JP4631981B2 - 距離認識システム、距離認識方法、路車間通信システム及び路車間通信方法 - Google Patents

Description

この発明は、光ビーコンと車載機との通信によって進行方向前方の所定位置までの距離を求めるためのものであり、距離認識システム、距離認識方法、路車間通信システム及び路車間通信方法に関する。

従来、交差点内及びその近傍での車両による交通事故を防ぐために、交差点に設けられている信号機の赤、黄、青の表示情報を走行してくる車両に対して事前に提供し、車両に搭載した車載機がその情報に基づいて前記交差点の手前で安全に停止できるか否か、前記交差点を安全に通過できるか否かを判断したり、運転手に注意を音声などで促したりするものがある。そして、交差点を安全に通過できるか否かを車載機が判断し、その判断に基づいて車両の運転支援制御を行う装置がある（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載されている装置では、例えば、青を表示している信号機が赤になるまでの時間情報を、道路に設けた送信装置から車両へ送信し、車載機側でこの時間情報とその際の走行速度とに基づいて演算を行い、交差点を安全に通過できる時間がないと判断した場合、つまり、交差点手前で車両は停止すべきと判断した場合、自動的にブレーキがかかり車両を減速、停止させる制御を行い、交差点手前で停止させている。

特許第２８０６８０１号公報

交差点手前で車両が停止すべきであるか否かを当該車両側で判断させるため、さらに停止すべきであると判断した場合において、交差点手前に設けられた停止線にしたがって安全に停止可能となるか否かを当該車両側で判断させるためには、車載機は停止線までの距離を正確に認識する必要がある。
しかし、特許文献１に記載されている装置では、車両を減速させる制御が自動的に行われても停止線までの距離が正確に判らないため、車両を適切に停止線にしたがって停止させることが困難となり、オーバーランなどといった不具合を生じさせるおそれがある。したがって従来の技術では交差点における事故を未然に防ぐ装置として不十分な面がある。

一方、ＧＰＳを用いたカーナビゲーションシステムの機能により自車両の現走行位置を検出でき、また、カーナビゲーションシステムの地図データから交差点の位置を抽出することができることによって、現走行位置から交差点手前の停止線等の所定位置までの距離を算出することができる。しかし、ＧＰＳによる位置の検出誤差は数十メートル程度生じるため、正確な運転支援制御が困難となる。

そこでこの発明は、車両進行方向前方の所定位置までの距離について精度を高めて求めることができる距離認識システム、距離認識方法、路車間通信システム及び路車間通信方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するためのこの発明の距離認識システムは、道路上の所定範囲が通信領域とされ、この通信領域でアップリンク情報を送信する車載機と、前記通信領域で前記アップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記車載機へ所定の送信周期で繰り返し送信する光ビーコンとを備え、前記車載機が受信した前記ダウンリンク情報を用いて車両進行方向前方の所定位置までの距離を求める距離認識システムであって、前記ダウンリンク情報は、前記通信領域から前記所定位置までの距離についての距離情報、及び、前記アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を含み、前記車載機は、前記送信経過情報を用いて前記距離情報を補正し前記所定位置までの距離を求める距離算出部を有しているものである。

この距離認識システムによって行われる距離認識方法は、道路上の所定範囲が通信領域とされ、この通信領域で、車載機が送信したアップリンク情報を光ビーコンが受信した後に、当該光ビーコンが所定のダウンリンク情報を前記車載機へ繰り返し送信し、前記車載機は、受信した前記ダウンリンク情報に含まれている情報のうち、前記光ビーコンが前記アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を用いて、当該ダウンリンク情報に含まれている前記通信領域から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての距離情報を補正し、前記所定位置までの距離を求めることにより行うことができる。

このような距離認識システム、これに用いられる車載機、及び、距離認識方法によれば、車載機がアップリンク情報を送信し、光ビーコンがこのアップリンク情報を受信した後に距離情報を含む所定のダウンリンク情報を車載機へ所定の送信周期で繰り返し送信する。そして、この所定のダウンリンク情報を用いて、車載機は車両進行方向前方の所定位置までの距離を求めることができる。

しかし、光ビーコンがアップリンク情報を受信した後、この光ビーコンからダウンリンク情報が繰り返し送信されるが、車載機ではこの繰り返し送信されているダウンリンク情報を、所定回数目で始めて受信する場合がある。この場合、光ビーコンが最初のダウンリンク情報を送信してから、車載機が前記所定回数目で所定のダウンリンク情報を受信するまでに、この車載機を搭載した車両はある距離だけ進行する。
そこで、前記距離認識システム及び距離認識方法によれば、車載機がダウンリンク情報に含まれる、前記最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を用いて、距離情報を補正することができる。これにより、前方の所定位置までの距離について精度を高めて求めることができる。

また、前記距離認識システムにおいて、前記送信経過情報は、前記最初のダウンリンク情報の送信時を基準時とした経過時間についての経過時間情報と、前記最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信回数についての送信回数経過情報とのうちの少なくとも一方を含むものとすることができる。
なお、送信経過情報として上記送信回数経過情報を採用する場合において、その送信回数を、前記ダウンリンク情報を構成する最小フレームの送信回数とすれば、ダウンリンク情報の送信回数についての分解能が細かくなり、距離情報の補正計算の精度を高めることができる。

前記のとおり、光ビーコンがアップリンク情報受信後、最初のダウンリンク情報を送信してから、車載機が所定回数目で所定のダウンリンク情報を受信するまでに、この車載機を搭載した車両はある距離だけ進行する。しかし、この距離認識システムによれば、前記最初のダウンリンク情報の送信時から前記所定のダウンリンク情報の受信時までに車載機が進行した進行距離を、受信した経過時間情報と送信回数経過情報とのうちの少なくとも一方を用いて求めることができる。このため、前方の所定位置までの距離について補正でき、当該距離について精度を高めて求めることができる。

また、この発明は、道路上の通信領域においてアップリンク情報を送信する車載機と、同通信領域においてダウンリンク情報を送信する光ビーコンとを備えた路車間通信システムであって、前記光ビーコンは、アップリンク情報を受信した後に所定の送信周期で前記車載機に繰り返し送信するダウンリンク情報に、次の（１）及び（２）の情報を含めることを特徴とする。
（１） 前記通信領域から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての距離情報
（２） アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報

この構成によれば、光ビーコンは、前記送信経過情報を含むダウンリンク情報を送信する。そして、車両側において、前記送信経過情報を用いて種々の処理を可能とさせる。例えば車両側において、前記ダウンリンク情報として、前記通信領域から前方の所定位置までの距離についての距離情報をも受信している場合、前記送信経過情報を用いてこの距離情報を補正することができ、前方の所定位置までの距離について精度を高めて求めることができる。

また、この発明は、道路上の通信領域において、車載機と光ビーコンとの間でアップリンク情報とダウンリンク情報とを互いに送受信して行われる路車間通信方法であって、前記光ビーコンは、アップリンク情報を受信した後に所定の送信周期で前記車載機に繰り返し送信するダウンリンク情報に、次の（１）及び（２）の情報を含めることを特徴とする。
（１） 前記通信領域から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての距離情報
（２） アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報

（削除）

本発明によれば、車両進行方向前方の所定位置までについての距離情報を含むダウンリンク情報を用いて、当該所定位置までの距離を求めることができる。そして、光ビーコンが最初のダウンリンク情報を送信してから、車載機が所定回数目でダウンリンク情報を受信した場合に、この車載機を搭載した車両はある距離だけ進行するが、車載機がダウンリンク情報に含まれる送信経過情報を用いて、前記距離情報を補正することができ、前方の所定位置までの距離について精度を高めて求めることができる。

この発明の光ビーコンを含む交通管制システム、及び、車両に搭載される車載機についての概略を示す図である。 光ビーコンと車載機とによる距離認識システムが用いられることで行われる車両の運転支援制御を説明する図である。 光ビーコン、車載機を搭載した車両の概略構成を示す図である。 光ビーコンにおいて設定されている通信領域について、及び、車載機における補正の処理を説明する図である。 車載機における補正の処理を説明する図であり、車載機がダウンリンク情報を通信領域の終点近傍で受信した場合を説明している図である。 通信領域において光ビーコンと車載機との間で行われる双方向通信を説明する図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の光ビーコンを含む交通管制システム、及び、車両に搭載される車載機についての概略を示す図である。図２は光ビーコンと車載機とによるこの発明の距離認識システムが用いられることで行われる車両の運転支援制御を説明する図である。図３は光ビーコン、車載機を搭載した車両の概略構成を示す図である。

図１において、中央装置３０は交通管制局側に設けられており、電話回線などの通信回線を介して道路に多数設けられた光ビーコン（光学式車両感知器）２のそれぞれと接続されている。中央装置３０と各光ビーコン２の端末通信部２ｄ（図３参照）との間では通信回線を介して各種情報が送受信されている。
具体的には、図２を参照して、中央装置３０は道路Ｒに多数設けられた光ビーコン２のそれぞれに対して、当該各光ビーコン２による路車間通信領域Ａ（以下、通信領域Ａという）から、道路Ｒ上における当該光ビーコン２よりも進行方向前方の所定位置Ｐまでの距離に関する情報（以下、距離情報という）を送信している。
そして、この距離情報は各光ビーコン２に登録され記憶されている。なお、前記距離情報は、中央装置３０から受信する以外に、例えば光ビーコン２の設置の際に当該光ビーコン２に固定的に記憶させたものであってもよい。

図３において、光ビーコン２は、車両Ｃに搭載した車載機１との間で通信を行う通信部２ａと、この通信部２ａと接続された制御部２ｂと、中央装置３０と通信のための端末通信部２ｄとを有している。
図２において、通信部２ａは路側に立設された支柱６の上部に取り付けられており、道路Ｒに対して所定の範囲が通信領域Ａとなるように設定されている。この通信部２ａは通信領域Ａにダウンリンク情報を送信する。制御部２ｂは通信部２ａを制御する機能を有し、前記距離情報を記憶する記憶部２ｃを有している。

前記距離情報について説明する。図２において、光ビーコン２よりも車両進行方向前方の所定位置Ｐを、例えば道路Ｒにおいて、信号機１０がある前方の交差点の手前に設けられた停止線Ｐとした場合、この距離情報は、前記停止線Ｐから光ビーコン２による通信領域Ａまでの実際の距離についての情報とされている。
さらに具体的には、距離情報を、停止線Ｐの位置（矢印Ｚ）と通信領域Ａの始点位置（矢印Ｘ１）との間の距離Ｌについての情報とすることができる。なお、通信領域Ａは、光ビーコン２と車載機１とが通信可能となる状態の範囲である。

光ビーコン２の通信部２ａにおいて設定されている通信領域Ａについて説明する。
図４において、通信領域Ａは、ダウンリンク通信可能領域と、アップリンク通信可能領域とがある。アップリンク領域は、車両Ｃ側（車載機１）からのアップリンク情報を光ビーコン２が受信できる領域であり、ダウンリンク領域は、光ビーコン２がダウンリンク情報を車両Ｃ側（車載機１）へ送信し、当該ダウンリンク情報を当該車両Ｃ側が受信できる領域である。図４において、アップリンク通信可能領域は、ダウンリンク通信可能領域の車両進行方向の前部（上流部）と重複しており、ダウンリンク領域は通信領域Ａと一致している。

また、図４で示しているように、アップリンク通信可能領域の車両進行方向の始端と、ダウンリンク通信可能領域の車両進行方向の始端とを一致させているが、ダウンリンク通信可能領域の始端がさらに車両進行方向の上流側（右側）とされている場合がある（図示せず）。
なお、以下において、アップリンク通信可能領域の始端とダウンリンク通信可能領域の始端とが一致した場合で説明する。

そしてこの発明では、光ビーコン２において、アップリンク通信領域を第一領域Ａ１とし、この第一領域Ａ１の車両進行方向終端から、前記ダウンリンク通信可能領域のうち、ダウンリンク情報を車載機１で受信させることができる車両進行方向終端の位置までの領域を第二領域Ａ２としている。このダウンリンク情報を車載機１で受信させることができる車両進行方向終端の位置は、通信領域Ａの終点位置と一致する。
なお、第一領域Ａ１では、光ビーコン２が車載機１からアップリンク情報を受信できる領域であると共に、光ビーコン２が車載機１へダウンリンク情報を送信している領域でもある。以下において、第一領域Ａ１と第二領域Ａ２とを合わせた領域を通信領域Ａとして説明する。

図３において車載機１は車両Ｃに搭載されており、光ビーコン２の通信部２ａとの間で近赤外線を利用して双方向通信が可能とされている。車載機１はアンテナとしての通信部１１と、通信部１１が受けた信号や通信部１１から発する信号のための各種情報を処理する距離算出部（制御部）１２とを有している。
そして、車両Ｃが通信領域Ａに向かって走行し、車載機１が通信領域Ａ内にある状態で、通信部１１が光ビーコン２からの信号を受信し、距離算出部１２がこの信号を用いて、通信領域Ａ内における現走行位置から車両進行方向前方の停止線Ｐまでの距離を求めるように構成されている。

この通信領域Ａにおいて光ビーコン２と車載機１との間で行われる双方向通信について図６を用いて説明する。
光ビーコン２は、第一の情報として「車線通知情報を含む情報」を道路Ｒの通信領域Ａのダウンリンク通信可能領域に対して所定のダウンリンク送信周期で送信し続けている（図６のＦ１）。なお、この車線通知情報には車両ＩＤが格納されていない。

車載機１を搭載した車両Ｃがこの領域内に進入し、車載機１が前記「車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む情報」を受信することにより、車載機１は通信領域Ａ内に存在していることを認識できる。この認識を行うと車載機１はアップリンク送信を開始し（図６のＦ２）、「アップリンク情報」を光ビーコン２に対して所定のアップリンク送信周期で送信する（図６のＦ３）。
車載機１によるこの送信は前記第一領域Ａ１（図４参照）において行われる。また、前記「アップリンク情報」にはその車両自身の車両ＩＤが格納されている。なお、車載機１による後の「光ビーコン２がダウンリンクの切替を行った」ことについての認識が、当該車載機１において行われるまで「アップリンク情報」を送信し続ける。

そして、光ビーコン２が、前記車載機１からの前記「アップリンク情報」を受信すると（図６のＦ４）、第二の情報として当該車載機１のための「車線通知情報」を含む所定のダウンリンク情報の送信を開始し、このダウンリンク情報の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す（図６のＦ６）。
つまり、光ビーコン２が先に受信した前記「アップリンク情報」に格納されていた車両ＩＤに基づいて、光ビーコン２（制御部２ｂ）は、アップリンク情報を受信した後に、第二の情報としての前記ダウンリンク情報に前記車両ＩＤを格納させている（図６のＦ５）。

そして、アップリンク情報の受信後に光ビーコン２から送信される前記ダウンリンク情報には、「車線通知情報」の他に、前記「距離情報」、及び、この「距離情報」に対応した「送信経過情報」が含まれている。「送信経過情報」は、光ビーコン２がアップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした情報、つまり、ダウンリンクの切替後の最初のダウンリンク情報の送信開始時（図６の矢印Ｉ）からの経過についての情報である。

具体的には「送信経過情報」は、アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信時（図６の矢印Ｉ）を基準時とした経過時間についての「経過時間情報」とすることができる。
つまり、繰り返し送信されているダウンリンク情報のそれぞれには、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時間を基準（ゼロ）とした「経過時間情報」が含まれている。例えばダウンリンク送信周期が８４ｍｓｅｃとされていると、二回目に送信されるダウンリンク情報には「経過時間情報」として、ダウンリンク送信周期の一周期ぶんである８４ｍｓｅｃ経過していることを意味する情報が含まれている。

さらにその次である三回目のダウンリンク情報には「経過時間情報」として１６８ｍｓｅｃ経過の情報が含まれている。以下、繰り返し送信されるダウンリンク情報には、ダウンリンクの切替後のダウンリンク送信回数をｎ（整数）とすると、（ｎ−１）にダウンリンク送信周期を乗じた時間についての「経過時間情報」が含まれている。

このように、光ビーコン２が車載機１から車両ＩＤが含まれた「アップリンク情報」を受信することで（図６のＦ４）、光ビーコン２は、通信領域Ａに対して当該車載機１に対応した車両ＩＤを含む「車線通知情報、距離情報、及び、送信経過情報（経過時間情報）を含むダウンリンク情報」を繰り返し送信し（図６のＦ６）、車載機１はダウンリンク通信可能領域においてこの情報を受信できる（図６のＦ７）。

また、この車載機１が前記ダウンリンク情報を受信した時点（図６のＦ７）で、当該車載機１の制御部２ｂは「光ビーコン２がダウンリンクの切替を行った」ことについて認識する。また、車載機１は「光ビーコン２がダウンリンクの切替を行った」ことを認識すると「アップリンク情報」の送信を停止する。

実際、ダウンリンクの切替後の最初のダウンリンク情報の送信時（図６の矢印Ｉ）からある時間経過した後に、車載機１は「車線通知情報、距離情報、及び、送信経過情報を含むダウンリンク情報」を受信することとなる。つまり、車載機１は最初の、または、その後繰り返し送信されたダウンリンク情報を受信できない場合がある。
これは、例えば最初のダウンリンク情報が、車載機１の通信部２ａの手前において、ワイパーなどによって反射されたり、通信領域Ａの周辺環境（降雨、霧）によって信号が反射されたりした場合に、特に発生する。

これにより、前記最初のダウンリンク情報の送信時（図６の矢印Ｉ）から、車載機１による前記ダウンリンク情報の受信時までに、この車載機１を搭載した車両Ｃはある距離だけ進行することとなる。
この結果、受信した「距離情報」に誤差を生じさせてしまう。そこで、車載機１の距離算出部１２は、前記ダウンリンク情報を受信すると、これに含まれている「送信経過情報（経過時間情報）」を用いて「距離情報」を補正し、停止線Ｐまでの距離を求める。

この車載機１における補正の処理のための構成について説明する。
図３において、車載機１は、当該車載機１を搭載した車両Ｃの「速度情報」を得る速度検出手段８をさらに有している。
車載機１の距離算出部１２は演算手段１５と補正手段１６とを有しており、演算手段１５は、光ビーコン２におけるダウンリンクの切替後、つまりアップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信時から、ダウンリンク情報の受信時までに車載機１が進行（移動）した進行距離（移動距離）を、当該ダウンリンク情報に含まれている「経過時間情報」、及び、前記「速度情報」を用いて求める。そして、補正手段１６は、この演算手段１５が求めた進行距離に基づいて「距離情報」を補正する。

車載機１における補正の処理を図４により説明する。
車載機１が通信領域Ａに進入すると、この車載機１は光ビーコン２からダウンリンク情報を受け、光ビーコン２に対してアップリンク情報を送信する（矢印Ｕ）。その後、光ビーコン２から「距離情報」及び「経過時間情報」を含むダウンリンク情報が繰り返し送信される。

この繰り返し送信されるダウンリンク情報のうち、例えば、車載機１が、一回目のダウンリンク情報を受信できず（矢印Ｄ１）、二回目のダウンリンク情報を受信できたとする（矢印Ｄ２）。この場合、二回目のダウンリンク情報には「距離情報」とこれに対応した「経過時間情報」とが含まれており、この「経過時間情報」は、この「距離情報」が（前記のとおり）ダウンリンク情報の送信開始時から８４ｍｓｅｃ経過したものであることについての情報とされており、この情報を車載機１は二回目のダウンリンク情報として受信する。

そして、速度検出手段８は、この処理の際の走行速度を検出する。例えば、車載機１がアップリンク情報を送信（矢印Ｕ）してから前記二回目のダウンリンク情報を受信（矢印Ｄ２）するまでの車両Ｃの平均走行速度を、例えば時速５０ｋｍとして検出してもよい。
そして、演算手段１５は、この平均走行速度（時速５０ｋｍ）に、受信した経過時間情報（８４ｍｓｅｃ）を乗じて、光ビーコン２がアップリンク情報を受信した後の最初（一回目）のダウンリンク情報の送信時から、二回目のダウンリンク情報の受信時までに車載機１が進行した進行距離Ｅ（１．１６ｍ）を求めることができる。

そして、補正手段１６は、「距離情報」による距離Ｌ（例えば５０ｍ）から、前記進行距離Ｅ（１．１６ｍ）を減ずる演算を行うことで、前記距離Ｌを補正し、二回目のダウンリンク情報を受信（矢印Ｄ２）した時点から前方の停止線Ｐまでの距離Ｌ１（４８．８４ｍ）を求めることができる。これにより、前方の停止線Ｐまでの距離について精度を高めて求めることができる。
このように、ダウンリンク情報を受信した車両Ｃ（車載機１）の現走行位置から前方の停止線Ｐまでの距離Ｌ１を求める（位置標定する）ことができる（図６のＦ８）。

また、図５は、車載機１が「距離情報」及び「経過時間情報」を含むダウンリンク情報を、通信領域Ａの終点（終端）近傍で受信した場合を説明している。通信領域Ａに進入した車載機１は光ビーコン２からダウンリンク情報を受け、光ビーコン２に対してアップリンク情報を送信する（矢印Ｕ）。その後、光ビーコン２から「距離情報」及び「経過時間情報」を含むダウンリンク情報が繰り返し送信される。

この場合では、繰り返し送信されるダウンリンク情報のうち、車載機１が、送信開始からｍ回についてのダウンリンク情報を受信できず（矢印Ｄｍ）、通信領域Ａの終点直ぐ手前の位置でｍ＋１回目のダウンリンク情報を始めて受信できたとする（矢印Ｄｍ＋１）。この場合、ｍ＋１回目のダウンリンク情報には「経過時間情報」として、ダウンリンク情報の送信開始時からの経過時間についての情報、つまり、前記のとおり、（ｎ−１）＝（（ｍ＋１）−１）にダウンリンク送信周期（８４ｍｓｅｃ）を乗じた時間だけ経過したことについての情報が含まれており、これを車載機１はｍ＋１回目のダウンリンク情報として受信する。

図５のさらに具体的な例として、車載機１は通信領域Ａの終点直ぐ手前の位置で、前記ｍ−１回目として四回目のダウンリンク情報を始めて受信できたとして説明する。
この場合、「経過時間情報」は（（４−１）×８４＝）２５２ｍｓｅｃ経過したことについての情報を、「距離情報」とともに車載機１は四回目のダウンリンク情報として受信する。

そして、速度検出手段８は、この処理の際の走行速度を検出し（例えば時速５０ｋｍ）、前記演算手段１５は、この平均走行速度（時速５０ｋｍ）に、受信した経過時間情報（２５２ｍｓｅｃ）を乗じて、光ビーコン２がアップリンク情報を受信した後の最初（一回目）のダウンリンク情報の送信時から、四回目のダウンリンク情報の受信時までに車載機１が進行した進行距離Ｅ（３．５ｍ）を求めることができる。
そして、補正手段１６は、「距離情報」による距離Ｌ（例えば５０ｍ）から、前記進行距離Ｅ（３．５ｍ）を減ずる演算を行うことで、前記距離Ｌを補正し、四回目のダウンリンク情報を受信（矢印Ｄ４）した時点から前方の停止線Ｐまでの距離Ｌ１（４６．５ｍ）を求めることができる。

図４と図５に示したように、光ビーコン２から車載機１に対してダウンリンク切替後にダウンリンク情報が繰り返し送信されているが、その送信開始からどのタイミングで車載機１がダウンリンク情報を受信したかについて、当該車載機１は把握することができない。その結果、車載機１が認識する前方の停止線Ｐまでの距離について、車両Ｃの進行距離に相当する誤差が生じることとなる。特に、車両Ｃの走行速度が大きい程、この誤差は大きくなってしまう。このため、例えば、前方の停止線Ｐにしたがって車両Ｃを停止させる運転支援制御が困難となってしまう。

しかし、この発明では、車載機１が「送信経過情報（経過時間情報）」を用いて「距離情報」を補正しているため、通信領域Ａ内における受信位置による誤差を解消できる。これにより、前方の停止線Ｐまでの距離について精度を高めて求めることができ、信頼性の高い運転支援制御を行うことができる。

特に、図５のように通信領域Ａの終点近傍の位置で車載機１がダウンリンク情報を受信した場合、仮に当該車載機１において前記補正を行わなければ、ダウンリンク情報を受信した通信領域Ａの終点近傍の位置から「距離情報」による距離Ｌだけ前方に停止線Ｐがある、と車載機１は認識してしまう。しかし、実際はこれと異なるため、運転支援制御においてオーバーランしてしまう。しかし、この発明では前記補正を行うことで、これを防止できる。

また、光ビーコン２から送信される、ダウンリンク切替後の所定のダウンリンク情報において、前記送信経過情報としての「経過時間情報」の他の形態について説明する。
前記ダウンリンク情報は１又は複数種類の情報で構成されており、前記各情報は１又は複数のフレームにより構成されている。そして、この１又は複数のフレームが順次所定のダウンリンク送信周期で繰り返し送信されている。

そこで、ダウンリンク情報を複数のフレームで構成している場合、前記「経過時間情報」として、複数のフレームのそれぞれに、当該フレームが送信されるまでの経過時間についての情報を個別に含ませたものとすることができる。このフレームが送信されるまでの経過時間は、光ビーコン２がアップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信時を基準時としたものとできる。
これによれば、経過時間についての分解能を細かくでき、前記「距離情報」の補正について精度を高めて行うことができる。したがって、停止線Ｐまでの距離認識の精度を向上させることができる。

また、アップリンク情報受信後に光ビーコン２から送信されるダウンリンク情報に含まれる前記「送信経過情報」を、光ビーコン２がアップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信回数ｎについての「送信回数経過情報」とすることができる。
つまり、繰り返し送信されているダウンリンク情報のそれぞれには、前記最初のダウンリンク情報を基準とした「送信回数経過情報」が含まれている。すなわち、前記最初のダウンリンク情報には「送信回数経過情報」として「一回目」であることを意味する情報（ｎ＝１）が含まれている。さらにその次である二回目のダウンリンク情報には「送信回数経過情報」として「二回目」であることを意味する情報（ｎ＝２）が含まれている。

そして、この場合も前記の形態と同様に、図３において、車載機１は、当該車載機１を搭載した車両Ｃの「速度情報」を得る速度検出手段８を有し、距離算出部１２は補正手段１６を有している。
さらに、この車載機１の距離算出部１２が有している演算手段１５は、光ビーコン２におけるダウンリンクの切替後、つまりアップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信からダウンリンク情報の受信までに車載機１が進行した進行距離を、当該ダウンリンク情報に含まれている前記「送信回数経過情報」、ダウンリンクの「送信周期」、及び、「速度情報」を用いて求める。なお、このダウンリンク情報は所定の送信周期で光ビーコン２から送信されており、この送信周期は車載機１に予め記憶されている。

この車載機１における処理を図４により説明する。
車載機１が通信領域Ａに進入すると、この車載機１は光ビーコン２からダウンリンク情報を受け、光ビーコン２に対してアップリンク情報を送信する（矢印Ｕ）。その後、光ビーコン２から「距離情報」及び「送信回数経過情報」を含むダウンリンク情報が繰り返し送信される。
この繰り返し送信されるダウンリンク情報のうち、例えば、車載機１が、一回目のダウンリンク情報を受信できず（矢印Ｄ１）、二回目のダウンリンク情報を受信できたとする（矢印Ｄ２）。この場合、二回目のダウンリンク情報には「距離情報」とこれに対応した「送信回数経過情報」とが含まれており、この「送信回数経過情報」は、前記のとおり（ｎ＝２）とした情報とされており、この情報を車載機１は二回目のダウンリンク情報として受信する。

そして、速度検出手段８は、この処理の際の走行速度を、例えば時速５０ｋｍとして検出しておく。そして、演算手段１５は、車載機１に記憶させた送信周期（例えば８４ｍｓｅｃ）に、「送信回数経過情報（ｎ）」から「１」を減じた値（ｎ−１＝２−１＝１）を乗じ、さらに前記走行速度（時速５０ｋｍ）を乗じて、光ビーコン２がアップリンク情報を受信した後の最初（一回目）のダウンリンク情報の送信時から、二回目のダウンリンク情報の受信時までに車載機１が進行した進行距離Ｅ（１．１６ｍ）を求めることができる。

そして、補正手段１６は、「距離情報」による距離Ｌ（例えば５０ｍ）から、前記進行距離Ｅ（１．１６ｍ）を減ずる演算を行うことで、前記距離Ｌを補正し、二回目のダウンリンク情報を受信（Ｄ２）した時点から前方の停止線Ｐまでの距離Ｌ１（４８．８４ｍ）を求めることができる。
この形態においても、車載機１が「送信経過情報（送信回数経過情報）」を用いて「距離情報」を補正しているため、通信領域Ａ内の受信位置による誤差を解消できる。これにより、前方の停止線Ｐまでの距離について精度を高めて求めることができ、信頼性の高い運転支援制御を行うことができる。

また、光ビーコン２から送信される、ダウンリンク切替後の所定のダウンリンク情報において、前記送信経過情報としての「送信回数経過情報」の他の形態について説明する。
前記のとおりダウンリンク情報は１又は複数種類の情報で構成されており、前記各情報は１又は複数のフレームにより構成されている。そして、この１又は複数のフレームが順次所定のダウンリンク送信周期で繰り返し送信されている。
そこで、ダウンリンク情報を複数のフレームで構成している場合、前記「送信回数経過情報」として、複数のフレームのそれぞれに、各フレームが基準時から何回目に送信されたものであるかについての通算フレーム送信回数情報を個別に含ませたものとすることができる。

なお、この通算フレーム送信回数情報は、光ビーコン２がアップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を開始した時点を基準としたものとできる。そして、この場合において、各フレームの送信時間間隔を車載機１に記憶させておくことで、これを用いて各フレームが送信された際の基準時からの経過時間を求めることができる。
これによれば、ダウンリンク情報の送信回数についての分解能を細かくでき、前記「距離情報」の補正について精度を高めて行うことができる。したがって、停止線Ｐまでの距離認識の精度を向上させることができる。

以上のように構成された光ビーコン２と車載機１とを備えた距離認識システムによって行う車両進行方向前方の停止線Ｐまでの距離を求める距離認識方法は、光ビーコン２側の設定により道路Ｒ上の所定範囲が通信領域Ａとされ、この通信領域Ａで、車載機１が送信したアップリンク情報を光ビーコン２が受信した後に、この光ビーコン２がダウンリンク情報を車載機１へ繰り返し送信する。
車載機１は、受信したダウンリンク情報に含まれている情報のうち、光ビーコン２が前記アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした「送信経過情報」を用いて、ダウンリンク情報に含まれている前記「距離情報」を補正し、前方の停止線Ｐまでの距離を求めることにより行われる。

以上の各実施形態のように、この発明の光ビーコン２は、道路Ｒ上の所定範囲を通信領域Ａとし、この通信領域Ａでダウンリンク情報を所定の送信周期により繰り返し送信するものであり、送信するダウンリンク情報としては、前記「距離情報」、及び、車両側からのアップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした前記「送信経過情報」を含んでいる。

そして、この光ビーコン２を用いた具体例として、車載機１がこの光ビーコン２と通信を行うによって、当該車載機１は前方の停止線Ｐまでの距離を求めることができる。停止線Ｐまでの距離を求めた車載機１の距離算出部（制御部）１２は、例えば、この距離に基づいて車両Ｃを停止線Ｐにしたがって停止させるべく、車両Ｃが備えている走行制御手段９（図３）に運転支援制御を行わせることができる。

なお、走行制御手段９は前記速度検出手段（加速度センサ）８からの車両Ｃの速度情報に基づいて、走行速度が所定の速度となるように制御することができる。つまり、走行制御手段９は車両Ｃの駆動手段（エンジン）２１及び制動手段（ブレーキ）２２に加速、減速の動作の指示をすることができる。
走行制御手段９はマイクロコンピュータからなり、ＥＣＵとすることもできる。また、前記速度検出手段８は、前記車載機１が備えた構成（図３）とする以外に、車載機１とは別体として車両Ｃに設けられた構成（図示せず）としたりできる。

そして、車載機１の距離算出部１２が求めた停止線Ｐまでの距離Ｌ１（図４又は図５）と、速度検出手段８が検出した走行速度とに基づいて、走行制御手段９は距離Ｌ１だけ進んだ時点で車両Ｃの速度がゼロとなるように走行を制御する。すなわち、前方の停止線Ｐで車両Ｃを自動的に停止させる制御を行う。
この走行制御を具体的に説明すると、車載機１の距離算出部１２が求めた停止線Ｐまでの距離Ｌ１を基にして、当該距離算出部１２と速度検出手段８と走行制御手段９との相互間の情報通信により、車両Ｃの走行に伴って距離Ｌ１の地点までの残距離を距離算出部１２で随時求めながら、それに対応させて走行制御手段９は距離Ｌ１までの地点までの区間で徐々に車両Ｃを減速させ、距離Ｌ１だけ進んだ時点で車両Ｃの速度をゼロとさせる。これにより、車両Ｃは停止線Ｐで自動停止させることができる。

なお、この発明は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良く、前方の所定位置までの距離認識を行った車両Ｃ側（車載機１）の動作について、車両Ｃを制動して停止させる形態を説明したが、これ以外として、車両Ｃを運転しているドライバに停止や減速を促す警告を音声によって出力したり、車内に搭載したモニタに表示させたりしてもよい。

また、車両Ｃを制動して停止させる形態において、前記所定位置を停止線Ｐの位置として説明したが、所定位置を信号機のある位置や、車両感知器の位置などとすることができる。また、距離情報について、前記実施の形態では、通信領域Ａの位置を、通信領域Ａの始点位置として説明したが、これ以外であってもよく、距離情報の距離を、所定位置Ｐから第一領域Ａ１と第二領域Ａ２との間の位置までの距離とすることもできる。

また、光ビーコン２から送信される距離情報としては、前記実施形態のような所定位置（停止線）Ｐまでの距離についての直接的な情報の形式とする以外に、通信領域Ａから所定位置Ｐまでの距離を格納した他の形式とすることができる。つまり、通信領域Ａから所定位置Ｐまでに複数のノードが指定されており、この通信領域Ａからその直近のノードまでの距離、各ノード間の距離、及び、所定位置Ｐに直近のノードから当該所定位置Ｐまでの距離のそれぞれを格納した形式とすることができる。

送信経過情報として上記「送信回数経過情報」を採用する場合、その送信回数は、ダウンリンク情報を構成する最小フレームの送信回数を採用することが好ましい。
光ビーコン２の場合には、上記最小フレームは、規約上で約１２８バイトのフレームよりなり、このフレームが約１ｍｓごとに送信される。このため、ビーコン２の制御部２ｂにおいて最小フレームの送信回数をナンバリングしておき、この送信回数を用いて「送信回数経過情報」を生成するようにすれば、ダウンリンク情報の送信回数についての分解能を最小フレームの送信間隔とすることができ、距離情報の補正計算の精度を高めることができる。

前記最小フレームの送信回数は、全ての最小フレームに格納する必要はなく、例えば数フレーム毎に格納することにしても良い。
もっとも、前述の通り、複数の最小フレーム（例えば３つの最小フレーム）で一つのダウンリンク情報が構成される場合には、その複数の最小フレームで構成されるダウンリンク情報の繰り返し回数をナンバリングしておき、その繰り返し回数を用いて「送信回数経過情報」を生成することにしてもよい。

また、光ビーコン２の送信する距離情報は、始点（通信領域Ａ）と終点（所定位置Ｐ）の絶対位置（例えば、緯度・経度や任意の点を原点とする３次元空間の座標値等）を示す情報でもよい。始点と終点の絶対位置が分かれば、これを基に車載機１は前記所定位置Ｐまでの距離を算出できるからである。また、車載機１側に前記所定位置Ｐの絶対位置に関する情報が記憶されている場合には、光ビーコン２は、前記所定位置Ｐの絶対位置に関する情報のみを送信してもよい。

更に、光ビーコン２は、前記所定位置Ｐの地点を含む道路形状の情報や地図と共に、前記道路形状情報等における前記通信領域Ａの位置に対応した情報を車載機１に送信してもよい。この場合、前記道路形状情報等は予め車載機１に記憶させておいてもよいし、光ビーコン２とは別の通信手段によって車載機１に送信してもよい。

１ 車載機
２ 光ビーコン
２ａ 通信部
８ 速度検出手段
１２ 距離算出部
１５ 演算手段
１６ 補正手段
Ａ 通信領域
Ｃ 車両
Ｐ 停止線（所定位置）
Ｒ 道路

Claims (6)

1. 道路上の所定範囲が通信領域とされ、この通信領域でアップリンク情報を送信する車載機と、前記通信領域で前記アップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記車載機へ所定の送信周期で繰り返し送信する光ビーコンと、を備え、前記車載機が受信した前記ダウンリンク情報を用いて車両進行方向前方の所定位置までの距離を求める距離認識システムであって、
   前記ダウンリンク情報は、前記通信領域から前記所定位置までの距離についての距離情報、及び、前記アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を含み、
   前記車載機は、前記送信経過情報を用いて前記距離情報を補正し前記所定位置までの距離を求める距離算出部を有していることを特徴とする距離認識システム。
2. 前記送信経過情報は、前記最初のダウンリンク情報の送信時を基準時とした経過時間についての経過時間情報と、前記最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信回数についての送信回数経過情報とのうちの少なくとも一方を含む請求項１に記載の距離認識システム。
3. 前記送信回数は、前記ダウンリンク情報を構成する最小フレームの送信回数である請求項２に記載の距離認識システム。
4. 道路上の所定範囲が通信領域とされ、この通信領域で、車載機が送信したアップリンク情報を光ビーコンが受信した後に、当該光ビーコンが所定のダウンリンク情報を前記車載機へ繰り返し送信し、
   前記車載機は、受信した前記ダウンリンク情報に含まれている情報のうち、前記光ビーコンが前記アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を用いて、当該ダウンリンク情報に含まれている前記通信領域から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての距離情報を補正し、前記所定位置までの距離を求めることを特徴とする距離認識方法。
5. 道路上の通信領域においてアップリンク情報を送信する車載機と、同通信領域においてダウンリンク情報を送信する光ビーコンとを備えた路車間通信システムであって、
   前記光ビーコンは、アップリンク情報を受信した後に所定の送信周期で前記車載機に繰り返し送信するダウンリンク情報に、次の（１）及び（２）の情報を含めることを特徴とする路車間通信システム。
   （１） 前記通信領域から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての距離情報
   （２） アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報
6. 道路上の通信領域において、車載機と光ビーコンとの間でアップリンク情報とダウンリンク情報とを互いに送受信して行われる路車間通信方法であって、
   前記光ビーコンは、アップリンク情報を受信した後に所定の送信周期で前記車載機に繰り返し送信するダウンリンク情報に、次の（１）及び（２）の情報を含めることを特徴とする路車間通信方法。
   （１） 前記通信領域から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての距離情報
   （２） アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報

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