JP4807140B2 - 車車間通信装置 - Google Patents

Description

本発明は車車間の通信装置に関する。

交差点などにおいて自車両から目視できない他車両の位置を認識するために、他車両との間で車車間通信を行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、他車両との距離が近い場合は送信出力を下げ、他車両との距離が離れている場合には送信出力を上げるようにしている。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開２００５−０３９６６５号公報

しかしながら、従来の車車間通信装置では、他車両との距離に応じて送信出力を調節する構成となっているので、他車両が自車両から目視できる位置にあっても距離が離れていると送信出力を上げることになり、車車間通信のために無駄な電力を消費するという問題がある。

本発明の車車間通信装置は、自車両位置と道路地図データとに基づいて、自車両前方の所定領域内で自車両ドライバーが視認不可能な道路の有無を判定し、この判定結果に基づいて通信手段による自車両データ送信の許可または禁止を制御し、他車両から自車両データの送信を要求されたときでも、受信した他車両データに基づいて自車両が他車両前方の所定領域内にあると判定した場合には、自車両データ送信を禁止する。

本発明によれば、車車間通信の消費電力を低減することができる。

図１は一実施の形態の車車間通信装置の構成を示す図である。車車間通信機１は、自車両と他車両との間で車両位置や車両運動状態などの各種情報を無線送受するための装置である。位置検出装置２は衛星航法と自律航法により自車両の現在位置を検出する装置であり、ＧＰＳ受信機、走行距離検出装置および進行方位検出装置などを備えている。衛星航法ではＧＰＳ受信機で受信した衛星からの位置情報に基づいて自車位置を検出する。また、自律航法では自車両の走行距離と進行方位を検出して走行軌跡を演算し、走行軌跡と道路地図とのマップマッチングにより自車位置を検出する。

道路地図記憶装置３は道路地図と道路の形状に関する情報を記憶している。道路の形状に関する情報にはカーブ路、交差点、Ｔ字路、高架道路、道路勾配などの情報が含まれる。車両運動状態検出装置４は各種センサーにより自車両の運動状態を検出する装置である。この装置には、例えば車速センサー（不図示）により車両の走行速度（車速）を検出する装置や、タイマー（不図示）により同一ドライバーによる車両運行ごとの運転継続時間を計時する装置が含まれる。

ドライバー情報検出装置５はドライバーの年齢や運転経験を検出する装置である。各ドライバーは予め登録したドライバーか否かを照合するためのＩＤを記憶したイグニッションキーやエントリーカードを所持しており、車両ドアのアンロック時やエンジンスタート時にＩＤ照合を行う。後述する処理装置７のメモリ７ｂには予め車両の運行を許可したドライバーのＩＤと年齢や運転経験などの個人情報が記憶されており、ドアアンロック時やエンジンスタート時のＩＤ照合の際にドライバーのＩＤに対応する年齢や運転経験などの個人情報を読み出す。

ドライバー操作量検出装置６はドライバーによる車両の各種操作量を検出する装置である。ドライバー操作量には、舵角センサー（不図示）により検出したステアリング操作量や、ターンシグナルスイッチ（不図示）の操作、ワイパースイッチ（不図示）の操作などが含まれる。路車間通信機８は路側ビーコンやＦＭ多重通信装置などと通信を行い、渋滞や規制などの道路交通情報を入手する装置である。

情報提供装置９は車車間通信により入手した他車両の位置や路車間通信により入手した道路交通情報をディスプレイ（不図示）に表示するとともに、スピーカー（不図示）により放送し、ドライバーに各種情報を提供する。ドライバーに提供する情報には、車車間通信機１を介して他車両から受信した他車両データに基づいて自車両位置からは視認できない他車両を認識した場合に、そのような他車両についての警告が含まれる。

処理装置７はＣＰＵ７ａやメモリ７ｂなどを備え、後述する制御プログラムを実行して車車間通信を制御するとともに、車車間通信機１の電源のオン、オフを制御する。バッテリー１０は処理装置７などの車載電気機器へ電力を供給する電源であり、電源制御回路１０ａを介して車車間通信機１へ電源を供給する。電源制御回路１０ａは、処理装置７からの指令にしたがって車車間通信機１への電源の供給と停止を行う。

図２は一実施の形態の車車間通信制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより一実施の形態の動作を説明する。処理装置７のＣＰＵ７ａは、所定時間ごとにメモリ７ｂに記憶されているこの車車間通信制御プログラムを実行する。ステップ１０において位置検出装置２により自車位置を検出し、続くステップ２０で自車位置に基づいて自車両前方のドライバーが目視で確認できる範囲（以下、“ドライバー視認可能エリア”という）を算出する。

ここで、ドライバー視認可能エリアの算出方法を説明する。図３に示すように、自車位置（図中に三角マークで表す）を中心とする半径Ｒの円と、自車両の向きを表す中央線とのなす角が±Ｐ度の、自車位置を通る直線Ａ、Ｂとに囲まれた領域を、ドライバー視認可能エリアとする。図３において、自車位置を原点に取り、自車両の向きを表す中央線をＹ軸正方向、自車両の右方向をＸ軸正方向とした場合に、ドライバー視認可能エリアは次の（１）〜（３）式により表される。
Ｒ^２≦Ｘ^２＋Ｙ^２ ・・・（１）
かつ、
Ｙ≧｛tan(π／２)(１−Ｐ／９０)｝Ｘ （Ｘ≧０の場合）・・・（２）
かつ、
Ｙ≧−｛tan(π／２)(1−Ｐ／９０)｝Ｘ （Ｘ＜の場合） ・・・（３）

ドライバー視認可能エリアを、車速に応じて変更する。具体的には、車両運動状態検出装置４により検出した車速が大きくなるほど、半径Ｒを大きくし、かつ角度Ｐを小さくする。

また、ドライバー視認可能エリアを、運転継続時間に応じて変更する。つまり、車両運動状態検出装置４により検出した同一ドライバーの車両運行ごとの運転継続時間が長くなるほど、半径Ｒを小さくし、かつ角度Ｐを小さくして、ドライバー視認可能エリアを狭くする。

さらに、ドライバー視認可能エリアを、ドライバーの年齢と運転経験に応じて変更する。ドライバー情報検出装置５により検出したドライバーの年齢が高くなるほど、かつ運転経験が浅くなるほど、半径Ｒを小さくし、かつ角度Ｐを小さくして、ドライバー視認可能エリアを狭くする。

さらにまた、ドライバー視認可能エリアを、車両ワイパーの作動速度に応じて変更する。ドライバー操作量検出装置６により検出したワイパーの作動速度が速くなるほど、半径Ｒを小さくし、かつ角度Ｐを小さくして、ドライバー視認可能エリアを狭くする。

ドライバー視認可能エリアを算出した後、図２のステップ３０においてドライバー視認可能エリアに基づいて車車間通信機１による自車両データの送信を禁止（オフ）するか否か、すでに禁止状態にあるときは禁止状態を継続するか否かを判定する。

車車間通信機１による自車データ送信の禁止と許可の判定は次のようにする。道路地図記憶装置３に記憶されている道路地図とドライバー視認可能エリアを照合し、ドライバー視認可能エリア外の道路の内、自車両前方にある道路（以下、“視認不可能道路”という）を検索する。視認不可能道路の存在の有無は次式により判定する。
Ｙ＝｛tan(π／２)(１−Ｐ／９０)｝Ｘ （Ｘ≧０の場合） ・・・（２’）
Ｙ＝−｛tan(π／２)(１−Ｐ／９０)｝Ｘ （Ｘ＜０の場合） ・・・（３’）
Ｙ＝ａnＸ^２＋ｂnＸ＋ｃn ・・・（４）
（４）式は道路曲線を２次式で近似したものであり、リンク数がｎ個あることを示している。

（４）式と（２’）式の各交点、または（４）式と（３’）式の各交点を算出する。交点ｎのＸ座標をＸn_cross、交点ｎのＹ座標をＹn_crossと表す。この交点がＹ≧０かつ（１）式を満たす場合は、視認不可能道路が存在すると判定する。

道路形状による視認不可能道路の判定例を説明する。図４に示すように、自車両が走行する道路が前方でカーブしており、カーブ先がドライバー視認可能エリアの直線Ａおよび直線Ｂから外れる場合には、視認不可能道路と判定される。なお、カーブ先がドライバー視認可能エリアの半径Ｒの円弧から外れる場合には、視認不可能道路と判定されない。

また、図５に示すように、自車両の前方に自車両が走行する道路と交差する道路があり、その交差する道路の内のドライバー視認可能エリアの半径Ｒの円内にあるが直線Ａおよび直線Ｂから外れている部分は視認不可能道路と判定される。ただし、図６に示すように、自車両の前方にあって自車両が走行する道路と直交する道路が自車走行道路の上をまたぐ高架道路や自車走行道路の下をくぐる道路の場合があるので、自車走行道路との交点における自車走行道路と直交する道路の高さ情報を比較し、自車走行道路の上をまたぐ高架道路、あるいは自車走行道路の下をくぐる道路である場合には、それらの道路を視認不可能道路としない。

また、図７に示すように、平面図(ａ)で見る限り自車両前方の自車両が走行している道路はドライバー視認可能エリアに含まれているが、道路断面図(ｂ)で道路の勾配変化を調べてみると、自車両前方に道路勾配の頂点があって、その先の下り勾配部分が自車両位置から視認できない場合がある。このような道路を検出するために、上述した視認不可能道路の判定方法に加え、道路地図記憶装置３に記憶されている注目道路の勾配情報を読み出し、途中に道路勾配の頂点があって、その先の下り勾配の道路部分が自車両位置から視認できない道路か否かを計算する。その結果、ドライバー視認可能エリア内の道路であっても、下り勾配部分が自車両位置から視認できない道路部分は視認不可能道路と判定する。

以上の視認不可能道路判定によって、視認不可能道路が存在すると判定された場合は自車両データの送信を許可し、ステップ３０からステップ７０へ進む。一方、視認不可能道路が存在しないと判定された場合は自車両データの送信を禁止し、ステップ３０からステップ４０へ進む。

視認不可能道路が存在するので自車両データの送信を許可された場合は、ステップ７０で、車車間通信機１により他車両データを要求するリクエストフラグを付加して自車両データを送信する。自車両データには自車両のドライバー視認可能エリアのデータが含まれる。

一方、視認不可能道路が存在しないので自車両データの送信を禁止された場合は、ステップ４０で車車間通信機１により自車両周辺に存在する他車両から送信されたデータを受信し、受信したデータを項目ごとに分類してメモリ７ｂに記憶する。この他車両データには他車両の位置、車速やターンシグナルスイッチの操作情報などが含まれる。なお、データを受信する他車両の台数は特に規定せず、車車間通信機１の通信可能範囲内で自車両周辺に存在する車車間通信装置を装備したすべての他車両からのデータを受信する。

他車両のデータを受信した後のステップ５０において、受信した他車両データに基づいて車車間通信機１による自車両データの送信を禁止（オフ）するか否か、すでに禁止状態にあるときは禁止状態を継続するか否かを判定する。

受信した他車両データの中にリクエストフラグが付加されている場合には、他車両のリクエストに応えるために自車両データの送信を許可し、ステップ５０からステップ８０へ進む。ステップ８０において車車間通信機１により自車両データを送信する。送信する自車両データには自車両のドライバー視認可能エリアが含まれるが、他車両データの送信を要求するためのリクエストフラグは付加しない。

一方、受信した他車両データの中にリクエストフラグが付加されていない場合は自車両データの送信を禁止し、ステップ５０からステップ６０へ進む。ステップ６０において車車間通信機１の電源をオフするか否かを判定する。

図８に示すように、自車両が交差点を通過し、次の交差点までの距離が長い場合には、電源制御回路１０ａを制御して車車間通信機１の電源をいったんオフする。なお、次の交差点がドライバー視認可能エリア内に入ったら電源制御回路１０ａを制御して車車間通信機１の電源をオンし、さらに視認不可能道路が出現したら自車両データの送信を許可する。

車車間通信機１の電源をオフしない場合はステップ９０へ進み、自車両データの送信を禁止する。一方、車車間通信機１の電源をオフする場合はステップ１００へ進み、電源制御回路１０ａを制御して車車間通信機１の電源をオフする。

このように、自車両位置と道路地図データとに基づいて、自車両前方の所定領域内で自車両ドライバーが視認不可能な道路の有無を判定し、この判定結果に基づいて車車間通信機による自車両データ送信の許可または禁止を制御するようにしたので、車車間通信における電力消費を低減することができる。

また、自車両前方の所定領域内には自車両ドライバーが視認不可能な道路がないと判定された場合には、車車間通信機による自車両データ送信を禁止するようにしたので、車車間通信における電力消費を低減することができる。

さらに、自車両前方の所定領域内に自車両ドライバーが視認不可能な道路があると判定された場合は、車車間通信機による自車両データ送信を許可するとともに、車車間通信機を介して他車両に他車両データの送信を要求するようにしたので、車車間通信における電力消費を低減しながら、視認不可能な道路上に存在する他車両を確実に認識することができる。

さらにまた、自車両ドライバーが視認不可能な道路があると判定するための自車両前方の所定領域を車速に応じて変更することによって、車速に応じた最適な所定領域を設定することができる。

《一実施の形態の変形例》
図９に示すように、他車両が自車両に追従して走行しており、他車両のドライバーから視認不可能な道路がある場合には、次のような処理を行う。このような状況において、他車両はリクエストフラグを付加してデータを送信する。通常であれば、その他車両データを受信した自車両は、リクエストに応えて自車両データを送信する。しかし、他車両データに含まれる他車両の“ドライバー視認可能エリア”を調べ、自車両の現在地が他車両のドライバー視認可能エリア内にある場合は、自車両が他車両のドライバーから視認可能であり、自車両データを送信する必要がないので、自車両データの送信を禁止する。つまり、他車両データに含まれるドライバー視認可能エリアの（１）〜（３）式を自車両位置座標（Ｘself、Ｙself）が満たす場合には、自車両データの送信を禁止する。

なお、図７で説明したように、自車両が他車両のドライバー視認可能エリア内にあっても、自車両位置が道路の下り勾配上にあって他車両位置から視認できない場合には、自車両データの送信を禁止しない。

このように、車車間通信機を介して他車両から自車両データの送信を要求されたときでも、車車間通信機により受信した他車両データに基づいて自車両が他車両前方の所定領域内にあると判定した場合には、車車間通信機による自車両データ送信を禁止するようにしたので、車車間通信における電力消費をさらに低減することができる。

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、車車間通信機１が通信手段を、位置検出装置２が位置検出手段を、道路地図記憶装置３が地図記憶手段を、処理装置７が判定手段および制御手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項との対応関係になんら限定も拘束もされない。

一実施の形態の車車間通信装置の構成を示す図 一実施の形態の車車間通信制御プログラムを示すフローチャート ドライバー視認可能エリアを示す図 視認不可能道路を示す図 視認不可能道路を示す図 高架道路に対する視認不可能道路の判定を説明する図 道路勾配を考慮した視認不可能道路の判定を説明する図 車車間通信機の電源をオフする場合を説明する図 一実施の形態の変形例における自車両データの送信禁止判定を説明する図

符号の説明

１ 車車間通信機
２ 位置検出装置
３ 道路地図記憶装置
４ 車両運動状態検出装置
５ ドライバー情報検出装置
６ ドライバー操作量検出装置
７ 処理装置
７ａ ＣＰＵ
７ｂ メモリ
８ 路車間通信機
１０ バッテリー
１０ａ 電源制御回路

Claims (5)

1. 他車両と通信を行う通信手段と、
   自車両の位置を検出する位置検出手段と、
   道路地図データを記憶する地図記憶手段と、
   自車両位置と道路地図データとに基づいて、自車両前方の所定領域内で自車両ドライバーが視認不可能な道路の有無を判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定結果に基づいて前記通信手段による自車両データ送信の許可または禁止を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記通信手段を介して他車両から自車両データの送信を要求されたときでも、前記通信手段により受信した他車両データに基づいて自車両が他車両前方の所定領域内にあると判定した場合には、前記通信手段による自車両データ送信を禁止することを特徴とする車車間通信装置。
2. 請求項１に記載の車車間通信装置において、
   前記制御手段は、前記判定手段により自車両前方の所定領域内には自車両ドライバーが視認不可能な道路がないと判定された場合には、前記通信手段による自車両データ送信を禁止することを特徴とする車車間通信装置。
3. 請求項１に記載の車車間通信装置において、
   前記制御手段は、前記判定手段により自車両前方の所定領域内に自車両ドライバーが視認不可能な道路があると判定された場合は、前記通信手段による自車両データ送信を許可するとともに、前記通信手段を介して他車両に他車両データの送信を要求することを特徴とする車車間通信装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車車間通信装置において、
   前記判定手段は、前記所定領域を車速に応じて変更することを特徴とする車車間通信装置。
5. 通信機を介して他車両と通信を行う通信方法において、
   自車両の位置を検出し、自車両位置と道路地図データとに基づいて、自車両前方の所定領域内で自車両ドライバーが視認不可能な道路の有無を判定し、この判定結果に基づいて前記通信機による自車両データ送信の許可または禁止を制御し、前記通信機を介して他車両から自車両データの送信を要求されたときでも、前記通信機により受信した他車両データに基づいて自車両が他車両前方の所定領域内にあると判定した場合には、前記通信機による自車両データ送信を禁止することを特徴とする車車間通信方法。

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