路車間通信システム及び方法とこれに用いる光ビーコン、車載機及び車両
【課題】 ドライバに対する安全運転支援や、道路が複数車線である場合のドライバに対する車線通知を精度よく行うことができる路車間通信システムを提供する。
【解決手段】 本発明の路車間通信システムは、道路Ｒを走行する車両Ｃの車載機２と、道路Ｒの所定範囲に通信領域Ａが設定された投受光器８を有する光ビーコン４とを備えており、車載機２と光ビーコン４の投受光器８との間で光信号による双方向通信を行う。通信領域Ａ内の所定位置を感知領域Ｋとする車両感知器５が設けられ、アップリンク情報の受信の有無と車両感知器５からの感知信号ｓ１の受信の有無とに基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定する通信制御部７が光ビーコン４に設けられている。
【解決手段】 本発明の路車間通信システムは、道路Ｒを走行する車両Ｃの車載機２と、道路Ｒの所定範囲に通信領域Ａが設定された投受光器８を有する光ビーコン４とを備えており、車載機２と光ビーコン４の投受光器８との間で光信号による双方向通信を行う。通信領域Ａ内の所定位置を感知領域Ｋとする車両感知器５が設けられ、アップリンク情報の受信の有無と車両感知器５からの感知信号ｓ１の受信の有無とに基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定する通信制御部７が光ビーコン４に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路側に設置し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方法とこれに用いる光ビーコン、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３に示すように、光ビーコン４のビーコンヘッド８は、その直下よりも上流側よりに通信領域Ａが設定されている。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、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。
【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、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、この場合、通信領域Ａの車両進行方向の全長は３．７ｍとなる。
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
路車間通信システムに使用する光ビーコンでは、ダウンリンクの切り替え前の第一情報として、車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第一のダウンリンク情報を道路の各車線のダウンリンク領域に所定の送信周期で常時送信している。
ある車線のダウンリンク領域を車両が通過することで、その車両に搭載された車載機の投受光器（車載ヘッド）が第一のダウンリンク情報を受信すると、当該車載機は、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。
【０００６】
その後、上記アップリンク情報を光ビーコンの投受光器が受信すると、光ビーコンは、車載機に対して具体的な情報をダウンリンクの切り替え後の第二情報として、上記車両ＩＤを有する車線通知情報を含む第二のダウンリンク情報の送信を開始し、この第二のダウンリンク情報の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す。
このように、従来の光ビーコンを用いた路車間通信システムでは、車載機からのアップリンク情報の受信のみに基づいて自動的にダウンリンクの切り替えを実行しているが、この場合には、次のような問題がある。
【０００７】
例えば、通信領域からその下流側の所定位置（例えば、停止線）までの距離情報を第二のダウンリンク情報に含ませておき、この距離情報を受信した車載機により、当該距離情報を利用して、停止線の手前で強制停止するように車両を制動させたり、ドライバに停止や減速を促す報知を行ったりして、ドライバに対して安全運転支援を行う場合がある（例えば、本出願人が提案した特願２００６−１２１６９２号及び特願２００６−１２１７００号）。
【０００８】
しかしながら、現在、実際に運用されている光ビーコンの通信領域は、車載機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３に仮想線で示すように、実際には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（特に、上流側に延びた領域）になっていることが多い。
このように、通信領域が正式な領域よりも広範であると、その通信領域から所定位置までの距離情報の始点を正確に定義できなくなるので、ダウンリンク情報に距離情報を含ませることによる安全運転支援が事実上困難になるとともに、仮に距離情報を定義したとしても当該距離情報の精度が低下し、ドライバに対する安全運転支援としては利用できなくなる恐れがある。
【０００９】
また、ある車線（第一車線）を走行していた車両の車載機が車両ＩＤを含むアップリンク情報を送信した際に、たまたま隣接する他の車線（対向車線等）を走行していた大型車両の側壁等でアップリンク光が反射することにより、当該車両が走行する車線（第一車線）以外の車線（第二車線）のビーコンヘッドにアップリンク情報が届いてしまう場合がある。
この場合、従来のように、単にアップリンク情報の受信のみでダウンリンクの切り替えを行う制御方式では、実際の車両は第一車線を走行中であるにも拘わらず光ビーコンが誤って第二車線を走行していると認識し、その後の第二のダウンリンク情報において車載機に対して誤った車線通知情報が送信される恐れがある。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑み、ドライバに対する安全運転支援や、道路が複数車線である場合のドライバに対する車線通知を精度よく行うことができる路車間通信システム及び方法とこれに用いる光ビーコン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】
【００１１】
本発明の路車間通信システムは、道路を走行する車両の車載機と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定された投受光器を有する光ビーコンとを備え、前記車載機と前記光ビーコンの投受光器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であって、前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器が設けられ、アップリンク情報の受信の有無と前記車両感知器からの感知信号の受信の有無とに基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定する通信制御部が前記光ビーコンに設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この路車間通信システムによれば、通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器が設けられており、光ビーコンの通信制御部が、アップリンク情報の受信だけではダウンリンクの切り替えを行わず、車両感知器の感知信号の有無も加味してダウンリンクを切り替えるか否かを判定する。
このため、アップリンク領域が正式な領域よりも広いか否かに拘わらず、ダウンリンクの切り替えタイミングを論理的に絞り込むことができ、ドライバに対する安全運転支援のために、切り替え後のダウンリンク情報に通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含める場合に、当該距離情報の始点を正確に定義することができる。従って、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。
なお、車両感知器の感知領域は、可能な限り狭い領域に絞られている方が好ましい。特に、所定位置までの距離を認識する場合においては、前記感知領域が狭いほど距離の認識精度を向上させることができると考えられる。
【００１３】
本発明の路車間通信システムにおいて、前記光ビーコンが、複数車線の道路の各車線に対応して通信領域が設定された複数の投受光器と、車両ＩＤを格納した車線通知情報を含むダウンリンク情報を前記複数の投受光器から繰り返し送信する前記通信制御部とを有する場合には、前記車両感知器として、各車線に対応して前記感知領域が設定された複数の感知センサを有するものを採用し、この各感知センサが検出した車線ごとの感知信号を前記通信制御部に送信することが好ましい。
【００１４】
この路車間通信システムによれば、各車線に対応して感知領域が設定された複数の感知センサから、車線ごとの感知信号が光ビーコンの通信制御部に送信されるので、当該通信制御部は、その車線ごとの感知信号の受信の有無に基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定することができる。
このため、アップリンク光の反射等により実際に車両が走行する車線とは異なる車線の投受光器（ビーコンヘッド）に誤ってアップリンク情報が届いても、その誤ったアップリンク情報だけでダウンリンクの切り替えが行われることがなくなり、切り替え後のダウンリンク情報によって車両に対して誤った車線通知情報が送信されるのが未然に防止される。従って、ドライバに対する車線通知を精度よく行うことができる。
【００１５】
本発明の路車間通信システムにおいて、光ビーコンの通信制御部として、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含ませるものを採用することができる。
この場合、車載機として、上記距離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するものを採用すれば、光ビーコンからのダウンリンク情報を利用して車載機において所定位置までの距離を求めることができる。このため、かかる距離を利用して、停止線の手前で強制停止するように車両を制動させたり、ドライバに停止や減速を促す報知を行ったりして、ドライバに対して安全運転支援を行うことができる。
【００１６】
また、本発明の路車間通信システムにおいて、光ビーコンの通信制御部として、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記距離情報に加えて、車両ＩＤに対応するダウンリンク方向の送信経過情報を含ませるものを採用することが好ましい。
この場合、距離情報を含む切り替え後のダウンリンク情報に上記送信経過情報が含まれているので、車載機は、光ビーコンの投受光器からの所定の送信期間中に繰り返し送信されるダウンリンク情報の中で、当該車載機が実際に受信したダウンリンク情報が送信期間中のどの時点で送信されたものかを正確に把握することができる。
【００１７】
このため、車載機は、上記送信経過情報に基づいて、実際に受信したダウンリンク情報に含まれる距離情報を補正することができる。従って、車載機の構成要素（車両の構成要素でもよい。）として、投受光器（車載ヘッド）で受信されたダウンリンク情報に含まれる送信経過情報を用いて距離情報を補正する補正部を設けることにより、当該車載機において道路の所定位置までの距離をより正確に求めることができる。
【００１８】
本発明の路車間通信システムにおいて、前記車両感知器は、アップリンク領域の正式な上流端又はこの近傍に感知領域が設定された上流側センサを有するものを採用することができる。
この場合には、車両が本来のアップリンク領域に進入したことを正確に把握することができるので、前記通信制御部において、アップリンク情報の受信に加えて上流側センサからの感知信号を受信した場合（アップリンク情報の受信と感知信号の受信のＡＮＤ条件）に、ダウンリンクの切り替えを行うようにすればよい。これにより、本来のアップリンク領域に達していない車両にダウンリンク情報が送信されるのを防止することができる。
なお、「アップリンク情報の受信に加えて上流側センサからの感知信号を受信した場合」とは、（１）アップリンク情報を受信した時点で当該受信前の所定時間内に上流側センサからの感知信号を既に受信していた場合、（２）上流側センサからの感知信号を受信した時点で当該受信前の所定時間内にアップリンク情報を既に受信していた場合、及び、（３）これらを同時に受信した場合のいずれのケースであっても良い。前記所定時間は、通常のクロックタイマ等の計時手段によって測定されるものであり、通信領域と感知領域との位置関係に応じて数１００ｍｓ〜数秒程度の時間として設定することが好ましい。
【００１９】
また、本発明の路車間通信システムにおいて、前記車両感知器は、アップリンク領域の正式な下流端又はその近傍に感知領域が設定された下流側センサを有するものを採用することもできる。
この場合には、車両が本来のアップリンク領域から退出したことを正確に把握することができるので、前記通信制御部において、アップリンク情報の受信時において既に下流側センサからの感知信号を受信している場合に、ダウンリンクの切り替えを行わないようにすればよい。これにより、本来のアップリンク領域を通り過ぎた車両にダウンリンク情報が送信されるのを防止することができる。
また、この場合、通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報をダウンリンク情報に含めないか、或いは、その距離情報の精度が高くないことを示す情報を前記ダウンリンク情報に含めて送信することにしてもよい。
【００２０】
なお、本発明におけるアップリンク領域の「正式な上流端」もしくは「正式な下流端」とは、設置されている光ビーコンの投受光器が車載器からのアップリンク情報を実際に受信可能なアップリンク領域とは関係なく、本発明に係る光ビーコンを設置して管理する者が、前記投受光器にアップリンク情報を受信させたいと意図するアップリンク領域の上流端もしくは下流端を指す。
例えば、光ビーコンの路車間通信領域に関する規格が存在する場合には、当該規格において定められたアップリンク領域の上流端もしくは下流端を意味するし、光ビーコンの用途に応じて複数の規格が存在する場合には、当該光ビーコンの用途に応じた規格において定められたアップリンク領域の上流端もしくは下流端を意味する。また、規格の有無等に関係なく、光ビーコンを設置して管理する者が意図するアップリンク領域がある場合は、当該アップリンク領域の上流端もしくは下流端を指すことがあっても良い。
【００２１】
本発明の路車間通信システムにおいて、車両感知器としては、例えば、超音波感知方式のもの（特開昭６０−７８３７３号公報参照）や、検知対象が発する赤外線をパッシブに検出して車両を感知する赤外線感知方式のもの（特許第３７１９４３８号公報）を採用することができる。
この点、前者の超音波感知方式の場合には、車両を斜め方向から検出できないため、車両のほぼ真上に設置する必要があり、センサがアクティブあるため消費電力が大きいという欠点がある。これに対して、後者の赤外線感知方式の場合には、車両を斜め方向からでも検出できるため（上記特許公報の図１９及び図２２参照）、設置場所の制約が少なく、センサがパッシブであるため消費電力が小さいという利点がある。
【００２２】
上記のように、赤外線感知方式の車両感知器の場合には、車両を斜め方向からでも検出できることから、その車両感知器の感知センサを、道路の上方に配置された光ビーコンの投受光器の筐体に収納させることもできる。
この場合、車両感知器の感知センサと投受光器の投受光センサ（ＬＥＤやフォトダイオード）を一つの筐体に纏めて収納できるので、車両感知器の感知センサを設置するための専用の支柱や梁を設ける必要がなく、システムを安価に構成できるという利点がある。
【００２３】
本発明の路車間通信方法は、道路を走行する車両の車載機と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定された光ビーコンの投受光器との間で光信号による双方向通信を行う路車間通信方法であって、アップリンク情報の受信の有無と、前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器からの感知信号の受信の有無とに基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定することを特徴とする。
【００２４】
この路車間通信方法によれば、アップリンク情報の受信だけではダウンリンクの切り替えを行わず、車両感知器の感知信号の有無をも加味してダウンリンクを切り替えるか否かを判定する。
このため、アップリンク領域が正式な領域よりも広いか否かに拘わらず、ダウンリンクの切り替えタイミングを論理的に絞り込むことができ、ドライバに対する安全運転支援のために、切り替え後のダウンリンク情報に通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含める場合に、当該距離情報の始点を正確に定義することができる。従って、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。
【００２５】
本発明の光ビーコンは、道路の所定範囲に通信領域が設定された投受光器を有する光ビーコンであって、前記通信領域を走行する車両の車載機から車両ＩＤを含むアップリンク情報を受信した後に、前記車両ＩＤを格納したダウンリンク情報を繰り返し送信する光ビーコンにおいて、前記アップリンク情報の受信の有無に加えて、前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器からの感知信号の受信の有無に基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定する通信制御部を有していることを特徴とする。
【００２６】
この光ビーコンによれば、アップリンク情報の受信だけではダウンリンクの切り替えが行われず、車両感知器の感知信号の有無をも加味してダウンリンクを切り替えるか否かが判定される。
このため、アップリンク領域が正式な領域よりも広いか否かに拘わらず、ダウンリンクの切り替えタイミングを論理的に絞り込むことができ、ドライバに対する安全運転支援のために、切り替え後のダウンリンク情報に通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含める場合に、当該距離情報の始点を正確に定義することができる。従って、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。
【００２７】
本発明の光ビーコンにおいて、当該光ビーコンの通信制御部として、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含ませるものを採用することができる。
この場合には、車載機として、上記距離情報に基づいて所定位置までの距離を認識する距離認識部を有するものを採用すれば、光ビーコンからのダウンリンク情報を利用して車載機において所定位置までの距離を求めることができる。
【００２８】
また、本発明の光ビーコンにおいて、当該光ビーコンの通信制御部として、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記距離情報に加えて、車両ＩＤに対応するダウンリンク方向の送信経過情報を含ませるものを採用することができる。
この場合には、車載機の構成要素（車両の構成要素でもよい。）として、投受光器（車載ヘッド）で受信されたダウンリンク情報に含まれる送信経過情報を用いて距離情報を補正する補正部を設けることにより、当該車載機において道路の所定位置までの距離をより正確に求めることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上の通り、本発明によれば、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。また、道路が複数車線である場合には、ドライバに対する車線通知を精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１〜図７は、本発明の第一実施形態の路車間通信システムを示している。
〔システムの全体構成〕
図１は、光ビーコンを含む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とから構成されている。
【００３１】
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、道路Ｒにおける光ビーコン４の上流側に配置された車両感知器５とから構成されている。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。
【００３２】
〔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３Ａ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９の内部に発光ダイオード（ＬＥＤ）１０、フォトセンサ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。
【００３３】
図２は、上記光ビーコン４及び車両感知器５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（投受光器）８と、これらのヘッド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。
【００３４】
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（図３参照）。
【００３５】
〔車両感知器の構成〕
前記車両感知器５は、通信領域Ａ内の所定位置（本実施形態ではアップリンク領域ＵＡの正式な下流端ｂ）における車両Ｃの存在を感知して、その感知信号ｓ１をビーコン制御機７に送信するものであり、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた複数の感知センサ１５と、これらのセンサ１５を一括制御する制御部である一台のセンサ制御機１６とを備えている。
センサ制御機１６は、道路脇でかつ通信領域Ａの下流側よりの位置に立設した支柱１７に設置されており、各感知センサ１５は、支柱１７から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１８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。
【００３６】
車両感知器５の感知センサ１５は、超音波を路面に向けて間欠的に発射する超音波送受器よりなり、車両Ｃからの反射波と路面からの反射波を比較して、車両Ｃの存在を感知するものである。
この感知センサ１５は、各車線Ｒ１〜Ｒ４の直下に向けて超音波を送出しており、これにより、前記通信領域Ａ内におけるやや上流側よりの位置に、当該感知センサ１５の感知領域Ｋが配置されている（図２及び図３参照）。車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに設けられた各感知センサ１５は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する感知領域Ｋを車両Ｃが通過することで、当該車両Ｃの存在を感知する。
【００３７】
図１を参照して、上記センサ制御機１６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、光ビーコン４のビーコン制御機７と通信線１９を介して信号伝送可能に接続されている。もっとも、センサ制御機１６はビーコン制御機７に対して無線方式で信号を送信するものであってもよい。
このセンサ制御機１８は、各感知センサ１５の直下に車両Ｃが存在する場合にＯＮの信号（感知信号ｓ１）をビーコン制御機７に送信し、存在しない場合にはＯＦＦの信号を送信する。そして、センサ制御機１６は、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに設けられた複数の感知センサ１５のうちいずれか１つが車両Ｃを感知すると、その車線Ｒ１〜Ｒ４に対応した感知信号ｓ１をビーコン制御機７に送信するようになっている。
【００３８】
〔通信領域と感知領域〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａと車両感知器５の感知領域Ｋの位置関係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（図４参照）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。
【００３９】
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」では、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ｃは互いに一致している。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、上記規格では、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの正式な位置及び大きさが規定されており、図３において、この規格に適った正式なダウンリンク領域ＤＡ（通信領域Ａ）は△ｄａｃで表示され、正式なアップリンク領域ＵＡは△ｄｂｃで表示されている。
【００４０】
上記規格によれば、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の正式な下流端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の正式な下流端ａからアップリンク領域ＵＡの正式な下流端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の正式な下流端ｂから同領域ＵＡの正式な上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。この場合、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。
【００４１】
ところが、図３に仮想線で示すように、実際に運用されている光ビーコン４の通信領域Ａは、車載機２からのアップリンク情報をより確実に受信するため、実際には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（特に、上流側に延びた領域）として運用されていることが多い。
すなわち、アップリンク領域ＵＡの実際の上流端ｃ’（ダウンリンク領域の上流端ｃ’でもある。）は、正式な上流端ｃよりも更に上流側（図３の右側）に位置し、同領域ＵＡの実際の下流端ｂ’は、正式な下流端ｂよりも更に下流側（図３の左側）に位置していることが多い。
【００４２】
そこで、本実施形態では、車両感知器５の感知センサ（上流側センサ）１５の感知領域Ｋがアップリンク領域ＵＡの正式な上流端ｃ又はこの近傍に設定されている。従って、この感知センサ（上流側センサ）１５による感知信号ｓ１は、車両Ｃが本来のアップリンク領域ＵＡに進入したことを意味する。
【００４３】
〔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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
〔路車間通信〕
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一情報として、車線通知情報を含む第一のダウンリンク情報３４を、各車線Ｒ１〜Ｒ４のダウンリンク領域ＤＡに所定の送信周期で常に送信し続けている（図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。
【００４７】
車載機２を搭載した車両Ｃが実際のアップリンク領域ＵＡの上流側部分に進入すると、すなわち、車両Ｃが図３に示す上流端ｃ’を通過すると、車載ヘッド２７が車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第一のダウンリンク情報３４を受信する。
このさい、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で送信する（図５のＦ３）。
【００４８】
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。
その後、車両Ｃが車両感知器５の感知領域Ｋに達すると、車両感知器５のセンサ制御機１６が、その車両Ｃが走行する車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する感知信号ｓ１をビーコン制御機７に送信する。
【００４９】
本実施形態では、ビーコン制御機７は、車両ＩＤを含むアップリンク情報３５の受信に加えて、その車両Ｃが走行する車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する感知信号ｓ１を受信した場合（アップリンク情報の受信と感知信号の受信のＡＮＤ条件の場合）に、ダウンリンクの切り替えを行う（図５のＦ４）。
ビーコン制御機７は、上記ダウンリンクの切り替え後の第二情報として、車両ＩＤ情報を有する車線通知情報を含む第二のダウンリンク情報３６の送信を開始し（図５のＦ５）、この第二のダウンリンク情報３６の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す（図５のＦ６）。
【００５０】
上記車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４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。
【００５１】
第二のダウンリンク情報３６には、車両ＩＤを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、及び、ドライバに対する安全運転支援のための支援情報等が含まれている。
本実施形態では、上記支援情報として、光ビーコン４の下流側の信号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、及び、第二のダウンリンク情報３６の送信経過情報が含まれている。なお、この距離情報と送信経過情報の詳細については後述する。
【００５２】
図５に示すように、第二のダウンリンク情報３６は、単一又は複数の最小フレーム３７で構成されている。前記「近赤外線式インタフェース規格」によれば、この最小フレーム３７のデータ量は合計１２８バイトと規定され、ヘッダ部３８に５バイト、実データ部３９に１２３バイトが割り当てられている。
前記規格によれば、第二のダウンリンク情報３６は、１〜８０個の最小フレーム３７で構成することができ、送信可能時間は２５０ｍｓに設定されている。また、このダウンリンク情報３６は送信すべき情報量に対応した任意数の最小フレーム３７で構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。
【００５３】
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３０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（２５０ｍ）の間に約８０回繰り返して送信されることになる。
車載機２の車載コンピュータ２６は、第二のダウンリンク情報３６を受信した時点（図６のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報３５の送信を停止する。
【００５４】
そして、車載コンピュータ２６は、第二のダウンリンク情報３６に含まれる距離情報及び送信経過情報に基づいて、通信領域Ａからその下流側の所定位置Ｐまでの距離を認識して位置評定を行い（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。
以下、前記した距離情報及び送信経過情報の内容と、これに基づいて車載機２が行う距離認識及び安全運転支援について説明する。
【００５５】
〔距離情報と送信経過情報〕
光ビーコン４のビーコン制御機７は、通信領域Ａからその下流側の所定位置までの距離の数値（以下、基準距離Ｌ０という。）である前記距離情報を、予め記憶装置に記憶しており、この基準距離Ｌ０に関する距離情報を第二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。
図６に示すように、本実施形態では、基準距離Ｌ０の始端は、正式な通信領域Ａの上流端Ｘ１（図３の上流端ｃと同じ）と同位置、又は、その上流端Ｘ１と実質的に同位置と見なせる近傍位置に設定されている。従って、この基準距離Ｌ０の始端は、感知センサ（上流側センサ）１５の感知領域Ｋの位置と概ね一致する。
また、基準距離Ｌ０の終端は、光ビーコン４の下流側に設置されている信号機４０の手前の停止線Ｐに設定されている。
【００５６】
一方、ビーコン制御機７は、車両ＩＤに対応した第二のダウンリンク情報３６の前記送信経過情報を生成し、この情報についても、距離情報とともに第二のダウンリンク情報３６の送信フレーム（ダウンリンクフレーム）に格納する。この送信経過情報は、いわば第二のダウンリンク情報３６の履歴情報であって、例えば次の情報で構成される。
（１） 車両ＩＤを格納した第二のダウンリンク情報３６の最初の送信時（図５の時点Ｔ０）を基準とした経過時間
（２） 車両ＩＤを格納したアップリンク情報３５の受信と感知信号ｓ１の受信のいずれか遅い方の受信時（図５のＦ４）を基準とした経過時間
（３） 車両ＩＤを格納した第二のダウンリンク情報３６の最初の送信時（図５の時点Ｔ０）を基準としたダウンリンクフレームの送信回数
【００５７】
すなわち、上記経過時間は、所定の送信周期で繰り返し送信される各ダウンリンクフレーム（単一の最小フレーム３７又は複数の最小フレーム３７で構成された送信フレーム）の送信が、上記（１）又は（２）に規定する基準時から見てどれだけ経過しているかを示す時間情報である。
また、上記送信回数は、所定の送信周期で繰り返し送信される各ダウンリンクフレームの送信が、上記（３）に規定する基準時から見て何回目のものかを示す回数情報である。ビーコン制御機７は、これらの経過時間又は送信回数の少なくとも１つを各ダウンリンクフレームに書き込み、当該フレームをビーコンヘッド８から送出させる。
【００５８】
〔車載コンピュータの処理内容（距離認識及び安全運転支援）〕
前記距離情報及び送信経過情報を含む第二のダウンリンク情報３６を車載ヘッド２７が受信すると、車載コンピュータ２６の距離認識部３０は、そのダウンリンク情報３６のフレームに含まれている距離情報を抽出して、前記基準距離Ｌ０を認識する。
一方、車載コンピュータ２６の補正部３１は、第二のダウンリンク情報３６に含まる送信経過情報を利用して、距離認識部３０で認識した基準距離Ｌ０を補正する。
図７は、この補正部３１による補正方法の一例を示す図である。
【００５９】
図７に示すように、所定周期で繰り返されるダウンリンクフレームｆｎ（図例では、ｎ＝１〜４）のうち、例えば、車載ヘッド２７が１番目から３番目のフレームｆ１〜ｆ３の受信に失敗し、４番目のダウンリンクフレームｆ４の受信に成功したとする。
この場合、当該フレームｆ４に前記経過時間が含まれているとすると、補正部３１は、フレームｆ４からその経過時間を抽出し、この経過時間と、速度検出器２５から取得したその間の車両Ｃの走行速度とから、フレームｆ４を受信するまでの間、すなわちフレームｆ１〜ｆ３が送出されている間に車両Ｃが進行した距離である補正距離ΔＬを算出する。
【００６０】
また、ダウンリンクフレームｆ４に前記送信回数が含まれているとすると、補正部３１は、フレームｆ４からその送信回数（ｎ＝４）を抽出し、この送信回数から１を減じた数（ｎ＝３）にダウンリンクフレームの送信周期を掛けて、フレームｆ４の受信時の経過時間を算出する。
更に、補正部３１は、上記経過時間と、速度検出器２５から取得したその間の車両Ｃの走行速度とから、フレームｆ４を受信するまでの間、すなわちフレームｆ１〜ｆ３が送出されている間に車両Ｃが進行した距離である補正距離ΔＬを算出する。
【００６１】
なお、送信回数に基づいて上記補正計算を行う場合には、ダウンリンクフレームを前記した規格上の最小フレーム（１２８バイト）３７で構成し、この最小フレーム３７の送信回数を当該フレーム３７に格納して送信することが好ましい。この場合、ダウンリンク情報３６についての送信回数の分解能が上記最小フレーム３７の送信間隔（１ｍｓ）となるので、送信回数に基づく補正計算の精度を高めることができる。
【００６２】
そして、車載コンピュータ２６の補正部３１は、距離認識部３０で得られた基準距離Ｌ０から上記補正距離Ｄを減算して、残存距離Ｌ１を算出する。この残存距離Ｌ１は、４番目のダウンリンクフレームｆ４を受信した時点での、車両Ｃの位置から停止線Ｐまでの距離を示している。
このように、本実施形態では、ダウンリンク情報３６に含まれる送信経過情報（経過時間又は送信回数）に基づいて距離情報から得られた基準距離Ｌ０を補正し、これによってフレーム受信時の車両位置から停止線Ｐまでの残存距離Ｌ１を算出しているので、停止線Ｐまでの実際の距離を正確に求めることができる。
【００６３】
次に、車載コンピュータ２６の支援制御部３２は、補正部３１で得られた残存距離Ｌ１を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。
例えば、支援制御部３２は、停止線Ｐまでの残存距離Ｌ１と現時の車両Ｃの走行速度とから、その停止線Ｐの手前で停止するための減速度（負の加速度）を算出し、その減速度をＥＣＵ２２に通知する。ＥＣＵ２２は、当該減速度となるようにブレーキ装置２４を作動させ、これにより、車両Ｃを停止線Ｐの手前で自動停止させることができる。
【００６４】
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Ｐまでの残存距離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。
【００６５】
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３５の正式な上流端ｃ又はこの近傍に感知領域Ｋが設定された感知センサ（上流側センサ）１５を設け、アップリンク情報３５の受信に加えて、感知センサ１５からの感知信号ｓ１を受信した場合に初めてダウンリンクの切り替えを行うようにしたので、本来のアップリンク領域ＵＡに達していない車両Ｃに第二のダウンリンク情報３６が送信されることがない。
このため、例えば図３に示すように、実際のアップリンク領域ＵＡの上流端ｃ’が正式な上流端ｃよりも上流側にずれていても、ダウンリンクの切り替えタイミングを正式な上流端ｃの方に絞り込むことができる。従って、距離情報を構成する基準距離Ｌ０の始点を前述の通り正確に定義することができ、車載機２で認識される距離情報が正確になり、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。
【００６６】
ところで、図２に示すように、ある車線Ｒ１を車両Ｃ１が走行しており、この車両Ｃ１が車両ＩＤを含むアップリンク情報３５を送信した際に、たまたま対向車線を走行していた大型車両の側壁等によってアップリンク光が反射され、車線Ｒ２のビーコンヘッド８にアップリンク情報３５が届いてしまったとする。
この場合、従来のようにアップリンク情報３５の受信だけでダウンリンクの切り替えを行うと、ビーコン制御機７は、車線通知情報の車線Ｒ２の格納領域に車両Ｃ１の車両ＩＤを格納して第二のダウンリンク情報３６を送出してしまう。
【００６７】
従って、上記ダウンリンク情報３６を受信した車両Ｃ１は、実際には車線Ｒ１を走行中であるにも拘わらず、誤って車線Ｒ２を走行していると認識することがあり得る。
この場合、仮に、車線Ｒ１が右折専用レーンでかつ車線Ｒ２が直進レーンであるとし、車両Ｃ１のドライバが右折を想定していたとすると、上記のよう車線通知情報に格納された車線番号が誤っていると、ナビ画面等のディスプレイ２８やスピーカ装置２９により、既に右折車線Ｒ１を走行している車両Ｃ１のドライバに対して、車線変更を促してしまうことになる。
【００６８】
この点、本実施形態の路車間通信システムでは、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して感知領域Ｋが設定された複数の感知センサ１５から、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとの感知信号ｓ１がビーコン制御機７に送信され、当該ビーコン制御機７が、その車線Ｒ１〜Ｒ４ごとの感知信号ｓ１の受信の有無に基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定するので、上記のような車線通知の誤りを防止することができる。
すなわち、ビーコン制御機７は、車両Ｃ１のアップリンク情報３５を受信しただけではダウンリンクの切り替えを行わず、更に車線Ｒ１に対応する感知信号ｓ１を受信した時にその切り替えを行うので、車線Ｒ２のビーコンヘッド８が車両Ｃ１のアップリンク情報３５を受信しても、車線通知情報の車線Ｒ２の格納領域に車両Ｃ１の車両ＩＤを格納して第二のダウンリンク情報３６を送出してしまうことがない。このため、車両Ｃ１に誤った車線通知情報が提供されるのを未然に防止することができる。
【００６９】
また、現在の近赤外線式インタフェース規格では、同一の車両ＩＤを含むアップリンク情報３５を複数の投受光器（ビーコンヘッド）８から受信した場合には、当該複数の投受光器８に該当する車線番号（例えば車線Ｒ１と車線Ｒ２）の双方を車載機２に通知している。従って、上記のような現象は、例えば、車両Ｃ１が車線Ｒ１の中央を走行するのではなく、車線Ｒ１の端を白線に近づいて走行しているような場合（車線Ｒ２側に寄って走行している場合）に起こりうる現象である。このように、複数の車線番号を通知された車両Ｃ１は、車線Ｒ１と車線Ｒ２のいずれを走行しているのかを正確に把握することができない。
【００７０】
この点、本発明によれば、光ビーコン４のビーコン制御機７は、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃに設置した車両感知器５からの感知信号ｓ１によって車両Ｃ１の走行車線が車線Ｒ１であることを事前に把握できるため、例えば、アップリンク情報３５を車線Ｒ１及び車線Ｒ２の投受光器８の双方から受信した場合であっても、車線Ｒ１についてのアップリンク情報３５である旨を認識して、車線通知情報として車線Ｒ１を走行中であることを正しく車両Ｃ１に通知することができる。
【００７１】
〔第二実施形態〕
図８は、本発明の第二実施形態の路車間通信システムを示している。
本実施形態のシステムが第一実施形態のシステム（図３）と異なる点は、車両感知器５として、アップリンク領域ＵＡの正式な下流端ｂ又はこの近傍に感知領域Ｋが設定された感知センサ（下流側センサ）４２を有する点にある。
この感知センサ（下流側センサ）４２による感知信号ｓ１は、車両Ｃが本来のアップリンク領域ＵＡから退出したことを意味する。このため、ビーコン制御機７は、当該感知信号ｓ１を受信したことで、車両Ｃが本来のアップリンク領域ＵＡから退出したことを正確に把握することになる。
【００７２】
従って、ビーコン制御機７において、アップリンク情報の受信時において既に感知センサ４２からの感知信号ｓ１を受信している場合には、ダウンリンクの切り替えを行わないようにすることにより、本来のアップリンク領域ＵＡを通り過ぎてしまった車両Ｃに対して、第二のダウンリンク情報３６が送信されるのを防止することができる。
このため、例えば図３に示すように、実際のアップリンク領域ＵＡの下流端ｂ’が正式な下流端ｂよりも下流側にずれていても、ダウンリンクの切り替えタイミングを正式な下流端ｂの方に絞り込むことができる。
【００７３】
もっとも、本実施形態において、感知センサ（下流側センサ）４２からの感知信号ｓ１により、車両Ｃが本来のアップリンク領域ＵＡから退出したとビーコン制御機７が判断した場合において、前記距離情報を第二のダウンリンク情報３６に含めないで当該ダウンリンク情報３６を送信してもよく、或いは、前記距離情報の精度が高くないことを示す情報を第二のダウンリンク情報３６に含めて当該ダウンリンク情報３６を送信するようにしてもよい。このうち、距離情報の精度が高くない旨の情報は、ディスプレイ２８やスピーカ装置２９によってドライバに報知するようにすればよい。
【００７４】
なお、本実施形態において、車両感知器５の感知センサ４２の感知領域Ｋをアップリンク領域ＵＡの正式な下流端ｂ又はこの近傍に設定しているが、この場合の「正式な下流端ｃまたはこの近傍」とは、例えば、ダウンリンク情報３６に距離情報を含めて車載機２に所定の位置（例えば前方の停止線Ｐ）までの距離を認識させる路車間通信システムの場合には、必ずしも正式な下流端ｂそのものではなく、アップリンク領域ＵＡの中間点等とすることもできる。かかる中間点に感知領域Ｋを設定することは、非常に高い距離認識の精度を要求されるような場合に有効である。
【００７５】
〔第三実施形態〕
図９は、本発明の第三実施形態の路車間通信システムを示している。
本実施形態のシステムが第一実施形態（図３）のシステムと異なる点は、ダウンリンク領域の上流側において車両Ｃを感知する車両感知器５として、赤外線感知方式のものが採用されている点にある。
また、本実施形態では、車両感知器５を構成する感知センサ４３が、ビーコンヘッド８の筐体９に収納されているとともに、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ている。
【００７６】
上記赤外線感知方式の感知センサ４３は、検知対象が発する赤外線をパッシブに検出して車両Ｃを感知するものであり、具体的にはサーモパイル素子より構成されている（特許第３７１９４３８号公報参照）。
このサーモパイル素子は、放射温度計測に使用する赤外線検出素子の一種であり、原理は熱電対と同じであり、入射する赤外線に応じて温接点と冷接点の間に生じる温度差により定常的な出力電圧を自発的に発生させる。このため、自己消費電流がなく、小型化及び低消費電力化に適するという特徴があり、太陽電池で駆動することができる。
【００７７】
また、上記赤外線検知方式の感知センサ４３の場合には、車両Ｃを斜め方向からでも検出できるため（上記特許公報の図１９及び図２２参照）、設置場所の制約が少ない。
このため、本実施形態では、ＬＥＤ１０やフォトセンサ１１とともにビーコンヘッド８の筐体９内に感知センサ４３を収納し、この状態で、感知領域Ｋが正式なアップリンク領域ＵＡの上流側ｃ又はその近傍となるように、当該感知センサ４３の向きを設定するようにしている。従って、本実施形態では、車両感知器５の感知センサ４３を設置するための専用の支柱や梁（図２の支柱１７及び架設バー１８）を設ける必要がなく、システムを安価に構成することができる。
【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、距離情報を構成する基準距離Ｌ０の始端については、車両感知器５の感知領域Ｋとの相対的な位置関係が特定できる限り任意の位置を選定でき、通信領域Ａの正式な上流端ｃだけでなく、アップリンク領域ＵＡの正式な下流端ｂ、アップリンク領域ＵＡの正式な上流端ｃと下流端ｂの中間点、ダウンリンクＤＡの正式な下流端ａ、或いは、ビーコンヘッド８の設置地点等を採用することができる。
【００７９】
また、距離情報を構成する基準距離Ｌ０の終端については、停止線Ｐのほか、信号機４０の設置位置や車両感知器の位置としてもよい。また、道路Ｒ上の位置を特定する複数のノードが予め設定されている場合には、複数の距離値群から距離情報を構成することができる。例えば、通信領域Ａの上流端ｃから直近のノードまでの距離と、その後の各ノード間の距離とから距離情報を構成することができる。
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。
【００８０】
なお、車両感知器５からの感知信号ｓ１によって車両Ｃがアップリンク領域ＵＡに進入したと判断する方法については、車両感知器５の感知領域Ｋに車両Ｃの車頭が進入したことをもって進入したと判断する方法でも良いし、前記感知領域Ｋを車両Ｃの車尾が通過したことをもって進入したと判断する方法でも良い。
上記判断の方法に応じて、例えば、車両Ｃの車尾が感知領域Ｋを通過したことをもって進入したと判断する方法を用いるのであれば、アップリンク領域ＵＡの正式な上流端ｃよりも、車両Ｃの車長に相当する距離だけ上流側の位置を「正式な上流端ｃ」として車両感知器５の感知領域Ｋを設置する方法でも良い。
また、アップリンク領域ＵＡから退出したと判断する方法についても、同様に、上記判断の方法に応じて、例えば、アップリンク領域ＵＡの正式な下流端ｂよりも、車両Ｃの車長に相当する距離だけ上流側を「正式な下流端ｂ」として車両感知器５の感知領域Ｋを設置する方法でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第一実施形態の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】光ビーコン及び車両感知器の平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域と車両感知器の感知領域の位置関係を示す側面図である。
【図４】光ビーコンと通信する車載機と、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】距離情報（基準距離）の内容を示すための道路の側面図である。
【図７】距離情報の補正方法の一例を示すための道路の側面図である。
【図８】第二実施形態の路車間通信システムの側面図である。
【図９】第三実施形態の路車間通信システムの側面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 交通管制システム
２ 車載機
４ 光ビーコン
５ 車両感知器
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）
９ 筐体
１０ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１１ フォトセンサ
１５ 感知センサ（上流側センサ）
２６ 車載コンピュータ
２７ 車載ヘッド（投受光器）
３０ 距離認識部
３１ 補正部
３２ 支援制御部
３４ 第一のダウンリンク情報
３５ アップリンク情報
３６ 第二のダウンリンク情報
４２ 感知センサ（下流側センサ）
４３ 感知センサ（赤外線感知方式）
Ａ 通信領域
Ｃ 車両
Ｒ 道路
Ｒ１ 車線
Ｒ２ 車線
Ｒ３ 車線
Ｒ４ 車線
Ｐ 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
Ｋ 感知領域
ａ ダウンリンク領域の正式な下流端
ｂ アップリンク領域の正式な下流端
ｃ アップリンク領域（通信領域）の正式な上流端
ｂ’ アップリンク領域の実際の下流端
ｃ’ アップリンク領域（通信領域）の実際の上流端
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路側に設置し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方法とこれに用いる光ビーコン、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３に示すように、光ビーコン４のビーコンヘッド８は、その直下よりも上流側よりに通信領域Ａが設定されている。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、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。
【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、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、この場合、通信領域Ａの車両進行方向の全長は３．７ｍとなる。
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
路車間通信システムに使用する光ビーコンでは、ダウンリンクの切り替え前の第一情報として、車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第一のダウンリンク情報を道路の各車線のダウンリンク領域に所定の送信周期で常時送信している。
ある車線のダウンリンク領域を車両が通過することで、その車両に搭載された車載機の投受光器（車載ヘッド）が第一のダウンリンク情報を受信すると、当該車載機は、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。
【０００６】
その後、上記アップリンク情報を光ビーコンの投受光器が受信すると、光ビーコンは、車載機に対して具体的な情報をダウンリンクの切り替え後の第二情報として、上記車両ＩＤを有する車線通知情報を含む第二のダウンリンク情報の送信を開始し、この第二のダウンリンク情報の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す。
このように、従来の光ビーコンを用いた路車間通信システムでは、車載機からのアップリンク情報の受信のみに基づいて自動的にダウンリンクの切り替えを実行しているが、この場合には、次のような問題がある。
【０００７】
例えば、通信領域からその下流側の所定位置（例えば、停止線）までの距離情報を第二のダウンリンク情報に含ませておき、この距離情報を受信した車載機により、当該距離情報を利用して、停止線の手前で強制停止するように車両を制動させたり、ドライバに停止や減速を促す報知を行ったりして、ドライバに対して安全運転支援を行う場合がある（例えば、本出願人が提案した特願２００６−１２１６９２号及び特願２００６−１２１７００号）。
【０００８】
しかしながら、現在、実際に運用されている光ビーコンの通信領域は、車載機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３に仮想線で示すように、実際には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（特に、上流側に延びた領域）になっていることが多い。
このように、通信領域が正式な領域よりも広範であると、その通信領域から所定位置までの距離情報の始点を正確に定義できなくなるので、ダウンリンク情報に距離情報を含ませることによる安全運転支援が事実上困難になるとともに、仮に距離情報を定義したとしても当該距離情報の精度が低下し、ドライバに対する安全運転支援としては利用できなくなる恐れがある。
【０００９】
また、ある車線（第一車線）を走行していた車両の車載機が車両ＩＤを含むアップリンク情報を送信した際に、たまたま隣接する他の車線（対向車線等）を走行していた大型車両の側壁等でアップリンク光が反射することにより、当該車両が走行する車線（第一車線）以外の車線（第二車線）のビーコンヘッドにアップリンク情報が届いてしまう場合がある。
この場合、従来のように、単にアップリンク情報の受信のみでダウンリンクの切り替えを行う制御方式では、実際の車両は第一車線を走行中であるにも拘わらず光ビーコンが誤って第二車線を走行していると認識し、その後の第二のダウンリンク情報において車載機に対して誤った車線通知情報が送信される恐れがある。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑み、ドライバに対する安全運転支援や、道路が複数車線である場合のドライバに対する車線通知を精度よく行うことができる路車間通信システム及び方法とこれに用いる光ビーコン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】
【００１１】
本発明の路車間通信システムは、道路を走行する車両の車載機と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定された投受光器を有する光ビーコンとを備え、前記車載機と前記光ビーコンの投受光器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であって、前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器が設けられ、アップリンク情報の受信の有無と前記車両感知器からの感知信号の受信の有無とに基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定する通信制御部が前記光ビーコンに設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この路車間通信システムによれば、通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器が設けられており、光ビーコンの通信制御部が、アップリンク情報の受信だけではダウンリンクの切り替えを行わず、車両感知器の感知信号の有無も加味してダウンリンクを切り替えるか否かを判定する。
このため、アップリンク領域が正式な領域よりも広いか否かに拘わらず、ダウンリンクの切り替えタイミングを論理的に絞り込むことができ、ドライバに対する安全運転支援のために、切り替え後のダウンリンク情報に通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含める場合に、当該距離情報の始点を正確に定義することができる。従って、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。
なお、車両感知器の感知領域は、可能な限り狭い領域に絞られている方が好ましい。特に、所定位置までの距離を認識する場合においては、前記感知領域が狭いほど距離の認識精度を向上させることができると考えられる。
【００１３】
本発明の路車間通信システムにおいて、前記光ビーコンが、複数車線の道路の各車線に対応して通信領域が設定された複数の投受光器と、車両ＩＤを格納した車線通知情報を含むダウンリンク情報を前記複数の投受光器から繰り返し送信する前記通信制御部とを有する場合には、前記車両感知器として、各車線に対応して前記感知領域が設定された複数の感知センサを有するものを採用し、この各感知センサが検出した車線ごとの感知信号を前記通信制御部に送信することが好ましい。
【００１４】
この路車間通信システムによれば、各車線に対応して感知領域が設定された複数の感知センサから、車線ごとの感知信号が光ビーコンの通信制御部に送信されるので、当該通信制御部は、その車線ごとの感知信号の受信の有無に基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定することができる。
このため、アップリンク光の反射等により実際に車両が走行する車線とは異なる車線の投受光器（ビーコンヘッド）に誤ってアップリンク情報が届いても、その誤ったアップリンク情報だけでダウンリンクの切り替えが行われることがなくなり、切り替え後のダウンリンク情報によって車両に対して誤った車線通知情報が送信されるのが未然に防止される。従って、ドライバに対する車線通知を精度よく行うことができる。
【００１５】
本発明の路車間通信システムにおいて、光ビーコンの通信制御部として、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含ませるものを採用することができる。
この場合、車載機として、上記距離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するものを採用すれば、光ビーコンからのダウンリンク情報を利用して車載機において所定位置までの距離を求めることができる。このため、かかる距離を利用して、停止線の手前で強制停止するように車両を制動させたり、ドライバに停止や減速を促す報知を行ったりして、ドライバに対して安全運転支援を行うことができる。
【００１６】
また、本発明の路車間通信システムにおいて、光ビーコンの通信制御部として、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記距離情報に加えて、車両ＩＤに対応するダウンリンク方向の送信経過情報を含ませるものを採用することが好ましい。
この場合、距離情報を含む切り替え後のダウンリンク情報に上記送信経過情報が含まれているので、車載機は、光ビーコンの投受光器からの所定の送信期間中に繰り返し送信されるダウンリンク情報の中で、当該車載機が実際に受信したダウンリンク情報が送信期間中のどの時点で送信されたものかを正確に把握することができる。
【００１７】
このため、車載機は、上記送信経過情報に基づいて、実際に受信したダウンリンク情報に含まれる距離情報を補正することができる。従って、車載機の構成要素（車両の構成要素でもよい。）として、投受光器（車載ヘッド）で受信されたダウンリンク情報に含まれる送信経過情報を用いて距離情報を補正する補正部を設けることにより、当該車載機において道路の所定位置までの距離をより正確に求めることができる。
【００１８】
本発明の路車間通信システムにおいて、前記車両感知器は、アップリンク領域の正式な上流端又はこの近傍に感知領域が設定された上流側センサを有するものを採用することができる。
この場合には、車両が本来のアップリンク領域に進入したことを正確に把握することができるので、前記通信制御部において、アップリンク情報の受信に加えて上流側センサからの感知信号を受信した場合（アップリンク情報の受信と感知信号の受信のＡＮＤ条件）に、ダウンリンクの切り替えを行うようにすればよい。これにより、本来のアップリンク領域に達していない車両にダウンリンク情報が送信されるのを防止することができる。
なお、「アップリンク情報の受信に加えて上流側センサからの感知信号を受信した場合」とは、（１）アップリンク情報を受信した時点で当該受信前の所定時間内に上流側センサからの感知信号を既に受信していた場合、（２）上流側センサからの感知信号を受信した時点で当該受信前の所定時間内にアップリンク情報を既に受信していた場合、及び、（３）これらを同時に受信した場合のいずれのケースであっても良い。前記所定時間は、通常のクロックタイマ等の計時手段によって測定されるものであり、通信領域と感知領域との位置関係に応じて数１００ｍｓ〜数秒程度の時間として設定することが好ましい。
【００１９】
また、本発明の路車間通信システムにおいて、前記車両感知器は、アップリンク領域の正式な下流端又はその近傍に感知領域が設定された下流側センサを有するものを採用することもできる。
この場合には、車両が本来のアップリンク領域から退出したことを正確に把握することができるので、前記通信制御部において、アップリンク情報の受信時において既に下流側センサからの感知信号を受信している場合に、ダウンリンクの切り替えを行わないようにすればよい。これにより、本来のアップリンク領域を通り過ぎた車両にダウンリンク情報が送信されるのを防止することができる。
また、この場合、通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報をダウンリンク情報に含めないか、或いは、その距離情報の精度が高くないことを示す情報を前記ダウンリンク情報に含めて送信することにしてもよい。
【００２０】
なお、本発明におけるアップリンク領域の「正式な上流端」もしくは「正式な下流端」とは、設置されている光ビーコンの投受光器が車載器からのアップリンク情報を実際に受信可能なアップリンク領域とは関係なく、本発明に係る光ビーコンを設置して管理する者が、前記投受光器にアップリンク情報を受信させたいと意図するアップリンク領域の上流端もしくは下流端を指す。
例えば、光ビーコンの路車間通信領域に関する規格が存在する場合には、当該規格において定められたアップリンク領域の上流端もしくは下流端を意味するし、光ビーコンの用途に応じて複数の規格が存在する場合には、当該光ビーコンの用途に応じた規格において定められたアップリンク領域の上流端もしくは下流端を意味する。また、規格の有無等に関係なく、光ビーコンを設置して管理する者が意図するアップリンク領域がある場合は、当該アップリンク領域の上流端もしくは下流端を指すことがあっても良い。
【００２１】
本発明の路車間通信システムにおいて、車両感知器としては、例えば、超音波感知方式のもの（特開昭６０−７８３７３号公報参照）や、検知対象が発する赤外線をパッシブに検出して車両を感知する赤外線感知方式のもの（特許第３７１９４３８号公報）を採用することができる。
この点、前者の超音波感知方式の場合には、車両を斜め方向から検出できないため、車両のほぼ真上に設置する必要があり、センサがアクティブあるため消費電力が大きいという欠点がある。これに対して、後者の赤外線感知方式の場合には、車両を斜め方向からでも検出できるため（上記特許公報の図１９及び図２２参照）、設置場所の制約が少なく、センサがパッシブであるため消費電力が小さいという利点がある。
【００２２】
上記のように、赤外線感知方式の車両感知器の場合には、車両を斜め方向からでも検出できることから、その車両感知器の感知センサを、道路の上方に配置された光ビーコンの投受光器の筐体に収納させることもできる。
この場合、車両感知器の感知センサと投受光器の投受光センサ（ＬＥＤやフォトダイオード）を一つの筐体に纏めて収納できるので、車両感知器の感知センサを設置するための専用の支柱や梁を設ける必要がなく、システムを安価に構成できるという利点がある。
【００２３】
本発明の路車間通信方法は、道路を走行する車両の車載機と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定された光ビーコンの投受光器との間で光信号による双方向通信を行う路車間通信方法であって、アップリンク情報の受信の有無と、前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器からの感知信号の受信の有無とに基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定することを特徴とする。
【００２４】
この路車間通信方法によれば、アップリンク情報の受信だけではダウンリンクの切り替えを行わず、車両感知器の感知信号の有無をも加味してダウンリンクを切り替えるか否かを判定する。
このため、アップリンク領域が正式な領域よりも広いか否かに拘わらず、ダウンリンクの切り替えタイミングを論理的に絞り込むことができ、ドライバに対する安全運転支援のために、切り替え後のダウンリンク情報に通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含める場合に、当該距離情報の始点を正確に定義することができる。従って、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。
【００２５】
本発明の光ビーコンは、道路の所定範囲に通信領域が設定された投受光器を有する光ビーコンであって、前記通信領域を走行する車両の車載機から車両ＩＤを含むアップリンク情報を受信した後に、前記車両ＩＤを格納したダウンリンク情報を繰り返し送信する光ビーコンにおいて、前記アップリンク情報の受信の有無に加えて、前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器からの感知信号の受信の有無に基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定する通信制御部を有していることを特徴とする。
【００２６】
この光ビーコンによれば、アップリンク情報の受信だけではダウンリンクの切り替えが行われず、車両感知器の感知信号の有無をも加味してダウンリンクを切り替えるか否かが判定される。
このため、アップリンク領域が正式な領域よりも広いか否かに拘わらず、ダウンリンクの切り替えタイミングを論理的に絞り込むことができ、ドライバに対する安全運転支援のために、切り替え後のダウンリンク情報に通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含める場合に、当該距離情報の始点を正確に定義することができる。従って、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。
【００２７】
本発明の光ビーコンにおいて、当該光ビーコンの通信制御部として、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含ませるものを採用することができる。
この場合には、車載機として、上記距離情報に基づいて所定位置までの距離を認識する距離認識部を有するものを採用すれば、光ビーコンからのダウンリンク情報を利用して車載機において所定位置までの距離を求めることができる。
【００２８】
また、本発明の光ビーコンにおいて、当該光ビーコンの通信制御部として、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記距離情報に加えて、車両ＩＤに対応するダウンリンク方向の送信経過情報を含ませるものを採用することができる。
この場合には、車載機の構成要素（車両の構成要素でもよい。）として、投受光器（車載ヘッド）で受信されたダウンリンク情報に含まれる送信経過情報を用いて距離情報を補正する補正部を設けることにより、当該車載機において道路の所定位置までの距離をより正確に求めることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上の通り、本発明によれば、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。また、道路が複数車線である場合には、ドライバに対する車線通知を精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１〜図７は、本発明の第一実施形態の路車間通信システムを示している。
〔システムの全体構成〕
図１は、光ビーコンを含む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とから構成されている。
【００３１】
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、道路Ｒにおける光ビーコン４の上流側に配置された車両感知器５とから構成されている。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。
【００３２】
〔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３Ａ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９の内部に発光ダイオード（ＬＥＤ）１０、フォトセンサ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。
【００３３】
図２は、上記光ビーコン４及び車両感知器５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（投受光器）８と、これらのヘッド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。
【００３４】
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（図３参照）。
【００３５】
〔車両感知器の構成〕
前記車両感知器５は、通信領域Ａ内の所定位置（本実施形態ではアップリンク領域ＵＡの正式な下流端ｂ）における車両Ｃの存在を感知して、その感知信号ｓ１をビーコン制御機７に送信するものであり、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた複数の感知センサ１５と、これらのセンサ１５を一括制御する制御部である一台のセンサ制御機１６とを備えている。
センサ制御機１６は、道路脇でかつ通信領域Ａの下流側よりの位置に立設した支柱１７に設置されており、各感知センサ１５は、支柱１７から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１８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。
【００３６】
車両感知器５の感知センサ１５は、超音波を路面に向けて間欠的に発射する超音波送受器よりなり、車両Ｃからの反射波と路面からの反射波を比較して、車両Ｃの存在を感知するものである。
この感知センサ１５は、各車線Ｒ１〜Ｒ４の直下に向けて超音波を送出しており、これにより、前記通信領域Ａ内におけるやや上流側よりの位置に、当該感知センサ１５の感知領域Ｋが配置されている（図２及び図３参照）。車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに設けられた各感知センサ１５は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する感知領域Ｋを車両Ｃが通過することで、当該車両Ｃの存在を感知する。
【００３７】
図１を参照して、上記センサ制御機１６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、光ビーコン４のビーコン制御機７と通信線１９を介して信号伝送可能に接続されている。もっとも、センサ制御機１６はビーコン制御機７に対して無線方式で信号を送信するものであってもよい。
このセンサ制御機１８は、各感知センサ１５の直下に車両Ｃが存在する場合にＯＮの信号（感知信号ｓ１）をビーコン制御機７に送信し、存在しない場合にはＯＦＦの信号を送信する。そして、センサ制御機１６は、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに設けられた複数の感知センサ１５のうちいずれか１つが車両Ｃを感知すると、その車線Ｒ１〜Ｒ４に対応した感知信号ｓ１をビーコン制御機７に送信するようになっている。
【００３８】
〔通信領域と感知領域〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａと車両感知器５の感知領域Ｋの位置関係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（図４参照）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。
【００３９】
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」では、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ｃは互いに一致している。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、上記規格では、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの正式な位置及び大きさが規定されており、図３において、この規格に適った正式なダウンリンク領域ＤＡ（通信領域Ａ）は△ｄａｃで表示され、正式なアップリンク領域ＵＡは△ｄｂｃで表示されている。
【００４０】
上記規格によれば、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の正式な下流端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の正式な下流端ａからアップリンク領域ＵＡの正式な下流端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の正式な下流端ｂから同領域ＵＡの正式な上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。この場合、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。
【００４１】
ところが、図３に仮想線で示すように、実際に運用されている光ビーコン４の通信領域Ａは、車載機２からのアップリンク情報をより確実に受信するため、実際には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（特に、上流側に延びた領域）として運用されていることが多い。
すなわち、アップリンク領域ＵＡの実際の上流端ｃ’（ダウンリンク領域の上流端ｃ’でもある。）は、正式な上流端ｃよりも更に上流側（図３の右側）に位置し、同領域ＵＡの実際の下流端ｂ’は、正式な下流端ｂよりも更に下流側（図３の左側）に位置していることが多い。
【００４２】
そこで、本実施形態では、車両感知器５の感知センサ（上流側センサ）１５の感知領域Ｋがアップリンク領域ＵＡの正式な上流端ｃ又はこの近傍に設定されている。従って、この感知センサ（上流側センサ）１５による感知信号ｓ１は、車両Ｃが本来のアップリンク領域ＵＡに進入したことを意味する。
【００４３】
〔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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
〔路車間通信〕
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一情報として、車線通知情報を含む第一のダウンリンク情報３４を、各車線Ｒ１〜Ｒ４のダウンリンク領域ＤＡに所定の送信周期で常に送信し続けている（図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。
【００４７】
車載機２を搭載した車両Ｃが実際のアップリンク領域ＵＡの上流側部分に進入すると、すなわち、車両Ｃが図３に示す上流端ｃ’を通過すると、車載ヘッド２７が車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第一のダウンリンク情報３４を受信する。
このさい、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で送信する（図５のＦ３）。
【００４８】
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。
その後、車両Ｃが車両感知器５の感知領域Ｋに達すると、車両感知器５のセンサ制御機１６が、その車両Ｃが走行する車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する感知信号ｓ１をビーコン制御機７に送信する。
【００４９】
本実施形態では、ビーコン制御機７は、車両ＩＤを含むアップリンク情報３５の受信に加えて、その車両Ｃが走行する車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する感知信号ｓ１を受信した場合（アップリンク情報の受信と感知信号の受信のＡＮＤ条件の場合）に、ダウンリンクの切り替えを行う（図５のＦ４）。
ビーコン制御機７は、上記ダウンリンクの切り替え後の第二情報として、車両ＩＤ情報を有する車線通知情報を含む第二のダウンリンク情報３６の送信を開始し（図５のＦ５）、この第二のダウンリンク情報３６の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す（図５のＦ６）。
【００５０】
上記車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４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。
【００５１】
第二のダウンリンク情報３６には、車両ＩＤを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、及び、ドライバに対する安全運転支援のための支援情報等が含まれている。
本実施形態では、上記支援情報として、光ビーコン４の下流側の信号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、及び、第二のダウンリンク情報３６の送信経過情報が含まれている。なお、この距離情報と送信経過情報の詳細については後述する。
【００５２】
図５に示すように、第二のダウンリンク情報３６は、単一又は複数の最小フレーム３７で構成されている。前記「近赤外線式インタフェース規格」によれば、この最小フレーム３７のデータ量は合計１２８バイトと規定され、ヘッダ部３８に５バイト、実データ部３９に１２３バイトが割り当てられている。
前記規格によれば、第二のダウンリンク情報３６は、１〜８０個の最小フレーム３７で構成することができ、送信可能時間は２５０ｍｓに設定されている。また、このダウンリンク情報３６は送信すべき情報量に対応した任意数の最小フレーム３７で構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。
【００５３】
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３０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（２５０ｍ）の間に約８０回繰り返して送信されることになる。
車載機２の車載コンピュータ２６は、第二のダウンリンク情報３６を受信した時点（図６のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報３５の送信を停止する。
【００５４】
そして、車載コンピュータ２６は、第二のダウンリンク情報３６に含まれる距離情報及び送信経過情報に基づいて、通信領域Ａからその下流側の所定位置Ｐまでの距離を認識して位置評定を行い（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。
以下、前記した距離情報及び送信経過情報の内容と、これに基づいて車載機２が行う距離認識及び安全運転支援について説明する。
【００５５】
〔距離情報と送信経過情報〕
光ビーコン４のビーコン制御機７は、通信領域Ａからその下流側の所定位置までの距離の数値（以下、基準距離Ｌ０という。）である前記距離情報を、予め記憶装置に記憶しており、この基準距離Ｌ０に関する距離情報を第二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。
図６に示すように、本実施形態では、基準距離Ｌ０の始端は、正式な通信領域Ａの上流端Ｘ１（図３の上流端ｃと同じ）と同位置、又は、その上流端Ｘ１と実質的に同位置と見なせる近傍位置に設定されている。従って、この基準距離Ｌ０の始端は、感知センサ（上流側センサ）１５の感知領域Ｋの位置と概ね一致する。
また、基準距離Ｌ０の終端は、光ビーコン４の下流側に設置されている信号機４０の手前の停止線Ｐに設定されている。
【００５６】
一方、ビーコン制御機７は、車両ＩＤに対応した第二のダウンリンク情報３６の前記送信経過情報を生成し、この情報についても、距離情報とともに第二のダウンリンク情報３６の送信フレーム（ダウンリンクフレーム）に格納する。この送信経過情報は、いわば第二のダウンリンク情報３６の履歴情報であって、例えば次の情報で構成される。
（１） 車両ＩＤを格納した第二のダウンリンク情報３６の最初の送信時（図５の時点Ｔ０）を基準とした経過時間
（２） 車両ＩＤを格納したアップリンク情報３５の受信と感知信号ｓ１の受信のいずれか遅い方の受信時（図５のＦ４）を基準とした経過時間
（３） 車両ＩＤを格納した第二のダウンリンク情報３６の最初の送信時（図５の時点Ｔ０）を基準としたダウンリンクフレームの送信回数
【００５７】
すなわち、上記経過時間は、所定の送信周期で繰り返し送信される各ダウンリンクフレーム（単一の最小フレーム３７又は複数の最小フレーム３７で構成された送信フレーム）の送信が、上記（１）又は（２）に規定する基準時から見てどれだけ経過しているかを示す時間情報である。
また、上記送信回数は、所定の送信周期で繰り返し送信される各ダウンリンクフレームの送信が、上記（３）に規定する基準時から見て何回目のものかを示す回数情報である。ビーコン制御機７は、これらの経過時間又は送信回数の少なくとも１つを各ダウンリンクフレームに書き込み、当該フレームをビーコンヘッド８から送出させる。
【００５８】
〔車載コンピュータの処理内容（距離認識及び安全運転支援）〕
前記距離情報及び送信経過情報を含む第二のダウンリンク情報３６を車載ヘッド２７が受信すると、車載コンピュータ２６の距離認識部３０は、そのダウンリンク情報３６のフレームに含まれている距離情報を抽出して、前記基準距離Ｌ０を認識する。
一方、車載コンピュータ２６の補正部３１は、第二のダウンリンク情報３６に含まる送信経過情報を利用して、距離認識部３０で認識した基準距離Ｌ０を補正する。
図７は、この補正部３１による補正方法の一例を示す図である。
【００５９】
図７に示すように、所定周期で繰り返されるダウンリンクフレームｆｎ（図例では、ｎ＝１〜４）のうち、例えば、車載ヘッド２７が１番目から３番目のフレームｆ１〜ｆ３の受信に失敗し、４番目のダウンリンクフレームｆ４の受信に成功したとする。
この場合、当該フレームｆ４に前記経過時間が含まれているとすると、補正部３１は、フレームｆ４からその経過時間を抽出し、この経過時間と、速度検出器２５から取得したその間の車両Ｃの走行速度とから、フレームｆ４を受信するまでの間、すなわちフレームｆ１〜ｆ３が送出されている間に車両Ｃが進行した距離である補正距離ΔＬを算出する。
【００６０】
また、ダウンリンクフレームｆ４に前記送信回数が含まれているとすると、補正部３１は、フレームｆ４からその送信回数（ｎ＝４）を抽出し、この送信回数から１を減じた数（ｎ＝３）にダウンリンクフレームの送信周期を掛けて、フレームｆ４の受信時の経過時間を算出する。
更に、補正部３１は、上記経過時間と、速度検出器２５から取得したその間の車両Ｃの走行速度とから、フレームｆ４を受信するまでの間、すなわちフレームｆ１〜ｆ３が送出されている間に車両Ｃが進行した距離である補正距離ΔＬを算出する。
【００６１】
なお、送信回数に基づいて上記補正計算を行う場合には、ダウンリンクフレームを前記した規格上の最小フレーム（１２８バイト）３７で構成し、この最小フレーム３７の送信回数を当該フレーム３７に格納して送信することが好ましい。この場合、ダウンリンク情報３６についての送信回数の分解能が上記最小フレーム３７の送信間隔（１ｍｓ）となるので、送信回数に基づく補正計算の精度を高めることができる。
【００６２】
そして、車載コンピュータ２６の補正部３１は、距離認識部３０で得られた基準距離Ｌ０から上記補正距離Ｄを減算して、残存距離Ｌ１を算出する。この残存距離Ｌ１は、４番目のダウンリンクフレームｆ４を受信した時点での、車両Ｃの位置から停止線Ｐまでの距離を示している。
このように、本実施形態では、ダウンリンク情報３６に含まれる送信経過情報（経過時間又は送信回数）に基づいて距離情報から得られた基準距離Ｌ０を補正し、これによってフレーム受信時の車両位置から停止線Ｐまでの残存距離Ｌ１を算出しているので、停止線Ｐまでの実際の距離を正確に求めることができる。
【００６３】
次に、車載コンピュータ２６の支援制御部３２は、補正部３１で得られた残存距離Ｌ１を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。
例えば、支援制御部３２は、停止線Ｐまでの残存距離Ｌ１と現時の車両Ｃの走行速度とから、その停止線Ｐの手前で停止するための減速度（負の加速度）を算出し、その減速度をＥＣＵ２２に通知する。ＥＣＵ２２は、当該減速度となるようにブレーキ装置２４を作動させ、これにより、車両Ｃを停止線Ｐの手前で自動停止させることができる。
【００６４】
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Ｐまでの残存距離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。
【００６５】
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３５の正式な上流端ｃ又はこの近傍に感知領域Ｋが設定された感知センサ（上流側センサ）１５を設け、アップリンク情報３５の受信に加えて、感知センサ１５からの感知信号ｓ１を受信した場合に初めてダウンリンクの切り替えを行うようにしたので、本来のアップリンク領域ＵＡに達していない車両Ｃに第二のダウンリンク情報３６が送信されることがない。
このため、例えば図３に示すように、実際のアップリンク領域ＵＡの上流端ｃ’が正式な上流端ｃよりも上流側にずれていても、ダウンリンクの切り替えタイミングを正式な上流端ｃの方に絞り込むことができる。従って、距離情報を構成する基準距離Ｌ０の始点を前述の通り正確に定義することができ、車載機２で認識される距離情報が正確になり、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。
【００６６】
ところで、図２に示すように、ある車線Ｒ１を車両Ｃ１が走行しており、この車両Ｃ１が車両ＩＤを含むアップリンク情報３５を送信した際に、たまたま対向車線を走行していた大型車両の側壁等によってアップリンク光が反射され、車線Ｒ２のビーコンヘッド８にアップリンク情報３５が届いてしまったとする。
この場合、従来のようにアップリンク情報３５の受信だけでダウンリンクの切り替えを行うと、ビーコン制御機７は、車線通知情報の車線Ｒ２の格納領域に車両Ｃ１の車両ＩＤを格納して第二のダウンリンク情報３６を送出してしまう。
【００６７】
従って、上記ダウンリンク情報３６を受信した車両Ｃ１は、実際には車線Ｒ１を走行中であるにも拘わらず、誤って車線Ｒ２を走行していると認識することがあり得る。
この場合、仮に、車線Ｒ１が右折専用レーンでかつ車線Ｒ２が直進レーンであるとし、車両Ｃ１のドライバが右折を想定していたとすると、上記のよう車線通知情報に格納された車線番号が誤っていると、ナビ画面等のディスプレイ２８やスピーカ装置２９により、既に右折車線Ｒ１を走行している車両Ｃ１のドライバに対して、車線変更を促してしまうことになる。
【００６８】
この点、本実施形態の路車間通信システムでは、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して感知領域Ｋが設定された複数の感知センサ１５から、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとの感知信号ｓ１がビーコン制御機７に送信され、当該ビーコン制御機７が、その車線Ｒ１〜Ｒ４ごとの感知信号ｓ１の受信の有無に基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定するので、上記のような車線通知の誤りを防止することができる。
すなわち、ビーコン制御機７は、車両Ｃ１のアップリンク情報３５を受信しただけではダウンリンクの切り替えを行わず、更に車線Ｒ１に対応する感知信号ｓ１を受信した時にその切り替えを行うので、車線Ｒ２のビーコンヘッド８が車両Ｃ１のアップリンク情報３５を受信しても、車線通知情報の車線Ｒ２の格納領域に車両Ｃ１の車両ＩＤを格納して第二のダウンリンク情報３６を送出してしまうことがない。このため、車両Ｃ１に誤った車線通知情報が提供されるのを未然に防止することができる。
【００６９】
また、現在の近赤外線式インタフェース規格では、同一の車両ＩＤを含むアップリンク情報３５を複数の投受光器（ビーコンヘッド）８から受信した場合には、当該複数の投受光器８に該当する車線番号（例えば車線Ｒ１と車線Ｒ２）の双方を車載機２に通知している。従って、上記のような現象は、例えば、車両Ｃ１が車線Ｒ１の中央を走行するのではなく、車線Ｒ１の端を白線に近づいて走行しているような場合（車線Ｒ２側に寄って走行している場合）に起こりうる現象である。このように、複数の車線番号を通知された車両Ｃ１は、車線Ｒ１と車線Ｒ２のいずれを走行しているのかを正確に把握することができない。
【００７０】
この点、本発明によれば、光ビーコン４のビーコン制御機７は、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃに設置した車両感知器５からの感知信号ｓ１によって車両Ｃ１の走行車線が車線Ｒ１であることを事前に把握できるため、例えば、アップリンク情報３５を車線Ｒ１及び車線Ｒ２の投受光器８の双方から受信した場合であっても、車線Ｒ１についてのアップリンク情報３５である旨を認識して、車線通知情報として車線Ｒ１を走行中であることを正しく車両Ｃ１に通知することができる。
【００７１】
〔第二実施形態〕
図８は、本発明の第二実施形態の路車間通信システムを示している。
本実施形態のシステムが第一実施形態のシステム（図３）と異なる点は、車両感知器５として、アップリンク領域ＵＡの正式な下流端ｂ又はこの近傍に感知領域Ｋが設定された感知センサ（下流側センサ）４２を有する点にある。
この感知センサ（下流側センサ）４２による感知信号ｓ１は、車両Ｃが本来のアップリンク領域ＵＡから退出したことを意味する。このため、ビーコン制御機７は、当該感知信号ｓ１を受信したことで、車両Ｃが本来のアップリンク領域ＵＡから退出したことを正確に把握することになる。
【００７２】
従って、ビーコン制御機７において、アップリンク情報の受信時において既に感知センサ４２からの感知信号ｓ１を受信している場合には、ダウンリンクの切り替えを行わないようにすることにより、本来のアップリンク領域ＵＡを通り過ぎてしまった車両Ｃに対して、第二のダウンリンク情報３６が送信されるのを防止することができる。
このため、例えば図３に示すように、実際のアップリンク領域ＵＡの下流端ｂ’が正式な下流端ｂよりも下流側にずれていても、ダウンリンクの切り替えタイミングを正式な下流端ｂの方に絞り込むことができる。
【００７３】
もっとも、本実施形態において、感知センサ（下流側センサ）４２からの感知信号ｓ１により、車両Ｃが本来のアップリンク領域ＵＡから退出したとビーコン制御機７が判断した場合において、前記距離情報を第二のダウンリンク情報３６に含めないで当該ダウンリンク情報３６を送信してもよく、或いは、前記距離情報の精度が高くないことを示す情報を第二のダウンリンク情報３６に含めて当該ダウンリンク情報３６を送信するようにしてもよい。このうち、距離情報の精度が高くない旨の情報は、ディスプレイ２８やスピーカ装置２９によってドライバに報知するようにすればよい。
【００７４】
なお、本実施形態において、車両感知器５の感知センサ４２の感知領域Ｋをアップリンク領域ＵＡの正式な下流端ｂ又はこの近傍に設定しているが、この場合の「正式な下流端ｃまたはこの近傍」とは、例えば、ダウンリンク情報３６に距離情報を含めて車載機２に所定の位置（例えば前方の停止線Ｐ）までの距離を認識させる路車間通信システムの場合には、必ずしも正式な下流端ｂそのものではなく、アップリンク領域ＵＡの中間点等とすることもできる。かかる中間点に感知領域Ｋを設定することは、非常に高い距離認識の精度を要求されるような場合に有効である。
【００７５】
〔第三実施形態〕
図９は、本発明の第三実施形態の路車間通信システムを示している。
本実施形態のシステムが第一実施形態（図３）のシステムと異なる点は、ダウンリンク領域の上流側において車両Ｃを感知する車両感知器５として、赤外線感知方式のものが採用されている点にある。
また、本実施形態では、車両感知器５を構成する感知センサ４３が、ビーコンヘッド８の筐体９に収納されているとともに、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ている。
【００７６】
上記赤外線感知方式の感知センサ４３は、検知対象が発する赤外線をパッシブに検出して車両Ｃを感知するものであり、具体的にはサーモパイル素子より構成されている（特許第３７１９４３８号公報参照）。
このサーモパイル素子は、放射温度計測に使用する赤外線検出素子の一種であり、原理は熱電対と同じであり、入射する赤外線に応じて温接点と冷接点の間に生じる温度差により定常的な出力電圧を自発的に発生させる。このため、自己消費電流がなく、小型化及び低消費電力化に適するという特徴があり、太陽電池で駆動することができる。
【００７７】
また、上記赤外線検知方式の感知センサ４３の場合には、車両Ｃを斜め方向からでも検出できるため（上記特許公報の図１９及び図２２参照）、設置場所の制約が少ない。
このため、本実施形態では、ＬＥＤ１０やフォトセンサ１１とともにビーコンヘッド８の筐体９内に感知センサ４３を収納し、この状態で、感知領域Ｋが正式なアップリンク領域ＵＡの上流側ｃ又はその近傍となるように、当該感知センサ４３の向きを設定するようにしている。従って、本実施形態では、車両感知器５の感知センサ４３を設置するための専用の支柱や梁（図２の支柱１７及び架設バー１８）を設ける必要がなく、システムを安価に構成することができる。
【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、距離情報を構成する基準距離Ｌ０の始端については、車両感知器５の感知領域Ｋとの相対的な位置関係が特定できる限り任意の位置を選定でき、通信領域Ａの正式な上流端ｃだけでなく、アップリンク領域ＵＡの正式な下流端ｂ、アップリンク領域ＵＡの正式な上流端ｃと下流端ｂの中間点、ダウンリンクＤＡの正式な下流端ａ、或いは、ビーコンヘッド８の設置地点等を採用することができる。
【００７９】
また、距離情報を構成する基準距離Ｌ０の終端については、停止線Ｐのほか、信号機４０の設置位置や車両感知器の位置としてもよい。また、道路Ｒ上の位置を特定する複数のノードが予め設定されている場合には、複数の距離値群から距離情報を構成することができる。例えば、通信領域Ａの上流端ｃから直近のノードまでの距離と、その後の各ノード間の距離とから距離情報を構成することができる。
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。
【００８０】
なお、車両感知器５からの感知信号ｓ１によって車両Ｃがアップリンク領域ＵＡに進入したと判断する方法については、車両感知器５の感知領域Ｋに車両Ｃの車頭が進入したことをもって進入したと判断する方法でも良いし、前記感知領域Ｋを車両Ｃの車尾が通過したことをもって進入したと判断する方法でも良い。
上記判断の方法に応じて、例えば、車両Ｃの車尾が感知領域Ｋを通過したことをもって進入したと判断する方法を用いるのであれば、アップリンク領域ＵＡの正式な上流端ｃよりも、車両Ｃの車長に相当する距離だけ上流側の位置を「正式な上流端ｃ」として車両感知器５の感知領域Ｋを設置する方法でも良い。
また、アップリンク領域ＵＡから退出したと判断する方法についても、同様に、上記判断の方法に応じて、例えば、アップリンク領域ＵＡの正式な下流端ｂよりも、車両Ｃの車長に相当する距離だけ上流側を「正式な下流端ｂ」として車両感知器５の感知領域Ｋを設置する方法でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第一実施形態の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】光ビーコン及び車両感知器の平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域と車両感知器の感知領域の位置関係を示す側面図である。
【図４】光ビーコンと通信する車載機と、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】距離情報（基準距離）の内容を示すための道路の側面図である。
【図７】距離情報の補正方法の一例を示すための道路の側面図である。
【図８】第二実施形態の路車間通信システムの側面図である。
【図９】第三実施形態の路車間通信システムの側面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 交通管制システム
２ 車載機
４ 光ビーコン
５ 車両感知器
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）
９ 筐体
１０ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１１ フォトセンサ
１５ 感知センサ（上流側センサ）
２６ 車載コンピュータ
２７ 車載ヘッド（投受光器）
３０ 距離認識部
３１ 補正部
３２ 支援制御部
３４ 第一のダウンリンク情報
３５ アップリンク情報
３６ 第二のダウンリンク情報
４２ 感知センサ（下流側センサ）
４３ 感知センサ（赤外線感知方式）
Ａ 通信領域
Ｃ 車両
Ｒ 道路
Ｒ１ 車線
Ｒ２ 車線
Ｒ３ 車線
Ｒ４ 車線
Ｐ 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
Ｋ 感知領域
ａ ダウンリンク領域の正式な下流端
ｂ アップリンク領域の正式な下流端
ｃ アップリンク領域（通信領域）の正式な上流端
ｂ’ アップリンク領域の実際の下流端
ｃ’ アップリンク領域（通信領域）の実際の上流端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路を走行する車両の車載機と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定された投受光器を有する光ビーコンとを備え、前記車載機と前記光ビーコンの投受光器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であって、
前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器が設けられ、
アップリンク情報の受信の有無と前記車両感知器からの感知信号の受信の有無とに基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定する通信制御部が前記光ビーコンに設けられていることを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
前記光ビーコンは、複数車線の道路の各車線に対応して前記通信領域が設定された複数の投受光器と、車両ＩＤを格納した車線通知情報を含むダウンリンク情報を前記複数の投受光器から繰り返し送信する前記通信制御部とを有し、
前記車両感知器は、各車線に対応して前記感知領域が設定された複数の感知センサを有し、この各感知センサが検出した車線ごとの感知信号を前記通信制御部に送信するものである請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
前記通信制御部は、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含ませるものであり、
前記車載機は、前記距離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する請求項１又は２に記載の路車間通信システム。
【請求項４】
前記通信制御部は、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記距離情報に加えて、車両ＩＤに対応するダウンリンク方向の送信経過情報を含ませるものであり、
前記車載機は、前記送信経過情報に基づいて前記距離情報を補正する補正部を有する請求項３に記載の路車間通信システム。
【請求項５】
前記車両感知器は、アップリンク領域の正式な上流端又はこの近傍に前記感知領域が設定された上流側センサを有し、
前記通信制御部は、アップリンク情報の受信に加えて前記上流側センサからの感知信号を受信した場合に、ダウンリンクの切り替えを行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の路車間通信システム。
【請求項６】
前記車両感知器は、アップリンク領域の正式な下流端又はこの近傍に前記感知領域が設定された下流側センサを有し、
前記通信制御部は、アップリンク情報の受信時において既に前記下流側センサからの感知信号を受信している場合には、ダウンリンクの切り替えを行わない又は前記距離情報をダウンリンク情報に含めないか、或いは、前記距離情報の精度が高くないことを示す情報を前記ダウンリンク情報に含めて送信する請求項３又は４に記載の路車間通信システム。
【請求項７】
前記車両感知器は、検知対象が発する赤外線をパッシブに検出して車両を感知する赤外線感知方式のものである請求項１〜６のいずれか１項に記載の路車間通信システム。
【請求項８】
前記赤外線感知方式の車両感知器の感知センサが、前記道路の上方に配置された前記光ビーコンの投受光器の筐体に収納されている請求項７に記載の路車間通信システム。
【請求項９】
道路を走行する車両の車載機と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定された光ビーコンの投受光器との間で光信号による双方向通信を行う路車間通信方法であって、
アップリンク情報の受信の有無と、前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器からの感知信号の受信の有無とに基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定することを特徴とする路車間通信方法。
【請求項１０】
道路の所定範囲に通信領域が設定された投受光器を有する光ビーコンであって、前記通信領域を走行する車両の車載機から車両ＩＤを含むアップリンク情報を受信した後に、前記車両ＩＤを格納したダウンリンク情報を繰り返し送信する光ビーコンにおいて、
前記アップリンク情報の受信の有無に加えて、前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器からの感知信号の受信の有無に基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定する通信制御部を有することを特徴とする光ビーコン。
【請求項１１】
前記光ビーコンの通信制御部は、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記通信領域から下流側の所定位置までの距離情報を含ませるものである請求項９に記載の光ビーコン。
【請求項１２】
前記光ビーコンの通信制御部は、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記距離情報に加えて、車両ＩＤに対応するダウンリンク方向の送信経過情報を含ませるものである請求項１０に記載の光ビーコン。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の路車間通信システムに用いる車載機。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の路車間通信システムに用いる車載機が搭載された車両。
【請求項１】
道路を走行する車両の車載機と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定された投受光器を有する光ビーコンとを備え、前記車載機と前記光ビーコンの投受光器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であって、
前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器が設けられ、
アップリンク情報の受信の有無と前記車両感知器からの感知信号の受信の有無とに基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定する通信制御部が前記光ビーコンに設けられていることを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
前記光ビーコンは、複数車線の道路の各車線に対応して前記通信領域が設定された複数の投受光器と、車両ＩＤを格納した車線通知情報を含むダウンリンク情報を前記複数の投受光器から繰り返し送信する前記通信制御部とを有し、
前記車両感知器は、各車線に対応して前記感知領域が設定された複数の感知センサを有し、この各感知センサが検出した車線ごとの感知信号を前記通信制御部に送信するものである請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
前記通信制御部は、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記通信領域からその下流側の所定位置までの距離情報を含ませるものであり、
前記車載機は、前記距離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する請求項１又は２に記載の路車間通信システム。
【請求項４】
前記通信制御部は、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記距離情報に加えて、車両ＩＤに対応するダウンリンク方向の送信経過情報を含ませるものであり、
前記車載機は、前記送信経過情報に基づいて前記距離情報を補正する補正部を有する請求項３に記載の路車間通信システム。
【請求項５】
前記車両感知器は、アップリンク領域の正式な上流端又はこの近傍に前記感知領域が設定された上流側センサを有し、
前記通信制御部は、アップリンク情報の受信に加えて前記上流側センサからの感知信号を受信した場合に、ダウンリンクの切り替えを行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の路車間通信システム。
【請求項６】
前記車両感知器は、アップリンク領域の正式な下流端又はこの近傍に前記感知領域が設定された下流側センサを有し、
前記通信制御部は、アップリンク情報の受信時において既に前記下流側センサからの感知信号を受信している場合には、ダウンリンクの切り替えを行わない又は前記距離情報をダウンリンク情報に含めないか、或いは、前記距離情報の精度が高くないことを示す情報を前記ダウンリンク情報に含めて送信する請求項３又は４に記載の路車間通信システム。
【請求項７】
前記車両感知器は、検知対象が発する赤外線をパッシブに検出して車両を感知する赤外線感知方式のものである請求項１〜６のいずれか１項に記載の路車間通信システム。
【請求項８】
前記赤外線感知方式の車両感知器の感知センサが、前記道路の上方に配置された前記光ビーコンの投受光器の筐体に収納されている請求項７に記載の路車間通信システム。
【請求項９】
道路を走行する車両の車載機と、前記道路の所定範囲に通信領域が設定された光ビーコンの投受光器との間で光信号による双方向通信を行う路車間通信方法であって、
アップリンク情報の受信の有無と、前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器からの感知信号の受信の有無とに基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定することを特徴とする路車間通信方法。
【請求項１０】
道路の所定範囲に通信領域が設定された投受光器を有する光ビーコンであって、前記通信領域を走行する車両の車載機から車両ＩＤを含むアップリンク情報を受信した後に、前記車両ＩＤを格納したダウンリンク情報を繰り返し送信する光ビーコンにおいて、
前記アップリンク情報の受信の有無に加えて、前記通信領域内の所定位置を感知領域とする車両感知器からの感知信号の受信の有無に基づいてダウンリンクの切り替えを行うか否かを判定する通信制御部を有することを特徴とする光ビーコン。
【請求項１１】
前記光ビーコンの通信制御部は、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記通信領域から下流側の所定位置までの距離情報を含ませるものである請求項９に記載の光ビーコン。
【請求項１２】
前記光ビーコンの通信制御部は、ダウンリンクの切り替え後のダウンリンク情報に、前記距離情報に加えて、車両ＩＤに対応するダウンリンク方向の送信経過情報を含ませるものである請求項１０に記載の光ビーコン。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の路車間通信システムに用いる車載機。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の路車間通信システムに用いる車載機が搭載された車両。
【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２００８−１０９２１７（Ｐ２００８−１０９２１７Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８７８０９（Ｐ２００６−２８７８０９）
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【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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