JP3805923B2

JP3805923B2 - 車両通信装置

Info

Publication number: JP3805923B2
Application number: JP12162699A
Authority: JP
Inventors: 昌史里村; 建浅見; 浩達土田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: DE10020799A1; US6788964B1; JP2000311294A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車両間で通信する車両通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行中の車両相互間で通信して走行状態等の車両の状況情報を交換する通信装置は例えば、特開平５−２６６３９９号公報に既に開示されている。このような従来の通信装置においては、無線通信機を備え、自車に関する状況情報を含む無線信号を無線通信機で送信し、また他車に関する状況情報を無線通信機で受信することが行われる。また、通信装置においては所定の時間毎に送信タイミングが設定され、その送信タイミングでは先ず、予め定められた通信周波数において電波が存在するか否かが確認され、電波が存在しないときには直ちに無線通信機によってその通信周波数を介して送信が行われ、電波が存在する場合にはその存在がなくなってから送信が行われるようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の車両間の通信装置においては、自車の前後及び対向する車両が多数である密な走行環境下の場合には自車の前後及び対向する車両がほとんどいない疎な走行環境下に比べて、上記の通信周波数に電波が存在する可能性が高くなるので、複数の車両から同時に送信が行われて混信を起こしたり、或いは送信タイミングであっても送信できない状態が続いてしまい、必要な状況情報を他車に直ちに伝えることができなくなる。この結果、自車の周囲に多数の車両が存在する密な走行環境下の場合には各車両において必要な他車に関する状況情報を効率よく得ることができなくなるという問題点があった。また、そのような密な走行環境下では各車両からの受信電波から得た情報を処理する処理量が増えるので、処理負荷が増大するという問題点もあった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、自車両の周囲に多数の他の車両が存在する場合であっても必要な他の車両に関する状況情報を効率よく得ることができる車両通信装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両通信装置は、自車両に搭載され、断続的に自車両の情報信号を他車両に送信する車両通信装置であって、自車両の位置を検出してその検出位置に基づいた交差点までに関する状況を示す状況データを検出する位置状況検出手段と、自車両の速度、進路及び走行状態を示す状況データを検出する運転状況検出手段と、他車両との通信によって得られた情報信号に応じて自車両の周辺状況を示す状況データを検出する周辺状況検出手段と、位置状況検出手段、運転状況検出手段及び周辺状況検出手段各々によって検出された各種の状況データに応じて自車両の情報信号の送信頻度を算出する頻度算出手段と、頻度算出手段によって算出された送信頻度にて自車両の情報信号を送信する送信手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
かかる本発明によれば、自車両及びその周囲の各種状況を位置状況検出手段、運転状況検出手段及び周辺状況検出手段によって状況データとして検出し、その状況データに応じて情報信号の送信頻度を変化させるので、自車両の周囲に多数の他の車両が存在する場合であっても必要な他の車両に関する状況情報を効率よく得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明による車両通信装置を示している。この車両通信装置は車両（図示せず）に搭載されており、情報検出部として自車位置検出部２、車両運転状況センサ４及び車車間無線通信機６を備えている。
【０００８】
自車位置検出部２はアンテナ１に接続されたＧＰＳ(グローバルポジショニングシステム)装置からなり、ＧＰＳアンテナ１で人工衛星から送信された電波を受信し、受信信号に基づいて現在の自車位置及び進行方位を含む自車位置情報を演算して検出する。自車位置検出部２には位置状況判断部３が接続されている。位置状況判断部３は自車位置検出部２から得た自車位置情報に基づいて交差点までの距離及び交差点までの到達時間を算出する。交差点としては現在の自車位置が属する道路上を進行方位に向かって最初の交差点が図示しないメモリに記憶された地図データを用いて検出される。交差点までの距離は交差点の位置と現在の自車位置とから算出される。交差点までの到達時間は交差点までの距離と後述の自車速度とから算出される。また、位置状況判断部３では地図データから現在の自車位置が属する道路の種別（高速道路、国道、県道、その他）が判断される。
【０００９】
車両運転状況センサ４は図示しないが、車速を検出する速度センサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、ブレーキの作動を検出するブレーキスイッチ、車両の方向指示操作を検出する方向指示スイッチ、ステアリング操舵量を検出する操舵センサ、車両の傾きを検出するヨーレートセンサ、車両搭載の変速機のシフト位置を検出するシフト位置センサ、車両のスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ等の等のセンサを備えている。車両運転状況センサ４の出力には車両運転状況判断部５が接続されている。車両運転状況判断部５は車両運転状況センサ４から得られる各センサ出力に基づいて自車速度、進路及び走行状態を判断する。進路では車両が右折、左折及び直進のうちのいずれか１にあることが判断される。走行状態では車両が加速、等速、減速及び停止のうちのいずれか１にあることが判断される。
【００１０】
車車間無線通信機６は、他の車両と通信を行うために備えられており、アンテナ８を介して無線信号を送受信する。無線信号が搬送する情報信号の内容としては自車情報を含む状況データであり、例えば、自車ＩＤ、現在の自車位置、道路上の次の交差点（位置、番号）、自車速度、自車加速度、進行方向、進路、交差点までの到達時間、受信相手／台数がある。車車間無線通信機６の出力には周辺状況判断部７が接続されている。周辺状況判断部７は車車間無線通信機６が受信した他の車両の情報信号に基づいて自車位置の周辺を走行又は停止している車両の構成（車群）を判断し、更に、その構成車両の規模及びその車群中の自車の順位を判断する。また、周辺状況判断部７は受信した他の車両の情報信号に基づいて車種、応答要求、単位時間当たりの頻度を判断する。車種は情報信号中の車両属性から判断され、応答要求は情報信号中の受信相手／台数から判断される。単位時間当たりの通信頻度は自車及び周辺車両の車車間無線通信機６が送受信する通信周波数における電波の占有状況から判断される。
【００１１】
上記の位置状況判断部３、車両運転状況判断部５及び周辺状況判断部７には送信情報判断部９及び告知情報判断部１０が接続されている。送信情報判断部９は位置状況判断部３から交差点までの距離、交差点までの到達時間及び走行道路種別を取り込み、車両運転状況判断部５からは自車速度、自車の進路及び走行状態を取り込み、周辺状況判断部７からは車群における自車順位、車群規模、応答要求及び単位時間当たりの通信頻度を取り込む。また、送信情報判断部９の内部メモリ（図示せず）には自車の車両属性が予め書き込まれており、自車の車両属性の情報を内部メモリから得る。車両属性とは例えば、軽自動車、普通自動車、大型自動車、特殊車両、自動二輪車、原付等の車両の種別である。その取り込んだ各状況データに基づいて自車情報送出頻度を算出する。自車情報送出頻度は上記の車車間無線通信機６により状況データを内容とする情報信号を送信する頻度である。
【００１２】
また、送信情報判断部９は自車情報送出頻度に基づいて送信すべきタイミングにあるときには車車間無線通信機６に対して情報信号を送り込んでそれを送信させる。この情報信号は送信の際には所定のフォーマットで無線信号にて送信される。
告知情報判断部１０は送信情報判断部９と同様に位置状況判断部３から交差点までの距離、交差点までの到達時間及び走行道路種別等の状況データを取り込み、車両運転状況判断部５からは自車速度、自車の進路及び走行状態の状況データを取り込み、周辺状況判断部７からは自車周辺の他車両の速度や進路等の状況データを取り込む。そして、取り込んだ各状況データから、例えば、自車位置及び交差点周辺において自車にとって危険な相対関係にある車両を抽出してその車両についての情報を表示装置１１に表示させ、その中でも危険度の大きい車両については運転者や同乗者に対して警報装置１２に警報を発生させることによって告知する。
【００１３】
なお、位置状況判断部３、車両運転状況判断部５、周辺状況判断部７、送信情報判断部９及び告知情報判断部１０は単一のマイクロコンピュータによって形成することができる。また、アンテナ１，８、自車位置検出部２、位置状況判断部３、自車運転状況センサ４、車両運転状況判断部５、車車間無線通信機６及び周辺状況判断部７が検出手段に相当し、送信情報判断部９が送信頻度制御手段に相当する。
【００１４】
次に、上記の送信情報判断部９による送信情報判断動作について説明する。
送信情報判断部９は図２に示すように先ず、所定時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）が経過したか否かを判別する（ステップＳ１）。このステップＳ１の判別はステップＳ２以降を所定時間毎に実行するためのものである。送信情報判断部９は内部タイマ（図示せず）を有し、その内部タイマは所定時間を繰り返し計測するので、その計測結果から所定時間の経過が判別される。所定時間の時間経過があった場合には自車情報送出頻度を算出する（ステップＳ２）。自車情報送出頻度の算出方法については後述する。そして、その算出した自車情報送出頻度と前回の送信時からの経過時間とに応じて実際に送信すべきタイミングであるか否かを判別する（ステップＳ３）。自車情報送出頻度は例えば、１ｓｅｃ当たりの送信回数として算出されるので、送信回数が１０回ならば、１００ｍｓｅｃ毎に送信すれば良いことになる。算出した自車情報送出頻度に応じた時間経過があったならば、送信すべき情報信号を上記した所定のフォーマットにて作成する（ステップＳ４）。情報信号を作成すると、受信電波が存在するか否かを判別する（ステップＳ５）。これは車車間無線通信機６の受信信号レベルから判断される。受信信号レベルが所定レベル以上ならば、受信電波が存在しているとしてステップＳ５の判別を繰り返すことになる。一方、受信信号レベルが所定レベル以下ならば、受信電波が存在しないと判断され、情報信号をキャリア信号に重畳させて車車間無線通信機６に送信させる（ステップＳ６）。
【００１５】
ステップＳ６の実行後はステップＳ１に戻って上記の動作を繰り返すことが行われる。
次いで、ステップＳ２の自車情報送出頻度算出について説明する。
送信情報判断部９においては、図３に示すように各状況データ毎に判定基準、度数及び重み付け係数が内部メモリにデータテーブルとして記憶されており、得られた状況データに対応する度数を判定基準を基にして設定し、それを評点とすることが行われる。
【００１６】
例えば、交差点までの距離の場合には、判定基準としてａ１(ｍ)以上、ａ２〜ａ１(ｍ)、ａ３〜ａ２(ｍ)、ａ４〜ａ３(ｍ)、ａ５〜ａ４(ｍ)、０〜ａ５(ｍ)、０〜−ａ１(ｍ)が定められている。その判定基準に対応して度数がａ−１〜ａ−７の如く定められている。度数の大小関係はａ−７＜ａ−１＜ａ−２＜ａ−３＜ａ−４＜ａ−５＜ａ−６の如くである。よって、送信情報判断部９では位置状況判断部３から交差点までの距離の情報を得ると、その交差点までの距離が判定基準で分類された領域のいずれに属するか判別され、その判別結果に対応する度数が評点α１として設定される。図４に示すように交差点Ｘに向かっている自車が位置Ａを走行しているときには交差点までの距離はａ１(ｍ)以上であるので、評点α１はａ−１と設定される。自車が位置Ａから進んで位置Ｂまで達したときには交差点Ｘまでの距離はａ３〜ａ４(ｍ)であるので、評点α１はａ−４と設定される。そして、自車が交差点Ｘ直前の位置Ｃまで達したときには交差点Ｘまでの距離はａ５〜０(ｍ)であるので、評点α１は最高値のａ−６と設定される。ところが、自車が交差点Ｘを通過して位置Ｄに達したときには交差点Ｘまでの距離は０〜−ａ１(ｍ)未満であるので、評点α１は最小値のａ−７と設定される。
【００１７】
交差点までの到達時間についても判定基準としてｂ１(ｓｅｃ)以上、ｂ２〜ｂ１(ｓｅｃ)、ｂ３〜ｂ２(ｓｅｃ)、ｂ３(ｓｅｃ)以下が定められている。その判定基準に対応して度数がｂ−１〜ｂ−４の如く定められている。度数の大小関係はｂ−１＜ｂ−２＜ｂ−３＜ｂ−４の如くであり、交差点までの到達時間が短いほど度数が高くなっている。よって、送信情報判断部９では位置状況判断部３から交差点までの到達時間の情報を得ると、その交差点までの到達時間が判定基準で分類された領域のいずれに属するか判別され、その判別結果に対応する度数が評点α２として設定される。
【００１８】
速度についても判定基準としてｃ１(ｋｍ／ｈ)以上、ｃ２〜ｃ１(ｋｍ／ｈ)、ｃ３〜ｃ２(ｋｍ／ｈ)、ｃ４〜ｃ３(ｋｍ／ｈ)、ｂ４(ｋｍ／ｈ)以下が定められている。その判定基準に対応して度数がｃ−１〜ｃ−５の如く定められている。度数の大小関係はｃ−１＞ｃ−２＞ｃ−３＞ｃ−４＞ｃ−５の如くであり、高速度ほど度数が高くなっている。よって、送信情報判断部９では車両運転状況判断部５から速度の情報を得ると、その速度が判定基準で分類された領域のいずれに属するか判別され、その判別結果に対応する度数が評点α３として設定される。
【００１９】
次に、進路を例にすると、図３から分かるように、右折では度数はｄ−１、左折では度数はｄ−２、直進では度数はｄ−３とされている。度数の大小関係はｄ−１＞ｄ−２＞ｄ−３である。例えば、図５に示すように自車２０が交差点に直前の位置にてこれから矢印の如く右折する場合に、度数ｄ−１が評点α４として設定される。右折の度数が高い理由は図５のように直進してくる対向車２１，２２と衝突する可能性が高いので、その対向車２１，２２に対して右折の情報を与える必要が高いためである。なお、これは車両が左側通行の道路の場合である。
【００２０】
走行状態についても判定基準として加速、等速、減速及び停止が定められており、その判定基準に対応して度数がｅ−１〜ｅ−４の如く定められている。度数の大小関係はｅ−１＞ｅ−２＞ｅ−３＞ｅ−４の如くであり、速度が上昇する走行状態ほど度数が高くなっている。送信情報判断部９では車両運転状況判断部５から走行状態の情報を得ると、加速、等速、減速及び停止の判定基準で分類された領域のいずれに属するか判別され、その判別結果に対応する度数が評点α５として設定される。
【００２１】
車両属性については判定基準として種別１〜種別５が定められており、その判定基準に対応して度数がｆ−１〜ｆ−５の如く定められている。度数の大小関係はｆ−１＞ｆ−２＞ｆ−３＞ｆ−４＞ｆ−５の如くであり、例えば、高速走行が可能な車両の種別ほど度数が高くなっている。送信情報判断部９では内部メモリからから車両属性の情報を得ると、種別１〜種別５の判定基準で分類された領域のいずれに属するか判別され、その判別結果に対応する度数が評点α６として設定される。
【００２２】
車群における自車順位については判定基準として先頭、後続及び最後尾が定められており、その判定基準に対応して度数がｇ−１〜ｇ−３の如く定められている。度数の大小関係は例えば、ｇ−１＞ｇ−２＞ｇ−３の如くである。送信情報判断部９では周辺状況判断部７から車群における自車順位の情報を得ると、先頭、後続及び最後尾の判定基準で分類された領域のいずれに属するか判別され、その判別結果に対応する度数が評点α７として設定される。
【００２３】
車群規模については判定基準として大、中、小及び単独が定められており、その判定基準に対応して度数がｈ−１〜ｈ−４の如く定められている。度数の大小関係はｈ−１＞ｈ−２＞ｈ−３＞ｈ−４の如くであり、例えば、車群規模が大であるほど度数が高くなっている。送信情報判断部９では周辺状況判断部７から車群規模の情報を得ると、大、中、小及び単独の判定基準で分類された領域のいずれに属するか判別され、その判別結果に対応する度数が評点α８として設定される。
【００２４】
応答要求については判定基準として指名、存在、通信相手指定及びなしが定められており、その判定基準に対応して度数がｉ−１〜ｉ−４の如く定められている。度数の大小関係はｉ−１＞ｉ−２＞ｉ−３＞ｉ−４の如くであり、例えば、特定の相手に対する応答要求であるほど度数が高くなっている。送信情報判断部９では周辺状況判断部７から応答要求の情報を得ると、指名、存在、通信相手指定及びなしの判定基準で分類された領域のいずれに属するか判別され、その判別結果に対応する度数が評点α９として設定される。
【００２５】
走行道路種別については判定基準として高速道路、国道、県道及びその他が定められており、その判定基準に対応して度数がｊ−１〜ｊ−４の如く定められている。度数の大小関係は例えば、ｊ−１＞ｊ−２＞ｊ−３＞ｊ−４の如くであり、高速走行が可能な道路であるほど度数が高くなっている。送信情報判断部９では位置状況判断部３から走行道路種別の情報を得ると、高速道路、国道、県道及びその他の判定基準で分類された領域のいずれに属するか判別され、その判別結果に対応する度数が評点α１０として設定される。なお、走行道路種別の場合の度数の大小関係は同一の道路種別に属しても道路状況によって違うので、高速走行が可能な高速道路が常に高い度数に設定されるとは限らない。
【００２６】
更に、単位時間当たりの通信頻度を例にすると、判定基準としてｋ１(％)以上、ｋ１〜ｋ２(％)、ｋ２〜ｋ３(％)、ｋ３〜ｋ４(％)、ｋ４(％)以下が定められている。その判定基準に対応して度数がｋ−１〜ｋ−５の如く定められている。度数の大小関係はｋ−１＜ｋ−２＜ｋ−３＜ｋ−４＜ｋ−５の如くである。よって、図６(a)に示すように自車２５の周囲に他車２６のみが走行中の場合には、車車間の通信がほとんど行われないため通信周波数の使用率が低くなるので、単位時間当たりの通信頻度は低くなる。単位時間当たりの通信頻度が例えば、ｋ４(％)以下の場合には、評点α１１は最高値のｋ−５と設定される。一方、図６(b)に示すように自車２７の周囲に多数の他車が走行中の場合には、車車間の通信が頻繁に行われて通信周波数の使用率が高くなるので、単位時間当たりの通信頻度は高くなる。単位時間当たりの通信頻度が例えば、ｋ１(％)以上の場合には、評点α１１は最低値のｋ−１と設定される。図６(b)のように車両の数が多い場合には各車両が同時に電波を送信しないように送信が制限されるので、送信効率が低下する。すなわち、自車の送信準備が終了して送信待機状態になっても直ちに送信できないことになり、他車に最新の自車情報を伝達できないことになる。これを避けるために周波数使用率が高い場合には各車両の送信頻度を下げるように評点α１１は設定される。
【００２７】
送信情報判断部９は各情報単位毎の評点α１〜α１１を設定すると、各情報単位毎の重み付け係数ｗ１〜ｗ１１を上記の内部メモリから読み出し、自車情報送出頻度を次のように算出する。なお、βはシステムの重要性等によって決定される定数であり、例えば、車両自動制御システム（β＝β１）、警報システム（β＝β２）、情報提供システム（β＝β３）の中では、β１＞β２＞β３の大小関係がある。
自車情報送出頻度＝(α１・ｗ１＋α２・ｗ２＋α３・ｗ３＋……
……＋α９・ｗ９＋α１０・ｗ１０＋α１１・ｗ１１)β
このように算出された自車情報送出頻度が上記のステップＳ３で送信すべきタイミングであるか否かの判別に用いられる。
【００２８】
よって、本発明は、状況データの各種状況毎に異なる重み付けを与えかつそれら重み付け結果を合計することにより送信頻度を設定するので、自車両及びその周囲の状況に適した送信頻度を高精度で得ることができる。なお、上記した実施例においては、図３に示した各状況データについて自車情報送出頻度を定めているが、本発明はこれに限定されず、他の状況を加えて自車情報送出頻度を定めても良い。
【００２９】
また、本発明は上記した実施例のように受信機能と送信機能とを有する通信装置に限らず、送信機能だけの通信装置にも適用することができることは明らかである。
【００３０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の車両通信装置によれば、自車両及びその周囲の各種状況を位置状況検出手段、運転状況検出手段及び周辺状況検出手段によって状況データとして検出し、その状況データに応じて情報信号の送信頻度を算出し、情報信号をその算出送信頻度にて送信するので、自車両の周囲に多数の他の車両が存在する場合であっても必要な他の車両に関する状況情報を効率よく得ることができる。
【００３１】
また、自車両の周囲に多数の他の車両が存在する場合に各車両の送信頻度を抑えることができるので、各車両での受信電波から得た情報を処理する処理負荷を減少させることができる。この結果、運転者は的確な状況情報を効率よく得ることができるので、運転者の運転負荷の軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】送信情報判断部の動作を示すフローチャートである。
【図３】内部メモリに形成されたデータテーブルを示す図である。
【図４】交差点までの距離についての評点の設定方法を説明する図である。
【図５】進路についての評点の設定方法を説明する図である。
【図６】単位時間当たりの通信頻度についての評点の設定方法を説明する図である。
【符号の説明】
１，８アンテナ
２自車位置検出部
３位置状況判断部
４自車運転状況センサ
５車両運転状況判断部
６車車間無線通信機
７周辺状況判断部
９送信情報判断部
１０告知情報判断部

Claims

自車両に搭載され、断続的に前記自車両の情報信号を他車両に送信する車両通信装置であって、
前記自車両の位置を検出してその検出位置に基づいた交差点までに関する状況を示す状況データを検出する位置状況検出手段と、
前記自車両の速度、進路及び走行状態を示す状況データを検出する運転状況検出手段と、
前記他車両との通信によって得られた情報信号に応じて前記自車両の周辺状況を示す状況データを検出する周辺状況検出手段と、
前記位置状況検出手段、前記運転状況検出手段及び前記周辺状況検出手段各々によって検出された各種の前記状況データに応じて前記自車両の前記情報信号の送信頻度を算出する頻度算出手段と、
前記頻度算出手段によって算出された前記送信頻度にて前記自車両の前記情報信号を送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする車両通信装置。