JP4356751B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、路車間通信における路側の通信装置に関する。

カーナビゲーション装置の普及とともにＶＩＣＳ[Vehicle Information CommunicationSystem]も利用されるようになってきており、ＶＩＣＳ情報として渋滞情報などの道路交通情報が車両側に提供されている。ＶＩＣＳ情報を車両側に提供するために、路車間通信やＦＭ多重通信が行われている。路車間通信の場合、路側には光ビーコンなどが設けられ、車両には光ビーコンなどに対応した受信装置が搭載されている。光ビーコンの場合、車線毎にデータを送受信するためのヘッドがそれぞれ設けられ、各ヘッドから各車線に対して全車線共通のＶＩＣＳ情報を同時にダウンリンクしている。

さらに、インフラ協調サービスによる運転支援を行うために、光ビーコンを利用することが検討されている。この光ビーコンを利用したインフラ協調サービスとしては、例えば、車両では、光ビーコンからのデータ受信に基づいて位置標定を行い、この位置標定によって車両から停止線までの距離を演算する。そして、車両では、信号情報を取得し、停止線までの距離情報と信号情報に基づいて各種運転支援を行う。信号情報は、各色の信号や右折指示信号のサイクル情報などであり、直進車線や右折車線などの車線毎に情報が異なる。そのため、インフラ協調サービスを行う場合、車線毎に情報を設定し、光ビーコンでは各ヘッドから車線毎に異なる情報をダウンリンクし、車線毎に異なるサービスを提供する必要がある。

しかし、光ビーコンの各車線に対応したヘッドのダウンリンクエリアの一部は、隣接車線内に入っている。そのため、各ヘッドから車線毎に異なるデータを送信した場合、隣接車線からの漏れによってデータの干渉が生じ、受信エラーが発生し、必要なデータを全て受信することができない。そこで、特許文献１に記載の通信装置では、全車線において共通する共通データを全ての車線に送信した後、任意の車線に車線毎のデータを送信している間はその車線の隣接車線にはデータ送信を停止し（つまり、車線間での時分割送信）、車線間のデータの干渉を回避している。
特開２０００−１８２１９０号公報 特開平８−８６６６２号公報

衝突防止を目的として交差点での運転支援を行う場合、車両から停止線までの距離を高精度に求める必要があり、位置標定を高精度に行う必要がある。しかし、上記した通信装置では、車線間での時分割送信を行っているので、車両が光ビーコンのダウンリンクエリアに進入したときにデータ送信している場合とデータ送信を停止している場合がある。そのため、ダウンリンクエリアにおいて車両側で光ビーコンからのデータを最初に受信できた位置が、ダウンリンクエリアの入口エッジの位置の場合もあればあるいは入口エッジから停止線寄りの任意の位置の場合もあり、位置標定リセットの０点が変動する。特に、車線毎のデータが大きいほど、データ送信を停止している期間も長くなるので、０点が変動する可能性が高くなり、０点からの距離誤差も大きくなる。その結果、位置標定の精度が低下し、車両から停止線までの距離の精度も低下する。

そこで、本発明は、路車間通信において車線毎に異なる情報を送信できるとともに車両側で高精度な位置標定を行うことができる通信装置を提供することを課題とする。

本発明に係る通信装置は、路側に設置され、複数の車線に対して情報を送信する通信装置であって、車両の車両ＩＤを取得する車両ＩＤ取得手段と、複数の車線に対して情報をそれぞれ送信する複数の送信手段と、複数の送信手段により共通情報を全車線に対して同時送信させ、当該共通情報を同時送信していない間に複数の送信手段のうちの特定車線に対する送信手段により当該特定車線を対象とした内容の特定車線情報を送信させるとともに複数の送信手段のうちの特定車線の隣接車線に対する送信手段による情報送信を停止させる制御手段とを備え、同時送信する共通情報は、全車線に共通する内容の情報の他に特定車線情報のうちの車線が識別可能な情報の少なくとも一部を含み、共通情報を同時送信していない間に送信する情報は、特定車線情報のうちの車両側で走行車線を認識するための車線認識情報であり、車線認識情報は、車両ＩＤ取得手段で取得した車両ＩＤと当該車両ＩＤの車両が走行中の車線情報とを対応付けた情報であることを特徴とする。

この通信装置では、路側に設置され、車両側の装置との間で路車間通信を行う。通信装置は、複数の車線に対する路車間通信に対応するために、複数の車線に対して情報をそれぞれ送信する複数の送信手段と複数の送信手段の送信制御をそれぞれ行う制御手段を備えている。通信装置では、制御手段による送信制御により、複数の送信手段によって共通情報を全車線に対して同時送信する。さらに、通信装置では、制御手段による送信制御により、共通情報を同時送信していない間に、特定車線に対する送信手段によって特定車線情報を送信するとともに、特定車線の隣接車線に対する送信手段による情報送信を停止する。つまり、共通情報を全車線に対して同時送信し、同時送信を行わない間に車線毎の特定車線情報を車線間での時分割で送信する。共通情報は、基本的には全車線に対した共通の内容の情報である。特定車線情報は、基本的には特定車線を対象とした他車線とは異なる内容の情報であり、車線毎に設定される。特に、特定車線情報には、車線を識別可能な情報を含んでおり、この情報の場合には車両側でどの車線に対する情報かを判別できる。通信装置では、同時送信する共通情報の中に特定車線情報の車線を識別可能な情報の少なくとも一部を含ませ、特定車線情報の一部も共通情報として全車線に同時送信する。これによって、時分割で送信する特定車線情報を削減でき、時分割する期間を短くでき、ひいては、時分割での情報送信の停止期間を短くできる。この情報送信停止期間は、共通情報の中に特定車線情報の車線を識別可能な情報を多く含ませるほど、短くできる。このように時分割による情報送信停止期間を短くできるので、車両側では、位置標定を行った場合、位置標定リセットの０点が変動する可能性が低くなり、０点が変動した場合でも０点からの距離誤差を小さくできる。その結果、高精度な位置標定を行うことができ、車両の位置を高精度に求めることができる。さらに、通信装置は、時分割する期間を短くすることにより、同時送信する期間を長くでき、同じ共通情報を繰り返し送信する回数を多くできる。その結果、車両側の共通情報（特定車線情報の一部を含む）の受信確率が高くなる。

本発明の上記通信装置では、共通情報を同時送信していない間に送信する情報は、特定車線情報のうちの車両側で走行車線を認識するための車線認識情報とすると好適である。

この通信装置では、特定車線情報の車線を識別可能な情報を含む共通情報を全車線に対して同時送信し、同時送信を行わない間に車両側で走行車線を認識するための車線認識情報を時分割で送信する。特定車線を走行する車両側では、この共通情報及び車線認識情報を受信すると、車線認識情報によって走行している車線を認識し、共通情報における車線を識別可能な情報の中からその認識した車線に対する情報を抽出できる。このように、車両側では、共通情報の中から走行している車線に対する特定車線情報を簡単に抽出することができる。また、通信装置は、時分割で送信する情報を車線認識情報だけにすることにより、時分割する期間を極力短くでき、時分割による情報送信停止期間を極力短くできる。

本発明の上記通信装置では、車両の車両ＩＤを取得する車両ＩＤ取得手段を備え、車線認識情報は、車両ＩＤ取得手段で取得した車両ＩＤと当該車両ＩＤの車両が走行中の車線情報とを対応付けた情報であると好適である。

車両側では、自身の車両ＩＤを路側の通信装置に向けて送信する。通信装置では、車両ＩＤ取得手段によって車両ＩＤを取得する。そして、通信装置では、同時送信を行わない間に車両ＩＤと当該車両ＩＤの車両が走行中の車線情報とを対応付けた情報を車線認識情報として時分割で送信する。特定車線を走行する車両側では、この車線認識情報を受信すると、車両ＩＤによって自車両に対する情報かを確認できるとともに、車線情報によって走行している車線を認識でき、共通情報における車線を識別可能な情報の中からその認識した車線に対する情報を抽出できる。このように、車両側では、共通情報の中から走行している車線に対する特定車線情報を簡単に抽出することができる。

本発明は、同時送信する共通情報の中に特定車線情報の一部を含ませることにより、時分割で送信する期間（特に、時分割による情報送信停止期間）を短くでき、路車間通信において車線毎に異なる特定車線情報を送信できるとともに車両側で高精度な位置標定を行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る通信装置の実施の形態を説明する。

本実施の形態では、本発明に係る通信装置を、少なくとも光ビーコンによる路車間通信を行う路車間通信システムで利用される光ビーコンに適用する。本実施の形態に係る路車間通信システムでは、ＶＩＣＳ情報を提供するシステムとして機能するとともに、インフラ協調システムとして機能する。本実施の形態に係る光ビーコンは、車載通信装置との間で情報を送受信でき、ＶＩＣＳ情報及びインフラ協調情報を車両側に提供する。

図１〜図３を参照して、路車間通信システム１について説明する。図１は、本実施の形態に係る光ビーコンによる路車間通信システムの構成図である。図２は、片側２車線の場合の光ビーコンの平面図である。図３は、片側２車線の場合の光ビーコンの正面図である。

路車間通信システム１は、路側に設置される光ビーコン１０と各車両に搭載される車載通信装置２０からなる。光ビーコン１０は、一般道路において交差点から所定距離手前の位置などに設置される。路車間通信システム１では、光ビーコン１０と車載通信装置２０との間で近赤外線によりデータを送受信でき、ＶＩＣＳ情報とインフラ協調情報を光ビーコン１０から車載通信装置２０にダウンリンクし、車両ＩＤ情報を車載通信装置２０から光ビーコン１０にアップリンクする。

ＶＩＣＳ情報は、全車線で共通の道路交通情報である。道路交通情報は、渋滞情報、交通規制情報、駐車場情報などがある。インフラ協調情報は、車線毎の信号サイクル情報及び全車線で共通の道路線形情報、停止線情報、制限速度情報などがある。信号サイクル情報は、青信号、黄信号、赤信号の各点灯時間、右折指示信号の点灯時間、現在点灯している信号とその信号が点灯してからの経過時間などである。この信号サイクル情報により、例えば、何秒後に赤信号になるか、右折車線の場合には右折指示に何秒後になり、何秒後に終了するかが判る。道路線形情報は、ノード（道路の変化点）情報とノード間を連結するリンク情報からなる。ノード情報は、ノードの位置情報などである。リンク情報は、リンクの距離情報、勾配情報などである。停止線情報は、停止線の位置情報などである。この道路線形情報と停止線情報により、光ビーコン１０（ダウンリンクエリアＤＬＡの入口エッジ）から停止線ＳＬまでの距離が得られる。

光ビーコン１０のダウンリンクエリアＤＬＡは、光ビーコン１０のＫ（ｍ）（例えば、０．５ｍ）手前に設定され、車線進行方向がエリアサイズＬ（ｍ）（例えば、６．３ｍ）の範囲であり、車線幅方向が車線幅より少し広い範囲である。したがって、隣接車線間のダウンリンクエリアＤＬＡ，ＤＬＡは重なり、重複エリアＩＡが存在する。車載通信装置２０のアップリンクエリアは、光ビーコン１０の手前に設定され、車線進行方向がＭ（ｍ）（例えば、４．０ｍ）の範囲である。アップリンクエリアは、ダウンリンクエリアＤＬＡと入口エッジが同じ位置であり、ダウンリンクエリアＤＬＡより狭い（Ｌ＞Ｍ）。このＫ（ｍ）、Ｌ（ｍ）、Ｍ（ｍ）は、規格で予め設定された値である。したがって、光ビーコン１０からダウンリンクエリアＤＬＡの入口エッジまでの距離は決まっている。

なお、重複エリアＩＡが存在するので、隣接車線間で異なるデータを同時にダウンリンクする場合（図４参照）、隣接車線にデータが漏れ、データの干渉が発生する。しかし、隣接車線への干渉があるのはダウンリンクの場合だけと考えられる。というのは、車載通信装置２０の送信する際の指向性によって、アップリンクでは狭いエリアに送信するので、隣接車線に漏れることは殆どない。

図１〜図７を参照して、光ビーコン１０について説明する。図４は、２車線の各光ビーコンヘッドで同時送信した場合の車線毎のダウンリンクデータの一例である。図５は、２車線の各光ビーコンヘッドで時分割送信した場合の車線毎のダウンリンクデータの一例である。図６は、２車線の各光ビーコンで同時送信と同時送信の間に時分割送信した場合の車線毎のダウンリンクデータの一例である。図７は、共通データのフレームの情報の構成である。

光ビーコン１０は、ＶＩＣＳ情報とインフラ協調情報をダウンリンクエリアＤＬＡにダウンリンクするとともに、アップリンクエリアを走行中の車両から車両ＩＤ情報がアップリンクされる。特に、光ビーコン１０では、ダウンリンクする際に、制御チャネルだけを車線毎に時分割でダウンリンクし、それ以外の情報を全車線に対して同時にダウンリンクする。そのために、光ビーコン１０は、光ビーコン制御装置１１と車線毎の光ビーコンヘッド１２，・・・を備えている。

なお、本実施の形態では、光ビーコン制御装置１１が特許請求の範囲に記載する制御手段に相当し、車線毎の光ビーコンヘッド１２，・・・が特許請求の範囲に記載する複数の送信手段及び車両ＩＤ取得手段に相当する。

光ビーコン１０の各部について説明する前に、光ビーコン１０におけるダウンリンク方法について説明する。例えば、片側２車線の場合、図４に示すように、左車線のダウンリンクデータＬＤと右車線のダウンリンクデータＲＤとを同時に連続的にダウンリンクすると、重複エリアＩＡが存在するために、左車線と右車線で異なるデータが干渉する。そこで、車線間で時分割でダウンリンクすると、ダウンリンクエリアＤＬＡの入口エッジに車両が到達したときに、図５の矢印で示すように、時分割データＤＤが無い場合、時分割データＤＤの先頭の場合、時分割データＤＤの途中の場合がある。つまり、ダウンリンクエリアＤＬＡの入口エッジに車両が到達したときに、時分割データＤＤのどの位置で受信できるのかあるいは受信できないのかが未確定である。そのため、位置標定リセットしたときに、０点がダウンリンクエリアＤＬＡの入口エッジからずれ、距離誤差が生じることがある。また、時分割した場合、ダウンリンクできるデータ量が（１／車線数）となり、ダウンリンクできるデータ量が低減する。このように、時分割した場合、データ効率が悪く、位置標定精度も低下する。

ダウンリンクする情報は、道路サイクル情報のように車線毎に異なる情報もあるが、大部分が全車線に共通する情報である。そこで、時分割でダウンリンクする期間を短くするために、ダウンリンクする情報を、極力、全車線に対して共通の共通データＣＤとし、共通データＣＤを全車線に同時にダウンリンクする。ＶＩＣＳ情報、インフラ協調情報の道路線形情報、停止線情報、制限速度情報などは元々共通の情報なので、共通データＣＤとする。さらに、インフラ協調情報の車線毎の情報である信号サイクル情報も共通データＣＤとする。そのために、信号サイクル情報の各情報がどの車線に対する情報かを識別可能とするために、信号サイクル情報の各情報に対して車線番号をそれぞれ付与する。そして、これらの情報を全て共通データＣＤとし、この共通データＣＤをフレームＦに分割する。図７には、片側２車線の場合の共通データＣＤのフレームＦに格納される情報構成の一例を示しており、フレームＦの大部分の領域に道路線形情報などの元々共通の共通情報ＣＩが格納され、残りの領域に左車線の車線番号を付与した信号サイクル情報ＬＩと右車線の車線番号を付与した信号サイクル情報ＲＩが格納される。

車両側では、共通データＣＤの中の信号サイクル情報の各情報について走行中の車線の情報か否かを識別する必要がある。そのために、車両側では、走行中の車線を認識する必要がある。そこで、車線毎に、アップリンクされた車両ＩＤに車線番号を加味した制御チャネルＣＣ（車線認識情報）を生成し、この制御チャネルＣＣだけを車線間での時分割でダウンリンクする。この制御チャネルＣＣは、データ量として極小であり、１つのフレームだけで構成される。フレーム時間は、極小時間であり、例えば、光ビーコンの規格上の１ｍｓである。

図６には、片側２車線の場合のダウンリンクの一例を示している。通常、共通データＣＤを全車線に対して繰り返しダウンリンクする。そして、所定の周期で、各車線の制御チャネルＣＣ，ＣＣを生成し、制御チャネルＣＣ，ＣＣを１度だけ時分割でダウンリンクする。したがって、共通データＣＤについては、何度も同じデータがダウンリンクされる。また、時分割でダウンリンクする期間は非常に短く、ダウンリンク停止期間も非常に短い。そのため、この時分割を行っているときに車両がダウンリンクエリアＤＬＡの入口エッジに到達し、位置標定リセットが行われた場合でも、距離誤差は非常に小さく、無視できる程度である。ちなみに、共通データＣＤをダウンリンクしているときに車両がダウンリンクエリアＤＬＡの入口エッジに到達し、位置標定リセットが行われた場合には、勿論、距離誤差はない。

なお、制御チャネルＣＣも共通データＣＤの中に含めて、全ての情報を同時にダウンリンクすることも考えられるが、以下の理由で制御チャネルＣＣだけは時分割でダウンリンクする。制御チャネルＣＣを共通データＣＤの中に含めた場合、全てのフレームＦに制御チャネルＣＣを含める必要があり、各フレームＦに格納できるデータ量がその分削減される。そのため、１回分の共通データＣＤをダウンリンクするためのフレーム数が増加する。その結果、共通データＣＤをダウンリンクエリアＤＬＡ内でダウンリンクできる回数が低減し、車両側での受信確率が低下する。また、全てのフレームＦに同じ情報（制御チャネルＣＣ）が含まれるので、非常に無駄である。

以上のように、情報を極力共通化して共通データＣＤとして同時に繰り返しダウンリンクし、車両側で走行車線を認識するために最低限必要な制御チャネルＣＣだけを時分割でダウンリンクする。以下に、光ビーコン１０の各部について具体的に説明する。

光ビーコン制御装置１１は、ＣＰＵ[Central ProcessingUnit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などからなる電子制御ユニットであり、光ビーコン１０を統括制御する。光ビーコン制御装置１１では、ＶＩＣＳセンターで編集、処理されたＶＩＣＳ情報を取得するとともに、前方に存在する信号機の制御器（図示せず）から信号サイクル情報を取得する。また、光ビーコン制御装置１１では、光ビーコン１０周辺の道路線形情報、停止線情報、制限速度情報などを予め保持している。また、光ビーコン制御装置１１では、光ビーコンヘッド１２からアップリンクデータ（車両ＩＤ）を入力する。

光ビーコン制御装置１１では、信号サイクル情報の各情報に対応する車線の車線番号をそれぞれ付与する。そして、光ビーコン制御装置１１では、その車線番号を付与した各情報とＶＩＣＳ情報及び信号サイクル情報以外のインフラ協調情報から共通データＣＤを生成し、共通データＣＤをフレーム分割する。光ビーコン制御装置１１では、所定時間毎に、アップリンクされた車両ＩＤに車線番号を加味し、車線毎の制御チャネルＣＣを生成する。所定時間は、一定時間でもよいし、あるいは、車両の通過量や車速などを考慮した可変時間でもよい。車両ＩＤがアップリンクされていない場合、制御チャネルの車両ＩＤは空情報となる。

光ビーコン制御装置１１では、通常、全車線に対して共通データＣＤをダウンリンクするように全車線の光ビーコンヘッド１２，・・・を指令制御し、１回分の共通データＣＤのダウンリンクが終了毎に繰り返し同じ指令制御を行う。また、光ビーコン制御装置１１では、所定時間毎に、ダウンリンクする車線に対してその車線の制御チャネルＣＣをダウンリンクするようにその車線の光ビーコンヘッド１２を指令制御するとともに、その車線の隣接車線に対してダウンリンクを停止するようにその隣接車線の光ビーコンヘッド１２を指令制御する。例えば、片側２車線の場合には左車線と右車線との間で時分割を行い、片側３車線の場合には中央車線と左車線及び右車線との間で時分割を行い、片側４車線の場合には第１車線及び第３車線と第２車線及び第４車線との間で時分割を行う。

光ビーコンヘッド１２は、車線毎に設けられ、近赤外線を送受信可能なヘッドである。光ビーコンヘッド１２は、車線の中心線の上方に配置され、下側の斜め後方に向けて設置される。通常、光ビーコンヘッド１２では、光ビーコン制御装置１１による指令に応じて、共通データＣＤをダウンリンクエリアＤＬＡ内へ他の光ビーコンヘッド１２と同時にダウンリンクする。所定時間毎に、光ビーコンヘッド１２では、光ビーコン制御装置１１による指令に応じて、制御チャネルＣＣのダウンリンクエリアＤＬＡ内へのダウンリンクとダウンリンクの停止とを行う。また、光ビーコンヘッド１２では、アップリンクエリア内からのアップリンクデータ（車両ＩＤ情報）を受信し、そのアップリンクデータを光ビーコン制御装置１１に出力する。

図１〜図７を参照して、車載通信装置２０について説明する。車載通信装置２０は、ダウンリンクエリアＤＬＡに進入すると全車線共通の共通データＣＤと車線毎に異なる制御チャネルＣＣをダウンリンクされるとともに、アップリンクエリアに進入すると車両ＩＤデータをアップリンクする。車載通信装置２０では、ダウンリンクエリアＤＬＡでのデータ受信に基づいて位置標定を行い、車両から停止線までの距離を演算する。車載通信装置２０では、ＶＩＣＳ情報をナビゲーション装置に提供するとともに、停止線までの距離や信号情報などからなるインフラ協調情報を運転支援装置に提供する。そのために、車載通信装置２０は、送受信装置２１、車輪速センサ２２及びＥＣＵ[Electronic Control Unit]２３を備えている。

送受信装置２１は、近赤外線を送受信可能な装置である。送受信装置２１は、車両の所定の位置に配置され、上側の斜め前方に向けて設置される。送受信装置２１では、ダウンリンクエリアＤＬＡ内でダウンリンクデータを受信し、そのダウンリンクデータをＥＣＵ２３に出力する。また、送受信装置２１では、ＥＣＵ２３による指令に応じて、アップリンクエリア内でアップリンクデータを送信する。

車輪速センサ２２は、各車輪に設けられ、車輪速パルスを検出するセンサである。車輪速センサ２２では、車輪速パルスを検出し、検出した車輪速パルスをＥＣＵ２３に出力する。

ＥＣＵ２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる電子制御ユニットであり、車載通信装置２０を統括制御する。ＥＣＵ２３では、送受信装置２１からのダウンリンクデータ（共通データＣＤ、制御チャネルＣＣ）を入力するとともに、各輪の車輪速センサ２２からの車輪速パルスを入力する。そして、ＥＣＵ２３では、各輪の車輪速パルスに基づいて車速Ｖを演算する。また、ＥＣＵ２３では、アップリンクエリアに進入すると、車両ＩＤからなるアップリンクデータを生成し、そのアップリンクデータをアップリンクするように送受信装置２１を指令制御する。

送受信装置２１でダウンリンクデータの受信を開始すると（位置標定リセットすると）、ＥＣＵ２３では、データ受信開始してから位置標定による停止線までの距離Ｄの演算が終わるまでの時間Ｘをカウントする。また、ＥＣＵ２３では、共通データＣＤから道路線形情報を抽出し、道路線形情報に基づいてダウンリンクエリアＤＬＡの入口エッジから停止線ＳＬまでの距離Ｓを演算する。そして、ＥＣＵ２３では、演算によって求めた距離Ｓ及び車速Ｖ、カウントした時間Ｘを用いて、現時点の車両位置から停止線ＳＬまでの距離Ｄ（＝Ｓ−Ｘ×Ｖ）を演算する。

ＥＣＵ２３では、制御チャネルＣＣを取得すると、車両ＩＤによって自車両に対する情報か否かを確認する。自車両の情報の場合、ＥＣＵ２３では、制御チャネルＣＣから車線番号を抽出し、走行中の車線を認識する。そして、ＥＣＵ２３では、その車線番号に基づいて照合を行い、共通データＣＤから走行中の車線の信号サイクル情報を抽出する。また、ＥＣＵ２３では、共通データＣＤから停止線情報、制限速度情報などを抽出する。そして、ＥＣＵ２３では、これらの抽出した情報に停止線までの距離Ｄの情報を加味してインフラ協調情報を生成する。そして、ＥＣＵ２３では、インフラ協調情報を運転支援装置に送信する。

また、ＥＣＵ２３では、共通データＣＤからＶＩＣＳ情報を抽出する。そして、ＥＣＵ２３では、ＶＩＣＳ情報をカーナビゲーション装置に送信する。

図１〜図８を参照して、路車間通信システム１における動作について説明する。

光ビーコン１０の各光ビーコンヘッド１２では、アップリンクされた車両ＩＤデータを受信する。そして、光ビーコン制御装置１１では、所定時間毎に、アップリンクされた車両ＩＤと車線番号からなる制御チャネルＣＣを生成する。

光ビーコン制御装置１１では、信号機の制御器からの信号サイクル情報の各情報に車線情報を付与し、この車線情報を付与した信号サイクル情報とＶＩＣＳセンターからのＶＩＣＳ情報及び保持している道路線形情報、停止線情報、制限速度情報などにより共通データＣＤを生成し、共通データＣＤをフレーム分割する。そして、光ビーコン制御装置１１では、全車線の光ビーコンヘッド１２，・・・に対してフレーム単位の共通データＣＤをダウンリンクするように、繰り返し指令制御する。全ての光ビーコンヘッド１２，・・・では、共通データＣＤをダウンリンクエリアＤＬＡ内へダウンリンクする。

また、光ビーコン制御装置１１では、所定時間毎に、ダウンリンクする車線の光ビーコンヘッド１２に対して制御チャネルＣＣをダウンリンクするように指令制御するとともに、その車線の隣接車線の光ビーコンヘッド１２に対してダウンリンク停止するように指令制御する。ダウンリンクするように指令された光ビーコンヘッド１２では、制御チャネルＣＣをダウンリンクエリアＤＬＡ内へダウンリンクする。一方、ダウンリンク停止するように指令された光ビーコンヘッド１２では、ダウンリンクを停止する。

これによって、繰り返し、共通データＣＤがダウンリンクエリアＤＬＡに同時にダウンリンクされ、その共通データＣＤのダウリンクの合間の所定時間毎に、極短期間で、車線毎の制御チャネルＣＣが時分割でダウンリンクされる。

各輪の車輪速センサ２２では、車輪速パルスを検出し、車輪速パルス情報をＥＣＵ２３に送信している。ＥＣＵ２３では、各輪の車輪速パルスに基づいて車速Ｖを演算する。

車載通信装置２０を搭載した車両がダウンリンクエリアＤＬＡに進入すると、送受信装置２１では、共通データＣＤを繰り返し受信して、その都度、共通データＣＤをＥＣＵ２３に出力するとともに、制御チャネルＣＣを一度受信して、制御チャネルＣＣをＥＣＵ２３に出力する。また、アップリンクエリアに進入すると、送受信装置２１では、ＥＣＵ２３からの指令に応じて車両ＩＤデータをアップリンクする。

ＥＣＵ２３では、データ受信を開始すると（位置標定リセット）、そのデータ受信開始時点からの経過時間をカウントする。そして、ＥＣＵ２３では、共通データＣＤから道路線形情報を抽出し、道路線形情報に基づいてダウンリンクエリアＤＬＡの入口エッジから停止線ＳＬまでの距離Ｓを演算する。また、ＥＣＵ２３では、カウントしていた時間からデータ受信開始から位置標定終了（現時点）までの時間Ｘを把握する。そして、ＥＣＵ２３では、入口エッジから停止線ＳＬまでの距離Ｓ、時間Ｘ、車速Ｖを用いて、現時点での自車位置から停止線ＳＬまでの距離Ｄを演算する。

ＥＣＵ２３では、制御チャネルＣＣの車両ＩＤによって自車両に対する情報と確認すると、制御チャネルＣＣの車線番号によって走行中の車線を認識する。そして、ＥＣＵ２３では、その車線番号に基づいて共通データＣＤから走行中の車線の信号サイクル情報を抽出するとともに、共通データＣＤから停止線情報、制限速度情報などを抽出する。そして、ＥＣＵ２３では、これらの抽出した情報に停止線ＳＬまでの距離Ｄの情報を加味したインフラ協調情報を運転支援装置に送信する。また、ＥＣＵ２３では、共通データＣＤからＶＩＣＳ情報を抽出し、そのＶＩＣＳ情報をカーナビゲーション装置に送信する。

インフラ協調情報が提供されると、運転支援装置では、自車が直進の場合には赤信号のときに停止線ＳＬで止まれるか否かや右折の場合には右折指示信号でないときに停止線ＳＬで止まれるか否かを判断し、止まれないと判断したときには注意喚起、警報、介入ブレーキ制御などを行う。

この路車間通信システム１によれば、車線間でのデータの干渉を防止できるとともに車間毎に異なるデータを車両側に提供することができ、インフラ協調サービスが可能である。

特に、光ビーコン１０によれば、制御チャネルＣＣ以外の情報を共通データＣＤとし、全車線に対して同時に共通データＣＤをダウンリンクすることにより、時分割する期間を極短時間にでき、時分割でのダウンリンク停止期間を極短時間にできる。これによって、車載通信装置２０では、位置標定を行った場合、位置標定リセットの０点が変動する可能性が低くなり、０点が変動した場合でも０点からの距離誤差が極小さくなる。その結果、高精度な位置標定を行うことができ、停止線ＳＬまでの距離Ｄを高精度に求めることができる。その結果、高品質のインフレ協調サービスを行うことができる。

さらに、光ビーコン１０によれば、制御チャネルＣＣを１回だけ時分割でダウンリンクすることにより、１回分の共通データＣＤをダウンリンクするために要するフレーム数を少なくできる。これによって、車載通信装置２０では、同じ共通データＣＤをダウンリンクエリアＤＬＡ内でより多くの回数受信することができ、受信確率が向上する。したがって、遮蔽物などによって一時的に受信できなかった場合でも、共通データＣＤを確実に取得することができる。

また、光ビーコン１０では、時分割でダウンリンクする情報を制御チャネルＣＣだけにすることにより、時分割する期間を極力短くでき、時分割によるダウンリンク停止期間を極力短くできる。また、光ビーコン１０では、制御チャネルＣＣに車線番号を含ませかつかつ信号サイクル情報の各情報に車線番号を対応付けることにより、車載通信装置２０では共通データＣＤの中から走行車線に対する信号サイクル情報を簡単に抽出することができる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では光ビーコンによる路車間通信システムに適用したが、電波ビーコンなどの他の路車間通信システムにも適用可能である。また、本発明の通信装置として光ビーコンに適用したが、電波ビーコンなどの他の装置にも適用可能である。

また、本実施の形態では車両側から車両ＩＤをアップリンクし、光ビーコンでその車両ＩＤを受信し、その車両ＩＤと車線番号からなる制御チャネルを時分割でダウンリンクする構成としたが、車両ＩＤのアップリンクと受信を行うことなく、光ビーコンで車両側で走行車線を認識するための車線認識情報（例えば、車線番号のみからなる制御チャネル）を時分割でダウンリンクする構成としてもよい。

また、本実施の形態では特定車線情報として制御チャネルだけを時分割でダウンリンクする構成としたが、他に時分割でダウンリンクする必要がある情報がある場合にはその情報も時分割でダウンリンクするようにしてもよい。この場合でも、時分割でダウンリンクする情報量を極力少なくするとよい。

また、本実施の形態では同じ制御チャネルを１回だけダウンリンクする構成としたが、車両側での受信確率を向上させるために間隔をあけて複数回ダウンリンクするようにしてもよい。

また、本実施の形態では制御チャネルを所定時間毎にダウンリンクする構成としたが、車両ＩＤを取得したタイミングなどでダウンリンクする構成としてもよい。

本実施の形態に係る光ビーコンによる路車間通信システムの構成図である。 片側２車線の場合の光ビーコンの平面図である。 片側２車線の場合の光ビーコンの正面図である。 ２車線の各光ビーコンヘッドで同時送信した場合の車線毎のダウンリンクデータの一例である。 ２車線の各光ビーコンヘッドで時分割送信した場合の車線毎のダウンリンクデータの一例である。 ２車線の各光ビーコンで同時送信と同時送信の間に時分割送信した場合の車線毎のダウンリンクデータの一例である。 共通データのフレームの情報の構成である。

符号の説明

１…路車間通信システム、１０…光ビーコン、１１…光ビーコン制御装置、１２…光ビーコンヘッド、２０…車載通信装置、２１…送受信装置、２２…車輪速センサ

Claims (1)

1. 路側に設置され、複数の車線に対して情報を送信する通信装置であって、
   車両の車両ＩＤを取得する車両ＩＤ取得手段と、
   前記複数の車線に対して情報をそれぞれ送信する複数の送信手段と、
   前記複数の送信手段により共通情報を全車線に対して同時送信させ、当該共通情報を同時送信していない間に前記複数の送信手段のうちの特定車線に対する送信手段により当該特定車線を対象とした内容の特定車線情報を送信させるとともに前記複数の送信手段のうちの特定車線の隣接車線に対する送信手段による情報送信を停止させる制御手段と
   を備え、
   前記同時送信する共通情報は、全車線に共通する内容の情報の他に前記特定車線情報のうちの車線が識別可能な情報の少なくとも一部を含み、
   前記共通情報を同時送信していない間に送信する情報は、前記特定車線情報のうちの車両側で走行車線を認識するための車線認識情報であり、
   前記車線認識情報は、前記車両ＩＤ取得手段で取得した車両ＩＤと当該車両ＩＤの車両が走行中の車線情報とを対応付けた情報であることを特徴とする通信装置。
   

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