路車間通信システム、車載機、及び光ビーコン
【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】道路Ｒ上の所定範囲に設定された通信領域Ａにおいて、所定のアップリンク情報３５を繰り返し送信する車載機２と、アップリンク情報３５を受信した後、所定のダウンリンク情報３６を前記車載機２に送信する光ビーコン４と、を備える。光ビーコン４は、正常に受信された正常アップリンク情報と、一部異常で受信された擬似アップリンク情報とを判別し、この擬似アップリンク情報についての受信履歴情報を生成する判別部７Ａを備え、通信領域Ａから車両進行方向下流側の所定位置Ｐ０までの距離情報と、受信履歴情報とをダウンリンク情報に含ませる。車載機２は、受信履歴情報を用いて距離情報を補正し、所定位置Ｐ０までの距離を認識する。
【解決手段】道路Ｒ上の所定範囲に設定された通信領域Ａにおいて、所定のアップリンク情報３５を繰り返し送信する車載機２と、アップリンク情報３５を受信した後、所定のダウンリンク情報３６を前記車載機２に送信する光ビーコン４と、を備える。光ビーコン４は、正常に受信された正常アップリンク情報と、一部異常で受信された擬似アップリンク情報とを判別し、この擬似アップリンク情報についての受信履歴情報を生成する判別部７Ａを備え、通信領域Ａから車両進行方向下流側の所定位置Ｐ０までの距離情報と、受信履歴情報とをダウンリンク情報に含ませる。車載機２は、受信履歴情報を用いて距離情報を補正し、所定位置Ｐ０までの距離を認識する。
【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車載機、光ビーコン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ビーコンヘッド（投受光器）を備えており、例えば図４に示すように、このビーコンヘッド８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。この通信領域Ａは、ビーコンヘッド８がダウンリンク情報を送信するダウンリンク領域ＤＡと、車載機２から送信されたアップリンク情報を受信するアップリンク領域ＵＡとからなる。光ビーコン（光学式車両感知器）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４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。
【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】
【０００４】
上記路車間通信システムでは、光ビーコン４と車載機２との間で次のような通信が行われる。まず、光ビーコン４は、最初に、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Ｃが進入することで、その車両Ｃに搭載された車載機２の投受光器（車載ヘッド）が第１のダウンリンク情報を受信すると、当該車載機２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を所定の送信周期で繰り返し送信する。そして、上記アップリンク情報を光ビーコン４のビーコンヘッド８が受信すると、光ビーコン４は、ダウンリンクの切り替えを行い、車載機２に対して上記車両ＩＤを有する車線通知情報を含む第２のダウンリンク情報の送信を開始する。この第２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２において受信されると、車載機２はダウンリンクの切り替えを認識し、アップリンク情報の送信を停止する。
【０００５】
このような光ビーコン４を用いた路車間通信システムにより、例えば、通信領域Ａの車両進行方向の上流端を車両Ｃ（車載機２）の位置（図４の位置ｘ１）と見立て、当該位置ｘ１からその下流側の所定位置Ｐ０（例えば、信号機の手前に設けられた停止線）までの距離Ｌに関する「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２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システムが提案されている（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）。
【０００６】
この場合、通信領域Ａの車両進行方向の上流端（ｘ１）を「距離情報」の始点としているのは、次の理由による。車両Ｃが通信領域Ａ内に侵入することにより、通信領域Ａの上流端付近で第１のダウンリンク情報が車載機２により受信されると、その後、車載機２から送信されたアップリンク情報や、光ビーコン４から送信された第２のダウンリンク情報は、それぞれ光ビーコン４及び車載機２に早い段階（例えば１回目の送信）で受信されると考えられる。そうすると、車載機２は、通信領域Ａの上流端からそれほど進んでいない位置でアップリンク情報を送信し、且つ、光ビーコン４から第２ダウンリンク情報に含まれる「距離情報」を受信するためである。
【０００７】
一方、光ビーコン４の受光部は、図５（ａ）に示すように、車載機２からのアップリンク情報を受信するフォトセンサ１０と、フォトセンサ１０の受光面に対向させた集光レンズ５１とを備えており、アップリンク領域ＵＡは、集光レンズ５１を介してフォトセンサ１０の受光面を道路に投影させた範囲として設定される。
したがって、上記のようにアップリンク領域ＵＡ（通信領域Ａ）の上流端付近で送信されたアップリンク情報Ｕ１（アップリンク光）は、集光レンズ５１で集光され、図５（ｂ）に示すように、フォトセンサ１０の端部１０ａ付近に照射される。この場合、アップリンク光ＵＯの全てがフォトセンサ１０上に照射されるとは限らず、光量不足等のためにアップリンク情報の一部がデータ化けしてしまう場合がある。
【０００８】
従来の光ビーコンは、データ化け等の誤りを含むアップリンク情報を受信すると、これを誤り検出手段により検出して破棄し、それ以降に送信されたアップリンク情報を正常に受信した後に第２のダウンリンクの送信を行っている。
しかし、以降のアップリンク情報は、その送信周期分だけ通信領域Ａの上流端よりも車両が進行した状態で送信されるため、そのアップリンク情報を光ビーコンが正常に受信した後、車載機２が第２のダウンリンク情報を受信する際の車両Ｃの位置は、当然にアップリンク領域ＵＡの上流端よりも下流側に位置することになる。そのため、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」と、実際の車両Ｃの位置から所定位置Ｐ０までの距離とに差が生じ、距離情報の精度が低下することになる。
【０００９】
距離情報の精度が低下すると、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することになり、例えば、車両を停止線の手前に停止させるように車両を制動したにもかかわらず、停止線をオーバーして車両が停止するといった事態が生じ得る。
本発明は、このような実情に鑑み、車両進行方向下流側の所定位置までの距離を正確に認識し、ドライバに対する安全運転支援等を精度よく行うことを可能とする路車間通信システム、車載機、及び、光ビーコン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】
【００１０】
本発明の路車間通信システムは、道路上の所定範囲に設定された通信領域において、所定のアップリンク情報を繰り返し送信する車載機と、前記アップリンク情報を受信した後、所定のダウンリンク情報を前記車載機に送信する光ビーコンと、を備えている路車間通信システムにおいて、
前記光ビーコンは、
当該光ビーコンによって正常に受信された正常アップリンク情報と、一部に異常を含むかたちで受信された擬似アップリンク情報とを判別するとともに、この擬似アップリンク情報が受信された場合に当該擬似アップリンク情報についての受信履歴情報を生成する判別部と、
前記正常アップリンク情報の受信に応じて、前記所定のダウンリンク情報に、前記通信領域の上流端付近から車両進行方向下流側の所定位置までの距離に関する距離情報と、前記受信履歴情報とを含ませて送信する通信制御部と、を備えており、
前記車載機は、
前記所定のダウンリンク情報に含まれる前記受信履歴情報を用いて前記距離情報を補正し、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。
【００１１】
また、本発明の光ビーコンは、道路上の所定範囲に設定された通信領域において、車載機から繰り返し送信されるアップリンク情報を受信した後、所定のダウンリンク情報を送信する光ビーコンにおいて、
当該光ビーコンによって正常に受信された正常アップリンク情報と、一部に異常を含むかたちで受信された擬似アップリンク情報とを判別するとともに、この擬似アップリンク情報が受信された場合に、当該擬似アップリンク情報についての受信履歴情報を生成する判別部を有し、
前記所定のダウンリンク情報に前記受信履歴情報を含ませるように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
上記構成の路車間通信システム及び光ビーコンによれば、車載機からのアップリンク情報が通信領域の上流端付近で送信され、例えば光ビーコンのフォトセンサの端部付近に照射されることによって一部がデータ化けしてしまったような場合には、判別部は、そのアップリンク情報を擬似アップリンク情報として判別し、その受信履歴情報を生成する。そして、通信制御部は、距離情報とともに受信履歴情報を所定のダウンリンク情報に含ませた状態で当該ダウンリンク情報を車載機に送信する。車載機は、その受信履歴情報から、擬似アップリンク情報とされたアップリンク情報を送信した時に、自身が通信領域の上流端付近にいたことを認識することができる。したがって、車載機は、例えば、擬似アップリンク情報を送信した時から距離認識を行う時までの経過時間を用いて、アップリンク領域の上流端付近から距離認識を行う時点における車載機の位置までの距離を認識することが可能となり、当該距離を用いて前記距離情報を補正し、実際の車載機の位置からその下流側の所定位置までの正確な距離を認識することができる。したがって、この補正された距離情報を用いた安全運転支援も正確に行うことができる。
【００１３】
前記受信履歴情報は、以下の少なくとも一つの情報を含むことが好ましい。
（１）擬似アップリンク情報を受信したことを示す情報
（２）擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンク情報を受信するまでの受信経過時間を示す情報
（３）擬似アップリンク情報を受信した回数を示す情報
【００１４】
前記受信履歴情報が前記（１）の情報を含む場合、
前記距離認識部は、前記アップリンク情報を送信してからの送信経過時間を計測し、擬似アップリンク情報とされたアップリンク情報の送信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正することができる。
【００１５】
前記受信履歴情報が前記（２）の情報を含む場合、
前記距離認識部は、前記受信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正することができる。
【００１６】
前記受信履歴情報が前記（３）の情報を含む場合、
前記距離認識部は、前記アップリンク情報を送信してからの送信経過時間を計測し、擬似アップリンク情報とされたアップリンク情報のうち最初のものについての送信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、車載機において、車両進行方向下流側の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】
【００１８】
〔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、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。
【００１９】
〔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、ビーコン制御機７によって制御されるビーコンヘッド（投受光器）８とを備えている。
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、ビーコンヘッド８は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して複数設けられ、１台のビーコン制御機７によって一括制御される。ビーコン制御機７は道路脇に立設した支柱１３に設置されており、各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路側へ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の真上に配置されている。ビーコンヘッド８よりも車両進行方向の上流側には、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが設定されている。
【００２０】
図１に示すように、各ビーコンヘッド８は、送信部である発光ダイオード（ＬＥＤ）１１、受信部であるフォトセンサ（フォトダイオード）１０を備えている。このうち、ＬＥＤ１１は、近赤外線よりなるダウンリンク情報（ダウンリンク光）を通信領域Ａに発光し、フォトセンサ１０は、通信領域Ａにおいて、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク情報（アップリンク光）を受光する。
【００２１】
図３に示すように、上記ビーコン制御機７は、ＣＰＵ４１、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置）４２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、ビーコンヘッド８による車載機２との路車間通信とを行う通信制御部としての機能を有する。また、ビーコン制御機７は、受信コントローラ４３及び送信コントローラ４４を有しており、受信コントローラ４３は、フォトセンサ１０によって受光されたアップリンク情報に係る信号をＡ／Ｄ変換部４５を介して受け取り、送信コントローラ４４は、ＣＰＵ４１からの命令に従って、ダウンリンク情報に係る信号をＤ／Ａ変換部４６を介してＬＥＤ１１から発光させる。
【００２２】
〔光ビーコン及び車載機の通信領域〕
図４は、光ビーコン４及び車載機２の通信領域Ａを示す側面図である。
図４に示すように、通信領域Ａは、車載機２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ＤＡと、光ビーコン４のビーコンヘッド８が車載機２からのアップリンク情報を受信することができるアップリンク領域ＵＡとからなる。
図４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（線分ｃｄ）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。
【００２３】
アップリンク領域ＵＡについてより詳しく説明すると、図５（ａ）に示すように、ビーコンヘッド８のフォトセンサ１０は基板５０上に固定され、フォトセンサ１０の受光面には、集光レンズ５１が対向するように配置されている。フォトセンサ１０及び集光レンズ５１は、ビーコンヘッド８の車両進行方向上流側にアップリンク領域ＵＡを設定するように、後斜め下方に向けて配置されている。アップリンク領域ＵＡは、フォトセンサ１０の受光面が集光レンズ５１を介して道路に投影された領域として設定される。なお、図５において、符号Ｌは集光レンズ５１の光軸であり、符号Ｆは集光レンズ５１の焦点である。
【００２４】
〔車両及び車載機の構成〕
図６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６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。
【００２５】
車載機２は、車載コンピュータ２６と、この車載コンピュータ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４のビーコンヘッド８と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる送信部とフォトセンサ（フォトダイオード）等からなる受信部を備えている（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。
【００２６】
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（補正部３１）及び支援制御部３２を備えている。なお、これらの各機能部の処理内容については後述する。
【００２７】
〔路車間通信の内容〕
図７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７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、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、道路上に設定されたダウンリンク領域ＤＡ（図４）に所定の送信周期で常に送信し続けている（図７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。
【００２８】
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７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７のＦ３）。
【００２９】
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。
【００３０】
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を受信すると（図７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（図７のＦ５）、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、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７のＦ６）。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７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。
【００３１】
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。
【００３２】
図７に示すように、第２のダウンリンク情報は、単一又は複数の最小フレーム３７で構成されている。光ビーコンの「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。また、最小フレーム３７には、ヘッダ部３８及び実データ部３９に加え、特定の同期用符号やＣＲＣ符号（誤り検定符号）等も含まれる。
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、例えば、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、通信領域Ａからその下流側の所定位置（例えば、停止線）Ｐ０（図４）までの長さ情報である「距離情報」等が含まれている。また、本実施形態では、光ビーコン４によってアップリンク情報３５が正常に受信（図７のＦ４）される前に、このアップリンク情報３５に酷似している情報（以下、擬似アップリンク情報という）が受信（図７のＦ４′）されていた場合には、その擬似アップリンク情報に関する「受信履歴情報」が光ビーコン４において生成され、当該受信履歴情報が支援情報に含まれる。
【００３５】
車載コンピュータ２６は、第２のダウンリンク情報３６に含まれる「距離情報」に基づいて、図４に示すように、通信領域Ａからその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌを認識して位置標定を行い（図７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。
また、車載コンピュータ２６は、第２のダウンリンク情報３６に擬似アップリンク情報に関する「受信履歴情報」が含まれている場合には、この「受信履歴情報」を用いて「距離情報」に係る距離Ｌを補正し（補正量Ｅ）、実際の車両Ｃの位置に応じた距離Ｌ１を認識して位置標定を行うようになっている。
以下、前記「距離情報」の内容と、この距離情報を用いた距離認識の処理について説明する。次に、擬似アップリンク情報の「受信履歴情報」の内容と、この受信履歴情報を用いた距離認識の処理について説明する。
【００３６】
〔「距離情報」の内容及び「距離情報」を用いた車載機による距離認識〕
図４に示すように、光ビーコン４のビーコン制御機７は、通信領域Ａの所定位置からその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌの数値（以下、基準距離Ｌという。）である前記「距離情報」を予めメモリ（記憶装置）４２に記憶している。そして、この距離Ｌについての「距離情報」を第２のダウンリンク情報の送信フレームに格納して、当該フレームをビーコンヘッド８から繰り返し送出する。
基準距離Ｌの始端（上流端）は、通信領域Ａの上流端（線分ｃｄ）と同位置、又は、その上流端と実質的に同位置と見なせる近傍位置に設定されている。当該位置をｘ１で示す。基準距離Ｌの終端（下流端）は、例えば、光ビーコン４の下流側に設置されている信号機の手前の停止線Ｐ０に設定されている。
【００３７】
車載機２は、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」を受信することにより、距離認識部３２（図６）において、通信領域Ａから下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌを認識することが可能となる。「距離情報」の上流端位置ｘ１は、通信領域Ａの上流端と略同位置に設定されているので、車載機２が第２のダウンリンク情報を通信領域Ａの上流端で受信した場合には、実際の車両Ｃの位置から下流側の所定位置Ｐ０までの距離と、前記「距離情報」に係る距離Ｌとはほぼ一致し、当該「距離情報」をそのまま利用した安全運転支援を行うことが可能となる。
【００３８】
この場合、車載コンピュータ２６の支援制御部３２は、図６に示すように、距離認識部３０で認識した「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、停止線Ｐ０までの距離Ｌと現時の車両Ｃの走行速度とから、その停止線Ｐ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Ｐの手前で自動停止させることができる。
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までの残存距離をディスプレイ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。
【００３９】
〔擬似アップリンク情報の内容〕
図４に示すように、車両Ｃがダウンリンク領域ＤＡに進入すると、車載機２は、当該領域ＤＡの上流端付近で第１のダウンリンク情報を受信する。第１のダウンリンク情報を受信した車載機２は、その直後にアップリンク情報を送信するが、ダウンリンク領域ＤＡの上流端とアップリンク領域ＵＡの上流端とは規格上一致しているため、アップリンク情報は、アップリンク領域ＵＡの上流端付近で送信されるものと考えられる。
【００４０】
一方、図５（ａ）を参照して説明したように、アップリンク領域ＵＡは、光ビーコン４のフォトセンサ１０の受光面積が集光レンズ５１を介して道路上に投影された領域として設定されるため、上記のようにアップリンク情報Ｕ１がアップリンク領域ＵＡの上流端付近で送信されると、図５（ｂ）に示すように、そのアップリンク光ＵＯは、集光レンズ５１で集光されてフォトセンサ１０の端部１０ａ付近に照射されることになる。フォトセンサ１０に照射されるアップリンク光ＵＯは、集光レンズ５１の収差等の影響で「点」ではなく所定の面積を有しているので、アップリンク光ＵＯの全体がフォトセンサ１０上に照射されず、一部がフォトセンサ１０からはみ出してしまう。この場合、フォトセンサ１０の受光レベルが低くなるため、データの一部欠落やビット反転等の異常を伴いやすくなるが、このような情報は、例えば、太陽の反射光等を受信した場合とは明らかに異なり、正常なアップリンク情報に酷似した情報となる。本実施形態では、このような情報を擬似アップリンク情報として規定し、これを判別するようになっている。
【００４１】
なお、本願出願人は、図４に示すようにアップリンク領域ＵＡの上流端を挟んで、道路Ｒ上の進行方向の距離にして数十センチ程度の領域（図４に２点差線で示す領域；以下、グレー領域Ｇという）では、図５（ｂ）の如くフォトセンサ１０の端部１０ａ付近にアップリンク光ＵＯが照射されることにより、フォトセンサ１０の中央部でアップリンク光ＵＯが照射される場合よりも、データ化け等が生じる確率が所定値以上に高くなる（擬似アップリンク情報を受信しやすくなる）ことを実験的に突き止めている。
【００４２】
光ビーコン４が、アップリンク領域ＵＡの上流端付近のグレー領域Ｇ（図４の位置ｘ１）で送信されたアップリンク情報Ｕ１を正常に受信することができた場合、その後、光ビーコン４から送信される第２のダウンリンク情報はダウンリンク領域ＤＡの上流端付近で車載機２に受信されると考えられる。この場合、上述のように、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」のみを用いて、下流側の所定位置Ｐ０までの位置標定を正確に行うことが可能となる。
しかしながら、光ビーコン４が、アップリンク領域ＵＡの上流端付近のグレー領域Ｇ（図４の位置ｘ１）で送信されたアップリンク情報Ｕ１を正常に受信できなかった場合、光ビーコン４は、それ以降のアップリンク情報Ｕ２を正常に受信したあとに第２のダウンリンク情報を送信する。以降のアップリンク情報Ｕ２は、その送信周期分だけ通信領域Ａの上流端よりも車両Ｃが進行した位置（図４の位置ｘ２）で送信されるため、車載機２が第２のダウンリンク情報を受信する際の車両Ｃの位置もアップリンク領域ＵＡの上流端よりも下流側に位置することになる。したがって、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」に係る距離Ｌと、現実の車両Ｃの位置から所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１とに差が生じ、「距離情報」の精度が低下する。
【００４３】
本実施形態では、アップリンク領域ＵＡの上流端付近（グレー領域Ｇ）で送信されたアップリンク情報Ｕ１が、正常なアップリンク情報として受信されなかった場合でも、そのアップリンク情報Ｕ１を擬似アップリンク情報として判別し、さらに、その受信記録（受信履歴情報）をメモリ４２に残しておき、これを第２のダウンリンク情報に含ませて車載機２に送信する。これによって、例えば、車両Ｃがアップリンク領域ＵＡの上流端付近にいた時期（すなわち、擬似アップリンク情報となったアップリンク情報Ｕ１を送信した時期）を車載機２側で把握でき、その時期から、実際に距離認識を行う時までに車両Ｃが走行した距離Ｅを求めることによって、「距離情報」（距離Ｌ）を補正できるようにしている。
【００４４】
図６に示すように、ビーコン制御機７は、ビーコンヘッド８のフォトセンサ１０によって受信したアップリンク情報が正常か否かを判別し、更に、異常であった場合には、所定の条件を満たす擬似アップリンク情報であるか否かを判別する判別部７Ａを備えている。具体的に、判別部７Ａは、アップリンク情報のフレーム構造を検査することによって、これらの判別を行う。以下、アップリンク情報のフレーム構造について説明し、次に、判別部７Ａによるアップリンク情報の判別手順について説明する。
【００４５】
〔アップリンク情報のフレーム構成〕
図８に示すように、アップリンク情報は、単一又は複数の最小フレーム６１で構成されている。光ビーコンの「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６１は１〜４フレームで構成され、１バイトの同期用符号（開始フラグ）６２、１０バイトのヘッダ部６３、最大５９バイト（０〜５９バイト）の実データ部６４、１バイトのアイドル符号６５、２バイトのＣＲＣ符号６６、１バイトの同期用符号（エンドフラグ）６７とから構成されている。ヘッダ部６３には、フレーム内容を表すデータが納められ、そのなかには、ＵＴＭＳ規格（新交通管理システム規格）であるか否か（「０」又は「１」）の情報６８、フレームの順序に関する情報６９、実データ部のバイト長に関する情報７０等が含まれる。同期用符号６２，６７及びアイドル符号６５は、予め規定された固定符号である。ＣＲＣ符号６６は、ヘッダ部６３、実データ部６４及びアイドル符号６５までの誤り検定符号である。
【００４６】
〔疑似アップリンク情報の判別手順〕
図９は、光ビーコン４で受信したアップリンク情報が正常であるか否かを判別する手順を示すフローチャートである。なお、同図では、アップリンク情報を“ＵＬ”と省略して記載し、ダウンリンク情報を“ＤＬ”と省略して記載している。
ステップＳ１において、ビーコン制御機７の受信コントローラ４３（図３）は、アップリンク情報のフレームを構成する所定の開始フラグ（同期用符号）６２の受信を常時監視している。ステップＳ２において、当該開始フラグ６２が受信されると、受信コントローラ４３は、データの取込を開始する（ステップＳ３）。そして、ステップＳ４において、アップリンク情報のフレームを構成するエンドフラグ（同期用符号）６７或いは所定長以上のブランクが受信されると、受信コントローラ４３は、データの取込を終了する（ステップＳ５）。その後、受信コントローラ４３は、受信した１連のデータ列を１データフレームとしてメモリ４２内に設定されたバッファ領域に書き込む。
【００４７】
このバッファ領域は、例えばリングバッファとすることができ、車線毎に例えば１００個のデータフレームを格納し、１０１個目のデータを受信すると１個目のデータフレームに上書きして記憶する構成とすることができる。また、リングバッファに格納されてから所定以上経過したデータフレームが、順次消去されるように構成してもよい。
【００４８】
次に、ステップＳ６において、受信したデータフレームのＣＲＣ値を算出する。具体的には、受信コントローラ４３は、データフレームのメモリ４２への書き込みを終了すると、ＣＰＵ４１に対してデータフレーム受信を通知する割込信号を送信する。ＣＰＵ４１は、この割込信号に従い、バッファ領域に記憶されたデータフレームのＣＲＣ値の計算を行う。ステップＳ７において、ＣＰＵ４１は、算出されたＣＲＣ値と、データフレームに含まれているＣＲＣ値との比較を行い、両者が一致した場合は、正常なアップリンク情報が受信されたと判断する（ステップＳ８）。一方、両者のＣＲＣ値が不一致であった場合、ステップＳ１３に進み、ＣＰＵ４１は、受信したデータフレームが擬似アップリンク情報（擬似ＵＬ）であるか否か、すなわち、擬似アップリンク情報を構成するための所定の条件を満たすかどうかを判別する。この擬似アップリンク情報の判別については後で詳述する。
【００４９】
ステップＳ１３において、受信したデータフレームが擬似アップリンク情報の条件を満たしていない場合、ＣＰＵ４１は、当該データフレームはエラーフレームであると判断し（ステップＳ１６）、処理をステップＳ１に戻す。ステップＳ１３において、受信したデータフレームが擬似アップリンク情報の条件を満たしている場合、ステップＳ１４において、ＣＰＵ４１は、擬似アップリンク情報が受信されたと判断し、その受信に関する「受信履歴情報」を生成してメモリ４２に記憶する（ステップＳ１５）。
本実施形態では、擬似アップリンク情報の受信に関する「受信履歴情報」として、
（１）擬似アップリンク情報を受信した旨の情報
（２）擬似アップリンク情報を受信した時刻（又は、擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンク情報を受信するまでの受信経過時間）
（３）擬似アップリンク情報の受信回数
のうち少なくとも１つを記憶する。
【００５０】
上記ステップＳ８において、正常アップリンク情報を受信したと判断した場合は、さらに、ステップＳ９において、この正常アップリンク情報を受信する前に擬似アップリンク情報が既に受信されていたか否かを確認する。擬似アップリンク情報が受信されていた場合（メモリ４２に擬似アップリンク情報の「受信履歴情報」が記憶されている場合）には、ステップＳ１０において、正常アップリンク情報の受信時刻と、擬似アップリンク情報の受信時刻との差が所定の閾値（例えば、１００ｍｓ）以下であるかを判断し、閾値以下である場合、ステップＳ１１において、「距離情報」とともに擬似アップリンク情報の「受信履歴情報」を第２のダウンリンク情報に格納し、送信コントローラ４４を介して車載機２に送信する。
【００５１】
ステップＳ９において、擬似アップリンク情報が受信されていなかった場合、及び、ステップＳ１０において、正常アップリンク情報の受信時刻と擬似アップリンク情報の受信時刻との差が所定の閾値以上であった場合には、ＣＰＵ４１は、第２のダウンリンク情報に「距離情報」を格納し、送信コントローラ４４を介して車載機２に送信する。
【００５２】
次に、上記ステップＳ１３において行われる、擬似アップリンク情報であるか否かの判別処理について説明する。図１０は、当該処理の手順を示すフローチャートである。この判別には、擬似アップリンク情報らしさを示す度数、すなわち、正常アップリンク情報にどの程度似ているかを示す度数である擬似アップリンク度数Ｃを用い、Ｓ２２〜Ｓ２８の７つのステップにおいて規定された条件を満たす毎に当該度数Ｃをインクリメントするようになっている。
具体的には、まず、ステップＳ２１において、擬似アップリンク度数Ｃをゼロに初期化し、ステップＳ２２において、取り込んだデータフレームの先頭に１バイトの同期用符号（開始フラグ）６２が格納されているか否かを判別する。そして、同期用符号６２が格納されている場合には、度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５３】
次に、ステップＳ２３において、取り込んだデータフレームの２バイト目、すなわち、図８に示すアップリンク情報のフレーム構成におけるヘッダ部６３の１バイト目に相当する部分の最上位ビットが「０」であるか「１」であるかを判別する。当該ビットは、上記ＵＴＭＳ規格に適合するか否かを示しており、当該規格に適合する場合（「０」の場合）は、擬似アップリンク情報らしきものと判断して度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５４】
次に、ステップＳ２４において、取り込んだデータフレームの１０バイト目、すなわち、アップリンク情報のヘッダ部６３の９バイト目に相当する部分の下位７ビットが「１〜４」の値であるかを判別する。当該ビットは、アップリンク情報の構成フレーム数を示しており、前記「近赤外線式インタフェース規格」において規定されている「１〜４」に適合する場合は、擬似アップリンク情報らしきものと判断して度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５５】
ステップＳ２５において、取り込んだデータフレームの１１バイト目、すなわち、アップリンク情報のヘッダ部６３の１０バイト目に相当する部分が、「０〜５９」の範囲内にあるか否かを判別する。当該バイトは、実データ部６４のバイト数を示すものであり、前記「近赤外線式インタフェース規格」において規定されている「０〜５９」に適合する場合は、擬似アップリンク情報らしきものとして度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５６】
ステップＳ２６において、取り込んだデータフレームの１１バイト目、すなわち、アップリンク情報のヘッダ部６３の１０バイト目に相当する部分の値（「０〜５９」）と、それ以下の実データ部６４に相当する部分のバイト数とが一致するか否かを判別する。一致する場合は、度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５７】
ステップＳ２７において、取り込んだデータフレームの最後から４バイト目にアイドル符号が１バイトが格納されているかを判断し、格納されていれば度数Ｃを１つインクリメントする。
ステップＳ２８において、取り込んだデータフレームの最終１バイト目に同期用符号（エンドフラグ）１バイトが格納されているかを判断し、格納されていれば、度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５８】
以上の７つのステップを経た結果、擬似アップリンク度数Ｃが４以上となれば、当該データフレームは、正常なアップリンク情報に酷似する擬似アップリンク情報であると判別し、図９のステップＳ１４に処理を進め、度数Ｃが３以下となれば、当該データフレームは、正常アップリンク情報との相違が大きいエラーフレームであると判別し、図９のステップＳ１６に処理を進める。
【００５９】
〔「受信履歴情報」を用いた車載機による距離認識〕
次に、光ビーコン４から送信された第２のダウンリンク情報に、擬似アップリンク情報の「受信履歴情報」が含まれていた場合（図９のステップＳ１１を経た場合）の、車載機２による距離認識について説明する。この「受信履歴情報」には、（１）擬似アップリンク情報を受信した旨、（２）擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンクを受信するまでの受信経過時間、（３）擬似アップリンク情報の受信回数、のうち少なくとも１つが含まれる。
【００６０】
図１１は、車載機２におけるアップリンク情報の送信及びダウンリンク情報の受信の時間的経過を示す図である。車載機２の車載コンピュータ２６（補正部３１）は、アップリンク情報を送信してからの経過時間ΔＴｎを常時計測している。アップリンク情報を複数回送信した場合には、それぞれについての経過時間ΔＴ１、・・・ΔＴ（ｎ−２）、ΔＴ（ｎ−１）、ΔＴｎを常時計測する。
擬似アップリンク情報に関する「受信履歴情報」として、上記（１）の情報が含まれている場合、車載コンピュータ２６の補正部３１は、車載機２が最後に送信したｎ回目のアップリンク情報が光ビーコン４に正常に受信され、その前の（ｎ−１）回目のアップリンク情報が擬似アップリンク情報として受信されたものと認識する。
【００６１】
（ｎ−１）回目のアップリンク情報（擬似アップリンク情報）は、アップリンク領域ＵＡの上流端のグレー領域Ｇで送信された蓋然性が高いので、補正部３１は、（ｎ−１）回目のアップリンク情報を送信した時点で、車両がアップリンク領域ＵＡの上流端に位置していたと判断する。したがって、補正部３１は、（ｎ−１）回目のアップリンク情報を送信してから、距離認識部３０において距離認識を行うまでの経過時間ΔＴ（ｎ−１）と、そのときの車両Ｃの走行速度Ｖとから、距離認識を行う時点におけるアップリンク領域ＵＡの上流端からの車両Ｃの走行距離（図４におけるＥ）を求める（Ｅ＝ΔＴ（ｎ−１）・Ｖ）。そして、補正部３１は、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」に係る距離Ｌと、車両の走行距離（補正距離）Ｅとから、下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１を求める（Ｌ１＝Ｌ−Ｅ）。これによって、実際の車両Ｃの位置から下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１を正確に認識することができ、この距離Ｌ１を用いた安全運転支援も正確に行うことができる。
【００６２】
擬似アップリンク情報に関する「受信履歴情報」として、上記（２）の情報、すなわち、擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンク情報を受信するまでの受信経過時間が含まれている場合は、その車載コンピュータ２６の補正部３１は、この受信経過時間（ΔＴ′）と、距離認識部３０において距離認識を行うときの車両の走行速度Ｖとから、アップリンク領域ＵＡの上流端からの車両Ｃの走行距離（図４におけるＥ）を求め（Ｅ＝ΔＴ′・Ｖ）、上記と同様の手順で、距離Ｌを補正して距離Ｌ１を求める。
【００６３】
「受信履歴情報」として、上記（３）の情報、すなわち、擬似アップリンク情報の受信回数が含まれている場合、受信回数が１回であれば、上記（１）で説明した処理と同じ処理を行う。
受信回数が２回の場合、車載コンピュータ２６の補正部３１は、車載機２が最後に送信したｎ回目のアップリンク情報が正常に受信され、その１つ前と２つ前（（ｎ−１）回目及び（ｎ−２）回目）に送信したアップリンク情報が擬似アップリンク情報として受信されたものと認識する。
このうち（ｎ−２）回目のアップリンク情報（擬似アップリンク情報）は、アップリンク領域ＵＡの上流端のグレー領域Ｇで送信された蓋然性が高いので、補正部３１は、（ｎ−２）回目のアップリンク情報を送信した時点で、車両Ｃがアップリンク領域ＵＡの上流端に位置していたと判断する。したがって、補正部３１は、（ｎ−２）回目のアップリンク情報を送信してから、距離認識部３０において距離認識を行うまでの経過時間ΔＴ（ｎ−２）と、そのときの車両Ｃの走行速度Ｖとから、距離認識を行う時点における、アップリンク領域ＵＡの上流端からの車両Ｃの走行距離（図４におけるＥ）を求める（Ｅ＝ΔＴ（ｎ−２）・Ｖ）。そして、補正部３１は、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」に係る距離Ｌと、車両Ｃの走行距離（補正距離）Ｅとから、下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１を求める（Ｌ１＝Ｌ−Ｅ）。
【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、アップリンク領域ＵＡの上流端付近で送信されたアップリンク情報が正常に受信されなかった場合でも、そのアップリンク情報が正常なアップリンク情報に酷似する擬似アップリンク情報であった場合には、その「受信履歴情報」を残し、これを「距離情報」とともに第２のアップリンク情報に含めて車載機２に送信することで、車載機２において、「受信履歴情報」を用いた「距離情報」の補正が可能となり、その下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１を正確に認識することができる。したがって、この距離Ｌ１を用いた安全運転支援も正確に行うことができる。
なお、車両Ｃがジャイロセンサ（図示略）を搭載している場合には、走行する車両Ｃの向きを取得することも可能となるので、車両Ｃの走行速度Ｖに加えて車両Ｃの向きを加味して車両Ｃの走行距離Ｅをより一層正確に算出するようにしてもよい。
【００６５】
本発明は上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、次のように設計変更することができる。
（１）上記実施形態では、アップリンク情報が正常か否かを判別するために、データフレームのＣＲＣ値の演算をＣＰＵ４１で行っているが、受信コントローラ４３で行ってもよい。この場合、受信コントローラ４３は、取り込んだデータフレームをメモリのバッファ領域に書き込んだ後にＣＲＣ値の演算を行う。そして、ＣＲＣ比較によって正常アップリンク情報が受信されたものと判断すると、受信コントローラ４３はその旨をＣＰＵ４１に通知し、ＣＰＵ４１は、メモリに記憶されているデータフレームの中から擬似アップリンクが存在するか否かを判別すればよい。
【００６６】
（２）擬似アップリンク情報の判別方法は、上記実施形態で説明したものに限定されず、適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、アップリンク情報のフレームに含まれるヘッダ部６３の一部の内容を判別項目として採り上げたが、ヘッダ部６３における他の内容を判別項目としたり、実データ部６４に含まれる内容を判別項目としたりすることができる。また、車載機２から送信されるアップリンク情報に、擬似アップリンク判別用の専用データ列を含ませておき、そのデータ列の有無により擬似アップリンク情報の判別を行ってもよい。また、受信したデータフレームから演算したＣＲＣ値と、そのデータフレームに含まれるＣＲＣ値とを比較した結果、その差が微差である場合に擬似アップリンク情報を受信したと判断してもよい。
【００６７】
また、正常なアップリンク情報を受信した後、擬似アップリンク情報を受信していたかどうかを判断する方法を用いた場合は、正常なアップリンク情報に含まれる車両ＩＤを示すデータ（５バイト程度）と同じデータが含まれているか否かによって擬似アップリンク情報であるか否かを判別してもよい。例えば、受信した正常アップリンク情報から車両ＩＤを取り出し、擬似アップリンク情報か否かを判別しようとする対象に、当該車両ＩＤと同一の車両ＩＤが含まれている場合には、擬似アップリンク度数Ｃを用いるまでもなく即座に擬似アップリンク情報であると判断するようにしてもよい。
けだし、通常、車両ＩＤには車両Ｃにユニークなデータ列が割り当てられているため、当該データ列が完全に一致するのであれば、非常に高い確率で同一の車載機が送信した擬似アップリンク情報と見なすことができるからである。
【００６８】
（３）上記実施形態では、正常アップリンク情報をＣＲＣ値の比較によって判別しているが、さらに、データフレームの具体的内容を検査することによって判別してもよい。例えば、正常なアップリンク情報に所定の決められたデータ列が含まれる場合には、受信したデータフレームにそのデータ列が存在するか否かによって正常アップリンク情報か否かを判別することができ、正常なアップリンク情報に数値範囲の限られたデータ列が含まれる場合には、受信したデータフレームのデータ列が当該範囲内にあるか否かによって正常アップリンク情報か否かを判別することができる。また、正常なアップリンク情報に互いに関連性を有する複数のデータ項目が含まれる場合には、受信したデータフレームに関連性の矛盾がないかどうかを検査することによって、正常アップリンク情報か否かを判別することができる。
【００６９】
（４）上記実施形態において、アップリンク領域ＵＡの上流端とダウンリンク領域ＤＡの上流端とは一致されているが、ダウンリンク領域ＤＡの上流端をアップリンク領域ＵＡの上流端よりも上流側に設定してもよい。この場合、車載機２は、第１のダウンリンク情報をアップリンク領域ＵＡよりも上流側で受信することが多くなり、その後のアップリンク情報は、アップリンク領域ＵＡの上流端付近にあるグレー領域Ｇで送信される可能性がより高くなる。したがってこの場合、本発明を適用することがより有用である。
【００７０】
（５）擬似アップリンク情報についての「受信履歴情報」としては、「距離情報」を補正可能な内容であれば上記実施形態で説明したものに限定されるものではない。
【００７１】
（６）光ビーコンが送信する「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、アップリンク領域ＵＡ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。例えば、始点となるアップリンク領域ＵＡの上流端付近からアップリンク領域ＵＡ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。この場合、この距離情報を受信した車載コンピュータ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。
【００７２】
また、光ビーコン４が送信する「距離情報」は、始点（通信領域Ａ）と終点（所定位置Ｐ０）の絶対位置（緯度・経度や任意の点を原点とする３次元空間の座標値等）を示す情報の組合せでもよい。この場合、始点と終点との絶対位置を基に、車載機２は所定位置Ｐ０までの距離を算出することができる。また、車載機２側に終点の絶対位置に関する情報が記憶されている場合には、光ビーコン４は、前記距離情報として始点の絶対位置に関する情報のみを送信してもよい。
【００７３】
また、光ビーコン４は、距離情報として、所定位置Ｐ０の地点を含む道路形状の情報や地図とともに、この道路形状情報等における所定位置Ｐ０に対応した情報を車載機に送信してもよい。前記道路形状情報等は、予め車載機に記憶させておいてもよいし、別の通信手段によって車載機に送信してもよく、この場合、光ビーコンは、距離情報として道路形状情報等における前記通信領域Ａに対応した情報（車載機の位置に対応した情報）のみを送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【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】光ビーコンの構成図である。
【図４】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図５】（ａ）はビーコンヘッドの受信部を示す概略側面図、（ｂ）はフォトセンサの正面図である。
【図６】光ビーコンと路車間通信する車載機と、この車載機が搭載された車両の概略構成図である。
【図７】通信領域で行われる路車間通信の手順とデータ内容を示す概念図である。
【図８】アップリンク情報のフレーム構成を示す概念図である。
【図９】正常アップリンク情報及び擬似アップリンク情報を判別し、第２のダウンリンク情報を送信するまでの手順を示すフローチャートである。
【図１０】擬似アップリンク情報の判別手順を示すフローチャートである。
【図１１】車載機におけるダウンリンク情報の受信及びアップリンク情報の送信の時間的経過を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
２ 車載機
４ 光ビーコン
７ ビーコン制御機（通信制御部）
７Ａ 判別部
８ ビーコンヘッド（投受光器）
１０ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１１ フォトセンサ（受信部）
３０ 距離認識部
３１ 補正部
３５ アップリンク情報
３６ 第２のダウンリンク情報
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車載機、光ビーコン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ビーコンヘッド（投受光器）を備えており、例えば図４に示すように、このビーコンヘッド８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。この通信領域Ａは、ビーコンヘッド８がダウンリンク情報を送信するダウンリンク領域ＤＡと、車載機２から送信されたアップリンク情報を受信するアップリンク領域ＵＡとからなる。光ビーコン（光学式車両感知器）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４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。
【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】
【０００４】
上記路車間通信システムでは、光ビーコン４と車載機２との間で次のような通信が行われる。まず、光ビーコン４は、最初に、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Ｃが進入することで、その車両Ｃに搭載された車載機２の投受光器（車載ヘッド）が第１のダウンリンク情報を受信すると、当該車載機２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を所定の送信周期で繰り返し送信する。そして、上記アップリンク情報を光ビーコン４のビーコンヘッド８が受信すると、光ビーコン４は、ダウンリンクの切り替えを行い、車載機２に対して上記車両ＩＤを有する車線通知情報を含む第２のダウンリンク情報の送信を開始する。この第２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２において受信されると、車載機２はダウンリンクの切り替えを認識し、アップリンク情報の送信を停止する。
【０００５】
このような光ビーコン４を用いた路車間通信システムにより、例えば、通信領域Ａの車両進行方向の上流端を車両Ｃ（車載機２）の位置（図４の位置ｘ１）と見立て、当該位置ｘ１からその下流側の所定位置Ｐ０（例えば、信号機の手前に設けられた停止線）までの距離Ｌに関する「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２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システムが提案されている（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）。
【０００６】
この場合、通信領域Ａの車両進行方向の上流端（ｘ１）を「距離情報」の始点としているのは、次の理由による。車両Ｃが通信領域Ａ内に侵入することにより、通信領域Ａの上流端付近で第１のダウンリンク情報が車載機２により受信されると、その後、車載機２から送信されたアップリンク情報や、光ビーコン４から送信された第２のダウンリンク情報は、それぞれ光ビーコン４及び車載機２に早い段階（例えば１回目の送信）で受信されると考えられる。そうすると、車載機２は、通信領域Ａの上流端からそれほど進んでいない位置でアップリンク情報を送信し、且つ、光ビーコン４から第２ダウンリンク情報に含まれる「距離情報」を受信するためである。
【０００７】
一方、光ビーコン４の受光部は、図５（ａ）に示すように、車載機２からのアップリンク情報を受信するフォトセンサ１０と、フォトセンサ１０の受光面に対向させた集光レンズ５１とを備えており、アップリンク領域ＵＡは、集光レンズ５１を介してフォトセンサ１０の受光面を道路に投影させた範囲として設定される。
したがって、上記のようにアップリンク領域ＵＡ（通信領域Ａ）の上流端付近で送信されたアップリンク情報Ｕ１（アップリンク光）は、集光レンズ５１で集光され、図５（ｂ）に示すように、フォトセンサ１０の端部１０ａ付近に照射される。この場合、アップリンク光ＵＯの全てがフォトセンサ１０上に照射されるとは限らず、光量不足等のためにアップリンク情報の一部がデータ化けしてしまう場合がある。
【０００８】
従来の光ビーコンは、データ化け等の誤りを含むアップリンク情報を受信すると、これを誤り検出手段により検出して破棄し、それ以降に送信されたアップリンク情報を正常に受信した後に第２のダウンリンクの送信を行っている。
しかし、以降のアップリンク情報は、その送信周期分だけ通信領域Ａの上流端よりも車両が進行した状態で送信されるため、そのアップリンク情報を光ビーコンが正常に受信した後、車載機２が第２のダウンリンク情報を受信する際の車両Ｃの位置は、当然にアップリンク領域ＵＡの上流端よりも下流側に位置することになる。そのため、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」と、実際の車両Ｃの位置から所定位置Ｐ０までの距離とに差が生じ、距離情報の精度が低下することになる。
【０００９】
距離情報の精度が低下すると、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することになり、例えば、車両を停止線の手前に停止させるように車両を制動したにもかかわらず、停止線をオーバーして車両が停止するといった事態が生じ得る。
本発明は、このような実情に鑑み、車両進行方向下流側の所定位置までの距離を正確に認識し、ドライバに対する安全運転支援等を精度よく行うことを可能とする路車間通信システム、車載機、及び、光ビーコン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】
【００１０】
本発明の路車間通信システムは、道路上の所定範囲に設定された通信領域において、所定のアップリンク情報を繰り返し送信する車載機と、前記アップリンク情報を受信した後、所定のダウンリンク情報を前記車載機に送信する光ビーコンと、を備えている路車間通信システムにおいて、
前記光ビーコンは、
当該光ビーコンによって正常に受信された正常アップリンク情報と、一部に異常を含むかたちで受信された擬似アップリンク情報とを判別するとともに、この擬似アップリンク情報が受信された場合に当該擬似アップリンク情報についての受信履歴情報を生成する判別部と、
前記正常アップリンク情報の受信に応じて、前記所定のダウンリンク情報に、前記通信領域の上流端付近から車両進行方向下流側の所定位置までの距離に関する距離情報と、前記受信履歴情報とを含ませて送信する通信制御部と、を備えており、
前記車載機は、
前記所定のダウンリンク情報に含まれる前記受信履歴情報を用いて前記距離情報を補正し、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。
【００１１】
また、本発明の光ビーコンは、道路上の所定範囲に設定された通信領域において、車載機から繰り返し送信されるアップリンク情報を受信した後、所定のダウンリンク情報を送信する光ビーコンにおいて、
当該光ビーコンによって正常に受信された正常アップリンク情報と、一部に異常を含むかたちで受信された擬似アップリンク情報とを判別するとともに、この擬似アップリンク情報が受信された場合に、当該擬似アップリンク情報についての受信履歴情報を生成する判別部を有し、
前記所定のダウンリンク情報に前記受信履歴情報を含ませるように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
上記構成の路車間通信システム及び光ビーコンによれば、車載機からのアップリンク情報が通信領域の上流端付近で送信され、例えば光ビーコンのフォトセンサの端部付近に照射されることによって一部がデータ化けしてしまったような場合には、判別部は、そのアップリンク情報を擬似アップリンク情報として判別し、その受信履歴情報を生成する。そして、通信制御部は、距離情報とともに受信履歴情報を所定のダウンリンク情報に含ませた状態で当該ダウンリンク情報を車載機に送信する。車載機は、その受信履歴情報から、擬似アップリンク情報とされたアップリンク情報を送信した時に、自身が通信領域の上流端付近にいたことを認識することができる。したがって、車載機は、例えば、擬似アップリンク情報を送信した時から距離認識を行う時までの経過時間を用いて、アップリンク領域の上流端付近から距離認識を行う時点における車載機の位置までの距離を認識することが可能となり、当該距離を用いて前記距離情報を補正し、実際の車載機の位置からその下流側の所定位置までの正確な距離を認識することができる。したがって、この補正された距離情報を用いた安全運転支援も正確に行うことができる。
【００１３】
前記受信履歴情報は、以下の少なくとも一つの情報を含むことが好ましい。
（１）擬似アップリンク情報を受信したことを示す情報
（２）擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンク情報を受信するまでの受信経過時間を示す情報
（３）擬似アップリンク情報を受信した回数を示す情報
【００１４】
前記受信履歴情報が前記（１）の情報を含む場合、
前記距離認識部は、前記アップリンク情報を送信してからの送信経過時間を計測し、擬似アップリンク情報とされたアップリンク情報の送信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正することができる。
【００１５】
前記受信履歴情報が前記（２）の情報を含む場合、
前記距離認識部は、前記受信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正することができる。
【００１６】
前記受信履歴情報が前記（３）の情報を含む場合、
前記距離認識部は、前記アップリンク情報を送信してからの送信経過時間を計測し、擬似アップリンク情報とされたアップリンク情報のうち最初のものについての送信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、車載機において、車両進行方向下流側の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】
【００１８】
〔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、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。
【００１９】
〔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、ビーコン制御機７によって制御されるビーコンヘッド（投受光器）８とを備えている。
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、ビーコンヘッド８は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して複数設けられ、１台のビーコン制御機７によって一括制御される。ビーコン制御機７は道路脇に立設した支柱１３に設置されており、各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路側へ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の真上に配置されている。ビーコンヘッド８よりも車両進行方向の上流側には、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが設定されている。
【００２０】
図１に示すように、各ビーコンヘッド８は、送信部である発光ダイオード（ＬＥＤ）１１、受信部であるフォトセンサ（フォトダイオード）１０を備えている。このうち、ＬＥＤ１１は、近赤外線よりなるダウンリンク情報（ダウンリンク光）を通信領域Ａに発光し、フォトセンサ１０は、通信領域Ａにおいて、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク情報（アップリンク光）を受光する。
【００２１】
図３に示すように、上記ビーコン制御機７は、ＣＰＵ４１、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置）４２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、ビーコンヘッド８による車載機２との路車間通信とを行う通信制御部としての機能を有する。また、ビーコン制御機７は、受信コントローラ４３及び送信コントローラ４４を有しており、受信コントローラ４３は、フォトセンサ１０によって受光されたアップリンク情報に係る信号をＡ／Ｄ変換部４５を介して受け取り、送信コントローラ４４は、ＣＰＵ４１からの命令に従って、ダウンリンク情報に係る信号をＤ／Ａ変換部４６を介してＬＥＤ１１から発光させる。
【００２２】
〔光ビーコン及び車載機の通信領域〕
図４は、光ビーコン４及び車載機２の通信領域Ａを示す側面図である。
図４に示すように、通信領域Ａは、車載機２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ＤＡと、光ビーコン４のビーコンヘッド８が車載機２からのアップリンク情報を受信することができるアップリンク領域ＵＡとからなる。
図４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（線分ｃｄ）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。
【００２３】
アップリンク領域ＵＡについてより詳しく説明すると、図５（ａ）に示すように、ビーコンヘッド８のフォトセンサ１０は基板５０上に固定され、フォトセンサ１０の受光面には、集光レンズ５１が対向するように配置されている。フォトセンサ１０及び集光レンズ５１は、ビーコンヘッド８の車両進行方向上流側にアップリンク領域ＵＡを設定するように、後斜め下方に向けて配置されている。アップリンク領域ＵＡは、フォトセンサ１０の受光面が集光レンズ５１を介して道路に投影された領域として設定される。なお、図５において、符号Ｌは集光レンズ５１の光軸であり、符号Ｆは集光レンズ５１の焦点である。
【００２４】
〔車両及び車載機の構成〕
図６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６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。
【００２５】
車載機２は、車載コンピュータ２６と、この車載コンピュータ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４のビーコンヘッド８と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる送信部とフォトセンサ（フォトダイオード）等からなる受信部を備えている（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。
【００２６】
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（補正部３１）及び支援制御部３２を備えている。なお、これらの各機能部の処理内容については後述する。
【００２７】
〔路車間通信の内容〕
図７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７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、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、道路上に設定されたダウンリンク領域ＤＡ（図４）に所定の送信周期で常に送信し続けている（図７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。
【００２８】
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７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７のＦ３）。
【００２９】
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。
【００３０】
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を受信すると（図７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（図７のＦ５）、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、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７のＦ６）。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７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。
【００３１】
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。
【００３２】
図７に示すように、第２のダウンリンク情報は、単一又は複数の最小フレーム３７で構成されている。光ビーコンの「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。また、最小フレーム３７には、ヘッダ部３８及び実データ部３９に加え、特定の同期用符号やＣＲＣ符号（誤り検定符号）等も含まれる。
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、例えば、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、通信領域Ａからその下流側の所定位置（例えば、停止線）Ｐ０（図４）までの長さ情報である「距離情報」等が含まれている。また、本実施形態では、光ビーコン４によってアップリンク情報３５が正常に受信（図７のＦ４）される前に、このアップリンク情報３５に酷似している情報（以下、擬似アップリンク情報という）が受信（図７のＦ４′）されていた場合には、その擬似アップリンク情報に関する「受信履歴情報」が光ビーコン４において生成され、当該受信履歴情報が支援情報に含まれる。
【００３５】
車載コンピュータ２６は、第２のダウンリンク情報３６に含まれる「距離情報」に基づいて、図４に示すように、通信領域Ａからその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌを認識して位置標定を行い（図７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。
また、車載コンピュータ２６は、第２のダウンリンク情報３６に擬似アップリンク情報に関する「受信履歴情報」が含まれている場合には、この「受信履歴情報」を用いて「距離情報」に係る距離Ｌを補正し（補正量Ｅ）、実際の車両Ｃの位置に応じた距離Ｌ１を認識して位置標定を行うようになっている。
以下、前記「距離情報」の内容と、この距離情報を用いた距離認識の処理について説明する。次に、擬似アップリンク情報の「受信履歴情報」の内容と、この受信履歴情報を用いた距離認識の処理について説明する。
【００３６】
〔「距離情報」の内容及び「距離情報」を用いた車載機による距離認識〕
図４に示すように、光ビーコン４のビーコン制御機７は、通信領域Ａの所定位置からその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌの数値（以下、基準距離Ｌという。）である前記「距離情報」を予めメモリ（記憶装置）４２に記憶している。そして、この距離Ｌについての「距離情報」を第２のダウンリンク情報の送信フレームに格納して、当該フレームをビーコンヘッド８から繰り返し送出する。
基準距離Ｌの始端（上流端）は、通信領域Ａの上流端（線分ｃｄ）と同位置、又は、その上流端と実質的に同位置と見なせる近傍位置に設定されている。当該位置をｘ１で示す。基準距離Ｌの終端（下流端）は、例えば、光ビーコン４の下流側に設置されている信号機の手前の停止線Ｐ０に設定されている。
【００３７】
車載機２は、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」を受信することにより、距離認識部３２（図６）において、通信領域Ａから下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌを認識することが可能となる。「距離情報」の上流端位置ｘ１は、通信領域Ａの上流端と略同位置に設定されているので、車載機２が第２のダウンリンク情報を通信領域Ａの上流端で受信した場合には、実際の車両Ｃの位置から下流側の所定位置Ｐ０までの距離と、前記「距離情報」に係る距離Ｌとはほぼ一致し、当該「距離情報」をそのまま利用した安全運転支援を行うことが可能となる。
【００３８】
この場合、車載コンピュータ２６の支援制御部３２は、図６に示すように、距離認識部３０で認識した「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、停止線Ｐ０までの距離Ｌと現時の車両Ｃの走行速度とから、その停止線Ｐ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Ｐの手前で自動停止させることができる。
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までの残存距離をディスプレイ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。
【００３９】
〔擬似アップリンク情報の内容〕
図４に示すように、車両Ｃがダウンリンク領域ＤＡに進入すると、車載機２は、当該領域ＤＡの上流端付近で第１のダウンリンク情報を受信する。第１のダウンリンク情報を受信した車載機２は、その直後にアップリンク情報を送信するが、ダウンリンク領域ＤＡの上流端とアップリンク領域ＵＡの上流端とは規格上一致しているため、アップリンク情報は、アップリンク領域ＵＡの上流端付近で送信されるものと考えられる。
【００４０】
一方、図５（ａ）を参照して説明したように、アップリンク領域ＵＡは、光ビーコン４のフォトセンサ１０の受光面積が集光レンズ５１を介して道路上に投影された領域として設定されるため、上記のようにアップリンク情報Ｕ１がアップリンク領域ＵＡの上流端付近で送信されると、図５（ｂ）に示すように、そのアップリンク光ＵＯは、集光レンズ５１で集光されてフォトセンサ１０の端部１０ａ付近に照射されることになる。フォトセンサ１０に照射されるアップリンク光ＵＯは、集光レンズ５１の収差等の影響で「点」ではなく所定の面積を有しているので、アップリンク光ＵＯの全体がフォトセンサ１０上に照射されず、一部がフォトセンサ１０からはみ出してしまう。この場合、フォトセンサ１０の受光レベルが低くなるため、データの一部欠落やビット反転等の異常を伴いやすくなるが、このような情報は、例えば、太陽の反射光等を受信した場合とは明らかに異なり、正常なアップリンク情報に酷似した情報となる。本実施形態では、このような情報を擬似アップリンク情報として規定し、これを判別するようになっている。
【００４１】
なお、本願出願人は、図４に示すようにアップリンク領域ＵＡの上流端を挟んで、道路Ｒ上の進行方向の距離にして数十センチ程度の領域（図４に２点差線で示す領域；以下、グレー領域Ｇという）では、図５（ｂ）の如くフォトセンサ１０の端部１０ａ付近にアップリンク光ＵＯが照射されることにより、フォトセンサ１０の中央部でアップリンク光ＵＯが照射される場合よりも、データ化け等が生じる確率が所定値以上に高くなる（擬似アップリンク情報を受信しやすくなる）ことを実験的に突き止めている。
【００４２】
光ビーコン４が、アップリンク領域ＵＡの上流端付近のグレー領域Ｇ（図４の位置ｘ１）で送信されたアップリンク情報Ｕ１を正常に受信することができた場合、その後、光ビーコン４から送信される第２のダウンリンク情報はダウンリンク領域ＤＡの上流端付近で車載機２に受信されると考えられる。この場合、上述のように、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」のみを用いて、下流側の所定位置Ｐ０までの位置標定を正確に行うことが可能となる。
しかしながら、光ビーコン４が、アップリンク領域ＵＡの上流端付近のグレー領域Ｇ（図４の位置ｘ１）で送信されたアップリンク情報Ｕ１を正常に受信できなかった場合、光ビーコン４は、それ以降のアップリンク情報Ｕ２を正常に受信したあとに第２のダウンリンク情報を送信する。以降のアップリンク情報Ｕ２は、その送信周期分だけ通信領域Ａの上流端よりも車両Ｃが進行した位置（図４の位置ｘ２）で送信されるため、車載機２が第２のダウンリンク情報を受信する際の車両Ｃの位置もアップリンク領域ＵＡの上流端よりも下流側に位置することになる。したがって、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」に係る距離Ｌと、現実の車両Ｃの位置から所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１とに差が生じ、「距離情報」の精度が低下する。
【００４３】
本実施形態では、アップリンク領域ＵＡの上流端付近（グレー領域Ｇ）で送信されたアップリンク情報Ｕ１が、正常なアップリンク情報として受信されなかった場合でも、そのアップリンク情報Ｕ１を擬似アップリンク情報として判別し、さらに、その受信記録（受信履歴情報）をメモリ４２に残しておき、これを第２のダウンリンク情報に含ませて車載機２に送信する。これによって、例えば、車両Ｃがアップリンク領域ＵＡの上流端付近にいた時期（すなわち、擬似アップリンク情報となったアップリンク情報Ｕ１を送信した時期）を車載機２側で把握でき、その時期から、実際に距離認識を行う時までに車両Ｃが走行した距離Ｅを求めることによって、「距離情報」（距離Ｌ）を補正できるようにしている。
【００４４】
図６に示すように、ビーコン制御機７は、ビーコンヘッド８のフォトセンサ１０によって受信したアップリンク情報が正常か否かを判別し、更に、異常であった場合には、所定の条件を満たす擬似アップリンク情報であるか否かを判別する判別部７Ａを備えている。具体的に、判別部７Ａは、アップリンク情報のフレーム構造を検査することによって、これらの判別を行う。以下、アップリンク情報のフレーム構造について説明し、次に、判別部７Ａによるアップリンク情報の判別手順について説明する。
【００４５】
〔アップリンク情報のフレーム構成〕
図８に示すように、アップリンク情報は、単一又は複数の最小フレーム６１で構成されている。光ビーコンの「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６１は１〜４フレームで構成され、１バイトの同期用符号（開始フラグ）６２、１０バイトのヘッダ部６３、最大５９バイト（０〜５９バイト）の実データ部６４、１バイトのアイドル符号６５、２バイトのＣＲＣ符号６６、１バイトの同期用符号（エンドフラグ）６７とから構成されている。ヘッダ部６３には、フレーム内容を表すデータが納められ、そのなかには、ＵＴＭＳ規格（新交通管理システム規格）であるか否か（「０」又は「１」）の情報６８、フレームの順序に関する情報６９、実データ部のバイト長に関する情報７０等が含まれる。同期用符号６２，６７及びアイドル符号６５は、予め規定された固定符号である。ＣＲＣ符号６６は、ヘッダ部６３、実データ部６４及びアイドル符号６５までの誤り検定符号である。
【００４６】
〔疑似アップリンク情報の判別手順〕
図９は、光ビーコン４で受信したアップリンク情報が正常であるか否かを判別する手順を示すフローチャートである。なお、同図では、アップリンク情報を“ＵＬ”と省略して記載し、ダウンリンク情報を“ＤＬ”と省略して記載している。
ステップＳ１において、ビーコン制御機７の受信コントローラ４３（図３）は、アップリンク情報のフレームを構成する所定の開始フラグ（同期用符号）６２の受信を常時監視している。ステップＳ２において、当該開始フラグ６２が受信されると、受信コントローラ４３は、データの取込を開始する（ステップＳ３）。そして、ステップＳ４において、アップリンク情報のフレームを構成するエンドフラグ（同期用符号）６７或いは所定長以上のブランクが受信されると、受信コントローラ４３は、データの取込を終了する（ステップＳ５）。その後、受信コントローラ４３は、受信した１連のデータ列を１データフレームとしてメモリ４２内に設定されたバッファ領域に書き込む。
【００４７】
このバッファ領域は、例えばリングバッファとすることができ、車線毎に例えば１００個のデータフレームを格納し、１０１個目のデータを受信すると１個目のデータフレームに上書きして記憶する構成とすることができる。また、リングバッファに格納されてから所定以上経過したデータフレームが、順次消去されるように構成してもよい。
【００４８】
次に、ステップＳ６において、受信したデータフレームのＣＲＣ値を算出する。具体的には、受信コントローラ４３は、データフレームのメモリ４２への書き込みを終了すると、ＣＰＵ４１に対してデータフレーム受信を通知する割込信号を送信する。ＣＰＵ４１は、この割込信号に従い、バッファ領域に記憶されたデータフレームのＣＲＣ値の計算を行う。ステップＳ７において、ＣＰＵ４１は、算出されたＣＲＣ値と、データフレームに含まれているＣＲＣ値との比較を行い、両者が一致した場合は、正常なアップリンク情報が受信されたと判断する（ステップＳ８）。一方、両者のＣＲＣ値が不一致であった場合、ステップＳ１３に進み、ＣＰＵ４１は、受信したデータフレームが擬似アップリンク情報（擬似ＵＬ）であるか否か、すなわち、擬似アップリンク情報を構成するための所定の条件を満たすかどうかを判別する。この擬似アップリンク情報の判別については後で詳述する。
【００４９】
ステップＳ１３において、受信したデータフレームが擬似アップリンク情報の条件を満たしていない場合、ＣＰＵ４１は、当該データフレームはエラーフレームであると判断し（ステップＳ１６）、処理をステップＳ１に戻す。ステップＳ１３において、受信したデータフレームが擬似アップリンク情報の条件を満たしている場合、ステップＳ１４において、ＣＰＵ４１は、擬似アップリンク情報が受信されたと判断し、その受信に関する「受信履歴情報」を生成してメモリ４２に記憶する（ステップＳ１５）。
本実施形態では、擬似アップリンク情報の受信に関する「受信履歴情報」として、
（１）擬似アップリンク情報を受信した旨の情報
（２）擬似アップリンク情報を受信した時刻（又は、擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンク情報を受信するまでの受信経過時間）
（３）擬似アップリンク情報の受信回数
のうち少なくとも１つを記憶する。
【００５０】
上記ステップＳ８において、正常アップリンク情報を受信したと判断した場合は、さらに、ステップＳ９において、この正常アップリンク情報を受信する前に擬似アップリンク情報が既に受信されていたか否かを確認する。擬似アップリンク情報が受信されていた場合（メモリ４２に擬似アップリンク情報の「受信履歴情報」が記憶されている場合）には、ステップＳ１０において、正常アップリンク情報の受信時刻と、擬似アップリンク情報の受信時刻との差が所定の閾値（例えば、１００ｍｓ）以下であるかを判断し、閾値以下である場合、ステップＳ１１において、「距離情報」とともに擬似アップリンク情報の「受信履歴情報」を第２のダウンリンク情報に格納し、送信コントローラ４４を介して車載機２に送信する。
【００５１】
ステップＳ９において、擬似アップリンク情報が受信されていなかった場合、及び、ステップＳ１０において、正常アップリンク情報の受信時刻と擬似アップリンク情報の受信時刻との差が所定の閾値以上であった場合には、ＣＰＵ４１は、第２のダウンリンク情報に「距離情報」を格納し、送信コントローラ４４を介して車載機２に送信する。
【００５２】
次に、上記ステップＳ１３において行われる、擬似アップリンク情報であるか否かの判別処理について説明する。図１０は、当該処理の手順を示すフローチャートである。この判別には、擬似アップリンク情報らしさを示す度数、すなわち、正常アップリンク情報にどの程度似ているかを示す度数である擬似アップリンク度数Ｃを用い、Ｓ２２〜Ｓ２８の７つのステップにおいて規定された条件を満たす毎に当該度数Ｃをインクリメントするようになっている。
具体的には、まず、ステップＳ２１において、擬似アップリンク度数Ｃをゼロに初期化し、ステップＳ２２において、取り込んだデータフレームの先頭に１バイトの同期用符号（開始フラグ）６２が格納されているか否かを判別する。そして、同期用符号６２が格納されている場合には、度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５３】
次に、ステップＳ２３において、取り込んだデータフレームの２バイト目、すなわち、図８に示すアップリンク情報のフレーム構成におけるヘッダ部６３の１バイト目に相当する部分の最上位ビットが「０」であるか「１」であるかを判別する。当該ビットは、上記ＵＴＭＳ規格に適合するか否かを示しており、当該規格に適合する場合（「０」の場合）は、擬似アップリンク情報らしきものと判断して度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５４】
次に、ステップＳ２４において、取り込んだデータフレームの１０バイト目、すなわち、アップリンク情報のヘッダ部６３の９バイト目に相当する部分の下位７ビットが「１〜４」の値であるかを判別する。当該ビットは、アップリンク情報の構成フレーム数を示しており、前記「近赤外線式インタフェース規格」において規定されている「１〜４」に適合する場合は、擬似アップリンク情報らしきものと判断して度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５５】
ステップＳ２５において、取り込んだデータフレームの１１バイト目、すなわち、アップリンク情報のヘッダ部６３の１０バイト目に相当する部分が、「０〜５９」の範囲内にあるか否かを判別する。当該バイトは、実データ部６４のバイト数を示すものであり、前記「近赤外線式インタフェース規格」において規定されている「０〜５９」に適合する場合は、擬似アップリンク情報らしきものとして度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５６】
ステップＳ２６において、取り込んだデータフレームの１１バイト目、すなわち、アップリンク情報のヘッダ部６３の１０バイト目に相当する部分の値（「０〜５９」）と、それ以下の実データ部６４に相当する部分のバイト数とが一致するか否かを判別する。一致する場合は、度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５７】
ステップＳ２７において、取り込んだデータフレームの最後から４バイト目にアイドル符号が１バイトが格納されているかを判断し、格納されていれば度数Ｃを１つインクリメントする。
ステップＳ２８において、取り込んだデータフレームの最終１バイト目に同期用符号（エンドフラグ）１バイトが格納されているかを判断し、格納されていれば、度数Ｃを１つインクリメントする。
【００５８】
以上の７つのステップを経た結果、擬似アップリンク度数Ｃが４以上となれば、当該データフレームは、正常なアップリンク情報に酷似する擬似アップリンク情報であると判別し、図９のステップＳ１４に処理を進め、度数Ｃが３以下となれば、当該データフレームは、正常アップリンク情報との相違が大きいエラーフレームであると判別し、図９のステップＳ１６に処理を進める。
【００５９】
〔「受信履歴情報」を用いた車載機による距離認識〕
次に、光ビーコン４から送信された第２のダウンリンク情報に、擬似アップリンク情報の「受信履歴情報」が含まれていた場合（図９のステップＳ１１を経た場合）の、車載機２による距離認識について説明する。この「受信履歴情報」には、（１）擬似アップリンク情報を受信した旨、（２）擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンクを受信するまでの受信経過時間、（３）擬似アップリンク情報の受信回数、のうち少なくとも１つが含まれる。
【００６０】
図１１は、車載機２におけるアップリンク情報の送信及びダウンリンク情報の受信の時間的経過を示す図である。車載機２の車載コンピュータ２６（補正部３１）は、アップリンク情報を送信してからの経過時間ΔＴｎを常時計測している。アップリンク情報を複数回送信した場合には、それぞれについての経過時間ΔＴ１、・・・ΔＴ（ｎ−２）、ΔＴ（ｎ−１）、ΔＴｎを常時計測する。
擬似アップリンク情報に関する「受信履歴情報」として、上記（１）の情報が含まれている場合、車載コンピュータ２６の補正部３１は、車載機２が最後に送信したｎ回目のアップリンク情報が光ビーコン４に正常に受信され、その前の（ｎ−１）回目のアップリンク情報が擬似アップリンク情報として受信されたものと認識する。
【００６１】
（ｎ−１）回目のアップリンク情報（擬似アップリンク情報）は、アップリンク領域ＵＡの上流端のグレー領域Ｇで送信された蓋然性が高いので、補正部３１は、（ｎ−１）回目のアップリンク情報を送信した時点で、車両がアップリンク領域ＵＡの上流端に位置していたと判断する。したがって、補正部３１は、（ｎ−１）回目のアップリンク情報を送信してから、距離認識部３０において距離認識を行うまでの経過時間ΔＴ（ｎ−１）と、そのときの車両Ｃの走行速度Ｖとから、距離認識を行う時点におけるアップリンク領域ＵＡの上流端からの車両Ｃの走行距離（図４におけるＥ）を求める（Ｅ＝ΔＴ（ｎ−１）・Ｖ）。そして、補正部３１は、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」に係る距離Ｌと、車両の走行距離（補正距離）Ｅとから、下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１を求める（Ｌ１＝Ｌ−Ｅ）。これによって、実際の車両Ｃの位置から下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１を正確に認識することができ、この距離Ｌ１を用いた安全運転支援も正確に行うことができる。
【００６２】
擬似アップリンク情報に関する「受信履歴情報」として、上記（２）の情報、すなわち、擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンク情報を受信するまでの受信経過時間が含まれている場合は、その車載コンピュータ２６の補正部３１は、この受信経過時間（ΔＴ′）と、距離認識部３０において距離認識を行うときの車両の走行速度Ｖとから、アップリンク領域ＵＡの上流端からの車両Ｃの走行距離（図４におけるＥ）を求め（Ｅ＝ΔＴ′・Ｖ）、上記と同様の手順で、距離Ｌを補正して距離Ｌ１を求める。
【００６３】
「受信履歴情報」として、上記（３）の情報、すなわち、擬似アップリンク情報の受信回数が含まれている場合、受信回数が１回であれば、上記（１）で説明した処理と同じ処理を行う。
受信回数が２回の場合、車載コンピュータ２６の補正部３１は、車載機２が最後に送信したｎ回目のアップリンク情報が正常に受信され、その１つ前と２つ前（（ｎ−１）回目及び（ｎ−２）回目）に送信したアップリンク情報が擬似アップリンク情報として受信されたものと認識する。
このうち（ｎ−２）回目のアップリンク情報（擬似アップリンク情報）は、アップリンク領域ＵＡの上流端のグレー領域Ｇで送信された蓋然性が高いので、補正部３１は、（ｎ−２）回目のアップリンク情報を送信した時点で、車両Ｃがアップリンク領域ＵＡの上流端に位置していたと判断する。したがって、補正部３１は、（ｎ−２）回目のアップリンク情報を送信してから、距離認識部３０において距離認識を行うまでの経過時間ΔＴ（ｎ−２）と、そのときの車両Ｃの走行速度Ｖとから、距離認識を行う時点における、アップリンク領域ＵＡの上流端からの車両Ｃの走行距離（図４におけるＥ）を求める（Ｅ＝ΔＴ（ｎ−２）・Ｖ）。そして、補正部３１は、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」に係る距離Ｌと、車両Ｃの走行距離（補正距離）Ｅとから、下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１を求める（Ｌ１＝Ｌ−Ｅ）。
【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、アップリンク領域ＵＡの上流端付近で送信されたアップリンク情報が正常に受信されなかった場合でも、そのアップリンク情報が正常なアップリンク情報に酷似する擬似アップリンク情報であった場合には、その「受信履歴情報」を残し、これを「距離情報」とともに第２のアップリンク情報に含めて車載機２に送信することで、車載機２において、「受信履歴情報」を用いた「距離情報」の補正が可能となり、その下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１を正確に認識することができる。したがって、この距離Ｌ１を用いた安全運転支援も正確に行うことができる。
なお、車両Ｃがジャイロセンサ（図示略）を搭載している場合には、走行する車両Ｃの向きを取得することも可能となるので、車両Ｃの走行速度Ｖに加えて車両Ｃの向きを加味して車両Ｃの走行距離Ｅをより一層正確に算出するようにしてもよい。
【００６５】
本発明は上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、次のように設計変更することができる。
（１）上記実施形態では、アップリンク情報が正常か否かを判別するために、データフレームのＣＲＣ値の演算をＣＰＵ４１で行っているが、受信コントローラ４３で行ってもよい。この場合、受信コントローラ４３は、取り込んだデータフレームをメモリのバッファ領域に書き込んだ後にＣＲＣ値の演算を行う。そして、ＣＲＣ比較によって正常アップリンク情報が受信されたものと判断すると、受信コントローラ４３はその旨をＣＰＵ４１に通知し、ＣＰＵ４１は、メモリに記憶されているデータフレームの中から擬似アップリンクが存在するか否かを判別すればよい。
【００６６】
（２）擬似アップリンク情報の判別方法は、上記実施形態で説明したものに限定されず、適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、アップリンク情報のフレームに含まれるヘッダ部６３の一部の内容を判別項目として採り上げたが、ヘッダ部６３における他の内容を判別項目としたり、実データ部６４に含まれる内容を判別項目としたりすることができる。また、車載機２から送信されるアップリンク情報に、擬似アップリンク判別用の専用データ列を含ませておき、そのデータ列の有無により擬似アップリンク情報の判別を行ってもよい。また、受信したデータフレームから演算したＣＲＣ値と、そのデータフレームに含まれるＣＲＣ値とを比較した結果、その差が微差である場合に擬似アップリンク情報を受信したと判断してもよい。
【００６７】
また、正常なアップリンク情報を受信した後、擬似アップリンク情報を受信していたかどうかを判断する方法を用いた場合は、正常なアップリンク情報に含まれる車両ＩＤを示すデータ（５バイト程度）と同じデータが含まれているか否かによって擬似アップリンク情報であるか否かを判別してもよい。例えば、受信した正常アップリンク情報から車両ＩＤを取り出し、擬似アップリンク情報か否かを判別しようとする対象に、当該車両ＩＤと同一の車両ＩＤが含まれている場合には、擬似アップリンク度数Ｃを用いるまでもなく即座に擬似アップリンク情報であると判断するようにしてもよい。
けだし、通常、車両ＩＤには車両Ｃにユニークなデータ列が割り当てられているため、当該データ列が完全に一致するのであれば、非常に高い確率で同一の車載機が送信した擬似アップリンク情報と見なすことができるからである。
【００６８】
（３）上記実施形態では、正常アップリンク情報をＣＲＣ値の比較によって判別しているが、さらに、データフレームの具体的内容を検査することによって判別してもよい。例えば、正常なアップリンク情報に所定の決められたデータ列が含まれる場合には、受信したデータフレームにそのデータ列が存在するか否かによって正常アップリンク情報か否かを判別することができ、正常なアップリンク情報に数値範囲の限られたデータ列が含まれる場合には、受信したデータフレームのデータ列が当該範囲内にあるか否かによって正常アップリンク情報か否かを判別することができる。また、正常なアップリンク情報に互いに関連性を有する複数のデータ項目が含まれる場合には、受信したデータフレームに関連性の矛盾がないかどうかを検査することによって、正常アップリンク情報か否かを判別することができる。
【００６９】
（４）上記実施形態において、アップリンク領域ＵＡの上流端とダウンリンク領域ＤＡの上流端とは一致されているが、ダウンリンク領域ＤＡの上流端をアップリンク領域ＵＡの上流端よりも上流側に設定してもよい。この場合、車載機２は、第１のダウンリンク情報をアップリンク領域ＵＡよりも上流側で受信することが多くなり、その後のアップリンク情報は、アップリンク領域ＵＡの上流端付近にあるグレー領域Ｇで送信される可能性がより高くなる。したがってこの場合、本発明を適用することがより有用である。
【００７０】
（５）擬似アップリンク情報についての「受信履歴情報」としては、「距離情報」を補正可能な内容であれば上記実施形態で説明したものに限定されるものではない。
【００７１】
（６）光ビーコンが送信する「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、アップリンク領域ＵＡ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。例えば、始点となるアップリンク領域ＵＡの上流端付近からアップリンク領域ＵＡ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。この場合、この距離情報を受信した車載コンピュータ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。
【００７２】
また、光ビーコン４が送信する「距離情報」は、始点（通信領域Ａ）と終点（所定位置Ｐ０）の絶対位置（緯度・経度や任意の点を原点とする３次元空間の座標値等）を示す情報の組合せでもよい。この場合、始点と終点との絶対位置を基に、車載機２は所定位置Ｐ０までの距離を算出することができる。また、車載機２側に終点の絶対位置に関する情報が記憶されている場合には、光ビーコン４は、前記距離情報として始点の絶対位置に関する情報のみを送信してもよい。
【００７３】
また、光ビーコン４は、距離情報として、所定位置Ｐ０の地点を含む道路形状の情報や地図とともに、この道路形状情報等における所定位置Ｐ０に対応した情報を車載機に送信してもよい。前記道路形状情報等は、予め車載機に記憶させておいてもよいし、別の通信手段によって車載機に送信してもよく、この場合、光ビーコンは、距離情報として道路形状情報等における前記通信領域Ａに対応した情報（車載機の位置に対応した情報）のみを送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【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】光ビーコンの構成図である。
【図４】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図５】（ａ）はビーコンヘッドの受信部を示す概略側面図、（ｂ）はフォトセンサの正面図である。
【図６】光ビーコンと路車間通信する車載機と、この車載機が搭載された車両の概略構成図である。
【図７】通信領域で行われる路車間通信の手順とデータ内容を示す概念図である。
【図８】アップリンク情報のフレーム構成を示す概念図である。
【図９】正常アップリンク情報及び擬似アップリンク情報を判別し、第２のダウンリンク情報を送信するまでの手順を示すフローチャートである。
【図１０】擬似アップリンク情報の判別手順を示すフローチャートである。
【図１１】車載機におけるダウンリンク情報の受信及びアップリンク情報の送信の時間的経過を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
２ 車載機
４ 光ビーコン
７ ビーコン制御機（通信制御部）
７Ａ 判別部
８ ビーコンヘッド（投受光器）
１０ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１１ フォトセンサ（受信部）
３０ 距離認識部
３１ 補正部
３５ アップリンク情報
３６ 第２のダウンリンク情報
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】
道路上の所定範囲に設定された通信領域において、所定のアップリンク情報を繰り返し送信する車載機と、前記アップリンク情報を受信した後、所定のダウンリンク情報を前記車載機に送信する光ビーコンと、を備えている路車間通信システムにおいて、
前記光ビーコンは、
当該光ビーコンによって正常に受信された正常アップリンク情報と、一部に異常を含むかたちで受信された擬似アップリンク情報とを判別するとともに、この擬似アップリンク情報が受信された場合に当該擬似アップリンク情報についての受信履歴情報を生成する判別部と、
前記正常アップリンク情報の受信に応じて、前記所定のダウンリンク情報に、前記通信領域の上流端付近から車両進行方向下流側の所定位置までの距離に関する距離情報と前記受信履歴情報とを含ませて送信する通信制御部と、を備えており、
前記車載機は、
前記所定のダウンリンク情報に含まれる前記受信履歴情報を用いて前記距離情報を補正し、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路車間通信システム。
【請求項２】
前記受信履歴情報が、以下の少なくとも一つの情報を含むことを特徴とする請求項１記載の路車間通信システム。
（１）擬似アップリンク情報が受信されたことを示す情報
（２）擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンク情報を受信するまでの受信経過時間を示す情報
（３）擬似アップリンク情報が受信された回数を示す情報
【請求項３】
前記受信履歴情報が前記（１）の情報を含む場合、
前記距離認識部は、前記アップリンク情報を送信してからの送信経過時間を計測し、擬似アップリンク情報とされたアップリンク情報の送信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正する機能を有している請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項４】
前記受信履歴情報が前記（２）の情報を含む場合において、
前記距離認識部は、前記受信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正する機能を有している請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項５】
前記受信履歴情報が前記（３）の情報を含む場合、
前記距離認識部は、前記アップリンク情報を送信してからの送信経過時間を計測し、擬似アップリンク情報とされたアップリンク情報のうち最初のものについての送信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正する機能を有している請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの路車間通信システムに用いられることを特徴とする車載機。
【請求項７】
道路上の所定範囲に設定された通信領域において、車載機から繰り返し送信されるアップリンク情報を受信した後、所定のダウンリンク情報を送信する光ビーコンにおいて、
当該光ビーコンによって正常に受信された正常アップリンク情報と、一部に異常を含むかたちで受信された擬似アップリンク情報とを判別するとともに、この擬似アップリンク情報が受信された場合に、当該擬似アップリンク情報についての受信履歴情報を生成する判別部を有し、
前記所定のダウンリンク情報に前記受信履歴情報を含ませるように構成されていることを特徴とする光ビーコン。
【請求項８】
前記受信履歴情報が、以下の少なくとも一つの情報を含むことを特徴とする請求項７記載の光ビーコン。
（１）擬似アップリンク情報が受信されたことを示す情報
（２）擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンク情報を受信するまでの受信経過時間を示す情報
（３）擬似アップリンク情報が受信された回数を示す情報
【請求項１】
道路上の所定範囲に設定された通信領域において、所定のアップリンク情報を繰り返し送信する車載機と、前記アップリンク情報を受信した後、所定のダウンリンク情報を前記車載機に送信する光ビーコンと、を備えている路車間通信システムにおいて、
前記光ビーコンは、
当該光ビーコンによって正常に受信された正常アップリンク情報と、一部に異常を含むかたちで受信された擬似アップリンク情報とを判別するとともに、この擬似アップリンク情報が受信された場合に当該擬似アップリンク情報についての受信履歴情報を生成する判別部と、
前記正常アップリンク情報の受信に応じて、前記所定のダウンリンク情報に、前記通信領域の上流端付近から車両進行方向下流側の所定位置までの距離に関する距離情報と前記受信履歴情報とを含ませて送信する通信制御部と、を備えており、
前記車載機は、
前記所定のダウンリンク情報に含まれる前記受信履歴情報を用いて前記距離情報を補正し、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路車間通信システム。
【請求項２】
前記受信履歴情報が、以下の少なくとも一つの情報を含むことを特徴とする請求項１記載の路車間通信システム。
（１）擬似アップリンク情報が受信されたことを示す情報
（２）擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンク情報を受信するまでの受信経過時間を示す情報
（３）擬似アップリンク情報が受信された回数を示す情報
【請求項３】
前記受信履歴情報が前記（１）の情報を含む場合、
前記距離認識部は、前記アップリンク情報を送信してからの送信経過時間を計測し、擬似アップリンク情報とされたアップリンク情報の送信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正する機能を有している請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項４】
前記受信履歴情報が前記（２）の情報を含む場合において、
前記距離認識部は、前記受信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正する機能を有している請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項５】
前記受信履歴情報が前記（３）の情報を含む場合、
前記距離認識部は、前記アップリンク情報を送信してからの送信経過時間を計測し、擬似アップリンク情報とされたアップリンク情報のうち最初のものについての送信経過時間と車両の走行速度とから車両の走行距離を求め、この走行距離を用いて前記距離情報を補正する機能を有している請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの路車間通信システムに用いられることを特徴とする車載機。
【請求項７】
道路上の所定範囲に設定された通信領域において、車載機から繰り返し送信されるアップリンク情報を受信した後、所定のダウンリンク情報を送信する光ビーコンにおいて、
当該光ビーコンによって正常に受信された正常アップリンク情報と、一部に異常を含むかたちで受信された擬似アップリンク情報とを判別するとともに、この擬似アップリンク情報が受信された場合に、当該擬似アップリンク情報についての受信履歴情報を生成する判別部を有し、
前記所定のダウンリンク情報に前記受信履歴情報を含ませるように構成されていることを特徴とする光ビーコン。
【請求項８】
前記受信履歴情報が、以下の少なくとも一つの情報を含むことを特徴とする請求項７記載の光ビーコン。
（１）擬似アップリンク情報が受信されたことを示す情報
（２）擬似アップリンク情報を受信してから正常アップリンク情報を受信するまでの受信経過時間を示す情報
（３）擬似アップリンク情報が受信された回数を示す情報
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２６９００５（Ｐ２００８−２６９００５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０７１１８（Ｐ２００７−１０７１１８）
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【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２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【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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