JP3421150B2 - 車両間通信方法 - Google Patents

車両間通信方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、道路上を隊列をなして
走行している車両相互間で通信を行うための車両間通信
に関わり、特に各車両の走行状況に関する情報(自車両
の動態情報を含む)を交換して、車間距離や走行速度な
どを最適化し、円滑かつスムーズに車両を走行させるた
めの車両間通信システムを用いた車両間通信方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の車両相互間の通信システ
ム、すなわち車両間通信システムにおいては、一般的な
通信のように地上局からの同期信号に依存することがで
きないため、複数台の車両によって形成される隊列内で
独自に同期系を設定する必要があった。そこで、従来シ
ステムの場合は、特に隊列内での通信の同期確立を図る
べく、隊列全体にわたって同期通信を行う方式が採用さ
れている。この方式は、例えば、各々の車両に対して、
自車両の前方車両に対する受信機と後方車両に対する送
信機とをそれぞれ搭載しておく。そして実際の走行時に
は、隊列の先頭車両に常に隊列内での同期信号の主導権
を与えて、これに続く後続車両については、先頭車両の
同期信号に基づいて設定される通信スロットを用いて、
隊列内での配列順序に従い車両間通信を行うものであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の通信システムにおいては、一旦、隊列が形成されて通
信のための同期が確立した段階では効率良く機能するも
のの、隊列内の車両台数が増加すると、隊列全体の同期
確立までにかなりの時間を要することになる。しかも、
同期確立までの過程段階にあっては、別途、同期形成の
ためのアルゴリズムの工夫が必要になり、隊列内での近
接車両間の安全性についても十分に保証できないという
問題があった。また、隊列内での追越し、割り込み等に
よる配列順序の変化や、隊列に対する車両の離合集散に
もフレキシブルに対応できないという問題があった。さ
らに、先頭車両の同期信号に基づいて割り付けられた通
信スロットを用いて隊列内に通信リンクを形成するため
には、各車両に対して隊列内での配列順序を把握させて
おかなければならず、これを、ダイナミックに変動する
隊列中の車両や隊列形成途中の車両に対して把握させる
のはきわめて困難であった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
発明は、道路上を隊列をなして走行している車両相互間
で、自車両の動態情報を含む信号を他車両に伝送するも
ので、各々の車両は、自車両の前方車両に対して送受信
機能を有する第1の通信部と自車両の後方車両に対して
送受信機能を有する第2の通信部とをそれぞれ独立して
備え、前記隊列内の相前後する車両間での同期信号の主
導権を先行車両側に常に与えつつ、車両相互間で通信を
行う車両間通信システムを用いた車両間通信方法であっ
て、自車両の前方車両に対する受信機能を常に受信可能
状態とし、該受信機能にて信号の受信がなされたとき
に、受信信号の同期信号に基づいて設定される通信スロ
ットにおいて該前方車両に対する送信機能を送信状態に
するとともに、自車両の後方車両に対する送信機能を常
に送信状態とし、該送信機能の同期信号に基づいて設定
される通信スロットにおいて該後方車両に対する受信機
能を受信可能状態にするものである。 また、本発明の請
求項2に係る発明は、道路上を隊列をなして走行してい
る車両相互間で、自車両の動態情報を含む信号を他車両
に伝送するもので、各々の車両は、自車両の前方車両に
対して送受信機能を有する第1の通信部と自車両の後方
車両に対して送受信機能を有する第2の通信部とをそれ
ぞれ独立して備え、前記隊列内の相前後する車両間での
同期信号の主導権を後方車両側に常に与えつつ、車両相
互間で通信を行う車両間通信システムを用いた車両間通
信方法であって、自車両の後方車両に対する受信機能を
常に受信可能状態とし、該受信機能にて信号の受信がな
されたときに、受信信号の同期信号に基づいて設定され
る通信スロットにおいて該後方車両に対する送信機能を
送信状態にするとともに、自車両の前方車両に対する送
信機能を常に送信状態とし、該送信機能の同期信号に基
づいて設定される通信スロットにおいて該前方車両に対
する受信機能を受信可能状 態にするものである。
【0005】
【作用】本発明の請求項1に係る車両間通信方法におい
ては、隊列内の相前後する車両間での同期信号の主導権
を先行車両側に常に与えつつ、車両相互間で通信を行う
車両間通信システムを用いた場合に、自車両の前方車両
に対する受信機能を常に受信可能状態とし、該受信機能
にて信号の受信がなされたときに、受信信号の同期信号
に基づいて設定される通信スロットにおいて該前方車両
に対する送信機能を送信状態にするとともに、自車両の
後方車両に対する送信機能を常に送信状態とし、該送信
機能の同期信号に基づいて設定される通信スロットにお
いて該後方車両に対する受信機能を受信可能状態にする
ことにより、自車両と前方車両の間で、それぞれの動態
情報を含む信号が互いに伝達されるとともに、自車両と
後方車両の間で、それぞれの動態情報を含む信号が互い
に伝達される。 また、本発明の請求項2に係る車両間通
信方法においては、隊列内の相前後する車両間での同期
信号の主導権を後方車両側に常に与えつつ、車両相互間
で通信を行う車両間通信システムを用いた場合に、自車
両の後方車両に対する受信機能を常に受信可能状態と
し、該受信機能にて信号の受信がなされたときに、受信
信号の同期信号に基づいて設定される通信スロットにお
いて該後方車両に対する送信機能を送信状態にするとと
もに、自車両の前方車両に対する送信機能を常に送信状
態とし、該送信機能の同期信号に基づいて設定される通
信スロットにおいて該前方車両に対する受信機能を受信
可能状態にすることにより、自車両と後方車両の間で、
それぞれの動態情報を含む信号が互いに伝達されるとと
もに、自車両と前方車両の間で、それぞれの動態情報を
含む信号が互いに伝達される。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明に係わる車両間通
信システムの実施例を示すブロック図であり、これは一
台の車両についてのみ、そのシステム構成を例示したも
のである。図1に示すシステム構成においては、自車両
の前方車両に対して送受信機能を有する第1の通信部1
と、自車両の後方車両に対して送受信機能を有する第2
の通信部2と、自車両の走行駆動源となる各種のアクチ
ュエータ3と、運転者に自車両の動態情報を認識させる
ためのMMI(マン・マシン・インターフェイス)4
と、自車両の動態情報を計測する各種の計測センサ5
と、これら全体を制御する制御部6とを具備している。
また、第1の通信部1は自車両の前方車両に対して送受
信を行うための送信機1a及び受信機1bを、そして第
2の通信部2は自車両の後方車両に対して送受信を行う
ための送信機2a及び受信機2bを、それぞれ独立して
備えている。
【0007】制御部6は、例えばCPU(中央演算処理
装置)等からなるものであって、第1の通信部1及び第
2の通信部2を介して送受信される情報データの作成や
取り込み、さらには車両間通信のための同期信号の作成
や検出等を行う。さらに、制御部6は、自車両の前方又
は後方の近接車両から受信した動態情報に基づいて、例
えば自車両をコントロールするためにアクチュエータ3
に制御信号を与えたり、MMI4に警告信号を与えて運
転者に注意を促したりする動作や、自車両の動態情報を
計測センサ5を介して取り込み、これを他車両への送信
情報に加える動作等を行う。
【0008】このように本実施例の車両間通信システム
では、各々の車両に対し、自車両の前方車両に対して送
受信機能(1a,1b)を有する第1の通信部1と、自
車両の後方車両に対して送受信機能(2a,2b)を有
する第2の通信部2とを、それぞれ独立したかたちで搭
載するようにしている。
【0009】さらに本実施例の車両間通信システムにお
いては、隊列を形成している複数台の車両の中にあっ
て、任意の隊列位置で相前後する二台の車両が独立して
通信できるように、隊列内の相前後する車両間での同期
信号の主導権を、上記二台の車両のうちのいずれか一
方、つまり先行車両と後方車両のうちのいずれか一方、
例えば先行車両側に常に与えつつ、車両相互間の通信を
行うようにしており、以下にその具体的な車両間通信方
法について述べる。
【0010】図2は本発明に係わる車両間通信方法を説
明するタイムチャートである。ここで、図2は隊列内の
任意の位置で相前後する車両間での情報伝達方式を模式
的に示したもので、図中に表示した車両No.のうち、
「No.n」は自車両を示し、「No.n−1」は自車
両nからみた前方車両、「No.n+1」は自車両nか
らみた後方車両をそれぞれ示している。また、各車両N
o.の右横に表示した「前方側(1)」は第1の通信部
1を示し、「後方側(2)」は第2の通信部2を示して
いる。
【0011】先ず、自車両nは前方車両n−1に対する
受信機能、つまり第1の通信部1の受信機1bを常に受
信可能状態(オン状態)として走行している。これに対
して前方車両n−1は、自車に搭載された第2の通信部
2の送信機2aから、図中ハッチングで示す同期信号R
1とともに自車両の動態情報D(n−1)を含む信号を
常に送信している。したがって自車両nは、前方車両n
−1から送信された同期信号R1と動態情報D(n−
1)を含む信号とを受信機1bにて受信し、その受信信
号の同期信号R1に基づいて設定される通信スロットT
1において、受信信号に対する応答信号(ACK)と自
車の動態情報D(n)を含む信号とを前方車両n−1に
向けて返信する。一方、前方車両n−1側では、自身で
送信した同期信号R1に基づいて設定される通信スロッ
トT1に、自車両nから送信された応答信号(ACK)
と動態情報D(n)を含む信号とを収める。これによ
り、自車両nとそれよりも先行する前方車両n−1との
間で、それぞれの動態情報を含む信号が互いに伝達され
ることになる。
【0012】また前方車両n−1との交信とは別個に、
自車両nは後方車両n+1に対する送信機能、つまり第
2の通信部2の送信機2aを常に送信状態として走行し
ている。すなわち、自車両nの送信部2aからは、上記
同期信号R1とは独立した固有の同期信号R2と自車の
動態情報D(n)を含む信号とが後方車両n−1に向け
て常に送信されている。この信号が後方車両n+1によ
って受信されると、その同期信号R2に基づいて設定さ
れる通信スロットT2において、後方車両n+1から
は、受信信号に対する応答信号(ACK)とともに自車
の動態情報D(n+1)を含む信号が返信される。これ
に対して自車両n側では、自身で送信した同期信号R2
に基づいて設定される通信スロットT2において、後方
車両n+1に対する受信機能、つまり第2の通信部2の
受信機2bを受信可能状態(オン状態)とし、後方車両
n+1から送信された応答信号(ACK)と動態情報D
(n+1)を含む信号とを上記通信スロットT2に収め
る。これにより、自車両nとこれに続く後方車両n+1
との間で、それぞれの動態情報を含む信号が互いに伝達
されることになる。以上のような同期系のルールによ
り、同期信号の伝達が次第に隊列全体に拡張されてい
き、ついには隊列内の全てで統一的な同期状態が自動的
に確立されることになる。
【0013】ここで本実施例においては、前方車両n−
1から送信された信号を受信する以前に、自車両nが複
数台の車両動態情報を既に蓄積している場合は、その複
数車両の動態情報に自車の動態情報を付加して前方車両
n−1に返信するようになっている。また、後方車両n
+1から応答信号が返信される以前に、自車両nが複数
台の車両情報を既に蓄積している場合にも、その複数車
両の動態情報に自車の動態情報を付加して後方車両n+
1に送信するようになっている。つまり、各車両の動態
情報は隣接する車両を逐次的に中継して隊列全体に伝達
されるようになっている。このため、任意車両の動態情
報が隊列内の全車両に共有されるまでには、上述した中
継回数分の伝達遅延が生じることになる。しかしながら
車両の動態情報は、隊列走行中の車両の安全性からみれ
ば、近接車両に対してその緊急度が最も高く、遠方車両
に対しては比較的緊急度が低いため、適切な通信ビット
レートに設定する限り、実用上の障害は生じない。
【0014】また、本実施例の場合には、前方車両に対
する交信と後方車両に対する交信とを、それぞれ非同期
で独立に行うようになっているため、車両間通信の通信
媒体として、例えば波長の長い電波を採用すると、周波
数帯域の重複によって信号が互いに干渉(混信)してし
まう虞れがある。その混信対策としては、例えばアマチ
ュア無線のように複数の周波数帯域を利用することも考
えられる。また、空きの周波数があるか否かの検索機能
を別途、追加する対策も考えられる。さらに、より簡易
な混信防止手段としては、双方向の通信を完全に分離す
べく、指向性をもった光(赤外線等)を車両間通信の通
信媒体として採用することも考えられる。
【0015】なお、図2のタイムチャートでは、第1の
通信部1及び第2の通信部2が、それぞれ信号の送受信
を非同時に行う、いわゆる半二重通信方式を用いた場合
を例示したが、本発明のシステム構成では、個々の通信
部1,2が送信機能と受信機能とを独立に備えているた
め、信号の送受信を同時に行う、いわゆる全二重通信方
式を採用することも可能である。この全二重通信方式を
採用すれば、他車両との交信周期が大幅に短縮されるた
め、隊列内での情報伝達速度を一層向上させることがで
きる。
【0016】また、上記実施例においては、隊列内の相
前後する車両間での同期信号の主導権を「常に先行車両
側」に与えるようにしたが、同期信号の主導権について
は「常に後方車両側」に与えるようにしてもよい。その
場合は、自車両の後方車両の対する受信機能、つまり第
2の通信部2の受信機2bを常に受信可能状態(オン状
態)とし、その受信機2bにて信号の受信がなされたと
きに、受信信号の同期信号に基づいて設定される通信ス
ロットにおいて後方車両に対する送信機能、つまり第2
の通信部2の送信機2aを送信状態とする。また、自車
両の前方車両に対する送信機能、つまり第1の通信部1
の送信機1aを常に送信状態とし、その送信機1aの同
期信号に基づいて設定される通信スロットにおいて前方
車両に対する受信機能、つまり第1の通信部1の受信機
1bを受信可能状態(オン状態)とする。これにより、
上記実施例と同様の車両間通信が可能となる。
【0017】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
各々の車両が、自車両の前方車両に対する送受信機能と
自車両の後方車両に対する送受信機能とをそれぞれ独立
して備え、しかも隊列内の相前後する車両間での同期信
号の主導権が先行車両側又は後方車両側に常に与えられ
るため、隊列内で相前後する車両間では、主導権所有車
両側の同期信号を基に設定される通信スロットを用い
て、それぞれ独立した同期系で先行車両や後方車両との
情報通信が可能となり、隊列形成過程における配列順序
の変動や車両の離合集散に対してもフレキシブルに対応
することができる。さらに、相前後する車両間で独自の
同期系をもって交信するため、従来システムのように各
々の車両に隊列内での配列順序を把握させなくとも、隊
列内で通信リンクを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる車両間通信システムの構成を示
すブロック図である。
【図2】本発明に係わる車両間通信方法を説明するタイ
ムチャートである。
【符号の説明】
1 第1の通信部 1a 送信機 1b 受信機 2 第2の通信部 2a 送信機 2b 受信機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 7/24 - 7/26 H04L 7/00 H04L 7/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 道路上を隊列をなして走行している車両
    相互間で、自車両の動態情報を含む信号を他車両に伝送
    するもので、各々の車両は、自車両の前方車両に対して
    送受信機能を有する第1の通信部と自車両の後方車両に
    対して送受信機能を有する第2の通信部とをそれぞれ独
    立して備え、前記隊列内の相前後する車両間での同期信
    号の主導権を先行車両側に常に与えつつ、車両相互間で
    通信を行う車両間通信システムを用いた車両間通信方法
    であって、 自車両の前方車両に対する受信機能を常に受信可能状態
    とし、該受信機能にて信号の受信がなされたときに、受
    信信号の同期信号に基づいて設定される通信スロットに
    おいて該前方車両に対する送信機能を送信状態にすると
    ともに、 自車両の後方車両に対する送信機能を常に送信状態と
    し、該送信機能の同期信号に基づいて設定される通信ス
    ロットにおいて該後方車両に対する受信機能を受信可能
    状態にすることを特徴とする車両間通信方法。
  2. 【請求項2】 道路上を隊列をなして走行している車両
    相互間で、自車両の動態情報を含む信号を他車両に伝送
    するもので、各々の車両は、自車両の前方車両に対して
    送受信機能を有する第1の通信部と自車両の後方車両に
    対して送受信機能を有する第2の通信部とをそれぞれ独
    立して備え、前記隊列内の相前後する車両間での同期信
    号の主導権を後方車両側に常に与えつつ、車両相互間で
    通信を行う車両間通信システムを用いた車両間通信方法
    であって、 自車両の後方車両に対する受信機能を常に受信可能状態
    とし、該受信機能にて信号の受信がなされたときに、受
    信信号の同期信号に基づいて設定される通信スロットに
    おいて該後方車両に対する送信機能を送信状態にすると
    ともに、 自車両の前方車両に対する送信機能を常に送信状態と
    し、該送信機能の同期信号に基づいて設定される通信ス
    ロットにおいて該前方車両に対する受信機能を受信可能
    状態にすることを特徴とする車両間通信方法。
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