JP2008134947A - Network space-time information distribution system, network space-time information distribution device, terminal device receiving space-time information, and network space-time information distribution method - Google Patents

Network space-time information distribution system, network space-time information distribution device, terminal device receiving space-time information, and network space-time information distribution method Download PDF

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Akihiko Machizawa
朗彦 町澤
Tsukasa Iwama
司 岩間
Yasushi Toriyama
裕史 鳥山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To distribute space-time information comprising high-accuracy time information and space information to a network. <P>SOLUTION: In this network space-time information distribution system, a space-time information distribution device 10 acquires the space information of the device from a GPS (Global Positioning System) signal received by a GPS antenna 11, generates a space-time information packet including the time information and the space information, and broadcasts it to a LAN 3 every correct second. A client terminal device 2 receives the space-time information packet from the LAN 3, and calculates a time conversion parameter to present time by use of time synchronous information in each reception time. The present time is calculated from the time information of the space-time information packet by use of the time conversion parameter as required, and client space information is acquired from the space information. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は，時刻情報および位置の空間情報からなる時空情報を毎正秒にネットワークに配信するネットワーク時空情報配信システム，前記システムのサーバであるネットワーク時空情報配信装置，前記時空情報を受信する端末装置，および前記時空情報の配信方法に関する。   The present invention relates to a network space-time information distribution system that distributes space-time information including time information and spatial information of a position to a network every second, a network space-time information distribution device that is a server of the system, and a terminal device that receives the space-time information , And a method for distributing the space-time information.

携帯可能な情報装置において，正確な時刻情報および空間情報（位置および速度）などの時空情報を利用する技術として，ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用する技術が広く知られている。例えば，時分割通信方式を利用した携帯電話では，高精度な時刻同期を必要とするため，ＧＰＳ受信機が搭載されている。ＧＰＳ受信機能を持つ携帯電話を対象に，ＧＰＳ情報を用いて端末の現在位置を確認するなどの各種サービスが提供されている。   2. Description of the Related Art A technology using GPS (Global Positioning System) is widely known as a technology that uses time and space information such as accurate time information and spatial information (position and velocity) in portable information devices. For example, a mobile phone using a time division communication system is equipped with a GPS receiver because it requires highly accurate time synchronization. Various services such as checking the current position of a terminal using GPS information are provided for mobile phones having a GPS reception function.

端末が屋外にある場合には，ＧＰＳ電波信号を受信することによって正確な時空情報が得られる。一方，端末が屋内にある場合は，ＧＰＳ電波信号が端末まで届かない。そのため，屋外アンテナで受信したＧＰＳ電波信号を増幅し，放射器で再輻射するＧＰＳリピータなどを設置して，屋内でもＧＰＳ電波を利用できるようにしている。   When the terminal is outdoors, accurate space-time information can be obtained by receiving a GPS radio signal. On the other hand, when the terminal is indoors, the GPS radio signal does not reach the terminal. Therefore, a GPS repeater that amplifies the GPS radio signal received by the outdoor antenna and re-radiates it with a radiator is installed so that the GPS radio wave can be used indoors.

しかし，元来，屋内での利用を想定している機器は，ＧＰＳ受信機能を備えていないため，ＧＰＳの空間情報を利用することができない。そのため，ネットワーク機能しか備えていない機器でも，位置情報を利用できるような仕組みが求められている。   However, since devices that are supposed to be used indoors do not have a GPS reception function, they cannot use GPS spatial information. For this reason, there is a demand for a mechanism that allows location information to be used even by a device having only a network function.

特許文献１に，ユーザコンピュータ（クライアント）が，同一ネットワークに接続された位置情報提供装置から位置情報を取得し，この位置情報を自己の位置情報として，ネットワークを介して所定のサーバに通知するシステムが開示されている。
特表２００２−５１０８１４号公報 Patent Document 1 discloses a system in which a user computer (client) acquires position information from a position information providing apparatus connected to the same network, and notifies this position information to a predetermined server via the network as its own position information. Is disclosed.
Special Table 2002-510814

特許文献１のシステムでは，ユーザコンピュータ（クライアント）と位置情報提供装置とが近い位置に存在するものと仮定している。しかし，広域イーサネットやＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワーク技術の進歩に伴って，同一ネットワークに接続している機器が地理的に近くに存在しているとは限らない。そのため，位置情報提供装置の位置情報をクライアントの位置情報として使用すると，精度が低くなってしまう。   In the system of Patent Document 1, it is assumed that the user computer (client) and the position information providing apparatus are present at close positions. However, with the advancement of network technologies such as wide area Ethernet and VPN (Virtual Private Network), devices connected to the same network are not always geographically close. Therefore, if the position information of the position information providing device is used as the position information of the client, the accuracy is lowered.

また，広域ネットワークには複数の位置情報提供装置が必要となるため，ユーザコンピュータは，複数の位置情報提供装置から位置情報を受信することになる。しかし，ユーザコンピュータは，どの位置情報が最寄りの位置情報提供装置から送出されたものであるかを特定することができない。   Further, since a plurality of location information providing devices are required in the wide area network, the user computer receives location information from the plurality of location information providing devices. However, the user computer cannot specify which position information is sent from the nearest position information providing apparatus.

近年では，より高精度な位置情報を利用できる手法が求められている。   In recent years, there is a demand for a technique that can use more accurate position information.

例えば，米国では緊急電話に対するＥｘｔｅｎｄｅｄ９１１指令で，発信者の位置情報を５０ｍ〜３００ｍの精度で特定できる位置情報を通知することが要求されている。また，日本においても，同様の指針が提示されている。特許文献１の手法では，この要求を満足する精度の位置情報を得ることはできない。   For example, in the United States, the Extended 911 command for an emergency call is required to notify the location information that can specify the location information of the caller with an accuracy of 50 m to 300 m. Similar guidelines are also presented in Japan. With the method of Patent Document 1, it is not possible to obtain positional information with accuracy that satisfies this requirement.

さらに，近年の活用が期待されているユビキタスコンピューティング環境では，時刻と空間情報などの時空情報を利用することにより，分散している多数の端末，特に屋内に設定される機器を有機的に結びつけることができ，効果的な運用が可能となる。そのため，ＧＰＳ電波信号が届かない屋内や，ＧＰＳ受信機能を備えていない端末機器においても高精度の位置情報を利用できるようにする必要がある。   Furthermore, in the ubiquitous computing environment that is expected to be used in recent years, by using space-time information such as time and space information, it is possible to organically connect a large number of distributed terminals, especially indoor devices. Can be operated effectively. For this reason, it is necessary to make it possible to use highly accurate position information even indoors where GPS radio signals do not reach or in terminal devices not equipped with a GPS reception function.

一方で，従来から，ＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＩＥＥＥ１５８８を始めとして，ネットワークを介して時刻情報を提供するシステムは数多く存在する。しかし，ネットワークを介して位置情報とともに空間情報をも含めた時空情報を提供するシステムは存在していなかった。   On the other hand, conventionally, there are many systems that provide time information via a network such as NTP (Network Time Protocol) and IEEE 1588. However, there has been no system that provides space-time information including spatial information as well as location information via a network.

本発明の目的は，時刻情報および空間情報からなる時空情報を，ネットワークを介してクライアントに配信するネットワーク時空情報配信システムを提供することである。また，前記時空情報を配信するネットワーク時空情報配信装置，および前記時空情報を受信する端末装置を提供することである。さらに，前記時空情報の配信方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a network space-time information distribution system that distributes space-time information including time information and space information to clients via a network. It is another object of the present invention to provide a network space-time information distribution device that distributes the space-time information and a terminal device that receives the space-time information. Furthermore, it is to provide a method for distributing the space-time information.

本発明は，時刻情報および空間情報からなる時空情報をネットワークへ配信するサーバ装置，および前記ネットワークから前記時空情報を取得するクライアント装置から構成されるネットワーク時空情報配信システムである。   The present invention is a network space-time information distribution system including a server device that distributes space-time information including time information and space information to a network, and a client device that acquires the space-time information from the network.

本発明にかかるシステムにおいて，前記サーバ装置であるネットワーク時空情報配信装置（以下，単に「時空情報配信装置」という）は，所定の測位システムから当該サーバ装置の空間情報を取得する空間情報取得手段と，時刻情報および前記空間情報を含む時空情報パケットを生成するパケット生成手段と，所定の正秒ごとに前記時空情報パケットをネットワークに送出するパケット送出手段とを備える。   In the system according to the present invention, the network spatio-temporal information distribution device (hereinafter simply referred to as “space-time information distribution device”) as the server device includes spatial information acquisition means for acquiring spatial information of the server device from a predetermined positioning system. , A packet generation means for generating a space-time information packet including time information and the space information, and a packet transmission means for transmitting the space-time information packet to the network every predetermined second.

また，前記クライアントの端末装置は，ネットワークから前記時空情報パケットを受信するパケット受信手段と，前記時空情報パケットの受信時ごとに，前記時空情報パケットの時刻情報および所定の時刻同期情報から，時刻変換パラメータを算出する時刻変換パラメータ算出手段と，前記時刻変換パラメータを用いて，前記時空情報パケットの時刻情報から現在時刻を算出し，前記時空情報パケットの空間情報からクライアント空間情報を取得する時刻・空間情報算出手段とを備える。   Further, the terminal device of the client includes a packet receiving means for receiving the space-time information packet from the network, and time conversion from the time information of the space-time information packet and predetermined time synchronization information every time the space-time information packet is received. A time conversion parameter calculating means for calculating a parameter, and a time / space for calculating the current time from the time information of the space-time information packet by using the time conversion parameter and acquiring client space information from the space information of the space-time information packet Information calculating means.

本発明のシステムにおいて，前記時空情報配信装置は，空間情報取得手段によって，例えばＧＰＳ電波信号から当該装置の空間情報（緯度，経度，海抜高度，進行方向，速度など）を受信する。そして，パケット生成手段によって，時刻情報および空間情報を所定の型式のデータパケットに設定して時空情報パケットを生成する。パケット送出手段によって，所定の正秒（例えば，１正秒）ごとに，時空情報パケットをネットワークに送出する。ここで，“正秒ごとに時空情報パケットを送出する”とは，正確な一定の間隔で時空情報パケットをネットワークへ送出することであり，送出は，サブマイクロ秒精度であることが好ましい。   In the system of the present invention, the space-time information distribution device receives spatial information (latitude, longitude, altitude above sea level, traveling direction, speed, etc.) of the device from, for example, a GPS radio signal by means of spatial information acquisition means. Then, the packet generation means sets the time information and the space information to a predetermined type of data packet to generate a space-time information packet. The packet transmission means transmits a space-time information packet to the network every predetermined second (for example, one second). Here, “transmitting the space-time information packet every regular second” means that the space-time information packet is transmitted to the network at an accurate constant interval, and the transmission is preferably of sub-microsecond accuracy.

前記クライアント装置である端末装置は，パケット受信手段によって，ネットワークから時空情報パケットを受信する。時刻変換パラメータ算出手段によって，時空情報パケットの受信時ごとに，時空情報パケットの時刻情報および所定の時刻同期情報（例えばプロセッササイクルカウンタ値）を用いて，現在時刻への時刻変換パラメータを算出する。   The terminal device which is the client device receives a space-time information packet from the network by the packet receiving means. The time conversion parameter calculation means calculates the time conversion parameter to the current time using the time information of the space-time information packet and predetermined time synchronization information (for example, processor cycle counter value) every time the space-time information packet is received.

そして，時刻・空間情報算出手段によって，時空情報パケットの時刻情報から時刻変換パラメータを用いて現在時刻を算出する。さらに，時空情報パケットの空間情報からクライアント空間情報を取得する。   Then, the time / space information calculation means calculates the current time from the time information of the space-time information packet using the time conversion parameter. Further, the client space information is acquired from the space information of the space-time information packet.

本発明によれば，ＧＰＳ受信機能を持たない屋内用の機器であっても，ネットワークに接続して時空情報配信装置から配信された時空情報パケットを受信することによって，高精度の時刻情報と空間情報とを同時に取得することができる。   According to the present invention, even an indoor device that does not have a GPS reception function is connected to a network and receives a space-time information packet distributed from a space-time information distribution device. Information can be acquired at the same time.

時空情報配信装置は，正秒ごとに時空情報パケットをネットワークへ送出するので，端末装置側から時空情報パケットの送信要求を発する必要がない。よって，端末装置の電源投入直後に時空情報パケットを受信して，高精度に時刻情報および空間情報を取得することができる。   Since the space-time information distribution device sends space-time information packets to the network every second, there is no need to issue a space-time information packet transmission request from the terminal device side. Therefore, it is possible to receive the space-time information packet immediately after the terminal device is turned on and to acquire time information and space information with high accuracy.

さらに，本発明は，前記構成をとる場合に，前記端末装置のパケット受信手段は，前記サーバ装置が複数備えられている場合に，同一時刻（正秒）に送出された複数の時空情報パケットを受信したときは，最初に受信した時空情報パケットのみを受信パケットとして保持する。   Further, according to the present invention, in the case of adopting the above configuration, the packet receiving means of the terminal device is configured to receive a plurality of space-time information packets transmitted at the same time (correct second) when a plurality of the server devices are provided. When received, only the first received space-time information packet is held as a received packet.

広域イーサネットなどのネットワーク内に複数の時空情報配信装置が備えられている場合に，時空情報配信装置各々は，高精度に同一のタイミングで時空情報パケットを配信する。端末装置には，最も近い時空情報配信装置から送出された時空情報パケットが最も早く到着することになる。端末装置では，最初に到着した時空情報パケットのみを採用すれば，端末装置に最も近く位置する時空情報配信装置の空間情報をもとに自己の空間情報を得ることができる。   When a plurality of space-time information distribution devices are provided in a network such as a wide area Ethernet, each space-time information distribution device distributes space-time information packets at the same timing with high accuracy. The space-time information packet sent from the nearest space-time information distribution device arrives at the terminal device earliest. In the terminal device, if only the space-time information packet that arrives first is adopted, it is possible to obtain its own space information based on the space information of the space-time information distribution device located closest to the terminal device.

本発明は，前記構成をとる場合に，前記端末装置は，前記時空情報配信装置の空間情報取得手段から当該端末装置までのデータ送信の時間遅延情報を取得する時刻補償情報取得手段を備えるとともに，前記時刻変換パラメータ算出手段は，前記時間遅延情報を用いて前記時刻変換パラメータを算出することができる。   When the present invention has the above configuration, the terminal apparatus includes time compensation information acquisition means for acquiring time delay information of data transmission from the space information acquisition means of the space-time information distribution apparatus to the terminal apparatus, The time conversion parameter calculation means can calculate the time conversion parameter using the time delay information.

または，前記端末装置は，前記時空情報配信装置の空間情報取得手段と当該端末装置との相対位置情報を取得する位置補償情報取得手段を備えるとともに，前記時刻・空間情報算出手段は，前記相対位置情報を用いて前記時空パケットの空間情報から前記クライアント位置情報を算出することができる。   Alternatively, the terminal device includes a spatial information acquisition unit of the space-time information distribution device and a position compensation information acquisition unit that acquires relative position information of the terminal device, and the time / space information calculation unit includes the relative position information The client position information can be calculated from the space information of the space-time packet using information.

これにより，端末装置は，さらに高い精度の時刻情報および空間情報を取得することができる。   Thereby, the terminal device can acquire time information and spatial information with higher accuracy.

本発明によれば，建物の屋上や外壁などにＧＰＳ電波信号が受信可能な処理手段を設置した時空情報配信装置と，ビル内で使用される移動可能な端末装置とを無線ネットワークで接続することにより，屋内で使用される端末装置に対して高精度な時刻情報および空間情報を配信することができる。   According to the present invention, a spatio-temporal information distribution apparatus in which processing means capable of receiving GPS radio signals is installed on the rooftop or outer wall of a building and a movable terminal apparatus used in the building are connected by a wireless network. Thus, highly accurate time information and space information can be distributed to a terminal device used indoors.

これにより，ネットワーク機能を持ち屋内で使用される機器に対しても，従来のＧＰＳリピータを代替して，より高精度の空間情報を提供することが可能となる。例えば，ＧＰＳ電波信号を直接受信できない状況にある携帯電話端末，ＧＰＳ受信機能を持たず屋内利用を前提とするＩＰ電話端末なども，自己の高精度の空間情報を得ることができ，米国のＥｘｔｅｎｄｅｄ９１１指令の位置情報義務に対応した緊急通知を発信することができるようになる。   As a result, it is possible to provide more accurate spatial information by replacing the conventional GPS repeater even for devices that have a network function and are used indoors. For example, mobile phone terminals that cannot receive GPS radio signals directly, IP telephone terminals that do not have a GPS reception function, and that are assumed to be used indoors, can obtain their own highly accurate spatial information. An emergency notification corresponding to the position information obligation of the command can be transmitted.

また，ユビキタスコンピューティング環境において，空間情報を利用した情報処理（Ｌｏｃａｔｉｏｎ−ａｗａｒｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）および時刻同期によって，屋内で使用される多数の端末を統合化することが可能となる。   Also, in a ubiquitous computing environment, it is possible to integrate a large number of terminals used indoors by information processing (location-aware computing) using spatial information and time synchronization.

図１に，本発明を実施するための最良の形態における時空情報配信システムの構成例を示す。   FIG. 1 shows a configuration example of a space-time information distribution system in the best mode for carrying out the present invention.

時空情報配信システム１は，時空情報配信装置（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ（ＮＳＴ）サーバ）１０，およびクライアントである端末装置２で構成される。   The space-time information distribution system 1 includes a space-time information distribution device (Network Space-Time (NST) server) 10 and a terminal device 2 that is a client.

ＮＳＴサーバ１０は，ＧＰＳ電波信号を受信するＧＰＳアンテナ１１を備え，受信したＧＰＳ電波信号をもとに，時刻情報および空間情報からなる時空情報を含む時空情報パケットを，サブマイクロ秒の精度でＬＡＮ３へブロードキャストする。   The NST server 10 includes a GPS antenna 11 that receives a GPS radio signal. Based on the received GPS radio signal, the NST server 10 transmits a space-time information packet including time-space information including time information and space information to the LAN 3 with sub-microsecond accuracy. Broadcast to.

ＮＳＴサーバ１０のクライアントである端末装置２は，ＮＳＴサーバ１０からの時空情報パケットを受信し，時空情報パケット内の時刻情報および空間情報をもとに，現在時刻および端末装置２の空間情報を取得する。   The terminal device 2 that is a client of the NST server 10 receives the space-time information packet from the NST server 10 and acquires the current time and the space information of the terminal device 2 based on the time information and space information in the space-time information packet. To do.

ＮＳＴサーバ１０のＧＰＳアンテナ１１はＧＰＳ電波信号を常時受信できる場所，ＮＳＴサーバ１０本体はＧＰＳアンテナ１１からアクセスの良い場所，例えば建物の最上階などに設置することが好ましい。   The GPS antenna 11 of the NST server 10 is preferably installed in a place where GPS radio signals can be received at all times, and the main body of the NST server 10 is installed in a place accessible from the GPS antenna 11 such as the top floor of a building.

図２に，時空情報配信装置（ＮＳＴサーバ）１０の構成例を示す。ＮＳＴサーバ１０は，ＧＰＳ情報受信部１３，時空情報パケット作成部１５，時空情報パケット送出部１７を備える。   FIG. 2 shows a configuration example of the space-time information distribution apparatus (NST server) 10. The NST server 10 includes a GPS information reception unit 13, a space-time information packet creation unit 15, and a space-time information packet transmission unit 17.

ＧＰＳ情報受信部１３は，ＧＰＳ電波信号を受信し，ＧＰＳ電波信号の空間情報（緯度，経度，高度，時刻，進行方向など）を，ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）を通じて時空情報パケット作成部１５へ出力する。また，１ｐｌｓ／ｓの同期信号を出力する処理手段である。   The GPS information receiving unit 13 receives a GPS radio signal, and transmits spatial information (latitude, longitude, altitude, time, traveling direction, etc.) of the GPS radio signal to a space-time information packet creation unit 15 through a UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Output. Further, it is a processing means for outputting a synchronization signal of 1 pls / s.

時空情報パケット作成部１５は，時刻情報と，ＧＰＳ情報受信部１３から得た時空情報を用いて，次の正秒（１秒）における時空情報パケットを生成する処理手段である。   The space-time information packet creation unit 15 is processing means for generating a space-time information packet in the next correct second (1 second) using the time information and the space-time information obtained from the GPS information reception unit 13.

時空情報パケット送出部１７は，１ｐｌｓ／ｓ信号を待機し，１ｐｌｓ／ｓ信号が入力されたら，時空情報パケット作成部１５によって生成された時空情報パケットをＬＡＮ３へ送出する処理手段である。時空情報パケットの送出の間隔は，例えば正１秒とし，数百ナノ秒（ｎｓ）以下の精度とする。   The space-time information packet sending unit 17 is a processing unit that waits for a 1 pls / s signal and sends the space-time information packet generated by the space-time information packet creation unit 15 to the LAN 3 when the 1 pls / s signal is input. The interval of sending the space-time information packet is, for example, positive 1 second, and has an accuracy of several hundred nanoseconds (ns) or less.

具体的には，ＮＳＴサーバ１０は，以下のような仕様とする。   Specifically, the NST server 10 has the following specifications.

パケットの送出タイミング： １秒間隔，
送出ジッタ：１７ｎｓ．ｒ．ｍ．ｓ
出力遅延時間： ３２０ｎｓ（ＴＹＰ）
ポジショニング精度： ２ｍ（ＡＮＴ．）
トラッキング感応度： −１５２ｄＢｍ
時空情報パケット送出部１７は，イーサネットブロードキャストフレームを送出するだけであり，ＩＰスタックなどは不要である。 Packet transmission timing: 1 second interval,
Transmission jitter: 17 ns. r. m. s
Output delay time: 320 ns (TYP)
Positioning accuracy: 2m (ANT.)
Tracking sensitivity: -152 dBm
The space-time information packet transmission unit 17 only transmits an Ethernet broadcast frame, and does not require an IP stack or the like.

ＮＳＴサーバ１０の各処理部は，ハードウェアとして実施されることが好ましい。各処理部をハードウェア化することによって処理ジッタが生じなくなる。   Each processing unit of the NST server 10 is preferably implemented as hardware. By making each processing unit hardware, processing jitter does not occur.

時空情報パケットは，時刻情報および空間情報を格納したＩＰｖ４／ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットである。   The space-time information packet is an IPv4 / UDP (User Datagram Protocol) packet storing time information and space information.

図３に，時空情報パケットのペイロード部のデータ構成例を示す。ペイロード部を構成する各フィールドは以下のとおりである。   FIG. 3 shows a data configuration example of the payload portion of the space-time information packet. Each field constituting the payload portion is as follows.

Ｍａｇｉｃ： 時空情報を識別するためのビットパタン（６Ａ８８ｈ），
Ｖｅｒ： パケット型式のバージョン情報，
ＧＰＳｍｏｄｅ： ＧＰＳ測位モード情報（１＝非測位，２＝２Ｄ測位，３＝３Ｄ測位），
ＬｅａｐＳｅｃ：累積うるう秒（ＴＡＩ−ＵＴＣ），
ＵＮＩＸ Ｔｉｍｅ（ＴＡＩ）： １９７０年１月１日を起点とするＵＮＩＸ（登録商標）タイムの積算秒数（うるう秒もカウントアップする），
ｏｕｔｂｏｕｎｄ ｌａｔｅｎｃｙ： １ｐｌｓ／ｓ信号の立ち上がりから，パケット先頭がネットワークインタフェースから送出されるまでに要する時間，
Ｌａｔｉｔｕｄｅ： 緯度，
Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ： 経度，
Ａｌｔｉｔｕｄｅ： 海抜高度，
Ｔｒａｃｋ： 進行方向，
Ｓｐｅｅｄ： 速度，
上記のＵＮＩＸ Ｔｉｍｅは時刻情報，Ｌａｔｉｔｕｄｅ，Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ，Ａｌｔｉｔｕｄｅ，Ｔｒａｃｋ，およびＳｐｅｅｄは空間情報となるデータである。 Magic: Bit pattern (6A88h) for identifying space-time information,
Ver: version information of the packet type,
GPSmode: GPS positioning mode information (1 = non-positioning, 2 = 2D positioning, 3 = 3D positioning),
LeapSec: Cumulative leap second (TAI-UTC),
UNIX Time (TAI): Number of seconds of UNIX (registered trademark) time starting from January 1, 1970 (leap seconds are also counted up),
outbound latency: the time required from the rise of the 1 pls / s signal to the beginning of the packet being sent out from the network interface,
Latitude: Latitude,
Longitude: Longitude,
Altitude: Altitude above sea level,
Track: direction of travel,
Speed: Speed,
The above UNIX Time is data that becomes time information, Latitude, Longitude, Altitude, Track, and Speed are spatial information.

図４に，端末装置（クライアント）２の構成例を示す。クライアント２は，時空情報パケット受信部２１，時刻・空間情報抽出部２２，時刻同期情報取得部２３，遅延情報取得部２４，時刻変換パラメータ算出部２５，時間計測部２６，共有メモリ２７，時刻・空間情報算出部２８を備える。   FIG. 4 shows a configuration example of the terminal device (client) 2. The client 2 includes a space-time information packet receiving unit 21, a time / space information extracting unit 22, a time synchronization information acquiring unit 23, a delay information acquiring unit 24, a time conversion parameter calculating unit 25, a time measuring unit 26, a shared memory 27, a time / A spatial information calculation unit 28 is provided.

時空情報パケット受信部２１は，ＬＡＮ３から，時空情報パケットを受信する処理手段である。   The space-time information packet receiving unit 21 is processing means for receiving space-time information packets from the LAN 3.

時刻・空間情報抽出部２２は，時空情報パケットから，時刻情報Ｔと，空間座標を示す空間情報Ｐとを取り込む処理手段である。具体的には，時空情報パケットのＵＮＩＸ Ｔｉｍｅを時刻情報Ｔとして，Ｌａｔｉｔｕｄｅ，Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ，Ａｌｔｉｔｕｄｅを空間情報Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）として取得する。 The time / space information extraction unit 22 is processing means for taking in the time information T and the space information P indicating the space coordinates from the space-time information packet. Specifically, the UNIX Time of the space-time information packet is acquired as time information T, and Latitude, Longitude, and Altitude are acquired as spatial information P (P x , P y , P z ).

時刻・空間情報抽出部２２は，同時刻に送出された２以上の時空情報パケットを受信した場合には，最初に受信した時空情報パケットのみを使用する。   When receiving two or more space-time information packets sent at the same time, the time / space information extracting unit 22 uses only the space-time information packet received first.

時刻同期情報取得部２３は，時空情報パケット受信時の割り込みハンドラによって，時間計測部２６から時刻同期情報を取得する処理手段である。ここで，時間計測部２６として，プロセッササイクルカウンタ（ＰＣＣ：Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｃｙｃｌｅ Ｃｏｕｎｔｅｒ）を用いる。時空情報パケット受信時の時刻同期情報としてＰＣＣ２６のカウンタ値ＰＣＣ（ＣＩ）が取得される。 The time synchronization information acquisition unit 23 is a processing unit that acquires time synchronization information from the time measurement unit 26 by an interrupt handler when receiving a space-time information packet. Here, a processor cycle counter (PCC: Processor Cycle Counter) is used as the time measuring unit 26. The counter value PCC (C I ) of the PCC 26 is acquired as time synchronization information when receiving the space-time information packet.

遅延情報取得部２４は，時間遅延情報Ｄｔと相対位置情報Ｄｐとを取得する処理手段である。時間遅延情報Ｄｔは，ＮＳＴサーバ１０のＧＰＳアンテナ１１の位置からクライアント２までの遅延時間ｓ＿ｉｎｃｏｍｉｎｇと，クライアント２内部の処理遅延時間ｓ＿ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎとの和である（ｓ＿ｉｎｃｏｍｉｎｇ＋ｓ＿ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）。   The delay information acquisition unit 24 is a processing unit that acquires the time delay information Dt and the relative position information Dp. The time delay information Dt is the sum of the delay time s_incoming from the position of the GPS antenna 11 of the NST server 10 to the client 2 and the processing delay time s_interaction in the client 2 (s_incoming + s_interaction).

相対位置情報Ｄｐ（Δｐｘ，Δｐｙ，Δｐｚ）は，ＮＳＴサーバ１０のＧＰＳアンテナ１１の位置とクライアント２との相対的座標情報である。相対位置情報Ｄｐは，クライアント２が固定設置されている場合には，例えば，建築設計図などから得た距離を用いる。 The relative position information Dp (Δp x , Δp y , Δp z ) is relative coordinate information between the position of the GPS antenna 11 of the NST server 10 and the client 2. For the relative position information Dp, for example, when the client 2 is fixedly installed, a distance obtained from an architectural plan or the like is used.

一方，クライアント２が移動可能な場合には，既存の測位システムを併用して測位結果を用いる。例えば，低コストかつ高精度の測位システムとして知られている超音波測位システムを利用する（J. Hightower and G. Borriello; “Location systems for ubiquitous computing”; IEEE Computer Magazine, 34, 8, pp57-66; 2001）。   On the other hand, when the client 2 can move, the positioning result is used together with the existing positioning system. For example, an ultrasonic positioning system known as a low-cost and high-accuracy positioning system is used (J. Hightower and G. Borriello; “Location systems for ubiquitous computing”; IEEE Computer Magazine, 34, 8, pp57-66 ; 2001).

また，時間遅延情報Ｄｔおよび相対位置情報Ｄｐは，ユーザによって入力される値を用いてもよい。ここでは，ユーザによって入力された時間遅延情報Ｄｔおよび相対位置情報Ｄｐが使用される。   Further, values input by the user may be used for the time delay information Dt and the relative position information Dp. Here, the time delay information Dt and the relative position information Dp input by the user are used.

なお，アプリケーションの要求精度によっては，時間遅延情報Ｄｔおよび相対位置情報Ｄｐは不要である。すなわち，地域情報のように建物位置が特定できれば十分であるような測位精度しか要求されていない場合には，ＧＰＳアンテナ１１の位置を空間情報として使用すればよい。一方，ロボット制御のように，室内での位置を特定する必要がある場合には，ＧＰＳアンテナ１１とクライアント２との相対的位置情報Ｄｐで補償する。   The time delay information Dt and the relative position information Dp are not required depending on the required accuracy of the application. In other words, when only positioning accuracy that is sufficient if the building position can be specified as in the area information is required, the position of the GPS antenna 11 may be used as the spatial information. On the other hand, when it is necessary to specify the indoor position as in the robot control, the relative position information Dp between the GPS antenna 11 and the client 2 is compensated.

時刻変換パラメータ算出部２５は，時空情報パケットの受信時ごとに，時間同期情報を現在時刻に変換するための時刻変換パラメータを算出する処理手段である。   The time conversion parameter calculation unit 25 is a processing unit that calculates a time conversion parameter for converting the time synchronization information to the current time every time a space-time information packet is received.

時刻変換パラメータ算出部２５は，ＰＡＩ同期アルゴリズムにもとづいて，ＰＣＣ２６のカウンタ値ＰＣＣ（Ｃ）を時刻へ変換する時刻変換パラメータとして，周波数ＲとオフセットＯとを算出し，共有メモリ２７へ格納する。具体的には，時空情報パケットの受信時刻から，受信間隔の最適値を求め，周波数Ｒを算出する。また，周波数Ｒを用いて，時空情報パケットの受信時刻の片方向遅延からドリフト成分を補償し，補償値からの所定の範囲となる受信時刻の平均値を用いてオフセットＯを算出する（特願２００５−３２４６７５の明細書を参照）。   The time conversion parameter calculation unit 25 calculates the frequency R and the offset O as a time conversion parameter for converting the counter value PCC (C) of the PCC 26 to time based on the PAI synchronization algorithm, and stores the frequency R and the offset O in the shared memory 27. Specifically, the optimum value of the reception interval is obtained from the reception time of the space-time information packet, and the frequency R is calculated. Further, the drift component is compensated from the one-way delay of the reception time of the space-time information packet using the frequency R, and the offset O is calculated using the average value of the reception time within a predetermined range from the compensation value (Japanese Patent Application No. (See the specification of 2005-324675).

時刻変換パラメータ算出部２５は，遅延情報取得部２４から取得した時間遅延情報Ｄｔを用いて時刻変換パラメータを算出してもよい。   The time conversion parameter calculation unit 25 may calculate the time conversion parameter using the time delay information Dt acquired from the delay information acquisition unit 24.

さらに，時刻変換パラメータ算出部２５は，時空情報パケットの空間情報Ｐをクライアント２の空間情報ｐ（ｐｘ，ｐｙ，ｐｚ）として，共有メモリ２７へ格納する。 Further, the time conversion parameter calculation unit 25 stores the space information P of the space-time information packet in the shared memory 27 as the space information p (p x , p y , p z ) of the client 2.

遅延情報取得部２４から取得した相対位置情報Ｄｐ（Δｐｘ，Δｐｙ，Δｐｚ）を用いて，空間情報ｐを補償してもよい。 The spatial information p may be compensated by using the relative position information Dp (Δp x , Δp y , Δp z ) acquired from the delay information acquisition unit 24.

クライアント２において，時空情報パケットは正１秒ごとに受信されるので，時刻変換パラメータの周波数Ｒ，オフセットＯ，および空間情報ｐも１秒ごとに更新される。   Since the client 2 receives the space-time information packet every regular second, the frequency R of the time conversion parameter, the offset O, and the spatial information p are also updated every second.

時刻・空間情報算出部２８は，アプリケーションからの要求に応じて，ＰＣＣ２６のカウンタ値ＰＣＣ（Ｃ）を取得し，共有メモリ２７から毎秒更新されている時刻変換パラメータを取得し，以下の式（１）に従って現在時刻ｔとクライアント２の空間情報ｐとをアプリケーションに返す。   The time / space information calculation unit 28 acquires the counter value PCC (C) of the PCC 26 in response to a request from the application, acquires the time conversion parameter updated every second from the shared memory 27, and uses the following formula (1 ) To return the current time t and the spatial information p of the client 2 to the application.

ｔ＝Ｒ・ＰＣＣ（Ｃ）＋Ｏ 式（１）
時刻・空間情報算出部２８は，アプリケーションインタフェース（ＡＰＩ）として構成され，例えば，現在時刻ｔを取得するｎｓｔ＿ｇｅｔｔａｉ（），空間情報ｐを取得するｎｓｔ＿ｇｅｔｌｏｃａｔｉｏｎ（）の２つのプログラムとして実施される。 t = R · PCC (C) + O Formula (1)
The time / space information calculation unit 28 is configured as an application interface (API), and is implemented as two programs, for example, nst_gettai () for acquiring the current time t and nst_getlocation () for acquiring the space information p.

以下に，本発明の処理の流れを示す。ステップＳ１〜Ｓ３は，ＮＳＴサーバ１０の処理の流れである。   The processing flow of the present invention is shown below. Steps S <b> 1 to S <b> 3 are a processing flow of the NST server 10.

ステップＳ１： ＧＰＳ情報受信部１３は，ＧＰＳ電波信号を受信する。ＧＰＳ電波信号の空間情報（緯度，経度，高度，時刻，進行方向など）を，ＵＡＲＴを通じて時空情報パケット作成部１５へ出力する。また，１ｐｌｓ／ｓ信号を出力する。
ステップＳ２： 時空情報パケット作成部１５は，ＧＰＳ電波信号の空間情報を用いて，次の正秒（１秒）における時空情報パケットを生成する。 Step S1: The GPS information receiving unit 13 receives a GPS radio signal. The spatial information (latitude, longitude, altitude, time, traveling direction, etc.) of the GPS radio signal is output to the space-time information packet creation unit 15 through UART. In addition, a 1 pls / s signal is output.
Step S2: The space-time information packet creation unit 15 generates a space-time information packet in the next true second (1 second) using the spatial information of the GPS radio signal.

ステップＳ３： 時空情報パケット送出部１７は，１ｐｌｓ／ｓの信号が入力されると，時空情報パケットをＬＡＮ３へ送出する。   Step S3: The space-time information packet sending unit 17 sends a space-time information packet to the LAN 3 when a 1 pls / s signal is inputted.

これによって，時空情報配信システム１のＬＡＮ３に，高精度の１秒間隔で時空情報パケットがブロードキャストされる。   As a result, the space-time information packet is broadcast to the LAN 3 of the space-time information distribution system 1 at high-accuracy 1 second intervals.

以下のステップＳ１０〜Ｓ１５は，クライアント２の処理の流れである。   The following steps S10 to S15 are the processing flow of the client 2.

ステップＳ１０： 時空情報パケット受信部２１は，ＬＡＮ３から時空情報パケットを受信する。   Step S10: The space-time information packet receiving unit 21 receives a space-time information packet from the LAN 3.

ステップＳ１１： 時刻・空間情報抽出部２２は，受信した時空情報パケットから，時刻情報Ｔと空間情報Ｐとを取り込む。   Step S11: The time / space information extraction unit 22 takes in the time information T and the space information P from the received space-time information packet.

ステップＳ１２： 時刻同期情報取得部２３は，時空情報パケット受信時の割り込みハンドラによって，ＰＣＣ２６からカウンタ値ＰＣＣ（ＣＩ）を取得する。 Step S12: The time synchronization information acquisition unit 23 acquires the counter value PCC (C I ) from the PCC 26 by the interrupt handler when receiving the space-time information packet.

ステップＳ１３： 遅延情報取得部２４は，必要があれば，時間遅延情報Ｄｔと相対位置情報Ｄｐとを取得する。   Step S13: The delay information acquisition unit 24 acquires time delay information Dt and relative position information Dp, if necessary.

ステップＳ１４： 時刻変換パラメータ算出部２５は，時空情報パケットの受信時ごとに，時刻変換パラメータの周波数ＲとオフセットＯとを算出する。算出した周波数ＲとオフセットＯとを共有メモリ２７へ格納する。また，時空情報パケットの空間情報Ｐを空間情報ｐとして，共有メモリ２７へ格納する。   Step S14: The time conversion parameter calculation unit 25 calculates the frequency R and the offset O of the time conversion parameter every time a space-time information packet is received. The calculated frequency R and offset O are stored in the shared memory 27. The space information P of the space-time information packet is stored in the shared memory 27 as space information p.

ステップＳ１５： 時刻・空間情報算出部２８は，アプリケーションからの要求があれば，ＰＣＣ２６のカウンタ値ＰＣＣ（Ｃ）を取得し，共有メモリ２７に格納された周波数ＲとオフセットＯとを用いて，現在時刻ｔを算出する。また，共有メモリ２７に格納された空間情報ｐを取得し，現在時刻ｔと空間情報ｐとを要求元アプリケーションに返す。   Step S15: If there is a request from the application, the time / space information calculation unit 28 acquires the counter value PCC (C) of the PCC 26 and uses the frequency R and the offset O stored in the shared memory 27 to Time t is calculated. Also, the spatial information p stored in the shared memory 27 is acquired, and the current time t and the spatial information p are returned to the request source application.

このように，ＮＳＴサーバ１０が接続されるＬＡＮ３では，時空情報パケットが１秒間隔でブロードキャストされているため，センサーネットのノードのように，省電力を図るために必要な時のみ電源が入るようなクライアント２であっても，起動から１秒以内に時空情報パケットを受信して，現在時刻ｔおよび空間情報ｐを得ることができる。しかも，能動的にリクエストパケットを送出する必要がないので省電力なクライアントにも適している。   In this way, in the LAN 3 to which the NST server 10 is connected, the space-time information packet is broadcast at intervals of 1 second, so that the power is turned on only when necessary to save power, such as a sensor net node. Even the client 2 can receive the space-time information packet within 1 second from the activation, and obtain the current time t and the space information p. In addition, since it is not necessary to actively send request packets, it is also suitable for power-saving clients.

以下に，前述の時空情報配信システムと従来手法との時刻同期精度の比較を説明する。   In the following, a comparison of time synchronization accuracy between the aforementioned space-time information distribution system and the conventional method will be described.

時刻同期精度を評価するために，クライアント２は，時刻サーバに同期するとともに，毎秒パルス（１ｐｌｓ／ｓ）を発生させた。タイムインターバルカウンタを設けて，クライアント２が送出した毎秒パルスとＣｓ原子時計の毎秒パルスとのオフセットを計測できるようにした。   In order to evaluate the time synchronization accuracy, the client 2 was synchronized with the time server and generated a pulse per second (1 pls / s). A time interval counter is provided so that the offset between the second pulse sent by the client 2 and the second pulse of the Cs atomic clock can be measured.

また，本発明と比較する従来技術として，ＮＴＰとＩＥＥＥ１５８８の２つの方式による処理を行った。また，ｎｔｐｄ（ＮＴＰ）のバージョンは４．２．０，ＰＴＰｄ（ＩＥＥＥ１５８８）のバージョンは１ｂ４を用いた。   Further, as a conventional technique to be compared with the present invention, processing by two methods of NTP and IEEE 1588 was performed. The version of ntpd (NTP) was 4.2.0, and the version of PTPd (IEEE 1588) was 1b4.

クライアント２において毎秒パルスの発生は，時刻取得関数ｎｓｔ＿ｇｅｔｔａｉ（）を用いて行った。従来手法のＮＴＰ，ＩＥＥＥ１５８８では，それぞれ，ｇｅｔｔｉｍｅｏｆｄａｙ（）を用いた。具体的には，これらの時刻取得関数をループ内で繰り返して呼び出し，秒の小数部が所定値を超えたら，速やかにループから抜け出し，ディジタル出力ポートにパルスを発生させた。したがって，毎秒パルスは，クライアントの時刻オフセットと時刻取得関数の呼び出しに必要な時間を解像度とする誤差とを含むことになる。   Generation of a pulse per second in the client 2 was performed using a time acquisition function nst_gettai (). In conventional methods NTP and IEEE 1588, gettimeofday () was used. Specifically, these time acquisition functions were repeatedly called in the loop, and when the fractional part of the second exceeded a predetermined value, the loop was quickly exited and a pulse was generated at the digital output port. Accordingly, the pulse per second includes a time offset of the client and an error having a resolution required for calling the time acquisition function.

図５に，ＮＳＴサーバ１０のＧＰＳ情報受信部１１が発生させる１ｐｌｓ／ｓのパルスのタイミング精度を示す。図５（Ａ）は，オフセットの時間変動を示す図である。図５（Ｂ）は，オフセットの大きさをヒストグラムで表した図である。ヒストグラムのビン幅は，５ｎｓである。また，オフセットは，日本標準時に同期させたＣｓ原子時計との差を示している。   FIG. 5 shows the timing accuracy of the 1 pls / s pulse generated by the GPS information receiving unit 11 of the NST server 10. FIG. 5A is a diagram showing the time variation of the offset. FIG. 5B is a diagram showing the magnitude of the offset in a histogram. The bin width of the histogram is 5 ns. The offset indicates the difference from the Cs atomic clock synchronized with the Japanese standard time.

図５（Ａ）に示すオフセットは，プラスマイナス５０ｎｓほどに収まり，標準偏差は１７ｎｓである。しかし，数十秒間にわたるドリフトが示されている。これは，ＧＰＳ衛星の移動に起因していると考えられる。   The offset shown in FIG. 5A falls within about plus or minus 50 ns, and the standard deviation is 17 ns. However, drift over tens of seconds is shown. This is considered due to the movement of GPS satellites.

図６に本発明の計測結果，図７に従来手法ＮＴＰの計測結果，図８に従来手法ＩＥＥＥ１５８８の計測結果を示す。図６〜８に示す計測データは，同期開始後６時間以上経過し，十分に収束した状態で取得したものである。図６〜８の各図（Ａ）は，オフセットの時間変動を示す図であり，各図（Ｂ）は，オフセットのヒストグラムである。   FIG. 6 shows the measurement result of the present invention, FIG. 7 shows the measurement result of the conventional method NTP, and FIG. 8 shows the measurement result of the conventional method IEEE 1588. The measurement data shown in FIGS. 6 to 8 are acquired after 6 hours or more have elapsed after the start of synchronization and have sufficiently converged. Each of FIGS. 6A to 8A is a diagram showing the time variation of the offset, and each diagram B is a histogram of the offset.

図７（Ａ）および図８（Ａ）では，オフセットのドリフトが観測された。また，ドリフト以外の帯状に広がる細かなジッタは，時刻取得関数ｇｅｔｔｉｍｅｏｆｄａｙ（）による解像度の限界を示していると考えられる。   In FIGS. 7A and 8A, offset drift was observed. Moreover, it is considered that the fine jitter spreading in a band other than the drift indicates the limit of resolution by the time acquisition function gettimeofday ().

時刻取得の所要時間は，ｇｅｔｔｉｍｅｏｆｄａｙ（）が２１００クロック必要であるのに対し，本発明のｎｓｔ＿ｇｅｔｔａｉ（）では１４０クロックしか必要でない。   The time required for time acquisition requires 2100 clocks for gettimeofday (), whereas only 140 clocks are required for nst_gettai () of the present invention.

一方，図６に示すように，本発明では，ドリフトもジッタも小さく，標準偏差は７６ｎｓである。図６（Ａ）では，時空情報パケットの時刻制度であるＧＰＳ情報受信部１３の１ｐｌｓ／ｓの信号の時間変動も併せて表示したが，１ｐｌｓ／ｓのドリフトの影響もわずかである。   On the other hand, as shown in FIG. 6, in the present invention, both drift and jitter are small, and the standard deviation is 76 ns. In FIG. 6A, the time variation of the 1 pls / s signal of the GPS information receiving unit 13 which is the time system of the space-time information packet is also displayed, but the influence of the 1 pls / s drift is also slight.

図９に，本発明および上記２つの従来手法において，同期に要する初期時間の計測結果を示す。収束までの所要時間として，２つの従来手法のｎｔｐｄ（ＮＴＰ），ＰＴＰｄ（ＩＥＥＥ１５８８）は，それぞれ約１時間，約１０００秒を要した。これに対し，本発明は，同期開始後３秒で，マイクロ秒以下に収束した。   FIG. 9 shows the measurement results of the initial time required for synchronization in the present invention and the above two conventional methods. As the time required for convergence, ntpd (NTP) and PTPd (IEEE 1588) of the two conventional methods required about 1 hour and about 1000 seconds, respectively. In contrast, the present invention converged to less than microseconds in 3 seconds after the start of synchronization.

この比較からも，本発明によれば，端末装置は，短時間に高精度の時空情報を取得できることがわかる。   This comparison also shows that according to the present invention, the terminal device can acquire highly accurate space-time information in a short time.

以上，本発明をその実施の形態により説明したが，本発明はその主旨の範囲において種々の変形が可能であることは当然である。   Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, it is obvious that the present invention can be variously modified within the scope of the gist thereof.

さらに，既に説明したが，本発明のＮＳＴサーバ１０から提供される空間情報は，接続しているＧＰＳアンテナ１１の位置である。広域イーサネットやＶＬＡＮの普及に伴い，ネットワークは地域的に広がってきている。しかし，複数の地域にわたるネットワークであっても，単純に地域ごとにＮＳＴサーバ１０を接続すればよい。   Furthermore, as already described, the spatial information provided from the NST server 10 of the present invention is the position of the connected GPS antenna 11. With the widespread use of wide-area Ethernet and VLANs, the network has expanded in the region. However, even in a network extending over a plurality of regions, the NST server 10 may be simply connected to each region.

同一セグメントに複数のＮＳＴサーバ１０が存在する場合には，クライアント２は，全てのマスタコンピュータから同時（正秒）に送出される時空情報パケットのうち，最初に受信した時空情報パケットを使用することによって，常に，最寄りのＮＳＴサーバ１０から送出された時空情報パケットを使用して，最も近いＧＰＳアンテナ１１の位置を利用することができる。   When there are a plurality of NST servers 10 in the same segment, the client 2 should use the first received space-time information packet among the space-time information packets sent simultaneously from all the master computers (in seconds). Thus, the position of the nearest GPS antenna 11 can always be used by using the space-time information packet sent from the nearest NST server 10.

また，相対的位置情報Ｄｐの取得のために利用する超音波測位システムでは，センサ間の同期が必要である。しかし，本発明の時空情報配信システムと超音波測位システムとを併用する場合には，本発明の時刻情報によって，超音波測位システムでも高精度な同期が可能となる。したがって，超音波測位システムにＡｃｔｉｖｅ Ｂａｔ（A. Harter, et al.; “The anatomy of a context-aware application”; Proc. Mobicom ’99, pp.59-68; 1999）で使用されているような電波によるトリガが不要となり，超音波測位システム自体の構成も簡略化することができる。   Further, in the ultrasonic positioning system used for acquiring the relative position information Dp, synchronization between sensors is necessary. However, when the space-time information distribution system of the present invention and the ultrasonic positioning system are used in combination, the time information of the present invention enables high-accuracy synchronization even in the ultrasonic positioning system. Therefore, as used in Active Bat (A. Harter, et al .; “The anatomy of a context-aware application”; Proc. Mobicom '99, pp. 59-68; 1999) The trigger by the radio wave becomes unnecessary, and the configuration of the ultrasonic positioning system itself can be simplified.

また，クライアント２の各処理部を実現するソフトウェアプログラムは，コンピュータが読み取り可能な可搬媒体メモリ，半導体メモリ，ハードディスクなどの適当な記録媒体に格納することができ，これらの記録媒体に記録して提供され，または，通信インタフェースを介して種々の通信網を利用した送受信により提供される。   The software program that implements each processing unit of the client 2 can be stored in an appropriate recording medium such as a portable medium readable by a computer, a semiconductor memory, and a hard disk, and recorded on these recording media. It is provided or transmitted / received using various communication networks via a communication interface.

本発明を実施するための最良の形態における時空情報配信システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the space-time information delivery system in the best form for implementing this invention. 時空情報配信装置（ＮＳＴサーバ）の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a space-time information delivery apparatus (NST server). 時空情報パケットのペイロード部のデータ構成例を示す図である。It is a figure which shows the data structural example of the payload part of a space-time information packet. 端末装置（クライアント）の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a terminal device (client). ＮＳＴサーバのＧＰＳ情報受信部が発生させる同期信号のタイミング精度を示す図である。It is a figure which shows the timing precision of the synchronizing signal which the GPS information receiving part of an NST server generates. 本発明による処理の計測結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the process by this invention. 従来手法ＮＴＰによる処理の計測結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the process by the conventional method NTP. 従来手法ＩＥＥＥ１５８８による処理の計測結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the process by the conventional method IEEE1588. 本発明および２つの従来手法における，同期に要する初期時間の計測結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the initial time required for a synchronization in this invention and two conventional methods.

符号の説明Explanation of symbols

１ 時空情報配信システム
１０ 時空情報配信装置（ＮＳＴサーバ）
１１ ＧＰＳアンテナ
１３ ＧＰＳ情報受信部
１５ 時空情報パケット作成部
１７ 時空情報パケット送出部
２ 端末装置（クライアント）
２１ 時空情報パケット受信部
２２ 時刻・空間情報抽出部
２３ 時刻同期情報取得部
２４ 遅延情報取得部
２５ 時刻変換パラメータ算出部
２６ 時間計測部
２７ 共有メモリ
２８ 時刻・空間情報算出部
３ ネットワーク（ＬＡＮ） 1 Space-Time Information Distribution System 10 Space-Time Information Distribution Device (NST Server)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 GPS antenna 13 GPS information receiving part 15 Space time information packet preparation part 17 Space time information packet transmission part 2 Terminal device (client)
21 Time-space information packet receiving unit 22 Time / space information extracting unit 23 Time synchronization information acquiring unit 24 Delay information acquiring unit 25 Time conversion parameter calculating unit 26 Time measuring unit 27 Shared memory 28 Time / space information calculating unit 3 Network (LAN)

Claims (12)

時刻情報および空間情報からなる時空情報をネットワークへ配信するサーバ装置，および前記ネットワークから前記時空情報を取得するクライアント装置から構成されるネットワーク時空情報配信システムであって，
前記サーバ装置は，
所定の測位システムから当該サーバ装置の空間情報を取得する空間情報取得手段と，
時刻情報および前記空間情報を含む時空情報パケットを生成するパケット生成手段と，
所定の正秒ごとに前記時空情報パケットをネットワークに送出するパケット送出手段とを備え，
前記クライアント装置は，
ネットワークから前記時空情報パケットを受信するパケット受信手段と，
前記時空情報パケットの受信時ごとに，前記時空情報パケットの時刻情報および所定の時刻同期情報から，時刻変換パラメータを算出する時刻変換パラメータ算出手段と，
前記時空情報パケットの時刻情報から前記時刻変換パラメータを用いて現在時刻を算出し，前記時空情報パケットの空間情報からクライアント空間情報を取得する時刻・空間情報算出手段とを備える
ことを特徴とするネットワーク時空情報配信システム。 A network space-time information distribution system including a server device that distributes space-time information including time information and space information to a network, and a client device that acquires the space-time information from the network,
The server device
Spatial information acquisition means for acquiring spatial information of the server device from a predetermined positioning system;
A packet generation means for generating a space-time information packet including time information and the spatial information;
Packet sending means for sending the space-time information packet to the network every predetermined second,
The client device
A packet receiving means for receiving the space-time information packet from the network;
Time conversion parameter calculation means for calculating a time conversion parameter from time information of the space-time information packet and predetermined time synchronization information for each reception of the space-time information packet;
A time / space information calculating means for calculating a current time from the time information of the space-time information packet by using the time conversion parameter and acquiring client space information from the space information of the space-time information packet. Space-time information distribution system. 前記パケット受信手段は，前記サーバ装置が複数備えられている場合に同一の正秒時に送出された時空情報パケットを複数受信したときは，最初に受信した時空情報パケットを保持する
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク時空情報配信システム。 The packet reception means holds the first received space-time information packet when receiving a plurality of space-time information packets transmitted at the same equisecond time when a plurality of the server devices are provided. The network space-time information distribution system according to claim 1. 前記クライアント装置では，
前記空間情報取得手段から当該クライアント装置までのデータ送信の時間遅延情報を取得する時刻補償情報取得手段を備えるとともに，
前記時刻変換パラメータ算出手段は，前記時間遅延情報を用いて前記時刻変換パラメータを算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク時空情報配信システム。 In the client device,
A time compensation information acquisition means for acquiring time delay information of data transmission from the spatial information acquisition means to the client device;
The network time-space information distribution system according to claim 1, wherein the time conversion parameter calculation unit calculates the time conversion parameter using the time delay information. 前記クライアント装置では，
前記空間情報取得手段と当該クライアント装置との相対位置情報を取得する位置補償情報取得手段を備えるとともに，
前記時刻・空間情報算出手段は，前記相対位置情報を用いて前記クライアント空間情報を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク時空情報配信システム。 In the client device,
A position compensation information acquisition means for acquiring relative position information between the spatial information acquisition means and the client device;
The network time-space information distribution system according to claim 1, wherein the time / space information calculation unit calculates the client space information using the relative position information. 前記クライアント装置において，
前記時刻・空間情報算出手段は，前記現在時刻および前記クライアント空間情報を，当該クライアント装置内で共有される内部記憶手段に格納する
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク時空情報配信システム。 In the client device,
2. The network space-time information distribution system according to claim 1, wherein the time / space information calculating unit stores the current time and the client space information in an internal storage unit shared in the client device. 時刻情報および空間情報からなる時空情報をネットワークへ送出するネットワーク時空情報配信装置であって，
所定の測位システムから当該サーバ装置の空間情報を取得する空間情報取得手段と，
時刻情報および前記空間情報を含む時空情報パケットを生成するパケット生成手段と，
所定の正秒ごとに前記時空情報パケットをネットワークに送出するパケット送出手段とを備える
ことを特徴とするネットワーク時空情報配信装置。 A network space-time information distribution device for sending space-time information comprising time information and space information to a network,
Spatial information acquisition means for acquiring spatial information of the server device from a predetermined positioning system;
A packet generation means for generating a space-time information packet including time information and the spatial information;
A network space-time information distribution apparatus comprising: a packet transmission unit that transmits the space-time information packet to the network every predetermined second. ネットワークから，所定の間隔の正秒ごとに送出された，時刻情報および空間情報を含む時空情報パケットを受信するパケット受信手段と，
前記時空情報パケットの受信時ごとに，前記時空情報パケットの時刻情報および所定の時刻同期情報から，時刻変換パラメータを算出する時刻変換パラメータ算出手段と，
前記時空情報パケットの時刻情報から前記時刻変換パラメータを用いて現在時刻を算出し，前記時空情報パケットの空間情報からクライアント空間情報を取得する時刻・空間情報算出手段とを備える
ことを特徴とする時空情報を受信する端末装置。 A packet receiving means for receiving a space-time information packet including time information and space information transmitted from the network every second in a predetermined interval;
Time conversion parameter calculation means for calculating a time conversion parameter from time information of the space-time information packet and predetermined time synchronization information for each reception of the space-time information packet;
Time / space information calculating means for calculating a current time from the time information of the space-time information packet using the time conversion parameter and acquiring client space information from the space information of the space-time information packet. A terminal device that receives information. 前記パケット受信手段は，前記サーバ装置が複数備えられている場合に同一の正秒時に送出された時空情報パケットを複数受信したときは，最初に受信した時空情報パケットを保持する
ことを特徴とする請求項７に記載の時空情報を受信する端末装置。 The packet reception means holds the first received space-time information packet when receiving a plurality of space-time information packets transmitted at the same equisecond time when a plurality of the server devices are provided. The terminal device which receives the space-time information of Claim 7. 前記空間情報取得手段から当該クライアント装置までのデータ送信の時間遅延情報を取得する時刻補償情報取得手段を備えるとともに，
前記時刻変換パラメータ算出手段は，前記時間遅延情報を用いて前記時刻変換パラメータを算出する
ことを特徴とする請求項７に記載の時空情報を受信する端末装置。 A time compensation information acquisition means for acquiring time delay information of data transmission from the spatial information acquisition means to the client device;
The terminal device for receiving space-time information according to claim 7, wherein the time conversion parameter calculation means calculates the time conversion parameter using the time delay information. 前記空間情報取得手段と当該クライアント装置との相対位置情報を取得する位置補償情報取得手段を備えるとともに，
前記時刻・空間情報算出手段は，前記相対位置情報を用いて前記クライアント空間情報を算出する
ことを特徴とする請求項７に記載の時空情報を受信する端末装置。 A position compensation information acquisition means for acquiring relative position information between the spatial information acquisition means and the client device;
The terminal apparatus for receiving space-time information according to claim 7, wherein the time / space information calculating means calculates the client space information using the relative position information. 前記時刻・空間情報算出手段は，前記現在時刻および前記クライアント空間情報を，当該クライアント装置内で共有される内部記憶手段に格納する
ことを特徴とする請求項７に記載の時空情報を受信する端末装置。 The terminal for receiving space-time information according to claim 7, wherein the time / space information calculating means stores the current time and the client space information in an internal storage means shared in the client device. apparatus. 情報をネットワークへ送出するサーバ装置が実行する処理方法であって，
所定の測位システムから当該サーバ装置の空間情報を取得し，
時刻情報および前記空間情報を含む時空情報パケットを生成し，
所定の正秒ごとに前記時空情報パケットをネットワークに送出する
ことを特徴とするネットワーク時空情報配信方法。 A processing method executed by a server device that sends information to a network,
Obtain spatial information of the server device from a given positioning system,
Generate a space-time information packet including time information and the spatial information,
The network space-time information distribution method, wherein the space-time information packet is sent to the network every predetermined second.
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