JP5060934B2

JP5060934B2 - 車載通信装置および車群間通信システム

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Publication number: JP5060934B2
Application number: JP2007320653A
Authority: JP
Inventors: 康史鹿島; 重幸浅見; 国充新井; 政行高橋
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: JP2009147502A

Description

本発明は、他車群に所属する車載端末を宛先として送信対象情報を無線送信する車載通信装置、およびそのような車載通信装置によって構成される車群間通信システムに関する。

道路を走行する各車両に無線通信装置を搭載し、無線通信によって各車両が位置情報、速度情報等を互いに提供し合う車載通信システムが広く知られている。このような車載通信システムでは、各車両に搭載された車載通信装置を中継装置としたパケット通信を行う。パケット情報の送信元となる車載通信装置は、他の車載通信装置にパケット情報を送信する。また、パケット情報を受信した車載通信装置は、受信したパケット情報に含まれる情報を抽出して搭乗者の利用に供すると共に、他の車載通信装置にパケット情報を中継送信する。このような中継送信によって、多数の車両に情報を提供することができる。

しかし、このような車載通信システムでは、不特定の車載通信装置に中継送信を行わせると、情報内容が重複するパケット情報が同一の車載通信装置によって複数回にわたって中継送信され、各車載通信装置で処理すべき情報量がその処理能力を超えてしまうおそれがある。

そこで、近隣の複数車両によって形成される車群ごとにパケット情報の中継送信ルートを区分する車群間通信システムが考えられている。車群間通信システムでは、各車群に所属する車載通信装置のうちの一つが車群マスターとして定められる。車群マスター以外の車載通信装置は、受信されたパケット情報が自車群に所属する車載通信装置から送信されたものである場合に限り、そのパケット情報を中継送信する。そして、他車群に所属する車載通信装置に情報を送信するときは、車群マスターに宛てたパケット情報を送信する。車群マスターは、自車群の車載通信装置から送信されたパケット情報に基づいて他車群向けのパケット情報を生成し、他車群の車群マスターに送信する。他車群の車群マスターは、そのパケット情報に基づいて自車群向けのパケット情報を生成し、自車群に所属する車載通信装置に送信する。

車群間通信システムによれば、異なる車群間の情報の送受信が、各車群の車群マスターを介して行われる。そして、車群マスター以外の車載通信装置は、他車群に所属する車載通信装置から送信されたパケット情報の中継送信を行わない。これによって、パケット情報の中継送信ルートを車群ごとに区分することができ、情報内容が重複するパケット情報が同一の車載通信装置によって中継送信される回数を制限することができる。さらに、情報が到達する範囲を同一の車群に所属する車載通信装置に限ることができるため、情報伝達ルートを容易に形成することができる。

特開２００１−３５８６４１号公報

車群間通信システムでは、車群間のパケット情報通信は、各車群の車群マスターを介して行われる。したがって、車群マスターを搭載する車両間の無線信号伝搬環境が良好でない場合には、異なる車群間のパケット情報の送受信が困難となる。

本発明は、このような課題に対してなされたものである。すなわち、車群間通信システムにおいて車群間の無線通信状況を良好にすることを目的とする。

本発明は、所属車群を識別するための所属車群ＩＤを有し、自らの所属車群ＩＤとは異なる所属車群ＩＤを有する他車群車載端末に送信対象情報を無線送信する車載通信装置において、前記送信対象情報を無線送信する送信部と、自らの所属車群ＩＤと同一の所属車群ＩＤを有する車載端末のうち前記車載通信装置と共に前記送信対象情報を無線送信するサブマスター車載端末に、前記送信対象情報を提供する送信対象情報提供部と、を備え、前記送信部は、前記サブマスター車載端末と共に、前記他車群車載端末に対して、ダイバーシチ無線送信を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る車載通信装置においては、自らの所属車群ＩＤと同一の所属車群ＩＤを有する車載端末から取得した情報に基づいて、前記送信対象情報を生成することが好適である。

また、本発明は、所属車群を識別するための所属車群ＩＤを有し、自らの所属車群ＩＤとは異なる所属車群ＩＤを有する他車群車載端末に送信対象情報を無線送信する車載通信装置において、自らの所属車群ＩＤと同一の所属車群ＩＤを有する車載端末のうち前記車載通信装置と共に前記送信対象情報を無線送信するマスター車載端末から、前記送信対象情報を取得する送信対象情報取得部と、前記送信対象情報取得部から取得した前記送信対象情報を無線送信する送信部と、を備え、前記送信部は、前記マスター車載端末と共に、前記他車群車載端末に対して、ダイバーシチ無線送信を行うことを特徴とする。

また、本発明は、それぞれが所属車群ＩＤを有し、所属車群ＩＤによって所属車群が識別される複数の車載端末を備え、同一の所属車群ＩＤを有する複数の車載端末のうちの一つであるマスター端末は、他車群に所属する他車群車載端末に送信対象情報を無線送信する、車群間通信システムにおいて、自車群に所属する車載端末のうちの一つであり、前記マスター端末とは異なるサブマスター端末は、前記マスター端末から前記送信対象情報を取得し、前記マスター端末および前記サブマスター端末は、前記他車群車載端末に対して、前記送信対象情報をダイバーシチ無線送信することを特徴とする。

また、本発明に係る車群間通信システムにおいては、前記マスター端末は、自車群に所属する車載端末から取得した情報に基づいて前記送信対象情報を生成することが好適である。

本発明によれば、車群間の無線通信状況が良好な車群間通信システムを実現することができる。

（１）車群間通信システムの構成
図１に本発明の実施形態に係る車群間通信システムの構成を示す。車群間通信システムは、複数の車両１２のそれぞれに搭載された車載通信装置１４によって構成される。車群１２Ｇを形成する各車両１２の車載通信装置１４は、識別符号として共通の車群ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を有し所属先の車群１２Ｇが識別される。ここで、車群とは、近隣の他車両までの距離が所定距離以下であり同一方向に走行する車両集団をいう。

車群間通信システムでは、各車群１２Ｇに所属する車載通信装置１４のうち一つが車群マスター１４Ｍとして定められる。図１では、各車群１２Ｇの先頭車両の車載通信装置１４が車群マスター１４Ｍとして定められている。車群マスター１４Ｍ以外の車載通信装置１４は、受信されたパケット情報が自車群に所属する車載通信装置１４から送信されたものである場合に限り、そのパケット情報を中継送信する。そして、他車群に所属する車載通信装置１４に情報を送信するときは、車群マスター１４Ｍにパケット情報を送信する。車群マスター１４Ｍは、自車群の車載通信装置１４から送信されたパケット情報に基づいて他車群向けのパケット情報を生成し、他車群の車群マスター１４Ｍに送信する。他車群の車群マスター１４Ｍは、そのパケット情報に基づいて自車群向けのパケット情報を生成し、自車群に所属する車載通信装置１４に送信する。

道路１０を走行する複数の車両１２の位置関係は、各車両１２の動向によって変化する。これに伴い、各車群１２Ｇに所属する車載通信装置１４は入れ替わる。そのため、各車載通信装置１４は、次に説明する車群認識通信によって所属先の車群１２Ｇを認識する処理を行う。

（２）車群認識通信
車群間通信システムを構成する各車載通信装置が、所属先の車群を認識する処理について説明する。各車載通信装置は、同一車群に所属する車載通信装置が共通の車群ＩＤを共有するための車群認識通信を行う。車群認識通信は、自律分散的に、例えば次のように行う。

各車載通信装置は、自車両の車両ＩＤ、ならびに自車両の位置情報および速度ベクトルを含む車群認識用情報を生成する。車載通信装置は、他の車載通信装置との間で車群認識用情報を授受し合う。そして、車群認識用情報を授受し合った２台の車載通信装置が、所定の距離以下の距離を隔てて同一方向に走行する２台の車両にそれぞれ搭載されるものであると認識した場合、前方車両の車載通信装置が車群ＩＤを発行し、発行した車群ＩＤを車群認識用情報に含ませ他方の車載通信装置に送信する。これによって、その２台の車載通信装置は車群ＩＤを共有する。

車群を形成する２台の車両の各車載通信装置は、その２台の車載通信装置とは別の車載通信装置との間で同様の処理を実行し、同一車群に所属する条件が成立しているときは、前方車両が有していた車群ＩＤを共有する。さらに、車群を形成する車両の各車載通信装置は、車群認識用情報を授受し合うことによって、自車群に所属する総ての車両の車両ＩＤ、位置情報および速度ベクトルを取得する。

このような処理によって、車群を形成する車両集団の車載通信装置は車群ＩＤを共有する。さらに、各車載通信装置は、自車群に所属する総ての車両の車両ＩＤ、位置情報および速度ベクトルを取得する。車群を形成する車両の各車載通信装置が自律分散的に車群ＩＤを共有する処理には、ここで説明したような処理に限らず、アドホック通信で用いられているその他の周知技術を用いることができる。

このような車群認識通信を行う場合に、車載通信装置の各構成部が実行する処理について説明する。図２に車載通信装置１４の構成を示す。測位装置１６は、測位アンテナ１８を介して衛星信号を受信し、自車両の位置情報を求め速度ベクトル算出部２０および情報処理部２２に出力する。速度ベクトル算出部２０は、測位装置１６から出力される位置情報の時間変化に基づいて速度ベクトルを算出し、情報処理部２２に出力する。また、記憶部２４は自車両の車両ＩＤを記憶し、情報処理部２２は記憶部２４から自車両の車両ＩＤを読み込む。

情報処理部２２は、自車両の車両ＩＤ、位置情報および速度ベクトルに基づいて車群認識用情報を生成し送信部２６に出力する。送信部２６は、車群認識用情報を通信アンテナ２８を介して送信する。また、受信部３０は、他の車載通信装置から送信された車群認識用情報を通信アンテナ２８を介して受信し、情報処理部２２に出力する。

情報処理部２２は、送信部２６、受信部３０、および通信アンテナ２８を用いた車群認識用情報の送受信により、他の車載通信装置との間で上記の車群認識通信を実行する。情報処理部２２は、車群認識通信によって取得した車群ＩＤ、自車群に属する各車両の車両ＩＤ、位置情報、および速度ベクトルを対応付け記憶部２４に記憶させる。

（３）車群マスター
車載通信装置は、搭載車両が車群の先頭に位置する場合には、自らが車群マスターであると認識し、車群マスターとしての通信処理を実行する。自らが車群マスターであるか否かの判定は、情報処理部２２によって行われる。情報処理部２２は、記憶部２４に記憶されている自車群の各所属車両の位置情報を読み込む。また、測位装置１６から自車両の位置情報を取得する。そして、自車群の各所属車両の位置情報と、自車両の位置情報とに基づいて自車両が車群の先頭に位置するか否かを判定する。そして、車群の先頭に位置すると判定した場合は、自らの車載通信装置が車群マスターであることを認識する。

なお、車群マスターは、車群に所属する各車両の位置情報に基づき、その他の基準に従って定義してもよい。例えば、車群の最後部に位置する車両の車載通信装置、車群の所属車両の位置の重心に最も近くに位置する車両の車載通信装置を車群マスターとしてもよい。

（４）車群内パケット通信
車群内におけるパケット情報の送受信について説明する。本発明の実施形態に係る車群間通信システムでは、パケット情報の送受信を行う車載通信装置を、同一の車群に所属する車載通信装置に限定する車群内パケット通信を行う。これによって、パケット情報の伝送ルートを車群内に限ることができる。同一車群に所属する車載通信装置の間では、宛先とする車両ＩＤを指定し、宛先車両の車載通信装置にパケット情報を送信することができる。

車群内パケット通信は、車群ごとに行われるプラトーン走行に応用することができる。ここで、プラトーン走行とは、車群を形成する複数の車両間での通信により各車両の走行制御が行われる走行形態をいう。車群内パケット通信によるプラトーン走行では、車群マスターが自車群に所属する各車載通信装置に走行制御情報を送信する。各車載通信装置は、受信した走行制御情報に基づいて搭載車両の走行制御を行う。

プラトーン走行において車群マスターがパケット情報を送信する処理について説明する。図３に車載通信装置が送受信する車群内パケット情報の構成を示す。車群内パケット情報は、走行制御情報等、送信対象とする本来の情報を送受信するための情報単位である。

図４に車群マスターの情報処理部２２が実行する処理を示すフローチャートを示す。車群マスターの情報処理部２２は、測位装置１６および速度ベクトル算出部２０から、それぞれ自車両の位置情報および速度ベクトルを取得する（Ｓ１０１）。また、自車群の各所属車両の位置情報および速度ベクトルを記憶部２４から読み込む（Ｓ１０２）。情報処理部２２は、これらの位置情報および速度ベクトルに基づいて、自車群の各所属車両が最適な車間距離を確保しつつ走行するよう、各車両に対する走行制御情報を個別に生成する（Ｓ１０３）。

情報処理部２２は、宛先車両に対して生成された走行制御情報をデータ記述部に記録した車群内パケット情報を生成する。そして、車群ＩＤ記述部に自車群の車群ＩＤを記録し、宛先車両の車両ＩＤを宛先ＩＤ記述部に記録し、さらに、パケット情報の中継回数の上限値として予め定められた値を中継回数記述部に記録する（Ｓ１０４）。

情報処理部２２は、車群内パケット情報を送信部２６に出力する（Ｓ１０５）。送信部２６は、通信アンテナ２８を介して車群内パケット情報を送信する。このような処理によって、車群マスターは、自車群の各所属車両に対する走行制御情報を生成する。そして、生成した走行制御情報によって制御される車両に宛てて、その走行制御情報を含む車群内パケット情報を送信する。

次に、車載通信装置が車群内パケット情報を受信し、搭載車両の走行制御を行う処理について説明する。図５はその際に情報処理部２２が実行する処理を示すフローチャートである。受信部３０は、通信アンテナ２８を介して車群内パケット情報を受信し、情報処理部２２に出力する。情報処理部２２は、車群内パケット情報の車群ＩＤ記述部に記録されている車群ＩＤを抽出し（Ｓ２０１）、自車群の車群ＩＤと比較する（Ｓ２０２）。そして、抽出された車群ＩＤと自車群の車群ＩＤとが一致しないときには、処理を終了する。

一方、抽出された車群ＩＤと自車群の車群ＩＤとが一致するときは、車群内パケット情報の宛先ＩＤ記述部に記録されている車両ＩＤを抽出し（Ｓ２０３）、自車両の車両ＩＤと比較する（Ｓ２０４）。そして、抽出された車両ＩＤと自車両の車両ＩＤとが一致しないときには、中継回数記述部に記述されている中継回数を抽出する（Ｓ２０５）。情報処理部２２は、中継回数と制限値とを比較し（Ｓ２０６）、中継回数が制限値を超えているときは処理を終了する。一方、中継回数が制限値以下であるときは、中継回数記述部に記述されている中継回数を１だけ増加させ（Ｓ２０７）、送信部２６に出力する（Ｓ２０８）。送信部２６は、通信アンテナ２８を介して車群内パケット情報を送信する。

一方、抽出された車両ＩＤと自車両の車両ＩＤとが一致するときには、情報処理部２２は、データ記述部に記録されている走行制御情報を抽出する（Ｓ２０９）。そして、抽出した走行制御情報に基づいて、搭載車両のステアリング、ブレーキ、トランスミッションギアの切り換え、アクセル等の制御を行う（Ｓ２１０）。

このような車群内パケット通信を応用したプラトーン走行によれば、同一車群に所属する各車両を最適な車間距離を保ちつつ走行させることができる。これによって、安全を確保できる最短の車間距離を以て各車両を走行させ、車両の渋滞を解消することができる。

ステップＳ２０１およびＳ２０２によれば、車群ＩＤ記述部に記録されていた車群ＩＤと自車両の車群ＩＤとが一致しない場合には車群内パケット情報に対する処理が終了する。これらの車群ＩＤが一致しないことは、送信源の車載通信装置が他車群に所属することを意味する。したがって、ステップＳ２０１およびＳ２０２によれば、他車群の車載通信装置から送信された車群内パケット情報を中継送信することを回避することができる。

そして、ステップＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０９およびＳ２１０によれば、宛先ＩＤ記述部に記録されている車両ＩＤと車両ＩＤとが一致する車載通信装置によって走行制御情報が取得され、その走行制御情報に従った走行制御が行われる。

さらに、ステップＳ２０５〜Ｓ２０８によれば、同一車群に所属する車載通信装置の間では、中継回数が制限値に達するまで、中継送信が行われる。これによって、同一車群に所属するできるだけ多くの車載通信装置にパケット情報を到達させると共に、中継回数が制限値を超えたパケット情報が中継送信されることを回避することができる。

したがって、各車載通信装置が、図５のフローチャートに従って車群内パケット情報の中継送信を行うことで、情報内容が重複する車群内パケット情報が同一の車載通信装置によって中継送信される回数を制限することができる。さらに、車群内パケット情報が到達する範囲を同一の車群に所属する車載通信装置に制限することができるため、情報伝達ルートを形成する車載通信装置の数を制限することができる。

なお、ここでは、車群内パケット通信をプラトーン走行に応用した場合について説明した。車群内パケット通信は、プラトーン走行の他、同一車群に所属する複数の車載通信装置が任意の情報を互いに授受する通信に用いることができる。この場合において送信側の車載通信装置の情報処理部２２が実行する処理を示すフローチャートを図６に、宛先車両側の車載通信装置の情報処理部２２が実行する処理を示すフローチャートを図７に示す。図４および図５に示すフローチャートが示す処理ステップと同一の処理ステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。

送信側の車載通信装置の情報処理部２２は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の代わりに、送信対象とする情報を生成する処理を行う（Ｓ３０１）。そして、データ記述部に送信対象情報を記録し、宛先車両の車両ＩＤを宛先ＩＤ記述部に記録し、宛先車両の車載通信装置に送信対象情報を送信する。宛先車両側の車載通信装置の情報処理部２２は、ステップＳ２０９およびＳ２１０の代わりに、データ記述部に記録されている送信対象情報を取得する処理を行う（Ｓ４０１）。

また、ここでは車群内パケット情報として、車群ＩＤ記述部、宛先ＩＤ記述部、データ記述部、および中継回数記述部を含むものについて説明したが、車群内パケット情報には通信に用いるその他の情報を設定する記述部を設けてもよい。例えば、パケット情報の送信源の車載通信装置の車両ＩＤを記述する送信源ＩＤ記述部を設けることができる。この場合、宛先車両の車載通信装置は、送信源ＩＤ記述部に記録されている車両ＩＤによって、車群内パケット情報の送信源の車載通信装置を特定することができる。

（５）車群間通信
上記の車群内パケット通信は、１台の車載通信装置を一つの情報送受信ノードとする通信形態である。これに対し、ここで説明する車群間通信は、一つの車群を一つの情報送受信ノードとする通信形態である。本発明の実施形態に係る車群間通信システムでは、各車群の車群マスターが、他車群の車群マスターに情報を送信する。さらに、ダイバーシチ送信を行うため、車群マスターと共にパケット情報を送信するサブマスターが選定され、サブマスターが車群マスターと共に他車群の車群マスターに情報を送信する。図１では、サブマスター１４Ｓとして各車群１２Ｇの最後部の車両１２の車載通信装置が選定されている。他車群の車群マスターに送信する情報は、送信側の車群マスターが生成したものであってもよいし、送信側の車群マスターが、自車群での車群内パケット通信によって取得したものであってもよい。

（ｉ）サブマスターの選定
車群マスターは、自車群に所属する車載通信装置の中から、サブマスターを選定する。サブマスターの選定は、記憶部２４に記憶されている自車群の所属車両に関する情報に基づいて行う。

車群マスターの情報処理部２２は、測位装置１６から自車両の位置情報を取得する。また、記憶部２４から、自車群の各所属車両の位置情報を取得する。そして、これらの情報に基づいて、自車群の所属車両のうち自車両から所定の距離以上離れた位置にある車両の車載通信装置をサブマスターとして選定する。ここで、自車両から最も遠い位置にある車両の車載通信装置をサブマスターとして選定してもよい。

情報処理部２２は、サブマスターとして選定した車載通信装置に宛てて、その車載通信装置がサブマスターとして選定された旨をデータ記述部に記録した車群内パケット情報を、上記の車群内パケット通信によって送信する。そのパケット情報を受信した車載通信装置は、自らがサブマスターであると認識する。

なお、車群マスターがサブマスターを選定する代わりに、自らがサブマスターとなる条件を満たしているか否かについて各車載通信装置が判定を行い、サブマスターとなる条件を満たしている車載通信装置が自らがサブマスターであることを認識することとしてもよい。例えば、車群マスターが車群の先頭車両の車載通信装置である場合には、各車載通信装置が、自車両が車群の最後部車両であるか否かを判定することによって、自らがサブマスターであるか否かを認識する。この場合、各車載通信装置は、記憶部２４の記憶内容に基づいて、自車両が車群の最後部に位置するか否かを判定する。同様に、車群マスターが車群の最後部車両の車載通信装置である場合には、各車載通信装置が、自車両が車群の先頭車両であるか否かを判定することによって、自らがサブマスターであるか否かを認識する処理を実行すればよい。

（ｉｉ）車群マスターからサブマスターへ情報を送信する処理
本実施形態に係る車群間通信システムでは、車群マスターおよびサブマスターが同一の情報を他車群の車群マスターにダイバーシチ送信する。そのため、車群マスターは、他車群の車群マスターに情報を送信する場合には、送信対象情報をデータ記述部に記述した車群内パケット情報を、上記の車群内パケット通信によってサブマスターに宛てて送信する。そのパケット情報を取得したサブマスターは、次に説明するように、車群マスターと共に送信対象情報を送信する。

（ｉｉｉ）ＯＦＤＭダイバーシチ送信
車群マスターおよびサブマスターは、他車群の車群マスターに送信するパケット情報として、車群間通信パケット情報を生成する。車群間通信パケット情報は、車群内パケット情報と異なる構成を有していてもよい。

車群マスターの情報処理部２２は、送信対象情報を含ませた車群間通信パケット情報を生成し、送信部２６に出力する。車群マスターの送信部２６は、車群間通信パケット情報を、ガードインターバル付きのＯＦＤＭ信号によって通信アンテナ２８を介して送信する。

他方、サブマスターの情報処理部２２は、車群マスターが送信した車群間通信パケット情報と同一内容のパケット情報を生成する。そして、車群マスターが実行した処理と同様の処理によって、その車群間通信パケット情報をガードインターバル付きＯＦＤＭ信号によって送信する。

ここでガードインターバル付きＯＦＤＭ信号について説明する。ガードインターバル付きＯＦＤＭ信号（以下、単にＯＦＤＭ信号とする。）は図８に示すように、所定の情報を示す区間である伝送シンボル３２が、時系列において複数個連なった形態で伝送される。伝送シンボル３２は、有効シンボル区間３４とガードインターバル３６とから構成される。有効シンボル区間３４は送信対象情報を含む信号の区間である。ガードインターバル３６は、有効シンボル区間３４の一部の時間波形を摘出し、それと同一の時間波形を有する信号の一期間として有効シンボル区間３４に前置したものである。

伝搬遅延時間が異なる伝搬路を伝搬した複数のＯＦＤＭ信号が受信された場合、これらのＯＦＤＭ信号の伝搬遅延時間の差異がガードインターバル３６の時間長以下であるときは、受信装置は、各ＯＦＤＭ信号の復調タイミングを検出することによって、各ＯＦＤＭ信号を分離することができる。

次に、受信側の車群マスターが、他車群の車群マスターおよびサブマスターから送信された車群間通信パケット情報を受信する構成および処理について説明する。車群マスターは、他車群の車群マスターから送信されたＯＦＤＭ信号、およびその他車群のサブマスターから送信されたＯＦＤＭ信号を受信したときは、これらのＯＦＤＭ信号を合成した信号、または、これらのＯＦＤＭ信号のうちいずれか一方に基づいて車群間通信パケット情報に含まれる情報を取得する。

図９に、他車群の車群マスターおよびサブマスターからそれぞれ送信されたＯＦＤＭ信号を合成する受信部３０Ａの構成を示す。無線受信部３８は、通信アンテナ２８を介して受信された信号に対し、周波数変換、増幅等を行い、車群間通信パケット情報の処理に適した信号に変換し、信号分離部４０に出力する。信号分離部４０は、無線受信部３８から出力された信号を、車群マスターから送信された車群マスターＯＦＤＭ信号と、サブマスターから送信されたサブマスターＯＦＤＭ信号とに分離して、遅延制御部４４、遅延部４２Ａおよび４２Ｂに出力する。この信号分離処理は、ガードインターバル３６が無線受信部３８から出力されるタイミングと、有効シンボル区間３４のうちガードインターバル３６と同一の波形を有する区間が無線受信部３８から出力されるタイミングとに基づいて行うことができる。

遅延制御部４４は、車群マスターＯＦＤＭ信号とサブマスターＯＦＤＭ信号のそれぞれのガードインターバル３６が出力されるタイミングに基づいて、これらのＯＦＤＭ信号のタイミングが一致するよう、遅延部４２Ａおよび４２Ｂの遅延時間を制御する。遅延部４２Ａおよび４２Ｂは、それぞれ、車群マスターＯＦＤＭ信号およびサブマスターＯＦＤＭ信号を、遅延制御部４４の制御に基づいて遅延させ、加算部４６に出力する。加算部４６は、遅延部４２Ａおよび４２Ｂからそれぞれ出力された信号を加算し情報処理部２２に出力する。

このような構成によれば、車群マスターおよびサブマスターから送信された各ＯＦＤＭ信号は、遅延時間が揃えられた上で合成される。これによって、送信側の車群マスターまたはサブマスターのいずれか一方と、受信側の車群マスターとの間に無線信号の障害物が存在する等、無線信号伝搬環境が良好でない場合であっても、車群間通信の状態を良好にすることができる。

図１０に、車群マスターおよびサブマスターからそれぞれ送信されたＯＦＤＭ信号を選択する受信部３０Ｂの構成を示す。図９に示される構成部分と同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。信号分離部４０は、無線受信部３８から出力された信号を車群マスターＯＦＤＭ信号およびサブマスターＯＦＤＭ信号に分離して、選択部４８に出力する。選択部４８は、車群マスターＯＦＤＭ信号およびサブマスターＯＦＤＭ信号のうちレベルの大きい方を選択し情報処理部２２に出力する。

このような構成によれば、車群マスターから送信されたＯＦＤＭ信号またはサブマスターから送信されたＯＦＤＭ信号のうち、レベルが大きい方が選択され情報処理部２２に出力される。これによって、送信側の車群マスターまたはサブマスターのいずれか一方と、受信側の車群マスターとの間に無線信号の障害物が存在する等、無線信号伝搬環境が良好でない場合であっても、車群間通信の状態を良好にすることができる。

なお、ガードインターバル３６が検出できる程度の無線伝搬環境で車群間通信を続行することができる程の復調性能を車載通信装置が有する場合には、車群マスターＯＦＤＭ信号およびサブマスターＯＦＤＭ信号のうち、ガードインターバル３６が先に信号分離部４０から出力された方を選択し、情報処理部２２に出力する構成としてもよい。

（ｉｖ）自車群に所属する車載通信装置への情報送信
車群間通信パケット情報を他車群から受信した車群マスターは、その車群間通信パケット情報に基づいて、自車群に所属する車載通信装置に送信する車群内パケット情報を生成する。そして、上記の車群内パケット通信によって自車群に所属する車載通信装置に車群内パケット情報を送信する。また、受信した車群間通信パケット情報を、自ら選択したサブマスターと共に、他の車群の車群マスターに中継送信してもよい。

（６）衝突防止システム
上述のプラトーン走行では車群が移動体の一単位となるよう各所属車両が走行する。そして、車群マスターは、自車群の所属車両の位置情報および速度ベクトルを記憶部２４に記憶している。したがって、各車群の車群マスターおよびサブマスターが、所属車両の位置情報および速度ベクトルを含む車群間通信パケット情報を他車群に報知することで、車群を移動体の一単位とした衝突防止システムを構成することができる。

このような衝突防止システムを構成する際に車群マスターの情報処理部２２が実行する処理について図１１のフローチャートを参照して説明する。車群マスターの情報処理部２２は、自車群に所属する各車両の位置情報および速度ベクトルを記憶部２４から読み込み（Ｓ５０１）、読み込んだ情報をデータ記述部に記録した図１２の車群間通信パケット情報を生成する。そして、自車群の車群ＩＤを車群間通信パケット情報の送信源車群ＩＤ記述部に記録し、中継回数記述部に、中継回数の上限値として予め定められた値を記録する（Ｓ５０２）。情報処理部２２は、車群間通信パケット情報を送信部２６に出力する（Ｓ５０３）。送信部２６は、車群間通信パケット情報をＯＦＤＭ信号によって通信アンテナ２８を介して送信する。

車群マスターは、さらに、自車群に所属する各車両の位置情報および速度ベクトルをデータ記述部に記録した車群内パケット情報を、上述の車群内パケット通信によってサブマスターに宛てて送信する。

なお、自車群に所属する各車両の位置情報をデータ記述部に記述する際には、車群マスターの位置を基準とした位置情報に変換してもよい。

サブマスターは、車群マスターから送信された車群内パケット情報に基づいて、車群マスターが送信した車群間通信パケット情報と同一内容の車群間通信パケット情報を生成する。そして、車群マスターが実行した処理と同様の処理によって、その車群間通信パケット情報をＯＦＤＭ信号によって送信する。

次に、他車群の車群マスターが車群間通信パケット情報を受信し、プラトーン走行を行う処理について図１３のフローチャートを参照して説明する。受信側の車群マスターの受信部３０は、通信アンテナ２８を介して車群間通信パケット情報を受信し、情報処理部２２に出力する。この受信処理は、上述のように、送信側の車群マスターから送信されたＯＦＤＭ信号、およびそのサブマスターから送信されたＯＦＤＭ信号を受信し、これらのＯＦＤＭ信号を合成し、または、これらのＯＦＤＭ信号のうちいずれか一方を選択することによって行う。

情報処理部２２は、車群間通信パケット情報の送信源車群ＩＤ記述部に記録されている車群ＩＤを抽出し（Ｓ６０１）、自車群の車群ＩＤと比較する（Ｓ６０２）。そして、抽出された車群ＩＤと自車群の車群ＩＤとが一致するときには、処理を終了する。

一方、抽出された車群ＩＤと自車群の車群ＩＤとが一致しないときは、車群データ記述部に記述されている情報を、他車群車両情報として抽出する（Ｓ６０３）。他車群車両情報には、送信源の車群に所属する車両の位置情報および速度ベクトルが含まれる。

情報処理部２２は、測位装置１６および速度ベクトル算出部２０から、自車両の位置情報および速度ベクトルをそれぞれ取得する（Ｓ６０４）。また、自車群に所属する各車両の位置情報および速度ベクトルを記憶部２４から読み込む（Ｓ６０５）。情報処理部２２は、これらの位置情報および速度ベクトル、ならびに、他車群車両情報に基づいて、自車群に所属する各車両が最適な車間距離を確保しつつ走行し、かつ、送信源車群との接触が回避されるよう、各車両に対する走行制御情報を個別に生成する（Ｓ６０６）。そして、車群内パケット通信によって、各車両に対して生成された走行制御情報を各車両に宛てて送信する（Ｓ６０７）。

情報処理部２２は、中継回数記述部に記録されている中継回数を抽出する（Ｓ６０８）。そして、中継回数と制限値とを比較し（Ｓ６０９）、中継回数が制限値を超えているときは処理を終了する。一方、中継回数が制限値以下であるときは、中継回数記述部に記録されている中継回数を１だけ増加させる（Ｓ６１０）。そして、サブマスターと共に車群間通信パケット情報をＯＦＤＭ送信する上記のダイバーシチ送信を行う（Ｓ６１１）。

このような処理によれば、互いに異なる車群に所属する複数の車両の衝突を回避することができる。そして、同一車群に所属する各車両を最適な車間距離を保ちつつ走行させることができる。

また、ステップＳ６０８〜Ｓ６１１によれば、中継回数が制限値に達するまで、車群を情報送受信ノードとした中継送信が行われる。これによって、できるだけ多くの車群に車群間通信パケット情報を到達させることができると共に、中継回数が制限値を超えた車群間通信パケット情報が中継送信されることを回避することができる。したがって、図１３のフローチャートに基づいて中継送信を行うことで、情報内容が重複するパケット情報が同一の車群によって中継送信される回数を制限することができる。

さらに、送信側の車群からは、その車群マスターおよびサブマスターによって車群間通信パケット情報がＯＦＤＭ信号によって送信され、ダイバーシチ送信が行われる。これによって、車群間通信の状態を良好にすることができる。

なお、ここでは車群間通信パケット情報として、送信源車群ＩＤ記述部、中継回数記述部、および車群データ記述部を含むものについて説明したが、車群間通信パケット情報には通信に用いるその他の情報を設定する記述部を設けてもよい。例えば、車群間通信パケット情報の宛先車群の車群ＩＤを記述する宛先車群ＩＤ記述部を設けることができる。この場合、受信側の車群マスターは、宛先車群ＩＤ記述部に記録されている車群ＩＤによって、自車群に宛てられた車群間通信パケット情報であるか否かを判定し、判定結果に基づいて車群間通信パケット情報を取得することができる。

（７）交通信号制御システム
本発明の実施形態に係る車群間通信システムは、交通信号制御システムに応用することができる。交通信号制御システムは、複数の信号機の相互間で車両の動向に関する情報を交換し、信号機の最適な点灯制御を行うものである。また、信号機から車両に交通情報を送信することもできる。

交通信号制御システムに車群間通信を応用する場合、信号機には、各車群の車群マスターおよびサブマスターから送信された車群間通信パケット情報を受信する装置を搭載する。各車群の車群マスターおよびサブマスターは、自車群の各所属車両の位置情報、速度ベクトル等を含む車群間通信パケット情報を信号機に送信する。信号機は、他の信号機との間で車群に所属する車両の数、車群の位置、速度ベクトル等を含む交通情報を交換し、渋滞が回避されるよう点灯時間の制御を行う。また、信号機から、車群に関する例示したような情報を車群マスターに送信することで、各車群の所属車両の車載通信装置に、車両の動向に関する情報を取得させることができる。

車群間通信システムの構成を示す図である。車載通信装置の構成を示す図である。車群内パケット情報の構成を示す図である。プラトーン走行における車群内パケット情報送信を行う際に、車群マスターの情報処理部が実行する処理を示すフローチャートである。プラトーン走行における車群内パケット情報受信を行う際に、車載通信装置の情報処理部が実行する処理を示すフローチャートである。車群内パケット情報送信を行う際に、車載通信装置の情報処理部が実行する処理を示すフローチャートである。車群内パケット情報受信を行う際に、車載通信装置の情報処理部が実行する処理を示すフローチャートである。ガードインターバル付きＯＦＤＭ信号の構成を示す図である。他車群の車群マスターおよびサブマスターからそれぞれ送信されたＯＦＤＭ信号を合成する受信部の構成を示す図である。車群マスターおよびサブマスターからそれぞれ送信されたＯＦＤＭ信号を選択する受信部の構成を示す図である。衝突防止システムにおいて車群間通信パケット情報を送信する際に車群マスターの情報処理部が実行する処理を示すフローチャートである。車群間通信パケット情報の構成を示す図である。衝突防止システムにおいて車群間通信パケット情報を受信する際に車群マスターの情報処理部が実行する処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０道路、１２車両、１２Ｇ車群、１４車載通信装置、１４Ｍ車群マスター、１４Ｓサブマスター、１６測位装置、１８測位アンテナ、２０速度ベクトル算出部、２２情報処理部、２４記憶部、２６送信部、２８通信アンテナ、３０，３０Ａ，３０Ｂ受信部、３２伝送シンボル、３４有効シンボル区間、３６ガードインターバル、３８無線受信部、４０信号分離部、４２Ａ，４２Ｂ遅延部、４４遅延制御部、４６加算部、４８選択部。

Claims

所属車群を識別するための所属車群ＩＤを有し、自らの所属車群ＩＤとは異なる所属車群ＩＤを有する他車群車載端末に送信対象情報を無線送信する車載通信装置において、
前記送信対象情報を無線送信する送信部と、
自らの所属車群ＩＤと同一の所属車群ＩＤを有する車載端末のうち前記車載通信装置と共に前記送信対象情報を無線送信するサブマスター車載端末に、前記送信対象情報を提供する送信対象情報提供部と、
を備え、
前記送信部は、
前記サブマスター車載端末と共に、前記他車群車載端末に対して、ダイバーシチ無線送信を行うことを特徴とする車載通信装置。
請求項１に記載の車載通信装置において、
自らの所属車群ＩＤと同一の所属車群ＩＤを有する車載端末から取得した情報に基づいて、前記送信対象情報を生成することを特徴とする車載通信装置。
所属車群を識別するための所属車群ＩＤを有し、自らの所属車群ＩＤとは異なる所属車群ＩＤを有する他車群車載端末に送信対象情報を無線送信する車載通信装置において、
自らの所属車群ＩＤと同一の所属車群ＩＤを有する車載端末のうち前記車載通信装置と共に前記送信対象情報を無線送信するマスター車載端末から、前記送信対象情報を取得する送信対象情報取得部と、
前記送信対象情報取得部から取得した前記送信対象情報を無線送信する送信部と、
を備え、
前記送信部は、
前記マスター車載端末と共に、前記他車群車載端末に対して、ダイバーシチ無線送信を行うことを特徴とする車載通信装置。
それぞれが所属車群ＩＤを有し、所属車群ＩＤによって所属車群が識別される複数の車載端末を備え、
同一の所属車群ＩＤを有する複数の車載端末のうちの一つであるマスター端末は、他車群に所属する他車群車載端末に送信対象情報を無線送信する、
車群間通信システムにおいて、
自車群に所属する車載端末のうちの一つであり、前記マスター端末とは異なるサブマスター端末は、
前記マスター端末から前記送信対象情報を取得し、
前記マスター端末および前記サブマスター端末は、
前記他車群車載端末に対して、前記送信対象情報をダイバーシチ無線送信することを特徴とする車群間通信システム。
請求項４に記載の車群間通信システムにおいて、
前記マスター端末は、
自車群に所属する車載端末から取得した情報に基づいて前記送信対象情報を生成することを特徴とする車群間通信システム。