられる上りメッセージ送信方法、コンピュータに上りメッセージ送信処理を実行させるプログラムであってもよい。

　このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは言うまでもない。

　本発明は、通信端末装置から送信される位置情報により距離を推定する情報処理システムに適用できる。

　１　　　移動体
　２　　　基地局群
　３　　　サーバ
　４　　　ＧＮＳＳ衛星群
　１１　　通信端末装置
　３１　　サーバ通信部
　３２　　制御部
　３３　　格納部
　３４　　経路情報記憶部
　３５　　距離推定部
　１１１　位置情報取得部
　１１２　通信部
　１１３　メモリ
　１１４　挙動検知部
　１１５　端末制御部
　１１６　検知部
　１１７　補助電池

Claims

　移動体に搭載された通信端末装置と、前記通信端末装置から前記移動体の位置情報を受信するサーバとを含む走行距離推定システムであって、
　前記通信端末装置は、
　前記位置情報を逐次取得する位置情報取得部と、
　複数の前記位置情報をまとめて前記サーバに無線送信する通信部とを備え、
　前記サーバは、
　前記通信部が無線送信した複数の前記位置情報を逐次受信するサーバ通信部と、
　逐次受信した順番で前記位置情報を格納部に記録する制御部と、
　前記移動体が通過することが可能な経路及び交差点に関する経路情報と、コストを示す重み情報とを対応付けて記憶する経路情報記憶部と、
　前記格納部に記録した連続する２点の前記位置情報に基いて、前記経路情報記憶部から、前記コストが低くなる前記経路の候補である候補経路を所定数、抽出し、抽出した前記候補経路の平均距離を前記２点の間の推定距離とする距離推定部とを備える
　ことを特徴とする走行距離推定システム。
　前記経路情報記憶部は、更に、前記経路情報と、前記経路の位置を示す経路位置情報と、前記交差点の位置を示す交差点位置情報とを対応付けて記憶しており、
　前記サーバは、更に、
　前記格納部に記録した前記２点の前記位置情報に基いて、前記経路情報記憶部から、前記２点の位置に近い前記経路位置情報を含む前記経路情報を抽出し、抽出した前記経路情報と対応付けて記憶している前記交差点位置情報のうち、前記２点の位置に近い位置にある前記交差点位置情報を示す前記交差点を特定し、前記２点と、特定した前記交差点とを経由する距離を前記２点の間の第２の推定距離とする第２の距離推定部を備え、
　前記制御部は、前記推定距離と前記第２の推定距離のいずれかを選択する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の走行距離推定システム。
　前記経路情報記憶部は、更に、前記経路情報と前記経路の利用頻度を示す頻度情報とを対応付けて記憶しており、
　前記サーバは、更に、
　前記格納部に記録した前記２点の前記位置情報に基いて、前記利用頻度が最も高い前記経路情報を特定し、特定した前記経路情報が示す前記経路の距離を前記２点の間の第３の推定距離とする第３の距離推定部を備え、
　前記制御部は、前記推定距離と前記第３の推定距離のいずれかを選択する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の走行距離推定システム。
　前記経路情報記憶部は、更に、前記経路情報と前記経路の利用頻度を示す頻度情報とを対応付けて記憶しており、
　前記サーバは、更に、
　前記格納部に記録した前記２点の前記位置情報に基いて、前記利用頻度が最も高い前記経路情報を特定し、特定した前記経路情報が示す前記経路の距離を前記２点の間の第３の推定距離とする第３の距離推定部を備え、
　前記制御部は、前記推定距離と前記第２の推定距離と前記第３の推定距離のいずれかを選択する、
　ことを特徴とする請求項２に記載の走行距離推定システム。
　前記通信端末装置は、更に、端末制御部を備え、
前記端末制御部は、前記格納部に記録した前記２点の前記位置情報の差分を示す差分情報を算出し、算出した前記差分情報が０若しくは所定値よりも小さい場合、前記位置情報を前記サーバに無線送信しない、
　ことを特徴とする請求項１～４のうちいずれか１項に記載の走行距離推定システム。
　前記通信端末装置は、更に、
　前記移動体の移動の開始と前記移動体の移動の終了とを検知する検知部を備え、
　前記通信部は、更に、
　前記検知部が前記移動体の移動の開始を検知した場合、前記位置情報取得部が取得する前記位置情報と、前記移動体の移動の開始を示す移動開始情報を含むオン時コンテンツを前記サーバに無線送信し、
　前記移動体の移動の開始から所定の時間が経過する度に、前記位置情報取得部が取得する複数の前記位置情報を含む定期コンテンツを前記サーバに無線送信し、
　前記検知部が前記移動体の移動の終了を検知した場合、前記位置情報取得部が取得する前記位置情報と、前記移動体の移動の終了を示す移動終了情報を含むオフ時コンテンツを前記サーバに無線送信し、
　前記サーバ通信部は、
　前記通信部が無線送信する前記オン時コンテンツ、前記定期コンテンツ及び前記オフ時コンテンツを受信し、
　前記距離推定部は、前記オン時コンテンツ、前記定期コンテンツ及び前記オフ時コンテンツに含まれる前記位置情報に基いて前記２点の間の距離を推定する、
　ことを特徴とする請求項１～５のうちいずれか１項に記載の走行距離推定システム。