JP4177371B2 - 情報配信システム - Google Patents
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このDSRCを用いた路車間通信サービスの代表例がETC(自動料金収受システム:Electronic Toll Collection System)である。
ETCでは、車輌に取り付けられたETC車載器と料金所に設置された路側機との間で無線通信を行い、必要な情報をやりとりすることにより通行料金の収受が実行される。
路車間情報通信によって提供される情報としては、例えば渋滞や事故などの交通情報や地域情報等が挙げられる。これらの情報は、音声、テキスト、画像等で構成されるコンテンツとして扱われる。
このハンドオーバ技術では、道路に沿って複数の基地局が設けられ、それぞれの基地局が形成する覆域が道路に沿って連続的に並べられている。
車輌が一つ目の基地局と通信を行っている最中にこの一つ目の基地局の覆域を出て二つ目の基地局の覆域に入った場合は、一つ目の基地局との間で中断した通信を二つ目の基地局との間で再開するために、通信チャネルを切り替える。このような処理を幾つもの基地局の間で順次実行することにより、大容量のデータを走行車輌に配信する。
ハンドオーバ技術を実現するためには、複数の基地局を備えると共に、これらを統合制御する制御手段も必要になるため、路側設備が大掛りなものとなり、設備費用も高額になる。
を備え、サーバは、路側通信手段との間でデータ通信を行う通信手段と、速度検出手段によって速度が検出された覆域を走行する車輌の速度検出時刻と、路側通信手段によるDSRC車載器の検出時刻とが所定範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、速度検出時刻とDSRC車載器の検出時刻とが所定の範囲内である場合に、車速を検知した車輌と、DSRC車載器を検知した車輌とを紐付ける紐付け手段と、紐付け手段により紐付けられた車輌の速度と、覆域の距離とから、前記紐付け手段により紐付けられた車輌のDSRC車載器との通信可能時間を推定する通信可能時間推定手段と、通信可能時間推定手段によって推定された推定通信可能時間と、通信速度とに基づき送信データ容量を演算する送信データ容量演算手段と、送信データ容量の範囲内で路側通信手段からDSRC車載器に転送できるコンテンツ情報をデータベースから選択するコンテンツ情報選択手段と、を有し、通信手段は、コンテンツ情報選択手段によって選択されたコンテンツ情報を路側通信手段にDSRC車載器へと送信させる。
を備え、サーバは、路側通信手段との間でデータ通信を行う通信手段と、速度検出手段によって速度が検出された覆域を走行する車輌の速度検出時刻と、路側通信手段によるDSRC車載器の検出時刻とが所定範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、速度検出時刻とDSRC車載器の検出時刻とが所定の範囲内である場合に、車速を検知した車輌と、DSRC車載器を検知した車輌とを紐付ける紐付け手段と、車輌の速度と、覆域の距離とから当該車輌のDSRC車載器との通信可能時間を推定する通信可能時間推定手段と、通信可能時間推定手段によって推定された推定通信可能時間と、通信速度とに基づき送信データ容量を演算する送信データ容量演算手段と、送信データ容量の範囲内で路側通信手段からDSRC車載器に転送できるコンテンツ情報をデータベースから選択するコンテンツ情報選択手段と、を有し、通信手段は、コンテンツ情報選択手段によって選択されたコンテンツ情報を路側通信手段にDSRC車載器へと送信させるので、サーバは、個々の車輌が覆域を通過するまでにコンテンツの配信を完了させることができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る情報配信システムの構成を示す図である。
図1に示すように、本発明の実施の形態1に係る情報配信システムは、コンテンツ保持装置1、路側通信装置2、車速検出装置3、及び、路側制御サーバ4を備える。
これらはネットワーク5上に配設されたハブ6によって接続されている。
なお、コンテンツ保持装置1以外は道路7の脇に配設する必要があるが、コンテンツ保持装置1は道路7の付近に設置する必要はない。
道路7上には、路側通信装置2の覆域7Aと、車速検出装置3が車速を検出する道路上の位置7Bとがある。
車速検出装置3としては、例えばループコイル式速度検出器、レーダ式速度検出器、またはカメラ映像による画像処理を利用した速度検出器等を想定している。ループコイル式速度検出器は道路に埋設され、レーダ式速度検出器あるいはカメラ式速度検出器の場合は、それぞれ地上に配設される。
また、路側制御サーバ4としては、後述する各種情報を登録するデータベースを備え、道路7の付近に配設されたサーバを想定している。このサーバは、下記の手段としての機能を有する。
・速度検出手段によって速度が検出された覆域を走行する車輌の速度検出時刻と、路側通信手段によるDSRC車載器の検出時刻とが所定範囲内にあるか否かを判定する判定手段
・速度検出時刻とDSRC車載器の検出時刻とが所定の範囲内である場合に、車速を検知した車輌と、DSRC車載器を検知した車輌とを紐付ける紐付け手段
・車輌の速度と、覆域の距離とから当該車輌のDSRC車載器との通信可能時間を推定する通信可能時間推定手段
・通信可能時間推定手段によって推定された推定通信可能時間と、通信速度とに基づき送信データ容量を演算する送信データ容量演算手段
・送信データ容量の範囲内で路側通信手段からDSRC車載器に転送できるコンテンツ情報をデータベースから選択するコンテンツ情報選択手段
道路7を走行中の車輌8が路側通信装置2の覆域7Aに入ると、車速検出装置3は、車輌8の車速を計測して路側制御サーバ4に車速データを通知する。
また、路側通信装置2は、覆域7Aに進入した車輌8のDSRC車載器9との通信が成立すると、DSRC車載器9の識別情報を路側制御サーバ4に伝達する。
路側制御サーバ4は、車速データとDSRC車載器9の識別情報とをそれぞれ受付け時刻と対応付けて登録する。車速データとDSRC車載器9との通信成立が所定の時間差内に得られた場合には、路側制御サーバ4は、両者が同一の車輌8であると判定し、車速データとDSRC車載器9の識別情報を紐付けする。
車速検出装置3が車速を検出した時刻を車速検出時刻tv、路側通信装置2とDSRC車載器9間で通信が成立した時刻を通信成立時刻tcとする。車速検出装置3が車速を検出する位置は一定であるが、車輌8の覆域7Aへの進入速度は異なるため、路側通信装置2がDSRC車載器9と通信が成立する位置にはばらつきが生じる。
覆域7Aの境界付近では、DSRC車載器9毎の受信感度や送信出力のばらつきなどの影響を受けやすく、通信成立位置にばらつきが生じる。
車速検出時刻tvと通信成立時刻tcがほぼ同時となるように車速検出位置7Bと覆域7Aが設定されていたと仮定する。
通信成立時刻tcのばらつきを示す値として、通信成立時刻tcよりも時刻が繰り上がる(早まる)側のばらつきa、及び、通信成立時刻tcよりも時刻が繰り下がる(遅れる)側のばらつきbを用いると、時刻tv−aから時刻tv+bの間に通信成立時刻tcが入れば、路側制御サーバ4は、車速検出時刻tvと通信成立時刻tcによって特定される車輌は同一車輌であると判定し、車速データとDSRC車載器の識別情報とを紐付けする。
時刻t1に検出された車載器Aに対しては、時刻t1−a〜t1+bの間に車速v1が検出されているので、車速v1の車輌とDSRC車載器Aが搭載された車輌は同一と紐付けられる。同様に、車速v2の車輌とDSRC車載器Bが搭載された車輌、及び、車速v4の車輌とDSRC車載器Cが搭載された車輌がそれぞれ同一であると紐付けられる。
表現形式は、テキストの表示、画像の表示、音声の出力などの種類があり、DSRC車載器9の持つ情報表示手段10に依存する部分である。
一方、情報詳細度はテキストデータや音声データの場合ではメッセージの長さとして、画像の表示の場合では解像度や画面の複雑度などに関わる量である。このように表現形式や情報詳細度の選択により、コンテンツ情報のデータ容量が変化する。
効率的な情報配信とは、個々のDSRC車載器9が利用できる表現形式で覆域7Aを通過するまでに、できるだけ詳細な情報を配信することをいう。これを実現する方法を以下に説明する。
車輌8が覆域7Aに進入した時に計測された車速は、覆域7A内を走行中に維持される保証はないが、車速データに紐付けられたDSRC車載器9との通信可能時間を予測する手掛かりとなる。
グラフ11は、覆域7A進入時の車速が覆域内平均車速と同じ場合であり、覆域内平均車速が覆域7A進入時の車速を上回ると、通信可能時間はグラフ11による通信可能時間よりも短くなる。
覆域7A内での通信完了失敗の可能性を低くするためには、通信可能時間を短目に推定しておく必要がある。グラフ12がこのことを考慮した推定通信可能時間である。グラフ12は、覆域7A内での通信可能失敗率を決めることにより設定できる。
フレームの先頭スロットは、FCMS(Frame Control Message Slot)13で、スロット割付情報やフレーム制御情報などが送られる部分である。これに続く14〜17はMDS(Message Data Slot)で、路側通信装置2から指定されたDSRC車載器9にデータを送信するためのスロットである。全二重通信フレームのダウンリンクチャネルでは、図4のように最大4つまでのスロットが設定可能である。通信接続された個々のDSRC車載器9を識別するためには、リンクアドレスが使われる。FCMS13にはフレーム内の各MDS14〜17がどの車載器8に割り付けられたものかを示す部分があり、リンクアドレスが使われる。
通信期間中に通信速度が変動しないと仮定すれば、通信可能時間と送信データ容量は比例する。コンテンツ保持装置1にデータ容量の違うコンテンツ情報が3種類あり、データ容量が小さいほうから大きい順に、コンテンツ情報A、コンテンツ情報B、コンテンツ情報Cと並ぶこととする。図5より、コンテンツ情報Aを送信するためには、1スロット/フレームではT4、2スロット/フレームではT2、4スロット/フレームではT1の通信時間が必要となる。コンテンツ情報B、コンテンツ情報Cも同様にスロット割り当て数により通信に必要な時間が求まる。
本発明の実施の形態2に係る情報配信システムでは、実施の形態1に係る情報配信システムのように道路脇に速度検出装置を備えずに、車載の速度検出装置によって検出された速度データをDSRC車載器9から路側通信装置2を介して路側制御サーバ4にアップロードする。
図6は、図1から路側に設置された車速検出装置3が取り除かれたシステム構成を示す。また、図7は、車輌8内部のシステム構成を示し、DSRC車載器9には情報表示手段10とともに車速センサ21が信号変換手段22を経由して接続されている。
図6及び図7において、図1に示す構成要素と同一あるいは同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
信号変換手段22は、一定周期毎またはDSRC車載器9からの要求に応じて車速データをDSRC車載器9に送信する。
DSRC車載器9は、車速データを保持するメモリを有し、このメモリに信号変換手段22から受信する車速データを保持する。
路側制御サーバ4は、DSRC車載器9が搭載された車輌8の車速データを得るために、路側通信装置2からDSRC車載器9に車速データを要求させる。
DSRC車載器9は、路側制御サーバ4から要求を受けると、車速データを通知する。
得られた車速データは、実施の形態1と同様に処理されて配信するコンテンツ情報の決定に利用される。これにより、実施の形態1同様に、複数の車輌のそれぞれに搭載されたDSRC車載器9に対して、覆域7A内に車輌8がいる間に、それぞれのDSRC車載器9が利用できる表現形式で、できるだけ詳細な情報を配信することができる。
従って、交通量が多く、多くの車輌8が覆域7Aに入るような場合であっても、効率的にコンテンツ情報の配信を行うことができる。
交通量が多く渋滞に近い状況になるに従い、覆域7A内を複数の車輌8がほぼ同一の車速で走行することにより、各車輌8の車速のばらつきが小さくなり、各車輌8の車速の平均値を用いて最大送信データ容量を決定することができる。
以下、図8を用いて本発明の実施の形態3に係る情報配信システムについて説明する。
車速データは、実施の形態1のように路側に設置された車速検出装置3から入力したものでもよく、実施の形態2のようにDSRC車載器9からの通信で得たものでもよい。時刻tにおいては、一定の時間幅Tを用いて時刻t−Tからtまでに蓄積された車速データの平均値をコンテンツ情報を決定するための判断材料とする車速(以下、指標車速と記す)とすることができる。
図9のように、指標車速が決まれば、路側制御サーバ4は通信可能時間を推定することができ、あとは実施の形態1と同様の処理によって配信するコンテンツ情報を選択することができる。指標車速が共通でも、DSRC車載器9から利用できる表現形式の種別を取得することで複数のDSRC車載器のそれぞれに表現形式の異なるコンテンツ情報を配信することができる。
交通量が多く、覆域7A内を同時に複数台の車輌8が走行する場合には、路側通信装置2はDSRC車載器9と個別通信することが困難になり、情報配信のために同報通信する手段を用いることが有効である。
同報通信による配信では、路側通信装置2は通信接続したすべてのDSRC車載器9に同一のコンテンツ情報を送信する。このためには、路側通信装置2はフレーム内の各スロットがすべてのDSRC車載器9に割り付けられていることを示す必要がある。これは図4に示すフレームの場合、FCMS13でフレーム内の各MDS14〜17がどのDSRC車載器に割り付けられたものかを示す部分には、リンクアドレスとして一斉同報を示すコードが使われる。
しかし、同報通信する場合には、覆域7A内を走行するすべての車輌8に一斉に同一のコンテンツ情報を送信するので、車輌によってコンテンツ情報の先頭情報が配信される覆域7A上の位置がまちまちになる。
そこで、車輌8が覆域7Aを走行している間に、最低1回は配信情報の最初から最後までを連続的に受信できることを条件として配信時間ないし配信データのデータ容量を決定するとすれば、コンテンツ情報のデータ容量を個別配信で決められる通信可能時間よりも短い通信時間で配信が終えられるように選ぶことが必要である。
すべてのDSRC車載器9に配信情報の最初から最後までを受信できることを必須条件から外せば、平均車速を指標車速として考えることができる。
配信に失敗する車輌比率を低くする場合には、平均車速に1より大きい係数を掛けて指標車速に設定する。
通信可能時間の推定は、指標車速に基づき実施の形態3に係る情報配信システムと同様に処理することができる。
コンテンツ情報のデータ容量を個別配信で決められる通信可能時間の半分以下に設定すると、指標車速で走行する車輌8は覆域7A走行中に少なくとも1回は最初から最後まで配信を受けることができる。
なお、同報通信においては、コンテンツ情報の表現形式を各DSRC車載器9に対応して変更することはできないので、情報表示手段10の能力によらない共通に利用できる表現形式のコンテンツ情報を選ぶことが効率的である。
特に、覆域内を走行する車輌の平均車速に基づいて決定される最大通信可能時間の半分以下の通信時間で送信できる容量のコンテンツ情報を選択すれば、各車輌8が覆域7Aを通過するまでに、コンテンツ情報の配信を効率的に完了させることができる。
本発明の実施の形態5に係る情報配信システムの路側制御サーバ4は、車速検出手段によって検出された車速が所定速度よりも高いか否かを判定する速度判定手段を備える。車速検出手段としては、図1に示すように道路に配設された車速検出装置3、または、図7に示すような車載の車速センサ21を用いればよい。
速度判定手段としての路側制御サーバ4は、車速が所定速度より高い場合は、速度違反であると判定し、通信手段に、速度警報情報を前記路側通信手段にDSRC車載器へと送信させる。
なお、コンテンツ保持装置1は、実施の形態1ないし4に係る情報配信システムと同様のコンテンツ上の他に、速度警報を報知するコンテンツ情報をも保持する。
一方、車速データが制限速度+15km/hを超過していると、速度違反であると判定し、通信手段としての路側制御サーバ4は、速度警報情報を路側通信装置2からDSRC車載器9に送信させる。
なお、上記例では制限速度超過の判定を制限速度より15km/hの場合で説明したが、判定基準はこの数値に限定するものではない。
Claims (7)
- コンテンツ情報が登録されたデータベースと、
狭域通信の覆域が道路上に配設され、この覆域を通過する車輌に搭載されたDSRC車載器と通信を行う路側通信手段と、
前記データベース及び前記路側通信手段と接続されると共に、速度検出手段で検出された車輌の速度が伝達されるサーバと
を備え、前記サーバは、
前記路側通信手段との間でデータ通信を行う通信手段と、
速度検出手段によって速度が検出された前記覆域を走行する車輌の速度検出時刻と、前記路側通信手段によるDSRC車載器の検出時刻とが所定範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、
前記速度検出時刻と前記DSRC車載器の検出時刻とが所定の範囲内である場合に、車速を検知した車輌と、DSRC車載器を検知した車輌とを紐付ける紐付け手段と、
前記紐付け手段により紐付けられた車輌の速度と、覆域の距離とから、前記紐付け手段により紐付けられた車輌のDSRC車載器との通信可能時間を推定する通信可能時間推定手段と、
前記通信可能時間推定手段によって推定された推定通信可能時間と、通信速度とに基づき送信データ容量を演算する送信データ容量演算手段と、
前記送信データ容量の範囲内で前記路側通信手段から前記DSRC車載器に転送できるコンテンツ情報を前記データベースから選択するコンテンツ情報選択手段と、
を有し、前記通信手段は、前記コンテンツ情報選択手段によって選択されたコンテンツ情報を前記路側通信手段にDSRC車載器へと送信させることを特徴とする情報配信システム。 - 前記速度検出手段は、ループコイル式速度検出器、レーダ式速度検出器、またはカメラ映像による画像処理を利用した速度検出器であり、これらのうちのいずれか一つを備える請求項1記載の情報配信システム。
- 前記速度検出手段は、前記DSRC車載器に接続された車載速度検出器であることを特徴とする請求項1記載の情報配信システム。
- 前記通信可能時間推定手段は、複数の車輌の速度から平均速度を求め、この平均速度と、覆域の距離とから当該車輌のDSRC車載器との通信可能時間を推定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項記載の情報配信システム。
- 前記通信手段は、前記路側通信手段を介して前記DSRC車載器との間で同報通信を行っており、前記コンテンツ情報選択手段によって選択されたコンテンツ情報を前記路側通信手段に複数車輌のDSRC車載器へと同報送信させることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項記載の情報配信システム。
- 前記送信データ容量演算手段は、前記通信可能時間推定手段によって推定される推定通信可能時間の半分以下の時間と、通信速度とに基づき送信データ容量を演算することを特徴とする請求項5記載の情報配信システム。
- 前記車速検出手段によって検出された車速が所定速度よりも高いか否かを判定する速度判定手段をさらに備え、車速が前記所定速度より高い場合は、前記通信手段は、前記路側通信手段に速度警報情報をDSRC車載器へと送信させることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項記載の情報配信システム。
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