JP2009232065A - Communication system, and on-board communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、路車間通信と車車間通信との間で通信を切換可能な車載通信装置に関する。 The present invention relates to an in-vehicle communication device capable of switching communication between road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication.
一般にETC(Electronic Toll Collection system)車載機はDSRC(Dedicated Short-Range Communication:専用狭域通信)方式と呼ばれる通信方式によりETCゲート等の基地局側に設置された通信装置(DSRC路側機)と通信する。このDSRC方式では、通信周波数帯域(5.8GHz帯域)に複数の通信チャネルが割り当てられ、DSRC路側機は使用する通信チャネルが他の通信チャネルと干渉しないように配置,運用されている。このためETC車載機は、DSRC路側機と通信する際、すなわち路車間通信を行う際には、通信周波数帯域に割り当てられている全ての通信チャネルを順にスキャンすることにより通信の際に使用する通信チャネルを検出する。 In general, ETC (Electronic Toll Collection system) in-vehicle devices communicate with communication devices (DSRC roadside devices) installed on the base station side such as ETC gates by a communication method called DSRC (Dedicated Short-Range Communication) method. To do. In this DSRC system, a plurality of communication channels are allocated to the communication frequency band (5.8 GHz band), and the DSRC roadside equipment is arranged and operated so that the communication channel to be used does not interfere with other communication channels. For this reason, when ETC on-board equipment communicates with DSRC roadside equipment, that is, when performing road-to-vehicle communication, communication that is used for communication by sequentially scanning all communication channels assigned to the communication frequency band Detect the channel.
近年、このような路車間通信機能と共に、路車間通信において使用する通信周波数帯域と同じ通信周波数帯域を利用して周囲車両と通信する車車間通信機能を備えたETC車載機が提案されている。しかしながら一般に車車間通信を行う際には、周囲車両の位置情報を常に収集し、且つ、自車両の位置情報を周囲車両に伝えるために、同一の通信チャネルを使い続けなければならない。このため従来のETC車載機では、路車間通信機能と車車間通信機能とで通信機能部を共用し、DSRC路側機からの電波が検知されたか否かに応じて路車間通信と車車間通信との間で通信を切り換えるようにしている(特許文献1参照)。
DSRC路側機からの電波が検知されたか否かに応じて通信を車車間通信から路車間通信に切り換える場合、DSRC路側機からの電波が検知されたか否かを判断するための判別回路が必要になるために、ETC車載機のコストが増加する。 When switching from vehicle-to-vehicle communication to road-to-vehicle communication depending on whether or not radio waves from the DSRC roadside machine have been detected, a discrimination circuit is required to determine whether or not radio waves from the DSRC roadside machine have been detected. Therefore, the cost of ETC in-vehicle devices increases.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、同一の通信周波数帯域を利用した車車間通信及び路車間通信を安価に行うことが可能な通信システム及び車載通信装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a communication system and an in-vehicle system capable of performing vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication using the same communication frequency band at low cost. It is to provide a communication device.
本発明では、車車間通信によって路車間通信を行うことを通知する付帯情報を受信した場合、車載通信装置が車車間通信から路車間通信へと通信を切り換える。 In the present invention, when the incidental information notifying that road-to-vehicle communication is performed by vehicle-to-vehicle communication is received, the in-vehicle communication device switches communication from vehicle-to-vehicle communication to road-to-vehicle communication.
本発明によれば、車車間通信と路車間通信とを切り換えるための判別回路が不要になるので、同一の通信周波数帯域を利用した車車間通信及び路車間通信を安価に行うことができる。 According to the present invention, since a determination circuit for switching between vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication is not required, vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication using the same communication frequency band can be performed at low cost.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる通信システムの構成及びその動作について説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of a communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔通信システムの構成〕
本発明の実施形態となる通信システムは、図1に示すように、車両1に搭載された車載通信装置2と、ETCゲート等の基地局3側に設置された車車間通信装置4及び路車間通信装置5(DSRC路側機)とを主な構成要素として備える。車車間通信装置4は、約100~400mの通信範囲内に路車間通信装置5毎に固有に割り当てられた路側機ID(サービス種別),路車間通信装置5の位置(経度・緯度)及び通信周波数(通信チャネル)を示す情報を送信する。路車間通信装置5は、車車間通信装置4と同一の通信周波数帯域(例えば5.8GHz帯域)を利用して約4~30mの通信範囲内で路車間通信を行う。
[Configuration of communication system]
As shown in FIG. 1, a communication system according to an embodiment of the present invention includes an in-
〔車載通信装置の構成〕
車載通信装置2は、車車間通信機能と路車間通信機能の2つの通信機能を有する。具体的には、車載通信装置2は、図2に示すように、DSRC通信回路10と制御CPU(Central Processing Unit)20を主な構成要素として備える。DSRC通信回路10は、アンテナ11を介して電波を送信する送信回路12と、アンテナ11を介して電波を受信する受信回路13と、送信回路12と受信回路13との間でアンテナ11に接続する回路を切り換える切換回路14と、路車間通信に関係する電波を変調/復調する路車間通信変復調部15と、車車間通信に関係する電波を変調/復調する車車間通信変復調部16とを備える。DSRC通信回路10は、制御CPU20の制御に従って車車間通信モードと路車間通信モードとの間で通信モードを切り換える。
[Configuration of in-vehicle communication device]
The in-
制御CPU20は、公知のマイクロプロセッサにより構成され、DSRC通信回路10の動作を制御する。本実施形態において制御CPU20は、通常時は車車間通信を行うようにDSRC通信回路10を制御し、詳しくは後述するが、車両1がDSRC路側機3に接近している場合、通信モードを車車間通信モードから路車間通信モードに切り換えるようにDSRC通信回路10を制御する。また制御CPU20は、DSRC通信回路10が車車間通信モードで動作している際には、車両1に搭載されたナビゲーション装置30との間で情報通信する。
The
ナビゲーション装置30は、位置判定部31と車両接近度推定部32を主な構成要素として備える。位置判定部31は、制御CPU20からの指示に応じて、GPS(Global Positioning System)アンテナ33を介して受信したGPS信号を利用して車車間通信において周囲車両に通知する車両1の位置情報(自車位置情報,経度・緯度情報)を生成する。位置判定部31により生成された自位置情報は制御CPU20を介してDSRC通信回路10に入力され、DSRC通信回路10は車車間通信によって自位置情報を周囲車両に送信する。車両接近度推定部32は、DSRC通信回路10が受信した周囲車両の位置情報(他車位置情報),自車位置情報,車両1の車速信号,ブレーキスイッチ(SW)信号,アクセル開度信号,ウィンカ信号,及びハザード信号に基づいて周囲車両に対する車両1の接近度を判定し、接近度が規定値以下である場合、HMI(Human Machine Interface)装置34を制御することにより車両1の運転者に注意喚起のための情報を提示する。
The
〔車載通信装置の動作〕
このような構成を有する通信システムは、以下に示す通信処理を実行することにより、同一の通信周波数帯域を利用した車車間通信及び路車間通信を安価に行うことを可能にする。以下、図3に示すフローチャートを参照して、この通信処理を実行する際の通信システムの動作について詳しく説明する。
[Operation of in-vehicle communication device]
The communication system having such a configuration can perform low-cost vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication using the same communication frequency band by executing the following communication processing. The operation of the communication system when executing this communication process will be described in detail below with reference to the flowchart shown in FIG.
図3に示すフローチャートは、車載通信装置2の電源がオフ状態からオン状態に切り換えられたタイミングで開始となり、通信処理はステップS1の処理に進む。なおこの通信処理は車載通信装置2の電源がオン状態である限り繰り返し実行されるものとする。
The flowchart shown in FIG. 3 starts at the timing when the power source of the in-
ステップS1の処理では、制御CPU20が、ナビゲーション装置30の位置判定部31から自車位置情報を取得し、車車間通信変復調部16が、送信回路12及びアンテナ11を介して車車間通信により自車位置情報を周囲車両に発信する。具体的には、図4に示すDSRC通信帯域内の通信チャネルCH2を利用して車車間通信を行っている場合、車車間通信変復調部16は自車位置情報を通信チャネルCH2の周波数で変調して周囲車両に発信する。これにより、ステップS1の処理は完了し、通信処理はステップS2の処理に進む。
In the process of
ステップS2の処理では、車車間通信変復調部16が、アンテナ11及び受信回路13を介して他車位置情報を含む電波を受信,復調し、復調された他車位置情報を制御CPU20を介してナビゲーション装置30の車両接近度推定部32に出力する。具体的には、図4に示すDSRC通信帯域内の通信チャネルCH2を利用して車車間通信を行っている場合、車車間通信変復調部16は受信した電波を通信チャネルCH2の周波数で復調して他車位置情報として出力する。これにより、ステップS2の処理は完了し、通信処理はステップS3の処理に進む。
In step S2, the
ステップS3の処理では、車両接近度推定部32が、自車位置情報と他車位置情報に基づいて周囲車両に対する車両1の接近度が規定値以下であるか否かを判別する。判別の結果、接近度が規定値以下である場合、車両接近度推定部32は、ステップS4の処理としてHMI装置34を起動制御することにより車両1の運転者に注意喚起のための情報を提示した後、通信処理をステップS5の処理に進める。一方、接近度が規定値以下でない場合には、車両接近度推定部32は通信処理をそのままステップS5の処理に進める。
In the process of step S3, the vehicle approach
ステップS5の処理では、制御CPU20が、車車間通信変復調部16が受信した電波の中に路車間通信装置5の路側機ID及び位置情報が含まれているか否かを判別する。判別の結果、路側機ID及び位置情報が含まれていない場合、制御CPU20は通信処理をステップS1の処理に戻す。一方、DSRC路側機3の路側機ID及び位置情報が含まれている場合には、制御CPU20は通信処理をステップS6の処理に進める。
In the process of step S5, the
ステップS6の処理では、制御CPU20が、DSRC通信回路10の通信モードを車車間通信モードから路車間通信モードに切り換え、路車間通信の待ち受け状態に移行する。具体的には、図4に示すDSRC通信帯域内の通信チャネルCH2を利用して車車間通信を行っている場合において、時刻T=T1のタイミングで車車間通信により受信した電波の中に路側機ID及び位置情報が含まれている場合、制御CPU20は、周囲車両に対する車両1の接近度が規定値以下であることを確認した後、時刻T=T2のタイミングで通信チャネルを車車間通信用の通信チャネルCH2から路車間通信用の通信チャネルCH7に切り換えることにより通信モードを車車間通信モードから路車間通信モードに切り換える。なお路車間通信用の通信チャネルとしては、車車間通信により受信した情報の中に路車間通信用の通信チャネルの指定があればその通信チャネルを使用し、指定がない場合には、DSRC通信帯域内の全ての通信チャネルをスキャンすることにより路車間通信装置5のに割り当てられている通信チャネルを検出する。本実施形態では、図4に示す通信チャネルCH5,CH7が路車間通信装置5に割り当てられているものとする。これにより、ステップS6の処理は完了し、通信処理はステップS7の処理に進む。
In step S6, the
ステップS7の処理では、路車間通信変復調部15が、路車間通信により路車間通信装置5と通信する。これにより、ステップS7の処理は完了する。以後、路車間通信の完了に伴い(図4に示す時刻T=T3)、制御CPU20は通信モードを路車間通信モードから車車間通信モードに切り換え、一連の通信処理は終了する。
In the process of step S7, the road-to-
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる通信システムでは、車載通信装置2は、通常時は図5に示すような車車間通信を行い、図6(a)に示すように車載通信装置2が搭載されている車両Aが基地局3側に設けられた車車間通信装置4の通信圏R1内に入り、路車間通信装置5の位置情報を受信した場合、図6(b)に示すように車車間通信モードから路車間通信モードへと通信モードを切り換える。そして車載通信装置2は、基地局3側に設けられた路車間通信装置5の通信圏R2内に入ったタイミングで路車間通信装置5と路車間通信を行う。
As is clear from the above description, in the communication system according to the embodiment of the present invention, the in-
すなわち本発明の実施形態となる通信システムでは、車載通信装置2は車車間通信により路車間通信装置5の位置情報を受信したか否かに応じて、車車間通信モードから路車間通信モードへと通信モードを切り換える。従って本発明の実施形態となる通信システムによれば、路車間通信モードと車車間通信モードとの間で通信モードを切り換えるための判別回路が不要になり、同一の通信周波数帯を利用した車車間通信及び路車間通信を安価に行うことが可能になる。
That is, in the communication system according to the embodiment of the present invention, the in-
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば本実施形態では、HMI装置34を起動制御することにより車両1の運転者に注意喚起のための情報を提示した後に路側機ID及び位置情報を受信した場合、制御CPU30は通信モードを車車間通信モードから路車間通信モードへと切り換えたが、路側機IDの種類によっては車車間通信を継続して周囲車両に対する車両1の接近度を監視するようにしてもよい。
As mentioned above, although embodiment which applied the invention made by this inventor was described, this invention is not limited by the description and drawing which make a part of indication of this invention by this embodiment. For example, in this embodiment, when the roadside unit ID and the position information are received after the information for alerting the driver of the
具体的には、路車間通信装置5が交通情報を提供するVICS(Vehicle Information and Communication System)装置や駐車場で情報提供や課金を行う装置である場合、路車間通信装置5付近で車両1が周囲車両と衝突する可能性は低いので通信モードを路車間通信モードに切り換えても問題がないが、路車間通信装置5がETCゲートや交通情報(渋滞末尾位置情報や合流支援情報)を提供するビーコン装置である場合には、路車間通信装置5付近で車両1が周囲車両と衝突する可能性が高いので車車間通信を継続することが望ましい。すなわち車両1の現在位置における周囲車両との衝突可能性に応じて車車間通信モードを優先させることが望ましい。但しETCゲート付近では、路車間通信ができなくなると車両1がETCゲート付近で停車し、後続車両の接近を誘発する可能性が高くなるので、路車間通信モードを優先させることが望ましい。
Specifically, when the road-
車車間通信装置4が基地局3に設置されていない場合には、以下に示す動作を実行することにより通信モードを車車間通信モードから路車間通信モードへと切り換えることが望ましい。車車間通信により周囲車両との衝突可能性をモニタし続けなければならない走行シーンは車両がETCゲート付近を除く道路上に位置する場合である。また車両が停止している状態では周囲車両との衝突を回避するために自車位置情報を送信する必要はあるが、他車位置情報を受信する必要はない。従って、車速が0、ブレーキペダルがオン、且つ、車両が店舗,サービスエリア,パーキングエリア等の駐車場に位置する場合、他車位置情報の受信用の時間を路車間通信装置5の通信チャネルのサーチに割り当て(例えば図7に示す時刻T=T1-T2間)、このサーチによって路車間通信装置5の通信チャネルが見つかった場合(図7に示す通信チャネルCH1)、通信モードを車車間通信モードから路車間通信モードに切り換えても良い(図7に示す時刻T=T2-T3間)。
When the inter-vehicle communication device 4 is not installed in the
このような通信処理によれば、車車間通信装置4が基地局3に設置されていない場合であっても、通信モードを車車間通信モードから路車間通信モードに切り換えることができる。より具体的には、ETC料金所,駐車場ゲート,サービスエリアや道の駅における情報提供ビーコン付近において一旦停止することにより通信モードを車車間通信モードから路車間通信モードに切り換えることができる。なお停車時における路車間通信装置5の通信チャネルのスキャンを1,2周期分に限定し、スキャン周期内で路車間通信装置5の通信チャネルが検出されなかった場合には、直ちに他車位置情報を受信するモードに復帰することが望ましい。これにより、より安全な通信システムを構築することができる。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
According to such communication processing, even when the inter-vehicle communication device 4 is not installed in the
1:車両
2:車載通信装置
3:基地局
4:車車間通信装置
5:路車間通信装置
10:DSRC(Dedicated Short-Range Communication)通信回路
11:アンテナ
12:送信回路
13:受信回路
14:切換回路
15:路車間通信変復調部
16:車車間通信変復調部
20:制御CPU(Central Processing Unit)
30:ナビゲーション装置
31:位置判定部
32:車両接近度推定部
33:GPS(Global Positioning System)アンテナ
34:HMI(Human Machine Interface)装置
1: Vehicle 2: In-vehicle communication device 3: Base station 4: Vehicle-to-vehicle communication device 5: Road-to-vehicle communication device 10: DSRC (Dedicated Short-Range Communication) communication circuit 11: Antenna 12: Transmission circuit 13: Reception circuit 14: Switching Circuit 15: Road-to-vehicle communication modem 16: Vehicle-to-vehicle communication modem 20: Control CPU (Central Processing Unit)
30: Navigation device 31: Position determination unit 32: Vehicle proximity estimation unit 33: GPS (Global Positioning System) antenna 34: HMI (Human Machine Interface) device
Claims (5)
基地局側に設置された路車間通信を行う第1の送受信装置と、
前記基地局側に設置された車車間通信を行う第2の送受信装置とを備え、
前記第2の送受信装置は、車車間通信によって前記基地局が路車間通信を行うことを通知する付帯情報を送信し、前記車載通信装置は、車車間通信によって前記付帯情報を受信した場合、車車間通信から路車間通信へと通信を切り換えることを特徴とする通信システム。 An in-vehicle communication device mounted on a vehicle and having a road-to-vehicle communication function and a vehicle-to-vehicle communication function;
A first transmitting / receiving device that performs road-to-vehicle communication installed on the base station side;
A second transmission / reception device that performs inter-vehicle communication installed on the base station side;
The second transmission / reception device transmits supplementary information notifying that the base station performs road-to-vehicle communication by inter-vehicle communication, and the in-vehicle communication device receives the supplementary information by inter-vehicle communication. A communication system characterized by switching communication from inter-vehicle communication to road-to-vehicle communication.
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