JP5206460B2 - 車車間通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両同士の間で車両情報を順々に中継して通信する車車間通信装置に関する。

通信技術の発達に伴い、走行する車同士の通信（これを「車車間通信」という）が可能となっている。車車間通信では、事故発生時に道なりに沿って事故情報を１台づつ後方へ送信することが提案されているが、データの届く範囲に複数の車がいる場合でも常に１対１でしか通信しないため通信負荷が増大し、多くの情報を送信することが難しい。

そこで、車両は車両情報を周辺車両に対して送信する際に、先ず送信情報を中継する中継車両を指定し、当該中継車両をして中継車両の周辺にいる周辺車両に対して車両情報をブロードキャストさせる。中継車両を決定するために、車両は周辺車両から位置情報を受信し、周辺車両が所在する分岐道路を地図情報を参照して特定し、各分岐道路上で自車より最も遠い周辺車両を中継車両として決定する（特許文献１参照）。

車車間通信は主に高周波の信号を用いるため、例えば、大型車両、建物のような通信の妨げになる障害物に隠れてしまう車両に対して通信を行うことが困難である。そこで、路面上の走行レーンを検出し、各周辺車両について中継の適否を判定し、この判定結果に基づき、中継を依頼する中継車両を特定する方法が提案されている（特許文献２参照）。

車両にカメラを搭載させ、カメラが撮影する車両周囲のカメラ画像から車両周囲に遮蔽物があるか否かを判断し、遮蔽物があると判断した場合、自車両は受信した情報を広範囲にホッピング（中継）できる状態ではないと判断し、他車両の情報をホッピングしない。周囲に遮蔽物がなく、情報を広範囲にホッピングできると判断した場合に限り、受信した他車両情報をホッピングする技術が提案されている（特許文献３参照）。

特開2005-12522号公報 特開2005-51619号公報 特開2006-229398号公報

特許文献１では、複数の車両が中継を行い同じ車両情報が空間に飛び交うため、通信帯域を圧迫し車両情報の輻輳が発生しやすい。また、単純に距離でのみ中継車両を決定していたため、最も遠い距離の車両が中継に適さない場合がある。例えば、図５では、二輪車２９からの車両情報を乗用車３３及び乗用車３５が中継することになるが、事故を防ぐために情報を伝えたい右折車両３１には遮蔽車両３０、遮蔽車両３４により電波が遮られ、車両情報が届かない。さらに、車両が中継車両を決定するため、すべての周囲車両と自車までの距離とカーナビより生成した地図情報を元に生成するという演算処理は複雑であり送信データの作成に遅延が発生する場合がある。

特許文献３では、周囲状況の判断にカメラ画像を用いるため、車車間通信システムのほかにカメラシステムが必要となる。また、周囲状況を判断するため、カメラ画像を元に様々な画像処理が必要となり、処理負荷が重くなる。更に、カメラ画像を元に周囲状況を判
断しているため、天候や周囲車両、建築物の色により、周囲状況の判断に誤りが発生する場合がある。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両情報の輻輳を抑制し、且つ必要な車両情報だけを中継する車車間通信装置を提供することである。

本発明の特徴は、車両同士の間で車両情報を順々に中継して通信する車車間通信装置であって、車車間通信装置が、他車に関する車両情報を受信する受信部と、車両情報を他車に向けて送信する送信部とを備え、受信部が受信した他車に関する車両情報に基づいて当該他車が自車よりも小型であるか否かを判断し、当該他車が自車よりも小型である場合に限り当該他車に関する車両情報を中継して送信することである。

本発明の特徴によれば、大型の車両は、自車よりも小型の車両から車両情報を受信した場合に限り当該車両情報を中継して周囲の車両へ向けて送信することができる。すなわち、車両情報に含まれる車両種別により中継の要否を判断することで、車両情報の輻輳を抑制し、且つ必要な車両情報だけを中継することができる。例えば、特許文献１に比べて中継の頻度を半分程度に抑えることができる。交差点において、中継が発生した場合、特許文献１では交差点より等距離にある２台が中継するのに対し、本発明では交差点付近の大型車１台の中継となる。

本発明の特徴において、車両情報はパケットを単位として送受信され、１つのパケットには、車両情報が格納されたデータ部と、一部に中継要求フラグを設定するための中継要求フラグ領域が設けられたヘッダとが含まれていてもよい。これにより、中継要求フラグ領域にフラグが設定されているか否かによって中継の要否を判断できるので、データ部の内容を解析して中継の要否を判断する場合に比べて、中継判断の処理が簡易となり、処理負荷が小さくなる。

本発明の特徴において、車車間通信装置は、少なくとも、受信部が受信した他車に関する車両情報及び自車に関する車両情報に基づいて、自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ所定の時間以内に自車が当該大型の車両の近傍を通過するか否かを判断する大型車両接近判断部を更に備え、送信部は、自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ所定の時間以内に自車が当該大型の車両の近傍を通過すると大型車両接近判断部が判断した場合、自車に関する車両情報に対して中継要求フラグを立ててから、当該自車に関する車両情報を送信し、且つ受信部により受信された他車に関する車両情報のうち中継要求フラグを立てられた車両情報だけを送信しても構わない。

自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ所定の時間以内に自車が当該大型の車両の近傍を通過するか否かを判断することにより、大型の車両（他車）が自車に対して通信における遮蔽物となりうるか否かを判断することができる。また、大型の車両（他車）が自車に対して通信における遮蔽物となりうる場合に、中継要求フラグを立ててから当該自車に関する車両情報を送信することにより、遮蔽物となりうる大型の車両は、中継要求フラグを立てられた他車の車両情報を受信して、車両情報を他車に向けて送信することができる。よって、自車に関する車両情報を伝えたいが、大型の車両が遮蔽物となって直接に送信することのできない他車に対して、大型の車両が当該車両情報を中継して伝えることができる。同時に、不必要な車両情報の中継を抑制して車両情報の輻輳を抑制することができる。

以上説明したように、本発明の車車間通信装置によれば、車両情報の輻輳を抑制し、且
つ必要な車両情報だけを中継することができる。

本発明の実施の形態に係わる車車間通信装置の全体構成を示すブロック図である。 自車に関する車両情報を格納したパケットを生成する処理手順を示すフローチャートである。 他車に関する車両情報を格納したパケットを処理する手順の一例を示すフローチャートである。 パケット生成部２１により生成されるパケットの構成例を示すブロック図である。 道路上を走行する複数の車両間におけるパケット中継事例を示す模式図である。

以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係わる車車間通信装置の全体構成を説明する。本発明の実施の形態に係わる車車間通信装置は、エンジン運転における電気的な制御を総合的に行うためのマイクロコンピュータからなるエンジンコントロールユニット１１（ＥＣＵ）と、車内ネットワークＣＮによりＥＣＵ１１に接続されたカーナビゲーション部１２と、カーナビゲーション部１２に接続された液晶教示機などからなる表示部１４及びスピーカ１５と、周囲の車両との間で無線通信を行うための無線機１３と、無線機１３に接続されたアンテナ１６とを備える。

無線機１３は、車両情報を格納したパケットを生成するパケット生成部２１と、パケット生成部２１により生成されたパケットを他車へ向けて送信する送信部２２と、アナログ信号とデジタル信号とを相互に変換するＡＤコンバータ２５と、アンテナ１６を介して他車に関する車両情報を受信する受信部２３と、受信部２３により受信された他車に関する車両情報を解析する解析部２４とを備える。

ＥＣＵ１１は、車内ネットワークＣＮを介して、自車の車種情報、方向指示器、ハザード、シフトポジション、車速等の車両情報を、カーナビゲーション部１２及びパケット生成部２１へ提供する。カーナビゲーション部１２は、自車の現在位置及び進行方向等の車両情報をパケット生成部２１へ提供する。パケット生成部２１は、これらの車両情報を元に車両情報が格納されたパケットを生成する。送信部２２は、送信パケットを一定周期毎に周囲の車両へ向けて送信する。同時に、受信部２３は、周囲の車両から送信される車両情報を随時受信する。

カーナビゲーション部１２は、地図情報を格納したデータベース（図示せず）を備え、ＧＰＳなどの衛星測位システムを用いた自車位置情報と地図情報から自車の走行している道路情報を取得する。そして、自車の走行している道路情報、ＥＣＵ１１から受信した車両情報及び受信部２３により受信された他車に関する車両情報（他車の車種、情報、方向指示器、ハザード、シフトポジション、車速、現在位置、進行方向などを含む）に基づいて、他車との衝突の危険性の有無を算出し、衝突の危険性がある場合はスピーカ１５や表示部１４を用いて運転手に対して音や画像で警告する。

解析部２４は、受信部２３が受信した他車に関する車両情報に基づいて当該他車が自車よりも小型であるか否かを判断し、当該他車が自車よりも小型である場合に限り当該他車
に関する車両情報を中継して送信する。具体的に、解析部２４は、他車に関する車両情報を格納するパケットに対して中継要求フラグを立て、これを中継パケット情報ＩＰＩとしてパケット生成部２１を介して送信部２２へ転送し、送信部２２は、受信部２３により受信された他車に関する車両情報のうち中継要求フラグを立てられた車両情報だけを送信する。

カーナビゲーション部１２は、自車の走行している道路情報、ＥＣＵ１１から受信した車両情報及び受信部２３により受信された他車に関する車両情報に基づいて、自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ自車と当該大型の車両との距離が縮まっているか否かを判断する大型車両接近判断部としての機能を備える。送信部２２は、自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ自車と当該大型の車両との距離が縮まっているとカーナビゲーション部１２が判断した場合、自車に関する車両情報に対して中継要求フラグを立ててから、当該自車に関する車両情報を送信する。また、送信部２２は、受信部により受信された他車に関する車両情報のうち中継要求フラグを立てられた車両情報だけを送信する。

カーナビゲーション部１２は、自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ自車と当該大型の車両との距離が縮まっている場合に、他車との衝突の危険性の有無を判断する。大型の車両への衝突の可能性の有無判定を、中継要求フラグの要否判定処理と共に行うことにより、演算処理の効率化が図れる。

図４を参照して、パケット生成部２１により生成されるパケットの構成例を説明する。車両情報はパケットを単位として送受信され、１つのパケットには、位置、速度、進行方向などの車両情報が格納されたデータ部と、一部に中継要求フラグを設定するための中継要求フラグ領域ＩＦが設けられたヘッダとが含まれる。

送信部２２は、自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ自車と当該大型の車両との距離が縮まっているとカーナビゲーション部１２が判断した場合、自車に関する車両情報を格納したパケットのヘッダ部分に中継要求フラグを立ててから送信する。また、送信部２２は、受信部２３により受信された他車に関する車両情報を格納したパケットのうち中継要求フラグを立てられたパケットだけを中継して送信する。

図２を参照して、パケット生成部２１が自車に関する車両情報を格納したパケットを生成する処理手順の一例を説明する。

（イ）先ずＳ０１段階において、前回自車に関する車両情報を格納したパケット（以後、「自車パケット」という）を送信してから上記した一定周期が経過することを待機する。一定周期が経過した時（Ｓ０１でＹＥＳ）、Ｓ０３段階に進み、カーナビゲーション部１２及びＥＣＵ１１から、車種情報、方向指示器、ハザード、シフトポジション、車速、自車の現在位置及び進行方向等の自車の車両情報を入手する。

（ロ）Ｓ０５段階に進み、前回、自車パケットを送信して以降、自車パケットの中継が必要であるか否かを判断する。具体的には、Ｓ０３で入手した車両情報及び受信部２３により受信された他車に関する車両情報に基づいて、自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ自車と当該大型の車両との距離が縮まっているか否かを判断する。自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ自車と当該大型の車両との距離が縮まっている場合（Ｓ０５でＹＥＳ）、Ｓ０７段階に進み、自車パケットに対して中継要求フラグを設定する。その後、Ｓ１１段階へ進む。

（ハ）一方、Ｓ０５段階でＮＯである場合、Ｓ０９段階に進み、自車パケットに対して中継要求フラグを設定せずに、Ｓ１１段階に進む。Ｓ１１段階において、自車パケットを
生成する。以上の手順により自車パケットを生成することができる。

図３を参照して、他車に関する車両情報を格納したパケットを処理する手順の一例を説明する。

（い）先ず２１段階で他車に関する車両情報を格納したパケット（以後、「他車パケット」という）を受信すると、Ｓ２３段階に進み、解析部２４が他車パケットを解析して他車が自車よりも大型の車両であるか否かを判断する。大型の車両である場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、カーナビゲーション部１２は、自車に関する車両情報及び他車に関する車両情報に基づいて、所定の時間（ｎ秒）以内に自車が当該他車の近傍を通過するか否かを判断する。

（ろ）自車が当該他車の近傍を通過する場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ自車と当該大型の車両との距離が縮まっていると判断できるので、Ｓ２７段階に進み、カーナビゲーション部１２は、パケット生成部２１へ中継要求フラグ設定を要求する。当該要求を受けたパケット生成部２１は、自車パケットのヘッダ部分に中継要求フラグを立ててから送信する。その後、他車との衝突判定処理フローへ進む。

（は）Ｓ２３段階及びＳ２５段階でＮＯである場合、いずれも、他車との衝突判定処理フローへ進む。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。

解析部２４は、受信部２３が受信した他車に関する車両情報に基づいて当該他車が自車よりも小型であるか否かを判断し、当該他車が自車よりも小型である場合に限り当該他車に関する車両情報を中継して送信する。この構成により、大型の車両は、自車よりも小型の車両から車両情報を受信した場合に限り当該車両情報を中継して周囲の車両へ向けて送信することができる。すなわち、車両情報に含まれる車両種別により中継の要否を判断することで、車両情報の輻輳を抑制し、且つ必要な車両情報だけを中継することができる。

図４に示したように、車両情報はパケットを単位として送受信され、１つのパケットには、車両情報が格納されたデータ部と、一部に中継要求フラグを設定するための中継要求フラグ領域ＩＦが設けられたヘッダとが含まれる。中継要求フラグ領域ＩＦにフラグが設定されているか否かによって中継の要否を判断できるので、データ部の内容を解析して中継の要否を判断する場合に比べて、中継判断の処理が簡易となり、処理負荷が小さくなる。

送信部２２は、自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ自車と当該大型の車両との距離が縮まっているとカーナビゲーション部１２が判断した場合、自車に関する車両情報に対して中継要求フラグを立ててから、当該自車に関する車両情報を送信し、且つ受信部２３により受信された他車に関する車両情報のうち中継要求フラグを立てられた車両情報だけを送信する。

図５に示すように、自車２９（例えば二輪車）よりも大型の車両３０が周囲に有り、且つ自車２９と当該大型の車両３０との距離が縮まっているか否かを判断することにより、大型の車両３０（他車）が自車２９に対して通信における遮蔽物となりうるか否かを判断することができる。また、大型の車両３０（他車）が自車２９に対して通信における遮蔽物となりうる場合に、中継要求フラグを立ててから当該自車２９に関する車両情報ＥＷ１を他車３０へ向けて送信することにより、遮蔽物となりうる大型の車両３０は、中継要求フラグを立てられた他車の車両情報ＥＷ１を受信して、当該車両情報ＥＷ２を他車３１に
向けて送信することができる。よって、自車２９に関する車両情報を伝えたいが、大型の車両３０が遮蔽物となって直接に送信することのできない他車３１に対して、大型の車両３０が当該車両情報ＥＷ１、ＥＷ２を中継して伝えることができる。同時に、不必要な車両情報の中継を抑制して車両情報の輻輳を抑制することができる。

上記のように、本発明は、１つの実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。すなわち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。

１１ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
１２ カーナビゲーション部（大型車両接近判断部）
１３ 無線機
１４ 表示部
１５ スピーカ
１６ アンテナ
２１ パケット生成部
２２ 送信部
２３ 受信部
２４ 解析部
２５ ＡＤコンバータ
ＣＮ 車内ネットワーク
ＩＦ 中継要求フラグ領域
ＩＰＩ 中継パケット情報

Claims (2)

1. 車両同士の間で車両情報を順々に中継して通信する車車間通信装置であって、
   他車に関する車両情報を受信する受信部と、
   車両情報を他車に向けて送信する送信部と、
   少なくとも、前記受信部が受信した他車に関する車両情報及び自車に関する車両情報に基づいて、自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ所定の時間以内に自車が当該大型の車両の近傍を通過するか否かを判断する大型車両接近判断部とを備え、
   前記送信部は、自車よりも大型の車両が周囲に有り、且つ前記所定の時間以内に自車が当該大型の車両の近傍を通過すると前記大型車両接近判断部が判断した場合に、自車に関する車両情報に対して中継要求フラグを立ててから、当該自車に関する車両情報を送信し、且つ前記受信部により受信された他車に関する車両情報のうち中継要求フラグを立てられた車両情報だけを中継して送信することを特徴とする車車間通信装置。
2. 前記車両情報はパケットを単位として送受信され、１つのパケットには、車両情報が格納されたデータ部と、一部に中継要求フラグを設定するための中継要求フラグ領域が設けられたヘッダとが含まれることを特徴とする請求項１に記載の車車間通信装置。

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