WO2003107302A1

WO2003107302A1 - ビーコンを用いたｆｃｄシステムと装置

Info

Publication number: WO2003107302A1
Application number: PCT/JP2003/007284
Authority: WO
Inventors: 足立　晋哉
Original assignee: 松下電器産業株式会社
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2003-12-24
Also published as: EP1533775A4; JP3748420B2; JP2004021517A; US20050171682A1; EP1533775A1; CA2489541A1; AU2003242082A1; CN1675664A; KR20050005560A

Abstract

本発明の課題は、ビーコンの特質を生かして車両の走行軌跡データを効率的に収集し、詳しい交通状況を解析することができるFCDシステムを提供する。本発明は、ビーコンにより車両の車載機から走行軌跡データを収集するシステムにおいて、下流側ビーコン(20)が走行軌跡データを収集し、この走行軌跡データに基づいて、上流側ビーコン(10)から下流側ビーコン(20)に至る前記車両の走行距離を求め、この走行距離と、上流側ビーコン(10)から下流側ビーコン(20)までの対象道路の距離とを比較して、前記車両の走行軌跡データを対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定するように構成している。ビーコンを用いて、車両の走行軌跡データを効率的に収集し、高精度の交通情報を得ることが可能になる。

Description

P T/JP03/07284

明細書ビーコンを用いた F C Dシステムと装置 <技術分野 >

本発明は、車両から走行状態を示すデータを収集して交通情報に活用するフ口一ティング■カー 'データ（F C D ) システムとその装置に関し、特に、ビーコンを通じてデータ収集を行うようにしたものである。ぐ背景技術 >

近年、車両を交通情報収集のためのセンサとして用いるプローブカー（またはフローティング ·カー）と呼ばれるシステムの導入が検討されている。このシステムでは、車両に搭載された F C D車載機が車両の走行速度や位置などのデータを記録してセンターに送信し、センターでは、各車両から送られて来た走行軌跡データを解析して交通流動等に関する道路交通情報を生成する。

現在、このシステムでは、 F C D車載機が記録したデータを所定の間隔で携帯電話を使ってセンターに伝送する方式が検討されている。

一方、ビーコンは、道路上に設置され、通過車両に対して V I C S道路交通情報をピンボイントで提供しているが、このビーコンには光ビーコンと電波ビーコンの二種類があり、この内、光ビーコンは、車載機との間で双方向通信を行うことができる（データ転送速度 l M b p s )。

現在、光ビーコンでは、双方向通信を利用して、次のような情報収集が行われている。なお、ビーコン間の距離は、設置状況等により様々であるが、数百 m〜数 k m程度である。

図 1 7に示すように、

( 1 ) 車両が上流側のビーコン 10を通過する時に、ビーコン 10は、車載機にビーコン 10の「ビーコン番号」を送信し、車載機は、このビーコン番号を蓄積する。

( 2 ) 車両が下流側のビーコン 20を通過する時に、車載機は、ビーコン 20に対 PC蘭舰 84

し、「前回通過したビーコン番号」と「前回ビーコン通過時からの経過時間」とを送信する。また、ビーコン 20は、車載機にビーコン 20の「ビーコン番号」を送信し、車載機は、このビーコン番号を蓄積する。

( 3 ) センターは、下流側のビーコン ²0が受信した情報を基に、ビーコン 10からビーコン 20の間の所要時間を計測する。

このように、光ビーコンでも、ビーコン間の旅行時間の収集が可能である。し力、し、光ビーコンによる旅行時間の収集は、次のような問題点がある。

( 1 ) 図 1 8に示すように、ビーコン 20に旅行時間情報を伝えた車両が、交通情報収集のターゲットとする道路 Aを通ったのか、それとも道路 Bを通ったのか識別できない。

( 2 ) センターで計測できるのは、ビーコン間の所要時間のみであり、その間の交通混雑の粗密状況は把握できない。

( 3 ) ビーコン 20に旅行時間情報を伝えた車両が、途中で停車したか否かを判別しにくい。

現状では、統計的手法を用いて、収集した旅行時間データの異常値（（1 ) の道路 B通過車両のデータや、（3 ) の停車車両のデータ）を判定し、それらを除いてターゲットの道路 Aの旅行時間を解析しているが、こうした手法を適用するには、多くのデータを集める必要があり、その間に交通状況は刻々と変化するため、従来の方式では、交通状況を迅速、且つ、詳細に把握することが難しい。

一方、携帯電話を使用する F C Dシステムでは、通信料金の負担が大きな課題となる。

本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、ビーコンの特質を生かして車両の走行軌跡データを効率的に収集し、詳しい交通状況を解析することができる F C Dシステムを提供し、また、そのシステムを構成する装置を提供することを目的としている。

<発明の開示 >

そこで、本発明では、ビーコンにより車両の車載機から走行軌跡データを収集するシステムにおいて、下流側ビーコンが走行軌跡データを収集し、この走行軌跡データに基づいて、上流側ビーコンから下流側ビーコンに至る前記車両の走行距離を求め、この走行距離と、上流側ビーコンから下流側ビーコンまでの対象道路の距離とを比較して、前記車両の走行軌跡データを対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定するように構成している。

また、下流側ビーコンが走行軌跡データを収集し、この走行軌跡データに含まれる位置データを用いて上流側ビーコンから下流側ビーコンに至る前記車両の通過道路区間を特定し、走行軌跡データに含まれる速度データを用いて前記通過道路区間内の速度データの計測地点を補完して特定するように構成している。

また、ビーコンにより車両の車載機から走行軌跡データを収集する F C D収集装置において、走行軌跡データを下流側ビーコンで収集し、この走行軌跡データに基づいて、上流側ビーコンから下流側ビーコンに至る前記車両の走行距離を求め、前記走行距離と、上流側ビーコンから下流側ビーコンまでの対象道路の距離とを比較して、この車両の走行軌跡データを対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定するように構成している。

また、走行軌跡データを下流側ビーコンで収集し、この走行軌跡データに含まれる位置データを用いて上流側ビーコンから下流側ビーコンに至る前記車両の通過道路区間を特定し、この走行軌跡データに含まれる速度データを用いて通過道路区間内の速度データの計測地点を補完して特定するように構成している。

また、搭載された車両の走行軌跡データをビーコンに送信する車載機において、上流側ビーコンを通過してから計測した走行軌跡データを符号化して下流側ビーコンに送信するように構成している。

こうした構成により、ビーコンを用いて、車両の走行軌跡データを効率的に収集し、高精度の交通情報を得ることが可能になる。

<図面の簡単な説明 >

図 1は、本発明の第 1の実施形態における F C Dシステムでのデータ伝送形態を示す図である。図 2は、本発明の第 1の実施形態における伝送データのデータ構造を示す図である。

図 3は、本発明の第 2の実施形態における F C Dシステムでのデータ伝送形態を示す図である。

図 4は、本発明の第 3の実施形態における伝送データのデータ構造を示すプロック図である。

図 5は、本発明の第 3の実施形態における F C Dシステムの構成を示す図である。

図 6は、本発明の第 4の実施形態における F C Dシステムでのデータ伝送形態を示す図である。

図 7は、本発明の第 4の実施形態における符号化指示データのデータ構造を示す図である。

図 8は、本発明の第 4の実施形態で使用する量子化テーブルを示す図である。図 9は、本発明の第 4の実施形態で使用する符号表を示す図である。

図 1 0は、本発明の第 4の実施形態における走行軌跡データのデータ構造を示す図である。

図 1 1は、本発明の第 4の実施形態における F C Dシステムの構成を示すプロック図である。

図 1 2は、本発明の第 4の実施形態での符号化指示データの作成手順を示すフロー図である。

図 1 3は、本発明の第 4の実施形態における F C Dシステムの動作手順を示すフロー図である。

図 1 4は、本発明の第 5の実施形態における F C Dシステムの第 1の構成を示す図である。

図 1 5は、本発明の第 5の実施形態における F C Dシステムの第 2の構成を示す図である。

図 1 6は、本発明の第 5の実施形態における F C Dシステムの動作手順を示すフロー図である。図 1 7は、従来のビーコンによる情報収集を示す説明図である。

図 1 8は、従来のビーコンによる情報収集の課題を示す説明図である, なお、図中の符号は以下のとおりである。

10 上流側ビーコン

11 交通状況判定部

12 符号化指示作成部

13 符号化指示選出部

14 交通センサ

20 下流側ビーコン

21 走行軌跡受信部

22 ビーコン設置位置データ

23 ビーコン情報加算部

24 符号化データ復号部

25 走行軌跡情報活用部

26 走行ルート Z停車判定部

50 F C D車載機

51 データ受信部

52 符号化指示データ

53 デフォルトの符号化指示データ

54 走行軌跡蓄積部

55 自車位置判定部

56 符号化処理部

57 走行軌跡送信部

58 G P Sアンテナ

59 ジャイロ

60 速度センサ

61 符号指示選出部

62 符号化情報選出部 111 センサ処理部

112 交通状況判定部

121 符号表算出部

122 符号化指示データ

123 走行軌跡データ

131 符号化指示選出部

132 符号化指示送信部

133 ビーコン番号/符号化指示送信部

134 ビーコン番号管理データ

521 符号化指示データ

522 符号化指示データ

561 符号化処理部

562 符号化処理部く発明を実施するための最良の形態 >

(第 1の実施形態）

第 1の実施形態では、車載機が、一定距離を単位とする単位区間ごとの「平均速度」または「通過時間」を計測し、計測データを下流側ビーコンにアップロードするシステムについて説明する。

このシステムでは、図 1に示すように、交通情報を収集する対象道路区間に上流側ビーコン 10と下流側ビーコン 20とが設置されており、対象道路区間におけるビーコン間の距離は既知である。

上流側ビーコン 10は、通過する車両の F C D車载機に対して、自己のビーコン番号とデータ計測のサンプリング間隔とをアップロードする。ここでは、図 2 ( a ) に示すように、上流側ビーコン 10は、サンプリング間隔として、平均速度を計測する単位区間の距離（例えば 1 5 0 m) を指定する。図 1では白丸の間を単位区間として表している。

車載機は、指定された距離（1 5 0 m) を走行するごとに単位区間の平均速度を記録し、下流側ビーコン 20の位置に来ると、記録した各単位区間の平均速度の情報と前回通過した上流側ビーコン 10 のビーコン番号とを含む走行軌跡データを下流側ビーコン 20にアップロードする。

F C D車載機から下流側ビーコン 20に送る走行軌跡データには、図 2 ( b ) に示すように、「前回通過したビーコンの番号」「速度のサンプリング距離間隔」「最終計測地点とビーコンァップ地点のオフセット距離 (速度の最終計測地点（ 1 5 O mピッチ）と、下流側ビーコン 20へのアップロード地点間の距離（1 5 0 m 未満の端数分））」「速度情報のサンプリング地点数」「各単位区間の平均速度」のデータが含まれる。また、送信パス容量に余裕がある場合は、この走行軌跡データの中に「前回通過したビーコンからの走行距離」を含めても良い。しかし、それを含めなくても、下流側ビーコン 20は、「速度のサンプリング距離間隔」「速度情報のサンプリング地点数」及び「最終計測地点とビーコンアップ地点のオフセット距離」から「前回通過したビーコンからの走行距離」を算出することができる。

下流側ビーコン 20またはそれに接続するセンター機器は、対象道路区間のビーコン間の距離が分かっているので、この距離と、走行軌跡データから求めた「前回通過したビーコンからの走行距離」とを比較して、車載機を搭載した車両が対象道路区間を通過したのか迂回路を通過したのかを判定する。迂回路を通過した車両から収集した走行軌跡データは、対象道路区間の交通状況を判断する材料から除外する。

また、個々の車両の走行軌跡データにおける各単位区間の平均速度を比較し、平均速度が他の区間と比べて異常に遅い区間では、その車両が停車していたものと判定する。この場合には、停車区間とその周辺区間（==加減速に要する区間）のデータを対象道路区間の交通状況を判断する材料から除外する。

そして、収集したデータの中から、これらのデータを除いた残りの走行軌跡データを統計的に解析し、各単位区間の平均速度から、対象道路区間内の交通混雑の粗密を分析する。

このように、このシステムでは、迂回路を通過した車両や停止した車両を的確に判定することができ、これらのデータを除外して、対象道路区間の交通状況を正確、且つ、詳細に分析することができる。

なお、車載機は、単位区間の平均速度を計測する代わりに、単位区間の通過に要した「通過時間」を計測しても良い。下流側ビーコン 20またはそれに接続するセンター機器の側で、この「通過時間」と「速度のサンプリング距離間隔」とを用いて単位区間の平均速度を算出することができるからである。

また、各単位区間の平均速度に代えて、各単位区間を走行するごとに速度を測定し、走行軌跡データには、この速度を含めるようにしても良い。

また、ここでは「速度のサンプリング距離間隔」として 1 5 O mを例示したが、 5 0〜3 0 O m程度に設定しても良い。このサンプリング距離間隔は、ビーコン間の距離が短い都市部では短く、ビーコン間の距離が長い山間部等では長く設定した方が、対象道路区間の交通状況を知るための走行軌跡データを効率的に集めることができ、ビーコンから車载機にサンプリング間隔の指示情報を送信することにより、ビーコンの設置状況に応じた単位区間の設定が可能になる。また、車載機が走行地域を識別してサンプリング間隔を自ら決めるようにしても良い。この場合、図 2 ( a ) のダウンロードデータには、ビーコン番号だけが含まれることになる。

(第 2の実施形態）

第 2の実施形態では、車載機が、一定時間を単位とする単位時間ごとの「平均速度」または「移動距離」を計測し、計測データを下流側ビーコンにアップロードするシステムについて説明する。

このシステムでは、図 3に示すように、上流側ビーコン 10は、通過する車両の F C D車載機に対して、自己のビーコン番号と、サンプリング間隔としての単位時間（2〜3 0秒程度）とをダウンロードする。

車載機は、指定された単位時間が経過するごとに平均速度を記録し、下流側ビーコン 20 の位置に来ると、「前回通過したビーコンの番号」「速度のサンプリング時間間隔」「最終計測地点とビーコンアップ地点のオフセット距離」「速度情報 3/07284 のサンプリング地点数」及ぴ「各単位時間の平均速度」のデータを含む走行軌跡データを下流側ビーコン 20にアップロードする。

この場合、送信パス容量に余裕があるときは、この走行軌跡データの中に「前回通過したビーコンからの走行距離」を含めても良い。しかし、それを含めなくても、下流側ビーコン 20は、（「速度のサンプリング時間間隔」 X 「各単位時間の平均速度」）の累積値に「最終計測地点とビーコンアップ地点のオフセット距離」を加算して「前回通過したビーコンからの走行距離」を算出することができる。下流側ビーコン 20またはそれに接続するセンター機器は、第 1の実施形態と同様に、対象道路区間のビーコン間の距離と、走行軌跡データから求めた「前回通過したビーコンからの走行距離」とを比較して迂回路を通過した車両を判定し、該当する車両の走行軌跡データを、対象道路区間の交通状況を判断する材料から除外する。

また、個々の車両の走行軌跡データにおける各単位時間の平均速度を比較し、平均速度が他の単位時間と比べて異常に遅い区間では、その車両が停車していたものと判定し、そのデータを対象道路区間の交通状況を判断する材料から除外する。

そして、収集したデータの中から、これらのデータを除いた残りの走行軌跡データを統計的に解析し、各単位時間の平均速度から、対象道路区間内の交通混雑の粗密を分析する。

なお、車載機は、単位時間の平均速度を計測する代わりに、単位時間の「移動距離」（==単位時間 X平均速度）を計測しても良い。

また、「速度のサンプリング時間間隔」については、第 1の実施形態と同様に、可変することができる。

(第 3の実施形態）

第 3の実施形態では、車載機からビーコンにアップロードする平均速度、通過時間あるいは移動距離のデータのデータ量を削減する方法について説明する。ここでは、速度情報を例に取る。データ量の削減は、速度情報を統計的に偏りを持つデータに変換し、変換後のデータを、符号表を用いて可変長符号化することにより行う。この手法については、本発明の発明者が先に提案した特願 200 1— 329242号等に詳述している。

統計的に偏りを持つデータに変換するため、例えば、計測値を前回の計測値との差分で表現する。こうすることにより、車両が対象道路区間内を略均一の速度で通過する場合に、差分速度データは 0付近に集中する。

一方、符号表では、発生頻度が高い ±0付近の差分速度データに小さいビット数の値を割り当て、発生頻度が低い差分速度データに大きいビット数の値を割り当てる。そして、この符号表を用いて差分速度データを可変長符号化することによりデータ量を削減することができる。また、このとき、そこに含まれる連続する同じ値に対してランレングス符号化を適用して連長圧縮することにより、さらにデータ量を削減することができる。

また、速度データを差分表現する前に、速度データを量子化し、量子化後の値を差分で表現するようにすればデータ量をさらに大幅に削減することができる。この速度データの量子化では、センターで渋滞状況を詳細に把握する必要があるため、遅い速度に対して細かく量子化し、速度が速くなるほど粗く量子化する。例えば、

0 ~ 1 k m/ → 1

2〜 3 k m/h → 2

4〜 8 k /h → 3

9 ~ 18 k m/h → 4

1 9〜 29 km/h → 5

30〜39 m/ → 6

40〜49 m/ → 7 のように量子化した場合には、速度データが 3 3 kmZhから次の計測地点で 3 8 km_ hに変化した場合でも、量子化値の差分は 0となり、可変長符号化による圧縮効果が高まる。

上流側ビーコンまたはそれに接続するセンター機器（即ち、 F C D収集装置）は、車載機に対して、符号化の方法、速度情報の量子化単位、符号表をダウン口ードし、車載機は、計測した速度データを指示された符号化方法で符号化して下流側ビーコンにアップロードする。

図 4 ( a ) は、この場合に上流側ビーコン 10からダウンロードされるデータを示し、図 4 ( b ) は、車載機が下流側ビーコン ²0にアップロードするデータのデータ構造を示している。図 4 ( a ) には、サンプリング間隔、量子化単位及ぴ符号表を指定する符号化指示データが含まれ、また、図 4 ( b ) には、速度差分を符号化したデータと、速度差分を速度データに変換するために必要な最終計測地点の絶対速度とが含まれている。

図 5は、上流側ビーコン（またはそれに接続するセンター機器） 10と、下流側ビーコン（またはそれに接続するセンター機器） 20と、 F C D車载機 50とから成るこのシステムの構成をブロック図で示している。

上流側ビーコン（またはそれに接続するセンター機器） 10は、交通状況を判定する交通状況判定部 11と、過去の走行軌跡データから各種の交通状況に応じた符号化指示データ（サンプリング間隔、量子化単位、符号表）を作成する符号化指示作成部 12と、通過する車両の車載機 50に対して選択した符号化指示データをダウンロードする符号化指示選出部 13とを備えている。

交通状況判定部 11は、 F C Dを含む交通センサ 14のセンサ情報を処理するセンサ処理部 111と、交通センサの情報から交通状況を判定する交通状況判定部 112 とを備えている。

符号化指示作成部 12 は、交通状況のパターンに分けた過去の走行軌跡データ 123 を用いて、各パターンの交通状況における速度データを効率的に符号化できる符号化指示データ（サンプリング間隔、量子化単位、符号表） 122 を算出する符号表算出部 121を備えている。

符号化指示選出部 13は、交通状況判定部 112が判定した交通状況に応じて、符号化指示データ 122を選出する符号化指示選出部 131と、ビーコン番号管理データ 134で管理されているビーコン番号及び選出された符号化指示データを F C D 車載機 50にダウンロードするビーコン番号/符号化指示送信部 133とを備えている。

また、 F C D車載機 50は、上流側ビーコン 10から符号化指示データ 52を受信するデータ受信部 51と、 F C D車載機 50が予め保持するデフォルトの符号化指示データ 53と、速度センサ 60の検出データを蓄積する走行軌跡蓄積部 54と、走行軌跡蓄積部 54に蓄積された計測データを符号化指示データ 52または δ3を用いて符号化する符号化処理部 56と、走行軌跡データを下流側ビーコン 20に送信する走行軌跡送信部 57とを備えている。

また、下流側ビーコン（またはそれに接続するセンター機器） 20は、 F C D車載機 50から走行軌跡データを受信する走行軌跡受信部 21と、上流側ビーコン 10 及び下流側ビーコン 20の設置位置を表すビーコン設置位置データ 22と、符号化されている走行軌跡データを複号化する符号化データ復号部 24と、対象道路区間以外を走行した車両や停止した車両の走行軌跡データを除外する走行ルート /停車判定部 26と、走行軌跡データを交通流動の解析等に利用する走行軌跡情報活用部 25とを備えている。

なお、上流側ビーコン 10、下流側ビーコン 20及び F C D車載機 50の各部の機能は、これらの装置が内蔵するコンピュータにプログラムで規定した処理を行わせることにより実現することができる。

このシステムでは、上流側ビーコン 10の交通状況判定部 11が、 F C Dを含む交通センサ 14のセンサ情報に基づいて交通状況を判定し、符号化指示作成部 12 と符号化指示選出部 13とに伝達する。

符号化指示作成部 12は、過去の走行軌跡データ 123を、そのときに交通状況判定部 11 から伝えられた交通状況に応じてパターン分けし、この走行軌跡データ 123 を用いて、各パターンの交通状況における速度データを符号化するための符号化指示データ（サンプリング間隔、量子化単位、符号表） 122を作成する。符号化指示選出部 13は、符号化指示作成部 12により予め作成された符号化指示データ 122の中から、交通状況判定部 112が判定した現在の交通状況に適合す 07284 る符号化指示データ 122を選択し、ビーコン番号とともに、通過する車両の F C D車载機 50にダウンロードする。また、選出した符号化指示データ 122は、下流側ビーコン 20にも伝えられる。

F C D車載機 50は、上流側ビーコン 10からビーコン番号と符号化指示データ 52 とを受信すると、それらを保存し、速度センサ 60により検出された走行車両の速度データを収集して走行軌跡蓄積部 54に蓄積する。そして、下流側ビーコン 20の下を通過するときに、走行軌跡蓄積部 ⁵4に蓄積された速度データを、符号化指示データ 52を用いて符号化し、下流側ビーコン 20にアップロードする。なお、上流側ビーコン 10から符号化指示データを受信しなかったときは、デフオルトの符号化指示データ 53を用いて、この符号化を行う。

走行軌跡データを受信した下流側ビーコン 20は、符号化されている走行軌跡データを、上流側ビーコン 10から通知された符号表を用いて複号化し、この走行軌跡データから求めた「上流側ビーコン 10を通過してからの走行距離」とビーコン設置位置データ 22で管理するビーコン間の距離とを比較して、この F C D車載機 50 を搭載した車両が対象道路区間を通過したのか迂回路を通過したのかを判定する。迂回路を通過した車両から収集した走行軌跡データは、対象道路区間の交通状況を判断する材料から除外する。

また、走行軌跡データの各単位区間の速度データを比較して、車両が停車していた区間を識別し、その区間のデータも対象道路区間の交通状況を判断する材料から除外する。残るデータを用いて対象道路区間の交通状況を解析し、交通情報に活用する。

このように、走行軌跡データの符号化により、 F C D車載機 50から下流側ビーコン 20にアップロードするデータのデータ量を削減することができ、車両が下流側ビーコン 20の下を通過する短い時間に、走行軌跡データを支障なく伝送することが可能になる。

(第 4の実施形態）

第 4の実施形態では、 F C D車載機が、速度データとともに位置データを計測雇 84

して、これらのデータを下流側ビーコンにアップロードし、下流側ビーコンが、この位置データに基づいて車両の通過した道路を識別するシステムについて説明する。なお、この実施形態では、上下流ビーコン間の道路のみならず、 1つのビ一コンがあれば、そのビーコンに至るまでの道路を特定し、交通状況を収集することも可能である。

この F C Dシステムでは、図 6に示すように、 F C D車載機が、位置情報を二重丸の地点で計測し、速度情報を、位置情報より密に、二重丸及び白丸の地点で計測する。 F C D車載機は、これらの計測データを、下流側ビーコン 20の下を通過するときに、下流側ビーコン 20にアップロードする。

下流側ビーコン 20 (またはそれに接続するセンター機器）は、受信した走行軌跡データに含まれる間欠的な位置情報を用、てマップマッチングを行い、車両が通過した道路を特定する。そして、その道路上の位置の間を速度情報を使って補完し、速度情報の計測地点とその地点での速度を特定し、その道路の混雑状況を判定する。

この場合、位置計測地点を密に設ければ、ビーコン側で道路の特定が容易であり、また、位置データから速度を算出することも可能である。しかし、位置データは、速度データに比べて情報量が重いと言う欠点がある。位置情報は、位置の表示を例えば 3 m単位（分解能を 3 m) で表したとしても、軌跡位置を表わすために凡そ 3 2ビットが必要である。これに対して、速度情報は、車両の場合、通常、 2 5 6 Km/ hを超えることは無いので 8ビットで表示することができ、情報量が比較的軽い。

そのため、位置情報だけで走行状況を表わすよりも、位置情報の数は十分な位置特定精度（マップマッチングによる道路正答率）が得られる程度に止め、この位置情報の間を多数の速度情報で補完した方が、 F C D車載機から送る走行軌跡データのデータ量を低く抑えることができ、また、ビーコン側では、走行状況を示す詳細な情報を得ることができる。

F C D車载機 50の計測は、原則として、一定時間が経過するごと（定周期方式）、または、一定距離走行するごと（定距離間隔方式）に行う。 PC蘭舰 84 定周期方式の場合は、長い周期（例えば 1 5秒〜 6 0秒間隔）で位置情報を計測し、短い周期（例えば 2秒〜 5秒間隔）で速度情報を計測する。また、定距離間隔方式の場合は、長い距離（例えば 2 O O m) 移動するごとに位置情報を計測し、短い距離（例えば 2 0 m) 移動するごとに速度情報を計測する。

各計測地点の位置情報は、隣接計測地点からの距離 Lと偏角 0 とで表わし、デ一タ量を減らすため、距離 Lは隣接位置計測地点の距離データとの差分 Δ Lで表現し、また、偏角 Θ は隣接位置計測地点の偏角との差分 Δ Θ (または Θ のまま）で表現する。定距離間隔方式の場合には、距離 L一定であるため、 A L = 0となり、偏角差分 Δ Θ (または偏角 Θ ) だけで位置を表わすことができる。速度情報 Vは、隣接速度計測地点での速度との速度差分 A Vで表わす。また、これらのデータは、可変長符号化や連長圧縮を適用してデータ量の一層の削減を図る。

このように、位置情報を隣接位置計測地点からの距離 Lや偏角 Θ で表現する場合には、これらの位置情報を絶対位置情報に変換するために、最終地点または開始地点の絶対位置情報が必要になるが、ビーコンで F C D車载機の情報収集を行う場合には、ビーコンの位置が既知であるため、 F C D車載機がビーコンに対して絶対位置情報をアップロードする必要が無い。そのため、この分だけでも 3 2 b i t X 2 + 9 ~ 8 b i tのデータ量の削減が可能になる。

図 6は、定周期方式の場合の位置計測地点（二重丸）及び速度計測地点（白丸 +二重丸）の計測データを示しており、定距離間隔方式では、この位置測定データの Δ Lが不要になる。

図 7は、上流側ビーコン 10が F C D車載機にダウンロードする符号化指示データを例示している。ここには、この符号化方法を特定する指示番号、偏角を偏角のまま表わすか偏角差分で表わすかを指定するフラグ（ここでは偏角表現を指示）、定周期方式か定距離間隔方式かを指定し、計測情報を指示するフラグ（ここでは定距離間隔方式を指示し、計測情報として Θ 及び Vを指示）、位置情報の計測地点間隔を指定するサンプリング距離間隔（= 2 0 O m)、速度情報の計測地点間隔を指定するサンプリング距離間隔（= 2 5 m)、偏角の量子化単位（= 3 ° )、図 8に示す速度情報の量子化単位テーブル、図 9 ( a ) に示す偏角 Θ の符号表、及び、図 9 ( b ) に示す速度差分 Δ νの符号表が指示されている。

また、図 1 0は、 F C D車載機から下流側ビーコン 20にアップロードされるデータを示している。ここには、 F C D車載機が搭載された車両の I D情報、符号化指示データに含まれる符号化方法の指示番号、 0 の計測地点数、偏角 Θ の符号化データ、最終計測位置の速度、 Δ νの計測地点数、及び、速度差分の符号化データが含まれている。

図 1 1は、このシステムの構成をプロック図で示している。上流側ビーコン（またはそれに接続するセンター機器） 10の構成は、第 3の実施形態（図 5 ) と実質的に同じである。

また、 F C D車載機 50は、上流側ビーコン 10から符号化指示データ 52を受信する符号化指示受信部 51と、 F C D車載機 50が予め保持するデフォルトの符号化指示データ 53と、 G P Sアンテナ 58及びジャィ口 59を用いて自車位置を計測する自車位置判定部 55と、自車位置の計測データ及び速度センサ 60の検出データを蓄積する走行軌跡蓄積部 54と、走行軌跡蓄積部 54に蓄積された計測データを符号化指示データ 52または 53を用いて符号化する符号化処理部 56と、走行軌跡データを下流側ビーコン 20に送信する走行軌跡送信部 57とを備えている。また、下流側ビーコン（またはそれに接続するセンター機器） 20は、 F C D車載機 50から走行軌跡データを受信する走行軌跡受信部 21と、上流側ビーコン 10 及び下流側ビーコン 20の設置位置を表すビーコン設置位置データ 22と、ビーコン位置情報を走行軌跡データに加えるビーコン情報加算部 23と、符号化されている走行軌跡データを復号化する符号化データ復号部 24と、複号化された走行軌跡データを交通流動の解析等に利用する走行軌跡情報活用部 2δとを備えている。図 1 2は、上流側ビーコンが接続するセンター機器（F C D収集装置） 10の符号化指示作成部 12の処理手順を示している。

まず、 N = 1のビーコン Nを対象として（ステップ 1 )、ビーコン N周辺での過去の軌跡や代表的な交通状況を収集し（ステップ 2 )、誤マッチング発生状況や情報量から、位置情報のサンプリング距離間隔 Lを決定する（ステップ 3 )。次に、交通状況や情報量から速度情報の量子化単位を決定し（ステップ 4 )、交通状況や情報量から速度情報のサンプリング距離間隔を決定する（ステップ 5 )。次に、統計値算出式に従い、各区間の Δ ·を算出し、 Δ θ』の分布を計算して符号表を作成する（ステップ 6 )。また、統計値算出式に従い、 A Viを算出し、の分布を計算して符号表を作成する（ステップ 7 )。決定した量子化単位、計測間隔及び符号表の内容を上流側ビーコン番号の送出指示内容として保存する（ステップ 8 )。この処理を全てのビーコンについて実施する（ステップ 9、 10)。

図 1 3は、上流側ビーコン（またはそれに接続するセンター機器） 10、下流側ビーコン（またはそれに接続するセンター機器） 20及び F C D車載機 50の動作手順を示している。まず、上流側ビーコン 10は、現在の交通情報を収集し（ステップ 11)、送出する量子化単位 ·計測間隔，符号表を決定し（ステップ 12)、符号化指示番号とともに F C D車載機 50に送出する (ステップ 13)。

F C D車載機 50は、符号表を受信し（ステップ 14)、指定内容に従い、現在位置 -速度情報を計測し、走行軌跡データを蓄積する（ステップ 15)。下流側ビーコン 20との通信が始まると（ステップ 16)、符号表を参照し、走行軌跡データ（位置及び速度）を符号化し（ステップ 17)、符号化指示番号と走行軌跡データとを下流側ビーコン 20に送信する（ステップ 18)。

下流側ビーコン 20は、走行軌跡データを受信すると（ステップ 19)、情報を受信したビーコン位置の絶対緯度経度■絶対方位を走行軌跡データに付加し（ステップ 20)、符号化指示番号から、量子化単位，計測間隔，符号表を参照し、位置 (L/ θ ) ·速度（V)を復号化する（ステップ 21)。

次に、位置情報を用いてマップマッチングを実施し、道路区間を特定し（ステップ 22)、特定した道路区間の間を速度情報で補完して（ステップ 2³)、交通情報の生成 ·蓄積等、 F C D情報の活用処理を実施する（ステップ 24)。

このように、このシステムでは、 F C D車載機を搭載した車両が通過した道路を特定して、この道路で F C D車載機により計測されたデ一タを交通状況の解析に使用することができる。

なお、ここでは、上流側ビーコンに接続するセンター機器が符号化指示内容をあら力じめ複数パターン作成しておく方法について記述したが、センター装置に JP03/07284 十分な C P uパワーがある場合には、直近の情報からリアルタイムに符号化指示内容を算出するようにしても良い。

(第 5の実施形態）

第 5の実施形態では、 F C D車載機が、予め複数の符号表を保持し、走行状況に応じて自動的に符号表を選出するシステムについて説明する。

この F C D車載機は、図 1 4に示すように、サンプリング間隔、量子化単位及ぴ符号表が記述された複数の符号化指示データ 52と、これらの符号化指示データ 52の中から、使用する符号化指示データ 52を選出する符号指示選出部 61とを備えている。

符号指示選出部 61は、過去の走行パターンから、最も適した符号化指示データ 52を選出する（処理 A)。

例えば、あらかじめ決められた距離（数 k m) を走行する間に、単位距離（1 O O m) 当たり偏角 6 (または 6 ± 9 0 ° ) の絶対値を加算し、その累積値によつてランク分けする。このランクは、交差点等が多い都市部では高くなり、山間部では低くなる。また、この走行の間に、単位時間当たりの速度差 Δ νの絶対値を加算し、その累積値によってランク分する。このランクは、渋滞が多い都市部では高くなり、山間部では低くなる。そして、この 2つのランクの組み合わせにより、選出する符号指示データ 52を決定する。その結果、走行地域に応じた符号表を選出することができる。

また、このとき、符号指示選出部 61は、過去のアツプリンク頻度も考慮に入れて符号化指示データ 52を決定するようにしても良い（アツプリンク頻度が多い場合には、密な測定を指示する符号化指示データ 52を選出する）。

また、図 1 5に示す F C D車載機 50は、異なる符号化指示データ 521、 522に基づいて並行して符号化処理を行う複数の符号化処理部 561， 562と、各符号化処理部 561, 562が符号化したデータの中から送信する符号化データを選出する符号化情報選出部 62とを備えている。

符号化処理部 561 , 562は、 N個の符号化指示データ 521, 522を保持している場合に、走行軌跡蓄積部 54に蓄積されたデータを各符号化指示データ 521， 522 に基づいて符号化し、 N通りの符号化データを生成する。

符号化情報選出部 62は、この N通りの符号化データの中から、情報量とデータサイズとのバランスが取れた最も効果的な符号化データを選出する。符号化情報選出部 62は、例えば次のような方法で、効果的な符号化情報であるか否かの判定を行う（処理 B )。

前回走行軌跡データを送信した際にバッファがクリアされているので、今回走行軌跡データ送信する際には、前回送信時から今回の間に、走行軌跡データが「バッファの容量（=通信容量）に既に達した」力、「バッファ容量に達していない力、」のいずれかである。

「バッファの容量に達した場合」は、できるだけ長い距離の走行軌跡情報を送ることが望ましいので、規定データ量内で一番長い距離を表現できる符号化軌跡情報を送る。また、「バッファ容量に達していない場合」には、できるだけ詳しい情報を送りたいので、規定データ量内で一番サンプリング間隔の短い符号化軌跡情報を送る。

こうしたアルゴリズムにより、 F C D車載機は、最適な符号表を用いて符号化した走行軌跡データを効果的に送信することができる。

図 1 6は、この場合の F C D車載機 50の処理手順を示している。

F C D車載機 50は、受信した複数の符号表を保持し（ステップ 34)、指定内容に従い、現在位置-速度情報を計測し、走行軌跡データを蓄積する（ステツプ ³5)。下流側ビーコン 20との通信が始まると（ステップ 36)、最適な符号化指示データを選択するための前記処理 Aを行う（ステップ 37)。あるいは、各符号化指示データに基づいて符号化したデータの中から効果的な符号化データを選択するための前記処理 Bを行う（ステップ 38)。

次いで、符号化指示番号と符号化した走行軌跡データとを下流側ビーコン 20 に送信し（ステップ ³9)、走行軌跡バッファをクリアする（ステップ 40)。

このように、このシステムでは、 F C D車載機が走行状況に応じて、自動的に符号表を選出することができる。また、上流側ビーコンが F C D車載機に送信する符号化指示データの中で、 F C D車載機が停車回数や停車時間の情報を上げて来るように指示したり、ウィンカー/ハザード半ドア警告/パーキングブレーキ等の車両センサ情報を上げて来るように指示したりしても良い。これらの情報は、収集した走行軌跡データの中で、交通状況を判定する上でノイズとなる質の悪い情報を排除するときの参考になる。本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとつて明らかである。

本出願は、 2002年 6月 14日出願の日本特許出願（特願 2002— 174424) に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

<産業上の利用可能性 >

以上の説明から明らかなように、本発明の F C Dシステム及びその装置では、ビーコンを用いて、車両の走行軌跡データを効率的に収集し、高精度の交通情報を得ることが可能になる。

また、この走行軌跡データの収集位置が、固定されたビーコンの設置位置であることを利用して、車載機からビーコンに送信するデータのデータ量を削減することができる。

Claims

請求の範囲

1 . ビーコンにより車両の車載機から走行軌跡データを収集する F C Dシステムであって、

下流側ビーコンが前記走行軌跡データを収集し、前記走行軌跡データに基づいて、上流側ビーコンから前記下流側ビーコンに至る前記車両の走行距離を求め、前記走行距離と、前記上流側ビーコンから前記下流側ビーコンまでの対象道路の距離とを比較して、前記車両の走行軌跡データを前記対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定することを特徴とする F C Dシステム。

2 . 車両の車載機から前記車両の走行軌跡データを収集する、対象道路区間に設置された複数のビーコンと、

前記走行軌跡データに基づいて、前記対象道路の上流側のビーコンから隣り合う下流側のビーコンに至る前記車両の走行距離を算出する走行距離算出手段と、前記走行距離と、前記対象道路の前記上流側のビーコンから前記下流側のビーコンまでの距離との比較結果に応じて、前記車両の走行軌跡データを前記対象道路区間の交通状況の解析に使用するか否かを判定する判定手段と、

を備えたことを特徴とする F C Dシステム

3 . 車両の車載機から前記車両の走行軌跡データを収集する、対象道路に設置された複数のビーコンと、

前記走行距離データが示す前記対象道路の上流側のビーコンから隣り合う下流側のビーコンに至る前記車両の走行距離と、前記対象道路の前記上流側のビーコンから前記下流側のビーコンまでの距離との比較結果に応じて、前記車両の走行軌跡データを前記対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定する判定手段と、

を備えたことを特徴とする F C Dシステム

4 . 前記車載機は、前記走行軌跡データの中に、一定距離を単位として計測した各単位区間の通過時間のデータを含めることを特徴とする請求項 1、 2または 3に記載の F C Dシステム。

5 . 前記車載機は、前記走行軌跡データの中に、一定距離を単位として計測した各単位区間の平均速度のデータを含めることを特徴とする請求項 1、 2または 3に記載の F C Dシステム。

6 . 前記車載機は、前記走行軌跡データの中に、一定距離を単位として各単位区間を走行するごとに計測した速度のデータを含めることを特徴とする請求項 1、 2または 3に記載の F C Dシステム。

7 . 前記車載機は、前記走行軌跡データの中に、一定時間を単位として計測した各単位時間の移動距離のデータを含めることを特徴とする請求項 1、 2または 3に記載の F C Dシステム。

8 . 前記車載機は、前記走行軌跡データの中に、一定時間を単位として計測した各単位時間の平均速度のデータを含めることを特徴とする請求項 1、 2または 3に記載の F C Dシステム。

9 . 前記判定手段は、前記単位区間の前記通過時間から、当該単位区間の走行軌跡データを前記対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定することを特徴とする請求項 4に記載の F C Dシステム。

1 0 . 前記判定手段は、前記単位区間の前記平均速度から、当該単位区間の走行軌跡データを前記対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定することを特徴とする請求項 5に記載の F C Dシステム。

1 1 . 前記判定手段は、前記単位区間の前記速度から、当該単位区間の走行軌跡データを前記対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定することを特徴とする請求項 6に記載の F C Dシステム。

1 2 . 前記判定手段は、前記単位時間の前記移動距離から、当該単位時間の走行軌跡データを前記対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定することを特徴とする請求項 7に記載の F C Dシステム。

1 3 . 前記判定手段は、前記単位時間の前記平均速度から、当該単位時間の走行軌跡データを前記対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定することを特徴とする請求項 8に記載の F C Dシステム。

1 4 . ビーコンにより車両の車載機から走行軌跡データを収集する F C D システムであって、

ビーコンが前記走行軌跡データを収集し、前記走行軌跡データに含まれる位置データを用いて前記ビーコンに至る前記車両の通過道路区間を特定し、前記走行軌跡データに含まれる速度データを用いて前記通過道路区間内の前記速度データの計測地点を補完して特定することを特徴とする F C Dシステム。

1 5 . 車両の車載機から、前記車両の位置データ及び速度データを含む走行軌跡データを収集する、対象道路区間に設置されたビーコンと、

前記ビーコンによって収集された走行軌跡データに含まれる前記位置データを用いて、前記ビーコンに至る前記車両の通過道路区間を特定する道路区間特定手段と、

前記ビーコンによって収集された走行軌跡データに含まれる前記速度データを用いて、前記特定された通過道路区間内の地点を補完し、前記速度データの計測地点及び当該計測地点での速度を特定する速度特定手段と、

を備えたことを特徴とする F C Dシステム。

1 6. 前記車載機は、前記位置データを間欠的に計測し、前記速度データを、前記位置データに比べて高い頻度で計測することを特徴とする請求項 1⁴または 1 5に記載の FCDシステム。

1 7. 前記車載機は、前記位置データを一定の距離間隔で計測し、前記距離間隔より短い一定距離間隔で前記速度データを計測することを特徴とする請求項 16に記載の FCDシステム。

18. 前記位置データを偏角で表わすことを特徴とする請求項 1 7に記載の F CDシステム。

1 9. 前記車載機は、前記位置データを一定の時間間隔で計測し、前記時間間隔より短い一定時間間隔で前記速度データを計測することを特徴とする請求項 1 6に記載の F CDシステム。

20. 前記車載機は、計測した前記データを、前回の計測地点のデータとの差分で表現することを特徴とする請求項 4から請求項 1 9のいずれかに記載の F CDシステム。

21. 前記車載機は、前記差分で表現したデータを可変長符号化することを特徴とする請求項 20に記載の F CDシステム。

22. 前記上流側ビーコンは、前記車載機に対して、前記データの符号化方法を指定することを特徴とする請求項 2 1に記載の F CDシステム。

23. 前記上流側ビーコンは、前記符号化方法の中で、計測値のサンプリング間隔、量子化単位及び符号表を指定することを特徴とする請求項 22に記載の F C Dシステム。

2 4 . ビーコンにより車両の車載機から走行軌跡データを収集する F C D 収集装置であって、

前記走行軌跡データを下流側ビーコンで収集し、前記走行軌跡データに基づいて、上流側ビーコンから前記下流側ビーコンに至る前記車両の走行距離を求め、前記走行距離と、前記上流側ビーコンから前記下流側ビーコンまでの対象道路の距離とを比較して、前記車両の走行軌跡データを前記対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定することを特徴とする F C D収集装置。

2 5 . 対象道路区間に複数設置された F C D収集装置であって、車両の車载機から提供された走行軌跡データを収集するデータ収集手段と、前記走行軌跡データに基づいて、前記対象道路の上流側の F C D収集装置から隣り合う下流側の F C D収集装置に至る前記車両の走行距離を算出する走行距離算出手段と、

前記走行距離と、前記対象道路の前記上流側の F C D収集装置から前記下流側の F C D収集装置までの距離との比較結果に応じて、前記車両の走行軌跡データを前記交通状況の解析に使用するか否かを判定する判定手段と、

を備えたことを特徴とする F C D収集装置。

2 6 . 対象道路区間に複数設置された F C D収集装置であって、車両の車載機から提供された走行軌跡データを収集するデータ収集手段と、前記対象道路の上流側の F C D収集装置から隣り合う下流側の F C D収集装置に至る前記車両の走行距離と、前記対象道路の前記上流側の F C D収集装置から前記下流側の F C D収集装置までの距離との比較結果に応じて、前記車両の走行軌跡データを前記交通状況の解析に使用するか否かを判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする F C D収集装置。

2 7 . 前記判定手段は、前記走行軌跡データの単位区間または単位時間ごとの値の大きさから、当該単位区間または単位時間における走行軌跡データを前記対象道路の交通状況の解析に使用するか否かを判定することを特徴とする請求項 2 4、 2 5または 2 6に記載の F C D収集装置。

2 8 . ビーコンにより車両の車載機から走行軌跡データを収集する F C D 収集装置であって、

前記走行軌跡データを下流側ビーコンで収集し、前記走行軌跡データに含まれる位置データを用いて上流側ビーコンから前記下流側ビーコンに至る前記車両の通過道路区間を特定し、前記走行軌跡データに含まれる速度データを用いて前記通過道路区間内の前記速度データの計測地点を補完して特定することを特徴とする F C D収集装置。

2 9 . 対象道路区間に複数設置された F C D収集装置であって、車両の車載機から提供された前記車両の位置データ及び速度データを含む走行軌跡データを収集するデータ収集手段と、

前記収集された走行軌跡データに含まれる前記位置データを用いて、前記 F C

D収集装置に至る前記車両の通過道路区間を特定する道路区間特定手段と、前記収集された走行軌跡データに含まれる前記速度データを用いて、前記特定された通過道路区間内の地点を補完し、前記速度データの計測地点及び当該計測地点での速度を特定する速度特定手段と、

を備えたことを特徴とする F C D収集装置。

3 0 . 前記上流側ビーコンから前記車載機に対して前記走行軌跡データの符号化方法を指定する符号化指定手段と、

前記下流側ビーコンで収集した前記走行軌跡データを、前記符号化方法に対応する復号化方法で複号化する復号手段と、

を備えたことを特徴とする請求項 2 4から請求項 2 9のいずれかに記載の F C D

3 1 . 搭載された車両の走行軌跡データをビーコンに送信する車載機であつて、

上流側ビーコンを通過してから計測した前記走行軌跡データを符号化する符号化手段と、

前記符号化された走行軌跡データを下流側ビーコンに送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする車載機。

3 2 . 前記符号化手段は、前記走行軌跡データを前記上流側ビーコンから指示された符号化方法で符号化することを特徴とする請求項 3 1に記載の車载機。

3 3 . 前記符号化手段は、前記走行軌跡データを、保持している複数の符号表の中から選択した符号表を用いて符号化することを特徴とする請求項 3 1に記載の車載機。

3 4 . 前記符号化手段は、前記走行軌跡データを、保持している複数の符号表を用いて符号化し、符号化したデータの中から前記下流側ビーコンに送信するデータを選択することを特徴とする請求項 3 1に記載の車載機。