(57)【要約】軽クライアント型知的輸送システムが、データネットワークのデータの流れ及び機能を調整するサーバと、該サーバにより発生された制御を実施する複数のクライアントと、当該システムのモジュールを相互接続する通信設備とを含んでいる。各クライアントにはプラットフォームが配設され、該プラットフォームは斯かるクライアントのモジュールとのリアルタイム制御能力を提供する。該プラットフォームはサーバに配設することもできる。当該システムは、ローカルな地理的設備に関するデータを含む地理的情報システム（ＧＩＳ）と、上記クライアント及びサーバが自身の位置データを計算すると共にイベントを同期させるのを可能にするようなデータを供給する全地球測位システム（ＧＰＳ）とを含むことができる。
2005517193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
知的軽クライアントシステムにおいて、
データネットワークのデータの流れ及び機能を調整するサーバであって、アプリケーションソフトウェアのホストであるようなサーバと、
前記サーバにより発生された制御判断を、接続された装置上で実施する複数の軽クライアントと、
前記システムとサービスとを相互接続する通信ネットワークと、
を有し、前記軽クライアント及び／又は前記サーバはプラットフォームを含み、該プラットフォームは前記軽クライアントの又は前記サーバ及び軽クライアントの構成要素のリアルタイム制御を統合することを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記軽クライアントが位置データを計算するのを可能にするメカニズムを提供するような測位システムを更に有していることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記軽クライアントは移動可能主体上に配設され、前記サーバは前記制御判断を、前記移動可能主体の前記位置データ、前記ネットワークを介して得られる情報、又は前記位置データ及び前記情報の統合に基づいて発生することを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項２に記載のシステムにおいて、地理的設備に関するデータを提供する情報システムを更に有し、前記測位システムは当該システムを含む設備が前記情報システムにより識別されるようなメカニズムを提供することを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、前記情報システムは静止設備及び移動設備に関する地理的情報を記憶するデータベースを有し、前記移動設備は前記軽クライアント、前記サーバ又はこれらの組み合わせと通信する移動可能主体の位置データを含んでいることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記情報システムは仮想物体を作成し、該仮想物体は前記移動可能主体を囲む囲壁を含み、前記サーバは前記仮想物体に基づいて前記制御判断を発生することを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記サーバは前記制御判断を、前記ネットワークを介して得られる情報、前記情報システムにより識別される前記設備の特徴、又は前記ネットワークを介して得られる前記情報と前記情報システムにより提供される前記情報との統合に基づいて発生することを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記軽クライアントのプラットフォームの何れか１つがプラットフォームサーバとして動作し、該プラットフォームサーバが残りのプラットフォームを動作させる能力を有することを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記軽クライアントが仮想タッチ装置を含む主体に配設され、前記サーバは該仮想タッチ装置を動作させる制御判断を発生することを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムにおいて、前記仮想タッチ装置は、該装置により感じられた力を反映するために遠隔装置を仮想接触感覚を伴って制御するように使用されることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記プラットフォームは前記軽クライアント上で閉じられる内部リアルタイム制御ループ（ＩＲＴＣＬ）を実施化することを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムにおいて、前記サーバは前記軽クライアントに基準信号を供給し、該基準信号を受信する前記クライアントのプラットフォームは前記装置を動作させるための制御信号を発生することを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムにおいて、前記サーバは前記基準信号を、前記ネットワークを介して得られる前記情報に基づいて供給することを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記プラットフォームは前記サーバを介して２以上の軽クライアントの間で閉じられる外部リアルタイム制御ループ（ＥＲＴＣＬ）を実施化することを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記サーバは前記基準信号を、前記ネットワークを介して得られる基準信号に基づいて供給することを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記プラットフォームは前記装置から帰還信号を取得し、前記軽クライアントは該帰還信号を前記サーバに供給することを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記プラットフォームはリアルタイム制御ループを実施化することが可能なハードリアルタイムプラットフォームであり、該ハードリアルタイムプラットフォームは、前記プラットフォームの同期を容易化する同期ハードウェアインターフェースと、ユーザ入力装置のアプリケーションハードウェアに対する接続を容易化するユーザ入力装置インターフェースと、前記アプリケーションハードウェアへの接続を容易化するアプリケーションインターフェースと、前記リアルタイム制御ループを制御及び管理するコアとを含んでいることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記プラットフォームはハードウェア、ソフトウェア、又は前記ハードウェアと前記ソフトウェアとの組み合わせにより実施化されることを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記プラットフォームはイベントを同期させる同期器を含んでいることを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムにおいて、前記同期器は前記同期を、前記ネットワークを介して得られる情報、全地球測位システム（ＧＰＳ）により供給されるクロックパルス、ソフトウェア時間源、ハードウェア時間源、ネットワークタイムプロトコル（ＮＴＰ）、原子時計又はこれらの組み合わせを用いて実施することを特徴とするシステム。
【請求項２１】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記プラットフォームはネットワーク時間遅れを補償することを特徴とするシステム。
【請求項２２】
知的軽クライアントシステムのための方法であって、該システムがデータネットワークのデータの流れ及び機能を調整するサーバと、複数の軽クライアントと、前記システムとサービスとを相互接続する通信ネットワークとを含み、前記軽クライアント及び／又は前記サーバがプラットフォームを含むような方法において、該方法が、
前記複数の軽クライアント又は前記軽クライアントと前記サーバとの間の同期を確立するステップと、
前記サーバにおいて、制御判断を発生すると共に該制御判断を前記軽クライアントに供給するステップと、
前記制御判断を、当該システムが前記プラットフォームを使用して、接続された装置上で実施するステップと、
前記プラットフォームにおいて、前記複数の軽クライアント又は前記サーバ及び前記軽クライアントの構成要素のリアルタイム制御を統合するステップと、
を有していることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法において、
前記サーバに付属された前記ネットワークを介して情報を取得するステップと、
前記情報に基づくサービスを前記軽クライアントに供給するステップと、
を更に有していることを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、前記同期を確立するステップは、前記ネットワークを介して得られる情報、全地球測位システム（ＧＰＳ）により供給される情報、ソフトウェア時間源、ハードウェア時間源又はこれらの組み合わせを用いて前記同期を確立するステップを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２２に記載の方法において、
前記プラットフォームが配設された主体の位置、テレメトリ又は空間データを計算するステップと、
前記計算の結果を前記サーバに供給するステップと、
を更に含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、
前記計算を可能にするために、前記ネットワークを介して前記軽クライアントに信号を供給するステップ、
を更に含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２５に記載の方法において、前記制御判断を発生するステップが、
制御判断を、前記軽クライアントから得られる前記計算の結果、前記ネットワークを介して得られる情報、又は前記計算の結果と前記ネットワークを介して得られる前記情報との統合に基づいて発生するステップ、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２２に記載の方法において、前記制御判断を実施するステップが、
前記軽クライアント上で閉じられる内部リアルタイム制御ループ（ＩＲＴＣＬ）を実施化するステップ、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法において、
前記制御判断を発生するステップが、基準信号を前記軽クライアントに供給するステップを含み、
前記ＩＲＴＣＬを実施化するステップが、前記装置を動作させるために制御信号を前記プラットフォームにおいて前記基準信号に基づいて発生するステップを含んでいる、
ことを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法において、前記制御判断を発生するステップが、
前記ネットワークを介して情報を取得するステップと、
前記基準信号を、前記ネットワークを介して取得された前記情報に基づいて供給するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２２に記載の方法において、前記制御判断を実施するステップが、前記サーバを介して２以上の軽クライアントの間で閉じられる外部リアルタイム制御ループ（ＥＲＴＣＬ）を実施化するステップを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法において、前記制御判断を発生するステップが、
前記ネットワークを介して基準信号を取得するステップと、
前記制御信号を、前記ネットワークを介して取得された前記基準信号に基づいて供給するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３１に記載の方法において、前記制御判断を実施するステップが、
前記装置により感じられる力を反映するために、遠隔装置を前記制御判断に基づく仮想接触感覚を伴って動作させるステップ、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項２２に記載の方法において、前記クライアントが車両上に配設され、前記制御判断を発生するステップが、
前記車両の速度及び位置を取得するステップと、
前記ネットワークを介して前記位置におけるローカル速度制限の情報を取得するステップと、
前記ローカル速度制限を前記車両の前記速度と比較するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の方法において、前記制御判断を発生するステップが、
前記車両の前記装置を動作させる制御信号を発生して、前記車両の前記速度を前記速度制限内に制限するステップ、
前記車両の警告システムを駆動するための制御信号を発生して、前記車両のユーザに警告を行うステップ、
のうちの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の方法において、前記制御判断を実施するステップが、
前記装置からセンサ信号を取得するステップと、
該センサ信号を前記サーバに供給するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項２２に記載の方法において、前記制御判断を発生するステップが、
前記ネットワークを介して情報を取得するステップと、
前記制御信号を、前記ネットワークを介して取得された前記情報に基づいて供給するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項２２に記載の方法において、前記制御判断を実施するステップが、
前記装置から帰還信号を取得するステップ及び該帰還信号を前記サーバに供給するステップ、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項２２に記載の方法において、前記プラットフォームにおいてネットワーク遅れを補償するステップを更に有していることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、知的軽（thin）クライアント方法及びシステムに係り、更に詳細には知的移送システムがサーバ／クライアント型ネットワークアーキテクチャにおいて軽クライアントなる前提を用いて展開されるような方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業において出現している電子的革新の主要なものは、重（thick）クライアント型のものである。一例は、適応型クルーズ制御（ＡＣＣ）システムである。既存のＡＣＣは、車両と該車両の前方における何らかの障害物との間の距離を検出するためにレーダユニットが当該車両のグリルに装着されることを要する。該ＡＣＣは、この情報を用いて目標速度における安全な追従距離を維持する。重クライアント型システムにおいては、当該アプリケーションを可能にするために、大量の知能部及びハードウェアがクライアント側に配設される。上記知能部及びハードウェアは各車両においてＡＣＣシステムに配設されるので、斯かるＡＣＣシステムは車両と配設された電子回路との間のライフサイクル的不整合を生じ得る。このような不整合を防止するためには、各車両のアプリケーション及び／又はファームウエアを別途アップグレードする必要がある。
【０００３】
自動車テレマチック（telematics）は、比較的新しい分野である。現在の処、当該技術の大部分は重クライアント型のものである。その１つの理由は、通信設備（インフラストラクチャ）がリアルタイムアプリケーションを可能にするほど充分に育っていないからである。この不足は、第３世代（３Ｇ）及び第４世代（４Ｇ）通信技術の出現により対処されつつある。オリジナル装置製造者（ＯＥＭ）は、ブランドロイヤリティ（brand
loyalty）を維持するために、クライアントのノードにおけるテレマチックプラットフォーム及び関連する電子回路の価格を吸収する必要があるであろう。従って、ユニット単位当たりの費用を低減するような如何なる技術も、ＯＥＭにとっては一層の利益となるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、軽いクライアントのサーバ／クライアント型アーキテクチャに基づく新しい方法及びシステムであって、システム及びアプリケーションの知能部の大部分がサーバに存在すると共に、ネットワークを介して該サーバに接続されたクライアント又は複数のクライアントにより実施化されるような方法及びシステムを提供することが望ましい。
【０００５】
本発明の目的は、既存のシステムの欠点の少なくとも１つを除去又は軽減するような新しい方法及びシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、知的軽クライアントシステムであって、該システムが、
アプリケーションソフトウェアのホストであって、データネットワークのデータの流れ及び機能を調整するサーバと；
各々が、当該システムが接続された装置に対する上記サーバにより発生された制御判断を実施するような複数の軽クライアントと；
上記システム及びサービスを相互接続する通信ネットワークと；
を含むような知的軽クライアントシステムが提供される。上記軽クライアントの各々は、これら軽クライアントの構成要素のリアルタイム制御を統合するプラットフォームを含むと共に、当該クライアントを介して制御されている装置の性能を劇的に悪化させ得るネットワーク時間遅れを補償する能力を含むこともできる。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、システム内で知的軽クライアントを実施化する方法が提供される。上記システムは、データネットワークのデータの流れ及び機能を調整するサーバと、各々が当該システムが接続された装置に対する上記サーバにより発生された制御判断を実施するような複数の軽クライアントと、上記システム及びサービスを相互接続する通信ネットワークとを含む。上記軽クライアントの各々は、前述したようなプラットフォームを含む。そして、該方法は、上記軽クライアント間の同期を確立するステップと、上記サーバにおいて制御判断を発生するステップと、該制御判断を上記軽クライアントに供給するステップと、該制御判断を上記プラットフォームを使用して実施するステップと、該プラットフォームにおいて上記軽クライアントの構成要素のリアルタイム制御を統合するステップとを含む。該方法は、ネットワーク時間遅れを補償するステップを含んでいても良い。
【０００８】
当該システムは軽クライアント型の設備を使用し、サーバはネットワークを介してクライアントを制御する。上記サーバ及び／又はクライアントは、全地球測位システム（ＧＰＳ）、地理情報システム（ＧＩＳ）及びネットワークにより到達可能な他のサービスを含む多数のサービスに対するアクセスを有し、設備内で車両の制御を知的な態様で制御又は左右する能力を付与する。軽クライアントなる前提条件（premise）を用いて、アプリケーション及び演算知能の主要部は上記サーバに位置する。結果として、クライアント側のハードウェア及び計算要件は最小化され、費用の節約となり、且つ、クライアントのプラットフォームと該クライアントが配設される車両との間のライフサイクルの不整合さが減少する。
【０００９】
本発明の他の態様及び特徴は、当業者にとっては、添付図面に関連した下記の好ましい実施例の詳細な説明を検討することにより容易に明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、図面を参照した下記の説明から十分に理解されるであろう。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例による軽クライアント型知的輸送システム１を示す概念図である。図１の軽クライアント型知的輸送システム１は、サーバ１０と、複数のクライアント１２と、地理情報システム（ＧＩＳ）１４と、全地球測位システム（ＧＰＳ）１６とを含んでいる。
【００１２】
サーバ１０は、データネットワークのデータの流れ及び機能を調整する責任を負っている。サーバ１０は、当該システム１のアプリケーションソフトウェアに対するホストである。クライアントレベルでのアプリケーションを実施するのに要する知能の大部分は、サーバ１０に位置する。以下に述べるように、該サーバは、クライアント１２に対してＥＲＴＣＬ法を用いて制御信号を発すると共に、該クライアントに対してＩＲＴＣＬ法を用いて基準信号を発する。
【００１３】
クライアント１２は、機能を可能にするためにサーバ１０と通信する。また、クライアント１２は複数クライアントアプリケーションのためにサーバ１０及び他のクライアントとも通信する。
【００１４】
各クライアント１２は、ハードリアルタイム制御センタ（ＨＲＴＣＣ）と呼ばれるプラットフォーム２０を含んでいる。ＨＲＴＣＣ２０はサーバ１０内に配設することもできる。
【００１５】
ＧＩＳ１４は、例えば道路、飛行経路、標識、障害物、車線、路肩、水路等の地理的設備（インフラストラクチャ）に関する情報を含む。サーバ１０は、この情報を使用して、クライアント１２に警告、能動的制御及び情報サービスを提供する。ＧＩＳ１４の情報は、直接クライアント１２に供給するか、又はサーバ１０を介してクライアント１２に供給することができる。
【００１６】
ＧＰＳ１６は、クライアント１２及びサーバ１０が自身の位置を計算すると共にイベントを同期させるのを可能にするためのデータを供給する。ＧＰＳ１６は差分ＧＰＳ（ＤＧＰＳ）とすることもできる。ＧＰＳ１６は、設備が識別されＧＩＳ１４に入力されるようなメカニズムを提供する。
【００１７】
サーバ１０は当該システム１の各モジュール（例えばクライアント１２、ＧＩＳ１４及びＧＰＳ１６等）と衛星、携帯電話及びＦＭ副搬送波等の無線接続を介して通信する。該通信は有線リンクを介して実行することもできる。
【００１８】
データは、当該システム１の各モジュール間で交換される。データ交換は、テレメトリデータ、同期データ、制御信号（連続的な又は離散的な）、更新（アップグレード）情報、力制御信号、又は情報若しくは娯楽サービスからのデータを含むことができる。
【００１９】
データ伝送は、上記モジュール間で交換される情報の性質に依存して、暗号化により安全を保証することができる。例えば、クライアント１２が配設された車両は、安全目的のために、サーバ１０からの暗号化された制御判断を用いて制御することができる。これは、第三者が盗聴して、当該車両の制御を奪うことを防止する。
【００２０】
本発明の実施例における軽クライアントなる前提は、最小量のハードウェア／ソフトウェア／ファームウエアがクライアント１２に配設される一方、知能の大部分がサーバ１０上に存在するということである。サーバ１０は、クライアント１２からアプリケーション用データ処理の負担を軽減する。
【００２１】
例えば、システム１は、図２に示すように輸送手段（vehicle）又は一連の輸送手段が無線ネットワークを介して操縦及び／又は制御されなければならないような如何なるアプリケーションにも適用することができる。図２において、クライアント１２は海上、陸上及び航空宇宙輸送手段２〜６に配設される。基地局８に配設されたサーバ１０は、例えば衛星リンク９等の無線ネットワークを介して制御判断及び如何なる情報サービスも輸送手段２〜５に供給することができる。
【００２２】
当該輸送手段とサーバ１０との間の信号伝搬は時間遅れを伴い得る。暗号化による付加的遅れも含まれ得る。ＨＲＴＣＣ２０は、この時間遅れ問題を解決するために使用することができる。
【００２３】
次に、図１のＨＲＴＣＣを詳細に説明する。ＨＲＴＣＣ２０はリアルタイム制御ループを実施化する機能を有している。ＨＲＴＣＣ２０は、時間遅れ補償技術を配備して、ネットワークレイテンシが問題となるようなアプリケーション用のリアルタイム制御ループの安全性及び性能を改善する能力を有している。該リアルタイム制御ループは、ＨＲＴＣＣ２０の時間遅れ補償能力を使用してクライアントのリアルタイムでの遠隔の又はローカルな制御を容易化するために、外部的又は内部的の何れかの態様で実施化される。斯かるリアルタイム制御ループを用いて、情報は当該サーバとクライアントとの間で伝送されて、この情報に対応する機能／アプリケーションを可能にする。
【００２４】
内部リアルタイム制御ループ（ＩＲＴＣＬ）は、サーバ１０及び他のクライアントとは無関係に、一つのクライアント１２で閉じているリアルタイム制御ループである（図８）。ＩＲＴＣＬの場合、クライアント１２が配設されている装置の制御はローカルに実行される。
【００２５】
外部リアルタイム制御ループ（ＥＲＴＣＬ）は、サーバを介して２以上のクライアント間で閉じているリアルタイム制御ループである（図９）。ＥＲＴＣＬの場合、制御はサーバ１０を介して閉じている。
【００２６】
図３は、ＨＲＴＣＣ２０の一例を示している。ＨＲＴＣＣ２０の該例は、本出願人により２００１年１１月２１日に出願されたカナダ国特許出願第2,363,369号に詳細に記載されている（この記載内容は参照することにより本明細書に組み込まれるものとする）。
【００２７】
ＨＲＴＣＣ２０が配設されると共に他のノードに対してリアルタイム制御ループを実行するノードは、“ＨＲＴＣＣサーバ”と呼ぶことにする。斯かるリアルタイム制御を受信するノードは、“ＨＲＴＣＣクライアント”と呼ぶ。
【００２８】
ＨＲＴＣＣ２０は、当該サーバ及び／又はクライアント上でユーザ入力装置３４、同期ハードウェア３６、アプリケーションハードウェア３８及びネットワーク１８に対するアクセスとのリアルタイム制御能力を統合するプラットフォームであり、ネットワーク時間遅れを補償することができる。
【００２９】
ＨＲＴＣＣ２０は、コア２２と、ネットワークインターフェース２４と、ユーザ入力装置インターフェース２６と、同期インターフェース２８と、アプリケーションインターフェース３０とを含んでいる。
【００３０】
ネットワークインターフェース２４は、ローカルな及び長距離の通信を容易化する。例えば、ネットワークインターフェース２４は、当該ＨＲＴＣＣ２０が配設されたノード内で使用される携帯電話及びコンピュータ等の装置と通信するためのブルートゥース、赤外線又は無線周波数インターフェースを含むことができる。更に、ネットワークインターフェース２４は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（例えば、ＩＥＥＥ802.11）、セルラネットワーク、衛星ネットワーク及びＦＭネットワークを介しての長距離通信もサポートする。
【００３１】
ユーザ入力装置インターフェース２６は、サーバＨＲＴＣＣ又はクライアントＨＲＴＣＣの何れかのアプリケーションハードウェア３８を制御することができるように該アプリケーションハードウェア３８に対するユーザ入力装置３４の接続を容易にする。例えば、ユーザ入力装置３４は仮想タッチ装置を含むことができる。ユーザ入力装置インターフェース２６は仮想タッチ装置をサポートし、該仮想タッチ装置は当該ノードにおいて開ループ又は閉ループの力効果（force effects）をローカルな又はネットワーク化された態様で実施化するために使用される。該仮想タッチ装置は、現実世界で発生される感触又は感覚をエミュレーションする。ネットワークを介しての遠隔的な接触感覚の提供を含む仮想タッチは、例えば自動化ハイウェイシステム（ＡＨＳ）における自動車と該自動車の運転者との間の力的対話のエミュレーションを提供する。これは、向上された安全性及び安全保護を提供する。同じ技術が航空輸送手段（例えば、航空機、無人航空輸送手段等）及び海上輸送手段（例えば、船舶、ホバークラフト及び潜水船等）のためにも使用される。
【００３２】
図５の自動車用アプリケーションにおいては、上記仮想タッチ装置は、ハンドル、座席、シャーシ制御、駆動伝達（drive train）制御、アクセル制御、ボタン、つまみ、ブレーキ、サスペンションシステム又は何れかの他の作動系に仮想タッチ効果を付加するために使用される。
【００３３】
ユーザ入力装置インターフェース２６は、コア２２から信号を取り込むと共に斯かる信号を上記仮想タッチ装置のようなユーザ入力装置３４により使用することができるような形態に変換するマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサとすることができる。ユーザ入力装置インターフェース２６は、ユーザ入力装置３４からの信号をコア２２で使用可能な形態にも変換する。
【００３４】
同期インターフェース２８は、ＧＰＳ受信機、ＤＧＰＳ受信機又はネットワークタイムプロトコル（ＮＴＰ）サーバ等の同期器に対する接続を容易にする。自動車用アプリケーションにおいては、同期インターフェース２８は、ＨＲＴＣＣ２０のノード（即ち、サーバ１０、クライアント１２）がＧＰＳ設備を使用して自身の位置をリアルタイム的に得るのを可能にする。インターフェース２８は、同期イベントに関して該インターフェース２８と当該ＨＲＴＣＣサーバとの間でタイミング情報を受け渡すためにも使用される。
【００３５】
上記同期器は、原子時計若しくは他の高精度ハードウェア時間源等のハードウェア時間源、タイムスタンプ、ＮＴＰ等のソフトウェア時間源、ＧＰＳ１６により供給されるクロック信号、又はハードウェア時間源及びソフトウェア時間源の何らかの組み合わせを用いてクライアント間並びにクライアント及びサーバ間の同期を実施することができる。
【００３６】
アプリケーションインターフェース３０はアプリケーションハードウェア３８との接続を容易化するが、該アプリケーションハードウェアは仮想タッチ効果を必要としなくても良い。自動車用アプリケーションにおいては、アプリケーションハードウェア３８は窓、ドアロック、シート位置決め器、ミラー位置決め器、オーディオ装置、ビデオ装置、位置決めプラットフォーム、覆い下の装置（under the hood devices）、駆動伝達装置及びシャーシ制御装置を含むことができる。
【００３７】
アプリケーションインターフェース３０は、コア２２から信号を取り込むと共に、斯かる信号をアプリケーションハードウェア３８上のアクチュエータにより使用することが可能な形態に変換するマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサとすることができる。アプリケーションインターフェース３０は、アプリケーションハードウェア３８からの信号をコア２２により使用可能な形態にも変換する。
【００３８】
アプリケーションハードウェア３８及びユーザ入力装置３４は、ネットワーク１８を介して力の帰還を伴って又は力の帰還無しで対話的に互いを制御することができるか又は互いによって制御され得る。従って、或る状況下では、ＨＲＴＣＣサーバはＨＲＴＣＣクライアントとして作用することができるか、又はその逆となる。図１において、アプリケーション（例えば、有限数の車両の自動化された護送隊又は複数の無人車両（ＵＶ）の制御）に依存して、クライアント１２の何れもＨＲＴＣＣサーバとなることができ、サーバ１０はＨＲＴＣＣクライアントとなることができる。
【００３９】
インターフェース２６〜３０は、直ぐに入手可能な又は特注のアプリケーションハードウェア／ソフトウェア、ユーザ入力装置及び同期インターフェースと通信するために既存の規格化されたアプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）又は特注インターフェースも使用する。
【００４０】
インターフェース２６〜３０は、上述した機能を達成するために如何なるハードウェア、ソフトウェア又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによっても実施化することができる。
【００４１】
コア２２は、上記リアルタイム制御ループを制御及び管理するためにリアルタイムオペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）で実施化されたハードウェア（例えば、ＣＰＵ）、ソフトウェア及びファームウエアを含んでいる。コア２２は、ローカルに又はネットワークインターフェース２４を介して遠隔的に、アプリケーションハードウェア３８及び／又はユーザ入力装置３４の間のデータ伝送及びリアルタイム制御を可能にする。該コアは、ＨＲＴＣＣ２０にネットワーク１８を介して情報を交換させると共にＧＰＳ／ＤＧＰＳを収集させて、当該ネットワーク上の全てのＨＲＴＣＣを同期させる。
【００４２】
コア２２は、信号伝搬の制限、ネットワークハードウェア、ユーザの数等に起因するネットワークレイテンシにより生ずる時間遅れの影響を取り除く機能も有することができる。当該ネットワーク上の全てのＨＲＴＣＣが同期されたら、上記時間遅れの影響を取り除くための受動変換又は予測技術が使用される。上記受動変換技術は信号を通信チャンネルが受動的に見えるように変換する一方、予測器は推定器を使用することにより時間遅れを補償してクリーンな運動（例えば、位置、速度、加速、ジャーク）値を得、次いで、これら値は当該データが送信される必要があったのと同じ量だけ未来へと予測される。ＨＲＴＣＣ２０は、直ぐに入手可能な及び特注の、両者のアプリケーションハードウェア３８、ユーザ入力装置３４（例えば、触覚的及び非触覚的、特注の又は直ぐ入手可能な）、時間同期能力、及びネットワーク１８に接続する能力を許容する。
【００４３】
次に、システム１の自動車用アプリケーションを詳細に説明する。図４は、図１の軽クライアント型知的移送システム１の一例を示している。クライアント１２はテレマチックプラットフォーム又は埋め込みマイクロプロセッサ／マイクロコントローラ等のソフトウェア／ハードウェア／ファームウエアプラットフォームであり、該プラットフォームはＨＲＴＣＣ２０を含むと共にサーバ１０からサービスを受信するような主体（エンティティ）に配設されている。図４において、クライアント１２は移動可能な主体（例えば、陸上輸送手段）４ａ〜４ｄに配設されている。クライアント１２は、有線／無線手段を介してホスト車両のセンサ及びアクチュエータとインターフェースされ、サービスを受信すると共に制御判断を実施する。サーバ１０は１以上のＨＲＴＣＣ２０を含んでいてもよい。
【００４４】
ＧＩＳ１４は静止及び移動設備主体上の情報を格納している。ＧＰＳ１６は、上記静止設備主体の各々の物理的特性（例えば、位置、周囲、境界等）がＧＩＳ１４において識別されるような能力を提供する。静止主体４２〜５４の各々に対して各主体の位置データ（例えば、位置、境界、周囲、末端）を記録するために、可搬型ＧＰＳ装置（図示略）が設けられる。ＧＰＳ１６は、商店５０〜５４、交差点４４〜４６、車線、鉄道踏切５６、停止標識４２、速度制限標識４８等の静止設備主体の情報を供給して、ＧＩＳ１４のデータベースに物体として記憶されるようにする。
【００４５】
移動設備主体４ａ〜４ｄの各々はＧＰＳ送受信機（図示略）を有し、自身の位置情報を常に更新する。斯かる移動設備主体の位置情報はサーバ１０を介して又は直接にＧＩＳ１４に常時供給され、かくして、現在の空間データがＧＩＳ１４の上記データベースに入力される。サーバ１０はＧＰＳ送受信器を有し、自身の位置データを計算することができる。サーバ１０の位置データはＧＩＳ１４に供給することができる。
【００４６】
ＧＩＳ１４は、全ての設備主体の位置及び特性を記憶する。更に、ＧＩＳ１４は収集された設備情報から設備主体の特徴を記述する表面及び他の幾何学パラメータを作成する機能を有している。
【００４７】
例えば、ＧＩＳ１４は仮想の壁を作成するために路肩情報（４４）から滑らかな表面を作成する。更に、ＧＩＳ１４は、クライアント１２が配設された車両から収集された情報を使用して、当該車両全体の周りに該車両自身より大きな表面（“仮想的繭”と呼ぶ）を作成することができる。該仮想的繭と上記仮想的壁との交差は、実際の車両と実際の路肩との間の望ましくない相互作用が生じるのを防止するために警告又は制御動作がとられるべきことを示すために使用することができる。
【００４８】
ネットワーク１８は、情報へのアクセス又は通信のためにサーバ１０への接続及び各クライアントの外界への接続を提供する。ネットワーク１８を介して天気情報又は交通の流れの情報にアクセスすることができる。車両の運転者はネットワーク１８から得られる情報を直接使用することができるか又はサーバ１０を介して使用することができる。サーバ１０は、ネットワーク１８からの情報を使用して、車両又は運転者に提供されるサービスに付加価値を追加することができる。
【００４９】
サーバ１０は、能動車両制御（例えば、衝突防止、性能向上、警告システム、推測航法、予測及び制御目的のための車両モデルの実行／更新）のための制御判断を発生する。サーバ１０は、静止及び移動設備情報を調整（コーディネイト）する。例えば、サーバ１０は相互作用する可能性のある設備主体を検出し、次いで、危険な状態を防止するために動作／警告を規定する。サーバ１０は、危険な状態の発生の確率を考慮して制御判断を発生することができる。更に、サーバ１０はデータの融合（data fusion）を含み、クライアントに提供される付加価値サービスのためにデータを処理する。
【００５０】
例えば、サーバ１０はネットワーク１８を介して得られる天気情報／交通情報及び車両４ａ上の位置情報を調べて、経路案内及び交通対処のために車両４ａのクライアントに制御判断を送信する。
【００５１】
例えば、サーバ１０は車両上の位置情報を調べて、衝突警告／回避のために、選択されたクライアント１２に制御判断を送信する。
【００５２】
例えば、サーバ１０が、車両４ａの“繭”が路肩４４の仮想の壁と交差することを検出したと仮定する。該検出に応答して、サーバ１０は車両４ａのクライアント１２に対し制御判断を送信して、該車両４ａのハンドル系を制御する。該制御判断に応答して、車両４ａは路肩４４により規定される道路上に緩やかに戻すことができる。
【００５３】
更に、サーバ１０はクライアント間通信を容易化する機能も有することができる。例えば、サーバ１０は或るクライアントから他のクライアントへの接続を形成すると共にデータを受け渡す。
【００５４】
サーバ１０は、当該ネットワーク上で利用可能な情報に対するクライアントのアクセスを容易化する。例えば、サーバ１０はクライアント１２のために所要のサービスに対する接続を行い、該クライアント１２から如何なる所要の計算の負担も軽減し、該クライアントが自身の軽量さを維持するのを可能にする。
【００５５】
図５は、当該クライアントが配設されたホスト車両の装置の接続性の一例を示す概念図を図示している。図５のクライアント１２は、サーバ１０により発せられるデータ要求及び制御判断を可能にするためにセンサ、アクチュエータ、表示器、スイッチ、つまみ、搭載電子回路、車両制御装置等の当該ホスト車両上の構成要素とインターフェースする。上記搭載電子回路は、自動車内の電子制御ユニット（ＥＣＵ）、ラップトップ／ＰＤＡ／携帯電話７２、インジケータ７４、娯楽センタ（例えば、ストリーミングオーディオ／ビデオ、ゲーム端末）７６を含むことができる。
【００５６】
サーバ１０により発せられた制御判断を実施するために、クライアント１２はバイワイヤ式ブレーキ系６０、バイワイヤ式アクセル系６２、バイワイヤ式ハンドル系６４、アクティブサスペンション系６６又は作動式シート６８を制御することができる。例えば、サーバ１０はシート６８又はサスペンション（懸架）系６６を作動させることにより仮想の速度バンプ（速度制限用路面凹凸）を実施し、当該車両内のユーザが現実であるかのように仮想の速度バンプを感じるようにする。
【００５７】
図６は、本発明の実施例のサンプル的構成に関するデータの流れの一例を示している。サーバ１０は、クライアント１２の計算エンジンを形成し、クライアント及び関連する装置の動作を調整する責務を負う。サーバ１０はクライアント１２に対するサービスをＧＩＳ及びＧＰＳ情報並びにネットワーク１８からの情報を用いて容易化する。
【００５８】
ＧＩＳ１４は、静止設備及び移動設備に関するデータベースを有している。ＧＰＳ１６は静止設備７０及び移動する制御不可能な設備７２に関する情報を規定するために使用される。静止設備７０及び移動する制御不可能な設備（移動制御不可設備）７２は、ＧＰＳ１６と通信するためにＧＰＳ送受信器を有することができる。
【００５９】
静止設備７０は、典型的には地球の表面に対して移動しない物体として定義される。静止設備７０は、道路、標識、交差点、建物、山、塔を含むことができる。静止設備７０の物体は一度ＧＰＳ１６を用いてタグ付けされ、ＧＩＳ１４に入力される。例えば、ＧＰＳ１６はＧＩＳ１４用のテレメトリ／空間データを規定するために使用され、斯かるデータは、次いで、周囲、体積等の当該物体の特性を導出するためにＧＩＳ１４により使用される。
【００６０】
移動制御不可設備７２とは、地球の表面に対して移動し得るが、サーバ１０又は如何なるクライアント１２によっても制御することができない物体と定義される。移動制御不可設備７２は、貨物、自転車、オートバイ、動物、人を含むことができる。ＧＰＳ１６は、移動制御不可設備７２に関するテレメトリ情報をＧＩＳ１４に連続的に供給するために使用される。移動制御不可設備７２の物体に関する情報はＧＩＳ１４において連続的に更新されて、該設備の正確な“地図”が常に利用可能となるようにする。正確な設備情報は衝突防止システムのようなアプリケーションにとっては重要な要素の１つである。
【００６１】
移動可制御設備（即ち、当該クライアント１２が配設された車両）に関する情報は、各クライアント１２によりＧＰＳを使用して計算される。この情報は、クライアント１２により計算がなされた場合又はＧＩＳ１４がサーバ１０に該情報を送信するよう要求した場合に、サーバ１０を介して又は直接的にＧＩＳ１４に供給される。
【００６２】
サーバ１０とＧＩＳ１４との間においては、情報のサンプリングは連続的に実行される。ＧＰＳ１６はサーバ１０及びクライアント１２に対して信号を連続的に供給する。斯かる信号はクライアント１２により、テレメトリ／空間情報及び、もし必要なら、装置を同期させるためのタイミングパルスを発生させるように処理される。
【００６３】
クライアント１２は、全てのサービス（例えば、ＧＰＳ１６からの情報、ＧＩＳ１４からの情報、ネットワーク１８からの情報、ＧＩＳ１４及びＧＰＳ１６からの情報及び／又はネットワーク１８からの情報に基づいて発生された制御解決策等）に直接的に又はサーバ１０を介してアクセスすることができる。
【００６４】
図７は、クライアント１２及びネットワーク内の他の主体の相互接続性の一例を該クライアント１２の見地から示している。図７において、クライアント１２のホストハードウェアは、車両に配設することができるようなテレマチック（telematics）プラットフォームである。該アプリケーションは、ＨＲＴＣＣ２０を使用して可能にされる。内部リアルタイム制御ループ（ＩＲＴＣＬ）及び外部リアルタイム制御ループ（ＥＲＴＣＬ）は、ＨＲＴＣＣ２０のリアルタイムオペレーティングシステム８０を介して実施化される。当該アプリケーションに依存して、クライアント１２は、ＧＩＳ１４、サーバ１０、ネットワーク１８、ＧＰＳ１６、ＥＣＵ８６、仮想タッチ装置３４Ａ、アプリケーション装置３８及び他のクライアント１２Ａを含む種々のサービス主体からの／斯かる主体への情報を使用／共用／送信する。
【００６５】
自動車用アプリケーションにおいては、ＧＩＳ１４は静止及び移動設備に関する情報を記憶し、クライアント１２へ供給する。クライアント１２は、この情報を、サーバ１０を介して又はＧＩＳ１４への直接接続を介して受信することができる。サーバ１０は、他のクライアント１２Ａに関する情報をクライアント１２に供給する。他のクライアント１２Ａに関する該情報は、適応型クルーズ制御システム又は衝突警告／防止システム等のアプリケーションに使用することができる。ネットワーク１８は、クライアント１２に気候条件に関する情報、音楽／ビデオダウンロード、再構成可能なダッシュボードのスキンのダウンロードを供給するか、又は携帯電話／呼び出し器若しくは他のネットワークを介しての通信を容易化する。ＧＰＳ１６はクライアントの車両に関する位置情報を供給するために使用され、該位置情報は経路案内、衝突警告／防止等に使用される。該情報は、交通対処のためにも使用される。
【００６６】
当該自動車のＥＣＵ８６は、テレマチックプラットフォーム及び関連する構成部品に接続可能であって、充分に統合された情報の流れ及び制御を提供する。ＥＣＵ８６は当該車両内のセンサを監視すると共に装置を制御することが可能な覆い下の装置である。
【００６７】
仮想タッチ装置３４Ａは、ユーザに、効果をエミュレーションするか又は仮想的効果を生成するために力のフィードバックを供給する。例えば、仮想タッチ装置３４Ａは、仮想的接触効果を、ハンドル、座席、シャーシ制御部、駆動トレイン制御部、アクセル制御部、ボタン、つまみ、ブレーキ、サスペンション系又は当該車両に使用される何らかの他の作動系に供給するために使用される。バイワイヤ式ハンドル系のハンドルは、運転者に道路の感じを提供するために仮想タッチを使用することができる。バイワイヤ式ブレーキ系は、制動感覚を提供するために仮想タッチを用いて動作させることができる。自動車シートを、仮想速度バンプにより生じる感覚をエミュレーションするために使用することができる。
【００６８】
アプリケーション装置３８は、制御することはできるが、仮想タッチ効果を必要としないような如何なる装置も含む。アプリケーション装置３８は、覆い下のシステム（例えば、ファン、ダンパ、ウインドウ等）、前部座席サービス（例えば、経路案内及び他の位置に基づくサービス等）、後部座席サービス（娯楽：ゲーム、ビデオ、オーディオ等）、座席位置決め器、ドアロック、ミラー位置決め器、ポジショニングプラットフォーム、駆動トレイン装置、シャーシ制御装置を含むことができる。
【００６９】
図８は、内部リアルタイム制御ループ（ＩＲＴＣＬ）の一例の概念図を示す。図８のＩＲＴＣＬは各クライアント上で閉じており、クライアントのＨＲＴＣＣのＲＴＯＳ８０を介して実施化されている。図８には、クライアント１２Ｂ及び装置９０を有する車両、並びにクライアント１２Ｃ及び装置９２を有する車両が示されている。被制御装置９０及び９２からの適切なセンサ信号が、当該クライアントのＨＲＴＣＣに供給される。サーバ１０からの基準信号が、ＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０に入力される。ＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０は情報を処理して制御信号を発生する。該制御信号は装置９０、９２の各々の適切なアクチュエータに送出される。当該装置からの上記センサ信号及びＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０からの上記制御信号はサーバ１０に入力される。アプリケーションに依存して、基準信号はクライアント１２Ｂ、１２Ｃ又はサーバ１０により発生される。更に、センサ及び／又は制御信号はサーバ１０に送信することができ、及び／又はクライアント１２Ｂと１２Ｃとの間で交換することができる。図８には、２クライアントの構成が示されている。しかしながら、図８の枠組みは複数クライアント構成にも適用可能である。
【００７０】
ＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０は、同期的に動作して対応する装置９０又は９２を制御する一方、サーバ１０と非同期的に通信して高レベルのコマンド及び／又はデータを受信することができる。サーバ１０は、アプリケーションに依存して、他のサービス（ＧＩＳ１４、ＧＰＳ１６又は他のネットワーク）と同期的又は非同期的に通信することもできる。
【００７１】
図９は外部リアルタイム制御ループ（ＥＲＴＣＬ）の一例の概念図を示している。図９のＥＲＴＣＬは、サーバ１０を介して閉じると共に該サーバのＨＲＴＣＣのＲＴＯＳ８０を介して実施化される制御ループを備えるような複数のクライアントを含む制御ループを特徴とする制御構造である。装置９０、９２からの適切なセンサ信号が、クライアントのＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０により処理され、サーバのＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０に送信される。該サーバのＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０には基準信号と上記センサ信号とが供給される。該サーバのＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０は制御信号を発生する。斯かる制御信号はクライアントのＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０上で処理され、装置９０、９２を制御するために使用される。アプリケーションに依存して、基準信号はサーバ１０により又は当該クライアントの１以上により発生される。２クライアントの構成が図９には示されている。しかしながら、図９の枠組みは複数クライアントの構成に適用可能である。サーバ１０及び各クライアントは、当該クライアントに付属する装置を制御するために同期的に通信する。
【００７２】
図１０は、自動車用の軽クライアント型速度制限器の単純化された論理図を示している。ここでの前提条件は、自動車の速度をローカルな速度制限に基づいて制限するということである。
【００７３】
ステップ１００において、サーバ１０は当該車両の速度及び位置を、ＨＲＴＣＣクライアント１２を介して連続的に取得する。ステップ１０２において、サーバ１０はＧＩＳ１４からローカル速度制限情報を取得する。斯かる速度制限は、静止設備７０としての前記ＧＩＳデータベース内に記録することができる。ステップ１０４において、サーバ１０は当該車両の速度が上記速度制限を超過しているかを調べる。該車両速度が上記ローカル速度制限未満である場合は、何の動作も行われず（ステップ１０６）、当該処理はステップ１００から継続する。当該車両速度が上記ローカル速度制限より大きい場合、３つのステップ１０８〜１１２のうちの１つを実行することができる。ステップ１０８においては、警告システムが起動され、速度制限を超えていることを視覚的及び／又は音響的及び／又は触覚的合図を使用して示す。警告のレベルは、当該速度制限を超過している量に依存して変化する。ステップ１１０〜１１２においては、コマンド信号がアクセル及び／又はブレーキ系に送出されて、当該車両の速度を上記速度制限まで低下させる。
【００７４】
ステップ１１０は、ＥＲＴＣＬ法を用いて実施される。例えば、図９において、クライアント１２Ｂ、１２Ｃの各々は当該車両内に配設されている。サーバ１０は、基準信号（即ち、ローカル速度制限情報）に基づいて当該車両の速度を制限するための制御信号を発生する。当該クライアントは、この制御信号をＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０を介して受信し、対応するブレーキ系、即ち装置９０及び／又は９２を制御する。このクライアントは、当該装置からのセンサ信号出力（即ち、実際の車両速度）をサーバ１０に送出する。
【００７５】
クライアント１２ＢのＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０は装置９０又はクライアント１２Ｃの装置９２を動作させる一方、クライアント１２ＣのＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０は装置９２又はクライアント１２Ｂの装置９０を動作させる。
【００７６】
ステップ１１２は、ＩＲＴＣＬ法を使用して実施される。例えば、図８において、クライアント１２Ｂ、１２Ｃの各々が当該車両に配設される。サーバ１０はクライアントに対して基準信号（即ち、ローカル速度制限情報）を送出する。当該クライアントのＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０は、自身のホストの車両の速度を制限するための制御信号を発生する。当該クライアントは、この制御信号に基づき、該クライアントにとってローカルな制御ループを用いて、対応する制動系、即ち装置９０及び／又は９２を制御する。該クライアントは、当該装置からのセンサ信号出力（即ち、実際の車両速度）及び上記制御信号をサーバ１０に供給する。
【００７７】
クライアント１２ＢのＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０は装置９０又はクライアント１２Ｃの装置９２を動作させる一方、クライアント１２ＣのＨＲＴＣＣ／ＲＴＯＳ８０は装置９２又はクライアント１２Ｂの装置９０を動作させる。
【００７８】
図１１は、図１のＧＩＳ１４のデータベース構造の一例を示している。サーバ１０は該ＧＩＳ設備を使用して情報及び制御判断を発生する。クライアント１２も該データベースを使用する。設備データは、記憶要件及びデータアクセス時間の両者を最小化するためにＧＩＳ１４内に効率的な態様で記憶される。
【００７９】
ＧＩＳ設備１２０は、“静止型”１２２及び“移動型”１２４として分類される。静止型設備は、分類１２６、物理的特徴１２８、位置１３０、内容１３４、衝突の恐れ１３６、保護優先度１３８及びデータ更新頻度１４０のフィールドを含むことができる。移動型設備は、分類１４２、物理的特徴１４４、動的特性１４６、移動媒体１４８、制約１５０、保護優先度１５２及びデータ更新頻度１５４のフィールドを含むことができる。
【００８０】
分類１２６は、静止型設備の型式を示す。分類１２６は建物（例えば、家、事業所、高層建築物等）、輸送手段（例えば、道路、橋、標識、車線マーカ等）及び自然（例えば、山、丘、川、湖、小川等）を含むことができる。
【００８１】
物理特性１２８は、当該設備を特徴付ける物理量を示す。例えば、高層建築物の場合、このフィールドは該高層建築物の周囲、容積、階数、全高等を識別するためのサブフィールドを含むことができる。
【００８２】
位置１３０は、建物の地球の表面上での緯度／経度での又はローカルな基準フレーム内での座標に関して表された位置を示す。
【００８３】
内容１３２は、当該設備の内容を示す。例えば、オフィスビルは人々を収容するが、倉庫は製品のみを収容し得る。内容は、下記の保護優先度１３６と関連して定義することができる。
【００８４】
衝突の恐れ１３４のフィールドは、関連する静止型設備との衝突があり得ることであるような移動型の制御可能な又は制御不可能な設備対象を列記する。各衝突の恐れに対して、衝突の確率又は優先値を定義することもできる。
【００８５】
保護優先度１３６のフィールドは、当該設備物体に対して付与されるべき、衝突又は他の恐れに対する保護のレベルを定義する。例えば、材料製品のみを格納している設備対象（例えば、倉庫）とは反して、人を収容している設備対象（例えば、オフィス）には、より高いレベルの優先度が付与されるべきである。このフィールドは、前記内容のフィールドとの関連で定義される。
【００８６】
データ更新頻度１３８は、当該設備対象に関連するデータが更新されるべき率を示す。
【００８７】
分類１４２は、移動型設備の型式を示す。該分類１４２は、当該クライアント１２が配設された可制御設備（例えば、陸上、海上又は航空輸送手段等）及び制御不可能な設備（例えば、貨物、人、動物等）を含むことができる。
【００８８】
物理的特徴１４４は、容積、表面積、高さ等の当該設備を特徴付ける物理量を表す。
【００８９】
動的特性１４６は、重さ、慣性、重心位置等の当該設備対象の運動に影響する特性を示す。
【００９０】
移動媒体１４８は、地面、海又は空等の当該移動する主体が主に進行する媒体を示す。
【００９１】
制約１５０は、移動型設備に当てはまる運動の制約を示す。例えば、自転車は地球の表面上を移動することに制限され、船舶は水路上を移動するように制限される。
【００９２】
保護優先度１５２のフィールドは、当該設備対象に対して付与されるべき、衝突又は他の恐れに対する保護のレベルを定義する。例えば、物質製品のみを格納している設備対象（例えば、無人輸送手段）とは反して、人を収容している設備対象（例えば、車両）には、より高いレベルの優先度が付与されるべきである。
【００９３】
データ更新頻度１５４は、当該設備対象に関連するデータが更新されるべき率を示す。
【００９４】
サーバ／クライアントアーキテクチャにおける軽いクライアントなる前提によれば、如何なるアプリケーション又はファームウエアの更新情報も、サーバ１０にアップロードすることができる。次いで、サーバ１０は如何なる必要な情報も各クライアント１２に送出し、かくして、アプリケーション／ファームウエアの新しいバージョンを即座に統合することができる。
【００９５】
軽クライアントなる前提は、輸送産業（陸上、海上及び航空）にわたって多数の付加価値サービス（安全保障、安全及び娯楽等）を可能にするのみならず、多数の他の産業（対話型ゲーム、工程制御、個人間接続性等）にわたっても重クライアントアプリケーションの費用効果的代替を提供する。
【００９６】
図１を参照して、システム１のアプリケーションを更に詳細に説明する。自動車産業においては、システム１は下記のアプリケーションに使用することができる。
【００９７】
適応型／先端クルーズ制御：既存の適応型クルーズ制御は、移動する物体間の距離を検出するために前方監視センサ（例えば、レーダ）を使用している。本発明の実施例による軽クライアント前提条件を用いれば、各移動車両のデータ（移動自動車データ）はＧＰＳ１６により分かる。移動車両データは該車両の位置及び速度を含むことができる。移動車両データは、サーバ１０又はクライアント１２の１つが、調整（コーディネイト）された方法を用いて車両間の距離及び／又は速度を制御する能力を有することを可能にする。該調整された方法においては、各クライアントは他のクライアントの位置及び状態を考慮に入れて制御される。
【００９８】
交通流管理：道路上の全ての車両がＧＰＳ送受信器を装備している場合、各車両の位置及び速度はサーバ１０により分かる。これは、サーバ１０が交通の流れの解決策を作成するのを可能にし、該交通の流れの解決策をバイワイヤ式ハンドル、バイワイヤ式ブレーキ、バイワイヤ式アクセル又は他の遠隔的に制御可能なサブシステムを介して実施する。この結果、調整された方法を用いた一層効率的な交通の流れが得られる。
【００９９】
遠隔的車両奪取：このアプリケーションは、個人又はコンピュータに、車両を遠隔的に制御する能力を付与する。
【０１００】
衝突防止システム：軽クライアントモデル並びに移動及び静止対象のＧＰＳタグ付けを用いて、自動車間の衝突、自動車と人との間の衝突、自動車と設備との間の衝突、又は如何なる他の衝突もサーバ１０を介して管理される。仮想接触の観点から、車両は、例えば当該車両を囲む“繭”等の仮想の囲壁を用いて磁極と同様の態様で互いに反発する。サーバ１０は、車両の特徴を考慮に入れる。例えば、サーバ１０は各車両を、小型車が突然制動した場合に、輸送トラックが該小型車に衝突しないように制御する。
【０１０１】
衝突準備システム：結果として衝突が生じる場合、当該車両の内部は搭乗者の生存の確度を最大にするために警告される。該移動する車両のデータが、差し迫った衝突を検出するために使用される。次いで、サーバ１０は、搭乗者を最適な生存可能性位置に位置させるべく、クライアント１２に対して制御判断を送出して座席位置及び移動特性を変更すると共に、可制御パネル及び当該車両内の構造体を変化させる。
【０１０２】
警告システム：この例では、軽クライアントモデルは、当該車両の安全な操作を補助するためにリアルタイム及び非リアルタイム情報をユーザに提供するようなサービスを可能にする。この情報は、グラフィック的、音響的又は仮想タッチ的合図のみにより提示され、運転機能に影響するような如何なるシステムも能動的には制御しない。斯かるサービスは衝突検出、経路逸脱通知、天候に影響された進路（例えば、降雪又は凍結により閉鎖された高速道路）等を含むことができる。
【０１０３】
能動制御システム：この例では、軽クライアントモデルは、当該車両内のシステムのリアルタイム制御を可能にする。例えば、斯かるアプリケーションは、衝突防止、搭乗者保護サービス（差し迫った衝突の場合における）、盗難防止システム、自動化高速道路機能（例えば、交通流管理）、車両（例えば、ハイジャックされた車両）の遠隔奪取等を含む。
【０１０４】
情報システム：この例では、当該軽クライアントモデルはユーザに対する余り重大ではない情報の配信を可能にして、当該車両の操作を、より容易に又は好都合にさせる。例えば、当該アプリケーションは、交通レポート、位置に基づくサービス（例えば、レストラン、住所等の突き止め）、経路の案内及び計画、車両の健全度監視、天気レポート、娯楽（ビデオ／オーディオ／対話型ゲーム）等を含む。
【０１０５】
本発明の実施例による軽クライアントモデルは、主体又は一連の主体がネットワーク上でサーバ／クライアントアーキテクチャを用いて操縦及び／又は制御されるべきであるような如何なるアプリケーションにも適用可能である。斯かる例は下記の通りである。
【０１０６】
陸上軍事車両：システム１は、戦車、軽武装車両、偵察車両等の有人及び無人車両を配備及び制御するために使用される。無人車両が遠隔的に制御される場合、仮想タッチ装置は、遠隔基地における該無人車両の操作者が該車両の現実の運転者が操作の間に感じたであろう力を感じるのを可能にする。ＧＩＳ及びＧＰＳ能力を使用して、車両は地雷原及び自然障害物のような既知の危険領域から離れるように操縦することができる。
【０１０７】
有人航空機：多くの近代的ジェット戦闘機及びヘリコプタはフライバイワイヤ方法を採用している。即ち、飛行制御部と操縦面との間の導管部は、ケーブル又は機械部品とは反して、制御信号を伝送する電気線である。ＨＲＴＣＣ２０は、これらの飛行制御部に仮想タッチを追加するために使用される。更に、これらの航空機がネットワーク化された場合、個々の航空機及び飛行編隊は本発明の軽クライアント前提条件を自動的に使用して制御され、飛行経路及び制御の計算の負荷をサーバ１０へ軽減する。更に、仮想囲壁（例えば、各航空機を囲む“繭”）を用いて衝突及び制限領域への飛行を防止し、これらのうちの後者は地理的境界（geofence）（例えば、ＧＰＳを介して規定される仮想の境界）により規定することができる。
【０１０８】
航空機：航空機は、各クライアント１２が航空機内に配設されるような軽クライアントモデルを使用して制御され、サーバ１０は各航空機の遠隔制御された又は自律的な動きを調整する。
【０１０９】
無人航空機（ＵＡＶ）：ＵＡＶは燃料を節約するために小型及び軽量にされる。当該航空機上では最小限の部品に留めることが望ましい。本発明の軽クライアント前提条件は、ＵＡＶが小型且つ軽量となることを可能にする。このシナリオでは、サーバ１０は図２の基地局８に配置される。
【０１１０】
本発明の実施例のリアルタイム仮想タッチ能力は、遠隔局８における操作者が、コックピット内の操作者が感じるであろう力を感じ、当該航空機を現実のような態様で遠隔的に操作するのを可能にする。この場合、仮想タッチ装置は遠隔局８に設けられ、ＨＲＴＣＣ２０は遠隔局８におけるサーバ１０上に配設されると共に、上記仮想タッチ装置の動作をサポートするために当該航空機（クライアント）内に配設される。
【０１１１】
複数ＵＡＶのシナリオにおいては、サーバ１０はＵＡＶに対して制御判断を送出して、当該ＵＡＶが他のＵＡＶ又は障害物に接近した場合に操作者が仮想の衝撃を感じるようにすることができる。システム１は、可能性のある衝突に関して触覚的警告を与える。これは、操作者に飛行経路を変更させる。
【０１１２】
各々がＵＡＶを囲むような、当該システム１により作成された仮想の繭も、ＵＡＶを制御するために使用される。サーバ１０が２以上の繭が接触することを検出すると、該サーバ１０は、実際の接触が生じる前に、斯かるＵＡＶを互いに緩やかに引き離させる。更に、地理的境界アプリケーションに関しては仮想接触境界を設けて、航空機と建物との衝突のような事故を防止するために飛行禁止ゾーンを強制することもできる。
【０１１３】
更に、クライアント１２、サーバ１０及び通信ネットワークを備える複数の調整されたＵＡＶは、広い目標区域を同時に調査されるのを可能にする。データ処理の量は増加する可能性がある。しかしながら、人工知能（ＡＩ）及び視覚計算アルゴリズムは、クライアント１２の計算要件を最小化するためにサーバ１０により実行される。軽クライアント１２は、ＵＡＶの重量及びバッテリ要件を節約する。高い計算コストは、マイクロプロセッサにより大きな電流が流されることを意味し、より大きなバッテリを必要とする。
【０１１４】
複数車両の調整においては、介在する距離のため、車両から基地局８への画像及び／又はテレメトリ情報の送信、並びに基地局８から車両へのコマンドの送信は遅れを含む。これらは、衛星通信が使用される場合は大きな遅れであり得る。しかしながら、ＨＲＴＣＣ２０を用いて、車両上の装置は時間同期され、時間遅れは制御ループ内で補償される。
【０１１５】
水上輸送手段：斯かるアプリケーションの１つは、港のような混雑領域における全ての水上交通をネットワーク方法を用いて制御するような水上交通経路決めシステムである。例えば、船舶が所定の混雑領域に進入した場合に、該船舶の動きの制御は中央サーバ１０に復帰する。サーバ１０は、安全な経路をプロットすると共に各水上輸送手段をクライアントプラットフォーム１２を介してリアルタイムに制御して意図する航跡に従わせることにより、混雑領域における全ての水上交通の安全な通過を保障する責務を負う。ＧＩＳ及びＧＰＳ能力を使用して、前記仮想接触繭と関連させて障害物を識別することもできる。これは、警報を発音させ又は船舶の制御部に補正コマンドを送出して衝突を防止することにより、輸送手段の安全な通過を保証する。この方法は、海運会社に地上コンソールから輸送船団を制御する能力をも提供し、これにより操作効率を最大化する。
【０１１６】
水中輸送手段：有人又は無人の水中輸送手段も、仮想タッチで強化された遠隔制御及び仮想接触繭により効率的に制御される。
【０１１７】
テレヘルス（telehealth）：リハビリテーション又は訓練マシンを、当該軽クライアント前提条件を用いて仮想タッチ及びネットワーク化により強化することができる。遠隔地における及び高人口密集地域にさえもおける医療要員の不足、並びに高齢人口により、当該軽クライアント前提条件は、より多くの看者が、より連続的な形で監視及び介護されることを可能にする。
【０１１８】
保安警備−遠隔監視：幾つかのモニタ式監視装置（例えば、ロボット、カメラ、車両等）を、本発明の実施例による軽クライアント前提条件を用いて制御することができる。更に、特定の装置は仮想タッチにより強化して、遠隔操作者が疑わしい包みに接触し感じ取ることを可能にすることができる。仮想タッチ及び触覚的合図は、安全性及び操作効率を増加させるために、ユーザ入力レベルで装置の動きを制限するよう実施化することもできる。
【０１１９】
テロ防止アプリケーション：テロリストが車両を乗っ取った場合、サーバ１０は該車両の制御を安全な場所に居る操作者に戻すのを可能にする。該車両に送信される制御信号は、更なるテロリストの行為を防止するために暗号化される。更に、該車両の動きの知識は、データの安全な伝送を保証するために暗号メカニズムに埋め込むことができる。
【０１２０】
対話式ゲーム：本発明の軽クライアント前提条件は、クライアント／サーバ型対話式ゲームにも適用可能である。当該ゲームはサーバ１０から実行され、これにより、例えばゲームボーイ（商標）、ポケットＰＣ（商標）、パームパイロット（商標）等の各クライアントのハードウェア／ソフトウェア要件を低減することができる。この方法は、リアルタイム対話式仮想タッチを含むリアルタイム対話ゲームを可能にする。
【０１２１】
分散型協同シミュレータ／環境：本発明の軽クライアントモデルは、遠隔位置から単一の環境に協同する個人又はグループにも適用可能である。例えば、米軍は、例えば西海岸の戦車師団が基地を離れる必要性無しに他の場所に配置された他の戦車師団に対して自身の戦略を試すことができるような協同的訓練環境を開発すべく進行中の幾つかの率先例を有している。同様の前提は、フロリダに居る宇宙飛行士に、該飛行士の敷地内に配置された訓練局に単にログオンすることにより、トロントに配置されたカナダ製アーム（Canadarm）のシミュレータで訓練する能力を与えるというような、他の遠隔訓練アプリケーションにも適用可能である。
【０１２２】
本発明の実施例によれば、輸送手段には最小量のハードウェア及び知能が配設される。更に、アプリケーションの性能はグローバルな情報に対するアクセスにより改善することができる。例えば、グローバルな気候条件及び予報を嵐及び擾乱を避けるために経路案内目的で使用することができ、当該輸送手段が安全性及び運転効率を最大化するような態様で進行することを保証する。本発明の実施例に関連する他の特徴は下記の通りである：
費用低減−軽クライアント前提条件は、クライアントレベルでのハードウェア、ソフトウェア及び埋め込み知能の要件を最小にすることに基づくもので、これは短期及び長期の両方において費用低減となる。
【０１２３】
性能−設備及び他のクライアントの動きに関するグローバルな情報に対してアクセスを有するサーバ／クライアントモデルは、結果として、強化されたアプリケーションの安全性及び性能となる。
【０１２４】
再構成可能性−ユーザは、サーバから、特定の装置に操作に関する好み、スキン等をダウンロードして、要求に適合させることができる。
【０１２５】
ユビキタス性−ＧＰＳ及び関連するＧＩＳの使用は、世界の何処においてもの能動的なコンテンツを意味する。
【０１２６】
ライフサイクルの不整合の低減−典型的には配設されるプラットフォーム（例えば、自動車）よりも短い寿命を持つ軽クライアント型知能及びハードウェアの最小化は、クライアント側での少ないハードウェアのアップグレード、従ってコストの低減となる。
【０１２７】
拡張可能性−軽クライアント前提条件は、多数の他のアプリケーション及びフィーチャ並びにネットワークへの継ぎ目のない追加／ネットワークからのクライアントの削除を容易にサポートする。
【０１２８】
ＨＲＴＣＣ２０は、上述した機能を持つ如何なるハードウェア、ソフトウェア又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによっても実施化することができる。ＧＰＳ１６及びＧＩＳ１４は、上述した機能を持つ如何なるハードウェア、ソフトウェア又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによっても実施化することができる。ソフトウェアコードは、全体として又は一部として、コンピュータ読み取り可能なメモリに記憶することができる。更に、搬送波に埋め込むことが可能なソフトウェアコードを表すコンピュータデータ信号は、通信ネットワークを介して伝送することができる。このようなコンピュータ読み取り可能なメモリ及びコンピュータデータ信号、並びに上記ハードウェア、ソフトウェア及びこれらの組み合わせも、本発明の範囲内である。
【０１２９】
以上、本発明を幾つかの特定の実施例を参照して説明したが、該説明は本発明の解説であって、本発明を限定するものとみなしてはならない。当業者にとっては、添付請求項に記載した本発明の真の趣旨及び範囲から逸脱することなしに、種々の変更及び変形に想到するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】図１は、本発明の一実施例による軽クライアント型知的輸送システムの概念図である。
【図２】図２は、図１に示すシステムのアプリケーションの一例を示す概念図である。
【図３】図３は、ハードリアルタイム制御センタ（ＨＴＲＣＣ）の一例を示す概念図である。
【図４】図４は、図１の軽クライアント型知的輸送システムの一例を示す概念図である。
【図５】図５は、クライアントが配設されたホスト車両の装置相互接続性の一例を示す概念図である。
【図６】図６は、本発明の実施例の例示的構成を示す。
【図７】図７は、クライアント及びネットワーク内の他の主体の相互接続性の一例を当該クライアントの視点から示す概念図である。
【図８】図８は、内部リアルタイム制御ループ（ＩＲＴＣＬ）の一例を示す概念図である。
【図９】図９は、外部リアルタイム制御ループ（ＥＲＴＣＬ）の一例を示す概念図である。
【図１０】図１０は、自動車用の軽クライアント型速度制限器の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、地理情報システム（ＧＩＳ）の設備の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１  軽クライアント型知的輸送システム
８  基地局
９  衛星
１０  サーバ
１２  クライアント
１４  地理情報システム（ＧＩＳ）
１６  全地球測位システム（ＧＰＳ）
１８  ネットワーク
２０  ハードリアルタイム制御センタ（ＨＲＴＣＣ）
２２  コア
２４  ネットワークインターフェース
２６  ユーザ入力装置インターフェース
２８  同期インターフェース
３０  アプリケーションインターフェース
３４  ユーザ入力装置（仮想タッチ装置）
３６  同期ハードウェア
３８  アプリケーションハードウェア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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