JP3783600B2 - 路車間通信システム及び車両側受信機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路上に設置されて車両側に電波信号を送信する路側送信機と、車両に搭載されて路側送信機より送信される電波信号を受信する車両側受信機とで構成される路車間通信システム、及びそのシステムに使用される車両側受信機に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、ＤＳＲＣ(Dedicated Short Range Communication：専用狭帯域通信) などによる路車間通信システムとしては、ＶＩＣＳ(Vehicle Information and Communication System)，ＥＴＣ(Electronic Toll Collection)などのサービスが既に運用されており、更に、将来的にはＡＨＳ(Advanced Cruise-Assist Highway System) のサービス開始が計画されている。これらのサービスは何れも高速道路を主体としたものであり、路上機（路側送信機）は高速道路上を中心に設置されている。
【０００３】
このため、例えば図４に示すように、一般道路１上に高架構造によって高速道路２，３が敷設されているような場合や、或いは、高速道路と一般道路とが並走しているような区間においては高速道路２または３に設置されている路上機４より送信された電波信号が、サービス対象外の一般道路１を走行している車両５の車載機（車両側受信機）によって受信されてしまうという問題がある。
【０００４】
斯様な問題に対処する方策として、現状では、できる限り他の道路への電波漏れが少なくなるような位置に路上機を設置したり、電波吸収材を必要な箇所に配置することなどが行われている。前者は、ある程度の電波漏れを許容することを前提するものであり、また、後者は、電波吸収材が高価であるためコストが増加することになり、何れも十分な対策であるとは言い難い。
【０００５】
これらの他、考えられる対策としては路上機より送信される電波信号の放射ビームを絞って指向性を高めることや、路上機の送信信号に含まれる路上機番号を設置道路別に体系化しておき車載機側で判断するなどの案が検討されている。しかしながら、前者においては路上機の送信アンテナが大形化若しくは高価格化することが予想され、後者においては路上機番号識別用のデータベースを予め構築して車両側に配置しなければならない。従って、何れも実際に行おうとすると、それなりのデメリットが付帯する。
【０００６】
また、例えば特開平９−１６８８８号公報に開示されている技術では、車両が現在走行している道路種別を判定し、一般道路であれば光ビーコン（路上機）より送信された光信号を受信し、高速道路であれば電波ビーコン（路上機）より送信された電波信号を受信することで、上記の問題に対処している。ところが、実際の光ビーコン，電波ビーコンの設置態様は、道路種別に応じて明確に区分されていないため、上記従来技術では、道路種別に対応した受信信号を常に正しく得ることができるとは限らない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤受信の発生防止をより簡単に行うことができる路車間通信システム、及びそのシステムに使用される車両側受信機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の路車間通信システムによれば、路側送信機は、自身が設置されている道路を特定するための道路情報を車両側に送信する。すると、車両側受信機の道路判定手段は、位置検出手段によって検出された車両の現在位置が道路データ上では何れの道路に属するかを判定し、信号処理手段は、受信した道路情報に基づいて、その路側送信機が現在車両が走行中である道路上に設置されていると判断すると、当該路側送信機より受信した信号を有効に処理する。
【０００９】
従って、信号を送信した路側送信機が、車両が現在走行中である道路上に設置されているものであるか否かを正確に判断することができ、異なる道路上に設置されている路側送信機より送信された電波信号を誤って受信してしまうことを確実に回避できるようになる。
【００１０】
請求項２記載の路車間通信システムによれば、車両側受信機の信号処理手段は、路側送信機より送信された送信機番号を受信すると、当該番号が記憶手段に記憶されていなければ当該番号と道路情報とを記憶手段に記憶させる。そして、受信した送信機番号が既に記憶されていれば、その番号に対応する道路情報を記憶手段より読み出して前記判断を行う。
【００１１】
例えば、ＶＩＣＳにおける路側送信機より送信されるデータでは各フレーム毎に送信機番号が送信されるが、道路情報に対応するＶＩＣＳリンクは、数１０〜１００フレームに１回程度の割合でしか送信が行われない。従って、請求項２のように構成すれば、信号処理手段は、送信機番号と対応する道路情報とが記憶手段に記憶されている場合は、道路情報を受信するまで待機せずとも記憶手段より読み出して取得することができ、受信信号処理を迅速に開始することが可能となる。
【００１２】
また、請求項３記載の車両側受信機は位置検出手段及び道路データ記憶手段を有しているが、これらの手段は、一般に車両用ナビゲーション装置が有している構成でもある。また、道路判定手段や信号処理手段についても、車両用ナビゲーション装置を構成するマイクロコンピュータのような制御部にそれらの機能を持たせることは容易に可能である。更に、路車間通信によって車両側に送信される情報は車両のナビゲーションに関連するものが多い。従って、請求項４記載の車両側受信機のように、構成要素の一部を車両用ナビゲーション装置と共通化すれば、車両用ナビゲーション装置にその他必要な機能を付加して効率的に構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、路車間通信システムたるＶＩＣＳについて適用した場合の一実施例について図１乃至図３を参照して説明する。図３は、車両用ナビゲーション装置の電気的構成を示す機能ブロック図である。車両用ナビゲーション装置１１は、位置検出器（位置検出手段）１２，地図データ入力器（道路データ記憶手段）１３，操作スイッチ群１４，これらに接続されるナビＥＣＵ(Electronic Control Unit，道路判定手段，信号処理手段) １５，ナビＥＣＵ１５に接続されるＶＩＣＳ受信機１６，表示装置１７及び外部メモリ１８を備えている。
【００１４】
ナビＥＣＵ１５は、マイクロコンピュータによって構成されており、その内部には、周知のＣＰＵ，ＲＯＭ（記憶手段）１５ａ，ＲＡＭ（記憶手段）１５ｂ，Ｉ／Ｏや（ＲＯＭ１５ａ，ＲＡＭ１５ａ以外は図示せず）、これらを接続するバスラインなどを備えている。
【００１５】
位置検出器１２は、ジャイロスコープ１９，車速センサ２０，ＧＰＳ(Grobal Positioning System) 衛星から送信される電波信号に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ受信機２１を備えている。これらの構成１９乃至２１は、夫々が固有の性質に基づく誤差を有しているため、互いの出力結果を夫々補間しながら使用するように構成されている。尚、要求される精度によってはこれらの一部を用いても良く、或いは、地磁気センサや車両のステアリングセンサなどを更に加えても良い。
【００１６】
地図データ入力器１３は、位置検出精度を向上させるための所謂マップマッチング用データや地図データを含む各種データを入力するための装置であり、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどを有して構成される。地図データは、道路に関する道路データと、地名，地形，建物等の他のデータとからなる。道路データは、道路地図内の道路を所定距離毎の直線に分解してなるリンクを単位として記憶されており、各リンクの識別番号である「リンクＩＤ」，各リンクの両端点の座標である「ノード座標」，各リンクの方向を示す「リンク方位」，各リンクと接続する他のリンクのリンクＩＤを示す「接続情報」，各リンクが所属する道路の種類を示す「リンク属性」などから構成されている。
【００１７】
ＶＩＣＳ受信機１６は、光ビーコン用受信部２２と電波ビーコン用受信部２３とを備えている。光ビーコン用受信部２２は、主に一般道路の近傍に設置されている光ビーコンより送信される光（赤外線）信号をフォトダイオードなどの受光素子によって受信し、電波ビーコン用受信部２３は、主に高速道路の近傍に設置されている電波ビーコン（路側送信機）より送信される電波信号をアンテナによって受信するものである。これらの送信信号は、交通情報を含むデジタル形式の信号である。
【００１８】
何れかの受信部２２，２３によって受信されたビーコン信号に含まれる情報は、デジタルデータとしてナビＥＣＵ１５側に送信され、ナビＥＣＵ１５によってＲＡＭ１５ｂの一部に設定された受信バッファに書き込まれるようになっている。尚、これらの受信部２２，２３は、必要に応じてビーコン側に応答信号（アップリングデータ）を送信するように構成されている（前者は送信用のＬＥＤを備えている）。
【００１９】
ビーコン信号によって送信される情報には、高速道路，一般道路，駐車場等の交通情報と各ビーコン特有の情報とがある。前者の交通情報には、渋滞地点や渋滞区間などの渋滞情報，主要地点間の所要時間情報，事故・故障車・路上障害物・工事・作業等の交通障害情報，通行止め・速度規制・車線規制等の臨時規制とその原因等を含む交通規制情報，駐車場・サービスエリア・パーキングエリアの空車状況に関する駐車場情報などが含まれる。また、後者の各ビーコン特有の情報には、各ビーコンに一意に付与されている路上機番号（送信機番号），各ビーコンが設置されている道路のＶＩＣＳリンクＩＤ及び当該リンクＩＤの方位などがある。
【００２０】
表示装置１７の画面には、位置検出器１２より入力された車両の現在位置を示すマークと、地図データ入力器１３より入力された地図データと、更に地図上に表示する誘導経路や誘導経路や設定地点の目印等の付加データとを重畳して表示するようになっている。操作スイッチ群１４は、例えば、表示装置１７と一体に配置されるタッチスイッチ若しくはメカニカルスイッチなどで構成され、各種入力に使用される。そして、ナビゲーション装置１１は、操作スイッチ群１４によって目的地の位置が入力されると、ナビＥＣＵ１５が車両の現在位置から目的地までの最適な経路を自動的に選択して誘導経路を計算し、表示装置１７に経路案内情報を表示させるようになっている。
【００２１】
外部メモリ１８は、例えばＩＣカード用リーダライタなどによって構成されており、ナビＥＣＵ１５が取得した情報をＩＣカードに書き込んで記憶させたり、Ｃカードに記憶されている情報をナビＥＣＵ１５が読み込んだりできるように構成されている。
尚、以上の構成において、位置検出器１２，地図データ入力器１３，ナビＥＣＵ１５及びＶＩＣＳ受信機１６の電波ビーコン用受信部２３は、車両側受信機２４を構成している。
【００２２】
次に、本実施例の作用について図１及び図２をも参照して説明する。図１は、ナビＥＣＵ１５による処理内容を示すフローチャートであり、本発明の要旨にかかる部分のみを示す。先ず、ナビＥＣＵ１５は、車両がビーコン信号の受信エリアに入ったか否かを判断する（ステップＳ１）。ここでの判断は、例えばＶＩＣＳ受信機１６における受信電力レベルが所定レベル以上となったか、或いは、正常な受信フレーム数が所定数以上となったかなどによって行う。
【００２３】
ステップＳ１において車両が受信エリアに入ったと判断すると（「ＹＥＳ」）、ナビＥＣＵ１５は、ビーコンより送信される信号をＶＩＣＳ受信機１６を介して受信する（ステップＳ２）。
【００２４】
ここで、図２には、ビーコン信号のデータフレーム２５の構成を示す。データフレーム２５は、同期コード２６，ヘッダ部２７，実データ部２８及びＣＲＣ(Cyclic Redundancy Cord)２９で構成されている。同期コード２６は、路車間通信の同期を取るためのコードであり、ヘッダ部２７は、上述した路上機番号などを含むデータヘッダである。実データ部２８は、現在位置情報や道路交通情報などを含むデータであり、ＣＲＣ２９は、誤り検出用に用いられるコードである。
【００２５】
このデータフレーム２５は、ビーコンから３８〜７６フレームを１つのサイクルとして送信されるようになっている。また、ＶＩＣＳでは、車両がビーコンの受信エリアを通過する間に、３サイクル程度の受信期間が確保できるように設定されている。
【００２６】
再び図１を参照して、ナビＥＣＵ１５は、ステップＳ２でデータフレーム２５を受信すると、内部のＲＡＭ１５ｂを参照して、データフレーム２５のヘッダ部２７に含まれている路上機番号がＲＡＭ１５ｂに登録済みであるか否かを判断する（ステップＳ３）。そして、路上機番号が登録済みでなければ（「ＮＯ」）、実データ部２８に設置場所情報（リンクＩＤ）が含まれているか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００２７】
即ち、ＶＩＣＳでは、ビーコンが設置されている道路の情報であるリンクＩＤの送信は、１サイクル間に送信される数１０フレームの内、１回程度しか行われない。従って、ステップＳ２で受信したデータフレーム２５に、設置場所情報が必ず含まれているとは限らないので、設置場所情報が含まれていなければ（ステップＳ４，「ＮＯ」）ステップＳ１に戻って新たなデータフレーム２５を受信する。
【００２８】
そして、ステップＳ４において、受信したデータフレーム２５に設置場所情報が含まれていれば（「ＹＥＳ」）、ナビＥＣＵ１５は、そのデータフレーム２５の路上機番号及び設置場所情報を内部のＲＡＭ１５ｂに書き込んで登録する（ステップＳ５）。それから、次のステップＳ６に移行して、ビーコンの設置場所情報と、車両が現在走行している道路との照合を行う。
【００２９】
ステップＳ６において、ナビＥＣＵ１５は、データフレーム２５を送信したビーコンが設置されている道路と、位置検出器１２によって検出した車両の現在位置に対応する地図上の道路とを照合して両者が一致するか（同一の路線か）否かを判断する（ステップＳ７）。ここでの判断方式は、地図データ入力器１３における道路データの形式によって様々に考えられる。例えば、地図データ入力器１３の道路データにＶＩＣＳのリンクＩＤと同じものが付加されている場合は、両者のリンクＩＤが一致するか否かによって判断すれば良い。或いは、道路データ側にＶＩＣＳのリンクＩＤが付与されていなければ、道路の属性が一致するか否かで判断する。例えば、データフレーム２５と道路データ側との道路属性が何れも“高速道路”であれば、一致すると判断すれば良い。
【００３０】
そして、ステップＳ７において、両者の道路が同じ路線であると判断すると（「ＹＥＳ」）、ナビＥＣＵ１５は、受信したデータフレーム２５が有効であるとみなして処理を継続する（ステップＳ８）。即ち、実データ部２８の内容に基づいて、送信された交通情報を表示装置１７に表示させるなどの処理を行う。一方、両者の道路が同一路線ではないと判断すると（「ＮＯ」）、ナビＥＣＵ１５は、受信したデータフレーム２５を無効であるとみなして処理を中止する（ステップＳ９）。即ち、そのデータフレーム２５を破棄する。
【００３１】
尚、ステップＳ３〜Ｓ５の処理を行った結果、ステップＳ３において、受信したデータフレーム２５に含まれている路上機番号が既にＲＡＭ１５ｂに登録済みである場合には（「ＹＥＳ」）、ナビＥＣＵ１５は、ＲＡＭ１５ｂに登録されている対応する設置場所情報を読み出せば良いので、ステップＳ６に移行して情報の照合を行うようにする。
【００３２】
また、車両用ナビゲーション装置１１の電源がＯＦＦされた場合に、ＲＡＭ１５ｂのデータ内容が保持されないように構成されている場合には、電源ＯＦＦ処理においてＲＡＭ１５ｂに書き込んだデータをＲＯＭ（この場合、ＥＥＰＲＯＭとする）１５ａに転送してバックアップしたり、或いは、最初からＲＯＭ１５ａにデータを書き込むようにしても良い。また、ハードディスク装置などを別途備えている場合は、ハードディスクにデータを書き込むようにしても良い。
【００３３】
以上のように本実施例によれば、車両用ナビゲーション装置１１のナビＥＣＵ１５は、位置検出器１２によって検出された車両の現在位置が道路データ上では何れの道路に属するかを判定し、ＶＩＣＳのビーコンより受信した道路情報に基づいて、そのビーコンが現在車両が走行中である道路上に設置されていると判断すると、当該ビーコンより受信したデータフレーム２５を有効に処理するようにした。従って、データフレーム２５を送信したビーコンが、車両が現在走行中である道路上に設置されているものであるか否かを正確に判断することができ、異なる道路上に設置されているビーコンより送信された電波信号を誤って受信してしまうことを確実に回避できる。
【００３４】
また、本実施例によれば、ナビＥＣＵ１５は、ビーコンより送信された路上機番号を受信すると、当該番号がＲＡＭ１５ｂに登録されていなければその路上機番号と道路情報とを登録し、受信した路上機番号が既に登録されていれば、その番号に対応する道路情報をＲＡＭ１５ｂより読み出して、データフレーム２５を送信したビーコンが、車両が現在走行中である道路上に設置されているものであるか否かを判断するようにした。
【００３５】
即ち、ＶＩＣＳにおけるビーコンより送信されるデータでは各フレーム毎に路上機番号が送信されるが、ＶＩＣＳリンクは１サイクルに１回程度の割合でしか送信が行われないので、斯様に処理を行うことで、路上機番号及び道路情報がＲＡＭ１５ｂに記憶されている場合は、道路情報を受信するまで待機せずともＲＡＭ１５ｂより読み出して取得することができ、受信信号処理を迅速に開始することが可能となる。
【００３６】
また、車両側受信機２４を車両用ナビゲーション装置１１と一体に構成したので、位置検出手段たる位置検出器１２や、道路データ記憶手段たる地図データ入力器１３などの構成要素を共通化することができると共に、道路判定手段や信号処理手段についても、ナビＥＣＵ１５にそれらの機能を持たせて構成することができる。更に、ＶＩＣＳにおいて車両側に送信される交通情報は車両のナビゲーションに関連する情報であるから、両者を一体とすることで車両側受信機２４を効率的に構成することができる。
【００３７】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
車両側受信機は、車両用ナビゲーション装置と一体に構成するものに限らず、車両側受信機単体で構成しても良い。その場合、道路データ記憶手段は、道路データのみが記憶されているものでも良い。
ステップＳ３及びＳ５における処理は、必要に応じて実行すれば良い。
位置検出手段は、ＧＰＳ受信機２１のみで構成しても良い。また、絶対位置とのずれを間欠的に修正することが可能であれば、位置検出器１２からＧＰＳ受信機２１を除いたものによって構成しても良い。
信号処理手段の機能を、ＶＩＣＳ受信機１６側に持たせても良い。
ＶＩＣＳに限ることなく、路側送信機から車両側に当該車両の現在位置に関する情報を送信する路車間通信システムであれば適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であり、車両用ナビゲーション装置を構成するナビＥＣＵによる、本発明の要旨にかかる部分の処理内容を示すフローチャート
【図２】ビーコン信号のデータフレームの構成を示す図
【図３】車両用ナビゲーション装置の電気的構成を示す機能ブロック図
【図４】従来技術において、一般道路上に高架構造によって高速道路が敷設されている状態を示す斜視図
【符号の説明】
１１は車両用ナビゲーション装置、１２は位置検出器（位置検出手段）、１３は地図データ入力器（道路データ記憶手段）、１５はナビＥＣＵ（道路判定手段，信号処理手段）、１５ａはＲＯＭ（記憶手段）、１５ｂはＲＡＭ（記憶手段）、２４は車両側受信機を示す。

Claims (4)

1. 道路上に設置され、車両側に電波信号を送信する路側送信機と、車両に搭載され、前記路側送信機より送信される電波信号を受信する車両側受信機とで構成される路車間通信システムにおいて、
   前記路側送信機は、自身が設置されている道路を特定するための道路情報を車両側に送信し、
   前記車両側受信機は、
   車両の現在位置を検出するための位置検出手段と、
   道路データが記憶されている道路データ記憶手段と、
   前記位置検出手段によって検出された車両の現在位置が、前記道路データ上では何れの道路に属するかを判定する道路判定手段と、
   前記路側送信機より受信した道路情報に基づいて、当該路側送信機が前記道路判定手段によって判定された道路上に設置されていると判断すると、当該路側送信機より受信した信号を有効に処理する信号処理手段とを備えていることを特徴とする路車間通信システム。
2. 前記路側送信機は、自身に付与されている送信機番号を車両側に送信し、
   前記車両側受信機は、前記送信機番号及び前記道路情報を記憶させるための記憶手段を備え、
   前記信号処理手段は、前記送信機番号を受信すると、当該番号が前記記憶手段に記憶されていない場合は当該番号と前記道路情報とを前記記憶手段に記憶させ、受信した送信機番号が既に記憶されている場合は、前記番号に対応する道路情報を前記記憶手段より読み出して前記判断を行うことを特徴とする請求項１記載の路車間通信システム。
3. 請求項１または２記載の路車間通信システムに使用されることを特徴とする車両側受信機。
4. 構成要素の一部を、車両用ナビゲーション装置と共通化したことを特徴とする請求項３記載の車両側受信機。

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