JP4597555B2 - 光ビーコンを用いたアップリンク方法と光ビーコン車載装置 - Google Patents

光ビーコンを用いたアップリンク方法と光ビーコン車載装置 Download PDF

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本発明は、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）における光
ビーコン車載装置に用いられるアップリンクデータを光ビーコン路上機に送信する方法に関し、特に光ビーコン車載装置から大容量のデータをアップリンクする場合に、大容量のアップリンクデータの送信とダウンリンクデータの受信を的確に行うことのできる光ビーコンを用いたアップリンク方法およびこの方法を実施するための光ビーコン車載装置に関するものである。
現在、光ビーコン、電波ビーコン、ＦＭ多重放送を用いたＶＩＣＳサービスが実施されている。この中で光ビーコンは、近赤外線を媒体とした通信方法を採っていて双方向の通信が可能である。光ビーコン車載装置では、アップリンクデータによって、主に通過した光ビーコン路上機間の旅行時間計測情報を送信し、光ビーコン路上機からのダウンリンクデータによって、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、駐車場情報、車線通知情報等を受信することができる。光ビーコン車載装置の光送受信部では、ＬＥＤを用いてアップリンクを行い、フォトセンサを用いてダウンリンクを行うが、光送受信部の小型化に伴いＬＥＤを連続点灯させた場合に、ＬＥＤ自体の発熱により光量および寿命が低下するという問題があり、これを避けるために、光ビーコン領域に進入したことを検知後、アップリンクデータの長さを判断し、その長さに応じてアップリンクデータの送信サイクル数、アップリンク間隔を変更するというアップリンク方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記アップリンク方法においては、光ビーコン路上機からの光の強さが一定以上となった場合に、光ビーコン車載装置ではアップリンクを行い、アップリンク後のダウンリンク受信期間を設け、ダウンリンクデータにアップリンクデータで送信した車両ＩＤが含まれているかどうかを判定し、車両ＩＤが含まれていれば光ビーコン路上機にてアップリンクデータが受信できたと判断してその後のアップリンクを停止し、ダウンリンクデータの受信に専念する。また、車両ＩＤを含むダウンリンクデータが受信できなければ、決められた回数とアップリンク間隔でアップリンクを行うように構成されている。
特開平１０−３３２８０３号公報
しかしながら、従来の光ビーコンを用いたアップリンク方法において、図２で示すアップリンクとダウンリンクが可能な領域Ｂより手前の領域Ａで、光の反射などにより光ビーコン路上機からの光の強さが光ビーコン車載装置でアップリンク、ダウンリンク可能な強さを超える場合、アップリンクとダウンリンクが可能な領域Ｂの開始地点ｂより手前の地点ａでアップリンクを開始することとなる。領域Ｂの地点ｂから地点ｃまでの距離は１．６ｍであり、時速７０ｋｍ／ｈで通過すると８２ｍｓの時間を要することとなる。また、地点ｃから地点ｄまでの範囲はダウンリンク領域であり、距離は２．１ｍである。アップリンクデータのデータ部が光ビーコン規格最大の２９６バイトの場合、４フレームに分割して送信することとなり、送信時間に約４１ｍｓを要する。また、ダウンリンクデータを１フレーム受信するのに１．０４ｍｓかかるため、アップリンク後の車両ＩＤ受信のためには約３ｍｓが必要となる。
このような状況で、７０ｋｍ／ｈで光ビーコン車載装置が光ビーコン路上機の下を通過し、地点ｂの直前（例えば、１ｍｓ手前）からアップリンクを開始した場合、アップリンクデータは、光ビーコン路上機ではアップリンクデータとして完成されず、そのため車両ＩＤを含むダウンリンクデータを光ビーコン車載装置側で受信できないため、光ビーコン車載装置は、車両ＩＤ受信期間３ｍｓの経過後に２回目のアップリンクを開始する。この２回目のアップリンク開始地点ｅは、地点ｂから４３ｍｓ後であり、地点ｃまでに３９ｍｓを残すこととなり、アップリンクデータの大きさに応じてアップリンクサイクルとアップリンク間隔を変更したとしても、送信のために４１ｍｓ必要なアップリンクデータは地点ｃまでに送信することができないという問題があった。
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、光ビーコン車載装置からアップリンクする場合に大容量のアップリンクデータを送信することができ、かつダウンリンクデータの受信を的確に行うことのできる光ビーコンを用いたアップリンク方法および光ビーコン車載装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一局面は、光ビーコンを用いたアップリンク方法であって、光ビーコン車載装置から大容量のデータを光ビーコン路上機へアップリンクする際、光ビーコン車載装置から自車の車両ＩＤを含む小容量のデータをアップリンクした後、光ビーコン路上機からのダウンリンクデータにアップリンクデータ受信済みのデータを確認することができた場合には、車速と送信すべきアップリンクデータ種別とが対応づけられたテーブルである車速別アップリンクデータ選択テーブルを用いて、そのときの車速に対応したアップリンクデータ種別を組み合わせてアップリンクデータを作成してアップリンクすることを特徴とする。
また、本発明の他の局面は、光ビーコン車載装置光ビーコン路上機との間で光通信を行う光通信手段と、大容量のデータを取得する大容量データ取得手段と、大容量データ取得手段により取得した大容量のデータを光通信手段を用いて光ビーコン路上機へアップリンクする際、車両ＩＤを含む小容量のデータをアップリンクした後、光ビーコン路上機からのダウンリンクデータにアップリンクデータ受信済みのデータを確認することができた場合には、車速と送信すべきアップリンクデータ種別とが対応づけられたテーブルである車速別アップリンクデータ選択テーブルを用いて、そのときの車速に対応したアップリンクデータ種別を組み合わせてアップリンクデータを作成してアップリンクする制御手段とを備えたことを特徴とする。
本発明は、光ビーコン車載装置から大容量のデータを光ビーコン路上機へアップリンクする際、光ビーコン車載装置から自車の車両ＩＤを含む小容量のデータをアップリンクした後、光ビーコン路上機からのダウンリンクデータにアップリンクデータ受信済みのデータを確認することができた場合には、そのときの車速に対応した大きさのデータをアップリンクすることにより、大容量データのアップリンクとダウンリンクデータの受信を的確に行うことができるという効果を有する光ビーコンを用いたアップリンク方法および光ビーコン車載装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態の光ビーコンを用いたアップリンク方法および光ビーコン車載装置について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態における光ビーコン車載装置の構成を示している。図１において、光ビーコン車載装置１は、光ビーコン車載装置１を統括制御する制御手段であるＥPＵ２と、後述する車速別アップリンクデータ選択
テーブル３と、光ビーコン路上機２０と近赤外線で送受信を行うＬＥＤ＆フォトセンサ部４と、光ビーコン車載装置１が搭載された同じ車両に搭載されたナビゲーション装置１０に対するデータの送受信を行うナビゲーションインターフェース部５とを備えている。ＥPＵ２はまた、中央演算処理部であるＣＰＵ６と、ＣＰＵ６を動作させるためのプログラ
ムを記憶したメモリであるＲＯＭ７と、データを一時的に記憶するメモリであるＲＡＭ８と、ＬＥＤ＆フォトセンサ部４のＬＥＤを駆動するとともにフォトセンサ部で受信した信号を復調する光通信部９とを備えている。車速別アップリンクデータ選択テーブル３は、アップリンクデータを送信する際に、光ビーコン路上機２０の領域への進入速度と進入時にアップリンクすべきデータの種類を記憶したものであり、フラッシュメモリなどに記憶されている。ナビゲーション装置１０は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、また車速センサや方位センサからの信号を基に自車両の位置を算出し、ユーザにより設定された目的地までの推奨経路を地図データから求め、その推奨経路を自車位置とともにモニタ上の地図に表示して経路案内を行うものである。
以上のように構成された光ビーコン車載装置１において、光ビーコン車載装置１がナビゲーション装置１０から送られてきた大容量データを光ビーコン路上機２０に送信するときのアップリンク方法について、図２および図３を用いて説明する。まず、光ビーコン車載装置１とナビゲーション装置１０が動作し、ナビゲーション装置１０において光ビーコン路上機２０にアップリンクすべく種々のデータの集合体の大容量のデータ（例えば、現地点までの走行軌跡や速度、目的地情報など）が発生した場合に、ナビゲーション装置１０は、ナビゲーションインターフェース部５を介して光ビーコン車載装置１にアップリンクデータを送り、光ビーコン車載装置１では、そのアップリンクデータをＲＡＭ８に記憶する（ステップＳ１）。その後、光ビーコン車載装置１が図２で示す光ビーコン路上機２０の下に近づき（ステップＳ２）、光通信部９がアップリンク、ダウンリンクが可能な光の強さを検出すると、自車の車両ＩＤを含む小容量のアップリンクデータ（例えば、旅行時間計測情報）を１回送信後、その小容量アップリンクデータに載せた自車の車両ＩＤを含むダウンリンクデータ（１フレーム）を受信するため、光ビーコン路上機２０での車両ＩＤチェック時間とダウンリンクデータを１フレーム的確に受信できる最短の時間の合計の期間（例えば、３ｍｓ）をアップリンクせずに受信に専念する（ステップＳ３）。この受信に専念する期間に車両ＩＤを含むダウンリンクデータを受信できない場合は、小容量のアップリンクデータ送信処理を繰り返す（ステップＳ４）。上記アップリンク、ダウンリンクが可能な光の強さとなる地点は、本来は図２の地点ｂからであるが、光の反射などによっては地点ｂの手前の領域Ａでアップリンク、ダウンリンクが可能と判定することも考えられる。そこで、領域Ａでアップリンクを行った場合に、ダウンリンクで自車の車両ＩＤを受信できない場合は、複数サイクルの小容量データのアップリンクを行う。そして、小容量アップリンク後に車両ＩＤが受信できた場合には、図２のその地点ｆは確実に領域Ｂであり、アップリンクが可能な領域であると判定し、前記ナビゲーション装置から受信した大容量のデータを以下のように車速に応じてアップリンクする。
図２の地点ｂの直前から小容量データをアップリンクした場合、小容量データアップリンクによりアップリンクが可能と判定した地点ｆは、地点ｂからアップリンク動作最大２サイクル後となり、この地点ｆを常に大容量データアップリンク開始地点とみなす。小容量アップリンクデータを２０バイトとし、アップリンクの通信速度が６４ｋｂｐｓであれば、アップリンクに費やす時間は２．５ｍｓであり、自車の車両ＩＤ受信待ち時間３ｍｓと合わせて小容量データのアップリンクサイクルは５．５ｍｓとなり、よって地点ｆは領域Ａの開始地点ａから１１ｍｓの地点となる。また、アップリンク領域Ｂの範囲は１．６ｍと決まっており、地点ｆでの車速を基に領域Ｂの終点の地点ｃまでの時間が算出でき、その時間が大容量データのアップリンク可能時間である。例えば、車速７０ｋｍ／ｈで地点ｆを通過したとすれば、領域Ｂは８２ｍｓで通過することとなり、従って地点ｆからの大容量データのアップリンク可能時間は７１ｍｓ（８２ｍｓ−１１ｍｓ）となり、光ビーコン規格最大の２９６バイトを４フレームに分割して送信するための時間（４１ｍｓ）を確保することができる。
また、今後、規格の変更により現在より更に大きなデータをアップリンクするようになった場合、または、７０ｋｍ／ｈより速い車速で光ビーコン路上機２０下を通過する場合、図２のｆ地点から領域Ｂの終点ｃまでにアップリンクすべきデータ全てを送信できない状況が発生する。そのため、地点ｆで車速を基に算出した大容量データのアップリンク可能時間からアップリンク可能なデータ量を算出し（ステップＳ５）、ナビゲーション装置１０から受信しＲＡＭ８に記憶した大容量アップリンクデータのデータ量とを比較し、アップリンク可能時間内に全データが送信可能であると判定した場合には（ステップＳ６）、全データをアップリンクする（ステップＳ７）。一方、ＲＡＭ８に記憶した大容量アップリンクデータのデータ量の方が大きい場合には、ＲＡＭ８に記憶した大容量アップリンクデータ内で優先順位の高いデータ種別順にデータを選択し組み合わせて、上記したアップリンク可能なデータ長以内のアップリンクデータを作成してアップリンクを行う（ステップＳ８）。そして、アップリンク終了後の領域Ｃにおいてダウンリンクデータを受信し（ステップＳ９）、ナビゲーション装置１０に送って表示する。
このように、本発明の実施の形態の光ビーコンを用いたアップリンク方法および光ビーコン車載装置によれば、大容量データのアップリンクの前に自車の車両ＩＤを含む小容量データをアップリンクすることでアップリンク領域に入ったことを確実に知ることができ、かつアップリンク領域以内でアップリンクを終えることで、光ビーコン規格の最大長またはそれ以上のデータをアップリンクすることができ、かつアップリンク後の領域Ｃにおいてダウンリンクデータを的確に受信することができる。
次に、上記のステップＳ８において、車速別アップリンクデータ選択テーブル３を用いた場合の動作について説明する。図４は車速別アップリンクデータ選択テーブル３の詳細を示しており、図２の地点ｆでの車速を設定する車速項目X、車速項目の速度以下で地点
ｆを通過時に優先的にアップリンクすべきデータの種別情報を設定するアップリンクデータ種別項目Y、優先送信データ種別項目を基に作成したアップリンクデータを格納したＲ
ＡＭアドレスを書き込むアップリンクデータ格納アドレス項目Zから構成されている。
以上のように構成された車速別アップリンクデータ選択テーブル３を用いた場合のアップリンク方法について、図１、２を用いてその動作を説明する。まず、図４に示すような種別ＩＤを持つアップリンクするデータの種類があるとする。また、車速項目Xとアップ
リンクデータ種別項目Yは事前にナビゲーション装置１０から送られてきたデータを基に
設定したものである。そして、ナビゲーション装置１０から大容量のアップリンクデータを受信すると、全ての車速に対してアップリンクデータ種別項目Yで指定されたデータ種
別のデータを優先順位の高い方から検索し、発見した順にデータを組み立て、各車速における地点ｆから地点ｃまでにアップリンク可能なデータ数以内のアップリンクデータの作成を行ってＲＡＭ８に格納し、各車速における格納データのアドレスをアップリンクデータ格納アドレス項目Zに格納する。その後、光ビーコン車載装置１が光ビーコン路上機２
０の領域へ進入し、地点ｆを通過した時の車速を検出し、例えば５５ｋｍ／ｈであれば６０ｋｍ／ｈのアップリンクデータ格納アドレスの項に格納されたアドレスで示されるデータのアップリンクを行う。
このように、車速別アップリンクデータ選択テーブル３を用いることで、動的に優先順位付けした大容量データのアップリンクとダウンリンクデータの受信を的確に行うことができる。
なお、本実施の形態では、光ビーコン車載装置１にアップリンクデータおよび車速別送信優先順位データを送信する機器としてナビゲーション装置１０を例に説明したが、光ビーコン車載装置と通信する機器はナビゲーション装置以外の車載装置または車外の装置でもかまわない。また、光ビーコン車載装置がデータを通信する方法は、１対１の通信であったり、ＬＡＮ形式であってもまたは有線通信であっても無線通信であっても同様に実施可能である。
以上のように、本発明にかかる光ビーコンを用いたアップリンク方法および光ビーコン車載装置は、光ビーコン車載装置から大容量のデータを光ビーコン路上機へアップリンクする際、光ビーコン車載装置から自車の車両ＩＤを含む小容量のデータをアップリンクした後、光ビーコン路上機からのダウンリンクデータにアップリンクデータ受信済みのデータを確認することができた場合には、そのときの車速に対応した大きさのデータをアップリンクすることにより、大容量データのアップリンクとダウンリンクデータの受信を的確に行うことができるという効果を有し、ＶＩＣＳにおける光ビーコン車載装置に用いられるアップリンクデータを光ビーコン路上機に送信する方等として有用である。
本発明の実施の形態における光ビーコン車載装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態における光ビーコン路上機の領域を示す模式図 本発明の実施の形態における光ビーコン車載装置の動作を示すフロー図 本発明の実施の形態における車速別アップリンクデータ選択テーブルを示す一覧図
符号の説明
１ 光ビーコン車載装置
２ ＥＰＵ
３ 車速別アップリンクデータ選択テーブル
４ ＬＥＤ＆フォトセンサ
５ ナビゲーションインターフェース部
６ ＣＰＵ
７ ＲＯＭ
８ ＲＡＭ
９ 光通信部
１０ ナビゲーション装置
２０ 光ビーコン路上機
Ａ 光ビーコン路上機の光の強さが受信可能な強さとなる可能性のある領域
Ｂ 光ビーコン路上機と送受信が可能である領域
Ｃ 光ビーコン路上機から受信のみ可能である領域
ａ 光ビーコン路上機の光の強さが受信可能な強さとなる可能性のある領域の開始地点 ｂ 光ビーコン路上機と送受信が可能である領域の開始地点
ｃ 光ビーコン路上機から受信のみが可能である領域の開始地点
ｄ 光ビーコン路上機から受信のみが可能である領域の終了地点
ｅ 地点ａの１ｍｓ手前から２３６バイトのデータをアップリンク後車両ＩＤ待ち時間（３ｍｓ）が経過した地点
ｆ 地点ａから小容量データのアップリンクと車両ＩＤ待ちを２サイクル行った地点
X 車速項目
Y アップリンクデータ種別項目
Z アップリンクデータ格納アドレス項目

Claims (2)

  1. 光ビーコン車載装置から大容量のデータを光ビーコン路上機へアップリンクする際、前記光ビーコン車載装置から自車の車両ＩＤを含む小容量のデータをアップリンクした後、前記光ビーコン路上機からのダウンリンクデータにアップリンクデータ受信済みのデータを確認することができた場合には、車速と送信すべきアップリンクデータ種別とが対応づけられたテーブルである車速別アップリンクデータ選択テーブルを用いて、そのときの車速に対応したアップリンクデータ種別を組み合わせてアップリンクデータを作成してアップリンクすることを特徴とする光ビーコンを用いたアップリンク方法。
  2. 光ビーコン路上機との間で光通信を行う光通信手段と、大容量のデータを取得する大容量データ取得手段と、前記大容量データ取得手段により取得した大容量のデータを前記光通信手段を用いて前記光ビーコン路上機へアップリンクする際、車両ＩＤを含む小容量のデータをアップリンクした後、前記光ビーコン路上機からのダウンリンクデータにアップリンクデータ受信済みのデータを確認することができた場合には、車速と送信すべきアップリンクデータ種別とが対応づけられたテーブルである車速別アップリンクデータ選択テーブルを用いて、そのときの車速に対応したアップリンクデータ種別を組み合わせてアップリンクデータを作成してアップリンクする制御手段とを備えたことを特徴とする光ビーコン車載装置。
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