JPWO2011152023A1 - 端末装置 - Google Patents

Abstract

地図データ記憶部１３４は、少なくとも一部の道路について予め設定された区間ごとに識別情報としての道路ＩＤが割り振られている地図データを保持する。渋滞判断部１２０は、道路ＩＤごとに対応する区間が渋滞しているか否かを判断する。送信部１２４は、道路上の各区間を走行する車両から、道路ＩＤおよび車両の走行速度を含む車両データをブロードキャスト送信する。このとき、送信部１２４は、受信した他車両の車両データと、自車両の車両データとを合わせたフレームを構成する。情報圧縮部１２２は、渋滞判断部１２０により渋滞していないと判断された区間について、フレームから走行速度を除くことでデータ量を圧縮する。

Description

本発明は、車載の端末装置において渋滞の有無を判断する技術に関する。

交差点の出会い頭の衝突事故を防止するために、路車間通信の検討がなされている。路車間通信では、路側機と車載器との間において交差点の状況に関する情報が通信される。路車間通信では、路側機の設置が必要になり、手間と費用が大きくなる。これに対して、ＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）のように車車間通信によって渋滞予測を行うシステムが構築されようとしている。車車間通信、つまり車載器間で情報を通信する形態であれば、路側機の設置が不要になる。

特許文献１には、車車間通信装置において、最も近い交差点および進行方向が同じである周囲車両を自車両と同じ車群と定義し、車群の代表車両における送信周期を短くするとともに、代表車両以外の車両における送信周期を長くすることが開示されている。これにより、車群を構成する車両間における通信トラフィックの増加が抑制される。

特開２００９−１８８５２７号公報

車車間通信を採用した場合、交通状況によっては各車載器が数十台〜数百台分の他車情報を受け取る可能性があり、通信トラフィックが膨大になってしまう。そこで、各車載器での渋滞判断に有用な情報のみを残し不要なデータを間引くことで、送信データ量を削減することが求められる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車車間通信に基づき渋滞の有無を判断するのに適した端末装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、車車間通信を行うために車両に搭載される端末装置であって、少なくとも一部の道路について予め設定された区間ごとに識別情報としての道路ＩＤが割り振られている地図データを参照して、走行中の道路ＩＤおよび走行速度を含む自車両の車両データを送信する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、車車間通信に基づき渋滞の有無を判断する端末装置において、車車間の通信トラフィックを軽減することができる。

車車間通信および路車間通信を行う通信システムの構成を示す図である。 基地局装置の構成を示す図である。 図３（ａ）−（ｄ）は、通信システムにおいて規定されるフレームのフォーマットを示す図である。 サブフレームの構成を示す図である。 図５（ａ）−（ｂ）は、通信システムにおいて規定されるパケット信号に格納されるＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。 車両に搭載された端末装置の構成を示す図である。 道路ＩＤが付与された地図データの一例を示す図である。 本実施形態に係る端末装置の構成を示す図である。 車車間通信で送受信されるフレームの基本構成を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、情報圧縮部１２２によって送信フレームのデータが圧縮される例を示す図である。 本実施形態に係る車車間通信プロセスのフローチャートである。 渋滞判断部における渋滞判断プロセスのフローチャートである。

本発明について説明する前に、車両に搭載された端末装置間において車車間通信を実行するとともに、交差点等に設置された基地局装置から端末装置へ路車間通信も実行する通信システムについて説明する。

この通信システムでは、車車間通信として、端末装置は、車両の速度や位置等の情報（以下、これらを「データ」という）を格納したパケット信号をブロードキャスト送信する。また、他の端末装置は、パケット信号を受信するとともに、データをもとに車両の接近等を認識する。また、路車間通信として、基地局装置は、複数のサブフレームが含まれたフレームを繰り返し規定する。基地局装置は、複数のサブフレームのいずれかを選択し、選択したサブフレームの先頭部分の期間において、制御情報等が格納されたパケット信号をブロードキャスト送信する。

制御情報には、当該基地局装置がパケット信号をブローキャスト送信するための期間（以下、「路車送信期間」という）に関する情報が含まれている。端末装置は、制御情報をもとに路車送信期間を特定し、路車送信期間以外の期間においてパケット信号を送信する。このように、路車間通信と車車間通信とが時間分割多重されるので、両者間のパケット信号の衝突確率が低減される。つまり、端末装置が制御情報の内容を認識することによって、路車間通信と車車間通信との干渉が低減される。また、車車間通信を実行している端末装置が存在するエリアは、主として３種類に分類される。

ひとつは、基地局装置の周囲に形成されるエリア（以下、「第１エリア」という）であり、もうひとつは、第１エリアの外側に形成されるエリア（以下、「第２エリア」という）であり、さらに別のひとつは、第２エリアの外側に形成されるエリア（以下、「第２エリア外」という）である。ここで、第１エリアと第２エリアでは、基地局装置からのパケット信号をある程度の品質で端末装置が受信可能であるのに対して、第２エリア外では、基地局装置からのパケット信号をある程度の品質で端末装置が受信できない。また、第１エリアは、第２エリアよりも、交差点の中心に近くなるように形成されている。第１エリアに存在する車両は、交差点の近くに存在している車両であるので、当該車両に搭載された端末装置からのパケット信号は、衝突事故の抑制の点から重要な情報といえる。

このようなエリアの規定に対応して、車車間通信のための期間（以下、「車車送信期間」という）は、優先期間、一般期間の時間分割多重によって形成されている。優先期間は、第１エリアに存在する端末装置が使用するための期間であり、優先期間を形成している複数のスロットのうちのいずれかにおいて、端末装置はパケット信号を送信する。また、一般期間は、第２エリアに存在する端末装置が使用するための期間であり、端末装置は、一般期間においてＣＳＭＡ方式にてパケット信号を送信する。なお、第２エリア外に存在する端末装置は、フレームの構成に関係なくＣＳＭＡ方式にてパケット信号を送信する。ここで、車両に搭載された端末装置が、どのエリアに存在するかを判定する。

図１は、上記のような通信システム１００の構成を示す。これは、ひとつの交差点を上方から見た場合に相当する。通信システム１００は、基地局装置１０、車両１２と総称される第１車両１２ａ、第２車両１２ｂ、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄ、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆ、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈ、ネットワーク２０２を含む。なお、各車両１２には、図示しない端末装置が搭載されている。また、第１エリア２１０は、基地局装置１０の周囲に形成され、第２エリア２１２は、第１エリア２１０の外側に形成され、第２エリア外２１４は、第２エリア２１２の外側に形成されている。

図示のごとく、図面の水平方向、つまり左右の方向に向かう道路と、図面の垂直方向、つまり上下の方向に向かう道路とが中心部分で交差している。ここで、図面の上側が方角の「北」に相当し、左側が方角の「西」に相当し、下側が方角の「南」に相当し、右側が方角の「東」に相当する。また、ふたつの道路の交差部分が「交差点」である。第１車両１２ａ、第２車両１２ｂが、左から右へ向かって進んでおり、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄが、右から左へ向かって進んでいる。また、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆが、上から下へ向かって進んでおり、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈが、下から上へ向かって進んでいる。

通信システム１００は、交差点に基地局装置１０を配置する。基地局装置１０は、端末装置間の通信を制御する。基地局装置１０は、図示しないＧＰＳ衛星から受信した信号や、図示しない他の基地局装置１０にて形成されたフレームをもとに、複数のサブフレームが含まれたフレームを繰り返し生成する。ここで、各サブフレームの先頭部分に路車送信期間が設定可能であるような規定がなされている。基地局装置１０は、複数のサブフレームのうち、他の基地局装置１０によって路車送信期間が設定されていないサブフレームを選択する。基地局装置１０は、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。基地局装置１０は、路車送信期間に関する情報等が含まれた制御情報をパケット信号に格納する。また、基地局装置１０は、所定のデータもパケット信号に格納する。基地局装置１０は、設定した路車送信期間においてパケット信号を報知する。

端末装置が、基地局装置１０からのパケット信号を受信したときの受信状況に応じて、通信システム１００の周囲に第１エリア２１０および第２エリア２１２が形成される。図示のごとく、基地局装置１０の近くに、受信状況が比較的よい領域として、第１エリア２１０が形成される。第１エリア２１０は、交差点の中心部分の近くに形成されるともいえる。一方、第１エリア２１０の外側に、受信状況が第１エリア２１０よりも悪化している領域として、第２エリア２１２が形成される。さらに、第２エリア２１２の外側に、受信状況が第２エリア２１２よりもさらに悪化している領域として、第２エリア外２１４が形成されている。なお、受信状況として、パケット信号の誤り率、受信電力が使用される。

複数の端末装置は、基地局装置１０によって報知されたパケット信号を受信し、受信したパケット信号の受信状況をもとに、第１エリア２１０、第２エリア２１２、第２エリア外２１４のいずれに存在するかを推定する。第１エリア２１０あるいは第２エリア２１２に存在すると推定した場合、端末装置は、受信したパケット信号に含まれた制御情報をもとに、フレームを生成する。その結果、複数の端末装置のそれぞれにおいて生成されるフレームは、基地局装置１０において生成されるフレームに同期する。また、端末装置は、各基地局装置１０によって設定されている路車送信期間を認識し、パケット信号の送信のために、車車送信期間を特定する。具体的には、第１エリア２１０に存在する場合には、優先期間が特定され、第２エリア２１２に存在する場合には、一般期間が特定される。さらに、端末装置は、優先期間においてＴＤＭＡを実行し、一般期間においてＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号を送信する。

なお、端末装置は、次のフレームにおいても、相対的なタイミングが同一のサブフレームを選択する。特に、優先期間において、端末装置は、次のフレームにおいて、相対的なタイミングが同一のスロットを選択する。ここで、端末装置は、データを取得し、データをパケット信号に格納する。データには、例えば、存在位置に関する情報が含まれる。また、端末装置は、制御情報もパケット信号に格納する。つまり、基地局装置１０から送信された制御情報は、端末装置によって転送される。一方、第２エリア外２１４に存在していると推定した場合、端末装置は、フレームの構成に関係なく、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号を送信する。

図２は、基地局装置１０の構成を示す。基地局装置１０は、アンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６、制御部３０、ネットワーク通信部８０を含む。ＲＦ部２２は、受信処理として、図示しない端末装置や他の基地局装置１０からのパケット信号をアンテナ２０にて受信する。ＲＦ部２２は、受信した無線周波数のパケット信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部２２は、ベースバンドのパケット信号を変復調部２４に出力する。一般的に、ベースバンドのパケット信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線が示されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。ＲＦ部２２には、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換部も含まれる。

ＲＦ部２２は、送信処理として、変復調部２４から入力したベースバンドのパケット信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部２２は、路車送信期間において、無線周波数のパケット信号をアンテナ２０から送信する。また、ＲＦ部２２には、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。

変復調部２４は、受信処理として、ＲＦ部２２からのベースバンドのパケット信号に対して、復調を実行する。さらに、変復調部２４は、復調した結果を処理部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、処理部２６からのデータに対して、変調を実行する。さらに、変復調部２４は、変調した結果をベースバンドのパケット信号としてＲＦ部２２に出力する。ここで、通信システム１００は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式に対応するので、変復調部２４は、受信処理としてＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行し、送信処理としてＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行する。

処理部２６は、図示しないＧＰＳ衛星からの信号を受信し、受信した信号をもとに時刻の情報を取得する。なお、時刻の情報の取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。処理部２６は、時刻の情報をもとに、複数のフレームを生成する。例えば、処理部２６は、時刻の情報にて示されたタイミングを基準にして、「１ｓｅｃ」の期間を１０分割することによって、「１００ｍｓｅｃ」のフレームを１０個生成する。このような処理を繰り返すことによって、フレームが繰り返されるように規定される。なお、処理部２６は、復調結果から制御情報を検出してもよい。このような処理は、他の基地局装置１０によって形成されたフレームのタイミングに同期したフレームを生成することに相当する。その際の処理部２６の処理の詳細は後述する。

図３（ａ）−（ｄ）は、通信システム１００において規定されるフレームのフォーマットを示す。図３（ａ）は、フレームの構成を示す。フレームは、第１サブフレームから第Ｎサブフレームと示されるＮ個のサブフレームによって形成されている。例えば、フレームの長さが１００ｍｓｅｃであり、Ｎが１０である場合、１０ｍｓｅｃの長さのサブフレームが規定される。図３（ｂ）は、第１基地局装置１０ａによって生成されるフレームの構成を示す。第１基地局装置１０ａは、第１サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第１基地局装置１０ａは、第１サブフレームにおいて路車送信期間につづいて車車送信期間を設定する。車車送信期間とは、端末装置がパケット信号を報知可能な期間である。つまり、第１サブフレームの先頭期間である路車送信期間において第１基地局装置１０ａはパケット信号を報知可能であり、かつフレームのうち、路車送信期間以外の車車送信期間において端末装置がパケット信号を報知可能であるような規定がなされる。さらに、第１基地局装置１０ａは、第２サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間のみを設定する。

図３（ｃ）は、第２基地局装置１０ｂによって生成されるフレームの構成を示す。第２基地局装置１０ｂは、第２サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第２基地局装置１０ｂは、第２サブフレームにおける路車送信期間の後段、第１サブフレーム、第３サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間を設定する。図３（ｄ）は、第３基地局装置１０ｃによって生成されるフレームの構成を示す。第３基地局装置１０ｃは、第３サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第３基地局装置１０ｃは、第３サブフレームにおける路車送信期間の後段、第１サブフレーム、第２サブフレーム、第４サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間を設定する。このように、複数の基地局装置１０は、互いに異なったサブフレームを選択し、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。

図４は、サブフレームの構成を示す。図示のごとく、ひとつのサブフレームは、路車送信期間、優先期間、一般期間の順に構成される。優先期間および一般期間が図３（ｂ）等の車車送信期間に相当する。なお、サブフレームに路車送信期間が含まれない場合、サブフレームは、優先期間、一般期間の順に構成される。優先期間では、複数のスロットが時間分割多重されている。このような構成によって、複数のスロットを少なくとも含んだフレームが繰り返されている。図２に戻る。

処理部２６は、ＲＦ部２２、変復調部２４を介して、図示しない他の基地局装置１０あるいは端末装置からの復調結果を入力する。ここでは、復調結果として、パケット信号に格納されるＭＡＣフレームの構成を説明する。なお、処理部２６に入力されるＭＡＣフレームと、処理部２６から出力されるＭＡＣフレームとは、同様の構成を有する。図５（ａ）−（ｂ）は、通信システム１００において規定されるパケット信号に格納されるＭＡＣフレームのフォーマットを示す。図５（ａ）は、ＭＡＣフレームのフォーマットを示す。ＭＡＣフレームは、先頭から順に、「ＭＡＣヘッダ」、「ＲＳＵコントロールヘッダ」、「アプリケーションデータ」、「ＣＲＣ」を配置する。ＲＳＵコントロールヘッダが、前述の制御情報に相当する。アプリケーションデータには、事故情報等の端末装置へ通知すべきデータが格納される。

図５（ｂ）は、ＲＳＵコントロールヘッダのフォーマットを示す。ＲＳＵコントロールヘッダは、先頭から順に、「基本情報」、「タイマ値」、「転送回数」、「サブフレーム数」、「フレーム周期」、「使用サブフレーム番号」、「開始タイミング＆時間長」を配置する。なお、ＲＳＵコントロールヘッダの構成は、図５（ｂ）に限定されず、一部の要素が除外されてもよく、別の要素が含まれてもよい。転送回数は、基地局装置１０から送信された制御情報、特にＲＳＵコントロールヘッダの内容が、図示しない端末装置によって転送された回数を示す。ここで、処理部２６から出力されるＭＡＣフレームに対して、基地局装置１０とは、本基地局装置１０に相当し、処理部２６へ入力されるＭＡＣフレームに対して、基地局装置１０とは、他の基地局装置１０に相当する。これは、以下の説明においても共通である。

処理部２６から出力されるＭＡＣフレームは、転送回数を「０」に設定される。また、処理部２６へ入力されるＭＡＣフレームに対して、転送回数は、「０」以上に設定されている。サブフレーム数は、ひとつのフレームを形成しているサブフレーム数を示す。フレーム周期は、フレームの周期を示し、前述のごとく、例えば「１００ｍｓｅｃ」に設定される。使用サブフレーム番号は、基地局装置１０が車車送信期間を設定しているサブフレームの番号である。図３（ａ）のごとく、フレームの先頭においてサブフレーム番号が「１」に設定される。開始タイミング＆時間長では、サブフレームの先頭とした路車送信期間の開始タイミングと、路車送信期間の時間長が示される。図２に戻る。

ここでは、路車送信期間を設定すべきサブフレームの選択手順を説明する。処理部２６が、他の基地局装置１０によって形成されたフレームのタイミングに同期したフレームを生成する処理を説明する。処理部２６は、ＭＡＣフレームのうち、転送回数が「０」に設定されたＭＡＣフレームを抽出する。これは、他の基地局装置１０から直接送信されたパケット信号に相当する。処理部２６は、抽出したＭＡＣフレームのうち、使用サブフレーム番号の値を特定する。これは、他の基地局装置１０に使用されたサブフレームを特定することに相当する。処理部２６は、既に特定したサブフレームの先頭に配置されたパケット信号の受信電力を測定する。これは、他の基地局装置１０からのパケット信号の受信電力を測定することに相当する。

処理部２６は、ＭＡＣフレームのうち、転送回数が「１」以上に設定されたＭＡＣフレームを抽出する。これは、他の基地局装置１０から送信された後に端末装置によって転送されたパケット信号に相当する。処理部２６は、抽出したＭＡＣフレームのうち、使用サブフレーム番号の値を特定する。これは、他の基地局装置１０に使用されたサブフレームを特定することに相当する。なお、端末装置は、他の基地局装置１０からのパケット信号を端末装置が受信したときのサブフレーム番号を転送している。

処理部２６は、これらのパケット信号の受信電力も測定する。また、処理部２６は、取得した受信信号が、当該パケット信号にて制御情報を転送された他の基地局装置１０からのパケット信号の受信電力であると推定する。処理部２６は、路車送信期間を設定すべきサブフレームを特定する。具体的には、処理部２６は、「未使用」のサブフレームが存在するかを確認する。存在する場合、処理部２６は、「未使用」のサブフレームのうちのいずれかを選択する。ここで、複数のサブフレームが未使用である場合、処理部２６は、ランダムにひとつのサブフレームを選択する。未使用のサブフレームが存在しない場合、つまり複数のサブフレームのそれぞれが使用されている場合に、処理部２６は、受信電力の小さいサブフレームを優先的に特定する。

処理部２６は、特定したサブフレーム番号のサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。処理部２６は、パケット信号に格納すべきＭＡＣフレームを生成する。その際、路車送信期間の設定に応じて、処理部２６は、ＭＡＣフレームのＲＳＵコントロールヘッダの値を決定する。これは、フレームの構成に関する制御情報に相当する。処理部２６は、ネットワーク通信部８０を介して所定の情報を取得し、所定の情報をアプリケーションデータに含める。ここで、ネットワーク通信部８０は、図示しないネットワーク２０２に接続される。処理部２６は、変復調部２４、ＲＦ部２２に対して、路車送信期間においてパケット信号をブロードキャスト送信させる。ここで、パケット信号には、制御情報と、本基地局装置１０を識別するための識別情報とが含まれている。本基地局装置１０を識別するための識別情報は、図５（ａ）のＭＡＣヘッダに含まれている。

処理部２６は、端末装置から受信したパケット信号の中に、故障している他の基地局装置１０に関する情報（以下、「故障情報」という）が含まれている場合、故障情報をネットワーク通信部８０に出力する。ネットワーク通信部８０は、図示しないネットワーク２０２を介して、図示しない管理センタへ故障情報を通知する。つまり、管理センタへ故障の発見を通知する。なお、推定結果は、パケット信号に含まれて、処理部２６、変復調部２４、ＲＦ部２２から報知されてもよい。制御部３０は、基地局装置１０全体の処理を制御する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、またはハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図６は、車両１２に搭載された端末装置１４の構成を示す。端末装置１４は、アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６、制御部５８を含む。処理部５６は、生成部６４、タイミング特定部６０、転送決定部９０、通知部７０、推定部７２、記憶部７４、測位部７６を含む。また、タイミング特定部６０は、抽出部６６、選択部９２、キャリアセンス部９４を含む。アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４は、図２のアンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４と同様の処理を実行する。そのため、ここでは、差異を中心に説明する。

変復調部５４、処理部５６は、図示しない他の端末装置１４や基地局装置１０からのパケット信号を受信する。なお、前述のごとく、優先期間と一般期間とを時間多重したサブフレームが規定されており、サブフレーム内に路車送信期間が時間多重されていることもある。路車送信期間は、基地局装置１０からパケット信号を報知可能な期間である。ここで、変復調部５４、処理部５６は、路車送信期間において、基地局装置１０からのパケット信号を受信する。パケット信号には、当該パケット信号の報知元になる基地局装置１０を識別するための識別情報が含まれている。優先期間とは、基地局装置１０の周囲に形成された第１エリア２１０に存在する端末装置１４がパケット信号の報知に使用すべき期間である。優先期間に複数のスロットが含まれている。一般期間とは、第１エリア２１０の外側に形成された第２エリアに存在する端末装置１４がパケット信号の報知に使用すべき期間である。また、複数のサブフレームを時間多重したフレームが規定されている。

抽出部６６は、基地局装置１０からのパケット信号の受信電力を測定する。抽出部６６は、測定した受信電力をもとに、第１エリア２１０に存在しているか、第２エリア２１２に存在しているか、第２エリア外２１４に存在しているかを推定する。例えば、抽出部６６は、エリア判定用第１しきい値とエリア判定用第２しきい値とを記憶する。ここで、エリア判定用第１しきい値は、エリア判定用第２しきい値よりも大きくなるように規定されている。受信電力がエリア判定用第１しきい値よりも大きければ、抽出部６６は、第１エリア２１０に存在していると決定する。受信電力がエリア判定用第１しきい値以下であり、エリア判定用第２しきい値よりも大きければ、抽出部６６は、第２エリア２１２に存在していると決定する。受信電力がエリア判定用第２しきい値以下であれば、抽出部６６は、第２エリア２１２外に存在すると決定する。なお、抽出部６６は、受信電力の代わりに、誤り率を使用してもよく、受信電力と誤り率との組合せを使用してもよい。

抽出部６６は、推定結果をもとに、優先期間、一般期間、フレームの構成と無関係のタイミングのいずれかを送信期間として決定する。具体的に説明すると、抽出部６６は、第２エリア外２１４に存在していることを推定すると、フレームの構成と無関係のタイミングを選択する。抽出部６６は、第２エリア２１２に存在していることを推定すると、一般期間を選択する。抽出部６６は、第１エリア２１０に存在していることを推定すると、優先期間を選択する。

抽出部６６は、変復調部５４からの復調結果が、図示しない基地局装置１０からのパケット信号である場合に、路車送信期間が配置されたサブフレームのタイミングを特定する。また、抽出部６６は、サブフレームのタイミングと、ＲＳＵコントロールヘッダの内容とをもとに、フレームを生成する。なお、フレームの生成は、前述の処理部２６と同様になされればよいので、ここでは説明を省略する。その結果、抽出部６６は、基地局装置１０において形成されたフレームに同期したフレームを生成する。また、抽出部６６は、ＲＳＵコントロールヘッダの内容をもとに、路車送信期間を特定する。

抽出部６６は、優先期間を選択した場合、優先期間に関する情報を選択部９２へ出力する。抽出部６６は、一般期間を選択した場合、フレームおよびサブフレームのタイミング、車車送信期間に関する情報をキャリアセンス部９４へ出力する。抽出部６６は、フレームの構成と無関係のタイミングを選択すると、キャリアセンスの実行をキャリアセンス部９４に指示する。選択部９２は、抽出部６６から、優先期間に関する情報を受けつける。また、選択部９２は、優先期間に含まれた複数のスロットから、いずれかのスロットを選択し、選択したスロットを送信タイミングとして決定する。ここで、スロットを選択するために、受信電力を使用してもよい。例えば、受信電力の小さいスロットが選択される。選択部９２は、決定した送信タイミングを生成部６４へ通知する。

キャリアセンス部９４は、抽出部６６から、フレームおよびサブフレームのタイミング、車車送信期間に関する情報を受けつける。キャリアセンス部９４は、一般期間において、キャリアセンスを実行することによって、干渉電力を測定する。また、キャリアセンス部９４は、干渉電力をもとに、一般期間における送信タイミングを決定する。具体的に説明すると、キャリアセンス部９４は、所定のしきい値を予め記憶しており、干渉電力としきい値とを比較する。干渉電力がしきい値よりも小さければ、キャリアセンス部９４は、送信タイミングを決定する。キャリアセンス部９４は、抽出部６６から、キャリアセンスの実行を指示された場合、フレームの構成を考慮せずに、ＣＳＭＡを実行することによって、送信タイミングを決定する。キャリアセンス部９４は、決定した送信タイミングを生成部６４へ通知する。

測位部７６は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、車速センサ等を含んでおり、それらから供給されるデータによって、図示しない車両１２、つまり端末装置１４が搭載された車両１２の存在位置、進行方向、移動速度等を取得する。なお、存在位置は、緯度・経度によって示される。これらの取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。測位部７６は、存在位置等を生成部６４へ出力する。

生成部６４は、測位部７６から存在位置等を受けつける。生成部６４は、図５（ａ）−（ｂ）に示されたＭＡＣフレームを使用し、存在位置をアプリケーションデータに格納する。また、生成部６４は、抽出部６６から、識別情報を受けつけ、最も新しく受けつけた識別情報もアプリケーションデータに格納する。生成部６４は、ＭＡＣフレームが含まれたパケット信号を生成するとともに、選択部９２またはキャリアセンス部９４において決定した送信タイミングにて、変復調部５４、ＲＦ部５２、アンテナ５０を介して、生成したパケット信号をブロードキャスト送信する。なお、送信タイミングは、車車送信期間に含まれている。

転送決定部９０は、ＲＳＵコントロールヘッダの転送を制御する。前述の抽出部６６は、基地局装置１０が情報源とされるパケット信号から、ＲＳＵコントロールヘッダを抽出する。前述のごとく、パケット信号が基地局装置１０から直接送信されている場合には、転送回数が「０」に設定されているが、パケット信号が他の端末装置１４から送信されている場合には、転送回数が「１以上」の値に設定されている。ここで、使用サブフレーム番号は、端末装置１４によって転送される場合に変更されないので、使用サブフレーム番号を参照することによって、情報源となる基地局装置１０にて使用されるサブフレームが特定される。

転送決定部９０は、情報源となる基地局装置１０ごとに、転送回数に関する情報を取得する。具体的に説明すると、転送決定部９０は、サブフレーム番号「１」に対応した転送回数を順次取得し、その後、他のサブフレーム番号に対応した転送回数に対しても同様の処理を実行する。さらに、転送決定部９０は、情報源となる基地局装置１０ごとに、当該基地局装置１０に関連した転送回数に関する情報の中から、少ない方の転送回数、例えば最小の転送回数の値を取得する。つまり、転送回数取得部１１０は、サブフレーム番号「１」に対応した転送回数の最小値、サブフレーム番号「２」に対応した転送回数の最小値等をそれぞれ取得する。

転送決定部９０は、情報源となる基地局装置１０ごとに、ＲＳＵコントロールヘッダ、つまり制御情報の抽出回数を計測する。また、転送決定部９０は、情報源となる基地局装置１０ごとに、転送決定部９０において取得した転送回数の値が含まれた制御情報の抽出回数を選択する。具体的に説明すると、転送決定部９０は、ひとつのサブフレーム番号に対して、転送回数ごとに制御情報の抽出回数を計測する。その結果、例えば、サブフレーム番号「１」に対して、転送回数「０」回の制御情報の抽出回数が「０」回になり、転送回数「１」回の制御情報の抽出回数が「４」回になり、転送回数「２」回の制御情報の抽出回数が「６」回になる。また、取得した転送回数が「１」回であれば、転送決定部９０は、この転送回数が含まれた制御情報の抽出回数「４」を選択する。

転送決定部９０は、サブフレーム番号、転送回数、抽出回数を対応付けて記憶する。また、転送決定部９０は、転送回数や抽出回数が更新された場合に、記憶内容を更新する。転送決定部９０は、各基地局装置１０に対する転送回数と抽出回数を取得する。転送決定部９０は、これらの転送回数と抽出回数をもとに、少なくともひとつの基地局装置１０に対応した制御情報を、転送すべき制御情報として選択する。具体的に説明すると、転送決定部９０は、複数の基地局装置１０に対して転送回数を比較した後に、抽出回数を比較する。つまり、転送回数が少ない方の制御情報、例えば、最小の転送回数を有した制御情報を選択した後に、選択した制御情報の中から、抽出回数が多い方の制御情報、最大の抽出回数を有した制御情報が選択される。

このように、最小の転送回数を有した制御情報であって、かつ当該転送回数に対応した最大の抽出回数を有した制御情報が、転送決定部９０によって選択される。転送回数が少ないほど、情報源となる基地局装置１０の近くにおいて、制御情報が受信されているといえる。また、抽出回数が多いほど、無線環境の変動が少ない状況において、制御情報が受信されているといえる。そのため、前述の状況を満たすような制御情報を選択することによって、端末装置１４は、なるべく近くに設置された基地局装置１０からの制御情報を選択しているといえる。

転送決定部９０は、選択した制御情報をもとにＲＳＵコントロールヘッダを生成するように、生成部６４に指示する。転送決定部９０は、制御情報をＲＳＵコントロールヘッダに格納させる際に、転送回数に関する情報における転送回数を増加させる。生成部６４は、このような指示に応じて、転送決定部９０において選択された制御情報をもとにＲＳＵコントロールヘッダを生成するとともに、その際に転送回数を増加させる。

記憶部７４は、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６において受信すべきパケット信号を報知可能な基地局装置１０の位置情報を記憶する。基地局装置１０は、複数設置されているので、記憶部７４は、複数の位置情報を記憶する。位置情報は、道路地図に対応付けられるように、緯度と経度とによって示されている。また、位置情報は、デジタルデータとして示されているので、記憶部７４は、デジタルデータを記憶可能なハードディスク等の記憶媒体として構成されている。ここでは、説明を簡易にするために、位置情報は、予め記憶部７４に記憶されているものとする。例えば、端末装置１４の購入時にプリセットされている。

推定部７２は、測位部７６から、測位された存在位置を順次受けつける。推定部７２は、記憶部７４に記憶された位置情報を中心にして所定の半径を有した円形の領域を想定する。このような領域は、例えば、図１の第１エリア２１０や第２エリア２１２に相当するが、ここでは、第２エリアに相当する。円形の領域は、複数の基地局装置１０のそれぞれに対して想定される。推定部７２は、連続して受けつけた存在位置が、円形の領域の外部から内部へ進入したことを検出することによって、当該円形の領域の中心に設置された基地局装置１０の周辺に存在することを検出する。また、推定部７２は、円形の領域内に存在している間に、基地局装置１０からのパケット信号を受信するかを検出する。パケット信号を受信した場合、推定部７２は、基地局装置１０が正常に動作していると推定する。一方、パケット信号を受信しなかった場合、推定部７２は、基地局装置１０の故障を推定する。推定部７２は、故障を推定した場合、生成部６４と通知部７０へその旨を出力する。

生成部６４は、推定部７２から、故障の推定結果を受けつけた場合、故障の推定結果をアプリケーションデータに格納する。その結果、故障の推定結果は、車車送信期間において報知される。通知部７０は、路車送信期間において、図示しない基地局装置１０からのパケット信号を取得するとともに、車車送信期間において、図示しない他の端末装置１４からのパケット信号を取得する。通知部７０は、パケット信号に格納されたデータの内容に応じて、図示しない他の車両１２の接近等を運転者へモニタやスピーカを介して通知する。さらに、通知部７０は、推定部７２から、故障の推定結果を受けつけた場合、推定した結果も運転者に対して通知する。通知がモニタを介してなされる場合、通知部７０は、故障している基地局装置１０が設置されている部分の表示色を赤色に表示する。また、通知部７０は、基地局装置１０が故障している旨をスピーカから出力してもよい。制御部５８は、端末装置１４全体の動作を制御する。

続いて、本発明の一実施形態に係る車車間通信による渋滞判断技術について説明する。本実施形態では、車車間通信のみに基づき、各車両の端末装置で渋滞の有無を判断することができる。したがって、基地局装置の設置されていない場所でも渋滞予測をすることが可能になる。

なお、以下の説明における「渋滞」とは、予め設定された台数以上の車両が比較的長時間にわたり停止している状態および低速で走行している状態を指しており、必ずしも警視庁や道路管理者等における渋滞の定義と同様である必要はない。

本実施形態では、各車両に搭載された端末装置が他車両からの情報を受信して渋滞の判断を行う。この判断のために、地図データに付与された「道路ＩＤ」を利用する。

図７は、道路ＩＤが付与された地図画像の一例を示す。図７は、カーナビゲーションシステムのディスプレイに表示される地図画像の一部であるＴ字路を示しており、交差点を分割点として、図中の上方に延びる道路には道路ＩＤ Ｒ１００が、下方に延びる道路には道路ＩＤ Ｒ１０１が、右方に延びる道路には道路ＩＤ Ｒ１０２がそれぞれ付与されている。このような道路ＩＤは、車載の端末装置に地図データとともに記憶される。図７では、道路ＩＤ Ｒ１００に対応する道路上を車両ＣＡＲ１が走行し、Ｒ１０１に対応する道路上を車両ＣＡＲ２が走行し、Ｒ１０２に対応する道路上を車両ＣＡＲ３が走行している。以下の説明では、Ｒ１００〜Ｒ１０２以外にも多数の道路ＩＤが地図データに付与されているものとする。

道路ＩＤは、例えば交差点で区切られる区間ごとに、または予め定められた距離で区切られる区間ごとに一つずつ付与される。分割点となる交差点の規模は、国道や県道などの主要道路同士が交わるような大規模の交差点としてもよいし、より小規模の交差点としてもよい。道路ＩＤが付与される区間の分割点は、交差点以外にも、その箇所を起点として所定台数以上の車両が停車する可能性が高いと考えられる地点、すなわち渋滞が発生しやすいと考えられる地点に設定してもよい。例えば、所定値以上の収容台数を有する店舗や事業所の駐車場の入口に設定してもよい。また、道路ＩＤは、地図データ内の全ての道路に対して与えられなくてもよい。例えば、所定の幅員以上の道路や、単位時間当たりの通過台数が所定値以上の道路のみに道路ＩＤが与えられてもよい。

道路ＩＤを付与する区間は、人手による作業で決定してもよいし、または特定の条件を設定して所与の地図データ上で自動的に設定してもよい。ドライバーに詳細な渋滞情報を伝えるとともに区間が不必要に細分化されないように、道路ＩＤが与えられる区間の長さは、経験側、実験、または交通工学などに基づき定められることが好ましい。

道路ＩＤの記号は、例えば連続番号であってもよいし、特定範囲の地図番号とその範囲内での連続番号の組合せであってもよい。道路ＩＤは、何らかの形式に従った記号列であれば、これらに限られない。また、道路ＩＤは地図上に表示されてもされなくてもよい。

上記のような道路ＩＤの設定された地図データを用いることで、従来よりもきめ細かな区間での渋滞予測を行い、ドライバーに情報提供することが可能になる。

図８は、本実施形態に係る端末装置１５０の構成を示す。この構成についても、各機能ブロックは、ハードウエアのみ、またはハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できる。

ＲＦ部１０２および変復調部１０４は、上記の端末装置１４に関して説明したのと同様の機能を有する。

渋滞表示処理部１６０は、車両が走行する道路区間に予め割り当てられている道路ＩＤと車両の走行速度とを少なくとも含む車両データを他車両から受け取り、渋滞の有無を判断し、ディスプレイ１４０の画面上に表示する。渋滞表示処理部１６０は、車速算出部１１４、渋滞判断部１２０、情報圧縮部１２２、送信部１２４およびナビゲーション部１３０を含む。

車速算出部１１４は、端末装置１５０の搭載された車両（図示せず）の走行速度を求める。走行速度は、車両に取り付けられた周知の車速センサからの情報を利用して求めてもよいし、または、ＧＰＳから取得される自車両位置座標の所定期間内の移動距離から車速を算出してもよい。

渋滞判断部１２０は、車車間通信において受信した他車両の車両データ（以下「他車両データ」と呼ぶ）および自車両の車両データ（以下「自車両データ」と呼ぶ）に基づき、自車両の前方や周辺の道路における渋滞の有無を判断する。渋滞判断部１２０は、基本的に、他車両データおよび自車両データに含まれる道路ＩＤごとに関連する走行速度を参照し、この走行速度が所定速度以下であるときに、道路ＩＤに対応する区間が渋滞していると判断する。この所定速度は、道路の種類に応じて変更してもよい（例えば、一般道路では２０ｋｍ／ｈ、高速道路では４０ｋｍ／ｈなど）。

渋滞判断部１２０は、同一の道路ＩＤを含む複数の他車両データを受け取った場合には、走行速度の統計処理を行って道路ＩＤごとに一つの走行速度を求めて渋滞の判断を行うことが好ましい。統計処理は、例えば走行速度の平均値や中央値を求めるものであってもよい。同じ区間を走行する車両でも、速度の速い車両や遅い車両、赤信号で停止している車両など走行速度は様々であるので、このような統計処理を行うことで、正確な渋滞の有無の判断を行うことができる。

送信部１２４は、自車両データおよび受信した全てのまたは一部の他車両データを含めた送信フレームを作成する。自車両データには、自車両が走行する区間の道路ＩＤおよび自車両の走行速度が含まれる（図９を参照）。自車両が走行する区間の道路ＩＤは、後述する地図データ記憶部１３４に記憶された地図データ上に、位置取得部１３６で取得される自車両の位置を重ね合わせることで、求めることができる。
送信部１２４が上記の送信フレームを作成するとき、情報圧縮部１２２は、渋滞判断に不要である情報を削除して送信フレームのデータ量を圧縮する。これによって、車車間での通信トラフィックが軽減される。

より具体的には、情報圧縮部１２２は、渋滞判断部１２０から道路ＩＤごとの渋滞判断結果を受け取る。そして、送信フレームから、渋滞でないと判断された道路ＩＤに関連する走行速度を削除する。つまり、渋滞でないと判断された道路ＩＤに対応する区間を走行する車両の自車両データまたは他車両データにおいては、道路ＩＤのみしか送信されないことになる。このように、渋滞でないと判断された場合も道路ＩＤを送信するのは、以下の理由による。すなわち、渋滞でないと判断された区間について何の情報も送信しないと、各車両の端末装置は、その区間を走行する車両がないために情報が送られてこないのか、あるいは渋滞が発生していないために情報が送られてこないのかを区別できない。道路ＩＤを送信することで、対応する区間に渋滞が発生していないことを明確に伝達できる。同時に、一部の区間について道路ＩＤのみを送信することで、送受信される情報量が削減でき、通信トラフィックを軽減することができる。

送信部１２４は、情報圧縮部１２２によって圧縮された送信フレームを含むパケットを、周知の無線ＬＡＮ（Local Area Network）によって不特定多数の車両の端末装置にブロードキャスト送信する。

このように、各車両の端末装置は、他車両から受信した他車両データと自車両データに基づき、道路ＩＤごとに渋滞の有無を判断し、不要な情報を除去した上で、自車両データと他車両データをブロードキャスト送信する。車両データはマルチホップ方式で送信されるため、一台の端末装置の送信範囲を超えた位置に存在する車両にも、車両データを伝達することができる。このとき、ホップ上限回数を設定しておけば、車車間通信の車両データ量が増え続けることはない。

なお、渋滞判断部１２０は、受信した他車両データに走行速度情報が含まれていないとき（すなわち、道路ＩＤのみであるとき）には、予め定められた走行速度を割り当てて、上述した統計処理を実施するようにしてもよい。走行速度情報が含まれていない車両データとは、渋滞でないと判断された車両のものであるから、割り当てる走行速度として、渋滞を判断するときの上述の所定速度（例えば、一般道路では２０ｋｍ／ｈ、高速道路では４０ｋｍ／ｈ）またはそれより大きな値が選択される。

また、送信部１２４は、複数の他車両から受信した同一の道路ＩＤを有する他車両データを一つに統合することが好ましい。他車両データが道路ＩＤのみを有する場合は、単に一つの道路ＩＤを送信フレームに含めればよい。他車両データが道路ＩＤと走行速度とを有する場合は、一つの道路ＩＤと、走行速度の統計処理後の値（例えば平均値、中央値）とを送信フレームに含めればよい。これにより、送信フレームのデータ量をさらに削減することができる。したがって、車車間の通信トラフィックが軽減される。

ナビゲーション部１３０は、ディスプレイ１４０にナビゲーション画面を表示する。ナビゲーション部１３０は、地図データ記憶部１３４、位置取得部１３６および表示制御部１３８を含む。

地図データ記憶部１３４は、ナビゲーション表示および渋滞情報表示の際に使用される地図データを記憶する。地図データは、無線ＬＡＮで接続される外部サーバによりプッシュ更新されてもよい。さらに、地図データ記憶部１３４は、予め割り振られている道路ＩＤのデータも記憶する。

位置取得部１３６は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）であり、自車両の現在位置を取得する。ＧＰＳは周知の技術であるので、詳細な説明を省略する。なお、ＧＰＳの代わりに、無線通信に基づき位置を特定するなど他の既存技術を用いて現在位置を取得してもよい。取得された自車両の現在位置と地図データとを突き合わせることで、情報圧縮部１２２および送信部１２４は、自車両の走行する区間の道路ＩＤを知ることができる。

表示制御部１３８は、地図データに基づきディスプレイ１４０上に自車両周辺の所定範囲の地図画像を表示する。さらに、表示制御部１３８は、渋滞判断部１２０による道路ＩＤごとの渋滞判断結果および地図データ記憶部１３４に記憶されている道路ＩＤデータに基づき、渋滞情報を表示する。例えば、表示制御部１３８は、自車両の進む方向の道路について、渋滞判断部１２０により渋滞と判断された道路ＩＤに対応する道路に、渋滞であることを示す標示を付与してもよい。この標示は、渋滞している道路に「×」、それ以外の道路に「○」といった記号でもよいし、道路ＩＤに対応する区間の全体にわたって延びる赤色の線や矢印などであってもよい。

なお、本実施形態に係る端末装置１５０は、ＲＦ部や変復調部などを共有することで、図６で説明した端末装置１４と一体的に構成されてもよいし、あるいは別個のものとして構成されてもよい。

図９は、車車間通信で送受信されるフレームの基本構成を示す。図示するように、このフレームには、自車両データの他、自車両の周辺に存在する他車両から受信した他車両データが含まれる。このフレームを含むパケットはマルチホップ方式で車車間送信されるので、送信範囲外にいる車両（例えば、自車両の後方遠方を走行する車両）にも自車両の車両データを届けることができる。自車両データおよび他車両データは、各車両が走行中の区間の道路ＩＤと走行速度をそれぞれ含む。
なお、上記フレームには、車両の進行方向や、走行速度の有無を示すフラグなどを含めてもよい。

車車間通信は、基地局装置１０の設置されている場所では、図３で説明した車車送信期間内に実行されてもよい。基地局装置１０の設置されていない場所では、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に準拠した無線ＬＡＮ（Local Area Network）における、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）と呼ばれるアクセス制御機能を使用して実行されてもよい。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、情報圧縮部１２２によって送信フレームのデータが圧縮される例を示す。本実施形態では、フレームデータの圧縮は、送信車両側で行ってもよいし、受信車両側で行ってもよい。

図１０（ａ）は、圧縮されていないフレームの一例を示す。図１０（ａ）では、自車両データおよび他車両データのいずれも渋滞（２０ｋｍ／ｈ以下）と判断されるので、情報圧縮部１２２による走行速度の削除は行われない。

図１０（ｂ）は、送信車両側で圧縮が行われる例を示す。図７を参照して、道路ＩＤ Ｒ１０２で示される区間上を、車両ＣＡＲ３が６０ｋｍ／ｈで走行していたとする。この場合、車両ＣＡＲ３に搭載された端末装置の渋滞判断部１２０は、道路ＩＤ Ｒ１０２に対応する区間が渋滞していないと判断する。そのため、情報圧縮部１２２は、自車両データの走行速度情報を削除して、道路ＩＤのみをフレームに含めるようにする。

図１０（ｃ）、（ｄ）は、受信車両側で圧縮が行われる例を示す。図７を参照して、図１０（ｃ）は、道路ＩＤ Ｒ１０１で示される区間上を走行する車両ＣＡＲ２が、道路ＩＤ Ｒ１０２で示される区間上を走行する車両ＣＡＲ３から受信したフレームを示し、図１０（ｄ）は、車両ＣＡＲ２によって送信されるフレームを示している。この場合、車両ＣＡＲ２に搭載された端末装置の渋滞判断部１２０は、道路ＩＤ Ｒ１０２に対応する区間が渋滞していないと判断する。そのため、情報圧縮部１２２は、Ｒ１０２に関連する他車両データの走行速度情報を削除して、道路ＩＤのみをフレームに含めるようにする。

図１１は、本実施形態に係る車車間通信プロセスのフローチャートである。
各車両の端末装置１５０は、他車両から送信される他車両データを受信する（Ｓ１０）。渋滞判断部１２０は、受信した他車両データおよび自車両データに基づき、道路ＩＤ別に渋滞の有無を判断する（Ｓ１２）。この処理は、図１２を参照して後述する。情報圧縮部１２２は、他車両データと自車両データを含んだフレームから、渋滞判断部１２０により渋滞でないと判断された道路ＩＤについては、関連する走行速度情報を削除する。そして、送信部１２４によりブロードキャスト送信される（Ｓ１４）。この処理により、渋滞でないと判断された場合、車両データとして道路ＩＤのみが送信されるので、通信トラフィックが軽減される。

図１２は、渋滞判断部１２０における渋滞判断プロセスのフローチャートである。
まず、渋滞判断部１２０は、受信した複数の他車両データおよび自車両データに含まれる道路ＩＤのうち、いずれか一つを選択する（Ｓ２０）。選択した道路ＩＤが走行速度情報を伴っていない場合、すなわち対応する区間が渋滞していない場合、渋滞判断部１２０は予め定められた走行速度を付加する（Ｓ２２）。なお、このステップは、Ｓ２０で選択された道路ＩＤを有する他車両データが一つの場合には行わなくてよい。

続いて、渋滞判断部１２０は、Ｓ２０で選択された道路ＩＤを有する他車両データが複数存在しているか、すなわち選択した道路ＩＤに対応する道路上を走行する複数の車両から他車両データを受け取ったか否かを判定する（Ｓ２４）。複数の車両から他車両データを受け取っている場合（Ｓ２４のＹ）、全車両の走行速度の統計処理を行う（Ｓ２６）。例えば、平均速度を算出したり、速度の中央値を選択したりする。

選択された道路ＩＤを有する他車両データが一つのみの場合（Ｓ２４のＮ）、渋滞判断部１２０はその車両の走行速度が所定値以下であるか否かを判定する（Ｓ２８）。Ｓ２６の統計処理が行われた場合には、渋滞判断部１２０は統計処理後の走行速度が所定値以下であるか否かを判定する。走行速度が所定値より大きければ（Ｓ２８のＮ）、渋滞判断部１２０は、道路ＩＤに対応する区間が順調に流れていると判断する（Ｓ３６）。

Ｓ２８において走行速度が所定値以下と判断された場合（Ｓ２８のＹ）、直ちに渋滞であると判断してもよいが、現実の道路状況では、車両の走行速度が所定値以下であっても渋滞とはいえない場合も存在する。そこで、本実施形態では、以下に述べるような例外処理を実行する。

渋滞判断部１２０は、受信した他車両データが一台分のみであるか否かを判定する（Ｓ３０）。一台分のみの場合（Ｓ３０のＹ）、対応する区間の渋滞の判断は参考情報として取り扱う（Ｓ３４）。参考情報とされた場合、例えば表示制御部１３８は、ディスプレイ１４０の地図上で渋滞を示す赤い矢印を点線にするなど、表示態様を通常と変えるようにしてもよいし、あるいは地図上には渋滞を示す表示をせずドライバーに伝えないようにしてもよい。Ｓ３０のステップは、例えば一台の車両が道路ＩＤに対応する区間で休憩や故障のために停車しているような状況、または何らかの理由により一台の車両だけで低速走行しているような状況を排除するためのものである。

複数の車両データを受信している場合（Ｓ３０のＮ）、渋滞判断部１２０は、所定台数以上の車両から同様のデータを受信しているか否かを判定する（Ｓ３２）。言い換えると、Ｓ２６の統計処理前の走行速度が、予め定められた変動範囲内に収まるか否かを判定する。この変動範囲は、２０ｋｍ／ｈ以下で渋滞と判断される一般道路では５ｋｍ／ｈ、４０ｋｍ／ｈ以下で渋滞と判断される高速道路では１０ｋｍ／ｈといったように、渋滞判断のしきい値に基づき定められることが好ましい。また、上記の所定台数は、渋滞と判断すべき車両の下限値に設定される。このステップは、例えば数台程度の車両が低速走行している状況を渋滞と判断しないために行われる。

Ｓ３２で、所定台数未満の車両からしか同様の車両データを受信していない場合（Ｓ３２のＮ）、渋滞判断部１２０は道路ＩＤに対応する区間が順調に流れていると判断する（Ｓ３６）。所定台数以上の車両から同様の車両データを受信している場合（Ｓ３２のＹ）、渋滞判断部１２０は道路ＩＤに対応する区間が渋滞であると判断する（Ｓ３８）。

最後に、渋滞判断部１２０は、道路ＩＤの全てについて渋滞の判断を行ったか否かを判定する（Ｓ４０）。渋滞の判断をしていない道路ＩＤが存在する場合（Ｓ４０のＮ）、Ｓ２０に戻る。全ての道路ＩＤについて判断を終えた場合（Ｓ４０のＹ）、このフローを終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、路側機が設置されていない場所でも車車間通信のみで渋滞の有無を判定することができる。そのため、路側機の設置コストの低減、渋滞判断のリアルタイム化が可能になる。また、マルチホップ方式で車両データを車車間で転送するので、自車両から遠方に存在する他車両の情報も受け取ることができる。これにより、広範囲での渋滞判断が可能になる。

また、各車両の端末装置において、渋滞していないと判断された区間を走行する車両の走行速度情報を除去することで車車間の送信データ量を圧縮するので、通信トラフィックが軽減され周波数の利用効率が向上する。さらに、渋滞していないと判断された区間についても道路ＩＤが送信されるので、その区間を走行している車両が存在しない場合と、車両は存在するが渋滞はしていない場合とを区別することができる。

本発明には、以下の態様も含まれる。
車車間通信を行うために車両に搭載される端末装置であって、
少なくとも一部の道路について予め設定された区間ごとに識別情報としての道路ＩＤが割り振られている地図データを保持する地図データ記憶部と、
前記区間を走行する車両から前記道路ＩＤおよび前記車両の走行速度を含む車両データを受け取り、道路ＩＤごとに対応する区間が渋滞しているか否かを判断する渋滞判断部と、
受信した他車両の車両データと、自車両の車両データとを合わせたフレームを構成して送信する送信部と、
を備えることを特徴とする端末装置。
この態様によると、地図データ上に設定された区間に割り振られている道路ＩＤを使用することで、道路ＩＤごとに対応する道路における渋滞の有無を判断することが可能になる。

以上、本発明をいくつかの実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例について述べる。

実施の形態では、車両の走行速度に基づき渋滞判断をすることを述べた。この代わりに、またはこれと併用して、車両の密度に基づき渋滞判断を行うようにしてもよい。渋滞判断部は、同一の道路ＩＤを有する他車両データを複数受信した場合、その道路ＩＤに対応する区間における車両密度、すなわち単位距離当たりの車両台数を算出する。車両密度は、（同一の道路ＩＤを有する他車両データの数）／（道路ＩＤに対応する区間の実距離）で算出することができる。渋滞判断部は、車両密度が所定のしきい値以上のとき、道路ＩＤに対応する区間が渋滞していると判断する。車両密度のしきい値は、道路ＩＤが割り振られた区間の平均距離を考慮して定められる固定値であってもよいし、または道路ＩＤに対応する区間の実距離に応じた変動値であってもよい。

なお、上述の実施形態に係る端末装置が十分に普及していない場合は、一部の車両のデータのみしか車車間で通信されないため、車両密度を正確に算出することができない。そこで、端末装置において速度に基づく渋滞判断をデフォルト設定にしておき、車両密度に基づく渋滞判断を、端末装置の普及時に設定変更やソフトウエアのバージョンアップなどで追加できるような構成にしておいてもよい。

本発明によれば、車車間通信に基づき渋滞の有無を判断する端末装置において、車車間の通信トラフィックを軽減することができる。

１０２ ＲＦ部、 １０４ 変復調部、 １１４ 車速算出部、 １２０ 渋滞判断部、 １２２ 情報圧縮部、 １２４ 送信部、 １３０ ナビゲーション部、 １３４ 地図データ記憶部、 １３６ 位置取得部、 １３８ 表示制御部、 １４０ ディスプレイ、 １５０ 端末装置。

Claims (8)

1. 車車間通信を行うために車両に搭載される端末装置であって、
   少なくとも一部の道路について予め設定された区間ごとに識別情報としての道路ＩＤが割り振られている地図データを参照して、走行中の前記道路ＩＤおよび走行速度を含む自車両の車両データを送信することを特徴とする端末装置。
2. 前記道路ＩＤごとに対応する区間が渋滞しているか否かを判断する渋滞判断部と、
   他車両の端末装置から受信した車両データと、自車両の車両データとを合わせたフレームを構成して送信する送信部と、
   前記渋滞判断部により渋滞していないと判断された区間について前記フレームから走行速度を除く情報圧縮部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
3. 前記情報圧縮部は、前記渋滞判断部により自車両が走行する区間が渋滞していないと判断された場合、前記フレームを構成する自車両の車両データから走行速度を除くことを特徴とする請求項２に記載の端末装置。
4. 前記情報圧縮部は、前記渋滞判断部により他車両が走行する区間が渋滞していないと判断された場合、前記フレームを構成する他車両の車両データから走行速度を除くことを特徴とする請求項２に記載の端末装置。
5. 前記送信部は、複数の他車両から受信した同一の道路ＩＤを有する車両データを一つに統合することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の端末装置。
6. 前記少なくとも一部の道路は、所定の幅員以上の道路または単位時間当たりの通過台数が所定値以上の道路であることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
7. 前記渋滞判断部は、同一の道路ＩＤを含む複数の車両データを他車両から受信した場合、該複数の車両データに含まれる走行速度の統計処理を行って、道路ＩＤごとに一つの走行速度を求めて渋滞の有無を判断することを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の端末装置。
8. 渋滞判断部は、受信した他車両の車両データに走行速度が含まれていないとき、該車両データに含まれる道路ＩＤに予め定められた走行速度を割り当てて前記統計処理を行うことを特徴とする請求項７に記載の端末装置。

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