JP2009271615A - 路車間通信システム及び方法とこれに用いる車載機 - Google Patents
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Abstract
【課題】光ビーコンを用いた路車間通信システムにおいて、車載機の光送信部の耐久性を向上させる。
【解決手段】本発明の路車間通信システムは、道路を走行する車両の車載機2と、道路の所定範囲に通信領域Aが設定された投受光器8を有する光ビーコン4とを備え、通信領域Aにおいて車載機2と光ビーコン4の投受光器8との間で光信号による双方向通信を行う。車載機2は、投受光器8にアップリンク光を送信する車載ヘッド20と、車両Cの走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように車載ヘッド20を制御する通信制御部25とを有する。
【選択図】 図4
【解決手段】本発明の路車間通信システムは、道路を走行する車両の車載機2と、道路の所定範囲に通信領域Aが設定された投受光器8を有する光ビーコン4とを備え、通信領域Aにおいて車載機2と光ビーコン4の投受光器8との間で光信号による双方向通信を行う。車載機2は、投受光器8にアップリンク光を送信する車載ヘッド20と、車両Cの走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように車載ヘッド20を制御する通信制御部25とを有する。
【選択図】 図4
Description
本発明は、道路側に設置された光ビーコンと車両に搭載され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及び方法と、これに用いる車載機に関するものである。
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:(財)道路交通情報通信システムセンターの登録商標)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、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含む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、区間旅行時間情報、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)。
具体的には、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含む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、区間旅行時間情報、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)。
上記路車間通信システムでは、光ビーコンと車載機の間で次のような通信が行われる。
まず、光ビーコンは、最初に、車線通知情報(車両ID無し)を含む第1のダウンリンク光を道路のダウンリンク領域に所定の送信周期で常時送信する。
ダウンリンク領域に車両が進入することで、車両に搭載された車載機の投受光器(車載ヘッド)が第1のダウンリンク光を受信すると、当該車載機は、自己の車両IDを格納した車線通知情報を含むアップリンク光の送信を、予め定められた所定の送信周期で開始する。
まず、光ビーコンは、最初に、車線通知情報(車両ID無し)を含む第1のダウンリンク光を道路のダウンリンク領域に所定の送信周期で常時送信する。
ダウンリンク領域に車両が進入することで、車両に搭載された車載機の投受光器(車載ヘッド)が第1のダウンリンク光を受信すると、当該車載機は、自己の車両IDを格納した車線通知情報を含むアップリンク光の送信を、予め定められた所定の送信周期で開始する。
そして、上記アップリンク光を光ビーコンの投受光器が受信すると、光ビーコンは、ダウンリンクの切り替えを行い、車載機に対して上記車両IDを有する車線通知情報を含む第2のダウンリンク光の送信を開始する。
この第2のダウンリンク光は、所定時間内において可能な限り繰り返し送信され、車載機において受信される。車載機は、第2のダウンリンク光を受信した時点でアップリンク光の送信を停止する。
この第2のダウンリンク光は、所定時間内において可能な限り繰り返し送信され、車載機において受信される。車載機は、第2のダウンリンク光を受信した時点でアップリンク光の送信を停止する。
なお、かかる光ビーコンを用いた路車間通信システムを利用して、例えば、通信領域内の特定位置から下流側の所定位置(停止線)までの距離情報を第2のダウンリンク光に含ませる場合もある。
この場合、車載機が当該距離情報を利用して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ことができる(例えば、特許文献2及び3参照)。
この場合、車載機が当該距離情報を利用して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ことができる(例えば、特許文献2及び3参照)。
上記従来の路車間通信システムでは、車載機が送信するアップリンク光の送信間隔は常に一定であり、概ね30ms間隔とされている。
一方、路車間通信システムの通信領域は、図3に示すように、光ビーコン4から送信されたダウンリンク光28,30を車載機2が受信可能なダウンリンク領域DAと、車載機2から送信されたアップリンク光29を光ビーコン4が受信可能なアップリンク領域UAとからなり、ダウンリンク領域DAの上流端とアップリンク領域UAの上流端とは一致するものとされている(当該上流端を符号cで示す)。しかし、実際には、符号c’で示すようにダウンリンク領域DAの上流端がアップリンク領域UAの上流端cよりも上流側に設定されている場合が多く、この場合、アップリンク領域UAよりも上流側に符号DA’で示すダウンリンク領域が単独で存在することになる。
このようなダウンリンク領域DA’において、停止線の存在や渋滞等によって車両Cが停止乃至徐行していると、車載機2が第1のダウンリンク光を受信したあとアップリンク光を送信しても、車両Cは未だアップリンク領域UAに進入していないため、光ビーコン4は当該アップリンク光を受信することができない。したがって、車載機2は、車両Cがアップリンク領域UAに進入して光ビーコン4がアップリンク光を受信するまで、約30msという短い送信間隔で何回もアップリンク光の送信を繰り返す必要がある。そのため、無駄に送信されるアップリンク光(光ビーコン4が受信し得ないアップリンク光)が多くなり、車載機2の光送信部が早期に劣化して寿命が短くなるという問題があった。
一方、路車間通信システムの通信領域は、図3に示すように、光ビーコン4から送信されたダウンリンク光28,30を車載機2が受信可能なダウンリンク領域DAと、車載機2から送信されたアップリンク光29を光ビーコン4が受信可能なアップリンク領域UAとからなり、ダウンリンク領域DAの上流端とアップリンク領域UAの上流端とは一致するものとされている(当該上流端を符号cで示す)。しかし、実際には、符号c’で示すようにダウンリンク領域DAの上流端がアップリンク領域UAの上流端cよりも上流側に設定されている場合が多く、この場合、アップリンク領域UAよりも上流側に符号DA’で示すダウンリンク領域が単独で存在することになる。
このようなダウンリンク領域DA’において、停止線の存在や渋滞等によって車両Cが停止乃至徐行していると、車載機2が第1のダウンリンク光を受信したあとアップリンク光を送信しても、車両Cは未だアップリンク領域UAに進入していないため、光ビーコン4は当該アップリンク光を受信することができない。したがって、車載機2は、車両Cがアップリンク領域UAに進入して光ビーコン4がアップリンク光を受信するまで、約30msという短い送信間隔で何回もアップリンク光の送信を繰り返す必要がある。そのため、無駄に送信されるアップリンク光(光ビーコン4が受信し得ないアップリンク光)が多くなり、車載機2の光送信部が早期に劣化して寿命が短くなるという問題があった。
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、光ビーコンを用いた路車間通信システムにおいて、車両の走行速度に応じてアップリンク光を送信することによって車載機の光送信部の耐久性を向上させることを目的とする。
本発明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投受光器を有する光ビーコンとを備え、前記通信領域において前記車載機と前記光ビーコンの投受光器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、前記車載機は、前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを有することを特徴とする。
また、本発明の路車間通信方法は、道路の所定範囲に設定された通信領域において、光ビーコンの投受光器と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方法であって、前記車両の走行速度に応じて前記車載機から送信されるアップリンク光の送信間隔を変動することを特徴とする。
また、本発明の車載機は、道路の所定範囲に設定された通信領域において、光ビーコンの投受光器との間で光信号による双方向通信を行う車両の車載機であって、前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを備えていることを特徴とする。
以上の各構成によれば、車載機から送信されるアップリンク光の送信間隔を車両の走行速度に応じて変動することができる。そのため、例えば、車両の走行速度が遅い場合には、アップリンク光の送信間隔を長めに設定することによって、アップリンク領域の車両進行方向上流側でダウンリンク領域が単独で存在する範囲において車両が停止乃至徐行しているような場合であっても、無駄に送信されるアップリンク光を少なくすることができる。逆に、車両の走行速度が速い場合には、アップリンク光の送信間隔を短めに設定することによって、所定のアップリンク領域の範囲内で確実に光ビーコンの投受光器にアップリンク光を受信させることができる。
本発明によれば、車両の走行速度に応じてアップリンク光を送信することによって車載機の光送信部の耐久性を向上させることが可能となる。
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
〔システムの全体構成〕
図1は、光ビーコンを含む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Rを走行する各車両Cに搭載された車載機2とを備えて構成されている。
〔システムの全体構成〕
図1は、光ビーコンを含む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Rを走行する各車両Cに搭載された車載機2とを備えて構成されている。
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R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とを有している。光ビーコン4は、近赤外線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。
〔光ビーコンの構成〕
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(ビーコンヘッド)8とを備えている。
各投受光器8は、筐体9の内部に発光ダイオード(LED)10、フォトダイオード11を収納して構成されている(図3参照)。このうち、LED10は、近赤外線よりなるダウンリンク光(ダウンリンク情報を構成する光信号)を後述する通信領域Aに発光し、フォトダイオード11は、車載機2からの近赤外線よりなるアップリンク光(アップリンク情報を構成する光信号)を受光する。
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(ビーコンヘッド)8とを備えている。
各投受光器8は、筐体9の内部に発光ダイオード(LED)10、フォトダイオード11を収納して構成されている(図3参照)。このうち、LED10は、近赤外線よりなるダウンリンク光(ダウンリンク情報を構成する光信号)を後述する通信領域Aに発光し、フォトダイオード11は、車載機2からの近赤外線よりなるアップリンク光(アップリンク情報を構成する光信号)を受光する。
図2は、上記光ビーコン4の平面図である。
図2に示すように、本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前記複数の投受光器8と、これら投受光器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。
上記ビーコン制御機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によりなり、通信部6(図1参照)による中央装置3との双方向通信と、投受光器8による車載機2との路車間通信を行う制御部として機能する。
なお、このビーコン制御機7による路車間通信の内容については後述する。
図2に示すように、本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前記複数の投受光器8と、これら投受光器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。
上記ビーコン制御機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によりなり、通信部6(図1参照)による中央装置3との双方向通信と、投受光器8による車載機2との路車間通信を行う制御部として機能する。
なお、このビーコン制御機7による路車間通信の内容については後述する。
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、各投受光器8は、支柱13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。
各投受光器8のLED10は、各車線R1〜R4の直下よりも上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機2との間で路車間通信を行うための通信領域Aが当該投受光器8の上流側(図2の右側)に設定されている。
各投受光器8のLED10は、各車線R1〜R4の直下よりも上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機2との間で路車間通信を行うための通信領域Aが当該投受光器8の上流側(図2の右側)に設定されている。
〔通信領域〕
図3は、光ビーコン4の通信領域Aを示す側面図であり、車両Cは、図中矢印の方向に進行する。図3において、投受光器8によって設定される通信領域Aは、後述する車載機2の車載ヘッド20(図4参照)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、光ビーコン4の投受光器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。
図3は、光ビーコン4の通信領域Aを示す側面図であり、車両Cは、図中矢印の方向に進行する。図3において、投受光器8によって設定される通信領域Aは、後述する車載機2の車載ヘッド20(図4参照)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、光ビーコン4の投受光器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。
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、アップリンク領域UAは、ダウンリンク領域DAの車両進行方向の上流部分と重複し、ダウンリンク領域DAの上流端とアップリンク領域UAの上流端とは、図3の位置cにおいて互いに一致するものと規定されている。このため、通信領域A全体の車両進行方向長さはダウンリンク領域の同方向長さと一致する。
なお、上記のような規格に対して、実際に道路上に設定されている通信領域Aは、投受光器8から発光されるダウンリンク光の拡散等によってダウンリンク領域DAの上流端が、位置cよりも上流側の位置c’にある場合が多い。したがって、この場合、アップリンク領域UAよりも上流側には、上記規格から外れたダウンリンク領域DA’(図3において1点鎖線のハッチングを設けた領域)が単独で存在することになる。なお、本明細書では、このようなダウンリンク領域を便宜的に拡張ダウンリンク領域DA’と呼びことにする。
〔車載機及び車両の構成〕
図4は、光ビーコン4、及び、これと路車間通信する車載機2が搭載された車両Cの概略構成図である。
図4に示すように、この車両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に搭載された上述の車載機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。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制動制御等、車両Cに対する各種の制御を行う。
図4は、光ビーコン4、及び、これと路車間通信する車載機2が搭載された車両Cの概略構成図である。
図4に示すように、この車両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に搭載された上述の車載機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。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制動制御等、車両Cに対する各種の制御を行う。
車載機2は、車載コンピュータ19と、この車載コンピュータ19のセンサ用インタフェースに接続された車載ヘッド20と、搭乗席のドライバに対するヒューマンインタフェースとしてのディスプレイ21及びスピーカ装置22とを備えている。
上記車載ヘッド20は、光ビーコン4の投受光器8と同様に、発光ダイオード(LED:光送信部)とフォトダイオードを備えている(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29を発光し、フォトダイオードは、通信領域Aに発光された近赤外線よりなるダウンリンク情報28,30を受光する。
上記車載ヘッド20は、光ビーコン4の投受光器8と同様に、発光ダイオード(LED:光送信部)とフォトダイオードを備えている(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29を発光し、フォトダイオードは、通信領域Aに発光された近赤外線よりなるダウンリンク情報28,30を受光する。
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によって構成されており、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。
また、車載コンピュータ19は、所定の各機能を実行するプログラムを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距離認識部23、及び支援制御部24、及び通信制御部25を備えている。
また、車載コンピュータ19は、所定の各機能を実行するプログラムを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距離認識部23、及び支援制御部24、及び通信制御部25を備えている。
車載コンピュータ19の距離認識部23は、後述する路車間通信において、光ビーコン4から送信されたアップリンク情報29に格納された距離情報に基づいて、光ビーコン4の下流側の所定位置(例えば、車両走行方向の前方の交差点手前に設けられている停止線)までの距離を算出し、認識する。
車載コンピュータ19の支援制御部24は、車載機2が受信したダウンリンク情報に含まれる支援情報に基づいてドライバに対する安全運転支援の制御を行う。この安全運転支援は、例えば、信号機情報や距離情報等の支援情報に基づく車両Cの減速制御やドライバへの報知制御が含まれる。この信号機情報は、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等であり、距離情報は、ダウンリンク領域DAから光ビーコン4の下流側の所定位置までの距離に関する情報である。
車載コンピュータ19の支援制御部24は、車載機2が受信したダウンリンク情報に含まれる支援情報に基づいてドライバに対する安全運転支援の制御を行う。この安全運転支援は、例えば、信号機情報や距離情報等の支援情報に基づく車両Cの減速制御やドライバへの報知制御が含まれる。この信号機情報は、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等であり、距離情報は、ダウンリンク領域DAから光ビーコン4の下流側の所定位置までの距離に関する情報である。
これらの信号機情報及び距離情報がダウンリング情報に含まれていることにより、支援制御部24は、前方の信号機が赤に変わった後に車両Cが交差点内に進入していないように、ECU16にブレーキ装置18を作動させて車両Cを減速したり、信号機が赤に変わることを前記ディスプレイ21やスピーカ装置22によってドライバに報知したりする。
ディスプレイ21は、ナビゲーション装置やテレビジョン装置の画像表示部を構成する車載ディスプレイや、車体15のフロントガラス面に図形を架空表示するヘッドアップディスプレイ等よりなる。また、スピーカ装置22は、搭乗席の車体15のフロントパネルやドア等に設けられたスピーカよりなる。これらのディスプレイ21及びスピーカ装置22は、上述のように安全運転支援に関する情報をドライバに報知する出力部として機能する。
〔路車間通信の内容〕
図5は、通信領域Aにおいて光ビーコン4の投受光器8と車載機2の車載ヘッド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5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に対応する各投受光器8から、ダウンリンクの切り替え前の第1情報として、車線通知情報を含む第1のダウンリンク情報28を、各車線R1〜R4のダウンリンク領域DAに所定の送信周期で常に送信し続けている(図5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。
図5は、通信領域Aにおいて光ビーコン4の投受光器8と車載機2の車載ヘッド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5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に対応する各投受光器8から、ダウンリンクの切り替え前の第1情報として、車線通知情報を含む第1のダウンリンク情報28を、各車線R1〜R4のダウンリンク領域DAに所定の送信周期で常に送信し続けている(図5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。
車載機2を搭載した車両Cがダウンリンク領域DAの上流側部分に進入すると、車載機2の車載ヘッド20が車線通知情報(車両ID無し)を含む第1のダウンリンク情報28を受信する。この際、車載機2の車載コンピュータ19は、当該車両Cが通信領域A内に存在していることを認識する。その後、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5のF2)、このアップリンク情報29を光ビーコン4の投受光器8に対して所定の送信周期で送信する(図5のF3)。
車載コンピュータ19は、このアップリンク情報29に車両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。また、車載コンピュータ19がビーコン間の旅行時間情報を有している場合には、この情報もアップリンク情報29に含ませる。
なお、車載コンピュータ19は、光ビーコン4のビーコン制御機7がダウンリンクの切り替えを行ったことを認識するまで、当該アップリンク情報29を送信し続ける。
なお、車載コンピュータ19は、光ビーコン4のビーコン制御機7がダウンリンクの切り替えを行ったことを認識するまで、当該アップリンク情報29を送信し続ける。
一方、光ビーコン4の投受光器8が、アップリンク領域UAにおいてアップリンク情報29を受信すると(図5のF4)、ビーコン制御機7は、ダウンリンクの切り替えを行い、第2情報として、上記車両ID情報を有する車線通知情報を含む第2のダウンリンク情報30の送信を開始し(図5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5のF6)。
上記車線通知情報には、車線R1〜R4(図2参照)ごとに車両IDを格納するフィールドがあり、各車両IDに対して車線番号を付与することができる。このため、異なる車線R1〜R4を走行する各車両Cの車載コンピュータ19は、その格納フィールド内のいずれに自車両の車両IDが含まれるかを判断することにより、自車両がどの車線R1〜R4を走行しているかを認識できる。
ビーコン制御機7は、第2のダウンリンク情報30に、車両IDを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、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前記支援情報等を格納して送信する。
この支援情報には、光ビーコン4の下流側の信号機の灯色が変わるタイミング情報である信号機情報や、ダウンリンク領域DAから光ビーコン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)までの長さ情報である距離情報等が含まれる。
この支援情報には、光ビーコン4の下流側の信号機の灯色が変わるタイミング情報である信号機情報や、ダウンリンク領域DAから光ビーコン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)までの長さ情報である距離情報等が含まれる。
図5に示すように、第2のダウンリンク情報30は、単一又は複数の最小フレーム31で構成されている。前記「近赤外線式インタフェース規格」によれば、この最小フレーム31のデータ量は合計128バイトと規定され、ヘッダ部32に5バイト、実データ部33に123バイトが割り当てられている。
前記規格によれば、第2のダウンリンク情報30は、1〜80個の最小フレーム31で構成することができ、送信可能時間は250msに設定されている。また、このダウンリンク情報30は送信すべき情報量に対応した任意数の最小フレーム31で構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。
前記規格によれば、第2のダウンリンク情報30は、1〜80個の最小フレーム31で構成することができ、送信可能時間は250msに設定されている。また、このダウンリンク情報30は送信すべき情報量に対応した任意数の最小フレーム31で構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。
最小フレーム31の送信周期は約1msである。従って、例えば、三つの最小フレーム31で一つのダウンリンク情報30を構成する場合には、ダウンリンク情報30の送信周期は約3msになるので、当該ダウンリンク情報30は所定の送信可能時間(250ms)の間に約80回繰り返して送信されることになる。
車載機2の車載コンピュータ19は、第2のダウンリンク情報30を受信した時点(図5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。
このように、車載機2の車載コンピュータ19は、支援情報を含むダウンリンク情報30を受け、この支援情報に基づいて、前記所定位置までの距離の認識、及び安全運転支援の制御を開始する(図5のF8)。
このように、車載機2の車載コンピュータ19は、支援情報を含むダウンリンク情報30を受け、この支援情報に基づいて、前記所定位置までの距離の認識、及び安全運転支援の制御を開始する(図5のF8)。
〔安全運転支援の内容〕
図3に示すように、光ビーコン4のビーコン制御機7は、通信領域Aの所定位置からその下流側の所定位置P0までの距離Lの数値である前記「距離情報」を予めメモリ(記憶装置)に記憶している。そして、この距離Lについての「距離情報」を第2のダウンリンク情報の送信フレームに格納して、当該フレームを投受光器8から繰り返し送出する。
距離Lの始端(上流端)は、通信領域Aの上流端(線分cd)と同位置、又は、その上流端と実質的に同位置と見なせる近傍位置に設定されている。当該位置をx1で示す。距離Lの終端(下流端)は、例えば、光ビーコン4の下流側に設置されている信号機の手前の停止線P0に設定されている。
図3に示すように、光ビーコン4のビーコン制御機7は、通信領域Aの所定位置からその下流側の所定位置P0までの距離Lの数値である前記「距離情報」を予めメモリ(記憶装置)に記憶している。そして、この距離Lについての「距離情報」を第2のダウンリンク情報の送信フレームに格納して、当該フレームを投受光器8から繰り返し送出する。
距離Lの始端(上流端)は、通信領域Aの上流端(線分cd)と同位置、又は、その上流端と実質的に同位置と見なせる近傍位置に設定されている。当該位置をx1で示す。距離Lの終端(下流端)は、例えば、光ビーコン4の下流側に設置されている信号機の手前の停止線P0に設定されている。
車載機2は、第2のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」を受信することにより、距離認識部23(図4参照)において、通信領域Aから下流側の所定位置P0までの距離Lを認識することが可能となる。距離Lの上流端位置x1は、通信領域Aの上流端cと略同位置に設定されているので、車載機2が第2のダウンリンク情報30を通信領域Aの上流端で受信した場合には、実際の車両Cの位置から下流側の所定位置P0までの距離と、前記「距離情報」に係る距離Lとはほぼ一致し、当該「距離情報」をそのまま利用した安全運転支援を行うことが可能となる。
この場合、車載コンピュータ19の支援制御部24は、図4に示すように、距離認識部23で認識した「距離情報」を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。例えば、支援制御部24は、停止線P0までの距離Lと現時の車両Cの走行速度とから、その停止線Pの手前で停止するための減速度(負の加速度)を算出し、その減速度をECU16に通知する。ECU16は、当該減速度となるようにブレーキ装置18を作動させ、これにより、車両Cを停止線Pの手前で自動停止させることができる。
また、支援制御部24の安全運転支援としては、ディスプレイ21やスピーカ装置22を用いたドライバに対する注意喚起であってもよい。例えば、支援制御部24により、停止線P0までの残存距離をディスプレイ21に表示させてもよい。また、現時の車両Cの走行速度が速すぎる場合には、支援制御部24により、停車や減速を促す注意喚起をディスプレイ21に表示させたり、その注意喚起をスピーカ装置22から音声出力させたりしてもよい。
また、支援制御部24の安全運転支援としては、ディスプレイ21やスピーカ装置22を用いたドライバに対する注意喚起であってもよい。例えば、支援制御部24により、停止線P0までの残存距離をディスプレイ21に表示させてもよい。また、現時の車両Cの走行速度が速すぎる場合には、支援制御部24により、停車や減速を促す注意喚起をディスプレイ21に表示させたり、その注意喚起をスピーカ装置22から音声出力させたりしてもよい。
〔アップリンク情報の送信制御〕
図4に示すように、前記車載機2の車載コンピュータ19は通信制御部25を備えている。この通信制御部25は、アップリンク情報29の送信間隔を決定する機能を有している。具体的に、車載コンピュータ19には、速度検出器26によって検出された車両Cの走行速度がECU16から取り込まれるようになっており、取り込まれた車両Cの走行速度に応じたアップリンク情報29の送信間隔が通信制御部25によって決定される。そして、車載ヘッド(光送信部)20は、通信制御部25によって決定された送信間隔でアップリンク情報29を送信する。
図4に示すように、前記車載機2の車載コンピュータ19は通信制御部25を備えている。この通信制御部25は、アップリンク情報29の送信間隔を決定する機能を有している。具体的に、車載コンピュータ19には、速度検出器26によって検出された車両Cの走行速度がECU16から取り込まれるようになっており、取り込まれた車両Cの走行速度に応じたアップリンク情報29の送信間隔が通信制御部25によって決定される。そして、車載ヘッド(光送信部)20は、通信制御部25によって決定された送信間隔でアップリンク情報29を送信する。
図6は、車載機におけるアップリンク情報の送信手順を示すフローチャートである。光ビーコン4から送信された第1のダウンリンク情報28が車載ヘッド20によって受信されると(ステップS1)、車載コンピュータ19は、その時点の車両Cの走行速度をECU16から取り込む(ステップS2)。そして、車載コンピュータ19の通信制御部25によって、車両Cの走行速度に応じたアップリンク情報29の送信間隔が決定される(ステップS3)。
アップリンク情報29の送信間隔を決定するには、例えば、ECU16から取り込まれた車両Cの走行速度を所定の演算式に代入することによってアップリンク情報29の送信間隔を演算により求める方法や、車両Cの走行速度に応じたアップリンク情報29の送信間隔を予めテーブル化して車載コンピュータ19のメモリに記憶しておき、ECU16から取り込んだ車両Cの走行速度をもとにアップリンク情報29の送信間隔をテーブルから読み出すことによって求める方法を採用することができる。
また、アップリンク情報29の送信間隔は、例えば図7(a)に示すように車両Cの走行速度に比例して増減するものとしてもよいし、図7(b)に示すように車両Cの走行速度を低速域、中速域、高速域等の複数の速度域に分け、それぞれの速度域に応じた送信間隔を定めてもよい。いずれにおいても、アップリンク情報29の送信間隔は、車両Cの走行速度が速い場合には短めに設定され、遅い場合には長めに設定される。
ついで、図6のステップS4において、決定された送信間隔で車載ヘッド20からアップリンク情報29が送信され、ステップS5において、車載コンピュータ19によって光ビーコン4から送信された第2のダウンリンク情報30が受信されたか否かが判断される。車載コンピュータ19が、車載ヘッド20によって第2のダウンリンク情報30が受信されたと判断した場合(Yes)、アップリンク情報29の送信を停止するように車載ヘッド20を制御し、車載ヘッド20によって第2のダウンリンク情報29が受信されなかったと判断した場合(No)には、ステップS2に処理を戻す。そして、ステップS2において車載コンピュータ19は、再度ECU16から車両Cの走行速度を取り込み、上記の動作を繰り返し行う。
図3に示すように、アップリンク領域UAの上流側に拡張ダウンリンク領域DA’(1点鎖線のハッチングを設けた領域)が存在している場合、停止線や渋滞等によって車両Cが拡張ダウンリンク領域DA’で停止乃至徐行していると、光ビーコン4から送信された第1のダウンリンク情報28が車載機2の車載ヘッド20によって受信される。しかし、その後車載ヘッド20から送信されるアップリンク情報29は光ビーコン4によって受信されず、車両Cがアップリンク領域UAに進入するまでアップリンク情報29は繰り返し送信される。本実施の形態の車載機2では、車両Cの走行速度に応じてアップリンク情報29の送信間隔が決定され、特に車両Cの走行速度が遅い場合には送信間隔が長めに設定されるので、拡張ダウンリンク領域DA’で停止中又は徐行中の車両Cの車載機2から送信され、且つ光ビーコン4によって受信され得ない無駄なアップリンク情報29の送信回数が実質的に少なくなり、車載ヘッド20のLEDの早期劣化を防止することができる。
逆に、車両Cの走行速度が速い場合にはアップリンク情報29の送信間隔が短く設定されるので、限られた範囲のアップリンク領域UAにおいて確実に光ビーコン4にアップリンク情報29を受信させることができる。
また、車両Cの走行速度が速い場合にアップリンク情報29の送信間隔を短く設定すると、車載機2が拡張ダウンリンク領域DA’で第1のダウンリンク情報28を受信した後、拡張ダウンリンク領域DA’で送信された初回のアップリンク情報29が光ビーコン4によって受信されなくても、その後、早い段階で2回目以降のアップリンク情報29が送信される。したがって、車両Cがアップリンク領域UAに進入したときには、アップリンク領域UAの上流端(線分cd上)の位置x1からさほど離れていないところでアップリンク情報29を送信しかつ第2のダウンリンク情報30を受信することが可能となる。そのため、第2のダウンリンク情報30に含まれる距離情報に係る距離Lの始端位置x1と、実際の車載機2の位置(例えばx2)との誤差Eを極力小さくすることができ、この距離情報を利用した安全運転支援の精度の低下を抑制することが可能となる。
また、車両Cの走行速度が速い場合にアップリンク情報29の送信間隔を短く設定すると、車載機2が拡張ダウンリンク領域DA’で第1のダウンリンク情報28を受信した後、拡張ダウンリンク領域DA’で送信された初回のアップリンク情報29が光ビーコン4によって受信されなくても、その後、早い段階で2回目以降のアップリンク情報29が送信される。したがって、車両Cがアップリンク領域UAに進入したときには、アップリンク領域UAの上流端(線分cd上)の位置x1からさほど離れていないところでアップリンク情報29を送信しかつ第2のダウンリンク情報30を受信することが可能となる。そのため、第2のダウンリンク情報30に含まれる距離情報に係る距離Lの始端位置x1と、実際の車載機2の位置(例えばx2)との誤差Eを極力小さくすることができ、この距離情報を利用した安全運転支援の精度の低下を抑制することが可能となる。
上記に説明した実施形態はすべて例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等の範囲内のすべての変更が本発明に含まれる。例えば、上記実施形態では、第2のダウンリンク情報30に含まれる距離情報に係る距離Lは、通信領域Aの上流端である線分cd上の点から停止線P0までの距離Lとしたが、光ビーコン4の投受光器8の設置地点から停止線P0までの距離とすることもできる。この場合、車載機2の車載コンピュータ19には、予め定められたダウンリンク領域DAの上流端から前記設置地点までの距離を記憶させておき、距離認識部23は、この記憶しておいた距離に、距離情報から得られる距離を加算することで、車両Cにおける停止線P0までの距離を算出し、認識することができる。
1 交通管制システム
2 車載機
4 光ビーコン
20 車載ヘッド(光送信部)
25 通信制御部
28 第1のダウンリンク情報
29 アップリンク情報
30 第2のダウンリンク情報
C 車両
R 道路
DA ダウンリンク領域
UA アップリンク領域
2 車載機
4 光ビーコン
20 車載ヘッド(光送信部)
25 通信制御部
28 第1のダウンリンク情報
29 アップリンク情報
30 第2のダウンリンク情報
C 車両
R 道路
DA ダウンリンク領域
UA アップリンク領域
Claims (4)
- 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投受光器を有する光ビーコンとを備え、前記通信領域において前記車載機と前記光ビーコンの投受光器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、
前記車載機は、前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを有することを特徴とする路車間通信システム。 - 前記通信制御部は、前記車両の走行速度が速い場合に前記アップリンク光の送信間隔を短めに設定し、前記車両の走行速度が遅い場合に前記アップリンク光の送信間隔を長めに設定する請求項1に記載の路車間通信システム。
- 道路の所定範囲に設定された通信領域において、光ビーコンの投受光器と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方法であって、
前記車両の走行速度に応じて前記車載機から送信されるアップリンク光の送信間隔を変動することを特徴とする路車間通信方法。 - 道路の所定範囲に設定された通信領域において、光ビーコンの投受光器との間で光信号による双方向通信を行う車両の車載機であって、
前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、
前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを備えていることを特徴とする車載機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008119525A JP2009271615A (ja) | 2008-05-01 | 2008-05-01 | 路車間通信システム及び方法とこれに用いる車載機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009271615A true JP2009271615A (ja) | 2009-11-19 |
Family
ID=41438134
Family Applications (1)
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JP2008119525A Pending JP2009271615A (ja) | 2008-05-01 | 2008-05-01 | 路車間通信システム及び方法とこれに用いる車載機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009271615A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013164824A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-08-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 車載機 |
JP2017091218A (ja) * | 2015-11-10 | 2017-05-25 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 通信装置及び通信システム |
JP2017134602A (ja) * | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 通信装置及び通信システム |
JP2017187852A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 株式会社デンソー | 光通信装置 |
-
2008
- 2008-05-01 JP JP2008119525A patent/JP2009271615A/ja active Pending
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