(57)【要約】【課題】効率的に路車間通信エリアの境界を推定することができるエリア境界推定装置及びエリア境界推定方法を提供する。【解決手段】車載機と路側機の間、又は、車載機同士で周期的に送受信されるフレームを受信するフレーム受信部１１と、フレーム受信部１１により受信されたフレームから、各車載機と路側機とが路車間通信可能であるか否かを示す同期情報を取得する同期情報取得部１３と、同期情報に基づいて、各車両が路側機と路車間通信可能な路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したか否かを判断する路車間通信エリア判断部１４と、路車間通信エリア判断部１４により各車両が路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したと判断されたフレームから、各車両の位置情報を抽出する位置情報抽出部１５と、位置情報抽出部１５により抽出された位置情報を地図上に表示する位置情報表示部２０と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（３０，３１）に搭載された車載機（５０）と、路側機（１００）又は他の車両（３０，３１）に搭載された車載機（５０）との間で周期的に送受信されるフレームを受信するフレーム受信部（１１）と、
前記フレーム受信部により受信された前記フレームから、各前記車載機が前記路側機と路車間通信可能であるか否かを示す同期情報を取得する同期情報取得部（１３）と、
前記同期情報取得部により取得された前記同期情報に基づいて、各前記車両が前記路側機と路車間通信可能な路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したか否かを判断する路車間通信エリア判断部（１４）と、
前記フレーム受信部により受信された複数の前記フレームのうち、前記路車間通信エリア判断部により各前記車両が前記路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したと判断されたフレームから、各前記車両の位置情報を抽出する位置情報抽出部（１５）と、
前記位置情報抽出部により抽出された前記位置情報を地図上に表示する位置情報表示部（２０）と、を備えることを特徴とするエリア境界推定装置。
【請求項２】
各前記車載機は、
前記路側機又は前記他の車両との間で前記フレームを周期的に送受信するフレーム送受信部（５１）と、
前記フレーム送受信部により受信された前記フレームの信号強度を測定する信号強度測定部（５４）と、
前記信号強度測定部により測定された前記路側機からの前記フレームの前記信号強度が所定の閾値以上であるか否かを判断する信号強度判断部（５５）と、
前記信号強度判断部により前記路側機からの前記フレームの前記信号強度が所定の閾値未満であると判断されたことを契機として、前記フレーム送受信部により送信される前記フレームに含まれる前記同期情報を更新する同期情報更新部（５６）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のエリア境界推定装置。
【請求項３】
各前記車載機は、
前記路側機又は前記他の車両との間で前記フレームを周期的に送受信するフレーム送受信部（５１）と、
前記フレーム送受信部により受信された前記フレームを復調する変復調部（５２）と、
前記変復調部による前記路側機からの前記フレームの復調が正常に行われたか否かを判断する復調判断部（５７）と、
前記復調判断部により前記路側機からの前記フレームの復調が正常に行われなかったと判断されたことを契機として、前記フレーム送受信部により送信される前記フレームに含まれる前記同期情報を更新する同期情報更新部（５８）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のエリア境界推定装置。
【請求項４】
車両（３０，３１）に搭載された車載機（５０）と、路側機（１００）又は他の車両（３０，３１）に搭載された車載機（５０）との間で周期的に送受信されるフレームを受信するフレーム受信ステップ（Ｓ１）と、
前記フレーム受信ステップで受信された前記フレームから、各前記車載機が前記路側機と路車間通信可能であるか否かを示す同期情報を取得する同期情報取得ステップ（Ｓ２）と、
前記同期情報取得ステップで取得された前記同期情報に基づいて、各前記車両が前記路側機と路車間通信可能な路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したか否かを判断する路車間通信エリア判断ステップ（Ｓ３）と、
前記フレーム受信ステップで受信された複数の前記フレームのうち、前記路車間通信エリア判断ステップで各前記車両が前記路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したと判断されたフレームから、各前記車両の位置情報を抽出する位置情報抽出ステップ（Ｓ４）と、
前記位置情報抽出ステップで抽出された前記位置情報を地図上に表示する位置情報表示ステップ（Ｓ５）と、を含むことを特徴とするエリア境界推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路車間通信のエリア境界推定装置及びエリア境界推定方法に関し、特に、高度道路交通システムに適用可能なエリア境界推定装置及びエリア境界推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、交通事故を抑止して、円滑で安全な道路交通を実現するために、高度道路交通システム（Intelligent Transport System：ＩＴＳ）が検討されている。ＩＴＳでは、道路に設置された路側機と各車両に搭載された車載機との間、あるいは、各車両の車載機同士で安全運転を支援するための情報が送受信される。ここで、路側機と車載機の間で行われる通信は「路車間通信」、車載機同士で行われる通信は「車車間通信」と呼ばれる。
【０００３】
路側機の配置を計画する際には、既に存在している路側機により路車間通信可能となっている路車間通信エリアの境界（以下、「フリンジ」とも称する）を把握する必要がある。特許文献１には、車両に搭載され、電波の受信強度に基づいて当該車両が路車間通信エリアに存在しているか否かを判定する路車間通信エリア判定装置が開示されている。従来より、路車間通信エリアのフリンジを把握するには、特許文献１に開示されたような装置が搭載された車両を調査者が移動させながら、電波の受信強度を測定する手法（いわゆるドライブテスト）が広く用いられている。
【０００４】
上記のドライブテストによって路車間通信エリアのフリンジを把握するには、路側機の設置場所を中心に、例えば半径５００ｍ程度の範囲に目星を付けて、調査者がその周辺を自動車等の車両で一筆書きを描くように走行しながら、受信強度を測定することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４６８９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前出のドライブテストによる方法では、路車間通信エリアの未知のフリンジを調査者自身が予測しながら測定装置を移動させることになるため、調査地点が限定される上に時間が掛かり、効率的な測定が行えないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、効率的に路車間通信エリアの境界を推定することができるエリア境界推定装置及びエリア境界推定方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るエリア境界推定装置は、車両に搭載された車載機と、路側機又は他の車両に搭載された車載機との間で周期的に送受信されるフレームを受信するフレーム受信部と、前記フレーム受信部により受信された前記フレームから、各前記車載機が前記路側機と路車間通信可能であるか否かを示す同期情報を取得する同期情報取得部と、前記同期情報取得部により取得された前記同期情報に基づいて、各前記車両が前記路側機と路車間通信可能な路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したか否かを判断する路車間通信エリア判断部と、前記フレーム受信部により受信された複数の前記フレームのうち、前記路車間通信エリア判断部により各前記車両が前記路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したと判断されたフレームから、各前記車両の位置情報を抽出する位置情報抽出部と、前記位置情報抽出部により抽出された前記位置情報を地図上に表示する位置情報表示部と、を備える構成である。
【０００９】
この構成により、本発明に係るエリア境界推定装置は、道路を走行する多くの車両から送信されるフレームから、路車間通信エリアを退出した直後の車両の位置情報を取得することができるため、効率的に路車間通信エリアの境界を推定することができる。
【００１０】
また、本発明に係るエリア境界推定装置は、路車間通信可能ではない状態が所定時間続いた車両から路車間通信エリアの境界近傍の位置情報を得るため、瞬間的な通信状態の悪化に影響されずに、精度良く路車間通信エリアの境界を推定することができる。
【００１１】
また、本発明に係るエリア境界推定装置においては、各前記車載機は、前記路側機又は前記他の車両との間で前記フレームを周期的に送受信するフレーム送受信部と、前記フレーム送受信部により受信された前記フレームの信号強度を測定する信号強度測定部と、前記信号強度測定部により測定された前記路側機からの前記フレームの前記信号強度が所定の閾値以上であるか否かを判断する信号強度判断部と、前記信号強度判断部により前記路側機からの前記フレームの前記信号強度が所定の閾値未満であると判断されたことを契機として、前記フレーム送受信部により送信される前記フレームに含まれる前記同期情報を更新する同期情報更新部と、を備える構成であってもよい。
【００１２】
この構成により、本発明に係るエリア境界推定装置は、各車載機が受信したフレームの信号強度に応じた同期情報を用いて、効率的に路車間通信エリアの境界を推定することができる。
【００１３】
また、本発明に係るエリア境界推定装置においては、各前記車載機は、前記路側機又は前記他の車両との間で前記フレームを周期的に送受信するフレーム送受信部と、前記フレーム送受信部により受信された前記フレームを復調する変復調部と、前記変復調部による前記路側機からの前記フレームの復調が正常に行われたか否かを判断する復調判断部と、前記復調判断部により前記路側機からの前記フレームの復調が正常に行われなかったと判断されたことを契機として、前記フレーム送受信部により送信される前記フレームに含まれる前記同期情報を更新する同期情報更新部と、を備える構成であってもよい。
【００１４】
この構成により、本発明に係るエリア境界推定装置は、各車載機が受信したフレームが正常に復調されたか否かの情報に応じた同期情報を用いて、効率的に路車間通信エリアの境界を推定することができる。
【００１５】
また、本発明に係るエリア境界推定方法は、車両に搭載された車載機と、路側機又は他の車両に搭載された車載機との間で周期的に送受信されるフレームを受信するフレーム受信ステップと、前記フレーム受信ステップで受信された前記フレームから、各前記車載機が前記路側機と路車間通信可能であるか否かを示す同期情報を取得する同期情報取得ステップと、前記同期情報取得ステップで取得された前記同期情報に基づいて、各前記車両が前記路側機と路車間通信可能な路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したか否かを判断する路車間通信エリア判断ステップと、前記フレーム受信ステップで受信された複数の前記フレームのうち、前記路車間通信エリア判断ステップで各前記車両が前記路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したと判断されたフレームから、各前記車両の位置情報を抽出する位置情報抽出ステップと、前記位置情報抽出ステップで抽出された前記位置情報を地図上に表示する位置情報表示ステップと、を含む構成である。
【００１６】
この構成により、本発明に係るエリア境界推定方法は、道路を走行する多くの車両から送信されるフレームから、路車間通信エリアを退出した直後の車両の位置情報を取得することができるため、効率的に路車間通信エリアの境界を推定することができる。
【００１７】
また、本発明に係るエリア境界推定方法は、路車間通信可能ではない状態が所定時間続いた車両から路車間通信エリアの境界近傍の位置情報を得るため、瞬間的な通信状態の悪化に影響されずに、精度良く路車間通信エリアの境界を推定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、効率的に路車間通信エリアの境界を推定することができるエリア境界推定装置及びエリア境界推定方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るエリア境界推定装置が設置される路車間通信エリアを示す概念図である。
【図２】路車間通信と車車間通信を説明するための概念図である。
【図３】本発明の実施形態に係るエリア境界推定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係るエリア境界推定装置の位置情報表示部による表示例を示す図である。
【図５】車載機の構成を示すブロック図である。
【図６】車載機の他の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に係るエリア境界推定装置によるエリア境界推定方法の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るエリア境界推定装置及びエリア境界推定方法の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２１】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るエリア境界推定装置１０は、路側機１００の近傍の道路脇又は道路上に設置される。図１において、路側機１００と路車間通信可能な路車間通信エリア内に存在する車両に符号３０、路車間通信エリア外に存在する車両に符号３１を付している。
【００２２】
図２に示すように、各車両３０，３１には、ＩＴＳに対応した車載機５０が搭載されている。なお、本明細書においては、全ての車両３０，３１にＩＴＳに対応した車載機５０が搭載されているものとする。車両３１のうち路車間通信エリアの近傍に存在するものは、車車間通信を介して路車間通信エリア内の車両３０と通信を行うことができる。
【００２３】
図３に示すように、本実施形態に係るエリア境界推定装置１０は、フレーム受信部１１と、復調部１２と、同期情報取得部１３と、路車間通信エリア判断部１４と、位置情報抽出部１５と、ＧＰＳ受信機１６と、地図情報記憶部１７と、位置情報表示制御部１８と、記憶部１９と、位置情報表示部２０と、制御部２１と、を備える。
【００２４】
フレーム受信部１１は、ある車両３０，３１に搭載された車載機５０と、路側機１００又は他の車両３０，３１に搭載された車載機５０との間で周期的に送受信されるフレームを受信するようになっている。ここで、フレーム受信部１１は、ある車載機５０から送信されたフレームを直接受信、あるいは、車車間通信を介して間接受信する。
【００２５】
復調部１２は、フレーム受信部１１により受信されたフレームに対して、復調を実行するようになっている。
【００２６】
同期情報取得部１３は、復調部１２による復調結果から、各車載機５０が路側機１００と路車間通信可能であるか否かの同期状態を示す同期情報を取得するようになっている。
【００２７】
なお、以降では、各車載機５０と路側機１００とが路車間通信により、路側機１００の情報を受信可能である同期状態を「直接同期」、各車載機５０と路側機１００とが車車間通信を介して路側機１００の情報を受信可能である同期状態を「間接同期」、各車載機５０と路側機１００とが路車間通信及び車車間通信のいずれによっても路側機１００の情報を受信可能ではない同期状態を「非同期」とも称する。
【００２８】
ここで、「路側機１００の情報」は、例えば、路側機の設置位置、路側機１００からのフレームの送信時刻、路側機１００に割り当てられた路車間通信期間とその期間長などを含む。なお、ＩＴＳにおいては、路側機１００と車載機５０は、いずれも約１００ｍｓｅｃ周期で通信を実行する。また、路車間通信と車車間通信との干渉を低減するために、路車間通信と車車間通信とは時分割多重されている。
【００２９】
路車間通信エリア判断部１４は、同期情報取得部１３により取得された同期情報に基づいて、各車両３１が路側機１００と路車間通信可能な路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したか否かを判断するようになっている。
【００３０】
位置情報抽出部１５は、フレーム受信部１１により受信され、復調部１２により復調された複数のフレームのうち、路車間通信エリア判断部１４により各車両３１が路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したと判断されたフレームから、各車両３１の位置情報を抽出するようになっている。ここで、位置情報とは、車載機５０が存在する位置の緯度、経度、及び高度を示す情報である。
【００３１】
地図情報記憶部１７は、少なくともエリア境界推定装置１０によりフリンジの推定が行われる箇所の周辺の地図情報を記憶している。
【００３２】
位置情報表示制御部１８は、ＧＰＳ受信機１６からエリア境界推定装置１０の位置情報を取得するとともに、取得した位置情報に基づいてエリア境界推定装置１０の周辺の地図情報を地図情報記憶部１７から読み出すようになっている。また、位置情報表示制御部１８は、エリア境界推定装置１０の周辺の地図情報に、位置情報抽出部１５により抽出された各車両３１の位置情報を合成して表示するように、位置情報表示部２０を制御する。
【００３３】
また、位置情報表示制御部１８は、位置情報抽出部１５により抽出された各車両３１の位置情報を補間することにより、路車間通信エリアのフリンジを推定した結果を位置情報表示部２０に表示させるようになっている。
【００３４】
さらに、位置情報表示制御部１８は、位置情報抽出部１５により抽出された各車両３１の位置情報と、位置情報表示制御部１８の補間処理により得られた路車間通信エリアのフリンジの推定結果を逐次記憶する記憶部１９を有する。
【００３５】
位置情報表示部２０は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示機器で構成される。図４に示すように、位置情報表示部２０は、位置情報表示制御部１８の制御により、位置情報抽出部１５により抽出された位置情報を地図上に表示するようになっている。図４における丸印は、位置情報抽出部１５により抽出された位置情報を示している。また、これらの丸印を結んだ線は、上記の位置情報から推定された路車間通信エリアのフリンジを示している。また、図４は、１つの路車間通信エリア内に、ビルや歩道橋などの遮蔽物の影響によって路車間通信が不可能になるエリアが含まれる例を示している。
【００３６】
制御部２１は、例えばＣＰＵ、地図情報記憶部１７及び記憶部１９を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、エリア境界推定装置１０を構成する上記各部の動作を制御する。さらに、制御部２１は、所定のプログラムを実行することにより、復調部１２、同期情報取得部１３、路車間通信エリア判断部１４、位置情報抽出部１５、及び位置情報表示制御部１８をソフトウェア的に構成するようになっている。
【００３７】
さらに、制御部２１は、記憶部１９に蓄積されたフリンジの推定結果を用いて、路車間通信エリアのフリンジの時間的な形状変化や、降雨又は降雪等の気象変化による影響をタイムトレンドとして解析する機能を有していてもよい。
【００３８】
図５に示すように、各車載機５０は、フレーム送受信部５１と、変復調部５２と、処理部５３と、信号強度測定部５４と、信号強度判断部５５と、同期情報更新部５６と、を備える。
【００３９】
フレーム送受信部５１は、路側機１００、又は、他の車両３０，３１に搭載された車載機５０との間でフレームを周期的に送受信するようになっている。
【００４０】
変復調部５２は、フレーム送受信部５１により受信されたフレームに対して復調を実行するようになっている。また、変復調部５２は、処理部５３により生成されたフレームに対して変調を実行した後に、当該フレームをフレーム送受信部５１に出力するようになっている。
【００４１】
処理部５３は、変復調部５２により復調されたフレームが路側機１００の情報を含むフレームである場合に、路側機１００の時刻に車載機５０の時刻を同期させるようになっている。また、処理部５３は、ＧＰＳ受信機を含んでおり、このＧＰＳ受信機から車載機５０の位置情報を取得するようになっている。さらに、処理部５３は、車載機５０の位置情報を含んだフレームを生成して、変復調部５２に出力するようになっている。
【００４２】
信号強度測定部５４は、フレーム送受信部５１により受信されたフレームの信号強度を測定するようになっている。
【００４３】
信号強度判断部５５は、変復調部５２により復調されたフレームが路側機１００との路車間通信により受信されたフレームである場合に、信号強度測定部５４により測定された当該フレームの信号強度が所定の閾値以上であるか否かを判断するようになっている。
【００４４】
同期情報更新部５６は、信号強度判断部５５により路側機１００からのフレームの信号強度が所定の閾値未満であると判断されたことを契機として、処理部５３で生成されてフレーム送受信部５１により送信されるフレームに含まれる同期情報を更新するようになっている。例えば、信号強度判断部５５により信号強度が所定の閾値未満であると判断されてから、３００ｍｓ程度の時間が経過するごとに、「直接同期」→「間接同期」→「非同期」のように同期情報が段階的に変化する。
【００４５】
あるいは、図６に示すように、各車載機５０は、フレーム送受信部５１と、変復調部５２と、処理部５３と、復調判断部５７と、同期情報更新部５８と、を備える構成であってもよい。
【００４６】
復調判断部５７は、変復調部５２により復調されたフレームが路側機１００との路車間通信により受信されたフレームである場合に、変復調部５２によるフレームの復調が正常に行われたか否かを判断するようになっている。
【００４７】
同期情報更新部５８は、復調判断部５７により路側機１００からのフレームの復調が正常に行われなかったと判断されたことを契機として、処理部５３で生成されてフレーム送受信部５１により送信されるフレームに含まれる同期情報を更新するようになっている。例えば、復調判断部５７によりフレームの復調が正常に行われなかったと判断されてから、３００ｍｓ程度の時間が経過するごとに、「直接同期」→「間接同期」→「非同期」のように同期情報が段階的に変化する。
【００４８】
以下、本実施形態のエリア境界推定装置１０を用いるエリア境界推定方法について、図７のフローチャートを参照しながらその処理の一例を説明する。
【００４９】
まず、フレーム受信部１１は、ある車両３０，３１に搭載された車載機５０と、路側機１００又は他の車両３０，３１に搭載された車載機５０との間で周期的に送受信されるフレームを受信する（フレーム受信ステップＳ１）。
【００５０】
次に、同期情報取得部１３は、フレーム受信ステップＳ１で受信されたフレームから、各車載機５０が路側機１００と路車間通信可能であるか否かの同期状態を示す同期情報を取得する（同期情報取得ステップＳ２）。
【００５１】
次に、路車間通信エリア判断部１４は、同期情報取得ステップＳ２で取得された同期情報に基づいて、各車両３１が路側機１００と路車間通信可能な路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したか否かを判断する（路車間通信エリア判断ステップＳ３）。
【００５２】
次に、位置情報抽出部１５は、フレーム受信ステップＳ１で受信された複数のフレームのうち、路車間通信エリア判断ステップＳ３で各車両３１が路車間通信エリアを退出してから所定時間が経過したと判断されたフレームから、各車両３１の位置情報を抽出する（位置情報抽出ステップＳ４）。
【００５３】
次に、位置情報表示部２０は、図４に示すように、位置情報抽出ステップＳ４で抽出された位置情報を地図上に表示する（位置情報表示ステップＳ５）。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態に係るエリア境界推定装置１０は、道路を走行する多くの車両３０，３１から送信されるフレームから、路車間通信エリアを退出した直後の車両３１の位置情報を取得することができるため、効率的に路車間通信エリアのフリンジを推定することができる。
【００５５】
また、本実施形態に係るエリア境界推定装置１０は、路車間通信可能ではない状態が所定時間続いた車両３１から路車間通信エリアの境界近傍の位置情報を得るため、瞬間的な通信状態の悪化に影響されずに、精度良く路車間通信エリアのフリンジを推定することができる。
【００５６】
また、本実施形態に係るエリア境界推定装置１０は、各車載機５０が受信したフレームの信号強度に応じた同期情報、あるいは、各車載機５０が受信したフレームが正常に復調されたか否かの情報に応じた同期情報を用いて、効率的に路車間通信エリアのフリンジを推定することができる。
【００５７】
また、本実施形態に係るエリア境界推定装置１０は、線的に移動しながら受信強度を測定する従来のドライブテストと比べて、短時間で路車間通信エリアのフリンジを示す位置情報を収集できる。
【００５８】
また、本実施形態に係るエリア境界推定装置１０は、面的に路車間通信エリアのフリンジを示す位置情報を収集するため、従来のドライブテストに比べて調査地点の網羅性が高い。特に、本実施形態に係るエリア境界推定装置１０は、１つの路車間通信エリア内に路車間通信が不可能になるエリアが含まれるか否かを容易に検出することができるという利点を有する。
【００５９】
また、本実施形態に係るエリア境界推定装置１０は、２４時間／３６５日にわたって、道路を走行する車両３０，３１からのフレームを解析するため、路車間通信エリアのフリンジの時間的な形状変化や、降雨又は降雪等の気象変化による影響をタイムトレンドとして解析することも可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  エリア境界推定装置
１１  フレーム受信部
１２  復調部
１３  同期情報取得部
１４  路車間通信エリア判断部
１５  位置情報抽出部
２０  位置情報表示部
３０，３１  車両
５０  車載機
５１  フレーム送受信部
５２  変復調部
５３  処理部
５４  信号強度測定部
５５  信号強度判断部
５６，５８  同期情報更新部
５７  復調判断部
１００  路側機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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