路車間通信システムとこれに用いる光ビーコンの通信領域の測定装置及び方法
【課題】 ビーコンヘッド８の直下を走行するだけで、通信領域Ａの基準位置Ｐｒのずれを判定するための測定値を正確に測定する。
【解決手段】 本発明は、車載装置２との間でアップリンク光ＵＯとダウンリンク光ＤＯを送受信するビーコンヘッド８を有する光ビーコン４の通信領域Ａの測定装置に関する。この測定装置は、ダウンリンク切り替え後のダウンリンク光ＤＯを受信した第１の時刻Ｔ１と、ビーコンヘッド８が送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻Ｔ２とを検出し、通信領域Ａの基準位置Ｐｒからアップリンク光ＵＯの送信地点までの位置ずれ情報ΔＬ１〜ΔＬ４を取得し、その第１及び第２の時刻Ｔ１，Ｔ２と位置ずれ情報ΔＬ１〜ΔＬ４とに基づいて、通信領域Ａの基準位置Ｐｒからビーコンヘッド８のヘッド位置Ｐｈまでの距離を算出する。
【解決手段】 本発明は、車載装置２との間でアップリンク光ＵＯとダウンリンク光ＤＯを送受信するビーコンヘッド８を有する光ビーコン４の通信領域Ａの測定装置に関する。この測定装置は、ダウンリンク切り替え後のダウンリンク光ＤＯを受信した第１の時刻Ｔ１と、ビーコンヘッド８が送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻Ｔ２とを検出し、通信領域Ａの基準位置Ｐｒからアップリンク光ＵＯの送信地点までの位置ずれ情報ΔＬ１〜ΔＬ４を取得し、その第１及び第２の時刻Ｔ１，Ｔ２と位置ずれ情報ΔＬ１〜ΔＬ４とに基づいて、通信領域Ａの基準位置Ｐｒからビーコンヘッド８のヘッド位置Ｐｈまでの距離を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビーコンと車載装置との間で行う路車間通信システムと、これに用いる光ビーコンの通信領域の測定装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。
このうち、光ビーコン（光学式車両感知器）は、近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載装置との双方向通信が可能となっている。
この路車間通信システムでは、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装置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装置に送信されるようになっている。
【０００３】
かかる光ビーコンを用いた路車間通信システムとして、アップリンク領域の最上流端とされた通信領域の基準位置から信号機手前の停止線までの距離情報を、ダウンリンク切り替え後のダウンリンク情報に含めるものがある。
この場合、上記距離情報を受けた車載装置において、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、停止や減速を促すように報知したりして、ドライバに対する安全運転支援を行うことができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、上記安全運転支援を行う路車間通信システムの光ビーコンとして、アップリンク領域を車両進行方向に分割して複数の分割領域を設定し、この各分割領域に対応してアップリンク情報を受信する複数の受光素子を投受光器に搭載したものも、既に提案されている（特許文献２参照）。
かかる分割領域に対応する複数の受光素子を有するタイプ（以下、「ＰＤ分割タイプ」ということがある。）の光ビーコンによれば、どの受光素子でアップリンク光を受光したかにより、通信領域の基準位置（例えば、アップリンク領域の最上流端）と実際のアップリンク送信位置との位置ずれ量を、分割領域ごとに特定することができる。
【０００５】
このため、上記ＰＤ分割タイプの光ビーコンを用いた路車間通信システムにおいて、通信領域の基準位置から停止線までの距離情報に加えて、アップリンク光を受信した受光素子に対応する位置ずれ量（補正量）を、ダウンリンク切り替え後のダウンリンク情報に含めて車載装置に通知することにより、実際のアップリンク送信位置から所定位置までの距離を車両側で正確に把握でき、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（特許文献２の請求項４及び５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３１７１６６号公報
【特許文献２】特開２００８−１８６３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ビーコンヘッド内の受光素子が経年変化で劣化したり、ビーコンヘッドの窓部に粉塵が付着したりして、通信領域が初期の設定状態からずれることがあり、この場合、ダウンリンク光で通知する距離情報が実距離と相違することになるので、安全運転支援に支障を来すことになる。
従って、上記安全運転支援を行う路車間通信システムにおいて、車両の位置標定精度を長期に渡って維持するためには、最初に設定した通信領域が保たれているかを定期的に測定する必要がある。
【０００８】
かかる通信領域の測定方法としては、ビーコンヘッドに対応する車線に近赤外線光の発光装置を設置して、この装置が送出するアップリンク光を受光可能な最上流端（通信領域の基準位置）を実測し、この位置が例えばビーコンヘッドの設置位置等の他の基準位置から、どの程度離れているかを測定することが考えられる。
しかし、このような実測作業では、作業が大がかりとなって人件費その他の費用が嵩むとともに、交通規制が必要となるので交通渋滞を招きかねないという問題がある。
【０００９】
そこで、例えば図９（ａ）に示すように、道路横断方向に光信号を送出する発光素子を光ビーコンの支柱に設け、その光信号によってヘッド直下の通過時刻ｔｂを、光ビーコンと路車間通信を行う車載装置を搭載した車両で検出することが考えられる。
この場合、光ビーコンとの通信開始時刻（ダウンリンク光の受信時点）ｔａから上記通過時刻ｔｂまでの走行距離を算出すれば、その走行距離の値によって通信領域の基準位置が大きくずれているか否かを判定することができる。
【００１０】
また、図９（ｂ）に示すように、路上標識の特定ポイントの通過時刻ｔｃを車載カメラ等によって車両側で検出することも考えられる。
この場合も、特定ポイントの通過時刻ｔｃから光ビーコンとの通信開始時刻（ダウンリンク光の受信時点）ｔａまでの間の走行距離を算出すれば、その走行距離の値によって通信領域の基準位置が大きくずれているか否かを判定することができる。
【００１１】
しかし、図９（ａ）の場合には、他車両等の障害物によって発光素子の光信号が遮られると、車両側においてヘッド直下の通過時点ｔｂを検出できないという欠点がある。
また、図９（ｂ）の場合には、路上標識の塗装が剥がれたり、路上標識に雪やゴミ等が堆積したりすると、特定ポイントの通過時刻ｔｃを正確に検出できなくなる。このため、走行距離が不正確になって、通信領域の基準位置がずれているか否かの判定を見誤る恐れがある。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ビーコンヘッドの直下を走行するだけで、通信領域の基準位置のずれを判定するための測定値を正確に測定できる通信領域の測定装置等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】
【００１３】
（１） 本発明の測定装置は、車載装置との間でアップリンク光とダウンリンク光を送受信するビーコンヘッドを有する光ビーコンの通信領域の測定装置であって、ダウンリンク切り替え後の前記ダウンリンク光を受信した第１の時刻と、前記ビーコンヘッドが送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻とを検出する時刻検出部と、前記通信領域の基準位置から前記アップリンク光の送信地点までの位置ずれ情報を取得する情報取得部と、前記第１及び第２の時刻と前記位置ずれ情報とに基づいて、前記通信領域の基準位置から前記ビーコンヘッドのヘッド位置までの距離を算出する距離算出部と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の測定装置によれば、上記時刻検出部が、距離算出部が、ダウンリンク切り替え後のダウンリンク光を受信した第１の時刻と、ビーコンヘッドが送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻とを検出し、上記情報取得部が、通信領域の基準位置から前記アップリンク光の送信地点までの位置ずれ情報を取得し、上記距離算出部が、それらの時刻と位置ずれ情報とに基づいて、通信領域の基準位置からビーコンヘッドのヘッド位置までの距離を算出するので、ビーコンヘッドの直下を走行するだけで、通信領域の基準位置のずれを判定するための測定値（前記距離）を正確に測定することができる。
【００１５】
（２） 本発明の測定装置において、前記車両感知用の光信号を受信する受光素子と、この受光素子が前記ヘッド位置にある場合にのみその受光レベルが増大するように、当該受光素子に対する車両進行方向の受光範囲を制限する制限部材とを更に備えていることが好ましい。
この場合、前記時刻検出部において、前記光信号を前記受光素子が検出した時刻を前記第２の時刻として採用するだけで、当該第２の時刻を正確に特定することができる。
【００１６】
（３） 前記制限部材は、具体的には、前記車両感知用の光信号が通過するスリットを有する板材や、その光信号が通過する上下方向に長い通過孔を有する筒体により構成することができる。
【００１７】
（４） また、本発明の測定装置において、前記車両感知用の光信号を受信する受光素子を更に備えている場合に、前記時刻検出部は、前記受光素子の受信レベルの上昇変化と下降変化の双方に基づいて、前記第２の時刻を検出することにしてもよい。
（５） すなわち、より具体的には、前記時刻検出部において、前記受光素子の受信レベルが所定の閾値を超えた時点とその後に当該閾値よりも小さくなった時点の中間時点を、前記第２の時刻として採用すれば、前述の制限部材を設けなくても第２の時刻を正確に特定することができる。
【００１８】
（６） 本発明の測定装置は、前記距離から求めた前記通信領域の基準位置のずれ量が所定の閾値以上である場合に、当該光ビーコンに異常が発生した旨の情報を、前記アップリンク光を通じて前記ビーコンヘッドに送信する光送信部を、更に備えていることが好ましい。
この場合、上記情報を受信した光ビーコンが例えば中央装置にその情報を転送することにより、当該光ビーコンの異常をオンラインで迅速に察知することができる。
【００１９】
（７） また、この場合、前記光ビーコンに異常が発生した旨の情報に、前記ずれ量に応じた異常の確度情報を含めるようにすれば、当該光ビーコンに施すべき対応策を確度情報に応じて選択することができ、異常対応を迅速かつ適切に行うことができる。
【００２０】
（８） 本発明の路車間通信システムは、このシステムを構成する車載装置として本発明の測定装置を採用したものであり、当該測定装置と同様の作用効果を奏する。
（９） また、本発明の測定方法は、本発明の測定装置が行う測定方法であり、当該測定装置と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２１】
以上の通り、本発明によれば、測定装置がビーコンヘッドの直下を走行するだけで、通信領域の基準位置のずれを判定するための測定値を正確に測定できるので、交通規制を伴う作業を行わなくても、通信領域の変動を発見することができる。このため、その変動に伴う路車間通信の信頼度の低下を簡便に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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】光ビーコンを設置した道路の平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図４】車載装置とこれを搭載した車両の概略構成図である。
【図５】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６】通信用の受光素子がアップリンク情報を受信してからダウンリンク情報を送信する手順を示す概略図である。
【図７】測定用の受光素子の受光レベルの変化の一例を示すグラフである。
【図８】測定用の受光素子と制限部材との位置関係を示す側面図である。
【図９】車両走行による通信領域の測定方法の比較例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔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を走行する各車両Ｃに搭載された車載装置２とを備えている。
交通管制システム１は、管制室に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを有する。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装置２との間で双方向通信を行うことができる。なお、中央装置３は交通管制室に設けられている。
【００２４】
〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４は、情報中継装置等よりなる通信部６に接続されたビーコン制御機７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図例では４つ）のビーコンヘッド（投受光器）８とを備え、通信部６は、電話回線等の通信回線５によって中央装置３と接続されたている。
各ビーコンヘッド８は、発光素子（例えば、発光ダイオード：ＬＥＤ）１０と受光素子（例えば、フォトダイオード：ＰＤ）１１とを含む光トランシーバと、車両感知用の感知センサ１２とを筐体の内部に有している（図３も併せて参照）。
【００２５】
このうち、発光素子１０は、近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯ（ダウンリンク情報３４，３６を構成する光信号）を後述する通信領域Ａに発光し、受光素子１１は、車載装置２からの近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報３５を構成する光信号）を受光する。
ビーコンヘッド８には、後述するアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応して複数（図例では４つ）の前記発光素子１１が設けられている。
【００２６】
この複数の受光素子１１は、電気出力信号を増幅してデジタル信号に変換する増幅器やＡ／Ｄ変換回路とともに、アップリンク光ＵＯの光受信部を構成している。
上記感知センサ１２は、近赤外線等の検出波を送信してその反射波を受信する送受信器よりなり、その検出波を路面に向けて間欠的（例えば１０ミリ秒ごと）に照射し、その検出波の反射波が車両Ｃからのものか路面からのものかを判定することにより、車両Ｃの存在を感知するものである。
【００２７】
図２は、上記光ビーコン４を設置した道路Ｒの平面図である。
図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されており、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた前記複数のビーコンヘッド８と、これらビーコンヘッド８を一括制御する制御部である１台の前記ビーコン制御機７とを備えている。
【００２８】
上記ビーコン制御機７は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するプログラマブルなマイコンよりなり、通信部６（図１）を介した中央装置３との双方向通信と、ビーコンヘッド８による車載装置２との路車間通信を行う通信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による路車間通信の内容については後述する。
また、ビーコン制御機７は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。
【００２９】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１３に設置されている。また、各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１４に取り付けられ、道路Ｒの各車線Ｒ１〜Ｒ４の直上に配置されている。
各ビーコンヘッド８の発光素子１０は、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、車載装置２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。
【００３０】
〔通信領域について〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、車載装置２の投受光器である車載ヘッド２７がダウンリンク情報を受信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のビーコンヘッド８が車載ヘッド２７からのアップリンク情報を受信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。
【００３１】
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上の所定の位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲である。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で示された範囲である。
従って、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端ｃは互いに一致し、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図３の右側部分）と重複している。また、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは、通信領域Ａ全体の同方向長さと一致している。
【００３２】
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、ビーコンヘッド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。従って、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。
【００３３】
しかしながら、本実施形態では、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、上記規定よりも上流側及び下流側へ長く設定されている。その結果、アップリンク領域ＵＡは上記規定よりも車両進行方向に広がり、同時にダウンリンク領域ＤＡも上記規定よりも車両進行方向に広がっている。
このようにアップリンク領域ＵＡ及びダウンリンク領域ＤＡが広くなると、車載装置２と光ビーコン４との間のアップリンク情報３５及びダウンリンク情報３４，３６の送受信の確実性が増すことになる。
【００３４】
更に、アップリンク領域ＵＡは、車両Ｃの走行位置が特定可能な程度に当該領域ＵＡを車両進行方向に複数に分割してなる分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４よりなる。具体的には、本実施形態のアップリンク領域ＵＡは、位置ｄを上端とし、道路Ｒ上の位置ｅ１〜ｅ３を下端とする３本の境界線（境界部）ＢＬによって４つに分割されている。
ビーコンヘッド８に設けられた４つの受光素子１１（図１参照）は、それぞれアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４を受信領域としている。従って、例えば、最も上流側に位置する分割領域ＵＡ１内で車載ヘッド２７から送信されたアップリンク光ＵＯは、この分割領域ＵＡ１に対応する受光素子１１によって受光される。
【００３５】
また、図３に示すように、交通量を検出するための感知センサ１２は、各車線Ｒ１〜Ｒ４の直下に向けて近赤外線等の検出波を送出しており、これにより、前記通信領域Ａの下流側よりに、当該感知センサ１２による感知領域Ｋが配置されている。
車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに設けられた各ビーコンヘッド８の感知センサ１２は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する感知領域Ｋを車両Ｃが通過した時の反射波を検出することにより、当該車両Ｃの存在を感知する。
【００３６】
ビーコン制御機７は、車両Ｃが存在しない場合には感知センサ１２からＯＦＦ信号を受信し、車両Ｃが存在する場合にはＯＮ信号を受信し、このＯＮ信号の数をカウントすることにより、各車線Ｒ１〜Ｒ４を通過する車両Ｃの台数（交通量）を検出可能である。
また、ビーコン制御機７は、上記ＯＮ信号の継続時間（感知センサ１２が車両Ｃの存在を感知し続ける占有時間）により、交通量だけでなく、車両Ｃの走行速度も検出することができる。
【００３７】
〔車載装置及び車両の構成〕
図４は、光ビーコン４と路車間通信を行う車載装置２と、この車載装置２を搭載した車両Ｃの概略構成図である。
図４に示すように、この車両Ｃは、ドライバの搭乗席（図示せず）を有する車体２１と、この車体２１に搭載された前記車載装置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。
【００３８】
ＥＣＵ２２は、ドライバのアクセル操作に基づくエンジン２３の駆動制御や、ブレーキ操作に基づく制動制御等、車両Ｃに対する各種の制御を行う。
車載装置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。
【００３９】
上記車載ヘッド２７は、ビーコンヘッド８の場合と同様に、発光ダイオード等よりなる通信用の発光素子１７と、フォトダイオード等よりなる通信用の受光素子１８と、通信用ではない別の受光素子１９とを備えている。
このうち、通信用の発光素子１７は、近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯを発光し、通信用の受光素子１８は、通信領域Ａに発光された近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯを受光する。また、第２の受光素子１９は、後述する距離測定用のものであり、感知センサ１２が感知領域Ｋに発光した光信号を受光する。
もっとも、使用する周波数や波長を異ならせることで、通信用の受光素子１８を距離測定用として兼用することにしてもよい。
【００４０】
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、所定のコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが、時刻検出部３０、情報取得部３１及び距離算出部３２として機能する。これらの各機能部３０，３１，３２は通信領域Ａの測定処理を行うが、その詳細は後述する。
【００４１】
〔路車間通信の内容〕
図５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に対応するビーコンヘッド８から、ダウンリンクの切り替え前の第１情報として、車線通知情報を含む第１のダウンリンク情報３４を、各車線Ｒ１〜Ｒ４のダウンリンク領域ＤＡに所定の送信周期で常に送信し続けている（図５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。
【００４２】
車載装置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、車載装置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、車載装置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５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５のＦ３）。
【００４３】
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。
【００４４】
一方、光ビーコン４のビーコンヘッド８がアップリンク情報３５受信すると（図５のＦ４）、ビーコン制御機７は、即座にダウンリンクの切り替えを行い、第２情報として、車両ＩＤ情報を有する車線通知情報を含む第２のダウンリンク情報３６の送信を開始する（図５のＦ５）。
この第２のダウンリンク情報３６の送信は、所定時間内において可能な限り繰り返される（図５のＦ６）。
【００４５】
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。
【００４６】
第２のダウンリンク情報３６には、車両ＩＤを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、及び、ドライバに対する安全運転支援のための支援情報等が含まれている。
この支援情報には、光ビーコン４より下流側の信号機の灯色が変わるタイミング情報である信号情報の他、アップリンク領域ＵＡからその下流側の所定位置（例えば、停止線）までの長さ情報である距離情報等が含まれている。
【００４７】
図５に示すように、第２のダウンリンク情報３６は、単一又は複数の最小フレーム３７で構成されている。前記「近赤外線式インタフェース規格」によれば、この最小フレーム３７のデータ量は合計１２８バイトと規定され、ヘッダ部３８に５バイト、実データ部３９に１２３バイトが割り当てられている。
前記規格によれば、第２のダウンリンク情報３６は、１〜８０個の最小フレーム３７で構成することができ、送信可能時間は２５０ｍｓに設定されている。また、このダウンリンク情報３６は送信すべき情報量に対応した任意数の最小フレーム３７で構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。
【００４８】
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。
車載装置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５のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンク切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報３５の送信を停止する。
【００４９】
本実施形態の路車間通信システムは、車載装置２の車載コンピュータ２６において、通信領域Ａからその下流側の所定位置Ｐ０（図３参照）までの距離を認識して位置標定を行い（図５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安全運転支援システムとして利用することができる。
以下、第２のダウンリンク情報３６に格納される距離情報の内容と、これに基づいて車載装置２が実行可能な安全運転支援の内容について説明する。
【００５０】
〔距離情報の内容〕
図３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の基準位置Ｐｒから下流の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ０と、その基準位置Ｐｒから分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の代表位置Ｐ１〜Ｐ４までの距離（補正量）ΔＬ１〜ΔＬ４を、距離情報として予め記憶装置に記憶している。
【００５１】
なお、本実施形態では、距離Ｌ０の上流端（始点）は、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃの位置に設定され、距離Ｌ０下流端（終点）Ｐ０は、光ビーコン４の下流側に設置された、例えば信号機手前の停止線４０の位置に設定されている。
また、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の代表位置Ｐ１〜Ｐ４は、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４における道路Ｒ上の車両進行方向のほぼ中央位置に設定されている。
【００５２】
もっとも、停止線４０と分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４との相対的な位置関係が把握できればよいので、通信領域Ａの基準位置Ｐｒ（距離Ｌ０の上流端）はアップリンク領域ＵＡよりも上流側に設定してもよい。
ビーコン制御機７は、上記距離Ｌ０と距離ΔＬ１〜ΔＬ４を含む距離情報を、第２のダウンリンク情報３６の送信フレームに格納し、当該フレームをビーコンヘッド８に繰り返し送出させる。
【００５３】
すなわち、ビーコン制御機７は、予め記憶装置に記憶された複数の補正用の距離ΔＬ１〜ΔＬ４のうちのいずれかを選択して、第２のダウンリンク情報３６の送信フレームに格納する。
この場合、どの距離ΔＬ１〜ΔＬ４を選択するかは、ダウンリンクの切り換え前に、４つの発光素子ＰＤ１〜ＰＤ４（図６参照）のうちのどれがアップリンク情報３５を受信したかによって決定される。
【００５４】
例えば、図６に示すように、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応する発光素子１１をそれぞれＰＤ１〜ＰＤ４とし、最上流側の分割領域ＵＡ１において車載装置２がアップリンク光ＵＯ（図３の実線矢印）を送信して、これを分割領域ＵＡ１に対応する受光素子ＰＤ１が受光したとする。
この場合、ビーコン制御機７は、上記アップリンク光ＵＯをアップリンク情報３５として認識すると、分割領域ＵＡ１に対応する距離ΔＬ１を選択して、ダウンリンクの切り換えを行った上で、距離Ｌ０と距離ΔＬ１を含む第２のダウンリンク情報３６を生成し、この情報３６を発光素子１０に送信させる。
【００５５】
また、ビーコン制御機７は、その他の分割領域ＵＡ２〜ＵＡ４に対応するフォトダイオードＰＤ２〜ＰＤ４が受光したアップリンク光ＵＯによってアップリンク情報３５を認識した場合は、いずれかの距離ΔＬ２〜ΔＬ４を選択し、この選択した距離ΔＬ２〜ΔＬ４と距離Ｌ０を含む第２のダウンリンク情報３６を生成する。
このように、ビーコン制御機７は、アップリンク情報３５を受信した発光素子ＰＤ１〜ＰＤ４によって距離Ｌ０に対する補正量ΔＬ１〜ΔＬ４を特定し、この補正量についてもダウンリンク切り替え後のダウンリンク情報３６に含める。
【００５６】
〔安全運転支援の内容〕
上記距離情報を含む第２のダウンリンク情報３６を車載ヘッド２７が受信すると、車載コンピュータ２６において、ダウンリンク情報３６から距離Ｌ０及び補正用の距離ΔＬ１〜ΔＬ４を抽出すれば、基準位置Ｐｒから所定位置Ｐ０までの距離Ｌ０を、自車両Ｃの走行位置からの距離Ｌ１〜Ｌ４に補正することができる。
従って、車載コンピュータ２６は、補正後の距離Ｌ１〜Ｌ４を利用してドライバに対する安全運転支援を行うことができる。
【００５７】
なお、本実施形態の車両Ｃは、後述の通信領域Ａの測定処理を実行すること主目的としているので、安全運転支援を行う必要は特にないが、本発明の理解を容易にするため、以下において、車載コンピュータ２６が行い得る安全運転支援の内容を説明する。
例えば、車載コンピュータ２６は、停止線４０までの距離Ｌ１〜Ｌ４と現時点の車両Ｃの走行速度とから、その停止線４０の手前で停止するための減速度（負の加速度）を算出し、その減速度をＥＣＵ２２に通知する。
【００５８】
ＥＣＵ２２は、当該減速度となるようにブレーキ装置２４を作動させ、これにより、車両Ｃを停止線４０の手前で自動停止させることができる。
また、車載コンピュータ２６による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、停止線４０までの実際の距離Ｌ１〜Ｌ４をディスプレイ２８に表示させてもよいし、現時点の車両Ｃの走行速度が速すぎる場合には、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。
【００５９】
更に、車載コンピュータ２６は、補正後の距離Ｌ１〜Ｌ４に加えて、第２のダウンリンク情報３６に含まれる交通信号の現示情報を用いて安全運転支援を行うこともできる。
ここで、現示情報とは、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のことであり、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。この現示情報が分かれば、停止線４０までの距離Ｌ１〜Ｌ４と車両Ｃの走行速度Ｖから、停止線４０に到着するまでの所要時間を推定した上で、当該所要時間経過後の信号灯色を推定することができる。
【００６０】
このため、現時点の信号灯色は青信号であるが、停止線４０の到着時点では赤信号と予測されるような場合には、安全に停止線４０の手前で停止することができるように、車両Ｃを制動するための制御を行う。
逆に、減速しなければ安全に交差点を通過できると判断できるような場合には、車両Ｃの速度を維持するための制御を行うことができる。車載コンピュータ２６は、車両Ｃを制動したり速度を維持したりするため、車両のブレーキ装置２４（図４）やアクセルに対して直接的に制御を行ってもよい。
【００６１】
また、車載コンピュータ２６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よい。
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通知されない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もできる。
【００６２】
〔通信領域の測定処理〕
次に、車載装置２における車載コンピュータ２６において、その各部３０〜３２が実行する通信領域Ａの測定処理の内容を説明する。
まず、車載コンピュータ２６の時刻検出部３０は、ダウンリンク切り替え後のダウンリンク光ＤＯである第２のダウンリンク情報３６を、通信用の受光素子１８が受信した第１時刻Ｔ１（図３参照）と、ビーコンヘッド８の感知センサ１２が送出する車両感知用の光信号を、測定用の発光素子１９が受信した第２時刻Ｔ２（図３参照）とを検出する。
【００６３】
このうち、上記第１時刻Ｔ１は、アップリンク光ＵＯの送信時刻とほぼ同じと見なすことができる。すなわち、ビーコン制御機７は、通常、アップリンク光ＵＯの受信後に即時にダウンリンク切り替えを行ってダウンリンク光ＤＯを送信し、これを車載装置２の受光素子１８が受信する。
従って、アップリンク光ＵＯの送信→ダウンリンク光ＵＯの送信→ダウンリンク光ＤＯの受信までの時間（図５のＦ２〜Ｆ７の時間）は位置評定精度としては短時間であり、受光素子１８によるダウンリンク光ＤＯの受信時刻（第１時刻Ｔ１）は、自車両Ｃからのアップリンク光ＵＯの送信時刻とほぼ同時刻と見なしてよい。
【００６４】
一方、時刻検出部３０は、第２時刻Ｔ２については、測定用の受光素子１９の受信レベルの上昇変化と下降変化の双方に基づいて検出する。図７は、測定用の受光素子１９の受光レベルの変化の一例を示すグラフである。
図７に示すように、時刻検出部３０は、測定用の受光素子１９の受光レベルを、記憶装置が記憶する所定の閾値Ｔｈと対比して第２時刻Ｔ２を検出する。具体的には、受光レベルが閾値Ｔｈを超えた時点をｔ１とし、その後に閾値Ｔｈを下回った時点をｔ２とすると、それらの時点ｔ１，ｔ２の中間時点が第２時刻Ｔ２として採用される。
【００６５】
なお、受光レベルの閾値Ｔｈをできるだけ大きめに設定し、上記時点ｔ１，ｔ２間の時間差が無視できる程度に小さくなるようにすれば、中間地点を第２時刻Ｔ２とする必要はなく、閾値Ｔｈを超えた時点を第２時刻Ｔ２として採用することができる。
【００６６】
情報取得部３１は、第２のダウンリンク情報３６に含まれている補正量ΔＬ１〜ΔＬ４のうちのいずれかを抽出し、この補正量ΔＬ１〜ΔＬ４を、通信領域Ａの基準位置Ｐｒとアップリンク光ＵＯの送信地点Ｐ１〜Ｐ４までの位置ずれ情報として取得する。
すなわち、例えば図３に示すように、車両Ｃの車載装置２が最上流側のアップリンク領域ＵＡ１でアップリンク光ＵＯを送出したとすると、第２のダウンリンク情報３６には、補正量ΔＬ１が含まれているので、この補正量ΔＬ１が位置ずれ情報として採用される。
【００６７】
なお、２番目以降のアップリンク領域ＵＡ２〜ＵＡ２でアップリンク光ＵＯが送出された場合には、それぞれ対応する補正量ΔＬ２〜ΔＬ４が第２のダウンリンク情報３６に含まれているので、そのうちのいずれかの補正量ΔＬ２〜ΔＬ４が位置ずれ情報として採用される。
そして、車載コンピュータ２６の距離算出部３２は、上記第１時刻Ｔ１、第２時刻Ｔ２及び補正量ΔＬ１〜ΔＬ４に基づいて、通信領域Ａの基準位置Ｐｒからビーコンヘッド８のヘッド位置Ｐｈまでの距離を算出する。
【００６８】
具体的には、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までの時間を車両Ｃが等速で走行すると仮定して、距離算出部３２は、車両Ｃの速度Ｖに時間ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）を乗算して走行距離Ｘ（図３参照）を算出し、この距離Ｘに補正量ΔＬ１〜ΔＬ４を加算して、基準位置Ｐｒからヘッド位置Ｐｈまでの距離を求める。なお、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２の車速パルス数の差ΔＣｖを求め、ΔＣｖ×（距離／１パルス）によって走行距離Ｘ（図３参照）を求めることにしてもよい。
また、車載コンピュータ２６は、上記距離算出部３２が求めた基準位置Ｐｒからヘッド位置Ｐｈまでの距離を光ビーコン４のビーコンＩＤごとに収集し、これを記憶装置に記憶させる。
【００６９】
ここで、仮に、ビーコンヘッド８の受光素子１１が経年変化で劣化したり、ビーコンヘッド８の窓部が粉塵で汚れていたりして、通信領域Ａの基準位置Ｐｒが設置当初の状態からずれていたとすると、基準位置Ｐｒからヘッド位置Ｐｈまでの距離も設置当初の値からかけ離れたものとなる。
従って、各光ビーコン４について車載コンピュータ２６が収集した上記距離を、設置当初の値と比べることにより、ビーコンヘッド８やその内部の受光素子１１に異常があったか否かを推定することができる。
【００７０】
もっとも、通信領域Ａの基準位置Ｐｒが設置当初の状態からずれる原因は、車両Ｃ側にある場合もある。例えば、雨天走行時においてワイパーが光ビーコン４と車載装置２との間の送受信を阻害する場合や、車載装置２の受信部に太陽光が入射して受信不能となる場合や、車載装置２側の受信部の故障や性能劣化などがこれに当たる。
従って、基準位置Ｐｒからヘッド位置Ｐｈまでの距離の設置当初からのずれ量を評価する場合には、複数の測定データに基づいて統計的に処理することが好ましい。
【００７１】
このように、本実施形態の車載装置２によれば、車載コンピュータ２６の距離算出部３２が、第１時刻Ｔ１、第２時刻Ｔ２及び位置ずれ情報である補正量ΔＬ１〜ΔＬ４に基づいて、通信領域Ａの基準位置Ｐｒからビーコンヘッド８のヘッド位置Ｐｈまでの距離を算出するので、ビーコンヘッド８の直下を走行するだけで、通信領域Ａの基準位置Ｐｒのずれを判定するための測定値（ＰｒからＰｈまでの距離）を測定することができる。
このため、交通規制を伴う測定作業を行わなくても、通信領域Ａの変動を発見することができ、その変動に伴う路車間通信の信頼度の低下を簡便に防止することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、ビーコンヘッド８に当初から組み込まれている感知センサ１２の光信号によって第２時刻Ｔ２を検出しているので、例えば図９（ｂ）に示すような、ヘッド位置検出用の発光素子を別途支柱に設ける場合に比べて、車載装置２を利用した測定作業を低コストで行えるとともに、他の車線を通行する車両Ｃで光信号が遮られることがないので、測定作業を正確かつ確実に実行できるという利点もある。
【００７３】
車載装置２の処理コンピュータ２６において、基準位置Ｐｒの設置当初の状態からのずれ量が所定の閾値（例えば、１ｍ）よりも大きい場合に、ビーコンヘッド８やその内部の受光素子１１に異常があることを、車載ヘッド２７が送出するアップリンク情報３５によって光ビーコン４に通知することで、システムの信頼性を向上させることも可能である。
この際、異常が発生した旨の情報を受信した当該光ビーコン４が、例えば中央装置３にその情報を転送するようにすれば、その光ビーコン４の異常をオンラインで迅速に察知できるようになる。
【００７４】
また、この場合、上記ずれ量の大きさと情報提供の確からしさ（確度）のランク分けを行っておき、当該ずれ量に対応する異常の確度情報を、アップリンク情報３５を通じて光ビーコン４に通知することにしてもよい。
この場合、異常と推定される光ビーコン４に施すべき対応策を上記確度情報に応じて選択することができ、異常対応を迅速かつ適切に行うことができる。
【００７５】
〔第２時刻の検出方法の変形例〕
図８は、測定用の受光素子１９と制限部材２０との位置関係を示す側面図である。
図８（ａ）（ｂ）に示す各制限部材２０は、受光素子１９がヘッド位置Ｐｈにある場合にのみその受光レベルが増大するように、当該受光素子１９に対する車両進行方向の受光範囲を制限する機能を有する。
【００７６】
このうち、図８（ａ）の制限部材２０は、車両感知用の光信号が通過するスリットを有する板材２０Ａによりなる。この板材２０Ａは、受光素子１９の中心の直上にスリットが来るように受光素子１９の上方に配置されており、感知センサ１２からの光信号の車両進行方向の幅をスリットで絞ることができる。
また、図８（ｂ）の制限部材２０は、車両感知用の光信号が通過する上下方向に長い通過孔を有する筒体２０Ｂによりなる。この筒体２０Ｂは、軸心方向が上下方向に向きかつその軸心が受光素子１９の中心の直上に来るように、受光素子１９の上方に配置されており、感知センサ１２からの光信号の車両進行方向の幅を通過孔で絞ることができる。
【００７７】
かかる板材２０Ａや筒体２０Ｂよりなる制限部材２０を使用すれば、受光素子１９がヘッド位置Ｐｈにある場合にのみその受光レベルが増大するように、受光素子１９に対する光信号の車両進行方向の受光範囲が制限されるので、受光素子１９が所定の閾値を超えた時点を検出すれば、その時点をそのまま第２時刻Ｔ２として採用することができる。
【００７８】
〔その他の変形例〕
上記実施形態は本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上記実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲及びその構成と均等な全ての変更が含まれる。
【００７９】
例えば、上記実施形態において、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応する補正用の各距離ΔＬ１〜ΔＬ４の識別番号を路車間で共有しておき、いずれかの識別番号を第２のダウンリンク情報３６に含ませるようにしてもよい。
この場合、車載コンピュータ２６の情報取得部３１は、第２のダウンリンク情報３６に含まれる識別番号に基づいて、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応する補正量ΔＬ１〜ΔＬ４を選択して認識することができる。
【００８０】
また、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の代表地点は、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上のほぼ中央位置Ｐ１〜Ｐ４に限らず、任意に設定することができる。
例えば、その代表地点は、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上の上流端（ｃ，ｅ１，ｅ２，ｅ３で示す位置）に設定したり、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上の下流端（ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｂで示す位置）に設定したりすることができる。
また、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の数（フォトダイオード１１の数）は、２つ、３つ、又は５つ以上でもよいし、分割領域とせずに単一のアップリンク領域ＵＡであってもよい。
【００８１】
更に、距離情報を構成する距離Ｌ０の下流端については、停止線４０のほか、信号機の設置位置や他の車両感知器（図示せず）の位置としてもよい。
また、距離情報は、距離の数値を直接格納する形式に限られず、所望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の下流側に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、所定位置Ｐ０までの距離Ｌ０を複数に分割することもできる。
【００８２】
この場合、始点となるアップリンク領域ＵＡの基準位置Ｐｒ（例えば、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃ）からその直近のノードまでの距離、各ノード間の距離、及び、所定位置Ｐ０の直近のノードから所定位置Ｐ０までの距離により、基準位置Ｐｒから所定位置Ｐ０までの距離Ｌ０を構成することができる。
また、この場合、上記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Ｌ０を認識することができる。
【００８３】
光ビーコン４が送信する距離情報は、当該距離の始点と終点との絶対位置（緯度・経度や宇宙空間上の任意の点を原点とする３次元空間の座標値等）を示す位置情報とすることもできる。
例えば、距離情報を基準位置Ｐｒと所定位置Ｐ０の位置情報で構成し、これらの位置情報から、車載装置２側で距離Ｌ０を算出してもよい。この場合、車載装置２側で所定位置Ｐ０の位置情報が分かってい場合には、アップリンク領域ＵＡの基準位置Ｐｒのみをダウンリンク情報３６に含めれば足りる。
【００８４】
また、所定位置Ｐ０の地点を含む道路の形状を示す道路形状情報や詳細な地図情報と、当該道路上又は地図上であって、アップリンク領域ＵＡ内の基準位置に対応する位置情報を光ビーコン４が送信し、この情報をもとに車載装置２が所定位置Ｐ０までの距離を取得する方法を用いてもよい。
この場合、道路形状情報や地図情報は予め車載装置２に記憶させてもよいし、光ビーコン４以外の無線通信によって車載装置２に送信する方法でもよい。
【００８５】
更に、車載コンピュータ２６の各機能部３０，３１，３２は、車両Ｃの電子制御装置（ＥＣＵ）に組み込むこともできる。
上記実施形態では、通信領域Ａ（特に、アップリンク領域ＵＡ）が、光ビーコンの「近赤外線式インタフェース規格」よりも広いものとして説明しているが、通信領域Ａは、当該規格に準じた寸法に設定されていてもよい。
【００８６】
また、基準位置Ｐｒからアップリンク光ＵＯの送信位置までの距離を光ビーコン４から取得できるものであれば、ＰＤ分割タイプ以外の光ビーコン４にも、本発明を適用することができる。
例えば、特開２００９−２６０３３号公報に記載のように、光ビーコン４において、アップリンク光ＵＯの受光位置の情報に基づいてアップリンク領域ＵＡにおけるアップリンク光ＵＯの送信位置を示す車載機位置情報を生成し、この情報をダウンリンク光ＤＯに含めて光ビーコン４が送信する場合がこれに該当する。
【符号の説明】
【００８７】
２ 車載装置（測定装置）
４ 光ビーコン
７ ビーコン制御機
８ ビーコンヘッド
１２ 感知センサ
１７ 通信用の発光素子（ＬＥＤ）
１８ 通信用の受光素子（ＰＤ）
１９ 測定用の発光素子（ＰＤ）
２０ 制限部材
２０Ａ 板材
２０Ｂ 筒体
２６ 車載コンピュータ
２７ 車載ヘッド（光送信部）
３０ 時刻検出部
３１ 情報取得部
３２ 距離算出部
３４ 第１のダウンリンク情報
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
Ｐ０ 停止線（所定位置）
Ｐ１〜Ｐ４ 代表位置
Ｐｒ 基準位置
Ｐｈ ヘッド位置
ＤＡ ダウンリンク領域
ＵＡ アップリンク領域
ＵＡ１〜ＵＡ４ 分割領域
ＤＯ ダウンリンク光
ＵＯ アップリンク光
Ｌ０ 距離
ΔＬ１〜ΔＬ４ 補正用の距離（位置ずれ情報）
Ｔ１ 第１の時刻
Ｔ２ 第２の時刻
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビーコンと車載装置との間で行う路車間通信システムと、これに用いる光ビーコンの通信領域の測定装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。
このうち、光ビーコン（光学式車両感知器）は、近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載装置との双方向通信が可能となっている。
この路車間通信システムでは、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装置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装置に送信されるようになっている。
【０００３】
かかる光ビーコンを用いた路車間通信システムとして、アップリンク領域の最上流端とされた通信領域の基準位置から信号機手前の停止線までの距離情報を、ダウンリンク切り替え後のダウンリンク情報に含めるものがある。
この場合、上記距離情報を受けた車載装置において、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、停止や減速を促すように報知したりして、ドライバに対する安全運転支援を行うことができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、上記安全運転支援を行う路車間通信システムの光ビーコンとして、アップリンク領域を車両進行方向に分割して複数の分割領域を設定し、この各分割領域に対応してアップリンク情報を受信する複数の受光素子を投受光器に搭載したものも、既に提案されている（特許文献２参照）。
かかる分割領域に対応する複数の受光素子を有するタイプ（以下、「ＰＤ分割タイプ」ということがある。）の光ビーコンによれば、どの受光素子でアップリンク光を受光したかにより、通信領域の基準位置（例えば、アップリンク領域の最上流端）と実際のアップリンク送信位置との位置ずれ量を、分割領域ごとに特定することができる。
【０００５】
このため、上記ＰＤ分割タイプの光ビーコンを用いた路車間通信システムにおいて、通信領域の基準位置から停止線までの距離情報に加えて、アップリンク光を受信した受光素子に対応する位置ずれ量（補正量）を、ダウンリンク切り替え後のダウンリンク情報に含めて車載装置に通知することにより、実際のアップリンク送信位置から所定位置までの距離を車両側で正確に把握でき、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（特許文献２の請求項４及び５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３１７１６６号公報
【特許文献２】特開２００８−１８６３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ビーコンヘッド内の受光素子が経年変化で劣化したり、ビーコンヘッドの窓部に粉塵が付着したりして、通信領域が初期の設定状態からずれることがあり、この場合、ダウンリンク光で通知する距離情報が実距離と相違することになるので、安全運転支援に支障を来すことになる。
従って、上記安全運転支援を行う路車間通信システムにおいて、車両の位置標定精度を長期に渡って維持するためには、最初に設定した通信領域が保たれているかを定期的に測定する必要がある。
【０００８】
かかる通信領域の測定方法としては、ビーコンヘッドに対応する車線に近赤外線光の発光装置を設置して、この装置が送出するアップリンク光を受光可能な最上流端（通信領域の基準位置）を実測し、この位置が例えばビーコンヘッドの設置位置等の他の基準位置から、どの程度離れているかを測定することが考えられる。
しかし、このような実測作業では、作業が大がかりとなって人件費その他の費用が嵩むとともに、交通規制が必要となるので交通渋滞を招きかねないという問題がある。
【０００９】
そこで、例えば図９（ａ）に示すように、道路横断方向に光信号を送出する発光素子を光ビーコンの支柱に設け、その光信号によってヘッド直下の通過時刻ｔｂを、光ビーコンと路車間通信を行う車載装置を搭載した車両で検出することが考えられる。
この場合、光ビーコンとの通信開始時刻（ダウンリンク光の受信時点）ｔａから上記通過時刻ｔｂまでの走行距離を算出すれば、その走行距離の値によって通信領域の基準位置が大きくずれているか否かを判定することができる。
【００１０】
また、図９（ｂ）に示すように、路上標識の特定ポイントの通過時刻ｔｃを車載カメラ等によって車両側で検出することも考えられる。
この場合も、特定ポイントの通過時刻ｔｃから光ビーコンとの通信開始時刻（ダウンリンク光の受信時点）ｔａまでの間の走行距離を算出すれば、その走行距離の値によって通信領域の基準位置が大きくずれているか否かを判定することができる。
【００１１】
しかし、図９（ａ）の場合には、他車両等の障害物によって発光素子の光信号が遮られると、車両側においてヘッド直下の通過時点ｔｂを検出できないという欠点がある。
また、図９（ｂ）の場合には、路上標識の塗装が剥がれたり、路上標識に雪やゴミ等が堆積したりすると、特定ポイントの通過時刻ｔｃを正確に検出できなくなる。このため、走行距離が不正確になって、通信領域の基準位置がずれているか否かの判定を見誤る恐れがある。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ビーコンヘッドの直下を走行するだけで、通信領域の基準位置のずれを判定するための測定値を正確に測定できる通信領域の測定装置等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】
【００１３】
（１） 本発明の測定装置は、車載装置との間でアップリンク光とダウンリンク光を送受信するビーコンヘッドを有する光ビーコンの通信領域の測定装置であって、ダウンリンク切り替え後の前記ダウンリンク光を受信した第１の時刻と、前記ビーコンヘッドが送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻とを検出する時刻検出部と、前記通信領域の基準位置から前記アップリンク光の送信地点までの位置ずれ情報を取得する情報取得部と、前記第１及び第２の時刻と前記位置ずれ情報とに基づいて、前記通信領域の基準位置から前記ビーコンヘッドのヘッド位置までの距離を算出する距離算出部と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の測定装置によれば、上記時刻検出部が、距離算出部が、ダウンリンク切り替え後のダウンリンク光を受信した第１の時刻と、ビーコンヘッドが送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻とを検出し、上記情報取得部が、通信領域の基準位置から前記アップリンク光の送信地点までの位置ずれ情報を取得し、上記距離算出部が、それらの時刻と位置ずれ情報とに基づいて、通信領域の基準位置からビーコンヘッドのヘッド位置までの距離を算出するので、ビーコンヘッドの直下を走行するだけで、通信領域の基準位置のずれを判定するための測定値（前記距離）を正確に測定することができる。
【００１５】
（２） 本発明の測定装置において、前記車両感知用の光信号を受信する受光素子と、この受光素子が前記ヘッド位置にある場合にのみその受光レベルが増大するように、当該受光素子に対する車両進行方向の受光範囲を制限する制限部材とを更に備えていることが好ましい。
この場合、前記時刻検出部において、前記光信号を前記受光素子が検出した時刻を前記第２の時刻として採用するだけで、当該第２の時刻を正確に特定することができる。
【００１６】
（３） 前記制限部材は、具体的には、前記車両感知用の光信号が通過するスリットを有する板材や、その光信号が通過する上下方向に長い通過孔を有する筒体により構成することができる。
【００１７】
（４） また、本発明の測定装置において、前記車両感知用の光信号を受信する受光素子を更に備えている場合に、前記時刻検出部は、前記受光素子の受信レベルの上昇変化と下降変化の双方に基づいて、前記第２の時刻を検出することにしてもよい。
（５） すなわち、より具体的には、前記時刻検出部において、前記受光素子の受信レベルが所定の閾値を超えた時点とその後に当該閾値よりも小さくなった時点の中間時点を、前記第２の時刻として採用すれば、前述の制限部材を設けなくても第２の時刻を正確に特定することができる。
【００１８】
（６） 本発明の測定装置は、前記距離から求めた前記通信領域の基準位置のずれ量が所定の閾値以上である場合に、当該光ビーコンに異常が発生した旨の情報を、前記アップリンク光を通じて前記ビーコンヘッドに送信する光送信部を、更に備えていることが好ましい。
この場合、上記情報を受信した光ビーコンが例えば中央装置にその情報を転送することにより、当該光ビーコンの異常をオンラインで迅速に察知することができる。
【００１９】
（７） また、この場合、前記光ビーコンに異常が発生した旨の情報に、前記ずれ量に応じた異常の確度情報を含めるようにすれば、当該光ビーコンに施すべき対応策を確度情報に応じて選択することができ、異常対応を迅速かつ適切に行うことができる。
【００２０】
（８） 本発明の路車間通信システムは、このシステムを構成する車載装置として本発明の測定装置を採用したものであり、当該測定装置と同様の作用効果を奏する。
（９） また、本発明の測定方法は、本発明の測定装置が行う測定方法であり、当該測定装置と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２１】
以上の通り、本発明によれば、測定装置がビーコンヘッドの直下を走行するだけで、通信領域の基準位置のずれを判定するための測定値を正確に測定できるので、交通規制を伴う作業を行わなくても、通信領域の変動を発見することができる。このため、その変動に伴う路車間通信の信頼度の低下を簡便に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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】光ビーコンを設置した道路の平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図４】車載装置とこれを搭載した車両の概略構成図である。
【図５】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６】通信用の受光素子がアップリンク情報を受信してからダウンリンク情報を送信する手順を示す概略図である。
【図７】測定用の受光素子の受光レベルの変化の一例を示すグラフである。
【図８】測定用の受光素子と制限部材との位置関係を示す側面図である。
【図９】車両走行による通信領域の測定方法の比較例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔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を走行する各車両Ｃに搭載された車載装置２とを備えている。
交通管制システム１は、管制室に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを有する。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装置２との間で双方向通信を行うことができる。なお、中央装置３は交通管制室に設けられている。
【００２４】
〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４は、情報中継装置等よりなる通信部６に接続されたビーコン制御機７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図例では４つ）のビーコンヘッド（投受光器）８とを備え、通信部６は、電話回線等の通信回線５によって中央装置３と接続されたている。
各ビーコンヘッド８は、発光素子（例えば、発光ダイオード：ＬＥＤ）１０と受光素子（例えば、フォトダイオード：ＰＤ）１１とを含む光トランシーバと、車両感知用の感知センサ１２とを筐体の内部に有している（図３も併せて参照）。
【００２５】
このうち、発光素子１０は、近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯ（ダウンリンク情報３４，３６を構成する光信号）を後述する通信領域Ａに発光し、受光素子１１は、車載装置２からの近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報３５を構成する光信号）を受光する。
ビーコンヘッド８には、後述するアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応して複数（図例では４つ）の前記発光素子１１が設けられている。
【００２６】
この複数の受光素子１１は、電気出力信号を増幅してデジタル信号に変換する増幅器やＡ／Ｄ変換回路とともに、アップリンク光ＵＯの光受信部を構成している。
上記感知センサ１２は、近赤外線等の検出波を送信してその反射波を受信する送受信器よりなり、その検出波を路面に向けて間欠的（例えば１０ミリ秒ごと）に照射し、その検出波の反射波が車両Ｃからのものか路面からのものかを判定することにより、車両Ｃの存在を感知するものである。
【００２７】
図２は、上記光ビーコン４を設置した道路Ｒの平面図である。
図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されており、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた前記複数のビーコンヘッド８と、これらビーコンヘッド８を一括制御する制御部である１台の前記ビーコン制御機７とを備えている。
【００２８】
上記ビーコン制御機７は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するプログラマブルなマイコンよりなり、通信部６（図１）を介した中央装置３との双方向通信と、ビーコンヘッド８による車載装置２との路車間通信を行う通信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による路車間通信の内容については後述する。
また、ビーコン制御機７は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。
【００２９】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１３に設置されている。また、各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１４に取り付けられ、道路Ｒの各車線Ｒ１〜Ｒ４の直上に配置されている。
各ビーコンヘッド８の発光素子１０は、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、車載装置２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。
【００３０】
〔通信領域について〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、車載装置２の投受光器である車載ヘッド２７がダウンリンク情報を受信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のビーコンヘッド８が車載ヘッド２７からのアップリンク情報を受信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。
【００３１】
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上の所定の位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲である。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で示された範囲である。
従って、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端ｃは互いに一致し、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図３の右側部分）と重複している。また、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは、通信領域Ａ全体の同方向長さと一致している。
【００３２】
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、ビーコンヘッド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。従って、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。
【００３３】
しかしながら、本実施形態では、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、上記規定よりも上流側及び下流側へ長く設定されている。その結果、アップリンク領域ＵＡは上記規定よりも車両進行方向に広がり、同時にダウンリンク領域ＤＡも上記規定よりも車両進行方向に広がっている。
このようにアップリンク領域ＵＡ及びダウンリンク領域ＤＡが広くなると、車載装置２と光ビーコン４との間のアップリンク情報３５及びダウンリンク情報３４，３６の送受信の確実性が増すことになる。
【００３４】
更に、アップリンク領域ＵＡは、車両Ｃの走行位置が特定可能な程度に当該領域ＵＡを車両進行方向に複数に分割してなる分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４よりなる。具体的には、本実施形態のアップリンク領域ＵＡは、位置ｄを上端とし、道路Ｒ上の位置ｅ１〜ｅ３を下端とする３本の境界線（境界部）ＢＬによって４つに分割されている。
ビーコンヘッド８に設けられた４つの受光素子１１（図１参照）は、それぞれアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４を受信領域としている。従って、例えば、最も上流側に位置する分割領域ＵＡ１内で車載ヘッド２７から送信されたアップリンク光ＵＯは、この分割領域ＵＡ１に対応する受光素子１１によって受光される。
【００３５】
また、図３に示すように、交通量を検出するための感知センサ１２は、各車線Ｒ１〜Ｒ４の直下に向けて近赤外線等の検出波を送出しており、これにより、前記通信領域Ａの下流側よりに、当該感知センサ１２による感知領域Ｋが配置されている。
車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに設けられた各ビーコンヘッド８の感知センサ１２は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する感知領域Ｋを車両Ｃが通過した時の反射波を検出することにより、当該車両Ｃの存在を感知する。
【００３６】
ビーコン制御機７は、車両Ｃが存在しない場合には感知センサ１２からＯＦＦ信号を受信し、車両Ｃが存在する場合にはＯＮ信号を受信し、このＯＮ信号の数をカウントすることにより、各車線Ｒ１〜Ｒ４を通過する車両Ｃの台数（交通量）を検出可能である。
また、ビーコン制御機７は、上記ＯＮ信号の継続時間（感知センサ１２が車両Ｃの存在を感知し続ける占有時間）により、交通量だけでなく、車両Ｃの走行速度も検出することができる。
【００３７】
〔車載装置及び車両の構成〕
図４は、光ビーコン４と路車間通信を行う車載装置２と、この車載装置２を搭載した車両Ｃの概略構成図である。
図４に示すように、この車両Ｃは、ドライバの搭乗席（図示せず）を有する車体２１と、この車体２１に搭載された前記車載装置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。
【００３８】
ＥＣＵ２２は、ドライバのアクセル操作に基づくエンジン２３の駆動制御や、ブレーキ操作に基づく制動制御等、車両Ｃに対する各種の制御を行う。
車載装置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。
【００３９】
上記車載ヘッド２７は、ビーコンヘッド８の場合と同様に、発光ダイオード等よりなる通信用の発光素子１７と、フォトダイオード等よりなる通信用の受光素子１８と、通信用ではない別の受光素子１９とを備えている。
このうち、通信用の発光素子１７は、近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯを発光し、通信用の受光素子１８は、通信領域Ａに発光された近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯを受光する。また、第２の受光素子１９は、後述する距離測定用のものであり、感知センサ１２が感知領域Ｋに発光した光信号を受光する。
もっとも、使用する周波数や波長を異ならせることで、通信用の受光素子１８を距離測定用として兼用することにしてもよい。
【００４０】
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、所定のコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが、時刻検出部３０、情報取得部３１及び距離算出部３２として機能する。これらの各機能部３０，３１，３２は通信領域Ａの測定処理を行うが、その詳細は後述する。
【００４１】
〔路車間通信の内容〕
図５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に対応するビーコンヘッド８から、ダウンリンクの切り替え前の第１情報として、車線通知情報を含む第１のダウンリンク情報３４を、各車線Ｒ１〜Ｒ４のダウンリンク領域ＤＡに所定の送信周期で常に送信し続けている（図５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。
【００４２】
車載装置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、車載装置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、車載装置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５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５のＦ３）。
【００４３】
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。
【００４４】
一方、光ビーコン４のビーコンヘッド８がアップリンク情報３５受信すると（図５のＦ４）、ビーコン制御機７は、即座にダウンリンクの切り替えを行い、第２情報として、車両ＩＤ情報を有する車線通知情報を含む第２のダウンリンク情報３６の送信を開始する（図５のＦ５）。
この第２のダウンリンク情報３６の送信は、所定時間内において可能な限り繰り返される（図５のＦ６）。
【００４５】
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。
【００４６】
第２のダウンリンク情報３６には、車両ＩＤを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、及び、ドライバに対する安全運転支援のための支援情報等が含まれている。
この支援情報には、光ビーコン４より下流側の信号機の灯色が変わるタイミング情報である信号情報の他、アップリンク領域ＵＡからその下流側の所定位置（例えば、停止線）までの長さ情報である距離情報等が含まれている。
【００４７】
図５に示すように、第２のダウンリンク情報３６は、単一又は複数の最小フレーム３７で構成されている。前記「近赤外線式インタフェース規格」によれば、この最小フレーム３７のデータ量は合計１２８バイトと規定され、ヘッダ部３８に５バイト、実データ部３９に１２３バイトが割り当てられている。
前記規格によれば、第２のダウンリンク情報３６は、１〜８０個の最小フレーム３７で構成することができ、送信可能時間は２５０ｍｓに設定されている。また、このダウンリンク情報３６は送信すべき情報量に対応した任意数の最小フレーム３７で構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。
【００４８】
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。
車載装置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５のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンク切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報３５の送信を停止する。
【００４９】
本実施形態の路車間通信システムは、車載装置２の車載コンピュータ２６において、通信領域Ａからその下流側の所定位置Ｐ０（図３参照）までの距離を認識して位置標定を行い（図５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安全運転支援システムとして利用することができる。
以下、第２のダウンリンク情報３６に格納される距離情報の内容と、これに基づいて車載装置２が実行可能な安全運転支援の内容について説明する。
【００５０】
〔距離情報の内容〕
図３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の基準位置Ｐｒから下流の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ０と、その基準位置Ｐｒから分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の代表位置Ｐ１〜Ｐ４までの距離（補正量）ΔＬ１〜ΔＬ４を、距離情報として予め記憶装置に記憶している。
【００５１】
なお、本実施形態では、距離Ｌ０の上流端（始点）は、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃの位置に設定され、距離Ｌ０下流端（終点）Ｐ０は、光ビーコン４の下流側に設置された、例えば信号機手前の停止線４０の位置に設定されている。
また、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の代表位置Ｐ１〜Ｐ４は、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４における道路Ｒ上の車両進行方向のほぼ中央位置に設定されている。
【００５２】
もっとも、停止線４０と分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４との相対的な位置関係が把握できればよいので、通信領域Ａの基準位置Ｐｒ（距離Ｌ０の上流端）はアップリンク領域ＵＡよりも上流側に設定してもよい。
ビーコン制御機７は、上記距離Ｌ０と距離ΔＬ１〜ΔＬ４を含む距離情報を、第２のダウンリンク情報３６の送信フレームに格納し、当該フレームをビーコンヘッド８に繰り返し送出させる。
【００５３】
すなわち、ビーコン制御機７は、予め記憶装置に記憶された複数の補正用の距離ΔＬ１〜ΔＬ４のうちのいずれかを選択して、第２のダウンリンク情報３６の送信フレームに格納する。
この場合、どの距離ΔＬ１〜ΔＬ４を選択するかは、ダウンリンクの切り換え前に、４つの発光素子ＰＤ１〜ＰＤ４（図６参照）のうちのどれがアップリンク情報３５を受信したかによって決定される。
【００５４】
例えば、図６に示すように、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応する発光素子１１をそれぞれＰＤ１〜ＰＤ４とし、最上流側の分割領域ＵＡ１において車載装置２がアップリンク光ＵＯ（図３の実線矢印）を送信して、これを分割領域ＵＡ１に対応する受光素子ＰＤ１が受光したとする。
この場合、ビーコン制御機７は、上記アップリンク光ＵＯをアップリンク情報３５として認識すると、分割領域ＵＡ１に対応する距離ΔＬ１を選択して、ダウンリンクの切り換えを行った上で、距離Ｌ０と距離ΔＬ１を含む第２のダウンリンク情報３６を生成し、この情報３６を発光素子１０に送信させる。
【００５５】
また、ビーコン制御機７は、その他の分割領域ＵＡ２〜ＵＡ４に対応するフォトダイオードＰＤ２〜ＰＤ４が受光したアップリンク光ＵＯによってアップリンク情報３５を認識した場合は、いずれかの距離ΔＬ２〜ΔＬ４を選択し、この選択した距離ΔＬ２〜ΔＬ４と距離Ｌ０を含む第２のダウンリンク情報３６を生成する。
このように、ビーコン制御機７は、アップリンク情報３５を受信した発光素子ＰＤ１〜ＰＤ４によって距離Ｌ０に対する補正量ΔＬ１〜ΔＬ４を特定し、この補正量についてもダウンリンク切り替え後のダウンリンク情報３６に含める。
【００５６】
〔安全運転支援の内容〕
上記距離情報を含む第２のダウンリンク情報３６を車載ヘッド２７が受信すると、車載コンピュータ２６において、ダウンリンク情報３６から距離Ｌ０及び補正用の距離ΔＬ１〜ΔＬ４を抽出すれば、基準位置Ｐｒから所定位置Ｐ０までの距離Ｌ０を、自車両Ｃの走行位置からの距離Ｌ１〜Ｌ４に補正することができる。
従って、車載コンピュータ２６は、補正後の距離Ｌ１〜Ｌ４を利用してドライバに対する安全運転支援を行うことができる。
【００５７】
なお、本実施形態の車両Ｃは、後述の通信領域Ａの測定処理を実行すること主目的としているので、安全運転支援を行う必要は特にないが、本発明の理解を容易にするため、以下において、車載コンピュータ２６が行い得る安全運転支援の内容を説明する。
例えば、車載コンピュータ２６は、停止線４０までの距離Ｌ１〜Ｌ４と現時点の車両Ｃの走行速度とから、その停止線４０の手前で停止するための減速度（負の加速度）を算出し、その減速度をＥＣＵ２２に通知する。
【００５８】
ＥＣＵ２２は、当該減速度となるようにブレーキ装置２４を作動させ、これにより、車両Ｃを停止線４０の手前で自動停止させることができる。
また、車載コンピュータ２６による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、停止線４０までの実際の距離Ｌ１〜Ｌ４をディスプレイ２８に表示させてもよいし、現時点の車両Ｃの走行速度が速すぎる場合には、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。
【００５９】
更に、車載コンピュータ２６は、補正後の距離Ｌ１〜Ｌ４に加えて、第２のダウンリンク情報３６に含まれる交通信号の現示情報を用いて安全運転支援を行うこともできる。
ここで、現示情報とは、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のことであり、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。この現示情報が分かれば、停止線４０までの距離Ｌ１〜Ｌ４と車両Ｃの走行速度Ｖから、停止線４０に到着するまでの所要時間を推定した上で、当該所要時間経過後の信号灯色を推定することができる。
【００６０】
このため、現時点の信号灯色は青信号であるが、停止線４０の到着時点では赤信号と予測されるような場合には、安全に停止線４０の手前で停止することができるように、車両Ｃを制動するための制御を行う。
逆に、減速しなければ安全に交差点を通過できると判断できるような場合には、車両Ｃの速度を維持するための制御を行うことができる。車載コンピュータ２６は、車両Ｃを制動したり速度を維持したりするため、車両のブレーキ装置２４（図４）やアクセルに対して直接的に制御を行ってもよい。
【００６１】
また、車載コンピュータ２６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よい。
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通知されない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もできる。
【００６２】
〔通信領域の測定処理〕
次に、車載装置２における車載コンピュータ２６において、その各部３０〜３２が実行する通信領域Ａの測定処理の内容を説明する。
まず、車載コンピュータ２６の時刻検出部３０は、ダウンリンク切り替え後のダウンリンク光ＤＯである第２のダウンリンク情報３６を、通信用の受光素子１８が受信した第１時刻Ｔ１（図３参照）と、ビーコンヘッド８の感知センサ１２が送出する車両感知用の光信号を、測定用の発光素子１９が受信した第２時刻Ｔ２（図３参照）とを検出する。
【００６３】
このうち、上記第１時刻Ｔ１は、アップリンク光ＵＯの送信時刻とほぼ同じと見なすことができる。すなわち、ビーコン制御機７は、通常、アップリンク光ＵＯの受信後に即時にダウンリンク切り替えを行ってダウンリンク光ＤＯを送信し、これを車載装置２の受光素子１８が受信する。
従って、アップリンク光ＵＯの送信→ダウンリンク光ＵＯの送信→ダウンリンク光ＤＯの受信までの時間（図５のＦ２〜Ｆ７の時間）は位置評定精度としては短時間であり、受光素子１８によるダウンリンク光ＤＯの受信時刻（第１時刻Ｔ１）は、自車両Ｃからのアップリンク光ＵＯの送信時刻とほぼ同時刻と見なしてよい。
【００６４】
一方、時刻検出部３０は、第２時刻Ｔ２については、測定用の受光素子１９の受信レベルの上昇変化と下降変化の双方に基づいて検出する。図７は、測定用の受光素子１９の受光レベルの変化の一例を示すグラフである。
図７に示すように、時刻検出部３０は、測定用の受光素子１９の受光レベルを、記憶装置が記憶する所定の閾値Ｔｈと対比して第２時刻Ｔ２を検出する。具体的には、受光レベルが閾値Ｔｈを超えた時点をｔ１とし、その後に閾値Ｔｈを下回った時点をｔ２とすると、それらの時点ｔ１，ｔ２の中間時点が第２時刻Ｔ２として採用される。
【００６５】
なお、受光レベルの閾値Ｔｈをできるだけ大きめに設定し、上記時点ｔ１，ｔ２間の時間差が無視できる程度に小さくなるようにすれば、中間地点を第２時刻Ｔ２とする必要はなく、閾値Ｔｈを超えた時点を第２時刻Ｔ２として採用することができる。
【００６６】
情報取得部３１は、第２のダウンリンク情報３６に含まれている補正量ΔＬ１〜ΔＬ４のうちのいずれかを抽出し、この補正量ΔＬ１〜ΔＬ４を、通信領域Ａの基準位置Ｐｒとアップリンク光ＵＯの送信地点Ｐ１〜Ｐ４までの位置ずれ情報として取得する。
すなわち、例えば図３に示すように、車両Ｃの車載装置２が最上流側のアップリンク領域ＵＡ１でアップリンク光ＵＯを送出したとすると、第２のダウンリンク情報３６には、補正量ΔＬ１が含まれているので、この補正量ΔＬ１が位置ずれ情報として採用される。
【００６７】
なお、２番目以降のアップリンク領域ＵＡ２〜ＵＡ２でアップリンク光ＵＯが送出された場合には、それぞれ対応する補正量ΔＬ２〜ΔＬ４が第２のダウンリンク情報３６に含まれているので、そのうちのいずれかの補正量ΔＬ２〜ΔＬ４が位置ずれ情報として採用される。
そして、車載コンピュータ２６の距離算出部３２は、上記第１時刻Ｔ１、第２時刻Ｔ２及び補正量ΔＬ１〜ΔＬ４に基づいて、通信領域Ａの基準位置Ｐｒからビーコンヘッド８のヘッド位置Ｐｈまでの距離を算出する。
【００６８】
具体的には、第１時刻Ｔ１から第２時刻Ｔ２までの時間を車両Ｃが等速で走行すると仮定して、距離算出部３２は、車両Ｃの速度Ｖに時間ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）を乗算して走行距離Ｘ（図３参照）を算出し、この距離Ｘに補正量ΔＬ１〜ΔＬ４を加算して、基準位置Ｐｒからヘッド位置Ｐｈまでの距離を求める。なお、第１時刻Ｔ１と第２時刻Ｔ２の車速パルス数の差ΔＣｖを求め、ΔＣｖ×（距離／１パルス）によって走行距離Ｘ（図３参照）を求めることにしてもよい。
また、車載コンピュータ２６は、上記距離算出部３２が求めた基準位置Ｐｒからヘッド位置Ｐｈまでの距離を光ビーコン４のビーコンＩＤごとに収集し、これを記憶装置に記憶させる。
【００６９】
ここで、仮に、ビーコンヘッド８の受光素子１１が経年変化で劣化したり、ビーコンヘッド８の窓部が粉塵で汚れていたりして、通信領域Ａの基準位置Ｐｒが設置当初の状態からずれていたとすると、基準位置Ｐｒからヘッド位置Ｐｈまでの距離も設置当初の値からかけ離れたものとなる。
従って、各光ビーコン４について車載コンピュータ２６が収集した上記距離を、設置当初の値と比べることにより、ビーコンヘッド８やその内部の受光素子１１に異常があったか否かを推定することができる。
【００７０】
もっとも、通信領域Ａの基準位置Ｐｒが設置当初の状態からずれる原因は、車両Ｃ側にある場合もある。例えば、雨天走行時においてワイパーが光ビーコン４と車載装置２との間の送受信を阻害する場合や、車載装置２の受信部に太陽光が入射して受信不能となる場合や、車載装置２側の受信部の故障や性能劣化などがこれに当たる。
従って、基準位置Ｐｒからヘッド位置Ｐｈまでの距離の設置当初からのずれ量を評価する場合には、複数の測定データに基づいて統計的に処理することが好ましい。
【００７１】
このように、本実施形態の車載装置２によれば、車載コンピュータ２６の距離算出部３２が、第１時刻Ｔ１、第２時刻Ｔ２及び位置ずれ情報である補正量ΔＬ１〜ΔＬ４に基づいて、通信領域Ａの基準位置Ｐｒからビーコンヘッド８のヘッド位置Ｐｈまでの距離を算出するので、ビーコンヘッド８の直下を走行するだけで、通信領域Ａの基準位置Ｐｒのずれを判定するための測定値（ＰｒからＰｈまでの距離）を測定することができる。
このため、交通規制を伴う測定作業を行わなくても、通信領域Ａの変動を発見することができ、その変動に伴う路車間通信の信頼度の低下を簡便に防止することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、ビーコンヘッド８に当初から組み込まれている感知センサ１２の光信号によって第２時刻Ｔ２を検出しているので、例えば図９（ｂ）に示すような、ヘッド位置検出用の発光素子を別途支柱に設ける場合に比べて、車載装置２を利用した測定作業を低コストで行えるとともに、他の車線を通行する車両Ｃで光信号が遮られることがないので、測定作業を正確かつ確実に実行できるという利点もある。
【００７３】
車載装置２の処理コンピュータ２６において、基準位置Ｐｒの設置当初の状態からのずれ量が所定の閾値（例えば、１ｍ）よりも大きい場合に、ビーコンヘッド８やその内部の受光素子１１に異常があることを、車載ヘッド２７が送出するアップリンク情報３５によって光ビーコン４に通知することで、システムの信頼性を向上させることも可能である。
この際、異常が発生した旨の情報を受信した当該光ビーコン４が、例えば中央装置３にその情報を転送するようにすれば、その光ビーコン４の異常をオンラインで迅速に察知できるようになる。
【００７４】
また、この場合、上記ずれ量の大きさと情報提供の確からしさ（確度）のランク分けを行っておき、当該ずれ量に対応する異常の確度情報を、アップリンク情報３５を通じて光ビーコン４に通知することにしてもよい。
この場合、異常と推定される光ビーコン４に施すべき対応策を上記確度情報に応じて選択することができ、異常対応を迅速かつ適切に行うことができる。
【００７５】
〔第２時刻の検出方法の変形例〕
図８は、測定用の受光素子１９と制限部材２０との位置関係を示す側面図である。
図８（ａ）（ｂ）に示す各制限部材２０は、受光素子１９がヘッド位置Ｐｈにある場合にのみその受光レベルが増大するように、当該受光素子１９に対する車両進行方向の受光範囲を制限する機能を有する。
【００７６】
このうち、図８（ａ）の制限部材２０は、車両感知用の光信号が通過するスリットを有する板材２０Ａによりなる。この板材２０Ａは、受光素子１９の中心の直上にスリットが来るように受光素子１９の上方に配置されており、感知センサ１２からの光信号の車両進行方向の幅をスリットで絞ることができる。
また、図８（ｂ）の制限部材２０は、車両感知用の光信号が通過する上下方向に長い通過孔を有する筒体２０Ｂによりなる。この筒体２０Ｂは、軸心方向が上下方向に向きかつその軸心が受光素子１９の中心の直上に来るように、受光素子１９の上方に配置されており、感知センサ１２からの光信号の車両進行方向の幅を通過孔で絞ることができる。
【００７７】
かかる板材２０Ａや筒体２０Ｂよりなる制限部材２０を使用すれば、受光素子１９がヘッド位置Ｐｈにある場合にのみその受光レベルが増大するように、受光素子１９に対する光信号の車両進行方向の受光範囲が制限されるので、受光素子１９が所定の閾値を超えた時点を検出すれば、その時点をそのまま第２時刻Ｔ２として採用することができる。
【００７８】
〔その他の変形例〕
上記実施形態は本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上記実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲及びその構成と均等な全ての変更が含まれる。
【００７９】
例えば、上記実施形態において、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応する補正用の各距離ΔＬ１〜ΔＬ４の識別番号を路車間で共有しておき、いずれかの識別番号を第２のダウンリンク情報３６に含ませるようにしてもよい。
この場合、車載コンピュータ２６の情報取得部３１は、第２のダウンリンク情報３６に含まれる識別番号に基づいて、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応する補正量ΔＬ１〜ΔＬ４を選択して認識することができる。
【００８０】
また、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の代表地点は、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上のほぼ中央位置Ｐ１〜Ｐ４に限らず、任意に設定することができる。
例えば、その代表地点は、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上の上流端（ｃ，ｅ１，ｅ２，ｅ３で示す位置）に設定したり、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上の下流端（ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｂで示す位置）に設定したりすることができる。
また、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の数（フォトダイオード１１の数）は、２つ、３つ、又は５つ以上でもよいし、分割領域とせずに単一のアップリンク領域ＵＡであってもよい。
【００８１】
更に、距離情報を構成する距離Ｌ０の下流端については、停止線４０のほか、信号機の設置位置や他の車両感知器（図示せず）の位置としてもよい。
また、距離情報は、距離の数値を直接格納する形式に限られず、所望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の下流側に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、所定位置Ｐ０までの距離Ｌ０を複数に分割することもできる。
【００８２】
この場合、始点となるアップリンク領域ＵＡの基準位置Ｐｒ（例えば、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃ）からその直近のノードまでの距離、各ノード間の距離、及び、所定位置Ｐ０の直近のノードから所定位置Ｐ０までの距離により、基準位置Ｐｒから所定位置Ｐ０までの距離Ｌ０を構成することができる。
また、この場合、上記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Ｌ０を認識することができる。
【００８３】
光ビーコン４が送信する距離情報は、当該距離の始点と終点との絶対位置（緯度・経度や宇宙空間上の任意の点を原点とする３次元空間の座標値等）を示す位置情報とすることもできる。
例えば、距離情報を基準位置Ｐｒと所定位置Ｐ０の位置情報で構成し、これらの位置情報から、車載装置２側で距離Ｌ０を算出してもよい。この場合、車載装置２側で所定位置Ｐ０の位置情報が分かってい場合には、アップリンク領域ＵＡの基準位置Ｐｒのみをダウンリンク情報３６に含めれば足りる。
【００８４】
また、所定位置Ｐ０の地点を含む道路の形状を示す道路形状情報や詳細な地図情報と、当該道路上又は地図上であって、アップリンク領域ＵＡ内の基準位置に対応する位置情報を光ビーコン４が送信し、この情報をもとに車載装置２が所定位置Ｐ０までの距離を取得する方法を用いてもよい。
この場合、道路形状情報や地図情報は予め車載装置２に記憶させてもよいし、光ビーコン４以外の無線通信によって車載装置２に送信する方法でもよい。
【００８５】
更に、車載コンピュータ２６の各機能部３０，３１，３２は、車両Ｃの電子制御装置（ＥＣＵ）に組み込むこともできる。
上記実施形態では、通信領域Ａ（特に、アップリンク領域ＵＡ）が、光ビーコンの「近赤外線式インタフェース規格」よりも広いものとして説明しているが、通信領域Ａは、当該規格に準じた寸法に設定されていてもよい。
【００８６】
また、基準位置Ｐｒからアップリンク光ＵＯの送信位置までの距離を光ビーコン４から取得できるものであれば、ＰＤ分割タイプ以外の光ビーコン４にも、本発明を適用することができる。
例えば、特開２００９−２６０３３号公報に記載のように、光ビーコン４において、アップリンク光ＵＯの受光位置の情報に基づいてアップリンク領域ＵＡにおけるアップリンク光ＵＯの送信位置を示す車載機位置情報を生成し、この情報をダウンリンク光ＤＯに含めて光ビーコン４が送信する場合がこれに該当する。
【符号の説明】
【００８７】
２ 車載装置（測定装置）
４ 光ビーコン
７ ビーコン制御機
８ ビーコンヘッド
１２ 感知センサ
１７ 通信用の発光素子（ＬＥＤ）
１８ 通信用の受光素子（ＰＤ）
１９ 測定用の発光素子（ＰＤ）
２０ 制限部材
２０Ａ 板材
２０Ｂ 筒体
２６ 車載コンピュータ
２７ 車載ヘッド（光送信部）
３０ 時刻検出部
３１ 情報取得部
３２ 距離算出部
３４ 第１のダウンリンク情報
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
Ｐ０ 停止線（所定位置）
Ｐ１〜Ｐ４ 代表位置
Ｐｒ 基準位置
Ｐｈ ヘッド位置
ＤＡ ダウンリンク領域
ＵＡ アップリンク領域
ＵＡ１〜ＵＡ４ 分割領域
ＤＯ ダウンリンク光
ＵＯ アップリンク光
Ｌ０ 距離
ΔＬ１〜ΔＬ４ 補正用の距離（位置ずれ情報）
Ｔ１ 第１の時刻
Ｔ２ 第２の時刻
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載装置との間でアップリンク光とダウンリンク光を送受信するビーコンヘッドを有する光ビーコンの通信領域の測定装置であって、
ダウンリンク切り替え後の前記ダウンリンク光を受信した第１の時刻と、前記ビーコンヘッドが送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻とを検出する時刻検出部と、
前記通信領域の基準位置から前記アップリンク光の送信地点までの位置ずれ情報を取得する情報取得部と、
前記第１及び第２の時刻と前記位置ずれ情報とに基づいて、前記通信領域の基準位置から前記ビーコンヘッドのヘッド位置までの距離を算出する距離算出部と、
を備えていることを特徴とする通信領域の測定装置。
【請求項２】
前記車両感知用の光信号を受信する受光素子と、この受光素子が前記ヘッド位置にある場合にのみその受光レベルが増大するように、当該受光素子に対する車両進行方向の受光範囲を制限する制限部材とを更に備え、
前記時刻検出部は、前記光信号を前記受光素子が検出した時刻を前記第２の時刻として採用する請求項１に記載の通信領域の測定装置。
【請求項３】
前記制限部材は、前記車両感知用の光信号が通過するスリットを有する板材、又は、その光信号が通過する上下方向に長い通過孔を有する筒体よりなる請求項２に記載の通信領域の測定装置。
【請求項４】
前記車両感知用の光信号を受信する受光素子を更に備え、
前記時刻検出部は、前記受光素子の受信レベルの上昇変化と下降変化の双方に基づいて、前記第２の時刻を検出する請求項１に記載の通信領域の測定装置。
【請求項５】
前記時刻検出部は、前記受光素子の受信レベルが所定の閾値を超えた時点とその後に当該閾値よりも小さくなった時点の中間時点を、前記第２の時刻として採用する請求項４に記載の通信領域の測定装置。
【請求項６】
前記距離から求めた前記通信領域の基準位置のずれ量が所定の閾値以上である場合に、当該光ビーコンに異常が発生した旨の情報を、前記アップリンク光を通じて前記ビーコンヘッドに送信する光送信部を、更に備えている請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信領域の測定装置。
【請求項７】
前記光ビーコンに異常が発生した旨の情報には、前記ずれ量に応じた異常の確度情報が含まれている請求項６に記載の通信領域の測定装置。
【請求項８】
道路を走行する車両の車載装置と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定されたビーコンヘッドを有する光ビーコンとを備え、前記通信領域において前記車載装置と前記ビーコンヘッドとの間で光通信を行う路車間通信システムであって、
前記光ビーコンは、前記通信領域の基準位置から前記アップリンク光の送信地点までの位置ずれ情報をダウンリンク切り替え後のダウンリンク光に含める通信制御部を有し、
前記車載装置は、ダウンリンク切り替え後の前記ダウンリンク光を受信した第１の時刻と、前記ビーコンヘッドが送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻とを検出する時刻検出部と、
前記位置ずれ情報を取得する情報取得部と、
前記第１及び第２時刻と前記位置ずれ情報とに基づいて、前記通信領域の基準位置から前記ビーコンヘッドのヘッド位置までの距離を算出する距離算出部と、を有することを特徴とする路車間通信システム。
【請求項９】
車載装置との間でアップリンク光とダウンリンク光を送受信するビーコンヘッドを有する光ビーコンの通信領域の測定方法であって、
ダウンリンク切り替え後のダウンリンク光を受信した第１の時刻と、前記ビーコンヘッドが送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻とを検出するステップと、
前記通信領域の基準位置から前記アップリンク光の送信地点までの位置ずれ情報を取得するステップと、
前記第１及び第２の時刻と前記位置ずれ情報とに基づいて、前記通信領域の基準位置から前記ビーコンヘッドのヘッド位置までの距離を算出するステップと、
を含むことを特徴とする通信領域の測定方法。
【請求項１】
車載装置との間でアップリンク光とダウンリンク光を送受信するビーコンヘッドを有する光ビーコンの通信領域の測定装置であって、
ダウンリンク切り替え後の前記ダウンリンク光を受信した第１の時刻と、前記ビーコンヘッドが送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻とを検出する時刻検出部と、
前記通信領域の基準位置から前記アップリンク光の送信地点までの位置ずれ情報を取得する情報取得部と、
前記第１及び第２の時刻と前記位置ずれ情報とに基づいて、前記通信領域の基準位置から前記ビーコンヘッドのヘッド位置までの距離を算出する距離算出部と、
を備えていることを特徴とする通信領域の測定装置。
【請求項２】
前記車両感知用の光信号を受信する受光素子と、この受光素子が前記ヘッド位置にある場合にのみその受光レベルが増大するように、当該受光素子に対する車両進行方向の受光範囲を制限する制限部材とを更に備え、
前記時刻検出部は、前記光信号を前記受光素子が検出した時刻を前記第２の時刻として採用する請求項１に記載の通信領域の測定装置。
【請求項３】
前記制限部材は、前記車両感知用の光信号が通過するスリットを有する板材、又は、その光信号が通過する上下方向に長い通過孔を有する筒体よりなる請求項２に記載の通信領域の測定装置。
【請求項４】
前記車両感知用の光信号を受信する受光素子を更に備え、
前記時刻検出部は、前記受光素子の受信レベルの上昇変化と下降変化の双方に基づいて、前記第２の時刻を検出する請求項１に記載の通信領域の測定装置。
【請求項５】
前記時刻検出部は、前記受光素子の受信レベルが所定の閾値を超えた時点とその後に当該閾値よりも小さくなった時点の中間時点を、前記第２の時刻として採用する請求項４に記載の通信領域の測定装置。
【請求項６】
前記距離から求めた前記通信領域の基準位置のずれ量が所定の閾値以上である場合に、当該光ビーコンに異常が発生した旨の情報を、前記アップリンク光を通じて前記ビーコンヘッドに送信する光送信部を、更に備えている請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信領域の測定装置。
【請求項７】
前記光ビーコンに異常が発生した旨の情報には、前記ずれ量に応じた異常の確度情報が含まれている請求項６に記載の通信領域の測定装置。
【請求項８】
道路を走行する車両の車載装置と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定されたビーコンヘッドを有する光ビーコンとを備え、前記通信領域において前記車載装置と前記ビーコンヘッドとの間で光通信を行う路車間通信システムであって、
前記光ビーコンは、前記通信領域の基準位置から前記アップリンク光の送信地点までの位置ずれ情報をダウンリンク切り替え後のダウンリンク光に含める通信制御部を有し、
前記車載装置は、ダウンリンク切り替え後の前記ダウンリンク光を受信した第１の時刻と、前記ビーコンヘッドが送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻とを検出する時刻検出部と、
前記位置ずれ情報を取得する情報取得部と、
前記第１及び第２時刻と前記位置ずれ情報とに基づいて、前記通信領域の基準位置から前記ビーコンヘッドのヘッド位置までの距離を算出する距離算出部と、を有することを特徴とする路車間通信システム。
【請求項９】
車載装置との間でアップリンク光とダウンリンク光を送受信するビーコンヘッドを有する光ビーコンの通信領域の測定方法であって、
ダウンリンク切り替え後のダウンリンク光を受信した第１の時刻と、前記ビーコンヘッドが送出する車両感知用の光信号を受信した第２の時刻とを検出するステップと、
前記通信領域の基準位置から前記アップリンク光の送信地点までの位置ずれ情報を取得するステップと、
前記第１及び第２の時刻と前記位置ずれ情報とに基づいて、前記通信領域の基準位置から前記ビーコンヘッドのヘッド位置までの距離を算出するステップと、
を含むことを特徴とする通信領域の測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２０４０５１（Ｐ２０１１−２０４０５１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７１３４４（Ｐ２０１０−７１３４４）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【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２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【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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