JP2015148923A - 路車間通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1アップリンク通信UL1を受信した光ビーコン9は、車載機5側に、高速ダウンリンク通信によって、自身が新光ビーコンであることを示す識別情報を送信する。その識別情報を受信した車載機5は、光ビーコン9側に、高速アップリンク通信によって、第2アップリンク情報UL2を送信する。この第2アップリンク情報UL2を受信した光ビーコン9は、全てのフレームが送信されたか否かを判断する。そして、未送信のフレームがある場合は、車載機5側に、高速ダウンリンク通信によって、その旨を示す到達情報を送信する。その到達情報を受信した車載機5は、再度第2アップリンク情報UL2の全てのフレームを送信する。
【選択図】 図3
Description
即ち、最初のフレームが高速アップリンク通信で送信できたのであれば、高速アップリンク通信が可能な状態であるので、その後のフレームも高速アップリンク通信で送信することができる。
なお、ここで、フレームとは、1回の送信(又は受信)の際に、送信(又は受信)される最小の通信単位を示している。
まず、本実施例1の路車間通信システムの全体構成について説明する。
図1に示すように、本実施例1の路車間通信システムは、路側(インフラ側)の交通管制システム1と、道路を走行する車両3に搭載された車載機5とを備えている。
一方、車載機5は、前記光通信によって、光ビーコン9との間で無線通信を行う装置であり、車載制御部17と、車載制御部17に接続された車載側投光器(車載ヘッド)19とを有している。
[光ビーコンの構成]
次に、光ビーコン9の構成について説明する。
ビーコンヘッド15は、電気光変換が可能な光送信部21と、光電気変換が可能な光受信部23とを有している。
前記光受信部23は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを備えている。
[車載機の構成]
次に、車載機5の構成について説明する。
車載ヘッド19は、ビーコンヘッド15と同様に、電気光変換が可能な光送信部25と、光電気変換が可能な光受信部27とを有している。
なお、光受信部27が受信する光信号の伝送速度は、従来の旧車載機と同様に1024kbpsである。
[光ビーコンの通信領域]
次に、光ビーコン9の通信領域について説明する。
なお、エリアA1の上流側にて隣接して形成されたエリアA3、エリアA3の上流側にて隣接して形成されたエリアA4は、前記所定の通信規定によって設定された通信エリアではなく、前記エリアA1、A2の形成に伴って、実際にこのような通信状態となることがあるエリアを例示したものである。
エリアA3では、低速アップリンク通信、ダウンリンク通信(高速ダウンリンク通信)の両方のみが可能である。
[路車間通信の概要]
次に、路車間通信の手順及びその通信内容について説明する。
(1)まず、光ビーコン9側から車載機5側に、高速ダウンリンク通信によって、車載機5側に送信すべき各種の情報(実データ)を含む第1ダウンリンク情報DL1を送信する。
詳しくは、各フレームでは、図4(a)に示すように、ヘッダ部(ダウンリンクヘッダ)には、情報種別、提供時刻、最終フレームフラグ、フレーム番号、有効データ長さなどのデータが格納されている。
また、実データ部(ダウンリンク実データ)には、前記各種の情報として、従来と同様な、現在位置情報、渋滞リンク情報、旅行時間リンク情報などが格納されている。
(2)次に、車載機5側にて第1ダウンリンク情報DL1が受信されると、そのデータの内容(実データ)に関わりなく、車載機5側から光ビーコン9側に、低速アップリンク通信によって、第1アップリンク情報UL1を送信する。
詳しくは、図4(b)に示すように、ヘッダ部(アップリンクヘッダ)には、車両識別情報、車両ID、車種、車載機種別、情報種別、最終フレームフラグ、フレーム番号、有効データ長などのデータが格納されている。
(3)次に、光ビーコン9側にて第1アップリンク情報UL1が受信されると、そのヘッダ部に格納されている車載機種別のデータに基づいて、車載機5が高速アップリンク通信の可能な新車載機であるか否かを判定する。例えば車載機種別のデータがオン(例えば1に設定)されていた場合には、新車載機であると判断する。
詳しくは、図4(c)に示すように、ヘッダ部(ダウンリンクヘッダ)には、情報種別、提供時刻、最終フレームフラグ、フレーム番号、有効データ長さなどのデータが格納されている。
なお、例えば識別情報のデータがオン(例えば1に設定)されている場合には、光ビーコン9が高速アップリンク通信が可能な新光ビーコンであることを示し、オフ(例えば0に設定されて)いる場合には、低速アップリンク通信しかできない旧光ビーコンを示している。
この第2ダウンリンク情報DL2の送信は、連続的に送信され、後述する一定時間経過するまで実施される。
詳しくは、図4(d)に示すように、ヘッダ部(アップリンクヘッダ)には、車両識別情報、車両ID、車種、車載機種別、情報種別、最終フレームフラグ、フレーム番号、有効データ長などのデータが格納されている。
また、実データ部(アップンリンク実データ)には、従来と同様な車両3の挙動履歴などの実データが格納されている。
なお、これとは別に、簡易的に、全てのフレーム番号のフレームが受信された場合、或いは、最終フレームフラグがオンであると判定された場合に、全てのフレームが受信されたと判定してもよい。
前記到達情報とは、高速ダウンリンク情報であり、複数のフレームによって構成されている。
また、実データ部(ダウンリンク実データ)には、各フレーム番号毎に、その到達情報が格納されている。例えばフレーム番号1の到達情報には、第2アップリンク情報UL2(高速アップリンク2)のフレーム番号1のフレーム(即ち第1フレームUL2(1))を、光ビーコン9で受信できたことを示すフラグが設定されている。例えばこのフラグが1の場合には、フレーム番号1のフレームが受信されたことを示し、フラグが0の場合には、そのフレームが受信されなかったことを示している。
(6)次に、車載機5側にて到達情報が受信されると、そのヘッダ部に格納されている最終フレームフラグや実データ部に格納されている各フレームの到達、未到達の情報に基づいて、全てのフレームが到達したか否かを判定する。例えば最終フレームフラグが0の場合や、各フレーム番号のフラグの1つでも0の場合には、未到達情報があると判断する。
その後は、同様にして、所定の時間まで、光ビーコン9側にて未到達の情報があるか否かの処理や、未到達の情報がある場合に車載機5側から第2アップリンク情報UL2を再送する処理を行う。
[光ビーコン側にて実施される処理]
次に、上述した路車間通信システムの送受信における処理を、光ビーコン9側と車載機5側とに分けて説明するが、ここでは、光ビーコン9側のビーコン制御部13にて行われる処理について説明する。
続くステップ110では、ダウンリンク停止要求があるか否かを判定する。即ち、第1ダウンリンク情報DL1の送信を停止する要求があるか否かを判定する。具体的には、中央装置からの停止命令を受信した場合に、ダウンリンク停止要求があると判定する。ここで肯定判断されるとステップ120に進み、一方否定判断されるとステップ130に進む。
一方、ステップ130では、ダウンリンク停止要求が無いので、第1アップリンク情報UL1を受信(アップリンク1受信)したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ140に進み、一方否定判断されるとステップ100に戻る。
続くステップ150では、タイマ(t1)を起動する。このタイマ(t1)は、第1アップリンク情報UL1の受信を開始してから第2アップリンク情報UL2の受信を終了するまでの経過時間を計測するタイマである。
続くステップ170では、受信終了予定時間t1maxを設定する。この受信終了予定時間t1maxとは、第1アップリンク情報UL1の受信を開始して第2アップリンク情報UL2の受信をから終了するまでの予定時間を示している。なお、受信終了予定時間t1maxとしては、固定値が設定される。
ステップ200では、タイマt2が、第2ダウンリンク情報DL2の送信時間t2maxを下回るか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ220に進み、一方否定判断されるとステップ210に進む。
一方、ステップ220では、第2アップリンク情報UL2(アップリンク2)が受信されたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ250に進み、一方否定判断されるとステップ230に進む。
続くステップ260では、最終フレームフラグの有無を判定する。つまり、受信したフレームの最終フレームフラグが1に設定されているか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ290に進み、一方否定判断されるとステップ270に進む。
続くステップ280では、受信終了予定時間t1maxを再計算し、前記ステップ220に戻る。なお、受信終了予定時間t1maxの再計算については、具体的には、受信した第2アップリンク情報UL2のフレーム番号からその後に受信しうるフレーム数を算出しその送信時間から再計算する。
続くステップ300では、第2アップリンク情報UL2における未受信フレームがあるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ310に進み、一方否定判断されるとステップ330に進む。
続くステップ320では、(未受信フレームがあるので)タイマt1をリセットして再起動し、前記ステップ220に戻る。
[車載機側にて実施される処理]
ここでは、車載機5側の車載制御部17にて行われる処理について説明する。
続くステップ410では、車載機停止要求があるか否かを判定する。即ち、第1ダウンリンク情報DL1の受信を停止する要求があるか否かを判定する。具体的には、電源OFF要求信号を受信した場合に、車載機停止要求があると判定する。ここで肯定判断されると一旦本処理を終了し、一方否定判断されるとステップ420に進む。
続くステップ440では、タイマ(T11)を起動する。このタイマ(T11)は、第1アップリンク情報UL1の再送間隔を制御するための時間計測を行うためのタイマである。
続くステップ455では、タイマ(T11)がT(再送間隔)を上回ったか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ430に戻り、一方否定判断されるとステップ460に進む。
続くステップ480では、エリアアウト判定時間に到達したか否かを判定する。このエリアアウト判定時間とは、自車両3がエリアA1又はエリアA2にあることを判定するための判定値(閾値)である。ここで肯定判断されるとステップ400に戻り、一方否定判断されるとステップ450に戻る。なお、エリアアウト判定時間は、固定値又は変動値が設定される。
続くステップ500では、識別情報を受信したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ510に進み、一方否定判断されるとステップ450に戻る。
続くステップ520では、ダウンリンクの受信を待機する。
ステップ535では、エリアアウトタイマが起動中であるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ550に進み、一方否定判断されるとステップ540に進む。
続くステップ550では、エリアアウト判定時間に到達したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ400に戻り、一方否定判断されるとステップ520に戻る。
続くステップ560では、到達情報を受信したか否かを判定する。なお、この到達情報は、第2アップリンク情報UL2において、光ビーコン9側にて受信できなかった未到達のフレームがあることを示すものである。ここで肯定判断されるとステップ565に進み、一方否定判断されるとステップ520に戻る。
ステップ570では、タイマT11が、高速アップリンク停止時間Tを下回るか否かを判定する。この高速アップリンク停止時間とは、例えばエリアA1滞在時間である。ここで肯定判断されるとステップ520に戻り、一方否定判断されるとステップ580に進む。
[本実施例1の効果]
本実施例1では、上述したように、最初に光ビーコン9側から車載機5側に、高速ダウンリンク通信によって、第1ダウンリンク情報DL1を送信する。次に、その第1ダウンリンク情報DL1を受信した車載機5は、光ビーコン9側に、低速アップリンク通信によって、自車両3の情報を含む第1アップリンンク情報UL1を送信する。次に、その第1アップリンク通信UL1を受信した光ビーコン9は、車載機5側に、高速ダウンリンク通信によって、自身が新光ビーコンであることを示す識別情報を送信する。
これによって、光ビーコン9は、車載機5から高速アップリンク通信によって送信された第2アップリンク情報UL2を、確実に受信することができる。
[変形例など]
次に、本実施例1の変形例などについて説明する。
・光ビーコン9より、第2アップリンク情報UL2の何番目のフレームが受信できたかを示す到達情報を、車載機5に送信してもよい。
本実施例2は、ハード構成は前記実施例1と同じであり、その路車間通信の内容が異なるので、異なる点を説明する。
[路車間通信の内容]
本実施例2では、図7に示すように、下記のような手順(時系列)に沿って路車間通信を行う。
[光ビーコン側にて実施される処理]
次に、上述した路車間通信システムの送受信の際に実施される、光ビーコン9側の処理について説明する。
続くステップ610では、ダウンリンク停止要求があるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ620に進み、一方否定判断されるとステップ630に進む。
一方、ステップ630では、ダウンリンク停止要求が無いので、第1アップリンク情報UL1を受信(アップリンク1受信)したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ640に進み、一方否定判断されるとステップ600に戻る。
続くステップ650では、タイマ(t2)を起動する。このタイマ(t2)は、第1アップリンク情報UL1を受信してから第2ダウンリンク情報DL2を送信するまでの時間を計測するものである。
続くステップ680では、タイマt2が、第2ダウンリンク情報DL2の送信時間t2maxを下回るか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ700に進み、一方否定判断されるとステップ690に進む。
一方、ステップ700では、第2アップリンク情報UL2(アップリンク2)の第1フレームUL2(1)が受信されたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ710に進み、一方否定判断されるとステップ670に戻る。
[車載機側にて実施される処理]
ここでは、車載機5側の車載制御部17にて行われる処理について説明する。
続くステップ810では、車載機停止要求があるか否かを判定する。ここで肯定判断されると、一旦本処理を終了し、一方否定判断されるとステップ820に進む。
続くステップ840では、タイマ(T11)を起動する。このタイマ(T11)は、第1アップリンク情報UL1の再送間隔を制御するための時間計測を行うためのタイマである。
続くステップ855では、タイマ(T11)がT(再送間隔1)を上回ったか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ830に戻り、一方否定判断されるとステップ860に進む。なお、再送間隔1とは、第1アップリンク情報UL1の再送間隔を示すものである。
続くステップ880では、(実施例1と同様に)エリアアウト判定時間に到達したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ800に戻り、一方否定判断されるとステップ850に戻る。
続くステップ900では、識別情報を受信したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ910に進み、一方否定判断されるとステップ850に戻る。
続くステップ920では、タイマ(T12)を起動する。このタイマ(T12)は、第2アップリンク情報UL2の再送間隔を測定するためのものである。
続くステップ940では、ダウンリンクの受信の有無を判定する。ここで肯定判断されるとステップ965に進み、一方否定判断されるとステップ945に進む。
ステップ950では、エリアアウトタイマを起動する。
一方、ステップ965では、エリアアウトタイマを停止し、初期化する。
続くステップ1000では、タイマ(T12)を停止し、初期化してステップ930に戻る。
[本実施例2の効果]
本実施例2では、車載機5は、車載機5から光ビーコン9に送信する第2アップリンク情報UL2の全フレームではなく、まず、最初のフレームのみを、高速アップリンク通信にて、光ビーコン9に送信する。光ビーコン9にてそのフレームを受信できた場合には、その旨を車載機5に送信するので、車載機5は、残りのフレームを送信することにより、全フレームを送信する。これにより、車載機5から光ビーコン9に、高速アップリンク通信にて、全フレームを確実に送信することができる。
(1)例えば前記各実施例において、例えば1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、実施例の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。更に、実施例の構成の少なくとも一部を、他の実施例の構成に対して付加、置換等してもよい。
3…車両
5…車載機
9…光ビーコン
13…ビーコン制御部
17…車両制御部
Claims (12)
- 走行中の車両(3)の車載機(5)と路側の光ビーコン(9)との間で、光通信による無線通信を行うとともに、低速アップリンク通信とそれより高速の高速アップリンク通信とを切り替えて通信が可能な路車間通信システムにおいて、
前記光ビーコン(9)から前記車載機(5)に、前記高速アップリンク通信が可能なことを示す識別情報を送信する第1処理工程(S190)と、
前記識別情報を受信した車載機(5)は、前記光ビーコン(9)に、前記高速アップリンク通信にて自車両(3)に関連する情報を含むアップリンク情報を送信する第2処理工程(S510)と、
前記アップリンク情報を受信した光ビーコン(9)は、前記車載機(5)から送信された前記アップリンク情報の到達状態を確認し、未到達の前記アップリンク情報がある場合は、前記到達状態を示す到達情報を、前記車載機(5)に送信する第3処理工程(S290)と、
前記到達情報を受信した前記車載機(5)は、前記到達情報に基づいて、前記未到達の前記アップリンク情報があるか否かを判定し、前記未到達のアップリンク情報がある場合は、少なくとも前記未到達のアップリンク情報を、前記光ビーコン(9)に再送信する第4処理工程(S580)と、
を有することを特徴とする路車間通信システム。 - 前記光ビーコン(9)は、前記アップリンク情報の到達又は未到達の状態を示す前記到達情報を、前記車載機(5)に送信し、
前記到達情報を受信した前記車載機(5)は、前記到達情報に基づいて、前記未到達の前記アップリンク情報又は前回送信した前記アップリンク情報、前記光ビーコン(9)に再送信することを特徴とする請求項1に記載の路車間通信システム。 - 前記光ビーコン(9)は、前記識別情報を送信してから、前記アップリンク情報を受信可能な期間に、前記アップリンク情報が得られない場合には、前記アップリンク情報が未到達であることを示す前記到達情報を、前記車載機(5)に送信することを特徴とする請求項1又は2に記載の路車間通信システム。
- 前記光ビーコン(9)は、複数の前記アップリンク情報のフレームのうちの任意の1フレームの受信完了から、その後受信しうる前記アップリンク情報のフレーム数から算出した所定の時間経過後に、残りのフレームが受信されない場合に、前記アップリンク情報が未到達であることを示す到達情報を、前記車載機(5)に送信することを特徴とする請求項1又は2に記載の路車間通信システム。
- 前記光ビーコン(9)は、前記アップリンク情報の最終フレームを受信した後に、前記アップリンク情報が到達したことを示す前記到達情報を、前記車載機(5)に送信することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の路車間通信システム。
- 前記光ビーコン(9)より、前記アップリンク情報の何番目のフレームが受信できたかを示す前記到達情報を、前記車載機(5)に送信することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の路車間通信システム。
- 前記車載機(5)は、前記アップリンク情報を再送信する場合には、前記アップリンク通信の開始時からの経過時間を計算し、前記自車両(3)の前記アップリンク通信の可能な通信エリアにおける残りの滞在可能時間を考慮して、その滞在時間に送信可能なフレーム数だけ再送信することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の路車間通信システム。
- 前記車載機(5)は、前記アップリンク情報を再送信する場合には、前記自車両(3)の車速情報を加味し、再送するフレーム数を設定することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の路車間通信システム。
- 前記車載機(5)では、前記アップリンク情報を再送信する場合には、通信エリアにおける自車両(3)の走行距離情報を加味し、再送するフレーム数を設定することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の路車間通信システム。
- 前記送信できなかった前記アップリンク情報がある場合には、その未送信のアップリンク情報を、次に通信可能となった光ビーコン(9)に送信することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の路車間通信システム。
- 走行中の車両(3)の車載機(5)と路側の光ビーコン(9)との間で、光通信による無線通信を行うとともに、低速アップリンク通信とそれより高速の高速アップリンク通信とを切り替えて通信が可能な路車間通信システムにおいて、
前記車載機(5)は、前記高速アップリンク通信で送信される複数のフレームのうち、所定のフレームのみを送信する第1処理工程(S910)と、
前記光ビーコン(9)は、前記フレームを受信したとき、該フレームが到達したことを示す到達情報を前記車載機(5)に送信する第2処理工程(S710)と、
前記車載機(5)は、前記到達情報を受信したときに、残りのフレームを高速アップリンク通信にて送信する第3処理工程(S990)と、
を有することを特徴とする路車間通信システム。 - 前記所定のフレームは、前記高速アップリンク通信で送信される複数のフレームのうち、最初の1フレームであることを特徴とする請求項11に記載の路車間通信システム。
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