路上通信システム及び路上通信装置
【課題】 車載装置に正確な信号情報を提供することができる路上通信システムを提供する。
【解決手段】 交通信号制御機１ａは、現時点で表示している信号灯色（以下、作成時信号灯色という）と当該作成時信号灯色が開始してからの経過時間、各信号灯色の点灯時間に基づいて、作成時信号灯色及び将来に表示する予定の各信号灯色並びにこれらの継続時間に関する信号情報を作成する。そして、交差点Ｉに流入する各道路に設置された各路上装置２について、当該路上装置２に対して信号情報を送信してから当該路上装置２が車載装置３に対して当該信号情報を送信するまでに要する時間ΔＴ（以下、通信所要時間ΔＴという）を算出する。さらに、信号情報を通信所要時間ΔＴに基づいて補正し、路上装置２に送信する。路上装置２は、この信号情報を車載装置３に送信する。
【解決手段】 交通信号制御機１ａは、現時点で表示している信号灯色（以下、作成時信号灯色という）と当該作成時信号灯色が開始してからの経過時間、各信号灯色の点灯時間に基づいて、作成時信号灯色及び将来に表示する予定の各信号灯色並びにこれらの継続時間に関する信号情報を作成する。そして、交差点Ｉに流入する各道路に設置された各路上装置２について、当該路上装置２に対して信号情報を送信してから当該路上装置２が車載装置３に対して当該信号情報を送信するまでに要する時間ΔＴ（以下、通信所要時間ΔＴという）を算出する。さらに、信号情報を通信所要時間ΔＴに基づいて補正し、路上装置２に送信する。路上装置２は、この信号情報を車載装置３に送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路上装置と車載装置とが連携してドライバの安全運転を支援するシステムに関し、特に、このシステムに不可欠な信号灯色及びその継続時間などの信号情報を提供する路上通信システム及びこの路上通信システムに用いられる路上通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、交差点内及びその近傍での車両による交通事故を防ぐために、交差点に設けられている交通信号機の信号灯色及び継続時間などの信号情報を車両に対して提供し、車両に搭載した車載装置がその信号情報に基づいて前記交差点の手前で停止すべきか通過すべきかを判断し、車両の速度制御を行う、又はドライバに対して減速を促したり注意を喚起したりする安全運転支援システムが提唱されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されている装置では、例えば、青を表示している交通信号機が赤になるまでの時間情報を、道路に設けた送信装置から車両へ送信し、車載装置側でこの時間情報とその際の走行速度とに基づいて演算を行い、交差点を安全に通過できる時間がないと判断した場合、つまり、交差点手前で車両は停止すべきと判断した場合、自動的にブレーキがかかり車両を減速、停止させる制御を行い、交差点手前で停止させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
安全運転支援システムでは、信号情報における信号灯色とその継続時間の正確性が極めて重要である。しかしながら、通常、信号情報が交通信号機で作成されてから車載装置に到達するまでには所定の所要時間を要するので、交通信号機が信号情報を作成した時点では信号灯色とその継続時間が正確であっても、車載装置に信号情報が到達した時点では実際の継続時間は当該信号情報における継続時間よりも当該所要時間分だけ少なくなるという問題がある。
【０００６】
そして、上記所要時間のために信号灯色とその継続時間の正確性が損なわれると、安全運転支援システムは適切な制御を行うことができない可能性がある。これを具体例を挙げて説明する。例えば、現在表示中の青信号が残り１０秒となった時点で、交通信号機が信号灯色「青」と継続時間「１０秒」の信号情報を作成して送信し、車載装置に到達するまでに１秒を要した（すなわち、所要時間が１秒）とすると、到達時点での青信号の継続時間は実際には９秒であるにもかかわらず、車載装置は受信した信号情報により継続時間を１０秒と判断してしまう。ところが、この１秒のずれの間に、例えば時速９０キロで走行する車両は、２５ｍも走行してしまう。そうすると、実際には９秒後に信号灯色が青から黄に切り替わり、そのときの車両の位置は停止線手前であるため、車両はブレーキを作動させて停止するように制御すべきであるにもかかわらず、さらに１秒後に切り替わると誤って認識し、そのときの車両の位置をさらに２５ｍ進んだ停止線通過後であると判断し、車両は速度を維持するように制御してしまう可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、車載装置に正確な信号情報を提供することができる路上通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の路上通信システムは、信号灯器を切り替える予定に関する情報を含む信号情報を送信する交通信号制御機と、前記信号情報を車載装置に対して送信する路車間通信手段を有する路上通信装置とを含み、該交通信号制御機と該路上通信装置とが通信するように構成されている路上通信システムであって、前記交通信号制御機は、所定の第一周期毎に前記信号情報を前記路上通信装置に送信するように構成されており、前記路上通信装置は、前記信号情報を受信すると、該受信した時点から前記第一周期よりも短い所定の第二周期毎に、前記信号情報を更新する更新手段をさらに有することを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
こうすることにより、交通信号制御機が大きめの第一周期（例えば１００ｍｓｅｃ）毎に信号情報を送信する場合であっても、路上装置が第一周期よりも短い第二周期（例えば１０ｍｓｅｃ）が経過する毎に信号情報を更新するため、車載装置に１０ｍｓｅｃ単位でより一層正確な信号情報を提供することができる。
【００１０】
また、前記信号情報は、現時点で表示している信号灯色の継続時間を含み、前記更新手段は、前記受信した時点から前記第二周期毎に前記継続時間から該第二周期を減ずるものであっても良い（請求項２）。
【００１１】
また、前記信号情報は、現時点で表示している信号灯色とその継続時間を含み、前記更新手段は、前記受信した時点から前記継続時間が経過すると、前記現時点で表示している信号灯色をその次に表示される予定の信号灯色に更新するものであっても良い（請求項３）。
【００１２】
また、前記路上通信システムは、前記交通信号制御機と前記路上通信装置との間の通信経路上に、当該２つの装置間における情報のやりとりを中継する情報中継装置をさらに備えていても良い（請求項４）。
【００１３】
また、第二の発明の路上通信装置は、信号灯器を切り替える予定に関する情報を含む信号情報を所定の第一周期毎に受信する手段と、前記信号情報を車載装置に対して送信する路車間通信手段とを有する路上通信装置であって、前記信号情報を受信した時点から前記第一周期よりも短い所定の第二周期毎に、前記信号情報を更新する更新手段をさらに有することを特徴とする（請求項５）。
【００１４】
また、前記路上通信装置は光ビーコンであっても良い（請求項６）。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の路上通信システムによれば、交通信号制御機が大きめの第一周期毎に信号情報を送信する場合であっても、路上装置が第一周期よりも短い第二周期が経過する毎に信号情報を更新するため、車載装置に第二周期単位でより一層正確な信号情報を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る交通信号制御機を含む路上通信システムの概要を示す模式図である。
【図２】交通信号制御機の構成を示すブロック図である。
【図３】信号制御指令のフォーマットを示す図である。
【図４】各信号灯色の点灯時間の例を示す説明図である。
【図５】信号情報の例を示す説明図である。
【図６】交通信号制御機から路上装置までの通信経路の例を示す図である。
【図７】補正後の信号情報の例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る交通信号制御機を含む路上通信システムの概要を示す模式図である。
【図９】車両に搭載されている車載装置及びその他装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１：
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る交通信号制御機を含む路上通信システムの概要を示す模式図である。路上通信システムは、交通信号機１、路上装置２、車載装置３、中央装置４などを含む。中央装置４は、交通情報の提供などを行う装置であり、交通管制センター内に設置されている。なお、中央装置４は、交通管制センター内に設置されず、道路上に設置されていても良い。中央装置４は、複数の交差点のそれぞれに設置された交通信号機１と電話回線などの通信回線を介して接続されている。交通信号機１は、道路Ｒを含む交差点Ｉに流入する複数の道路のそれぞれに設置された路上装置と電話回線などの通信回線を介して接続されている。
【００１８】
交通信号機１は、交通信号制御機１ａと複数の信号灯器１ｂなどを含んでいる。交通信号制御機１ａは、信号灯器１ｂの各信号灯の点灯、消灯及び点滅を制御する。また、交通信号制御機１ａは、中央装置４から交通規制情報を含む交通情報、スプリット等の情報を含む信号制御指令を受信する。また、交通信号制御機１ａは、後述する処理により信号灯色及びその継続時間を含む信号情報を作成し、受信した交通情報とともに当該交通信号制御機１ａに接続されている複数の路上装置２に送信する。
【００１９】
図２は交通信号制御機１ａの構成を示すブロック図である。制御部１０１は、１又は複数のマイクロコンピュータから構成されている。制御部１０１には、内部バスを介して灯器駆動部１０２、通信部１０３、記憶部１０４が接続されており、制御部１０１は、これらのハードウエア各部の動作を制御する。また、制御部１０１は、後述する信号情報作成処理により信号情報を作成する。
【００２０】
灯器駆動部１０２は、半導体リレー（不図示）を備え、制御部１０１から入力された信号灯器出力指令に基づいて、複数の信号灯器１ｂの青色灯、黄色灯、赤色灯それぞれに対応して各色の信号灯に供給される交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）又は直流電圧をオン／オフする。
【００２１】
通信部１０３は、中央装置４との間の通信及び路上装置２との間の通信を行うための通信機能を備えている。通信部１０３は、中央装置４から交通情報、信号制御指令を受信する。また、所定の周期（例えば、１００ｍｓｅｃなど）で受信した交通情報、作成した信号情報を路上装置２へ送信する。
【００２２】
記憶部１０４は、受信した交通情報及び信号制御指令、作成した信号情報、各階梯と各現示との関係を表す定数などの各種定数の情報などを記憶している。
【００２３】
路上装置２は、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：専用狭域通信）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide interoperability for microwave access）などであり、車両１０に搭載された車載装置３との間で各種情報を無線通信する。路上装置２は、車載装置３と各種情報の通信を行う通信部２ａと、通信部２ａを制御する通信制御装置２ｂとを含んでいる。通信制御装置２ｂにはＲＯＭ等の記憶部が備えられており、路上装置２から当該路上装置２が設置されている道路の流入先の交差点までの距離の情報が予め記憶されている。例えば、道路Ｒに設置された路上装置２の記憶部には、当該路上装置２から交差点Ｉまでの距離の情報が予め記憶されている。なお、これらの距離の情報は、予め記憶されている構成に限定されず、中央装置４等から取得して記憶する構成であっても良い。路上装置２は、交通信号機１から交通情報及び信号情報を受信し、これらの情報と距離情報を車載装置３に送信する。
【００２４】
中央装置４は、所定の周期で交通情報、信号制御指令を複数の交通信号機に送信する。図３は信号制御指令のフォーマットを示す図である。図において、スプリット１は現示１のスプリットを、スプリット６は現示６のスプリットを示している。なお、本フォーマットの詳細については、社団法人新交通管理システム協会（以下、ＵＴＭＳ協会）から発行されている規格書に記載されている。
【００２５】
車両１０には、車載装置３が搭載されており、車載装置３は、路上装置２との間で各種情報を無線通信する。車載装置３を搭載した車両１０は、路上装置２の通信領域Ｑ（斜線部分）を通過する際に、路上装置２との間で無線通信を行い、交通情報、信号情報及び距離情報を取得する。
【００２６】
車両１０は、車載装置３により交通情報、信号情報及び距離情報を取得すると、これらに基づいて次のような安全運転支援制御処理を行う。すなわち、車両１０は、交差点Ｉを青で安全に通過できるか否かを判断し、通過できると判断した場合には、現在の速度を保持して走行し、通過できないと判断した場合には、交差点Ｉ手前の停止線Ｐで安全に停止できるように速度を減速し、停止線Ｐで停止する。その際、交通情報に道路Ｒに関する交通規制情報が含まれている場合には、その交通規制も考慮して速度制御を行う。例えば、道路Ｒについて４０ｋｍ／ｈの速度規制があれば、車両１０は４０ｋｍ／ｈを超えないように速度制御を行う。
【００２７】
次に、交通信号制御機１ａの信号情報作成処理の手順について説明する。交通信号制御機１ａは、サイクル終了時点に、記憶部１０４に記憶された信号制御指令に含まれるスプリット１〜６の基準値、＋変動値及び−変動値、サイクル長、各階梯と各現示との関係を表す定数などに基づいて次のサイクルの信号制御プランを作成し、この信号制御プランに基づいて交差点Ｉに流入する各道路における各信号灯色の点灯時間を算出する。
【００２８】
図４は道路Ｒにおける各信号灯色の点灯時間の例を示す説明図である。同図において、項番はサイクル開始後に表示される各信号灯色の順番を、信号灯色は道路Ｒを走行する車両に対して表示される信号灯器１ｂの灯色を、点灯時間は各信号灯色が点灯する秒数を、それぞれ示している。例えば、サイクル開始後１番目に表示される信号灯色は青であり、その点灯時間は６０秒であることを示している。また、サイクル開始後３番目に表示される信号灯色は青矢であり、その点灯時間は１０秒であることを示している。
【００２９】
また、交通信号制御機１ａは、以降の処理を所定の周期（例えば、１００ｍｓｅｃ）毎に実行する。まず、交通信号制御機１ａは、現時点で表示している信号灯色（以下、作成時信号灯色）と当該作成時信号灯色が開始してからの経過時間を求め、この作成時信号灯色とその経過時間、及び上記の各信号灯色の点灯時間に基づいて、作成時信号灯色とその継続時間Ｔ１、将来に表示する予定の各信号灯色（例えば、１サイクル先まで）とその継続時間に関する信号情報を作成する。
【００３０】
図５は道路Ｒにおける信号情報の例を示す説明図である。項番はこの信号情報を作成した時点以後に表示される各信号灯色の順番を、信号灯色は道路Ｒを走行する車両に対して表示される信号灯器１ｂの灯色を、継続時間は各信号灯色が継続する秒数を、それぞれ示している。項番が１の信号灯色は作成時信号灯色を示している。この信号情報を作成した時点では、図４における項番１の信号灯色「青」であり、その経過時間が４０秒であったとすると、作成時点以後１番目に表示される信号灯色、すなわち、作成時信号灯色は青となり、その継続時間Ｔ１は点灯時間の６０秒から経過時間の４０秒を差し引いた２０秒となる。また、２番目以降に表示される信号灯色とその継続時間は、図４における項番２以降の信号灯色とその点灯時間に一致することになる。
【００３１】
次に、交通信号制御機１ａは、交差点Ｉに流入する各道路に設置された各路上装置２について、当該路上装置２に対して信号情報を送信してから当該路上装置２が車載装置３に対して当該信号情報を送信するまでに要する時間ΔＴ（以下、通信所要時間ΔＴという）を算出する。具体的には、信号情報の情報サイズＳと、路上装置２までの通信経路上の通信区間ｉ（ｉは１からｎまでをとる）の通信速度Ｖ（ｉ）、通信経路上の各通信装置ｊ（ｊは１からｍまでをとる）の処理時間Ｐ（ｊ）に基づいて、式１により通信所要時間ΔＴを算出する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
例えば、交通信号制御機１ａから道路Ｒに設置された路上装置２までの通信経路上に２台の通信装置が存在する場合について、具体的に説明する。図６は交通信号制御機から路上装置までの通信経路の例を示す図である。同図において、交通信号制御機１ａから路上装置２までの通信経路上には、２台のルータ５ａ、５ｂが存在している。ルータ５ａを通信装置１、ルータ５ｂを通信装置２、交通信号制御機１ａからルータ５ａまでを通信区間１、ルータ５ａからルータ５ｂまでを通信区間２、ルータ５ｂから路上装置２までを通信区間３とする。
【００３４】
信号情報の情報サイズＳが１００バイト、通信区間１の通信速度Ｖ（１）が１２００バイト／秒、通信区間２の通信速度Ｖ（２）が８０００バイト／秒、通信区間３の通信速度Ｖ（３）が１２００バイト／秒、通信装置１の処理時間Ｐ（１）が０．４０秒、通信装置２の処理時間Ｐ（２）が０．４２秒であるとすると、通信所要時間ΔＴは約１秒（＝１００／１２００＋１００／８０００＋１００／１２００＋０．４０＋０．４２）と算出される。
【００３５】
なお、情報サイズＳ、通信速度Ｖ（ｉ）、処理時間Ｐ（ｉ）が時間帯によって変動しない場合には、通信所要時間ΔＴは固定と考えられるため、予め記憶部１０４に通信所要時間ΔＴを記憶しておき、これをそのまま読み出しても良い。また、情報サイズＳが可変の場合には、情報サイズＳに応じた通信所要時間ΔＴを格納したテーブルを予め記憶部１０４に記憶しておき、情報サイズＳに応じた通信所要時間ΔＴをそのまま読み出しても良い。また、通信区間ｉ毎に付加されるヘッダ等のサイズが異なる場合には、通信区間ｉ毎に情報サイズＳ（ｉ）を変動させ、式１のＳをＳ（ｉ）に置き換えて、通信所要時間ΔＴを算出すれば良い。
【００３６】
次に、交通信号制御機１ａは、信号情報における最初に表示される信号灯色及びそれ以降に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間が、車載装置３に対して当該信号情報が送信される時点において信号灯器１ｂに実際に表示されている信号灯色（以下、送信時信号灯色という）及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間に一致するように、算出した通信所要時間ΔＴに基づいて信号情報を補正する。すなわち、補正後の信号情報は、送信時信号灯色とその継続時間、将来に表示する予定の各信号灯色とその継続時間を表すことになる。
【００３７】
具体的には、通信所要時間ΔＴが作成時信号灯色の継続時間Ｔ１以下である場合には、送信時信号灯色は作成時信号灯色と同じであるので、信号灯色は変更せず、作成時信号灯色の継続時間Ｔ１のみを（Ｔ１−ΔＴ）に置き換え、送信時信号灯色の継続時間とする。一方、通信所要時間ΔＴが作成時信号灯色の継続時間Ｔ１を越える場合には、送信時信号灯色は作成時信号灯色の次に表示される予定の信号灯色に切り替わっているため、作成時信号灯色の次に表示される予定の信号灯色を送信時信号灯色とし、当該次に表示される予定の信号灯色の継続時間Ｔ２を（Ｔ２−（ΔＴ−Ｔ１））に置き換え、送信時信号灯色の継続時間とする。なお、（Ｔ２−（ΔＴ−Ｔ１））が負の値になる場合には、送信時信号灯色はさらに次に表示される予定の信号灯色に切り替わっているため、当該さらに次に表示される予定の信号灯色を送信時信号灯色とし、当該さらに次に表示される予定の信号灯色の継続時間Ｔ３を（Ｔ３−（ΔＴ−Ｔ１−Ｔ２））に置き換え、送信時信号灯色の継続時間とする。（Ｔ３−（ΔＴ−Ｔ１−Ｔ２））も負の値になる場合は、以降同様の処理を繰り返す。
【００３８】
ここで、補正の具体例を、図５の信号情報の例を用いて説明する。図７は、道路Ｒにおける補正後の信号情報の例を示す説明図である。（ａ）は通信所要時間ΔＴが１秒の場合、（ｂ）は通信所要時間ΔＴが２２秒の場合、（ｃ）は通信所要時間ΔＴが２６秒の場合を示している。項番はこの信号情報が車載装置３に送信される時点以後に表示される各信号灯色の順番を、信号灯色は道路Ｒを走行する車両に対して表示される信号灯器１ｂの灯色を、継続時間は各信号灯色が継続する秒数を、それぞれ示している。項番が１の信号灯色は送信時信号灯色を示している。
【００３９】
まず、通信所要時間ΔＴが１秒の場合には、通信所要時間ΔＴは図５の項番１の信号灯色（作成時信号灯色）の継続時間Ｔ１（＝２０秒）以下であるため、信号灯色は補正されず、図５の項番１の継続時間Ｔ１のみが２０秒から１９秒に置き換えられる。
【００４０】
次に、通信所要時間ΔＴが２２秒の場合には、通信所要時間ΔＴは図５の項番１の継続時間Ｔ１（＝２０秒）を超え、また、（図５の項番２の継続時間Ｔ２−（通信所要時間ΔＴ−図５の項番１の継続時間Ｔ１））＝（（４−（２２−２０））＝２となって、負の値にならないので、図５の項番２の信号灯色（作成時信号灯色の次に表示される予定の信号灯色）が項番１の信号灯色（送信時信号灯色）となり、当該項番２の継続時間Ｔ２が４から２に置き換えられる。
【００４１】
さらに、通信所要時間ΔＴが２６秒の場合には、通信所要時間ΔＴは図５の項番１の継続時間Ｔ１（＝２０秒）を超え、また、（図５の項番２の継続時間Ｔ２−（通信所要時間ΔＴ−図５の項番１の継続時間Ｔ１））＝（（４−（２６−２０））＝−２となって、負の値になり、かつ、（図５の項番３の継続時間Ｔ３−（通信所要時間ΔＴ−図５の項番１の継続時間Ｔ１−図５の項番２の継続時間Ｔ２））＝（１０−（２６−２０−４））＝８となって、負の値にならないので、図５の項番３の信号灯色（作成時信号灯色の次の次に表示される予定の信号灯色）が項番１の信号灯色（送信時信号灯色）となり、当該項番３の継続時間Ｔ３が１０から８に置き換えられる。
【００４２】
これにより、車載装置３が受信した信号情報における送信時信号灯色と将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間は、車載装置３に対して当該信号情報が送信される時点で信号灯器１ｂに実際に表示されている信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間と一致することになるので、車載装置３に正確な信号情報を提供することができる。また、車両１０は、この補正された信号情報に基づいて上述の安全運転支援制御処理を行えば、適切な速度制御を行うことができる。
【００４３】
なお、路上装置２が車載装置３に対して補正された信号情報を送信する時点と、車載装置３に当該信号情報が到達する時点は、厳密に言えば路上装置２から車載装置３までの区間の通信時間分だけずれがあるため、車載装置３が受信した当該信号情報における送信時信号灯色の継続時間と、上記の到達時点で信号灯器１ｂに実際に表示されている信号灯色の継続時間にも、当該ずれがあることになる。しかし、上記路上装置２から車載装置３までの区間の通信時間は路上装置２が光ビーコンの場合には１ｍｓｅｃと非常に短いため、上記のずれはほぼ無視することができる。従って、本発明に係る路上通信システムは車載装置３に正確な信号情報を提供することができる。
【００４４】
もちろん、車載装置３が受信した上記信号情報における送信時信号灯色の継続時間と、上記の到達時点で信号灯器１ｂに実際に表示されている信号灯色の継続時間が一致するように、上記路上装置２から車載装置３までの区間の通信時間をさらに加算して、通信所要時間ΔＴを求めても良い。これにより、信号情報の正確性をより高めることができる。また、車載装置３や車両１０の内部での通信時間があれば、さらにこれらを加算して通信所要時間ΔＴを求めても良い。
【００４５】
なお、交通信号制御機１ａから路上装置２に対して送信される信号情報は、所定の周期（例えば、１００ｍｓｅｃ）毎に送信されると考えられる。この場合、路上装置２が信号情報を受信してから５０ｍｓｅｃ経過後に、信号情報をそのまま車載装置３に送信すると、車載装置３が認識する信号灯色の継続時間は実際の継続時間に対して５０ｍｓｅｃの誤差を生じる。そこで、路上装置２は、信号情報を受信した時点から、次回の信号情報を受信するまでの間、例えば１０ｍｓｅｃが経過する毎に継続時間から１０ｍｓｅｃを減じていくと良い。そうすれば、１０ｍｓｅｃ単位でより一層正確な時間を提供することができる。また、例えば、交通信号制御機１ａと路上装置２の間の通信回線の帯域に制限があるなら、信号情報の送信周期を１秒等としている場合もある。そのような場合には、上記のように路上装置２が継続時間から１０ｍｓｅｃを減じていくと非常に有効である。
【００４６】
また、路上装置２は、継続時間を減ずるだけでなく、送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色を更新しても良い。例えば、交通信号制御機１ａが路上装置２に対して１０秒毎に信号情報を送信し、路上装置２が信号情報を受信後１秒経過する毎に継続時間を１秒ずつ減ずる場合に、路上装置２が交通信号制御機１ａから受信した信号情報の送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間が青７秒、黄４秒、赤４２秒、・・・であったとする。路上装置２は、受信後１秒経過すると、青の継続時間を１秒減じて、青６秒、黄４秒、赤４２秒、・・・という信号情報を車載装置３に送信する。６秒経過すると、青の継続時間を６秒減じて、青１秒、黄４秒、赤４２秒、・・・という信号情報を車載装置３に送信する。７秒経過すると、送信時信号灯色を青から黄に更新して、黄４秒、赤４２秒、・・・という信号情報を車載装置３に送信する。このようにすれば、交通信号制御機１ａは短い周期で路上装置２に信号情報を送信せずに済むので、交通信号制御機１ａの処理負荷を軽減することができるとともに、交通信号制御機１ａと路上装置２の間の通信負荷を軽減することができる。
【００４７】
また、図１は路上装置２が光ビーコンなどの狭域通信装置である場合の路上通信システムの概要を示す模式図であったが、路上装置２がＷｉＭＡＸなどの広域通信装置である場合の模式図は図８のようになる。
【００４８】
図８に示す構成では、車両１０が交差点Ｉに到達するまでの間、路上装置２と車載装置３が連続して通信することができるため、車載装置３は常に最新の信号情報を受信することができ、有用である。
【００４９】
実施の形態２：
上述の実施の形態１においては、交通信号制御機１ａは、通信所要時間ΔＴを信号情報の情報サイズＳ、通信経路上の通信区間の通信速度などに基づいて算出していたが、これに限定されるものではなく、例えば、通信所要時間ΔＴを直接計測することもできる。
【００５０】
以下、交通信号制御機１ａが通信所要時間ΔＴを計測する手順について説明する。まず、交通信号制御機１ａは、固定サイズの所定のデータ（以下、ダミーデータという）を路上装置２に送信する。路上装置２は、当該ダミーデータを受信すると、交通信号制御機１ａに固定サイズの所定のデータ（以下、応答データという）を送信する。交通信号制御機１ａは、当該応答データを受信すると、ダミーデータの送信から応答データの受信までの所要時間を算出し、この所要時間の半分を通信所要時間ΔＴと推定する。これにより、車載装置３に提供する信号情報の正確性をより高めることができる。
【００５１】
なお、計測した通信所要時間ΔＴをそのまま用いず、上記の計測を定期的に実施して、得られた計測値の平均を通信所要時間ΔＴとして用いても良い。
【００５２】
実施の形態３：
上述の実施の形態１，２においては、交通信号制御機１ａは、作成時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を含む信号情報を、通信所要時間ΔＴに基づいて補正して、送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を作成し、この補正後の信号情報を路上装置２を通じて車載装置３に送信していたが、これに限定されるものではなく、例えば、交通信号制御機１ａは、作成時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間、通信所要時間ΔＴを含む信号情報を作成し、この信号情報を路上装置２を通じて車載装置３に送信し、車載装置３が受信した当該信号情報に含まれる作成時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を、同信号情報に含まれる通信所要時間ΔＴに基づいて補正し、送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を算出しても良い。
【００５３】
図９は車両１０に搭載されている車載装置３及びその他装置の構成を示すブロック図である。ＧＰＳ処理部３０１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報、ＧＰＳ衛星の軌道、測位補正情報に基づいて、車両１０の位置（緯度、経度及び高度）を計測する。方位センサ３０２は、光ファイバジャイロなどで構成されており、方位及び角速度を計測する。車速取得部３０３は、車速センサ１００１が車輪の角速度を検出することにより計測した車両１０の速度のデータを取得する。
【００５４】
通信部３０４は、路上装置２から交通情報、信号情報及び距離情報を受信する。この信号情報には、作成時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間、通信所要時間ΔＴが含まれている。また、通信部３０４は、受信した交通情報、距離情報、処理部３０８が信号情報に基づいて算出した送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間の情報を走行制御部１００５に出力する。
【００５５】
記憶部３０５は、道路地図データ、通信部３０４が受信した各種情報、処理部３０８が算出した送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間の情報等を記憶する。表示部３０６は、処理部３０８が探索した目的地までの誘導経路を道路地図データに重畳して描画した画像データをモニター１００２に表示する。音声出力部３０７は、処理部３０８が作成した上記の誘導経路に沿った経路案内の音声データをスピーカー１００３から出力する。
【００５６】
処理部３０８は、１又は複数のマイクロコンピュータにより構成されており、ＧＰＳ処理部３０１が計測した位置、方位センサ３０２が計測した方位及び角速度、車速取得部３０３が取得した速度の各データに基づいてマップマッチング処理を行い、記憶部３０５に記憶している道路地図データ上における車両の位置を求める。また、処理部３０８は、道路地図データ上の車両の位置から目的地までの誘導経路を探索するとともに、その誘導経路に沿った経路案内の音声データを作成する。また、処理部３０８は、通信部３０４が受信した信号情報に含まれる作成時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を、同信号情報に含まれる通信所要時間ΔＴに基づいて補正し、送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を算出する。この算出方法は、上述の実施の形態１で説明した交通信号制御機１ａにおける信号情報の補正方法と同じであるので、説明を省略する。
【００５７】
走行制御部１００５は、１又は複数のマイクロコンピュータにより構成されており、通信部３０４から取得した交通情報、距離情報、送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間の情報、車速センサ１００１から取得した車両１０の速度データに基づいて、安全運転支援制御処理を行う。すなわち、交差点Ｉを青で安全に通過できるか否かを判断し、通過できると判断した場合には、現在の速度を保持するように駆動部（エンジン）１００６を制御する。通過できないと判断した場合には、制動部（ブレーキ）１００７を制御し、交差点Ｉ手前の停止線Ｐで安全に停止できるように速度を減速し、停止線Ｐで停止させる。また、交通情報に道路Ｒに関する交通規制情報が含まれている場合には、その交通規制も考慮して駆動部１０６及び制動部１０７を制御する。
【００５８】
このように車載装置３で送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を算出することにより、交通信号制御機１ａの処理負荷を軽減することができる。
【００５９】
上述の実施の形態においては、交通信号制御機１ａと路上装置２は別々の筐体に収められている構成であったが、これに限定されるものではなく、交通信号制御機１ａと路上装置２が１つの筐体に収められている構成であっても良い。この場合、交通信号制御機１ａと路上装置２の間の情報のやり取りは、有線、無線、内部バス等のいずれを用いたものでも良い。
【００６０】
今回開示された実施の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と考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６１】
１ 交通信号機
１ａ 交通信号制御機
１ｂ 信号灯器
１０１ 制御部
１０２ 灯器駆動部
１０３ 通信部
１０４ 記憶部
２ 路上装置
２ａ 通信部
２ｂ 通信制御装置
３ 車載装置
３０１ ＧＰＳ処理部
３０２ 方位センサ
３０３ 車速取得部
３０４ 通信部
３０５ 記憶部
３０６ 表示部
３０７ 音声出力部
３０８ 処理部
４ 中央装置
５ａ、５ｂ ルータ
１０ 車両
１００１ 車速センサ
１００２ モニター
１００３ スピーカー
１００５ 走行制御部
１００６ 駆動部
１００７ 制動部
Ｉ 交差点
Ｐ 停止線
Ｑ 通信領域
Ｒ 道路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路上装置と車載装置とが連携してドライバの安全運転を支援するシステムに関し、特に、このシステムに不可欠な信号灯色及びその継続時間などの信号情報を提供する路上通信システム及びこの路上通信システムに用いられる路上通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、交差点内及びその近傍での車両による交通事故を防ぐために、交差点に設けられている交通信号機の信号灯色及び継続時間などの信号情報を車両に対して提供し、車両に搭載した車載装置がその信号情報に基づいて前記交差点の手前で停止すべきか通過すべきかを判断し、車両の速度制御を行う、又はドライバに対して減速を促したり注意を喚起したりする安全運転支援システムが提唱されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されている装置では、例えば、青を表示している交通信号機が赤になるまでの時間情報を、道路に設けた送信装置から車両へ送信し、車載装置側でこの時間情報とその際の走行速度とに基づいて演算を行い、交差点を安全に通過できる時間がないと判断した場合、つまり、交差点手前で車両は停止すべきと判断した場合、自動的にブレーキがかかり車両を減速、停止させる制御を行い、交差点手前で停止させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
安全運転支援システムでは、信号情報における信号灯色とその継続時間の正確性が極めて重要である。しかしながら、通常、信号情報が交通信号機で作成されてから車載装置に到達するまでには所定の所要時間を要するので、交通信号機が信号情報を作成した時点では信号灯色とその継続時間が正確であっても、車載装置に信号情報が到達した時点では実際の継続時間は当該信号情報における継続時間よりも当該所要時間分だけ少なくなるという問題がある。
【０００６】
そして、上記所要時間のために信号灯色とその継続時間の正確性が損なわれると、安全運転支援システムは適切な制御を行うことができない可能性がある。これを具体例を挙げて説明する。例えば、現在表示中の青信号が残り１０秒となった時点で、交通信号機が信号灯色「青」と継続時間「１０秒」の信号情報を作成して送信し、車載装置に到達するまでに１秒を要した（すなわち、所要時間が１秒）とすると、到達時点での青信号の継続時間は実際には９秒であるにもかかわらず、車載装置は受信した信号情報により継続時間を１０秒と判断してしまう。ところが、この１秒のずれの間に、例えば時速９０キロで走行する車両は、２５ｍも走行してしまう。そうすると、実際には９秒後に信号灯色が青から黄に切り替わり、そのときの車両の位置は停止線手前であるため、車両はブレーキを作動させて停止するように制御すべきであるにもかかわらず、さらに１秒後に切り替わると誤って認識し、そのときの車両の位置をさらに２５ｍ進んだ停止線通過後であると判断し、車両は速度を維持するように制御してしまう可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、車載装置に正確な信号情報を提供することができる路上通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の路上通信システムは、信号灯器を切り替える予定に関する情報を含む信号情報を送信する交通信号制御機と、前記信号情報を車載装置に対して送信する路車間通信手段を有する路上通信装置とを含み、該交通信号制御機と該路上通信装置とが通信するように構成されている路上通信システムであって、前記交通信号制御機は、所定の第一周期毎に前記信号情報を前記路上通信装置に送信するように構成されており、前記路上通信装置は、前記信号情報を受信すると、該受信した時点から前記第一周期よりも短い所定の第二周期毎に、前記信号情報を更新する更新手段をさらに有することを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
こうすることにより、交通信号制御機が大きめの第一周期（例えば１００ｍｓｅｃ）毎に信号情報を送信する場合であっても、路上装置が第一周期よりも短い第二周期（例えば１０ｍｓｅｃ）が経過する毎に信号情報を更新するため、車載装置に１０ｍｓｅｃ単位でより一層正確な信号情報を提供することができる。
【００１０】
また、前記信号情報は、現時点で表示している信号灯色の継続時間を含み、前記更新手段は、前記受信した時点から前記第二周期毎に前記継続時間から該第二周期を減ずるものであっても良い（請求項２）。
【００１１】
また、前記信号情報は、現時点で表示している信号灯色とその継続時間を含み、前記更新手段は、前記受信した時点から前記継続時間が経過すると、前記現時点で表示している信号灯色をその次に表示される予定の信号灯色に更新するものであっても良い（請求項３）。
【００１２】
また、前記路上通信システムは、前記交通信号制御機と前記路上通信装置との間の通信経路上に、当該２つの装置間における情報のやりとりを中継する情報中継装置をさらに備えていても良い（請求項４）。
【００１３】
また、第二の発明の路上通信装置は、信号灯器を切り替える予定に関する情報を含む信号情報を所定の第一周期毎に受信する手段と、前記信号情報を車載装置に対して送信する路車間通信手段とを有する路上通信装置であって、前記信号情報を受信した時点から前記第一周期よりも短い所定の第二周期毎に、前記信号情報を更新する更新手段をさらに有することを特徴とする（請求項５）。
【００１４】
また、前記路上通信装置は光ビーコンであっても良い（請求項６）。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の路上通信システムによれば、交通信号制御機が大きめの第一周期毎に信号情報を送信する場合であっても、路上装置が第一周期よりも短い第二周期が経過する毎に信号情報を更新するため、車載装置に第二周期単位でより一層正確な信号情報を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る交通信号制御機を含む路上通信システムの概要を示す模式図である。
【図２】交通信号制御機の構成を示すブロック図である。
【図３】信号制御指令のフォーマットを示す図である。
【図４】各信号灯色の点灯時間の例を示す説明図である。
【図５】信号情報の例を示す説明図である。
【図６】交通信号制御機から路上装置までの通信経路の例を示す図である。
【図７】補正後の信号情報の例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る交通信号制御機を含む路上通信システムの概要を示す模式図である。
【図９】車両に搭載されている車載装置及びその他装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１：
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る交通信号制御機を含む路上通信システムの概要を示す模式図である。路上通信システムは、交通信号機１、路上装置２、車載装置３、中央装置４などを含む。中央装置４は、交通情報の提供などを行う装置であり、交通管制センター内に設置されている。なお、中央装置４は、交通管制センター内に設置されず、道路上に設置されていても良い。中央装置４は、複数の交差点のそれぞれに設置された交通信号機１と電話回線などの通信回線を介して接続されている。交通信号機１は、道路Ｒを含む交差点Ｉに流入する複数の道路のそれぞれに設置された路上装置と電話回線などの通信回線を介して接続されている。
【００１８】
交通信号機１は、交通信号制御機１ａと複数の信号灯器１ｂなどを含んでいる。交通信号制御機１ａは、信号灯器１ｂの各信号灯の点灯、消灯及び点滅を制御する。また、交通信号制御機１ａは、中央装置４から交通規制情報を含む交通情報、スプリット等の情報を含む信号制御指令を受信する。また、交通信号制御機１ａは、後述する処理により信号灯色及びその継続時間を含む信号情報を作成し、受信した交通情報とともに当該交通信号制御機１ａに接続されている複数の路上装置２に送信する。
【００１９】
図２は交通信号制御機１ａの構成を示すブロック図である。制御部１０１は、１又は複数のマイクロコンピュータから構成されている。制御部１０１には、内部バスを介して灯器駆動部１０２、通信部１０３、記憶部１０４が接続されており、制御部１０１は、これらのハードウエア各部の動作を制御する。また、制御部１０１は、後述する信号情報作成処理により信号情報を作成する。
【００２０】
灯器駆動部１０２は、半導体リレー（不図示）を備え、制御部１０１から入力された信号灯器出力指令に基づいて、複数の信号灯器１ｂの青色灯、黄色灯、赤色灯それぞれに対応して各色の信号灯に供給される交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）又は直流電圧をオン／オフする。
【００２１】
通信部１０３は、中央装置４との間の通信及び路上装置２との間の通信を行うための通信機能を備えている。通信部１０３は、中央装置４から交通情報、信号制御指令を受信する。また、所定の周期（例えば、１００ｍｓｅｃなど）で受信した交通情報、作成した信号情報を路上装置２へ送信する。
【００２２】
記憶部１０４は、受信した交通情報及び信号制御指令、作成した信号情報、各階梯と各現示との関係を表す定数などの各種定数の情報などを記憶している。
【００２３】
路上装置２は、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：専用狭域通信）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide interoperability for microwave access）などであり、車両１０に搭載された車載装置３との間で各種情報を無線通信する。路上装置２は、車載装置３と各種情報の通信を行う通信部２ａと、通信部２ａを制御する通信制御装置２ｂとを含んでいる。通信制御装置２ｂにはＲＯＭ等の記憶部が備えられており、路上装置２から当該路上装置２が設置されている道路の流入先の交差点までの距離の情報が予め記憶されている。例えば、道路Ｒに設置された路上装置２の記憶部には、当該路上装置２から交差点Ｉまでの距離の情報が予め記憶されている。なお、これらの距離の情報は、予め記憶されている構成に限定されず、中央装置４等から取得して記憶する構成であっても良い。路上装置２は、交通信号機１から交通情報及び信号情報を受信し、これらの情報と距離情報を車載装置３に送信する。
【００２４】
中央装置４は、所定の周期で交通情報、信号制御指令を複数の交通信号機に送信する。図３は信号制御指令のフォーマットを示す図である。図において、スプリット１は現示１のスプリットを、スプリット６は現示６のスプリットを示している。なお、本フォーマットの詳細については、社団法人新交通管理システム協会（以下、ＵＴＭＳ協会）から発行されている規格書に記載されている。
【００２５】
車両１０には、車載装置３が搭載されており、車載装置３は、路上装置２との間で各種情報を無線通信する。車載装置３を搭載した車両１０は、路上装置２の通信領域Ｑ（斜線部分）を通過する際に、路上装置２との間で無線通信を行い、交通情報、信号情報及び距離情報を取得する。
【００２６】
車両１０は、車載装置３により交通情報、信号情報及び距離情報を取得すると、これらに基づいて次のような安全運転支援制御処理を行う。すなわち、車両１０は、交差点Ｉを青で安全に通過できるか否かを判断し、通過できると判断した場合には、現在の速度を保持して走行し、通過できないと判断した場合には、交差点Ｉ手前の停止線Ｐで安全に停止できるように速度を減速し、停止線Ｐで停止する。その際、交通情報に道路Ｒに関する交通規制情報が含まれている場合には、その交通規制も考慮して速度制御を行う。例えば、道路Ｒについて４０ｋｍ／ｈの速度規制があれば、車両１０は４０ｋｍ／ｈを超えないように速度制御を行う。
【００２７】
次に、交通信号制御機１ａの信号情報作成処理の手順について説明する。交通信号制御機１ａは、サイクル終了時点に、記憶部１０４に記憶された信号制御指令に含まれるスプリット１〜６の基準値、＋変動値及び−変動値、サイクル長、各階梯と各現示との関係を表す定数などに基づいて次のサイクルの信号制御プランを作成し、この信号制御プランに基づいて交差点Ｉに流入する各道路における各信号灯色の点灯時間を算出する。
【００２８】
図４は道路Ｒにおける各信号灯色の点灯時間の例を示す説明図である。同図において、項番はサイクル開始後に表示される各信号灯色の順番を、信号灯色は道路Ｒを走行する車両に対して表示される信号灯器１ｂの灯色を、点灯時間は各信号灯色が点灯する秒数を、それぞれ示している。例えば、サイクル開始後１番目に表示される信号灯色は青であり、その点灯時間は６０秒であることを示している。また、サイクル開始後３番目に表示される信号灯色は青矢であり、その点灯時間は１０秒であることを示している。
【００２９】
また、交通信号制御機１ａは、以降の処理を所定の周期（例えば、１００ｍｓｅｃ）毎に実行する。まず、交通信号制御機１ａは、現時点で表示している信号灯色（以下、作成時信号灯色）と当該作成時信号灯色が開始してからの経過時間を求め、この作成時信号灯色とその経過時間、及び上記の各信号灯色の点灯時間に基づいて、作成時信号灯色とその継続時間Ｔ１、将来に表示する予定の各信号灯色（例えば、１サイクル先まで）とその継続時間に関する信号情報を作成する。
【００３０】
図５は道路Ｒにおける信号情報の例を示す説明図である。項番はこの信号情報を作成した時点以後に表示される各信号灯色の順番を、信号灯色は道路Ｒを走行する車両に対して表示される信号灯器１ｂの灯色を、継続時間は各信号灯色が継続する秒数を、それぞれ示している。項番が１の信号灯色は作成時信号灯色を示している。この信号情報を作成した時点では、図４における項番１の信号灯色「青」であり、その経過時間が４０秒であったとすると、作成時点以後１番目に表示される信号灯色、すなわち、作成時信号灯色は青となり、その継続時間Ｔ１は点灯時間の６０秒から経過時間の４０秒を差し引いた２０秒となる。また、２番目以降に表示される信号灯色とその継続時間は、図４における項番２以降の信号灯色とその点灯時間に一致することになる。
【００３１】
次に、交通信号制御機１ａは、交差点Ｉに流入する各道路に設置された各路上装置２について、当該路上装置２に対して信号情報を送信してから当該路上装置２が車載装置３に対して当該信号情報を送信するまでに要する時間ΔＴ（以下、通信所要時間ΔＴという）を算出する。具体的には、信号情報の情報サイズＳと、路上装置２までの通信経路上の通信区間ｉ（ｉは１からｎまでをとる）の通信速度Ｖ（ｉ）、通信経路上の各通信装置ｊ（ｊは１からｍまでをとる）の処理時間Ｐ（ｊ）に基づいて、式１により通信所要時間ΔＴを算出する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
例えば、交通信号制御機１ａから道路Ｒに設置された路上装置２までの通信経路上に２台の通信装置が存在する場合について、具体的に説明する。図６は交通信号制御機から路上装置までの通信経路の例を示す図である。同図において、交通信号制御機１ａから路上装置２までの通信経路上には、２台のルータ５ａ、５ｂが存在している。ルータ５ａを通信装置１、ルータ５ｂを通信装置２、交通信号制御機１ａからルータ５ａまでを通信区間１、ルータ５ａからルータ５ｂまでを通信区間２、ルータ５ｂから路上装置２までを通信区間３とする。
【００３４】
信号情報の情報サイズＳが１００バイト、通信区間１の通信速度Ｖ（１）が１２００バイト／秒、通信区間２の通信速度Ｖ（２）が８０００バイト／秒、通信区間３の通信速度Ｖ（３）が１２００バイト／秒、通信装置１の処理時間Ｐ（１）が０．４０秒、通信装置２の処理時間Ｐ（２）が０．４２秒であるとすると、通信所要時間ΔＴは約１秒（＝１００／１２００＋１００／８０００＋１００／１２００＋０．４０＋０．４２）と算出される。
【００３５】
なお、情報サイズＳ、通信速度Ｖ（ｉ）、処理時間Ｐ（ｉ）が時間帯によって変動しない場合には、通信所要時間ΔＴは固定と考えられるため、予め記憶部１０４に通信所要時間ΔＴを記憶しておき、これをそのまま読み出しても良い。また、情報サイズＳが可変の場合には、情報サイズＳに応じた通信所要時間ΔＴを格納したテーブルを予め記憶部１０４に記憶しておき、情報サイズＳに応じた通信所要時間ΔＴをそのまま読み出しても良い。また、通信区間ｉ毎に付加されるヘッダ等のサイズが異なる場合には、通信区間ｉ毎に情報サイズＳ（ｉ）を変動させ、式１のＳをＳ（ｉ）に置き換えて、通信所要時間ΔＴを算出すれば良い。
【００３６】
次に、交通信号制御機１ａは、信号情報における最初に表示される信号灯色及びそれ以降に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間が、車載装置３に対して当該信号情報が送信される時点において信号灯器１ｂに実際に表示されている信号灯色（以下、送信時信号灯色という）及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間に一致するように、算出した通信所要時間ΔＴに基づいて信号情報を補正する。すなわち、補正後の信号情報は、送信時信号灯色とその継続時間、将来に表示する予定の各信号灯色とその継続時間を表すことになる。
【００３７】
具体的には、通信所要時間ΔＴが作成時信号灯色の継続時間Ｔ１以下である場合には、送信時信号灯色は作成時信号灯色と同じであるので、信号灯色は変更せず、作成時信号灯色の継続時間Ｔ１のみを（Ｔ１−ΔＴ）に置き換え、送信時信号灯色の継続時間とする。一方、通信所要時間ΔＴが作成時信号灯色の継続時間Ｔ１を越える場合には、送信時信号灯色は作成時信号灯色の次に表示される予定の信号灯色に切り替わっているため、作成時信号灯色の次に表示される予定の信号灯色を送信時信号灯色とし、当該次に表示される予定の信号灯色の継続時間Ｔ２を（Ｔ２−（ΔＴ−Ｔ１））に置き換え、送信時信号灯色の継続時間とする。なお、（Ｔ２−（ΔＴ−Ｔ１））が負の値になる場合には、送信時信号灯色はさらに次に表示される予定の信号灯色に切り替わっているため、当該さらに次に表示される予定の信号灯色を送信時信号灯色とし、当該さらに次に表示される予定の信号灯色の継続時間Ｔ３を（Ｔ３−（ΔＴ−Ｔ１−Ｔ２））に置き換え、送信時信号灯色の継続時間とする。（Ｔ３−（ΔＴ−Ｔ１−Ｔ２））も負の値になる場合は、以降同様の処理を繰り返す。
【００３８】
ここで、補正の具体例を、図５の信号情報の例を用いて説明する。図７は、道路Ｒにおける補正後の信号情報の例を示す説明図である。（ａ）は通信所要時間ΔＴが１秒の場合、（ｂ）は通信所要時間ΔＴが２２秒の場合、（ｃ）は通信所要時間ΔＴが２６秒の場合を示している。項番はこの信号情報が車載装置３に送信される時点以後に表示される各信号灯色の順番を、信号灯色は道路Ｒを走行する車両に対して表示される信号灯器１ｂの灯色を、継続時間は各信号灯色が継続する秒数を、それぞれ示している。項番が１の信号灯色は送信時信号灯色を示している。
【００３９】
まず、通信所要時間ΔＴが１秒の場合には、通信所要時間ΔＴは図５の項番１の信号灯色（作成時信号灯色）の継続時間Ｔ１（＝２０秒）以下であるため、信号灯色は補正されず、図５の項番１の継続時間Ｔ１のみが２０秒から１９秒に置き換えられる。
【００４０】
次に、通信所要時間ΔＴが２２秒の場合には、通信所要時間ΔＴは図５の項番１の継続時間Ｔ１（＝２０秒）を超え、また、（図５の項番２の継続時間Ｔ２−（通信所要時間ΔＴ−図５の項番１の継続時間Ｔ１））＝（（４−（２２−２０））＝２となって、負の値にならないので、図５の項番２の信号灯色（作成時信号灯色の次に表示される予定の信号灯色）が項番１の信号灯色（送信時信号灯色）となり、当該項番２の継続時間Ｔ２が４から２に置き換えられる。
【００４１】
さらに、通信所要時間ΔＴが２６秒の場合には、通信所要時間ΔＴは図５の項番１の継続時間Ｔ１（＝２０秒）を超え、また、（図５の項番２の継続時間Ｔ２−（通信所要時間ΔＴ−図５の項番１の継続時間Ｔ１））＝（（４−（２６−２０））＝−２となって、負の値になり、かつ、（図５の項番３の継続時間Ｔ３−（通信所要時間ΔＴ−図５の項番１の継続時間Ｔ１−図５の項番２の継続時間Ｔ２））＝（１０−（２６−２０−４））＝８となって、負の値にならないので、図５の項番３の信号灯色（作成時信号灯色の次の次に表示される予定の信号灯色）が項番１の信号灯色（送信時信号灯色）となり、当該項番３の継続時間Ｔ３が１０から８に置き換えられる。
【００４２】
これにより、車載装置３が受信した信号情報における送信時信号灯色と将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間は、車載装置３に対して当該信号情報が送信される時点で信号灯器１ｂに実際に表示されている信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間と一致することになるので、車載装置３に正確な信号情報を提供することができる。また、車両１０は、この補正された信号情報に基づいて上述の安全運転支援制御処理を行えば、適切な速度制御を行うことができる。
【００４３】
なお、路上装置２が車載装置３に対して補正された信号情報を送信する時点と、車載装置３に当該信号情報が到達する時点は、厳密に言えば路上装置２から車載装置３までの区間の通信時間分だけずれがあるため、車載装置３が受信した当該信号情報における送信時信号灯色の継続時間と、上記の到達時点で信号灯器１ｂに実際に表示されている信号灯色の継続時間にも、当該ずれがあることになる。しかし、上記路上装置２から車載装置３までの区間の通信時間は路上装置２が光ビーコンの場合には１ｍｓｅｃと非常に短いため、上記のずれはほぼ無視することができる。従って、本発明に係る路上通信システムは車載装置３に正確な信号情報を提供することができる。
【００４４】
もちろん、車載装置３が受信した上記信号情報における送信時信号灯色の継続時間と、上記の到達時点で信号灯器１ｂに実際に表示されている信号灯色の継続時間が一致するように、上記路上装置２から車載装置３までの区間の通信時間をさらに加算して、通信所要時間ΔＴを求めても良い。これにより、信号情報の正確性をより高めることができる。また、車載装置３や車両１０の内部での通信時間があれば、さらにこれらを加算して通信所要時間ΔＴを求めても良い。
【００４５】
なお、交通信号制御機１ａから路上装置２に対して送信される信号情報は、所定の周期（例えば、１００ｍｓｅｃ）毎に送信されると考えられる。この場合、路上装置２が信号情報を受信してから５０ｍｓｅｃ経過後に、信号情報をそのまま車載装置３に送信すると、車載装置３が認識する信号灯色の継続時間は実際の継続時間に対して５０ｍｓｅｃの誤差を生じる。そこで、路上装置２は、信号情報を受信した時点から、次回の信号情報を受信するまでの間、例えば１０ｍｓｅｃが経過する毎に継続時間から１０ｍｓｅｃを減じていくと良い。そうすれば、１０ｍｓｅｃ単位でより一層正確な時間を提供することができる。また、例えば、交通信号制御機１ａと路上装置２の間の通信回線の帯域に制限があるなら、信号情報の送信周期を１秒等としている場合もある。そのような場合には、上記のように路上装置２が継続時間から１０ｍｓｅｃを減じていくと非常に有効である。
【００４６】
また、路上装置２は、継続時間を減ずるだけでなく、送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色を更新しても良い。例えば、交通信号制御機１ａが路上装置２に対して１０秒毎に信号情報を送信し、路上装置２が信号情報を受信後１秒経過する毎に継続時間を１秒ずつ減ずる場合に、路上装置２が交通信号制御機１ａから受信した信号情報の送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間が青７秒、黄４秒、赤４２秒、・・・であったとする。路上装置２は、受信後１秒経過すると、青の継続時間を１秒減じて、青６秒、黄４秒、赤４２秒、・・・という信号情報を車載装置３に送信する。６秒経過すると、青の継続時間を６秒減じて、青１秒、黄４秒、赤４２秒、・・・という信号情報を車載装置３に送信する。７秒経過すると、送信時信号灯色を青から黄に更新して、黄４秒、赤４２秒、・・・という信号情報を車載装置３に送信する。このようにすれば、交通信号制御機１ａは短い周期で路上装置２に信号情報を送信せずに済むので、交通信号制御機１ａの処理負荷を軽減することができるとともに、交通信号制御機１ａと路上装置２の間の通信負荷を軽減することができる。
【００４７】
また、図１は路上装置２が光ビーコンなどの狭域通信装置である場合の路上通信システムの概要を示す模式図であったが、路上装置２がＷｉＭＡＸなどの広域通信装置である場合の模式図は図８のようになる。
【００４８】
図８に示す構成では、車両１０が交差点Ｉに到達するまでの間、路上装置２と車載装置３が連続して通信することができるため、車載装置３は常に最新の信号情報を受信することができ、有用である。
【００４９】
実施の形態２：
上述の実施の形態１においては、交通信号制御機１ａは、通信所要時間ΔＴを信号情報の情報サイズＳ、通信経路上の通信区間の通信速度などに基づいて算出していたが、これに限定されるものではなく、例えば、通信所要時間ΔＴを直接計測することもできる。
【００５０】
以下、交通信号制御機１ａが通信所要時間ΔＴを計測する手順について説明する。まず、交通信号制御機１ａは、固定サイズの所定のデータ（以下、ダミーデータという）を路上装置２に送信する。路上装置２は、当該ダミーデータを受信すると、交通信号制御機１ａに固定サイズの所定のデータ（以下、応答データという）を送信する。交通信号制御機１ａは、当該応答データを受信すると、ダミーデータの送信から応答データの受信までの所要時間を算出し、この所要時間の半分を通信所要時間ΔＴと推定する。これにより、車載装置３に提供する信号情報の正確性をより高めることができる。
【００５１】
なお、計測した通信所要時間ΔＴをそのまま用いず、上記の計測を定期的に実施して、得られた計測値の平均を通信所要時間ΔＴとして用いても良い。
【００５２】
実施の形態３：
上述の実施の形態１，２においては、交通信号制御機１ａは、作成時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を含む信号情報を、通信所要時間ΔＴに基づいて補正して、送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を作成し、この補正後の信号情報を路上装置２を通じて車載装置３に送信していたが、これに限定されるものではなく、例えば、交通信号制御機１ａは、作成時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間、通信所要時間ΔＴを含む信号情報を作成し、この信号情報を路上装置２を通じて車載装置３に送信し、車載装置３が受信した当該信号情報に含まれる作成時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を、同信号情報に含まれる通信所要時間ΔＴに基づいて補正し、送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を算出しても良い。
【００５３】
図９は車両１０に搭載されている車載装置３及びその他装置の構成を示すブロック図である。ＧＰＳ処理部３０１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報、ＧＰＳ衛星の軌道、測位補正情報に基づいて、車両１０の位置（緯度、経度及び高度）を計測する。方位センサ３０２は、光ファイバジャイロなどで構成されており、方位及び角速度を計測する。車速取得部３０３は、車速センサ１００１が車輪の角速度を検出することにより計測した車両１０の速度のデータを取得する。
【００５４】
通信部３０４は、路上装置２から交通情報、信号情報及び距離情報を受信する。この信号情報には、作成時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間、通信所要時間ΔＴが含まれている。また、通信部３０４は、受信した交通情報、距離情報、処理部３０８が信号情報に基づいて算出した送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間の情報を走行制御部１００５に出力する。
【００５５】
記憶部３０５は、道路地図データ、通信部３０４が受信した各種情報、処理部３０８が算出した送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間の情報等を記憶する。表示部３０６は、処理部３０８が探索した目的地までの誘導経路を道路地図データに重畳して描画した画像データをモニター１００２に表示する。音声出力部３０７は、処理部３０８が作成した上記の誘導経路に沿った経路案内の音声データをスピーカー１００３から出力する。
【００５６】
処理部３０８は、１又は複数のマイクロコンピュータにより構成されており、ＧＰＳ処理部３０１が計測した位置、方位センサ３０２が計測した方位及び角速度、車速取得部３０３が取得した速度の各データに基づいてマップマッチング処理を行い、記憶部３０５に記憶している道路地図データ上における車両の位置を求める。また、処理部３０８は、道路地図データ上の車両の位置から目的地までの誘導経路を探索するとともに、その誘導経路に沿った経路案内の音声データを作成する。また、処理部３０８は、通信部３０４が受信した信号情報に含まれる作成時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を、同信号情報に含まれる通信所要時間ΔＴに基づいて補正し、送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を算出する。この算出方法は、上述の実施の形態１で説明した交通信号制御機１ａにおける信号情報の補正方法と同じであるので、説明を省略する。
【００５７】
走行制御部１００５は、１又は複数のマイクロコンピュータにより構成されており、通信部３０４から取得した交通情報、距離情報、送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間の情報、車速センサ１００１から取得した車両１０の速度データに基づいて、安全運転支援制御処理を行う。すなわち、交差点Ｉを青で安全に通過できるか否かを判断し、通過できると判断した場合には、現在の速度を保持するように駆動部（エンジン）１００６を制御する。通過できないと判断した場合には、制動部（ブレーキ）１００７を制御し、交差点Ｉ手前の停止線Ｐで安全に停止できるように速度を減速し、停止線Ｐで停止させる。また、交通情報に道路Ｒに関する交通規制情報が含まれている場合には、その交通規制も考慮して駆動部１０６及び制動部１０７を制御する。
【００５８】
このように車載装置３で送信時信号灯色及び将来に表示される予定の信号灯色並びにこれらの継続時間を算出することにより、交通信号制御機１ａの処理負荷を軽減することができる。
【００５９】
上述の実施の形態においては、交通信号制御機１ａと路上装置２は別々の筐体に収められている構成であったが、これに限定されるものではなく、交通信号制御機１ａと路上装置２が１つの筐体に収められている構成であっても良い。この場合、交通信号制御機１ａと路上装置２の間の情報のやり取りは、有線、無線、内部バス等のいずれを用いたものでも良い。
【００６０】
今回開示された実施の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と考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６１】
１ 交通信号機
１ａ 交通信号制御機
１ｂ 信号灯器
１０１ 制御部
１０２ 灯器駆動部
１０３ 通信部
１０４ 記憶部
２ 路上装置
２ａ 通信部
２ｂ 通信制御装置
３ 車載装置
３０１ ＧＰＳ処理部
３０２ 方位センサ
３０３ 車速取得部
３０４ 通信部
３０５ 記憶部
３０６ 表示部
３０７ 音声出力部
３０８ 処理部
４ 中央装置
５ａ、５ｂ ルータ
１０ 車両
１００１ 車速センサ
１００２ モニター
１００３ スピーカー
１００５ 走行制御部
１００６ 駆動部
１００７ 制動部
Ｉ 交差点
Ｐ 停止線
Ｑ 通信領域
Ｒ 道路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号灯器を切り替える予定に関する情報を含む信号情報を送信する交通信号制御機と、前記信号情報を車載装置に対して送信する路車間通信手段を有する路上通信装置とを含み、該交通信号制御機と該路上通信装置とが通信するように構成されている路上通信システムであって、
前記交通信号制御機は、所定の第一周期毎に前記信号情報を前記路上通信装置に送信するように構成されており、
前記路上通信装置は、前記信号情報を受信すると、該受信した時点から前記第一周期よりも短い所定の第二周期毎に、前記信号情報を更新する更新手段をさらに有する
ことを特徴とする路上通信システム。
【請求項２】
前記信号情報は、現時点で表示している信号灯色の継続時間を含み、
前記更新手段は、前記受信した時点から前記第二周期毎に前記継続時間から該第二周期を減ずる
ことを特徴とする請求項１に記載の路上通信システム。
【請求項３】
前記信号情報は、現時点で表示している信号灯色とその継続時間を含み、
前記更新手段は、前記受信した時点から前記継続時間が経過すると、前記現時点で表示している信号灯色をその次に表示される予定の信号灯色に更新する
ことを特徴とする請求項１に記載の路上通信システム。
【請求項４】
前記路上通信システムは、前記交通信号制御機と前記路上通信装置との間の通信経路上に、当該２つの装置間における情報のやりとりを中継する情報中継装置をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の路上通信システム。
【請求項５】
信号灯器を切り替える予定に関する情報を含む信号情報を所定の第一周期毎に受信する手段と、前記信号情報を車載装置に対して送信する路車間通信手段とを有する路上通信装置であって、
前記信号情報を受信した時点から前記第一周期よりも短い所定の第二周期毎に、前記信号情報を更新する更新手段をさらに有する
ことを特徴とする路上通信装置。
【請求項６】
前記路上通信装置は光ビーコンであることを特徴とする請求項５に記載の路上通信装置。
【請求項１】
信号灯器を切り替える予定に関する情報を含む信号情報を送信する交通信号制御機と、前記信号情報を車載装置に対して送信する路車間通信手段を有する路上通信装置とを含み、該交通信号制御機と該路上通信装置とが通信するように構成されている路上通信システムであって、
前記交通信号制御機は、所定の第一周期毎に前記信号情報を前記路上通信装置に送信するように構成されており、
前記路上通信装置は、前記信号情報を受信すると、該受信した時点から前記第一周期よりも短い所定の第二周期毎に、前記信号情報を更新する更新手段をさらに有する
ことを特徴とする路上通信システム。
【請求項２】
前記信号情報は、現時点で表示している信号灯色の継続時間を含み、
前記更新手段は、前記受信した時点から前記第二周期毎に前記継続時間から該第二周期を減ずる
ことを特徴とする請求項１に記載の路上通信システム。
【請求項３】
前記信号情報は、現時点で表示している信号灯色とその継続時間を含み、
前記更新手段は、前記受信した時点から前記継続時間が経過すると、前記現時点で表示している信号灯色をその次に表示される予定の信号灯色に更新する
ことを特徴とする請求項１に記載の路上通信システム。
【請求項４】
前記路上通信システムは、前記交通信号制御機と前記路上通信装置との間の通信経路上に、当該２つの装置間における情報のやりとりを中継する情報中継装置をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の路上通信システム。
【請求項５】
信号灯器を切り替える予定に関する情報を含む信号情報を所定の第一周期毎に受信する手段と、前記信号情報を車載装置に対して送信する路車間通信手段とを有する路上通信装置であって、
前記信号情報を受信した時点から前記第一周期よりも短い所定の第二周期毎に、前記信号情報を更新する更新手段をさらに有する
ことを特徴とする路上通信装置。
【請求項６】
前記路上通信装置は光ビーコンであることを特徴とする請求項５に記載の路上通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−３３０６（Ｐ２０１０−３３０６Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８３９４９（Ｐ２００９−１８３９４９）
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【分割の表示】特願２００６−３４２０００（Ｐ２００６−３４２０００）の分割
【原出願日】平成１８年１２月２０日（２００６．１２．２０）
【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２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【分割の表示】特願２００６−３４２０００（Ｐ２００６−３４２０００）の分割
【原出願日】平成１８年１２月２０日（２００６．１２．２０）
【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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