JPH085715A - 光学式路車間通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光信号を用いた路車間通信システムにおい
て、雨や霧等の環境下においても確実に光通信を行うと
ともに不要な発光量の増大を抑える。 【構成】 路上機から送信された光信号は車載機の受信
器１０にて受信されＣＲＣエラー検出器１４でエラーレ
ートが検出され電子制御装置ＥＣＵ２４に供給される。
また、雨滴センサ２０やワイパーモータ１８、車速セン
サ２２、フォグランプ３０からの信号もＥＣＵ２４に供
給される。ＥＣＵ２４は雨滴量やワイパーの動作速度、
車速に基づき最適な駆動電流をメモリ２６から読み出
し、ドライバ１６に供給して送信器１２の発光量を制御
する。減衰環境下においてのみ発光量が増大するので、
省電力化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は路車間通信システム、特
に光信号を用いた路車間通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の交通量の増大にともない渋滞や事
故が多数発生しており、これらをいかに解消するかが重
要な課題となっている。その一つの方法としては、各車
両の走行状態や道路状況等を集中的に管理し、各車両に
道路情報を適宜供給する路車間通信システムが提案され
ている。路車間通信システムにおいては、道路の所望の
地点に送受信器を有する路上機（ビーコン）を設置し、
走行車両に搭載された送受信器を含む車載機との間で電
波や光等で双方向通信を行い、各車両からの走行情報を
収集して一括管理するとともに車載機に向けて道路状況
等の情報を提供するものである。

【０００３】例えば、実開平４−２４２００号公報に開
示された経路誘導装置では、車載機と路上ビーコンとの
間で赤外光を用いた光通信を行う構成が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光信号を用いた路車間通信システムにおいては、路上機
と車載機との間の通信空間に雨や霧、送受信器の汚れ等
の光通信障害が発生することを見越して予め発光量に余
裕を持たせており、晴天時に必要とされる通常の発光量
の数倍もの発光量で送受信を行っている。従って、雨や
霧等の赤外光を吸収する環境下においても確実に光通信
を行うことができるものの、晴天時においても本来必要
でない大きな発光量で光通信を行うため、発光素子に余
分の負荷がかかり、過大な電力消費を伴うとともに発光
素子の寿命を短くする要因となっていた。

【０００５】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、発光量の不要な増大
を抑えて省電力化を図るとともに、路上機と車載機との
間に雨や霧等の光通信障害が発生した場合でも確実に路
上機との間で光通信を行うことができる光学式路車間通
信装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の光学式路車間通信装置は、路上機と
車載機間で光通信を行う光学式路車間通信装置であっ
て、前記車載機には、路上機から送信された光信号の減
衰による通信エラー量を評価する評価手段と、評価され
た通信エラー量に基づき路上機に送信する光信号の強度
を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

【０００７】また、上記目的を達成するために、請求項
２記載の光学式路車間通信装置は、請求項１記載の光学
式路車間通信装置において、前記評価手段は車両の速度
を検出する車速検出手段を含み、前記制御手段は検出さ
れた前記車速に応じて光信号の強度を制御することを特
徴とする。

【０００８】また、上記目的を達成するために、請求項
３記載の光学式路車間通信装置は、請求項１記載の光学
式路車間通信装置において、前記評価手段は気象状況検
出手段を含み、前記制御手段は検出された気象状況に応
じて光信号の強度を制御することを特徴とする。

【０００９】また、上記目的を達成するために、請求項
４記載の光学式路車間通信装置は、請求項１記載の光学
式路車間通信装置において、前記評価手段は前記路上機
から送信された光信号に含まれる減衰情報に基づき通信
エラー量を評価することを特徴とする。

【００１０】また、上記目的を達成するために、請求項
５記載の光学式路車間通信装置は、請求項１または請求
項２または請求項３または請求項４記載の光学式路車間
通信装置において、前記制御手段は、さらに評価された
通信エラー量に基づき光信号の強度情報を光信号に重畳
して路上機に送信することを特徴とする。

【００１１】さらに、上記目的を達成するために、請求
項６記載の光学式路車間通信装置は、路上機と車載機間
で光通信を行う光学式路車間通信装置であって、前記路
上機には、光信号を減衰させる要因を検出する検出手段
と、検出された減衰要因に基づき車載機に送信する光信
号の強度を制御するとともに、光信号に減衰要因データ
を重畳する制御手段と、を有することを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の光学式路車間通信装置では、従来のよ
うに雨や霧等による光信号の減衰を予め見込んで発光量
に余裕を持たせるのではなく、光信号に減衰を起こさせ
るであろう環境要因を通信エラー量として評価し、この
通信エラー量により光信号が減衰する可能性があると判
断した場合には光信号の強度を増大させる。

【００１３】これにより、光信号が減衰する虞のない晴
天時等では不要な発光量の増大を抑え、省電力化を図る
ことが出来るとともに、雨や霧等では発光量が自動的に
増大されるため、確実に路上機との間で光通信を行うこ
とができる。

【００１４】なお、光信号の減衰を起こさせる環境要因
としては、車両の速度や気象状況等が考えられ、車速や
気象状況を検出することにより前記通信エラー量を正確
に評価することができる。

【００１５】さらに、路上機に送信する光信号の強度を
最適化するのみならず、光信号の強度を増大させた場合
にはその情報を光信号に含ませることにより、路上機に
自車両の光信号強度を報知することができ、この情報を
受信した路上機は他の車両に光信号の強度情報（減衰情
報）を供給することが可能となる。これにより、一の車
両のみならず、その路上機が管理する通信エリアにおけ
る複数の車両の光信号の強度を最適化することが可能と
なる。

【００１６】また、光信号を減衰させる環境要因は路上
機でも検出することができ、路上機から送信される光信
号に含まれる減衰情報を検出し、この減衰情報に基づい
て通信エラー量を評価することも可能である。この場合
には、車速や気象状況を路上機で別途検出する必要が無
く、単に路上機からの光信号を受信するのみで最適な光
信号の強度を設定することができる。そして、路上機か
らこのような減衰情報を通信エリア内の各車両に供給す
ることにより、車両の発光量を一律に制御できる。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の光学式路車間通
信装置の実施例について説明する。

【００１８】図１には、本実施例における車載機の構成
が示されている。車両の所定位置、例えばダッシュボー
ド上には受信器１０及び送信器１２が設置されている。
なお、設置場所としては、これに限定されることなく、
ルームミラーの裏側周辺に設置してもよい。受信器１０
は路上機から送信された光信号を受信し、ＣＲＣ（ｃｙ
ｃｌｉｃ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｃｈｅｃｋ）エラー
検出器１４に出力する。なお、本実施例においては、路
上機と車載機との光通信は赤外光により行っている。な
お、通信には近赤外光等を用いてもよい。ＣＲＣエラー
検出器１４では所定のエラーチェックを行いチェック結
果を電子制御装置ＥＣＵ２４に出力する。一方、ワイパ
ーを駆動するワイパーモータ１８からの駆動信号及び雨
滴を検出する雨滴センサ２０からの検出信号もＥＣＵ２
４に出力される。さらに、車速センサ２２及びフォグラ
ンプ３０の点灯信号もＥＣＵ２４に出力される。ＥＣＵ
２４はＣＲＣエラー検出器１４からのエラー結果に基づ
き路上機から受信した光信号の減衰度を評価するととも
に、ワイパーモータ１８や雨滴センサ２０、フォグラン
プ３０の点灯信号に基づき車両周囲の気象状況を検出し
光信号の減衰度を評価する。さらに、車速センサ２２か
らの検出信号に基づき、光信号の減衰度を評価する。一
方、メモリ２６には後述するように検出された各物理量
（車速や雨滴量等）と駆動信号との関係がマップとして
記憶されており、ＥＣＵ２４はマップに基づき駆動電流
を決定し、ドライバ（駆動回路）１６に制御信号として
出力する。ドライバ１６はこの制御信号に基づき所望の
駆動電流を送信器１２に供給し、光信号の減衰度に応じ
た発光量で光信号を路上機に向け送信する。

【００１９】なお、本実施例においては地図データベー
ス２８を有するナビゲーションシステムを搭載した車両
を例示しており、地図データベース２８からＥＣＵ２４
に車両が現在走行している位置における統計的な気象状
況がデータとして出力される。ＥＣＵ２４はこの地図デ
ータベース２８からのデータにより現在車両が例えば霧
等が発生しやすい環境を走行していると判定し、前述し
たメモリ２６からのデータに基づき駆動電流を決定し、
ドライバ１６に出力する。

【００２０】一方、図２には本実施例における路上機
（ビーコン）の構成が示されている。路上機にはその通
信エリア内に存在する車両に向け光信号を送信する送信
器及び車両から送信された光信号を受信する受信器から
なる送受信器１００が設けられており、図示しない情報
センターから送られたデータを光信号に変調して送信す
るとともに、車両から送信された光信号を受信し、受信
データを情報センターに供給する。また、本実施例の路
上機は、雨滴等の光信号を減衰させる要因を定量評価す
る減衰要因検出センサ１０２が設けられており、検出さ
れた雨滴量等のデータは処理部１０４に出力される。処
理部１０４では車両に送信すべき光信号にこの減衰デー
タを重畳して各車両に光信号の減衰に関するデータを送
信する。従って、路上機から送信された光信号を受信し
た車載機のＥＣＵ２４は、この減衰量に関するデータに
基づき送信器１２から路上機に向けて送信する光信号の
強度を直接調整することができる。

【００２１】本実施例の構成は以上のようであり、以下
検出された雨滴量やワイパーモータの駆動量、ＣＲＣエ
ラーチェック結果や車速に応じて路上機に向け送信する
光信号の強度を制御する場合の処理をフローチャートを
用いてより詳細に説明する。

【００２２】図３にはワイパーモータ１８の駆動信号及
び雨滴センサ２０からの検出雨滴量に基づき発光量を制
御するフローチャートが示されている。図３において、
ＥＣＵ２４は、まず車両が路上機からの光信号を受信す
る受信エリアに進入したか否かを判定する（Ｓ１０
１）。この判定は、受信器１０にて受信した受信強度が
所定値以上か否かで判定される。車両が受信エリア内に
存在していると判定された場合には、次に雨滴センサ２
０からの検出信号に基づき車両周囲環境に雨滴（雨や霧
等）が存在するか否かを判定する（Ｓ１０２）。車両が
走行している環境において雨滴が存在しない、すなわち
晴天である場合にはＥＣＵ２４は通常の駆動電流ＩF を
設定し、この駆動電流ＩF にて送信器１２を駆動する。
従って、この場合には通常の発光量の光信号が送信器１
２から路上機に向けて送信されることになる。

【００２３】一方、雨滴が存在すると判定された場合に
は、ＥＣＵ２４は、さらにワイパーモータ１８からの駆
動信号に基づきワイパーが作動しているか否かを判定す
る（Ｓ１０４）。雨量が少量である場合、あるいはフロ
ントガラスに撥水剤等を塗布している場合には車両運転
者はワイパーを作動させないので、雨滴があってもワイ
パーがオフとなる場合があり、この場合にはＥＣＵ２４
は雨滴センサ２０からの検出信号に基づき雨滴量ＭR を
検出し（Ｓ１０４、Ｓ１０５）、検出された雨滴量ＭR
に応じた駆動電流ＩF を読み出す（Ｓ１０６）。この読
み出しは、上述したようにメモリ２６に予め格納された
雨滴量と駆動電流ＩF との関係に基づき決定される。図
５には雨滴量ＭR と駆動電流ＩF との関係を示すグラフ
の一例が示されている。検出雨滴量が大となるほど駆動
電流も増大する。なお、本実施例においては図５に示さ
れるように雨滴量に応じて段階的に駆動電流を変化させ
ているが、このステップを２段階あるいは３段階程度に
設定することができ、あるいは雨滴量に対して線形とな
るように駆動電流を決定することもできる。このように
して決定された駆動電流ＩF はドライバ１６に供給さ
れ、ドライバ１６は決定された駆動電流ＩF で送信器１
２を駆動し、その発光量を制御する（Ｓ１０７）。

【００２４】一方、雨滴有りと判定され、さらにワイパ
ーも作動していると判定された場合には、ワイパーモー
タ１８からの駆動信号に基づきワイパーの作動速度Ｓ及
び間欠時間Ｔを検出し（Ｓ１０８）、これら作動速度Ｓ
や間欠時間Ｔに応じた駆動電流ＩF をメモリ２６に格納
されたマップに基づき決定する（Ｓ１０９）。上述した
図５にはワイパーの作動速度Ｓと駆動電流ＩF との関係
も示されており、ワイパーの作動速度Ｓが大となるほど
駆動電流ＩF も増大する。なお、ワイパーの作動速度と
駆動電流を２段階、３段階で変化させることもでき、さ
らには駆動電流を線形で変化させることも可能である。
なお、間欠時間Ｔと駆動電流との関係は示していない
が、例えば間欠時間Ｔが大となる程駆動電流ＩF が小と
なるように設定することができ、あるいはワイパーの作
動速度Ｓと間欠時間Ｔを用いてＳ／Ｔなる物理量を演算
し、このＳ／Ｔが大となる程駆動電流ＩF を大とするよ
うに段階的に、あるいは線形で変化させるように設定す
ることも可能である。決定された駆動電流ＩF はドライ
バ１６に供給され、ドライバ１６はこの駆動電流ＩFで
送信器１２を駆動し、その発光を制御する（Ｓ１０
７）。

【００２５】このように、雨滴量が大となるほど駆動電
流を増加させ、さらにワイパーの作動速度や間欠時間に
応じて駆動電流を調整することにより、光信号が減衰す
る環境下では送信される光信号の強度が増大するため、
確実に路上機との間で光通信を行うことができる。ま
た、雨滴が検出されず、ワイパーも動作しない晴天下に
おいては光信号の強度は通常の強度に設定されるため、
晴天下において不要な光信号の増大がなく、省電力化を
図ることができる。

【００２６】また、図４には車速センサ２２にて検出さ
れた車速あるいはＣＲＣエラー検出器１４にて検出され
たエラー結果に基づき発光量を制御する場合のフローチ
ャートが示されている。図３のフローチャートと同様
に、まずＥＣＵ２４は車両が受信エリアに進入したか否
かを受信強度により判定する（Ｓ２０１）。受信エリア
内に存在する場合には、車速センサ２２からの検出信号
に基づき現在の車速を判定し（Ｓ２０２）、この車速に
応じた駆動電流ＩF を読み出す（Ｓ２０３）。この駆動
電流ＩF の読み出しは、メモリ２６に予め格納された車
速と駆動電流のマップにより行われる。図６には車速と
駆動電流ＩF の関係を示すグラフの一例が示されてい
る。車速が大となるほど駆動電流ＩF は増大する。一般
に、車速が大となるほど路上機の受信器にて受信する確
率は低くなるので、車速の増大に応じて送信器１２から
送信する光信号の強度を増大させることにより、路上機
にて確実に送信した光信号を受信することが可能となる
（Ｓ２０６）。

【００２７】一方、車速によらずＣＲＣエラーチェック
結果に基づき発光量を制御する場合には、ＥＣＵ２４は
ＣＲＣエラー検出器１４からのエラー結果に基づき、メ
モリ２６に予め格納されているエラーレートと駆動電流
との関係に基づき、駆動電流ＩF を読み出す（Ｓ２０
４、Ｓ２０５）。なお、ＣＲＣエラー検出器１４でのエ
ラー結果は光の透過率と相関があり、また光の透過率は
運転者の視界距離と相関があることも知られている。ま
た、図７に示されるように透過率が小となるほどエラー
レート（対数）は大きくなる。運転者の視界距離は可視
光の減衰量と関係するが、一般に可視光の減衰量が大と
なるほど赤外光の減衰量も大となる（赤外光は特に霧等
の場合に透過率が低い）。従って、エラーレートの増減
は赤外光の減衰量に大きく依存しており、エラーレート
が大となるほど駆動電流ＩF を増大させることにより確
実に路上機に光信号を送信することができる。

【００２８】以上、雨滴量や車速、ＣＲＣエラーレート
に基づき発光量を制御する処理を示したが、発光量を制
御するとともに、ＥＣＵ２４は発光量に関するデータを
メモリ２６に格納しそのデータを送信光信号に重畳して
路上機に送信することもできる。車載機から路上機に送
信される光信号のデータフォーマットは一般に制御部、
ヘッダ及び実データから構成されるが、この実データの
一部に送信光信号の強度に関するデータを重畳して路上
機に送信する。車載機からの光信号を送受信器１００に
て受信した路上機は情報センターにその情報を供給する
とともに、車載機に送信する光信号の強度を受信した強
度データに基づいて制御する。すなわち、車載機から受
信した光信号に強度を増大させるデータが含まれていた
場合には、路上機から車載機に送信する光信号の強度を
増大させる。これにより、車載機の受信器１０では路上
機からの光信号を確実に受信することが可能となり、エ
ラーレートの低減を図って高品質の光通信を行うことが
できる。なお、このように車載機から光信号の強度に関
するデータを路上機に送信し、その強度データに基づき
路上機から強度制御された光信号が車載機に送信される
システムの場合、ＣＲＣエラー検出器１４にて検出され
たエラーレートに基づきＥＣＵ２４が送信光信号の強度
を増大させて送信することにより、ＣＲＣエラー検出器
１４でのエラーレートを低減することが可能となるが、
仮にＣＲＣエラー検出器１４でのエラーレートが通信空
間での減衰によるものではなく、例えば車両のフロント
ガラスの汚れ等による場合には、路上機から強度が増大
した光信号が送信されてもＣＲＣエラー検出器１４で検
出されるエラーレートはほとんど低減しないことにな
る。この場合には、ＥＣＵ２４は通信空間に減衰要因が
存在するのではなく、フロントガラスの汚れ等が存在す
るものと判定でき、運転者にその旨報知することも可能
となる。

【００２９】また、車載機から光信号の強度に関するデ
ータを受信した路上機はその強度データにより通信空間
に存在するであろう減衰要因を定量的に評価することが
可能となり、この減衰データを情報センターに供給する
とともに、現在通信している車両以外の他の車両にもこ
の減衰に関するデータを光信号に重畳して送信すること
により、他の車両との光通信を円滑に行うことも可能と
なる。

【００３０】なお、路上機に向けて光信号の強度に関す
るデータを送信した車載機に対しては、その報酬として
路上機から他の車両には通常与えない特別なデータを光
信号に重畳して供給する構成も考えられる。特別な情報
が得られるというインセンティブが与えられることによ
り、各車載機からは積極的に光信号の強度に関するデー
タが送信され、路上機ではより円滑に各車載機との光通
信を行うことが可能となり、情報センターにおいてもそ
の管理を一層容易なものとできる効果がある。

【００３１】また、本実施例においては気象状況検出手
段として雨滴センサ、ワイパーモータ、フォグランプ、
地図データベースを用いる例を示したが、本発明はこれ
らに限定されるものではなく、他のセンサ（例えば気圧
センサ）を用いることも可能であることは言うまでもな
く、さらにこれらのセンサを単独で、あるいは論理的に
組み合わせてシステムを構成することができる。例え
ば、本実施例においては雨滴センサからの検出信号と車
速センサからの検出信号の論理和を用いて発光量を制御
することも可能である。

【００３２】以上本発明の実施例について説明したが、
上記実施例には特許請求の範囲に記載された技術事項以
外に以下の実施態様が含まれていることを付記してお
く。

【００３３】「路上機及び車載機間で光通信を行う路車
間通信システムであって、前記路上機または車載機の少
なくとも一方に光信号を減衰させる要因を検出する検出
手段を設け、検出した減衰要因を送信光信号に重畳して
他方に送信することを特徴とする路車間通信システ
ム。」

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至請求
項６記載の光学式路車間通信装置によれば、光信号が減
衰する可能性のある環境下においてのみ光信号の強度を
増大させて光通信を行うため、不要な発光量の増大を抑
えて省電力化を図ることができ、ひいては発光素子の長
寿命化を図ることができる。

【００３５】さらに、請求項５記載の光学式路車間通信
装置によれば、光信号の強度に関するデータを路上機に
供給できるので、路上側はこの強度データに基づき管理
する通信エリアの通信状況を確実に把握でき、路車間通
信をより円滑に行うことが可能となる。

【００３６】さらに、請求項６記載の光学式路車間通信
装置によれば、路上機がカバーする通信エリア内の全て
の車両の発光量を一律に制御でき、確実に各車両との光
通信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車載機の構成ブロック図である。

【図２】本発明の実施例の路上機の構成ブロック図であ
る。

【図３】本発明の実施例の処理フローチャートである。

【図４】本発明の実施例の処理フローチャートである。

【図５】本発明の実施例における雨滴とワイパー作動速
度及び駆動電流との関係を示すグラフ図である。

【図６】本発明の実施例の車速と駆動電流との関係を示
すグラフ図である。

【図７】本発明の実施例における視界距離（透過率）と
エラーレートとの関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１０ 受信器 １２ 送信器 １４ ＣＲＣエラー検出器 １６ ドライバ １８ ワイパーモータ ２０ 雨滴センサ ２２ 車速センサ ２４ ＥＣＵ（電子制御装置） ２６ メモリ ２８ 地図Ｄ／Ｂ（データベース） ３０ フォグランプ １００ 送受信器（路上機側） １０２ 減衰要因検出センサ １０４ 処理部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路上機と車載機間で光通信を行う光学式
   路車間通信装置であって、 前記車載機には、 路上機から送信された光信号の減衰による通信エラー量
   を評価する評価手段と、 評価された通信エラー量に基づき路上機に送信する光信
   号の強度を制御する制御手段と、 を有することを特徴とする光学式路車間通信装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光学式路車間通信装置に
   おいて、 前記評価手段は車両の速度を検出する車速検出手段を含
   み、 前記制御手段は検出された前記車速に応じて光信号の強
   度を制御することを特徴とする光学式路車間通信装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光学式路車間通信装置に
   おいて、 前記評価手段は気象状況検出手段を含み、 前記制御手段は検出された気象状況に応じて光信号の強
   度を制御することを特徴とする光学式路車間通信装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の光学式路車間通信装置に
   おいて、 前記評価手段は前記路上機から送信された光信号に含ま
   れる減衰情報に基づき通信エラー量を評価することを特
   徴とする光学式路車間通信装置。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２または請求項３
   または請求項４記載の光学式路車間通信装置において、 前記制御手段は、さらに評価された通信エラー量に基づ
   き光信号の強度情報を光信号に重畳して路上機に送信す
   ることを特徴とする光学式路車間通信装置。
6. 【請求項６】 路上機と車載機間で光通信を行う光学式
   路車間通信装置であって、 前記路上機には、 光信号を減衰させる要因を検出する検出手段と、 検出された減衰要因に基づき車載機に送信する光信号の
   強度を制御するとともに、光信号に減衰要因データを重
   畳する制御手段と、 を有することを特徴とする光学式路車間通信装置。