通信エリア制御装置、通信エリア制御方法、車載機
【課題】路側機から車両への同報型通信を行う場合、交通量が増加しても処理時間が膨大とならず実用的に用いることができ、不要波にビームを向けることがない通信エリア制御装置等を提供する。
【解決手段】車両位置取得部３４が所定のエリア１０内の車両２０等の位置を、可視カメラ３１等により収集された所定のエリア１０内の交通状況に基づき画像処理プロセッサ３３等により検出させる。通信エリア特定部３５は車両２０等の位置に基づき所定のエリア１０内で車両２０等と通信する通信エリア１１等を特定する。ビーム・パターン作成部３６は特定された通信エリア１２等に応じてアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成する。送信処理部３７は作成されたビーム・パターンに基づきアダプティブＤＢＦアンテナ３２から送信処理を行う。
【解決手段】車両位置取得部３４が所定のエリア１０内の車両２０等の位置を、可視カメラ３１等により収集された所定のエリア１０内の交通状況に基づき画像処理プロセッサ３３等により検出させる。通信エリア特定部３５は車両２０等の位置に基づき所定のエリア１０内で車両２０等と通信する通信エリア１１等を特定する。ビーム・パターン作成部３６は特定された通信エリア１２等に応じてアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成する。送信処理部３７は作成されたビーム・パターンに基づきアダプティブＤＢＦアンテナ３２から送信処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路車間通信における通信エリアを制御する通信エリア制御装置等に関し、特に、車両側とアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナを用いて通信を行う通信エリア制御装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、路車間通信において安全用途の情報提供サービスが進められている。この安全用途の情報提供サービスでは、設置された路側機（基地局）から所望のエリア内に進入してくる車両（移動局）に対して、確実且つ迅速に安全用途の情報を提供することが必要である。このため、路側機が発する電波は上記所望のエリア内にのみ届くことが理想的とされている。
【０００３】
路車間通信において、基地局にダイポールアンテナ等の無指向性アンテナを使用した場合、無指向性（円形）の放射パターンとなる。すなわち、上記無指向性アンテナは指向性が弱く広いビーム・パターンを有するため、所望のエリア内に電波を集中させることが困難であり、建物等により発生するマルチパスフェージングを回避することができないという問題があった。さらに、不要なエリアへ電波を放出するという問題もあった。
【０００４】
一方、路車間通信において、基地局に開口面アンテナまたはヤギ（八木）アンテナ等の指向性アンテナを使用した場合、指向性が鋭い放射パターンとなる。すなわち、上記指向性アンテナは鋭い指向性を有するため、所望のエリア内にある程度電波を集中させることはできる。しかし、上記指向性アンテナのビーム・パターンは固定的であるため、指向面があたる路面での電波環境は良いが、指向面が外れる周囲での電波環境にはムラが発生するという問題があった。さらに、所望のエリアの形状を考慮したアンテナ設計および配置を必要とするため、汎用性が低いという問題もあった。
【０００５】
上述した問題を解決するために、従来から、複数のアレーアンテナを用いたアダプティブ・アレーアンテナ技術により所望のエリアをカバーする無線ゾーンを形成する技術の開発が進められている（非特許文献１参照）。アダプティブ・アレーアンテナは複数素子のアンテナを配列し、各素子の励振の振幅および位相を独立に制御し合成できるようにしたアレーアンテナである。アダプティブ・アレーアンテナの機能の一つは、アダプティブ・ビーム・フォーミンング（adaptive beam forming）であり、受信波の到来方向が未知または時間的に変化する場合にもアレーのビームを自動的に追従させて、所望の通信相手または通信エリアの方向へアンテナ指向面を向けることができる機能である。他の機能はアダプティブ・ヌル・ステアリング（adaptive null steering）であり、指向性パターンの不感面（ヌル点）を自動的に不要なエリア（干渉波方向）へ向ける機能である。アダプティブ・アレーアンテナを基地局のアンテナとして使用した場合、受信時にはマルチパスフェージング等を回避することができ、送信時には不要な領域へ電波を放射せず所望のエリアに強く放射することができる等、汎用性の高い技術である。
【０００６】
上述のアダプティブ・ビーム・フォーミンングにおいて、各素子の振幅、位相調整を増幅器、位相器を用いずに、入力アナログ信号をＡ−Ｄ変換したディジタル信号（ベースバンド信号）に対して振幅、位相の調整量に相当するディジタル値（ウェイト）を重畳させる機能をアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング（adaptive Digital Beam Forming : アダプティブＤＢＦ）という。つまり、アダプティブＤＢＦはディジタル演算処理により高速にビーム制御を行なうことができる機能であり、当該機能を実現するアンテナをアダプティブＤＢＦアンテナという。アダプティブＤＢＦは、路車間通信のように通信相手が車両等の高速移動体の場合であっても、移動体が送信する電波の特徴（例えば、送信パケットのパイロット信号、包絡線）を基に高速な演算処理を行うことができる。このため、移動体の移動に追従してビームを制御する追尾ビームの作成を行なうことが可能である。実際に、航空通信における航空管制用として地上局の飛行機追尾システムに用いられている。さらにアダプティブＤＢＦは、移動体を追尾する以外にも、所望の方向またはエリアに対して満遍なくビームを向けることができ、且つ不要なエリアにはビームの不感面を向けるようなビーム・パターンを形成することができる。このため、地面に対して均一な無線ゾーン（フットプリント）を作成することができる。従って、所望のエリア内でのみ通信が可能となるため、空間的に無線エリアを分けることにより周波数の有効利用を図ることが可能であるという特徴を有している。実際に、放送衛星の衛星アンテナおよびＰＨＳの基地局アンテナ等に用いられている。
【０００７】
非特許文献２には、アダプティブＤＢＦによる追尾ビームに関する例が記載されている。非特許文献２は、陸上の高速な移動通信環境において路側機が車両１台ずつと通信する場合、多重波フェージング対策として帯域分割・合成型ＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）アダプティブアレーを提案している。アダプティブアレーの動作原理（到来波推定アルゴリズム）は所望の信号に関する予備知識および評価関数によっていくつかに大別されており、ＣＭＡ（定包絡線化アルゴリズム）は定包絡線信号を対象とした最小２乗誤差法（Minimum Mean Square Error : ＭＭＳＥ）の変形と言われている。ＣＭＡアダプティブアレーでは、路側機は既知の到来波の特徴に一致するようにウェイト演算を行う。ＣＭＡは通信する信号の包絡線が時系列でみて一定であることを利用するアルゴリズムである。例えば、周波数変調、位相変調された信号は時間的に一定の包絡線を有している。これらの変調波は合成されると一般にその包絡線が揺らぐが、受信側で所望の信号の包絡線電力を把握していれば、その値に近づくように最急降下法を用いてビーム制御を行なうことが可能である。ＣＭＡの長所は、上述のように所望の信号が包絡線一定の性質を有するという条件を満たしていれば、ＭＭＳＥのような参照信号を必要としないという点である。但し、最適ウェイトの確実性が小さいという短所があり、不要な信号も定包絡線である場合、必ずしも所望の信号を取り出せるという保証はない。
【０００８】
特許文献１には、アダプティブＤＢＦによるフットプリントに関する例が記載されている。特許文献１では携帯電話等の基地局アンテナ装置を想定しており、無線機基地局のアンテナ指向性において、水平方向をＤＢＦによるアダプティブアレーとし、垂直方向を建物等によるマルチパスフェージングを防ぐためにコセカント２乗特性を有するアンテナ放射特性として、地面に対して均一なフットプリントを作ることを特徴としている。路車間通信における基地局（路側機）に対して上記技術を適用することにより、建物等によるマルチパスフェージングを避け、常に所望のエリアをカバーするフットプリントを形成することが可能である。このため、同報型の通信に対しても有効であると考えられている。
【０００９】
【非特許文献１】中嶋 信生編、「新世代ワイヤレス技術」、丸善株式会社、平成１６年３月２５日発行。
【非特許文献２】張 毅民、楊 克虎、唐沢 好男、「多重波環境における帯域分割・合成型ＣＭＡアダプティブアレーの特性」、電子情報通信学会論文誌Ｂ、社団法人電子情報通信学会、１９９９年１月、第Ｊ８２−Ｂ巻、第１号、ｐｐ．９７−１０８．
【特許文献１】特開平１１−２９８２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、非特許文献２で提案された帯域分割・合成型ＣＭＡアダプティブアレーは、路側機が車両１台ずつと通信するという１対１の通信の場合には有効である。しかし、路側機から車両への同報型通信の場合、予め路側機配下のすべての車両から到来情報（車両から路側機への情報）を得る必要がある。仮に予め各車両から到来情報を得ていたとしても、各車両に対して総合的に最適なビーム制御を実施する必要があるため、交通量の増加に伴い処理量が増加して処理時間が膨大となり、非実用的であるという問題があった。上述のようにＣＭＡは包絡線を利用するため、最適ウェイトの確実性が小さいという短所があり、推定を誤って不要波にビームを向ける場合もあるという問題があった。
【００１１】
上述のように、特許文献１に記載された技術は同報型の通信に対しても有効であると考えられている。しかし、路面は種々の形状を有しているため、路車間通信における所望のエリア（サービス提供エリア）は携帯電話のセルのように広域で固定的なものではない。当該サービス提供エリアは、車速、交通量、通信処理等の遅延、通信される情報の種類および量等により決定され、複雑に変化するものである。従って、特許文献１に記載された常に所望のエリアを固定的にカバーするフットプリントを形成する技術を路車間通信におけるサービス提供エリアに対して適用すると、夜間または休日等の交通量が少ない場合には却って不要な送信電力消費をもたらすという問題があり、電波の路面反射による路側機自身および他の通信への悪影響が生じるという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、路側機から車両への同報型通信を行う場合、交通量が増加しても処理時間が膨大とならず実用的に用いることができ、不要波にビームを向けることがない通信エリア制御装置等を提供することにある。
【００１３】
本発明の第二の目的は、路車間通信における複雑に変化するサービス提供エリアの場合であっても、安定した電波環境を提供しつつ交通状況に応じて必要最低限に送信電力消費を抑えることができ、電波の路面反射による路側機自身および他の通信への悪影響を生じることがない通信エリア制御装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の通信エリア制御装置は、路車間通信における通信エリアを制御する通信エリア制御装置であって、該通信エリア制御装置は路側機側に設けられ、車両側とアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナを用いて通信を行うものであり、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得する車両位置取得手段と、前記車両位置取得手段により取得された車両の位置に基づき、所定のエリア内で車両と通信する通信エリアを特定する通信エリア特定手段と、前記通信エリア特定手段により特定された通信エリアに応じてアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成するビーム・パターン作成手段と、前記ビーム・パターン作成手段により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う送信処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、送信処理の可否を判断する送信可否判断手段をさらに備え、前記送信処理手段は、前記送信可否判断手段により送信処理が可能であると判断された場合、前記ビーム・パターン作成手段により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことができる。
【００１６】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断手段をさらに備え、前記車両位置取得手段は、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することができる。
【００１７】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、路側機に予め管理されている路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断手段をさらに備え、前記ビーム・パターン作成手段は、前記通信エリア特定手段により特定された通信エリアに応じたビーム・パターンの作成に加え、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による送信要求が有ると判断された場合に、該送信要求に基づきアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。
【００１８】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断手段をさらに備え、前記車両位置取得手段は、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、該送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ前記複数送信要求判断手段により当該送信要求の数が複数であると判断された場合に、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することができる。
【００１９】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記所定のビーム・パターン作成方式は、所定のエリアの一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録したビーム・パターン・テーブルから選択することによりビーム・パターンを作成することができる。
【００２０】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記所定の取得方式は、状況収集部により収集された所定のエリア内の道路状況に基づき、該所定のエリア内における車両の位置を車両位置検出部により検出させるものとすることができる。
【００２１】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記状況収集部は可視域及び／又は赤外領域に感度を有するカメラであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された画像処理プロセッサであるものとすることができる。
【００２２】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記状況収集部はミリ波センサであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された処理プロセッサであるものとすることができる。
【００２３】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、該所定の制御情報を受信した車両側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものであり、前記車両位置取得手段は、車両の位置を該通信方式に基づき取得し、前記通信エリア特定手段は、前記車両位置取得手段により取得された車両の位置及び該所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における該車両の通信エリアを特定することができる。
【００２４】
この発明の通信エリア制御方法は、路車間通信における通信エリアを制御する通信エリア制御方法であって、路側機側に設けられた通信エリア制御装置が車両側とアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナを用いて通信を行うものであり、通信エリア制御装置が、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得する車両位置取得ステップと、前記車両位置取得ステップにより取得された車両の位置に基づき、所定のエリア内で車両と通信する通信エリアを特定する通信エリア特定ステップと、前記通信エリア特定ステップにより特定された通信エリアに応じてアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成するビーム・パターン作成ステップと、前記ビーム・パターン作成ステップにより作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う送信処理ステップとを備えたことを特徴とする。
【００２５】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記送信処理ステップに先立ち、送信処理の可否を判断する送信可否判断ステップをさらに備え、前記送信処理ステップは、前記送信可否判断ステップにより送信処理が可能であると判断された場合、前記ビーム・パターン作成ステップにより作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことができる。
【００２６】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記車両位置取得ステップに先立ち、所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断ステップをさらに備え、前記車両位置取得ステップは、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することができる。
【００２７】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記送信タイミング判断ステップで所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、路側機に予め管理されている路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断ステップをさらに備え、前記ビーム・パターン作成ステップは、前記通信エリア特定ステップにより特定された通信エリアに応じたビーム・パターンの作成に加え、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断ステップにより路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による送信要求が有ると判断された場合に、該送信要求に基づきアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。
【００２８】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記送信要求判断ステップで路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断ステップをさらに備え、前記車両位置取得ステップは、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、該送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断ステップにより路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ前記複数送信要求判断ステップにより当該送信要求の数が複数であると判断された場合に、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することができる。
【００２９】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記所定のビーム・パターン作成方式は、所定のエリアの一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録したビーム・パターン・テーブルから選択することによりビーム・パターンを作成することができる。
【００３０】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記所定の取得方式は、状況収集部により収集された所定のエリア内の道路状況に基づき、該所定のエリア内における車両の位置を車両位置検出部により検出させるものとすることができる。
【００３１】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記状況収集部は可視域及び／又は赤外領域に感度を有するカメラであり、前記車両位置検出部は通信エリア制御装置内の又は通信エリア制御装置に接続された画像処理プロセッサであるものとすることができる。
【００３２】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記状況収集部はミリ波センサであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された処理プロセッサであるものとすることができる。
【００３３】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、該所定の制御情報を受信した車両側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものであり、前記車両位置取得ステップは、車両の位置を該通信方式に基づき取得し、前記通信エリア特定ステップは、前記車両位置取得ステップにより取得された車両の位置及び該所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における該車両の通信エリアを特定することができる。
【００３４】
この発明の車載機は、通信エリア制御装置と路車間通信を行う車両側に搭載された車載機であって、前記所定の制御情報は前記所定の情報の提供時刻を含むものであり、該提供時刻に該所定の情報の提供を受けなかった場合、再度登録要求を送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の通信エリア制御装置等によれば、車両位置取得部が所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することができる。所定の取得方式としては、可視カメラ等の状況収集部により収集された所定のエリア内の道路状況（交通状況）に基づき、所定のエリア内における車両の位置を画像処理プロセッサ等の車両位置検出部により検出させる取得方式が挙げられる。通信エリア特定部は車両位置取得部により取得された車両の位置に基づき、所定のエリア内で車両と通信する通信エリア等を特定する。すなわち、通信エリア特定部は車両等が密に存在する通信エリアを特定することができる。ビーム・パターン作成部は、通信エリア特定部により特定された通信エリアに応じてアダプティブＤＢＦアンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成する。所定のビーム・パターン作成方式として、予め所定のエリアの一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録装置内のビーム・パターン・テーブルに記録しておく。ある時間帯における所定のエリア内の車両の分布に適した所望のビーム・パターンをこのビーム・パターン・テーブルから選択することにより、ビーム・パターンを作成する作成方式を用いることができる。送信処理部は、ビーム・パターン作成部により作成されたビーム・パターンに基づき、アダプティブＤＢＦアンテナから送信処理を行う。以上の各構成を有する通信エリア制御装置は、従来技術における車両と１対１の通信を行う場合のように車両毎に合わせたビーム制御を行なうわけではない。通信エリア制御装置は、車両の分布状況に合わせたビーム・パターンを作成するため、交通量が増加しても処理時間が膨大とならず実用的に用いることができ、不要波にビームを向けることをなくすことができる。通信エリア制御装置は、従来技術のように、常に所望のエリアを固定的にカバーするフットプリントを形成するわけではない。通信エリア制御装置は車両の分布状況に合わせたビーム・パターンを作成するため、路車間通信における複雑に変化するサービス提供エリアの場合であっても、安定した電波環境を提供しつつ交通状況に応じて必要最低限に送信電力消費を抑えることができ、電波の路面反射による路側機自身および他の通信への悪影響を生じることをなくすことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、各実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００３７】
図１は、本発明の実施例１における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境１を示す。図１において、符号２０、２１、２２、２３および２４は車載機を有する車両、１５は走行レーン、１４は走行レーン１５に対向する反対側走行レーン、１０は路車間通信の対象となるエリア（所定のエリア）、１１、１２および１３は各々所定のエリア１０内に設定された車両２０等と通信するための通信エリア、３０は車両２０等側と路車間通信を行う際に通信エリア１１等を制御する通信エリア制御装置、３２は車両２０等側と通信を行うためのアダプティブＤＢＦアンテナである。図１に示されるように、通信エリア制御装置３０は当該装置が有する機能ブロックおよび記録装置３８等を含めて表現されている。通信エリア制御装置３０は路側機（不図示）側に設けられているが、路側機に関する通常の機能等は有するものとしてその説明は省略する。以下では、特に区別する必要がある場合を除き、通信エリア制御装置３０と路側機とを同様に用いる。
【００３８】
次に、通信エリア制御装置３０の機能等について図１ないし図８を適宜用いて説明する。図１に示されるように、通信エリア制御装置３０は、所定のエリア１０における車両２０等の位置を所定の取得方式により取得する車両位置取得部（車両位置取得手段）３４を備えている。車両位置取得部３４の機能は、路側機側から車両２０等側への安全用途の情報提供サービス等を目的とする同報型通信を行うタイミングである場合に実行されることが好適である。上記所定の取得方式としては、図１に示されるように、状況収集部３１により収集された所定のエリア１０内の道路状況（交通状況）に基づき、所定のエリア１０内における車両２０等の位置を車両位置検出部３３により検出させる取得方式が挙げられる。状況収集部３１としては可視域に感度波長域を有する可視カメラまたは赤外領域に感度波長域を有する赤外カメラが好適である。可視カメラおよび赤外カメラの両方を備え、昼間は可視カメラを使用し、夜間は赤外カメラを使用してもよい。夜間であっても夜間照明が高輝度である環境の場合は、可視カメラの使用も可能である。可視域および赤外領域を有するカメラを用いてもよい。車両位置検出部３３としては、通信エリア制御装置３０内に設けられた画像処理プロセッサ（不図示）、または通信エリア制御装置３０に接続された画像処理プロセッサ（不図示）が好適である。
【００３９】
車両位置取得部３４が用いる状況収集部３１を可視カメラとし且つ車両位置検出部３３を画像処理プロセッサとする場合、以下の各方式により車両２０等の位置を取得することができる。可視カメラ３１で撮像した所定のエリア１０内の道路等の背景画像と車両２０等の画像との差分を画像処理プロセッサ３３で比較処理することにより、所定のエリア１０内を走行する車両２０等および／または障害物等を抽出することができる（背景差分方式）。あるいは、所望の時間間隔で撮影した異なる時刻の画像を画像処理プロセッサ３３で比較処理することにより、所定のエリア１０内を走行する車両２０等および／または障害物等を抽出することができる（時間差分方式）。画像処理プロセッサ３３による当該抽出に基づき、車両位置取得部３４は車両２０等および／または障害物等の位置および速度等の情報を取得することができ、停止車両、渋滞末尾等の事象を検出することも可能である。図１では所定のエリア１０は直線で示されているが、急なカーブを有する等の非常に厳しい道路線形条件である場合、さらに大型車両による小型車両のシャドーイング（隠蔽）が頻発するという可視カメラ３１の設置条件の場合であっても、車両２０等および／または障害物等の位置および速度等の情報を取得することができる。
【００４０】
図２は、可視カメラ３１を用いて撮像した所定のエリア１０を含む道路の画像の一例を示す。図２で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図２に示されるように、走行レーン１５内の走行車線側には車両２５ａ、（途中の車両は省略）、２５ｂ、２５ｃ等が走行し、追い越し車線側には車両２６ａ、２６ｂ、（途中の車両は省略）、２６ｃ、２６ｄ等が走行している。所定のエリア１０は走行車線側では車両２５ａを先頭とし車両２５ｂまで、追い越し車線側では車両２６ｂを先頭とし車両２６ｃまでを含む範囲に設定されている。しかし、さらに広くまたは狭く設定できることは勿論である。
【００４１】
図３は、車両位置取得部３４による車両２５ａ等の位置の取得について説明する画像を示す。図３で図２と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図３において、符号１６は画像処理プロセッサ３３により実行される背景差分方式または時間差分方式による車両２５ａ等の抽出に利用される格子である。図３に示される画像において、格子１６の各格子点とアダプティブＤＢＦアンテナ３２との間の距離および格子点からの方向（方向ベクトル）は、実際の値とマッチングがとれているものとする。画像処理プロセッサ３３は上記方式により格子１６内の網掛け部分１７ａおよび１７ｂ内に車両２５ａ等がいることを抽出する。格子１６の各格子点からの方向ベクトルは実際の値とマッチングがとれているため、車両位置取得部３４は格子１６内の網掛け部分１７ａおよび１７ｂ内の各格子点に基づき、車両２５ａ等の位置等の情報を取得することができる。
【００４２】
図１に戻り、通信エリア制御装置３０は車両位置取得部３４により取得された車両２０等の位置に基づき、所定のエリア１０内で車両２０等と通信する通信エリア１１等を特定する通信エリア特定部（通信エリア特定手段）３５を備えている。図４は、通信エリア特定部３５の機能について説明する画像を示す。図４で図１および図３と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。通信エリア特定部３５は、車両位置取得部３４により取得された網掛け部分１７ａ内の車両２５ａ、２６ｂ等の位置に基づき、当該車両２５ａ、２６ｂ等と通信する通信エリアは通信エリア１２であると特定することができる。同様にして、通信エリア特定部３５は、車両位置取得部３４により取得された網掛け部分１７ｂ内の車両２５ｂ、２６ｃ等の位置に基づき、当該車両２５ｂ、２６ｃ等と通信する通信エリアは通信エリア１３であると特定することができる。すなわち、通信エリア特定部３５は車両２５ａ等が密に存在する通信エリア１２等を特定することができる。
【００４３】
図１に示されるように、通信エリア制御装置３０は通信エリア特定部３５により特定された通信エリア１２等に応じてアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成するビーム・パターン作成部（ビーム・パターン作成手段）３６を備えている。図５は、ビーム・パターン作成部３６の機能について説明する画像を示す。図５で図４と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。車両の符号は図面上煩雑となるため、車両２５ａを除き省略する。ビーム・パターン作成部３６は、通信エリア特定部３５により車両２５ａ等が密に存在するものと特定された通信エリア１２および１３に応じて作成するべきビーム・パターンは、図５に示される通信エリア１２の後部および通信エリア１３（所定のエリア１０の奥２／３の通信エリア１８）に合わせたものであると判断し、当該通信エリア１８の中央にボアサイト（boresight）が向くビーム・パターンを作成する。
【００４４】
図１に示されるように、通信エリア制御装置３０はビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき、アダプティブＤＢＦアンテナ３２から送信処理を行う送信処理部（送信処理手段）３７を備えている。例えば、送信処理部３７は、ビーム・パターン作成部３６により作成された上述の奥２／３の通信エリアの中央にボアサイトが向くビーム・パターンに基づき、アダプティブＤＢＦアンテナ３２からの送信処理を行う。
【００４５】
上述の説明では、車両位置取得部３４が用いる状況収集部３１を可視カメラとして説明したが、状況収集部３１が赤外カメラであってもよいことは勿論である。車両位置取得部３４が用いる状況収集部３１を赤外カメラとし且つ車両位置検出部３３を画像処理プロセッサとする場合、例えば、赤外カメラ３１で検知された遠赤外線による所定のエリア１０内の道路面と車両２０等の特徴点（マフラおよびタイヤ等の高温点と低温部）との一対を画像処理プロセッサ３３で処理することにより、所定のエリア１０内を走行する車両２０等および／または障害物等を抽出することができる。赤外カメラ３１を用いることにより、霧等による悪視程環境、照明のない夜間等においても、画像処理プロセッサ３３は所定のエリア１０内を走行する車両２０等および／または障害物等を抽出することができる。画像処理プロセッサ３３による当該抽出に基づき、車両位置取得部３４は車両２０等および／または障害物等の位置および速度等の情報を取得することができ、停止車両、渋滞末尾等の事象を検出することも可能である。
【００４６】
車両位置取得部３４が用いる状況収集部３１をミリ波センサとし且つ車両位置検出部３３を処理プロセッサとすることもできる。ミリ波センサ３１は、７６−７７ＧＨｚのミリ波を所定のエリア１０へ送出し、その反射波を処理プロセッサ３３で処理することにより、反射波の遅延時間とドップラシフトを抽出する。画像処理プロセッサ３３による当該抽出に基づき、車両位置取得部３４は、反射波の遅延時間から車両２０等の位置を取得し、反射波のドップラシフトから車両２０等の速度を取得することができる。ミリ波センサ３１はアクティブセンサであるため、可視カメラまたは赤外カメラ等の画像系カメラよりシャドーイングを分離することが容易である。ミリ波センサ３１を用いることにより、濃霧地帯または吹雪等の強い寒冷地帯等においても、車両位置取得部３４は車両２０等および／または障害物等の位置および速度等の情報を取得することができ、停止車両、渋滞末尾等の事象を検出することも可能である。
【００４７】
上述のように、通信エリア特定部３５は車両２５ａ等が密に存在する通信エリア１２等を特定することができる。そこで、ビーム・パターン作成部３６の所定のビーム・パターン作成方式として以下のような方式を用いることができる。すなわち、図１に示されるように予め所定のエリア１０の一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録装置３８内のビーム・パターン・テーブル５０に記録しておく。ある時間帯における所定のエリア１０内の車両２０等の分布に適した所望のビーム・パターンをこのビーム・パターン・テーブル５０から選択することにより、ビーム・パターンを作成する。
【００４８】
図６（Ａ）、（Ｂ）は所定のビーム・パターン作成方式を説明するための路車間環境１を示す。図６（Ａ）は路車間環境１の斜視図、図６（Ｂ）は路車間環境１の平面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図６（Ａ）、（Ｂ）において、通信エリア１１、１２および１３が各々サブエリア１、サブエリア２、サブエリア３に該当する。上述のように、まず車両位置取得部３４が可視カメラ３１等を用いて車両２０等の位置を取得する。次に、通信エリア特定部３５が車両２０等が密に存在するサブエリア１、サブエリア３を特定する。この道路状況の時間帯ではサブエリア１とサブエリア３とに各々フットプリント１１−Ｃ１と１３−Ｃ１とを作成するようにアダプティブＤＢＦアンテナ３２の指向性を制御することが望ましい。すなわち、予めサブエリア１とサブエリア３との組合せに対応したビーム・パターンを記録装置３８内のビーム・パターン・テーブル５０に記録しておき、当該時間帯には車両２０等の分布に適した上記ビーム・パターンをビーム・パターン・テーブル５０から選択できるようにすればよい。
【００４９】
図７は、ビーム・パターン・テーブル５０の内部表現の一例を示す。図７において、符号５１はビーム・パターンの番号欄、５２はビーム・パターンの名称欄、５３はフットプリントイメージ欄であって、図６（Ａ）、（Ｂ）に示されるサブエリア１、サブエリア２、サブエリア３の１つ以上の組合せにより７通りのイメージのフットプリントが作成されている。符号５３−１はサブエリア１欄、５３−２はサブエリア２欄、５３−３はサブエリア３欄、５４は送信電力消費量欄である。図７に示されるように、ビーム・パターンＡ１はサブエリア１のみのフットプリント、ビーム・パターンＡ２はサブエリア２のみのフットプリント、ビーム・パターンＡ３はサブエリア３のみのフットプリントであり、いずれも送信電力消費量は小さい。これらのビーム・パターンＡ１等は例えば夜間等のように車両数が疎らな時間帯に適したビーム・パターンといえる。図７に示されるように、ビーム・パターンＢ１はサブエリア１および２の組合せのフットプリント、ビーム・パターンＢ２はサブエリア２および３の組合せのフットプリントであり、いずれも送信電力消費量は中程度である。これらのビーム・パターンＢ１等は例えば車両がある程度の群をなしているような時間帯に適したビーム・パターンといえる。図７に示されるように、ビーム・パターンＣ１はサブエリア１および３の組合せのフットプリントであり、送信電力消費量は中程度である。これらのフットプリントは、図６（Ｂ）に示されるフットプリント１１−Ｃ１および１３−Ｃ１に対応している。図７に示されるように、ビーム・パターンＤ１はサブエリア１ないし３の組合せのフットプリントであり、送信電力消費量は７通りのフットプリントの中で最も大きい。ビーム・パターンＤ１は渋滞時に適したビーム・パターンといえる。以上のようなサブエリア１の１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンをビーム・パターン・テーブル５０に記録しておき、車両２０等の分布に適したビーム・パターンをビーム・パターン・テーブル５０から選択すればよい。
【００５０】
図８は、通信エリア制御装置３０およびアダプティブＤＢＦアンテナ３２の詳細なブロック図である。図８で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。図８のアダプティブＤＢＦアンテナ３２側において、符号ｘｍ１、ｘｍ２ないしｘｍＮは各々アンテナ（以下、「アンテナｘｍ１等」という。）、６９−１、６９−２ないし６９−Ｎは各々アンテナｘｍ１等と接続した増幅器（以下、「増幅器６９−１等」という。）、６８−１、６８−２ないし６８−Ｎは各々増幅器６９−１等と接続したダウンコンバータ／アップコンバータ（以下、「ＤＣ／ＵＣ６８−１等」という。）、６７−１、６７−２ないし６７−Ｎは各々ＤＣ／ＵＣ６８−１等と接続したＡＤコンバータ／ＤＡコンバータ（以下、「ＡＤＣ／ＤＡＣ６７−１等」という。）、６６−１、６６−２ないし６６−Ｎは各々ＡＤＣ／ＤＡＣ６７−１等と接続したウェイト乗算器（以下、「ウェイト乗算器６６−１等」という。）、６５はウェイト乗算器６６−１等の各ウェイトを決定するウェイト演算器、６３はウェイト乗算器６６−１等と接続した合成機／分離器である。
【００５１】
図８の通信エリア制御装置３０側に示されるように、可視カメラ３１に対応するセンサ３１から出力された映像等のセンサ情報ｄ１は画像処理プロセッサ３３へ入力され、画像処理プロセッサ３３から映像差分情報および画像処理制御情報ｄ２が通信制御処理装置６１へ出力される。通信制御処理装置６１は上述の車両位置取得部３４、通信エリア特定部３５およびビーム・パターン作成部３６に相当する。通信制御処理装置６１から出力されたビーム・パターン選択情報（ビーム・パターン・テーブル５０中のどのビーム・パターンを選択するかという情報）ｄ４に基づき、ビーム・パターン・テーブル５０から所望のビーム・パターンに基づくウェイト情報ｄ５が出力される。通信制御処理装置６１から送信処理部３７に相当する無線信号処理部３７へ通信制御情報およびデータ信号ｄ３が出力される。無線信号処理部３７から合成機／分離器６３へデータ信号ｄ６が出力され、このデータ信号ｄ６にウェイト情報ｄ５が加算器６４で加算され、その結果がウェイト演算器６５へ出力される。以降のアダプティブＤＢＦアンテナ３２側における処理は従来技術と同様である。合成機／分離器６３で分離された信号は、ウェイト演算器６５により決定されたウェイトに応じてウェイト乗算器６６−１等へ送られる。ウェイト乗算器６６−１等から出力された信号はＡＤＣ／ＤＡＣ６７−１等でＤＡ変換され、ＤＣ／ＵＣ６８−１等でアップコンバートされ、増幅器６９−１等を経てアンテナｘｍ１等から送信される。
【００５２】
アダプティブＤＢＦアンテナ３２側が受信する場合における処理は従来技術と同様である。アンテナｘｍ１等で受信された信号は増幅器６９−１等を経てＤＣ／ＵＣ６８−１等でダウンコンバートされ、ＡＤＣ／ＤＡＣ６７−１等でＡＤ変換され、ウェイト演算器６５およびウェイト乗算器６６−１等によりウェイトがかけられた後、合成機／分離器６３で合成され、無線信号処理部３７を介して通信制御処理装置６１へ送られる。アダプティブ・ヌル・ステアリングにより指向性パターンの不感面（ヌル点）を自動的に不要なエリア（干渉波方向）へ向ける等の処理が行われることは従来技術と同様である。
【００５３】
図９は、本発明の実施例１における通信エリア制御方法の流れをフローチャートで示す。図９に示されるように、通信エリア制御装置３０は、まず、所定のエリア１０における車両２０等の位置を所定の取得方式により取得する（車両位置取得ステップ。ステップＳ１０）。次に、車両位置取得ステップ（ステップＳ１０）により取得された車両２０等の位置に基づき、所定のエリア１０内で車両２０等と通信する通信エリア１１等を特定する（通信エリア特定ステップ。ステップＳ２０）。続いて、通信エリア特定ステップ（ステップＳ２０）により特定された通信エリア１１等に応じてアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成する（ビーム・パターン作成ステップ。ステップＳ３０）。最後に、ビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０）により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う（送信処理ステップ。ステップＳ４０）。
【００５４】
以上より、本発明の実施例１によれば、車両位置取得部３４が所定のエリア１０における車両２０等の位置を所定の取得方式により取得する。所定の取得方式としては、可視カメラ等の状況収集部３１により収集された所定のエリア１０内の道路状況（交通状況）に基づき、所定のエリア１０内における車両２０等の位置を画像処理プロセッサ等の車両位置検出部３３により検出させる取得方式が挙げられる。通信エリア特定部３５は車両位置取得部３４により取得された車両２０等の位置に基づき、所定のエリア１０内で車両２０等と通信する通信エリア１１等を特定する。すなわち、通信エリア特定部３５は車両２０等が密に存在する通信エリア１１等を特定することができる。ビーム・パターン作成部３６は、通信エリア特定部３５により特定された通信エリア１１等に応じてアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成する。所定のビーム・パターン作成方式として以下のような方式を用いることができる。すなわち、予め所定のエリア１０の一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録装置３８内のビーム・パターン・テーブル５０に記録しておく。ある時間帯における所定のエリア１０内の車両２０等の分布に適した所望のビーム・パターンをこのビーム・パターン・テーブル５０から選択することにより、ビーム・パターンを作成することができる。送信処理部３７は、ビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき、アダプティブＤＢＦアンテナ３２から送信処理を行う。以上の各構成を有する通信エリア制御装置３０は、従来技術における車両と１対１の通信を行う場合のように車両毎に合わせたビーム制御を行なうわけではない。通信エリア制御装置３０は、車両２０等の分布状況に合わせたビーム・パターンを作成するため、交通量が増加しても処理時間が膨大とならず実用的に用いることができ、不要波にビームを向けることをなくすことができる。通信エリア制御装置３０は、従来技術のように、常に所望のエリアを固定的にカバーするフットプリントを形成するわけではない。通信エリア制御装置３０は車両２０等の分布状況に合わせたビーム・パターンを作成するため、路車間通信における複雑に変化するサービス提供エリアの場合であっても、安定した電波環境を提供しつつ交通状況に応じて必要最低限に送信電力消費を抑えることができ、電波の路面反射による路側機自身および他の通信への悪影響を生じることをなくすことができる。
【実施例２】
【００５５】
図１０は、本発明の実施例２における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境２を示す。図１０で図１と同じ符号を付した箇所は同じ機能を示すため説明は省略する。図１０に示されるように、実施例２で実施例１に追加された機能は送信タイミング判断部（送信タイミング判断手段）４０および送信可否判断部（送信可否判断手段）４１である。送信タイミング判断部４０は、安全用途の情報提供サービス等を目的とする所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する機能を有している。車両位置取得部３４は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリア１０における車両２０等の位置を上述した所定の取得方式により取得する。送信可否判断部４１は送信処理の可否を判断する機能を有している。送信処理部３７は、送信可否判断部４１により送信処理が可能であると判断された場合、ビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う。
【００５６】
図１１は、本発明の実施例２における通信エリア制御方法の流れをフローチャートで示す。図１１で図９と同じステップ番号を付した処理ブロックは同じ処理を行うため説明は省略する。図１１に示されるように、車両位置取得ステップ（ステップＳ１０）に先立ち、所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する（送信タイミング判断ステップ。ステップＳ３）。車両位置取得ステップ（ステップＳ１０）では、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリア１０における車両２０等の位置を上述した所定の取得方式により取得する。送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）に戻り繰返す。図１１に示されるように、送信処理ステップ（ステップＳ４０）に先立ち、送信処理の可否を判断する（送信可否判断ステップ。ステップＳ３５）。送信処理ステップ（ステップＳ４０）では、送信可否判断ステップ（ステップＳ３５）により送信処理が可能であると判断された場合、ビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０）により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う。送信可否判断ステップ（ステップＳ３５）により送信処理が可能でないと判断された場合、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）に戻り繰返す。
【００５７】
以上より、本発明の実施例２によれば、通信エリア制御装置３０の機能に所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断部４０を加えることができる。この結果、車両位置取得部３４は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリア１０における車両２０等の位置を上述した所定の取得方式により取得することができる。実施例１では、車両位置取得部３４の機能は、路側機側から車両２０等側への同報型通信を行うタイミングである場合に実行されることが好適であるものとした。実施例２では当該タイミングの判断機能をさらに備えることにより、確実に好適なタイミングで路側機側から車両２０等側への同報型通信を行うことが可能となる。さらに、通信エリア制御装置３０の機能に送信処理の可否を判断する送信可否判断部４１を加えることができる。この結果、送信処理部３７は、送信可否判断部４１により送信処理が可能であると判断された場合、ビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことができる。
【実施例３】
【００５８】
図１２は、本発明の実施例３における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境３を示す。図１２で図１０と同じ符号を付した箇所は同じ機能を示すため説明は省略する。図１２に示されるように、実施例３で実施例２に追加された機能は送信要求判断部（送信要求判断手段）４２であり、当該追加に伴いビーム・パターン作成部３６の機能が一部変更されてビーム・パターン作成部３６’と示されている。送信要求判断部４２は、路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からの１対１のユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する機能を有している。ここで所定の期間は、例えば安全用途の情報提供サービス等を目的とする同報型通信の提供間隔とすることが好適である。当該同報型通信が提供されない間隔は帯域があくため、その間隔を有効利用することができる。上記送信要求には車両２０等の位置を示す情報が含まれているため、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、つまり上記同報型通信が提供されない間隔である場合、車両位置取得部３４の機能を用いることなくビーム・パターンの作成を行うことができる。すなわち、ビーム・パターン作成部３６’は、通信エリア特定部３５により特定された通信エリア１１等に応じたビーム・パターンの作成に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による送信要求が所定の期間内に有ると判断された場合に、当該送信要求に含まれる車両２０等の位置を示す情報に基づきアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。
【００５９】
図１３は、本発明の実施例３における通信エリア制御方法の流れをフローチャートで示す。図１３で図１１と同じステップ番号を付した処理ブロックは同じ処理を行うため説明は省略する。図１３に示されるように、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）で所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断ステップ（ステップＳ７）をさらに備えている。ビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０’）は、通信エリア特定ステップ（ステップＳ２０）により特定された通信エリア１１等に応じたビーム・パターンの作成に加え、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断ステップ（ステップＳ７）により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による送信要求が所定の期間内に有ると判断された場合に、当該送信要求に含まれる車両２０等の位置を示す情報に基づきアアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断ステップ（ステップＳ７）により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求がないと判断された場合は、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）に戻り繰返す。
【００６０】
以上より、本発明の実施例３によれば、通信エリア制御装置３０の機能に、路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からの１対１のユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断部４２を加えることができる。この結果、ビーム・パターン作成部３６’は、通信エリア特定部３５により特定された通信エリア１１等に応じたビーム・パターンの作成に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求に含まれる車両２０等の位置を示す情報に基づきアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。実施例２では、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）に戻り繰返していた。実施例３では、このような場合であっても送信要求判断ステップ（ステップＳ７）により路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断することができ、送信要求が有ると判断された場合、当該送信要求に基づきアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。
【実施例４】
【００６１】
図１４は、本発明の実施例４における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境４を示す。図１４で図１２と同じ符号を付した箇所は同じ機能を示すため説明は省略する。図１４に示されるように、実施例４で実施例３に追加された機能は複数送信要求判断部（複数送信要求判断手段）４３であり、当該追加に伴い車両位置取得部３４の機能が一部変更されて車両位置取得部３４’と示されている。複数送信要求判断部４３は、送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する機能を有している。複数の車両２０等から所定の期間内に送信要求を受けた場合を想定すると、当該複数のユニキャスト型通信による送信要求に対して複数の車両２０等へマルチキャスト送信するよりも、実施例１のように車両位置取得部３４の機能を用いて車両２０等の位置を取得し、ビーム・パターンを作成した方がよい。そこで、車両位置取得部３４’は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ複数送信要求判断部４３により当該送信要求の数が複数である（複数の車両２０等側からの所定の期間内におけるユニキャスト型通信による送信要求が有る）と判断された場合にも、所定のエリア１０における車両２０等の位置を上述の所定の取得方式により取得することができる。複数送信要求判断部４３により上記送信要求が単一であると判断された場合は、実施例３と同様に、ビーム・パターン作成部３６’が上記送信要求に含まれる車両２０等の位置を示す情報に基づき、アダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成する。
【００６２】
図１５は、本発明の実施例４における通信エリア制御方法の流れをフローチャートで示す。図１５で図１３と同じステップ番号を付した処理ブロックは同じ処理を行うため説明は省略する。図１５に示されるように、送信要求判断ステップ（ステップＳ７）で路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断ステップ（ステップＳ９）をさらに備えている。車両位置取得ステップ（ステップＳ１０’）は、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断ステップ（ステップＳ７）により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ複数送信要求判断ステップ（ステップＳ９）により当該送信要求の数が複数であると判断された場合にも、所定のエリアにおける車両２０等の位置を上述した所定の取得方式により取得することができる。
【００６３】
以上より、本発明の実施例４によれば、通信エリア制御装置３０の機能に、送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断部４３を追加することができる。この結果、車両位置取得部３４’は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ複数送信要求判断部４３により当該送信要求の数が複数である（複数の車両２０等側からの所定の期間内におけるユニキャスト型通信による送信要求が有る）と判断された場合にも、所定のエリア１０における車両２０等の位置を上述の所定の取得方式により取得することができる。
【実施例５】
【００６４】
上述の実施例１ないし４において車両位置取得部３４が用いる所定の取得方式は、可視カメラ３１等により収集された所定のエリア１０内の状況に基づき、所定のエリア１０内における車両２０等の位置を画像処理プロセッサ３３等により検出させるというものであった。本実施例５では、車両２０等の位置（車両２０等の分布状況）を路車間通信により検出させる例について説明する。実施例５における路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、当該所定の制御情報を受信した車両２０等側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものとする。
【００６５】
図１６は、本発明の実施例５における通信エリア制御装置３０’を用いた路車間通信環境５を示す。図１６で図１と同じ符号を付した箇所は同じ機能を有するため説明は省略する。図１６において、符号４５はビーコン送信装置、Ｚはビーコンが届く無線ゾーンである。図１６に示されるように、まず、路側機（通信エリア制御装置３０’）側から、路側機自身のＩＤ、サービス内容、位置、通信速度等を含む所定の制御情報を定期的且つ同報型のビーコンによりビーコン送信装置４５から送信する。無線ゾーンＺにおいて当該所定の制御情報を有するビーコンを受信した車両２０等側は、サービスエントリを望む場合、当該車両２０等自身のＩＤ、位置、速度、走行ベクトル等を有する所定の車両情報を含む登録要求（サービス要求）を路側機側へ送信する。登録要求はアダプティブＤＢＦアンテナ３２により受信され、通信エリア制御装置３０’の車両位置取得部３４’は、上記通信方式に基づき車両２０等の位置を取得する。例えば、路側機が通信エリア１３内の車両２１、２２および２３（車両２１等）からの登録要求を受信した場合、当該登録要求に含まれる車両２１等の所定の車両情報（位置）に基づき、車両２１等の位置を取得する。図１６に示されるように、無線ゾーンＺは所定のエリア１０外も含むため、路側機が車両２５、２６および２７（車両２５等）からの登録要求を受信した場合、当該登録要求に含まれる車両２５等の所定の車両情報に基づき、車両２５等の位置を取得することも可能である。続いて通信エリア特定部３５’は、車両位置取得部３４’により取得された車両２１等の位置および所定の車両情報（速度、走行ベクトル）に基づき、所定の情報（サービス内容に示されるようなサービス情報）を提供する際における車両２１等が密に存在する通信エリアを例えば通信エリア１２と特定する。通信エリア特定部３５’は、車両位置取得部３４’により取得された車両２５等の位置および所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における車両２５等が密に存在する通信エリアを例えば通信エリア１３と特定することもできる。
【００６６】
後は実施例１等と同様に、ビーム・パターン作成部３６は、通信エリア特定部３５’により車両２１等が密に存在するものと特定された通信エリア１２または車両２５等が密に存在するものと特定された通信エリア１３に応じて、上記所定のビーム・パターン作成方式により通信エリア１２または１３の中央にボアサイトが向くビーム・パターンを作成する。送信処理部３７は、ビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき、アダプティブＤＢＦアンテナ３２からの送信処理を行う。
【００６７】
図１７は、通信エリア制御装置３０’およびアダプティブＤＢＦアンテナ３２の詳細なブロック図である。図１７で図８および図１６と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。図１７に示されるブロック図が図８に示されるブロック図と異なる点は、センサ３１および画像処理プロセッサ３３がない点と、通信制御処理装置６１が上述の車両位置取得部３４’、通信エリア特定部３５’およびビーム・パターン作成部３６に相当する点と、記録装置３８内にエントリ車両テーブル６２が設けられた点とである。上述のように、車両２１等からの登録要求はアダプティブＤＢＦアンテナ３２により受信され、通信エリア制御装置３０’の車両位置取得部３４’（通信制御処理装置６１）は、上記通信方式に基づき車両２１等の位置を取得することができる。すなわち、上記通信方式によれば車両２１等の位置を取得するためにセンサ３１および画像処理プロセッサ３３は不要である。受信された車両２１等からの所定の車両情報（位置、速度、走行ベクトル等）を含む登録要求は、エントリ車両テーブル６２に記録しておけばよい。通信エリア特定部３５’
（通信制御処理装置６１）は、所定の情報を提供する際における車両２１等が密に存在する通信エリアを特定する際に、エントリ車両テーブル６２に記録された車両２１等の所定の車両情報を参照する。他の機能については、実施例１の図８に示される通信エリア制御装置３０およびアダプティブＤＢＦアンテナ３２と同様であるため説明は省略する。
【００６８】
図１８は、本発明の実施例５における通信エリア制御方法の流れをフローチャートで示す。図１８で図９と同じステップ番号を付した処理ブロックは同じ処理を行うため説明は省略する。図１８に示されるように、路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、当該所定の制御情報を受信した車両２１等側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いる。まず、通信エリア制御装置３０’は、車両２１等の位置を上記通信方式に基づき取得する（車両位置取得ステップ。ステップＳ１０’）。次に、車両位置取得ステップ（ステップＳ１０’）により取得された車両２１等の位置および上記所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における車両２１等の通信エリアを特定する（通信エリア特定ステップ。ステップＳ２０’）。以降のビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０）および送信処理ステップ（ステップＳ４０）は、実施例１と同様であるため説明は省略する。
【００６９】
以上より、本発明の実施例５によれば、路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、当該所定の制御情報を受信した車両２１等側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものとした場合、車両２１等の位置（車両２１等の分布状況）を通信により検出させることができる。路側機側から、路側機自身のＩＤ、サービス内容、位置、通信速度等を含む所定の制御情報を定期的且つ同報型のビーコンによりビーコン送信装置４５から送信する。無線ゾーンＺにおいて当該所定の制御情報を有するビーコンを受信した車両２１等側は、サービスエントリを望む場合、当該車両２１等自身のＩＤ、位置、速度、走行ベクトル等を有する所定の車両情報を含む登録要求（サービス要求）を路側機側へ送信する。登録要求はアダプティブＤＢＦアンテナ３２により受信され、通信エリア制御装置３０’の車両位置取得部３４’は、上記通信方式に基づき車両２１等の位置を取得することができる。無線ゾーンＺは所定のエリア１０外も含んでいてもよい。通信エリア特定部３５’は、車両位置取得部３４’により取得された車両２１等の位置および所定の車両情報（速度、走行ベクトル）に基づき、所定の情報を提供する際における車両２１等が密に存在する通信エリアを例えば通信エリア１２と特定する。後は実施例１等と同様である。すなわち、上記通信方式によれば車両２１等の位置を取得するためにセンサ３１および画像処理プロセッサ３３は不要とすることができる。実施例５においても他の実施例と同様に、通信エリア制御装置３０’は車両２１等の分布状況に合わせたビーム・パターンを作成するため、路車間通信における複雑に変化するサービス提供エリアの場合であっても、安定した電波環境を提供しつつ交通状況に応じて必要最低限に送信電力消費を抑えることができ、電波の路面反射による路側機自身および他の通信への悪影響を生じることをなくすことができる。
【実施例６】
【００７０】
実施例１に対する実施例２と同様に、実施例５に送信タイミング判断部４０および送信可否判断部４１の機能を追加することも可能である。この場合、図１に示される通信エリア制御装置３０に図１０に示される送信タイミング判断部４０および送信可否判断部４１が追加されたように、図１６に示される通信エリア制御装置３０’に送信タイミング判断部４０および送信可否判断部４１を追加すればよい。同様に、図９に示される通信エリア制御方法のフローチャートに図１１に示される送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）および送信可否判断ステップ（ステップＳ３５）が追加されたように、図１８に示される通信エリア制御方法のフローチャートに送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）および送信可否判断ステップステップ（ステップＳ３５）を追加すればよい。
【００７１】
以上より、本発明の実施例６によれば、通信エリア制御装置３０’の機能に所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断部４０を加えることができる。この結果、車両位置取得部３４’は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、上記通信方式に基づき車両２１等の位置を取得することができる。さらに、通信エリア制御装置３０’の機能に送信処理の可否を判断する送信可否判断部４１を加えることができる。この結果、送信処理部３７は、送信可否判断部４１により送信処理が可能であると判断された場合、ビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことができる。
【実施例７】
【００７２】
実施例２に対する実施例３と同様に、実施例６に送信要求判断部４２の機能を追加し、当該追加に伴いビーム・パターン作成部３６の機能を一部変更してビーム・パターン作成部３６’とすることも可能である。この場合、図１０に示される通信エリア制御装置３０に図１２に示される送信要求判断部４２を追加し、ビーム・パターン作成部３６’と変更したように、実施例６の通信エリア制御装置３０’（不図示）に送信要求判断部４２を追加し、ビーム・パターン作成部３６’と変更すればよい。同様に、図１１に示される通信エリア制御方法のフローチャートに図１３に示される送信要求判断ステップ（ステップＳ７）を追加し、ビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０’）と変更したように、実施例６の通信エリア制御方法のフローチャート（不図示）に送信要求判断ステップ(ステップＳ７)を追加し、ビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０’）と変更すればよい。
【００７３】
以上より、本発明の実施例７によれば、実施例６の通信エリア制御装置３０’の機能に、路側機に予め管理されている路側機配下の車両２１等側からの１対１のユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断部４２を加えることができる。この結果、ビーム・パターン作成部３６’は、通信エリア特定部３５により特定された通信エリア１１等に応じたビーム・パターンの作成に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２１等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、アダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。実施例６では、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）に戻り繰返していた。実施例７では、このような場合であっても追加された送信要求判断ステップ（ステップＳ７。不図示）により路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断することができ、送信要求が有ると判断された場合、アダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。
【実施例８】
【００７４】
実施例３に対する実施例４と同様に、実施例７に複数送信要求判断部４３の機能を追加し、当該追加に伴い車両位置取得部３４の機能を一部変更して車両位置取得部３４’とすることも可能である。この場合、図１２に示される通信エリア制御装置３０に図１４に示される複数送信要求判断部４３を追加し、車両位置取得部３４’と変更したように、実施例７の通信エリア制御装置３０’（不図示）に複数送信要求判断部４３を追加し、車両位置取得部３４’と変更すればよい。同様に、図１３に示される通信エリア制御方法のフローチャートに図１５に示される複数送信要求判断ステップ（ステップＳ９）を追加し、車両位置取得ステップ(ステップＳ１０’)と変更したように、実施例７の通信エリア制御方法のフローチャート（不図示）に複数送信要求判断ステップ（ステップＳ９）を追加し、車両位置取得ステップ（ステップＳＳ１０’）と変更すればよい。
【００７５】
以上より、本発明の実施例８によれば、実施例７の通信エリア制御装置３０’の機能に、送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断部４３を追加することができる。この結果、車両位置取得部３４’は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ複数送信要求判断部４３により当該送信要求の数が複数である（複数の車両２０等側からの所定の期間内におけるユニキャスト型通信による送信要求が有る）と判断された場合にも、車両２１等の位置を上記通信方式により取得することができる。
【実施例９】
【００７６】
路側機が送信する所定の制御情報には、サービス提供までの時間を含めることができる。実施例９では、路側機配下の車両２１等が上記ビーコンを受信してサービス情報（所定の情報）提供までの時間を知ったにもかかわらず、当該時間になってもサービス情報を受信しなかった場合の処理について説明する。このような場合は、例えば車両２１等が大型車両の陰に隠れたというようなシャドーイング等の理由により発生する。そこで、上記所定の制御情報が上記サービス情報の提供までの時間またはサービス情報提供時刻を含む場合、実施例５ないし８の通信エリア制御装置３０’と路車間通信を行う車両２１等側に搭載された車載機に、当該提供時間までにまたは当該提供時刻に当該所定の情報の提供を受けなかった場合、再度登録要求を送信する機能を備えさせることができる。この結果、路側機は、次回のサービス情報提供時刻には当該車両２１等（と新たにビーコンを受信してエントリした車両と）に対応したビーム・パターンを作成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の活用例として、安全用途の情報提供サービスを行う路車間通信において、通信エリアを制御する通信エリア制御装置等への適用が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施例１における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境１を示す図である。
【図２】可視カメラ３１を用いて撮像した所定のエリア１０を含む道路の画像の一例を示す図である。
【図３】車両位置取得部３４による車両２５ａ等の位置の取得について説明する画像を示す図である。
【図４】通信エリア特定部３５の機能について説明する画像を示す図である。
【図５】ビーム・パターン作成部３６の機能について説明する画像を示す図である。
【図６】所定のビーム・パターン作成方式を説明するための路車間環境２を示す図である。
【図７】ビーム・パターン・テーブル３９の内部表現の一例を示す図である。
【図８】通信エリア制御装置３０およびアダプティブＤＢＦアンテナ３２の詳細なブロック図である。
【図９】本発明の実施例１における通信エリア制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例２における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境２を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２における通信エリア制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図１２】発明の実施例３における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境３を示す図である。
【図１３】本発明の実施例３における通信エリア制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図１４】発明の実施例４における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境４を示す図である。
【図１５】本発明の実施例４における通信エリア制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施例５における通信エリア制御装置３０’を用いた路車間通信環境５を示す図である。
【図１７】通信エリア制御装置３０’およびアダプティブＤＢＦアンテナ３２の詳細なブロック図である。
【図１８】本発明の実施例５における通信エリア制御方法の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１、２、３、４、５ 路車間通信環境、 １０ 所定のエリア、 １１、１２、１３、１８ 通信エリア、 １１−Ｃ１、１３−Ｃ１ フットプリント、 １４、１５ 走行レーン、 １６ 格子、 １７ａ、１７ｂ 網掛け部分、 １８ ２０、２１、２２、２３、２４、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ 車両、 ３０、３０’ 通信エリア制御装置、 ３１ 状況収集部、 ３２ アダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナ、 ３３ 車両位置検出部、 ３４、３４’ 車両位置取得部、 ３５、３５’ 通信エリア特定部、 ３６、３６’ ビーム・パターン作成部、 ３７ 送信処理部、 ３８ 記録装置、 ４０ 送信タイミング判断部、 ４１ 送信可否判断部、 ４２ 送信要求判断部、 ４３ 複数送信要求判断部、 ４５ ビーコン送信装置、 ５０ ビーム・パターン・テーブル、 ５１ ビーム・パターンの番号欄、 ５２ ビーム・パターンの名称欄、 ５３ フットプリントイメージ欄、 ５３−１ サブエリア１欄、 ５３−２ サブエリア２欄、 ５３−３ サブエリア３欄、 ５４ 送信電力消費量欄、 ６１ 通信制御処理装置、 ６２ エントリ車両テーブル、 ６３ 合成機／分離器、 ６４ 加算器、 ６５ ウェイト演算器、 ６６−１、６６−２、６６−Ｎ ウェイト乗算器、 ６７−１、６７−２、６７−Ｎ ＡＤコンバータ／ＤＡコンバータ、 ６８−１、６８−２、６８−Ｎ ダウンコンバータ／アップコンバータ、 ６９−１、６９−２、６９−Ｎ 増幅器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路車間通信における通信エリアを制御する通信エリア制御装置等に関し、特に、車両側とアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナを用いて通信を行う通信エリア制御装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、路車間通信において安全用途の情報提供サービスが進められている。この安全用途の情報提供サービスでは、設置された路側機（基地局）から所望のエリア内に進入してくる車両（移動局）に対して、確実且つ迅速に安全用途の情報を提供することが必要である。このため、路側機が発する電波は上記所望のエリア内にのみ届くことが理想的とされている。
【０００３】
路車間通信において、基地局にダイポールアンテナ等の無指向性アンテナを使用した場合、無指向性（円形）の放射パターンとなる。すなわち、上記無指向性アンテナは指向性が弱く広いビーム・パターンを有するため、所望のエリア内に電波を集中させることが困難であり、建物等により発生するマルチパスフェージングを回避することができないという問題があった。さらに、不要なエリアへ電波を放出するという問題もあった。
【０００４】
一方、路車間通信において、基地局に開口面アンテナまたはヤギ（八木）アンテナ等の指向性アンテナを使用した場合、指向性が鋭い放射パターンとなる。すなわち、上記指向性アンテナは鋭い指向性を有するため、所望のエリア内にある程度電波を集中させることはできる。しかし、上記指向性アンテナのビーム・パターンは固定的であるため、指向面があたる路面での電波環境は良いが、指向面が外れる周囲での電波環境にはムラが発生するという問題があった。さらに、所望のエリアの形状を考慮したアンテナ設計および配置を必要とするため、汎用性が低いという問題もあった。
【０００５】
上述した問題を解決するために、従来から、複数のアレーアンテナを用いたアダプティブ・アレーアンテナ技術により所望のエリアをカバーする無線ゾーンを形成する技術の開発が進められている（非特許文献１参照）。アダプティブ・アレーアンテナは複数素子のアンテナを配列し、各素子の励振の振幅および位相を独立に制御し合成できるようにしたアレーアンテナである。アダプティブ・アレーアンテナの機能の一つは、アダプティブ・ビーム・フォーミンング（adaptive beam forming）であり、受信波の到来方向が未知または時間的に変化する場合にもアレーのビームを自動的に追従させて、所望の通信相手または通信エリアの方向へアンテナ指向面を向けることができる機能である。他の機能はアダプティブ・ヌル・ステアリング（adaptive null steering）であり、指向性パターンの不感面（ヌル点）を自動的に不要なエリア（干渉波方向）へ向ける機能である。アダプティブ・アレーアンテナを基地局のアンテナとして使用した場合、受信時にはマルチパスフェージング等を回避することができ、送信時には不要な領域へ電波を放射せず所望のエリアに強く放射することができる等、汎用性の高い技術である。
【０００６】
上述のアダプティブ・ビーム・フォーミンングにおいて、各素子の振幅、位相調整を増幅器、位相器を用いずに、入力アナログ信号をＡ−Ｄ変換したディジタル信号（ベースバンド信号）に対して振幅、位相の調整量に相当するディジタル値（ウェイト）を重畳させる機能をアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング（adaptive Digital Beam Forming : アダプティブＤＢＦ）という。つまり、アダプティブＤＢＦはディジタル演算処理により高速にビーム制御を行なうことができる機能であり、当該機能を実現するアンテナをアダプティブＤＢＦアンテナという。アダプティブＤＢＦは、路車間通信のように通信相手が車両等の高速移動体の場合であっても、移動体が送信する電波の特徴（例えば、送信パケットのパイロット信号、包絡線）を基に高速な演算処理を行うことができる。このため、移動体の移動に追従してビームを制御する追尾ビームの作成を行なうことが可能である。実際に、航空通信における航空管制用として地上局の飛行機追尾システムに用いられている。さらにアダプティブＤＢＦは、移動体を追尾する以外にも、所望の方向またはエリアに対して満遍なくビームを向けることができ、且つ不要なエリアにはビームの不感面を向けるようなビーム・パターンを形成することができる。このため、地面に対して均一な無線ゾーン（フットプリント）を作成することができる。従って、所望のエリア内でのみ通信が可能となるため、空間的に無線エリアを分けることにより周波数の有効利用を図ることが可能であるという特徴を有している。実際に、放送衛星の衛星アンテナおよびＰＨＳの基地局アンテナ等に用いられている。
【０００７】
非特許文献２には、アダプティブＤＢＦによる追尾ビームに関する例が記載されている。非特許文献２は、陸上の高速な移動通信環境において路側機が車両１台ずつと通信する場合、多重波フェージング対策として帯域分割・合成型ＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）アダプティブアレーを提案している。アダプティブアレーの動作原理（到来波推定アルゴリズム）は所望の信号に関する予備知識および評価関数によっていくつかに大別されており、ＣＭＡ（定包絡線化アルゴリズム）は定包絡線信号を対象とした最小２乗誤差法（Minimum Mean Square Error : ＭＭＳＥ）の変形と言われている。ＣＭＡアダプティブアレーでは、路側機は既知の到来波の特徴に一致するようにウェイト演算を行う。ＣＭＡは通信する信号の包絡線が時系列でみて一定であることを利用するアルゴリズムである。例えば、周波数変調、位相変調された信号は時間的に一定の包絡線を有している。これらの変調波は合成されると一般にその包絡線が揺らぐが、受信側で所望の信号の包絡線電力を把握していれば、その値に近づくように最急降下法を用いてビーム制御を行なうことが可能である。ＣＭＡの長所は、上述のように所望の信号が包絡線一定の性質を有するという条件を満たしていれば、ＭＭＳＥのような参照信号を必要としないという点である。但し、最適ウェイトの確実性が小さいという短所があり、不要な信号も定包絡線である場合、必ずしも所望の信号を取り出せるという保証はない。
【０００８】
特許文献１には、アダプティブＤＢＦによるフットプリントに関する例が記載されている。特許文献１では携帯電話等の基地局アンテナ装置を想定しており、無線機基地局のアンテナ指向性において、水平方向をＤＢＦによるアダプティブアレーとし、垂直方向を建物等によるマルチパスフェージングを防ぐためにコセカント２乗特性を有するアンテナ放射特性として、地面に対して均一なフットプリントを作ることを特徴としている。路車間通信における基地局（路側機）に対して上記技術を適用することにより、建物等によるマルチパスフェージングを避け、常に所望のエリアをカバーするフットプリントを形成することが可能である。このため、同報型の通信に対しても有効であると考えられている。
【０００９】
【非特許文献１】中嶋 信生編、「新世代ワイヤレス技術」、丸善株式会社、平成１６年３月２５日発行。
【非特許文献２】張 毅民、楊 克虎、唐沢 好男、「多重波環境における帯域分割・合成型ＣＭＡアダプティブアレーの特性」、電子情報通信学会論文誌Ｂ、社団法人電子情報通信学会、１９９９年１月、第Ｊ８２−Ｂ巻、第１号、ｐｐ．９７−１０８．
【特許文献１】特開平１１−２９８２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、非特許文献２で提案された帯域分割・合成型ＣＭＡアダプティブアレーは、路側機が車両１台ずつと通信するという１対１の通信の場合には有効である。しかし、路側機から車両への同報型通信の場合、予め路側機配下のすべての車両から到来情報（車両から路側機への情報）を得る必要がある。仮に予め各車両から到来情報を得ていたとしても、各車両に対して総合的に最適なビーム制御を実施する必要があるため、交通量の増加に伴い処理量が増加して処理時間が膨大となり、非実用的であるという問題があった。上述のようにＣＭＡは包絡線を利用するため、最適ウェイトの確実性が小さいという短所があり、推定を誤って不要波にビームを向ける場合もあるという問題があった。
【００１１】
上述のように、特許文献１に記載された技術は同報型の通信に対しても有効であると考えられている。しかし、路面は種々の形状を有しているため、路車間通信における所望のエリア（サービス提供エリア）は携帯電話のセルのように広域で固定的なものではない。当該サービス提供エリアは、車速、交通量、通信処理等の遅延、通信される情報の種類および量等により決定され、複雑に変化するものである。従って、特許文献１に記載された常に所望のエリアを固定的にカバーするフットプリントを形成する技術を路車間通信におけるサービス提供エリアに対して適用すると、夜間または休日等の交通量が少ない場合には却って不要な送信電力消費をもたらすという問題があり、電波の路面反射による路側機自身および他の通信への悪影響が生じるという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、路側機から車両への同報型通信を行う場合、交通量が増加しても処理時間が膨大とならず実用的に用いることができ、不要波にビームを向けることがない通信エリア制御装置等を提供することにある。
【００１３】
本発明の第二の目的は、路車間通信における複雑に変化するサービス提供エリアの場合であっても、安定した電波環境を提供しつつ交通状況に応じて必要最低限に送信電力消費を抑えることができ、電波の路面反射による路側機自身および他の通信への悪影響を生じることがない通信エリア制御装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の通信エリア制御装置は、路車間通信における通信エリアを制御する通信エリア制御装置であって、該通信エリア制御装置は路側機側に設けられ、車両側とアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナを用いて通信を行うものであり、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得する車両位置取得手段と、前記車両位置取得手段により取得された車両の位置に基づき、所定のエリア内で車両と通信する通信エリアを特定する通信エリア特定手段と、前記通信エリア特定手段により特定された通信エリアに応じてアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成するビーム・パターン作成手段と、前記ビーム・パターン作成手段により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う送信処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、送信処理の可否を判断する送信可否判断手段をさらに備え、前記送信処理手段は、前記送信可否判断手段により送信処理が可能であると判断された場合、前記ビーム・パターン作成手段により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことができる。
【００１６】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断手段をさらに備え、前記車両位置取得手段は、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することができる。
【００１７】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、路側機に予め管理されている路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断手段をさらに備え、前記ビーム・パターン作成手段は、前記通信エリア特定手段により特定された通信エリアに応じたビーム・パターンの作成に加え、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による送信要求が有ると判断された場合に、該送信要求に基づきアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。
【００１８】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断手段をさらに備え、前記車両位置取得手段は、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、該送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ前記複数送信要求判断手段により当該送信要求の数が複数であると判断された場合に、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することができる。
【００１９】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記所定のビーム・パターン作成方式は、所定のエリアの一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録したビーム・パターン・テーブルから選択することによりビーム・パターンを作成することができる。
【００２０】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記所定の取得方式は、状況収集部により収集された所定のエリア内の道路状況に基づき、該所定のエリア内における車両の位置を車両位置検出部により検出させるものとすることができる。
【００２１】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記状況収集部は可視域及び／又は赤外領域に感度を有するカメラであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された画像処理プロセッサであるものとすることができる。
【００２２】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記状況収集部はミリ波センサであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された処理プロセッサであるものとすることができる。
【００２３】
ここで、この発明の通信エリア制御装置において、前記路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、該所定の制御情報を受信した車両側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものであり、前記車両位置取得手段は、車両の位置を該通信方式に基づき取得し、前記通信エリア特定手段は、前記車両位置取得手段により取得された車両の位置及び該所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における該車両の通信エリアを特定することができる。
【００２４】
この発明の通信エリア制御方法は、路車間通信における通信エリアを制御する通信エリア制御方法であって、路側機側に設けられた通信エリア制御装置が車両側とアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナを用いて通信を行うものであり、通信エリア制御装置が、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得する車両位置取得ステップと、前記車両位置取得ステップにより取得された車両の位置に基づき、所定のエリア内で車両と通信する通信エリアを特定する通信エリア特定ステップと、前記通信エリア特定ステップにより特定された通信エリアに応じてアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成するビーム・パターン作成ステップと、前記ビーム・パターン作成ステップにより作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う送信処理ステップとを備えたことを特徴とする。
【００２５】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記送信処理ステップに先立ち、送信処理の可否を判断する送信可否判断ステップをさらに備え、前記送信処理ステップは、前記送信可否判断ステップにより送信処理が可能であると判断された場合、前記ビーム・パターン作成ステップにより作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことができる。
【００２６】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記車両位置取得ステップに先立ち、所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断ステップをさらに備え、前記車両位置取得ステップは、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することができる。
【００２７】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記送信タイミング判断ステップで所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、路側機に予め管理されている路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断ステップをさらに備え、前記ビーム・パターン作成ステップは、前記通信エリア特定ステップにより特定された通信エリアに応じたビーム・パターンの作成に加え、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断ステップにより路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による送信要求が有ると判断された場合に、該送信要求に基づきアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。
【００２８】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記送信要求判断ステップで路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断ステップをさらに備え、前記車両位置取得ステップは、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、該送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断ステップにより路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ前記複数送信要求判断ステップにより当該送信要求の数が複数であると判断された場合に、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することができる。
【００２９】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記所定のビーム・パターン作成方式は、所定のエリアの一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録したビーム・パターン・テーブルから選択することによりビーム・パターンを作成することができる。
【００３０】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記所定の取得方式は、状況収集部により収集された所定のエリア内の道路状況に基づき、該所定のエリア内における車両の位置を車両位置検出部により検出させるものとすることができる。
【００３１】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記状況収集部は可視域及び／又は赤外領域に感度を有するカメラであり、前記車両位置検出部は通信エリア制御装置内の又は通信エリア制御装置に接続された画像処理プロセッサであるものとすることができる。
【００３２】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記状況収集部はミリ波センサであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された処理プロセッサであるものとすることができる。
【００３３】
ここで、この発明の通信エリア制御方法において、前記路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、該所定の制御情報を受信した車両側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものであり、前記車両位置取得ステップは、車両の位置を該通信方式に基づき取得し、前記通信エリア特定ステップは、前記車両位置取得ステップにより取得された車両の位置及び該所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における該車両の通信エリアを特定することができる。
【００３４】
この発明の車載機は、通信エリア制御装置と路車間通信を行う車両側に搭載された車載機であって、前記所定の制御情報は前記所定の情報の提供時刻を含むものであり、該提供時刻に該所定の情報の提供を受けなかった場合、再度登録要求を送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の通信エリア制御装置等によれば、車両位置取得部が所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することができる。所定の取得方式としては、可視カメラ等の状況収集部により収集された所定のエリア内の道路状況（交通状況）に基づき、所定のエリア内における車両の位置を画像処理プロセッサ等の車両位置検出部により検出させる取得方式が挙げられる。通信エリア特定部は車両位置取得部により取得された車両の位置に基づき、所定のエリア内で車両と通信する通信エリア等を特定する。すなわち、通信エリア特定部は車両等が密に存在する通信エリアを特定することができる。ビーム・パターン作成部は、通信エリア特定部により特定された通信エリアに応じてアダプティブＤＢＦアンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成する。所定のビーム・パターン作成方式として、予め所定のエリアの一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録装置内のビーム・パターン・テーブルに記録しておく。ある時間帯における所定のエリア内の車両の分布に適した所望のビーム・パターンをこのビーム・パターン・テーブルから選択することにより、ビーム・パターンを作成する作成方式を用いることができる。送信処理部は、ビーム・パターン作成部により作成されたビーム・パターンに基づき、アダプティブＤＢＦアンテナから送信処理を行う。以上の各構成を有する通信エリア制御装置は、従来技術における車両と１対１の通信を行う場合のように車両毎に合わせたビーム制御を行なうわけではない。通信エリア制御装置は、車両の分布状況に合わせたビーム・パターンを作成するため、交通量が増加しても処理時間が膨大とならず実用的に用いることができ、不要波にビームを向けることをなくすことができる。通信エリア制御装置は、従来技術のように、常に所望のエリアを固定的にカバーするフットプリントを形成するわけではない。通信エリア制御装置は車両の分布状況に合わせたビーム・パターンを作成するため、路車間通信における複雑に変化するサービス提供エリアの場合であっても、安定した電波環境を提供しつつ交通状況に応じて必要最低限に送信電力消費を抑えることができ、電波の路面反射による路側機自身および他の通信への悪影響を生じることをなくすことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、各実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００３７】
図１は、本発明の実施例１における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境１を示す。図１において、符号２０、２１、２２、２３および２４は車載機を有する車両、１５は走行レーン、１４は走行レーン１５に対向する反対側走行レーン、１０は路車間通信の対象となるエリア（所定のエリア）、１１、１２および１３は各々所定のエリア１０内に設定された車両２０等と通信するための通信エリア、３０は車両２０等側と路車間通信を行う際に通信エリア１１等を制御する通信エリア制御装置、３２は車両２０等側と通信を行うためのアダプティブＤＢＦアンテナである。図１に示されるように、通信エリア制御装置３０は当該装置が有する機能ブロックおよび記録装置３８等を含めて表現されている。通信エリア制御装置３０は路側機（不図示）側に設けられているが、路側機に関する通常の機能等は有するものとしてその説明は省略する。以下では、特に区別する必要がある場合を除き、通信エリア制御装置３０と路側機とを同様に用いる。
【００３８】
次に、通信エリア制御装置３０の機能等について図１ないし図８を適宜用いて説明する。図１に示されるように、通信エリア制御装置３０は、所定のエリア１０における車両２０等の位置を所定の取得方式により取得する車両位置取得部（車両位置取得手段）３４を備えている。車両位置取得部３４の機能は、路側機側から車両２０等側への安全用途の情報提供サービス等を目的とする同報型通信を行うタイミングである場合に実行されることが好適である。上記所定の取得方式としては、図１に示されるように、状況収集部３１により収集された所定のエリア１０内の道路状況（交通状況）に基づき、所定のエリア１０内における車両２０等の位置を車両位置検出部３３により検出させる取得方式が挙げられる。状況収集部３１としては可視域に感度波長域を有する可視カメラまたは赤外領域に感度波長域を有する赤外カメラが好適である。可視カメラおよび赤外カメラの両方を備え、昼間は可視カメラを使用し、夜間は赤外カメラを使用してもよい。夜間であっても夜間照明が高輝度である環境の場合は、可視カメラの使用も可能である。可視域および赤外領域を有するカメラを用いてもよい。車両位置検出部３３としては、通信エリア制御装置３０内に設けられた画像処理プロセッサ（不図示）、または通信エリア制御装置３０に接続された画像処理プロセッサ（不図示）が好適である。
【００３９】
車両位置取得部３４が用いる状況収集部３１を可視カメラとし且つ車両位置検出部３３を画像処理プロセッサとする場合、以下の各方式により車両２０等の位置を取得することができる。可視カメラ３１で撮像した所定のエリア１０内の道路等の背景画像と車両２０等の画像との差分を画像処理プロセッサ３３で比較処理することにより、所定のエリア１０内を走行する車両２０等および／または障害物等を抽出することができる（背景差分方式）。あるいは、所望の時間間隔で撮影した異なる時刻の画像を画像処理プロセッサ３３で比較処理することにより、所定のエリア１０内を走行する車両２０等および／または障害物等を抽出することができる（時間差分方式）。画像処理プロセッサ３３による当該抽出に基づき、車両位置取得部３４は車両２０等および／または障害物等の位置および速度等の情報を取得することができ、停止車両、渋滞末尾等の事象を検出することも可能である。図１では所定のエリア１０は直線で示されているが、急なカーブを有する等の非常に厳しい道路線形条件である場合、さらに大型車両による小型車両のシャドーイング（隠蔽）が頻発するという可視カメラ３１の設置条件の場合であっても、車両２０等および／または障害物等の位置および速度等の情報を取得することができる。
【００４０】
図２は、可視カメラ３１を用いて撮像した所定のエリア１０を含む道路の画像の一例を示す。図２で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図２に示されるように、走行レーン１５内の走行車線側には車両２５ａ、（途中の車両は省略）、２５ｂ、２５ｃ等が走行し、追い越し車線側には車両２６ａ、２６ｂ、（途中の車両は省略）、２６ｃ、２６ｄ等が走行している。所定のエリア１０は走行車線側では車両２５ａを先頭とし車両２５ｂまで、追い越し車線側では車両２６ｂを先頭とし車両２６ｃまでを含む範囲に設定されている。しかし、さらに広くまたは狭く設定できることは勿論である。
【００４１】
図３は、車両位置取得部３４による車両２５ａ等の位置の取得について説明する画像を示す。図３で図２と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図３において、符号１６は画像処理プロセッサ３３により実行される背景差分方式または時間差分方式による車両２５ａ等の抽出に利用される格子である。図３に示される画像において、格子１６の各格子点とアダプティブＤＢＦアンテナ３２との間の距離および格子点からの方向（方向ベクトル）は、実際の値とマッチングがとれているものとする。画像処理プロセッサ３３は上記方式により格子１６内の網掛け部分１７ａおよび１７ｂ内に車両２５ａ等がいることを抽出する。格子１６の各格子点からの方向ベクトルは実際の値とマッチングがとれているため、車両位置取得部３４は格子１６内の網掛け部分１７ａおよび１７ｂ内の各格子点に基づき、車両２５ａ等の位置等の情報を取得することができる。
【００４２】
図１に戻り、通信エリア制御装置３０は車両位置取得部３４により取得された車両２０等の位置に基づき、所定のエリア１０内で車両２０等と通信する通信エリア１１等を特定する通信エリア特定部（通信エリア特定手段）３５を備えている。図４は、通信エリア特定部３５の機能について説明する画像を示す。図４で図１および図３と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。通信エリア特定部３５は、車両位置取得部３４により取得された網掛け部分１７ａ内の車両２５ａ、２６ｂ等の位置に基づき、当該車両２５ａ、２６ｂ等と通信する通信エリアは通信エリア１２であると特定することができる。同様にして、通信エリア特定部３５は、車両位置取得部３４により取得された網掛け部分１７ｂ内の車両２５ｂ、２６ｃ等の位置に基づき、当該車両２５ｂ、２６ｃ等と通信する通信エリアは通信エリア１３であると特定することができる。すなわち、通信エリア特定部３５は車両２５ａ等が密に存在する通信エリア１２等を特定することができる。
【００４３】
図１に示されるように、通信エリア制御装置３０は通信エリア特定部３５により特定された通信エリア１２等に応じてアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成するビーム・パターン作成部（ビーム・パターン作成手段）３６を備えている。図５は、ビーム・パターン作成部３６の機能について説明する画像を示す。図５で図４と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。車両の符号は図面上煩雑となるため、車両２５ａを除き省略する。ビーム・パターン作成部３６は、通信エリア特定部３５により車両２５ａ等が密に存在するものと特定された通信エリア１２および１３に応じて作成するべきビーム・パターンは、図５に示される通信エリア１２の後部および通信エリア１３（所定のエリア１０の奥２／３の通信エリア１８）に合わせたものであると判断し、当該通信エリア１８の中央にボアサイト（boresight）が向くビーム・パターンを作成する。
【００４４】
図１に示されるように、通信エリア制御装置３０はビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき、アダプティブＤＢＦアンテナ３２から送信処理を行う送信処理部（送信処理手段）３７を備えている。例えば、送信処理部３７は、ビーム・パターン作成部３６により作成された上述の奥２／３の通信エリアの中央にボアサイトが向くビーム・パターンに基づき、アダプティブＤＢＦアンテナ３２からの送信処理を行う。
【００４５】
上述の説明では、車両位置取得部３４が用いる状況収集部３１を可視カメラとして説明したが、状況収集部３１が赤外カメラであってもよいことは勿論である。車両位置取得部３４が用いる状況収集部３１を赤外カメラとし且つ車両位置検出部３３を画像処理プロセッサとする場合、例えば、赤外カメラ３１で検知された遠赤外線による所定のエリア１０内の道路面と車両２０等の特徴点（マフラおよびタイヤ等の高温点と低温部）との一対を画像処理プロセッサ３３で処理することにより、所定のエリア１０内を走行する車両２０等および／または障害物等を抽出することができる。赤外カメラ３１を用いることにより、霧等による悪視程環境、照明のない夜間等においても、画像処理プロセッサ３３は所定のエリア１０内を走行する車両２０等および／または障害物等を抽出することができる。画像処理プロセッサ３３による当該抽出に基づき、車両位置取得部３４は車両２０等および／または障害物等の位置および速度等の情報を取得することができ、停止車両、渋滞末尾等の事象を検出することも可能である。
【００４６】
車両位置取得部３４が用いる状況収集部３１をミリ波センサとし且つ車両位置検出部３３を処理プロセッサとすることもできる。ミリ波センサ３１は、７６−７７ＧＨｚのミリ波を所定のエリア１０へ送出し、その反射波を処理プロセッサ３３で処理することにより、反射波の遅延時間とドップラシフトを抽出する。画像処理プロセッサ３３による当該抽出に基づき、車両位置取得部３４は、反射波の遅延時間から車両２０等の位置を取得し、反射波のドップラシフトから車両２０等の速度を取得することができる。ミリ波センサ３１はアクティブセンサであるため、可視カメラまたは赤外カメラ等の画像系カメラよりシャドーイングを分離することが容易である。ミリ波センサ３１を用いることにより、濃霧地帯または吹雪等の強い寒冷地帯等においても、車両位置取得部３４は車両２０等および／または障害物等の位置および速度等の情報を取得することができ、停止車両、渋滞末尾等の事象を検出することも可能である。
【００４７】
上述のように、通信エリア特定部３５は車両２５ａ等が密に存在する通信エリア１２等を特定することができる。そこで、ビーム・パターン作成部３６の所定のビーム・パターン作成方式として以下のような方式を用いることができる。すなわち、図１に示されるように予め所定のエリア１０の一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録装置３８内のビーム・パターン・テーブル５０に記録しておく。ある時間帯における所定のエリア１０内の車両２０等の分布に適した所望のビーム・パターンをこのビーム・パターン・テーブル５０から選択することにより、ビーム・パターンを作成する。
【００４８】
図６（Ａ）、（Ｂ）は所定のビーム・パターン作成方式を説明するための路車間環境１を示す。図６（Ａ）は路車間環境１の斜視図、図６（Ｂ）は路車間環境１の平面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図６（Ａ）、（Ｂ）において、通信エリア１１、１２および１３が各々サブエリア１、サブエリア２、サブエリア３に該当する。上述のように、まず車両位置取得部３４が可視カメラ３１等を用いて車両２０等の位置を取得する。次に、通信エリア特定部３５が車両２０等が密に存在するサブエリア１、サブエリア３を特定する。この道路状況の時間帯ではサブエリア１とサブエリア３とに各々フットプリント１１−Ｃ１と１３−Ｃ１とを作成するようにアダプティブＤＢＦアンテナ３２の指向性を制御することが望ましい。すなわち、予めサブエリア１とサブエリア３との組合せに対応したビーム・パターンを記録装置３８内のビーム・パターン・テーブル５０に記録しておき、当該時間帯には車両２０等の分布に適した上記ビーム・パターンをビーム・パターン・テーブル５０から選択できるようにすればよい。
【００４９】
図７は、ビーム・パターン・テーブル５０の内部表現の一例を示す。図７において、符号５１はビーム・パターンの番号欄、５２はビーム・パターンの名称欄、５３はフットプリントイメージ欄であって、図６（Ａ）、（Ｂ）に示されるサブエリア１、サブエリア２、サブエリア３の１つ以上の組合せにより７通りのイメージのフットプリントが作成されている。符号５３−１はサブエリア１欄、５３−２はサブエリア２欄、５３−３はサブエリア３欄、５４は送信電力消費量欄である。図７に示されるように、ビーム・パターンＡ１はサブエリア１のみのフットプリント、ビーム・パターンＡ２はサブエリア２のみのフットプリント、ビーム・パターンＡ３はサブエリア３のみのフットプリントであり、いずれも送信電力消費量は小さい。これらのビーム・パターンＡ１等は例えば夜間等のように車両数が疎らな時間帯に適したビーム・パターンといえる。図７に示されるように、ビーム・パターンＢ１はサブエリア１および２の組合せのフットプリント、ビーム・パターンＢ２はサブエリア２および３の組合せのフットプリントであり、いずれも送信電力消費量は中程度である。これらのビーム・パターンＢ１等は例えば車両がある程度の群をなしているような時間帯に適したビーム・パターンといえる。図７に示されるように、ビーム・パターンＣ１はサブエリア１および３の組合せのフットプリントであり、送信電力消費量は中程度である。これらのフットプリントは、図６（Ｂ）に示されるフットプリント１１−Ｃ１および１３−Ｃ１に対応している。図７に示されるように、ビーム・パターンＤ１はサブエリア１ないし３の組合せのフットプリントであり、送信電力消費量は７通りのフットプリントの中で最も大きい。ビーム・パターンＤ１は渋滞時に適したビーム・パターンといえる。以上のようなサブエリア１の１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンをビーム・パターン・テーブル５０に記録しておき、車両２０等の分布に適したビーム・パターンをビーム・パターン・テーブル５０から選択すればよい。
【００５０】
図８は、通信エリア制御装置３０およびアダプティブＤＢＦアンテナ３２の詳細なブロック図である。図８で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。図８のアダプティブＤＢＦアンテナ３２側において、符号ｘｍ１、ｘｍ２ないしｘｍＮは各々アンテナ（以下、「アンテナｘｍ１等」という。）、６９−１、６９−２ないし６９−Ｎは各々アンテナｘｍ１等と接続した増幅器（以下、「増幅器６９−１等」という。）、６８−１、６８−２ないし６８−Ｎは各々増幅器６９−１等と接続したダウンコンバータ／アップコンバータ（以下、「ＤＣ／ＵＣ６８−１等」という。）、６７−１、６７−２ないし６７−Ｎは各々ＤＣ／ＵＣ６８−１等と接続したＡＤコンバータ／ＤＡコンバータ（以下、「ＡＤＣ／ＤＡＣ６７−１等」という。）、６６−１、６６−２ないし６６−Ｎは各々ＡＤＣ／ＤＡＣ６７−１等と接続したウェイト乗算器（以下、「ウェイト乗算器６６−１等」という。）、６５はウェイト乗算器６６−１等の各ウェイトを決定するウェイト演算器、６３はウェイト乗算器６６−１等と接続した合成機／分離器である。
【００５１】
図８の通信エリア制御装置３０側に示されるように、可視カメラ３１に対応するセンサ３１から出力された映像等のセンサ情報ｄ１は画像処理プロセッサ３３へ入力され、画像処理プロセッサ３３から映像差分情報および画像処理制御情報ｄ２が通信制御処理装置６１へ出力される。通信制御処理装置６１は上述の車両位置取得部３４、通信エリア特定部３５およびビーム・パターン作成部３６に相当する。通信制御処理装置６１から出力されたビーム・パターン選択情報（ビーム・パターン・テーブル５０中のどのビーム・パターンを選択するかという情報）ｄ４に基づき、ビーム・パターン・テーブル５０から所望のビーム・パターンに基づくウェイト情報ｄ５が出力される。通信制御処理装置６１から送信処理部３７に相当する無線信号処理部３７へ通信制御情報およびデータ信号ｄ３が出力される。無線信号処理部３７から合成機／分離器６３へデータ信号ｄ６が出力され、このデータ信号ｄ６にウェイト情報ｄ５が加算器６４で加算され、その結果がウェイト演算器６５へ出力される。以降のアダプティブＤＢＦアンテナ３２側における処理は従来技術と同様である。合成機／分離器６３で分離された信号は、ウェイト演算器６５により決定されたウェイトに応じてウェイト乗算器６６−１等へ送られる。ウェイト乗算器６６−１等から出力された信号はＡＤＣ／ＤＡＣ６７−１等でＤＡ変換され、ＤＣ／ＵＣ６８−１等でアップコンバートされ、増幅器６９−１等を経てアンテナｘｍ１等から送信される。
【００５２】
アダプティブＤＢＦアンテナ３２側が受信する場合における処理は従来技術と同様である。アンテナｘｍ１等で受信された信号は増幅器６９−１等を経てＤＣ／ＵＣ６８−１等でダウンコンバートされ、ＡＤＣ／ＤＡＣ６７−１等でＡＤ変換され、ウェイト演算器６５およびウェイト乗算器６６−１等によりウェイトがかけられた後、合成機／分離器６３で合成され、無線信号処理部３７を介して通信制御処理装置６１へ送られる。アダプティブ・ヌル・ステアリングにより指向性パターンの不感面（ヌル点）を自動的に不要なエリア（干渉波方向）へ向ける等の処理が行われることは従来技術と同様である。
【００５３】
図９は、本発明の実施例１における通信エリア制御方法の流れをフローチャートで示す。図９に示されるように、通信エリア制御装置３０は、まず、所定のエリア１０における車両２０等の位置を所定の取得方式により取得する（車両位置取得ステップ。ステップＳ１０）。次に、車両位置取得ステップ（ステップＳ１０）により取得された車両２０等の位置に基づき、所定のエリア１０内で車両２０等と通信する通信エリア１１等を特定する（通信エリア特定ステップ。ステップＳ２０）。続いて、通信エリア特定ステップ（ステップＳ２０）により特定された通信エリア１１等に応じてアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成する（ビーム・パターン作成ステップ。ステップＳ３０）。最後に、ビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０）により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う（送信処理ステップ。ステップＳ４０）。
【００５４】
以上より、本発明の実施例１によれば、車両位置取得部３４が所定のエリア１０における車両２０等の位置を所定の取得方式により取得する。所定の取得方式としては、可視カメラ等の状況収集部３１により収集された所定のエリア１０内の道路状況（交通状況）に基づき、所定のエリア１０内における車両２０等の位置を画像処理プロセッサ等の車両位置検出部３３により検出させる取得方式が挙げられる。通信エリア特定部３５は車両位置取得部３４により取得された車両２０等の位置に基づき、所定のエリア１０内で車両２０等と通信する通信エリア１１等を特定する。すなわち、通信エリア特定部３５は車両２０等が密に存在する通信エリア１１等を特定することができる。ビーム・パターン作成部３６は、通信エリア特定部３５により特定された通信エリア１１等に応じてアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成する。所定のビーム・パターン作成方式として以下のような方式を用いることができる。すなわち、予め所定のエリア１０の一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録装置３８内のビーム・パターン・テーブル５０に記録しておく。ある時間帯における所定のエリア１０内の車両２０等の分布に適した所望のビーム・パターンをこのビーム・パターン・テーブル５０から選択することにより、ビーム・パターンを作成することができる。送信処理部３７は、ビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき、アダプティブＤＢＦアンテナ３２から送信処理を行う。以上の各構成を有する通信エリア制御装置３０は、従来技術における車両と１対１の通信を行う場合のように車両毎に合わせたビーム制御を行なうわけではない。通信エリア制御装置３０は、車両２０等の分布状況に合わせたビーム・パターンを作成するため、交通量が増加しても処理時間が膨大とならず実用的に用いることができ、不要波にビームを向けることをなくすことができる。通信エリア制御装置３０は、従来技術のように、常に所望のエリアを固定的にカバーするフットプリントを形成するわけではない。通信エリア制御装置３０は車両２０等の分布状況に合わせたビーム・パターンを作成するため、路車間通信における複雑に変化するサービス提供エリアの場合であっても、安定した電波環境を提供しつつ交通状況に応じて必要最低限に送信電力消費を抑えることができ、電波の路面反射による路側機自身および他の通信への悪影響を生じることをなくすことができる。
【実施例２】
【００５５】
図１０は、本発明の実施例２における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境２を示す。図１０で図１と同じ符号を付した箇所は同じ機能を示すため説明は省略する。図１０に示されるように、実施例２で実施例１に追加された機能は送信タイミング判断部（送信タイミング判断手段）４０および送信可否判断部（送信可否判断手段）４１である。送信タイミング判断部４０は、安全用途の情報提供サービス等を目的とする所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する機能を有している。車両位置取得部３４は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリア１０における車両２０等の位置を上述した所定の取得方式により取得する。送信可否判断部４１は送信処理の可否を判断する機能を有している。送信処理部３７は、送信可否判断部４１により送信処理が可能であると判断された場合、ビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う。
【００５６】
図１１は、本発明の実施例２における通信エリア制御方法の流れをフローチャートで示す。図１１で図９と同じステップ番号を付した処理ブロックは同じ処理を行うため説明は省略する。図１１に示されるように、車両位置取得ステップ（ステップＳ１０）に先立ち、所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する（送信タイミング判断ステップ。ステップＳ３）。車両位置取得ステップ（ステップＳ１０）では、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリア１０における車両２０等の位置を上述した所定の取得方式により取得する。送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）に戻り繰返す。図１１に示されるように、送信処理ステップ（ステップＳ４０）に先立ち、送信処理の可否を判断する（送信可否判断ステップ。ステップＳ３５）。送信処理ステップ（ステップＳ４０）では、送信可否判断ステップ（ステップＳ３５）により送信処理が可能であると判断された場合、ビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０）により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う。送信可否判断ステップ（ステップＳ３５）により送信処理が可能でないと判断された場合、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）に戻り繰返す。
【００５７】
以上より、本発明の実施例２によれば、通信エリア制御装置３０の機能に所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断部４０を加えることができる。この結果、車両位置取得部３４は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリア１０における車両２０等の位置を上述した所定の取得方式により取得することができる。実施例１では、車両位置取得部３４の機能は、路側機側から車両２０等側への同報型通信を行うタイミングである場合に実行されることが好適であるものとした。実施例２では当該タイミングの判断機能をさらに備えることにより、確実に好適なタイミングで路側機側から車両２０等側への同報型通信を行うことが可能となる。さらに、通信エリア制御装置３０の機能に送信処理の可否を判断する送信可否判断部４１を加えることができる。この結果、送信処理部３７は、送信可否判断部４１により送信処理が可能であると判断された場合、ビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことができる。
【実施例３】
【００５８】
図１２は、本発明の実施例３における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境３を示す。図１２で図１０と同じ符号を付した箇所は同じ機能を示すため説明は省略する。図１２に示されるように、実施例３で実施例２に追加された機能は送信要求判断部（送信要求判断手段）４２であり、当該追加に伴いビーム・パターン作成部３６の機能が一部変更されてビーム・パターン作成部３６’と示されている。送信要求判断部４２は、路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からの１対１のユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する機能を有している。ここで所定の期間は、例えば安全用途の情報提供サービス等を目的とする同報型通信の提供間隔とすることが好適である。当該同報型通信が提供されない間隔は帯域があくため、その間隔を有効利用することができる。上記送信要求には車両２０等の位置を示す情報が含まれているため、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、つまり上記同報型通信が提供されない間隔である場合、車両位置取得部３４の機能を用いることなくビーム・パターンの作成を行うことができる。すなわち、ビーム・パターン作成部３６’は、通信エリア特定部３５により特定された通信エリア１１等に応じたビーム・パターンの作成に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による送信要求が所定の期間内に有ると判断された場合に、当該送信要求に含まれる車両２０等の位置を示す情報に基づきアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。
【００５９】
図１３は、本発明の実施例３における通信エリア制御方法の流れをフローチャートで示す。図１３で図１１と同じステップ番号を付した処理ブロックは同じ処理を行うため説明は省略する。図１３に示されるように、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）で所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断ステップ（ステップＳ７）をさらに備えている。ビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０’）は、通信エリア特定ステップ（ステップＳ２０）により特定された通信エリア１１等に応じたビーム・パターンの作成に加え、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断ステップ（ステップＳ７）により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による送信要求が所定の期間内に有ると判断された場合に、当該送信要求に含まれる車両２０等の位置を示す情報に基づきアアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断ステップ（ステップＳ７）により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求がないと判断された場合は、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）に戻り繰返す。
【００６０】
以上より、本発明の実施例３によれば、通信エリア制御装置３０の機能に、路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からの１対１のユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断部４２を加えることができる。この結果、ビーム・パターン作成部３６’は、通信エリア特定部３５により特定された通信エリア１１等に応じたビーム・パターンの作成に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求に含まれる車両２０等の位置を示す情報に基づきアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。実施例２では、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）に戻り繰返していた。実施例３では、このような場合であっても送信要求判断ステップ（ステップＳ７）により路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断することができ、送信要求が有ると判断された場合、当該送信要求に基づきアダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。
【実施例４】
【００６１】
図１４は、本発明の実施例４における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境４を示す。図１４で図１２と同じ符号を付した箇所は同じ機能を示すため説明は省略する。図１４に示されるように、実施例４で実施例３に追加された機能は複数送信要求判断部（複数送信要求判断手段）４３であり、当該追加に伴い車両位置取得部３４の機能が一部変更されて車両位置取得部３４’と示されている。複数送信要求判断部４３は、送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する機能を有している。複数の車両２０等から所定の期間内に送信要求を受けた場合を想定すると、当該複数のユニキャスト型通信による送信要求に対して複数の車両２０等へマルチキャスト送信するよりも、実施例１のように車両位置取得部３４の機能を用いて車両２０等の位置を取得し、ビーム・パターンを作成した方がよい。そこで、車両位置取得部３４’は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ複数送信要求判断部４３により当該送信要求の数が複数である（複数の車両２０等側からの所定の期間内におけるユニキャスト型通信による送信要求が有る）と判断された場合にも、所定のエリア１０における車両２０等の位置を上述の所定の取得方式により取得することができる。複数送信要求判断部４３により上記送信要求が単一であると判断された場合は、実施例３と同様に、ビーム・パターン作成部３６’が上記送信要求に含まれる車両２０等の位置を示す情報に基づき、アダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成する。
【００６２】
図１５は、本発明の実施例４における通信エリア制御方法の流れをフローチャートで示す。図１５で図１３と同じステップ番号を付した処理ブロックは同じ処理を行うため説明は省略する。図１５に示されるように、送信要求判断ステップ（ステップＳ７）で路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断ステップ（ステップＳ９）をさらに備えている。車両位置取得ステップ（ステップＳ１０’）は、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断ステップ（ステップＳ７）により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ複数送信要求判断ステップ（ステップＳ９）により当該送信要求の数が複数であると判断された場合にも、所定のエリアにおける車両２０等の位置を上述した所定の取得方式により取得することができる。
【００６３】
以上より、本発明の実施例４によれば、通信エリア制御装置３０の機能に、送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断部４３を追加することができる。この結果、車両位置取得部３４’は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ複数送信要求判断部４３により当該送信要求の数が複数である（複数の車両２０等側からの所定の期間内におけるユニキャスト型通信による送信要求が有る）と判断された場合にも、所定のエリア１０における車両２０等の位置を上述の所定の取得方式により取得することができる。
【実施例５】
【００６４】
上述の実施例１ないし４において車両位置取得部３４が用いる所定の取得方式は、可視カメラ３１等により収集された所定のエリア１０内の状況に基づき、所定のエリア１０内における車両２０等の位置を画像処理プロセッサ３３等により検出させるというものであった。本実施例５では、車両２０等の位置（車両２０等の分布状況）を路車間通信により検出させる例について説明する。実施例５における路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、当該所定の制御情報を受信した車両２０等側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものとする。
【００６５】
図１６は、本発明の実施例５における通信エリア制御装置３０’を用いた路車間通信環境５を示す。図１６で図１と同じ符号を付した箇所は同じ機能を有するため説明は省略する。図１６において、符号４５はビーコン送信装置、Ｚはビーコンが届く無線ゾーンである。図１６に示されるように、まず、路側機（通信エリア制御装置３０’）側から、路側機自身のＩＤ、サービス内容、位置、通信速度等を含む所定の制御情報を定期的且つ同報型のビーコンによりビーコン送信装置４５から送信する。無線ゾーンＺにおいて当該所定の制御情報を有するビーコンを受信した車両２０等側は、サービスエントリを望む場合、当該車両２０等自身のＩＤ、位置、速度、走行ベクトル等を有する所定の車両情報を含む登録要求（サービス要求）を路側機側へ送信する。登録要求はアダプティブＤＢＦアンテナ３２により受信され、通信エリア制御装置３０’の車両位置取得部３４’は、上記通信方式に基づき車両２０等の位置を取得する。例えば、路側機が通信エリア１３内の車両２１、２２および２３（車両２１等）からの登録要求を受信した場合、当該登録要求に含まれる車両２１等の所定の車両情報（位置）に基づき、車両２１等の位置を取得する。図１６に示されるように、無線ゾーンＺは所定のエリア１０外も含むため、路側機が車両２５、２６および２７（車両２５等）からの登録要求を受信した場合、当該登録要求に含まれる車両２５等の所定の車両情報に基づき、車両２５等の位置を取得することも可能である。続いて通信エリア特定部３５’は、車両位置取得部３４’により取得された車両２１等の位置および所定の車両情報（速度、走行ベクトル）に基づき、所定の情報（サービス内容に示されるようなサービス情報）を提供する際における車両２１等が密に存在する通信エリアを例えば通信エリア１２と特定する。通信エリア特定部３５’は、車両位置取得部３４’により取得された車両２５等の位置および所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における車両２５等が密に存在する通信エリアを例えば通信エリア１３と特定することもできる。
【００６６】
後は実施例１等と同様に、ビーム・パターン作成部３６は、通信エリア特定部３５’により車両２１等が密に存在するものと特定された通信エリア１２または車両２５等が密に存在するものと特定された通信エリア１３に応じて、上記所定のビーム・パターン作成方式により通信エリア１２または１３の中央にボアサイトが向くビーム・パターンを作成する。送信処理部３７は、ビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき、アダプティブＤＢＦアンテナ３２からの送信処理を行う。
【００６７】
図１７は、通信エリア制御装置３０’およびアダプティブＤＢＦアンテナ３２の詳細なブロック図である。図１７で図８および図１６と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。図１７に示されるブロック図が図８に示されるブロック図と異なる点は、センサ３１および画像処理プロセッサ３３がない点と、通信制御処理装置６１が上述の車両位置取得部３４’、通信エリア特定部３５’およびビーム・パターン作成部３６に相当する点と、記録装置３８内にエントリ車両テーブル６２が設けられた点とである。上述のように、車両２１等からの登録要求はアダプティブＤＢＦアンテナ３２により受信され、通信エリア制御装置３０’の車両位置取得部３４’（通信制御処理装置６１）は、上記通信方式に基づき車両２１等の位置を取得することができる。すなわち、上記通信方式によれば車両２１等の位置を取得するためにセンサ３１および画像処理プロセッサ３３は不要である。受信された車両２１等からの所定の車両情報（位置、速度、走行ベクトル等）を含む登録要求は、エントリ車両テーブル６２に記録しておけばよい。通信エリア特定部３５’
（通信制御処理装置６１）は、所定の情報を提供する際における車両２１等が密に存在する通信エリアを特定する際に、エントリ車両テーブル６２に記録された車両２１等の所定の車両情報を参照する。他の機能については、実施例１の図８に示される通信エリア制御装置３０およびアダプティブＤＢＦアンテナ３２と同様であるため説明は省略する。
【００６８】
図１８は、本発明の実施例５における通信エリア制御方法の流れをフローチャートで示す。図１８で図９と同じステップ番号を付した処理ブロックは同じ処理を行うため説明は省略する。図１８に示されるように、路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、当該所定の制御情報を受信した車両２１等側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いる。まず、通信エリア制御装置３０’は、車両２１等の位置を上記通信方式に基づき取得する（車両位置取得ステップ。ステップＳ１０’）。次に、車両位置取得ステップ（ステップＳ１０’）により取得された車両２１等の位置および上記所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における車両２１等の通信エリアを特定する（通信エリア特定ステップ。ステップＳ２０’）。以降のビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０）および送信処理ステップ（ステップＳ４０）は、実施例１と同様であるため説明は省略する。
【００６９】
以上より、本発明の実施例５によれば、路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、当該所定の制御情報を受信した車両２１等側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものとした場合、車両２１等の位置（車両２１等の分布状況）を通信により検出させることができる。路側機側から、路側機自身のＩＤ、サービス内容、位置、通信速度等を含む所定の制御情報を定期的且つ同報型のビーコンによりビーコン送信装置４５から送信する。無線ゾーンＺにおいて当該所定の制御情報を有するビーコンを受信した車両２１等側は、サービスエントリを望む場合、当該車両２１等自身のＩＤ、位置、速度、走行ベクトル等を有する所定の車両情報を含む登録要求（サービス要求）を路側機側へ送信する。登録要求はアダプティブＤＢＦアンテナ３２により受信され、通信エリア制御装置３０’の車両位置取得部３４’は、上記通信方式に基づき車両２１等の位置を取得することができる。無線ゾーンＺは所定のエリア１０外も含んでいてもよい。通信エリア特定部３５’は、車両位置取得部３４’により取得された車両２１等の位置および所定の車両情報（速度、走行ベクトル）に基づき、所定の情報を提供する際における車両２１等が密に存在する通信エリアを例えば通信エリア１２と特定する。後は実施例１等と同様である。すなわち、上記通信方式によれば車両２１等の位置を取得するためにセンサ３１および画像処理プロセッサ３３は不要とすることができる。実施例５においても他の実施例と同様に、通信エリア制御装置３０’は車両２１等の分布状況に合わせたビーム・パターンを作成するため、路車間通信における複雑に変化するサービス提供エリアの場合であっても、安定した電波環境を提供しつつ交通状況に応じて必要最低限に送信電力消費を抑えることができ、電波の路面反射による路側機自身および他の通信への悪影響を生じることをなくすことができる。
【実施例６】
【００７０】
実施例１に対する実施例２と同様に、実施例５に送信タイミング判断部４０および送信可否判断部４１の機能を追加することも可能である。この場合、図１に示される通信エリア制御装置３０に図１０に示される送信タイミング判断部４０および送信可否判断部４１が追加されたように、図１６に示される通信エリア制御装置３０’に送信タイミング判断部４０および送信可否判断部４１を追加すればよい。同様に、図９に示される通信エリア制御方法のフローチャートに図１１に示される送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）および送信可否判断ステップ（ステップＳ３５）が追加されたように、図１８に示される通信エリア制御方法のフローチャートに送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）および送信可否判断ステップステップ（ステップＳ３５）を追加すればよい。
【００７１】
以上より、本発明の実施例６によれば、通信エリア制御装置３０’の機能に所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断部４０を加えることができる。この結果、車両位置取得部３４’は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、上記通信方式に基づき車両２１等の位置を取得することができる。さらに、通信エリア制御装置３０’の機能に送信処理の可否を判断する送信可否判断部４１を加えることができる。この結果、送信処理部３７は、送信可否判断部４１により送信処理が可能であると判断された場合、ビーム・パターン作成部３６により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことができる。
【実施例７】
【００７２】
実施例２に対する実施例３と同様に、実施例６に送信要求判断部４２の機能を追加し、当該追加に伴いビーム・パターン作成部３６の機能を一部変更してビーム・パターン作成部３６’とすることも可能である。この場合、図１０に示される通信エリア制御装置３０に図１２に示される送信要求判断部４２を追加し、ビーム・パターン作成部３６’と変更したように、実施例６の通信エリア制御装置３０’（不図示）に送信要求判断部４２を追加し、ビーム・パターン作成部３６’と変更すればよい。同様に、図１１に示される通信エリア制御方法のフローチャートに図１３に示される送信要求判断ステップ（ステップＳ７）を追加し、ビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０’）と変更したように、実施例６の通信エリア制御方法のフローチャート（不図示）に送信要求判断ステップ(ステップＳ７)を追加し、ビーム・パターン作成ステップ（ステップＳ３０’）と変更すればよい。
【００７３】
以上より、本発明の実施例７によれば、実施例６の通信エリア制御装置３０’の機能に、路側機に予め管理されている路側機配下の車両２１等側からの１対１のユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断部４２を加えることができる。この結果、ビーム・パターン作成部３６’は、通信エリア特定部３５により特定された通信エリア１１等に応じたビーム・パターンの作成に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２１等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、アダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。実施例６では、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、送信タイミング判断ステップ（ステップＳ３）に戻り繰返していた。実施例７では、このような場合であっても追加された送信要求判断ステップ（ステップＳ７。不図示）により路側機に予め管理されている路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断することができ、送信要求が有ると判断された場合、アダプティブＤＢＦアンテナ３２のビーム・パターンを上述した所定のビーム・パターン作成方式により作成することができる。
【実施例８】
【００７４】
実施例３に対する実施例４と同様に、実施例７に複数送信要求判断部４３の機能を追加し、当該追加に伴い車両位置取得部３４の機能を一部変更して車両位置取得部３４’とすることも可能である。この場合、図１２に示される通信エリア制御装置３０に図１４に示される複数送信要求判断部４３を追加し、車両位置取得部３４’と変更したように、実施例７の通信エリア制御装置３０’（不図示）に複数送信要求判断部４３を追加し、車両位置取得部３４’と変更すればよい。同様に、図１３に示される通信エリア制御方法のフローチャートに図１５に示される複数送信要求判断ステップ（ステップＳ９）を追加し、車両位置取得ステップ(ステップＳ１０’)と変更したように、実施例７の通信エリア制御方法のフローチャート（不図示）に複数送信要求判断ステップ（ステップＳ９）を追加し、車両位置取得ステップ（ステップＳＳ１０’）と変更すればよい。
【００７５】
以上より、本発明の実施例８によれば、実施例７の通信エリア制御装置３０’の機能に、送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断部４３を追加することができる。この結果、車両位置取得部３４’は、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、送信タイミング判断部４０により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ送信要求判断部４２により路側機配下の車両２０等側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ複数送信要求判断部４３により当該送信要求の数が複数である（複数の車両２０等側からの所定の期間内におけるユニキャスト型通信による送信要求が有る）と判断された場合にも、車両２１等の位置を上記通信方式により取得することができる。
【実施例９】
【００７６】
路側機が送信する所定の制御情報には、サービス提供までの時間を含めることができる。実施例９では、路側機配下の車両２１等が上記ビーコンを受信してサービス情報（所定の情報）提供までの時間を知ったにもかかわらず、当該時間になってもサービス情報を受信しなかった場合の処理について説明する。このような場合は、例えば車両２１等が大型車両の陰に隠れたというようなシャドーイング等の理由により発生する。そこで、上記所定の制御情報が上記サービス情報の提供までの時間またはサービス情報提供時刻を含む場合、実施例５ないし８の通信エリア制御装置３０’と路車間通信を行う車両２１等側に搭載された車載機に、当該提供時間までにまたは当該提供時刻に当該所定の情報の提供を受けなかった場合、再度登録要求を送信する機能を備えさせることができる。この結果、路側機は、次回のサービス情報提供時刻には当該車両２１等（と新たにビーコンを受信してエントリした車両と）に対応したビーム・パターンを作成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の活用例として、安全用途の情報提供サービスを行う路車間通信において、通信エリアを制御する通信エリア制御装置等への適用が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施例１における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境１を示す図である。
【図２】可視カメラ３１を用いて撮像した所定のエリア１０を含む道路の画像の一例を示す図である。
【図３】車両位置取得部３４による車両２５ａ等の位置の取得について説明する画像を示す図である。
【図４】通信エリア特定部３５の機能について説明する画像を示す図である。
【図５】ビーム・パターン作成部３６の機能について説明する画像を示す図である。
【図６】所定のビーム・パターン作成方式を説明するための路車間環境２を示す図である。
【図７】ビーム・パターン・テーブル３９の内部表現の一例を示す図である。
【図８】通信エリア制御装置３０およびアダプティブＤＢＦアンテナ３２の詳細なブロック図である。
【図９】本発明の実施例１における通信エリア制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例２における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境２を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２における通信エリア制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図１２】発明の実施例３における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境３を示す図である。
【図１３】本発明の実施例３における通信エリア制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図１４】発明の実施例４における通信エリア制御装置３０を用いた路車間通信環境４を示す図である。
【図１５】本発明の実施例４における通信エリア制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施例５における通信エリア制御装置３０’を用いた路車間通信環境５を示す図である。
【図１７】通信エリア制御装置３０’およびアダプティブＤＢＦアンテナ３２の詳細なブロック図である。
【図１８】本発明の実施例５における通信エリア制御方法の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１、２、３、４、５ 路車間通信環境、 １０ 所定のエリア、 １１、１２、１３、１８ 通信エリア、 １１−Ｃ１、１３−Ｃ１ フットプリント、 １４、１５ 走行レーン、 １６ 格子、 １７ａ、１７ｂ 網掛け部分、 １８ ２０、２１、２２、２３、２４、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ 車両、 ３０、３０’ 通信エリア制御装置、 ３１ 状況収集部、 ３２ アダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナ、 ３３ 車両位置検出部、 ３４、３４’ 車両位置取得部、 ３５、３５’ 通信エリア特定部、 ３６、３６’ ビーム・パターン作成部、 ３７ 送信処理部、 ３８ 記録装置、 ４０ 送信タイミング判断部、 ４１ 送信可否判断部、 ４２ 送信要求判断部、 ４３ 複数送信要求判断部、 ４５ ビーコン送信装置、 ５０ ビーム・パターン・テーブル、 ５１ ビーム・パターンの番号欄、 ５２ ビーム・パターンの名称欄、 ５３ フットプリントイメージ欄、 ５３−１ サブエリア１欄、 ５３−２ サブエリア２欄、 ５３−３ サブエリア３欄、 ５４ 送信電力消費量欄、 ６１ 通信制御処理装置、 ６２ エントリ車両テーブル、 ６３ 合成機／分離器、 ６４ 加算器、 ６５ ウェイト演算器、 ６６−１、６６−２、６６−Ｎ ウェイト乗算器、 ６７−１、６７−２、６７−Ｎ ＡＤコンバータ／ＤＡコンバータ、 ６８−１、６８−２、６８−Ｎ ダウンコンバータ／アップコンバータ、 ６９−１、６９−２、６９−Ｎ 増幅器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路車間通信における通信エリアを制御する通信エリア制御装置であって、該通信エリア制御装置は路側機側に設けられ、車両側とアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナを用いて通信を行うものであり、
所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得する車両位置取得手段と、
前記車両位置取得手段により取得された車両の位置に基づき、所定のエリア内で車両と通信する通信エリアを特定する通信エリア特定手段と、
前記通信エリア特定手段により特定された通信エリアに応じてアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成するビーム・パターン作成手段と、
前記ビーム・パターン作成手段により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う送信処理手段とを備えたことを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の通信エリア制御装置において、送信処理の可否を判断する送信可否判断手段をさらに備え、
前記送信処理手段は、前記送信可否判断手段により送信処理が可能であると判断された場合、前記ビーム・パターン作成手段により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の通信エリア制御装置において、所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断手段をさらに備え、
前記車両位置取得手段は、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の通信エリア制御装置において、路側機に予め管理されている路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断手段をさらに備え、
前記ビーム・パターン作成手段は、前記通信エリア特定手段により特定された通信エリアに応じたビーム・パターンの作成に加え、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、該送信要求に基づきアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成することを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の通信エリア制御装置において、前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断手段をさらに備え、
前記車両位置取得手段は、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、該送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ前記複数送信要求判断手段により当該送信要求の数が複数であると判断された場合に、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の通信エリア制御装置において、前記所定のビーム・パターン作成方式は、所定のエリアの一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録したビーム・パターン・テーブルから選択することによりビーム・パターンを作成することを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の通信エリア制御装置において、前記所定の取得方式は、状況収集部により収集された所定のエリア内の道路状況に基づき、該所定のエリア内における車両の位置を車両位置検出部により検出させることを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項８】
請求項７記載の通信エリア制御装置において、前記状況収集部は可視域及び／又は赤外領域に感度を有するカメラであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された画像処理プロセッサであることを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項９】
請求項７記載の通信エリア制御装置において、前記状況収集部はミリ波センサであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された処理プロセッサであることを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至６のいずれかに記載の通信エリア制御装置において、前記路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、該所定の制御情報を受信した車両側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものであり、
前記車両位置取得手段は、車両の位置を該通信方式に基づき取得し、
前記通信エリア特定手段は、前記車両位置取得手段により取得された車両の位置及び該所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における該車両の通信エリアを特定することを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項１１】
路車間通信における通信エリアを制御する通信エリア制御方法であって、路側機側に設けられた通信エリア制御装置が車両側とアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナを用いて通信を行うものであり、通信エリア制御装置が、
所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得する車両位置取得ステップと、
前記車両位置取得ステップにより取得された車両の位置に基づき、所定のエリア内で車両と通信する通信エリアを特定する通信エリア特定ステップと、
前記通信エリア特定ステップにより特定された通信エリアに応じてアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成するビーム・パターン作成ステップと、
前記ビーム・パターン作成ステップにより作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う送信処理ステップとを備えたことを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の通信エリア制御方法において、前記送信処理ステップに先立ち、送信処理の可否を判断する送信可否判断ステップをさらに備え、
前記送信処理ステップは、前記送信可否判断ステップにより送信処理が可能であると判断された場合、前記ビーム・パターン作成ステップにより作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の通信エリア制御方法において、前記車両位置取得ステップに先立ち、所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断ステップをさらに備え、
前記車両位置取得ステップは、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の通信エリア制御方法において、前記送信タイミング判断ステップで所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、路側機に予め管理されている路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断ステップをさらに備え、
前記ビーム・パターン作成ステップは、前記通信エリア特定ステップにより特定された通信エリアに応じたビーム・パターンの作成に加え、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断ステップにより路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による送信要求が有ると判断された場合に、該送信要求に基づきアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成することを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の通信エリア制御方法において、前記送信要求判断ステップで路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断ステップをさらに備え、
前記車両位置取得ステップは、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、該送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断ステップにより路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ前記複数送信要求判断ステップにより当該送信要求の数が複数であると判断された場合に、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５のいずれかに記載の通信エリア制御方法において、前記所定のビーム・パターン作成方式は、所定のエリアの一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録したビーム・パターン・テーブルから選択することによりビーム・パターンを作成することを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６のいずれかに記載の通信エリア制御方法において、前記所定の取得方式は、状況収集部により収集された所定のエリア内の道路状況に基づき、該所定のエリア内における車両の位置を車両位置検出部により検出させることを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の通信エリア制御方法において、前記状況収集部は可視域及び／又は赤外領域に感度を有するカメラであり、前記車両位置検出部は通信エリア制御装置内の又は通信エリア制御装置に接続された画像処理プロセッサであることを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１９】
請求項１７記載の通信エリア制御方法において、前記状況収集部はミリ波センサであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された処理プロセッサであることを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項２０】
請求項１１乃至１６のいずれかに記載の通信エリア制御方法において、前記路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、該所定の制御情報を受信した車両側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものであり、
前記車両位置取得ステップは、車両の位置を該通信方式に基づき取得し、
前記通信エリア特定ステップは、前記車両位置取得ステップにより取得された車両の位置及び該所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における該車両の通信エリアを特定することを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項２１】
請求項１０記載の通信エリア制御装置と路車間通信を行う車両側に搭載された車載機であって、前記所定の制御情報は前記所定の情報の提供時刻を含むものであり、該提供時刻に該所定の情報の提供を受けなかった場合、再度登録要求を送信することを特徴とする車載機。
【請求項１】
路車間通信における通信エリアを制御する通信エリア制御装置であって、該通信エリア制御装置は路側機側に設けられ、車両側とアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナを用いて通信を行うものであり、
所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得する車両位置取得手段と、
前記車両位置取得手段により取得された車両の位置に基づき、所定のエリア内で車両と通信する通信エリアを特定する通信エリア特定手段と、
前記通信エリア特定手段により特定された通信エリアに応じてアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成するビーム・パターン作成手段と、
前記ビーム・パターン作成手段により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う送信処理手段とを備えたことを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の通信エリア制御装置において、送信処理の可否を判断する送信可否判断手段をさらに備え、
前記送信処理手段は、前記送信可否判断手段により送信処理が可能であると判断された場合、前記ビーム・パターン作成手段により作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の通信エリア制御装置において、所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断手段をさらに備え、
前記車両位置取得手段は、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の通信エリア制御装置において、路側機に予め管理されている路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断手段をさらに備え、
前記ビーム・パターン作成手段は、前記通信エリア特定手段により特定された通信エリアに応じたビーム・パターンの作成に加え、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、該送信要求に基づきアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成することを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の通信エリア制御装置において、前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合に、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断手段をさらに備え、
前記車両位置取得手段は、前記送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、該送信タイミング判断手段により所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断手段により路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ前記複数送信要求判断手段により当該送信要求の数が複数であると判断された場合に、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の通信エリア制御装置において、前記所定のビーム・パターン作成方式は、所定のエリアの一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録したビーム・パターン・テーブルから選択することによりビーム・パターンを作成することを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の通信エリア制御装置において、前記所定の取得方式は、状況収集部により収集された所定のエリア内の道路状況に基づき、該所定のエリア内における車両の位置を車両位置検出部により検出させることを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項８】
請求項７記載の通信エリア制御装置において、前記状況収集部は可視域及び／又は赤外領域に感度を有するカメラであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された画像処理プロセッサであることを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項９】
請求項７記載の通信エリア制御装置において、前記状況収集部はミリ波センサであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された処理プロセッサであることを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至６のいずれかに記載の通信エリア制御装置において、前記路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、該所定の制御情報を受信した車両側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものであり、
前記車両位置取得手段は、車両の位置を該通信方式に基づき取得し、
前記通信エリア特定手段は、前記車両位置取得手段により取得された車両の位置及び該所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における該車両の通信エリアを特定することを特徴とする通信エリア制御装置。
【請求項１１】
路車間通信における通信エリアを制御する通信エリア制御方法であって、路側機側に設けられた通信エリア制御装置が車両側とアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナを用いて通信を行うものであり、通信エリア制御装置が、
所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得する車両位置取得ステップと、
前記車両位置取得ステップにより取得された車両の位置に基づき、所定のエリア内で車両と通信する通信エリアを特定する通信エリア特定ステップと、
前記通信エリア特定ステップにより特定された通信エリアに応じてアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成するビーム・パターン作成ステップと、
前記ビーム・パターン作成ステップにより作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行う送信処理ステップとを備えたことを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の通信エリア制御方法において、前記送信処理ステップに先立ち、送信処理の可否を判断する送信可否判断ステップをさらに備え、
前記送信処理ステップは、前記送信可否判断ステップにより送信処理が可能であると判断された場合、前記ビーム・パターン作成ステップにより作成されたビーム・パターンに基づき送信処理を行うことを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の通信エリア制御方法において、前記車両位置取得ステップに先立ち、所定の同報型通信を送信するタイミングを判断する送信タイミング判断ステップをさらに備え、
前記車両位置取得ステップは、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の通信エリア制御方法において、前記送信タイミング判断ステップで所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断された場合、路側機に予め管理されている路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求の有無を判断する送信要求判断ステップをさらに備え、
前記ビーム・パターン作成ステップは、前記通信エリア特定ステップにより特定された通信エリアに応じたビーム・パターンの作成に加え、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断ステップにより路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による送信要求が有ると判断された場合に、該送信要求に基づきアダプティブ・ディジタル・ビーム・フォーミンング・アンテナのビーム・パターンを所定のビーム・パターン作成方式により作成することを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の通信エリア制御方法において、前記送信要求判断ステップで路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断された場合、当該送信要求の数が複数であるか単一であるかを判断する複数送信要求判断ステップをさらに備え、
前記車両位置取得ステップは、前記送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングであると判断された場合に加え、該送信タイミング判断ステップにより所定の同報型通信を送信するタイミングでないと判断され且つ前記送信要求判断ステップにより路側機配下の車両側からのユニキャスト型通信による所定の期間内における送信要求が有ると判断され且つ前記複数送信要求判断ステップにより当該送信要求の数が複数であると判断された場合に、所定のエリアにおける車両の位置を所定の取得方式により取得することを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５のいずれかに記載の通信エリア制御方法において、前記所定のビーム・パターン作成方式は、所定のエリアの一部であるサブエリアの１つ以上の組合せに対応したビーム・パターンを記録したビーム・パターン・テーブルから選択することによりビーム・パターンを作成することを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６のいずれかに記載の通信エリア制御方法において、前記所定の取得方式は、状況収集部により収集された所定のエリア内の道路状況に基づき、該所定のエリア内における車両の位置を車両位置検出部により検出させることを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の通信エリア制御方法において、前記状況収集部は可視域及び／又は赤外領域に感度を有するカメラであり、前記車両位置検出部は通信エリア制御装置内の又は通信エリア制御装置に接続された画像処理プロセッサであることを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項１９】
請求項１７記載の通信エリア制御方法において、前記状況収集部はミリ波センサであり、前記車両位置検出部は該通信エリア制御装置内の又は該通信エリア制御装置に接続された処理プロセッサであることを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項２０】
請求項１１乃至１６のいずれかに記載の通信エリア制御方法において、前記路車間通信は、路側機側が所定の制御情報を送信し、該所定の制御情報を受信した車両側が所定の車両情報を含む登録要求を送信することにより路側機の通信リンクに登録する通信方式を用いるものであり、
前記車両位置取得ステップは、車両の位置を該通信方式に基づき取得し、
前記通信エリア特定ステップは、前記車両位置取得ステップにより取得された車両の位置及び該所定の車両情報に基づき、所定の情報を提供する際における該車両の通信エリアを特定することを特徴とする通信エリア制御方法。
【請求項２１】
請求項１０記載の通信エリア制御装置と路車間通信を行う車両側に搭載された車載機であって、前記所定の制御情報は前記所定の情報の提供時刻を含むものであり、該提供時刻に該所定の情報の提供を受けなかった場合、再度登録要求を送信することを特徴とする車載機。
【図１】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２２８１９６（Ｐ２００７−２２８１９６Ａ）
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４６０５４（Ｐ２００６−４６０５４）
【出願日】平成１８年２月２２日（２００６．２．２２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）【国等の委託研究の成果に係る記載事項】 平成１７年度、独立行政法人情報通 信研究機構、「ユビキタスＩＴＳの研究開発」に関する委 託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０２０８７４６０）株式会社トヨタＩＴ開発センター (232)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２２日（２００６．２．２２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）【国等の委託研究の成果に係る記載事項】 平成１７年度、独立行政法人情報通 信研究機構、「ユビキタスＩＴＳの研究開発」に関する委 託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０２０８７４６０）株式会社トヨタＩＴ開発センター (232)
【Ｆターム（参考）】
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