路車間通信システム及び光ビーコン
【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】 通信領域Ａが道路に設定された投受光器８を有する光ビーコン４と、通信領域Ａにおいて投受光器８との間で情報の送受信を行う車載機２とを備える。通信領域Ａのアップリンク領域ＵＡは、車両進行方向に複数の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割され、投受光器８は各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応してアップリンク情報を受信する複数の受信部１１を備える。光ビーコン４は、受信部１１によってアップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる通信制御部７を有し、所定のダウンリンク情報は、アップリンク情報を受信したいずれかの受信部１１に対応する分割領域内の位置Ｐ１〜Ｐ４からその下流側の所定位置Ｐ０までの距離に関する距離情報を含む。
【解決手段】 通信領域Ａが道路に設定された投受光器８を有する光ビーコン４と、通信領域Ａにおいて投受光器８との間で情報の送受信を行う車載機２とを備える。通信領域Ａのアップリンク領域ＵＡは、車両進行方向に複数の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割され、投受光器８は各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応してアップリンク情報を受信する複数の受信部１１を備える。光ビーコン４は、受信部１１によってアップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる通信制御部７を有し、所定のダウンリンク情報は、アップリンク情報を受信したいずれかの受信部１１に対応する分割領域内の位置Ｐ１〜Ｐ４からその下流側の所定位置Ｐ０までの距離に関する距離情報を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路側に設置された光ビーコンと車両に搭載された車載機との間で光信号による双方向通信を行う路車間通信システム、及び、この路車間通信システムに用いることができる光ビーコン、車載機、及び車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）が既に展開されている。このうち、光ビーコンは近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方通信が可能となっている。
具体的には、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含むアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信され、逆に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が光ビーコンから車載機に送信されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記光ビーコンは、車載機との間で双方向通信を行うビーコンヘッド（投受光器）を備えており、この投受光器は、ダウンリンク情報を送出する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、車載機からのアップリンク情報を受信するフォトセンサとを備えている。
例えば図１１に示すように、光ビーコン１０４のビーコンヘッド（投受光器）１０８は、その直下よりも上流側よりに通信領域Ａが設定されている。光ビーコン（光学式車両感知器）１０４の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図１１の右側部分）と重複しており、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端は互いに一致するものとされている。また、実際に、現在設定されているダウンリンク領域ＤＡの上流端は、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃよりも上流側（例えば、図１１のｃ′）に設定されている場合が多い。
【０００４】
従って、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは通信領域Ａ全体の同方向長さと一致する。また、上記規格によれば、一般道向けの光ビーコン１０４の場合で、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａは、ビーコンヘッド１０８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離は２．１ｍと規定され、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、この場合、通信領域Ａの車両進行方向の全長は３．７ｍとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
上記路車間通信システムでは、光ビーコン１０４と車載機１０２との間で次のような通信が行われる。まず、光ビーコン１０４は、最初に、車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第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に車両が進入することで、その車両に搭載された車載機１０２の投受光器（車載ヘッド）が第１のダウンリンク情報を受信すると、当該車載機１０２は、自己の車両ＩＤを格納した車線通知情報を含むアップリンク情報の送信を開始する。
そして、上記アップリンク情報を光ビーコン１０４のビーコンヘッド１０８が受信すると、光ビーコン１０４は、ダウンリンクの切り替えを行い、車載機１０２に対して上記車両ＩＤを有する車線通知情報を含む第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１０２において受信される。
【０００７】
このような光ビーコンを用いた路車間通信システムにより、例えば、通信領域Ａ内の特定位置（例えば車両進行方向の上流端）を車両（車載機１０２）の位置と見立て、当該特定位置からその下流側の所定位置Ｐ０（例えば、信号機の手前に設けられた停止線４０）までの「距離情報」を第２のダウンリンク情報に含ませておき、この距離情報を受信した車載機１０２により、当該距離情報を利用して、停止線４０の手前で強制停止するように車両を制動させたり、ドライバに停止や減速を促す報知を行ったりして、ドライバに対して安全運転支援を行う場合がある（例えば、本願出願人が提案した特願２００６−１２１６９２号及び特願２００６−１２１７００号）。
【０００８】
しかし、このような安全運転支援を行う場合、次のような問題がある。
現在、実際に運用されている光ビーコン１０４の通信領域Ａ、特にアップリンク領域ＵＡは、車載機１０２からのアップリンク情報をより確実に受信するため、例えば図１１に仮想線で示すように、前記規格で規定された正式な領域よりもかなり広い領域（例えば、△ｄｂ′ｃ′で示す領域）になっていることが多い。同様に、ダウンリンク領域ＤＡについても前記規格の領域よりも設定されている場合が多い。
このように通信領域Ａが正式な領域よりも広範であると、「距離情報」の始点となる通信領域Ａ内の特定位置と、車両が前記距離情報を受信した時点における実際の位置との差が大きくなってしまう可能性が高く、距離情報の精度が低下する。このため、この距離情報を利用した安全運転支援の精度も同じように低下することになり、例えば、安全運転支援機能によって、停止線４０の手前に停止させるように車両を制動したにも関わらず、停止線４０をオーバーして車両が停止するといった事態が起こりうる。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑み、アップリンク領域が車両進行方向に広く設定されている場合であっても、ドライバに対する安全運転支援を精度よく行うことができる路車間通信システム、光ビーコン、車載機、及び車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の路車間通信システムは、アップリンク情報を受信可能なアップリンク領域とダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域が道路の所定範囲に設定された投受光器を有する光ビーコンと、車両に搭載されるとともに、前記通信領域において前記投受光器との間で前記アップリンク情報及び前記ダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えている路車間通信システムであって、前記アップリンク領域が、車両進行方向に複数の分割領域に分割され、前記投受光器が、前記各分割領域に対応して前記アップリンク情報を受信する複数の受信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、道路を走行する車両の車載機からアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と前記車載機にダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域が道路の所定範囲に設定された投受光器を有する光ビーコンであって、前記アップリンク領域が、車両進行方向に複数の分割領域に分割され、前記投受光器が、前記各分割領域に対応して前記アップリンク情報を受信する複数の受信部を有していることを特徴とする。
【００１２】
また、これらの場合、上記路車間通信システム及び光ビーコンは、前記受信部によって前記アップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる通信制御部を有しており、前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置とその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることが好ましい。
【００１３】
上記路車間通信システム及び光ビーコンによれば、アップリンク領域において確実にアップリンク情報を受信することができるように、当該アップリンク領域が車両進行方向に関して広く設定されている場合であっても、当該アップリンク領域を構成する個々の分割領域は車両進行方向に狭く設定することが可能となる。そして、アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置からその下流側の所定位置までの「距離情報」を所定のダウンリンク情報に含ませることによって、当該「距離情報」の始点（上流端）と、実際の車両（車載機）の位置とが大きく離れてしまうことがなくなり、車載機において所定位置までの正確な距離を認識させることができ、安全運転支援を精度よく行うことができる。
【００１４】
所定のダウンリンク情報に含まれる距離情報は、アップリンク情報を受光した受信部に対応する分割領域内の位置から前記所定位置までの距離そのものとしてもよいし、アップリンク領域の上流端から前記所定位置までの距離についての第１の距離情報及びアップリンク領域の上流端からアップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置までの距離である第２の距離情報としてもよい。
【００１５】
後者の場合、車載機には、第１の距離情報と第２の距離情報とから、アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置から前記所定位置までの距離を求める距離認識部を備えていることが好ましい。
【００１６】
どちらの場合においても、アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置からその下流側の所定位置までの距離を正確に認識することができる。
【００１７】
前記路車間通信システム及び光ビーコンにおいて、互いに隣接する２つの分割領域に対応する２つの受信部によってアップリンク情報が同時に受信されたとき、所定のダウンリンク情報が、当該２つの分割領域における境界部の位置から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることが好ましい。
【００１８】
また、前記路車間通信システム及び光ビーコンにおいて、前記アップリンク領域は、車両進行方向に隣接する他の分割領域と重複する領域を有する分割領域を含み、互いに重複する２つの分割領域に対応する２つの受信部によってアップリンク情報が同時に受信されたとき、所定のダウンリンク情報が、当該２つの分割領域における重複領域内の位置から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることが好ましい。
【００１９】
この場合、アップリンク情報が１つの受信部によって受信された場合と、２つの受信部によって受信された場合とで、より細かく距離情報を設定することができ、車載機においてより正確な距離を認識させることが可能となる。
【００２０】
上記の場合、光ビーコンは、アップリンク情報を同時に受信した２つの受光部の受光レベルに基づいて、前記境界部や前記重複領域における前記車両の位置を推定する推定部を有し、前記所定のダウンリンク情報が、前記推定部によって推定された前記車両の位置に関する情報を含んでいることが好ましい。
この場合、推定部によって推定された車両の位置に関する情報から距離情報をより正確に設定することが可能となる。
【００２１】
前記車載機は、前記所定のダウンリンク情報に基づいて前記所定位置までの距離を認識する距離認識部を有していることが好ましい。また、前記車載機は、車両進行方向下流側に設定された信号機の表示予定に関する信号情報を受信する信号情報受信部と、この信号情報と前記距離情報とに基づいて運転支援に関する制御を行う支援制御部とを有していることが好ましい。
この場合、例えば、信号機手前の停止線位置までの距離についての距離情報と、その信号機の灯色についての信号情報とから、車両が停止線に到着するときに信号機の灯色が何色であるか、ということを予測し、この予測に基づいた運転支援を行うことが可能となる。
【００２２】
この支援制御部は、運転支援として車両を制動するための制御を行うことができる。これによって、例えば、車両が停止線に到着するときに信号灯色が赤色や黄色であると予測された場合に、車両を停止線で停止させることが可能となる。
また、支援制御部は、運転支援として、車両の搭乗者に対する報知情報を生成する機能を有していることが好ましい。これによって、例えば、車両が停止線に到着するときに信号灯色が赤色や黄色であると予測された場合に、車両を停止線で停止させる必要があることを搭乗者に認識させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、アップリンク領域が車両進行方向に広く設定されている場合でも、所定のダウンリンク情報に含まれる距離情報の始点が実際の車両の位置から大きく離れてしまうことがなく、車載機において所定位置までの正確な距離を認識させることができ、ドライバに対する安全運転支援を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図４】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】アップリンク情報をいずれかの受信部により受信した後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】本発明の第２実施形態についてアップリンク領域の一部を拡大して示す側面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図９】同アップリンク領域の一部を拡大して示す側面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図１１】従来の光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第１の実施形態〕
〔システムの全体構成〕
図１は、第１実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
図１に示すように、この路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する各車両Ｃに搭載された車載機２とを備えて構成されている。
交通管制システム１は、管制室に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４と、を有している。光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で双方向通信を行う。なお、中央装置３は交通管制室に設けられている。
【００２６】
〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４は、電話回線等の通信回線５を介して中央装置３と接続された通信インタフェースである通信部６と、この通信部６が接続されたビーコン制御機７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図例では４つ）のビーコンヘッド（投受光器）８とを備えている。
各ビーコンヘッド８は、筐体の内部に発光ダイオード（ＬＥＤ）１０、フォトセンサ（受信部）１１を収納して構成されている（図３参照）。このうち、ＬＥＤ１０は、近赤外線よりなるダウンリンク情報を後述する通信領域Ａに発光し、フォトセンサ１１は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク情報を受光する。また、本実施形態のビーコンヘッド８には、複数（４つ）のフォトセンサ１１が設けられている。
【００２７】
図２は、上記光ビーコン４の平面図である。図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されており、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して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一台の前記ビーコン制御機７とを備えている。
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）による中央装置３との双方向通信と、ビーコンヘッド８による車載機２との路車間通信を行う通信制御部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。
【００２８】
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ＬＥＤ１０は、各車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。
【００２９】
〔通信領域について〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、車載機２の投受光器である車載ヘッド２７がダウンリンク情報を受信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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。したがって、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ａｃ間の長さ）は３．７ｍとなる。
【００３２】
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、車載機２と光ビーコン４との間のアップリンク情報及びダウンリンク情報の送受信の確実性が増すことになる。
【００３３】
さらに、アップリンク領域ＵＡは、車両進行方向に複数に分割されている。具体的にアップリンク領域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）Ｋ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つのフォトセンサ１１（図１）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。したがって、例えば分割領域ＵＡ１内で車載ヘッド２７から発信されたアップリンク情報は、この分割領域ＵＡ１に対応するフォトセンサ１１によって受信される。
【００３４】
〔車載機及び車両の構成〕
図４は、光ビーコン４と路車間通信する前記車載機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機２と、車両Ｃの各部を統合制御する電子制御装置（ＥＣＵ）２２と、車体２１を駆動するエンジン２３と、車体２１を制動するブレーキ装置２４と、車両Ｃの現時の速度を常時検出している速度検出器２５とを備えている。ＥＣＵ２２は、ドライバのアクセル操作に基づくエンジン２３の駆動制御や、ブレーキ操作に基づく制動制御等、車両Ｃに対する各種の制御を行う。
【００３５】
車載機２は、車載コンピュータ２６と、このコンピュータ２６のセンサ用インタフェースに接続された車載ヘッド（投受光器）２７と、搭乗席のドライバに対するヒューマンインタフェースとしてのディスプレイ２８及びスピーカ装置２９とを備えている。
上記車載ヘッド２７は、光ビーコンの投受光器８と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォトセンサを備えている（図示せず）。このうち、ＬＥＤは、近赤外線よりなるアップリンク情報を発光し、フォトセンサは、通信領域Ａに発光された近赤外線よりなるダウンリンク情報を受光する。
【００３６】
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３０，３１，３２の処理内容については後述する。
【００３７】
〔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。
【００３８】
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）。
【００３９】
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。
【００４０】
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、ダウンリンクの切り替えを行い、第２情報として、車両ＩＤ情報を有する車線通知情報を含む第２のダウンリンク情報３６の送信を開始し（図５のＦ５）、この第２のダウンリンク情報３６の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す（図５のＦ６）。
【００４１】
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。
【００４２】
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、通信領域Ａ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。
【００４３】
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。
【００４４】
最小フレーム３７の送信周期は約１ｍｓである。従って、例えば、三つの最小フレーム３７で一つのダウンリンク情報３６を構成する場合には、ダウンリンク情報３６の送信周期は約３ｍｓになるので、当該ダウンリンク情報３６は所定の送信可能時間（２５０ｍｓ）の間に約８０回繰り返して送信されることになる。
車載機２の車載コンピュータ２６は、第２のダウンリンク情報３６を受信した時点（図６のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報３５の送信を停止する。
【００４５】
本実施形態の路車間通信システムは、図３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距離認識システムとして機能している。
以下、前記した距離情報の内容と、これに基づいて車載機２が行う安全運転支援のための距離認識について説明する。
【００４６】
〔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の所定位置Ｐ１〜Ｐ４からその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１〜Ｌ４の数値である前記距離情報を予め記憶装置に記憶している。そして、この距離Ｌ１〜Ｌ４についての距離情報を第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。
距離Ｌ１〜Ｌ４の下流端（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、距離Ｌ１〜Ｌ４の上流端（始点）Ｐ１〜Ｐ４は、アップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に応じて４カ所に設定されている。具体的に上流端Ｐ１〜Ｐ４の位置は、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４における道路Ｒ上の車両進行方向の略中央位置に設定されている。
【００４７】
ビーコン制御機７は、予め記憶した複数の距離Ｌ１〜Ｌ４についての距離情報のうちいずれかを選択し、第２のダウンリンク情報３６の送信フレームに格納する。そして、どの距離Ｌ１〜Ｌ４を選択するかは、ダウンリンクの切り換え前にアップリンク情報を受信したフォトセンサ１１に基づいて決定される。
例えば、最上流側の分割領域ＵＡ１において、道路Ｒ上を走行している車両Ｃの車載ヘッド２７がアップリンク情報３５を送信し、図６に示すように、この分割領域ＵＡ１に対応するフォトセンサ（第１受信部）１１が当該アップリンク情報３５を受信した場合、ビーコン制御機（ダウンリンク切り替え制御部）７は、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１を特定し、それに対応する距離情報Ｌ１を選択するとともに、ダウンリンクを切り換え、ＬＥＤ１０を介して距離Ｌ１についての距離情報を含む第２のダウンリンク情報３６を送信する。
【００４８】
他の分割領域ＵＡ２〜ＵＡ４に対応するフォトセンサ（第２〜第４受信部）１１のいずれかがアップリンク情報３５を受信した場合は、ビーコン制御機７は、上流点がＰ２〜Ｐ４となるいずれかの距離Ｌ２〜Ｌ４を選択し、当該距離Ｌ２〜Ｌ４についての距離情報を含む第２のダウンリンク情報３６を送信する。
【００４９】
〔距離認識（安全運転支援）の内容〕
図４に示すように、上記距離情報を含む第２のダウンリンク情報３６を車載ヘッド２７が受信すると、車載コンピュータ２６の距離認識部３０は、そのダウンリンク情報３６のフレームに含まれている距離情報を抽出して、前記距離Ｌ１〜Ｌ４を認識する。
そして、車載コンピュータ２６の支援制御部３２は距離Ｌ１〜Ｌ４を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。
【００５０】
例えば、支援制御部３２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。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。
【００５１】
また、支援制御部３２の安全運転支援としては、ディスプレイ２８やスピーカ装置２９を用いたドライバに対する注意喚起であってもよい。
例えば、支援制御部３２により、停止線４０までの距離Ｌ１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。
【００５２】
また、支援制御部３２は、前記距離情報と共に、第２のダウンリンク情報に含まれる信号情報を用いて安全運転支援を行うこともできる。
ここで、信号情報とは、交通信号機が表示する現在又は将来の信号灯色に関する情報を指し、各信号灯色の表示継続予定期間や表示する順序等に関する情報（表示予定情報）等を含む。例えば、「現在灯色が青信号で継続予定時間が５秒であり、次の灯色が黄信号で継続予定時間が８秒であり、その次の灯色が右折青矢印灯で継続予定時間１０秒である」といった情報である。
【００５３】
この信号情報を受信した車載コンピュータ２７の支援制御部３２は、停止線４０までの距離Ｌ１〜Ｌ４（前述の距離情報）と車両Ｃの走行速度や加速度等から、停止線４０に到着するまでの所要時間を推定した上で、当該所要時間経過後の信号灯色を推定することができる。そして、例えば、現在の信号灯色は青信号であるが、停止線４０に到着する時点で信号灯色が赤信号と予測されるような場合には、安全に停止線４０の手前で停止することができるように、車両Ｃを制動するための制御を行う。逆に、減速しなければ安全に交差点を通過できると判断できるような場合には、車両Ｃの速度を維持するための制御を行うことができる。
【００５４】
車両Ｃを制動したり速度を維持したりするため、支援制御部３２は、車両のブレーキ装置２４（図４）やアクセルに対して直接的に制御を行ってもよい。また、支援制御部３２では単に制動や速度維持に関する情報を生成し、その情報をＥＣＵ２２に通知することによってＥＣＵ２２でブレーキ装置２４やアクセルを制御するものであってもよい。すなわち、支援制御部３２は、間接的な制御を行うものであってもよい。
【００５５】
また、支援制御部３２は、車載装置の主導による制御のみならず、ブレーキアシストなど、ドライバの運転動作を補助する動作をしても良い。
【００５６】
支援制御部３２は、車両Ｃの搭乗者に対して、信号灯色の推定の結果を音声や画像情報によって通知するようにしても良い。例えば、「間もなく信号が変わるので停止すべきである」といった内容の音声をスピーカ装置２９からドライバに向けて発したり、ヘッドアップディスプレイやナビゲーション装置等のディスプレイ２８に文字や図柄で表示したりすることができる。
安全運転の支援については、不適切なタイミングや内容でドライバに情報を通知することのないようなヒューマンインタフェースとするため、例えば低速走行時には音声や画像表示による報知を行わないようにすることができる。
【００５７】
なお、信号情報は、現在表示している灯色とその継続時間だけとしても良いし、１サイクル分の情報をまとめて提供するようにしても良い。また、これらの情報に加えて、地点感応制御を実施している地点では、当該制御に関するパラメータ情報や制御を実施する時間帯の情報等を含ませても良い。
また、信号情報は、光ビーコンから取得するものであってもよいし、光ビーコン以外のインフラ装置等から取得するものであってもよい。後者の場合、例えば、信号機の信号制御機が無線通信機を備えている場合には、当該無線通信機から取得してもよいし、前記信号情報を取得した先行車両から車々間通信によって取得してもよい。信号情報を受信する信号情報受信部は、車載ヘッド２７を用いてもよいし、車載機２に備えた別の受信器であってもよい。
【００５８】
以上詳述したように、本実施形態の路車間通信システムによれば、アップリンク領域ＵＡが複数の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割され、ビーコンヘッド８には、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応する複数のフォトセンサ１１が設けられており、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に応じて所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１〜Ｌ４を選択し、その距離情報を第２のダウンリンク情報３６に含ませているので、アップリンク領域ＵＡ全体が規定よりも車両進行方向に広く設定されていたとしても、当該距離情報の始点（車両進行方向の上流端）と実際の車両（車載機２）の位置とが大きく離れてしまうことはほとんど無く、車載機２において所定位置Ｐ０までの距離を正確に認識させることができる。したがって、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。
逆に言うと、本実施形態の路車間通信システムによれば、アップリンク領域ＵＡを車両進行方向により拡大することができるので、車載機２からのアップリンク情報の受信をより確実に行うことができる。
【００５９】
また、本実施形態の路車間通信システムは、路車間通信の確実性が低い条件においても、精度良く所定位置Ｐ０までの距離を認識することが可能となり、大変有用である。以下、この点につき詳しく説明する。
なお、路車間通信の確実性が低い条件とは、例えば、アップリンク情報を送信する光（アップリンク光）がビーコンヘッド８まで到達しにくくなるような雨天や濃霧等の気象条件や、降雨時に車両Ｃのワイパーを作動させていることによって、アップリンク光が遮られるような条件等である。
【００６０】
一般に、路車間通信の確実性が高い条件であれば、最初にアップリンク領域ＵＡ内で送信されたアップリンク情報３５はフォトセンサ１１に正確に受信され、車載コンピュータ２６がダウンリンクの切替を認識する（第２のダウンリンク情報を受信する）時点の車両Ｃの位置は、概ねアップリンク領域ＵＡの最上流端ｃ付近になると考えられる。
しかし、路車間通信の確実性が低い条件では、最初にアップリンク領域ＵＡ内で送信されたアップリンク情報３５がビーコンヘッド８に正確に受信されない場合があり、車載コンピュータ２６は、ダウンリンクの切り替えを認識できるまで、アップリンク送信周期ごとにアップリンク情報３５を繰り返し送信することになる。このため、ダウンリンクの切り替えを認識した時点における車両Ｃの位置は、アップリンク領域ＵＡの最上流端ｃよりも、アップリンク情報３５を繰り返し送信する間に走行した距離の分だけ下流側に離れた地点となる。
【００６１】
この際、仮に、第２のダウンリンク情報に含ませる距離情報の始点をアップリンク領域ＵＡの最上流端ｃとすると、当該最上流端ｃと、実際の車両Ｃの位置とが大きく離れ、距離認識精度は低下する。特に、車両の走行速度が大きい場合やアップリンク送信周期が長く設定されている場合は、距離認識精度が一層低下する可能性がある。
【００６２】
本実施形態の場合、アップリンク領域ＵＡが分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割されているので、最初のアップリンク情報３５が、例えば最上流側の分割領域ＵＡ１で受信されなかったとしても、アップリンク情報を受信した他の分割領域ＵＡ２〜ＵＡ４内の位置を始点とした距離情報を第２のダウンリンク情報に含ませることができるので、距離認識精度はほとんど低下することはない。
【００６３】
なお、上記実施形態において、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の車両進行方向長さは、距離認識精度として要求されるレベルに応じて設定することができる。また、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の車両進行方向長さは、互いに異なっていてもよい。
また、本実施形態では、距離Ｌ１〜Ｌ４の中からアップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に応じた距離を選択してその距離情報を第２のダウンリンク情報３６に含ませる方法を説明したが、例えば、距離Ｌ１〜Ｌ４の全てに識別番号等を付与し、その全ての距離Ｌ１〜Ｌ４とそれに対応する識別番号とを第２のダウンリンク情報に含ませ、同時に、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に応じた１の識別番号をも第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の距離認識部３０は、第２のダウンリンク情報３６に含まれる前記１の識別番号をもとに正確な距離を選択して認識することができる。また、車載コンピュータ２６が予め距離Ｌ１〜Ｌ４とその識別番号とを記憶している場合には、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に応じた１の識別番号のみを第２のダウンリンク情報に含ませてもよい。
【００６４】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態において、図３に示すように、車両Ｃが分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の境界線（境界部）Ｋ付近を走行しているときに車載機２からアップリンク情報３５が送信されると、当該境界線Ｋを跨ぐ２つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応した２つのフォトセンサ１１が当該アップリンク情報３５を同時に受信しまう可能性がある。かかる場合、上述の第１実施形態では、距離情報を構成する複数の距離Ｌ１〜Ｌ４のなかから１つを選択することができなくなる。
そこで、第２実施形態では、このような状況を想定し、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上の各境界位置ｅ１，ｅ２，ｅ３を上流端とし、所定位置Ｐ０を下流端とする各距離についての距離情報をもビーコン制御機７の記憶装置に予め記憶しておく。そして、２つのフォトセンサ１１によって同じアップリンク情報が同時に受信された場合には、ビーコン制御機７は、当該２つのフォトセンサ１１に対応する２つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の境界位置ｅ１，ｅ２，ｅ３を上流端とした距離についての距離情報を選択し、第２のダウンリンク情報３６に含ませる。
【００６５】
したがって、本実施形態では、距離情報の選択肢が更に増え、車載機２に所定位置Ｐ０までのより正確な距離を認識させることができる。したがって、ドライバに対する安全運転支援をより精度よく行うことができる。
【００６６】
また、本実施形態において、境界線（境界部）Ｋは、所定の幅を持つものと想定することもできる。例えば図７に分割領域ＵＡ３，ＵＡ４について示すように、分割領域ＵＡ３の下流端付近と、分割領域ＵＡ４の上流端付近とに、所定の幅を有するとともに、各分割領域ＵＡ３，ＵＡ４に対応する２つのフォトセンサ１１（第３，第４受信部）が同時にアップリンク情報を受信しうる、境界部ＵＡ３ｅ，ＵＡ４ｅを想定することができる。この場合、２つの境界部ＵＡ３ｅ，ＵＡ４ｅを合わせて１つの境界領域ＵＡ３４ｅを設定し、第３，第４受信部が同時にアップリンク情報を受信した場合は、境界領域ＵＡ３４ｅにおける道路Ｒ上の位置（例えば、車両進行方向の略中央位置）を上流端とする距離情報を、第２のダウンリンク情報３６に含ませることができる。
【００６７】
また、上記のように第３，第４受信部によって同時にアップリンク情報を受信した場合に、それらの受光レベルを比較することによって、車両Ｃの車載機２が境界領域にＵＡ３４ｅのなかのどの地点でアップリンク情報３５を送信したかを推定する推定部をビーコン制御機７に備えておき、当該推定部によって推定した地点をもとに、距離情報の上流端を設定することもできる。
例えば、境界領域ＵＡ３４ｅにおいて、第３受信部の受光レベルが高く、第４受信部の受光レベルが低い場合であれば、推定部は、車両（車載機２）が境界領域ＵＡ３４ｅのうち上流側寄り（分割領域Ｕ３寄り）の位置でアップリンク情報を送信したものと推定する。さらに、推定部は、境界領域ＵＡ３４ｅの領域長を受光レベルの比率に応じて配分したうえで車両のアップリンク情報の送信位置を推定することもできる。
【００６８】
具体的には、第３受信部の受光レベルが３．０μＷ／ｃｍ２、第４受信部の受光レベルが１．０μＷ／ｃｍ２である場合、両受光レベルの比率（３：１）に基づいて境界領域ＵＡ３４ｅの領域長を４等分し、当該領域の上流端から１つ目の位置Ｐ５を、車両のアップリンク情報の送信位置と推定することができる。
また、ビーコン制御機７は、各受信部の受光レベル又は受光レベル比についての受光レベル情報を第２のダウンリンク情報３６に含ませて車載機２に送信することができる。この場合、車載機２は、補正部３１（図４）において、受光レベル情報を用いた距離情報の補正を行うことによって、より正確に距離認識を行うことができる。
【００６９】
〔第３実施形態〕
図８は、本発明の第３実施形態に係る光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。本実施形態では、アップリンク領域ＵＡを構成する複数の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４が、隣接する他の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４と車両進行方向に重複するように設定されている。そして、本実施形態においても、第１実施形態と同様な方法により距離情報を用いて距離認識を行う。
また、本実施形態の場合、第２実施形態でも説明したように、アップリンク情報３５が２つのフォトセンサ１１によって同時に受信されるケースが多くなると考えられる。したがって、本実施形態では、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の重複領域ＶＡ１〜ＶＡ３における道路Ｒ上の位置（例えば、車両進行方向の中央位置）ｆ１，ｆ２，ｆ３を上流端とし、所定位置Ｐ０を下流端とする距離の情報をもビーコン制御機７の記憶装置に予め記憶しておく。そして、２つのフォトセンサ１１によってアップリンク情報３５が受信された場合は、ビーコン制御機７は、その２つのフォトセンサ１１に対応する２つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の重複領域ＶＡにおける位置ｆ１〜ｆ３を上流端とする距離についての距離情報を選択し、第２のダウンリンク情報３６に含ませる。
【００７０】
本実施形態の場合も、距離情報の選択肢が増え、車載機２に所定位置Ｐ０までのより正確な距離を認識させることができる。したがって、ドライバに対する安全運転支援をより精度よく行うことができる。
【００７１】
また、本実施形態において、重複領域ＶＡ１〜ＶＡ３のいずれかで２つのフォトセンサ１１がアップリンク情報３５を受信した場合に、この２つのフォトセンサ１１の受光レベルを比較することによって、車両Ｃが当該重複領域ＶＡ１〜ＶＡ３のなかのどの地点でアップリンク情報３５を送信したかを推定する推定部をビーコン制御機７に備えておき、その推定した地点に基づいて距離情報の上流端を設定し、この距離情報を第２のダウンリンク情報３６に含ませるようにすることができる。
【００７２】
例えば、図９に分割領域ＵＡ３，ＵＡ４について示すように、この分割領域Ｕ３，ＵＡ４に対応するフォトセンサ１１（第３，第４受信部）によって同時にアップリンク情報を受信したとき、第３受信部の受光レベルが高く、第４受信部の受光レベルが低ければ、推定部は、車両（車載機２）が重複領域ＶＡ３のうちの上流側寄り（分割領域Ｕ３寄り）の位置でアップリンク情報を送信したものと推定する。
【００７３】
さらに、推定部は、重複領域ＶＡ３の領域長を受光レベルの比率に応じて配分したうえで車両のアップリンク情報の送信位置を推定することもできる。
具体的には、第３受信部の受光レベルが３．０μＷ／ｃｍ２、第４受信部の受光レベルが１．０μＷ／ｃｍ２である場合、両受光レベルの比率（３：１）に基づいて重複領域ＶＡ３の領域長を４等分し、当該領域ＶＡ３の上流端から１つ目の位置Ｐ６を、車両のアップリンク情報の送信位置と推定する。
また、ビーコン制御機７は、各受信部の受光レベル又は受光レベル比についての受光レベル情報を第２のダウンリンク情報３６に含ませて車載機２に送信することができる。この場合、車載機２は、補正部３１（図４）において、受光レベル情報を用いた距離情報の補正を行うことによって、より正確に距離認識を行うことができる。
【００７４】
〔第４実施形態〕
図１０は、本発明の第４実施形態に係る光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。この第４実施形態では、ビーコン制御機７の記憶装置に記憶される距離情報が、アップリンク領域ＵＡの最上流端ｃからその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ０についての第１の距離情報と、アップリンク領域ＵＡの最上流端ｃから各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４内の所定位置Ｐ１〜Ｐ４までの距離Ｌ１′〜Ｌ４′についての第２の距離情報とを含んでいる。そして、ビーコン制御機７は、第１の距離情報と、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に対応する第２の距離情報とを第２のダウンリンク情報３６の送信フレームに格納し、当該送信フレームをビーコンヘッド８から繰り返し送出する。
【００７５】
この第２のダウンリンク情報３６を車載ヘッド２７が受信すると、図４に示すように、車載コンピュータ２６の距離認識部３０が、そのダウンリンク情報３６の送信フレームに含まれている第１の距離情報と第２の距離情報とを抽出し、これら第１，第２距離情報から実距離Ｌ１〜Ｌ４（図１０）を演算する。すなわち、第１の距離情報を構成する距離Ｌ０から第２の距離情報を構成する距離Ｌ１′〜Ｌ４′を差し引く演算を行う。
そして、車載コンピュータ２６の支援制御部３２は実距離Ｌ１〜Ｌ４を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。
【００７６】
したがって、本実施形態においても上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
また、本実施形態においても、２つのフォトセンサ１１によりアップリンク情報３５を同時に受信した場合に、第２実施形態と同様の制御を行うことができるように、アップリンク領域ＵＡの最上流端ｃを上流端とし、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上の各境界位置ｅ１，ｅ２，ｅ３を下流端とする距離についての距離情報を第２の距離情報としてビーコン制御機７の記憶装置に予め記憶しておいてもよい。
【００７７】
また、本実施形態では、例えば、距離Ｌ１′〜Ｌ４′の全てに識別番号等を付与し、その全ての距離Ｌ１〜Ｌ４とそれに対応する識別番号とを第２のダウンリンク情報に含ませ、同時に、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に応じた１の識別番号をも第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の距離認識部３０は、第２のダウンリンク情報３６に含まれる前記１の識別番号をもとに、距離Ｌ１′〜Ｌ４′の中から対応する距離を選択し、当該距離を前記距離Ｌ０から差し引くことで、所定位置Ｐ０までの実距離を認識することができる。
【００７８】
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。
例えば、図３に示すように、距離情報を構成する距離Ｌ１〜Ｌ４の上流端Ｐ１〜Ｐ４の位置は、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上の略中央位置に限らず任意に設定することができる。例えば、上流端Ｐ１〜Ｐ４は、各分割領域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、各分割領域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。
【００７９】
また、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の数（フォトセンサ１１の数）は、２つ、３つ、又は５つ以上としてもよい。
また、フォトセンサ１１は、その受信領域を論理的に複数の領域に分割することによって、それぞれを受信部とすることができる。つまり、１つのフォトセンサ１１が複数の受信部を有する構成とすることができる。そして、これら受信部をそれぞれ道路上の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応させ、アップリンク光が当該フォトセンサ１１のどの領域に照射されたかに応じて、距離情報を選択することもできる。この場合、分割領域の数よりも少ないフォトセンサ１１を用いて全ての分割領域に対応させることができる。
【００８０】
距離情報を構成する距離Ｌ１〜Ｌ４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車両感知器の位置としてもよい。
また、上記各実施形態における距離情報は、所定位置Ｐ０までの距離の値を直接格納する形式に限られず、所定位置Ｐ０までの距離を一意に決定しうる情報であれば、どのような形式であってもよい。
【００８１】
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内の所定位置（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。
【００８２】
また、光ビーコン４が送信する距離情報は、距離の値ではなく、当該距離の始点と終点との絶対位置（緯度・経度や宇宙空間上の任意の点を原点とする３次元空間の座標値等）を示す情報とすることができる。例えば、距離情報を、本発明によって得られるアップリンク領域ＵＡ内の絶対位置に関する情報と、所定位置Ｐ０の絶対位置に関する情報とを含む構成とし、双方の絶対位置をもとに、車載機２の距離認識部３０で距離を算出すればよい。また、車載機２側で所定位置Ｐ０の絶対位置に関する情報を記憶している場合には、光ビーコン４は、本発明によって得られるアップリンク領域ＵＡ内の絶対位置に関する情報のみを送信してもよい。
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、本発明によって得られるアップリンク領域ＵＡ内の位置に対応する位置情報とを光ビーコン４が送信し、この情報をもとに車載機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機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機２に送信する方法でもよい。
【００８３】
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。
上記各実施形態では、通信領域Ａ（特に、アップリンク領域ＵＡ）が、光ビーコンの「近赤外線式インターフェース規格」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。
【符号の説明】
【００８４】
２ 車載機
４ 光ビーコン
７ ビーコン制御機（通信制御部）
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
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
ＵＡ１〜ＵＡ４ 分割領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路側に設置された光ビーコンと車両に搭載された車載機との間で光信号による双方向通信を行う路車間通信システム、及び、この路車間通信システムに用いることができる光ビーコン、車載機、及び車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）が既に展開されている。このうち、光ビーコンは近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方通信が可能となっている。
具体的には、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含むアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信され、逆に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が光ビーコンから車載機に送信されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記光ビーコンは、車載機との間で双方向通信を行うビーコンヘッド（投受光器）を備えており、この投受光器は、ダウンリンク情報を送出する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、車載機からのアップリンク情報を受信するフォトセンサとを備えている。
例えば図１１に示すように、光ビーコン１０４のビーコンヘッド（投受光器）１０８は、その直下よりも上流側よりに通信領域Ａが設定されている。光ビーコン（光学式車両感知器）１０４の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図１１の右側部分）と重複しており、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端は互いに一致するものとされている。また、実際に、現在設定されているダウンリンク領域ＤＡの上流端は、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃよりも上流側（例えば、図１１のｃ′）に設定されている場合が多い。
【０００４】
従って、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは通信領域Ａ全体の同方向長さと一致する。また、上記規格によれば、一般道向けの光ビーコン１０４の場合で、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａは、ビーコンヘッド１０８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離は２．１ｍと規定され、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、この場合、通信領域Ａの車両進行方向の全長は３．７ｍとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
上記路車間通信システムでは、光ビーコン１０４と車載機１０２との間で次のような通信が行われる。まず、光ビーコン１０４は、最初に、車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第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に車両が進入することで、その車両に搭載された車載機１０２の投受光器（車載ヘッド）が第１のダウンリンク情報を受信すると、当該車載機１０２は、自己の車両ＩＤを格納した車線通知情報を含むアップリンク情報の送信を開始する。
そして、上記アップリンク情報を光ビーコン１０４のビーコンヘッド１０８が受信すると、光ビーコン１０４は、ダウンリンクの切り替えを行い、車載機１０２に対して上記車両ＩＤを有する車線通知情報を含む第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１０２において受信される。
【０００７】
このような光ビーコンを用いた路車間通信システムにより、例えば、通信領域Ａ内の特定位置（例えば車両進行方向の上流端）を車両（車載機１０２）の位置と見立て、当該特定位置からその下流側の所定位置Ｐ０（例えば、信号機の手前に設けられた停止線４０）までの「距離情報」を第２のダウンリンク情報に含ませておき、この距離情報を受信した車載機１０２により、当該距離情報を利用して、停止線４０の手前で強制停止するように車両を制動させたり、ドライバに停止や減速を促す報知を行ったりして、ドライバに対して安全運転支援を行う場合がある（例えば、本願出願人が提案した特願２００６−１２１６９２号及び特願２００６−１２１７００号）。
【０００８】
しかし、このような安全運転支援を行う場合、次のような問題がある。
現在、実際に運用されている光ビーコン１０４の通信領域Ａ、特にアップリンク領域ＵＡは、車載機１０２からのアップリンク情報をより確実に受信するため、例えば図１１に仮想線で示すように、前記規格で規定された正式な領域よりもかなり広い領域（例えば、△ｄｂ′ｃ′で示す領域）になっていることが多い。同様に、ダウンリンク領域ＤＡについても前記規格の領域よりも設定されている場合が多い。
このように通信領域Ａが正式な領域よりも広範であると、「距離情報」の始点となる通信領域Ａ内の特定位置と、車両が前記距離情報を受信した時点における実際の位置との差が大きくなってしまう可能性が高く、距離情報の精度が低下する。このため、この距離情報を利用した安全運転支援の精度も同じように低下することになり、例えば、安全運転支援機能によって、停止線４０の手前に停止させるように車両を制動したにも関わらず、停止線４０をオーバーして車両が停止するといった事態が起こりうる。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑み、アップリンク領域が車両進行方向に広く設定されている場合であっても、ドライバに対する安全運転支援を精度よく行うことができる路車間通信システム、光ビーコン、車載機、及び車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の路車間通信システムは、アップリンク情報を受信可能なアップリンク領域とダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域が道路の所定範囲に設定された投受光器を有する光ビーコンと、車両に搭載されるとともに、前記通信領域において前記投受光器との間で前記アップリンク情報及び前記ダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えている路車間通信システムであって、前記アップリンク領域が、車両進行方向に複数の分割領域に分割され、前記投受光器が、前記各分割領域に対応して前記アップリンク情報を受信する複数の受信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、道路を走行する車両の車載機からアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と前記車載機にダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域が道路の所定範囲に設定された投受光器を有する光ビーコンであって、前記アップリンク領域が、車両進行方向に複数の分割領域に分割され、前記投受光器が、前記各分割領域に対応して前記アップリンク情報を受信する複数の受信部を有していることを特徴とする。
【００１２】
また、これらの場合、上記路車間通信システム及び光ビーコンは、前記受信部によって前記アップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる通信制御部を有しており、前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置とその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることが好ましい。
【００１３】
上記路車間通信システム及び光ビーコンによれば、アップリンク領域において確実にアップリンク情報を受信することができるように、当該アップリンク領域が車両進行方向に関して広く設定されている場合であっても、当該アップリンク領域を構成する個々の分割領域は車両進行方向に狭く設定することが可能となる。そして、アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置からその下流側の所定位置までの「距離情報」を所定のダウンリンク情報に含ませることによって、当該「距離情報」の始点（上流端）と、実際の車両（車載機）の位置とが大きく離れてしまうことがなくなり、車載機において所定位置までの正確な距離を認識させることができ、安全運転支援を精度よく行うことができる。
【００１４】
所定のダウンリンク情報に含まれる距離情報は、アップリンク情報を受光した受信部に対応する分割領域内の位置から前記所定位置までの距離そのものとしてもよいし、アップリンク領域の上流端から前記所定位置までの距離についての第１の距離情報及びアップリンク領域の上流端からアップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置までの距離である第２の距離情報としてもよい。
【００１５】
後者の場合、車載機には、第１の距離情報と第２の距離情報とから、アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置から前記所定位置までの距離を求める距離認識部を備えていることが好ましい。
【００１６】
どちらの場合においても、アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置からその下流側の所定位置までの距離を正確に認識することができる。
【００１７】
前記路車間通信システム及び光ビーコンにおいて、互いに隣接する２つの分割領域に対応する２つの受信部によってアップリンク情報が同時に受信されたとき、所定のダウンリンク情報が、当該２つの分割領域における境界部の位置から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることが好ましい。
【００１８】
また、前記路車間通信システム及び光ビーコンにおいて、前記アップリンク領域は、車両進行方向に隣接する他の分割領域と重複する領域を有する分割領域を含み、互いに重複する２つの分割領域に対応する２つの受信部によってアップリンク情報が同時に受信されたとき、所定のダウンリンク情報が、当該２つの分割領域における重複領域内の位置から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることが好ましい。
【００１９】
この場合、アップリンク情報が１つの受信部によって受信された場合と、２つの受信部によって受信された場合とで、より細かく距離情報を設定することができ、車載機においてより正確な距離を認識させることが可能となる。
【００２０】
上記の場合、光ビーコンは、アップリンク情報を同時に受信した２つの受光部の受光レベルに基づいて、前記境界部や前記重複領域における前記車両の位置を推定する推定部を有し、前記所定のダウンリンク情報が、前記推定部によって推定された前記車両の位置に関する情報を含んでいることが好ましい。
この場合、推定部によって推定された車両の位置に関する情報から距離情報をより正確に設定することが可能となる。
【００２１】
前記車載機は、前記所定のダウンリンク情報に基づいて前記所定位置までの距離を認識する距離認識部を有していることが好ましい。また、前記車載機は、車両進行方向下流側に設定された信号機の表示予定に関する信号情報を受信する信号情報受信部と、この信号情報と前記距離情報とに基づいて運転支援に関する制御を行う支援制御部とを有していることが好ましい。
この場合、例えば、信号機手前の停止線位置までの距離についての距離情報と、その信号機の灯色についての信号情報とから、車両が停止線に到着するときに信号機の灯色が何色であるか、ということを予測し、この予測に基づいた運転支援を行うことが可能となる。
【００２２】
この支援制御部は、運転支援として車両を制動するための制御を行うことができる。これによって、例えば、車両が停止線に到着するときに信号灯色が赤色や黄色であると予測された場合に、車両を停止線で停止させることが可能となる。
また、支援制御部は、運転支援として、車両の搭乗者に対する報知情報を生成する機能を有していることが好ましい。これによって、例えば、車両が停止線に到着するときに信号灯色が赤色や黄色であると予測された場合に、車両を停止線で停止させる必要があることを搭乗者に認識させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、アップリンク領域が車両進行方向に広く設定されている場合でも、所定のダウンリンク情報に含まれる距離情報の始点が実際の車両の位置から大きく離れてしまうことがなく、車載機において所定位置までの正確な距離を認識させることができ、ドライバに対する安全運転支援を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図４】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】アップリンク情報をいずれかの受信部により受信した後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】本発明の第２実施形態についてアップリンク領域の一部を拡大して示す側面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図９】同アップリンク領域の一部を拡大して示す側面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図１１】従来の光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第１の実施形態〕
〔システムの全体構成〕
図１は、第１実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
図１に示すように、この路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する各車両Ｃに搭載された車載機２とを備えて構成されている。
交通管制システム１は、管制室に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４と、を有している。光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で双方向通信を行う。なお、中央装置３は交通管制室に設けられている。
【００２６】
〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４は、電話回線等の通信回線５を介して中央装置３と接続された通信インタフェースである通信部６と、この通信部６が接続されたビーコン制御機７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図例では４つ）のビーコンヘッド（投受光器）８とを備えている。
各ビーコンヘッド８は、筐体の内部に発光ダイオード（ＬＥＤ）１０、フォトセンサ（受信部）１１を収納して構成されている（図３参照）。このうち、ＬＥＤ１０は、近赤外線よりなるダウンリンク情報を後述する通信領域Ａに発光し、フォトセンサ１１は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク情報を受光する。また、本実施形態のビーコンヘッド８には、複数（４つ）のフォトセンサ１１が設けられている。
【００２７】
図２は、上記光ビーコン４の平面図である。図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されており、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して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一台の前記ビーコン制御機７とを備えている。
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）による中央装置３との双方向通信と、ビーコンヘッド８による車載機２との路車間通信を行う通信制御部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。
【００２８】
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ＬＥＤ１０は、各車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。
【００２９】
〔通信領域について〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、車載機２の投受光器である車載ヘッド２７がダウンリンク情報を受信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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。したがって、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ａｃ間の長さ）は３．７ｍとなる。
【００３２】
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、車載機２と光ビーコン４との間のアップリンク情報及びダウンリンク情報の送受信の確実性が増すことになる。
【００３３】
さらに、アップリンク領域ＵＡは、車両進行方向に複数に分割されている。具体的にアップリンク領域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）Ｋ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つのフォトセンサ１１（図１）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。したがって、例えば分割領域ＵＡ１内で車載ヘッド２７から発信されたアップリンク情報は、この分割領域ＵＡ１に対応するフォトセンサ１１によって受信される。
【００３４】
〔車載機及び車両の構成〕
図４は、光ビーコン４と路車間通信する前記車載機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機２と、車両Ｃの各部を統合制御する電子制御装置（ＥＣＵ）２２と、車体２１を駆動するエンジン２３と、車体２１を制動するブレーキ装置２４と、車両Ｃの現時の速度を常時検出している速度検出器２５とを備えている。ＥＣＵ２２は、ドライバのアクセル操作に基づくエンジン２３の駆動制御や、ブレーキ操作に基づく制動制御等、車両Ｃに対する各種の制御を行う。
【００３５】
車載機２は、車載コンピュータ２６と、このコンピュータ２６のセンサ用インタフェースに接続された車載ヘッド（投受光器）２７と、搭乗席のドライバに対するヒューマンインタフェースとしてのディスプレイ２８及びスピーカ装置２９とを備えている。
上記車載ヘッド２７は、光ビーコンの投受光器８と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォトセンサを備えている（図示せず）。このうち、ＬＥＤは、近赤外線よりなるアップリンク情報を発光し、フォトセンサは、通信領域Ａに発光された近赤外線よりなるダウンリンク情報を受光する。
【００３６】
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３０，３１，３２の処理内容については後述する。
【００３７】
〔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。
【００３８】
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）。
【００３９】
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。
【００４０】
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、ダウンリンクの切り替えを行い、第２情報として、車両ＩＤ情報を有する車線通知情報を含む第２のダウンリンク情報３６の送信を開始し（図５のＦ５）、この第２のダウンリンク情報３６の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す（図５のＦ６）。
【００４１】
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。
【００４２】
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、通信領域Ａ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。
【００４３】
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。
【００４４】
最小フレーム３７の送信周期は約１ｍｓである。従って、例えば、三つの最小フレーム３７で一つのダウンリンク情報３６を構成する場合には、ダウンリンク情報３６の送信周期は約３ｍｓになるので、当該ダウンリンク情報３６は所定の送信可能時間（２５０ｍｓ）の間に約８０回繰り返して送信されることになる。
車載機２の車載コンピュータ２６は、第２のダウンリンク情報３６を受信した時点（図６のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報３５の送信を停止する。
【００４５】
本実施形態の路車間通信システムは、図３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距離認識システムとして機能している。
以下、前記した距離情報の内容と、これに基づいて車載機２が行う安全運転支援のための距離認識について説明する。
【００４６】
〔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の所定位置Ｐ１〜Ｐ４からその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１〜Ｌ４の数値である前記距離情報を予め記憶装置に記憶している。そして、この距離Ｌ１〜Ｌ４についての距離情報を第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。
距離Ｌ１〜Ｌ４の下流端（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、距離Ｌ１〜Ｌ４の上流端（始点）Ｐ１〜Ｐ４は、アップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に応じて４カ所に設定されている。具体的に上流端Ｐ１〜Ｐ４の位置は、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４における道路Ｒ上の車両進行方向の略中央位置に設定されている。
【００４７】
ビーコン制御機７は、予め記憶した複数の距離Ｌ１〜Ｌ４についての距離情報のうちいずれかを選択し、第２のダウンリンク情報３６の送信フレームに格納する。そして、どの距離Ｌ１〜Ｌ４を選択するかは、ダウンリンクの切り換え前にアップリンク情報を受信したフォトセンサ１１に基づいて決定される。
例えば、最上流側の分割領域ＵＡ１において、道路Ｒ上を走行している車両Ｃの車載ヘッド２７がアップリンク情報３５を送信し、図６に示すように、この分割領域ＵＡ１に対応するフォトセンサ（第１受信部）１１が当該アップリンク情報３５を受信した場合、ビーコン制御機（ダウンリンク切り替え制御部）７は、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１を特定し、それに対応する距離情報Ｌ１を選択するとともに、ダウンリンクを切り換え、ＬＥＤ１０を介して距離Ｌ１についての距離情報を含む第２のダウンリンク情報３６を送信する。
【００４８】
他の分割領域ＵＡ２〜ＵＡ４に対応するフォトセンサ（第２〜第４受信部）１１のいずれかがアップリンク情報３５を受信した場合は、ビーコン制御機７は、上流点がＰ２〜Ｐ４となるいずれかの距離Ｌ２〜Ｌ４を選択し、当該距離Ｌ２〜Ｌ４についての距離情報を含む第２のダウンリンク情報３６を送信する。
【００４９】
〔距離認識（安全運転支援）の内容〕
図４に示すように、上記距離情報を含む第２のダウンリンク情報３６を車載ヘッド２７が受信すると、車載コンピュータ２６の距離認識部３０は、そのダウンリンク情報３６のフレームに含まれている距離情報を抽出して、前記距離Ｌ１〜Ｌ４を認識する。
そして、車載コンピュータ２６の支援制御部３２は距離Ｌ１〜Ｌ４を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。
【００５０】
例えば、支援制御部３２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。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。
【００５１】
また、支援制御部３２の安全運転支援としては、ディスプレイ２８やスピーカ装置２９を用いたドライバに対する注意喚起であってもよい。
例えば、支援制御部３２により、停止線４０までの距離Ｌ１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。
【００５２】
また、支援制御部３２は、前記距離情報と共に、第２のダウンリンク情報に含まれる信号情報を用いて安全運転支援を行うこともできる。
ここで、信号情報とは、交通信号機が表示する現在又は将来の信号灯色に関する情報を指し、各信号灯色の表示継続予定期間や表示する順序等に関する情報（表示予定情報）等を含む。例えば、「現在灯色が青信号で継続予定時間が５秒であり、次の灯色が黄信号で継続予定時間が８秒であり、その次の灯色が右折青矢印灯で継続予定時間１０秒である」といった情報である。
【００５３】
この信号情報を受信した車載コンピュータ２７の支援制御部３２は、停止線４０までの距離Ｌ１〜Ｌ４（前述の距離情報）と車両Ｃの走行速度や加速度等から、停止線４０に到着するまでの所要時間を推定した上で、当該所要時間経過後の信号灯色を推定することができる。そして、例えば、現在の信号灯色は青信号であるが、停止線４０に到着する時点で信号灯色が赤信号と予測されるような場合には、安全に停止線４０の手前で停止することができるように、車両Ｃを制動するための制御を行う。逆に、減速しなければ安全に交差点を通過できると判断できるような場合には、車両Ｃの速度を維持するための制御を行うことができる。
【００５４】
車両Ｃを制動したり速度を維持したりするため、支援制御部３２は、車両のブレーキ装置２４（図４）やアクセルに対して直接的に制御を行ってもよい。また、支援制御部３２では単に制動や速度維持に関する情報を生成し、その情報をＥＣＵ２２に通知することによってＥＣＵ２２でブレーキ装置２４やアクセルを制御するものであってもよい。すなわち、支援制御部３２は、間接的な制御を行うものであってもよい。
【００５５】
また、支援制御部３２は、車載装置の主導による制御のみならず、ブレーキアシストなど、ドライバの運転動作を補助する動作をしても良い。
【００５６】
支援制御部３２は、車両Ｃの搭乗者に対して、信号灯色の推定の結果を音声や画像情報によって通知するようにしても良い。例えば、「間もなく信号が変わるので停止すべきである」といった内容の音声をスピーカ装置２９からドライバに向けて発したり、ヘッドアップディスプレイやナビゲーション装置等のディスプレイ２８に文字や図柄で表示したりすることができる。
安全運転の支援については、不適切なタイミングや内容でドライバに情報を通知することのないようなヒューマンインタフェースとするため、例えば低速走行時には音声や画像表示による報知を行わないようにすることができる。
【００５７】
なお、信号情報は、現在表示している灯色とその継続時間だけとしても良いし、１サイクル分の情報をまとめて提供するようにしても良い。また、これらの情報に加えて、地点感応制御を実施している地点では、当該制御に関するパラメータ情報や制御を実施する時間帯の情報等を含ませても良い。
また、信号情報は、光ビーコンから取得するものであってもよいし、光ビーコン以外のインフラ装置等から取得するものであってもよい。後者の場合、例えば、信号機の信号制御機が無線通信機を備えている場合には、当該無線通信機から取得してもよいし、前記信号情報を取得した先行車両から車々間通信によって取得してもよい。信号情報を受信する信号情報受信部は、車載ヘッド２７を用いてもよいし、車載機２に備えた別の受信器であってもよい。
【００５８】
以上詳述したように、本実施形態の路車間通信システムによれば、アップリンク領域ＵＡが複数の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割され、ビーコンヘッド８には、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応する複数のフォトセンサ１１が設けられており、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に応じて所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１〜Ｌ４を選択し、その距離情報を第２のダウンリンク情報３６に含ませているので、アップリンク領域ＵＡ全体が規定よりも車両進行方向に広く設定されていたとしても、当該距離情報の始点（車両進行方向の上流端）と実際の車両（車載機２）の位置とが大きく離れてしまうことはほとんど無く、車載機２において所定位置Ｐ０までの距離を正確に認識させることができる。したがって、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。
逆に言うと、本実施形態の路車間通信システムによれば、アップリンク領域ＵＡを車両進行方向により拡大することができるので、車載機２からのアップリンク情報の受信をより確実に行うことができる。
【００５９】
また、本実施形態の路車間通信システムは、路車間通信の確実性が低い条件においても、精度良く所定位置Ｐ０までの距離を認識することが可能となり、大変有用である。以下、この点につき詳しく説明する。
なお、路車間通信の確実性が低い条件とは、例えば、アップリンク情報を送信する光（アップリンク光）がビーコンヘッド８まで到達しにくくなるような雨天や濃霧等の気象条件や、降雨時に車両Ｃのワイパーを作動させていることによって、アップリンク光が遮られるような条件等である。
【００６０】
一般に、路車間通信の確実性が高い条件であれば、最初にアップリンク領域ＵＡ内で送信されたアップリンク情報３５はフォトセンサ１１に正確に受信され、車載コンピュータ２６がダウンリンクの切替を認識する（第２のダウンリンク情報を受信する）時点の車両Ｃの位置は、概ねアップリンク領域ＵＡの最上流端ｃ付近になると考えられる。
しかし、路車間通信の確実性が低い条件では、最初にアップリンク領域ＵＡ内で送信されたアップリンク情報３５がビーコンヘッド８に正確に受信されない場合があり、車載コンピュータ２６は、ダウンリンクの切り替えを認識できるまで、アップリンク送信周期ごとにアップリンク情報３５を繰り返し送信することになる。このため、ダウンリンクの切り替えを認識した時点における車両Ｃの位置は、アップリンク領域ＵＡの最上流端ｃよりも、アップリンク情報３５を繰り返し送信する間に走行した距離の分だけ下流側に離れた地点となる。
【００６１】
この際、仮に、第２のダウンリンク情報に含ませる距離情報の始点をアップリンク領域ＵＡの最上流端ｃとすると、当該最上流端ｃと、実際の車両Ｃの位置とが大きく離れ、距離認識精度は低下する。特に、車両の走行速度が大きい場合やアップリンク送信周期が長く設定されている場合は、距離認識精度が一層低下する可能性がある。
【００６２】
本実施形態の場合、アップリンク領域ＵＡが分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に分割されているので、最初のアップリンク情報３５が、例えば最上流側の分割領域ＵＡ１で受信されなかったとしても、アップリンク情報を受信した他の分割領域ＵＡ２〜ＵＡ４内の位置を始点とした距離情報を第２のダウンリンク情報に含ませることができるので、距離認識精度はほとんど低下することはない。
【００６３】
なお、上記実施形態において、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の車両進行方向長さは、距離認識精度として要求されるレベルに応じて設定することができる。また、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の車両進行方向長さは、互いに異なっていてもよい。
また、本実施形態では、距離Ｌ１〜Ｌ４の中からアップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に応じた距離を選択してその距離情報を第２のダウンリンク情報３６に含ませる方法を説明したが、例えば、距離Ｌ１〜Ｌ４の全てに識別番号等を付与し、その全ての距離Ｌ１〜Ｌ４とそれに対応する識別番号とを第２のダウンリンク情報に含ませ、同時に、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に応じた１の識別番号をも第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の距離認識部３０は、第２のダウンリンク情報３６に含まれる前記１の識別番号をもとに正確な距離を選択して認識することができる。また、車載コンピュータ２６が予め距離Ｌ１〜Ｌ４とその識別番号とを記憶している場合には、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に応じた１の識別番号のみを第２のダウンリンク情報に含ませてもよい。
【００６４】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態において、図３に示すように、車両Ｃが分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の境界線（境界部）Ｋ付近を走行しているときに車載機２からアップリンク情報３５が送信されると、当該境界線Ｋを跨ぐ２つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応した２つのフォトセンサ１１が当該アップリンク情報３５を同時に受信しまう可能性がある。かかる場合、上述の第１実施形態では、距離情報を構成する複数の距離Ｌ１〜Ｌ４のなかから１つを選択することができなくなる。
そこで、第２実施形態では、このような状況を想定し、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上の各境界位置ｅ１，ｅ２，ｅ３を上流端とし、所定位置Ｐ０を下流端とする各距離についての距離情報をもビーコン制御機７の記憶装置に予め記憶しておく。そして、２つのフォトセンサ１１によって同じアップリンク情報が同時に受信された場合には、ビーコン制御機７は、当該２つのフォトセンサ１１に対応する２つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の境界位置ｅ１，ｅ２，ｅ３を上流端とした距離についての距離情報を選択し、第２のダウンリンク情報３６に含ませる。
【００６５】
したがって、本実施形態では、距離情報の選択肢が更に増え、車載機２に所定位置Ｐ０までのより正確な距離を認識させることができる。したがって、ドライバに対する安全運転支援をより精度よく行うことができる。
【００６６】
また、本実施形態において、境界線（境界部）Ｋは、所定の幅を持つものと想定することもできる。例えば図７に分割領域ＵＡ３，ＵＡ４について示すように、分割領域ＵＡ３の下流端付近と、分割領域ＵＡ４の上流端付近とに、所定の幅を有するとともに、各分割領域ＵＡ３，ＵＡ４に対応する２つのフォトセンサ１１（第３，第４受信部）が同時にアップリンク情報を受信しうる、境界部ＵＡ３ｅ，ＵＡ４ｅを想定することができる。この場合、２つの境界部ＵＡ３ｅ，ＵＡ４ｅを合わせて１つの境界領域ＵＡ３４ｅを設定し、第３，第４受信部が同時にアップリンク情報を受信した場合は、境界領域ＵＡ３４ｅにおける道路Ｒ上の位置（例えば、車両進行方向の略中央位置）を上流端とする距離情報を、第２のダウンリンク情報３６に含ませることができる。
【００６７】
また、上記のように第３，第４受信部によって同時にアップリンク情報を受信した場合に、それらの受光レベルを比較することによって、車両Ｃの車載機２が境界領域にＵＡ３４ｅのなかのどの地点でアップリンク情報３５を送信したかを推定する推定部をビーコン制御機７に備えておき、当該推定部によって推定した地点をもとに、距離情報の上流端を設定することもできる。
例えば、境界領域ＵＡ３４ｅにおいて、第３受信部の受光レベルが高く、第４受信部の受光レベルが低い場合であれば、推定部は、車両（車載機２）が境界領域ＵＡ３４ｅのうち上流側寄り（分割領域Ｕ３寄り）の位置でアップリンク情報を送信したものと推定する。さらに、推定部は、境界領域ＵＡ３４ｅの領域長を受光レベルの比率に応じて配分したうえで車両のアップリンク情報の送信位置を推定することもできる。
【００６８】
具体的には、第３受信部の受光レベルが３．０μＷ／ｃｍ２、第４受信部の受光レベルが１．０μＷ／ｃｍ２である場合、両受光レベルの比率（３：１）に基づいて境界領域ＵＡ３４ｅの領域長を４等分し、当該領域の上流端から１つ目の位置Ｐ５を、車両のアップリンク情報の送信位置と推定することができる。
また、ビーコン制御機７は、各受信部の受光レベル又は受光レベル比についての受光レベル情報を第２のダウンリンク情報３６に含ませて車載機２に送信することができる。この場合、車載機２は、補正部３１（図４）において、受光レベル情報を用いた距離情報の補正を行うことによって、より正確に距離認識を行うことができる。
【００６９】
〔第３実施形態〕
図８は、本発明の第３実施形態に係る光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。本実施形態では、アップリンク領域ＵＡを構成する複数の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４が、隣接する他の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４と車両進行方向に重複するように設定されている。そして、本実施形態においても、第１実施形態と同様な方法により距離情報を用いて距離認識を行う。
また、本実施形態の場合、第２実施形態でも説明したように、アップリンク情報３５が２つのフォトセンサ１１によって同時に受信されるケースが多くなると考えられる。したがって、本実施形態では、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の重複領域ＶＡ１〜ＶＡ３における道路Ｒ上の位置（例えば、車両進行方向の中央位置）ｆ１，ｆ２，ｆ３を上流端とし、所定位置Ｐ０を下流端とする距離の情報をもビーコン制御機７の記憶装置に予め記憶しておく。そして、２つのフォトセンサ１１によってアップリンク情報３５が受信された場合は、ビーコン制御機７は、その２つのフォトセンサ１１に対応する２つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の重複領域ＶＡにおける位置ｆ１〜ｆ３を上流端とする距離についての距離情報を選択し、第２のダウンリンク情報３６に含ませる。
【００７０】
本実施形態の場合も、距離情報の選択肢が増え、車載機２に所定位置Ｐ０までのより正確な距離を認識させることができる。したがって、ドライバに対する安全運転支援をより精度よく行うことができる。
【００７１】
また、本実施形態において、重複領域ＶＡ１〜ＶＡ３のいずれかで２つのフォトセンサ１１がアップリンク情報３５を受信した場合に、この２つのフォトセンサ１１の受光レベルを比較することによって、車両Ｃが当該重複領域ＶＡ１〜ＶＡ３のなかのどの地点でアップリンク情報３５を送信したかを推定する推定部をビーコン制御機７に備えておき、その推定した地点に基づいて距離情報の上流端を設定し、この距離情報を第２のダウンリンク情報３６に含ませるようにすることができる。
【００７２】
例えば、図９に分割領域ＵＡ３，ＵＡ４について示すように、この分割領域Ｕ３，ＵＡ４に対応するフォトセンサ１１（第３，第４受信部）によって同時にアップリンク情報を受信したとき、第３受信部の受光レベルが高く、第４受信部の受光レベルが低ければ、推定部は、車両（車載機２）が重複領域ＶＡ３のうちの上流側寄り（分割領域Ｕ３寄り）の位置でアップリンク情報を送信したものと推定する。
【００７３】
さらに、推定部は、重複領域ＶＡ３の領域長を受光レベルの比率に応じて配分したうえで車両のアップリンク情報の送信位置を推定することもできる。
具体的には、第３受信部の受光レベルが３．０μＷ／ｃｍ２、第４受信部の受光レベルが１．０μＷ／ｃｍ２である場合、両受光レベルの比率（３：１）に基づいて重複領域ＶＡ３の領域長を４等分し、当該領域ＶＡ３の上流端から１つ目の位置Ｐ６を、車両のアップリンク情報の送信位置と推定する。
また、ビーコン制御機７は、各受信部の受光レベル又は受光レベル比についての受光レベル情報を第２のダウンリンク情報３６に含ませて車載機２に送信することができる。この場合、車載機２は、補正部３１（図４）において、受光レベル情報を用いた距離情報の補正を行うことによって、より正確に距離認識を行うことができる。
【００７４】
〔第４実施形態〕
図１０は、本発明の第４実施形態に係る光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。この第４実施形態では、ビーコン制御機７の記憶装置に記憶される距離情報が、アップリンク領域ＵＡの最上流端ｃからその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ０についての第１の距離情報と、アップリンク領域ＵＡの最上流端ｃから各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４内の所定位置Ｐ１〜Ｐ４までの距離Ｌ１′〜Ｌ４′についての第２の距離情報とを含んでいる。そして、ビーコン制御機７は、第１の距離情報と、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に対応する第２の距離情報とを第２のダウンリンク情報３６の送信フレームに格納し、当該送信フレームをビーコンヘッド８から繰り返し送出する。
【００７５】
この第２のダウンリンク情報３６を車載ヘッド２７が受信すると、図４に示すように、車載コンピュータ２６の距離認識部３０が、そのダウンリンク情報３６の送信フレームに含まれている第１の距離情報と第２の距離情報とを抽出し、これら第１，第２距離情報から実距離Ｌ１〜Ｌ４（図１０）を演算する。すなわち、第１の距離情報を構成する距離Ｌ０から第２の距離情報を構成する距離Ｌ１′〜Ｌ４′を差し引く演算を行う。
そして、車載コンピュータ２６の支援制御部３２は実距離Ｌ１〜Ｌ４を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。
【００７６】
したがって、本実施形態においても上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
また、本実施形態においても、２つのフォトセンサ１１によりアップリンク情報３５を同時に受信した場合に、第２実施形態と同様の制御を行うことができるように、アップリンク領域ＵＡの最上流端ｃを上流端とし、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上の各境界位置ｅ１，ｅ２，ｅ３を下流端とする距離についての距離情報を第２の距離情報としてビーコン制御機７の記憶装置に予め記憶しておいてもよい。
【００７７】
また、本実施形態では、例えば、距離Ｌ１′〜Ｌ４′の全てに識別番号等を付与し、その全ての距離Ｌ１〜Ｌ４とそれに対応する識別番号とを第２のダウンリンク情報に含ませ、同時に、アップリンク情報３５を受信したフォトセンサ１１に応じた１の識別番号をも第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の距離認識部３０は、第２のダウンリンク情報３６に含まれる前記１の識別番号をもとに、距離Ｌ１′〜Ｌ４′の中から対応する距離を選択し、当該距離を前記距離Ｌ０から差し引くことで、所定位置Ｐ０までの実距離を認識することができる。
【００７８】
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。
例えば、図３に示すように、距離情報を構成する距離Ｌ１〜Ｌ４の上流端Ｐ１〜Ｐ４の位置は、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上の略中央位置に限らず任意に設定することができる。例えば、上流端Ｐ１〜Ｐ４は、各分割領域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、各分割領域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。
【００７９】
また、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の数（フォトセンサ１１の数）は、２つ、３つ、又は５つ以上としてもよい。
また、フォトセンサ１１は、その受信領域を論理的に複数の領域に分割することによって、それぞれを受信部とすることができる。つまり、１つのフォトセンサ１１が複数の受信部を有する構成とすることができる。そして、これら受信部をそれぞれ道路上の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応させ、アップリンク光が当該フォトセンサ１１のどの領域に照射されたかに応じて、距離情報を選択することもできる。この場合、分割領域の数よりも少ないフォトセンサ１１を用いて全ての分割領域に対応させることができる。
【００８０】
距離情報を構成する距離Ｌ１〜Ｌ４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車両感知器の位置としてもよい。
また、上記各実施形態における距離情報は、所定位置Ｐ０までの距離の値を直接格納する形式に限られず、所定位置Ｐ０までの距離を一意に決定しうる情報であれば、どのような形式であってもよい。
【００８１】
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内の所定位置（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。
【００８２】
また、光ビーコン４が送信する距離情報は、距離の値ではなく、当該距離の始点と終点との絶対位置（緯度・経度や宇宙空間上の任意の点を原点とする３次元空間の座標値等）を示す情報とすることができる。例えば、距離情報を、本発明によって得られるアップリンク領域ＵＡ内の絶対位置に関する情報と、所定位置Ｐ０の絶対位置に関する情報とを含む構成とし、双方の絶対位置をもとに、車載機２の距離認識部３０で距離を算出すればよい。また、車載機２側で所定位置Ｐ０の絶対位置に関する情報を記憶している場合には、光ビーコン４は、本発明によって得られるアップリンク領域ＵＡ内の絶対位置に関する情報のみを送信してもよい。
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、本発明によって得られるアップリンク領域ＵＡ内の位置に対応する位置情報とを光ビーコン４が送信し、この情報をもとに車載機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機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機２に送信する方法でもよい。
【００８３】
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。
上記各実施形態では、通信領域Ａ（特に、アップリンク領域ＵＡ）が、光ビーコンの「近赤外線式インターフェース規格」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。
【符号の説明】
【００８４】
２ 車載機
４ 光ビーコン
７ ビーコン制御機（通信制御部）
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
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
ＵＡ１〜ＵＡ４ 分割領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アップリンク情報を受信可能なアップリンク領域とダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域が道路の所定範囲に設定された投受光器を有する光ビーコンと、車両に搭載されるとともに、前記通信領域において前記投受光器との間で前記アップリンク情報及び前記ダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えている路車間通信システムであって、
前記アップリンク領域が、車両進行方向に複数の分割領域に分割され、
前記投受光器が、前記各分割領域に対応して前記アップリンク情報を受信する複数の受信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】
前記光ビーコンが、前記受信部によってアップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる通信制御部を有し、
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項１記載の路車間通信システム。
【請求項３】
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置から前記所定位置までの距離を前記距離情報として含んでいることを特徴とする請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項４】
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク領域の上流端から前記所定位置までの距離についての第１の距離情報と、前記アップリンク領域の上流端から前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置までの距離についての第２の距離情報とを前記距離情報として含んでいることを特徴とする請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項５】
前記車載機が、前記第１の距離情報と前記第２の距離情報とから、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置から前記所定位置までの距離を求める距離認識部を有していることを特徴とする請求項４記載の路車間通信システム。
【請求項６】
互いに隣接する２つの分割領域に対応する２つの受信部によって前記アップリンク情報が同時に受信されたとき、前記所定のダウンリンク情報は、当該２つの分割領域の境界部から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項７】
前記光ビーコンは、前記アップリンク情報を同時に受信した２つの受光部の受光レベルに基づいて、前記境界部における前記車両の位置を推定する推定部を有し、
前記所定のダウンリンク情報が、前記推定部によって推定された前記車両の位置に関する情報を含んでいることを特徴とする請求項６記載の路車間通信システム。
【請求項８】
前記アップリンク領域が、車両進行方向に隣接する他の分割領域と重複する領域を有する分割領域を含み、
互いに重複する２つの分割領域に対応する２つの受信部によって前記アップリンク情報が同時に受信されたとき、前記所定のダウンリンク情報は、当該２つの分割領域における重複領域内の位置から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項９】
前記光ビーコンは、前記アップリンク情報を同時に受信した２つの受光部の受光レベルに基づいて、前記重複領域内における前記車両の位置を推定する推定部を有し、
前記所定のダウンリンク情報が、前記推定部によって推定された前記車両の位置に関する情報を含んでいることを特徴とする請求項８記載の路車間通信システム。
【請求項１０】
道路を走行する車両の車載機からアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と前記車載機にダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域が道路の所定範囲に設定された投受光器を有する光ビーコンであって、
前記アップリンク領域が、車両進行方向に複数の分割領域に分割され、
前記投受光器が、前記各分割領域に対応して前記アップリンク情報を受信する複数の受信部を有していることを特徴とする光ビーコン。
【請求項１１】
前記受信部によって前記アップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる通信制御部を有しており、
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置とその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項１０記載の光ビーコン。
【請求項１２】
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置から前記所定位置までの距離を前記距離情報として含んでいることを特徴とする請求項１１記載の光ビーコン。
【請求項１３】
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク領域の上流端から前記所定位置までの距離についての第１の距離情報と、前記アップリンク領域の上流端から前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置までの距離についての第２の距離情報とを前記距離情報として含んでいることを特徴とする請求項１１記載の光ビーコン。
【請求項１４】
互いに隣接する２つの分割領域に対応する２つの受信部によって前記アップリンク情報が同時に受信されたとき、前記所定のダウンリンク情報は、当該２つの分割領域の境界部から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項１１記載の光ビーコン。
【請求項１５】
前記アップリンク情報を同時に受信した２つの受光部の受光レベルに基づいて、前記境界部における前記車両の位置を推定する推定部をさらに有しており、
前記所定のダウンリンク情報が、前記推定部によって推定された車両の位置に関する情報を含んでいることを特徴とする請求項１４記載の光ビーコン。
【請求項１６】
前記アップリンク領域が、車両進行方向に隣接する他の分割領域と重複する領域を有する分割領域を含み、
互いに重複する２つの分割領域に対応する２つの受信部によって前記アップリンク情報が同時に受信されたとき、前記所定のダウンリンク情報は、当該２つの分割領域の重複領域内の位置から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項１１記載の光ビーコン。
【請求項１７】
前記アップリンク情報を同時に受信した２つの受光部の受光レベルに基づいて、前記重複領域内における前記車両の位置を推定する推定部をさらに有しており、
前記所定のダウンリンク情報が、前記推定部によって推定された車両の位置に関する情報を含んでいることを特徴とする請求項１６記載の光ビーコン。
【請求項１８】
請求項２〜９のいずれかに記載の路車間通信システムに用いられる車載機であって、
前記所定のダウンリンク情報に基づいて、前記所定位置までの距離を認識する距離認識部を有していることを特徴とする車載機。
【請求項１９】
車両進行方向下流側に設定された信号機の表示予定に関する信号情報を受信する信号情報受信部と、この信号情報と前記距離情報とに基づいて運転支援に関する制御を行う支援制御部とを有していることを特徴とする請求項１８記載の車載機。
【請求項２０】
前記支援制御部が、前記車両を制動するための制御を行うことを特徴とする請求項１９記載の車載機。
【請求項２１】
前記支援制御部が、前記車両の搭乗者に対する報知情報を生成する機能を有していることを特徴とする請求項１９記載の車載機。
【請求項２２】
請求項１８〜２１のいずれかに記載の車載機を搭載した車両。
【請求項１】
アップリンク情報を受信可能なアップリンク領域とダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域が道路の所定範囲に設定された投受光器を有する光ビーコンと、車両に搭載されるとともに、前記通信領域において前記投受光器との間で前記アップリンク情報及び前記ダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えている路車間通信システムであって、
前記アップリンク領域が、車両進行方向に複数の分割領域に分割され、
前記投受光器が、前記各分割領域に対応して前記アップリンク情報を受信する複数の受信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】
前記光ビーコンが、前記受信部によってアップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる通信制御部を有し、
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項１記載の路車間通信システム。
【請求項３】
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置から前記所定位置までの距離を前記距離情報として含んでいることを特徴とする請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項４】
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク領域の上流端から前記所定位置までの距離についての第１の距離情報と、前記アップリンク領域の上流端から前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置までの距離についての第２の距離情報とを前記距離情報として含んでいることを特徴とする請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項５】
前記車載機が、前記第１の距離情報と前記第２の距離情報とから、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置から前記所定位置までの距離を求める距離認識部を有していることを特徴とする請求項４記載の路車間通信システム。
【請求項６】
互いに隣接する２つの分割領域に対応する２つの受信部によって前記アップリンク情報が同時に受信されたとき、前記所定のダウンリンク情報は、当該２つの分割領域の境界部から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項７】
前記光ビーコンは、前記アップリンク情報を同時に受信した２つの受光部の受光レベルに基づいて、前記境界部における前記車両の位置を推定する推定部を有し、
前記所定のダウンリンク情報が、前記推定部によって推定された前記車両の位置に関する情報を含んでいることを特徴とする請求項６記載の路車間通信システム。
【請求項８】
前記アップリンク領域が、車両進行方向に隣接する他の分割領域と重複する領域を有する分割領域を含み、
互いに重複する２つの分割領域に対応する２つの受信部によって前記アップリンク情報が同時に受信されたとき、前記所定のダウンリンク情報は、当該２つの分割領域における重複領域内の位置から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項２記載の路車間通信システム。
【請求項９】
前記光ビーコンは、前記アップリンク情報を同時に受信した２つの受光部の受光レベルに基づいて、前記重複領域内における前記車両の位置を推定する推定部を有し、
前記所定のダウンリンク情報が、前記推定部によって推定された前記車両の位置に関する情報を含んでいることを特徴とする請求項８記載の路車間通信システム。
【請求項１０】
道路を走行する車両の車載機からアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と前記車載機にダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域が道路の所定範囲に設定された投受光器を有する光ビーコンであって、
前記アップリンク領域が、車両進行方向に複数の分割領域に分割され、
前記投受光器が、前記各分割領域に対応して前記アップリンク情報を受信する複数の受信部を有していることを特徴とする光ビーコン。
【請求項１１】
前記受信部によって前記アップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記投受光器に送信させる通信制御部を有しており、
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置とその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項１０記載の光ビーコン。
【請求項１２】
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置から前記所定位置までの距離を前記距離情報として含んでいることを特徴とする請求項１１記載の光ビーコン。
【請求項１３】
前記所定のダウンリンク情報が、前記アップリンク領域の上流端から前記所定位置までの距離についての第１の距離情報と、前記アップリンク領域の上流端から前記アップリンク情報を受信した受信部に対応する分割領域内の位置までの距離についての第２の距離情報とを前記距離情報として含んでいることを特徴とする請求項１１記載の光ビーコン。
【請求項１４】
互いに隣接する２つの分割領域に対応する２つの受信部によって前記アップリンク情報が同時に受信されたとき、前記所定のダウンリンク情報は、当該２つの分割領域の境界部から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項１１記載の光ビーコン。
【請求項１５】
前記アップリンク情報を同時に受信した２つの受光部の受光レベルに基づいて、前記境界部における前記車両の位置を推定する推定部をさらに有しており、
前記所定のダウンリンク情報が、前記推定部によって推定された車両の位置に関する情報を含んでいることを特徴とする請求項１４記載の光ビーコン。
【請求項１６】
前記アップリンク領域が、車両進行方向に隣接する他の分割領域と重複する領域を有する分割領域を含み、
互いに重複する２つの分割領域に対応する２つの受信部によって前記アップリンク情報が同時に受信されたとき、前記所定のダウンリンク情報は、当該２つの分割領域の重複領域内の位置から前記所定位置までの距離に関する距離情報を含んでいることを特徴とする請求項１１記載の光ビーコン。
【請求項１７】
前記アップリンク情報を同時に受信した２つの受光部の受光レベルに基づいて、前記重複領域内における前記車両の位置を推定する推定部をさらに有しており、
前記所定のダウンリンク情報が、前記推定部によって推定された車両の位置に関する情報を含んでいることを特徴とする請求項１６記載の光ビーコン。
【請求項１８】
請求項２〜９のいずれかに記載の路車間通信システムに用いられる車載機であって、
前記所定のダウンリンク情報に基づいて、前記所定位置までの距離を認識する距離認識部を有していることを特徴とする車載機。
【請求項１９】
車両進行方向下流側に設定された信号機の表示予定に関する信号情報を受信する信号情報受信部と、この信号情報と前記距離情報とに基づいて運転支援に関する制御を行う支援制御部とを有していることを特徴とする請求項１８記載の車載機。
【請求項２０】
前記支援制御部が、前記車両を制動するための制御を行うことを特徴とする請求項１９記載の車載機。
【請求項２１】
前記支援制御部が、前記車両の搭乗者に対する報知情報を生成する機能を有していることを特徴とする請求項１９記載の車載機。
【請求項２２】
請求項１８〜２１のいずれかに記載の車載機を搭載した車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図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２０１０−３３５８１（Ｐ２０１０−３３５８１Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９１０６４（Ｐ２００９−１９１０６４）
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【分割の表示】特願２００７−２０９１０（Ｐ２００７−２０９１０）の分割
【原出願日】平成１９年１月３１日（２００７．１．３１）
【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２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【分割の表示】特願２００７−２０９１０（Ｐ２００７−２０９１０）の分割
【原出願日】平成１９年１月３１日（２００７．１．３１）
【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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