JP3550764B2

JP3550764B2 - 光学式車載通信装置

Info

Publication number: JP3550764B2
Application number: JP28841094A
Authority: JP
Inventors: 修十鳥; 敬二加藤; 智久矢藤; 浩二加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JPH08149081A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車載通信装置に係わり、特に、道路上に設置された光学式車両感知器と双方向通信を行う光学式車載通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、道路上を走行する車両の個々の動きを正確に把握して、車両を運転する運転者に対してリアルタイムに迂回、誘導等の交通情報を提供するとともに、旅客、物流等の輸送の効率化を進めて、交通の流れを積極的に管理する新交通管制システムが提案されている。この新交通管制システムを構築するために光学式車両感知器が実用化しつつある。例えば、特開平５−３１２９４９号公報および特開平６−９６３８７号公報において、走行車両の存在を検出する機能を有するとともに、走行車両のＩＤが収集でき、かつ走行車両に対して交通情報等を送信できる光学式車両感知器が提案されている。
【０００３】
図３は、この種の光学式車両感知器を用いた双方向通信システムの構成例を示す図である。図３において、道路Ａ上に光学式車両感知器制御部２１０と光学式車両感知器投受光部２４０とからなる光学式車両感知器が設置されている。光学式車両感知器制御部２１０は、道路Ａ上に設置された支柱２２０に取り付けられている。また、光学式車両感知器投受光部２４０は、支柱２２０の上部（例えば、地上高５．５ｍの位置）に支持され支柱２２０より車線中央部まで張り出したアーム２３０の中間部に取り付けられている。
【０００４】
光学式車両感知器投受光部２４０は道路Ａ上に光信号を投光する。この投光された光信号は、通行する車両台数を計測するための車両感知エリアＸと光学式車載通信装置１１０と通信するための通信エリア（投光エリア）Ｙとを形成する。通信エリア（投光エリア）Ｙ内には、このエリアＹに進入した車両１００に搭載された光学式車載通信装置１１０が光学式車両感知器投受光部２４０に向けて送信する送信エリアＺが存在する。ここで、図３に示されるように、光学式車載通信装置１１０を搭載した車両１００が通信エリア（投光エリア）Ｙに進入すると、光学式車載通信装置１１０は車両１００の情報、例えば、車種、車番等の車両ＩＤや目的地等の情報からなる数十〜数百バイトのデータを伝送速度６４ｋｂｐｓでアップリンクデータとして送信する。
【０００５】
一方、光学式車両感知器投受光部２４０は、このアップリンクデータを受信すると、このデータを光学式車両感知器制御部２１０に伝送する。光学式車両感知器制御部２１０がアップリンクデータを受信すると、アップリンクデータに対応した、例えば、道路交通情報、規制情報、ルートガイダンス情報等の情報からなる数ｋバイトのデータを伝送速度１０２４ｋｂｐｓでダウンリンクデータとして光学式車両感知器投受光部２４０を介して光学式車載通信装置１１０に送信する。
【０００６】
光学式車載通信装置１１０は、この受信したダウンリンクデータが先に送信したアップリンクデータに対応した情報であるか否かの判定を行い、正常の場合は、即ち、アップリンクデータに対応した情報を受信した場合は、車両１００に搭載されたナビゲーション装置に受信したダウンリンクデータを伝送して双方向通信は完了したこととなる。異常の場合は、即ち、アップリンクデータに対応した情報を受信できなかった場合は、再度、アップリンクデータを送信し、以上の交信を繰り返すこととなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように構成した光学式車載通信装置１１０においては、光学式車両感知器投受光部２４０からの投光強度が強かった場合（受光信号が図４（ａ）の点線の場合）に、あるいは、光学式車載通信装置のレベル検出器の設定レベルが低く設定されている場合（キャリア検出レベルが図４（ａ）の一点鎖線の場合）に、車両１００が図３のＱ点に達したときに図４（ｃ）に示されるように、異常なキャリア検出信号（ＣＤ′）となり、アップリンクデータを通信エリア端Ｒより手前のＱ点で送信することとなる。この場合、光学式車両感知器投受光部２４０は、この通信エリア端Ｒより手前のＱ点で送信されたアップリンクデータを受信することができない。
【０００８】
その結果、光学式車両感知器投受光部２４０は、ダウンリンクデータを送信することができなく、車両１００が、低速で走行したりあるいは停車した場合には、光学式車載通信装置１１０はアップリンクデータを長時間に亘って繰り返して送信することとなる。そのため、光学式車載通信装置１１０の発光体であるＬＥＤ素子の寿命が短くなるという問題を生じる。また、長時間に亘ってアップリンクデータの送信を繰り返すと、このアップリンクデータは隣接車線を走行する車両に対しては妨害信号になるという問題を生じる。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、アップリンクデータの連続送信を防止した光学式車載通信装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両に搭載され、道路上に設置された光学式車両感知器から投光された光信号を受光して各種の交通情報を受信する光学式車載通信装置であって、本発明の構成上の第１の特徴は、光学式車両感知器から投光された光信号を受光してこの受光した受信データをデータ処理手段に送出する受信手段と、データ処理手段からの送信指令に基づき光学式車両感知器に送信データを送信する送信手段とを備えており、受信データに基づき送信手段に送信指令を送出して、送信手段が送信データを送信した後、送信データに対応するデータを受信しなかった場合に、車両に搭載され、当該車両の移動距離を検出する距離検出手段からの検出値が第１の所定値に達するまでは送信手段に送信指令を送出しないように前記データ処理手段を構成したことにある。
【００１０】
また、本発明の構成上の第２の特徴は、上述のデータ処理手段に、送信手段によりデータを送信した後、送信データに対応するデータを受信すると受信をロックする受信ロック手段と、この受信ロック手段により受信をロックした後、距離検出手段からの検出値が第２の所定値に達すると受信ロック手段による受信ロックを解除する受信ロック解除手段とを付加したことにある。
【００１１】
さらに、本発明の構成上の第３の特徴は、上述のデータ処理手段は、車両が光学式車両感知器から投光された光信号を受光できる通信エリアに到達したか否かを判定するとともに、通信エリアに到達した場合に送信手段に送信指令を送出する通信エリア判定手段と、通信エリア判定手段からの送信指令に基づき送信手段が送信した送信データに対応するデータを受信手段が受信したか否かを判定するとともに、受信手段が受信したデータが送信データに対応するデータである場合は受信ロック手段に受信ロック指令を送出する通信完了判定手段と、この通信完了判定手段が受信したデータが送信データに対応しない別のデータであると判定した場合は距離検出手段からの検出値が第１の所定値に達したか否かを判定するとともに、この検出値が第１の所定値に達した場合に送信手段に送信指令を送出する第１の距離判定手段と、受信ロック手段により受信をロックした後、距離検出手段からの検出値が第２の所定値に達したか否かを判定するとともに、この検出値が第２の所定値に達した場合に受信ロック解除手段に受信ロック解除指令を送出する第２の距離判定手段とを備えたことにある。
【００１２】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した本発明においては、車両に搭載された距離センサからの距離信号に基づいて光学式車載通信装置から送信するアップリンクデータの送信タイミングを制御するので、アップリンクデータに対応したダウンリンクデータを受信できなくても光学式車載通信装置は連続してアップリンクデータを送信することがなくなる。
また、一旦、双方向通信が完結すると、当該車両が一定距離走行しないと光学式車載通信装置は再受信できないように受信をロックさせるため、正規の光学式車両感知器投受光部以外の光学式車両感知器投受光部から投光された光信号や外来光ノイズ等の光信号による光学式車載通信装置の誤動作も防止できるようになるという格別の効果を生じる。
さらに、光学式車載通信装置は連続してアップリンクデータを送信することがなくなるので、光学式車載通信装置の発光体であるＬＥＤ素子の寿命が長寿命になるとともに隣接車線を走行する車両に対する妨害を低減させることができるようになるという格別の効果を生じる。
【００１３】
【実施例】
ついで、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。図１は本発明の光学式車両感知器を用いた双方向通信システムの車両に搭載された光学式車載通信装置の一実施例の全体構成を示す図である。
図１において、光学式車載通信装置１１０は、光学式車両感知器投受光部（図３参照）から投光された光信号を受光して、この受光した光信号を電気信号に変換する受光部１１１と、この受光部１１１にて変換された電気信号を増幅する増幅部１１２と、増幅された電気信号をＡＭ変調して送信時のスプリットフェーズ符号（あるいはマンチェスター符号、バイフェーズ符号ともいう）に復調するデータ復調部１１３と、この復調されたスプリットフェーズ符号から安定したクロック信号（ＣＫ）を再生し、この再生されたクロック信号（ＣＫ）を処理部１２０に出力するクロック再生部１１５とを備えている。
【００１４】
また、光学式車載通信装置１１０は、データ復調部１１３により復調されたスプリットフェーズ符号を、クロック再生部１１５により再生されたクロック信号（ＣＫ）にてサンプリングしてＮＲＺ符号に変換して受信データ信号（ＲＤ）として処理部１２０に出力する符号変換部１１４と、増幅部１１２により増幅されて投光レベルに対応したレベルにされた受光信号のレベルと、所定のレベルに設定されたキャリア検出レベルとを比較して、受光信号のレベルが設定されたキャリア検出レベル以上となったときキャリア検出信号（ＣＤ）（図４参照）を処理部１２０に送出するレベル検出部１１６とを備えている。
【００１５】
さらに、光学式車載通信装置１１０は、アップリンクデータである送信データ信号（ＳＤ）を処理部１２０から入力され、この送信データ信号（ＳＤ）を投光部１１８に出力して、送信データ信号（ＳＤ）を光信号に変換する投光部１１８の発光素子であるＬＥＤを駆動する駆動回路１１７と、この駆動回路１１７により駆動される発光素子であるＬＥＤを備えた投光部１１８と、距離センサ１３０より出力された検出信号の波形を整形して距離信号（ＳＰ）を処理部に出力する波形整形部１１９とを備えている。なお、発光素子であるＬＥＤとしては、８５０ｎｍまたは９５０ｎｍの波長の近赤外光を発光する素子を用いる。
【００１６】
処理部１２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータにより構成されており、符号変換部１１４より出力された受信データ信号（ＲＤ）と、クロック再生部１１５より出力されたクロック信号（ＣＫ）と、レベル検出部１１６より出力されたキャリヤ検出信号（ＣＤ）と、波形整形部１１９より出力された距離信号（ＳＰ）とが入力されて各種のデータ処理を行い、送信データ信号（ＳＤ）を駆動回路１１７に出力する。このデータ処理のプログラムはＲＯＭに予め記憶さている。
図２は、処理部１２０のデータ処理のプログラムを実行するフローチャートである。図２のステップ３００において、この処理プログラムの実行を開始する。
【００１７】
ついで、ステップ３０２に進み、このステップ３０２において、レベル検出部１１６よりキャリヤ検出信号（ＣＤ）（図４（ｂ）参照）が出力されたか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定された場合は、即ち、受光部１１１で受光した受光信号のレベルが設定されたキャリア検出レベル以上となって光学式車両感知器投受光部２４０（図３参照）に対して通信可能になったと判定された場合は、次のステップ３０４に進む。ステップ３０２において、「ＮＯ」と判定された場合は、即ち、受光部１１１で受光した受光信号のレベルが設定されたキャリア検出レベルより低い場合は、当該車両は送信エリアＺ（図３参照）に到達していないので、以上の処理を繰り返す。
【００１８】
ステップ３０４に進むと、このステップ３０４において、送信データ信号（ＳＤ）を駆動回路部１１７に送出し、この駆動回路部１１７によって投光部１１８のＬＥＤが駆動されて、アップリンクデータとして光学式車両感知器投受光部２４０（図３参照）に向けて光信号を送信する。
【００１９】
送信データ信号（ＳＤ）を送信すると、ステップ３０６に進み、ステップ３０４において送信データ信号（ＳＤ）を送信した後、所定時間（例えば数ｍｓ）後に、光学式車両感知器投受光部２４０（図３参照）から送信されて受信した信号のダウンリンクデータであるか否かを判定する。即ち、受光部１１１が受光して受信データ信号（ＲＤ）とされた信号は、送信データ信号（ＳＤ）に対応するデータ信号であるか否かを判定する。
【００２０】
このステップ３０６の判定において「ＮＯ」と判定されると、即ち、無応答であったりあるいは受信データ信号（ＲＤ）のデータが不完全であって、受信データ信号（ＲＤ）は送信データ信号（ＳＤ）に対応するデータ信号でない場合は、ステップ３０８に進む。ステップ３０８においては、上述のステップ３０２と同様な処理を行う。
【００２１】
ステップ３０８において、レベル検出部１１６よりキャリヤ検出信号（ＣＤ）（図４（ｂ）参照）が出力されたか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定された場合は、即ち、受光部１１１で受光した受光信号のレベルが設定されたキャリア検出レベル以上となって光学式車両感知器投受光部２４０（図３参照）に対して通信可能になったと判定された場合は、次のステップ３１０に進む。ステップ３０８において、「ＮＯ」と判定された場合は、即ち、受光部１１１で受光した受光信号のレベルが設定されたキャリア検出レベルより低い場合は、当該車両は送信エリアＺ（図３参照）に到達していないので、ステップ３０２に戻り、上述のステップ３０２〜ステップ３０８の処理を繰り返す。
【００２２】
ステップ３１０に進むと、このステップ３１０において、距離センサ１３０より出力され波形整形部１１９において波形整形された距離信号（ＳＰ）に基づいて、車両１００が所定の距離Ｌ_１（例えば０．２〜０．４ｍ）を走行したか否かの判定を行う。ステップ３１０において「ＹＥＳ」と判定された場合、即ち、車両１００が所定の距離Ｌ_１（例えば０．２〜０．４ｍ）を走行した場合は次のステップ３０４に進み、ステップ３１０において「ＮＯ」と判定された場合は、車両１００が所定の距離Ｌ_１（例えば０．２〜０．４ｍ）を走行するまでこの処理を繰り返す。このように、車両１００が所定の距離Ｌ_１（例えば０．２〜０．４ｍ）を走行するまでは、次のステップ３０４に進むことができないこととなるので、投光部１１８より無駄な送信をすることがなくなる。
【００２３】
一方、上述のステップ３０６の判定において「ＹＥＳ」と判定されると、即ち、受信データ信号（ＲＤ）が送信データ信号（ＳＤ）に対応するデータ信号である場合は、双方向通信が完了したものとする。
【００２４】
双方向通信が完了すると、次のステップ３１２に進み、これ以後に受信した受信データ信号（ＲＤ）が処理部１２０に入力されても、受信データ信号（ＲＤ）の処理操作を無効とする受信ロックを行う。ついで、ステップ３１４に進み、受信データ信号（ＲＤ）をナビゲーション装置１４０に伝送する。ついで、次のステップ３１６に進み、距離センサ１３０より出力され波形整形部１１９において波形整形された距離信号（ＳＰ）に基づいて、ナビゲーション装置１４０に受信データ信号（ＲＤ）を伝送した後、車両１００が所定の距離Ｌ_２（例えば２０〜３０ｍ）を走行したか否かの判定を行う。
【００２５】
この理由は、例えば図５に示されるように、Ｂ_１車線、Ｂ_２車線、Ｂ_３車線、Ｂ_４車線およびＢ_５車線というように、多くの車線を有する道路Ｂにおいて、これらの車線の上部に複数の光学式車両感知器が設置されたアームＣ_１、Ｃ_２等が道路Ｂに沿って所定間隔Ｌ_３（例えば２０〜３０ｍ）毎に設置されている場合、車両２００がＢ_３車線とＢ_４車線とを跨いで走行すると、車両２００に搭載された光学式車載通信装置（図示せず）は、通信エリアαと通信エリアβとの２箇所で通信することとなる。このとき、通信エリアαにおいて受信したダウンリンクデータが直進に関するデータであり、通信エリアβにおいて受信したダウンリンクデータが右折に関するデータであった場合に、ナビゲーション装置よりこのデータを入手した運転者が混乱する不具合を回避するためである。
【００２６】
ステップ３１６において「ＹＥＳ」と判定された場合、即ち、車両１００が所定の距離Ｌ_２（例えば２０〜３０ｍ）を走行した場合は次のステップ３１８に進み、ステップ３１６において「ＮＯ」と判定された場合は、車両１００が所定の距離Ｌ_２（例えば２０〜３０ｍ）を走行するまでこの処理を繰り返す。ついで、ステップ３１８において、ステップ３１２にて実行した受信ロックを解除し、上述のステップ３０２〜ステップ３１８までの処理を繰り返す。
【００２７】
以上のように構成した本実施例においては、車両１００に搭載された距離センサ１３０からの距離信号（ＳＰ）に基づいて光学式車載通信装置１１０から送信するアップリンクデータの送信タイミングを制御するので、換言すると、距離センサ１３０からの距離信号（ＳＰ）に基づいて、車両１００が所定の距離Ｌ_１（例えば０．２〜０．４ｍ）を走行するまでは、ダウンリンクデータを受信しなくても光学式車載通信装置１１０は連続してアップリンクデータを送信することがなくなる。
【００２８】
また、一旦、双方向通信が完結すると、当該車両１００が一定距離Ｌ_２（例えば２０〜３０ｍ）を走行しないと光学式車載通信装置１１０は再受信できないように受信をロックさせるため、正規の光学式車両感知器投受光部２４０以外の光学式車両感知器投受光部から投光された光信号や外来光ノイズ等の光信号による光学式車載通信装置１１０の誤動作も防止できるようになるという格別の効果を生じる。
【００２９】
さらに、光学式車載通信装置１１０は連続してアップリンクデータを送信することがなくなるので、光学式車載通信装置１１０の投光部１１８の発光体であるＬＥＤ素子の寿命が長寿命になるとともに隣接車線を走行する車両に対する妨害を低減させることができるようになるという格別の効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学式車載通信装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光学式車載通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】光学式車両感知器を用いた双方向通信システムの構成例を示す図である。
【図４】光学式車載通信装置の受信位置と光学式車載通信装置の受光レベルとの関係および光学式車載通信装置の受信位置と光学式車載通信装置のキャリア検出レベルとの関係（ａ）、正常なキャリア検出信号（ｂ）、異常なキャリア検出信号（ｃ）を示す図である。
【図５】図３の光学式車両感知器が多車線の道路上に所定の間隔をおいて設置された例を示す図である。
【符号の説明】
１１０…光学式車載通信装置、１２０…処理部（データ処理手段）、１３０…距離センサ（距離検出手段）、１４０…ナビゲーション装置

Claims

車両に搭載され、道路上に設置された光学式車両感知器から投光された光信号を受光して各種の交通情報を受信する光学式車載通信装置であって、
前記光学式車両感知器から投光された光信号を受光してこの受光した受信データをデータ処理手段に送出する受信手段と、
前記データ処理手段からの送信指令に基づき前記光学式車両感知器に送信データを送信する送信手段とを備え、
前記受信データに基づき前記送信手段に送信指令を送出して、前記送信手段が送信データを送信した後、前記送信データに対応するデータを受信しなかった場合に、前記車両に搭載され、当該車両の移動距離を検出する距離検出手段からの検出値が第１の所定値に達するまでは前記送信手段に送信指令を送出しないように前記データ処理手段を構成したことを特徴とする光学式車載通信装置。
前記データ処理手段に、
前記送信手段によりデータを送信した後、送信データに対応するデータを受信すると受信をロックする受信ロック手段と、
前記受信ロック手段により受信をロックした後、前記距離検出手段からの検出値が第２の所定値に達すると前記受信ロック手段による受信ロックを解除する受信ロック解除手段と、
を付加したことを特徴とする請求項１に記載の光学式車載通信装置。
前記データ処理手段は、
前記車両が前記光学式車両感知器から投光された光信号を受光できる通信エリアに到達したか否かを判定するとともに、前記通信エリアに到達した場合に前記送信手段に送信指令を送出する通信エリア判定手段と、
前記通信エリア判定手段からの送信指令に基づき前記送信手段が送信した送信データに対応するデータを前記受信手段が受信したか否かを判定するとともに、前記受信手段が受信したデータが送信データに対応するデータである場合は前記受信ロック手段に受信ロック指令を送出する通信完了判定手段と、
前記通信完了判定手段が前記受信手段が受信したデータは送信データに対応しない別のデータであると判定した場合は前記距離検出手段からの検出値が第１の所定値に達したか否かを判定するとともに、前記検出値が第１の所定値に達した場合に前記送信手段に送信指令を送出する第１の距離判定手段と、
前記受信ロック手段により受信をロックした後、前記距離検出手段からの検出値が第２の所定値に達したか否かを判定するとともに、前記検出値が第２の所定値に達した場合に前記受信ロック解除手段に受信ロック解除指令を送出する第２の距離判定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光学式車載通信装置。