JP2018095109A - 車載通信装置及び車載通信システム - Google Patents

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Abstract

【課題】車外からの情報によって車内ネットワークの通信量が増大することを防止し得る車載通信装置及び車載通信システムを提供する。【解決手段】車載通信装置は、車両に搭載され、該車両外の装置との間で通信を行う車外通信部と、車両に搭載された他の車載装置との間で通信を行う車内通信部15、16とを備える車載通信装置において、車外通信部にて前記車両外の装置から受信したメッセージに含まれる情報を取得する受信情報取得部と、前記受信情報取得部が取得した情報から他の車載装置へ送信すべき情報を抽出する情報抽出部と、情報抽出部が抽出した情報に基づいて他の車載装置へ送信するメッセージを生成する車内メッセージ生成部23と、他の車載装置からの指示に応じて、情報抽出部による情報抽出の条件を制御する抽出制御部とを備える。【選択図】図3

Description

本発明は、車両の内外でメッセージの送受信を行う車載通信装置及び車載通信システムに関する。
近年、例えばITS(Intelligent Transport Systems:高度道路交通システム)のように、車両に搭載された車載通信装置が車外の装置との間で通信を行い、車外から様々な情報を取得するシステムが開発されている。車載通信装置は、例えば道路上に設置された路側通信器との間で通信を行う路車間通信、及び、他の車両に搭載された車載通信装置との間で通信を行う車車間通信等により、情報を取得することができる。車外から様々な情報を取得することによって、車両の周辺の道路の状況及び他車両の走行状況等を監視することができ、ADAS(Advanced Driver Assistance System:先進運転支援システム)又は車両の自動運転等の実現に寄与できる。
特許文献1においては、車両の進行方向に存在する信号機が停止表示に切り替わってから経過した経過時間に応じて、信号機の基準停止位置に対してずれて停止する距離を決定し、この距離に基づいて停止支援を開始するタイミングを変化させた目標ブレーキ操作開始車速を作成し、作成した目標ブレーキ操作開始車速に基づいて車両の運転を支援する運転支援装置が記載されている。

特許第5692409号公報
例えば車両の周辺に多数の他車両が存在する場合及び多数の路側通信装置が設置された街中等においては、1つの車両に対して情報を送信し得る車外の装置が多数存在し、この車両に対して多数の情報が送信されることとなる。車外から取得された情報は車両内のネットワークを介して種々の車載機器へと与えられるが、車外からの情報が増加するとこの情報の送受信によって車両内で行われる通信が妨げられる虞がある。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、車外からの情報によって車内ネットワークの通信量が増大することを防止し得る車載通信装置及び車載通信システムを提供することにある。
本発明に係る車載通信装置は、車両に搭載され、車両外の装置との間で通信を行う車外通信部を備える車載通信装置において、前記車外通信部にて前記車両外の装置から受信したメッセージに含まれる情報を取得する受信情報取得部と、前記受信情報取得部が取得した情報から、前記車両に搭載された他の車載装置へ送信すべき情報を抽出する情報抽出部と、前記情報抽出部が抽出した情報に基づいて前記他の車載装置へ送信するメッセージを生成する車内メッセージ生成部と、前記他の車載装置からの指示に応じて、前記情報抽出部による情報抽出の条件を制御する抽出制御部と、前記他の車載装置との間で通信を行い、前記車内メッセージ生成部が生成したメッセージを前記他の車載装置へ送信する車内通信部とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る車載通信装置は、前記受信情報取得部が取得した情報の種別を選別する種別選別部を備え、前記情報抽出部は、前記種別選別部が選別した種別に応じて情報を抽出し、前記抽出制御部は、前記情報抽出部が抽出すべき情報の種別を制御することを特徴とする。
また、本発明に係る車載通信装置は、前記種別選別部が、他の車両に搭載された装置が送信したメッセージに含まれていた情報と、車両以外に設けられた装置が送信したメッセージに含まれていた情報とを少なくとも選別することを特徴とする。
また、本発明に係る車載通信装置は、前記種別選別部が、緊急車両に搭載された装置が送信したメッセージに含まれていた情報と、緊急車両以外の車両に搭載された装置が送信してメッセージに含まれていた情報とを選別することを特徴とする。
また、本発明に係る車載通信装置は、前記車両外の装置が送信するメッセージには、送信元の位置を示す情報を含み、前記情報抽出部は、前記受信情報取得部が取得した情報に係る位置情報に応じて情報を抽出し、前記抽出制御部は、前記情報抽出部が抽出すべき位置情報の範囲を制御することを特徴とする。
また、本発明に係る車載通信装置は、前記情報抽出部が抽出した情報に対して優先度を付与する優先度付与部を備え、前記車内メッセージ生成部は、前記優先度付与部が付与した優先度付きのメッセージを生成し、前記車内通信部は、前記優先度に応じてメッセージを送信することを特徴とする。
また、本発明に係る車載通信装置は、前記車内通信部を介して前記他の車載装置から前記車両に係る情報を取得する車両情報取得部と、前記車内通信部を介して前記車両の位置情報を検出する装置から該位置情報を取得する位置情報取得部と、前記車両情報取得部が取得した車両情報及び前記位置情報取得部が取得した位置情報を含む車外送信用のメッセージを生成する車外メッセージ生成部とを備え、前記車外通信部は、前記車外メッセージ生成部が生成したメッセージを前記車両外の装置へ送信することを特徴とする。
また、本発明に係る車載通信装置は、前記車内通信部を2つ備え、前記位置情報取得部は、第1の車内通信部を介して位置情報を取得し、前記車両情報取得部は、前記第1の車内通信部及び第2の車内通信部を介して車両情報を取得し、前記第1の車内通信部は、前記第2の車内通信部より通信速度が高速であることを特徴とする。
また、本発明に係る車載通信装置は、前記第1の車内通信部が、スター型の車内ネットワークを介して一対一の通信を行い、前記第2の車内通信部は、バス型の車内ネットワークを介して通信を行うことを特徴とする。
また、本発明に係る車載通信システムは、上述の車載通信装置と、前記車載通信装置の前記第1の車内通信部との間で通信を行い、前記車載通信装置及び前記車両に搭載された他の車載装置の間のメッセージ送受信を中継する車載中継装置とを備えることを特徴とする。
本発明においては、車両の内外の通信を行う車載通信装置が、車両外の装置から受信したメッセージに含まれる情報から他の車載装置へ送信すべき情報を抽出し、抽出した情報を含むメッセージを生成して他の車載装置へ送信する。車外からの大量の情報を車載通信装置が取捨選択して車内へ送信する構成とすることによって、車外からの情報量が増大した場合であっても、車内の通信量が増大することを防止することができる。また車載通信装置は、車内への情報を抽出する際の情報抽出条件を、他の車載装置からの指示に応じて制御する。これにより他の車載装置が必要とする情報を確実に抽出して送信することができる。
また本発明において車載通信装置は、外部から取得した情報の種別を選別し、この種別に応じて情報の抽出を行う。例えば情報種別は、車両に搭載された車載通信装置が送信した情報であるか、又は、車両外の道路などに設置された路側通信装置が送信した情報であるか等のように、情報の送信元に応じた種別を採用することができる。更には、車両に搭載された車載通信装置が送信した情報について、救急車、消防車及びパトカー等の緊急車両が送信した情報と、緊急車両ではない一般車両が送信した情報とに分けてもよい。また路側通信装置が送信した情報について、信号機に関する情報、道路の路面に関する情報、渋滞情報、事故情報及び高速道路の料金情報等のように、更なる種別分けを行うこともできる。
車外から取得した情報をこのような種別に選別することによって、車内で必要とする種別の情報を抽出することが可能となる。また他の車載装置は、必要とする情報の種別を指示することで、車載通信装置が車外から受信した所望の種別の情報を取得することが可能となる。
また本発明においては、車両外の装置が送信するメッセージには、送信元の位置を示す情報(例えば緯度及び経度の情報)を含む。このメッセージを受信した車載通信装置は、メッセージの送信元の位置情報に応じて情報の抽出を行う。これにより、例えば走行中には自車両の前方に位置する送信元からの情報を抽出する、高速道路及び一般道路が並走している場所においていずれか一方の道路上の情報を抽出するなど、必要とする範囲の情報を抽出することが可能となる。
また本発明においては、抽出した情報に対して優先度を付して優先度付きのメッセージを生成し、生成したメッセージを優先度に応じて車両内の他の車載装置へ送信する。例えば、緊急車両からの情報を一般車両からの情報より優先度を高くする、自車両から近い送信元から受信した情報の優先度を高くするなど、情報の種別及び内容等に応じた優先度を付すことができる。これにより、車外から取得した重要度の高い情報を優先して車内へ送信することができる。
また本発明においては、車載通信装置が車両外へ送信するメッセージには自車両の位置情報を含める。これにより、このメッセージを受信した他車両において位置に応じた情報の抽出などを行うことが可能となる。車載通信装置に自車両の位置検出機能を設ける構成とした場合、精度のよい位置検出を行うためにはGPS(Global Positioning System)信号を受信するのみでなく、ジャイロセンサ及び加速度センサ等の他の装置を併用する必要があり、車載通信装置が大型化及び高コスト化する虞がある。そこで車両に搭載された位置検出機能を有する装置から車載通信装置が位置情報を取得してメッセージに含める構成とすることにより、車載通信装置の大型化及び高コスト化を抑制することができる。
また本発明において車載通信装置は、車両に搭載された車載装置との通信を行う車内通信部を2つ備える。車載通信装置は、高速通信を行う第1の車内通信部を介して自車両の位置情報を取得し、第1の車内通信部と低速通信を行う第2の車内通信部とを介して車外へ送信する車両情報を取得する。第1の車内通信部は、例えばイーサネット(登録商標)などのように、スター型の車内ネットワークを介して一対一の通信を行う構成とすることができる。この場合に第1の車内通信部は、車載中継装置を介して他の車載装置との間でメッセージの送受信を行う構成とすることができる。第2の車内通信部は、例えばCAN(Controller Area Network)などのように、バス型の車内ネットワークを介して通信を行う構成とすることができる。
これらにより、高性能な車載装置が高速通信を行う車内ネットワークを介して高精度に検出された車両の位置情報を車載通信装置が取得し、自車両の高精度な位置情報をメッセージに付して車外へ送信することが可能となる。
本発明による場合は、車外からの受信したメッセージに含まれる情報から車内へ送信する情報を車載通信装置が抽出すると共に、この情報の抽出条件を他の車載装置からの指示に応じて制御する構成とすることにより、車外からの情報によって車内ネットワークの通信量が増大することを防止することができると共に、他の車載装置が必要とする情報を確実に抽出して送信することができる。
本実施の形態に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。 ITS車載器の構成を示すブロック図である。 ITS車載器のフィルタ処理部の構成を示す機能ブロック図である。 ITS車載器が行う車外から車内へのメッセージ中継処理の手順を示すフローチャートである。 ITS車載器が行う抽出条件変更処理の手順を示すフローチャートである。
図1は、本実施の形態に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る車載通信システムは、車両1に搭載されたITS車載器10が、他の車両1(に搭載された同様のITS車載器)との間で無線通信を行うと共に、道路上に設置された路側通信装置3との間で無線通信を行う。またITS車載器10は、車両1内に搭載されたADAS40を構成する中継装置41及びECU42、並びに、ADAS40以外の一又は複数のECU50等との間で、通信線1a,1bを介した通信を行う。これによりITS車載器10は、車両1内の装置から取得した情報を他の車両1又は路側通信装置3へ送信することができると共に、他の車両1又は路側通信装置3が送信する情報を車両1内の装置へ与えることができる。
本実施の形態に係る車載通信システムでは、車両1には種別が異なる2つの車内ネットワークが設けられている。第1の車内ネットワークは、中継装置41を中心とし、ITS車載器10及び複数のECU42が個別に通信線1aを介して接続されたスター型のネットワークである。第1の車内ネットワークは、例えばイーサネットの100BASE−T1又は100BASE−TX等の通信プロトコルが採用され、100Mビット/秒の高速通信を行うことができる。
本実施の形態において第1の車内ネットワークは、ADAS40を構成する複数のECU42間の通信を行うためのネットワークである。ADAS40は、例えば前方車両との車間を一定に保つように車両1の走行を制御する機能、車両1の前方に存在する物体との衝突を回避するようブレーキを制御する機能、又は、車両1が車線を逸脱した場合に警告を発する若しくは車両1を元の車線へ戻すよう走行を制御する機能等のように、車両1の安全運転及び快適運転のためにユーザの運転を補助する機能を実現する。ADAS40は、例えば車両1の周辺を撮像するカメラ、障害物を検知するレーダー又はセンサ等から得られる種々の情報を複数のECU42間で共有する必要があり、このために高速な情報の送受信を行うことができるネットワーク構成が採用されている。またADAS40は、車両1の外部に存在する他の車両1及び路側通信装置3等から得られる情報を上述の様々な機能を実現するために利用しており、ITS車載器10を介して他の車両1及び路側通信装置3との間で情報の送受信を行っている。
車両1に設けられた第2の車内ネットワークは、共通の通信線1bに複数のECU50及びITS車載器10が接続されたバス型のネットワークである。第2の車内ネットワークは、例えばCAN(Controller Area Network)の通信プロトコルが採用され、1Mビット/秒程度の低速通信を行う。第2の車内ネットワークを介して情報の送受信を行うECU50は、例えば車両1のエンジンの動作を制御するECU、ドアのロック/アンロックを制御するECU、ライトの点灯/消灯を制御するECU、エアバッグの動作を制御するECU、及び、ABS(Antilock Brake System)の動作を制御するECU等の種々のECUが含まれ得る。
図2は、ITS車載器10の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係るITS車載器10は、破線で示した処理部11と、記憶部12、GPS受信部13、ITS通信部14、第1車内通信部15及び第2車内通信部16等を備えて構成されている。処理部11は、例えばCPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro-Processing Unit)等の演算処理装置を用いて構成され、車両内外の通信に係る種々の演算処理を実行する。記憶部12は、SRAM(Static Random Access Memory)又はDRAM(Dynamic Random Access Memory)等のメモリ素子を用いて構成され、例えば送受信するメッセージを一時的に記憶するなど、処理部11の処理の過程で発生した各種のデータを記憶することができる。
GPS受信部13は、GPSの人工衛星から送信される無線信号を、車両1の適所に配されたアンテナ(図示は省略する)を介して受信する。なお本実施の形態においてITS車載器10は、GPS受信部13が受信したGPSの無線信号に基づいて車両1の位置を特定する処理は行わない。ITS車載器10は、GPSの無線信号に含まれる時刻情報を、ITS通信部14が行う車外の装置との無線通信の同期に用いる。本実施の形態においてはITS車載器10がGPS受信部13を備える構成としたが、これに限るものではなく、例えば車両1にGPS受信部を備える他の装置が存在する場合に、この装置からGPSの信号に含まれる時刻情報、又は、この時刻情報に基づく同期信号等がITS車載器10へ入力される構成であってもよい。
ITS通信部14は、車両1の適所に配されたアンテナ(図示は省略する)を介して、例えば700MHz帯の無線信号を送受信することにより、車両1の外部に存在する他の車両1又は路側通信装置3等との間で無線通信を行う。即ちITS通信部14は、他の車両1との間でいわゆる車車間通信を行う機能と、路上の路側通信装置3との間でいわゆる路車間通信を行う機能とを有している。なお本実施の形態においてはITS通信部14が車車間通信及び路車間通信の両方を行う構成とするが、これに限るものではなく、ITS車載器10が車車間通信を行う通信部と路車間通信を行う通信部とを別に備える構成としてもよい。ITS通信部14は、他の車両1又は路側通信装置3から受信した無線信号を復調した受信メッセージを処理部11へ与えると共に、処理部11から与えられた車外送信用のメッセージを変調して無線信号として他の車両1又は路側通信装置3へ送信する。
第1車内通信部15は、車両1の適所に配された通信線1aを介してADAS40の中継装置41に接続されており、中継装置41との間で一対一の通信を行う。第1車内通信部15は、処理部11から与えられた車内送信用のメッセージを電気信号に変換して通信線1aへ出力することにより、このメッセージを中継装置41へ送信する。中継装置41は、ITS車載器10から受信したメッセージを適宜にECU42へ送信することによって、メッセージを中継する。各ECU42が送信したメッセージは中継装置41にて受信され、他のECU42又はITS車載器10へ中継される。ITS車載器10の第1車内通信部15は、通信線1aの信号をサンプリングして取得することにより中継装置41からのメッセージを受信し、受信したメッセージを処理部11へ与える。
第2車内通信部16は、車両1の適所に配された通信線1bを介して複数のECU50に接続されており、これら複数のECU50との間で通信線1bを介した通信を行う。第2車内通信部16は、処理部11から与えられた車内送信用のメッセージを電気信号に変換して通信線1bへ出力することにより、このメッセージを複数のECU50へ送信する。なお図2においては、処理部11から第2車内通信部16への送信メッセージの流れは図示を省略してある。第2車内通信部16は、通信線1bの信号をサンプリングして取得することによりECU50からのメッセージを受信し、受信したメッセージを処理部11へ与える。また第2車内通信部16は、通信線1bに対するメッセージ送信が衝突した場合に、送信順序を調停するアービトレーション処理を行う。
また本実施の形態に係るITS車載器10の処理部11には、受信メッセージ解析部21、フィルタ処理部22、車内メッセージ生成部23及び送信メッセージ生成部24等の機能ブロックが設けられている。これらの機能ブロックは、ソフトウェア的に実現されるものであってもよく、ハードウェア的に実現されるものであってもよい。
受信メッセージ解析部21は、ITS通信部14が受信した他の車両1又は路側通信装置3からのメッセージが与えられる。受信メッセージ解析部21は、ITS通信部14から与えられた受信メッセージから、このメッセージに含まれる情報を取得してフィルタ処理部22へ与える処理を行う。例えばITS車載器10が他の車両1から得られる情報には、他の車両1の位置、速度、走行方向又は車両種別等の情報を含み得る。また例えばITS車載器10が路側通信装置3から得られる情報には、信号機の点灯状態、路面情報、渋滞情報、事故情報、地図情報又は有料道路の料金情報等の情報を含み得る。なお本実施の形態においてITS車載器10が受信するメッセージ(少なくとも他の車両1からの送信メッセージ)には、送信元の位置を示す位置情報が付されているものとする。メッセージ解析部21は、受信メッセージから取得した種々の情報と、このメッセージの送信元の位置情報とを対応付けてフィルタ処理部22へ与える。
なお本実施の形態において車両間で送受信するメッセージは、送信元の車両1の位置情報、車速、走行方向及び車種等の複数の情報を1つにまとめ、ヘッダ及びフッタ等の通信に必要な情報を付加した構成であるものとする。同様に路側通信装置3から車両1へ送信するメッセージは、送信元の路側通信装置3の位置情報と、例えば信号機の点灯状態、路面情報、渋滞情報、事故情報、地図情報又は有料道路の料金情報等の種々の情報とを1つにまとめ、ヘッダ及びフッタ等の通信に必要な情報を付加した構成であるものとする。
フィルタ処理部22は、受信メッセージ解析部21から与えられた情報の中から、所定の抽出条件に基づいて、車両1内へ送信すべき情報を抽出する処理を行う。即ちフィルタ処理部22は、車外から車内へ入る情報に対するフィルタリング処理を行う。なお本実施の形態においてフィルタ処理部22は、情報抽出の抽出条件を、車両1に搭載されたECU42又はECU50等からの指示に応じて変化させることができる。このためフィルタ処理部22は、第1車内通信部15及び第2車内通信部16から抽出条件の変更指示が与えられる。フィルタ処理部22が抽出した情報は、車内メッセージ生成部23へ与えられる。
車内メッセージ生成部23は、フィルタ処理部22から与えられた情報に対して、ヘッダ及びフッタ等の所定の情報を付加して車両1内の装置向けのメッセージを生成する処理を行う。即ち車内メッセージ生成部23は、フィルタ処理部22が抽出した情報を、第1車内通信部15による通信のプロトコルに適した形式のメッセージに変換する処理を行う。車内メッセージ生成部23は、生成したメッセージを第1車内通信部15へ与える。これにより車内メッセージ生成部23が生成したメッセージは、第1車内通信部15から中継装置41へ送信され、中継装置41を介してECU42へ送信される。
送信メッセージ生成部24は、第1車内通信部15が受信したメッセージ及び第2車内通信部16が受信したメッセージが与えられている。送信メッセージ生成部24は、与えられたメッセージに含まれる情報を取得し、取得した情報に対してヘッダ及びフッタ等の所定の情報を付加して、車両1外の装置向けのメッセージを生成する処理を行う。即ち送信メッセージ生成部24は、車両1内の情報を、ITS通信部14の通信に適した形式のメッセージに変換する処理を行う。送信メッセージ生成部24は、生成したメッセージをITS通信部14へ与える。これにより送信メッセージ生成部24が生成したメッセージは、ITS通信部14から車両1の外部に存在する他の車両1又は路側通信装置3へ送信される。
また本実施の形態においてITS通信部14が送信するメッセージには、車両1の位置情報が付加される。上述のように、ITS車載器10が備えるGPS受信部13が受信するGPSの信号は、ITS通信部14の通信の同期に用いられ、車両1の位置特定には用いられない。本実施の形態においてADAS40には車両1の位置を高精度に特定することができる高精度ロケーター43が備えられている。ITS車載器10は、第1車内通信部15にて高精度ロケーター43から車両1の位置情報を含むメッセージを受信し、受信したメッセージに含まれる位置情報を送信メッセージ生成部24が取得して送信メッセージに付加し、位置情報が付加されたメッセージをITS通信部14が車外へ送信する。
高精度ロケーター43は、例えばGPSの無線信号を受信して車両1の位置を特定する機能を有すると共に、ジャイロセンサが検知する角速度、加速度センサが検知する加速度、車両1の車速、車両1のステアリングの舵角及び車両1のトランスミッションの状態等の情報に基づいて、GPSの受信信号に応じて特定された位置を補正することによって、GPSのみに基づく位置よりも精度のよい位置特定を行うことができる装置である。高精度ロケーター43は、特定した車両1の位置情報を、ADAS40の各ECU42へ中継装置41を介して送信すると共に、ITS車載器10へ送信する。ITS車載器10は、高精度ロケーター43からの位置情報を車外へのメッセージに付してメッセージ送信を行うと共に、必要に応じて位置情報を第2車内通信部16からECU50へ送信してもよい。
図3は、ITS車載器10のフィルタ処理部22の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態に係るITS車載器10の処理部11に設けられたフィルタ処理部22は、情報種別フィルタ31、範囲フィルタ32、一般車両情報フィルタ33、道路情報フィルタ34、優先度設定部35及びフィルタ制御部36等を備えている。情報種別フィルタ31は、受信メッセージ解析部21から与えられた情報を、一般車両に関する情報、道路に関する情報及び緊急車両に関する情報の3種別に選別する。一般車両に関する情報は、範囲フィルタ32を経て、一般車両情報フィルタ33へ与えられる。道路に関する情報は、範囲フィルタ32を経て、道路情報フィルタ34へ与えられる。緊急車両に関するフィルタは、範囲フィルタ32を経て、優先度設定部35へ与えられる。また情報種別フィルタ31は、フィルタ制御部36の制御に応じて、選別した情報を次段のフィルタへ出力するか否かを切り替えることができる。情報種別フィルタ31は、例えば一般車両の情報のみを出力する、又は、車両の情報は出力せずに道路の情報のみを出力する等のように、出力する情報をフィルタ制御部36の制御に応じて切り替える。
上述のように、受信メッセージ解析部21からフィルタ処理部22へ与えられる情報には、この情報の送信元の位置情報が付されている。範囲フィルタ32は、情報種別フィルタ31に選別された情報について、この情報に付された位置情報を基に、この情報の送信元の装置の位置が所定範囲内であるか否かを判定する。範囲フィルタ32は、所定範囲内の送信元からの情報を次段のフィルタへ出力し、所定範囲外の送信元からの情報を出力せずに破棄する。範囲フィルタ32が情報を出力する範囲は、フィルタ制御部36により制御される。例えば範囲フィルタ32は、高速道路を走行中には車両1の前後方向に存在する他の車両1からの情報を出力し、一般道路を走行中には車両1の前方に存在する他の車両1からの情報のみを出力するなどの情報の抽出を行うことができる。また例えば範囲フィルタ32は、高速道路を走行中には車両1の左右方向について数車線分の情報のみを出力し、市街地などを走行中には車両1の周辺の広い範囲での情報を出力するなどの情報抽出を行うことができる。また例えば範囲フィルタ32は、車両1が駐車場内に存在する場合に、車両1の全方向について数メートルの範囲の情報を出力するなどの情報抽出を行うことができる。なお範囲フィルタ32は、情報種別フィルタ31にて選別された情報種別に応じて、抽出範囲を別にしてよい。
一般車両情報フィルタ33は、情報種別フィルタ31にて一般車両情報に選別され、且つ、範囲フィルタ32にて抽出範囲内と判定された情報が入力される。一般車両情報フィルタ33は、一般車両からの情報に対して、更に種々の条件での抽出を行う。例えば一般車両情報フィルタ33は、一般車両の車速と周辺道路の制限速度とを比較して、制限速度よりも著しく高速走行している車両1又は著しく低速走行している車両1に関する情報を抽出することができる。また例えば一般車両情報フィルタ33は、駐停車中の車両1に係る情報のみを抽出する、又は、駐停車中の車両1に係る情報を除外して走行中の車両1に係る情報を抽出するなどの情報抽出を行うことができる。また例えば、各車両1が送信するメッセージに位置情報の精度に関する情報が付される構成である場合に、位置情報の精度が低い車両1に関する情報を除外して、位置情報の精度が高い車両1に関する情報のみを抽出するなどの情報抽出を行うことができる。一般車両情報フィルタ33が抽出する情報に関しての抽出条件は、フィルタ制御部36により制御される。
道路情報フィルタ34は、情報種別フィルタ31にて道路情報に選別され、且つ、範囲フィルタ32にて抽出範囲内と判定された情報が入力される。道路情報フィルタ34は、路側通信装置3からの情報に対して、更に種々の条件での抽出を行う。例えば道路情報フィルタ34は、道路上に設置された信号機に関する情報のうち、点灯色が赤に変化するまでの残り時間が短いものを抽出するなどの情報抽出を行うことができる。また例えば道路情報フィルタ34は、事故につながる虞のある路面状況(冠水、凍結、舗装割れ、窪み又は落下物等)に関する情報のみを抽出し、それ以外の情報については情報を破棄するなどの情報抽出を行うことができる。道路情報フィルタ34が抽出する情報に関しての抽出条件は、フィルタ制御部36により制御される。
なお本実施の形態においては、情報種別フィルタ31にて緊急車両情報に選別され、且つ、範囲フィルタ32にて抽出範囲内と判定された情報については、更なるフィルタを設けることなく、優先度設定部35へ入力している。ただし、緊急車両情報に対しても更なるフィルタを設ける構成としてもよい。
優先度設定部35は、情報種別フィルタ31〜道路情報フィルタ34にて選別された情報に対して優先度を付す処理を行う。例えば優先度設定部35は、緊急車両情報に対して高優先度を付す。また例えば優先度設定部35は、事故につながる虞のある路面状況に関する道路情報に対して高優先度を付す。また例えば優先度設定部35は、制限速度を著しく超過している車両1に関する車両情報に対して高優先度を付し、制限速度に近い速度で走行している車両1及び駐停車している車両1に関する車両情報に対して低優先度を付す。また例えば優先度設定部35は、自車両から近い送信元からの情報に対して高優先度を付し、遠い送信元からの情報に対して低優先度を付す。優先度設定部35が情報に対して優先度付す規則は、予め定められていてもよく、フィルタ制御部36により制御される構成であってもよい。
優先度設定部35により優先度が設定された情報は車内メッセージ生成部23へ与えられる。車内メッセージ生成部23は、与えられた情報を基に車内へ送信するためのメッセージを生成するが、このときに情報に付された優先度をメッセージに付す。車内メッセージ生成部23が生成したメッセージは、第1車内通信部15(又は第2車内通信部16)へ与えられる。優先度付きのメッセージを与えられた第1車内通信部15は、与えられたメッセージを一時的に蓄積しており、蓄積したメッセージの中から優先度の高いものを読み出して車内への送信を行う。
フィルタ制御部36は、情報種別フィルタ31、範囲フィルタ32、一般車両情報フィルタ33及び道路情報フィルタ34が抽出する情報の条件を制御する処理を行う。ITS車載器10には、フィルタ処理部22が行う情報抽出処理における抽出条件の設定又は変更等を指示する抽出条件指示を、車両1に搭載されたECU42及びECU50等の装置から車内ネットワークを介して受け付ける。第1車内通信部15及び第2車内通信部16にて抽出条件指示を受信した場合、ITS車載器10の処理部11は、受信した抽出条件指示をフィルタ制御部36へ与える。フィルタ制御部36は、与えられた抽出条件指示が、いずれのフィルタに関するものであるかを判断し、該当するフィルタの抽出条件を設定又は変更等する制御を行う。
このように、車両1外から受信したメッセージに含まれる種々の情報から、フィルタ処理部22が抽出条件に応じて適宜に情報を抽出し、抽出した情報を含むメッセージを車両1内のECU42又はECU50等へ送信することで、車内ネットワークの通信量の増大を抑制することができる。また車両1内のECU42又はECU50等がフィルタ処理部22に対して抽出条件を指示することが可能な構成とすることにより、車両1内のECU42又はECU50等が必要とする情報を確実に車両1内へ送信することができる。
図4は、ITS車載器10が行う車外から車内へのメッセージ中継処理の手順を示すフローチャートである。本実施の形態に係るITS車載器10の処理部11は、車両1の外部に存在する他の車両1又は路側通信装置3から送信されたメッセージをITS通信部14にて受信したか否かを判定する(ステップS1)。車外メッセージを受信していない場合(S1:NO)、処理部11は、車外メッセージを受信するまで待機する。車外メッセージを受信した場合(S1:YES)、処理部11のメッセージ解析部21は、受信したメッセージを解析して、このメッセージに含まれる情報を取得する(ステップS2)。次いで処理部11のフィルタ処理部22の情報種別フィルタ31は、ステップS2にて取得した情報を一般車両情報、道路情報又は緊急車両情報の3つの種別に選別する(ステップS3)。
フィルタ処理部22は、処理対象となる情報が、情報種別フィルタ31にて一般車両情報に選別されたか否かを判定する(ステップS4)。処理対象の情報が一般車両情報に選別された場合(S4:YES)、フィルタ処理部22の範囲フィルタ32は、処理対象の一般車両情報に対応する位置情報が所定の範囲内に含まれるか否かを判定し、処理対象の一般車両情報を取捨する範囲フィルタ処理を行う(ステップS5)。なおステップS5の範囲フィルタ処理にて位置情報が所定の範囲内に含まれないと判定された情報は破棄され、処理部11はこの情報に対する以降の処理を行わずにステップS1へ処理を戻す。次いでフィルタ処理部22の一般車両情報フィルタ33は、範囲フィルタ処理にて所定範囲内に含まれると判定された一般車両情報に対し、更に詳細な抽出条件を用いて車内へ送信すべき情報であるか否かを判定し、処理対象の情報を取捨する一般車両情報フィルタ処理を行い(ステップS6)、ステップS11へ処理を進める。なおステップS6にて車内へ送信すべきでないと判定された情報は破棄され、処理部11はこの情報に対する以降の処理を行わずにステップS1へ処理を戻す。
処理対象の情報が一般車両情報に選別されていない場合(S4:NO)、フィルタ処理部22は、処理対象の情報が道路情報に選別されたか否かを判定する(ステップS7)。処理対象の情報が道路情報に選別された場合(S7:YES)、フィルタ処理部22の範囲フィルタ32は、処理対象の道路情報に対応する位置情報が所定の範囲内に含まれるか否かを判定し、処理対象の道路情報を取捨する範囲フィルタ処理を行う(ステップS8)。次いでフィルタ処理部22の道路情報フィルタ34は、範囲フィルタ処理にて所定範囲内に含まれると判定された道路情報に対し、更に詳細な抽出条件を用いて車内へ送信すべき情報であるか否かを判定し、処理対象の情報を取捨する道路情報フィルタ処理を行い(ステップS9)、ステップS11へ処理を進める。
処理対象の情報が道路情報に選別されていない場合(S7:NO)、即ち処理対象の情報が緊急車両情報に選別された場合、フィルタ処理部22の範囲フィルタ32は、処理対象の緊急車両情報に対応する位置情報が所定の範囲内に含まれるか否かを判定し、処理対象の緊急車両情報を取捨する範囲フィルタ処理を行い(ステップS10)、ステップS11へ処理を進める。
ステップS3〜S10のフィルタ処理の終了後、フィルタ処理部22の優先度設定部35は、フィルタ処理により抽出された情報に対し、その情報の内容に応じて優先度を設定する(ステップS11)。次いで処理部11の車内メッセージ生成部23は、フィルタ処理部22が抽出して優先度を付した情報に対し、所定のヘッダ及びフッタ等の情報を付加することによって、車内へ送信するためのメッセージを生成する(ステップS12)。処理部11は、ステップS12にて生成した車内メッセージを第1車内通信部15(又は第2車内通信部16)へ与えることにより、情報に付された優先度に応じた車内メッセージの送信を第1車内通信部15に行わせ(ステップS13)、処理を終了する。
図5は、ITS車載器10が行う抽出条件変更処理の手順を示すフローチャートである。本実施の形態に係るITS車載器10の処理部11は、第1車内通信部15又は第2車内通信部16にて、車両1内のECU42又はECU50等の装置からのメッセージを受信したか否かを判定する(ステップS21)。車内メッセージを受信していない場合(S21:NO)、処理部11は、車内メッセージを受信するまで待機する。車内メッセージを受信した場合(S21:YES)、処理部11は、車内メッセージに含まれている情報を取得する(ステップS22)。処理部11は、取得した情報がフィルタ処理部22による情報抽出の条件を指示する抽出条件指示であるか否かを判定する(ステップS23)。
受信した車内メッセージから取得した情報が抽出条件指示である場合(S23:YES)、処理部11のフィルタ処理部22のフィルタ制御部36は、抽出条件指示の指示対象となるフィルタが、情報種別フィルタ31、範囲フィルタ処理32、一般車両情報フィルタ33又は道路情報フィルタ34のいずれであるかを判別する(ステップS24)。次いでフィルタ制御部36は、指示対象と判別したフィルタに対して、受信した抽出条件指示にて指示された抽出条件を設定し(ステップS25)、処理を終了する。
受信した車内メッセージから取得した情報が抽出条件指示でない場合(S23:NO)、処理部11は、取得した情報が高精度ロケーター43により検出された車両1の位置情報であるか否かを判定する(ステップS26)。取得した情報が位置情報である場合(S26:YES)、処理部11は、取得した位置情報を記憶部12に記憶して(ステップS27)、処理を終了する。
受信した車内メッセージから取得した情報が位置情報でない場合(S26:NO)、即ち取得した情報が車外へ送信すべき情報である場合、処理部11の送信メッセージ生成部24は、記憶部12に記憶された位置情報を取得する(ステップS28)。送信メッセージ生成部24は、車外へ送信すべき情報に対して、ステップS28にて取得した位置情報と、所定のヘッダ及びフッタ等の情報とを付加することによって、車外へ送信するためのメッセージを生成する(ステップS29)。次いで処理部11は、生成した車外への送信メッセージをITS通信部14へ与えることにより、このメッセージを車外の他の車両1又は路側通信装置3へ送信し(ステップS30)、処理を終了する。
以上の構成の本実施の形態に係る車載通信システムは、車両1の内外の通信を行うITS車載器10が、車両1外の他の車両1又は路側通信装置3から受信したメッセージに含まれる情報から、車両1内のECU42又はECU50等の車載装置へ送信すべき情報をフィルタ処理部22にて抽出し、抽出した情報を含むメッセージを生成して車両1内の車載装置へ送信する。車両1外からの大量の情報をITS車載器10が取捨選択して車両1内へ送信する構成とすることによって、車両1外からの情報量が増大した場合であっても、車両1の車内ネットワークの通信量が増大することを防止することができる。またITS車載器10は、車両1内への情報を抽出する際の情報抽出条件を、車両1内の車載装置からの抽出条件指示に応じて制御する。これによりITS車載器10は、車両1内の車載装置が必要とする情報を確実に抽出し、抽出した情報を車両1内へ送信することができる。
また本実施の形態に係るITS車載器10は、車両1外から取得した情報の種別をフィルタ処理部22の情報種別フィルタ31にて選別し、この種別に応じて情報の抽出を行う。情報種別フィルタ31が選別する情報の種別は、例えば他の車両1に搭載されたITS車載器10が送信した情報であるか、又は、車両1外の道路などに設置された路側通信装置3が送信した情報であるか等のように、情報の送信元に応じた種別を採用することができる。更には、他の車両1に搭載されたITS車載器10が送信した情報について、救急車、消防車及びパトカー等の緊急車両が送信した情報と、緊急車両ではない一般車両が送信した情報とに分けることができる。また更には、路側通信装置3が送信した情報について、信号機に関する情報、道路の路面に関する情報、渋滞情報、事故情報及び高速道路の猟奇情報等のように、更なる種別分けを行ってもよい。
車両1外からの情報をこのような種別に選別することによって、車両1内で必要とする種別の情報を抽出することが可能となる。また車両1内の車載装置は、必要とする情報の種別を指示することによって、ITS車載器10が車両1外から受信した情報の中から、所望の種別の情報を取得することが可能となる。
また本実施の形態に係る車載通信システムにおいて車両1外の装置との間で送受信するメッセージには、送信元の位置を示す情報(例えば緯度及び経度の情報)を含む。このメッセージを受信したITS車載器10は、メッセージの送信元の位置情報に応じて情報の抽出を行う。これにより、例えば走行中には自車両の前方に位置する送信元からの情報を抽出する、高速道路及び一般道路が並走している場所に置いていずれか一方の道路上の情報を抽出するなど、必要とする範囲の情報を抽出することが可能となる。
また本実施の形態に係るITS車載器10は、抽出した情報に対して優先度を付し、優先度付きのメッセージを生成して、優先度に応じて車両1内の車載装置へメッセージを送信する。例えばITS車載器10は、緊急車両からの情報を一般車両からの情報より優先度を高くする、自車両から近い送信元から受信した情報の優先度を高くするなど、情報の種別及び内容等に応じた優先度を付すことができる。これによりITS車載器10は、車外から取得した重要度の高い情報を優先して車内へ送信することができる。
また本実施の形態に係るITS車載器10は、車両1外へ送信するメッセージに自車両の位置情報を含める。これにより、このメッセージを受信した他の車両1などにおいて、メッセージに付された位置情報に応じた情報の抽出を行うことが可能となる。ITS車載器10に自車両の位置検出機能を設ける構成とした場合、精度のよい位置検出を行うためにはGPS信号を受信するのみでなく、ジャイロセンサ及び加速度センサ等を併用する必要があり、ITS車載器10が大型化及び高コスト化する虞がある。そこで車両1に搭載された高精度ロケーター43からITS車載器10が位置情報を取得して車外へ送信するメッセージに含める構成とすることにより、ITS車載器10の大型化及び高コスト化を抑制することができる。
また本実施の形態に係るITS車載器10は、車両1内に設けられた2種の車内ネットワークとの通信を行うべく、第1車内通信部15及び第2車内通信部16を備える。第1車内通信部15は、例えばスター型の車内ネットワークを介してイーサネットの通信プロトコルに応じた通信を行う構成とすることができる。第2車内通信部16は、例えばバス型の車内ネットワークを介してCANの通信プロトコルに応じた通信を行う構成とすることができる。ITS車載器10は、第1車内通信部15を介して自車両の位置情報を取得し、第1車内通信部15及び第2車内通信部16を介して車外へ送信する情報を取得する。これらによりITS車載器10は、高性能な車載装置が高速通信を行う車内ネットワークを介して高精度に検出された車両1の位置情報を取得し、自車両の高精度な位置情報をメッセージに付して車外へ送信することが可能となる。
なお本実施の形態においては、車両1内にイーサネット及びCANの2種の車内ネットワークを設ける構成としたが、これに限るものではない。例えば、車両1に車内ネットワークを1種のみ又は3種以上設ける構成としてもよく、車内ネットワークの数に応じてITS車載器10に車内通信部を設ければよい。また車両1に同種の車内ネットワークを複数設ける構成としてもよい。本実施の形態において車内ネットワークはイーサネット及びCANの2種としたが、これは一例であって、これら以外の通信プロトコルを採用した車内ネットワークを車両1に設けてよい。
また本実施の形態においてITS車載器10のフィルタ処理部22は、情報種別フィルタ31、範囲フィルタ32、一般車両情報フィルタ33及び道路情報フィルタ34等のフィルタを有する構成としたが、これらのフィルタは一例であって、これに限るものではない。フィルタ処理部22は用いるフィルタの種別及び情報に対するフィルタの適用順序等は、本実施の形態において説明したものに限らない。また本実施の形態に置いて各フィルタにて取捨される情報を挙げたが、これは一例であって、各フィルタがどのような条件で情報を取捨するかは適宜に変更してよい。
また本実施の形態においては車両1にADAS40を搭載する構成としたが、これに限るものではない。車両1にはADAS40を搭載しない構成であってもよい。また車両1には自動運転システムを搭載してもよい。
1 車両
1a,1b 通信線
3 路側通信装置
10 ITS車載器(車載通信装置)
11 処理部
12 記憶部
13 GPS受信部
14 ITS通信部(車外通信部)
15 第1車内通信部
16 第2車内通信部
21 受信メッセージ解析部(受信情報取得部)
22 フィルタ処理部(情報抽出部)
23 車内メッセージ生成部
24 送信メッセージ生成部(車両情報取得部、位置情報取得部、車外メッセージ生成部)
31 情報種別フィルタ(種別選別部)
32 範囲フィルタ
33 一般車両情報フィルタ
34 道路情報フィルタ
35 優先度設定部(優先度付与部)
36 フィルタ制御部(抽出制御部)
40 ADAS
41 中継装置(車載中継装置)
42 ECU(車載装置)
43 高精度ロケーター
50 ECU(車載装置)

Claims (10)

  1. 車両に搭載され、車両外の装置との間で通信を行う車外通信部を備える車載通信装置において、
    前記車外通信部にて前記車両外の装置から受信したメッセージに含まれる情報を取得する受信情報取得部と、
    前記受信情報取得部が取得した情報から、前記車両に搭載された他の車載装置へ送信すべき情報を抽出する情報抽出部と、
    前記情報抽出部が抽出した情報に基づいて前記他の車載装置へ送信するメッセージを生成する車内メッセージ生成部と、
    前記他の車載装置からの指示に応じて、前記情報抽出部による情報抽出の条件を制御する抽出制御部と、
    前記他の車載装置との間で通信を行い、前記車内メッセージ生成部が生成したメッセージを前記他の車載装置へ送信する車内通信部と
    を備えることを特徴とする車載通信装置。
  2. 前記受信情報取得部が取得した情報の種別を選別する種別選別部を備え、
    前記情報抽出部は、前記種別選別部が選別した種別に応じて情報を抽出し、
    前記抽出制御部は、前記情報抽出部が抽出すべき情報の種別を制御すること
    を特徴とする請求項1に記載の車載通信装置。
  3. 前記種別選別部は、他の車両に搭載された装置が送信したメッセージに含まれていた情報と、車両以外に設けられた装置が送信したメッセージに含まれていた情報とを少なくとも選別すること
    を特徴とする請求項2に記載の車載通信装置。
  4. 前記種別選別部は、緊急車両に搭載された装置が送信したメッセージに含まれていた情報と、緊急車両以外の車両に搭載された装置が送信してメッセージに含まれていた情報とを選別すること
    を特徴とする請求項3に記載の車載通信装置。
  5. 前記車両外の装置が送信するメッセージには、送信元の位置を示す情報を含み、
    前記情報抽出部は、前記受信情報取得部が取得した情報に係る位置情報に応じて情報を抽出し、
    前記抽出制御部は、前記情報抽出部が抽出すべき位置情報の範囲を制御すること
    を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の車載通信装置。
  6. 前記情報抽出部が抽出した情報に対して優先度を付与する優先度付与部を備え、
    前記車内メッセージ生成部は、前記優先度付与部が付与した優先度付きのメッセージを生成し、
    前記車内通信部は、前記優先度に応じてメッセージを送信すること
    を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の車載通信装置。
  7. 前記車内通信部を介して前記他の車載装置から前記車両に係る情報を取得する車両情報取得部と、
    前記車内通信部を介して前記車両の位置情報を検出する装置から該位置情報を取得する位置情報取得部と、
    前記車両情報取得部が取得した車両情報及び前記位置情報取得部が取得した位置情報を含む車外送信用のメッセージを生成する車外メッセージ生成部と
    を備え、
    前記車外通信部は、前記車外メッセージ生成部が生成したメッセージを前記車両外の装置へ送信すること
    を特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1つに記載の車載通信装置。
  8. 前記車内通信部を2つ備え、
    前記位置情報取得部は、第1の車内通信部を介して位置情報を取得し、
    前記車両情報取得部は、前記第1の車内通信部及び第2の車内通信部を介して車両情報を取得し、
    前記第1の車内通信部は、前記第2の車内通信部より通信速度が高速であること
    を特徴とする請求項7に記載の車載通信装置。
  9. 前記第1の車内通信部は、スター型の車内ネットワークを介して一対一の通信を行い、
    前記第2の車内通信部は、バス型の車内ネットワークを介して通信を行うこと
    を特徴とする請求項8に記載の車載通信装置。
  10. 請求項8又は請求項9に記載の車載通信装置と、
    前記車載通信装置の前記第1の車内通信部との間で通信を行い、前記車載通信装置及び前記車両に搭載された他の車載装置の間のメッセージ送受信を中継する車載中継装置と
    を備えることを特徴とする車載通信システム。
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