JPH0749992A - 対話式の道路交通状態監視方法、及びそのための監視装置、並びに道路交通状態監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対話式の道路交通状態監視方法及び装置、並
びにそのシステムに関し、潜在的に危険のある状況や手
に負えない交通事情に対して、リアルタイムでの警報を
確立することにより、運転時の安全性を改善することを
目的とする。 【構成】 車両に搭載された短距離レンジの受信器２を
用いて、同じ方向で先行している各車両の存在及びその
ダイナミック特性に関する情報を検出する際、先行車両
から各車両毎にバイナリーコード形態の周期的なメッセ
ージとして送られる情報を重複しない時間ウインドウを
通じて検出する段階と、車両に搭載された短距離レンジ
の送信器１を用いて当該車両の存在及び上記先行車両の
ダイナミック状態に関する情報を後続車両に送信する
際、これらの情報をバイナリーコード形態のメッセージ
として上記先行車両の送信時間ウインドウと重複しない
時間ウインドウで送信する段階とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、道路交通状態を監視す
るための対話式監視方法，及びこの方法を行うために車
両に搭載される装置，並びに道路交通状態監視システム
に関する。本発明は、道路交通状況や走行速度，車両の
加速度及び減速度，並びに車両間の運転間隔等の情報
（以下、これらを総称して「ダイナミック状態」とい
う）をリアルタイムで知らせるための道路交通状態監視
方法，及び監視装置，並びに監視システムに関する。

【０００２】本発明は、潜在的な危険のある状況や手に
負えない交通事情に対してリアルタイムで警報すること
により、運転時の安全性を改善することを意図してお
り、これにより予てから望まれていた要望を満足させる
ものである。

【０００３】

【従来の技術】交通監視システムの開発のために広く調
査及び研究が行われているが、その殆どは、情報収集用
の固定局を用いて情報を集約し、これらの情報を加工し
た後、道路上の運転者に知らせるものであった。そし
て、その検出装置及び送信装置は、それぞれ、レーダー
又は誘導性ケーブル，及び無線装置又は指向性のある電
波送信装置が基本とされている。

【０００４】しかし、このような監視システムには、基
本的に次のような問題がある。 （１）情報の更新が長いインターバルで行われる点。 （２）局地的な測定が、かなり離れた場所で行なわれて
いる点、そして （３）集約されて平均化された情報が生成されるが、こ
のように得られる情報は、グループ単位の車両のダイナ
ミック状態に関するものであり、個々の車両のダイナミ
ック状態に関するものではないことである。

【０００５】一方、車両間の対話システムにおいては、
レーダーやトランシーバーを用いて運転間隔、すなわち
車両間の車間距離（つまりその変化量）の指示情報を運
転者に提供するものを基本として提案されているが、こ
のようなシステムは、交通監視システムとして実現され
るものではない。なぜなら、このようなシステムは、元
来、短い距離での特性値に限定されているので実際的で
はなく、１対の車両同志でしかカバーできないからであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、特に、高速道路や自動車道路における対話式の道路
交通状態監視方法、及びこれを行うための監視装置、並
びにこれら道路交通状態監視システムを提供することに
より上記問題を解決することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記本発明に係る監視方
法及び監視装置，並びに監視システムには、各車両に受
信器と、短距離レンジの低電力形送信器と、プロセッサ
とが設けられる。これらは「ＴＢＡ」（すなわち、車両
搭載型の端末局「Terminale a Bordo diAuto 」の頭文
字）で説明される。各車両は、送信器／受信器によるチ
ェーン形態内で中継装置として役目を果たし、これによ
り所定の道路区画全体に情報を伝播する。

【０００８】本発明に係る方法は、上記ＴＢＡを通し
て、同じ走行方向で先行している車両の存在やそのダイ
ナミック状態を検出する際、例えば先行車両の各々から
各車両に向けてバイナリーコードに変換された周期的な
信号形態（あるいは１０進又は１６進でコード化された
周期的な信号形態）で送信される情報を重複しない時間
間隔で検出する検出段階と、上記先行車両から受信され
るメッセージに同期される車両搭載の送信器を通して、
少なくとも車両の存在及びそのダイナミック状態を示す
バイナリーコード信号を後続車両に送信する際、これら
情報を上記存在の検出されている先行車両からの送信間
隔と重複しないタイミングで送信する送信段階とを備え
る。

【０００９】

【作用】これにより、各車両は移動局として機能し、当
該車両自身のダイナミック状態と、当該車両よりも先行
している他の車両のダイナミック状態との両方がリアル
タイムで検出される。つまり各車両は、交通の流れに関
する情報の送受信器としての役目を果たす。

【００１０】また、本発明の更なる形態によれば、走行
方向に対して後方側、すなわち走行方向の反対側に送信
が行われ、各車両間でカスケード状に通信が形成され
る。これにより予め決められた距離にわたり各受信／送
信が行なわれる状態のもとで、先行車両に関する有効な
情報（ダイナミック状態）が付加される。

【００１１】また、本発明の更なる形態によれば、同じ
走行方法で先行している各車両が同じ送受信周波数を用
いるが、送信に時分割手法を用いて１つの時間フレーム
内で互いに近い関係にある車両同志が１つの時間ウイン
ドウを使用しないようにバイナリーコード信号を周期的
に送信することにより、複数の車両間で引き起こされる
信号の干渉が回避される。

【００１２】また、本発明の更なる形態によれば、それ
ぞれの車両間における送信動作での同期は、送信信号の
干渉を防止する必要性からダイナミック方式で行われ、
車両列における先頭車両に関連付けられる。尚、この先
頭車両の役目は、その受信範囲内において、他の車両に
よって先行されていないいずれかの車両が務めても良い
し、あるいは道路区画内の固定局が務めても良い。

【００１３】また、本発明の更なる状態によれば、各車
両から送信される基本的な瞬時ダイナミック状態は、車
両速度，減速度（必要であれば），及び絶対的な開始基
準位置からの走行距離とを含めて構成される。これらの
情報は、その送信／受信範囲内でリアルタイムで受信さ
れ、これにより近隣間での潜在的な危険が検出されるこ
とを可能にする。

【００１４】各車両から送信される付加的な情報は、送
信／受信範囲の外側前方の距離を走行している車両の平
均化されたダイナミック状態に関する。このような情報
は、カスケード的な伝播動作によって受信されるもので
あり、個々のＴＢＡで実行された瞬時ダイナミック状態
の処理結果であり、遠距離又は中距離における交通状態
の平均化されたダイナミック状態を表わしている。その
結果、このような状況に臨むのに必要な適切な判断が得
られるものである。

【００１５】この方法を実行するためには、基本的に車
両搭載型の装置が送信器及び受信器を備えており、必ず
しもこれに限定するものではないが、好ましくは指向性
のあるＦＭ送受信器と、タイマー装置を有するロジック
回路装置と、メモリー装置と、受信されるメッセージを
一時的に格納して、送信すべきメッセージを作成すると
共に、そのメッセージを同期させて送信するマイクロプ
ロセッサとを備えることが望ましい。

【００１６】これら車両に搭載される装置は、大部分が
自続的に維持される通信チェーンを形成して、バックア
ップや初期化等の指示情報を提供する固定装置と適切に
統合される。この固定装置は、高速道路又は自動車道の
各区画の出入口に位置され、本監視システムを一層効率
的且つ容易に扱うために設けられている。尚、本発明の
特徴及び利点は、本発明に係る監視方法、及びこれを行
なうための装置、並びにこれら監視システムに関する以
下の記述、並びに添付図面から一層明らかにされるであ
ろう。

【００１７】

【実施例】図１において、本発明に係る車両搭載型の装
置は、送信器１と、受信器２と、発振器４を内蔵したタ
イミング装置３と、マイクロプロセッサ５と、コントロ
ールメモリ６と、読出及び書込可能なメモリが機能的に
分散された複数のバッファ７，８と、例えばナンバープ
レートを識別する車両識別装置９，スピードメータ１
０，オドメータ１１，ブレーキ操作及び車線の少なくと
もいずれか一方を監視するセンサ１２，クロック１３，
及び走行方向指示装置１４等のデジタル式ダイナミック
状態生成装置とを備えている。メモリ８は、３つのモジ
ュール８Ａ，８Ｂ，８Ｃに分割されて示されており、そ
れぞれ、瞬時ダイナミック状態フィールド，平均化され
たダイナミック状態フィールド，車両間の距離に関する
リアルタイムな更新情報フィールドに適応されている。

【００１８】本車両搭載型の装置には、バッファ７，８
間でデータの書込みや読出しを実行するために、複数の
パラレル入力及びシリアル出力をもつシフトレジスタ１
５と、複数のシリアル入力及びパラレル出力をもつシフ
トレジスタ１６とが備えられている。尚、必ずしも必要
とされないが、好ましくは、これらレジスタがマルチポ
ート型のレジスタで構成され、直接的なメモリーアクセ
ス機能（ＤＭＡ）によって、マイクロプロセッサの同時
作動による干渉作用をなくしたり、そのために必要とさ
れる操作を行うことなく、バッファ７からの直接読出
や、バッファ８内への直接書込を可能にすることが望ま
しい。

【００１９】また、本目的のために設けられているもの
には、マイクロプロセッサ５の送信タイミング・タスク
を支援する機能を備えていると説明できる送信ウインド
ウ管理装置１８と、平均化されたダイナミック状態を再
送信する前に、これを継続的に再処理して相対的な距離
データを更新する平均化データ管理ブロック１９と、例
えば外挿法を用いて各車両毎の距離走行データを更新す
る距離更新ブロック２０とがある。

【００２０】ここで分かることは、十分な処理容量を備
えたマイクロプロセッサを設けることにより、送信／受
信制御機能，バッファとの読出／書込制御機能，並びに
データ更新制御機能等がマイクロプロセッサ自身によっ
て実行され得ることにある。本車両搭載型の装置には、
特定の状態についてＴＢＡを尋ねたり、これをディスプ
レイ２２上に表示するためのキーボード２１と、交通安
全のために重要な情報をリアルタイムで比較及び監視し
て警報装置２４を作動させるための比較装置２３とが完
備されている。

【００２１】図１に示した車両搭載型の装置の動作を説
明する前に、本発明に係る道路交通状態監視方法を説明
するために、図２及び図３を参照しながら各車両がどの
ようなメッセージ内容を送受信するのか、及びこれらの
時間的関係について説明する。

【００２２】各車両は、例えば定格３００ｍに規定され
た範囲をもつ指向性の車両搭載型受信器によりメッセー
ジを受信する。メッセージは、凡そ同じ走行方向で先行
している車両のうち、当該車両から約３００ｍ以内に位
置している全ての車両から送信されるが、例外的に良好
な気象条件下では、控えめに予測しても、この範囲が約
６００ｍまで拡大することが予想される。

【００２３】この範囲内に凡そ含まれる車両数は、道路
区分の各特性に依存する。例えば、３車線の高速道路又
は自動車道の場合、渋滞中のノロノロ状態を考慮して
も、車両数は２５６台を越えることはないと予想され
る。実際上、車両数は、上記車両数よりも遙に少ない数
になるであろう。

【００２４】通信障害を回避するために、各車両は、他
の車両から分離された個々の送信時間ウインドウを使用
し、全車両に対して予め決められた同じ周期をもつメッ
セージを周期的に発信するように構成される。

【００２５】送信されているメッセージは潜在的に存在
する危険な状況の発端に関連するので、後続する運転者
に対して丁度良い時期に知らせる必要がある。そのため
には送信時間が短くある必要があり、例えば１秒以下に
維持する必要がある。これは、図２（ａ）に示されるよ
うに、各車両に対し、１／２５６＝４msec以下の時間ウ
インドウが与えられることを意味する。

【００２６】車両の同期に関する課題には２つの事柄が
あり、第１の課題は、例えばＰＭ変調，ＦＭ変調，ＮＲ
Ｚ変調等の各変調技術では、基本周波数として高い周波
数の搬送波が用いられ、例えば、数百MHz オーダーの搬
送波が用いられており、一般的なＰＬＯ回路，または適
当な周期性をもつ幾つかの同期ビットシーケンスを通し
て認知及び周波数ルックアップを可能にするが、課題は
上記基本周波数で送信されているバイナリー情報の認知
に関連する。事実上、たとえ全ての車両が、同じ定格送
受信搬送周波数，及びバイナリー変換レートで動作する
ように設定され、これらが極めて正確で安定な水晶発振
器により設定されたとしても、車両相互の周波数自差が
予想されることにある。しかしながら、実際上、バイナ
リー変換レートにおける自差が＋１００ppm に制限さ
れ、結果的には送信同期フィールドによって容易に補償
され得る。

【００２７】第２の課題は、各周期の開始時刻を丁度良
い時間に個別に識別すること、つまり、全ての車両に対
して同じ時間である必要がある継続時間の規定と、その
周期内における送信ウインドウの配置とに関するもので
ある。この課題は、１つまたは複数の固定局を設けて十
分広いレンジを備えた周期的なタイミング信号を生成
し、影響される道路区画全体を網羅することにより解決
される。この信号は、全ての車両にて受信されると、周
期の開始時とその継続時間が識別され、これに従って内
部のタイミングが整合され得る。

【００２８】一方、固定ローカルタイミング局が限られ
たレンジをもつことは適当ではなく、なぜならば、周波
数ドリフトやこれに付随するオフセットが、そのレンジ
の外側で起きることが避けられないからである。

【００２９】本発明の１つの形態によれば、車両の同期
が、固定された絶対的な時間基準で行なわれるのではな
く、基本的には、他の車両又はローカル局から受信され
る送信信号を用いて行なわれる。この送信信号は、信号
を受信していない先導車両を除き、互いに関連付けられ
る方法でカスケード状に同期される。

【００３０】図２（ｂ）に示されるように、１台の車両
あたり用いられる送信ウインドウにおいては（これは、
後述されるように選択される）、以下に示すような内容
を実行するビット列を備えてなるメッセージが送信され
る。 （１）第１のフィールド（ＳＹＮＣ及びＳＴＡＲＴ）：
これは、例えば８バイトで構成されており、同期及び周
波数ルックアップ機能を備え、メッセージ送信の開始を
識別するためのものである。 （２）第２のフィールド（ＷＩＮＤ．Ｎ）：これは、例
えば２バイトで構成されており、使用されるウインドウ
の配列数、つまり周期内のウインドウの配置を意味する
ものである。このフィールドは、受信されると直ぐにリ
アルタイムでレジスタ１６から送信ウインドウ管理装置
１８（図１参照）に送られ、装置１８がタイマー装置１
３を送信中の車両で使用されている周期に同期できるよ
うにすると共に、次の周期の開始時期がどれであるかを
判定できるようにするものである（周期の同期化）。 （３）第３のフィールド（ＩＳＴ．ＤＡＴ）：これは、
例えば１４バイトで構成されており、送信中の車両のダ
イナミック状態をバイナリーコードで表したものであ
る。 （４）第４及び第５のフィールド（ＡＶＥＲ ＤＡＴ１
及びＡＶＥＲ ＤＡＴ２）：これらは、例えばそれぞれ
８０ビット、７２ビットで構成されており、送信してい
る車両よりも各距離レンジ内で先行する車両の平均的な
走行ダイナミック状態をバイナリーコードで表わすもの
である。尚、上記距離レンジは、送信中の車両毎に予め
設定されている。 （５）第６のフィールド（ＥＭＥＲＧ）：これは、例え
ば３２バイトで構成されており、さし迫まる危険な状況
から起こり得る緊急事態、例えば所定値以上（例えば３
０ｍ／sec²以上）の大きな減速度を引き起こす急ブレー
キ操作を表わすコードの送信に供されるものである。

【００３１】また、これらのフィールドに加えて、例え
ば各々６バイトで構成される同期フィールド及びルック
アップフィールドが適当に点在されると共に、メッセー
ジを終了するために、例えば８バイトで構成される終了
フィールド（ＥＮＤ）が設けられる。このようにメッセ
ージは、例えば全部で２３４×８＝１８７２ビットで構
成されており、この場合、メッセージを４msecの時間ウ
インドウ内で送信するためには約５００Kbaud(約２μ／
ビット）の伝送速度を必要とする。

【００３２】本発明に係る特定な形態において注目すべ
きことは、仮想的な状態において約６４０μMsecの継続
時間をもつ時間サブウインドウが、ＥＭＥＲＧフィール
ドに対応されることにある。ここで意図していること
は、このサブウインドウが、現在の送信ウインドウに属
している車両だけにアクセスされるのではなく、全ての
車両からアクセスされ得ることにある。

【００３３】この時間サブウインドウに対する複数車両
による同時送信アクセスにおいては、メッセージの混信
や誤認識による問題は発生されない。その理由は、限ら
れた避けられないオフセットを除けば、各車両がお互い
に同期されているので、３００ｍの範囲にわたり信号伝
播時間の差が１μsec を越えないからである。

【００３４】上記緊急事態コードは、全ての車両におい
て同じものであり、例えばこれが「１」及び「０」の論
理レベルで交番する連続バイト（ビットではない）を備
えるならば、重畳しているオフセット信号が受信されて
も、少なくともオフセット数が数μsec のオーダーであ
る限り、論理「１」及び「０」のレベルで交番する複数
ビットのグループの連続信号からなる上記サブフィール
ドにおいて識別を妨げないであろう。

【００３５】この方法において（または、たとえば、緊
急信号の中継のために供されるサブウインドウ内での搬
送波駆動又はマスキング等の同等な適当な手段を用いる
ことにより）、全ての車両が、自分自身の送信ウインド
ウを待つことなく殆ど直ぐに送信可能とされる（例え
ば、危急事態の認識から４msec以下のタイムラグで送信
可能とされる）。

【００３６】図２（ｃ）は、上記瞬時データフィールド
（ＩＳＴ．ＤＡＴ）の構成を詳しく示したものである。
このフィールドの望ましい構成においては、 （１）ＶＩＤ：例えば５バイトで構成される車両識別コ
ード（ナンバープレート識別コード）と、 （２）ＳＰＥＥＤ：例えば１バイトで構成されており、
速度メーター１０で計測される車両速度識別コードと、 （３）ＳＰＡＣＥ：例えば４バイトで構成されており、
車両が走行した距離を例えば１ｍの分解能を以て識別す
るための走行距離識別コードであって、車両が道路区画
に進入するときに絶対的な起点基準に対して適当な値に
自動的に初期化されるオドメータ１１によって計測され
る走行距離識別コードと、 （４）ＡＣＣ：例えば２バイトで構成されており、加速
及び減速状態，並びにその程度を識別するための加速／
減速識別コードと、例えば２バイトで構成されており、
走行方向，並びにセンサ１２，１４で検出される占有レ
ーンを識別するための走行方向／占有レーン識別コード
と、を備えている。

【００３７】ここで分かることは、安全のために、上記
送信ウインドウ識別コードが各コードがエラー検出コー
ド及び修正コードと組み合わされてもよいことにある。

【００３８】図２（ｄ）は、第１の平均化データフィー
ルド（ＡＶＥＲ．ＤＡＴ１）の望ましい構成を詳しく示
したものである。このフィールドには、 （１）第１のコード（ＴＲ ＷＩＮＤ）：例えば３２バ
イトで構成されており、このコードを生成している車両
よりも先行する車両によって既に占有された時間インタ
ーバル又は送信ウインドウを識別するためのコードであ
り、付加的には、本受信フィールドに加えて、例えば１
kmの適当な距離範囲内で先行する車両によって既に占有
された時間インターバル，又は送信ウインドウを識別す
るためのコードと、 （２）第２のコード：例えば１バイトで構成され、例え
ば０ｍから２５０ｍの所定距離範囲内で先行している車
両の平均速度（個々の車両の平均速度）を指示するため
のコードと、 （３）第３のコード：例えば３バイトで構成され、計測
の時刻（時、分、秒）を指示するためのコードと、 （４）その後に続く他のコード：上記第２及び第３のコ
ードと同様であり、例えば２５０ｍ乃至５００ｍ，５０
０ｍ乃至１km，１km乃至２km，２km乃至３km，及び１０
km以上というような予め決められた相対的な距離範囲内
で先行している車両の平均速度と、その速度計測時刻と
を指示する各コードと、が備えられる。

【００３９】これらの速度コードは、車両間の送信中に
蓄積された情報から明確に構成される。この情報は、最
初に示した瞬時データ内のＳＰＡＣＥ表示に鑑みて本車
両搭載装置内で生成されるものであり、送信中の車両と
先行している車両との間の相対距離を適当に近似するこ
とにより規定されるものである。

【００４０】走行距離の測定は、オドメーターで提供さ
れるので装置誤差に影響されるが、送信／受信範囲及び
信号の再送信の数に基づいて送信源からこれに包括され
る受信車両までの距離測定を行うのに比べれば遙に正確
である。尚、この距離間測定の精度は、適当な手段によ
って向上され得る。

【００４１】また、ＡＶＥＲ．ＤＡＴ２フィールドに関
する構成も略同様であり、このフィールドは、例えば各
々１０km間隔に分割された最初の１０kmの後（個々の受
信用ＴＢＡの相対的距離）、９０kmにわたり平均速度の
指示を提供可能にする。

【００４２】間隔−速度−時間の関係は、このように得
られるが、これは絶対的な関係（道路区画の起点からの
間隔表示によって識別される道路上のサブ区画に相当）
であってもよいし、あるいは車両の走行距離による相対
的な関係（上記情報を受信している車両からの距離）で
あってもよい。

【００４３】ここで推測されることは、各車両間での再
送信機構により、最悪でも約４分のオーダーのタイムラ
グで交通状態を１００km離れて知ることができることで
ある。尚、考慮される最悪の場合としては、以下のよう
な交通状態に相当される。つまり、１台の車両がその先
行している車両の送信レンジ内に現れ、その先行してい
る車両で用いられている送信ウインドウが、後継してい
る車両で用いられている送信ウインドウの後に直接続く
ような場合である。例えば、車両毎に送信ウインドウを
利用可能なウインドウからランダムに選択する場合、そ
の平均的な遅れは、約２分のオーダーになるであろう。
しかし、実際上は、先行している車両で使用される送信
ウインドウに続く利用可能な最初の送信ウインドウを適
当な時間に選択することにより、各車両が先行する車両
に対して自分自身を同期することを妨げることはないで
あろう。この場合、情報を伝播するのにかかる遅れは、
根本的に短縮されて数秒以内になるであろう。

【００４４】ここで注目されることは、メッセージを転
移する中継機構が、全ての道路区画にわたり、送受信範
囲を越えない離れた距離にいる車両の存在を推測するこ
とである。この条件は、道路区画に沿って固定設備を設
けることにより、容易に解決することができる。例え
ば、互いに約１０km離して固定設備を設けたり、高速道
路の料金所に固定設備を設けて、この設備が、交通状況
についての情報を無線又は有線で受信した後、その周期
内で特権的な１つ又は複数の送信ウインドウを通して情
報を走行中の車両に向けて、例えば１００乃至３００ｍ
の狭められた送信範囲で局地的に中継することにより解
決される。

【００４５】このような局は、走行中の車両で同調可能
であり、また反対に、走行中の車両が局にも同調可能で
ある。また、このような局は、送信レンジ及び送信時間
に起因する不確実性に対して、走行中の車両のオドメー
タのトリップをゼロ合わせするための有効な距離表示に
余裕を持たせることができる。

【００４６】道路のブランケットに配置された誘導性装
置，又は光学的装置との組み合わせ、及び、受信される
情報の空間的確認を提供する車両搭載型のセンサとの同
時作動を行なうことにより、トリップメータのゼロ合わ
せにおける不確実性が全て解消されるので、車両内に搭
載されるオドメータのシステム的な測定誤差は修正され
る（この場合、計測される２つの基本的確認が用いられ
る）。

【００４７】以下、図１を参照しながら、本発明に係る
監視方法及び監視装置がどのように動作するかについ
て、予想される幾つかの場合に関連させて説明する。

【００４８】第１の場合：支援システムの外側にいる初
期化されてない分離された車両について、まず「初期化
されていない分離された車両」とは、他の車両から送信
／受信範囲以上、遠く離れているために、信号を何も受
信しない車両を意味する。加えて、この車両は、空間的
位置，走行方向，及び他の想定される要素に関して本搭
載装置を初期化及び同期するための信号を以前に何も受
信していない車両を意味する。

【００４９】受信器２の検波器から何も信号がない場
合、本車両搭載装置は、装置自身の判断で作動し、タイ
ミング装置３は、送信周期の時間配置をランダムに決定
するであろう。そして、この送信周期の継続時間は、発
振器４の周期の所定倍数として決められる。送信ウイン
ドウ管理装置１８は、この周期内で送信ウインドウの配
置を任意に決定する。マイクロプロセッサ５及びタイマ
ー装置３は、送信器１を制御して「ＳＹＮＣ＆ＳＴＡＲ
Ｔ」フィールドと、可能性があれば「ＥＭＥＲＧ」のビ
ットとを備えたメッセージを周期的に出力する。また、
この車両が、走行方向を規定可能にするコンパスセンサ
を備えて構成されるならば、この指示情報もまた送信さ
れる。

【００５０】これらの指示情報は、送信／受信範囲から
僅かに離れた距離をおいて続く車両が潜在的に潜む危険
な事態を検出するために利用される（「ＥＭＥＲＧ」デ
ータフィールドの送信）。しかし、このような状況下で
は、車両の走行距離の指示情報は格別意味をもたない。

【００５１】この車両が、この車両に先行している１台
又は複数の車両の送信範囲内に進入すると、受信器２
は、これらの信号の受信を開始し、受信中を表す信号
「ＳＩＧ．ＰＲＥＳ」をタイマー装置３に知らせる。も
しも、タイマー装置３の制御の下で送信器１からの送信
が同時に進行している場合には、２つの送信が互いに混
信していることを意味し、この車両は先行車両に対して
同期されないことを意味するように扱われる。

【００５２】これにより送信器１は解除される。その
後、後続するいずれかの車両は、無視され得る部分的な
メッセージ，またはそのまま承認され得る部分的なメッ
セージを受信するであろう。尚、タイマー装置３は、メ
ッセージ冒頭部分の「ＳＹＮＣ＆ＳＴＡＲＴ」を受信す
ると直ぐに、先行する車両に対して自分自身を同期する
ことができる。

【００５３】第２の場合：支援された道路区画に進入し
ている車両について ここで「支援された道路区画」とは、チェックされるア
クセス区画を意味し、そこには、本車両搭載装置を初期
化するための入口局が設けられている。

【００５４】上記入口局は、車両に搭載された装置と同
様な送受信装置が備えられており、同期マスタとして働
いて、その送信範囲に進入する全ての車両に対して強制
的に同期を行ったり、あるいは従属装置として働いて、
通過する車両によって強制的に同期されてもよい。好ま
しくは初期化を行うための局が、この目的のために供さ
れた１つ又は複数の送信ウインドウを利用して、車両で
用いられる送信周期と同じ送信周期，あるいはその倍数
の送信周期にわたり、後続車両に情報を送信することが
望ましい。

【００５５】これらの局は、局の空間的な位置（km），
正確な時間，及び形式的な走行方向等についての情報を
発信しながら、車両搭載型装置を初期化するように機能
する。この情報は、車両搭載型装置で受信されると、こ
の装置内の各機器の設定を可能にする。特に、空間的位
置の指示情報は、精度を高めることができ、例えば車両
が、その車両に搭載されたセンサと協働する電磁気的機
器，光学的機器，又は機械的機器を通過するときに精度
を高めることができる。

【００５６】このとき、支援区画内に進入している各車
両は、上述したメッセージに含まれる情報を生成するの
に有効且つ必要な基本情報を備えるであろう。詳しく
は、瞬時データフィールドにおける車両の空間的位置
（ＳＰＡＣＥ），走行方向，車両に搭載されたセンサに
よって継続的にチェックされ且つ変化する走行車線，及
びメッセージが送信された正確な時間等の情報を備える
であろう。従って各ＴＢＡは、当該車両に関連される瞬
時データメッセージを送信するための構成要素となり、
そのメッセージは、先行車両によって平均化された遠方
の瞬時データの受信情報に付加される。このような情報
データは、適宜加工された後、次に中継される。

【００５７】先行している車両から受信される情報は、
平均して１秒に１回ずつ非連続的に更新される（これに
用いられる時間ウインドウの位置は、車両列内での車両
の物理的位置を反映するものではない）。従って、存在
しない危険な状態（例えば、車両間で予想される空間的
な衝突等）の検出を回避するためには、受信される瞬時
ダイナミック状態（速度，及び空間的位置）に対して略
連続的な更新作業が行われる。この更新作業は、例えば
５０msec又は１００msec毎に距離更新ブロック２０を通
して外挿法により、比較器２３を用いて、受信中の車両
のダイナミック状況と比較することによって行われる。

【００５８】第３の場合：支援区画を走行している車両
について 支援区画を通過している車両の動作は、図３の説明から
容易に理解されるであろう。図３は、支援区画を概略的
に示したものである（適宜、図１も参照）。支援区画
は、入口ゲート５０つまり初期化のための局に関連付け
られるゲートと、それぞれ初期化及びクリアのための局
に設けられた中間部の入口／出口ゲート５１，５２と、
終端の出口ゲート５３とを備えてる。

【００５９】ゲート５１，５２，５３は、車両が当該支
援区画を離れると同時に、通過する車両から、例えば走
行方向の表示情報等の不要な情報を消去するように機能
する（但し、車両に車両自身の表示装置が設けられてお
り、この表示装置が、例えばコンパス等、当該区分と関
連のない一般的基準に基づかれる場合を除く）。

【００６０】この道路区画は、複数の車両Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，，…Ｎで占められており、各車両が出口５３に向か
って上記順番で続いている。メッセージは、進行方向と
反対の方向に転送されるので、車両Ａから車両Ｎまでの
重畳された情報列が適宜考慮される。

【００６１】ここで車両Ａよりも先行している車両が無
く、且つ、車両Ｂが車両Ａ及びＢの両方の受信／送信範
囲内で車両Ａの後方２５０ｍの位置に後続していると仮
定する。両方の車両の同期に関連される事柄については
後述するが、上記説明から分かるように、車両Ａは、そ
の識別情報（ナンバープレート）や速度，加速状態，及
び、例えばゲート５０のような絶対的基準地点に対する
相対的な空間的位置等、これらに関する情報を時間Ｔ０
に送信するであろう。

【００６２】この情報が車両Ｂで受信されると、車両Ｂ
は、この情報をバッファ８（図１参照）内にロードする
であろう。更に車両Ｂは、その後の各時刻に、例えば車
両Ｂ，Ａ間で車両Ａ１等の他の車両から同様な情報を受
信するかも知れない。

【００６３】時刻Ｔ１において、つまり時刻Ｔ０から４
msecの数倍の時間乃至１sec だけ遅れた時刻Ｔ１におい
て、車両Ｂは、車両Ａに対する車両Ｂの送信ウインドウ
の位置にしたがって、その速度，距離，及び加速度に関
する情報を送信するであろう。この情報には、先行車両
Ａ及びＡ１の平均速度の指示情報と、送信時間の指示情
報とが付加される。これらの指示情報は、マイクロプロ
セッサ５か、あるいはバッファ８内に格納される情報を
読出して、その平均値を計算した後、以後の送信のため
に、この情報をバッファ７内に格納する平均化データ管
理ブロック１９のうちの少なくともいずれか一方によっ
て生成される。このとき、車両Ａに対して先行する車両
は存在しないので、車両Ａの平均速度が指示されること
になり、２５０ｍの範囲で車両Ｂに先行する全車両の平
均速度としては、車両Ａの速度平均が用いられる。仮に
車両Ｃが車両Ｂから２５０ｍ以上離れていないならば、
この情報の全ては、車両Ｃの受信範囲の他の車両から受
信される同様な更なる情報と共に、車両Ｃで受信され
る。

【００６４】時刻Ｔ１後の時刻Ｔ２において、車両Ｃ
は、その速度，空間的な位置（結果的には距離），及び
加速状態に関する情報を送信するであろう。この情報に
加えられるものは、２５０ｍの範囲で車両Ｃに先行して
いる車両（例えば車両Ｂ）の平均速度情報及びその記録
時間情報である。この情報の全てが次に中継されるが、
この情報は、２５０ｍ乃至５００ｍの範囲内で車両Ｃに
先行する車両に関連するものとして中継される。

【００６５】仮に車両Ｄが、車両Ｃの後方２５０ｍの位
置で後続しているならば、車両Ｄは、時刻Ｔ３にこの情
報を受信して中継するであろう。この場合、車両Ｂを発
端とする平均化された情報は、０．５Km乃至１Kmの範囲
で車両Ｄに先行している車両に関する情報として中継さ
れ、また、車両Ｃを発端とする平均化された情報は、２
５０ｍ乃至５００ｍの範囲で車両Ｄに先行している車両
に関する情報として中継される。

【００６６】尚、車両Ｄから後続車両Ｅ（同様に２５０
ｍはなれている）への中継過程も同様である。しかし、
１つ異なることは、０．５Km乃至１Kmの範囲に関する情
報が、１Km乃至２Km離れた車両に関する範囲に（論理的
に）移されることはなく、２５０ｍ乃至５００ｍの範囲
から０．５Km乃至１Kmの範囲に移る値と共に、更に平均
されるだけである。

【００６７】０．５Km乃至１Kmの範囲に関連した情報
は、後述する１Kmの範囲にわたって２つの通信周期と、
４つの連続する送信周期が発生した場合に１Km乃至２Km
の範囲に移されるだけである。１Kmの範囲の情報は、４
０個の連続的な送信周期毎に１０Kmの範囲に移される。

【００６８】上記概説したこれらのプロセスは、単に静
的な状態、つまり正確に２５０ｍ離れている車両につい
て説明したものである。しかし、ここで分かることは、
各中継動作の実際の範囲は、各平均化された値の範囲に
実際の中継範囲を示しながら常に増分されるコードを組
み合わせることによって考慮されることにある。

【００６９】上記説明は、本発明に係る方法及び装置，
並びにシステムに関する例示的なものであり、限定的な
ものではなく、本発明に係る様々な基本的特徴について
の説明を分かり易くするために簡略化されたものである
ことが分るであろう。つまり、本発明に係る特徴は、各
車両のダイナミック状態に関する瞬時的な情報と、間隔
的及び時間的な各位置を規定するために関連付けられる
平均化されたダイナミック状態とを道路区画に沿って各
車両間の後方に中継し、しかも、これら全てを車両の送
信障害を回避する方法で中継することを含むことが分か
るであろう。

【００７０】識別される瞬時ダイナミック状態は、基本
的には、速度，加速度，空間的な位置であり、これら
は、外部のバックアップによって計測誤差を修正するこ
とができ、更には、平均化されたダイナミック状態に関
する他の要素を含めることができる。これには、例え
ば、外部から発信される情報（警察情報，気象情報，道
路前方での工事情報等）の他、所定間隔又は所定時間内
に存在する車両数、つまり道路の混雑度や順調度に関す
る情報，及びその平均値から得られる適当な偏差等が含
まれる。これにより、本方法及び装置の変形例が多様化
され得る。

【００７１】特に、同一方向で走行している先行車両に
対し、送信障害の問題（これは時分割技術を用いて解決
されるが）を制限するために、非指向性の送信器及び受
信器が必要とされる。

【００７２】指向性の選択は、走行方向に応じた２つの
異なる搬送周波数を用いることにより実現することがで
き、また、先行車両と後続車両の区別は、それぞれのメ
ッセージが無視されてもよく、各車両に関する空間的及
び相対的な各位置を認識することにより実現され得る。
このフレーム内において、後続車両を認識すること（加
えて先行車両の誤認も同様）は、特定の交通状態の下で
の送信電力（あるいは、先行車両の場合には受信感度）
及びこれ故の送信範囲を、いかなる場合でも車両間のカ
スケード状の相互通信に情報の損失を与えずに、且つ、
交通量の少ない条件下でも送信を中継するための固定バ
ックアップ設備の必要性がないようにすることに適合さ
せるのに有用である。

【００７３】加えて、もし必要であれば、同期時の干渉
を最小限にする見地から利点をもたらすことができる。
実際上、車両集団の先頭車両が、先行している車両集団
に接近状態にあるときに他の送信ウインドウを選択する
ように強制される場合、この先頭車両は、後続車両で使
用されている送信ウインドウを考慮すると同時に、これ
らの送信ウインドウとの干渉を回避するように実行する
ことができる。

【００７４】他に予想される変形例は、送信されている
情報の構成に関するものであり、特にこれに鑑みて、離
れた場所の交通状態に関する平均化された正確な情報
が、送信周期よりも長いインターバルで実際的に更新さ
れることが挙げられる。これにより、関連されるコード
によって識別されながら複数の継続的な送信ウインドウ
にわたり、このような情報を拡大させることが可能とな
る。このようにして、各送信ウインドウに送信されるべ
きビット数を実質的に減らすことができる。つまり、任
意の送信周期及び論理レートに対して送信ウインドウの
数を増やすことができ、同じ送信論理レート及びウイン
ドウ数に対して、送信周期を短くすることができる。

【００７５】潜在的な危険状態，及び非常状態は、例え
ば先行車両の急ブレーキ操作や、先行車両に対する速度
オーバー等によって識別されて指示されるが、例えば後
続車両の速度オーバーや危険な巡行速度，追越操作，及
び車線変更等、その他の状態を含めて拡大させることが
できる。

【００７６】

【発明の効果】本発明に係る方法、及び装置、並びにシ
ステムによる基本的な利点は、これらが低消費電力のマ
イクロエレクトロニクスで実現できるので製造コストが
かからないことに加えて、複数の機能を遠く離れて総合
する適応融通性，及びその適応能力にある。そして、車
両に対して各地域のダイナミック状態を検出する機能
と、平均化されてはいるが離れた各地域の状態を検出し
て積み重ねる機能とを総合する場合でも高価な固定設備
を必要としないことが挙げられる。

【００７７】上記説明では本車両搭載型装置で扱われる
情報がどのように適用されるかについては、本発明に関
連されないので詳細に言及されていないが、上記記述に
よれば、本車両搭載型装置には、危険な状態又は非常事
態に警報を与えるための音響装置又は光学的装置，エン
ジン燃料制御システム又は車両ブレーキシステムを実行
する自動制御装置，並びに集められたデータを基に装置
内で選択及び処理される情報を音声又は視覚で表わす音
声又はキーボードによる対話装置等が含まれることが分
るであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る方法を行うための車両搭載型装置
のブロック図である。

【図２】１つの送信周期内で１台の車両が使用する送信
ウインドウの構成を示した説明図であり、（ａ）は送信
周期内における送信ウインドウの位置を示し、（ｂ）は
（ａ）における好ましいメッセージ構成の一例を示し、
（ｃ）は（ａ）における第１のフィールドの構成例を示
し、（ｄ）は（ａ）における第２のフィールドの構成例
を示す。

【図３】本発明に係る道路交通状態監視システムの構成
を概略的に示した説明図である。

【符号の説明】

１…送信器 ２…受信器 ３…タイミング装置 ４…発振器 ５…マイクロプロセッサ ６…コントロールメモリ ７，８…バッファ ９…車両識別装置 １０…スピードメータ １１…オドメータ １２…センサ １３…クロック １４…ダイナミック状態生成装置 １５，１６…シフトレジスタ １８…送信ウインドウ管理装置 １９…平均化データ管理ブロック ２０…距離更新ブロック ２１…キーボード ２２…ディスプレイ ２３…比較装置 ２４…警報装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載された受信器及びプロセッサ
   を通して、同じ走行方向で先行して走行している各車両
   の存在と、前記各先行車両の瞬間的且つ平均化されたダ
   イナミック状態を検出する際、前記先行車両の各々から
   コード化されたメッセージが送信されるときに、各車両
   に対して規定の送信時間ウインドウで検出する検出段階
   と、 前記受信器及びプロセッサを通して、前記送信時間ウイ
   ンドウを検出する検出段階と、 受信されるメッセージを識別することが可能な、前記車
   両に搭載された送信器を通して、少なくとも前記車両の
   存在及び前記車両のダイナミック状態を示すコード化さ
   れたメッセージを後続車両に送信する際、存在が検出さ
   れた先行車両に関する前記検出された送信時間ウインド
   ウから分離された時間ウインドウで送信する送信段階
   と、 を具備してなる対話式の道路交通状態監視方法。
2. 【請求項２】 前記送信時間ウインドウが、複数の車両
   で重複利用される非常信号送信フィールドを備えてお
   り、前記非常信号送信フィールドは、非常状態に関する
   車両毎の識別に基づいて用いられ、所定値を越える減速
   状態の識別が１つの非常状態に含まれる請求項１に記載
   の監視方法。
3. 【請求項３】 前記瞬間的なダイナミック状態に走行速
   度情報が含まれている請求項１に記載の監視方法。
4. 【請求項４】 前記走行速度情報に車両の識別情報が関
   連付けられている請求項３に記載の監視方法。
5. 【請求項５】 前記車両から送信されるコード化された
   メッセージが、前記先行車両で用いられた時間ウインド
   ウの識別情報と、前記先行車両の平均速度の指示情報と
   を含む請求項１に記載の監視方法。
6. 【請求項６】 前記車両から送信されるコード化された
   メッセージが、絶対的な開始基準に対する前記車両の空
   間的位置情報と、所定の距離範囲内で同じ方向で先行し
   ている車両に関するそれぞれの平均速度に関連する指示
   情報とを含む請求項５に記載の監視方法。
7. 【請求項７】 前記送信されるコード化されたメッセー
   ジが、前記進行している車両の方向の指示情報を含む請
   求項５に記載の監視方法。
8. 【請求項８】 規定時間ウインドウで送信され、複数の
   先行車両の存在及び前記先行車両のダイナミック状態を
   指示する複数の周期的な信号を受信する受信器と、 前記複数の周期的な信号を前記車両の少なくとも１つの
   ダイナミック状態と比較するための第１の比較器と、 前記複数の周期的な信号を処理して前記先行車両のダイ
   ナミック状態の平均値を生成するための手段と、 前記受信器によって受信される周期的な信号の少なくと
   も１つに同期し、前記受信された複数の周期的な信号の
   受信時間ウインドウから分離した時間ウインドウで前記
   車両の少なくとも１のダイナミック状態と、前記先行車
   両のダイナミック状態の平均値とを指示する周期的な信
   号を送信する送信器と、 を具備してなる車両搭載型の対話式道路交通状態監視装
   置。
9. 【請求項９】 前記受信された複数の周期的な信号それ
   ぞれの送信時間ウインドウを識別し、前記送信時間ウイ
   ンドウの識別コードを前記先行車両のダイナミック状態
   の平均値に関連付けるための手段を更に具備する請求項
   ８に記載の監視装置。
10. 【請求項１０】 受信される初期化信号に応答し、平均
    値を計測するための走行距離及び経過時間を初期値に設
    定するリセット手段を更に具備する請求項８に記載の監
    視装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載された複数の車両搭
    載型の道路交通状態監視装置と、道路区画の各入口に設
    けられて前記初期化信号を生成及び送信する手段とを具
    備する対話式道路交通状態監視システム。