JP2012003484A - 路側通信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】路車間通信に関わらず車車間通信を確実に行うことができる路側通信装置を提供する。
【解決手段】他の車載通信装置との間で車車間通信を行う車車間通信機能及び路側通信装置と路車間通信を行う路車間通信機能とを備えた車載通信装置との間で路車間通信を行う路側通信装置(1)であって、車載通信装置から送信された車車間通信データを受信し、当該車載通信装置を搭載した車両(V1,V2)の位置を検出し、複数の車両(V1,V2)が検出され、車両位置検出手段によって検出された車両(V1,V2)が略同時に当該交差点(100)に進入する場合に、路車間通信手段による路車間通信を一時的に停止して、その後に路車間通信データ(S1,S2)を送信する。
【選択図】図8

Description

本発明は、車両との間で通信を行う路側通信装置に関する。
従来より、車載通信装置と路側通信装置との間で路車間通信を行う技術としては、下記の特許文献1に記載された無線通信方法が知られている。
この無線通信方法は、車載端末と路側機が1つの無線伝送路を利用する。この無線通信方法は、車載端末が自車両の危険の程度を表す危険度を算出して、路側機に通知すると、路側機が、危険度の高い車両の車載端末から優先的に通信資源を割り当てている。
特開2009−211397号公報
しかしながら、上述の無線通信方法は、車載端末から路側機に危険度を通知して通信資源を割り当てていたので、車載端末によって危険度が検出できない場合には、優先的に通信資源を割り当てることができず、車車間通信の通信資源が不足してしまう可能性があるという問題点があった。
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、路車間通信に関わらず車車間通信を確実に行うことができる路側通信装置を提供することを目的とする。
本発明は、車載通信装置から送信された車車間通信データを受信して、当該車載通信装置を搭載した車両の位置を検出し、複数の車両が検出され当該検出された車両が略同時に当該交差点に進入する場合に、路車間通信を一時的に停止する。
本発明によれば、車両が略同時に交差点に進入する場合に路車間通信を一時的に停止するので、路車間通信に関わらず車車間通信を確実に行わせることができる。
本発明の実施形態として示す通信システムが行う動作の概要を説明する上面図である。 本発明の実施形態として示す通信システムにおける路側通信装置の機能的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態として示す通信システムにおける車載通信装置の機能的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態として示す通信システムにおいて路側通信装置及び車載通信装置の間で送信されるデータのパケット構造を示す図である。 本発明の実施形態として示す通信システムにおいて、路側通信装置によって路車間通信データの送信タイミングを制御するか否かを判定する処理の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態として示す通信システムにおいて、路側通信装置によって路車間通信データの送信タイミングを制御する処理の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態として示す通信システムにおいて、路車間通信データ及び車車間通信データの送信タイミングを示すタイミングチャートである。 本発明の実施形態として示す通信システムにおいて、路側通信装置によって路車間通信データの送信タイミングを制御して、車載通信装置に路車間通信データを送信する動作を説明する上面図である。 本発明の実施形態として示す通信システムにおいて、路側通信装置の通信範囲に車載通信装置が存在しないときに路車間通信データの送信を停止することを示す上面図である。 本発明の実施形態として示す通信システムにおいて、路側通信装置の通信範囲が交差点を含まないように設置することを示す上面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[通信システムの構成]
本発明の実施形態として示す通信システムは、例えば図1に示すように、交差点100付近に設置された路側通信装置1を含む。図1に示す例では、交差点100に接続された道路101、102、103に車両V1、V2、V3が走行しており、車両V3は、既に交差点100の直近まで走行している様子を示している。
車載通信装置2は、他の車載通信装置2との間で車車間通信を行う車車間通信機能及び路側通信装置1と路車間通信を行う路車間通信機能とを備えている。路側通信装置1は、交差点100に進入する車両V1,V2,V3に搭載された車載通信装置2との間で、路車間通信データを送受信する。また、この通信システムにおいて、路側通信装置1は、車両V1,V2,V3に搭載された車載通信装置2間で送受信される車車間通信データが受信可能である。この通信システムにおいて、路車間通信データ及び車車間通信データは、共通した周波数帯域を使用した共通した通信方式によって路車間通信及び車車間通信される。
この通信システムにおいて、路側通信装置1は、車載通信装置2から送信された通信データを受信し、当該車載通信装置2を搭載した車両V1,V2,V3の位置を検出する。路側通信装置1は、複数の車両V1,V2,V3が検出された場合に、路車間通信を一時的に停止するよう制御する。このとき、路側通信装置1は、車両V1,V2,V3が交差点100に進入するタイミングを計算し、車両V1,V2が略同時に当該交差点100の近接範囲100aに進入する場合に、路車間通信を一時的に停止する。
このような通信システムにおいて、路側通信装置1は、例えば図2に示すように構成されている。
路側通信装置1は、データ処理部21、CPU(Central Processing Unit)22、ネットワークインターフェース(I/F)23、変復調回路24、及び、送受信回路25を含む。
データ処理部21は、路側通信装置1を統括的に制御する。データ処理部21は、サービス情報としての観光情報、地域店舗、その他配信情報を生成する機能を有する。また、データ処理部21は、通信手段としての変復調回路24及び送受信回路25を制御して、路車間通信を制御し、車間通信データを受信するよう制御する。更に、データ処理部21は、変復調回路24及び送受信回路25の路車間通信を制御するために、当該変復調回路24及び送受信回路25の路車間通信範囲における車両の接近を検出する機能を有する。
この車両の接近を検出する機能は、交差点に設置された路側通信装置1が周囲の車両に搭載された車載通信装置2からの車車間通信データを受信することによって周囲の車両を検出し、当該車間通信データに含まれる位置、進行方向、車速等から交差点への到達時間を算出する。そして、路側通信装置1は、複数の車両について交差点への到達時間を比較して、略同時に交差点に進入する車両を特定する。
路側通信装置1は、略同時に交差点に進入する車両を特定した場合には、当該車両に対して、衝突の可能性を通知する路車間通信データを送信する。このとき、路側通信装置1は、路車間通信データの送信タイミングを制御することによって一旦路車間通信データの送信を停止し、適切なタイミングで路車間通信データを送信する。
CPU22は、データ処理部21に対してサービス情報を供給する制御を行う。CPU22は、ネットワークインターフェース23を介してネットワークNWにアクセスして、サービス情報を取得する。
変復調回路24は、データ処理部21から供給された送信データに変調処理を行って、送受信回路25に供給する。送受信回路25は、変調された送信データを所定の無線周波数(RF)の無線信号に変換して、アンテナ1Aから無線電波を送出させる。アンテナ1Aによって無線電波を受信した場合、送受信回路25は、RF信号を取り除き、変復調回路24に供給する。変復調回路24は、受信信号に所定の復調処理を行って、受信データとしてデータ処理部21に供給する。
ここで、変復調回路24及び送受信回路25は、路車間通信データ及び車車間通信データの双方を送受信可能なものである。この路側通信装置1は、路車間通信データ及び車車間通信データは、共通した周波数帯域及び通信方式によって路車間通信及び車車間通信を行う。
このような路側通信装置1は、路車間通信によって、車載通信装置2を搭載して路側通信装置1の周囲に存在する車両に対してサービス情報を配信すると同時に、車車間通信によって、当該車両の存在を検出することができる。これにより、路側通信装置1は、車両同士の接近を検出して、当該接近している車両の車載通信装置2に対して、複数の車両が略同時に交差点に進入して、衝突可能性がある情報を送信することができる。
車載通信装置2は、例えば図3に示すように構成されている。車載通信装置2は、コントロールユニット31、カーナビゲーション装置32、ディスプレイ33、スピーカ34、無線通信回路35及びアンテナ36を有する。
コントロールユニット31は、車両内ネットワークVNWを介して、車両における各種の状態を示す車両信号を通信する。この車両信号としては、方向指示器信号、ハザード信号、シフトポジション信号、車速信号等、車両の挙動を表す信号を含む。これら車速信号は、コントロールユニット31によってカーナビゲーション装置32及び無線通信回路35に供給される。
カーナビゲーション装置32は、目的地情報、現在地情報及び地図データを用いて推奨経路を演算し、ディスプレイ33及びスピーカ34を介して推奨経路をドライバに提示するカーナビゲーション機能を有する。また、カーナビゲーション装置32は、危険度判定機能、送信情報生成機能、表示画面・音声決定機能を有する。
このカーナビゲーション装置32は、無線通信回路35から他車両情報、サービス情報が供給される。他車両情報は、無線通信回路35による車車間通信により取得した他車両の位置、車速、進行方向を含む。サービス情報は、無線通信回路35による路車間通信により取得した観光情報や地域店舗情報等を含む。他車両情報は、当該他車両と自車両との接触の可能性を判断するために使用され、サービス情報よりも通信及び提示する優先度が高い。更に、カーナビゲーション装置32は、無線通信回路35による路車間通信により、路側通信装置1から送信された他車両との衝突の可能性を通知する路車間通信データを取得する。
カーナビゲーション装置32は、自車両位置、車速及び進行方向を含む自車両情報を無線通信回路35から車車間通信により送信させる送信情報生成機能を有する。この車車間通信によって送信された車間通信データは、他車両の車載通信装置2によって受信可能な他、上述の路側通信装置1によっても受信可能である。
カーナビゲーション装置32は、自車両位置、車速及び進行方向を含む自車両情報と、無線通信回路35から車車間通信によって供給された他車両情報とを比較して、自車両が他車両と接触する可能性があるかを判定する危険度判定機能を有する。カーナビゲーション装置32は、車車間通信によって取得した他車両情報に基づいて、他車両との接触の可能性があると判定した場合には、その旨をディスプレイ33及びスピーカ34によって通知する。また、このカーナビゲーション装置32は、路側通信装置1から路車間通信によって送信された他車両と略同時に交差点100の近接範囲100aへの進入して、衝突可能性がある情報を受信した時に、当該情報をドライバに提示する。
更に、カーナビゲーション装置32は、演算した推奨経路や、他車両情報、危険度判定機能により判定した接触可能性をドライバに提示するためにディスプレイ33及びスピーカ34を駆動する表示画面・音声決定機能を有する。
無線通信回路35は、アンテナ36を介して路車間通信データ及び車車間通信データを送受信する。上述したように、無線通信回路35は、路車間通信データ及び車車間通信データは、共通した周波数帯域及び通信方式によって路車間通信及び車車間通信を行う。
無線通信回路35は、送信データを含むパケットを生成するパケット生成部41と、アンテナ36を介してパケットを無線電波として送信する送信部42と、アンテナ36を介して無線電波を受信する受信部44と、送信部42と受信部44との間でアンテナ36に接続する回路を切り換える切換回路43と、受信部44により受信した受信データに含まれるヘッダを解析するヘッダ解析部45を含む。送信部42及び受信部44は、上述した路側通信装置1における変復調回路24及び送受信回路25と同様に、路車間通信及び車車間通信の双方で共通した周波数帯域で共通した通信方式の処理を行って、路車間通信データ及び車車間通信データの送受信を行う。
この無線通信回路35によって送受信されるパケットは、図4に示すように、路車間通信及び車車間通信といった通信の種類等を含むヘッダ部201、車両毎に予め設定された車両ID202、車両位置、速度、進行方向等の車両情報、観光情報や地域店舗情報等のサービス情報、路側通信装置1により生成される衝突の可能性を通知する情報が格納されるデータ部203を含む。
無線通信回路35は、カーナビゲーション装置32から自車両位置、車速、進行方向等の自車両情報が供給される。このとき、パケット生成部41は、車車間通信データとしての自車両情報をデータ部203に格納し、自己の車両ID202及び車車間通信データであることの識別情報を付加して、送信パケットを生成する。無線通信回路35は、送信部42,切換回路43,及びアンテナ36によって、車車間通信データの無線電波を送出する。また、無線通信回路35は、コントロールユニット31から供給された車両信号をデータ部203に格納しても良い。
無線通信回路35は、アンテナ36を介して受信部44によって受信パケットがヘッダ解析部45に供給される。ヘッダ解析部45は、ヘッダ部201及び車両ID202を解析して、データ部203に格納されたデータを取りだして、カーナビゲーション装置32に供給する。これにより、カーナビゲーション装置32は、他車両情報を用いて他車両の接近による危険性の判断、路側通信装置1により判断された他車両との接触の可能性の通知、サービス情報の提示を行うことができる。
以上のように、車載通信装置2は、同じ周波数帯域及び通信方式によって、路車間通信及び車車間通信を行う。車載通信装置2は、車車間通信を行うことによって他車両情報を他車両の車載通信装置2から受信すると共に自車両情報を他車両の車載通信装置2に送信する。また、この車載通信装置2は、路車間通信を行うことによって、路側通信装置1からサービス情報及び衝突の可能性ある情報を受信できる。
[路側通信装置1による通信制御処理]
つぎに、上述した路側通信装置1による通信制御処理について説明する。
路側通信装置1は、図5に示すように、路車間通信データの送信タイミング制御の要否判定処理を行う。
路側通信装置1の送受信回路25及び変復調回路24は、先ずステップST1において、周囲に存在する複数の車両の車載通信装置2から車車間通信によって送信された車車間通信データを受信する。路側通信装置1のデータ処理部21は、車車間通信データから、周辺車両の進行方向、車速、位置を取り出す。
次のステップST2において、データ処理部21は、ステップST1にて受信した複数の車車間通信データに含まれる進行方向、車速、位置から、交差点に略同タイミングで進入する複数の車両があるか否かを判定する。略同タイミングで進入する複数の車両があると判定した場合には、ステップST3に処理を進め、そうでない場合には、ステップST4に処理を進める。
ステップST3において、データ処理部21は、路車間通信データの送信タイミングの制御が必要であると判定する。ステップST2にて交差点に略同タイミングで進入する車両の車車間通信データの送受信を優先し、路側通信装置1によって衝突の可能性を通知する車車間通信データの干渉を避けて路車間通信データを送信するためである。
一方、ステップST4において、データ処理部21は、路車間通信データの送信タイミングの制御が必要でないと判定する。この場合、路側通信装置1は、路車間通信データによって衝突の可能性を通知する必要がないからである。
ステップST3にて路車間通信の送信タイミングの制御が必要であると判定された場合、データ処理部21は、図6に示すように、路車間通信データの送信タイミング制御処理を行う。
データ処理部21は、ステップST11において、ステップST2にて略同タイミングで交差点に進入する複数の車両から送信された車車間通信データの送信間隔を検出する。例えば、図7に示すように、車両V1の車載通信装置2から、車車間通信データD1v−v、車車間通信データD3v−vが連続して送信され、車両V2の車載通信装置2から、車車間通信データD2v−v、車車間通信データD4v−vが連続して送信され、当該複数の車車間通信データを、路側通信装置1によって受信したとする。
このとき、路側通信装置1は、車両V1の車載通信装置2から、車車間通信データD1v−v及び車車間通信データD3v−vを受信したことに応じて、当該車載通信装置2の車車間通信データの送信間隔がt1からt3に亘る期間であることを検出できる。同様に、路側通信装置1は、車両V2の車載通信装置2から、車車間通信データD2v−v及び車車間通信データD4v−vを受信したことに応じて、当該車載通信装置2の車車間通信データの送信間隔がt2からt5に亘る期間であることを検出できる。
次のステップST12において、データ処理部21は、次回に路車間通信データを送信する送信タイミングを推測する。具体的には、図7のように車両V1と車両V2とが車車間通信データを送信している場合、データ処理部21は、車両V1の車車間通信データの送信タイミング及び車両V2の車車間通信データの送信タイミングと重畳しない送信タイミングが路車間通信データの送信タイミングであると推測する。これにより、データ処理部21は、車車間通信データD3v−vと車車間通信データD4v−vとの間の期間である時刻t4の送信タイミングで路車間通信データD1r−vを送信すると推測する。
次のステップST13において、データ処理部21は、ステップST12にて推測した路車間通信データの送信タイミングで路車間通信データを送信するよう変復調回路24及び送受信回路25を制御する。すなわち、路側通信装置1は、複数の車両が検出された場合に、路車間通信を一時的に停止する。これにより、路側通信装置1は、アンテナ1Aから複数の車両に対して、略同タイミングで進入する複数の車両があることを通知する路車間通信データを送出できる。
次のステップST14において、データ処理部21は、ステップST13にて送信した路車間通信データの送信が完了したか否かを判定する。路車間通信データの送信が完了していない場合にはステップST12に処理を戻し、路車間通信データの送信が完了した場合には、ステップST14に処理を進める。
ステップST15において、データ処理部21は、路側通信装置1から車載通信装置2に対する路車間通信データの送信を終了する。
このような路側通信装置1は、例えば図8のように、周囲の車両V1、V2のように車両同士の位置・車速・進行方向等から衝突危険度を算出し、衝突危険度が大きく、そのまま車両V1,V2が進行した場合に衝突することが想定される場合、当該路車間通信データS1,S2の送信を制御する。
このとき、路側通信装置1は、路車間通信データの送信タイミングを制御して、当該路車間通信データS1,S2の送信を一時停止する。これにより、路側通信装置1は、路車間通信データS1,S2を送信することによって車両V1,V2同士の車車間通信データの送信を妨げてしまうことを防ぐことができ、車車間通信データに基づいて、車両V1,V2同士で他車両情報をドライバに提示して、衝突回避の制御等が可能となる。
また、この路側通信装置1は、路車間通信を一時的に停止した場合に、車載通信装置2による車車間通信の妨げにならないタイミングで路車間通信データを送信する。これにより、路側通信装置1は、車両間の障害物によって車車間通信ができていない場合であっても、路車間通信データを車載通信装置2に送信できる。これにより、路側通信装置1は、車両間の障害物等によって車車間通信ができない状況においても、当該車車間通信を妨げることなく路車間通信データを車載通信装置2に送信して、衝突の可能性をドライバに提示させることができる。
なお、路側通信装置1は、交差点100の付近に衝突の可能性がある車両(図1の車両V1,車両V2)と衝突の可能性がない車両(図1の車両V3)とが混在している場合には、衝突の可能性がある車両(V1,V2)の車両IDをパケットに格納する。これにより、路側通信装置1は、衝突の可能性がある車両を特定して、路車間通信データを送信できる。
また、上述した通信システムにおいて、路側通信装置1は、図9に示すように、路車間通信の通信範囲に路車間通信をすることができる車載通信装置2を搭載した車両が検出されない場合に、路車間通信を一時的に停止しても良い。すなわち、路側通信装置1の路車間通信の通信範囲に、車両が存在していても、車載通信装置2によって車車間通信を行っている車両が路側通信装置1の通信範囲に存在しない場合には、路側通信装置1によって車載通信装置2は検出されない。このとき、路側通信装置1は、路車間通信を停止する。その結果、路側通信装置1は、不要な消費電力を抑えることができる。
更に、上述した通信システムにおいて、図10に示すように、路車間通信の通信範囲に交差点を含まない位置に路側通信装置1を設置することが望ましい。
観光情報や地域店舗情報などのサービス情報の情報配信を行う路側通信装置1を道路脇に設置する場合、路側通信装置1Aのように右直事故や出会い頭事故などの発生が多く想定されるような交差点100付近ではなく、路側通信装置1Bのように、交差点100から十分離れて路車間通信の電波が交差点100まで届かないような位置110に設置する。これにより、交差点100付近では、車載通信装置2の通信資源を車車間通信のみで占有させることが可能となる。したがって、路側通信装置1から送信される路車間通信データが車載通信装置2による車車間通信の妨げになることを防ぐことが可能となる。
[実施形態の効果]
以上のように、本発明の実施形態として示す通信システムによれば、路側通信装置1が、車載通信装置2から送信された車車間通信データを受信して複数の車両が略同時に当該交差点に進入する場合に、路車間通信を一時的に停止する。これにより、この通信システムによれば、車載通信装置2によって、路車間通信に関わらず車車間通信を確実に行わせることができる。すなわち、車載通信装置2の通信資源が路車間通信のデータに占有されず、車車間通信データを確実に送信できる。
具体的には、車載通信装置2が、車車間通信と路車間通信で同じ周波数帯域且つ通信方式を用い、同一の車載通信装置2で車車間通信及び路車間通信を行うものであっても、路車間通信によって車車間通信が妨げられることはない。したがって、この通信システムによれば、車載通信装置2同士で車車間通信データによって相互の位置、進行方向、車速を授受すること優先し、路車間通信データによって妨げることがない。
また、この通信システムによれば、路側通信装置1による路車間通信を一時的に停止した場合に、車載通信装置2による車車間通信の妨げにならないタイミングで路側通信装置1によって路車間通信データを送信させ、略同時に交差点に進入することが検出された複数の車両に、衝突可能性がある路車間通信データを送信できる。これにより、この通信システムによれば、交差点付近の構造物により車両同士の車車間通信が成立しない場合でも、お互いの車両が他車両の情報を受信でき、当該他車両の情報をドライバに提示できる。
更に、この通信システムによれば、路側通信装置1の通信範囲に路車間通信をすることができる車載通信装置2を搭載した車両が検出されない場合に、路側通信装置1による路車間通信を一時的に停止するので、路側通信装置1の不要な消費電力を抑えることができる。
更にまた、この通信システムによれば、路側通信装置1を、当該路側通信装置1の通信範囲に交差点を含まない位置に設置することが望ましい。これにより、通信システムは、車両の衝突が発生すると想定される交差点付近には車両位置等とは異なる種類のサービスを配信する路側通信装置1を設置しない。これにより、通信システムは、交差点付近では路車間通信が発生せず、車載通信装置2の通信資源を車車間通信で占有させることができる。
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
1 路側通信装置
2 車載通信装置
21 データ処理部
22 CPU
23 ネットワークインターフェース
24 変復調回路
25 送受信回路
31 コントロールユニット
32 カーナビゲーション装置
33 ディスプレイ
34 スピーカ
35 無線通信回路
36 アンテナ
41 パケット生成部
42 送信部
43 切換回路
44 受信部
45 ヘッダ解析部

Claims (4)

  1. 他の車載通信装置との間で車車間通信を行う車車間通信機能及び路側通信装置と路車間通信を行う路車間通信機能とを備えた車載通信装置との間で路車間通信を行う路側通信装置であって、
    前記車載通信装置との間で路車間通信を行う路車間通信手段と、
    前記車載通信装置から送信された車車間通信データを受信し、当該車載通信装置を搭載した車両の位置を検出する車両位置検出手段と、
    前記車両位置検出手段によって複数の車両が検出され、前記車両位置検出手段によって検出された車両が略同時に当該交差点に進入する場合に、前記路車間通信手段による路車間通信を一時的に停止する通信制御手段と
    を備えることを特徴とする路側通信装置。
  2. 前記通信制御手段は、前記路車間通信手段による路車間通信を一時的に停止した場合に、前記車載通信装置による車車間通信の妨げにならないタイミングで前記路車間通信手段によって路車間通信データを送信させ、
    前記車両位置検出手段によって略同時に交差点に進入することが検出された複数の車両に、衝突可能性がある路車間通信データを送信するよう前記路車間通信手段を制御すること
    を特徴とする請求項1に記載の路側通信装置。
  3. 前記通信制御手段は、前記路車間通信手段の通信範囲に路車間通信をすることができる車載通信装置を搭載した車両が検出されない場合に、前記路車間通信手段による路車間通信を一時的に停止することを特徴とする請求項1に記載の路側通信装置。
  4. 前記路車間通信手段の通信範囲に交差点を含まない位置に設置することを特徴とする請求項1に記載の路側通信装置。
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