JP4082346B2 - 車々間通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、車々間通信装置、に関するもので、交差点における車両同士の衝突事故回避に用いて好適である。

近年、無線通信装置を有する車両が基地局を介さずに他の車両と行う通信、すなわち車々間通信が広く研究されている。例えば、特許文献１には、交差点で車両同士が衝突することを回避するために車々間通信を利用する技術が開示されている。この技術では、車両が他の車両に対して自己の位置情報および現在、未来の存在確率データを通知することで、これらの車両同士が衝突する可能性が算出できるようになっている。
特開２０００―２７６６９６号公報

しかし、交差点において、交差する道路上を走行する車両同士の出会い頭衝突の危険性を検出する場合、交差点近くの建造物等によってこれら車々間の直線経路による無線通信が遮られ、その結果回折する電波による通信しか行えなくなる場合がある。この場合、回折した電波しか受信できないので、信号の減衰が大きく、交差する方向に走行する車両からの電波は受信レベルが大幅に低くなる。従って、直交方向の車両からの電波を正確に受信することが困難になるという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、交差点において、車々間通信を円滑に行うことを目的とする。

上記目的を達成するための、請求項１に記載の発明では、車両に搭載され、他の車両に搭載された通信装置と無線通信を行う車々間通信装置であって、無線通信を行うためのアンテナ部（１０１）と、アンテナ部（１０１）を用いて送受信される電波の指向性を変える指向性変更手段（１０２、１０７）と、自車両が非優先道路から交差点に進入しようとしているか否かを判定する判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）と、判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）が非優先道路から前記交差点への進入を判定したとき、指向性を自車両の走行方向に対し左右方向に変更させるように指向性変更手段（１０２、１０７）を制御する制御手段（Ｓ５０７、Ｓ５０８、Ｓ５１０）と、を備えたことを特徴とする車々間通信装置である。

このような構成にすれば、自車両が非優先道路から交差点に進入しようとしているとき、指向性変更手段により、アンテナ部を用いて送受信される電波の指向性を自車両の走行方向に対し左右方向に変更される。よって、車々間通信装置は、自車両が非優先道路から交差点に進入するとき、交差する優先道路から交差点に進入する車両に搭載された通信装置と円滑に通信を行うことができる。

なお、非優先道路判定手段は、自車両が進入しようとしている交差点の情報として、信号機の有無、一旦停止標識の有無、交差する道路幅の少なくとも１つの情報から、判定している。自車両が非優先道路から交差点に進入しようとしていると判定される場合とは、自車両の走行方向所定距離内に交差点が存在し、その交差点に信号機がなく、その交差点において自車両が走行している道路側に一旦停止標識が存在する場合である。また、信号機がなく一旦停止標識がない交差点でも、自車両が走行している道路幅が、交差する道路の道路幅より狭い場合は、自車両が非優先道路から交差点に進入しようとしていると判定される。

上記目的を達成するための、請求項２に記載の発明では、自車両の走行方向の所定距離以内に存在する交差点の情報を取得する交差点情報取得手段（１０４）を備え、判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）は、交差点の情報に基づいて自車両が非優先道路から交差点に進入しようとしているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車々間通信装置である。

上記目的を達成するための、請求項３に記載の発明では、アンテナ部（１０１）で受信した電波を受信し、アンテナ部（１０１）から電波を送信する送受信部（１０５）を備え、
さらに、判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）が非優先道路から前記交差点への進入を判定したとき、送受信部（１０５）を受信機として作動させる受信選択手段（Ｓ５０６）を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車々間通信装置である。

上記目的を達成するための、請求項４に記載の発明では、判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）が非優先道路から交差点への進入を判定しないときには、制御手段（Ｓ５０７、Ｓ５０８、Ｓ５１０）は、指向性を自車両の走行方向の前方に向けるように指向性変更手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車々間通信装置である。

上記目的を達成するための、請求項５に記載の発明では、アンテナ部（１０１）で受信した電波を受信し、アンテナ部（１０１）から電波を送信する送受信部（１０５）を備え、
さらに、前記判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）が非優先道路から交差点への進入を判定しないとき、送受信部（１０５）を送信機として作動させる送信選択手段（Ｓ５０５）を備えたことを特徴とする請求項４に記載の車々間通信装置である。

上記目的を達成するための、請求項６に記載の発明では、アンテナ部（１０１）は、第１のアンテナ（１０１１）と第２のアンテナ（１０１２）を有し、指向性変更手段は、第２のアンテナ（１０１２）から受信する電波の位相を変えるものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車々間通信装置である。

このように、アンテナ部（１０１）は第１のアンテナ（１０１１）と第２のアンテナ（１０１２）を有し、位相変更部（１０７）によって、第２のアンテナ（１０１２）から受信する無線信号の位相を変えることにより、アンテナ部（１０１）から受信する電波の指向性を変えればよい。

上記目的を達成するための、請求項７に記載の発明では、アンテナ部（１０１）は第１のアンテナ（１０１１）と第２のアンテナ（１０１２）を有し、指向性変更手段は、第１のアンテナ（１０１１）と第２のアンテナ（１０１２）の向きを変えるアンテナ駆動部（１０２）であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車々間通信装置である。

上記目的を達成するための、請求項８に記載の発明では、車両に搭載され、他の車両に搭載された通信装置と無線通信を行う車々間通信装置であって、無線通信を行うためのアンテナ部（１０１）と、アンテナ部（１０１）を用いて送受信される電波の指向性を変える指向性変更手段（１０２、１０７）と、自車両の走行方向所定距離に存在する交差点情報を取得する交差点情報取得手段（１０４）と、自車両が非優先道路から交差点に進入しようとしているか否かを判定する判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）と、アンテナ部（１０１）は無線信号を電波として送受信する第１のアンテナ（１０１１）と第２のアンテナ（１０１２）とを有し、第２のアンテナ（１０１２）から送受信する電波の位相を変える位相変更手段（１０７）と、第１のアンテナ（１０１１）と前記第２のアンテナ（１０１２）を回転駆動するアンテナ駆動手段（１０２）を備え、判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）が、前記自車両が交差点に非優先道路から進入しようとしていると判定し、前記自車両と交差点との距離が、第１の所定距離より短くなったときに、制御手段（Ｓ５０７、Ｓ５０８、Ｓ５０９）は位相変更手段を制御し、さらに、制御手段（Ｓ５０７、Ｓ５０８、Ｓ５０９）は、自車両と交差点との距離が、第２の所定距離（＜第１の所定距離）より短くなったときに、前記アンテナ駆動手段（１０２）を制御することを特徴とする車々間通信装置である。

このように、自車両と交差点との距離が、第１の所定距離より短くなったときに、第２のアンテナ（１０１２）から送受信する電波の位相を変えて、第１のアンテナ（１０１１）と第２のアンテナ（１０１２）から送受信する電波の指向性を変える。さらに、自車両と交差点との距離が、第２の所定距離（＜第１の所定距離）より短くなったときに、第１のアンテナ（１０１１）と第２のアンテナ（１０１２）を回転駆動させることにより、第１のアンテナと第２のアンテナから送受信する電波の指向性を変える。

第２のアンテナ（１０１２）から送受信する電波の位相を変える方法は、電気的な操作であり、短時間で送受信する電波の指向性を変えることができる。一方、第１のアンテナと第２のアンテナを回転駆動させる方法は、機械的な操作であり、確実に送受信する電波の指向性を変えることができる。したがって、自車両と交差点までの距離が、第１の所定距離より短いときに電気的な操作で短時間で送受信する電波の指向性を変えることができる第２のアンテナ（１０１２）から送受信する電波の位相を変える方法とする。さらに、第２の所定距離より短いときに、機械的な操作で、確実に送受信する電波の指向性を変える第１のアンテナと第２のアンテナを回転駆動させる方法としている。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る車々間通信装置１００の構成を示す図である。この車々間通信装置１００は、交差点における車同士の出会い頭衝突を防ぐために、他の車両に搭載された車々間通信装置と無線通信を行う。すなわち、交差点に進入する車両内の車々間通信装置１００が、自車両の情報を他の車両の車々間通信装置に対して無線送信し、これを受信した車々間通信装置がこの車両の情報に基づいて出会い頭衝突の危険の有無を判定する。ここで、自車両の情報とは、自車両の位置（緯度、経度）、走行方位、速度等である。

この目的のため、車々間通信装置１００は、送受信する電波の方向である指向性を切り替えて、他の車両に搭載された車々間通信装置と無線通信を行う。送受信する電波の指向性を変える方法としては、２つの方法を採用しており、第１に、２つのアンテナを使用し、２つのアンテナから送受信する電波の位相差を変える方法であり、第２に、２つのアンテナの向きを車両走行方向に対して前方方向あるいは左右方向に変える方法を用いる。第１の２つのアンテナを使用し、２つのアンテナから送受信する電波の位相差を変える方法は、電気的な操作であり、短時間で送受信する電波の指向性を変えることができるというメリットがある。一方、第２の２つのアンテナの向きを前方方向と左右方向に変える方法は、機械的な操作であり、確実に送受信する電波の指向性を変えることができるというメリットがある。

また、出会い頭衝突は一般に、交差する道路上の車両同士が、互いの進入路への視界が交差点付近の構造物等によって遮られることで、互いの車両の存在を認識せずに交差点に進入してしまうことで発生する。例えば、図４において東西方向の道路が優先道路、南北方向の道路が非優先道路であり、車両４０１が交差点の手前で一旦停止した場合を考える。このとき、車両４０２が優先道路を西向きに走行して交差点に進入してくることを車両４０１の運転者が気づかず、そのまま再発進してしまうと、出会い頭衝突の危険性が高い。

本実施形態では、このように非優先道路等から交差点に進入し、交差点手前で一旦停止する車両の運転者に、交差する道路を走行する車両が近くにあることによる出会い頭衝突の危険を認識できるようにする。具体的には、優先道路等を走行する車両に搭載された車々間通信装置１００が、上記した送信する電波の指向性を車両走行方向前方に向けて自車両の情報を送信する。そして、非優先道路等を走行する車両に搭載された車々間通信装置１００は、上記した受信する電波の指向性を左右方向に向けて、当該情報を受信し、交差する道路からの車両が近くにいると判定し、警報を発することで自車両の運転者に危険を報知する。

このような通信のための車々間通信装置１００は図１に示す構成をしている。本発明の車々間通信装置１００は、図示しない自動車のダッシュボード上に搭載されている。
この車々間通信装置１００は、アンテナ部１０１、アンテナ駆動部１０２、制御部１０３、車両情報取得部１０４、情報処理部１０８、警報装置１０９、通信部１１０を備えている。

交差点情報取得手段となる車両情報取得部１０４は、自動車内の駆動系ＬＡＮやボデー制御系ＬＡＮなどの通信により、定期的に自車両の情報と周辺情報を検出している。自車両の情報とは、自車両の位置（緯度、経度）、走行方位、速度等であり、具体的には、ナビゲーションシステムあるいはＧＰＳからの自車両の位置情報、ウインカースイッチのオン・オフ情報からの車両走行方向、車速センサの速度情報、加速度センサからの加速減速情報など、車に搭載された各装置や各種センサからの情報である。また、周辺情報とは、自車両の位置から走行方向３０メートルに存在する交差点に関する情報であり、対象となる交差点での信号機の有無、一旦停止の標識の有無、そして、交差する道路の道路幅情報である。

なお、周辺情報は、ナビゲーションシステムから検出するのではなく、交差点付近に設置されている道路標識やカーブミラーあるいは信号機に通信機を取り付け、この通信機から交差点に関する情報として一旦停止の標識の有無、そして交差する道路の道路幅情報を無線信号として送信し、この送信される交差点に関する情報を車両に搭載された受信機で受信し取得しても良い。

さらに、車両情報取得部１０４は、検出した自車両の情報と周辺情報を、定期的に制御部１０３、情報処理部１０８にそれぞれ出力している。
制御部１０３は図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭを含み、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたソフトウエアを読み出して実行することにより作動をするようになっている。この制御部１０３は、車両情報取得部１０４から受け取る自車両の情報に基づいて、通信部１１０に送受信変更信号と位相変更信号を出力するとともに、アンテナ駆動部１０２にアンテナ駆動信号を出力する。

また、制御部１０３から送受信変更信号と位相変更信号を受け取る通信部１１０は、送受信部１０５、方向性結合器１０６、位相変更部１０７から構成される。
送受信部１０５は、情報処理部１０８と接続されており、さらに方向性結合器１０６と接続されている。さらに、送受信部１０５は、制御部１０３から送受信変更信号を受け取り、受け取った送受信変更信号に基づき、送受信部１０５が送信機として作動するか、受信機として作動するか切り替えている。

方向性結合器１０６は、３つの端子を持っており、１つ目の端子Ｐ１は送受信部１０５に接続されており、２つ目の端子Ｐ２は位相変更部１０７に接続されており、３つ目の端子Ｐ３は左用アンテナ部１０１１に接続されている。

車々間通信装置１００が送信機として作動するとき、方向性結合器１０６は、Ｐ１の端子から入力される信号をＰ２の端子とＰ３の端子にそれぞれ等分配して出力する。

また、車々間通信装置１００が受信機として作動するときは、方向性結合器１０６は、Ｐ２の端子とＰ３の端子から入力される信号を結合して、Ｐ１の端子に出力する。

位相変更部１０７は、方向性結合器１０６のＰ２の端子と右用アンテナ１０１２に接続されており、車々間通信装置１００が送信機として作動するとき、位相変更部１０７は、制御部１０３からの位相変更信号に基づいて、方向性結合器１０６のＰ２の端子から出力される信号の位相を変えて、右用アンテナ１０１２に出力する。

車々間通信装置１００が受信機として作動するとき、位相変更部１０７は、制御部１０３からの位相変更信号に基づいて、右用アンテナ１０１２から位相変更部１０７に出力される信号の位相を変えて、方向性結合器１０６のＰ２の端子へ出力する。
また、アンテナ駆動部１０２は、制御部１０３から受け取るアンテナ駆動信号に基づいて、左用アンテナ１０１１と右用アンテナ１０１２の向きを変える。

図２は、左用アンテナ１０１１とそのアンテナ駆動部１０２の構成を示した図である。図２（ａ）はアンテナ正面図であり、図２（ｂ）はアンテナの側面図である。なお、右用アンテナ１０１２とそのアンテナ駆動部１０２も図２と同様の構成をしている。

左用アンテナ１０１１となるアンテナ本体２０１は、平板状の誘電体基板２０３の一面にパッチアンテナ素子２０２をパターン形成して構成し、このパッチアンテナ素子２０２から電波が送受信される。また、アンテナ本体２０１は、平板状の誘電体基板２０３の裏面に接続されている接続用支柱２０４によって支えられている。さらに、接続用支柱２０４に接続されたアンテナ駆動部１０２となるモータ２０５が制御部１０３からのアンテナ駆動信号に基づいて回転駆動することにより、アンテナ本体は、向きを変えることができる構成としている。

図３は、アンテナ部１０１を上方から見た図であり、モータ２０５が回転駆動することにより、車両進行方向に対して、左用アンテナ１０１１は左方向へα度回転する。同様に、右側アンテナ１０１２は右方向へα度回転する。

また、情報処理部１０８は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭを含み、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたソフトウエアを読み出して実行することにより作動する。情報処理部１０８は、車両情報取得部１０４から自車両の情報の定期的な入力があり、この自車両の情報を定期的に送受信部１０５へ出力している。さらに、他の車両の情報を送受信部１０５から受け取り、自車両の情報と他車両の情報に基づいて、衝突危険度を演算する。 ここで他の車両の情報とは、自車両の送受信部１０５が受信機として作動したときに受信する他車両に搭載された車々間通信装置から送信された情報のことである。そして、この演算結果に基づいて、警報装置１０９に対して衝突危険信号を出力する。

警報装置１０９は、情報処理部１０８から受け取った衝突危険信号に基づいて、音による警報を発し、運転者に対して注意を促す。
次に、車々間通信装置１００の作動について説明する。図５は、制御部１０３が実行する処理を示すフローチャート、図６は、情報処理部１０８が実行する処理を示すフローチャートである。

自動車のイグニションスイッチが入ると、バッテリーから車々間通信装置１００に、電源が供給されて、制御部１０３は図５に示される処理を実行する。
まず、最初に、本車々間通信装置１００を搭載した車両が優先道路を走行している場合の車々間通信装置１００の作動を説明する。

なお、優先道路を走行中とは、次の３つの場合を想定している。第１に、車両前方の交差点に信号機が設置されている場合である。第２に、車両前方の交差点に信号が設置されてなく、自車両の走行方向の車両に対して、一旦停止の標識がなく、自車両の走行方向と交差する車両に対して一旦停止の標識がある場合である。第３に、車両前方の交差点に信号が設置されてなく、一旦停止の標識もないが、自車両が走行する道路の幅が、交差する道路の幅より広い場合である。

ステップＳ５０２では、車両情報取得部１０４から出力される自車両の情報を受け取る。さらに、自車両の情報のうち、位置情報を読み出し、現在、自車両は、道路（公道）上にいるのか、あるいは、施設などの駐車場にいて、道路（公道）上にいないのかを判定する。優先道路を走行しているときは、道路（公道）上にいるので、ステップＳ５０３へ進む。

ステップＳ５０３では、車両情報取得部１０４から自車両の位置情報と、自車両の前方方向の交差点情報を読み出し、自車両の前方３０メートル以内に交差点が存在するかどうかを判定する。自車両の前方３０メートル以内に交差点が無い場合、ステップＳ５０５へ進む。一方、自車両の前方３０メートル以内に交差点が存在する場合、ステップＳ５０４へ進む。

ステップＳ５０４では、自車両が進入しようとしている交差点の情報を車両情報取得部１０４から受け取り、自車両が優先道路を走行中であるかどうかを判定する。なお、交差点情報とは、次の３つの情報である。第１に信号機が設置されているか、第２に一旦停止の標識の有無と自車両が走行する道路に対しての標識かあるいは交差する道路に対しての標識であるか、第３に自車両が走行中の道路幅と交差する道路幅である。また、優先道路を走行中とは、上述のとおりである。自車両が優先道路を走行しているときは、ステップＳ５０５へ進む。

ステップＳ５０５では、送受信部１０５へ送受信変更信号を出力する。送受信変更信号を受け取った送受信部１０５は、車々間通信装置１００が送信機として作動するように切り替えられる。その後、ステップＳ５０７へ進む。

ステップＳ５０７では、位相変更部１０７へ位相変更信号を送り、アンテナ駆動部へアンテナ駆動信号を送る。位相変更信号を受け取った位相変更部１０７は、方向性結合器１０６から入力される信号の位相を０度に変えて、右用アンテナ１０１２へ出力する。また、アンテナ駆動信号を受け取ったアンテナ駆動部１０２は、左用アンテナ１０１１と右用アンテナ１０１２の向きを車両進行方向に対して０度に向ける。そして、情報処理部１０８から通信部１１０に自車両の情報が入力され、自車両の情報は通信部１１０を介して、アンテナ部１０１から送信される。

よって、この一連の作動により、車両に搭載された車々間通信装置１００は、優先道路を走行しているときは、送信機として作動し、車両走行方向に対して、０度すなわち、車両走行方向前方に指向性を向けて自車両の情報を送信する。
次に、本車々間通信装置１００を搭載した車両が非優先道路を走行している場合の車々間通信装置１００の作動を説明する。

非優先道路を走行中とは、交差点において、優先道路を走行中でない場合であり、次の２つの場合を想定している。第１に、車両前方の交差点に信号機が設定されてなく、自車両が走行する方向に一旦停止の標識がある場合である。第２に、車両前方の交差点に信号機が設置されてなく、一旦停止の標識もなく、自車両が走行する道路の幅が、交差する道路の幅より狭い場合である。

ステップＳ５０２では、優先道路を走行しているときと同様に、車両情報取得部１０４から出力される自車両の情報を受け取る。さらに、自車両の情報のうち、位置情報を読み出し、現在、自車両は、道路（公道）上にいるのか、あるいは、施設などの駐車場にいて道路（公道）上にいないのかを判定する。非優先道路を走行しているときは、道路上にいるので、ステップＳ５０３へ進む。

ステップＳ５０３では、優先道路を走行しているときと同様に、自車両の位置情報と、自車両の前方方向の交差点情報を読み出し、自車両の前方３０メートル以内に交差点が存在するかどうかを判定する。

自車両の前方３０メートル以内に交差点が無い場合、ステップＳ５０５へ進む。一方、自車両の前方３０メートル以内に交差点が存在する場合、ステップＳ５０４へ進む。

ステップＳ５０４では、自車両が進入しようとしている交差点の情報を車両情報取得部１０４から受け取り、自車両が優先道路を走行中であるかどうかを判定する。なお、自車両が非優先道路を走行しているときは、ステップＳ５０６へ進む。自車両が優先道路を走行中、非優先道路を走行中とは、上述のとおりである。

ステップＳ５０５では、すなわちステップＳ５０３で車両前方３０メートル以内に交差点がないと判定されたときは、優先道路を走行しているときと同様に、送受信部１０５へ送受信変更信号を出力する。送受信変更信号を受け取った送受信部１０５は、送受信部１０５が送信機として作動するように変わる。そして、車両情報取得部１０４から情報処理部１０８に入力された自車両の情報を、通信部１１０を介して、アンテナ部１０１から送信される。その後、ステップＳ５０７へ進む。

ステップＳ５０７では、優先道路を走行しているときと同様に、位相変更部１０７へ位相変更信号を送り、アンテナ駆動部１０２へアンテナ駆動信号を送る。位相変更信号を受け取った位相変更部１０７は、方向性結合器１０６から入力される信号の位相を０度に変えて、右用アンテナ１０１２へ出力する。また、アンテナ駆動信号に基づき、アンテナ駆動部１０２が作動し、右用アンテナの向きを車両進行方向に対して０度に向け、ステップＳ５０２へ戻る。なお、ステップＳ５０５とステップＳ５０７は、ほぼ同時に行われ、アンテナ１０１から送信される自車両の情報は、アンテナ部１０１から電波として車両走行方向前方に送信される。

一方、ステップＳ５０６、すなわち、車両前方３０メートル以内に交差点が存在し、非優先道路から交差点に進入する場合は、送受信部１０５へ送受信変更信号が出力される。送受信変更信号を受け取った送受信部１０５は、送受信部１０５が受信機として作動するように切り替わる。そして、ステップＳ５０８へ進む。

ステップＳ５０８では、位相変更部１０７へ位相変更信号が出力され、アンテナ駆動部１０２へアンテナ駆動信号が出力される。位相変更信号を受け取った位相変更部１０７は、右用アンテナ１０１２から受信する電波の位相を１８０度変える。すなわち、左用アンテナ１０１１と右用アンテナ１０１２から受信する電波の位相差を１８０度にする。そして、他の車両に搭載された車々間通信装置１００から送信される他車両の情報を、自車両の車々間通信装置１００はアンテナ部１０１から受信する。さらに、アンテナ部１０１から受信した他車両の情報は、通信部１１０を介して、情報処理部１０８へ出力される。

さらに、ステップＳ５０９では、車両情報取得部１０４から、自車両の位置情報と周辺情報を取得し、自車両の前方５メートル以内に交差点が存在するかどうかを判定する。自車両の前方５メートル以内に交差点が存在しない場合、ステップＳ５０８へ戻る。自車両の前方５メートル以内に交差点が存在する場合、ステップＳ５１０へ進む。

ステップＳ５１０では、アンテナ駆動部１０２へアンテナ駆動信号が出力される。アンテナ駆動信号を受け取ったアンテナ駆動部１０２は、モータ２０５を駆動させ、左用アンテナ１０１１と右用アンテナ１０１２をそれぞれ、左右に９０度回転させ、ステップＳ５０２へ戻る。

この一連の作動により、車両に搭載された車々間通信装置１００は、非優先道路を走行しているときは、車両前方３０メートル以内に交差点がない場合、送信機として動作し、指向性を車両走行方向前方に向けて、自車両の情報を送信する。一方、車両前方３０メートル以内に交差点が存在する場合、車々間通信装置１００は、受信機として作動する。そして、車両と交差点の距離が３０メートルから５メートルのときは、短時間で受信する電波の指向性を変えることができる方法である２つのアンテナから受信する電波の位相差を１８０度に変えている。その後、車両と交差点の距離が５メートル以下となったときに、受信する電波の指向性を確実に変えることができる方法である左右のアンテナの向きを９０度切り替えている。

なお、実験した結果、送受信する電波の位相差を１８０度変える方法は、送受信する電波の指向性を車両走行方向に対して左右に約４５度変えることができた。また、２つのアンテナの向きをそれぞれ左右に９０度回転させる方法は、送受信する電波の指向性を車両走行方向に対して左右に約９０度変えることができた。

よって、自車両と交差点からの距離が３０メートルから５メートルと少し距離があるときは、送受信する電波の位相差を１８０度変える方法を用い、さらに、自車両と交差点からの距離が５メートル以内と交差点に接近した場合は、アンテナの向きをそれぞれ左右に９０度回転させるという、二回に分けて、送受信する電波の指向性を変える方法をとっている。

さらに、車々間通信装置１００の情報処理部１０９は、図６に示される処理を実行する。
ステップＳ６０２では、他の車両に搭載された車々間通信装置１００から送信される電波を、アンテナ部１０１から受信し、その受信した電波を、通信部１１０を介して、情報処理部１０８に取り込まれる。そして、ステップＳ６０３へ進む。

ステップＳ６０３では車両情報取得部１０４が定期的に出力する自車両の情報を取り込み、ステップＳ６０４へ進む。

ステップＳ６０４では、他の車両に搭載された車々間通信装置１００から送信される電波に基づく相手車両情報と自車両情報に基づいて、衝突危険度を演算する。なお、衝突危険度とは、自車両の位置情報、速度情報、進行方向、加速度情報、進行方向から、直近未来の自車両の位置を演算し、一方、相手車両の位置情報、速度情報、加速度情報、進行方向から直近未来の他車両の位置を演算した結果、同一時刻に自車両と相手車両が同一場所に存在する可能性のことである。

ステップＳ６０５では、ステップＳ６０４の演算の結果、衝突確率が所定値より大きい場合、ステップＳ６０６へ進み、警報を出力するよう警報装置１０９に制御信号を出力する。衝突確率が所定値より小さい場合、ステップＳ６０７へ進み、警報を止めるよう警報装置１０９に制御信号を出力する。

以上のとおり、自車両が優先道路を走行中は、車々間通信装置１００は送信機となり、車両走行方向前方に自車両の情報を送信する。一方、非優先道路を走行中、交差点付近に進行すると、車々間通信装置１００は受信機となり、受信する電波の指向性を左右に切り替えて、優先道路を走行中の車両に搭載された車々間通信装置から送信された車両情報を受信する。よって、交差点近くの建造物などによってこれら車々間の直線経路による無線通信が遮られ、その結果回折する電波による通信しか行えなくなり、信号の減衰が大きい場合でも受信することができる。

なお、図６のステップＳ６０５で、演算結果の衝突確率によって、警報の種類を変えても良い。例えば、衝突確率が高く、ブレーキ操作など、ドライバーに操作を促す場合は、音声による警報とする。一方、衝突確率が低くドライバーに操作までは促さないが、急発進や急ハンドルなどの操作をすると衝突する可能性がある場合は、フロントウインドへの表示による警報にしてもよい。

また、図７に示すように、通信部１１０は、送受信部１０５、方向性結合器１０７、可変位相器７０１から構成しても良い。

このような構成にすると、車々間通信装置１００が通信するとき、車々間通信装置１００のアンテナ部１０１の左用アンテナ１０１１と右用アンテナ１０１２から送受信する電波の位相差を任意に変更することができる。これにより、アンテナ部１０１から送受信する電波の指向性を任意に変更することができる。
送受信する電波の指向性を任意に変更することによって、９０度以外の角度が付いた交差点で適用すると好適である。

また、右折のウインカースイッチを作動させ、交差点内で徐行あるいは信号待ちで停止しているときに、送受信する電波の指向性を右方向約３０度から６０度に変えると、図８に示すような右折車両と直進車両の間で通信する場合にも好適である。

さらに、図９に示すように、通信部１１０は、送受信変更部１０８、方向性結合器１０７、スイッチ９０２、移相器９０１から構成してもよい。なお、移相器９０１が変える移相量は１８０°としている。この構成は位相制御信号によりスイッチ９０２をＯＮ・ＯＦＦすることによって、右用アンテナ１０１１から送受信する電波の位相を変えることができる。すなわち、スイッチ９０２を操作することによって、アンテナ部１０１から送受信する電波の指向性を変えることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態としての車々間通信装置１００について説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態に係る車々間通信装置１００の構成を示す図である。この車々間通信装置１００は、アンテナ部１０１、車両情報取得部１０４、送受信部１０５、情報処理部１０８、警報装置１０９、−９０°移相器１００１、３ｄＢ方向性結合器１００２を備えている。

まず、第１の実施形態には備えていなかった、−９０°移相器１００１と３ｄＢ方向性結合器１０２について説明する。

−９０°移相器１００１は、この−９０°移相器１００１に入力される信号を、−９０度位相を変更して出力する移相器である。

３ｄＢ方向性結合器１００２は、第１端子Ｐ１、第２端子Ｐ２、第３端子Ｐ３、第４端子Ｐ４を有している。この３ｄＢ方向性結合器１００２の特性インピーダンスＺｓとＺｐを適切に設定すれば、第１端子Ｐ１から入力される信号は、第２端子Ｐ２には現れないようにすることができる。

また、第１端子Ｐ１から入力される信号は、第３端子Ｐ３と第４端子Ｐ４に等分配されて出力され、第３端子Ｐ３に出力される信号は、第４端子Ｐ４に出力される信号に対して、９０度位相を遅れて出力できる。

同様に、第２端子Ｐ２から入力される信号は、第１端子Ｐ１には現れないようにすることができ、第３端子Ｐ３と第４端子Ｐ４に等分配されて出力され、第３端子Ｐ３に出力される信号は、第４端子Ｐ４に出力される信号に対して、９０度位相を進めて出力できる。
よって、図１０の構成をした車々間通信装置１００において、第１端子Ｐ１から入力される信号と第２端子Ｐ２から入力される信号は、お互いに影響しないので、第１端子Ｐ１に第１の通信チャネルＣｈ１を使用し、第２端子Ｐ２に第２の通信チャネルＣｈ２を使用することができる。

また、第１端子Ｐ１に接続された通信チャネルＣｈ１は、第３端子Ｐ３と第４端子Ｐ４に等分配されて出力され、第３端子Ｐ３に出力される信号は、第４端子Ｐ４に出力される信号に対して、９０度位相を遅れて出力される。さらに、第３端子Ｐ３は、−９０°移相器を介して、９０度位相を遅れて右用アンテナ１０１２へ出力する。よって、左用アンテナ１０１１の信号に対して、右用アンテナ１０１２の信号は位相が１８０°遅れる。

また、第２端子Ｐ２に接続されたＣｈ２は、第３端子Ｐ３と第４端子Ｐ４に等分配されて出力され、第３端子Ｐ３に出力される信号は、第４端子Ｐ４に出力される信号に対して、９０度位相を進めて出力される。第３端子Ｐ３は、−９０°移相器を介して、９０度位相を遅れて右用アンテナ１０１２へ出力する。よって、左用アンテナ１０１１の信号と右用アンテナ１０１２の信号は同位相となる。

この原理を利用して、この実施形態では、車々間通信装置１００は、車両情報取得部１０４から定期的に出力される自車両の情報を、情報処理部１０８を介して、送受信部１０５に入力する。送受信部１０５は、受け取った自車両の情報を第２の通信チャネルＣｈ２を用いて変調し、３ｄＢ方向性結合器１００２の第２端子Ｐ２に出力する。

さらに、車々間通信装置１００は、アンテナ部１０１から受信する他の車両の情報を、通信チャネルＣｈ１を用いて受信する。そして、受信した他の車両の情報を、−９０°移相器１００１と３ｄＢ方向性結合器１００２を介して、第１端子Ｐ１から送受信部１０５に入力する。送信部１０５は、受け取った他車両の情報を復調して、情報処理部１０８へ出力する。

すなわち、本実施形態の車々間通信装置１００は、通信チャネルＣｈ１と通信チャネルＣｈ２を同時に使用することができ、さらに、通信チャネルＣｈ１で受信する電波は、指向性を左右にすることができ、通信チャネルＣｈ２で送信する電波は、指向性を車両走行方向前方とすることができる。

よって、他車両の情報の受信と自車両の情報の送信を同時に行うことができるという効果がある。他車両の情報の受信と自車両の情報の送信を同時に行いたい道路状況のときに有効であり、優先道路や非優先道路の区別もなく、一旦停止の標識や信号機が設置されていない交差点で使用する。

なお、各図中に示したステップＳでの処理は、それぞれの機能を実現するための手段を構成している。

本発明の第１の実施形態の車々間通信装置のブロック構成を示す図である。 図１におけるアンテナ部とアンテナ駆動部の構成を示す図である。 アンテナ部の左用アンテナと右用アンテナの向きを示す図である。 本発明の車々間通信装置を交差点で適用したときの模式図である。 図１における制御部１０３が実行する処理を示すフローチャートである。 図１における情報処理部１０８が実行する処理を示すフローチャートである。 図１における通信部のブロック構成を示す図である。 本発明の車々間通信装置を右直事故防止に適用したときの模式図である。 図１における通信部のブロック構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の車々間通信装置のブロック構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の車々間通信装置を使用したときの電波状況を示す模式図である。

符号の説明

１００…車々間通信装置、１０１…アンテナ部、１０１１…左用アンテナ、
１０１２…右用アンテナ、１０２…アンテナ駆動部、１０３…制御部、
１０４…車両情報取得部、１０５…送受信部、１０６…方向性結合器、
１０７…位相変更部、１０８…情報処理部、１０９…警報装置、
２０５…モータ、７０１…可変移相器、９０１…移相器、９０２…スイッチ
１００１…−９０°移相器、１００２…３ｄＢ方向性結合器。

Claims (8)

1. 車両に搭載され、他の車両に搭載された通信装置と無線通信を行う車々間通信装置であって、
   前記無線通信を行うためのアンテナ部（１０１）と、
   前記アンテナ部（１０１）を用いて送受信される電波の指向性を変える指向性変更手段（１０２、１０７）と、
   自車両が非優先道路から交差点に進入しようとしているか否かを判定する判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）と、
   前記判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）が前記非優先道路から前記交差点への進入を判定したとき、前記指向性を自車両の走行方向に対し左右方向に変更させるように前記指向性変更手段（１０２、１０７）を制御する制御手段（Ｓ５０７、Ｓ５０８、Ｓ５１０）と、を備えたことを特徴とする車々間通信装置。
2. 自車両の走行方向の所定距離以内に存在する交差点の情報を取得する交差点情報取得手段（１０４）を備え、
   前記判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）は、前記交差点の情報に基づいて自車両が非優先道路から交差点に進入しようとしているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車々間通信装置。
3. 前記アンテナ部（１０１）で受信した電波を受信し、前記アンテナ部（１０１）から電波を送信する送受信部（１０５）を備え、
   さらに、前記判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）が前記非優先道路から前記交差点への進入を判定したとき、前記送受信部（１０５）を受信機として作動させる受信選択手段（Ｓ５０６）を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車々間通信装置。
4. 前記判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）が前記非優先道路から前記交差点への進入を判定しないときには、前記制御手段（Ｓ５０７、Ｓ５０８、Ｓ５１０）は、前記指向性を自車両の走行方向の前方に向けるように前記指向性変更手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車々間通信装置。
5. 前記アンテナ部（１０１）で受信した電波を受信し、前記アンテナ部（１０１）から電波を送信する送受信部（１０５）を備え、
   さらに、前記判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）が前記非優先道路から前記交差点への進入を判定しないとき、前記送受信部（１０５）を送信機として作動させる送信選択手段（Ｓ５０５）を備えたことを特徴とする請求項４に記載の車々間通信装置。
6. 前記アンテナ部（１０１）は、第１のアンテナ（１０１１）と第２のアンテナ（１０１２）を有し、
   前記指向性変更手段は、前記第２のアンテナ（１０１２）から受信する電波の位相を変えるものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車々間通信装置。
7. 前記アンテナ部（１０１）は第１のアンテナ（１０１１）と第２のアンテナ（１０１２）を有し、
   前記指向性変更手段は、前記第１のアンテナ（１０１１）と第２のアンテナ（１０１２）の向きを変えるアンテナ駆動部（１０２）であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車々間通信装置。
8. 車両に搭載され、他の車両に搭載された通信装置と無線通信を行う車々間通信装置であって、前記無線通信を行うためのアンテナ部（１０１）と、
   前記アンテナ部（１０１）を用いて送受信される電波の指向性を変える指向性変更手段（１０２、１０７）と、
   自車両の走行方向所定距離に存在する交差点情報を取得する交差点情報取得手段（１０４）と、
   自車両が非優先道路から交差点に進入しようとしているか否かを判定する判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）と、
   前記アンテナ部（１０１）は無線信号を電波として送受信する第１のアンテナ（１０１１）と第２のアンテナ（１０１２）とを有し、前記第２のアンテナ（１０１２）から送受信する電波の位相を変える位相変更手段（１０７）と、前記第１のアンテナ（１０１１）と前記第２のアンテナ（１０１２）を回転駆動するアンテナ駆動手段（１０２）を備え、
   前記判定手段（Ｓ５０３、Ｓ５０４）が、前記自車両が交差点に非優先道路から進入しようとしていると判定し、前記自車両と交差点との距離が、第１の所定距離より短くなったときに、制御手段（Ｓ５０７、Ｓ５０８、Ｓ５０９）は前記位相変更手段を制御し、さらに、前記制御手段（Ｓ５０７、Ｓ５０８、Ｓ５０９）は、前記自車両と交差点との距離が、前記第１の所定距離よりも短い第２の所定距離より短くなったときに、前記アンテナ駆動手段（１０２）を制御することを特徴とする車々間通信装置。

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