JP2010170241A - 通信制御装置とこれを備えた路側通信機 - Google Patents

Abstract

【課題】 路側通信機２が無線送信する提供情報Ｓ６の内容を信号灯器１ａの灯色に対応して変更し、移動通信機３による送信機会を有効に確保する。
【解決手段】 本発明は、路側通信機２が無線送信を行う時間帯を時分割で割り当て、それ以外の時間帯を移動通信機３による無線送信のために開放する通信制御装置に関する。この通信制御装置は、交差点Ｊｉに流入する第１道路Ｒａの交通制御を行う交通信号機１の信号灯器１ａの灯色に関する灯色情報を取得する取得手段２２と、信号灯器１ａが通行権を与える第１道路Ｒａを通行する移動体５ａに搭載された移動通信機３に対して路側通信機２が無線送信する提供情報Ｓ６の内容を、取得した信号灯器１ａの灯色に対応して選択するデータ選択手段２３Ｂと、を備えている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport System）の構成要素として好適な通信制御装置とこれを備えた路側通信機に関する。より具体的には、その路側通信機におけるスロット割当の改良に関する。

近年、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、道路に設置されたインフラ装置からの情報を受信し、この情報を活用することで車両の安全性を向上させる高度道路交通システムが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
かかる高度道路交通システムは、主として、インフラ側の無線通信装置である複数の路側通信機と、各車両に搭載される無線通信装置である複数の車載通信機とによって構成される。

この場合、各通信主体間で行う通信の組み合わせには、路側通信機同士が行う路路間通信と、路側通信機と車載通信機とが行う路車（又は車路）間通信と、車載通信機同士が行う車車間通信とが含まれる。

特許第２８０６８０１号公報

上記高度道路交通システムにおいては、車車間通信をはじめ、路車間通信や路路間通信及び路歩間通信も含め、これらの各通信の共存を図るに当たって、帯域を有効利用してどのような通信制御を行うかが課題となる。そこで、限られた周波数帯域内で路路間、路車間及び車車間の各通信を行うべく、マルチアクセス(Multiple Access)が用いられることが検討されている。

このマルチアクセス方式としては、周波数分割多重（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access）や符号分割多重（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）があるが、山間部などで少数の車載通信機のみでの通信も想定される車車間通信としてのマルチアクセス方式としては、例えばＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）に代表される自律的なランダムアクセス方式を採用するのが好ましい。

しかし、路側通信機が存在するエリアでは、路車間通信、路路間通信及び車車間通信が共存する。この場合、インフラ側である路側通信機の取り扱う情報の優先度が高いのが一般的であるため、車車間通信よりも路車間通信や路路間通信が優先的に行われる仕組みが必要である。
そこで、路側通信機の情報送信を優先的に行うためには、通信に用いる周波数を一定時間ごとに時分割して路側通信機の送信専用の時間スロットを設ける、時分割多重（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）によるマルチアクセスが有効となる。

従って、例えば、交差点ごとに設置された複数の路側通信機群で構成される通信システムを想定すると、各路側通信機が送信する時間スロットをＴＤＭＡ方式で割り当て、残った時間スロットをＣＳＭＡ方式による車車間通信に使用させるのが、合理的な通信システムになると考えられる。
なお、この場合、各路側通信機からの送信タイミングを制御するため、各路側通信機は他の路側通信機との時刻同期機能を有している必要がある。

ところが、上記のような路側の送信制御のためのＴＤＭＡ方式と、車車間でのマルチアクセスのためのＣＳＭＡ方式が混在する高度道路交通システムでは、路側通信機に優先的に割り当てる送信時間が余りに長いと、車載通信機の送信時間が短くなり過ぎたり、車車間のパケット到達率が低下したりして、車車間通信に悪影響が及ぶことが懸念される。
一方、ＩＴＳ用の通信帯域としては、７００ＭＨｚ帯で概ね１０ＭＨｚ幅とする規格が検討されているが、このような比較的狭い帯域幅の場合には、路側通信機の電波が到達する通信エリアにおいて、車載通信機の送信時間を如何に有効に確保するかが問題となる。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、路側通信機が無線送信する提供情報の内容や送信出力等を信号灯器の灯色に対応して変更するようにして、移動通信機による送信機会を有効に確保できる通信制御装置とこれを備えた路側通信機を提供することを目的とする。

第１の本発明（請求項１）は、少なくとも１つの路側通信機が無線送信を行う時間帯を時分割で割り当て、それ以外の時間帯を移動通信機による無線送信のために開放する通信制御装置であって、交差点に流入する第１道路の交通制御を行う交通信号機の信号灯器の灯色に関する灯色情報を取得する取得手段と、前記信号灯器が通行権を与える前記第１道路を移動する移動体に搭載された前記移動通信機に対して前記路側通信機が無線送信する提供情報の内容を、取得した前記信号灯器の灯色に対応して選択するデータ選択手段と、を備えていることを特徴とする。

第１の本発明によれば、上記データ選択手段が、取得した灯色情報に基づく信号灯器の灯色に対応して、その信号灯器が通行権を与える第１道路を移動する移動体に搭載された移動通信機に送信する提供情報の内容を選択するので、例えば、後述する他の移動体の位置や速度等よりなる動的情報のように、信号灯器の灯色によって送信不要となる情報については、その灯色期間中に移動通信機に対する提供情報から省くことができる。
このため、信号灯器の灯色に対応して路側通信機の送信時間を少なくでき、その分だけ移動通信機に開放する送信時間を増大させることができる。

ところで、特定方向に向く信号灯器が通行権を与える上記第１道路を通行する移動体を「自移動体」とし、同じ交差点でそれ以外の信号灯器が通行権を与える後述の第２及び第３道路を通行する移動体を「他移動体」とすると、路側通信機が受信した他移動体の位置や速度等よりなる動的情報を、ほぼリアルタイムで自移動体に中継することにより、交差点における右直衝突や出会い頭衝突等の危険性を自移動体側で判断できるようになる。

しかし、この場合、自移動体が上記危険性を判断すべき灯色状況である場合にのみ、他移動体の動的情報を提供情報に含めれば足り、そのような危険性がないか或いは極めて低い灯色状況である場合には、他移動体の動的情報を自移動体に対する提供情報に含める必要性が乏しい。
例えば、第１道路と交差点を挟んで対向する第２道路を移動する他移動体の動的情報は、第１道路の信号灯器の灯色によっては自移動体にとって不要になる場合があるので、前記データ選択手段は、前記交差点に流入する道路であって、前記第１道路と当該交差点を挟んで対向する道路である第２道路を移動する他の移動体の動的情報を前記提供情報に含めるか否かを、前記信号灯器の灯色に応じて選択することが好ましい（請求項２）。

一方、交差点において第１道路と交差する第３道路を移動する他移動体の動的情報は、自移動体が右折側の道路が先詰まりか否かを判定するのに用いることができ、この先詰まりを予め察知できれば、自移動体における右直衝突の回避や渋滞の回避に役立つ。
しかし、この第３道路を移動する他移動体の動的情報についても、第１道路の信号灯器の灯色によっては自移動体にとって不要になる場合があるので、前記データ選択手段は、前記交差点において前記第１道路と交差する第３道路を移動する他の前記移動体の動的情報を前記提供情報に含めるか否かを、前記信号灯器の灯色に応じて選択することが好ましい（請求項３）。

具体的には、第１道路の信号灯色が赤であるときは、自移動体が交差点の手前で停止或いは減速中であると考えられ、自移動体が右直衝突等を判断する必要性が乏しいので、自移動体にとって第２道路や第３道路の他移動体の動的情報はさほど重要ではない。
このため、本発明において、前記データ選択手段は、前記信号灯器の灯色が赤である期間においては、前記動的情報を前記提供情報に含めないことが好ましい（請求項４）。
この場合、第１道路の信号灯色が赤である期間においては、自移動体に対する提供情報の情報量が少なくなり、路側通信機の送信時間が短縮化される。

もっとも、前記データ選択手段は、前記信号灯器の灯色が全赤である期間においては、前記動的情報を前記提供情報に含めることが好ましい（請求項５）。
その理由は、第１道路の信号灯器の灯色が全赤である期間は、その灯色が青に変化する直前の期間であるから、第２道路や第３道路の他移動体の動的情報を、第１道路の自移動体が事前に取得することにより、右直衝突の回避や渋滞の回避に備えることができるからである。

第２の本発明（請求項６）は、少なくとも１つの路側通信機が無線送信を行う時間帯を時分割で割り当て、それ以外の時間帯を移動通信機による無線送信のために開放する通信制御装置であって、交差点に流入する第１道路の交通制御を行う交通信号機の信号灯色の灯色に関する灯色情報を取得する取得手段と、前記信号灯器が通行権を与える前記第１道路を移動する移動体に搭載された前記移動通信機に対する前記路側通信機の送信出力を、取得した前記信号灯器の灯色に対応して切り替える出力調整手段と、を備えていることを特徴とする。

第２の本発明によれば、上記出力調整手段が、取得した灯色情報に基づく信号灯器の灯色に対応して、その信号灯器が通行権を与える第１道路を移動する移動体に搭載された移動通信機に対する路側通信機の送信出力を切り替えるので、信号灯器の灯色状況に応じて当該路側通信機の送信出力を低下させることができる。
このため、信号灯器の灯色に対応して路側通信機の通信エリアを縮小でき、その分だけ移動通信機が自由に送信可能なエリアが拡大するので、移動通信機による送信機会を増大させることができる。

第２の本発明においても、第１道路の信号灯色が赤であるときは、自移動体が交差点の手前で停止或いは減速中であると考えられ、自移動体が右直衝突等を判断する必要性が乏しいので、自移動体にとって第２道路や第３道路の他移動体の動的情報はさほど重要ではない。
このため、第２の本発明において、前記出力調整手段は、前記信号灯器の灯色が赤である期間においては、前記路側通信機の送信出力を通常より低下させることが好ましい（請求項７）。

この場合、第１道路の信号灯色が赤である期間においては、路側通信機の通信エリアが短縮し、その分だけ自移動体が自由に送信可能なエリアが拡大する。
もっとも、第１道路の信号灯器の灯色が全赤である期間は、前記した通り、第１道路や第２道路の他移動体の動的情報を自移動体に提供すべき時間帯であるあるから、前記データ選択手段は、前記信号灯器の灯色が全赤である期間においては、前記路側通信機の送信出力を通常に設定することが好ましい（請求項８）。

前記した本発明に係る通信制御装置は、路側通信機とは別個にインフラ側に設置されていてもよいが、当該通信制御装置を路側通信機が備えていてもよい（請求項９）。
この場合、子機のスロット割当を行う親機の路側通信機が本発明の通信制御装置を備えていてもよいし、自装置に対するスロット割当を自律的に行う路側通信機が本発明の通信制御装置を備えていてもよい。

以上の通り、本発明によれば、路側通信機が送信する提供情報の内容や送信出力を信号灯器の灯色に対応して切り替えるようにしたので、灯器の灯色状況に応じて提供情報の情報量を少なくしたり、路側通信機の送信出力を低下させたりすることで、移動通信機の送信時間や送信可能なエリアを増大させることができ、移動通信機による送信機会を有効に確保することができる。

高度道路交通システムの全体構成を示す概略斜視図である。 高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。 路側通信機と車載通信機の内部構成を示すブロック図である。 交通信号機の切り替えタイミングの一例を示すタイムチャートである。 タイムスロットの一例を示す概念図である。 車載通信機が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。 データ選択手段による選択処理を示すための道路平面図である。 選択処理を行った場合のタイムスロットの説明図である。 第２実施形態に係る路側通信機２の内部構成を示すブロック図である。 出力調整手段による出力調整を示すための道路平面図である。

〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る高度道路交通システム（ＩＴＳ）の全体構成を示す概略斜視図である。なお、本実施形態では、道路構造の一例として、南北方向と東西方向の複数の道路Ｒが互いに交差した碁盤目構造を想定している。
図１に示すように、本実施形態の高度道路交通システムは、交通信号機１、路側通信機２、車載通信機３（図２及び図３参照）、中央装置４、車載通信機３を搭載した車両５、及び、車両感知器や監視カメラ等よりなる路側センサ６を含む。

交通信号機１と路側通信機２は、複数の交差点Ｊｉ（図例では、ｉ＝１〜１２）のそれぞれに設置されており、電話回線等の通信回線７を介してルータ８に接続されている。このルータ８は交通管制センター内の中央装置４に接続されている。
中央装置４は、自身が管轄するエリアに含まれる各交差点Ｊｉの交通信号機１及び路側通信機２とＬＡＮ（Local Area Network）を構成している。従って、中央装置４は、各交通信号機１及び各路側通信機２との間で双方向通信が可能である。なお、中央装置４は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。

路側センサ６は、各交差点Ｊｉに流入する車両台数をカウントする等の目的で、管轄エリア内の道路の各所に設置されている。この路側センサ６は、直下を通行する車両５を超音波感知する車両感知器、或いは、道路の交通状況を時系列に撮影する監視カメラ等よりなり、感知情報Ｓ４や画像データＳ５は通信回線７を介して中央装置４に送信される。
なお、図１では、図示を簡略化するために、各交差点Ｊｉに信号灯器が１つだけ描写されているが、実際の各交差点Ｊｉには、互いに交差する道路の上り下り用として少なくとも４つの信号灯器が設置されている（図２参照）。

〔中央装置〕
中央装置４は、ワークステーション（ＷＳ）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等よりなる制御部を有している。この制御部は、路側通信機２、路側センサ６からの各種の交通情報の収集・処理（演算）・記録、信号制御及び情報提供を統括的に行う。
具体的には、中央装置４の制御部は、自身のネットワークに属する交差点Ｊｉの交通信号機１に対して、同一道路上の交通信号機１群を調整する系統制御や、この系統制御を道路網に拡張した広域制御（面制御）を行うことができる。

また、中央装置４は、通信回線７を介してＬＡＮ側と接続された通信インタフェースである通信部を有しており、この通信部は、信号灯器１ａ〜１ｄ（図２参照）の切り替えタイミングに関する信号制御指令Ｓ１を所定時間ごとに交通信号機１に送信しているとともに、その信号制御指令Ｓ１と渋滞情報等を含む交通情報Ｓ２を所定時間ごとに路側通信機２に送信している（図１及び図２参照）。
信号制御指令Ｓ１は、前記系統制御や広域制御を行う場合の信号制御パラメータの演算周期（例えば、１．０〜２．５分）ごとに送信され、交通情報Ｓ２は、例えば５分ごとに送信される。

また、中央装置４の通信部は、各交差点Ｊｉに対応する路側通信機２から、その通信機２が車載通信機３から受信した車両５の現在位置等を含む車両情報Ｓ３、車両通過時に生じるパルス信号よりなる車両感知器の感知情報Ｓ４、及び、監視カメラが撮影した道路のデジタル情報よりなる画像データＳ５等を、ほぼリアルタイム（例えば、０．１〜１．０秒周期）で受信しており、中央装置４の制御部は、これらの各種情報に基づいて前記系統制御や広域制御を実行する。

〔無線通信の方式等〕
図２は、上記高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。
なお、図２では、交差点Ｊｉに流入する各道路Ｒの各々が上りと下りで片側１車線のものとして例示されているが、道路構造はこれに限られるものではない。
図２にも示すように、本実施形態の高度道路交通システムは、道路Ｒを通行中の車載通信機３との間で無線通信が可能な複数の路側通信機２と、キャリアセンス方式で他の通信機２，３と無線通信を行う移動無線送受信機の一種である車載通信機３とを備えている。車載通信機３は、道路Ｒを走行する各車両５にそれぞれ搭載されている。

各交差点Ｊｉの交通信号機１は、その交差点Ｊｉに流入する各道路Ｒ用の複数（図例では４つ）の信号灯器１ａ〜１ｄと、これらの信号灯器１ａ〜１ｄを駆動制御する信号制御機１ｅとからなり、これらの信号灯器１ａ〜１ｄの灯色が青になることで、対応する道路Ｒにそれぞれ通行権が付与される。信号制御機１ｅは、中央装置４から受信した信号制御指令Ｓ１に含まれる切り替えタイミングを抽出し、このタイミング通りに各信号灯器１ａ〜１ｄに対する灯色を切り替える。
本実施形態の路側通信機２は、各交差点Ｊｉの複数の信号灯器１ａ〜１ｄにそれぞれ設けられた指向性アンテナ２ａ〜２ｄを備え、このアンテナ２ａ〜２ｄは、信号灯器１ａ〜１ｄの灯光方向とほぼ同じ方向に指向している。

このため、図２に破線のハッチングで示すように、路側通信機２は、道路Ｒの延長方向にほぼ沿った通信エリアＡ（指向性アンテナ２ａ〜２ｄによる送信可能範囲）を道路Ｒごとに有しており、その通信エリアＡを走行する車両５の車載通信機３との無線通信が可能である。
また、路側通信機２の各通信エリアＡは、実際には隣接する交差点Ｊｉにほぼ到達しており、このため、各路側通信機２は、隣接する交差点Ｊｉに設置された他の路側通信機２との無線通信も可能である。

本実施形態の高度道路交通システムでは、路側通信機２同士（路路間通信）については無線通信が用いられ、また、路側通信機２と車載通信機３との間（「路」から「車」への路車間通信と「車」から「路」への車路間通信との双方を含む。）と車載通信機３同士（車車間通信）についても、無線通信が用いられている。
前記した通り、交通管制センターに設けられた中央装置４は、各路側通信機２と有線での双方向通信が可能となっているが、これらの間も無線通信であってもよい。

路側通信機２は、自身が無線送信するためのタイムスロットをＴＤＭＡ方式で割り当てており、このタイムスロット以外の時間帯には無線送信を行わない。従って、路側通信機２用のタイムスロット以外の時間帯は、車載通信機３のためのＣＳＭＡ方式による送信時間として開放される。
また、路側通信機２は、自身の送信タイミングを制御するために他の路側通信機２との時刻同期機能を有している。この路側通信機２の時刻同期は、例えば、自身の時計をＧＰＳ時刻に合わせるＧＰＳ同期や、自身の時計を他の路側通信機２からの送信信号に合わせるエア同期等によって行われる。

なお、本実施形態では、後述の通り、路側通信機２が自装置に対するスロット割当を自律的に行う場合を例示するが、複数の路側通信機２の中から１つの親機を予め選定しておき、この親機が、自身が管理する子機同士で電波干渉が生じない送信タイミングとなるように、子機に対する総括的なスロット割当を行うことにしてもよい。
また、本実施形態では、後述のデータ選択手段２３Ｂやスロット割当手段２３Ｃ等を要旨とする本発明の「通信制御装置」を、各路側通信機２に搭載した場合を例示するが、その通信制御装置は、上記親機となる路側通信機２のみに設けてもよいし、路側通信機２とは別個に路側に設置することにしてもよい。

〔路側通信機の構成〕
図３は、路側通信機２と車載通信機３の内部構成を示すブロック図である。
このうち、路側通信機２は、無線通信のための前記指向性アンテナ２ａ〜２ｄが接続された無線通信部（送受信部）２１と、中央装置４と双方向通信する有線通信部２２と、それらの通信制御を行うプロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）等よりなる制御部２３と、制御部２３に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部２４とを備えている。

路側通信機２の記憶部２４は、制御部２３が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信機２，３の通信機ＩＤ等を記憶している。
路側通信機２の制御部２３は、上記コンピュータプログラムを実行することで達成される機能部として、データ転送手段２３Ａを備えている。
このデータ転送手段２３Ａは、有線通信部２２が中央装置４から受信した渋滞情報等の交通情報Ｓ２（後述する静的情報Ｓ６ａの一種）を、いったん記憶部２４に一時的に記憶させ、無線通信部２１を介して車載通信機３に対してブロードキャスト送信する。

また、データ転送手段２３Ａは、無線通信部２１が受信した車載通信機３の車両情報（車両５の位置、速度及び方向等）Ｓ３を、いったん記憶部２４に一時的に記憶させ、有線通信部２２を介して中央装置４に転送する。
本実施形態の路側通信機２は、信号灯器１ａ〜１ｄの切り替えタイミングを含む中央装置４からの信号制御指令Ｓ１を有線通信部２２から取得し、この指令Ｓ１を記憶部２４に記憶させている。

図４は、交通信号機１の切り替えタイミングの一例を示すタイムチャートである。
図４において、「ＳＮ」は、南北方向の信号灯器１ａ，１ｂの灯色変化を示し、「ＥＷ」は、東西方向の信号灯器１ｃ，１ｄの灯色変化を示している。
また、「１Ｇ」、「１Ｙ」及び「１Ｒ」は、それぞれ南北方向の信号灯器１ａ，１ｂが青、黄及び赤であることを示し、「２Ｇ」、「２Ｙ」及び「２Ｒ」は、それぞれ東西方向の信号灯器１ｃ，１ｄが青、黄及び赤であることを示している。

図４に示すように、各信号灯器１ａ〜１ｂは、それぞれ所定時間に設定された青色→黄色→赤色の灯色変化を、一定の信号サイクルＣで繰り返すようになっている。なお、周知の通り、右折用の青矢印が信号サイクルＣ中に含まれる場合もある。
また、図４に示す第１信号期間ＴＳ１は、南北方向の信号灯器１ａ，１ｂが対応道路に通行権を与える期間（青色１Ｇ及び黄色１Ｙ）と全赤期間とを含み、第２信号区間ＴＳ２は、東西方向の信号灯器１ｃ，１ｄが通行権を与える期間（青色２Ｇ及び黄色２Ｙ）よりなる。なお、全赤期間とは、図４に符号ＡＲで示す通り、南北方向及び東西方向のすべての信号灯器１ａ〜１ｄの灯色が赤である期間のことを言う。

本実施形態の路側通信機２は、信号制御指令Ｓ１に含まれる切り替えタイミングに基づいて上記期間ＴＳ１，ＴＳ２を生成し、この期間ＴＳ１，ＴＳ２ごとに各アンテナ１ａ〜１ｄの送信データの内容を変更するデータ選択機能を有しているが、この機能については後述する。
なお、図４に示す各期間ＴＳ１，ＴＳ２は、南北方向の信号灯器１ａ，１ｂに着目した場合のものであり、東西方向の信号灯器１ｃ，１ｄに着目した場合の各期間ＴＳ１，ＴＳ２はそれぞれ次のように設定される。
第１信号期間ＴＳ１＝２Ｇ＋２Ｙ＋全赤期間
第２信号期間ＴＳ２＝１Ｇ＋１Ｙ

〔路側通信機によるスロット割当等〕
図３に戻り、路側通信機２の制御部２３は、前記コンピュータプログラムの実行によって達成される機能部として、更に、データ選択手段２３Ｂとスロット割当手段２３Ｃとを備えている。
このうち、データ選択手段２３Ｂは、路側通信機２から車載通信機３に送信する、車両５に役立つ提供情報Ｓ６に含めるべきデータの内容を、信号灯器１ａ〜１ｄの灯色に対応して選択するものである。

路側通信機２が各アンテナ１ａ〜１ｄから車載通信機３に送信する提供情報Ｓ６は、次の静的情報Ｓ６ａと動的情報Ｓ６ｂに種別される。
このうち、静的情報Ｓ６ａには、道路線形情報、標識情報、施設情報及び地域情報が含まれる。道路線形情報は道路Ｒの線形形状に関する情報であり、標識情報は、道路標識の位置や種別に関する情報である。また、施設情報は、病院や役所などの施設に関する情報であり、地域情報は、各地域の店舗やコマーシャルに関する情報である。

他方、動的情報Ｓ６ｂには、少なくとも車両５の車両情報Ｓ３、すなわち当該車両５の位置、速度及び方向が含まれる。もっとも、この動的情報Ｓ６ｂに、通信エリアＡ内に存在する全車両５の台数を含めてもよい。
本実施形態のデータ選択手段２３Ｂは、信号灯器１ａ〜１ｄの灯色状況によって、交差点Ｊｉに流入する特定方向の道路Ｒを通行する車両５の動的情報Ｓ６ｂを、当該交差点Ｊｉに流入する他の道路Ｒを通行する他の車両５に対する提供情報Ｓ６に含めたり含めなかったりする選択処理を実行する。なお、この選択処理の詳細については後述する。

スロット割当手段２３Ｃは、自身の路側通信機２からの送信用のタイムスロットＴ１を周期的に繰り返すように生成している。
図５は、スロット割当手段２３Ｃが生成するタイムスロットの一例を示す概念図である。図５に示すように、このタイムスロットは、第１スロットＴ１とそれ以外の第２スロットＴ２とを含み、これらの各スロットＴ１，Ｔ２の合計期間が一定周期で繰り返すようになっている。

第１スロットＴ１は、路側通信機２用のタイムスロットであり、この時間帯においては路側通信機２による無線送信が許容される。第１スロットＴ１には、スロット番号ｉが付されており、このスロット番号ｉは周期的に繰り返すようにインクリメント又はデクリメントされる。
また、第２スロットＴ２は、車載通信機３用のタイムスロットである。この時間帯は車載通信機３による無線送信用として開放するスロットであるため、路側通信機２は第２スロットＴ２では無線送信を行わない。

なお、本実施形態では、指向性アンテナ１ａ〜１ｄが送信する電波が、交差点Ｊｉの内部を除いて互いに干渉しないものと仮定している。従って、各アンテナ１ａ〜１ｄは、同じ第１スロットＴ１において同時に電波送信するようになっている。
もっとも、各アンテナ１ａ〜１ｄからの電波送信のタイミングがずれるように送信制御を行ってもよい。この場合、１つの第１スロットＴ１に対して複数の分割スロットを設定し、その各分割スロットを各アンテナ１ａ〜１ｄの電波送信時間に割り当ててもよいし、各アンテナ１ａ〜１ｄの電波送信を異なるスロット番号ｉで行うことにしてもよい。

本実施形態のスロット割当手段２３Ｃは、データ選択手段２３Ｂが選択した提供情報Ｓ６の内容に相当するデータ量に基づいて、第１スロットＴ１のスロット長を変更する動的帯域割当機能を有する。
例えば、図５に示すように、スロット割当手段２３Ｃは、提供情報Ｓ６に動的情報Ｓ６ａと静的情報Ｓ６ｂの双方が含まれる場合には、その各情報Ｓ６ａ，Ｓ６ｂのデータ量に相当するスロット長（図５の空白部分と破線ハッチング部分）を第１スロットＴ１として割り当てる。

また、スロット割当手段２３Ｃは、提供情報Ｓ６に動的情報Ｓ６ａが含まれない場合には、残りの静的情報Ｓ６のデータ量に相当するスロット長（図５の空白部分）のみを第１スロットＴ１として割り当てる。
このように第１スロットＴ１のスロット長が短めに設定されると、その分だけ車載通信機３用の第２スロットＴ２の時間帯が増えるので、キャリアセンス方式で無線通信する車載通信機３の送信機会が増加することになる。

更に、本実施形態のスロット割当手段２３Ｃは、車載通信機３にスロット割当の結果を通知するための割当情報Ｓ７（図３参照）を生成する。この割当情報Ｓ７には、スロット番号ｉと、このスロット番号ｉに対応する第１スロットＴ１の開始時刻及び継続時間と、路側通信機２の通信機ＩＤとが含まれている。
制御部２３のデータ転送手段２３Ａは、生成された割当情報Ｓ７を、無線通信部２１を介して自身の通信エリアＡに無線送信する。

なお、図５では図示を省略したが、割当情報Ｓ７は、すべての車載通信機３において認知しておく必要があるので、第１スロットＴ１の時間帯に必ず送信される。
通信エリアＡを通行する車両５の車載通信機３は、上記割当情報Ｓ７を受信すると、その割当情報Ｓ７に記された第１スロットＴ１以外の時間帯（図５の第２スロットＴ２）でキャリアセンス方式による無線送信を行う。

〔車載通信機〕
図３に戻り、車載通信機３は、無線通信のためのアンテナ３０に接続された通信部（送受信部）３１と、この通信部３１に対する通信制御を行うプロセッサ等よりなる制御部３２と、この制御部３２に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部３３とを備えている。
記憶部３３は、制御部３２が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信装置２，３の通信機ＩＤ等を記憶している。

車載通信機３の制御部３２は、車車間通信のためのキャリアセンス方式による無線通信を通信部３１に行わせるものであり、路側通信機２との間の時分割多重方式での通信制御機能は有していない。
従って、車載通信機３の通信部３１は、所定の搬送波周波数の受信レベルを常時感知しており、その値がある閾値以上である場合は無線送信を行わず、当該閾値未満になった場合にのみ無線送信を行うようになっている。

なお、車載通信機３の制御部３２は、車両５（車載通信機３）の現時の位置、速度及び方向等を含む車両情報Ｓ３を、通信部３１を介して外部にブロードキャストで無線送信させている。
また、車載通信機３の制御部３２は、他の車両５から直接受信した車両情報Ｓ３や、路側通信機２から受信した提供情報Ｓ６（動的情報Ｓ６ｂを含む。）に含まれる、他の車両５の現時の位置、速度及び方向に基づいて、右直衝突や出合い頭衝突等を回避するための安全運転支援制御を行うことができる。

図６は、車載通信機３が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。
図６に示すように、車載通信機３の送信信号には、プリアンブル、ヘッダ、データ、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）が含まれている。
このうち、データには、車両５の位置、方向（進行方向）及び速度が含まれるが、路側通信機２からの送信信号を受信した場合の受信レベルを含めることもできる。車両５の位置や方向は、通常は、ＧＰＳ等の車両５側のセンサ類が自律的に測定した情報であるが、光ビーコン等のインフラ側から取得可能な場合もある。速度は、車両５の速度センサに基づいた情報である。

〔データ選択処理〕
図７は、前記データ選択手段２３Ｂによる選択処理を示すための道路平面図である。
図７に示すように、ここでは、交差点Ｊに向かって北進する道路をＲａ、南進する道路をＲｂ、西進する道路をＲｃ、及び、東進する道路をＲｄと定義する。これらの各道路Ｒａ〜Ｒｄは、それぞれ、対応する信号灯器１ａ〜１ｄによって通行権が与えられる。
また、以下の説明では、各道路Ｒａ〜Ｒｄのうちで着目する第１道路を北進道路Ｒａに設定し、この道路Ｒａを通行する車両５を「自車両５ａ」といい、それ以外の道路Ｒｂ〜Ｒｄを走行する車両５を「他車両５ｂ〜５ｄ」という。

図７（ａ）及び（ｂ）に示す道路平面図のうち、図７（ａ）は、北進道路Ｒａと南進道路Ｒｂに通行権が与えられている状態を示し、図７（ｂ）は、逆に、西進道路Ｒｃと東進道路Ｒｄに通行権が与えられている状態を示している。
ここで、北進道路Ｒａに通行権がある図７（ａ）において、自車両５ａが交差点Ｊに向かって北進中であると仮定する。
この場合、北進道路（第１道路）Ｒａと交差点Ｊを挟んで対向する道路である南進道路（第２道路）Ｒｂにも通行権があるため、この南進道路Ｒｂを走行する他車両５ｂが、交差点Ｊで右折、左折或いは直進するか否かは、自車両５ａが他車両５ｂとの右直衝突を判定する上において重要な情報となる。

また、北進道路Ｒａに通行権がある図７（ａ）において、自車両５ａが交差点Ｊ内において右折待ちになっていると仮定する。
この場合、例えば、その右折側の東進道路Ｒｄが渋滞していて、先詰まりである場合には、自車両５ａのドライバがそれに気付かずに交差点Ｊで右折を強行すると、東進道路Ｒｄに流入することができずに交差点Ｊで立ち往生し、南進する他車両５ｂと衝突する危険性がある。従って、右折側の東進道路（第３道路）Ｒｄが先詰まりか否かも、自車両５ａが他車両５ｂとの右直衝突を判定する上において重要な情報となる。

そこで、本実施形態のデータ選択手段２３Ｂは、信号灯器１ａ〜１ｄの切り替えタイミングが図４に示す第１信号期間ＴＳ１である場合には、自車両５ａが通行する道路（信号灯器１ａが通行権を与える北進道路Ｒａ）から見て、交差点Ｊを挟んだ対向道路となる南進道路Ｒｂを通行する他車両５ｂと、右折側の東進道路Ｒｄを通行する他車両５ｄの動的情報Ｓ６ｂを、北進道路Ｒａに対応するアンテナ２ａから送信する提供情報Ｓ６として選択する。

これに対し、西進道路Ｒｃと東進道路Ｒｄに通行権が与えられている図７（ｂ）の場合には、交差点Ｊに向かって北進中である自車両５ａは、通常、北進道路Ｒａの信号灯器１ａの灯色が赤であるために、停止線の手前で停止しているか、或いは、停止線に向かって減速しているものと考えられる。
従って、この場合には、自車両５ａにおいて右直衝突を回避する判定を行う実益が余りなく、南進道路Ｒｂを通行する他車両５ｂや右折側の東進道路Ｒｄを通行する他車両５ｄの動的情報Ｓ６ｂを、自車両５ａに通知する必要性が乏しい。

そこで、本実施形態のデータ選択手段２３Ｂは、信号灯器１ａ〜１ｄの切り替えタイミングが図４に示す第２信号期間ＴＳ２である場合（北進道路Ｒａの信号灯器１ａの灯色が赤である期間）には、他車両５ｂや他車両５ｄの動的情報Ｓ６ｂを提供情報Ｓ６から省き、静的情報Ｓ６ａのみを提供情報Ｓ６の内容とする。
もっとも、信号灯器１ａの灯色が全赤である期間は、その灯色が青に変化する直前の期間であり、北進道路Ｒａの自車両５ａがこれから発進し始める時期ようとする期間であるから、他車両５ｂや他車両５ｄの動的情報を北進道路Ｒａの自車両５ａが事前に取得できれば、右直衝突の回避や渋滞の回避に備えることができる。従って、信号灯器１ａの全赤期間（図４に示す第１信号区間ＴＳ１に含まれる。）においては、他車両５ｂや他車両５ｄの動的情報Ｓ６ｂは提供情報Ｓ６に含められる。

図８は、上記選択処理を行った場合のタイムスロットの説明図である。
図８（ａ）及び（ｂ）のうち、図８（ａ）は図７（ａ）の場合に対応するタイムチャートであり、図８（ｂ）は図７（ｂ）の場合に対応するタイムチャートである。
図８（ａ）に示すように、提供情報Ｓ６に動的情報Ｓ６ｂが含まれている場合には、第１スロットＴ１のスロット長が、静的情報Ｓ６ａと動的情報Ｓ６ｂの双方のデータ量に相当する時間に設定されるので、そのスロット長が比較的長くなる。

これに対して、図８（ｂ）に示すように、提供情報Ｓ６に動的情報Ｓ６ｂが含まれていない場合には、スロット割当手段２３Ｃは、動的情報Ｓ６ｂのデータ量に相当する時間が省略される分だけ、第１スロットＴ１のスロット長を短縮させた帯域割当を実行することができる。
このため、第１スロットＴ１のスロット長が短縮する分だけ第２スロットＴ２のスロット長が増大し、自車両５ａが送信可能な時間帯が増加する。

〔第２実施形態：出力調整手段〕
図９は、第２実施形態に係る路側通信機２の内部構成を示すブロック図である。
第２実施形態に係る路側通信機２が第１実施形態（図３）のそれと異なるところは、路側通信機２の制御部２３が、無線通信部２１によるアンテナ２ａ〜２ｄからの送信出力を信号灯器１ａ〜１ｄの灯色に対応して切り替える出力調整手段２３Ｄを更に有している点にある。

図１０は、上記出力調整手段２３Ｄによる出力調整を示すための道路平面図である。なお、図１０における各参照符号の意味は、図７の場合と同様である。
本実施形態の出力調整手段２３Ｄは、第１信号期間ＴＳ１の間（図１０（ａ））は、北進道路Ｒａに対応するアンテナ２ａからの送信出力を通常通りに設定するが、第２信号期間ＴＳ２の間（図１０（ｂ））は、北進道路Ｒａに対応するアンテナ２ａからの送信出力を通常よりも低下させる。

すなわち、第２信号期間ＴＳ２の間は自車両５ａが交差点Ｊの手前で停止しており、自車両５ａが右直衝突を判断する必要性が乏しいので、北進道路Ｒａに対する送信出力を通常より低下させるようになっている。
このため、図１０（ｂ）に示すように、第２信号期間ＴＳ２の間は、北進道路Ｒａに対する路側通信機２の通信エリアＡが短縮し、その分だけ自車両５ａが自由に送信可能なエリアが拡大することになる。これにより、北進道路Ｒａを通行する自車両５ａの通信機会が増大する。

〔その他の変形例〕
今回開示した各実施形態は本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上記実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲とその構成と均等な意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。
例えば、図９に示す路側通信機２では、制御部２３が、出力調整手段２３Ｄの他にデータ選択手段２３Ｂとスロット割当手段２３Ｃを有しているが、データ選択手段２３Ｂとスロット割当手段２３Ｃを有しない制御部２３を採用することもできる。

また、上記実施形態の高度道路交通システムおいて、車載通信機３の代わりに或いは車載通信機３に加えて、歩行者等が携帯する通信機（携帯通信端末）を用いることもできる。もっとも、この場合には、その携帯通信端末が、上記実施形態の車載通信機３の場合と同様に、路側通信機２の送信時間（第１スロットＴ１）中においては無線送信を行わないという規約に従う必要がある。

１ 交通信号機
１ａ〜１ｄ 信号灯器
２ 路側通信機（通信制御装置）
２ａ〜２ｄ 指向性アンテナ
３ 車載通信機（移動通信機）
４ 中央装置
５ 車両（移動体）
５ａ 自車両
５ｂ〜５ｄ 他車両
６ 路側センサ
７ 通信回線
８ ルータ
２１ 無線通信部
２２ 有線通信部（取得手段）
２３ 制御部
２３Ａ データ転送手段
２３Ｂ データ選択手段
２３Ｃ スロット割当手段
２３Ｄ 出力調整手段
２４ 記憶部
３０ アンテナ
３１ 通信部
３２ 制御部
３３ 記憶部
Ｊｉ 交差点
Ｒ 道路
Ｒａ 北進道路（第１道路）
Ｒｂ 南進道路（第２道路）
Ｒｃ 西進道路
Ｒｄ 東進道路（第３道路）
Ｓ１ 信号制御指令（灯色情報）
Ｓ２ 交通情報
Ｓ３ 車両情報
Ｓ４ 感知情報
Ｓ５ 画像データ
Ｓ６ 提供情報
Ｓ６ａ 静的情報
Ｓ６ｂ 動的情報
Ｓ７ 割当情報

Claims (9)

1. 少なくとも１つの路側通信機が無線送信を行う時間帯を時分割で割り当て、それ以外の時間帯を移動通信機による無線送信のために開放する通信制御装置であって、
   交差点に流入する第１道路の交通制御を行う交通信号機の信号灯器の灯色に関する灯色情報を取得する取得手段と、
   前記信号灯器が通行権を与える前記第１道路を移動する移動体に搭載された前記移動通信機に対して前記路側通信機が無線送信する提供情報の内容を、取得した前記信号灯器の灯色に対応して選択するデータ選択手段と、
   を備えていることを特徴とする通信制御装置。
2. 前記データ選択手段は、前記交差点に流入する道路であって、前記第１道路と当該交差点を挟んで対向する道路である第２道路を移動する他の移動体の動的情報を前記提供情報に含めるか否かを、前記信号灯器の灯色に応じて選択する請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記データ選択手段は、前記交差点において前記第１道路と交差する第３道路を移動する他の前記移動体の動的情報を前記提供情報に含めるか否かを、前記信号灯器の灯色に応じて選択する請求項１又は２に記載の通信制御装置。
4. 前記データ選択手段は、前記信号灯器の灯色が赤である期間においては、前記動的情報を前記提供情報に含めない請求項２又は３に記載の通信制御装置。
5. 前記データ選択手段は、前記信号灯器の灯色が全赤である期間においては、前記動的情報を前記提供情報に含める請求項４に記載の通信制御装置。
6. 少なくとも１つの路側通信機が無線送信を行う時間帯を時分割で割り当て、それ以外の時間帯を移動通信機による無線送信のために開放する通信制御装置であって、
   交差点に流入する第１道路の交通制御を行う交通信号機の信号灯色の灯色に関する灯色情報を取得する取得手段と、
   前記信号灯器が通行権を与える前記第１道路を移動する移動体に搭載された前記移動通信機に対する前記路側通信機の送信出力を、取得した前記信号灯器の灯色に対応して切り替える出力調整手段と、
   を備えていることを特徴とする通信制御装置。
7. 前記出力調整手段は、前記信号灯器の灯色が赤である期間においては、前記路側通信機の送信出力を通常より低下させる請求項６に記載の通信制御装置。
8. 前記出力調整手段は、前記信号灯器の灯色が全赤である期間においては、前記路側通信機の送信出力を通常に設定する請求項７に記載の通信制御装置。
9. 請求項１又は６に記載の通信制御装置を備えた路側通信機。

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