JP2017527030A - 乗物テレマティックスデータを取得するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

使用の際、乗物に添付されて乗物テレマティックスデータを取得するセンサタグは、タグに電力供給するバッテリと、加速度計データを処理するための実行可能コードを稼動するプロセッサを含む。加速度計は、タグの加速度を計測しこれにより乗物の加速度を計測してプロセッサの動作をコントロールする。メモリは、タグの一意的なタグ識別子を格納し、トリップについての情報を含むトリップデータと加速度データを格納するのに、用いられる。最後に、通信モジュールは、短距離無線通信プロトコルを介する、乗物内に配置されたモバイル通信デバイスとの短距離無線通信のために用いられ、通信モジュールは、タグの一意的な識別子及び一連のタイムスタンプされた加速度データを伝送する。モバイル通信デバイスはＧＰＳデータを取得し、これを加速度計データと組み合わせ、これを分析のためにサーバに伝送する。

Description

本出願は、乗物テレマティックスデータを取得するシステム及び方法に関する。ドライバリスクを評価し運転の振る舞いを変化させるために、保健会社は、テレマティックスデータを使用することを開始している。

現在の展開は、以下の埋め込み式のハードウエアベースの方法の一つを用いる。
１・乗物の位置及び加速を追跡する、乗り物内に専門的にインストールされる「ディープインストール」ブラックボックス、又は
２・乗物と接続してそこから情報を捕獲するオンボード診断（ＯＢＤ−ＩＩ）デバイス。

これらのハードウエアベースのオプションの高い資金及び／又は動作コストのため、最近、純粋なスマートフォンによる解決策をマーケットに持ち込んだ会社もある。この解決策は、ブラックボックスもＯＢＤハードウエアデバイスも、要求しない。データの正確性関連の課題が解決し得るならば、スマートフォンベースの解決策の利点は、ハードウエアによる代替案と対比して実質的により低いコストである。従前の研究は、マイレージ及び軌跡の評価のために（米国特許第８４５７８８０号（特許文献１））、並びに、縦／横加速度及び関連イベントの評価のために（米国特許出願第１３／８３２４５６号（特許文献２）及び国際特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ１４／３０１７４（特許文献３））、パーソナル携帯デバイスを用いて、正確なマップベースのテレマティックスをどのように達成するかを示している。

米国特許第８４５７８８０号 米国特許出願第１３／８３２４５６号 国際特許出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ１４／３０１７４号

純粋なスマートフォンによる解決策は、しかしながら、以下の所望の属性を確実には達成しない。
［１］ユーザが予め特定された乗物のセットに乗っているときのみの、信頼可能な乗物特定及びモニタリング。
［２］クラッシュ／衝突の検出。
［３］乗物の移動の正確な時間。
［４］ユーザが電話を動かしているときの加速度の正確な評価。
［５］ユーザがアプリケーションをアンインストールしたとき、若しくは、電話を乗り物内に持ち込まなかったときの、動作。
［６］運転中に、チャットアプリケーションを呼び出すために、文章作成するために、若しくはアクセスするために、携帯電話がいつ利用されているかを判別することの、よりよい評価。
［７］スマートフォンのログデータがドライバに属するのか同乗者に属するのか、に関する正確な判別。

本発明は、スマートフォンベースのアプローチの最良特性を、計量埋め込み式タグハードウエアと組み合わせる方法及びシステムの構築を開示する。スマートフォンとタグは、乗物内にあるとき低電力無線において相互に通信し、以下のコンセプトで作動する。
[１]高い程度の、高価な純粋なハードウエアによる解決策の正確性を達成する。
[２]純粋なスマートフォンによる解決策では達成するのが困難な若しくは不可能な、前述の特性を提供する。
[３]純粋なスマートフォンによる解決策よりも多少高いに過ぎない、実質的に低いコストを実現する。
[４]高いレベルのデータ正確性を維持しつつ、完全ＧＳＭ（登録商標）／ＧＰＳブラックボックス若しくはＯＢＤ ＩＩソリューションに固有の、高いロジステック、ハードウエア及び展開のコストを回避する。
[５]タグが、小さいコインサイズのバッテリ上で数年間稼動可能である、エネル効率のよいオペレーションを達成する。
[６]複数の検知機能をタグにオフロードすることにより、スマートフォンバッテリを改善する。
[７]乗物の配線若しくはＯＢＤポートによる干渉を回避する。

一つの例示の実施形態によると、乗物テレマティックスデータを取得するセンサタグは、
タグの加速度を計測しこれにより乗物が動いているときの乗物の加速度を計測して加速度データを記録する加速度計と、
加速度データを格納するメモリと、及び、
短距離無線通信プロトコルを介する、乗物内に配置されたモバイル通信デバイスとの短距離無線通信のための通信モジュールであって、加速度データをモバイル通信デバイスに伝送する、通信モジュールと
を含む。

タグとモバイル通信デバイスとの間の通信は、手動介入若しくは構成無しに、自動的に発生するのが、好ましい。

タグが乗物のコンピュータ若しくはパワーシステムと接続していない。

短距離無線通信プロトコルはブルートゥース（登録商標）であってもよい。

モバイル通信デバイスは携帯電話であってもよい。

一つの例では、通信モジュールも加速度計データと関連する時間データをモバイル通信デバイスに伝送する。

通信モジュールは更に、タグ識別子及びユーザ識別子をモバイル通信デバイスに伝送してもよい。

タグが、改ざん検出メカニズムを含んでもよい。

タグが、クラッシュ／衝突検出メカニズムを含む。

タグが、ジャイロスコープ、圧力計、コンパス及び位置センサなどの、加速度計以外のセンサを含んでもよい。

タグは署名をし、更にタグは、モバイル通信デバイスが検出されないデータを改ざんできないように、モバイル通信デバイスに送信される任意のデータを暗号化してもよい。暗号化により、データはモバイル通信デバイスから機密が保持される。モバイル通信デバイスはデータをサーバに転送する。

タグは署名をし、更にタグは、モバイルデバイスが検出されないデータを改ざんできないように、モバイルデバイスに送信される任意のデータを暗号化してもよい。暗号化により、データはモバイルデバイスから機密が保持される。モバイルデバイスはデータをサーバに転送する。それらデータは、パラメータ、構成情報、及び（無線ファームウエア更新のための）コードを含む。

別の例示の実施形態によると、モバイル通信デバイスは、
情報をユーザに表示するディスプレイと、
ユーザからのインプットを受信するユーザインタフェースと、
モバイル通信デバイスの位置に関する位置データを判別し記録する位置モジュールと、
受信した加速度データを位置データと組み合わせ、これにより、特定の時点における乗物の加速度及び位置が知られる、実行可能アプリケーションが稼働するプロセッサと、及び、
乗物と接続するタグから加速度計データを受信し、組み合わされた加速度計データと位置データを、モバイル通信ネットワークを介してサーバに伝送する、通信モジュールと
を含む。

位置モジュールは、ＧＰＳモジュールであってもよい。

通信モジュールは、ブルートゥース（登録商標）などの、短距離無線通信プロトコルを介してタグと通信することができる。

一つの例では、通信モジュールも、加速度計データと関連する時間データをタグから受信する。

通信モジュールは更に、タグからタグ識別子及びユーザ識別子を受信し得る。

更に、タグは、改ざん検出メカニズムを含み得る。

図１は、乗物テレマティックスの方法を実装する例示のシステムである。 図２は、乗物にインストールされる例示のタグをより詳細に示すブロック図である。 図３は、例示のモバイル通信デバイスをより詳細に示すブロック図である。 図４は、例示の乗物テレマティックスのモニタリング方法を示すブロック図である。 図５は、例示の乗物テレマティックスのモニタリング方法を示すブロック図である。 図６は、例示の乗物テレマティックスのモニタリング方法を示すブロック図である。 図７は、例示の乗物テレマティックスのモニタリング方法を示すブロック図である。 図８は、例示の乗物テレマティックスのモニタリング方法を示すブロック図である。 図９は、図１からの例示のサーバをより詳細に示す。

本明細書に記載のシステム及び方法は、乗物テレマティックスのデータを取得することに関する。

添付の図面を参照して、テザリングされない、バッテリ電力のセンサタグ１０が、モータ乗物１２に添付される。タグ１０は、乗物１２のウインドスクリーン若しくは他の固い部分に配置されることが想定される。

図２を参照して、タグ１０は、プログラムされた命令（「ファームウエア」）を実行することができるマイクロコントローラ２２の形式のプロセッサを含み、該マイクロコントローラ２２は、種々の他のタグのコンポーネントの動作をコントロールする。コンポーネントは、乗物内のモバイル通信デバイス１４と通信する低電力無線通信モジュール３２を含む。

当然のことながら、モバイル通信デバイス１４は、携帯電話、タブレット、ｉＰｏｄ（登録商標）、若しくは任意の他の適切な通信デバイスなどの、どんな適切なモバイル通信デバイスであってもよい。

いずれにせよ、コンポーネントは、一つ若しくはそれ以上のセンサ、特に三軸加速度計２４を含み、更に、三軸ジャイロスコープ２６、ライトセンサ、圧力センサ、及び磁力計の間の、一つ若しくはそれ以上を含んでもよい。

加速度計２４は、乗物が移動しているときタグ１０の加速度を計測し、これにより乗物１２の加速度を計測し、データをマイクロコントローラ２２にリポートする。加速度計及び他のセンサは、概略、シリアルインタフェース規格を介してデジタルアウトプットを提供する。

好適な実施形態では、タグ内のコンポーネント全てが低電力デバイスであり、よって、一つ若しくは二つの小さいコイン電池のバッテリが、タグが数千時間のドライブ時間（数年のオペレーション）稼動するのに、十分である。タグ１０上のマイクロコントローラ２２のファームウエアは、殆ど乗物が移動しているときにのみ、テレマティックスデータを記録する。乗物が移動していないときは、タグ１０のコンポーネントは、パワーダウン状態若しくは超低電力アイドル状態にある。「加速状態マシン」はタグ１０の様々な状態をコントロールする。

例示の例では、短距離無線通信プロトコルはブルートゥース（登録商標）であるが、どんな低電力通信が用いられてもよい。ブルートゥース（登録商標）ローエナジ（ＢＬＥ）は所望の電力条件に適合し、商品のスマートフォンデバイスで広く利用可能である。例示の実施形態では、マイクロコントローラ２２、及び、アンテナとクリスタルを含むブルートゥース（登録商標）通信モジュール３２は、単一チップ内で組み合わされる。

タグ１０は、加速度及び他のセンサデータを記録する。それ（タグ１０）はそのデータを短距離無線通信リンクに亘ってモバイル通信デバイス１４にストリームし、該モバイル通信デバイス１４は次にはそのデータを処理し、受信し処理したデータの少なくとも一部を８０２．１１（ＷｉＦｉ（登録商標））若しくはセルラーネットワークなどの無線通信ネットワーク１６を介して、関連するデータベース２０を伴うサーバ１８に送信する。

タグ１０は、例えば、シリアルフラッシュメモリを用いる、フラッシュストレージの形式のメモリ２８を含む。メモリ２８は、トリップ開始／終了時間、加速度、並びに、急ブレーキ、加速、及びターンなどのファームウエアにより検出されるテレマティックイベント、タグの予想外の動き、衝突若しくはクラッシュ、並びに、タイムスタンプを伴うデバッグログを含む、他のセンサデータ、に関するデータを格納する。タグ１０は、ファームウエアにより用いられるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、構成データ及び実行可能命令を格納するのに用いられるリードオンリメモリ（ＲＯＭ）も含む。

タグ１０は、電力をデバイスに提供するバッテリ３０を含む。バッテリは、コイン電池フォームファクタ、単４若しくは単３、又はソーらでもよい。好適な実施形態では、タグは、乗物の電力供給若しくは乗物の標準の車載診断（ＯＢＤ）ポートなどの、任意の有線の電源に繋がれない、ということに留意することが重要である。それ（タグ）は、制限のない電源を有するものでは無いので、その動作は、以下に記載するように、エネルギを節約して注意深く使用する方法を含む。

繋がれた電源を要求しない利点は、インストールされるブラックボックスに関する、複雑で厄介なインストール手続が無い、ということである。タグを乗物のＯＢＤポート内に差し込むことも、これらのタイプのデバイスが潜在的に乗物のオンボードシステムに干渉し得るならば、所望されない。繋がれないタグを伴うテレマティックスシステムの資金の及び操作上のコストは、ブラックボックスとＯＢＤデバイスよりも相当に低く保険テレマティック会社に対してより拡張性がある。

タグ１０は、バッテリのパワーレベルを計測して、低電力無線通信リンクに亘ってモバイル通信デバイスにレポートする、マイクロコントローラ２２上のハードウエア及びファームウエアの命令を含む。ハードウエアは、バッテリとマイクロコントローラ２２との間に接続されてバッテリの電圧を計測する中間回路（図示せず）で実装されてもよい。バッテリエネルギ貯蔵が閾値よりも低いならば、バッテリが少なくなっているときにユーザに警告するために、ユーザにはモバイルデバイス上で警告が与えられる。

例示の例では、短距離無線通信プロトコルはブルートゥース（登録商標）であるが、どんな低電力通信が用いられてもよい。ブルートゥース（登録商標）ローエナジ（ＢＬＥ）は所望の電力条件に適合し、商品のスマートフォンデバイスで広く利用可能である。例示の実施形態では、マイクロコントローラ２２、及び、アンテナとクリスタルを含むブルートゥース（登録商標）通信モジュール３２は、単一チップ内で組み合わされる。

図３を参照すると、モバイル通信デバイス（スマートフォン）１４は、情報がデバイス１４のユーザに表示されるディスプレイを含む。ユーザインタフェース３８は、ユーザからインプットを受信する。ユーザインタフェース３８は、例えば、キーパッドでもタッチスクリーンでもよい。

デバイス１４は、他の説明するモジュールと結合してデバイス１４の動作をコントロールするプロセッサ４０を含む。

位置モジュール４２は、モバイル通信デバイス１４の位置を判別し、これによりモバイル通信デバイス１４が内部に位置する乗物の位置を判別するのに、用いられる。

位置モジュール４２は、モバイル通信デバイス上のアプリケーションが位置及び速度情報を取得するのに用いられる、ＷｉＦｉ（登録商標）ベースの位置センサ若しくはセルラの位置センサに加えて、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）などの、一つ若しくはそれ以上の位置センサを含む。モバイル通信デバイス上のジャイロスコープや加速度センサなどの、他のセンサも、トリップの間に情報を集めるのに用いられ得る。

デバイスは、通信モジュール４４に加えてオンボードメモリ４６を含み、このことによりデバイスは、モバイル通信ネットワーク１６を用いて通信することとタグ１０と通信することの両方をすることができる。

記載する方法を実装するべく、デバイス１４は、デバイス上で実行することができる実行可能アプリケーションを含む。

システムの動作についての複数の肝要な形態を以下に記載する。
・タグのインストール及び初期化
・タグ−スマートフォン、同期及び通信プロトコル
・衝突及びクラッシュ検出
・信頼できないスマートフォンを介して通信する、タグとサーバ間のエンドツーエンドセキュリティ
・タグ改ざん、及び、乗物に対するタグの動きの、検出
・方向付けアルゴリズム
・サーバの機能

タグ１０のインストール及び初期化を最初に記載すると、タグ１０は、動力車１２にインストールされる。前述のように、例えば、図１に示す動力車のワイドスクリーン若しくは任意の他の部分にタグを添付することを含む、複数のやり方の任意の一つで、このことは為され得る。

タグ１０を正確な乗物に割り当てるために、初期化フェーズが発生する必要がある。この例を、図４に示す。

装着後、（乗物のオーナやドライバでもよいし、乗物のオーナやドライバでなくてもよい）ユーザは、モバイル通信デバイス１４上の実行可能アプリケーションをオープンして初期化フェーズを開始することができ、該初期化フェーズは近傍のタグ１０を探す。

近傍のタグ１０のリストは、ディスプレイ３６を介してユーザに表示され、ユーザは続いて、ユーザインタフェース３８を介して正確なタグ１０を選択できる。

ユーザは続いて、選択したタグ１０にリンクする乗物１２を選択できる。

ユーザが何の乗物を所有するのかが分かれば、乗物のリストがディスプレイ３６を介して提供され得る。

いずれにせよ、選択された乗物１２、及び乗物１２に固定されるタグ１０のＩＤは、通常通信モジュール４４及びモバイル通信ネットワーク１６を介して、ユーザＩＤと共にサーバ１８に送られる。

他の乗物へのタグの変更若しくは移動では、ユーザは、タグを新しい乗物へ移動させ、新しい乗物にリンクさせること、若しくは現存する乗物に再リンクさせることが、要求される。このことは、システムサーバを介して実行され得る。

システムの注目に値する形態は、電話とタグの間のブルートゥース（登録商標）のペアリングステップが要求されない、ということである。更に、アドミニストレータは、任意の所与のスマートフォンアプリケーションインスタンスがどのセットのダグと接続してサーバとタグ間で双方向にデータを伝達できるか、をサーバサイドの構成を介して特定し得る。このセットは「全てのタグ」であってもよく、このことは、アプリケーションインスタンスは任意のアクティブのタグと接続し得る、ということを意味する。しかしながら、データがアプリケーション上で可視とされるセットのタグは、サーバ上でユーザにリンクされるタグにのみ限定され得る。

例えば、第１のユーザに属する乗物Ｖ１であって、その第１のユーザはスマートフォンアプリケーションＡ１を所有し、タグＴ１にリンクする、乗物Ｖ１を想定する。異なるユーザに属するスマートフォンアプリケーションＡ２が乗物Ｖ１内で移動するならば、サーバサイドの構成に拠って、タグＴ１とタグＴ２は相互に接続してデータを交換し得る。しかし、そのことがたとえ生じても、このトリップに属するデータは、第１のユーザに属するアプリケーションＡ１上で可視とされ、そのデータは、第２のユーザに属する異なる乗物ではなく、乗物Ｖ１での、運転での使用を評価するのに用いられる。

どのタグがどのスマートフォンインスタンスと接続し得るかの、様々な組み合わせが可能であり、モバイル通信デバイス若しくはタグを稼動するソフトウエアへの変更を何ら要求すること無く、専らサーバサイドで構成可能である。

ユーザが乗物１２を運転することを始めると、タグ１０は、ブルートゥース（登録商標）などの、短距離無線通信ネットワーク上でそれ自身を広告する。対応するモバイルアプリケーションを稼動する任意のモバイルデバイスは、広告を見ることができ、潜在的に、アプリケーションが展開されるポリシ（アプリケーション）に依存する任意のモバイルデバイスは、タグに接続できる。

このことが発生するために、前述の実行可能アプリケーションは、モバイル通信デバイス１４上でユーザにより実行される必要がある。タグ−電話の同期化及び通信の観点から、タグ１０上のファームウエアは、タグとモバイルデバイス（スマートフォン）の間のバッテリ−効率の良い同期化及び通信を達成する以下の状態を実装する。この状態機械の主たる状態は、検証（ＶＥＲＩＦＹ）、広告（ＡＤＶＥＴＩＳＥ）、及び接続（ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ）である。検証（ＶＥＲＩＦＹ）状態では、タグのコンポーネントは、加速度計２４の部分を形成する低電力加速度チップ以外はパワーダウンされる。該加速度計２４は、（通常、ハードウエア及びソフトウエアの能力に依存して５〜５０Ｈｚの間である）特定の周波数で加速度データを集めて、割り込みを使用して周期的に（例えば、毎秒又は毎２秒）プロセッサをウエークアップする。等価的に、プロセッサは、加速度データを求めて周期的にポーリングしてもよい。プロセッサは続いて、ファームウエア内に実装される状態機械を実行して、状態が検証（ＶＥＲＩＦＹ）状態に留まるべきか、広告（ＡＤＶＥＴＩＳＥ）に推移すべきか判別する。

この判別は、乗物が構成可能な期間に動いているかどうか、に従って為される。乗物が特定の期間に動いているので無ければ、状態は検証（ＶＥＲＩＦＹ）に留まる。そうで無ければ、状態は広告（ＡＤＶＥＴＩＳＥ）に推移する。収集される加速度サンプルに亘って動作する、種々の方法は、この判別を為すのに用いられ得る。例えば、加速度データが１０Ｈｚにて集められプロセッサが２秒毎に割り込みされるならば、三軸加速度計データの２０サンプルが処理されて判別を行う。判別を維持する一つのアプローチは、個々の加速度の成分における値の平均からの差異の最大絶対値を計算することである。三成分のいずれかの最大値が、構成可能な時間量Ｔ１に対する構成可能な閾値Ａを超えるならば、広告（ＡＤＶＥＴＩＳＥ）状態に推移する。そうで無ければ、検証（ＶＥＲＩＦＹ）に留まる。パラメータＡ及びＴ１は、方法において調整可能な値である。

重要なポイントは、エネルギを消費する、タグからの広告は、乗物が動いていると見なされるときにのみ発生し、モバイルデバイスが接続するときに停止する、ということである。このようなモーショントリガーの広告は、バッテリリソースを保存する。ある状況では、タグは多数のモバイルデバイスと接続することができ、この場合、広告は、一つ若しくはそれ以上のモバイルデバイスへの接続を継続し得る。乗物が依然動いていてもモバイルデバイスが接続していないならば、数分後、広告は終了し、タグは続いて、或る構成可能な時間、検証（ＶＥＲＩＦＹ）に戻り得る。

図６に戻って、加速度計が或る期間或る計測閾値を超えることにより、タグ１０がウエークアップされる。このことは重要な機能である。乗物が動いていないときに超低電力スリープモードでタグを保持することにより、バッテリの寿命を延ばすからである。

広告（ＡＤＶＥＴＩＳＥ）状態に推移すると、タグは、トリップが開始したと考察し、加速度データをそのＲＡＭにログすることを開始する。それは、このデータを永続記憶装置（例えば、フラッシュ）に書き込むことも為し得る。ブルートゥース（登録商標）ローエナジ（ＢＬＥ）通信を伴う実施形態では、タグは、ブルートゥース（登録商標）周辺機器としてその存在を広告する。一方で、タグがブルートゥース（登録商標）セントラルノードとして構成されてもよく、同時に電話が周辺機器として構成されてもよく、この場合、広告（ＡＤＶＥＴＩＳＥ）状態への推移により、タグは、電話からの広告を探すことを開始する。（この構成では、電話は周期的にその存在を広告する。）

図５に戻って、ブロック「ＢＬＥの広告をオンにする」は、周知のように、広告状態をオン及びオフにすることができるブルートゥース（登録商標）ローエナジと関連する。広告モードでは、チップは通常より多くのバッテリパワーを使用し、よってこれは保守的に用いられるべきである。従って、例示の実施形態のタグ１０は、タグ１０上のバッテリ寿命を保存するために、動きが検出されると初めて広告を開始する。

同様に、モバイル通信デバイス１４上のブルートゥース（登録商標）モジュールがＯＮ（オン）であるならば、デバイス１４は、スマートフォンがタグ１０の近くにあり乗物がドライビングを開始する度に、自動的に接続する。ブルートゥース（登録商標）モジュールがオフであるならば、ユーザに対して「ポップアップ」が、ユーザがブルートゥース（登録商標）を有効にするように促すディスプレイ３６上に表示される。

モバイル通信デバイス１４上の実行可能アプリケーションがタグ１０を特定すると、通信セッションが、通信モジュール３２及び４４を夫々介して、タグ１０とモバイル通信デバイス１４との間で設定される。

よって、乗物１２がドライブしていない間にはタグ１０は休眠／スリープ状態にある、ということに留意すべきである。乗物１２がドライビングを開始すると、タグ１０は目覚め、加速度計データを記録することを開始する。モバイルデバイスが乗物内にあるか無いかに拘わらず、このことは生じる。従って、メモリは、ユーザのモバイルデバイス１４が無いときに数時間のドライブを処理するのに十分なデータを格納する程、十分に大きいものである必要がある。記録可能データの時間数は、メモリ２８のサイズに依存して変動する。

適切な広告を聴くと、セントラルノードは、周辺機器に接続する。例示の実施形態では、電話（中央）はタグ（周辺）へ接続する。接続が成功すると、タグは接続（ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ）状態に推移する。

接続（ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ）状態では、タグと電話は相互に通信する。この通信は、従前のトリップ、（急ブレーキ、加速、衝突、改ざん、などの）従前の検出されたイベント、デバッグ若しくは診断情報などについての情報を含む、タグのストレージに予めログインされる任意のデータの信頼性のある送信を、含む。電話が受信を承認するプロトコルを用いる、この情報の信頼性のある送信の後、タグは、生の加速度及び他のセンサデータを電話にストリーミングすることを開始する。

モバイル通信デバイス１４は、この組み合わされたデータ（タグ１０及びＧＰＳからのセンサデータ、並びに／又は、モバイル通信デバイスからの位置、ジャイロスコープ、加速度などの、更なるセンサデータ）を送信する。

例示のデータパケットは以下のもので構成され得る。
・タイムスタンプ
・タグの、加速度のＸ、Ｙ、Ｚ成分
・タグからの更なるセンサデータ（例えば、ジャイロスコープ）
・ＧＰＳの位置、速度及びヘッディングなどのモバイルデバイスからのセンサデータ、ネットワーク位置サンプル、加速度計のＸ、Ｙ、Ｚ成分、３軸ジャイロスコープ値、磁力計データの、一つ若しくはそれ以上ストリーム

更に、送信されるデータは、ユーザＩＤ、タグＩＤ、及びアプリケーションＩＤを含む。

例示の実施形態では、このデータの信頼性のあるストリーミングは、ブルートゥース（登録商標）、低エネルギ、リンクレイヤプロトコルに亘って、為される。それらは、この目的のために、ブルートゥース（登録商標）の通知及び指示能力を使用し得る。ブルートゥース（登録商標）（非低エネルギ）、ＷｉＦｉ、ＷｉＦｉ−Ｄｉｒｅｃｔなどを含むがそれらに限定されない、任意の他の無線通信媒体及びリンクレイヤプロトコルも、用いられ得る。

タグ１０とモバイルデバイス１４が接続してタグが接続（ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ）状態にあると、更に電力を保存するために、広告は停止し、若しくは、広告（ＡＤＶＥＴＩＳＥ）状態よりも殆ど送信されなくなる。更に、センサデータのストリーミングは、短距離ブルートゥース（登録商標）無線が継続的にオン状態であることを要求しない。スケジュールされた送信の直前にのみ、無線はオンとされる。例えば、無線は、少数のパケットをバーストするべく毎秒オンとして、その後オフとしてもよい。

タグと電話が最早通信範囲に無いために接続が終了するまで、又は、乗物がしばらくの期間Ｔ２動いていないと、タグのファームウエアが判別するまで、のいずれかにて、タグは、接続（ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ）状態で維持する。いずれの場合も、タグは、期間Ｔ３にて、広告（ＡＤＶＥＴＩＳＥ）に推移する。ここでの機能は、前述の広告（ＡＤＶＥＴＩＳＥ）状態でのものと同じである。乗物がＴ４の間停止を維持すれば、タグは検証（ＶＥＲＩＦＹ）状態に推移し、このときコンポーネントの耐部分はパワーダウンする。

モバイルデバイスは、タグからサーバに受信される情報の全てを処理し通信することに、留意すべきである。

所定の時間Ｔ５の範囲内、タグ１０が配置されていないまま乗物が動いているならば、モバイル通信デバイス１４は、ＧＰＳ及び／又はそれ自身のセンサデータを記録することを継続してもよい。

一つの例示の実施形態では、ユーザは、セルラデータによりモバイル通信デバイス１４からバックエンドサーバ１８へデータを送信するか、又は、モバイル通信デバイス１４がＷｉＦｉなどの短距離無線ＬＡＮネットワークの範囲内に来たときにのみデータが格納されて送信されるか、選択できる。

モバイル通信デバイス上の設定がモバイルセルラデータの使用を許容するもので無いならば、前記のデータは、デバイスがＷｉＦｉネットワークに接続するときにのみ送信される。

セルラ送信とＷｉＦｉ送信の両方の場合、データがサーバ上で受信されると、サーバサイドソフトウエアは、このデータを処理し、処理した若しくは「クリーンな」データをモバイル通信デバイスに戻してその現下格納されたトリップ及びドライバ振る舞いデータを更新し、ディスプレイしてユーザに返す。そのようなクリーンデータは、バックエンドサーバ上でウオーキングデータとドライビングデータとの差異を判別できること、及び、列車やバスなどの利用される輸送のタイプ、を含む。

システムの、衝突及びクラッシュ検出機能を説明すると、大きさが特定の構成可能閾値Ａ２を超える、任意の重要な加速イベントが、タグ上の永続記憶装置にログインされる。それらイベントは、潜在的衝突と考えられ、即座に、（接続（ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ）状態の）前述の通信プロトコルを用いてモバイル通信デバイスに通信される。

図７を参照すると、マイクロコントローラ２２は、加速度計のＸ、Ｙ、Ｚ値を含む加速度計２４の読み取り値をサンプルして格納する。マイクロコントローラ２２は、Ｘ、Ｙ、Ｚ値のどれか、又は、例えば（Ｘ^２＋Ｙ^２＋Ｚ^２）などの、値の組み合わせが、所定の時間、所定の閾値を超えるかどうかチェックすることにより、クラッシュ／衝突が生じたかどうかを加速度計の値から判別する。

一つの方法は、鉛直（重力）方向と、重力に直交する方向との加速度成分を導出して、一つ若しくは両方の成分が特定の閾値を超えれば衝突が発生したと考える、というものである。重力の方向を評価することは、様々なやり方で為され得るのであり、ドライブの存続期間に亘って、若しくは更に長きに亘って、長く観測される加速度のストリーム全体におけるローパスフィルタを使用することを、含む。

クラッシュ／衝突イベントが発生すると、加速度計からのデータは即座にメモリ２８内に格納され、同時に通信モジュール３２を介してモバイル通信デバイス１４に送信される。モバイル通信デバイス１４は、位置や速度などのそれ自身のセンサデータによりタグからのデータを増大させ、それをリアルタイムでサーバに送信し得る。

モバイル通信デバイス上のセンサから集められる近い過去及び近い未来からの更なるセンサ情報（位置、速度）も、クラッシュ／衝突検出シナリオで送信され得る。

例示の実施形態では、モバイルデバイス（スマートフォン）１４は、信頼できないデバイスである。即ち、タグにより生成されるテレマティックスデータは、サーバへの途中でモバイルデバイスを横切るが、タグもサーバも、モバイルデバイスを信頼し得ない。該モバイルデバイスは潜在的に信頼できないユーザにより所有されているものである。本発明は、タグにより送信されるデータ及びメッセージの信憑性が、サーバにより検証され得る、また逆も同様である、方法を含む。

この問題に対する従来のアプローチは、公開鍵暗号を用いることである。サーバ及びタグは、夫々、周知の公開鍵を有するが、対応する機密の秘密鍵は公開鍵の所有者にのみ知られている。個々のメッセージをその秘密鍵により電子署名することにより、エンティティは、受領者がメッセージの信憑性を検証できることを、検証し得る。タグに関するコンピュータ上の制約のために、本発明は、より高価な公開鍵オペレーションではなく、対象鍵を使用する。

あらゆるタグは、タグハードウエア（チップ）にビルトインされる秘密内部ＩＤ番号（Ｓ＿ＩＤ）を有する。Ｓ＿ＩＤとデバイスＩＤ（ＭＡＣアドレス）との間のマッピングは、サーバには知られている。

（肯定応答及び構成情報を含む）タグからモバイルデバイスに送られ更にサーバに通される、及び、サーバからモバイル通信デバイスに送られ更にタグに通される、データの全ては、Ｓ＿ＩＤ及びデバイスＩＤから導出される秘密鍵を用いて電子署名される。例示の実施形態では、秘密鍵Ｋ＝ｆ（Ｓ＿ＩＤ、デバイスＩＤ）と定義する。一つの実施形態では、関数ｆは２進数のＸＯＲ（排他的論理和）演算である。個々のメッセージは、Ｋを添付したコンテンツの一方向のハッシュ（例えば、ＳＨＡ−１）に基づく認証トークンを含む。サーバからのＡＣＫメッセージも、Ｋのハッシュに基づく認証トークンを含み、よって、それらは、サーバから来た（中間のモバイルデバイスはＳ＿ＩＤもＫも決して見ない）ことを保証される。

サーバからの肯定応答が受信されると、承認されたデータはタグのフラッシュからパージされる。そのデータに対する署名ＡＣＫが受信されるまで、データのパージは生じない。特に、乗物内のモバイルデバイスにより承認されるデータは、タグからパージされない。サーバからの、認証されたエンドツーエンド承認が要求される。前に説明したように、これらのログは、イベントログ、トリップ継続期間ログ、診断ログなどを含む。

加速度及び他のセンサデータがタグからモバイルデバイスにストリーミングされると、信頼できないモバイルアプリケーションにより捨てられてしまうかもしれないが、サーバによる検出により改ざんされることもなく、サーバによる検出無しで変更されることもない、ということに留意すべきである。不正アプリケーションがデータを捨てると、サーバが知ることは無い、が、症状は、対応する加速度データが無いトリップ継続期間ログ内のログと同じであろう。不正アプリケーションが更にはトリップログを「イートアップ」することを試みると、サーバにて現れる任意の後続のトリップは、中間のトリップを逃すこと及びデータを逃すこと、何かが間違って壊れている情報を運ぶことを、サーバに知らせる。そのことは、起こり得る問題や潜在的に悪意のある振る舞いをユーザに知らせることを含む、是正措置を取るのには十分である。

ストリーミングされた加速イベントのように、クラッシュ若しくは生のイベントアラートも、サーバからのエンドツーエンドの肯定応答無しで、電話に送られるが、それらは署名されて送られるので、それらは真正と検証され得る。タグとモバイルデバイスとの間の通信プロトコルはリンクレイヤリトライを含むので、モバイルデバイスが正確に機能する限りそれらはサーバにて受信され得る（モバイルデバイスからサーバへのデータはＴＣＰのような信頼性のあるプロトコルを用いて送信される）、ということに留意されたい。当然ながら、真正に加えて機密性が望まれるならば、秘密鍵Ｋが、データを暗号化するのに用いられ得る。

サーバからタグへのクロック更新は、電話がオンラインであるときはいつも生じ得る。クロックを更新するために、電話は、タグからノンス（ワンタイムメッセージ）を要求する。電話は、ノンスをサーバに送信する。サーバは、現在時刻と、ノンスと鍵Ｋのハッシュに基づくユーザ識別とを含む、タイムトークンを構築する。タグは、ユーザ識別が正確に検証する場合にのみ、そのクロックをセットする。

このクロック同期は重要であり、よって、メモリ２８内に格納される加速度計データは、モバイル通信デバイス１４上で稼動する実行可能アプリケーションにより計測されるＧＰＳデータ及びバックエンドサーバデータと、後で関連付けられ得る。

モバイル通信デバイス１４がタグ１０と接続することができず且つ乗物が動いている場合には、スマートフォンは、それ自身のセンサデータを集めてサーバに配信するように構成されてもよいし、そうしないように構成されてもよい。

タグ１０は、改ざん検出メカニズム３４を含む。改ざん防止メカニズムは、以下の二つの方法の一つ若しくは両方を、使用する。

第１の方法は、加速度計を使用し、更に、乗物に固定されるとタグ１０が乗物の進行方向に関するその正確な角度の知識を有する、方向付けアルゴリズムを利用する。このアルゴリズムは、タグの加速度計の軸から、乗物の座標系に対応する軸へ、変換する回転マトリクスを計算する。タグ１０がこの方向付けにおける突然の変化を万一経験するならば、添付されたタグの移動というのが最も有り得る理由であり、そのことは改ざんと考えられる。この改ざんイベントは、タグフラッシュメモリ内に記録され、バックエンドサーバに安全に送信される。そのような改ざんの検出は、潜在的な不正を減少させる。

第２の方法は、タグ１０に含まれるライトセンサチップを使用するものであり、該ライトセンサチップはタグハウジングにより覆われる。タグをその意図された位置から取り除くと、ハウジングの一片が壊れ、ライトセンサがむき出しになる。このことが次には改ざんイベントを起動し、該改ざんイベントはフラッシュメモリ２８に伝送され、更にモバイルデバイス１４を介してサーバ１８に送信される。

いずれにしても、マイクロコントローラ２２は、タグ１０が乗り物内にどのように配置されるのかに拘わらず、タグ１０の加速度計の軸を乗物１２の座標系と整列させる、方向付けアルゴリズムを稼動する。この方向付けアルゴリズムは、タグ１０若しくはモバイルデバイス１４又はバックエンドサーバ上にて、稼働し得る。タグ上にて、計算された方向付けが構成され、タグは、それ自身の計算のみを用いてイベントを検出することができる。

一つの例示の実施形態では、タグが乗物と正確に整列しているとマイクロコントローラ２２が確信する時点まで乗物が動作したときに、方向付けアルゴリズムが稼動する。このことが発生すると、タグが物理的にその配置から除去され乗物上で再配置されない限り、マイクロコントローラ２２はアルゴリズムを再び稼動しない。

センサタグデータ及びスマートフォンセンサデータの組み合わせは、以下のように、スマートフォンが乗物のドライバの側にあるのか同乗者の側にあるのか、を判別するのに用いられ得る。方法は、乗り物内のどこにタグが添付されているかについての知識を要求するが、このことは容易にデータベースに記録される。方法は、自動車の座標系において、任意のオブジェクトの経験する求心加速度は進行中の旋回の半径に依存する、という特性を使用する。この情報は、米国特許出願第１３／８３２４５６号（特許文献２）及び国際特許出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ１４／３０１７４号（特許文献３）で開示される方法を用いて導出され得る。

具体的には、この加速度は、旋回半径と角速度の二乗との積に等しい。旋回する乗物内の任意の場所で観察されるのと同じレートで角度は一掃されるので、経験する加速度は半径にのみ依存する。タグの位置を把握し、運転中の、夫々右ベアリング旋回と左ベアリング旋回とに対する、タグとスマートフォンの間の導出される横（求心）加速度の大きさを比較することにより、（運転中の電話の配置における生じ得る変化を釈明する）運転中の様々な時間領域における電話の配置の評価が、取得され得る。

電話がフロントシート上に在るのかバックシート上に在るのか区別することに関して、タグからの無線伝送の信号強度が、スマートフォン上で利用可能である。タグの位置を把握することにより、タグがフロントシートとバックシートとから等距離にあるので無い限りそのような評価が取得され得る。例えば、フロントガラス若しくはリアガラスに添付するタグは、要求される程度の区分を提供する。

図９を参照すると、サーバ１８は、本発明を実装する複数のモジュールと、接続するメモリ２０を含む。

一つの例示の実施形態では、以下に記載するモジュールは、機械により実行されるとその機械に前述の方法のいずれかを実施させる命令を具現化する、機械読み取り可能媒体により、実装され得る。

別の例示の実施形態では、モジュールは、本明細書に記載の方法を実行するように具体的にプログラムされたファームウエアを用いて、実装され得る。

当然ながら、本発明の実施形態は、そのような体系に限定されず、分散の、若しくはピアツーピアの、体系システム内で適用例を等価的に十分に見出し得る。よって、提示されるモジュールは、一つ若しくはそれ以上の機関により動作される一つ若しくはそれ以上のサーバ上に配置され得る。

また当然ながら、これらのケースのいずれにおいても、モジュールは、本明細書に記載の方法のステップを具体的に実行する物理モジュールにより物理装置を形成する。

いずれにしても、通信モジュール５２は、モバイル通信デバイス１４により伝送されたデータを受信する。

分析モジュール５４は続いて、受信したデータを分析してドライバの振る舞いを判別する。

最後に、前述の方法及びシステムの一つの例の適用例では、計算モジュール５６は、分析されたデータを使用して、動力車のための保険プランにおける保険料の減少などの、ユーザのための報奨を計算する。

１０ タグ
１２ （モータ）乗物
１６ 無線通信ネットワーク
１８ （バックエンド）サーバ
２２ マイクロコントローラ
２４ 加速度計
２６ ジャイロスコープ
２８ メモリ
３０ バッテリ
３２ ブルートゥース（登録商標）通信モジュール
３６ ディスプレイ
３８ ユーザインタフェース
４０ プロセッサ
４２ 位置モジュール
４４ 通信モジュール
４６ メモリ
４８ 加速度計
５０ ジャイロスコープ

Claims (18)

1. 使用の際、乗物に添付されて乗物テレマティックスデータを取得するセンサタグにおいて、
   タグに電力供給するバッテリと、
   加速度計データを処理するための実行可能コードを稼動するプロセッサと、
   タグの加速度を計測しこれにより乗物の加速度を計測してプロセッサの動作をコントロールする加速度計と、
   タグの一意的なタグ識別子を格納し、トリップについての情報を含むトリップデータと加速度データを格納するメモリと、及び、
   短距離無線通信プロトコルを介する、乗物内に配置されたモバイル通信デバイスとの短距離無線通信のための通信モジュールであって、タグの一意的な識別子及び一連のタイムスタンプされた加速度データを伝送する、通信モジュールと
   を含む、センサタグ。
2. 更に、クロックを含み、
   モバイル通信デバイスがタグの通信範囲に無いとき、メモリは、対応するタイムスタンプを伴うトリップ及び加速度データについての情報を格納し、モバイル通信デバイスがタグの通信範囲内に入ってくる後の段階においてこの情報をモバイル通信デバイスに伝送する、
   請求項１に記載のセンサタグ。
3. タグとモバイル通信デバイスとの間の通信は、手動介入無しに、若しくは、モバイル通信デバイスとタグとの間を組にすること無しに、自動的に発生する、
   請求項１又は２に記載のセンサタグ。
4. タグが乗物のコンピュータ若しくはパワーシステムと接続していない、
   請求項１〜３のうちのいずれか一に記載のセンサタグ。
5. 短距離無線通信プロトコルはブルートゥース（登録商標）ローエナジ通信プロトコルである、請求項１〜４のうちのいずれか一に記載のセンサタグ。
6. モバイル通信デバイスは携帯電話である、
   請求項１〜５のうちのいずれか一に記載のセンサタグ。
7. 通信モジュールもモバイル通信デバイスからクロックデータを受信しそのクロックを適切にセットする、請求項１〜６のうちのいずれか一に記載のセンサタグ。
8. タグが、加速度計からのデータとライトセンサからのデータとの、一つ若しくはそれ以上を用いる改ざん検出メカニズムを含む、請求項１〜７のうちのいずれか一に記載のセンサタグ。
9. タグが、加速度計からのデータを用いるクラッシュ／衝突検出メカニズムを含み、前記データは、クラッシュ／衝突検出後直ぐにモバイル通信デバイスを介してサーバに伝送される、請求項１〜８のうちのいずれか一に記載のセンサタグ。
10. タグが、ジャイロスコープ、圧力計、コンパス及び位置センサのうちの一つ若しくはそれ以上を含む、請求項１〜９のうちのいずれか一に記載のセンサタグ。
11. 乗物が動いていないとき、タグは休眠状態にありその部品の多くがパワーダウンしており、加速度計が或る期間、計測閾値を超える加速度を計測することによりタグが目覚める、請求項１〜１０のうちのいずれか一に記載のセンサタグ。
12. タイムスタンプと共に、トリップの開始、トリップの終了、及び、
    大きさが閾値を超える任意の計測された加速度が、メモリ内に格納される、請求項２に記載のセンサタグ。
13. タグは、サーバに行くこととなっている、モバイル通信デバイスに送信される任意のデータに、電子署名し、これにより、モバイル通信デバイス若しくは任意の他のエンティティによるデータに関する任意の改ざんが、サーバにより検出可能となり、
    サーバは、モバイル通信デバイスに送信される任意のコードに電子署名し、これにより、データに関する任意の改ざんがタグにより検出可能となり、
    コードは、モバイル通信デバイスによりタグに対して、タグのソフトウエアの無線更新のために、転送される、
    請求項１〜１２のうちのいずれか一に記載のセンサタグ。
14. 乗物の座標系での、モバイル通信デバイスとタグとの、導出される横加速度の比較により、モバイル通信デバイスが乗物内のタグの左に位置するのか右に位置するのか、判別される、請求項１〜１３のうちのいずれか一に記載のセンサタグ。
15. モバイル通信デバイスにおいて、
    情報をユーザに表示するディスプレイと、
    ユーザからのインプットを受信するユーザインタフェースと、
    モバイル通信デバイスの位置に関する位置データを判別し記録する位置モジュールと、
    受信した加速度データを位置データと組み合わせ、これにより、特定の時点における乗物の加速度及び位置が知られる、実行可能アプリケーションが稼働するプロセッサと、及び、
    乗物と接続するタグから加速度計データを受信し、組み合わされた加速度計データと位置データを、モバイル通信ネットワークを介してサーバに伝送する、通信モジュールと
    を含む、モバイル通信デバイス。
16. 通信モジュールが、短距離無線通信プロトコルを介してタグと通信することができる、請求項１５に記載のモバイル通信デバイス。
17. 短距離無線通信プロトコルがブルートゥース（登録商標）である、
    請求項１５又は１６に記載のモバイル通信デバイス。
18. 組み合わされた加速度計データと位置データは、データを個人の保険リスクを評価するために使用する保険会社のサーバに、伝送される、請求項１５〜１７のうちのいずれか一に記載のモバイル通信デバイス。

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