WO2023152855A1 - 通信管理装置、移動体、通信管理方法及び記録媒体 - Google Patents

通信管理装置、移動体、通信管理方法及び記録媒体 Download PDF

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communication
communication management
traffic
predetermined area
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雅之 竹川
航生 小林
正明 竹内
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日本電気株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02Services making use of location information
    • H04W4/029Location-based management or tracking services
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16Discovering, processing access restriction or access information

Definitions

  • the present invention relates to a communication management device, a mobile object, a communication management method, and a recording medium.
  • Patent Literature 1 discloses a vehicle driving support system equipped with a communication unit that performs at least one or more wireless communication among vehicle-to-vehicle communication with other vehicles, road-to-vehicle communication with road equipment, and Internet connection. It is According to the document, when all or part of the communication by the communication unit is disabled, the vehicle driving support system switches the control content of automatic driving of the vehicle to other control content, or switches from automatic driving to non-automatic driving. It has a function to switch to automatic operation.
  • Patent Literature 2 discloses an example of a communication control device that controls a communication method between a mobile body that moves along a predetermined track and base stations that are arranged at predetermined intervals along the track.
  • this communication control device includes a communication method storage unit that stores the communication method to be used at each point along the track, and a position acquisition unit that acquires the location of the mobile object from the mobile object. and a switching control unit. Then, the communication control device reads out the communication method associated with the location acquired by the position acquisition unit from the communication method storage unit, and instructs the mobile body and the base station to switch to the read communication method. outputs the request for
  • Patent Document 1 when at least one of vehicle-to-vehicle communication, road-to-vehicle communication, and Internet connection is disabled, the driving mode is changed.
  • Patent Document 2 it is possible to determine the communication method to be used at each point based on the time when moving bodies travel adjacent to each other and the field strength actually measured at a plurality of points on the track. Although it has been proposed, there is a problem that a communication method suitable for the surrounding situation is not always selected.
  • a collecting means for collecting traffic road information indicating the conditions of traffic roads in a predetermined area includes a creating means for creating a map showing communication modes to be used, and a providing means for providing the map to mobile bodies moving within the predetermined area.
  • map storage means for storing the map provided by the above-described communication management device, position specifying means for specifying the position of the own machine, and communication form of the position of the own machine from the map.
  • traffic road information indicating the status of traffic roads in a predetermined area should be collected, and should be preferentially used at each position in the predetermined area based on the collected traffic road information.
  • a communication management method is provided for creating a map showing communication modes and providing the map to a moving object moving within the predetermined area.
  • a process of collecting traffic road information indicating the status of traffic roads in a predetermined area, and preferentially using each position in the predetermined area based on the collected traffic road information A computer-readable program storing a program for causing a computer to execute a process of creating a map showing communication modes to be used and a process of providing the map to a mobile object moving within the predetermined area.
  • a recording medium is provided.
  • a communication management device a mobile body, a communication management method, and a recording medium are provided that allow the mobile body to select an appropriate communication mode according to the conditions of the road.
  • FIG. 4 is a flow diagram illustrating the operation of one embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating the operation
  • 1 is a functional block diagram showing the configuration of a communication management device according to a first exemplary embodiment of the present invention;
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of an in-vehicle terminal according to a first embodiment of the present invention;
  • 4 is a flow chart showing the operation of the vehicle-mounted terminal according to the first embodiment of the present invention; It is a figure for demonstrating operation
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a communication mode map created by the communication management device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a figure which shows the structure of the computer which can function as the communication management apparatus or vehicle-mounted terminal of this invention.
  • connection lines between blocks in drawings and the like referred to in the following description include both bidirectional and unidirectional connections.
  • the unidirectional arrows schematically show the flow of main signals (data) and do not exclude bidirectionality.
  • ports or interfaces at input/output connection points of each block in the figure they are omitted from the drawing.
  • a communication management device 10 comprising collecting means 11, creating means 12, and providing means 13 can be implemented. More specifically, the collecting means 11 collects traffic road information indicating the conditions of traffic roads in a predetermined area.
  • traffic road information various information such as congestion status of each traffic road, number of moving bodies, distribution of moving bodies, average speed, and the like can be considered.
  • pedestrians and bicycles may also be used as mobile objects.
  • These traffic road information can be collected from various sensors, a server managing sensor information, etc. according to the contents of the traffic road information.
  • the communication management device 10 collects the traffic congestion status of each traffic road from a traffic control server or the like that manages the congestion status of each traffic road.
  • the communication management device 10 may collect the congestion status of each traffic road directly from sensors sensing the congestion status of each traffic road.
  • the creation means 12 creates a map showing the communication modes that should be preferentially used at each position in the predetermined area based on the collected traffic route information. For example, when the congestion status of each traffic road is obtained as the traffic road information, the creating means 12 determines the communication mode to be preferentially used at each position within the predetermined area based on the traffic congestion status of each traffic road. Create a map that defines
  • the providing means 13 provides the map to a moving object moving within the predetermined area.
  • the mobile object that has received the map uses this map to switch the communication mode according to the position of the mobile object and carry out communication.
  • the communication management device 10 described above operates as shown in FIG. First, the communication management device 10 collects traffic route information (step S001). For example, as shown in FIG. 3, the communication management device 10 collects traffic conditions of traffic roads A and B in a certain area. In the example of FIG. 3, the traffic road A has few pedestrians, and the traffic road B is crowded with many pedestrians and bicycles.
  • FIG. 4 shows an example of a map created by the communication management device 10 when traffic route information as shown in FIG. 3 is obtained.
  • communication mode 1 is a low-delay communication mode
  • communication mode 2 is a communication mode with delay.
  • the map created as described above is provided to the mobile unit from the communication management device 10 upon request from the mobile unit or at predetermined time intervals.
  • a moving object that has received the map refers to the map and switches the communication mode when moving in the corresponding area.
  • the "communication mode” may vary depending on the application program or service used by the mobile device, such as the network to be connected to, the bit rate for data transmission, the priority of communication, and the communication protocol to be used. Content can be set.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention.
  • a plurality of sensors 200 arranged in a predetermined area a communication management device 100 capable of collecting traffic road information indicating traffic road conditions from these sensors 200, and a communication mode from the communication management device 100 A vehicle V receiving a map is shown.
  • the sensor 200 is a sensor that is placed in a management target area of the communication management device 100 and measures the traffic volume of roads in this management target area.
  • the sensor 200 not only the sensor for measuring traffic volume but also other sensors such as a sensor installed for monitoring may be used.
  • the measurement target of the "traffic volume" is not limited to vehicles, and may include pedestrians and bicycles.
  • lasers, radars, LiDAR (light detection and ranging), etc. may be used.
  • a method of measuring the traffic volume by photographing an image using a camera and analyzing the image may be employed.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing the configuration of the communication management device 100 of this embodiment. Referring to FIG. 6, a configuration comprising collecting means 101, map creating means 102, map storing means 103, communication mode map storing means 104, and communication mode map providing means 105 is shown.
  • the collection means 101 collects traffic volume information for each road in the management target area from the sensors 200 described above as traffic information.
  • the traffic volume of vehicles can be used as this traffic volume information.
  • this traffic information may include pedestrian traffic.
  • the traffic volume of pedestrians can be acquired by the sensor 200, but can also be inferred from the number of physical terminals such as smart phones possessed by pedestrians, for example.
  • the map storage means 103 stores map data (map) of the management target area.
  • the map creating means 102 Based on the traffic information collected by the collecting means 101, the map creating means 102 creates a communication mode map in which communication modes to be preferentially used are added to the map data (map) of the management target area. Register in map storage means 104 .
  • the communication mode map storage means 104 stores the communication mode map created by the map creating means 102 .
  • the communication mode map providing means 105 provides the communication mode map to the vehicle V having a function of switching the communication mode using the communication mode map. Therefore, the collecting means 101, the map creating means 102, and the communication mode map providing means 105 correspond to the collecting means 11, the creating means 12, and the providing means 13 in FIG.
  • FIG. 7 is a functional block diagram showing the configuration of the vehicle-mounted terminal 300 according to the first embodiment of the present invention, which is mounted on the vehicle V described above.
  • a first antenna ANT1 for connecting to a first wireless network a second antenna ANT2 for connecting to a second wireless network, communication control means 310, and map storage means 311 , and a GPS 320 are shown.
  • the map storage means 311 stores the communication mode map provided by the communication management device 100 .
  • the communication mode map may be stored as a map for route guidance held by a car navigation system or the like. Also, a communication mode map may be stored as attached information associated with a map for route guidance or as a map that can be superimposed.
  • a GPS (Global Positioning System) 320 acquires vehicle V position information.
  • the GPS 320 is one aspect of position specifying means for specifying the position of the own aircraft.
  • the communication control means 310 reads from the map storage means 311 the communication mode associated with the position of the vehicle in the communication mode map of the area in which the vehicle is traveling, and controls the communication of the in-vehicle terminal 300 with the outside.
  • the communication mode map designates the type of wireless network to be connected at each position in the area as the "communication mode”.
  • 5G or LTE is defined as a "communication mode” as the type of wireless network to be connected at each position in the area.
  • “5G” stands for fifth generation mobile communication system
  • LTE stands for Long Term Evolution. Therefore, the on-vehicle terminal 300 mounted on the vehicle V has a function of referring to the communication mode map, selecting a wireless network to be applied at its own position, and communicating with the outside.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the vehicle-mounted terminal according to the first embodiment of the present invention.
  • the communication management device 100 collects traffic information from the sensors 200 (step S101).
  • the information that the traffic volume is high in the sections indicated by reference numerals SEG1 to SEG3 in the area shown in FIG. 9 is obtained.
  • the communication management device 100 reads the map of the area corresponding to the traffic information obtained by the sensor 200 from the map storage means 103 (step S102).
  • the communication management device 100 determines the communication mode to be applied at each position of the read map, and updates the communication mode map stored in the communication mode map storage means 104 (step S103).
  • a communication mode selection policy that defines rules for selecting a communication mode according to a traffic route may be stored in advance. For example, when a communication mode selection policy is set to connect to 5G in sections with heavy traffic and to connect to LTE in other sections, the communication management device 100 selects a communication mode as shown in FIG. Create maps. In the example of FIG. 10, it is stipulated that sections SEG1 to SEG3 with heavy traffic among the roads in the area are connected to 5G.
  • the communication mode map is preferably updated at predetermined time intervals. By doing so, it is possible to instruct the vehicle V to use an appropriate communication mode according to changes in the traffic information. For example, as shown in FIG. 11, in addition to SEG1 to SEG3, when a new heavy traffic section called SEG4 is detected, the communication management device 100, as shown in FIG. A communication mode map is created that instructs to connect to 5G even in a section.
  • the communication mode map created and updated as described above is provided to vehicle V and used to select the communication mode when traveling in the relevant area.
  • the onboard terminal 300 mounted on the vehicle V switches the connected wireless network from LTE to 5G.
  • the vehicle V can receive a high-capacity, low-delay service by 5G for sections with heavy traffic, and can travel safely.
  • the vehicle V selects LTE, so it is possible to save 5G radio resources.
  • the vehicle V may be an autonomous vehicle or a remotely controlled vehicle.
  • the present invention By applying the present invention to these vehicles, it becomes possible to add an automatic communication mode switching function to these vehicles based on traffic volume and the like. Autonomous vehicles and remotely controlled vehicles may require high-capacity, low-delay communications for remote video monitoring and remote control instructions when there is heavy traffic. By applying the present invention, an appropriate communication form can be selected in such a case.
  • the communication management device 100 has been described as collecting traffic information from the sensors 200, but it is conceivable that a road section without the sensors 200 exists in the target area.
  • a second embodiment will be described in which traffic information can be obtained even for sections without sensors 200 and an appropriate communication mode map can be created.
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention.
  • the vehicle Va is equipped with a camera 210 and is configured so as to be able to transmit an image of the road traveled to the communication management device 100a side. .
  • FIG. 14 is a functional block diagram showing the configuration of the communication management device 100a according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment 100 shown in FIG. The point is to create a map. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the differences will be mainly described below.
  • the image analysis means 106 extracts the vehicle reflected in the image received from the vehicle Va, estimates the traffic volume, and sends the result to the map creation means 202 as traffic volume information. It should be noted that the position at which the image was taken can be specified from the position information of the vehicle Va added to the image, the topography reflected in the image, and the like.
  • the map creation means 202 creates a communication mode map based on the traffic volume information obtained by the image analysis of the image analysis means 106 in addition to the collection means 101 .
  • the vehicle Va that transmits the image to the communication management device 100a does not necessarily have to be a vehicle to be controlled that performs communication with reference to the communication mode.
  • a system administrator or the like may run a dedicated vehicle for research (for image capturing) as necessary to collect necessary data.
  • the communication management device 100a receives the image of the road traveled from the vehicle Va, but the communication management device 100a may collect other sensed information from the vehicle Va. . Examples of sensed information include the number of oncoming vehicles passed by the vehicle, the number of pedestrians detected by surrounding sensors, the average speed of the vehicle when traveling on the road section, and the number of times the vehicle braked. be done.
  • the communication management device 100a uses these pieces of information to estimate the traffic volume of the road section and determine the mode of communication. A laser, radar, LiDAR, or the like may be used as a device used for these measurements. A method of estimating the traffic volume by the vehicle Va detecting other vehicles using inter-vehicle communication can also be adopted.
  • the communication management devices 100 and 100a determine the mode of communication based on the traffic information, but determine the mode of communication using information other than the traffic information.
  • a third embodiment in which a communication mode map is created based on topography and obstacles around the base station will be described below.
  • FIG. 15 is a functional block diagram showing the configuration of the communication management device 100b according to the third embodiment of the present invention.
  • the difference from the communication management apparatus 100 of the first embodiment shown in FIG. The point is that it is constructed so as to create a communication mode map in consideration of the following objects in between, topography, and the like. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the difference in operation will be mainly described below.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the operation of the communication management device and vehicle according to the third embodiment of the present invention.
  • the point different from the map shown in FIG. 9 and the like is that the base station (5G base station) and the positions and sizes of shields such as surrounding buildings and tunnels are shown on the map.
  • the map creating means 302 of the present embodiment creates a communication mode map in which communication modes are set in consideration of the positions and sizes of the base stations and their surrounding obstructions in addition to the traffic information, and the communication mode map storage means. Register with 104.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of a communication mode map created by the communication management device 100b of this embodiment.
  • a 5G base station in the upper left of FIG. 17, there is a building between it and the road, which may block radio waves from the 5G base station.
  • the communication management device 100b creates a communication mode map that defines the use of another wireless network (“LTE” in the case of FIG. 17) for sections where radio waves from these base stations are difficult to reach.
  • LTE another wireless network
  • the communication management device 100b does not analyze the image from the vehicle. good. Further, if the image from the vehicle includes a shielding object or topography, the communication management device 100b may use these to create a communication mode map. For example, the communication management device 100b can employ a configuration that detects the presence of a shield from images of buildings and tunnels that appear in images sent from vehicles.
  • the communication management apparatuses 100, 100a, and 100b create a communication mode map that defines the wireless networks to be connected, but the communication mode is limited to the wireless networks to be connected.
  • the communication management apparatuses 100, 100a, and 100b may create a communication mode map that includes designation of the bit rate of video data to be transmitted at each position in a predetermined area. By switching the bit rate using such a map, it is possible to receive an image with a large amount of information according to the traffic volume from a moving object.
  • the communication management devices 100, 100a, and 100b may create a map that defines the communication mode for each application program used on the in-vehicle device side.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and further modifications, replacements, and substitutions can be made without departing from the basic technical idea of the present invention. Adjustments can be made.
  • the system configuration, the configuration of each element, and the form of expression such as data shown in each drawing are examples for helping understanding of the present invention, and are not limited to the configuration shown in these drawings.
  • the mobile object is a vehicle (automobile), but the present invention can also be applied to other mobile objects.
  • the present invention can be applied to railway vehicles, UAVs (Unmanned Aerial Vehicles), automatic guided vehicles, etc., which are equipped with communication functions.
  • the "traffic road” is a traffic road corresponding to the type of mobile object.
  • the procedures shown in the above-described embodiments can be realized by a computer functioning as a device constituting the communication management devices 10, 100 to 100b. Specifically, it can be realized by a program that causes a computer (9000 in FIG. 18) to realize the functions of these devices.
  • a computer is exemplified by a configuration comprising a CPU (Central Processing Unit) 9010, a communication interface 9020, a memory 9030, and an auxiliary storage device 9040 in FIG.
  • the CPU 9010 in FIG. 18 may execute the information collection program and the map creation program.
  • each part (processing means, function) of the communication management devices 10, 100 to 100b described above is implemented by a computer program that causes the processors installed in these devices to execute the above processes using the hardware. can do.
  • this computer program can be recorded on a computer-readable (non-transitory) recording medium. That is, the present invention can also be embodied as a computer program product.
  • [Appendix 1] a collecting means for collecting traffic road information indicating traffic road conditions in a predetermined area; creation means for creating a map indicating a communication mode to be preferentially used at each position in the predetermined area based on the collected traffic route information; providing means for providing the map to a moving body moving within the predetermined area; a communication management device.
  • the collection means of the communication management device described above can adopt a configuration that collects, as the road information, the traffic volume of road sections within the predetermined area.
  • the traffic volume collected by the communication management device may include pedestrian traffic volume in the road section within the predetermined area.
  • the collecting means of the communication management device described above can be configured to collect, as the traffic road information, information sensed by a moving body on the traffic road.
  • the creating means of the communication management device can take a configuration that creates a map including designation of a wireless network to be used at each position in the predetermined area.
  • the creation means of the communication management device can take a configuration that creates a map that defines the communication mode to be used for each application program.
  • the creating means of the communication management device can take a configuration that creates a map including designation of a bit rate of video data to be transmitted at each position in the predetermined area.
  • the providing means of the communication management device described above can be configured to provide the map to an automatically driven vehicle or a remotely controlled vehicle that moves within the predetermined area.
  • map storage means for storing the map provided by the communication management device; a position specifying means for specifying the position of the own machine; A mobile body having a function of switching a communication mode based on the communication mode associated with the position of the mobile body on the map.
  • Appendix 10 Collect traffic road information that indicates the status of traffic roads in a given area, creating a map indicating a communication mode to be preferentially used at each position in the predetermined area based on the collected traffic route information; providing the map to a moving object that moves within the predetermined area; Communication management method.
  • Appendix 11 A process of collecting traffic road information indicating the status of traffic roads in a predetermined area; a process of creating a map indicating a communication mode to be preferentially used at each position in the predetermined area based on the collected traffic route information; a process of providing the map to a moving object moving within the predetermined area; A computer-readable recording medium that stores a program that causes a computer to execute It should be noted that the forms of appendices 9 and 10 can be developed into the forms of appendices 2 to 8 in the same way as appendix 1.

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Abstract

通信管理装置は、所定のエリア内の通行路の状況を示す通行路情報を収集する収集手段と、前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成する作成手段と、前記所定のエリア内を移動する移動体に対して、前記マップを提供する提供手段と、を備える。

Description

通信管理装置、移動体、通信管理方法及び記録媒体
 本発明は通信管理装置、移動体、通信管理方法及び記録媒体に関する。
 特許文献1に、他車両との間の車車間通信、道路設備等との間の路車間通信、およびインターネット接続の少なくとも1つ以上の無線通信を行う通信部を備えた車両運転支援システムが開示されている。同文献によると、車両運転支援システムは、前記通信部による通信の全部もしくは一部が不能となった場合、前記車両に係る自動運転の制御内容を他の制御内容に切り替える、もしくは自動運転から非自動運転に切り替える機能を備えている。
 特許文献2に、所定の軌道に沿って移動する移動体と、前記軌道に沿って所定間隔をおいて配置された基地局との間の通信方式を制御する通信制御装置の一例が開示されている。同文献によると、この通信制御装置は、前記軌道に沿う各地点で使用すべき通信方式を記憶する通信方式記憶部と、前記移動体から、当該移動体が存在する地点を取得する位置取得部と、切り替え制御部とを備える。そして、この通信制御装置は、前記通信方式記憶部から前記位置取得部が取得した地点に関連付けられた通信方式を読み出し、前記移動体及び前記基地局に対して、前記読み出した通信方式への切り替えの要求を出力する。
特開2018-077652号公報 特開2013-070246号公報
 以下の分析は、本発明者によって与えられたものである。特許文献1では、車車間通信、路車間通信、及びインターネット接続の少なくとも1つ以上が不能となった場合に、運転モードを変えているが、周囲の状況に合った通信形態を維持したいというニーズがある。
 この点、特許文献2では、移動体同士が隣接して走行する時刻や、実際に軌道上の複数の地点で計測した電解強度に基づいて、各地点で使用すべき通信方式を決定することが提案されているが、周囲の状況に合った通信方式が選択されるとは限らないという問題点がある。
本発明は、移動体の通行路の状況に応じて通信形態が選択されるようにした通信管理装置、移動体、通信管理方法及びプログラムを提供することを目的とする。
 第1の視点によれば、所定のエリア内の通行路の状況を示す通行路情報を収集する収集手段と、前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成する作成手段と、前記所定のエリア内を移動する移動体に対して、前記マップを提供する提供手段と、を備える通信管理装置が提供される。
 第2の視点によれば、上記した通信管理装置から提供されたマップを記憶するマップ記憶手段と、自機の位置を特定する位置特定手段と、前記マップから前記自機の位置の通信形態を参照して、通信形態を切り替える機能を備えた移動体が提供される。
 第3の視点によれば、所定のエリア内の通行路の状況を示す通行路情報を収集し、前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成し、前記所定のエリア内を移動する移動体に対して、前記マップを提供する、通信管理方法が提供される。
 第4の視点によれば、所定のエリア内の通行路の状況を示す通行路情報を収集する処理と、前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成する処理と、前記所定のエリア内を移動する移動体に対して、前記マップを提供する処理と、をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する、コンピュータ読取可能な記録媒体が提供される。
 本発明によれば、移動体に、その通行路の状況に応じて適切な通信形態を選択させることのできる通信管理装置、移動体、通信管理方法及び記録媒体が提供される。
本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の動作を表した流れ図である。 本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の構成を表した図である。 本発明の第1の実施形態の通信管理装置の構成を表した機能ブロック図である。 本発明の第1の実施形態の車載端末の構成を表した機能ブロック図である。 本発明の第1の実施形態の車載端末の動作を表した流れ図である。 本発明の第1の実施形態の通信管理装置の動作を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の通信管理装置が作成する通信形態マップの例を示す図である。 本発明の第1の実施形態の通信管理装置の動作を説明するための別の図である。 本発明の第1の実施形態の通信管理装置が作成する通信形態マップの例を示す図である。 本発明の第2の実施形態の構成を表した図である。 本発明の第2の実施形態の通信管理装置の構成を表した機能ブロック図である。 本発明の第3の実施形態の通信管理装置の構成を表した機能ブロック図である。 本発明の第3の実施形態の通信管理装置及び車両の動作を説明するための図である。 本発明の第3の実施形態の通信管理装置が作成する通信形態マップの例を示す図である。 本発明の通信管理装置又は車載端末として機能可能なコンピュータの構成を示す図である。
 はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号(データ)の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インタフェースがあるが図示省略する。
 本発明は、その一実施形態において、図1に示すように、収集手段11と、作成手段12と、提供手段13と、を備える通信管理装置10にて実現できる。より具体的には、収集手段11は、所定のエリア内の通行路の状況を示す通行路情報を収集する。通行路情報としては、各通行路の混雑状況、移動体の数、移動体の分布、平均速度等、種々のものが考えられる。また移動体としては、車両のほか、歩行者や自転車を対象としてもよい。これらの通行路情報は、通行路情報の内容に応じて、種々のセンサや、センサ情報を管理するサーバ等から収集することができる。例えば、通行路情報として、各通行路の混雑状況を用いる場合、通信管理装置10は、各通行路の混雑状況を管理している交通管制サーバ等から各通行路の混雑状況を収集する。もちろん、通信管理装置10が、各通行路の混雑状況をセンシングしているセンサから直接各通行路の混雑状況を収集するようにしてもよい。
 作成手段12は、前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成する。例えば、通行路情報として、各通行路の混雑状況が得られている場合、作成手段12は、各通行路の混雑状況に基づいて、所定エリア内の各位置で優先して使用すべき通信形態を規定したマップを作成する。
 提供手段13は、前記所定のエリア内を移動する移動体に対して、前記マップを提供する。前記マップの提供を受けた移動体は、このマップを利用して、自機の位置に応じて、通信形態を切り替えて通信を実施する。
 上記した通信管理装置10は、図2に示すように動作する。まず、通信管理装置10は、通行路情報を収集する(ステップS001)。例えば、通信管理装置10は、図3に示すように、あるエリア内の通行路A、通行路Bの混雑状況を収集する。図3の例では、通行路Aは、歩行者等が少なく、通行路Bは、歩行者や自転車が多く混雑した状況となっている。
 次に、通信管理装置10は、前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成する(ステップS002)。図4は、図3に示すような通行路情報が得られている場合、通信管理装置10が作成するマップの例を示す。図4の例では、通行路Bについて、遅延の少ない通信形態1を利用し、通行路Aについて、通信形態1よりも大きな遅延が許容される通信形態2を利用することが規定されている。なお、上記の例では、通信形態1が低遅延の通信形態、通信形態2が遅延ありの通信形態であるものとして説明したが、通信形態1が大容量の通信ができる通信形態、通信形態2が通信形態1より容量の制限のある通信形態であってもよい。
 上記のようにして作成されたマップは、移動体からの要求や、所定の時間間隔等のタイミングで、通信管理装置10から移動体に提供される。前記マップの提供を受けた移動体は、該当するエリアを移動する際に、前記マップを参照して通信形態の切り替えを実施する。
 前述のとおり、通行路Bでは、移動体は、遅延の少ない通信形態1を利用して通信を行う。これにより、図3に示すように混雑した通行路Bを通行する際にも低遅延の通信により各種の情報を授受し、安全を確保することができる。一方、混雑していない通行路Aでは、移動体は、通信形態1より大きい遅延が許容される通信形態2を利用して通信を行う。図3に示すように通行路Aは混雑していないので、遅延の許容される通信形態でよく、通信リソースを有効に活用することができる。
 なお、「通信形態」としては、移動体が利用するアプリケーションプログラムやサービスに応じて、接続するネットワークのほか、データを送信する際のビットレート、通信の優先度、使用する通信プロトコル等の種々の内容を設定することができる。
[第1の実施形態]
 続いて、本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図5は、本発明の第1の実施形態の構成を表した図である。図5を参照すると、所定のエリアに配置された複数のセンサ200と、これらのセンサ200から通行路の状況を示す通行路情報を収集可能な通信管理装置100と、通信管理装置100から通信形態マップを受け取る車両Vと、が示されている。
 センサ200は、通信管理装置100の管理対象エリアに配置され、この管理対象エリア内の道路の交通量を計測するセンサである。なお、センサ200としては、交通量の計測用のセンサだけではなく、監視用に設置されたセンサなど、その他のセンサを用いてもよい。なお、「交通量」の測定対象は、車両に限られず、歩行者や自転車を含めてもよい。これらの計測に用いるデバイスとしては、レーザー、レーダー、LiDAR(light detection and ranging)などを用いてもよい。また、カメラを用いて画像を撮影し、画像を解析することで交通量を計測する方法を採ることもできる。
 図6は、本実施形態の通信管理装置100の構成を表した機能ブロック図である。図6を参照すると、収集手段101と、マップ作成手段102と、マップ記憶手段103と、通信形態マップ記憶手段104と、通信形態マップ提供手段105と、を備えた構成が示されている。
 収集手段101は、上記したセンサ200から通行路情報として、管理対象エリアの各道理の交通量情報を収集する。この交通量情報としては、車両の交通量を用いることができる。また、この交通量情報には、歩行者の通行量が含まれていてもよい。歩行者の通行量は、センサ200で取得することもできるが、例えば、歩行者が所持するスマートフォン等の形態端末の数から類推することもきる。
 マップ記憶手段103は、管理対象エリアの地図データ(マップ)を記憶する。
 マップ作成手段102は、収集手段101が収集した交通量情報に基づいて、前記管理対象エリアの地図データ(マップ)に優先して使用すべき通信形態を追記した通信形態マップを作成し、通信形態マップ記憶手段104に登録する。
 通信形態マップ記憶手段104は、マップ作成手段102が作成した通信形態マップを記憶する。
 通信形態マップ提供手段105は、通信形態マップを用いて通信形態を切り替える機能を備えた車両Vに、通信形態マップを提供する。したがって、収集手段101、マップ作成手段102、通信形態マップ提供手段105が、図1の収集手段11、作成手段12、提供手段13に相当する。
 図7は、上記した車両Vに搭載される本発明の第1の実施形態の車載端末300の構成を表した機能ブロック図である。図7を参照すると、第1の無線ネットワークに接続するための第1のアンテナANT1と、第2の無線ネットワークに接続するための第2のアンテナANT2と、通信制御手段310と、マップ記憶手段311と、GPS320とを備えた車載端末300が示されている。
 マップ記憶手段311は、通信管理装置100から提供された通信形態マップを記憶する。通信形態マップは、カーナビゲーションシステム等が保持する経路案内用の地図として、通信形態マップを記憶してもよい。また、経路案内用の地図に対応づけた付属情報や重畳可能なマップとして、通信形態マップを記憶してもよい。
 GPS(Global Positioning System)320は、車両Vの位置情報を取得する。GPS320は、自機の位置を特定する位置特定手段の一態様である。
 通信制御手段310は、マップ記憶手段311から自車が走行しているエリアの通信形態マップにおいて自車の位置に対応付けられた通信形態を読み出し、車載端末300の外部との通信を制御する。以下、本実施形態では、通信形態マップには、「通信形態」として、エリア内の各位置で接続する無線ネットワーク種類が指定されているものとして説明する。具体的には、通信形態マップには、「通信形態」として、エリア内の各位置で接続する無線ネットワークの種類として、5Gと、LTEのいずれかが規定されているものとする。なお、「5G」は第5世代移動通信システム、「LTE」はLong Term Evoluitonの略である。したがって、車両Vに搭載された車載端末300は、前記通信形態マップを参照して、自機の位置で適用すべき無線ネットワークを選択し、外部との通信を行う機能を備えている。
 図8は、本発明の第1の実施形態の車載端末の動作を表した流れ図である。図8を参照すると、まず、通信管理装置100は、センサ200から交通量情報を収集する(ステップS101)。ここでは、図9に示すエリアのうち、符号SEG1~SEG3で示す区間において交通量が多いという情報が得られたものとして説明する。
 次に、通信管理装置100は、マップ記憶手段103から、センサ200で得た交通量情報の該当エリアのマップを読み出す(ステップS102)。
 次に、通信管理装置100は、読み出したマップの各位置で適用する通信形態を決定し、通信形態マップ記憶手段104に記憶されている通信形態マップを更新する(ステップS103)。
 前記通信形態マップの更新にあたり、通行路に応じて通信形態を選択するルールを規定した通信形態選択ポリシを予め記憶しておいてもよい。例えば、交通量が多い区間においては5Gに接続し、それ以外の区間においてはLTEに接続するとの通信形態選択ポリシが設定されている場合、通信管理装置100は、図10に示すような通信形態マップを作成する。図10の例では、該当エリア内の道路のうち、交通量が多い区間SEG1~SEG3について5Gに接続することが規定されている。
 なお、通信形態マップは、所定の時間間隔で更新される好ましい。このようにすることで、交通量情報の変化に応じ、適切な通信形態を車両Vに指示することが可能となる。例えば、図11に示すように、SEG1~SEG3に加えて、新たに、SEG4という交通量の多い区間が検出された場合、通信管理装置100は、図12に示すように、符号SEG4に対応する区間においても5Gに接続すべきことを指示する通信形態マップを作成する。
 上記のようにして作成、更新された通信形態マップは、車両Vに提供され、該当するエリアの走行時の通信形態の選択に使用される。例えば、車両Vが符号SEG1で示される区間に進入すると、当該車両Vに搭載された車載端末300は、接続する無線ネットワークをLTEから5Gに切り替える。これにより車両Vは、交通量の多い区間について、5Gによる大容量・低遅延のサービスを受けて、安心に走行することが可能となる。一方、その他の交通量の少ない区間では、車両Vは、LTEを選択するため、5Gの無線リソースを節約することが可能となる。
 また、車両Vは、自動運転車や遠隔操縦車であってもよい。これらの車両に、本発明を適用することで、これらの車両に、交通量等に基づいた通信形態の自動切替機能を追加することが可能となる。自動運転車や遠隔操縦車は、交通量が多いときに、遠隔での映像監視や遠隔から制御指示のために、大容量・低遅延の通信が要求される場合がある。本発明を適用することで、このような場合に適切な通信形態を選択することができる。
[第2の実施形態]
 上記した第1の実施形態では、通信管理装置100は、センサ200から交通量情報を収集するものとして説明したが、対象エリアにセンサ200のない道路区間が存在する場合ことも考えられる。続いて、センサ200のない区間についても交通量情報を入手し、適切な通信形態マップを作成できるようにした第2の実施形態について説明する。
 図13は、本発明の第2の実施形態の構成を表した図である。図5に示した第1の実施形態との相違点は、車両Vaがカメラ210を備えており、通信管理装置100a側に、走行した道路の画像を送信できるように構成されている点である。
 図14は、本発明の第2の実施形態の通信管理装置100aの構成を表した機能ブロック図である。図6に示した第1の実施形態100との相違点は、画像分析手段106が追加され、マップ作成手段202が、画像分析手段106の画像分析で得られた交通量情報に基づいて通信形態マップを作成する点である。その他の構成は、第1の実施形態と同様であるので、以下、その相違点を中心に説明する。
 画像分析手段106は、車両Vaから受信した画像に映った車両を抽出し、交通量を推定し、その結果を交通量情報として、マップ作成手段202に送る。なお、画像の撮影された位置は、画像に付加されている車両Vaの位置情報や、画像に映った地形等から特定することができる。
 マップ作成手段202は、収集手段101に加えて、画像分析手段106の画像分析で得られた交通量情報に基づいて通信形態マップを作成する。
 本実施形態の動作は、画像分析手段の画像分析処理が加わるだけで、第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
 以上、説明したように、本実施形態によれば、センサ200の故障している道路区間やセンサ200のない道路区間のあるエリアについても、適切な通信形態マップを作成することが可能となる。また、通信管理装置100aに画像を送る車両Vaは、必ずしも通信形態を参照して通信を行う制御対象の車両である必要はない。例えば、システムの管理者等が、必要に応じて、専用の調査用(画像撮影用)の車両を走行させて、必要なデータを収集するようにしてもよい。
 また、上記した実施形態では、通信管理装置100aが、車両Vaから走行した道路の画像を受け取るものとして説明したが、通信管理装置100aが、車両Vaからその他のセンシングした情報を収集してもよい。センシングした情報の例としては、例えば、車両がすれ違った対向車の数や、周囲のセンサで検出した歩行者の数、当該道路区間を走行した際の車両の平均速度やブレーキの回数等が挙げられる。通信管理装置100aは、これらの情報を用いて、当該道路区間の交通量を推定し、通信形態を決定する。これらの計測に用いるデバイスとしては、レーザー、レーダー、LiDARなどを用いてもよい。また、車両Vaが、車車間通信を用いて他の車両を検知し、交通量を推定する方法も採ることができる。
[第3の実施形態]
 上記した第1、第2の実施形態では、通信管理装置100、100aは、交通量情報に基づいて、通信形態を決定していたが、交通量情報以外の情報を用いて通信形態を決定することもできる。以下、地形や基地局の周囲の遮蔽物に基づいて通信形態マップを作成するようにした第3の実施形態について説明する。
 図15は、本発明の第3の実施形態の通信管理装置100bの構成を表した機能ブロック図である。図6に示した第1の実施形態の通信管理装置100との相違点は、マップ作成手段302が、交通量情報に加えて、マップ上の基地局の位置と、マップ上の各位置との間の後続物や地形等を考慮して、通信形態マップを作成するように構成されている点である。その他の構成は、第1の実施形態と同様であるので、以下、その動作上の相違点を中心に説明する。
 図16は、本発明の第3の実施形態の通信管理装置及び車両の動作を説明するための図である。図9等に示したマップと異なる点は、地図上に基地局(5G基地局)と、その周辺の建物やトンネル等の遮蔽物の位置や大きさが表されている点である。本実施形態のマップ作成手段302は、交通量情報に加えて、基地局とその周辺の遮蔽物の位置及び大きさを考慮した通信形態を設定した通信形態マップを作成し、通信形態マップ記憶手段104に登録する。
 図17は、本実施形態の通信管理装置100bが作成する通信形態マップの例を示す図である。例えば、図17の左上には5G基地局が存在するが、道路との間に建物があり、5G基地局からの電波が遮られてしまう可能性がある。また、図17の下段の基地局の下側にはトンネルがあり、トンネル内では、5G基地局からの電波が遮られてしまう可能性がある。通信管理装置100bは、これらの基地局からの電波が届きにくい区間について、他の無線ネットワーク(図17の場合「LTE」)を利用することを定めた通信形態マップを作成する。
 以上のように動作する本実施形態によれば、交通量だけでなく、エリア内の遮蔽物の存在や地形を考慮して通信形態を定めた通信形態マップを作成することが可能となる。なお、第3の実施形態では、通信管理装置100bは、車両からの画像の分析は行わないものとして説明したが、第2の実施形態と同様に、車両からの画像の分析を行わせてもよい。また、車両からの画像に遮蔽物や地形が映っている場合、通信管理装置100bが、これらを用いて通信形態マップを作成するようにしてもよい。例えば、通信管理装置100bは、車両から送られた画像に映った建物やトンネルの像から、遮蔽物の存在を検出する構成も採用可能である。
 また、上記した各実施形態では、通信管理装置100、100a、100bが、接続すべき無線ネットワークを規定した通信形態マップを作成するものとして説明したが、通信形態は、接続すべき無線ネットワークに限られない。例えば、通信管理装置100、100a、100bが所定のエリアの各位置で送信する映像データのビットレートの指定を含んだ通信形態マップを作成するようにしてもよい。このようなマップにより、ビットレートを切り替えさせることにより、移動体から、交通量に応じた、情報量の多い画像の提供を受けることが可能となる。
 また、上記した実施形態では、特に触れなかったが、通信管理装置100、100a、100bが、車載装置側で使用するアプリケーションプログラム毎に、通信形態を定めたマップを作成してもよい。
 以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的な技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したシステムの構成、各要素の構成、データ等の表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。例えば、上記した第1~第3の実施形態では、移動体が車両(自動車)であるものとして説明したが、その他の移動体にも本発明を適用することができる。例えば、通信機能を備えた鉄道車両、UAV(Unmanned Aerial Vehicle)、無人搬送車等にも本発明を適用することができる。この場合、「通行路」は、それぞれ移動体の種類に応じた通行路となる。
 また、上記した各実施形態に示した手順は、通信管理装置10、100~100bを構成する装置として機能するコンピュータにて実現できる。具体的には、コンピュータ(図18の9000)に、これらの装置としての機能を実現させるプログラムにより実現可能である。このようなコンピュータは、図18のCPU(Central Processing Unit)9010、通信インタフェース9020、メモリ9030、補助記憶装置9040を備える構成に例示される。すなわち、図18のCPU9010にて、情報収集プログラムやマップ作成プログラムを実行させればよい。
 即ち、上記した通信管理装置10、100~100bの各部(処理手段、機能)は、これらの装置に搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。また、このコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な(非トランジトリーな)記録媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
 上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
[付記1]
 所定のエリア内の通行路の状況を示す通行路情報を収集する収集手段と、
 前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成する作成手段と、
 前記所定のエリア内を移動する移動体に対して、前記マップを提供する提供手段と、
 を備える通信管理装置。
[付記2]
 上記した通信管理装置の前記収集手段は、前記通行路情報として、前記所定のエリア内の道路区間の交通量を収集する構成を採ることができる。
[付記3]
 上記した通信管理装置が収集する交通量は、前記所定のエリア内の道路区間の歩行者の通行量を含むものであってもよい。
[付記4]
 上記した通信管理装置の前記収集手段は、前記通行路情報として、前記通行路上の移動体から、該移動体がセンシングした情報を収集する構成を採ることができる。
[付記5]
 上記した通信管理装置の前記作成手段は、前記所定のエリアの各位置で利用する無線ネットワークの指定を含んだマップを作成する構成を採ることができる。
[付記6]
 上記した通信管理装置の前記作成手段は、アプリケーションプログラム毎に利用する通信形態を定めたマップを作成する構成を採ることができる。
[付記7]
 上記した通信管理装置の前記作成手段は、前記所定のエリアの各位置で送信する映像データのビットレートの指定を含んだマップを作成する構成を採ることができる。
[付記8]
 上記した通信管理装置の前記提供手段は、前記所定のエリア内を移動する自動運転車又は遠隔操縦車に前記マップを提供する構成を採ることができる。
[付記9]
 上記した通信管理装置から提供されたマップを記憶するマップ記憶手段と、
 自機の位置を特定する位置特定手段と、
 前記マップにおいて前記自機の位置に対応付けられた通信形態に基づいて、通信形態を切り替える機能を備えた移動体。
[付記10]
 所定のエリア内の通行路の状況を示す通行路情報を収集し、
 前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成し、
 前記所定のエリア内を移動する移動体に対して、前記マップを提供する、
 通信管理方法。
[付記11]
 所定のエリア内の通行路の状況を示す通行路情報を収集する処理と、
 前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成する処理と、
 前記所定のエリア内を移動する移動体に対して、前記マップを提供する処理と、
 をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する、コンピュータ読取可能な記録媒体。
 なお、上記付記9、10の形態は、付記1と同様に、付記2~付記8の形態に展開することが可能である。
 なお、上記の特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的な技術的思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし選択(部分的削除を含む)が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
 10 通信管理装置
 11、101 収集手段
 12 作成手段
 13 提供手段
 101 収集手段
 102、202、302 マップ作成手段
 103 マップ記憶手段
 104 通信形態マップ記憶手段
 105 通信形態マップ提供手段
 200 センサ
 210 カメラ
 300 車載端末
 310 通信制御手段
 311 マップ記憶手段
 320 GPS
 ANT1 第1のアンテナ
 ANT2 第2のアンテナ
 V、Va 車両
 9000  コンピュータ
 9010 CPU
 9020 通信インタフェース
 9030 メモリ
 9040 補助記憶装置

Claims (11)

  1.  所定のエリア内の通行路の状況を示す通行路情報を収集する収集手段と、
     前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成する作成手段と、
     前記所定のエリア内を移動する移動体に対して、前記マップを提供する提供手段と、
     を備える通信管理装置。
  2.  前記収集手段は、前記通行路情報として、前記所定のエリア内の道路区間の交通量を収集する請求項1の通信管理装置。
  3.  前記交通量は、前記所定のエリア内の道路区間の歩行者の通行量を含む請求項2の通信管理装置。
  4.  前記収集手段は、前記通行路情報として、前記通行路上の移動体から、該移動体がセンシングした情報を収集する請求項1から3いずれか一の通信管理装置。
  5.  前記作成手段は、前記所定のエリアの各位置で利用する無線ネットワークの指定を含んだマップを作成する請求項1から4いずれか一の通信管理装置。
  6.  前記作成手段は、アプリケーションプログラム毎に利用する通信形態を定めたマップを作成する請求項5の通信管理装置。
  7.  前記作成手段は、前記所定のエリアの各位置で送信する映像データのビットレートの指定を含んだマップを作成する請求項1から6いずれか一の通信管理装置。
  8.  前記提供手段は、前記所定のエリア内を移動する自動運転車又は遠隔操縦車に前記マップを提供する請求項1から7いずれか一の通信管理装置。
  9.  請求項1から8いずれか一の通信管理装置から提供されたマップを記憶するマップ記憶手段と、
     自機の位置を特定する位置特定手段と、
     前記マップにおいて前記自機の位置に対応付けられた通信形態に基づいて、通信形態を切り替える機能を備えた移動体。
  10.  所定のエリア内の通行路の状況を示す通行路情報を収集し、
     前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成し、
     前記所定のエリア内を移動する移動体に対して、前記マップを提供する、
     通信管理方法。
  11.  所定のエリア内の通行路の状況を示す通行路情報を収集する処理と、
     前記収集した通行路情報に基づいて、前記所定のエリアの各位置で優先して使用すべき通信形態を示したマップを作成する処理と、
     前記所定のエリア内を移動する移動体に対して、前記マップを提供する処理と、
     をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する、コンピュータ読取可能な記録媒体。
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