JP2008226151A - 車載通信機の設置位置の決定装置及び決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アップリンク送信位置を利用して誤差の小さい位置標定を行うために、車載通信機の設置位置を決定することを可能とする設置位置決定装置及び決定方法を提供する。
【解決手段】光ビーコン４０との間で通信を行う車載通信機３０の設置位置を決定する設置位置決定装置１である。この装置１では、光ビーコン４０の第１のアップリンク領域Ａにおける車載通信機３０によるアップリンク成功から、光ビーコン４０の第２のアップリンク領域Ｂにおける車載通信機３０によるアップリンク成功までの車両Ｍの走行距離ｇを算出し、走行距離ｇ、路面上におけるアップリンク領域Ａの開始位置Oとアップリンク領域Ｂの開始位置Ｐとの領域間距離ｄ_ａ、及び光ビーコン４０の設置高さＴに基づいて、車載通信機３０の車両Ｍの高さ方向における設置位置ｈを算出する。
【選択図】図４

Description

この発明は、路上に備えられた路上通信機との間で通信を行う車載通信機の設置位置を決定する決定装置及び決定方法に関する。

路上に備えられた光ビーコンと車載通信機との間で通信を行う通信システムとして、例えば特許文献１に開示されているものがある。この通信システムでは、光ビーコンから渋滞情報や緊急情報などの交通情報を車両に伝達することで、交通流の自立的分散、渋滞の解消、運転車の心理状態の改善（イライラ防止）などを図っている。
特開２００６−２０３３３０号公報

このような通信システムは、現状、車両の位置標定には用いられていないものの、光ビーコンへのアップリンク送信位置を位置標定に利用できれば便利である。このとき、位置標定という性質上、車両における車載通信機の設置位置を規定すべきであるが、乗用車とトラックなど車両の大きさの相違から、設置位置を一意に規定することは困難である。従って、図１０に示すように、車載通信機の設置高さによって、位置標定の基準にずれが生じてしまう。

例えば、図１０に示す現行規定では、５０ｃｍの高さでアップリンク領域に進入した場合と２００ｃｍの高さで進入した場合とで、前後方向に１．６ｍのずれが生じてしまい、システム全体での位置標定誤差の目標を２．５ｍとすると、このずれは問題である。また、車載通信機の車両先端からの設置位置も車両の種類によって相違するため、目標地点で車両の先端を止めるなど車両先端を基準とした車両制御を行おうとする場合には、車両先端からの設置位置が正確に分かる必要がある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、アップリンク送信位置を利用して誤差の小さい位置標定を行うために、車載通信機の設置位置を決定することを可能とする設置位置決定装置及び決定方法を提供することを目的とする。

本発明に係る車載通信機の設置位置決定装置は、路上通信機との間で通信を行う車載通信機の設置位置を決定する設置位置決定装置である。この装置は、路上通信機の第１のアップリンク領域における車載通信機によるアップリンク成功から、路上通信機の第２のアップリンク領域における車載通信機によるアップリンク成功までの車両の走行距離を算出する走行距離算出手段と、走行距離、路面上における第１のアップリンク領域の開始位置と第２のアップリンク領域の開始位置との領域間距離、及び路上通信機の設置高さに基づいて、車載通信機の車両の高さ方向における設置位置を算出する設置位置算出手段と、を備えることを特徴とする。

また本発明に係る車載通信機の設置位置決定方法は、路上通信機との間で通信を行う車載通信機の設置位置を決定する設置位置決定方法である。この方法は、路上通信機の第１のアップリンク領域における車載通信機によるアップリンク成功から、路上通信機の第２のアップリンク領域における車載通信機によるアップリンク成功までの車両の走行距離を算出する工程と、走行距離、路面上における第１のアップリンク領域の開始位置と第２のアップリンク領域の開始位置との領域間距離、及び路上通信機の設置高さに基づいて、車載通信機の車両の高さ方向における設置位置を算出する工程と、を備えることを特徴とする。

この設置位置決定装置及び方法によれば、車載通信機の車両の高さ方向における設置位置を算出することができる。従って、この設置高さを利用してアップリンク送信位置が定まるため、アップリンク送信位置を利用して誤差の小さい位置標定を行うことが可能となる。

また本発明に係る車載通信機の設置位置決定装置は、路上通信機との間で通信を行う車載通信機の設置位置を決定する設置位置決定装置である。この装置は、路上通信機のアップリンク領域における車載通信機によるアップリンク成功から、車両感知機による車両先端感知までの車両の走行距離を算出する走行距離算出手段と、走行距離、及びアップリンク成功位置から車両感知機の設置位置までの距離に基づいて、車載通信機の車両の前後方向における設置位置を算出する設置位置算出手段と、を備えることを特徴とする。

また本発明に係る車載通信機の設置位置決定方法は、路上通信機との間で通信を行う車載通信機の設置位置を決定する設置位置決定方法である。この方法は、路上通信機のアップリンク領域における車載通信機によるアップリンク成功から、車両感知機による車両先端感知までの車両の走行距離を算出する工程と、走行距離、及びアップリンク成功位置から車両感知機の設置位置までの距離に基づいて、車載通信機の車両の前後方向における設置位置を算出する工程と、を備えることを特徴とする。

この設置位置決定装置及び方法によれば、車載通信機の車両の前後方向における設置位置を算出することができる。従って、アップリンク送信位置を利用して誤差の小さい位置標定を行うことが可能となる。

本発明によれば、車載通信機の設置位置を算出することができる。従って、アップリンク送信位置を利用して誤差の小さい位置標定を行うことが可能となる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、第１実施形態に係る車載通信機の設置位置決定装置の概略構成を示すブロック図である。この設置位置決定装置１は、車両Ｍに搭載されている。図１に示すように、設置位置決定装置１は、設置位置決定ＥＣＵ１０を備えている。設置位置決定ＥＣＵ１０には、車輪速センサ２０と、車載通信機３０とが接続されている。

車輪速センサ２０は、車輪の回転に応じたパルスを出力する。この車輪速パルスを用いて、車両が走行した走行距離を求めることができる。車載通信機３０は、路上通信機である光ビーコン４０との間で、光（近赤外線）を利用して通信を行い、交通情報等を取得する。車載通信機３０は、図２に示すように、車両Ｍの高さ方向における設置位置がｈであり、前後方向における車両先端からの設置位置がｑである。

光ビーコン４０は、ビーコンヘッドから光（近赤外線）を送受信して、車載通信機３０との間で種々の情報をやりとりする。この光ビーコン４０は、図３に示すように、車載通信機３０からのアップリンクを受け付ける第１のアップリンク（ＵＬ）領域Ａと第２のアップリンク（ＵＬ）領域Ｂを有し、これら領域を切替可能である。また光ビーコン４０は、車載通信機３０へのダウンリンクを行うダウンリンク（ＤＬ）領域Ｄを有している。

規格化された寸法を例示すると、光ビーコン４０の設置高さＴは５．５ｍである。光ビーコン４０の設置位置の真下からダウンリンク領域Ｄの路面上における終了位置までの距離ｎは１．３ｍである。ダウンリンク領域Ｄの路面上における距離ｄ_ｄは７．３ｍである。アップリンク領域Ａ及びアップリンク領域Ｂの路面上における距離ｄ_ａ及び距離ｄ_ｂはそれぞれ２．６ｍである。なお、従来の光ビーコン４０とは、アップリンク領域Ｂとの間で切替可能なアップリンク領域Ａが更に付加されている点で相違する。

この設置位置決定ＥＣＵ１０は、走行距離算出部１２、設置位置（高さ）算出部１４、及び補正距離算出部１６を備えている。

走行距離算出部１２は、図４に示すように、車輪速センサ２０からの車輪速パルスに基づいて、車両Ｍ（詳細には車載通信機３０）がアップリンク領域Ａに進入した地点αからアップリンク領域Ｂに進入する地点βまでの走行距離ｇを算出する。

設置位置算出部１４は、走行距離算出部１２で算出した走行距離ｇ、路面上におけるアップリンク領域Ａの開始位置Ｏとアップリンク領域Ｂの開始位置Ｐとの領域間距離（ここでは、アップリンク領域Ａとアップリンク領域Ｂとが連続するためアップリンク領域Ａの路面上における距離と等しい）ｄ_ａ、及び光ビーコン４０の設置高さＴに基づいて、車載通信機３０の設置高さｈを算出する。すなわち、ｇ：ｄ_ａ＝（Ｔ−ｈ）：Ｔの関係から、設置高さｈを算出する。

補正距離算出部１６は、車載通信機３０の設置高さｈ、光ビーコン４０の設置位置の真下からアップリンク領域Ａの路面上における開始位置Ｏまでの距離（ｎ＋ｄ_ｄ）、及び光ビーコン４０の設置高さＴに基づいて、アップリンク領域Ａの路面上における開始位置（即ち、「基準地点」ともいう）Ｏからアップリンク領域Ａへのアップリンク開始地点αまでの距離ｌを算出する。すなわち、（ｎ＋ｄ_ｄ）：Ｔ＝ｌ：ｈの関係から、補正距離ｌを算出する。

次に、本実施形態に係る車載通信機３０の設置位置決定装置１による設置位置決定方法を、図５のシーケンス図を参照して説明する。

まず、車載通信機３０により光ビーコン４０の光リンク領域Ａにアップリンクする（ステップＳ５０１）。すると、光ビーコン４０はアップリンク成功をダウンリンクにより車載通信機３０に伝える（ステップＳ５０２）。そして、光ビーコン４０はアップリンク領域を領域Ａから領域Ｂに切り替える（ステップＳ５０３）。

一方、車載通信機３０が光ビーコン４０からアップリンク成功をダウンリンクすると、走行距離算出部１２は、そのときの車輪速パルスを車輪速センサ２０から取得して記憶する（ステップＳ５０４）。そして、車載通信機３０により光ビーコン４０の光リンク領域Ｂにアップリンクする（ステップＳ５０５）。すると、光ビーコン４０はアップリンク成功をダウンリンクにより車載通信機３０に伝える（ステップＳ５０６）。

車載通信機３０が光ビーコン４０からアップリンク成功をダウンリンクすると、走行距離算出部１２は、そのときの車輪速パルスを車輪速センサ２０から取得して記憶する（ステップＳ５０７）。そして、走行距離算出部１２は、前回取得した車輪速パルスと今回取得した車輪速パルスとを用いて、領域Ａで光ビーコン４０にアップリンク成功した地点αから、領域Ｂで光ビーコン４０にアップリンク成功した地点βまでの車両Ｍの走行距離ｇを算出する（ステップＳ５０８）。

次に、設置位置算出部１４は、走行距離算出部１２で算出した走行距離ｇ、予め記憶されている路面上におけるアップリンク領域Ａの開始位置Ｏとアップリンク領域Ｂの開始位置Ｐとの領域間距離ｄ_ａ、及び予め記憶されている光ビーコン４０の設置高さＴに基づいて、車載通信機３０の設置高さｈを算出する（ステップＳ５０９）。

そして、補正距離算出部１６は、設置位置算出部１４で算出した車載通信機３０の設置高さｈ、予め記憶されている光ビーコン４０の設置位置の真下からアップリンク領域Ａの路面上における開始位置Ｏまでの距離（ｎ＋ｄ_ｄ）、及び予め記憶されている光ビーコン４０の設置高さＴに基づいて、アップリンク領域Ａの路面上における開始位置（基準地点）Ｏからアップリンク領域Ａへのアップリンク開始地点αまでの距離ｌを算出する（ステップＳ５１０）。

これにより、領域Ａで光ビーコン４０にアップリンク成功した地点αから任意の地点までの車両Ｍの走行距離を車輪速センサ２０からの車輪速パルスに基づいて算出し、これに補正距離ｌを加算することで、車載通信機３０の設置高さに関わらず、基準地点Ｏからの車両Ｍの正確な位置標定を行うことができる。

このように、本実施形態に係る車載通信機３０の設置位置決定装置１及び方法によれば、車載通信機３０の車両Ｍの高さ方向における設置位置ｈを算出することができる。従って、アップリンク送信位置を利用して誤差の小さい位置標定を行うことが可能となる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態で説明した要素と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。

図６は、第２実施形態に係る車載通信機３０の設置位置決定装置１０１の概略構成を示すブロック図である。この設置位置決定装置１０１は、車両Ｍに搭載されている。なお、本実施形態では、車載通信機３０の設置高さｈは予め分かっているものとする。

図６に示すように、設置位置決定装置１０１は、設置位置決定ＥＣＵ１１０を備えている。設置位置決定ＥＣＵ１１０には、車輪速センサ２０と、車載通信機３０と、走行制御ＥＣＵ６０とが接続されている。

走行制御ＥＣＵ６０は、図示しないスロットルやブレーキを制御することで、車両Ｍの走行を制御する。特に、設置位置決定ＥＣＵ１１０で決定された車載通信機３０の車両先端からの設置位置ｑを考慮して、目標地点で車両Ｍの先端を止めるように車両Ｍの走行を制御する。

光ビーコン４０は、ビーコンヘッドから光（近赤外線）を送受信して、車載通信機３０との間で種々の情報をやりとりする。この光ビーコン４０は、図７に示すように、車載通信機３０からのアップリンクを受け付けるアップリンク領域Ａ，Ｂと、車載通信機３０へのダウンリンクを行うダウンリンク領域Ｄを有している。なお、光ビーコン４０は、アップリンク領域Ａとアップリンク領域Ｂとを切替可能であるが、本実施形態では必ずしも切替可能でなくてもよく、一のアップリンク領域Ａ（又はＢ）を有していればよい。なお、本実施形態では、アップリンク領域Ａを利用する場合について説明する。

車両感知機５０は、光ビーコン４０の前方に設けられており、その設置位置は、光ビーコン４０のダウンリンク領域Ｄが終了する地点である。この車両感知機５０は、車両Ｍを感知すると、その感知をしている間は、継続して感知信号を光ビーコン４０に送信する。

規格化された寸法を例示すると、光ビーコン４０の設置位置から車両感知機５０の設置位置までの距離ｎは、光ビーコン４０の設置位置の真下からダウンリンク領域Ｄの路面上における終了位置までの距離ｎと同じく１．３ｍである。

この設置位置決定ＥＣＵ１１０は、走行距離算出部１１２、及び設置位置（前後）算出部１１４を備えている。

走行距離算出部１１２は、図７に示すように、車輪速センサ２０からの車輪速パルスに基づいて、車両Ｍ（詳細には車載通信機３０）がアップリンク領域Ａに進入してから車両感知機５０に感知されるまでの走行距離Ｙを算出する。

設置位置算出部１１４は、走行距離算出部１１２で算出した走行距離Ｙ、及びアップリンク領域Ａに進入した地点αから車両感知機５０の設置位置までの距離Ｘに基づいて、車載通信機３０の車両先端からの設置位置ｑを算出する。すなわち、ｑ＝Ｘ−Ｙの関係から、設置位置ｑを算出する。なお、車載通信機３０の設置高さｈが分かっていると、上記第１の実施形態で説明したように、基準地点Ｏからアップリンク領域Ａに進入した地点αまでの補正距離ｌが分かるため、アップリンク領域Ａに進入した地点αから車両感知機５０の設置位置までの距離Ｘは、予め分かっている基準地点Ｏから車両感知機５０の設置位置までの距離Ｓから補正距離ｌを減算することで、算出することができる。

次に、本実施形態に係る車載通信機３０の設置位置決定装置１０１による設置位置決定方法を、図８のシーケンス図を参照して説明する。

まず、車載通信機３０により光ビーコン４０の光リンク領域Ａにアップリンクする（ステップＳ８０１）。すると、光ビーコン４０はアップリンク成功をダウンリンクにより車載通信機３０に伝える（ステップＳ８０２）。一方、車載通信機３０が光ビーコン４０からアップリンク成功をダウンリンクすると、走行距離算出部１１２は、そのときの車輪速パルスを車輪速センサ２０から取得して記憶する（ステップＳ８０３）。

次に、車両感知機５０が車両Ｍを感知すると、車両感知機５０は、光ビーコン４０に車両Ｍを感知した旨を送信する（ステップＳ８０４）。光ビーコン４０は、車両感知機５０からの車両感知情報を受信すると、車両感知機５０における車両Ｍの感知をダウンリンクにより車載通信機３０に伝える（ステップＳ８０６）。

すると、走行距離算出部１１２は、そのときの車輪速パルスを車輪速センサ２０から取得して記憶する（ステップＳ８０７）。そして、走行距離算出部１１２は、前回取得した車輪速パルスと今回取得した車輪速パルスとを用いて、領域Ａで光ビーコン４０にアップリンク成功した地点αから、車両感知機５０で感知されるまでの車両Ｍの走行距離Ｙを算出する（ステップＳ８０８）。

次に、設置位置算出部１１４は、走行距離算出部１１２で算出した走行距離Ｙ、及びアップリンク領域Ａに進入した地点αから車両感知機５０の設置位置までの距離Ｘに基づいて、車載通信機３０の車両先端からの設置位置ｑを算出する。

これにより、車載通信機３０の車両前後方向における設置位置が分かることで、車両Ｍのより正確な位置標定を行うことができる。そして、走行制御ＥＣＵ６０は、図示しないスロットルやブレーキを制御することで、車両Ｍの走行を制御する。特に、設置位置決定ＥＣＵ１１０で決定された車載通信機３０の車両先端からの設置位置ｑを考慮して、目標地点で車両Ｍの先端を止めるように車両Ｍの走行を制御する。

なお、車両感知機５０により車両を感知するに際し、単に車両感知情報の立ち上がりを検出したのでは、図９（ａ）に示すような誤りシーンにおいては、車両Ｍ_２が車両Ｍ_１の車両感知情報を誤って使用し、誤った走行距離Ｙを算出するおそれがある。従って、図９（ｂ）に示すように、車両感知情報の立ち上がり後、立下りまでダウンリンクデータの受信が継続するような場合の情報は利用することなく、図９（ｃ）に示すように、車両感知情報の立ち上がり後、立下りまでにダウンリンクデータの受信が終了する（すなわち、立下りまでにダウンリンク領域Ｄを退出して光ビーコン４０からデータを受信できなくなる）ような場合の情報を利用し、その場合の立ち上がり時までに走行した距離を走行距離Ｙとして利用する。これにより、自車両が確実に車両感知機５０の下を通過していることを確認でき、正確な走行距離Ｙを算出することができる。

このように、本実施形態に係る車載通信機３０の設置位置決定装置１０１及び方法によれば、車載通信機３０の車両Ｍの前後方向における設置位置ｑを算出することができる。従って、アップリンク送信位置を利用して誤差の小さい位置標定を行うことが可能となる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記した実施形態では、１回目の車輪速パルスの取得と２回目の車輪速パルスの取得とにより走行距離ｇ、Ｙを求めていたが、１回目の車輪速パルス時には車輪速パルスの取得に代えて車輪速パルスをリセットし、２回目の車輪速パルスの取得時にリセットされてからの車輪速パルスを取得するようにしてもよい。

また、車載通信機３０の設置位置決定装置１，１０１が備える設置位置決定ＥＣＵ１０，１１０について、上記した実施形態では車両Ｍ側に備えられている場合について説明したが、光ビーコン４０などのインフラ側に備えられていてもよい。この場合、設置位置決定ＥＣＵ１０，１１０は、車載通信機３０を介して車輪速センサ２０から車輪速パルスを取得するようにすればよい。

また、走行距離を正確に算出可能であれば、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）などの車輪速センサ２０以外の走行距離算出を用いてもよい。

また、第２の実施形態では、車載通信機３０の設置高さｈが予め分かっている場合について説明したが、車載通信機３０の設置高さｈが分かっていない場合でも、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせて、車載通信機３０の設置高さｈ及び車両先端からの設置位置ｑを求めるようにしてもよい。

また、設置位置決定ＥＣＵ１０，１１０は、車載通信機３０に内蔵されて、車載通信装置を構成していてもよい。

また、上記した実施形態では路上通信機として光ビーコン４０の場合について説明したが、路上通信機は電波ビーコンなど他の通信機であってもよい。

また、例えばＧＰＳなどを用いて他に自律にて正確な走行距離を算出することができる場合は、車載通信機３０の設置高さｈから逆算して車輪速センサ２０で検知される車輪速パルスを補正してもよい。すなわち、設置高さｈから算出される走行距離ｇと、車輪速パルスから算出した走行距離ｇ’とを比較し、それらに差がある場合は、走行距離ｇと走行距離ｇ’との関係と、その後の走行距離を補正してもよい。

第１実施形態に係る車載通信機の設置位置決定装置の概略構成を示すブロック図である。 光ビーコンの設置位置を説明する図である。 光ビーコンの通信領域を説明する図である。 車載通信機の設置高さを算出するための各部の寸法関係を示す図である。 車載通信機の設置位置（高さ）決定方法を説明するシーケンス図である。 第２実施形態に係る車載通信機の設置位置決定装置の概略構成を示すブロック図である。 車載通信機の車両先端からの設置位置を算出するための各部の寸法関係を示す図である。 車載通信機の設置位置（前後方向）決定方法を説明するシーケンス図である。 （ａ）は、先行車の感知情報を自車の感知情報として誤って判定し得る誤りシーンを示す図であり、（ｂ）は、誤りシーンにおける車両感知情報を示す図であり、（ｃ）は、正しい車両感知情報を示す図である。 車載通信機の設置高さによって光ビーコンへのアップリンク送信位置がずれる様子を示す図である。

符号の説明

１，１０１…車載通信機の設置位置決定装置、１０，１１０…設置位置決定ＥＣＵ、１２，１１２…走行距離算出部、１４…設置位置（高さ）算出部、１１４…設置位置（前後）算出部、１６…補正距離算出物、２０…車輪速センサ、３０…車載通信機、４０…光ビーコン、５０…車両感知機、６０…走行制御ＥＣＵ。

Claims (4)

1. 路上通信機との間で通信を行う車載通信機の設置位置を決定する設置位置決定装置であって、
   前記路上通信機の第１のアップリンク領域における前記車載通信機によるアップリンク成功から、該路上通信機の第２のアップリンク領域における該車載通信機によるアップリンク成功までの前記車両の走行距離を算出する走行距離算出手段と、
   前記走行距離、路面上における前記第１のアップリンク領域の開始位置と前記第２のアップリンク領域の開始位置との領域間距離、及び前記路上通信機の設置高さに基づいて、前記車載通信機の前記車両の高さ方向における設置位置を算出する設置位置算出手段と、
   を備えることを特徴とする設置位置決定装置。
2. 路上通信機との間で通信を行う車載通信機の設置位置を決定する設置位置決定装置であって、
   前記路上通信機のアップリンク領域における前記車載通信機によるアップリンク成功から、車両感知機による車両先端感知までの前記車両の走行距離を算出する走行距離算出手段と、
   前記走行距離、及び前記アップリンク成功位置から前記車両感知機の設置位置までの距離に基づいて、前記車載通信機の車両の前後方向における設置位置を算出する設置位置算出手段と、
   を備えることを特徴とする設置位置決定装置。
3. 路上通信機との間で通信を行う車載通信機の設置位置を決定する設置位置決定方法であって、
   前記路上通信機の第１のアップリンク領域における前記車載通信機によるアップリンク成功から、該路上通信機の第２のアップリンク領域における該車載通信機によるアップリンク成功までの前記車両の走行距離を算出する工程と、
   前記走行距離、路面上における前記第１のアップリンク領域の開始位置と前記第２のアップリンク領域の開始位置との領域間距離、及び前記路上通信機の設置高さに基づいて、前記車載通信機の前記車両の高さ方向における設置位置を算出する工程と、
   を備えることを特徴とする設置位置決定方法。
4. 路上通信機との間で通信を行う車載通信機の設置位置を決定する設置位置決定方法であって、
   前記路上通信機のアップリンク領域における前記車載通信機によるアップリンク成功から、車両感知機による車両先端感知までの前記車両の走行距離を算出する工程と、
   前記走行距離、及び前記アップリンク成功位置から前記車両感知機の設置位置までの距離に基づいて、前記車載通信機の前記車両の前後方向における設置位置を算出する工程と、
   を備えることを特徴とする設置位置決定方法。

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