(57)【要約】【課題】  複数のビーコンヘッドに対する発光制御が可能な光ビーコンを提供する。【解決手段】  本発明の一態様に係る光ビーコンは、通信用発光ユニットをそれぞれ有する複数の光ビーコンヘッドと、複数の光ビーコンヘッドに対する光ビーコン制御機とを備える。複数の光ビーコンヘッドは、通信用発光ユニットの発光制御をするためのスイッチング素子をそれぞれ備え、光ビーコン制御機は、制御基板を備え、制御基板は、複数の第１出力ポートと、第２出力ポートと、を有し、複数の第１出力ポートは、個別の信号線により各スイッチング素子とそれぞれ接続され、各スイッチング素子への制御信号をそれぞれ出力するためのポートであり、第２出力ポートは、分岐した信号線により複数のスイッチング素子を介して複数の光ビーコンヘッドの通信用発光ユニットと接続され、複数の光ビーコンヘッドの通信用発光ユニットを発光させる信号を出力するためのポートである。【選択図】      図９
2018029348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信用発光ユニットをそれぞれ有する複数の光ビーコンヘッドと、前記複数の光ビーコンヘッドに対する光ビーコン制御機とを備える光ビーコンであって、
前記複数の光ビーコンヘッドは、
前記通信用発光ユニットの発光制御をするためのスイッチング素子をそれぞれ備え、
前記光ビーコン制御機は、
制御基板を備え、
前記制御基板は、
複数の第１出力ポートと、第２出力ポートと、を有し、
前記複数の第１出力ポートは、
個別の信号線により各スイッチング素子とそれぞれ接続され、各スイッチング素
子への制御信号をそれぞれ出力するためのポートであり、
前記第２出力ポートは、
分岐した信号線により複数の前記スイッチング素子を介して前記複数の光ビーコ
ンヘッドの前記通信用発光ユニットと接続され、前記複数の光ビーコンヘッドの
前記通信用発光ユニットを発光させる信号を出力するためのポートである
光ビーコン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンに関する。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。
このうち、光ビーコンは、近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向通信が可能である。具体的には、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含むアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信される。
【０００３】
逆に、光ビーコンからは、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が車載機に送信される（例えば、特許文献１参照）。
このため、光ビーコンは、車載機との間で光信号を投受光する投受光器（以下、「ビーコンヘッド」ともいう。）を車線ごとに備えている。各ビーコンヘッドの筐体内には、ダウンリンク光を道路に向けて送出する発光素子と、車載機が送出したアップリンク光を受信する受光素子とを有する光通信用の送受信ユニットが搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の車線ごとにビーコンヘッドを設置する光ビーコンでは、発光制御を行う場合、複数のビーコンヘッドに対して行う必要がある。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、複数のビーコンヘッドに対する発光制御処理を実行可能な光ビーコン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】
【０００７】
（１）  本発明の一態様に係る光ビーコンは、通信用発光ユニットをそれぞれ有する複数の光ビーコンヘッドと、複数の光ビーコンヘッドに対する光ビーコン制御機とを備える。複数の光ビーコンヘッドは、通信用発光ユニットの発光制御をするためのスイッチング素子をそれぞれ備え、光ビーコン制御機は、制御基板を備え、制御基板は、複数の第１出力ポートと、第２出力ポートと、を有し、複数の第１出力ポートは、個別の信号線により各スイッチング素子とそれぞれ接続され、各スイッチング素子への制御信号をそれぞれ出力するためのポートであり、第２出力ポートは、分岐した信号線により複数のスイッチング素子を介して複数の光ビーコンヘッドの通信用発光ユニットと接続され、複数の光ビーコンヘッドの通信用発光ユニットを発光させる信号を出力するためのポートである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数のビーコンヘッドに対する発光制御処理を実行可能な光ビーコンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】路車間通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの設置部分を上から見た道路の平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域と入射領域を示す道路の側面図である。
【図４】上りフレームのフレーム構成図である。
【図５】下りフレームのフレーム構成図である。
【図６】通信領域で行われる路車間通信の一例を示すシーケンス図である。
【図７】光ビーコンに適用可能なダウンリンク光の発光の停止及び開始タイミングの一例を示すタイムチャートである。
【図８】発光制御処理を車線ごとに実行可能な光ビーコンの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図９】発光制御処理を車線ごとに実行可能な光ビーコンの内部構成の別例を示すブロック図である。
【図１０】発光制御処理を車線ごとに実行可能な光ビーコンの内部構成の別例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明の実施形態の概要＞
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
（１）  本実施形態の光ビーコンは、通信用発光ユニットをそれぞれ有する複数の光ビーコンヘッドと、複数の光ビーコンヘッドに対する光ビーコン制御機とを備える。複数の光ビーコンヘッドは、通信用発光ユニットの発光制御をするためのスイッチング素子をそれぞれ備え、光ビーコン制御機は、制御基板を備え、制御基板は、複数の第１出力ポートと、第２出力ポートと、を有し、複数の第１出力ポートは、個別の信号線により各スイッチング素子とそれぞれ接続され、各スイッチング素子への制御信号をそれぞれ出力するためのポートであり、第２出力ポートは、分岐した信号線により複数のスイッチング素子を介して複数の光ビーコンヘッドの通信用発光ユニットと接続され、複数の光ビーコンヘッドの通信用発光ユニットを発光させる信号を出力するためのポートである。
【００１１】
本実施形態の光ビーコンによれば、ビーコン制御機が各々のビーコンヘッドに対する発光制御処理を当該ビーコンヘッドごとに実行可能となる。
【００１２】
＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。
本実施形態では、車載機２から光ビーコン４に向けて送出される上りフレーム又はこれにより伝送する情報を、「アップリンク情報」又は「アップリンク信号」という場合がある。また、光ビーコン４から車載機２に向けて送出される下りフレーム又はこれにより伝送する情報を、「ダウンリンク情報」又は「ダウンリンク信号」という場合がある。
【００１３】
〔システムの全体構成〕
図１は、本実施形態に係る路車間通信システムの概略構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態の光ビーコン４の設置部分を上から見た道路Ｒの平面図である。
図１に示すように、本実施形態の路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する車両２０（図３参照）に搭載された車載機２とを備える。
【００１４】
交通管制システム１は、交通管制室等に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを備えている。光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で無線通信を行うことができる。
光ビーコン４は、通信制御などを行うビーコン制御機（通信制御部）７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図１の例では４つ）のビーコンヘッド（投受光器）８とを有する。
【００１５】
ビーコン制御機７は、インフラ側の通信部６に接続されており、通信部６は、電話回線等の通信回線５によって中央装置３と接続されている。
通信部６は、例えば、信号灯器の灯色を制御する交通信号制御機や、インフラ側における交通情報の中継処理を行う情報中継装置等より構成することができる。
【００１６】
本実施形態の光ビーコン４は、全二重通信方式を採用している。すなわち、ビーコン制御機７は、光通信用の発光ユニット１３に対するダウンリンク方向の送信制御と、光通信用の受光ユニット１４に対するアップリンク方向の受信制御を同時に行う。
これに対して、本実施形態の車載機２は、半二重通信方式を採用している。すなわち、後述の車載制御機２１（図３参照）は、光送信部２３に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部２４に対するダウンリンク方向の受信制御とを同時には行わない。
【００１７】
〔光ビーコンの全体構成〕
光ビーコン４のビーコンヘッド８は、光通信用の送受信ユニット１１（光送受信部）と、車両感知用のセンサユニット１２とを筐体９内に備える（図１及び図３参照）。
このように、本実施形態の光ビーコン４では、１つビーコンヘッド８の筐体９に、光通信と車両感知のための各ユニット１１，１２をそれぞれ組み込むことにより、光通信機能と車両感知機能とを併有した構造となっている。
【００１８】
光通信用の送受信ユニット１１は、車載機２との間で光信号を無線で送受信する光トランシーバである。
図１に示すように、送受信ユニット１１は、ダウンリンク光ＤＯ（図３参照）を送出する光通信用の発光ユニット１３と、アップリンク光ＵＯ（図３参照）を受光して電気信号に変換する光通信用の受光ユニット１４とを有する。
【００１９】
光通信用の発光ユニット１３（以下、「通信用発光ユニット１３」ともいう。）は、ビーコン制御機７から送出される下りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をダウンリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）からなる発光素子とを有する。
通信用発光ユニット１３の発光素子は、近赤外線の光信号であるダウンリンク光ＤＯを上流側に向かって斜め下方に送出する。
【００２０】
光通信用の受光ユニット１４（以下、「通信用受光ユニット１４」ともいう。）は、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）等からなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタル信号を生成する受信回路とを有する。
通信用受光ユニット１４の受光素子は、車載機２がビーコンヘッド８の手前で送出した近赤外線の光信号であるアップリンク光ＵＯを受光して電気信号に変換する。通信用受光ユニット１４の受信回路は、変換された電気信号から生成したデジタル信号をビーコン制御機７に送る。
【００２１】
センサユニット１２は、ビーコンヘッド８のほぼ直下を通過する車両２０の存在を非接触で感知するための光感知センサである。
図１に示すように、センサユニット１２は、入射光ＩＯ（図３参照）を送出する車両感知用の発光ユニット１５と、反射光ＲＯ（図３参照）を受光して電気信号に変換する車両感知用の受光ユニット１６とを有する。
【００２２】
車両感知用の発光ユニット１５（以下、「感知用発光ユニット１５」ともいう。）は、所定周期の光パルス信号である入射光ＩＯを下方向に送出する。
車両感知用の受光ユニット１６（以下、「感知用受光ユニット１６」ともいう。）は、上記入射光ＩＯの道路Ｒや車両２０に対する反射光ＲＯを受光し、受光した反射光ＲＯを電気信号に変換してビーコン制御機７に送る。
【００２３】
ビーコン制御機７は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、中央装置３との通信や所定の通信インタフェース規格に従って車載機２と路車間通信を行う通信制御部としての機能と、車両２０の感知制御部としての機能とを有する。
また、ビーコン制御機７は、通信制御や感知制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置（図示せず）に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部及び感知制御部としての機能を実現する。
【００２４】
例えば、ビーコン制御機７は、車両ＩＤの識別値（以下、「ＩＤ値」ともいう。）が未格納である車線通知情報を含むダウンリンク信号（第１の下りフレーム）や、所定の提供情報を含むダウンリンク信号（第１の下りフレーム）を通信用発光ユニット１３に所定周期で常に送出させている。
ビーコン制御機７は、上記ダウンリンク信号の送出を継続しつつ、そのダウンリンク信号の受信を契機として車載機２が送信するであろう、ＩＤ値を含むアップリンク信号（上りフレーム）の受信の有無を判定している。
【００２５】
ビーコン制御機７は、通信用受光ユニット１４によりアップリンク信号の受信を検出すると、そのアップリンク信号から抽出したＩＤ値と車線番号値を格納した車線通知情報と、当該車両２０向けの提供情報とを生成し、生成した各情報を含む１又は複数のダウンリンク信号（第２の下りフレーム）を、通信用発光ユニット１３に所定時間（例えば、２５０〜３５０ｍｓ）だけ送出させる。
【００２６】
そして、ビーコン制御機７は、上記所定時間が経過すると、ダウンリンク信号に含める提供情報の内容を元に戻して、次に到来する車両２０の車載機２からのアップリンク信号の受信を待機する。
なお、ビーコン制御機７は、車両２０の位置及び時刻などの走行軌跡よりなるプローブデータなどの、アップリンク信号に含まれる情報を中央装置３に転送する。
【００２７】
ビーコン制御機７は、所定波長の入射光ＩＯを感知用発光ユニット１５に一定の強度及びパルス周期で常に送出させており、感知用受光ユニット１６が受光する反射光ＲＯの受光強度が閾値以上か否かにより、車両２０の存在を感知する。
すなわち、ビーコン制御機７は、感知用受光ユニット１６において閾値以上の反射光ＲＯの受光強度が検出された場合に、車両２０の感知信号を生成し、その感知信号を中央装置３に送信する。なお、この閾値は固定値とは限らず、例えば、反射光ＲＯの受光強度に応じた追従処理によって変動することもある。
【００２８】
〔光ビーコンの設置状態〕
図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されている。
光ビーコン４は、各車線Ｒ１〜Ｒ４にそれぞれ対応して設けられた複数の前記ビーコンヘッド８と、これらのビーコンヘッド８を一括制御する通信制御部である１台の前記ビーコン制御機７とを備える。
【００２９】
ビーコン制御機７は、道路Ｒの左側の歩道部分に立設した支柱１７に設置されている。各ビーコンヘッド８は、支柱１７から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー（梁部材）１８に取り付けられ、各車線Ｒ１〜Ｒ４のほぼ中心位置の直上に配置されている。
ビーコンヘッド８の通信用発光ユニット１３は、自機の直下よりも車両進行方向の上流側に向けてダウンリンク光ＤＯを発光する。これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ビーコンヘッド８の上流側に設定される。
【００３０】
ビーコンヘッド８の感知用発光ユニット１５は、自機のほぼ直下に向けて入射光ＩＯを発光する。これにより、道路Ｒの所定の車線Ｒ１〜Ｒ４を通行する車両２０の感知エリアである入射領域Ｂが当該ビーコンヘッド８のほぼ直下に設定される。
【００３１】
〔光ビーコンの通信領域と入射領域〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａと入射領域Ｂを示す道路Ｒの側面図である。
図３に示すように、送受信ユニット１１の通信領域Ａは、車載機２によるダウンリンク光ＤＯの受光可能範囲であるダウンリンク領域ＤＡ（実線のハッチング部分）と、ビーコンヘッド８によるアップリンク光ＵＯの受光可能範囲であるアップリンク領域ＵＡ（破線のハッチング部分）とから構成されている。
【００３２】
２００１年８月３日策定のＵＴＭＳ（Universal Traffic Management Systems）協会の「光学式車両感知器  近赤外線式インタフェース規格  版２」（以下、「旧インタフェース規格」という。）では、各領域ＤＡ，ＵＡの上下流端位置の規格値は次の通りである。
ダウンリンク領域ＤＡの下流端位置ａ０：＋１．３ｍ
アップリンク領域ＵＡの下流端位置ｂ０：ａ０＋２．１ｍ（＝３．４ｍ）
双方領域ＤＡ，ＵＡの上流端位置ｃ０  ：ｂ０＋１．６ｍ（＝５．０ｍ）
【００３３】
２０１６年１月２８日策定のＵＴＭＳ協会の「高度化光ビーコン  近赤外線式インタフェース規格  版４」（以下、「新インタフェース規格」という。）では、各領域ＤＡ，ＵＡの上流端位置の規格値（一般道路の場合）は次の通りである。
ダウンリンク領域ＤＡの下流端位置ａ０：＋０．７０ｍ
アップリンク領域ＵＡの下流端位置ｂ０：ａ０＋２．７０ｍ（＝３．４０ｍ）
双方領域ＤＡ，ＵＡの上流端位置ｃ０  ：ｂ０＋２．６４ｍ（＝６．０４ｍ）
各位置ａ０〜ｃ０の規格値は、道路面からの高さＨが１．０ｍの基準面における投受光器８の直下位置（原点Ｏ）から上流方向を正の数とした場合の値である。
【００３４】
旧インタフェース規格では、車載機２が送信するアップリンク光ＵＯの伝送速度は６４ｋｂｉｔ／ｓのみであり、車載機２が受信するダウンリンク光ＤＯの伝送速度は１０２４ｋｂｉｔ／ｓのみである。
これに対して、新インタフェース規格では、ダウンリンク光ＤＯの伝送速度は従来通りであるが、アップリンク光ＵＯの伝送速度が高低２種類のマルチレート（低速が６４ｋｂｉｔ／ｓでかつ高速が２５６ｋｂｉｔ／ｓ）に変更されている。
【００３５】
従って、新インタフェース規格に従う光ビーコン４は、従来通りの低速アップリンク受信と新たな高速アップリンク受信とが可能なマルチレート対応の光ビーコン（「新光ビーコン」又は「高度化光ビーコン」と呼ばれる。）である。
また、新インタフェース規格に従う車載機２は、従来通りの低速アップリンク送信と新たな高速アップリンク送信とが可能なマルチレート対応の車載機（「新車載機」又は「高度化車載機」と呼ばれる。）である。
【００３６】
本実施形態においては、光ビーコン４及び車載機２の双方が高速アップリンク通信に対応する機器であるものとする。
すなわち、本実施形態では、光ビーコン４が新光ビーコン（高度化光ビーコン）であり、車載機２が新車載機（高度化光車載機）である場合を想定している。
【００３７】
センサユニット１２の入射領域Ｂは、感知用発光ユニット１５が道路Ｒに向けて入射する入射光ＩＯの照射範囲である。
入射領域Ｂの道路幅方向の中心は、ビーコンヘッド８に対応する車線Ｒ１〜Ｒ４の道路幅方向の中心とほぼ等しい位置にある。なお、入射光ＩＯの発光方向Ｖ１は、通常、鉛直方向に対して所定角度α（例えば、４．５°）だけ上流側（プラス側）に指向させるが、鉛直方向に対して所定角度だけ下流側（マイナス側）に指向させてもよい。
【００３８】
〔車載機の構成〕
図３に示すように、本実施形態の車載機２は、車載制御機（通信制御部）２１と車載ヘッド（光送受信部）２２とを備える。車載ヘッド２２の内部には、光送信部２３と光受信部２４が収容されている。
光送信部２３は、近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク方向の光信号）を発光する発光素子を有し、光受信部２４は、近赤外線よりなるダウンリンク光ＵＯ（ダウンリンク方向の光信号）を受光する受光素子を有する。
【００３９】
光送信部２３は、車載制御機２１から出力される上りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をアップリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子とを有する。
光受信部２４は、ダウンリンク方向の光信号を光電変換して電気信号を出力するフォトダイオード等よりなる受光素子と、出力された電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを有する。
【００４０】
車載制御機２１は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、光ビーコン４との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、車載制御機２１は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置（図示ぜず）に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。
【００４１】
車載制御機２１は、アップリンクデータとして、自車両の走行データ（例えば、通過位置と通過時刻を時系列に並べた走行軌跡データであるプローブ情報など）を生成して、光送信部２３にアップリンク送信させる機能も有する。
この場合、新インタフェース規格のようにアップリンク速度を高速化すれば、より多くのプローブ情報（走行軌跡を記録する道路区間を長くしたり、同一道路区間における通過位置と通過時刻の記録密度を高くしたりした情報）を送信することが可能になる。
【００４２】
本実施形態の車載制御機２１は、上記ＣＰＵを含む本体制御部とは別に、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）等を含む簡易制御部を設けた回路構成であってもよい。
この簡易制御部は、例えば、光受信部２４が何らかの下りフレームを受信した場合に、自車両の車両ＩＤを含む上りフレーム（従来の伝送速度６４ｋｂｉｔ／ｓの上りフレーム）を１つだけ、光送信部２３にアップリンク送信させる機能を有する。
【００４３】
〔上りフレームのフレーム構成〕
図４は、上りフレームのフレーム構成図である。
図４に示すように、上りフレームの格納領域には、先頭から順に、フレームの区切りを認識するための同期用の伝送制御部（以下、「同期部」という。）、ヘッダ部、実データ部、及びＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check ）用の伝送制御部（以下、「ＣＲＣ部」という。）が含まれる。
【００４４】
上りフレームでは、同期部に１バイトが割り当てられ、ヘッダ部に１０バイトが割り当てられ、実データ部に最大５９バイトが割り当てられ、ＣＲＣ部には４バイト（１バイトのアイドル部＋２バイトのＣＲＣ＋１バイトの最終同期部）が割り当てられている。
上りフレームのヘッダ部には、「サブシステムキー情報数」、「車両ＩＤ」、「車載機種別」、「情報種別」、「最終フレームフラグ」及び「同一情報種別内フレーム番号」などの格納領域が含まれる。
【００４５】
「サブシステムキー情報数」（以下、「情報数」と略記することがある。）には、実データ部の先頭から順に格納する「サブシステムキー情報」の数が格納される。
すなわち、情報数がゼロの場合は、実データ部に「サブシステムキー情報」が含まれず、情報数が「１」の場合は、実データ部に１つの「サブシステムキー情報」が含まれ、情報数が「ｎ」の場合は、実データ部にｎ個の「サブシステムキー情報」が含まれる。
【００４６】
上記の「サブシステムキー情報」は、光ビーコン４が、公共車両優先システム（ＰＴＰＳ）、車両運行管理システム（ＭＯＣＳ）、現場急行支援システム（ＦＡＳＴ）及び安全運転支援システム（ＤＳＳＳ）などのダウンリンク情報の付加情報を選択するためのキー情報である。
車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格のどのシステムに対応しているかに応じて、「サブシステムキー情報数」と「サブシステムキー情報」の内容を決定する。
【００４７】
例えば、車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格の１つのシステムに対応する場合は、ヘッダ部の「サブシステムキー情報数」の値を「１」に設定し、当該１つのシステムの規格に従った内容の「サブシステムキー情報（１）」を、実データ部に格納する。
また、車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格の２つのシステムに対応する場合は、ヘッダ部の「サブシステムキー情報数」の値を「２」に設定し、当該２つのシステムの規格にそれぞれ従った内容の「サブシステムキー情報（１）」及び「サブシステムキー情報（２）」を、実データ部に格納する。
【００４８】
「サブシステムキー情報」のデータ形式は、各々のシステムの規格によって相違するので詳細は割愛するが、例えば、安全運転支援システム（ＤＳＳＳ）の場合には、ブレーキ状態、ターンシグナル状態、ハザード状態、車速、進行方向、加減速度及びアクセルペダル位置などの情報が含まれる。
【００４９】
光ビーコン４は、アップリンク情報に含まれる「サブシステムキー情報」の種別により、車載機２が、ＵＴＭＳ規格に含まれるどのシステムに対応するかを判断し、当該システムの規格に応じた提供情報を、下りフレームに格納してダウンリンク送信する。この提供情報は、規格上は「特別情報」と呼ばれる。
このように、光ビーコン４は、「サブシステムキー情報」の種別に基づいて、アップリンク受信後のダウンリンク情報に含める「特別情報」の種類を決定する。
【００５０】
「車両ＩＤ」は、車載機２が自身で生成した、或いは、光ビーコン４が自動生成して車載機２に通知した車両ＩＤの識別値（数値でも記号でもよい。）を格納する領域である。車載機２は、アップリンク送信時に記憶する車両ＩＤの値を、上りフレームのヘッダ部の車両ＩＤに格納する。
「車載機種別」は、車載機２の種別を格納する領域である。「情報種別」は、アップリンク情報の種別を格納する領域である。新インタフェース規格では、これらの領域の値により、アップリンク送信主体の新旧と、アップリンク情報が高速か低速かを表す。
【００５１】
具体的には、車載機２は、低速の上りフレームを送信する場合は、「車載機種別」に新車載機を示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に所定値（例えば、「１」）を格納する。
また、車載機２は、高速の上りフレームを送信する場合は、「車載機種別」に新車載機を示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に所定値（例えば、「４」）を格納する。
【００５２】
従って、光ビーコン４は、受信した上りフレームの車載機種別の値が「６」でかつ情報種別の値が「１」の場合は、新車載機からの低速フレームであると判定でき、受信した上りフレームの車載機種別の値が「６」でかつ情報種別の値が「４」の場合は、新車載機からの高速フレームであると判定できる。
なお、旧車載機の場合は、車載機種別の値を「６」以外に設定するので、光ビーコン４は、「車載機種別」の値が「６」以外の上りフレームを受信した場合は、通信相手が高速アップリンク送信に非対応の旧車載機であると判定できる。
【００５３】
「最終フレームフラグ」は、車載機２が送信する１又は複数の上りフレームのうち、どれが最終フレームであるかを示すための格納領域である。
例えば、車載機２は、複数の上りフレームを連続送信する場合は、そのうちの最後の上りフレームの「最終フレームフラグ」にのみ所定のフラグ値（例えば、「１」）を格納し、それ以外の上りフレームにはそのフラグ値を格納しない。また、車載機２は、上りフレームを１つだけ送信する場合には、当該上りフレームに最終フレームフラグを立てる。
【００５４】
「同一情報種別内フレーム番号」は、同じ情報種別の情報を１つの上りフレームで送信する、或いは、複数の上りフレームに分割して連続送信する場合の、当該上りフレームの順序番号である。
車載機２が連続送信することができる上りフレームの数は、最大で１６フレームと規定されている。従って、車載機２は、例えば１６個の上りフレームを連続送信する場合は、先頭の上りフレームから順に１〜１６までの番号値を「同一情報種別内フレーム番号」に格納する。なお、１フレーム送信の場合にも当該フレーム番号に番号値が付される。
【００５５】
〔下りフレームのフレーム構成〕
図５は、下りフレームのフレーム構成図である。
図５に示すように、下りフレームの格納領域にも、上りフレームのフレーム構成（図４）の場合と同様に、先頭から順に、同期部、ヘッダ部、実データ部、及びＣＲＣ部が含まれる。
【００５６】
下りフレームでは、同期部に１バイトが割り当てられ、ヘッダ部に５バイトが割り当てられ、実データ部に１２３バイトが割り当てられ、ＣＲＣ部に４バイト（１バイトのアイドル部＋２バイトのＣＲＣ＋１バイトの最終同期部）が割り当てられている。
下りフレームのヘッダ部には、「情報種別」、「最終フレームフラグ」及び「同一情報種別内フレーム番号」などの格納領域が含まれる。
【００５７】
「情報種別」は、光ビーコン４が車両２０に提供するダウンリンク情報の種別を格納する領域である。「情報種別」には、提供情報の種別に応じて予め設定されたＩＤ値である１〜６３までの数値が格納される。
【００５８】
「最終フレームフラグ」は、光ビーコン４が送信する同一情報種別である１又は数の下りフレームのうち、どれが最終フレームであるかを示すための格納領域である。
例えば、光ビーコン４は、１回のダウンリンク周期に連続送信する同一情報種別である複数の下りフレームのうち、最後の下りフレームの「最終フレームフラグ」にのみ所定のフラグ値（例えば、「１」）を格納し、それ以外の同一情報種別の下りフレームにはそのフラグ値を格納しない。また、光ビーコン４は、下りフレームを１つだけ送信する場合には、当該下りフレームに最終フレームフラグを立てる。
【００５９】
「同一情報種別内フレーム番号」は、同じ種別の情報を１つの下りフレームで送信する、或いは、複数の下りフレームに分割して連続送信する場合の、当該下りフレームの順序番号である。
光ビーコン４が１つの提供情報を連続送信する場合の下りフレーム数は最大で８０フレーム（車線通知情報を格納する先頭フレームを含む。）と規定されている。従って、光ビーコン４は、例えば８０個の下りフレームを連続送信する場合は、先頭の下りフレームから順に１〜８０までの番号値を「同一情報種別内フレーム番号」に格納する。なお、１フレーム送信の場合にも当該フレーム番号に番号値が付される。
【００６０】
下りフレームの実データ部に含める車載機２への提供情報は、光ビーコン４が車載機２から低速の上りフレームを受信する前と後とで情報の種別が変化し得る。
すなわち、光ビーコン４は、低速の上りフレームの受信前後において車載機２に対する提供情報の内容を切り替えることができる。
【００６１】
具体的には、光ビーコン４は、低速の上りフレームを受信する前（低速アップリンク受信前）に送信する下りフレーム（以下、「第１の下りフレーム」という。）には、２０１６年１月２８日に策定されたＵＴＭＳ協会の「高度化光ビーコン  近赤外線式ＡＭＩＳ用通信アプリケーション規格  版３」（以下、「通信アプリケーション規格（版３）」という。）において、アップリンク情報の提供を条件としないと規定された情報（「現在位置情報」など）を実データ部に含めることができる。
【００６２】
また、光ビーコン４は、低速の上りフレームを受信した後（低速アップリンク受信後）に送信する下りフレーム（以下、「第２の下りフレーム」という。）には、通信アプリケーション規格（版３）において、アップリンク情報の提供を条件としないと規定された情報だけでなく、通信アプリケーション規格（版３）においてアップリンク情報の提供を条件とすると規定された情報（「路線信号情報」など）についても、実データ部に含めることができる。
【００６３】
光ビーコン４は、車載機２への単一情報種別の提供情報が実データ部の容量（１２３バイト）に収まる場合は、１つの下りフレームにより提供情報を車載機２に提供する。
光ビーコン４は、車載機２への単一情報種別の提供情報が実データ部の容量（１２３バイト）に収まらない場合は、複数の下りフレーム（下りフレーム群）に分けて送信することより、提供情報を車載機２に提供する。従って、１つの下りフレームに異なる情報種別のダウンリンク情報が混在することはない。
【００６４】
図５に示すように、第１の下りフレームに含める提供情報の例としては、例えば、「車線通知情報」（ただし、車両ＩＤの識別値が未格納のもの。）及び「現在位置情報」などがある。「車線通知情報」は、車両２０が走行する車線番号を通知する情報であり、「現在位置情報」は、ビーコンヘッド８の設置地点の位置情報（緯度及び経度）である。
「車線通知情報」の格納領域には、「車両ＩＤ」、「車線番号」及び「ビーコン識別フラグ」などが含まれる。光ビーコン４は、アップリンク受信前の第１の下りフレームに含める車線通知情報には、「車両ＩＤ」に識別値（ＩＤ値）を格納していない。
【００６５】
光ビーコン４は、車両ＩＤの識別値（ＩＤ値）を含む低速の上りフレームを車載機２から受信すると、取得したＩＤ値を車線通知情報の「車両ＩＤ」に格納した第２の下りフレーム（以下、この下りフレームを「折り返しフレーム」ともいう。）を生成し、生成した折り返しフレームを連続送信する。
従って、車載機２は、受信した折り返しフレームの車線通知情報に自車両のＩＤ値が含まれているか否かにより、光ビーコン４との通信確立を判定することができる。
【００６６】
光ビーコン４は、アップリンク情報を取得したビーコンヘッド８に対応する車線番号値を、折り返しフレームに含まれる車線通知情報の「車線番号」に記す。
従って、車載機２は、受信した折り返しフレームの車線通知情報に含まれる車線番号値から、自車両がどの車線を走行中かを判定することができる。
【００６７】
「ビーコン識別フラグ」は、自機が高速アップリンク受信に対応する機器であるか否かを示す格納領域である。
高速アップリンク受信に対応する光ビーコン４は、下りフレームの「ビーコン識別フラグ」に所定のフラグ値（例えば、「０１」）を格納し、高速アップリンク受信に対応していない旧光ビーコンは、下りフレームの「ビーコン識別フラグ」にそれ以外の値（例えば、「００」）を格納する。
【００６８】
従って、車載機２は、下りフレームの「車線通知情報」に含まれる「ビーコン識別フラグ」の値により、通信相手の光ビーコンが、高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４であるか、非対応の旧光ビーコンであるかを判定することができる。
【００６９】
車線通知情報のフラグフィールドをオン（ビーコン識別フラグ＝０１）にする下りフレームの種類は、第１及び第２の下りフレームの双方であってもよいし、第２の下りフレームのみであってもよいが、図５に示す通り、本実施形態では後者の場合を想定する。
すなわち、本実施形態の光ビーコン４は、第１の下りフレームのフラグフィールドをオフ（ビーコン識別フラグ＝００）に設定し、第２の下りフレームのフラグフィールドをオン（ビーコン識別フラグ＝０１）に設定する。
【００７０】
低速アップリンク受信後に光ビーコン４の送受信ユニット１１が繰り返し送信する下りフレーム群は、１〜８０個の下りフレームで構成され、旧インタフェース規格の場合には、その繰り返し送信の送信可能時間は２５０ｍｓである。
また、下りフレームは、ダウンリンク方向に送出すべきデータ量に応じた任意数のフレームで構成され、上記の送信可能時間の範囲内で繰り返し送信され、下りフレームの送信周期は約１ｍｓである。
【００７１】
従って、例えば、３つの下りフレームで１つの有意なデータ（提供情報）を構成する場合は、その送信周期が約３ｍｓになるので、そのデータは所定の送信可能時間（２５０ｍｓ）内に約８０回繰り返して送信されることになる。
もっとも、新インタフェース規格の光ビーコンでは、ダウンリンク領域ＤＡがビーコンヘッド８の直下付近まで拡大しているので、１〜８０個の下りフレームで構成される下りフレーム群を繰り返し送信する回数を増加させることができる。
【００７２】
図５に示すように、第２の下りフレームに含める提供情報の例としては、例えば、「車線通知情報」（ただし、車両ＩＤの識別値を格納したもの。）、「路線信号情報」及び「旅行速度リンク情報」などがある。
「車線通知情報」は、前述の通りである。「路線信号情報」とは、光ビーコン４の設置地点の下流側に位置する交差点の路線信号情報のことである。「旅行速度リンク情報」とは、光ビーコン４ごとに予め設定された提供リンクの旅行速度情報のことである。
【００７３】
〔通信領域における路車間通信〕
図６は、通信領域Ａで行われる路車間通信の一例を示すシーケンス図である。
図６において、下りフレームＤＬ１は、低速アップリンク受信前の初期状態において光ビーコン４が繰り返し送信する下りフレーム（第１の下りフレーム）である。
下りフレームＤＬ２は、低速アップリンク受信後に光ビーコン４が繰り返し送信する下りフレーム（第２の下りフレーム）である。
【００７４】
上りフレームＵＬ１は、下りフレームＤＬ１の受信に応じて車載機２が送信する低速の上りフレームである。低速の上りフレームＵＬ１を「低速フレームＵＬ１」ともいう。
上りフレームＵＬ２は、下りフレームＤＬ２の受信に応じて車載機２が送信する高速の上りフレームである。高速の上りフレームＵＬ２を「高速フレームＵＬ２」ともいう。
白丸を付したフレームは、車両ＩＤにＩＤ値が未格納であるフレームを示し、黒丸を付したフレームは、車両ＩＤにＩＤ値が格納されたフレームであることを示す。
【００７５】
図６において、Ｕ０〜Ｕ３は、車載機２がアップリンク送信する複数の上りフレーム（上りフレーム群）ＵＬ１，ＵＬ２を示している。
図６では、上りフレーム群のフレーム数が４フレームの場合を例示しているが、フレーム数は４つに限定されるものではない。例えば、上りフレーム群は、高速フレームＵＬ２が３つ以上送信される場合もあるし（規格上は最大１６フレーム）、比較的長いデータ長である高速フレームＵＬ２が１つだけ送信される場合もある。
【００７６】
ハッチングなしの上りフレームＵ０は、伝送速度が低速（６４ｋｂｉｔｐ／ｓ）の低速フレームＵＬ１であることを示し、ハッチングありの上りフレームＵ１〜Ｕ３は、伝送速度が高速（２５６ｋｂｐｓ）の高速フレームＵＬ２であることを示す。
以下の路車間通信の説明では、動作主体が光ビーコン４と車載機２となっているが、実際の通信制御は、光ビーコン４のビーコン制御機（通信制御部）７と、車載機２の車載制御機（通信制御部）２１が実行する。
【００７７】
図６に示すように、光ビーコン４は、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２参照）に対応するすべてのビーコンヘッド８から、車両ＩＤにＩＤ値が未格納である車線通知情報を含む下りフレームＤＬ１を、道路Ｒに向けて所定の送信周期で送信し続けている。
道路Ｒのいずれかの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する車両２０がダウンリンク領域ＤＡに入ると、車載機２が車線通知情報（ＩＤ値なし）を含む下りフレームＤＬ１又はその他の下りフレームＤＬ１を受信する。これにより、車載機２は、自車両が光ビーコン４の通信領域Ａに入ったことを察知する。
【００７８】
この際、車載機２は、車両ＩＤに自車両のＩＤ値を格納し、かつ、車載機種別の値を「６」とした低速フレームＵＬ１（以下、「ＩＤ格納フレームＵ０」ともいう。）を生成し、自機の通信をいったん受信から送信に切り替えて、生成した低速フレームＵＬ１をアップリンク送信する。その後、車載機２は、自機の通信を送信から受信に戻す。
車載機２は、旅行時間情報などの光ビーコン４に提供すべき情報がある場合には、低速フレームＵＬ１（ＩＤ格納フレームＵ０）の実データ部にその情報を格納する。
【００７９】
光ビーコン４は、受信フレームのＣＲＣチェック等を経て上記の低速フレームＵＬ１を正規に受信すると、取得したＩＤ値を車両ＩＤに含みかつビーコン識別フラグの値を「０１」とした車線通知情報を含む下りフレームＤＬ２（以下、「折り返しフレーム」ともいう。）を連続送信する。
光ビーコン４は、上記の車線通知情報を連続送信する期間（インタフェース規格では８±２ｍｓと規定されている。以下、「連送期間」という。）の経過後に、他の提供情報を含む下りフレームＤＬ２の繰り返し送信を所定のダウンリンク周期ごとに実行する。
【００８０】
１回のダウンリンク周期に含まれる複数の下りフレームＤＬ２は、先頭の１つの折り返しフレーム（ＩＤ値ありの車線通知情報を含む下りフレームＤＬ２）と、その後に連続送信される車線通知情報以外のダウンリンク情報を含む１又は複数の下りフレームＤＬ２とからなる。
連送期間の後に行われる下りフレームＤＬ２の繰り返し送信は、所定時間（例えば、３５０ｍｓ）内において可能な限り繰り返される。
【００８１】
１回のダウンリンク周期に含まれる下りフレームＤＬ２は最大８０フレームで構成されるため、ダウンリンク周期の先頭フレームにより送信される車線通知情報は、最も少ない頻度の場合には８０フレームに１つの割合となる。
車載機２は、低速フレームＵ０の後に高速フレームＵ１〜Ｕ３を送信する場合に、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１の間に「送信中断期間」（新インタフェース規格では、最大２０ｍｓと規定されている。）を設けることにより受信態勢となっており、この送信中断期間に折り返しフレームを受信する。
【００８２】
車載機２は、光ビーコン４から受信した下りフレームＤＬ２の中で、車両ＩＤに自車両のＩＤ値が格納された車線通知情報を含むものがあるか否かを判定する。
上記の判定結果が肯定的である場合には、車載機２は、自車両のＩＤ値のループバックが成功したと判断し、上記の送信中断期間が経過するまで自機の通信状態を受信のまま維持する。
【００８３】
上記の判定結果が否定的である間は、車載機２は、自車両のＩＤ値のループバックが成功していないと判断し、自機の通信状態を受信から送信に切り替えて、上りフレームＵＬ１を再送する（図６の破線で示す上りフレームＵ０参照）。
この場合、車載機２は、先に送信した上りフレームＵＬ１の送信後所定時間（例えば、３０ｍ秒）が経過した後に、再び上りフレームＵＬ１を送信する。車載機２は、この再送の動作を自車両のＩＤ値のループバックが成功するまで繰り返す。
【００８４】
車載機２は、送信中断期間に受信した下りフレームＤＬ２に含まれるビーコン識別フラグに基づいて、通信相手が高速アップリンク受信に対応するか非対応であるかを判定し、その判定結果に応じて高速フレームＵ１〜Ｕ３を送信するか否かを決定する。
すなわち、車載機２は、上記の判定結果が肯定的である場合は、送信中断期間の後に高速フレームＵＬ２（Ｕ１〜Ｕ３）を送信し、上記の判定結果が否定的である場合は、高速フレームＵＬ２を送信しない。
【００８５】
〔ダウンリンク光の反射光による問題点とその解決策〕
車線Ｒ１〜Ｒ４（図２参照）ごとに設置された複数のビーコンヘッド８を有する光ビーコン４では、例えば、ある車線Ｒ１のビーコンヘッド８からのダウンリンク光ＤＯの反射光が、他の車線Ｒ２のビーコンヘッド８に到達することがある。
この場合、車線Ｒ２のビーコンヘッド８が、車線Ｒ２を通行する車両２０が送信したアップリンク光ＵＯを反射光の影響によって受信できなくなり、車線Ｒ２における上りフレームＵＬ１，ＵＬ２の受信に失敗する可能性がある。
【００８６】
また、走行車線である車線Ｒ４のビーコンヘッド８が送出したダウンリンク光ＤＯが、街路樹などに反射して同じ車線Ｒ４のビーコンヘッド８に到達することにより、当該車線Ｒ４における上りフレームＵＬ１，ＲＬ２の受信率を悪化させる可能性もある。
特に、高速フレームＵＬ２は、低速フレームＵＬ１に比べて伝送速度がダウンリンク光ＤＯに近いため、低速フレームＵＬ１よりもダウンリンク光ＤＯの反射光の影響をうけ易く、上記の問題点がよりいっそう顕著になると考えられる。
【００８７】
そこで、本実施形態の光ビーコン４では、車載機２から高速フレームＵＬ２を受信する期間に応じて、ビーコンヘッド８によるダウンリンク光ＤＯの発光を一時的に停止する「発光制御処理」（図６参照）を実行する。なお、図６中の仮想線で示す下りフレームＤＬ２は、ダウンリンク光ＤＯの発光が停止された下りフレームを示す。
これにより、高速アップリンク送信に対応する車載機２がアップリンク送信する高速フレームＵＬ２を光ビーコン４が受信し易くなり、ダウンリンク光ＤＯの反射光によって高速アップリンク通信が阻害されるのを抑制することができる。
【００８８】
本実施形態において、ダウンリンク光ＤＯの「発光停止」は、例えば、ビーコン制御機７から通信用発光ユニット１３へのダウンリンク信号（電気信号）の送信を停止して、通信用発光ユニット１３の発光素子による発光を停止させることにより実行できる。
発光停止の実行方法は、ダウンリンク信号の送信停止だけでなく、発光素子への電圧印加の停止、ダウンリンク光ＤＯを物理的に遮光することなど、ビーコンヘッド８の外部にダウンリンク光ＵＯを出さなくできるものであれば手段を問わない。
【００８９】
もっとも、発光ユニット１３による発光を完全になくす場合だけでなく、複数の発光素子のうちの一部を消灯する場合や、調光機能を有する通信用発光ユニット１３の発光素子の発光量を所定値以下に低減させる場合も、「発光停止」の概念に含まれるものとする。
【００９０】
ダウンリンク光ＤＯの発光制御処理は、例えば、１つの車線Ｒ１（図２参照）で停止及び再開条件が成立すると、当該車線Ｒ１についてのみダウンリンクＤＯの発光停止及び発光再開を実行する「第１処理」と、すべての車線Ｒ１〜Ｒ４のダウンリンクＤＯの発光停止及び発光再開を実行する「第２処理」との、２種類の処理が主に考えられ、いずれを採用してもよい。さらに、当該車線Ｒ１を含む一部の車線（例えば当該車線Ｒ１とその隣接車線）についてダウンリンクＤＯの発光停止及び発光再開を実行するようにしてもよいし、当該車線Ｒ１を除く一部または全部の車線についてダウンリンクＤＯの発光停止及び発光再開を実行するようにしてもよい。
本実施形態は、光ビーコン４が第１処理を実行する場合を想定する。
【００９１】
ところで、光ビーコン４による高速フレームＵＬ２の受信開始は、車載機２が送信中断期間に受信する折り返しフレームに対する車載機２の応答速度によって異なる。また、光ビーコン４による高速フレームＵＬ２の受信終了は、車載機２が送信する高速フレームＵＬ２のフレーム数によって異なる。
従って、高速フレームＵＬ２の受信期間に応じてダウンリンクＤＯの発光制御処理を適切に実行するには、妥当な停止及び再開タイミングを予め設定しておく必要がある。
【００９２】
本実施形態のビーコン制御機（通信制御部）７は、以下に説明する停止条件の成立を契機として、通信用発光ユニット１３によるダウンリンク光ＤＯの発光を停止させ、以下に説明する再開条件の成立を契機として、通信用発光ユニット１３によるダウンリンク光ＤＯの発光を再開させる、「発光制御部」としての機能を有する。
【００９３】
〔ダウンリンク光の停止及び再開タイミング〕
図７は、光ビーコン４に適用可能なダウンリンク光ＤＯの発光の停止及び再開タイミングの一例を示すタイムチャートである。
図７において、上段側の棒グラフは、光ビーコン４による下りフレームＤＬ２の送信タイミングを示し、下段側の棒グラフは、光ビーコン４による上りフレームＵＬ１，ＵＬ２の受信タイミングを示す。時間ｔは左側から右側に進行する。
【００９４】
ハッチング付きの下りフレームＤＬ２は、ダウンリンク８０フレーム先頭において車線通知情報を格納する下りフレームであり、ドット付きの下りフレームＤＬ２は、条件成立時点の次の下りフレームである。
図７に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、発光停止のための必要十分条件である停止条件１及び２の少なくとも１つ成立を契機として、通信用発光ユニット（光送信部）１３によるダウンリンク光ＤＯの発光を停止させ、発光再開のための必要十分条件である再開条件１〜３の少なくとも１つの成立を契機として、通信用発光ユニット１３によるダウンリンクＤＯの発光を再開させる。
【００９５】
本実施形態の光ビーコン４において、図７に示す停止条件１及び２だけでなく、更に他の停止条件（後述する図８の停止条件３及びこれ以外の停止条件）も含めていずれかが成立する場合に、ダウンリンクＤＯの発光を停止することにしてもよい。
本実施形態の光ビーコン４において、図７に示す再開条件１〜３だけでなく、更に他の再開条件も含めていずれかが成立する場合に、ダウンリンク光ＤＯの発光を再開することにしてもよい。
【００９６】
以下、図７に示す停止条件１及び２と再開条件１〜３について説明する。なお、以下の説明において、フレームの「受信」とは、当該フレームに対するＣＲＣチェックが完了した時点を意味する。
また、以下の説明では、動作主体が光ビーコン４となっているが、実際の情報処理は光ビーコン４のビーコン制御機（通信制御部）７が実行する。
【００９７】
更に、停止条件１及び２には、高度化車載機であることを示す識別情報（車載機種別の値＝「６」（全二重対応の新車載機を示す「Ｅ」でもよい。））を含む低速フレームＵＬ１を光ビーコン４が受信したことが、前提条件（必要条件）として含まれる。
その理由は、高速フレームＵＬ２の受信不良を解消するには、車載機２が高速フレームＵＬ２を送信して来ることが前提であり、高度化車載機であることを示す識別情報を含む低速フレームＵＬ１を光ビーコン４が受信した場合に、その前提が成立するからである。この点は、図８（変形例）に示す停止条件３の場合も同様である。
【００９８】
（停止条件１及び発光停止１）
図７に示すように、光ビーコン４は、「停止条件１」の成立を契機として「発光停止１」を実行する。すなわち、発光停止１は停止条件１に対応する処理である。
具体的には、停止条件１は、高度化車載機を示す識別情報を含む低速フレームＵＬ１の一例である、例えば車載機種別の値が「６」である低速フレームＵＬ１の受信から所定の遅延期間Ｄ１（例えば１０ｍｓ）が経過したことであり、発光停止１は、停止条件１の成立時点の次の下りフレームＤＬ２の先頭を送信する時点に実行される。
【００９９】
停止条件１において、条件成立時点を低速フレームＵＬ１の受信から遅延期間Ｄ１だけ遅らせる理由は、低速フレームＵＬ１の受信時点で即座にダウンリンク光ＤＯの発光を停止すると、連送期間において車線通知情報（ＩＤ値あり）を送信できなくなる、或いは、送信回数が減少し、車載機２との通信が確立しなくなる可能性が高まるからである。
従って、停止条件１の遅延期間Ｄ１は、インタフェース規格の連送期間（８±２ｍｓ）とほぼ一致することが好ましく、本実施形態では１０ｍｓ（最大値）を採用している。
【０１００】
遅延期間Ｄ１の測定は、ビーコン制御機７に内蔵するタイマーが計時する時間に基づいて行ってもよいし、ビーコン制御機７が連続的に生成する下りフレームＤＬ２（電気信号よりなるダウンリンク信号）のフレーム数に基づいて行ってもよい。
下りフレームＤＬ２の１フレーム分の送信時間は概ね１ｍｓである。従って、遅延期間Ｄ１を１０ｍｓに設定する場合、１０フレーム分のダウンリンク信号を送出した時点で遅延期間Ｄ１が経過したと判断することができる。
【０１０１】
発光停止１が、停止条件１の成立時点の次の下りフレームＤＬ２の先頭を送信する時点に実行される理由は、下りフレームＤＬ２の区切りでダウンリンク光ＤＯの発光を停止すれば、急激な光量低下が他の車線に及ぶことに伴って、他の車線におけるダウンリンク通信が阻害されるのを抑制するためである。
例えば、光ビーコン４が、複数のビーコンヘッド８から下りフレームＤＬ１，ＤＬ２を同期してダウンリンク送信しており、発光停止については、停止条件１が成立した車線（例えば、車線Ｒ１とする）のみで実行する場合を想定する。
【０１０２】
この場合、車線Ｒ１において下りフレームＤＬ２の途中で発光を停止すると、隣接する車線Ｒ２の光量が下りフレームＤＬ２の途中で低下し、車線Ｒ２を走行する車両２０の車載機２が当該下りフレームＤＬ２の受信を失敗する可能性が高くなる。
これに対して、車線Ｒ１において下りフレームＤＬ２の先頭で発光を停止すると、隣接する車線Ｒ２の光量も下りフレームＤＬ２の先頭で低下し、車線Ｒ２を走行する車両２０の車載機２が当該下りフレームＤＬ２の受信を失敗する可能性が低くなる。
【０１０３】
（停止条件２及び発光停止２）
光ビーコン４は、「停止条件２」の成立を契機として「発光停止２」を実行する。すなわち、発光停止２は停止条件２に対応する処理である。
具体的には、停止条件２は、低速フレームＵＬ１の受信後に高速フレームＵＬ２を初めて受信したこと（以下、「初回受信」という。）であり、発光停止２は、停止条件２の成立時点の次の下りフレームＤＬ２の先頭を送信する時点に実行される。
【０１０４】
停止条件２において、高速フレームＵＬ２の初回受信を採用する理由は、最大で１６フレーム送信される高速フレームＵＬ２のうち、初回受信を契機として発光停止を実行すれば、初回受信に係る高速フレームＵＬ２よりも後にアップリンク送信される、残りの高速フレームＵＬ２の受信不良の解消に繋がるからである。
例えば、車載機２が高速フレームＵＬ２を１６フレーム送信し、そのうちの３番目の高速フレームＵＬ２を光ビーコン４が初回受信した場合を想定する。
【０１０５】
この場合、４番目の高速フレームＵＬ２を受信し始めるまでに発光停止を実行すれば、４番目から１６番目までの高速フレームＵＬ２の受信率を向上することができる。
発光停止２が、停止条件２の成立時点の次の下りフレームＤＬ２の先頭を送信する時点に実行される理由は、発光停止１の場合（他の車線におけるダウンリンク通信の阻害を抑制する。）と同様である。
【０１０６】
なお、受信不良を解消する高速フレームＵＬ２のフレーム数を多くするためには、上記の通り、高速フレームＵＬ２の初回受信を契機として発光停止を行うことが好ましいが、高速フレームＵＬ２の複数回（例えば２回など）の受信を契機として、発光停止を行うことにしてもよい。
【０１０７】
本実施形態の光ビーコン４は、停止条件１及び２の双方を採用してもよいし、停止条件１又は２のいずれかを採用してもよい。図７の例では、停止条件２は停止条件１に比べて成立するタイミングが遅いので、停止条件１及び２の双方を採用する場合には、停止条件２は停止条件１のパックアップ的な停止条件となる。
すなわち、停止条件１に基づく発光停止１に失敗しても、停止条件２に基づく発光停止２を実行することにより、ダウンリンク光ＤＯの発光停止を確実に実行できる。
【０１０８】
逆に、遅延期間Ｄ１の設定次第で、停止条件１が停止条件２に比べて成立するタイミングが遅くなる場合には、停止条件１は停止条件２のバックアップ的な停止条件となる。
すなわち、停止条件２に基づく発光停止２に失敗しても、停止条件１に基づく発光停止１を実行することにより、ダウンリンク光ＤＯの発光停止を確実に実行できる。
【０１０９】
本実施形態の光ビーコン４において、発光停止１及び２は、条件成立時点の次の下りフレームＤＬ２の先頭を待たずに、条件成立に応じて即座に実行することにしてもよい。もっとも、停止条件１及び２の成立時点からダウンリンクＤＯの発光が実際に停止されるまでには、ビーコン制御機７での情報処理などに伴う処理遅延が存在する。
また、発光停止１及び２は、条件成立時点の後の下りフレームＤＬ２の区切りで行えばよく、例えば、条件成立時点から見て最初の下りフレームＤＬ２と２番目の下りフレームＤＬ２の区切りで行ってもよい。
【０１１０】
（再開条件１及び発光再開１）
図７に示すように、光ビーコン４は、「再開条件１」の成立を契機として「発光再開１」を実行する。すなわち、発光再開１は再開条件１に対応する処理である。
具体的には、再開条件１は、発光停止中において、高速フレームＵＬ２の初回受信から所定の遅延期間Ｄ２が経過したことであり、発光再開１は、再開条件１の成立時点の次の下りフレームＤＬ２の先頭を送信する時点に実行される。
【０１１１】
再開条件１において、初回受信の高速フレームＵＬ２に含まれる「同一情報種別内フレーム番号」を利用すれば、複数の高速フレームＵＬ２よりなる上りフレーム群の最終フレームの受信完了以後の終期を有する、遅延期間Ｄ２を算出することができる。例えば、光ビーコン４は、下式により遅延期間Ｄ２を算出すればよい。
遅延期間Ｄ２＝（１６−フレーム番号値）×１フレーム送信時間
【０１１２】
上記の算出式において、「１フレーム送信時間」は、車載機２が１つの高速フレームＵＬ２を送信するのに必要な時間（＝約２．３ｍｓ）であり、本実施形態では、これにマージンを考慮して３．０ｍｓに設定している。
従って、例えば、初回受信に係る高速フレームＵＬ２のフレーム番号の値が「５」の場合には、遅延期間Ｄ２＝（１６−５）×３ｍｓ＝３３ｍｓとなり、初回受信から３３ｍｓを加算した時点が再開条件１の成立時点となる。
【０１１３】
マージンを１フレーム送信時間に付加するのではなく、乗算後のトータル秒数にマージンαを付加することにしてもよい。すなわち、下記の式により遅延期間Ｄを算出することにしてもよい。
遅延期間Ｄ２＝（１６−５）×２．３ｍｓ＋α≒２５．３ｍｓ＋α＝２６．０ｍｓ
【０１１４】
上記のように、複数の高速フレームＵＬ２よりなる上りフレーム群の最終フレーム（規格上の最大フレーム数である１６フレーム）の受信完了以後の終期を有する遅延期間Ｄ２を採用すれば、初回受信以後の残りのすべての高速フレームＵＬ２の受信不良を抑制できるようになる。
もっとも、遅延期間Ｄ２を、高速フレームＵＬ２の残りの受信時間をカバーし得る固定の時間長に設定することにしてもよい。固定の時間長としては、例えば、車載機２が高速フレームＵＬ２の連続送信する場合の最大時間（＝３８ｍｓ：アイドル５バイト＋１６フレームの送信時間）を採用すればよい。
【０１１５】
固定の時間長は、残りフレーム数に応じた複数の設定値として、テーブル形式で定めておいてもよい。残りフレーム数に応じた複数の設定値の一例は、次の通りである。
残り１５フレーム：１５×２．３＝３４．５ｍｓ→３５ｍｓを設定値とする。
残り１４フレーム：１４×２．３＝３２．２ｍｓ→３３ｍｓを設定値とする。
残り１３フレーム：１３×２．３＝２９．９ｍｓ→３０ｍｓを設定値とする。
（中略）
残り２フレーム：２×２．３＝４．６ｍｓ→５ｍｓを設定値とする。
残り１フレーム：１×２．３＝２．３ｍｓ→３ｍｓを設定値とする。
【０１１６】
遅延期間Ｄ２の測定は、遅延期間Ｄ１と同様に、ビーコン制御機７のタイマーが計時する時間に基づいて行ってもよいし、ビーコン制御機７が連続的に送出する下りフレームＤＬ２（電気信号よりなるダウンリンク信号）のフレーム数に基づいて行ってもよい。
下りフレームＤＬ２の１フレーム分の送信時間は概ね１ｍｓである。従って、遅延期間Ｄ１を３３ｍｓに設定する場合、３３フレーム分のダウンリンク信号を送出した時点で遅延期間Ｄ２が経過したと判断することができる。
【０１１７】
発光再開１が、再開条件１の成立時点の次の下りフレームＤＬ２の先頭を送信する時点に実行される理由は、下りフレームＤＬ２の区切りでダウンリンク光ＤＯの発光を再開すれば、急激な光量増加が他の車線に及ぶことに伴って、他の車線におけるダウンリンク通信が阻害されるのを抑制するためである。
例えば、光ビーコン４が、複数のビーコンヘッド８から下りフレームＤＬ１，ＤＬ２を同期してダウンリンク送信しており、発光再開については、再開条件１が成立した車線（例えば、車線Ｒ１とする）のみで実行する場合を想定する。
【０１１８】
この場合、車線Ｒ１において下りフレームＤＬ２の途中で発光を再開すると、隣接する車線Ｒ２の光量が下りフレームＤＬ２の途中で増加し、車線Ｒ２を走行する車両２０の車載機２が当該下りフレームＤＬ２の受信で失敗する可能性が高くなる。
これに対して、車線Ｒ１において下りフレームＤＬ２の先頭で発光を再開すると、隣接する車線Ｒ２の光量も下りフレームＤＬ２の先頭で増加し、車線Ｒ２を走行する車両２０の車載機２が当該下りフレームＤＬ２の受信を失敗する可能性が低くなる。
【０１１９】
（再開条件２及び発光再開２）
図７に示すように、光ビーコン４は、「再開条件２」の成立を契機として「発光再開２」を実行する。すなわち、発光再開２は再開条件２に対応する処理である。
具体的には、再開条件２は、発光停止中において、低速フレームＵＬ１を受信した当該車線において更に低速フレームＵＬ１（図７中の破線で示すＵＬ１）を受信したことであり、発光再開２は、再開条件２の成立時点の次の下りフレームＤＬ２の先頭を送信する時点に実行される。
【０１２０】
再開条件２において、更に低速フレームＵＬ１を受信したことを採用する理由は、発光停止中に別の車両２０が通信領域Ａに進入し、当該車両２０の車載機（新旧いずれでもよい。）が低速フレームＵＬ１を送信してきた場合や、同じ車両２０が低速フレームＵＬ１を再送してきた場合には、これらの車両２０との通信を確立するために、ダウンリンク光ＤＯの発光を再開する必要があるからである。
【０１２１】
なお、別の車両２０が送信して来る低速フレームＵＬ１としては、例えば、発光停止中の車線（例えば、車線Ｒ１とする。）のビーコンヘッド８で受信される低速フレームＵＬ１が考えられる。また、別の車両２０が送信して来る低速フレームＵＬ１は、発光停止中の車線Ｒ１ではない他の車線Ｒ２〜Ｒ４のビーコンヘッド８で受信される低速フレームＵＬ１でであってもよい。
【０１２２】
発光再開２が、再開条件２の成立時点の次の下りフレームＤＬ２の先頭を送信する時点に実行される理由は、発光再開１の場合（他の車線におけるダウンリンク通信の阻害を抑制する。）と同様である。
【０１２３】
（再開条件３及び発光再開３）
図７に示すように、光ビーコン４は、「再開条件３」の成立を契機として「発光再開３」を実行する。すなわち、発光再開３は再開条件３に対応する処理である。
具体的には、再開条件３は、ダウンリンク光ＤＯの実際の発光停止（図例では、発光停止１）から所定の遅延期間Ｄ３（例えば４５ｍｓ）が経過したことであり、発光再開３は、再開条件３の成立時点の次の下りフレームＤＬ２の先頭を送信する時点に実行される。
【０１２４】
再開条件３において、ダウンリンク光ＤＯの発光停止を採用する理由は、実際の発光停止時点を再開条件の基準とすれば、停止条件１又は２が成立した時点で発光再開３を実行する時点も自動的に定まることから、例えば、高速フレームＵＬ２の初回受信があったことが前提となる再開条件１の場合に比べて、ビーコン制御機７による発光再開の処理が簡便になるからである。
【０１２５】
遅延期間Ｄ３の測定は、遅延期間Ｄ１と同様に、ビーコン制御機７のタイマーが計時する時間に基づいて行ってもよいし、ビーコン制御機７が連続的に送出する下りフレームＤＬ２（電気信号よりなるダウンリンク信号）のフレーム数に基づいて行ってもよい。
下りフレームＤＬ２の１フレーム分の送信時間は概ね１ｍｓである。従って、遅延期間Ｄ３を４５ｍｓに設定する場合、４５フレーム分のダウンリンク信号を送出した時点で遅延期間Ｄ３が経過したと判断することができる。
【０１２６】
本実施形態の光ビーコン４は、再開条件１及び３の双方を採用してもよいし、再開条件１及び３のいずれかを採用してもよい。図７の例では、再開条件３は再開条件１に比べて成立するタイミングが遅いので、再開条件１及び３の双方を採用する場合には、再開条件３は再開条件１のパックアップ的な再開条件となる。
すなわち、再開条件１に基づく発光再開１に失敗しても、再開条件３に基づく発光再開３を実行することにより、ダウンリンク光ＤＯの発光再開を確実に実行できる。
【０１２７】
逆に、遅延期間Ｄ２，Ｄ３の設定次第で、再開条件１が再開条件３に比べて成立するタイミングが遅くなる場合には、再開条件１は再開条件３のバックアップ的な再開条件となる。
すなわち、再開条件３に基づく発光再開３に失敗しても、再開条件１に基づく発光再開１を実行することにより、ダウンリンク光ＤＯの発光再開を確実に実行できる。
【０１２８】
なお、再開条件２に基づく発光再開２は、発光停止中に別の低速フレームＵＬ１を受信するという、例外処理的な要素がある。
従って、本実施形態の光ビーコン４は、再開条件２のみを単独で採用することはできない。すなわち、再開条件２は、再開条件１及び３の少なくとも１つとともに採用すべき再開条件である。
【０１２９】
本実施形態の光ビーコン４において、発光再開１〜３は、条件成立時点の次の下りフレームＤＬ２の先頭を待たずに、条件成立に応じて即座に実行することにしてもよい。もっとも、再開条件１〜３の成立時点からダウンリンクＤＯの発光が実際に再開されるまでには、ビーコン制御機７での情報処理などに伴う処理遅延が存在する。
また、発光再開１〜３は、条件成立時点の後の下りフレームＤＬ２の区切りで行えばよく、例えば、条件成立時点から見て最初の下りフレームＤＬ２と２番目の下りフレームＤＬ２の区切りで行ってもよい。
【０１３０】
〔光ビーコンの内部構成〕
図８は、発光制御処理を車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに実行可能な光ビーコン４の内部構成の一例を示すブロック図である。
図８に示すように、光ビーコン４のビーコン制御機７は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）よりなる制御部３１を有する制御基板３２と、ダウンリンク信号（電気信号）の伝送路である信号線３３を取り纏める端子台基板３４とを備える。制御部３１は、ＦＰＧＡの代わりに通信ＩＣなどで構成してもよい。
【０１３１】
車線Ｒ１〜Ｒ４に対応するビーコンヘッド８の内部には、通信用発光ユニット１３と感知用発光ユニット１５がそれぞれ収容されている。
制御部３１は、ダウンリンク信号を送出する複数（図例では４つ）の出力ポートを備え、各出力ポートに信号線３３が接続されている。それらの信号線３３は、それぞれビーコンヘッド８の通信用発光ユニット１３に接続されている。
【０１３２】
すなわち、車線Ｒ１用のダウンリンク信号１を送出する出力ポートは、信号線３３によって車線Ｒ１のビーコンヘッド８の通信用発光ユニット１３に接続されている。
同様に、車線Ｒ２〜Ｒ４用のダウンリンク信号２〜４を送出する出力ポートは、信号線３３によって車線Ｒ２〜Ｒ４のビーコンヘッド８の通信用発光ユニット１３にそれぞれ接続されている。
【０１３３】
制御部３１は、ダウンリンク信号１〜４を同期させる同期処理を実行可能であるとともに、発光制御処理については車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに実行可能となるようにプログラミングされている。
例えば、制御部３１は、車線Ｒ１における低速フレームＵＬ１の受信などよる発光停止及び発光再開については、車線Ｒ１に対応するダウンリンク信号１の送信停止及び送信再開によって実行する。
【０１３４】
このように、車線Ｒ１〜Ｒ４に対応するダウンリンク信号１〜４を独立して出力する出力ポートを備えており、発光制御処理を車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに実行可能な制御部３１を採用すれば、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに発光制御処理を実行可能な光ビーコン４を製作することができる。
【０１３５】
図８に示すように、信号線３３はビーコンヘッド８の内部で分岐しており、信号線３３から分岐する破線で示す分岐線３５は感知用発光ユニット１５に接続されている。
従って、図８の光ビーコン４は、車両感知のための入射光ＩＯをダウンリンク光ＤＯと同期させるタイプの光ビーコンである。従って、ダウンリンク光ＤＯと非同期の入射光ＩＯを独自に生成する感知用発光ユニット１５を採用する場合には、分岐線３５は不要である。この点は、後述する図９及び図１０の光ビーコン４においても同様である。
【０１３６】
図９は、発光制御処理を車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに実行可能な光ビーコン４の内部構成の別例を示すブロック図である。
図９の光ビーコン４では、制御部３１は、ダウンリンク信号の出力ポートを１つだけ有する。出力ポートに接続されたダウンリンク信号の信号線３３は、端子台基板３４において複数に分岐し、各々の分岐線が各車線Ｒ１〜Ｒ４の通信用発光ユニット１３にそれぞれ接続されている。
【０１３７】
従って、制御部３１が出力するダウンリンク信号は、端子台基板３４の内部で分岐して各車線Ｒ１〜Ｒ４の通信用発光ユニット１３にそれぞれ伝送される。
各車線Ｒ１〜Ｒ４のビーコンヘッド８には、信号線３３による信号伝送をオンオフするスイッチング素子３６が設けられている。
制御部３１は、発光制御信号１〜４を送出する複数（図例では４つ）の出力ポートを備え、各出力ポートにゲート電圧の制御線３７が接続されている。それらの制御線３７は、それぞれビーコンヘッド８のスイッチング素子３６に接続されている。
【０１３８】
すなわち、車線Ｒ１用の発光制御信号１を送出する出力ポートは、制御線３７によって車線Ｒ１のビーコンヘッド８のスイッチング素子３６に接続されている。
同様に、車線Ｒ２〜Ｒ４用の発光制御信号２〜４を送出する出力ポートは、制御線３７によって車線Ｒ２〜Ｒ４のビーコンヘッド８のスイッチング素子３６にそれぞれ接続されている。
【０１３９】
制御部３１は、各車線Ｒ１〜Ｒ４について共通のダウンリンク信号を各ビーコンヘッドに送出するとともに、所定の停止条件及び再開条件が発生した車線Ｒ１〜Ｒ４についてのみ、発光制御信号１〜４を生成するようにプログラミングされている。
例えば、制御部３１は、車線Ｒ１における低速フレームＵＬ１の受信などによる発光停止及び発光再開については、発光制御信号１により車線Ｒ１のスイッチング素子のゲート電圧を制御することによって実行する。
【０１４０】
このように、車線Ｒ１〜Ｒ４に共通するダウンリンク信号を出力する制御部３１を採用する光ビーコン４の場合には、ダウンリンク信号の伝送を車線Ｒ１〜Ｒ４ごとにオンオフするスイッチング素子３６及び制御線３７を設けることにより、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに発光制御処理を実行可能な光ビーコン４を製作することができる。
【０１４１】
図１０は、発光制御処理を車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに実行可能な光ビーコン４の内部構成の別例を示すブロック図である。
図１０の光ビーコン４は、図９の光ビーコン４と同様に、制御部３１がダウンリンク信号の出力ポートを１つだけ有しており、端子台基板３４で分岐する信号線３３により、同じダウンリンク信号が各車線Ｒ１〜Ｒ４のビーコンヘッド８にそれぞれ伝送される。
【０１４２】
図１０の光ビーコン４が、図９の光ビーコン４と異なる点は、ダウンリンク信号の伝送を車線Ｒ１〜Ｒ４ごとにオンオフするスイッチング素子３６を、ビーコンヘッド８ではなく、ビーコン制御機７の端子台基板３４に収容した点にある。なお、その他の構成及び作用は、図９の光ビーコン４の場合と同様である。
【０１４３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的ではないと考えられるべきである。本発明の権利範囲は、上述の実施形態の内容ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及びその範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４４】
１  交通管制システム
２  車載機
３  中央装置
４  光ビーコン
５  通信回線
６  通信部
７  ビーコン制御機（通信制御部、発光制御部）
８  ビーコンヘッド
９  筐体
１１  送受信ユニット
１２  センサユニット
１３  通信用の発光ユニット（光送信部）
１４  通信用の受光ユニット（光受信部）
１５  感知用の発光ユニット
１６  感知用の受光ユニット
１７  支柱
１８  架設バー
２０  車両
２１  車載制御機
２２  車載ヘッド
２３  光送信部
２４  光受信部
３１  制御部
３２  制御基板
３３  信号線
３４  端子台基板
３５  分岐線
３６  スイッチング素子
３７  制御線
Ｒ  道路
Ｒ１〜Ｒ４  車線
【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】
2018029348.tif 000009
【図８】
2018029348.tif 000010
【図９】
2018029348.tif 000011
【図１０】
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