JP2013143043A - 路車間通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】交通信号機側及び車両側の双方の処理を簡素化しコスト上昇の抑制が可能な路車間通信システムを提供する。
【解決手段】交通信号機１側は、ＬＥＤ駆動部３が交通信号機１が設置されている地域の商用交流電源周期の１／２の点滅周期でＬＥＤランプ８を発光させる。通信データ作成部１０は、ＬＥＤランプ８の発光色、発光残余時間等の通信データからなるビット列を作成する。ＬＥＤ点滅制御部１１は、ＬＥＤ駆動部３を制御し、ビット列の各ビットをＬＥＤランプ８の点滅周期の２周期分に対応させて、ＬＥＤランプ８の点滅状態を変調する。車両１２側は、商用電源周期と略同一の撮像周期を有するビデオカメラ１４で車両前方の交通信号機１を撮像し、信号機画像抽出部１６が交通信号機１の画像を抽出し、通信データ取得部１７が抽出された交通信号機１のＬＥＤランプ８の点滅状態を検出してビット列に復調し通信データを取得する。
【選択図】図１

Description

本発明は、交通信号機を使った路車間通信システムに関する。

特開２００８−１５９７０号公報には、光通信システムが記載されている。この光通信システムでは、ＬＥＤ信号機のＩＤやＬＥＤランプ切り替えまでの時間等の情報を２００ｂｐｓのマンチェスタ符号化信号に変換し、この符号化信号と２００Ｈｚの符号化同期信号パルスとによって交通信号機を光変調して点滅させる。ＬＥＤ信号機の点滅状態は、ＬＥＤ信号機に向かって走行してくる車両のカメラによって１２００ｆｐｓのデータ読み取りタイミングで撮影され、撮影されたＬＥＤ信号機の点滅状態を復号化することによって上記情報が車両側に取得される。

特開２００８−１５９７０号公報

ＬＥＤを光源とする通常のＬＥＤ信号機（交通信号機）は、交通信号機が設置されている地域の商用交流電源（６０Ｈｚ又は５０Ｈｚ）を全波整流し商用交流電源周期の１／２の点滅周期で点滅駆動される場合が多い。しかし、上記特許文献１に記載のシステムでは符号化された上記情報のビットレート（２００ｂｐｓ）に同期してＬＥＤを点滅させているため光通信システム専用のＬＥＤ点滅機能が必要になり、交通信号機側のＬＥＤ点滅駆動処理が複雑化するおそれがある。また、交通信号機の１回の点滅を複数回撮影して点滅状態を復号化しているので、車両側には、ＮＴＳＣ仕様等の規格化された撮像周期を有するカメラと比較して高速の撮像（１２００ｆｐｓ）が可能なカメラが使用されており、撮影した画像の処理にも高速の画像処理機能が要求される可能性がある。このように上記特許文献１に記載の光通信システムにおいては、交通信号機側のＬＥＤ点滅駆動処理の複雑化等や車両側の画像処理の高速化等によって交通信号機側及び車両側の双方において大幅なコストの上昇を招くおそれがある。

そこで本発明は、交通信号機側及び車両側の双方の処理を簡素化することによってコストの上昇を抑制することが可能な路車間通信システムの提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の路車間通信システムは、車両の走行路の近傍に設置される交通信号機と、車両に搭載される車載器とを備える。交通信号機は、ＬＥＤ表示部と、ＬＥＤ駆動部と、ＬＥＤ駆動制御部とを備えている。ＬＥＤ表示部は、ＬＥＤを光源とし、所定の交通信号に対応する発光色で発光する。ＬＥＤ駆動部は、交通信号機が設置されている地域の商用交流電源周期の１／２の点滅周期でＬＥＤ表示部を発光させる。ＬＥＤ駆動制御部は、ＬＥＤ駆動部を制御し、ビット列によって構成されるデータの各ビットをＬＥＤ表示部の点滅周期の２周期分に対応させ、データのビット列に従ってＬＥＤ表示部の点滅状態を変調する。車載器は、撮像手段と、信号機画像抽出部と、データ取得部とを備える。撮像手段は、商用電源周期と略同一の周期で車両の進行方向前方の走行路を連続して撮像して画像情報を出力する。信号機画像抽出部は、撮像手段が出力した連続する画像情報の各々から交通信号機の画像を抽出し、ＬＥＤ表示部の点滅状態を連続して検出する。データ取得部は、信号機画像抽出部が検出したＬＥＤ表示部の連続する点滅状態をビット列に復調してデータを取得する。

ＬＥＤ駆動制御部は、各ビットに択一的に設定される２つの状態のうち一方の状態が設定されたビットに対応して、ＬＥＤ表示部の点滅周期に従ってＬＥＤ表示部を２回点滅させ、２つの状態のうち他方の状態が設定されたビットに対応して、ＬＥＤ表示部の点滅周期の２周期分の前半又は後半の１周期にＬＥＤ表示部を１回点滅させ後半又は前半の１周期にＬＥＤ表示部を消灯させるように、ＬＥＤ表示部の点滅状態を変調してもよい。

上記構成では、商用交流電源周期（６０Ｈｚ又は５０Ｈｚ）の１／２の点滅周期で点滅しているＬＥＤ表示部の点滅周期の２周期分をデータのビット列の各ビットに対応させ、ビット列に従って点滅状態を変調する。例えば、ビットが“０”の場合、２周期分とも点滅させ、ビットが“１”の場合、前半の１周期分のみ点滅し後半の１周期分は消灯するように変調する。このように、商用交流電源周期をビット列のデータの各ビットに対応させているので、多くの交通信号機が通常備えている全波整流型のＬＥＤ駆動部をＬＥＤ駆動制御部によって制御することにより、ＬＥＤ表示部の点滅状態を容易に変調することができる。従って、ＬＥＤ表示部の点滅駆動処理等が簡素化される。

また、車両側では、交通信号機が撮像手段によって撮像される。ＬＥＤ表示部の点滅状態は、商用交流電源周期に対応して変調されているので、交通信号機を商用交流電源周期と略同一の周期で撮像することによってＬＥＤ表示部の点滅状態は容易に検出される。すなわち、商用交流電源が６０Ｈｚの場合は、撮像手段として、例えばＮＴＳＣ方式のカメラを使用することによって、信号機画像抽出部は、カメラが出力する毎秒略６０枚の画像からＬＥＤ表示部の点滅状態を検出できる。また、商用交流電源が５０Ｈｚの場合は、ＰＡＬ方式のカメラを使用することによって、信号機画像抽出部は、カメラが出力する毎秒５０枚の画像からＬＥＤ表示部の点滅状態を検出できる。データ取得部は、検出されたＬＥＤ表示部の２周期分の点滅周期のうち後半の１周期が点滅した場合に“０”、消灯していた場合に“１”とするビット列に復調することによってデータを取得する。規格化されたカメラを使用することによって車両に搭載されたドライブレコーダ等にカメラを接続することが容易となり、ドライブレコーダに信号機画像抽出部及びデータ取得部の機能を付加することによって車両側の処理が簡素化される。このように、上記構成によれば、交通信号機と車両との路車間通信において、交通信号機側及び車両側の双方の処理が簡素化されコストの上昇を抑制することが可能となる。

また、ＬＥＤ駆動部は、発光開始から所定時間が経過したときにＬＥＤ表示部の発光を終了し、上記データは、交通信号機を特定する信号機識別情報と、ＬＥＤ表示部の発光色を特定する発光色情報と、ＬＥＤ表示部が発光を終了するまでの時間を示す発光残余時間情報とを含むものであってもよい。

上記構成では、車両が交通信号機を特定する信号機識別情報を取得することによって、撮像手段が複数の交通信号機を同時に撮像した場合であっても、車両のナビゲーション装置に予め設定しておいた信号機識別情報との照合等により、路車間通信の対象となる交通信号機をナビゲーション装置上で容易に特定することができる。また、交通信号機のＬＥＤ表示部の発光色情報と、ＬＥＤ表示部が発光を終了するまでの時間を示す発光残余時間情報とを取得することによって、車両の無駄な加減速やアイドリングの抑制による省エネルギ効果が期待できる。また、ドライバの交通信号の見落としや交差点への無理な進入等に起因した交通事故の防止効果が期待できる。

本発明によれば、交通信号機と車両との路車間通信システムにおいて、交通信号機側及び車両側の双方の処理が簡素化されコストの上昇を抑制することが可能となる。

本実施形態における路車間通信システムのシステム構成図である。 交通信号機の要部を示す模式図である。 ビット列データの構成を示す図である。 ＬＥＤランプの点滅を利用したビット列データの変復調を示す図である。 通信データ送信処理を示すフローチャートである。 通信データ受信処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態に係わる路車間通信システムは交通信号機１と車両１２に搭載された車載器１３等とから構成される。交通信号機１は、車両１２の走行路近傍に設置され、青、黄、赤等のランプによって所定の交通信号を表示し、走行路を通過する車両の流れを制御する。交通信号機１は、電源部２、ＬＥＤ駆動部３、信号切替部６、ＬＥＤ表示部７、及びＥＣＵ９等を備えている。

ＬＥＤ表示部７は、青色、黄色、赤色等のＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とする複数個のＬＥＤランプ８を有し、信号切替部６によって指定されたＬＥＤランプ８を発光させる。

電源部２は、交通信号機１の設置されている地域の商用交流電源（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の電圧を所定の交流電圧に調整してＬＥＤ駆動部３に供給する。

ＬＥＤ駆動部３は、整流回路部４と点滅制御リレー５とを有する。整流回路部４は電源部２から供給される交流電圧を整流し、信号切替部６を介してＬＥＤ表示部７のＬＥＤランプ８に電圧を供給する。整流回路部４の出力電圧値が所定電圧Ｖ１よりも低い期間においてはＬＥＤランプ８が発光せず、整流回路部４の出力電圧値が所定電圧Ｖ１以上の期間においてはＬＥＤランプ８が発光がするので、ＬＥＤランプ８は商用交流電源周期の１／２の点滅周期（１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚ）で点滅（点灯及び消灯）を繰返す。図２に示すように点滅制御リレー５は、整流回路部４の回路内に配置される。点滅制御リレー５の接点が閉じたオンの場合は、整流回路部４は商用交流電源周期の１周期のなかで、整流回路部４に交流電源の正の電圧が供給されるプラス側の１／２周期及び整流回路部４に負の電圧が供給されるマイナス側の１／２周期ともに整流した電圧を出力する全波整流回路として機能するので、ＬＥＤランプ８は商用交流電源周期の１／２の点滅周期で点滅する。点滅制御リレー５の接点が開いたオフの場合は、整流回路部４は商用交流電源周期のプラス側の１／２周期のみ整流した電圧を出力し、マイナス側の１／２周期には整流した電圧を出力しない半波整流回路として機能するので、ＬＥＤランプ８は、商用交流電源周期のプラス側の１／２周期に１回点滅し、マイナス側の１／２周期は消灯する。

信号切替部６は、交通信号機ごとに予め設定されているＬＥＤランプ８の発光順序及びＬＥＤランプ８の発光継続時間に従って、点灯させるべきＬＥＤランプ８を切替える。なお、ＬＥＤランプ８の発光順序及び発光継続時間は、交通管制センタ等によって遠隔設定されてもよい。信号切替部６は、ＥＣＵ９に対して現在発光させているＬＥＤランプ８の発光色を示す発光色データ（発光色情報）と現在発光中のＬＥＤランプ８の発光が終了するまでの残り時間を示す発光残余時間データ（発光残余時間情報）とをＥＣＵ９へ出力する。

ＥＣＵ９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ(Read Only Memory)とＲＡＭ(Random Access Memory)とを備える。ＣＰＵはＲＯＭに格納された通信データ送信処理プログラムを読み出して通信データ送信処理を実行することによって、通信データ作成部１０及びＬＥＤ点滅制御部１１として機能する。ＲＡＭは後述の変換テーブル等の記憶領域として機能する。

通信データ作成部１０（ＬＥＤ駆動制御部）は、予め与えられる交通信号機１に固有の信号機ＩＤ番号を示すＩＤ番号データ（信号機識別情報）と、信号切替部６が出力する現在発光中のＬＥＤランプ８の発光色データと、現在発光中のＬＥＤランプ８の発光終了までの発光残余時間データとから構成される通信データ（データ）を作成し、通信データを、交通信号機１側から車両１２側に送信するための送信データに変換する。送信データは、図３に示すようにビット列データによって形成され、ビット列データは各ビットが“０”又は“１”に対応する２１ビットのデータ部Ａと４ビットの区切コード部Ｂとから構成される合計２５ビットのデータ長を有する。区切コード部Ｂは連続して送信される送信データから１回分の送信データを識別するために設けられ、本実施形態では４ビット連続する“０”コードで構成される。また、データ部Ａには、３ビットごとに“１”のビットが強制的に割り付けられ、データ部Ａと区切コード部Ｂとの境界にあるデータ部Ａの最終ビットは “１”に設定されるので、車載器１３側で送信データを受信する際に４ビット連続する“０”で構成される区切コード部Ｂを識別することができる。図３は無信号状態のビット列データを示す。データ部Ａの３ビットごとに“１”のビットを割り付けるため、データ部Ａのビットの組み合わせにはいくつかの無効な組み合わせが発生し、ビット列データで表される数値の有効数が減少する。例えば、ビット列データの長さが９ビットの場合、本来であれば０〜５１１の数値で表される５１２個の有効数を有するが、本実施形態では、０、１、９、７３等が無効となるため、これらの数値を除く２１６個が有効数として使用される。ビット列データには、図３の左から右に向かって各ビットに１から２５までのビット番号が付される。ビット番号１〜９にＩＤ番号データ、ビット番号１０〜１２に発光色データ、ビット番号１３〜２１に発光残余時間データ（秒）の各通信データが割り付けられ、ビット番号２２〜２５に区切コード部Ｂが付加される。ＩＤ番号データは、１基の交通信号機に対して１個のＩＤ番号を割り当てるので、４差路交差点でも通常４個のＩＤ番号が必要となるが、ＩＤ番号の割り当ての範囲は後述のビデオカメラが認識可能な距離を基準とした一定のエリア内で重複しなければよく、全国全ての交通信号機に固有のＩＤ番号を割り当てる必要はないので、２１６個の有効数で足りる。発光色データは、赤色、黄色、青色、右矢印、直進矢印及びその他の信号状況の６つの状態をコード化して割り当てる。ビット列データには上記のように無効な数値が存在するので、通信データとビット列データとの対応を示す変換テーブルを予め設定しておき、通信データ作成部１０は、変換テーブルを参照して各通信データをビット列データに変換する。

ＬＥＤ点滅制御部１１（ＬＥＤ駆動制御部）は、ＬＥＤ駆動部３に設けられた点滅制御リレー５を制御し、通信データ作成部１０が作成したビット列データに対応してＬＥＤ表示部７のＬＥＤランプ８の点滅を変調する。すなわち、ビット列データのビットが“０”のときは商用交流電源電圧のプラス側から始まる１周期分の期間にわたって点滅制御リレー５の接点をオンにする。この結果、ＬＥＤ駆動部３の整流回路部４は全波整流モードになり、ＬＥＤランプ８は商用交流電源周期の１周期分の期間に２回点滅する。ビットが“１”のときは商用交流電源電圧のプラス側から始まる１周期分の期間にわたって点滅制御リレー５の接点をオフにする。この結果、ＬＥＤ駆動部３の整流回路部４は半波整流モードになり、ＬＥＤランプ８は商用交流電源電圧がプラス側の前半の１／２周期の期間に１回点滅し、商用交流電源電圧がマイナス側の後半の１／２周期の期間は消灯する。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に、商用交流電源周期と、ビット列データに対応して変調されるＬＥＤランプ８の点滅状態との関係を示す。

次に、ＥＣＵ９が実行する通信データ送信処理について、図５のフローチャートに基づいて説明する。本処理は、電源部２の商用交流電源周期（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に同期して毎秒５０回又は６０回の割合で繰返して実行される。ＥＣＵ９は先ず、ビットカウンタＣが２５よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１）。ビットカウンタＣが２５以下の場合には、ステップＳ５に進み、ＬＥＤランプ８の点滅を変調する。ビットカウンタＣが２５よりも大きい場合は１回の通信データの送信が終了しているので、ビットカウンタＣを初期設定値の１に設定する（ステップＳ２）。次に、ＥＣＵ９は、ステップＳ３に進み、車両１２側に送信するためのＩＤ番号データ、発光色データ及び発光残余時間データの各通信データを取得する。続いて、取得した通信データをビット列データに変換し区切コード部Ｂを付加して２５ビットの送信データを作成する（ステップＳ４）。

次に、ステップＳ５に進み、ビット列データの中で、ビットカウンタＣのカウント値と同一のビット番号のビットに対応させてＬＥＤランプ８の点滅を制御し、点滅状態を変調する。すなわち、ビットカウンタＣのカウント値と同一のビット番号のビットが“０”の場合は点滅制御リレー５をオンにして整流回路部４を全波整流モードにする。ビットが“１”の場合は点滅制御リレー５をオフにして整流回路部４を半波整流モードにする。次に、ビットカウンタＣのカウント値に１を加算して（ステップＳ６）本処理を終了する。このように、ビット列データのビット番号の小さい順にＬＥＤランプ８の点滅が変調され、最後に区切コード部Ｂによる変調が実行されて１回の送信が終了する。本実施形態では、１回の送信データの送信に商用交流電源周期の２５周期分を対応させているので、商用電源周波数が５０Ｈｚの場合は、１秒間に２回の送信が実行される。

車両１２側は、車載器１３及び表示器１８等を備えている。車載器１３は、ビデオカメラ１４（撮像手段）とＥＣＵ１５とを有する。

ビデオカメラ１４は、車両１２の前部に配置されて車両１２の進行方向前方の走行路を撮像し、連続した画像情報をＥＣＵ１５へ出力する。ビデオカメラ１４は、規格化された撮像方式であるＮＴＳＣ方式とＰＡＬ方式とが切替え可能である。ＮＴＳＣ方式のときは毎秒６０枚のインターレース画像を撮像し、ＰＡＬ方式のときは毎秒５０枚のインターレース画像を撮像してＥＣＵ１５に出力する。ビデオカメラ１４は、エンジンの始動と共に撮像を開始し、エンジンの停止またはバックアップ電源（バッテリー）からの電力供給の停止と共に撮像を終了する。また、交差点等におけるエンジンのアイドリングストップ時は撮像を継続する。

ＥＣＵ１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ(Read Only Memory)とＲＡＭ(Random Access Memory)とを備える。ＣＰＵはＲＯＭに格納された通信データ受信処理プログラムを読み出して通信データ受信処理を実行することによって、信号機画像抽出部１６及び通信データ取得部１７として機能する。ＲＡＭは、ＥＣＵ１５がビデオカメラ１４から取得した画像、後述のビット列データ及び変換テーブル等の記憶領域として機能する。

信号機画像抽出部１６は、ビデオカメラ１４が撮像した連続する車両前方の画像情報から交通信号機１の画像を抽出し、撮像されている交通信号機１のＬＥＤランプ８の点滅を連続して検出する。交通信号機１は、予め設定された交通信号機１の画像サンプルとのパターンマッチング等によって撮像された画像から抽出される。ＬＥＤランプ８の点滅状態は、点滅周期の２周期分の区間のうち後半の１周期の区間での点灯あるいは消灯を検出することによって識別できるので、ビデオカメラ１４の撮像周期は交通信号機１の電源部２の交流電源周期と略同期させる。すなわち、電源部２が５０Ｈｚの場合はＰＡＬ方式で毎秒５０枚の連続する画像を取得し、電源部２が６０Ｈｚの場合はＮＴＳＣ方式に切替えて毎秒略６０枚の連続する画像を取得する。

通信データ取得部１７（データ取得部）は、信号機画像抽出部１６が検出したＬＥＤランプ８の点滅の状態をビット列データに復調し、ビット列データから通信データへの変換を行う。すなわち、検出されたＬＥＤランプ８の画像が、点灯状態の時は“０”、消灯状態の時は“１”とするビット列に復調し、ビット番号を付してビット列データを作成する（図４（ｃ）〜（ｆ）参照）。復調されたビット列データの中から４ビット継続する“０”で構成される区切コード部Ｂを検出し、データ部Ａのビット番号１〜９のビット列データをＩＤ番号データ、ビット番号１０〜１２のビット列データを発光色データ、ビット番号１３〜２１のビット列データを発光残余時間データとして、通信データに変換する。変換の際は、ビット列データと通信データとの対応を示す変換テーブルを参照する。通信データ取得部１７は、ＥＣＵ１５からの表示指令により取得した通信データを表示器１８に出力する。

表示器１８は、車室内の例えばインストルメントパネル（図示省略）に設けられ、ＥＣＵ１５からの表示指令を受信したとき、通信データ取得部１７が出力する交通信号機１のＩＤ番号、発光色及び発光残余時間を表示して運転者の運転を支援する。

次に、ＥＣＵ１５が実行する通信データ受信処理について、図６のフローチャートに基づいて説明する。本処理は、ビデオカメラ１４の撮像のタイミングに同期して繰り返し実行される。ビデオカメラ１４には、撮像のフレームレート、絞り値、シャッタースピードが予め所定の値に設定されている。なお、ビデオカメラ１４のフレームレートにはＮＴＳＣ方式が初期設定されており、毎秒略６０枚のインターレース画像を撮像する。従って、本処理は毎秒略６０回の周期で繰り返し実行されるが、ビデオカメラ１４の撮像方式がＰＡＬ方式に切替えられた場合には、ビデオカメラ１４の撮像のタイミングに同期して毎秒５０回の周期で繰り返し実行される。ＥＣＵ１５は、まずビデオカメラ１４が撮像した車両前方の画像を取得する（ステップＳ１０）。次に、今回取得した画像の中から交通信号機１の画像の抽出処理を行う（ステップＳ１１）。交通信号機１の画像が抽出されたか否かを判断し、抽出されなかった場合は処理を終了する（ステップＳ１２）。交通信号機１の画像が抽出された場合は、抽出された信号機が複数個であるか否かを判定し（ステップＳ１３）、複数個が抽出された場合は、車両１２に最も近接する交通信号機を選択する（ステップＳ１４）。抽出された交通信号機の選択は、例えば撮像された複数の交通信号機の大きさを比較し、最も大きな交通信号機を最も近接する交通信号機と判断して選択する。次に、抽出された交通信号機１のＬＥＤランプ８の点滅状態をビット列データに復調する。すなわち、今回の撮像画面から抽出された交通信号機１のＬＥＤランプ８が点灯状態にある場合には、ビット列データの今回の値を“０”とし、消灯状態にある場合には、ビット列データの今回の値を“１”としてビット番号を付し、ビット列データとして記憶領域に記憶する（ステップＳ１５）。次に、ＬＥＤランプ８の点滅の有無を検出する（ステップＳ１６）。ＬＥＤランプ８の点滅状態は、変調されるビット列データによって変化するので、記憶領域に記憶された今回復調されたビット番号よりもビット番号の小さいビット列データを参照して点滅の有無を判断する。今回復調されたビットが“０”のとき（ＬＥＤランプ８が点灯状態）では、今回復調されたビットを含め区切コード部Ｂの４ビットを超えて５ビット以上連続して“０”である場合、または、今回復調されたビットが１のとき（ＬＥＤランプ８が消灯状態）では、データ部Ａの２１ビットを超えて２２ビット以上連続して１である場合は、ＬＥＤランプ８の点滅が検出されないと判断する（ステップＳ１６の判定がＮＯ）。ビデオカメラ１４による交通信号機１の撮像のタイミングは、図４（ｄ）に示すように、点滅周期の２周期分の区間の後半の１周期の期間中央付近が望ましいが、ＬＥＤランプ８の点滅が正しく検出できない場合は、撮像のタイミングが、区間中央付近からずれている可能性があるのでビデオカメラ１４の撮像のタイミングを調整し、必要に応じて絞り値やシャッタースピードを調整する（ステップＳ２２）。点滅状態が検出された場合（ステップＳ１６の判定がＹＥＳ）は、ビット列データから区切コード部Ｂを検出する。すなわち、ビット列データが４ビット連続して“０”であるか否かを判定し（ステップＳ１７）、４ビット連続して“０”でない場合は（ステップＳ１７の判定がＮＯ）、ステップ２０へ進み、送信データ１回分のビット列データをすでに検出しているか否かを判定する。ステップＳ２０の判定がＹＥＳの場合は、送信データ１回分のビット列データに区切コード部Ｂが検出されておらず、ＬＥＤランプ８の点滅の周期とビデオカメラ１４の撮像の周期の不一致が考えられる。この場合は、ビデオカメラ１４の撮像方式をＮＴＳＣ方式からＰＡＬ方式へ、あるいはＰＡＬ方式からＮＴＳＣ方式へ切替える（ステップＳ２１）。ステップＳ２０の判定がＮＯの場合は処理を終了する。今回で４ビット連続して“０”となり区切コード部Ｂが検出された場合は、変換テーブルを参照してデータ部Ａの２１ビットのビット列を、ＩＤ番号データ、発光色データ、発光残余時間データの各通信データに変換する（ステップＳ１８）。次に、変換された各通信データを表示器１８に表示する（ステップＳ１９）。

本実施形態では、商用交流電源周期の１／２の点滅周期でＬＥＤランプ８を点滅させ、点滅周期の２周期分を送信データのビット列の各ビットに対応させて点滅状態を変調する。すなわち、ビットが“０”の場合、２周期分とも点滅させ、ビットが“１”の場合、前半の１周期分のみ点滅し後半の１周期分は消灯するように変調する。このため、多くの交通信号機が通常備えている全波整流型のＬＥＤ駆動部３に点滅制御リレー５を設けてＬＥＤ点滅制御部１１によって制御することにより、ＬＥＤランプ８の点滅状態を容易に変調することができる。従って、交通信号機１側では、ＬＥＤランプ８を点滅駆動するための装置や処理が簡素化される。

車両１２側では、ビデオカメラ１４を使ってＬＥＤランプ８の点滅状態を検出する。交通信号機１のＬＥＤランプ８の点滅状態は、商用交流電源周期に対応して変調されているので、商用交流電源周期と略同一の周期で撮像することによってＬＥＤランプ８の点滅状態は容易に検出される。すなわち、商用交流電源が５０Ｈｚの場合はＰＡＬ方式、６０Ｈｚの場合はＮＴＳＣ方式のそれぞれ規格化されたビデオカメラが使用できる。本実施形態では、ＰＡＬ方式及びＮＴＳＣ方式相互の切替えが可能なビデオカメラ１４を使用することによって、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚのいずれの商用交流電源にも対応できる。検出されたＬＥＤランプ８の点滅状態は、通信データ取得部１７によってビット列データに復調され通信データに変換される。規格化された撮像方式のビデオカメラ１４を使うことによって、通信データを取得するための画像処理等が簡素化される。

このように、本実施形態によれば交通信号機１と車両１２との路車間通信において、交通信号機１側及び車両１２側の双方の装置や処理が簡素化されコストの上昇を抑制することが可能となる。

また、車両１２が取得した交通信号機１を特定するＩＤ番号データを、車両１２のナビゲーション装置に予め設定しておいたＩＤ番号と照合することより、交通信号機がビデオカメラ１４の撮像範囲に複数基設置されている環境であっても、路車間通信をしている交通信号機１をナビゲーション装置上で容易に特定することができる。また、交通信号機１の発光色データと、発光残余時間データとを取得することによって、車両１２の無駄な加減速やアイドリングの抑制等による省エネルギ効果が期待できる。また、ドライバの交通信号の見落としや交差点への無理な進入等に起因した交通事故の防止効果が期待できる。

なお、本実施形態では、ビット列データのビットが“０”のときは商用交流電源周期の１周期分の期間を点滅制御リレー５の接点をオンにし、ビットが“１”の場合は、点滅制御リレー５の接点をオフにしたが、ビット列データのビットが“０”のときは商用交流電源周期の１周期分の期間を点滅制御リレー５の接点をオフにし、ビットが“１”の場合は、点滅制御リレー５の接点をオンにしてもよい。この場合は、ビット列データのビットが“０”のとき、ＬＥＤランプ８は商用交流電源周期の前半の１／２周期の期間に１回点滅し、後半の１／２周期分の期間は消灯し、ビット列データのビットが“１”のとき、ＬＥＤランプ８は商用交流電源周期の１周期の期間に２回点滅する。また、ＬＥＤランプ８を商用交流電源周期の１周期分の期間に１回点滅させる場合、前半の１／２周期の期間は消灯させ、後半の１／２周期分の期間に点灯させてもよい。この場合は、ビデオカメラ１４の撮像のタイミングは商用交流電源周期の前半の１／２周期の期間中央付近にすることが望ましい。

また、１回の通信データのビット列データは本実施形態の２５ビットに限定されず、必要に応じて２５ビットよりも拡張又は短縮してもよい。また、通信データの区切コード部Ｂ及びデータ部Ａのビット列の形式は、本実施形態（区切コード部Ｂは４ビット連続“０”であり、データ部Ａは３ビットごと“１”を立てる）に限定されず、通信データのデータ部が区切コード部によって識別できるものであればよい。例えばデータ部との識別が可能な特殊なビットパターン等であってもよく、また区切コード部をデータ部の開始部分及び終了部分等の複数箇所に設けてもよい。

また、ＥＣＵ１５は、本実施形態の路車間通信システムによって車両１２側に取得された交通信号機１のＩＤ番号、ＬＥＤランプ８の発光色、発光残余時間を車両１２の表示器１８に表示したが、これらの情報を必要とする例えば車両の運転支援装置等に出力してもよい。また、交通信号機１から送信されるデータは、交通信号機１のＩＤ番号、ＬＥＤランプ８の発光色、発光残余時間に限定されない。

また、ＥＣＵ１５の機能は、車両１２に搭載される車両運行管理用のドライブレコーダ等の車載装置に付加されてもよい。撮像方式が規格化されているのでビデオカメラ１４はドライブレコーダ等に容易に接続が可能であり、車両１２側の装置や処理がより簡素化される。また、交通信号機のＩＤ番号、発光色及び発光残余時間を容易に記録することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

本発明は、ＬＥＤを光源とする交通信号機と車両との路車間通信システムとして広く適用可能である。

１ 交通信号機
２ 電源部
３ ＬＥＤ駆動部
４ 整流回路部
５ 点滅制御リレー
６ 信号切替部
７ ＬＥＤ表示部
８ ＬＥＤランプ
９ ＥＣＵ
１０ 通信データ作成部（ＬＥＤ駆動制御部）
１１ ＬＥＤ点滅制御部（ＬＥＤ駆動制御部）
１２ 車両
１３ 車載器
１４ ビデオカメラ（撮像手段）
１５ ＥＣＵ
１６ 信号機画像抽出部
１７ 通信データ取得部（データ取得部）

Claims (3)

1. 車両の走行路の近傍に設置される交通信号機と、前記車両に搭載される車載器とを備えた路車間通信システムであって、
   前記交通信号機は、
   ＬＥＤを光源とし、所定の交通信号に対応する発光色で発光するＬＥＤ表示部と、
   前記交通信号機が設置されている地域の商用交流電源周期の１／２の点滅周期で前記ＬＥＤ表示部を発光させるＬＥＤ駆動部と、
   前記ＬＥＤ駆動部を制御し、ビット列によって構成されるデータの各ビットを前記ＬＥＤ表示部の点滅周期の２周期分に対応させ、前記データのビット列に従って前記ＬＥＤ表示部の点滅状態を変調するＬＥＤ駆動制御部と、を備え、
   前記車載器は、
   前記商用電源周期と略同一の周期で前記車両の進行方向前方の走行路を連続して撮像して画像情報を出力する撮像手段と、
   前記撮像手段が出力した連続する画像情報の各々から前記交通信号機の画像を抽出し、前記ＬＥＤ表示部の点滅状態を連続して検出する信号機画像抽出部と、
   前記信号機画像抽出部が検出した前記ＬＥＤ表示部の連続する点滅状態を前記ビット列に復調して前記データを取得するデータ取得部と、を備える
   ことを特徴とする路車間通信システム。
2. 請求項１に記載の路車間通信システムであって、
   前記ＬＥＤ駆動制御部は、前記各ビットに択一的に設定される２つの状態のうち一方の状態が設定されたビットに対応して、前記ＬＥＤ表示部の点滅周期に従って前記ＬＥＤ表示部を２回点滅させ、前記２つの状態のうち他方の状態が設定されたビットに対応して、前記ＬＥＤ表示部の点滅周期の２周期分の前半又は後半の１周期に前記ＬＥＤ表示部を１回点滅させ後半又は前半の１周期に前記ＬＥＤ表示部を消灯させるように、前記ＬＥＤ表示部の点滅状態を変調する
   ことを特徴とする路車間通信システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の路車間通信システムであって、
   前記ＬＥＤ駆動部は、発光開始から所定時間が経過したときに前記ＬＥＤ表示部の発光を終了し、
   前記データは、前記交通信号機を特定する信号機識別情報と、前記ＬＥＤ表示部の発光色を特定する発光色情報と、前記ＬＥＤ表示部が発光を終了するまでの時間を示す発光残余時間情報とを含む
   ことを特徴とする路車間通信システム。

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