JP5496060B2 - 車両用無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、車両等の移動体同士で位置情報の送受信（車車間通信）を行う車両用無線通信システムに関し、特に、通信環境の悪い領域に存在する車両の位置情報を中継により送信する車両用無線通信システムに関する。

近年、近距離無線を使用して車車間通信で情報を交換して、自車両（自車）に対する他車両（他車）の位置や走行方向及び速度を確認する運転支援システムが提案されている。
このシステムは、自車を中心に一定範囲における車車間通信により、例えば、他車の車種、位置情報、速度、向き等の車両走行状態の情報を受信することで、自車の周辺に存在する複数の他車の走行状態及び相対位置等の情報を取得することができる。

このような運転支援システムの場合、高層建造物等が電波障害物となる通信環境の悪い交差点付近に存在する車両についての情報は、その交差点における所定のエリアに存在する他の車両（中継車）を中継装置として利用することで、前記交差点付近に存在する車両から直接通信することができない車両に対して、位置情報等を中継送信することが提案されている（特許文献１）。

特開２００９−２９０６８０号公報

しかしながら、上述した運転支援システムにおいては、その交差点における所定のエリア内に存在する全ての車両が、常に中継送信を行うため、無駄な通信や電力消費も多くなるという課題がある。

また、周囲の地形形状によっても、通信環境は変化するが、このような地形の変化は、交差点にかかわらず生じるものなので、中継車により情報が送信される場合、中継が適切に行えるエリアを精度良く決定することが望まれる。

本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、車車間通信により車両の位置情報を他車に提供するに際して、車両間で直接通信できない他車に関する情報（他車情報）について、中継車により他車情報を送信する場合に、適切な中継を行うことを可能とした車両用無線通信システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため請求項１は、自車から自車の位置情報を送信するとともに、他車の位置情報を受信する送受信手段（２）を備えた車両用無線通信システムにおいて、
前記無線通信システムは、
地形の高さ情報を含む地図データを予め記憶する地図情報記憶手段（１１）と、
当該地図情報記憶手段（１１）に記憶された地形の高さ情報に基づいて、前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与して送信するか否かを判断する情報付与判断手段（１２）を備え、
前記情報付与判断手段（１２）は、前記地図情報記憶手段（１１）に記憶された地形の高さの情報のうち、周囲に対して凸状となるエリアに自車が存在すると判断した場合に、前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与し、前記送受信手段によって送信を行うとともに、凸状となるエリアに自車が存在しないと判断した場合には、前記自車の位置情報のみを前記送受信手段によって送信するとともに、
前記凸状となるエリアは、凸状の頂部から所定距離の範囲で設定され、
前記凸状となるエリアに複数の車両が存在するときに、当該凸状となるエリア内に存在する複数の車両のうち、最も高所に位置する車両を判別し、
当該最も高所に位置する車両が前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与して送信を行うことを特徴としている。

請求項２は、請求項１の車両用無線通信システムにおいて、前記情報付与判断手段（１２）は、前記自車の高さ位置が周囲の地形の高さに比して所定以上の差がある場合に、前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与して送信を行うことを特徴としている。

請求項３は、請求項１又は請求項２の車両用無線通信システムにおいて、前記情報付与判断手段（１２）は、前記自車の進行方向に対して前後方向の高低差を前記地図情報記憶手段（１１）から取得し、取得された高さ情報に基づいて、凸状となるエリアに自車が存在するか否かを判断することを特徴としている。

請求項４は、請求項３の車両用無線通信システムにおいて、前記情報付与判断手段（１２）は、自車が交差点付近を走行している場合に、前記自車の進行方向に対して左右方向の高低差を前記地図情報記憶手段（１１）から取得し、進行方向に対して前記前後方向の高低差、又は左右方向の高低差に基づいて、凸状となるエリアに自車が存在するか否かを判断することを特徴としている。

請求項５は、自車から自車の位置情報を送信するとともに、他車の位置情報を受信する送受信手段（２）を備えた車両用無線通信システムにおいて、
前記無線通信システムは、
地形の高さ情報を含む地図データを予め記憶する地図情報記憶手段（１１）と、
当該地図情報記憶手段（１１）に記憶された地形の高さ情報に基づいて、前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与して送信するか否かを判断する情報付与判断手段（１２）を備え、
前記情報付与判断手段（１２）は、自車がカーブを走行している場合に、前記自車の進行方向に対して左右方向の高低差を前記地図情報記憶手段（１１）から取得し、カーブの内側が自車の高さ位置より高いと判断した場合は、前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与し、前記送受信手段によって送信を行うとともに、カーブの内側が自車の高さ位置より低いと判断した場合は、前記自車の位置情報のみを前記送受信手段によって送信することを特徴としている。

請求項６は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用無線通信システムにおいて、前記地図情報記憶手段（１１）に記憶される地図情報は、点で表現されるノードデータ（５１）（５２）と、当該ノードデータ間を繋ぐ線分で表現されるリンク（５３）とを含み、前記地形の高さ情報は、前記ノードデータ（５１）（５２）に反映されることを特徴としている。

請求項７は、請求項６の車両用無線通信システムにおいて、前記ノードデータは、交差点を表現する主ノードデータ（５１）と、前記リンク（５３）中の所定間隔ごとに設けられてリンク形状を表現する形状補間点（５２）とを含み、前記地形の高さ情報は、前記主ノードデータ（５１）と形状補間点（５２）に反映されることを特徴としている。

請求項１の構成によれば、中継を行い易い凸状となるエリアに自車が位置する場合には、自車の位置情報に他車の位置情報を付与（中継）して送信するので、中継が適切に行えるエリアを精度良く決定することができ、通信環境が悪くなった車両の存在も周囲に知らせることができる。
その上、凸状となるエリア外の車両については、他車位置情報を付与することなく自車位置情報のみを送信すればよく、無駄な通信や電力消費の増加を防止することもできる。
更に、地形の高低に応じて他車の位置情報を付与して送信するか否かの判断を行うので、交差点等の限定されたエリアに関わらず、都市や郊外、山間部でも各車両自身で判断することができる。

請求項２の構成によれば、誤差を省いて凸状部の見極めを適切に行うことができ、無駄な通信をより一層抑制できる。

請求項３の構成によれば、上り坂、下り坂、山間部などのように、進行方向の前後方向において通信の電波が遮断される可能性がある場合に、凸状となるエリアの判断を適切に行うことができ、無駄な通信を防ぐことができる。

請求項４の構成によれば、走行中の道路と交差する道路に対して自車の左右方向の高低判別を行うので、自車の進行方向にかかわらず、交差する道路から見た凸状部の判断を適切に行うことができ、他車位置情報を付与した送信を行うか否かの判断の精度を向上できる。

請求項５の構成によれば、複数車が同じ他車情報を付与して送信することを防止することができ、無駄な通信を防ぐことができる。

請求項６の構成によれば、カーブの内側が高くなる（例えば、崖下にあるカーブを走行する時など）ことによって、カーブの入口と出口とで通信の電波が遮断される可能性がある場合に、他車位置情報を付与した送信を行うようにすることで、通信環境の悪いカーブに存在する他車同士の通信を中継することができる。

請求項７の構成によれば、ノードデータ毎に高さ情報を反映するので、地形の高低データを付加させ易い。

請求項８の構成によれば、主ノードデータ及び形状補完点に高さ情報を反映するので、道路形状に合わせてより精度良く中継通信を行うか否かの判断ができる。

本発明の車両用無線通信システムの実施形態の一例を示すブロック図である。 自車が送信する送信情報のモデル図であり、（ａ）は通常の送信による場合、（ｂ）は本発明の車両用無線通信システムにより中継する場合を示す。 本発明の車両用無線通信システムを使用して複数車両間で車車間通信を行う場合の具体例であり、（ａ）は地図上における各車両の平面位置を示した平面図、（ｂ）は各車両の高低位置を示した高低図である。 本発明の車両用無線通信システムの情報付与判断部において、他車情報の中継判断を行う場合の処理手順の一例を示すフローチャート図である。 本発明の車両用無線通信システムを使用して複数車両間で車車間通信を行う場合の具体例であり、（ａ）は地図上における各車両の平面位置を示した平面図、（ｂ）及び（ｃ）は各車両の高低位置を示した高低図である。 本発明の車両用無線通信システムの情報付与判断部において、他車情報の中継判断を行う場合の処理手順の一例を示すフローチャート図である。 本発明の車両用無線通信システムを使用して複数車両間で車車間通信を行う場合の具体例であり、（ａ）は地図上における各車両の平面位置を示した平面図、（ｂ）及び（ｃ）は各車両の高低位置を示した高低図である。 本発明の車両用無線通信システムの情報付与判断部において、他車情報の中継判断を行う場合の処理手順の一例を示すフローチャート図である。 本発明の車両用無線通信システムの情報付与判断部において、他車情報の中継判断を行う場合の処理手順の一例を示すフローチャート図である。 図９のフローチャートにより他車情報の中継が行われる車両用無線通信システムにおいて自車から送信される送信情報のモデル図である。

本発明の車両用無線通信システムの実施形態の一例について、図面を参照しながら説明する。本発明の車両用無線通信システムは、四輪車や二輪車等の複数の移動体同士の間で構築され、自車から所定距離の範囲内の領域に対して自車の位置情報を不特定多数の他車に送信するとともに、他車の位置情報を受信する送受信手段を備え、自車の情報を他車へ送信するに際して、既に取得している別の他車の情報を送信（中継送信）する機能を有するものである。

以下、自車が自動二輪車である場合を例に、自車の通信可能範囲内であって自車と他車（四輪車を含む）の離間距離が所定距離以下の場合に、車車間通信で得られた情報（速度や位置情報）により、他車に対して自車の走行情報を提供する車両用無線通信システムについて説明する。

車両用無線通信システムは、例えば図１に示すように、自車に対して運転支援装置１、無線通信機（送受信手段）２、ＧＰＳ受信機３及び各種のセンサ４をそれぞれ設置し、例えば他車Ａや他車Ｂからの他車情報、ＧＰＳ受信機３からの自車の緯度経度情報、各種のセンサ４から自車の走行情報をそれぞれ得ることで、これらの情報から自車に対して運転支援情報を提供するよう構成されている。

無線通信機２は、車車間通信により自車の情報を送信するとともに、車車間通信により自車を中心として一定範囲となる通信範囲内を走行している他車（他車Ａや他車Ｂ）からの他車情報を得るものであり、車車間通信の通信速度は、例えば１０Ｈｚ（１秒間に１０回送信）で行われている。車車間通信の通信速度は、車速に応じて変化するようにしてもよい。他車情報としては、例えば車両の種類（二輪車、普通四輪車、大型四輪車等）、位置、速度、向きの情報が得られるようにする。
また、無線通信機２は、路車間通信により、光ビーコンやＥＴＣ設置場所等の通過を受信することで渋滞情報を取得するものであってもよい。

ＧＰＳ受信機３は、自車の緯度・経度情報を受信するもので、ＧＰＳアンテナを介して得られた自車位置は、運転支援装置１へ出力される。

各種のセンサ４は、自車の車速を検知する車速センサ４１、自車の角速度や角度を検知するジャイロセンサ４２、自車の加速度を検知する加速度センサ４３、車両の走行先を認識できるウインカセンサ４４、車両の減速状態を認識するブレーキセンサ４５を備え、各センサからの信号は運転支援装置１へ出力される。
車速センサ４１、ジャイロセンサ４２、加速度センサ４３から、自車の車速、加速度、向き、傾き（二輪車の場合）等を得ることで、トンネル内走行等でＧＰＳ受信ができない時の自車状態検知部１において自車位置を予測する役割を有する。
また、ウインカセンサ４４やブレーキ４５からの信号により、自車状態検知部１において自車の走行状態を把握することができる。

運転支援装置１は、自車の状態を検知する自車状態検知部１０と、複数の他車の状態を検知する他車状態検知部１５と、各検知部からの信号を受けて支援レベルを判定する運転支援レベル判定部１７と、運転支援レベル判定部１７に基づいて出力装置６での表示等を行う出力装置制御部１９を備えている。また、自車状態検知部１０は、地図データベースを格納する地図情報記憶部１１と、他車状態検知部１５で取得した他車情報を自車情報に付与して車車間通信により同時送信するかどうかを判断する情報付与判断部１２を備えている。

自車状態検知部１０へは、ＧＰＳ受信機３からの緯度経度情報、各種のセンサ４からの自車の位置、速度、加速度、向き、傾き、スイッチ状態等の自車状態に関する情報が入力される。また、自車状態検知部１０には、予め電子地図データ５からの地図データが地図情報記憶部１１に入力されることで地図データベースが格納されている。地図情報記憶部１１に記憶される地図データは、直線道路の両端に存在する主ノード（交差点ノード等の端点）と、曲線道路の中心位置に間隔をおいて存在する補助ノード（形状補間点）を備えるとともに、各ノードに関しての高低情報が記憶されている。自車状態検知部１０では、ＧＰＳ受信機３からの緯度経度情報と相まって、地図データ上での自車の現在位置を把握することができる。

各車の自車状態検知部１５で取得された自車情報は、システム時間毎に運転支援レベル判定部１７へ出力される。また、自車状態検知部１５で取得された自車情報は、１００ｍｓに１回の間隔で無線通信機２を介して車車間通信による送信が行われる。車車間通信により送信される送信情報は、図２（ａ）に示すように、自車の車両ＩＤと自車位置情報等を含む自車情報で構成される。送信情報は、例えば全体で１ｍｓの送信時間が割り当てられる。

他車状態検知部１５へは、無線通信機２から車車間通信による他車情報や路車間通信（インフラ）を利用した情報が入力される。他車状態検知部１５で取得された他車情報は、運転支援レベル判定部１７へ出力されるとともに、自車状態検知部１０の情報付与判断部１２へ出力される。

運転支援レベル判定部１７は、自車状態検知部１０で取得された自車情報と、他車状態検知部１５で取得される複数の他車情報から、自車に対して最も有用な他車の情報を選択し、出力装置制御部１９を介してどのような形態（支援レベル）で出力させるかを判定する。
すなわち、運転支援レベル判定部１７では、自車状態検知部１０及び他車状態検知部１５からの各情報により、情報を受けた複数の車両（他車）毎に、自車からの方向や距離、両者の速度を考慮することで出会うまでの時間（ＴＣＣ）をシステム時間毎にそれぞれ算出し、これに優先度を付与して記憶する。ＴＴＣは、自車の走行先にある交差点までの自車及び他車からの距離と、自車及び他車の現在の速度から算出される。
そして、出力装置制御部１９に対しては、優先度が高い他車情報を出力することが行われる。

優先度は、自車に対して他車情報を情報提供するに際しての優先順位であり、車車間通信によって得られた速度と位置情報に基づいて算出される。具体的には、自車に対して前記ＴＴＣの時間が一番短い他車についての他車情報の優先度を高くする。この優先度についてもシステム時間に１回、算出し直すことが行われる。

運転支援レベル判定部１７による運転支援レベルは、自車と他車との距離や速度に応じて出力装置制御部１９を介して出力装置６に情報提供されるもので、例えば、「情報提供」「注意喚起」、「警報」の三段階から構成されて、自車と他車間の距離が離れている場合には「情報提供」が、それよりも両者が近づいた場合（例えば、ある反応時間でブレーキを掛けられれば、停止できる限界位置）には「注意喚起」が、出会うまでに時間的な余裕がない場合（すぐにブレーキを掛けるように指示しないと停止できない位置）には「警報」が発せられる。

「情報提供」は、（Ａ）通信エリアに他車が存在することを案内する段階であり、運転支援装置１で判断することなく、情報を提示するだけ（「通信エリア内に他車が存在する」程度の案内）であり、具体的には出力装置６によりインジケータ点灯等を行う。ナビを持った車両では、画面上に他車の位置を表示する。

「注意喚起」は、（Ｂ）自車と位置関係が近い他車が存在する方向を案内する段階であり、運転支援装置１が判断するが、行動は指示しない。具体的には、出力装置６のインジケータにより何れの方向に存在するかが解る点灯を行う。ナビを持った車両では、画面上に他車の進行する向き表示する。

「警報」は、（Ｃ）自車の行動を指示する段階であり、運転支援装置１が判断して出力装置６により音声等で行動（減速等）を指示する。

本発明の無線通信システムの特徴的な部分は、自車状態検知部１０に地図情報記憶部１１と情報付与判断部１２を設け、自車が通信に適したエリア（凸部エリア）に存在する場合に、他車状態検知部１５で取得した他車情報を自車情報に付与して別の他車へ無線通信機２を介して中継する構成にある。送信情報は、上述したように、例えば１ｍｓの送信時間を有する車両ＩＤ及び自車位置情報等の自車情報で構成されているので、これに他車情報（１台分の場合）を付与する場合、中継して送信される送信情報は、図２（ｂ）に示されるように、自車の車両ＩＤ及び自車情報、他車の車両ＩＤ及び他車情報から構成されることになるので、図２（ａ）の通常行われている送信情報の２倍の２ｍｓの時間で送信される。中継して送信する他車情報が複数台となる場合には、台数分の車両ＩＤ及び他車情報が送信情報となるので、送信時間もそれに応じて（１台について１ｍｓ）増加することになる。

以下、自車が他車情報を別の他車に中継する場合の処理手順について、図３及び図４を参照しながら説明する。
図３に示されるように、車両Ａ，車両Ｂ，車両Ｃ，車両Ｄが、地点アから地点イに向かう道路上を走行中である場合を考える。平地の見通し条件であれば、先頭の車両Ａは、車両Ｂ，車両Ｃとそれぞれ直接に車車間通信を行える位置にいる。車両Ｄとは離れすぎているので車両Ａの電波は届かない。同様に、平地の見通し条件であれば、末尾の車両Ｄは、車両Ｃ，車両Ｂとそれぞれ直接に車車間通信を行える位置にいる。
図３中、黒点が交差点位置に存在する主ノード（交差点ノード）５１、白点が補助ノード（形状補間点）５２、ノードデータ（主ノード及び補助ノード）間を結ぶ線が道路形状に対応するリンク５３となる。補助ノード（形状補間点）５２は、道路が曲がっている場合に交差点ノード５１間を直線のリンク５３で結ぶためのものである。

自車を車両Ｃとした場合に、情報付与判断部１２における処理手順について、図４のフローチャートを参照して説明する。
自車（車両Ｃ）の他車状態検知部１５が他車（車両Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｘ）の位置情報を２台以上受信した場合に中継判定が開始される。
自車の進行方向で、所定距離内、例えば３００ｍの距離内における前後位置のリンク上に存在するノードの高低情報を、地図情報記憶部１１に記憶された地図データから読み出す（ステップ１０１）。
ノードの高低情報の読み出しが完了したどうかを判断し（ステップ１０２）、自車（車両Ｃ）の位置が凸地形近傍かを判断する（ステップ１０３）。この判断は、「凸地形近傍、又は、平坦か？」の判断でもよい。
自車（車両Ｃ）の位置が凸地形近傍に存在しない場合、「他車情報を中継しない」判定を行い、他車位置情報を付与せず自車位置のみを無線通信機２を介して送信する（ステップ１０４）。

自車（車両Ｃ）の位置が凸地形付近の場合、自車（車両Ｃ）から距離Ｌ2以内に他車Ｘ（車両Ａ，Ｂ，Ｄ以外）が存在するかどうかを判断する（ステップ１０５）。他車Ｘが存在しない場合、「他車情報を中継する」判定を行い、車両Ａ，Ｂ，Ｄの他車位置情報を付与して自車位置について無線通信機２を介して送信する（ステップ１０６）。距離Ｌ2は、予め設定した自車から所定距離範囲内、又は、｛通常の平地環境で車車間の通信が届く距離（例えば３００ｍ）｝−（自車と他車との距離）で算出される距離としてもよい。

他車Ｘが存在する場合、近傍の他車Ｘよりも自車（車両Ｃ）の方が高い位置であるかどうかを判断する（ステップ１０７）。自車の方が高い位置であれば、「他車情報を中継する」判定を行い、車両Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｘの他車位置情報を付与して自車位置について無線通信機２を介して送信する（ステップ１０８）。

自車（車両Ｃ）と同程度の高さに他車Ｘが存在する場合、または自車よりも高い位置に他車Ｘが存在する場合は、所定時間経過内に他車Ｘが中継（他車情報を付与して送信）したかどうかを判断する（ステップ１０９）。他車Ｘによる中継が未だである場合、「他車情報を中継する」判定を行い、車両Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｘの他車位置情報を付与して自車位置について無線通信機２を介して送信する（ステップ１１０）。

他車Ｘが所定時間経過内に他車位置情報を付与して送信している場合、再度の他車情報の送信は不要であるので、「他車情報を中継しない」判定を行い、他車位置情報を付与せず自車位置のみを無線通信機２を介して送信する（ステップ１１１）。

図３における車両Ａが自車の情報を送信する場合を考える。車両Ａが送信した情報は、車両Ｂ，Ｃは直接受信できるが、車両Ｄは高低差により直接受信できない。車両Ｂはリンクの傾斜変化が凹となる点付近にいるため、車両Ａからの送信データを受信しても、他車へ中継しない（ステップ１０４）。
車両Ｃは、リンクの傾斜変化が凸となる点付近にいるため、車両Ａからの送信データを受信したら、他車（車両Ｄ）へ中継する（ステップ１０６）。
車両Ｄは、車両Ａからの送信データを直接受信することはできないが、車両Ｃが中継することにより車両Ａからの送信データを受信できる。
従来のシステムでは、車両Ｂと車両Ｃとがそれぞれ車両Ａからの送信データを中継するので、無線通信量が無駄に増加するのに対し、上述した車両用無線通信システムによれば、無駄な通信を無くすことができる。

続いて、自車が他車情報を別の他車に中継する場合の処理手順の別の例について、図５及び図６を参照しながら説明する。
この例では、図５に示されるように、自車（車両Ｃ）の進行前後方向の走行中のリンクの高さ（傾斜）変化だけではなく、自車の左右から交差する道路（リンク）も含めて中継の有無を判断する。車両Ｃは、地点アから地点ウに向かう平坦な道路上を走行中であり、車両Ｅと車両Ｆは、車両Ｃと交差する道路を走行中である場合を考える。地点ア〜地点オはそれぞれ交差点を示している。

自車を車両Ｃとした場合に、情報付与判断部１２における処理手順について、図６のフローチャートを参照して説明する。
自車（車両Ｃ）の他車状態検知部１５が他車（車両Ｅ，Ｆ，Ｘ）の位置情報を２台以上受信した場合に中継判定が開始される。
自車の進行方向に対し、所定距離内、例えば３００ｍの距離内における左右範囲（交差方向）のリンク上に存在するノードの高低情報を、地図情報記憶部１１に記憶された地図データから読み出す（ステップ２０１）。
ノードの高低情報の読み出しが完了したどうかを判断し（ステップ２０２）、自車（車両Ｃ）の位置が凸地形近傍かを判断する（ステップ２０３）。この判断は、「凸地形近傍、又は、平坦か？」の判断でもよい。
自車（車両Ｃ）の位置が凸地形近傍に存在しない場合、「他車情報を中継しない」判定を行い、他車位置情報を付与せず自車位置のみを無線通信機２を介して送信する（ステップ２０４）。

自車（車両Ｃ）の位置が凸地形付近の場合、自車（車両Ｃ）の進路を挟み左右両側に他車Ｅ，Ｆ，Ｘ（Ｘは車両Ｅ，Ｆ以外）のいずれかが存在するかどうかを判断する（ステップ２０５）。自車（車両Ｃ）の進路を挟む左右両側に他車が存在しない場合、「他車情報を中継しない」判定を行い、車両Ｃの自車位置情報について無線通信機２を介して送信する（ステップ２０６）。すなわち、自車から見て左右の同じ側に他車が存在する場合は、同じ斜面に複数の他車が存在するので、中継がなくとも相互に直接送信が可能であると判断する。

自車から見て左右両側に他車が存在する場合、自車（車両Ｃ）から距離Ｌ2以内に自車よりも高い位置に他車Ｘが存在するかどうかを判断する（ステップ２０７）。自車の方が高い位置であれば、「他車情報を中継する」判定を行い、車両Ｅ，Ｆ，Ｘの他車位置情報を付与して自車位置について無線通信機２を介して送信する（ステップ２０８）。距離Ｌ2は、上述したように、予め設定した自車から所定距離範囲内、又は、｛通常の平地環境で車車間の通信が届く距離（例えば３００ｍ｝−（自車と他車との距離）で算出される距離である。

自車（車両Ｃ）より高い位置に他車Ｘが存在する場合、または自車と同程度の高さに他車Ｘが存在する場合は、所定時間経過内に他車Ｘが中継（他車情報を付与して送信）したかどうかを判断する（ステップ２０９）。他車Ｘによる中継が未だである場合、「他車情報を中継する」判定を行い、車両Ｅ，Ｆ，Ｘの他車位置情報を付与して自車位置について無線通信機２を介して送信する（ステップ２１０）。

自車（車両Ｃ）より高い位置に存在する他車Ｘが所定時間経過内に他車情報を付与して送信している場合、再度の他車情報の送信は不要であるので、「他車情報を中継しない」判定を行い、他車位置情報を付与せず自車位置のみを無線通信機２を介して送信する（ステップ２１１）。

上述のような処理手順を行うことで、図５における車両Ｃは、左右方向に交差する道路の傾斜も考慮し、地点イは、地点エと地点オを結ぶ道路の中間で上方に凸となる地形であるため、他車情報を自車情報に付与する中継を行う（ステップ２０８）。
すなわち、車両Ｅと車両Ｆとは互いに見通し関係に無いので、互いに直接に通信することはできないが、車両Ｃが中継することで、相互に送信データを受信することができる。

上述した２例の中継方式では、前後・左右の道路（リンク）の傾きがある場合に、見通しの悪い位置に存在する他車の情報を別の他車により中継するようにしたが、道路の傾きではなく、カーブに対しても適用することができる。
凸状エリアを回り込むようにカーブする道路が存在する場合に本システムの適用した例について、図７及び図８を参照しながら説明する。
図７において、車両Ａ，Ｂ，Ｃは、地点アから地点ウに向かう道路上を走行中であり、道路はほぼ平坦であるとする。地点オの位置に凸形状が存在するため、地点アの車両Ｃと地点ウの車両Ａとは直接通信できない。

自車を車両Ｂとした場合に、情報付与判断部１２における処理手順について、図８のフローチャートを参照して説明する。
自車（車両Ｂ）の他車状態検知部１５が他車（車両Ａ，Ｃ，Ｘ）の位置情報を２台以上受信した場合に中継判定が開始される。
自車の進行方向で、所定距離内、例えば３００ｍの距離内における前後範囲及び左右方向のリンク上に存在するノード位置と地形高低情報を、地図情報記憶部１１に記憶された地図データから読み出す（ステップ３０１）。
ノードの高低情報の読み出しが完了したどうかを判断し（ステップ３０２）、自車（車両Ｂ）の位置がカーブの途中であるかを判断する（ステップ３０３）。車両がカーブの途中であるかどうかの判断は、例えば地図情報記憶部１１に記憶された地図データに関するリンクの情報に曲率データが含まれていれば、曲率データを利用して判断することができる。あるいは、前後に存在するノードへのリンク接続方位角の違いから判断しても良い。
自車（車両Ｂ）の位置がカーブ途中でないと判断された場合、「他車情報を中継しない」判定を行い、他車位置情報を付与せず自車位置のみを無線通信機２を介して送信する（ステップ３０４）。

自車（車両Ｂ）の位置がカーブ途中である場合、カーブの内側が自車位置より高いかどうかを判断する（ステップ３０５）。自車位置より高いエリアがあるかどうかの判断は、例えば、道路と直交する方向で２０ｍ以内に自車より高さ２ｍ以上の高いエリアがあるか否かで判断する。高さ２ｍ以上の高低差を基準としたのは、一般的な乗用車の全高がミニバンでも概ね２ｍ程度であることに起因する。
カーブの内側に高低差が無い場合、見通し良好と判断し、「他車情報を中継しない」判定を行い、他車位置情報を付与せず自車位置のみを無線通信機２を介して送信する（ステップ３０６）。

カーブの内側が自車位置より高い場合、進行方向において他車Ａ，Ｃの間に自車（車両Ｂ）が存在するかを判断し（ステップ３０７）、他車Ａ，Ｃの間に自車が存在しない場合、「他車情報を中継しない」判定を行い、車両Ｃの自車位置情報について無線通信機２を介して送信する（ステップ３０８）。
すなわち、自車が最も端に存在し、その他の全ての車両が自車から見て同じ側に存在する場合は、同じ側に複数の他車が存在するので、中継がなくとも相互に直接送信が可能であると判断する。

自車（車両Ｂ）から見て前後に他車が存在する場合、他車Ａ，Ｃの情報を中継（他車情報を付与して送信）した他車Ｘが存在するかどうかを判断する（ステップ３０９）。
他車情報を付与して送信した他車Ｘが存在していた場合、再度の他車情報の送信は不要であるので、「他車情報を中継しない」判定を行い、他車位置情報を付与せず自車位置のみを無線通信機２を介して送信する（ステップ３１０）。
他車Ｘによる中継が未だである場合、「他車情報を中継する」判定を行い、車両Ａ，Ｃ，Ｘの他車位置情報を付与して自車位置について無線通信機２を介して送信する（ステップ３１１）。

上述のような処理手順を行うことで、図７における車両Ｂは、カーブの途中にいることを検出したら（ステップ３０３）、カーブ内側の所定範囲内に自車位置より高いエリアがあるか否かを調べ（ステップ３０５）、内側に自車位置より高い凸エリアがあった場合には、他車から取得した他車情報を自車情報に付与する中継を行う（ステップ３１１）。
すなわち、車両Ａと車両Ｃとは凸エリアの存在により互いに見通し関係に無いので、互いに直接に通信することはできないが、車両Ｂが中継することで、相互に送信データを受信することができる。

上述した各例は、他車情報を取得した自車（送信元）が自車情報に取得した他車情報を付与して中継を行うものであるが、自車（送信元）が他車に中継を指定するような方式でもよい。中継指定を行う車両用無線通信システムの場合、運転支援システム１における自車状態検知部１０の情報付与判断部１２には、他車を中継装置として指定するとともに、自車が中継装置として指定された場合には中継信号として取得した周辺情報（例えば複数の他車情報）の送信を行うことを判断する中継通信指定部を備えている。

自車を図３における車両Ａとし、自車（送信元）が他車に中継を指定する場合の情報付与判断部１２における処理手順について、図９のフローチャートを参照して説明する。
図３において、自車を車両Ａ、他車を車両Ｂ及び車両Ｃとし、自車存在情報の同報送信を行う前に中継判定が開始される。
自車（車両Ａ）が情報を取得可能なエリア内の車両Ｂ，Ｃの他車位置情報を受信し、リンク上に存在するノードの高低情報を、地図情報記憶部１１に記憶された地図データから読み出す（ステップ４０１）。
ノードの高低情報の読み出しが完了したどうかを判断し（ステップ４０２）、自車（車両Ａ）から距離Ｌ1以内に他車（車両Ｂ，Ｃ）が存在するかどうかを判断する（ステップ４０３）。他車の存在が検知できない場合、「他車情報の中継指定なし」判定を行う（ステップ４０４）。距離Ｌ1は、通常の平地環境で車車間の通信が届く距離（例えば３００ｍ）である。

他車が存在している場合、車両Ｂ，Ｃのいずれかが凸地形付近にいるかを判断する（ステップ４０５）。他車が凸地形付近にいる場合、凸地形に最も近い位置の車両Ｃを中継通信指定部が中継指定する（ステップ４０６）。凸地形がある場合は、凸地形に最も近い位置が中継に効果的であるとの理由による。また、他車が凸地形付近にいない場合、最も遠い位置の車両Ｃを中継通信指定部が中継指定する（ステップ４０７）。最も遠い車両を指定すれば、最も遠くまで中継が届くことで中継に効果的であるとの理由による。また、ステップ４０７では、中継指定しないで処理を終了するようにしてもよい。

中継指定する場合に情報付与判断部１２から送信される送信情報は、図１０に示すように、自車の車両ＩＤ及び自車情報、中継指定される車両ＩＤ（この例の場合、車両Ｃ）及び周辺情報（この例の場合、車両Ｂの他車情報）から構成される。

中継指定された車両Ｃでは、情報付与判断部１２の中継通信指定部が自車の位置情報（車両Ｃの自車情報）に中継信号として取得した前記周辺情報（車両Ｂの他車情報）を付与して無線通信機２を介して車両Ｄ等に送信することが行われる。
車両Ｂにおいても、車両Ａが送信する送信情報（図１０）を受信することになるが、受信した中継指定車両ＩＤが車両Ｃを指定しているため、車両Ｂでは自車情報（車両Ｂの情報）のみを送信する通常送信が行われる。

上述のような処理手順を行うことで、図３における車両Ａがデータ送信する際に道路の高低差を考慮し、凸地形にいる車両Ｃを中継車として指定することができる。凸地形にいない車両Ｂは指定しない。車両Ｂを指定して中継を行っても車両Ｄには届かないので、通信効率の向上を期待できないからである。

上述した車両用無線通信システムによれば、中継を行い易い凸状となるエリアに自車が位置する場合には、自車の位置情報に他車の位置情報を付与（中継）して送信するので、凸状の地形が遮蔽物となって通信環境が悪くなった車両の存在も周囲に知らせることができる。
また、凸状となるエリア外の車両については、他車位置情報を付与することなく自車位置情報のみを送信すればよく、無駄な通信や電力消費の増加を防止することができる。
更に、地形の高低差やカーブに応じて判別を行うので、交差点等の限定されたエリアに関わらず、都市や郊外、山間部でも各車両自身で判断することができる。

上述した例においては、自車の進行方向の所定距離（例えば３００ｍ）内の前後範囲における凸エリアでの他車の存在を判断する（図３及び図４）、自車の進行方向に対し所定距離（例えば３００ｍ）内の左右範囲（交差方向）における凸エリアでの他車の存在を判断する（図５及び図６）ようにしたが、図４と図６のフローチャートを組み合わせることで、自車に対する前後左右の高低情報から凸エリアを判断しても良い。

１…運転支援装置、 ２…無線通信機（送受信手段）、 ３…ＧＰＳ受信機、 ４…センサ、 ６…出力装置、 １０…自車状態検知部、 １１…地図情報記憶部（地図情報記憶手段）、 １２…情報付与判断部（情報付与判断手段）、 １５…他車状態検知部、 １７…運転支援レベル判定部、 １９…出力装置制御部、 ５１…主ノード（交差点ノード）、 ５２…補助ノード（形状補間点）、 ５３…リンク。

Claims (7)

1. 自車から自車の位置情報を送信するとともに、他車の位置情報を受信する送受信手段（２）を備えた車両用無線通信システムにおいて、
   前記無線通信システムは、
   地形の高さ情報を含む地図データを予め記憶する地図情報記憶手段（１１）と、
   当該地図情報記憶手段（１１）に記憶された地形の高さ情報に基づいて、前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与して送信するか否かを判断する情報付与判断手段（１２）を備え、
   前記情報付与判断手段（１２）は、前記地図情報記憶手段（１１）に記憶された地形の高さの情報のうち、周囲に対して凸状となるエリアに自車が存在すると判断した場合に、前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与し、前記送受信手段によって送信を行うとともに、凸状となるエリアに自車が存在しないと判断した場合には、前記自車の位置情報のみを前記送受信手段によって送信するとともに、
   前記凸状となるエリアは、凸状の頂部から所定距離の範囲で設定され、
   前記凸状となるエリアに複数の車両が存在するときに、当該凸状となるエリア内に存在する複数の車両のうち、最も高所に位置する車両を判別し、
   当該最も高所に位置する車両が前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与して送信を行う
   ことを特徴とする車両用無線通信システム。
2. 前記情報付与判断手段（１２）は、前記自車の高さ位置が周囲の地形の高さに比して所定以上の差がある場合に、前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与して送信を行う請求項１に記載の車両用無線通信システム。
3. 前記情報付与判断手段（１２）は、前記自車の進行方向に対して前後方向の高低差を前記地図情報記憶手段（１１）から取得し、取得された高さ情報に基づいて、凸状となるエリアに自車が存在するか否かを判断する請求項１又は請求項２に記載の車両用無線通信システム。
4. 前記情報付与判断手段（１２）は、自車が交差点付近を走行している場合に、前記自車の進行方向に対して左右方向の高低差を前記地図情報記憶手段（１１）から取得し、進行方向に対して前記前後方向の高低差、又は左右方向の高低差に基づいて、凸状となるエリアに自車が存在するか否かを判断する請求項３に記載の車両用無線通信システム。
5. 自車から自車の位置情報を送信するとともに、他車の位置情報を受信する送受信手段（２）を備えた車両用無線通信システムにおいて、
   前記無線通信システムは、
   地形の高さ情報を含む地図データを予め記憶する地図情報記憶手段（１１）と、
   当該地図情報記憶手段（１１）に記憶された地形の高さ情報に基づいて、前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与して送信するか否かを判断する情報付与判断手段（１２）を備え、
   前記情報付与判断手段（１２）は、自車がカーブを走行している場合に、前記自車の進行方向に対して左右方向の高低差を前記地図情報記憶手段（１１）から取得し、カーブの内側が自車の高さ位置より高いと判断した場合は、前記自車の位置情報に前記受信した他車の位置情報を付与し、前記送受信手段によって送信を行うとともに、カーブの内側が自車の高さ位置より低いと判断した場合は、前記自車の位置情報のみを前記送受信手段によって送信する
   ことを特徴とする車両用無線通信システム。
6. 前記地図情報記憶手段（１１）に記憶される地図情報は、点で表現されるノードデータ（５１）（５２）と、当該ノードデータ間を繋ぐ線分で表現されるリンク（５３）とを含み、前記地形の高さ情報は、前記ノードデータ（５１）（５２）に反映される請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用無線通信システム。
7. 前記ノードデータは、交差点を表現する交差点ノード（５１）と、前記リンク中の所定間隔ごとに設けられてリンク形状を表現する形状補間点（５２）とを含み、前記地形の高さ情報は、前記交差点ノード（５１）と形状補間点（５２）に反映される請求項６に記載の車両用無線通信システム。

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