JP4835627B2 - 車載通信システム - Google Patents

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本発明は、相互に相関が小さい複数のアンテナの各々で受信した電波の受信電力及び当該電波を復調した受信信号の誤り率の少なくともいずれかに基づいて電波の受信状態を判定し、その判定結果に基づいて複数のアンテナのいずれかを使用アンテナとして切替え、複数のアンテナ間でダイバーシチ受信する車載通信システムに関する。

車両において、相互に相関が小さい複数のアンテナの各々で受信した電波の受信電力及び当該電波を復調した受信信号の誤り率の少なくともいずれかに基づいて電波の受信状態を判定し、その判定結果に基づいて複数のアンテナのいずれかを使用アンテナとして切替え、複数のアンテナ間でダイバーシチ受信する構成が供されている(例えば特許文献1参照)。
特開2000−269871号公報

ところで、車両に搭載される車載通信システムでは、車両が移動することに追従して例えば建造物や高架道路の近くを走行しているか否か或いは渋滞に遭遇しているか否かにより電波の伝播環境(反射や回折の頻度)が変動するというのが実情である。そのため、電波の伝播環境が変動することに常に追従して複数のアンテナのいずれかを使用アンテナとして切替える構成では、その制御に多大な負荷がかかるという問題がある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、相互に相関が小さい複数のアンテナのいずれかを使用アンテナとして適切に切替えることができ、しかも、そのアンテナを切替える制御にかかる負荷を抑制して軽減することができる車載通信システムを提供することにある。

請求項1に記載した発明によれば、受信状態判定手段は、相互に相関が小さい複数のアンテナの各々で受信した電波の受信電力及び当該電波を復調した受信信号の誤り率の少なくともいずれかに基づいて電波の受信状態を判定し、アンテナ切替手段は、その受信状態判定手段の判定結果に基づいて複数のアンテナのいずれかを使用アンテナとして切替える。映像処理手段は、車両周囲を撮影する撮影手段が撮影した映像を処理し、動作状態切替手段は、映像処理手段の処理結果に基づいて自車両が渋滞に遭遇している旨を判定した場合には、車速取得手段が取得した車速に基づいて、車速が閾値以下である旨を判定すると、アンテナ切替手段の動作状態をアンテナ切替状態となるように切替え、車速が閾値以下でない旨を判定すると、アンテナ切替手段の動作状態をアンテナ固定状態となるように切替える。

これにより、自車両が渋滞に遭遇している旨を判定し、車速が閾値以下である旨を判定すると、アンテナ切替手段の動作状態をアンテナ切替状態となるように切替え、自車両が渋滞に遭遇している旨を判定しても、車速が閾値以下でない旨を判定すると、アンテナ切替手段の動作状態をアンテナ固定状態となるように切替えるので、車両周囲の映像を処理した結果として自車両が電波の伝播環境が変動する頻度が大きい状況にあれば、アンテナ切替手段の動作状態をアンテナ切替状態とし、一方、車両周囲の映像を処理した結果として自車両が電波の伝播環境が変動する頻度が小さい状況にあれば、アンテナ切替手段の動作状態をアンテナ固定状態に切替えることにより、アンテナを切替える制御を必要とする自車両が電波の伝播環境が変動する頻度が大きい状況に限って必要最小限の範囲内でアンテナ切替手段の動作状態をアンテナ切替状態に切替えることができる。よって、相互に相関が小さい複数のアンテナのいずれかを使用アンテナとして適切に切替えることができ、しかも、そのアンテナを切替える制御にかかる負荷を抑制して軽減することができる。

請求項2に記載した発明によれば、動作状態切替手段は、撮影手段が撮影した映像を形成する画素のうち特定画素が占める割合を判定した判定結果に基づいてアンテナ切替手段の動作状態をアンテナ切替状態とアンテナ固定状態との間で切替える。これにより、例えば建造物や高架道路に特徴付けられた画素を特定画素として設定しておくことにより、自車両が建造物や高架道路の近くを走行しているときに、自車両が電波の伝播環境が変動する頻度が大きい状況にある旨を判定し、アンテナ切替手段の動作状態をアンテナ切替状態に適切に切替えることができる。一方、例えば遠方の景色などに特徴付けられた画素を特定画素として設定しておくことにより、自車両が見通しの良い区域を走行しているときに、自車両が電波の伝播環境が変動する頻度が小さい状況にある旨を判定し、アンテナ切替手段の動作状態をアンテナ固定状態に適切に切替えることができる。

請求項3に記載した発明によれば、動作状態切替手段は、撮影手段が撮影した映像の単位時間あたりの変化量を判定した判定結果に基づいてアンテナ切替手段の動作状態をアンテナ切替状態とアンテナ固定状態との間で切替える。これにより、例えば周囲車両が多く存在している状況で単位時間あたりの周囲環境の変動が小さいと、自車両が渋滞に遭遇しており、自車両が電波の伝播環境が変動する頻度が大きい状況にある旨を判定し、アンテナ切替手段の動作状態をアンテナ切替状態に適切に切替えることができる。

以下、本発明を、車々間通信を行う車載通信システムに適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。車載通信システム1は、制御部2(本発明でいう動作状態切替手段)と、無線通信部3(本発明でいう無線通信手段)と、受信状態判定部4(本発明でいう受信状態判定手段)と、アンテナ切替部5(本発明でいうアンテナ切替手段)と、映像処理部6(本発明でいう映像処理手段)と、車速センサ7(本発明でいう車速取得手段)とを備えて構成されている。

制御部2は、CPU、RAM、ROM、I/Oバスなどを有し、車載通信システム1におけるデータ通信処理やデータ管理処理などを行うことにより、車載通信システム1の動作全般を制御する。無線通信部3は、送信信号を変調して2本のアンテナ8,9の各々から電波を送信させると共に、2本のアンテナ8,9の各々で受信した電波を復調して受信信号を生成する。受信状態判定部4は、2本のアンテナ8,9の各々で受信した電波の受信電力や当該電波を復調した受信信号の誤り率に基づいて電波の受信状態を判定し、その判定結果を制御部2に出力する。この場合、電波の受信電力だけを用いて電波の受信状態を判定しても良いし、受信信号の誤り率だけを用いて電波の受信状態を判定しても良いし、両者を用いて電波の受信状態を判定しても良い。尚、無線通信部3が送受信するデータは車々間通信のデータであり、位置データや車速データなどである。

アンテナ切替部5は、2本のアンテナ8,9を接続しており、接続状態として無線通信部3とアンテナ8とを接続する第1の接続状態と無線通信部3とアンテナ9とを接続する第2の接続状態とを切替える。この場合、制御部2は、受信状態判定部4から入力した判定結果に基づいて接続状態切替指令をアンテナ切替部5に出力することにより、アンテナ切替部アンテナ切替部5の接続状態を第1の接続状態と第2の接続状態との間で切替える(選択する)。2本のアンテナ8,9は、相互に相関が小さい関係にある。相互に相関が小さい関係とは、例えば水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとの組合せ、電界型アンテナと磁界型アンテナとの組合せ、右先円偏波アンテナと左先円偏波アンテナとの組合せ、指向性の異なるアンテナの組合せ、位置の異なるアンテナの組合せなどである。

また、アンテナ切替部5は、動作状態として上記したように2本のアンテナ8,9の各々における電波の受信状態に基づいて第1の接続状態と第2の接続状態とを切替えるアンテナ切替状態と2本のアンテナ8,9の各々における電波の受信状態に関係なく第1の接続状態と第2の接続状態とのいずれかを固定する(切替えない)アンテナ固定状態とを切替える。この場合、制御部2は、後述する映像処理部6から入力した映像の処理結果や車速センサ7から入力した車速に基づいて動作状態切替指令をアンテナ切替部5に出力することにより、アンテナ切替部5の動作状態をアンテナ切替状態とアンテナ固定状態との間で切替える(選択する)。

映像処理部6は、車両前方を撮影する前方撮影カメラ10及び車両後方を撮影する後方撮影カメラ11を接続しており、前方撮影カメラ10が撮影した車両前方の映像及び後方撮影カメラ11が撮影した車両後方の映像を処理し、その映像の処理結果を制御部2に出力する。映像を処理する方法としては、例えば周知技術であるステレオビジョンやオプティカルフローを用いる方法がある。車速センサ7は、車速に対応する車速パルスを入力し、その入力した車速パルスに基づいて車速を計算し、その計算した車速を制御部2に出力する。

次に、上記した構成の作用について、図2ないし図4を参照して説明する。
車載通信システム1において、制御部2は、前方撮影カメラ10が車両前方を撮影したり後方撮影カメラ11が車両後方を撮影したりすることに応じて映像処理部6から入力した映像の処理結果を解析し(ステップS1)、前方撮影カメラ10が撮影した映像や後方撮影カメラ11が撮影した映像が都市部を表す映像であると特徴付けられるか否か、つまり、自車両の現在位置が都市部にあるか否かを判定する(ステップS2)。この場合、制御部2は、例えば建造物や高架道路に特徴付けられた画素を特定画素として設定しており、映像を形成する画素のうち建造物や高架道路を表す特定画素が占める割合が閾値以上であるか否かを判定することにより、前方撮影カメラ10が撮影した映像や後方撮影カメラ11が撮影した映像が都市部を表す映像であると特徴付けられるか否かを判定する。特定画素とは物体に特徴付けられた画素である。

ここで、制御部2は、映像を形成する画素のうち建造物や高架道路を表す特定画素が占める割合が閾値以上である旨を判定すると、前方撮影カメラ10が撮影した映像や後方撮影カメラ11が撮影した映像が都市部を表す映像であると特徴付けられる旨を判定する(ステップS2にて「YES」)。そして、制御部2は、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ切替状態及びアンテナ固定状態のいずれかであるかを判定し(ステップS3)、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ切替状態である旨を判定すると(ステップS3にて「YES」)、そのアンテナ切替状態を保持し、上記したステップS1に戻り、一方、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ固定状態である旨を判定すると(ステップS3にて「NO」)、動作状態をアンテナ固定状態からアンテナ切替状態に切替え(ステップS4)、上記したステップS1に戻る。

これに対して、制御部2は、映像を形成する画素のうち例えば建造物や高架道路を表す特定画素が占める割合が閾値未満である旨を判定すると、前方撮影カメラ10が撮影した映像や後方撮影カメラ11が撮影した映像が都市部を表す映像であると特徴付けられない旨を判定する(ステップS2にて「NO」)。次いで、制御部2は、前方撮影カメラ10が撮影した映像や後方撮影カメラ11が撮影した映像が渋滞中を表す映像であると特徴付けられるか否か、つまり、自車両が渋滞に遭遇しているか否かを判定する(ステップS5)。この場合、制御部2は、映像を形成する画素のうち例えば周囲車両を表す特定画素が占める割合が閾値以上であるか否かを判定し、映像の単位時間あたりの変化量が閾値未満であるか否かを判定することにより、前方撮影カメラ10が撮影した映像や後方撮影カメラ11が撮影した映像が渋滞中を表す映像であると特徴付けられるか否かを判定する。

ここで、制御部2は、映像を形成する画素のうち例えば周囲車両を表す特定画素が占める割合が閾値以上である旨を判定し、且つ映像の単位時間あたりの変化量が閾値未満である旨を判定すると、前方撮影カメラ10が撮影した映像や後方撮影カメラ11が撮影した映像が渋滞中を表す映像であると特徴付けられる旨を判定する(ステップS5にて「YES」)。次いで、制御部2は、車速センサ7から入力した車速を解析し(ステップS6)、車速が閾値以下であるか否かを判定する(ステップS7)。

そして、制御部2は、車速が閾値以下である旨を判定すると(ステップS7にて「YES」)、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ切替状態及びアンテナ固定状態のいずれかであるかを判定し(ステップS8)、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ切替状態である旨を判定すると(ステップS8にて「YES」)、そのアンテナ切替状態を保持し、上記したステップS1に戻り、一方、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ固定状態である旨を判定すると(ステップS8にて「NO」)、動作状態をアンテナ固定状態からアンテナ切替状態に切替え(ステップS9)、上記したステップS1に戻る。

これに対して、制御部2は、映像を形成する画素のうち例えば周囲車両を表す特定画素が占める割合が閾値以上でない旨を判定すると、或いは映像を形成する画素のうち例えば周囲車両を表す特定画素が占める割合が閾値以上であっても映像の単位時間あたりの変化量が閾値未満でない旨を判定すると、前方撮影カメラ10が撮影した映像や後方撮影カメラ11が撮影した映像が渋滞中を表す映像であると特徴付けられないと判定する(ステップS5にて「NO」)。そして、制御部2は、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ切替状態及びアンテナ固定状態のいずれかであるかを判定し(ステップS10)、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ固定状態である旨を判定すると(ステップS10にて「YES」)、そのアンテナ固定状態を保持し、上記したステップS1に戻り、一方、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ切替状態である旨を判定すると(ステップS10にて「NO」)、動作状態をアンテナ切替状態からアンテナ固定状態に切替え(ステップS11)、上記したステップS1に戻る。

また、制御部2は、前方撮影カメラ10が撮影した映像や後方撮影カメラ11が撮影した映像が渋滞中を表す映像であると特徴付けられたとしても車速が閾値以下でない旨を判定すると(ステップS7にて「NO」)、この場合も、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ切替状態及びアンテナ固定状態のいずれかであるかを判定し(ステップS10)、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ固定状態である旨を判定すると(ステップS10にて「YES」)、そのアンテナ固定状態を保持し、上記したステップS1に戻り、一方、その時点でのアンテナ切替部5の動作状態がアンテナ切替状態である旨を判定すると(ステップS10にて「NO」)、動作状態をアンテナ切替状態からアンテナ固定状態に切替え(ステップS11)、上記したステップS1に戻る。

すなわち、制御部2は、図3(a)に示すように、撮影した映像を形成する画素のうち建造物を表す特定画素が占める割合が閾値以上であると、また、図3(b)に示すように、撮影した映像を形成する画素のうち高架道路を表す特定画素が占める割合が閾値以上であると、さらに、図3(c)に示すように、撮影した映像を形成する画素のうち周囲車両を表す特定画素が占める割合が閾値以上であり、且つ映像の単位時間あたりの変化量が閾値未満であると、アンテナ切替部5の動作状態をアンテナ切替状態に切替える。

また、制御部2は、例えば大型車両に特徴付けられた画素を特定画素として設定しておくことにより、図4(a)に示すように、撮影した映像を形成する画素のうち建造物を表す特定画素が占める割合が閾値以上であると、アンテナ切替部5の動作状態をアンテナ切替状態に切替えても良い。さらに、制御部2は、例えば遠方の景色に特徴付けられた画素を特定画素として設定しておくことにより、図4(b),(c)に示すように、撮影した映像を形成する画素のうち遠方の景色を表す特定画素が占める割合が閾値以上であると、アンテナ切替部5の動作状態をアンテナ固定状態に切替えても良い。

以上に説明したように本実施形態によれば、車載通信システム1において、車両周囲の映像を処理した結果に基づいてアンテナ切替部5の動作状態をアンテナ切替状態とアンテナ固定状態との間で切替えるように構成したので、車両周囲の映像を処理した結果として自車両が電波の伝播環境が変動する頻度が大きい状況にあれば、アンテナ切替部5の動作状態をアンテナ切替状態とし、一方、車両周囲の映像を処理した結果として自車両が電波の伝播環境が変動する頻度が小さい状況にあれば、アンテナ切替部5の動作状態をアンテナ固定状態とし、自車両が電波の伝播環境が変動する頻度が大きい状況に限って必要最小限の範囲内で相互に相関が小さい複数のアンテナ8,9を切替える制御を行うことができ、しかも、そのアンテナ8,9を切替える制御にかかる負荷を抑制して軽減することができる。

本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
撮影手段は、車両前方を撮影する前方撮影カメラ10及び車両後方を撮影する後方撮影カメラ11だけに限らず、車両側方を撮影する側方撮影カメラを有していても良い。また、車両前方を撮影する前方撮影カメラが複数あっても良いし、車両後方を撮影する後方撮影カメラが複数あっても良い。
特定画素は電波の伝播環境に影響を及ぼし得る物体を特定することが可能なものであれば良い。
遠赤外線カメラを採用し、夜間などの周囲が暗い状況では遠赤外線カメラが撮影した映像を処理するようにしても良い。

本発明の一実施形態を示す機能ブロック図 フローチャート 撮影カメラが撮影した映像の例を示す図 図3相当図

符号の説明

図面中、1は車載通信システム、2は制御部(動作状態切替手段)、3は無線通信部(無線通信手段)、4は受信状態判定部(受信状態判定手段)、5はアンテナ切替部(アンテナ切替手段)、6は映像処理部(映像処理手段)7は車速センサ(車速取得手段)、8,9はアンテナ、10は前方撮影カメラ(撮影手段)、11は後方撮影カメラ(撮影手段)である。

Claims (3)

  1. 車々間通信に用いられ、相互に相関が小さい複数のアンテナと、
    前記複数のアンテナの各々で受信した電波の受信電力及び当該電波を復調した受信信号の誤り率の少なくともいずれかに基づいて電波の受信状態を判定する受信状態判定手段と、
    前記受信状態判定手段の判定結果に基づいて前記複数のアンテナのいずれかを使用アンテナとして切替可能なアンテナ切替手段と、
    前記複数のアンテナのうち前記アンテナ切替手段が使用アンテナとして切替えたアンテナにより無線通信を行う無線通信手段と、
    前記アンテナ切替手段の動作状態を前記受信状態判定手段の判定結果に基づいて前記複数のアンテナのいずれかを使用アンテナとして切替えるアンテナ切替状態と前記受信状態判定手段の判定結果に関係なく前記複数のアンテナのいずれかを使用アンテナとして固定するアンテナ固定状態との間で切替える動作状態切替手段とを備えた車載通信システムであって、
    車両周囲を撮影する撮影手段と、
    前記撮影手段が撮影した映像を処理する映像処理手段と、
    車速を取得する車速取得手段とを備え、
    前記動作状態切替手段は、前記映像処理手段の処理結果に基づいて自車両が渋滞に遭遇している旨を判定した場合には、前記車速取得手段が取得した車速に基づいて、車速が閾値以下である旨を判定すると、前記アンテナ切替手段の動作状態を前記アンテナ切替状態となるように切替え、車速が閾値以下でない旨を判定すると、前記アンテナ切替手段の動作状態を前記アンテナ固定状態となるように切替えることを特徴とする車載通信システム。
  2. 請求項1に記載した車載通信システムにおいて、
    前記動作状態切替手段は、前記映像処理手段の処理結果として前記撮影手段が撮影した映像を形成する画素のうち特定画素が占める割合を判定した判定結果に基づいて前記アンテナ切替手段の動作状態を前記アンテナ切替状態と前記アンテナ固定状態との間で切替えることを特徴とする車載通信システム。
  3. 請求項1または2に記載した車載通信システムにおいて、
    前記動作状態切替手段は、前記映像処理手段の処理結果として前記撮影手段が撮影した映像の単位時間あたりの変化量を判定した判定結果に基づいて前記アンテナ切替手段の動作状態を前記アンテナ切替状態と前記アンテナ固定状態との間で切替えることを特徴とする車載通信システム。
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