JPH085716A - 路車間通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光信号を用いた路車間通信システムにおい
て、車載機の送受信器を確実にビーコン方向に向け通信
を行う。 【構成】 路上機の発光部１０ａからはその路上機の位
置情報を含む光信号が送信される。車載機の受光部１２
ａでは路上機からの光信号を受信し、制御部１２ｃにて
その光信号に含まれる位置情報を検知し、ビーコンとの
相対位置を認識する。ビーコンとの相対位置に基づきビ
ーム方向可変部１２ｄ及び出力可変部１２ｅにてビーム
方向及び出力を最適化し、ビーコンとの送受信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は路車間通信システム、特
に光信号を用いた路車間通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の交通量の増大に伴い交通渋滞が多
数発生しており、これらをいかに解消するかが重要な課
題となっている。その一つの方法としては、各車両の走
行状態や道路状況等を集中的に管理し、各車両に道路情
報を適宜供給する路車間通信システムが提案されてい
る。路車間通信システムにおいては、道路の所望の地点
に送受信器を有する路上機（ビーコン）を設置し、走行
車両に搭載された送受信器を含む車載機との間で電波や
光等で通信を行い、各車両からの走行情報を収集して一
括管理するとともに車載機に向けて道路状況等を提供す
るものである。

【０００３】例えば、特開平５−２１７０９７号公報に
開示された管制制御システムでは、路上に設けられた光
源局から複数の車載反射局に向けて扇状の光ビームを回
動走査し、各反射局はこの光源局からの光を受光して変
調した反射光を光源局に向けて出射し、光源局は各反射
局からの反射光を検知することにより複数の車両の情報
を収集するシステムが提案されている。このように光ビ
ームを用いて双方向通信を行う場合、車両側から見れば
ビーコンから送信された光信号を確実に受信し、かつ、
ビーコンに向けて正確に光信号を送信するかが重要とな
る。上述した従来技術においては、光源局（ビーコン）
からは指向性の鋭いレーザービームを回動走査し、反射
局（車載機）側にはコーナキューブ等の再帰反射器を用
いてビーコンに向けて光信号を送信している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コーナ
キューブ等の再帰反射器を用いてビーコンに向け光信号
を送信する構成は、基本的にコーナキューブの光学的性
質に基づいているため、その加工精度が大きく影響し、
高精度に光信号をビーコンに向けて送信することが困難
であるばかりでなく、車載機のコスト増加を招く問題が
ある。また、このような光学素子を用いるのではなく、
ビーコンからの光信号を受信し、その受信信号の強度等
からビーコンの存在位置を演算により推測する構成も考
えられるが、別途演算装置を設ける必要があり、同様に
コスト増加を招く問題がある。

【０００５】一方、ビーコンの設置位置は路上の制約な
どから画一的に決定することは困難であり、例えば各車
線の真上にビーコンを設置する直上型、あるいは２車線
の中間にビーコンを設けて２車線分をカバーする側射型
等種々の設置形態が考えられており、従って、車載機の
送受信器の方向を固定する構成ではビーコンからの光信
号を確実に受信することは困難であり、またビーコンに
向けて光信号を送信することも困難となる。

【０００６】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、ビーコンからの光信
号を確実に受信するとともに、ビーコンに向けて確実に
光信号を送信することができ、通信効率を向上させるこ
とが可能な低廉な路車間通信システムを提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の路車間通信システムは、路上送受信
器を含む路上機と車載送受信器を含む車載機間で光通信
を行う路車間通信システムにおいて、前記路上機は、そ
の路上送受信器の位置情報を含む光信号を送信し、前記
車載機は、前記光信号を受信しその光信号に含まれる位
置情報から前記路上送受信器の位置を特定する位置特定
手段を有することを特徴とする。

【０００８】また、上記目的を達成するために、請求項
２記載の路車間通信システムは、請求項１記載の路車間
通信システムにおいて、前記車載機は、さらに、前記位
置特定手段で特定された位置に応じて前記車載送受信器
の方向を制御する方向制御手段を有することを特徴とす
る。

【０００９】また、上記目的を達成するために、請求項
３記載の路車間通信システムは、請求項１または請求項
２において、前記車載機は、さらに、前記位置特定手段
で特定された位置までの距離に応じて前記車載送受信器
から送信される光信号の強度を制御する強度制御手段を
有することを特徴とする。

【００１０】さらに、上記目的を達成するために、請求
項４記載の路車間通信システムは、請求項１または請求
項２または請求項３記載の路車間通信システムにおい
て、前記路上機は、さらに、車両走行経路上に設置され
た次の路上機の位置情報を含む光信号を送信することを
特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載の路車間通信システムでは、車載
機側にビーコンの存在位置を推測するための演算装置等
を設けるのではなく、路上機（ビーコン）側からその位
置情報を含む光信号を送信せしめ、車載機ではこの位置
情報を検出することにより極めて簡易に路上機の路上送
受信器の位置を特定するものである。

【００１２】請求項２記載の路車間通信システムでは、
このようにして検出された路上送受信器の方向に向けて
車載機の車載送受信器の方向を制御する。これにより、
ビーコンからの光信号を確実に受信できるとともに、ビ
ーコンに向け正確に光信号を送信することができる。

【００１３】請求項３記載の路車間通信システムでは、
このようにして検出された路上送受信器の位置に応じて
路上機への光信号の強度を変化させる。すなわち、路上
送受信器までの距離が大なるほど送信すべき光信号の強
度を増大せしめ、確実に車両情報を路上機に送信する。

【００１４】請求項４記載の路車間通信システムでは、
路上機はその位置情報のみならず、通信している車両の
経路上に設置された次の路上機の位置情報をも光信号に
含め車載機に提供する。これにより、車載機は次の路上
機の存在位置をあらかじめ検知することができ、次の路
上機位置までの間にあらかじめ車載送受信器の方向や強
度を設定することができるので、より確実に路上機との
通信を行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の路車間通信シス
テムの実施例について説明する。図１には本システムの
構成ブロック図が示されている。路上機には発光部１０
ａ、受光部１０ｂ及びこれらを制御する制御部１０ｃが
設けられている。発光部１０ａ、受光部１０ｂはそれぞ
れ複数のＬＥＤ等の発光素子、受光素子から構成され、
近赤外光の送受信を行う。送信すべきデータは図示しな
いセンター局から制御部１０ｃに送られ、制御部１０ｃ
ではこのデータを発光部１０ａに供給し、光信号として
路上に送信する。一方、受光部１０ｂでは後述する車載
機から送信された光信号を受光し、制御部１０ｃに出力
する。一方、車載機には受光部１２ａ、発光部１２ｂ、
制御部１２ｃが設けられており、さらに制御部１２ｃか
らの制御信号に基づき受光部１２ａ、発光部１２ｂを制
御するビーム方向可変部１２ｄ、出力可変部１２ｅが設
けられている。受光部１２ａ、発光部１２ｂは複数の受
光素子、発光素子から構成され、受光部１２ａにて受光
された近赤外光の光信号は制御部１２ｃに出力される。
制御部１２ｃでは受信した光信号に含まれる路上機の位
置情報を検知し、その位置情報に基づきビーム方向可変
部１２ｄ及び出力可変部１２ｅに制御信号を出力する。
ビーム方向可変部１２ｄはこの制御信号に基づき受光部
１２ａ及び発光部１２ｂを路上機の方向に向けるととも
に、出力可変部１２ｅは発光部１２ｂから出力される光
信号の強度を路上機の位置に応じて制御する。

【００１６】図２には車載機のビーム方向可変部１２ｄ
の一例が示されている。受光部１２ａ、発光部１２ｂの
揺動中心にはギアが設けられ、このギアに噛み合うよう
にパルスモータ１６のギアが配置される。制御部１２ｃ
からの制御信号によりパルスモータが所定量左右に回転
し、これに伴って受光部１２ａ、発光部１２ｂが左右に
所定量揺動して所定の方向、すなわち路上機の発光部１
０ａ、受光部１０ｂの方向に向けられる。

【００１７】一方、図３には車載機の出力可変部１２ｅ
の一例が示されている。制御部１８の出力ポートＰ１、
Ｐ２、Ｐ３にはそれぞれ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が接続さ
れている。そして、制御部１８が各出力ポートのＨ，Ｌ
の制御により、ＦＥＴのオン−オフの組合せを制御する
ことで発光素子への駆動電流が制御され、発光部１２ｂ
からの光信号の強度が制御される。なお、各抵抗Ｒ１、
Ｒ２、Ｒ３の値をそれぞれ異ならせ、より多段階に光信
号の強度を制御することができるようにしてよい。

【００１８】本実施例の構成は以上のようであるが、本
実施例において特徴的なことは路上機の発光部１２ａか
ら送信される光信号に路上機の位置情報が含まれている
点にある。図４には路上機の発光部１２ａから送信され
る光信号のデータフォーマットの一例が示されている。
光信号データは制御部、ヘッダ、実データを含んで構成
されるが、本実施例における光信号は実データの一部に
ビーコン情報としてその位置情報が含まれている点に特
徴がある。ビーコンの位置情報としては、図４に示され
るように通信車線数や設置位置が含まれ、さらに設置位
置としてはそのビーコンがカバーする車線毎にその車線
までの距離や仰角が含まれる。なお、図４では２車線の
場合を示しており、車線Ａに対しては距離Ａ、仰角Ａの
位置情報が含まれ、車線Ｂに対しては距離Ｂ及び仰角Ｂ
の位置情報が含まれている。ビーコンの発光部１０ａか
ら送信される光信号にはこのようにそのビーコンの位置
情報が含まれているため、車載機側ではこの位置情報を
検出するのみでビーコンの位置を容易に特定することが
でき、この位置情報に基づき受光部１２ａや発光部１２
ｂを所定の方向に向けて確実に光信号を受信できるとと
もに、ビーコンまでの距離に応じて送信すべき光信号の
強度を変えることにより確実に光信号を送信できる。

【００１９】以下、図６のフローチャートに基づき本実
施例の通信処理をより詳細に説明する。

【００２０】まず、制御部１２ｃは受光部１２ａにて受
光した光信号の復調レベルが規定値以上あるか否かを判
定する（Ｓ１０１）。車両が路上機の通信エリアに進入
した場合には車両の所定位置、例えばダッシュボード上
に設置された車載機の受光部１２ａには十分な強度の光
信号が入射するため、復調レベルが規定値以上となる。
この場合には、通信が可能なエリアに進入したと判定
し、通信を開始する（Ｓ１０２）。すなわち、ビーコン
からの光信号に基づき制御部１２ｃは現在車両が走行し
ている走行車線を認識し、さらに受光部１２ａにて受光
した路上機からの光信号に含まれる位置情報に基づきビ
ーコンとの相対位置、すなわちビーコンの方向と距離を
認識する。なお、本実施例において距離とはビーコンと
通信エリアの中央との間の距離を意味し、また、仰角と
は通信エリアの中央からビーコンを望む角度を意味して
いる。ビーコンの位置が特定された後、制御部１２ｃは
通信に必要な最低出力レベルを演算により決定するとと
もに、通信を行う場合の最適なビーム方向を演算により
決定する（Ｓ１０４）。出力レベルはビーコンまでの距
離に比例して決定することができ、ビーム方向はビーコ
ンの仰角を用いることができる。最低出力レベル及びビ
ーム方向が決定された後、制御部１２ｃはビーム方向可
変部１２ｄ及び出力可変部１２ｅに制御信号を出力し、
送信すべき光信号の出力及びビーム方向を調整する（Ｓ
１０５）。このようにして出力及びビーム方向が調整さ
れた後、車載機の発光部１２ｂからは制御部１２ｃから
のデータに基づき所定の情報を光信号としてビーコンの
受光部１２ｂに向けて発信するとともに、ビーコンの発
光部１０ａから送信された光信号を受光部１２ａにて受
信する。この時、ビーコンまでの距離に基づき出力が最
適化されているため、発光消費電力の低減及び発光素子
の長寿命化が可能となるとともに、受光部１２ａがビー
コンの方向に向けられているため、復調レベルが増大し
てＳ／Ｎが向上し、高品質の通信を行うことができる。
所望の通信を行って車両がビーコンの通信エリアから脱
出した場合には、受光部１２ａにて受信する光信号の復
調レベルが規定値以下となり、ビーコンとの通信が終了
する（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。通信が終了した後、出力
及びビーム方向を初期化、すなわち出力を最大値に設定
し、ビーム方向を車両進行方向の上方（例えば仰角で約
４０度前後）に設定して次回の通信に備える（Ｓ１０
８）。

【００２１】このように、本実施例においてはビーコン
からの光信号に含まれるそのビーコンの位置情報に基づ
き車載機のビーム方向や出力を調整するため、受光レベ
ルが増大して高Ｓ／Ｎの通信を行うことができ、また、
不要な発光量の増大を抑えて省電力化を図るとともに受
発光素子数の低減を図ることも可能となる。

【００２２】なお、本実施例においてはビーコンからの
位置情報としてそのビーコンの位置情報を送信したが、
車載機からの光信号に基づき認識した車両の走行経路上
の次のビーコンの位置情報を同時に送信することも可能
である。図５にはこのような場合のビーコン情報のデー
タフォーマットの一例が示されている。図４においては
ビーコンの位置情報にはそのビーコンの通信車線数や設
置位置が含まれているが、図５においてはビーコン情報
としてそのビーコンの位置情報のみならず、車両経路上
に設置された次のビーコンの通信車線数や設置位置情報
が含まれている。車載機の制御部１２ｃは現在のビーコ
ンの位置情報のみならず、次のビーコンの位置情報をも
検知することにより、次の通信に向けてあらかじめ出力
やビーム方向を制御することが可能となる。すなわち、
上述した実施例の通信処理においては、１回の通信が終
了した場合には出力及びビーム方向を初期化しているが
（Ｓ１０８参照）、次のビーコンの位置情報をあらかじ
め認識することにより、１回の通信が終了した場合に次
のビーコンの位置情報に基づき、出力及びビーム方向を
予め設定することが可能となる。これにより、初期値か
ら最適値までの制御に要する時間が短縮され、より迅速
かつ確実にビーコンとの通信を行うことができる。

【００２３】なお、場合によっては次にビーコンの位置
情報のみを光信号に含ませることも可能であり、車両が
高速走行している場合には有効であろう。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至請求
項４記載の路車間通信システムによれば、光信号送信時
の発光量を最適化して不要な増大を抑え、発光器の長寿
命化を図ることができるとともに、受信信号のＳ／Ｎを
向上することができ、高品質な路車間通信を行うことが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のシステム構成図である。

【図２】同実施例におけるビーム方向可変部の構成図で
ある。

【図３】同実施例における出力可変部の構成図である。

【図４】同実施例におけるビーコンからの光信号のデー
タフォーマット図である。

【図５】本発明の他の実施例におけるビーコンからの光
信号のデータフォーマット図である。

【図６】本発明の実施例における処理フローチャートで
ある。

【符号の説明】

１０ａ 路上機の発光部 １０ｂ 路上機の受光部 １０ｃ 路上機の制御部 １２ａ 車載機の受光部 １２ｂ 車載機の発光部 １２ｃ 車載機の制御部 １２ｄ ビーム方向可変部 １２ｅ 出力可変部 １６ パルスモータ １８ 制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路上送受信器を含む路上機と車載送受信
   器を含む車載機間で光通信を行う路車間通信システムに
   おいて、 前記路上機は、その路上送受信器の位置情報を含む光信
   号を送信し、 前記車載機は、前記光信号を受信しその光信号に含まれ
   る位置情報から前記路上送受信器の位置を特定する位置
   特定手段を有することを特徴とする路車間通信システ
   ム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の路車間通信システムにお
   いて、 前記車載機は、さらに、 前記位置特定手段で特定された位置に応じて前記車載送
   受信器の方向を制御する方向制御手段を有することを特
   徴とする路車間通信システム。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 前記車載機は、さらに、 前記位置特定手段で特定された位置までの距離に応じて
   前記車載送受信器から送信される光信号の強度を制御す
   る強度制御手段を有することを特徴とする路車間通信シ
   ステム。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２または請求項３
   記載の路車間通信システムにおいて、 前記路上機は、さらに、 車両走行経路上に設置された次の路上機の位置情報を含
   む光信号を送信することを特徴とする路車間通信システ
   ム。