JP4635696B2

JP4635696B2 - 路車間通信装置

Info

Publication number: JP4635696B2
Application number: JP2005123709A
Authority: JP
Inventors: 圭介岡本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2025-04-21
Also published as: JP2006303977A

Description

本発明は、路車間通信装置に係り、特に、車両と路側のアクセスポイント間でデータ通信を行う路車間通信装置に関する。

ＩＴＳ（高度道路交通システム）の実現に不可欠な通信技術としてＤＳＲＣ（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳｈｏｒｔＲａｎｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の路車間通信技術の開発が進められている。

例えば、特許文献１には、カーナビゲーションシステムの経路情報から次の通信エリアまでの距離を取得し、車速、渋滞情報等から車両が次の通信エリアに到達する時刻を算出し、車両到達時刻までに通信準備を行う路車間通信システムが記載されている。
特開２００２−２７１８２９号公報

特許文献１に記載の技術では、各通信エリアにおける通信の混雑状況が考慮されていない。このため、車両が各通信エリアに到達しても、その通信エリアで他の多くの車両が既にデータ通信を行っているような場合、回線が既に使用されているために、必要なデータ通信を行うことができないおそれがあるという問題があった。

これは、無線ＬＡＮなどの場合、各通信エリアでアクセスポイントに接続可能な車両数に制限があり、アクセスポイントに接続する車両数が増えるとスループットが低下するためである。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、設定ルート上のアクセスポイントにおいて必要なデータ通信を確実に行うことができる路車間通信装置を提供することを目的とする。

本発明の路車間通信装置は、目的地の入力に基づいて走行ルートを探索して最適な走行ルートを設定ルートに設定し、前記設定ルート上にある路車間通信用のアクセスポイントを検出するアクセスポイント検出手段と、
検出されたアクセスポイントを通過する際にデータ通信が可能な時間帯を算出する通信可能時間帯算出手段と、
前記検出されたアクセスポイントにおける前記データ通信が可能な時間帯のデータ通信を予約するデータ通信予約手段と、
各アクセスポイントの時刻毎の予約状況を登録した予約状況登録手段と、
前記データ通信予約手段からの予約があると前記予約状況登録手段を参照して前記予約が可能か否かを判別し、可能であれば前記予約を前記予約状況登録手段に登録して管理する予約管理手段を有し、
前記予約管理手段は、各アクセスポイントにおける予約時間帯の予約回線数と現時点で予約無しで接続している回線数の加算値が同時接続可能回線数未満であるか否かを判定して前記予約が可能か否かを判別することにより、設定ルート上のアクセスポイントにおいて必要なデータ通信を確実に行うことができる。

本発明によれば、設定ルート上のアクセスポイントにおいて必要なデータ通信を確実に行うことができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の路車間通信装置を適用した無線通信システムの第１実施形態のシステム構成図を示す。

同図中、車両１０には、無線通信部１１、カーナビゲーションシステム１２、車速計１３、ＡＰ到達時刻算出部１４、ＡＰ予約部１５、ダウンロード部１６が設けられている。

無線通信部１１は、管理センタ２０との間で伝送速度が小さいが通信エリアの広い広域通信を行うと共に、路車間通信用のアクセスポイントＡＰｉ（ｉは１からｎまでの整数）との間で伝送速度が大きい無線ＬＡＮ等の狭域通信を行う。

カーナビゲーションシステム１２は、目的地が入力されると、目的地までの走行ルートを探索して最適な走行ルートを設定ルートに設定し、設定ルート上にある路車間通信用のアクセスポイントを検出してＡＰ到達時刻算出部１４に供給する。

ＡＰ到達時刻算出部１４は、カーナビゲーションシステム１２から得られる車両の現在地から設定ルート上の各アクセスポイントまでの距離、車速計１３から得られる現在の車速、目的地までの設定ルートにおける予測車速に基づいて、車両１０が各アクセスポイントの無線エリアに到達する到達時刻及び滞在時間を算出する。なお、設定ルートにおける予測車速としては、各ルートの渋滞状況をカーナビゲーションシステム１２と接続されたＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）等から入手して利用する。

ＡＰ予約部１５は、無線通信部１１を介し管理センタ２０に対して各アクセスポイントの到達時刻及び滞在時間を予約時間帯とするデータ通信の予約を行い、この予約に対する予約結果を受信して、ナビゲーション表示画面に表示する。

ダウンロード部１６は、車両１０が各アクセスポイントの無線エリアにいるときに、無線通信部１１を介しアクセスポイントからコンテンツデータ等のダウンロードを行う。

管理センタ２０には、通信部２１、接続状況管理部２２、予約データベース２３、予約管理部２４、無線通信部２５が設けられている。

通信部２１は、アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰｎとの間で通信を行う。接続状況管理部２２は、通信部２１を介し各アクセスポイントにおける接続状況を収集し、収集した接続状況を予約管理部２４に通知する。ここで、接続状況とは通信速度と、現時点で車両と無線接続している回線数（予約無しも含む）である。

予約管理部２４は、各アクセスポイントにおける時刻毎の予約状況（予約車両の車両ＩＤ、予約回線数、通信速度）と同時接続可能回線数を、予約データベース２３を用いて管理している。

予約管理部２４は、無線通信部２５を介し各車両からデータ通信の予約を受けると、予約データベース２３を参照して、予約に含まれる各アクセスポイントにおける予約時間帯に空きがあり予約可能であるか、すなわち、各アクセスポイントにおける予約時間帯の予約回線数と現時点で予約無しで接続している回線数の加算値が同時接続可能回線数未満であるか否かを判定する。

そして、予約可能であれば当該予約を受付け（予約データベース２３に予約を登録）、予約の可否及び予約されたアクセスポイントにおける通信データ量（予約時間帯×通信速度）を、予約を行った車両に対し応答する。更に、受付けた予約に該当するアクセスポイントに対し、通信部２１から受付けた予約（予約車両の車両ＩＤと予約時間帯）を通知する。

各アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰｎそれぞれは、車両１０が各アクセスポイントの無線エリア内に存在するとき、車両１０の無線通信部１１と無線ＬＡＮで接続し、車両１０にコンテンツデータを送信する。

また、各アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰｎは、予約管理部２４から通知される予約及び予約時間帯を予約リストに登録すると共に、それぞれにおける接続状況を管理センタ２０の通信部２１に送信する。

図２は、車両が実行する予約処理の一実施形態のフローチャートを示す。この処理は車両１０で目的地を設定する際に実行される。同図中、ステップＳ１０で車両１０の乗員はカーナビゲーションシステム１２に目的地を設定する。これによって、ステップＳ１１でカーナビゲーションシステム１２は目的地までの最適な走行ルートを検索して設定ルートに設定する。

ステップＳ１２でカーナビゲーションシステム１２は設定ルート上にある複数のアクセスポイントを検出する。なお、設定ルート上に１つのアクセスポイントしかない場合もあり得る。

次に、ステップＳ１３でＡＰ到達時刻算出部１４は車両１０が設定ルート上の各アクセスポイントに到達する到達時刻及び滞在時間を算出する。ここでは、カーナビゲーションシステム１２から得られる車両１０の現在地から各アクセスポイントまでの距離、車速計１３から得られる現在の車速、目的地までの設定ルートにおける予測車速に基づいて、車両が各アクセスポイントに到達する時刻及び滞在時間を算出する。

ステップＳ１４でＡＰ到達時刻算出部１４はカーナビゲーションシステム１２から得られる各アクセスポイントの無線エリアと予測車速から各アクセスポイントの無線エリア内に車両１０がいる滞在時間を算出する。

次に、ステップＳ１５でＡＰ予約部１５は無線通信部１１を介し管理センタ２０に対して各アクセスポイントの到達時刻及び滞在時間を予約時間帯とするデータ通信の予約を行う。なお、この予約には車両１０の車両ＩＤを含める。

そして、ステップＳ１６でＡＰ予約部１５はデータ通信の予約に対する管理センタ２０の応答、つまり予約結果を受信して、各アクセスポイントで予約されたデータ通信量及び目的地までの全てのアクセスポイントで予約されたデータ通信量の総和をカーナビゲーションシステム１２に供給してナビゲーション表示画面に表示させる。

なお、車両１０がルート変更を行って、設定ルートから外れた場合には、上記図２の予約処理を最初からやり直す。

図３は、予約されたデータ通信量を表示したナビゲーション表示画面の一例を示す。同図中、三角マークは現在地を表わし、目的地を「Ｇ」で表わしている。また、「ＡＰ１」，「ＡＰ２」，「ＡＰ３」それぞれがアクセスポイントを表わし、アクセスポイントの側に表示された「２０ＫＢ」、「１０ＫＢ」、「５ＫＢ」それぞれが各アクセスポイントで予約されたデータ通信量（単位はｂｐｓ）である。また、画面下部には、予約されたデータ通信量の総和が表示されている。

図４は、各アクセスポイントが実行するデータ通信処理の一実施形態のフローチャートを示す。この処理はアクセスポイントに車両１０が接近した際に実行される。同図中、ステップＳ２０で車両１０がアクセスポイントに接近し、無線エリア内に入る。

ステップＳ２１でアクセスポイントは車両１０が送信する車両ＩＤを含むデータ通信要求を受信し、ステップＳ２２でアクセスポイントは受信した車両ＩＤが予約リストに登録されており、その予約時間帯に現在時刻が含まれているか否かを判別する。

車両ＩＤが予約リストに登録されており、その予約時間帯に現在時刻が含まれている場合には、ステップＳ２３でアクセスポイントは車両１０と無線ＬＡＮで接続し、要求されたデータ通信を行って、要求されたコンテンツ等の通信データを車両１０にダウンロードする。

図５は、管理センタが実行する予約処理の一実施形態のフローチャートを示す。この処理は管理センタ２０が車両１０からデータ通信の予約を受け取った際に実行される。同図中、ステップＳ３０で無線通信部２１は車両１０から送信された予約を受信する。

ステップＳ３１で予約管理部２４は予約データベース２３を参照して、データ通信の予約に含まれる各アクセスポイントにおける予約時間帯に空きがあり予約可能であるか、すなわち、各アクセスポイントにおける予約時間帯の予約回線数と現時点で予約無しで接続している回線数の加算値が同時接続可能回線数未満であるか否かを判定する。

予約可能であれば、予約管理部２４はステップＳ３２で予約を受付け、上記データ通信の予約を予約データベース２３に登録する。そして、予約されたアクセスポイントにおける通信データ量（予約時間帯×通信速度）を、予約を行った車両１０に対し応答する。更に、ステップＳ３３で受付けた予約に該当するアクセスポイントに対し、通信部２１から受付けた予約（予約車両の車両ＩＤと予約時間帯）を通知する。

一方、予約不可であれば、ステップＳ３４で予約を行った車両１０に対しその旨の応答を行う。

このようにして、車両１０は、目的地までの設定ルート上の各アクセスポイントにおいて必要なデータ通信を確実に行うことができる。

なお、カーナビゲーションシステム１２が請求項記載のアクセスポイント検出手段に相当し、ＡＰ到達時刻算出部１４が通信可能時間帯算出手段に相当し、ＡＰ予約部１５がデータ通信予約手段に相当し、予約データベース２３が予約状況登録手段に相当し、予約管理部２４が予約管理手段に相当する。

本発明の路車間通信装置を適用した無線通信システムの第１実施形態のシステム構成図である。車両が実行する予約処理の一実施形態のフローチャートである。予約されたデータ通信量を表示したナビゲーション表示画面の一例を示す図である。各アクセスポイントが実行するデータ通信処理の一実施形態のフローチャートである。管理センタが実行する予約処理の一実施形態のフローチャートである。

符号の説明

１０車両
１１無線通信部
１２カーナビゲーションシステム
１３車速計
１４ＡＰ到達時刻算出部
１５ＡＰ予約部
１６ダウンロード部
２０管理センタ
２１通信部
２２接続状況管理部
２３予約データベース
２４予約管理部
ＡＰ１〜ＡＰｎアクセスポイント

Claims

目的地の入力に基づいて走行ルートを探索して最適な走行ルートを設定ルートに設定し、前記設定ルート上にある路車間通信用のアクセスポイントを検出するアクセスポイント検出手段と、
検出されたアクセスポイントを通過する際にデータ通信が可能な時間帯を算出する通信可能時間帯算出手段と、
前記検出されたアクセスポイントにおける前記データ通信が可能な時間帯のデータ通信を予約するデータ通信予約手段と、
各アクセスポイントの時刻毎の予約状況を登録した予約状況登録手段と、
前記データ通信予約手段からの予約があると前記予約状況登録手段を参照して前記予約が可能か否かを判別し、可能であれば前記予約を前記予約状況登録手段に登録して管理する予約管理手段を有し、
前記予約管理手段は、各アクセスポイントにおける予約時間帯の予約回線数と現時点で予約無しで接続している回線数の加算値が同時接続可能回線数未満であるか否かを判定して前記予約が可能か否かを判別することを特徴とする路車間通信装置。