通信システム及び車載機
【課題】自車の走行位置を精度良く特定することができる通信システム及び車載機を提供する。
【解決手段】車載機３０が光ビーコン１０との通信可能な領域Ｒに進入した場合、光ビーコン１０は、車載機３０が領域Ｒに存在することを送信機２０へ通知する。送信機２０は、所定の信号を車載機３０へ送信する。車載機３０は、その信号を受信し、車載機３０と送信機２０との時刻を同期させる。これにより送信機２０と車載機３０との間の時刻を一致させる。領域Ｒを通過した後、道路上の任意の地点で車載機３０は、送信機２０が送信した信号を受信し、受信した信号の受信時刻及びその信号の送信時刻に基づいて、送信機までの距離を求めることで自車位置を特定する。
【解決手段】車載機３０が光ビーコン１０との通信可能な領域Ｒに進入した場合、光ビーコン１０は、車載機３０が領域Ｒに存在することを送信機２０へ通知する。送信機２０は、所定の信号を車載機３０へ送信する。車載機３０は、その信号を受信し、車載機３０と送信機２０との時刻を同期させる。これにより送信機２０と車載機３０との間の時刻を一致させる。領域Ｒを通過した後、道路上の任意の地点で車載機３０は、送信機２０が送信した信号を受信し、受信した信号の受信時刻及びその信号の送信時刻に基づいて、送信機までの距離を求めることで自車位置を特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路を走行する車両の位置を高精度に特定することができる通信システム、該通信システムを構成する車載機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交差点内及びその付近での車両同士、あるいは車両と歩行者との交通事故を防止するために、交差点に設置された信号機の灯色の表示情報を交差点に向かって走行してくる車両に対して送信し、車両に搭載された車載機で表示情報を受信し、受信した表示情報に基づいて交差点の手前で安全に停止することができるか否か、あるいは、交差点を安全に通過することができるか否かを判定し、判定結果に応じて運転者に音声で注意を促すシステムがある。また、車載機で受信した信号機の表示情報に基づいて、交差点を安全に通過することができるか否かを判定し、判定結果に応じて車両のブレーキ制御を行う信号機連動式車両速度制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
交差点手前で安全に車両を停止させる場合、交差点付近に設けられた停止線の手前で確実に車両を停止させる必要があり、車両から停止線までの距離を正確に把握しておく必要がある。しかしながら、特許文献１の装置にあっては、車両を減速させる制御が自動的に行われても車両から停止線までの距離が正確に判らないため、車両を停止線の手前で確実に停止させることは困難であり、オーバーランといった不具合を生じる恐れがある。このため、従来の技術では、車両を停止線の手前で確実に停止させて交差点における交通事故を未然に防止するには不十分な面があった。
【０００４】
一方、カーナビゲーションのジャイロセンサ、加速度センサ、ＧＰＳ（Global Positioning System）などを用いて自車の位置を検出し、地図データに基づいて交差点の位置を特定することによって、現在の位置から自車前方にある交差点手前の停止線の位置までの距離を算出することができる。しかし、ジャイロセンサは、時間の経過とともに検出誤差が蓄積するとともに、車両の振動により誤差が生ずる。また、加速度センサは、温度特性により誤差が生じ、検出精度が十分ではない。さらに、ＧＰＳ等による位置検出では、都市部においては建物又は車両などの影響により、十分な数のＧＰＳ等の電波を受信できないことが多く、誤差が大きくなるため、正確な運転支援を行うことが困難であった。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、自車の位置を精度良く特定することができる通信システム及び該通信システムを構成する車載機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係る通信システムは、所定の信号を送信する送信機と、該送信機が送信した信号を受信する車載機とを備える通信システムにおいて、前記車載機は、信号の送信時点を特定する送信時点情報を受信する受信手段と、前記送信時点情報が送信される送信地点の位置情報を含む所定の位置情報を記憶するための記憶手段と、前記受信手段で受信した送信時点情報及び前記所定の位置情報に基づいて、信号の受信時点を補正する受信時点補正手段と、前記送信機が送信した信号を受信した場合、該送信機の位置情報、該信号の送信時点情報及び前記受信時点補正手段で補正した前記信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
第２発明に係る通信システムは、第１発明において、前記所定の位置情報は、前記送信時点情報の送信地点と受信地点の間の距離を特定するための情報であることを特徴とする。
【０００８】
第３発明に係る通信システムは、第１発明又は第２発明において、前記送信機は、前記送信時点情報を送信する送信手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
第４発明に係る通信システムは、第１発明又は第２発明において、前記送信機と時刻が同期した他の送信機を備え、該他の送信機は、前記送信時点情報を送信する送信手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
第５発明に係る通信システムは、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記車載機は、第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信するようにしてあり、前記受信時点補正手段は、前記第１の送信時点情報で特定された送信時点に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
第６発明に係る通信システムは、第５発明において、前記車載機は、前記第１地点と前記第１の送信時点情報を送信する送信機との間の信号伝播時間を特定するための情報を取得する取得手段を備え、前記受信時点補正手段は、前記第１の送信時点情報で特定される送信時点に前記信号伝播時間を加算した値に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
第７発明に係る通信システムは、第５発明において、前記第１の送信時点情報を送信する送信機及び車載機それぞれは、計時手段を備え、前記受信時点補正手段は、前記第１の送信時点情報で特定された送信時点に対応する計時値を該第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に対応する計時値として、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第８発明に係る通信システムは、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記車載機は、所定の周期の基準周期信号を生成する生成手段と、該生成手段で生成した基準周期信号に基づいて計時する計時手段と、前記第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに該第１の送信時点情報を送信する送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、前記基準周期信号の周期を補正する周期補正手段とを備え、前記受信時点補正手段は、前記周期補正手段で補正した基準周期信号により計時される計時値に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第９発明に係る通信システムは、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記車載機は、第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信するようにしてあり、前記第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに該第１の送信時点情報を送信した送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、送信時点情報で特定される送信時点を補正する送信時点補正手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
第１０発明に係る通信システムは、第５発明乃至第９発明のいずれかにおいて、前記車載機は、第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号を前記第１地点と異なる第２地点で受信するようにしてあり、前記特定手段は、前記第２の送信時点情報で特定される送信時点及び該第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
第１１発明に係る通信システムは、第１０発明において、前記第２の送信時点情報を送信する送信機を複数備え、前記特定手段は、各送信機が送信した信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１７】
第１２発明に係る通信システムは、第５発明において、前記第１の送信時点情報を送信する送信機は、前記第１地点に車載機が存在するか否かを判定する判定手段を備え、前記第１地点に車載機が存在する場合、前記第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を送信するように構成してあることを特徴とする。
【００１８】
第１３発明に係る通信システムは、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記車載機は、道路情報を取得する道路情報取得手段を備え、前記特定手段は、前記道路情報取得手段で取得した道路情報に基づいて自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１９】
第１４発明に係る通信システムは、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記送信機は、送信する信号に該信号が有効であることを示す情報を含めて送信するように構成してあり、前記特定手段は、受信した信号に前記情報が含まれる場合、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００２０】
第１５発明に係る車載機は、所定の信号を受信する車載機において、信号の送信時点を特定する送信時点情報を受信する受信手段と、前記送信時点情報が送信される送信地点の位置情報を含む所定の位置情報を記憶するための記憶手段と、前記受信手段で受信した送信時点情報及び前記所定の位置情報に基づいて、信号の受信時点を補正する受信時点補正手段と、信号を受信した場合、該信号の送信地点の位置情報、該信号の送信時点情報及び前記受信時点補正手段で補正した前記信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
第１発明及び第１５発明にあっては、道路を走行する車両に搭載された車載機は、信号の送信時点（時点ｔ１）を特定する送信時点情報を受信する。車載機は、前記送信時点情報が送信される送信地点の位置情報を含む所定の位置情報を記憶する。所定の位置情報は、例えば、送信地点の位置情報、送信時点情報を受信する受信地点の位置情報、停止線までの距離などである。車載機は、受信した送信時点情報に基づいて、信号の受信時点を補正する。受信時点の補正は、例えば、送信時点情報で特定される信号の送信時点に所定の時間を加算した値を車載機での受信時点として、送信機と車載機との間の時刻を擬似的に一致させることができる。あるいは、受信時点の補正は、送信時点情報で特定される信号の送信時点を車載機での受信時点として、送信時点情報を送信する送信機と車載機との間の相対的な時刻を擬似的に一致させることもできる。加算する所定の時間は、送信時点情報を送信する送信機と送信時点情報を受信する受信地点との距離（位置情報）により求められる信号の伝播時間である。これにより、車載機でのある時刻が送信機でのいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を同期させることができる。なお、時刻を擬似的に一致させるとは、車載機の時計を恒久的に補正することに限定されるものではなく、一時的に、または別の時計を合わせることもできる。また、時刻は時計だけでなくカウンタのような計時機能を有するものであれば、どのようなものでもよい。
【００２２】
車載機は、信号を送信する送信機の位置情報、該信号の送信時点情報及びその信号の補正した受信時点に基づいて、自車位置を特定する。例えば、車載機で受信した信号の送信時点がｔ２であるとすると、車載機と送信機との間ですでに時刻の同期が行われているので、送信機が信号を送信した送信時点ｔ２における車載機の時点はｔ２そのものである。車載機でその信号を受信した受信時点をｔ３とすると、送信機が送信した信号が車載機に到達するまでに要した到達時間ΔＴは、ΔＴ＝ｔ３−ｔ２となる。ΔＴに電波の伝播速度αを乗算した値は、送信機から車載機までの距離になる。送信機の位置情報に基づいて自車位置を特定することができる。また、自車位置を特定するのに必要な送信機の数は、少なくとも１つあればよく通信システム全体を安価に実現することができる。
【００２３】
第２発明にあっては、所定の位置情報は、送信時点情報の送信地点と受信地点の間の距離を特定するための情報である。例えば、所定の位置情報は、送信地点と受信地点の間の距離の情報、送信地点の位置情報及び受信地点の位置情報、送信地点の位置情報及び受信地点の停止線までの距離（すなわち、相対的な位置情報）、あるいは、送信地点から信号の向き（指向性）に関する情報及び道路形状情報などである。この場合、送信地点から信号の向きに伸ばした直線と道路形状情報に基づく道路形状とが交わる地点を受信地点として求めることができる。所定の位置情報により、送信地点と受信地点の間の距離を求めることができる。
【００２４】
第３発明にあっては、信号を送信する送信機が送信時点情報を送信する。車載機は、前記送信機が送信する送信時点情報に基づいて信号の受信時点を補正するとともに、その送信機が送信した信号を受信して自車位置を特定する。
【００２５】
第４発明にあっては、信号を送信する送信機とは別にその送信機と時刻が同期した他の送信機を備え、一方の送信機が送信時点情報を送信する。車載機は、一方の送信機が送信する送信時点情報に基づいて信号の受信時点を補正するとともに、他方の送信機が送信した信号を受信して自車位置を特定する。
【００２６】
第５発明にあっては、車載機は、第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信する。車載機は、受信した第１の送信時点情報で特定された送信時点に基づいて、信号の受信時点を補正する。車載機は、所定の第１地点を通過することにより、車載機におけるある時刻が送信機におけるいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を同期させることができる。従って、車載機は、第１地点を通過後に送信機から送信される信号（送信時点情報を含む）を繰り返し受信するだけで、受信の都度、自車位置を特定し続けることが可能となる。なお、所定の第１地点としては、たとえば、光ビーコンとの通信領域、ＤＳＲＣとの通信領域、電波ビーコンとの通信領域、通常のＧＰＳ又はＲＴＫ−ＧＰＳによる測位地点などを用いることができる。また、道路に設置された磁気ネイル、道路に描かれた模様（例えば、横断歩道、ひし形など）などを使用することもできる。
【００２７】
第６発明にあっては、車載機は、第１地点と第１の送信時点情報を送信する送信機との間の信号伝播時間を特定するための情報を取得する。例えば、送信機と第１地点の間の距離を特定するための情報、あるいは、第１地点と送信機との間の信号伝播時間そのものでもよい。送信機と第１地点の間の距離を特定するための情報としては、例えば、送信機と第１地点の間の距離の情報、送信機の位置情報及び第１地点の位置情報、送信機の位置情報及び第１地点の停止線までの距離、あるいは、送信機から信号の向き（指向性）に関する情報及び道路形状情報などである。車載機は、第１の送信時点情報で特定される送信時点に信号伝播時間を加算した値に基づいて、信号の受信時点を補正する。例えば、送信機が信号を送信時点ｔ１で送信し、車載機が第１地点でその信号を受信した受信時点をｔ１’とする。送信機から第１地点までの信号の伝播時間をΔｔ１とすると、車載機は、その信号の受信時点を時点ｔ１’から時点ｔ１＋Δｔ１に補正する。車載機が信号を受信した時の送信機の時点はｔ１＋Δｔ１であるから、車載機が信号を受信した時点をｔ１＋Δｔ１に補正することにより、車載機における時刻と送信機における時刻とを擬似的に一致させて両者で時刻を同期させることができる。なお、時刻を擬似的に一致させるとは、車載機の時計を恒久的に補正することに限定されるものではなく、一時的に、または別の時計を合わせることもできる。また、時刻は時計だけでなくカウンタのような計時機能を有するものであれば、どのようなものでもよい。
【００２８】
第７発明にあっては、第１の送信時点情報を送信する送信機及び車載機それぞれは、計時手段を備える。計時手段として、例えば、送信機及び車載機それぞれは、０．１ｎｓの都度「１」を加算するカウンタを備える。車載機は、第１の送信時点情報で特定された送信時点に対応する計時値（カウンタ値）を、その第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に対応する計時値として、信号の受信時点を補正する。例えば、送信機は信号の送信時点におけるカウンタ値（例えば、０）を第１の送信時点情報として信号とともに送信する。車載機は、第１地点でその信号を受信し、車載機のカウンタを第１の送信時点情報であるカウンタ値０にする。すなわち、送信機が信号を送信した送信時点のカウンタ値（０）と、その信号を受信した受信時点の車載機のカウンタ値（０）とを一致させる。なお、信号の送信時点のカウンタ値は一例であって、０に限定されるものではない。
【００２９】
これにより、車載機が第１地点に存在する限り、送信機が送信する信号の送信時点のカウンタ値は、車載機でその信号を受信する受信時点のカウンタ値に一致するはずであるが、仮に車載機で信号を受信した場合の受信時点での車載機のカウンタ値がその信号の送信時点のカウンタ値と異なる場合において、送信機、第１地点及び車載機が直線上にあるときは、カウンタ値の差分に相当する距離だけ、車載機が第１地点から離れたことになる。送信機の位置と第１地点の位置が既知であれば自車位置を特定することができる。また、送信機と第１地点の位置が既知であれば、送信機からの距離として自車位置を特定することもできる。
【００３０】
第８発明にあっては、車載機は、信号の受信時点を計時する。この場合、計時手段は、例えば、時計又はタイマであり、車載機は、時計又はタイマを駆動すべく、所定の周期の基準クロック信号を内部発信器で生成する。車載機は、第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに前記送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、基準クロック信号の周期を補正してタイマ又は時計などを補正する。より具体的には、送信機から送信された信号から基準クロック信号の周期（又は周波数）を抽出して、抽出した周期と同一の周期になるように基準クロック信号の周期（周波数）を調整し、調整した基準クロック信号に基づいてタイマ又は時計などを補正する。これにより、車載機でのタイマ又は時計を送信機のタイマ又は時計と同期させることができる。
【００３１】
第９発明にあっては、車載機は、第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信する。車載機は、第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに第１の送信時点情報を送信した送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、送信時点情報で特定される送信時点を補正する。例えば、送信機が信号を送信時点ｔ１で送信し、車載機が第１地点でその信号を受信した受信時点をｔ１’とする。送信機から第１地点までの信号の伝播時間をΔｔ１とすると、車載機は、受信した信号の送信時点を時点ｔ１からｔ１’−Δｔ１に補正する。車載機が信号を受信した時の送信機の時点はｔ１’−Δｔ１であるから、送信機が信号を送信した時点をｔ１’−Δｔ１に補正することにより、車載機における時刻と送信機における時刻とを擬似的に一致させて両者で時刻を同期させることができる。
【００３２】
第１０発明にあっては、車載機は、第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号を第２地点で受信する。車載機は、第２の送信時点情報で特定される送信時点及び第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する。車載機は、第１地点を通過した際に車載機と送信機との間ですでに時刻の同期が行われているので、送信機が信号を送信した送信時点ｔ２における車載機の時点はｔ２そのものである。車載機でその信号を受信した受信時点をｔ３とすると、送信機が送信した信号が車載機で受信されるまでに要した到達時間ΔＴは、ΔＴ＝ｔ３−ｔ２となる。ΔＴに電波の伝播速度αを乗算した値は、送信機から車載機までの距離になる。送信機の位置情報に基づいて自車位置を特定することができる。
【００３３】
第１１発明にあっては、第２の送信時点情報を送信する送信機を複数備え、車載機は、各送信機が送信した信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する。例えば、３台の送信機を用いることにより、各送信機からの距離が等しい３つの球面の交点として自車位置を特定することもできる。
【００３４】
第１２発明にあっては、第１の送信時点情報を送信する送信機は、第１地点に車載機が存在するか否かを判定し、第１地点に車載機が存在する場合、第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を車載機へ送信する。車載機が第１地点に存在するか否かは、例えば、光ビーコン、電波ビーコンなどの路側装置で車両の通過を捉え、その結果を送信機へ出力することにより実現することができる。これにより、所要の地点で車載機と送信機との時刻を同期させることが可能となる。
【００３５】
第１３発明にあっては、車載機は、道路情報を取得し、取得した道路情報に基づいて自車位置を特定する。例えば、送信機の位置情報に基づいて車載機の位置を送信機からの距離として特定するとともに、道路情報（例えば、地図データベースから取得することができる）に基づいて、道路上の自車の位置を精度良く特定することができる。
【００３６】
第１４発明にあっては、送信機は、送信する信号にその信号が有効であることを示す情報を含めて送信する。車載機は、受信した信号にその情報が含まれる場合、自車位置を特定する。例えば、車載機は、受信した信号にその信号が有効であることを示す情報（例えば、有効フラグ）が含まれていることを確認した場合にのみ自車位置の特定（測位）を行う。これにより、本来の測位用の信号でない信号を受信して、自車位置を誤って特定することを防止することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明にあっては、自車の位置を精度良く特定することができる。また、自車位置を特定するのに必要な送信機の数は、少なくとも１つあればよく通信システム全体を安価に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る通信システムの概要を示す模式図である。本発明に係る通信システムは、特に、路車間通信システムとして実現することができ、光ビーコン１０、道路付近の所定の位置に設置され、所定の信号（測位用の信号）を送信する送信機２０、車両に搭載された車載機３０などを備えている。
【００３９】
光ビーコン１０は、投受光器を備えた通信部１１を通じて、道路上の所定の領域Ｒにおいて、車載機３０と通信可能に設置してある。また、領域Ｒの車両進行方向下流側には、停止線Ｐを設けている。
【００４０】
本発明に係る通信システムは、車載機３０が光ビーコン１０との通信可能な領域Ｒ（第１地点）に進入した場合、光ビーコン１０は、車載機３０が領域Ｒに存在することを送信機２０へ通知する。送信機２０は、所定の信号を車載機３０へ送信する。車載機３０は、その信号を受信し、車載機３０と送信機２０との時刻を擬似的に同期させる。なお、時刻を同期させるとは、例えば、送信機２０と車載機３０との間の時刻を擬似的一致させること、あるいは、送信機２０と車載機３０との間の相対的な時刻を擬似的一致させることである。これにより、車載機３０におけるある時刻が送信機２０におけるいずれの時刻であるかが判る。領域Ｒを通過した後、道路上の任意の地点（第２地点）で車載機３０は、送信機２０が送信した信号を受信し、受信した信号に基づいて自車位置を特定する。自車位置は、例えば、送信機２０（又は停止線Ｐ）からの距離、光ビーコン１０からの距離などにより特定することができる。なお、時刻を擬似的に一致させるとは、車載機３０の時計を恒久的に補正することに限定されるものではなく、一時的に、または別の時計を合わせることもできる。
【００４１】
車載機３０と送信機２０との時刻を擬似的に同期させるための領域Ｒ（第１地点）は、光ビーコン１０との通信により実現されるだけでなく、他の方法を用いることもできる。例えば、光ビーコン１０との通信領域に代えて、ＤＳＲＣとの通信領域、電波ビーコンとの通信領域、通常のＧＰＳ又はＲＴＫ−ＧＰＳによる測位地点などを用いることができる。また、道路に設置された磁気ネイル、道路に描かれた模様（例えば、横断歩道、ひし形など）などを使用することができる。道路上の模様は、車載機３０にビデオカメラを搭載し、ビデオカメラで道路上の画像を撮像して、所定の模様を検出し、車載機３０と道路上の模様までの距離を求めることができる。
【００４２】
図２は本発明に係る通信システムの構成を示すブロック図である。光ビーコン１０は、投受光器を備え、車載機３０との通信機能を有する通信部１１、光ビーコン１０の動作を制御する制御部１２、中央装置４０との通信機能を備える端末通信部１３、車載機３０との通信可能な道路上の領域Ｒに関する位置情報及び送信機２０に関する位置情報を記憶する記憶部１４などを備えている。光ビーコン１０の記憶部１４に記憶する各種情報は、中央装置４０から受信することができる。なお、記憶部１４に記憶する各種情報は、光ビーコン１０を設置する際に、記憶部１４に予め記憶することもできる。
【００４３】
送信機２０は、通信部２１、制御部２２などを備えている。通信部２１は、例えば、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯の周波数帯域の電波を車載機３０に対して送信する。通信部２１は、基準クロック信号を生成する水晶発振器、搬送波生成回路、変調回路等（不図示）を備え、基準クロック信号に基づいて所定の信号（例えば、周波数が１０ｋＨｚ程度の矩形波信号）を生成する。通信部２１は、制御部２２の制御のもと、生成した信号に基づいて搬送波（例えば、周波数が１００ＭＨｚ程度、２００ＭＨｚ程度、あるいは７００ＭＨｚ程度など）を周波数変調し、アンテナ（不図示）を通じて変調後の搬送波を送信する。なお、送信機２０が使用する周波数帯域は、一例であって、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯に限定されるものではなく、他の周波数帯域でもよい。例えば、自動車専用として割り当てられている５．８ＧＨｚ帯を使用してもよく、また、携帯電話、ＰＨＳ等で使用する周波数帯域を使用することも可能である。
【００４４】
送信機２０は、車載機３０が領域Ｒに存在することを光ビーコン１０から通知された場合、所定の信号を車載機３０へ送信する。また、送信機２０は、その後、所定の時間間隔で所定の信号を繰り返し車載機３０へ送信する。
【００４５】
車載機３０は、赤外線を利用して光ビーコン１０との通信機能を有する第１通信部３１、送信機２０との通信機能を有する第２通信部３２、車載機３０の動作を制御する制御部３３、記憶部３４、表示部３５、操作部３６などを備えている。なお、車載機３０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機能、地図データベース（いずれも不図示）などを備えることもできる。
【００４６】
第１通信部３１は、光ビーコン１０から送信されるダウンリンク情報を受信するとともに、光ビーコン１０に対してアップリンク情報を送信する。
【００４７】
図３は光ビーコン１０と車載機３０との間の双方向通信を説明する説明図である。道路上の領域Ｒは、車載機３０が光ビーコン１０と通信可能な領域を示している。図３に示すように、領域Ｒは、自車Ｃの進行方向上流側の領域Ｒ１と下流側の領域Ｒ２とに分けられている。領域Ｒ１は、光ビーコン１０から車載機３０に対してダウンリンク情報を送信することができるとともに、車載機３０から光ビーコン１０に対してアップリンク情報を送信することができる領域である。一方、領域Ｒ２は、光ビーコン１０から車載機３０に対してダウンリンク情報を送信することができる領域である。
【００４８】
光ビーコン１０は、例えば、車線通知情報を含むダウンリンク情報を道路上の領域Ｒに対して所定のダウンリンク周期で繰り返し送信する。車載機３０を搭載した自車Ｃが領域Ｒ内に進入した場合、第１通信部３１は、ダウンリンク情報を受信し、受信したダウンリンク情報を制御部３３へ出力する。
【００４９】
車載機３０は、ダウンリンク情報を受信すると、第１通信部３１を通じて光ビーコン１０に対して、車両ＩＤを含むアップリンク情報を所定のアップリンク周期で繰り返し送信する。
【００５０】
光ビーコン１０がアップリンク情報を受信すると、光ビーコン１０は、ダウンリンクの切替を行い、車線通知情報、所定の位置情報（例えば、領域Ｒの位置情報、送信機２０の位置情報、停止線Ｐまでの距離Ｌ１など）などのダウンリンク切替後のダウンリンク情報を車載機３０に対して送信する。なお、位置情報は、緯度及び経度で表される絶対位置でもよく、あるいは、所定の基準地点からの相対位置でもよい。また、所定の位置情報は、送信機２０の送信地点と受信地点の間の距離を特定するための情報とすることができる。例えば、所定の位置情報は、送信地点と受信地点の間の距離の情報、送信地点の位置情報及び受信地点の位置情報、送信地点の位置情報及び受信地点のある地点（例えば、停止線）までの距離（すなわち、相対的な位置情報）、あるいは、送信地点から信号の向き（指向性）に関する情報及び道路形状情報などである。この場合、送信地点から信号の向きに伸ばした直線と道路形状情報に基づく道路形状とが交わる地点を受信地点として求めることができる。また、光ビーコン１０は、車載機３０が領域Ｒ内に存在することを通知する通知信号を送信機２０へ出力する。
【００５１】
第２通信部３２は、送信機２０が送信した信号を受信する。より具体的には、第２通信部３２は、復調回路を備え、送信機２０が送信した電波を受信し、受信した電波を復調して元の信号を抽出する。第２通信部３２は、抽出した信号に基づいて、信号の受信時点を算出し、算出した受信時点を制御部３３へ出力する。なお、所定の時間内に、複数回にわたって受信時点を算出した上で、これらの平均値又は中央値等を用いることもできる。このような方法によれば、ノイズ等による影響を低減し、安定した受信時点を得ることができる。なお、信号の受信時点の算出は、信号波形の立ち上がり部分のみならず、立ち下り部分で算出することもできる。
【００５２】
図４は測位用の信号に含まれるデータ構造の例を示す説明図である。図４に示すように送信機２０が送信する信号は、例えば、測位用信号とデータ領域とで構成され、データ領域には、信号が有効であることを示す有効フラグ、信号の送信時点を特定する送信時点情報（例えば、送信機２０で計時される時刻形式情報、あるいは所定の時間間隔で計数されるカウンタのカウンタ値等）などの情報を含む。なお、測位用信号とデータとの送信時点は同時でもよく、異なる時点であってもよい。
【００５３】
図５は信号の受信時点を求める例を示す説明図である。図５（ａ）の上段は送信機２０から受信した信号の例を模式的に示し、下段は車載機３０が予め記憶している相関処理（パターンマッチング）を行うためのレプリカ信号である。図５（ａ）に示すように、車載機３０で受信した信号及びレプリカ信号を所定の時間間隔でサンプリングし、波形とレプリカ信号の波形が一致する場合、図５（ｂ）に示すように両信号の相関値が鋭いピークを示す。図５（ｂ）に示すように、第２通信部３２は、相関値の鋭いピークが取れた時点で、信号の受信時点を求める。受信時点を求める方法は、時間軸の相関処理に限定されず、周波数領域での相関処理を行うこともできる。なお、マルチパスによる遅延波の影響がある場合、相関は図５（ｃ）のようにピークが２つ以上生じる。
【００５４】
制御部３３は、車載機３０が領域Ｒ内に存在するときに第２通信部３２を通じて受信した信号からその信号の送信時点情報を取得し、取得した送信時点情報で特定された送信時点に基づいて、信号の受信時点を補正する。すなわち、車載機３０は、領域Ｒ（所定の第１地点）を通過することにより、車載機３０におけるある時刻が送信機２０におけるいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を擬似的に同期させることができる。
【００５５】
制御部３３は、車載機３０が領域Ｒを通過した後、第２通信部３２を通じて送信機２０から送信される信号（送信時点情報を含む）を繰り返し受信する。制御部３３は、受信した信号からその信号の送信時点情報を取得し、取得した送信時点情報で特定された送信時点とその信号の受信時点との時間差（すなわち、その信号が送信機２０から車載機３０へ到達するまでの到達時間）に基づいて、送信機２０までの距離を求めることにより自車位置を特定する。
【００５６】
例えば、車載機３０で受信した信号の送信時点がｔ２であるとすると、車載機３０が領域Ｒを通過した時点で、車載機３０と送信機２０とは、すでに時刻の同期が行われているので、送信機２０が信号を送信した送信時点ｔ２における車載機３０の時点はｔ２そのものである。車載機３０でその信号を受信した受信時点をｔ３とすると、送信機２０が送信した信号が車載機３０で受信されるまでに要した到達時間ΔＴは、ΔＴ＝ｔ３−ｔ２となる。ΔＴに電波の伝播速度αを乗算した値は、送信機２０から車載機３０までの距離になる。従って、車載機３０は、領域Ｒを通過後に送信機２０から送信される信号を繰り返し受信するだけで、受信の都度自車位置を特定し続けることが可能となる。
【００５７】
図６は測位手順の一例を示す説明図である。送信機２０は、車載機３０が領域Ｒ（第１地点）にあると判定し、送信機２０での時刻ｔ１に信号を送信する。この信号には、送信時点情報として送信時刻ｔ１が含まれている。車載機３０は、車載機３０での時刻ｔ１’に信号を受信する。送信機２０から第１地点までの信号の伝播時間をΔｔ１とすると、車載機３０は、その信号の受信時刻をｔ１’からｔ１＋Δｔ１に補正する。車載機３０が信号を受信した時に送信機２０の時刻はｔ１＋Δｔ１であるから、車載機３０が信号を受信した時刻をｔ１＋Δｔ１に補正することにより、車載機３０におけるある時刻が送信機２０におけるいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を擬似的に同期させることができる。
【００５８】
なお、信号の伝播時間Δｔ１は、送信機２０及び第１地点の位置（絶対位置、又は所定の地点からの相対位置など）、送信機２０と第１地点との距離などにより求めることができる。この情報は、光ビーコン１０から受信してもよく、送信機２０から受信してもよく、あるいは、予め車載機３０で記憶しておくこともできる。
【００５９】
送信機２０は、その後、時刻ｔ２に信号を送信する。この信号には、送信時点情報として送信時刻ｔ２が含まれている。車載機３０は、車載機３０での時刻ｔ３に信号を受信する。車載機３０は、第１地点を通過した際に車載機３０と送信機２０との間ですでに時刻の同期が行われているので、送信機２０が信号を送信した送信時刻ｔ２における車載機３０の時刻はｔ２そのものである。車載機３０でその信号を受信した受信時刻をｔ３とすると、送信機２０が送信した信号が車載機３０で受信されるまでに要した到達時間ΔＴは、ΔＴ＝ｔ３−ｔ２となる。ΔＴに電波の伝播速度αを乗算した値は、送信機２０から車載機３０までの距離になる。これにより、車載機３０は、車載機３０自身の高さ情報、送信機２０の位置情報に基づいて自車位置を特定することができる。
【００６０】
図７は測位手順の他の例を示す説明図である。この場合、送信機２０及び車載機３０それぞれは、所定の時間間隔（例えば、０．１ｎｓ）の都度「１」を加算するカウンタを備える。なお、各カウンタは、例えば、４０ビットのデータで構成され、１０秒経過の都度、０にリセットさせる。送信機２０は、車載機３０が領域Ｒ（第１地点）にあると判定し、信号の送信時点でのカウンタ値（例えば、０）を送信時点情報（第１の送信時点情報）として信号とともに送信する。車載機３０は、領域Ｒ内でその信号を受信し、車載機３０のカウンタを第１の送信時点情報であるカウンタ値０にする。すなわち、送信機２０が信号を送信した送信時点のカウンタ値（０）と、車載機３０でその信号を受信した受信時点のカウンタ値（０）とを一致させる。なお、信号の送信時点のカウンタ値は一例であって、０に限定されるものではない。
【００６１】
これにより、その後、車載機３０の位置が領域Ｒ内にある限り、送信機２０が送信する信号の送信時点のカウンタ値は、車載機３０でその信号を受信する受信時点のカウンタ値に一致するはずである。送信機２０は、その後、カウンタが「１０００００００」になった時点で信号を送信する。この信号には、送信時点情報としてカウンタ値「１０００００００」が含まれている。車載機３０は、その信号を受信し、受信した時点の車載機３０のカウンタが「９９９７０００」とする。車載機３０で信号を受信した場合の受信時点での車載機３０のカウンタ値がその信号の送信時点のカウンタ値と異なる場合、カウンタ値の差分に相当する距離だけ車載機３０が送信機２０に近づいたことになる。例えば、カウンタ値の差分が「３０００」であるから、３０００×０．１ｎｓ、すなわち３００ｎｓの間に電波が伝播する距離（約９０ｍ）だけ車載機３０は送信機２０に近づいたことになる。従って、領域Ｒの位置が既知であれば自車位置を特定することができる。また、送信機２０と領域Ｒの位置が既知であれば、送信機２０からの距離として自車位置を特定することもできる。なお、領域Ｒ、送信機２０、車載機３０のアンテナが略一直線上にあれば、車載機３０は、約９０ｍだけ領域Ｒから離れ、約９０ｍだけ送信機２０に近づいたことになる。
【００６２】
図８は測位手順の他の例を示す説明図である。送信機２０は、車載機３０が領域Ｒ（第１地点）にあると判定し、送信機２０での時刻ｔ１に信号を送信する。この信号には、送信時点情報として送信時刻ｔ１が含まれている。車載機３０は、車載機３０での時刻ｔ１’に信号を受信する。送信機２０から第１地点までの信号の伝播時間をΔｔ１とすると、車載機３０は、その信号の送信時刻をｔ１からｔ１’−Δｔ１に補正する。車載機３０が信号を受信した時の送信機２０の時点はｔ１’−Δｔ１であるから、送信機２０が信号を送信した時点をｔ１’−Δｔ１に補正することにより、車載機３０におけるある時刻が送信機２０におけるいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を擬似的に同期させることができる。
【００６３】
送信機２０は、その後、時刻ｔ２に信号を送信する。この信号には、送信時点情報として送信時刻ｔ２が含まれている。車載機３０は、車載機３０での時刻ｔ３’に信号を受信するとともに、送信時刻をｔ２からｔ２’に補正する。すなわち、送信時刻ｔ２’は、ｔ２’＝ｔ２＋（ｔ１’−Δｔ１）−ｔ１で求めることができる。車載機３０は、第１地点を通過した際に車載機３０と送信機２０との間ですでに時刻の同期が行われているので、送信機２０が信号を送信した送信時刻ｔ２’における車載機３０の時刻はｔ２’そのものである。送信機２０が送信した信号が車載機３０で受信されるまでに要した到達時間ΔＴは、ΔＴ＝ｔ３’−ｔ２’となる。ΔＴに電波の伝播速度αを乗算した値は、送信機２０から車載機３０までの距離になる。これにより、車載機３０は、車載機３０自身の高さ情報、送信機２０の位置情報に基づいて自車位置を特定することができる。
【００６４】
表示部３５は、ヘッドアップディスプレイ、カーナビゲーションシステム又は監視モニタなどの液晶表示パネルであり、運転者に対して、各種交通情報を表示することができる。例えば、交差点又は停止線までの距離、交差点を安全に走行できない場合の警告等を表示する。
【００６５】
操作部３６は、各種操作パネルを備え、運転者と車載機３０とのユーザインタフェースとして機能する。例えば、操作部３６は、運転者の操作により車載機３０の動作の開始又は停止の操作を受け付ける。
【００６６】
次に自車の位置を特定する方法について説明する。図９は自車の位置を特定する例を示す説明図であり、図１０は自車の位置を特定する処理手順を示すフローチャートである。図９に示すように、車載機３０を搭載した車両は、光ビーコン１０が設置された領域Ｒを走行し、その後、地点Ａで自車の位置を特定するものとする。また、図９の例は、送信機２０、車載機３０、地点Ｒが直線上にある場合を示す。以下、図９及び図１０に従って説明する。
【００６７】
車載機３０は、光ビーコン１０から信号の有無に基づいて、自車が所定の領域Ｒ内にあるか否か判定し（Ｓ１１）、領域Ｒ内にない場合（Ｓ１１でＮＯ）、ステップＳ１１の処理を繰り返し、領域Ｒ内に入るまで待機する。
【００６８】
自車が領域Ｒ内にある場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、車載機３０は、送信機２０から信号を受信する（Ｓ１２）。なお、送信機２０は、光ビーコン１０が送信機２０へ出力する通知信号に基づいて、信号を車載機３０へ送信する。車載機３０は、受信した信号からその信号の送信時点を取得する（Ｓ１３）。なお、送信時点は、送信時刻、送信時点のカウンタ値などであるが、これに限定されるものではなく、信号の送信時点を特定することができる情報であれば、どのようなものであってもよい。また、車載機３０は、受信した信号に有効フラグがオンになっていない場合、信号が有効なものではないとして信号を無効にする。
【００６９】
車載機３０は、領域Ｒの位置情報、送信機２０の位置情報を取得する（Ｓ１４）。なお、位置情報は、領域Ｒ、送信機２０の位置を緯度及び経度で表す絶対位置でもよく、あるいは、所定の基準地点からの相対位置でもよい。また、領域Ｒと送信機２０との距離でもよく、あるいは、領域Ｒと送信機２０との間の電波の伝播時間であってもよい。
【００７０】
車載機３０は、自車の時刻を送信機２０の時刻と一致するように補正する（Ｓ１５）。すなわち、両者で時刻を同期させる。なお、時刻を同期させるとは、例えば、送信機２０と車載機３０との間の時刻を擬似的に一致させること、あるいは、送信機２０と車載機３０との間の相対的な時刻（例えば、カウンタの値）を擬似的一致させることを含む。また、両者の時刻を同期させるには、車載機３０の時刻を送信機２０の時刻に一致するように補正することもでき、あるいは、送信機２０の時刻を車載機３０の時刻に一致するように補正することもできる。
【００７１】
その後、車載機３０は、送信機２０から信号を受信したか否かを判定し（Ｓ１６）、信号を受信していない場合（Ｓ１６でＮＯ）、ステップＳ１６の処理を続け、信号を受信するまで待機する。信号を受信した場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、車載機３０は、信号の送信時点とその信号の受信時点に基づいて、送信機２０から送信された信号が車載機３０に到達するまでの到達時間を算出し（Ｓ１７）、算出した到達時間と送信機２０の位置情報に基づいて、自車位置を特定する（Ｓ１８）。なお、車載機３０は、受信した信号に有効フラグがオンになっていない場合、信号が有効なものではないとして信号を無効にし、自車位置の特定を行わない。
【００７２】
車載機３０は、処理の終了指示の有無を判定し（Ｓ１９）、終了指示がない場合（Ｓ１９でＮＯ）、ステップＳ１６以降の処理を続け、自車位置の特定を続ける。終了指示がある場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、車載機３０は、処理を終了する。
【００７３】
自車位置の特定は、送信機２０により特定することができるが、地図データベースから道路情報を取得することにより、一層精度良く特定することができる。
【００７４】
図１１は道路情報を用いて自車位置を特定する例を示す説明図である。上述の実施の形態で説明したように、送信機２０から送信された信号に基づいて、自車の位置を送信機２０からの距離Ｌとして求めることができる。すなわち、自車の位置は、送信機２０を中心として距離Ｌとなる球面上に存在する。道路上の自車の高さ、送信機２０の高さなどに基づいて、自車の位置を球面上の一点として求めることが可能である。さらに、図１１に示すように、いくつかの道路が交錯する場合、自車が走行していると考えられる道路のうち、送信機２０からの距離がＬとなる道路が、自車が走行している道路であると特定することができ、道路情報を併用することで一層精度良く自車位置を特定することができる。
【００７５】
車載機３０の時刻と送信機２０との時刻を同期させる場合、車載機３０の基準クロック信号を送信機２０の基準クロック信号に同期させることにより実現することもできる。例えば、送信機２０及び車載機３０に、位相同期回路（ＰＬＬ：Phase-locked loop）を設けておく。例えば、車載機３０は、送信機２０から送信された信号から基準クロック信号の周期（又は周波数）を抽出して、抽出した周期と同一の周期になるように基準クロック信号の周期（周波数）を調整する。これにより、送信機２０で計時するタイマ又は時計と車載機３０で計時するタイマ又は時計を同期させることができる。
【００７６】
上述の実施の形態では、車載機３０が領域Ｒ（第１地点）にあると判定した場合、送信機２０が、送信時点情報として送信時刻ｔ１を含む信号を車載機３０へ送信し、車載機３０は、信号の受信時点を補正すべく、車載機３０におけるある時刻が送信機２０におけるいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を擬似的に同期させる構成であったが、車載機３０の時刻を補正するための送信時点情報を送信するのは、送信機２０に限定されるものではない。例えば、光ビーコン１０から受信する信号に基づいて、車載機３０の時刻が送信機２０の時刻と同期するようにすることもできる。
【００７７】
この場合、光ビーコン１０が送信する赤外線などの指向性が鋭い信号であれば、光ビーコン１０から信号を受信する地点が限定されるため、光ビーコン１０の設置位置、光ビーコン１０から信号を受信する受信地点の位置に基づいて、光ビーコン１０が送信する信号の伝播時間Δｔ１を求めることができる。なお、この場合、光ビーコン１０の時刻と送信機２０の時刻とは同期させておく。
【００７８】
以上説明したように、本発明にあっては、車両の位置を精度良く特定することができ、特に、道路上を走行する車両の位置を逐一高精度に追跡することができる。特に、１つの送信機を設けるだけで自車の位置を特定することができ、２つ以上の送信機を用いる必要がなく安価な通信システムを実現することができる。また、本来の測位用の信号でない信号を受信して、自車位置を誤って特定することを防止することができるとともに、システム全体の信頼性を向上させることができる。
【００７９】
上述の実施の形態では、送信機２０が信号を変調して送信し、車載機３０では復調して元の信号を抽出し、信号の受信時点を算出する構成であったが、これに限定されるものではなく、送信機２０で、信号を直交周波数多重方式の周波数が異なる搬送波に割り当て、信号が割り当てられた搬送波を送信する。例えば、送信する信号に逆フーリエ変換して周波数の異なる少なくとも１つのサブキャリア（搬送波）に変換し、変換した信号をＤＡ変換して送信機２０から車載機３０に対して送信する。車載機３０は、送信された搬送波をＡＤ変換し、変換後の信号同士をパターンマッチングすることで信号の受信時点を取得する。これにより、他の帯域における通信との干渉を少なくしつつ周波数帯の利用効率を向上させることができる。
【００８０】
上述の実施の形態では、測位用として送信機を１台用いる構成であったが、送信機を２台以上用いる構成であってもよい。例えば、送信機３台を用いることにより、各送信機からの距離が等しい３つの球面の交点として自車位置を特定することもできる。
【００８１】
上述の発明により、走行中の自車の位置を精度良く特定することができるため、本発明を用いることにより、例えば、車載機で前方の信号機の表示情報を受信し、受信した表示情報に基づいて交差点の手前で安全に停止することができるか否か、あるいは、交差点を安全に通過することができるか否かを高精度に判定し、判定結果に応じて運転者に音声で注意を促すことができる。また、車載機で受信した信号機の表示情報に基づいて、交差点を安全に通過することができるか否かを高精度に判定し、判定結果に応じて車両のブレーキ制御を行うこともでき、交通事故を未然に防止して交通の安全性を高めることができる。
【００８２】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る通信システムの概要を示す模式図である。
【図２】本発明に係る通信システムの構成を示すブロック図である。
【図３】光ビーコンと車載機との間の双方向通信を説明する説明図である。
【図４】測位用の信号に含まれるデータ構造の例を示す説明図である。
【図５】信号の受信時点を求める例を示す説明図である。
【図６】測位手順の一例を示す説明図である。
【図７】測位手順の他の例を示す説明図である。
【図８】測位手順の他の例を示す説明図である。
【図９】自車の位置を特定する例を示す説明図である。
【図１０】自車の位置を特定する処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】道路情報を用いて自車位置を特定する例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 光ビーコン
２０ 送信機
２１ 通信部
２２ 制御部
３０ 車載機
３１ 第１通信部
３２ 第２通信部
３３ 制御部
３４ 記憶部
３５ 表示部
３６ 操作部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路を走行する車両の位置を高精度に特定することができる通信システム、該通信システムを構成する車載機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交差点内及びその付近での車両同士、あるいは車両と歩行者との交通事故を防止するために、交差点に設置された信号機の灯色の表示情報を交差点に向かって走行してくる車両に対して送信し、車両に搭載された車載機で表示情報を受信し、受信した表示情報に基づいて交差点の手前で安全に停止することができるか否か、あるいは、交差点を安全に通過することができるか否かを判定し、判定結果に応じて運転者に音声で注意を促すシステムがある。また、車載機で受信した信号機の表示情報に基づいて、交差点を安全に通過することができるか否かを判定し、判定結果に応じて車両のブレーキ制御を行う信号機連動式車両速度制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
交差点手前で安全に車両を停止させる場合、交差点付近に設けられた停止線の手前で確実に車両を停止させる必要があり、車両から停止線までの距離を正確に把握しておく必要がある。しかしながら、特許文献１の装置にあっては、車両を減速させる制御が自動的に行われても車両から停止線までの距離が正確に判らないため、車両を停止線の手前で確実に停止させることは困難であり、オーバーランといった不具合を生じる恐れがある。このため、従来の技術では、車両を停止線の手前で確実に停止させて交差点における交通事故を未然に防止するには不十分な面があった。
【０００４】
一方、カーナビゲーションのジャイロセンサ、加速度センサ、ＧＰＳ（Global Positioning System）などを用いて自車の位置を検出し、地図データに基づいて交差点の位置を特定することによって、現在の位置から自車前方にある交差点手前の停止線の位置までの距離を算出することができる。しかし、ジャイロセンサは、時間の経過とともに検出誤差が蓄積するとともに、車両の振動により誤差が生ずる。また、加速度センサは、温度特性により誤差が生じ、検出精度が十分ではない。さらに、ＧＰＳ等による位置検出では、都市部においては建物又は車両などの影響により、十分な数のＧＰＳ等の電波を受信できないことが多く、誤差が大きくなるため、正確な運転支援を行うことが困難であった。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、自車の位置を精度良く特定することができる通信システム及び該通信システムを構成する車載機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係る通信システムは、所定の信号を送信する送信機と、該送信機が送信した信号を受信する車載機とを備える通信システムにおいて、前記車載機は、信号の送信時点を特定する送信時点情報を受信する受信手段と、前記送信時点情報が送信される送信地点の位置情報を含む所定の位置情報を記憶するための記憶手段と、前記受信手段で受信した送信時点情報及び前記所定の位置情報に基づいて、信号の受信時点を補正する受信時点補正手段と、前記送信機が送信した信号を受信した場合、該送信機の位置情報、該信号の送信時点情報及び前記受信時点補正手段で補正した前記信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
第２発明に係る通信システムは、第１発明において、前記所定の位置情報は、前記送信時点情報の送信地点と受信地点の間の距離を特定するための情報であることを特徴とする。
【０００８】
第３発明に係る通信システムは、第１発明又は第２発明において、前記送信機は、前記送信時点情報を送信する送信手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
第４発明に係る通信システムは、第１発明又は第２発明において、前記送信機と時刻が同期した他の送信機を備え、該他の送信機は、前記送信時点情報を送信する送信手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
第５発明に係る通信システムは、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記車載機は、第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信するようにしてあり、前記受信時点補正手段は、前記第１の送信時点情報で特定された送信時点に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
第６発明に係る通信システムは、第５発明において、前記車載機は、前記第１地点と前記第１の送信時点情報を送信する送信機との間の信号伝播時間を特定するための情報を取得する取得手段を備え、前記受信時点補正手段は、前記第１の送信時点情報で特定される送信時点に前記信号伝播時間を加算した値に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
第７発明に係る通信システムは、第５発明において、前記第１の送信時点情報を送信する送信機及び車載機それぞれは、計時手段を備え、前記受信時点補正手段は、前記第１の送信時点情報で特定された送信時点に対応する計時値を該第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に対応する計時値として、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第８発明に係る通信システムは、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記車載機は、所定の周期の基準周期信号を生成する生成手段と、該生成手段で生成した基準周期信号に基づいて計時する計時手段と、前記第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに該第１の送信時点情報を送信する送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、前記基準周期信号の周期を補正する周期補正手段とを備え、前記受信時点補正手段は、前記周期補正手段で補正した基準周期信号により計時される計時値に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第９発明に係る通信システムは、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記車載機は、第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信するようにしてあり、前記第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに該第１の送信時点情報を送信した送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、送信時点情報で特定される送信時点を補正する送信時点補正手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
第１０発明に係る通信システムは、第５発明乃至第９発明のいずれかにおいて、前記車載機は、第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号を前記第１地点と異なる第２地点で受信するようにしてあり、前記特定手段は、前記第２の送信時点情報で特定される送信時点及び該第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
第１１発明に係る通信システムは、第１０発明において、前記第２の送信時点情報を送信する送信機を複数備え、前記特定手段は、各送信機が送信した信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１７】
第１２発明に係る通信システムは、第５発明において、前記第１の送信時点情報を送信する送信機は、前記第１地点に車載機が存在するか否かを判定する判定手段を備え、前記第１地点に車載機が存在する場合、前記第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を送信するように構成してあることを特徴とする。
【００１８】
第１３発明に係る通信システムは、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記車載機は、道路情報を取得する道路情報取得手段を備え、前記特定手段は、前記道路情報取得手段で取得した道路情報に基づいて自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１９】
第１４発明に係る通信システムは、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記送信機は、送信する信号に該信号が有効であることを示す情報を含めて送信するように構成してあり、前記特定手段は、受信した信号に前記情報が含まれる場合、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００２０】
第１５発明に係る車載機は、所定の信号を受信する車載機において、信号の送信時点を特定する送信時点情報を受信する受信手段と、前記送信時点情報が送信される送信地点の位置情報を含む所定の位置情報を記憶するための記憶手段と、前記受信手段で受信した送信時点情報及び前記所定の位置情報に基づいて、信号の受信時点を補正する受信時点補正手段と、信号を受信した場合、該信号の送信地点の位置情報、該信号の送信時点情報及び前記受信時点補正手段で補正した前記信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
第１発明及び第１５発明にあっては、道路を走行する車両に搭載された車載機は、信号の送信時点（時点ｔ１）を特定する送信時点情報を受信する。車載機は、前記送信時点情報が送信される送信地点の位置情報を含む所定の位置情報を記憶する。所定の位置情報は、例えば、送信地点の位置情報、送信時点情報を受信する受信地点の位置情報、停止線までの距離などである。車載機は、受信した送信時点情報に基づいて、信号の受信時点を補正する。受信時点の補正は、例えば、送信時点情報で特定される信号の送信時点に所定の時間を加算した値を車載機での受信時点として、送信機と車載機との間の時刻を擬似的に一致させることができる。あるいは、受信時点の補正は、送信時点情報で特定される信号の送信時点を車載機での受信時点として、送信時点情報を送信する送信機と車載機との間の相対的な時刻を擬似的に一致させることもできる。加算する所定の時間は、送信時点情報を送信する送信機と送信時点情報を受信する受信地点との距離（位置情報）により求められる信号の伝播時間である。これにより、車載機でのある時刻が送信機でのいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を同期させることができる。なお、時刻を擬似的に一致させるとは、車載機の時計を恒久的に補正することに限定されるものではなく、一時的に、または別の時計を合わせることもできる。また、時刻は時計だけでなくカウンタのような計時機能を有するものであれば、どのようなものでもよい。
【００２２】
車載機は、信号を送信する送信機の位置情報、該信号の送信時点情報及びその信号の補正した受信時点に基づいて、自車位置を特定する。例えば、車載機で受信した信号の送信時点がｔ２であるとすると、車載機と送信機との間ですでに時刻の同期が行われているので、送信機が信号を送信した送信時点ｔ２における車載機の時点はｔ２そのものである。車載機でその信号を受信した受信時点をｔ３とすると、送信機が送信した信号が車載機に到達するまでに要した到達時間ΔＴは、ΔＴ＝ｔ３−ｔ２となる。ΔＴに電波の伝播速度αを乗算した値は、送信機から車載機までの距離になる。送信機の位置情報に基づいて自車位置を特定することができる。また、自車位置を特定するのに必要な送信機の数は、少なくとも１つあればよく通信システム全体を安価に実現することができる。
【００２３】
第２発明にあっては、所定の位置情報は、送信時点情報の送信地点と受信地点の間の距離を特定するための情報である。例えば、所定の位置情報は、送信地点と受信地点の間の距離の情報、送信地点の位置情報及び受信地点の位置情報、送信地点の位置情報及び受信地点の停止線までの距離（すなわち、相対的な位置情報）、あるいは、送信地点から信号の向き（指向性）に関する情報及び道路形状情報などである。この場合、送信地点から信号の向きに伸ばした直線と道路形状情報に基づく道路形状とが交わる地点を受信地点として求めることができる。所定の位置情報により、送信地点と受信地点の間の距離を求めることができる。
【００２４】
第３発明にあっては、信号を送信する送信機が送信時点情報を送信する。車載機は、前記送信機が送信する送信時点情報に基づいて信号の受信時点を補正するとともに、その送信機が送信した信号を受信して自車位置を特定する。
【００２５】
第４発明にあっては、信号を送信する送信機とは別にその送信機と時刻が同期した他の送信機を備え、一方の送信機が送信時点情報を送信する。車載機は、一方の送信機が送信する送信時点情報に基づいて信号の受信時点を補正するとともに、他方の送信機が送信した信号を受信して自車位置を特定する。
【００２６】
第５発明にあっては、車載機は、第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信する。車載機は、受信した第１の送信時点情報で特定された送信時点に基づいて、信号の受信時点を補正する。車載機は、所定の第１地点を通過することにより、車載機におけるある時刻が送信機におけるいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を同期させることができる。従って、車載機は、第１地点を通過後に送信機から送信される信号（送信時点情報を含む）を繰り返し受信するだけで、受信の都度、自車位置を特定し続けることが可能となる。なお、所定の第１地点としては、たとえば、光ビーコンとの通信領域、ＤＳＲＣとの通信領域、電波ビーコンとの通信領域、通常のＧＰＳ又はＲＴＫ−ＧＰＳによる測位地点などを用いることができる。また、道路に設置された磁気ネイル、道路に描かれた模様（例えば、横断歩道、ひし形など）などを使用することもできる。
【００２７】
第６発明にあっては、車載機は、第１地点と第１の送信時点情報を送信する送信機との間の信号伝播時間を特定するための情報を取得する。例えば、送信機と第１地点の間の距離を特定するための情報、あるいは、第１地点と送信機との間の信号伝播時間そのものでもよい。送信機と第１地点の間の距離を特定するための情報としては、例えば、送信機と第１地点の間の距離の情報、送信機の位置情報及び第１地点の位置情報、送信機の位置情報及び第１地点の停止線までの距離、あるいは、送信機から信号の向き（指向性）に関する情報及び道路形状情報などである。車載機は、第１の送信時点情報で特定される送信時点に信号伝播時間を加算した値に基づいて、信号の受信時点を補正する。例えば、送信機が信号を送信時点ｔ１で送信し、車載機が第１地点でその信号を受信した受信時点をｔ１’とする。送信機から第１地点までの信号の伝播時間をΔｔ１とすると、車載機は、その信号の受信時点を時点ｔ１’から時点ｔ１＋Δｔ１に補正する。車載機が信号を受信した時の送信機の時点はｔ１＋Δｔ１であるから、車載機が信号を受信した時点をｔ１＋Δｔ１に補正することにより、車載機における時刻と送信機における時刻とを擬似的に一致させて両者で時刻を同期させることができる。なお、時刻を擬似的に一致させるとは、車載機の時計を恒久的に補正することに限定されるものではなく、一時的に、または別の時計を合わせることもできる。また、時刻は時計だけでなくカウンタのような計時機能を有するものであれば、どのようなものでもよい。
【００２８】
第７発明にあっては、第１の送信時点情報を送信する送信機及び車載機それぞれは、計時手段を備える。計時手段として、例えば、送信機及び車載機それぞれは、０．１ｎｓの都度「１」を加算するカウンタを備える。車載機は、第１の送信時点情報で特定された送信時点に対応する計時値（カウンタ値）を、その第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に対応する計時値として、信号の受信時点を補正する。例えば、送信機は信号の送信時点におけるカウンタ値（例えば、０）を第１の送信時点情報として信号とともに送信する。車載機は、第１地点でその信号を受信し、車載機のカウンタを第１の送信時点情報であるカウンタ値０にする。すなわち、送信機が信号を送信した送信時点のカウンタ値（０）と、その信号を受信した受信時点の車載機のカウンタ値（０）とを一致させる。なお、信号の送信時点のカウンタ値は一例であって、０に限定されるものではない。
【００２９】
これにより、車載機が第１地点に存在する限り、送信機が送信する信号の送信時点のカウンタ値は、車載機でその信号を受信する受信時点のカウンタ値に一致するはずであるが、仮に車載機で信号を受信した場合の受信時点での車載機のカウンタ値がその信号の送信時点のカウンタ値と異なる場合において、送信機、第１地点及び車載機が直線上にあるときは、カウンタ値の差分に相当する距離だけ、車載機が第１地点から離れたことになる。送信機の位置と第１地点の位置が既知であれば自車位置を特定することができる。また、送信機と第１地点の位置が既知であれば、送信機からの距離として自車位置を特定することもできる。
【００３０】
第８発明にあっては、車載機は、信号の受信時点を計時する。この場合、計時手段は、例えば、時計又はタイマであり、車載機は、時計又はタイマを駆動すべく、所定の周期の基準クロック信号を内部発信器で生成する。車載機は、第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに前記送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、基準クロック信号の周期を補正してタイマ又は時計などを補正する。より具体的には、送信機から送信された信号から基準クロック信号の周期（又は周波数）を抽出して、抽出した周期と同一の周期になるように基準クロック信号の周期（周波数）を調整し、調整した基準クロック信号に基づいてタイマ又は時計などを補正する。これにより、車載機でのタイマ又は時計を送信機のタイマ又は時計と同期させることができる。
【００３１】
第９発明にあっては、車載機は、第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信する。車載機は、第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに第１の送信時点情報を送信した送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、送信時点情報で特定される送信時点を補正する。例えば、送信機が信号を送信時点ｔ１で送信し、車載機が第１地点でその信号を受信した受信時点をｔ１’とする。送信機から第１地点までの信号の伝播時間をΔｔ１とすると、車載機は、受信した信号の送信時点を時点ｔ１からｔ１’−Δｔ１に補正する。車載機が信号を受信した時の送信機の時点はｔ１’−Δｔ１であるから、送信機が信号を送信した時点をｔ１’−Δｔ１に補正することにより、車載機における時刻と送信機における時刻とを擬似的に一致させて両者で時刻を同期させることができる。
【００３２】
第１０発明にあっては、車載機は、第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号を第２地点で受信する。車載機は、第２の送信時点情報で特定される送信時点及び第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する。車載機は、第１地点を通過した際に車載機と送信機との間ですでに時刻の同期が行われているので、送信機が信号を送信した送信時点ｔ２における車載機の時点はｔ２そのものである。車載機でその信号を受信した受信時点をｔ３とすると、送信機が送信した信号が車載機で受信されるまでに要した到達時間ΔＴは、ΔＴ＝ｔ３−ｔ２となる。ΔＴに電波の伝播速度αを乗算した値は、送信機から車載機までの距離になる。送信機の位置情報に基づいて自車位置を特定することができる。
【００３３】
第１１発明にあっては、第２の送信時点情報を送信する送信機を複数備え、車載機は、各送信機が送信した信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する。例えば、３台の送信機を用いることにより、各送信機からの距離が等しい３つの球面の交点として自車位置を特定することもできる。
【００３４】
第１２発明にあっては、第１の送信時点情報を送信する送信機は、第１地点に車載機が存在するか否かを判定し、第１地点に車載機が存在する場合、第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を車載機へ送信する。車載機が第１地点に存在するか否かは、例えば、光ビーコン、電波ビーコンなどの路側装置で車両の通過を捉え、その結果を送信機へ出力することにより実現することができる。これにより、所要の地点で車載機と送信機との時刻を同期させることが可能となる。
【００３５】
第１３発明にあっては、車載機は、道路情報を取得し、取得した道路情報に基づいて自車位置を特定する。例えば、送信機の位置情報に基づいて車載機の位置を送信機からの距離として特定するとともに、道路情報（例えば、地図データベースから取得することができる）に基づいて、道路上の自車の位置を精度良く特定することができる。
【００３６】
第１４発明にあっては、送信機は、送信する信号にその信号が有効であることを示す情報を含めて送信する。車載機は、受信した信号にその情報が含まれる場合、自車位置を特定する。例えば、車載機は、受信した信号にその信号が有効であることを示す情報（例えば、有効フラグ）が含まれていることを確認した場合にのみ自車位置の特定（測位）を行う。これにより、本来の測位用の信号でない信号を受信して、自車位置を誤って特定することを防止することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明にあっては、自車の位置を精度良く特定することができる。また、自車位置を特定するのに必要な送信機の数は、少なくとも１つあればよく通信システム全体を安価に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る通信システムの概要を示す模式図である。本発明に係る通信システムは、特に、路車間通信システムとして実現することができ、光ビーコン１０、道路付近の所定の位置に設置され、所定の信号（測位用の信号）を送信する送信機２０、車両に搭載された車載機３０などを備えている。
【００３９】
光ビーコン１０は、投受光器を備えた通信部１１を通じて、道路上の所定の領域Ｒにおいて、車載機３０と通信可能に設置してある。また、領域Ｒの車両進行方向下流側には、停止線Ｐを設けている。
【００４０】
本発明に係る通信システムは、車載機３０が光ビーコン１０との通信可能な領域Ｒ（第１地点）に進入した場合、光ビーコン１０は、車載機３０が領域Ｒに存在することを送信機２０へ通知する。送信機２０は、所定の信号を車載機３０へ送信する。車載機３０は、その信号を受信し、車載機３０と送信機２０との時刻を擬似的に同期させる。なお、時刻を同期させるとは、例えば、送信機２０と車載機３０との間の時刻を擬似的一致させること、あるいは、送信機２０と車載機３０との間の相対的な時刻を擬似的一致させることである。これにより、車載機３０におけるある時刻が送信機２０におけるいずれの時刻であるかが判る。領域Ｒを通過した後、道路上の任意の地点（第２地点）で車載機３０は、送信機２０が送信した信号を受信し、受信した信号に基づいて自車位置を特定する。自車位置は、例えば、送信機２０（又は停止線Ｐ）からの距離、光ビーコン１０からの距離などにより特定することができる。なお、時刻を擬似的に一致させるとは、車載機３０の時計を恒久的に補正することに限定されるものではなく、一時的に、または別の時計を合わせることもできる。
【００４１】
車載機３０と送信機２０との時刻を擬似的に同期させるための領域Ｒ（第１地点）は、光ビーコン１０との通信により実現されるだけでなく、他の方法を用いることもできる。例えば、光ビーコン１０との通信領域に代えて、ＤＳＲＣとの通信領域、電波ビーコンとの通信領域、通常のＧＰＳ又はＲＴＫ−ＧＰＳによる測位地点などを用いることができる。また、道路に設置された磁気ネイル、道路に描かれた模様（例えば、横断歩道、ひし形など）などを使用することができる。道路上の模様は、車載機３０にビデオカメラを搭載し、ビデオカメラで道路上の画像を撮像して、所定の模様を検出し、車載機３０と道路上の模様までの距離を求めることができる。
【００４２】
図２は本発明に係る通信システムの構成を示すブロック図である。光ビーコン１０は、投受光器を備え、車載機３０との通信機能を有する通信部１１、光ビーコン１０の動作を制御する制御部１２、中央装置４０との通信機能を備える端末通信部１３、車載機３０との通信可能な道路上の領域Ｒに関する位置情報及び送信機２０に関する位置情報を記憶する記憶部１４などを備えている。光ビーコン１０の記憶部１４に記憶する各種情報は、中央装置４０から受信することができる。なお、記憶部１４に記憶する各種情報は、光ビーコン１０を設置する際に、記憶部１４に予め記憶することもできる。
【００４３】
送信機２０は、通信部２１、制御部２２などを備えている。通信部２１は、例えば、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯の周波数帯域の電波を車載機３０に対して送信する。通信部２１は、基準クロック信号を生成する水晶発振器、搬送波生成回路、変調回路等（不図示）を備え、基準クロック信号に基づいて所定の信号（例えば、周波数が１０ｋＨｚ程度の矩形波信号）を生成する。通信部２１は、制御部２２の制御のもと、生成した信号に基づいて搬送波（例えば、周波数が１００ＭＨｚ程度、２００ＭＨｚ程度、あるいは７００ＭＨｚ程度など）を周波数変調し、アンテナ（不図示）を通じて変調後の搬送波を送信する。なお、送信機２０が使用する周波数帯域は、一例であって、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯に限定されるものではなく、他の周波数帯域でもよい。例えば、自動車専用として割り当てられている５．８ＧＨｚ帯を使用してもよく、また、携帯電話、ＰＨＳ等で使用する周波数帯域を使用することも可能である。
【００４４】
送信機２０は、車載機３０が領域Ｒに存在することを光ビーコン１０から通知された場合、所定の信号を車載機３０へ送信する。また、送信機２０は、その後、所定の時間間隔で所定の信号を繰り返し車載機３０へ送信する。
【００４５】
車載機３０は、赤外線を利用して光ビーコン１０との通信機能を有する第１通信部３１、送信機２０との通信機能を有する第２通信部３２、車載機３０の動作を制御する制御部３３、記憶部３４、表示部３５、操作部３６などを備えている。なお、車載機３０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機能、地図データベース（いずれも不図示）などを備えることもできる。
【００４６】
第１通信部３１は、光ビーコン１０から送信されるダウンリンク情報を受信するとともに、光ビーコン１０に対してアップリンク情報を送信する。
【００４７】
図３は光ビーコン１０と車載機３０との間の双方向通信を説明する説明図である。道路上の領域Ｒは、車載機３０が光ビーコン１０と通信可能な領域を示している。図３に示すように、領域Ｒは、自車Ｃの進行方向上流側の領域Ｒ１と下流側の領域Ｒ２とに分けられている。領域Ｒ１は、光ビーコン１０から車載機３０に対してダウンリンク情報を送信することができるとともに、車載機３０から光ビーコン１０に対してアップリンク情報を送信することができる領域である。一方、領域Ｒ２は、光ビーコン１０から車載機３０に対してダウンリンク情報を送信することができる領域である。
【００４８】
光ビーコン１０は、例えば、車線通知情報を含むダウンリンク情報を道路上の領域Ｒに対して所定のダウンリンク周期で繰り返し送信する。車載機３０を搭載した自車Ｃが領域Ｒ内に進入した場合、第１通信部３１は、ダウンリンク情報を受信し、受信したダウンリンク情報を制御部３３へ出力する。
【００４９】
車載機３０は、ダウンリンク情報を受信すると、第１通信部３１を通じて光ビーコン１０に対して、車両ＩＤを含むアップリンク情報を所定のアップリンク周期で繰り返し送信する。
【００５０】
光ビーコン１０がアップリンク情報を受信すると、光ビーコン１０は、ダウンリンクの切替を行い、車線通知情報、所定の位置情報（例えば、領域Ｒの位置情報、送信機２０の位置情報、停止線Ｐまでの距離Ｌ１など）などのダウンリンク切替後のダウンリンク情報を車載機３０に対して送信する。なお、位置情報は、緯度及び経度で表される絶対位置でもよく、あるいは、所定の基準地点からの相対位置でもよい。また、所定の位置情報は、送信機２０の送信地点と受信地点の間の距離を特定するための情報とすることができる。例えば、所定の位置情報は、送信地点と受信地点の間の距離の情報、送信地点の位置情報及び受信地点の位置情報、送信地点の位置情報及び受信地点のある地点（例えば、停止線）までの距離（すなわち、相対的な位置情報）、あるいは、送信地点から信号の向き（指向性）に関する情報及び道路形状情報などである。この場合、送信地点から信号の向きに伸ばした直線と道路形状情報に基づく道路形状とが交わる地点を受信地点として求めることができる。また、光ビーコン１０は、車載機３０が領域Ｒ内に存在することを通知する通知信号を送信機２０へ出力する。
【００５１】
第２通信部３２は、送信機２０が送信した信号を受信する。より具体的には、第２通信部３２は、復調回路を備え、送信機２０が送信した電波を受信し、受信した電波を復調して元の信号を抽出する。第２通信部３２は、抽出した信号に基づいて、信号の受信時点を算出し、算出した受信時点を制御部３３へ出力する。なお、所定の時間内に、複数回にわたって受信時点を算出した上で、これらの平均値又は中央値等を用いることもできる。このような方法によれば、ノイズ等による影響を低減し、安定した受信時点を得ることができる。なお、信号の受信時点の算出は、信号波形の立ち上がり部分のみならず、立ち下り部分で算出することもできる。
【００５２】
図４は測位用の信号に含まれるデータ構造の例を示す説明図である。図４に示すように送信機２０が送信する信号は、例えば、測位用信号とデータ領域とで構成され、データ領域には、信号が有効であることを示す有効フラグ、信号の送信時点を特定する送信時点情報（例えば、送信機２０で計時される時刻形式情報、あるいは所定の時間間隔で計数されるカウンタのカウンタ値等）などの情報を含む。なお、測位用信号とデータとの送信時点は同時でもよく、異なる時点であってもよい。
【００５３】
図５は信号の受信時点を求める例を示す説明図である。図５（ａ）の上段は送信機２０から受信した信号の例を模式的に示し、下段は車載機３０が予め記憶している相関処理（パターンマッチング）を行うためのレプリカ信号である。図５（ａ）に示すように、車載機３０で受信した信号及びレプリカ信号を所定の時間間隔でサンプリングし、波形とレプリカ信号の波形が一致する場合、図５（ｂ）に示すように両信号の相関値が鋭いピークを示す。図５（ｂ）に示すように、第２通信部３２は、相関値の鋭いピークが取れた時点で、信号の受信時点を求める。受信時点を求める方法は、時間軸の相関処理に限定されず、周波数領域での相関処理を行うこともできる。なお、マルチパスによる遅延波の影響がある場合、相関は図５（ｃ）のようにピークが２つ以上生じる。
【００５４】
制御部３３は、車載機３０が領域Ｒ内に存在するときに第２通信部３２を通じて受信した信号からその信号の送信時点情報を取得し、取得した送信時点情報で特定された送信時点に基づいて、信号の受信時点を補正する。すなわち、車載機３０は、領域Ｒ（所定の第１地点）を通過することにより、車載機３０におけるある時刻が送信機２０におけるいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を擬似的に同期させることができる。
【００５５】
制御部３３は、車載機３０が領域Ｒを通過した後、第２通信部３２を通じて送信機２０から送信される信号（送信時点情報を含む）を繰り返し受信する。制御部３３は、受信した信号からその信号の送信時点情報を取得し、取得した送信時点情報で特定された送信時点とその信号の受信時点との時間差（すなわち、その信号が送信機２０から車載機３０へ到達するまでの到達時間）に基づいて、送信機２０までの距離を求めることにより自車位置を特定する。
【００５６】
例えば、車載機３０で受信した信号の送信時点がｔ２であるとすると、車載機３０が領域Ｒを通過した時点で、車載機３０と送信機２０とは、すでに時刻の同期が行われているので、送信機２０が信号を送信した送信時点ｔ２における車載機３０の時点はｔ２そのものである。車載機３０でその信号を受信した受信時点をｔ３とすると、送信機２０が送信した信号が車載機３０で受信されるまでに要した到達時間ΔＴは、ΔＴ＝ｔ３−ｔ２となる。ΔＴに電波の伝播速度αを乗算した値は、送信機２０から車載機３０までの距離になる。従って、車載機３０は、領域Ｒを通過後に送信機２０から送信される信号を繰り返し受信するだけで、受信の都度自車位置を特定し続けることが可能となる。
【００５７】
図６は測位手順の一例を示す説明図である。送信機２０は、車載機３０が領域Ｒ（第１地点）にあると判定し、送信機２０での時刻ｔ１に信号を送信する。この信号には、送信時点情報として送信時刻ｔ１が含まれている。車載機３０は、車載機３０での時刻ｔ１’に信号を受信する。送信機２０から第１地点までの信号の伝播時間をΔｔ１とすると、車載機３０は、その信号の受信時刻をｔ１’からｔ１＋Δｔ１に補正する。車載機３０が信号を受信した時に送信機２０の時刻はｔ１＋Δｔ１であるから、車載機３０が信号を受信した時刻をｔ１＋Δｔ１に補正することにより、車載機３０におけるある時刻が送信機２０におけるいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を擬似的に同期させることができる。
【００５８】
なお、信号の伝播時間Δｔ１は、送信機２０及び第１地点の位置（絶対位置、又は所定の地点からの相対位置など）、送信機２０と第１地点との距離などにより求めることができる。この情報は、光ビーコン１０から受信してもよく、送信機２０から受信してもよく、あるいは、予め車載機３０で記憶しておくこともできる。
【００５９】
送信機２０は、その後、時刻ｔ２に信号を送信する。この信号には、送信時点情報として送信時刻ｔ２が含まれている。車載機３０は、車載機３０での時刻ｔ３に信号を受信する。車載機３０は、第１地点を通過した際に車載機３０と送信機２０との間ですでに時刻の同期が行われているので、送信機２０が信号を送信した送信時刻ｔ２における車載機３０の時刻はｔ２そのものである。車載機３０でその信号を受信した受信時刻をｔ３とすると、送信機２０が送信した信号が車載機３０で受信されるまでに要した到達時間ΔＴは、ΔＴ＝ｔ３−ｔ２となる。ΔＴに電波の伝播速度αを乗算した値は、送信機２０から車載機３０までの距離になる。これにより、車載機３０は、車載機３０自身の高さ情報、送信機２０の位置情報に基づいて自車位置を特定することができる。
【００６０】
図７は測位手順の他の例を示す説明図である。この場合、送信機２０及び車載機３０それぞれは、所定の時間間隔（例えば、０．１ｎｓ）の都度「１」を加算するカウンタを備える。なお、各カウンタは、例えば、４０ビットのデータで構成され、１０秒経過の都度、０にリセットさせる。送信機２０は、車載機３０が領域Ｒ（第１地点）にあると判定し、信号の送信時点でのカウンタ値（例えば、０）を送信時点情報（第１の送信時点情報）として信号とともに送信する。車載機３０は、領域Ｒ内でその信号を受信し、車載機３０のカウンタを第１の送信時点情報であるカウンタ値０にする。すなわち、送信機２０が信号を送信した送信時点のカウンタ値（０）と、車載機３０でその信号を受信した受信時点のカウンタ値（０）とを一致させる。なお、信号の送信時点のカウンタ値は一例であって、０に限定されるものではない。
【００６１】
これにより、その後、車載機３０の位置が領域Ｒ内にある限り、送信機２０が送信する信号の送信時点のカウンタ値は、車載機３０でその信号を受信する受信時点のカウンタ値に一致するはずである。送信機２０は、その後、カウンタが「１０００００００」になった時点で信号を送信する。この信号には、送信時点情報としてカウンタ値「１０００００００」が含まれている。車載機３０は、その信号を受信し、受信した時点の車載機３０のカウンタが「９９９７０００」とする。車載機３０で信号を受信した場合の受信時点での車載機３０のカウンタ値がその信号の送信時点のカウンタ値と異なる場合、カウンタ値の差分に相当する距離だけ車載機３０が送信機２０に近づいたことになる。例えば、カウンタ値の差分が「３０００」であるから、３０００×０．１ｎｓ、すなわち３００ｎｓの間に電波が伝播する距離（約９０ｍ）だけ車載機３０は送信機２０に近づいたことになる。従って、領域Ｒの位置が既知であれば自車位置を特定することができる。また、送信機２０と領域Ｒの位置が既知であれば、送信機２０からの距離として自車位置を特定することもできる。なお、領域Ｒ、送信機２０、車載機３０のアンテナが略一直線上にあれば、車載機３０は、約９０ｍだけ領域Ｒから離れ、約９０ｍだけ送信機２０に近づいたことになる。
【００６２】
図８は測位手順の他の例を示す説明図である。送信機２０は、車載機３０が領域Ｒ（第１地点）にあると判定し、送信機２０での時刻ｔ１に信号を送信する。この信号には、送信時点情報として送信時刻ｔ１が含まれている。車載機３０は、車載機３０での時刻ｔ１’に信号を受信する。送信機２０から第１地点までの信号の伝播時間をΔｔ１とすると、車載機３０は、その信号の送信時刻をｔ１からｔ１’−Δｔ１に補正する。車載機３０が信号を受信した時の送信機２０の時点はｔ１’−Δｔ１であるから、送信機２０が信号を送信した時点をｔ１’−Δｔ１に補正することにより、車載機３０におけるある時刻が送信機２０におけるいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を擬似的に同期させることができる。
【００６３】
送信機２０は、その後、時刻ｔ２に信号を送信する。この信号には、送信時点情報として送信時刻ｔ２が含まれている。車載機３０は、車載機３０での時刻ｔ３’に信号を受信するとともに、送信時刻をｔ２からｔ２’に補正する。すなわち、送信時刻ｔ２’は、ｔ２’＝ｔ２＋（ｔ１’−Δｔ１）−ｔ１で求めることができる。車載機３０は、第１地点を通過した際に車載機３０と送信機２０との間ですでに時刻の同期が行われているので、送信機２０が信号を送信した送信時刻ｔ２’における車載機３０の時刻はｔ２’そのものである。送信機２０が送信した信号が車載機３０で受信されるまでに要した到達時間ΔＴは、ΔＴ＝ｔ３’−ｔ２’となる。ΔＴに電波の伝播速度αを乗算した値は、送信機２０から車載機３０までの距離になる。これにより、車載機３０は、車載機３０自身の高さ情報、送信機２０の位置情報に基づいて自車位置を特定することができる。
【００６４】
表示部３５は、ヘッドアップディスプレイ、カーナビゲーションシステム又は監視モニタなどの液晶表示パネルであり、運転者に対して、各種交通情報を表示することができる。例えば、交差点又は停止線までの距離、交差点を安全に走行できない場合の警告等を表示する。
【００６５】
操作部３６は、各種操作パネルを備え、運転者と車載機３０とのユーザインタフェースとして機能する。例えば、操作部３６は、運転者の操作により車載機３０の動作の開始又は停止の操作を受け付ける。
【００６６】
次に自車の位置を特定する方法について説明する。図９は自車の位置を特定する例を示す説明図であり、図１０は自車の位置を特定する処理手順を示すフローチャートである。図９に示すように、車載機３０を搭載した車両は、光ビーコン１０が設置された領域Ｒを走行し、その後、地点Ａで自車の位置を特定するものとする。また、図９の例は、送信機２０、車載機３０、地点Ｒが直線上にある場合を示す。以下、図９及び図１０に従って説明する。
【００６７】
車載機３０は、光ビーコン１０から信号の有無に基づいて、自車が所定の領域Ｒ内にあるか否か判定し（Ｓ１１）、領域Ｒ内にない場合（Ｓ１１でＮＯ）、ステップＳ１１の処理を繰り返し、領域Ｒ内に入るまで待機する。
【００６８】
自車が領域Ｒ内にある場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、車載機３０は、送信機２０から信号を受信する（Ｓ１２）。なお、送信機２０は、光ビーコン１０が送信機２０へ出力する通知信号に基づいて、信号を車載機３０へ送信する。車載機３０は、受信した信号からその信号の送信時点を取得する（Ｓ１３）。なお、送信時点は、送信時刻、送信時点のカウンタ値などであるが、これに限定されるものではなく、信号の送信時点を特定することができる情報であれば、どのようなものであってもよい。また、車載機３０は、受信した信号に有効フラグがオンになっていない場合、信号が有効なものではないとして信号を無効にする。
【００６９】
車載機３０は、領域Ｒの位置情報、送信機２０の位置情報を取得する（Ｓ１４）。なお、位置情報は、領域Ｒ、送信機２０の位置を緯度及び経度で表す絶対位置でもよく、あるいは、所定の基準地点からの相対位置でもよい。また、領域Ｒと送信機２０との距離でもよく、あるいは、領域Ｒと送信機２０との間の電波の伝播時間であってもよい。
【００７０】
車載機３０は、自車の時刻を送信機２０の時刻と一致するように補正する（Ｓ１５）。すなわち、両者で時刻を同期させる。なお、時刻を同期させるとは、例えば、送信機２０と車載機３０との間の時刻を擬似的に一致させること、あるいは、送信機２０と車載機３０との間の相対的な時刻（例えば、カウンタの値）を擬似的一致させることを含む。また、両者の時刻を同期させるには、車載機３０の時刻を送信機２０の時刻に一致するように補正することもでき、あるいは、送信機２０の時刻を車載機３０の時刻に一致するように補正することもできる。
【００７１】
その後、車載機３０は、送信機２０から信号を受信したか否かを判定し（Ｓ１６）、信号を受信していない場合（Ｓ１６でＮＯ）、ステップＳ１６の処理を続け、信号を受信するまで待機する。信号を受信した場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、車載機３０は、信号の送信時点とその信号の受信時点に基づいて、送信機２０から送信された信号が車載機３０に到達するまでの到達時間を算出し（Ｓ１７）、算出した到達時間と送信機２０の位置情報に基づいて、自車位置を特定する（Ｓ１８）。なお、車載機３０は、受信した信号に有効フラグがオンになっていない場合、信号が有効なものではないとして信号を無効にし、自車位置の特定を行わない。
【００７２】
車載機３０は、処理の終了指示の有無を判定し（Ｓ１９）、終了指示がない場合（Ｓ１９でＮＯ）、ステップＳ１６以降の処理を続け、自車位置の特定を続ける。終了指示がある場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、車載機３０は、処理を終了する。
【００７３】
自車位置の特定は、送信機２０により特定することができるが、地図データベースから道路情報を取得することにより、一層精度良く特定することができる。
【００７４】
図１１は道路情報を用いて自車位置を特定する例を示す説明図である。上述の実施の形態で説明したように、送信機２０から送信された信号に基づいて、自車の位置を送信機２０からの距離Ｌとして求めることができる。すなわち、自車の位置は、送信機２０を中心として距離Ｌとなる球面上に存在する。道路上の自車の高さ、送信機２０の高さなどに基づいて、自車の位置を球面上の一点として求めることが可能である。さらに、図１１に示すように、いくつかの道路が交錯する場合、自車が走行していると考えられる道路のうち、送信機２０からの距離がＬとなる道路が、自車が走行している道路であると特定することができ、道路情報を併用することで一層精度良く自車位置を特定することができる。
【００７５】
車載機３０の時刻と送信機２０との時刻を同期させる場合、車載機３０の基準クロック信号を送信機２０の基準クロック信号に同期させることにより実現することもできる。例えば、送信機２０及び車載機３０に、位相同期回路（ＰＬＬ：Phase-locked loop）を設けておく。例えば、車載機３０は、送信機２０から送信された信号から基準クロック信号の周期（又は周波数）を抽出して、抽出した周期と同一の周期になるように基準クロック信号の周期（周波数）を調整する。これにより、送信機２０で計時するタイマ又は時計と車載機３０で計時するタイマ又は時計を同期させることができる。
【００７６】
上述の実施の形態では、車載機３０が領域Ｒ（第１地点）にあると判定した場合、送信機２０が、送信時点情報として送信時刻ｔ１を含む信号を車載機３０へ送信し、車載機３０は、信号の受信時点を補正すべく、車載機３０におけるある時刻が送信機２０におけるいずれの時刻であるかが判るように両者で時刻を擬似的に同期させる構成であったが、車載機３０の時刻を補正するための送信時点情報を送信するのは、送信機２０に限定されるものではない。例えば、光ビーコン１０から受信する信号に基づいて、車載機３０の時刻が送信機２０の時刻と同期するようにすることもできる。
【００７７】
この場合、光ビーコン１０が送信する赤外線などの指向性が鋭い信号であれば、光ビーコン１０から信号を受信する地点が限定されるため、光ビーコン１０の設置位置、光ビーコン１０から信号を受信する受信地点の位置に基づいて、光ビーコン１０が送信する信号の伝播時間Δｔ１を求めることができる。なお、この場合、光ビーコン１０の時刻と送信機２０の時刻とは同期させておく。
【００７８】
以上説明したように、本発明にあっては、車両の位置を精度良く特定することができ、特に、道路上を走行する車両の位置を逐一高精度に追跡することができる。特に、１つの送信機を設けるだけで自車の位置を特定することができ、２つ以上の送信機を用いる必要がなく安価な通信システムを実現することができる。また、本来の測位用の信号でない信号を受信して、自車位置を誤って特定することを防止することができるとともに、システム全体の信頼性を向上させることができる。
【００７９】
上述の実施の形態では、送信機２０が信号を変調して送信し、車載機３０では復調して元の信号を抽出し、信号の受信時点を算出する構成であったが、これに限定されるものではなく、送信機２０で、信号を直交周波数多重方式の周波数が異なる搬送波に割り当て、信号が割り当てられた搬送波を送信する。例えば、送信する信号に逆フーリエ変換して周波数の異なる少なくとも１つのサブキャリア（搬送波）に変換し、変換した信号をＤＡ変換して送信機２０から車載機３０に対して送信する。車載機３０は、送信された搬送波をＡＤ変換し、変換後の信号同士をパターンマッチングすることで信号の受信時点を取得する。これにより、他の帯域における通信との干渉を少なくしつつ周波数帯の利用効率を向上させることができる。
【００８０】
上述の実施の形態では、測位用として送信機を１台用いる構成であったが、送信機を２台以上用いる構成であってもよい。例えば、送信機３台を用いることにより、各送信機からの距離が等しい３つの球面の交点として自車位置を特定することもできる。
【００８１】
上述の発明により、走行中の自車の位置を精度良く特定することができるため、本発明を用いることにより、例えば、車載機で前方の信号機の表示情報を受信し、受信した表示情報に基づいて交差点の手前で安全に停止することができるか否か、あるいは、交差点を安全に通過することができるか否かを高精度に判定し、判定結果に応じて運転者に音声で注意を促すことができる。また、車載機で受信した信号機の表示情報に基づいて、交差点を安全に通過することができるか否かを高精度に判定し、判定結果に応じて車両のブレーキ制御を行うこともでき、交通事故を未然に防止して交通の安全性を高めることができる。
【００８２】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る通信システムの概要を示す模式図である。
【図２】本発明に係る通信システムの構成を示すブロック図である。
【図３】光ビーコンと車載機との間の双方向通信を説明する説明図である。
【図４】測位用の信号に含まれるデータ構造の例を示す説明図である。
【図５】信号の受信時点を求める例を示す説明図である。
【図６】測位手順の一例を示す説明図である。
【図７】測位手順の他の例を示す説明図である。
【図８】測位手順の他の例を示す説明図である。
【図９】自車の位置を特定する例を示す説明図である。
【図１０】自車の位置を特定する処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】道路情報を用いて自車位置を特定する例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 光ビーコン
２０ 送信機
２１ 通信部
２２ 制御部
３０ 車載機
３１ 第１通信部
３２ 第２通信部
３３ 制御部
３４ 記憶部
３５ 表示部
３６ 操作部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の信号を送信する送信機と、該送信機が送信した信号を受信する車載機とを備える通信システムにおいて、
前記車載機は、
信号の送信時点を特定する送信時点情報を受信する受信手段と、
前記送信時点情報が送信される送信地点の位置情報を含む所定の位置情報を記憶するための記憶手段と、
前記受信手段で受信した送信時点情報及び前記所定の位置情報に基づいて、信号の受信時点を補正する受信時点補正手段と、
前記送信機が送信した信号を受信した場合、該送信機の位置情報、該信号の送信時点情報及び前記受信時点補正手段で補正した前記信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記所定の位置情報は、
前記送信時点情報の送信地点と受信地点の間の距離を特定するための情報であることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記送信機は、
前記送信時点情報を送信する送信手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記送信機と時刻が同期した他の送信機を備え、
該他の送信機は、
前記送信時点情報を送信する送信手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
前記車載機は、
第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信するようにしてあり、
前記受信時点補正手段は、
前記第１の送信時点情報で特定された送信時点に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項６】
前記車載機は、
前記第１地点と前記第１の送信時点情報を送信する送信機との間の信号伝播時間を特定するための情報を取得する取得手段を備え、
前記受信時点補正手段は、
前記第１の送信時点情報で特定される送信時点に前記信号伝播時間を加算した値に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１の送信時点情報を送信する送信機及び車載機それぞれは、
計時手段を備え、
前記受信時点補正手段は、
前記第１の送信時点情報で特定された送信時点に対応する計時値を該第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に対応する計時値として、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項８】
前記車載機は、
所定の周期の基準周期信号を生成する生成手段と、
該生成手段で生成した基準周期信号に基づいて計時する計時手段と、
前記第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに該第１の送信時点情報を送信する送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、前記基準周期信号の周期を補正する周期補正手段と
を備え、
前記受信時点補正手段は、
前記周期補正手段で補正した基準周期信号により計時される計時値に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項９】
前記車載機は、
第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信するようにしてあり、
前記第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに該第１の送信時点情報を送信した送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、送信時点情報で特定される送信時点を補正する送信時点補正手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１０】
前記車載機は、
第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号を前記第１地点と異なる第２地点で受信するようにしてあり、
前記特定手段は、
前記第２の送信時点情報で特定される送信時点及び該第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１１】
前記第２の送信時点情報を送信する送信機を複数備え、
前記特定手段は、
各送信機が送信した信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする請求項１０に記載の通信システム。
【請求項１２】
前記第１の送信時点情報を送信する送信機は、
前記第１地点に車載機が存在するか否かを判定する判定手段を備え、
前記第１地点に車載機が存在する場合、前記第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を送信するように構成してあることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項１３】
前記車載機は、
道路情報を取得する道路情報取得手段を備え、
前記特定手段は、
前記道路情報取得手段で取得した道路情報に基づいて自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１４】
前記送信機は、
送信する信号に該信号が有効であることを示す情報を含めて送信するように構成してあり、
前記特定手段は、
受信した信号に前記情報が含まれる場合、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１５】
所定の信号を受信する車載機において、
信号の送信時点を特定する送信時点情報を受信する受信手段と、
前記送信時点情報が送信される送信地点の位置情報を含む所定の位置情報を記憶するための記憶手段と、
前記受信手段で受信した送信時点情報及び前記所定の位置情報に基づいて、信号の受信時点を補正する受信時点補正手段と、
信号を受信した場合、該信号の送信地点の位置情報、該信号の送信時点情報及び前記受信時点補正手段で補正した前記信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする車載機。
【請求項１】
所定の信号を送信する送信機と、該送信機が送信した信号を受信する車載機とを備える通信システムにおいて、
前記車載機は、
信号の送信時点を特定する送信時点情報を受信する受信手段と、
前記送信時点情報が送信される送信地点の位置情報を含む所定の位置情報を記憶するための記憶手段と、
前記受信手段で受信した送信時点情報及び前記所定の位置情報に基づいて、信号の受信時点を補正する受信時点補正手段と、
前記送信機が送信した信号を受信した場合、該送信機の位置情報、該信号の送信時点情報及び前記受信時点補正手段で補正した前記信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記所定の位置情報は、
前記送信時点情報の送信地点と受信地点の間の距離を特定するための情報であることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記送信機は、
前記送信時点情報を送信する送信手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記送信機と時刻が同期した他の送信機を備え、
該他の送信機は、
前記送信時点情報を送信する送信手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
前記車載機は、
第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信するようにしてあり、
前記受信時点補正手段は、
前記第１の送信時点情報で特定された送信時点に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項６】
前記車載機は、
前記第１地点と前記第１の送信時点情報を送信する送信機との間の信号伝播時間を特定するための情報を取得する取得手段を備え、
前記受信時点補正手段は、
前記第１の送信時点情報で特定される送信時点に前記信号伝播時間を加算した値に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１の送信時点情報を送信する送信機及び車載機それぞれは、
計時手段を備え、
前記受信時点補正手段は、
前記第１の送信時点情報で特定された送信時点に対応する計時値を該第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に対応する計時値として、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項８】
前記車載機は、
所定の周期の基準周期信号を生成する生成手段と、
該生成手段で生成した基準周期信号に基づいて計時する計時手段と、
前記第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに該第１の送信時点情報を送信する送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、前記基準周期信号の周期を補正する周期補正手段と
を備え、
前記受信時点補正手段は、
前記周期補正手段で補正した基準周期信号により計時される計時値に基づいて、信号の受信時点を補正するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項９】
前記車載機は、
第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を所定の第１地点で受信するようにしてあり、
前記第１の送信時点情報で特定される送信時点並びに該第１の送信時点情報を送信した送信機及び第１地点の位置情報に基づいて、送信時点情報で特定される送信時点を補正する送信時点補正手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１０】
前記車載機は、
第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号を前記第１地点と異なる第２地点で受信するようにしてあり、
前記特定手段は、
前記第２の送信時点情報で特定される送信時点及び該第２の送信時点情報で送信時点が特定された信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１１】
前記第２の送信時点情報を送信する送信機を複数備え、
前記特定手段は、
各送信機が送信した信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする請求項１０に記載の通信システム。
【請求項１２】
前記第１の送信時点情報を送信する送信機は、
前記第１地点に車載機が存在するか否かを判定する判定手段を備え、
前記第１地点に車載機が存在する場合、前記第１の送信時点情報で送信時点が特定された信号を送信するように構成してあることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項１３】
前記車載機は、
道路情報を取得する道路情報取得手段を備え、
前記特定手段は、
前記道路情報取得手段で取得した道路情報に基づいて自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１４】
前記送信機は、
送信する信号に該信号が有効であることを示す情報を含めて送信するように構成してあり、
前記特定手段は、
受信した信号に前記情報が含まれる場合、自車位置を特定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１５】
所定の信号を受信する車載機において、
信号の送信時点を特定する送信時点情報を受信する受信手段と、
前記送信時点情報が送信される送信地点の位置情報を含む所定の位置情報を記憶するための記憶手段と、
前記受信手段で受信した送信時点情報及び前記所定の位置情報に基づいて、信号の受信時点を補正する受信時点補正手段と、
信号を受信した場合、該信号の送信地点の位置情報、該信号の送信時点情報及び前記受信時点補正手段で補正した前記信号の受信時点に基づいて、自車位置を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする車載機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−８４３２（Ｐ２００９−８４３２Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６７７０７（Ｐ２００７−１６７７０７）
【出願日】平成１９年６月２６日（２００７．６．２６）
【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１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２６日（２００７．６．２６）
【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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