JP5050397B2 - 光ビーコン、路車間通信システム、路車間通信システムに使用される車載機、及び、路車間通信システムを利用して行う距離認識方法 - Google Patents

Description

この発明は、通信領域の車両進行方向前方に位置する所定位置までの距離を求めさせることができるものであり、光ビーコン、路車間通信システム、路車間通信システムに使用される車載機、及び、路車間通信システムを利用して行う距離認識方法に関する。

従来、交差点内及びその近傍での車両による交通事故を防ぐために、交差点に設けられている信号機の赤、黄、青の表示情報を走行してくる車両に対して事前に提供し、車両に搭載した車載機がその情報に基づいて前記交差点の手前で安全に停止できるか否か、前記交差点を安全に通過できるか否かを判断したり、運転手に注意を音声などで促したりするものがある。そして、交差点を安全に通過できるか否かを車載機が判断し、その判断に基づいて車両の運転制御を行う装置がある（例えば特許文献１参照）。
特許文献１に記載されている装置では、例えば、青を表示している信号機が赤になるまでの時間情報を、道路に設けた送信装置から車両へ送信し、車載機側でこの時間情報とその際の走行速度とに基づいて演算を行い、交差点を安全に通過できる時間がないと判断した場合、つまり、交差点手前で車両は停止すべきと判断した場合、自動的にブレーキがかかり車両を減速、停止させる制御を行い、交差点手前で停止させている。

特許第２８０６８０１号公報

交差点手前で車両が停止すべきであるか否かを当該車両側で判断させるため、さらに停止すべきであると判断した場合において、交差点手前に設けられた停止線にしたがって安全に停止可能となるか否かを当該車両側で判断させるためには、車載機は停止線までの距離を正確に認識する必要がある。しかし、特許文献１に記載されている装置では、車両を減速させる制御が自動的に行われても停止線までの距離が正確に判らないため、車両を適切に停止線にしたがって停止させることが困難となり、オーバーランなどといった不具合を生じさせるおそれがある。したがって従来の技術では交差点における事故を未然に防ぐ装置として不十分な面がある。
一方、ＧＰＳを用いたカーナビゲーションシステムの機能により自車両の現走行位置を検出でき、また、カーナビゲーションシステムの地図データから交差点の位置を抽出することができることによって、現走行位置から交差点手前の停止線等の所定位置までの距離を算出することができる。しかし、ＧＰＳによる位置の検出誤差は数十メートル程度生じるため、正確な運転制御が困難となる。

そこでこの発明は、通信領域の車両進行方向前方に位置する道路上の所定位置までの距離を、車両側で正確に認識させることができる光ビーコン、路車間通信システム、路車間通信システムに使用される車載機、及び、路車間通信システムを利用して行う距離認識方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するためのこの発明は、近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と、近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンにおいて、前記通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、前記アップリンク領域の始端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離として、普通乗用自動車の車長以下に設定されているものである。

この構成の光ビーコンによれば、アップリンク領域の始端からダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離（所定位置の距離誤差）として、普通乗用自動車の車長以下に設定されているため、通信領域のどの位置で車両側が前記距離についての情報を受信しても、この距離についての情報に基づいて前記距離誤差の範囲内で前記所定位置までの距離を車両側で精度良く認識させることができる。
なお、前記「所定位置の距離誤差」は、車両寸法との関係で実質的に当該車両がその所定位置にあるとみなすことができる距離誤差のことを意味し、例えば、所定位置で車両を停止させる場合（所定位置が道路の停止線である場合）には、その所定位置の手前で違和感なく停止したとドライバが感じる正常停止距離が、その距離誤差に該当する。

また、この発明は、近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と、近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンにおいて、前記通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、前記アップリンク領域の終端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記ダウンリンク情報の送信周期と、前記距離についての情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上であって、当該積によって得られる距離の１．２倍以下に設定されているものである。

この構成の光ビーコンによれば、アップリンク領域の終端からダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、ダウンリンク情報の送信周期と、前記距離についての情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上に設定されているため、この走行速度で走行する車両は、アップリンク領域の終端からダウンリンク領域の終端までの領域において、ダウンリンク情報を少なくとも一周期分について受けることができる。これにより、ダウンリンク情報に含まれる距離についての情報を確実に車両側は受信でき、この距離についての情報に基づいて前記所定位置までの距離を車両側で精度良く認識させることができる。
また、ダウンリンク情報は１又は複数種類の情報で構成されており、前記各情報は１又は複数のフレームにより構成されている。そして、この１又は複数のフレームが順次所定のダウンリンク送信周期で繰り返し送信されている。ここでいう、「ダウンリンク情報の送信周期」は、前記１又は複数のフレームのうち、最初のフレームを送信した後、再び当該最初のフレームを送信するまでの周期をいう。

また、この光ビーコンでは、前記アップリンク領域の終端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記ダウンリンク情報の送信周期と、前記距離についての情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離の１．２倍以下に設定されているので、車両側は距離についての情報をより一層確実に受けることができる。

また、この発明は、近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と、近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンにおいて、前記通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、前記アップリンク領域の始端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離として、普通乗用自動車の車長以下に設定されているとともに、前記アップリンク領域の終端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記ダウンリンク情報の送信周期と、前記距離についての情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上に設定されているものである。

この構成の光ビーコンによれば、アップリンク領域の始端からダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離（所定位置の距離誤差）として、普通乗用自動車の車長以下に設定されているため、通信領域のどの位置で車両側が前記距離についての情報を受信しても、この距離についての情報に基づいて前記距離誤差の範囲内で前記所定位置までの距離を車両側で精度良く認識させることができる。
さらに、アップリンク領域の終端からダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、ダウンリンク情報の送信周期と、前記距離についての情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上に設定されているため、この走行速度で走行する車両は、アップリンク領域の終端からダウンリンク領域の終端までの領域において、ダウンリンク情報を少なくとも一周期分について受けることができる。これにより、ダウンリンク情報に含まれる距離についての情報を確実に車両側は受信でき、この距離についての情報に基づいて前記所定位置までの距離を車両側で精度良く認識させることができる。

また、この発明は、近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と、近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンにおいて、前記通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、前記アップリンク領域の始端から同アップリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記アップリンク情報の送信周期と、当該アップリンク情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上であって、当該積によって得られる距離の１．２倍以下に設定されているものである。

これによれば、アップリンク領域の始端から同アップリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、アップリンク情報の送信周期と、当該アップリンク情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上に設定されているため、アップリンク領域にありこの走行速度で走行する車両側から、光ビーコンは、アップリンク情報を少なくとも一周期分について受けることができる。これにより、光ビーコンは車両側からのアップリンク情報を確実に受信でき、その後、当該光ビーコンは車両側に対して距離についての情報を含む所定のダウンリンク情報を車両側へ送信できる。そして、この距離についての情報を車両側は受信でき、この距離についての情報に基づいて前記所定位置までの距離を車両側で精度良く認識させることができる。

また、この光ビーコンでは、前記アップリンク領域の始端から同アップリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記アップリンク情報の送信周期と、当該アップリンク情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離の１．２倍以下に設定されているので、光ビーコンはアップリンク情報をより一層確実に受けることができる。

また、この発明は、近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と、近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンにおいて、前記通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、前記アップリンク領域の始端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離として、普通乗用自動車の車長以下に設定されているとともに、前記アップリンク領域の始端から同アップリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記アップリンク情報の送信周期と、当該アップリンク情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上に設定されているものである。

この構成の光ビーコンによれば、アップリンク領域の始端からダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離（所定位置の距離誤差）として、普通乗用自動車の車長以下に設定されているため、通信領域のどの位置で車両側が前記距離についての情報を受信しても、この距離についての情報に基づいて前記距離誤差の範囲内で前記所定位置までの距離を車両側で精度良く認識させることができる。
さらに、アップリンク領域の始端から同アップリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、アップリンク情報の送信周期と、当該アップリンク情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上に設定されているため、アップリンク領域にありこの走行速度で走行する車両側から、光ビーコンは、アップリンク情報を少なくとも一周期分について受けることができる。これにより、光ビーコンは車両側からのアップリンク情報を確実に受信でき、その後、当該光ビーコンは車両側に対して距離についての情報を含む所定のダウンリンク情報を車両側へ送信できる。そして、この距離についての情報を車両側は受信でき、この距離についての情報に基づいて前記所定位置までの距離を車両側で精度良く認識させることができる。

また、この発明は、近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンと、前記通信領域において前記アップリンク情報及びダウンリンク情報の送受信を行う車載機とを備えた路車間通信システムにおいて、前記光ビーコンの通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、前記アップリンク領域の始端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離として、普通乗用自動車の車長以下に設定されているものである。

そして、この路車間通信システムを利用して行う距離認識方法は、前記光ビーコンの通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報を含めるとともに、前記アップリンク領域の始端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さを、前記所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離として、普通乗用自動車の車長以下に設定しておき、前記車載機が受信した前記ダウンリンク情報に含まれる前記距離についての情報に基づいて前記基準位置から前記所定位置までの距離を認識することにより行われる。

このような構成の路車間通信システム、この路車間通信システムに使用される車載機、及び、この路車間通信システムを利用して行う距離認識方法によれば、アップリンク領域の始端からダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離（所定位置の距離誤差）として、普通乗用自動車の車長以下に設定されているため、通信領域のどの位置で車載機が前記距離についての情報を受信しても、当該車載機は、この距離についての情報に基づいて前記距離誤差の範囲内で前記所定位置までの距離を精度良く認識することができる。

本発明によれば、車両側において、受信した距離情報に基づいて前方の所定位置までの距離を精度良く認識させることができる。これにより、車両側において、正確に前記所定位置にしたがって停止させたり、ドライバに停止や減速を促す警告を音声や表示によって知らせたりすることを可能とする。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の光ビーコン及び車両に搭載される車載機による路車間通信システムの概略を示す図である。図２はこの路車間通信システムを用いて行う車両の運転支援制御を説明する図である。図３は光ビーコン、車載機を搭載した車両の概略構成を示す図である。

図１において、中央装置３０は交通管制局側に設けられており、電話回線などの通信回線を介して道路に多数設けられた光ビーコン（光学式車両感知器）２のそれぞれと接続されている。中央装置３０と各光ビーコン２の端末通信部２ｄ（図３参照）との間では通信回線を介して各種情報が送受信されている。具体的には、図２を参照して、中央装置３０は道路Ｒに多数設けられた光ビーコン２のそれぞれに対して、各光ビーコン２による路車間通信領域Ａ（以下、通信領域Ａという）の車両進行方向前方に位置する道路Ｒ上の所定位置Ｐまでの距離に関する情報（以下、距離情報という）を送信している。そして、この距離情報は各光ビーコン２に登録され記憶されている。なお、前記距離情報は、中央装置３０から送信され光ビーコン２が受信する以外に、例えば光ビーコン２の設置の際に当該光ビーコン２に固定的に記憶させたものであってもよい。

図３において、光ビーコン２は、車両Ｃに搭載した車載機１との間で通信を行う通信部２ａと、この通信部２ａと接続された制御部２ｂと、中央装置３０と通信のための端末通信部２ｄとを有している。図２において、通信部２ａは路側に立設された支柱６の上部に取り付けられており、道路Ｒに対して所定の範囲が通信領域Ａとなるように設定されている。この通信部２ａは通信領域Ａに前記距離情報を送信する。制御部２ｂは通信部２ａを制御する機能を有し、前記距離情報を記憶する記憶部２ｃを有している。

前記距離情報について説明する。図２において、車両進行方向前方の所定位置Ｐを、例えば道路Ｒにおいて、信号機１０がある前方の交差点の手前に設けられた停止線Ｐとした場合、この距離情報は、前記停止線Ｐから光ビーコン２による通信領域Ａまでの実際の距離についての情報としている。さらに具体的には、距離情報を、停止線Ｐの位置（矢印Ｚ）と通信領域Ａの終端（矢印Ｘｃ）との間の距離Ｌについての情報とすることができる。なお、通信領域Ａは、光ビーコン２と車載機１とが通信可能となる状態の範囲である。

光ビーコン２の通信部２ａにおいて設定されている通信領域Ａについて説明する。図４において、通信領域Ａは、ダウンリンク通信可能領域（以下、ダウンリンク領域という）と、アップリンク通信可能領域（以下、アップリンク領域という）とがある。アップリンク領域は、車両Ｃ側（車載機１）からのアップリンク情報を光ビーコン２が受信できる領域であり、ダウンリンク領域は、光ビーコン２がダウンリンク情報を車両Ｃ側（車載機１）へ送信し、当該ダウンリンク情報を当該車両Ｃ側が受信できる領域である。図４において、アップリンク領域は、ダウンリンク領域の車両進行方向の前部（上流部）と重複しており、ダウンリンク領域は通信領域Ａと一致している。
また、図４の実線で示しているように、アップリンク領域の車両進行方向の始端と、ダウンリンク領域の車両進行方向の始端とを一致させているが、破線で示しているように、ダウンリンク領域の始端がさらに車両進行方向の上流側（右側）とされている場合がある。なお、以下において、アップリンク領域の始端とダウンリンク領域の始端とが一致した場合で説明する。

図３において車載機１は車両Ｃに搭載されており、光ビーコン２の通信部２ａとの間で近赤外線を利用して双方向通信を可能としている。車載機１はアンテナとしての通信部１１と、通信部１１が受けた信号や通信部１１から発する信号のための各種情報を処理する制御部１２とを有している。そして、車両Ｃが通信領域Ａに向かって走行し、車載機１がダウンリンク領域内にある状態で通信部１１が光ビーコン２からの信号を受信し、制御部１２がこの信号を用いて、例えばこの車載機１を搭載する車両Ｃを停止線Ｐにしたがって停止させるために、現走行位置から車両進行方向前方の停止線Ｐまでの距離を求める。

そしてこの発明は、図４において、光ビーコン２が、アップリンク領域の始端Ｘａからダウンリンク領域の終端Ｘｃまでの車両進行方向の長さａ、つまり通信領域Ａの車両進行方向の長さａを、所定の長さに限定するように設定しており、具体的には通信領域Ａの車両進行方向の長さａを、「停止線Ｐの距離誤差」の範囲内に設定している。この「停止線Ｐの距離誤差」は、車両Ｃの車長との関係で実質的に当該車両Ｃが停止線Ｐの位置にあると見なすことができる距離誤差のことを意味し、具体的には、停止線Ｐの手前で車両Ｃが違和感なく停止したとドライバが感じる正常停止距離ｅとしている。したがって、この場合では、通信領域Ａの車両進行方向の長さａが、前記正常停止距離ｅ以下（ａ≦ｅ）となるように設定されている。

そしてこの光ビーコン２と、車載機１とを備えた路車間通信システムによって行う車両進行方向前方の停止線Ｐまでの距離を求める距離認識方法は、光ビーコン２の通信部２ａからのダウンリンク情報に、通信領域Ａの車両進行方向前方に位置する停止線Ｐまでの「距離情報」を含めるとともに、アップリンク領域の始端Ｘａからダウンリンク領域の終端Ｘｃまでの車両進行方向長さａを、前記正常停止距離ｅ以下に設定しておき、車載機１が受信したダウンリンク情報に含まれる前記「距離情報」に基づいて停止線Ｐまでの距離を認識することにより行うことができる。なお、前記正常停止距離ｅは、例えば後述するが２．５ｍ程度に設定することができる。

また、この発明は、図４において、アップリンク領域の終端Ｘｂからダウンリンク領域の終端Ｘｃまでの領域（以下、第二領域Ａ２という）の車両進行方向の長さａ２が、ダウンリンク情報の送信周期と車両Ｃの最大対応速度との積によって得られる距離以上となるように、光ビーコン２を設定している。また、この場合において、前記第二領域Ａ２の車両進行方向の長さａ２を、ダウンリンク情報の送信周期と車両Ｃの最大対応速度との積によって得られる距離の１．２倍以下に設定することができる。

なお、前記最大対応速度とは、車載機１が前記距離情報を受信することを保証する最大の速度であり、前記光ビーコン２と前記車載機２とを備えたシステムにおいて、予め設定されている速度である。つまり、この最大対応速度を超えて走行している車両Ｃの車載機１に対しては、停止線Ｐまでの距離についての距離情報を確実に与えることができないおそれがある。
また、光ビーコン２からのダウンリンク情報は１又は複数種類の情報で構成されており、前記各情報は１又は複数のフレームにより構成されている。そして、この１又は複数のフレームが順次所定の送信周期で繰り返し送信されている。ここでいう、ダウンリンク情報の送信周期は、前記１又は複数のフレームのうち、最初のフレームを送信した後、再び当該最初のフレームを送信するまでの周期をいう。

以上のように光ビーコン２において設定した前記第二領域Ａ２の車両進行方向の長さａ２について、具体的に説明する。最大対応速度を時速９０ｋｍと設定した場合で説明する。また、現在、交通管制システム（路車間通信システム）において使用されている光ビーコン２において、ダウンリンクは１〜８０フレームで構成されており、このダウンリンクが前記ダウンリンク送信周期で繰り返されて送信されている。このダウンリンクのフレーム内に前記「距離情報」や後述する「車線通知情報」が含まれる。そこで、光ビーコン２からのダウンリンク情報の送信周期を、フレーム数が最大である８０フレームの場合に相当する８４ｍｓｅｃとして説明する。

この場合において、前記第二領域Ａ２の車両進行方向の長さａ２は、ダウンリンク情報の送信周期：８４ｍｓｅｃと車両Ｃの最大対応速度：時速９０ｋｍとの積である２．１ｍ以上として設定するのが好ましい。そして、前記長さａ２を、この２．１ｍの１．２倍である２．５２ｍ以下に設定するのが好ましい。これによれば、最大対応速度（時速９０ｋｍ）で走行する車両Ｃの車載機１は、第二領域Ａ２においてダウンリンクを少なくとも一周期分（８０フレーム）について受けることができる。つまり、車載機１はダウンリンクフレーム全体を少なくとも１回以上受信でき、また、第二領域Ａ２の車両進行方向の長さａ２を二割増し（１．２倍）とすることで、確実にダウンリンクを受信できる。
これによれば、光ビーコン２が、車載機１からのアップリンク情報をアップリンク領域の終端Ｘｂの近傍手前位置で始めて受け、その後、直ぐに光ビーコン２がダウンリンク情報を送信した場合であっても、前記第二領域Ａ２の前記長さａ２を前記のとおり２．１ｍ以上としていることで、光ビーコン２は車載機１に対して前記「距離情報」を送信でき、車載機１はこれを受信できる。

また、この発明は、アップリンク領域の始端Ｘａから同アップリンク領域の終端Ｘｂまでの領域（以下、第一領域Ａ１という）の車両進行方向長さａ１が、アップリンク情報の送信周期と車両の最大対応速度との積によって得られる距離以上となるように、光ビーコン２を設定している。また、この場合において、第一領域Ａ１の車両進行方向の長さａ１を、アップリンク送信周期と車両Ｃの最大対応速度との積によって得られる距離の値の１．２倍以下に設定することができる。

具体的に説明すると、最大対応速度が時速９０ｋｍと設定され、車載機１におけるアップリンク送信周期が４０ｍｓｅｃと設定されている場合、前記第一領域Ａ１の車両進行方向の長さａ１は、アップリンク送信周期：４０ｍｓｅｃと車両Ｃの最大対応速度：時速９０ｋｍとの積である１．０ｍ以上として設定されるのが好ましい。そして、前記長さａ１を、この１．０ｍの１．２倍である１．２ｍ以下とするのが好ましい。
これによれば、光ビーコン２は、第一領域Ａ１にあり最大対応速度（時速９０ｋｍ）で走行する車両Ｃの車載機１から、アップリンク情報を少なくとも一周期分について受けることができる。また、前記長さａ１を二割増し（１．２倍）とすることで、確実にアップリンクを受けることができる。これにより、光ビーコン２は、車載機１からのアップリンク送信による信号を確実に受信でき、これに基づいて車載機１に対してダウンリンク送信し距離情報を車載機１へ送信できる。

この通信領域Ａにおいて光ビーコン２と車載機１との間で行われる双方向通信について図５を用いて説明する。
光ビーコン２は、第一の情報として「車線通知情報を含む情報」を道路Ｒの通信領域Ａのダウンリンク領域に対して所定の送信周期で送信し続けている（図５のＦ１）。なお、この車線通知情報には車両ＩＤが格納されていない。車載機１を搭載した車両Ｃがこの通信領域Ａ内に進入し、車載機１が前記「車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む情報」を受信することにより、車載機１は通信領域Ａ内に存在していることを認識できる。この認識を行うと車載機１はアップリンク送信を開始し（図５のＦ２）、「アップリンク情報」を光ビーコン２に対して所定の送信周期で送信する（図５のＦ３）。車載機１によるこの送信はアップリンク領域（図４参照）において行われる。また、前記「アップリンク情報」にはその車両自身の車両ＩＤが格納されている。なお、車載機１による後の「光ビーコン２がダウンリンクの切替を行った」ことについての認識が、当該車載機１において行われるまで「アップリンク情報」を送信し続ける。

そして、光ビーコン２が、前記車載機１からの前記「アップリンク情報」を受信すると（図５のＦ４）、第二の情報として当該車載機１のための「車線通知情報（車両ＩＤ有り）を含む情報」を送信する（図５のＦ６）。つまり、光ビーコン２が先に受信した前記「アップリンク情報」に格納されていた車両ＩＤに基づいて、光ビーコン２（制御部２ｂ）は、第二の情報としての前記「車線通知情報を含む情報」に前記車両ＩＤを格納させる（図５のＦ５）。

そして、この「車線通知情報（車両ＩＤ有り）を含む情報」には、さらに前記「距離情報」が含まれている。すなわち、光ビーコン２が車載機１から車両ＩＤが含まれた「アップリンク情報」を受信することで（図５のＦ４）、通信領域Ａに対して当該車載機１に対応した車両ＩＤを含む「車線通知情報及び距離情報を含む情報」を送信し（図５のＦ６）、当該車載機１はダウンリンク領域においてこの情報を受信できる（図５のＦ７）。

そして、車載機１が前記「車線通知情報及び距離情報を含む情報」を受信した時点（図５のＦ７）で、当該車載機１の制御部２ｂは「光ビーコン２がダウンリンクの切替を行った」ことについて認識し、この時点における車両Ｃ（車載機１）の現走行位置から前方の停止線Ｐまでの距離Ｌ（図２参照）を、受信した前記「距離情報」による距離として求める（位置標定する）ことができる（図５のＦ８）。また、車載機１は「光ビーコン２がダウンリンクの切替を行った」ことを認識すると「アップリンク情報」の送信を停止する。

また、通信領域Ａにおいて光ビーコン２と車載機１との間で行われる双方向通信の変形例としては、車載機１からのアップリンクを光ビーコン２が受信しなくても（アップリンクを受信するか否かにかかわらず）、通信領域Ａのダウンリンク領域において前記「距離情報」を送信し、車載機１がこれを当該ダウンリンク領域において受信してもよい。

次に、通信領域Ａの車両進行方向の長さａが、前記正常停止距離ｅ以下（ａ≦ｅ）となるように光ビーコン２を設定した場合について、具体的に説明する。
この正常停止距離ｅを２．５ｍとした場合について説明する。この場合では、図２と図３において、通信領域Ａの車両進行方向の長さａをこれと同じである２．５ｍと設定し、「距離情報」による停止線Ｐの位置（矢印Ｚ）と通信領域Ａの終端Ｘｃとの間の距離Ｌを５０ｍとして説明する。
まず、車載機１がアップリンク領域（図４参照）の始端Ｘａの位置に存在している状態でダウンリンク情報を受け、その後、車載機１のアップリンク情報を光ビーコン２が受け、走行する車両Ｃの車載機１が、前記始端Ｘａの位置から進行距離Ｇ１（図２参照：例えば１ｍ）だけ進んだ位置（矢印Ｘ１の位置）で「距離情報」を含むダウンリンク情報を受信し当該「距離情報」を認識した場合について説明する。

この場合、車載機１は「距離情報」を認識した地点（矢印Ｘ１）から「距離情報」による距離Ｌ１（Ｌ１＝Ｌ＝５０ｍ）だけ先の位置（矢印Ｚ１）に停止線Ｐがあると認識する。すなわち「距離情報」は停止線Ｐの位置（矢印Ｚ）と通信領域Ａの終端Ｘｃの位置との間の距離Ｌについての情報とされていることから、車載機１は停止線Ｐの実際の位置（矢印Ｚ）よりも「ある距離ｆ」だけ手前の位置（矢印Ｚ１）が停止線Ｐの位置であると認識することとなる。しかし、この場合であっても、誤差となった「ある距離ｆ」の値は、通信領域Ａの車両進行方向の長さａ（２．５ｍ）から進行距離Ｇ１（１ｍ）を引いた値（１．５ｍ）と等しくなる。つまり、車載機１は、実際の停止線Ｐよりも１．５ｍだけ手前の位置が、停止線Ｐの位置であると認識し、その認識した位置で車両Ｃを停止させることができる。この結果、ドライバは、停止線Ｐの手前で違和感なく停止したと感じることができる。

次に、車載機１がアップリンク領域（図４参照）に存在している位置で、車載機１からのアップリンク情報を光ビーコン２が受けたが、ダウンリンク領域の終端Ｘｃの位置、つまりアップリンク領域の始端Ｘａ（ダウンリンク領域の始端）から２．５ｍの進行距離Ｇ２を進んだ位置において、車載機１が光ビーコン２からダウンリンク情報を受け「距離情報」を認識した場合について説明する。
この場合、車載機１は「距離情報」を認識した地点（矢印Ｘｃ）から「距離情報」による距離Ｌ２（Ｌ２＝Ｌ＝５０ｍ）だけ先の位置（矢印Ｚ）に停止線Ｐがあると認識することができる。この場合、距離認識の誤差はゼロとなる。

以上のように、通信領域Ａの車両進行方向の長さａを、前記正常停止距離ｅ以下としているため、その通信領域Ａにおける進行方向のどの位置で車載機１が「距離情報」を受信し認識しても、正常停止距離ｅの値を最大の誤差とし、停止線Ｐまでの距離を「距離情報」に基づいて車載機１は求めることができる。このように、光ビーコン２による通信領域Ａの車両進行方向の長さａを限定することによって当該通信領域Ａが絞り込まれ、車載機１が情報を受信できる範囲が限定される。これにより、この車載機１を搭載した車両Ｃを正常停止距離ｅの範囲内で停止線Ｐにしたがって停止させるための制御を、車両Ｃ側において行わせることを可能とする。

また、車載機１による停止線Ｐまでの距離の認識についての他の形態を説明する。
正常停止距離ｅの値を、一台の普通乗用自動車の車長（例えば４．２ｍ〜４．８ｍ）とした場合について説明する。なお、ここでは、正常停止距離ｅの値を４．２ｍとして説明する。この場合、通信領域Ａの車両進行方向の長さａが、この正常停止距離ｅ以下となるように、光ビーコン２側が設定される。この場合であっても、前記形態と同様に、通信領域Ａにおける進行方向のどの位置で車載機１が「距離情報」を受信しても、前記正常停止距離ｅの値（普通乗用自動車の車長）を最大の誤差とし、停止線Ｐまでの距離を求めることができる。

また、これら通信領域Ａの車両進行方向の長さａを限定した実施の形態では、車載機１は、実際に存在している停止線Ｐよりも進行方向手前の位置が、停止線Ｐであると認識するように距離を求めることができる。つまり、前記正常停止距離ｅを２．５ｍとした場合、車載機１は、実際の停止線Ｐよりも手前の位置であって誤差が２．５ｍの範囲内を、停止線Ｐの位置と認識できる。これにより、車両Ｃに搭載した後述する走行制御手段９との働きにより、車両Ｃは実際の停止線Ｐよりも手前の２．５ｍ以内の範囲に停止できる。また、前記正常停止距離ｅを普通乗用自動車の車長とした場合、車両Ｃは実際の停止線Ｐよりも手前の位置であって一台の車両の車長以内の範囲に停止できる。特に、正常停止距離ｅを２．５ｍとした場合は、自車両のドライバ、及び、その他周辺の車両のドライバにとっても、違和感の無い距離で停止線Ｐにしたがって停止したと思わせることができる。すなわち、このような観点において、光ビーコン２による通信領域Ａの車両進行方向の長さａを２．５ｍ以下とするのが好ましい。

また、このような光ビーコン２と車載機１とを用いた光ビーコン路車間通信システムにおける通信領域Ａについて、一般道路の場合、例えば、アップリンク領域を１．６ｍとし、ダウンリンク領域を３．７ｍとすることができる。しかし、現在用いられている路車間通信システムの光ビーコンは、車載機１に対してＶＩＣＳ（登録商標）などの交通情報の提供を目的として設置されているため、その情報量の確保、通信の確実性が重要とされており、実際の通信領域Ａの範囲はこれら値（１．６ｍ、３．７ｍ）よりも二倍程度大きく設定されている。
そこでこの発明では、前記のとおり、通信領域Ａの範囲（車両進行方向の長さａ）を絞って限定することにより、前方の所定位置（停止線）Ｐの距離の認識の精度を高めつつ、通信領域Ａの各領域の車両進行方向の長さを所定の値とすることにより、通信性能を維持させることができる。

以上の構成とされた光ビーコン２及び車載機１による各実施の形態によれば、光ビーコン２ａは、通信領域Ａに進入した車両Ｃに搭載した車載機１からのアップリンクを受けることで、当該車載機１に対して、通信領域Ａから車両進行方向前方の停止線Ｐまでの距離についての「距離情報」を送信できる。そして、この「距離情報」は通信領域Ａ内において車載機１で受信され、車載機１は停止線Ｐまでの距離を認識することができる。

そして、停止線Ｐまでの距離を認識した車載機１の制御部１２は、この距離に基づいて、例えば、車両Ｃを停止線Ｐにしたがって停止させるべく、車両Ｃが備えている走行制御手段９に運転支援制御を行わせる。なお、走行制御手段９は車両Ｃに搭載させた速度検出手段（加速度センサ）８からの車両Ｃの速度情報に基づいて、走行速度が所定の速度となるように制御することができる。つまり、走行制御手段９は車両Ｃの駆動手段（エンジン）２１及び制動手段（ブレーキ）２２に加速、減速の動作の指示をすることができる。走行制御手段９はマイクロコンピュータからなり、ＥＣＵとすることもできる。また、前記速度検出手段８は、前記車載機１が備えた構成（図３）としたり、車載機１とは別体として車両Ｃに設けられた構成（図示せず）としたりできる。

そして図２に示しているように、車載機１の制御部１２が求めた停止線Ｐまでの距離Ｌと、速度検出手段８が検出した走行速度とに基づいて、走行制御手段９は距離Ｌだけ進んだ時点で車両Ｃの速度がゼロとなるように走行を制御する。すなわち、前方の停止線Ｐで車両Ｃを自動的に停止させる制御を行う。この走行制御を具体的に説明すると、車載機１の制御部１２が求めた停止線Ｐまでの距離Ｌを基にして、当該制御部１２と速度検出手段８と走行制御手段９との相互間の情報通信により、車両Ｃの走行に伴って距離Ｌの地点までの残距離を制御部１２で随時求めながら、それに対応させて走行制御手段９は距離Ｌまでの地点までの区間で徐々に車両Ｃを減速させ、距離Ｌだけ進んだ時点で車両Ｃの速度をゼロとさせる。これにより、車両Ｃは停止線Ｐで自動停止させることができる。

また、この発明は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良く、前方の所定位置までの距離認識を行った車両Ｃ側の動作について、車両Ｃを制動して停止させる形態を説明したが、これ以外として、車両Ｃを運転しているドライバに停止や減速を促す警告を音声によって出力したり、車内に搭載したモニタに表示させたりしてもよい。
また、車両Ｃを制動して停止させる形態において、前記所定位置を停止線Ｐの位置として説明したが、所定位置を信号機のある位置や、車両感知器の位置などとすることができる。また、距離情報について、前記実施の形態では、距離情報についての通信領域Ａ側の基準位置を、通信領域Ａの終端Ｘｃとして説明したが、これ以外であってもよく、距離情報の距離を、所定位置Ｐから通信領域Ａの始端までの距離としたり、所定位置Ｐからアップリンク領域の終端の位置までの距離としたりできる。さらに、通信領域Ａ側の基準位置を、光ビーコン２の通信部２ａの位置、つまり通信部２ａの直下位置とし、この直下位置から所定位置Ｐまでの距離を前記距離情報による距離としてもよい。

また、光ビーコン２から送信される距離情報としては、前記実施形態のような所定位置（停止線）Ｐまでの距離についての直接的な情報の形式とする以外に、通信領域Ａから所定位置Ｐまでの距離を格納した他の形式とすることができる。つまり、距離情報として、通信領域Ａから所定位置Ｐまでに複数のノードが指定されており、この通信領域Ａからその直近のノードまでの距離、各ノード間の距離、及び、所定位置Ｐに直近のノードから当該所定位置Ｐまでの距離のそれぞれを格納した形式とすることができる。

この発明の光ビーコン及び車両に搭載される車載機による路車間通信システムの概略を示す図である。 路車間通信システムを用いて行う車両の運転支援制御を説明する図である。 光ビーコン、車載機を搭載した車両の概略構成を示す図である。 光ビーコンにおいて設定されている通信領域について説明する図である。 通信領域において光ビーコンと車載機との間で行われる双方向通信を説明する図である。

符号の説明

１ 車載機
２ 光ビーコン
２ａ 通信部
２ｂ 制御部
２ｃ 記憶部
Ａ 通信領域
Ｃ 車両
Ｐ 停止線（所定位置）
Ｒ 道路

Claims (8)

1. 近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と、近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンにおいて、
   前記通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、
   前記アップリンク領域の始端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離として、普通乗用自動車の車長以下に設定されていることを特徴とする光ビーコン。
2. 近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と、近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンにおいて、
   前記通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、
   前記アップリンク領域の終端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記ダウンリンク情報の送信周期と、前記距離についての情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上であって、当該積によって得られる距離の１．２倍以下に設定されていることを特徴とする光ビーコン。
3. 近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と、近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンにおいて、
   前記通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、
   前記アップリンク領域の始端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離として、普通乗用自動車の車長以下に設定されているとともに、
   前記アップリンク領域の終端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記ダウンリンク情報の送信周期と、前記距離についての情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上に設定されていることを特徴とする光ビーコン。
4. 近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と、近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンにおいて、
   前記通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、
   前記アップリンク領域の始端から同アップリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記アップリンク情報の送信周期と、当該アップリンク情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上であって、当該積によって得られる距離の１．２倍以下に設定されていることを特徴とする光ビーコン。
5. 近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と、近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンにおいて、
   前記通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、
   前記アップリンク領域の始端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離として、普通乗用自動車の車長以下に設定されているとともに、
   前記アップリンク領域の始端から同アップリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記アップリンク情報の送信周期と、当該アップリンク情報の受信が保証される車両の走行速度と、の積によって得られる距離以上に設定されていることを特徴とする光ビーコン。
6. 近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンと、前記通信領域において前記アップリンク情報及びダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えた路車間通信システムにおいて、
   前記光ビーコンの通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報が含まれており、
   前記アップリンク領域の始端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さが、前記所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離として、普通乗用自動車の車長以下に設定されていることを特徴とする路車間通信システム。
7. 請求項６に記載の路車間通信システムに使用されることを特徴とする車載機。
8. 近赤外線によるアップリンク情報を受信可能なアップリンク領域と近赤外線によるダウンリンク情報を送信可能なダウンリンク領域とからなる通信領域を有する通信部を備えている光ビーコンと、前記通信領域において前記アップリンク情報及びダウンリンク情報の送受信を行う車載機と、を備えた路車間通信システムを利用して行う距離認識方法であって、
   前記光ビーコンの通信部から前記ダウンリンク領域へと送信するダウンリンク情報に、前記通信領域の基準位置から車両進行方向前方の所定位置までの距離についての情報を含めるとともに、
   前記アップリンク領域の始端から前記ダウンリンク領域の終端までの車両進行方向長さを、前記所定位置で車両を停止させる場合に当該所定位置で違和感なく停止したとドライバに感じさせる当該所定位置からの距離として、普通乗用自動車の車長以下に設定しておき、
   前記車載機が受信した前記ダウンリンク情報に含まれる前記距離についての情報に基づいて前記基準位置から前記所定位置までの距離を認識することを特徴とする路車間通信システムを利用して行う距離認識方法。
   

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