JP7314864B2

JP7314864B2 - 情報提供システム、情報提供装置および情報提供プログラム

Info

Publication number: JP7314864B2
Application number: JP2020100024A
Authority: JP
Inventors: 亮根山; 賢一村田; 光生小柳; シルバルーフブル
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2023-07-26
Anticipated expiration: 2040-06-09
Also published as: US20210383685A1; JP2021196623A; US12165505B2

Description

本開示は、情報提供システム、情報提供装置および情報提供プログラムに関する。

非特許文献１には、領域分割アルゴリズムＭＥＴＩＳを用いて、道路ネットワークを複数の領域に分割し、一領域を並列計算機の一ノードに割り当てるシミュレーションについて開示されている。

鈴村豊太郎，他４名，"X10言語を用いた超並列大規模交通流シミュレーション"，Provision，日本アイビーエム，２０１２年，Ｎｏ．７２，ｐ．７４－８０

シミュレーションのみならず、無線通信手段を備えた現実の車両（コネクテッドカー）が複数の拠点と通信する際に、データのやり取りを効率的に行うことができる技術が求められていた。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、車両が複数の拠点と通信する際に、データのやり取りを効率的に行うことができる情報提供システム、情報提供装置および情報提供プログラムを提供することを目的とする。

本開示に係る情報提供システムは、ハードウェアを有する第一のプロセッサを有し、複数の拠点ごとに設けられる第一のサーバを備え、前記第一のプロセッサが、車両の過去の走行データに基づいて、道路地図上に含まれる道路リンクにおける前記車両の通行頻度を算出し、分割後の各領域をまたがる道路リンクにおける前記通行頻度の総和が最小となるように、前記道路地図を複数の領域に分割し、分割した複数の領域のそれぞれに前記拠点を割り当て、前記拠点が割り当てられた領域を走行する車両に対して、所定の情報を出力する。

本開示に係る情報提供装置は、ハードウェアを有するプロセッサを備え、かつ複数の拠点ごとに設けられ、前記プロセッサが、車両の過去の走行データに基づいて、道路地図上に含まれる道路リンクにおける前記車両の通行頻度を算出し、分割後の各領域をまたがる道路リンクにおける前記通行頻度の総和が最小となるように、前記道路地図を複数の領域に分割し、分割した複数の領域のそれぞれに前記拠点を割り当て、前記拠点が割り当てられた領域を走行する車両に対して、所定の情報を出力する。

本開示に係る情報提供プログラムは、ハードウェアを有するプロセッサに、車両の過去の走行データに基づいて、道路地図上に含まれる道路リンクにおける前記車両の通行頻度を算出し、分割後の各領域をまたがる道路リンクにおける前記通行頻度の総和が最小となるように、前記道路地図を複数の領域に分割し、分割した複数の領域のそれぞれに前記拠点を割り当て、前記拠点が割り当てられた領域を走行する車両に対して、所定の情報を出力する、ことを実行させる。

本開示によれば、全国津々浦々を走行する車両が、複数の拠点と通信する際に、データのやり取りを効率的に行うことができる。

図１は、実施形態に係る情報提供システムの構成を概略的に示す図である。図２は、実施形態に係る情報提供システムにおける拠点サーバおよびレジストリサーバの概要を説明するための図である。図３は、実施形態に係る情報提供システムの各構成要素の詳細を示すブロック図である。図４は、実施形態に係る情報提供システムで用いるビットマップ方式のルーティング表の一例を示す図である。図５は、実施形態に係る情報提供システムによって日本全国の道路地図を複数の領域に分割した結果を示す図である。図６は、実施形態に係る情報提供システムが実行する情報提供方法の流れの一例を示すフローチャートである。

本開示の実施形態に係る情報提供システム、情報提供装置および情報提供プログラムについて、図面を参照しながら説明する。なお、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

実施形態に係る情報提供システム、情報提供装置および情報提供プログラムは、地理的に分散した拠点群と車両との間で通信を行うことにより、車両に所定の情報を提供するためのものである。ここで、従来から、領域分割アルゴリズムを用いて道路ネットワークを分割するシミュレーションは行われていたが、例えば以下のような課題を有していた。

（１）仮想車両のシミュレーションが目的であり、密結合された並列計算機クラスタの利用を前提としている。そのため、並列計算機クラスタ内のノード同士が均質であり、例えば車両の位置によるネットワークのレイテンシ（通信遅延）や帯域幅への影響が想定されていない。
（２）領域を分割するための指標が交差点数の均等化であり、領域間の車両の通行量（交通量）を考慮していないため、領域間の車両の移動に伴うデータのやり取りや処理が増加する。
（３）分割した領域に対してそれぞれ拠点を割り当てる場合、一般に各ノードの処理能力は同じではなく、車両の位置によるネットワークのレイテンシや帯域幅への影響を伴うことが想定される。そのため、これらを考慮せず割り当てを行うと、レイテンシが許容できなかったり、あるいは帯域幅が逼迫したりする可能性があり、また、各拠点の運用コストが最適とならない可能性がある。
（４）仮想車両を対象としているため、車両はノードのメモリ上に存在しており、車両とノードへのデータ送信は不要である。一方、現実の車両では、車両と拠点とが地理的に分散しているため、従来方法を現実の車両に対して単純に適用することは困難である。

そこで、実施形態に係る情報提供システム、情報提供装置および情報提供プログラムでは、地理的に分散した拠点群と車両とのデータのやり取りの効率化を図ることができる仕組みを提供する。

（情報提供システム）
本実施形態に係る情報提供システムについて、図１～図５を参照しながら説明する。情報提供システム１は、図１に示すように、複数の拠点サーバ（第一のサーバ）１０と、レジストリサーバ（第二のサーバ）２０と、複数の車両３０と、を有する。実施形態に係る情報提供装置は、具体的には拠点サーバ１０の機能により実現される。拠点サーバ１０、レジストリサーバ２０および車両３０は、いずれも通信機能を備えており、ネットワークＮＷを通じて相互に通信可能に構成されている。このネットワークＮＷは、例えばインターネット回線網、携帯電話回線網等から構成される。

（拠点サーバ）
拠点サーバ１０は、例えば車両３０の要求に応じて、当該車両３０に対して所定の情報やサービスを提供するためのものである。拠点サーバ１０は、例えばワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータによって実現される。

本実施形態では、地理的に離れた場所に複数の拠点が設けられていることを前提としており、拠点サーバ１０は、その拠点ごとに設けられている。すなわち拠点サーバ１０は、図２に示すように、地理的に分散した複数の拠点内にそれぞれ設けられている。なお、「拠点」とは、車両３０と通信してデータのやり取りを行うデータセンターのことを示している。また、同図に示した例では、中四国（中国＋四国）、関西、中部、関東の４つの地域に拠点が設けられており、拠点サーバ１０も合計４つ設けられている。また、同図において、拠点サーバ１０と車両３０とを結ぶ実線は、両者が通信を行うことを意味している。

拠点サーバ１０は、図３に示すように、制御部（第一のプロセッサ）１１と、通信部１２と、記憶部１３と、を備えている。制御部１１は、具体的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等からなるプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等からなるメモリ（主記憶部）と、を備えている。

制御部１１は、記憶部１３に格納されたプログラムを主記憶部の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部等を制御することにより、所定の目的に合致した機能を実現する。制御部１１は、プログラムの実行を通じて、通行頻度算出部１１１、領域分割部１１２、拠点割当部１１３、ルーティング表生成部１１４および情報提供部１１５として機能する。

通行頻度算出部１１１は、車両３０の過去の走行データに基づいて、道路地図上に含まれる道路リンクにおける車両３０の通行頻度を算出する。車両３０の過去の走行データは、例えば予め収集されており、記憶部１３に格納されている。

ここで、静的な道路地図をグラフＧ（ノードＶおよびエッジＥから構成される無向グラフＧ）、道路地図上の交差点をノードＶ、道路リンクをエッジＥ、エッジＥに対する重みをＷとした場合、例えば下記式（１）～（４）のように示すことができる。

上記式（４）に示すように、各エッジに対して、車両３０の通行頻度から求めた重みＷを割り当てる。この重みＷは、例えば車両３０の通行頻度が大きいほど大きい値を設定する。

領域分割部１１２は、道路地図（地図データ）を複数の領域に分割する。領域分割部１１２は、具体的には、分割後の各領域をまたがる道路リンクにおける通行頻度の総和が最小となるように、道路地図を複数の領域に分割する。このように、領域間の道路リンクの通行量を最小化するように分割することにより、領域間（各領域に設けられた拠点間）におけるデータのやり取りを最小化することができる。以下、領域分割の具体的方法について説明する。

まず、領域分割部１１２は、通行頻度算出部１１１によって算出された通行頻度を重みとし、予め設定された拠点数（例えば４つ（図２参照））を分割数とした上で、公知の領域分割アルゴリズム（非特許文献１参照）を用いて、パーティション間の通行頻度の総和が最小となるようにノード（交差点）の分割を行う。なお、「パーティション（パーティション集合）」とは、図２において破線で示した分割線によって分割された領域におけるノードの集合のことを示している。

同図に示した例では、３本の分割線Ｐａ１，Ｐａ２，Ｐａ３によって、４つのパーティションが設定されている。また、「パーティション間の通行頻度」とは、分割後の二つ領域（パーティション）をまたがる道路リンクの通行頻度のことを示している。また、本実施形態では、分割後の二つの領域をまたがる道路リンクのことを、「ボーダー」と定義する。

ここで、パーティション集合をＧ^（ｐ）、分割後の二つの領域をまたがる道路リンクをボーダーＢ、ボーダーＢの重みをＷ^（ｂ）とした場合、下記式（５）～（７）のように示すことができる。また、領域分割の際の目的関数は、下記式（８）のように示すことができる。

領域分割部１１２は、上記式（８）に示す目的関数を満たす解を求めることにより、ノード（交差点）の分割を行う。続いて、領域分割部１１２は、エッジ（道路リンク）の分割を行う。領域分割部１１２は、例えば下記式（９）に示すように、各エッジを、各ノードに割り当てられたパーティションによって分割する。

領域分割部１１２は、例えば図２に示すように、４つのパーティションによって領域を分割する場合、道路地図上のエッジを以下の７種類に分類する。

（１）中四国の領域に属するエッジ
（２）関西の領域に属するエッジ
（３）中部の領域に属するエッジ
（４）関東の領域に属するエッジ
（５）中四国の領域と関西の領域にまたがるエッジ
（６）関西の領域と中部の領域にまたがるエッジ
（７）中部の領域と関東の領域にまたがるエッジ

拠点割当部１１３は、分割した複数の領域のそれぞれに拠点を割り当てる。なお、本実施形態では、拠点割当部１１３が割り当てる拠点数（例えば４つ（図２参照））は予め決められている。

拠点割当部１１３は、予め設定された、車両３０と拠点サーバ１０との間のレイテンシ制約および通信帯域制約を満たしつつ、拠点サーバ１０の運用コストが最小化するように、分割した複数の領域のそれぞれに拠点を割り当てる。これにより、各拠点サーバ１０の運用コストを抑制しつつ、車両３０と複数の拠点サーバ１０とのデータのやり取りを実現することができる。

拠点割当部１１３による拠点の割り当ては、情報提供システム１を構成する複数の拠点サーバ１０のうち、一つの拠点サーバ１０で行ってもよく、あるいは複数の拠点サーバ１０が連携して行ってもよい。複数の拠点サーバ１０が連携して拠点の割り当てを行う場合、例えば各拠点サーバ１０で、通行頻度の算出、領域の分割および拠点の割り当てを行った後、多数決等の方法により拠点の割り当てに関する合意を形成し、合意に従って拠点の割り当てを行う。このように、複数の拠点サーバ１０が連携して拠点の割り当てを行うことにより、例えば一部の拠点サーバ１０がダウンしたとしても、残った拠点サーバ１０が拠点の割り当てを行うことができる。

また、拠点割当部１１３は、例えば各拠点サーバ１０の計算機リソースやネットワーク環境に応じて、各拠点サーバ１０に割り当てる領域の大きさを決定してもよい。この場合、拠点割当部１１３は、大きい（広い）領域に対しては計算機リソースやネットワーク環境が良好な拠点サーバ１０を割り当て、小さい（狭い）領域に対しては計算機リソースやネットワーク環境が良好ではない拠点サーバ１０を割り当てる。

拠点割当部１１３による拠点の割り当て方法の一例について説明する。拠点割当部１１３は、車両３０と拠点サーバ１０との間のレイテンシ制約、通信帯域制約および通信コストに対して、拠点サーバ１０の運用コストを最小化する最適化問題を設定する。そして、この最適化問題を解くことにより、拠点の割り当てを行う。

最適化問題の前提条件は、例えば以下のように設定する。
（１）領域をＭ×Ｎのメッシュで区切り、（ｉ，ｊ）列のメッシュをｇ_ｉ，ｊとする。
（２）拠点の数をＫ個とし、ｋ番目の拠点をｑ_ｋとする。
（３）Ｋ×Ｍ×Ｎの行列Ｌにおいて、要素ｌ_{ｋ，ｉ，ｊ}は、メッシュｇ_ｉ，ｊと拠点ｑ_ｋの平均的なレイテンシを表している。
（４）各拠点ｑ_ｋの実効スループットと最大スループットをそれぞれｔｐ_{ａｃｔｕａｌ}（ｑ_ｋ），ｔｐ_ｍａｘ（ｑ_ｋ）とする。

また、最適化問題の制約条件は、例えば以下のように設定する。
（１）車両３０と拠点サーバ１０間のデータのやり取りに対して、車両３０と拠点サーバ１０間の最大許容レイテンシｌ_ｍａｘが与えられ、∀ｑ_ｋ∀ｇ_ｉ，ｊｃｏｎｔａｉｎｓ(ａｒｅａ（ｑ_ｋ），ｇ_ｉ，ｊ）⇒ｌ_{ｋ，ｉ，ｊ}≦ｌ_ｍａｘを満たすこと。なお、「ｃｏｎｔａｉｎｓ(Ａ，Ｂ)」は、領域Ａに領域Ｂが含まれるかどうかを返す関数を、「ａｒｅａ（ｑ_ｋ）」は、ｑ_ｋに割り当てられた領域（エッジ群）を表している。
（２）∀ｑ_ｋｔｐ_{ａｃｔｕａｌ}（ｑ_ｋ）≦ｔｐ_ｍａｘ（ｑ_ｋ）を満たすこと。

また、最適化問題の目的関数は、例えば下記式（１０）のように設定する。

なお、上記式（１０）において、「ｎｏｄｅｃｏｓｔ（ｑ_ｋ）」は、拠点ｑ_ｋの運用に必要な単位時間当たりのコスト、「ｈａｎｄｏｖｅｒｃｏｓｔ（ｑ_ｋ，ｑ_ｊ）」は、拠点ｑ_ｋと拠点ｑ_ｊとの間における車両３０のハンドオーバーコストを表している。また、「ハンドオーバー」とは、ある拠点サーバ１０が保有する情報を別の拠点サーバ１０に送る処理のことを示している。

ルーティング表生成部１１４は、拠点割当部１１３によって複数の領域に割り当てられた拠点の情報を含むルーティング表を生成する。この「ルーティング表」とは、車両３０が通信する拠点サーバ１０を特定するための、領域と拠点との対応表のことを示している。ルーティング表生成部１１４は、生成したルーティング表をレジストリサーバ２０に出力する。また、ルーティング表生成部１１４は、必要に応じてルーティング表を更新してもよく、更新後のルーティング表をその都度レジストリサーバ２０に出力する。

ルーティング表は、複数の方法によって実現することが可能であり、車両３０がマップマッチング機能を有するか否かにより実現方法が異なる。なお、「マップマッチング機能」とは、ＧＰＳ等によって取得した車両３０の位置情報を、地図上の道路等の位置をもとに補正する機能のことを示している。マップマッチング機能を有しない車両３０は、ＧＰＳの測位によって得られる緯度経度情報のみを用いる。

＜車両がマップマッチング機能を有する場合＞
（１）一次元インデックス方式
一次元インデックス方式としては、例えばエッジのＩＤをキーとして、当該キーに対して拠点サーバ１０を割り当てる方法や、二分木、Ｂ木、スキップリストまたはハッシュ表等を用いてインデックスする方法が挙げられる。

＜車両がマップマッチング機能を有しない場合＞
（１）ビットマップ方式
ビットマップ方式では、例えば図４に示すように、対象となる道路地図の領域をＮ×Ｍのメッシュに分割（例えば日本全土約３０００ｋｍ×３０００ｋｍを対象に、５０ｍメッシュに分割）し、各メッシュに対してｋビットのピクセルを割り当てる。そして、各ピクセルに含まれる全てのエッジ（道路リンク）に対して、ビットのフラグを立てる。

図４は、関西の領域に含まれる道路リンク、中部の領域に含まれる道路リンク、関西および中部にまたがる道路リンク（ボーダー）について、ビットのフラグを立てた例を示している。同図に示すように、関西の領域（ｋ＝３）に属する道路リンクには、ビット列の３ビット目に１ビットのフラグを立てる。また、中部の領域（ｋ＝１）に属する道路リンクには、ビット列の１ビット目に１ビットのフラグを立てる。そして、関西および中部にまたがる道路リンクには、ビット列の１ビット目および３ビット目に１ビットのフラグを立てる。

このように、ルーティング表をビットマップ方式で構成することにより、車両３０がマップマッチング機能を有していない場合においても、車両３０が走行する道路リンクに割り当てられた拠点サーバ１０を容易に特定することができる。また、ルーティング表をビットマップ方式で構成することにより、Ｏ（１）の計算量での参照が可能となる。

また、例えば図５に示すように、日本全国を６つの領域Ａｒ１～Ａｒ６に分割し、ルーティング表を８ｂｉｔのグレースケールとして構成した場合、圧縮後のルーティング表のサイズは約７．３ＭＢとなる。従って、ルーティング表をビットマップ方式で構成することにより、車載に適した軽量なデータサイズを実現することができる。

（２）二次元インデックス方式
二次元インデックス方式としては、例えばＫ－Ｄ木や四分木等により分割する方法が挙げられる。ルーティング表を二次元インデックス方式で構成することにより、Ｏ（ｌｏｇ（Ｎ））の計算量での参照が可能となる（Ｎ＝エッジ数）。また、ルーティング表を二次元インデックス方式で構成することにより、ルーティング表のサイズをよりコンパクトにすることができ、レジストリサーバ２０から車両３０への配信データ量、車両３０の車載機上の必要メモリサイズをより小さくすることができる。

（３）空間充填曲線＋一次元インデックス方式
この方式では、例えば二次元を一次元に変換し、Ｚ階級曲線等の空間重点曲線によって分割する。その上で、二分木、Ｂ木、スキップリストまたはハッシュ表等を用いてインデックスする。ルーティング表をこの方法で構成することにより、Ｏ（１）～Ｏ（ｌｏｇ（Ｎ））の計算量での参照が可能となる（Ｎ＝エッジ数）。また、ルーティング表をこの方法で構成することにより、ルーティング表のサイズをよりコンパクトにすることができ、レジストリサーバ２０から車両３０への配信データ量、車両３０の車載機上の必要メモリサイズをより小さくすることができる。

情報提供部１１５は、拠点割当部１１３によって拠点が割り当てられた領域を走行する車両３０に対して、所定の情報を出力する。情報提供部１１５は、拠点サーバ１０が各車両３０に提供するサービスに関連する情報を、車両３０に対して出力する。

拠点サーバ１０が車両３０に提供するサービスとしては、例えば他車両が検出した道路上の落下物、障害物、路面凍結等の関する情報（以下、「道路情報」という）の配信サービス、車両３０から収集したデータ（ＣＡＮデータ、車内画像）に基づく運転者の眠気検出通知サービス、動的地図（ダイナミックマップ）、緊急車両、周囲の危険車両、高速出入口の順番待ち車列、交通事故情報、道路工事情報、交通規制情報等の配信サービス等が挙げられる。なお、情報提供部１１５は、車両３０からの要求に応じて各種情報を車両３０に提供してもよく、車両３０が特定の領域に入った際に、各種情報を車両３０に自動的に提供してもよい。

例えば道路情報の配信サービスの場合、情報提供部１１５は、車両３０から収集した周辺の道路画像、センサデータ等を解析することにより、道路上の落下物、障害物、路面凍結等の有無を判定する。そして、情報提供部１１５は、この判定結果に基づく道路情報を車両３０に配信する。また、眠気検出通知サービスの場合、情報提供部１１５は、車両３０から収集したＣＡＮデータ、車内画像等を解析することにより、運転者の眠気の有無を判定する。そして、情報提供部１１５は、この眠気検出結果を車両３０に配信する。

情報提供部１１５は、車両３０が複数の領域をまたがる道路リンク（ボーダー）を走行している場合、当該車両３０に関する情報を隣接する領域の拠点サーバ１０に出力してもよい。すなわち、情報提供システム１では、車両３０が、領域分割部１１２によって分割した複数の領域のうち、第一の領域と、第一の領域に隣接する第二の領域とをまたがる道路リンクを走行している場合、第一の領域および第二の領域の一方に割り当てられた拠点の拠点サーバ１０の情報提供部１１５から、第一の領域および第二の領域の他方に割り当てられた拠点の拠点サーバ１０の情報提供部１１５に対して、車両３０に関する情報を出力してもよい。

ここで、「車両３０に関する情報」とは、当該車両３０または車両３０の運転者に特有の情報であり、例えば運転者の眠気検出を行うために車両３０から予め収集したＣＡＮデータ、車内画像等が挙げられる。本実施形態では、このような情報のことを「履歴情報」と定義する。このように、車両３０の履歴情報を、隣接する複数の領域の拠点サーバ１０同士で融通し合うことにより、車両３０が領域間を移動した場合においても、移動前に利用していたサービス（例えば眠気検出通知サービス）を引き続き利用することができる。

通信部１２は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースボード、無線通信のための無線通信回路等から構成される。通信部１２は、公衆通信網であるインターネット等のネットワークＮＷに接続されている。そして、通信部１２は、当該ネットワークＮＷに接続することにより、レジストリサーバ２０および車両３０との間で通信を行う。

記憶部１３は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）およびリムーバブルメディア等の記録媒体から構成される。リムーバブルメディアとしては、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）のようなディスク記録媒体が挙げられる。記憶部１３には、オペレーティングシステム（Operating System：ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル、各種データベース等が格納可能である。

記憶部１３には、例えばルーティング表生成部１１４によって生成されたルーティング表１３１、車両３０の履歴情報１３２、予め収集した車両３０の過去の走行データ等が、必要に応じて格納される。

（レジストリサーバ）
レジストリサーバ２０は、拠点サーバ１０で生成されたルーティング表１３１を蓄積し、必要に応じて当該ルーティング表１３１を車両３０に配信するためのものである。拠点サーバ１０は、例えばワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータによって実現される。

レジストリサーバ２０は、拠点サーバ１０と異なり、一つのみ設けられる。すなわち、レジストリサーバ２０は、特定の地域に設けられたレジストリサービス拠点内に設けられている。なお、「レジストリサービス拠点」とは、拠点から収集したルーティング表１３１を車両３０に配信するデータセンターのことを示している。

レジストリサーバ２０は、図３に示すように、制御部（第二のプロセッサ）２１と、通信部２２と、記憶部２３と、を備えている。制御部２１、通信部２２および記憶部２３の具体的構成は、拠点サーバ１０の制御部１１、通信部１２および記憶部１３と同様である。制御部２１は、記憶部２３に格納されたプログラムの実行を通じて、ルーティング表登録部２１１およびルーティング表配信部２１２として機能する。

ルーティング表登録部２１１は、拠点サーバ１０から入力されたルーティング表１３１を記憶部２３に格納する。また、ルーティング表登録部２１１は、各拠点サーバ１０から更新後のルーティング表１３１を取得した場合、その都度ルーティング表１３１を記憶部２３に格納する。

ルーティング表配信部２１２は、拠点が割り当てられた領域を走行する車両３０に対して、ルーティング表１３１を出力する。車両３０は、このルーティング表１３１を参照することにより、その領域に割り当てられた拠点サーバ１０を特定することができ、適切な拠点サーバ１０に対してサービス要求、応答を行うことができる。なお、情報提供部１１５は、車両３０からの要求に応じてルーティング表１３１を車両３０に提供してもよく、車両３０が特定の領域に入った際に、ルーティング表１３１を車両３０に自動的に提供してもよい。

（車両）
車両３０は、外部と通信可能な移動体である。車両３０は、例えばイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられた際に、レジストリサーバ２０に対してルーティング表１３１を要求する。これにより、車両３０は、現在走行している領域において当該車両３０が通信すべき拠点サーバ１０を特定することができる。

車両３０は、図３に示すように、制御部３１と、通信部３２と、記憶部３３と、センサ群３４と、を備えている。制御部３１は、車両３０に搭載される各種構成要素の動作を統括的に制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。制御部３１は、記憶部３３に格納されたプログラムの実行を通じて、情報収集部３１１として機能する。

情報収集部３１１は、車両３０の走行中に、センサ群２４によって各種情報を収集する。情報収集部３１１が収集する情報としては、例えば車両３０の周辺の道路画像、センサデータ、ＣＡＮデータ、車内画像等が挙げられる。情報収集部３１１は、これらの情報を拠点サーバ１０に対して逐次出力する。

通信部３２は、例えばＤＣＭ（Data Communication Module）等から構成され、ネットワークＮＷを介した無線通信により、拠点サーバ１０およびレジストリサーバ２０との間で通信を行う。記憶部３３には、例えば車両３０が収集した各種データ、レジストリサーバ２０から配信されたルーティング表１３１等が、必要に応じて格納される。

センサ群２４は、例えば車速センサ、加速度センサ、ＧＰＳセンサ、走行空間センサ（３Ｄ－ＬｉＤＡＲ）、ミリ波センサ、カメラ（撮像装置）、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ等から構成される。センサ群２４は、検出した各種情報を情報収集部３１１に出力する。

（情報提供方法）
実施形態に係る情報提供システム１が実行する情報提供方法の処理手順の一例について、図６を参照しながら説明する。

まず、拠点サーバ１０の通行頻度算出部１１１は、車両３０の過去の走行データに基づいて、道路地図上に含まれる道路リンクにおける車両３０の通行頻度を算出する（ステップＳ１）。続いて、領域分割部１１２は、分割後の各領域をまたがる道路リンクにおける通行頻度の総和が最小となるように、道路地図を複数の領域に分割する（ステップＳ２）。

続いて、拠点割当部１１３は、分割した複数の領域のそれぞれに拠点を割り当てる（ステップＳ３）。その際、拠点割当部１１３は、予め設定された、車両３０と拠点サーバ１０との間のレイテンシ制約および通信帯域制約を満たしつつ、拠点サーバ１０の運用コストが最小化するように、分割した複数の領域のそれぞれに拠点を割り当てる。

続いて、ルーティング表生成部１１４は、拠点割当部１１３によって複数の領域に割り当てられた拠点の情報を含むルーティング表１３１を生成し（ステップＳ４）、当該ルーティング表１３１をレジストリサーバ２０に対して出力する（ステップＳ５）。

続いて、レジストリサーバ２０のルーティング表登録部２１１は、拠点サーバ１０から入力されたルーティング表１３１を記憶部２３に格納することにより、登録する（ステップＳ６）。続いて、車両３０の制御部３１は、例えば車両３０のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられた際に、レジストリサーバ２０に対してルーティング表１３１を要求する（ステップＳ７）。これを受けて、ルーティング表配信部２１２は、車両３０が走行する領域に対応するルーティング表１３１を、当該車両３０に出力する（ステップＳ８）。

ルーティング表１３１を取得した車両３０は、その領域に割り当てられた拠点を特定し、当該拠点に設けられた拠点サーバ１０に対してサービス要求、応答を行う（ステップＳ９）。以上により、情報提供システム１が実行する情報提供方法の処理は終了する。

以上説明したように、実施形態に係る情報提供システム１、情報提供装置および情報提供プログラムによれば、全国津々浦々を走行する車両３０が、複数の拠点サーバ１０と通信する際に、データのやり取りを効率的に行うことができる。

すなわち、実施形態に係る情報提供システム１、情報提供装置および情報提供プログラムによれば、各領域間の通行頻度を最小化するように領域を分割することにより、領域間のデータのやり取りを最小化することができる。

例えば図５に示した領域分割の実施例では、日本全国の全１，３２８，１５４エッジ（道路リンク）中、３５４エッジ（全体の０．０２６７％）がボーダー（二つの領域をまたがる道路リンク）となり、ボーダーの通行頻度の総和は３１．７６１８％／年であった。これは、例えば全国の１００万台の車両３０に対して、３１．８万台がボーダーを通過することを意味しており、さらに言い換えると、１分間当たり０．６台の車両３０がボーダーを通過することを意味する。従って、実施形態に係る情報提供システム１、情報提供装置および情報提供プログラムを用いることにより、各領域間で車両３０がやり取りするデータの通信量、処理量を十分に小さくすることができる。

また、実施形態に係る情報提供システム１、情報提供装置および情報提供プログラムによれば、各車両３０と拠点サーバ１０との間のレイテンシ制約および通信帯域制約を満たしつつ、各拠点サーバ１０の運用コストが最小化するように拠点を割り当てるため、各拠点サーバ１０の運用コストを抑制しつつ、車両３０と複数の拠点サーバ１０とのデータのやり取りを実現することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表わしかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１情報提供システム
１０拠点サーバ
１１制御部
１１１通行頻度算出部
１１２領域分割部
１１３拠点割当部
１１４ルーティング表生成部
１１５情報提供部
１２通信部
１３記憶部
１３１ルーティング表
１３２履歴情報
２０レジストリサーバ
２１制御部
２１１ルーティング表登録部
２１２ルーティング表配信部
２２通信部
２３記憶部
３０車両
３１制御部
３１１情報収集部
３２通信部
３３記憶部
３４センサ群
ＮＷネットワーク

Claims

ハードウェアを有する第一のプロセッサを有し、複数の拠点ごとに設けられる第一のサーバと、
ハードウェアを有する第二のプロセッサを有する第二のサーバと、
を備え、
前記第一のプロセッサは、
車両の過去の走行データに基づいて、道路地図上に含まれる道路リンクにおける前記車両の通行頻度を算出し、
分割後の各領域をまたがる道路リンクにおける前記通行頻度の総和が最小となるように、前記道路地図を複数の領域に分割し、
分割した複数の領域のそれぞれに前記拠点を割り当て、
前記拠点が割り当てられた領域を走行する車両に対して、所定の情報を出力し、
分割した複数の領域に割り当てられた拠点の情報を示すルーティング表を生成し、前記ルーティング表を第二のサーバに出力し、
前記第二のプロセッサは、前記拠点が割り当てられた領域を走行する車両に対して、前記ルーティング表を出力し、
前記ルーティング表は、対象となる道路地図の領域を所定のメッシュに分割し、各メッシュに対して所定ビットのピクセルを割り当て、各ピクセルに含まれる全ての道路リンクに対して、前記道路リンクが属する領域を示すビットのフラグを立てるものである、
情報提供システム。
前記第一のプロセッサは、予め設定された、前記車両と前記拠点との間のレイテンシ制約および通信帯域制約を満たしつつ、前記拠点の運用コストが最小化するように、分割した複数の領域のそれぞれに前記拠点を割り当てる、
請求項１に記載の情報提供システム。
前記車両が、分割した複数の領域のうち、第一の領域と、前記第一の領域に隣接する第二の領域とをまたがる道路リンクを走行している場合、前記第一の領域および前記第二の領域の一方に割り当てられた拠点の第一のサーバから、前記第一の領域および前記第二の領域の他方に割り当てられた拠点の第一のサーバに対して、前記車両から予め収集した前記車両に関する情報を出力する、
請求項１または請求項２に記載の情報提供システム。
ハードウェアを有するプロセッサを備え、かつ複数の拠点ごとに設けられ、
前記プロセッサは、
車両の過去の走行データに基づいて、道路地図上に含まれる道路リンクにおける前記車両の通行頻度を算出し、
分割後の各領域をまたがる道路リンクにおける前記通行頻度の総和が最小となるように、前記道路地図を複数の領域に分割し、
分割した複数の領域のそれぞれに前記拠点を割り当て、
前記拠点が割り当てられた領域を走行する車両に対して、所定の情報を出力し、
分割した複数の領域に割り当てられた拠点の情報を示すルーティング表を生成し、前記ルーティング表をレジストリサーバに出力し、前記レジストリサーバから、前記拠点が割り当てられた領域を走行する車両に対して、前記ルーティング表を出力させ、
前記ルーティング表は、対象となる道路地図の領域を所定のメッシュに分割し、各メッシュに対して所定ビットのピクセルを割り当て、各ピクセルに含まれる全ての道路リンクに対して、前記道路リンクが属する領域を示すビットのフラグを立てるものである、
情報提供装置。
前記プロセッサは、予め設定された、前記車両と前記拠点との間のレイテンシ制約および通信帯域制約を満たしつつ、前記拠点の運用コストが最小化するように、分割した複数の領域のそれぞれに前記拠点を割り当てる、
請求項４に記載の情報提供装置。
前記プロセッサは、前記車両が、前記拠点が割り当てられた第一の領域と、前記第一の領域に隣接する第二の領域とをまたがる道路リンクを走行している場合、前記第二の領域の情報提供装置に対して、前記車両から予め収集した前記車両に関する情報を出力する、
請求項４または請求項５に記載の情報提供装置。
ハードウェアを有するプロセッサに、
車両の過去の走行データに基づいて、道路地図上に含まれる道路リンクにおける前記車両の通行頻度を算出し、
分割後の各領域をまたがる道路リンクにおける前記通行頻度の総和が最小となるように、前記道路地図を複数の領域に分割し、
分割した複数の領域のそれぞれに拠点を割り当て、
前記拠点が割り当てられた領域を走行する車両に対して、所定の情報を出力し、
分割した複数の領域に割り当てられた拠点の情報を示すルーティング表を生成し、前記ルーティング表をレジストリサーバに出力し、前記レジストリサーバから、前記拠点が割り当てられた領域を走行する車両に対して、前記ルーティング表を出力させる、
ことを実行させ、
前記ルーティング表は、対象となる道路地図の領域を所定のメッシュに分割し、各メッシュに対して所定ビットのピクセルを割り当て、各ピクセルに含まれる全ての道路リンクに対して、前記道路リンクが属する領域を示すビットのフラグを立てるものである、
情報提供プログラム。
前記プロセッサに、予め設定された、前記車両と前記拠点との間のレイテンシ制約および通信帯域制約を満たしつつ、前記拠点の運用コストが最小化するように、分割した複数の領域のそれぞれに前記拠点を割り当てる、
ことを実行させる請求項７に記載の情報提供プログラム。
前記プロセッサに、前記車両が、前記拠点が割り当てられた第一の領域と、前記第一の領域に隣接する第二の領域とをまたがる道路リンクを走行している場合、前記第二の領域の情報提供装置に対して、前記車両から予め収集した前記車両に関する情報を出力する、
ことを実行させる請求項７または請求項８に記載の情報提供プログラム。