JP2013160560A - 車間距離測定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】通信負荷を抑制しつつ、車車間通信により車間距離を測定することができる車間距離測定装置を提供する。
【解決手段】道路上の特定ポイントに到達したことを検出した場合(S2:YES)、そのことを示す専用パケットSPを車車間通信装置からブロードキャスト送信し(S4)、特定ポイントに到達した時刻Tとそのときの自車速度Vを記憶部に記憶する(S6)。それらを記憶した後、後続車両から専用パケットSPを受信した場合に(S8:YES)、その受信時刻Tとそのときの自車速度Vを記憶する(S10)。次いで、自車両が特定ポイントに到達した時刻Tとの時間差(T−T)、および、自車両が特定ポイントに到達してから他車両から専用パケットSPを受信する間の自車両の平均速度(V+V)/2との積により、他車両と自車両との車間距離Dを算出する(S12)。
【選択図】図2

Description

本発明は、車間距離を測定する装置に関し、特に、車車間通信を用いて車間距離を測定する装置に関する。
車車間通信を利用して車間距離を測定する車間距離測定システムが知られている(たとえば特許文献1)。特許文献1では、前方あるいは後方の車両へパルス波を送信してから、それら前方あるいは後方の車両からパルス波を受信するまでの時間をカウントし、そのカウント数と、電波の速度すなわち光速とに基づいて車間距離を測定している。車車間通信を利用して車間距離を測定することにより、ステレオカメラや反射波を利用して車間距離を測定するよりも、低コストとすることができる。
特開2005−241486号公報
しかしながら、特許文献1の技術では、双方向の車車間通信が必要となる。そのため、車両が多数存在する場合、不特定多数の車両からの返信が大量に発生してしまい、通信負荷が増大してしまうという問題がある。
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、通信負荷を抑制しつつ、車車間通信により車間距離を測定することができる車間距離測定装置を提供することにある。
その目的を達成するための請求項1記載の発明は、車車間通信装置と、道路上の特定ポイントに到達したことを検出する到達検出手段と、前記特定ポイントに到達した時刻を記憶部に記憶する記憶処理手段と、前記特定ポイントに到達した時点で、そのことを示す特定ポイント到達信号を前記車車間通信装置からブロードキャスト送信する到達通知手段と、前記記憶処理手段により、前記特定ポイントに到達した時刻を記憶した後、他車両から前記特定ポイント到達信号を受信した場合に、その受信時刻と前記特定ポイントに到達した時刻との時間差、および、自車両が前記特定ポイントに到達してから他車両から特定ポイント到達信号を受信する間の自車両の速度に基づいて、前記他車両と自車両との車間距離を算出する車間距離算出手段とを含むことを特徴とする車間距離測定装置である。
この発明では、車間距離の算出のために送信する必要があるのは、特定ポイント到達信号のみであり、この特定ポイント到達信号は、双方向通信よりも通信負荷が小さいブロードキャストで送信している。よって、通信負荷を抑制することができる。
加えて、時間差と、その時間差の間の自車両の速度とに基づいて車間距離を算出しており、これは自車両が道路を走行した距離であることから、道路形状に沿った車間距離を算出することができる。前述の特許文献1の場合、パルス波を送信してからパルス波を受信するまでの時間差と電波の速度とから車間距離を算出することから、直線距離を車間距離として算出してしまい、道路形状を反映した距離を算出することができない。これに対して、本発明では、上述のように、道路形状に沿った車間距離を算出することができる利点もある。
さらに、後述する請求項3記載の発明と比較して、各車両は、自車両の車速を含む車両情報を逐次送信する必要がないことから、通信負荷を一層軽減することができる。
また、前記目的を達成するための請求項3記載の発明は、車車間通信装置と、自車両の車速を含む車両情報を前記車車間通信装置から逐次ブロードキャスト送信する車両情報送信手段と、道路上の特定ポイントに到達したことを検出する到達検出手段と、前記特定ポイントに到達した時点で、そのことを示す特定ポイント到達信号を前記車車間通信装置からブロードキャスト送信する到達通知手段と、他車両が送信した前記特定ポイント到達信号を受信した場合に、その受信時刻を記憶部に記憶する記憶処理手段と、前記記憶処理手段により受信時刻を記憶した後、自車両が前記特定ポイントに到達した場合、前記他車両より前記特定ポイント到達信号を受信してから自車両が特定ポイントに到達する間の前記他車両の速度を、他車両から受信した車両情報に基づいて決定し、この決定した他車両の速度、および、記憶部に記憶されている受信時刻と自車両が特定ポイントに到達した時刻との時間差に基づいて、前記他車両と自車両との車間距離を算出する車間距離算出手段とを含むことを特徴とする車間距離測定装置である。
この発明においては、車間距離の算出のために送信する必要があるのは、車両情報と特定ポイント到達信号であり、これらはいずれもブロードキャストで送信している。よって、通信負荷を抑制することができる。
加えて、時間差と、その時間差の間の他車両の速度とに基づいて車間距離を算出しており、これは他車両が道路を走行した距離であることから、道路形状に沿った車間距離を算出できる。
本発明が適用された車間距離測定装置1の構成図である。 第1実施形態における制御部40の処理を示すフローチャートである。 図2の処理を実行することにより算出できる車間距離Dを説明する図である。 第2実施形態において制御部40が行なう処理を示すフローチャートである。 図4の処理を実行することにより算出できる車間距離Dおよび車両C1、C2間の信号の送受信を説明する図である。 第3実施形態において制御部40が行なう処理を示すフローチャートである。 図6の処理を実行することにより算出できる車間距離Dおよび車両C1、C2間の信号の送受信を説明する図である。 第4実施形態において制御部40が行なう処理を示すフローチャートである。 図8の処理を実行することにより算出できる車間距離Dおよび車両C1、C2間の信号の送受信を説明する図である。
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明が適用された車間距離測定装置1の構成図である。この図に示すように、車間距離測定装置1は、車車間通信装置10、到達検出部20、記憶部30、制御部40を備えている。この車間距離測定装置1は車両に搭載される。
車車間通信装置10は、たとえば700MHz帯、5.8GHz帯などの周波数帯を用いた公知の車車間通信装置である。この車車間通信装置10は、他車両との双方向の一対一通信(ユニキャスト通信)と、相手車両を特定しないブロードキャスト送信とが可能である。
到達検出部20は、道路上に予め設定された特定ポイントに、この車間距離測定装置1を搭載した車両が到達したか否かを判断するための情報を検出する。特定ポイントは、この到達検出部20により精度よく検出できるポイントであれば、どのようなポイントでもよい。たとえば、特定ポイントとしては、光ビーコン下、道路標識通過位置、道路標示通過位置、路側無線装置が送信する電波の受信が開始できた位置などが考えられる。光ビーコン下を特定ポイントとする場合には、到達検出部20として、光ビーコン受信機を備える。道路標識通過位置を特定ポイントとする場合、その道路標識を検出する装置、たとえばカメラを到達検出部20として備える。カメラを用いる場合、道路標識が設置された地点に車両が到達したことを精度よく検出するためには、車両側方をカメラの撮像範囲とすることが好ましい。また、道路標示通過位置を特定ポイントとする場合、道路標示を検出することができる装置、たとえばカメラを到達検出部20として備える。カメラを用いる場合、道路標示が設置された地点に車両が到達したことを精度よく検出するためには、車両前方の直近を撮像範囲とすることが好ましい。路側無線装置が送信する電波の受信が開始できた位置を特定ポイントとする場合には、到達検出部20として路車間通信装置を備える。
記憶部30には、車車間通信装置10で受信した他車両の車両情報や、特定ポイント到達信号が記憶される。また、この記憶部30あるいは他の図示しない記憶部に、この車間距離測定装置1が搭載されている車両の車両IDが記憶されている。
制御部40は、図示しない内部に、CPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータであり、CPUが、RAMの一時記憶機能を利用しつつ、ROMに記憶されたプログラムを実行することで、車車間通信装置10、到達検出部20、記憶部30の制御を行なう。また、この制御部40は、図示しない車内LAN等を介して自車両の車速を逐次取得する。
図2は、第1実施形態における制御部40の処理を示すフローチャートである。また、図3は、図2の処理を実行することにより算出できる車間距離Dを説明する図である。図3を参照しつつ図2を説明する。この図2の処理は、車両のドライバーの開始操作により、あるいは、所定の自動開始条件(たとえばイグニッションオン)が成立したことにより開始する。
ステップS2では、特定ポイントに到達したか否かを判断する。この判断は到達検出部20から信号を取得し、取得した信号に基づいて行なう。たとえば、カメラを到達検出部20として備えている場合には、カメラが撮像した画像の信号を取得し、画像を解析することで、特定ポイントに到達したか否かを判断する。このステップS2が、特許請求の範囲の到達検出手段に相当する。ステップS2の判断がNOであればステップS2の判断を再度繰り返す。一方、ステップS2の判断がYESであればステップS4へ進む。
ステップS4では、専用パケットSPをブロードキャスト送信する。この専用パケットSPは、特定ポイントに到達したことを示す信号であり、特許請求の範囲の特定ポイント到達信号に相当する。また、ステップS4は、特許請求の範囲の到達通知手段に相当する。図3(A)において、車両C1、C2のうち先行車C1は、特定ポイントに到達した状態である。従って、先行車C1は、このステップS4を実行し、専用パケットSPを送信する。図3(A)に示す矢印SPは、専用パケットSPを送信していることを概念的に示している。なお、図3には、矢印SPを先行車C1の前後方向にしか示していないが、実際には、専用パケットSPは横方向や斜め方向にも送信される。
続くステップS6では、特定ポイントに到達した時刻Tと、そのときの自車速度Vを記憶部30に記憶する。このステップS6は、特許請求の範囲の記憶処理手段に相当する。
ステップS8では、後続車からの専用パケットSPを受信したか否かを判断する。本実施形態の車間距離測定装置1は、多数の車両に搭載されており、図3の例では、先行車C1および後続車C2がともに、車間距離測定装置1を搭載している。図3(B)に示すように、後続車C2が特定ポイントに到達した時点で、その後続車C2は、ステップS4を実行し専用パケットSPを送信する。これにより、先行車C1は専用パケットSPを受信するので、ステップS8がYESとなる。なお、専用パケットSPを送信した車両が後続車であるかどうかは、自車両が専用パケットSPを送信済みか否かで判断する。すなわち、自車両が専用パケットSPを送信した後、所定時間以内に専用パケットSPを受信した場合には、その専用パケットSPは後続車が送信したと判断する。なお、上記所定時間は、数秒〜数十秒程度であり、道路上の特定ポイントは、車両が数秒〜数十秒程度で走行できる距離には、一つしか存在しないようになっている。
ステップS8がNOであればステップS10、S12を実行することなくステップS2へ戻る。一方、ステップS8がYESであればステップS10へ進む。ステップS10では、専用パケットSPを受信した受信時刻Tと、そのときの自車速度Vを記憶部30に記憶する。図3(B)において、先行車C1は、このステップS10を実行することになる。
ステップS10を実行した後は、ステップS12において、下記式1より、後続車C2との車間距離Dを算出する。
(式1) (V+V)(T−T)/2
上記式1は、自車が専用パケットSPを送信した時刻(T)から後続車が送信した専用パケットSPを受信した時刻(T)までの時間差(T―T)に、その間の自車の平均車速((V+V)/2)を乗じた式である。このステップS12が特許請求の範囲の車間距離算出手段に相当する。ステップS12を実行した後は、ステップS2へ戻る。
なお、このステップS12で算出した車間距離Dは、たとえば、車間距離制御など、車間距離を利用する種々の車両制御アプリケーションに提供されて利用される。
以上、説明した第1実施形態では、車間距離Dの算出のために送信する必要があるのは、特定ポイントへ到達したことを示す専用パケットSPのみであり、この専用パケットSPは、双方向通信よりも通信負荷が小さいブロードキャストで送信している。よって、通信負荷を抑制することができる。
加えて、時間差(T―T)と、その時間差(T―T)の間の自車両の平均速度とに基づいて車間距離Dを算出しており、これは車間距離Dを算出する自車両(先行車C1)が道路を走行した距離であることから、道路形状に沿った車間距離Dを算出することができる。前述の特許文献1の場合、直線距離を車間距離として算出してしまい、道路形状を反映した距離を算出することができないが、本実施形態では、上述のように、道路形状に沿った車間距離Dを算出することができる。
さらに、後述する第3実施形態と比較して、各車両は、自車両の車速を含む車両情報を逐次送信する必要がないことから、第3実施形態よりも通信負荷を一層軽減することができる。
また、専用パケットは、特定ポイントに到達することを示す信号であり、その他の情報は不要であることからデータ量が小さい。この点でも、通信負荷を軽減することができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を説明する。なお、この第2実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一の要素である。
第2実施形態の車間距離測定装置は、機械的構成は第1実施形態と同じである。また、制御部40が実行する処理も第1実施形態と類似する。
図4は、第2実施形態において制御部40が行なう処理を示すフローチャートである。また、図5は、図4の処理を実行することにより算出できる車間距離Dおよび車両C1、C2間の信号の送受信を説明する図である。
図4に示すフローチャートは、図2のステップS4に代えてステップS4−1を実行する点、および、ステップS14が追加されている点が図2と異なる。
ステップS4−1では、専用パケットSP1をブロードキャスト送信する。この専用パケットSP1は、特定ポイントに到達したことを示す信号と、この車両の車両IDとを含んでいる。この専用パケットSP1も、特許請求の範囲の特定ポイント到達信号に相当し、ステップS4−1は到達通知手段に相当する。
ステップS4−1を実行後は、第1実施形態と同じステップS6〜S12を実行して、先行車C1は後続車C2との車間距離Dを算出する。そして、ステップS12を実行した場合、ステップS14を実行する。
ステップS14は特許請求の範囲の車間距離通知手段に相当し、自車両との車間距離Dを算出した後続車C2を特定し、特定した後続車C2に車間距離Dを通知する。具体的には、専用パケットSP1に含まれている車両IDにより後続車C2を特定する。そして、図5に示すように、この特定した後続車C2に対して、単方向のユニキャスト通信により、車間距離Dを含む車間距離通知信号SDを送信する。この車間距離通知信号SDを受信することにより、後続車C2も、先行車C1との車間距離Dを知ることができる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態を説明する。第3実施形態の車間距離測定装置も、機械的構成は第1実施形態と同じである。また、制御部40が実行する処理も第1実施形態と類似する。
図6は、第3実施形態において制御部40が行なう処理を示すフローチャートである。また、図7は、図6の処理を実行することにより算出できる車間距離Dおよび車両C1、C2間の信号の送受信を説明する図である。図6の処理も、車両のドライバーの開始操作、あるいは、所定の自動開始条件(たとえばイグニッションオン)が成立したことにより開始する。
ステップS1では、通常の車車間通信を開始する。この通常の車車間通信においては、自車両の速度と自車両のIDとを含む車両情報を比較的短い所定周期でブロードキャスト送信する。これにより、後続車は先行車の速度を周期的に取得することができる。
ステップS2では、特定ポイントに到達したか否かを判断する。この処理は図2のステップS2と同じである。また、ステップS2がYESとなった場合に実行するステップS4−1は図4と同じであり、専用パケットSP1をブロードキャスト送信する。図7(A)において、先行車C1は特定ポイントに到達した状態である。従って、先行車C1は、このステップS4−1を実行し、専用パケットSP1を送信する。この専用パケットSP1は、第2実施形態と同じで、特定ポイントに到達したことを示す信号と、この車両の車両IDとを含んでいる。
ステップS4−1を実行後はステップS20を実行する。また、ステップS2がNOの場合には、ステップS4−1を実行せずに、直接、ステップS20を実行する。ステップS20では、先行車C1から専用パケットSP1を受信したか否かを判断する。図7(A)の例では、後続車C2は専用パケットSP1を受信できる。
なお、専用パケットSP1を送信した車両が先行車であるかどうかは、自車両が特定ポイントに到達しているか否かで判断する。すなわち、自車両が特定ポイントに到達していない状態で専用パケットSP1を受信した場合には、その専用パケットSP1は先行車が送信したと判断する。
ステップS20がYESであればステップS22へ進み、ステップS20がNOであればステップS2へ戻る。
ステップS22では専用パケットSP1の受信時刻Tおよび先行車速度Vを記憶部30に記憶する。このステップS22は、特許請求の範囲の記憶処理手段に相当する。先行車速度Vは、専用パケットSP1に含ませて先行車C1が送信してもよいが、各車両は、速度および車両IDを含む車両情報を周期的に送信している。そこで、専用パケットSP1に含まれている車両IDと同じ車両IDを含む車両情報のうち、専用パケットSP1の受信時刻に最も近い時刻に受信した車両情報を決定する。この決定した車両情報に含まれている速度を、先行車速度Vとする。
ステップS24では、特定ポイントに到達したか否かを再び判断する。この処理はステップS2と同じである。ステップS24がYESであればステップS26へ進み、NOであればステップS2へ戻る。
ステップS26では、専用パケットSP1をブロードキャスト送信する。このステップS26の処理は、先行車からの専用パケットを受信した(S20:YES)場合に限り実行する。すなわち、このステップS26は後続車である場合に限り実行する。図7(B)における後続車C2は、このステップS26を実行して専用パケットSP1を送信している状態を示している。
ステップS26を実行後は、ステップS28にて、特定ポイントに到達した時刻Tおよび先行車速度Vを記憶部30に記憶する。なお、このとき記憶する先行車速度Vは、ステップS22と同様に、先行車から受信した車両情報に含まれている速度を用いる。
続くステップS30では、第1実施形態で示した式1、および、ステップS22、S28で記憶した時刻T、T、先行車速度V、Vから車間距離Dを算出する。ただし、第1実施形態と異なり、第3実施形態において車間距離Dを算出するのは後続車C2である。ステップS30を実行後はステップS2へ戻る。
以上、説明した第3実施形態では、車間距離Dを算出するために送信する必要があるのは、車両情報と専用パケットSP1であり、これらはいずれも、ブロードキャスト送信している。よって、通信負荷を抑制することができる。
また、第3実施形態では、時間差(T―T)と、その時間差(T―T)の間の先行車C1の平均速度とに基づいて車間距離Dを算出しており、これは先行車C1が道路を走行した距離であることから、道路形状に沿った車間距離Dを算出することができる。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態を説明する。第4実施形態の車間距離測定装置も、機械的構成は第1〜3実施形態と同じである。また、制御部40が実行する処理は第3実施形態と類似する。
図8は、第4実施形態において制御部40が行なう処理を示すフローチャートである。また、図9は、図8の処理を実行することにより算出できる車間距離Dおよび車両C1、C2間の信号の送受信を説明する図である。
図8に示すフローチャートは、ステップS32が追加されている点が図6と異なるのみである。そのステップS32は特許請求の範囲の車間距離通知手段に相当し、自車両との車間距離Dを算出した先行車C1を特定し、特定した先行車C1に車間距離Dを通知する。具体的には、専用パケットSP1に含まれている車両IDにより先行車C1を特定する。そして、図9に示すように、この特定した先行車C1に対して、単方向のユニキャスト通信により、車間距離Dを含む車間距離通知信号SDを送信する。この車間距離通知信号SDを受信することにより、先行車C1も、後続車C2との車間距離Dを知ることができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
たとえば、車間距離Dを算出する式1において、車速は、時刻Tにおける速度Vと時刻Tに速度Vの平均値としていたが、自車両の速度や先行車C1の速度は逐次取得することができるので、逐次取得する速度を時間積分して車間距離Dを算出してもよい。このようにすれば、一層精度のよい車間距離Dを算出することができる。
反対に、精度があまり必要ないのであれば、時間差の間の任意の1点、たとえば、時刻TやTにおける速度を時間差に乗じて車間距離Dを算出してもよい。
1:車間距離測定装置、 10:車車間通信装置、 20:到達検出部、 30:記憶部、 40:制御部、 S2:到達検出手段、 S4:到達通知手段、 S4−1:到達通知手段、 S6:記憶処理手段、 S12:車間距離算出手段、 S14:車間距離通知手段、 S22:記憶処理手段、 S32:車間距離通知手段

Claims (8)

  1. 車車間通信装置と、
    道路上の特定ポイントに到達したことを検出する到達検出手段と、
    前記特定ポイントに到達した時刻を記憶部に記憶する記憶処理手段と、
    前記特定ポイントに到達した時点で、そのことを示す特定ポイント到達信号を前記車車間通信装置からブロードキャスト送信する到達通知手段と、
    前記記憶処理手段により、前記特定ポイントに到達した時刻を記憶した後、他車両から前記特定ポイント到達信号を受信した場合に、その受信時刻と前記特定ポイントに到達した時刻との時間差、および、自車両が前記特定ポイントに到達してから他車両から特定ポイント到達信号を受信する間の自車両の速度に基づいて、前記他車両と自車両との車間距離を算出する車間距離算出手段と
    を含むことを特徴とする車間距離測定装置。
  2. 請求項1において、
    前記特定ポイント到達信号には、その車両の車両IDが含まれており、
    前記車間距離算出手段で車間距離を算出した他車両を、前記特定ポイント到達信号に含まれている車両IDに基づいて特定し、特定した他車両に対して、前記車間距離を単方向ユニキャストにより送信する車間距離通知手段をさらに含むことを特徴とする車間距離測定装置。
  3. 車車間通信装置と、
    自車両の車速を含む車両情報を前記車車間通信装置から逐次ブロードキャスト送信する車両情報送信手段と、
    道路上の特定ポイントに到達したことを検出する到達検出手段と、
    前記特定ポイントに到達した時点で、そのことを示す特定ポイント到達信号を前記車車間通信装置からブロードキャスト送信する到達通知手段と、
    他車両が送信した前記特定ポイント到達信号を受信した場合に、その受信時刻を記憶部に記憶する記憶処理手段と、
    前記記憶処理手段により受信時刻を記憶した後、自車両が前記特定ポイントに到達した場合、前記他車両より前記特定ポイント到達信号を受信してから自車両が特定ポイントに到達する間の前記他車両の速度を、他車両から受信した車両情報に基づいて決定し、この決定した他車両の速度、および、記憶部に記憶されている受信時刻と自車両が特定ポイントに到達した時刻との時間差に基づいて、前記他車両と自車両との車間距離を算出する車間距離算出手段と
    を含むことを特徴とする車間距離測定装置。
  4. 請求項3において、
    前記車両情報には、その車両の車両IDが含まれており、
    前記車間距離算出手段で車間距離を算出した他車両を、前記車両情報に含まれている車両IDに基づいて特定し、特定した他車両に対して、前記車間距離を単方向ユニキャストにより送信する車間距離通知手段をさらに含むことを特徴とする
    車間距離測定装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項において、
    前記特定ポイントは光ビーコン設置位置であることを特徴とする車間距離測定装置。
  6. 請求項1〜4のいずれか1項において、
    前記特定ポイントは、道路標識通過位置であることを特徴とする車間距離測定装置。
  7. 請求項1〜4のいずれか1項において、
    前記特定ポイントは、道路標示通過位置であることを特徴とする車間距離測定装置。
  8. 請求項1〜4のいずれか1項において、
    前記特定ポイントは、路側無線装置が送信する電波の受信開始位置であることを特徴とする車間距離測定装置。
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