信息传输系统、发送装置、接收装置、信息传输方法与流程

1.本发明涉及信息传输系统、发送装置、接收装置、信息传输方法，其为了在配置于地下挖掘机的挖掘部的发送装置与配置于地上的接收装置之间传输信息，而使用泥脉冲压力信号(以泥作为传送介质通过压力脉冲传递的信号)来传输信息。


背景技术：

2.在专利文献1(us7,573,397b2)中示出了在使用泥的压力的差异的通信方式中使用脉冲位置调制。在专利文献1中，示出了位于地下的地下挖掘机和配置在地上的接收装置等。
3.但是，由于通过泥脉冲压力信号的通信只能在1秒钟发送1脉冲左右，所以与通常的通信相比，通信速度(在1秒钟能够发送的比特数)极慢。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供将使用泥脉冲的通信方式的通信速度稍微加快的信息传输系统、发送装置、接收装置、信息传输方法。
5.本发明的信息传输系统为了在配置于地下挖掘机的挖掘部的发送装置与配置于地上的接收装置之间传输信息，使用泥脉冲压力信号来传输信息。发送装置具备：发送信息取得部，取得信息；以及压力脉冲生成部。压力脉冲生成部以使紧前的压力脉冲的间隔成为与所述发送信息取得部所取得的信息对应的间隔的方式生成压力脉冲。接收装置具备：压力脉冲检测部，检测所述压力脉冲；以及接收信息输出部。接收信息输出部输出与检测到的压力脉冲和紧前的压力脉冲的间隔对应的信息。
6.发明效果
7.在脉冲位置调制中，根据在一定的时间区间中的哪个定时(位置)存在脉冲来传输信息。在本发明的信息传输系统中，使与紧前或紧后的压力脉冲之间的间隔与发送的信息对应。因此，由于能够删除等待的时间，因而能够提高通信速度。
附图说明
8.图1是表示本发明的信息传输系统的结构例的图。
9.图2是表示使用了本发明的信息传输系统的处理流程的图。
10.图3是表示对1比特的信息进行了脉冲位置调制的例子的图。
11.图4是表示对2比特的信息进行了脉冲位置调制的例子的图。
12.图5是表示对3比特的信息进行了脉冲位置调制的例子的图。
13.图6是表示对3比特的信息进行了脉冲位置调制的其他例子的图。
14.图7是表示在图6所示的脉冲位置调制中发送“000011”的情况下的脉冲的图。
15.图8是表示在图6所示的脉冲位置调制中发送“010110”的情况下的脉冲的图。
16.图9是表示以脉冲前的时间来指定信息的调制方式的例子的图。
17.图10是表示通过图6的调制发送“000011”的情况和通过图9的调制发送的情况的差异的图。
18.图11是表示通过图6的调制发送“010110”的情况和通过图9的调制发送的情况的差异的图。
19.图12是表示以脉冲后的时间来指定信息的调制方式的例子的图。
20.图13是表示以图6的调制发送“000011”的情况和以图12的调制发送的情况的差异的图。
21.图14是表示以图6的调制发送“010110”的情况和以图12的调制发送的情况的差异的图。
具体实施方式
22.[实施例1]
[0023]
在图1中表示本发明的信息传输系统的结构例。在图2中表示使用本发明的信息传输系统的处理流程。信息传输系统300为了在配置于地下挖掘机的挖掘部400的发送装置100与配置于地上的接收装置200之间传输信息，而使用泥脉冲压力信号900(以泥作为传送介质通过压力脉冲传递的信号)来传输信息。换言之，信息传输系统300将泥的压力的差异用作信号，通过使压力变化而得的脉冲(压力脉冲)来传输信息。为了挖掘，从地面侧对泥施加压力。在挖掘部400侧，如果使针对泥的流动的阻力变化，则泥的压力发生变化。通过使针对泥的流动的阻力变化而生成压力脉冲即可。
[0024]
发送装置100具备取得信息的发送信息取得部110和压力脉冲生成部120。虽未图示，但挖掘部400具备根据从加速度传感器、磁传感器、温度传感器等得到的数据而求出挖掘部400的倾斜角、方位角、俯角、切削面(toolface)等信息的信息处理装置。发送信息取得部110从信息处理装置等取得传递到地面上的信息(s110)。取得的信息可以是倾斜角、方位角、俯角、切削面、温度本身，也可以是与前次发送的信息之间的差分信息。如上所述，利用泥脉冲的通信速度非常慢，因此适当实施尽可能减少要发送的信息量(比特数)的措施即可。
[0025]
压力脉冲生成部120以使与紧前或紧后的压力脉冲的间隔成为与发送信息取得部110取得到的信息对应的间隔的方式生成压力脉冲(s120)。压力脉冲生成部120在生成压力脉冲时消耗电力即可。若相反地进行表现，则压力脉冲生成部120在未生成压力脉冲时不消耗电力即可。在未生成压力脉冲的时间长的调制方式的情况下，只要设定为仅在生成压力脉冲时消耗电力，就能够降低消耗电力(功耗)。另外，压力脉冲生成部120生成预先确定的恒定的脉冲宽度的压力脉冲即可。特别是，在仅在生成压力脉冲时消耗电力的设定的情况下，如果将“预先确定的恒定的脉冲宽度”设定为接收装置200的压力脉冲检测部210能够检测压力脉冲的最低限度的脉冲宽度，则容易降低消耗电力。但是，如果降低消耗电力的必要性低，则也可以利用其他方法。另外，也可以采用在变更有无压力脉冲时消耗电力的方式等。
[0026]
接收装置200具备压力脉冲检测部210和接收信息输出部220。压力脉冲检测部210检测压力脉冲(s210)。接收信息输出部220输出与检测到的压力脉冲和紧前或紧后的压力脉冲之间的间隔对应的信息(s220)。适当选择使紧前的压力脉冲的间隔与信息对应、还是
使紧后的压力脉冲的间隔与信息对应即可。
[0027]
在本发明采用的调制中，使压力脉冲彼此的间隔对应于想要传送的信息。特别是具有如下特征：仅在生成压力脉冲时压力脉冲生成部120消耗电力的情况下，未消耗电力的时间与想要传送的信息相对应。换言之，在挖掘部400侧未进行变更泥的压力的控制的时间与信息相对应。
[0028]
接着，对脉冲位置调制和本发明采用的调制进行说明。在图3中表示对1比特的信息进行了脉冲位置调制的例子。在图3中，在“0”的情况下和在“1”的情况下，脉冲的位置不同。在该例子中，为了传送1比特而需要时间t1。在图4中表示对2比特的信息进行了脉冲位置调制的例子。在图4中，分别在“00”、“01”、“10”、“11”的情况下，脉冲的位置不同。在该例子中，为了传送2比特而需要时间t2。在图5中表示对3比特的信息进行了脉冲位置调制的例子。在图5中，分别在“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”的情况下，脉冲的位置不同。在该例子中，为了传送3比特而需要时间t
31
。并且，由脉冲前的时间a和脉冲后的时间b确定脉冲的位置。
[0029]
在图3～图5的例子中，成为t2＝2
×
t1，t
31
＝2
×
t2＝4
×
t1。同样地，对4比特的信息进行了脉冲调制时所需的时间t4成为t4＝2
×
t
31
＝4
×
t2＝8
×
t1。由于同样地对n比特的信息进行了脉冲调制时所需要的时间tn成为tn＝2
n-1
×
t1，因此如果集中多个比特来进行脉冲位置调制，则在单位时间能够发送的信息量变少(通信速度变慢)。另一方面，在仅当发送脉冲时消耗电力的情况下，通过在图3的例子中是以1比特消耗的电力，在图5的例子中能够发送3比特。也就是说，如果集中多个比特来进行脉冲位置调制，则能够减小为了发送1比特量的信息所需要的电力。这样，脉冲位置调制虽然具有通信速度变慢的缺点，但具有容易降低配置于利用电池工作的挖掘部400的发送装置的消耗电力的优点。
[0030]
在图6中表示对3比特的信息进行了脉冲位置调制的其他例子。在图6中，分别在“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”的情况下，脉冲的位置不同。在图6中，无论发送的信息如何，都存在脉冲不存在的时间c和时间d，由脉冲前的时间a和脉冲后的时间b决定脉冲的位置。在图5的例子中，虽然没有示出脉冲不存在的时间c和时间d，但是为了定时的检测等，通常会设置时间c、时间d。另外，在图6的例子中，脉冲的位置以脉冲的宽度的一半为单位进行变更。在该例子中，为了传送3比特，而需要时间t
32
。
[0031]
图7表示以图6所示的脉冲位置调制发送“000011”的情况下的脉冲。图8表示以图6所示的脉冲位置调制发送“010110”的情况下的脉冲。无论在哪种情况下，都以2
×
t
32
的时间发送6比特。
[0032]
在图9中表示在脉冲前的时间指定信息的调制方式的例子。在图9的例子中，分别在“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”的情况下，脉冲前的时间a不同，脉冲后信号以一定的时间d结束。因此，在成为最长信号的“111”的情况下，为了发送3比特所需的时间为t
32
，而在其他情况下，能够以比t
32
短的时间发送3比特的信息。
[0033]
在图10中表示通过图6的调制发送“000011”的情况和通过图9的调制发送的情况的差异。在图11中表示通过图6的调制发送“010110”的情况和通过图9的调制发送的情况的差异。在任一图中，“p”是图6的调制的情况，“n”是图9的调制的情况。可知在任一情况下为了发送6比特的信息所需要的时间变短。另外，对于为了发送6比特的信息而发送2个脉冲即可这点，在图6的例子和图9的例子中是相同的。因此，为了发送1比特量的信息所需要的电
力相同。
[0034]
在图12中表示以脉冲后的时间指定信息的调制方式的例子。在图12的例子中，分别在“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”的情况下，脉冲后的时间b不同，脉冲前存在一定的时间c。在图12的例子中，在成为最长信号的“000”的情况下，为了发送3比特所需的时间为t
32
，而在其他情况下，能够以比t
32
短的时间发送3比特的信息。
[0035]
在图13中表示通过图6的调制发送“000011”的情况和通过图12的调制发送的情况的差异。在图14中表示通过图6的调制发送“010110”的情况和通过图12的调制发送的情况的差异。在任一图中，“p”是图6的调制的情况，“n”是图12的调制的情况。可知在任一情况下发送6比特的信息所需要的时间变短。此外，对于为了发送6比特的信息而发送2个脉冲即可这点，在图6的例子和图12的例子中是相同的。因此，为了发送1比特量的信息所需要的电力相同。
[0036]
如果应用于本发明的信息传输系统300，则图9的调制是使与紧前的压力脉冲的间隔对应于信息时的调制。例如，图10的时间d+c+a是与紧前的压力脉冲的间隔，对应于信息“011”。图11的时间d+c+a是与紧前的压力脉冲的间隔，对应于信息“110”。另外，图12的调制是使与紧后的压力脉冲的间隔对应于信息时的调制。例如，图13的时间b+d+c是与紧后的压力脉冲的间隔，对应于信息“000”。图14的时间b+d+c是紧后的压力脉冲的间隔，对应于信息“010”。
[0037]
虽然在使用图9～图14的说明中对3比特的信息使用1个脉冲，但适当确定以1个脉冲发送几比特的信息即可。另外，在上述的说明中，将压力脉冲彼此的间隔设为从之前的压力脉冲的下降沿到下一个压力脉冲的上升沿为止进行了说明。但是，也可以将从之前的压力脉冲的上升沿到下一个压力脉冲的上升沿解释为压力脉冲彼此的间隔。这样，适当地确定将从压力脉冲的哪个位置到下一个压力脉冲的哪个位置解释为压力脉冲彼此的间隔即可。
[0038]
在脉冲位置调制中，根据在一定的时间区间中的哪个定时(位置)存在脉冲来传输信息。因此，从生成脉冲到时间区间结束为止的时间是等待下一时间区间开始的时间。特别是，如果脉冲的位置存在于时间区间的较早的定时，则等待的时间变长。另外，在通过从脉冲生成后到时间区间结束为止的时间表示脉冲的位置的情况下，到生成脉冲为止的时间是等待的时间。此时，如果脉冲的位置存在于时间区间的较晚的定时，则等待的时间变长。在本发明的信息传输系统中，使与紧前或紧后的压力脉冲之间的间隔与发送的信息相对应。因此，能够删除等待的时间，从而能够提高通信速度。另外，由于能够以一个脉冲传输的比特数相同，所以为了发送1比特量的信息所需要的消耗电力与脉冲位置调制相同。