JP2008269295A - Road-vehicle communication system, road-to-vehicle communication method, and optical beacon - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光ビーコンと車両に搭載した車載機との間で光信号による双方向通信を行う路車間通信システム、路車間通信方法及び路車間通信に使用する光ビーコンに関するものである。 The present invention relates to a road-to-vehicle communication system, a road-to-vehicle communication method, and an optical beacon used for road-to-vehicle communication that perform bidirectional communication using optical signals between an optical beacon and an in-vehicle device mounted on a vehicle.
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はFM多重放送を用いたいわゆるVICS(Vehicle Information and Communication System)が既に展開されている。このうち、光ビーコンは近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向通信が可能となっている。
具体的には、車両の保持するアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信され、逆に、渋滞情報、距離情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が光ビーコンから車載機に送信されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
As a traffic information service using a road-to-vehicle communication system, so-called VICS (Vehicle Information and Communication System) using optical beacons, radio wave beacons or FM multiplex broadcasting has already been developed. Among these, the optical beacon employs optical communication using near infrared rays as a communication medium, and bidirectional communication with the in-vehicle device is possible.
Specifically, uplink information held by the vehicle is transmitted from the in-vehicle device to the infrastructure-side optical beacon, and conversely, downlink information including traffic jam information, distance information, event regulation information, lane notification information, and the like is an optical beacon. Is transmitted to the in-vehicle device (for example, see Patent Document 1).
このような路車間通信システムにおいて、光ビーコンは道路に対して第1のダウンリンク情報を送信し続けており、これを車両に搭載した車載機が受信すると、車載機は光ビーコン側へ、車両ID情報を含むアップリンク情報の送信を開始する。このアップリンク情報を光ビーコンが受信すると、光ビーコンは、前記車両ID情報を有している車載機に対して第2のダウンリンク情報の送信を開始する。この第2のダウンリンク情報に、前記渋滞情報及び後述する距離情報等が含まれている。これにより、光ビーコンは、特定の車載機との間において必要な通信が行われる。
前記路車間通信システムにおいて、光ビーコンからのダウンリンク情報を車載機が受信するダウンリンク領域、及び、車載機からのアップリンク情報を光ビーコンが受信するアップリンク領域について、その車両進行方向の長さが規定されており、光ビーコンは、このアップリンク領域にある車載機からアップリンク情報を受信することで、この車載機に対してダウンリンク情報を送信する必要がある。
しかし、実際、規定のダウンリンク領域以外の領域でも車載機はダウンリンク情報を受信したり、規定のアップリンク領域以外の領域で光ビーコンがアップリンク情報を受信したりすることがある。この場合、規定の通信領域以外の領域にある車載機に対しても、光ビーコンは第2のダウンリンク情報の送信を開始してしまう。つまり、光ビーコンは、車載機の走行位置を求めることができず、受信したアップリンク情報は、規定のアップリンク領域に存在している車載機から送信された情報であるか否かの判断を行うことはできなかった。
In the road-to-vehicle communication system, the length in the vehicle traveling direction of the downlink region where the in-vehicle device receives the downlink information from the optical beacon and the uplink region where the optical beacon receives the uplink information from the in-vehicle device. The optical beacon needs to transmit the downlink information to the in-vehicle device by receiving the uplink information from the in-vehicle device in the uplink area.
However, in fact, the in-vehicle device may receive downlink information even in an area other than the specified downlink area, or an optical beacon may receive uplink information in an area other than the specified uplink area. In this case, the optical beacon starts to transmit the second downlink information to the in-vehicle device in the area other than the prescribed communication area. That is, the optical beacon cannot determine the traveling position of the in-vehicle device, and determines whether the received uplink information is information transmitted from the in-vehicle device existing in the specified uplink region. Could not do.
また、前記第2のダウンリンク情報に含まれる前記距離情報は、情報通信している際の車両(車載機)の走行位置から、その下流側の所定位置、例えば信号機の手前に設けられた停止線までの距離についての情報である。そこで、この距離情報を受信した車載機は、当該距離情報を利用して、前記停止線の手前で強制停止するように車両を制動させたり、ドライバに停止や減速を促す報知を行ったりして、ドライバに対して安全運転支援を行う場合がある(例えば、本願出願人が提案した特願2006−121692号及び特願2006−121700号)。 Further, the distance information included in the second downlink information is a stop provided in front of a traffic signal, for example, a predetermined position on the downstream side from a travel position of the vehicle (on-vehicle device) during information communication. Information about the distance to the line. Therefore, the in-vehicle device that has received the distance information uses the distance information to brake the vehicle so as to forcibly stop before the stop line, or to notify the driver to stop or decelerate. In some cases, safe driving assistance is provided to the driver (for example, Japanese Patent Application Nos. 2006-121692 and 2006-121700 proposed by the applicant of the present application).
このような安全運転支援を行う場合、車載機に提供する前記距離情報は精度が高いものである必要がある。これは、仮に、車載機が受信した距離情報が、前記停止線までの実際の距離と大きく異なっていると、安全運転機能によって停止線の手前で停止させるように車両を制動しても、停止線をオーバーして車両が停止するといった事態が起こりうるためである。そして、精度の高い距離情報を得るためには、(停止線の位置は規定の位置であるため)車載機の現走行位置を正確に求める必要がある。 When performing such safe driving support, the distance information provided to the in-vehicle device needs to be highly accurate. This means that if the distance information received by the in-vehicle device is significantly different from the actual distance to the stop line, even if the vehicle is braked to stop before the stop line by the safe driving function, it will stop. This is because a situation may occur in which the vehicle is stopped after the line is exceeded. In order to obtain highly accurate distance information, it is necessary to accurately obtain the current traveling position of the in-vehicle device (since the position of the stop line is a specified position).
そこで、この発明は、車載機の走行位置を求めることができる路車間通信システム、路車間通信方法及び光ビーコンを提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the road-to-vehicle communication system, the road-to-vehicle communication method, and the optical beacon which can obtain | require the driving | running | working position of vehicle equipment.
前記目的を達成するために、この発明の第1の路車間通信システムは、道路を走行する車両の車載機と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定された光ビーコンとを備え、前記車載機と前記光ビーコンとの間で光信号による双方向通信を行う路車間通信システムであって、前記光ビーコンは、車両進行方向の設置位置が異なる第1及び第2受光素子を有する投受光器と、前記車載機からの光信号を前記第1及び第2受光素子がそれぞれ受光した時の時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車載機の車両進行方向の走行位置を求める演算部とを備えているものである。 In order to achieve the above object, a first road-to-vehicle communication system according to the present invention includes an in-vehicle device for a vehicle traveling on a road, and an optical beacon in which a communication area is set in a predetermined range of the road. A road-to-vehicle communication system that performs two-way communication using an optical signal between an aircraft and the optical beacon, wherein the optical beacon includes first and second light receiving elements having different installation positions in the vehicle traveling direction. And, based on at least one of the time difference and the difference in received light intensity when the first and second light receiving elements respectively receive the optical signals from the in-vehicle device, the travel position of the in-vehicle device in the vehicle traveling direction is determined. And a calculation unit to be obtained.
そして、この路車間通信システムによって行われる路車間通信方法は、道路を走行する車両の車載機と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定された光ビーコンとの間で光信号による双方向通信を行う路車間通信方法であって、前記光ビーコンにおいて、車両進行方向の設置位置が異なるように第1及び第2受光素子が設けられ、前記車載機からの光信号を前記第1及び第2受光素子がそれぞれ受光した時の時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車載機の車両進行方向の走行位置を求める。 And the road-to-vehicle communication method performed by this road-to-vehicle communication system is a two-way communication using an optical signal between an in-vehicle device of a vehicle traveling on a road and an optical beacon in which a communication area is set in a predetermined range of the road. In the optical beacon, the first and second light receiving elements are provided in the optical beacon so that the installation positions in the vehicle traveling direction are different, and the optical signal from the in-vehicle device is transmitted to the first and second optical signals. Based on at least one of the time difference and the light intensity difference when each light receiving element receives light, the travel position of the in-vehicle device in the vehicle traveling direction is obtained.
前記路車間通信システム及び前記路車間通信方法によれば、光ビーコンの投受光器において、第1及び第2受光素子は車両進行方向の設置位置が異なるように設けられていることにより、車載機から送信された光信号を、第1受光素子が受光した時の時刻と第2受光素子が受光した時の時刻とに時間差が生じ、また、車載機から送信された光信号を、第1受光素子が受光した時の受光強度と第2受光素子が受光した時の受光強度とに差が生じる。そして、演算部が、この時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて車載機の車両進行方向の走行位置を求めることができる。 According to the road-to-vehicle communication system and the road-to-vehicle communication method, in the light beacon projector / receiver, the first and second light receiving elements are provided so that the installation positions in the vehicle traveling direction are different. There is a time difference between the time when the first light receiving element receives the light signal transmitted from the first light receiving element and the time when the second light receiving element receives light. There is a difference between the received light intensity when the element receives light and the received light intensity when the second light receiving element receives light. And the calculating part can obtain | require the driving | running | working position of the vehicle advancing direction of a vehicle-mounted apparatus based on at least one of this time difference and light reception intensity difference.
また、前記演算部は、前記第1及び第2受光素子の受光時刻の時間差を検出する差検出部と、その時間差と前記走行位置との間に成立する関数関係を記憶している記憶部と、前記差検出部で検出された時間差に対応する前記走行位置を前記関数関係から求める位置特定部とを備えているのが好ましい。
これによれば、前記差検出部が前記時間差を検出すると、前記位置特定部は、記憶部が記憶している前記関数関係から、前記走行位置を簡単に求めることができる。
The calculation unit includes a difference detection unit that detects a time difference between light reception times of the first and second light receiving elements, and a storage unit that stores a functional relationship that is established between the time difference and the travel position; And a position specifying unit that obtains the travel position corresponding to the time difference detected by the difference detection unit from the functional relationship.
According to this, when the difference detection unit detects the time difference, the position specifying unit can easily obtain the traveling position from the functional relationship stored in the storage unit.
また、前記演算部は、前記第1及び第2受光素子の受光強度差を検出する差検出部と、その受光強度差と前記走行位置との間に成立する関数関係を記憶している記憶部と、前記差検出部で検出された受光強度差に対応する前記走行位置を前記関数関係から求める位置特定部とを備えているのが好ましい。
これによれば、前記差検出部が前記受光強度差を検出すると、前記位置特定部は、記憶部が記憶している前記関数関係から、前記走行位置を簡単に求めることができる。
In addition, the arithmetic unit stores a difference detection unit that detects a difference in received light intensity between the first and second light receiving elements, and a storage unit that stores a functional relationship established between the difference in received light intensity and the travel position. And a position specifying unit that obtains the traveling position corresponding to the difference in received light intensity detected by the difference detecting unit from the functional relationship.
According to this, when the difference detection unit detects the difference in received light intensity, the position specifying unit can easily obtain the traveling position from the functional relationship stored in the storage unit.
さらに、前記記憶部は、前記車載機の設置高さ毎に異なる複数の前記関数関係を記憶しており、前記位置特定部は、前記車載機の設置高さに関する情報を取得してその設置高さに対応する前記関数関係を選択するのが好ましい。
前記時間差と前記走行位置との関係、又は、前記受光強度差と前記走行位置との関係は、車両における車載機の設置高さによって変化する。したがって、この構成によれば、位置特定部は、車載機の設置高さに関する情報を取得してその設置高さに対応する関数関係を選択することができるので、走行位置を求める精度を高めることができる。
Further, the storage unit stores a plurality of different functional relationships for each installation height of the in-vehicle device, and the position specifying unit obtains information related to the installation height of the in-vehicle device and determines the installation height. It is preferable to select the functional relationship corresponding to the size.
The relationship between the time difference and the traveling position, or the relationship between the difference in received light intensity and the traveling position varies depending on the installation height of the vehicle-mounted device in the vehicle. Therefore, according to this configuration, the position specifying unit can acquire information related to the installation height of the in-vehicle device and select a functional relationship corresponding to the installation height, thereby increasing the accuracy of obtaining the traveling position. Can do.
さらに、前記光ビーコンは、求めた前記走行位置の情報を前記車載機に送信するのが好ましい。これにより、車載機は自己の走行位置を求めることができる。 Furthermore, it is preferable that the optical beacon transmits the obtained travel position information to the in-vehicle device. As a result, the in-vehicle device can determine its own travel position.
また、この発明の第2の路車間通信システムは、道路を走行する車両の車載機と、前記道路の所定範囲にダウンリンク領域及びアップリンク領域が設定された光ビーコンとを備え、前記車載機と前記光ビーコンとの間で光信号による双方向通信を行い、当該光ビーコンは当該車載機からのアップリンク情報に応じて所定のダウンリンク情報を送信する路車間通信システムであって、前記光ビーコンは、車両進行方向の設置位置が異なる第1及び第2受光素子を有する投受光器と、前記車載機からの光信号を前記第1及び第2受光素子がそれぞれ受光した時の時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車載機の車両進行方向の走行位置を求める演算部と、前記演算部が求めた走行位置が、設定された前記アップリンク領域内であると判定した場合に前記所定のダウンリンク情報の送信を開始する判定部とを備えているものである。 A second road-to-vehicle communication system of the present invention includes an in-vehicle device for a vehicle traveling on a road, and an optical beacon in which a downlink region and an uplink region are set in a predetermined range of the road, and the in-vehicle device Two-way communication using an optical signal between the vehicle and the optical beacon, and the optical beacon is a road-to-vehicle communication system that transmits predetermined downlink information according to uplink information from the in-vehicle device. The beacon includes a light projecting / receiving device having first and second light receiving elements having different installation positions in the vehicle traveling direction, and a time difference and light reception when the first and second light receiving elements receive light signals from the vehicle-mounted device, respectively. Based on at least one of the intensity differences, a calculation unit that calculates a traveling position of the vehicle-mounted device in the vehicle traveling direction, and the uplink region in which the traveling position determined by the calculation unit is set Wherein in which and a determination unit to start sending predetermined downlink information if it is determined to be.
この路車間通信システムによれば、光ビーコンの投受光器において、第1及び第2受光素子は車両進行方向の設置位置が異なるように設けられていることにより、車載機から送信された光信号を、第1受光素子が受光した時の時刻と第2受光素子が受光した時の時刻とに時間差が生じ、また、車載機から送信された光信号を、第1受光素子が受光した時の受光強度と第2受光素子が受光した時の受光強度とに差が生じる。そして、演算部が、この時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて車載機の車両進行方向の走行位置を求めることができる。そして、判定部が、この走行位置は設定されたアップリンク領域内であると判定することにより、前記所定のダウンリンク情報を車載機に送信することができるので、光ビーコンは、設定されたアップリンク領域にある車載機から送信された光信号を受けると、所定のダウンリンク情報をその車載機に送信することができる。 According to this road-to-vehicle communication system, in the light beacon projector / receiver, the first and second light receiving elements are provided so that the installation positions in the vehicle traveling direction are different, so that the optical signal transmitted from the in-vehicle device. The time when the first light receiving element receives light and the time when the second light receiving element receives light is different, and when the first light receiving element receives the optical signal transmitted from the vehicle-mounted device There is a difference between the received light intensity and the received light intensity when the second light receiving element receives light. And the calculating part can obtain | require the driving | running | working position of the vehicle advancing direction of a vehicle-mounted apparatus based on at least one of this time difference and light reception intensity difference. Then, the determination unit can transmit the predetermined downlink information to the in-vehicle device by determining that the traveling position is within the set uplink region, so that the optical beacon is When an optical signal transmitted from an in-vehicle device in the link area is received, predetermined downlink information can be transmitted to the in-vehicle device.
また、この発明の第3の路車間通信システムは、道路を走行する車両に設置高さを選択して搭載させ得る車載機と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定された光ビーコンと、を備え、前記車載機と前記光ビーコンとの間で光信号による双方向通信を行う路車間通信システムであって、前記光ビーコンは、車両進行方向の設置位置が異なる第1及び第2受光素子を有する投受光器と、前記車載機からの光信号を前記第1及び第2受光素子がそれぞれ受光した時の時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車載機の車両進行方向の走行位置を前記設置高さ毎に複数求める演算部と、前記設置高さ毎に対応する前記走行位置の対応情報を前記車載機に送信する送信部とを備え、前記車載機は、自己の設置高さに基づいて、受信した前記対応情報から自己の走行位置を求める制御部を備えているものである。 Further, the third road-to-vehicle communication system of the present invention is an in-vehicle device capable of selecting and installing an installation height in a vehicle traveling on a road, an optical beacon in which a communication area is set in a predetermined range of the road, A vehicle-to-vehicle communication system that performs two-way communication using an optical signal between the in-vehicle device and the optical beacon, wherein the optical beacon has first and second light receiving elements having different installation positions in the vehicle traveling direction. And the vehicle traveling of the vehicle-mounted device based on at least one of the time difference and the light-receiving intensity difference when the first and second light receiving elements respectively receive the optical signals from the vehicle-mounted device. A calculation unit that obtains a plurality of travel positions in each direction for each installation height; and a transmission unit that transmits correspondence information of the travel position corresponding to each installation height to the in-vehicle device. Based on the installation height of In which a control unit for obtaining the self-travel position from said corresponding information.
この路車間通信システムによれば、設置高さを選択して車載機を車両に搭載することができる。すなわち、大型自動車や普通自動車等、複数の種類の車両に搭載することができる。そして、光ビーコンの投受光器において、第1及び第2受光素子は車両進行方向の設置位置が異なるように設けられていることにより、車載機から送信された光信号を、第1受光素子が受光した時の時刻と第2受光素子が受光した時の時刻とに時間差が生じ、また、車載機から送信された光信号を、第1受光素子が受光した時の受光強度と第2受光素子が受光した時の受光強度とに差が生じる。そして、演算部が、この時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて、車載機の設置高さ毎に、当該車載機の車両進行方向の走行位置について複数求めることができる。そして、光ビーコンの送信部から、前記設置高さ毎に対応する前記走行位置の対応情報を前記車載機に送信し、車載機がこの情報を受信すると、車載機の制御部は、受信した前記対応情報から、自己の設置高さに対応する走行位置を求めることができる。すなわち、光ビーコン側において車載機の設置高さの情報を取得しなくても、前記走行位置を車載機は求めることができる。 According to this road-to-vehicle communication system, the installation height can be selected and the vehicle-mounted device can be mounted on the vehicle. That is, it can be mounted on a plurality of types of vehicles such as large vehicles and ordinary vehicles. In the light beacon light emitter / receiver, the first and second light receiving elements are provided so that the installation positions in the vehicle traveling direction are different, so that the first light receiving element transmits the optical signal transmitted from the vehicle-mounted device. There is a time difference between the time when the light is received and the time when the second light receiving element receives light, and the light receiving intensity and the second light receiving element when the first light receiving element receives the optical signal transmitted from the in-vehicle device. There is a difference between the received light intensity when the light is received. And the calculating part can obtain | require multiple about the driving | running | working position of the said vehicle equipment in the vehicle advancing direction for every installation height of an vehicle equipment based on at least one of this time difference and light reception intensity difference. Then, from the transmission unit of the optical beacon, the correspondence information of the traveling position corresponding to each installation height is transmitted to the in-vehicle device, and when the in-vehicle device receives this information, the control unit of the in-vehicle device receives the information From the correspondence information, the traveling position corresponding to the installation height of the user can be obtained. That is, the in-vehicle device can determine the travel position without acquiring information on the installation height of the in-vehicle device on the optical beacon side.
また、この発明の光ビーコンは、車両の車載機との間で光信号による双方向通信を行う、路車間通信に使用する光ビーコンであって、車両進行方向の設置位置が異なる第1及び第2受光素子を有する投受光器と、前記車載機からの光信号を前記第1及び第2受光素子がそれぞれ受光した時の時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車載機の車両進行方向の走行位置を求める演算部とを備えているものである。 The optical beacon according to the present invention is an optical beacon that is used for road-to-vehicle communication that performs bidirectional communication using an optical signal with an in-vehicle device of a vehicle, and has different installation positions in the vehicle traveling direction. A projector / receiver having two light-receiving elements, and the vehicle-mounted device based on at least one of a time difference and a light-receiving intensity difference when the first and second light-receiving devices respectively receive optical signals from the vehicle-mounted device. And a calculation unit for obtaining a travel position in the vehicle traveling direction.
この光ビーコンによれば、投受光器において、第1及び第2受光素子は車両進行方向の設置位置が異なるように設けられていることにより、車載機から送信された光信号を、第1受光素子が受光した時の時刻と第2受光素子が受光した時の時刻とに時間差が生じ、また、車載機から送信された光信号を、第1受光素子が受光した時の受光強度と第2受光素子が受光した時の受光強度とに差が生じる。そして、演算部が、この時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて車載機の車両進行方向の走行位置を求めることができる。 According to this optical beacon, in the light projector / receiver, the first and second light receiving elements are provided so that the installation positions in the vehicle traveling direction are different, so that the optical signal transmitted from the in-vehicle device is received by the first light receiving device. There is a time difference between the time when the element receives light and the time when the second light receiving element receives light, and the received light intensity and the second time when the first light receiving element receives the optical signal transmitted from the in-vehicle device. There is a difference between the received light intensity when the light receiving element receives light. And the calculating part can obtain | require the driving | running | working position of the vehicle advancing direction of a vehicle-mounted apparatus based on at least one of this time difference and light reception intensity difference.
この発明によれば、車載機がアップリンク情報として光信号を送信した際の当該車載機の走行位置を把握することができるようになる。 According to this invention, it becomes possible to grasp the traveling position of the in-vehicle device when the in-vehicle device transmits an optical signal as uplink information.
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施形態を説明する。
〔システムの全体構成〕
図1は、この発明の路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
図1に示すように、この路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム1と、道路を走行する各車両に搭載された車載機2とから構成されている。交通管制システム1は、管制室に設けられた中央装置3と、道路の各所に多数設置された光ビーコン(光学式車両感知器)4とから構成されており、光ビーコン4は、近赤外線(光信号)を通信媒体とした光通信によって車載機2との間で双方向通信を行う。なお、中央装置3は交通管制室に設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Overall system configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the road-vehicle communication system of the present invention.
As shown in FIG. 1, the road-to-vehicle communication system includes an infrastructure-side traffic control system 1 and an in-
〔車載機2及び車両の構成〕
図2は、光ビーコン4と、この光ビーコン4と通信する車載機2及び当該車載機2が搭載された車両Cの概略構成図である。図2において、車両Cは、ドライバの搭乗席(図示せず)を有する車体15と、この車体15に搭載された前記車載機2と、車両Cの各部を統合制御する電子制御装置(ECU)16と、車体15を駆動するエンジン17と、車体15を制動するブレーキ装置18と、車両Cの現時の速度を常時検出している速度検出器26とを備えている。
[Configuration of in-
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
車載機2は、車載コンピュータ19と、このコンピュータ19のセンサ用インタフェースに接続された投受光器(以下、車載ヘッド20という)とを備えている。
車載ヘッド20は、発光ダイオード(LED)と受光素子(フォトセンサ)を備えている(図示せず)。このうち、LEDは、近赤外線よりなるアップリンク情報を発光し、受光素子は、後述する通信領域に発光された近赤外線よりなるダウンリンク情報を受光する。車載機2のうちの少なくとも車載ヘッド20は車両Cの運転室内に設けられている。
The in-
The in-
車載コンピュータ19は、CPU、メモリ(RAM)及び記憶装置(ROM)を有するプログラマブルなマイコンよりなり、車載ヘッド20による光ビーコン4との路車間通信の制御処理を行う。ECU16は、ドライバのアクセル操作に基づくエンジン17の駆動制御や、ブレーキ操作に基づくブレーキ装置18の制動制御等、車両Cに対する各種の制御を行う。
The in-
〔光ビーコン4の構成〕
図1において、光ビーコン4は、電話回線等の通信回線5を介して中央装置3と接続された通信インタフェースである通信部6と、この通信部6が接続されたビーコン制御機7と、この制御機7のセンサ用インタフェースに接続された複数(図例では4つ)の投受光器(以下、ビーコンヘッド8という)とを備えている。
各ビーコンヘッド8は、筐体の内部に発光ダイオード(LED:図示せず)と複数(2つ)の受光素子(フォトセンサ)10,11とを収納して構成されている(図3参照)。このうち、LEDは、近赤外線よりなるダウンリンク情報を後述する通信領域に発光し、フォトセンサ10,11のそれぞれは、車載機2からの近赤外線よりなるアップリンク情報を受光する。
[Configuration of optical beacon 4]
In FIG. 1, an
Each
図4は光ビーコン4の平面図である。図4に示すように、この実施形態の光ビーコン4は、同じ方向の複数(図例では4つ)の車線R1〜R4を有する道路Rに設置されており、各車線R1〜R4に対応して設けられた4つのビーコンヘッド8と、これらのビーコンヘッド8を一括制御する制御部である一台の前記ビーコン制御機7とを備えている。
FIG. 4 is a plan view of the
ビーコン制御機7は、道路脇に立設した支柱12に設置されており、各ビーコンヘッド8は、支柱12から道路R側に水平に架設した架設バー13に取り付けられ、道路Rの各車線R1〜R4の直上に配置されている。
各ビーコンヘッド8のLEDは、各車線R1〜R4において、その直下位置よりも上流側に向けて近赤外線を発光しており、各ビーコンヘッド8の受光素子10,11は、直下よりも上流側の位置にある車載機2からの近赤外線を受光することができる。このように、光ビーコン4において、車載機2との間で路車間通信を行うための通信領域Aが、道路Rの所定範囲、つまりビーコンヘッド8の上流側(図4の右側)に設定されている。
The
The LED of each
図3は、ビーコンヘッド8の概略構成及び光ビーコン4の通信領域Aを示す側面図である。図3に示すように、この通信領域Aは、車載ヘッド20がダウンリンク情報を受信することができるダウンリンク領域(図3において実線のハッチングを設けた領域)DAと、ビーコンヘッド8がアップリンク情報を受信することができるアップリンク領域(図3において破線のハッチングを設けた領域)UAとからなる。
FIG. 3 is a side view showing a schematic configuration of the
光ビーコン(光学式車両感知器)4の「近赤外線式インタフェース規格」では、一般道向けの光ビーコン4の場合で、道路R(路面)から1mの高さの位置における、アップリンク領域UAの下流端bは、ビーコンヘッド8の直下から3.4m上流側に位置し、アップリンク領域UAの下流端bから同領域UAの上流端cまでの距離は1.6mと規定されている。また、ダウンリンク領域DAの下流端aは、ビーコンヘッド8の直下から1.3m上流側に位置し、ダウンリンク領域DAの下流端aから同領域DAの上流端cまでの距離は3.7mと規定されている。なお、各領域DA,UAの車両進行方向長さは上記各数値に限定されない。
In the “near-infrared interface standard” of the optical beacon (optical vehicle sensor) 4, in the case of the
図1と図2とにおいて、ビーコン制御機7は、CPU、メモリ(RAM)及び記憶装置(ROM)を有するプログラマブルなマイコンよりなり、通信部6による中央装置3との双方向通信と、ビーコンヘッド8による車載機2との路車間通信との制御を行う通信制御部として機能する。また、ビーコン制御機7は、所定の各機能を実行するプログラムを記憶部23(記憶装置)に格納しており、このプログラムが実行する機能部として差検出部21、位置特定部22、判定部24を備えている。なお、このビーコン制御機7の差検出部21、位置特定部22、判定部24による処理内容については後述する。
1 and 2, the
〔ビーコンヘッド8の第1の実施形態〕
図3において前記のとおり、ビーコンヘッド8は第1受光素子10及び第2受光素子11を有している。2つの受光素子10,11は、ビーコンヘッド8の筐体内において、車両進行方向の設置位置が異なるように設けられている。具体的には、2つの受光素子10,11は、同じ高さで車両進行方向の前後位置にそれぞれ設けられており、第1受光素子10が第2受光素子11よりも車両進行方向の上流側に設けられている。なお、図3において両者の間隔を距離dとして示している。したがって、車載ヘッド20が有している発光ダイオードから送信された近赤外線を、第1受光素子10が受光した時刻(到達時刻又は受光開始時刻)と、第2受光素子11が受光した時刻(到達時刻又は受光開始時刻)とに差(以下、時間差という)が生じる。
[First Embodiment of Beacon Head 8]
As described above in FIG. 3, the
この時間差は、第1と第2受光素子10,11とがそれぞれ前後離れて設けられていることから、車載ヘッド20から第1受光素子10までの距離e1(以下、第1伝送距離という(又は距離e1を第1光路長ともいう))と、当該車載ヘッド20から第2受光素子11までの距離e2(以下第2伝送距離という(又は距離e2を第2光路長ともいう))とが、相違していることによって生じる。そして、この時間差は第1伝送距離e1と第2伝送距離e1との差の関数である。つまり、時間差Δtは、Δt=(e2−e1)/c[ただし、cは光速(3.0×108m)]により表すことができる。
This time difference is that the first and second
さらに、第1伝送距離e1と第2伝送距離e2との差(e2−e1)は、ビーコンヘッド8の位置に対する、車載ヘッド20の車両走行方向の位置に応じて変化する。つまり、差(e2−e1)は、ビーコンヘッド8の直下位置gから車載ヘッド20までの道路に沿った車両進行方向の距離L0に応じて変化する。
したがって、ビーコン制御機7は、第1伝送距離e1と第2伝送距離e2との差(e2−e1)を検出する代わりに、この差(e2−e1)の関数である時間差Δtを検出することによって、後にも説明するが、この時間差Δtに基づいて、車載機2(車載ヘッド20)の車両進行方向の走行位置(例えば図3の距離L1)を検出することができる。
Furthermore, the difference (e2−e1) between the first transmission distance e1 and the second transmission distance e2 changes according to the position of the in-
Therefore, instead of detecting the difference (e2-e1) between the first transmission distance e1 and the second transmission distance e2, the
〔ビーコン制御機7の具体的な処理内容〕
ビーコン制御機7の前記差検出部21(図2参照)は、車載ヘッド20から送信された近赤外線をビーコンヘッド8の第1受光素子10が受光した時刻と、当該近赤外線をビーコンヘッド8の第2受光素子11が受光した時刻との差(前記時間差)を検出する。この差検出部21による時間差の検出方法を説明する。図3において、第2受光素子11は、第1受光素子10よりも道路Rに平行な方向に前記距離dだけ車載ヘッド20から離れているため、図5に示しているように、第1受光素子10がビーコンヘッド20からの近赤外線の受光を開始した時刻に対して、Δtだけ遅れて第2受光素子11がその近赤外線を受光している。このΔtである時間差を差検出部21は検出する。
[Specific processing contents of the beacon controller 7]
The difference detection unit 21 (see FIG. 2) of the
差検出部21は周波数カウンタとしての機能を有している構成である。図5に示しているように、第1受光素子10及び第2受光素子11が受信した信号を差検出部21がデジタル信号(パルス波)に変換すると、第1受光素子10によるパルス波の立ち上がりから、第2受光素子11によるパルス波の立ち上がりまでに時間差(位相差)Δtが生じ、これを周波数カウンタである差検出部21が測定する。なお、受信したデータ長は1[μs]の単位であるのに対して、時間差Δtは0.01[ns]の単位であるため、両受光素子10,11が受信した信号のずれは、その後の処理において問題とならない。また、差検出部21は、所定のクロックで動作するカウンタを用いて、第1と第1受光素子10,11間の受信時間差Δtを検出することができる。
The
ビーコン制御機7の前記位置特定部22は、差検出部21で検出された時間差Δtに対応する車載機2(車載ヘッド20)の走行位置を、記憶部23が記憶している関数関係から求める。なお、この関数関係は、時間差Δtと、道路Rに沿った車両進行方向の車載ヘッド20の位置との関係についての情報である。この関数関係をさらに具体的に説明したものが図6であり、時間差Δt[ns]と、(図3の)アップリンク領域UAの上流端cから車載ヘッド20までの距離L1との関係についての情報である。なお、この図6は、前記距離d(図3参照)を5cmとして求めた場合であり、図6の実線は車載ヘッド20の路面からの高さが1mの場合である。そして、この関数関係は、光ビーコン4の設置に際し、予め得られる情報であり、ビーコン制御機7の前記記憶部23がこの関数関係を記憶している。これにより、位置特定部22は、差検出部21が検出した時間差Δtを得ると、演算によって求めるのではなく、記憶部23が記憶しているこの関数関係から車載機2の走行位置(距離L1)を簡単に求めることができる。
そして、光ビーコン4は、ビーコンヘッド8を利用して、位置特定部22によって求めた前記走行位置(距離L1)の情報を車載機2に送信し、車載機2は、車載ヘッド20を利用して、この情報を受信し自己の走行位置を求めることができる。
The
Then, the
ビーコン制御機7の前記判定部24は、前記位置特定部22が求めた走行位置が、規定の前記アップリンク領域UA内であるか否かを判定する。つまり、図3において、位置特定部22が求めた距離L1の値が、アップリンク領域UAの下流端bと上流端cとの間に相当する値であるか否かを求めている。具体的には、図3において、距離L1の値が−1.6[m]以上、0[m]以下の範囲であると、判定部24は、位置特定部22が求めた走行位置が、アップリンク領域UA内であると判定し、距離L1の値が前記範囲外であると、判定部24は、位置特定部22が求めた走行位置が、アップリンク領域UA外であると判定する。そして、判定部24は、位置特定部22が求めた走行位置が、アップリンク領域UA内であると判定した場合に、車載機2に対して、所定のダウンリンク情報(後述する第二のダウンリンク情報)の送信を開始することができる。
The
図6の関数関係についてさらに説明すると、前記のとおり、(図3の)第1伝送距離e1と第2伝送距離a2との差(e2−e1)は、ビーコンヘッド8の位置に対する、車載ヘッド20の車両走行方向の位置(距離L1や距離L0)に応じて変化する。図3からも明らかなように、例えば、車載ヘッド20がビーコンヘッド8に近づくにつれて、伝送距離の差(e2−e1)は小さくなる。そして、第1受光素子10と第2受光素子11との間の直下位置(ビーコンヘッド8の直下位置g:L1=−5[m])で差(e2−e1)は0となる。このように、伝送距離の差(e2−e1)の関数である時間差Δtと、車載ヘッド20の位置L1との関係について予め求めておくことができ、これを関数関係として記憶部23に記憶させている。
6 will be further described. As described above, the difference (e2-e1) between the first transmission distance e1 (in FIG. 3) and the second transmission distance a2 is the in-
なお、車載機2の車載ヘッド20は、車両に複数種類の設置高さ(例えば、1mと2m)から選択して搭載させることができるものであり、例えば、車載ヘッド20を普通乗用自動車に搭載するために、設置高さを1mとして選択することができる。また、車載ヘッド20をバスやトラック等の大型自動車に搭載するために、設置高さを2mとして選択することができる。このように、車載ヘッド20の設置高さが車種によって異なるのは、車載ヘッド20は、通常、運転席内のフロントガラスの手前の部分(ダッシュボード上の位置)に取り付けられるためのである。
そして、図6の実線は、車載ヘッド20の高さが1mの場合であり、車載機2を普通乗用自動車に搭載させた場合である。図6の破線は、車載ヘッド20の高さが2mの場合であり、車載機2をバスやトラック等の大型自動車に取り付けた場合である。このように車載ヘッド20の取り付け高さが異なると、時間差Δtと車載機2の位置L1との関係は変化する。
The in-
And the continuous line of FIG. 6 is a case where the height of the vehicle-mounted
そこで、記憶部23は、車載ヘッド20の設置高さ毎に異なる複数の前記関数関係を記憶している。そして、前記位置特定部22は、更に車載機2(車載ヘッド20)の設置高さに関する高さ情報を取得して、この高さ情報に対応する関数関係を選択し、当該車載機2の走行位置を検出する構成となっている。この高さ情報は、車載機2から送信されるアップリンク情報に含ませておき、光ビーコン4がこのアップリンク情報を車載機2から受信することによって得てもよい。または、このビーコンヘッド8の上流側に、別のセンサ(図示せず)を設けておき、このセンサによって車両Cの高さを判別することにより、当該車両Cの車載ヘッド20の取り付け高さを判別し、この判別情報(高さ情報)を位置特定部22が受信することによって、高さ情報を得てもよい。このように、車載機2の高さ情報に基づいて、位置特定部22は、普通自動車用の関数関係(図6の実線)又は大型自動車用の関数関係(図6の破線)を選択することができ、位置特定部22による検出精度を高めることができる。
Therefore, the
〔路車間通信〕
図8は、前記通信領域Aにおいてビーコンヘッド8と車載ヘッド20との間で行われる双方向での路車間通信の手順を示している。以下、図3及び図8を参照しつつ、この路車間通信の内容を説明する。
まず、光ビーコン4のビーコン制御機7は、各車線R1〜R4に対応する各ビーコンヘッド8から、ダウンリンクの切り替え前の第一情報として、車線通知情報を含む第一のダウンリンク情報28を、各車線R1〜R4に所定の送信周期で常に送信し続けている(図8のF1)。なお、この段階では、車線通知情報には未だ車両IDは格納されていない。なお、この第一のダウンリンク情報28は、規定のダウンリンク領域DAに対して送信すればよいが、実際は、このダウンリンク領域DAよりも上流側に広い領域に対しても送信されている。
[Road-to-vehicle communication]
FIG. 8 shows a two-way road-to-vehicle communication procedure performed between the
First, the
車載機2を搭載した車両Cが規定のダウンリンク領域DAよりも上流側に存在し、車載ヘッド20が前記第一のダウンリンク情報28を受信した場合、車載コンピュータ19はアップリンク情報29の送信を開始し(図8のF2)、このアップリンク情報29をビーコンヘッド8に対して所定の送信周期で送信する(図8のF3)。このアップリンク情報29の送信についても、規定のアップリンク領域UAよりも上流側の領域において行われることがある。また、このアップリンク情報29に当該車両Cに特定の車両IDを格納して当該アップリンク情報29を送信する。
When the vehicle C equipped with the in-
この場合において、ビーコンヘッド8の第1受光素子10と第2受光素子11とがこのアップリンク情報29を受信すると(図8のF4)、先ず、ビーコン制御機7は、前記差検出部21と前記位置特定部22とを機能させ、この車載機2は、規定のアップリンク領域UAに進入した状態でアップリンク情報29を送信したか否かの判定を行う。つまり、ビーコン制御機7は、車載機2の位置検出を行う。
In this case, when the first
すなわち、差検出部21は、車載ヘッド20から送信された近赤外線(アップリンク情報29)を第1受光素子10と第2受光素子11とのそれぞれが受光した時の時間差(受光開始した時間の差)を検出し、位置特定部22は、差検出部21が検出したこの時間差、及び、前記関数関係(図6参照)に基づいて、車載機2の位置を検出する。さらに、この位置検出の際、位置特定部22は、車載ヘッド20の高さについての高さ情報を得ており、更に、この高さ情報に基づいて車載機2の位置を検出する。
具体的に説明すると、位置特定部22は、車載ヘッド20の高さが1mであることを検出し、差検出部21が時間差Δtを0.15[ns]と検出した場合、図6において実線による関数関係を選択し、これにより距離L1を4.9mとして検出することができる。すなわち、車載機2(車両C)は、アップリンク領域UAの始点c(図3参照)から4.9m上流側の位置に存在していることを認識することができる。
In other words, the
Specifically, the
この場合は、判定部24は、ビーコンヘッド8が受信した近赤外線は、規定のアップリンク領域UAにおいて送信されたものではないと判定することができ、この場合、判定部24は、光ビーコン2において以降の処理(後述する図8のF5以降の処理)を行わせることなく、図8のF1のステップに戻るための処理を行う。
一方、差検出部21が検出した検出結果を利用して、位置特定部22が距離L1を0m乃至これ以下(マイナスの値:図3では−1.6[m]以上)として検出した場合、判定部24は、ビーコンヘッド8が受信したアップリンク情報29は、規定のアップリンク領域UAにおいて送信されたものであると判定することができ、この場合、判定部24は、光ビーコン2において以降の処理(図8のF5以降の処理)を行わせる。
In this case, the
On the other hand, when the
図8のF5以降の処理を説明すると、ビーコン制御機7は、ダウンリンクの切り替え後の第二情報として、上記車両ID情報を有する車載機2のための車線通知情報を含む第二のダウンリンク情報30の送信を開始し(図8のF5)、このダウンリンク情報30の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す(図8のF6)。
Explaining the processing after F5 in FIG. 8, the
第二のダウンリンク情報30には、車両IDを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、及び、ドライバに対する安全運転支援のための支援情報等が含まれている。この支援情報には、例えば、光ビーコン4の下流側にある信号機の灯色が変わるタイミング情報である前記信号機情報や、光ビーコン4の下流側の所定位置(例えば、前方の交差点手前にある停止線)までの目標距離についての距離情報等が含まれる。前記目標距離は、前記所定位置(停止線)からアップリンク領域UAの上流端cまでの距離と、この上流端cから、光ビーコン4がアップリンク情報を受信した際の車載ヘッド20までの距離L1(図3参照)との和であり、前記所定位置(停止線)から前記上流端cまでの距離は規定値(測定して予め得た値)でありビーコン制御機7が記憶している情報であり、前記距離L1は前記位置特定部22が求めたものである。
そして、車載機2の車載コンピュータ19は、第二のダウンリンク情報30を受信した時点(図8のF7)で光ビーコン4でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報29の送信を停止する。
The
Then, the in-
このように、ビーコン制御機7の前記判定部24は、前記位置特定部22が求めた走行位置が、規定のアップリンク領域UA内であると判定した場合に、車載機2に対して第二のダウンリンク情報30の送信を開始することができる。
そして、車載機2の車載コンピュータ19は、支援情報を含むこの第二のダウンリンク情報30を受けると、この支援情報に基づいて安全運転支援の制御を開始することができる(図8のF8)。安全運転支援は、例えば、ビーコンヘッド8よりも車両走行方向の下流側にある所定位置(停止線)において、車両Cを所定の速度に自動的に減速させたり、車両Cを自動的に停止させたりすることができる操作である。
As described above, when the
And the vehicle-mounted
以上の路車間通信は、光ビーコン4側において車載機2の設置高さの情報を取得した上で、位置特定部22が車載機2の走行位置(距離L1)を特定し、この走行位置が規定のアップリンク領域UA外であると、判定部24が判定した場合、ダウンリンクの切り替え(図8のF5)を行わないものである。
この実施形態以外として、光ビーコン4側において車載機2の設置高さの情報を取得しないで、位置特定部22が車載機2の走行位置(距離L1)を特定する方法を以下に説明する。
In the above road-to-vehicle communication, after the information on the installation height of the in-
As a method other than this embodiment, a method in which the
路車間通信システムの構成は前記実施形態(図2)と同じであり、前記のとおり、車載機2を車両Cに、複数種類の設置高さ(例えば、1mと2m)から選択して搭載させることができる。そして、この実施形態では、ビーコン制御機7の機能が一部異なる。
図2と図8を参考に説明すると、ビーコンヘッド8の第1受光素子10と第2受光素子11とが、車載機2からアップリンク情報29を受信すると(図8のF4)、ビーコン制御機7は、このアップリンク情報29を第1及び第2受光素子10,11がそれぞれ受光した時の時間差に基づいて、当該車載機2の車両進行方向の走行位置を、前記複数種類の設置高さ毎に求める。
The configuration of the road-to-vehicle communication system is the same as that in the embodiment (FIG. 2). As described above, the vehicle-mounted
2 and 8, when the first
すなわち、位置特定部22は、車載機2の設置高さが1mの場合の車載機2の走行位置と、設置高さが2mの場合の車載機2の走行位置とのそれぞれを、前記関数関係(図6参照)に基づいて求める。そして、ビーコン制御機7は、設置高さ毎に対応する車載機2の走行位置に関する対応情報を第二ダウンリンク情報30に格納し、ビーコンヘッド8はこの対応情報を車載機2に対して送信する。
そして、車載機2は、車両Cへの取付の際に自己の設置高さについての情報が入力され記憶しており、記憶している自己の設置高さの情報に基づいて、受信した前記対応情報から、この設置高さの情報に対応する自己の走行位置を車載コンピュータ19が求める(選択する)。
That is, the
And the in-
この実施形態によれば、光ビーコン4側において車載機2の設置高さの情報を取得しなくても、走行位置の情報を車載機2は求めることができる点で有利である。
なお、この実施形態では、車載機2の設置高さを1mと2mとの二種類としたが、これ以外に設置高さの種類を三種類以上とすることができる。この場合、この設置高さ毎に応じた前記関数関係を、記憶部23に記憶させておく。
According to this embodiment, even if it does not acquire the information on the installation height of the vehicle-mounted
In addition, in this embodiment, although the installation height of the
〔ビーコンヘッド8の第2の実施形態〕
ビーコンヘッド8は、前記実施形態と同様に、第1受光素子10及び第2受光素子11を有しており(図3参照)、これら受光素子10,11は、ビーコンヘッド8の筐体内において、車両進行方向の設置位置が異なるように設けられている。具体的には、2つの受光素子10,11は、同じ高さで車両進行方向の前後位置にそれぞれ設けられており、第1受光素子10が第2受光素子11よりも車両進行方向の上流側に設けられている。なお、図3において両者の間隔を距離dとして示している。
したがってこの実施の形態では、車載ヘッド20が有している発光ダイオードから送信された近赤外線を、第1受光素子10が受光した時の当該第1受光素子10における受光強度と、第2受光素子11が受光した時の当該第2受光素子11における受光強度とに差(以下、受光強度差という)が生じ、この差を利用する。以下、これについて説明する。
[Second Embodiment of Beacon Head 8]
The
Therefore, in this embodiment, the light receiving intensity of the first
これら受光素子10,11それぞれにおける受光強度は、車載ヘッド20の出力が一定であるため、車載ヘッド20との間における近赤外線の空間伝搬損失に依存し、この空間伝搬損失は車載ヘッド20との間の距離(近赤外線の伝送距離)に依存する。したがって、前記受光強度差は、車載ヘッド20から第1受光素子10までの距離e1(以下、第1伝送距離という)と、当該車載ヘッド20から第2受光素子11までの距離e2(以下、第2伝送距離という)とが、相違することによって生じる。
The light receiving intensity of each of the
そして、前記受光強度差は第1伝送距離e1と第2伝送距離e2との差(比)の関数となる。すなわち、受光強度Sは、車載ヘッド20の出力Pから空間伝搬損失Γを減算したものであり〔(受光強度S)=(車載ヘッド20の出力P)−(空間伝搬損失Γ)〕、空間伝搬損失Γは、Γ=20log(4πe/λ)[ただし、e:伝送距離、λ:波長(850nm〜950nm)]により表すことができる。これにより、受光強度差ΔSは、ΔS=20log(e2/e1)と表すことができる。なお、車載ヘッド20の出力Pは一定である。
The difference in received light intensity is a function of the difference (ratio) between the first transmission distance e1 and the second transmission distance e2. That is, the received light intensity S is obtained by subtracting the spatial propagation loss Γ from the output P of the in-vehicle head 20 [(received light intensity S) = (output P of the in-vehicle head 20) − (spatial propagation loss Γ)]. The loss Γ can be expressed by Γ = 20 log (4πe / λ) [where e: transmission distance, λ: wavelength (850 nm to 950 nm)]. Thus, the received light intensity difference ΔS can be expressed as ΔS = 20 log (e2 / e1). Note that the output P of the in-
さらに、第1伝送距離e1と第2伝送距離e2との比(e2/e1)は、ビーコンヘッド8の位置に対する、車載ヘッド20の車両走行方向の位置に応じて変化する。つまり、比(e2/e1)は、ビーコンヘッド8の直下位置gから車載ヘッド20までの道路に沿った車両進行方向の距離L0に応じて変化する。
したがって、ビーコン制御機7は、第1伝送距離e1と第2伝送距離e2との比(e2/e1)による値を検出する代わりに、この比(e2/e1)の関数である受光強度差ΔSを検出することによって、後にも説明するが、この受光強度差ΔSに基づいて、車載機2(車載ヘッド20)の車両進行方向の走行位置(例えば図3の距離L1)を検出することができる。
Furthermore, the ratio (e2 / e1) between the first transmission distance e1 and the second transmission distance e2 changes according to the position of the in-
Therefore, instead of detecting a value based on the ratio (e2 / e1) between the first transmission distance e1 and the second transmission distance e2, the
〔ビーコン制御機7の具体的な処理内容〕
ビーコン制御機7の前記差検出部21(図2参照)は、車載ヘッド20から送信された近赤外線をビーコンヘッド8の第1受光素子10が受光した時の当該第1受光素子10における受光強度と、当該近赤外線をビーコンヘッド8の第2受光素子11が受光した時の当該受光素子11における受光強度とから、前記受光強度差ΔSを検出する。この受光強度差ΔSの検出方法は、差検出部21が、第1受光素子10が受光した近赤外線の受光強度[dB]と、第2受光素子11が受光した近赤外線の受光強度[dB]とを検出し、これらの差から受光強度差ΔSを演算によって求めることで行われる。
[Specific processing contents of the beacon controller 7]
The difference detector 21 (see FIG. 2) of the
そして、ビーコン制御機7の前記位置特定部22は、差検出部21で検出された受光強度差ΔSに対応する車載機2(車載ヘッド20)の走行位置を、記憶部23が記憶している関数関係から求める。なお、この関数関係は、受光強度差ΔSと、道路Rに沿った車両進行方向の車載ヘッド20の位置との関係についての情報である。この関数関係をさらに具体的に説明したものが図7であり、受光強度差ΔS[dB]と、(図3の)アップリンク領域UAの上流端cから車載ヘッド20までの距離L1との関係についての情報である。なお、この図7は、前記距離dを5cmとして求めた場合であり、図7の実線は車載ヘッド20の高さが1mの場合である。そして、この関数関係は、光ビーコン4の設置に際し、予め得られる情報であり、ビーコン制御機7の前記記憶部23がこの関数関係を記憶している。これにより、位置特定部22は、差検出部21が検出した受光強度差ΔSを得ると、演算によって求めるのではなく、記憶部23が記憶しているこの関数関係から車載機2の走行位置(距離L1)を簡単に求めることができる。
In the
そして、光ビーコン4は、ビーコンヘッド8を利用して、位置特定部22によって求めた前記走行位置(距離L1)の情報を車載機2に送信し、車載機2は、車載ヘッド20を利用して、この情報を受信し自己の走行位置を求めることができる。
ビーコン制御機7の前記判定部24は、前記実施形態と同様に、前記位置特定部22が求めた走行位置が、規定の前記アップリンク領域UA内であるか否かを判定する。
Then, the
The
図7の関数関係についてさらに説明すると、前記のとおり、(図3の)第1伝送距離e1と第2伝送距離a2との比(e2/e1)は、ビーコンヘッド8の位置に対する、車載ヘッド20の車両走行方向の位置(距離L1や距離L0)に応じて変化する。図3からも明らかなように、例えば、車載ヘッド20がビーコンヘッド8に近づくにつれて、伝送距離の比(e2/e1)は大きくなる。そして、第1受光素子10と第2受光素子11との間の直下位置(ビーコンヘッド8の直下位置g:L1=−5[m])で比(e2/e1)は1となる。このように、伝送距離の比(e2/e1)の関数である受光強度差ΔSと、車載ヘッド20の位置L1との関係について予め求めておくことができ、これを関数関係として記憶部23に記憶させている。
The functional relationship in FIG. 7 will be further described. As described above, the ratio (e2 / e1) between the first transmission distance e1 and the second transmission distance a2 (in FIG. 3) is the in-
また、図7の実線は、車載ヘッド20の高さが1mの場合であり、車載機2を普通乗用自動車に搭載させた場合である。そして、図7の破線は、車載ヘッド20の高さが2mの場合であり、車載機2をバスやトラック等の大型自動車に取り付けた場合である。このように車載ヘッド20の取り付け高さが異なると、前記受光強度差と車載機2の位置との関係は変化する。そこで、前記実施形態と同様に、記憶部23は、車載ヘッド20の設置高さ毎に異なる複数の前記関数関係を記憶している。そして、前記位置特定部22は、更に車載機2(車載ヘッド20)の設置高さに関する高さ情報を取得して、この高さ情報に対応する関数関係を選択し、当該車載機2の走行位置を検出する構成となっている。これにより、車載機2の高さ情報に基づいて、位置特定部22は、普通自動車用の関数関係(図7の実線)又は大型自動車用の関数関係(図7の破線)を選択することができ、位置特定部22による検出精度を高めることができる。
Moreover, the continuous line of FIG. 7 is a case where the height of the vehicle-mounted
この実施形態による路車間通信についても、前記実施形態による路車間通信と同様であり(図8参照)、ビーコンヘッド8の第1受光素子10と第2受光素子11とが車載機2からアップリンク情報29を受信すると(図8のF4)、先ず、ビーコン制御機7は、前記差検出部21と前記位置特定部22とを機能させ、第1受光素子10と第2受光素子11とにおける受光強度差ΔSを利用することにより、この車載機2は、規定のアップリンク領域UAに進入した状態でアップリンク情報29を送信したか否かの判定を行う。
The road-to-vehicle communication according to this embodiment is the same as the road-to-vehicle communication according to the above-described embodiment (see FIG. 8), and the first
すなわち、差検出部21は、車載ヘッド20から送信された近赤外線(アップリンク情報29)を、第1受光素子10が受光した受光強度と、第2受光素子11が受光した受光強度との差を検出し、位置特定部22は、差検出部21が検出したこの受光強度差、及び、前記関数関係(図7参照)に基づいて、車載機2の位置を検出する。さらに、この位置検出の際、位置特定部22は、車載ヘッド20の高さについての高さ情報を得ており、更に、この高さ情報に基づいて車載機2の位置を検出する。
具体的に説明すると、位置特定部22は、車載ヘッド20の高さが1mであることを検出し、差検出部21が受光強度差ΔSを0.04[dB]と検出した場合、図7において実線による関数関係を選択し、これにより距離L1を3.5mとして検出することができる。すなわち、車載機2(車両C)は、アップリンク領域UAの始点cから3.5m上流側の位置に存在していることを認識することができる。
That is, the
More specifically, when the
この場合は、判定部24は、ビーコンヘッド8が受信した近赤外線は、規定のアップリンク領域UAにおいて送信されたものではないと判定することができ、この場合、判定部24は、光ビーコン2において以降の処理(後述する図8のF5以降の処理)を行わせることなく、図8のF1のステップに戻るための処理を行う。
一方、差検出部21が検出した検出結果を利用して、位置特定部22が距離L1を0m乃至これ以下(マイナスの値:図3では−1.6[m]以上)として検出した場合、判定部24は、ビーコンヘッド8が受信したアップリンク情報29は、規定のアップリンク領域UAにおいて送信されたものであると判定することができ、この場合、判定部24は、光ビーコン2において以降の処理(図8のF5以降の処理)を行わせる。
In this case, the
On the other hand, when the
この発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
前記の実施形態では、ビーコン制御機7は、車載機2からのアップリンク情報を第1及び第2受光素子10,11がそれぞれ受光した時の時間差と受光強度差とのうちの一方のみに基づいて、車載機2の車両進行方向の走行位置を求める場合を説明したが、ビーコンヘッド8において、前記時間差と前記受光強度差との双方を(同時に)検出することができる場合、ビーコン制御機7は、時間差と受光強度差との双方を利用して、前記実施形態で説明した各手段によって車載機2の走行位置をそれぞれ求めてもよい。この場合、時間差に基づいて求めた走行位置と、受光強度差に基づいて求めた走行位置との平均を、結果としての走行位置としてもよい。また、時間差に基づいて求めた走行位置と、受光強度差に基づいて求めた走行位置との差が、ビーコン制御機7に記憶させてある規定のしきい値を超える場合、何らかの検出異常が発生したと判断し、走行位置を求める処理を中止するようにしてもよい。
以上より、この発明において、ビーコン制御機7は、時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて車載機2の車両進行方向の走行位置を求めるものである。
The present invention is not limited to the above embodiment.
In the embodiment described above, the
As described above, in the present invention, the
また、例えば、ビーコンヘッド8の前記第1(第2)の実施形態では、図6(図7)の関数関係を、時間差Δt(受光強度差ΔS)と、通信領域Aから車載ヘッド20までの距離L1との関係についての情報として説明したが、距離L1の代わりに、ビーコンヘッド8の直下位置gから車載ヘッド20までの道路Rに沿った前記距離L0としてもよい。
また、図6(図7)の関数関係を、時間差Δt(受光強度差ΔS)と、道路Rに沿った車両進行方向の車載機2の位置との関係について予め得た情報として説明したが、関数関係はこれ以外に、時間差Δt(受光強度差ΔS)に基づいて車載機2の位置(例えば前記距離L0又はL1)を検出するための計算式(計算プログラム)についての情報であってもよく、この計算式を記憶部23が記憶している構成とすることができる。この場合、差検出部21が時間差Δt(受光強度差ΔS)を検出すると、位置特定部22は、前記計算式を利用することにより、車載機2(車載ヘッド20)の位置を検出することができる。
Further, for example, in the first (second) embodiment of the
Moreover, although the functional relationship of FIG. 6 (FIG. 7) was demonstrated as information acquired beforehand about the relationship between time difference (DELTA) t (light reception intensity difference (DELTA) S) and the position of the
2 車載機
4 光ビーコン
7 ビーコン制御機(演算部)
8 ビーコンヘッド(送信部)
10 第1の受光素子
11 第2の受光素子
19 車載コンピュータ(制御部)
20 車載ヘッド(投受光器)
21 差検出部
22 位置特定部
23 記憶部
24 判定部
A 通信領域
C 車両
R 道路
2 In-
8 Beacon head (transmitter)
DESCRIPTION OF
20 On-vehicle head (emitter / receiver)
21
Claims (9)
前記光ビーコンは、
車両進行方向の設置位置が異なる第1及び第2受光素子を有する投受光器と、
前記車載機からの光信号を前記第1及び第2受光素子がそれぞれ受光した時の時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車載機の車両進行方向の走行位置を求める演算部と、
を備えていることを特徴とする路車間通信システム。 A vehicle-to-vehicle device that travels on a road, and an optical beacon in which a communication area is set in a predetermined range of the road, and that performs two-way communication using an optical signal between the vehicle-mounted device and the optical beacon. A communication system,
The optical beacon is
A projector / receiver having first and second light receiving elements having different installation positions in the vehicle traveling direction;
An operation for obtaining a travel position of the in-vehicle device in the vehicle traveling direction based on at least one of a time difference and a received light intensity difference when the first and second light receiving elements respectively receive an optical signal from the in-vehicle device. And
A road-to-vehicle communication system comprising:
前記光ビーコンは、
車両進行方向の設置位置が異なる第1及び第2受光素子を有する投受光器と、
前記車載機からの光信号を前記第1及び第2受光素子がそれぞれ受光した時の時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車載機の車両進行方向の走行位置を求める演算部と、
前記演算部が求めた走行位置が、設定された前記アップリンク領域内であると判定した場合に前記所定のダウンリンク情報の送信を開始する判定部と、
を備えていることを特徴とする路車間通信システム。 An on-vehicle device of a vehicle traveling on a road, and an optical beacon in which a downlink region and an uplink region are set in a predetermined range of the road, and bidirectional by an optical signal between the on-vehicle device and the optical beacon Performing communication, the optical beacon is a road-vehicle communication system that transmits predetermined downlink information according to uplink information from the in-vehicle device,
The optical beacon is
A projector / receiver having first and second light receiving elements having different installation positions in the vehicle traveling direction;
An operation for obtaining a travel position of the in-vehicle device in the vehicle traveling direction based on at least one of a time difference and a received light intensity difference when the first and second light receiving elements respectively receive an optical signal from the in-vehicle device. And
A determination unit that starts transmission of the predetermined downlink information when it is determined that the travel position obtained by the calculation unit is within the set uplink region;
A road-to-vehicle communication system comprising:
前記光ビーコンは、
車両進行方向の設置位置が異なる第1及び第2受光素子を有する投受光器と、
前記車載機からの光信号を前記第1及び第2受光素子がそれぞれ受光した時の時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車載機の車両進行方向の走行位置を前記設置高さ毎に複数求める演算部と、
前記設置高さ毎に対応する前記走行位置の対応情報を前記車載機に送信する送信部と、を備え、
前記車載機は、自己の設置高さに基づいて、受信した前記対応情報から自己の走行位置を求める制御部を備えていることを特徴とする路車間通信システム。 An in-vehicle device capable of selecting and mounting an installation height on a vehicle traveling on a road, and an optical beacon in which a communication area is set in a predetermined range of the road, and between the in-vehicle device and the optical beacon. A road-vehicle communication system that performs two-way communication using optical signals,
The optical beacon is
A projector / receiver having first and second light receiving elements having different installation positions in the vehicle traveling direction;
Based on at least one of a time difference and a received light intensity difference when the first and second light receiving elements respectively receive an optical signal from the in-vehicle device, the installation position of the in-vehicle device in the vehicle traveling direction is set A plurality of calculation units for each height,
A transmission unit that transmits correspondence information of the travel position corresponding to each installation height to the in-vehicle device,
The on-vehicle apparatus includes a control unit that obtains its traveling position from the received correspondence information based on its installation height.
車両進行方向の設置位置が異なる第1及び第2受光素子を有する投受光器と、
前記車載機からの光信号を前記第1及び第2受光素子がそれぞれ受光した時の時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車載機の車両進行方向の走行位置を求める演算部と、
を備えていることを特徴とする光ビーコン。 An optical beacon used for road-to-vehicle communication, which performs bidirectional communication with an in-vehicle device of a vehicle using an optical signal,
A projector / receiver having first and second light receiving elements having different installation positions in the vehicle traveling direction;
An operation for obtaining a travel position of the in-vehicle device in the vehicle traveling direction based on at least one of a time difference and a received light intensity difference when the first and second light receiving elements respectively receive an optical signal from the in-vehicle device. And
An optical beacon characterized by comprising:
前記光ビーコンにおいて、車両進行方向の設置位置が異なるように第1及び第2受光素子が設けられ、前記車載機からの光信号を前記第1及び第2受光素子がそれぞれ受光した時の時間差及び受光強度差のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車載機の車両進行方向の走行位置を求めることを特徴とする路車間通信方法。 A road-to-vehicle communication method for performing bidirectional communication with an optical signal between an in-vehicle device of a vehicle traveling on a road and an optical beacon in which a communication area is set in a predetermined range of the road,
In the optical beacon, the first and second light receiving elements are provided so that the installation positions in the vehicle traveling direction are different, and the time difference when the first and second light receiving elements receive the optical signals from the in-vehicle device, and A road-to-vehicle communication method characterized in that, based on at least one of received light intensity differences, a travel position of the vehicle-mounted device in the vehicle traveling direction is obtained.
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