JP4670919B2

JP4670919B2 - 車々間通信装置、及び車々間通信装置による経路修復方法

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Publication number: JP4670919B2
Application number: JP2008221260A
Authority: JP
Inventors: 智阿部; 欽也浅野; 裕一白木
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2028-08-29
Also published as: JP2010057015A

Description

本発明は、車々間通信装置、及び車々間通信装置による経路修復方法に関する。特に、安全性の向上等を目的に開発が進められている先進安全自動車（ＡｄｖａｎｃｅｄＳａｆｅｔｙＶｅｈｉｃｌｅ；ＡＳＶ）等に適用可能な車々間通信（Ｉｎｔｅｒ−ＶｅｈｉｃｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＩＶＣ）システムに関する。

最近、自律分散制御型の無線通信技術を利用して路側装置等のインフラを介在することなく車両同士が直接通信を行う車々間通信（ＩＶＣ）と呼ばれる技術に注目が集まっている。このＩＶＣは、例えば、ＡＳＶ等に適用され、車両の走行時における安全運転支援サービスや娯楽情報サービス等の提供を目的とするものである。これに関し、例えば、下記の非特許文献１には、ＤＳＲＣ（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳｈｏｒｔＲａｎｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）型ＩＶＣシステムに関する記載がある。

同文献１には、ＤＳＲＣ型のＩＶＣシステムに求められる通信特性への要求として、高速、大容量、高品質、広いサービスエリア、及び高いモビリティが挙げられている。また、ＤＳＲＣ型のＩＶＣシステムでは、自車両周辺のサービスエリアに参入したり、或いは、当該サービスエリアから離脱する車両との間で速やかに情報交換を行うことが求められる。そのため、上記の通信特性には、高いリアルタイム性も求められる。

なお、ＤＳＲＣとは、ＥＴＣ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｏｌｌＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）等で利用されている狭域短区間通信のことである。但し、ＩＶＣシステムには、ＤＳＲＣの他にも、ＵＨＦ（ＵｌｔｒａＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）等の通信帯域が利用される可能性がある。そこで、こうした複数の通信帯域を効率良く利用して、所望する通信特性を実現することが可能な技術の開発も精力的に進められている。

徳田清仁，「ＤＳＲＣ型車々間通信システムによるユビキタスネットワーク環境下での安全アプリケーションの実現」，沖テクニカルレビュー，２００４年１０月／第２００号，Ｖｏｌ．７１，Ｎｏ．４（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｋｉ．ｃｏｍ／ｊｐ／Ｈｏｍｅ／ＪＩＳ／Ｂｏｏｋｓ／ＫＥＮＫＡＩ／ｎ２００／ｐｄｆ／２００＿Ｒ０７．ｐｄｆ）

上記の技術に関し、利用される周波数帯に依存して、サービスを同時に享受可能な車両数が限られるという問題が指摘されている。この問題に対し、例えば、所定の通信品質を維持しながら、サービスを提供する上で要求される通信特性を実現することが可能な方法が提案されている。この方法は、複数の車両により車群を形成し、車群間の通信（以下、車群間通信）と車群内の通信（以下、車群内通信）とを互いに異なる方式で行うというものである。また、各車群においては、車群間通信を行うための車両（以下、マスター）が設定され、マスターを通じて車群間通信が行われる。

このように、各車両の車両情報が交換される際、車両情報を常に送信元車両と送信先車両との間で直接通信するのではなく、車群間を跨ぐ通信に関しては、マスターを介して車群間通信に置き換えるのである。このような方法を用いると、車両間の通信が車群内通信と車群間通信とに分けて階層化されるため、周波数帯の利用効率が向上する。その結果、所定のサービスを同時に利用可能な車両数が増加する（大容量化）。

しかしながら、各車群に対する車両の参入頻度や離脱頻度が高い場合に、長時間、安定して車群を維持することが難しいという問題がある。また、構造物や他の車両の車体等により電波の遮蔽（所謂、シャドウイング）が発生してしまうことがある。そのため、車両の移動に伴って電波状況が変化してしまい、車群内通信、及び車群間通信において所定の通信品質が維持し難いという問題がある。こうした問題に対し、所定のサービスが提供されるサービスエリア内でのみ車群が形成されるようにし、車群内における車両の相対位置に応じてマスターを決定するという方法が提案されている。さらに、車群内の車両数を所定数以下に制限する技術も提案されている。これらの技術を用いることで、サービスエリア内で安定した車群が形成され、所定の通信品質が維持されるようになる。

しかしながら、車群内通信と車群間通信とを組み合わせて用いる上記の方法において、車両の移動等に伴い、車群内通信に対するシャドウイングの影響が無視できないことがある。特に深刻なのが、車両が移動して建造物や車両間の相対位置が変化し、ある時点で通信が可能であった同車群内の車両間においても、別の時点で通信できなくなってしまうことである。つまり、移動中に車群内通信の通信リンクが切断されてしまう場合である。この場合、マスターに車両情報が中継されず、車群間通信により車両情報を送信することができなくなってしまう。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、車群内通信の通信リンクが切断された場合でも、車群間通信を行えるように通信経路を修復することが可能な、新規かつ改良された車々間通信装置、及び車々間通信装置における経路修復方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、自車両と同じ車群に属する車両との間でフレームを送受信する車群内通信手段と、自車両とは異なる車群に属する車両との間でフレームを送受信する車群間通信手段と、自車両とは異なる車群に属する車両にフレームを中継する中継車両と、自車両との間の通信リンクが確立されているか否かを判断する通信リンク判断手段と、を備える車々間通信装置が提供される。当該車々間通信装置は、自車両とは異なる車群に属する車両に対してフレームを送信する際に、前記通信リンク判断手段により前記中継車両と自車両との間の通信リンクが確立されていると判断された場合に前記車群内通信手段を用いて前記中継車両にフレームを送信し、前記通信リンク判断手段により前記中継車両と自車両との間の通信リンクが確立されていないと判断された場合に前記車群間通信手段を用いて前記自車両とは異なる車群に属する車両にフレームを送信する。

また、上記の車々間通信装置は、前記車群内通信手段により前記中継車両からフレームが受信された時刻の情報を保持する受信時刻保持手段をさらに備えていてもよい。この場合、前記通信リンク判断手段は、前記自車両とは異なる車群に属する車両に対してフレームを送信する際に、前記受信時刻保持手段により保持されている時刻の情報を参照し、現時刻を基準にして所定時間内に前記中継車両からフレームが受信されている場合に前記通信リンクが確立されていると判断し、前記所定時間内に前記中継車両からフレームが受信されていない場合に前記通信リンクが確立されていないと判断する。

また、上記の車々間通信装置は、前記自車両とは異なる車群に属する車両に対してフレームを送信する際に、当該フレームの情報を保持しておき、前記通信リンク判断手段により前記通信リンクが確立されていないと判断された場合に前記車群間通信手段を用いて当該フレームを再送させる再送制御手段をさらに備えていてもよい。この場合、前記通信リンク判断手段は、前記車群内通信手段を用いて前記中継車両にフレームが送信された場合に、当該フレームが前記中継車両から送信されたか否かを検知し、当該フレームが送信された場合に前記通信リンクが確立されていると判断し、当該フレームが送信されていない場合に前記通信リンクが確立されていないと判断する。

また、前記車群内では、所定の指向性を有する第１通信方式に基づいてフレームが送受信される。さらに、前記車群間では、前記第１通信方式よりも回折損が少ない第２通信方式に基づいてフレームが送受信される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、自車両と同じ車群に属する車両との間でフレームを送受信する車群内通信手段と、自車両とは異なる車群に属する車両との間でフレームを送受信する車群間通信手段と、を有する車々間通信装置による車々間通信方法が提供される。当該車々間通信方法には、自車両とは異なる車群に属する車両に対してフレームが送信される際に、自車両とは異なる車群に属する車両にフレームを中継する中継車両と、自車両との間の通信リンクが確立されているか否かが判断される通信リンク判断ステップと、前記通信リンク判断ステップで前記中継車両と自車両との間の通信リンクが確立されていると判断された場合に、前記車群内通信手段を用いて前記中継車両にフレームが送信される第１送信ステップと、前記通信リンク判断ステップで前記中継車両と自車両との間の通信リンクが確立されていないと判断された場合に、前記車群間通信手段を用いて前記自車両とは異なる車群に属する車両にフレームが送信される第２送信ステップと、が含まれる。

また、上記の車々間通信方法には、前記車群内通信手段により前記中継車両からフレームが受信された時刻の情報が保持される受信時刻保持ステップがさらに含まれていてもよい。この場合、前記通信リンク判断ステップでは、前記受信時刻保持ステップで保持されている時刻の情報が参照され、現時刻を基準にして所定時間内に前記中継車両からフレームが受信されている場合に前記通信リンクが確立されていると判断され、前記所定時間内に前記中継車両からフレームが受信されていない場合に前記通信リンクが確立されていないと判断される。

また、上記の車々間通信方法には、前記自車両とは異なる車群に属する車両に対してフレームを送信する際に、当該フレームの情報が保持され、前記通信リンク判断ステップで前記通信リンクが確立されていないと判断された場合に前記車群間通信手段を用いて当該フレームが再送される再送制御ステップがさらに含まれていてもよい。この場合、前記通信リンク判断ステップでは、前記車群内通信手段を用いて前記中継車両にフレームが送信された場合に、当該フレームが前記中継車両から送信されたか否かが検知され、当該フレームが送信された場合に前記通信リンクが確立されていると判断され、当該フレームが送信されていない場合に前記通信リンクが確立されていないと判断される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記の車々間通信装置が備える各手段の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供されうる。さらに、当該プログラムが記録されたコンピュータにより読み取り可能な記録媒体が提供されうる。

以上説明したように本発明によれば、車群内通信の通信リンクが切断された場合でも、車群間通信を行えるように通信経路を修復することが可能になる。その結果、シャドウイング等が発生して車群内通信によるマスターへのフレーム伝送が不安定化又は断絶しても、安定的に車群間通信を行うことができるようになる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［従来の車々間通信装置１０の機能構成］
まず、本発明の好適な実施形態について説明するに先立ち、当該実施形態に係る技術との対比関係を明確にするため、従来の車々間通信装置１０の機能構成について簡単に説明する。図１は、従来の車々間通信装置１０の機能構成例を示す説明図である。

図１に示すように、車々間通信装置１０は、主に、サービス制御手段１２と、車群制御手段１４と、車々間通信手段１６とにより構成される。

（サービス制御手段１２）
サービス制御手段１２は、所定のサービスを提供するために他車両に通知すべき情報（以下、通知情報）を生成する手段である。この通知情報には、自車両の位置や速度等に関する情報、所定のサービスに関する情報等が含まれる。所定のサービスとしては、例えば、他車両が自車両に接近していることをドライバーに警告するサービス（以下、接近車両通知サービス）がある。

一方で、サービス制御手段１２は、他車両が生成した通知情報（即ち、他車両の位置や速度等に関する情報、所定のサービスに関する情報等（以下、他車情報））を取得する。この他車情報は、車々間通信手段１６を介して取得され、データ処理手段２２を経由してサービス制御手段１２に入力される。上記の接近車両通知サービスを提供する場合、サービス制御手段１２は、取得した他車情報に基づいて自車両と他車両との間が接近しているか否かを判断する。車両間の距離が接近している場合、サービス制御手段１２は、必要に応じてドライバーへの警告等を行う。

この例に限らず、サービス制御手段１２は、他車情報を取得し、その他車情報に基づいて所定のサービスに必要な処理を実行して他車両に通知すべき情報を生成する。この通知情報は、データ処理手段２２、車々間通信手段１６を介して他車両に送信される。

（車群制御手段１４）
車群制御手段１４は、データ処理手段２２と、車群形成手段２４とにより構成される。

（データ処理手段２２）
データ処理手段２２は、サービス制御手段１２により生成された通知情報の送信先となる車両を選択したり、取得すべき他車情報の送信元となる車両を選択したりする手段である。データ処理手段２２には、上記の通り、サービス制御手段１２から自車両の通知情報が入力される。さらに、データ処理手段２２には、後述する車群形成手段２４から、自車両が属する車群の情報、及び当該車群に含まれる車両の情報等が入力される。

ここで、通知情報が送信される際の処理について説明する。データ処理手段２２は、サービス制御手段１２により提供されるサービスの種類に応じて、通知情報の送信先を車群内の車両にするか、或いは、車群外の車両も含む全ての車両にするかを判断する。このとき、データ処理手段２２は、自車両が車群内のマスターか否かに応じて判断を行う。例えば、自車両がマスターである場合、通知情報の種類にも依存するが、車群内の車両に加え、他の車群に属する車両も通知情報の送信先に含める必要がある。このようにして通知情報の送信先が指定されると、通知情報と共に、指定された送信先の情報が車々間通信手段１６に入力される。

次に、他車両から送信される通知情報の受信処理について説明する。データ処理手段２２は、サービス制御手段１２により提供されるサービスの種類に応じて、通知情報の送信元（取得先）となる車両を車群内の車両にするか、或いは、車群外の車両も含む全ての車両にするかを判断する。このとき、データ処理手段２２は、自車両がマスターであるか否かに応じて判断を行う。例えば、自車両がマスターである場合、通知情報の種類にも依存するが、車群内の車両に加え、他の車群に属する車両も通知情報の送信元に含める必要がある。このようにして通知情報の送信元が指定されると、指定された送信元の情報が車々間通信手段１６に入力される。

（車群形成手段２４）
車群形成手段２４は、自車両の周辺に存在する車両と共に車群を形成したり、既に形成されている車群に参入したり、或いは、車群から離脱するための処理を行う手段である。また、車群形成手段２４は、車群に属する車両の中で、車群間通信を行う車両（マスター）を設定する。例えば、車群形成手段２４は、最初に車群を形成した車両をマスターに設定する。また、車群形成手段２４は、マスターに設定されていた車両が離脱した場合、その離脱した車両の次に参入した車両をマスターに設定する。もちろん、マスターの設定方法は、これに限定されない。

なお、車群に属する車両の中でマスターではない車両のことをスレーブと呼ぶことにする。つまり、車群に属しているが、マスターではない車両の属性はスレーブに設定される。このように、各車両の状態は、マスター、スレーブ、車群外という３種類の属性に分類される。以下の説明において、この３種類に分類された属性のことを車両の「状態」と呼ぶことがある。車群形成手段２４により設定された自車両の状態を示す情報（以下、状態情報）は、データ処理手段２２に入力される。そして、通知情報の送信先又は送信元が選択される際に、データ処理手段２２により、この状態情報が参照される。

（車々間通信手段１６）
車々間通信手段１６は、データ処理手段２２から入力された通知情報に、アクセス制御に必要な情報を付加してフレームを生成する。このフレームは、データ処理手段２２により選択された送信先の車両に対して所定の周波数で変調されて送信される。一方、車々間通信手段１６は、データ処理手段２２により選択された送信元から所定の周波数で送信された通知情報の変調信号を受信してフレームを復調する。さらに、車々間通信手段１６は、復調されたフレームからアクセス制御に必要な情報を除去してデータ処理手段２２に入力する。

以上、従来の車々間通信装置１０の機能構成について説明した。上記のように、車々間通信装置１０は、車群の形成、或いは、車群に対する参入／離脱を制御する。また、形成された車群内でマスター等の車両状態が設定される。さらに、自車両の状態に応じてサービスの提供に必要な通知情報の送信先、又は受信すべき通知情報の送信元が設定される。このような車々間通信装置１０を搭載した車両間では、必要に応じて車群が形成され、車群内の通信と車群間の通信とが階層化される。そのため、車々間で情報を送受信する際の周波数利用効率が向上し、所定の周波数帯に収容可能な車両数が増加する。

（課題の整理１）
しかしながら、ある車群に対する車両の参入／離脱の頻度が高い場合に、長時間、安定して車群を維持することが難しいという問題がある。また、構造物や他の車両の車体等により電波の遮蔽（所謂、シャドウイング）が発生することで、車両の移動に伴って電波状況が変化してしまい、車群内通信、及び車群間通信において所定の品質を維持することが難しいという問題がある。

こうした問題に対し、車両の位置情報を活用すると共に、車群内の車両数を所定数以下としながら、複数の車両によって車群を形成し、その車群内の車両からマスターを選出して、そのマスターにより、車群に属する車両の情報を他の車群に属する車両との間で交換する車々間通信方法が提案された。この車々間通信方法は、後述する本発明の各実施形態に係る技術の基礎となるものである。そこで、以下では、この車々間通信方法について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、ここで説明する車々間通信方法に係る技術のことを基礎技術と呼ぶことがある。

＜基礎技術＞
以下、上記の基礎技術に係る車々間通信装置５０の機能構成及びハードウェア構成、サービスエリアの構成、車群の形成方法、車群からの離脱方法、車々間通信方法、通信フレームの構成等について説明する。

［車々間通信装置５０の機能構成］
図２を参照しながら、本実施形態に係る車々間通信装置５０の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る車々間通信装置５０の機能構成を示す説明図である。

図２に示すように、車々間通信装置５０は、主に、サービス制御手段１０２と、車両位置検出手段１０４と、周波数設定手段１０６と、車々間通信手段１０８と、車群制御手段１３０とにより構成される。

（サービス制御手段１０２）
サービス制御手段１０２は、所定のサービスを提供するために通知情報を生成する手段である。サービス制御手段１０２は、例えば、他車両の情報を取得し、その情報を用いて所定のサービスを実現するために必要な処理を実行する。サービス制御手段１０２により上記の処理が実行されると、その結果として、通知情報が生成される。この通知情報には、自車両の位置や速度等の情報、或いは、所定サービスの提供に用いられる情報が含まれている。この通知情報は、後述するデータ処理手段１３２を介して車々間通信手段１０８に入力され、車々間通信手段１０８により他車両に送信される。

また、サービス制御手段１０２は、サービスエリアの範囲を示す情報（以下、エリア範囲情報）を提供する。例えば、サービス制御手段１０２は、エリア検出手段１３８に対してエリア範囲情報を提供する。例えば、後述するメモリＨ１６にサービスエリアの位置情報がサービス内容に対応付けて格納されている場合、サービス制御手段１０２は、提供されるサービスの内容に応じてサービスエリアの位置情報をメモリＨ１６から読み出し、エリア検出手段１３８に提供する。なお、サービスエリアの構成例については後述する。

（車両位置検出手段１０４）
車両位置検出手段１０４は、自車両の位置を検出する手段である。自車両の位置は、例えば、緯度や経度で表現された絶対位置として検出される。このような絶対位置の検出は、後述するＧＰＳ受信機Ｈ１２等を用いることで実現される。車両位置検出手段１０４により検出された自車両の位置を示す位置情報は、相対位置検出手段１３６、及びエリア検出手段１３８に入力される。

（周波数設定手段１０６）
周波数設定手段１０６は、車群内通信及び車群間通信に用いられる送受信周波数を設定する手段である。周波数設定手段１０６により設定された送受信周波数の情報は、車両数管理手段１４０、及び車々間通信手段１０８に入力される。なお、以下の説明において、車群内通信に利用される周波数を車群内周波数、車群間通信に利用される周波数を車群間周波数と呼ぶ場合がある。また、周波数設定手段１０６の機能は、後述する通信制御部Ｈ１８、中央処理装置Ｈ１４、メモリＨ１６等により実現される。

（車々間通信手段１０８）
車々間通信手段１０８は、アクセス制御に必要な情報を送信情報に付加して送信用のフレームを生成する手段である。例えば、車々間通信手段１０８には、後述するデータ処理手段１３２から通知情報が入力される。この場合、車々間通信手段１０８は、データ処理手段１３２から入力された通知情報に対し、アクセス制御に必要な情報を付加してフレームを生成する。車々間通信手段１０８により生成されたフレームは、所定の変調方式で変調され、周波数設定手段１０６により設定された送信周波数で送信される。このとき、他車両に対してフレームが周期的に送信される。

一方、車々間通信手段１０８は、他車両から変調信号を受信してフレームを復調し、フレームから受信情報を抽出する手段でもある。車々間通信手段１０８は、周波数設定手段１０６により設定された受信周波数で変調信号を受信する。次いで、車々間通信手段１０８は、受信した変調信号からフレームを復調し、さらに、そのフレームからアクセス制御に必要な情報を除去して他車両の通知情報を抽出する。車々間通信手段１０８により抽出された通知情報は、データ処理手段１３２に入力される。なお、車々間通信手段１０８の機能は、後述する通信制御部Ｈ１８、ＲＦフロントエンド回路Ｈ２０等により実現される。

（車群制御手段１３０）
車群制御手段１３０には、データ処理手段１３２と、車群形成手段１３４と、相対位置検出手段１３６と、エリア検出手段１３８と、車両数管理手段１４０とが含まれる。なお、車群制御手段１３０の機能は、後述する中央処理装置Ｈ１４、メモリＨ１６、通信制御部Ｈ１８等により実現される。

（データ処理手段１３２）
データ処理手段１３２は、サービス制御手段１０２により生成された通知情報が送信される際に、その通知情報の送信先となる車両を選択する手段である。また、データ処理手段１３２は、他車両の通知情報が取得される際に、その通知情報の送信元となる車両を選択する手段でもある。データ処理手段１３２には、上記の通り、サービス制御手段１０２から通知情報が入力される。さらに、データ処理手段１３２には、後述する車群形成手段１３４から、自車両が属する車群の情報、その車群に含まれる他車両の情報、及び自車両の状態情報等が入力される。

通知情報が送信される際、データ処理手段１３２は、サービス制御手段１０２から取得した通知情報の内容に基づき、その通知情報の送信先を車群内の車両にすべきか、或いは、車群外の車両にすべきかを判断する。例えば、データ処理手段１３２は、サービス制御手段１０２から入力された通知情報を参照し、サービスの種類、自車両の情報、又は他車両の情報等に基づいて送信先を選択する。データ処理手段１３２による判断結果は、車々間通信手段１０８に入力される。

また、他車両から通知情報が受信される際、データ処理手段１３２は、サービス制御手段１０２から入力される通知情報を参照し、通知情報の送信元となる他車両を車群内の車両にするか、或いは、車群外の車両にするかを判断する。例えば、データ処理手段１３２は、サービスの種類、自車両の情報、又は他車両の情報等に基づいて送信元を選択する。データ処理手段１３２による判断結果は、車々間通信手段１０８に入力される。

なお、自車両がマスターである場合、車群内の車両に加え、他の車群に属する車両も通知情報の送信先又は送信元に含まれる。そのため、通知情報の送信先又は送信元を車群内の車両にするか、或いは、車群外の車両にするかを選択する処理は、上記の通り、自車両の状態を考慮して実行されるのである。

（車群形成手段１３４）
自車両が車群に属している場合、車群形成手段１３４には、後述する相対位置検出手段１３６から、車群内の他車両と自車両との間の相対位置を示す情報（以下、相対位置情報）が入力される。また、車群形成手段１３４には、エリア検出手段１３８から、自車両が位置するサービスエリアの情報（以下、エリア情報）が入力される。さらに、車群形成手段１３４には、車両数管理手段１４０から、車群内の車両数を示す情報（以下、車両数情報）が入力される。

このようにして各手段から入力された情報を参照し、車群形成手段１３４は、自車両で車群を形成したり、既に形成された車群に自車両を参入させたり、或いは、所属している車群から自車両を離脱させる。例えば、自車両の位置がサービスエリア内にある場合、車群形成手段１３４は、自車両で車群を形成するか、或いは、エリア情報に示されたサービスエリア内にある車群に自車両を参入させる。一方で、自車両の位置がサービスエリア外にある場合、車群形成手段１３４は、所属している車群から自車両を離脱させる。

例えば、自車両が車群に属している場合、車群形成手段１３４は、相対位置情報に基づいて自車両の状態を設定する。上記の通り、自車両の状態には、マスター、スレーブ、車群外の３種類がある。車群に属し、車群間通信を行う車両にはマスターの属性が設定される。また、車群に属しているがマスターではない車両にはスレーブの属性が設定される。さらに、車群に属していない車両には車群外の属性が設定される。

自車両がサービスエリア内に位置している場合、自車両はいずれかの車群に属している。この場合、自車両の状態は、マスター又はスレーブに設定される。例えば、同じ車群に属する他車両の中にマスターが存在すれば、自車両の状態はスレーブに設定される。一方、自車両がサービスエリア外にある場合、自車両は車群に属していない。この場合、自車両の状態は車群外に設定される。このようにして設定された自車両の状態は、データ処理手段１３２に入力される。

上記の説明においては、車群間通信を行う車両のことをマスターと定義した。以下の説明においては、さらに、車群内で車両間の通信を中継するマスターを設定する。なお、これら２種類のマスターを区別するため、車群間通信を行うマスターを車群間マスターと呼び、車群内通信を行うマスターを車群内マスターと呼ぶことにする。

車群内マスターは、車群内通信における中継車両としての役割を果たすと共に、車群の構成を管理する。また、車群間マスターは、自身が属している車群に含まれる他車両を代表して他の車群に属する車群間マスターとの間で車群間通信を行う。なお、１台の車両に車群間マスターと車群内マスターとが設定されていてもよいし、車群間マスターが設定された車両と、車群内マスターが設定された車両とが１つの車群に存在していてもよい。

なお、自車両が車群内マスターの場合、車群形成手段１３４は、車両数管理手段１４０から入力された車両数情報が示す最大車両数に基づき、現時点における車群内の車両数が最大車両数以下に維持されるように新たな車両の参入を制限する。このように、自車両の状態が車群内マスターに設定されている場合、車群形成手段１３４は、車群の構成を変更しようとする際に、車群内の車両数を考慮して新たな車両の参入を制限する。そのため、車群内における所定の通信品質が維持される。

（相対位置検出手段１３６）
相対位置検出手段１３６には、車両位置検出手段１０４から自車両の位置情報が入力される。さらに、相対位置検出手段１３６には、データ処理手段１３２から他車両の位置情報が入力される。そこで、相対位置検出手段１３６は、入力された自車両の位置情報、及び他車両の位置情報に基づいて両車両間の相対位置を検出する。両車両の位置情報が絶対位置により表現されている場合、相対位置は、例えば、両車両間の距離、及び、自車両から見た他車両の方角等により表現される。このようにして検出された相対位置の情報は、車群形成手段１３４に入力される。

（エリア検出手段１３８）
エリア検出手段１３８には、車両位置検出手段１０４から自車両の位置情報が入力される。また、エリア検出手段１３８には、サービス制御手段１０２からサービスエリアの範囲を示すエリア範囲情報が入力される。そこで、エリア検出手段１３８は、入力された自車両の位置情報、及びエリア範囲情報に基づいてサービスエリア内に自車両が位置するか否かを検出する。例えば、サービスエリアの範囲が絶対位置により表現されている場合、エリア検出手段１３８は、自車両の位置情報が示す絶対位置とエリア範囲情報とを照合させることで、自車両がサービスエリア内に位置しているか否かを判断することができる。

なお、サービスエリアが複数存在していることがある。この場合、サービス制御手段１０２から、複数のエリア範囲情報がエリア検出手段１３８に入力される。この場合、エリア検出手段１３８は、複数のエリア範囲情報と自車両の位置情報とをそれぞれ照合し、自車両が含まれるサービスエリアを検出する。このように、エリア検出手段１３８により、自車両がサービスエリアに含まれるか否かが検出される。さらに、いずれかのサービスエリアに自車両が含まれるのであれば、どのサービスエリアに含まれるのかが検出される。このようにして検出された結果は、車群形成手段１３４に入力される。

（車両数管理手段１４０）
車両数管理手段１４０は、周波数設定手段１０６により設定された車群内周波数、及び車群間周波数に基づき、車群内に参入可能な最大車両数を設定する。例えば、車両数管理手段１４０は、車群内周波数に設定された周波数帯で収容可能な車両数を最大車両数に設定したり、車群内通信において求められる通信品質を考慮して最大車両数を設定したりする。また、車両数管理手段１４０は、車群間周波数に設定された周波数帯で収容可能な車両数を考慮し、例えば、車群内に存在する車両から一斉に通信要求が発せられた際に所定の通信品質が維持できるような車両数を最大車両数に設定する。

このようにして車両数管理手段１４０により設定された最大車両数の情報は、車群形成手段１３４に入力される。上記の通り、車両数管理手段１４０により設定された車両数情報に基づき、車群形成手段１３４により新たに車群に参入する車両の数が制限される。上記のようにして最大車両数が設定されているため、車群内の各車両が任意に車群内通信、又は車群間通信の要求を行ったとしても、所定の通信品質が維持される。

以上、基礎技術に係る車々間通信装置５０の機能構成について説明した。次に、車々間通信装置５０等のハードウェア構成例について説明する。

［ハードウェア構成例］
次に、図３を参照しながら、車々間通信装置５０の機能を実現することが可能なハードウェア構成について説明する。図３は、車々間通信装置５０のハードウェア構成例を示す説明図である。但し、後述する本発明の実施形態に係る車々間通信装置１００、２００の機能も、車々間通信装置５０と実質的に同一のハードウェア構成により実現される。

図３に示すように、車々間通信装置５０の機能は、例えば、ＧＰＳ受信機Ｈ１２、中央処理装置（ＣＰＵ）Ｈ１４、メモリＨ１６、通信制御部Ｈ１８、ＲＦフロントエンド回路Ｈ２０、アンテナＨ２２等のハードウェア資源により実現される。また、中央処理装置Ｈ１４、メモリＨ１６、及び通信制御部Ｈ１８は、バスＨ２４により接続されている。

ＧＰＳ受信機Ｈ１２は、時刻毎に自車両の位置を検出する手段である。また、ＧＰＳ受信機Ｈ１２は、中央処理装置Ｈ１４に接続されている。中央処理装置Ｈ１４は、演算処理チップである。メモリＨ１６としては、例えば、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリや、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体等が用いられる。

メモリＨ１６には、例えば、相対位置情報、エリア範囲情報、自車両の状態情報、車両数情報、又は送受信データ等が格納される。通信制御部Ｈ１８は、ＲＦフロントエンド回路Ｈ２０等を制御する制御チップである。ＲＦフロントエンド回路Ｈ２０は、ＲＦ信号の周波数変換や信号増幅等の信号処理を実行する信号処理回路である。アンテナＨ２２は、ＲＦフロントエンド回路Ｈ２０から出力されるＲＦ信号用の送受信アンテナである。

以上、車々間通信装置５０の機能を実現することが可能なハードウェア構成の一例について説明した。次に、サービスエリアについて具体的に説明する。

［サービスエリアについて］
図４、図５を参照しながら、サービスエリアの設定例について簡単に説明する。図４は、交差点における右折事故防止用のサービスエリア設定例（ケース（１））である。図５は、十字路における出会い頭事故防止用、及びＴ字路での歩行者飛び出し防止用のサービスエリア設定例（ケース（２））である。

この他にも、サービスエリアの設定例としては、正面衝突事故防止用、追突事故防止用、左折時巻き込み事故防止用、車線変更時の接触事故防止用等、様々な応用例がある。但し、説明の便宜上、２つのケース（ケース（１）、ケース（２））についてのみ説明し、その他のケースについては説明を省略する。

（ケース（１）について）
まず、図４を参照する。図４には、交差点、複数の車両（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３等）、及びサービスエリアＳＡが記載されている。その中で、まず、交差点の中央付近に位置する車両Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に注目する。車両Ｃ１は直進車両である。車両Ｃ２、Ｃ３は右折車両である。こうした状況において、右折車両Ｃ２のドライバーは、車両Ｃ１、Ｃ３の位置や動きを視認することができる。しかし、右折車両Ｃ２からは、右折車両Ｃ３の陰から直進車両Ｃ１が来ているかどうかが視認できない場合がある。そのため、このような状況において、直進車両Ｃ１と右折車両Ｃ２との衝突が発生してしまうことがある。

このような衝突事故を防止するには、上記のような状況において、右折車両Ｃ２のドライバーに直進車両Ｃ１の存在を知らせることが重要になる。例えば、直進車両Ｃ１、右折車両Ｃ２の双方に、互いの存在を知らせる警告情報が通知されれば、上記のような衝突事故が未然に防止できる可能性が高まる。さらに、直進車両Ｃ１や右折車両Ｃ２の後続車両に交差点内の車両状況が通知されれば、各車両のドライバーが現在の状況を認識したり、事故を予測したりすることができるようになる。このような警告情報の通知等は、車々間通信技術を用いることにより実現可能である。さらに、車々間通信を応用し、ブレーキやアクセル等を制御させる制御情報を車両間で適切にやり取りすることにより、各車両が自動的に衝突を回避することも可能になると考えられる。

このような観点から、例えば、図４に示すように、交差点を大きくカバーするようなサービスエリアＳＡが設定される。図４の例では、−Ｘ方向に進入する右折車両（例えば、車両Ｃ２）とＸ方向に進行する直進車両（例えば、車両Ｃ１）との間の衝突事故防止サービスを実現するため、Ｘ方向に延びた道路に沿ってサービスエリアＳＡが長めに設定されている。また、図４の例では、右折時の衝突事故が想定されているため、交差点の中央部分が大きくカバーされるようにサービスエリアＳＡが設定されている。

サービスエリアＳＡの長さは、車両の挙動や制動距離等に基づいて設定される。例えば、サービスエリアＳＡの長さは、右折レーンの長さや、右折車両のドライバーがウィンカーを出す位置や、ドライバーがブレーキを踏んでから車両が停止するまでの距離等を考慮して設定される。より具体的には、右折車両が右折意思の表示を行う区間、車両の空走距離、及び車両の制動距離に基づいてサービスエリアＳＡが決定される。もちろん、交差点の規模や構造、道路の車線数、横断歩道の有無、信号の形態等に応じてサービスエリアＳＡの形状や大きさが異なることは言うまでもない。

（ケース（２）について）
次に、図５を参照する。図５の右側（−Ｘ方向寄り）には、十字路、建造物、壁、複数の車両（Ｃ１、Ｃ２等）、及び複数のサービスエリアＳＡ１、ＳＡ２が記載されている。一方、図５の左側（Ｘ方向寄り）には、Ｔ字路、車両Ｃ３、歩行者Ｍ１、及び複数のサービスエリアＳＡ３、ＳＡ４が記載されている。ケース（２）は、ケース（１）に比べて小規模の道路を想定したものである。幹線道路のような見通しの良い道路に比べ、ケース（２）のような見通しの悪い小規模の道路の方が事故の発生確率が高い。ここでは、このような道路におけるサービスエリアの設定例について考えてみたい。

まず、十字路の中央付近に位置する車両Ｃ１、Ｃ２に注目する。車両Ｃ１、Ｃ２はそれぞれＸ方向、Ｙ方向に直進する直進車両である。車両Ｃ１、Ｃ２が位置する十字路においては、出会い頭事故が発生しやすい。特に、十字路の近辺には道路に沿った壁や高い建造物があり、Ｘ方向に直進する車両Ｃ１からＹ方向に直進する車両Ｃ２が視認できないため、出会い頭事故の発生可能性が高い典型的な例である。

通常、このような十字路にはミラーが設置されており、ドライバーはそのミラーに写る写像を頼りに運転する。しかし、ミラーが樹木等で隠れていたり、西日が反射して視認性が低下していたり、そもそも、ミラーが破損したりしている場合がある。こうした場合、車両Ｃ１、Ｃ２のドライバーは、十字路に進入してくる車両の有無に注意しながら、慎重に十字路に進入しようとする。しかし、普段から交通量の少ない道路であったり、十字路で交差する道路の幅が大きく異なっていたりすると、ドライバーの注意が疎かになり、思わぬ衝突事故に繋がることがある。こうした場合においても、車両Ｃ１、Ｃ２の間で互いの位置や速度等が認識できれば、衝突事故が未然に防止される可能性が高まる。

しかしながら、図５のような壁や建造物は一般に電波を遮蔽する。そのため、ＤＳＲＣのような直進性の高い通信方式を用いると、十字路に差し掛かるまで車両Ｃ１、Ｃ２の間で通信ができないことが多い。そのため、十字路の手間で車両Ｃ１、Ｃ２が互いに車両情報を交換することができず、出会い頭の衝突事故を回避することが難しい。そこで、遮蔽物がある場合にも通信可能な状態が維持されるように、回折により遮蔽物を迂回できるような周波数帯を用いる通信方式が利用される。

また、できるだけ多くの車両間で車両情報を交換できるようにするため、周波数帯の利用効率を考慮する必要がある。そこで、車群間通信において遮蔽物を迂回可能な通信方式を利用し、車群内通信において他の通信方式を利用する方法が用いられる。例えば、車群内通信にＤＳＲＣを利用し、車群間通信にＵＨＦを利用するといった方法が考えられる。なぜなら、ＤＳＲＣは高い直進性を有するため、局所的な範囲内の通信に適しており、ＵＨＦは比較的回折損が少ないため、遮蔽物を迂回するような通信に適しているからである。

車群内通信と車群間通信とで異なる通信方式を利用する場合、例えば、図５に示すように、車両Ｃ１、Ｃ２の進行方向に沿って道路毎にサービスエリアＳＡ１、ＳＡ２が設定される。なお、サービスエリアＳＡ１、ＳＡ２の長さは、車両の制動距離等に基づいて設定される。サービスエリアＳＡ１、ＳＡ２の長さは、例えば、ドライバーがブレーキを踏んでから車両が停止するまでの距離を考慮して設定される。特に、空走距離と制動距離とに基づいてサービスエリアの長さが決定されることが好ましい。また、道路の幅や制限速度等に基づいてサービスエリアＳＡ１、ＳＡ２の長さが決定されるならば、サービスエリアＳＡ１の長さとサービスエリアＳＡ２の長さとが異なることもある。

ところで、上記の車々間通信装置５０に係る技術は、車両のみに適用されるわけではない。例えば、歩行者Ｍ１が保持している携帯電話等の携帯型機器に適用することによって、歩行者Ｍ１の安全性を高めることもできる。後述する本発明の各実施形態に係る車々間通信装置１００、２００に係る技術についても同様である。

例えば、図５の左側に記載されているように、歩行者Ｍ１が細い路地から飛び出した場合、車両Ｃ３と歩行者Ｍ１との間の接触事故が発生しやすい。これは、車両Ｃ３から歩行者Ｍ１が視認し難いことが１つの原因である。また、路地が狭い場合には、ミラーが設置されていなかったり、子供がミラーを見ずに突然飛び出してくることもある。こうした場合、車両Ｃ３のドライバーに歩行者Ｍ１の位置や進行方向等の情報が通知されれば、未然に接触事故を防止できる可能性が高まる。このような状況を想定し、例えば、歩行者Ｍ１が歩行するような細い路地の近辺にもサービスエリア（ＳＡ３、ＳＡ４）が設定されるケースも考えられる。

以上、サービスエリアが設定される状況等について簡単に説明した。このように、サービスエリアは、車両や歩行者等の移動体に対する安全性確保に利用されるものであり、移動体の移動特性等に基づいて設定される。

［車群形成方法］
次に、図６、図７を参照しながら、基礎技術における車群形成方法について説明する。図６、図７は、基礎技術における車群形成方法の例を示す説明図であり、時系列（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）で車群が形成されていく様子を示したものである。なお、各時刻には、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４＜Ｔ５の関係がある。特に、図６には、車群間マスターが車群の先頭に位置する車両に設定されるケースが示されている。また、図７には、車群間マスターが車群の中心に位置する車両に設定されるケースが示されている。

（Ａ．車群間マスターが先頭の場合について）
まず、図６を参照する。図６の例では、車群間マスターが車群の先頭に位置する車両に設定され、車群内マスターが車群の中央に位置する車両に設定される。なお、図６の例では、各車群に所属可能な最大車両数が３台に設定されているものとする。

図６を参照すると、時刻Ｔ１の時点では、車両Ｃ１がサービスエリアＳＡに進入しようとしている。そして、次の時刻Ｔ２において車両Ｃ１がサービスエリアＳＡに進入する。この時点で、サービスエリアＳＡには、車両Ｃ１しか含まれていない。そのため、時刻Ｔ２において車両Ｃ１は、車群間マスター、且つ、車群内マスターとなり、自車両のみで車群（１）を形成する。以下の説明において、「車群間マスター」をＯＭ、「車群内マスター」をＩＭ、「車群間マスター、且つ、車群内マスター」をＩＭ＋ＯＭと表記する。

次の時刻Ｔ３において、車両Ｃ１の後続車両Ｃ２がサービスエリアＳＡに進入する。この時点で、サービスエリアＳＡには、車両Ｃ１、及び車両Ｃ２が存在する。また、車両Ｃ２が参入した段階で車群（１）の内部では、車両Ｃ１が先頭に位置し、車両Ｃ２が後ろに位置している。そのため、車両Ｃ１が車群間マスターＯＭとなり、車両Ｃ２が新たな車群内マスターＩＭとなる。

次の時刻Ｔ４において、車両Ｃ３がサービスエリアＳＡに進入する。この時点で、サービスエリアＳＡには、車両Ｃ１、車両Ｃ２、車両Ｃ３が存在する。車両Ｃ３が参入した段階で車群（１）の内部では、車両Ｃ１が先頭に位置し、車両Ｃ２が中央に位置し、車両Ｃ３が最後尾に位置している。そのため、車両Ｃ３はスレーブになる。このようにして車群（１）が形成され、車群（１）において先頭に位置する車両Ｃ１が車群間マスターＯＭ、中央に位置する車両Ｃ２が車群内マスターＩＭ、最後尾に位置する車両Ｃ３がスレーブとなる。

なお、時刻Ｔ４において、車群（１）の車両数が最大車両数である３台に達している。そのため、次の時刻Ｔ５において車両Ｃ４がサービスエリアＳＡに進入したとしても、車両Ｃ４は、車群（１）に参入することができない。また、この時点で、サービスエリアＳＡには、車群（１）に含まれる車両を除くと、車両Ｃ４しか含まれていない。そのため、時刻Ｔ５において車両Ｃ４は、車群間マスター、且つ、車群内マスターとなり、自車両のみで車群（２）を形成する。

以上、車群の先頭に位置する車両に車群間マスターが設定される場合の車群形成方法について説明した。上記の例においては、各車群に所属可能な最大車両数を３台に設定していたため、車群内における通信品質の向上を目的として車群内マスターの位置を車群の中央に設定していた。但し、車群内通信に用いる通信方式や最大車両数の設定値によっては、車群内マスターの位置を中央以外の位置に設定する方が好ましい場合もある。従って、車群内マスターの位置については、実施の態様に応じて適宜変更されうる。

（Ｂ．車群間マスターが中央の場合について）
次に、図７を参照する。図７の例では、車群間マスター、且つ、車群内マスターが車群の中央に位置する車両に設定される。なお、図６と同様に、図７の例においても、各車群に所属可能な最大車両数が３台に設定されているものとする。

図７を参照すると、時刻Ｔ１の時点では、車両Ｃ１がサービスエリアＳＡに進入しようとしている。そして、次の時刻Ｔ２において車両Ｃ１がサービスエリアＳＡに進入する。この時点で、サービスエリアＳＡには、車両Ｃ１しか含まれていない。そのため、時刻Ｔ２において車両Ｃ１は、車群間マスター、且つ、車群内マスターとなり、自車両のみで車群（１）を形成する。

次の時刻Ｔ３において、車両Ｃ１の後続車両Ｃ２がサービスエリアＳＡに進入する。この時点で、サービスエリアＳＡには、車両Ｃ１、及び車両Ｃ２が存在する。また、車両Ｃ２が参入した段階で車群（１）の内部では、車両Ｃ１が先頭に位置し、車両Ｃ２が後ろに位置している。そのため、車両Ｃ２が新たな車群内マスターＩＭ、且つ、車群間マスターＯＭとなる。また、車両Ｃ１はスレーブになる。

次の時刻Ｔ４において、車両Ｃ２の後続車両Ｃ３がサービスエリアＳＡに進入する。この時点で、サービスエリアＳＡには、車両Ｃ１、車両Ｃ２、車両Ｃ３が存在する。車両Ｃ３が参入した段階で車群（１）の内部では、車両Ｃ１が先頭に位置し、車両Ｃ２が中央に位置し、車両Ｃ３が最後尾に位置している。そのため、車両Ｃ３はスレーブになる。つまり、車群（１）の内部では、中央の車両Ｃ２が車群間マスターＯＭ、且つ、車群内マスターＩＭ、車両Ｃ１、Ｃ３がスレーブとなる。

以上、車群の中央に位置する車両に車群間マスター、車群内マスターが設定される場合の車群形成方法について説明した。既に述べた通り、車群間通信には、ＵＨＦのような比較的回折損が少ない周波数帯の電波が用いられる。そのため、最大車両数が３台程度の車群であれば、車群内の先頭に位置していない車両であっても、車群間マスターとしての機能を十分に果たすことができる場合が多い。このように、車群間マスターの位置は、実施の態様に応じて適宜変更されうる。

［車群離脱方法］
次に、図８を参照しながら、基礎技術における車群離脱方法について説明する。図８は、基礎技術における車群離脱方法を示す説明図であり、時系列（Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８、Ｔ９）で車群から車両が離脱する様子を示したものである。なお、各時刻には、Ｔ６＜Ｔ７＜Ｔ８＜Ｔ９の関係がある。また、図８の例は、図７において形成された車群（車群（１）、車群（２））から順次、各車両が離脱する様子を示したものである。

まず、時刻Ｔ６において、車両Ｃ１がサービスエリアＳＡから退出する。この時点で、車両Ｃ１は、車群（１）から離脱する。車両Ｃ１が車群（１）から離脱すると、車群（１）には、車両Ｃ２、車両Ｃ３が残される。つまり、車群（１）を構成する車両数が１台減少して２台となる。そして、車両Ｃ２が先頭車両となり、車両Ｃ３が後続車両となる。そのため、車両Ｃ２が車群間マスターＯＭ、且つ、車群内マスターＩＭになる。

次の時刻Ｔ７において、車両Ｃ２がサービスエリアＳＡから退出する。この時点で車両Ｃ２は、車群（１）から離脱する。車両Ｃ２が車群（１）から離脱すると、車群（１）には、車両Ｃ３のみが残される。つまり、車群（１）を構成する車両数が１台減少して１台となる。そのため、車両Ｃ３が車群間マスターＯＭ、且つ、車群内マスターＩＭとなる。

次の時刻８において、車両Ｃ３がサービスエリアＳＡから退出する。この時点で車両Ｃ３は、車群（１）から離脱する。但し、車群（１）を構成する車両数が０台になるため、車群（１）が消滅する。同様に、１台の車両Ｃ４により構成される車群（２）についても、時刻Ｔ９において車両Ｃ４がサービスエリアＳＡから退出した時点で消滅する。

このように、各車群を形成していた車両が順次サービスエリアから退出することで、各車両が車群から離脱し、車群を形成していた全ての車両が離脱した時点で車群が消滅する。つまり、車両の離脱に関しては、車群に所属可能な最大車両数に関わらず、順次車両が離脱していくことで車群の構成が変化し、最終的には車群が消滅するのである。なお、図８の例では、車群の中央に位置する車両に車群内マスター、且つ、車群間マスターが設定されるケースが示されたが、車群間マスターが車群の先頭車両に設定されるケースについても同様である。

［車々間通信方法］
次に、図９、図１０を参照しながら、基礎技術における車々間通信方法について説明する。

図９の例は、車群間マスターが車群の先頭車両に設定され、車群内マスターが車群の中央に位置する車両に設定されているケースを示したものである。このように車群間マスターを車群の先頭車両に設定すると、前方の車両による遮蔽がないため、比較的良好な通信環境が得られる。また、出会い頭事故の危険性の最も高い先頭車両同士での直接通信が実現されるため、リアルタイム性が高まるという利点もある。

図１０の例は、車群間マスター、且つ、車群内マスターが車群の中央に位置する車両に設定されているケースを示したものである。車群間マスターＯＭを中央に設定した場合、車群内マスターＩＭと車群間マスターＯＭとを同一の車両に設定できるため車群の構成管理が簡易になるという利点がある。

（車群の先頭車両に車群間マスターが設定される場合）
まず、図９を参照する。図９には、十字路で交差する道路上を複数の車両（車両Ｃ１、…、Ｃ９）が十字路に向かって進行している様子が示されている。また、図９の例では、２つのサービスエリアＳＡ１、ＳＡ２が設定されている。さらに、車両Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３により車群（１）が形成され、車両Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６により車群（２）が形成され、車両Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９により車群（３）が形成されている。そして、図９には、十字路及び道路の一部に遮蔽物が存在するケース（Ａ）と、そのような遮蔽物が存在しないケース（Ｂ）とが示されている。なお、以下の説明において、車群間通信の経路をＲＯ、車群内通信の経路をＲＩと表記する。

まず、遮蔽物が存在するケース（Ａ）について説明する。一例として、車群（２）に属する車両Ｃ６が、車群（３）に属する車両Ｃ９に車両情報を伝達する場合について考える。なお、車群内通信ＲＩは、隣接する車両に対して確実に車両情報を送信できるものとする。また、整列した車両同士で通信を行う際に、車群間通信ＲＯを用いると、車両間に遮蔽車両が存在しても通信可能であるとする。但し、十字路の隅等にある遮蔽物の影響があるため、車群間通信ＲＯを用いても、相互に通信可能な車両が限定される場合もある。

図９の例においては、まず、車両Ｃ６から車両Ｃ５（車群内マスターＩＭ）に車両情報が送信される。このとき、車両Ｃ６は、車群内通信ＲＩを利用して車両情報を送信する。車両Ｃ６から車両Ｃ５に車両情報が伝達されると、車両Ｃ５は、車群（２）の車群間マスターＯＭである車両Ｃ４に対し、受信した車両情報を転送する。このとき、車両Ｃ５は、車群内通信ＲＩにより車両情報を送信する。

車両Ｃ５から車両Ｃ４に車両情報が伝達されると、車両Ｃ４は、車両Ｃ５により中継された車両情報を車群（１）の車群間マスターＯＭである車両Ｃ１に送信する。このとき、車両Ｃ４は、車群間通信ＲＯを用いて車両情報を送信する。なお、遮蔽物がない場合、車両Ｃ４から車群（３）の車群間マスターＯＭに車両情報を送信することが可能である。しかし、図９の例では、遮蔽物があるため、車群間通信ＲＯを用いても、車両Ｃ４から車群（３）の車群間マスターＯＭに車両情報を送信することができない。

車群（２）の車両Ｃ４から車群（１）の車両Ｃ１に車両情報が伝達されると、車両Ｃ１は、車両Ｃ４から受信した車両情報を車群（３）の車群間マスターＯＭである車両Ｃ７に送信する。このとき、車両Ｃ１は、車群間通信ＲＯを用いて車両情報を送信する。車両Ｃ１から車両Ｃ７に車両情報が伝達されると、車両Ｃ７は、車両Ｃ１から受信した車両情報を車群内マスターＩＭである車両Ｃ８に送信する。このとき、車両Ｃ７は、車群内通信ＲＩを用いて車両情報を送信する。車両Ｃ７から車両Ｃ８に車両情報が伝達されると、車両Ｃ８は、車群内通信ＲＩを用いて車両Ｃ９に車両情報を送信する。

上記の通り、車両Ｃ６の車両情報は、車群（２）の車群内マスターＩＭ（車両Ｃ５）を経由して車群間マスターＯＭ（車両Ｃ４）に伝達され、車群（１）の車群間マスターＯＭ（車両Ｃ１）、車群（３）の車群間マスターＯＭ（車両Ｃ７）、車群（３）の車群内マスターＩＭ（車両Ｃ８）を経て送信先の車両Ｃ９に伝達される。このように、電波の遮蔽物が存在しても、車群内通信ＲＩ、及び車群間通信ＲＯを組み合わせて用いることにより、車群内マスターＩＭ、車群間マスターＯＭを経由して車両情報を伝達することができる。

次に、遮蔽物が存在しないケース（Ｂ）について説明する。ケース（Ａ）と同様に、車群（２）に属する車両Ｃ６が、車群（３）に属する車両Ｃ９に車両情報を伝達する場合について考える。なお、車群内通信ＲＩは、隣接する車両に対して確実に車両情報を送信できるものとする。また、整列した車両同士で通信を行う際に、車群間通信ＲＯを用いると、車両間に遮蔽車両が存在しても通信可能であるとする。但し、ケース（Ｂ）の場合、遮蔽物が存在しないため、全車が見通せる状況になっている。そのため、車群間通信ＲＯを用いると、全ての車両が互いに車両情報の送受信を行える。

車両Ｃ５から車両Ｃ４に車両情報が伝達されると、車両Ｃ４は、車両Ｃ５により中継された車両情報を送信先である車両Ｃ９に対して直接送信する。このとき、車両Ｃ４は、車群間通信ＲＯを用いて車両情報を送信する。このように、車両Ｃ６の車両情報は、車群（２）の車群内マスターＩＭ（車両Ｃ５）を経由して車群間マスターＯＭ（車両Ｃ４）に伝達され、送信先の車両Ｃ９に直接的に伝達される。つまり、遮蔽物が無く、全車が見通せる場合には、車群間通信ＲＯを利用して車群間マスターＯＭから送信先の車両に対して直接情報を伝達することができるのである。

（車群の中央に位置する車両に車群間マスターが設定される場合）
次に、図１０を参照する。図９と同様に、図１０には、十字路で交差する道路上を複数の車両（車両Ｃ１、…、Ｃ９）が十字路に向かって進行している様子が示されている。また、図１０の例では、２つのサービスエリアＳＡ１、ＳＡ２が設定されている。さらに、車両Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３により車群（１）が形成され、車両Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６により車群（２）が形成され、車両Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９により車群（３）が形成されている。そして、図１０には、十字路及び道路の一部に遮蔽物が存在するケース（Ａ）と、そのような遮蔽物が存在しないケース（Ｂ）とが示されている。

図１０の例においては、まず、車両Ｃ６から車両Ｃ５（車群内マスターＩＭ＋車群間マスターＯＭ）に車両情報が送信される。このとき、車両Ｃ６は、車群内通信ＲＩを利用して車両情報を送信する。車両Ｃ６から車両Ｃ５に車両情報が伝達されると、車両Ｃ５は、車群（１）の車群間マスターＯＭ（＋車群内マスターＩＭ）である車両Ｃ２に対し、受信した車両情報を転送する。このとき、車両Ｃ５は、車群間通信ＲＯにより車両情報を送信する。

車両Ｃ５から車群（１）の車両Ｃ２に車両情報が伝達されると、車両Ｃ２は、車両Ｃ５から受信した車両情報を車群（３）の車群間マスターＯＭ（＋車群内マスターＩＭ）である車両Ｃ８に送信する。このとき、車両Ｃ２は、車群間通信ＲＯを用いて車両情報を送信する。車両Ｃ２から車両Ｃ８に車両情報が伝達されると、車両Ｃ８は、車両Ｃ２から受信した車両情報を車群内通信ＲＩを用いて送信先の車両Ｃ９に車両情報を送信する。

上記の通り、車両Ｃ６の車両情報は、車群（２）の車群内マスターＩＭ＋車群間マスターＯＭ（車両Ｃ５）、車群（１）の車群内マスターＩＭ＋車群間マスターＯＭ（車両Ｃ２）、車群（３）の車群内マスターＩＭ＋車群間マスターＯＭ（車両Ｃ８）を経由して送信先の車両Ｃ９に伝達される。このように、電波の遮蔽物が存在しても、車群内通信ＲＩ、及び車群間通信ＲＯを組み合わせて用いることにより、車群内マスターＩＭ＋車群間マスターＯＭを経由して車両情報を伝達することができる。

図１０の例においては、まず、車両Ｃ６から車両Ｃ５（車群内マスターＩＭ＋車群間マスターＯＭ）に車両情報が送信される。このとき、車両Ｃ６は、車群内通信ＲＩを利用して車両情報を送信する。車両Ｃ６から車両Ｃ５に車両情報が伝達されると、車両Ｃ５は、車両Ｃ６から受信した車両情報を送信先である車両Ｃ９に対して直接送信する。このとき、車両Ｃ５は、車群間通信ＲＯを用いて車両情報を送信する。このように、車両Ｃ６の車両情報は、車群（２）の車群内マスターＩＭ＋車群間マスターＯＭ（車両Ｃ５）を経由して送信先の車両Ｃ９に直接的に伝達される。つまり、遮蔽物が無く、全車が見通せる場合には、車群間通信ＲＯを利用して車群間マスターＯＭから送信先の車両に対して直接情報を伝達することができるのである。

以上、基礎技術における車々間通信方法について具体的に説明した。図９、図１０に示した例においては、車群間通信ＲＯを用いて伝送された車両情報を全ての車両が受信できるものとしていた。そのため、遮蔽物の有無や通信環境によっては、車群間通信ＲＯを用いて送信された車両情報が本来受信されるべき車両とは異なる別の車両においても受信されうる。つまり、本来想定される通信経路とは異なる経路も実現可能なのである。

また、通信環境によっては、本来想定された最短の経路よりも、他の経路を通る方が早く車両情報が送信先に到達することがある。そこで、上記の車々間通信方法を拡張し、本来想定される最短の経路とは異なる経路を経て送信先の車両に対して車両情報が先に到達した場合に、本来想定される経路を経て伝送された車両情報の到達を待たず、異なる経路で到達した情報を活用するように構成してもよい。

例えば、図９の（Ａ）において、車両Ｃ６が車群内通信ＲＩで送信した車両情報をやや離れた位置の車両Ｃ４が直接受信できた場合、車両Ｃ４は、車両Ｃ５により車両情報が中継されるのを待たずに、車群間通信ＲＯを用いて車両情報を車両Ｃ１に中継するように構成されていてもよい。さらに、車両Ｃ１が車群間通信ＲＯで送信した車両情報を車両Ｃ８が直接受信できた場合、車両Ｃ８は、車両Ｃ７による車両情報の中継を待たず、車両Ｃ１から直接受信した車両情報を車両Ｃ９に中継するように構成されていてもよい。

［フレーム構成］
次に、図１１を参照しながら、基礎技術におけるビーコンフレームの構成について説明する。図１１は、基礎技術におけるビーコンフレームの構成例を示す説明図である。

図１１に示すように、上記のビーコンフレームには、ＭＡＣヘッダと、送信元車群ＩＤと、送信元車両ＩＤと、送信元車両位置と、車群内車両数と、ＣＲＣとが含まれる。ＭＡＣヘッダは、送信元のＭＡＣアドレスを示すものである。送信元車群ＩＤは、送信元の車群を特定するための識別情報である。送信元車両ＩＤは、送信元の車両を特定するための識別情報である。車群内車両数は、ビーコンフレームの送信時点における車群内の車両数である。ＣＲＣは、巡回冗長検査（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ）符号である。

上記のビーコンフレームは、車群内マスターＩＭにより所定周期で送信される。そして、このビーコンフレームには、自車両の車両位置や車群内の車両数等の車群管理情報が含まれる。このビーコンフレームは、サービスエリアに進入した車両により受信される。さらに、このビーコンフレームに基づいて車群が形成されたり、各車群に参入される車両が決定されたり、車群における自車両の状態が決定されたりする。

以上、後述する本発明の各実施形態に係る技術の前提となる基礎技術について説明した。上記の通り、基礎技術においては、複数の車両が車群により管理され、さらに、車両間の通信が車群間と車群内とで階層的に分けられている。このような通信技術を用いることで、車群内通信及び車群間通信で用いられる周波数の利用効率が向上し、サービスエリア内に収容可能な車両数を増加させることができる。つまり、所定品質の通信環境が提供され、所望のサービスが安定的に提供される車両数を増加させることができる。

（課題の整理２）
このように、上記の基礎技術を用いることで、車群を安定して維持することが可能になると共に、車群間通信、及び車群内通信で用いられる周波数帯の利用効率を向上させ、同時にサービスが提供される最大車両数を増加させることができる。

しかしながら、上記の基礎技術を用いる場合、車群間通信を行う車両は、車群内通信を用いてマスターに車両情報を伝送し、他の車群に属する車両に車両情報を中継してもらう必要がある。そのため、車群内通信の通信リンクが切断され、マスターに車両情報を送信することができなくなると、車両情報の送信元車両は、車群を跨いで車両情報を送信することができなくなってしまう。

例えば、車両が移動している場合等において、シャドウイング等の影響により、車群内通信の通信リンクが切断されるケースも想定されるため、この問題に対する対策が求められている。そこで、後述する本発明の実施形態は、車群内通信の通信リンクが切断され、マスターが車両情報を中継できない状況においても、個々の車両が車群間通信を行えるようにする技術の提供を目的としている。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態は、車群内通信の通信リンクが切断された場合にも、個々の車両が車群間通信を行えるように通信経路を修復する技術に関するものである。以下、本実施形態に係る車々間通信装置１００の機能構成、及び車々間通信装置１００による経路修復方法について説明する。

［車々間通信装置１００の機能構成］
まず、図１２を参照しながら、本実施形態に係る車々間通信装置１００の機能構成について説明する。図１２は、本実施形態に係る車々間通信装置１００の機能構成例を示す説明図である。なお、上記の基礎技術に係る車々間通信装置５０と実質的に同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。

図１２に示すように、車々間通信装置１００は、主に、サービス制御手段１０２と、車両位置検出手段１０４と、周波数設定手段１０６と、車々間通信手段１０８と、車群制御手段１３０とにより構成される。また、車群制御手段１３０は、データ処理手段１３２と、車群形成手段１３４と、相対位置検出手段１３６と、エリア検出手段１３８と、車両数管理手段１４０と、時刻管理手段１４２とにより構成される。

上記の基礎技術に係る車々間通信装置５０と、本実施形態に係る車々間通信装置１００との主な相違点は、時刻管理手段１４２の有無にある。そこで、以下では、時刻管理手段１４２の機能構成について詳細に説明し、その説明の中で他の構成要素との関係について簡単に説明する。なお、以下の説明において、自車両が他の車群に属する車両に対して車両情報を送信する際に車両情報の中継先となる同じ車群内の他車両のことを中継車両と呼ぶことにする。従って、中継車両の属性は、車群外を除く、車群間マスター、車群内マスター、スレーブのいずれかとなる。

（時刻管理手段１４２）
時刻管理手段１４２は、中継車両を送信元とするフレームを受信した際に、その受信時刻（以下、フレーム受信時刻）を記録する手段である。時刻管理手段１４２には、車々間通信手段１０８から、中継車両を送信元とするフレーム受信時刻が通知される。但し、車々間通信手段１０８から時刻管理手段１４２に受信通知のみが入力されるように構成されていてもよい。この場合、時刻管理手段１４２は、受信通知が入力された時刻をフレーム受信時刻として記録する。なお、各車両は、所定の周期で車両情報を交換している。そのため、所定時間内に車両情報を含むフレームが受信されるものと期待される。従って、所定時間内に車両情報を含むフレームが受信されなければ、その車両情報の送信元と自車両との間で通信リンクが切断されている可能性が推定される。

時刻管理手段１４２により記録されたフレーム受信時刻は、車群形成手段１３４により参照される。例えば、中継車両に転送する必要のあるフレームが受信された場合、車群形成手段１３４は、時刻管理手段１４２により記録された当該中継車両に対応するフレーム受信時刻が、現時点から遡って所定時間内に存在するか否かを確認する。所定時間内にフレーム受信時刻が存在する場合、車群形成手段１３４は、自車両と中継車両との間の通信リンクが確立していると判断する。一方、所定時間内にフレーム受信時刻が存在しない場合、車群形成手段１３４は、自車両と中継車両との間の通信リンクが切断されていると判断する。

車群形成手段１３４による上記の判断結果は、データ処理手段１３２を介して車々間通信手段１０８に入力される。車々間通信手段１０８は、車群形成手段１３４により、自車両と中継車両との間の通信リンクが確立していると判断された場合、車群内通信を用いて中継車両にフレームを転送する。一方、車群形成手段１３４により、自車両と中継車両との間の通信リンクが切断されていると判断された場合、車々間通信手段１０８は、車々間通信を用いて中継車両にフレームを転送せず、車群間マスターに代わって車群間通信によりフレームを転送する。つまり、自車両と中継車両との間の通信リンクが切断されている場合、自車両が車群間マスターの機能を提供することで代替通信経路が形成される。

以上説明したように、本実施形態に係る車々間通信装置１００は、時刻管理手段１４２により、中継車両を送信元とするフレームのフレーム受信時刻が記録され、また、車群形成手段１３４により、自車両と中継車両との間の通信リンクの状態が推定される。さらに、車群形成手段１３４による通信リンクの推定結果に応じて、車々間通信手段１０８により、車群内通信を用いて中継車両にフレームが中継されるか、或いは、車群間通信を用いてフレームの送信先車両にフレームが直接送信される。

このような構成にすることで、自車両から車群間マスターに至る通信経路に含まれる中継車両との間で、通信経路が切断されていたとしても、フレームが他の車群に属する車両に送信される。その結果、フェージング等により車群内通信の通信リンクが不安定になっても、安定してフレームを送信先の車両に送信することができるようになる。

［経路修復方法］
次に、図１３〜図１６を参照しながら、本実施形態に係る経路修復方法の流れについて説明する。図１３は、交差点での出会い頭事故防止サービスが提供される状況における通常の通信経路（Ａ）、及び修復後の通信経路（Ｂ）を示す説明図である。図１４は、通常の通信経路（Ａ）における各車両の送受信タイミングを示す説明図である。図１５は、修復後の通信経路（Ｂ）における各車両の送受信タイミングを示す説明図である。図１６は、通信経路を修復する処理の全体的な流れを示す説明図である。

（通信経路の説明）
まず、図１３を参照する。図１３には、交差点、複数の車両（車両Ｃ１、…、Ｃ６）、車群（車群（１）、車群（２））、及びサービスエリアの境界が描画されている。また、図１３の例には、車両Ｃ１の車両情報が車両Ｃ６に送信される際の通信経路が描画されている。図１３において、車群内通信はＲＩ、車群間通信はＲＯと表記されている。なお、車両Ｃ３、車両Ｃ４に車群間マスターが設定されているものとする。

通常の通信経路（Ａ）においては、車両Ｃ１から送信された車両情報は、車群内通信ＲＩにより、車両Ｃ２を経由して車両Ｃ３に伝達される。さらに、車両Ｃ３に伝達された車両情報は、車群間通信ＲＯにより車両Ｃ４に伝達される。そして、車両Ｃ４に伝達された車両情報は、車群内通信ＲＩにより車両Ｃ５を経由して車両Ｃ６に伝達される。なお、車群（１）において、車両Ｃ１から見た中継車両は、車両Ｃ２及び車両Ｃ３である。仮に、車両Ｃ１と車両Ｃ２との間の通信経路、又は車両Ｃ２と車両Ｃ３との間の通信経路が切断されると、車両Ｃ１の車両情報は、車群（２）の車両Ｃ６に伝達されなくなってしまう。そこで、本実施形態においては、車群間通信を利用して通信経路が修復される。

例えば、車両Ｃ２と車両Ｃ３との間の通信経路が切断された場合、車両Ｃ２は、車群間通信を利用して車群（２）の車両Ｃ４に車両情報を送信する。そして、車両Ｃ４に伝達された車両情報は、車群内通信ＲＩにより車両Ｃ５を経由して車両Ｃ６に伝達される。なお、車両Ｃ２から見た中継車両は、車両Ｃ３である。そのため、車両Ｃ３から車両情報が送信される以前、車両Ｃ２は、車両Ｃ３から受信したフレームのフレーム受信時刻を記録している。そして、車両Ｃ１から車両情報を受信した際に、フレーム受信時刻を参照し、車両Ｃ２と車両Ｃ３との間の通信経路が切断されているか否かを判断する。

修復後の通信経路（Ｂ）の例では、車両Ｃ１の車両情報が受信された時刻を基準にして、過去の所定期間内にフレーム受信時刻が存在せず、車両Ｃ２と車両Ｃ３との間の通信経路が切断されていると判断される。そこで、車両Ｃ２は、車群内通信ＲＩにより車両Ｃ３に車両情報を転送せず、車群間通信ＲＯを用いて車群（２）に属する車両Ｃ４に車両情報を伝達する。もちろん、通信環境や電波の遮蔽状況等に応じて、車両Ｃ２から車両Ｃ６に車両情報が直接送信されるように構成されていてもよい。このように、自車両と中継車両との間の通信リンクが切断されていた場合に、車両情報の通信経路が修復される。

（送受信タイミング：通常の通信経路（Ａ））
次に、図１４を参照する。図１４に示す送受信タイミングは、図１３に示した通常の通信経路（Ａ）に対応するものである。図１４には、車群（１）に属する車両（車両Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の送受信タイミング、及び車群（２）に属する車両（車両Ｃ４）の送受信タイミングが示されている。なお、車群（２）に属する他の車両（車両Ｃ５、Ｃ６）に関する送受信タイミングについては記載を省略した。

上記の通り、車両Ｃ２は、車両Ｃ１から車両情報が送信される以前に、車両Ｃ３（中継車両）からフレームを受信したか否かをチェックしている。図１４の例では、チェック期間において、車両情報を含むフレームが車両Ｃ３から車両Ｃ２に伝達されている（Ｓ１）。但し、このチェック期間は、図１４に示す通り、車両Ｃ１が車両情報を車両Ｃ２に送信した時点（Ｓ２）を基準に所定期間だけ過去に遡る期間として設定される。

車両Ｃ１から車両情報が送信されると（Ｓ２）、車両Ｃ２により、上記のチェックが行われ、車両Ｃ３（中継車両）と車両Ｃ２との間が通信可能な状態であることが確認される。そして、車両Ｃ２により、車群内通信ＲＩを用いて車両Ｃ３に車両情報が送信される（Ｓ３）。車両Ｃ２から車両Ｃ３に車両情報が伝達されると、車両Ｃ３は、車群間通信ＲＯにより、車両Ｃ４に車両情報を送信する（Ｓ４）。このように、上記のチェック期間内に車群内通信により中継車両からフレームが受信されている場合、通常の通信経路（Ａ）を介して車両Ｃ１の車両情報が車両Ｃ４に送信される。

（送受信タイミング：修復後の通信経路（Ｂ））
次に、図１５を参照する。図１５に示す送受信タイミングは、図１３に示した修復後の通信経路（Ｂ）に対応するものである。図１５には、車群（１）に属する車両（車両Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の送受信タイミング、及び車群（２）に属する車両（車両Ｃ４）の送受信タイミングが示されている。なお、車群（２）に属する他の車両（車両Ｃ５、Ｃ６）に関する送受信タイミングについては記載を省略した。

上記の通り、車両Ｃ２は、車両Ｃ１から車両情報が送信される以前に、車両Ｃ３（中継車両）からフレームを受信したか否かをチェックしている。図１５の例では、チェック期間において、車両情報を含むフレームが車両Ｃ３から車両Ｃ２に伝達されていない（Ｓ１）。但し、このチェック期間は、図１５に示す通り、車両Ｃ１が車両情報を車両Ｃ２に送信した時点（Ｓ２）を基準に所定期間だけ過去に遡る期間として設定される。

車両Ｃ１から車両情報が送信されると（Ｓ２）、車両Ｃ２により、上記のチェックが行われ、車両Ｃ３（中継車両）と車両Ｃ２との間が通信不可能な状態であることが確認される。そして、車両Ｃ２により、車群間通信ＲＯを用いて車両Ｃ４に車両情報が送信される（Ｓ３）。このように、上記のチェック期間内に車群内通信により中継車両からフレームが受信されていない場合、修復後の通信経路（Ｂ）を介して車両Ｃ１の車両情報が車両Ｃ４に送信される。

（経路修復処理の流れ）
次に、図１６を参照しながら、経路修復処理の全体的な流れについて説明する。図１６に示すように、まず、車群形成手段１３４において、車々間通信手段１０８がフレームを受信したか否かが判定される（Ｓ１０２）。車々間通信手段１０８がフレームを受信した場合、ステップＳ１０４の処理に進行する。一方、車々間通信手段１０８がフレームを受信していない場合、再びステップＳ１０２の処理を繰り返す。ステップＳ１０２において待ち受けるフレームは、図１３の例における車両Ｃ１の車両情報に相当する。

ステップＳ１０４において、車群形成手段１３４は、車々間通信手段１０８により受信されたフレームを車群内の他車両に中継する必要があるか否かを判断する（Ｓ１０４）。車群内の他車両に中継する必要があると判断された場合、ステップＳ１０６の処理に進行する。一方、車群内の他車両に中継する必要がないと判断された場合、ステップＳ１０２の処理に進行する。

ステップＳ１０６において、車群形成手段１３４により、上記のフレームを受信した時点を基準とする過去の所定期間内に、中継車両からフレームを受信したか否かが判断される。ここで言う中継車両は、図１３の例における車両Ｃ３に相当する。このとき、車群形成手段１３４は、時刻管理手段１４２により蓄積されたフレーム受信時刻を参照し、所定期間内に中継車両からフレームを受信したか否かが判断される。中継車両からフレームを受信していた場合、ステップＳ１０８の処理に進行する。一方、中継車両からフレームを受信していなかった場合、ステップＳ１１０の処理に進行する。

ステップＳ１０８において、車々間通信手段１０８は、車群内通信を用いて中継車両にフレームを転送する（Ｓ１０８）。一方、ステップＳ１１０においては、車々間通信手段１０８により、車群間通信を用いてフレームが転送される（Ｓ１１０）。ここで転送されるフレームは、ステップＳ１０２で受信したと判断されたフレームである。次いで、車群形成手段１３４により、通信経路を修復するための一連の処理を終了するか否かが判断される（Ｓ１１２）。通信経路を修復するための一連の処理を終了しない場合、再びステップＳ１０２の処理に進行する。

以上説明したように、本実施形態に係る経路修復方法においては、自車両と同じ車群内の他車両から他の車群に属する車両に宛てたフレームを受信した場合に、その受信時点を基準にして過去の所定期間内に中継車両からフレームを受信したか否かを確認し、受信していない場合に車群間通信を用いてフレームを送信する。このような流れで上記の処理が実行されることにより、自車両と車群間マスターとの間の通信リンクが切断された場合においても、他の車群に属する車両に対して安定して車両情報を送信することができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、車群内通信の通信リンクが切断された場合にも、個々の車両が車群間通信を行えるように通信経路を修復する技術に関するものである。以下、本実施形態に係る車々間通信装置２００の機能構成、及び車々間通信装置２００による経路修復方法について説明する。

［車々間通信装置２００の機能構成］
まず、図１７を参照しながら、本実施形態に係る車々間通信装置２００の機能構成について説明する。図１７は、本実施形態に係る車々間通信装置２００の機能構成例を示す説明図である。なお、上記の基礎技術に係る車々間通信装置５０と実質的に同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。

図１７に示すように、車々間通信装置２００は、主に、サービス制御手段１０２と、車両位置検出手段１０４と、周波数設定手段１０６と、車々間通信手段１０８と、車群制御手段１３０とにより構成される。また、車群制御手段１３０は、データ処理手段１３２と、車群形成手段１３４と、相対位置検出手段１３６と、エリア検出手段１３８と、車両数管理手段１４０と、再送制御手段２０２とにより構成される。

上記の基礎技術に係る車々間通信装置５０と、本実施形態に係る車々間通信装置２００との間の主な相違点は、再送制御手段２０２の有無にある。そこで、以下では、再送制御手段２０２の機能構成について詳細に説明し、その説明の中で他の構成要素との関係について簡単に説明する。なお、以下の説明において、自車両が他の車群に属する車両に対して車両情報を送信する際に車両情報の中継先となる同じ車群内の他車両のことを中継車両と呼ぶことにする。従って、中継車両の属性は、車群外を除く、車群間マスター、車群内マスター、スレーブのいずれかとなる。

（再送制御手段２０２）
再送制御手段２０２は、自車両と中継車両との間の通信リンクが途切れている場合に再送制御を行う手段である。再送制御手段２０２は、車群内通信を用いて自車両と同じ車群内の中継車両にフレームが送信される際に、そのフレームに含まれるデータを保存する。また、再送制御手段２０２は、そのフレームが送信されて第１の中継車両に伝達された後、第１の中継車両（例えば、自車両と同じ車群の車群間マスター）から第２の中継車両（例えば、別車群の車群間マスター）に送信された当該フレームを傍受する。なお、自車両と第１の中継車両との間に他の車両が存在しても、車群間通信には回折損失等が少ない周波数帯の電波が用いられるため、その電波を自車両が傍受することは比較的容易である。

第１の中継車両から第２の中継車両に対し、自車両の送信フレームが送信されている場合、再送制御手段２０２は、自車両から第１の中継車両への通信リンクが確立されているものと判断する。一方、第１の中継車両から第２の中継車両に対し、自車両の送信フレームが送信されていない場合、再送制御手段２０２は、自車両から第１の中継車両への通信リンクが確立されていないものと判断する。つまり、再送制御手段２０２は、受動的応答の有無を確認することで、第１の中継車両と自車両との間の通信状態を推定する。

自車両と第１の中継車両との間の通信リンクが確立されている場合、再送制御手段２０２は、フレームの再送制御を行う必要がない。そのため、再送制御手段２０２は、そのフレームを送信する際に保存していたデータを破棄する。一方、自車両と第１の中継車両との間の通信リンクが確立されていない場合、再送制御手段２０２は、そのフレームを送信する際に保存していたデータを再送するように制御する。この場合、再送制御手段２０２は、再送するデータをデータ処理手段１３２に入力する。

再送制御手段２０２からデータ処理手段１３２に再送データが入力されると、データ処理手段１３２は、自車両と第１の中継車両との間の通信リンクが確立されていない状態にあると判断する。そこで、データ処理手段１３２は、車々間通信手段１０８を制御し、車群間通信を用いて再送データが含まれるフレームを第２の中継車両に送信させる。このとき、第１の中継車両を経由する車群内通信は行われない。つまり、自車両が車群間マスターに代わって第２の中継車両に直接フレームを送信するのである。

このような構成により、他の車群に属する車群間マスターと自車両との間に代替通信経路が確立され、自車両と第１の中継車両との間で通信リンクが切断された場合にも、代替通信経路を利用して通信リンクが維持されることになる。つまり、他の車群に属する車両と自車両との間の通信リンクは、上記のような経路修復処理により、シャドウイング等による影響に対して耐性を増すことになる。

なお、上記の説明においては、第１の中継車両、第２の中継車両という表現を用いたが、自車両が送信したフレームを第１番目、第２番目に中継する車両という意味に限定されるものではない。例えば、自車両から送信されたフレームが車群内マスターを経由して車群間マスターに伝達され、その後、他の車群に属する車群間マスターに送信される場合について考えてみよう。この場合、自車両と同じ車群の車群間マスターが第１の中継車両であり、他の車群に属する車群間マスターが第２の中継車両である。

［経路修復方法］
次に、図１８〜図２０を参照しながら、本実施形態に係る経路修復方法の流れについて説明する。但し、説明の都合上、図１３に例示した状況を想定している。図１８は、通常の通信経路（Ａ）における各車両の送受信タイミングを示す説明図である。図１９は、修復後の通信経路（Ｂ）における各車両の送受信タイミングを示す説明図である。図２０は、通信経路を修復する処理の全体的な流れを示す説明図である。

（送受信タイミング：通常の通信経路（Ａ））
まず、図１８を参照する。図１８に示す送受信タイミングは、図１３に示した通常の通信経路（Ａ）に対応するものである。図１８には、車群（１）に属する車両（車両Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の送受信タイミング、及び車群（２）に属する車両（車両Ｃ４）の送受信タイミングが示されている。なお、車群（２）に属する他の車両（車両Ｃ５、Ｃ６）に関する送受信タイミングについては記載を省略した。

車両Ｃ１から車両情報が送信されると（Ｓ１）、車両Ｃ２により、車群内通信ＲＩを用いて車両Ｃ３に車両情報が送信される（Ｓ２）。このとき、車両Ｃ２により、車両Ｃ１の車両情報が保存される。車両Ｃ２から車両Ｃ３に車両情報が伝達されると、車両Ｃ３は、車群間通信ＲＯにより、車両Ｃ４に車両情報を送信する（Ｓ３）。

このとき、車両Ｃ２により、車両Ｃ３から車両Ｃ４に車群間通信ＲＯを利用して送信された車両情報が傍受される（Ｓ４）。図１８の例では、車両Ｃ２により車両情報が傍受されるため、車両Ｃ２は、保存していた車両情報を破棄して再送制御を行わない。このように、通常の通信経路（Ａ）を介して車両Ｃ１の車両情報が車両Ｃ４に送信される。

（送受信タイミング：修復後の通信経路（Ｂ））
次に、図１９を参照する。図１９に示す送受信タイミングは、図１３に示した修復後の通信経路（Ｂ）に対応するものである。図１９には、車群（１）に属する車両（車両Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の送受信タイミング、及び車群（２）に属する車両（車両Ｃ４）の送受信タイミングが示されている。なお、車群（２）に属する他の車両（車両Ｃ５、Ｃ６）に関する送受信タイミングについては記載を省略した。

車両Ｃ１から車両情報が送信されると（Ｓ１）、車両Ｃ２により、車群内通信ＲＩを用いて車両Ｃ３に車両情報が送信される（Ｓ２）。このとき、車両Ｃ２により、車両Ｃ１の車両情報が保存される。しかし、図１９の例においては、車両情報を含むフレームが車両Ｃ２から車両Ｃ３に伝達されていない（Ｓ２）。そのため、車両Ｃ３から車群Ｃ４に車群間通信ＲＯを利用して車両情報が送信されることはない。

この場合、車両Ｃ２は、車両Ｃ３から送信されるべき車両情報が傍受できないため、車両Ｃ２と車両Ｃ３との間の通信リンクが切断されていると判断する。そこで、車両Ｃ２は、車群間通信ＲＯを利用して、保存していた車両情報を車両Ｃ４に送信する（Ｓ３）。このように、車群内通信ＲＯにより中継車両からフレームが送信されていない場合、修復後の通信経路（Ｂ）を介して車両Ｃ１の車両情報が車両Ｃ４に送信される。

（経路修復処理の流れ）
次に、図２０を参照しながら、経路修復処理の全体的な流れについて説明する。図２０に示すように、まず、車群形成手段１３４において、車々間通信手段１０８がフレームを受信したか否かが判定される（Ｓ２０２）。車々間通信手段１０８がフレームを受信した場合、ステップＳ２０４の処理に進行する。一方、車々間通信手段１０８がフレームを受信していない場合、再びステップＳ２０２の処理を繰り返す。ステップＳ２０２において待ち受けるフレームは、図１３の例における車両Ｃ１の車両情報に相当する。

ステップＳ２０４において、車群形成手段１３４は、車々間通信手段１０８により受信されたフレームを車群内の他車両に中継する必要があるか否かを判断する（Ｓ２０４）。車群内の他車両に中継する必要があると判断された場合、ステップＳ２０６の処理に進行する。一方、車群内の他車両に中継する必要がないと判断された場合、再びステップＳ２０２の処理に進行する。

ステップＳ２０６において、車々間通信手段１０８により、車群内の他車両にフレームが中継される（Ｓ２０６）。このとき、再送制御手段２０２により、フレームに含まれる車両情報が保存される。また、車群内の他車両に中継されたフレームは、自車両と車群間マスターとの間の通信リンクが繋がっていれば、車群間マスターにより車群間通信を用いて他の車群に属する車両に送信される。そこで、再送制御手段２０２により、車群間通信を用いて送信されるフレームが傍受され、受動的応答の有無が確認される（Ｓ２０８）。

受動的応答が有る場合、再送制御手段２０２により、保存されていた車両情報が破棄され、ステップＳ２１２の処理に進行する。一方、受動的応答が無い場合、ステップＳ２１０の処理に進行し、再送制御手段２０２により、保存していた車両情報の再送制御が実行される（Ｓ２１０）。この再送制御を受け、車々間通信手段１０８は、車群間通信を用いて車両情報が含まれるフレームを他の車群に属する車両に送信する。次いで、一連の処理を終了するか否かが判断され（Ｓ２１４）、処理を継続する場合には、再びステップＳ２０２に進行して一連の処理が繰り返される。

以上説明したように、本実施形態に係る経路修復方法においては、自車両と同じ車群に属する車群間マスターからフレームが送信されたか否かが確認され、その確認結果に応じて自車両と車群間マスターとの間の通信状態が判断される。そして、自車両と車群間マスターとの間の通信リンクが切断されている場合、自車両が車群間通信を用いて他の車群に属する車両にフレームを送信する。このような流れで上記の処理が実行されることにより、自車両と車群間マスターとの間の通信リンクが切断された場合においても、他の車群に属する車両に安定して車両情報を送信することができるようになる。

［備考］
上記の車車間通信手段１０８は、車群内通信手段、車群間通信手段の一例である。上記のデータ処理手段１３２、車群形成手段１３４は、通信リンク判断手段の一例である。上記の時刻管理手段１４２は、受信時刻保持手段の一例である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

一般的な車々間通信装置の機能構成例を示す説明図である。基礎技術における車々間通信装置の機能構成例を示す説明図である。車々間通信装置のハードウェア構成例を示す説明図である。サービスエリアの具体的な設定例を示す説明図である。サービスエリアの具体的な設定例を示す説明図である。基礎技術に係る車群形成方法の一例を示す説明図である。基礎技術に係る車群形成方法の一例を示す説明図である。基礎技術に係る車群離脱方法の一例を示す説明図である。基礎技術に係る車々間通信方法における通信経路を示す説明図である。基礎技術に係る車々間通信方法における通信経路を示す説明図である。基礎技術に係るビーコンフレームの構成例を示す説明図である。本発明の第１実施形態に係る車々間通信装置の機能構成例を示す説明図である。同実施形態に係る通信経路の一例を示す説明図である。同実施形態に係る各車両の送受信タイミングの一例を示す説明図である。同実施形態に係る各車両の送受信タイミングの一例を示す説明図である。同実施形態に係る車々間通信方法の全体的な流れを示す説明図である。本発明の第２実施形態に係る車々間通信装置の機能構成例を示す説明図である。同実施形態に係る各車両の送受信タイミングの一例を示す説明図である。同実施形態に係る各車両の送受信タイミングの一例を示す説明図である。同実施形態に係る車々間通信方法の全体的な流れを示す説明図である。

符号の説明

５０、１００、２００車々間通信装置
１０２サービス制御手段
１０４車両位置検出手段
１０６周波数設定手段
１０８車々間通信手段
１３０車群制御手段
１３２データ処理手段
１３４車群形成手段
１３６相対位置検出手段
１３８エリア検出手段
１４０車両数管理手段
１４２時刻管理手段
２０２再送制御手段
Ｈ１２ＧＰＳ受信機
Ｈ１４中央処理装置
Ｈ１６メモリ
Ｈ１８通信制御部
Ｈ２０ＲＦフロントエンド回路
Ｈ２２アンテナ
Ｈ２４バス

Claims

自車両と同じ車群に属する車両との間でフレームを送受信する車群内通信手段と、
自車両とは異なる車群に属する車両との間でフレームを送受信する車群間通信手段と、
自車両とは異なる車群に属する車両にフレームを中継する中継車両と、自車両との間の通信リンクが確立されているか否かを判断する通信リンク判断手段と、
を備え、
自車両とは異なる車群に属する車両に対してフレームを送信する際に、
前記通信リンク判断手段により前記中継車両と自車両との間の通信リンクが確立されていると判断された場合に前記車群内通信手段を用いて前記中継車両にフレームを送信し、
前記通信リンク判断手段により前記中継車両と自車両との間の通信リンクが確立されていないと判断された場合に前記中継車両を探すことなく前記車群間通信手段を用いて前記自車両とは異なる車群に属する車両にフレームを送信する、
車々間通信装置。
前記車群内通信手段により前記中継車両からフレームが受信された時刻の情報を保持する受信時刻保持手段をさらに備え、
前記通信リンク判断手段は、前記自車両とは異なる車群に属する車両に対してフレームを送信する際に、前記受信時刻保持手段により保持されている時刻の情報を参照し、現時刻を基準にして所定時間内に前記中継車両からフレームが受信されている場合に前記通信リンクが確立されていると判断し、前記所定時間内に前記中継車両からフレームが受信されていない場合に前記通信リンクが確立されていないと判断する、
請求項１に記載の車々間通信装置。
前記自車両とは異なる車群に属する車両に対してフレームを送信する際に、当該フレームの情報を保持しておき、前記通信リンク判断手段により前記通信リンクが確立されていないと判断された場合に前記車群間通信手段を用いて当該フレームを再送させる再送制御手段をさらに備え、
前記通信リンク判断手段は、前記車群内通信手段を用いて前記中継車両にフレームが送信された場合に、当該フレームが前記中継車両から送信されたか否かを検知し、当該フレームが送信された場合に前記通信リンクが確立されていると判断し、当該フレームが送信されていない場合に前記通信リンクが確立されていないと判断する、
請求項１に記載の車々間通信装置。
前記車群内では、所定の指向性を有する第１通信方式に基づいてフレームが送受信され、
前記車群間では、前記第１通信方式よりも回折損が少ない第２通信方式に基づいてフレームが送受信される、
請求項３に記載の車々間通信方法。
自車両と同じ車群に属する車両との間でフレームを送受信する車群内通信手段と、自車両とは異なる車群に属する車両との間でフレームを送受信する車群間通信手段と、を有する車々間通信装置による経路修復方法であって、
自車両とは異なる車群に属する車両に対してフレームが送信される際に、自車両とは異なる車群に属する車両にフレームを中継する中継車両と、自車両との間の通信リンクが確立されているか否かが判断される通信リンク判断ステップと、
前記通信リンク判断ステップで前記中継車両と自車両との間の通信リンクが確立されていると判断された場合に、前記車群内通信手段を用いて前記中継車両にフレームが送信される第１送信ステップと、
前記通信リンク判断ステップで前記中継車両と自車両との間の通信リンクが確立されていないと判断された場合に、前記中継車両を探すことなく前記車群間通信手段を用いて前記自車両とは異なる車群に属する車両にフレームが送信される第２送信ステップと、
を含む、
車々間通信装置による経路修復方法。
前記車群内通信手段により前記中継車両からフレームが受信された時刻の情報が保持される受信時刻保持ステップをさらに含み、
前記通信リンク判断ステップでは、前記受信時刻保持ステップで保持されている時刻の情報が参照され、現時刻を基準にして所定時間内に前記中継車両からフレームが受信されている場合に前記通信リンクが確立されていると判断され、前記所定時間内に前記中継車両からフレームが受信されていない場合に前記通信リンクが確立されていないと判断される、
請求項５に記載の車々間通信装置による経路修復方法。
前記自車両とは異なる車群に属する車両に対してフレームを送信する際に、当該フレームの情報が保持され、前記通信リンク判断ステップで前記通信リンクが確立されていないと判断された場合に前記車群間通信手段を用いて当該フレームが再送される再送制御ステップをさらに含み、
前記通信リンク判断ステップでは、前記車群内通信手段を用いて前記中継車両にフレームが送信された場合に、当該フレームが前記中継車両から送信されたか否かが検知され、当該フレームが送信された場合に前記通信リンクが確立されていると判断され、当該フレームが送信されていない場合に前記通信リンクが確立されていないと判断される、
請求項５に記載の車々間通信装置による経路修復方法。
前記車群内では、所定の指向性を有する第１通信方式に基づいてフレームが送受信され、
前記車群間では、前記第１通信方式よりも回折損が少ない第２通信方式に基づいてフレームが送受信される、
請求項７に記載の車々間通信装置による経路修復方法。