JP2018026095A - Optical transmitter receiver, communication system and optical transmission reception method, and autonomous operation vehicle parking lot - Google Patents

Optical transmitter receiver, communication system and optical transmission reception method, and autonomous operation vehicle parking lot Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical communication technology for an autonomous operation vehicle enabling not only omni-directional transmission and reception for an unspecified vehicle but also for one-to-one communication with the specified vehicle by accurately specifying the direction of a transmission source, and creating no dead angle upon transmission and reception of the optical signal in spite of a simple structure.SOLUTION: An optical transmitter receiver includes: a light emission part provided with one or a plurality of light emission elements; a light reception part provided with one or a plurality of light reception elements; and an omnidirectional optical component. The optical transmitter receiver is configured to be coaxial with an optical axis when an optical signal emitted from the light emission part incident on the omnidirectional optical component and the optical axis when the optical signal transmitted from the other vehicle and incident on the omnidirectional optical component are emitted from the omnidirectional optical component, and performs omnidirectional transmission and reception for the unspecified vehicle through the omnidirectional optical component, while capable of performing one-to-one communication with the other unspecified vehicle through the omnidirectional optical component.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、走行している車両間で光信号を送受信することにより、車両の自律運転（無人自動運転）を支援する光送受信装置、通信システム及び光送受信方法並びに自律運転車駐車場に関する。   The present invention relates to an optical transmission / reception device, a communication system, an optical transmission / reception method, and an autonomous driving vehicle parking lot that support autonomous driving (unmanned automatic driving) of a vehicle by transmitting and receiving optical signals between traveling vehicles.

近年開発が進んでいる車両の自律運転（無人自動運転）を実現するための技術として、自車両周辺の状況を感知するセンサー技術や、自車両と他の車両との間で情報を送受信する通信技術の開発が重要視されている。   As technology to realize autonomous driving (unmanned automatic driving) of vehicles that have been developed in recent years, sensor technology that senses the situation around the vehicle and communication that transmits and receives information between the vehicle and other vehicles Technology development is emphasized.

これらの技術の内、通信技術としては、一台あるいは複数の車両同士の通信である車車間通信（Ｖ２Ｖ：Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や、車両と道路状況との通信である車路間通信（Ｖ２Ｒ：Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｒｏａｄｓｉｄｅ）などのＶ２Ｘ（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ａｎｙ）の通信システムとして、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や電波を用いた通信システムが提案されている。   Among these technologies, communication technologies include vehicle-to-vehicle (V2V) communication between one or a plurality of vehicles, and vehicle-to-road communication (V2R: communication between vehicles and road conditions). Communication systems using GPS (Global Positioning System) and radio waves have been proposed as V2X (Vehicle to Any) communication systems such as Vehicle to Roadside (V2X).

しかし、ＧＰＳは、様々な要因によって、通信状況が不安定になることが多いため、ＧＰＳによる通信のみを用いて自律運転を行うことには問題がある。   However, since the communication status of GPS often becomes unstable due to various factors, there is a problem in performing autonomous driving using only GPS communication.

また、電波による通信は、信号元の位置（方向）を明確に知ることが難しく送信の指向性も得難いため混信が生じやすく、また、電波法制限による出力限界や、周囲のノイズが多い、反射や干渉が生じるなどの特有の欠点を有しているため、車両同士の相対位置の確認が難しく、通信方向の特定についても高い精度が得られない。加えて、通信状況を傍受される危険性も高い。   In addition, in radio communication, it is difficult to clearly know the signal source position (direction), and it is difficult to obtain the directivity of transmission, so interference is likely to occur. Also, output limits due to radio wave law restrictions, ambient noise, and reflection And a specific defect such as the occurrence of interference, it is difficult to confirm the relative positions of the vehicles, and it is not possible to obtain high accuracy in specifying the communication direction. In addition, there is a high risk of intercepting the communication status.

このため、近年では、ＧＰＳや電波を用いた通信システムに加えて、光信号による通信システム（光通信システム）を用いて通信手段を２重化させることも提案されている。   For this reason, in recent years, in addition to a communication system using GPS or radio waves, it has also been proposed to duplicate communication means using a communication system using optical signals (optical communication system).

このような光通信システムが提案されているのは、光通信システムには、以下の（１）〜（４）に示すような利点を有しているためである。   Such an optical communication system has been proposed because the optical communication system has the following advantages (1) to (4).

（１）光通信に使用されるＬＥＤランプやＬＥＤヘッドライト、車載カメラは既に普及している技術であるため、運用する際のコストを低く押さえることができる。 (1) Since LED lamps, LED headlights, and in-vehicle cameras used for optical communication are already widely used technologies, the cost for operation can be kept low.

（２）光通信では、可視光を使用すれば目視でも送信源を確認できるため、信号元の位置（方向）を明確に特定することが容易である。 (2) In optical communication, if visible light is used, the transmission source can be confirmed visually, so that it is easy to clearly identify the position (direction) of the signal source.

（３）光通信の伝達媒体である光は指向性を有しているため、送信されている情報を受信するか否か、どの車両と通信するかということについて能動的に決定することができる。 (3) Since light, which is a transmission medium for optical communication, has directivity, it is possible to actively determine whether to receive transmitted information and which vehicle to communicate with. .

（４）光通信の受信装置は、光通信のためだけではなく、周囲の画像を取得するためのイメージセンサとして使用することもできるため、通信だけではなく、車間距離の検知や画像処理による事故防止などの安全運転支援にも活用することができる。 (4) A receiver for optical communication can be used not only for optical communication but also as an image sensor for acquiring surrounding images. Therefore, not only communication but also accidents due to detection of distance between vehicles and image processing. It can also be used for safe driving support such as prevention.

このような利点を有する光通信システムであるが、適切にシステムを構築するためには、自律運転車を中心として全方位に一斉に光信号の送受信ができると共に、特定の車両に対して個別に送受信ができるような光送受信装置が必要である。このような光送受信装置としては、以下の特許文献１、２に示すような装置が提案されている。   Although it is an optical communication system having such advantages, in order to properly construct a system, it is possible to transmit and receive optical signals all at once around an autonomous driving vehicle, and individually for a specific vehicle An optical transmission / reception apparatus capable of transmitting and receiving is required. As such an optical transmitter / receiver, devices as shown in the following Patent Documents 1 and 2 have been proposed.

特許文献１には、光信号の送信手段および受信手段がそれぞれ回転対称をなすミラーを有しかつ各ミラーの回転対称軸を共通にした全方位光通信装置が記載されている。この装置では、筒状の透明容器の内部に受光部と発光部が垂直方向に並べて配置されており、水平方向から入射した光を垂直方向に反射させて受光部に向けて送り出す第１の双曲面ミラーと、発光部で垂直方向に向けて出射した光を水平方向に反射させて外部に向けて送り出す第２の双曲面ミラーが設けられている。   Patent Document 1 describes an omnidirectional optical communication device in which an optical signal transmission unit and a reception unit each have a mirror that is rotationally symmetric, and each mirror has a common rotational symmetry axis. In this apparatus, a light receiving portion and a light emitting portion are arranged in a vertical direction inside a cylindrical transparent container, and the first twin beam that reflects light incident from the horizontal direction in the vertical direction and sends it to the light receiving portion. A curved mirror and a second hyperboloid mirror that reflects the light emitted in the vertical direction by the light emitting unit in the horizontal direction and sends it out to the outside are provided.

また、特許文献２には光トランスポンダ方式による距離測定装置が記載されており、この距離測定装置は、周方向に配置された複数の発光ダイオードを有する光送信部と、変調光を受信可能な受光部とを有している。   Patent Document 2 describes a distance measuring device using an optical transponder method. This distance measuring device includes an optical transmitter having a plurality of light emitting diodes arranged in the circumferential direction and a light receiving unit capable of receiving modulated light. Part.

特開２００６−２７０７２３号公報JP 2006-270723 A 特開２００２−２３６１７５号公報JP 2002-236175 A

しかしながら、上記した特許文献１および特許文献２に記載の光送受信装置は、自律運転車の光通信システムに適用するには未だ不十分な部分があり、自律運転車の光通信システムに適した光送受信装置の開発が求められていた。   However, the optical transmitters and receivers described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above have insufficient parts to be applied to an optical communication system for autonomous vehicles, and are suitable for optical communication systems for autonomous vehicles. Development of a transmission / reception device has been demanded.

具体的には、特許文献１の装置では、送信元の方向を限定する点が考慮されていないため、不特定の車両に対する全方位的な送受信をすることはできるが、特定の車両との間で一対一の通信を構築することができない。そして、このような装置では、支柱や配線が存在するためそれらの影が発生する可能性があり、また、発光部と受光部とが垂直方向に並んで配置されているため、ある程度の高さを必要とし、これらのために光信号の送受信に際して死角が発生する恐れがある。   Specifically, since the device of Patent Document 1 does not consider the point of limiting the direction of the transmission source, omnidirectional transmission / reception with respect to an unspecified vehicle can be performed. Therefore, one-to-one communication cannot be established. In such a device, there is a possibility that shadows may occur due to the presence of pillars and wiring, and since the light emitting unit and the light receiving unit are arranged side by side in the vertical direction, a certain amount of height is generated. For these reasons, there is a risk that a blind spot may occur when an optical signal is transmitted and received.

一方、特許文献２の装置では、特定の車両との一対一の通信は可能となるものの、受光部に設けられた各々の光センサーの間の信号分離性能を光学的或いは信号処理的に高める必要があるため、装置コストが高くなる。そして、このような装置では、多数の発光素子や光センサーを必要とするため、構造が複雑で生産コストが高くなり、また、上記した特許文献１の装置と同様に、高さを低くすることができないため、光信号の送受信に際して死角が発生する恐れがある。   On the other hand, in the apparatus of Patent Document 2, although one-to-one communication with a specific vehicle is possible, it is necessary to improve the signal separation performance between the respective optical sensors provided in the light receiving unit optically or in signal processing. As a result, the device cost increases. Such a device requires a large number of light-emitting elements and optical sensors, so that the structure is complicated and the production cost is high, and the height is reduced similarly to the device of Patent Document 1 described above. Therefore, there is a possibility that a blind spot may occur when transmitting / receiving an optical signal.

そこで、本発明は、簡素な構造でありながらも、不特定の車両に対する全方位的な送受信だけでなく、複数の送信元の方向を精度高く個別に特定して特定の車両とそれぞれ一対一の通信も可能とし、光信号の送受信に際して死角を生じさせることがない自律運転車用の光通信技術を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention is not only omnidirectional transmission / reception with respect to an unspecified vehicle, but also having a simple structure, and individually specifying the directions of a plurality of transmission sources with high accuracy and one-to-one with a specific vehicle. It is an object of the present invention to provide an optical communication technology for autonomous vehicles that enables communication and does not cause blind spots when transmitting and receiving optical signals.

請求項１に記載の発明は、
車両に搭載されており、前記車両の自律運転制御に用いられる光信号を他の車両との間で送受信する光送受信装置であって、
他の車両へ向けて光信号を発信する一つまたは複数の発光素子が設けられた発光部と、
他の車両からの光信号を受信する一つまたは複数の受光素子が設けられた受光部と、
全方位型の光学部品とを備えており、
前記発光部から発信された光信号が前記全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、前記他の車両から送信されて前記全方位型の光学部品に入射した光信号が前記全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になるように構成されており、
前記全方位型の光学部品を通じて、前記発光部から発信された光信号を外部の略水平方向の全方位に向けて送信すると共に、他の車両から送信された略水平方向の全方位からの光信号を前記受光部により受信することにより、不特定の車両に対する全方位的な送受信を行う一方、
前記全方位型の光学部品を通じて、一つの発光素子から送信された光信号を特定の他の車両に向けて送信すると共に、特定の他の車両から送信された光信号を一つまたは複数の受光素子において受光することにより、特定の他の車両との間で一対一通信を行うことができるように構成されていることを特徴とする光送受信装置である。 The invention described in claim 1
An optical transceiver that is mounted on a vehicle and transmits / receives an optical signal used for autonomous driving control of the vehicle to / from another vehicle,
A light emitting unit provided with one or a plurality of light emitting elements for transmitting an optical signal toward another vehicle;
A light receiving portion provided with one or a plurality of light receiving elements for receiving optical signals from other vehicles;
With omnidirectional optical components,
An optical axis when an optical signal transmitted from the light emitting unit is incident on the omnidirectional optical component, and an optical signal transmitted from the other vehicle and incident on the omnidirectional optical component are the omnidirectional The optical axis when emitting from the mold optical component is configured to be the same optical axis,
Through the omnidirectional optical component, the optical signal transmitted from the light-emitting unit is transmitted to the entire external direction in the substantially horizontal direction, and the light from the substantially horizontal direction transmitted from another vehicle is transmitted. While receiving signals by the light receiving unit, omnidirectional transmission and reception for unspecified vehicles,
Through the omnidirectional optical component, an optical signal transmitted from one light emitting element is transmitted to a specific other vehicle, and an optical signal transmitted from the specific other vehicle is received by one or more light receiving devices. An optical transceiver configured to receive one-to-one communication with a specific other vehicle by receiving light in the element.

請求項２に記載の発明は、
特定の場所に固定配置されて自律運転車との間で送受信する光送受信装置であって、
前記自律運転車へ向けて光信号を発信する一つまたは複数の発光素子が設けられた発光部と、
前記自律運転車からの光信号を受信する一つまたは複数の受光素子が設けられた受光部と、
全方位型の光学部品とを備えており、
前記発光部から発信された光信号が前記全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、前記自律運転車から送信されて前記全方位型の光学部品に入射した光信号が前記全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になるように構成されており、
前記全方位型の光学部品を通じて、前記発光部から発信された光信号を外部の全方位に向けて送信すると共に、前記自律運転車から送信された全方位からの光信号を前記受光部により受信することにより、前記自律運転車に対する全方位的な送受信を行うことができるように構成されていることを特徴とする光送受信装置である。 The invention described in claim 2
An optical transmission / reception device that is fixedly arranged at a specific location and transmits / receives to / from an autonomous vehicle,
A light emitting unit provided with one or a plurality of light emitting elements for transmitting an optical signal toward the autonomous driving vehicle;
A light receiving portion provided with one or a plurality of light receiving elements for receiving an optical signal from the autonomous driving vehicle;
With omnidirectional optical components,
The optical axis when the optical signal transmitted from the light emitting unit is incident on the omnidirectional optical component, and the optical signal transmitted from the autonomous driving vehicle and incident on the omnidirectional optical component are the omnidirectional The optical axis when emitting from the mold optical component is configured to be the same optical axis,
Through the omnidirectional optical component, the optical signal transmitted from the light emitting unit is transmitted in all external directions, and the optical signal transmitted from the autonomous vehicle from all directions is received by the light receiving unit. By doing so, the optical transmission / reception apparatus is configured to be able to perform omnidirectional transmission / reception with respect to the autonomous driving vehicle.

請求項３に記載の発明は、
前記特定の場所が、自律運転車用の駐車場であることを特徴とする請求項２に記載の光送受信装置である。 The invention according to claim 3
The optical transceiver according to claim 2, wherein the specific place is a parking lot for an autonomous driving vehicle.

請求項４に記載の発明は、
前記受光部が、複数の前記受光素子がマトリックス状に配列された撮像装置であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光送受信装置である。 The invention according to claim 4
4. The optical transmission / reception device according to claim 1, wherein the light receiving unit is an imaging device in which a plurality of the light receiving elements are arranged in a matrix. 5.

請求項５に記載の発明は、
前記撮像装置が、全方位のパノラマ画像を撮像可能な撮像装置であることを特徴とする請求項４に記載の光送受信装置である。 The invention described in claim 5
The optical transmission / reception apparatus according to claim 4, wherein the imaging apparatus is an imaging apparatus capable of capturing an omnidirectional panoramic image.

請求項６に記載の発明は、
前記受光部と前記全方位型の光学部品との間にハーフミラーが配置されており、
前記ハーフミラーが、前記発光部から発信された光信号を前記全方位型の光学部品に向けて反射させると共に、前記全方位型の光学部品から前記受光部へと向かう光信号を透過させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光送受信装置である。 The invention described in claim 6
A half mirror is disposed between the light receiving unit and the omnidirectional optical component,
The half mirror reflects an optical signal transmitted from the light emitting unit toward the omnidirectional optical component and transmits an optical signal from the omnidirectional optical component toward the light receiving unit. It is comprised, The optical transmission / reception apparatus of any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned.

請求項７に記載の発明は、
前記発光部として、画像を投影表示するプロジェクターが用いられ、
前記発光素子として、前記プロジェクターが投影する画像の画素が用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光送受信装置である。 The invention described in claim 7
As the light emitting unit, a projector that projects and displays an image is used.
The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein a pixel of an image projected by the projector is used as the light emitting element.

請求項８に記載の発明は、
前記受光部として、円形のカメラレンズが用いられ、
前記発光部の発光素子として、前記カメラレンズの外周の全周に亘って環状に配置された発光ダイオードが用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光送受信装置である。 The invention according to claim 8 provides:
A circular camera lens is used as the light receiving unit,
6. The light-emitting diode arranged in an annular shape over the entire outer periphery of the camera lens is used as the light-emitting element of the light-emitting unit. 6. This is an optical transmission / reception apparatus.

請求項９に記載の発明は、
前記全方位型の光学部品が、パノラマ画像ブロックであり、
前記パノラマ画像ブロックが、
上面中央の上位遮光面と、上面周縁部の上位透光面と、下面周縁部の下位遮光面と、下面中央部の下位透光面を具備した透明素材より成る回転体であって、
前記下位遮光面は、上位透光面からの入射光を当該回転体内を通過して上位遮光面へ集め得る反射鏡とされ、
前記上位遮光面は、下位遮光面からの反射光を当該回転体内を通過して下位透光面へ集め得る反射鏡とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の光送受信装置である。 The invention according to claim 9 is:
The omnidirectional optical component is a panoramic image block,
The panoramic image block is
A rotating body made of a transparent material having an upper light shielding surface at the center of the upper surface, an upper light transmitting surface at the upper peripheral edge, a lower light shielding surface at the lower peripheral edge, and a lower light transmitting surface at the lower central portion,
The lower light-shielding surface is a reflecting mirror that can collect incident light from the upper light-transmitting surface through the rotating body and gather it on the upper light-shielding surface.
9. The reflector according to claim 1, wherein the upper light-shielding surface is a reflecting mirror capable of collecting the reflected light from the lower light-shielding surface through the rotating body and collecting the reflected light on the lower light-transmissive surface. It is an optical transmission / reception apparatus as described in an item.

請求項１０に記載の発明は、
前記パノラマ画像ブロックに、前記上位透光面の上方を覆い当該パノラマ画像ブロックの画角の上縁と一致した下面を有する光制御板が取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載の光送受信装置である。 The invention according to claim 10 is:
The light control board which has the lower surface which covered the upper part of the said high-order translucent surface and has the lower surface which corresponded to the upper edge of the angle of view of the said panoramic image block is attached to the said panoramic image block. An optical transceiver.

請求項１１に記載の発明は、
前記全方位型の光学部品が、湾曲面の中心が上方に向けて配置された魚眼レンズであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の光送受信装置である。 The invention according to claim 11
The optical transceiver according to any one of claims 1 to 8, wherein the omnidirectional optical component is a fish-eye lens in which a center of a curved surface is disposed upward.

請求項１２に記載の発明は、
前記発光部から発信される光信号に、前記光信号の送信方向の情報が重畳されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の光送受信装置である。 The invention according to claim 12
The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein information on a transmission direction of the optical signal is superimposed on an optical signal transmitted from the light emitting unit.

請求項１３に記載の発明は、
前記受光部に、ＣＣＤ素子、ＭＯＳセンサー、ＣＭＯＳセンサーのいずれかが用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の光送受信装置である。 The invention according to claim 13
13. The optical transmission / reception device according to claim 1, wherein any one of a CCD element, a MOS sensor, and a CMOS sensor is used for the light receiving unit.

請求項１４に記載の発明は、
請求項１および請求項４ないし請求項１３のいずれか１項に記載の光送受信装置を用いた自律運転車用の通信システムであって、
前記発光部から送信された光信号を略水平方向の全方位に向けて送信すると共に、他の車両から略水平方向の全方位に向けて送信された光信号を受信することにより、不特定の車両に対する全方位的な送受信を行う全方位通信システムと、
前記複数の発光素子の内の一つの発光素子から送信された特定の光信号と、前記複数の受光素子の内の一つまたは複数の受光素子において受信された特定の光信号とに基づいて、特定の他の車両との間で一対一の送受信を行う一対一通信システムと
が構築されていることを特徴とする自律運転車用の通信システムである。 The invention according to claim 14
A communication system for an autonomous vehicle using the optical transceiver according to any one of claims 1 and 4 to 13,
An optical signal transmitted from the light emitting unit is transmitted in almost all directions in a substantially horizontal direction, and an optical signal transmitted from another vehicle in all directions in a substantially horizontal direction is received. An omnidirectional communication system that performs omnidirectional transmission and reception to and from the vehicle;
Based on a specific optical signal transmitted from one light emitting element of the plurality of light emitting elements, and a specific optical signal received by one or a plurality of light receiving elements of the plurality of light receiving elements, It is a communication system for an autonomous driving vehicle characterized in that a one-to-one communication system that performs one-to-one transmission / reception with another specific vehicle is constructed.

請求項１５に記載の発明は、
受信した他の車両からの光信号より得られた前記他の車両の情報を、第三の他の車両に向けて送信するアドホック通信により、複数の車両間で通信ネットワークが構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の自律運転車用の通信システムである。 The invention according to claim 15 is:
A communication network is configured between a plurality of vehicles by ad hoc communication that transmits information on the other vehicle obtained from the received optical signal from the other vehicle to the third other vehicle. 15. The communication system for an autonomous vehicle according to claim 14, wherein the communication system is an autonomous vehicle.

請求項１６に記載の発明は、
請求項１４または請求項１５に記載の自律運転車用の通信システムを用いて、自車両と他の車両との間で、光信号による送受信を行うことを特徴とする光送受信方法である。 The invention described in claim 16
An optical transmission / reception method that performs transmission / reception by an optical signal between the own vehicle and another vehicle using the communication system for an autonomous vehicle according to claim 14 or 15.

請求項１７に記載の発明は、
請求項２ないし請求項１３のいずれか１項に記載の光送受信装置を用いた自律運転車用の通信システムであって、
前記特定の固定場所において、前記発光部から送信された光信号を全方位に向けて送信すると共に、前記自律運転車から全方位に向けて送信された光信号を受信することにより、前記自律運転車に対する全方位的な送受信を行い、前記特定の場所に対する前記自律運転車の位置情報を取得する全方位通信システムが構築されていることを特徴とする自律運転車用の通信システムである。 The invention described in claim 17
A communication system for an autonomous vehicle using the optical transceiver according to any one of claims 2 to 13,
In the specific fixed location, the autonomous driving is performed by transmitting the optical signal transmitted from the light emitting unit in all directions and receiving the optical signal transmitted from the autonomous driving vehicle in all directions. An omnidirectional communication system is constructed in which an omnidirectional communication system that performs omnidirectional transmission / reception with respect to a vehicle and acquires position information of the autonomous driving vehicle with respect to the specific location is constructed.

請求項１８に記載の発明は、
請求項３に記載の光送受信装置が、入場してきた前記自律運転車から少なくとも２個以上認識できる間隔で複数配置されていると共に、
請求項１７に記載の自律運転車用の通信システムによって、前記自律運転車を所定の駐車位置まで誘導するように構成されていることを特徴とする自律運転車駐車場である。 The invention described in claim 18
A plurality of optical transceivers according to claim 3 are arranged at intervals that can be recognized by at least two or more autonomous vehicles that have entered, and
An autonomous driving vehicle parking lot configured to guide the autonomous driving vehicle to a predetermined parking position by the autonomous driving vehicle communication system according to claim 17.

本発明によれば、簡素な構造でありながらも、不特定の車両に対する全方位的な送受信だけでなく、送信元の方向を精度高く特定して特定の車両との一対一の通信も可能とし、光信号の送受信に際して死角を生じさせることがない自律運転車用の光通信技術を提供することができる。   According to the present invention, not only omnidirectional transmission / reception with respect to an unspecified vehicle but also one-to-one communication with a specific vehicle is possible by specifying the direction of the transmission source with high accuracy while having a simple structure. Therefore, it is possible to provide an optical communication technique for an autonomous vehicle that does not cause a blind spot when transmitting and receiving an optical signal.

本発明の第１の実施の形態に係る光送受信装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the optical transmission / reception apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図１に示す光送受信装置の光信号の受信を説明する図である。It is a figure explaining reception of the optical signal of the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 本発明の実施の形態に係る光送受信装置が搭載された車両のゴースト信号対策の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the ghost signal countermeasure of the vehicle by which the optical transmission / reception apparatus which concerns on embodiment of this invention is mounted. パノラマ画像ブロックの他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of a panoramic image block. 本発明の第２の実施の形態に係る光送受信装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the optical transmission / reception apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置の光信号送受信部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the optical signal transmission / reception part of the optical transmission / reception apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係る光送受信装置が取り付けられた車両の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the vehicle with which the optical transmission / reception apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention was attached. 第１の実施の形態に係る光送受信装置を用いた全方位通信を説明する図である。It is a figure explaining the omnidirectional communication using the optical transmission / reception apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る光送受信装置を用いた一対一通信を説明する図である。It is a figure explaining the one-to-one communication using the optical transmission / reception apparatus which concerns on 1st Embodiment. 本発明に係る光送受信装置が設置された駐車場の模式図である。It is a schematic diagram of the parking lot in which the optical transmission / reception apparatus which concerns on this invention was installed.

１．本発明の概要
本発明者は、上記した問題を解決するために、自律運転車の光通信システムに適した光送受信装置ついて種々の検討を行い本発明に思い至った。 1. Summary of the Invention The present inventor made various studies on an optical transmission / reception apparatus suitable for an optical communication system of an autonomous driving vehicle in order to solve the above-described problems, and came up with the present invention.

即ち、本発明の光送受信装置は、他の車両へ向けて光信号を発信する一つまたは複数の発光素子が設けられた発光部と、他の車両からの光信号を受信する一つまたは複数の受光素子が設けられた受光部と、全方位型の光学部品とを備えており、発光部から発信された光信号が全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、他の車両から送信されて全方位型の光学部品に入射した光信号が全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になるように構成されている。   That is, the optical transceiver of the present invention includes a light emitting unit provided with one or a plurality of light emitting elements that transmit an optical signal toward another vehicle, and one or a plurality of optical signals received from another vehicle. A light receiving portion provided with the light receiving element and an omnidirectional optical component, an optical axis when an optical signal transmitted from the light emitting portion is incident on the omnidirectional optical component, and other vehicles Is configured so that the optical axis when the optical signal transmitted from the light and incident on the omnidirectional optical component is emitted from the omnidirectional optical component is the same optical axis.

そして、本発明の光送受信装置は、全方位型の光学部品を通じて、発光部から発信された光信号を外部の略水平方向の全方位に向けて送信すると共に、他の車両から送信された略水平方向の全方位からの光信号を受光部により受信し、不特定の車両に対する全方位的な送受信を行うように構成されている。   The optical transmission / reception apparatus according to the present invention transmits the optical signal transmitted from the light-emitting unit through the omnidirectional optical component toward all external azimuths in the substantially horizontal direction and is transmitted from other vehicles. Optical signals from all directions in the horizontal direction are received by the light receiving unit, and omnidirectional transmission / reception with respect to an unspecified vehicle is performed.

一方で、本発明の光送受信装置は、全方位型の光学部品を通じて、一つの発光素子から送信された光信号を特定の他の車両に向けて送信すると共に、特定の他の車両から送信された光信号を受信することにより、特定の他の車両との間で一対一通信を行うことができるように構成されている。   On the other hand, the optical transmission / reception apparatus of the present invention transmits an optical signal transmitted from one light emitting element to a specific other vehicle and transmitted from a specific other vehicle through an omnidirectional optical component. By receiving the received optical signal, one-to-one communication can be performed with a specific other vehicle.

この一対一通信を行う際には、通信相手となる車両を正しく特定する必要があり、送信されてきた光信号が一つの受光素子だけで受信されている場合には、この受光素子が受信した方向に向けて一つの発光素子から光信号を送信することにより、そのまま一対一通信を行うことができる。   When performing this one-to-one communication, it is necessary to correctly identify the vehicle that is the communication partner, and when the transmitted optical signal is received by only one light receiving element, this light receiving element has received it. By transmitting an optical signal from one light emitting element in the direction, one-to-one communication can be performed as it is.

一方、車両同士の位置関係によっては、通信相手となる車両からの光信号が隣接する受光素子で同時に受信されることがある。この場合、受信方向はその中間と推測することにより通信相手となる車両を正しく特定することができ、特定された方向に向けて一つの発光素子から光信号を送信することにより、一対一通信を行うことができる。   On the other hand, depending on the positional relationship between vehicles, an optical signal from a vehicle that is a communication partner may be simultaneously received by adjacent light receiving elements. In this case, it is possible to correctly identify the vehicle as the communication partner by assuming that the receiving direction is in the middle, and by transmitting an optical signal from one light emitting element toward the specified direction, one-to-one communication is performed. It can be carried out.

このように、複数の受光素子が同じ相手車両からの光信号を受信した場合には、受信方向はその中間と推測することができるため、受信方向を特定可能な方向の数は受光素子の数の２倍となり、受光素子数を増やすことにより、受信方向をより大幅に精度高く特定して一対一通信を行うことができる。なお、このとき、発光素子は特定可能な受信方向の数に合わせて、受光素子の２倍の数を配置する。これにより、中間方向へ向けても光信号を容易に発信することが可能となる。   In this way, when a plurality of light receiving elements receive an optical signal from the same partner vehicle, the receiving direction can be assumed to be intermediate, so the number of directions in which the receiving direction can be specified is the number of light receiving elements. By increasing the number of light receiving elements, one-to-one communication can be performed by specifying the receiving direction with much higher accuracy. At this time, the number of light emitting elements is twice that of the light receiving elements in accordance with the number of reception directions that can be specified. This makes it possible to easily transmit an optical signal even in the intermediate direction.

これにより、不特定の車両に対する全方位通信だけでなく、特定の車両との一対一通信も容易に行うことができるため、このような光送受信装置を適用することにより、適切な自律運転の光通信システムとすることができる。   As a result, not only omnidirectional communication with an unspecified vehicle but also one-to-one communication with a specific vehicle can be easily performed. It can be a communication system.

そして、本発明の光送受信装置は、発光部から発信された光信号が全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、他の車両から送信されて全方位型の光学部品に入射した光信号が全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になっているため、簡素な構造でコンパクト化を図ることができ、背を高くする必要がない。このため、光送受信装置における死角の発生がなく、コストの上昇を防止することもできる。   The optical transceiver according to the present invention has an optical axis when an optical signal transmitted from a light emitting unit is incident on an omnidirectional optical component, and is transmitted from another vehicle and is incident on the omnidirectional optical component. Since the optical axis when the optical signal is emitted from the omnidirectional optical component is the same optical axis, it is possible to reduce the size with a simple structure, and it is not necessary to increase the height. For this reason, there is no generation of blind spots in the optical transmission / reception apparatus, and an increase in cost can be prevented.

また、同じように構成された光送受信装置、即ち、自律運転車へ向けて光信号を発信する一つまたは複数の発光素子が設けられた発光部と、自律運転車からの光信号を受信する一つまたは複数の受光素子が設けられた受光部と、全方位型の光学部品とを備えており、発光部から発信された光信号が全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、自律運転車から送信されて全方位型の光学部品に入射した光信号が全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になるように構成されている光送受信装置を駐車場などの特定の場所に複数、固定配置した場合には、この固定配置された光送受信装置と自律運転車との間で送受信することにより、自律運転車の位置情報を精度高く個別に把握することできる。そして、特定の場所が駐車場の場合には、把握された自律運転車の位置情報に基づいて、駐車場内を誘導することができるため、自律運転車を対象とした全自動駐車場とすることができる。   Also, an optical transceiver configured in the same manner, that is, a light emitting unit provided with one or a plurality of light emitting elements that transmit an optical signal toward the autonomous driving vehicle, and an optical signal from the autonomous driving vehicle are received. A light receiving portion provided with one or a plurality of light receiving elements, and an omnidirectional optical component, and an optical axis when an optical signal transmitted from the light emitting portion is incident on the omnidirectional optical component; An optical transmission / reception apparatus configured such that an optical signal transmitted from an autonomous driving vehicle and incident on an omnidirectional optical component is the same optical axis as that emitted from the omnidirectional optical component When multiple fixed locations are installed in a specific location such as a parking lot, the location information of autonomous vehicles is accurately and individually grasped by transmitting and receiving between the optical transmitter and receiver and the autonomous vehicles. Can do. And if the specific place is a parking lot, it can be guided in the parking lot based on the grasped position information of the autonomous driving vehicle, so it should be a fully automatic parking lot for autonomous driving vehicles Can do.

具体的には、ＧＰＳ電波が届かない屋内駐車場の天井面や壁面などに、例えば、光ビーコンのように、予め位置情報が明確になっている状態で上記光送受信装置を配置する。このとき、屋内駐車場に入場してきた自律運転車から少なくとも２個以上認識できる間隔で複数、固定配置する。   Specifically, the optical transmission / reception device is arranged on a ceiling surface or a wall surface of an indoor parking lot where GPS radio waves do not reach, for example, in a state where the position information is clear in advance, such as an optical beacon. At this time, a plurality are fixedly arranged at intervals that can be recognized by at least two autonomous driving vehicles entering the indoor parking lot.

これにより、自律運転車が入場してきた場合、発光部から送信された光信号を全方位に向けて送信すると共に、入場してきた自律運転車から全方位に向けて送信された光信号を受信して、自律運転車に対する全方位的な送受信を行うことにより（全方位通信システム）、容易に自律運転車の位置情報を取得することができる。そして、この位置情報を順次取得することにより、自律運転車を所定の駐車位置まで容易、かつ確実に誘導することができ、無人の自動誘導駐車場を実現することができる。なお、誘導のコントロールは、特開２０１１−０５４１１６に示されているように自律運転車側で行ってもよく、駐車場側からの遠隔操作によって行ってもよい。   As a result, when an autonomous driving vehicle enters, the optical signal transmitted from the light emitting unit is transmitted in all directions, and the optical signal transmitted in all directions from the entering autonomous driving vehicle is received. Thus, by performing omnidirectional transmission / reception with respect to the autonomous driving vehicle (omnidirectional communication system), it is possible to easily acquire the position information of the autonomous driving vehicle. And by acquiring this positional information sequentially, an autonomous driving vehicle can be guide | induced to a predetermined parking position easily and reliably, and an unattended automatic guided parking lot can be implement | achieved. In addition, guidance control may be performed on the autonomous driving vehicle side as shown in JP 2011-054116 A, or may be performed by remote operation from the parking lot side.

また、撮像によって上記手段を行う場合でも、画像処理することなくその状態で演算することができるため、この場合には、演算負荷を抑えて高速で処理することができる。   Further, even when the above-described means is performed by imaging, the calculation can be performed in that state without image processing. In this case, the calculation load can be suppressed and processing can be performed at high speed.

２．本実施の形態に係る光送受信装置
以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。 2. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings.

（１）第１の実施の形態
本実施の形態では、全方位型の光学部品として、特許第１９６２７８４号や特許第３５６２９６３号に示すようなパノラマ画像ブロックを用いた光送受信装置について説明する。 (1) First Embodiment In this embodiment, an optical transmission / reception apparatus using a panoramic image block as shown in Japanese Patent No. 1967284 and Japanese Patent No. 3562963 will be described as an omnidirectional optical component.

図１は本実施の形態に係る光送受信装置を模式的に示す図である。   FIG. 1 is a diagram schematically showing an optical transmission / reception apparatus according to the present embodiment.

本実施の形態に係る光送受信装置は、図１に示すように、複数の受光素子（図示せず）を有する受光部２０と、複数の発光素子（図示せず）を有する発光部３０とを備えており、全方位型の光学部品として上記したパノラマ画像ブロック１０が用いられている。   As shown in FIG. 1, the optical transceiver according to the present embodiment includes a light receiving unit 20 having a plurality of light receiving elements (not shown) and a light emitting unit 30 having a plurality of light emitting elements (not shown). The panoramic image block 10 described above is used as an omnidirectional optical component.

本実施の形態の受光部２０には、複数の受光素子がマトリックス状に配列された撮像装置２２が設けられている。この撮像装置２２を構成する各々の受光素子は、受信した光信号から対応する位置情報を知ることができるようになっている。このような撮像装置２２としては、例えば、ＣＣＤ素子、ＭＯＳセンサー、ＣＭＯＳセンサーなどが挙げられる。   The light receiving unit 20 of the present embodiment is provided with an imaging device 22 in which a plurality of light receiving elements are arranged in a matrix. Each light receiving element constituting the imaging device 22 can know corresponding position information from the received optical signal. Examples of such an imaging device 22 include a CCD element, a MOS sensor, and a CMOS sensor.

また、発光部３０には、複数の発光素子を配して発光部としてもよいが、画像を投影表示するプロジェクター３２を用いてもよい。この場合、プロジェクターが投影する画像の各画素を個別に発光素子として用いることができるため、各画素に対応した異なった光信号を容易に発信することができる。   The light emitting unit 30 may be a light emitting unit provided with a plurality of light emitting elements, but a projector 32 that projects and displays an image may be used. In this case, since each pixel of the image projected by the projector can be used individually as a light emitting element, a different optical signal corresponding to each pixel can be easily transmitted.

そして、本実施の形態に係る光送受信装置では、発光部３０から発信されてパノラマ画像ブロック１０の下位透光面に入射する光信号の光軸と、外部からパノラマ画像ブロック１０に入射してパノラマ画像ブロック１０の下位透光面から出射する光信号の光軸とが同光軸になるように構成されており、これらの光信号の光軸上にハーフミラー４０（ビームスプリッター）が配置されている。   In the optical transmission / reception apparatus according to the present embodiment, the optical axis of the optical signal transmitted from the light emitting unit 30 and incident on the lower light transmission surface of the panoramic image block 10 and the panorama image entering the panoramic image block 10 from the outside. The optical axis of the optical signal emitted from the lower light transmitting surface of the image block 10 is configured to be the same optical axis, and a half mirror 40 (beam splitter) is disposed on the optical axis of these optical signals. Yes.

具体的には、ハーフミラー４０は、光信号の光軸に対して約４５°傾けられている。これにより、発光部３０から発信された光信号はハーフミラー４０により反射されて、パノラマ画像ブロック１０に入射される。一方、外部からパノラマ画像ブロック１０に入射した光信号は、ハーフミラー４０を透過して受光部２０で受信される。   Specifically, the half mirror 40 is inclined about 45 ° with respect to the optical axis of the optical signal. Thereby, the optical signal transmitted from the light emitting unit 30 is reflected by the half mirror 40 and enters the panoramic image block 10. On the other hand, an optical signal incident on the panoramic image block 10 from the outside passes through the half mirror 40 and is received by the light receiving unit 20.

図２は図１に示す光送受信装置の光信号の送受信を説明する図である。なお、図２においては、パノラマ画像ブロック１０内における光信号の光線について理解が容易となるように、発光部と発光部から発信された光信号については記載していない。   FIG. 2 is a diagram for explaining transmission / reception of optical signals of the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. In FIG. 2, the light emitting unit and the optical signal transmitted from the light emitting unit are not described so that the light beam of the optical signal in the panoramic image block 10 can be easily understood.

図２に示すように、このパノラマ画像ブロック１０は、上面中央の上位遮光面１と、上面周縁部の上位透光面２と、下面周縁部の下位遮光面３と、下面中央部の下位透光面４を具備した透明素材より成る回転体である。そして、下位遮光面３は上位透光面２からの入射光を当該回転体内を通過して上位遮光面１へ集め得る反射鏡とされ、上位遮光面１は下位遮光面３からの反射光を当該回転体内を通過して下位透光面４へ集め得る反射鏡とされるべく、それぞれ適性な湾曲面又は平面として構成されている。   As shown in FIG. 2, the panoramic image block 10 includes an upper light-shielding surface 1 at the center of the upper surface, an upper light-transmitting surface 2 at the upper peripheral edge, a lower light-shielding surface 3 at the lower peripheral edge, and a lower transparent at the lower central portion. It is a rotating body made of a transparent material having a light surface 4. The lower light-shielding surface 3 is a reflecting mirror that can collect incident light from the upper light-transmitting surface 2 through the rotating body and collect it on the upper light-shielding surface 1. The upper light-shielding surface 1 receives the reflected light from the lower light-shielding surface 3. In order to be a reflecting mirror that can pass through the rotating body and collect on the lower light-transmitting surface 4, each is configured as an appropriate curved surface or plane.

本実施の形態に係る光送受信装置では、パノラマ画像ブロック１０の軸、レンズ２１の軸、および受光部２０の中心が同じ軸線Ｒ上に位置するように配置されている。   In the optical transmission / reception apparatus according to the present embodiment, the panorama image block 10 axis, the lens 21 axis, and the light receiving unit 20 center are arranged on the same axis R.

このため、本実施の形態に係る光送受信装置においては、自車の周囲の全方位からの光信号が、上位透光面２からパノラマ画像ブロック１０の内部に入射し、下位遮光面３によって上位遮光面１に向けて反射される。そして、反射された光は、上位遮光面１によって下方に向けて反射された後、下位透光面４を通過してパノラマ画像ブロック１０の下方に送られる。そして、パノラマ画像ブロック１０を通過した光は、ハーフミラー４０（図１参照）を透過して、レンズ２１で集光された後に受光部２０の撮像装置２２に照射される。   For this reason, in the optical transmission / reception apparatus according to the present embodiment, optical signals from all directions around the host vehicle are incident on the inside of the panoramic image block 10 from the upper light-transmitting surface 2, and are higher by the lower light-shielding surface 3. Reflected toward the light shielding surface 1. Then, the reflected light is reflected downward by the upper light shielding surface 1, passes through the lower light transmitting surface 4, and is sent below the panoramic image block 10. Then, the light that has passed through the panoramic image block 10 passes through the half mirror 40 (see FIG. 1), is collected by the lens 21, and then is applied to the imaging device 22 of the light receiving unit 20.

そして、受光部２０の撮像装置２２では、撮像装置２２を構成する各々の受光素子が受信した光信号に基づいて、全方位のパノラマ画像である環状の画像Ｐが形成される。このとき、環状の画像Ｐには、他の車両から自車に向けて送信された光信号Ｐ１も含まれているため、受光素子を特定してその光信号を取り出すことにより、この光信号を発信した車両の方向を精度高く特定することができる。   Then, in the imaging device 22 of the light receiving unit 20, an annular image P that is an omnidirectional panoramic image is formed based on the optical signal received by each light receiving element constituting the imaging device 22. At this time, since the annular image P also includes the optical signal P1 transmitted from the other vehicle toward the own vehicle, the optical signal is obtained by specifying the light receiving element and extracting the optical signal. The direction of the transmitted vehicle can be specified with high accuracy.

例えば、図２に示す場合には、撮像装置２２により自車の周囲の風景が環状の画像Ｐとして撮像されているため、この周囲の風景の画像から特定の光信号Ｐ１が検出された位置を調べることにより、周囲に位置する他の車両の内から特定の車両を知ることができる。   For example, in the case shown in FIG. 2, since the scenery around the host vehicle is picked up as an annular image P by the imaging device 22, the position where the specific light signal P <b> 1 is detected from the surrounding scenery image is determined. By investigating, it is possible to know a specific vehicle from among other vehicles located around.

なお、上記においては、光信号の受信を取り上げて説明したが、光信号の発信に際しても同様に考えることができる。即ち、本実施の形態においては、発光部３０（図１参照）から発信された光信号は、前記したように、ハーフミラー４０により反射される。これにより、発信された光信号の光軸がパノラマ画像ブロック１０に向けて変更されて、下位透光面４からパノラマ画像ブロック１０の内部に入射する。その後、パノラマ画像ブロック１０の内部において、上記した受光の際と逆方向の光路を経た光信号が自車の外部へ略水平方向の全方位に向けて送信される。   In the above description, the reception of the optical signal has been described, but the same can be considered for the transmission of the optical signal. That is, in this embodiment, the optical signal transmitted from the light emitting unit 30 (see FIG. 1) is reflected by the half mirror 40 as described above. As a result, the optical axis of the transmitted optical signal is changed toward the panoramic image block 10 and is incident on the inside of the panoramic image block 10 from the lower light transmitting surface 4. Thereafter, inside the panoramic image block 10, an optical signal that has passed through the optical path in the opposite direction to that of the above-described light reception is transmitted to the outside of the vehicle in almost all directions in the horizontal direction.

なお、ここでの「略水平方向」とは、図２中の画角で示されるように、水平方向に対して上下に一定の角度を含むものであり、この画角は俯角２０°程度〜仰角６０°程度である。   The “substantially horizontal direction” herein includes a certain angle in the vertical direction with respect to the horizontal direction, as shown by the angle of view in FIG. The elevation angle is about 60 °.

このとき、本実施の形態においては、発光部３０として、画素毎に異なった光信号を発信できるプロジェクター３２を用いているため、各々の画素を制御して１台の車両に向けて特定の信号を発信することにより、特定された車両との間で一対一通信を行うことができる。   At this time, in this embodiment, since the projector 32 that can transmit different light signals for each pixel is used as the light emitting unit 30, a specific signal is controlled for each vehicle by controlling each pixel. 1 to 1 communication can be performed with the specified vehicle.

以上のように、本実施の形態によれば、自車の周囲の全方位を対象として光信号の送受信を行う全方位通信だけでなく、特定の車両との間で光信号の送受信を行う一対一通信も並行して行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, not only omnidirectional communication for transmitting and receiving optical signals for all directions around the host vehicle but also a pair of transmitting and receiving optical signals with a specific vehicle. One communication can be performed in parallel.

なお、本実施の形態に係る光送受信装置において、上記した全方位通信と、特定の車両と一対一通信の両方を行う際には、一対一通信における通信出力或いは感度を上げ、または全方位通信の通信出力或いは感度を下げることが好ましい。これによって一対一通信の信頼性を向上させることができる。   In the optical transceiver according to the present embodiment, when performing both the omnidirectional communication and the one-to-one communication with a specific vehicle, the communication output or sensitivity in the one-to-one communication is increased, or the omnidirectional communication is performed. It is preferable to reduce the communication output or sensitivity. Thereby, the reliability of one-to-one communication can be improved.

また、本実施の形態においては、図１に示すように、パノラマ画像ブロック１０に入射する光信号の光軸と、外部からパノラマ画像ブロックに入射してパノラマ画像ブロックから出射する光信号の光軸とが同光軸になるように構成されているため、１つのパノラマ画像ブロック１０で発光部３０からの光信号の発信と、周囲の全方位からの光信号の受信の両方を行うことができる。この結果、発光部と受光部の各々に双曲面ミラーを設けるなど、複雑な構造の光送受信装置とする必要がない。また、装置も背を高くする必要がないため、死角が生じにくい。さらに、受光部や発光部の構造を簡素化することができるため、生産コストを低減することができる。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the optical axis of the optical signal incident on the panoramic image block 10 and the optical axis of the optical signal incident on the panoramic image block from the outside and emitted from the panoramic image block. Are configured so as to have the same optical axis, the single panoramic image block 10 can both transmit an optical signal from the light emitting unit 30 and receive an optical signal from all surrounding directions. . As a result, it is not necessary to provide an optical transceiver having a complicated structure, such as providing a hyperboloid mirror in each of the light emitting unit and the light receiving unit. Also, since the device does not need to be tall, a blind spot is unlikely to occur. Furthermore, since the structure of the light receiving unit and the light emitting unit can be simplified, the production cost can be reduced.

なお、図１に示すような光送受信装置においては、受光部２０に、反射光を遮断する偏光フィルターを設けることが好ましい。例えば、図３に示すように、車両Ｙから送信された光信号が車両Ｘの光沢面（たとえばガラス）で反射されることがあり、この反射光を車両Ｚが受信してしまうと、車両Ｚにおいて、車両Ｙからの信号が多重に検出されて受信方向が定まらなくなる恐れがある。これに対して、受光部２０に偏光フィルターを設けることにより、反射光を遮断して反射光を受光部２０が受信しないようにすることができる。   In the optical transmission / reception apparatus as shown in FIG. 1, it is preferable to provide the light receiving unit 20 with a polarizing filter that blocks reflected light. For example, as shown in FIG. 3, the light signal transmitted from the vehicle Y may be reflected by the glossy surface (for example, glass) of the vehicle X, and if the vehicle Z receives this reflected light, the vehicle Z In this case, there is a possibility that signals from the vehicle Y are detected in multiple and the receiving direction cannot be determined. On the other hand, by providing the light receiving unit 20 with a polarizing filter, it is possible to block the reflected light and prevent the light receiving unit 20 from receiving the reflected light.

また、上記した反射光による誤認識を防止する他の方法としては、発光部３０から発光させる光信号に送信方向の情報を付与するという方法が挙げられる。例えば、全方位に向けて光信号を送信するに際して、図１中のプロジェクター３２の複数の画素から送信される各々の光信号に送信方向の情報を付与することにより、受信した光信号が反射光であるか否かを他の車両が判断することができる。   In addition, as another method for preventing the erroneous recognition due to the reflected light described above, there is a method of adding information on the transmission direction to the optical signal emitted from the light emitting unit 30. For example, when an optical signal is transmitted in all directions, the received optical signal is reflected by adding information on the transmission direction to each optical signal transmitted from the plurality of pixels of the projector 32 in FIG. It is possible for other vehicles to determine whether or not.

例えば、図３に示すように、車両Ｙが周囲の全方位に光信号を送信した結果、光信号Ｌ１が前方の車両Ｘのリアガラスで反射して、この反射光Ｌ２を後続の車両Ｚが受信してしまった場合に、車両Ｙからの光信号Ｌ１に北東に向かう信号であるという情報が付与されていれば、車両Ｚが反射光Ｌ２を受信する際に、光信号に付与された送信方向の情報と、車両Ｚが受信した方向（この場合は南西）が一致しなくなるため、車両Ｚは受信した光信号が反射光であると判断することができる。   For example, as shown in FIG. 3, as a result of the vehicle Y transmitting an optical signal in all surrounding directions, the optical signal L1 is reflected by the rear glass of the vehicle X ahead, and the subsequent vehicle Z receives the reflected light L2. If the information indicating that the signal is toward the northeast is added to the optical signal L1 from the vehicle Y when the vehicle Z receives the reflected light L2, the transmission direction given to the optical signal And the direction (in this case, southwest) received by the vehicle Z do not match, the vehicle Z can determine that the received optical signal is reflected light.

また、欧州の路上ではラウンドアバウトと呼ばれる環状交差点が多く見られ、このラウンドアバウトは近年日本でも導入されてきており、このような環状交差点で自律運転を行う際には、通常の道路を運転させる際とは異なる自律運転制御を行うことが求められる。このため、ラウンドアバウトに能動的或いは受動的な識別手段を設置し、本実施の形態に係る送受信装置がその識別手段を検出することによって、ラウンドアバウド専用の自律運転制御に切り替える制御を行い、同様な手段でラウンドアバウドを通り抜けた際に通常の運転モードに切り替えるという制御を行うことが好ましい。   In Europe, there are many roundabouts called roundabouts, and these roundabouts have recently been introduced in Japan. When autonomous driving is performed at such roundabouts, normal roads are driven. It is required to perform autonomous driving control different from the situation. For this reason, active or passive identification means is installed in the roundabout, and the transmission / reception apparatus according to the present embodiment detects the identification means, thereby performing control to switch to autonomous operation control dedicated to roundabout, It is preferable to perform control to switch to the normal operation mode when passing through the roundabout by the same means.

また、図２に示すように、パノラマ画像ブロック１０には、撮像装置２２において明瞭な画像を得られる入射角度の範囲である画角が存在しているが、この画角よりも上方からパノラマ画像ブロック１０の上位透光面２に光が入射されると、この上方からの光を撮像装置２２が受信して、環状の画像Ｐを形成する際にノイズとなる恐れがある。このため、上方からの光がパノラマ画像ブロック１０に入射されないように、図４に示すように、パノラマ画像ブロック１０の上位遮光面１に、上位透光面２の上方を一様に覆い、パノラマ画像ブロック１０の画角の上縁と一致した下面５を有する光制御板６を設けることが好ましい。これにより、画像Ｐを形成する際にノイズとなる画角よりも上方からの光を遮光してパノラマ画像ブロック１０内に入射されないようにすることができる。   As shown in FIG. 2, the panoramic image block 10 has an angle of view that is a range of incident angles at which a clear image can be obtained by the imaging device 22, and the panoramic image from above the angle of view. If light is incident on the upper light-transmitting surface 2 of the block 10, the imaging device 22 receives light from above and may cause noise when the annular image P is formed. Therefore, as shown in FIG. 4, the upper light-shielding surface 1 of the panorama image block 10 is uniformly covered above the upper light-transmitting surface 2 so that light from above does not enter the panorama image block 10. It is preferable to provide a light control plate 6 having a lower surface 5 that coincides with the upper edge of the angle of view of the image block 10. As a result, light from above the angle of view that becomes noise when the image P is formed can be shielded from entering the panoramic image block 10.

（２）第２の実施の形態
本実施の形態では、カメラレンズの外周の全周に亘って複数の発光ダイオードが発光素子として配置された受光部を有する光送受信装置について説明する。 (2) Second Embodiment In this embodiment, an optical transmission / reception apparatus having a light receiving unit in which a plurality of light emitting diodes are arranged as light emitting elements over the entire circumference of a camera lens will be described.

上記した第１の実施の形態に係る光送受信装置では、図１に示すように、発光素子として画像の画素が用いられているプロジェクター３２を発光部３０に設けると共に、プロジェクター３２からの光信号がパノラマ画像ブロック１０に入射されるようにハーフミラー４０を配置しているが、これに限定されない。   In the optical transmission / reception apparatus according to the first embodiment described above, as shown in FIG. 1, a projector 32 in which image pixels are used as light emitting elements is provided in the light emitting unit 30, and an optical signal from the projector 32 is received. The half mirror 40 is disposed so as to be incident on the panoramic image block 10, but is not limited thereto.

図５は本実施の形態に係る光送受信装置を説明する図である。図５に示すように、第２の実施の形態に係る光送受信装置は、受光部としてのカメラレンズ２４の外周の全周に亘って発光素子である複数の発光ダイオード３４が環状に配置されている。このような構造を採用することにより、カメラレンズ２４によって光信号を受信できる共に、各々の発光ダイオード３４で複数の光信号を個別に発信することができる。   FIG. 5 is a diagram for explaining an optical transceiver according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, in the optical transceiver according to the second embodiment, a plurality of light emitting diodes 34, which are light emitting elements, are arranged in an annular shape over the entire outer periphery of a camera lens 24 as a light receiving unit. Yes. By adopting such a structure, an optical signal can be received by the camera lens 24 and a plurality of optical signals can be individually transmitted by each light emitting diode 34.

そして、本実施の形態では、第１の実施の形態のようにハーフミラーを設ける必要がないため、装置を更に小型化できる。   In this embodiment, since it is not necessary to provide a half mirror as in the first embodiment, the apparatus can be further downsized.

なお、本実施の形態においては、複数の発光ダイオード３４の各々から光信号を個別に発信することができるが、第１の実施の形態では、プロジェクター３２（図１参照）を使用して投影された画像の画素を複数の発光素子とすることにより、本実施の形態の発光ダイオード３４よりも大幅に多い種類の光信号を個別に発信することができる。このため、受光部で得られた画像と、発光部から発信させる光信号を対応させて一対一通信を行うという観点からは、第１の実施の形態を使用する方が好ましい。   In the present embodiment, an optical signal can be individually transmitted from each of the plurality of light emitting diodes 34. In the first embodiment, the light signal is projected using a projector 32 (see FIG. 1). By using a plurality of light emitting elements as pixels in the image, it is possible to individually transmit a greater number of types of optical signals than the light emitting diodes 34 of the present embodiment. For this reason, it is preferable to use the first embodiment from the viewpoint of performing one-to-one communication by associating an image obtained by the light receiving unit with an optical signal transmitted from the light emitting unit.

（３）第３の実施の形態
本実施の形態においては、上記したパノラマ画像ブロックに替わる全方位型の光学部品について説明する。 (3) Third Embodiment In this embodiment, an omnidirectional optical component that replaces the panoramic image block described above will be described.

上記した第１および第２の実施の形態では、全方位型の光学部品としてパノラマ画像ブロックを用いている。しかし、全方位型の光学部品としては、パノラマ画像ブロック以外の光学部品を用いてもよい。   In the first and second embodiments described above, a panoramic image block is used as an omnidirectional optical component. However, optical components other than the panoramic image block may be used as the omnidirectional optical component.

具体的な一例として、魚眼レンズを用いることができる。この魚眼レンズの湾曲面の中心を上方に向けて車両の上部に配置することにより、魚眼レンズを通じて、発光部から発信された光信号を外部の略水平方向の全方位に向けて送信すると共に、他の車両から送信された略水平方向の全方位からの光信号を受光部により受信することができる。   As a specific example, a fisheye lens can be used. By placing the center of the curved surface of the fisheye lens upward and on the top of the vehicle, the optical signal transmitted from the light emitting unit is transmitted through the fisheye lens in all directions in the substantially horizontal direction, and other The light signal from all directions in the substantially horizontal direction transmitted from the vehicle can be received by the light receiving unit.

なお、このような魚眼レンズを上方に向けて配置した場合、受光部が太陽光を受信してしまい画像形成の際のノイズになりやすいという問題や、水平近くの画像の分解能が悪いという問題を有している。これらの問題を考慮すると、全方位型の光学部品としては、第１および第２の実施の形態で用いたパノラマ画像ブロックを使用する方が好ましい。   When such a fish-eye lens is placed facing upward, the light receiving unit receives sunlight and is prone to noise during image formation, and the resolution of an image near the horizontal is poor. doing. Considering these problems, it is preferable to use the panoramic image block used in the first and second embodiments as the omnidirectional optical component.

（４）第４の実施の形態
本実施の形態においては、特定の他の車両との間で一対一通信を行う際、相手車両からの光信号を複数の受光素子で受光している場合について説明する。 (4) Fourth Embodiment In the present embodiment, when one-to-one communication is performed with a specific other vehicle, an optical signal from the partner vehicle is received by a plurality of light receiving elements. explain.

複数の受光素子が同じ光信号を相手車両から受信した場合、そのままでは相手車両の方向を正しく特定できず、一対一通信が行えない。そこで、本実施の形態においては、前記したように、複数の受光素子が同じ相手車両からの光信号を受信した場合には、受信方向はその中間と推測して、相手車両の方向を特定することにより、一対一通信を行う。このように複数の受光素子の中間も相手車両の方向として特定することにより、受光素子の倍の数の方向で相手車両を特定することができる。   When a plurality of light receiving elements receive the same optical signal from the counterpart vehicle, the direction of the counterpart vehicle cannot be correctly specified as it is, and one-to-one communication cannot be performed. Therefore, in the present embodiment, as described above, when a plurality of light receiving elements receive an optical signal from the same partner vehicle, the receiving direction is assumed to be in the middle and the direction of the partner vehicle is specified. Thus, one-to-one communication is performed. Thus, by specifying the middle of the plurality of light receiving elements as the direction of the opponent vehicle, the opponent vehicle can be specified in the direction twice the number of the light receiving elements.

このとき、配置された受光素子で相手車両からの光信号をそのまま受けて、上記のように受信方向を特定してもよいが、相手車両からの光信号を波長の異なる２つの光信号に分けて、それぞれの光信号を交互に受信するように受光素子を配置して相手車両の方向を特定することもできる。以下では、このように波長の異なる２つの光信号の各々を交互に受信するように配置された受光素子による方向の特定について説明する。   At this time, the optical signal from the opponent vehicle may be received as it is by the arranged light receiving element and the receiving direction may be specified as described above. However, the optical signal from the opponent vehicle is divided into two optical signals having different wavelengths. Thus, the direction of the opponent vehicle can be specified by arranging the light receiving elements so as to alternately receive the respective optical signals. In the following, description will be given of specification of a direction by the light receiving elements arranged to alternately receive two optical signals having different wavelengths.

図６は、本実施の形態に係る光送受信装置の光信号送受信部を模式的に示す図である。本実施の形態においては、図６に示すように、内側に８個の受光素子２０ａが全方向（３６０°）を等分するように配置されていると共に、外側には、８個の受光素子２０ａと同じ位置に８個、各受光素子２０ａの中間の位置に８個と計１６個の発光素子２０ｂが配置されている。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an optical signal transmission / reception unit of the optical transmission / reception apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, eight light receiving elements 20a are arranged on the inner side so as to equally divide all directions (360 °), and on the outer side, eight light receiving elements are arranged. A total of 16 light emitting elements 20b are arranged, 8 in the same position as 20a and 8 in the middle of each light receiving element 20a.

なお、各受光素子２０ａには単一の波長のみを受信するように、フィルターなどが取り付けられている。具体的には、相手車両からの光信号の内から、波長（λ）がａの光信号のみを受信する４個の受光素子２０ａ（ａ１〜ａ４の方向に対応）と、波長ｂの光信号のみを受信する４個の受光素子２０ａ（ｂ１〜ｂ４の方向に対応）とが、それぞれ交互に配置されている。   Each light receiving element 20a is provided with a filter or the like so as to receive only a single wavelength. Specifically, four light receiving elements 20a (corresponding to the directions of a1 to a4) that receive only the optical signal having the wavelength (λ) of a among the optical signals from the opponent vehicle, and the optical signal of the wavelength b The four light receiving elements 20a (corresponding to the directions of b1 to b4) that receive only the light are alternately arranged.

図６において、波長ａの光信号の受信方向がａ１方向で一定していると仮定すると、波長ｂの光信号の受信状況を知ることにより相手車両の方向を特定することができる。   In FIG. 6, assuming that the receiving direction of the optical signal of wavelength a is constant in the a1 direction, the direction of the opponent vehicle can be specified by knowing the reception status of the optical signal of wavelength b.

具体的には、同じ波長ｂの光信号がｂ１方向、ｂ４方向の２方向で同時に受信された場合には、アナログ的に波長ｂの光信号からのデータ復調がエラーとなってしまうため、波長ｂの光信号の受信方向は、ｂ１とｂ４の間の方向、即ち、ａ１方向と判断する。このａ１方向は、波長ａの光信号の受信方向と一致しているため、最終的に、全ての光信号はａ１方向から受信されていることになり、相手車両の方向をａ１方向と特定することができる。そして、ａ１方向に向けて光信号を発信するように配置された発光素子２０ｂから光信号を発信することにより、特定された相手車両との間で一対一通信を行うことができる。   Specifically, when optical signals with the same wavelength b are received simultaneously in two directions, b1 and b4, the data demodulation from the optical signal with the wavelength b becomes an error in an analog manner. The receiving direction of the optical signal b is determined to be the direction between b1 and b4, that is, the a1 direction. Since the a1 direction coincides with the receiving direction of the optical signal having the wavelength a, all the optical signals are finally received from the a1 direction, and the direction of the opponent vehicle is specified as the a1 direction. be able to. And by transmitting an optical signal from the light emitting element 20b arranged to transmit an optical signal toward the a1 direction, one-to-one communication can be performed with the identified partner vehicle.

一方、波長ｂの光信号がｂ１方向のみで受信された場合には、波長ｂの光信号の受信方向はｂ１方向と判断することができる。この場合、波長ａの光信号の受信方向ａ１方向とは異なっているため、相手車両の方向はａ１とｂ１の間の方向、即ち、ｃ方向と特定することができる。そして、ｃ方向に向けて光信号を発信するように配置された発光素子２０ｂから光信号を発信することにより、特定された相手車両との間で一対一通信を行うことができる。   On the other hand, when the optical signal of wavelength b is received only in the b1 direction, the receiving direction of the optical signal of wavelength b can be determined as the b1 direction. In this case, since the optical signal reception direction a1 direction of the wavelength a is different, the direction of the opponent vehicle can be specified as the direction between a1 and b1, that is, the c direction. Then, by transmitting an optical signal from the light emitting element 20b arranged so as to transmit an optical signal toward the c direction, one-to-one communication can be performed with the identified partner vehicle.

そして、撮像装置（カメラ）を用いたＩＣＳ：イメージセンサ通信では、撮像装置内にマトリクス状に複数の受光素子が配置されているため、上記の方法を適用することにより、相手車両の方向を精度高く特定することができる。   In ICS: image sensor communication using an imaging device (camera), since a plurality of light receiving elements are arranged in a matrix in the imaging device, the direction of the opponent vehicle can be accurately determined by applying the above method. Highly specific.

３．光送受信装置を用いた車車間通信
次に、本発明の光送受信器を車両に取り付けて車車間通信を行う場合について説明する。なお、以下の説明では、光送受信器として図１に示す第１の実施の形態に係る光送受信器を用いた場合について説明する。 3. Inter-Vehicle Communication Using an Optical Transmitter / Receiver Next, a case where the optical transmitter / receiver of the present invention is attached to a vehicle to perform inter-vehicle communication will be described. In the following description, the case where the optical transceiver according to the first embodiment shown in FIG. 1 is used as the optical transceiver will be described.

図７は第１の実施の形態に係る光送受信装置が取り付けられた自律運転車の概略説明図である。図６に示すように、光送受信装置５０は車両の屋根に取り付けられており、ゲートウェイ５２を介して、エンジン制御手段５３、ステアリング制御手段５４、ブレーキ制御手段５５の各々の制御手段に接続されている。   FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of an autonomous driving vehicle to which the optical transceiver according to the first embodiment is attached. As shown in FIG. 6, the optical transmission / reception device 50 is attached to the roof of the vehicle, and is connected to each control means of the engine control means 53, the steering control means 54, and the brake control means 55 via the gateway 52. Yes.

これらの制御手段５３〜５５は、光送受信装置５０が受信した光信号に付与されている情報に基づいて、自車と他車との車間距離を維持する制御、路面に存在する障害物との衝突を回避する制御、他車との間で隊列を形成するための制御、走行車線の保持する制御などの種々の制御を総合的に行うことにより自律運転を行う。   These control means 53-55 are based on the information given to the optical signal which the optical transmitter-receiver 50 received, the control which maintains the distance between the own vehicle and another vehicle, and the obstruction which exists on a road surface Autonomous driving is performed by comprehensively performing various controls such as a control for avoiding a collision, a control for forming a platoon with another vehicle, and a control for maintaining a traveling lane.

具体的には、この車両は、光送受信装置５０が受信した光信号を、ゲートウェイ５２を通じて各々の制御手段５３〜５５に送信する。そして、各々の制御手段５３〜５５によって車両のエンジンやブレーキの動作を制御することにより走行速度を調整すると共に、ステアリングの動作を制御することにより車両の走行方向を調整する。   Specifically, this vehicle transmits the optical signal received by the optical transmission / reception device 50 to the respective control means 53 to 55 through the gateway 52. Then, the travel speed is adjusted by controlling the operation of the engine and brake of the vehicle by the control means 53 to 55, and the travel direction of the vehicle is adjusted by controlling the operation of the steering.

図８は第１の実施の形態に係る光送受信装置を用いた全方位通信を説明する図であり、図９は第１の実施の形態に係る光送受信装置を用いた一対一通信を説明する図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining omnidirectional communication using the optical transmission / reception apparatus according to the first embodiment, and FIG. 9 is for explaining one-to-one communication using the optical transmission / reception apparatus according to the first embodiment. FIG.

図８に示すように、走行中の各車両Ｘ〜Ｚの光送受信装置５０は、図１中のパノラマ画像ブロック１０のような全方位型の光学部品を有しているため、自車から全方位に向けて自車の識別ＩＤ（ナンバープレート等）や、走行状況（進行方向や速度等）や車両状況（各種センサーや通信装置の正常稼働の可否を含む）等の情報を光通信データとしてビーコン信号（ブロードキャスト信号）を絶えず送信することができる。   As shown in FIG. 8, the optical transmission / reception device 50 of each vehicle X to Z that is running has omnidirectional optical components such as the panoramic image block 10 in FIG. Information such as the identification ID (number plate, etc.) of the vehicle toward the direction, traveling status (traveling direction, speed, etc.) and vehicle status (including whether normal operation of various sensors and communication devices) is performed as optical communication data A beacon signal (broadcast signal) can be transmitted continuously.

そして、各車両Ｘ〜Ｚの光送受信装置５０は、他の車両から送信された光信号を受信すると、光信号の送信元の車両を特定し、その車両との間で一対一の個別通信を行う。具体的には、図９に示すように、各車両の光送受信装置５０は、他の車両を認識すると、上記した全方位への信号に加えて、特定の車両に向けての個別信号を送信する。   And the optical transmitter / receiver 50 of each vehicle XZ will identify the vehicle of the transmission origin of an optical signal, and will perform one-to-one individual communication between the vehicles, if the optical signal transmitted from the other vehicle is received. Do. Specifically, as shown in FIG. 9, when the optical transmission / reception device 50 of each vehicle recognizes another vehicle, it transmits an individual signal directed to a specific vehicle in addition to the above-described signals for all directions. To do.

この個別信号は、例えば、上記したように発光部のプロジェクターが投影した画像の画素の内、特定の車両に向かう光信号に対応した画素を制御することにより送信することができる。これにより、本実施の形態に係る光送受信装置５０は、図９中の車両Ｙと車両Ｚのように各々の車両間での一対一通信を形成し、車両Ｙと車両Ｚの走行を連動させることができるようになる。   This individual signal can be transmitted, for example, by controlling a pixel corresponding to an optical signal directed to a specific vehicle among the pixels of the image projected by the projector of the light emitting unit as described above. Thereby, the optical transmission / reception apparatus 50 according to the present embodiment forms a one-to-one communication between the respective vehicles like the vehicle Y and the vehicle Z in FIG. 9 and interlocks the traveling of the vehicle Y and the vehicle Z. Will be able to.

例えば、左車線を走行する車両Ｙが右車線へ車線変更を行おうとした場合、車両Ｙは、他車からの全方位信号に基づいて要注意車を判断する。車両Ｙが右車線へ車線変更する際に要注意車となるのは、車両Ｙの右後方を走行する車両Ｚであるため、車両Ｙは車両Ｚに向けて車線変更をする旨の信号を送信する。この信号を受信した車両Ｚは、車線変更する車両Ｙに追突しないように自車の速度を低下させる。   For example, when the vehicle Y traveling in the left lane tries to change the lane to the right lane, the vehicle Y determines a vehicle requiring attention based on an omnidirectional signal from another vehicle. When the vehicle Y changes lanes to the right lane, the car that needs to be watched is the vehicle Z that travels to the right rear of the vehicle Y, so the vehicle Y sends a signal to the vehicle Z that the lane is changed. To do. The vehicle Z that has received this signal reduces the speed of its own vehicle so that it does not collide with the vehicle Y whose lane is to be changed.

また、本実施の形態に係る光送受信装置５０を用いると、複数の個別信号を同時に送受信することができるため、各々の車両同士の個別通信をリレーのように繋ぐアドホック通信を行うことができ、また、そのアドホック通信をバケツリレー方式でつないでいくことによりマルチホップ通信を行うことができる。例えば、上記したように、車両Ｙの車線変更の情報を受信した車両Ｚは、自車の走行速度を低下させる際に後続車に追突されないように、車両Ｙの車線変更の情報を後続車に送信して、後続車に対して減速を促すことができる。また、前方の車両Ｘが例えば信号機の状態あるいは信号機からの情報を検知した際には、この信号機の状態あるいは信号機からの情報を後続車に伝達していくことによって、信号機を直接視認できない車両を適切な判断の下で制御することができる。   In addition, when the optical transmission / reception device 50 according to the present embodiment is used, a plurality of individual signals can be transmitted and received at the same time, so that it is possible to perform ad hoc communication that connects individual communication between vehicles like a relay, Further, multi-hop communication can be performed by connecting the ad hoc communication by a bucket relay system. For example, as described above, the vehicle Z that has received the lane change information of the vehicle Y uses the lane change information of the vehicle Y as the subsequent vehicle so that the vehicle Z does not collide with the subsequent vehicle when the traveling speed of the host vehicle is reduced. This can be transmitted to prompt the vehicle to slow down. Further, when the vehicle X ahead detects, for example, the state of a traffic signal or information from the traffic signal, a vehicle in which the traffic signal cannot be directly visually recognized is transmitted to the succeeding vehicle by transmitting the state of the traffic signal or information from the traffic signal. Can be controlled with good judgment.

このように、本実施の形態に係る光送受信装置は、自車を中心とした全方位通信と、特定の車両との間の一対一通信を同時に行うことができるため、自律運転車用の光通信システムを容易に構築することができる。   As described above, the optical transceiver according to the present embodiment can simultaneously perform omnidirectional communication centered on the own vehicle and one-to-one communication with a specific vehicle. A communication system can be easily constructed.

そして、上記した通り、本実施の形態に係る光送受信装置は、従来の光送受信装置に比べて低コストで作成することができるため、近年開発が進んでいる自律運転の実現に大きく貢献することができる。   As described above, since the optical transceiver according to the present embodiment can be created at a lower cost than conventional optical transceivers, it greatly contributes to the realization of autonomous driving that has been developed in recent years. Can do.

なお、上記の説明は、本発明の光送受信装置を一般的な乗用車に取り付ける場合に関するものであり、図６に示すように、光送受信装置５０を車両の上面の中央、即ち、屋根に取り付けている。   The above description relates to the case where the optical transceiver of the present invention is attached to a general passenger car. As shown in FIG. 6, the optical transceiver 50 is attached to the center of the upper surface of the vehicle, that is, the roof. Yes.

しかし、貨物車両のように車高が高く、屋根が広い、または屋根が車両の中央にないような車両の場合には、１個の光送受信装置を取り付けるのみでは、水平方向よりも下側の角度である俯角側の死角に前方の車両が含まれてしまうため、前方の車両との間で光送受信ができなくなる。   However, in the case of a vehicle such as a freight vehicle where the vehicle height is high and the roof is wide or the roof is not in the center of the vehicle, it is necessary to install only one optical transceiver device below the horizontal direction. Since the vehicle ahead is included in the blind spot on the depression side, which is an angle, it becomes impossible to transmit and receive light to and from the vehicle ahead.

そこで、上記したような貨物車両の場合には、死角となる範囲を減らすために、本発明の装置を複数個用い、各々の装置を適切な位置と角度で取り付けることが好ましい。   Therefore, in the case of a freight vehicle as described above, it is preferable to use a plurality of devices of the present invention and to mount each device at an appropriate position and angle in order to reduce the range of blind spots.

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。   While the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications can be made to the above-described embodiments within the same and equivalent scope as the present invention.

なお、本発明に係る光送受信装置は、単体で自律運転に必要な通信機能を達成することができるが、さらに、受像カメラとして、先行車のブレーキランプやウィンカー、前方の信号機の状態等を画像処理することができるため、両者を併用することにより、通信システムとしての機能をより充実させることができる。また、電波通信を併用することにより、通信システムとしての機能を一層充実させることができる。   The optical transmission / reception apparatus according to the present invention can achieve a communication function necessary for autonomous driving alone, and further, as an image receiving camera, images of a brake lamp and a blinker of a preceding vehicle, a state of a traffic signal in front, etc. Since it can process, the function as a communication system can be enriched by using both together. Moreover, the function as a communication system can be further enhanced by using radio wave communication together.

４．光送受信装置を用いた駐車場
以下では、天井面や壁面に複数配置された光送受信装置と自律運転車との間で送受信することにより、入場してきた自律運転車を所定の駐車位置まで誘導することができる駐車場について説明する。 4). Parking lot using optical transmitter / receiver In the following, an autonomous driving vehicle that has entered is guided to a predetermined parking position by transmitting and receiving between the optical transmitter / receiver arranged on the ceiling surface and wall surface and the autonomous driving vehicle. Explain the parking lot that can be.

図１０は、本実施の形態に係る光送受信装置が設置された駐車場の模式図であり、駐車場の天井面には、入場してきた１台の自律運転車から少なくとも２個以上認識できる間隔で複数配置されている。   FIG. 10 is a schematic diagram of a parking lot in which the optical transmission / reception device according to the present embodiment is installed, and the ceiling surface of the parking lot can be recognized by at least two or more autonomous driving vehicles that have entered. It is arranged in multiple.

このとき、自律運転車に設けられている光送受信装置Ｂと天井面に設置された複数の光送受信装置Ａとの間で送受信を行うことにより、自律運転車の位置情報を、随時、リアルタイムで正確に把握することができる。   At this time, by performing transmission / reception between the optical transmission / reception device B provided in the autonomous driving vehicle and the plurality of optical transmission / reception devices A installed on the ceiling surface, the position information of the autonomous driving vehicle is obtained in real time as needed. Accurately grasp.

この位置情報を絶えず更新していくことにより、所定の駐車位置まで自律運転車を誘導することができる。なお、この自律運転車の誘導操作は、駐車場内の監視カメラと位置情報とに基づいて、駐車場側から遠隔操作することができるため、駐車場内を完全無人化することも可能となる。この際、車両の誘導は小回りの利く後輪操舵（＝バック）でコントロールすることが好ましく、また、機動性や他の有人車両との区別を行うために駐車場内はバックで走行することが好ましい。   By continuously updating this position information, the autonomous driving vehicle can be guided to a predetermined parking position. In addition, since this guidance operation of the autonomous driving vehicle can be remotely operated from the parking lot side based on the monitoring camera and the position information in the parking lot, the parking lot can be completely unmanned. At this time, the guidance of the vehicle is preferably controlled by the rear wheel steering (= back) with a small turn, and it is preferable to run in the parking lot in order to distinguish from maneuverability and other manned vehicles. .

このように、本実施の形態によれば、車両を誘導する係員を車両近くに配置する必要がなくなる。また、入場してきた自律運転車を「全自動運転モード」に切り替えることにより、駐車場待ちから運転者を開放して運転者が駐車場内に入る必要もなくなるため、自律運転車を対象として完全に無人化された全自動駐車場とすることが可能となる。   Thus, according to the present embodiment, there is no need to place an attendant for guiding the vehicle near the vehicle. In addition, by switching the autonomous driving car that has entered into the “full automatic driving mode”, it is no longer necessary to release the driver from waiting for the parking lot and the driver does not need to enter the parking lot. It becomes possible to make it an unmanned fully automatic parking lot.

そして、降車スペースが不要となることにより、車両の収容能力をアップさせるだけでなく、駐車場内における人身事故や、盗難などの発生を皆無にすることができる。   And since the space for getting off the vehicle becomes unnecessary, not only can the capacity of the vehicle be increased, but also personal injury and theft in the parking lot can be eliminated.

さらに、入場を待つ自律運転車が複数ある場合には、上記した通信ネットワークを隊列走行における電子連結技術として併用することにより、駐車待ち状態から駐車の完了までの全てを無人で行うことができ、自律運転車の利便性がさらに向上する。   Furthermore, when there are multiple autonomously-driving vehicles waiting for entry, by using the communication network described above as an electronic connection technology in platooning, everything from waiting for parking to completion of parking can be performed unattended, The convenience of autonomous vehicles is further improved.

１ 上位遮光面
２ 上位透光面
３ 下位遮光面
４ 下位透光面
５ 光制御板の下面
６ 光制御板
１０ パノラマ画像ブロック
２０ 受光部
２０ａ 受光素子
２０ｂ 発光素子
２１ レンズ
２２ 撮像装置
２４ カメラレンズ
３０ 発光部
３２ プロジェクター
３４ 発光ダイオード
４０ ハーフミラー
５０ 光送受信装置
５２ ゲートウェイ
５３ エンジン制御手段
５４ ステアリング制御手段
５５ ブレーキ制御手段
Ａ 駐車場の天井面に設置された光送受信装置
Ｂ 自律運転車に設けられている光送受信装置
ａ１〜ａ４ 波長ａの光信号の受光方向
ｂ１〜ｂ４ 波長ｂの光信号の受光方向
Ｌ１、Ｐ１ 光信号
Ｌ２ 反射光
Ｐ 画像
Ｒ 軸線
Ｘ、Ｙ、Ｚ 車両 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper light-shielding surface 2 Upper light-transmitting surface 3 Lower light-shielding surface 4 Lower light-transmitting surface 5 Lower surface of light control plate 6 Light control plate 10 Panoramic image block 20 Light-receiving part 20a Light-receiving element 20b Light-emitting element 21 Lens 22 Imaging device 24 Camera lens 30 Light emitting unit 32 Projector 34 Light emitting diode 40 Half mirror 50 Optical transmission / reception device 52 Gateway 53 Engine control means 54 Steering control means 55 Brake control means A Optical transmission / reception device B installed on the ceiling surface of the parking lot Optical transmission / reception devices a1 to a4 Light receiving direction b1 to b4 of optical signal with wavelength a Light receiving direction L1 and P1 of optical signal with wavelength b Reflected light P Image R Axes X, Y, Z Vehicle

本発明は、走行している車両間で光信号を送受信することにより、車両の自律運転（無人自動運転）を支援する光送受信装置、通信システム及び光送受信方法並びに自律運転車駐車場に関する。   The present invention relates to an optical transmission / reception device, a communication system, an optical transmission / reception method, and an autonomous driving vehicle parking lot that support autonomous driving (unmanned automatic driving) of a vehicle by transmitting and receiving optical signals between traveling vehicles.

近年開発が進んでいる車両の自律運転（無人自動運転）を実現するための技術として、自車両周辺の状況を感知するセンサー技術や、自車両と他の車両との間で情報を送受信する通信技術の開発が重要視されている。   As technology to realize autonomous driving (unmanned automatic driving) of vehicles that have been developed in recent years, sensor technology that senses the situation around the vehicle and communication that transmits and receives information between the vehicle and other vehicles Technology development is emphasized.

これらの技術の内、通信技術としては、一台あるいは複数の車両同士の通信である車車間通信（Ｖ２Ｖ：Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や、車両と道路状況との通信である車路間通信（Ｖ２Ｒ：Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｒｏａｄｓｉｄｅ）などのＶ２Ｘ（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ａｎｙ）の通信システムとして、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や電波を用いた通信システムが提案されている。   Among these technologies, communication technologies include vehicle-to-vehicle (V2V) communication between one or a plurality of vehicles, and vehicle-to-road communication (V2R: communication between vehicles and road conditions). Communication systems using GPS (Global Positioning System) and radio waves have been proposed as V2X (Vehicle to Any) communication systems such as Vehicle to Roadside (V2X).

しかし、ＧＰＳは、様々な要因によって、通信状況が不安定になることが多いため、ＧＰＳによる通信のみを用いて自律運転を行うことには問題がある。   However, since the communication status of GPS often becomes unstable due to various factors, there is a problem in performing autonomous driving using only GPS communication.

また、電波による通信は、信号元の位置（方向）を明確に知ることが難しく送信の指向性も得難いため混信が生じやすく、また、電波法制限による出力限界や、周囲のノイズが多い、反射や干渉が生じるなどの特有の欠点を有しているため、車両同士の相対位置の確認が難しく、通信方向の特定についても高い精度が得られない。加えて、通信状況を傍受される危険性も高い。   In addition, in radio communication, it is difficult to clearly know the signal source position (direction), and it is difficult to obtain the directivity of transmission, so interference is likely to occur. Also, output limits due to radio wave law restrictions, ambient noise, and reflection And a specific defect such as the occurrence of interference, it is difficult to confirm the relative positions of the vehicles, and it is not possible to obtain high accuracy in specifying the communication direction. In addition, there is a high risk of intercepting the communication status.

このため、近年では、ＧＰＳや電波を用いた通信システムに加えて、光信号による通信システム（光通信システム）を用いて通信手段を２重化させることも提案されている。   For this reason, in recent years, in addition to a communication system using GPS or radio waves, it has also been proposed to duplicate communication means using a communication system using optical signals (optical communication system).

このような光通信システムが提案されているのは、光通信システムには、以下の（１）〜（４）に示すような利点を有しているためである。   Such an optical communication system has been proposed because the optical communication system has the following advantages (1) to (4).

（１）光通信に使用されるＬＥＤランプやＬＥＤヘッドライト、車載カメラは既に普及している技術であるため、運用する際のコストを低く押さえることができる。 (1) Since LED lamps, LED headlights, and in-vehicle cameras used for optical communication are already widely used technologies, the cost for operation can be kept low.

（２）光通信では、可視光を使用すれば目視でも送信源を確認できるため、信号元の位置（方向）を明確に特定することが容易である。 (2) In optical communication, if visible light is used, the transmission source can be confirmed visually, so that it is easy to clearly identify the position (direction) of the signal source.

（３）光通信の伝達媒体である光は指向性を有しているため、送信されている情報を受信するか否か、どの車両と通信するかということについて能動的に決定することができる。 (3) Since light, which is a transmission medium for optical communication, has directivity, it is possible to actively determine whether to receive transmitted information and which vehicle to communicate with. .

（４）光通信の受信装置は、光通信のためだけではなく、周囲の画像を取得するためのイメージセンサとして使用することもできるため、通信だけではなく、車間距離の検知や画像処理による事故防止などの安全運転支援にも活用することができる。 (4) A receiver for optical communication can be used not only for optical communication but also as an image sensor for acquiring surrounding images. Therefore, not only communication but also accidents due to detection of distance between vehicles and image processing. It can also be used for safe driving support such as prevention.

このような利点を有する光通信システムであるが、適切にシステムを構築するためには、自律運転車を中心として全方位に一斉に光信号の送受信ができると共に、特定の車両に対して個別に送受信ができるような光送受信装置が必要である。このような光送受信装置としては、以下の特許文献１、２に示すような装置が提案されている。   Although it is an optical communication system having such advantages, in order to properly construct a system, it is possible to transmit and receive optical signals all at once around an autonomous driving vehicle, and individually for a specific vehicle An optical transmission / reception apparatus capable of transmitting and receiving is required. As such an optical transmitter / receiver, devices as shown in the following Patent Documents 1 and 2 have been proposed.

特許文献１には、光信号の送信手段および受信手段がそれぞれ回転対称をなすミラーを有しかつ各ミラーの回転対称軸を共通にした全方位光通信装置が記載されている。この装置では、筒状の透明容器の内部に受光部と発光部が垂直方向に並べて配置されており、水平方向から入射した光を垂直方向に反射させて受光部に向けて送り出す第１の双曲面ミラーと、発光部で垂直方向に向けて出射した光を水平方向に反射させて外部に向けて送り出す第２の双曲面ミラーが設けられている。   Patent Document 1 describes an omnidirectional optical communication device in which an optical signal transmission unit and a reception unit each have a mirror that is rotationally symmetric, and each mirror has a common rotational symmetry axis. In this apparatus, a light receiving portion and a light emitting portion are arranged in a vertical direction inside a cylindrical transparent container, and the first twin beam that reflects light incident from the horizontal direction in the vertical direction and sends it to the light receiving portion. A curved mirror and a second hyperboloid mirror that reflects the light emitted in the vertical direction by the light emitting unit in the horizontal direction and sends it out to the outside are provided.

また、特許文献２には光トランスポンダ方式による距離測定装置が記載されており、この距離測定装置は、周方向に配置された複数の発光ダイオードを有する光送信部と、変調光を受信可能な受光部とを有している。   Patent Document 2 describes a distance measuring device using an optical transponder method. This distance measuring device includes an optical transmitter having a plurality of light emitting diodes arranged in the circumferential direction and a light receiving unit capable of receiving modulated light. Part.

特開２００６−２７０７２３号公報JP 2006-270723 A 特開２００２−２３６１７５号公報JP 2002-236175 A

しかしながら、上記した特許文献１および特許文献２に記載の光送受信装置は、自律運転車の光通信システムに適用するには未だ不十分な部分があり、自律運転車の光通信システムに適した光送受信装置の開発が求められていた。   However, the optical transmitters and receivers described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above have insufficient parts to be applied to an optical communication system for autonomous vehicles, and are suitable for optical communication systems for autonomous vehicles. Development of a transmission / reception device has been demanded.

具体的には、特許文献１の装置では、送信元の方向を限定する点が考慮されていないため、不特定の車両に対する全方位的な送受信をすることはできるが、特定の車両との間で一対一の通信を構築することができない。そして、このような装置では、支柱や配線が存在するためそれらの影が発生する可能性があり、また、発光部と受光部とが垂直方向に並んで配置されているため、ある程度の高さを必要とし、これらのために光信号の送受信に際して死角が発生する恐れがある。   Specifically, since the device of Patent Document 1 does not consider the point of limiting the direction of the transmission source, omnidirectional transmission / reception with respect to an unspecified vehicle can be performed. Therefore, one-to-one communication cannot be established. In such a device, there is a possibility that shadows may occur due to the presence of pillars and wiring, and since the light emitting unit and the light receiving unit are arranged side by side in the vertical direction, a certain amount of height is generated. For these reasons, there is a risk that a blind spot may occur when an optical signal is transmitted and received.

一方、特許文献２の装置では、特定の車両との一対一の通信は可能となるものの、受光部に設けられた各々の光センサーの間の信号分離性能を光学的或いは信号処理的に高める必要があるため、装置コストが高くなる。そして、このような装置では、多数の発光素子や光センサーを必要とするため、構造が複雑で生産コストが高くなり、また、上記した特許文献１の装置と同様に、高さを低くすることができないため、光信号の送受信に際して死角が発生する恐れがある。   On the other hand, in the apparatus of Patent Document 2, although one-to-one communication with a specific vehicle is possible, it is necessary to improve the signal separation performance between the respective optical sensors provided in the light receiving unit optically or in signal processing. As a result, the device cost increases. Such a device requires a large number of light-emitting elements and optical sensors, so that the structure is complicated and the production cost is high, and the height is reduced similarly to the device of Patent Document 1 described above. Therefore, there is a possibility that a blind spot may occur when transmitting / receiving an optical signal.

そこで、本発明は、簡素な構造でありながらも、不特定の車両に対する全方位的な送受信だけでなく、複数の送信元の方向を精度高く個別に特定して特定の車両とそれぞれ一対一の通信も可能とし、光信号の送受信に際して死角を生じさせることがない自律運転車用の光通信技術を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention is not only omnidirectional transmission / reception with respect to an unspecified vehicle, but also having a simple structure, and individually specifying the directions of a plurality of transmission sources with high accuracy and one-to-one with a specific vehicle. It is an object of the present invention to provide an optical communication technology for autonomous vehicles that enables communication and does not cause blind spots when transmitting and receiving optical signals.

本発明に関連する第１の技術は、
車両に搭載されており、前記車両の自律運転制御に用いられる光信号を他の車両との間で送受信する光送受信装置であって、
他の車両へ向けて光信号を発信する一つまたは複数の発光素子が設けられた発光部と、
他の車両からの光信号を受信する一つまたは複数の受光素子が設けられた受光部と、
全方位型の光学部品とを備えており、
前記発光部から発信された光信号が前記全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、前記他の車両から送信されて前記全方位型の光学部品に入射した光信号が前記全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になるように構成されており、
前記全方位型の光学部品を通じて、前記発光部から発信された光信号を外部の略水平方向の全方位に向けて送信すると共に、他の車両から送信された略水平方向の全方位からの光信号を前記受光部により受信することにより、不特定の車両に対する全方位的な送受信を行う一方、
前記全方位型の光学部品を通じて、一つの発光素子から送信された光信号を特定の他の車両に向けて送信すると共に、特定の他の車両から送信された光信号を一つまたは複数の受光素子において受光することにより、特定の他の車両との間で一対一通信を行うことができるように構成されていることを特徴とする光送受信装置である。 The first technique related to the present invention is:
An optical transceiver that is mounted on a vehicle and transmits / receives an optical signal used for autonomous driving control of the vehicle to / from another vehicle,
A light emitting unit provided with one or a plurality of light emitting elements for transmitting an optical signal toward another vehicle;
A light receiving portion provided with one or a plurality of light receiving elements for receiving optical signals from other vehicles;
With omnidirectional optical components,
An optical axis when an optical signal transmitted from the light emitting unit is incident on the omnidirectional optical component, and an optical signal transmitted from the other vehicle and incident on the omnidirectional optical component are the omnidirectional The optical axis when emitting from the mold optical component is configured to be the same optical axis,
Through the omnidirectional optical component, the optical signal transmitted from the light-emitting unit is transmitted to the entire external direction in the substantially horizontal direction, and the light from the substantially horizontal direction transmitted from another vehicle is transmitted. While receiving signals by the light receiving unit, omnidirectional transmission and reception for unspecified vehicles,
Through the omnidirectional optical component, an optical signal transmitted from one light emitting element is transmitted to a specific other vehicle, and an optical signal transmitted from the specific other vehicle is received by one or more light receiving devices. An optical transceiver configured to receive one-to-one communication with a specific other vehicle by receiving light in the element.

本発明に関連する第２の技術は、
特定の場所に固定配置されて自律運転車との間で送受信する光送受信装置であって、
前記自律運転車へ向けて光信号を発信する一つまたは複数の発光素子が設けられた発光部と、
前記自律運転車からの光信号を受信する一つまたは複数の受光素子が設けられた受光部と、
全方位型の光学部品とを備えており、
前記発光部から発信された光信号が前記全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、前記自律運転車から送信されて前記全方位型の光学部品に入射した光信号が前記全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になるように構成されており、
前記全方位型の光学部品を通じて、前記発光部から発信された光信号を外部の全方位に向けて送信すると共に、前記自律運転車から送信された全方位からの光信号を前記受光部により受信することにより、前記自律運転車に対する全方位的な送受信を行うことができるように構成されていることを特徴とする光送受信装置である。 The second technique related to the present invention is:
An optical transmission / reception device that is fixedly arranged at a specific location and transmits / receives to / from an autonomous vehicle,
A light emitting unit provided with one or a plurality of light emitting elements for transmitting an optical signal toward the autonomous driving vehicle;
A light receiving portion provided with one or a plurality of light receiving elements for receiving an optical signal from the autonomous driving vehicle;
With omnidirectional optical components,
The optical axis when the optical signal transmitted from the light emitting unit is incident on the omnidirectional optical component, and the optical signal transmitted from the autonomous driving vehicle and incident on the omnidirectional optical component are the omnidirectional The optical axis when emitting from the mold optical component is configured to be the same optical axis,
Through the omnidirectional optical component, the optical signal transmitted from the light emitting unit is transmitted in all external directions, and the optical signal transmitted from the autonomous vehicle from all directions is received by the light receiving unit. By doing so, the optical transmission / reception apparatus is configured to be able to perform omnidirectional transmission / reception with respect to the autonomous driving vehicle.

本発明に関連する第３の技術は、
前記特定の場所が、自律運転車用の駐車場であることを特徴とする第２の技術に記載の光送受信装置である。 The third technique related to the present invention is:
The optical transceiver according to the second technique , wherein the specific place is a parking lot for an autonomous driving vehicle.

本発明に関連する第４の技術は、
前記受光部が、複数の前記受光素子がマトリックス状に配列された撮像装置であることを特徴とする第１の技術ないし第３の技術のいずれか１つの技術に記載の光送受信装置である。 The fourth technique related to the present invention is:
The light receiving unit, an optical transceiver according to the first technique to any one technique third technique in which a plurality of the light receiving element, characterized in that an imaging device arranged in a matrix.

本発明に関連する第５の技術は、
前記撮像装置が、全方位のパノラマ画像を撮像可能な撮像装置であることを特徴とする第４の技術に記載の光送受信装置である。 The fifth technique related to the present invention is:
The optical transmission / reception apparatus according to a fourth technique , wherein the imaging apparatus is an imaging apparatus capable of capturing an omnidirectional panoramic image.

本発明に関連する第６の技術は、
前記受光部と前記全方位型の光学部品との間にハーフミラーが配置されており、
前記ハーフミラーが、前記発光部から発信された光信号を前記全方位型の光学部品に向けて反射させると共に、前記全方位型の光学部品から前記受光部へと向かう光信号を透過させるように構成されていることを特徴とする第１の技術ないし第５の技術のいずれか１つの技術に記載の光送受信装置である。 The sixth technique related to the present invention is:
A half mirror is disposed between the light receiving unit and the omnidirectional optical component,
The half mirror reflects an optical signal transmitted from the light emitting unit toward the omnidirectional optical component and transmits an optical signal from the omnidirectional optical component toward the light receiving unit. The optical transmission / reception apparatus according to any one of the first to fifth techniques , characterized in that the optical transmission / reception apparatus is configured.

本発明に関連する第７の技術は、
前記発光部として、画像を投影表示するプロジェクターが用いられ、
前記発光素子として、前記プロジェクターが投影する画像の画素が用いられていることを特徴とする第１の技術ないし第６の技術のいずれか１つの技術に記載の光送受信装置である。 The seventh technique related to the present invention is:
As the light emitting unit, a projector that projects and displays an image is used.
The optical transmission / reception apparatus according to any one of the first to sixth techniques , wherein pixels of an image projected by the projector are used as the light emitting element.

本発明に関連する第８の技術は、
前記受光部として、円形のカメラレンズが用いられ、
前記発光部の発光素子として、前記カメラレンズの外周の全周に亘って環状に配置された発光ダイオードが用いられていることを特徴とする第１の技術ないし第５の技術のいずれか１つの技術に記載の光送受信装置である。 The eighth technique related to the present invention is:
A circular camera lens is used as the light receiving unit,
As a light emitting element of the light emitting portion, the first technique to any one of the fifth technology characterized by light-emitting diodes arranged in a ring around the entire circumference of the outer circumference are used in the camera lens An optical transceiver according to the technology .

本発明に関連する第９の技術は、
前記全方位型の光学部品が、パノラマ画像ブロックであり、
前記パノラマ画像ブロックが、
上面中央の上位遮光面と、上面周縁部の上位透光面と、下面周縁部の下位遮光面と、下面中央部の下位透光面を具備した透明素材より成る回転体であって、
前記下位遮光面は、上位透光面からの入射光を当該回転体内を通過して上位遮光面へ集め得る反射鏡とされ、
前記上位遮光面は、下位遮光面からの反射光を当該回転体内を通過して下位透光面へ集め得る反射鏡とされていることを特徴とする第１の技術ないし第８の技術のいずれか１つの技術に記載の光送受信装置である。 The ninth technique related to the present invention is:
The omnidirectional optical component is a panoramic image block,
The panoramic image block is
A rotating body made of a transparent material having an upper light shielding surface at the center of the upper surface, an upper light transmitting surface at the upper peripheral edge, a lower light shielding surface at the lower peripheral edge, and a lower light transmitting surface at the lower central portion,
The lower light-shielding surface is a reflecting mirror that can collect incident light from the upper light-transmitting surface through the rotating body and gather it on the upper light-shielding surface.
Any one of the first to eighth techniques is characterized in that the upper light-shielding surface is a reflecting mirror capable of collecting the reflected light from the lower light-shielding surface through the rotating body to the lower light-transmitting surface. This is an optical transmitter / receiver described in one technique .

本発明に関連する第１０の技術は、
前記パノラマ画像ブロックに、前記上位透光面の上方を覆い当該パノラマ画像ブロックの画角の上縁と一致した下面を有する光制御板が取り付けられていることを特徴とする第９の技術に記載の光送受信装置である。 The tenth technique related to the present invention is:
A ninth aspect of the invention is characterized in that a light control plate is attached to the panoramic image block and has a lower surface that covers an upper side of the upper light-transmitting surface and coincides with an upper edge of the angle of view of the panoramic image block. This is an optical transmission / reception apparatus.

本発明に関連する第１１の技術は、
前記全方位型の光学部品が、湾曲面の中心が上方に向けて配置された魚眼レンズであることを特徴とする第１の技術ないし第８の技術のいずれか１つの技術に記載の光送受信装置である。 The eleventh technology related to the present invention is:
The omnidirectional optical components of the optical transceiver according to the first technique to any one technique eighth technology characterized by the center of the curved surface is a fisheye lens which is disposed upward It is.

本発明に関連する第１２の技術は、
前記発光部から発信される光信号に、前記光信号の送信方向の情報が重畳されていることを特徴とする第１の技術ないし第１１の技術のいずれか１つの技術に記載の光送受信装置である。 The twelfth technique related to the present invention is:
The optical transmission / reception apparatus according to any one of the first to eleventh techniques , wherein information on a transmission direction of the optical signal is superimposed on an optical signal transmitted from the light emitting unit. It is.

本発明に関連する第１３の技術は、
前記受光部に、ＣＣＤ素子、ＭＯＳセンサー、ＣＭＯＳセンサーのいずれかが用いられていることを特徴とする第１の技術ないし第１２の技術のいずれか１つの技術に記載の光送受信装置である。 The thirteenth technique related to the present invention is:
The light receiving unit, CCD elements, MOS sensor, an optical transceiver according to the first technique to any one technique twelfth technology characterized by any of the CMOS sensor is used.

本発明に関連する第１４の技術は、
第１の技術および第４の技術ないし第１３の技術のいずれか１つの技術に記載の光送受信装置を用いた自律運転車用の通信システムであって、
前記発光部から送信された光信号を略水平方向の全方位に向けて送信すると共に、他の車両から略水平方向の全方位に向けて送信された光信号を受信することにより、不特定の車両に対する全方位的な送受信を行う全方位通信システムと、
前記複数の発光素子の内の一つの発光素子から送信された特定の光信号と、前記複数の受光素子の内の一つまたは複数の受光素子において受信された特定の光信号とに基づいて、特定の他の車両との間で一対一の送受信を行う一対一通信システムと
が構築されていることを特徴とする自律運転車用の通信システムである。 The fourteenth technology related to the present invention is:
A communication system for autonomous driving vehicle using the optical transceiver according to the first technique and the fourth technical to any one of techniques of the thirteenth technology,
An optical signal transmitted from the light emitting unit is transmitted in almost all directions in a substantially horizontal direction, and an optical signal transmitted from another vehicle in all directions in a substantially horizontal direction is received. An omnidirectional communication system that performs omnidirectional transmission and reception to and from the vehicle;
Based on a specific optical signal transmitted from one light emitting element of the plurality of light emitting elements, and a specific optical signal received by one or a plurality of light receiving elements of the plurality of light receiving elements, It is a communication system for an autonomous driving vehicle characterized in that a one-to-one communication system that performs one-to-one transmission / reception with another specific vehicle is constructed.

本発明に関連する第１５の技術は、
受信した他の車両からの光信号より得られた前記他の車両の情報を、第三の他の車両に向けて送信するアドホック通信により、複数の車両間で通信ネットワークが構成されていることを特徴とする第１４の技術に記載の自律運転車用の通信システムである。 The fifteenth technology related to the present invention is:
A communication network is configured between a plurality of vehicles by ad hoc communication that transmits information on the other vehicle obtained from the received optical signal from the other vehicle to the third other vehicle. It is a communication system for autonomous vehicles described in the 14th technology which is characterized.

本発明に関連する第１６の技術は、
第１４の技術または第１５の技術に記載の自律運転車用の通信システムを用いて、自車両と他の車両との間で、光信号による送受信を行うことを特徴とする光送受信方法である。 The sixteenth technology related to the present invention is:
An optical transmission / reception method characterized by performing transmission / reception with an optical signal between the host vehicle and another vehicle using the communication system for autonomous vehicles described in the fourteenth technology or the fifteenth technology. .

本発明に関連する第１７の技術は、
第２の技術ないし第１３の技術のいずれか１つの技術に記載の光送受信装置を用いた自律運転車用の通信システムであって、
前記特定の固定場所において、前記発光部から送信された光信号を全方位に向けて送信すると共に、前記自律運転車から全方位に向けて送信された光信号を受信することにより、前記自律運転車に対する全方位的な送受信を行い、前記特定の場所に対する前記自律運転車の位置情報を取得する全方位通信システムが構築されていることを特徴とする自律運転車用の通信システムである。 The seventeenth technology related to the present invention is:
A communication system for an autonomous driving vehicle using the optical transceiver according to any one of the second to thirteenth techniques ,
In the specific fixed location, the autonomous driving is performed by transmitting the optical signal transmitted from the light emitting unit in all directions and receiving the optical signal transmitted from the autonomous driving vehicle in all directions. An omnidirectional communication system is constructed in which an omnidirectional communication system that performs omnidirectional transmission / reception with respect to a vehicle and acquires position information of the autonomous driving vehicle with respect to the specific location is constructed.

本発明に関連する第１８の技術は、
第３の技術に記載の光送受信装置が、入場してきた前記自律運転車から少なくとも２個以上認識できる間隔で複数配置されていると共に、
第１７の技術に記載の自律運転車用の通信システムによって、前記自律運転車を所定の駐車位置まで誘導するように構成されていることを特徴とする自律運転車駐車場である。 The eighteenth technique related to the present invention is:
A plurality of optical transceivers according to the third technology are arranged at intervals that can be recognized by at least two or more autonomous vehicles that have entered, and
An autonomous driving vehicle parking lot is configured to guide the autonomous driving vehicle to a predetermined parking position by a communication system for an autonomous driving vehicle described in the seventeenth technology .

本発明は、上記した各技術に基づく発明であり、請求項１に記載の発明は、  The present invention is an invention based on the above-described technologies, and the invention according to claim 1
特定の場所に固定配置されて自律運転車との間で送受信する光送受信装置であって、  An optical transmission / reception device that is fixedly arranged at a specific location and transmits / receives to / from an autonomous vehicle,
前記自律運転車へ向けて光信号を発信する一つまたは複数の発光素子が設けられた発光部と、  A light emitting unit provided with one or a plurality of light emitting elements for transmitting an optical signal toward the autonomous driving vehicle;
前記自律運転車からの光信号を受信する一つまたは複数の受光素子が設けられた受光部と、  A light receiving portion provided with one or a plurality of light receiving elements for receiving an optical signal from the autonomous driving vehicle;
全方位型の光学部品とを備えており、  With omnidirectional optical components,
前記発光部から発信された光信号が前記全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、前記自律運転車から送信されて前記全方位型の光学部品に入射した光信号が前記全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になるように構成されており、  The optical axis when the optical signal transmitted from the light emitting unit is incident on the omnidirectional optical component, and the optical signal transmitted from the autonomous driving vehicle and incident on the omnidirectional optical component are the omnidirectional The optical axis when emitting from the mold optical component is configured to be the same optical axis,
前記全方位型の光学部品を通じて、前記発光部から発信された光信号を外部の全方位に向けて送信すると共に、前記自律運転車から送信された全方位からの光信号を前記受光部により受信することにより、前記自律運転車に対する全方位的な送受信を行うことができるように構成されていることを特徴とする光送受信装置である。  Through the omnidirectional optical component, the optical signal transmitted from the light emitting unit is transmitted in all external directions, and the optical signal transmitted from the autonomous vehicle from all directions is received by the light receiving unit. By doing so, the optical transmission / reception apparatus is configured to be able to perform omnidirectional transmission / reception with respect to the autonomous driving vehicle.

請求項２に記載の発明は、  The invention described in claim 2
前記特定の場所が、自律運転車用の駐車場であることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置である。  The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the specific place is a parking lot for an autonomous driving vehicle.

請求項３に記載の発明は、  The invention according to claim 3
前記受光部が、複数の前記受光素子がマトリックス状に配列された撮像装置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光送受信装置である。  The optical transmission / reception device according to claim 1, wherein the light receiving unit is an imaging device in which a plurality of the light receiving elements are arranged in a matrix.

請求項４に記載の発明は、  The invention according to claim 4
前記撮像装置が、全方位のパノラマ画像を撮像可能な撮像装置であることを特徴とする請求項３に記載の光送受信装置である。  The optical transmission / reception apparatus according to claim 3, wherein the imaging apparatus is an imaging apparatus capable of capturing an omnidirectional panoramic image.

請求項５に記載の発明は、  The invention described in claim 5
前記受光部と前記全方位型の光学部品との間にハーフミラーが配置されており、  A half mirror is disposed between the light receiving unit and the omnidirectional optical component,
前記ハーフミラーが、前記発光部から発信された光信号を前記全方位型の光学部品に向けて反射させると共に、前記全方位型の光学部品から前記受光部へと向かう光信号を透過させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光送受信装置である。  The half mirror reflects an optical signal transmitted from the light emitting unit toward the omnidirectional optical component and transmits an optical signal from the omnidirectional optical component toward the light receiving unit. The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the optical transmission / reception apparatus is configured.

請求項６に記載の発明は、  The invention described in claim 6
前記発光部として、画像を投影表示するプロジェクターが用いられ、  As the light emitting unit, a projector that projects and displays an image is used.
前記発光素子として、前記プロジェクターが投影する画像の画素が用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光送受信装置である。  6. The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein pixels of an image projected by the projector are used as the light emitting elements.

請求項７に記載の発明は、  The invention described in claim 7
前記受光部として、円形のカメラレンズが用いられ、  A circular camera lens is used as the light receiving unit,
前記発光部の発光素子として、前記カメラレンズの外周の全周に亘って環状に配置された発光ダイオードが用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光送受信装置である。  5. The light-emitting diode disposed in an annular shape over the entire outer periphery of the camera lens is used as the light-emitting element of the light-emitting unit. 6. This is an optical transmission / reception apparatus.

請求項８に記載の発明は、  The invention according to claim 8 provides:
前記全方位型の光学部品が、パノラマ画像ブロックであり、  The omnidirectional optical component is a panoramic image block,
前記パノラマ画像ブロックが、  The panoramic image block is
上面中央の上位遮光面と、上面周縁部の上位透光面と、下面周縁部の下位遮光面と、下面中央部の下位透光面を具備した透明素材より成る回転体であって、  A rotating body made of a transparent material having an upper light shielding surface at the center of the upper surface, an upper light transmitting surface at the upper peripheral edge, a lower light shielding surface at the lower peripheral edge, and a lower light transmitting surface at the lower central portion,
前記下位遮光面は、上位透光面からの入射光を当該回転体内を通過して上位遮光面へ集め得る反射鏡とされ、  The lower light-shielding surface is a reflecting mirror that can collect incident light from the upper light-transmitting surface through the rotating body and gather it on the upper light-shielding surface.
前記上位遮光面は、下位遮光面からの反射光を当該回転体内を通過して下位透光面へ集め得る反射鏡とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光送受信装置である。  8. The reflector according to claim 1, wherein the upper light-shielding surface is a reflecting mirror capable of collecting the reflected light from the lower light-shielding surface through the rotating body to the lower light-transmissive surface. It is an optical transmission / reception apparatus as described in an item.

請求項９に記載の発明は、  The invention according to claim 9 is:
前記パノラマ画像ブロックに、前記上位透光面の上方を覆い当該パノラマ画像ブロックの画角の上縁と一致した下面を有する光制御板が取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載の光送受信装置である。  The light control board which has the lower surface which covered the upper direction of the said high-order translucent surface and has the lower surface which corresponded to the upper edge of the angle of view of the said panoramic image block is attached to the said panoramic image block. An optical transceiver.

請求項１０に記載の発明は、  The invention according to claim 10 is:
前記全方位型の光学部品が、湾曲面の中心が上方に向けて配置された魚眼レンズであることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光送受信装置である。  The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the omnidirectional optical component is a fish-eye lens in which a center of a curved surface is arranged upward.

請求項１１に記載の発明は、  The invention according to claim 11
前記発光部から発信される光信号に、前記光信号の送信方向の情報が重畳されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の光送受信装置である。  The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein information on a transmission direction of the optical signal is superimposed on an optical signal transmitted from the light emitting unit.

請求項１２に記載の発明は、  The invention according to claim 12
前記受光部に、ＣＣＤ素子、ＭＯＳセンサー、ＣＭＯＳセンサーのいずれかが用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の光送受信装置である。  12. The optical transmission / reception device according to claim 1, wherein any one of a CCD element, a MOS sensor, and a CMOS sensor is used for the light receiving unit.

請求項１３に記載の発明は、  The invention according to claim 13
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の光送受信装置を用いた自律運転車用の通信システムであって、  A communication system for an autonomous vehicle using the optical transceiver according to any one of claims 1 to 12,
前記特定の固定場所において、前記発光部から送信された光信号を全方位に向けて送信すると共に、前記自律運転車から全方位に向けて送信された光信号を受信することにより、前記自律運転車に対する全方位的な送受信を行い、前記特定の場所に対する前記自律運転車の位置情報を取得する全方位通信システムが構築されていることを特徴とする自律運転車用の通信システムである。  In the specific fixed location, the autonomous driving is performed by transmitting the optical signal transmitted from the light emitting unit in all directions and receiving the optical signal transmitted from the autonomous driving vehicle in all directions. An omnidirectional communication system is constructed in which an omnidirectional communication system that performs omnidirectional transmission / reception with respect to a vehicle and acquires position information of the autonomous driving vehicle with respect to the specific location is constructed.

請求項１４に記載の発明は、  The invention according to claim 14
請求項２に記載の光送受信装置が、入場してきた前記自律運転車から少なくとも２個以上認識できる間隔で複数配置されていると共に、  A plurality of optical transceivers according to claim 2 are arranged at intervals that can be recognized by at least two or more autonomous driving vehicles that have entered,
請求項１３に記載の自律運転車用の通信システムによって、前記自律運転車を所定の駐車位置まで誘導するように構成されていることを特徴とする自律運転車駐車場である。  An autonomous driving vehicle parking lot configured to guide the autonomous driving vehicle to a predetermined parking position by the communication system for an autonomous driving vehicle according to claim 13.

本発明によれば、簡素な構造でありながらも、不特定の車両に対する全方位的な送受信だけでなく、送信元の方向を精度高く特定して特定の車両との一対一の通信も可能とし、光信号の送受信に際して死角を生じさせることがない自律運転車用の光通信技術を提供することができる。   According to the present invention, not only omnidirectional transmission / reception with respect to an unspecified vehicle but also one-to-one communication with a specific vehicle is possible by specifying the direction of the transmission source with high accuracy while having a simple structure. Therefore, it is possible to provide an optical communication technique for an autonomous vehicle that does not cause a blind spot when transmitting and receiving an optical signal.

本発明の第１の実施の形態に係る光送受信装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the optical transmission / reception apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図１に示す光送受信装置の光信号の受信を説明する図である。It is a figure explaining reception of the optical signal of the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. 本発明の実施の形態に係る光送受信装置が搭載された車両のゴースト信号対策の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the ghost signal countermeasure of the vehicle by which the optical transmission / reception apparatus which concerns on embodiment of this invention is mounted. パノラマ画像ブロックの他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of a panoramic image block. 本発明の第２の実施の形態に係る光送受信装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the optical transmission / reception apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態に係る光送受信装置の光信号送受信部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the optical signal transmission / reception part of the optical transmission / reception apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係る光送受信装置が取り付けられた車両の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the vehicle with which the optical transmission / reception apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention was attached. 第１の実施の形態に係る光送受信装置を用いた全方位通信を説明する図である。It is a figure explaining the omnidirectional communication using the optical transmission / reception apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る光送受信装置を用いた一対一通信を説明する図である。It is a figure explaining the one-to-one communication using the optical transmission / reception apparatus which concerns on 1st Embodiment. 本発明に係る光送受信装置が設置された駐車場の模式図である。It is a schematic diagram of the parking lot in which the optical transmission / reception apparatus which concerns on this invention was installed.

１．本発明の概要
本発明者は、上記した問題を解決するために、自律運転車の光通信システムに適した光送受信装置ついて種々の検討を行い本発明に思い至った。 1. Summary of the Invention The present inventor made various studies on an optical transmission / reception apparatus suitable for an optical communication system of an autonomous driving vehicle in order to solve the above-described problems, and came up with the present invention.

即ち、本発明の光送受信装置は、他の車両へ向けて光信号を発信する一つまたは複数の発光素子が設けられた発光部と、他の車両からの光信号を受信する一つまたは複数の受光素子が設けられた受光部と、全方位型の光学部品とを備えており、発光部から発信された光信号が全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、他の車両から送信されて全方位型の光学部品に入射した光信号が全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になるように構成されている。   That is, the optical transceiver of the present invention includes a light emitting unit provided with one or a plurality of light emitting elements that transmit an optical signal toward another vehicle, and one or a plurality of optical signals received from another vehicle. A light receiving portion provided with the light receiving element and an omnidirectional optical component, an optical axis when an optical signal transmitted from the light emitting portion is incident on the omnidirectional optical component, and other vehicles Is configured so that the optical axis when the optical signal transmitted from the light and incident on the omnidirectional optical component is emitted from the omnidirectional optical component is the same optical axis.

そして、本発明の光送受信装置は、全方位型の光学部品を通じて、発光部から発信された光信号を外部の略水平方向の全方位に向けて送信すると共に、他の車両から送信された略水平方向の全方位からの光信号を受光部により受信し、不特定の車両に対する全方位的な送受信を行うように構成されている。   The optical transmission / reception apparatus according to the present invention transmits the optical signal transmitted from the light-emitting unit through the omnidirectional optical component toward all external azimuths in the substantially horizontal direction and is transmitted from other vehicles. Optical signals from all directions in the horizontal direction are received by the light receiving unit, and omnidirectional transmission / reception with respect to an unspecified vehicle is performed.

一方で、本発明の光送受信装置は、全方位型の光学部品を通じて、一つの発光素子から送信された光信号を特定の他の車両に向けて送信すると共に、特定の他の車両から送信された光信号を受信することにより、特定の他の車両との間で一対一通信を行うことができるように構成されている。   On the other hand, the optical transmission / reception apparatus of the present invention transmits an optical signal transmitted from one light emitting element to a specific other vehicle and transmitted from a specific other vehicle through an omnidirectional optical component. By receiving the received optical signal, one-to-one communication can be performed with a specific other vehicle.

この一対一通信を行う際には、通信相手となる車両を正しく特定する必要があり、送信されてきた光信号が一つの受光素子だけで受信されている場合には、この受光素子が受信した方向に向けて一つの発光素子から光信号を送信することにより、そのまま一対一通信を行うことができる。   When performing this one-to-one communication, it is necessary to correctly identify the vehicle that is the communication partner, and when the transmitted optical signal is received by only one light receiving element, this light receiving element has received it. By transmitting an optical signal from one light emitting element in the direction, one-to-one communication can be performed as it is.

一方、車両同士の位置関係によっては、通信相手となる車両からの光信号が隣接する受光素子で同時に受信されることがある。この場合、受信方向はその中間と推測することにより通信相手となる車両を正しく特定することができ、特定された方向に向けて一つの発光素子から光信号を送信することにより、一対一通信を行うことができる。   On the other hand, depending on the positional relationship between vehicles, an optical signal from a vehicle that is a communication partner may be simultaneously received by adjacent light receiving elements. In this case, it is possible to correctly identify the vehicle as the communication partner by assuming that the receiving direction is in the middle, and by transmitting an optical signal from one light emitting element toward the specified direction, one-to-one communication is performed. It can be carried out.

このように、複数の受光素子が同じ相手車両からの光信号を受信した場合には、受信方向はその中間と推測することができるため、受信方向を特定可能な方向の数は受光素子の数の２倍となり、受光素子数を増やすことにより、受信方向をより大幅に精度高く特定して一対一通信を行うことができる。なお、このとき、発光素子は特定可能な受信方向の数に合わせて、受光素子の２倍の数を配置する。これにより、中間方向へ向けても光信号を容易に発信することが可能となる。   In this way, when a plurality of light receiving elements receive an optical signal from the same partner vehicle, the receiving direction can be assumed to be intermediate, so the number of directions in which the receiving direction can be specified is the number of light receiving elements. By increasing the number of light receiving elements, one-to-one communication can be performed by specifying the receiving direction with much higher accuracy. At this time, the number of light emitting elements is twice that of the light receiving elements in accordance with the number of reception directions that can be specified. This makes it possible to easily transmit an optical signal even in the intermediate direction.

これにより、不特定の車両に対する全方位通信だけでなく、特定の車両との一対一通信も容易に行うことができるため、このような光送受信装置を適用することにより、適切な自律運転の光通信システムとすることができる。   As a result, not only omnidirectional communication with an unspecified vehicle but also one-to-one communication with a specific vehicle can be easily performed. It can be a communication system.

そして、本発明の光送受信装置は、発光部から発信された光信号が全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、他の車両から送信されて全方位型の光学部品に入射した光信号が全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になっているため、簡素な構造でコンパクト化を図ることができ、背を高くする必要がない。このため、光送受信装置における死角の発生がなく、コストの上昇を防止することもできる。   The optical transceiver according to the present invention has an optical axis when an optical signal transmitted from a light emitting unit is incident on an omnidirectional optical component, and is transmitted from another vehicle and is incident on the omnidirectional optical component. Since the optical axis when the optical signal is emitted from the omnidirectional optical component is the same optical axis, it is possible to reduce the size with a simple structure, and it is not necessary to increase the height. For this reason, there is no generation of blind spots in the optical transmission / reception apparatus, and an increase in cost can be prevented.

また、同じように構成された光送受信装置、即ち、自律運転車へ向けて光信号を発信する一つまたは複数の発光素子が設けられた発光部と、自律運転車からの光信号を受信する一つまたは複数の受光素子が設けられた受光部と、全方位型の光学部品とを備えており、発光部から発信された光信号が全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、自律運転車から送信されて全方位型の光学部品に入射した光信号が全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になるように構成されている光送受信装置を駐車場などの特定の場所に複数、固定配置した場合には、この固定配置された光送受信装置と自律運転車との間で送受信することにより、自律運転車の位置情報を精度高く個別に把握することできる。そして、特定の場所が駐車場の場合には、把握された自律運転車の位置情報に基づいて、駐車場内を誘導することができるため、自律運転車を対象とした全自動駐車場とすることができる。   Also, an optical transceiver configured in the same manner, that is, a light emitting unit provided with one or a plurality of light emitting elements that transmit an optical signal toward the autonomous driving vehicle, and an optical signal from the autonomous driving vehicle are received. A light receiving portion provided with one or a plurality of light receiving elements, and an omnidirectional optical component, and an optical axis when an optical signal transmitted from the light emitting portion is incident on the omnidirectional optical component; An optical transmission / reception apparatus configured such that an optical signal transmitted from an autonomous driving vehicle and incident on an omnidirectional optical component is the same optical axis as that emitted from the omnidirectional optical component When multiple fixed locations are installed in a specific location such as a parking lot, the location information of autonomous vehicles is accurately and individually grasped by transmitting and receiving between the optical transmitter and receiver and the autonomous vehicles. Can do. And if the specific place is a parking lot, it can be guided in the parking lot based on the grasped position information of the autonomous driving vehicle, so it should be a fully automatic parking lot for autonomous driving vehicles Can do.

具体的には、ＧＰＳ電波が届かない屋内駐車場の天井面や壁面などに、例えば、光ビーコンのように、予め位置情報が明確になっている状態で上記光送受信装置を配置する。このとき、屋内駐車場に入場してきた自律運転車から少なくとも２個以上認識できる間隔で複数、固定配置する。   Specifically, the optical transmission / reception device is arranged on a ceiling surface or a wall surface of an indoor parking lot where GPS radio waves do not reach, for example, in a state where the position information is clear in advance, such as an optical beacon. At this time, a plurality are fixedly arranged at intervals that can be recognized by at least two autonomous driving vehicles entering the indoor parking lot.

これにより、自律運転車が入場してきた場合、発光部から送信された光信号を全方位に向けて送信すると共に、入場してきた自律運転車から全方位に向けて送信された光信号を受信して、自律運転車に対する全方位的な送受信を行うことにより（全方位通信システム）、容易に自律運転車の位置情報を取得することができる。そして、この位置情報を順次取得することにより、自律運転車を所定の駐車位置まで容易、かつ確実に誘導することができ、無人の自動誘導駐車場を実現することができる。なお、誘導のコントロールは、特開２０１１−０５４１１６に示されているように自律運転車側で行ってもよく、駐車場側からの遠隔操作によって行ってもよい。   As a result, when an autonomous driving vehicle enters, the optical signal transmitted from the light emitting unit is transmitted in all directions, and the optical signal transmitted in all directions from the entering autonomous driving vehicle is received. Thus, by performing omnidirectional transmission / reception with respect to the autonomous driving vehicle (omnidirectional communication system), it is possible to easily acquire the position information of the autonomous driving vehicle. And by acquiring this positional information sequentially, an autonomous driving vehicle can be guide | induced to a predetermined parking position easily and reliably, and an unattended automatic guided parking lot can be implement | achieved. In addition, guidance control may be performed on the autonomous driving vehicle side as shown in JP 2011-054116 A, or may be performed by remote operation from the parking lot side.

また、撮像によって上記手段を行う場合でも、画像処理することなくその状態で演算することができるため、この場合には、演算負荷を抑えて高速で処理することができる。   Further, even when the above-described means is performed by imaging, the calculation can be performed in that state without image processing. In this case, the calculation load can be suppressed and processing can be performed at high speed.

２．本実施の形態に係る光送受信装置
以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。 2. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings.

（１）第１の実施の形態
本実施の形態では、全方位型の光学部品として、特許第１９６２７８４号や特許第３５６２９６３号に示すようなパノラマ画像ブロックを用いた光送受信装置について説明する。 (1) First Embodiment In this embodiment, an optical transmission / reception apparatus using a panoramic image block as shown in Japanese Patent No. 1967284 and Japanese Patent No. 3562963 will be described as an omnidirectional optical component.

図１は本実施の形態に係る光送受信装置を模式的に示す図である。   FIG. 1 is a diagram schematically showing an optical transmission / reception apparatus according to the present embodiment.

本実施の形態に係る光送受信装置は、図１に示すように、複数の受光素子（図示せず）を有する受光部２０と、複数の発光素子（図示せず）を有する発光部３０とを備えており、全方位型の光学部品として上記したパノラマ画像ブロック１０が用いられている。   As shown in FIG. 1, the optical transceiver according to the present embodiment includes a light receiving unit 20 having a plurality of light receiving elements (not shown) and a light emitting unit 30 having a plurality of light emitting elements (not shown). The panoramic image block 10 described above is used as an omnidirectional optical component.

本実施の形態の受光部２０には、複数の受光素子がマトリックス状に配列された撮像装置２２が設けられている。この撮像装置２２を構成する各々の受光素子は、受信した光信号から対応する位置情報を知ることができるようになっている。このような撮像装置２２としては、例えば、ＣＣＤ素子、ＭＯＳセンサー、ＣＭＯＳセンサーなどが挙げられる。   The light receiving unit 20 of the present embodiment is provided with an imaging device 22 in which a plurality of light receiving elements are arranged in a matrix. Each light receiving element constituting the imaging device 22 can know corresponding position information from the received optical signal. Examples of such an imaging device 22 include a CCD element, a MOS sensor, and a CMOS sensor.

また、発光部３０には、複数の発光素子を配して発光部としてもよいが、画像を投影表示するプロジェクター３２を用いてもよい。この場合、プロジェクターが投影する画像の各画素を個別に発光素子として用いることができるため、各画素に対応した異なった光信号を容易に発信することができる。   The light emitting unit 30 may be a light emitting unit provided with a plurality of light emitting elements, but a projector 32 that projects and displays an image may be used. In this case, since each pixel of the image projected by the projector can be used individually as a light emitting element, a different optical signal corresponding to each pixel can be easily transmitted.

そして、本実施の形態に係る光送受信装置では、発光部３０から発信されてパノラマ画像ブロック１０の下位透光面に入射する光信号の光軸と、外部からパノラマ画像ブロック１０に入射してパノラマ画像ブロック１０の下位透光面から出射する光信号の光軸とが同光軸になるように構成されており、これらの光信号の光軸上にハーフミラー４０（ビームスプリッター）が配置されている。   In the optical transmission / reception apparatus according to the present embodiment, the optical axis of the optical signal transmitted from the light emitting unit 30 and incident on the lower light transmission surface of the panoramic image block 10 and the panorama image entering the panoramic image block 10 from the outside. The optical axis of the optical signal emitted from the lower light transmitting surface of the image block 10 is configured to be the same optical axis, and a half mirror 40 (beam splitter) is disposed on the optical axis of these optical signals. Yes.

具体的には、ハーフミラー４０は、光信号の光軸に対して約４５°傾けられている。これにより、発光部３０から発信された光信号はハーフミラー４０により反射されて、パノラマ画像ブロック１０に入射される。一方、外部からパノラマ画像ブロック１０に入射した光信号は、ハーフミラー４０を透過して受光部２０で受信される。   Specifically, the half mirror 40 is inclined about 45 ° with respect to the optical axis of the optical signal. Thereby, the optical signal transmitted from the light emitting unit 30 is reflected by the half mirror 40 and enters the panoramic image block 10. On the other hand, an optical signal incident on the panoramic image block 10 from the outside passes through the half mirror 40 and is received by the light receiving unit 20.

図２は図１に示す光送受信装置の光信号の送受信を説明する図である。なお、図２においては、パノラマ画像ブロック１０内における光信号の光線について理解が容易となるように、発光部と発光部から発信された光信号については記載していない。   FIG. 2 is a diagram for explaining transmission / reception of optical signals of the optical transmission / reception apparatus shown in FIG. In FIG. 2, the light emitting unit and the optical signal transmitted from the light emitting unit are not described so that the light beam of the optical signal in the panoramic image block 10 can be easily understood.

図２に示すように、このパノラマ画像ブロック１０は、上面中央の上位遮光面１と、上面周縁部の上位透光面２と、下面周縁部の下位遮光面３と、下面中央部の下位透光面４を具備した透明素材より成る回転体である。そして、下位遮光面３は上位透光面２からの入射光を当該回転体内を通過して上位遮光面１へ集め得る反射鏡とされ、上位遮光面１は下位遮光面３からの反射光を当該回転体内を通過して下位透光面４へ集め得る反射鏡とされるべく、それぞれ適性な湾曲面又は平面として構成されている。   As shown in FIG. 2, the panoramic image block 10 includes an upper light-shielding surface 1 at the center of the upper surface, an upper light-transmitting surface 2 at the upper peripheral edge, a lower light-shielding surface 3 at the lower peripheral edge, and a lower transparent at the lower central portion. It is a rotating body made of a transparent material having a light surface 4. The lower light-shielding surface 3 is a reflecting mirror that can collect incident light from the upper light-transmitting surface 2 through the rotating body and collect it on the upper light-shielding surface 1. The upper light-shielding surface 1 receives the reflected light from the lower light-shielding surface 3. In order to be a reflecting mirror that can pass through the rotating body and collect on the lower light-transmitting surface 4, each is configured as an appropriate curved surface or plane.

本実施の形態に係る光送受信装置では、パノラマ画像ブロック１０の軸、レンズ２１の軸、および受光部２０の中心が同じ軸線Ｒ上に位置するように配置されている。   In the optical transmission / reception apparatus according to the present embodiment, the panorama image block 10 axis, the lens 21 axis, and the light receiving unit 20 center are arranged on the same axis R.

このため、本実施の形態に係る光送受信装置においては、自車の周囲の全方位からの光信号が、上位透光面２からパノラマ画像ブロック１０の内部に入射し、下位遮光面３によって上位遮光面１に向けて反射される。そして、反射された光は、上位遮光面１によって下方に向けて反射された後、下位透光面４を通過してパノラマ画像ブロック１０の下方に送られる。そして、パノラマ画像ブロック１０を通過した光は、ハーフミラー４０（図１参照）を透過して、レンズ２１で集光された後に受光部２０の撮像装置２２に照射される。   For this reason, in the optical transmission / reception apparatus according to the present embodiment, optical signals from all directions around the host vehicle are incident on the inside of the panoramic image block 10 from the upper light-transmitting surface 2, and are higher by the lower light-shielding surface 3. Reflected toward the light shielding surface 1. Then, the reflected light is reflected downward by the upper light shielding surface 1, passes through the lower light transmitting surface 4, and is sent below the panoramic image block 10. Then, the light that has passed through the panoramic image block 10 passes through the half mirror 40 (see FIG. 1), is collected by the lens 21, and then is applied to the imaging device 22 of the light receiving unit 20.

そして、受光部２０の撮像装置２２では、撮像装置２２を構成する各々の受光素子が受信した光信号に基づいて、全方位のパノラマ画像である環状の画像Ｐが形成される。このとき、環状の画像Ｐには、他の車両から自車に向けて送信された光信号Ｐ１も含まれているため、受光素子を特定してその光信号を取り出すことにより、この光信号を発信した車両の方向を精度高く特定することができる。   Then, in the imaging device 22 of the light receiving unit 20, an annular image P that is an omnidirectional panoramic image is formed based on the optical signal received by each light receiving element constituting the imaging device 22. At this time, since the annular image P also includes the optical signal P1 transmitted from the other vehicle toward the own vehicle, the optical signal is obtained by specifying the light receiving element and extracting the optical signal. The direction of the transmitted vehicle can be specified with high accuracy.

例えば、図２に示す場合には、撮像装置２２により自車の周囲の風景が環状の画像Ｐとして撮像されているため、この周囲の風景の画像から特定の光信号Ｐ１が検出された位置を調べることにより、周囲に位置する他の車両の内から特定の車両を知ることができる。   For example, in the case shown in FIG. 2, since the scenery around the host vehicle is picked up as an annular image P by the imaging device 22, the position where the specific light signal P <b> 1 is detected from the surrounding scenery image is determined. By investigating, it is possible to know a specific vehicle from among other vehicles located around.

なお、上記においては、光信号の受信を取り上げて説明したが、光信号の発信に際しても同様に考えることができる。即ち、本実施の形態においては、発光部３０（図１参照）から発信された光信号は、前記したように、ハーフミラー４０により反射される。これにより、発信された光信号の光軸がパノラマ画像ブロック１０に向けて変更されて、下位透光面４からパノラマ画像ブロック１０の内部に入射する。その後、パノラマ画像ブロック１０の内部において、上記した受光の際と逆方向の光路を経た光信号が自車の外部へ略水平方向の全方位に向けて送信される。   In the above description, the reception of the optical signal has been described, but the same can be considered for the transmission of the optical signal. That is, in this embodiment, the optical signal transmitted from the light emitting unit 30 (see FIG. 1) is reflected by the half mirror 40 as described above. As a result, the optical axis of the transmitted optical signal is changed toward the panoramic image block 10 and is incident on the inside of the panoramic image block 10 from the lower light transmitting surface 4. Thereafter, inside the panoramic image block 10, an optical signal that has passed through the optical path in the opposite direction to that of the above-described light reception is transmitted to the outside of the vehicle in almost all directions in the horizontal direction.

なお、ここでの「略水平方向」とは、図２中の画角で示されるように、水平方向に対して上下に一定の角度を含むものであり、この画角は俯角２０°程度〜仰角６０°程度である。   The “substantially horizontal direction” herein includes a certain angle in the vertical direction with respect to the horizontal direction, as shown by the angle of view in FIG. The elevation angle is about 60 °.

このとき、本実施の形態においては、発光部３０として、画素毎に異なった光信号を発信できるプロジェクター３２を用いているため、各々の画素を制御して１台の車両に向けて特定の信号を発信することにより、特定された車両との間で一対一通信を行うことができる。   At this time, in this embodiment, since the projector 32 that can transmit different light signals for each pixel is used as the light emitting unit 30, a specific signal is controlled for each vehicle by controlling each pixel. 1 to 1 communication can be performed with the specified vehicle.

以上のように、本実施の形態によれば、自車の周囲の全方位を対象として光信号の送受信を行う全方位通信だけでなく、特定の車両との間で光信号の送受信を行う一対一通信も並行して行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, not only omnidirectional communication for transmitting and receiving optical signals for all directions around the host vehicle but also a pair of transmitting and receiving optical signals with a specific vehicle. One communication can be performed in parallel.

なお、本実施の形態に係る光送受信装置において、上記した全方位通信と、特定の車両と一対一通信の両方を行う際には、一対一通信における通信出力或いは感度を上げ、または全方位通信の通信出力或いは感度を下げることが好ましい。これによって一対一通信の信頼性を向上させることができる。   In the optical transceiver according to the present embodiment, when performing both the omnidirectional communication and the one-to-one communication with a specific vehicle, the communication output or sensitivity in the one-to-one communication is increased, or the omnidirectional communication is performed. It is preferable to reduce the communication output or sensitivity. Thereby, the reliability of one-to-one communication can be improved.

また、本実施の形態においては、図１に示すように、パノラマ画像ブロック１０に入射する光信号の光軸と、外部からパノラマ画像ブロックに入射してパノラマ画像ブロックから出射する光信号の光軸とが同光軸になるように構成されているため、１つのパノラマ画像ブロック１０で発光部３０からの光信号の発信と、周囲の全方位からの光信号の受信の両方を行うことができる。この結果、発光部と受光部の各々に双曲面ミラーを設けるなど、複雑な構造の光送受信装置とする必要がない。また、装置も背を高くする必要がないため、死角が生じにくい。さらに、受光部や発光部の構造を簡素化することができるため、生産コストを低減することができる。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the optical axis of the optical signal incident on the panoramic image block 10 and the optical axis of the optical signal incident on the panoramic image block from the outside and emitted from the panoramic image block. Are configured so as to have the same optical axis, the single panoramic image block 10 can both transmit an optical signal from the light emitting unit 30 and receive an optical signal from all surrounding directions. . As a result, it is not necessary to provide an optical transceiver having a complicated structure, such as providing a hyperboloid mirror in each of the light emitting unit and the light receiving unit. Also, since the device does not need to be tall, a blind spot is unlikely to occur. Furthermore, since the structure of the light receiving unit and the light emitting unit can be simplified, the production cost can be reduced.

なお、図１に示すような光送受信装置においては、受光部２０に、反射光を遮断する偏光フィルターを設けることが好ましい。例えば、図３に示すように、車両Ｙから送信された光信号が車両Ｘの光沢面（たとえばガラス）で反射されることがあり、この反射光を車両Ｚが受信してしまうと、車両Ｚにおいて、車両Ｙからの信号が多重に検出されて受信方向が定まらなくなる恐れがある。これに対して、受光部２０に偏光フィルターを設けることにより、反射光を遮断して反射光を受光部２０が受信しないようにすることができる。   In the optical transmission / reception apparatus as shown in FIG. 1, it is preferable to provide the light receiving unit 20 with a polarizing filter that blocks reflected light. For example, as shown in FIG. 3, the light signal transmitted from the vehicle Y may be reflected by the glossy surface (for example, glass) of the vehicle X, and if the vehicle Z receives this reflected light, the vehicle Z In this case, there is a possibility that signals from the vehicle Y are detected in multiple and the receiving direction cannot be determined. On the other hand, by providing the light receiving unit 20 with a polarizing filter, it is possible to block the reflected light and prevent the light receiving unit 20 from receiving the reflected light.

また、上記した反射光による誤認識を防止する他の方法としては、発光部３０から発光させる光信号に送信方向の情報を付与するという方法が挙げられる。例えば、全方位に向けて光信号を送信するに際して、図１中のプロジェクター３２の複数の画素から送信される各々の光信号に送信方向の情報を付与することにより、受信した光信号が反射光であるか否かを他の車両が判断することができる。   In addition, as another method for preventing the erroneous recognition due to the reflected light described above, there is a method of adding information on the transmission direction to the optical signal emitted from the light emitting unit 30. For example, when an optical signal is transmitted in all directions, the received optical signal is reflected by adding information on the transmission direction to each optical signal transmitted from the plurality of pixels of the projector 32 in FIG. It is possible for other vehicles to determine whether or not.

例えば、図３に示すように、車両Ｙが周囲の全方位に光信号を送信した結果、光信号Ｌ１が前方の車両Ｘのリアガラスで反射して、この反射光Ｌ２を後続の車両Ｚが受信してしまった場合に、車両Ｙからの光信号Ｌ１に北東に向かう信号であるという情報が付与されていれば、車両Ｚが反射光Ｌ２を受信する際に、光信号に付与された送信方向の情報と、車両Ｚが受信した方向（この場合は南西）が一致しなくなるため、車両Ｚは受信した光信号が反射光であると判断することができる。   For example, as shown in FIG. 3, as a result of the vehicle Y transmitting an optical signal in all surrounding directions, the optical signal L1 is reflected by the rear glass of the vehicle X ahead, and the subsequent vehicle Z receives the reflected light L2. If the information indicating that the signal is toward the northeast is added to the optical signal L1 from the vehicle Y when the vehicle Z receives the reflected light L2, the transmission direction given to the optical signal And the direction (in this case, southwest) received by the vehicle Z do not match, the vehicle Z can determine that the received optical signal is reflected light.

また、欧州の路上ではラウンドアバウトと呼ばれる環状交差点が多く見られ、このラウンドアバウトは近年日本でも導入されてきており、このような環状交差点で自律運転を行う際には、通常の道路を運転させる際とは異なる自律運転制御を行うことが求められる。このため、ラウンドアバウトに能動的或いは受動的な識別手段を設置し、本実施の形態に係る送受信装置がその識別手段を検出することによって、ラウンドアバウド専用の自律運転制御に切り替える制御を行い、同様な手段でラウンドアバウドを通り抜けた際に通常の運転モードに切り替えるという制御を行うことが好ましい。   In Europe, there are many roundabouts called roundabouts, and these roundabouts have recently been introduced in Japan. When autonomous driving is performed at such roundabouts, normal roads are driven. It is required to perform autonomous driving control different from the situation. For this reason, active or passive identification means is installed in the roundabout, and the transmission / reception apparatus according to the present embodiment detects the identification means, thereby performing control to switch to autonomous operation control dedicated to roundabout, It is preferable to perform control to switch to the normal operation mode when passing through the roundabout by the same means.

また、図２に示すように、パノラマ画像ブロック１０には、撮像装置２２において明瞭な画像を得られる入射角度の範囲である画角が存在しているが、この画角よりも上方からパノラマ画像ブロック１０の上位透光面２に光が入射されると、この上方からの光を撮像装置２２が受信して、環状の画像Ｐを形成する際にノイズとなる恐れがある。このため、上方からの光がパノラマ画像ブロック１０に入射されないように、図４に示すように、パノラマ画像ブロック１０の上位遮光面１に、上位透光面２の上方を一様に覆い、パノラマ画像ブロック１０の画角の上縁と一致した下面５を有する光制御板６を設けることが好ましい。これにより、画像Ｐを形成する際にノイズとなる画角よりも上方からの光を遮光してパノラマ画像ブロック１０内に入射されないようにすることができる。   As shown in FIG. 2, the panoramic image block 10 has an angle of view that is a range of incident angles at which a clear image can be obtained by the imaging device 22, and the panoramic image from above the angle of view. If light is incident on the upper light-transmitting surface 2 of the block 10, the imaging device 22 receives light from above and may cause noise when the annular image P is formed. Therefore, as shown in FIG. 4, the upper light-shielding surface 1 of the panorama image block 10 is uniformly covered above the upper light-transmitting surface 2 so that light from above does not enter the panorama image block 10. It is preferable to provide a light control plate 6 having a lower surface 5 that coincides with the upper edge of the angle of view of the image block 10. As a result, light from above the angle of view that becomes noise when the image P is formed can be shielded from entering the panoramic image block 10.

（２）第２の実施の形態
本実施の形態では、カメラレンズの外周の全周に亘って複数の発光ダイオードが発光素子として配置された受光部を有する光送受信装置について説明する。 (2) Second Embodiment In this embodiment, an optical transmission / reception apparatus having a light receiving unit in which a plurality of light emitting diodes are arranged as light emitting elements over the entire circumference of a camera lens will be described.

上記した第１の実施の形態に係る光送受信装置では、図１に示すように、発光素子として画像の画素が用いられているプロジェクター３２を発光部３０に設けると共に、プロジェクター３２からの光信号がパノラマ画像ブロック１０に入射されるようにハーフミラー４０を配置しているが、これに限定されない。   In the optical transmission / reception apparatus according to the first embodiment described above, as shown in FIG. 1, a projector 32 in which image pixels are used as light emitting elements is provided in the light emitting unit 30, and an optical signal from the projector 32 is received. The half mirror 40 is disposed so as to be incident on the panoramic image block 10, but is not limited thereto.

図５は本実施の形態に係る光送受信装置を説明する図である。図５に示すように、第２の実施の形態に係る光送受信装置は、受光部としてのカメラレンズ２４の外周の全周に亘って発光素子である複数の発光ダイオード３４が環状に配置されている。このような構造を採用することにより、カメラレンズ２４によって光信号を受信できる共に、各々の発光ダイオード３４で複数の光信号を個別に発信することができる。   FIG. 5 is a diagram for explaining an optical transceiver according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, in the optical transceiver according to the second embodiment, a plurality of light emitting diodes 34, which are light emitting elements, are arranged in an annular shape over the entire outer periphery of a camera lens 24 as a light receiving unit. Yes. By adopting such a structure, an optical signal can be received by the camera lens 24 and a plurality of optical signals can be individually transmitted by each light emitting diode 34.

そして、本実施の形態では、第１の実施の形態のようにハーフミラーを設ける必要がないため、装置を更に小型化できる。   In this embodiment, since it is not necessary to provide a half mirror as in the first embodiment, the apparatus can be further downsized.

なお、本実施の形態においては、複数の発光ダイオード３４の各々から光信号を個別に発信することができるが、第１の実施の形態では、プロジェクター３２（図１参照）を使用して投影された画像の画素を複数の発光素子とすることにより、本実施の形態の発光ダイオード３４よりも大幅に多い種類の光信号を個別に発信することができる。このため、受光部で得られた画像と、発光部から発信させる光信号を対応させて一対一通信を行うという観点からは、第１の実施の形態を使用する方が好ましい。   In the present embodiment, an optical signal can be individually transmitted from each of the plurality of light emitting diodes 34. In the first embodiment, the light signal is projected using a projector 32 (see FIG. 1). By using a plurality of light emitting elements as pixels in the image, it is possible to individually transmit a greater number of types of optical signals than the light emitting diodes 34 of the present embodiment. For this reason, it is preferable to use the first embodiment from the viewpoint of performing one-to-one communication by associating an image obtained by the light receiving unit with an optical signal transmitted from the light emitting unit.

（３）第３の実施の形態
本実施の形態においては、上記したパノラマ画像ブロックに替わる全方位型の光学部品について説明する。 (3) Third Embodiment In this embodiment, an omnidirectional optical component that replaces the panoramic image block described above will be described.

上記した第１および第２の実施の形態では、全方位型の光学部品としてパノラマ画像ブロックを用いている。しかし、全方位型の光学部品としては、パノラマ画像ブロック以外の光学部品を用いてもよい。   In the first and second embodiments described above, a panoramic image block is used as an omnidirectional optical component. However, optical components other than the panoramic image block may be used as the omnidirectional optical component.

具体的な一例として、魚眼レンズを用いることができる。この魚眼レンズの湾曲面の中心を上方に向けて車両の上部に配置することにより、魚眼レンズを通じて、発光部から発信された光信号を外部の略水平方向の全方位に向けて送信すると共に、他の車両から送信された略水平方向の全方位からの光信号を受光部により受信することができる。   As a specific example, a fisheye lens can be used. By placing the center of the curved surface of the fisheye lens upward and on the top of the vehicle, the optical signal transmitted from the light emitting unit is transmitted through the fisheye lens in all directions in the substantially horizontal direction, and other The light signal from all directions in the substantially horizontal direction transmitted from the vehicle can be received by the light receiving unit.

なお、このような魚眼レンズを上方に向けて配置した場合、受光部が太陽光を受信してしまい画像形成の際のノイズになりやすいという問題や、水平近くの画像の分解能が悪いという問題を有している。これらの問題を考慮すると、全方位型の光学部品としては、第１および第２の実施の形態で用いたパノラマ画像ブロックを使用する方が好ましい。   When such a fish-eye lens is placed facing upward, the light receiving unit receives sunlight and is prone to noise during image formation, and the resolution of an image near the horizontal is poor. doing. Considering these problems, it is preferable to use the panoramic image block used in the first and second embodiments as the omnidirectional optical component.

（４）第４の実施の形態
本実施の形態においては、特定の他の車両との間で一対一通信を行う際、相手車両からの光信号を複数の受光素子で受光している場合について説明する。 (4) Fourth Embodiment In the present embodiment, when one-to-one communication is performed with a specific other vehicle, an optical signal from the partner vehicle is received by a plurality of light receiving elements. explain.

複数の受光素子が同じ光信号を相手車両から受信した場合、そのままでは相手車両の方向を正しく特定できず、一対一通信が行えない。そこで、本実施の形態においては、前記したように、複数の受光素子が同じ相手車両からの光信号を受信した場合には、受信方向はその中間と推測して、相手車両の方向を特定することにより、一対一通信を行う。このように複数の受光素子の中間も相手車両の方向として特定することにより、受光素子の倍の数の方向で相手車両を特定することができる。   When a plurality of light receiving elements receive the same optical signal from the counterpart vehicle, the direction of the counterpart vehicle cannot be correctly specified as it is, and one-to-one communication cannot be performed. Therefore, in the present embodiment, as described above, when a plurality of light receiving elements receive an optical signal from the same partner vehicle, the receiving direction is assumed to be in the middle and the direction of the partner vehicle is specified. Thus, one-to-one communication is performed. Thus, by specifying the middle of the plurality of light receiving elements as the direction of the opponent vehicle, the opponent vehicle can be specified in the direction twice the number of the light receiving elements.

このとき、配置された受光素子で相手車両からの光信号をそのまま受けて、上記のように受信方向を特定してもよいが、相手車両からの光信号を波長の異なる２つの光信号に分けて、それぞれの光信号を交互に受信するように受光素子を配置して相手車両の方向を特定することもできる。以下では、このように波長の異なる２つの光信号の各々を交互に受信するように配置された受光素子による方向の特定について説明する。   At this time, the optical signal from the opponent vehicle may be received as it is by the arranged light receiving element and the receiving direction may be specified as described above. However, the optical signal from the opponent vehicle is divided into two optical signals having different wavelengths. Thus, the direction of the opponent vehicle can be specified by arranging the light receiving elements so as to alternately receive the respective optical signals. In the following, description will be given of specification of a direction by the light receiving elements arranged to alternately receive two optical signals having different wavelengths.

図６は、本実施の形態に係る光送受信装置の光信号送受信部を模式的に示す図である。本実施の形態においては、図６に示すように、内側に８個の受光素子２０ａが全方向（３６０°）を等分するように配置されていると共に、外側には、８個の受光素子２０ａと同じ位置に８個、各受光素子２０ａの中間の位置に８個と計１６個の発光素子２０ｂが配置されている。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an optical signal transmission / reception unit of the optical transmission / reception apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, eight light receiving elements 20a are arranged on the inner side so as to equally divide all directions (360 °), and on the outer side, eight light receiving elements are arranged. A total of 16 light emitting elements 20b are arranged, 8 in the same position as 20a and 8 in the middle of each light receiving element 20a.

なお、各受光素子２０ａには単一の波長のみを受信するように、フィルターなどが取り付けられている。具体的には、相手車両からの光信号の内から、波長（λ）がａの光信号のみを受信する４個の受光素子２０ａ（ａ１〜ａ４の方向に対応）と、波長ｂの光信号のみを受信する４個の受光素子２０ａ（ｂ１〜ｂ４の方向に対応）とが、それぞれ交互に配置されている。   Each light receiving element 20a is provided with a filter or the like so as to receive only a single wavelength. Specifically, four light receiving elements 20a (corresponding to the directions of a1 to a4) that receive only the optical signal having the wavelength (λ) of a among the optical signals from the opponent vehicle, and the optical signal of the wavelength b The four light receiving elements 20a (corresponding to the directions of b1 to b4) that receive only the light are alternately arranged.

図６において、波長ａの光信号の受信方向がａ１方向で一定していると仮定すると、波長ｂの光信号の受信状況を知ることにより相手車両の方向を特定することができる。   In FIG. 6, assuming that the receiving direction of the optical signal of wavelength a is constant in the a1 direction, the direction of the opponent vehicle can be specified by knowing the reception status of the optical signal of wavelength b.

具体的には、同じ波長ｂの光信号がｂ１方向、ｂ４方向の２方向で同時に受信された場合には、アナログ的に波長ｂの光信号からのデータ復調がエラーとなってしまうため、波長ｂの光信号の受信方向は、ｂ１とｂ４の間の方向、即ち、ａ１方向と判断する。このａ１方向は、波長ａの光信号の受信方向と一致しているため、最終的に、全ての光信号はａ１方向から受信されていることになり、相手車両の方向をａ１方向と特定することができる。そして、ａ１方向に向けて光信号を発信するように配置された発光素子２０ｂから光信号を発信することにより、特定された相手車両との間で一対一通信を行うことができる。   Specifically, when optical signals with the same wavelength b are received simultaneously in two directions, b1 and b4, the data demodulation from the optical signal with the wavelength b becomes an error in an analog manner. The receiving direction of the optical signal b is determined to be the direction between b1 and b4, that is, the a1 direction. Since the a1 direction coincides with the receiving direction of the optical signal having the wavelength a, all the optical signals are finally received from the a1 direction, and the direction of the opponent vehicle is specified as the a1 direction. be able to. And by transmitting an optical signal from the light emitting element 20b arranged to transmit an optical signal toward the a1 direction, one-to-one communication can be performed with the identified partner vehicle.

一方、波長ｂの光信号がｂ１方向のみで受信された場合には、波長ｂの光信号の受信方向はｂ１方向と判断することができる。この場合、波長ａの光信号の受信方向ａ１方向とは異なっているため、相手車両の方向はａ１とｂ１の間の方向、即ち、ｃ方向と特定することができる。そして、ｃ方向に向けて光信号を発信するように配置された発光素子２０ｂから光信号を発信することにより、特定された相手車両との間で一対一通信を行うことができる。   On the other hand, when the optical signal of wavelength b is received only in the b1 direction, the receiving direction of the optical signal of wavelength b can be determined as the b1 direction. In this case, since the optical signal reception direction a1 direction of the wavelength a is different, the direction of the opponent vehicle can be specified as the direction between a1 and b1, that is, the c direction. Then, by transmitting an optical signal from the light emitting element 20b arranged so as to transmit an optical signal toward the c direction, one-to-one communication can be performed with the identified partner vehicle.

そして、撮像装置（カメラ）を用いたＩＣＳ：イメージセンサ通信では、撮像装置内にマトリクス状に複数の受光素子が配置されているため、上記の方法を適用することにより、相手車両の方向を精度高く特定することができる。   In ICS: image sensor communication using an imaging device (camera), since a plurality of light receiving elements are arranged in a matrix in the imaging device, the direction of the opponent vehicle can be accurately determined by applying the above method. Highly specific.

３．光送受信装置を用いた車車間通信
次に、本発明の光送受信器を車両に取り付けて車車間通信を行う場合について説明する。なお、以下の説明では、光送受信器として図１に示す第１の実施の形態に係る光送受信器を用いた場合について説明する。 3. Inter-Vehicle Communication Using an Optical Transmitter / Receiver Next, a case where the optical transmitter / receiver of the present invention is attached to a vehicle to perform inter-vehicle communication is described. In the following description, the case where the optical transceiver according to the first embodiment shown in FIG. 1 is used as the optical transceiver will be described.

図７は第１の実施の形態に係る光送受信装置が取り付けられた自律運転車の概略説明図である。図６に示すように、光送受信装置５０は車両の屋根に取り付けられており、ゲートウェイ５２を介して、エンジン制御手段５３、ステアリング制御手段５４、ブレーキ制御手段５５の各々の制御手段に接続されている。   FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of an autonomous driving vehicle to which the optical transceiver according to the first embodiment is attached. As shown in FIG. 6, the optical transmission / reception device 50 is attached to the roof of the vehicle, and is connected to each control means of the engine control means 53, the steering control means 54, and the brake control means 55 via the gateway 52. Yes.

これらの制御手段５３〜５５は、光送受信装置５０が受信した光信号に付与されている情報に基づいて、自車と他車との車間距離を維持する制御、路面に存在する障害物との衝突を回避する制御、他車との間で隊列を形成するための制御、走行車線の保持する制御などの種々の制御を総合的に行うことにより自律運転を行う。   These control means 53-55 are based on the information given to the optical signal which the optical transmitter-receiver 50 received, the control which maintains the distance between the own vehicle and another vehicle, and the obstruction which exists on a road surface Autonomous driving is performed by comprehensively performing various controls such as a control for avoiding a collision, a control for forming a platoon with another vehicle, and a control for maintaining a traveling lane.

具体的には、この車両は、光送受信装置５０が受信した光信号を、ゲートウェイ５２を通じて各々の制御手段５３〜５５に送信する。そして、各々の制御手段５３〜５５によって車両のエンジンやブレーキの動作を制御することにより走行速度を調整すると共に、ステアリングの動作を制御することにより車両の走行方向を調整する。   Specifically, this vehicle transmits the optical signal received by the optical transmission / reception device 50 to the respective control means 53 to 55 through the gateway 52. Then, the travel speed is adjusted by controlling the operation of the engine and brake of the vehicle by the control means 53 to 55, and the travel direction of the vehicle is adjusted by controlling the operation of the steering.

図８は第１の実施の形態に係る光送受信装置を用いた全方位通信を説明する図であり、図９は第１の実施の形態に係る光送受信装置を用いた一対一通信を説明する図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining omnidirectional communication using the optical transmission / reception apparatus according to the first embodiment, and FIG. 9 is for explaining one-to-one communication using the optical transmission / reception apparatus according to the first embodiment. FIG.

図８に示すように、走行中の各車両Ｘ〜Ｚの光送受信装置５０は、図１中のパノラマ画像ブロック１０のような全方位型の光学部品を有しているため、自車から全方位に向けて自車の識別ＩＤ（ナンバープレート等）や、走行状況（進行方向や速度等）や車両状況（各種センサーや通信装置の正常稼働の可否を含む）等の情報を光通信データとしてビーコン信号（ブロードキャスト信号）を絶えず送信することができる。   As shown in FIG. 8, the optical transmission / reception device 50 of each vehicle X to Z that is running has omnidirectional optical components such as the panoramic image block 10 in FIG. Information such as the identification ID (number plate, etc.) of the vehicle toward the direction, traveling status (traveling direction, speed, etc.) and vehicle status (including whether normal operation of various sensors and communication devices) is performed as optical communication data A beacon signal (broadcast signal) can be transmitted continuously.

そして、各車両Ｘ〜Ｚの光送受信装置５０は、他の車両から送信された光信号を受信すると、光信号の送信元の車両を特定し、その車両との間で一対一の個別通信を行う。具体的には、図９に示すように、各車両の光送受信装置５０は、他の車両を認識すると、上記した全方位への信号に加えて、特定の車両に向けての個別信号を送信する。   And the optical transmitter / receiver 50 of each vehicle XZ will identify the vehicle of the transmission origin of an optical signal, and will perform one-to-one individual communication between the vehicles, if the optical signal transmitted from the other vehicle is received. Do. Specifically, as shown in FIG. 9, when the optical transmission / reception device 50 of each vehicle recognizes another vehicle, it transmits an individual signal directed to a specific vehicle in addition to the above-described signals for all directions. To do.

この個別信号は、例えば、上記したように発光部のプロジェクターが投影した画像の画素の内、特定の車両に向かう光信号に対応した画素を制御することにより送信することができる。これにより、本実施の形態に係る光送受信装置５０は、図９中の車両Ｙと車両Ｚのように各々の車両間での一対一通信を形成し、車両Ｙと車両Ｚの走行を連動させることができるようになる。   This individual signal can be transmitted, for example, by controlling a pixel corresponding to an optical signal directed to a specific vehicle among the pixels of the image projected by the projector of the light emitting unit as described above. Thereby, the optical transmission / reception apparatus 50 according to the present embodiment forms a one-to-one communication between the respective vehicles like the vehicle Y and the vehicle Z in FIG. 9 and interlocks the traveling of the vehicle Y and the vehicle Z. Will be able to.

例えば、左車線を走行する車両Ｙが右車線へ車線変更を行おうとした場合、車両Ｙは、他車からの全方位信号に基づいて要注意車を判断する。車両Ｙが右車線へ車線変更する際に要注意車となるのは、車両Ｙの右後方を走行する車両Ｚであるため、車両Ｙは車両Ｚに向けて車線変更をする旨の信号を送信する。この信号を受信した車両Ｚは、車線変更する車両Ｙに追突しないように自車の速度を低下させる。   For example, when the vehicle Y traveling in the left lane tries to change the lane to the right lane, the vehicle Y determines a vehicle requiring attention based on an omnidirectional signal from another vehicle. When the vehicle Y changes lanes to the right lane, the car that needs to be watched is the vehicle Z that travels to the right rear of the vehicle Y, so the vehicle Y sends a signal to the vehicle Z that the lane is changed. To do. The vehicle Z that has received this signal reduces the speed of its own vehicle so that it does not collide with the vehicle Y whose lane is to be changed.

また、本実施の形態に係る光送受信装置５０を用いると、複数の個別信号を同時に送受信することができるため、各々の車両同士の個別通信をリレーのように繋ぐアドホック通信を行うことができ、また、そのアドホック通信をバケツリレー方式でつないでいくことによりマルチホップ通信を行うことができる。例えば、上記したように、車両Ｙの車線変更の情報を受信した車両Ｚは、自車の走行速度を低下させる際に後続車に追突されないように、車両Ｙの車線変更の情報を後続車に送信して、後続車に対して減速を促すことができる。また、前方の車両Ｘが例えば信号機の状態あるいは信号機からの情報を検知した際には、この信号機の状態あるいは信号機からの情報を後続車に伝達していくことによって、信号機を直接視認できない車両を適切な判断の下で制御することができる。   In addition, when the optical transmission / reception device 50 according to the present embodiment is used, a plurality of individual signals can be transmitted and received at the same time, so that it is possible to perform ad hoc communication that connects individual communication between vehicles like a relay, Further, multi-hop communication can be performed by connecting the ad hoc communication by a bucket relay system. For example, as described above, the vehicle Z that has received the lane change information of the vehicle Y uses the lane change information of the vehicle Y as the subsequent vehicle so that the vehicle Z does not collide with the subsequent vehicle when the traveling speed of the host vehicle is reduced. This can be transmitted to prompt the vehicle to slow down. Further, when the vehicle X ahead detects, for example, the state of a traffic signal or information from the traffic signal, a vehicle in which the traffic signal cannot be directly visually recognized is transmitted to the succeeding vehicle by transmitting the state of the traffic signal or information from the traffic signal. Can be controlled with good judgment.

このように、本実施の形態に係る光送受信装置は、自車を中心とした全方位通信と、特定の車両との間の一対一通信を同時に行うことができるため、自律運転車用の光通信システムを容易に構築することができる。   As described above, the optical transceiver according to the present embodiment can simultaneously perform omnidirectional communication centered on the own vehicle and one-to-one communication with a specific vehicle. A communication system can be easily constructed.

そして、上記した通り、本実施の形態に係る光送受信装置は、従来の光送受信装置に比べて低コストで作成することができるため、近年開発が進んでいる自律運転の実現に大きく貢献することができる。   As described above, since the optical transceiver according to the present embodiment can be created at a lower cost than conventional optical transceivers, it greatly contributes to the realization of autonomous driving that has been developed in recent years. Can do.

なお、上記の説明は、本発明の光送受信装置を一般的な乗用車に取り付ける場合に関するものであり、図６に示すように、光送受信装置５０を車両の上面の中央、即ち、屋根に取り付けている。   The above description relates to the case where the optical transceiver of the present invention is attached to a general passenger car. As shown in FIG. 6, the optical transceiver 50 is attached to the center of the upper surface of the vehicle, that is, the roof. Yes.

しかし、貨物車両のように車高が高く、屋根が広い、または屋根が車両の中央にないような車両の場合には、１個の光送受信装置を取り付けるのみでは、水平方向よりも下側の角度である俯角側の死角に前方の車両が含まれてしまうため、前方の車両との間で光送受信ができなくなる。   However, in the case of a vehicle such as a freight vehicle where the vehicle height is high and the roof is wide or the roof is not in the center of the vehicle, it is necessary to install only one optical transceiver device below the horizontal direction. Since the vehicle ahead is included in the blind spot on the depression side, which is an angle, it becomes impossible to transmit and receive light to and from the vehicle ahead.

そこで、上記したような貨物車両の場合には、死角となる範囲を減らすために、本発明の装置を複数個用い、各々の装置を適切な位置と角度で取り付けることが好ましい。   Therefore, in the case of a freight vehicle as described above, it is preferable to use a plurality of devices of the present invention and to mount each device at an appropriate position and angle in order to reduce the range of blind spots.

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。   While the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications can be made to the above-described embodiments within the same and equivalent scope as the present invention.

なお、本発明に係る光送受信装置は、単体で自律運転に必要な通信機能を達成することができるが、さらに、受像カメラとして、先行車のブレーキランプやウィンカー、前方の信号機の状態等を画像処理することができるため、両者を併用することにより、通信システムとしての機能をより充実させることができる。また、電波通信を併用することにより、通信システムとしての機能を一層充実させることができる。   The optical transmission / reception apparatus according to the present invention can achieve a communication function necessary for autonomous driving alone, and further, as an image receiving camera, images of a brake lamp and a blinker of a preceding vehicle, a state of a traffic signal in front, etc. Since it can process, the function as a communication system can be enriched by using both together. Moreover, the function as a communication system can be further enhanced by using radio wave communication together.

４．光送受信装置を用いた駐車場
以下では、天井面や壁面に複数配置された光送受信装置と自律運転車との間で送受信することにより、入場してきた自律運転車を所定の駐車位置まで誘導することができる駐車場について説明する。 4). Parking lot using optical transmitter / receiver In the following, an autonomous driving vehicle that has entered is guided to a predetermined parking position by transmitting and receiving between the optical transmitter / receiver arranged on the ceiling surface and wall surface and the autonomous driving vehicle. Explain the parking lot that can be.

図１０は、本実施の形態に係る光送受信装置が設置された駐車場の模式図であり、駐車場の天井面には、入場してきた１台の自律運転車から少なくとも２個以上認識できる間隔で複数配置されている。   FIG. 10 is a schematic diagram of a parking lot in which the optical transmission / reception device according to the present embodiment is installed, and the ceiling surface of the parking lot can be recognized by at least two or more autonomous driving vehicles that have entered. It is arranged in multiple.

このとき、自律運転車に設けられている光送受信装置Ｂと天井面に設置された複数の光送受信装置Ａとの間で送受信を行うことにより、自律運転車の位置情報を、随時、リアルタイムで正確に把握することができる。   At this time, by performing transmission / reception between the optical transmission / reception device B provided in the autonomous driving vehicle and the plurality of optical transmission / reception devices A installed on the ceiling surface, the position information of the autonomous driving vehicle is obtained in real time as needed. Accurately grasp.

この位置情報を絶えず更新していくことにより、所定の駐車位置まで自律運転車を誘導することができる。なお、この自律運転車の誘導操作は、駐車場内の監視カメラと位置情報とに基づいて、駐車場側から遠隔操作することができるため、駐車場内を完全無人化することも可能となる。この際、車両の誘導は小回りの利く後輪操舵（＝バック）でコントロールすることが好ましく、また、機動性や他の有人車両との区別を行うために駐車場内はバックで走行することが好ましい。   By continuously updating this position information, the autonomous driving vehicle can be guided to a predetermined parking position. In addition, since this guidance operation of the autonomous driving vehicle can be remotely operated from the parking lot side based on the monitoring camera and the position information in the parking lot, the parking lot can be completely unmanned. At this time, the guidance of the vehicle is preferably controlled by the rear wheel steering (= back) with a small turn, and it is preferable to run in the parking lot in order to distinguish from maneuverability and other manned vehicles. .

このように、本実施の形態によれば、車両を誘導する係員を車両近くに配置する必要がなくなる。また、入場してきた自律運転車を「全自動運転モード」に切り替えることにより、駐車場待ちから運転者を開放して運転者が駐車場内に入る必要もなくなるため、自律運転車を対象として完全に無人化された全自動駐車場とすることが可能となる。   Thus, according to the present embodiment, there is no need to place an attendant for guiding the vehicle near the vehicle. In addition, by switching the autonomous driving car that has entered into the “full automatic driving mode”, it is no longer necessary to release the driver from waiting for the parking lot and the driver does not need to enter the parking lot. It becomes possible to make it an unmanned fully automatic parking lot.

そして、降車スペースが不要となることにより、車両の収容能力をアップさせるだけでなく、駐車場内における人身事故や、盗難などの発生を皆無にすることができる。   And since the space for getting off the vehicle becomes unnecessary, not only can the capacity of the vehicle be increased, but also personal injury and theft in the parking lot can be eliminated.

さらに、入場を待つ自律運転車が複数ある場合には、上記した通信ネットワークを隊列走行における電子連結技術として併用することにより、駐車待ち状態から駐車の完了までの全てを無人で行うことができ、自律運転車の利便性がさらに向上する。   Furthermore, when there are multiple autonomously-driving vehicles waiting for entry, by using the communication network described above as an electronic connection technology in platooning, everything from waiting for parking to completion of parking can be performed unattended, The convenience of autonomous vehicles is further improved.

１ 上位遮光面
２ 上位透光面
３ 下位遮光面
４ 下位透光面
５ 光制御板の下面
６ 光制御板
１０ パノラマ画像ブロック
２０ 受光部
２０ａ 受光素子
２０ｂ 発光素子
２１ レンズ
２２ 撮像装置
２４ カメラレンズ
３０ 発光部
３２ プロジェクター
３４ 発光ダイオード
４０ ハーフミラー
５０ 光送受信装置
５２ ゲートウェイ
５３ エンジン制御手段
５４ ステアリング制御手段
５５ ブレーキ制御手段
Ａ 駐車場の天井面に設置された光送受信装置
Ｂ 自律運転車に設けられている光送受信装置
ａ１〜ａ４ 波長ａの光信号の受光方向
ｂ１〜ｂ４ 波長ｂの光信号の受光方向
Ｌ１、Ｐ１ 光信号
Ｌ２ 反射光
Ｐ 画像
Ｒ 軸線
Ｘ、Ｙ、Ｚ 車両 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper light-shielding surface 2 Upper light-transmitting surface 3 Lower light-shielding surface 4 Lower light-transmitting surface 5 Lower surface of light control plate 6 Light control plate 10 Panoramic image block 20 Light-receiving part 20a Light-receiving element 20b Light-emitting element 21 Lens 22 Imaging device 24 Camera lens 30 Light emitting unit 32 Projector 34 Light emitting diode 40 Half mirror 50 Optical transmission / reception device 52 Gateway 53 Engine control means 54 Steering control means 55 Brake control means A Optical transmission / reception device B installed on the ceiling surface of the parking lot Optical transmission / reception devices a1 to a4 Light receiving direction b1 to b4 of optical signal with wavelength a Light receiving direction L1 and P1 of optical signal with wavelength b Reflected light P Image R Axes X, Y, Z Vehicle

Claims (18)

車両に搭載されており、前記車両の自律運転制御に用いられる光信号を他の車両との間で送受信する光送受信装置であって、
他の車両へ向けて光信号を発信する一つまたは複数の発光素子が設けられた発光部と、
他の車両からの光信号を受信する一つまたは複数の受光素子が設けられた受光部と、
全方位型の光学部品とを備えており、
前記発光部から発信された光信号が前記全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、前記他の車両から送信されて前記全方位型の光学部品に入射した光信号が前記全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になるように構成されており、
前記全方位型の光学部品を通じて、前記発光部から発信された光信号を外部の略水平方向の全方位に向けて送信すると共に、他の車両から送信された略水平方向の全方位からの光信号を前記受光部により受信することにより、不特定の車両に対する全方位的な送受信を行う一方、
前記全方位型の光学部品を通じて、一つの発光素子から送信された光信号を特定の他の車両に向けて送信すると共に、特定の他の車両から送信された光信号を一つまたは複数の受光素子において受光することにより、特定の他の車両との間で一対一通信を行うことができるように構成されていることを特徴とする光送受信装置。 An optical transceiver that is mounted on a vehicle and transmits / receives an optical signal used for autonomous driving control of the vehicle to / from another vehicle,
A light emitting unit provided with one or a plurality of light emitting elements for transmitting an optical signal toward another vehicle;
A light receiving portion provided with one or a plurality of light receiving elements for receiving optical signals from other vehicles;
With omnidirectional optical components,
An optical axis when an optical signal transmitted from the light emitting unit is incident on the omnidirectional optical component, and an optical signal transmitted from the other vehicle and incident on the omnidirectional optical component are the omnidirectional The optical axis when emitting from the mold optical component is configured to be the same optical axis,
Through the omnidirectional optical component, the optical signal transmitted from the light-emitting unit is transmitted to the entire external direction in the substantially horizontal direction, and the light from the substantially horizontal direction transmitted from another vehicle is transmitted. While receiving signals by the light receiving unit, omnidirectional transmission and reception for unspecified vehicles,
Through the omnidirectional optical component, an optical signal transmitted from one light emitting element is transmitted to a specific other vehicle, and an optical signal transmitted from the specific other vehicle is received by one or more light receiving devices. An optical transceiver configured to perform one-to-one communication with a specific other vehicle by receiving light in the element. 特定の場所に固定配置されて自律運転車との間で送受信する光送受信装置であって、
前記自律運転車へ向けて光信号を発信する一つまたは複数の発光素子が設けられた発光部と、
前記自律運転車からの光信号を受信する一つまたは複数の受光素子が設けられた受光部と、
全方位型の光学部品とを備えており、
前記発光部から発信された光信号が前記全方位型の光学部品に入射する際の光軸と、前記自律運転車から送信されて前記全方位型の光学部品に入射した光信号が前記全方位型の光学部品から出射する際の光軸とが同光軸になるように構成されており、
前記全方位型の光学部品を通じて、前記発光部から発信された光信号を外部の全方位に向けて送信すると共に、前記自律運転車から送信された全方位からの光信号を前記受光部により受信することにより、前記自律運転車に対する全方位的な送受信を行うことができるように構成されていることを特徴とする光送受信装置。 An optical transmission / reception device that is fixedly arranged at a specific location and transmits / receives to / from an autonomous vehicle,
A light emitting unit provided with one or a plurality of light emitting elements for transmitting an optical signal toward the autonomous driving vehicle;
A light receiving portion provided with one or a plurality of light receiving elements for receiving an optical signal from the autonomous driving vehicle;
With omnidirectional optical components,
The optical axis when the optical signal transmitted from the light emitting unit is incident on the omnidirectional optical component, and the optical signal transmitted from the autonomous driving vehicle and incident on the omnidirectional optical component are the omnidirectional The optical axis when emitting from the mold optical component is configured to be the same optical axis,
Through the omnidirectional optical component, the optical signal transmitted from the light emitting unit is transmitted in all external directions, and the optical signal transmitted from the autonomous vehicle from all directions is received by the light receiving unit. By doing so, the optical transmission / reception apparatus is configured to be able to perform omnidirectional transmission / reception with respect to the autonomous driving vehicle. 前記特定の場所が、自律運転車用の駐車場であることを特徴とする請求項２に記載の光送受信装置。   The optical transceiver according to claim 2, wherein the specific place is a parking lot for an autonomous driving vehicle. 前記受光部が、複数の前記受光素子がマトリックス状に配列された撮像装置であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光送受信装置。   4. The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the light receiving unit is an imaging apparatus in which a plurality of light receiving elements are arranged in a matrix. 5. 前記撮像装置が、全方位のパノラマ画像を撮像可能な撮像装置であることを特徴とする請求項４に記載の光送受信装置。   The optical transmission / reception apparatus according to claim 4, wherein the imaging apparatus is an imaging apparatus capable of capturing an omnidirectional panoramic image. 前記受光部と前記全方位型の光学部品との間にハーフミラーが配置されており、
前記ハーフミラーが、前記発光部から発信された光信号を前記全方位型の光学部品に向けて反射させると共に、前記全方位型の光学部品から前記受光部へと向かう光信号を透過させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光送受信装置。 A half mirror is disposed between the light receiving unit and the omnidirectional optical component,
The half mirror reflects an optical signal transmitted from the light emitting unit toward the omnidirectional optical component and transmits an optical signal from the omnidirectional optical component toward the light receiving unit. 6. The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the optical transmission / reception apparatus is configured. 前記発光部として、画像を投影表示するプロジェクターが用いられ、
前記発光素子として、前記プロジェクターが投影する画像の画素が用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光送受信装置。 As the light emitting unit, a projector that projects and displays an image is used.
The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein a pixel of an image projected by the projector is used as the light emitting element. 前記受光部として、円形のカメラレンズが用いられ、
前記発光部の発光素子として、前記カメラレンズの外周の全周に亘って環状に配置された発光ダイオードが用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光送受信装置。 A circular camera lens is used as the light receiving unit,
6. The light-emitting diode arranged in an annular shape over the entire outer periphery of the camera lens is used as the light-emitting element of the light-emitting unit. 6. Optical transceiver. 前記全方位型の光学部品が、パノラマ画像ブロックであり、
前記パノラマ画像ブロックが、
上面中央の上位遮光面と、上面周縁部の上位透光面と、下面周縁部の下位遮光面と、下面中央部の下位透光面を具備した透明素材より成る回転体であって、
前記下位遮光面は、上位透光面からの入射光を当該回転体内を通過して上位遮光面へ集め得る反射鏡とされ、
前記上位遮光面は、下位遮光面からの反射光を当該回転体内を通過して下位透光面へ集め得る反射鏡とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の光送受信装置。 The omnidirectional optical component is a panoramic image block,
The panoramic image block is
A rotating body made of a transparent material having an upper light shielding surface at the center of the upper surface, an upper light transmitting surface at the upper peripheral edge, a lower light shielding surface at the lower peripheral edge, and a lower light transmitting surface at the lower central portion,
The lower light-shielding surface is a reflecting mirror that can collect incident light from the upper light-transmitting surface through the rotating body and gather it on the upper light-shielding surface.
9. The reflector according to claim 1, wherein the upper light-shielding surface is a reflecting mirror capable of collecting the reflected light from the lower light-shielding surface through the rotating body and collecting the reflected light on the lower light-transmissive surface. The optical transmission / reception device according to item. 前記パノラマ画像ブロックに、前記上位透光面の上方を覆い当該パノラマ画像ブロックの画角の上縁と一致した下面を有する光制御板が取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載の光送受信装置。   The light control board which has the lower surface which covered the upper part of the said high-order translucent surface and has the lower surface which corresponded to the upper edge of the angle of view of the said panoramic image block is attached to the said panoramic image block. Optical transceiver. 前記全方位型の光学部品が、湾曲面の中心が上方に向けて配置された魚眼レンズであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の光送受信装置。   9. The optical transceiver according to claim 1, wherein the omnidirectional optical component is a fish-eye lens in which a center of a curved surface is arranged upward. 前記発光部から発信される光信号に、前記光信号の送信方向の情報が重畳されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の光送受信装置。   The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein information on a transmission direction of the optical signal is superimposed on an optical signal transmitted from the light emitting unit. 前記受光部に、ＣＣＤ素子、ＭＯＳセンサー、ＣＭＯＳセンサーのいずれかが用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の光送受信装置。   13. The optical transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein any one of a CCD element, a MOS sensor, and a CMOS sensor is used for the light receiving unit. 請求項１および請求項４ないし請求項１３のいずれか１項に記載の光送受信装置を用いた自律運転車用の通信システムであって、
前記発光部から送信された光信号を略水平方向の全方位に向けて送信すると共に、他の車両から略水平方向の全方位に向けて送信された光信号を受信することにより、不特定の車両に対する全方位的な送受信を行う全方位通信システムと、
前記複数の発光素子の内の一つの発光素子から送信された特定の光信号と、前記複数の受光素子の内の一つまたは複数の受光素子において受信された特定の光信号とに基づいて、特定の他の車両との間で一対一の送受信を行う一対一通信システムと
が構築されていることを特徴とする自律運転車用の通信システム。 A communication system for an autonomous vehicle using the optical transceiver according to any one of claims 1 and 4 to 13,
An optical signal transmitted from the light emitting unit is transmitted in almost all directions in a substantially horizontal direction, and an optical signal transmitted from another vehicle in all directions in a substantially horizontal direction is received. An omnidirectional communication system that performs omnidirectional transmission and reception to and from the vehicle;
Based on a specific optical signal transmitted from one light emitting element of the plurality of light emitting elements, and a specific optical signal received by one or a plurality of light receiving elements of the plurality of light receiving elements, A communication system for autonomous vehicles, wherein a one-to-one communication system that performs one-to-one transmission / reception with another specific vehicle is constructed. 受信した他の車両からの光信号より得られた前記他の車両の情報を、第三の他の車両に向けて送信するアドホック通信により、複数の車両間で通信ネットワークが構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の自律運転車用の通信システム。   A communication network is configured between a plurality of vehicles by ad hoc communication that transmits information on the other vehicle obtained from the received optical signal from the other vehicle to the third other vehicle. The communication system for an autonomous vehicle according to claim 14, wherein 請求項１４または請求項１５に記載の自律運転車用の通信システムを用いて、自車両と他の車両との間で、光信号による送受信を行うことを特徴とする光送受信方法。   An optical transmission / reception method using the communication system for an autonomous vehicle according to claim 14 or 15 to perform transmission / reception by an optical signal between the own vehicle and another vehicle. 請求項２ないし請求項１３のいずれか１項に記載の光送受信装置を用いた自律運転車用の通信システムであって、
前記特定の固定場所において、前記発光部から送信された光信号を全方位に向けて送信すると共に、前記自律運転車から全方位に向けて送信された光信号を受信することにより、前記自律運転車に対する全方位的な送受信を行い、前記特定の場所に対する前記自律運転車の位置情報を取得する全方位通信システムが構築されていることを特徴とする自律運転車用の通信システム。 A communication system for an autonomous vehicle using the optical transceiver according to any one of claims 2 to 13,
In the specific fixed location, the autonomous driving is performed by transmitting the optical signal transmitted from the light emitting unit in all directions and receiving the optical signal transmitted from the autonomous driving vehicle in all directions. A communication system for an autonomous driving vehicle, wherein an omnidirectional communication system is constructed that performs omnidirectional transmission / reception with respect to a vehicle and acquires position information of the autonomous driving vehicle with respect to the specific location. 請求項３に記載の光送受信装置が、入場してきた前記自律運転車から少なくとも２個以上認識できる間隔で複数配置されていると共に、
請求項１７に記載の自律運転車用の通信システムによって、前記自律運転車を所定の駐車位置まで誘導するように構成されていることを特徴とする自律運転車駐車場。 A plurality of optical transceivers according to claim 3 are arranged at intervals that can be recognized by at least two or more autonomous vehicles that have entered, and
An autonomous driving vehicle parking lot configured to guide the autonomous driving vehicle to a predetermined parking position by the communication system for an autonomous driving vehicle according to claim 17.
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