光ビーコンとこれによるアップリンク受信位置の特定方法
【課題】 ＰＤ分割タイプの光ビーコン４において、最終分割領域ＵＡ１におけるアップリンク受信位置の位置標定精度を向上する。
【解決手段】 本発明の光ビーコン４は、各ＰＤｉに生じる受光レベルに基づいてＡｊのうちのいずれかの代表点を、当該Ａｊにおけるアップリンク受信位置として特定する位置特定部５０と、ＰＤ１の受光レベルが、ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値と等しくなる、Ａｎの下流端位置を予め記憶する記憶部４８と、を備える。位置特定部５０は、前回特定されたアップリンク受信位置がＵＡｉの境界位置からＡｎ−１までの範囲にある場合に、Ａｎ用の閾値を、前回のアップリンク情報受信時の全ＰＤｉの受光レベルの合計値に前記所定係数をかけた値に更新し、今回のアップリンク受信位置がＡｎに含まれ、今回のアップリンク情報受信時のＰＤ１の受光レベルが更新された閾値以上である場合に、記憶された下流端位置をＡｎの代表点とする。
【解決手段】 本発明の光ビーコン４は、各ＰＤｉに生じる受光レベルに基づいてＡｊのうちのいずれかの代表点を、当該Ａｊにおけるアップリンク受信位置として特定する位置特定部５０と、ＰＤ１の受光レベルが、ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値と等しくなる、Ａｎの下流端位置を予め記憶する記憶部４８と、を備える。位置特定部５０は、前回特定されたアップリンク受信位置がＵＡｉの境界位置からＡｎ−１までの範囲にある場合に、Ａｎ用の閾値を、前回のアップリンク情報受信時の全ＰＤｉの受光レベルの合計値に前記所定係数をかけた値に更新し、今回のアップリンク受信位置がＡｎに含まれ、今回のアップリンク情報受信時のＰＤ１の受光レベルが更新された閾値以上である場合に、記憶された下流端位置をＡｎの代表点とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された車載機との間で光信号による双方向通信を行う、道路側に設置された光ビーコンが、車載機からのアップリンク受信位置を特定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。
このうち、光ビーコンは、近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向通信が可能となっている。具体的には、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含むアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信され、逆に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が光ビーコンから車載機に送信されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる光ビーコンを用いた路車間通信システムにより、例えば、通信領域内の特定位置（例えば車両進行方向の上流端）を車両（車載機）の位置と見立て、当該特定位置からその下流側の所定位置（例えば、信号機の手前に設けられた停止線）までの「距離情報」を第２のダウンリンク情報に含ませておき、この距離情報を受信した車載機により、当該距離情報を利用して、停止線の手前で強制停止するように車両を制動させたり、ドライバに停止や減速を促す報知を行ったりして、ドライバに対して安全運転支援を行う場合がある（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００４】
しかし、車載機からのアップリンク情報をより確実に受信するために、実際に運用されている光ビーコンでは、通信領域（特にアップリンク領域）が規格で規定された正式な範囲よりも広くなっていることが多い。
このように通信領域が広範であると、上記「距離情報」の始点となる通信領域内の特定位置と、車両が距離情報を受信した時点における実際の位置との差が大きくなる可能性が高く、距離情報の精度が低下する。
【０００５】
このため、この距離情報を利用した安全運転支援の精度も同様に低下し、例えば、安全運転支援制御によって、停止線の手前に停止させるように車両を制動したにも関わらず、停止線をオーバーして車両が停止するといった事態が起こりうる。
そこで、本出願人は、アップリンク領域を車両進行方向に分割した複数の分割領域として定義し、この車両進行方向に並ぶ複数の分割領域にそれぞれに対応してアップリンク情報を受信する複数の受光部を投受光器に設けた光ビーコンを既に提案している（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
各分割領域に対応する複数の受光部を有する光ビーコン（以下、「ＰＤ分割タイプ」（ＰＤはPhotodiodeの略）と称することがある。）を使用すれば、アップリンク領域が車両進行方向に比較的広く設定されていても、アップリンク領域を複数の分割領域に区分することで、個々の分割領域それぞれを車両進行方向に狭く設定することができる。
このため、各分割領域それぞれに「距離情報」の始点となる特定の代表点を精度よく設定することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９３６６０号公報
【特許文献３】特開２００７−３１７１６６号公報
【特許文献４】特開２００８−１８６３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記ＰＤ分割タイプの光ビーコンにおいて、例えば、１つのアップリンク光によって発生する互いに隣接する分割領域の受光部（ＰＤ）の受光レベルの比率を算出すれば、アップリンク送信位置をより詳しく特定することができる（特許文献４の段落００６５〜００６６参照）。
このように、ＰＤ分割タイプの光ビーコンにおいて、隣接する分割領域の受光部に生じる受光レベルの比率を利用すれば、車両進行方向の位置標定精度を分割領域の長さ未満に抑えることができる。
【０００９】
しかし、車両進行方向に並ぶ複数の分割領域のうち、最も下流側の分割領域（図３のＵＡ１：以下、「最終分割領域」ということがある。）の場合には、これより下流側に他の分割領域が存在しないので、最終分割領域の下流側端部の細分エリア（図７のＡ１０：以下、「最終エリア」ということがある。）については、隣接する分割領域に対応する受光レベルとの比率を利用したエリアの細分化を行うことができない。
そこで、従来では、かかる最終エリアについては、最終分割領域の受光部の受光レベルがその閾値を下回る位置を最終エリアの代表点（図７のＬ０）として定義し、最終エリアで生じたアップリンク光の受光レベルがその閾値を下回った場合に、記憶した代表点を最終エリアのアップリンク受信位置として特定していた。
【００１０】
しかしながら、このような従来の位置特定方法では、次のような問題が生じることが判明した。
すなわち、車両から送信されるアップリンク光は、車載機自体の性能やフロントガラスの汚れ具合等によって強度がまちまちであるから、最終分割領域におけるアップリンク光の検出精度を維持するためには、その最終分割領域に対応する受光部の閾値（固定値）を比較的小さめに設定する必要がある。
【００１１】
ところが、車両進行方向を横軸とした受光レベルの分布は、例えば図７に示すように、裾野が広がった左右対称のほぼ山型になるので、最終分割領域に対応する受光部の閾値を小さくするほど、最終エリアの代表点が下流側に移動する。
このため、アップリンク光の検出精度を維持すべく、最終分割領域に対応する受光部のための閾値を低めに設定すると最終エリアが下流側に広くなり過ぎ、当該最終エリアについて所望の位置標定精度が得られなくなる場合があった。
【００１２】
本発明は、このような実情に鑑み、ＰＤ分割タイプの光ビーコンにおいて、最終分割領域におけるアップリンク受信位置の位置標定精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下、本欄において本発明の光ビーコンの技術的特徴を述べるが、本明細書では、複数の分割領域、受光部及び細分エリアを、必要に応じてそれぞれ次のように記述する。
分割領域 ：ＵＡｉ（ただし、ｉは下流側から順に１，２……ｍ）
受光部 ：ＰＤｉ（ｉは分割領域の場合と対応。）
細分エリア：Ａｊ（ただし、ｊは上流側から順に１，２……ｎ）
また、本明細書では、上記添え字ｉ，ｊに実際の数字を入れて分割領域、受光部及び細分エリアを記述する場合には、識別しやすいように通常の全角文字を使用し、例えば「ＵＡ１」、「ＰＤ１」、「Ａ１」のように表示する。その他の添え字付き符号（ＶｉやＬｋ等）についても同様である。
【００１４】
（１） 本発明の光ビーコンは、車両進行方向に並ぶ複数のＵＡｉにそれぞれ対応する複数のＰＤｉと、車両からのアップリンク情報受信時に各ＰＤｉに生じる受光レベルに基づいて、各ＵＡｉを車両進行方向に細分化したＡｊのうちのいずれかの代表点を、当該Ａｊにおけるアップリンク受信位置として特定する位置特定部と、ＰＤ１の受光レベルが、ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値と等しくなる、Ａｎの下流端位置を予め記憶する記憶部と、を備えている。
【００１５】
その上で、本発明の光ビーコンでは、前記位置特定部が、前回特定されたアップリンク受信位置が前記境界位置からＡｎ−１までの範囲にある場合に、Ａｎ用の閾値を、前回のアップリンク情報受信時の全ＰＤｉの受光レベルの合計値に前記所定係数をかけた値に更新し、今回のアップリンク受信位置がＡｎに含まれている場合に、今回のアップリンク情報受信時のＰＤ１の受光レベルが更新された前記閾値以上であることを条件として、記憶された前記下流端位置を当該Ａｎの代表点として採用することを特徴とする。
【００１６】
本発明の光ビーコンによれば、ＰＤ１の受光レベルが、ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値と等しくなる位置を、最終エリアであるＡｎの下流端位置としたので、その所定係数の値に応じて、Ａｎの下流端位置を通常よりも上流側に設定することができる。
また、本発明の光ビーコンによれば、位置特定部が、Ａｎ用の閾値を、前回のアップリンク情報受信時の全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値に更新するので、上記のようにＡｎの下流端位置を通常よりも上流側に設定しても、アップリンク情報の発光強度に関係なく、その受信位置がＡｎに含まれているか否かを判定することができる。
【００１７】
このように、本発明の光ビーコンによれば、Ａｎの下流端位置を通常よりも上流側に設定しても、アップリンク受信位置がＡｎに含まれているか否かを判定できるので、ＵＡ１におけるアップリンク受信位置の位置標定精度を向上することができる。
【００１８】
なお、本発明における「ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値」とは、ＵＡｉとこれに対応するＰＤｉが３つ以上（ｍ≧３）ある場合において、その境界位置での受光レベルがほぼゼロとなるＰＤｉが含まれる場合には、かかるＰＤｉの受光レベルを始めから除外して合計値を算出する場合も含む意味である。
すなわち、例えば、ＰＤｉが４つある場合（ｍ＝４）に、互いに隣接する２つのＵＡ１とＵＡ２の境界位置Ｌ２において、当該２つのＵＡ１とＵＡ２に対応するＰＤ１とＰＤ２の受光レベルＶ１，Ｖ２しか値を示さず、その境界位置において他のＰＤ３とＰＤ４の受光レベルがほぼゼロとなるような場合（図８参照）には、必ずしも４つのＰＤ１〜ＰＤ４の受光レベルＶ１〜Ｖ４の値を合計する必要はなく、ＰＤ１とＰＤ２の受光レベルＶ１，Ｖ２の合計値で代用することにしてもよい。
【００１９】
（２） 本発明の光ビーコンにおいて、ＵＡｉの境界位置が複数ある場合は、前記記憶部は、複数の前記境界位置にそれぞれ対応するＡｎの下流端位置を記憶しており、前記位置特定部は、前回のアップリンク受信位置が複数のＡｊのうちのいずれに含まれているかに基づいて、複数の前記下流端位置のうちのいずれをＡｎの代表点として採用するかを決定することが好ましい。
【００２０】
この場合、前回のアップリンク受信位置に基づいて複数の下流端位置の中から適切なものを選択できるので、アップリンク情報の発光強度が車両ごとに変化しても、そのアップリンク情報の強度に対応した適切な精度で、Ａｎについてのアップリンク受信位置を特定することができる。
（３） 具体的には、前記位置特定部において、前回のアップリンク受信位置の上流側のＵＡｉの境界位置における、全ＰＤｉの受光レベルに前記所定係数をかけた値と等しくなるＡｎの下流端位置を、当該Ａｎの代表点として採用すればよい。
【００２１】
（４） 本発明の光ビーコンにおいて、前記所定係数は、０．５以上であることが好ましい。その理由は、所定係数が０．５を下回ると、Ａｎの下流端位置が通常と余り変わらなくなり、ＵＡ１での位置標定精度をさほど向上できなくなるからである。
なお、所定係数を０．５に設定すれば、Ａｎの下流端位置を正確に実測できるので、正確な下流端位置を記憶部に記憶させることができるという利点がある。
【００２２】
（５） また、本発明の光ビーコンにおいて、前記所定係数は、隣接するＵＡｉについての両ＰＤｉの受光レベルの比率の最大値以下の値であることが好ましい。その理由は、所定係数が上記比率の最大値を上回ると、動的に更新する閾値の値が大きくなり過ぎ、ＵＡ１でのアップリンク受信位置の検出精度が低下するからである。
この場合、所定係数を上記比率の最大値に近い値（例えば、α＝０．８）に設定すれば、Ａｎの下流端位置の実測値としての精度は落ちるが、Ａｎの下流端位置をより上流側に設定できるので、ＵＡ１での位置標定精度を向上することができる。
【００２３】
（６） 本発明の光ビーコンは、ダウンリンク情報を送信する送信部と、アップリンク情報を受信した後に送信する前記ダウンリンク情報に、前記位置特定部が特定したアップリンク受信位置からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を含める通信制御部と、を更に備えていることが好ましい。
この場合、通信制御部が、位置特定部が特定したアップリンク受信位置からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報をダウンリンク情報に含めるので、Ａｎに関して正確にアップリンク受信位置を車両側に通知することができる。
【００２４】
（７） 本発明のアップリンク受信位置の特定方法は、本発明の光ビーコンが行う特定方法に関するものであり、本発明の光ビーコンと同じ作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２５】
以上の通り、本発明によれば、最終エリアの下流端位置を通常よりも上流側に設定できるので、最終分割領域におけるアップリンク受信位置の位置標定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図４】車載機とこれを搭載した車両の概略構成図である。
【図５】光受信部とビーコン制御機の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図６】路車間通信の手順を示す概念図である。
【図７】車両進行方向を横軸とした場合の各受光部の受光レベルの分布図である。
【図８】最終エリアの下流端位置の実測方法を示すための、図７に対応する分布図である。
【図９】位置特定部によるアップリンク受信位置の特定方法を示す表である。
【図１０】最終エリアについての代表点の選択処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１０のフローチャートの続きである。
【図１２】実際に実測した受光レベルの分布図である（α＝０．８の場合）。
【図１３】実際に実測した受光レベルの分布図である（α＝０．５の場合）。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する車両Ｃ（図３参照）に搭載された車載機２とを備えている。
交通管制システム１は、管制室に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを有している。光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で双方向通信を行う。
【００２８】
〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４は、電話回線等の通信回線５を介して中央装置３と接続された通信インタフェースである通信部６と、この通信部６が接続されたビーコン制御機７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図例では４つ）のビーコンヘッド（投受光器）８とを備えている。
各ビーコンヘッド８は、フォトダイオード（ＰＤ）により構成される複数の受光部９と、発光ダイオード（ＬＥＤ）により構成される投光部１０とを有し、これらは筐体の内部に収納されている（図３参照）。
【００２９】
上記投光部１０は、近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯ（ダウンリンク情報３４，３６を構成する光信号）を後述する通信領域Ａに投光（送信）する。
また、複数の受光部９は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報３５を構成する光信号）を受光するものであり、それぞれ、後述するアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応して設けられている。
【００３０】
図２は、光ビーコン４の平面図である。
図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されており、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた複数のビーコンヘッド８と、これらビーコンヘッド８を一括制御する制御部である一台の前記ビーコン制御機７とを備えている。
【００３１】
上記ビーコン制御機７は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するプログラマブルなマイコンよりなり、通信部６（図１参照）による中央装置３との双方向通信と、ビーコンヘッド８による車載機２との路車間通信を行う通信制御部４９としての機能を有する。
なお、このビーコン制御機７と車載コンピュータ２６とによる路車間通信の内容（図６）については後述する。
【００３２】
ビーコン制御機７は、所定の各機能を実行するコンピュータプログラムを自己の記憶装置４８（図５参照）に格納している。このプログラムが実行する機能部分には、路車間通信に関する上記通信制御部４９と、車載機２からのアップリンク光ＵＯを受光した瞬間の車載機２の位置（以下、「アップリンク受信位置」という。）を特定するための位置特定部５０とが含まれている（図１、図２及び図４参照）。
なお、上記位置特定部５０が行う処理内容についても後述する。
【００３３】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１３に設置されている。各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１４に取り付けられ、道路Ｒの各車線Ｒ１〜Ｒ４の直上に配置されている。
各ビーコンヘッド８の投光部１０は、各車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。
【００３４】
〔通信領域について〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、車載機２の投受光器である車載ヘッド２７がダウンリンク情報を受信できるダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、光ビーコン４のビーコンヘッド８が車載ヘッド２７からのアップリンク情報を受信できるアップリンク領域（図３において破線のハッチングを設けた領域）ＵＡとからなる。
【００３５】
図３において、ダウンリンク領域ＤＡは、ビーコンヘッド８の投受光位置ｄ、道路面から１．０ｍレベルの位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲であり、アップリンク領域ＵＡは、投受光位置ｄ、道路面から１．０ｍレベルの位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲である。
従って、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端ｃは互いに一致し、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図３の右側部分）と重複している。また、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは通信領域Ａ全体の同方向長さと一致している。
【００３６】
光ビーコン（光学式車両感知器）４の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、ダウンリンク領域ＤＡ及びアップリンク領域ＵＡの正式な領域寸法が規定されている。
一般道向けの光ビーコン４の場合には、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃは、路面から１ｍの高さ位置においてヘッド直下から約６．０４ｍとされ、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂは、同高さ位置に置いてヘッド直下から３．４ｍとされている。従って、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ｂｃ間の長さ）は約３．６ｍとなる。
【００３７】
本実施形態のアップリンク領域ＵＡは、当該領域ＵＡを車両進行方向に複数（図例では４つ）に分割してなる分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４よりなる。
ビーコンヘッド８に設けられた４つの受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）は、それぞれアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４を受光領域としている。従って、例えば、最も上流側に位置する分割領域ＵＡ４内で車載ヘッド２７から送信されたアップリンク光ＵＯは、主として分割領域ＵＡ４に対応するＰＤ４によって受光される。
【００３８】
〔車載機及び車両の構成〕
図４は、光ビーコン４と路車間通信する車載機２と、この車載機２が搭載された車両Ｃの概略構成図である。
図４に示すように、この車両Ｃは、ドライバの搭乗席（図示せず）を有する車体２１と、この車体２１に搭載された車載機２と、車両Ｃの各部を統合制御する電子制御装置（ＥＣＵ）２２と、車体２１を駆動するエンジン２３と、車体２１を制動するブレーキ装置２４と、車両Ｃの現時の速度を常時検出している速度検出器２５とを備えている。
【００３９】
ＥＣＵ２２は、ドライバのアクセル操作に基づくエンジン２３の駆動制御や、ブレーキ操作に基づく制動制御等、車両Ｃに対する各種の制御を行う。
車載機２は、車載コンピュータ２６と、このコンピュータ２６のセンサ用インタフェースに接続された車載ヘッド（投受光器）２７と、搭乗席のドライバに対するヒューマンインタフェースとしてのディスプレイ２８及びスピーカ装置２９とを備えている。
【００４０】
上記車載ヘッド２７は、光ビーコンの投受光器８と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる投光部とフォトダイオードからなる受光部とを備えている（図示せず）。
投光部は、近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報３５）を送信し、受光部は、通信領域Ａに発光された近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯ（ダウンリンク情報３４，３６）を受光する。
【００４１】
車載コンピュータ２６は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するプログラマブルなマイコンよりなり、車載ヘッド２７による光ビーコン４との路車間通信の制御処理を行う。
また、車載コンピュータ２６は、所定の各機能を実行するプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムが実行する機能部として、距離認識部３０及び支援制御部３２を備えている。なお、これらの各機能部３０，３２の処理内容については後述する。
【００４２】
〔ビーコン制御機等の回路構成〕
図５は、光ビーコン４の光受信部とビーコン制御機７の回路構成の一例を示すブロック図である。
図５において、４つの受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）は、それぞれが互いに独立して機能するフォトダイオードを近接させてビーコンヘッド８に配置され、各受光部９はそれぞれ路側の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応している。
【００４３】
４つの受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）のうち、ＰＤ１は、通信領域Ａ中の最も下流側の分割領域（最終分割領域）ＵＡ１に対応しており、ＰＤ２〜ＰＤ４は、それぞれ、下流側から２番目、３番目及び４番目の分割領域ＵＡ２〜ＵＡ４に対応している。
なお、ＰＤ１〜ＰＤ４は、独立した基板からなるフォトダイオードを複数並べて配置したものであってもよいし、単一の基板上に、互いに独立して機能する素子を複数並べて配置したものであってもよい。
【００４４】
光ビーコン４の光受信部は、上記ＰＤ１〜ＰＤ４と、これらの出力電圧を増幅する複数の増幅回路４２と、この増幅回路４２の後段側の加算器４３と、コンパレータ４４及び検波回路４６とを備えており、これらの回路又は素子は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する複数のビーコンヘッド８にそれぞれ搭載されている。
増幅回路４２は、ｎ型ＭＯＳＦＥＴ等よりなる増幅素子や、この素子の出力電圧を更に増幅する複数のオペアンプ等を含み、ＰＤ１〜ＰＤ４の出力電圧を例えば１万〜１０万倍オーダで増幅する。
【００４５】
増幅回路４２の出力側は単一の加算器４３に接続され、この加算器４３の出力側にはコンパレータ４４が接続されている。
各増幅回路４２からの出力電圧は、加算器４３で１つのアナログ信号に重畳される。さらに、加算器４３から出力される前記アナログ信号は、コンパレータ４４によってデジタル信号に変換されてビーコン制御機７のプロセッサ４５に送られる。プロセッサ（ＣＰＵ）４５は、コンパレータ４４から送られるデジタル信号からアップリンク情報３５に含まれるデータ信号や通信制御信号を抽出する。
【００４６】
また、各増幅回路４２の出力側にはそれぞれ検波回路４６に接続されており、これら検波回路４６の出力側はビーコン制御機７内のＡ／Ｄコンバータ４７に接続されている。
各増幅回路４２の出力電圧は、検波回路４６で平滑化されてから後段のＡ／Ｄコンバータ４７でデジタル信号に変換され、ビーコン制御機７のプロセッサ４５に送られる。
【００４７】
プロセッサ４５は、Ａ／Ｄコンバータ４７のデジタル信号からＰＤ１〜ＰＤ４それぞれの受光レベルＶ１〜Ｖ４を取得し、これらの受光レベルＶ１〜Ｖ４を所定の閾値と比較した結果と受光レベルＶ１〜Ｖ４間の比率とに基づいて、アップリンク光ＵＯをアップリンク領域ＵＡ内のどの位置で受光したかを特定することができる。
従って、プロセッサ４５は、記憶装置４８に格納されたコンピュータプログラムを実行することで、路車間通信の際の通信制御機能だけでなく、受光レベルに基づくアップリンク受信位置の特定機能の機能実現手段となる。
【００４８】
記憶装置４８には、上記各機能に関するコンピュータプログラムが格納されているとともに、ＰＤ１〜ＰＤ４がアップリンク光ＵＯを受光しているか否かを判定するための閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ４等を記憶している。
つまり、プロセッサ４５及び記憶装置４８は、ＰＤ１〜ＰＤ４の受光レベルに基づいてアップリンク受信位置を特定する前記位置特定部５０（図１、図２及び図４参照）を構成している。
【００４９】
なお、プロセッサ４５は、アップリンク情報３５に含まれるデータ信号や、特定した車載機２からのアップリンク受信位置に関する情報、通信部６を介して中央装置３から与えられる情報等に基づいて、車載機２に送信すべき情報を生成することができる。
【００５０】
〔路車間通信の内容（通信制御部の処理内容）〕
図６は、通信領域Ａにおいて、ビーコンヘッド８と車載ヘッド２７との間で行われる双方向での路車間通信の手順を示している。以下、図６を参照しつつ、本実施形態の路車間通信の内容を説明する。
【００５１】
まず、光ビーコン４のビーコン制御機７（通信制御部４９）は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応するビーコンヘッド８から、ダウンリンクの切り替え前の第１情報として、車線通知情報を含む第１のダウンリンク情報３４を、各車線Ｒ１〜Ｒ４のダウンリンク領域ＤＡに所定の送信周期で常に送信し続けている（図６のＦ１）。
なお、この段階では、車線通知情報には未だ車両ＩＤは格納されていない。
【００５２】
車載機２を搭載した車両Ｃが実際のダウンリンク領域ＤＡに進入すると、車載機２の車載ヘッド２７が車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第１のダウンリンク情報３４を受信する。
この際、車載機２の車載コンピュータ２６は、当該車両Ｃが実際の通信領域Ａ内に存在していることを認識する。その後、車載コンピュータ２６は、アップリンク情報３５の送信を開始し（図６のＦ２）、このアップリンク情報３５をビーコンヘッド８に対して所定の送信周期（アップリンク送信周期）で送信する（図６のＦ３）。
【００５３】
車載コンピュータ２６は、車両Ｃの特定の車両ＩＤを上記アップリンク情報３５に格納して当該アップリンク情報３５を送信し、ビーコン間の旅行時間情報を有している場合には、この情報もアップリンク情報３５に含ませる。
また、車載コンピュータ２６は、光ビーコン４のビーコン制御機７がダウンリンクの切り替えを行ったことを認識するまで、当該アップリンク情報３５を送信し続ける。
【００５４】
一方、光ビーコン４のビーコンヘッド８がアップリンク情報３５受信すると（図６のＦ４）、ビーコン制御機７（通信制御部４９）は、ダウンリンクの切り替えを行い、第２情報として、車両ＩＤ情報を有する車線通知情報を含む第２のダウンリンク情報３６の送信を開始し（図６のＦ５）、この第２のダウンリンク情報３６の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す（図６のＦ６）。
【００５５】
上記車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２）ごとに車両ＩＤを格納するフィールドがあり、各車両ＩＤに対して車線番号を付与することができる。
このため、異なる車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する各車両Ｃの車載コンピュータ２６は、その格納フィールド内のいずれに自車両の車両ＩＤが含まれるかを判断することにより、自車両がどの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行しているかを認識できる。
【００５６】
第２のダウンリンク情報３６には、車両ＩＤを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、及び、ドライバに対する安全運転支援のための支援情報等が含まれている。
この支援情報には、光ビーコン４より下流側の信号機の灯色が変わるタイミング情報である信号情報の他、位置特定部５０が特定したアップリンク光ＵＯの受信位置に基づく、アップリンク領域ＵＡからその下流側の所定位置（例えば、図７に示す停止線４０）までの距離に関する「距離情報」が含まれている。
【００５７】
図６に示すように、第２のダウンリンク情報３６は、単一又は複数の最小フレーム３７で構成されている。前記「近赤外線式インタフェース規格」によれば、この最小フレーム３７のデータ量は合計１２８バイトと規定され、ヘッダ部３８に５バイト、実データ部３９に１２３バイトが割り当てられている。
前記規格によれば、第２のダウンリンク情報３６は、１〜８０個の最小フレーム３７で構成することができ、送信可能時間は２５０ｍｓに設定されている。また、このダウンリンク情報３６は送信すべき情報量に対応した任意数の最小フレーム３７で構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。
【００５８】
最小フレーム３７の送信周期は約１ｍｓである。従って、例えば、３つの最小フレーム３７で一つのダウンリンク情報３６を構成する場合には、ダウンリンク情報３６の送信周期は約３ｍｓになるので、当該ダウンリンク情報３６は所定の送信可能時間（２５０ｍｓ）の間に約８０回繰り返して送信されることになる。
車載機２の車載コンピュータ２６は、第２のダウンリンク情報３６を受信した時点（図６のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報３５の送信を停止する。
【００５９】
〔安全運転支援の内容〕
上記距離情報を含む第２のダウンリンク情報３６を車載ヘッド２７が受信すると、車載コンピュータ２６の距離認識部３０（図４参照）は、そのダウンリンク情報３６のフレームに含まれている距離情報（図７のＬ−ＬＥＮ（ｋ））を、自車から停止線４０までの距離として認識する。なお、図７に示すように、「Ｌ」は基準位置Ｐｒから停止線４０までの距離であり、「ＬＥＮ（ｋ）」は基準位置Ｐｒから各代表点Ｌ０〜Ｌ９までの補正距離である。
【００６０】
車載コンピュータ２６の支援制御部３２は、距離認識部３０が認識した距離情報を利用してドライバに対する安全運転支援を行う。
例えば、支援制御部３２は、光ビーコン４から通知された停止線４０までの距離と、現時点の車両Ｃの走行速度とから、その停止線４０の手前で停止するための減速度（負の加速度）を算出し、その減速度をＥＣＵ２２に通知する。
ＥＣＵ２２は、当該減速度となるようにブレーキ装置２４を作動させ、これにより、車両Ｃを停止線４０の手前で自動停止させることができる。
【００６１】
また、支援制御部３２の安全運転支援としては、ディスプレイ２８やスピーカ装置２９を用いたドライバに対する注意喚起であってもよい。
例えば、支援制御部３２により、停止線４０までの距離（Ｌ−ＬＥＮ（ｋ））をディスプレイ２８に表示させてもよい。また、現時の車両Ｃの走行速度が速すぎる場合には、支援制御部３２により、停車や減速を促す注意喚起をディスプレイ２８に表示させたり、その注意喚起をスピーカ装置２９から音声出力させたりしてもよい。
【００６２】
また、支援制御部３２は、第２のダウンリンク情報３６に含まれる信号情報を用いて安全運転支援を行うこともできる。
ここで、信号情報とは、交通信号機が表示する現在又は将来の信号灯色に関する情報を指し、各信号灯色の表示継続予定期間や表示する順序等に関する情報（表示予定情報）等を含む。例えば、「現在灯色が青信号で継続予定時間が５秒であり、次の灯色が黄信号で継続予定時間が８秒であり、その次の灯色が右折青矢印灯で継続予定時間１０秒である」といった情報である。
【００６３】
この信号情報を受信した車載コンピュータ２７の支援制御部３２は、停止線４０までの距離と車両Ｃの走行速度等から、停止線４０に到着するまでの所要時間を推定した上で、当該所要時間経過後の信号灯色を推定することができる。
そして、例えば、現在の信号灯色は青信号であるが、停止線４０に到着する時点で信号灯色が赤信号と予測されるような場合には、安全に停止線４０の手前で停止することができるように、車両Ｃを制動するための制御を行う。逆に、減速しなければ安全に交差点を通過できると判断できるような場合には、車両Ｃの速度を維持するための制御を行うことができる。
【００６４】
車両Ｃを制動したり速度を維持したりするため、支援制御部３２は、車両のブレーキ装置２４（図４）やアクセルに対して直接的に制御を行ってもよい。
また、支援制御部３２では単に制動や速度維持に関する情報を生成し、その情報をＥＣＵ２２に通知することによってＥＣＵ２２でブレーキ装置２４やアクセルを制御するものであってもよい。すなわち、支援制御部３２は、間接的な制御を行うものであってもよい。また、支援制御部３２は、車載装置の主導による制御のみならず、ブレーキアシストなど、ドライバの運転動作を補助する動作をしても良い。
【００６５】
支援制御部３２は、車両Ｃの搭乗者に対して、信号灯色の推定の結果を音声や画像情報によって通知するようにしても良い。例えば、「間もなく信号が変わるので停止すべきである」といった内容の音声をスピーカ装置２９からドライバに向けて発したり、ヘッドアップディスプレイやナビゲーション装置等のディスプレイ２８に文字や図柄で表示したりすることができる。
安全運転の支援については、不適切なタイミングや内容でドライバに情報を通知することのないようなヒューマンインタフェースとするため、例えば低速走行時には音声や画像表示による報知を行わないようにすることができる。
【００６６】
なお、信号情報は、現在表示している灯色とその継続時間だけとしても良いし、１サイクル分の情報をまとめて提供するようにしても良い。また、これらの情報に加えて、地点感応制御を実施している地点では、当該制御に関するパラメータ情報や制御を実施する時間帯の情報等を含ませても良い。
また、信号情報は、光ビーコンから取得するものであってもよいし、光ビーコン以外のインフラ装置等から取得するものであってもよい。
【００６７】
後者の場合、例えば、信号機の信号制御機が無線通信機を備えている場合には、当該無線通信機から取得してもよいし、前記信号情報を取得した先行車両から車々間通信によって取得してもよい。信号情報を受信する信号情報受信部は、車載ヘッド２７を用いてもよいし、車載機２に備えた別の受信器であってもよい。
【００６８】
〔細分エリアとその代表点〕
図７は、車両進行方向を横軸とした場合の各受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）の受光レベルＶ１〜Ｖ４の分布図である。
まず、図７における各記号の意味を説明すると、次の通りである。
Ｖ１：ＰＤ１の受光レベル（検波されたＰＤ電圧：ｍＶ）
Ｖ２：ＰＤ２の受光レベル（検波されたＰＤ電圧：ｍＶ）
Ｖ３：ＰＤ３の受光レベル（検波されたＰＤ電圧：ｍＶ）
Ｖ４：ＰＤ４の受光レベル（検波されたＰＤ電圧：ｍＶ）
【００６９】
Ｔｈ１：ＰＤ１用の閾値（ｍＶ）
Ｔｈ２：ＰＤ２用の閾値（ｍＶ）
Ｔｈ３：ＰＤ３用の閾値（ｍＶ）
Ｔｈ４：ＰＤ４用の閾値（ｍＶ）
なお、本実施形態では、Ｔｈ１＝Ｖｄｆ＝１００ｍＶ、Ｔｈ２＝１００ｍＶ、Ｔｈ３＝８５ｍＶ、Ｔｈ４＝７０ｍＶに設定されている。もっとも、閾値の固定値はこれらの値に限定されるものではない。
【００７０】
Ｐｒ：道路Ｒ上の基準位置（ヘッド直下位置Ｈから上流側に５ｍ）
Ｐ０：ビーコン下流側の所定位置（停止線４０の位置）
Ｌ ：ＰｒからＰ０までの道程距離
Ａｊ：各ＵＡｉ（ｉ＝１〜４）を細分した細分エリア（ｊ＝１，２……１０）
Ｌｋ：各Ａｊに定義した代表点（ｋ＝０，２……９）
【００７１】
ここで、図７に示すように、ビーコンヘッド８に実装されたＰＤ１〜ＰＤ４の受光レベルＶ１〜Ｖ４（ＰＤ電圧：ｍＶ）は、車両進行方向を横軸とすると、裾野が広がった左右対称のほぼ山型の分布になり、隣接するＰＤｉ同士では、最大幅の約半分の範囲で互いに重複するようになる。
また、ビーコンヘッド８が傾いていない場合（すなわち、水平に設置されている場合）には、ビーコンヘッド８から遠いほどアップリンク光ＵＯの強度が低下するので、下流側ほどＰＤ電圧が高く、Ｖ１〜Ｖ４の順でＰＤ電圧の振幅が次第に小さくなる。
【００７２】
そこで、本実施形態では、受光レベルＶ１〜Ｖ４の上記分布特性を利用して、ＵＡｉの境界位置と、各境界位置間の距離を所定の細分数Ｎで細分した細分エリアＡｊを新たに定義し、各ＰＤｉの受光レベルＶ１〜Ｖ４によって特定可能な位置標定の分解能を増大させている。
すなわち、各分割領域の「境界位置」をＶｉ＝Ｖｉ＋１となる位置（図７のＬ２，Ｌ５，Ｌ８）とし、この境界位置間の距離を更に分割した細分エリアＡｊを定義している。
【００７３】
具体的には、分割領域が隣接関係にあるＰＤｉ，ＰＤｉ＋１の受光レベルＶｉ，Ｖｉ＋１が一定の比率ｍ１／ｍ２又はその逆数ｍ２／ｍ１となる中間位置を定義し、これらの中間位置を境界として各分割領域を細分している。
例えば、図７の例では、上記の比率ｍ１／ｍ２が例えば９／１になっており、Ｖ４／Ｖ３＝９となる中間位置がＬ９となっている。最も上流側の分割領域であるＵＡ４は、この中間位置Ｌ９を境界として、Ａ１とＡ２の２つのエリアに細分されている。
【００７４】
また、Ｖ４／Ｖ３＝１／９となる中間位置がＬ７であり、Ｖ３／Ｖ２＝９となる中間位置がＬ６となっている。上流側から２番目の分割領域であるＵＡ３は、これら２つの中間位置Ｌ７，Ｌ６を境界として、Ａ３〜Ａ５までの３つのエリアに細分されている。
同様に、Ｖ３／Ｖ２＝１／９となる中間位置がＬ４であり、Ｖ２／Ｖ１＝９となる中間位置がＬ３となっている。上流側から３番目の分割領域であるＵＡ２は、これら２つの中間位置Ｌ４，Ｌ３を境界として、Ａ６〜Ａ８までの３つのエリアに細分されている。
【００７５】
更に、Ｖ２／Ｖ１＝１／９となる中間位置がＬ１となっている。最も下流側の分割領域であるＵＡ１は、この中間位置Ｌ１を境界として、Ａ９とＡ１０の２つのエリアに細分されている。
このように、隣接する分割領域に対応する受光レベルＶｉ，Ｖｉ＋１の比率を利用すれば、分割領域の長さ未満の細分エリアＡｊを各分割領域内に定義することができ、分割領域を更に細かい長さのエリアに細分することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、各Ａｊ（ｊ＝１，２……１０）の下流端位置を当該エリアの代表点と定義している。すなわち、図７の例で説明すると、Ａ１の代表点はＬ９、Ａ２の代表点はＬ８、Ａ３の代表点はＬ７、…（中略）…Ａ１０の代表点はＬ０である。
本実施形態のビーコン制御機７は、上記各代表点Ｌ０〜Ｌ９の位置（具体的には、基準位置Ｐｒから各代表点Ｌ０〜Ｌ９までの補正距離ＬＥＮ（ｋ）：ｋ＝０，１……９）を予め記憶装置４８に記憶している。
【００７７】
なお、ビーコン制御機７の記憶装置４８に、補正距離ＬＥＮ（ｋ）を記憶させるデータ入力作業は、例えば次のようにして行われる。
１） 受光レベルＶ１〜Ｖ４をモニタリングしなら、一定レベルのアップリンク光ＵＯを発光する模擬車載機２を搭載した台車を、基準位置Ｐｒよりも上流側の地点からビーコン直下点Ｈに向かってゆっくり走行させる。
２） Ｖ４がＴｈ４を超えた状態で、Ｖ３／Ｖ４＝１／９となる位置Ｌ９を探索し、この位置Ｌ９からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（９）を記憶装置４８に入力する。
【００７８】
３） Ｖ４がＴｈ４を超えた状態で、Ｖ３／Ｖ４＝１となる位置Ｌ８を探索し、この位置Ｌ８からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（８）を記憶装置４８に入力する。
４） Ｖ３がＴｈ３を超えた状態で、Ｖ３／Ｖ４＝９となる位置Ｌ７を探索し、この位置Ｌ７からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（７）を記憶装置４８に入力する。
以下同様に、隣接するＰＤｉ間の受光レベルの比率に基づいて残りの位置Ｌ６〜Ｌ９を探索し、これら位置Ｌ６〜Ｌ９からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（ｋ）（ｋ＝６，５……９）を、それぞれ記憶装置４８に入力する。
５） Ｖ１は最下流側に位置するＵＡ１に対応するＰＤ１の受光レベルであり、受光レベルの比率を利用した位置Ｌ０の特定ができないので、Ｖ１がＴｈ１（＝Ｖｄｆ）と同値になる位置Ｌ０を探索し、この位置Ｌ０からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（０）を記憶装置４８に入力する。
【００７９】
〔距離の補正処理と車両への通知〕
ビーコン制御機７の位置特定部５０は、後述する代表点Ｌｋの選択処理（図９）によって補正距離ＬＥＮ（ｋ）が判明すると、道程距離Ｌからその補正距離ＬＥＮ（ｋ）を減算した実距離（＝Ｌ−ＬＥＮ（ｋ））を演算し、この実距離をビーコン制御機７に通知する。
ビーコン制御機７は、通知された実距離（＝Ｌ−ＬＥＮ（ｋ））を、距離情報として第２のダウンリンク情報３６の送信フレームに格納し、この送信フレームをビーコンヘッド８から繰り返し送出する。
【００８０】
例えば、図７に示すように、実際のアップリンク光ＵＯがＡ４で送信されたとすると、位置特定部５０は、道程距離Ｌから補正距離ＬＥＮ（６）を減算した（Ｌ−ＬＥＮ（６））の値を出力し、通信制御部４９はその値を第２のダウンリンク情報３６に格納する。
なお、この場合、Ａ４の代表点Ｌ６と実際のアップリンク受信位置との間には、最大でＡ４のエリア長さに相当する誤差βが含まれる。
【００８１】
しかし、本実施形態では、ＵＡ３を３等分することによってＡ４のエリア長さを約３０ｃｍ程度まで短縮しているので、誤差βの大きさ自体に特に問題はないし、Ａ４の代表点として当該Ａ４の下流端位置Ｌ６を採用しているので、車両Ｃ側には、必ず真の距離よりもやや短めの、安全側に若干シフトした距離情報が通知される。
このため、上記の実距離に基づいて車載機２が安全運転支援を行っても、車両Ｃが停止線４０をオーバーランする等の支障が発生することはない。
【００８２】
また、本実施形態において、ビーコン４側では距離の補正演算を行わず、道程距離Ｌと補正距離ＬＥＮ（ｋ）の双方をダウンリンク情報３６に格納し、実距離を演算する補正処理を車両Ｃ側で行わせることにしてもよい。
或いは、車両Ｃが道程距離Ｌを予め記憶している場合には、補正距離ＬＥＮ（ｋ）だけをダウンリンク情報３６に格納し、実距離を演算する補正処理を車両Ｃ側で行わせることにしてもよい。
【００８３】
〔最終エリアに生じる問題点〕
ところで、図７に示すように、複数の分割領域のうち、最も下流側のＵＡ１（最終分割領域）の場合には、これより下流側に他の分割領域が存在しないので、ＵＡ１の下流側端部を構成するＡ１０については、隣接する分割領域に対応する受光レベルとの比率を利用したエリアの細分化を行うことができない。
【００８４】
その一方で、車両Ｃから送信されるアップリンク光ＵＯは、車載機２自体の性能やフロントガラスの汚れ具合等によって強度がまちまちであるから、ＵＡ１におけるアップリンク光ＵＯの検出精度を維持するためには、そのＵＡ１に対応するＰＤ１の閾値Ｔｈ１を比較的小さめに設定しておく必要がある。
ところが、車両進行方向を横軸とした受光レベルの分布は、図７に示すように、裾野が広がった左右対称のほぼ山型になることから、ＵＡ１に対応するＰＤ１の閾値Ｔｈ１（＝Ｖｄｆ）を小さくするほど、Ａ１０の代表点Ｌ０が下流側に移動する。
【００８５】
従って、アップリンク光ＵＯの検出精度を維持すべく、ＵＡ１用の閾値を低めに設定すると、Ａ１０が下流側に広くなり過ぎ、当該Ａ１０において所望の位置標定精度が得られなくなることがある。
そこで、本実施形態では、Ｔｈ１の通常の固定値Ｖｄｆよりも高い閾値Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄに対応するＡ１０の下流端位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」（図８参照）を実測して記憶装置４８に記憶させておき、この位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」のうちのどれをＡ１０の代表点とするかを、前回受光分のアップリンク光ＵＯを用いて動的に判定することにより、アップリンク光ＵＯの検出精度の維持と、最終エリア（Ａ１０）の短縮化による位置標定精度の向上を両立させることとした。
【００８６】
〔最終エリアの下流端位置の実測方法〕
図８は、最終エリア（Ａ１０）の下流端位置の実測方法を示すための、図７に対応する分布図である。以下、この図８を参照しつつ、その実測方法と、実測された下流端位置の選択条件について説明する。
前記した通り、ＰＤ１〜ＰＤ４の受光レベルＶ１〜Ｖ４は、隣接するＰＤｉ同士において最大幅の約半分の範囲で互いに重複し、Ｖ１〜Ｖ４の順でＰＤ電圧の振幅が次第に小さくなる。
【００８７】
そこで、全ＰＤｉの受光レベルの合計値Ｖｓｕｍ（＝Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）に着目し、このＶｓｕｍに所定係数α（本実施形態では、α＝０．９）をかけた特性曲線ＣＬを描くと、図８に示すように、その特性曲線ＣＬは、ほぼＡ２からＡ９に至るまで下流側ほど高くなるように単調増加する曲線になる。
また、各ＰＤｉの受光レベルＶ１〜Ｖ４の分布は、アップリンク光ＵＯの強度が変化すると、縦軸方向の振幅が伸縮するだけで横軸方向の位相は殆ど変化しないので、特性曲線ＣＬと各分布との車両進行方向の相対位置はアップリンク光ＵＯの強度に関係なく殆ど変化しない。
【００８８】
そこで、Ａ１０以外のエリアＡ１〜Ａ９の下流端位置（代表点）Ｌ１〜Ｌ９を現地で実測する際に、Ｖｓｕｍ×αの値を同時にモニタリングしておき、分割領域の境界位置Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８におけるＶｓｕｍ×αの値Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄが最終分割領域の受光レベルＶ１と交差する下流側の位置Ｌ０’’’，Ｌ０’，Ｌ０’’を実測する。
そして、これらの位置Ｌ０’’’，Ｌ０’，Ｌ０’’ （具体的には基準位置Ｐｒからの距離値）を、Ａ１０の代表点となり得る下流端位置の候補として、それぞれ記憶装置４８に予め記憶させておく。
【００８９】
なお、分割領域の境界位置Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８では、隣接するＰＤｉの受光レベルが同じ値になるので、Ｖｓｕｍ×αの電圧値Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄを別の表現で定義すると、次の通りである。
Ｖｂ：Ｖ１＝Ｖ２のときの、Ｖｓｕｍ×αの値
Ｖｃ：Ｖ２＝Ｖ３のときの、Ｖｓｕｍ×αの値
Ｖｄ：Ｖ３＝Ｖ４のときの、Ｖｓｕｍ×αの値
【００９０】
図８に示すように、上記の下流端位置Ｌ０’’’，Ｌ０’，Ｌ０’’は、いずれも、Ｔｈ１のデフォルト値Ｖｄｆ（＝１００ｍＶ）に対応する下流端位置Ｌ０よりも上流側に現れる。
このため、Ａ１０の代表点として、これらの下流端位置Ｌ０’’’，Ｌ０’，Ｌ０’’のうちのいずれを用いても、Ａ１０の代表点をＬ０だけで運用する従来の場合に比べて、Ａ１０のエリア長さを短縮でき、Ａ１０についての位置標定精度を高めることができる。
【００９１】
なお、図８に例示する受光レベルの分布の場合、Ｖ１＝Ｖ２の境界位置Ｌ２では、ＰＤ３とＰＤ４の受光レベルＶ３，Ｖ４がほぼゼロとなるので、この境界位置Ｌ２のＶｓｕｍを求める場合には、受光レベルＶ３，Ｖ４を除外して、Ｖｓｕｍ＝Ｖ１＋Ｖ２としてＶｂを求めることにしてもよい。
また、Ｖ２＝Ｖ３の境界位置Ｌ５では、ＰＤ１とＰＤ４の受光レベルＶ１，Ｖ４がほぼゼロとなるので、この境界位置Ｌ５のＶｓｕｍを求める場合には、受光レベルＶ１，Ｖ４を除外して、Ｖｓｕｍ＝Ｖ２＋Ｖ３としてＶｃを求めることにしてもよい。
【００９２】
同様に、Ｖ３＝Ｖ４の境界位置Ｌ８では、ＰＤ１とＰＤ２の受光レベルＶ１，Ｖ２がほぼゼロとなるので、この境界位置Ｌ８のＶｓｕｍを求める場合には、受光レベルＶ１，Ｖ２を除外して、Ｖｓｕｍ＝Ｖ３＋Ｖ４としてＶｄを求めることにしてもよい。
このように、ある境界位置Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８での受光レベルがほぼゼロとなるＰＤｉが含まれる場合には、かかるＰＤｉの受光レベルを始めから除外してＶｓｕｍを求めることにしてもよい。
【００９３】
〔最終エリアについての代表点の選択基準〕
そこで、光ビーコン４の運用時において、如何なる条件の場合に、Ｌ０以外のどの下流端位置Ｌ０’’’，Ｌ０’，Ｌ０’’を選択すべきかが問題となる。
この点、Ａ３〜Ａ９の範囲では、特性曲線ＣＬが下流側ほど高レベルになる特性を有するから、仮に、車両Ｃから送信された前回のアップリンク光ＵＯがＡ３〜Ａ５の範囲内であり、同じ車両Ｃから送信された今回のアップリンク光ＵＯがＡ１０の範囲であった場合には、今回のアップリンク光ＵＯによって生じるＰＤ１の受光レベルＶ１は、前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値より高いと考えられる。
【００９４】
従って、通信領域Ａを走行中の車両Ｃによる前回のアップリンク送信位置がＡ３〜Ａ５であった場合に、その前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値をＡ１０用の閾値として一時的に記憶しておけば、同じ車両Ｃからの今回のアップリンク光ＵＯによってＰＤ１に生じた受光レベルＶ１が当該閾値を超えた場合に、その今回のアップリンク受信位置は、予め実測しておいたＶｄに対応する「Ｌ０’’」よりも必ず上流側であったとみなすことができる。
【００９５】
また、上記と同様に、車両Ｃから送信された前回のアップリンク光ＵＯがＡ６〜Ａ８の範囲内であり、同じ車両Ｃから送信された今回のアップリンク光ＵＯがＡ１０の範囲であった場合においても、今回のアップリンク光ＵＯによって生じるＰＤ１の受光レベルＶ１は、前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値よりも高いと考えられる。
【００９６】
従って、通信領域Ａを走行中の車両Ｃによる前回のアップリンク送信位置がＡ６〜Ａ８であった場合に、その前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値をＡ１０用の閾値として一時的に記憶しておけば、同じ車両Ｃからの今回のアップリンク光ＵＯによってＰＤ１に生じた受光レベルＶ１が当該閾値を超えた場合に、その今回のアップリンク受信位置は、予め実測しておいたＶｃに対応する「Ｌ０’」よりも上流側であったとみなすことができる。
【００９７】
更に、上記と同様に、車両Ｃから送信された前回のアップリンク光ＵＯがＡ９の範囲内であり、同じ車両Ｃから送信された今回のアップリンク光ＵＯがＡ１０の範囲であった場合においても、今回のアップリンク光ＵＯによって生じるＰＤ１の受光レベルＶ１は、前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値よりも高いと考えられる。
【００９８】
従って、通信領域Ａを走行中の車両Ｃによる前回のアップリンク送信位置がＡ９であった場合に、その前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値をＡ１０用の閾値として一時的に記憶しておけば、同じ車両Ｃからの今回のアップリンク光ＵＯによってＰＤ１に生じた受光レベルＶ１が当該閾値を超えた場合に、その今回のアップリンク受信位置は、予め実測しておいたＶｃに対応する「Ｌ０’’’」よりも上流側であったとみなすことができる。
【００９９】
〔アップリンク受信位置の特定方法〕
図９は、位置特定部５０によるアップリンク受信位置の特定方法を示す表である。ビーコン制御機７の位置特定部５０は、この表に示す判定基準に基づいていずれか１つのＡｊの代表点Ｌｋを選択し、選択した代表点Ｌｋを、車両Ｃから通信領域Ａでアップリンク光ＵＯを受信した位置（アップリンク受信位置）として特定する。
【０１００】
具体的には、Ｖ４≧Ｔｈ４でかつｍ１／ｍ２≦Ｖ４／Ｖ３の場合には、アップリンク受信位置がＡ１の範囲にあると見なせるので、位置特定部５０は、Ａ１の代表点Ｌ９をアップリンク受信位置として特定する。
また、Ｖ４≧Ｔｈ４でかつ１≦Ｖ４／Ｖ３＜ｍ１／ｍ２である場合には、アップリンク受信位置がＡ２の範囲にあると見なせるので、位置特定部５０は、Ａ２の代表点Ｌ８をアップリンク受信位置として特定する。
【０１０１】
更に、Ｖ３≧Ｔｈ３でかつｍ２／ｍ１≦Ｖ４／Ｖ３＜１である場合には、アップリンク受信位置がＡ３の範囲にあると見なせるので、位置特定部５０は、Ａ３の代表点Ｌ７をアップリンク受信位置として特定する。
位置特定部５０は、以下同様にして、Ａ１０を除くＡ９までの細分エリアについては、Ｖ１〜Ｖ４が図９に記載の各判定基準を満たす場合に、そのＡｊに対応する１つの代表点Ｌｋをアップリンク受信位置として特定する。
【０１０２】
一方、最終の細分エリアＡ１０についてのアップリンク受信位置を特定する場合には、位置特定部５０は、「前回エリア」が何処であったかに基づいて、複数の代表点Ｌ０，Ｌ０’’，Ｌ０’，Ｌ０’’’のうちのいずれかを選択し、その選択した代表点をアップリンク位置として特定する。
なお、この「前回エリア」とは、前回のアップリンク光ＵＯについて特定されたアップリンク受信位置を含む細分エリアのことをいう。
【０１０３】
具体的には、位置特定部５０は、前回エリアがない（最初の特定エリアがＡ１０）、または前回エリアがＡ１〜Ａ２の場合には、閾値Ｔｈ１としてそのデフォルト値Ｖｄｆを採用し、今回のアップリンク光ＵＯの受光レベルＶ１がその閾値Ｔｈ１以上である場合に、Ａ１０の代表点としてＬ０を選択する。
また、位置特定部５０は、前回エリアがＡ３〜Ａ５の場合には、前回のアップリンク光ＵＯについて求めたＶｓｕｍ×αを閾値Ｔｈ１として採用し、今回のアップリンク光ＵＯの受光レベルＶ１がその閾値Ｔｈ１以上である場合に、Ａ１０の代表点としてＬ０’’を選択する。
【０１０４】
同様に、位置特定部５０は、前回エリアがＡ６〜Ａ８の場合も、前回のアップリンク光ＵＯについて求めたＶｓｕｍ×αを閾値Ｔｈ１として採用し、今回のアップリンク光ＵＯの受光レベルＶ１がその閾値Ｔｈ１以上である場合に、Ａ１０の代表点としてＬ０’を選択する。
更に、位置特定部５０は、前回エリアがＡ９の場合も、前回のアップリンク光ＵＯについて求めたＶｓｕｍ×αを閾値Ｔｈ１として採用し、今回のアップリンク光ＵＯの受光レベルＶ１がその閾値Ｔｈ１以上である場合に、Ａ１０の代表点としてＬ０’を選択する。
【０１０５】
このように、位置特定部５０は、前回エリアがＡ３〜Ａ９の場合には、前回のアップリンク光ＵＯのＶｓｕｍ×αを閾値Ｔｈ１とし、前回エリアがＡ３〜Ａ５、Ａ６〜Ａ８又はＡ９のうちのどの範囲であったかにより、Ｌ０’’，Ｌ０’，Ｌ０’’’のうちのいずれかを選択する。
【０１０６】
〔最終エリアの代表点の選択処理〕
図１０は、位置特定部５０が行う、最終エリアについての代表点の選択処理を示すフローチャートである。以下、この図１０を参照しつつ、最終エリアの代表点の選択方法をより詳細に説明する。
なお、図１０のフローチャートにおいて、「ＲＮ」は、今回のアップリンク受信位置の特定結果を表す変数であり、「ＲＡ」は、前回のアップリンク受信位置の特定結果を表す変数である（ステップＳＴ１）。
【０１０７】
まず、位置特定部５０は、ＲＮがＡ１〜Ａ２である場合（ステップＳＴ２でＹｅｓ）には、Ｔｈ１をデフォルト値Ｖｄｆに初期化した上で（ステップＳＴ３）、ＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
なお、図１０では省略しているが、位置特定部５０は、前回の判定がなく、今回いきなりＡ１０で受光した場合に備えて、前回の判定から今回の判定までに所定時間（例えば１秒：車両Ｃがアップリンク領域を通過するのに要する時間は比較的低速の場合でも１秒より大幅に短いので、１秒以上空きがあれば別車両と判断できる。）以上の空きがある場合にも、Ｔｈ１をデフォルト値Ｖｄｆに初期化する。
また、位置特定部５０は、ＲＮがＡ１〜Ａ２でない場合（ステップＳＴ２でＮｏ）であり、かつ、ＲＮがＡ３〜Ａ９である場合（ステップＳＴ４でＹｅｓ）には、Ｖｓｕｍ×αの値にＴｈ１を更新した上で（ステップＳＴ５）、ＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１０８】
なお、ステップＳＴ５における「Ｖｓｕｍ×αの値にＴｈ１を更新」とは、前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値を、Ａ１０用の閾値Ｔｈ１として一時的に記憶しておくことを意味する。
一方、ステップＳＴ４の判定結果がＮｏの場合には、ＲＮがＡ１〜Ａ９の範囲にないので、ＲＮがＡ１０の範囲内にある可能性がある。そこで、位置特定部５０は、ステップＳＴ４がＮｏの場合以降の処理として、前回のアップリンク受信位置（＝ＲＡ）に基づくＡ１０の下流端位置「Ｌ０’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’’」の選択処理を行う。
【０１０９】
すなわち、位置特定部５０は、ステップＳＴ４の判定結果がＮｏであり、かつ、ＲＡがＡ１〜Ａ２である場合（ステップＳＴ６でＹｅｓ）には、ＲＮを「特定不可」にした上で（ステップＳＴ７）、ＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１０】
また、位置特定部５０は、ＲＡがＡ１〜Ａ２でない場合（ステップＳＴ６でＮｏ）において、ＲＡがＡ３〜Ａ５である場合（ステップＳＴ８でＹｅｓ）には、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ９）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’’」に置き換え（ステップＳＴ１０）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ１１）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１１】
なお、この場合の「ＵＬエリアオーバー」とは、車載機２が最終エリアＡ１０よりも下流側でアップリンクを送信したため、光ビーコン４がアップリンクを受信できなかったことを意味する。
【０１１２】
更に、位置特定部５０は、ＲＡがＡ３〜Ａ５でない場合（ステップＳＴ８でＮｏ）において、ＲＡがＡ６〜Ａ８である場合（ステップＳＴ１２でＹｅｓ）にも、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’」に置き換え（ステップＳＴ１４）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ１５）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１３】
同様に、位置特定部５０は、ＲＡがＡ６〜Ａ８でない場合（ステップＳＴ１２でＮｏ）において、ＲＡがＡ９である場合（ステップＳＴ１６でＹｅｓ）にも、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１７）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’’’」に置き換え（ステップＳＴ１８）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ１９）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１４】
また、位置特定部５０は、ＲＡがＡ９でない場合（ステップＳＴ１６でＮｏ）において、ＲＡが「Ｌ０’’’」である場合（ステップＳＴ２０でＹｅｓ）にも、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’’’」に置き換え（ステップＳＴ２２）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ２３）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１５】
位置特定部５０は、ＲＡが「Ｌ０’’’」でない場合（ステップＳＴ２０でＮｏ）において、ＲＡが「Ｌ０’」である場合（ステップＳＴ２４でＹｅｓ）にも、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２５）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’」に置き換え（ステップＳＴ２６）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ２７）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１６】
同様に、位置特定部５０は、ＲＡが「Ｌ０’」でない場合（ステップＳＴ２４でＮｏ）において、ＲＡが「Ｌ０’’」である場合（ステップＳＴ２８でＹｅｓ）にも、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２９）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’’」に置き換え（ステップＳＴ３０）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ３１）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１７】
そして、位置特定部５０は、ＲＡが「Ｌ０’’」でない場合（ステップＳＴ２８でＮｏ）は、前回の特定結果であるＲＡが「ＵＬエリアオーバー」であるか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。
位置特定部５０は、ＲＡが「ＵＬエリアオーバー」である場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換え（ステップＳＴ３３）、ＲＡが「ＵＬエリアオーバー」でない場合には、ＲＮを「特定不可」に置き換えて（ステップＳＴ３４）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１８】
〔光ビーコンの効果〕
以上の通り、本実施形態の光ビーコン４によれば、ＰＤ１の受光レベルＶ１が、ＵＡｉの境界位置Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８における全ＰＤｉの受光レベルの合計値Ｖｓｕｍに所定係数α（本実施形態では、α＝０．９）をかけた値と等しくなる位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」を、最終エリアであるＡ１０の下流端位置としたので、そのＡ１０の下流端位置を通常よりも上流側に設定することができる。
【０１１９】
また、本実施形態の光ビーコン４によれば、位置特定部５０が、Ａ１０用の閾値Ｔｈ１を、前回のアップリンク光ＵＯについての全ＰＤｉの受光レベルの合計値Ｖｓｕｍに所定係数αをかけた値に更新するので、上記のようにＡｎの下流端位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」を通常よりも上流側に設定しても、アップリンク光ＵＯの強度に関係なく、アップリンク受信位置がＡ１０に含まれているか否かを特定することができる。
【０１２０】
このように、本実施形態の光ビーコン４によれば、Ａ１０の下流端位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」を通常よりも上流側に設定しても、アップリンク受信位置がＡ１０に含まれているか否かを正確に特定できるので、最終分割領域であるＵＡ１におけるアップリンク受信位置の位置標定精度を向上することができる。
【０１２１】
また、本実施形態の光ビーコン４によれば、ビーコン制御機７の記憶装置４８に、複数の境界位置Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８にそれぞれ対応するＡ１０の下流端位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」が記憶され、位置特定部５０が、前回のアップリンク受信位置が複数のＡｊのうちのいずれに含まれているかに基づいて、その複数の下流端位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」うちのいずれをＡ１０の代表点として採用するかを決定する。 このため、前回のアップリンク受信位置に基づいて適切なＡ１０の代表点を選択することができるので、アップリンク光ＵＯの強度が車両Ｃごとに変化しても、そのアップリンク光ＵＯの強度に対応した適切な精度で、Ａ１０についてのアップリンク受信位置を特定することができる。
【実施例】
【０１２２】
図１２及び図１３は、ビーコンヘッド８が道路Ｒの所定位置に取り付けられたＰＤ分割タイプの光ビーコン４に対して、ＰＤ１〜ＰＤ４の受光レベルを実際に実測した場合の分布図である。
なお、この分布図は、車線中央、かつ光ビーコン４真下から下流に４．５ｍの位置での受信強度が１．０μＷ／ｃｍ２ になるように発光強度を調整した車載機２を路面から１．０ｍ高さとなるように台車に載せ、この台車を道路Ｒに沿って下流側にゆっくり走行させた場合の測定結果である。
【０１２３】
ここで、図１２及び図１３における横軸の値は、ヘッド直下点Ｈ（図７参照）を原点としてそこから上流側の距離の値である。また、図１２では、α＝０．８の特性曲線ＣＬが描かれており、図１３では、α＝０．５の特性曲線ＣＬが描かれている。
図１２に示すように、Ｖｓｕｍに乗算する所定係数αを０．８とした場合には、Ａ９の下流端位置からＬ０’’までの距離が０．６６ｍとなり、Ｌ０’までの距離が０．５５ｍとなった。これに対して、図１３に示すように、Ｖｓｕｍに乗算する所定係数αを０．５とした場合には、Ａ９の下流端位置からＬ０’’までの距離が０．７３ｍとなり、Ｌ０’までの距離が０．６４ｍとなった。
【０１２４】
上記の実測結果から判るように、最終エリアであるＡ１０のエリア長さを短縮するためには、Ｖｓｕｍに乗算する所定係数αをできるだけ大きい値に設定することが好ましい。
もっとも、所定係数αを、隣接するＵＡｉについての両ＰＤｉの受光レベルの比率の最大値ｍ１／ｍ２（本実施形態では０．９）を超える値に設定しても、前回のアップリンク光ＵＯの受信レベルで更新する閾値（＝Ｖｓｕｍ×α）の値が大きくなり過ぎて、ＵＡ１でのアップリンク光ＵＯの検出ができなくなる恐れがある。このため、ｍ１／ｍ２を所定係数αの上限値とするのが好ましい。
【０１２５】
また、所定係数αは、０．５以上であることが好ましい。その理由は、所定係数αが０．５を下回ると、特性曲線ＣＬが図１３の場合よりも更に低くなるので、Ｖｃ，Ｖｄに対応するＡ１０の下流端位置Ｌ０’，Ｌ０’’が通常位置Ｌ０と余り変わらなくなり、ＵＡ１での位置標定精度をさほど向上できなくなるからである。
なお、所定係数αを０．５に設定すれば、所定係数αをそれより大き目に設定する場合（例えば、α＝０．８や０．９の場合）に比べて、Ａ１０の下流端位置Ｌ０’，Ｌ０’’，Ｌ０’’’をより正確に実測できるので、正確な下流端位置を記憶装置４８に記憶させることができるという利点がある。
【０１２６】
もっとも、α＝０．５に設定すると、Ｖｓｕｍ×αの曲線が隣接するＰＤｉの受光レベルが交わる点に一致するので、Ａ１０の下流端位置Ｌ０’、Ｌ０’’、Ｌ０’’’が車載機２により殆ど変化することがない一方で、Ｌ９〜Ｌ０’、Ｌ０’’、Ｌ０’’’の距離、すなわち、アップリンク受信位置の誤差が大きくなる。
これに対して、α＝０．９（或いは０．８）に設定すると、Ｖｓｕｍ×αの曲線が隣接するＰＤｉの受光レベルが９／１（或いは８／２）の比率になる点に一致するので、Ａ１０の下流端位置Ｌ０’、Ｌ０’’、Ｌ０’’’が車載機２によって多少変動する（α＝０．５の場合に比べて変動する）一方で、Ｌ９〜Ｌ０’、Ｌ０’’、Ｌ０’’’の距離、すなわち、アップリンク受信位置の誤差は小さくなる。
【０１２７】
〔その他の変形例〕
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上記実施形態ではなく、特許請求の範囲と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上記実施形態では、アップリンク領域ＵＡを４つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４で構成したが、アップリンク領域ＵＡを構成する分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の数（フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の数）は、２つ、３つ或いは５つ以上としてもよい。
【０１２８】
また、上記実施形態では、上流側と下流側の双方で他の分割領域に隣接する分割領域（分割領域の総数が４の場合は、ＵＡ２とＵＡ３）を細分する場合の細分数Ｎを「３」に設定しているが、Ｎ＝２であってもよいし、Ｎ≧４であってもよい。
更に、道程距離Ｌの終端となる下流端については、停止線４０のほか、信号機の設置位置や車両感知器の位置としてもよい。
【０１２９】
また、本実施形態における距離情報は、所定位置Ｐ０までの距離の値を直接格納する形式に限られず、所定位置Ｐ０までの距離を一意に決定しうる情報であれば、どのような形式であってもよい。
例えば、基準位置Ｐｒからその下流側の所定位置Ｐ０までの間に１又は複数のノードを設定し、これらのノードに応じた複数の距離値群によって距離情報を構成することもできる。すなわち、基準位置Ｐｒからその直近のノードまでの距離、各ノード間の距離、及び、所定位置Ｐ０直近のノードから所定位置Ｐ０までの距離によって距離情報を構成することができる。
【０１３０】
この場合、上記距離情報を受信した車両Ｃの車載コンピュータ２６は、各距離の合計値を求めることで、所定位置Ｐ０までの距離を認識することができる。
また、光ビーコン４が送信する情報は、距離そのものの値ではなく、当該距離の始点と終点との絶対位置（緯度・経度や宇宙空間上の任意の点を原点とする３次元空間の座標値等）を示す情報とすることができる。
【０１３１】
例えば、距離情報を、所定位置Ｐ０の座標と、位置特定部５０が特定したアップリンク受信位置Ｌ０〜Ｌ９の座標とで構成し、これらの座標（絶対位置でも相対位置でもよい。）に基づいて車載機２の距離認識部３０が自身で距離を算出してもよい。
この場合、車載機２側で所定位置Ｐ０の座標を記憶している場合には、光ビーコン４側からは、アップリンク受信位置Ｌ０〜Ｌ９のみを送信すれば足りる。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 交通管制システム（路車間通信システム）
２ 車載機
４ 光ビーコン
７ ビーコン制御機
８ ビーコンヘッド
９ フォトダイオード（受光部）
１０ 発光ダイオード（投光部：送信部）
４５ プロセッサ
４８ 記憶装置（記憶部）
４９ 通信制御部
５０ 位置特定部
Ａ 通信領域
Ｃ 車両
Ｒ 道路
ＵＡ アップリンク領域
ＤＡ ダウンリンク領域
ＵＡｉ アップリンク領域の分割領域
ＰＤｉ 分割領域に対応する受光部（フォトダイオード）
Ａｊ 細分エリア
ＵＯ アップリンク光
ＤＯ ダウンリンク光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された車載機との間で光信号による双方向通信を行う、道路側に設置された光ビーコンが、車載機からのアップリンク受信位置を特定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。
このうち、光ビーコンは、近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向通信が可能となっている。具体的には、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含むアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信され、逆に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が光ビーコンから車載機に送信されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる光ビーコンを用いた路車間通信システムにより、例えば、通信領域内の特定位置（例えば車両進行方向の上流端）を車両（車載機）の位置と見立て、当該特定位置からその下流側の所定位置（例えば、信号機の手前に設けられた停止線）までの「距離情報」を第２のダウンリンク情報に含ませておき、この距離情報を受信した車載機により、当該距離情報を利用して、停止線の手前で強制停止するように車両を制動させたり、ドライバに停止や減速を促す報知を行ったりして、ドライバに対して安全運転支援を行う場合がある（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００４】
しかし、車載機からのアップリンク情報をより確実に受信するために、実際に運用されている光ビーコンでは、通信領域（特にアップリンク領域）が規格で規定された正式な範囲よりも広くなっていることが多い。
このように通信領域が広範であると、上記「距離情報」の始点となる通信領域内の特定位置と、車両が距離情報を受信した時点における実際の位置との差が大きくなる可能性が高く、距離情報の精度が低下する。
【０００５】
このため、この距離情報を利用した安全運転支援の精度も同様に低下し、例えば、安全運転支援制御によって、停止線の手前に停止させるように車両を制動したにも関わらず、停止線をオーバーして車両が停止するといった事態が起こりうる。
そこで、本出願人は、アップリンク領域を車両進行方向に分割した複数の分割領域として定義し、この車両進行方向に並ぶ複数の分割領域にそれぞれに対応してアップリンク情報を受信する複数の受光部を投受光器に設けた光ビーコンを既に提案している（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
各分割領域に対応する複数の受光部を有する光ビーコン（以下、「ＰＤ分割タイプ」（ＰＤはPhotodiodeの略）と称することがある。）を使用すれば、アップリンク領域が車両進行方向に比較的広く設定されていても、アップリンク領域を複数の分割領域に区分することで、個々の分割領域それぞれを車両進行方向に狭く設定することができる。
このため、各分割領域それぞれに「距離情報」の始点となる特定の代表点を精度よく設定することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９３６６０号公報
【特許文献３】特開２００７−３１７１６６号公報
【特許文献４】特開２００８−１８６３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記ＰＤ分割タイプの光ビーコンにおいて、例えば、１つのアップリンク光によって発生する互いに隣接する分割領域の受光部（ＰＤ）の受光レベルの比率を算出すれば、アップリンク送信位置をより詳しく特定することができる（特許文献４の段落００６５〜００６６参照）。
このように、ＰＤ分割タイプの光ビーコンにおいて、隣接する分割領域の受光部に生じる受光レベルの比率を利用すれば、車両進行方向の位置標定精度を分割領域の長さ未満に抑えることができる。
【０００９】
しかし、車両進行方向に並ぶ複数の分割領域のうち、最も下流側の分割領域（図３のＵＡ１：以下、「最終分割領域」ということがある。）の場合には、これより下流側に他の分割領域が存在しないので、最終分割領域の下流側端部の細分エリア（図７のＡ１０：以下、「最終エリア」ということがある。）については、隣接する分割領域に対応する受光レベルとの比率を利用したエリアの細分化を行うことができない。
そこで、従来では、かかる最終エリアについては、最終分割領域の受光部の受光レベルがその閾値を下回る位置を最終エリアの代表点（図７のＬ０）として定義し、最終エリアで生じたアップリンク光の受光レベルがその閾値を下回った場合に、記憶した代表点を最終エリアのアップリンク受信位置として特定していた。
【００１０】
しかしながら、このような従来の位置特定方法では、次のような問題が生じることが判明した。
すなわち、車両から送信されるアップリンク光は、車載機自体の性能やフロントガラスの汚れ具合等によって強度がまちまちであるから、最終分割領域におけるアップリンク光の検出精度を維持するためには、その最終分割領域に対応する受光部の閾値（固定値）を比較的小さめに設定する必要がある。
【００１１】
ところが、車両進行方向を横軸とした受光レベルの分布は、例えば図７に示すように、裾野が広がった左右対称のほぼ山型になるので、最終分割領域に対応する受光部の閾値を小さくするほど、最終エリアの代表点が下流側に移動する。
このため、アップリンク光の検出精度を維持すべく、最終分割領域に対応する受光部のための閾値を低めに設定すると最終エリアが下流側に広くなり過ぎ、当該最終エリアについて所望の位置標定精度が得られなくなる場合があった。
【００１２】
本発明は、このような実情に鑑み、ＰＤ分割タイプの光ビーコンにおいて、最終分割領域におけるアップリンク受信位置の位置標定精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下、本欄において本発明の光ビーコンの技術的特徴を述べるが、本明細書では、複数の分割領域、受光部及び細分エリアを、必要に応じてそれぞれ次のように記述する。
分割領域 ：ＵＡｉ（ただし、ｉは下流側から順に１，２……ｍ）
受光部 ：ＰＤｉ（ｉは分割領域の場合と対応。）
細分エリア：Ａｊ（ただし、ｊは上流側から順に１，２……ｎ）
また、本明細書では、上記添え字ｉ，ｊに実際の数字を入れて分割領域、受光部及び細分エリアを記述する場合には、識別しやすいように通常の全角文字を使用し、例えば「ＵＡ１」、「ＰＤ１」、「Ａ１」のように表示する。その他の添え字付き符号（ＶｉやＬｋ等）についても同様である。
【００１４】
（１） 本発明の光ビーコンは、車両進行方向に並ぶ複数のＵＡｉにそれぞれ対応する複数のＰＤｉと、車両からのアップリンク情報受信時に各ＰＤｉに生じる受光レベルに基づいて、各ＵＡｉを車両進行方向に細分化したＡｊのうちのいずれかの代表点を、当該Ａｊにおけるアップリンク受信位置として特定する位置特定部と、ＰＤ１の受光レベルが、ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値と等しくなる、Ａｎの下流端位置を予め記憶する記憶部と、を備えている。
【００１５】
その上で、本発明の光ビーコンでは、前記位置特定部が、前回特定されたアップリンク受信位置が前記境界位置からＡｎ−１までの範囲にある場合に、Ａｎ用の閾値を、前回のアップリンク情報受信時の全ＰＤｉの受光レベルの合計値に前記所定係数をかけた値に更新し、今回のアップリンク受信位置がＡｎに含まれている場合に、今回のアップリンク情報受信時のＰＤ１の受光レベルが更新された前記閾値以上であることを条件として、記憶された前記下流端位置を当該Ａｎの代表点として採用することを特徴とする。
【００１６】
本発明の光ビーコンによれば、ＰＤ１の受光レベルが、ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値と等しくなる位置を、最終エリアであるＡｎの下流端位置としたので、その所定係数の値に応じて、Ａｎの下流端位置を通常よりも上流側に設定することができる。
また、本発明の光ビーコンによれば、位置特定部が、Ａｎ用の閾値を、前回のアップリンク情報受信時の全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値に更新するので、上記のようにＡｎの下流端位置を通常よりも上流側に設定しても、アップリンク情報の発光強度に関係なく、その受信位置がＡｎに含まれているか否かを判定することができる。
【００１７】
このように、本発明の光ビーコンによれば、Ａｎの下流端位置を通常よりも上流側に設定しても、アップリンク受信位置がＡｎに含まれているか否かを判定できるので、ＵＡ１におけるアップリンク受信位置の位置標定精度を向上することができる。
【００１８】
なお、本発明における「ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値」とは、ＵＡｉとこれに対応するＰＤｉが３つ以上（ｍ≧３）ある場合において、その境界位置での受光レベルがほぼゼロとなるＰＤｉが含まれる場合には、かかるＰＤｉの受光レベルを始めから除外して合計値を算出する場合も含む意味である。
すなわち、例えば、ＰＤｉが４つある場合（ｍ＝４）に、互いに隣接する２つのＵＡ１とＵＡ２の境界位置Ｌ２において、当該２つのＵＡ１とＵＡ２に対応するＰＤ１とＰＤ２の受光レベルＶ１，Ｖ２しか値を示さず、その境界位置において他のＰＤ３とＰＤ４の受光レベルがほぼゼロとなるような場合（図８参照）には、必ずしも４つのＰＤ１〜ＰＤ４の受光レベルＶ１〜Ｖ４の値を合計する必要はなく、ＰＤ１とＰＤ２の受光レベルＶ１，Ｖ２の合計値で代用することにしてもよい。
【００１９】
（２） 本発明の光ビーコンにおいて、ＵＡｉの境界位置が複数ある場合は、前記記憶部は、複数の前記境界位置にそれぞれ対応するＡｎの下流端位置を記憶しており、前記位置特定部は、前回のアップリンク受信位置が複数のＡｊのうちのいずれに含まれているかに基づいて、複数の前記下流端位置のうちのいずれをＡｎの代表点として採用するかを決定することが好ましい。
【００２０】
この場合、前回のアップリンク受信位置に基づいて複数の下流端位置の中から適切なものを選択できるので、アップリンク情報の発光強度が車両ごとに変化しても、そのアップリンク情報の強度に対応した適切な精度で、Ａｎについてのアップリンク受信位置を特定することができる。
（３） 具体的には、前記位置特定部において、前回のアップリンク受信位置の上流側のＵＡｉの境界位置における、全ＰＤｉの受光レベルに前記所定係数をかけた値と等しくなるＡｎの下流端位置を、当該Ａｎの代表点として採用すればよい。
【００２１】
（４） 本発明の光ビーコンにおいて、前記所定係数は、０．５以上であることが好ましい。その理由は、所定係数が０．５を下回ると、Ａｎの下流端位置が通常と余り変わらなくなり、ＵＡ１での位置標定精度をさほど向上できなくなるからである。
なお、所定係数を０．５に設定すれば、Ａｎの下流端位置を正確に実測できるので、正確な下流端位置を記憶部に記憶させることができるという利点がある。
【００２２】
（５） また、本発明の光ビーコンにおいて、前記所定係数は、隣接するＵＡｉについての両ＰＤｉの受光レベルの比率の最大値以下の値であることが好ましい。その理由は、所定係数が上記比率の最大値を上回ると、動的に更新する閾値の値が大きくなり過ぎ、ＵＡ１でのアップリンク受信位置の検出精度が低下するからである。
この場合、所定係数を上記比率の最大値に近い値（例えば、α＝０．８）に設定すれば、Ａｎの下流端位置の実測値としての精度は落ちるが、Ａｎの下流端位置をより上流側に設定できるので、ＵＡ１での位置標定精度を向上することができる。
【００２３】
（６） 本発明の光ビーコンは、ダウンリンク情報を送信する送信部と、アップリンク情報を受信した後に送信する前記ダウンリンク情報に、前記位置特定部が特定したアップリンク受信位置からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を含める通信制御部と、を更に備えていることが好ましい。
この場合、通信制御部が、位置特定部が特定したアップリンク受信位置からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報をダウンリンク情報に含めるので、Ａｎに関して正確にアップリンク受信位置を車両側に通知することができる。
【００２４】
（７） 本発明のアップリンク受信位置の特定方法は、本発明の光ビーコンが行う特定方法に関するものであり、本発明の光ビーコンと同じ作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２５】
以上の通り、本発明によれば、最終エリアの下流端位置を通常よりも上流側に設定できるので、最終分割領域におけるアップリンク受信位置の位置標定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図４】車載機とこれを搭載した車両の概略構成図である。
【図５】光受信部とビーコン制御機の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図６】路車間通信の手順を示す概念図である。
【図７】車両進行方向を横軸とした場合の各受光部の受光レベルの分布図である。
【図８】最終エリアの下流端位置の実測方法を示すための、図７に対応する分布図である。
【図９】位置特定部によるアップリンク受信位置の特定方法を示す表である。
【図１０】最終エリアについての代表点の選択処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１０のフローチャートの続きである。
【図１２】実際に実測した受光レベルの分布図である（α＝０．８の場合）。
【図１３】実際に実測した受光レベルの分布図である（α＝０．５の場合）。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する車両Ｃ（図３参照）に搭載された車載機２とを備えている。
交通管制システム１は、管制室に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを有している。光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で双方向通信を行う。
【００２８】
〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４は、電話回線等の通信回線５を介して中央装置３と接続された通信インタフェースである通信部６と、この通信部６が接続されたビーコン制御機７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図例では４つ）のビーコンヘッド（投受光器）８とを備えている。
各ビーコンヘッド８は、フォトダイオード（ＰＤ）により構成される複数の受光部９と、発光ダイオード（ＬＥＤ）により構成される投光部１０とを有し、これらは筐体の内部に収納されている（図３参照）。
【００２９】
上記投光部１０は、近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯ（ダウンリンク情報３４，３６を構成する光信号）を後述する通信領域Ａに投光（送信）する。
また、複数の受光部９は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報３５を構成する光信号）を受光するものであり、それぞれ、後述するアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応して設けられている。
【００３０】
図２は、光ビーコン４の平面図である。
図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されており、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた複数のビーコンヘッド８と、これらビーコンヘッド８を一括制御する制御部である一台の前記ビーコン制御機７とを備えている。
【００３１】
上記ビーコン制御機７は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するプログラマブルなマイコンよりなり、通信部６（図１参照）による中央装置３との双方向通信と、ビーコンヘッド８による車載機２との路車間通信を行う通信制御部４９としての機能を有する。
なお、このビーコン制御機７と車載コンピュータ２６とによる路車間通信の内容（図６）については後述する。
【００３２】
ビーコン制御機７は、所定の各機能を実行するコンピュータプログラムを自己の記憶装置４８（図５参照）に格納している。このプログラムが実行する機能部分には、路車間通信に関する上記通信制御部４９と、車載機２からのアップリンク光ＵＯを受光した瞬間の車載機２の位置（以下、「アップリンク受信位置」という。）を特定するための位置特定部５０とが含まれている（図１、図２及び図４参照）。
なお、上記位置特定部５０が行う処理内容についても後述する。
【００３３】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１３に設置されている。各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１４に取り付けられ、道路Ｒの各車線Ｒ１〜Ｒ４の直上に配置されている。
各ビーコンヘッド８の投光部１０は、各車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。
【００３４】
〔通信領域について〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、車載機２の投受光器である車載ヘッド２７がダウンリンク情報を受信できるダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、光ビーコン４のビーコンヘッド８が車載ヘッド２７からのアップリンク情報を受信できるアップリンク領域（図３において破線のハッチングを設けた領域）ＵＡとからなる。
【００３５】
図３において、ダウンリンク領域ＤＡは、ビーコンヘッド８の投受光位置ｄ、道路面から１．０ｍレベルの位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲であり、アップリンク領域ＵＡは、投受光位置ｄ、道路面から１．０ｍレベルの位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲である。
従って、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端ｃは互いに一致し、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図３の右側部分）と重複している。また、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは通信領域Ａ全体の同方向長さと一致している。
【００３６】
光ビーコン（光学式車両感知器）４の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、ダウンリンク領域ＤＡ及びアップリンク領域ＵＡの正式な領域寸法が規定されている。
一般道向けの光ビーコン４の場合には、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃは、路面から１ｍの高さ位置においてヘッド直下から約６．０４ｍとされ、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂは、同高さ位置に置いてヘッド直下から３．４ｍとされている。従って、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ｂｃ間の長さ）は約３．６ｍとなる。
【００３７】
本実施形態のアップリンク領域ＵＡは、当該領域ＵＡを車両進行方向に複数（図例では４つ）に分割してなる分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４よりなる。
ビーコンヘッド８に設けられた４つの受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）は、それぞれアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４を受光領域としている。従って、例えば、最も上流側に位置する分割領域ＵＡ４内で車載ヘッド２７から送信されたアップリンク光ＵＯは、主として分割領域ＵＡ４に対応するＰＤ４によって受光される。
【００３８】
〔車載機及び車両の構成〕
図４は、光ビーコン４と路車間通信する車載機２と、この車載機２が搭載された車両Ｃの概略構成図である。
図４に示すように、この車両Ｃは、ドライバの搭乗席（図示せず）を有する車体２１と、この車体２１に搭載された車載機２と、車両Ｃの各部を統合制御する電子制御装置（ＥＣＵ）２２と、車体２１を駆動するエンジン２３と、車体２１を制動するブレーキ装置２４と、車両Ｃの現時の速度を常時検出している速度検出器２５とを備えている。
【００３９】
ＥＣＵ２２は、ドライバのアクセル操作に基づくエンジン２３の駆動制御や、ブレーキ操作に基づく制動制御等、車両Ｃに対する各種の制御を行う。
車載機２は、車載コンピュータ２６と、このコンピュータ２６のセンサ用インタフェースに接続された車載ヘッド（投受光器）２７と、搭乗席のドライバに対するヒューマンインタフェースとしてのディスプレイ２８及びスピーカ装置２９とを備えている。
【００４０】
上記車載ヘッド２７は、光ビーコンの投受光器８と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる投光部とフォトダイオードからなる受光部とを備えている（図示せず）。
投光部は、近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報３５）を送信し、受光部は、通信領域Ａに発光された近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯ（ダウンリンク情報３４，３６）を受光する。
【００４１】
車載コンピュータ２６は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するプログラマブルなマイコンよりなり、車載ヘッド２７による光ビーコン４との路車間通信の制御処理を行う。
また、車載コンピュータ２６は、所定の各機能を実行するプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムが実行する機能部として、距離認識部３０及び支援制御部３２を備えている。なお、これらの各機能部３０，３２の処理内容については後述する。
【００４２】
〔ビーコン制御機等の回路構成〕
図５は、光ビーコン４の光受信部とビーコン制御機７の回路構成の一例を示すブロック図である。
図５において、４つの受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）は、それぞれが互いに独立して機能するフォトダイオードを近接させてビーコンヘッド８に配置され、各受光部９はそれぞれ路側の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応している。
【００４３】
４つの受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）のうち、ＰＤ１は、通信領域Ａ中の最も下流側の分割領域（最終分割領域）ＵＡ１に対応しており、ＰＤ２〜ＰＤ４は、それぞれ、下流側から２番目、３番目及び４番目の分割領域ＵＡ２〜ＵＡ４に対応している。
なお、ＰＤ１〜ＰＤ４は、独立した基板からなるフォトダイオードを複数並べて配置したものであってもよいし、単一の基板上に、互いに独立して機能する素子を複数並べて配置したものであってもよい。
【００４４】
光ビーコン４の光受信部は、上記ＰＤ１〜ＰＤ４と、これらの出力電圧を増幅する複数の増幅回路４２と、この増幅回路４２の後段側の加算器４３と、コンパレータ４４及び検波回路４６とを備えており、これらの回路又は素子は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する複数のビーコンヘッド８にそれぞれ搭載されている。
増幅回路４２は、ｎ型ＭＯＳＦＥＴ等よりなる増幅素子や、この素子の出力電圧を更に増幅する複数のオペアンプ等を含み、ＰＤ１〜ＰＤ４の出力電圧を例えば１万〜１０万倍オーダで増幅する。
【００４５】
増幅回路４２の出力側は単一の加算器４３に接続され、この加算器４３の出力側にはコンパレータ４４が接続されている。
各増幅回路４２からの出力電圧は、加算器４３で１つのアナログ信号に重畳される。さらに、加算器４３から出力される前記アナログ信号は、コンパレータ４４によってデジタル信号に変換されてビーコン制御機７のプロセッサ４５に送られる。プロセッサ（ＣＰＵ）４５は、コンパレータ４４から送られるデジタル信号からアップリンク情報３５に含まれるデータ信号や通信制御信号を抽出する。
【００４６】
また、各増幅回路４２の出力側にはそれぞれ検波回路４６に接続されており、これら検波回路４６の出力側はビーコン制御機７内のＡ／Ｄコンバータ４７に接続されている。
各増幅回路４２の出力電圧は、検波回路４６で平滑化されてから後段のＡ／Ｄコンバータ４７でデジタル信号に変換され、ビーコン制御機７のプロセッサ４５に送られる。
【００４７】
プロセッサ４５は、Ａ／Ｄコンバータ４７のデジタル信号からＰＤ１〜ＰＤ４それぞれの受光レベルＶ１〜Ｖ４を取得し、これらの受光レベルＶ１〜Ｖ４を所定の閾値と比較した結果と受光レベルＶ１〜Ｖ４間の比率とに基づいて、アップリンク光ＵＯをアップリンク領域ＵＡ内のどの位置で受光したかを特定することができる。
従って、プロセッサ４５は、記憶装置４８に格納されたコンピュータプログラムを実行することで、路車間通信の際の通信制御機能だけでなく、受光レベルに基づくアップリンク受信位置の特定機能の機能実現手段となる。
【００４８】
記憶装置４８には、上記各機能に関するコンピュータプログラムが格納されているとともに、ＰＤ１〜ＰＤ４がアップリンク光ＵＯを受光しているか否かを判定するための閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ４等を記憶している。
つまり、プロセッサ４５及び記憶装置４８は、ＰＤ１〜ＰＤ４の受光レベルに基づいてアップリンク受信位置を特定する前記位置特定部５０（図１、図２及び図４参照）を構成している。
【００４９】
なお、プロセッサ４５は、アップリンク情報３５に含まれるデータ信号や、特定した車載機２からのアップリンク受信位置に関する情報、通信部６を介して中央装置３から与えられる情報等に基づいて、車載機２に送信すべき情報を生成することができる。
【００５０】
〔路車間通信の内容（通信制御部の処理内容）〕
図６は、通信領域Ａにおいて、ビーコンヘッド８と車載ヘッド２７との間で行われる双方向での路車間通信の手順を示している。以下、図６を参照しつつ、本実施形態の路車間通信の内容を説明する。
【００５１】
まず、光ビーコン４のビーコン制御機７（通信制御部４９）は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応するビーコンヘッド８から、ダウンリンクの切り替え前の第１情報として、車線通知情報を含む第１のダウンリンク情報３４を、各車線Ｒ１〜Ｒ４のダウンリンク領域ＤＡに所定の送信周期で常に送信し続けている（図６のＦ１）。
なお、この段階では、車線通知情報には未だ車両ＩＤは格納されていない。
【００５２】
車載機２を搭載した車両Ｃが実際のダウンリンク領域ＤＡに進入すると、車載機２の車載ヘッド２７が車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第１のダウンリンク情報３４を受信する。
この際、車載機２の車載コンピュータ２６は、当該車両Ｃが実際の通信領域Ａ内に存在していることを認識する。その後、車載コンピュータ２６は、アップリンク情報３５の送信を開始し（図６のＦ２）、このアップリンク情報３５をビーコンヘッド８に対して所定の送信周期（アップリンク送信周期）で送信する（図６のＦ３）。
【００５３】
車載コンピュータ２６は、車両Ｃの特定の車両ＩＤを上記アップリンク情報３５に格納して当該アップリンク情報３５を送信し、ビーコン間の旅行時間情報を有している場合には、この情報もアップリンク情報３５に含ませる。
また、車載コンピュータ２６は、光ビーコン４のビーコン制御機７がダウンリンクの切り替えを行ったことを認識するまで、当該アップリンク情報３５を送信し続ける。
【００５４】
一方、光ビーコン４のビーコンヘッド８がアップリンク情報３５受信すると（図６のＦ４）、ビーコン制御機７（通信制御部４９）は、ダウンリンクの切り替えを行い、第２情報として、車両ＩＤ情報を有する車線通知情報を含む第２のダウンリンク情報３６の送信を開始し（図６のＦ５）、この第２のダウンリンク情報３６の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す（図６のＦ６）。
【００５５】
上記車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２）ごとに車両ＩＤを格納するフィールドがあり、各車両ＩＤに対して車線番号を付与することができる。
このため、異なる車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する各車両Ｃの車載コンピュータ２６は、その格納フィールド内のいずれに自車両の車両ＩＤが含まれるかを判断することにより、自車両がどの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行しているかを認識できる。
【００５６】
第２のダウンリンク情報３６には、車両ＩＤを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、及び、ドライバに対する安全運転支援のための支援情報等が含まれている。
この支援情報には、光ビーコン４より下流側の信号機の灯色が変わるタイミング情報である信号情報の他、位置特定部５０が特定したアップリンク光ＵＯの受信位置に基づく、アップリンク領域ＵＡからその下流側の所定位置（例えば、図７に示す停止線４０）までの距離に関する「距離情報」が含まれている。
【００５７】
図６に示すように、第２のダウンリンク情報３６は、単一又は複数の最小フレーム３７で構成されている。前記「近赤外線式インタフェース規格」によれば、この最小フレーム３７のデータ量は合計１２８バイトと規定され、ヘッダ部３８に５バイト、実データ部３９に１２３バイトが割り当てられている。
前記規格によれば、第２のダウンリンク情報３６は、１〜８０個の最小フレーム３７で構成することができ、送信可能時間は２５０ｍｓに設定されている。また、このダウンリンク情報３６は送信すべき情報量に対応した任意数の最小フレーム３７で構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。
【００５８】
最小フレーム３７の送信周期は約１ｍｓである。従って、例えば、３つの最小フレーム３７で一つのダウンリンク情報３６を構成する場合には、ダウンリンク情報３６の送信周期は約３ｍｓになるので、当該ダウンリンク情報３６は所定の送信可能時間（２５０ｍｓ）の間に約８０回繰り返して送信されることになる。
車載機２の車載コンピュータ２６は、第２のダウンリンク情報３６を受信した時点（図６のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報３５の送信を停止する。
【００５９】
〔安全運転支援の内容〕
上記距離情報を含む第２のダウンリンク情報３６を車載ヘッド２７が受信すると、車載コンピュータ２６の距離認識部３０（図４参照）は、そのダウンリンク情報３６のフレームに含まれている距離情報（図７のＬ−ＬＥＮ（ｋ））を、自車から停止線４０までの距離として認識する。なお、図７に示すように、「Ｌ」は基準位置Ｐｒから停止線４０までの距離であり、「ＬＥＮ（ｋ）」は基準位置Ｐｒから各代表点Ｌ０〜Ｌ９までの補正距離である。
【００６０】
車載コンピュータ２６の支援制御部３２は、距離認識部３０が認識した距離情報を利用してドライバに対する安全運転支援を行う。
例えば、支援制御部３２は、光ビーコン４から通知された停止線４０までの距離と、現時点の車両Ｃの走行速度とから、その停止線４０の手前で停止するための減速度（負の加速度）を算出し、その減速度をＥＣＵ２２に通知する。
ＥＣＵ２２は、当該減速度となるようにブレーキ装置２４を作動させ、これにより、車両Ｃを停止線４０の手前で自動停止させることができる。
【００６１】
また、支援制御部３２の安全運転支援としては、ディスプレイ２８やスピーカ装置２９を用いたドライバに対する注意喚起であってもよい。
例えば、支援制御部３２により、停止線４０までの距離（Ｌ−ＬＥＮ（ｋ））をディスプレイ２８に表示させてもよい。また、現時の車両Ｃの走行速度が速すぎる場合には、支援制御部３２により、停車や減速を促す注意喚起をディスプレイ２８に表示させたり、その注意喚起をスピーカ装置２９から音声出力させたりしてもよい。
【００６２】
また、支援制御部３２は、第２のダウンリンク情報３６に含まれる信号情報を用いて安全運転支援を行うこともできる。
ここで、信号情報とは、交通信号機が表示する現在又は将来の信号灯色に関する情報を指し、各信号灯色の表示継続予定期間や表示する順序等に関する情報（表示予定情報）等を含む。例えば、「現在灯色が青信号で継続予定時間が５秒であり、次の灯色が黄信号で継続予定時間が８秒であり、その次の灯色が右折青矢印灯で継続予定時間１０秒である」といった情報である。
【００６３】
この信号情報を受信した車載コンピュータ２７の支援制御部３２は、停止線４０までの距離と車両Ｃの走行速度等から、停止線４０に到着するまでの所要時間を推定した上で、当該所要時間経過後の信号灯色を推定することができる。
そして、例えば、現在の信号灯色は青信号であるが、停止線４０に到着する時点で信号灯色が赤信号と予測されるような場合には、安全に停止線４０の手前で停止することができるように、車両Ｃを制動するための制御を行う。逆に、減速しなければ安全に交差点を通過できると判断できるような場合には、車両Ｃの速度を維持するための制御を行うことができる。
【００６４】
車両Ｃを制動したり速度を維持したりするため、支援制御部３２は、車両のブレーキ装置２４（図４）やアクセルに対して直接的に制御を行ってもよい。
また、支援制御部３２では単に制動や速度維持に関する情報を生成し、その情報をＥＣＵ２２に通知することによってＥＣＵ２２でブレーキ装置２４やアクセルを制御するものであってもよい。すなわち、支援制御部３２は、間接的な制御を行うものであってもよい。また、支援制御部３２は、車載装置の主導による制御のみならず、ブレーキアシストなど、ドライバの運転動作を補助する動作をしても良い。
【００６５】
支援制御部３２は、車両Ｃの搭乗者に対して、信号灯色の推定の結果を音声や画像情報によって通知するようにしても良い。例えば、「間もなく信号が変わるので停止すべきである」といった内容の音声をスピーカ装置２９からドライバに向けて発したり、ヘッドアップディスプレイやナビゲーション装置等のディスプレイ２８に文字や図柄で表示したりすることができる。
安全運転の支援については、不適切なタイミングや内容でドライバに情報を通知することのないようなヒューマンインタフェースとするため、例えば低速走行時には音声や画像表示による報知を行わないようにすることができる。
【００６６】
なお、信号情報は、現在表示している灯色とその継続時間だけとしても良いし、１サイクル分の情報をまとめて提供するようにしても良い。また、これらの情報に加えて、地点感応制御を実施している地点では、当該制御に関するパラメータ情報や制御を実施する時間帯の情報等を含ませても良い。
また、信号情報は、光ビーコンから取得するものであってもよいし、光ビーコン以外のインフラ装置等から取得するものであってもよい。
【００６７】
後者の場合、例えば、信号機の信号制御機が無線通信機を備えている場合には、当該無線通信機から取得してもよいし、前記信号情報を取得した先行車両から車々間通信によって取得してもよい。信号情報を受信する信号情報受信部は、車載ヘッド２７を用いてもよいし、車載機２に備えた別の受信器であってもよい。
【００６８】
〔細分エリアとその代表点〕
図７は、車両進行方向を横軸とした場合の各受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）の受光レベルＶ１〜Ｖ４の分布図である。
まず、図７における各記号の意味を説明すると、次の通りである。
Ｖ１：ＰＤ１の受光レベル（検波されたＰＤ電圧：ｍＶ）
Ｖ２：ＰＤ２の受光レベル（検波されたＰＤ電圧：ｍＶ）
Ｖ３：ＰＤ３の受光レベル（検波されたＰＤ電圧：ｍＶ）
Ｖ４：ＰＤ４の受光レベル（検波されたＰＤ電圧：ｍＶ）
【００６９】
Ｔｈ１：ＰＤ１用の閾値（ｍＶ）
Ｔｈ２：ＰＤ２用の閾値（ｍＶ）
Ｔｈ３：ＰＤ３用の閾値（ｍＶ）
Ｔｈ４：ＰＤ４用の閾値（ｍＶ）
なお、本実施形態では、Ｔｈ１＝Ｖｄｆ＝１００ｍＶ、Ｔｈ２＝１００ｍＶ、Ｔｈ３＝８５ｍＶ、Ｔｈ４＝７０ｍＶに設定されている。もっとも、閾値の固定値はこれらの値に限定されるものではない。
【００７０】
Ｐｒ：道路Ｒ上の基準位置（ヘッド直下位置Ｈから上流側に５ｍ）
Ｐ０：ビーコン下流側の所定位置（停止線４０の位置）
Ｌ ：ＰｒからＰ０までの道程距離
Ａｊ：各ＵＡｉ（ｉ＝１〜４）を細分した細分エリア（ｊ＝１，２……１０）
Ｌｋ：各Ａｊに定義した代表点（ｋ＝０，２……９）
【００７１】
ここで、図７に示すように、ビーコンヘッド８に実装されたＰＤ１〜ＰＤ４の受光レベルＶ１〜Ｖ４（ＰＤ電圧：ｍＶ）は、車両進行方向を横軸とすると、裾野が広がった左右対称のほぼ山型の分布になり、隣接するＰＤｉ同士では、最大幅の約半分の範囲で互いに重複するようになる。
また、ビーコンヘッド８が傾いていない場合（すなわち、水平に設置されている場合）には、ビーコンヘッド８から遠いほどアップリンク光ＵＯの強度が低下するので、下流側ほどＰＤ電圧が高く、Ｖ１〜Ｖ４の順でＰＤ電圧の振幅が次第に小さくなる。
【００７２】
そこで、本実施形態では、受光レベルＶ１〜Ｖ４の上記分布特性を利用して、ＵＡｉの境界位置と、各境界位置間の距離を所定の細分数Ｎで細分した細分エリアＡｊを新たに定義し、各ＰＤｉの受光レベルＶ１〜Ｖ４によって特定可能な位置標定の分解能を増大させている。
すなわち、各分割領域の「境界位置」をＶｉ＝Ｖｉ＋１となる位置（図７のＬ２，Ｌ５，Ｌ８）とし、この境界位置間の距離を更に分割した細分エリアＡｊを定義している。
【００７３】
具体的には、分割領域が隣接関係にあるＰＤｉ，ＰＤｉ＋１の受光レベルＶｉ，Ｖｉ＋１が一定の比率ｍ１／ｍ２又はその逆数ｍ２／ｍ１となる中間位置を定義し、これらの中間位置を境界として各分割領域を細分している。
例えば、図７の例では、上記の比率ｍ１／ｍ２が例えば９／１になっており、Ｖ４／Ｖ３＝９となる中間位置がＬ９となっている。最も上流側の分割領域であるＵＡ４は、この中間位置Ｌ９を境界として、Ａ１とＡ２の２つのエリアに細分されている。
【００７４】
また、Ｖ４／Ｖ３＝１／９となる中間位置がＬ７であり、Ｖ３／Ｖ２＝９となる中間位置がＬ６となっている。上流側から２番目の分割領域であるＵＡ３は、これら２つの中間位置Ｌ７，Ｌ６を境界として、Ａ３〜Ａ５までの３つのエリアに細分されている。
同様に、Ｖ３／Ｖ２＝１／９となる中間位置がＬ４であり、Ｖ２／Ｖ１＝９となる中間位置がＬ３となっている。上流側から３番目の分割領域であるＵＡ２は、これら２つの中間位置Ｌ４，Ｌ３を境界として、Ａ６〜Ａ８までの３つのエリアに細分されている。
【００７５】
更に、Ｖ２／Ｖ１＝１／９となる中間位置がＬ１となっている。最も下流側の分割領域であるＵＡ１は、この中間位置Ｌ１を境界として、Ａ９とＡ１０の２つのエリアに細分されている。
このように、隣接する分割領域に対応する受光レベルＶｉ，Ｖｉ＋１の比率を利用すれば、分割領域の長さ未満の細分エリアＡｊを各分割領域内に定義することができ、分割領域を更に細かい長さのエリアに細分することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、各Ａｊ（ｊ＝１，２……１０）の下流端位置を当該エリアの代表点と定義している。すなわち、図７の例で説明すると、Ａ１の代表点はＬ９、Ａ２の代表点はＬ８、Ａ３の代表点はＬ７、…（中略）…Ａ１０の代表点はＬ０である。
本実施形態のビーコン制御機７は、上記各代表点Ｌ０〜Ｌ９の位置（具体的には、基準位置Ｐｒから各代表点Ｌ０〜Ｌ９までの補正距離ＬＥＮ（ｋ）：ｋ＝０，１……９）を予め記憶装置４８に記憶している。
【００７７】
なお、ビーコン制御機７の記憶装置４８に、補正距離ＬＥＮ（ｋ）を記憶させるデータ入力作業は、例えば次のようにして行われる。
１） 受光レベルＶ１〜Ｖ４をモニタリングしなら、一定レベルのアップリンク光ＵＯを発光する模擬車載機２を搭載した台車を、基準位置Ｐｒよりも上流側の地点からビーコン直下点Ｈに向かってゆっくり走行させる。
２） Ｖ４がＴｈ４を超えた状態で、Ｖ３／Ｖ４＝１／９となる位置Ｌ９を探索し、この位置Ｌ９からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（９）を記憶装置４８に入力する。
【００７８】
３） Ｖ４がＴｈ４を超えた状態で、Ｖ３／Ｖ４＝１となる位置Ｌ８を探索し、この位置Ｌ８からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（８）を記憶装置４８に入力する。
４） Ｖ３がＴｈ３を超えた状態で、Ｖ３／Ｖ４＝９となる位置Ｌ７を探索し、この位置Ｌ７からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（７）を記憶装置４８に入力する。
以下同様に、隣接するＰＤｉ間の受光レベルの比率に基づいて残りの位置Ｌ６〜Ｌ９を探索し、これら位置Ｌ６〜Ｌ９からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（ｋ）（ｋ＝６，５……９）を、それぞれ記憶装置４８に入力する。
５） Ｖ１は最下流側に位置するＵＡ１に対応するＰＤ１の受光レベルであり、受光レベルの比率を利用した位置Ｌ０の特定ができないので、Ｖ１がＴｈ１（＝Ｖｄｆ）と同値になる位置Ｌ０を探索し、この位置Ｌ０からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（０）を記憶装置４８に入力する。
【００７９】
〔距離の補正処理と車両への通知〕
ビーコン制御機７の位置特定部５０は、後述する代表点Ｌｋの選択処理（図９）によって補正距離ＬＥＮ（ｋ）が判明すると、道程距離Ｌからその補正距離ＬＥＮ（ｋ）を減算した実距離（＝Ｌ−ＬＥＮ（ｋ））を演算し、この実距離をビーコン制御機７に通知する。
ビーコン制御機７は、通知された実距離（＝Ｌ−ＬＥＮ（ｋ））を、距離情報として第２のダウンリンク情報３６の送信フレームに格納し、この送信フレームをビーコンヘッド８から繰り返し送出する。
【００８０】
例えば、図７に示すように、実際のアップリンク光ＵＯがＡ４で送信されたとすると、位置特定部５０は、道程距離Ｌから補正距離ＬＥＮ（６）を減算した（Ｌ−ＬＥＮ（６））の値を出力し、通信制御部４９はその値を第２のダウンリンク情報３６に格納する。
なお、この場合、Ａ４の代表点Ｌ６と実際のアップリンク受信位置との間には、最大でＡ４のエリア長さに相当する誤差βが含まれる。
【００８１】
しかし、本実施形態では、ＵＡ３を３等分することによってＡ４のエリア長さを約３０ｃｍ程度まで短縮しているので、誤差βの大きさ自体に特に問題はないし、Ａ４の代表点として当該Ａ４の下流端位置Ｌ６を採用しているので、車両Ｃ側には、必ず真の距離よりもやや短めの、安全側に若干シフトした距離情報が通知される。
このため、上記の実距離に基づいて車載機２が安全運転支援を行っても、車両Ｃが停止線４０をオーバーランする等の支障が発生することはない。
【００８２】
また、本実施形態において、ビーコン４側では距離の補正演算を行わず、道程距離Ｌと補正距離ＬＥＮ（ｋ）の双方をダウンリンク情報３６に格納し、実距離を演算する補正処理を車両Ｃ側で行わせることにしてもよい。
或いは、車両Ｃが道程距離Ｌを予め記憶している場合には、補正距離ＬＥＮ（ｋ）だけをダウンリンク情報３６に格納し、実距離を演算する補正処理を車両Ｃ側で行わせることにしてもよい。
【００８３】
〔最終エリアに生じる問題点〕
ところで、図７に示すように、複数の分割領域のうち、最も下流側のＵＡ１（最終分割領域）の場合には、これより下流側に他の分割領域が存在しないので、ＵＡ１の下流側端部を構成するＡ１０については、隣接する分割領域に対応する受光レベルとの比率を利用したエリアの細分化を行うことができない。
【００８４】
その一方で、車両Ｃから送信されるアップリンク光ＵＯは、車載機２自体の性能やフロントガラスの汚れ具合等によって強度がまちまちであるから、ＵＡ１におけるアップリンク光ＵＯの検出精度を維持するためには、そのＵＡ１に対応するＰＤ１の閾値Ｔｈ１を比較的小さめに設定しておく必要がある。
ところが、車両進行方向を横軸とした受光レベルの分布は、図７に示すように、裾野が広がった左右対称のほぼ山型になることから、ＵＡ１に対応するＰＤ１の閾値Ｔｈ１（＝Ｖｄｆ）を小さくするほど、Ａ１０の代表点Ｌ０が下流側に移動する。
【００８５】
従って、アップリンク光ＵＯの検出精度を維持すべく、ＵＡ１用の閾値を低めに設定すると、Ａ１０が下流側に広くなり過ぎ、当該Ａ１０において所望の位置標定精度が得られなくなることがある。
そこで、本実施形態では、Ｔｈ１の通常の固定値Ｖｄｆよりも高い閾値Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄに対応するＡ１０の下流端位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」（図８参照）を実測して記憶装置４８に記憶させておき、この位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」のうちのどれをＡ１０の代表点とするかを、前回受光分のアップリンク光ＵＯを用いて動的に判定することにより、アップリンク光ＵＯの検出精度の維持と、最終エリア（Ａ１０）の短縮化による位置標定精度の向上を両立させることとした。
【００８６】
〔最終エリアの下流端位置の実測方法〕
図８は、最終エリア（Ａ１０）の下流端位置の実測方法を示すための、図７に対応する分布図である。以下、この図８を参照しつつ、その実測方法と、実測された下流端位置の選択条件について説明する。
前記した通り、ＰＤ１〜ＰＤ４の受光レベルＶ１〜Ｖ４は、隣接するＰＤｉ同士において最大幅の約半分の範囲で互いに重複し、Ｖ１〜Ｖ４の順でＰＤ電圧の振幅が次第に小さくなる。
【００８７】
そこで、全ＰＤｉの受光レベルの合計値Ｖｓｕｍ（＝Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）に着目し、このＶｓｕｍに所定係数α（本実施形態では、α＝０．９）をかけた特性曲線ＣＬを描くと、図８に示すように、その特性曲線ＣＬは、ほぼＡ２からＡ９に至るまで下流側ほど高くなるように単調増加する曲線になる。
また、各ＰＤｉの受光レベルＶ１〜Ｖ４の分布は、アップリンク光ＵＯの強度が変化すると、縦軸方向の振幅が伸縮するだけで横軸方向の位相は殆ど変化しないので、特性曲線ＣＬと各分布との車両進行方向の相対位置はアップリンク光ＵＯの強度に関係なく殆ど変化しない。
【００８８】
そこで、Ａ１０以外のエリアＡ１〜Ａ９の下流端位置（代表点）Ｌ１〜Ｌ９を現地で実測する際に、Ｖｓｕｍ×αの値を同時にモニタリングしておき、分割領域の境界位置Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８におけるＶｓｕｍ×αの値Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄが最終分割領域の受光レベルＶ１と交差する下流側の位置Ｌ０’’’，Ｌ０’，Ｌ０’’を実測する。
そして、これらの位置Ｌ０’’’，Ｌ０’，Ｌ０’’ （具体的には基準位置Ｐｒからの距離値）を、Ａ１０の代表点となり得る下流端位置の候補として、それぞれ記憶装置４８に予め記憶させておく。
【００８９】
なお、分割領域の境界位置Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８では、隣接するＰＤｉの受光レベルが同じ値になるので、Ｖｓｕｍ×αの電圧値Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄを別の表現で定義すると、次の通りである。
Ｖｂ：Ｖ１＝Ｖ２のときの、Ｖｓｕｍ×αの値
Ｖｃ：Ｖ２＝Ｖ３のときの、Ｖｓｕｍ×αの値
Ｖｄ：Ｖ３＝Ｖ４のときの、Ｖｓｕｍ×αの値
【００９０】
図８に示すように、上記の下流端位置Ｌ０’’’，Ｌ０’，Ｌ０’’は、いずれも、Ｔｈ１のデフォルト値Ｖｄｆ（＝１００ｍＶ）に対応する下流端位置Ｌ０よりも上流側に現れる。
このため、Ａ１０の代表点として、これらの下流端位置Ｌ０’’’，Ｌ０’，Ｌ０’’のうちのいずれを用いても、Ａ１０の代表点をＬ０だけで運用する従来の場合に比べて、Ａ１０のエリア長さを短縮でき、Ａ１０についての位置標定精度を高めることができる。
【００９１】
なお、図８に例示する受光レベルの分布の場合、Ｖ１＝Ｖ２の境界位置Ｌ２では、ＰＤ３とＰＤ４の受光レベルＶ３，Ｖ４がほぼゼロとなるので、この境界位置Ｌ２のＶｓｕｍを求める場合には、受光レベルＶ３，Ｖ４を除外して、Ｖｓｕｍ＝Ｖ１＋Ｖ２としてＶｂを求めることにしてもよい。
また、Ｖ２＝Ｖ３の境界位置Ｌ５では、ＰＤ１とＰＤ４の受光レベルＶ１，Ｖ４がほぼゼロとなるので、この境界位置Ｌ５のＶｓｕｍを求める場合には、受光レベルＶ１，Ｖ４を除外して、Ｖｓｕｍ＝Ｖ２＋Ｖ３としてＶｃを求めることにしてもよい。
【００９２】
同様に、Ｖ３＝Ｖ４の境界位置Ｌ８では、ＰＤ１とＰＤ２の受光レベルＶ１，Ｖ２がほぼゼロとなるので、この境界位置Ｌ８のＶｓｕｍを求める場合には、受光レベルＶ１，Ｖ２を除外して、Ｖｓｕｍ＝Ｖ３＋Ｖ４としてＶｄを求めることにしてもよい。
このように、ある境界位置Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８での受光レベルがほぼゼロとなるＰＤｉが含まれる場合には、かかるＰＤｉの受光レベルを始めから除外してＶｓｕｍを求めることにしてもよい。
【００９３】
〔最終エリアについての代表点の選択基準〕
そこで、光ビーコン４の運用時において、如何なる条件の場合に、Ｌ０以外のどの下流端位置Ｌ０’’’，Ｌ０’，Ｌ０’’を選択すべきかが問題となる。
この点、Ａ３〜Ａ９の範囲では、特性曲線ＣＬが下流側ほど高レベルになる特性を有するから、仮に、車両Ｃから送信された前回のアップリンク光ＵＯがＡ３〜Ａ５の範囲内であり、同じ車両Ｃから送信された今回のアップリンク光ＵＯがＡ１０の範囲であった場合には、今回のアップリンク光ＵＯによって生じるＰＤ１の受光レベルＶ１は、前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値より高いと考えられる。
【００９４】
従って、通信領域Ａを走行中の車両Ｃによる前回のアップリンク送信位置がＡ３〜Ａ５であった場合に、その前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値をＡ１０用の閾値として一時的に記憶しておけば、同じ車両Ｃからの今回のアップリンク光ＵＯによってＰＤ１に生じた受光レベルＶ１が当該閾値を超えた場合に、その今回のアップリンク受信位置は、予め実測しておいたＶｄに対応する「Ｌ０’’」よりも必ず上流側であったとみなすことができる。
【００９５】
また、上記と同様に、車両Ｃから送信された前回のアップリンク光ＵＯがＡ６〜Ａ８の範囲内であり、同じ車両Ｃから送信された今回のアップリンク光ＵＯがＡ１０の範囲であった場合においても、今回のアップリンク光ＵＯによって生じるＰＤ１の受光レベルＶ１は、前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値よりも高いと考えられる。
【００９６】
従って、通信領域Ａを走行中の車両Ｃによる前回のアップリンク送信位置がＡ６〜Ａ８であった場合に、その前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値をＡ１０用の閾値として一時的に記憶しておけば、同じ車両Ｃからの今回のアップリンク光ＵＯによってＰＤ１に生じた受光レベルＶ１が当該閾値を超えた場合に、その今回のアップリンク受信位置は、予め実測しておいたＶｃに対応する「Ｌ０’」よりも上流側であったとみなすことができる。
【００９７】
更に、上記と同様に、車両Ｃから送信された前回のアップリンク光ＵＯがＡ９の範囲内であり、同じ車両Ｃから送信された今回のアップリンク光ＵＯがＡ１０の範囲であった場合においても、今回のアップリンク光ＵＯによって生じるＰＤ１の受光レベルＶ１は、前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値よりも高いと考えられる。
【００９８】
従って、通信領域Ａを走行中の車両Ｃによる前回のアップリンク送信位置がＡ９であった場合に、その前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値をＡ１０用の閾値として一時的に記憶しておけば、同じ車両Ｃからの今回のアップリンク光ＵＯによってＰＤ１に生じた受光レベルＶ１が当該閾値を超えた場合に、その今回のアップリンク受信位置は、予め実測しておいたＶｃに対応する「Ｌ０’’’」よりも上流側であったとみなすことができる。
【００９９】
〔アップリンク受信位置の特定方法〕
図９は、位置特定部５０によるアップリンク受信位置の特定方法を示す表である。ビーコン制御機７の位置特定部５０は、この表に示す判定基準に基づいていずれか１つのＡｊの代表点Ｌｋを選択し、選択した代表点Ｌｋを、車両Ｃから通信領域Ａでアップリンク光ＵＯを受信した位置（アップリンク受信位置）として特定する。
【０１００】
具体的には、Ｖ４≧Ｔｈ４でかつｍ１／ｍ２≦Ｖ４／Ｖ３の場合には、アップリンク受信位置がＡ１の範囲にあると見なせるので、位置特定部５０は、Ａ１の代表点Ｌ９をアップリンク受信位置として特定する。
また、Ｖ４≧Ｔｈ４でかつ１≦Ｖ４／Ｖ３＜ｍ１／ｍ２である場合には、アップリンク受信位置がＡ２の範囲にあると見なせるので、位置特定部５０は、Ａ２の代表点Ｌ８をアップリンク受信位置として特定する。
【０１０１】
更に、Ｖ３≧Ｔｈ３でかつｍ２／ｍ１≦Ｖ４／Ｖ３＜１である場合には、アップリンク受信位置がＡ３の範囲にあると見なせるので、位置特定部５０は、Ａ３の代表点Ｌ７をアップリンク受信位置として特定する。
位置特定部５０は、以下同様にして、Ａ１０を除くＡ９までの細分エリアについては、Ｖ１〜Ｖ４が図９に記載の各判定基準を満たす場合に、そのＡｊに対応する１つの代表点Ｌｋをアップリンク受信位置として特定する。
【０１０２】
一方、最終の細分エリアＡ１０についてのアップリンク受信位置を特定する場合には、位置特定部５０は、「前回エリア」が何処であったかに基づいて、複数の代表点Ｌ０，Ｌ０’’，Ｌ０’，Ｌ０’’’のうちのいずれかを選択し、その選択した代表点をアップリンク位置として特定する。
なお、この「前回エリア」とは、前回のアップリンク光ＵＯについて特定されたアップリンク受信位置を含む細分エリアのことをいう。
【０１０３】
具体的には、位置特定部５０は、前回エリアがない（最初の特定エリアがＡ１０）、または前回エリアがＡ１〜Ａ２の場合には、閾値Ｔｈ１としてそのデフォルト値Ｖｄｆを採用し、今回のアップリンク光ＵＯの受光レベルＶ１がその閾値Ｔｈ１以上である場合に、Ａ１０の代表点としてＬ０を選択する。
また、位置特定部５０は、前回エリアがＡ３〜Ａ５の場合には、前回のアップリンク光ＵＯについて求めたＶｓｕｍ×αを閾値Ｔｈ１として採用し、今回のアップリンク光ＵＯの受光レベルＶ１がその閾値Ｔｈ１以上である場合に、Ａ１０の代表点としてＬ０’’を選択する。
【０１０４】
同様に、位置特定部５０は、前回エリアがＡ６〜Ａ８の場合も、前回のアップリンク光ＵＯについて求めたＶｓｕｍ×αを閾値Ｔｈ１として採用し、今回のアップリンク光ＵＯの受光レベルＶ１がその閾値Ｔｈ１以上である場合に、Ａ１０の代表点としてＬ０’を選択する。
更に、位置特定部５０は、前回エリアがＡ９の場合も、前回のアップリンク光ＵＯについて求めたＶｓｕｍ×αを閾値Ｔｈ１として採用し、今回のアップリンク光ＵＯの受光レベルＶ１がその閾値Ｔｈ１以上である場合に、Ａ１０の代表点としてＬ０’を選択する。
【０１０５】
このように、位置特定部５０は、前回エリアがＡ３〜Ａ９の場合には、前回のアップリンク光ＵＯのＶｓｕｍ×αを閾値Ｔｈ１とし、前回エリアがＡ３〜Ａ５、Ａ６〜Ａ８又はＡ９のうちのどの範囲であったかにより、Ｌ０’’，Ｌ０’，Ｌ０’’’のうちのいずれかを選択する。
【０１０６】
〔最終エリアの代表点の選択処理〕
図１０は、位置特定部５０が行う、最終エリアについての代表点の選択処理を示すフローチャートである。以下、この図１０を参照しつつ、最終エリアの代表点の選択方法をより詳細に説明する。
なお、図１０のフローチャートにおいて、「ＲＮ」は、今回のアップリンク受信位置の特定結果を表す変数であり、「ＲＡ」は、前回のアップリンク受信位置の特定結果を表す変数である（ステップＳＴ１）。
【０１０７】
まず、位置特定部５０は、ＲＮがＡ１〜Ａ２である場合（ステップＳＴ２でＹｅｓ）には、Ｔｈ１をデフォルト値Ｖｄｆに初期化した上で（ステップＳＴ３）、ＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
なお、図１０では省略しているが、位置特定部５０は、前回の判定がなく、今回いきなりＡ１０で受光した場合に備えて、前回の判定から今回の判定までに所定時間（例えば１秒：車両Ｃがアップリンク領域を通過するのに要する時間は比較的低速の場合でも１秒より大幅に短いので、１秒以上空きがあれば別車両と判断できる。）以上の空きがある場合にも、Ｔｈ１をデフォルト値Ｖｄｆに初期化する。
また、位置特定部５０は、ＲＮがＡ１〜Ａ２でない場合（ステップＳＴ２でＮｏ）であり、かつ、ＲＮがＡ３〜Ａ９である場合（ステップＳＴ４でＹｅｓ）には、Ｖｓｕｍ×αの値にＴｈ１を更新した上で（ステップＳＴ５）、ＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１０８】
なお、ステップＳＴ５における「Ｖｓｕｍ×αの値にＴｈ１を更新」とは、前回のアップリンク光ＵＯによって生じるＶｓｕｍ×αの値を、Ａ１０用の閾値Ｔｈ１として一時的に記憶しておくことを意味する。
一方、ステップＳＴ４の判定結果がＮｏの場合には、ＲＮがＡ１〜Ａ９の範囲にないので、ＲＮがＡ１０の範囲内にある可能性がある。そこで、位置特定部５０は、ステップＳＴ４がＮｏの場合以降の処理として、前回のアップリンク受信位置（＝ＲＡ）に基づくＡ１０の下流端位置「Ｌ０’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’’」の選択処理を行う。
【０１０９】
すなわち、位置特定部５０は、ステップＳＴ４の判定結果がＮｏであり、かつ、ＲＡがＡ１〜Ａ２である場合（ステップＳＴ６でＹｅｓ）には、ＲＮを「特定不可」にした上で（ステップＳＴ７）、ＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１０】
また、位置特定部５０は、ＲＡがＡ１〜Ａ２でない場合（ステップＳＴ６でＮｏ）において、ＲＡがＡ３〜Ａ５である場合（ステップＳＴ８でＹｅｓ）には、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ９）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’’」に置き換え（ステップＳＴ１０）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ１１）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１１】
なお、この場合の「ＵＬエリアオーバー」とは、車載機２が最終エリアＡ１０よりも下流側でアップリンクを送信したため、光ビーコン４がアップリンクを受信できなかったことを意味する。
【０１１２】
更に、位置特定部５０は、ＲＡがＡ３〜Ａ５でない場合（ステップＳＴ８でＮｏ）において、ＲＡがＡ６〜Ａ８である場合（ステップＳＴ１２でＹｅｓ）にも、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’」に置き換え（ステップＳＴ１４）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ１５）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１３】
同様に、位置特定部５０は、ＲＡがＡ６〜Ａ８でない場合（ステップＳＴ１２でＮｏ）において、ＲＡがＡ９である場合（ステップＳＴ１６でＹｅｓ）にも、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１７）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’’’」に置き換え（ステップＳＴ１８）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ１９）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１４】
また、位置特定部５０は、ＲＡがＡ９でない場合（ステップＳＴ１６でＮｏ）において、ＲＡが「Ｌ０’’’」である場合（ステップＳＴ２０でＹｅｓ）にも、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’’’」に置き換え（ステップＳＴ２２）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ２３）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１５】
位置特定部５０は、ＲＡが「Ｌ０’’’」でない場合（ステップＳＴ２０でＮｏ）において、ＲＡが「Ｌ０’」である場合（ステップＳＴ２４でＹｅｓ）にも、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２５）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’」に置き換え（ステップＳＴ２６）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ２７）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１６】
同様に、位置特定部５０は、ＲＡが「Ｌ０’」でない場合（ステップＳＴ２４でＮｏ）において、ＲＡが「Ｌ０’’」である場合（ステップＳＴ２８でＹｅｓ）にも、ＰＤ１の受光レベルＶ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２９）。
位置特定部５０は、Ｖ１≧Ｔｈ１である場合には、ＲＮを「Ｌ０’’」に置き換え（ステップＳＴ３０）、Ｖ１≧Ｔｈ１でない場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換えて（ステップＳＴ３１）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１７】
そして、位置特定部５０は、ＲＡが「Ｌ０’’」でない場合（ステップＳＴ２８でＮｏ）は、前回の特定結果であるＲＡが「ＵＬエリアオーバー」であるか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。
位置特定部５０は、ＲＡが「ＵＬエリアオーバー」である場合には、ＲＮを「ＵＬエリアオーバー」に置き換え（ステップＳＴ３３）、ＲＡが「ＵＬエリアオーバー」でない場合には、ＲＮを「特定不可」に置き換えて（ステップＳＴ３４）、そのＲＮをＲＡとして保存し（ステップＳＲ１）、ＲＮを出力する（ステップＳＲ２）。
【０１１８】
〔光ビーコンの効果〕
以上の通り、本実施形態の光ビーコン４によれば、ＰＤ１の受光レベルＶ１が、ＵＡｉの境界位置Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８における全ＰＤｉの受光レベルの合計値Ｖｓｕｍに所定係数α（本実施形態では、α＝０．９）をかけた値と等しくなる位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」を、最終エリアであるＡ１０の下流端位置としたので、そのＡ１０の下流端位置を通常よりも上流側に設定することができる。
【０１１９】
また、本実施形態の光ビーコン４によれば、位置特定部５０が、Ａ１０用の閾値Ｔｈ１を、前回のアップリンク光ＵＯについての全ＰＤｉの受光レベルの合計値Ｖｓｕｍに所定係数αをかけた値に更新するので、上記のようにＡｎの下流端位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」を通常よりも上流側に設定しても、アップリンク光ＵＯの強度に関係なく、アップリンク受信位置がＡ１０に含まれているか否かを特定することができる。
【０１２０】
このように、本実施形態の光ビーコン４によれば、Ａ１０の下流端位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」を通常よりも上流側に設定しても、アップリンク受信位置がＡ１０に含まれているか否かを正確に特定できるので、最終分割領域であるＵＡ１におけるアップリンク受信位置の位置標定精度を向上することができる。
【０１２１】
また、本実施形態の光ビーコン４によれば、ビーコン制御機７の記憶装置４８に、複数の境界位置Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８にそれぞれ対応するＡ１０の下流端位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」が記憶され、位置特定部５０が、前回のアップリンク受信位置が複数のＡｊのうちのいずれに含まれているかに基づいて、その複数の下流端位置「Ｌ０’’’」，「Ｌ０’」，「Ｌ０’’」うちのいずれをＡ１０の代表点として採用するかを決定する。 このため、前回のアップリンク受信位置に基づいて適切なＡ１０の代表点を選択することができるので、アップリンク光ＵＯの強度が車両Ｃごとに変化しても、そのアップリンク光ＵＯの強度に対応した適切な精度で、Ａ１０についてのアップリンク受信位置を特定することができる。
【実施例】
【０１２２】
図１２及び図１３は、ビーコンヘッド８が道路Ｒの所定位置に取り付けられたＰＤ分割タイプの光ビーコン４に対して、ＰＤ１〜ＰＤ４の受光レベルを実際に実測した場合の分布図である。
なお、この分布図は、車線中央、かつ光ビーコン４真下から下流に４．５ｍの位置での受信強度が１．０μＷ／ｃｍ２ になるように発光強度を調整した車載機２を路面から１．０ｍ高さとなるように台車に載せ、この台車を道路Ｒに沿って下流側にゆっくり走行させた場合の測定結果である。
【０１２３】
ここで、図１２及び図１３における横軸の値は、ヘッド直下点Ｈ（図７参照）を原点としてそこから上流側の距離の値である。また、図１２では、α＝０．８の特性曲線ＣＬが描かれており、図１３では、α＝０．５の特性曲線ＣＬが描かれている。
図１２に示すように、Ｖｓｕｍに乗算する所定係数αを０．８とした場合には、Ａ９の下流端位置からＬ０’’までの距離が０．６６ｍとなり、Ｌ０’までの距離が０．５５ｍとなった。これに対して、図１３に示すように、Ｖｓｕｍに乗算する所定係数αを０．５とした場合には、Ａ９の下流端位置からＬ０’’までの距離が０．７３ｍとなり、Ｌ０’までの距離が０．６４ｍとなった。
【０１２４】
上記の実測結果から判るように、最終エリアであるＡ１０のエリア長さを短縮するためには、Ｖｓｕｍに乗算する所定係数αをできるだけ大きい値に設定することが好ましい。
もっとも、所定係数αを、隣接するＵＡｉについての両ＰＤｉの受光レベルの比率の最大値ｍ１／ｍ２（本実施形態では０．９）を超える値に設定しても、前回のアップリンク光ＵＯの受信レベルで更新する閾値（＝Ｖｓｕｍ×α）の値が大きくなり過ぎて、ＵＡ１でのアップリンク光ＵＯの検出ができなくなる恐れがある。このため、ｍ１／ｍ２を所定係数αの上限値とするのが好ましい。
【０１２５】
また、所定係数αは、０．５以上であることが好ましい。その理由は、所定係数αが０．５を下回ると、特性曲線ＣＬが図１３の場合よりも更に低くなるので、Ｖｃ，Ｖｄに対応するＡ１０の下流端位置Ｌ０’，Ｌ０’’が通常位置Ｌ０と余り変わらなくなり、ＵＡ１での位置標定精度をさほど向上できなくなるからである。
なお、所定係数αを０．５に設定すれば、所定係数αをそれより大き目に設定する場合（例えば、α＝０．８や０．９の場合）に比べて、Ａ１０の下流端位置Ｌ０’，Ｌ０’’，Ｌ０’’’をより正確に実測できるので、正確な下流端位置を記憶装置４８に記憶させることができるという利点がある。
【０１２６】
もっとも、α＝０．５に設定すると、Ｖｓｕｍ×αの曲線が隣接するＰＤｉの受光レベルが交わる点に一致するので、Ａ１０の下流端位置Ｌ０’、Ｌ０’’、Ｌ０’’’が車載機２により殆ど変化することがない一方で、Ｌ９〜Ｌ０’、Ｌ０’’、Ｌ０’’’の距離、すなわち、アップリンク受信位置の誤差が大きくなる。
これに対して、α＝０．９（或いは０．８）に設定すると、Ｖｓｕｍ×αの曲線が隣接するＰＤｉの受光レベルが９／１（或いは８／２）の比率になる点に一致するので、Ａ１０の下流端位置Ｌ０’、Ｌ０’’、Ｌ０’’’が車載機２によって多少変動する（α＝０．５の場合に比べて変動する）一方で、Ｌ９〜Ｌ０’、Ｌ０’’、Ｌ０’’’の距離、すなわち、アップリンク受信位置の誤差は小さくなる。
【０１２７】
〔その他の変形例〕
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上記実施形態ではなく、特許請求の範囲と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上記実施形態では、アップリンク領域ＵＡを４つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４で構成したが、アップリンク領域ＵＡを構成する分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の数（フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の数）は、２つ、３つ或いは５つ以上としてもよい。
【０１２８】
また、上記実施形態では、上流側と下流側の双方で他の分割領域に隣接する分割領域（分割領域の総数が４の場合は、ＵＡ２とＵＡ３）を細分する場合の細分数Ｎを「３」に設定しているが、Ｎ＝２であってもよいし、Ｎ≧４であってもよい。
更に、道程距離Ｌの終端となる下流端については、停止線４０のほか、信号機の設置位置や車両感知器の位置としてもよい。
【０１２９】
また、本実施形態における距離情報は、所定位置Ｐ０までの距離の値を直接格納する形式に限られず、所定位置Ｐ０までの距離を一意に決定しうる情報であれば、どのような形式であってもよい。
例えば、基準位置Ｐｒからその下流側の所定位置Ｐ０までの間に１又は複数のノードを設定し、これらのノードに応じた複数の距離値群によって距離情報を構成することもできる。すなわち、基準位置Ｐｒからその直近のノードまでの距離、各ノード間の距離、及び、所定位置Ｐ０直近のノードから所定位置Ｐ０までの距離によって距離情報を構成することができる。
【０１３０】
この場合、上記距離情報を受信した車両Ｃの車載コンピュータ２６は、各距離の合計値を求めることで、所定位置Ｐ０までの距離を認識することができる。
また、光ビーコン４が送信する情報は、距離そのものの値ではなく、当該距離の始点と終点との絶対位置（緯度・経度や宇宙空間上の任意の点を原点とする３次元空間の座標値等）を示す情報とすることができる。
【０１３１】
例えば、距離情報を、所定位置Ｐ０の座標と、位置特定部５０が特定したアップリンク受信位置Ｌ０〜Ｌ９の座標とで構成し、これらの座標（絶対位置でも相対位置でもよい。）に基づいて車載機２の距離認識部３０が自身で距離を算出してもよい。
この場合、車載機２側で所定位置Ｐ０の座標を記憶している場合には、光ビーコン４側からは、アップリンク受信位置Ｌ０〜Ｌ９のみを送信すれば足りる。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 交通管制システム（路車間通信システム）
２ 車載機
４ 光ビーコン
７ ビーコン制御機
８ ビーコンヘッド
９ フォトダイオード（受光部）
１０ 発光ダイオード（投光部：送信部）
４５ プロセッサ
４８ 記憶装置（記憶部）
４９ 通信制御部
５０ 位置特定部
Ａ 通信領域
Ｃ 車両
Ｒ 道路
ＵＡ アップリンク領域
ＤＡ ダウンリンク領域
ＵＡｉ アップリンク領域の分割領域
ＰＤｉ 分割領域に対応する受光部（フォトダイオード）
Ａｊ 細分エリア
ＵＯ アップリンク光
ＤＯ ダウンリンク光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両進行方向に並ぶ複数の分割領域（以下、「ＵＡｉ」という。ｉは下流側から順に１，２……ｍ）にそれぞれ対応する複数の受光部（以下、「ＰＤｉ」という。）と、
車両からのアップリンク情報受信時に各ＰＤｉに生じる受光レベルに基づいて、各ＵＡｉを車両進行方向に細分化した複数の細分エリア（以下、「Ａｊ」という。ｊは上流側から順に１，２……ｎ）のうちのいずれかの代表点を、当該Ａｊにおけるアップリンク受信位置として特定する位置特定部と、
ＰＤ１の受光レベルが、ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値と等しくなる、Ａｎの下流端位置を予め記憶する記憶部と、を備えており、
前記位置特定部は、前回特定されたアップリンク受信位置が前記境界位置からＡｎ−１までの範囲にある場合に、Ａｎ用の閾値を、前回のアップリンク情報受信時の全ＰＤｉの受光レベルの合計値に前記所定係数をかけた値に更新し、
今回のアップリンク受信位置がＡｎに含まれている場合に、今回のアップリンク情報受信時のＰＤ１の受光レベルが更新された前記閾値以上であることを条件として、記憶された前記下流端位置を当該Ａｎの代表点として採用することを特徴とする光ビーコン。
【請求項２】
ＵＡｉの境界位置が複数ある場合において、
前記記憶部は、複数の前記境界位置にそれぞれ対応するＡｎの下流端位置を記憶しており、
前記位置特定部は、前回のアップリンク受信位置が複数のＡｊのうちのいずれに含まれているかに基づいて、複数の前記下流端位置のうちのいずれをＡｎの代表点として採用するかを決定する請求項１に記載の光ビーコン。
【請求項３】
前記位置特定部は、前回のアップリンク受信位置の上流側のＵＡｉの境界位置における、全ＰＤｉの受光レベルに前記所定係数をかけた値と等しくなるＡｎの下流端位置を、当該Ａｎの代表点として採用する請求項２に記載の光ビーコン。
【請求項４】
前記所定係数は、０．５以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ビーコン。
【請求項５】
前記所定係数は、Ａｊの境界を定義するために設定された、隣接するＵＡｉについての両ＰＤｉの受光レベルの比率の最大値以下の値である請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ビーコン。
【請求項６】
ダウンリンク情報を送信する送信部と、
アップリンク情報を受信した後に送信する前記ダウンリンク情報に、前記位置特定部が特定したアップリンク受信位置からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を含める通信制御部と、を更に備えている請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ビーコン。
【請求項７】
車両からのアップリンク情報受信時に各ＰＤｉに生じる受光レベルに基づいて、各ＵＡｉを車両進行方向に細分化した複数のＡｊのうちのいずれかの代表点をアップリンク受信位置として特定する方法であって、
ＰＤ１の受光レベルが、ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値と等しくなる、Ａｎの下流端位置を予め記憶装置に記憶させるステップと、
前回特定されたアップリンク受信位置が前記境界位置からＡｎ−１までの範囲にある場合に、Ａｎ用の閾値を、前回のアップリンク情報受信時の全ＰＤｉの受光レベルの合計値に前記所定係数をかけた値に更新するステップと、
今回のアップリンク受信位置がＡｎに含まれている場合に、今回のアップリンク情報受信時のＰＤ１の受光レベルが更新された前記閾値以上であることを条件として、記憶された前記下流端位置を当該Ａｎの代表点として採用するステップと、
を含むことを特徴とするアップリンク受信位置の特定方法。
【請求項１】
車両進行方向に並ぶ複数の分割領域（以下、「ＵＡｉ」という。ｉは下流側から順に１，２……ｍ）にそれぞれ対応する複数の受光部（以下、「ＰＤｉ」という。）と、
車両からのアップリンク情報受信時に各ＰＤｉに生じる受光レベルに基づいて、各ＵＡｉを車両進行方向に細分化した複数の細分エリア（以下、「Ａｊ」という。ｊは上流側から順に１，２……ｎ）のうちのいずれかの代表点を、当該Ａｊにおけるアップリンク受信位置として特定する位置特定部と、
ＰＤ１の受光レベルが、ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値と等しくなる、Ａｎの下流端位置を予め記憶する記憶部と、を備えており、
前記位置特定部は、前回特定されたアップリンク受信位置が前記境界位置からＡｎ−１までの範囲にある場合に、Ａｎ用の閾値を、前回のアップリンク情報受信時の全ＰＤｉの受光レベルの合計値に前記所定係数をかけた値に更新し、
今回のアップリンク受信位置がＡｎに含まれている場合に、今回のアップリンク情報受信時のＰＤ１の受光レベルが更新された前記閾値以上であることを条件として、記憶された前記下流端位置を当該Ａｎの代表点として採用することを特徴とする光ビーコン。
【請求項２】
ＵＡｉの境界位置が複数ある場合において、
前記記憶部は、複数の前記境界位置にそれぞれ対応するＡｎの下流端位置を記憶しており、
前記位置特定部は、前回のアップリンク受信位置が複数のＡｊのうちのいずれに含まれているかに基づいて、複数の前記下流端位置のうちのいずれをＡｎの代表点として採用するかを決定する請求項１に記載の光ビーコン。
【請求項３】
前記位置特定部は、前回のアップリンク受信位置の上流側のＵＡｉの境界位置における、全ＰＤｉの受光レベルに前記所定係数をかけた値と等しくなるＡｎの下流端位置を、当該Ａｎの代表点として採用する請求項２に記載の光ビーコン。
【請求項４】
前記所定係数は、０．５以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ビーコン。
【請求項５】
前記所定係数は、Ａｊの境界を定義するために設定された、隣接するＵＡｉについての両ＰＤｉの受光レベルの比率の最大値以下の値である請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ビーコン。
【請求項６】
ダウンリンク情報を送信する送信部と、
アップリンク情報を受信した後に送信する前記ダウンリンク情報に、前記位置特定部が特定したアップリンク受信位置からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を含める通信制御部と、を更に備えている請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ビーコン。
【請求項７】
車両からのアップリンク情報受信時に各ＰＤｉに生じる受光レベルに基づいて、各ＵＡｉを車両進行方向に細分化した複数のＡｊのうちのいずれかの代表点をアップリンク受信位置として特定する方法であって、
ＰＤ１の受光レベルが、ＵＡｉの境界位置における全ＰＤｉの受光レベルの合計値に所定係数をかけた値と等しくなる、Ａｎの下流端位置を予め記憶装置に記憶させるステップと、
前回特定されたアップリンク受信位置が前記境界位置からＡｎ−１までの範囲にある場合に、Ａｎ用の閾値を、前回のアップリンク情報受信時の全ＰＤｉの受光レベルの合計値に前記所定係数をかけた値に更新するステップと、
今回のアップリンク受信位置がＡｎに含まれている場合に、今回のアップリンク情報受信時のＰＤ１の受光レベルが更新された前記閾値以上であることを条件として、記憶された前記下流端位置を当該Ａｎの代表点として採用するステップと、
を含むことを特徴とするアップリンク受信位置の特定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−８４０７２（Ｐ２０１２−８４０７２Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１７５０（Ｐ２０１０−２３１７５０）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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