JP4916897B2 - 車両の通信装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の通信装置に関する。

従来、例えば車車間通信により他車両から緊急情報を受信した際に、無線通信用の基地局への通信が可能であれば受信した緊急情報を無線通信用の基地局へ送信し、無線通信用の基地局への通信が不可能であれば受信した緊急情報を他の他車両へ送信する通報システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−３６１８５号公報

しかしながら、上記従来技術の一例に係る通報システムによれば、他車両から緊急情報を受信した全ての車両毎に、受信した情報を基地局へ送信あるいは他の他車両へ中継すると、例えば重複した情報の伝達等によって、通信網内において輻輳が生じてしまう虞がある。
また、このような問題に対して、例えば複数の車両同士の相対的な位置に基づき情報の伝達経路を設定して通信効率を向上させる場合には、車両同士の相対的な位置が頻繁に変化すると、情報の伝達経路を設定するための処理が煩雑となり、情報の伝達に遅延が生じてしまうという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自車両の外部から受信した情報を適切に中継することが可能な車両の通信装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る車両の通信装置は、自車両の外部に情報を送信する送信手段（例えば、実施の形態での通信部１１）と、前記自車両の外部の送信元から情報を受信する受信手段（例えば、実施の形態での通信部１１）と、前記自車両の位置を検出する自車位置検出手段（例えば、実施の形態での車両状態センサ１２およびナビゲーション装置１４）と、前記自車位置検出手段により検出された前記自車両の位置の情報を、前記送信手段によって外部に送信される情報に付加する自車位置情報付加手段（例えば、実施の形態での情報制御部２１および位置情報付加部３０）と、前記受信手段により前記送信元から受信されて前記自車位置情報付加手段によって前記自車両の位置の情報が付加された情報を、前記送信手段によって外部に中継する中継手段（例えば、実施の形態での情報制御部２１）と、前記受信手段により受信された情報から前記送信元の位置を検出する送信元位置検出手段（例えば、実施の形態での送信元位置検出部２３）と、前記自車位置検出手段により検出された前記自車両の位置と、前記送信元位置検出手段により検出された前記送信元の位置とに基づき、前記自車両と前記送信元との相対距離を検出する相対距離検出手段（例えば、実施の形態での相対距離検出部２６）と、前記相対距離検出手段により検出された前記相対距離に基づき、前記中継手段による前記中継を実行するか否かを判定する中継判定手段（例えば、実施の形態での中継判定部２９）とを備え、前記中継判定手段は、前記相対距離が所定の判定閾値未満である場合には、前記中継手段による前記中継の実行を禁止し、前記相対距離が前記判定閾値以上である場合には、前記中継手段による前記中継の実行を許可し、前記中継手段は、前記中継判定手段により前記中継の実行が許可された場合には、前記受信手段により受信された情報に付加されている前記送信元の位置に係る位置情報を前記自車位置検出手段により検出された前記自車両の現在位置に係る位置情報によって置換する。

さらに、本発明の第２態様に係る車両の通信装置では、前記中継判定手段は、前記判定閾値を前記受信手段により前記送信元から受信される信号の電界強度に応じて変更しており、前記電界強度が低下することに伴い、前記判定閾値が減少傾向に変化するように設定する。

さらに、本発明の第３態様に係る車両の通信装置では、前記中継判定手段は、前記判定閾値を前記送信元から送信されて前記受信手段により受信される信号の送受信時のデータ欠落率に応じて変更しており、前記データ欠落率が増大することに伴い、前記判定閾値が減少傾向に変化するように設定する。

さらに、本発明の第４態様に係る車両の通信装置は、前記受信手段により受信された情報を所定時間に亘って記憶する記憶手段（例えば、実施の形態での受信情報記憶部２２）を備え、前記相対距離検出手段は、前記所定時間に亘って前記自車位置検出手段により検出された前記自車両の位置に基づき前記相対距離を検出し、前記中継判定手段は、前記相対距離が前記所定時間に亘って前記判定閾値未満である場合に前記中継手段による前記中継の実行を禁止する。

さらに、本発明の第５態様に係る車両の通信装置は、前記受信手段により受信された情報を所定時間に亘って記憶する記憶手段（例えば、実施の形態での受信情報記憶部２２）を備え、前記中継判定手段は、前記相対距離が前記判定閾値未満であっても前記所定時間内において前記自車位置検出手段により検出された前記自車両の位置が適宜の交差点内の位置となる場合に前記中継手段による前記中継の実行を許可する。

以上説明したように、本発明の第１態様に係る車両の通信装置によれば、自車両と送信元との相対距離が所定の判定閾値未満である場合には、この送信元から受信した情報を自車両の外部（例えば、他車両や情報の宛先等）に中継する動作の実行を禁止することから、この送信元から情報を受信した複数の車両から過剰な中継動作が実行されてしまうことを防止して、通信網内での輻輳の発生を抑制することができる。

さらに、本発明の第２態様に係る車両の通信装置によれば、例えば受信手段により受信される信号の電界強度が低下することに伴い、相対距離に対する所定の判定閾値が減少傾向に変化するように設定することにより、中継動作の実行要否を適切に判定することができる。
さらに、本発明の第３態様に係る車両の通信装置によれば、例えば送信元から送信されて受信手段により受信される信号のデータ欠落率が増大することに伴い、相対距離に対する所定の判定閾値が減少傾向に変化するように設定することにより、中継動作の実行要否を適切に判定することができる。

さらに、本発明の第４態様に係る車両の通信装置によれば、例えば送信元から情報を受信した際に相対距離が所定の判定閾値未満であっても、所定時間内に相対距離が所定の判定閾値以上となった場合には、中継動作の実行を許可することにより、中継動作の実行要否を適切に判定することができる。
さらに、本発明の第５態様に係る車両の通信装置によれば、例えば送信元から情報を受信した際に相対距離が所定の判定閾値未満であっても、所定時間内に自車両の位置が適宜の交差点内の位置となる場合には、中継動作の実行を許可することにより、中継動作の実行要否を適切に判定することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る車両の通信装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車両の通信装置１０は、例えば図１に示すように、通信部１１と、カメラ１３と、車両状態センサ１２と、ナビゲーション装置１４と、処理装置１５とを備えて構成されている。

通信部１１は、他車両との車車間通信あるいは自車両の外部の無線通信用の基地局や中継局との間の通信により各種情報の送受信を行う。
車両状態センサ１２は、自車両の車両情報として、例えば自車両の速度（車速）を検出する車速センサや、例えば人工衛星を利用して車両の位置（例えば、緯度および経度）を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号等の測位信号や自車両の外部の情報発信装置から発信される位置信号等、さらには、適宜のジャイロセンサや加速度センサ等の検出結果に基づいて自車両の現在位置および進行方向を検出する位置センサや、ヨー角（車両重心の上下方向軸回りの回転角度）やヨーレート（車両重心の上下方向軸回りの回転角速度）を検出するヨーレートセンサや、操舵角（運転者が入力した操舵角度の方向と大きさ）や操舵角に応じた実舵角（転舵角）を検出する舵角センサ等を備えて構成されている。

カメラ１３は、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラであって、自車両周辺の外界の撮像画像を出力する。
ナビゲーション装置１４は、表示装置（図示略）の表示画面上に地図を表示するための地図データとして、例えば道路の幅員データや複数の道路の交差角度や交差点の形状や位置等の道路データを格納し、この道路データに対して車両状態センサ１２により検出された車両の現在位置に基づくマップマッチングを行い、表示画面上での車両の現在位置の表示位置を補正すると共に、検出された車両の現在位置あるいは各種スイッチやキーボード等を介して操作者により入力された適宜の車両位置に対して、表示画面上での地図表示を制御する。
また、ナビゲーション装置１４は、各種スイッチやキーボード等を介して操作者から入力された適宜の目的地および経由地あるいは処理装置１５から出力される適宜の目的地および経由地に基づき経路探索の演算処理を実行し、道路データと共に目的地や経由地までの経路情報や各種の付加情報を表示画面上に表示すると共に、各種の音声メッセージをスピーカ（図示略）から出力して経路誘導を行う。

処理装置１５は、例えば画像処理部２０と、情報制御部２１と、受信情報記憶部２２と、送信元位置検出部２３と、通信状態検出部２４と、自車位置検出部２５と、相対距離検出部２６と、自車位置判定部２７と、判定閾値設定部２８と、中継判定部２９と、位置情報付加部３０とを備えて構成されている。

画像処理部２０は、カメラ１３の撮像により得られた撮像画像に対して、例えばフィルタリングおよび二値化処理等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる画像データを生成して情報制御部２１へ出力する。

情報制御部２１は、他の制御装置等から出力される適宜のデータ送信要求に応じて、例えば車両状態センサ１２により検出された自車両の車両情報およびカメラ１３の撮影により得られた画像データ等の各種の情報に、後述する位置情報付加部３０から入力される自車両の現在位置に係る位置情報を付加し、通信部１１を介して自車両の外部へ送信する。
また、情報制御部２１は、通信部１１を介した他車両との車車間通信あるいは自車両の外部の無線通信用の基地局や中継局との間の通信により適宜の情報を受信した場合には、先ず、この受信データの宛先が自車両に限定されているか否かを判定する。
そして、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまりこの受信データの宛先に、他車両や自車両の外部の無線通信用の基地局等が設定されている場合には、この受信データを受信情報記憶部２２に格納すると共に、送信元位置検出部２３および通信状態検出部２４に出力する。なお、受信データの宛先に自車両が設定されている場合には、この受信データの解析等の処理を行う。

また、情報制御部２１は、後述する中継判定部２９から入力される判定結果に応じて、受信データの中継を行う場合には、この受信データに付加されている送信元の位置に係る位置情報を、後述する位置情報付加部３０から入力される自車両の現在位置に係る位置情報によって置換し、通信部１１を介して自車両の外部へ送信する。

送信元位置検出部２３は、通信部１１を介して受信された受信データに付加されている送信元の位置に係る位置情報に基づき、送信元の位置を検出し、この検出結果を相対距離検出部２６に出力する。
通信状態検出部２４は、通信部１１を介して受信された受信データの通信状態に係る状態量、例えば受信時刻および受信電界強度およびデータ欠落率（例えば、パケット通信でのパケットロス）等を検出し、判定閾値設定部２８に出力する。

自車位置検出部２５は、ナビゲーション装置１４から自車両の現在位置に係る情報を取得し、相対距離検出部２６および自車位置判定部２７および位置情報付加部３０に出力する。
相対距離検出部２６は、送信元位置検出部２３から入力される受信データの送信元の位置と、自車位置検出部２５から入力される自車両の現在位置とに基づき、送信元と自車両との相対距離を検出し、この検出結果を中継判定部２９に出力する。

自車位置判定部２７は、自車位置検出部２５から入力される自車両の現在位置に係る情報に基づき、自車両の現在位置が所定位置（例えば、交差点内の位置等）であるか否かを判定し、この判定結果を中継判定部２９に出力する。
判定閾値設定部２８は、通信状態検出部２４から入力される受信データの通信状態に係る状態量に応じて、中継判定部２９での判定処理における相対距離に対する判定閾値を設定し、中継判定部２９に出力する。
例えば、判定閾値設定部２８は、受信電界強度が低下することに伴い、あるいは、データ欠落率が増大することに伴い、判定閾値が減少傾向に変化するように設定する。
また、判定閾値設定部２８は、自車位置判定部２７での判定結果に応じて判定閾値を変更してもよい。

中継判定部２９は、相対距離検出部２６から入力される送信元と自車両との相対距離が、判定閾値設定部２８から入力される判定閾値以上であるか否かを判定し、判定結果を情報制御部２１に出力する。
位置情報付加部３０は、通信部１１を介して自車両の外部へ送信される送信データに付加される自車両の現在位置に係る位置情報を生成し、情報制御部２１に出力する。

そして、情報制御部２１は、受信データの受信時刻から所定時間経過後の時刻までの間に、中継判定部２９による判定結果において送信元と自車両との相対距離が判定閾値以上である場合、あるいは、自車位置判定部２７による判定結果において自車両の現在位置が所定位置（例えば、交差点内の位置等）である場合には、受信情報記憶部２２に格納されている受信データに付加されている送信元の位置に係る位置情報を位置情報付加部３０から入力される自車両の現在位置に係る位置情報によって置換し、この位置情報置換後の受信データを通信部１１を介して自車両の外部へ送信する。
一方、受信データの受信時刻から所定時間経過後の時刻までの間に、送信元と自車両との相対距離が判定閾値未満であり、かつ、自車両の現在位置が所定位置（例えば、交差点内の位置等）ではない場合には、受信データの転送を禁止し、受信情報記憶部２２に格納されている受信データを破棄する。

つまり、例えば図２に示すように、適宜の送信元から送信される送信データには、この送信元の位置Ｓの位置情報が付加されており、この送信元の通信範囲内に存在する複数の車両、つまり自車両（位置Ａ）と他車両（位置Ｂ）とにおいて、送信元からの送信データが受信されると、送信元に対する相対距離が判定閾値Ｘ未満となる他車両（位置Ｂ）では、受信した送信データの転送実行を禁止し、送信元に対する相対距離が判定閾値Ｘ以上となる自車両（位置Ａ）では、受信した送信データの転送実行を許可する。
そして、自車両（位置Ａ）は、受信した送信データに付加された送信元（位置Ｓ）の位置情報を、自車両（位置Ａ）の現在位置の位置情報によって置換し、この位置情報置換後の送信データが自車量（位置Ａ）の外部に転送される。

本実施の形態による車両の通信装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両の通信装置１０の動作について説明する。
先ず、例えば、図３に示すステップＳ０１においては、他車両との車車間通信あるいは自車両の外部の無線通信用の基地局や中継局との間の通信により、通信部１１を介してデータを受信したか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０５に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２に進む。

そして、ステップＳ０２においては、他の制御装置等から出力される適宜のデータ送信要求が有るか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０３に進む。
そして、ステップＳ０３においては、自車両の現在位置を取得する。
そして、ステップＳ０４においては、自車両の現在位置に係る位置情報を送信データに付加して、通信部１１を介して送信し、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ０５においては、受信データの宛先は自車両のみに限定されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進み、受信データの解析等の処理を行い、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０７に進む。
そして、ステップＳ０７においては、タイマーによる計時を開始する。
そして、ステップＳ０８においては、受信データの通信状態に係る状態量、例えば受信電界強度およびデータ欠落率等を取得する。

そして、ステップＳ０９においては、受信データの通信状態に係る状態量に応じて、相対距離に対する判定閾値を設定する。
そして、ステップＳ１０においては、受信データに付加されている送信元の位置に係る位置情報に基づき、送信元の位置を取得する。
そして、ステップＳ１１においては、自車両の現在位置を取得する。
そして、ステップＳ１２においては、送信元の位置と自車両の現在位置との相対距離を算出する。

そして、ステップＳ１３においては、送信元の位置と自車両の現在位置との相対距離が判定閾値以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１４に進む。
そして、ステップＳ１４においては、受信データに付加されている送信元の位置に係る位置情報を自車両の現在位置に係る位置情報によって置換する。
そして、ステップＳ１５においては、位置情報置換後の受信データを自車両の外部へ転送する。
そして、ステップＳ１６においては、タイマーの計時によるタイマー値を初期化し、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ１７においては、タイマーの計時によるタイマー値が所定時間以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１８に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１９に進む。
そして、ステップＳ１８においては、自車両の現在位置が交差点内の位置であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ１１に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ１４に進む。
また、ステップＳ１９においては、受信データを破棄し、上述したステップＳ１６に進む。

上述したように、本実施の形態による車両の通信装置１０によれば、受信時刻から所定時間経過後の時刻までの間に、自車両と送信元との相対距離が所定の判定閾値未満である場合には、この送信元から受信した情報を自車両の外部（例えば、他車両や基地局等の情報の宛先）に中継する動作の実行を禁止することから、例えば渋滞時等のように送信元の通信範囲内に複数の車両が存在する場合等において、この送信元から情報を受信した複数の車両から過剰な中継動作が実行されてしまうことを防止して、通信網内での輻輳の発生を抑制することができる。
しかも、受信データの受信電界強度が低下することに伴い、あるいは、受信データのデータ欠落率が増大することに伴い、相対距離に対する判定閾値が減少傾向に変化するように設定することにより、中継動作の実行要否を適切に判定することができる。
また、受信時刻から所定時間経過後の時刻までの間に、自車両の位置が交差点内の位置となる場合には、中継動作の実行を許可することにより、中継動作の実行要否を適切に判定することができる。

なお、上述した実施の形態においては、タイマーのタイマー値に応じた判定処理を省略してもよい。つまり、受信データの受信時刻において、送信元と自車両との相対距離が判定閾値以上である場合、あるいは、自車両の現在位置が所定位置（例えば、交差点内の位置等）である場合に、受信データの転送を許可し、受信時刻において、送信元と自車両との相対距離が判定閾値未満、かつ、自車両の現在位置が所定位置（例えば、交差点内の位置等）ではない場合に、受信データの転送を禁止してもよい。

本発明の実施の形態に係る車両の通信装置の構成図である。 送信元と自車両および他車両との相対位置の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る車両の通信装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両の通信装置
１１ 通信部（送信手段、受信手段）
１２ 車両状態センサ（自車位置検出手段）
１４ ナビゲーション装置（自車位置検出手段）
２１ 情報制御部（自車位置情報付加手段、中継手段）
２２ 受信情報記憶部（記憶手段）
２３ 送信元位置検出部（送信元位置検出手段）
２６ 相対距離検出部（相対距離検出手段）
２９ 中継判定部（中継判定手段）
３０ 位置情報付加部（自車位置情報付加手段）

Claims (5)

1. 自車両の外部に情報を送信する送信手段と、前記自車両の外部の送信元から情報を受信する受信手段と、
   前記自車両の位置を検出する自車位置検出手段と、
   前記自車位置検出手段により検出された前記自車両の位置の情報を、前記送信手段によって外部に送信される情報に付加する自車位置情報付加手段と、
   前記受信手段により前記送信元から受信されて前記自車位置情報付加手段によって前記自車両の位置の情報が付加された情報を、前記送信手段によって外部に中継する中継手段と、
   前記受信手段により受信された情報から前記送信元の位置を検出する送信元位置検出手段と、
   前記自車位置検出手段により検出された前記自車両の位置と、前記送信元位置検出手段により検出された前記送信元の位置とに基づき、前記自車両と前記送信元との相対距離を検出する相対距離検出手段と、
   前記相対距離検出手段により検出された前記相対距離に基づき、前記中継手段による前記中継を実行するか否かを判定する中継判定手段とを備え、
   前記中継判定手段は、前記相対距離が所定の判定閾値未満である場合には、前記中継手段による前記中継の実行を禁止し、
   前記相対距離が前記判定閾値以上である場合には、前記中継手段による前記中継の実行を許可し、
   前記中継手段は、前記中継判定手段により前記中継の実行が許可された場合には、前記受信手段により受信された情報に付加されている前記送信元の位置に係る位置情報を前記自車位置検出手段により検出された前記自車両の現在位置に係る位置情報によって置換することを特徴とする車両の通信装置。
2. 前記中継判定手段は、前記判定閾値を前記受信手段により前記送信元から受信される信号の電界強度に応じて変更しており、
   前記電界強度が低下することに伴い、前記判定閾値が減少傾向に変化するように設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の通信装置。
3. 前記中継判定手段は、前記判定閾値を前記送信元から送信されて前記受信手段により受信される信号の送受信時のデータ欠落率に応じて変更しており、
   前記データ欠落率が増大することに伴い、前記判定閾値が減少傾向に変化するように設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の通信装置。
4. 前記受信手段により受信された情報を所定時間に亘って記憶する記憶手段を備え、
   前記相対距離検出手段は、前記所定時間に亘って前記自車位置検出手段により検出された前記自車両の位置に基づき前記相対距離を検出し、
   前記中継判定手段は、前記相対距離が前記所定時間に亘って前記判定閾値未満である場合に前記中継手段による前記中継の実行を禁止することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載の車両の通信装置。
5. 前記受信手段により受信された情報を所定時間に亘って記憶する記憶手段を備え、
   前記中継判定手段は、前記相対距離が前記判定閾値未満であっても前記所定時間内において前記自車位置検出手段により検出された前記自車両の位置が適宜の交差点内の位置となる場合に前記中継手段による前記中継の実行を許可することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の車両の通信装置。

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