路車間通信システム及び方法とこれに用いる車載機
【課題】光ビーコンを用いた路車間通信システムにおいて、車載機の光送信部の耐久性を向上させる。
【解決手段】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２と、道路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、通信領域Ａにおいて車載機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。車載機２は、投受光器８にアップリンク光を送信する車載ヘッド２０と、車両Ｃの走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように車載ヘッド２０を制御する通信制御部２５とを有する。
【解決手段】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２と、道路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、通信領域Ａにおいて車載機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。車載機２は、投受光器８にアップリンク光を送信する車載ヘッド２０と、車両Ｃの走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように車載ヘッド２０を制御する通信制御部２５とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路側に設置された光ビーコンと車両に搭載された車載機との間で光信号による双方向通信を行う路車間通信システム及び方法と、これに用いる車載機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。このうち、光ビーコンは近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向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】
上記路車間通信システムでは、光ビーコンと車載機の間で次のような通信が行われる。
まず、光ビーコンは、最初に、車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第１のダウンリンク光を道路のダウンリンク領域に所定の送信周期で常時送信する。
ダウンリンク領域に車両が進入することで、車両に搭載された車載機の投受光器（車載ヘッド）が第１のダウンリンク光を受信すると、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光の送信を、予め定められた所定の送信周期で開始する。
【０００４】
そして、上記アップリンク光を光ビーコンの投受光器が受信すると、光ビーコンは、ダウンリンクの切り替えを行い、車載機に対して上記車両ＩＤを有する車線通知情報を含む第２のダウンリンク光の送信を開始する。
この第２のダウンリンク光は、所定時間内において可能な限り繰り返し送信され、車載機において受信される。車載機は、第２のダウンリンク光を受信した時点でアップリンク光の送信を停止する。
【０００５】
なお、かかる光ビーコンを用いた路車間通信システムを利用して、例えば、通信領域内の特定位置から下流側の所定位置（停止線）までの距離情報を第２のダウンリンク光に含ませる場合もある。
この場合、車載機が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ことができる（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９３６６０号公報
【特許文献３】特開２００７−３１７１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の路車間通信システムでは、車載機が送信するアップリンク光の送信間隔は常に一定であり、概ね３０ｍｓ間隔とされている。
一方、路車間通信システムの通信領域は、図３に示すように、光ビーコン４から送信されたダウンリンク光２８，３０を車載機２が受信可能なダウンリンク領域ＤＡと、車載機２から送信されたアップリンク光２９を光ビーコン４が受信可能なアップリンク領域ＵＡとからなり、ダウンリンク領域ＤＡの上流端とアップリンク領域ＵＡの上流端とは一致するものとされている（当該上流端を符号ｃで示す）。しかし、実際には、符号ｃ’で示すようにダウンリンク領域ＤＡの上流端がアップリンク領域ＵＡの上流端ｃよりも上流側に設定されている場合が多く、この場合、アップリンク領域ＵＡよりも上流側に符号ＤＡ’で示すダウンリンク領域が単独で存在することになる。
このようなダウンリンク領域ＤＡ’において、停止線の存在や渋滞等によって車両Ｃが停止乃至徐行していると、車載機２が第１のダウンリンク光を受信したあとアップリンク光を送信しても、車両Ｃは未だアップリンク領域ＵＡに進入していないため、光ビーコン４は当該アップリンク光を受信することができない。したがって、車載機２は、車両Ｃがアップリンク領域ＵＡに進入して光ビーコン４がアップリンク光を受信するまで、約３０ｍｓという短い送信間隔で何回もアップリンク光の送信を繰り返す必要がある。そのため、無駄に送信されるアップリンク光（光ビーコン４が受信し得ないアップリンク光）が多くなり、車載機２の光送信部が早期に劣化して寿命が短くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、光ビーコンを用いた路車間通信システムにおいて、車両の走行速度に応じてアップリンク光を送信することによって車載機の光送信部の耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、前記通信領域において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、前記車載機は、前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の路車間通信方法は、道路の所定範囲に設定された通信領域において、光ビーコンの投受光器と車両の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方法であって、前記車両の走行速度に応じて前記車載機から送信されるアップリンク光の送信間隔を変動することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の車載機は、道路の所定範囲に設定された通信領域において、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車両の車載機であって、前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
以上の各構成によれば、車載機から送信されるアップリンク光の送信間隔を車両の走行速度に応じて変動することができる。そのため、例えば、車両の走行速度が遅い場合には、アップリンク光の送信間隔を長めに設定することによって、アップリンク領域の車両進行方向上流側でダウンリンク領域が単独で存在する範囲において車両が停止乃至徐行しているような場合であっても、無駄に送信されるアップリンク光を少なくすることができる。逆に、車両の走行速度が速い場合には、アップリンク光の送信間隔を短めに設定することによって、所定のアップリンク領域の範囲内で確実に光ビーコンの投受光器にアップリンク光を受信させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車両の走行速度に応じてアップリンク光を送信することによって車載機の光送信部の耐久性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
〔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とを備えて構成されている。
【００１５】
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。
【００１６】
〔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、この制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図例では４つ）の投受光器（ビーコンヘッド）８とを備えている。
各投受光器８は、筐体９の内部に発光ダイオード（ＬＥＤ）１０、フォトダイオード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光（ダウンリンク情報を構成する光信号）を後述する通信領域Ａに発光し、フォトダイオード１１は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク情報を構成する光信号）を受光する。
【００１７】
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投受光器８と、これら投受光器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によりなり、通信部６（図１参照）による中央装置３との双方向通信と、投受光器８による車載機２との路車間通信を行う制御部として機能する。
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。
【００１８】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１２に設置されており、各投受光器８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１３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。
各投受光器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が当該投受光器８の上流側（図２の右側）に設定されている。
【００１９】
〔通信領域〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図であり、車両Ｃは、図中矢印の方向に進行する。図３において、投受光器８によって設定される通信領域Ａは、後述する車載機２の車載ヘッド２０（図４参照）がダウンリンク情報を受信することができるダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、光ビーコン４の投受光器８が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。
【００２０】
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と重複し、ダウンリンク領域ＤＡの上流端とアップリンク領域ＵＡの上流端とは、図３の位置ｃにおいて互いに一致するものと規定されている。このため、通信領域Ａ全体の車両進行方向長さはダウンリンク領域の同方向長さと一致する。
【００２１】
なお、上記のような規格に対して、実際に道路上に設定されている通信領域Ａは、投受光器８から発光されるダウンリンク光の拡散等によってダウンリンク領域ＤＡの上流端が、位置ｃよりも上流側の位置ｃ’にある場合が多い。したがって、この場合、アップリンク領域ＵＡよりも上流側には、上記規格から外れたダウンリンク領域ＤＡ’（図３において１点鎖線のハッチングを設けた領域）が単独で存在することになる。なお、本明細書では、このようなダウンリンク領域を便宜的に拡張ダウンリンク領域ＤＡ’と呼びことにする。
【００２２】
〔車載機及び車両の構成〕
図４は、光ビーコン４、及び、これと路車間通信する車載機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１５と、この車体１５に搭載された上述の車載機２と、車両Ｃの各部を統合制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１６と、車体１５を駆動するエンジン１７と、車体１５を制動するブレーキ装置１８と、車両Ｃの現時の速度を常時検出している速度検出器２６とを備えている。ＥＣＵ１６は、ドライバのアクセル操作に基づくエンジン１７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。
【００２３】
車載機２は、車載コンピュータ１９と、この車載コンピュータ１９のセンサ用インタフェースに接続された車載ヘッド２０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２１及びスピーカ装置２２とを備えている。
上記車載ヘッド２０は、光ビーコン４の投受光器８と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ：光送信部）とフォトダイオードを備えている（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２９を発光し、フォトダイオードは、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２８，３０を受光する。
【００２４】
車載コンピュータ１９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によって構成されており、車載ヘッド２０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１９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２３、及び支援制御部２４、及び通信制御部２５を備えている。
【００２５】
車載コンピュータ１９の距離認識部２３は、後述する路車間通信において、光ビーコン４から送信されたアップリンク情報２９に格納された距離情報に基づいて、光ビーコン４の下流側の所定位置（例えば、車両走行方向の前方の交差点手前に設けられている停止線）までの距離を算出し、認識する。
車載コンピュータ１９の支援制御部２４は、車載機２が受信したダウンリンク情報に含まれる支援情報に基づいてドライバに対する安全運転支援の制御を行う。この安全運転支援は、例えば、信号機情報や距離情報等の支援情報に基づく車両Ｃの減速制御やドライバへの報知制御が含まれる。この信号機情報は、光ビーコン４の下流側にある信号機の灯色が変わるタイミング情報等であり、距離情報は、ダウンリンク領域ＤＡから光ビーコン４の下流側の所定位置までの距離に関する情報である。
【００２６】
これらの信号機情報及び距離情報がダウンリング情報に含まれていることにより、支援制御部２４は、前方の信号機が赤に変わった後に車両Ｃが交差点内に進入していないように、ＥＣＵ１６にブレーキ装置１８を作動させて車両Ｃを減速したり、信号機が赤に変わることを前記ディスプレイ２１やスピーカ装置２２によってドライバに報知したりする。
【００２７】
ディスプレイ２１は、ナビゲーション装置やテレビジョン装置の画像表示部を構成する車載ディスプレイや、車体１５のフロントガラス面に図形を架空表示するヘッドアップディスプレイ等よりなる。また、スピーカ装置２２は、搭乗席の車体１５のフロントパネルやドア等に設けられたスピーカよりなる。これらのディスプレイ２１及びスピーカ装置２２は、上述のように安全運転支援に関する情報をドライバに報知する出力部として機能する。
【００２８】
〔路車間通信の内容〕
図５は、通信領域Ａにおいて光ビーコン４の投受光器８と車載機２の車載ヘッド２０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、こ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に対応する各投受光器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２８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。
【００２９】
車載機２を搭載した車両Ｃがダウンリンク領域ＤＡの上流側部分に進入すると、車載機２の車載ヘッド２０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２８を受信する。この際、車載機２の車載コンピュータ１９は、当該車両Ｃが通信領域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１９はアップリンク情報２９の送信を開始し（図５のＦ２）、このアップリンク情報２９を光ビーコン４の投受光器８に対して所定の送信周期で送信する（図５のＦ３）。
【００３０】
車載コンピュータ１９は、このアップリンク情報２９に車両Ｃに特定の車両ＩＤを格納して当該アップリンク情報２９を送信する。また、車載コンピュータ１９が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２９に含ませる。
なお、車載コンピュータ１９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２９を送信し続ける。
【００３１】
一方、光ビーコン４の投受光器８が、アップリンク領域ＵＡにおいてアップリンク情報２９を受信すると（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、上記車両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３０の送信を開始し（図５のＦ５）、このダウンリンク情報３０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）。
【００３２】
上記車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２参照）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１９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。
【００３３】
ビーコン制御機７は、第２のダウンリンク情報３０に、車両ＩＤを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、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前記支援情報等を格納して送信する。
この支援情報には、光ビーコン４の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機情報や、ダウンリンク領域ＤＡから光ビーコン４の下流側の所定位置（例えば、前方の交差点手前にある停止線）までの長さ情報である距離情報等が含まれる。
【００３４】
図５に示すように、第２のダウンリンク情報３０は、単一又は複数の最小フレーム３１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３１のデータ量は合計１２８バイトと規定され、ヘッダ部３２に５バイト、実データ部３３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３０は、１〜８０個の最小フレーム３１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３０は送信すべき情報量に対応した任意数の最小フレーム３１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。
【００３５】
最小フレーム３１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３１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３０の送信周期は約３ｍｓになるので、当該ダウンリンク情報３０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。
【００３６】
車載機２の車載コンピュータ１９は、第２のダウンリンク情報３０を受信した時点（図５のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報２９の送信を停止する。
このように、車載機２の車載コンピュータ１９は、支援情報を含むダウンリンク情報３０を受け、この支援情報に基づいて、前記所定位置までの距離の認識、及び安全運転支援の制御を開始する（図５のＦ８）。
【００３７】
〔安全運転支援の内容〕
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の所定位置からその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌの数値である前記「距離情報」を予めメモリ（記憶装置）に記憶している。そして、この距離Ｌについての「距離情報」を第２のダウンリンク情報の送信フレームに格納して、当該フレームを投受光器８から繰り返し送出する。
距離Ｌの始端（上流端）は、通信領域Ａの上流端（線分ｃｄ）と同位置、又は、その上流端と実質的に同位置と見なせる近傍位置に設定されている。当該位置をｘ１で示す。距離Ｌの終端（下流端）は、例えば、光ビーコン４の下流側に設置されている信号機の手前の停止線Ｐ０に設定されている。
【００３８】
車載機２は、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」を受信することにより、距離認識部２３（図４参照）において、通信領域Ａから下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌを認識することが可能となる。距離Ｌの上流端位置ｘ１は、通信領域Ａの上流端ｃと略同位置に設定されているので、車載機２が第２のダウンリンク情報３０を通信領域Ａの上流端で受信した場合には、実際の車両Ｃの位置から下流側の所定位置Ｐ０までの距離と、前記「距離情報」に係る距離Ｌとはほぼ一致し、当該「距離情報」をそのまま利用した安全運転支援を行うことが可能となる。
【００３９】
この場合、車載コンピュータ１９の支援制御部２４は、図４に示すように、距離認識部２３で認識した「距離情報」を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。例えば、支援制御部２４は、停止線Ｐ０までの距離Ｌと現時の車両Ｃの走行速度とから、その停止線Ｐの手前で停止するための減速度（負の加速度）を算出し、その減速度をＥＣＵ１６に通知する。ＥＣＵ１６は、当該減速度となるようにブレーキ装置１８を作動させ、これにより、車両Ｃを停止線Ｐの手前で自動停止させることができる。
また、支援制御部２４の安全運転支援としては、ディスプレイ２１やスピーカ装置２２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２４により、停止線Ｐ０までの残存距離をディスプレイ２１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２４により、停車や減速を促す注意喚起をディスプレイ２１に表示させたり、その注意喚起をスピーカ装置２２から音声出力させたりしてもよい。
【００４０】
〔アップリンク情報の送信制御〕
図４に示すように、前記車載機２の車載コンピュータ１９は通信制御部２５を備えている。この通信制御部２５は、アップリンク情報２９の送信間隔を決定する機能を有している。具体的に、車載コンピュータ１９には、速度検出器２６によって検出された車両Ｃの走行速度がＥＣＵ１６から取り込まれるようになっており、取り込まれた車両Ｃの走行速度に応じたアップリンク情報２９の送信間隔が通信制御部２５によって決定される。そして、車載ヘッド（光送信部）２０は、通信制御部２５によって決定された送信間隔でアップリンク情報２９を送信する。
【００４１】
図６は、車載機におけるアップリンク情報の送信手順を示すフローチャートである。光ビーコン４から送信された第１のダウンリンク情報２８が車載ヘッド２０によって受信されると（ステップＳ１）、車載コンピュータ１９は、その時点の車両Ｃの走行速度をＥＣＵ１６から取り込む（ステップＳ２）。そして、車載コンピュータ１９の通信制御部２５によって、車両Ｃの走行速度に応じたアップリンク情報２９の送信間隔が決定される（ステップＳ３）。
【００４２】
アップリンク情報２９の送信間隔を決定するには、例えば、ＥＣＵ１６から取り込まれた車両Ｃの走行速度を所定の演算式に代入することによってアップリンク情報２９の送信間隔を演算により求める方法や、車両Ｃの走行速度に応じたアップリンク情報２９の送信間隔を予めテーブル化して車載コンピュータ１９のメモリに記憶しておき、ＥＣＵ１６から取り込んだ車両Ｃの走行速度をもとにアップリンク情報２９の送信間隔をテーブルから読み出すことによって求める方法を採用することができる。
【００４３】
また、アップリンク情報２９の送信間隔は、例えば図７（ａ）に示すように車両Ｃの走行速度に比例して増減するものとしてもよいし、図７（ｂ）に示すように車両Ｃの走行速度を低速域、中速域、高速域等の複数の速度域に分け、それぞれの速度域に応じた送信間隔を定めてもよい。いずれにおいても、アップリンク情報２９の送信間隔は、車両Ｃの走行速度が速い場合には短めに設定され、遅い場合には長めに設定される。
【００４４】
ついで、図６のステップＳ４において、決定された送信間隔で車載ヘッド２０からアップリンク情報２９が送信され、ステップＳ５において、車載コンピュータ１９によって光ビーコン４から送信された第２のダウンリンク情報３０が受信されたか否かが判断される。車載コンピュータ１９が、車載ヘッド２０によって第２のダウンリンク情報３０が受信されたと判断した場合（Ｙｅｓ）、アップリンク情報２９の送信を停止するように車載ヘッド２０を制御し、車載ヘッド２０によって第２のダウンリンク情報２９が受信されなかったと判断した場合（Ｎｏ）には、ステップＳ２に処理を戻す。そして、ステップＳ２において車載コンピュータ１９は、再度ＥＣＵ１６から車両Ｃの走行速度を取り込み、上記の動作を繰り返し行う。
【００４５】
図３に示すように、アップリンク領域ＵＡの上流側に拡張ダウンリンク領域ＤＡ’（１点鎖線のハッチングを設けた領域）が存在している場合、停止線や渋滞等によって車両Ｃが拡張ダウンリンク領域ＤＡ’で停止乃至徐行していると、光ビーコン４から送信された第１のダウンリンク情報２８が車載機２の車載ヘッド２０によって受信される。しかし、その後車載ヘッド２０から送信されるアップリンク情報２９は光ビーコン４によって受信されず、車両Ｃがアップリンク領域ＵＡに進入するまでアップリンク情報２９は繰り返し送信される。本実施の形態の車載機２では、車両Ｃの走行速度に応じてアップリンク情報２９の送信間隔が決定され、特に車両Ｃの走行速度が遅い場合には送信間隔が長めに設定されるので、拡張ダウンリンク領域ＤＡ’で停止中又は徐行中の車両Ｃの車載機２から送信され、且つ光ビーコン４によって受信され得ない無駄なアップリンク情報２９の送信回数が実質的に少なくなり、車載ヘッド２０のＬＥＤの早期劣化を防止することができる。
【００４６】
逆に、車両Ｃの走行速度が速い場合にはアップリンク情報２９の送信間隔が短く設定されるので、限られた範囲のアップリンク領域ＵＡにおいて確実に光ビーコン４にアップリンク情報２９を受信させることができる。
また、車両Ｃの走行速度が速い場合にアップリンク情報２９の送信間隔を短く設定すると、車載機２が拡張ダウンリンク領域ＤＡ’で第１のダウンリンク情報２８を受信した後、拡張ダウンリンク領域ＤＡ’で送信された初回のアップリンク情報２９が光ビーコン４によって受信されなくても、その後、早い段階で２回目以降のアップリンク情報２９が送信される。したがって、車両Ｃがアップリンク領域ＵＡに進入したときには、アップリンク領域ＵＡの上流端（線分ｃｄ上）の位置ｘ１からさほど離れていないところでアップリンク情報２９を送信しかつ第２のダウンリンク情報３０を受信することが可能となる。そのため、第２のダウンリンク情報３０に含まれる距離情報に係る距離Ｌの始端位置ｘ１と、実際の車載機２の位置（例えばｘ２）との誤差Ｅを極力小さくすることができ、この距離情報を利用した安全運転支援の精度の低下を抑制することが可能となる。
【００４７】
上記に説明した実施形態はすべて例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等の範囲内のすべての変更が本発明に含まれる。例えば、上記実施形態では、第２のダウンリンク情報３０に含まれる距離情報に係る距離Ｌは、通信領域Ａの上流端である線分ｃｄ上の点から停止線Ｐ０までの距離Ｌとしたが、光ビーコン４の投受光器８の設置地点から停止線Ｐ０までの距離とすることもできる。この場合、車載機２の車載コンピュータ１９には、予め定められたダウンリンク領域ＤＡの上流端から前記設置地点までの距離を記憶させておき、距離認識部２３は、この記憶しておいた距離に、距離情報から得られる距離を加算することで、車両Ｃにおける停止線Ｐ０までの距離を算出し、認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの平面図である。
【図３】光ビーコンの設置の態様、及びその通信領域を示す側面図である。
【図４】光ビーコン、及び、これと路車間通信する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】車載機におけるアップリンク情報の送信手順を示すフローチャートである。
【図７】車両の走行速度とアップリンク情報の送信間隔との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１ 交通管制システム
２ 車載機
４ 光ビーコン
２０ 車載ヘッド（光送信部）
２５ 通信制御部
２８ 第１のダウンリンク情報
２９ アップリンク情報
３０ 第２のダウンリンク情報
Ｃ 車両
Ｒ 道路
ＤＡ ダウンリンク領域
ＵＡ アップリンク領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路側に設置された光ビーコンと車両に搭載された車載機との間で光信号による双方向通信を行う路車間通信システム及び方法と、これに用いる車載機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。このうち、光ビーコンは近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向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】
上記路車間通信システムでは、光ビーコンと車載機の間で次のような通信が行われる。
まず、光ビーコンは、最初に、車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第１のダウンリンク光を道路のダウンリンク領域に所定の送信周期で常時送信する。
ダウンリンク領域に車両が進入することで、車両に搭載された車載機の投受光器（車載ヘッド）が第１のダウンリンク光を受信すると、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光の送信を、予め定められた所定の送信周期で開始する。
【０００４】
そして、上記アップリンク光を光ビーコンの投受光器が受信すると、光ビーコンは、ダウンリンクの切り替えを行い、車載機に対して上記車両ＩＤを有する車線通知情報を含む第２のダウンリンク光の送信を開始する。
この第２のダウンリンク光は、所定時間内において可能な限り繰り返し送信され、車載機において受信される。車載機は、第２のダウンリンク光を受信した時点でアップリンク光の送信を停止する。
【０００５】
なお、かかる光ビーコンを用いた路車間通信システムを利用して、例えば、通信領域内の特定位置から下流側の所定位置（停止線）までの距離情報を第２のダウンリンク光に含ませる場合もある。
この場合、車載機が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ことができる（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９３６６０号公報
【特許文献３】特開２００７−３１７１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の路車間通信システムでは、車載機が送信するアップリンク光の送信間隔は常に一定であり、概ね３０ｍｓ間隔とされている。
一方、路車間通信システムの通信領域は、図３に示すように、光ビーコン４から送信されたダウンリンク光２８，３０を車載機２が受信可能なダウンリンク領域ＤＡと、車載機２から送信されたアップリンク光２９を光ビーコン４が受信可能なアップリンク領域ＵＡとからなり、ダウンリンク領域ＤＡの上流端とアップリンク領域ＵＡの上流端とは一致するものとされている（当該上流端を符号ｃで示す）。しかし、実際には、符号ｃ’で示すようにダウンリンク領域ＤＡの上流端がアップリンク領域ＵＡの上流端ｃよりも上流側に設定されている場合が多く、この場合、アップリンク領域ＵＡよりも上流側に符号ＤＡ’で示すダウンリンク領域が単独で存在することになる。
このようなダウンリンク領域ＤＡ’において、停止線の存在や渋滞等によって車両Ｃが停止乃至徐行していると、車載機２が第１のダウンリンク光を受信したあとアップリンク光を送信しても、車両Ｃは未だアップリンク領域ＵＡに進入していないため、光ビーコン４は当該アップリンク光を受信することができない。したがって、車載機２は、車両Ｃがアップリンク領域ＵＡに進入して光ビーコン４がアップリンク光を受信するまで、約３０ｍｓという短い送信間隔で何回もアップリンク光の送信を繰り返す必要がある。そのため、無駄に送信されるアップリンク光（光ビーコン４が受信し得ないアップリンク光）が多くなり、車載機２の光送信部が早期に劣化して寿命が短くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、光ビーコンを用いた路車間通信システムにおいて、車両の走行速度に応じてアップリンク光を送信することによって車載機の光送信部の耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、前記通信領域において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、前記車載機は、前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の路車間通信方法は、道路の所定範囲に設定された通信領域において、光ビーコンの投受光器と車両の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方法であって、前記車両の走行速度に応じて前記車載機から送信されるアップリンク光の送信間隔を変動することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の車載機は、道路の所定範囲に設定された通信領域において、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車両の車載機であって、前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
以上の各構成によれば、車載機から送信されるアップリンク光の送信間隔を車両の走行速度に応じて変動することができる。そのため、例えば、車両の走行速度が遅い場合には、アップリンク光の送信間隔を長めに設定することによって、アップリンク領域の車両進行方向上流側でダウンリンク領域が単独で存在する範囲において車両が停止乃至徐行しているような場合であっても、無駄に送信されるアップリンク光を少なくすることができる。逆に、車両の走行速度が速い場合には、アップリンク光の送信間隔を短めに設定することによって、所定のアップリンク領域の範囲内で確実に光ビーコンの投受光器にアップリンク光を受信させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車両の走行速度に応じてアップリンク光を送信することによって車載機の光送信部の耐久性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
〔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とを備えて構成されている。
【００１５】
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。
【００１６】
〔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、この制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図例では４つ）の投受光器（ビーコンヘッド）８とを備えている。
各投受光器８は、筐体９の内部に発光ダイオード（ＬＥＤ）１０、フォトダイオード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光（ダウンリンク情報を構成する光信号）を後述する通信領域Ａに発光し、フォトダイオード１１は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク情報を構成する光信号）を受光する。
【００１７】
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投受光器８と、これら投受光器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によりなり、通信部６（図１参照）による中央装置３との双方向通信と、投受光器８による車載機２との路車間通信を行う制御部として機能する。
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。
【００１８】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１２に設置されており、各投受光器８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１３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。
各投受光器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が当該投受光器８の上流側（図２の右側）に設定されている。
【００１９】
〔通信領域〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図であり、車両Ｃは、図中矢印の方向に進行する。図３において、投受光器８によって設定される通信領域Ａは、後述する車載機２の車載ヘッド２０（図４参照）がダウンリンク情報を受信することができるダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、光ビーコン４の投受光器８が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。
【００２０】
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と重複し、ダウンリンク領域ＤＡの上流端とアップリンク領域ＵＡの上流端とは、図３の位置ｃにおいて互いに一致するものと規定されている。このため、通信領域Ａ全体の車両進行方向長さはダウンリンク領域の同方向長さと一致する。
【００２１】
なお、上記のような規格に対して、実際に道路上に設定されている通信領域Ａは、投受光器８から発光されるダウンリンク光の拡散等によってダウンリンク領域ＤＡの上流端が、位置ｃよりも上流側の位置ｃ’にある場合が多い。したがって、この場合、アップリンク領域ＵＡよりも上流側には、上記規格から外れたダウンリンク領域ＤＡ’（図３において１点鎖線のハッチングを設けた領域）が単独で存在することになる。なお、本明細書では、このようなダウンリンク領域を便宜的に拡張ダウンリンク領域ＤＡ’と呼びことにする。
【００２２】
〔車載機及び車両の構成〕
図４は、光ビーコン４、及び、これと路車間通信する車載機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１５と、この車体１５に搭載された上述の車載機２と、車両Ｃの各部を統合制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１６と、車体１５を駆動するエンジン１７と、車体１５を制動するブレーキ装置１８と、車両Ｃの現時の速度を常時検出している速度検出器２６とを備えている。ＥＣＵ１６は、ドライバのアクセル操作に基づくエンジン１７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。
【００２３】
車載機２は、車載コンピュータ１９と、この車載コンピュータ１９のセンサ用インタフェースに接続された車載ヘッド２０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２１及びスピーカ装置２２とを備えている。
上記車載ヘッド２０は、光ビーコン４の投受光器８と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ：光送信部）とフォトダイオードを備えている（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２９を発光し、フォトダイオードは、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２８，３０を受光する。
【００２４】
車載コンピュータ１９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によって構成されており、車載ヘッド２０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１９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２３、及び支援制御部２４、及び通信制御部２５を備えている。
【００２５】
車載コンピュータ１９の距離認識部２３は、後述する路車間通信において、光ビーコン４から送信されたアップリンク情報２９に格納された距離情報に基づいて、光ビーコン４の下流側の所定位置（例えば、車両走行方向の前方の交差点手前に設けられている停止線）までの距離を算出し、認識する。
車載コンピュータ１９の支援制御部２４は、車載機２が受信したダウンリンク情報に含まれる支援情報に基づいてドライバに対する安全運転支援の制御を行う。この安全運転支援は、例えば、信号機情報や距離情報等の支援情報に基づく車両Ｃの減速制御やドライバへの報知制御が含まれる。この信号機情報は、光ビーコン４の下流側にある信号機の灯色が変わるタイミング情報等であり、距離情報は、ダウンリンク領域ＤＡから光ビーコン４の下流側の所定位置までの距離に関する情報である。
【００２６】
これらの信号機情報及び距離情報がダウンリング情報に含まれていることにより、支援制御部２４は、前方の信号機が赤に変わった後に車両Ｃが交差点内に進入していないように、ＥＣＵ１６にブレーキ装置１８を作動させて車両Ｃを減速したり、信号機が赤に変わることを前記ディスプレイ２１やスピーカ装置２２によってドライバに報知したりする。
【００２７】
ディスプレイ２１は、ナビゲーション装置やテレビジョン装置の画像表示部を構成する車載ディスプレイや、車体１５のフロントガラス面に図形を架空表示するヘッドアップディスプレイ等よりなる。また、スピーカ装置２２は、搭乗席の車体１５のフロントパネルやドア等に設けられたスピーカよりなる。これらのディスプレイ２１及びスピーカ装置２２は、上述のように安全運転支援に関する情報をドライバに報知する出力部として機能する。
【００２８】
〔路車間通信の内容〕
図５は、通信領域Ａにおいて光ビーコン４の投受光器８と車載機２の車載ヘッド２０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、こ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に対応する各投受光器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２８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。
【００２９】
車載機２を搭載した車両Ｃがダウンリンク領域ＤＡの上流側部分に進入すると、車載機２の車載ヘッド２０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２８を受信する。この際、車載機２の車載コンピュータ１９は、当該車両Ｃが通信領域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１９はアップリンク情報２９の送信を開始し（図５のＦ２）、このアップリンク情報２９を光ビーコン４の投受光器８に対して所定の送信周期で送信する（図５のＦ３）。
【００３０】
車載コンピュータ１９は、このアップリンク情報２９に車両Ｃに特定の車両ＩＤを格納して当該アップリンク情報２９を送信する。また、車載コンピュータ１９が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２９に含ませる。
なお、車載コンピュータ１９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２９を送信し続ける。
【００３１】
一方、光ビーコン４の投受光器８が、アップリンク領域ＵＡにおいてアップリンク情報２９を受信すると（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、上記車両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３０の送信を開始し（図５のＦ５）、このダウンリンク情報３０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）。
【００３２】
上記車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２参照）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１９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。
【００３３】
ビーコン制御機７は、第２のダウンリンク情報３０に、車両ＩＤを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、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前記支援情報等を格納して送信する。
この支援情報には、光ビーコン４の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機情報や、ダウンリンク領域ＤＡから光ビーコン４の下流側の所定位置（例えば、前方の交差点手前にある停止線）までの長さ情報である距離情報等が含まれる。
【００３４】
図５に示すように、第２のダウンリンク情報３０は、単一又は複数の最小フレーム３１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３１のデータ量は合計１２８バイトと規定され、ヘッダ部３２に５バイト、実データ部３３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３０は、１〜８０個の最小フレーム３１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３０は送信すべき情報量に対応した任意数の最小フレーム３１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。
【００３５】
最小フレーム３１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３１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３０の送信周期は約３ｍｓになるので、当該ダウンリンク情報３０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。
【００３６】
車載機２の車載コンピュータ１９は、第２のダウンリンク情報３０を受信した時点（図５のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報２９の送信を停止する。
このように、車載機２の車載コンピュータ１９は、支援情報を含むダウンリンク情報３０を受け、この支援情報に基づいて、前記所定位置までの距離の認識、及び安全運転支援の制御を開始する（図５のＦ８）。
【００３７】
〔安全運転支援の内容〕
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の所定位置からその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌの数値である前記「距離情報」を予めメモリ（記憶装置）に記憶している。そして、この距離Ｌについての「距離情報」を第２のダウンリンク情報の送信フレームに格納して、当該フレームを投受光器８から繰り返し送出する。
距離Ｌの始端（上流端）は、通信領域Ａの上流端（線分ｃｄ）と同位置、又は、その上流端と実質的に同位置と見なせる近傍位置に設定されている。当該位置をｘ１で示す。距離Ｌの終端（下流端）は、例えば、光ビーコン４の下流側に設置されている信号機の手前の停止線Ｐ０に設定されている。
【００３８】
車載機２は、第２のダウンリンク情報に含まれる「距離情報」を受信することにより、距離認識部２３（図４参照）において、通信領域Ａから下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌを認識することが可能となる。距離Ｌの上流端位置ｘ１は、通信領域Ａの上流端ｃと略同位置に設定されているので、車載機２が第２のダウンリンク情報３０を通信領域Ａの上流端で受信した場合には、実際の車両Ｃの位置から下流側の所定位置Ｐ０までの距離と、前記「距離情報」に係る距離Ｌとはほぼ一致し、当該「距離情報」をそのまま利用した安全運転支援を行うことが可能となる。
【００３９】
この場合、車載コンピュータ１９の支援制御部２４は、図４に示すように、距離認識部２３で認識した「距離情報」を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。例えば、支援制御部２４は、停止線Ｐ０までの距離Ｌと現時の車両Ｃの走行速度とから、その停止線Ｐの手前で停止するための減速度（負の加速度）を算出し、その減速度をＥＣＵ１６に通知する。ＥＣＵ１６は、当該減速度となるようにブレーキ装置１８を作動させ、これにより、車両Ｃを停止線Ｐの手前で自動停止させることができる。
また、支援制御部２４の安全運転支援としては、ディスプレイ２１やスピーカ装置２２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２４により、停止線Ｐ０までの残存距離をディスプレイ２１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２４により、停車や減速を促す注意喚起をディスプレイ２１に表示させたり、その注意喚起をスピーカ装置２２から音声出力させたりしてもよい。
【００４０】
〔アップリンク情報の送信制御〕
図４に示すように、前記車載機２の車載コンピュータ１９は通信制御部２５を備えている。この通信制御部２５は、アップリンク情報２９の送信間隔を決定する機能を有している。具体的に、車載コンピュータ１９には、速度検出器２６によって検出された車両Ｃの走行速度がＥＣＵ１６から取り込まれるようになっており、取り込まれた車両Ｃの走行速度に応じたアップリンク情報２９の送信間隔が通信制御部２５によって決定される。そして、車載ヘッド（光送信部）２０は、通信制御部２５によって決定された送信間隔でアップリンク情報２９を送信する。
【００４１】
図６は、車載機におけるアップリンク情報の送信手順を示すフローチャートである。光ビーコン４から送信された第１のダウンリンク情報２８が車載ヘッド２０によって受信されると（ステップＳ１）、車載コンピュータ１９は、その時点の車両Ｃの走行速度をＥＣＵ１６から取り込む（ステップＳ２）。そして、車載コンピュータ１９の通信制御部２５によって、車両Ｃの走行速度に応じたアップリンク情報２９の送信間隔が決定される（ステップＳ３）。
【００４２】
アップリンク情報２９の送信間隔を決定するには、例えば、ＥＣＵ１６から取り込まれた車両Ｃの走行速度を所定の演算式に代入することによってアップリンク情報２９の送信間隔を演算により求める方法や、車両Ｃの走行速度に応じたアップリンク情報２９の送信間隔を予めテーブル化して車載コンピュータ１９のメモリに記憶しておき、ＥＣＵ１６から取り込んだ車両Ｃの走行速度をもとにアップリンク情報２９の送信間隔をテーブルから読み出すことによって求める方法を採用することができる。
【００４３】
また、アップリンク情報２９の送信間隔は、例えば図７（ａ）に示すように車両Ｃの走行速度に比例して増減するものとしてもよいし、図７（ｂ）に示すように車両Ｃの走行速度を低速域、中速域、高速域等の複数の速度域に分け、それぞれの速度域に応じた送信間隔を定めてもよい。いずれにおいても、アップリンク情報２９の送信間隔は、車両Ｃの走行速度が速い場合には短めに設定され、遅い場合には長めに設定される。
【００４４】
ついで、図６のステップＳ４において、決定された送信間隔で車載ヘッド２０からアップリンク情報２９が送信され、ステップＳ５において、車載コンピュータ１９によって光ビーコン４から送信された第２のダウンリンク情報３０が受信されたか否かが判断される。車載コンピュータ１９が、車載ヘッド２０によって第２のダウンリンク情報３０が受信されたと判断した場合（Ｙｅｓ）、アップリンク情報２９の送信を停止するように車載ヘッド２０を制御し、車載ヘッド２０によって第２のダウンリンク情報２９が受信されなかったと判断した場合（Ｎｏ）には、ステップＳ２に処理を戻す。そして、ステップＳ２において車載コンピュータ１９は、再度ＥＣＵ１６から車両Ｃの走行速度を取り込み、上記の動作を繰り返し行う。
【００４５】
図３に示すように、アップリンク領域ＵＡの上流側に拡張ダウンリンク領域ＤＡ’（１点鎖線のハッチングを設けた領域）が存在している場合、停止線や渋滞等によって車両Ｃが拡張ダウンリンク領域ＤＡ’で停止乃至徐行していると、光ビーコン４から送信された第１のダウンリンク情報２８が車載機２の車載ヘッド２０によって受信される。しかし、その後車載ヘッド２０から送信されるアップリンク情報２９は光ビーコン４によって受信されず、車両Ｃがアップリンク領域ＵＡに進入するまでアップリンク情報２９は繰り返し送信される。本実施の形態の車載機２では、車両Ｃの走行速度に応じてアップリンク情報２９の送信間隔が決定され、特に車両Ｃの走行速度が遅い場合には送信間隔が長めに設定されるので、拡張ダウンリンク領域ＤＡ’で停止中又は徐行中の車両Ｃの車載機２から送信され、且つ光ビーコン４によって受信され得ない無駄なアップリンク情報２９の送信回数が実質的に少なくなり、車載ヘッド２０のＬＥＤの早期劣化を防止することができる。
【００４６】
逆に、車両Ｃの走行速度が速い場合にはアップリンク情報２９の送信間隔が短く設定されるので、限られた範囲のアップリンク領域ＵＡにおいて確実に光ビーコン４にアップリンク情報２９を受信させることができる。
また、車両Ｃの走行速度が速い場合にアップリンク情報２９の送信間隔を短く設定すると、車載機２が拡張ダウンリンク領域ＤＡ’で第１のダウンリンク情報２８を受信した後、拡張ダウンリンク領域ＤＡ’で送信された初回のアップリンク情報２９が光ビーコン４によって受信されなくても、その後、早い段階で２回目以降のアップリンク情報２９が送信される。したがって、車両Ｃがアップリンク領域ＵＡに進入したときには、アップリンク領域ＵＡの上流端（線分ｃｄ上）の位置ｘ１からさほど離れていないところでアップリンク情報２９を送信しかつ第２のダウンリンク情報３０を受信することが可能となる。そのため、第２のダウンリンク情報３０に含まれる距離情報に係る距離Ｌの始端位置ｘ１と、実際の車載機２の位置（例えばｘ２）との誤差Ｅを極力小さくすることができ、この距離情報を利用した安全運転支援の精度の低下を抑制することが可能となる。
【００４７】
上記に説明した実施形態はすべて例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等の範囲内のすべての変更が本発明に含まれる。例えば、上記実施形態では、第２のダウンリンク情報３０に含まれる距離情報に係る距離Ｌは、通信領域Ａの上流端である線分ｃｄ上の点から停止線Ｐ０までの距離Ｌとしたが、光ビーコン４の投受光器８の設置地点から停止線Ｐ０までの距離とすることもできる。この場合、車載機２の車載コンピュータ１９には、予め定められたダウンリンク領域ＤＡの上流端から前記設置地点までの距離を記憶させておき、距離認識部２３は、この記憶しておいた距離に、距離情報から得られる距離を加算することで、車両Ｃにおける停止線Ｐ０までの距離を算出し、認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの平面図である。
【図３】光ビーコンの設置の態様、及びその通信領域を示す側面図である。
【図４】光ビーコン、及び、これと路車間通信する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】車載機におけるアップリンク情報の送信手順を示すフローチャートである。
【図７】車両の走行速度とアップリンク情報の送信間隔との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１ 交通管制システム
２ 車載機
４ 光ビーコン
２０ 車載ヘッド（光送信部）
２５ 通信制御部
２８ 第１のダウンリンク情報
２９ アップリンク情報
３０ 第２のダウンリンク情報
Ｃ 車両
Ｒ 道路
ＤＡ ダウンリンク領域
ＵＡ アップリンク領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路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、前記通信領域において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、
前記車載機は、前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを有することを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
前記通信制御部は、前記車両の走行速度が速い場合に前記アップリンク光の送信間隔を短めに設定し、前記車両の走行速度が遅い場合に前記アップリンク光の送信間隔を長めに設定する請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
道路の所定範囲に設定された通信領域において、光ビーコンの投受光器と車両の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方法であって、
前記車両の走行速度に応じて前記車載機から送信されるアップリンク光の送信間隔を変動することを特徴とする路車間通信方法。
【請求項４】
道路の所定範囲に設定された通信領域において、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車両の車載機であって、
前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、
前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを備えていることを特徴とする車載機。
【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、前記通信領域において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、
前記車載機は、前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを有することを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
前記通信制御部は、前記車両の走行速度が速い場合に前記アップリンク光の送信間隔を短めに設定し、前記車両の走行速度が遅い場合に前記アップリンク光の送信間隔を長めに設定する請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
道路の所定範囲に設定された通信領域において、光ビーコンの投受光器と車両の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方法であって、
前記車両の走行速度に応じて前記車載機から送信されるアップリンク光の送信間隔を変動することを特徴とする路車間通信方法。
【請求項４】
道路の所定範囲に設定された通信領域において、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車両の車載機であって、
前記投受光器にアップリンク光を送信する光送信部と、
前記車両の走行速度に応じてアップリンク光の送信間隔を変動させるように前記光送信部を制御する通信制御部とを備えていることを特徴とする車載機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２７１６１５（Ｐ２００９−２７１６１５Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１９５２５（Ｐ２００８−１１９５２５）
【出願日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【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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