JP2020027994A - データ伝送方法及び埋設物探査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】確認応答機能がなくリアルタイム性が高いＵＤＰであっても、データ伝送の確実性をも備えたデータ伝送方法を提供する。【解決手段】レーダ波を媒質に放射して前記媒質中の埋設物を探査する探査装置本体と、該探査装置本体からデータを受信して探査結果を表示する表示装置と、を備えた埋設物探査装置であって、前記探査装置本体から前記表示装置に最新のデータである最新データを、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いＵＤＰで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送する。【選択図】 図３

Description

この発明は、データ伝送方法、特に、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いＵＤＰ（User Datagram Protocol）のデータ伝送方法について、リアルタイム性を損なうことなく、データ伝送の確実性をも備えたＵＤＰデータ伝送方法及びこのデータ伝送方法を用いた埋設物探査装置に関する。

データ伝送方法には、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）とＵＤＰ（User Datagram Protocol）とがあり、ＴＣＰは信頼性のある双方向のストリーム型で通信を実現するためのプロトコルであり、一方、ＵＤＰは信頼性はないながらも軽量で高速なプロトコルとして知られている。

ところで、地中や壁、床などの媒質に埋設されている鉄筋やガス管などの埋設物・ターゲットを探査するために、レーダを用いた埋設物探査装置がある（例えば、特許文献１等参照。）。

この埋設物探査装置は、送受信回路と送受信アンテナなどから構成されるセンサ部（探査装置本体）と、モニタ部（表示装置）とが組み付けられているが、近年、その操作性の向上を目的に、センサ部とモニタ部とを分割して、センサ部とモニタ部との間でデータを転送するようにし、多様な使用形態を可能とし、使い勝手を良くした埋設物探査装置が開発されている（例えば、特許文献２等参照。）。

そして、このような埋設物探査装置においては、上記センサ部とモニタ部と間で無線ＬＡＮ通信を用いてデータ伝送が行われ、データを確実に送信させるため、コネクション型のＴＣＰを用いた通信を行うのが一般的である。

ＴＣＰを用いることにより、伝送路上でパケットロスなどが発生せず、センサ部で取得したデータを正しくモニタ部に伝送することができる。

特開２０００−１９２５７号公報 特開２０１４−２３８３５０号公報

しかしながら、ＴＣＰにあっては、パケットロスがなく又は少なく通信の確実性を確保することはできるが、データ送信時の確認応答、順序制御、再送制御、フロー制御など多くの手順を行うためと、オーバーヘッドが比較的大きくデータ転送に時間がかかり探査データの表示が遅延する、即ちリアルタイム性を阻害するという問題がある。また、ＴＣＰはデータの再送処理が発生しているときに、データ送信速度よりデータ取得速度が上回り、センサ部のメモリがオーバーフローしてしまいシステムが破たんするという問題もあった。

そして、埋設物探査装置にあっては、データ送信の確実性もさることながら、埋設物探査装置で走査しているときに、その探査結果がリアルタイムに把握できなければ、埋設物の位置を正確に把握することが出きず、よってリアルタイム性も非常に重要な要素である。

そこで、この発明の目的は、前記の課題を解決し、リアルタイム性を確保しつつ伝送路上でパケットロスした際の補償を行うことで、データ伝送の確実性をも備えたデータ伝送方法、及びこのデータ伝送方法を用いた埋設物探査装置を提供することにある。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いＵＤＰでデータを伝送するデータ伝送方法であって、最新のデータである最新データをＵＤＰで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送する、ことを特徴とする。

請求項２の発明は、レーダ波を媒質に放射して前記媒質中の埋設物を探査する探査装置本体と、該探査装置本体からデータを受信して探査結果を表示する表示装置と、を備えた埋設物探査装置であって、前記探査装置本体から前記表示装置に最新のデータである最新データを、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いＵＤＰで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送する、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の埋設物探査装置において、前記最新データをＵＤＰで伝送する際に、複数の前記再送データを同時に伝送する、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、最新のデータである最新データをＵＤＰで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送するので、いわゆるパケットロスしても、最新パケットの一部に前のパケットのデータが含まれているので、伝送路上でパケットロスした際の補償を行うことができ、データ伝送の確実性をも備えることができる。

請求項２の発明によれば、前記探査装置本体から前記表示装置に最新のデータである最新データを、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いＵＤＰで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送するため、伝送路上でパケットロスした際のデータの補償を行うことができ、探査装置本体から表示装置へのデータ伝送において欠損するデータは無くすことができ、確実性かつリアルタイム性を実現することができる。

請求項３の発明によれば、前記最新データをＵＤＰで伝送する際に、複数の前記再送データを同時に伝送するため、より多くのパケットロスが発生しても、これら多くのパケットロスした際のデータの補償を行うことができ、探査装置本体から表示装置へのデータ伝送において欠損するデータは無くすことができ、リアルタイム性を備えつつデータ伝送のより高い確実性を実現することができる。

埋設物探査装置を示す斜視図である。 探査装置本体に内蔵された主要な構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るデータ伝送方法を、表にした図である。 実施の形態２に係るデータ伝送方法を、表にした図である。 実施の形態２に係るデータ伝送方法を、表にした図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１は埋設物探査装置１を示す斜視図であり、図２は探査装置本体２に内蔵された主要な構成を示すブロック図である。

この埋設物探査装置１は、レーダ波（送信波）を送信アンテナから地中や壁、床などの媒質に放射し、媒質からの反射波（受信波）を受信アンテナで受信して解析処理することで、媒質中の鉄筋やガス管などの埋設物・ターゲットを探査する装置である。

埋設物探査装置１は、埋設物の位置、状態などをレーダ波を用いて解析しデータ化する探査装置本体２と、その埋設物の位置、状態などのデータを表示する表示装置３とを備える。

具体的には、探査装置本体２はその制御部による制御に基づいて、送信回路でパルス信号を生成して送信アンテナに給電し、送信アンテナから所定周期のパルス状のレーダ波を媒質に放射する。一方、受信アンテナで受信した媒質からの反射波を、受信回路によって受信ＩＦ信号として制御部に伝送する。制御部（センサ部）においては、レーダ波の放射から反射波の受信までの時間と、受信ＩＦ信号の位相とに基づいて、埋設物の位置、状態などを解析してする。

また、探査装置本体２には記憶部２ｄが設けられ、この記憶部２ｄに上記データが蓄積される。

そして、埋設物の位置、状態などの解析結果はデータとして後述するようにディスプレイ（表示装置）３を備えた携帯端末Ｔに送られ、そのディスプレイ３に表示される。

上記探査装置本体２は、図１に示すように、高さが低い直方体状の本体ケーシング内に上記制御部、送信回路、受信回路などが収納されて構成されている。

上記探査装置本体２の本体ケーシング上面には、図１に示すようにハンドル４が着脱自在に設けられ、後述するように、探査する場所などの状況により、その着脱が選択される。また、図示は省略したが、ハンドル４の他に長尺な操作棒もハンドル４と同じ個所に着脱自在に取り付け可能となっており、高所における探査が可能になっている。

さらに、探査装置本体２の本体ケーシング上面には、ハンドル４とは別の箇所に携帯端末Ｔを着脱自在に保持する端末ホルダ５が設けられている。

このような探査装置本体２の本体ケーシングは、四方にホイール２１が回転自在に配設され、両側面には、探査ＬＥＤ２２が配設されている。そして、ホイール２１を地面や壁面などに当てて回転させながら、探査装置本体２を走査させることで、上記のようにして逐次探査を行い、埋設物を検知すると探査ＬＥＤ２２が点灯するようになっている。一方、探査装置本体２の本体ケーシングの前後面には、走査・探査方向を示すためのマークＬＥＤ２３が配設されている。

探査装置本体２は、スマートフォンＴへのデータ伝送方法が従来の探査装置本体と異なるだけであるため、詳細な説明は省略するが、概略次のような構成となっている。すなわち、図２に示すように、媒質に対してレーダ波を送受信するレーダ送受信部２ａと、探査装置本体２の移動距離を測定、検出する距離検出部２ｂと、媒質からの反射波を解析して埋設物を探査する解析部２ｃと、を備える。さらに、解析部２ｃによる解析結果（データ）を時系列に順次記憶する記憶部２ｄと、スマートフォンＴと無線通信するためのインターフェイスである通信部２ｅと、これらを制御などする中央制御部２ｆと、を備える。そして、次のようなデータ伝送方法で、通信部２ｅからスマートフォンＴに解析結果を伝送する。

上記記憶部２ｄは、例えば、１２０個分のデータを蓄積できる容量となっており、この記憶部２ｄに記憶された１乃至複数のデータが後述するパケット内に書き込まれる。なお、以下の各実施の形態にあっては、１パケットあたり最大で５つのデータが納められるため、記憶部２ｄの記憶容量としては十分である。

また、ここで、データとは上記解析部２ｃによる解析結果とデータＩＤとが含まれ、データＩＤには当該データが取り込まれた時点の時系列情報等が含まれる。そのため、そのデータはいつの時点で読み込まれたか特定することができ、例えば、再送データとして最新データと共に１パケットとして同時に伝送されても間違えなく所定のデータとして表示装置３に表示される。

次に、前記探査装置本体２とスマートフォンＴとの間のデータ伝送方法について説明する。このデータ伝送通信は無線ＬＡＮにより行われ、この無線ＬＡＮにはＵＤＰプロトコルが採用され、以下のようにしてデータ伝送が行われる。

まず、上述した探査装置本体２を地面などに対して走査を行うと、例えば２．５ｍｍピッチの移動距離でデータ収集を行う。１つのデータ量は例えば２８０バイトで、１パケット当り１５００バイトに入れられて伝送される。そのため、理論上は１パケット当り５つのデータを入れることができる。

図３〜図５は、本発明の各実施の形態に係るデータ伝送方法を、各データを通信No.毎に表にした図であり、各図において通信No.の数字が大きい方が新しいパケットを示し、また、データNo.の数字が大きい方が新しいデータを示す。

（実施の形態１）
図３は、実施の形態１にかかるデータ伝送方法を表にして示す図で、通信No.ごとに連続した２つのデータを伝送する場合の例を示す。

具体的には、実施の形態１に係るデータ伝送方法は、新しいデータとその１つ前のデータ（再送データ）とを１パケットとして、すなわち、２つ（複数）の再送データを同時に伝送する。ここで、前記１つ前のデータとは、過去に伝送した所定のデータであり再送データを意味する。また、ここで「所定」とはこの実施の形態１にあっては「１つ前」を意味する。

図３は、通信No.１８が最新のパケットであり、このパケットのうち最新データであるデータ「１８」とその１つ前にデータ「１７」とが含まれ、よって、この２つのデータ「１８」「１７」が通信No.１８の１つのパケットに納められて同時に伝送されることを意味する。

そして、例えば、通信No.６がパケットロスしたとすると（図中斜線で示した行）、データ「５」データ「６」が欠損することになるが、データ「５」は１つ前の通信No.５において、また、データ「６」は次の通信No.７においてそれぞれ伝送されるため、結局、データ「５」データ「６」は欠損されず、確実に伝送される。

このように実施の形態１にあっては、１つのパケット（通信No.６）がパケットロスしてしまっても、当該パケット（通信No.６）の前後のパケット（通信No.５）（通信No.７）により補償されることとなる。

従って、実施の形態１にあっては１つのデータも欠損されることなくより高い確実性を持ってデータ伝送を行うことができる。

（実施の形態２）
図４は、実施の形態２にかかるデータ伝送方法を表にして示す図で、通信No.ごとに連続した３つのデータを伝送する場合の例を示す。

具体的には、実施の形態２に係るデータ伝送方法は、新しいデータとその１つ前のデータ（再送データ）とさらに１つ前のデータ（再送データ）とを１パケットとして、すなわち、３つ（複数）の再送データを同時に伝送する。ここで、前記１つ前のデータ、さらに１つ前のデータとは、過去に伝送した所定のデータであるとともに再送データを意味する。また、ここで「所定」とはこの実施の形態２にあっては「１つ前」「さらに１つ前」を意味する。

例えば、通信No.３、通信No.４がパケットロスしたとすると（図中斜線で示した行）、データ「１」データ「２」データ「３」データ「４」が欠損することになるが、データ「１」及びデータ「２」は１つ前の通信No.２において、また、データ「３」データ「４」は次の通信No.５においてそれぞれ伝送されるため、結局、データ「１」データ「２」データ「３」データ「４」はいずれも欠損されることがない。

このように実施の形態２にあっては、２つのパケット（通信No.３、４）がパケットロスしてしまっても、当該パケット（通信No.３、４）の前後のパケット（通信No.２）（通信No.５）により補償されることとなる。

従って、実施の形態２にあっては１つのデータも欠損されることなくより高い確実性を持ってデータ伝送を行うことができる。

但し、実施の形態２にあっては３つのパケット（通信No.８、通信No.９、通信No.１０、）がパケットロスすると（図中斜線で示した行）、データ「８」が欠損を生じてします。

これを回避するためには次の実施の形態３が有効である。

（実施の形態３）
図５は、実施の形態３にかかるデータ伝送方法を表にして示す図で、通信No.ごとに１つおきにデータ伝送する場合の例を示す。

具体的には、実施の形態３に係るデータ伝送方法は、新しいデータとその２つ前のデータ（再送データ）とさらに２つ前のデータ（再送データ）とを１パケットとして、すなわち、３つ（複数）の再送データを同時に伝送する。ここで、前記２つ前のデータ、さらに２つ前のデータとは、過去に伝送した所定のデータであり再送データを意味する。また、ここで「所定」とはこの実施の形態３にあっては「２つ前」「さらに２つ前」を意味する。

例えば、通信No.７、通信No.８、通信No.９、通信No.１０がパケットロスしたとすると（図中斜線で示した行）、データ「３」データ「４」データ「５」データ「６」データ「７」データ「８」データ「９」データ「１０」が欠損することになるが、データ「３」及びデータ「５」は２つ前の通信No.５において、また、データ「４」データ「６」は１つ前の通信No.６において、また、データ「７」データ「９」は１つ後の通信No.１１において、また、データ「８」データ「１０」は２つ後の通信No.１２において、それぞれ伝送されるため、結局、データ「３」データ「４」データ「５」データ「６」データ「７」データ「８」データ「９」データ「１０」はいずれも欠損されることがない。

このように実施の形態３にあっては、４つのパケット（通信No.７、８、９、１０）がパケットロスしてしまっても、当該パケット（通信No.７、８、９、１０）の前後２つずつのパケット（通信No.５、６）（通信No.１１、１２）により補償されることとなる。

従って、実施の形態３にあっては１つのデータも欠損されることなくより高い確実性を持ってデータ伝送を行うことができる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記２つの実施の形態２、３にあっては、１パケットに３つ（複数）のデータを含めた例を示したが、本発明はこれに限らず、より多くのデータを含めることもできる。このようにすれば、連続してパケットロスが多く発生しても、データの欠損を回避することができ、データ伝送の確実性を高めることができる。

例えば、上記実施の形態のように、１つのデータ量が２８０バイトで１パケットが１５００バイトである場合は理論上１パケット当り５つのデータを含めることができる。

しかしながら、１パケット当りのデータ量を多くすると無線ＬＡＮの通信速度が遅くなり、リアルタイム性が低下するおそれがある。

パケットロスが発生しやすいか否かは無線ＬＡＮの通信環境に依存するとことが大きいため、探査を行う現場で無線ＬＡＮの通信状況を把握し、パケットロスが少ない通信環境のときは、１パケット当りのデータ数を少なくし、リアルタイム性の向上を図り、パケットロスが多い通信環境のときは１パケット当りのデータ数を多くしてデータ伝送の確実性を重視することが好ましい。

１ 埋設物探査装置
２ 探査装置本体
３ 表示装置
Ｔ スマートフォン（携帯端末）

Claims (3)

1. 確認応答機能がなくリアルタイム性が高いＵＤＰでデータを伝送するデータ伝送方法であって、
   最新のデータである最新データをＵＤＰで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送する、
   ことを特徴とするデータ伝送方法。
2. レーダ波を媒質に放射して前記媒質中の埋設物を探査する探査装置本体と、該探査装置本体からデータを受信して探査結果を表示する表示装置と、を備えた埋設物探査装置であって、
   前記探査装置本体から前記表示装置に最新のデータである最新データを、確認応答機能がなくリアルタイム性が高いＵＤＰで伝送する際に、過去に伝送した所定のデータである再送データを同時に伝送する、
   ことを特徴とする埋設物探査装置。
3. 前記最新データをＵＤＰで伝送する際に、複数の前記再送データを同時に伝送する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の埋設物探査装置。
   
   
   

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