JP4539362B2 - 車両通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の車両の各々に搭載し各車両相互で情報を送受信する車両通信装置に関する。

従来から、複数の車両間で信号を送受信し各種情報を交換する通信装置が知られており、例えば特許文献１には、複数の車両間において情報を通信可能な車車間通信システムが開示されている。この特許文献１においては、各車両は、運転支援用として自車両に搭載された運転支援用カメラによって、自車両の周囲の画像を撮影し、撮影された周囲画像に基づいて自車両の周囲の交通状況等の走行関連情報を検出し、他車両に無線で送信するシステムが提案されている。

また、一般的な移動体通信の技術として、複数の移動体が信号を中継することにより、互いに直接通信ができない移動体間での通信を可能とするマルチホップ無線ネットワークの技術が知られている。そして、種々のマルチホップ無線ネットワークの経路を構築するルーティングプロトコルが開発されている。

一方、路面上には、走行レーン（車線）の境界を識別するレーン境界線をはじめ種々の目的に応じて標示線が塗装されており、実線又は破線もしくはブロック状というように異なる形態の標示線や、白色あるいは黄色というように異なる色彩の標示線が混在し、更には、これらの標示線が複合されたものも存在する。尚、レーン境界線あるいは走行誘導線は機能からみた標示線を意味し、路面上の白線又は黄線そのものを指すときはレーンマークというが、本願における車両走行レーンは両者を包含する。

上記のように種々の標示線によって識別された路面上の走行レーンを検出する装置については、従来から種々提案されており、例えば特許文献２に開示されている。同公報においては、車両用走路判定装置および車両制御装置に関し、検出された互いに隣接する複数の標示線から車両における所定の基準線を適切に設定することを目的として、カメラによる撮像画像から道路の路面上に描かれた標示線を検出することとしている。また、特許文献３にも、画像を用いた路面走行レーン検出装置が開示されている。更に、駐車支援装置に用いられる安価なカメラを利用して走行レーンを判定する装置も一部の市販車両に搭載されている。これに対し、カメラ画像を用いることなく車両走行レーンを検出する走行レーン検出手段も種々提案されている（例えば、下記の特許文献４）。

特開２００１−２８３３８１号公報 特開２００３−１６８１９８号公報 特開２００４−１１８７５７号公報 特許３５２０３３７号公報

前掲の特許文献１に記載の装置によれば、一の車両が、交通状況や異常事象を検出した場合に、その検出車両が、無線送信可能範囲内の全ての車両に対し、それらの情報を送信することが可能である。然し乍ら、一般に、車両間の通信システムに使用されている無線通信では、高周波の信号が利用されているため、例えば建物等、信号を遮蔽するような通信障害物がある場合には、その影に隠れる車に対しては通信が困難となる。

これに対し、前述のマルチホップ無線ネットワークの経路を構築するルーティングプロトコルを利用すれば、車両間で、直接信号を送ることができない車両に対しても、他の車両が中継をすることにより通信することは可能である。例えば、建物等の存在によって直接信号を送受信できない状態の車車間通信にも適用可能である。しかし、車両等の移動体におけるマルチホップ無線ネットワークでは、ホッピングが無秩序に起こるため経路の収束に時間がかかり、通信効率が悪くなる。

ところで、前述の走行レーン検出手段としては、前掲の特許文献１に記載のようなカメラを用いたものもあるが、高価であることから、駐車支援装置用の安価なカメラを走行レーン検出に利用する装置や、カメラ等の撮像手段を用いることなく走行レーンを検出する装置も提案されている。従って、これらの走行レーン検出手段を用いて前述の車車間通信に適用することができれば、大幅なコストダウンが期待できる。

そこで、本発明は、複数の車両間に通信障害物が存在する場合でも、簡単な手段で適切な車両を選択して中継処理を行ない、適切な情報を送受信し得る安価な車両通信装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、複数の車両の各々に搭載し各車両相互で情報を送受信する車両通信装置において、前記複数の車両は、夫々、各車両に搭載したカメラにより道路の交差、分岐及び合流の少なくとも一つを検出する走行レーン検出手段と、該走行レーン検出手段の検出結果に基づき中継の適否を判定する中継適否判定手段とを備えた無線送受信機を搭載し、前記複数の車両のうちの一の車両の前記走行レーン検出手段により前記道路の交差、分岐及び合流の少なくとも一つが検出され、前記中継適否判定手段により前記一の車両が中継に適すと判定されたときには、前記複数の車両のうちの他の車両の前記無線送受信機は、前記一の車両を中継依頼すべき車両に指定して前記情報を前記一の車両の前記無線送受信機に送信するように構成したものである。

また、本発明は、請求項２に記載のように、複数の車両の各々に搭載し各車両相互で情報を送受信する車両通信装置において、前記複数の車両は、夫々、各車両に搭載したカメラにより道路の交差、分岐及び合流の少なくとも一つを検出する走行レーン検出手段と、該走行レーン検出手段の検出結果に基づき中継の適否を判定する中継適否判定手段と、前記車両の状態を表す情報及び前記中継適否判定手段の判定結果情報を含む第１の信号を送信する第１の送信処理手段と、該第１の送信処理手段が送信した第１の信号を受信して記憶手段に順次記憶する第１の受信処理手段と、前記記憶手段に記憶された前記第１の信号に基づき中継の可否を判定し、中継依頼すべき車両を指定した情報を含む第２の信号を送信する第２の送信処理手段と、該第２の送信処理手段が送信した第２の信号を受信して前記中継依頼の有無を判定し、前記中継依頼を送信した車両に対し中継処理を行なう第２の受信処理手段とを備え、前記複数の車両のうちの一の車両が、前記第１の送信処理手段により前記第１の信号を前記複数の車両のうちの他の車両に送信し、該他の車両が、前記第１の受信処理手段により前記第１の信号を受信して前記記憶手段に順次記憶する場合において、前記他の車両の第２の送信処理手段により、前記記憶手段に記憶された前記第１の信号に基づき中継の可否を判定して、中継依頼すべき車両を指定した情報を含む前記第２の信号を前記一の車両の第２の受信処理手段に送信し、該第２の受信処理手段は、前記第２の信号を受信して前記中継依頼の有無を判定し、前記中継依頼を送信した車両に対し中継処理を行なうように構成してもよい。

前記走行レーン検出手段のカメラは、請求項３に記載のように、前記車両に搭載された駐車支援装置用のカメラで構成することができる。尚、請求項４に記載のように、前記各車両相互で送受信する情報は、自車両の位置及び走行状態を示す車両情報とするとよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１及び２に記載の車両通信装置においては、カメラという簡単な手段で、道路の交差、分岐あるいは合流を検出して、周囲に通信障害物がない車両の車両通信装置を中継対象として選択することができるので、送受信信号を遮蔽するような通信障害物によって直接通信ができない車両間においても、あらゆる車両が無秩序に中継される場合に比べ、極めて効率よく送受信することができる。

更に、請求項３に記載のように構成すれば、駐車支援装置用のカメラを転用して、安価な装置を構成することができる。また、請求項４に記載のように構成すれば、車両の中継の適否を効率よく確実に判定することができる。

上記の構成になる本発明の車両通信装置の具体的一態様について、以下に図面を参照して説明する。図１は、複数の車両の各々に対し、以下のように構成された車両通信装置が搭載され、後述するように車車間通信が行なわれる。即ち、各車両として、図１において一点鎖線で示す車両Ａ及び車両Ｃの各々には、路面上の車両走行レーンを検出する走行レーン検出手段ＬＤと、この走行レーン検出手段ＬＤの検出結果に基づき中継の適否を判定する中継適否判定手段ＴＲと、送受信処理手段ＴＰとを備えている。そして、この送受信処理手段ＴＰにおいては、中継適否判定手段ＴＲの判定結果に基づき中継依頼すべき車両を指定して送信するように構成されている。

更に、送受信処理手段ＴＰにおいては、車両（車両Ａ）の状態を表す情報及び中継適否判定手段ＴＲの判定結果情報を含む第１の信号（Ｓ１）を送信する第１の送信処理手段Ｔ１が構成されている。更に、第１の送信処理手段Ｔ１が送信した第１の信号（Ｓ１）を受信して記憶手段ＭＲに順次記憶する第１の受信処理手段Ｒ１と、記憶手段ＭＲに記憶された情報に基づき中継の可否を判定し、中継依頼すべき車両（例えば車両Ｃ）を指定した情報を含む第２の信号（Ｓ２）を送信する第２の送信処理手段Ｔ２と、この第２の送信処理手段Ｔ２が送信した第２の信号（Ｓ２）を受信して中継依頼の有無を判定し、第１の送信処理手段Ｔ１を介して中継依頼を送信した（自車両以外の）車両（例えば車両Ｃ）に対し中継処理を行なう第２の受信処理手段Ｒ２が構成されており、図１に示すように同様の構成の車両Ｃとの間で送受信される。尚、第１の信号（Ｓ１）及び第２の信号（Ｓ２）は、必ずしも個別の信号とする必要はなく、後述するように所定のサイクルで送受信される送受信信号の中に両者の機能を含めるように構成すればよい。

上記の走行レーン検出手段ＬＤとしては、例えば、車両前方に設けた安価な光学センサ、磁気センサ等を用いたレーン検出センサがあるが、前述のように、車両の後部に装着された駐車支援用の安価なカメラを用いることとしてもよい。また、第１及び第２の送信処理手段Ｔ１及びＴ２並びに第１及び第２の受信処理手段Ｒ１及びＲ２は以下に説明するように無線送受信機で構成することができる。また、上記の各手段は図２に示す各装置によって構成することができる。

図２は、上記各手段を包含する車両通信装置の具体的構成の一例を示すもので、本実施形態の車両通信装置１０は、無線送受信機１１及び送受信装置（送受信ＥＣＵ）１６（上記送信処理手段及び受信処理手段）、レーン検出センサ１３（走行レーン検出手段）、並びに処理装置（処理ＥＣＵ）１４（上記送信処理手段及び受信処理手段）及びメモリ１５（記憶手段）を備えている。また、車両通信装置１０の処理ＥＣＵ１４には、ナビゲーション装置２１と表示装置２２が接続されている。

無線送受信機１１は、無線通信（送受信）により情報の交換を行なうもので、アンテナ１７を介して、自車両位置に対して予め定められた無線通信の出力値によって信号が届く範囲内に位置する他車両との間で、情報交換が可能である。無線送受信機１１で受信される情報は、送受信ＥＣＵ１６にて処理され、必要に応じて処理ＥＣＵ１４に出力される。また、無線送受信機１１から、無線通信可能範囲内にある全ての他車両に対して、種々の情報が直接送信されるように構成されている。

無線送受信機１１から送信される情報としては、車両の状態を表す情報、例えば、自車両の位置及び走行状態を示す車両情報がある。自車両の位置を示す情報には、ナビゲーション装置２１にて検出される自車両の現在位置（緯度、経度で、以下、自車位置という）及び自車両の進行方向が含まれ、自車両の走行状態を示す情報には、車速センサ２３で検出される車速が含まれる。更に、レーン検出センサ１３によって検出されたレーン情報も車両情報に包含され得る。これら自車位置、進行方向及び車速等の情報は、処理ＥＣＵ１４を介して送受信ＥＣＵ１６に供給され、それらの情報がまとめられ、自車両の車両ＩＤとデータシリアルナンバーが付された車両情報として所定時間毎に送信される。更に、車両情報データには、データ転送数が自動的に付される。このデータ転送数としては、自車両の車両情報に関して最初に送信されたデータにはｎ（例えば、４、５等の整数）が付され、その車両情報を受信した車両から転送されたデータには（ｎ−１）の番号が付される。つまり、転送される毎に、１少ないデータ転送数が順次付されるようになっている。また、送受信ＥＣＵ１６においては、受信された情報のデータ転送数が０より大きい場合には、その情報が中継・転送（ホッピング）されるように構成されている。

レーン検出センサ１３の検出信号は処理ＥＣＵ１４に出力される。処理ＥＣＵ１４は、レーン検出センサ１３から入力される信号に基づき、道路が交差、分岐あるいは合流しているか否かを判定し得るように構成されており、交差、分岐あるいは合流している場合には、建物や壁等の、無線信号を遮蔽するような通信障害物が存在しないと推定することができる。このように、レーン検出センサ１３という簡単な手段によって通信障害物の有無を間接的に判定することができる。

処理ＥＣＵ１４は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＣＰＵ（中央演算ユニット）等から成るデジタルコンピュータにて構成され、処理ＥＣＵ１４の出力（走行レーン状況）に基づき、後述するように中継適否（ホッピング適否）を判定し得るように構成されている。更に、送受信ＥＣＵ１６から入力される他車両の車両情報に基づき、自車両の進行方向の環境を表示装置２２に表示する機能も有するほか、種々の処理機能を有する。而して、処理ＥＣＵ１４及び送受信ＥＣＵ１６における処理分担は上記に限らず、設計の便宜等に応じて自由に設定される。

尚、ナビゲーション装置２１は、地図データベース２１ａ、ナビゲーションＥＣＵ２１ｂ及び現在位置検出装置２１ｃを備えている。現在位置検出装置２１ｃは、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車両の現在位置を検出し、ナビゲーションＥＣＵ２１ｂは、現在位置検出装置２１ｃにて計測された現在位置を取得して、それに基づき自車両の進行方向の検出を行なうように構成されている。車速センサ２３は、例えばトランスミッションのパルスを検出して車速信号として処理ＥＣＵ１４に供給されるように構成されている。

表示装置２２は、例えば車両のインスツルメントパネル付近に配設されるディスプレイ（図示せず）であり、通常はナビゲーション装置２１のディスプレイとしての機能を備えているが、処理ＥＣＵ１４によって、ナビゲーション装置２１としての画像と、それ以外の画像、例えば、他車両の車両情報に基づく自車両の進行方向の環境を示す画像とが切り替えられるように構成されている。

上記の構成になる車両通信装置１０は複数の車両に搭載され、各車両の処理ＥＣＵ１４及び送受信ＥＣＵ１６においては、図３乃至図６に示すように情報の送受信処理が所定のサイクルで繰り返し実行される。先ず、図３は情報送信処理のメインルーチンを示すもので、図４及び図５のサブルーチンを含み、図１における第１及び第２の送信処理手段Ｔ１及びＴ２による処理が実行される。そして、図６は情報受信処理のメインルーチンを示すもので、図７のサブルーチンを含み、図１における第１及び第２の受信処理手段Ｒ１及びＲ２による処理が実行される。尚、図３乃至図７に示す送受信処理は、各車両における第１及び第２の送信処理手段Ｔ１及びＴ２並びに第１及び第２の受信処理手段Ｒ１及びＲ２としての処理がまとめられており、自車両としての処理と他車両としての処理が混在するので、以下においては図８乃至図１０を参照しながら説明する。例えば、自車両としての処理は車両Ａにおける処理を表し、他車両としての処理は車両Ｃにおける処理を表すこととする。

図３において、先ず、ステップ１０１にて自車位置、進行方向及び車速等の車両情報が入力される。そして、ステップ１０２にてホッピング（中継・転送）の適否が判定されると共に、ステップ１０３にて中継依頼作成処理が行なわれ、これらの結果がステップ１０４にて送信される。ステップ１０２におけるホッピング判定は、第１の送信処理手段Ｔ１にて実行され、図４に示すように処理される。即ち、図４のステップ２０１においては、図２のレーン検出センサ１３の出力に基づき車両走行レーンの有無が判定され、ステップ２０２にて車両走行レーンが検出されないと判定された場合には、周辺環境が開けていると判定され、ステップ２０３に進み、ホッピング適フラグがセット（１）される。尚、この場合にはホッピング適フラグをセットしないように設定してもよい。

ステップ２０２にて車両走行レーン検出と判定された場合には、ステップ２０４乃至２０６にてレーン状況が判定され、この判定結果に基づき周辺環境が開けているか否かが推定される。即ち、通信障害物（図８に斜線で示す建物等）が無い状態であれば、ホッピング適フラグがセット（１）される。例えば、図８の車両Ｃのように交差点に位置しておれば、ステップ２０４において「レーン交差」と判定され、ステップ２０３に進み、ホッピング適フラグがセット（１）される。交差点に位置していなければ、更にステップ２０５に進み、ここで図９の車両Ｃのように道路分岐点に位置しておれば、「レーン分岐」と判定され、ステップ２０３に進み、ホッピング適フラグがセット（１）される。ステップ２０５において「レーン分岐」でないと判定されると、更に、ステップ２０６に進み、ここで図１０の車両Ｃのように道路合流点に位置しておれば、「レーン合流」と判定され、ステップ２０３に進み、ホッピング適フラグがセット（１）される。

そして、ステップ２０６において「否」と判定されると、ステップ２０７に進み、ホッピング適フラグがクリア（０）され、図３のメインルーチンに戻る。これらのホッピング適フラグの有無は中継可否判定結果に相当し、前述の車両ＩＤ及びデータシリアルナンバーと共に（図３のステップ１０４にて）車両情報として周囲車両に対して送信される。

次に、図３のステップ１０３における中継依頼作成処理は、第２の送信処理手段Ｔ２にて実行され、図５に示すように行なわれる。即ち、ステップ３０１にて、メモリ１５（記憶手段）内に構成される各車両の車両テーブルに、中継可否判定結果たるホッピング適フラグの有無が読み込まれる。例えば、図８乃至図１０における車両Ａについてはホッピング適フラグが（０）として記録され、車両Ｃについてはホッピング適フラグが（１）として記録される。

続いて、ステップ３０２において、所定の範囲内（例えば、車両Ａから見て、予め定められた無線通信の出力値によって信号が届く範囲内）に位置する他車両（更に、必要に応じて、近接した範囲外に位置することを条件に付加してもよい）に関し、ホッピング適フラグ（１）を有する車両の有無が判定される。例えば、ステップ３０３において、車両Ａから見て、信号が届く範囲内の前方に存在する車両Ｃが、中継依頼車両として指定され、図３のメインルーチンに戻る。尚、この中継依頼車両として指定された情報も車両情報として（図３のステップ１０４にて）送信される。

一方、ステップ３０２の条件を充足する車両が存在しないと判定されると、ステップ３０４に進み、中継依頼車両は無とされてメインルーチンに戻る。尚、ステップ３０２の条件における上記範囲は、自車両から所定距離を基準に設定すればよいが、更に、複数の該当車両がある場合には、例えば、信号が届く範囲内で最も離隔した車両を選択して指定するように構成してもよく、選択条件としては種々の態様に設定することができる。

図６は情報受信処理のメインルーチンを示すもので、ステップ４０１における中継処理は、第２の受信処理手段Ｒ２にて実行され、図７に示すように処理される。先ず、ステップ５０１において中継依頼の有無が判定される。尚、前述の車両情報の中に、中継依頼を必要とするかの情報が含まれているので、この情報に基づき中継依頼の有無を判定することができる。ステップ５０１において中継依頼有と判定された場合には、中継依頼を必要とするステップ５０２に進む。ステップ５０２においては、他車両から送られてきた車両情報の中から、中継依頼車両が自車両となっているか否かが判定される。中継依頼車両が自車両であると判定された場合には、ステップ５０３にて中継依頼の処理が行なわれるが、中継依頼車両が自車両でないと判定された場合には、送られてきた情報の中継は行なわれない。

例えば、図８乃至図１０において、周辺環境が良好な車両Ｃに対して、車両Ａが中継依頼を希望する場合には、車両Ａは、中継依頼車両を車両Ｃとして中継依頼車両の情報を車両情報の中に含める。車両Ａの送信情報を受信した車両Ｃは、図８乃至図１０においては車両Ａからみると他車両ではあるが、情報の中継を行なう場合には他車両であっても情報が中継される際には自車両となり、車両Ｃにおいて中継処理が行なわれる。即ち、図７のステップ５０３において、車両Ｃの第２の受信処理手段Ｒ２から第１の送信処理手段Ｔ１に対し中継依頼が行なわれる。而して、ステップ５０３において、上記の中継依頼に応じて、車両Ｃの走行レーン検出手段ＬＤの検出結果が、第１の送信処理手段Ｔ１から送信され、例えば車両Ａの第２の受信処理手段Ｒ１にて受信される。

而して、車両Ａにおいては、前方に位置する車両Ｃの情報（例えば、図８乃至図１０に示すように交差点等に位置している旨の情報）を、例えば図２の表示装置２２で表示することができるので、進行方向の環境を事前に確認することができる。

本発明の車両通信装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における車両通信装置を含む具体的構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における情報送信処理のメインルーチンを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるホッピング判定処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における中継依頼作成処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における情報受信処理のメインルーチンを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における中継処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態において交差点に位置した車両における通信状態の一例を示す平面図である。 本発明の一実施形態において交差点に位置した車両における通信状態の一例を示す平面図である。 本発明の一実施形態において交差点に位置した車両における通信状態の一例を示す平面図である。

符号の説明

Ａ，Ｃ 車両
ＬＤ 走行レーン検出手段
ＴＰ 送受信処理手段
Ｔ１ 第１の送信処理手段
Ｔ２ 第２の送信処理手段
Ｒ１ 第１の受信処理手段
Ｒ２ 第２の受信処理手段
ＴＲ 中継適否判定手段
ＭＲ 記憶手段
１０ 車両通信装置
１１ 無線送受信機
１３ レーン検出センサ
１４ 処理ＥＣＵ
１５ メモリ
１６ 送受信ＥＣＵ

Claims (4)

1. 複数の車両の各々に搭載し各車両相互で情報を送受信する車両通信装置において、前記複数の車両は、夫々、各車両に搭載したカメラにより道路の交差、分岐及び合流の少なくとも一つを検出する走行レーン検出手段と、該走行レーン検出手段の検出結果に基づき中継の適否を判定する中継適否判定手段とを備えた無線送受信機を搭載し、前記複数の車両のうちの一の車両の前記走行レーン検出手段により前記道路の交差、分岐及び合流の少なくとも一つが検出され、前記中継適否判定手段により前記一の車両が中継に適すと判定されたときには、前記複数の車両のうちの他の車両の前記無線送受信機は、前記一の車両を中継依頼すべき車両に指定して前記情報を前記一の車両の前記無線送受信機に送信することを特徴とする車両通信装置。
2. 複数の車両の各々に搭載し各車両相互で情報を送受信する車両通信装置において、前記複数の車両は、夫々、各車両に搭載したカメラにより道路の交差、分岐及び合流の少なくとも一つを検出する走行レーン検出手段と、該走行レーン検出手段の検出結果に基づき中継の適否を判定する中継適否判定手段と、前記車両の状態を表す情報及び前記中継適否判定手段の判定結果情報を含む第１の信号を送信する第１の送信処理手段と、該第１の送信処理手段が送信した第１の信号を受信して記憶手段に順次記憶する第１の受信処理手段と、前記記憶手段に記憶された前記第１の信号に基づき中継の可否を判定し、中継依頼すべき車両を指定した情報を含む第２の信号を送信する第２の送信処理手段と、該第２の送信処理手段が送信した第２の信号を受信して前記中継依頼の有無を判定し、前記中継依頼を送信した車両に対し中継処理を行なう第２の受信処理手段とを備え、前記複数の車両のうちの一の車両が、前記第１の送信処理手段により前記第１の信号を前記複数の車両のうちの他の車両に送信し、該他の車両が、前記第１の受信処理手段により前記第１の信号を受信して前記記憶手段に順次記憶する場合において、前記他の車両の第２の送信処理手段により、前記記憶手段に記憶された前記第１の信号に基づき中継の可否を判定して、中継依頼すべき車両を指定した情報を含む前記第２の信号を前記一の車両の第２の受信処理手段に送信し、該第２の受信処理手段は、前記第２の信号を受信して前記中継依頼の有無を判定し、前記中継依頼を送信した車両に対し中継処理を行なうことを特徴とする車両通信装置。
3. 前記走行レーン検出手段のカメラを、前記車両に搭載された駐車支援装置用のカメラで構成したことを特徴とする請求項２記載の車両通信装置。
4. 前記各車両相互で送受信する情報は、自車両の位置及び走行状態を示す車両情報であることを特徴とする請求項２又は３記載の車両通信装置。

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