CN1822522B

CN1822522B - 移动体通信装置

Info

Publication number: CN1822522B
Application number: CN2006100085166A
Authority: CN
Inventors: 小西圭睦; 山本泰正; 丹羽荣二
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-02-16
Also published as: EP1693816B1; DE602006011226D1; EP1693816A2; KR100997761B1; JP4539361B2; JP2006229397A; CN1822522A; EP1693816A3; KR20060092128A; US7443314B2; US20060181431A1

Abstract

一种移动体通信装置，其即使在多个移动体之间存在通信障碍物，也可通过适当的移动体进行中继处理。在各车辆中具备检测出周围环境的周围环境检测机构(SD)、基于该检测结果来判定是否适合进行中继的中继适合与否判定机构(TR)、与表示车辆状态的信息一起发送中继适合与否的判定结果的第一发送处理机构(T1)、接收该发送信息并将其依次存储到存储机构(MR)中的第一接收处理机构(R1)。还具备：基于被存储的信息来判定可否进行中继，并指定应进行中继请的求的车辆而发送中继请求的第二发送处理机构(T2)；接收该发送信息并判定有无中继请求，并且对发送了中继请求的(自身车辆以外的)车辆进行中继处理的第二接收处理机构(R2)。

Description

移动体通信装置

技术领域

本发明涉及一种分别装载在多个移动体上并在各移动体之间相互交换信息的移动体通信装置，特别是涉及一种在多台车辆之间交换移动相关信息的通信装置。

背景技术

从以前开始，公知有在多台车辆之间收发信号而交换各种信息的通信装置，例如，在专利文献1中公开有能够在多台车辆之间进行信息通信的车辆间通信系统。在该专利文献1提出的系统中，各车辆通过作为驾驶支援用机构而装载在自身车辆上的驾驶支援用摄像机拍摄自身车辆周围的图像，并基于拍摄到的周围图像来检测出自身车辆周围的交通状况等行驶相关信息，再将其以无线的方式向其它车辆发送。

另一方面，作为移动体通信的技术，公知有通过由多个移动体来中继信号，而实现了在相互之间无法直接进行通信的移动体之间进行通信的多次反射无线网络技术。还有，已经开发出构筑各种多次反射无线网络的路径的路由协议。

专利文献1：JP特开2001-283381号公报

根据上述专利文献1中所记载的装置，当一辆车检测出交通状况或异常状态时，该检测车辆能够对位于无线发送可能范围内的全体车辆发送这些信息。然而，一般来说，由于在使用于车辆间的通信系统的无线通信中使用高频信号，所以，当存在遮蔽信号的通信障碍物、例如建筑物等时，会难以对隐藏在其影子里的车辆进行通信。

与此相对，若利用构筑上述多次反射无线网络的路径的路由协议，则在移动体之间、即使对无法直接发送信号的移动体，也能够通过由其它的移动体进行中继来进行通信。例如，亦可适用在处于因存在建筑物等而无法直接收发信号的状态下的车辆之间的通信。但是，在车辆等移动体中的多次反射无线网络中，由于无序地发生跳跃，故路径的收敛花费时间，所以通信效率变差。

发明内容

因此，本发明的目的在于，在分别装载在多个移动体上并在各移动体之间相互交换信息的移动体通信装置中，即使在多个移动体之间存在通信障碍物，也能够通过适当的移动体的移动体通信装置进行中继处理，从而收发适当的信息。

为了达成上述目的，本发明提供一种移动体通信装置，它分别装载在多个移动体上并在各移动体之间相互交换信息，其特征在于，具备：周围环境检测机构，其检测出周围的环境；中继适合与否判定机构，其基于该周围环境检测机构的检测结果来判定是否适合进行中继；第一发送处理机构，其发送第一信号，该第一信号包含表示上述移动体的状态的信息以及上述中继适合与否判定机构的判定结果信息；第一接收处理机构，其接收该第一发送处理机构发送了的第一信号，并将该第一信号依次存储到存储机构中；第二发送处理机构，其基于被存储在上述存储机构中的信息来判定可否进行中继，并发送第二信号，该第二信号包含指定了应进行中继请求的移动体的信息；第二接收处理机构，其接收该第二发送处理机构发送的第二信号并判定有无上述中继请求，并且对通过上述第一发送处理机构发送了上述中继请求的移动体进行中继处理。

在上述移动体通信装置中，上述周围环境检测机构可为包含装载在上述移动体上的摄像机构的检测机构。还有，上述移动体是车辆，特别是汽车，而表示上述移动体状态的信息是例如表示有关作为移动体的车辆的自身车辆位置以及行驶状态的车辆信息。

还有，上述第一发送处理机构、第二发送处理机构、第一接收处理机构、以及第二接收处理机构能够由分别装载在上述多个移动体上的无线收发机构成。

由于本发明以上述的方式构成，故能获得以下的效果。即，在本发明的移动体通信装置中，由于能够选择周围没有通信障碍物的移动体的移动体通信装置作为中继对象，所以能够高效地收发适当的信息。也就是说，即使在由于遮蔽收发信号的通信障碍物而无法直接进行通信的移动体之间，也与各种移动体无序地进行中继时相比，能够非常高效地收发信息。

若根据本发明的周围环境检测机构，则通过由摄像机构拍摄移动体的周围，而能够以简单的构成检测出有无通信障碍物，进而，若根据本发明的周围环境检测机构，则能够以简单的构成适当地进行收发信息。

附图说明

图1是表示本发明的移动体通信装置的一个实施方式的构成的方框图。

图2是表示包含本发明的一个实施方式中的移动体通信装置的具体构成例的方框图。

图3是表示本发明的一个实施方式中的移动体通信装置的通信状态的一例的俯视图。

图4是表示本发明的一个实施方式中的信息发送处理的主程序的流程图。

图5是表示本发明的一个实施方式中的跳跃判定处理的流程图。

图6是表示本发明的一个实施方式中的中继请求制作处理的流程图。

图7是表示本发明的一个实施方式中的信息接收处理的主程序的流程图。

图8是表示本发明的一个实施方式中的中继处理的流程图。

图9是表示利用以往的移动体通信装置的通信状态的一例的俯视图。

具体实施方式

下面，针对由上述结构构成的本发明的移动体通信装置的一个具体实施方式，参照附图进行说明。在图1中，作为移动体使用车辆，且以如下的方式构成的移动体通信装置分别装载在多台车辆上，并以后述的方式进行车辆间通信。例如，具有以下构成的移动体通信装置分别装载在作为移动体的各车辆、即在图1中以点划线表示的车辆A以及车辆C上。即，例如在车辆A中构成有：检测出周围环境的周围环境检测机构SD；基于该周围环境检测机构SD的检测结果，来判定是否适合进行中继的中继适合与否判定机构TR；发送包含表示车辆(车辆A)的状态的信息以及中继适合与否判定机构TR的判定结果信息的第一信号(S1)的第一发送处理机构T1。还构成有：接收第一发送处理机构T1发送的第一信号(S1)，并将其依次存储到存储机构MR中的第一接收处理机构R1；基于被存储在存储机构MR中的信息来判定可否进行中继，并发送包含指定了应请求中继的车辆(例如车辆C)的信息的第二信号(S2)的第二发送处理机构T2；以及接收该第二发送处理机构T2发送的第二信号(S2)并判定有无中继请求，并且对通过第一发送处理机构T1发送了中继请求的(自身车量以外的)车辆(例如车辆C)进行中继处理的第二接收处理机构R2，并且，如图1所示，与具有相同构成的车辆C之间进行收发信息。还有，第一信号(S1)以及第二信号(S2)并不一定必须为分别独立的信号，亦可使这两者的功能包含在如后述那样以规定的周期进行收发的收发信号中。

上述的周围环境检测机构SD包括摄像机构CM，并且，例如安装在车辆的前端附近，从而能够拍摄车辆前方以及规定角度的左右方向的图像。还有，第一及第二发送处理机构T1及T2与第一及第二接收处理机构R1及R2，像以下所说明那样，能够由无线收发机构成。还有，上述的各机构能够由图2所示的各装置来构成。

图2是表示包含上述各机构的移动体通信装置的具体构成的一例的方框图，并且，本实施方式的移动体通信装置10具备无线收发机11及收发装置(收发ECU)16(上述发送处理机构及接收处理机构)、摄像机13(摄像机构)及图像处理装置14(周围环境检测机构)、与处理装置(处理ECU)15(上述发送处理机构及接收处理机构)及存储器18(存储机构)。还有，在移动体通信装置10的处理ECU15连接有导航装置21与显示装置22。

无线收发机11是通过无线通信(收发信息)进行信息交换的装置，其通过天线17，能够与相对自身车量的位置而位于信号能够达到的范围内的其它车辆之间进行信息交换，该信号能够达到的范围是由预先设定好的无线通信的输出值所决定的。用无线收发机11接收到的信息由收发ECU16来进行处理，并根据需要输出到处理ECU15。还有，从无线收发机11，对位于可进行无线通信的范围内的全体其它车辆直接发送各种信息。

作为从无线收发机11发送的信息，有表示车辆的状态的信息，例如表示自身车辆的位置以及行驶状态的车辆信息。在表示自身车辆位置的信息中包括由导航装置21检测出的自身车辆的现在位置(经度、纬度，以下称为自身车辆位置)以及自身车辆的前进方向，而在表示自身车辆的行驶状态的信息中包括由车速传感器23检测出的车速。还有，由摄像机13拍摄的图像也能够包含在车辆信息中。通过处理ECU15向收发ECU16供给这些自身车辆位置、前进方向以及车速等信息，并将这些信息归纳起来而作为附有自身车辆的车辆ID与数据序号的车辆信息，并每隔规定时间进行发送。还有，在车辆信息数据中会自动地附加数据转送数。向有关自身车辆的车辆信息最初发送的数据附加n(例如，4、5等的整数)，而向从接收到该车辆信息的车辆转送的数据附加(n-1)的编号，并将其作为该数据转送数。也就是说，每进行一次转送，就会依次附加减少了1的数据转送数。还有，在收发ECU16中，当接收到的信息的数据转送数比0大时，对此信息进行中继·转送(跳跃)。

摄像机13安装在例如车辆的前端附近，而能够拍摄前方以及规定角度的左右方向的图像，并将所拍摄的图像的影像信号输出到图像处理装置14。图像处理装置14基于从摄像机13输入的图像信号，能够判定特别是在自身车辆的左右方向的周围有无建筑物及墙壁等遮蔽无线信号的通信障碍物。作为该判定方法，通过基于例如包含在图像信号中的亮度变化的分布求出周边环境的复杂度来进行判定。也就是说，将拍摄图像分割设定成多块区域，并且，直到在所设定的各区域内的各像素的亮度值被判断为均等为止，重复进行分割区域而设定新的区域的操作。然后，基于各像素的亮度值变成均匀的区域的数来计算出环境的复杂度，并且，当该复杂度比规定的设定值大时，判定为在自身车辆的周围有通信障碍物，并将该判定结果输出到处理ECU15。还有，由于该判定方法详细记载在例如JP特开2003-67727号公报中，故省略其详细的说明。

如上所述，在本实施方式中，周围环境检测机构由摄像机13以及图像处理机构14构成，并能够以这样简单的构成判定有无通信障碍物。还有，作为用于求出周边环境的复杂度的方法，并不仅限于基于上述亮度的方法，亦可基于包含在图像信号中的明度、色调、色彩饱和度、以及浓度等的方法。作为判定有无通信障碍物的机构，并不仅限于上述图像处理，而存在各种方式，还有，亦可不使用图像，而使用激光、红外线、声纳等判定有无通信障碍物。

处理ECU15通过由RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、CPU(中央处理器)等构成的数字计算机构成，并且，能够基于图像处理装置14的输出(在自身车辆周围有无通信障碍物)，来如后所述地判定是否适合进行中继(是否适合进行跳跃)。进而，在显示装置22上显示由摄像机13拍摄的图像，或者，除了具有基于从收发ECU16输入的其它车辆的车辆信息来在显示装置22上显示自身车辆周围环境的功能外，还具有各种处理功能。还有，亦可不用图像处理装置14而用处理ECU15进行有无通信障碍物的判定。而且，图像处理装置14、处理ECU15以及收发ECU16中的处理分工并不仅限于上述形式，亦可根据设计的方便等进行自由的设定。

还有，导航装置21具备地图数据库21a、导航ECU21b以及现在位置检测装置21c。现在位置检测装置21c接收来自多个GPS卫星的电波并检测自身车辆的现在位置，而且，导航ECU21b获取由现在位置检测装置21c测量到的现在位置，并基于该位置来检测出自身车辆的前进方向。车速传感器23检测出例如变速箱的脉冲，并将其作为车速信号而供给到处理ECU15。

显示装置22是配设在例如车辆的仪表面板附近的显示器(未图示)，并且，通常具备作为导航装置21的显示器的功能，而能够通过处理ECU15来切换作为导航装置21的图像与其他图像、例如表示基于其它车辆的车辆信息的自身车辆的周围环境的图像、及由摄像机13拍摄的图像。

具有上述构成的移动体通信装置10装载在多个车辆上，而在各车辆的图像处理装置14、处理ECU15以及收发ECU16中以规定的周期重复执行如图4至图8所示的信息的收发处理。首先，图4是表示信息发送处理的主程序的流程图，其包括图5及图6中的子程序，并执行由图1中的第一及第二发送处理机构T1及T2的处理。而且，图7是表示信息接收处理的主程序的流程图，其包括图8中的子程序，并指行由图1中的第一及第二接收处理机构R1及R2的处理。还有，由于图4至图8所示的收发处理是将作为各车辆中的第一及第二发送处理机构T1及T2与第一及第二接收处理机构R1及R2的处理归纳在一起的，故作为自身车辆的处理与作为其它车辆的处理被混在一起，所以下面参照图3进行说明。例如，作为自身车辆的处理表示图3的车辆A中的处理，而作为其它车辆的处理表示图3的车辆C中的处理。

在图4中，首先在步骤101输入自身车辆位置、前进方向以及车速等车辆信息。然后，在步骤102判定是否适合进行跳跃(中继·转送)的同时，在步骤103进行中继请求制作处理，并在步骤104发送这些结果。由第一发送处理机构T1来运行步骤102中的跳跃判定，并以图5所示的方式进行处理。即，在图5的步骤201中，通过图2的摄像机13作为图像而检测出自身车辆的周边环境(例如，前方、侧方、后方或全周围的环境)，并在步骤202，基于该图像信号来判定周边环境是否良好(周边环境是否开放)。例如，如果像图3的车辆C那样处于没有通信障碍物(在图3中以斜线表示的建筑物等)的状态，就判定为适合进行跳跃，从而进入步骤203，并设置适合跳跃标记(1)。与此相对，如果像图3的车辆A那样处于存在通信障碍物的状态，就判定为不适合进行跳跃，从而进入步骤204，并清除适合跳跃标记(0)。这些适合跳跃标记的有无相当于可否中继的判定结果，将其与上述车辆ID及数据序号一起(在图4的步骤104)，作为车辆信息而向周围车辆进行发送。

其次，由第二发送处理机构T2，以图6所示的方式进行图4的步骤103中的中继请求制作处理。即，在步骤301中，将作为可否中继的判定结果的适合跳跃标记的有无读入到构成在存储器18(存储机构)内的各车辆的车辆图表中。例如，对于图3中的车辆A将适合跳跃标记记录为(0)，对于车辆C将适合跳跃标记记录为(1)。

接着，在步骤302中，判定位于规定范围内(例如，以车辆A为基准，位于由预先设定好的无线通信的输出值所决定的信号能够达到的范围(图3的Za)内、且位于邻近范围(图3的Zp)以外)的其它车辆中有无具有适合跳跃标记(1)的车辆。例如，若以车辆A为基准，则在信号能够达到的范围(Za)内存在车辆B、C及E，但是，由于车辆B及车辆E处在范围Zp内而将其排除掉，故满足两个条件并具有适合跳跃标记(1)的车辆仅剩下车辆C，所以指定车辆C作为中继请求车辆，并返回图4的主程序。还有，该指定为中继请求车辆的信息也作为车辆信息(在图4的步骤104)进行发送。

另一方面，如果判定为不存在满足步骤302的条件的车辆，就进入步骤304，并判定为无中继请求车辆而返回主程序。还有，步骤302的条件中的上述邻近范围(图3的Zp)以从自身车辆起的规定距离为基准进行设定即可，但进一步存在多台该车辆时，例如亦可选择在信号能够达到的范围(Za)内离自身车辆最远的车辆而指定该邻近范围，并且能够设定成各种形式的选择条件。

图7是表示信息接收处理的主程序的流程图，而且，在第二接收处理机构R2，以图8所示的方式执行步骤401中的中继处理。首先，在步骤501中判定有无中继请求。还有，由于在上述车辆信息中包含有是否需要中继请求的信息，所以能够基于该信息来判定有无中继请求。当在步骤501中判定为有中继请求时，进入需要中继请求的步骤502。在步骤502中，从其它车辆发送过来的车辆信息中判定出中继请求车辆是否为自身车辆。当判定为中继请求车辆是自身车辆时，在步骤503中进行中继请求的处理，而当判定为中继请求车辆不是自身车辆时，对发送过来的信息不进行中继。

例如，在图3中，当车辆A希望对周边环境良好的车辆C进行中继请求时，车辆A将车辆C作为中继请求车辆并将中继请求车辆的信息包含到车辆信息中。在图3中，对车辆A来说，接收到车辆A的发送信息的车辆C是其它车辆，但是，在进行信息的中继时其为其它车辆，可信息被中继时其会成为自身车辆，并且在车辆C中进行中继处理。即，在图8的步骤503中，从车辆C的第二接收处理机构R2向第一发送处理机构T1进行中继请求。但是，假如即使周边环境不如车辆C良好的车辆H接收到了来自车辆A的信息，可由于车辆H不是作为传达来自车辆A的信息的车辆的中继请求车辆，并且也没有包含在车辆信息中，所以不会通过车辆H来进行来自车辆A的信息的中继处理。而且，在步骤503中，对应上述中继请求，从第一发送处理机构T1发送例如作为周围环境检测机构SD的检测结果的、由车辆C拍摄到的摄像机图像，并例如由车辆A的第二接收处理机构R1接收。

并且，由于车辆A能够在图2的显示装置22上显示出在图3中以空心箭头所示的方式越过跟前的车辆B而位于前方的车辆C上拍摄到的图像，所以与跟前的车辆B相比，能够事先确认到处于格外大范围(图3中的Zc)中的开放环境。图9表示具备以往的移动体通信装置的车辆A中的通信状况，其中，虽然能够与车辆B、C、D以及E进行收发信息，但却不能与此外的车辆进行收发信息。因此，若与图3进行对比则可知，在以往的移动体通信装置中无法期待利用中继处理的效果。与此相对，根据本实施方式的移动体通信装置，即使在多台车辆A至K之间存在建筑物等通信障碍物，也能够通过适当车辆的移动体通信装置进行中继处理来收发适当的信息。

Claims

1.一种移动体通信装置，装载在多个移动体的每一个上，并在各移动体之间相互交换信息，其特征在于，具有：

周围环境检测机构，其检测周围的环境；

中继适合与否判定机构，其基于该周围环境检测机构的检测结果，判定是否适合进行中继；

第一发送处理机构，其发送第一信号，该第一信号包含表示上述移动体的状态的信息以及上述中继适合与否判定机构的判定结果信息；

第一接收处理机构，其接收该第一发送处理机构发送的第一信号，并将该第一信号依次存储到存储机构中；

第二发送处理机构，其基于存储在上述存储机构中的信息，判定可否进行中继，并发送第二信号，该第二信号包含对应进行中继请求的移动体进行了指定的信息；

第二接收处理机构，其接收该第二发送处理机构发送的第二信号来判定有无上述中继请求，并对于通过上述第一发送处理机构发送了上述中继请求的移动体进行中继处理，其中，

多个移动体中的一个移动体通过上述第一发送处理机构将上述第一信号发送至其它移动体，多个移动体中的其它移动体通过上述第一接收处理机构接收上述第一信号，并将该第一信号依次存储在存储机构中，通过其它移动体的上述第二发送处理机构，基于存储在上述存储机构中的信息来判定可否进行中继，并发送包含对于应进行中继请求的移动体进行了指定的信息的上述第二信号，上述一个移动体的上述第二接收处理机构接收上述第二信号来判定有无上述中继请求，并对于通过上述第一发送处理机构发送了上述中继请求的移动体进行中继处理。

2.根据权利要求1所述的移动体通信装置，其特征在于：上述周围环境检测机构包含装载在上述移动体上的摄像机构。

3.根据权利要求1或2所述的移动体通信装置，其特征在于：上述第一发送处理机构、第二发送处理机构、第一接收处理机构、以及第二接收处理机构由分别装载在上述多个移动体上的无线收发机构成。

4.根据权利要求1所述的移动体通信装置，其特征在于：该移动体通信装置与导航装置相连接。

5.根据权利要求4所述的移动体通信装置，其特征在于：表示上述移动体的状态的信息是表示由上述导航装置检测出的自身移动体的现在位置、前进方向以及行驶状态的移动体信息。

6.根据权利要求5所述的移动体通信装置，其特征在于：有关自身移动体位置、前进方向以及移动体速度的信息附有自身移动体的移动体ID与数据序号，并且每隔规定时间通过上述第一发送处理机构发送上述第一信号。

7.根据权利要求3所述的移动体通信装置，其特征在于：上述周边环境检测机构为摄像机，并且通过来自该摄像机的图像信号来判定在自身移动体的周围有无遮蔽无线信号的通信障碍物。

8.根据权利要求7所述的移动体通信装置，其特征在于：上述中继适合与否判定机构，当不存在上述通信障碍物时判断为适合进行中继，而当存在上述通信障碍物时判断为不适合进行中继。

9.根据权利要求1所述的移动体通信装置，其特征在于：上述中继适合与否判定机构对其它移动体判定是否适合进行中继，其中，在以自身移动体为中心的情况下，该其它移动体位于在第一范围(Za)内除去比该第一范围更狭小的邻近的第二范围(Zp)的部分，该第一范围(Za)是指，由预先设定好的无线通信的输出值所决定的信号能够达到的范围。

10.根据权利要求9所述的移动体通信装置，其特征在于：将由上述中继适合与否判定机构判定为适合进行中继的移动体，指定为中继请求移动体。