(57)【要約】【課題】車両進行方向前方の所定位置までの距離を精度よく求めることができる路車間通信システム、及び車載機を提供する。【解決手段】本発明の路車間通信システムは、複数の送信フレームにより構成される第２ダウンリンク情報３０を送信するビーコン制御機７を備えた光ビーコン４と、その第２ダウンリンク情報３０を受信する車載機２を備えている。ビーコン制御機７は、前記複数の送信フレームそれぞれにアップリンク情報を受信した後の最初の第２ダウンリンク情報３０の送信を基準とした送信経過情報を含めて送信する。車載機２は、総フレームに相当するすべての送信フレームを受信することで第２ダウンリンク情報３０の受信を終えたときに、受信した送信フレームそれぞれに含まれる前記送信経過情報に基づいて、第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるのに要した受信経過時間を認識する経過時間認識部２１ａを備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路上の所定範囲に設定された通信領域においてアップリンク情報を送信する車載機と、前記通信領域において前記アップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を所定の送信周期で前記車載機に繰り返し送信する路側通信機と、を備えた路車間通信システムであって、
前記路側通信機は、総フレーム数が所定数である複数の送信フレームよりなる前記所定のダウンリンク情報を送信するとともに、前記複数の送信フレームそれぞれに前記アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を含めて送信する送信制御部を備え、
前記車載機は、前記総フレームに相当するすべての前記送信フレームを受信することで前記所定のダウンリンク情報の受信を終えたときに、受信した送信フレームそれぞれに含まれる前記送信経過情報に基づいて、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時から前記所定のダウンリンク情報の受信を終えるのに要した受信経過時間を認識する経過時間認識部を備えていることを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
前記送信経過情報は、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時を基準時とした経過時間についての経過時間情報を含んでおり、
前記車載機の経過時間認識部は、前記受信した送信フレームそれぞれに含まれる前記経過時間情報の内、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時からの経過時間が最も大きい経過時間情報を前記受信経過時間として認識する請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
前記送信経過情報は、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時を基準とした前記送信フレームの通算送信回数を示す通算送信回数情報を含んでおり、
前記車載機の経過時間認識部は、前記受信した送信フレームそれぞれに含まれる前記通算送信回数情報の内、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時からの通算送信回数が最も大きい通算送信回数情報を選択し、選択した通算送信回数情報と前記送信フレームの送信周期とに基づいて、前記受信経過時間を認識する請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項４】
前記路側通信機の送信制御部は、前記通信領域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距離情報を前記所定のダウンリンク情報に格納し、
前記車載機は、前記経過時間認識部により認識した受信経過時間と、当該車載機が搭載される車両の走行速度とに基づいて、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時から前記所定のダウンリンク情報の受信を終えるまでの間の前記車両の走行に応じた、前記距離情報に対する補正距離を求める補正距離演算部をさらに備えている請求項１〜３のいずれか一項に記載の路車間通信システム。
【請求項５】
道路上の所定範囲に設定された通信領域において車載機が送信するアップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記車載機へ所定の送信周期で繰り返し送信する路側通信機であって、
総フレーム数が所定数である複数の送信フレームよりなる前記所定のダウンリンク情報を送信するとともに、前記複数の送信フレームそれぞれに前記アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を含めて送信する送信制御部を備えていることを特徴とする路側通信機。
【請求項６】
光通信によって前記アップリンク情報及び前記所定のダウンリンク情報の送受信を行う投受光器をさらに備えることで光ビーコンを構成している請求項５に記載の路側通信機。
【請求項７】
道路上の所定範囲に設定された通信領域でアップリンク情報を送信するとともに、前記通信領域において前記アップリンク情報を受信した路側通信機から所定の送信周期で繰り返し送信される所定のダウンリンク情報を受信する車載機であって、
前記所定のダウンリンク情報は、総フレーム数が所定数である複数の送信フレームにより構成されるとともに、前記複数の送信フレームそれぞれに前記アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を含めて送信されるものであり、
前記総フレームに相当するすべての前記送信フレームを受信することで前記所定のダウンリンク情報の受信を終えたときに、受信した送信フレームそれぞれに含まれる前記送信経過情報に基づいて、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時から前記所定のダウンリンク情報の受信を終えるのに要した受信経過時間を認識する経過時間認識部を備えていることを特徴とする車載機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路側に設置された路側通信機と、車両に搭載された車載機との間で双方向通信を行う路車間通信システム、路側通信機、及び車載機に関する。
【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（登録商標，Vehicle Information and Communication System）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、車載機との双方通信が可能となっている。
具体的には、車両を特定するための車両ＩＤ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、逆に、渋滞情報、区間旅行時間情報、及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が光ビーコンから車載機に送信されるようになっている。
【０００３】
上記光ビーコンは、道路に配置され、車載機との間で双方向通信を行う投受光器を備えており、この投受光器から、ダウンリンクの切り替え前の第一情報として、車線通知情報（車両ＩＤ、車線番号無し）を含む第１ダウンリンク情報を道路のダウンリンク領域に所定の送信周期で常時送信している。ダウンリンク領域を車両が通過すると、その車両に搭載された車載機が第１ダウンリンク情報を受信し、当該車載機は、自己の車両ＩＤを格納したアップリンク情報の送信を開始する。
【０００４】
光ビーコンは、前記アップリンク情報を受信すると、車載機に対して、前記車両ＩＤを含む第２ダウンリンク情報の送信を開始し、この第２ダウンリンク情報の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す。車載機は、当該第２ダウンリンク情報に、自己の車両ＩＤが格納されていることを確認すると、当該第２ダウンリンク情報が自身に対して送信されていると認識し、当該第２ダウンリンク情報から必要な情報を得ることができる。車載機は、第２ダウンリンク情報に、自己の車両ＩＤが格納されていることを確認するまで、アップリンク情報を繰り返し送信する。
【０００５】
例えば図１１に示すように、上記光ビーコンの投受光器１０４では、その直下よりも上流側よりに通信領域Ａが設定されている。光ビーコン（光学式車両感知器）の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、車両Ｃに搭載された車載機１０２からのアップリンク情報を受信するアップリンク領域ＵＡは、図のように、通信領域Ａの車両進行方向の上流部分に設定されており、ダウンリンク領域ＤＡは、通信領域Ａ全体と一致するように設定されている。従って、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃは、ダウンリンク領域ＤＡの上流端と一致するとともに、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの上流部分と重複して設定されている。従って、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは通信領域Ａ全体の同方向長さと一致する。
【０００６】
上記従来の光ビーコンを用いた路車間通信システムにおいて、双方通信を利用して車載機１０２に自己の位置標定を行わせ、停止線の手前で強制停止するように車両を制御したり、ドライバに停止や減速を促す報知を行ったりして、ドライバに対して安全運転支援を行う場合がある。例えば、図１１において、通信領域Ａ内の特定位置Ｐ（例えば、アップリンク領域ＵＡのほぼ中央）を車両の位置と見立て、当該特定位置から、通信領域Ａよりも下流側の所定位置Ｐ０（例えば、停止線４０）までの距離情報（距離Ｌ０）、及びアップリンク情報を受信した後に第２ダウンリンク情報に切り替えたときを基準とした送信経過情報を第２ダウンリンク情報に含ませておく。そしてこの距離情報及び送信経過情報を車載機１０２に受信させ、これら情報を利用することで車載機１０２に車両進行方向前方の所定位置Ｐ０までの距離について認識させるシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
上記路車間通信システムにおいて、光ビーコンは、アップリンク情報を受信した後、第２ダウンリンク情報を繰り返し送信するが、車載機１０２が、繰り返し送信される第２ダウンリンク情報を所定回数目で初めて受信する場合がある。この場合、光ビーコンが最初の第２ダウンリンク情報を送信してから車載機１０２が第２ダウンリンク情報を受信するまでの間に、当該車載機１０２を搭載した車両Ｃは前方に進行することとなる。
そこで、車載機１０２は、第２ダウンリンク情報に含まれる前記送信経過情報を利用して、前記最初の第２ダウンリンク情報の送信時から車載機１０２が第２ダウンリンク情報を受信するまでの間に車両Ｃが進行する距離を求め、前記距離情報を補正することで、所定位置Ｐ０までの距離について精度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４３０６７４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の路車間通信システムにおいては、光ビーコンは、一つの第２ダウンリンク情報に対して一つの送信経過情報を含めて第２ダウンリンク情報を送信するように構成されており、繰り返し送信される第２ダウンリンク情報ごとそれぞれに対応した送信経過情報によって前記距離情報を補正する。
【００１０】
ところで、上記第２ダウンリンク情報は、その情報量にもよるが、通常、複数の送信フレームにより構成されて送信される。この場合、前記送信経過情報は、第２ダウンリンク情報を構成する複数の送信フレームの内のいずれか１つのフレームに格納されて送信されるように構成することができる。
【００１１】
上記車載機では、繰り返し送信される複数の送信フレームを受信し、第２ダウンリンク情報を構成するのに必要な全ての送信フレームを受信した時点で、第２ダウンリンク情報の受信を終えたと認識するように構成されることがある。
この構成では、切り替え直後の最初の第２ダウンリンク情報の送信で、当該第２ダウンリンク情報を構成する送信フレームの全てを受信できない場合は、その後繰り返し送信される第２ダウンリンク情報の送信によって、受信できなかった送信フレームを補間的に受信する。
【００１２】
ここで、ダウンリンク情報を受信するための受信部が、距離情報の補正等を行う演算処理部に直接接続され、当該演算処理部が、前記送信経過情報を含む送信フレームを受信したタイミングを認識できる場合には、この送信経過情報に基づいて距離情報の補正を正確に行うことができる。
【００１３】
しかし、前記受信部は、その構成上、後から車両に取り付けられ、既に車両に設置されているカーナビゲーションシステム等に備えられている前記演算処理部に接続される場合があることから、前記演算処理部とは独立した構成とされる場合がある。この場合、受光部に、全ての送信フレームを受信することで第２ダウンリンク情報を構成する全ての送信フレームをそろえた上で、これら全ての送信フレームに係る情報を前記演算処理部に出力する機能を持たせ、前記演算処理部は、受光部が出力する第２ダウンリンク情報を構成する全ての送信フレームに係る情報を取得した段階で、第２ダウンリンク情報の受信が完了したと判断するように構成される。従って、前記演算処理部は、第２ダウンリンク情報の受信が完了した時点については認識できる。
【００１４】
前記演算処理部は、上述のように、第２ダウンリンク情報の受信が完了した時点については認識できるので、上記構成においては、光ビーコンがアップリンク情報を受信した後、第２ダウンリンク情報に切り替えた時点から、車載機が第２ダウンリンク情報の受信を完了した時点までの受信経過時間について、当該車載機が認識できれば、その間に車両が走行する走行距離を求めることができ、さらに、光ビーコンから提供される距離情報（特定位置Ｐから所定位置Ｐ０（停止線４０）までの距離）から前記走行距離を差し引くことで、車両から所定位置Ｐ０までの距離を求めることができる。
【００１５】
ところが、車載機に提供される送信経過情報は、第２ダウンリンク情報に切り替えた時点から、当該送信経過情報を格納した送信フレームを送信した時点までの送信経過時間を示す情報であるため、車載機は、前記受信経過時間を認識できないことがある。
つまり、送信経過情報が含まれるフレームを受信したタイミングと、第２ダウンリンク情報を構成する全ての送信フレームを受信したタイミング（第２ダウンリンク情報の受信が完了したタイミング）とが異なる場合には、送信経過情報により示される送信経過時間と、受信経過時間とが異なることとなる。
上記の場合、車載機は、前記送信経過情報を取得することで、前記送信経過時間の間に走行する走行距離を求め、車両から所定位置Ｐ０までの距離を求めることとなるので、前記受信経過時間と前記送信経過時間との差において車両が走行する距離だけ、車両から所定位置Ｐ０までの正しい距離との間でずれが生じる。
【００１６】
以上のように、上記従来の路車間通信システムでは、車載機の構成によっては、ダウンリンク情報についての正確な送信経過情報（受信経過時間と一致した送信経過時間を示す送信経過時間）を取得できず、精度よく距離情報の補正が行われないおそれがあり、車両進行方向前方の所定位置までの距離について精度よく求めることができない場合があった。
【００１７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、車載機の構成に関わらず、正確な送信経過情報を確実に取得することができ、精度よく車両進行方向前方の所定位置までの距離を求めることができる路車間通信システム、路側通信機、及び車載機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】
【００１８】
（１）本発明は、道路上の所定範囲に設定された通信領域においてアップリンク情報を送信する車載機と、前記通信領域において前記アップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を所定の送信周期で前記車載機に繰り返し送信する路側通信機と、を備えた路車間通信システムであって、前記路側通信機は、総フレーム数が所定数である複数の送信フレームよりなる前記所定のダウンリンク情報を送信するとともに、前記複数の送信フレームそれぞれに前記アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を含めて送信する送信制御部を備え、前記車載機は、前記総フレームに相当するすべての前記送信フレームを受信することで前記所定のダウンリンク情報の受信を終えたときに、受信した送信フレームそれぞれに含まれる前記送信経過情報に基づいて、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時から前記所定のダウンリンク情報の受信を終えるのに要した受信経過時間を認識する経過時間認識部を備えていることを特徴としている。
【００１９】
上記構成の路車間通信システムによれば、送信制御部が、複数の送信フレームそれぞれにアップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を含めて送信するので、車載機が所定のダウンリンク情報を構成する総フレームに相当する全ての送信フレームを受信することでダウンリンク情報の受信を終える際に最後に受信する送信フレームには、必ず送信経過情報が含まれている。このため、車載機の経過時間認識部は、当該車載機の構成に関わらず、ダウンリンク情報の受信を終える際に対応した正確な送信経過情報を確実に取得することができる。この結果、最初のダウンリンク情報の送信開始時から前記所定のダウンリンク情報の受信を終えるのに要した受信経過時間を精度よく認識することができる。
なお、上記「最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報」における送信の基準とは、最初のダウンリンク情報の送信を開始するための処理（切り替え）を行った時点を指すが、最初のダウンリンク情報の送信が実際に開始された時点であってもよい。
【００２０】
（２）具体的には、前記送信経過情報は、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時を基準時とした経過時間についての経過時間情報を含んでおり、前記車載機の経過時間認識部は、前記受信した送信フレームそれぞれに含まれる前記経過時間情報の内、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時からの経過時間が最も大きい経過時間情報を前記受信経過時間として認識することが好ましい。
この場合、車載機の経過時間認識部は、受信した所定のダウンリンク情報を構成する送信フレームにそれぞれ含まれる経過時間情報の中から、より確実にかつ精度よく受信経過時間を認識することができる。
【００２１】
（３）また、前記送信経過情報は、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時を基準とした前記送信フレームの通算送信回数を示す通算送信回数情報を含んでおり、前記車載機の経過時間認識部は、前記受信した送信フレームそれぞれに含まれる前記通算送信回数情報の内、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時からの通算送信回数が最も大きい通算送信回数情報を選択し、選択した通算送信回数情報と前記送信フレームの送信周期とに基づいて、前記受信経過時間を認識するものであってもよい。
この場合も、経過時間認識部は、受信した所定のダウンリンク情報を構成する送信フレームにそれぞれ含まれる通算送信回数情報に基づいてより確実にかつ精度よく受信経過時間を認識することができる。
【００２２】
（４）さらに、前記路側通信機の送信制御部は、前記通信領域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距離情報を前記所定のダウンリンク情報に格納し、前記車載機は、前記経過時間認識部により認識した受信経過時間と、当該車載機が搭載される車両の走行速度とに基づいて、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時から前記所定のダウンリンク情報の受信を終えるまでの間の前記車両の走行に応じた、前記距離情報に対する補正距離を求める補正距離演算部をさらに備えていることが好ましい。
この場合、車載機の補正距離演算部が、車両進行方向前方の所定位置までの距離を求める上で、精度よく認識された受信経過時間を用いることができるので、最初のダウンリンク情報の送信開始時から前記所定のダウンリンク情報の受信を終えるまでの間の車載機の走行に応じた補正を精度よく行うことができ、より精度よく車両進行方向前方の所定位置までの距離を求めることができる。
【００２３】
（５）また、本発明は、道路上の所定範囲に設定された通信領域において車載機が送信するアップリンク情報を受信した後に所定のダウンリンク情報を前記車載機へ所定の送信周期で繰り返し送信する路側通信機であって、総フレーム数が所定数である複数の送信フレームよりなる前記所定のダウンリンク情報を送信するとともに、前記複数の送信フレームそれぞれに前記アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を含めて送信する送信制御部を備えていることを特徴としている。
【００２４】
上記構成の路側通信機によれば、上述のように、車載機にダウンリンク情報の受信を終える際に対応した送信経過情報を確実に取得させることができるので、前記所定のダウンリンク情報の受信に要した受信経過時間を精度よく認識させることができる。
この結果、本発明の路側通信機は、車載機に、車両進行方向前方の所定位置までの距離を求める上で、最初のダウンリンク情報の送信開始時から前記所定のダウンリンク情報の受信を終えるまでの間の車載機の走行に応じた補正を精度よく行うことができ、より精度よく車両進行方向前方の所定位置までの距離を求めさせることができる。
【００２５】
（６）上記路側通信機は、光通信によって前記アップリンク情報及び前記所定のダウンリンク情報の送受信を行う投受光器をさらに備えることで光ビーコンを構成するものであることが好ましい。
【００２６】
（７）また、本発明は、道路上の所定範囲に設定された通信領域でアップリンク情報を送信するとともに、前記通信領域において前記アップリンク情報を受信した路側通信機から所定の送信周期で繰り返し送信される所定のダウンリンク情報を受信する車載機であって、前記所定のダウンリンク情報は、総フレーム数が所定数である複数の送信フレームにより構成されるとともに、前記複数の送信フレームそれぞれに前記アップリンク情報を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信を基準とした送信経過情報を含めて送信されるものであり、前記総フレームに相当するすべての前記送信フレームを受信することで前記所定のダウンリンク情報の受信を終えたときに、受信した送信フレームそれぞれに含まれる前記送信経過情報に基づいて、前記最初のダウンリンク情報の送信開始時から前記所定のダウンリンク情報の受信を終えるのに要した受信経過時間を認識する経過時間認識部を備えていることを特徴としている。
【００２７】
上記構成の車載機によれば、上述のように、最初のダウンリンク情報の送信開始時から前記所定のダウンリンク情報の受信を終えるまでの間の車載機の走行に応じた補正を精度よく行うことができ、より精度よく車両進行方向前方の所定位置までの距離を求めることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明の路車間通信システム、路側通信機、及び車載機によれば、車載機の構成に関わらず、正確な送信経過情報を確実に取得することができ、精度よく車両進行方向前方の所定位置までの距離を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域Ａを示す側面図である。
【図４】光ビーコン、及び、これと路車間通信する車載機が搭載された車両の概略構成図である。
【図５】通信領域において光ビーコンのビーコンヘッドと車載機の車載ヘッドとの間で行われる双方向での路車間通信の手順を示す図である。
【図６】切り替え後、光ビーコンから繰り返し送信される第２ダウンリンク情報の態様の一例を示す図である。
【図７】各送信フレームに格納される経過時間情報で示される経過時間の設定の一例を示す図である。
【図８】図６及び図７で示した路車間通信システムにおいて、車載ヘッドが送信フレームを受信する際の具体例と、その際に車載ヘッドが出力するフレーム情報に含まれる送信経過情報に基づいて受信経過時間を車載コンピュータが認識する態様を示す図である。
【図９】本発明の第二の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図１０】第二の実施形態による光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図１１】従来の光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
〔第一の実施形態〕
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の第一の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
図１に示すように、こ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を走行する各車両Ｃに搭載された車載機２とを備えて構成されている。
交通管制システム１は、管制室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路側通信機である光ビーコン（光学式車両感知器）４とから構成されている。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との間で双方向通信を行う。なお、中央装置３は交通管制室に設けられている。
【００３１】
〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４は、電話回線等の通信回線５を介して中央装置３と接続された通信インタフェースである通信部６と、この通信部６が接続されたビーコン制御機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（図例では４つ）のビーコンヘッド（投受光器）８とを備えている。
各ビーコンヘッド８は、筐体の内部に発光ダイオード（ＬＥＤ）１０、フォトセンサ（受信部）１１を収納して構成されている（図３参照）。このうち、ＬＥＤ１０は、近赤外線よりなるダウンリンク情報を後述する通信領域Ａに発光し、フォトセンサ１１は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク情報を受光する。後述のダウンリンク領域ＤＡ及びアップリンク領域ＵＡは、これらＬＥＤ１０及びフォトセンサ１１を調整することによって、道路上の所定の範囲に設定される。
【００３２】
図２は、上記光ビーコン４の平面図である。
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に設置されており、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた前記複数のビーコンヘッド８と、これらビーコンヘッド８を一括制御する制御部である一台の前記ビーコン制御機７とを備えている。
上記ビーコン制御機７は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するプログラマブルなマイコンよりなり、通信部６（図１）による中央装置３との双方向通信と、ビーコンヘッド８による車載機２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。なお、このビーコン制御機７による路車間通信の内容については後述する。
【００３３】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１３に設置されており、各ビーコンヘッド８は、支柱１２から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１３に取り付けられ、道路Ｒの各車線Ｒ１〜Ｒ４の直上に配置されている。
各ビーコンヘッド８のＬＥＤ１０は、各車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、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が当該ヘッド８の上流側に設定されている。
【００３４】
〔通信領域について〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。なお、車両Ｃは、図中矢印の方向に進行する。図３において、光ビーコン４による通信領域Ａは、後述する車載機２の車載ヘッド２０（図４参照）がダウンリンク情報を受信することができるダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、光ビーコン４のビーコンヘッド８がアップリンク情報を受信することができるアップリンク領域（図３において破線のハッチングを設けた領域）ＵＡとからなる。
【００３５】
光ビーコン（光学式車両感知器）４の「近赤外線式インタフェース規格」では、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上流部分と重複し、ダウンリンク領域の上流端とアップリンク領域の上流端とが互いに一致するものと規定されている。このため、通信領域Ａ全体の車両進行方向長さはダウンリンク領域の同方向長さと一致するものとされている。
【００３６】
上記規格に対して、本実施形態のダウンリンク領域ＤＡは、ビーコンヘッド８と、道路Ｒ上に設定された位置ｄ１と、位置ｄ２とを結ぶ領域に設定され、アップリンク領域ＵＡは、ビーコンヘッド８と、道路Ｒ上に設定された位置ｕ１と、位置ｕ２とを結ぶ領域に設定されており、ダウンリンク領域ＤＡの上流端を示す点ｄ２は、アップリンク領域ＵＡの上流端を示す点ｕ２よりも上流側（図３中の右側）となっている。また、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の長さは、通信領域Ａ全体の同方向の長さと一致している。
このため、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡに重複して設定されるとともに、ダウンリンク領域ＤＡのみで構成される領域が、アップリンク領域ＵＡの下流側だけでなく、同領域ＵＡの上流側にも存在している。
【００３７】
〔車載機及び車両の構成〕
図４は、光ビーコン４、及び、これと路車間通信する車載機２が搭載された車両Ｃの概略構成図である。
図４に示すように、この車両Ｃは、ドライバの搭乗席（図示せず）を有する車体１５と、この車体１５に搭載された上述の車載機２と、車両Ｃの各部を統合制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１６と、車体１５を駆動するエンジン１７と、車体１５を制動するブレーキ装置１８と、車両Ｃの現時の速度を常時検出している速度検出器１９とを備えている。ＥＣＵ１６は、ドライバのアクセル操作に基づくエンジン１７の駆動制御や、ブレーキ操作に基づく制動制御等、車両Ｃに対する各種の制御を行う。
【００３８】
車載機２は、車両Ｃのダッシュボード（図示せず）上に設置された車載ヘッド２０と、車載ヘッド２０が接続された車載コンピュータ２１と、搭乗席のドライバに対するヒューマンインタフェースとしてのディスプレイ２２及びスピーカ装置２３とを備えている。
上記車載ヘッド２０は、光ビーコンのビーコンヘッド８と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォトセンサとを備えた投受光部２０ａと、これを制御するための制御部２０ｂとを備えている（図示せず）。投受光部２０ａが備えているＬＥＤは、近赤外線よりなるアップリンク情報を発光し、フォトセンサは、通信領域Ａに発光された近赤外線よりなるダウンリンク情報を受光する。
制御部２０ｂは、車載コンピュータ２１との間で、送受信される情報についての授受を行い、投受光部２０ａに、これら情報について、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わせる。なお、これら投受光部２０ａ及び制御部２０ｂのより具体的な機能については、後に詳述する。
【００３９】
車載コンピュータ２１は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するマイコンによって構成されており、車載ヘッド２０による光ビーコン４との路車間通信の制御処理を行う。また、車載コンピュータ２１は、車両ＣのＥＣＵ１６と接続されており、車両Ｃに関する必要な情報を取得することができる。
車載コンピュータ２１は、所定の各機能を実行するプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムが実行する機能部として経過時間認識部２１ａ、速度取得部２１ｂ、補正部２１ｃ、及び支援制御部２１ｄを備えている。
【００４０】
車載コンピュータ２１の経過時間認識部２１ａは、後述する第２ダウンリンク情報を構成する送信フレームそれぞれに含まれる送信経過情報に基づいて、ダウンリンクの切替後の最初の第２ダウンリンク情報の送信開始時から第２ダウンリンク情報の受信を終えるのに要した受信経過時間を認識する機能を有している。速度取得部２１ｂは、ＥＣＵ１６を介して速度検出器１９が検出する車両Ｃの現時の走行速度を取得する機能を有している。補正部２１ｃは、後述する補正距離を求める機能を有している。
支援制御部２１ｄは、車載機２が受信したダウンリンク情報に含まれる支援情報に基づいてドライバに対する安全運転支援の制御を行う。なお、これら、経過時間認識部２１ａ、速度取得部２１ｂ、補正部２１ｃ、及び支援制御部２１ｄの機能については後に詳述する。
【００４１】
〔路車間通信の態様〕
図５は、通信領域Ａにおいて光ビーコン４のビーコンヘッド８と車載機２の車載ヘッド２０との間で行われる双方向での路車間通信の手順を示している。以下、図５を参照しつつ、この路車間通信の態様について説明する。
まず、光ビーコン４のビーコン制御機７は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する各ビーコンヘッド８から、ダウンリンクの切り替え前の第一情報として、車線通知情報を含む第１ダウンリンク情報２８を、各車線Ｒ１〜Ｒ４のダウンリンク領域ＤＡに所定の送信周期で常に送信し続けている（図５のＦ１）。なお、この段階では、車線通知情報には未だ車両ＩＤは格納されていない。
【００４２】
車載機２を搭載した車両Ｃがダウンリンク領域ＤＡの上流側部分に進入すると、車載機２の車載ヘッド２０が車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第１ダウンリンク情報２８を受信する。この際、車載機２の車載コンピュータ２１は、当該車両Ｃが通信領域Ａ内に存在していることを認識する。
その後、車載コンピュータ２１はアップリンク情報２９の送信を開始し（図５のＦ２）、このアップリンク情報２９を光ビーコン４のビーコンヘッド８に対して所定の送信周期で送信する（図５のＦ３）。
車載コンピュータ２１は、このアップリンク情報２９に当該車両Ｃに特定の車両ＩＤを格納して当該アップリンク情報２９を送信する。なお、車載コンピュータ２１は、光ビーコン４のビーコン制御機７がダウンリンクの切り替えを行ったことを認識するまで、当該アップリンク情報２９を送信し続ける。
【００４３】
一方、光ビーコン４のビーコンヘッド８が、自身が設定するアップリンク領域ＵＡにおいて、アップリンク情報２９を受信すると（図５のＦ４）、ビーコン制御機７は、ダウンリンクの切り替え後の第二情報として、上記車両ＩＤ情報を有する車載機２のための車線通知情報を含む第２ダウンリンク情報３０の送信を開始し（図５のＦ５）、このダウンリンク情報３０の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す（図５のＦ６）。
上記車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに車両ＩＤを格納するフィールドがあり、各車両ＩＤに対して車線番号を付与することができる。このため、異なる車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する各車両Ｃの車載コンピュータ２１は、その格納フィールド内のいずれに自車両の車両ＩＤが含まれるかを判断することにより、自車両がどの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行しているかを認識できる。
【００４４】
ビーコン制御機７は、第２ダウンリンク情報３０に、車両ＩＤを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、事象規制情報、及び、ドライバに対する安全運転支援のための前記支援情報等を格納して送信する。
この支援情報には、光ビーコン４の下流側の信号機の灯色が変わるタイミング情報である前記信号機情報や、ダウンリンク領域ＤＡから光ビーコン４の下流側の所定位置（例えば、前方の交差点手前にある停止線）までの長さ情報である距離情報等が含まれる。
【００４５】
第２ダウンリンク情報３０は、所定の送信周期で順次送信される複数の送信フレーム３１で構成されている。前記「近赤外線式インタフェース規格」によれば、この送信フレーム３１のデータ量は合計１２８バイトと規定され、ヘッダ部３２に５バイト、実データ部３３に１２３バイトが割り当てられている。
【００４６】
なお、前記規格によれば、第２ダウンリンク情報３０は、１〜８０個の送信フレーム３１で構成することができ、送信可能時間は２５０ｍｓに設定されている。また、このダウンリンク情報３０は送信すべき情報量に対応した任意数の送信フレーム３１で構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。なお、送信フレーム３１の送信周期は約１ｍｓである。
【００４７】
また、上記第２ダウンリンク情報３０を構成する複数の送信フレーム３１それぞれの実データ部３３には、第２ダウンリンク情報３０に関する送信経過情報が格納されている。この送信経過情報については後に詳述する。
【００４８】
車載機２は、第２ダウンリンク情報３０を受信した時点（図５のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報２９の送信を停止する。
【００４９】
車載機２は、第２ダウンリンク情報３０を受信することで、これに格納された距離情報を取得することができ、図３に示すように、通信領域Ａからその下流側の所定位置Ｐ０までの距離を認識して位置標定を行う（図５のＦ８）。さらに、認識した所定位置Ｐ０までの距離を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。
【００５０】
ここで、車載機２による第２ダウンリンク情報３０の受信の詳細について説明する。
図６は、切り替え後、光ビーコン４から繰り返し送信される第２ダウンリンク情報３０の態様の一例を示す図である。
光ビーコン４は、ダウンリンクの切り替え後の第２ダウンリンク情報３０を所定の送信間隔に設定された複数の送信フレーム３１を用いて繰り返し送信する。
具体的に、光ビーコン４のビーコン制御機７は、前記距離情報等の各種情報を、総フレーム数が所定数である複数の送信フレーム３１よりなる第２ダウンリンク情報３０に格納する。ビーコン制御機７は、ダウンリンクの切り替えの際、第２ダウンリンク情報３０の情報量に応じて、当該第２ダウンリンク情報３０を送信するために必要な総フレーム数を決定する。そして、ビーコン制御機７は、送信しようとする第２ダウンリンク情報３０を、決定した総フレーム数で分割し、分割した分割情報をそれぞれ送信フレーム３１の実データ部３３に格納することで、決定した総フレーム数分の送信フレーム３１で、第２ダウンリンク情報３０を構成する。
このようにして、光ビーコン４は、複数の送信フレーム３１よりなる第２ダウンリンク情報３０を繰り返し送信する。
【００５１】
各送信フレーム３１のヘッダ部３２には、第２ダウンリンク情報３０を構成する複数の送信フレーム３１の内、最初に送信される送信フレーム３１から、最後に送信される送信フレーム３１までの間で、順番に割り付けられるフレーム番号が格納されるとともに、最後に送信される送信フレーム３１のヘッダ部３２には、当該送信フレーム３１が、一の第２ダウンリンク情報３０を構成する複数の送信フレーム３１の内の最後の送信フレーム３１であることを示す情報（最後情報）が格納される。
【００５２】
また、各送信フレーム３１の実データ部３３それぞれには、上記分割情報の他、アップリンク情報３０を受信した光ビーコン４が切り替え後の最初の第２ダウンリンク情報３０の送信を基準とした送信経過情報が格納されている。
この送信経過情報は、例えば、繰り返し送信回数が１回目である前記最初の第２ダウンリンク情報３０の送信開始時（図６中、点Ｔ0）を基準時として、各送信フレーム３１が送信されたときまでの時間である経過時間を示す経過時間情報を含んでいる。
本実施形態において、各送信フレーム３１の送信周期は約１ミリ秒なので、具体的に経過時間情報で示される経過時間は、前記最初の第２ダウンリンク情報３０を構成する送信フレーム３１の内の最初に送信される送信フレーム３１に設定される経過時間を基準として、その後順次送信される送信フレーム３１に対して順次１ミリ秒ずつ増加する値に設定される。
【００５３】
図６では、第２ダウンリンク情報３０は、１０個の送信フレームによって送信される場合を示している。この場合、ビーコン制御機７は、総フレーム数を「１０」に決定するとともに、第２ダウンリンク情報３０を分割することで１０個の分割情報を生成し、１０個の分割情報それぞれを１０個の送信フレーム３１に格納する。光ビーコン４は、個々に分割情報を格納する１０個の送信フレーム３１により構成される第２ダウンリンク情報３０を繰り返し送信する。
【００５４】
また、ビーコン制御機７は、各送信フレーム３１それぞれに上記送信経過情報として経過時間情報を格納する。図７は、各送信フレーム３１に格納される経過時間情報で示される経過時間の設定の一例を示す図である。
図７では、各送信フレーム３１それぞれに設定される経過時間を、第２ダウンリンク情報３０の繰り返し送信回数ごとに割り付けられるフレーム番号に対応付けて示している。
上述のように、ビーコン制御機７は、総フレーム数を「１０」としているので、繰り返し送信回数ごとに、フレーム番号は１〜１０の間で割り付けられる。以下の説明では、フレーム番号が「１」の送信フレーム３１を第１フレーム、「２」の送信フレーム３１を第２フレームと、いうように、各送信フレームを割り付けられるフレーム番号に応じた名称で呼ぶ場合があるものとする。
【００５５】
図７に示すように、繰り返し送信回数１回目である最初の第２ダウンリンク情報３０の第１フレームの経過時間は、２ミリ秒に設定されており、以下、各フレームは、順次１ミリ秒ずつ増加する値に設定され、第１０フレームでは、１１ミリ秒に設定されている。
ここで、第１フレームの経過時間は、２ミリ秒に設定されているが、これは、ビーコン制御機７が、第２ダウンリンク情報の送信を開始するための処理としてのダウンリンクの切り替えを行ってから、実際に送信を開始するまでに遅延時間が生じるためであり、この遅延時間を考慮して設定されている。
【００５６】
繰り返し送信回数２回目の第１フレームは、同１回目の第１０フレームとの間で送信間隔が１ミリ秒であるので、１２ミリ秒に設定されている。以下、同様に、各繰り返し送信回数それぞれの各フレームについて、経過時間が設定されている。
【００５７】
車載機２は、第２ダウンリンク情報３０を構成する１０個の送信フレーム３１の全てを受信することで、第２ダウンリンク情報３０、及び送信経過情報を取得する。
図３を参照して、具体的には、上述したように、車載機２の車載ヘッド２０が、投受光部２０ａによって、光ビーコン４から送信される上記送信フレーム３１を受信する。光ビーコン４からの送信フレーム３１を受信すると投受光部２０ａは、その受信信号を車載ヘッド２０の制御部２０ｂに与える。
【００５８】
制御部２０ｂは、与えられた受信信号から、送信フレーム３１のヘッダ部３２や実データ部３３に格納されている情報を取得し、自己の有する記憶部に、その取得した情報（フレーム情報）を格納する。このとき、制御部２０ｂは、取得したフレーム情報に含まれる、ヘッダ部３２に格納されていたフレーム番号、及び最後の送信フレーム３１であることを示す情報（最後フレーム情報）を参照する。制御部２０ｂは、最後フレーム情報が含まれる送信フレームのフレーム番号を認識することで、現状受信しようとしている第２ダウンリンク情報３０の総フレーム数を把握することができる。
また、制御部２０ｂは、取得したフレーム情報のフレーム番号を参照し、自己の記憶部にすでに格納されているフレーム情報の中に、同一のフレーム番号を含むフレーム情報の有無を確認する。同一のフレーム番号を含むフレーム情報がすでに格納されている場合には、制御部２０ｂは、その取得したフレーム情報については記憶部に格納しない。
【００５９】
以上のようにして、制御部２０ｂは、投受光部２０ａが順次受信する送信フレーム３１の受信信号についての処理を行う。そして、記憶部に格納されたフレーム情報のフレーム番号を確認し、総フレーム数までのすべてのフレーム番号を含むフレーム情報がそろったことを認識すると、制御部２０ｂは、第２ダウンリンク情報３０を構成する総フレームに相当する全ての送信フレーム３１の受信を終えたと判断する。
【００６０】
ここで、光ビーコン４と車載ヘッド２０との間の光通信においては、車載ヘッド２０が光ビーコン４からの送信フレーム３１を受信する際に、その通信環境等の条件に関わらず一定の確率で受信エラーが生じるので、例えば、切り替え直後の繰り返し送信回数一回目の第２ダウンリンク情報３０の送信で、第２ダウンリンク情報３０を構成する１０個の送信フレーム３１の全てを受信できない場合がある。
車載ヘッド２０の制御部２０ｂは、上述のように、投受光部２０ａからの受信信号から得られるフレーム情報が全てそろったと認識するまで、第２ダウンリンク情報３０を構成する総フレームに相当する全ての送信フレーム３１の受信を終えたと判断しない。このため、繰り返し送信回数一回目の第２ダウンリンク情報３０の送信で、全て（１０個）の送信フレーム３１を受信できなかった場合には、二回目以降の第２ダウンリンク情報３０の送信を待つ。車載ヘッド２０は、繰り返し送信回数二回目以降の第２ダウンリンク情報３０の送信で、一回目に受信できなかった送信フレーム３１を再度受信する機会を得ることができ、その受信できなかった送信フレーム３１を補完的に受信する。
このようにして、車載ヘッド２０は、複数の送信フレーム３１に格納された第２ダウンリンク情報３０が繰り返し送信される間に、第２ダウンリンク情報３０を構成する総フレームに相当する全ての送信フレーム３１を受信する。
【００６１】
車載ヘッド２０の制御部２０ｂは、全ての送信フレーム３１を受信したと判断すると、ヘッダ部３２等の情報を含む送信フレーム３１に含まれる全ての情報（記憶部に格納した全てのフレーム情報）を車載コンピュータ２１に出力する。
【００６２】
第２ダウンリンク情報３０を構成する全ての送信フレーム３１に含まれるフレーム情報が与えられた車載コンピュータ２１は、第２ダウンリンク情報３０の受信が完了したものと判断し（図５のＦ７）、さらに、第２ダウンリンク情報３０に自己の車両ＩＤが含まれていることを認識すると、車載ヘッド２０によるアップリンク情報２９の送信を停止させる。
以上のようにして、本実施形態の車載機２は、車載ヘッド２０が全ての送信フレーム３１を受信した上で、さらにその受信した情報を車載コンピュータに出力された段階で、第２ダウンリンク情報３０の受信が完了したと判断する。
【００６３】
本実施形態の路車間通信システムでは、上記のように第２ダウンリンク情報３０の受信を終えた車載機２に、通信領域Ａからその下流側の所定位置Ｐ０までの距離を認識させて位置標定を行い（図５のＦ８）、これに基づいて、ドライバに対する安全運転支援を行う距離認識システムとして機能する。
以下、車載機２が行う安全運転支援のための距離認識の態様について説明する。
【００６４】
〔距離認識の態様〕
光ビーコン４のビーコン制御機７は、通信領域Ａの所定位置Ｐ１からその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１の数値を含む前記距離情報を予め記憶装置に記憶している。そして、この距離Ｌ１についての距離情報を第２ダウンリンク情報３０に格納して送信する。
図３を参照して、距離Ｌ１の下流端（終点）である所定位置Ｐ０は、光ビーコン４の下流側に設置された、例えば信号機手前の停止線４０の位置に設定されている。また、距離Ｌ１の上流端（始点）である所定位置Ｐ１は、例えば、アップリンク領域ＵＡにおける道路Ｒ上の車両進行方向の略中央位置に設定されている。
【００６５】
車載コンピュータ２１は、受信した第２ダウンリンク情報３０に含まれている距離情報を取得して、前記距離Ｌ１を認識する。そして、車載コンピュータ２１の支援制御部２１ｄは距離Ｌ１を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。
【００６６】
本実施形態では、アップリンク情報３０を受信した光ビーコン４が切り替え後の最初の第２ダウンリンク情報３０の送信を開始したときの車載機２（車両Ｃ）の位置が、アップリンク領域ＵＡ内の所定位置Ｐ１であるものであるとして、そのときの下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ１を車載機２に認識させる。
【００６７】
ここで、図３に示すように、車載機２は、切り替え後の最初の第２ダウンリンク情報３０の送信が開始されてから、実際に第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるまでに、所定の時間を必要とする。従って、第２ダウンリンク情報３０の受信を終えることで取得される当該第２ダウンリンク情報３０に格納される距離情報には、車載機２が第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるのに必要な時間の間に車両Ｃが前進することによる誤差が含まれることとなる。
【００６８】
本実施形態の車載機２は、切り替え後の最初の第２ダウンリンク情報３０の送信開始時から、自己が第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるまでに必要な時間を求め、さらにその時間から前記誤差を距離として求め、求めた距離（補正距離）によって、距離情報（距離Ｌ１）を補正する機能を有している。
以下、距離情報の補正について説明する。
【００６９】
図３を参照して、車載ヘッド２０からフレーム情報が与えられることで第２ダウンリンク情報３０の受信が完了したものと判断すると、車載コンピュータ２１は、経過時間認識部２１ａに、上記フレーム情報に含まれる送信フレーム３１に格納されていた送信経過情報に基づいて、第２ダウンリンク情報３０の受信完了時点における第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるのに要した受信経過時間を認識させるとともに、速度取得部２１ｂに、ＥＣＵ１６から現時の車両Ｃの走行速度を取得させる。
【００７０】
経過時間認識部２１ａは、車載ヘッド２０から与えられるフレーム情報に含まれる、各送信フレーム３１の送信経過情報に含まれる経過時間情報それぞれを参照し、これらが示す経過時間の内、最も大きい経過時間を、最初の第２ダウンリンク情報３０の送信開始時から第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるのに要した受信経過時間として認識する。
【００７１】
以下、経過時間認識部２１ａが受信経過時間を認識する際の具体例について説明する。
図８は、図６及び図７で示した路車間通信システムにおいて、車載ヘッドが送信フレームを受信する際の具体例と、その際に車載ヘッドが出力するフレーム情報に含まれる送信経過情報に基づいて受信経過時間を車載コンピュータが認識する態様を示す図である。
図８において、車載ヘッド２０は、第２ダウンリンク情報３０に係る繰り返し送信回数一回目のときに、光ビーコン４からの各送信フレーム３１の内、第１〜５フレーム、第７フレーム、及び第１０フレームを受信し、残りの第６，８，９フレームについては、受信エラーによって受信できなかった場合を示している。
この場合、車載ヘッド２０は、受信した各フレームのフレーム情報を記憶部に格納した上で、フレーム情報のフレーム番号を確認するが、総フレーム数までのすべてのフレーム番号を含むフレーム情報がそろっていないので、第２ダウンリンク情報３０を構成する総フレームに相当する全ての送信フレーム３１の受信を終えたと判断せず、繰り返し送信回数二回目の第２ダウンリンク情報３０の送信を待つ。
【００７２】
さらに、図８に示すように、繰り返し送信回数二回目では、車載ヘッド２０が、第６，８フレームについては受信でき、第９フレームについては受信エラーにより受信できなかった場合、車載ヘッド２０は、全ての送信フレーム３１の受信を終えたと判断しないので、繰り返し送信回数三回目の第２ダウンリンク情報３０の送信を待つこととなる。
【００７３】
そして、繰り返し送信回数三回目の第２ダウンリンク情報３０の送信で、第９フレームの受信できた場合、車載ヘッド２０は、総フレーム数までのすべてのフレーム番号を含むフレーム情報がそろったことを認識し、車載ヘッド２０は、第２ダウンリンク情報３０を構成する総フレーム（第１〜１０フレーム）に相当する全ての送信フレーム３１の受信を終えたと判断する（図８のＦ１１）。
【００７４】
そして、車載ヘッド２０は、受信した各送信フレーム３１から取得した全てのフレーム情報を車載コンピュータ２１に出力する（図８のＦ１２）。
このとき、車載ヘッド２０が出力するフレーム情報に含まれる第１〜１０フレームに格納されていた送信経過情報（経過時間情報）の内、最後に受信した第９フレームに格納されていた経過時間情報が最も大きい値（３０ミリ秒）となる。
【００７５】
フレーム情報が与えられた車載コンピュータ２１の経過時間認識部２１ａは、上述したように、第２ダウンリンク情報３０の受信が完了したと判断し（図８のＦ１３）、フレーム情報に含まれる経過時間情報で示される経過時間それぞれを参照して、これら経過時間の内、最も大きい経過時間である３０ミリ秒を、第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるのに要した受信経過時間として認識する（図８のＦ１４）。
【００７６】
各送信フレーム３１に格納されている経過時間情報は、最初の第２ダウンリンク情報３０（を構成する送信フレーム３１の内の最初に送信される送信フレーム３１）の送信開始時からの経過時間を示しているので、各経過時間の内、最も大きい経過時間が最初の第２ダウンリンク情報３０の送信開始時から第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるのに要した経過時間を示すこととなる。
従って、経過時間認識部２１ａは、最も大きい経過時間を受信経過時間として認識することで、受信した第２ダウンリンク情報３０を構成する第１〜１０フレームそれぞれに含まれる経過時間情報の中から、より確実にかつ精度よく、第２ダウンリンク情報３０の受信完了時点における受信経過時間を認識することができる。
【００７７】
以上のように経過時間認識部２１ａが認識した、第２ダウンリンク情報３０の受信完了時点における受信経過時間に基づいて、車載コンピュータ２１は、補正部２１ｃに前記距離情報を補正するための補正距離を算出させる（図８のＦ１５）。
車載コンピュータ２１は、補正部２１ｃに、受信した第２ダウンリンク情報３０に含まれている距離情報を取得させるとともに、上記経過時間認識部２１ａ及び速度取得部２１ｂが取得した受信経過時間及び走行速度に基づいて、前記距離情報を補正するための補正距離を算出させる。
補正部２１ｃは、経過時間認識部２１ａが認識した受信経過時間と、速度取得部２１ｂが取得した走行速度とを乗算することで、最初の第２ダウンリンク情報３０の送信開始時から第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるまでの間の車両Ｃの走行に応じた、距離情報に対する上記補正距離を求める。
【００７８】
さらに、補正部２１ｃは、第２ダウンリンク情報３０から取得した距離情報により表される距離Ｌ１から上記補正距離を減算することで距離情報の補正を行い、補正後の距離Ｌｃ（図３参照）を得る。
車載コンピュータ２１は、補正部２１ｃが求めた補正後の距離情報（距離Ｌｃ）を利用して、ドライバに対する安全運転支援を行う。
【００７９】
〔安全運転支援について〕
例えば、支援制御部２１ｄは、補正部２１ｃが停止線４０までの距離として求めた、補正後の距離Ｌｃと現時点の車両Ｃの走行速度とから、その停止線４０の手前で停止するための減速度（負の加速度）を算出し、その減速度をＥＣＵ１６に通知する。ＥＣＵ１６は、当該減速度となるようにブレーキ装置１８を作動させ、これにより、車両Ｃを停止線４０の手前で自動停止させることができる。
【００８０】
また、支援制御部２１ｄの安全運転支援としては、ディスプレイ２２やスピーカ装置２３を用いたドライバに対する注意喚起であってもよい。
例えば、支援制御部２１ｄにより、停止線４０までの距離Ｌｃをディスプレイ２２に表示させてもよい。また、現時の車両Ｃの走行速度が速すぎる場合には、支援制御部２１ｄにより、停車や減速を促す注意喚起をディスプレイ２２に表示させたり、その注意喚起をスピーカ装置２３から音声出力させたりしてもよい。
【００８１】
また、支援制御部２１ｄは、前記距離情報（距離Ｌｃ）と共に、第２ダウンリンク情報に含まれる信号情報を用いて安全運転支援を行うこともできる。
ここで、信号情報とは、交通信号機が表示する現在又は将来の信号灯色に関する情報を指し、各信号灯色の表示継続予定期間や表示する順序等に関する情報（表示予定情報）等を含む。例えば、「現在灯色が青信号で継続予定時間が５秒であり、次の灯色が黄信号で継続予定時間が８秒であり、その次の灯色が右折青矢印灯で継続予定時間１０秒である」といった情報である。
【００８２】
この信号情報を受信した車載コンピュータ２１の支援制御部２１ｄは、停止線４０までの補正後の距離Ｌｃと車両Ｃの走行速度や加速度等から、停止線４０に到着するまでの所要時間を推定した上で、当該所要時間経過後の信号灯色を推定することができる。そして、例えば、現在の信号灯色は青信号であるが、停止線４０に到着する時点で信号灯色が赤信号と予測されるような場合には、安全に停止線４０の手前で停止することができるように、車両Ｃを制動するための制御を行う。逆に、減速しなければ安全に交差点を通過できると判断できるような場合には、車両Ｃの速度を維持するための制御を行うことができる。
【００８３】
車両Ｃを制動したり速度を維持したりするため、支援制御部２１ｄは、車両のブレーキ装置１８（図４）やアクセルに対して直接的に制御を行ってもよい。また、支援制御部２１ｄでは単に制動や速度維持に関する情報を生成し、その情報をＥＣＵ１６に通知することによってＥＣＵ１６でブレーキ装置１８やアクセルを制御するものであってもよい。すなわち、支援制御部２１ｄは、間接的な制御を行うものであってもよい。
【００８４】
また、支援制御部２１ｄは、車載装置の主導による制御のみならず、ブレーキアシストなど、ドライバの運転動作を補助する動作をしても良い。
【００８５】
支援制御部２１ｄは、車両Ｃの搭乗者に対して、信号灯色の推定の結果を音声や画像情報によって通知するようにしても良い。例えば、「間もなく信号が変わるので停止すべきである」といった内容の音声をスピーカ装置２３からドライバに向けて発したり、ヘッドアップディスプレイやナビゲーション装置等のディスプレイ２２に文字や図柄で表示したりすることができる。
安全運転の支援については、不適切なタイミングや内容でドライバに情報を通知することのないようなヒューマンインタフェースとするため、例えば低速走行時には音声や画像表示による報知を行わないようにすることもできる。
【００８６】
以上詳述したように、上記構成の路車間通信システムによれば、光ビーコン４のビーコン制御機７が、第２ダウンリンク情報３０を構成する複数の送信フレーム３１それぞれにアップリンク情報２９を受信した後の最初の第２ダウンリンク情報３０の送信を基準とした送信経過情報を含めて送信するので、車載機２が第２ダウンリンク情報３０を構成する総フレームに相当する全ての送信フレーム３１を受信することで第２ダウンリンク情報３０の受信を終える際に最後に受信する送信フレーム３１には、必ず送信経過情報が含まれている。このため、車載機２の経過時間認識部２１ａは、当該車載機２の構成やダウンリンク情報３０の受信の態様に関わらず、第２ダウンリンク情報３０の受信を終える際に対応した正確な送信経過情報を確実に取得することができる。この結果、最初の第２ダウンリンク情報３０の送信開始時から第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるのに要した受信経過時間を精度よく認識することができる。
【００８７】
さらに、本システムでは、車載機２が、最初の第２ダウンリンク情報３０の送信開始時から第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるまでの間の車両Ｃの走行に応じた、前記距離情報に対する補正距離を求める補正部２１ｃを備えており、この補正部２１ｃが、車両進行方向前方の所定位置Ｐ０までの距離を求める上で、精度よく認識された受信経過時間を用いることができるので、最初の第２ダウンリンク情報３０の送信開始時から第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるまでの間の車載機２の走行に応じた補正を精度よく行うことができ、精度よく車両進行方向前方の所定位置Ｐ０までの距離を求めることができる。
【００８８】
また、本実施形態では、最後に受信する送信フレーム３１には、必ず送信経過情報が含まれているので、例えば、その動作によって光ビーコン４と車載機２との間を間欠的に遮断する車両２のワイパや、雨滴等、光ビーコン４と、車載機２との間の光通信を妨げる外的要因によって、送信フレーム３１の一部に受信エラーが生じる場合においても、第２ダウンリンク情報３０の受信を完了したときの受信経過時間を精度よく認識することができ、精度よく車両進行方向前方の所定位置Ｐ０までの距離を求めることができる。
【００８９】
〔第二の実施形態〕
図９は、本発明の第二の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図であり、図１０は、光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
本実施形態と上記第一の実施形態との相違点は、通信領域Ａを構成するアップリンク領域ＵＡが車両進行方向に分割してなる複数（４つ）の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４により構成されており、ビーコンヘッド８が、これら複数の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応して車載機２からのアップリンク情報２９を受信可能となるように車両進行方向に対応する方向に沿って並べて配置された複数のフォトセンサ１１を備えている点と、光ビーコン４のビーコン制御機７が、複数のフォトセンサ１１それぞれが出力する受光レベルに基づいて、アップリンク領域ＵＡ内における車載機２のアップリンク光の送信位置を特定する位置特定部７ａを備えている点である。その他の点については、上記第一の実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００９０】
本実施形態の通信領域Ａは、上記第一の実施形態と同様、ダウンリンク領域ＤＡと、アップリンク領域ＵＡとによって構成されているが、アップリンク領域ＵＡは、上述のように、車両進行方向に複数に分割されている。具体的にアップリンク領域ＵＡは、ビーコンヘッド８の位置を上端とし、道路Ｒ上の位置ｕ１から位置ｕ２の間に設定された位置ｅ１〜ｅ３を下端とする３本の境界線（境界部）Ｋによって４つに分割されている。
【００９１】
ビーコンヘッド８に設けられた４つのフォトセンサ１１は、それぞれアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４を受信領域としている。従って、例えば、分割領域ＵＡ１内で車載ヘッド２０から送信されたアップリンク情報は、この分割領域ＵＡ１に対応するフォトセンサ１１によって受信される。
【００９２】
図１０に示すように、光ビーコン４は、通信領域Ａの所定位置Ｐ２〜Ｐ５からその下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ２〜Ｌ５の数値を距離情報として記憶している。そして、これら距離Ｌ２〜Ｌ４についての距離情報を第２ダウンリンク情報３０に格納して送信する。
距離Ｌ２〜Ｌ５の上流端である位置Ｐ２〜Ｐ５は、アップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に応じて設定されている。具体的に位置Ｐ２〜Ｐ５は、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４における道路Ｒ上の車両進行方向のほぼ中央の位置に設定されている。
【００９３】
光ビーコン４は、予め記憶した複数の距離Ｌ２〜Ｌ５についての距離情報の内、いずれかを選択し、第２ダウンリンク情報３０に格納する。距離Ｌ２〜Ｌ５の内、いずれを選択するかは、ダウンリンクの切り替え前にアップリンク情報２９を受信したフォトセンサ１１に基づいて決定される。
例えば、最上流側の分割領域ＵＡ１において、道路Ｒ上を走行している車両Ｃの車載ヘッド２０がアップリンク情報２９を送信し、この分割領域ＵＡ１に対応するフォトセンサ１１が当該アップリンク情報２９を受信した場合、ビーコン制御機７の位置特定部７ａは、アップリンク情報２９を受信したフォトセンサ１１を特定し、分割領域ＵＡ１に対応する距離情報Ｌ２を選択するとともに、ダウンリンクを切り換え、距離Ｌ２についての距離情報を含む第２ダウンリンク情報３０を送信する。
【００９４】
他の分割領域ＵＡ２〜ＵＡ４に対応するフォトセンサ１１のいずれかがアップリンク情報２９を受信した場合も同様であり、位置特定部７ａは、受信したフォトセンサ１１に対応する分割領域に設定された位置Ｐ３〜Ｐ５に応じた距離Ｌ３〜Ｌ５を選択し、当該距離Ｌ２〜Ｌ４についての距離情報を含む第２ダウンリンク情報３０を送信する。
【００９５】
つまり、本実施形態では、アップリンク情報３０を受信した光ビーコン４が切り替え後の最初の第２ダウンリンク情報３０の送信を開始したときの車載機２（車両Ｃ）の位置が、アップリンク領域ＵＡ内の所定位置Ｐ２〜Ｐ５のいずれかであるとして、そのときの下流側の所定位置Ｐ０までの距離Ｌ２〜Ｌ５を選択し車載機２に認識させる。
すなわち、ビーコン制御機７の位置特定部７ａは、アップリンク領域ＵＡが複数の分割領域で構成されていることを利用して、アップリンク情報２９を受信したときの車載機２の位置を特定する機能を有している。
【００９６】
上記距離情報を含む第２ダウンリンク情報３０を車載機２が受信すると、車載コンピュータ２１は、そのダウンリンク情報３０に含まれている距離情報を抽出して、前記距離情報が距離Ｌ２〜Ｌ５のいずれであるかを認識する。
そして、車載コンピュータ２１の補正部２１ｃは、補正距離を演算するとともに、認識した距離（距離Ｌ２〜Ｌ４のいずれか）を利用することで補正後の距離Ｌｃを求め、ドライバに対する安全運転支援を行う。
【００９７】
本実施形態によれば、経過時間認識部２１ａ、及び補正部２１ｃによって、車載機２が第２ダウンリンク情報３０を受信するまでの間に車両が進行することによって生じる、距離情報の誤差を補正できることに加え、その前段階である光ビーコン４がアップリンク情報２９を受信した段階の車載機２の位置を特定することができるので、車載機２における、車両進行方向前方の所定位置Ｐ０までの距離について精度よく求めることができる。
【００９８】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されることはない。
上記実施形態では、車載ヘッド２０は、第２ダウンリンク情報３０を構成する総フレームに相当する全ての送信フレーム３１が受信できた段階で、これらに関する情報を車載コンピュータ２１に出力するように構成した場合を例示したが、例えば、送信フレーム３１を受信するごとに、当該受信した送信フレーム３１に係る情報を車載コンピュータ２１に出力するように構成することもできるし、車載コンピュータ２１に車載ヘッド２０の制御部２０ｂの機能を持たせ、車載コンピュータ２１に投受光部２０ａを直接接続する構成とすることもできる。
この場合においても、各送信フレーム３１それぞれに送信経過情報が含まれているので、車載機２は、これら送信経過情報を取得することで、精度よく車両進行方向前方の所定位置Ｐ０までの距離を求めることができる。
【００９９】
また、上記各実施形態では、送信経過情報として、最初の第２ダウンリンク情報３０の送信開始時を基準時とした経過時間を示す経過時間情報含む場合を例示したが、例えば、経過時間情報に代えて、繰り返し送信回数一回目の第１フレームを基準とした、送信フレーム３１の通算送信回数を示す通算送信回数情報とすることもできる。
すなわち、送信フレーム３１の送信周期は、上述のように、約１ミリ秒と設定されているので、最初の第２ダウンリンク情報３０の送信開始時に相当する繰り返し送信回数一回目の第１フレームに、切り替え後の最初の第２ダウンリンク情報３０を送信するための送信フレーム３１の通算送信回数が一回目であることを示す通算送信回数情報を格納し、順次送信される送信フレーム３１それぞれに、通算送信回数を示す通算送信回数情報を格納して送信する。なお、この通算送信回数は、第２ダウンリンク情報３０に係る繰り返し送信回数に関係なく、当該通算送信回数が一回目と設定された送信フレーム３１から順次送信される各送信フレーム３１に通じて、その送信順に設定される。例えば、繰り返し送信回数が３回目の第２フレームには、通算送信回数として「２２」が設定される。
【０１００】
そして、ダウンリンク情報の送信周期が約１ミリ秒であることを、予め車載機２に記憶させておくことで、当該車載機２は、前記送信周期と、上記通算送信回数情報とに基づいて、各送信フレーム３１の経過時間を認識することができる。さらに、その通算送信回数が一番大きい値を採用することで、第２ダウンリンク情報３０の受信を終えるのに要した受信経過時間を認識することができる。
【０１０１】
また、上記各実施形態では、路側通信機を、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ビーコンヘッド（投受光器）８を備えた光ビーコン４とすることで、光通信を利用したシステムとした場合を例示したが、例えば、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）や、電波ビーコンといった通信態様を利用したシステムとすることもできる。
【０１０２】
また、上記各実施形態において、距離情報を構成する距離Ｌ１〜Ｌ５の所定位置Ｐ１〜Ｐ５の位置は、アップリンク領域ＵＡ及び分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の道路Ｒ上のほぼ中央位置に限らず任意に設定することができる。例えば、該当領域内の上流端や下流端に設定したりすることができる。
【０１０３】
また、車両進行方向下流側の所定位置Ｐ０は、停止線４０のほか、信号機の設置位置や車両感知器の位置としてもよい。また、上記各実施形態における距離情報は、所定位置Ｐ０までの距離の値を直接格納する形式に限られず、所定位置Ｐ０までの距離を一意に決定しうる情報であれば、どのような形式であってもよい。
【０１０４】
また、上記第二の実施形態において、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の数（フォトセンサ１１の数）は、２つ、３つ、又は５つ以上としてもよい。
また、フォトセンサ１１は、その受信領域を論理的に複数の領域に分割することによって、それぞれを受信部とすることができる。つまり、１つのフォトセンサ１１が複数の受信部を有する構成とすることができる。そして、これら受信部をそれぞれ道路上の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応させ、アップリンク光が当該フォトセンサ１１のどの領域に照射されたかに応じて、距離情報を選択することもできる。この場合、分割領域の数よりも少ないフォトセンサ１１を用いて全ての分割領域に対応させることができる。
【０１０５】
また、上記各実施形態では、第２ダウンリンク情報３０に格納される距離情報は、下流端を停止線等が位置する位置Ｐ０とし、上流端をアップリンク領域ＵＡ、又は各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に設定した位置Ｐ１〜Ｐ５としたときの両端間の距離Ｌ１〜Ｌ５としたが（図３，図１０参照）、この距離情報は、他の形式によって示した情報とすることもできる。
例えば、距離情報を、アップリンク領域ＵＡの上流端である位置ｕ２から位置Ｐ１までの距離（第一距離）と、位置ｕ２から停止線４０側の位置Ｐ０までの距離（第二距離）の二つの情報で示すこともでき（図３参照）、車載機２は、前記第一距離と前記第二距離とから距離Ｌ１を求め、これに対して補正を行うことができる。また、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４を導入した場合も同様に、距離情報を各分割領域を基準とした前記第一距離と前記第二距離によって示してもよい。
【０１０６】
本発明に関して、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なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び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】
【０１０７】
２      車載機
４      光ビーコン
７      ビーコン制御機
２１ａ  経過時間認識部
２１ｃ  補正部
２９    アップリンク情報
３０    第２ダウンリンク情報
３１    送信フレーム
４０    停止線（所定位置）
Ａ      通信領域
Ｃ      車両
Ｒ      道路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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