路車間通信システム、光ビーコン、車載機、及び車両
【課題】 ドライバに対する安全運転支援を精度よく行うことができる路車間通信システムを提供する。
【解決手段】 本発明の路車間通信システムは、通信領域を道路Ｒの所定範囲に設定する投受光器８を有する光ビーコンと、車両に搭載されるとともに、前記通信領域において投受光器８との間でアップリンク情報及びダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えている。投受光器８は、前記アップリンク情報を受光する受光面１４ａを有する受光部１２を備えている。この受光部１２は、受光面１４ａを道路Ｒ上に投影するようにアップリンク領域ＵＡを設定するとともに、受光面１４ａにおける前記アップリンク情報を受光した受光位置に関する受光位置情報を出力する。光ビーコン４は、受光部１２が出力する前記受光位置情報に基づいて、アップリンク領域ＵＡにおいて前記車載機が前記アップリンク情報を送信した送信位置を示す車載機位置情報を生成し、この車載機位置情報を含んだ前記ダウンリンク情報を投受光器８に送信させる制御部を備えている。
【解決手段】 本発明の路車間通信システムは、通信領域を道路Ｒの所定範囲に設定する投受光器８を有する光ビーコンと、車両に搭載されるとともに、前記通信領域において投受光器８との間でアップリンク情報及びダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えている。投受光器８は、前記アップリンク情報を受光する受光面１４ａを有する受光部１２を備えている。この受光部１２は、受光面１４ａを道路Ｒ上に投影するようにアップリンク領域ＵＡを設定するとともに、受光面１４ａにおける前記アップリンク情報を受光した受光位置に関する受光位置情報を出力する。光ビーコン４は、受光部１２が出力する前記受光位置情報に基づいて、アップリンク領域ＵＡにおいて前記車載機が前記アップリンク情報を送信した送信位置を示す車載機位置情報を生成し、この車載機位置情報を含んだ前記ダウンリンク情報を投受光器８に送信させる制御部を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路側に設置された光ビーコンと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路車間通信システム、及び、この路車間通信システムに用いることができる光ビーコン、車載機、及び車両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）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】
上記光ビーコンは、車載機との間で双方向通信を行う投受光器を備えており、この投受光器は、ダウンリンク情報を送出する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、車載機からのアップリンク情報を受光するフォトセンサとを備えている。
例えば図１０に示すように、光ビーコン１０４の投受光器（投受光器）１０８は、その直下よりも上流側よりに通信領域Ａが設定されている。光ビーコン（光学式車両感知器）１０４の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、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１０の右側部分）と重複しており、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端は互いに一致するものとされている。また、実際に、現在設定されているダウンリンク領域ＤＡの上流端は、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃよりも上流側（例えば、図１０のｃ′）に設定されている場合が多い。
【０００４】
従って、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する。また、上記規格によれば、一般道向けの光ビーコン１０４の場合で、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａは、投受光器１０８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離は２．１ｍと規定され、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、この場合、通信領域Ａの車両進行方向の全長は３．７ｍとなる。
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記路車間通信システムでは、光ビーコン１０４と車載機１０２との間で次のような通信が行われる。まず、光ビーコン１０４は、最初に、車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第一のダウンリンク情報を道路のダウンリンク領域ＤＡに所定の送信周期で常時送信する。
このダウンリンク領域ＤＡに車両が進入することで、その車両に搭載された車載機１０２の投受光器（車載ヘッド）が第一のダウンリンク情報を受信すると、当該車載機１０２は、自己の車両ＩＤを格納した車線通知情報を含むアップリンク情報の送信を開始する。
そして、上記アップリンク情報を光ビーコン１０４の投受光器１０８が受信すると、光ビーコン１０４は、ダウンリンクの切り替えを行い、車載機１０２に対して上記車両ＩＤを有する車線通知情報を含む第二のダウンリンク情報の送信を開始する。この第二のダウンリンク情報は、所定時間内において可能な限り繰り返し送信され、車載機１０２において受信される。
【０００６】
このような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Ａ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１０２）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としての停止線Ｐ０までの「距離情報」を第二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１０２により、当該距離情報を利用して、停止線Ｐ０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、本願出願人が提案した特願２００６−１２１６９２号及び特願２００６−１２１７００号）。
【０００７】
しかし、このような安全運転支援を行う場合、次のような問題がある。
現在、実際に運用されている光ビーコン１０４の通信領域Ａ、特にアップリンク領域ＵＡは、車載機１０２からのアップリンク情報をより確実に受信するため、例えば図１０に仮想線で示すように、前記規格で規定された正式な領域よりもかなり広い領域（例えば、△ｄｂ′ｃ′で示す領域）になっていることが多い。同様に、ダウンリンク領域ＤＡについても前記規格の領域よりも広く設定されている場合が多い。
このように通信領域Ａが正式な領域よりも広範であると、「距離情報」の始点となる通信領域Ａ内の特定位置と、車両が前記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ってしまう可能性が高く、距離情報の精度が低下する。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じように低下することになり、例えば、安全運転支援機能によって、停止線４０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４０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。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、アップリンク領域の車両進行方向への広狭に関わらず、車載機において所定位置までの正確な距離を認識させることができ、ドライバに対する安全運転支援を精度よく行うことができる路車間通信システム、光ビーコン、車載機、及び車両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】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明は、アップリンク情報を受光可能なアップリンク領域とダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を道路の所定範囲に設定する投受光器を有する光ビーコンと、車両に搭載されるとともに、前記通信領域において前記投受光器との間で前記アップリンク情報及び前記ダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えている路車間通信システムであって、前記投受光器は、前記アップリンク情報を受光する受光面を有する受光部を備え、この受光部は、前記受光面を前記道路上に投影するように前記アップリンク領域を設定するとともに、前記受光面における前記アップリンク情報を受光した受光位置に関する受光位置情報を出力するものであり、前記光ビーコンは、前記受光部が出力する前記受光位置情報に基づいて、前記アップリンク領域において前記車載機が前記アップリンク情報を送信した送信位置を示す車載機位置情報を生成し、この車載機位置情報を含んだ前記ダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる制御部を備えていることを特徴としている。
【００１０】
上記のように構成された路車間通信システム及び光ビーコンによれば、投受光器の受光部が受光面を道路上に投影するようにアップリンク領域を設定するものであり、この受光部が出力する受光位置情報に基づいて送信位置を示す車載機位置情報を生成するとともに、この車載機位置情報を含んだダウンリンク情報を投受光器に送信させる制御部を有しているので、光ビーコンは、アップリンク領域の広狭に関わらず、アップリンク領域において前記車載機がアップリンク情報を送信した送信位置を認識できるとともに、この送信位置を車載機に認識させることができる。
【００１１】
さらに、前記車載機位置情報が、前記送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んでいる場合には、車載機に所定位置までの正確な距離を認識させることができ、安全運転支援を精度よく行うことができる。
【００１２】
ダウンリンク情報に含まれる距離情報は、前記送信位置からその下流側の所定位置までの距離そのものとしてもよいし、アップリンク領域の上流端から所定位置までの距離についての第一の距離情報と、前記送信位置からアップリンク領域の上流端までの距離についての第二の距離情報としてもよい。
【００１３】
後者の場合、車載機には、前記第一の距離情報と前記第二の距離情報とから、前記送信位置から前記所定位置までの距離を求める距離認識部を備えていることが好ましい。
【００１４】
どちらの場合においても、アップリンク領域において前記車載機が前記アップリンク情報を送信した位置からその下流側の所定位置までの距離を正確に認識することができる。
【００１５】
また、前記路車間通信システム及び光ビーコンにおいて、前記制御部は、前記受光位置情報に基づいて、前記受光面を車両進行方向に対応する方向に並ぶ複数の受光領域に区分けすることで、前記アップリンク領域を車両進行方向に並ぶ複数の分割領域に分割し、前記複数の受光領域のいずれで受光したかを前記受光位置情報に基づいて特定することで、この特定した前記受光領域に対応する分割領域の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む前記車載機位置情報を生成するものであってもよい。
この場合、制御部は、分割領域の位置から所定位置までの距離に関する距離情報を、複数の分割領域それぞれについて予め用意しておくことで、選択的に距離情報を取得することができる。
【００１６】
前記車載機は、前記所定のダウンリンク情報に基づいて前記所定位置までの距離を認識する距離認識部を有していることが好ましい。また、前記車載機は、車両進行方向下流側に設定された信号機の表示予定に関する信号情報を受信する信号情報受信部と、この信号情報と前記距離情報とに基づいて運転支援に関する制御を行う支援制御部とを有していることが好ましい。
この場合、例えば、信号機手前の停止線位置までの距離についての距離情報と、その信号機の灯色についての信号情報とから、車両が停止線に到着するときに信号機の灯色が何色であるか、ということを予測し、この予測に基づいた運転支援を行うことが可能となる。
【００１７】
この支援制御部は、運転支援として車両を制動するための制御を行うことができる。これによって、例えば、車両が停止線に到着するときに信号灯色が赤色や黄色であると予測された場合に、車両を停止線で停止させることが可能となる。
また、支援制御部は、運転支援として、車両の搭乗者に対する報知情報を生成する機能を有していることが好ましい。これによって、例えば、車両が停止線に到着するときに信号灯色が赤色や黄色であると予測された場合に、車両を停止線で停止させる必要があることを搭乗者に認識させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、アップリンク領域の車両進行方向への広狭に関わらず、車載機において所定位置までの正確な距離を認識させることができ、ドライバに対する安全運転支援を精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
〔第一の実施形態〕
〔システムの全体構成〕
図１は、第一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、こ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を走行する各車両Ｃに搭載された車載機２とを備えて構成されている。
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。なお、中央装置３は交通管制室に設けられている。
【００２０】
〔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）の投受光器８とを備えている。
図２は、上記光ビーコン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に対応して前記複数の投受光器８が設けられている。
各投受光器８は、道路脇に立設した支柱９から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１０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。
【００２１】
ビーコン制御機７は、投受光器８を一括制御する制御部しての機能を有しており、支柱９に設置されている。このビーコン制御機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）による中央装置３との双方向通信と、投受光器８による車載機２との路車間通信を行う機能、及び、後述する車載機位置情報を生成する制御部としての機能を有する。なお、このビーコン制御機７によるこれらの機能については後述する。
【００２２】
各投受光器８は、筐体の内部に発光ダイオード（ＬＥＤ）１１、受光部１２を収納して構成されている（図３参照）。このうち、ＬＥＤ１１は、近赤外線よりなるダウンリンク情報を後述する通信領域Ａに発光し、受光部１２は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク情報を受光する。
各投受光器８のＬＥＤ１１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が投受光器８の上流側に設定されている。
【００２３】
〔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、後述する車載機２の投受光器である車載ヘッド２７（図４参照）がダウンリンク情報を受信することが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の投受光器８が車載ヘッド２７からのアップリンク情報を受信（受光）することが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。
【００２４】
ダウンリンク領域ＤＡは、投受光器８の投受光位置ｄ、道路Ｒ上の位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲に設定されている。また、アップリンク領域ＵＡは、前記位置ｄと、道路Ｒ上の位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲に設定されている。したがって、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。
【００２５】
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。この規定では、一般道向けの光ビーコン４の場合で、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａは、投受光器８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離は２．１ｍと規定されている。また、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。したがって、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ａｃ間の長さ）は３．７ｍとなる。もっとも、各領域ＤＡ，ＵＡの車両進行方向長さは上記各数値に限定されない。
【００２６】
〔投受光器の受光部の構成〕
図４（ａ）は、受光部１２と、道路Ｒ上に設定されるアップリンク領域ＵＡとの幾何学的な位置関係を示した側面図である。
投受光器８の受光部１２は、図４（ａ）に示すように、投受光器８の内部に配置された基板１３上に実装された受光素子１４と、この受光素子１４に対して所定の寸法をおいて対向配置された集光レンズ１５とを備えている。
受光素子１４は、フォトダイオードチップ等よりなり、集光レンズ１５を通過したアップリンク情報を受光面１４ａで受光すると光電変換によって、アップリンク情報に含まれる情報を電気信号として出力する。
【００２７】
受光部１２の集光レンズ１５は、焦点ＦＰが、当該集光レンズ１５の斜め下方側に位置するように設定されており、車載機２から送信される赤外線光としてのアップリンク情報が通過すると、そのアップリンク情報を受光素子１４の受光面１４ａに対して直交して照射するように集光、屈折させる。受光素子１４は、集光レンズ１５を通過して受光面１４ａに照射されたアップリンク情報を受光する。すなわち、受光素子１４がアップリンク情報を受光することができるアップリンク領域ＵＡは、受光素子１４の受光面１４ａの輪郭形状を道路Ｒ上に、上下、左右両方向を１８０°反転させた形状で投影するように設定される。つまり、図４（ａ）において、受光面１４ａの上端縁１４ａ１が、アップリンク領域ＵＡの下流端である位置ｂに対応するとともに、下端縁１４ａ２が、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃに対応することとなる。
従って、例えば、車両Ｃが、アップリンク領域ＵＡ内の所定位置からアップリンク情報を送信したとすると、この送信されたアップリンク情報は、受光部１２の受光面１４ａ上において、幾何学的に定まる所定位置に照射されることとなる。
【００２８】
図４（ｂ）は、受光素子１４の受光面１４ａを正面視したときの図である。なお、図において、車両進行方向に対応する紙面上下方向をｘ方向、道路Ｒの幅方向に対応する紙面左右方向をｙ方向とする。
図に示すように、受光面１４ａは、その輪郭形状が矩形とされている。車載機２のアップリンク情報は、集光レンズ１５によって集光され、受光面１４ａにスポット的に照射されるので、受光素子１４は、この受光面１４ａの範囲内の一部でアップリンク情報を受光する。
受光部１２は、受光素子１４とビーコン制御機７（図１）との間に介在して接続された制御部１６をさらに有しており、受光素子１４は、アップリンク情報を受光すると、アップリンク情報に格納された各種情報を電気信号として制御部１６に対して出力する。制御部１６は、この電気信号をビーコン制御機７へ出力する。
【００２９】
さらに、この受光部１２は、アップリンク情報に含まれる各種情報を電気信号として出力すると同時に、受光面１４ａのｘ方向におけるアップリンク情報を受光した受光位置に関する受光位置情報を出力することができる。
受光素子１４は、受光面１４ａの上端縁１４ａ１及び下端縁１４ａ２に沿ってそれぞれ設けられた第一の出力電極１７及び第二の出力電極１８を有しており、これら両電極１７，１８、及び図示しない受光素子１４全体としての共通電極が制御部１６に対して接続されている。受光素子１４は、これら各電極から、上述の各種情報を含んだ電気信号を制御部１６に対して出力する。
【００３０】
ここで、例えば、受光素子１４がアップリンク情報を図中破線Ｑで示す範囲で受光したとすると、この受光位置から第一の出力電極１７までの距離ｑ１と、受光位置から第二の出力電極１８までの距離ｑ２とは、相違することとなる。このとき、受光素子１４が出力する電気信号の電荷は、その距離に逆比例して分割され両出力電極１７，１８から出力される。電極に到達するまでの距離が相対的に長くなればその抵抗値も相対的に大きくなるからである。制御部１６は、これら両出力電極１７，１８から出力される電流値の差を取得することで、受光面１４ａのｘ方向における受光位置を把握することができる。
なお、この受光素子１４は、両側方側に出力電極が配置されていないので、ｙ方向における受光位置を把握することはできない。
【００３１】
制御部１６は、受光面１４ａのｘ方向における受光位置に関する受光位置情報を、例えば、図中、基準線Ｓを基準としたｘ方向の座標値ｔ１として出力するように構成されている。なお、この座標値ｔ１は、基準線Ｓ上の値が０であり、紙面上方側でプラス、下方側でマイナスの値を採るように出力される。
制御部１６は、上記アップリンク情報に格納された各種情報を含む電気信号とともに、この受光位置情報をビーコン制御機７に出力する。
【００３２】
〔車載機がアップリンク情報を送信した送信位置の把握について〕
ビーコン制御機７は、受光部１２の制御部１６から出力される受光位置情報に基づいて車載機２がアップリンク領域ＵＡ内でアップリンク情報を送信した送信位置を把握することができる。
すなわち、図４（ａ）にて示したように、受光面１４ａの上端縁１４ａ１が、アップリンク領域ＵＡの下流端である位置ｂに対応するとともに、下端縁１４ａ２が、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃに対応しており、車載機２が、アップリンク領域ＵＡ内の所定の位置からアップリンク情報を送信したとすると、この送信されたアップリンク情報は、受光部１２の受光面１４ａ上において、幾何学的に定まる所定の位置に照射、受光される。
例えば、図４（ａ）中の点ｅから車載機２がアップリンク情報を送信し、この送信したアップリンク情報が、図４（ｂ）中、受光面１４ａ上の破線Ｑの部分で受光されたとした場合、位置ｃから位置ｅまでの距離Ｄ（図４（ａ））と、受光面１４ａにおける、距離Ｄに対応する距離ｑ２（図４（ｂ））との間には、下記式（１）に示すような関係が成立する。
Ｄ ／ Ｌ１ ＝ （Ｔ ／ ｑ２）× Ｚ ・・・・（１）
【００３３】
なお、上記式（１）中のＴは受光面１４ａのｘ方向の幅寸法であり、Ｌ１はアップリンク領域ＵＡの車両進行方向の距離である。また、Ｚは補正パラメータであり、受光面１４ａと、道路Ｒとは、図４（ａ）に示すように平行な関係ではないので、距離Ｄと距離ｑ２との値の関係を補正するために乗じている。
また、距離ｑ２は、座標値ｔ１に基づいて下記式（２）によって求められる。なお、座標値ｔ１は、上述のように、検出部１２によって、受光位置情報として出力される。
ｑ２ ＝ （１／２）Ｔ ＋ ｔ１ ・・・・（２）
【００３４】
以上のように、光ビーコン４を設置する際に、アップリンク領域ＵＡの車両進行方向の距離Ｌ１、及び受光面１４ａの幅寸法Ｔを把握しておくことで、上記式（１）、（２）に基づいて、距離Ｄを求めることができる。
【００３５】
ビーコン制御機７は、受光部１２から出力される受光位置情報（座標値ｔ１）を受け取ると、上記式（１）、（２）に基づいて演算し、車載機２がアップリンク領域ＵＡ内でアップリンク情報を送信した送信位置を、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃを基準とした距離Ｄとして把握することができる。
ビーコン制御機７は、上記送信位置としての距離Ｄに基づいて車載機位置情報を生成し、これを第二のダウンリンク情報に格納して車載機２に送信する。
【００３６】
〔車載機及び車両の構成〕
図５は、光ビーコン４と路車間通信する前記車載機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５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に搭載された前記車載機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。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。
【００３７】
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。
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）とフォトセンサを備えている（図示せず）。このうち、ＬＥＤは、近赤外線よりなるアップリンク情報を発光し、フォトセンサは、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情報を受光する。
【００３８】
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。
【００３９】
〔路車間通信の内容〕
図６は、通信領域Ａにおいて、投受光器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５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。
まず、光ビーコン４のビーコン制御機７は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する投受光器８から、ダウンリンクの切り替え前の第一情報として、車線通知情報を含む第一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。
【００４０】
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）を含む第一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を投受光器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）。
【００４１】
車載コンピュータ２６は、車両Ｃに特定の車両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。
【００４２】
一方、光ビーコン４の投受光器８がアップリンク情報３５受光すると（図６のＦ４）、ビーコン制御機７は、ダウンリンクの切り替えを行い、第二情報として、車両ＩＤ情報を有する車線通知情報を含む第二のダウンリンク情報３６の送信を開始し（図６のＦ５）、この第二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）。
【００４３】
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。
【００４４】
第二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、後述する車載機位置情報等が含まれている。
【００４５】
図６に示すように、第二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、第二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。
【００４６】
最小フレーム３７の送信周期は約１ｍｓである。従って、例えば、三つの最小フレーム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、第二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。
【００４７】
車載機２の車載コンピュータ２６は、受信した第二のダウンリンク情報３６に含まれる前記支援情報等の各種情報に基づいて、車両Ｃの現状の位置からその下流側の所定位置としての停止線Ｐ０までの距離を認識して位置標定を行い（図６のＦ８）、これに基づいて、ドライバに対する安全運転支援を行う。
以下、上述の車載機位置情報の内容と、これに基づいて車載機２が行う安全運転支援のための距離認識について説明する。
【００４８】
〔車載機位置情報について〕
車載機位置情報は、アップリンク領域ＵＡにおいて車載機２がアップリンク情報を送信した送信位置を示す情報であり、光ビーコン４が車載機２からのアップリンク情報を受光した段階で、ビーコン制御機７によって生成される。
例えば、図３中のアップリンク領域ＵＡ内の位置Ｐに位置する車両Ｃ（車載機２）がアップリンク情報３５を送信し、光ビーコン４がこれを受光した場合、投受光器８の受光部１２は、上述したように、ビーコン制御機７に対して受光位置情報を出力する。これを受け取ったビーコン制御機７は、アップリンク領域ＵＡにおいて車載機２がアップリンク情報を送信した送信位置である位置Ｐを、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃを基準とした距離Ｄとして把握する。
【００４９】
ビーコン制御機７は、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃから、その下流側の所定位置としての停止線Ｐ０までの距離Ｌ０、及び道路Ｒ上におけるアップリンク領域ＵＡの車両進行方向の距離Ｌ１を予め記憶装置に記憶しており、これら距離Ｌ０、Ｌ１、及び上記距離Ｄに基づいて、車載機２の位置Ｐから下流側の停止線Ｐ０までの距離Ｌ２を距離情報として算出する。
ビーコン制御機７は、算出した前記距離情報を車載機位置情報として、第二のダウンリンク情報に格納して投受光器８に送信させる。
車載機２は、投受光器８から送信された、車載機位置情報を含んだ第二のダウンリンク情報を受信し、車載機位置情報を取得することで、安全運転支援を行う。
【００５０】
このように、ビーコン制御機７は、受光部１２が出力する前記受光位置情報に基づいて、前記送信位置である位置Ｐを示す車載機位置情報を生成し、この車載機位置情報を含んだダウンリンク情報を投受光器８に送信させる制御部を構成している。
【００５１】
〔距離認識（安全運転支援）の内容〕
図５に示すように、上記車載機位置情報等を含む第二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は、そのダウンリンク情報３６のフレームに含まれている車載機位置情報を取得して、前記距離情報としての距離Ｌ２を認識する。
そして、車載コンピュータ２６の支援制御部３２は距離Ｌ２を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。
なお、ここで、車両Ｃに搭載された車載機２は、図３に示すように、道路Ｒ上から高さ寸法Ｈを有している。また、車載機２の車載ヘッド２７は、通常ダッシュボード上に固定されるので、車載ヘッド２７は車両Ｃの前方端から幅寸法Ｄ２だけ後方に配置される。このため、これら高さ寸法Ｈ、幅寸法Ｄ２によって、上記距離Ｌ２に誤差が生じるおそれがあるが、車載コンピュータ２６は、これら高さ寸法Ｈ、及び幅寸法Ｄ２を予め記憶しておくことで、これら寸法に起因する誤差を補正し、より正確な距離Ｌ２を取得することができるように構成されている。
【００５２】
例えば、支援制御部３２は、停止線Ｐ０までの距離Ｌ２と現時点の車両Ｃの走行速度とから、その停止線Ｐ０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Ｐ０の手前で自動停止させることができる。
【００５３】
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Ｐ０までの距離Ｌ２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。
【００５４】
また、支援制御部３２は、前記車載機位置情報と共に、第二のダウンリンク情報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。
【００５５】
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Ｐ０までの距離Ｌ２（前述の距離情報）と車両Ｃの走行速度や加速度等から、停止線Ｐ０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Ｐ０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Ｐ０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。
【００５６】
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５）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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。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。
【００６０】
上記のように構成された路車間通信システム及び光ビーコン４によれば、ビーコン制御機７が、投受光器８の受光部１２が出力する受光位置情報に基づいて、送信位置である位置Ｐを示す車載機位置情報を生成するとともに、この車載機位置情報を含んだ第二のダウンリンク情報を投受光器８に送信させるので、光ビーコン４は、アップリンク領域ＵＡの広狭に関わらず、アップリンク領域ＵＡにおいて車載機２がアップリンク情報を送信した送信位置（位置Ｐ）を認識できるとともに、この送信位置を車載機２に認識させることができる。
さらに、本実施形態では、前記車載機位置情報が、前記送信位置からその下流側の停止線Ｐ０までの距離Ｌ２を距離情報として含んでいるので、車載機２に停止線Ｐ０までの正確な距離を認識させることができ、安全運転支援を精度よく行うことができる。
【００６１】
また、本実施形態において、ビーコン制御機７は、車載機位置情報として、車載機２の送信位置である位置Ｐから停止線Ｐ０までの距離Ｌ２を算出したが、例えば、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃから停止線Ｐ０までの距離Ｌ０を第一の距離情報とし、位置Ｐと、位置ｃとの間の距離Ｄを第二の距離情報とし、これら両距離情報を車載機位置情報として送信してもよい。
この場合、上記車載機位置情報を受信した車載機２の距離認識部３０は、距離Ｌ０からＤを差し引く演算を行い、この演算により求められる、送信位置（位置Ｐ）からその下流側の停止線Ｐ０までの距離Ｌ２を利用することで、上記と同様にドライバに対する安全運転支援を行うことができる。
【００６２】
〔第二の実施形態〕
図７は、本発明の第二の実施形態の光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
本実施形態と第一の実施形態と異なる点は、ビーコン制御機７が、受光部１２から出力される受光位置情報について、４つの数値範囲に分け、この数値範囲ごとに車両Ｃの位置を判断することで、アップリンク領域ＵＡを実質的に４つの領域に分割されている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００６３】
本実施形態のアップリンク領域ＵＡは、図７に示すように、アップリンク領域ＵＡが、実質的に４つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割されており、ビーコン制御機７は、これら分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４のいずれに車両Ｃが存在しているか否かを特定する。各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４には、その分割領域に車両Ｃが存在した場合に、当該車両Ｃが位置しているとみなされる各位置Ｐ１〜Ｐ４から停止線Ｐ０までのそれぞれの距離Ｌ１１〜Ｌ１４が設定され、ビーコン制御機７は、これら距離Ｌ０、及び距離Ｌ１１〜Ｌ１４を記憶している。
【００６４】
図８は、本実施形態の受光部１２の受光面１４ａを正面視したときの図である。ビーコン制御機７は、上述のように、受光部１２から出力される受光位置情報について、４つの数値範囲に分け、この数値範囲ごとに車両Ｃの位置を判断する。
例えば、図８に示すように、受光面１４ａをｘ方向（車両進行方向）に沿って、幅Ｔ１ごとに４つの領域１９ａ〜１９ｄとなるように、上記数値範囲は設定される。なお、これら４つの領域１９ａ〜１９ｄは、それぞれ上記分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４と対応している。
ここで、受光位置情報は、基準線Ｓを基準とした座標値ｔ１として出力されるが、受光面１４ａ上、基準線Ｓ上の値が０であり、紙面上方側でプラス、下方側でマイナスの値を採るように出力される。従って、座標値ｔ１の数値範囲は、下記のように定められる。
領域１９ａ ： ｔ１ ≦ −Ｔ１
領域１９ｂ ： −Ｔ１ ＜ ｔ１ ≦ ０
領域１９ｃ ： ０＜ ｔ１ ≦ Ｔ１
領域１９ｄ ： ｔ１ ＞ Ｔ１
【００６５】
ビーコン制御機７は、上記４つの数値範囲を記憶しており、受光部１２から出力される受光位置情報が、上記４つの数値範囲の内、どの数値範囲に属するかを特定することで、上記分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４のいずれに車両Ｃが存在しているか否かを特定する。
以上のようにして、ビーコン制御機７は、受光位置情報の数値に基づいて、受光面１４ａを車両進行方向に対応する方向に並ぶ４つの領域１９ａ〜１９ｄに、実質的に区分けすることで、アップリンク領域ＵＡを車両進行方向に並ぶ４つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割している。
車両Ｃが存在する分割領域を特定すると、ビーコン制御機７は、その特定された分割領域に対応する距離を上記距離Ｌ１１〜Ｌ１４の中から選択し、車載機位置情報として、第二のダウンリンク情報に格納し、車載機２に送信する。
車載機２は、この車載機位置情報を含んだ第二のダウンリンク情報を受信し、車載機位置情報を取得することで、安全運転支援を行うことができる。
【００６６】
本実施形態においては、ビーコン制御機７は、上記分割領域ごとに対応した距離に関する情報を予め用意しておくことで、選択的に距離情報を取得することができる。
また、アップリンク領域ＵＡを実質的に４つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割したので、例えば、設置環境等、外的な要因で、受光部１２の受光位置情報に誤差が生じやすい場合においても、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４、及び領域１９ａ〜１９ｄには、所定の数値幅を有しているので、その誤差を許容し、正確な距離等の情報を車載機２に提供することができる。
【００６７】
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態における受光素子１４は、ｘ方向のみについての受光位置情報を出力するものを用いたが、両側方側にも出力電極が配置され、ｘ方向及びｙ方向の両方についての受光位置情報を出力することができる受光素子を用いてもよい。
また、受光部１２は、受光位置情報を、基準線Ｓ（図４（ｂ）参照）を基準とした座標値として出力したが、例えば、アップリンク領域ＵＡの上流端に対応する下端縁１４ａ２を基準とした値として出力するように構成してもよい。なお、この場合、式（１）、（２）等については、これに準じて変更されることは言うまでもない。
【００６８】
また、上記実施形態では、ビーコン制御機７が、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃから、その下流側の所定位置としての停止線Ｐ０までの距離Ｌ０、及び道路Ｒ上におけるアップリンク領域ＵＡの車両進行方向の距離Ｌ１を予め記憶装置に記憶しておくことで、道路Ｒ上の位置としてのアップリンク領域ＵＡと、受光部１２の受光面１４ａ上の位置とを、関連づけて車載機位置情報を生成したが、例えば、ビーコン制御機７は、受光部１２から受け取る受光位置情報と、それに対応する道路上の緯度経度とを関連づけて生成するように構成してもよい。
この場合、停止線Ｐ０までの距離を緯度経度から算出することができる。なお、この場合、必要となる下流側の停止線Ｐ０の位置を示す緯度経度は、ビーコン制御機７が記憶しておきダウンリンク情報に含めて送信してもよいし、他の無線通信機から別途送信してもよいし、車載機２の車載コンピュータ２６が予め記憶しておいてもよい。
【００６９】
また、受光部１２の受光面１４ａの輪郭形状は、上記各実施形態においては、矩形状としたが、例えば、図９（ａ）及び（ｂ）に示すようにアップリンク領域ＵＡの上流端に対応する下端縁１４ａ２側の辺が短い台形状や、さらに短辺をさらに上流側に突出させた五角形状とすることもできる。光ビーコン４の投受光器８は、図４（ａ）に示したように、上流方向斜め下方に向けてアップリンク領域ＵＡを投射するので、アップリンク領域ＵＡの上流端側が下流端側よりも広がったり、上流側端部が突出したりといったようにその輪郭が変形して投影される場合がある。アップリンク領域ＵＡの輪郭が前記のように変形して投影されると、隣接する車線にアップリンク領域ＵＡが逸脱する等、適切な路車間通信の妨げになるおそれがある。図９に示すような台形状や五角形状とすることで、その変形を補正することができ、より適切な路車間通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】（ａ）は、本発明の第一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Ａを示す側面図である。
【図４】（ａ）は、受光部と、道路上に設定されるアップリンク領域との幾何学的な位置関係を示した側面図であり、（ｂ）は、受光素子の受光面を正面視したときの図である。
【図５】光ビーコンと路車間通信する前記車載機と、この車載機が搭載された車両の概略構成図である。
【図６】通信領域において、投受光器と車載器との間で行われる双方向での路車間通信の手順を示した図である。
【図７】本発明の第二の実施形態の光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図８】本実施形態の受光部の受光面を正面視したときの図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、受光部の受光面の輪郭形状について、他の態様を示した図である。
【図１０】従来の光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７１】
２ 車載機
４ 光ビーコン
７ ビーコン制御機（制御部）
８ 投受光器
１２ 受光部
１４ａ 受光面
３０ 距離認識部
３２ 支援制御部
Ａ 通信領域
Ｃ 車両
Ｒ 道路
Ｐ０ 停止線（所定位置）
ＤＡ ダウンリンク領域
ＵＡ アップリンク領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路側に設置された光ビーコンと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路車間通信システム、及び、この路車間通信システムに用いることができる光ビーコン、車載機、及び車両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）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】
上記光ビーコンは、車載機との間で双方向通信を行う投受光器を備えており、この投受光器は、ダウンリンク情報を送出する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、車載機からのアップリンク情報を受光するフォトセンサとを備えている。
例えば図１０に示すように、光ビーコン１０４の投受光器（投受光器）１０８は、その直下よりも上流側よりに通信領域Ａが設定されている。光ビーコン（光学式車両感知器）１０４の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、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１０の右側部分）と重複しており、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端は互いに一致するものとされている。また、実際に、現在設定されているダウンリンク領域ＤＡの上流端は、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃよりも上流側（例えば、図１０のｃ′）に設定されている場合が多い。
【０００４】
従って、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する。また、上記規格によれば、一般道向けの光ビーコン１０４の場合で、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａは、投受光器１０８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離は２．１ｍと規定され、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、この場合、通信領域Ａの車両進行方向の全長は３．７ｍとなる。
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記路車間通信システムでは、光ビーコン１０４と車載機１０２との間で次のような通信が行われる。まず、光ビーコン１０４は、最初に、車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第一のダウンリンク情報を道路のダウンリンク領域ＤＡに所定の送信周期で常時送信する。
このダウンリンク領域ＤＡに車両が進入することで、その車両に搭載された車載機１０２の投受光器（車載ヘッド）が第一のダウンリンク情報を受信すると、当該車載機１０２は、自己の車両ＩＤを格納した車線通知情報を含むアップリンク情報の送信を開始する。
そして、上記アップリンク情報を光ビーコン１０４の投受光器１０８が受信すると、光ビーコン１０４は、ダウンリンクの切り替えを行い、車載機１０２に対して上記車両ＩＤを有する車線通知情報を含む第二のダウンリンク情報の送信を開始する。この第二のダウンリンク情報は、所定時間内において可能な限り繰り返し送信され、車載機１０２において受信される。
【０００６】
このような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Ａ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１０２）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としての停止線Ｐ０までの「距離情報」を第二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１０２により、当該距離情報を利用して、停止線Ｐ０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、本願出願人が提案した特願２００６−１２１６９２号及び特願２００６−１２１７００号）。
【０００７】
しかし、このような安全運転支援を行う場合、次のような問題がある。
現在、実際に運用されている光ビーコン１０４の通信領域Ａ、特にアップリンク領域ＵＡは、車載機１０２からのアップリンク情報をより確実に受信するため、例えば図１０に仮想線で示すように、前記規格で規定された正式な領域よりもかなり広い領域（例えば、△ｄｂ′ｃ′で示す領域）になっていることが多い。同様に、ダウンリンク領域ＤＡについても前記規格の領域よりも広く設定されている場合が多い。
このように通信領域Ａが正式な領域よりも広範であると、「距離情報」の始点となる通信領域Ａ内の特定位置と、車両が前記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ってしまう可能性が高く、距離情報の精度が低下する。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じように低下することになり、例えば、安全運転支援機能によって、停止線４０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４０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。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、アップリンク領域の車両進行方向への広狭に関わらず、車載機において所定位置までの正確な距離を認識させることができ、ドライバに対する安全運転支援を精度よく行うことができる路車間通信システム、光ビーコン、車載機、及び車両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】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明は、アップリンク情報を受光可能なアップリンク領域とダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を道路の所定範囲に設定する投受光器を有する光ビーコンと、車両に搭載されるとともに、前記通信領域において前記投受光器との間で前記アップリンク情報及び前記ダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えている路車間通信システムであって、前記投受光器は、前記アップリンク情報を受光する受光面を有する受光部を備え、この受光部は、前記受光面を前記道路上に投影するように前記アップリンク領域を設定するとともに、前記受光面における前記アップリンク情報を受光した受光位置に関する受光位置情報を出力するものであり、前記光ビーコンは、前記受光部が出力する前記受光位置情報に基づいて、前記アップリンク領域において前記車載機が前記アップリンク情報を送信した送信位置を示す車載機位置情報を生成し、この車載機位置情報を含んだ前記ダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる制御部を備えていることを特徴としている。
【００１０】
上記のように構成された路車間通信システム及び光ビーコンによれば、投受光器の受光部が受光面を道路上に投影するようにアップリンク領域を設定するものであり、この受光部が出力する受光位置情報に基づいて送信位置を示す車載機位置情報を生成するとともに、この車載機位置情報を含んだダウンリンク情報を投受光器に送信させる制御部を有しているので、光ビーコンは、アップリンク領域の広狭に関わらず、アップリンク領域において前記車載機がアップリンク情報を送信した送信位置を認識できるとともに、この送信位置を車載機に認識させることができる。
【００１１】
さらに、前記車載機位置情報が、前記送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んでいる場合には、車載機に所定位置までの正確な距離を認識させることができ、安全運転支援を精度よく行うことができる。
【００１２】
ダウンリンク情報に含まれる距離情報は、前記送信位置からその下流側の所定位置までの距離そのものとしてもよいし、アップリンク領域の上流端から所定位置までの距離についての第一の距離情報と、前記送信位置からアップリンク領域の上流端までの距離についての第二の距離情報としてもよい。
【００１３】
後者の場合、車載機には、前記第一の距離情報と前記第二の距離情報とから、前記送信位置から前記所定位置までの距離を求める距離認識部を備えていることが好ましい。
【００１４】
どちらの場合においても、アップリンク領域において前記車載機が前記アップリンク情報を送信した位置からその下流側の所定位置までの距離を正確に認識することができる。
【００１５】
また、前記路車間通信システム及び光ビーコンにおいて、前記制御部は、前記受光位置情報に基づいて、前記受光面を車両進行方向に対応する方向に並ぶ複数の受光領域に区分けすることで、前記アップリンク領域を車両進行方向に並ぶ複数の分割領域に分割し、前記複数の受光領域のいずれで受光したかを前記受光位置情報に基づいて特定することで、この特定した前記受光領域に対応する分割領域の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む前記車載機位置情報を生成するものであってもよい。
この場合、制御部は、分割領域の位置から所定位置までの距離に関する距離情報を、複数の分割領域それぞれについて予め用意しておくことで、選択的に距離情報を取得することができる。
【００１６】
前記車載機は、前記所定のダウンリンク情報に基づいて前記所定位置までの距離を認識する距離認識部を有していることが好ましい。また、前記車載機は、車両進行方向下流側に設定された信号機の表示予定に関する信号情報を受信する信号情報受信部と、この信号情報と前記距離情報とに基づいて運転支援に関する制御を行う支援制御部とを有していることが好ましい。
この場合、例えば、信号機手前の停止線位置までの距離についての距離情報と、その信号機の灯色についての信号情報とから、車両が停止線に到着するときに信号機の灯色が何色であるか、ということを予測し、この予測に基づいた運転支援を行うことが可能となる。
【００１７】
この支援制御部は、運転支援として車両を制動するための制御を行うことができる。これによって、例えば、車両が停止線に到着するときに信号灯色が赤色や黄色であると予測された場合に、車両を停止線で停止させることが可能となる。
また、支援制御部は、運転支援として、車両の搭乗者に対する報知情報を生成する機能を有していることが好ましい。これによって、例えば、車両が停止線に到着するときに信号灯色が赤色や黄色であると予測された場合に、車両を停止線で停止させる必要があることを搭乗者に認識させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、アップリンク領域の車両進行方向への広狭に関わらず、車載機において所定位置までの正確な距離を認識させることができ、ドライバに対する安全運転支援を精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
〔第一の実施形態〕
〔システムの全体構成〕
図１は、第一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、こ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を走行する各車両Ｃに搭載された車載機２とを備えて構成されている。
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。なお、中央装置３は交通管制室に設けられている。
【００２０】
〔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）の投受光器８とを備えている。
図２は、上記光ビーコン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に対応して前記複数の投受光器８が設けられている。
各投受光器８は、道路脇に立設した支柱９から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１０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。
【００２１】
ビーコン制御機７は、投受光器８を一括制御する制御部しての機能を有しており、支柱９に設置されている。このビーコン制御機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）による中央装置３との双方向通信と、投受光器８による車載機２との路車間通信を行う機能、及び、後述する車載機位置情報を生成する制御部としての機能を有する。なお、このビーコン制御機７によるこれらの機能については後述する。
【００２２】
各投受光器８は、筐体の内部に発光ダイオード（ＬＥＤ）１１、受光部１２を収納して構成されている（図３参照）。このうち、ＬＥＤ１１は、近赤外線よりなるダウンリンク情報を後述する通信領域Ａに発光し、受光部１２は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク情報を受光する。
各投受光器８のＬＥＤ１１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が投受光器８の上流側に設定されている。
【００２３】
〔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、後述する車載機２の投受光器である車載ヘッド２７（図４参照）がダウンリンク情報を受信することが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の投受光器８が車載ヘッド２７からのアップリンク情報を受信（受光）することが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。
【００２４】
ダウンリンク領域ＤＡは、投受光器８の投受光位置ｄ、道路Ｒ上の位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲に設定されている。また、アップリンク領域ＵＡは、前記位置ｄと、道路Ｒ上の位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲に設定されている。したがって、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。
【００２５】
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。この規定では、一般道向けの光ビーコン４の場合で、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａは、投受光器８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離は２．１ｍと規定されている。また、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。したがって、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ａｃ間の長さ）は３．７ｍとなる。もっとも、各領域ＤＡ，ＵＡの車両進行方向長さは上記各数値に限定されない。
【００２６】
〔投受光器の受光部の構成〕
図４（ａ）は、受光部１２と、道路Ｒ上に設定されるアップリンク領域ＵＡとの幾何学的な位置関係を示した側面図である。
投受光器８の受光部１２は、図４（ａ）に示すように、投受光器８の内部に配置された基板１３上に実装された受光素子１４と、この受光素子１４に対して所定の寸法をおいて対向配置された集光レンズ１５とを備えている。
受光素子１４は、フォトダイオードチップ等よりなり、集光レンズ１５を通過したアップリンク情報を受光面１４ａで受光すると光電変換によって、アップリンク情報に含まれる情報を電気信号として出力する。
【００２７】
受光部１２の集光レンズ１５は、焦点ＦＰが、当該集光レンズ１５の斜め下方側に位置するように設定されており、車載機２から送信される赤外線光としてのアップリンク情報が通過すると、そのアップリンク情報を受光素子１４の受光面１４ａに対して直交して照射するように集光、屈折させる。受光素子１４は、集光レンズ１５を通過して受光面１４ａに照射されたアップリンク情報を受光する。すなわち、受光素子１４がアップリンク情報を受光することができるアップリンク領域ＵＡは、受光素子１４の受光面１４ａの輪郭形状を道路Ｒ上に、上下、左右両方向を１８０°反転させた形状で投影するように設定される。つまり、図４（ａ）において、受光面１４ａの上端縁１４ａ１が、アップリンク領域ＵＡの下流端である位置ｂに対応するとともに、下端縁１４ａ２が、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃに対応することとなる。
従って、例えば、車両Ｃが、アップリンク領域ＵＡ内の所定位置からアップリンク情報を送信したとすると、この送信されたアップリンク情報は、受光部１２の受光面１４ａ上において、幾何学的に定まる所定位置に照射されることとなる。
【００２８】
図４（ｂ）は、受光素子１４の受光面１４ａを正面視したときの図である。なお、図において、車両進行方向に対応する紙面上下方向をｘ方向、道路Ｒの幅方向に対応する紙面左右方向をｙ方向とする。
図に示すように、受光面１４ａは、その輪郭形状が矩形とされている。車載機２のアップリンク情報は、集光レンズ１５によって集光され、受光面１４ａにスポット的に照射されるので、受光素子１４は、この受光面１４ａの範囲内の一部でアップリンク情報を受光する。
受光部１２は、受光素子１４とビーコン制御機７（図１）との間に介在して接続された制御部１６をさらに有しており、受光素子１４は、アップリンク情報を受光すると、アップリンク情報に格納された各種情報を電気信号として制御部１６に対して出力する。制御部１６は、この電気信号をビーコン制御機７へ出力する。
【００２９】
さらに、この受光部１２は、アップリンク情報に含まれる各種情報を電気信号として出力すると同時に、受光面１４ａのｘ方向におけるアップリンク情報を受光した受光位置に関する受光位置情報を出力することができる。
受光素子１４は、受光面１４ａの上端縁１４ａ１及び下端縁１４ａ２に沿ってそれぞれ設けられた第一の出力電極１７及び第二の出力電極１８を有しており、これら両電極１７，１８、及び図示しない受光素子１４全体としての共通電極が制御部１６に対して接続されている。受光素子１４は、これら各電極から、上述の各種情報を含んだ電気信号を制御部１６に対して出力する。
【００３０】
ここで、例えば、受光素子１４がアップリンク情報を図中破線Ｑで示す範囲で受光したとすると、この受光位置から第一の出力電極１７までの距離ｑ１と、受光位置から第二の出力電極１８までの距離ｑ２とは、相違することとなる。このとき、受光素子１４が出力する電気信号の電荷は、その距離に逆比例して分割され両出力電極１７，１８から出力される。電極に到達するまでの距離が相対的に長くなればその抵抗値も相対的に大きくなるからである。制御部１６は、これら両出力電極１７，１８から出力される電流値の差を取得することで、受光面１４ａのｘ方向における受光位置を把握することができる。
なお、この受光素子１４は、両側方側に出力電極が配置されていないので、ｙ方向における受光位置を把握することはできない。
【００３１】
制御部１６は、受光面１４ａのｘ方向における受光位置に関する受光位置情報を、例えば、図中、基準線Ｓを基準としたｘ方向の座標値ｔ１として出力するように構成されている。なお、この座標値ｔ１は、基準線Ｓ上の値が０であり、紙面上方側でプラス、下方側でマイナスの値を採るように出力される。
制御部１６は、上記アップリンク情報に格納された各種情報を含む電気信号とともに、この受光位置情報をビーコン制御機７に出力する。
【００３２】
〔車載機がアップリンク情報を送信した送信位置の把握について〕
ビーコン制御機７は、受光部１２の制御部１６から出力される受光位置情報に基づいて車載機２がアップリンク領域ＵＡ内でアップリンク情報を送信した送信位置を把握することができる。
すなわち、図４（ａ）にて示したように、受光面１４ａの上端縁１４ａ１が、アップリンク領域ＵＡの下流端である位置ｂに対応するとともに、下端縁１４ａ２が、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃに対応しており、車載機２が、アップリンク領域ＵＡ内の所定の位置からアップリンク情報を送信したとすると、この送信されたアップリンク情報は、受光部１２の受光面１４ａ上において、幾何学的に定まる所定の位置に照射、受光される。
例えば、図４（ａ）中の点ｅから車載機２がアップリンク情報を送信し、この送信したアップリンク情報が、図４（ｂ）中、受光面１４ａ上の破線Ｑの部分で受光されたとした場合、位置ｃから位置ｅまでの距離Ｄ（図４（ａ））と、受光面１４ａにおける、距離Ｄに対応する距離ｑ２（図４（ｂ））との間には、下記式（１）に示すような関係が成立する。
Ｄ ／ Ｌ１ ＝ （Ｔ ／ ｑ２）× Ｚ ・・・・（１）
【００３３】
なお、上記式（１）中のＴは受光面１４ａのｘ方向の幅寸法であり、Ｌ１はアップリンク領域ＵＡの車両進行方向の距離である。また、Ｚは補正パラメータであり、受光面１４ａと、道路Ｒとは、図４（ａ）に示すように平行な関係ではないので、距離Ｄと距離ｑ２との値の関係を補正するために乗じている。
また、距離ｑ２は、座標値ｔ１に基づいて下記式（２）によって求められる。なお、座標値ｔ１は、上述のように、検出部１２によって、受光位置情報として出力される。
ｑ２ ＝ （１／２）Ｔ ＋ ｔ１ ・・・・（２）
【００３４】
以上のように、光ビーコン４を設置する際に、アップリンク領域ＵＡの車両進行方向の距離Ｌ１、及び受光面１４ａの幅寸法Ｔを把握しておくことで、上記式（１）、（２）に基づいて、距離Ｄを求めることができる。
【００３５】
ビーコン制御機７は、受光部１２から出力される受光位置情報（座標値ｔ１）を受け取ると、上記式（１）、（２）に基づいて演算し、車載機２がアップリンク領域ＵＡ内でアップリンク情報を送信した送信位置を、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃを基準とした距離Ｄとして把握することができる。
ビーコン制御機７は、上記送信位置としての距離Ｄに基づいて車載機位置情報を生成し、これを第二のダウンリンク情報に格納して車載機２に送信する。
【００３６】
〔車載機及び車両の構成〕
図５は、光ビーコン４と路車間通信する前記車載機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５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に搭載された前記車載機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。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。
【００３７】
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。
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）とフォトセンサを備えている（図示せず）。このうち、ＬＥＤは、近赤外線よりなるアップリンク情報を発光し、フォトセンサは、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情報を受光する。
【００３８】
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。
【００３９】
〔路車間通信の内容〕
図６は、通信領域Ａにおいて、投受光器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５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。
まず、光ビーコン４のビーコン制御機７は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する投受光器８から、ダウンリンクの切り替え前の第一情報として、車線通知情報を含む第一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。
【００４０】
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）を含む第一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を投受光器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）。
【００４１】
車載コンピュータ２６は、車両Ｃに特定の車両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。
【００４２】
一方、光ビーコン４の投受光器８がアップリンク情報３５受光すると（図６のＦ４）、ビーコン制御機７は、ダウンリンクの切り替えを行い、第二情報として、車両ＩＤ情報を有する車線通知情報を含む第二のダウンリンク情報３６の送信を開始し（図６のＦ５）、この第二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）。
【００４３】
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。
【００４４】
第二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、後述する車載機位置情報等が含まれている。
【００４５】
図６に示すように、第二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、第二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。
【００４６】
最小フレーム３７の送信周期は約１ｍｓである。従って、例えば、三つの最小フレーム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、第二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。
【００４７】
車載機２の車載コンピュータ２６は、受信した第二のダウンリンク情報３６に含まれる前記支援情報等の各種情報に基づいて、車両Ｃの現状の位置からその下流側の所定位置としての停止線Ｐ０までの距離を認識して位置標定を行い（図６のＦ８）、これに基づいて、ドライバに対する安全運転支援を行う。
以下、上述の車載機位置情報の内容と、これに基づいて車載機２が行う安全運転支援のための距離認識について説明する。
【００４８】
〔車載機位置情報について〕
車載機位置情報は、アップリンク領域ＵＡにおいて車載機２がアップリンク情報を送信した送信位置を示す情報であり、光ビーコン４が車載機２からのアップリンク情報を受光した段階で、ビーコン制御機７によって生成される。
例えば、図３中のアップリンク領域ＵＡ内の位置Ｐに位置する車両Ｃ（車載機２）がアップリンク情報３５を送信し、光ビーコン４がこれを受光した場合、投受光器８の受光部１２は、上述したように、ビーコン制御機７に対して受光位置情報を出力する。これを受け取ったビーコン制御機７は、アップリンク領域ＵＡにおいて車載機２がアップリンク情報を送信した送信位置である位置Ｐを、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃを基準とした距離Ｄとして把握する。
【００４９】
ビーコン制御機７は、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃから、その下流側の所定位置としての停止線Ｐ０までの距離Ｌ０、及び道路Ｒ上におけるアップリンク領域ＵＡの車両進行方向の距離Ｌ１を予め記憶装置に記憶しており、これら距離Ｌ０、Ｌ１、及び上記距離Ｄに基づいて、車載機２の位置Ｐから下流側の停止線Ｐ０までの距離Ｌ２を距離情報として算出する。
ビーコン制御機７は、算出した前記距離情報を車載機位置情報として、第二のダウンリンク情報に格納して投受光器８に送信させる。
車載機２は、投受光器８から送信された、車載機位置情報を含んだ第二のダウンリンク情報を受信し、車載機位置情報を取得することで、安全運転支援を行う。
【００５０】
このように、ビーコン制御機７は、受光部１２が出力する前記受光位置情報に基づいて、前記送信位置である位置Ｐを示す車載機位置情報を生成し、この車載機位置情報を含んだダウンリンク情報を投受光器８に送信させる制御部を構成している。
【００５１】
〔距離認識（安全運転支援）の内容〕
図５に示すように、上記車載機位置情報等を含む第二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は、そのダウンリンク情報３６のフレームに含まれている車載機位置情報を取得して、前記距離情報としての距離Ｌ２を認識する。
そして、車載コンピュータ２６の支援制御部３２は距離Ｌ２を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。
なお、ここで、車両Ｃに搭載された車載機２は、図３に示すように、道路Ｒ上から高さ寸法Ｈを有している。また、車載機２の車載ヘッド２７は、通常ダッシュボード上に固定されるので、車載ヘッド２７は車両Ｃの前方端から幅寸法Ｄ２だけ後方に配置される。このため、これら高さ寸法Ｈ、幅寸法Ｄ２によって、上記距離Ｌ２に誤差が生じるおそれがあるが、車載コンピュータ２６は、これら高さ寸法Ｈ、及び幅寸法Ｄ２を予め記憶しておくことで、これら寸法に起因する誤差を補正し、より正確な距離Ｌ２を取得することができるように構成されている。
【００５２】
例えば、支援制御部３２は、停止線Ｐ０までの距離Ｌ２と現時点の車両Ｃの走行速度とから、その停止線Ｐ０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Ｐ０の手前で自動停止させることができる。
【００５３】
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Ｐ０までの距離Ｌ２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。
【００５４】
また、支援制御部３２は、前記車載機位置情報と共に、第二のダウンリンク情報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。
【００５５】
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Ｐ０までの距離Ｌ２（前述の距離情報）と車両Ｃの走行速度や加速度等から、停止線Ｐ０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Ｐ０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Ｐ０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。
【００５６】
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５）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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。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。
【００６０】
上記のように構成された路車間通信システム及び光ビーコン４によれば、ビーコン制御機７が、投受光器８の受光部１２が出力する受光位置情報に基づいて、送信位置である位置Ｐを示す車載機位置情報を生成するとともに、この車載機位置情報を含んだ第二のダウンリンク情報を投受光器８に送信させるので、光ビーコン４は、アップリンク領域ＵＡの広狭に関わらず、アップリンク領域ＵＡにおいて車載機２がアップリンク情報を送信した送信位置（位置Ｐ）を認識できるとともに、この送信位置を車載機２に認識させることができる。
さらに、本実施形態では、前記車載機位置情報が、前記送信位置からその下流側の停止線Ｐ０までの距離Ｌ２を距離情報として含んでいるので、車載機２に停止線Ｐ０までの正確な距離を認識させることができ、安全運転支援を精度よく行うことができる。
【００６１】
また、本実施形態において、ビーコン制御機７は、車載機位置情報として、車載機２の送信位置である位置Ｐから停止線Ｐ０までの距離Ｌ２を算出したが、例えば、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃから停止線Ｐ０までの距離Ｌ０を第一の距離情報とし、位置Ｐと、位置ｃとの間の距離Ｄを第二の距離情報とし、これら両距離情報を車載機位置情報として送信してもよい。
この場合、上記車載機位置情報を受信した車載機２の距離認識部３０は、距離Ｌ０からＤを差し引く演算を行い、この演算により求められる、送信位置（位置Ｐ）からその下流側の停止線Ｐ０までの距離Ｌ２を利用することで、上記と同様にドライバに対する安全運転支援を行うことができる。
【００６２】
〔第二の実施形態〕
図７は、本発明の第二の実施形態の光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
本実施形態と第一の実施形態と異なる点は、ビーコン制御機７が、受光部１２から出力される受光位置情報について、４つの数値範囲に分け、この数値範囲ごとに車両Ｃの位置を判断することで、アップリンク領域ＵＡを実質的に４つの領域に分割されている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００６３】
本実施形態のアップリンク領域ＵＡは、図７に示すように、アップリンク領域ＵＡが、実質的に４つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割されており、ビーコン制御機７は、これら分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４のいずれに車両Ｃが存在しているか否かを特定する。各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４には、その分割領域に車両Ｃが存在した場合に、当該車両Ｃが位置しているとみなされる各位置Ｐ１〜Ｐ４から停止線Ｐ０までのそれぞれの距離Ｌ１１〜Ｌ１４が設定され、ビーコン制御機７は、これら距離Ｌ０、及び距離Ｌ１１〜Ｌ１４を記憶している。
【００６４】
図８は、本実施形態の受光部１２の受光面１４ａを正面視したときの図である。ビーコン制御機７は、上述のように、受光部１２から出力される受光位置情報について、４つの数値範囲に分け、この数値範囲ごとに車両Ｃの位置を判断する。
例えば、図８に示すように、受光面１４ａをｘ方向（車両進行方向）に沿って、幅Ｔ１ごとに４つの領域１９ａ〜１９ｄとなるように、上記数値範囲は設定される。なお、これら４つの領域１９ａ〜１９ｄは、それぞれ上記分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４と対応している。
ここで、受光位置情報は、基準線Ｓを基準とした座標値ｔ１として出力されるが、受光面１４ａ上、基準線Ｓ上の値が０であり、紙面上方側でプラス、下方側でマイナスの値を採るように出力される。従って、座標値ｔ１の数値範囲は、下記のように定められる。
領域１９ａ ： ｔ１ ≦ −Ｔ１
領域１９ｂ ： −Ｔ１ ＜ ｔ１ ≦ ０
領域１９ｃ ： ０＜ ｔ１ ≦ Ｔ１
領域１９ｄ ： ｔ１ ＞ Ｔ１
【００６５】
ビーコン制御機７は、上記４つの数値範囲を記憶しており、受光部１２から出力される受光位置情報が、上記４つの数値範囲の内、どの数値範囲に属するかを特定することで、上記分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４のいずれに車両Ｃが存在しているか否かを特定する。
以上のようにして、ビーコン制御機７は、受光位置情報の数値に基づいて、受光面１４ａを車両進行方向に対応する方向に並ぶ４つの領域１９ａ〜１９ｄに、実質的に区分けすることで、アップリンク領域ＵＡを車両進行方向に並ぶ４つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割している。
車両Ｃが存在する分割領域を特定すると、ビーコン制御機７は、その特定された分割領域に対応する距離を上記距離Ｌ１１〜Ｌ１４の中から選択し、車載機位置情報として、第二のダウンリンク情報に格納し、車載機２に送信する。
車載機２は、この車載機位置情報を含んだ第二のダウンリンク情報を受信し、車載機位置情報を取得することで、安全運転支援を行うことができる。
【００６６】
本実施形態においては、ビーコン制御機７は、上記分割領域ごとに対応した距離に関する情報を予め用意しておくことで、選択的に距離情報を取得することができる。
また、アップリンク領域ＵＡを実質的に４つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割したので、例えば、設置環境等、外的な要因で、受光部１２の受光位置情報に誤差が生じやすい場合においても、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４、及び領域１９ａ〜１９ｄには、所定の数値幅を有しているので、その誤差を許容し、正確な距離等の情報を車載機２に提供することができる。
【００６７】
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態における受光素子１４は、ｘ方向のみについての受光位置情報を出力するものを用いたが、両側方側にも出力電極が配置され、ｘ方向及びｙ方向の両方についての受光位置情報を出力することができる受光素子を用いてもよい。
また、受光部１２は、受光位置情報を、基準線Ｓ（図４（ｂ）参照）を基準とした座標値として出力したが、例えば、アップリンク領域ＵＡの上流端に対応する下端縁１４ａ２を基準とした値として出力するように構成してもよい。なお、この場合、式（１）、（２）等については、これに準じて変更されることは言うまでもない。
【００６８】
また、上記実施形態では、ビーコン制御機７が、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｃから、その下流側の所定位置としての停止線Ｐ０までの距離Ｌ０、及び道路Ｒ上におけるアップリンク領域ＵＡの車両進行方向の距離Ｌ１を予め記憶装置に記憶しておくことで、道路Ｒ上の位置としてのアップリンク領域ＵＡと、受光部１２の受光面１４ａ上の位置とを、関連づけて車載機位置情報を生成したが、例えば、ビーコン制御機７は、受光部１２から受け取る受光位置情報と、それに対応する道路上の緯度経度とを関連づけて生成するように構成してもよい。
この場合、停止線Ｐ０までの距離を緯度経度から算出することができる。なお、この場合、必要となる下流側の停止線Ｐ０の位置を示す緯度経度は、ビーコン制御機７が記憶しておきダウンリンク情報に含めて送信してもよいし、他の無線通信機から別途送信してもよいし、車載機２の車載コンピュータ２６が予め記憶しておいてもよい。
【００６９】
また、受光部１２の受光面１４ａの輪郭形状は、上記各実施形態においては、矩形状としたが、例えば、図９（ａ）及び（ｂ）に示すようにアップリンク領域ＵＡの上流端に対応する下端縁１４ａ２側の辺が短い台形状や、さらに短辺をさらに上流側に突出させた五角形状とすることもできる。光ビーコン４の投受光器８は、図４（ａ）に示したように、上流方向斜め下方に向けてアップリンク領域ＵＡを投射するので、アップリンク領域ＵＡの上流端側が下流端側よりも広がったり、上流側端部が突出したりといったようにその輪郭が変形して投影される場合がある。アップリンク領域ＵＡの輪郭が前記のように変形して投影されると、隣接する車線にアップリンク領域ＵＡが逸脱する等、適切な路車間通信の妨げになるおそれがある。図９に示すような台形状や五角形状とすることで、その変形を補正することができ、より適切な路車間通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】（ａ）は、本発明の第一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Ａを示す側面図である。
【図４】（ａ）は、受光部と、道路上に設定されるアップリンク領域との幾何学的な位置関係を示した側面図であり、（ｂ）は、受光素子の受光面を正面視したときの図である。
【図５】光ビーコンと路車間通信する前記車載機と、この車載機が搭載された車両の概略構成図である。
【図６】通信領域において、投受光器と車載器との間で行われる双方向での路車間通信の手順を示した図である。
【図７】本発明の第二の実施形態の光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図８】本実施形態の受光部の受光面を正面視したときの図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、受光部の受光面の輪郭形状について、他の態様を示した図である。
【図１０】従来の光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７１】
２ 車載機
４ 光ビーコン
７ ビーコン制御機（制御部）
８ 投受光器
１２ 受光部
１４ａ 受光面
３０ 距離認識部
３２ 支援制御部
Ａ 通信領域
Ｃ 車両
Ｒ 道路
Ｐ０ 停止線（所定位置）
ＤＡ ダウンリンク領域
ＵＡ アップリンク領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アップリンク情報を受光可能なアップリンク領域とダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を道路の所定範囲に設定する投受光器を有する光ビーコンと、車両に搭載されるとともに、前記通信領域において前記投受光器との間で前記アップリンク情報及び前記ダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えている路車間通信システムであって、
前記投受光器は、前記アップリンク情報を受光する受光面を有する受光部を備え、この受光部は、前記受光面を前記道路上に投影するように前記アップリンク領域を設定するとともに、前記受光面における前記アップリンク情報を受光した受光位置に関する受光位置情報を出力するものであり、
前記光ビーコンは、前記受光部が出力する前記受光位置情報に基づいて、前記アップリンク領域において前記車載機が前記アップリンク情報を送信した送信位置を示す車載機位置情報を生成し、この車載機位置情報を含んだ前記ダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる制御部を備えていることを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
前記車載機位置情報は、前記送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んでいる請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
前記車載機位置情報は、前記アップリンク領域の上流端から前記所定位置までの距離についての第一の距離情報と、前記送信位置から前記アップリンク領域の上流端までの距離についての第二の距離情報と、を前記距離情報として含んでいる請求項２に記載の路車間通信システム。
【請求項４】
前記車載機が、前記第一の距離情報と前記第二の距離情報とから、前記送信位置から前記所定位置までの距離を求める距離認識部を有している請求項３に記載の路車間通信システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記受光位置情報に基づいて、前記受光面を車両進行方向に対応する方向に並ぶ複数の受光領域に区分けすることで、前記アップリンク領域を車両進行方向に並ぶ複数の分割領域に分割し、前記複数の受光領域のいずれで受光したかを前記受光位置情報に基づいて特定することで、この特定した前記受光領域に対応する分割領域の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む前記車載機位置情報を生成する請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項６】
道路を走行する車両の車載機からアップリンク情報を受光可能なアップリンク領域と前記車載機にダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を道路の所定範囲に設定する投受光器を有する光ビーコンであって、
前記投受光器は、前記アップリンク情報を受光する受光面を有する受光部を備え、この受光部は、前記受光面を前記道路上に投影するように前記アップリンク領域を設定するとともに、前記受光面における前記アップリンク情報を受光した受光位置に関する受光位置情報を出力するものであり、
前記光ビーコンは、前記受光部が出力する前記受光位置情報に基づいて、前記アップリンク領域において前記車載機が前記アップリンク情報を送信した送信位置を示す車載機位置情報を生成し、この車載機位置情報を含んだ前記ダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる制御部を備えていることを特徴とする光ビーコン。
【請求項７】
前記車載機位置情報は、前記送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んでいる請求項６に記載の光ビーコン。
【請求項８】
前記車載機位置情報は、前記アップリンク領域の上流端から前記所定位置までの距離についての第一の距離情報と、前記送信位置から前記アップリンク領域の上流端までの距離についての第二の距離情報と、を前記距離情報として含んでいる請求項７に記載の光ビーコン。
【請求項９】
請求項２〜５のいずれかに記載の路車間通信システムに用いられる車載機であって、
前記所定のダウンリンク情報に含まれる車載機位置情報に基づいて、前記所定位置までの距離を認識する距離認識部を有していることを特徴とする車載機。
【請求項１０】
車両進行方向下流側に設定された信号機の表示予定に関する信号情報を受信する信号情報受信部と、この信号情報と前記距離情報とに基づいて運転支援に関する制御を行う支援制御部とを有している請求項９記載の車載機。
【請求項１１】
前記支援制御部が、前記車両を制動するための制御を行う請求項１０記載の車載機。
【請求項１２】
前記支援制御部が、前記車両の搭乗者に対する報知情報を生成する機能を有している請求項１０又は１１に記載の車載機。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１つに記載の車載機を搭載した車両。
【請求項１】
アップリンク情報を受光可能なアップリンク領域とダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を道路の所定範囲に設定する投受光器を有する光ビーコンと、車両に搭載されるとともに、前記通信領域において前記投受光器との間で前記アップリンク情報及び前記ダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えている路車間通信システムであって、
前記投受光器は、前記アップリンク情報を受光する受光面を有する受光部を備え、この受光部は、前記受光面を前記道路上に投影するように前記アップリンク領域を設定するとともに、前記受光面における前記アップリンク情報を受光した受光位置に関する受光位置情報を出力するものであり、
前記光ビーコンは、前記受光部が出力する前記受光位置情報に基づいて、前記アップリンク領域において前記車載機が前記アップリンク情報を送信した送信位置を示す車載機位置情報を生成し、この車載機位置情報を含んだ前記ダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる制御部を備えていることを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
前記車載機位置情報は、前記送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んでいる請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
前記車載機位置情報は、前記アップリンク領域の上流端から前記所定位置までの距離についての第一の距離情報と、前記送信位置から前記アップリンク領域の上流端までの距離についての第二の距離情報と、を前記距離情報として含んでいる請求項２に記載の路車間通信システム。
【請求項４】
前記車載機が、前記第一の距離情報と前記第二の距離情報とから、前記送信位置から前記所定位置までの距離を求める距離認識部を有している請求項３に記載の路車間通信システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記受光位置情報に基づいて、前記受光面を車両進行方向に対応する方向に並ぶ複数の受光領域に区分けすることで、前記アップリンク領域を車両進行方向に並ぶ複数の分割領域に分割し、前記複数の受光領域のいずれで受光したかを前記受光位置情報に基づいて特定することで、この特定した前記受光領域に対応する分割領域の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む前記車載機位置情報を生成する請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項６】
道路を走行する車両の車載機からアップリンク情報を受光可能なアップリンク領域と前記車載機にダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を道路の所定範囲に設定する投受光器を有する光ビーコンであって、
前記投受光器は、前記アップリンク情報を受光する受光面を有する受光部を備え、この受光部は、前記受光面を前記道路上に投影するように前記アップリンク領域を設定するとともに、前記受光面における前記アップリンク情報を受光した受光位置に関する受光位置情報を出力するものであり、
前記光ビーコンは、前記受光部が出力する前記受光位置情報に基づいて、前記アップリンク領域において前記車載機が前記アップリンク情報を送信した送信位置を示す車載機位置情報を生成し、この車載機位置情報を含んだ前記ダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる制御部を備えていることを特徴とする光ビーコン。
【請求項７】
前記車載機位置情報は、前記送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んでいる請求項６に記載の光ビーコン。
【請求項８】
前記車載機位置情報は、前記アップリンク領域の上流端から前記所定位置までの距離についての第一の距離情報と、前記送信位置から前記アップリンク領域の上流端までの距離についての第二の距離情報と、を前記距離情報として含んでいる請求項７に記載の光ビーコン。
【請求項９】
請求項２〜５のいずれかに記載の路車間通信システムに用いられる車載機であって、
前記所定のダウンリンク情報に含まれる車載機位置情報に基づいて、前記所定位置までの距離を認識する距離認識部を有していることを特徴とする車載機。
【請求項１０】
車両進行方向下流側に設定された信号機の表示予定に関する信号情報を受信する信号情報受信部と、この信号情報と前記距離情報とに基づいて運転支援に関する制御を行う支援制御部とを有している請求項９記載の車載機。
【請求項１１】
前記支援制御部が、前記車両を制動するための制御を行う請求項１０記載の車載機。
【請求項１２】
前記支援制御部が、前記車両の搭乗者に対する報知情報を生成する機能を有している請求項１０又は１１に記載の車載機。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１つに記載の車載機を搭載した車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２６０３３（Ｐ２００９−２６０３３Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８８０１９（Ｐ２００７−１８８０１９）
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【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２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【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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