JP4807374B2

JP4807374B2 - 車車間通信システムおよび車車間通信方法

Info

Publication number: JP4807374B2
Application number: JP2008095815A
Authority: JP
Inventors: 亮佑河合
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2028-04-02
Also published as: JP2009251712A

Description

本発明は、車車間通信システムおよび車車間通信方法に関し、特に複数の自動車の間で効率よくデータを交換する車車間通信システムおよび車車間通信方法に関する。

情報処理技術の進歩に伴って、自動車に搭載される電子機器（以下、車載用電子機器と呼ぶ）で取り扱う情報も急激に増えつつある（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１（特開２００６−０３１３９７号公報）には、車載用電子機器であるナビゲーション装置に関する技術が記載されている。

また、車載用電子機器で使用される情報を、自動車向け無線通信によって送受信する技術が知られている（例えば、特許文献２〜４参照。）。自動車向け無線通信としては、車両と路側機が情報をやりとりする路車間通信と、車両同士が直接情報をやりとりする車車間通信とが知られている。また、車車間通信のように車両同士が直接ではなく、路側機を介して別の車両と情報をやりとりする車路車間通信が知られている。

特許文献２（特開２００７−０４６９６２号公報）には、車車間通信で効率よくデータ更新を行う技術が記載されている。特許文献２に記載の技術が、車車間通信で効率よくデータを交換する方法の一例である。この従来の方法では、移動体は自身の拠点である主活動領域を保持し、他の移動体の主活動領域と自身の主活動領域を比較して一致していればデータ交換を行い、効率よいデータ間を実現している。しかしながら、特許文献２の方法は、対象車が自分の通信範囲におり、かつ主活動領域が一致する車であるため、通信範囲の影響を大きく受けてしまい、欲しい情報が手に入る確率が低い。

また、特許文献３（特開２００４−２４８０８４号公報）には、車車間での直接通信において、情報転送中で通信が途絶え、転送が失敗することを防止する後術が記載されている。また、特許文献４（特開２００７−０８７０６９号公報）には、車車間通信で転送効率よくデータ通信を行う技術が記載されている。

特開２００６−０３１３９７号公報特開２００７−０４６９６２号公報特開２００４−２４８０８４号公報特開２００７−０８７０６９号公報

インターネット普及に伴う情報交換の活発化に伴って、車同士で大容量データを交換する仕組みが求められてきている。しかしながら、カーナビの地図データや、音楽などＡＶ（Audio／Visual）データに代表される大容量データを、車車間通信で適切に送受信するのは、非常に困難である。

本発明が解決しようとする課題は、車車間通信を用いて大容量データを適切に送受信する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、車両に搭載され、更新の対象となる更新対象データを保持する記憶部と、前記車両に搭載され、他の車両と車車間通信を実行する通信部と、前記車両が走行する経路を示す自車経路情報と前記車両の位置を示す自車位置情報とを保持する認識部と、前記他の車両が走行する経路を示す他車経路情報と前記他の車両の位置を示す他車位置情報とを格納するデータベース部と、前記車両に保持された前記更新対象データを更新する更新部と、前記他の車両の位置を予測する検索部とを具備する車車間通信システムを構成する。
ここにおいて、前記検索部は、前記自車経路情報と前記自車位置情報とに基づいて、前記車両が走行可能な領域を、複数の小領域に分割する。そして、前記複数の小領域のうち、前記車両が通ることが予測される通過予定小領域を特定する。そのうえで、前記他車経路情報と前記他車位置情報とに基づいて、前記通過予定小領域のうち、前記他の車両が通る通信対象小領域を予測する。また、前記通信部は、予測された前記通信対象小領域を通る前記他の車両と車車間通信を実行して新たな更新対象データを取得する。そして、前記更新部は、前記更新対象データを、前記新たな更新対象データに更新する。

本発明によると、自分の欲しい情報を持ち、かつ、通信範囲内になるべく長い時間留まっているような相手を予測することによって、有効的に高速移動体同士による通信を行うことが可能となる。

具体的には、車が走行する空間を任意の領域（セル）に分割し、あらかじめ登録された各車の経路情報を元に、任意の車が必要とする情報を持つ他の車が存在する可能性のあるセルを予測し、その予測情報を元に車車間通信によって効率よくデータを入手することができる。

［第１実施形態］
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明を行う。図１は、本実施形態の車車間通信システム１０の構成を例示するブロック図である。車車間通信システム１０は、記憶部１と、認識部２と、通信部３と、データベース部４と、更新部５と検索部６とを含んでいる。また、検索部６は、第１検索部７と第２検索部８の少なくとも一方を含んでいる。

記憶部１は、地図情報やＡＶデータなどの大容量データを保管する記憶装置である。記憶部１に保持されるデータは、更新可能に保持される。認識部２は、車両自身の経路情報や位置情報を保持している。通信部３は、車車間通信が可能な通信装置である。通信部３は、他の車とデータ交換を行う機能を備えている。

データベース部４は、他の車の経路情報と位置情報を保持している。データベース部４は、あらかじめ、記憶可能な他の車の経路情報や位置情報および保持する地図データなどの目録情報を保持している。また、本実施形態において、「４」は、車両に備えられていなくても良い。例えば、データセンターで上記の情報を一括管理し、各車両が、そのデータセンターに対して、必要なデータと自車の目的地などの情報を送信することで、通信可能な他車に関連する情報を取得する構成でも良い。

更新部５は、データベース部４の情報と認識部２の情報とに基づいて、記憶部１の保持されるデータの更新を行う。更新部５は、データ更新要求が発生すると、認識部２に保持されている自車の現在地や経路、速度などの情報を検索部６に提供する。また、更新部５は、データ更新要求が発生すると、検索部６に対して情報交換に適した相手の検索を依頼する。更新部５は必要に応じて検索要求を繰り返し、その結果を元に通信部３を通じて情報を入手し、記憶部１に保存されているデータを更新する。

検索部６は、更新部５の要求に合致するデータをデータベース部４から検索する。検索部６は、情報交換に最適な相手を予測する第１検索部７と第２検索部８を備えている。検索部６は、更新部５から受け取った情報に基づいて、第１検索部７もしくは第２検索部８を用いて、通信対象の相手を予測して結果を返す。第１検索部７または第２検索部８についての詳細は、後述する。

以下に、本実施形態の動作について説明を行う。図２は、第１実施形態に動作を例示するフローチャートである。図２に示されている動作は、車車間通信システム１０が、第１検索部７に示される手順に従って動作することによって実現する。

ステップＳ１０１において、予測対象の時間帯を決定する。例えば５分おきや１０分おきなどのように指定する。その後、情報更新を要求した車（自車）の走行可能な領域を特定する。

ステップＳ１０２において、情報更新を要求した車（自車）の経路近辺を、固定の領域（以下、セルと呼ぶ）に分割する。ステップＳ１０３において、情報更新を要求した車の経路が含まれるセルを通過セルとして特定する。

ステップＳ１０４において、データベース部４の情報から、要求された情報を持ち、かつ、対象の時間帯において、経路が通過セルに含まれる車を検索する。該当する車の存在するセルが、必要な情報を入手できるセルとなる。

図３は、第１実施形態の車車間通信システム１０の動作を概念的に例示する概念図である。図３の（ａ）は、上述のステップＳ１０１を概念的に例示している。自車走行空間１１は、自車の走行が可能な領域を示している。図３の（ｂ）は、上述のステップＳ１０２を概念的に例示している。自車走行空間１１を、第１セルＣ１〜第９セルＣ９の複数のセル（小領域）に分割している。

図３の（ｃ）は、通過セルを特定する動作を例示している。図３の（ｃ）に示されているように、第１セルＣ１、第２セルＣ２および第３セルＣ３を通過セルとして特定している。図３の（ｄ）は、必要な情報を入手できるセルを特定する動作を例示している。図３の（ｄ）に示されているように、第１セルＣ１、第２セルＣ２と第１他車走行経路１３とが対応し、第３セルＣ３と第２他車走行経路１４とが対応している。第１他車走行経路１３および第２他車走行経路１４に対応する他車が、要求された情報を持つので、第１セルＣ１、第２セルＣ２、第３セルＣ３が必要な情報を入手できるセルとなる。

もし、予測どおりにデータ交換できなかった場合は、次の時間帯から再度、予測しなおすことになる。上述した第１実施形態の車車間通信システム１０は、他の車の経路情報を用いて時間帯ごとに、固定セルごとの情報交換に適した相手を検索している。そのため、その車車間通信システム１０は、計画的に情報交換に必要な時間を確保することができる。また、本実施形態の車車間通信システム１０は、多くの車の経路情報を元に、情報を入手する候補を選択するため、情報を適切に入手できる可能性を高めることができる。また、車の走行空間をセルに分割してセルごとに情報を入手する候補を選択している。換言すると、情報入手に必要な時間だけ近接して走行する車を検索し易くしている。そのため、計画的に必要な情報を入手できる。

［第２実施形態］
以下に、本発明の第２実施形態について説明を行う。図４は、本発明の第２実施形態の動作を例示するフローチャートである。図４に示されている動作は、車車間通信システム１０が、第２検索部８に示される手順に従って動作することによって実現する。

ステップＳ２０１において、情報更新を要求した車の走行経路を任意の大きさのセルに分割する。ここで、セルは時間によって一意に識別することができる。すなわち、５分おきや１０分おきなどのように時間帯を決め、各時間帯における通信範囲などがセルの大きさとなる。

ステップＳ２０２において、要求された情報を持ち、ステップＳ２０１で作成したセル内に経路が含まれる他の車の経路をデータベース部４から検索し、ステップＳ２０１と同様にセルに分割する。ここで、セルを分割する基準はステップＳ２０１でセル分割した際の時間となる。

さらにステップＳ２０３において、ステップＳ２０２で作成したセルが、ステップＳ２０１で作成した同一時間帯のセルと重なり合う面積を求め、最も大きいものを抽出する。セルが重なり合う面積が大きい車、すなわち特定の時間帯に最も近接してデータ転送の時間を確保できる車をデータ交換の候補とする。

図５は、第２実施形態の動作を概念的に例示する概念図である。図５の（ａ）、（ｂ）は、上述のステップＳ２０１を概念的に例示している。自車走行空間１１は、自車の走行が可能な領域を示し、第１セルＣ１〜第９セルＣ９の複数のセル（小領域）に分割している。図５の（ｃ）は、通過セルを特定する動作を例示している。図５の（ｃ）に示されているように、第１セルＣ１、第２セルＣ２および第３セルＣ３を通過セルとして特定している。

図５の（ｄ）は、上述のステップＳ２０２〜ステップＳ２０３の動作を概念的に例示している。図５の（ｄ）に示されているように、要求された情報を持つ他の車の経路（第１他車走行経路１３、第２他車走行経路１４）と特定し、その他車の走行経路を含む走行空間（第１他車走行空間１５、第２他車走行空間１６）をセルに分割する。その後、作成したセルが、ステップＳ２０１で作成した同一時間帯の通過セルと重なり合う面積を求め、最も大きいものを抽出する。予測通りに情報を入手できない場合や、情報入手に必要な時間を確保できない場合の動作は後述する。

第２の実施形態では、セルを車ごと、時間帯ごとに作成し、その重なりの大きさを情報交換の相手を選択する基準として明確化しているため、情報を入手できる確率がより高くなっている。

なお、上述の複数の実施形態において、予測通りに情報を入手できない場合や、予測の結果、情報入手に必要な時間を確保できない場合の動作を説明する。予測した結果、情報入手に必要な時間を確保できなかった場合、あるいは、全く情報を入手できない時間帯が多数あるような情報入手の効率が悪い場合の動作について説明する。最初の予測は更新要求時に行われるが、この時点で前述のような状況に陥った場合は、任意の時間ごとに再予測を繰り返す。再予測の結果、より有効な予測を得ることができれば、最初の予測を無効にして新しい予測を元に行動することになる。

次に、ある時間帯において予測が失敗した場合の動作について説明する。予測は、予測した時点から時間が経過するにつれて予測どおりに情報を入手できる可能性は低くなる。本発明では時間帯ごとに情報を入手する相手を予測しているが、ある時間帯で一度予測通りに情報を入手できなければ、次以降の時間帯でも予測通りに情報を入手できない可能性は高い。したがって、予測通りに情報を入手できなかった場合、あるいは予測通りに情報を入手できなかった回数が一定の回数を越えた場合は、当初の予測を無効として再予測を行い、新しい予測を元に行動することになる。

したがって、良い予測が得られなかった場合や予測が失敗した場合に再予測することによって、必要な情報を入手できる確率がより高くなる。

図１は、本実施形態の車車間通信システム１０の構成を例示するブロック図である。図２は、第１実施形態に動作を例示するフローチャートである。図３は、第１実施形態の動作を概念的に例示する概念図である。図４は、本発明の第２実施形態の動作を例示するフローチャートである。図５は、第２実施形態の動作を概念的に例示する概念図である。

符号の説明

１…記憶部
２…認識部
３…通信部
４…データベース部
５…更新部
６…検索部
７…第１検索部
８…第２検索部
１０…車車間通信システム
１１…自車走行空間
１２…自車走行経路
１３…第１他車走行経路
１４…第２他車走行経路
１５…第１他車走行空間
１６…第２他車走行空間
Ｃ１…第１セル
Ｃ２…第２セル
Ｃ３…第３セル
Ｃ４…第４セル
Ｃ５…第５セル
Ｃ６…第６セル
Ｃ７…第７セル
Ｃ８…第８セル
Ｃ９…第９セル

Claims

車両に搭載され、更新の対象となる更新対象データを保持する記憶部と、
前記車両に搭載され、他の車両と車車間通信を実行する通信部と、
前記車両が走行する経路を示す自車経路情報と前記車両の位置を示す自車位置情報とを保持する認識部と、
前記他の車両が走行する経路を示す他車経路情報と前記他の車両の位置を示す他車位置情報とを格納するデータベース部と、
前記車両に保持された前記更新対象データを更新する更新部と、
前記他の車両の位置を予測する検索部と、
を具備し、
前記検索部は、
前記自車経路情報と前記自車位置情報とに基づいて、前記車両が走行可能な領域を、複数の小領域に分割し、
前記複数の小領域のうち、前記車両が通ることが予測される通過予定小領域を特定し、
前記他車経路情報と前記他車位置情報とに基づいて、前記他の車両が走行可能な領域を、複数の他車小領域に分割し、前記複数の他車小領域のうち、前記他の車両が通ることが予測される他車通過予定小領域を特定し、
前記他車通過予定小領域と前記通過予定小領域との重ねあわせに基づいて、前記通過予定小領域のうち、前記他の車両が通る通信対象小領域を予測し、
前記通信部は、
予測された前記通信対象小領域を通る前記他の車両と車車間通信を実行して新たな更新対象データを取得し、
前記更新部は、
前記更新対象データを、前記新たな更新対象データに更新する
車車間通信システム。
請求項１に記載の車車間通信システムにおいて、
前記通信部が、前記新たな更新データの取得に失敗したとき、
前記検索部は、
前記車両が走行可能な領域を、新たな複数の小領域に分割し、
前記新たな複数の小領域のうち、前記車両が通ることが予測される通過予定小領域を新たに特定し、
前記他車経路情報と前記他車位置情報とに基づいて、前記通過予定小領域のうち、前記他の車両が通る通信対象小領域を予測する
車車間通信システム。
（ａ）更新の対象となる更新対象データを参照するステップと、
（ｂ）車両が走行する経路を示す自車経路情報と前記車両の位置を示す自車位置情報とを読み出すステップと、
（ｃ）前記他の車両が走行する経路を示す他車経路情報と前記他の車両の位置を示す他車位置情報とを読み出すステップと、
（ｄ）前記他の車両の位置を予測するステップと、
（ｅ）前記車両に搭載され、他の車両と車車間通信を実行するステップと、
（ｆ）前記車両に保持された前記更新対象データを更新するステップと、
を具備し、
前記（ｄ）ステップは、
前記自車経路情報と前記自車位置情報とに基づいて、前記車両が走行可能な領域を、複数の小領域に分割する分割ステップと、
前記複数の小領域のうち、前記車両が通ることが予測される通過予定小領域を特定する通過セル特定ステップと、
前記他車経路情報と前記他車位置情報とに基づいて、前記他の車両が走行可能な領域を、複数の他車小領域に分割し、前記複数の他車小領域のうち、前記他の車両が通ることが予測される他車通過予定小領域を特定する他車セル特定ステップと、
前記他車通過予定小領域と前記通過予定小領域との重ねあわせに基づいて、前記通過予定小領域のうち、前記他の車両が通る通信対象小領域を予測する予測ステップと
を含み、
前記（ｅ）ステップは、
予測された前記通信対象小領域を通る前記他の車両と車車間通信を実行して新たな更新対象データを取得するステップを含み、
前記（ｆ）ステップは、
前記更新対象データを、前記新たな更新対象データに更新するステップを含む
車車間通信方法。
請求項３に記載の車車間通信方法において、
前記（ｅ）ステップにおいて、前記新たな更新データの取得に失敗したとき、さらに、
（ｇ）前記車両が走行可能な領域を、新たな複数の小領域に分割し、前記新たな複数の小領域のうち、前記車両が通ることが予測される通過予定小領域を新たに特定し、前記他車経路情報と前記他車位置情報とに基づいて、前記通過予定小領域のうち、前記他の車両が通る通信対象小領域を予測するステップを含む
車車間通信方法。
車載コンピュータを車車間データ通信装置として機能させるための手順を示す車車間通信プログラムであって、前記車車間通信プログラムは、
（ａ）更新の対象となる更新対象データを参照するステップと、
（ｂ）車両が走行する経路を示す自車経路情報と前記車両の位置を示す自車位置情報とを読み出すステップと、
（ｃ）前記他の車両が走行する経路を示す他車経路情報と前記他の車両の位置を示す他車位置情報とを読み出すステップと、
（ｄ）前記他の車両の位置を予測するステップと、
（ｅ）前記車両に搭載され、他の車両と車車間通信を実行するステップと、
（ｆ）前記車両に保持された前記更新対象データを更新するステップと、
を実行するための手順を示し、
前記（ｄ）ステップは、
前記自車経路情報と前記自車位置情報とに基づいて、前記車両が走行可能な領域を、複数の小領域に分割する分割ステップと、
前記複数の小領域のうち、前記車両が通ることが予測される通過予定小領域を特定する通過セル特定ステップと、
前記他車経路情報と前記他車位置情報とに基づいて、前記他の車両が走行可能な領域を、複数の他車小領域に分割し、前記複数の他車小領域のうち、前記他の車両が通ることが予測される他車通過予定小領域を特定する他車セル特定ステップと、
前記他車通過予定小領域と前記通過予定小領域との重ねあわせに基づいて、前記通過予定小領域のうち、前記他の車両が通る通信対象小領域を予測する予測ステップと
を含み、
前記（ｅ）ステップは、
予測された前記通信対象小領域を通る前記他の車両と車車間通信を実行して新たな更新対象データを取得するステップを含み、
前記（ｆ）ステップは、
前記更新対象データを、前記新たな更新対象データに更新するステップを含む
車車間通信プログラム。
請求項５に記載の車車間通信プログラムにおいて、
前記（ｅ）ステップにおいて、前記新たな更新データの取得に失敗したとき、さらに、
（ｇ）前記車両が走行可能な領域を、新たな複数の小領域に分割し、前記新たな複数の小領域のうち、前記車両が通ることが予測される通過予定小領域を新たに特定し、前記他車経路情報と前記他車位置情報とに基づいて、前記通過予定小領域のうち、前記他の車両が通る通信対象小領域を予測するステップを含む
車車間通信プログラム。