JP5139127B2 - 車載通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のフレームに区切られた信号によって搭載車両の走行情報を送信する車載通信装置に関する。

道路を走行する各車両に車載通信装置を搭載し、各車両が自らの位置情報、自らの速度情報等を報知する車載通信システムが広く知られている。各車両の車載通信装置は、他車両から送信された情報を受信し、他車両との接触が回避されるよう、受信情報に基づいて自車両の走行制御を行う。

特開２００４−６２３８１号公報

車載通信システムでは、他車両から送信されるブロードキャスト信号に基づいて、各車両の車載通信装置がキャリアセンスを行う。ここで、キャリアセンスとは、他車両が通信に使用している時間帯を検出する処理をいう。各車両の車載通信装置は、キャリアセンスに基づいて、他車両から走行情報が送信される時間帯と重ならない時間帯に、自車両の走行情報を送信する。

しかし、無線信号の伝搬状況が良好でない車両間では、キャリアセンスを行うことが困難である。この場合、互いにキャリアセンスが行われなかった複数の車両からは、重なる時間帯にそれぞれの走行情報が送信されることがある。この場合、その複数の車両とは異なる車両の車載通信装置では、複数の走行情報が重ねて受信される。このとき、複数の走行情報を重ねて受信した車載通信装置は、いずれの情報も取得しないこととする。そのため、無線信号の伝搬状況が良好でない場合には、車両間の情報伝送量が低下するという問題があった。

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、搭載車両の走行情報を送信する車載通信装置において、他の車載通信装置が搭載車両の走行情報を送信する時間帯と重なる時間帯に、自らの搭載車両の走行情報を送信する頻度を低減することを目的とする。

本発明は、送信対象情報を含むフレームを生成するフレーム生成部と、前記フレーム生成部によって生成されたフレームを送信する送信部と、を備える車載通信装置であって、搭載車両の走行方位に基づいて、フレーム割り当て範囲を特定するフレーム割り当て部と、他車両に搭載された通信装置に対するキャリアセンスに基づいて、当該他車両が使用する時間帯である他車使用範囲を検出する、キャリアセンス部と、を備え、前記フレーム生成部は、前記フレーム割り当て範囲から前記他車使用範囲が除外されたフレーム使用範囲におけるフレームを生成することを特徴とする。

また、本発明に係る車載通信装置においては、前記フレーム割り当て部は、前記搭載車両が走行する環境に応じてフレームを区分するフレーム区分手段と、前記搭載車両の走行方位と、フレーム区分と、を対応付ける対応付け手段と、を備え、前記対応付け手段による対応付けに基づいて、前記フレーム割り当て範囲を特定することが好適である。

また、本発明に係る車載通信装置においては、前記搭載車両が交差点に接近したか否かを判定する交差点接近判定部を備え、前記フレーム割り当て部は、前記搭載車両が交差点に接近したとの判定がされたときに、前記フレーム割り当て範囲を特定し、前記フレーム生成部は、前記搭載車両が交差点に接近していないとの判定がされたときは、前記他車使用範囲が除外された時間帯におけるフレームを生成し、前記搭載車両が交差点に接近したとの判定がされたときは、前記フレーム割り当て範囲から前記他車使用範囲が除外されたフレーム使用範囲におけるフレームを生成することが好適である。また、本発明に係る車載通信装置においては、前記搭載車両が交差点に接近したとの判定がされたときに、その交差点の態様を示す交差点情報を取得する交差点情報取得部を備え、前記フレーム割り当て部は、前記搭載車両の走行方位の他、前記交差点情報に応じて前記フレーム割り当て範囲を特定することが好適である。

本発明によれば、搭載車両の走行情報を送信する車載通信装置において、他の車載通信装置がその搭載車両の走行情報を送信する時間帯と重なる時間帯に、自らの搭載車両の走行情報を送信する頻度を低減することができる。

（１）基本処理
図１に本発明の第１の実施形態に係る車載通信装置の構成を示す。複数の車両のそれぞれに搭載された車載通信装置は車載通信システムを構成する。各車載通信装置は、搭載車両の位置情報および速度ベクトルを含む走行情報を報知送信する。他車両から送信された走行情報を受信した車載通信装置は、その走行情報に基づいて、送信元の車両と自車両との接触が回避されるよう、自車両の走行制御を行う。

搭載車両の走行情報は次のようにして情報処理部１０に与えられる。測位装置２０は、測位アンテナ１８を介して衛星信号を受信し、搭載車両の位置情報を求め速度ベクトル算出部２２および情報処理部１０に出力する。速度ベクトル算出部２２は、測位装置２０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１０に出力する。情報処理部１０は、測位装置２０から出力された位置情報および速度ベクトル算出部２２から出力された速度ベクトルの組を搭載車両の走行情報とする。

情報処理部１０は、搭載車両の走行情報を報知送信するためのブロードキャスト信号を生成し、送信部１２に出力する。送信部１２は、ブロードキャスト信号を通信アンテナ１４を介して送信する。受信部１６は、他車両から送信されたブロードキャスト信号を、通信アンテナ１４を介して受信し、情報処理部１０に出力する。

情報処理部１０は、受信部１６から出力されたブロードキャスト信号から他車両の走行情報を抽出し、車両制御部２４に出力する。また、情報処理部１０は、自車両の走行情報を車両制御部２４に出力する。車両制御部２４は、自車両と他車両との接触が回避されるよう、他車両の走行情報および自車両の走行情報に基づいて、自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。

図２にブロードキャスト信号３０の構成を示す。ブロードキャスト信号３０は、複数のフレーム３２に区切られる。情報処理部１０は、１つのフレーム３２の全範囲のうち、走行情報を送信するために使用する範囲をフレーム３２内の時間位置によって決定する。そして、決定した使用範囲に搭載車両の走行情報を記録して送信する。

車載通信システムを構成する各車載通信装置は、衛星信号が示すタイミングに基づき、所定の時間間隔でブロードキャスト信号を送信する。また、各車載通信装置は、衛星信号が示すタイミングに基づき、ブロードキャスト信号を送信するときの同期をとる。これによって、各車載通信装置が送信するブロードキャスト信号のフレーム先端時刻およびフレーム後端時刻は同時となる。このような同期処理を行うため、測位装置２０は、受信した衛星信号を情報処理部１０に出力する。情報処理部１０は、衛星信号が示すタイミングに基づいてブロードキャスト信号の各フレームを送信部１２に出力する。

（２）フレームの使用範囲の決定
本実施形態に係る車載通信装置は、搭載車両の走行方位に基づいてフレームの割り当て範囲を特定する。そして、キャリアセンスに基づいて他車使用範囲を検出し、特定したフレーム割り当て範囲から他車使用範囲を除外したフレーム使用範囲に走行情報を記録して送信する。

まず、搭載車両の走行方位に基づくフレーム割り当て範囲の特定について説明する。走行方位は、例えば、北方向を０°とし、搭載車両を中心に北西南東の向きに回る方向を正回転方向として定義する。

フレーム割り当て範囲を特定するため、情報処理部１０は、フレーム内の時間位置と方位角スケールとを対応付ける処理を行う。例えば、図２に示すように、フレーム先端時刻の方位角スケール３４のスケール値を０°とし、フレーム後端時刻の方位角スケール３４のスケール値を１８０°とする。この対応付けは、送信前のフレームを記憶するために情報処理部１０に備えられたメモリのアドレスと、方位角スケール３４のスケール値とを対応付けたメモリーアドレステーブルを情報処理部１０が備えることで実行することができる。

情報処理部１０は、速度ベクトル算出部２２から出力された走行ベクトルによって示される走行方位が、φ°であるときは、φ°以上、φ°＋α×１８０°未満の方位角スケール範囲をフレーム割り当て範囲として特定する。ここで、αは１未満の正の値として定められる使用率であり、搭載車両が走行する道路の幅、交通量（単位時間当たりの車両走行数）等、搭載車両の走行環境に応じて決定することが好ましい。使用率αを決定する元となるこれらの値は、他車両から送信されたブロードキャスト信号に基づいて求めることができる。使用率αは、例えば、搭載車両が走行する道路の幅が広い程大きい値とし、搭載車両が走行する道路の交通量が多いほど大きい値とする。

ここで、α＝０．５とした場合、φ°以上、φ°＋９０°未満の方位角スケール範囲がフレーム割り当て範囲となる。例えば、走行ベクトルによって示される走行方位φ°が４５°であるときは、図２のハッチングで示されるように、スケール値４５°以上、１３５°未満の範囲がフレーム割り当て範囲となる。

なお、φ°以上、φ°＋α×１８０°未満の方位角スケール範囲のうち、１８０°以上の範囲については、１８０°以上の範囲の値を１８０°で割った余りが示す値に基づいて、方位角スケールを参照しフレーム割り当て範囲を特定する。例えば、α＝０．５とし、走行ベクトルによって示される走行方位が３００°であるときは、φ°以上、φ°＋α×１８０°未満の範囲は、３００°以上３９０°未満となる。この場合、３００°以上３９０°未満の方位角スケール範囲のうち、１８０°以上の範囲の値を１８０°で割った余りによって規定される範囲は、１２０°以上１８０°未満、および０°以上３０°未満となる。したがって、この場合には、１２０°以上１８０°未満の方位角スケール範囲、および０°以上３０°未満の方位角スケール範囲がフレーム割り当て範囲となる。

次に、車載通信装置は、走行方位に基づいて特定したフレーム割り当て範囲内における使用除外範囲をキャリアセンスによって決定する。情報処理部１０は、受信部１６から出力されたブロードキャスト信号のフレームの全範囲のうち、他車両の車載通信装置によって使用されている範囲を他車使用範囲として検出する。そして、先に特定したフレーム割り当て範囲から他車使用範囲を除外した範囲をフレーム使用範囲とする。情報処理部１０は、フレーム使用範囲に走行情報を記録したブロードキャスト信号を生成し、送信部１２に出力する。送信部１２は、通信アンテナ１４を介してブロードキャスト信号を送信する。

従来の車載通信装置では、各車載通信装置は、フレームの全範囲をフレーム割り当て範囲としていた。そして、キャリアセンスに基づいて他車使用範囲を決定し、フレーム全範囲のうち他車使用範囲を除外した範囲に走行情報を記録したブロードキャスト信号を送信していた。しかし、キャリアセンスは、ブロードキャスト信号の搬送波を互いに感知できる車両間で実行することが可能である。したがって、無線信号の伝搬環境が良好でない車両間では、キャリアセンスを行うことが困難となる。互いにキャリアセンスが行われなかった複数の車両からは、重なる時間帯にそれぞれの走行情報が送信されることがある。この場合、その複数の車両とは異なる車両の車載通信装置では、複数の送信情報が重ねて受信される。このとき、複数の走行情報を重ねて受信した車載通信装置は、いずれの情報も取得することができないという問題が生じていた。

例えば、図３に示すように、道路３６と道路３８とが交差する交差点において、道路３６、道路３８、および交差点内に、それぞれ、車両４２Ａ，４２Ｂ、および４２Ｃが存在する例について採り上げる。車両４２Ａと車両４２Ｂとの間には建物４０があり、車両４２Ａと車両４２Ｂとの間ではブロードキャスト信号が遮られる。これによって、車両４２Ａおよび４２Ｂの各車載通信装置は、キャリアセンスを行うことが困難となる。このとき、車両４２Ａおよび車両４２Ｂからは、重なる時間帯にそれぞれの走行情報が送信される可能性がある。この場合、車両４２Ｃの車載通信装置は、車両４２Ａおよび４２Ｂのいずれからも走行情報を取得することができない。

本実施形態に係る車載通信装置によれば、車載通信装置は、搭載車両の走行方位に基づいてフレーム割り当て範囲を特定する。そして、キャリアセンスに基づき使用除外範囲を決定し、フレーム割り当て範囲から他車使用範囲を除外したフレーム使用範囲に走行情報を記録して送信する。したがって、走行方位が異なる複数の車両の各車載通信装置のフレーム使用範囲をずらすことができる。そのため、複数の車両からそれぞれの走行情報が時間帯を重ねて送信される頻度を低下させることができる。これによって、走行情報が重ねて受信されたことに基づき情報取得を行わないこととする頻度を低下させることができ、車両間の情報伝送量を向上させることができる。

例えば、図３に示される状況では、車両４２Ａは東方向（２７０°方向）に道路３６を走行し、車両４２Ｂは北方向（０°方向）に道路３８を走行している。車両４２Ａと車両４２Ｂとの走行方位の相違は９０°である。したがって、α＝０．５とすれば、車両４２Ａは、方位角スケール９０°以上１８０°未満のフレーム割り当て範囲内に走行情報を記録し、車両４２Ｂは、方位角スケール０°以上９０°未満のフレーム割り当て範囲内に走行情報を記録する。したがって、車両４２Ｃの車載通信装置は車両４２Ａおよび４２Ｂのいずれからも走行情報を取得することができる。

（３）方位角スケールの別の例
上記では、情報処理部１０は、フレーム先端時刻の方位角スケール値を０°とし、フレーム後端時刻の方位角スケール値を１８０°として、フレーム内の時間位置と方位角スケールとを対応付けた。しかしながら、方位角スケールの方位角範囲は任意に決定することができる。例えば、図４に示すように、フレーム先端時刻の方位角スケール値を０°とし、フレーム後端時刻の方位角スケール値を３６０°とする対応付けを行ってもよい。

情報処理部１０は、速度ベクトル算出部２２から出力された走行ベクトルによって示される走行方位がφ°であるときは、φ°以上、φ°＋α×３６０°未満の方位角スケール範囲をフレーム割り当て範囲として特定する。使用率αをα＝０．２５とした場合、φ°以上、φ°＋９０°未満の方位角スケール範囲がフレーム割り当て範囲となる。例えば、走行ベクトルによって示される走行方位φ°が、４５°であるときは、図４のフレーム３２に対応付けられた方位角スケール３４によって、スケール値４５°以上１３５°未満の範囲がフレーム割り当て範囲となる。

なお、φ°以上、φ°＋α×３６０°未満の方位角スケール範囲のうち、３６０°以上の範囲については、３６０°を超えた値を３６０°で割った余りが示す値に基づいて、方位角スケールを参照しフレーム割り当て範囲を特定する。例えば、α＝０．２５とし、走行ベクトルによって示される走行方位が、３００°であるときは、φ°以上、φ°＋α×３６０°未満の範囲は、３００°以上３９０°未満となる。この場合、３００°以上３９０°未満の方位角スケール範囲のうち、３６０°以上の範囲の値を３６０°で割った余りによって規定されるフレーム割り当て範囲は０°以上３０°未満となる。したがって、この場合には、３００°以上３６０°未満の方位角スケール範囲および０°以上３０°未満の方位角スケール範囲がフレーム割り当て範囲となる。

フレーム先端時刻の方位角スケール値を０°とし、フレーム後端時刻の方位角スケール値を１８０°としてフレーム内の時間位置と方位角スケールとを対応付け、α＝０．５とした場合には、走行方位の差異が１８０°である対向車両は、同一範囲をフレーム割り当て範囲とすることとなる。一方、フレーム先端時刻の方位角スケール値を０°とし、フレーム後端時刻の方位角スケール値を３６０°としてフレーム内の時間位置と方位角スケールとを対応付け、α＝０．２５とした場合には、走行方位の差異が１８０°である対向車両は、異なる範囲をフレーム割り当て範囲とすることとなる。

（４）交差点からの距離に基づく処理の切り換え
第１の実施形態に係る車載通信装置は、搭載車両の走行方位に基づいてフレーム割り当て範囲を特定する。そして、キャリアセンスに基づいて他車使用範囲を検出し、フレーム割り当て範囲から他車使用範囲を除外したフレーム使用範囲に走行情報を記録して送信する。このようなフレーム分割方式では、フレームの全範囲のうち使用率αで定まる範囲がフレーム割り当て範囲となる。したがって、フレーム全範囲が割り当てられる場合に比して、単位時間当たりの情報伝送量が制限される。

そこで、第２の実施形態に係る車載通信装置では、搭載車両が交差点から十分離れた位置を走行しているときには、フレーム分割方式に基づく処理は行わず、フレーム全範囲を割り当てフレーム範囲とする通常キャリアセンス方式によってフレーム使用範囲を決定する。そして、搭載車両が交差点に接近したときには、フレーム分割方式に基づきフレーム使用範囲を決定する。

図５に第２の実施形態に係る車載通信装置の構成を示す。図１の車載通信装置と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。この車載通信装置は、地図情報記憶部２６を備える。地図情報記憶部２６に記憶される地図情報には、交差点の位置情報が含まれる。情報処理部１０は、測位装置２０から搭載車両の位置情報を取得する。また、地図情報記憶部２６から地図情報を読み込む。そして、搭載車両の位置情報と地図情報とに基づいて、搭載車両に最も近い位置にある交差点からの距離を算出する。

情報処理部１０は、交差点からの距離が所定の接近閾値以上であるときは、通常キャリアセンス方式に基づいてフレーム使用範囲を決定する。一方、交差点からの距離が所定の接近閾値未満であるときは、フレーム分割方式に基づきフレーム使用範囲を決定する。情報処理部１０は、決定したフレーム使用範囲に走行情報を記録したブロードキャスト信号を送信部１２に出力する。送信部１２は、通信アンテナ１４を介してブロードキャスト信号を送信する。

交差点から離れた道路上では、交差道路を走行する車両との間でキャリアセンスを行う必要性に乏しい。したがって、キャリアセンスは、自車両と同一方向に走行する車両または対向車両との間で行われていれば十分である。同一方向車両または対向車両との間では無線信号の伝搬状況が良好な場合が多く、キャリアセンスを良好に行うことができる。したがって、通常キャリアセンス方式によってフレーム使用範囲を決定しても、複数の車両からそれぞれの走行情報が時間帯を重ねて送信される頻度は低い。第２の実施形態に係る車載通信装置によれば、搭載車両が交差点から離れているときは、通常キャリアセンス方式に基づく処理を実行し、単位時間当たりの情報伝送量を多くすることができる。

一方、交差点近傍では、交差道路を走行する車両の走行情報を取得する必要性が高い。ところが、曲がり角にある建物等の存在により、交差道路を走行する車両との間でキャリアセンスを行うことが困難なことが多い。これによって、複数の車両からそれぞれの走行情報が時間帯を重ねて送信される頻度が高くなる。第２の実施形態に係る車載通信装置によれば、搭載車両が交差点に接近した場合には、フレーム分割方式に基づく処理を実行し、交差道路にある複数の車両からそれぞれの走行情報が時間帯を重ねて送信される頻度を低下させることができる。

（５）交差点態様フレーム分割方式
第２の実施形態を変形した第３の実施形態に係る車載通信装置について説明する。第３の実施形態に係る車載通信装置は、搭載車両が交差点に接近したときに、その交差点の態様に応じてフレーム割り当て範囲を特定する。第３の実施形態に係る車載通信装置の構成は図５の車載通信装置の構成と同様であり、図５を援用して説明を行う。

情報処理部１０は、交差点からの距離が所定の接近閾値以上であるときは、通常キャリアセンス方式に基づいてフレーム使用範囲を決定する。一方、交差点からの距離が所定の接近閾値未満となったときは、次に説明する交差点態様フレーム分割方式に基づいてフレーム割り当て範囲を特定し、フレーム使用範囲を決定する。

交差点態様フレーム分割方式について説明する。情報処理部１０は、交差点からの距離が所定の接近閾値未満となったときは、その交差点の態様を示す交差点情報を地図情報から取得する。交差点情報は、交差点に接続される分岐道路数、分岐道路の延伸方位、各分岐道路の幅等の情報を含む。例えば、東西に延伸する道路と南北に延伸する道路とが交差する交差点の場合、分岐道路数は４である。そして、南から北へと交差点方向に延伸する分岐道路、東から西へと交差点方向に延伸する分岐道路、北から南へと交差点方向に延伸する分岐道路、および西から東へと交差点方向に延伸する分岐道路の延伸方位は、それぞれ、０°、９０°、１８０°、および２７０°である。

情報処理部１０は、各分岐道路に分岐道路識別符号を割り当てる。例えば、分岐道路の延伸方位を示す数値を分岐道路の分岐道路識別符号とする。情報処理部１０は、フレームの時間位置を分岐道路数で分割し、分割された各範囲に道路識別符号を対応付ける。例えば、図６（ａ）の例では、延伸方位が０°、９０°、１８０°、および２７０°である各分岐道路に対し、フレームの先端から順にフレーム割り当て範囲が対応付けられている。

情報処理部１０は、速度ベクトル算出部２２から出力された速度ベクトルに基づいて、搭載車両が走行してきた分岐道路の識別符号を確定する。そして、その識別符号に対応付けられたフレーム割り当て範囲を搭載車両に対するフレーム割り当て範囲として特定する。

情報処理部１０は、他車両の車載通信装置との間のキャリアセンスに基づいて、他車使用範囲を検出する。そして、特定したフレーム割り当て範囲から他車使用範囲を除外した範囲をフレーム使用範囲とする。

交差点態様フレーム分割方式に基づくこのような処理によれば、交差点の分岐道路数に応じて、各車両に対しフレーム使用範囲を決定することができる。これによって、複数の車両からそれぞれの走行情報が時間帯を重ねて送信される頻度を低下させる効果を高めることができる。

なお、フレームの分割は各分岐道路の幅に応じて行ってもよい。この場合、情報処理部１０は、分割比を各分岐道路の幅に基づいて決定する。例えば、４本の分岐道路の幅の比が１：４：１：４であれば、各分岐道路に対応するフレーム割り当て範囲を、図６（ｂ）に示されるように、１：４：１：４の比で分割する。

一般に、幅の広い道路程、交通量が多い。そのため、各分岐道路の幅に応じてフレーム割り当て範囲を決定することで、複数の車両からそれぞれの走行情報が時間帯を重ねて送信される頻度を低下させる効果を高めることができる。

（６）速度ベクトルによる交差点判定および交差点情報の送信
第２および第３の実施形態に係る車載通信装置では、搭載車両の位置情報および地図情報に基づいて、搭載車両が交差点に接近したか否かを判定する。また、第３の実施形態に係る車載通信装置では、地図情報から交差点情報を取得し、交差点の態様に基づいてフレームを分割して各分岐道路を走行する車両に対してフレーム割り当て範囲が決定される。

しかし、実際に存在する交差点には、交差点情報が地図情報に含まれないものがある。搭載車両がこのような交差点に接近した場合には、交差点への接近に応じた処理が行われない。次に説明する第４の実施形態は、このような問題点を解決するものである。図７に第４の実施形態に係る車載通信装置の構成を示す。図５の車載通信装置と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。

情報処理部１０は、交差点フラグ記憶部２８に記憶されている情報を監視する。そして、交差点フラグ記憶部２８に交差点フラグが記憶されている場合には、情報処理部１０は交差点態様フレーム分割方式に基づく処理を実行する。一方、交差点フラグ記憶部２８に交差点フラグが記憶されていない場合には、情報処理部１０は通常キャリアセンス方式に基づく処理を実行する。交差点フラグは、搭載車両が交差点に接近したことを示す情報であり、次のような処理によって交差点フラグ記憶部２８に記憶される。

（ｉ）交差点判定
情報処理部１０は、他車両から送信されたブロードキャスト信号を受信部１６から取得する。そして、ブロードキャスト信号から、他車両の位置情報を他車両位置情報として抽出し、他車両の速度ベクトルを他車両速度ベクトルとして抽出する。

情報処理部１０は、測位装置２０から出力された位置情報および速度ベクトル算出部２２から出力された速度ベクトルに基づいて、交差点判定領域を求める。交差点判定領域は、図８の一点鎖線で囲まれた領域のように、道路４６の延伸方位に走行する搭載車両４２Ｄの位置を重心とし、速度ベクトルに垂直な方向を長手方向とする長方形の領域である。交差点判定領域４８の速度ベクトル方向の長さは、交差道路４４の幅が取り得る平均的な値とする。交差点判定領域４８の速度ベクトル方向に垂直な方向の長さは、道路交差点から見た交差道路４４の見通し内距離の平均的な値とする。

なお、交差点判定領域は、他車両との位置関係に基づいて交差点判定処理を実行することができるような形状であればどのような形状であってもよい。例えば、図９に示すように、車両４２Ｄの進行方向に対してθの角をなし、互いに車両４２Ｄの重心で交わる直線ｌ₁およびｌ₂と、車両４２Ｄの進行方向と平行であり車両４２Ｄの重心からの距離がｄである直線ｌ₃およびｌ₄とによって形成される三角形の領域Ｔ₁およびＴ₂として定義してもよい。

次に、情報処理部１０は、速度ベクトル算出部２２から出力された速度ベクトルと他車両速度ベクトルとがなす方向差角を求める。

情報処理部１０は、他車両位置情報が示す位置が交差点判定領域内に存在し、かつ、方向差角の大きさが判定角度範囲内であるという交差点存在条件が成立するか否かを判定する。ここで、判定角度範囲は、道路交差点で交差する２つの道路がなす角度の範囲に基づいて決定する。例えば、４５°以上１３５°以下または−１３５°以上−４５°以下とする。

情報処理部１０は、交差点存在条件が成立するときは、交差点フラグ記憶部２８に交差点フラグを記憶させる。一方、交差点存在条件が成立しないときは、交差点フラグ記憶部２８にヌル情報を記憶させる。

（ｉｉ）他車両から送信されたブロードキャスト信号に基づく交差点情報の取得
情報処理部１０は、このような交差点判定処理を実行すると共に、複数の車両から送信されたブロードキャスト信号を受信部１６から取得する。そして、測位装置２０が出力する現在位置情報、取得したブロードキャスト信号に含まれる走行情報等に基づいて、交差点情報を取得する。

交差点情報は、交差点の位置、交差点に接続される分岐道路数、分岐道路の延伸方位、各分岐道路の幅、各分岐道路の交通量、接近閾値等の情報を含む。交差点の位置は、搭載車両の位置情報に基づいて取得することができる。交差点に接続される分岐道路数、分岐道路の延伸方位、各分岐道路の幅、各分岐道路の交通量等は、複数の他車両から送信されたブロードキャスト信号から各他車両の走行情報を取得し、複数の他車両の走行情報に基づく推定計算に基づいて取得することができる。また、ここでの接近閾値は、他車両の車載通信装置に送信することを目的とするものであり、自車両の車載通信装置のユーザが設定することができる。さらに、交差点の交差道路の幅、または搭載車両が走行する道路の幅が広い程接近閾値を大きい値とする等して情報処理部１０が決定することとしてもよい。

交差点フラグ記憶部２８に交差点フラグを記憶した後、情報処理部１０は、上述の交差点態様フレーム分割方式に基づいてフレーム使用範囲を決定する。そして、決定したフレーム使用範囲に、走行情報のみならず交差点情報をも記録したブロードキャスト信号を生成し送信部１２に出力する。送信部１２は、通信アンテナ１４を介してブロードキャスト信号を送信する。

このような処理によれば、交差点に侵入した車両の車載通信装置は、他車両から送信されたブロードキャスト信号に基づいて、自車両が交差点に存在するか否かを判定することができる。そして、交差点に存在する旨の判定をしたときは、交差点態様フレーム分割方式に基づいて決定したフレーム使用範囲に、走行情報および交差点情報を記録したブロードキャスト信号を送信することができる。

（７）走行情報および交差点情報を含むブロードキャスト信号を受信した車載通信装置が実行する処理
次に、走行情報のみならず交差点情報をも含むブロードキャスト信号を受信した他車両の車載通信装置が実行する処理について説明する。情報処理部１０は、受信部１６から出力されたブロードキャスト信号に交差点情報が含まれないときは、交差点フラグ記憶部２８にヌル情報を記憶させる。交差点フラグ記憶部２８にヌル情報を記憶させた後、情報処理部１０は、通常キャリアセンス方式に基づいて決定したフレーム使用範囲に、走行情報を記録したブロードキャスト信号を送信部１２に出力する。

一方、情報処理部１０は、受信部１６から出力されたブロードキャスト信号に交差点情報が含まれるときは、交差点フラグ記憶部２８に交差点フラグを記憶させる。交差点フラグ記憶部２８に交差点フラグを記憶させた後、情報処理部１０は、交差点態様フレーム分割方式に基づいて決定したフレーム使用範囲に走行情報および交差点情報を記録したブロードキャスト信号を送信部１２に出力する。この交差点情報は、受信部１６から出力されたブロードキャスト信号に含まれていたものであってもよいし、上記（６）（ｉｉ）で説明した処理に基づき、複数の他車両から送信されたブロードキャスト信号に基づき新たに取得したものであってもよい。

なお、受信部１６から出力されたブロードキャスト信号に交差点情報が含まれるときは、次のように、交差点フラグ記憶部２８に交差点フラグまたはヌル情報を記憶させる前に接近閾値に基づく判定処理を行ってもよい。

情報処理部１０は、受信部１６から出力されたブロードキャスト信号に交差点情報が含まれるときは、交差点情報から接近閾値を抽出する。そして、搭載車両の交差点からの距離が接近閾値以上であるときは、交差点フラグ記憶部２８にヌル情報を記憶させる。交差点フラグ記憶部２８にヌル情報を記憶させた後、情報処理部１０は、通常キャリアセンス方式に基づいて決定したフレーム使用範囲に走行情報を記録したブロードキャスト信号を送信部１２に出力する。

一方、搭載車両の交差点からの距離が接近閾値未満であるときは、交差点フラグ記憶部２８に交差点フラグを記憶させる。交差点フラグ記憶部２８に交差点フラグを記憶させた後、情報処理部１０は、交差点態様フレーム分割方式に基づいて決定したフレーム使用範囲に走行情報および交差点情報を記録したブロードキャスト信号を送信部１２に出力する。

（８）第４の実施形態による効果
このような処理によれば、各車両の車載通信装置は地図情報によらず搭載車両が交差点に存在するか否かを判定することができる。したがって、交差点情報が地図情報に含まれない交差点に搭載車両が接近した場合であっても、交差点への接近に応じた処理を実行することができる。

例えば、図１０のように道路５０と道路５２とが交差する交差点内に、車両４２Ｅが存在する例について採り上げる。この場合、車両４２Ｅの車載通信装置は、道路５０に存在する車両４２Ｆまたは４２Ｇから送信されるブロードキャスト信号に基づいて、自車両が交差点に存在する旨の判定をする。さらに、各分岐道路に存在する車両４２Ｆ，４２Ｇ，４２Ｈ、および４２Ｉから送信されるブロードキャスト信号に基づいて、交差点情報を生成する。そして、車両４２Ｅの車載通信装置は、走行情報および交差点情報を記録したブロードキャスト信号を送信する。車両４２Ｆ，４２Ｇ，４２Ｈ、および４２Ｉの各車載通信装置は、車両４２Ｅから送信された、走行情報および交差点情報を含むブロードキャスト信号に基づき上記（７）で述べた処理を実行する。

なお、ここでは、第４の実施形態として、搭載車両が交差点に接近したときに交差点態様フレーム分割方式に基づいてフレーム使用範囲を決定する処理について説明した。このように、交差点態様フレーム分割方式に基づく処理を実行する代わりに、フレーム分割方式に基づく処理を実行することとしてもよい。

また、上記では、交差点態様フレーム分割方式については、図６に示されるように、分岐道路の数または各分岐道路の幅に応じてフレーム割り当て範囲を決定する処理について説明した。このような処理の他、各分岐道路の交通量に応じてフレーム割り当て範囲を決定する処理を実行してもよい。この場合、情報処理部１０は、分割比を各分岐道路の交通量に基づいて決定する。例えば、４本の分岐道路の交通量の比が１：４：１：４であれば、各分岐道路に対応するフレーム割り当て範囲を１：４：１：４の比で分割する。各分岐道路の交通量に応じてフレーム割り当て範囲を決定することで、 複数の車両からそれぞれの走行情報が時間帯を重ねて送信される頻度を低下させる効果を高めることができる。

（９）車群通信システムへの応用
本発明の第１〜第４の実施形態に係る車載通信システムは、車群通信システムに応用することができる。車群通信システムは、車群をなす複数車両の各車載通信装置の間に規定された通信プロトコルに基づいて車車間通信を行うシステムである。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。各車載通信装置は、同一車群に属する他の車載通信装置が走行情報を送信する時間帯と重ならない時間帯に、自車両の走行情報を送信する。車群通信システムとしては、ＲＲ−ＡＬＯＨＡ、変形ＲＲ−ＡＬＯＨＡ等が研究されている。

車群通信システムで用いられるブロードキャスト信号５４の構成を図１１に示す。ブロードキャスト信号５４は、複数のフレーム５６に区切られる。フレーム５６はさらに複数スロット５８に区切られる。車群通信システムでは、同一車群に属する車載通信装置の間で送信時間帯が重ならないよう、各車載通信装置が送信用スロットを選択する。この処理は、車群通信システムで規定された通信プロトコルに基づくスロット選択処理によって行う。

しかし、車群通信システムに用いられる通信プロトコルでは、互いに異なる車群に属する複数の車載通信装置の間では、スロット選択処理を行わないこととしている。したがって、車群同士が接近した場合には、他車群に属する他の車載通信装置が走行情報を送信する時間帯と重なる時間帯に、自車両の走行情報を送信するおそれがある。この場合、複数の走行情報を重ねて受信した車載通信装置は、いずれの情報も取得しないため、車両間の情報伝送量が低下するという問題が生じる。

そこで、本応用形態では、第１〜第４の実施形態と同様に、車載通信装置の搭載車両の走行状況に応じてフレーム割り当て範囲を特定する処理を実行する。各車載通信装置は、特定したフレーム割り当て範囲に含まれるスロットに対しスロット選択処理を実行する。例えば、図１１のようにフレーム割り当て範囲６０が特定された場合には、図１１においてハッチングが施されたスロット５８に対しスロット選択処理を実行する。

このような処理によれば、他車群に属する他の車載通信装置が走行情報を送信する時間帯と重なる時間帯に、自車両の走行情報を送信する頻度を低下させることができる。したがって、車群同士が接近することによる車両間の情報伝送量が低下するという現象を改善することができる。

第１の実施形態に係る車載通信装置の構成を示す図である。 ブロードキャスト信号の構成を示す図である。 第１の実施形態による処理例を説明する図である。 方位角スケールの別の例を説明する図である。 第２および第３の実施形態に係る車載通信装置の構成を示す図である。 交差点態様フレーム分割方式に係るフレーム割り当て範囲の例を示す図である。 第４の実施形態に係る車載通信装置の構成を示す図である。 交差点判定領域の例を示す図である。 交差点領域の別の例を示す図である。 第４の実施形態に係る処理例を説明する図である。 車群通信システムに係るブロードキャスト信号の構成を示す図である。

符号の説明

１０ 情報処理部、１２ 送信部、１４ 通信アンテナ、１６ 受信部、１８ 測位アンテナ、２０ 測位装置、２２ 速度ベクトル算出部、２４ 車両制御部、２６ 地図情報記憶部、２８ 交差点フラグ記憶部、３０，５４ ブロードキャスト信号、３２，５６ フレーム、３４ 方位角スケール、３６，３８，４４，４６，５０，５２ 道路、４０ 建物、４２Ａ〜４２Ｉ 車両、４８ 交差点判定領域、５８ スロット、６０ フレーム割り当て範囲。

Claims (4)

1. 送信対象情報を含むフレームを生成するフレーム生成部と、
   前記フレーム生成部によって生成されたフレームを送信する送信部と、
   を備える車載通信装置であって、
   搭載車両の走行方位に基づいて、フレーム割り当て範囲を特定するフレーム割り当て部と、
   他車両に搭載された通信装置に対するキャリアセンスに基づいて、当該他車両が使用する時間帯である他車使用範囲を検出する、キャリアセンス部と、
   を備え、
   前記フレーム生成部は、
   前記フレーム割り当て範囲から前記他車使用範囲が除外されたフレーム使用範囲におけるフレームを生成することを特徴とする車載通信装置。
2. 請求項１に記載の車載通信装置であって、
   前記フレーム割り当て部は、
   前記搭載車両が走行する環境に応じてフレームを区分するフレーム区分手段と、
   前記搭載車両の走行方位と、フレーム区分と、を対応付ける対応付け手段と、
   を備え、
   前記対応付け手段による対応付けに基づいて、前記フレーム割り当て範囲を特定することを特徴とする車載通信装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車載通信装置であって、
   前記搭載車両が交差点に接近したか否かを判定する交差点接近判定部を備え、
   前記フレーム割り当て部は、
   前記搭載車両が交差点に接近したとの判定がされたときに、前記フレーム割り当て範囲を特定し、
   前記フレーム生成部は、
   前記搭載車両が交差点に接近していないとの判定がされたときは、前記他車使用範囲が除外された時間帯におけるフレームを生成し、
   前記搭載車両が交差点に接近したとの判定がされたときは、前記フレーム割り当て範囲から前記他車使用範囲が除外されたフレーム使用範囲におけるフレームを生成することを特徴とする車載通信装置。
4. 請求項３に記載の車載通信装置であって、
   前記搭載車両が交差点に接近したとの判定がされたときに、その交差点の態様を示す交差点情報を取得する交差点情報取得部を備え、
   前記フレーム割り当て部は、
   前記搭載車両の走行方位の他、前記交差点情報に応じて前記フレーム割り当て範囲を特定することを特徴とする車載通信装置。

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