JP4872705B2 - 通信システム、通信方法、及びそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、通信方法、及びそのプログラムに係り、特に路車間通信ならびに車々間通信の機能とチャネル切替え機能とを備えた通信システム、通信方法、及びそのプログラムに関する。

道路脇やサービスエリア等に路側通信機を設置し、走行中の車に対して道路情報やコンテンツを提供するシステムが知られている。これらは通常、路側通信機の電波が到達する範囲内で車載側通信機とデータの送受信を行うものである（特許文献１参照）。

しかしながら、このようなシステムでは、路側通信機の電波が到達する範囲内に車が進入した時に初めてサービスが受けられ、路側通信機の電波が到達する範囲外の車については、道路情報や必要なコンテンツの提供サービスを受けることが出来ないという不都合が有る。
特に、路側通信機の電波が到達する範囲外の車にあっては、渋滞中、もしくは他のサービスの順番待ちの列にいる車にとっては、この待ち時間の間に特に欲しい道路情報等のサービスを得ることができず、不快感を覚えることになる。
これに対し、仮に、渋滞中の全ての車に対してサービスを提供しようとすると、結果的には全国の全ての道路に対して一定間隔で路側通信機を設置しなければならず、インフラ整備に莫大な費用が発生するという不都合がある。

この問題を解決するため、路車間通信（路側設置の通信機と走行する車両に搭載された通信機との間の通信）で用いられる路側通信機と同じ通信機能を持つ擬似路側通信機を車中に設置して、路側通信機から送信されたデータが各車両の車載側通信機と疑似路側通信機とを通して中継され、路側通信機から離れた車に対しても情報を提供した例が報告されている（特許文献２参照）。
また、自動運転システムの信頼性、安全性、円滑性を向上する目的で、車同志の通信である車々間通信と、走行する車側と路側通信機との間の通信である前述した路車間通信とを併用した例が報告されている（特許文献３参照）。

特開２００２−２３２９４８号公報 特開２００６−１６６３０７号公報 特開平１０−１０５８８０号公報

しかしながら、特許文献１に示した従来の通信システムでは、路側通信機の電波が到達する範囲内でしか通信が行われず、上述したように、路側通信機の電波が到達する範囲外に位置する車等にあっては、道路情報等のサービスを受けることが出来ない、という問題があった。

又、上述した路車間通信と車々間通信を行って相互に問題点を補完することを目的とした特許文献２の従来例では、路側通信機のインフラ整備の膨大なコストを削減することができるが、車載側通信機としては、路車間通信用の車載側通信機と車々間通信用の路側通信機と同様の擬似路側通信機とを備えねばならず、かかる点においては車載側通信機の設備のコストが増大することになって、システム全体としてはコスト削減にならず、車ユーザの負担が増すという問題があった。
特許文献３は自動運転に特化されたシステムであり、路側通信機や他の車両の位置を検知することが主目的であるという点で、情報の通信システムとは異なった技術内容となっている。そして、特許文献２の例と同様に、車々間通信用と路車間通信用の２つの通信機を車載しなければならないという不都合があった。

（発明の目的）
本発明は、かかる従来技術の有する不都合を改善し、特に、路側通信機の電波が到達する範囲外であっても、路車間通信と車々間通信の両者を有効利用することにより、走行車輌にとって必要とする広範囲の情報を入手し得ると共に、これにより道路交通上の安全性と利用者の利便性を高め得る通信システム、通信方法、及びそのプログラムを提供することを、その目的とする。

上記目的を解決するため、本発明にかかる通信システムでは、道路側部に設けられ電波が到達する範囲の通信領域を有する路側通信機と、前記通信領域内および前記通信領域外を走行する車輌に搭載された車載側通信機とを備え、前記路側通信機と前記車載側通信機との間の通信と前記車載側通信機相互間の通信とを連携させて無線通信を行う通信システムであって、
前記車載側通信機は、第１，第２の無線チャネルを含む複数の無線チャネルを介して前記路側通信機又は他の車載側通信機と通信可能に構成され、前記路側通信機からの電波の到達状況に応じて使用する無線チャネルを選択すると共に、設定しているチャネルから異なるチャネルに切換える場合、設定中のチャネルで通信相手にチャネル切換えを通知した後にチャネルを切換えるように構成したことを特徴とする。

これにより、例えば第１の無線チャネルをインフラ通信用チャネルとし、第２の無線チャネルをアドホック通信用チャネルとすると、路側通信機に基地局、固定局を含めたインフラネットワーク構成の通信と、車載側通信機間でデータを無線通信で伝送して行うアドホックネットワークによる通信との既成のネットワーク構成方法を用いて路車間通信及び車々間通信を行うことができるので、通信用ソフトや通信用の使用部品を低廉に実現することができる。

ここで、前記車載側通信機は、階層化された通信機で構成される無線通信方式で用いられる前記第１の無線チャネルと、相互の直接通信で構成される無線通信方式に用いられる第２の無線チャネルとの、２つの異なる無線チャネルを介して、前記路側通信機又は他の車載側通信機と相互通信可能に構成してもよい。
これにより、二つの異なった無線チャネルを用いて路車間通信と車々間通信とを行い、無線通信領域が変わったときはチャネルを変更して通信を続けることができるので、より安定した信頼性の高い通信システムを実現することが可能となる。

又、前述した路側通信機は、前記車載側通信機が前記第１の無線チャネルの通信領域内に位置していない場合には、前記第２の無線チャネルで定期的に路側情報を送信するように構成してもよい。
更に、前述した路側通信機の前記通信領域外では、前記車載側通信機は他の車載側通信機とは相互に前記第２の無線チャネルで直接通信を行うと共に、前記路側通信機の前記通信領域内では、前記車載側通信機は他の車載側通信機とは前記第１の無線チャネルで前記路側通信機を中継して通信を行うようにしてもよい。

更に、前述した車載側通信機は、前記第２の無線チャネルで前記車載側通信機相互間の直接通信中に前記路側通信機から路側情報を受信した場合又は通信相手の他の車載側通信機から無線チャネル切換え通知を受信した場合には、無線チャネル切換えの可否を判断する構成としてもよい。

又、前記第１の無線チャネルがインフラ通信用のチャネルとして複数用意されている場合には、前記車載側通信機は、前記第２の無線チャネル経由で前記路側通信機から通知される路側情報に基づき、その路側通信機と通信可能なチャネルとして複数の前記インフラ通信用無線チャネルの中の何れか１つを選択する構成としてもよい。

更に、前述した路側通信機は、前記走行車輌が備えている車載側通信機に対して位置情報や無線チャネル等の路側情報を送信する路側無線部と、前記路側情報を予め格納すると共に前記路側無線部で選択使用される無線チャネルを選択しその情報を出力する路側情報提供部と、この路側情報提供部からの無線チャネル選択情報に基づいて前記路側無線部における路側無線チャネルを選択設定しこれに基づいて路側無線部の動作を規制する路側制御部とを備えていることを特徴とする。

更に、前述した車載側通信機は、無線信号の受信又は送受信を実行すると共に前記路側通信機又は他の車載側通信機からの受信データを入力する車載無線部と、この車載無線部で受信される受信データを予め装備された外部接続部へ送り出すと共に前記車載無線部における無線チャネルの切換えに際してはその切換え動作を制御する車載制御部と、前記受信データにおける前記路側通信機からの路側情報および他の車載側通信機からの無線チャネル切換え通知等に基づいて前記車載無線部での使用無線チャネルの可否を判定すると共に判定信号および無線チャネル切換え信号を出力する無線チャネル選択情報判定部とを備えている。

そして、前述した車載制御部が、前記無線チャネル選択情報判定部から出力される判定信号および無線チャネル切換え信号に基づいて前記車載無線部における無線チャネルの切換え動作を制御する無線チャネル切換え制御機能（車載チャネル切換え手段）を備える、という構成を採っている。
このため、これによると、チャネル選択を情報判定部の判断に基づいて成し得るので、チャネル切換えを周囲の通信環境に対応して安定した状態で確実に実行し得るという利点がある。

ここで、前述した路側無線部は、主として路車間通信に用いられる第１の無線チャネルを用いて前記車載側通信機と無線通信を行う路側第１チャネル通信手段と、主として車々間通信に用いられる第２の無線チャネルを用いて前記車載側通信機と無線通信を行う路側第２チャネル通信手段とを有し、この内、前述した路側制御部は、前記路車間通信に際して前記路側第１チャネル通信手段と路側第２チャネル通信手段のいずれかを選択設定する路側無線チャネル選択手段を有するという構成とした。
このため、路側制御部に制御されて確実に切換え制御を成し得るという利点がある。

又、前述した車載無線部は、主として車々間通信に用いられる第１の無線チャネルを用いて前記車載側通信機と無線通信を行う車側第１チャネル通信手段と、主として車々間通信に用いられる第２の無線チャネルを用いて前記車載側通信機と無線通信を行う車側第２チャネル通信手段とを有し、
前述した車側制御部は、前記路車間通信に際して前記車側第１チャネル通信手段と車側第２チャネル通信手段のいずれかを選択設定する車側無線チャネル選択手段を有するようにしてもよい。

更に、前述した路側通信機については、前記複数の無線チャネルを介して車載側通信機と通信可能に構成され、階層化された通信機で構成される無線通信方式で用いられる前記第１の無線チャネル及び相互の直接通信で構成される無線通信方式に用いられる第２の無線チャネルの二つの異なる無線チャネルを介して、前記車載側通信機との通信を可能とする構成としてもよい。

又、上記目的を達成するため、本発明にかかる車載側通信機は、車輌に搭載され無線通信を行う車載側通信機であって、
道路側部に設けられ電波が到達する範囲の通信領域を有する路側通信機との通信と、他車両が備えている車載側通信機との相互間の通信とを、複数の無線チャネルを介して通信可能に構成され、
前記路側通信機からの電波の到達状況に応じて使用する無線チャネルを選択すると共に、予め設定しているチャネルから異なるチャネルに切換える場合には設定中のチャネルで通信相手にチャネル切換えを通知した後にチャネルを切換えるように構成したことを特徴とする。

又、上記目的を達成するため、本発明にかかる通信方法では、道路側部に設けられ電波が到達する範囲の通信領域を有する路側通信機と、前記通信領域内および前記通信領域外を走行する車輌に搭載された車載側通信機とを備え、前記路側通信機と前記車載側通信機との間の通信と前記車載側通信機相互間の通信とを連携させて無線通信を行う通信システムにあって、
前記車載側通信機としては第１，第２の無線チャネルを含む複数の無線チャネルを介して通信可能に構成されたものが使用されると共に、前記路側通信機の電波の到達状況に応じて使用する無線チャネルを、前記車載側通信機が前記第１又は第２の無線チャネルの何れか一方を選択する使用チャネル選定工程と、
使用しているチャネルから異なるチャネルに切換える場合、前記車載側通信機が設定中のチャネルで通信相手にチャネル切換えを通知するチャネル切換え通知工程と、
このチャネル切換えを通信相手に通知した後に当該チャネルの切換えを、前記車載側通信機が実行するチャネル切換え実行工程とを備える、という構成を採っている。
このようにすると、車載側通信機は他の車載側通信機又は前記路側通信機との相互間での切換え通信を効率よく実行することが可能となる。

ここで、前述した車載側通信機による使用チャネル選定工程の実行に先立って、
前記車載側通信機が前記通信領域内に位置していない場合に、前記路側通信機は前記第２の無線チャネルを用いて定期的に路側情報を送信する路側情報送信工程、を設けた構成としてもよい。

又、前述した使用チャネル選定工程では、
前記路側通信機の前記通信領域外では、前記車載側通信機による前記路側通信機および他の車載側通信機との通信は、前記第２の無線チャネルを直接通信用として選定し、
前記路側通信機の前記通信領域内では、前記車載側通信機による前記路側通信機および他の車載側通信機との通信は、前記第１の無線チャネルを直接通信用として選定するように構成してもよい。

更に、上記目的を達成するため、本発明にかかる通信処理プログラムでは、道路側部に設けられ電波が到達する範囲の通信領域を有する路側通信機と、前記通信領域内および前記通信領域外を走行する車輌に搭載された車載側通信機とを備え、前記路側通信機と前記車載側通信機との間の通信と前記車載側通信機相互間の通信とを連携させて無線通信を行う通信システムにあって、
前記車載側通信機としては第１，第２の無線チャネルを含む複数の無線チャネルを介して通信可能に構成されたものが使用されており、前記路側通信機の電波の到達状況に応じて使用する無線チャネルを、前記第１又は第２の無線チャネルの何れか一方を選択する使用チャネル選定処理機能、
前記選定処理により選定され使用しているチャネルから異なるチャネルに切換える場合、設定され通話中のチャネルで通信相手にチャネル切換えを通知するチャネル切換え通知処理機能、
および前記チャネルの切換えを通信相手に通知した後に当該チャネルの切換えを、実行するチャネル切換え処置機能、
を設け、これらを前記車載側通信機が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする。

本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、通信領域の大きさの異なる二つのチャネルを用い、車両の移動によって生まれる通信状況の変化に対応してチャネルを切り換え得るようにしたので、路側通信機の無線通信領域から外れたところでも他の車両に搭載された車載側通信を介して路側情報を確実に取り込むことができ、更に、チャネルを切換えに際しては設定中のチャネルで通信相手にチャネルの切換えを通知した後にチャネル切換えを実行するようにしたので、路側情報を確実に取り込むと共に当該チャネル切り換え後に当該切り換えたチャネルで相互に通信を継続することも可能となり、これがため、道路交通の安全性や車両利用者の利便性を高めることができるという優れた通信システム、通信方法、及びそのプログラムを提供することができる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照にして詳細に説明する。
この実施形態の全体を説明するに際し、まず最初に、本実施形態における要部を説明し、その後に具体的な構成を説明する。

図１において、本実施形態における通信システム（車輌用通信システム）は、道路側部に設けられ狭域の通信領域を有する複数の路側通信機１と、前述した通信領域を通過しつつ走行する車両に搭載された車載側通信機２（２Ａ）とを備え、前記路側通信機１と前記車載側通信機２（２Ａ）との間の通信である路車間通信および前記車載側通信機相互間の通信である車々間通信（直接通信）を連携させることによって無線通信を成し得るように構成されている。
ここで、車載側通信機２と他の車載側通信機２Ａとは、本実施形態では同一に構成されているので、必要な場合以外は車載側通信機２で表するものとする。

上述した路側通信機１および車載側通信機２は、前記路車間通信及び車々間通信（直接通信）のいづれの場合でも、それぞれ第１および第２の二つの無線チャネルを介して相互通信可能に構成され、且つ前記車載側通信機１は、一方から他方へのチャネル切換えに際しては、当該通信中の無線チャネルで通信相手にチャネル切換えを通知した後に当該チャネル切換えを実行するように構成されている。

これにより、例えば第１の無線チャネルをインフラ通信用チャネルとし、第２の無線チャネルをアドホック通信用チャネルとすると、路側通信機１に基地局や固定局を含めた（階層化された）インフラネットワーク構成の通信と、車載側通信機２相互間でデータを無線通信で伝送して行うアドホックネットワークによる通信との既成のネットワーク構成方法を用いて路車間通信及び車々間通信を行うことができるので、通信用ソフトや通信用の使用部品を低廉に実現することができる。
又、これによると、路側通信機１で通信チャネルを切替えて通信を実行することができ、同一の路側通信機１で２つの通信チャネルを用いて路車間通信と車々間通信を行うことができるので、通信の提供エリアをより広範囲にすると共に、アプリケーションソフトの開発コストや通信機器コスト等を低減してユーザ負担を低減することが可能となる。

ここで、本実施形態では、前述したように、第１の無線チャネルをインフラ通信用チャネルとし、前記第２の無線チャネルをアドホック通信用チャネルとした。これにより、二つの異なった無線チャネルを用いて路車間通信と車々間通信とを行い、無線通信領域が変わったときは確実にチャネルを変更して通信を続けることができるので、より安定した信頼性の高い車載側通信システムを実現することが可能となる。

上述した路側通信機１は、前記路車間通信に際しては第１の無線チャネルであるインフラ通信用チャネルを使用するように構成すると共に、周辺の前記車載側通信機２に定期的に路側情報を送信するに際しては前記二つの無線チャネルの何れか一方を選択して送信するようになっている。
又、前述した車載側通信機２は、車々間通信に際しては第２の無線チャネルであるアドホック通信用チャネルを使用するように構成されている。また、前記路側通信機１は前記アドホック通信用チャネルに当該路側情報を定期的に発信するように構成されている。

ここで、インフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）が複数用意されている場合には、アドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）経由で路側通信機から通知される路側情報に基づき、その路側通信機と通信可能なチャネルとして複数の前記インフラ通信用チャネルの中のいずれか１つを選択するようにすることができる。
これにより、インフラ通信用チャネルとして通信状態によってより安定なチャネルを選択して通信を行うことができるので、さらに安定した信頼性の高い車載側通信システムを実現することが可能となる。

更に、前述した車載側通信機２は、前記アドホック通信用チャネルで車々間通信中に前記路側通信機１から路側情報を受信した場合又は他の車載側通信機２Ａからチャネル切換え通知を受信した場合には、チャネル切換え可否を判断すると共にチャネル切換えの実行に際しては周辺の車載側通信機にチャネル切換えを通知した後にインフラ通信用チャネルへのチャネル切換えを実行するように構成されている。

又、前述した路側通信機１は、図２に示すように、前記走行車輌が備えている車載側通信機２に対して位置情報や無線チャネル等の路側情報を送信する路側無線部１３と、前記路側情報を予め格納すると共に前記路側無線部１３で選択使用される無線チャネルを選択しその情報を出力する路側情報提供部１２と、この路側情報提供部１２からの無線チャネル選択情報に基づいて前記路側無線部１３における路側チャネルを選択設定しこれに基づいて当該路側無線部１３の動作を規制する路側制御部１１とを備えている。

更に、前述した車載側通信機２は、図４に示すように、無線信号の受信又は送受信を実行すると共に前記路側通信機１又は他の車載側通信機２Ａからの受信データを入力する車載無線部２３と、この車載無線部２３で受信される受信データを予め装備された外部接続部２４へ送り出すと共に前記車載無線部２３における無線チャネルの切換えに際しては当該切換え動作を制御する車載制御部２１と、前記受信データにおける前記路側通信機１からの路側情報および他の車載側通信機２からのチャネル切換え通知等に基づいて前記車載無線部２３での使用チャネルの可否を判定すると共に当該判定信号およびチャネル切換え信号を出力するチャネル選択情報判定部２２とを備えている。

そして、前述した車載制御部２１は、前記チャネル選択情報判定部２２から出力される判定信号およびチャネル切換え信号に基づいて前記車載無線部２３における無線チャネルの切換え動作を制御するチャネル切換え制御機能（車載チャネル切換え手段２１１）を備えている。
このため、これによると、チャネル選択を情報判定部２２の判断に基づいて成し得るので、チャネル切換えを周囲の通信環境に対応して安定した状態で確実に実行し得るという利点がある。

ここで、前述した路側無線部１３は、図２に示すように、主として路車間通信に用いられる第１の無線チャネルを用いて前記車載側通信機２と無線通信を行う路側第１チャネル通信手段１３１と、主として車々間通信に用いられる第２の無線チャネルを用いて前記車載側通信機２と無線通信を行う路側第２チャネル通信手段１３２とを備えている。前述した路側制御部１１は、前記路車間通信に際して前記路側第１チャネル通信手段１３１と路側第２チャネル通信手段１３２のいずれかを選択設定する路側チャネル選択手段１１１を備えている。

又、前述した車載無線部２３は、図４に示すように、主として車々間通信に用いられる第１の無線チャネルを用いて他の車載側通信機２Ａと無線通信を行う車載側第１チャネル通信手段２３１と、主として車々間通信に用いられる第２の無線チャネルを用いて他の車載側通信機と無線通信を行う車載側第２チャネル通信手段２３２とを備えている。前述した車側制御部２１は、前記路車間通信に際して前記車載側第１チャネル通信手段２３１と車載側第２チャネル通信手段２３２のいずれかを選択設定する車側チャネル選択手段２１１を備えている。

ここで、前述した第１の無線チャネルであるインフラ通信用チャネルは、通信機が親局、基地局、子局というように階層化された構成を有する無線通信方式で用いられるチャネルである。又、第２の無線チャネルであるアドホック通信用チャネルは、例えば、無線ＬＡＮで結ばれた子機同士のように相互の直接通信で構成される通信方式に用いられるチャネルである。

路側通信機１は、前述したように、車載側通信機２に対して無線信号の送受信を行う路側無線部１３と、この路側通信機１の信号の流れを制御すると共に路側無線部１３の無線通信のために無線周波数チャネルを設定する路側制御部１１と、この路側通信機１が設置された位置や使用する無線周波数チャネルなどの路側情報を保持し路側情報データを出力する路側情報提供部１２とを備えて構成されている。
更に、この路側通信機１には、路側のアプリケーションシステム、インフラネットワーク、ＧＰＳや各種のセンサなどの外部装置と接続できる路側通信機外部接続部１４が併設されている。

一方、車載側通信機２は、上述したように、路側通信機１或いは他の車載側通信機２Ａとの間で無線信号の送受信を行う車載無線部２３と、この車載側通信機２の信号の流れを制御すると共に車載無線部２３に対して無線周波数チャネルを設定する車載制御部２１と、路側通信機１や他の車載側通信機２からのチャネル選択情報を基に使用すべき無線周波数チャネルを判定するチャネル選択情報判定部２２とを備えて構成されている。
また、車載側通信機２には、車載アプリケーションシステムやＧＰＳや車載の各種のセンサなどの外部装置と接続できる車載側通信機外部接続部２４が設けられている。

次に、上述した路側通信機１の各構成部分について、その機能を詳細に説明する。
図１及び図２において、路側通信機１の路側制御部１１は、路側アプリケーションシステムやインフラネットワークなどの路側通信機側外部接続部１４から路側通信機入力データを入力し、路側情報提供部１２に対して路側情報設定信号を出力し、その路側通信機１の位置情報や使用する無線周波数チャネルなどを含めた路側情報を設定する。
ここで、路側通信機外部接続部１４から入力される路側通信機入力データには、例えば天候、気温、湿度、雨量や積雪などの気象情報や道路の渋滞情報、関連地域の地震や火事などの災害情報、行き先までの所要時間情報、ニュースや行き先の観光情報やコマーシャル情報などが含まれてもよい。

又、路側情報提供部１２は、前述した路側制御部１１に対して路側情報通知を出力すると共に、その路側情報通知を送信するチャネルを選択するための路側情報送信先選択信号を出力する。
路側制御部１１は、前述した路側通信機側外部接続部１４より供給される路側通信機入力データおよび路側情報提供部１２より供給される路側情報通知に基づいて、無線を介して車載通信機２に提供するための情報としての送信データを路側無線部１３に対して出力する。また、この路側制御部１１は、路側チャネル選択手段１１１を備えており、路側情報提供部１２より供給される路側情報送信先選択信号に基づいて、この路側チャネル選択手段１１１から、前記送信データを送信する無線周波数チャネルを設定するチャネル設定信号を出力する。

路側無線部１３は、インフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）を用いて路車間通信を行う路側第１チャネル通信手段１３１と、アドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）を用いて路車間通信を行う路側第２チャネル通信手段１３２とを備えていて、路側制御部１１より供給される送信データを無線信号に変換し、路側チャネル選択手段１１１から送られるチャネル設定信号で設定される無線周波数チャネルで通信を行う通信手段１３１又は１３２のいずれかを用いて無線送信信号を出力する。

また、路側無線部１３は、路側制御部１１からのチャネル設定信号により設定された無線周波数チャネルを用いる通信手段１３１又は１３２のいずれかを用いて無線受信信号を受信し、路側制御部１１に対して受信データを出力する。
路側制御部１１は、路側無線部１３の通信手段１３１又は１３２のいずれかから受信データを受け、路側通信機外部接続部１４に対して受信データを含む路側通信機出力データを出力する。

次に、上述した路側通信機１におけるチャネル選択動作を、図３のフローチャートを参照して説明する。

まず、路側通信機１は、路車間通信に際し、予め併設された前記外部接続部１０からの入力データに基づいて位置情報や使用する周波数チャネル等の路側情報を前述した路側制御部１１を介して路側情報提供部１２に設定する（ステップＳ１００：路側情報設定工程）。次に、この路側情報提供部１２に設定された路側情報、および送信時に使用する無線チャネルを選択するためのチャネル選択信号とを路側制御部１１に向けて送り込む。路側通信機１は、図３に示すように、路側制御部１１の路側チャネル選択手段１１１によって路側無線部１３の路側第１チャネル通信手段１３１を選択し（ステップＳ１０１：チャネル選択工程）、第１の無線チャネルであるインフラ通信用チャネルを用いて路車間通信を開始する（ステップＳ１０２）。

ここで、前述した路側通信機１からは周辺の車載側通信機２に対して定期的に路側情報を送信するようになっており、そのタイミングについて判断するようになっている（ステップＳ１０３）。送信する時でない場合は、ステップＳ１０２に戻ってそのままインフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）で受信信号を待つ。

路側通信機１から路側情報を送信する際には、送信するチャネルを選択した後に送信する（ステップＳ１０４）。この場合、路側通信機１から定期的な路側情報を送信する場合などインフラ通信用チャネルを選択する場合には、そのままのインフラ通信用チャネルで送信する（ステップＳ１０７：路側情報を発信工程）。

又、路側通信機１の通信領域外にある車載側通信機２に送信する場合など路側通信機１の路側情報をアドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）経由で送信する場合には、ステップＳ１０５で路側制御部１１の路側チャネル選択手段１１１により、路側無線部１３の路側第２チャネル通信手段１３２を選択し、その後にアドホック通信用のチャネルを用いて路側情報を送信する（ステップＳ１０６：路側情報を発信工程）。
送信後はステップＳ１０１に戻って路側第１チャネル通信手段１３１を選択して通信をインフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）に戻し、引き続き路車間通信を行う。

ここで、上記各工程については、その実行内容をプログラム化し路側通信機１が予め備えているコンピュータに実行させるように構成してもよい。
これにより、路側通信機１から送信される路側情報によって車載側通信機２に路側通信機１の電波の到達範囲にあるかどうかを認識させ、車両位置の変化などに伴う無線通信状況の変化に応じて２つの異なったチャネルを使い分けた路車間通信を路側通信機１に実行させることが可能な路側通信機１のコンピュータ用のプログラムを提供することができる。
このようにしても、上述した実施形態と同等の効果を得ることができる。

次に、上述した車載側通信機２の各構成部分について、その機能および動作を詳細に説明する。
図１及び図４において、車載無線部２３は、車載制御部２１の車載チャネル選択手段２１１からのチャネル設定信号により、車載側第１チャネル通信手段２３１又は車載側第２チャネル通信手段２３２のいずれかを選択して、これらの通信手段２３１又は２３２が用いるチャネルで無線受信信号を受信し、車載制御部２１に対して受信データを出力する。

車載制御部２１は、車載無線部２３からの受信データを受けて取込む共に（受信データ取込み制御工程）、車載側通信機２の外部接続部２４に対して路側通信機出力データを出力する。又、この車載制御部２１は、前述したように受信データを受けると共に、路側通信機１からの路側情報や他の車載側通信機２からのチャネル切り替え通知に基づいてチャネル選択の判断をするためのチャネル選択情報を、チャネル選択情報判定部２２に出力する。

前述したチャネル選択情報判定部２２では、チャネル選択情報に基づいてどのチャネルを使用するかを判定し（チャネル選択判定工程）、チャネル選択情報判定信号およびチャネル切り替え通知を出力する。

車載制御部２１は、車載側通信機２側の外部接続部２４より供給される車載側通信機入力データおよびチャネル選択情報判定部２２より供給されるチャネル切換え通知をもとに、無線チャネルを介して路側通信機１又は他の車載送信機２に提供するための情報として送信データを車載無線部２３に対して出力する。
又、車載制御部２１は、チャネル選択情報判定部２２より供給されるチャネル選択情報判定信号に基づいて、前記送信データを送信する無線周波数チャネルを切換え設定するためのチャネル設定信号を生成し出力する（チャネル設定信号生成工程）。

更に、車載無線部２３は、車載制御部２１より供給される送信データを無線信号に変換し、生成されたチャネル設定信号によって設定された無線チャネルにて他の車載側通信機２Ａ又は路側通信機１に向けて無線送信信号を発信する（送信データ発信工程）。
ここで、上記各工程については、その実行内容をプログラム化し路側通信機１が予め備えているコンピュータに実行させるように構成してもよい。このようにしても、上述した実施形態と同等の効果を得ることができる。

次に、上述した車載側通信機２におけるチャネル選択動作を、図５のフローチャートを参照して説明する。
前述した車載側通信機２は、通常、車載無線部２３の車載第２チャネル通信手段２３２を選択してアドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）を用いて車々間通信（直接通信）を行う（ステップＳ２０１、ステップＳ２０２：車々間通信開始工程）。そして、路側通信機１からアドホック通信用チャネル経由で路側情報を受信した場合、或いは他の車載側通信機２Ａからチャネル切り替え通知を受信した場合には（ステップＳ２０３）、チャネルの切換え可否を判断し（ステップＳ２０４：チャネル切換え判断工程）、切り替える場合には周辺の車載側通信機２にチャネル切り替え通知を送信した後に（ステップＳ２０５）、車載第１チャネル通信手段２３１を選択してインフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）に切り替える（ステップＳ２０６：チャネル切換え実行工程）。

更に、インフラ通信用チャネルにて路車間通信している際に（ステップＳ２０７）、路側通信機１から定期的に送信される路側情報が受信できなくなった場合には、チャネル切り替え通知を送信した後に（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０１に戻って第２の無線チャネル（アドホック通信用チャネル）切り替える（第２のチャネル切換え工程）。
また、他の車載側通信機２Ａからチャネル切り替え通知を受信し、インフラ通信用チャネルに切り替えて車々間通信している際に（ステップＳ２０７）通信相手の車載側通信機２からチャネル切り替え通知を受信した場合には（ステップＳ２０８）チャネル切り替え通知を送信した後に（ステップＳ２０９）、アドホック通信用チャネルに切り替える（ステップＳ２０１）。

ここで、上記各工程については、その実行内容をプログラム化し車載側通信機２が予め備えているコンピュータに実行させるように構成してもよい。
このようにしても、上述した実施形態と同等の効果を得ることができる。

以上のような構成と動作により、車載側通信機２を搭載した車両が路側通信機１の設置されていない場所を走行中は、その車両に搭載された前記車載側通信機２はアドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）を使用し、他の車両の車載側通信機２と車々間通信（直接通信）を行って必要とする情報を入手することができる。
一方、道路沿いなどに設置される路側通信機１はアドホック通信用チャネルを介してその路側情報を図１に示す路側無線部１３から定期的に発信する。走行中の車両が路側通信機１からの路側情報を車載側通信機２で受信すると、その路側通信機１と通信可能なエリア内にいることが認識され、これにより、インフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）に切り替えて通信することができる。

ここで、チャネル切り替えを行う際には、その車両が他の車両との車々間通信用チャネルにて通信中で、その通信を継続する必要がある場合などのために、インフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）に切り替えることを他の車両に対してアドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）経由で通知した上で、チャネルを切り替えるようにする。
又、アドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）にて車々間通信（直接通信）中に、通信相手の車載側通信機２からチャネル切り替え通知を受信し、引き続きその車載側通信機２と通信したい場合には、アドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）経由でチャネル切り替え通知を送信した後にインフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）に切り替えることにより、路側通信機１経由で車両相互間の通信を行うことができる。

更に、車載側通信機２がインフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）にて路側通信機１と路車間通信をする場合には、路側通信機１の路側無線部１３から定期的に送信される路側情報を車載側通信機２の車載無線部２３が確認し、路側情報が途絶した場合には車載制御部２１が稼働しインフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）経由でチャネル切り替え通知を送信した後にアドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）に切り替える。
又、車載側通信機２がインフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）にて車々間通信中に通信相手の車載側通信機２からチャネル切り替え通知を車載無線部２３が受信した場合には車載制御部２１が稼働し、インフラ通信用チャネル（第１の無線チャネル）経由でチャネル切り替え通知を送信した後にアドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）に切り替える。

又、本実施形態における車輌用通信システムでは、前述したように、車両が路側通信機１の設置されていない場所を走行中は、その車両に搭載された車載側通信機２はアドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）を使用して他の車両の車載側通信機２と車々間通信（直接通信）を行い、一方、道路沿いなどに設置される路側通信機１はアドホック通信用チャネル（第２の無線チャネル）にその路側情報を定期的に発信する。

このように、本実施形態における通信システム（車輌通信システム）は、前述したように第１の無線チャネルをインフラ通信用チャネルとし、前記第２の無線チャネルをアドホック通信用チャネルとしたので、二つの異なった無線チャネルを用いて路車間通信と車々間通信とを行い、無線通信領域が変わったときはチャネルを変更して通信を続けることができるので、より安定した信頼性の高い通信システム（車輌通信システム）を実現することが可能となる。
即ち、路側通信機で通信チャネルを切換えて通信を実行することができ、且つ同一の路側通信機で２つの通信チャネルを用いて路車間通信と車々間通信を行うことができ、これにより、通信の提供エリアをより広範囲にすることが可能となる。

このため、道路交通の安全性あるいはドライバーや同乗車への利便性を向上させるサービスが提供される際に、路車間通信と車々間通信のサービス提供エリアを互いに補完させることができ、安全性や利便性及び通信の信頼性を一層向上させるこが可能になる。また、路車間通信と車々間通信とを連携させて構築、運用することで、アプリケーションソフトの開発コストや通信機器コスト等を低減することが可能となる。

上述したように、本発明は、走行中の車両と固定局間の通信、走行中の車両相互の通信を行うシステムに広く応用が可能であり、車両の走行制御に関する情報や気象情報、渋滞情報などを車両間で共有したり、進行方向前方の情報を後続車に伝えたり、安全運転や自動運転制御に利用したりすることが可能なので、自動車業界、高速道路などの道路交通業界などの広い分野において利用の可能性が高い。

本発明にかかる通信システムの一実施形態の構成を示すブロック図である。 図１に示す実施形態にあって路側通信機部分の詳細ブロック図である。 図１に示す実施形態にあって路側通信機のチャネル選択動作を示すフローチャートである。 図１に示す実施形態にあって車載側通信機部分の詳細ブロック図である。 図１に示す実施形態にあって車載側通信機のチャネル選択動作を示すフローチャートである。

１ 路側通信機
２，２Ａ 車載側通信機
１１ 路側制御部
１２ 路側情報提供部
１３ 路側無線部
２１，２１Ａ 車載側制御部
２２，２２Ａ チャネル選択情報判定部
２３，２３Ａ 車載側無線部
１１１ 路側チャネル選択手段
１３１ 路側第１チャネル通信手段
１３２ 路側第２チャネル通信手段
２１１ 車載側チャネル選択手段
２３１ 車載側第１チャネル通信手段
２３２ 車載側第２チャネル通信手段

Claims (3)

1. 道路側部に設けられ電波が到達する範囲の通信領域を有する路側通信機と、前記通信領域内および前記通信領域外を走行する車輌に搭載された車載側通信機とを備え、
   前記路側通信機と前記車載側通信機との間の通信と前記車載側通信機相互間の通信とを連携させて無線通信を行う通信システムであって、
   前記車載側通信機は、階層化された通信機で構成される無線通信方式で用いられるインフラ通信用チャネルと、相互の直接通信で構成される無線通信方式に用いられるアドホック通信用チャネルとを介して前記路側通信機又は他の車載側通信機と通信可能に構成され、他の車載側通信機と前記アドホック通信用チャネルを介して通信中に、前記路側通信機から前記アドホック通信用チャネルを介して路側情報を受信した時、前記アドホック通信用チャネルから前記インフラ通信用チャネルに切換え、前記路側通信機と前記インフラ通信用チャネルを介して通信中に、前記路側通信機から前記インフラ通信用チャネルを介して前記路側情報を受信しなくなった時に、前記インフラ通信用チャネルから前記アドホック通信用チャネルに切換えると共に、設定しているチャネルから異なるチャネルに切換える場合、設定中のチャネルで通信相手の他の車載側通信機にチャネル切換えを通知した後にチャネルを切換えるように構成したことを特徴とする通信システム。
2. 道路側部に設けられ電波が到達する範囲の通信領域を有する路側通信機と、前記通信領域内および前記通信領域外を走行する車輌に搭載された車載側通信機とを備え、前記路側通信機と前記車載側通信機との間の通信と前記車載側通信機相互間の通信とを連携させて無線通信を行う通信システムにあって、
   前記車載側通信機としては階層化された通信機で構成される無線通信方式で用いられるインフラ通信用チャネルと、相互の直接通信で構成される無線通信方式に用いられるアドホック通信用チャネルとを介して通信可能に構成されたものが使用されると共に、
   前記車載側通信機が、他の車載側通信機と前記アドホック通信用チャネルを介して通信中に、前記路側通信機から前記アドホック通信用チャネルを介して路側情報を受信した時、前記アドホック通信用チャネルから前記インフラ通信用チャネルに切換え、前記路側通信機と前記インフラ通信用チャネルを介して通信中に、前記路側通信機から前記インフラ通信用チャネルを介して前記路側情報を受信しなくなった時に、前記インフラ通信用チャネルから前記アドホック通信用チャネルに切換える使用チャネル選定工程と、
   使用しているチャネルから異なるチャネルに切換える場合、前記車載側通信機が設定中のチャネルで通信相手の他の車載側通信機にチャネル切換えを通知するチャネル切換え通知工程と、
   このチャネル切換えを通信相手に通知した後に当該チャネルの切換えを、前記車載側通信機が実行するチャネル切換え実行工程とを含んで構成したことを特徴とする通信方法。
3. 道路側部に設けられ電波が到達する範囲の通信領域を有する路側通信機と、前記通信領域内および前記通信領域外を走行する車輌に搭載された車載側通信機とを備え、前記路側通信機と前記車載側通信機との間の通信と前記車載側通信機相互間の通信とを連携させて無線通信を行う通信システムにあって、
   前記車載側通信機としては階層化された通信機で構成される無線通信方式で用いられるインフラ通信用チャネルと、相互の直接通信で構成される無線通信方式に用いられるアドホック通信用チャネルとを介して通信可能に構成されたものが使用されており、
   他の車載側通信機と前記アドホック通信用チャネルを介して通信中に、前記路側通信機から前記アドホック通信用チャネルを介して路側情報を受信した時、前記アドホック通信用チャネルから前記インフラ通信用チャネルに切換え、前記路側通信機と前記インフラ通信用チャネルを介して通信中に、前記路側通信機から前記インフラ通信用チャネルを介して前記路側情報を受信しなくなった時に、前記インフラ通信用チャネルから前記アドホック通信用チャネルに切換える使用チャネル選定処理機能、
   前記選定処理により選定され使用しているチャネルから異なるチャネルに切換える場合、設定され通話中のチャネルで通信相手の他の車載側通信機にチャネル切換えを通知するチャネル切換え通知処理機能、
   および前記チャネルの切換えを通信相手に通知した後に当該チャネルの切換えを、実行するチャネル切換え処置機能、
   を設け、これらを前記車載側通信機が備えているコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする通信処理プログラム。

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