【実施例】
【0028】
次に、本発明の実施例に係る車載装置におけるチャネル選択システムについて図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施例に係る車載装置が提供する無線LANのチャネル選択システムの一構成例を示す図である。本実施例のチャネル選択システム10は、
図1に示すように、車両20内に車両用ネットワークを提供する車載装置30と、ユーザーが車両20に乗り込んだとき、車載装置30をアクセスポイントとして車両用ネットワークに接続されるスマートフォン40とを備えている。
【0029】
車載装置30は、車両用ネットワークを提供するための無線LANルータ機能を有し、当該車両用ネットワークのエリア内にある端末装置、例えば、スマートフォン40を無線接続することができる。車載装置30とスマートフォン40とが接続された場合、例えば、車載装置30は、スマートフォン40が保持するコンテンツをダウンロードし、ストリーミング再生することができる。
【0030】
図2(a)は、無線LANのチャネル接続について説明する概略図である。車載装置30とスマートフォン40とは、無線LAN機能により接続されるが、他のアクセスポイント等との電波干渉を回避するため、周波数がそれぞれ異なる複数のチャネルが用意されている。
図2(b)は、無線LANにおける各チャネルと周波数との関係を示すグラフの一例である。例えば、WiFi(登録商標)規格の「IEEE802.11g」では、2.412GHzから5MHzのチャネル間隔で、1−13chまで用意されている。1つのチャネルのチャンネル幅は22MHzである。車載装置30は、例えば、1−13chの中で、電波干渉の影響が少ないいずれか1つのチャネル50を選択することにより、スマートフォン40と無線接続する。なお、チャネル選択を行う際、各チャネル間における干渉を起こさないようにするため5ch以上の間隔を空けることが好ましく、例えば、車載装置30の周辺において、他のネットワークが1chを使用している場合、6ch以降が選択されることが望ましい。また、周波数帯域が重複しなければ、複数のチャネルを同時に利用することも可能である。
【0031】
チャネルは、上述したように、データの送受信に必要な周波数帯域であり、アクセスポイントとなる車載装置30によって選択されたチャネルが使用される。車載装置30は、近くのアクセスポイントが利用していない、いわゆる空きチャネルを選択するため、チャネルサーチを実行するが、本実施例では、無線通信の開始時に、できる限りチャネルサーチを実行することなく、空きチャネルと推測されるチャネルを選択することで、車載装置30とスマートフォン40との接続処理時間を短縮する。
【0032】
図3は、本発明の実施例に係る車載装置の構成を示すブロック図である。車載装置30は、自車位置を検出する位置検出部100、目的地までの誘導経路を案内するナビゲーション部102、渋滞や交通規制などの道路交通情報を取得する交通情報取得部104、ユーザーからの入力を受け取るユーザー入力部106、有線または無線による外部とのデータ通信を可能にするデータ通信部108、音楽や映像を再生したり、経路案内のための道路地図やガイド案内を出力するデータ再生/出力部110、プログラムやデータ等を記憶する記憶部112、外部機器との接続を可能にする外部インターフェース(I/F)114、マイクロコントローラやマイクロプロセッサ等を含みプログラムを実行することで各部を制御する制御部116を含んで構成される。なお、この構成は例示であって、車載装置30は、このような構成に限定されるものではない。また、車載装置30は、エンジンが停止中であっても、車両に搭載されたバッテリーによって動作可能である。
【0033】
位置検出部100は、例えば、GPS衛星136(
図3(B)を参照)から送信される信号を利用して自車の絶対位置を検出するもの、ジャイロセンサや加速度センサなど車両に搭載された種々のセンサから自車の相対位置を検出するものであることができる。また、位置検出部100は、ネットワーク120を介して位置情報配信サイト(または配信サーバー)130にアクセスし、そこから自車位置を検出することもできる。この場合、ネットワーク120への接続は、データ通信部108を介して行われる。
【0034】
交通情報取得部104は、例えば、FMラジオ放送やその他の放送波に重畳された道路交通情報を取得したり、幹線道路や高速道路などの路側に設置されたアンテナから無線通信により道路交通情報を取得することができる。また、交通情報取得部104は、
図3(B)に示すように、ネットワーク120を介して道路交通情報配信サイト(または配信サーバー)134にアクセスし、そこから道路交通情報を取得することもできる。この場合、ネットワーク120への接続は、データ通信部108を介して行われる。
【0035】
ユーザー入力部106は、ユーザーと車載装置30との間のインターフェースを提供する。ユーザー入力部106は、入力キーデバイス、タッチパネル、音声認識装置などを含むことができる。
【0036】
データ通信部108は、WiFi、LAN、赤外線通信、電話回線などを利用した有線または無線によるデータ通信を可能にすることができ、本実施例では、データ通信部108は、無線LAN機能により、車内に持ち込まれたスマートフォン40との接続を可能にする。また、データ通信部108は、
図3(B)に示すようなネットワーク120を介して種々のデータ配信サイトに接続することを可能にする。
【0037】
データ再生/出力部110は、目的地までの誘導経路を案内するときに道路地図を表示したり、コンテンツが再生された時に音楽や画像を出力したり、ナビゲーション装置の各種設定をするためのメニュー画面などを表示する、タッチパネル対応のディスプレイ等を含む。また、データ再生/出力部110は、誘導経路の案内や各種の警告等を出力するスピーカ等を含む。さらに好ましい態様では、データ再生/出力部110は、スマートフォン40から受信したデータをストリーミング再生するとき、ストリーミングデータを蓄積するバッファメモリを含み、バッファメモリ蓄積されるデータ容量を調整することで、スマートフォン40との間でチャンネル切替が行われるときに、データ再生の途切れが防止される。
【0038】
記憶部112は、車載装置30の動作に必要な道路地図データ等を格納することができる。一つの例では、記憶部112は、大容量の記憶装置を含み、ここに道路地図データや施設データなどのデータベースを蓄積することができる。他の例では、記憶部112は、
図3(B)に示すようにネットワーク120を介して道路地図データ配信サイト132にアクセスし、そこから必要な道路地図データ等を取得することができる。この場合、ネットワーク120への接続は、データ通信部108を介して行われる。
【0039】
制御部116は、好ましい態様では、ROM、RAMなどを含むマイクロコントローラから構成され、ROMまたはRAMは、車載装置30の各部の動作を制御するための種々のプログラムを格納することができる。プログラムは、例えば、車両用ネットワークを提供するための最適なチャネルを選択するもの、目的地までの最適な経路を探索するもの、データベース等を利用して施設を検索するもの、スマートフォン等から受信したデータのバッファリングを制御するものなどが含まれる。
【0040】
図4は、本実施例に係る制御部の通信を制御する機能の構成を示すブロック図である。制御部116は、複数あるチャネルの中から選択された1つのチャネルにより、スマートフォン40との間で無線LANによる通信を可能にする無線LAN通信手段140と、位置検出部100が検出した自車位置に関する情報を取得する位置情報取得手段142と、現在使用しているチャネルに関する情報を取得するチャネル情報取得手段144と、利用可能なチャネルのチャネル情報を検出するため、チャネルサーチを実行するチャネルサーチ手段146と、無線通信を終了するとき、少なくとも取得した自車の位置情報と取得したチャネル情報とを記憶する情報記憶手段148と、無線通信を開始するとき、記憶された位置情報に基づき自車が移動したか否かを判定する移動判定手段150と、自車が移動していないと判定されたとき、自車の位置情報と関連付けして記憶されたチャネル情報に基づき無線LAN通信手段140にチャネルを選択させるような制御を行う通信制御手段152とを備えている。
【0041】
無線LAN通信手段140は、データ通信部180の一部機能を担い、車載装置30をアクセスポイントとする通信可能なエリアを構築し、車両用ネットワークを提供することができる。無線LAN通信手段140は、通信制御手段152により制御され、好ましい態様では、通信制御手段152からの指示に応答して無線通信の開始、終了を実行する。無線LAN通信手段140は、通信速度または受信電界強度などの通信環境に基づき複数あるチャネルの中から1つのチャネルを選択し、当該エリア内にあるスマートフォン40を接続することができる。なお、複数のスマートフォンを接続する際は、それぞれ周波数が異なる複数のチャネルが利用される。
【0042】
位置情報取得手段142は、車両20の現在地を示す位置情報を取得するものであり、好ましい態様では、無線通信の終了時、または開始時に、位置検出手段100を介して、自車の現在位置を取得することができる。
【0043】
チャネル情報取得手段144は、現在使用しているチャネルに関する情報をチャネル情報として取得することができる。チャネル情報は、無線周波数情報に相当し、好ましい態様では、無線通信を終了するようユーザーからの指示があったとき、チャネル情報取得手段144により取得される。
【0044】
チャネルサーチ手段146は、複数あるチャネルの中から利用可能なチャネルをサーチする検索手段に相当し、全チャネルの電界強度あるいは全チャネルにおける通信速度を検出することができ、良好な通信環境を提供可能なチャネルを検索することができる。チャネルサーチ手段146は、例えば、無線通信の終了が指示された場合であって、現在接続しているチャネルによる通信速度が一定速度以下のとき、チャネルサーチを実行することができる。チャネルサーチは、これ以外にも、接続中のチャネルの通信速度が低下した場合にバックグラウンドにて実行されたり、無線通信の開始時に自車が停車した位置から移動していた場合、選択したチャネルにより良好な通信環境が得られなかった場合などに実行される。
【0045】
情報記憶手段148は、ユーザーにより無線通信の終了が指示されたとき、位置情報取得手段142により取得された自車の位置情報と、チャネル情報取得手段144により取得される使用チャネル、チャネルサーチ手段144により得られるサーチ結果をチャネル情報として内部メモリまたは記憶部112に記憶することができる。
【0046】
図5は、内部メモリに記憶される位置情報とチャネル情報を説明する図である。例えば、無線通信の終了が指示されたとき、使用中のチャネルによる通信環境が良好で通信速度または受信電界強度が十分である場合、チャネルサーチ手段146によるチャネルサーチは実行されない。その場合、
図5(a)に示すように、自車位置を示す位置情報「Xa,Ya」と、車載装置30が現在使用している使用チャネル「5ch」が情報記憶手段148により記憶される。情報記憶手段148はさらに、通信環境を表す通信速度または受信電界強度を記憶するようにしてもよい。
【0047】
一方、無線通信の終了が指示されたとき、使用中のチャネルが電波干渉等の影響により通信環境が良好でない、すなわち通信速度または受信電界強度が所定値以下である場合、チャネルサーチが実行される。この場合、情報記憶手段148は、
図5(b)に示すように、位置情報「Xa,Ya」と、使用チャネル「5ch」に加え、チャネルサーチによるサーチ結果が内部メモリに記憶される。ここでのチャネル情報は、チャネルサーチ結果による利用可能な空きチャネルを含み、それら空きチャネルのうち通信速度が速いものまたは受信電界強度が高いものを順に並べてサーチ結果に格納する。これにより、無線通信を開始するとき、チャンネルサーチを実行することなく通信速度が速いまたは受信電界強度が高い、通信環境が良好な最適なチャネルを優先的に選択することができる。サーチ結果は、このような記憶形態に限らず、全チャネルの通信速度に関する情報、利用可能である旨を示す情報を含むものであってもよい。
【0048】
移動判定手段150は、無線通信が開始されるとき、情報記憶手段148により記憶された位置情報に基づき、自車の位置が移動したか否かを判定する。移動判定手段150は、無線通信の開始時、チャネルサーチの実行を回避するため、位置情報取得手段142により新たに現在地を取得し、情報記憶部148に記憶された位置情報とを比較し、無線通信終了時から自車が移動した位置にあるか否かを判定する。情報記憶手段148により記憶された位置情報を基準として、取得した自車の位置が所定範囲内にあるとき、移動判定手段150は、自車が移動していないと判定することができる。自車位置の検出には、誤差やバラツキがあるため、移動判定手段150は、自車の移動の判定に所定範囲を設けることで、自車が移動したか否かの判定をより精度良く行うことができる。
【0049】
通信制御手段152は、移動判定手段150により自車が移動していないと判定されたとき、チャネルサーチを実行することなく、情報記憶手段148により記憶されたチャネル情報に基づき、無線通信終了時に使用していたチャネルを選択して無線通信を行うように制御することができる。これは、自車の移動がない場合、通信環境が変化していないと推定することができ、前回時に使用していたチャネルを継続して利用できる可能性が高いためである。
【0050】
また、無線通信終了時に実行されたチャネルサーチのサーチ結果が内部メモリに記憶されている場合には、通信制御手段152は、そのサーチ結果に基づき、最適なチャネルを選択することができる。最適なチャネルとは、例えば、利用可能なチャネルの中でも電波干渉の影響が最も少ないものであり、例えば、通信速度が最も速いチャネルまたは受信電界強度が最も高いチャネルが選択される。
【0051】
図6及び
図7は、本発明の実施例に係るチャネル選択動作を説明する動作フローである。まず、無線通信の終了時における車載装置の動作について、
図6を参照して説明する。車載装置30は、車両用ネットワークを提供し、無線LAN通信手段140は、車両20に持ち込まれたスマートフォン40と無線通信を行っている(S100)。例えば、車両20が目的地に到達して停車したとき、ユーザーは、車載装置30を操作して、無線通信の終了を指示する(S101)。無線通信の終了は、ユーザーによる直接的な操作に限らず、車両20よりエンジン停止の信号を受けたとき、イグニッションキーがオフされたとき、アクセサリーキー(ACC)がオフされたときを、無線通信の終了の指示としてもよい。無線通信の終了の指示を受けると、車両20の現在位置を記憶するため、位置情報記憶手段142によって自車の位置に関する位置情報が位置検出部100から取得される(S102)。
【0052】
位置情報取得手段142により位置情報が取得されると、無線LAN通信手段140は、現在使用しているチャネルの通信環境が良好か否かを判定する。具体的には通信速度が一定以上あるか否か、あるいは受信電界強度が一定以上あるか否かを判定する(S103)。通信環境が良好であると判定された場合には、取得した自車位置と現在使用しているチャネルとを情報記憶手段148により内部メモリに記憶する(S104)。
【0053】
一方、通信環境が良好であると判定されなかった場合、現在地において、利用可能な他の空きチャネルを検索するため、チャネルサーチ手段146によりチャネルサーチが実行される(S105)。これにより、現在使用中のチャネルより、通信環境の良好なチャネルが存在すれば、その空きチャネルが検索される。その後、取得した自車位置とチャネルサーチによるサーチ結果とが情報記憶手段148により記憶される(S106)。自車位置を示す位置情報とチャネル情報とが記憶された後、無線LAN通信手段140による無線通信が終了される(S107)。このとき、車載装置30は、無線通信の終了に連動して、電源をオフしてもよい。
【0054】
次に、無線通信の開始時における車載装置の動作について、
図7を参照して説明する。ユーザーが車両20に乗り込み、車両用ネットワークにスマートフォンを接続しようとした場合、無線通信の開始が指示される(S200)。無線通信の開始は、ユーザーによる直接的な操作に限らず、車載装置30の電源がオンされたとき、エンジンの始動の信号を受けたとき、イグニッションキーがオンされたとき、ACCがオンされたとき、あるいは車両用ネットワークの通信可能エリア内に持ち込まれスマートフォンの電源がオンされスマートフォンが認識されたとき、無線通信の開始の指示としてもよい。無線通信の開始が指示されると、位置情報取得手段142は、現在地に関する自車位置を取得する(S201)。そして、移動判定手段150は、内部メモリに記憶された位置情報を読出し、取得した現在地と比較することで、自車が移動したか否かを判定する(S202)。自車が移動していないと判定された場合には、チャネルサーチを実行する必要がないため、APモード(アクセスポイントモード)により起動され(S203)、通信制御部152は、内部メモリに記憶されたチャネル情報を読み出し(S204)、そのチャネル情報に基づき無線通信終了時に使用されていたチャネルが選択され設定される(S205)。
【0055】
図8は、自車が移動していないと判定された場合のチャネル選択の効果を説明する概略図である。
図8(a)は、チャネルサーチされずにチャネルを選択する場合を示し、
図8(b)は、チャネルサーチ結果に基づきチャネルを選択する場合を示す。
図8(a)では、無線通信を終了する際、車両20の周辺のアクセスポイントでは、「1ch」、「11ch」が使用され、車載装置30は、「5ch」を使用している。この場合、使用チャネル「5ch」は、他のアクセスポイントからの電波干渉を受けないため、チャネルサーチは実行されず、使用チャネルのみが記憶される。そして、無線通信の開始が指示されたとき、自車が移動していないと判定されれば、記憶された「5ch」が選択され、無線通信の開始時におけるチャネルサーチを省くことができる。
【0056】
図8(b)では、無線通信を終了する際、車両20の周辺のアクセスポイントでは、「3ch」、「7ch」が使用され、車載装置30は、「5ch」を使用している。この場合、使用チャネル「5ch」は利用可能ではあるが、他のアクセスポイントからの電波干渉を受け、通信速度が十分ではなく通信環境が良好でないため、無線通信の終了時にチャネルサーチが実行され、サーチ結果が記憶される。そして、無線通信の開始が指示されたときには、当該サーチ結果に基づき、電波干渉の影響が少ない「13ch」が選択される。これにより、無線通信の開始時におけるチャネルサーチを省くことができる。
【0057】
一方、自車が移動したと判定された場合には、通信環境が著しく変化していると予測されるので、通常通り、チャネルサーチを行うため、STAモード(ステーションモード)により起動される(S206)。そして、チャネルサーチ手段146によりチャネルサーチが行われた後(S207)、STAモードからAPモードに移行され(S208)、通信制御手段152は、そのチャネルサーチによるサーチ結果に基づき、最適なチャネルを選択する(S205)。その後、無線LAN通信手段140は、通信制御手段152により設定されたチャネルにより無線通信を行う(S209)。
【0058】
但し、自車が移動したと判定された場合に、必ずしもチャネルサーチを実行することを要しない。自車が移動したと判定されたとき、通信制御手段152は、情報記憶手段148に記憶された過去の位置情報の中から現在の自車位置に該当する位置情報が存在するか否かを判別し、一致する位置情報が存在すれば、それに対応するチャネルを選択するようにしてもよい。そして、そのチャネルの通信環境が良好でないと判定した場合に、通常通りのチャネルサーチを実行するようにしてもよい。
【0059】
このように、上記実施例において、自車が移動していないと判定された場合には、無線通信の開始時のチャネルサーチを回避することで、車両用ネットワークにスマートフォン40を接続するまでの時間を短縮することができる。これにより、ユーザーは、チャネル接続までの待機時間から開放される。
【0060】
本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲において、種々の変形・変更が可能である。