JP2013225816A - 車両用無線通信システム及び車両用無線通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自車両A内に存在し、第1の通信速度で無線通信を行う通信方式である第1の通信方式、及び前記第1の通信速度よりも遅い第2の通信速度で無線通信を行う通信方式である第2の通信方式で相互に無線通信可能な携帯情報端末10及びヘッドユニット20について、第1の通信方式において用いられる周波数帯の電波に対する電波干渉が有るか否かを判定し、電波干渉が無いと判定すると、携帯情報端末10及びヘッドユニット20を、第1の通信方式で相互に無線通信を行うように制御し、電波干渉が有ると判定すると、携帯情報端末10及びヘッドユニット20を、第2の通信方式で相互に無線通信を行うように制御する。
【選択図】 図8
Description
例えば、特許文献1には、車外の機器と通信するか車内の機器と通信するかを判別し、車外の機器と通信する場合、免許の不要な通信方式による通信を無線通信手段に指示する。一方、車内の機器と通信する場合、免許の要不要に関係なく通信速度が最も速い通信方式による通信を無線通信手段に指示する車両用無線通信装置の発明が記載されている。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、電波干渉の有る環境下において、車両内に存在する複数の機器間での無線通信を安定して行うのに好適な車両用無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的としている。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づき説明する。図1〜図14は、本発明に係る車両用無線通信システム及び車両用無線通信方法の第1実施形態を示す図である。
(構成)
まず、車両用無線通信システムの構成について説明する。
図1(a)及び(b)は、車両用無線通信システムの概要構成図である。
図1(a)及び(b)に示すように、車両用無線通信システム1は、自車両Aと、携帯電話の基地局2と、ネットワーク3と、自車両A内に存在する携帯情報端末10と、自車両Aに搭載されたヘッドユニット20と、干渉情報管理サーバ30とを含んで構成される。
この構成により、携帯情報端末10及びヘッドユニット20は、無線LANの送受信機又はBluetooth(以下、BTと称す)の送受信機とのいずれか一方を用いて、相互に無線通信を行うことが可能となっている。
また、携帯情報端末10は、公知の携帯電話に用いられている通信規格に準拠した送受信機を備えており、当該送受信機によって、基地局2を介して、ネットワーク3(例えば、インターネット)に接続された干渉情報管理サーバ30と相互にデータ通信を行うことが可能となっている。
次に、図2に基づき、携帯情報端末10のハードウェア構成を説明する。図2は、携帯情報端末10のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図2に示すように、携帯情報端末10は、CPU(Central Processing Unit)50と、RAM(Random Access Memory)52と、ROM(Read Only Memory)54と、入出力インターフェース(I/F)56と、バス58とを含むコンピュータシステムを備えている。CPU50、RAM52、ROM54および入出力I/F56は、バス58に接続されており、バス58を介してこれら接続デバイス間のデータの送受信を可能としている。
ここで、携帯情報端末10は、例えば、PDA(Personal Digital Assistant)、タブレット端末、携帯電話(スマートフォン等)、ノートPC(Personal Computer)などの携帯型の情報端末に実装される。
ROM54は、各種専用のコンピュータプログラム、プログラムの実行において用いられる各種データ等の、上記第1の無線通信処理に必要なデータを記憶する。
表示装置62は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどの周知の表示装置であり、CPU50からの指令に応じて、各種情報の表示を行う。
入力装置64は、操作ボタン、タッチ式の入力デバイス(タッチパネル等)などのヒューマンインターフェースデバイスであり、ユーザの操作に応じた入力を受け付ける。本実施形態において、入力装置64は、少なくとも操作ボタン及びタッチパネルを備えていることとする。
本実施形態において、無線LAN・I/F68は、IEEE802.11g規格に準拠した機器とする。従って、無線LAN・I/F68は、BT・I/F66と同様に免許の不用な2.4[GHz]帯の電波を使用して、54[Mbps]の通信速度で無線通信を行う。
携帯電話送受信機72は、例えば、CDMA2000、W−CDMAなどの公知の携帯電話の通信規格に準拠した無線送受信機である。携帯電話送受信機72は、携帯電話の基地局2を介してネットワーク3に接続された干渉情報管理サーバ30とデータの送受信を可能とする。
ジャイロセンサ76は、携帯情報端末10の角速度及び角度を検出可能なセンサである。本実施形態において、ジャイロセンサ76は、3軸ジャイロスコープから構成されており、検出した角速度又は角度(あるいは両方)の情報をCPU50に出力する。
電波情報測定器80は、スペクトラムアナライザ等の電波の状態を測定することが可能な機器から構成される。例えば、スペクトラムアナライザから構成した場合に、携帯情報端末10の周辺(即ち車両Aの存在する領域)に存在する電波のスペクトラム(信号エネルギー強度の周波数ごとの分布状態)を測定する。携帯情報端末10が、例えばスマートフォンに実装される場合は、電波情報測定器80として、例えばOscium社製のスペクトラムアナライザ等を採用することができる。
次に、図3に基づき、携帯情報端末10の機能構成を説明する。図3は、携帯情報端末10の機能構成の一例を示すブロック図である。
携帯情報端末10は、図3に示すように、機能構成部として、走行状態測定部110と、干渉情報測定部121と、測定干渉情報送信部122と、干渉情報取得部123と、干渉判定部130と、第1の通信制御部140と、起動制限部150とを含んで構成される。
目的地設定部111は、入力装置64を介したユーザからの入力信号に基づき、自車両Aの目的地を設定する(RAM52の予め設定された領域に記憶する)。目的地設定部111は、設定した目的地の情報を走行経路探索部113に出力する。更に、目的地設定部111は、位置測定部112に位置情報の測定指示を出力する。
進行方向推定部115は、ジャイロセンサ76からの角速度の情報と、加速度センサ78からの加速度の情報とに基づき、自車両Aの進行方向を推定する。進行方向推定部115は、干渉判定部130からの取得要求に応じて、推定した進行方向の情報を干渉判定部130に出力する。
ここで、電波干渉とは、複数の無線LANシステムが特定のチャンネル上で限られた帯域を奪い合う状態や、電波となって空間を伝搬している無線LANフレームに、他の電磁波が重なってフレームを破壊する状態などをいう。
例えば、2.4[GHz]帯(IEEE802.11b/g)であれば、デジタルコードレスフォン、他の無線LANシステムからの漏れこみ電波などが電波干渉の要因となる。また、例えば、5[GHz]帯(IEEE802.11a)であれば、気象レーダ、他の無線LANシステムからの漏れこみ電波などが電波干渉の要因となる。
昨今では、市街地に幾つもの無線LANのアクセスポイントが設けられており、そうした中を自車両Aで走行する場合に、これらアクセスポイントからの漏れこみ電波によって電波干渉を受ける。
なお、測定干渉情報の送信タイミングは、例えば、干渉情報測定部121において、測定干渉情報が生成される毎に送信するタイミング、又は生成された測定干渉情報をRAM52に記憶しておき、一定量の測定干渉情報が記憶される毎に送信するタイミングなどとなる。
具体的に、第1の通信制御部140は、干渉判定部130からの判定結果の情報に基づき、電波干渉が無いと判定すると、無線LAN・I/F68及びBT・I/F66を、無線LAN・I/F68を使用した第1の通信方式で無線通信を行うように制御する。例えば、現在の通信方式が第2の通信方式である場合は、第2の通信方式を第1の通信方式に切り替える。
具体的に、第1の通信制御部140は、第2の通信方式を第1の通信方式に切り替える指示である第1切替指示情報、又は第1の通信方式を第2の通信方式に切り替える指示である第2切替指示情報をヘッドユニット20に送信する。
また、本実施形態において、第1の通信制御部140は、携帯情報端末10が、USBケーブルによって、ヘッドユニット20と接続されたことを検出した場合、無線通信に優先して、USB・I/F70を使用した有線通信に切り替える。
起動制限部150は、第1の通信制御部140からの現在の通信方式を示す情報に基づき、現在の通信方式が第2の通信方式であると判定すると、携帯情報端末10で起動するアプリケーションの種類やユーザーインターフェース(UI)を制限する。
次に、図4に基づき、ヘッドユニット20のハードウェア構成を説明する。図4は、ヘッドユニット20のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図4に示すように、ヘッドユニット20は、CPU250と、RAM252と、ROM254と、入出力インターフェース(I/F)256と、バス258とを含むコンピュータシステムを備えている。CPU250、RAM252、ROM254および入出力I/F256は、バス258に接続されており、バス258を介してこれら接続デバイス間のデータの送受信を可能としている。
CPU250は、ROM254又は記憶装置260に予め記憶された各種専用のコンピュータプログラムをRAM252に読み込み、RAM252に読み込まれたプログラムに記述された命令に従って、各種リソースを駆使して、後述する第2の無線通信処理を実行する。
記憶装置260は、アプリケーションプログラムや、該プログラムの実行に必要なデータ等を記憶する。記憶装置260は、フラッシュメモリ等の半導体記憶媒体、HD等の磁気記憶媒体等から構成される。
入力装置264は、操作ボタン、タッチ式の入力デバイス(タッチパネル等)などのヒューマンインターフェースデバイスであり、ユーザの操作に応じた入力を受け付ける。本実施形態において、入力装置264は、少なくとも操作ボタン及びタッチパネルを備えていることとする。
無線LAN・I/F268は、携帯情報端末10の上記無線LAN・I/F68と同様の構成の(あるいは互換性を有する)無線送受信機である。
USB・I/F270は、携帯情報端末10のUSB・I/F70と同様の構成の(あるいは互換性を有する)I/Fである。
オーディオアンプ272は、後述するオーディオ制御部202から入力されたオーディオ信号を増幅してスピーカ274に出力する。
ヘッドユニット20は、図5に示すように、機能構成部として、第2の通信制御部200と、表示制御部201と、オーディオ制御部202とを含んで構成される。
第2の通信制御部200は、無線LAN・I/F268又はBT・I/F266を介して受信した、携帯情報端末10からの第1切替指示情報又は第2切替指示情報に基づき、現在の無線通信の通信方式を切り替える。
表示制御部201は、第2の通信制御部200を介して携帯情報端末10から受信した画像データに基づき、画像表示信号を生成し、生成した画像表示信号を表示装置262に出力する。
オーディオ制御部202は、第2の通信制御部200を介して携帯情報端末10から受信したオーディオデータに基づき、オーディオ信号を生成し、生成したオーディオ信号をオーディオアンプ272に出力する。
次に、図6に基づき、干渉情報管理サーバ30のハードウェア構成を説明する。図6は、干渉情報管理サーバ30のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
干渉情報管理サーバ30は、図6に示すように、CPU350と、RAM352と、ROM354と、入出力インターフェース(I/F)356と、バス358とを含むコンピュータシステムを備えている。CPU350、RAM352、ROM354および入出力I/F356は、バス358に接続されており、バス358を介してこれら接続デバイス間のデータの送受信を可能としている。
CPU350は、ROM354又は記憶装置360に予め記憶された各種専用のコンピュータプログラムをRAM352に読み込み、RAM352に読み込まれたプログラムに記述された命令に従って、各種リソースを駆使して、後述する干渉情報蓄積・送信処理を実行する。
記憶装置360は、各種アプリケーションプログラムや、該プログラムの実行に必要なデータ等を記憶する。本実施形態において、記憶装置360は、携帯情報端末10から受信した測定干渉情報に基づき構成される測定干渉情報DB700等を記憶する。
入力装置364は、キーボード、マウス、操作ボタン、タッチ式の入力デバイス(タッチパネル等)などのヒューマンインターフェースデバイスであり、ユーザの操作に応じた入力を受け付ける。
干渉情報管理サーバ30は、図7に示すように、機能構成部として、通信部300と、測定干渉情報記憶部301と、統計処理部302と、干渉情報抽出部303と、干渉情報送信部304とを含んで構成される。
測定干渉情報記憶部301は、通信部300を介して、携帯情報端末10から受信した測定干渉情報を、測定干渉情報DB700に記憶する。
干渉情報送信部304は、通信部300を介して、携帯情報端末10から受信した取得要求に基づき、測定干渉情報DB700から、取得要求に含まれる走行経路の情報及び時刻情報に対応する統計干渉情報(ルート干渉情報)を読み出す。具体的に、干渉情報送信部304は、走行経路の情報に含まれる時刻情報及び位置情報に基づき、測定干渉情報DB700から、時刻情報及び位置情報に対応する統計干渉情報のグループを読み出す。
なお、図示していないが、本システム1には、自車両Aに対応する携帯情報端末10以外にも、携帯情報端末10と同様の機能を有する他車両に対応する携帯情報端末が複数存在している。そして、干渉情報管理サーバ30は、これら複数の携帯情報端末からも測定干渉情報を収集する。従って、取得要求に含まれる走行経路に、自車両Aが過去に走行したことの無い経路が含まれていても、他車両によってその経路の干渉情報がカバーされていれば、当該経路に対応する統計干渉情報を含むルート干渉情報を携帯情報端末10に送信することが可能である。
次に、図8に基づき、携帯情報端末10の機能構成部において行われる第1の無線通信処理の処理手順を説明する。図8は、第1の無線通信処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
CPU50において、専用のプログラムが実行され第1の無線通信処理が開始されると、図8に示すように、まず、ステップS100に移行する。
ステップS100では、目的地設定部111において、入力装置64を介したユーザからの目的地を示す信号が入力されたか否かを判定する。そして、目的地を示す信号が入力されたと判定した場合(Yes)は、ステップS102に移行し、目的地を示す信号が入力されていないと判定した場合(No)は、信号が入力されるまで判定処理を繰り返す。
ステップS104では、走行経路探索部113において、位置情報の取得要求を位置測定部112に出力する。位置測定部112は、走行経路探索部113からの取得要求に応じて、自車両Aの現在位置の情報を走行経路探索部113に出力する。これにより、走行経路探索部113において、自車両Aの現在位置情報が取得され、ステップS106に移行する。
なお、本実施形態では、予め経過判定時間を設定しておき、ルート干渉情報が受信されない時間が経過判定時間以上となった場合に、ステップS110に移行して、再度取得要求を送信する。
ステップS114では、干渉判定部130において、自車両Aの現在の進行方向の情報の取得要求を進行方向推定部115に出力する。そして、進行方向推定部115から自車両Aの現在の進行方向の情報を取得して、ステップS116に移行する。
ステップS122に移行した場合は、第1の通信制御部140において、第1の通信方式による無線通信を継続して、ステップS124に移行する。
また、ステップS120において、第1の通信方式ではないと判定してステップS126に移行した場合は、第1の通信制御部140において、位置情報の取得要求を位置測定部112に出力する。そして、位置測定部112から自車両Aの現在位置情報を取得して、ステップS128に移行する。
ステップS130に移行した場合は、第1の通信制御部140において、無線LAN・I/F68を介して第1切替指示情報をヘッドユニット20に送信して、ステップS132に移行する。
ステップS134では、起動制限部150において、制限フラグをオフに設定して、ステップS124に移行する。
一方、ステップS140に移行した場合は、第1の通信制御部140において、無線LAN・I/F68を介して、第2切替指示情報をヘッドユニット20に送信して、ステップS142に移行する。
ステップS142では、第1の通信制御部140において、現在の通信方式である第1の通信方式を、第2の通信方式に切り替えて、ステップS144に移行する。
ステップS144では、起動制限部150において、制限フラグをオンに設定して、ステップS124に移行する。
次に、図9に基づき、携帯情報端末10の機能構成部において行われる干渉情報測定処理の処理手順を説明する。図9は、干渉情報測定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図9の例では、リアルタイムに測定データを送信する場合の処理手順の一例となる。
CPU50において、専用のプログラムが実行され干渉情報測定処理が開始されると、図9に示すように、まず、ステップS200に移行する。
ステップS202に移行した場合は、干渉情報測定部121において、電波情報測定器80に対して電波状態情報の測定開始指示を出力して、ステップS204に移行する。これにより、電波情報測定器80は、電波状態情報(例えば、スペクトラム)の測定を開始する。
ステップS204では、干渉情報測定部121において、電波情報測定器80から電波状態情報を取得して、ステップS206に移行する。
ステップS206では、干渉情報測定部121において、位置情報の取得要求を位置測定部112に出力する。そして、位置測定部112からの位置情報を取得して、ステップS208に移行する。
ステップS210では、干渉情報測定部121において、RAM52から、測定干渉情報の生成に必要なその他の情報を取得して、ステップS212に移行する。
ここで、記憶装置60には、その他の情報として、無線LAN・I/F68の情報及び電波状態情報の測定ツール(本実施形態では、電波情報測定器80)の情報が予め記憶されている。
ステップS212では、干渉情報測定部121において、ステップS204で取得した電波状態情報と、ステップS206で取得した位置情報と、ステップS208で取得した時刻情報と、ステップS210で取得したその他の情報とに基づき測定干渉情報を生成する。その後、ステップS214に移行する。
ステップS214では、干渉情報測定部121において、ステップS208で生成した測定干渉情報を、携帯電話送受信機72を介して干渉情報管理サーバ30に送信して、ステップS216に移行する。
上記図9のフローチャートでは、測定干渉情報をリアルタイムに送信する構成としたが、この構成に限らず、例えば、一定量の測定干渉情報がRAM52又は記憶装置60に蓄積される毎に送信する構成としてもよい。また、設定された目的地までの走行が終了した時点でRAM52又は記憶装置60に蓄積した測定干渉情報を送信する構成としてもよい。
次に、図10に基づき、ヘッドユニット20の機能構成部において行われる第2の無線通信処理の処理手順を説明する。図10は、第2の無線通信処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
CPU250において、専用のプログラムが実行され、第2の無線通信処理が開始されると、図10に示すように、まず、ステップS300に移行する。
ステップS300では、第2の通信制御部200において、BT・I/F266を介して、第1切替指示情報を受信したか否かを判定する。そして、第1切替指示情報を受信したと判定した場合(Yes)は、ステップS302に移行し、第1切替指示情報を受信していないと判定した場合(No)は、ステップS306に移行する。
つまり、BT・I/F266を使用する第2の通信方式を、無線LAN・I/F268を使用する第1の通信方式に切り替える。この切替処理は、まず、BT・I/F266を使用した通信を終了する。次に、無線LAN・I/F268を起動し、無線LAN・I/F268と、携帯情報端末10の無線LAN・I/F68との間で無線通信の接続(本実施形態では、アドホック接続)を確立する処理となる。
つまり、無線LAN・I/F268を使用した第1の通信方式による無線通信を、BT・I/F266を使用した第2の通信方式による無線通信に切り替える。
本実施形態では、ヘッドユニット20において、通信方式を第1の通信方式から第2の通信方式に切り替える際に、BT・I/F266の通信バッファ(Audio/data)を、無線LAN・I/F268のフレームバッファ(Frame Buffer)に切り替える。つまり、フレームバッファのデータを利用することで、通信方式の切替にかかる時間を短縮する。
次に、図11に基づき、干渉情報管理サーバ30の機能構成部において行われる干渉情報蓄積・送信処理の処理手順を説明する。図11は、干渉情報蓄積・送信処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
CPU350において、専用のプログラムが実行され、干渉情報蓄積・送信処理が開始されると、図11に示すように、まず、ステップS400に移行する。
ステップS400では、干渉情報送信部304において、通信部300を介して携帯情報端末10からの干渉情報の取得要求を受信したか否かを判定する。そして、取得要求を受信したと判定した場合(Yes)は、ステップS402に移行し、取得要求を受信していないと判定した場合(No)は、ステップS408に移行する。
ステップS404では、干渉情報送信部304において、ステップS402で読み出した、走行経路に対応する統計干渉情報のグループから構成されるルート干渉情報を、通信部300を介して携帯情報端末10に送信する。その後、一連の処理を終了する。
ステップS408に移行した場合は、測定干渉情報記憶部301において、ステップS406で受信した測定干渉情報を、測定干渉情報DB700に記憶して、一連の処理を終了する。
ステップS412に移行した場合は、統計処理部302において、測定干渉情報DB700に記憶された測定干渉情報を統計処理して統計干渉情報を生成し、ステップS414に移行する。
ステップS416では、干渉情報抽出部303において、ステップS414で抽出した統計干渉情報を、統計干渉情報DB710に記憶して、一連の処理を終了する。
次に、図12〜図14に基づき、本実施形態の車両用無線通信システム1の動作を説明する。図12(a)及び(b)は、測定干渉情報のデータ構造例を示す図である。図13は、ルート干渉情報の一例を示す図である。図14は、通信方式の切替の仕組みの一例を示す図である。
いま、携帯情報端末10において、ナビゲーションシステムのアプリケーションソフトが起動され、携帯情報端末10とヘッドユニット20との間で第1の通信方式による無線通信接続(アドホック接続)が確立されたとする。ここでは、携帯情報端末10をマスタとし、ヘッドユニット20をスレーブとして接続が確立されることとする。
ここでは、上記一連の干渉情報の測定動作を、自車両Aが目的地に到着したと判定されるまで繰り返し行う。
一方、干渉情報管理サーバ30は、上記動作によって携帯情報端末10から送信された測定干渉情報を受信すると(S406のYes)、測定干渉情報記憶部301において、受信した測定干渉情報を測定干渉情報DB700に記憶する(S408)。
目的地設定部111は、信号の入力に応じて、目的地P2の情報(位置情報等)をRAM52に記憶すると共に、目的地P2の情報を、走行経路探索部113に出力する(S102)。
干渉情報管理サーバ30は、通信装置366を介して、携帯情報端末10から送信された取得要求を受信すると(S400のYes)、干渉情報送信部304において、取得要求に含まれる走行経路の情報に基づきルート干渉情報を生成する。具体的に、干渉情報送信部304は、測定干渉情報DB700から、走行経路に含まれる位置情報に対応する測定干渉情報を読み出す(S402)。そして、図13に示すように、この測定干渉情報を走行開始位置P1から走行経路に沿った順番で目的地P2まで配列した構成のルート干渉情報を生成する。干渉情報送信部304は、生成したルート干渉情報を、通信部300及び通信装置366を介して、携帯情報端末10に送信する(S404)。
干渉判定部130は、干渉情報取得部123からルート干渉情報を取得すると、位置測定部112から自車両Aの現在位置情報を取得する(S112)。更に、干渉判定部130は、進行方向推定部115から、自車両Aの進行方向の情報を取得し(S114)、干渉判定処理を実行する(S116)。具体的に、干渉判定部130は、ルート干渉情報から、自車両Aの現在位置から進行方向に予め設定された距離だけ離れた領域(干渉判定領域)に対応する統計干渉情報を抽出する。そして、抽出した統計干渉情報に含まれる統計干渉量と、予め設定された干渉閾値とを比較し、統計干渉量が干渉閾値以上であると判定すると、電波干渉が有ると判定する。一方、統計干渉量が干渉閾値未満であると判定すると、電波干渉が無いと判定する。干渉判定部130は、判定結果の情報を第1の通信制御部140に出力する。
第1の通信制御部140は、干渉判定部130からの判定結果の情報に基づき、自車両Aの進行方向における干渉判定領域において電波干渉が有るか否かを判定する(S118)。
ここで、図14に示すように、通信方式の切替においては、切替時間を短縮するために、携帯情報端末10において、第1の通信制御部140は、BT・I/F66の通信バッファ720を、無線LAN・I/F68のフレームバッファ740に切り替える。同様に、ヘッドユニット20において、第2の通信制御部200は、BT・I/F266の通信バッファ820を、無線LAN・I/F268のフレームバッファ840に切り替える。
これにより、携帯情報端末10とヘッドユニット20とは、BT・I/F66と、BT・I/F266とによって、例えば、画像データについて、1[fps]などの比較的低速なフレームレートでデータ送信を行う。
なお、自車両Aが干渉領域を走行中は、第2の通信方式による無線通信が継続して行われる。
ヘッドユニット20は、BT・I/F266を介して、携帯情報端末10からの第1切替指示情報を受信すると(S300のYes)、第2の通信制御部200において、現在の通信方式である第2の通信方式を第1の通信方式に切り替える(S302)。
これにより、携帯情報端末10とヘッドユニット20とは、再び、無線LAN・I/F68と、無線LAN・I/F268とによって、例えば、画像データについて、30[fps]などの比較的高速なフレームレートでデータ送信を行う。
本実施形態は、次のような効果を奏する。
(1)自車両A内に存在する携帯情報端末10及びヘッドユニット20を備え、携帯情報端末10及びヘッドユニット20は、各々が、第1の通信方式(例えば、周波数帯域:2.4[GHz]帯、通信速度:54[Mbps])で無線通信を行う無線LAN・I/F(68,268)と、第1の通信方式よりも通信速度の遅い第2の通信方式(例えば、周波数帯域:2.4[GHz]、通信速度:1〜3[Mbps])で無線通信を行うBT・I/F(66,266)とを備える。そして、干渉情報取得部123が、自車両Aが走行すると推定される干渉判定領域における、第1の通信方式で使用する周波数帯域(例えば、2.4[GHz]帯)の電波に対する電波干渉に係る情報である干渉情報を取得する。干渉判定部130が、干渉情報取得部123で取得した干渉情報に基づき、干渉判定領域において電波干渉が有るか否かを判定する。携帯情報端末10及びヘッドユニット20は、干渉判定部130が電波干渉が無いと判定した干渉判定領域である干渉領域において第1の通信方式で相互に無線通信を行い、干渉判定部130が電波干渉が有ると判定した干渉判定領域である干渉領域において第2の通信方式で相互に無線通信を行う。
これにより、ヘッドユニット20は、携帯情報端末10からの切替指示情報に応じて、通信方式を切り替えることが可能となる。
第2の通信方式では、通信速度が遅くなるので、特にヘッドユニット20に対してデータ送信の行われるアプリケーションの起動を制限することで、低速通信時の通信負荷を軽減することが可能となる。
これにより、IEEE802.11規格に準拠する無線LAN・I/Fで用いられる、2.4[GHz]の周波数帯、又は5.0[GHz]の周波数帯の電波に対する電波干渉の有無に基づいて、無線LAN・I/F(68,268)による高速通信と、BT・I/F(66,266)による低速通信とを切り替えることが可能となる。
次に、図15〜図17に基づき、本発明の第2実施形態を説明する。図15〜図17は、本発明に係る車両用無線通信システム及び車両用無線通信方法の第2実施形態を示す図である。
(構成)
本実施形態は、携帯情報端末10において、干渉情報管理サーバ30からのルート干渉情報と、探索した走行経路に対応する道路地図情報とに基づき、当該道路地図情報に統計干渉情報を対応付けた情報である干渉道路地図情報を生成する。そして、生成した干渉道路地図情報を干渉道路地図情報DB410に記憶する。更に、干渉判定部130は、干渉道路地図情報DB410に記憶された干渉道路地図情報に基づき、電波干渉の有無を判定する点が上記第1実施形態と異なる。
(携帯情報端末10の構成)
まず、図15に基づき、本実施形態の携帯情報端末10の機能構成を説明する。図15は、本実施形態の携帯情報端末10の機能構成の一例を示すブロック図である。
本実施形態の携帯情報端末10は、機能構成部として、上記第1実施形態の機能構成部に、干渉道路地図情報生成部124が追加された構成となっている。
干渉道路地図情報生成部124は、走行経路探索部113で探索された走行経路に対応する干渉道路地図情報が干渉道路地図情報DB410に記憶されていない場合に、干渉道路地図情報を生成する。具体的に、干渉道路地図情報生成部124は、干渉情報取得部123からのルート干渉情報に基づき、走行経路に対応する道路地図情報を道路地図情報DB400から読み出す。そして、読み出した道路地図情報にルート干渉情報に含まれる統計干渉情報を対応付けて、干渉道路地図情報を生成する。干渉道路地図情報生成部124は、例えば、走行経路に対応する道路地図情報の各ノード位置に基づき、道路地図上の各位置に対応する各統計干渉情報を地図情報に対応付ける。干渉道路地図情報生成部124は、このようにして生成した干渉道路地図情報を、記憶装置60に構成された干渉道路地図情報DB410に記憶する。
次に、図16に基づき、本実施形態の携帯情報端末10の機能構成部で行われる第1の通信制御処理の処理手順を説明する。図16は、本実施形態の第1の通信制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
CPU50において、専用のプログラムが実行され第1の無線通信処理が開始されると、図16に示すように、まず、ステップS500に移行する。
ここで、ステップS500〜S506までの処理は、上記第1実施形態のステップS100〜S106の処理と同様となるので説明を省略する。以下、ステップS508の処理から説明する。
ステップS512では、干渉情報取得部123において、干渉情報管理サーバ30からのルート干渉情報を受信したか否かを判定する。そして、ルート干渉情報を受信したと判定した場合(Yes)は、取得したルート干渉情報を、干渉道路地図情報生成部124に出力して、ステップS514に移行し、ルート干渉情報を受信していないと判定した場合(No)は、受信するまで判定処理を繰り返す。
ステップS516では、干渉道路地図情報生成部124において、ステップS514で生成した干渉道路地図情報を、干渉道路地図情報DB410に記憶する。そして、記憶したことを干渉判定部130に通知して、ステップS518に移行する。
ステップS520に移行した場合は、干渉判定部130において、位置情報の取得要求を位置測定部112に出力する。そして、位置測定部112から自車両Aの現在位置情報を取得して、ステップS522に移行する。
ステップS524では、干渉判定部130において、ステップS518で読み出した干渉道路地図情報から、自車両Aの現在位置を基準に、自車両Aの現在の進行方向に対して予め設定された領域(以下、干渉判定領域と称す)の統計干渉情報を抽出する。そして、抽出した統計干渉情報に基づき、干渉判定領域において電波干渉があるか否かを判定して、ステップS526に移行する。
ここで、ステップS526〜S552までの処理は、上記第1実施形態におけるステップS118〜S144の処理と同様となるので説明を省略する。
走行経路を探索する動作までは、上記第1実施形態と同様となるので説明を省略する。
以下、目的地設定部111で目的地が設定され、走行経路探索部113で走行経路が探索された後の干渉情報取得部123の動作から説明する。
干渉情報取得部123は、走行経路探索部113からの走行経路(以下、走行経路R1と称す)の情報を取得すると、走行経路R1の情報と、干渉道路地図情報DB410の記憶情報とに基づき、走行経路R1に対応する干渉道路地図情報があるか否かを判定する(S508)。
ここでは、走行経路R1に対応する干渉道路地図情報が無いとして(S508のNo)、干渉情報取得部123は、当該走行経路R1の情報を含む干渉情報の取得要求を生成する。そして、生成した取得要求を、携帯電話送受信機72を介して、干渉情報管理サーバ30に送信する(S510)。
干渉道路地図情報生成部124は、干渉情報取得部123からのルート干渉情報と、道路地図情報DB400の走行経路R1に対応する道路地図情報とに基づき、当該道路地図情報に統計干渉情報を対応付けた構成の干渉道路地図情報を生成する(S514)。
干渉道路地図情報生成部124は、生成した干渉道路地図情報を、記憶装置60に構成された干渉道路地図情報DB410に記憶する(S516)。そして、記憶したことを干渉判定部130に通知する。
ここで、無線LAN・I/F68及び268が、第1の無線通信手段を構成する。BT・I/F66及び266が、第2の無線通信手段を構成する。位置測定部112が、位置情報測定手段を構成する。目的地設定部111が、目的地設定手段を構成する。記憶装置60が、道路地図情報記憶手段を構成する。走行経路探索部113が、走行経路探索手段を構成する。進行方向推定部115が、進行方向推定手段を構成する。干渉情報測定部121が、干渉情報測定手段を構成する。測定干渉情報送信部122が、測定干渉情報送信手段を構成する。干渉情報測定部121が、干渉情報測定手段を構成する。干渉判定部130が、干渉判定手段を構成する。第1の通信制御部140が、第1の通信制御手段を構成する。起動制限部150が、起動制限手段を構成する。第2の通信制御部200が、第2の通信制御手段を構成する。記憶装置360が、干渉情報記憶手段を構成する。統計処理部302が、統計処理手段を構成する。干渉情報抽出部303が、干渉情報抽出手段を構成する。干渉情報送信部304が、測定干渉情報送信手段を構成する。干渉道路地図情報生成部124が、干渉道路地図情報生成手段を構成する。干渉道路地図情報DB410が、干渉道路地図情報記憶手段を構成する。
本実施形態は、上記第1実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
(1)干渉道路地図情報生成部124が、通信回線を介して干渉情報管理サーバ30から受信した走行経路の情報に対応する干渉情報(ルート干渉情報)と、道路地図情報DB400に記憶された走行経路に対応する道路地図情報とに基づき、当該道路地図情報と干渉情報とを対応付けた情報である干渉道路地図情報を生成する。干渉道路地図情報DB410が、干渉道路地図情報生成部124で生成した干渉道路地図情報を記憶する。干渉判定部130が、位置測定部112で測定した自車両Aの現在位置情報と、干渉道路地図情報DB410に記憶された干渉道路地図情報とに基づき、電波干渉の有無を判定する。
(1)上記実施形態では、携帯情報端末10において、自車両Aの存在する領域の干渉情報を測定し、測定した干渉情報を、干渉情報管理サーバ30に送信する構成としたが、この構成に限らない。例えば、ヘッドユニット20などの車載器において、自車両Aの存在する領域の干渉情報を測定し、測定した干渉情報を、干渉情報管理サーバ30に送信する構成としてもよい。
例えば、ヘッドユニット20において、干渉判定領域における電波干渉の有無を判定し、この判定結果に基づき、切替指示情報を携帯情報端末10に送信することで、通信方式の切替を制御する構成としてもよい。また、例えば、携帯情報端末10及びヘッドユニット20の双方において、電波干渉の有無を判定し、それぞれが独立して通信方式を切り替える構成としてもよい。また、例えば、車載された、携帯情報端末10及びヘッドユニット20とは異なる第3の機器によって、携帯情報端末10及びヘッドユニット20の通信方式の切替を制御する構成としてもよい。
(6)上記実施形態では、自車両Aの進行方向の予め設定された領域における電波干渉の有無を判定し、干渉領域に到達する前に通信方式を第1通信方式から第2通信方式へと切り替える構成としたが、この構成に限らない。例えば、自車両Aの存在する領域において電波干渉が有ると判定してから次に電波干渉が無いと判定されるまでの区間を第2の通信方式で無線通信を行う構成とするなど他の構成としてもよい。
また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、均等物等は本発明に含まれるものである。
1 車両用無線通信システム
2 基地局
3 ネットワーク
10 携帯情報端末
20 ヘッドユニット
30 干渉情報管理サーバ
50,250,350 CPU
52,252,352 RAM
54,254,354 ROM
56,256,356 入出力I/F
58,258,358 バス
60,260,360 記憶装置
62,262,362 表示装置
64,264,364 入力装置
66,266 BT・I/F
68,268 無線LAN・I/F
70,270 USB・I/F
72 通信装置
74 GPS受信機
76 ジャイロセンサ
78 加速度センサ
80 電波情報測定器
110 走行状態測定部
111 目的地設定部
112 位置測定部
113 走行経路探索部
114 時刻測定部
115 進行方向推定部
121 干渉情報測定部
122 干渉情報送信部
123 干渉情報測定部
124 干渉道路地図情報生成部
130 干渉判定部
140 第1の通信制御部
150 起動制限部
200 第2の通信制御部
201 表示制御部
202 オーディオ制御部
272 オーディオアンプ
274 スピーカ
300 通信部
301 干渉情報記憶部
302 統計処理部
303 干渉情報抽出部
304 干渉情報送信部
400 道路地図情報DB
410 干渉道路地図情報DB
700 測定干渉情報DB
710 統計干渉情報DB
Claims (13)
- 車両内に存在する第1の機器及び第2の機器を備え、
前記第1の機器及び前記第2の機器は、各々が、
第1の通信方式で無線通信を行う第1の無線通信手段と、
前記第1の通信方式よりも通信速度の遅い第2の通信方式で無線通信を行う第2の無線通信手段とを備え、
前記車両が走行すると推定される干渉判定領域における、前記第1の通信方式で使用する周波数帯域の電波に対する電波干渉に係る情報である干渉情報を取得する干渉情報取得手段と、
前記干渉情報取得手段で取得した前記干渉情報に基づき、前記干渉判定領域において前記電波干渉が有るか否かを判定する干渉判定手段と、を備え、
前記第1の機器及び前記第2の機器は、前記干渉判定手段が前記電波干渉が無いと判定した前記干渉判定領域である非干渉領域において、前記第1の通信方式で相互に無線通信を行い、前記干渉判定手段が前記電波干渉が有ると判定した前記干渉判定領域である干渉領域において、前記第2の通信方式で相互に無線通信を行うことを特徴とする車両用無線通信システム。 - 前記第1の機器が、前記干渉情報取得手段と前記干渉判定手段とを備え、
前記第1の機器は、更に、前記干渉判定手段の判定結果に基づき、前記電波干渉が無いと判定すると、当該第1の機器及び前記第2の機器の備える前記第1及び第2の無線通信手段を、前記第1の通信方式で無線通信を行うように制御し、前記電波干渉が有ると判定すると、当該第1の機器及び前記第2の機器の備える前記第1及び第2の無線通信手段を、前記第2の通信方式で無線通信を行うように制御する第1の通信制御手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の車両用無線通信システム。 - 前記第1の通信制御手段は、前記無線通信の通信方式を、前記第2の通信方式から前記第1の通信方式に切り替えるときに、前記第1の通信方式への切替を指示する情報である第1切替指示情報を前記第2の機器に送信し、前記第1の通信方式から前記第2の通信方式に切り替えるときに、前記第2の通信方式への切替を指示する情報である第2切替指示情報を前記第2の機器に送信し、
前記第2の機器は、前記第1の機器から前記第1切替指示情報を受信したことに応じて、前記第1及び第2の無線通信手段を制御して、前記第2の通信方式による無線通信から前記第1の通信方式による無線通信に切り替え、前記第1の機器から前記第2切替指示情報を受信したことに応じて、前記第1及び第2の無線通信手段を制御して、前記第1の通信方式による無線通信から前記第2の通信方式による無線通信に切り替える第2の通信制御手段を備えることを特徴とする請求項2に記載の車両用無線通信システム。 - 前記車両の位置を測定する位置測定手段と、
前記車両の進行方向を推定する進行方向推定手段と、を備え、
前記干渉情報取得手段は、前記干渉情報と当該干渉情報の測定位置情報とが対応付けられて記憶された干渉情報記憶手段から、前記位置情報測定手段で測定した前記車両の位置を基準として、前記進行方向推定手段で推定した前記車両の進行方向の予め設定された領域に対応する干渉情報を取得し、
前記干渉判定手段は、前記干渉情報取得手段で取得した前記干渉情報に基づき、前記予め設定された領域における前記電波干渉の有無を判定することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の車両用無線通信システム。 - 道路地図情報を記憶する道路地図情報記憶手段と、
前記車両の目的地を設定する目的地設定手段と、
前記目的地設定手段で設定した前記目的地の情報と、前記位置情報測定手段で測定した前記車両の位置情報と、前記道路地図情報記憶手段に記憶された前記道路地図情報とに基づき、前記車両の現在位置から前記目的地までの走行経路を探索する走行経路探索手段と、を備え、
前記干渉情報取得手段は、前記干渉情報記憶手段から前記走行経路探索手段で探索した前記走行経路に対応する前記干渉情報を取得し、
前記干渉判定手段は、前記干渉情報取得手段で取得した前記干渉情報に基づき、前記走行経路における前記車両の進行方向の予め設定された領域の前記電波干渉の有無を判定することを特徴とする請求項4に記載の車両用無線通信システム。 - 前記第1の機器と干渉情報管理サーバとを通信回線を介して相互に通信可能に接続し、
前記干渉情報管理サーバが、前記干渉情報記憶手段を備え、
前記干渉情報取得手段は、前記通信回線を介して前記干渉情報の取得要求を前記干渉情報管理サーバに送信するようになっており、
前記干渉情報管理サーバは、
前記通信回線を介して前記第1の機器から受信した前記取得要求に応じて、前記干渉情報記憶手段に記憶された、前記取得要求に対応する前記干渉情報を前記第1の機器に送信する干渉情報送信手段を備え、
前記干渉情報取得手段は、前記干渉情報管理サーバから送信された前記干渉情報を前記通信回線を介して取得し、
前記干渉判定手段は、前記干渉情報取得手段で取得した前記干渉情報に基づき、前記電波干渉が有るか否かを判定することを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれか1項に記載の車両用無線通信システム。 - 前記車両の存在する領域における前記干渉情報を測定する干渉情報測定手段と、
前記干渉情報測定手段で測定した前記干渉情報と、少なくとも前記位置情報測定手段で測定した当該干渉情報を測定時の前記車両の位置情報とを含む情報である測定干渉情報を、前記通信回線を介して前記干渉情報管理サーバに送信する測定干渉情報送信手段と、を備え、
前記干渉情報管理サーバは、
前記通信回線を介して前記第1の機器から受信した前記測定干渉情報を前記干渉情報として前記干渉情報記憶手段に記憶する測定干渉情報記憶手段を備えることを特徴とする請求項6に記載の車両用無線通信システム。 - 道路地図情報を記憶する道路地図情報記憶手段と、
前記車両の目的地を設定する目的地設定手段と、
前記目的地設定手段で設定した前記目的地の情報と、前記位置情報測定手段で測定した前記車両の位置情報と、前記道路地図情報記憶手段に記憶された前記道路地図情報とに基づき、前記車両の現在位置から前記目的地までの走行経路を探索する走行経路探索手段と、を備え、
前記干渉情報取得手段は、前記通信回線を介して前記走行経路探索手段で探索した前記走行経路の情報を含む前記干渉情報の取得要求を前記干渉情報管理サーバに送信し、
前記干渉情報送信手段は、前記通信回線を介して前記第1の機器から受信した前記取得要求に応じて、前記干渉情報記憶手段に記憶された、前記取得要求に含まれる前記走行経路の情報に対応する前記干渉情報を前記通信回線を介して前記第1の機器に送信することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の車両用無線通信システム。 - 前記第1の機器は、
前記通信回線を介して前記干渉情報管理サーバから受信した前記走行経路の情報に対応する前記干渉情報と、前記道路地図情報記憶手段に記憶された前記走行経路に対応する道路地図情報とに基づき、当該道路地図情報と前記干渉情報とを対応付けた情報である干渉道路地図情報を生成する干渉道路地図情報生成手段と、
前記干渉道路地図情報生成手段で生成した前記干渉道路地図情報を記憶する干渉道路地図情報記憶手段と、を備え、
前記干渉判定手段は、前記位置情報測定手段で測定した前記車両の現在位置情報と、前記干渉道路地図情報記憶手段に記憶された前記干渉道路地図情報とに基づき、前記電波干渉の有無を判定することを特徴とする請求項8に記載の車両用無線通信システム。 - 前記干渉情報管理サーバは、
前記干渉情報記憶手段に記憶された前記干渉情報を統計処理する統計処理手段と、
前記統計処理手段で統計処理された前記干渉情報である統計干渉情報のうちから予め設定された道路に対応する統計干渉情報を抽出する干渉情報抽出手段と、
前記干渉情報抽出手段で抽出した前記統計干渉情報を記憶する統計干渉情報記憶手段と、を備え、
前記干渉情報送信手段は、前記通信回線を介して前記第1の機器から受信した前記取得要求に応じて、前記統計干渉情報記憶手段に記憶された、前記取得要求に含まれる前記走行経路の情報に対応する前記統計干渉情報を前記通信回線を介して前記第1の機器に送信することを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の車両用無線通信システム。 - 前記第1の機器は、前記第2の通信方式で無線通信中に起動するアプリケーションを、前記第1の通信方式で無線通信中に起動するアプリケーションと比較して制限する起動制限手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の車両用無線通信システム。
- 前記第1の通信方式は、IEEE802.11規格に準拠した通信方式であり、
前記第2の通信方式は、IEEE802.15.1規格に準拠した通信方式であることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の車両用無線通信システム。 - 車両内に存在し、第1の通信方式及び前記第1の通信方式よりも通信速度の遅い第2の通信方式で相互に無線通信が可能な第1の機器及び第2の機器について、前記車両が走行すると推定される干渉判定領域における、前記第1の通信方式において用いられる周波数帯の電波に対する電波干渉が有るか否かを判定し、前記電波干渉が無いと判定すると、前記第1の機器及び前記第2の機器を、前記電波干渉が無いと判定された前記干渉判定領域である非干渉領域において、前記第1の通信方式で相互に無線通信を行うように制御し、前記電波干渉が有ると判定すると、前記第1の機器及び前記第2の機器を、前記電波干渉が有ると判定された前記干渉判定領域である干渉領域において、前記第2の通信方式で相互に無線通信を行うように制御することを特徴とする車両用無線通信方法。
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