JP2018132896A - 車両用通信装置、路側機、情報送信方法および情報受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両に関係する情報のみを適切に取得してユーザに提供することができる。【解決手段】 車両位置を検出する自車位置検出部と、走行中の道路を識別する道路識別情報と所定のメッセージとを含む送信情報を生成する送信情報生成部と、前記送信情報を送信する通信部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用通信装置、路側機、情報送信方法および情報受信方法に関する。

特許文献１には、主道路に沿って側道のある複断面道路において、主道路の路側に設置した基地局に空中線Ａを設け、この空中線Ａから主道路の情報提供区間に電波を放射し、情報提供区間を走行する車両に走行支援情報を提供する路側間通信方式であって、前記基地局に空中線Ｂから側道に向けて主道路の情報提供区間に放射した電波と同一の周波数の電波を空中線Ａからの電波と反対方向に放射する、と記載されている。

特開２００３−２８９２８２号公報

特許文献１の路車間通信方式では、基地局に主道路とは反対方向に向けて設置したもう一つの空中線から側道に向けて主道路の情報提供区間に放射した電波と同一の周波数でキャンセル電波を放射し、側道を走行する車両のドライバに誤った情報が伝わるのを防止する。しかしながら、側道に向けて放射されるキャンセル電波（ノイズ電波）は、側道を走行する車両と路側機との間の路車間通信や側道を走行する車両同士の車両間通信の妨げの要因となる場合がある。

そこで、本発明は、自車両に関係する情報のみを適切に取得してユーザに提供することができる車両用通信装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る車両用通信装置は、車両位置を検出する自車位置検出部と、走行中の道路を識別する道路識別情報と所定のメッセージとを含む送信情報を生成する送信情報生成部と、前記送信情報を送信する通信部と、を備える。

本発明に係る車両用通信装置によれば、自車両に関係する情報のみを適切に取得してユーザに提供することができる。

なお、上記以外の課題、構成および効果等は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

高度道路交通システムの一例を示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る車両用通信装置のハードウェアに関する概略構成の一例を示した図である。 本発明の一実施形態に係る路側機のハードウェアに関する概略構成の一例を示した図である。 本発明の一実施形態に係る車両用通信装置および路側機の機能構成の一例を示したブロック図である。 本発明の一実施形態に係る車両用通信装置で実行される情報受信処理の一例を示したフロー図である。 本発明の一実施形態に係る車両用通信装置で実行される情報受信処理において電波の送信元が路側機であると判定した場合の処理Ａを示したフロー図である。 本発明の一実施形態に係る車両用通信装置で実行される情報受信処理において電波の送信元が路側機ではないと判定した場合の処理Ｂを示したフロー図である。 本発明の一実施形態に係る車両用通信装置で実行される情報送信処理の一例を示したフロー図である。 本発明の一実施形態に係る路側機で実行される情報送信処理の一例を示したフロー図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

図１は、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の一例を示した模式図である。図示するように、ＩＴＳの分野では、車両同士の無線通信により周囲の車両からの情報（例えば、位置情報、車速情報および車両情報など）を取得したり、車両とインフラ設備（例えば、路側機など）との無線通信により車両がインフラ設備からの情報（例えば、信号機情報、規制情報および道路情報など）を取得することにより、必要に応じてドライバに安全運転支援を行うための車両間通信および路車間通信の検討構築が進められている。

車両間通信や路車間通信に代表される高度道路交通システムが整備された環境において、幹線道路（例えば、高速道路など）を走行している車両から発信される情報を、幹線道路に並走する側道や立体交差橋を走行している車両が受信することで混信が起こる場合があり、またその逆も生じ得る。このような混信は、自車の走行する道路や自車とは関係のない情報をドライバに伝えることになるため、ドライバの混乱を招いてしまうという問題がある。

本実施形態に係る車両用通信装置は、情報発信元の路側機が設置されている道路や他の車両が走行している道路と自車が走行している道路とを識別して、自車に関係のない情報を排除することで、適切な情報のみをドライバに提供する。

図２は、本実施形態に係る車両用通信装置１００のハードウェアに関する概略構成の一例を示した図である。車両用通信装置１００は、幹線道路や一般道路上に設置された路側機や他の車両との間で通信を行う装置である。図示するように、車両用通信装置１００は、中央演算処理装置１０１と、マイクロ波帯用無線トランシーバ１０２と、超短波帯用無線トランシーバ１０３と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信装置１０４と、メッセージセット／暗号化コードストレージデバイス１０５と、道路ネットワーク情報を含む地図情報を格納した地図情報ストレージデバイス１０６と、演算用メモリ１０７と、角速度センサ１０８と、加速度センサ１０９と、車両電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）との接続インターフェイス１１０とを有している。

中央演算処理装置１０１は、車両用通信装置１００の様々な処理を行う中心的なユニットである。例えば、中央演算処理装置１０１は、車速センサ（図示せず）から出力された車速パルスと、角速度センサ１０８から出力された角速度情報と、ＧＰＳ受信装置１０４から出力された位置情報とを用いて、車両の現在位置を検出する。また、中央演算処理装置１０１は、マイクロ波帯用無線トランシーバ１０２または超短波帯用無線トランシーバ１０３を介して取得した電波（搬送波）を復調することで得られたデータフレームを解析する。例えば、中央演算処理装置１０１は、データフレームに含まれる道路識別情報を抽出し、受信した電波に自車と関係のある情報が含まれるか否かを判定する。また、中央演算処理装置１０１は、データフレームから抽出したメッセージを車載ディスプレイまたは車載スピーカから出力するための画面情報または音声情報を生成する。また、中央演算処理装置１０１は、マイクロ波帯用無線トランシーバ１０２または超短波帯用無線トランシーバ１０３を介して、生成した情報を他の車両に向けて送信する。

また、中央演算処理装置１０１は、ＥＣＵ接続インターフェイス１１０を介して取得した車両情報（例えば、走行位置、走行方向、車速、ウィンカー信号、ハザード信号およびサイドブレーキ信号など）に基づき所定のメッセージを生成する。また、中央演算処理装置１０１は、生成したメッセージと、道路ネットワーク情報から取得した道路識別情報と、電波の送信元識別情報と、所定の車両情報と、刻印時刻とを含むデータフレームを生成し、変調して他の車両に送信する。

このような中央演算処理装置１０１は、数値演算及び各デバイスを制御するなど様々な処理を実行するＣＰＵ(Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ)（図示せず）と、地図情報ストレージデバイス１０６や演算用メモリ１０７から読み出した地図情報や演算情報などを一時的に格納するＲＡＭ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ) （図示せず）と、ＣＰＵが実現するブートプログラムなどを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）（図示せず）と、中央演算処理装置１０１に各種ハードウェアを接続するためのインターフェイス（図示せず）およびこれらを相互に接続するバス（図示せず）と、を有している。

マイクロ波帯用無線トランシーバ１０２は、マイクロ波帯（本例では、５．９ＧＨｚ帯）の無線電波の送受信機能を備えた無線機である。超短波帯用無線トランシーバ１０３は、超短波帯（本例では、７２０ＭＨｚ帯）の無線電波の送受信機能を備えた無線機である。

ＧＰＳ受信装置１０４は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し、車両とＧＰＳ衛星間の距離と距離の変化率とを３個以上の衛星に対して測定することで、車両の現在地、進行速度および進行方位を測定するものである。

メッセージセット／暗号化コードストレージデバイス１０５は、ＮＡＮＤフラッシュメモリと制御回路から構成されるｅＭＭＣ（ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｍｕｌｔｉ Ｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ）などの記憶媒体である。メッセージセット／暗号化コードストレージデバイス１０５には、生成したデータフレームなどの情報を符号化／暗号化して送信する際や、路側機および他の車両から受信したデータフレームを暗号解除／復号化する際に必要なメッセージセットおよび暗号化コードが格納される。

地図情報ストレージデバイス１０６は、地図情報を格納するストレージデバイスである。また、地図情報には、道路ネットワーク情報が含まれている。道路ネットワーク情報は、地図を所定領域（メッシュ領域）ごとに区画し、区画された各領域に含まれる道路（リンク）の構成情報（以下、「道路構成情報」という）や交差点などの分岐点（ノード）の構成情報（以下、分岐点構成情報という）を有している。

道路構成情報は、例えば、道路識別番号と、道路の開始地点および終了地点の座標と、国道や県道などの道路種別と、道路長と、道路の旅行時間と、開始地点および終了地点の各々に接続する接続先道路の道路識別番号などを有している。また、分岐点構成情報は、例えば、ノード識別番号と、分岐する道路数と、分岐先道路（分岐点に接続されている道路）の道路識別番号と、分岐先道路の道路種別と、分岐先道路の方向および道路長などを有している。

演算用メモリ１０７は、所定の演算情報を格納する記憶媒体である。なお、演算用メモリ１０７は、中央演算処理装置１０１が有するＲＡＭやＲＯＭなどの記憶媒体によって代用されても良い。

角速度センサ１０８は、いわゆるジャイロセンサであり、光ファイバジャイロや振動ジャイロなどで構成され、車両の回転を検出して角速度情報を出力するセンサである。

加速度センサ１０９は、車両の加速度を検出するセンサであって、ばねに支えられたおもりを使ってばねの変位量に基づき車両の加速度を検出する変位測定方式を用いたものや、振動測定方式や光学的測定方式などを採用したものがある。

ＥＣＵ接続インターフェイス１１０は、ＥＣＵから種々の情報を取得するインターフェイスである。ＥＣＵ接続インターフェイス１１０は、ＥＣＵから車速パルス信号、停止信号、左右ウィンカー信号、サイドブレーキ信号およびハザード信号や、緊急車両の場合にはサイレンスイッチ信号などの車両情報を取得する。

以上、車両用通信装置１００のハードウェア構成について説明した。

図３は、本実施形態に係る路側機２００のハードウェアに関する概略構成の一例を示した図である。路側機２００は、幹線道路や一般道路上に所定の距離間隔（例えば、数百ｍ〜１Ｋｍおき）に設置され、その道路上を走行する車両に交通情報などの所定情報を送信する装置である。図示するように、路側機２００は、中央演算処理装置２０１と、マイクロ波帯用無線トランシーバ２０２と、超短波帯用無線トランシーバ２０３と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信装置２０４と、メッセージセット／暗号化コードストレージデバイス２０５と、道路ネットワーク情報を含む地図情報を格納した地図情報ストレージデバイス２０６と、演算用メモリ２０７と、交通管制局通信サーバや気象管制局通信サーバとの通信を行う通信インターフェイス２０８とを有している。

中央演算処理装置２０１は、路側機の様々な処理を行う中心的なユニットである。例えば、中央演算処理装置２０１は、通信インターフェイス２０８を介して渋滞情報、事故情報、信号機情報および交通規制情報などの交通情報や、路車間通信や車両間通信を統率するための制御用情報などを交通管制局通信サーバから取得する。また、中央演算処理装置２０１は、定期的（例えば、数分おき）に車両間通信をモニタし、無線トラフィックを計測することで交通量を算出して交通管制局通信サーバに集計情報を送信する。また、中央演算処理装置２０１は、通信インターフェイス２０８を介して、気象管制局通信サーバから送信される気象情報（例えば、降雪、降雨、濃霧、災害などの気象情報）を取得する。また、中央演算処理装置２０１は、通信インターフェイス２０８を介して交通管制局通信サーバから取得した交通情報や交通規制情報などを電光掲示板や信号灯に出力する。

また、中央演算処理装置２０１は、通信インターフェイス２０８を介して、路側機２００が設置されている位置情報などを交通管制局通信サーバから取得し、地図情報ストレージデバイス２０６に格納する。また、中央演算処理装置２０１は、路側機２００が設置されている分岐点の分岐点構成情報または設置されている道路の道路構成情報と、電波の送信元識別情報と、交通情報や気象情報などを格納したメッセージと、刻印時刻と、を含むデータフレームを生成し、変調して車両に向けて送信する。

このような中央演算処理装置２０１は、数値演算及び各デバイスを制御するなど様々な処理を実行するＣＰＵ（図示せず）と、地図情報ストレージデバイス２０６や演算用メモリ２０７から読み出した地図情報や演算情報などを一時的に格納するＲＡＭ（図示せず）と、ＣＰＵが実現するブートプログラムなどを格納するＲＯＭ（図示せず）と、中央演算処理装置２０１に各種ハードウェアを接続するためのインターフェイス（図示せず）およびこれらを相互に接続するバス（図示せず）と、を有している。

なお、マイクロ波帯用無線トランシーバ２０２、超短波帯用無線トランシーバ２０３、ＧＰＳ受信装置２０４、メッセージセット／暗号化コードストレージデバイス２０５、地図情報ストレージデバイス２０６および演算用メモリ２０７については、前述と同様であるため、説明を省略する。

以上、路側機２００のハードウェア構成について説明した。

図４は、本実施形態に係る車両用通信装置１００および路側機２００の機能構成の一例を示したブロック図である。車両用通信装置１００は、制御部３００と、記憶部３１０と、通信部３２０とを有している。また、制御部３００は、自車位置検出部３０１と、通信情報解析部３０２と、相対位置算出部３０３と、出力処理部３０４と、送信情報生成部３０５とを有している。

自車位置検出部３０１は、自車の走行位置を検出する機能部である。具体的には、自車位置検出部３０１は、車速センサから出力された車速パルスと、角速度センサ１０８から出力された角速度情報と、ＧＰＳ受信装置１０４から出力された位置情報とを用いて、自車位置を検出する。

通信情報解析部３０２は、受信した電波に含まれる情報を解析する機能部である。具体的には、通信情報解析部３０２は、受信した電波から車両間通信および路車間通信に割り当てられた周波数帯の信号成分を復調することで得られたデータフレームを解析する。具体的には、通信情報解析部３０２は、送信元識別情報を抽出して送信元を識別する。また、通信情報解析部３０２は、道路識別情報を抽出して、自車の道路識別情報が含まれているか否かを判定する。また、通信情報解析部３０２は、データフレームに含まれるメッセージを復号する。

相対位置算出部３０３は、自車と路側機２００との相対位置または自車と他の車両との相対位置を算出する機能部である。また、相対位置算出部３０３は、算出した相対位置関係に基づき、自車と路側機２００または他の車両とが近づいているか否かを判定する。

出力処理部３０４は、データフレームに含まれるメッセージを表示するための画面情報や、メッセージを音声として出力するための音声情報を生成する機能部である。

送信情報生成部３０５は、他の車両に向けて送信する送信情報を生成する機能部である。具体的には、送信情報生成部３０５は、ＥＣＵ接続インターフェイス１１０を介して取得した車両情報（例えば、走行位置、走行方向、車速、ウィンカー信号、ハザード信号およびサイドブレーキ信号など）に基づき所定のメッセージを生成する。また、送信情報生成部３０５は、生成したメッセージと、道路ネットワーク情報から取得した道路識別情報と、電波の送信元識別情報と、所定の車両情報と、刻印時刻とを含むデータフレームを生成し、通信部３２０を介して他の車両に送信する。

記憶部３１０は、道路ネットワーク情報を含む地図情報、メッセージセットおよび暗号化コードなどの所定情報を格納する機能部である。

通信部３２０は、路側機２００や他の車両との間で情報通信を行う機能部である。具体的には、通信部３２０は、路側機２００や他の車両からデータフレームを含む電波を取得する。また、通信部３２０は、送信情報生成部３０５が生成したデータフレームを含む電波を他の車両に向けて送信する。

以上、車両用通信装置１００の機能構成について説明した。

また、図４に示すように、路側機２００は、送信情報生成部４００と、情報格納部４０１と、情報通信部４０２とを有している。

送信情報生成部４００は、車両に向けて送信する送信情報を生成する機能部である。具体的には、送信情報生成部４００は、路側機２００が設置されている分岐点の分岐点構成情報に含まれるノード識別番号と、分岐する道路数と、分岐先道路（分岐点に接続されている道路）の道路識別番号と、分岐先道路の道路種別と、分岐先道路の方向および道路長または設置されている道路の道路構成情報に含まれる道路識別番号を含む道路識別情報と、電波の送信元識別情報と、交通情報や気象情報などを格納したメッセージと、刻印時刻と、を含むデータフレームを生成し、情報通信部４０２を介して車両に向けて送信する。

情報格納部４０１は、道路ネットワーク情報を含む地図情報、メッセージセットおよび暗号化コードなどの所定情報を格納する機能部である。

情報通信部４０２は、車両との間で情報通信を行う機能部である。具体的には、情報通信部４０２は、送信情報生成部４００により生成されたデータフレームを含む電波を車両に向けて送信する。

以上、路側機２００の機能構成について説明した。

なお、車両用通信装置１００の自車位置検出部３０１、通信情報解析部３０２、相対位置算出部３０３、出力処理部３０４および送信情報生成部３０５は、中央演算処理装置１０１のＣＰＵに処理を行わせるプログラムによって実現される。また、路側機２００の送信情報生成部４００は、中央演算処理装置２０１のＣＰＵに処理を行わせるプログラムによって実現される。このプログラムは、車両用通信装置１００や路側機２００のＲＯＭなどに格納されており、実行にあたってＲＡＭ上にロードされ、ＣＰＵにより実行される。

なお、車両用通信装置１００の記憶部３１０は、中央演算処理装置１０１に内蔵されるＲＡＭおよびＲＯＭや、地図情報ストレージデバイス１０６、メッセージセット／暗号化コードストレージデバイス１０５および演算用メモリ１０７などにより実現される。また、通信部３２０は、マイクロ波帯用無線トランシーバ１０２および超短波帯用無線トランシーバ１０３により実現される。

また、路側機２００の情報格納部４０１は、中央演算処理装置２０１に内蔵されるＲＡＭおよびＲＯＭや、地図情報ストレージデバイス２０６、メッセージセット／暗号化コードストレージデバイス２０５および演算用メモリ２０７などにより実現される。また、情報通信部４０２は、マイクロ波帯用無線トランシーバ２０２および超短波帯用無線トランシーバ２０３により実現される。

また、各機能ブロックは、本実施形態において実現される車両用通信装置１００および路側機２００の機能を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。したがって、各機能の分類の仕方やその名称によって、本発明が制限されることはない。また、車両用通信装置１００および路側機２００の各構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。

また、各機能部の全部または一部は、コンピュータに実装されるハードウェア（ＡＳＩＣといった集積回路など）により構築されてもよい。また、各機能部の処理が１つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。

［動作の説明］
図５は、車両用通信装置１００で実行される情報受信処理の一例を示したフロー図である。情報受信処理は、車両用通信装置１００の起動と共に開始される。

情報受信処理が開始されると、自車位置検出部３０１は、ＧＰＳ受信装置１０４から取得した位置情報と、地図情報とを用いて自車の走行位置をマップマッチングし、自車が走行する道路の道路識別情報を道路ネットワーク情報から取得する（ステップＳ００１）。具体的には、自車位置検出部３０１は、マップマッチングにより自車が走行する道路を道路ネットワーク情報から特定し、特定した道路に対応付けられた道路構成情報から道路識別情報を取得する。

なお、車両が有するナビゲーション装置（図示せず）により経路探索が実行され、自車が走行する予定の推奨経路が探索されている場合、自車位置検出部３０１は、現在走行している道路の道路識別情報に加えて、ナビゲーション装置から推奨経路上にある道路の道路識別情報を取得する。

次に、通信情報解析部３０２は、通信部３２０を介して電波（搬送波）を受信したか否かを判定する（ステップＳ００２）。そして、電波を受信していないと判定した場合（ステップＳ００２でＮｏ）、通信情報解析部３０２は、電波を受信するまでステップＳ００１の処理を繰り返し行う。一方で、電波を受信したと判定した場合（ステップＳ００２でＹｅｓ）、通信情報解析部３０２は、受信した電波から車両間通信および路車間通信に割り当てられた周波数帯の信号成分を取り出して復調し、処理をステップＳ００３に移行する。

次に、通信情報解析部３０２は、キャリア信号の受信レベルが復調限界レベル以上であるか否かを判定する（ステップＳ００３）。そして、受信レベルが復調限界レベル以上であると判定した場合（ステップＳ００３でＹｅｓ）通信情報解析部３０２は、処理をステップＳ００４に移行する。一方で、受信レベルが復調限界レベル未満であると判定した場合（ステップＳ００３でＮｏ）、有効な電波を受信したことにならないため、通信情報解析部３０２は、処理をステップＳ００１に戻す。

次に、通信情報解析部３０２は、信号成分を復調することで得られたデータフレームの構文解析を行い（ステップＳ００４）、処理をステップＳ００５に移行する。

次に、通信情報解析部３０２は、電波の発信元が路側機２００であるか否かを判定する（ステップＳ００５）。具体的には、通信情報解析部３０２は、データフレームに含まれる送信元識別情報に基づいて、受信した電波が路側機２００から送信されたものであるか否かを判定する。そして、電波の送信元が路側機２００であると判定した場合（ステップＳ００５でＹｅｓ）、通信情報解析部３０２は、処理を図６に示す「処理Ａ」に移行する。一方で、電波の送信元が路側機２００ではないと判定した場合（ステップＳ００５でＮｏ）、通信情報解析部３０２は、処理を図７に示す「処理Ｂ」に移行する。なお、「処理Ｂ」は、電波の送信元が他の車両（以下、「相手車両」という場合がある）である場合の処理である。

図６は、前述のステップＳ００５において電波の送信元が路側機２００であると判定した場合の「処理Ａ」を示したフロー図である。通信情報解析部３０２は、データフレームの中から道路識別情報を抽出し（ステップＳ０１１）、処理をステップＳ０１２に移行する。

次に、通信情報解析部３０２は、抽出した道路識別情報の中に自車が走行している道路識別情報または自車が走行する予定の推奨経路上にある道路の道路識別情報が含まれているか否かを判定する（ステップＳ０１２）。例えば、路側機２００が交差点などの分岐点に設置されている場合、通信情報解析部３０２は、抽出した道路識別情報に含まれる分岐先道路の道路識別番号と、自車が走行している道路の道路識別番号とが一致するか否かの判定を行う。また、路側機２００が分岐点ではない地点（例えば、道路横）などに設置されている場合、通信情報解析部３０２は、抽出した道路識別情報に含まれる道路識別番号と、自車が走行している道路の道路識別番号とが一致するか否かの判定を行う。

また、経路探索により自車が走行する予定の推奨経路が探索されている場合、通信情報解析部３０２は、データフレームから抽出した道路識別番号（分岐先道路の道路識別番号または道路識別番号）と、推奨経路上にある道路の道路識別番号とが一致するか否かの判定を行う。

そして、データフレームから抽出した道路識別情報の中に、自車が走行している道路の道路識別情報が含まれていると判定した場合（ステップＳ０１２でＹｅｓ）、通信情報解析部３０２は、処理をステップＳ０１４に移行する。一方で、データフレームに自車の走行する道路の道路識別情報が含まれていないと判定した場合（ステップＳ０１２でＮｏ）、かかる電波は自車と関係のない道路に設置された路側機から送信された電波であるため、通信情報解析部３０２は、データフレームを破棄し（ステップＳ０１３）、処理をステップＳ００１に戻す。

次に、通信情報解析部３０２は、路側機２００から取得したデータフレームを記憶部３１０に格納し（ステップＳ０１４）、処理をステップＳ０１５に移行する。

次に、相対位置算出部３０３は、記憶部３１０に格納したデータフレームの中から路側機の位置情報と、データフレームの刻印時刻とを抽出し（ステップＳ０１５）、処理をステップＳ０１６に移行する。

次に、相対位置算出部３０３は、データフレームの刻印時刻に最も近い自車の車両情報（例えば、走行位置、走行方向および車速）のログ情報を取得し（ステップＳ０１６）、処理をステップＳ０１７に移行する。

次に、相対位置算出部３０３は、自車と路側機２００との相対位置関係を算出する（ステップＳ０１７）。具体的には、相対位置算出部３０３は、データフレームの刻印時刻ｔから微小時間後の時刻ｔ＋Δｔを算出する。また、相対位置算出部３０３は、時刻ｔにおける自車位置と路側機２００との相対推定距離Ｄ_ｖ１（ｔ）と、時刻ｔ＋Δｔにおける自車位置と路側機２００との相対推定距離Ｄ_ｖ１（ｔ＋Δｔ）とを算出し、処理をステップＳ０１８に移行する。

次に、相対位置算出部３０３は、Ｄ_ｖ１（ｔ）およびＤ_ｖ１（ｔ＋Δｔ）の大小関係により、自車が路側機２００に近づいているか否かを判定する（ステップＳ０１８）。そして、Ｄ_ｖ１（ｔ）＞Ｄ_ｖ１（ｔ＋Δｔ）の関係が成立する場合、相対位置算出部３０３は、自車と路側機２００とが近づいていると判定し（ステップＳ０１８でＹｅｓ）、処理をステップＳ０１９に移行する。一方で、Ｄ_ｖ１（ｔ）＞Ｄ_ｖ１（ｔ＋Δｔ）の関係が成立しない場合、相対位置算出部３０３は、自車と路側機２００とが近づいていない（遠ざかっている）と判定し（ステップＳ０１８でＮｏ）、処理をステップＳ０２０に移行する。

ステップＳ０２０では、相対位置算出部３０３は、自車と路側機２００との相対推定距離がドライバ通知許容範囲内であるか否かを判定する。具体的には、相対位置算出部３０３は、時刻ｔ＋Δｔにおける自車位置と路側機２００との相対推定距離Ｄ_ｖ１（ｔ＋Δｔ）と、所定のドライバ通知許容範囲Ｄ_{ｖ１＿ｔｈ}との大小関係により、かかる判定を行う。そして、Ｄ_ｖ１（ｔ＋Δｔ）≦Ｄ_{ｖ１＿ｔｈ}の関係が成立する場合、相対位置算出部３０３は、ドライバ通知許容範囲内であると判定し（ステップＳ０２０でＹｅｓ）、処理をステップＳ０１９に移行する。一方で、Ｄ_ｖ１（ｔ＋Δｔ）≦Ｄ_{ｖ１＿ｔｈ}の関係が成立しない場合、相対位置算出部３０３は、ドライバ通知許容範囲内ではない判定し（ステップＳ０２０でＮｏ）、処理をステップＳ０２１に移行する。なお、ステップＳ０２１では、データフレームに含まれるメッセージをドライバに通知するタイミングが遅いため、通信情報解析部３０２は、データフレームを破棄し、処理をステップＳ００１に戻す。

ステップＳ０１９では、出力処理部３０４は、データフレームに含まれるメッセージを車載ディスプレイや車載スピーカから出力するための画面情報や音声情報を生成および出力する。具体的には、通信情報解析部３０２は、暗号化されたメッセージを復号してデータフレームから抽出し、これを出力処理部３０４に受け渡す。また、出力処理部３０４は、メッセージの内容（例えば、渋滞情報、事故情報、信号機情報および天気情報など）を表示するための画面情報を生成し、車載ディスプレイに表示する。また、出力処理部３０４は、これらのメッセージを音声でユーザに伝えるための音声情報を生成し、これを車載スピーカに出力する。また、出力処理部３０４は、これらの処理を行うと、処理をステップＳ００１に戻す。

以上、路車間通信における処理Ａについて説明した。

図７は、前述のステップＳ００５において電波の送信元が路側機２００ではないと判定した場合、すなわち、電波の送信元が他の車両である場合の処理Ｂを示したフロー図である。通信情報解析部３０２は、データフレームの中から道路識別情報を抽出し（ステップＳ０３１）、処理をステップＳ０３２に移行する。

次に、通信情報解析部３０２は、抽出した道路識別情報の中に自車が走行している道路の道路識別情報または自車が走行する予定の推奨経路上にある道路の道路識別情報が含まれているか否かを判定する（ステップＳ０３２）。例えば、通信情報解析部３０２は、抽出した道路識別情報に含まれる道路識別番号（分岐先道路の道路識別情報を含む）と、自車が走行している道路の道路識別番号とが一致するか否かの判定を行う。また、経路探索により自車が走行する予定の推奨経路が探索されている場合、通信情報解析部３０２は、データフレームから抽出した道路識別番号と、推奨経路上にある道路の道路識別番号とが一致するか否かの判定を行う。

そして、データフレームから抽出した道路識別情報に自車の走行する道路の道路識別情報が含まれていないと判定した場合（ステップＳ０３２でＮｏ）、通信情報解析部３０２は、処理をステップＳ０４０に移行する。一方で、データフレームから抽出した道路識別情報に自車が走行する道路の道路識別情報が含まれていると判定した場合（ステップＳ０３２でＹｅｓ）、通信情報解析部３０２は、処理をステップＳ０３３に移行する。

ステップＳ０３３では、相対位置算出部３０３は、データフレームの中から相手車両の車両情報（例えば、走行位置、走行方向および車速）を抽出し、処理をステップＳ０３４に移行する。

次に、相対位置算出部３０３は、データフレームの刻印時刻に最も近い自車の車両情報（例えば、走行位置、走行方向および車速）のログ情報を取得し（ステップＳ０３４）、処理をステップＳ０３５に移行する。

次に、相対位置算出部３０３は、自車と相手車両との相対位置関係を算出する（ステップＳ０３５）。具体的には、相対位置算出部３０３は、データフレームの刻印時刻ｔから微小時間後の時刻ｔ＋Δｔを算出する。また、相対位置算出部３０３は、時刻ｔにおける自車位置と他の車両との相対推定距離Ｄ_ｖｖ（ｔ）と、時刻ｔ＋Δｔにおける自車位置と相手車両との相対推定距離Ｄ_ｖｖ（ｔ＋Δｔ）とを算出し、処理をステップＳ０３６に移行する。

次に、相対位置算出部３０３は、Ｄ_ｖｖ（ｔ）およびＤ_ｖｖ（ｔ＋Δｔ）の大小関係により、自車と相手車両とが近づいているか否かを判定する（ステップＳ０３６）。そして、Ｄ_ｖｖ（ｔ）＞Ｄ_ｖｖ（ｔ＋Δｔ）の関係が成立する場合、相対位置算出部３０３は、自車と相手車両とが近づいていると判定し（ステップＳ０３６でＹｅｓ）、処理をステップＳ０３７に移行する。一方で、Ｄ_ｖｖ（ｔ）＞Ｄ_ｖｖ（ｔ＋Δｔ）の関係が成立しない場合、相対位置算出部３０３は、自車に相手車両が近づいていない（遠ざかっている）と判定し（ステップＳ０３６でＮｏ）、処理をステップＳ０３８に移行する。

ステップＳ０３８では、相対位置算出部３０３は、自車と相手車両との相対推定距離がドライバ通知許容範囲内であるか否かを判定する。具体的には、相対位置算出部３０３は、時刻ｔ＋Δｔにおける自車位置と他の車両との相対推定距離Ｄ_ｖｖ（ｔ＋Δｔ）と、所定のドライバ通知許容範囲Ｄ_{ｖｖ＿ｔｈ}との大小関係により、かかる判定を行う。そして、Ｄ_ｖｖ（ｔ＋Δｔ）≦Ｄ_{ｖｖ＿ｔｈ}の関係が成立する場合、相対位置算出部３０３は、ドライバ通知許容範囲内であると判定し（ステップＳ０３８でＹｅｓ）、処理をステップＳ０３７に移行する。一方で、Ｄ_ｖｖ（ｔ＋Δｔ）≦Ｄ_{ｖｖ＿ｔｈ}の関係が成立しない場合、相対位置算出部３０３は、ドライバ通知許容範囲内ではないと判定し（ステップＳ０３８でＮｏ）、処理をステップＳ０３９に移行する。なお、ステップＳ０３９では、データフレームに含まれるメッセージをドライバに通知するタイミングが遅いため、通信情報解析部３０２は、データフレームを破棄し、処理をステップＳ００１に戻す。

ステップＳ０３７では、出力処理部３０４は、データフレームに含まれる所定のメッセージを車載ディスプレイや車載スピーカから出力するための画面情報や音声情報を生成および出力する。具体的には、通信情報解析部３０２は、暗号化されたメッセージ情報を復号してデータフレームから抽出し、これを出力処理部３０４に受け渡す。また、出力処理部３０４は、メッセージの内容を表示するための画面情報（例えば、「近づいてくる車両があります」、「合流する車両があります」といった注意喚起のための警告画面など）を生成し、車載ディスプレイに表示する。また、出力処理部３０４は、これらのメッセージを音声でユーザに伝えるための音声情報を生成し、これを車載スピーカに出力する。また、出力処理部３０４は、これらの処理を行うと、処理をステップＳ００１に戻す。

また、前述のステップＳ０３２でＮｏと判定した場合に移行するステップＳ０４０では、通信情報解析部３０２は、データフレームから抽出した道路識別情報を用いて道路ネットワーク情報を検索し、処理をステップＳ０４１に移行する。

次に、通信情報解析部３０２は、相手車両の走行している道路が、自車の走行している道路から分岐する道路または自車の走行している道路と交差または合流する道路あるいは自車の走行する予定の推奨経路上の道路であるか否かを判定する（ステップＳ０４１）。具体的には、通信情報解析部３０２は、相手車両が走行している道路の道路識別番号と、自車の走行している道路から分岐、交差または合流する道路の道路識別番号とが一致するか否かを判定する。また、経路探索により自車が走行する予定の推奨経路が探索されている場合、通信情報解析部３０２は、推奨経路上にある道路の道路識別番号と、相手車両が走行している道路の道路識別番号とが一致するか否かを判定する。

そして、相手車両の走行している道路が自車の走行している道路から分岐、交差または合流する道路ではないと判定した場合（ステップＳ０４１でＮｏ）、受信した電波は自車と関係のない道路を走行する他の車両から送信された電波であるため、通信情報解析部３０２は、データフレームを破棄し（ステップＳ０４２）、処理をステップＳ００１に戻す。一方で、相手車両の走行している道路が自車の走行している道路から分岐、交差または合流する道路であると判定した場合（ステップＳ０４１でＹｅｓ）、通信情報解析部３０２は、処理をステップＳ０３３に移行する。なお、ステップＳ０３３以降の処理は、前述と同様であるため、説明を省略する。

以上、車両間通信における処理Ｂについて説明した。

図８は、車両用通信装置１００で実行される情報送信処理の一例を示したフロー図である。情報送信処理は、車両用通信装置１００の起動と共に開始され、定期的（例えば、１秒ごと）に実行される。

情報送信処理が開始されると、車両用通信装置１００の送信情報生成部３０５は、他の車両の車載ディスプレイや車載スピーカから出力されるメッセージを生成する（ステップＳ０５１）。具体的には、送信情報生成部３０５は、ＧＰＳ受信装置１０４から取得した位置情報と、角速度センサ１０８から取得した角速度情報に基づき算出された走行方向と、車速センサから取得した車速パルスに基づき算出された車速とを取得する。

また、送信情報生成部３０５は、ＥＣＵの接続インターフェイス１１０を介して右折ウィンカーまたは左折ウィンカーのＯＮを示すウィンカー信号、ハザードランプのＯＮを示すハザード信号、サイドブレーキのＯＮ信号を示すハザード信号など所定の車両情報を取得する。

また、送信情報生成部３０５は、例えば、走行位置、走行方向および車速を取得すると、「近づいて来る車両があります」、「合流する車両があります」といったメッセージを生成する。また、例えば、ウィンカー信号を取得すると、送信情報生成部３０５は、「右折（または左折）する車両があります」といったメッセージを生成する。また、ハザード信号あるいはサイドブレーキ信号を取得すると、送信情報生成部３０５は、「停車している車両があります」といったメッセージを生成する。なお、これらのメッセージは、各車両情報に対応付けて予め記憶部３１０に格納され、送信情報生成部３０５により車両情報に応じて所定のメッセージが選択されても良い。

これらのメッセージは、当該車両に関係のある道路を走行しており、かつ、ドライバ通知許容範囲内にある他の車両に対して注意喚起を行うためのメッセージであるため、車両情報に基づいて予め予想される注意喚起事項を示す所定のメッセージを送信側車両において生成している。

次に、送信情報生成部３０５は、生成したメッセージを暗号化し、データフレームに格納する（ステップＳ０５２）。

次に、送信情報生成部３０５は、マップマッチングにより特定した走行中の道路の道路識別情報を道路ネットワーク情報から取得し、これをデータフレームに格納する（ステップＳ０５３）。また、車載のナビゲーション装置により推奨経路が探索されている場合、送信情報生成部３０５は、走行予定の推奨経路上にある道路の道路識別情報（道路識別番号）を道路ネットワーク情報から取得し、これらをデータフレームに格納する。

次に、送信情報生成部３０５は、電波の送信元が車両であることを示す所定の送信元識別情報をデータフレームに格納する（ステップＳ０５４）。

次に、送信情報生成部３０５は、ＧＰＳ受信装置１０４から取得した時刻をデータフレームの生成時刻として刻印し、データフレームを変調して他の車両に送信する（ステップＳ０５５）。

以上、車両用通信装置１００で実行される情報送信処理について説明した。

図９は、路側機２００で実行される情報送信処理の一例を示したフロー図である。情報送信処理は、路側機２００の起動と共に開始され、定期的（例えば、１秒ごと）に実行される。

情報送信処理が開始されると、路側機２００の送信情報生成部４００は、路側機２００が設置されている交差点などの分岐点あるいは設置されている道路を走行する車両の車載ディスプレイや車載スピーカから出力されるメッセージを生成する（ステップＳ０６１）。具体的には、送信情報生成部４００は、渋滞情報や事故情報あるいは信号機情報などを交通管制局通信サーバから取得する。また、送信情報生成部４００は、天気情報などの気象情報を気象管制局通信サーバから取得する。また、送信情報生成部４００は、取得したこれらの情報をメッセージとしてデータフレームに格納する。

次に、送信情報生成部４００は、生成したメッセージを暗号化し、データフレームに格納する（ステップＳ０６２）。

次に、送信情報生成部４００は、ＧＰＳ受信装置２０４または情報通信部４０２を介して交通管制局通信サーバから取得した位置情報に基づいて道路ネットワーク情報から抽出した道路識別情報（路側機２００が設置されている分岐点の分岐点構成情報に含まれるノード識別番号、分岐する道路数、分岐先道路（分岐点に接続されている道路）の道路識別番号、分岐先道路の道路種別、分岐先道路の方向および道路長、または、設置されている道路の道路構成情報に含まれる道路識別番号）をデータフレームに格納する（ステップＳ０６３）。

また、送信情報生成部４００は、電波の送信元が路側機２００であることを示す所定の送信元識別情報をデータフレームに格納する（ステップＳ０６４）。

また、送信情報生成部４００は、ＧＰＳ受信装置２０４から取得した時刻をデータフレームの生成時刻として刻印する。また、送信情報生成部４００は、これらの情報を格納したデータフレームを変調して車両に向けて送信する（ステップＳ０６５）。

以上、路側機２００で実行される情報送信処理について説明した。

このような車両用通信装置１００によれば、自車両に関係する情報のみを適切に取得してユーザに提供することができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、これら以外にも様々な実施形態および変形例が含まれる。例えば、車両ではメッセージを生成せず、ＧＰＳ受信装置１０４から取得した位置情報と、角速度センサ１０８から取得した角速度情報に基づき算出された走行方向と、車速センサから取得した車速パルスに基づき算出された車速と、ＥＣＵの接続インターフェイス１１０を介して取得したウィンカー信号、ハザード信号、ハザード信号とを含む車両情報をデータフレームに格納し、これを他の車両に向けて送信する。そして、このデータフレームを含む電波を受信した車両において、かかるデータフレームが自車と関係のある情報であると判定した場合、車両側でドライバに注意を喚起するための表示情報や音声情報を生成するようにしても良い。

このようにすることで、電波を受信した車両側でどのような注意が必要なのかをより細かく分析することができ、分析結果に応じて危険回避のための車両制御を行うことができる。

また、前述の実施形態では、ドライバに注意を喚起するための画像情報や音声情報を生成したが、本発明はこれに限られず、例えば、ハンドルやシートを振動させる制御を行っても良い。

このようにすることで、ドライバは、他の車両が急接近していることなどをより強く意識して危険に注意を払うことができる。

また、車両は、記憶部３１０に格納する所定情報を通信部３２０を介して外部装置から取得するようにしても良い。同様に、路側機２００は、情報格納部４０１に格納する所定情報を情報通信部４０２を介して外部装置から取得するようにしても良い。

また、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、これら以外にも様々な実施形態および変形例が含まれる。例えば、上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態や変形例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部および処理手段などは、それらの一部または全部を、プロセッサが各々の機能を実現するプログラムにより実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＤＶＤなどの記録媒体に置くことができる。なお、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。

１００・・・車両用通信装置、１０１・・・中央演算処理装置、
１０２・・・マイクロ波帯用無線トランシーバ、１０３・・・超短波帯用無線トランシーバ、
１０４・・・ＧＰＳ受信装置、
１０５・・・メッセージセット／暗号化コードストレージデバイス、
１０６・・・地図情報ストレージデバイス、１０７・・・演算用メモリ、
１０８・・・角速度センサ、１０９・・・加速度センサ、
１１０・・・接続インターフェイス、２００・・・路側機、２０１・・・中央演算処理装置、
２０２・・・マイクロ波帯用無線トランシーバ、２０３・・・超短波帯用無線トランシーバ、
２０４・・・ＧＰＳ受信装置、
２０５・・・メッセージセット／暗号化コードストレージデバイス、
２０６・・・地図情報ストレージデバイス、２０７・・・演算用メモリ、
２０８・・・通信インターフェイス、３００・・・制御部、３０１・・・自車位置検出部、
３０２・・・通信情報解析部、３０３・・・相対位置算出部、３０４・・・出力処理部、
３０５・・・送信情報生成部、３１０・・・記憶部、３２０・・・通信部、
４００・・・送信情報生成部、４０１・・・情報格納部、４０２・・・情報通信部

Claims (15)

1. 車両位置を検出する自車位置検出部と、
   走行中の道路を識別する道路識別情報と所定のメッセージとを含む送信情報を生成する送信情報生成部と、
   前記送信情報を送信する通信部と、
   を備える
   ことを特徴とする車両用通信装置。
2. 請求項１に記載の車両用通信装置であって、
   前記送信情報生成部は、
   走行中の道路を識別する道路識別情報と、走行予定の推奨経路上にある道路を識別する道路識別情報と、所定のメッセージとを含む前記送信情報を生成する
   ことを特徴とする車両用通信装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用通信装置であって、
   前記道路識別情報は、
   走行中の道路を識別する道路識別番号である
   ことを特徴とする車両用通信装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用通信装置であって、
   前記送信情報生成部は、
   推奨経路を探索するナビゲーション装置から前記走行予定の推奨経路上にある道路の道路識別情報を取得する
   ことを特徴とする車両用通信装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用通信装置であって、
   前記メッセージは、
   前記送信情報を取得した車両で出力される注意喚起情報である
   ことを特徴とする車両用通信装置。
6. 車両位置を検出し、自車が走行中の道路を識別する道路識別情報を取得する自車位置検出部と、
   道路を識別する道路識別情報を含む所定情報を取得する通信部と、
   前記所定情報を解析する通信情報解析部と、を備え、
   前記通信情報解析部は、
   前記所定情報に含まれる前記道路識別情報に自車が走行する道路の前記道路識別情報が含まれる場合、前記所定情報に対して所定の処理を実行する
   ことを特徴とする車両用通信装置。
7. 請求項６に記載の車両用通信装置であって、
   前記自車位置検出部は、
   自車が走行中の道路を識別する前記道路識別情報と、自車が走行予定の推奨経路上にある道路を識別する道路識別情報とを取得し、
   前記通信情報解析部は、
   前記所定情報に含まれる前記道路識別情報に自車が走行する道路の前記道路識別情報または自車が走行予定の推奨経路上にある道路の前記道路識別情報が含まれる場合、前記所定情報に対して所定の処理を実行する
   ことを特徴とする車両用通信装置。
8. 請求項７に記載の車両用通信装置であって、
   前記通信情報解析部は、
   前記所定情報に含まれる前記道路識別情報に自車が走行する道路の前記道路識別情報または自車が走行予定の推奨経路上にある道路の前記道路識別情報が含まれない場合、前記所定情報に対して所定の処理を実行しない
   ことを特徴とする車両用通信装置。
9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載の車両用通信装置であって、
   前記所定情報は、暗号化された所定のメッセージを有し、
   前記所定の処理は、
   前記メッセージの復号処理である
   ことを特徴とする車両用通信装置。
10. 請求項６〜９のいずれか一項に記載の車両用通信装置であって、
    前記道路識別情報は、
    道路を識別する識別番号である
    ことを特徴とする車両用通信装置。
11. 請求項９に記載の車両用通信装置であって、
    自車と前記所定情報の送信元との相対位置を算出する相対位置算出部と、
    前記メッセージの内容を出力する出力情報を生成する出力処理部と、を備え、
    前記出力処理部は、
    所定の時間内に自車と前記送信元との距離が近づいている場合、前記メッセージを出力する
    ことを特徴とする車両用通信装置。
12. 請求項９に記載の車両用通信装置であって、
    前記出力処理部は、
    自車と前記送信元との距離が所定以上離れている場合、前記メッセージを出力しない
    ことを特徴とする車両用通信装置。
13. 設置された分岐点に関する分岐点構成情報または設置された道路に関する道路構成情報と、当該分岐点または当該道路に関するメッセージとを含む送信情報を生成する送信情報生成部と、
    前記送信情報を送信する情報通信部と、を備える
    ことを特徴とする路側機。
14. 車両用通信装置が行う情報送信方法であって、
    前記車両用通信装置は、
    車両位置を検出する自車位置検出ステップと、
    走行中の道路を識別する道路識別情報と所定のメッセージとを含む送信情報を生成する送信情報生成ステップと、
    前記送信情報を送信する通信ステップと、を行う
    ことを特徴とする情報送信方法。
15. 車両用通信装置が行う情報受信方法であって、
    前記車両用通信装置は、
    車両位置を検出し、自車が走行中の道路を識別する道路識別情報を取得する自車位置検出ステップと、
    道路を識別する道路識別情報を含む所定情報を取得する通信ステップと、
    前記所定情報を解析する通信情報解析ステップと、を行い、
    前記通信情報解析ステップでは、
    前記所定情報に含まれる前記道路識別情報に自車が走行する道路の前記道路識別情報が含まれる場合、前記所定情報に対して所定の処理を実行する
    ことを特徴とする情報受信方法。

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