JP2011204151A - 車車間通信方法および車車間通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特殊な地図データベースを搭載したりすることなく、車車間通信を用いて、直接には通信できない車両を含む自車の周囲の各車両の相対的な位置関係を、自車だけでなく周囲の他の車両も極力正確に把握できるようにする。
【解決手段】車両検知部５およびレーザレーダ６、車載カメラ７により周囲の他の車両を検出して他の車両の相対的な位置情報を精度よく形成し、形成した位置情報および車車間通信によって車車間受信機９が受信した位置情報を、車車間送信機１３から送信して車車間通信により周囲の他の車両に渡し、各車両の外界検出手段により形成した精度の高い位置情報を自車および周囲の他の車両によって共有し、共有した位置情報に基づいて周囲の各車両の相対的な位置関係を把握する。
【選択図】図１

Description

この発明は、各車両が相互に位置情報をやり取りする車車間通信方法および車車間通信装置に関する。

従来、車両の性能・仕様・装備は様々であり、車車間通信機能を備えた車両の場合も、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の受信機を搭載しているものや、さらには、外界を検出するレーダ（レーザレーダ、ミリ波レーダ等）や車載カメラを搭載しているものもある。

そして、車車間通信により、ＧＰＳの測位情報を用いて得た自車の位置情報を車車間通信で互いにやり取りし、自車のＧＳＰの位置情報と受信したＧＳＰの位置情報とによって周囲の車両との相対的な位置関係（車間距離等）を把握すると、ＧＰＳの測位状況によっては位置情報の誤差が数ｍ〜１０数ｍ以上となるため、接近する車両との相対的な位置関係を正確に把握することはできない。

図４は見通しの悪いＴ字路の交差点での車車間通信の例を示し、図中のＡは例えば南北の道路１００から交差点２００に進む車両であり、Ｂ、Ｃ、Ｄは東西の道路１０１を東から交差点２００に進む一群の車両であり、車両Ｂが先頭車両、車両Ｄがつぎの車両、車両Ｃが最後尾の車両である。

そして、車両Ａに注目すると、従来は、車車間通信により、他の車両Ｂ〜Ｄが送信したそれぞれの位置情報を別々に受信して収集し、自車（車両Ａ）の位置情報と受信した各車両Ｂ〜Ｄの位置情報とに基づいて車両Ｂ〜Ｄそれぞれとの車間距離を求め、交差点２００に接近する車両Ｂ〜Ｄとの相対的な位置関係を把握している。

このとき、車車間通信でやり取りする位置情報が位置精度の悪いＧＰＳの位置情報であれば、自車（車両Ａ）と車両Ｂ〜Ｄそれぞれとの車間距離の誤差が大きく、交差点２００に接近して自車に近づく車両Ｂ〜Ｄとの相対的な位置関係の把握に誤りが生じる。

図５は上記の位置関係の把握の誤りの例を示し、この例の場合、交差点２００に近いほうから車両Ｂ、車両Ｄ、車両Ｃの順であって、車両Ｂ、Ｃは右寄り、車両Ｄは左寄りに走行しているが、車間距離の誤差が大きく、誤って、車両Ｄ、車両Ｂ、車両Ｃの順であって、車両Ｄ、Ｃは右寄り、車両Ｓは左寄りに走行していると把握する。

そして、このような誤りが生じると、衝突可能性の判断等の走行支援に支障が生じる。

また、図４の車両Ｄについては、路側の建物等によって車車間通信の電波が車両Ａに届きにくくなり、場合によっては車両Ａと位置情報のやり取りができない事態も発生し、このような場合には、車両Ａは車両Ｄの存在すら把握できない。

そして、車両Ｂ〜Ｄについても、周囲の車両との相対的な位置関係の把握に誤りが生じると、車両Ａの場合と同様の問題が発生する。

そこで、交差点の情報を受信し、受信した交差点の位置を地図データベースを参照して特定し、交差点の位置を基準にして自車の位置情報を精度よく形成することが提案されている（例えば、特許文献１（段落［００２７］−［００７０］、図１〜図６等）参照）。

特開２００４−１８５４２９号公報

車車間通信を行なう各車両が特許文献１に記載のようにして自車の位置情報の精度を高めると、前記した位置関係の把握の誤りを防止できる。しかしながら、交差点の情報を受信し、受信した交差点の位置を地図データベースを参照して特定するため、交差点の位置情報を有する特殊な地図データベースを用意しなければならず、車両にそのような特殊な地図データベースを搭載することはコスト等の面から困難であり、実用的でない。

本発明は、自律センサとしてのレーダや車載カメラ等の外界検出手段を搭載する車両の場合、レーダの測距データや車載カメラの前方の撮影画像データ等から得られる車間距離の精度は高く、周囲の車両の相対的な位置関係を正確に把握することが可能であることに着目してなされたものであり、特殊な地図データベースを搭載したりすることなく、車車間通信を用いて、直接には通信できない車両を含む自車の周囲の各車両の相対的な位置関係を、自車だけでなく周囲の他の車両も極力正確に把握できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の車車間通信方法は、各車両が相互に位置情報を通信する車車間通信方法であって、各車両は、外界検出手段により周囲の他の車両を検出して他の車両の相対的な位置情報を形成し、前記外界検出手段により形成した位置情報および受信した位置情報を送信して車両間で共有することを特徴としている（請求項１）。

また、本発明の車車間通信装置は、周囲の他の車両を検出して他の車両の相対的な位置情報を形成する外界検出手段と、前記外界検出手段が形成した他の車両の位置情報および受信した自車の位置情報を車車間通信により送信する通信手段とを備え、前記外界検出手段が形成した位置情報および前記通信手段が受信した位置情報に基づいて周囲の他の車両との位置関係の位置情報を認識し、認識した位置情報を車両間で共有することを特徴としている（請求項２）。

請求項１、２の発明の場合、外界検出手段により周囲の他の車両を検出して他の車両の相対的な位置情報を精度よく形成できる。さらに、外界検出手段により形成した位置情報および車車間通信によって受信した位置情報を、車車間通信によって周囲の他の車両に渡すことができる。その結果、自車および周囲の他の車両は、外界検出手段が形成した位置情報および通信手段が受信した自車の位置情報に基づいて周囲の他の車両との位置関係の位置情報を高い精度で認識して共有することができる。

そのため、例えば新たな車両が現われた場合、この新たな車両は各車両から別々に精度の低い位置情報を受信するのではなく、各車両が共有している精度の高い位置関係の位置情報を一括して受信することができるので、誤った位置関係で各車両を認識してしまうことを防止できる。また、自車および周囲の他の車両は、外界検出手段では検出できない周囲の他の車両についても、周囲の他の車両との位置関係の位置情報を認識し、認識した位置情報を車両間で共有することができ、車車間通信で受信した位置情報から相対的な位置関係を正確に把握できる。また、外界検出手段を搭載していない周囲の他の車両も、外界検出手段の高い精度の位置情報に基づいて、周囲の他の車両の相対的な位置関係を極力正確に把握できる。

したがって、特殊な地図データベースを搭載したりすることなく、車車間通信を用いて、直接には通信できない車両を含む自車の周囲の各車両の相対的な位置関係を、自車だけでなく周囲の他の車両も極力正確に把握できる。

本発明の一実施形態の車車間通信装置のブロック図である。 本発明の車車間通信の模式的な説明図である。 図１の動作説明用のフローチャートである。 交差点における車車間通信の模式的な説明図である。 ＧＰＳの位置情報をやり取りする従来例の誤認識の説明図である。

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、一実施形態について、図１〜図３を参照して詳述する。

図１は車両１が搭載する車車間通信装置の構成を示し、２は自車情報管理部であり、例えばＧＰＳ受信部３により受信した自車位置のＧＰＳの測位情報および、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信部４により受信した速度センサ、舵角センサ、ヨーレートセンサ等の自車内の走行に関連する各種自律センサの検出情報を収集し、それらを自車の車両情報として管理する。

５は車両検知部であり、自車前方を探査するレーザレーダ６および自車前方を撮影する単眼ＣＣＤカメラ構成の車載カメラ７とともに本発明の外界検出手段を形成し、レーザレーダ６の測距データおよび車載カメラ７の撮影データに基づく周知のセンサフュージョンの処理により、自車前方の一または複数の他の車両を検知して他の各車両の車間距離や車速、進行方向を含む相対的な位置情報を精度よく形成する。

８はフラッシュメモリ等の書き換え自在の固体情報記憶素子あるいはＨＤＤにより形成された検知車両データ記憶部であり、車両検知部８が管理する最新の一定時間分の周囲の他の各車両の相対的な位置情報を検出位置情報として書き換え自在に記憶する。

９は本発明の車車間通信手段の受信機（車車間受信機）であり、同様の車車間通信手段を備えた送受信可能距離内の他の車両の送信機からの車車間通信の情報を受信する。

１０は検知車両データ記憶部８と同様の構成の受信他車データ記憶部であり、受信機９が受信した他の車両からの車間距離や車速、進行方向を含む相対的な位置情報を受信位置情報として書き換え自在に記憶する。

１１は車両確認部であり、検知車両データ記憶部８の各検出位置情報および受信他車データ記憶部１０の各受信位置情報が入力され、それらの位置情報から、後述するようにして、自車の前、後の各方向から接近する他の各車両の相対的な位置関係を極力正確に把握して確認する。

１２は送信制御部であり、自車情報管理部２の自車の車両情報および、車両確認部１１を介した検知車両データ記憶部５の各検出位置情報、受信他車データ記憶部１０の各受信位置情報（それらの情報に基づく後述の車両認識部の認識した位置情報を含む）に、自車に設定された識別情報（ＩＤ）を付した送信情報を本発明の車車間通信手段の送信機（車車間送信機）１３に送り、送信機１３から所定の電波で送信する。

１４は位置情報出力部であり、自車情報管理部２の自車の車両情報および、車両確認部１１が確認した周囲の他の各車両の位置情報を車両１内の図示省略した衝突防止支援処理部等に出力する。

つぎに、車両間の位置情報のやり取りおよび、車両確認部１１による自車の周囲の他の各車両の相対的な位置情報の確認について説明する。

図２は図４と同じ見通しの悪いＴ字路の走行状況を模式的に示し、説明を簡単にするため、車両Ａ〜Ｄはいずれも図１の構成であって外界検出手段を備えているものとする。

この場合、東西の道路１０１を東から交差点２００に進む車両Ｂ〜Ｄの一群において、最も後ろの車両Ｃは、その前の車両Ｂ、Ｄとの車間距離Ｌｃｂ、Ｌｃｄや車両Ｂ、Ｄの車速、進行方向等を、自車のレーザレーダ６の測距データ、撮影カメラ７の撮影データから検出し、車間距離Ｌｃｂ、Ｌｃｄ等の情報に車両Ｃの固有の識別情報（ＩＤ）を付して形成した位置情報を送信機１３から送信する。

車両Ｄは、同様にして、その前の車両Ｂとの車間距離Ｌｄｂや車両Ｂの車速、進行方向等を検出し、車間距離Ｌｄｂの検出位置情報を形成する。また、受信機９により車両Ｃが送信した車間距離Ｌｃｂ、Ｌｃｄの受信位置情報を受信する。そして、車間距離Ｌｃｂ、Ｌｃｄ、Ｌｄｂの情報に固有の識別情報を付して形成した位置情報を自車の送信機１３から送信する。

車両Ｂは、車両Ａを自車のレーザレーダ６の測距データ、撮影カメラ７の撮影データから検出する前は、車両Ｃが送信した車間距離Ｌｃｂ、Ｌｃｄの位置情報および車両Ｄが送信した車間距離Ｌｃｂ、Ｌｃｄ、Ｌｄｂを受信し、受信した車間距離Ｌｃｂ、Ｌｃｄ、Ｌｄｂの受信位置情報に固有の識別情報を付して形成した位置情報を自車の送信機１３から送信する。

そして、車両Ｂ〜Ｄは車車間通信可能な距離範囲内の一群として走行しているので、車車間通信の送受信を繰り返すことにより、結局、車両Ｂ〜Ｄはそれぞれの受信機９により、他の車両（車両Ｂについては車両Ｃ，Ｄ、車両Ｃについては車両Ｂ、Ｄ、車両Ｄについては車両Ｂ、Ｃ）が送信した車間距離Ｌｃｂ、Ｌｃｄ、Ｌｄｂの受信位置情報を得て車間距離Ｌｃｂ、Ｌｃｄ、Ｌｄｂの位置情報を共有する。

この状態で車両Ｂが交差点２００に接近し、車両Ｂが車両Ａを自車のレーザレーダ６の測距データ、撮影カメラ７の撮影データから検出すると、同時に、車両Ａも車両Ｂを自車のレーザレーダ６の測距データ、撮影カメラ７の撮影データから検出する。

そして、車両Ｂは、自車のレーザレーダ６の測距データ、撮影カメラ７の撮影データから車両Ａの車間距離Ｌｂａを検出して車間距離Ｌｂａの検出位置情報を形成し、車間距離Ｌｂａ（＝Ｌａｂ）、Ｌｃｂ、Ｌｃｄ、Ｌｄｂの位置情報を得、自車の送信機１３から、車間距離Ｌｂａの検出位置情報も加えて送信する。また、車両Ａも、自車のレーザレーダ６の測距データ、撮影カメラ７の撮影データから車両Ｂの車間距離Ｌａｂ（＝Ｌｂａ）を検出して車間距離Ｌａｂの検出位置情報を形成し、自車の送信機１３から車間距離Ｌａｂの検出位置情報を送信する。

このとき、車両Ｃ、Ｄと車両Ａとが車車間通信可能な距離まで接近していないとすると、車両Ｃ，Ｄは、車両Ｂが送信した車間距離Ｌｂａの検出位置情報を加えた送信情報を受信することにより、車両Ａ〜Ｄが自車のレーザレーダ６の測距データ、撮影カメラ７の撮影データにより実測して検出した車間距離Ｌｂａ（＝Ｌａｂ）、Ｌｃｂ、Ｌｃｄ、Ｌｄｂの位置情報を共有する。車両Ａも車両Ｂの送信情報を受信することにより、車間距離Ｌａｂ（＝Ｌｂａ）、Ｌｃｂ、Ｌｃｄ、Ｌｄｂの位置情報を共有する。

さらに、車両Ｃ、Ｄと車両Ａとが車車間通信可能な距離まで接近すると、車両Ｂが送信した情報は他の車両Ａ、Ｃ、Ｄが受信し、他の車両Ａ、Ｃ、Ｄが送信した情報についても同様であり、車車間通信可能な範囲の各車両Ａ〜Ｄは、車両Ａ〜Ｄが自車のレーザレーダ６の測距データ、撮影カメラ７の撮影データにより実測して検出した車間距離Ｌｂａ（＝Ｌａｂ）、Ｌｄｂ、Ｌｃｂ、Ｌｃｄの位置情報を等しく共有する。

ここで、車両Ａ〜Ｄの車両認識部１１は、自車のレーザレーダ６の測距データ、撮影カメラ７の撮影データから検出できる他の車両については、受信位置情報と検出位置情報の車間距離や進行方向等のマッチングから車両を特定（同定）して相対的な位置関係を正確に把握して確認し、自車のレーザレーダ６の測距データ、撮影カメラ７の撮影データから検出できない他の車両についても、車間距離Ｌｂａ（＝Ｌａｂ）、Ｌｄｂ、Ｌｃｂ、Ｌｃｄの受信位置情報および車速、進行方向等から相対的な位置関係を正確に把握して確認する。具体的には、車両Ａの車両認識部１１は、検出した車間距離Ｌａｂの位置情報から車両Ｂの相対的な位置関係を把握し、検出した車間距離Ｌａｂの位置情報と受信した車間距離Ｌｄｂの位置情報とから車両Ｄの相対的な位置関係を把握し、車間距離Ｌａｂ、Ｌｃｂの位置情報または車間距離Ｌａｂ、Ｌｄｂ、Ｌｃｄの位置情報から車両Ｃの相対的な位置関係を把握する。車両Ｂ〜Ｄの車両認識部１１も同様にして周囲の他の車両の相対的な位置関係を把握する。この場合、路側の建物等によって車車間通信の電波が車両Ａに届きにくく、場合によっては車両Ａと位置情報のやり取りができなくなる車両Ｄも、車両Ｂ、Ｃからの受信位置情報に基づき、車両Ａを含む周囲の他の車両の相対的な位置関係を把握することができる。

そして、自車情報管理部２、車両検知部５、車両確認部１０、送信制御部１１、位置情報出力部１３は、マイクロコンピュータのソフトウェア処理によって形成される。

図３は上記車車間通信装置の車車間通信方法の処理手順を示し、レーザレーダ６の測距データ、車載カメラ７の撮影データから車両検知部５が新たな車両を前方に検知したり、受信機９が車車間通信の情報電波を受信すると、ステップＳ１をＹＥＳで通過してステップＳ２に移行する。

そして、レーザレーダ６の測距データ、車載カメラ７の撮影データから車両検知部５が新たな車両を前方に検知したときは、ステップＳ２をＹＥＳで通過し、車両検知部８により当該車両の位置情報を検出他車両位置情報として検知車両データ記憶部８に追加記憶する（ステップＳ３）。また、受信機９が車車間通信の情報電波を受信したときは、ステップＳ２のＮＯまたはステップＳ３からステップＳ４に移行し、ステップＳ４をＹＥＳで通過して受信した他の車両からの受信自車位置情報を受信他車データに書き換え自在に記憶する（ステップＳ５）。

ステップＳ３、Ｓ５で情報を記憶した後、または、ステップＳ４をＮＯで通過した後、ステップＳ６に移行し、車両認識部１１により、検知車両データ記憶部５の各検出位置情報、受信他車データ記憶部１０の各受信位置情報に基づき、前記したようにして自車の前、後の各方向から接近する他の各車両の相対的な位置関係を正確に把握して確認する。

さらに、ステップＳ６からステップＳ７に移行し、送信制御部１２の制御により、自車情報管理部２の自車の車両情報および、検知車両データ記憶部５の各検出位置情報、受信他車データ記憶部１０の各受信位置情報に、自車に設定された識別情報（ＩＤ）を付した送信情報を、送信機１３から送信し、ステップＳ１に戻る。なお、送信機１３から送信する検知車両データ記憶部５の各検出位置情報、受信他車データ記憶部１０の各受信位置情報は、詳しくは、それらの位置情報に基づいて車両認識部１１が周囲の他の車両との位置関係の位置情報を認識し、認識した位置情報である。

ところで、ステップＳ１において、車両検知部５が新たな車両を前方に検知したり、受信機９が車車間通信の情報電波を受信するまでは、ステップＳ１をＮＯで通過してステップＳ７に移行し、送信機１３からの情報の送信を繰り返す。

したがって、前記実施形態の場合、車両１は、レーザレーダ６、車載カメラ７および車両検知部５が形成する外界検出手段により周囲の他の車両を検出して他の車両の相対的な位置情報を精度よく形成することができる。さらに、外界検出手段により形成した位置情報および、車車間通信の受信機９によって受信した位置情報を、車車間通信の送信機１３にから送信して周囲の他の車両に渡すことができ、それらの位置情報に基づいて周囲の他の車両との位置関係の位置情報を認識し、認識した位置情報を車両間で共有することができる。そのため、例えば図２の走行状況において、車両Ｂの手前に新たな車両Ａが現われた場合、新たな車両Ａが現われた場合、この新たな車両Ａは、他の各車両Ｂ〜Ｄから別々に精度の低い位置情報を受信するのではなく、各車両Ｂ〜Ｄが共有している精度の高いお互いの位置関係の位置情報（車群の位置関係）を一括して受信することができるので、誤った位置関係で各車両Ｂ〜Ｄを認識してしまうことを防止できる。また、車車間通信する車両１およびその周囲の車両は、自車および周囲の各車両の精度の高い情報を、車車間通信で直接得ることができないときにも共有することができ、他の車両の外界検出手段により形成された精度の高い位置情報を用いて、特殊な地図データベースを搭載することなく、しかも、通信できない車両についても、周囲の他の車両の相対的な位置関係を極力正確に把握でき、位置情報出力部１４の周囲の他の各車両の精度の高い位置情報に基づいて衝突防止支援等を行なうことができる。

また、例えば図２の車両Ｄが、車両検知部５、レーザレーダ６、車載カメラ７の外界検知手段を備えていない場合、車両Ａ〜Ｄのいずれも車間距離Ｌｄｂの位置情報は得られないが、車両Ｄは車車間通信によって、他の車両Ａ〜Ｃと同じ車間距離Ｌｂａ（＝Ｌａｂ）、Ｌｃｂ、Ｌｃｄの位置情報を等しく共有することができ、自車に接近する車両の相対的な位置関係を極力正確に把握できる。他の車両Ａ〜Ｃが、車両検知部５、レーザレーダ６、車載カメラ７の外界検知手段を備えていない場合も同様である。

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、外界検出手段は、レーザレーダ６、車載カメラ７のいずれか一方を備えていてもよく、それ以外の自律センサを備えていてもよい。また、共有する位置情報は、車両だけでなく種々の交通インフラの設備や施設で利用することも可能である。

つぎに、図１の各部の構成は前記実施形態の構成に限るものではないのは勿論である。

そして、本発明は、衝突防止支援等を行なう種々の車両の車車間通信に適用することができる。

１、Ａ〜Ｄ 車両
５ 車両検知部
６ レーザレーダ
７ 車載カメラ
８ 検知車両データ記憶部
９ 車車間受信機
１０ 受信他車データ記憶部
１３ 車車間送信機

Claims (2)

1. 各車両が相互に位置情報を通信する車車間通信方法であって、
   各車両は、外界検出手段により周囲の他の車両を検出して位置情報を形成し、前記外界検出手段により形成した位置情報および受信した位置情報を送信して車両間で共有することを特徴とする車車間通信方法。
2. 周囲の他の車両を検出して位置情報を形成する外界検出手段と、
   前記外界検出手段が形成した位置情報および受信した位置情報を車車間通信により送信する通信手段とを備え、
   前記外界検出手段が形成した位置情報および前記通信手段が受信した位置情報に基づいて周囲の他の車両との位置関係の位置情報を認識し、認識した位置情報を車両間で共有することを特徴とする車車間通信装置。

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