JP5218242B2 - Roadside communication device, mobile communication device, and roadside communication system including these - Google Patents
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Description
本発明は、路側通信機及び移動通信機、並びにこれらを備えた通信システムに関するものである。 The present invention relates to a roadside communication device, a mobile communication device, and a communication system including these.
近年、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、道路に設置されたインフラ装置からの情報を受信し、この情報を活用することで車両の安全性を向上させる高度道路交通システムが検討されている(例えば、特許文献1参照)。
この交通システムは、主に、インフラ側の無線通信装置である複数の路側通信機と、各車両に搭載される無線通信装置である車載通信機(移動通信機)とによって構成される。
In recent years, for the purpose of promoting traffic safety and preventing traffic accidents, advanced road traffic systems that improve the safety of vehicles by receiving information from infrastructure devices installed on the road and utilizing this information have been studied. (For example, refer to Patent Document 1).
This traffic system is mainly composed of a plurality of roadside communication devices that are wireless communication devices on the infrastructure side, and in-vehicle communication devices (mobile communication devices) that are wireless communication devices mounted on each vehicle.
また、各通信主体間で行う通信の組み合わせには、路側通信機同士が行う路路間通信と、路側通信機と車載通信機とが行う路車(又は車路)間通信と、車載通信機同士が行う車車間通信とが含まれる。 In addition, the combination of communication performed between communication subjects includes road-to-road communication performed by roadside communication devices, road-to-vehicle (or roadway) communication performed by the roadside communication device and the vehicle-mounted communication device, and vehicle-mounted communication device. Vehicle-to-vehicle communication performed by each other is included.
ここで、一般的に、右直・左折捲込等の死角情報の提供に際して、路車間通信は、車車間通信に比べて設置場所・機器能力の制約等の面で優位にあるため、正確な情報提供が可能である。したがって、路車間通信の方を、車車間通信よりも優先すべきである。 Here, in general, when providing blind spot information such as right-straight / left-turn insertion, road-to-vehicle communication is superior to vehicle-to-vehicle communication in terms of restrictions on installation location and equipment capacity. Information can be provided. Therefore, road-to-vehicle communication should be given priority over vehicle-to-vehicle communication.
路車間通信を優先するには、路側通信機のみが送信を行える路側通信機用の時間帯を割り当てておき、当該時間帯内では車車間通信を禁止することが考えられる。この場合、車車間通信は、路側通信機用の時間帯以外の時間帯で行われることになる。
なお、この場合の車車間通信は、CSMA方式で、各車載通信機がキャリアセンスをして、他車両の車載通信機が通信していないのを確認してから無線信号を送信する方式を採用することが有利である。つまり、路側通信機は移動しないのに対して、車載通信機は不特定多数が移動しながら、路側通信機の通信エリアに進入・退出を繰り返すため、そのような車載通信機同士の通信である車車間通信では、CSMA方式が簡便となる。
In order to prioritize road-to-vehicle communication, it is conceivable to allocate a time zone for roadside communication devices that can be transmitted only by roadside communication devices, and prohibit vehicle-to-vehicle communication within the time zone. In this case, the inter-vehicle communication is performed in a time zone other than the time zone for the roadside communication device.
In this case, the inter-vehicle communication is a CSMA method, in which each in-vehicle communication device performs carrier sense and confirms that the in-vehicle communication device of another vehicle is not communicating, and then transmits a radio signal. It is advantageous to do so. In other words, while the roadside communication device does not move, the in-vehicle communication device repeats entering and leaving the communication area of the roadside communication device while an unspecified number of people move, and thus communication between such in-vehicle communication devices. For inter-vehicle communication, the CSMA method is simple.
一方、路上の交差点直近では多くの車両が集中し、右左折や急ブレーキ等を行う車両もあることから事故の発生率が高くなる。したがって、車車間通信において、交差点直近の車両の車載通信機から送信される情報(車両の位置情報や速度情報等)は緊急度乃至重要度が高い場合が多く、逆に、交差点から離れている車両の車載通信機から送信される情報は、交差点直近の車載通信機から送信される情報に比べて緊急度乃至重要度が低い場合が多いと考えられる。
しかしながら、単純にCSMA方式によって車車間通信を行った場合、通信エリア内のどの車載通信機にも同等の条件で無線信号の送信機会が与えられ、ある車載通信機が無線信号を送信している間は他の車載通信機による無線信号の送信が制限されるため、交差点から離れた車載通信機が無線信号を送信していることによって、交差点直近の車載通信機から緊急度乃至重要度の高い情報を迅速に送信することができないケースが少なからず発生するという問題がある。
On the other hand, many vehicles concentrate near the intersection on the road, and there are vehicles that make a right / left turn, a sudden brake, etc., so the incidence of accidents increases. Therefore, in vehicle-to-vehicle communication, information (vehicle position information, speed information, etc.) transmitted from the vehicle-mounted communication device of the vehicle nearest to the intersection is often urgent or important, and conversely, it is far from the intersection. The information transmitted from the in-vehicle communication device of the vehicle is considered to be often less urgent or important than the information transmitted from the in-vehicle communication device nearest to the intersection.
However, when vehicle-to-vehicle communication is simply performed using the CSMA method, a radio signal transmission opportunity is given to any in-vehicle communication device in the communication area under the same conditions, and a certain in-vehicle communication device transmits a radio signal. Since the transmission of wireless signals by other in-vehicle communication devices is restricted during this period, the in-vehicle communication devices that are away from the intersection are transmitting wireless signals, so that the in-vehicle communication devices closest to the intersection are more urgent or important. There is a problem that there are not a few cases where information cannot be transmitted quickly.
本発明は、無線通信を行う移動通信機に対して、情報の緊急度や重要度に鑑みた所定の優先条件を設定し、その優先条件を満たした移動通信機による無線信号の送信を他の移動通信機よりも優先させることによって、道路状況に応じた適切な無線通信を実現する路側通信機及び移動通信機、並びにこれらを備えた路上通信システムを提供することを目的とする。 The present invention sets a predetermined priority condition in consideration of the urgency and importance of information for a mobile communication device that performs wireless communication, and transmits a radio signal by a mobile communication device that satisfies the priority condition to another It is an object of the present invention to provide a roadside communication device and a mobile communication device that realize appropriate radio communication according to road conditions by giving priority over a mobile communication device, and a road communication system including these.
(1)本発明の第1の観点に係る路側通信機は、移動通信機の無線信号の送信を禁止するとともに路側通信機自身による無線信号の送信を許容する第1の時間スロットと、所定の優先条件を満たす前記移動通信機による無線信号の送信を許容する優先時間スロットを含む第2の時間スロットとについての時間スロット情報が供給され、この時間スロット情報を通信エリア内の前記移動通信機に送信する送信部を備えていることを特徴とする。 (1) A roadside communication device according to a first aspect of the present invention includes a first time slot that prohibits transmission of a radio signal of a mobile communication device and allows transmission of a radio signal by the roadside communication device itself, and a predetermined time slot Time slot information for a second time slot including a priority time slot that allows transmission of a radio signal by the mobile communication device satisfying a priority condition is provided, and the time slot information is supplied to the mobile communication device in a communication area. It is characterized by including a transmission unit for transmission.
本発明の路側通信機は、第1の時間スロットと優先時間スロットを含む第2の時間スロットとについての時間スロット情報を通信エリア内に送信する。通信エリア内にある移動通信機が時間スロット情報を取得すると、当該移動通信機は、第1の時間スロットにおける無線信号の送信が禁止されるため、路側通信機による無線信号の送信が移動通信機によって干渉されることなく行われる。
第2の時間スロットでは、通信エリア内の移動通信機による無線信号の送信が許容されるが、第2の時間スロットのうち優先時間スロットでは、全ての移動通信機ではなく、所定の優先条件を満たした移動通信機のみに無線信号の送信が許容される。したがって、例えば、移動通信機が交差点直近に位置していることを優先条件とすれば、優先時間スロットにおいては交差点から離れた移動通信機によって送信が制限されることなく交差点直近の移動通信機から緊急度乃至重要度の高い情報を迅速に送信することができ、当該情報を交差点直近における事故等の防止に役立てることができる。
The roadside communication device of the present invention transmits time slot information about the first time slot and the second time slot including the priority time slot into the communication area. When the mobile communication device in the communication area acquires the time slot information, the mobile communication device is prohibited from transmitting a radio signal in the first time slot. Without interference.
In the second time slot, transmission of radio signals by mobile communication devices in the communication area is allowed. However, in the priority time slot of the second time slot, not all mobile communication devices but a predetermined priority condition is set. Only satisfying mobile communication devices are allowed to transmit radio signals. Therefore, for example, if the priority is that the mobile communication device is located in the immediate vicinity of the intersection, the transmission from the mobile communication device closest to the intersection is not limited by the mobile communication device that is far from the intersection in the priority time slot. Information with a high degree of urgency or importance can be quickly transmitted, and the information can be used for preventing an accident or the like immediately near an intersection.
(2)路側通信機は、第1,第2の時間スロットを割り当てる割当部を備え、この割当部から前記送信部に時間スロット情報が供給されるように構成することができる。 (2) The roadside communication device may include an allocating unit that allocates the first and second time slots, and the time slot information may be supplied from the allocating unit to the transmitting unit.
(3)路側通信機において、前記第2の時間スロットは、前記優先時間スロットと、前記通信エリア内の全ての移動通信機による無線信号の送信を許容する一般時間スロットとから構成されていることが好ましい。この場合、前記優先条件を満たした移動通信機は、優先時間スロットと一般時間スロットとの双方の時間帯において無線信号を送信することができ、その他の移動通信機は、一般時間スロットにおいて無線信号を送信することができる。したがって、優先条件を満たす移動通信機が無線信号を送信することができる時間帯は、他の移動通信機が無線信号を送信することができる時間帯よりも長くなり、その点からも、優先条件を満たす移動通信機は緊急度乃至重要度の高い情報をより多く送信することが可能となる。 (3) In the roadside communication device, the second time slot is composed of the priority time slot and a general time slot that allows transmission of radio signals by all mobile communication devices in the communication area. Is preferred. In this case, the mobile communication device that satisfies the priority condition can transmit a radio signal in both the priority time slot and the general time slot, and the other mobile communication devices can transmit the radio signal in the general time slot. Can be sent. Therefore, the time zone in which the mobile communication device satisfying the priority condition can transmit the radio signal is longer than the time zone in which the other mobile communication device can transmit the radio signal. A mobile communication device satisfying the condition can transmit more urgent or important information.
(4)上記構成において、前記通信エリア内に設定された所定の優先エリア内に前記移動通信機が位置することが、前記優先条件とされていてもよい。
(5)この場合、前記路側通信機は、前記優先エリアを送信範囲として当該優先エリアを示す優先エリア情報を前記移動通信機に通知するための優先エリア通知部をさらに備えていてもよい。
これによれば、交差点直近等の優先エリア内に進入した移動通信機は、路側通信機から送信された優先エリア情報を取得することによって自身が優先エリア内に位置すること、すなわち優先条件を満たしていることを認識することができる。
(4) In the above configuration, the priority condition may be that the mobile communication device is located in a predetermined priority area set in the communication area.
(5) In this case, the roadside communication device may further include a priority area notification unit for notifying the mobile communication device of priority area information indicating the priority area with the priority area as a transmission range.
According to this, a mobile communication device that has entered a priority area such as the nearest intersection intersects with the priority condition by acquiring the priority area information transmitted from the roadside communication device. I can recognize that.
(6)前記路側通信機は、前記優先条件を満たす移動通信機の無線信号の送信機会が向上するように、当該移動通信機又は他の移動通信機に通信条件の調整を行わせるための指令情報を通知する指令通知部をさらに備えていることが好ましい。
例えば、上述の一般時間スロットにおいては、全ての移動通信機による無線信号の送信が許容されるが、全ての移動通信機による無線信号の送信機会が同等の条件で与えられると、優先条件を満たす移動通信機から送信される緊急度等の高い情報が、他の移動通信機による無線信号の送信によって制限される。そのため、路側通信機は、優先条件を満たす移動通信機の無線信号の送信機会が向上するように、当該移動通信機又は他の移動通信機に通信条件を調整させるための指令情報を通知することによって、この指令情報を取得した移動通信機に通信条件を調整させ、一般時間スロットにおいても優先条件を満たす移動通信機がより優先的に無線信号を送信できるようにしている。
(6) The roadside communicator instructs the mobile communicator or another mobile communicator to adjust communication conditions so that a radio signal transmission opportunity of the mobile communicator satisfying the priority condition is improved. It is preferable to further include a command notification unit that notifies information.
For example, in the above-described general time slot, transmission of radio signals by all mobile communication devices is allowed. However, if transmission opportunities for radio signals by all mobile communication devices are given under the same conditions, the priority condition is satisfied. Information with high urgency and the like transmitted from the mobile communication device is limited by transmission of radio signals by other mobile communication devices. For this reason, the roadside communication device notifies the mobile communication device or other mobile communication device of command information for adjusting the communication conditions so that the radio signal transmission opportunity of the mobile communication device satisfying the priority condition is improved. Thus, the mobile communication device that has acquired the command information adjusts the communication conditions so that the mobile communication device that satisfies the priority condition can transmit the wireless signal more preferentially even in the general time slot.
なお、送信機会を向上させるための通信条件の調整は、例えば、優先条件を満たす移動通信機による送信周期の短縮や、CSMA方式におけるバックオフ時間(キャリアセンスにより無信号を検知してから実際に送信開始するまでのアイドル時間に含まれる時間)の短縮等とすることができる。又は、優先条件を満たさない移動通信機の送信周期の延長や、CSMA方式におけるバックオフ時間の延長等としてもよい。
また、前者の通信条件の調整は、優先時間スロットにおいて優先条件を満たす移動通信機のみが行ってもよい。
Note that the adjustment of the communication conditions for improving the transmission opportunity is performed by, for example, shortening the transmission cycle by the mobile communication device satisfying the priority condition or the backoff time in the CSMA method (actually after detecting no signal by carrier sense). (Time included in idle time until transmission starts) can be shortened. Or it is good also as extension of the transmission period of the mobile communication apparatus which does not satisfy | fill priority conditions, extension of the backoff time in a CSMA system, etc.
Further, the adjustment of the former communication condition may be performed only by the mobile communication device that satisfies the priority condition in the priority time slot.
(7)本発明の第2の観点に係る移動通信機は、路側通信機の通信エリアにおいて無線通信を行う移動通信機であって、所定の優先条件を満たした当該移動通信機による無線信号の送信を許容する優先時間スロットが含まれた時間スロット情報を取得する時間スロット情報取得部と、前記優先条件が満たされているか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記優先条件が満たされていると判定された場合に、前記優先時間スロットにおいて無線信号の送信を行う送信部と、を備えていることを特徴とする。 (7) A mobile communication device according to a second aspect of the present invention is a mobile communication device that performs wireless communication in a communication area of a roadside communication device, and is configured to transmit radio signals from the mobile communication device that satisfies a predetermined priority condition. A time slot information acquisition unit that acquires time slot information including a priority time slot that allows transmission, a determination unit that determines whether or not the priority condition is satisfied, and the priority condition is satisfied by the determination unit A transmission unit that transmits a radio signal in the priority time slot when it is determined that the transmission is performed.
本発明の移動通信機は、判定部によって所定の優先条件が満たされているか否かを判定し、優先条件が満たされていると判定した場合には、時間スロット情報取得部によって取得された時間スロット情報に含まれる優先時間スロットにおいて無線信号の送信を行う。したがって、優先時間スロットにおいては優先条件を満たしていない他の移動通信機によって優先条件を満たす移動通信機による無線信号の送信が制限されることがなく、例えば移動通信機が交差点直近に位置することが優先条件とされている場合には、交差点直近の移動通信機は、緊急度乃至重要度の高い情報を交差点から離れた移動通信機よりも優先的に送信することができ、当該情報を交差点直近における事故等の防止に役立てることができる。 The mobile communication device of the present invention determines whether or not the predetermined priority condition is satisfied by the determination unit, and determines that the time slot information acquisition unit acquires the time when the priority condition is satisfied. Radio signals are transmitted in the priority time slots included in the slot information. Therefore, in the priority time slot, transmission of radio signals by the mobile communication device that satisfies the priority condition is not restricted by other mobile communication devices that do not satisfy the priority condition. For example, the mobile communication device is located in the immediate vicinity of the intersection. Is the priority condition, the mobile communication device nearest to the intersection can transmit information of higher urgency or importance more preferentially than the mobile communication device away from the intersection. It can be used to prevent the latest accidents.
(8)上記構成の移動通信機において、前記判定部は、前記通信エリア内に設定された所定の優先エリア内に移動通信機が位置しているか否かによって、前記優先条件が満たされているか否かを判定することができる。例えば、路側通信機からの信号の受信レベルが所定の閾値以上か否かによって、移動通信機自身が優先エリアに位置しているか否かを特定する。 (8) In the mobile communication device having the above-described configuration, whether the determination unit satisfies the priority condition depending on whether the mobile communication device is located in a predetermined priority area set in the communication area. It can be determined whether or not. For example, whether the mobile communication device itself is located in the priority area is specified based on whether the reception level of the signal from the roadside communication device is equal to or higher than a predetermined threshold value.
(9)判定部は、現在の移動通信機自身の位置を検出し、その結果から当該移動通信機が優先エリア内に位置しているか否かを判定するように構成されていてもよい。例えば、GPSからの位置情報により現在の移動通信機の位置を特定し、移動通信機自身が優先エリア内に位置しているか否かを判定する。また、光ビーコン通過時など特定時点からの移動通信機の移動速度を積分することで得られる走行距離から、現在の移動通信機自身の位置を検出し、特定時点での優先エリアまでの距離情報と比較することで、移動通信機自身が優先エリアに位置しているか否かを判定するようにしてもよい。 (9) The determination unit may be configured to detect the current position of the mobile communication device itself and determine whether or not the mobile communication device is located within the priority area from the result. For example, the current position of the mobile communication device is specified based on the position information from the GPS, and it is determined whether or not the mobile communication device itself is located in the priority area. In addition, the current position of the mobile communication device itself is detected from the travel distance obtained by integrating the moving speed of the mobile communication device from a specific time, such as when an optical beacon passes, and distance information to the priority area at the specific time , It may be determined whether the mobile communication device itself is located in the priority area.
(10)また、前記判定部は、前記優先エリアを示し、かつ当該優先エリアを送信範囲として路側通信機から送信される優先エリア情報を取得したか否かによって、当該移動通信機が前記優先エリア内に位置しているか否かを判定するように構成されていてもよい。この場合、移動通信機は、優先エリア情報を取得すれば自身が優先エリアに位置していることを認識することができる。このほか、(8)から(10)に例示の各判定結果の組み合わせから移動通信機が優先エリア内に位置しているか否かを判定するようにしてもよい。 (10) Further, the determination unit indicates the priority area and determines whether or not the mobile communication device has acquired the priority area information transmitted from the roadside communication device using the priority area as a transmission range. It may be configured to determine whether or not it is located within. In this case, the mobile communication device can recognize that it is located in the priority area by acquiring the priority area information. In addition, it may be determined whether or not the mobile communication device is located in the priority area from the combinations of the determination results illustrated in (8) to (10).
(11)上記構成の移動通信機において、当該移動通信機を搭載した移動体の現在又は将来における所定の挙動が前記優先条件とされていてもよい。移動通信機を搭載した移動体の現在又は将来における所定の挙動は、その態様によって他の移動体との接触等の原因になる可能性があるため、これを優先条件とすることによって事故の防止を図ることが可能となる。 (11) In the mobile communication device having the above-described configuration, a predetermined behavior in the present or future of a mobile body equipped with the mobile communication device may be set as the priority condition. Predetermined behavior in the present or future of a mobile unit equipped with a mobile communication device may cause contact with other mobile units depending on its mode. Can be achieved.
(12)具体的に、前記所定の挙動は移動体の速度に関する挙動であることが好ましい。例えば、車両等の移動体が急ブレーキにより短時間で減速又は停止すると、その後方の移動体が追突してしまう可能性が高くなる。この場合、移動体が急ブレーキをかけたこと(又は、かける予定であること)を後方の移動体が認識していれば、当該追突を避けることが可能となる。また、例えば、車両等の移動体が交差点で急加速すると、対向車線で右折しようとしている他の移動体が衝突してしまう可能性が高くなる。この場合、移動体が加速したこと(又は、加速する予定であること)を他の移動体が認識していれば、当該衝突を避けることが可能となる。したがって、移動体の速度に関する所定の挙動(減速、加速等)を優先条件とし、この優先条件を満たす移動体の速度情報、位置情報等を優先的に送信させることによって、その情報を取得した他の移動体に注意を促し、事故等の発生を未然に防止することが可能となる。 (12) Specifically, the predetermined behavior is preferably a behavior related to the speed of the moving object. For example, when a moving body such as a vehicle decelerates or stops in a short time by sudden braking, there is a high possibility that a moving body behind the vehicle will collide. In this case, if the rear moving body recognizes that the moving body has suddenly applied the brake (or is scheduled to be applied), the rear-end collision can be avoided. In addition, for example, when a moving body such as a vehicle suddenly accelerates at an intersection, there is a high possibility that another moving body trying to make a right turn in the opposite lane will collide. In this case, if another moving body recognizes that the moving body has accelerated (or is scheduled to accelerate), the collision can be avoided. Therefore, the predetermined behavior (deceleration, acceleration, etc.) relating to the speed of the moving object is set as a priority condition, and the speed information, position information, etc. of the moving object that satisfies the priority condition are transmitted preferentially, and the information is acquired. It is possible to prevent the occurrence of an accident or the like by alerting the moving body.
(13)また、前記所定の挙動は、移動体の移動方向の変化に関するものであってもよい。例えば、車両等の移動体が交差点で右左折をする場合や車線変更する場合等には、対向車線の他の移動体や後方の他の移動体、並走している他の移動体等との間で接触等を生じる可能性が高くなる。したがって、移動方向の変化についての所定の挙動を優先条件とし、この優先条件を満たす移動体、すなわち、右左折等をした(又は、する予定の)移動体の速度情報、位置情報等を優先的に送信することによって、その情報を取得した他の移動体に注意を促し、事故等の発生を未然に防止することが可能となる。 (13) The predetermined behavior may relate to a change in the moving direction of the moving body. For example, when a moving body such as a vehicle makes a right or left turn at an intersection or when changing lanes, other moving bodies on the opposite lane, other moving bodies behind the opposite lane, other moving bodies running in parallel, etc. There is a high possibility of contact between the two. Therefore, given a predetermined behavior regarding the change of the moving direction as a priority condition, priority is given to speed information, position information, etc. of a mobile object that satisfies this priority condition, that is, a mobile object that has made (or is scheduled to turn). By transmitting to, it is possible to call attention to other mobile units that have acquired the information and prevent an accident or the like from occurring.
(14)移動通信機は、前記優先条件を満たした移動通信機の無線信号の送信機会が向上するように、通信条件の調整を行う調整部をさらに備えていることが好ましい。 (14) It is preferable that the mobile communication device further includes an adjustment unit that adjusts the communication condition so that a radio signal transmission opportunity of the mobile communication device that satisfies the priority condition is improved.
(15)具体的に、前記調整部によって行われる前記通信条件の調整は、前記送信部による無線信号の送信待ち時間の調整とすることができる。例えば、優先条件を満たした移動通信機による無線信号の送信待ち時間を短縮すれば、当該移動通信機の送信機会を多くすることができる。逆に、優先条件を満たしていない他の移動通信機による無線信号の送信待ち時間を延長すれば、優先条件を満たす移動通信機の送信機会を相対的に多くすることができる。なお、送信待ち時間を調整するには、CSMA方式におけるバックオフ時間を調整するのが簡便である。 (15) Specifically, the adjustment of the communication condition performed by the adjustment unit may be adjustment of a radio signal transmission waiting time by the transmission unit. For example, if the transmission waiting time of the radio signal by the mobile communication device that satisfies the priority condition is shortened, the transmission opportunities of the mobile communication device can be increased. Conversely, if the transmission waiting time of radio signals by other mobile communication devices that do not satisfy the priority condition is extended, the transmission opportunities of mobile communication devices that satisfy the priority condition can be relatively increased. In order to adjust the transmission waiting time, it is convenient to adjust the backoff time in the CSMA method.
(16)本発明の第3の観点に係る路上通信システムは、路上に設置された路側通信機と、移動体に搭載された移動通信機とを有する路上通信システムであって、前記路側通信機が、当該路側通信機自身による無線信号の送信を許容するとともに、前記移動通信機による無線信号の送信を禁止する第1の時間スロットと、所定の優先条件を満たした前記移動通信機による無線信号の送信を許容する優先時間スロットを含む第2の時間スロットとについての時間スロット情報を、通信エリア内の前記移動通信機に送信する送信部を備え、前記移動通信機が、前記時間スロット情報を取得する取得部と、前記優先条件が満たされているか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記優先条件が満たされていると判定された場合に、前記優先時間スロットにおいて無線信号の送信を行う送信部と、を備えていることを特徴とする。 (16) A road communication system according to a third aspect of the present invention is a road communication system having a road communication device installed on a road and a mobile communication device mounted on a mobile body, the road communication device. A first time slot that permits transmission of a radio signal by the roadside communication device itself and prohibits transmission of the radio signal by the mobile communication device, and a radio signal by the mobile communication device that satisfies a predetermined priority condition A transmission unit that transmits time slot information about a second time slot including a priority time slot that permits transmission to the mobile communication device in a communication area, and the mobile communication device transmits the time slot information to the mobile communication device. An acquisition unit to acquire, a determination unit that determines whether or not the priority condition is satisfied, and the priority when the determination unit determines that the priority condition is satisfied Characterized in that it comprises a transmitting unit for transmitting a radio signal during the slot.
本発明によれば、移動通信機に対して情報伝達の緊急度や重要度に鑑みた所定の優先条件を設定し、その優先条件を満たした移動通信機による無線信号の送信を優先させることによって、道路状況等に応じた適切な無線通信を実現することができる。 According to the present invention, by setting a predetermined priority condition in consideration of the urgency and importance of information transmission for a mobile communication device, priority is given to transmission of a radio signal by a mobile communication device that satisfies the priority condition. In addition, appropriate wireless communication according to road conditions and the like can be realized.
〔第1の実施形態〕
〔システムの全体構成〕
図1は、本発明の第1の実施形態に係る高度道路交通システム(ITS)の全体構成を示す概略斜視図である。
図1に示すように、高度道路交通システムは、交通信号機1、路側通信機2、車載通信機3(図2及び図3参照)、中央装置4、及び、車載通信機(移動通信機)3を搭載した車両5等を含む。
[First Embodiment]
[Overall system configuration]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an overall configuration of an intelligent road traffic system (ITS) according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the intelligent traffic system includes a
各交通信号機1は、複数の交差点Ci(図例では、i=1〜12)のそれぞれに設置されており、電話回線等の通信回線7を介してルータ8に接続されている。このルータ8は交通管制センター内の中央装置4に接続されている。
中央装置4は、自身が管轄する監視エリアに含まれる各交差点Ciの交通信号機1及び路側通信機2とLAN(Local Area Network)を構成している。従って、中央装置4は、各交通信号機1及び各路側通信機2との間で双方向通信が可能である。なお、中央装置4は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。
Each
The central device 4 constitutes a LAN (Local Area Network) with the
図1〜図3では、図示を簡略化するために、各交差点Ciに信号灯器が1つだけ描写されているが、実際の各交差点Ciには、互いに交差する道路の上り下り用として少なくとも4つの信号灯器が設置されている。 In FIG. 1 to FIG. 3, for simplification of illustration, only one signal lamp is depicted at each intersection Ci, but at each actual intersection Ci, at least 4 for ascending and descending roads intersecting each other. There are two signal lights.
〔無線通信の方式等〕
図2は、上記高度道路交通システムの監視エリアの一部を示す道路平面図である。
図2では、互いに交差する2つの道路の各々が上りと下りで片側1車線のものとして例示されているが、道路構造はこれに限られるものではない。
図2にも示すように、本実施形態の交通システムは、車載通信機3との間で無線通信が可能な複数の路側通信機2と、キャリアセンス方式(CSMA/CA)で他の通信機2,3と無線通信を行う移動無線送受信機の一種である車載通信機3とを備えている。
[Wireless communication systems, etc.]
FIG. 2 is a road plan view showing a part of the monitoring area of the intelligent road traffic system.
In FIG. 2, each of two roads intersecting each other is illustrated as one lane on one side in the up and down directions, but the road structure is not limited to this.
As shown also in FIG. 2, the traffic system of this embodiment includes a plurality of
複数の路側通信機2は、それぞれ路側の交差点ごとに設置されていて、図1及び図2の例では交通信号機1の支柱に取り付けられている。一方、車載通信機3は、道路を走行する各車両5にそれぞれ搭載されている。
各路側通信機2は、その周囲に広がる所定範囲の通信エリアA1をそれぞれ有し、この通信エリアA1を走行する各車両5の車載通信機3と通信可能である。通信エリアA1は、路側通信機2が電波を送信している領域であり、車載通信機3が当該電波を受信可能な領域である。
なお、路側通信機2が設置されていない郊外の交差点などでは、路側通信機2の通信エリアA1は存在しないことになる。
The plurality of
Each
Note that the communication area A1 of the
本実施形態の交通システム(通信システム)では、路側通信機2同士(路路間通信)については無線通信が用いられ、また、路側通信機2と車載通信機3との間(「路」から「車」への路車間通信と「車」から「路」への車路間通信との双方を含む。)と車載通信機3同士(車車間通信)についても、無線通信が用いられている。これらの通信には、同一の通信帯域が使用される。
In the traffic system (communication system) of the present embodiment, wireless communication is used between the roadside communication devices 2 (communication between roadways), and between the
本実施形態の通信システムでは、路側通信機2の送信を車載通信機3の送信よりも優先させるため、路側通信機2が送信するための時間(スロット)が確保されている。この時間内における複数の路側通信機2へのスロット割り当てには、時分割多重(TDMA)方式が用いられる。
路側通信機2が通信するための時間以外の時間は、CSMA方式によって車載通信機3が車車間通信に使用する。すなわち、車載通信機3は、路側通信機2の周囲で、キャリアセンス方式により他の車載通信機3と無線通信を行う。
また、各路側通信機2は、自身の送信タイミングを制御するために他の路側通信機2との時刻同期機能を有している。
In the communication system of this embodiment, since the transmission of the
During the time other than the time for the
Each
なお、以上の説明は、交差点が多く、路側通信機2が多数設置されている都心部を前提としたものである。都心部では、車車間通信のほか、路車間通信及び路路間通信が行われるとともに、車両5の数が多いため、限られた通信帯域は、逼迫する状況となり、本実施形態の通信システムがより有用となる。
一方、信号が設置されている交差点が少なく、路側通信機2も設置数が少ないか又は設定されていない郊外においては、路側通信機2の通信エリアA1がなく、主に車車間通信だけが行われる。郊外では、路車間通信及び路路間通信は、ほとんど行われず、車両5の数も少ないため、通信帯域は、都心部に比べて余裕がある。もっとも、通信帯域に比較的余裕がある地域であっても、本実施形態の通信システムを導入することを妨げるものではない。
In addition, the above description presupposes the downtown area where there are many intersections and many
On the other hand, in the suburbs where there are few intersections where signals are installed and
〔路側通信機の構成〕
図3は、路側通信機2及び車載通信機3の内部構成を示すブロック図である。
路側通信機2は、無線通信のためのアンテナ20に接続された無線送受信部(無線通信部)21と、中央装置4と双方向通信する有線送受信部(有線通信部)22と、これらの通信制御を行うプロセッサ(CPU:Central Processing Unit)等よりなる制御部23と、制御部23に接続されたROMやRAM等の記憶装置よりなる記憶部24とを備えている。
無線通信部21は、無線通信のために通常用いられる構成とすることができ、発振器、変調器、復調器、アンプ等を備えている。
記憶部24は、制御部23が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信機2,3の通信機ID等を記憶している。
[Configuration of roadside communication device]
FIG. 3 is a block diagram showing internal configurations of the
The
The
The
路側通信機2の制御部23は、時分割多重方式によって路車間及び路路間の無線通信を無線通信部22に行わせるものである。このため、制御部23は、上記コンピュータプログラムの実行によって達成される機能部として、路側通信機2自身が無線送信する第1時間スロットT1(図4参照)と、車載通信機3の無線送信を許容する第2時間スロットT2とを、一定の周期ごとに時分割で割り当てる割当部23aを備えている。
なお、第1時間スロットT1と第2時間スロットT2の割り当ては、周期的に決まっている必要はない。また、第1時間スロットT1と第2時間スロットT2の割り当ては、路側通信機2又は路側通信機2を制御する装置(中央管制装置等)が、主体的に決定した割り当てであってもよい。したがって、割当部は、路側通信機2以外の他の装置、例えば中央装置4が備えていてもよい。
The
Note that the assignment of the first time slot T1 and the second time slot T2 need not be determined periodically. Further, the allocation of the first time slot T1 and the second time slot T2 may be an allocation determined mainly by the
図4は、前記第1時間スロットT1及び前記第2時間スロットT2示すタイムチャートである。第1時間スロットT1は、原則として、路側通信機2だけが無線信号を送信する権限を持つ期間であり、車載通信機3による無線信号の送信(車車間通信)は禁止される。この第1時間スロットT1では、主に路車間通信が行われるが、路路間通信を行っても良い。
なお、個々の第1時間スロットT1は、一の路側通信機2のみが使用してもよいし、複数の路側通信機2が時分割により共用してもよい。また、第1時間スロットT1にあたる路側用のスロットは、一周期の中に一つに限らず複数あってもよい。
FIG. 4 is a time chart showing the first time slot T1 and the second time slot T2. In principle, the first time slot T1 is a period in which only the
Each first time slot T1 may be used by only one
第2時間スロットT2は、第1時間スロットT1以外の時間をいい、この時間帯では、複数の車載通信機3がCSMA/CA方式によって送信機会を獲得して、車車間通信、車路間通信を行う。また、第2時間スロットT2は、優先時間スロットT21と一般時間スロットT22とから構成されている。優先時間スロットT21は、後述するように所定の優先条件を満たす車両5の車載通信機3だけが無線信号の送信を許容される期間であり、一般時間スロットT22は、全ての車両5の車載通信機3が無線信号の送信を許容される期間である。
The second time slot T2 refers to a time other than the first time slot T1, and in this time zone, a plurality of in-
なお、第2時間スロットT2においては、路側通信機2がCSMA/CA方式によって通信(路車間通信など)を行っても良い。さらに、路側通信機2は、IEEE802.11eにおけるHCCAのように、CSMA/CA方式を前提とするシステムにおいて送信期間を確保する機能を有していても良い。
In the second time slot T2, the
前記割当部23aは、第1時間スロットT1における車車間通信を禁止し、第2時間スロットT2において車車間通信を許容するため、車載通信機3に対して、路側通信機2用及び車載通信機3用に割り当てられた時間帯を示す時間スロット情報を無線送受信部21に供給する。この時間スロット情報は、無線送受信部21によって車載通信装置3へ送信(ブロードキャスト送信)される。
The allocating
路側通信機2の制御部23は、さらに、信号情報取得部23b、渋滞情報取得部23c、及び周辺情報生成部23dを有している。
信号情報取得部23bは、当該路側通信機2に対応する交通信号機1の現状及び将来の表示(灯色)に関する信号情報を、有線送受信部22を介して交通信号機1又は中央装置4から取得する。具体的に、信号情報は、現状表示されている灯色の情報及びその灯色の現時を基準としたときの継続予定秒数や、現状以降表示される他の各灯色の継続予定秒数であり、灯色が赤〜青〜黄と変わるのを1サイクルとしたときの数サイクル分についての各灯色の継続予定秒数について含んでいる。
The
The signal
渋滞情報取得部23cは、中央装置4から与えられる渋滞情報等の交通情報を、有線送受信部22を介して取得する。また、渋滞情報取得部23cは、当該路側通信機2に対応する交通信号機1が設置された車線の上流側に位置する車両感知器によって感知される当該車線に車両5が存在するか否かに関する情報を、有線送受信部22を介して中央装置4から取得する。渋滞情報取得部23cは、これら交通情報及び車両感知器からの情報に基づいて、交通信号機1の上流側の渋滞情報を生成する。
The traffic jam
周辺情報生成部23dは、信号情報取得部23b及び渋滞情報取得部23cがそれぞれ取得する信号情報及び渋滞情報から、自己の通信エリアA1に位置する各車両5の周辺状況を示す周辺情報を生成する。すなわち、信号情報取得部23b、及び渋滞情報取得部23cは、車両5の周辺状況としての渋滞情報及び信号情報を把握する把握手段を構成するとともに、周辺情報生成部23dは、把握した周辺状況を示す周辺情報を生成する周辺情報生成手段を構成している。
制御部23は、周辺情報生成部23dが生成した周辺情報を、無線送受信部21を介して、自己の通信エリアA1に位置する各車両5にブロードキャスト送信する。このとき、前述の時間スロット情報を、前記交通情報と合わせてブロードキャスト送信してもよい。
The surrounding
The
路側通信機2の制御部23は、さらに指令通知部23bを有している。この指令通知部23bは、後述する所定の優先条件を満たした車載通信機3による無線信号の送信機会が向上するように、車載通信機3に通信条件の調整を行わせるための指令を通知する。この通知を取得した車載通信機3は、調整部32dにおいて通信条件の調整を行う。
The
〔車載通信機の構成〕
車載通信機3は、無線通信のためのアンテナ30に接続された送受信部(無線通信部)31と、この送受信部31に対する通信制御を行うプロセッサ等よりなる制御部32と、この制御部32に接続されたROMやRAM等の記憶装置よりなる記憶部33とを備えている。
送受信部31は、無線通信のために通常用いられる構成とすることができ、無線信号の送信機(送信部)及び受信機(受信部)としての機能を発揮するため、発振器、変調器、復調器、アンプ等を備えている。
記憶部33は、制御部32が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信装置2,3の通信機ID等を記憶している。
[Configuration of in-vehicle communication device]
The in-
The transmitter /
The
車載通信機3の制御部32は、車車間通信のためにキャリアセンス方式(CSMA/CA方式)による無線通信を送受信部31に行わせるキャリアセンス制御部32aとしての機能を有する。キャリアセンス制御部32aは、所定の搬送波周波数の無線信号が、無線信号伝搬路中に存在するかを検出し、当該無線信号が存在しなければバックオフ時間経過後に送信機会を獲得し、送信が行われるように送受信部31を制御する。
なお、所定の搬送波周波数の無線信号が、無線信号伝搬路中に存在するか否かの判定に際しては、送受信部31によって受信される受信レベルが、所定の閾値(キャリアセンスレベル)以上であれば、所定の搬送波周波数の無線信号が存在すると判定し、前記閾値(キャリアセンスレベル)未満になれば、所定の搬送波周波数の無線信号が存在しないと判定する。
The
When determining whether or not a radio signal having a predetermined carrier frequency exists in the radio signal propagation path, if the reception level received by the transmission /
車載通信機3の制御部32は、車両5の現時の位置情報や速度情報等を送受信部31から外部に無線送信させている。このため、上記位置情報や速度情報等を受信した他の車両5や路側通信機2において、例えば、右直衝突や出合い頭衝突等を回避するための安全運転支援制御を行うことができる。なお、現時の位置情報は、例えば、車両5に搭載されたGPS43から取得することができ、速度情報は、車両5の車速センサ41から取得することができる。
The
制御部32は、その機能部として、路側通信機2又は他の車載通信機3から送信された時間スロット情報を取得する処理を行う時間スロット情報取得部32bを備えている。時間スロット情報取得部32bが時間スロット情報を取得すると、その時間スロット情報は、記憶部33に保存される。
また、制御部32は、路側通信機2又は他の車載通信機3等から取得した時間スロット情報を、他の車載通信機3に対して転送(無線送信)する処理を行う機能をも有している。このように、時間スロット情報を他の車載通信機3に対して転送することで、時間スロット情報を路側通信機2から直接取得することができない位置(例えば、路側通信機2の通信エリアA1外縁近傍や、当該通信エリアA1内の細街路など)にある車載通信機3であっても、時間スロット情報を取得することが可能となる。
The
The
制御部32は、時間スロット情報を取得した状態においては、当該時間スロット情報に含まれる第1時間スロットT1における無線信号の送信を禁止する。つまり、第1時間スロットT1においては、無線信号が伝搬路中に存在しなくても、送信機会が得られないように車載通信機3による無線信号の送信が制限される。この結果、路側通信機2用に割り当てられた第1時間スロットT1においては、車車間通信が発生せず、路車間通信への与干渉が防止される。
In a state where the time slot information is acquired, the
ただし、車載通信機3が時間スロット情報を取得していない状態(取得した時間スロット情報が無効にされた場合を含む)では、路側通信機2のために送信が禁止されることはなく、車載通信機3が送信機会を獲得可能な時間帯は全ての時間帯となる。したがって、路側通信機2が存在しない郊外などでは送信が禁止される時間帯がなく、効率的に車車間通信が行える。
なお、時間スロット情報は、必ずしも路側通信機2や車載通信機3から取得する必要はなく、例えば、通信エリアA1に進入する前等に通信エリアA1近傍に設置された光ビーコン40等によって取得してもよい。
However, in a state where the in-
The time slot information does not necessarily need to be acquired from the
車載通信機3の制御部32は、記憶部33に記憶させた上記コンピュータプログラムが実行する機能部として、前記のほか判定部32c、調整部32d、距離情報取得部32e、及び車速情報取得部32fを備えている。
The
判定部32cは、車載通信機3が所定の優先条件を満たすか否かを判定するものである。この所定の優先条件とは、路側通信機2から送信された時間スロット情報に含まれる第2の時間スロットT2のうち、優先時間スロットT21において無線信号の送信の権利を取得するための条件である。この権利を車載通信機3が取得できなければ、当該車載通信機3は優先時間スロットT21において無線信号の送信をすることができない。そして、本実施形態では、車両5が、通信エリアA1内の交差点の直近に設定された優先エリア(交差点直近エリア)A2(図2参照)に位置していることが優先条件とされている。この優先エリアA2は、例えば、図5に示すように、交差点からL2で示す距離だけ離れた境界線で囲まれる範囲に設定することができる。距離L2は、道路の幅(車線数)や交通量等に応じて適宜設定することができ、例えば30m〜70mに設定することができる。また、距離L2は、時間帯や曜日等に応じて可変としてもよい。
The
距離情報取得部32eは、路上に設置された光ビーコン40から送信される交差点までの距離L1に関する距離情報を取得する。また、車速情報取得部32fは、車速センサ41から自身の車両5の走行速度を取得する。また、記憶部33には、交差点から優先エリアA2までの距離L2を示す情報が予め記録されている。判定部32cは、例えば光ビーコン40通過時での優先エリアA2までの距離を算出すると共に、当該時点以降に車速センサ41により取得された走行速度を逐次積分して当該時点以降の走行距離を算出する。そして、当該時点での優先エリアA2までの距離と、算出された走行距離とを比較し、その結果によって車載通信機3が優先エリアA2に位置しているか否かを判定する。すなわち、光ビーコン40通過時等の特定時点以降の移動速度を車速センサ41で常に観測しておけば、当該特定時点以降の走行距離が優先エリアA2までの距離を越えたら優先エリアA2内に進入したことになり、車載通信機3が優先エリアA2に位置していると判定することができる。
The distance
なお、交差点から優先エリアA2の外縁までの距離L2は、必ずしも予め記憶部33に記憶させておく必要はなく、路側通信機2等の外部から取得するようにしてもよい。また、車載通信機3から交差点までの距離L1はGPS43等から取得してもよい。GPS43から得た現在の位置が優先エリアA2内か否かによっても、車載通信機3が優先エリアA2に位置しているか否かを判定することができる。
The distance L2 from the intersection to the outer edge of the priority area A2 is not necessarily stored in the
都市部において、道路の交差点には多くの車両5が集中しており、直進する車両5だけでなく右左折等をする車両5も存在する。したがって、交差点では車両5同士が接触事故を起こす可能性が高い。そのため、交差点直近の優先エリアA2に位置している車両5の車載通信機3から送信される位置情報や車速情報等は、接触事故等を未然に防止する上で非常に重要度の高い情報であり、かつ緊急度の高い情報となる。
In urban areas,
その一方で、CSMA方式による通信では、ある車載通信機3が無線信号を送信している間は他の車載通信機3による無線信号の送信が制限されるため、優先エリアA2外の車載通信機3と優先エリアA2内の車載通信機3とに対して同等の条件で無線信号の送信が許容されると、優先エリアA2内の車載通信機3が緊急度乃至重要度の高い情報を迅速に送信することができず、情報伝達に遅れが生じる場合がある。
On the other hand, in the communication by the CSMA method, while a certain in-
この点において、本実施形態では、車載通信機3による無線信号の送信が許容される第2の時間スロットT2が、優先時間スロットT21と一般時間スロットT22とに分割され、優先時間スロットT21においては優先エリアA2内の車載通信機3による無線信号の送信のみが許容され、優先エリアA2外の車載通信機3による無線信号の送信は禁止されている。そのため、当該優先時間スロットT21においては、優先エリアA2内の車載通信機3による無線信号の送信が、優先エリアA2外の車載通信機3による送信に制限されることはなく、優先エリアA2内の車載通信機3から緊急度乃至重要度の高い情報を迅速に送信することが可能となっている。
In this respect, in the present embodiment, the second time slot T2 in which the transmission of the radio signal by the in-
また、優先エリアA2内の車載通信機3は、優先時間スロットT21だけでなく一般時間スロットT22においても無線信号の送信が許容されるため、優先エリアA2外の車載通信機3と比較して、より長い時間帯で無線信号を送信することが可能となっている。
Further, since the in-
図6は、通信エリアA1を通過する車両5の進行に応じた車載通信機3の通信可否状態を説明するためのフローチャートである。まず、車両5が路車間の通信エリアA1に進入するまでは、車載通信機3は、路側通信機2に制限されることなくCSMA方式により無線信号の送信を行うことができる。そして、車両5が路車間の通信エリアA1に進入すると(S1)、車載通信機3は路側通信機2から時間スロット情報を受信する(S2)。時間スロット情報を受信した車載通信機3は、第1時間スロットT1と、第2時間スロットT2の優先時間スロットT21とにおける無線信号の送信が禁止され、一般時間スロットT22における無線信号の送信が許容される。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the communication availability state of the in-
車両5が交差点直近の優先エリアA2に進入すると(S3)、第1時間スロットT1における無線信号の送信は禁止されるが、第2時間スロットT2における無線信号の送信は許容される。つまり、優先エリアA2内の車載通信機3は、路側通信機2が無線信号の送信を行う時間以外の全ての時間において無線信号の送信機会を獲得することができる。
When the
さらに、車両5が進行し、優先エリアA2から退出すると、再び、第1時間スロットT1と、第2時間スロットT2の優先時間スロットT21とにおける無線信号の送信が禁止され、一般時間スロットT22における無線信号の送信が許容される。そして、車両5が通信エリアA1から退出すると、再び路側通信機2の通信に制限されることなく、CSMA方式による無線信号の送信が許容される。
Further, when the
調整部32dは、優先エリアA2に位置している車載通信機3による送信機会が向上するように通信条件を調整するものである。
第2時間スロットT2のうち一般時間スロットT22においては、車載通信機3が優先エリアA2に位置しているか否かにかかわらず無線信号の送信が許容される。そのため、優先エリアA2外の車載通信機3による無線信号の送信によって、優先エリアA2内の車載通信機3による無線信号の送信が制限され、当該車載通信機3から緊急度等の高い情報を迅速に送信できない場合がある。そこで、本実施形態では、一般時間スロットにおいても優先エリアA2に位置している車載通信機3による無線信号の送信を優先的に行わせるべく調整部32dにおいて調整を行っている。
The
In the general time slot T22 in the second time slot T2, transmission of radio signals is permitted regardless of whether the in-
本実施形態の調整部32dは、通信条件としてCSMA方式における送信待ち時間を調整するものとされている。
送信待ち時間とは、車載通信機3が無線信号の送信を決定し、キャリアセンシングを開始してから実際に送信を開始するまでに必要な、他の無線機からの無線信号を受信しない状態(アイドル状態)が継続して維持される時間である。
The
The transmission waiting time is a state in which the in-
キャリアセンス方式(CSMA/CA方式)による無線通信では、車載通信機3が無線信号の送信を決定した後、キャリアセンスを行い、他の無線機からの無線信号を受信しないアイドル状態が所定の時間(送信待ち時間)継続して維持されると、無線信号の送信を開始する。送信待ち時間の間に他の無線機からの無線信号を受信すると、無線信号の送信を一旦諦め、再度同じ動作を繰り返す。
In wireless communication using the carrier sense method (CSMA / CA method), after the in-
送信待ち時間は、DIFS時間(Distributed Coordination Function Interframe Space)と、バックオフ時間とを加算した時間とされる。バックオフ時間は、0からCW値( Contention Window size )までの間で乱数を発生させ、その乱数に所定の時間(例えば単位スロット時間)を掛け合わせることで設定される時間であり、キャリアセンシングを行うごとに設定される。本実施形態の調整部32dは、CW値を調整することによってバックオフ時間を調整し、これによって送信待ち時間を調整する。バックオフ時間は、CW値が大きいほど長くなり、CW値が小さいほど短くなる。
The transmission waiting time is a time obtained by adding a DIFS time (Distributed Coordination Function Interframe Space) and a back-off time. The back-off time is a time set by generating a random number between 0 and the CW value (Contention Window size) and multiplying the random number by a predetermined time (for example, unit slot time). Set every time you do it. The
バックオフ時間が短くなると、送信のための待ち時間が短くなるので、送信機会が多くなる。したがって、優先エリアA2内に位置している車載通信機3のバックオフ時間を調整部32dによって短くすると、当該車載通信機3の送信機会を多くすることができる。そのため、一般時間スロットにおいては全ての車載通信機3の送信が許容されるが、その中でも優先エリアA2内の車載通信機3の送信機会が多くなるため、優先エリアA2外の車載通信機3によって送信が制限されることが少なくなる。
When the back-off time is shortened, the transmission waiting time is shortened, so that transmission opportunities are increased. Therefore, if the back-off time of the in-
逆に、調整部32dは、優先エリアA2外の車載通信機3におけるCW値を大きくし、バックオフ時間を長くすることによって、優先エリアA2外の車載通信機3による無線信号の送信機会を少なくし、相対的に優先エリアA2内の車載通信機3による無線信号の送信機会を多くしても良い。
なお、調整部32dは、一般時間スロットT22だけでなく優先時間スロットT21においても優先エリアA2内の車載通信機3による無線信号の送信機会を多くするように調整を行ってもよい。
On the contrary, the
Note that the
また、調整部32dは、送信待ち時間の調整に限らず、車載通信機3のキャリアセンスレベルを調整するものであってもよい。車載通信機3のキャリアセンスレベルを下げると、キャリアセンス感度が上昇し、当該車載通信機3は、比較的低いレベルの無線信号であっても、その存在を高い確率で検出することができる。したがって、キャリアセンス感度が高い車載通信機3は、キャリアセンス感度が低い場合に比べて、送信機会を獲得する確率が低くなる。逆に、車載通信機3のキャリアセンスレベルを上げると、キャリアセンス感度が低下し、車載通信機3は、比較的高いレベルの無線信号であっても、その存在を検出する確率が低くなる。したがって、優先エリアA2内の車載通信機3のキャリアセンスレベルを上げることによって無線信号の送信機会を多くすることができ、逆に、優先エリアA2外の車載通信機3におけるキャリアセンスレベルを下げることによって無線信号の送信機会を少なくし、相対的に優先エリアA2内の車載通信機3による無線信号の送信機会を多くすることができる。
The
また、調整部32dは、送信待ち時間の調整やキャリアセンスレベルの調整に限らず、車載通信機3の送信電力を調整するものであってもよい。優先エリアA2内の車載通信機3の送信電力が大きくなるように調整すると、その無線信号の送信可能範囲が拡大するので、当該無線信号は、優先エリアA2外の他の車載通信機3のキャリアセンスによって検出される確率が高くなる。したがって、優先エリアA2外の車載通信機3における送信機会が少なくなり、相対的に優先エリアA2内の車載通信機3の送信機会が多くなる。また、優先エリアA2外の車載通信機3の送信電力が小さくなるように調整すると、その無線信号の送信可能範囲が縮小するので、当該無線信号は、優先エリアA2内の他の車載通信機3のキャリアセンスによって検出される確率が低くなる。したがって、優先エリアA2内の車載通信機3の送信機会を多くすることができる。
The
以上説明した本実施形態において、優先エリアA2内の車載通信機3は、優先エリアA2外の車載通信機3に比べて無線信号を送信することができる時間帯が長くとられているため、優先エリアA2外の車載通信機3による無線信号の送信によって、優先エリアA2内の車載通信機3の無線信号の送信が制限されることが少なくなる。したがって、当該車載通信機3から緊急度乃至重要度の高い情報を迅速に送信することができ、当該情報を交通事故の防止に役立てることができる。
In the present embodiment described above, the in-
〔第2の実施形態〕
図7は、第2の実施形態に係る路側通信機2及び車載通信機3の内部構成を示すブロック図であり、図8は、優先エリアA2の判定手法を説明する概略図である。この実施形態は、車両5の車載通信機3が優先エリアA2内に位置していることを判定する手法が第1の実施形態とは異なっている。
具体的には、図7に示すように、路側通信機2の制御部23は、コンピュータプログラムの実行によって達成される機能部として優先エリア情報通知部23fを備えている。この優先エリア情報通知部23fは、通信エリアA1内の優先エリアA2を示す優先エリア情報を無線送受信部21を介して送信するものであり、優先エリアA2内の車載通信機3のみが優先エリア情報を受信することが可能なように構成されている。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram illustrating the internal configuration of the
Specifically, as shown in FIG. 7, the
つまり、優先エリア情報通知部23fは、優先エリアA2を送信範囲として優先エリア情報を送信し、実質的に優先エリアA2内の車載通信機3しか優先エリア情報を取得できないように構成されている。優先エリアA2は通信エリアA1よりも小さいことから、路側通信機2は、通常の路車間通信及び路路間通信を行う場合の無線信号の送信電力よりも、小さい送信電力で優先エリア情報を送信する。
That is, the priority area
一方、車載通信機3の制御部32は、その機能部として優先エリア情報を取得するための優先エリア情報取得部32gを備えている。図8に示すように、車載通信機3は、通信エリアA1外及び優先エリア(交差点直近エリア)A2外に位置している状態(符号3C,3Bで示す)では、優先エリア情報通知部23fによる優先エリア情報の送信範囲外にあり、優先エリア情報を受信することができない。優先エリア情報が受信されていない状態では、車載通信機3の判定部32cは、当該車載通信機3が優先エリアA2内には位置していないと判定する。
On the other hand, the
そして、車載通信機3が優先エリアA2に進入すると(符号3Aで示す)、路側通信機2から送信される優先エリア情報が車載通信機3によって受信され、優先エリア情報取得部32gによって優先エリア情報が取得される。判定部32cは優先エリア情報取得部32gによって優先エリア情報が取得されると、車載通信機3が優先エリアA2に進入したと判定する。
When the in-
本実施形態においては、路側通信機2の優先エリア情報通知部23fによって通知される優先エリア情報を車載通信機3が取得したことが優先エリアA2内に位置していることの判定基準とされているので、第1の実施形態のように車載通信機3自身の位置から優先エリアA2までの距離を取得したりする必要がないので、制御部32の処理負担を軽減することができる。
In the present embodiment, the fact that the in-
〔第3の実施形態〕
図9は、第3の実施形態に係る路側通信機2及び車載通信機3の内部構成を示すブロック図である。上述の第1,第2の実施形態では、優先的に無線信号の送信を行わせるための優先条件が、車載通信機3が交差点直近の優先エリアA2内に位置していることとされていたが、本実施形態では、優先エリアA2の内外に関わらず、車載通信機3を搭載した車両5が現在所定の挙動を行っていること、及び、将来所定の挙動を行うと予測されることが優先条件とされている。したがって、本実施形態の車載通信機3の制御部32は、その機能部として現在の挙動を検出する挙動検出部32hと、将来の挙動を予測する挙動予測部32iとを備えている。
[Third Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram illustrating an internal configuration of the
挙動検出部32hは、自己が搭載されている車両5の現状の挙動を検出し、その結果である現状の挙動情報を判定部32cに出力する。挙動検出部32hは、車両5の現状の挙動として、当該車両5の車速(加減速を含む)、位置、進行方向を検出する。これらの現状の挙動は、車両5の車速センサ41や、車両5に搭載されたGPS43、ジャイロセンサ44といった各種センサを用いて検出することができる。
The
挙動予測部32iは、自己が搭載されている車両5の将来の挙動を予測し、その結果である将来の挙動情報を判定部32cに出力する。挙動予測部32iは、路側通信機2が送信する上述の周辺情報、及び車両5の今後の進行方向に関する方向情報に基づいて、車両5の将来の挙動を予測する。上記方向情報は、現状車両5の右又は左ウインカが点滅しているか否かを示す情報であり、例えば、車両5のウインカリレー45等から取得することができる。なお、挙動予測部32iは、上記周辺情報等に加えて、車両5が有する当該車両5周囲に車両5が存在するか否かを検知する車両センサ42の検知結果に関する情報や、検出部32cによる現状の挙動情報も加えて、将来の挙動を予測することもできる。
The behavior prediction unit 32i predicts the future behavior of the
判定部32cは、挙動検出部32h又は挙動予測部32iによって車両5が急ブレーキ、急加速、ジレンマゾーンへの進入、停止状態からの走行、右左折、車線変更、高速走行等の挙動を行ったことが検出された場合、又はこれらの挙動を行うと予測された場合に、優先条件を満たしたものと判定する。以下、これらの各挙動について説明する。
The
交差点付近や交差点から離れた道路上において、急ブレーキをかけた車両5が存在すると、その後方を走行している車両5が追突してしまう可能性が高くなる。そのため、急ブレーキをかけた車両5に搭載された車載通信機3の判定部32cは、自身の車両5が優先条件を満たしていると判定し、送受信部31によって優先的に位置情報や車速情報等を送信させる。これによって、周辺の車両5(特に、後方の車両)に対して急ブレーキをかけた車両5が周囲に存在することを迅速に伝え、車両同士の接触等を未然に防止することが可能となる。
If there is a
また、将来、急ブレーキをかけると予測された車両5が存在する場合も同様に、その後方の車両5が追突してしまう可能性が生じるため、急ブレーキをかけると予測された車両5に搭載された車載通信機3の判定部32cは、自身の車両5が優先条件を満たしていると判定し、送受信部31によって優先的に位置情報や車速情報等を送信させることによって、周辺の車両5(特に、後方の車両)に対して急ブレーキをかけた車両5が周囲に存在することを迅速に伝えるようになっている。
Similarly, when there is a
将来、急ブレーキをかけると予測される車両5としては、例えば、現在急ブレーキをかけている車両5の後方に位置している車両5、すなわち急ブレーキをかけた前方の車両5から位置情報や速度情報等を受信した後方の車両5や、渋滞している場所に向かって走行している車両5等を挙げることができる。後者の場合、路側通信機3から送信された周辺情報に含まれる渋滞情報により、挙動予測部32iが前方の渋滞を認識して急ブレーキの発生を予測することができる。
As the
また、急ブレーキをかけると予測される車両5としては、交差点付近のジレンマゾーンに進入している車両5、又は、将来ジレンマゾーンに進入すると予測される車両5も挙げることができる。ジレンマゾーンとは、例えば図5に符号Zで示すように、車両5が交差点に進入する手前において、前方の信号機が青色から黄色に変わることによって、通常の減速度で安全に停止線で停止することができず、かつ信号機が赤色になる前に交差点を通過しきれなくなるような時間的空間的領域をいい、ドライバーが車両5を停止させるかどうかを悩むと考えられる領域である。したがって、車両5がジレンマゾーンZに入ると、運転者は、自身の判断で急ブレーキをかける可能性がある。そのため、車両5がジレンマゾーンZに進入している場合、及び将来ジレンマゾーンZに進入すると予測される場合には、判定部32cは当該車両5が優先条件を満たしていると判断し、送受信部31によって優先的に位置情報、速度情報等の送信を行わせる。
Further, the
なお、ジレンマゾーンZに進入した車両5が、信号が赤になるまでに交差点を通過しきろうとして急加速を行った場合、例えば対向車線で右折しようとする車両5に衝突してしまう可能性が高くなる。したがって、判定部32cは、急加速する車両5又は急加速すると予測される車両5についても優先条件を満たすと判定し、送受信部31によって優先的に位置情報、速度情報等を送信させることによって、当該車両5の存在を周囲の車両5に知らしめ、車両同士の接触等を未然に防止することが可能となる。
なお、ジレンマゾーンZへの進入、及び進入するとの予測は、路側通信機2から送信された周辺情報に含まれる信号情報(現在又は将来の信号の灯色やその灯色の継続予定秒数、灯色のサイクル等)と自己の位置及び速度とから検出することが可能である。
In addition, when the
Note that the entry into the dilemma zone Z and the prediction that the vehicle will enter is based on the signal information included in the peripheral information transmitted from the roadside communication device 2 (the current or future signal lamp color and the expected duration of the lamp color, It is possible to detect from the light color cycle etc.) and the position and speed of the self.
交差点等において停止している車両5が走行を開始する場合、その周囲の車両5、例えば、交差する車線の信号が赤になってもなお交差点を通過しようとしている車両5に接触等する可能性があるため、この場合にも、走行を開始しようとする車両5に搭載された車載通信機3の送信部31によって優先的に位置情報等を送信させることによって、当該車両5の存在を周囲の車両5に知らしめ、車両同士の接触等を未然に防止することが可能となる。
When the
右左折を行っている車両5や車線変更を行っている車両5が存在する場合、その対向車線で直進する車両5や交差する車線に位置している車両5、並走している車両5等に接触する可能性があるため、かかる場合にも、当該車両5の車載通信機3によって優先的に位置情報等を送信させることによって、車両同士の接触等を未然に防止することができる。右左折や車線変更を行うと予測される場合も同様である。
また、現在、高速で走行している車両5は、周辺状況の変化に対して対応が遅れがちになり、事故を誘発する可能性が高くなる。したがって、かかる車両に搭載された車載通信機3の判定部32cは、自身の車両5が優先条件を満たしていると判定し、送信部31によって優先的に位置情報等を送信させることによって、事故を未然に防止することができる。
When there is a
In addition, the
なお、第3の実施形態において、現在又は将来の挙動についていくつか列挙しているが、これらの全てを優先条件としても良いし、一部を優先条件としても良い。いずれを優先条件とするかは、道路の状況(路幅、車線数、交通量、見通しの良し悪し等)に応じて決定することができる。また、上記以外の他の挙動を優先条件としても良い。 In the third embodiment, some current or future behaviors are listed. However, all of these may be set as priority conditions, or some of them may be set as priority conditions. Which is the priority condition can be determined according to the road conditions (road width, number of lanes, traffic volume, good or bad prospect, etc.). Also, other behaviors other than those described above may be set as the priority conditions.
本発明に関して、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本実施形態では、車載通信機3(車両5に搭載する車両用の移動通信機)として説明したが、本発明の移動通信機は、車両以外に搭載させてもよい。移動通信機として例えば携帯端末を用いてもよい。また、上述の実施形態のように自車や他車の挙動によって優先条件を満たしているか否かを車載通信機が判定する代わりに、又はそれに加えて、自車が緊急車両であるか否かなど予め与えられた自動車属性情報に基づいて優先条件を満たしているか否かを判定するようにしてもよい。
また、上述の実施形態では車載通信機3が優先エリアA2内に位置していることを判定する手法を複数説明したが、これに限られるものではない。例えば路側通信機2からの信号の受信レベルが所定の閾値以上か否かによって、車載通信機3が優先エリアA2内に位置しているか否かを判定するようにしてもよい。さらに、これらの複数の手法を組み合わせることによって、車載通信機3が優先エリアA2内に位置しているか否かを判定するようにしてもよい。
With respect to the present invention, it should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is not meant to be described above, but is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
Although this embodiment demonstrated as the vehicle-mounted communication apparatus 3 (mobile communication apparatus for vehicles mounted in the vehicle 5), you may mount the mobile communication apparatus of this invention in addition to a vehicle. For example, a mobile terminal may be used as the mobile communication device. Whether or not the vehicle is an emergency vehicle instead of, or in addition to, the in-vehicle communication device determining whether the priority condition is satisfied according to the behavior of the vehicle or other vehicle as in the above-described embodiment. For example, it may be determined whether or not the priority condition is satisfied based on vehicle attribute information given in advance.
In the above-described embodiment, a plurality of methods for determining that the in-
1 交通信号機
2 路側通信機
3 車載通信機
5 車両
21 無線送受信部
23 制御部
23a 割当部
23e 指令通知部
31 送受信部
32c 判定部
32d 調整部
T1 第1時間スロット
T2 第2時間スロット
T21 優先時間スロット
T22 一般時間スロット
DESCRIPTION OF
Claims (16)
所定の優先条件を満たした当該移動通信機による無線信号の送信を許容する優先時間スロットが含まれた時間スロット情報を取得する時間スロット情報取得部と、
前記優先条件が満たされているか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記優先条件が満たされていると判定された場合に、前記優先時間スロットにおいて無線信号の送信を行う送信部と、を備えていることを特徴とする移動通信機。 A mobile communication device that performs wireless communication in a communication area of a roadside communication device,
A time slot information acquisition unit for acquiring time slot information including a priority time slot allowing transmission of a radio signal by the mobile communication device satisfying a predetermined priority condition;
A determination unit for determining whether or not the priority condition is satisfied;
A mobile communication device comprising: a transmission unit configured to transmit a radio signal in the priority time slot when the determination unit determines that the priority condition is satisfied.
前記路側通信機が、
前記移動通信機の無線信号の送信を禁止するとともに前記路側通信機自身による無線信号の送信を許容する第1の時間スロットと、所定の優先条件を満たした前記移動通信機による無線信号の送信を許容する優先時間スロットを含む第2の時間スロットとについての時間スロット情報を、通信エリア内の前記移動通信機に送信する送信部を備え、
前記移動通信機が、
前記時間スロット情報を取得する時間スロット情報取得部と、
前記優先条件が満たされているか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記優先条件が満たされていると判定された場合に、前記優先時間スロットにおいて無線信号の送信を行う送信部と、を備えていることを特徴とする路上通信システム。 A road communication system having a roadside communication device installed on a road and a mobile communication device mounted on a mobile body,
The roadside communication device is
A first time slot for prohibiting transmission of radio signals from the mobile communication device and allowing transmission of radio signals by the roadside communication device itself; and transmission of radio signals by the mobile communication device satisfying a predetermined priority condition. A transmission unit configured to transmit time slot information about a second time slot including a permitted priority time slot to the mobile communication device in a communication area;
The mobile communication device is
A time slot information acquisition unit for acquiring the time slot information;
A determination unit for determining whether or not the priority condition is satisfied;
A road communication system comprising: a transmission unit configured to transmit a radio signal in the priority time slot when the determination unit determines that the priority condition is satisfied.
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