車載通信装置
【課題】車輌に搭載されたハードウェア資源を有効活用して、車輌間の情報の送受信を容易に行うことができる車載通信装置を提供する。
【解決手段】後続車輌１ｂは管理センター１００からに認識コードを取得し、障害物検知部３から放射されるミリ波に情報の送信要求をＩＤ及び認識コードと共に重畳して先行車輌１ａへ送信する。情報の送信要求をミリ波受信部４にて受信した先行車輌１ａは、管理センター１００との間で受信したＩＤ及び認識コードの認証処理と新たな認識コードの取得とを行って、要求された情報をＩＤ及び認識コードと共にＡＳＫ変調によりストップランプ５の光を利用して後続車輌１ｂへ送信する。後続車輌１ｂはストップランプ５の光を受光部６にて受光することにより、情報を受信する。
【解決手段】後続車輌１ｂは管理センター１００からに認識コードを取得し、障害物検知部３から放射されるミリ波に情報の送信要求をＩＤ及び認識コードと共に重畳して先行車輌１ａへ送信する。情報の送信要求をミリ波受信部４にて受信した先行車輌１ａは、管理センター１００との間で受信したＩＤ及び認識コードの認証処理と新たな認識コードの取得とを行って、要求された情報をＩＤ及び認識コードと共にＡＳＫ変調によりストップランプ５の光を利用して後続車輌１ｂへ送信する。後続車輌１ｂはストップランプ５の光を受光部６にて受光することにより、情報を受信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌に搭載された既存ハードウェア資源を有効活用して、車輌間の情報の送受信を容易に行うことができる車載通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輌の走行の安全性向上及び車輌の快適な走行等を達成するために、渋滞情報及び事故情報等の種々の情報を道路などに設置された通信装置から車輌に搭載された通信装置へ送信するシステムが実用化されている。しかし、このシステムにおいては、通信装置の通信範囲には限界が存在することから、道路上に所定間隔で通信装置を設置する必要があるが、設置コストの問題から全ての道路を通信範囲がカバーするように通信装置を多数設置することは難しい。そこで、近年では、車輌に搭載された通信装置間で情報の送受信を行って情報を共有することにより、道路上に通信装置が設置されていない又は道路上に設置された通信装置の通信範囲外であっても、他車輌の通信装置を介して種々の情報を取得するシステムが研究及び開発されている。
【０００３】
特許文献１においては、通信を行うためのインフラ系設備が未設置の道路上を走行する複数の車輌間において情報を相互に通信することができる車車間通信システムが提案されている。この車車間通信システムでは、車輌の周囲を撮影する運転支援用カメラと、撮影された画像から車輌の周囲の交通状況及び異常事象等を検出するコントローラと、検出された情報を他車輌に無線送信する通信部とを車輌に搭載する。これにより、インフラ系設備が設置されていない道路上の交通状況及び異常事象の発生等を、複数の車輌にて事前に認知することが可能となる。
【０００４】
特許文献２においては、車輌のリア部に走行状態インジケータを設け、自車の走行状態に応じた発光パターンで発光させることにより、自車の走行状態を確実に後続車に送信することができる車輌間通信装置が提案されている。この車輌間通信装置では、走行状態インジケータを２次元ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイとして構成し、例えば自車が１台目である場合には２次元ＬＥＤアレイを全て発光させて長方形の発光パターンとし、自車が２台目である場合には２次元ＬＥＤアレイの中央部を発光させずに中抜きの発光パターンとする。また、自車が自動運転中である場合には略Ｔ字型の発光パターンとし、手動運転中である場合には略逆Ｔ字型の発光パターンとする。後続車は、先行車の発光パターンを認識し、認識結果に応じて自車の走行を制御する。
【特許文献１】特開２００１−２８３３８１号公報
【特許文献２】特開平１１−５３６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の車車間通信システムにおいては、車輌間で通信を行うために、各車輌がミリ波帯の電波による無線通信を行うための通信装置を備える必要がある。ミリ波帯の電波により車輌周辺の広範囲に亘って無線通信を行うことができる通信装置は従来の車輌には搭載されていないものであるため、各車がこの通信装置を新たに搭載する必要があるという問題があり、高コストであった。従来の車輌には、前方車輌との車間を測定するためにミリ波の電波を放出するミリ波レーダーが搭載されているものがあるが、ミリ波レーダーが放出する電波は指向性が高いものであり、車両周辺の広範囲に亘って放出されるものではないため、特許文献１に記載の車車間通信システムに利用することは難しい。
【０００６】
また、特許文献２に記載の車輌間通信装置は、２次元ＬＥＤアレイの発光パターンにより後続車へ情報を送信する構成であり、発光パターンには限りがあり、任意の情報を送信することができないという問題がある。よって、渋滞情報及び事故情報等の種々の情報を送信することはできない。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、車輌の前方へ電波による信号を送信し、車輌の後方へ光による信号を送信すると共に、後方からの電波による信号を受信し、前方からの光による信号を受信する構成とすることにより、自車輌の前後に存在する他車輌との間で電波及び光を利用した情報の送受信を行うことができる車載通信装置を提供することにある。
【０００８】
また本発明の他の目的とするところは、電波を利用して前方の障害物を検知する手段が車輌に搭載されている場合に、この電波に信号を重畳して送信する構成とすることにより、従来の車輌に搭載されたミリ波レーダーなどを利用して前方の車輌へ情報を送信することができる車載通信装置を提供することにある。
【０００９】
また本発明の他の目的とするところは、車輌に搭載されたストップランプが発する光を利用して信号を送信する構成とすることにより、車輌には必ず搭載されているストップランプを利用して後方の車輌へ情報を送信することができる車載通信装置を提供することにある。
【００１０】
また本発明の他の目的とするところは、ストップランプを利用して光を振幅変調することにより信号の送信を行う構成とすることにより、ストップランプを利用して渋滞情報及び事故情報等の種々の情報を送信することができる車載通信装置を提供することにある。
【００１１】
また本発明の他の目的とするところは、車輌の前方を撮像手段により撮像し、撮像した画像から前方の車輌に搭載されたストップランプの位置を検出し、検出した位置に応じてストップランプの光を受光する受光部の位置を調整する構成とすることにより、前方の車輌がストップランプの光により送信する信号を確実に受信することができる車載通信装置を提供することにある。
【００１２】
また本発明の他の目的とするところは、地上に設置された通信装置との間で通信を行って認証処理を行う構成とすることにより、他車輌との間で送受信する情報の信頼性を高めることができる車載通信装置を提供することにある。
【００１３】
また本発明の他の目的とするところは、後続車輌は先行車輌へ送信要求及び認識情報を電波により送信し、先行車輌は受信した認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行い、認証の成功後に先行車輌は情報及び認識情報を光により後続車輌へ送信し、後続車輌は受信した認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行う構成とすることにより、先行車輌及び後続車輌は通信相手が正当であるか否かを地上の通信装置を介してそれぞれ確認することができる車載通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１発明に係る車載通信装置は、車輌に搭載され、他の車輌との間で信号の送受信を行う車載通信装置において、車輌の前方へ電波による信号を送信する無線送信手段と、前記車輌の後方へ光による信号を送信する光送信手段と、後方から送信された電波による信号を受信する無線受信手段と、前方から送信された光による信号を受信する光受信手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、車輌の前方へ電波により信号を送信する手段を車輌に設けると共に、車輌の後方へ光による信号を送信する手段を車輌に設ける。また、他の車輌から送信されたこれらの信号を受信するために、後方からの電波による信号を受信する手段を車輌に設けると共に、前方からの光による信号を受信する手段を車輌に設ける。よって、後続車輌から先行車輌へは電波による情報の送信を行うことができ、先行車輌から後続車輌へは光による情報の送信を行うことができる。また、後続車輌から先行車輌への信号送信と、先行車輌から後続車輌への信号送信とを異なる方法で行うことによって、通信の干渉及び衝突等を回避することができる。
【００１６】
また、第２発明に係る車載通信装置は、電波を放出して前記車輌の前方の障害物を検知する障害物検知手段を備え、前記無線送信手段は、前記障害物検知手段の電波に信号を重畳して送信するようにしてあることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、電波を利用して前方の障害物を検知する手段（例えば、ミリ波レーダーなど）が車輌に搭載されている場合に、この電波に信号を重畳することにより車輌の前方への情報送信を実現する。障害物検知用の電波送信の手段を利用することによって、信号送信用の電波送信の手段を新たに車輌に搭載する必要がない。
【００１８】
また、第３発明に係る車載通信装置は、前記光送信手段が、前記車輌の後部に搭載されたストップランプが発する光により信号を送信するようにしてあることを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、車輌の後方への光による信号の送信は、車輌の後部に搭載されたストップランプ（ブレーキランプ）が発する光を利用して実現する。例えば車輌が交差点にて赤信号により停車した場合にはストップランプが点灯されるため、直後に停車する車輌はストップランプが発する光を受光して信号を受信することができる。ストップランプは車輌に必ず搭載されるものであるため、光による信号送信を行うための光源を新たに車輌に搭載する必要はない。また、ストップランプは昼夜に関わらず停車時に点灯されるため、確実に信号の送受信を行うことができる。
【００２０】
また、第４発明に係る車載通信装置は、前記光送信手段が、前記光を振幅変調することによって信号を送信するようにしてあることを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、振幅変調によりストップランプの光を制御することによって、光を利用した信号の送信を行う。例えばＬＥＤを用いたストップランプの場合には、振幅変調により１Ｍｂｐｓ程度の信号送信が可能である。また、１Ｍｂｐｓ程度の速度でストップランプを制御した場合、後続車輌の運転者によるストップランプの目視に悪影響を与えることはない。
【００２２】
また、第５発明に係る車載通信装置は、前記光受信手段が、光を受光する受光部を有し、前記車輌の前方を撮像して画像を取得する撮像手段と、該撮像手段が撮像して取得した画像から、前方の他の車輌に搭載されたストップランプの位置を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に応じて、前記受光部の位置を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、車輌の前方を撮像して取得した画像から、先行車輌のストップランプの位置を検出する。光による信号を受信する受信手段にはストップランプの光を受光する受光部を設け、検出したストップランプの位置に応じて受光部の位置を調整する。交差点などで停車した車輌に対して後続車が停車する位置は必ずしも一定ではなく、先行車輌のストップランプの位置に対して後続車輌の受光部の位置にズレが生じる虞がある。また、車輌の種類によってストップランプの搭載位置も様々である。これらの場合には光による信号の送受信が精度よく行えないという問題があるが、受光部の位置を調整することによってこの問題を解決することができる。
【００２４】
また、第６発明に係る車載通信装置は、地上に設置された通信装置との間で通信を行う地上通信手段と、該地上通信手段を介して前記通信装置との間で認証処理を行う認証手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明においては、地上に設置された通信装置との間で通信を行う手段を車輌に設ける。これは、例えば携帯電話網を利用した通信により実現することができる。また、地上の通信装置にて識別情報などを管理することにより、車輌に搭載された車載通信装置と地上の通信装置との間で認証処理を行う。これにより、車輌間の通信の信頼性を高めることができる。
【００２６】
また、第７発明に係る車載通信装置は、前記無線送信手段が、情報の送信要求及び車輌の認識情報を電波により送信するようにしてあり、前記無線受信手段が情報の送信要求及び車輌の認識情報を受信した場合に、前記認証手段が前記認識情報に基づく認証処理を行うようにしてあり、前記認証処理が成功した場合に、前記送信要求に応じた情報及び車輌の認識情報を前記光送信手段が光により送信するようにしてあり、前記光受信手段が前記送信要求に応じた情報及び車輌の認識情報を受信した場合に、前記認証手段が前記認識情報に基づく認証処理を行うようにしてあることを特徴とする。
【００２７】
本発明においては、後続車輌は先行車輌が有する情報の送信要求及び後続車輌の認識情報を電波の信号により先行車輌へ送信する。これを受信した先行車輌は、受信した後続車輌の認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行って、受信した送信要求が正当なものであるか否かを調べる。認証に成功した場合、先行車輌は、後続車輌からの送信要求に応じた情報及び先行車輌の認識情報を光の信号により後続車輌へ送信する。これを受光した後続車輌は、受信した先行車輌の認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行って、受信した情報が正当なものであるか否かを調べる。よって、先行車輌及び後続車輌は、通信相手が正当なものであるか否かをそれぞれ確認して情報の送受信を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
第１発明による場合は、車輌の前方へ無線の電波を送信し、車輌の後方へ光による情報の送信すると共に、後方からの無線電波を受信し、前方からの光による情報を受信する構成とすることにより、前後に並んだ２つの車輌間で情報の送受信を行うことができるため、渋滞情報及び事故情報等の種々の情報を複数の車輌で共有することができる。よって、車輌の走行の安全性向上及び車輌の快適な走行等を達成することができる。また、後続車輌から先行車輌への情報送信と、先行車輌から後続車輌への情報送信とを異なる方法で行うことによって、通信の干渉及び衝突等を回避することができるため、高品質な通信を車輌間で行うことができる。
【００２９】
また、第２発明による場合は、障害物検知用の電波に信号を重畳して車輌の前方へ送信する構成とすることにより、ミリ波レーダーなどの障害物の検知手段を備えた車輌の場合には、信号送信用の電波送信の手段を新たに搭載することなく、車輌の前方への信号送信を行うことができるため、車輌間の通信を低コストで実現することができる。
【００３０】
また、第３発明による場合は、車輌の後部に搭載されたストップランプが発する光を利用して信号を送信する構成とすることにより、ストップランプは車輌に必ず搭載されるものであるため、光による信号送信を行うための光源を新たに車輌に搭載することなく、車輌の後方への信号送信を行うことができる。よって、車輌間の通信を低コストで実現することができる。
【００３１】
また、第４発明による場合は、振幅変調によりストップランプの光を制御することによって、光を利用した信号の送信を行う構成とすることにより、後続車輌の運転者によるストップランプの目視に悪影響を与えることなく、渋滞情報及び事故情報等の多種多様な大量の情報を光の信号として送信することができる。
【００３２】
また、第５発明による場合は、車輌の前方を撮像した画像から前方の車輌に搭載されたストップランプの位置を検出し、検出した位置に応じて受光部の位置を調整する構成とすることにより、先行車輌の車種又は車輌の停車位置等に影響されることなく、ストップランプの光により送信される信号を確実に受信することができるため、車輌間の通信の信頼性を高めることができる。
【００３３】
また、第６発明による場合は、地上に設置された通信装置との間で通信を行って認証処理を行う構成とすることにより、車輌間で送受信される信号が正当なものであるか否かを確認することができるため、悪意の通信を排除することができ、安全性及び秘匿性の高い通信を実現することができる。
【００３４】
また、第７発明による場合は、後続車輌は先行車輌へ送信要求及び認識情報を電波の信号により送信し、先行車輌は受信した認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行い、認証の成功後に先行車輌は情報及び認識情報を光の信号により後続車輌へ送信し、後続車輌は受信した認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行う構成とすることにより、先行車輌及び後続車輌は、通信相手が正当なものであるか否かをそれぞれ確認して情報の送受信を行うことができる。よって、先行車輌及び後続車輌が共に悪意の通信を排除することができるため、車輌間の通信の安全性及び秘匿性をより確実に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係る車載通信装置の構成を示す模式図である。図において１は車輌であり、車輌１の前部中央には前方の障害物（歩行者及び他車輌等）を検知する障害物検知部３が搭載してある。障害物検知部３は、ミリ波の放出及び反射波の検知によって前方の障害物を検知する所謂ミリ波レーダーであり、更に本発明に係る車載通信装置においては、種々の情報に係る信号をミリ波に重畳して送信する機能が備えてある。車輌１の後部中央には、他の車輌（後続車輌）の障害物検知部３からのミリ波を受信して、ミリ波に重畳された信号から情報を取得するミリ波受信部４が搭載してある。
【００３６】
また、車輌１の後部には左右にストップランプ５がそれぞれ搭載してある。ストップランプ５は、車輌１の停車時に点灯するようにしてあると共に、本発明に係る車載通信装置においてはストップランプ５が発する光によって種々の情報に係る信号の送信を行うことができるようにしてある。車輌１の前部の左右には、他の車輌（先行車輌）のストップランプ５が発する光を受光する受光部６がそれぞれ搭載してある。
【００３７】
また、車輌１には、携帯電話網を利用した通信により管理センター１００（図３において図示する）との間で情報の送受信を行うセンター通信部７が搭載してある。このように、本発明に係る車載通信装置は、ミリ波を利用した車輌間の通信、光を利用した車輌間の通信、及び携帯電話網を利用した管理センター１００との間の通信の３種の通信を行う機能を有している。これらの通信を行うための障害物検知部３、ミリ波受信部４、ストップランプ５、受光部６及びセンター通信部７は、車輌１の適所に搭載された制御部２に接続してあり、制御部２によって動作を制御されている。
【００３８】
図２は、本発明に係る車載通信装置の構成を示すブロック図である。車載通信装置の障害物検知部３は、ミリ波送信部３１、反射波検知部３２及び重畳部３３等を有している。障害物検知部３は、ミリ波送信部３１にて波長が１０ｍｍ〜１ｍｍ程度の電波（電磁波）であるミリ波を車輌１の前方へ放射し、障害物からのミリ波の反射波を反射波検知部３２にて検知することによって、車輌の前方に存在する障害物を検知するようにしてある。障害物の検知結果は制御部２へ与えられ、制御部２から車輌１に搭載されたブレーキの制御装置又は警報装置等の他の装置（図示は省略する）へ車内ネットワークを介して与えられて、車輌１の走行の自動制御又は運転者への警報等の処理が行われる。障害物検知部３からのミリ波の放射は、例えば１秒間に数回程度の頻度で、定期的に繰り返し行われている。
【００３９】
障害物検知部３の重畳部３３は、制御部２から与えられた送信用の情報に係る信号をミリ波送信部３１が放射するミリ波に重畳する処理を行うようにしてあり、これにより車載通信装置は車輌１の前方へ情報の送信を行うことができる。障害物検知部３からミリ波に重畳されて送信される情報は、他車輌（先行車輌）が保持する渋滞情報又は事故情報等の情報を自車輌へ送信する送信要求であり、送信要求には自車輌に付されたＩＤ（IDentifier）及び管理センター１００から付与された認識コード（後述する）等が含まれている。
【００４０】
ミリ波受信部４は、後方の他の車輌１に搭載された障害物検知部３から送信されるミリ波を受信するものである。ミリ波受信部４は、受信したミリ波に重畳された信号から情報（送信要求、ＩＤ及び認識コード）を抽出して制御部２へ与えるようにしてある。
【００４１】
ストップランプ５は、車輌１のブレーキ（図示は省略する）を運転者が操作した際に点灯するようにしてあり、光源としてＬＥＤ５２を有している。ＬＥＤ５２は駆動部５１により駆動されており、駆動部５１はＬＥＤ５２の点灯／消灯を行うと共に、ＬＥＤ５２を点灯した際の発光量を調整することができるようにしてある。また、制御部２は、ブレーキ操作に伴ってストップランプ５を点灯する際に、後方の他の車輌１からミリ波により受信した送信要求に対する情報をストップランプ５へ与えるようにしてあり、ストップランプ５は与えられた情報に係る信号をＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調し、駆動部５１にて変調結果に応じたＬＥＤ５２の駆動を行うことによって、ＬＥＤ５２が発する光を利用した信号の送信を行うようにしてある。ストップランプ５から光の信号により送信される情報には、送信要求に対する渋滞情報又は事故情報等の情報であり、自車輌に付されたＩＤ及び管理センター１００から付与された認識コード等が情報に付されて送信されるようにしてある。
【００４２】
車輌１の前部に搭載された受光部６は、受光した光を電気信号に変換する受光素子６２と、車輌１の前方からの光を受光素子６２へ集光するレンズ６１とを有している。受光部６は受光素子６２が出力する電気信号を制御部２へ与えるようにしてあり、制御部２は与えられた電気信号からＡＳＫ変調された信号に係る情報を取得するようにしてある。
【００４３】
センター通信部７は、携帯電話網による通信を行うものであり、制御部２から与えられた情報を変調して無線電波として送信すると共に、受信した無線電波を復調して得られた情報を制御部２へ与えるようにしてある。また、制御部２は、センター通信部７により管理センター１００との間で情報の送受信を行うようにしてある。これにより制御部２は、障害物検知部３又はストップランプ５による情報送信を行う場合に管理センター１００から認識コードを取得し、取得した認識コード及び予め付されたＩＤを情報に付与して送信するようにしてある。また、制御部２は、ミリ波受信部４又は受光部６にて情報を受信した場合に、受信した情報に付与されたＩＤ及び認識コードをセンター通信部７にて管理センター１００に送信し、受信した情報が正当な情報であるか否かを調べる認証処理を行うようにしてある。
【００４４】
図３は、本発明に係る車載通信装置を利用した通信の一例を説明するための模式図であり、２つの車輌１（先行車輌１ａ及び後続車輌１ｂ）及び管理センター１００の間で行われる通信を順に（１）〜（１０）に示してある。車輌１は障害物検知部３のミリ波により前方に障害物が存在するか否かの検知を常に行っており、図３には後続車輌１ｂが障害物検知部３からミリ波を放射する場合のみが図示してあるが、実際には先行車輌１ａも同様に障害物検知部３からのミリ波の放射を行っている。
【００４５】
後続車輌１ｂは、障害物検知部３からミリ波を放射する前に、センター通信部７にて管理センター１００との間で通信を行い、ミリ波による情報送信を行うための認識コードの取得を管理センター１００に要求する（図３（１）参照）。この際に後続車輌１ｂのセンター通信部７は、後続車輌１ｂに予め付されたＩＤを認識コードの取得要求と共に管理センター１００に送信するようにしてある。
【００４６】
管理センター１００には各車輌１（又は各車載通信装置）に付されたＩＤが予め記憶してあり、後続車輌１ｂから認識コードの取得要求を受信した管理センター１００は、取得要求と共に受信したＩＤが予め記憶された正当なＩＤであるか否かを調べるようにしてある。正当なＩＤによる取得要求と判断した場合、管理センター１００はこの取得要求を送信した車輌１（後続車輌１ｂ）へ認識コードを送信して付与するようにしてある（図３（２）参照）。なお、管理センター１００が付与する認識コードは、取得要求の受信毎に生成され、毎回異なる値である。
【００４７】
管理センター１００からの認識コードをセンター通信部７にて受信した後続車輌１ｂは、他の車輌１が有する情報の送信要求、自車輌（後続車輌１ｂ）のＩＤ及び管理センター１００から付与された認識コード等を重畳部３３にてミリ波に重畳し、ミリ波送信部３１から送信するようにしてある（図３（３）参照）。車輌１（後続車輌１ｂ）の前方（ミリ波の到達範囲内）に他の車輌１（先行車輌１ａ）が存在する場合には、先行車輌１ａがミリ波を受信して後述の処理を行う。前方に先行車輌１ａが存在しない場合には、後続車輌１ｂが情報を受信することができないため、上述の処理を繰り返し行うようにしてある。
【００４８】
交差点などで２つの車輌１（先行車輌１ａ及び後続車輌１ｂ）が前後に並んで停車した状態では、後続車輌１ｂからのミリ波を先行車輌１ａのミリ波受信部４が受信することができ、ミリ波受信部４は受信したミリ波に重畳された送信要求、ＩＤ及び認識コード等の情報を抽出して制御部２へ与えるようにしてある。制御部２は、与えられたＩＤ及び認識コードをセンター通信部７から管理センター１００へ送信して確認することによって、受信した送信要求が正当なものであるか否かを判断する認証処理を行うようにしてある（図３（４）参照）。
【００４９】
管理センター１００には、各車輌１に付与した認識コードを各ＩＤに関連付けて例えばテーブルなどに記憶してある。先行車輌１ａからのＩＤ及び認識コードを受信した管理センター１００は、このＩＤに対して付与した認識コードであるか否かを調べて、ＩＤ及び認識コードが正当なものであるか否かを認証回答として返信する（図３（５）参照）。
【００５０】
管理センター１００からの認証回答をセンター通信部７にて受信した先行車輌１ａは、後続車輌１ｂからのＩＤ及び認識コードが正当なものであるか否か、即ち認証に成功したか否かを制御部２にて調べる。認証に成功した場合、制御部２は後続車輌１ｂへ送信要求に応じた情報を送信するために、センター通信部７にて管理センター１００との間で通信を行って認識コードの取得を要求する（図３（６）参照）。この際に先行車輌１ａのセンター通信部７は、後続車輌１ｂのＩＤを認識コードの取得要求と共に管理センター１００に送信するようにしてある。また、認証に失敗した場合、制御部２は後続車輌１ｂからの送信要求を破棄するようにしてある。
【００５１】
先行車輌１ａからの認識コードの所得要求を受信した管理センター１００は、取得要求と共に受信したＩＤが予め記憶された正当なＩＤであるか否かを調べる。正当なＩＤによる取得要求と判断した場合、管理センター１００はこの取得要求を送信した先行車輌１ａへ認識コードを送信して付与するようにしてある（図３（７）参照）。
【００５２】
管理センター１００からの認識コードをセンター通信部７にて受信した先行車輌１ａは、後続車輌１ｂからの送信要求に対応する情報を制御部２が取得し、取得した情報、先行車輌１ａのＩＤ及び管理センター１００から取得した認識コード等を含む情報をＡＳＫ変調してストップランプ５のＬＥＤ５２の点灯を制御し、後続車輌１ｂへストップランプ５の光による情報送信を行う（図３（８）参照）。なお、先行車輌１ａから後続車輌１ｂへ送信される情報は、例えば先行車輌１ａのカーナビゲーション装置に設定されている目的地、走行開始地点からの走行距離及び走行時間等の情報であってもよく、先行車輌１ａが他の車輌１から受信した情報などであってもよい。
【００５３】
先行車輌１ａのストップランプ５からの光を受光部６にて受光した後続車輌１ｂは、ＡＳＫ変調された情報を復調することによって情報を受信する。後続車輌１ｂの制御部２は、受信した情報に含まれるＩＤ及び認証コードをセンター通信部７から管理センター１００へ送信して確認することによって、受信した情報が正当なものであるか否かを判断する認証処理を行うようにしてある（図３（９）参照）。
【００５４】
後続車輌１ｂからのＩＤ及び認識コードを受信した管理センター１００は、このＩＤに対して付与した認識コードであるか否かを調べて、ＩＤ及び認識コードが正当なものであるか否かを認証回答として返信する（図３（１０）参照）。管理センター１００からの認証回答をセンター通信部７にて受信した後続車輌１ｂは、先行車輌１ａからのＩＤ及び認識コードが正当なものであるか否か、即ち認証に成功したか否かを制御部２にて調べる。認証に成功した場合、制御部２は先行車輌１ａから受信した情報を基に、例えば交通状況の予測又は目的地までの所要時間の算出等の種々の処理を行って、運転者に情報を通知する。また、認証に失敗した場合、制御部２は先行車輌１ａから受信した情報を破棄するようにしてある。
【００５５】
上記の（１）〜（１０）の通信を行うことによって、先行車輌１ａから後続車輌１ｂへ信頼性の高い種々の情報を送信することができる。この方法による通信を行うことによって、交差点などにおいて複数の車輌１が並んで停車している場合、最前の車輌１から順に後方の車輌へ情報が伝達されるため、多数の車輌１が情報を共有することができる。
【００５６】
図４及び図５は、本発明に係る車載通信装置が行う通信処理の手順を示すフローチャートであり、情報を取得する車輌１（後続車輌１ｂ）の処理を示してある。車載通信装置は、運転者が通信に係る種々の操作を行うためのボタン又はスイッチ等が配された操作部（図示せず）を有しており、操作部を運転者が操作することによって車輌１間での通信を終了／開始させることができるようにしてある。車載通信装置の制御部２は、操作部の操作によって運転者から通信処理の終了指示が与えられたか否かを調べ（ステップＳ１）、終了指示が与えられた場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、通信処理を終了する。終了指示が与えられていない場合には（Ｓ１：ＮＯ）、終了指示が与えられるまで制御部２は以下の処理を繰り返し行う。
【００５７】
まず、制御部２は、センター通信部７により管理センター１００へ予め与えられた自車輌のＩＤを送信することによって、認識コードの取得を要求し（ステップＳ２）、この要求に対する管理センター１００からの認識コードをセンター通信部７にて受信したか否かを調べる（ステップＳ３）。認識コードを受信していない場合には（Ｓ３：ＮＯ）、制御部２は認識コードを受信するまで待機する。認識コードを受信した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、他の車輌１が有する情報の送信要求を障害物検知部３が放射するミリ波に重畳することによって、制御部２は他の車輌１への情報の送信要求を行う（ステップＳ４）。このとき、制御部２は、情報の送信要求と共に、自車輌に付されたＩＤ及びステップＳ３にて受信した認識コードをミリ波に重畳して送信するようにしてある。
【００５８】
その後、制御部２は他の車輌１からの光により送信される情報を受光部６にて受信したか否かを調べる（ステップＳ５）。他の車輌１から情報を受信していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、制御部２は更に、ステップＳ４の送信要求の完了から所定時間が経過したか否かを調べる（ステップＳ６）。所定時間が経過していない場合には（Ｓ６：ＮＯ）、制御部２はステップＳ５へ戻って他の車輌１からの情報の受信を待機する。所定時間が経過した場合には（Ｓ６：ＹＥＳ）、制御部２はステップＳ１へ戻って、情報の送信要求を繰り返し行う。
【００５９】
ステップＳ５にて他の車輌１からの情報を受光部６にて受信した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部２は情報と共に受信したＩＤ及び認識コードをセンター通信部７から管理センター１００へ送信することによって、ＩＤ及び認識コードの確認（認証処理）を行う（ステップＳ７）。その後、制御部２は管理センター１００からの認証回答をセンター通信部７にて受信したか否かを調べ（ステップＳ８）、認証回答を受信していない場合には（Ｓ８：ＮＯ）、認証回答を受信するまで待機する。
【００６０】
管理センター１００から認証回答を受信した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、受信した認証回答から制御部２は認証に成功したか否かを調べる（ステップＳ９）。認証に成功した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ステップＳ５にて他の車輌１から受信した情報に対する種々の処理を行って（ステップＳ１０）、制御部２はステップＳ１へ戻り、上述の処理を繰り返し行う。認証に成功しなかった場合（Ｓ９：ＮＯ）、制御部２は受信した情報に対する処理を行うことなくステップＳ１へ戻り、上述の処理を繰り返し行う。
【００６１】
以上の通信処理によって、車載通信装置は前方の車輌１から種々の情報を取得することができ、取得した情報に種々の情報処理を施して車輌１の運転者に情報提供を行うことができる。上述の処理は運転者からの通信終了の指示が与えられるまで繰り返し行われており、他の車輌１との間で通信を行うことができる場合には情報を最新のものに更新することができる。なお、図４及び図５に示す処理には、障害物検知部３による障害物の検知処理は含まれていないが、ステップＳ４にて情報の送信要求を行う際に車輌１の前方へ放射されたミリ波の反射波を障害物検知部３にて検知することによって、障害物の検知処理を行うことができる。
【００６２】
図６は、本発明に係る車載通信装置が行う通信処理の手順を示すフローチャートであり、情報を送信する車輌１（先行車輌１ａ）の処理を示してある。車載通信装置の制御部２は、操作部の操作によって運転者から通信処理の終了指示が与えられたか否かを調べ（ステップＳ２１）、終了指示が与えられた場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、通信処理を終了する。終了指示が与えられていない場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、終了指示が与えられるまで制御部２は以下の処理を繰り返し行う。
【００６３】
まず、制御部２は、ミリ波受信部４にて後方の他の車輌１からミリ波に重畳された送信要求を受信したか否かを調べ（ステップＳ２２）、送信要求を受信していない場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、ステップＳ２１へ戻って送信要求を受信するまで待機する。他の車輌１から送信要求を受信した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、制御部２は送信要求と共に受信する他の車輌１のＩＤ及び認識コードをセンター通信部７から管理センター１００へ送信することによって、ＩＤ及び認識コードの確認（認証処理）を行う（ステップＳ２３）。その後、制御部２は管理センター１００からの認証回答をセンター通信部７にて受信したか否かを調べ（ステップＳ２４）、認証回答を受信していない場合には（Ｓ２４：ＮＯ）、認証回答を受信するまで待機する。
【００６４】
管理センター１００から認証回答を受信した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、受信した認証回答から制御部２は認証に成功したか否かを調べる（ステップＳ２５）。認証に失敗した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、制御部２はステップＳ２１へ戻り、他の車輌１からの送信要求を受信するまで待機する。認証に成功した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、制御部２は、センター通信部７により管理センター１００へ自車輌のＩＤを送信することによって、認識コードの取得を要求し（ステップＳ２６）、この要求に対する管理センター１００からの認識コードをセンター通信部７にて受信したか否かを調べる（ステップＳ２７）。認識コードを受信していない場合には（Ｓ２７：ＮＯ）、制御部２は認識コードを受信するまで待機する。認識コードを受信した場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、ステップＳ２２にて受信した他の車輌１からの送信要求に応じた情報を制御部２は読み出し、自車輌のＩＤ及び管理センター１００から取得した認識コードと共にＡＳＫ変調して、ストップランプ５の光により情報送信を行う（ステップＳ２８）。情報送信を終了した後、制御部２はステップＳ２１へ戻り、上述の処理を繰り返し行う。
【００６５】
以上の構成の車載通信装置においては、車輌１の前部に搭載された障害物検知部３からミリ波に重畳して情報（送信要求、ＩＤ及び認識コード等）を前方の他の車輌１に送信すると共に、車輌１の後部に搭載されたミリ波受信部４にて後方の他の車輌１から送信されたミリ波を受信して重畳された情報を取得する構成とすることにより、障害物を検知するためのミリ波を利用して後方の車輌１から前方の車輌１へ情報の送信を行うことができる。障害物検知のためのミリ波を放射する装置を搭載した車輌であれば、ミリ波受信部４を搭載するのみでこの通信機能を実現することができる。
【００６６】
また、車輌１のストップランプ５を利用してＡＳＫ変調により情報を光で後方へ送信すると共に、車輌１の前部にストップランプ５の光を受光する受光部６を設けて受光した光を復調して情報を取得する構成とすることにより、ストップランプ５を利用して前方の車輌１から後方の車輌１へ情報の送信を行うことができる。ＡＳＫ変調を利用することによって、多種多様な情報の送信を行うことができる。ストップランプ５は車輌１に必ず搭載されているため、受光部６を車輌に搭載するのみでこの通信機能を実現することができる。
【００６７】
よって、複数の車輌１が交差点などで並んで停車した場合に、前方の車輌１から後方の車輌１へ順に情報を送信することができ、複数の車輌１が情報を共有することができる。また、前方への情報送信と、後方への情報送信とを異なる方法で行う構成であるため、通信の干渉及び衝突等が発生せず、高品質な通信を複数の車輌１の間で行うことができる。
【００６８】
また、車輌１に携帯電話網を利用して通信を行うセンター通信部７を搭載し、地上の管理センター１００との間で認証処理を行う構成とすることによって、複数の車輌１の間で送受信される情報及び送信要求の信頼性を高めることができ、悪意の通信を排除することができるため、安全性及び秘匿性の高い通信を実現することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態においては、車輌１のストップランプ５を利用して光による情報の送信を行う構成としたが、これに限るものではなく、テールランプ又は方向指示ランプ等の他のランプを利用する構成であってもよい。また、後方の車輌１（後続車輌１ｂ）から前方の車輌１（先行車輌１ａ）へ情報の送信要求をミリ波により送信し、前方の車輌１から後方の車輌１へ情報を光により送信する構成としたが、これに限るものではなく、前方の車輌１から後方の車輌１へ送信要求を光により送信し、後方の車輌１から前方の車輌１へ情報をミリ波により送信する構成としてもよい。また、管理センター１００との通信を携帯電話網を利用した通信により行う構成としたが、これに限るものではなく、その他の通信方法を用いてもよい。また、車載通信装置は、情報の送信を行う際に管理センター１００との通信を行って認識コードを取得すると共に、情報を受信した際に管理センター１００との通信を行って認証処理を行う構成としたが、これに限るものではなく、車輌間での通信が十分に信頼性の確保されたものである場合には、管理センター１００との通信を行わずに、車輌間でのみの通信を行う構成としてもよい。また、障害物検知部３にてミリ波に送信要求を常に重畳して車輌１の前方に送信する構成としたが、これに限るものではなく、車輌１の前方に障害物が検知された場合にのみ、ミリ波に送信要求を重畳して送信する構成としてもよい。また、本実施の形態においては特に言及していないが、車輌間の通信は暗号化して行ってもよい。車輌１及び管理センター１００の間の通信についても同様である。
【００７０】
（変形例）
図７は、本発明の変形例に係る車載通信装置の構成を示す模式図である。変形例に係る車載通信装置は、前方の車輌１から後方の車輌１へのストップランプ５を利用した通信の精度を高めたものである。変形例に係る車載通信装置は、図１に示した車載通信装置に、車輌１の前方を撮像するカメラ２０８と、受光部６の位置を調整する調整部２０９とを追加した構成である。
【００７１】
カメラ２０８は、例えば車輌１のルームミラー近傍又はフロントバンパー近傍等に設けられて、車輌１の前方を１秒間に数十回程度の頻度で撮像し、撮像した画像を制御部２へ与えるようにしてある。制御部２は、カメラ２０８が撮像した画像を基に画像処理を行って、車輌１の前方に他の車輌１が存在するか否かを判定すると共に、他の車輌１が存在する場合には他の車輌１のストップランプ５の位置を検出する処理を行うようにしてある。制御部２は、検出したストップランプ５の位置を調整部２０９へ与えることによって、受光部６の位置調整を行うようにしてある。
【００７２】
なお、ストップランプ５の位置は、カメラ２０８が撮像した画像を基に、例えば路面からの距離が略等しい位置に写された２つの赤色部分を抽出し、この２つの赤色部分の間の距離が所定距離範囲内（車輌１の２つのストップランプの間の距離として妥当と考えられる距離範囲内）に存在するか否かを調べ、所定距離範囲に存在する場合にこの２つの赤い部分をストップランプ５の位置として検出することができる。
【００７３】
調整部２０９は、車輌１の前部の左右に設けられた２つの受光部６にそれぞれ設けられており、各受光部６の位置を各調整部２０９がそれぞれ調整するようにしてある。調整部２０９は、例えばアクチュエータ、モータ及び歯車機構等を用いて、制御部２から与えられる位置情報に応じて、受光部６の位置を調整する。このとき、調整部２０９は、前方の他の車輌１のストップランプ５の位置に合わせて、受光部６がストップランプ５を向くように、受光部６の位置及び角度等を調整して受光方向を調整するようにしてある。
【００７４】
以上の構成の変形例に係る車載通信装置においては、前方の車輌１の車種又は停車位置等に影響されることなく、前方の車輌１のストップランプ５が発する光を受光部６にて受光することができるため、ストップランプ５の光を利用した車輌間の通信の信頼性を高めることができる。なお、本変形例においては、カメラ２０８が撮像した画像のみから制御部２が前方の車輌１に設けられたストップランプ５の位置を検出する構成としたが、これに限るものではなく、例えば障害物検知部３にて前方の車輌１との間の距離を測定することができる場合には、障害物検知部３が測定した車間距離とカメラ２０８が撮像した画像とを基にストップランプ５の位置を検出する構成としてもよく、その他の方法でストップランプ５の位置を検出する構成としてもよい。
【００７５】
また、調整部２０９は、受光部６の全体の位置及び角度等を調整するのではなく、受光部６の受光素子６２についてのみ調整を行ってもよく、レンズ６１についてのみ調整を行ってもよい。更には、例えばレンズ６１及び受光素子６２の間にプリズムなどの光を屈折させる光学部材を設け、この光学部材の位置及び角度等を調整する構成とすることもできる。また、カメラ２０８が十分に高速に撮像を行うことができ、制御部２が高速に画像処理を行うことができる場合には、受光部６を車輌１に搭載せず、カメラ２０８が撮像した画像を基に、ストップランプ５の光により送信された情報を取得する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る車載通信装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る車載通信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る車載通信装置を利用した通信の一例を説明するための模式図である。
【図４】本発明に係る車載通信装置が行う通信処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る車載通信装置が行う通信処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る車載通信装置が行う通信処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の変形例に係る車載通信装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 車輌
１ａ 先行車輌
１ｂ 後続車輌
２ 制御部（検出手段、認証手段）
３ 障害物検知部（無線送信手段、障害物検知手段）
４ ミリ波受信部（無線受信手段）
５ ストップランプ（光送信手段）
６ 受光部（光受信手段）
７ センター通信部（地上通信手段）
３１ ミリ波送信部
３２ 反射波検知部
３３ 重畳部
５１ 駆動部
５２ ＬＥＤ
６１ レンズ
６２ 受光素子
１００ 管理センター（通信装置）
２０８ カメラ（撮像手段）
２０９ 調整部（調整手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌に搭載された既存ハードウェア資源を有効活用して、車輌間の情報の送受信を容易に行うことができる車載通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輌の走行の安全性向上及び車輌の快適な走行等を達成するために、渋滞情報及び事故情報等の種々の情報を道路などに設置された通信装置から車輌に搭載された通信装置へ送信するシステムが実用化されている。しかし、このシステムにおいては、通信装置の通信範囲には限界が存在することから、道路上に所定間隔で通信装置を設置する必要があるが、設置コストの問題から全ての道路を通信範囲がカバーするように通信装置を多数設置することは難しい。そこで、近年では、車輌に搭載された通信装置間で情報の送受信を行って情報を共有することにより、道路上に通信装置が設置されていない又は道路上に設置された通信装置の通信範囲外であっても、他車輌の通信装置を介して種々の情報を取得するシステムが研究及び開発されている。
【０００３】
特許文献１においては、通信を行うためのインフラ系設備が未設置の道路上を走行する複数の車輌間において情報を相互に通信することができる車車間通信システムが提案されている。この車車間通信システムでは、車輌の周囲を撮影する運転支援用カメラと、撮影された画像から車輌の周囲の交通状況及び異常事象等を検出するコントローラと、検出された情報を他車輌に無線送信する通信部とを車輌に搭載する。これにより、インフラ系設備が設置されていない道路上の交通状況及び異常事象の発生等を、複数の車輌にて事前に認知することが可能となる。
【０００４】
特許文献２においては、車輌のリア部に走行状態インジケータを設け、自車の走行状態に応じた発光パターンで発光させることにより、自車の走行状態を確実に後続車に送信することができる車輌間通信装置が提案されている。この車輌間通信装置では、走行状態インジケータを２次元ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイとして構成し、例えば自車が１台目である場合には２次元ＬＥＤアレイを全て発光させて長方形の発光パターンとし、自車が２台目である場合には２次元ＬＥＤアレイの中央部を発光させずに中抜きの発光パターンとする。また、自車が自動運転中である場合には略Ｔ字型の発光パターンとし、手動運転中である場合には略逆Ｔ字型の発光パターンとする。後続車は、先行車の発光パターンを認識し、認識結果に応じて自車の走行を制御する。
【特許文献１】特開２００１−２８３３８１号公報
【特許文献２】特開平１１−５３６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の車車間通信システムにおいては、車輌間で通信を行うために、各車輌がミリ波帯の電波による無線通信を行うための通信装置を備える必要がある。ミリ波帯の電波により車輌周辺の広範囲に亘って無線通信を行うことができる通信装置は従来の車輌には搭載されていないものであるため、各車がこの通信装置を新たに搭載する必要があるという問題があり、高コストであった。従来の車輌には、前方車輌との車間を測定するためにミリ波の電波を放出するミリ波レーダーが搭載されているものがあるが、ミリ波レーダーが放出する電波は指向性が高いものであり、車両周辺の広範囲に亘って放出されるものではないため、特許文献１に記載の車車間通信システムに利用することは難しい。
【０００６】
また、特許文献２に記載の車輌間通信装置は、２次元ＬＥＤアレイの発光パターンにより後続車へ情報を送信する構成であり、発光パターンには限りがあり、任意の情報を送信することができないという問題がある。よって、渋滞情報及び事故情報等の種々の情報を送信することはできない。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、車輌の前方へ電波による信号を送信し、車輌の後方へ光による信号を送信すると共に、後方からの電波による信号を受信し、前方からの光による信号を受信する構成とすることにより、自車輌の前後に存在する他車輌との間で電波及び光を利用した情報の送受信を行うことができる車載通信装置を提供することにある。
【０００８】
また本発明の他の目的とするところは、電波を利用して前方の障害物を検知する手段が車輌に搭載されている場合に、この電波に信号を重畳して送信する構成とすることにより、従来の車輌に搭載されたミリ波レーダーなどを利用して前方の車輌へ情報を送信することができる車載通信装置を提供することにある。
【０００９】
また本発明の他の目的とするところは、車輌に搭載されたストップランプが発する光を利用して信号を送信する構成とすることにより、車輌には必ず搭載されているストップランプを利用して後方の車輌へ情報を送信することができる車載通信装置を提供することにある。
【００１０】
また本発明の他の目的とするところは、ストップランプを利用して光を振幅変調することにより信号の送信を行う構成とすることにより、ストップランプを利用して渋滞情報及び事故情報等の種々の情報を送信することができる車載通信装置を提供することにある。
【００１１】
また本発明の他の目的とするところは、車輌の前方を撮像手段により撮像し、撮像した画像から前方の車輌に搭載されたストップランプの位置を検出し、検出した位置に応じてストップランプの光を受光する受光部の位置を調整する構成とすることにより、前方の車輌がストップランプの光により送信する信号を確実に受信することができる車載通信装置を提供することにある。
【００１２】
また本発明の他の目的とするところは、地上に設置された通信装置との間で通信を行って認証処理を行う構成とすることにより、他車輌との間で送受信する情報の信頼性を高めることができる車載通信装置を提供することにある。
【００１３】
また本発明の他の目的とするところは、後続車輌は先行車輌へ送信要求及び認識情報を電波により送信し、先行車輌は受信した認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行い、認証の成功後に先行車輌は情報及び認識情報を光により後続車輌へ送信し、後続車輌は受信した認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行う構成とすることにより、先行車輌及び後続車輌は通信相手が正当であるか否かを地上の通信装置を介してそれぞれ確認することができる車載通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１発明に係る車載通信装置は、車輌に搭載され、他の車輌との間で信号の送受信を行う車載通信装置において、車輌の前方へ電波による信号を送信する無線送信手段と、前記車輌の後方へ光による信号を送信する光送信手段と、後方から送信された電波による信号を受信する無線受信手段と、前方から送信された光による信号を受信する光受信手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、車輌の前方へ電波により信号を送信する手段を車輌に設けると共に、車輌の後方へ光による信号を送信する手段を車輌に設ける。また、他の車輌から送信されたこれらの信号を受信するために、後方からの電波による信号を受信する手段を車輌に設けると共に、前方からの光による信号を受信する手段を車輌に設ける。よって、後続車輌から先行車輌へは電波による情報の送信を行うことができ、先行車輌から後続車輌へは光による情報の送信を行うことができる。また、後続車輌から先行車輌への信号送信と、先行車輌から後続車輌への信号送信とを異なる方法で行うことによって、通信の干渉及び衝突等を回避することができる。
【００１６】
また、第２発明に係る車載通信装置は、電波を放出して前記車輌の前方の障害物を検知する障害物検知手段を備え、前記無線送信手段は、前記障害物検知手段の電波に信号を重畳して送信するようにしてあることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、電波を利用して前方の障害物を検知する手段（例えば、ミリ波レーダーなど）が車輌に搭載されている場合に、この電波に信号を重畳することにより車輌の前方への情報送信を実現する。障害物検知用の電波送信の手段を利用することによって、信号送信用の電波送信の手段を新たに車輌に搭載する必要がない。
【００１８】
また、第３発明に係る車載通信装置は、前記光送信手段が、前記車輌の後部に搭載されたストップランプが発する光により信号を送信するようにしてあることを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、車輌の後方への光による信号の送信は、車輌の後部に搭載されたストップランプ（ブレーキランプ）が発する光を利用して実現する。例えば車輌が交差点にて赤信号により停車した場合にはストップランプが点灯されるため、直後に停車する車輌はストップランプが発する光を受光して信号を受信することができる。ストップランプは車輌に必ず搭載されるものであるため、光による信号送信を行うための光源を新たに車輌に搭載する必要はない。また、ストップランプは昼夜に関わらず停車時に点灯されるため、確実に信号の送受信を行うことができる。
【００２０】
また、第４発明に係る車載通信装置は、前記光送信手段が、前記光を振幅変調することによって信号を送信するようにしてあることを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、振幅変調によりストップランプの光を制御することによって、光を利用した信号の送信を行う。例えばＬＥＤを用いたストップランプの場合には、振幅変調により１Ｍｂｐｓ程度の信号送信が可能である。また、１Ｍｂｐｓ程度の速度でストップランプを制御した場合、後続車輌の運転者によるストップランプの目視に悪影響を与えることはない。
【００２２】
また、第５発明に係る車載通信装置は、前記光受信手段が、光を受光する受光部を有し、前記車輌の前方を撮像して画像を取得する撮像手段と、該撮像手段が撮像して取得した画像から、前方の他の車輌に搭載されたストップランプの位置を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に応じて、前記受光部の位置を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、車輌の前方を撮像して取得した画像から、先行車輌のストップランプの位置を検出する。光による信号を受信する受信手段にはストップランプの光を受光する受光部を設け、検出したストップランプの位置に応じて受光部の位置を調整する。交差点などで停車した車輌に対して後続車が停車する位置は必ずしも一定ではなく、先行車輌のストップランプの位置に対して後続車輌の受光部の位置にズレが生じる虞がある。また、車輌の種類によってストップランプの搭載位置も様々である。これらの場合には光による信号の送受信が精度よく行えないという問題があるが、受光部の位置を調整することによってこの問題を解決することができる。
【００２４】
また、第６発明に係る車載通信装置は、地上に設置された通信装置との間で通信を行う地上通信手段と、該地上通信手段を介して前記通信装置との間で認証処理を行う認証手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明においては、地上に設置された通信装置との間で通信を行う手段を車輌に設ける。これは、例えば携帯電話網を利用した通信により実現することができる。また、地上の通信装置にて識別情報などを管理することにより、車輌に搭載された車載通信装置と地上の通信装置との間で認証処理を行う。これにより、車輌間の通信の信頼性を高めることができる。
【００２６】
また、第７発明に係る車載通信装置は、前記無線送信手段が、情報の送信要求及び車輌の認識情報を電波により送信するようにしてあり、前記無線受信手段が情報の送信要求及び車輌の認識情報を受信した場合に、前記認証手段が前記認識情報に基づく認証処理を行うようにしてあり、前記認証処理が成功した場合に、前記送信要求に応じた情報及び車輌の認識情報を前記光送信手段が光により送信するようにしてあり、前記光受信手段が前記送信要求に応じた情報及び車輌の認識情報を受信した場合に、前記認証手段が前記認識情報に基づく認証処理を行うようにしてあることを特徴とする。
【００２７】
本発明においては、後続車輌は先行車輌が有する情報の送信要求及び後続車輌の認識情報を電波の信号により先行車輌へ送信する。これを受信した先行車輌は、受信した後続車輌の認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行って、受信した送信要求が正当なものであるか否かを調べる。認証に成功した場合、先行車輌は、後続車輌からの送信要求に応じた情報及び先行車輌の認識情報を光の信号により後続車輌へ送信する。これを受光した後続車輌は、受信した先行車輌の認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行って、受信した情報が正当なものであるか否かを調べる。よって、先行車輌及び後続車輌は、通信相手が正当なものであるか否かをそれぞれ確認して情報の送受信を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
第１発明による場合は、車輌の前方へ無線の電波を送信し、車輌の後方へ光による情報の送信すると共に、後方からの無線電波を受信し、前方からの光による情報を受信する構成とすることにより、前後に並んだ２つの車輌間で情報の送受信を行うことができるため、渋滞情報及び事故情報等の種々の情報を複数の車輌で共有することができる。よって、車輌の走行の安全性向上及び車輌の快適な走行等を達成することができる。また、後続車輌から先行車輌への情報送信と、先行車輌から後続車輌への情報送信とを異なる方法で行うことによって、通信の干渉及び衝突等を回避することができるため、高品質な通信を車輌間で行うことができる。
【００２９】
また、第２発明による場合は、障害物検知用の電波に信号を重畳して車輌の前方へ送信する構成とすることにより、ミリ波レーダーなどの障害物の検知手段を備えた車輌の場合には、信号送信用の電波送信の手段を新たに搭載することなく、車輌の前方への信号送信を行うことができるため、車輌間の通信を低コストで実現することができる。
【００３０】
また、第３発明による場合は、車輌の後部に搭載されたストップランプが発する光を利用して信号を送信する構成とすることにより、ストップランプは車輌に必ず搭載されるものであるため、光による信号送信を行うための光源を新たに車輌に搭載することなく、車輌の後方への信号送信を行うことができる。よって、車輌間の通信を低コストで実現することができる。
【００３１】
また、第４発明による場合は、振幅変調によりストップランプの光を制御することによって、光を利用した信号の送信を行う構成とすることにより、後続車輌の運転者によるストップランプの目視に悪影響を与えることなく、渋滞情報及び事故情報等の多種多様な大量の情報を光の信号として送信することができる。
【００３２】
また、第５発明による場合は、車輌の前方を撮像した画像から前方の車輌に搭載されたストップランプの位置を検出し、検出した位置に応じて受光部の位置を調整する構成とすることにより、先行車輌の車種又は車輌の停車位置等に影響されることなく、ストップランプの光により送信される信号を確実に受信することができるため、車輌間の通信の信頼性を高めることができる。
【００３３】
また、第６発明による場合は、地上に設置された通信装置との間で通信を行って認証処理を行う構成とすることにより、車輌間で送受信される信号が正当なものであるか否かを確認することができるため、悪意の通信を排除することができ、安全性及び秘匿性の高い通信を実現することができる。
【００３４】
また、第７発明による場合は、後続車輌は先行車輌へ送信要求及び認識情報を電波の信号により送信し、先行車輌は受信した認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行い、認証の成功後に先行車輌は情報及び認識情報を光の信号により後続車輌へ送信し、後続車輌は受信した認識情報を基に地上の通信装置との間で認証処理を行う構成とすることにより、先行車輌及び後続車輌は、通信相手が正当なものであるか否かをそれぞれ確認して情報の送受信を行うことができる。よって、先行車輌及び後続車輌が共に悪意の通信を排除することができるため、車輌間の通信の安全性及び秘匿性をより確実に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係る車載通信装置の構成を示す模式図である。図において１は車輌であり、車輌１の前部中央には前方の障害物（歩行者及び他車輌等）を検知する障害物検知部３が搭載してある。障害物検知部３は、ミリ波の放出及び反射波の検知によって前方の障害物を検知する所謂ミリ波レーダーであり、更に本発明に係る車載通信装置においては、種々の情報に係る信号をミリ波に重畳して送信する機能が備えてある。車輌１の後部中央には、他の車輌（後続車輌）の障害物検知部３からのミリ波を受信して、ミリ波に重畳された信号から情報を取得するミリ波受信部４が搭載してある。
【００３６】
また、車輌１の後部には左右にストップランプ５がそれぞれ搭載してある。ストップランプ５は、車輌１の停車時に点灯するようにしてあると共に、本発明に係る車載通信装置においてはストップランプ５が発する光によって種々の情報に係る信号の送信を行うことができるようにしてある。車輌１の前部の左右には、他の車輌（先行車輌）のストップランプ５が発する光を受光する受光部６がそれぞれ搭載してある。
【００３７】
また、車輌１には、携帯電話網を利用した通信により管理センター１００（図３において図示する）との間で情報の送受信を行うセンター通信部７が搭載してある。このように、本発明に係る車載通信装置は、ミリ波を利用した車輌間の通信、光を利用した車輌間の通信、及び携帯電話網を利用した管理センター１００との間の通信の３種の通信を行う機能を有している。これらの通信を行うための障害物検知部３、ミリ波受信部４、ストップランプ５、受光部６及びセンター通信部７は、車輌１の適所に搭載された制御部２に接続してあり、制御部２によって動作を制御されている。
【００３８】
図２は、本発明に係る車載通信装置の構成を示すブロック図である。車載通信装置の障害物検知部３は、ミリ波送信部３１、反射波検知部３２及び重畳部３３等を有している。障害物検知部３は、ミリ波送信部３１にて波長が１０ｍｍ〜１ｍｍ程度の電波（電磁波）であるミリ波を車輌１の前方へ放射し、障害物からのミリ波の反射波を反射波検知部３２にて検知することによって、車輌の前方に存在する障害物を検知するようにしてある。障害物の検知結果は制御部２へ与えられ、制御部２から車輌１に搭載されたブレーキの制御装置又は警報装置等の他の装置（図示は省略する）へ車内ネットワークを介して与えられて、車輌１の走行の自動制御又は運転者への警報等の処理が行われる。障害物検知部３からのミリ波の放射は、例えば１秒間に数回程度の頻度で、定期的に繰り返し行われている。
【００３９】
障害物検知部３の重畳部３３は、制御部２から与えられた送信用の情報に係る信号をミリ波送信部３１が放射するミリ波に重畳する処理を行うようにしてあり、これにより車載通信装置は車輌１の前方へ情報の送信を行うことができる。障害物検知部３からミリ波に重畳されて送信される情報は、他車輌（先行車輌）が保持する渋滞情報又は事故情報等の情報を自車輌へ送信する送信要求であり、送信要求には自車輌に付されたＩＤ（IDentifier）及び管理センター１００から付与された認識コード（後述する）等が含まれている。
【００４０】
ミリ波受信部４は、後方の他の車輌１に搭載された障害物検知部３から送信されるミリ波を受信するものである。ミリ波受信部４は、受信したミリ波に重畳された信号から情報（送信要求、ＩＤ及び認識コード）を抽出して制御部２へ与えるようにしてある。
【００４１】
ストップランプ５は、車輌１のブレーキ（図示は省略する）を運転者が操作した際に点灯するようにしてあり、光源としてＬＥＤ５２を有している。ＬＥＤ５２は駆動部５１により駆動されており、駆動部５１はＬＥＤ５２の点灯／消灯を行うと共に、ＬＥＤ５２を点灯した際の発光量を調整することができるようにしてある。また、制御部２は、ブレーキ操作に伴ってストップランプ５を点灯する際に、後方の他の車輌１からミリ波により受信した送信要求に対する情報をストップランプ５へ与えるようにしてあり、ストップランプ５は与えられた情報に係る信号をＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調し、駆動部５１にて変調結果に応じたＬＥＤ５２の駆動を行うことによって、ＬＥＤ５２が発する光を利用した信号の送信を行うようにしてある。ストップランプ５から光の信号により送信される情報には、送信要求に対する渋滞情報又は事故情報等の情報であり、自車輌に付されたＩＤ及び管理センター１００から付与された認識コード等が情報に付されて送信されるようにしてある。
【００４２】
車輌１の前部に搭載された受光部６は、受光した光を電気信号に変換する受光素子６２と、車輌１の前方からの光を受光素子６２へ集光するレンズ６１とを有している。受光部６は受光素子６２が出力する電気信号を制御部２へ与えるようにしてあり、制御部２は与えられた電気信号からＡＳＫ変調された信号に係る情報を取得するようにしてある。
【００４３】
センター通信部７は、携帯電話網による通信を行うものであり、制御部２から与えられた情報を変調して無線電波として送信すると共に、受信した無線電波を復調して得られた情報を制御部２へ与えるようにしてある。また、制御部２は、センター通信部７により管理センター１００との間で情報の送受信を行うようにしてある。これにより制御部２は、障害物検知部３又はストップランプ５による情報送信を行う場合に管理センター１００から認識コードを取得し、取得した認識コード及び予め付されたＩＤを情報に付与して送信するようにしてある。また、制御部２は、ミリ波受信部４又は受光部６にて情報を受信した場合に、受信した情報に付与されたＩＤ及び認識コードをセンター通信部７にて管理センター１００に送信し、受信した情報が正当な情報であるか否かを調べる認証処理を行うようにしてある。
【００４４】
図３は、本発明に係る車載通信装置を利用した通信の一例を説明するための模式図であり、２つの車輌１（先行車輌１ａ及び後続車輌１ｂ）及び管理センター１００の間で行われる通信を順に（１）〜（１０）に示してある。車輌１は障害物検知部３のミリ波により前方に障害物が存在するか否かの検知を常に行っており、図３には後続車輌１ｂが障害物検知部３からミリ波を放射する場合のみが図示してあるが、実際には先行車輌１ａも同様に障害物検知部３からのミリ波の放射を行っている。
【００４５】
後続車輌１ｂは、障害物検知部３からミリ波を放射する前に、センター通信部７にて管理センター１００との間で通信を行い、ミリ波による情報送信を行うための認識コードの取得を管理センター１００に要求する（図３（１）参照）。この際に後続車輌１ｂのセンター通信部７は、後続車輌１ｂに予め付されたＩＤを認識コードの取得要求と共に管理センター１００に送信するようにしてある。
【００４６】
管理センター１００には各車輌１（又は各車載通信装置）に付されたＩＤが予め記憶してあり、後続車輌１ｂから認識コードの取得要求を受信した管理センター１００は、取得要求と共に受信したＩＤが予め記憶された正当なＩＤであるか否かを調べるようにしてある。正当なＩＤによる取得要求と判断した場合、管理センター１００はこの取得要求を送信した車輌１（後続車輌１ｂ）へ認識コードを送信して付与するようにしてある（図３（２）参照）。なお、管理センター１００が付与する認識コードは、取得要求の受信毎に生成され、毎回異なる値である。
【００４７】
管理センター１００からの認識コードをセンター通信部７にて受信した後続車輌１ｂは、他の車輌１が有する情報の送信要求、自車輌（後続車輌１ｂ）のＩＤ及び管理センター１００から付与された認識コード等を重畳部３３にてミリ波に重畳し、ミリ波送信部３１から送信するようにしてある（図３（３）参照）。車輌１（後続車輌１ｂ）の前方（ミリ波の到達範囲内）に他の車輌１（先行車輌１ａ）が存在する場合には、先行車輌１ａがミリ波を受信して後述の処理を行う。前方に先行車輌１ａが存在しない場合には、後続車輌１ｂが情報を受信することができないため、上述の処理を繰り返し行うようにしてある。
【００４８】
交差点などで２つの車輌１（先行車輌１ａ及び後続車輌１ｂ）が前後に並んで停車した状態では、後続車輌１ｂからのミリ波を先行車輌１ａのミリ波受信部４が受信することができ、ミリ波受信部４は受信したミリ波に重畳された送信要求、ＩＤ及び認識コード等の情報を抽出して制御部２へ与えるようにしてある。制御部２は、与えられたＩＤ及び認識コードをセンター通信部７から管理センター１００へ送信して確認することによって、受信した送信要求が正当なものであるか否かを判断する認証処理を行うようにしてある（図３（４）参照）。
【００４９】
管理センター１００には、各車輌１に付与した認識コードを各ＩＤに関連付けて例えばテーブルなどに記憶してある。先行車輌１ａからのＩＤ及び認識コードを受信した管理センター１００は、このＩＤに対して付与した認識コードであるか否かを調べて、ＩＤ及び認識コードが正当なものであるか否かを認証回答として返信する（図３（５）参照）。
【００５０】
管理センター１００からの認証回答をセンター通信部７にて受信した先行車輌１ａは、後続車輌１ｂからのＩＤ及び認識コードが正当なものであるか否か、即ち認証に成功したか否かを制御部２にて調べる。認証に成功した場合、制御部２は後続車輌１ｂへ送信要求に応じた情報を送信するために、センター通信部７にて管理センター１００との間で通信を行って認識コードの取得を要求する（図３（６）参照）。この際に先行車輌１ａのセンター通信部７は、後続車輌１ｂのＩＤを認識コードの取得要求と共に管理センター１００に送信するようにしてある。また、認証に失敗した場合、制御部２は後続車輌１ｂからの送信要求を破棄するようにしてある。
【００５１】
先行車輌１ａからの認識コードの所得要求を受信した管理センター１００は、取得要求と共に受信したＩＤが予め記憶された正当なＩＤであるか否かを調べる。正当なＩＤによる取得要求と判断した場合、管理センター１００はこの取得要求を送信した先行車輌１ａへ認識コードを送信して付与するようにしてある（図３（７）参照）。
【００５２】
管理センター１００からの認識コードをセンター通信部７にて受信した先行車輌１ａは、後続車輌１ｂからの送信要求に対応する情報を制御部２が取得し、取得した情報、先行車輌１ａのＩＤ及び管理センター１００から取得した認識コード等を含む情報をＡＳＫ変調してストップランプ５のＬＥＤ５２の点灯を制御し、後続車輌１ｂへストップランプ５の光による情報送信を行う（図３（８）参照）。なお、先行車輌１ａから後続車輌１ｂへ送信される情報は、例えば先行車輌１ａのカーナビゲーション装置に設定されている目的地、走行開始地点からの走行距離及び走行時間等の情報であってもよく、先行車輌１ａが他の車輌１から受信した情報などであってもよい。
【００５３】
先行車輌１ａのストップランプ５からの光を受光部６にて受光した後続車輌１ｂは、ＡＳＫ変調された情報を復調することによって情報を受信する。後続車輌１ｂの制御部２は、受信した情報に含まれるＩＤ及び認証コードをセンター通信部７から管理センター１００へ送信して確認することによって、受信した情報が正当なものであるか否かを判断する認証処理を行うようにしてある（図３（９）参照）。
【００５４】
後続車輌１ｂからのＩＤ及び認識コードを受信した管理センター１００は、このＩＤに対して付与した認識コードであるか否かを調べて、ＩＤ及び認識コードが正当なものであるか否かを認証回答として返信する（図３（１０）参照）。管理センター１００からの認証回答をセンター通信部７にて受信した後続車輌１ｂは、先行車輌１ａからのＩＤ及び認識コードが正当なものであるか否か、即ち認証に成功したか否かを制御部２にて調べる。認証に成功した場合、制御部２は先行車輌１ａから受信した情報を基に、例えば交通状況の予測又は目的地までの所要時間の算出等の種々の処理を行って、運転者に情報を通知する。また、認証に失敗した場合、制御部２は先行車輌１ａから受信した情報を破棄するようにしてある。
【００５５】
上記の（１）〜（１０）の通信を行うことによって、先行車輌１ａから後続車輌１ｂへ信頼性の高い種々の情報を送信することができる。この方法による通信を行うことによって、交差点などにおいて複数の車輌１が並んで停車している場合、最前の車輌１から順に後方の車輌へ情報が伝達されるため、多数の車輌１が情報を共有することができる。
【００５６】
図４及び図５は、本発明に係る車載通信装置が行う通信処理の手順を示すフローチャートであり、情報を取得する車輌１（後続車輌１ｂ）の処理を示してある。車載通信装置は、運転者が通信に係る種々の操作を行うためのボタン又はスイッチ等が配された操作部（図示せず）を有しており、操作部を運転者が操作することによって車輌１間での通信を終了／開始させることができるようにしてある。車載通信装置の制御部２は、操作部の操作によって運転者から通信処理の終了指示が与えられたか否かを調べ（ステップＳ１）、終了指示が与えられた場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、通信処理を終了する。終了指示が与えられていない場合には（Ｓ１：ＮＯ）、終了指示が与えられるまで制御部２は以下の処理を繰り返し行う。
【００５７】
まず、制御部２は、センター通信部７により管理センター１００へ予め与えられた自車輌のＩＤを送信することによって、認識コードの取得を要求し（ステップＳ２）、この要求に対する管理センター１００からの認識コードをセンター通信部７にて受信したか否かを調べる（ステップＳ３）。認識コードを受信していない場合には（Ｓ３：ＮＯ）、制御部２は認識コードを受信するまで待機する。認識コードを受信した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、他の車輌１が有する情報の送信要求を障害物検知部３が放射するミリ波に重畳することによって、制御部２は他の車輌１への情報の送信要求を行う（ステップＳ４）。このとき、制御部２は、情報の送信要求と共に、自車輌に付されたＩＤ及びステップＳ３にて受信した認識コードをミリ波に重畳して送信するようにしてある。
【００５８】
その後、制御部２は他の車輌１からの光により送信される情報を受光部６にて受信したか否かを調べる（ステップＳ５）。他の車輌１から情報を受信していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、制御部２は更に、ステップＳ４の送信要求の完了から所定時間が経過したか否かを調べる（ステップＳ６）。所定時間が経過していない場合には（Ｓ６：ＮＯ）、制御部２はステップＳ５へ戻って他の車輌１からの情報の受信を待機する。所定時間が経過した場合には（Ｓ６：ＹＥＳ）、制御部２はステップＳ１へ戻って、情報の送信要求を繰り返し行う。
【００５９】
ステップＳ５にて他の車輌１からの情報を受光部６にて受信した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部２は情報と共に受信したＩＤ及び認識コードをセンター通信部７から管理センター１００へ送信することによって、ＩＤ及び認識コードの確認（認証処理）を行う（ステップＳ７）。その後、制御部２は管理センター１００からの認証回答をセンター通信部７にて受信したか否かを調べ（ステップＳ８）、認証回答を受信していない場合には（Ｓ８：ＮＯ）、認証回答を受信するまで待機する。
【００６０】
管理センター１００から認証回答を受信した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、受信した認証回答から制御部２は認証に成功したか否かを調べる（ステップＳ９）。認証に成功した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ステップＳ５にて他の車輌１から受信した情報に対する種々の処理を行って（ステップＳ１０）、制御部２はステップＳ１へ戻り、上述の処理を繰り返し行う。認証に成功しなかった場合（Ｓ９：ＮＯ）、制御部２は受信した情報に対する処理を行うことなくステップＳ１へ戻り、上述の処理を繰り返し行う。
【００６１】
以上の通信処理によって、車載通信装置は前方の車輌１から種々の情報を取得することができ、取得した情報に種々の情報処理を施して車輌１の運転者に情報提供を行うことができる。上述の処理は運転者からの通信終了の指示が与えられるまで繰り返し行われており、他の車輌１との間で通信を行うことができる場合には情報を最新のものに更新することができる。なお、図４及び図５に示す処理には、障害物検知部３による障害物の検知処理は含まれていないが、ステップＳ４にて情報の送信要求を行う際に車輌１の前方へ放射されたミリ波の反射波を障害物検知部３にて検知することによって、障害物の検知処理を行うことができる。
【００６２】
図６は、本発明に係る車載通信装置が行う通信処理の手順を示すフローチャートであり、情報を送信する車輌１（先行車輌１ａ）の処理を示してある。車載通信装置の制御部２は、操作部の操作によって運転者から通信処理の終了指示が与えられたか否かを調べ（ステップＳ２１）、終了指示が与えられた場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、通信処理を終了する。終了指示が与えられていない場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、終了指示が与えられるまで制御部２は以下の処理を繰り返し行う。
【００６３】
まず、制御部２は、ミリ波受信部４にて後方の他の車輌１からミリ波に重畳された送信要求を受信したか否かを調べ（ステップＳ２２）、送信要求を受信していない場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、ステップＳ２１へ戻って送信要求を受信するまで待機する。他の車輌１から送信要求を受信した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、制御部２は送信要求と共に受信する他の車輌１のＩＤ及び認識コードをセンター通信部７から管理センター１００へ送信することによって、ＩＤ及び認識コードの確認（認証処理）を行う（ステップＳ２３）。その後、制御部２は管理センター１００からの認証回答をセンター通信部７にて受信したか否かを調べ（ステップＳ２４）、認証回答を受信していない場合には（Ｓ２４：ＮＯ）、認証回答を受信するまで待機する。
【００６４】
管理センター１００から認証回答を受信した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、受信した認証回答から制御部２は認証に成功したか否かを調べる（ステップＳ２５）。認証に失敗した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、制御部２はステップＳ２１へ戻り、他の車輌１からの送信要求を受信するまで待機する。認証に成功した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、制御部２は、センター通信部７により管理センター１００へ自車輌のＩＤを送信することによって、認識コードの取得を要求し（ステップＳ２６）、この要求に対する管理センター１００からの認識コードをセンター通信部７にて受信したか否かを調べる（ステップＳ２７）。認識コードを受信していない場合には（Ｓ２７：ＮＯ）、制御部２は認識コードを受信するまで待機する。認識コードを受信した場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、ステップＳ２２にて受信した他の車輌１からの送信要求に応じた情報を制御部２は読み出し、自車輌のＩＤ及び管理センター１００から取得した認識コードと共にＡＳＫ変調して、ストップランプ５の光により情報送信を行う（ステップＳ２８）。情報送信を終了した後、制御部２はステップＳ２１へ戻り、上述の処理を繰り返し行う。
【００６５】
以上の構成の車載通信装置においては、車輌１の前部に搭載された障害物検知部３からミリ波に重畳して情報（送信要求、ＩＤ及び認識コード等）を前方の他の車輌１に送信すると共に、車輌１の後部に搭載されたミリ波受信部４にて後方の他の車輌１から送信されたミリ波を受信して重畳された情報を取得する構成とすることにより、障害物を検知するためのミリ波を利用して後方の車輌１から前方の車輌１へ情報の送信を行うことができる。障害物検知のためのミリ波を放射する装置を搭載した車輌であれば、ミリ波受信部４を搭載するのみでこの通信機能を実現することができる。
【００６６】
また、車輌１のストップランプ５を利用してＡＳＫ変調により情報を光で後方へ送信すると共に、車輌１の前部にストップランプ５の光を受光する受光部６を設けて受光した光を復調して情報を取得する構成とすることにより、ストップランプ５を利用して前方の車輌１から後方の車輌１へ情報の送信を行うことができる。ＡＳＫ変調を利用することによって、多種多様な情報の送信を行うことができる。ストップランプ５は車輌１に必ず搭載されているため、受光部６を車輌に搭載するのみでこの通信機能を実現することができる。
【００６７】
よって、複数の車輌１が交差点などで並んで停車した場合に、前方の車輌１から後方の車輌１へ順に情報を送信することができ、複数の車輌１が情報を共有することができる。また、前方への情報送信と、後方への情報送信とを異なる方法で行う構成であるため、通信の干渉及び衝突等が発生せず、高品質な通信を複数の車輌１の間で行うことができる。
【００６８】
また、車輌１に携帯電話網を利用して通信を行うセンター通信部７を搭載し、地上の管理センター１００との間で認証処理を行う構成とすることによって、複数の車輌１の間で送受信される情報及び送信要求の信頼性を高めることができ、悪意の通信を排除することができるため、安全性及び秘匿性の高い通信を実現することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態においては、車輌１のストップランプ５を利用して光による情報の送信を行う構成としたが、これに限るものではなく、テールランプ又は方向指示ランプ等の他のランプを利用する構成であってもよい。また、後方の車輌１（後続車輌１ｂ）から前方の車輌１（先行車輌１ａ）へ情報の送信要求をミリ波により送信し、前方の車輌１から後方の車輌１へ情報を光により送信する構成としたが、これに限るものではなく、前方の車輌１から後方の車輌１へ送信要求を光により送信し、後方の車輌１から前方の車輌１へ情報をミリ波により送信する構成としてもよい。また、管理センター１００との通信を携帯電話網を利用した通信により行う構成としたが、これに限るものではなく、その他の通信方法を用いてもよい。また、車載通信装置は、情報の送信を行う際に管理センター１００との通信を行って認識コードを取得すると共に、情報を受信した際に管理センター１００との通信を行って認証処理を行う構成としたが、これに限るものではなく、車輌間での通信が十分に信頼性の確保されたものである場合には、管理センター１００との通信を行わずに、車輌間でのみの通信を行う構成としてもよい。また、障害物検知部３にてミリ波に送信要求を常に重畳して車輌１の前方に送信する構成としたが、これに限るものではなく、車輌１の前方に障害物が検知された場合にのみ、ミリ波に送信要求を重畳して送信する構成としてもよい。また、本実施の形態においては特に言及していないが、車輌間の通信は暗号化して行ってもよい。車輌１及び管理センター１００の間の通信についても同様である。
【００７０】
（変形例）
図７は、本発明の変形例に係る車載通信装置の構成を示す模式図である。変形例に係る車載通信装置は、前方の車輌１から後方の車輌１へのストップランプ５を利用した通信の精度を高めたものである。変形例に係る車載通信装置は、図１に示した車載通信装置に、車輌１の前方を撮像するカメラ２０８と、受光部６の位置を調整する調整部２０９とを追加した構成である。
【００７１】
カメラ２０８は、例えば車輌１のルームミラー近傍又はフロントバンパー近傍等に設けられて、車輌１の前方を１秒間に数十回程度の頻度で撮像し、撮像した画像を制御部２へ与えるようにしてある。制御部２は、カメラ２０８が撮像した画像を基に画像処理を行って、車輌１の前方に他の車輌１が存在するか否かを判定すると共に、他の車輌１が存在する場合には他の車輌１のストップランプ５の位置を検出する処理を行うようにしてある。制御部２は、検出したストップランプ５の位置を調整部２０９へ与えることによって、受光部６の位置調整を行うようにしてある。
【００７２】
なお、ストップランプ５の位置は、カメラ２０８が撮像した画像を基に、例えば路面からの距離が略等しい位置に写された２つの赤色部分を抽出し、この２つの赤色部分の間の距離が所定距離範囲内（車輌１の２つのストップランプの間の距離として妥当と考えられる距離範囲内）に存在するか否かを調べ、所定距離範囲に存在する場合にこの２つの赤い部分をストップランプ５の位置として検出することができる。
【００７３】
調整部２０９は、車輌１の前部の左右に設けられた２つの受光部６にそれぞれ設けられており、各受光部６の位置を各調整部２０９がそれぞれ調整するようにしてある。調整部２０９は、例えばアクチュエータ、モータ及び歯車機構等を用いて、制御部２から与えられる位置情報に応じて、受光部６の位置を調整する。このとき、調整部２０９は、前方の他の車輌１のストップランプ５の位置に合わせて、受光部６がストップランプ５を向くように、受光部６の位置及び角度等を調整して受光方向を調整するようにしてある。
【００７４】
以上の構成の変形例に係る車載通信装置においては、前方の車輌１の車種又は停車位置等に影響されることなく、前方の車輌１のストップランプ５が発する光を受光部６にて受光することができるため、ストップランプ５の光を利用した車輌間の通信の信頼性を高めることができる。なお、本変形例においては、カメラ２０８が撮像した画像のみから制御部２が前方の車輌１に設けられたストップランプ５の位置を検出する構成としたが、これに限るものではなく、例えば障害物検知部３にて前方の車輌１との間の距離を測定することができる場合には、障害物検知部３が測定した車間距離とカメラ２０８が撮像した画像とを基にストップランプ５の位置を検出する構成としてもよく、その他の方法でストップランプ５の位置を検出する構成としてもよい。
【００７５】
また、調整部２０９は、受光部６の全体の位置及び角度等を調整するのではなく、受光部６の受光素子６２についてのみ調整を行ってもよく、レンズ６１についてのみ調整を行ってもよい。更には、例えばレンズ６１及び受光素子６２の間にプリズムなどの光を屈折させる光学部材を設け、この光学部材の位置及び角度等を調整する構成とすることもできる。また、カメラ２０８が十分に高速に撮像を行うことができ、制御部２が高速に画像処理を行うことができる場合には、受光部６を車輌１に搭載せず、カメラ２０８が撮像した画像を基に、ストップランプ５の光により送信された情報を取得する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る車載通信装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る車載通信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る車載通信装置を利用した通信の一例を説明するための模式図である。
【図４】本発明に係る車載通信装置が行う通信処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る車載通信装置が行う通信処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る車載通信装置が行う通信処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の変形例に係る車載通信装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 車輌
１ａ 先行車輌
１ｂ 後続車輌
２ 制御部（検出手段、認証手段）
３ 障害物検知部（無線送信手段、障害物検知手段）
４ ミリ波受信部（無線受信手段）
５ ストップランプ（光送信手段）
６ 受光部（光受信手段）
７ センター通信部（地上通信手段）
３１ ミリ波送信部
３２ 反射波検知部
３３ 重畳部
５１ 駆動部
５２ ＬＥＤ
６１ レンズ
６２ 受光素子
１００ 管理センター（通信装置）
２０８ カメラ（撮像手段）
２０９ 調整部（調整手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌に搭載され、他の車輌との間で信号の送受信を行う車載通信装置において、
車輌の前方へ電波による信号を送信する無線送信手段と、
前記車輌の後方へ光による信号を送信する光送信手段と、
後方から送信された電波による信号を受信する無線受信手段と、
前方から送信された光による信号を受信する光受信手段と
を備えることを特徴とする車載通信装置。
【請求項２】
電波を放出して前記車輌の前方の障害物を検知する障害物検知手段を備え、
前記無線送信手段は、前記障害物検知手段の電波に信号を重畳して送信するようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載の車載通信装置。
【請求項３】
前記光送信手段は、前記車輌の後部に搭載されたストップランプが発する光により信号を送信するようにしてあること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載通信装置。
【請求項４】
前記光送信手段は、前記光を振幅変調することによって信号を送信するようにしてあること
を特徴とする請求項３に記載の車載通信装置。
【請求項５】
前記光受信手段は、光を受光する受光部を有し、
前記車輌の前方を撮像して画像を取得する撮像手段と、
該撮像手段が撮像して取得した画像から、前方の他の車輌に搭載されたストップランプの位置を検出する検出手段と、
該検出手段の検出結果に応じて、前記受光部の位置を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車載通信装置。
【請求項６】
地上に設置された通信装置との間で通信を行う地上通信手段と、
該地上通信手段を介して前記通信装置との間で認証処理を行う認証手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の車載通信装置。
【請求項７】
前記無線送信手段は、情報の送信要求及び車輌の認識情報を電波により送信するようにしてあり、
前記無線受信手段が情報の送信要求及び車輌の認識情報を受信した場合に、前記認証手段が前記認識情報に基づく認証処理を行うようにしてあり、
前記認証処理が成功した場合に、前記送信要求に応じた情報及び車輌の認識情報を前記光送信手段が光により送信するようにしてあり、
前記光受信手段が前記送信要求に応じた情報及び車輌の認識情報を受信した場合に、前記認証手段が前記認識情報に基づく認証処理を行うようにしてあること
を特徴とする請求項６に記載の車載通信装置。
【請求項１】
車輌に搭載され、他の車輌との間で信号の送受信を行う車載通信装置において、
車輌の前方へ電波による信号を送信する無線送信手段と、
前記車輌の後方へ光による信号を送信する光送信手段と、
後方から送信された電波による信号を受信する無線受信手段と、
前方から送信された光による信号を受信する光受信手段と
を備えることを特徴とする車載通信装置。
【請求項２】
電波を放出して前記車輌の前方の障害物を検知する障害物検知手段を備え、
前記無線送信手段は、前記障害物検知手段の電波に信号を重畳して送信するようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載の車載通信装置。
【請求項３】
前記光送信手段は、前記車輌の後部に搭載されたストップランプが発する光により信号を送信するようにしてあること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載通信装置。
【請求項４】
前記光送信手段は、前記光を振幅変調することによって信号を送信するようにしてあること
を特徴とする請求項３に記載の車載通信装置。
【請求項５】
前記光受信手段は、光を受光する受光部を有し、
前記車輌の前方を撮像して画像を取得する撮像手段と、
該撮像手段が撮像して取得した画像から、前方の他の車輌に搭載されたストップランプの位置を検出する検出手段と、
該検出手段の検出結果に応じて、前記受光部の位置を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車載通信装置。
【請求項６】
地上に設置された通信装置との間で通信を行う地上通信手段と、
該地上通信手段を介して前記通信装置との間で認証処理を行う認証手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の車載通信装置。
【請求項７】
前記無線送信手段は、情報の送信要求及び車輌の認識情報を電波により送信するようにしてあり、
前記無線受信手段が情報の送信要求及び車輌の認識情報を受信した場合に、前記認証手段が前記認識情報に基づく認証処理を行うようにしてあり、
前記認証処理が成功した場合に、前記送信要求に応じた情報及び車輌の認識情報を前記光送信手段が光により送信するようにしてあり、
前記光受信手段が前記送信要求に応じた情報及び車輌の認識情報を受信した場合に、前記認証手段が前記認識情報に基づく認証処理を行うようにしてあること
を特徴とする請求項６に記載の車載通信装置。
【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２００９−１５４５２（Ｐ２００９−１５４５２Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７４３４１（Ｐ２００７−１７４３４１）
【出願日】平成１９年７月２日（２００７．７．２）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【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１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２日（２００７．７．２）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【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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