(57)【要約】【課題】  車両進行方向前方の所定位置までの距離を高い精度で認識することができる路車間通信システム、及びこれに用いる光ビーコンを提供する。【解決手段】  本発明の路車間通信システムは、道路Ｒを走行する車両Ｃの車載機２と、道路Ｒ上にダウンリンク領域ＤＡ及びアップリンク領域ＵＡからなる通信領域Ａを設定する投受光器８を有する光ビーコン４とを備えている。投受光器８は、アップリンク領域ＵＡの上流端である点ｕ２を、ダウンリンク領域ＤＡの上流端である点ｄ２よりも上流側に設定している。【選択図】      図３
2008182557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路を走行する車両の車載機と、前記道路上の所定範囲に通信領域を設定する投受光器を有する光ビーコンとを備え、
前記通信領域が、前記光ビーコンから前記車載機に対してダウンリンク情報を送信する領域であるダウンリンク領域と、前記車載機が前記ダウンリンク情報を受信することで送信するアップリンク情報を前記投受光器が受信する領域であるアップリンク領域とからなる路車間通信システムであって、
前記投受光器は、前記アップリンク領域の上流端を、前記ダウンリンク領域の上流端よりも上流側に設定していることを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
前記光ビーコンは、前記アップリンク情報の受信に応じて、前記通信領域からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を、前記ダウンリンク情報に格納して送信する制御部を備え、
前記車載機は、前記距離情報に基づいて、前記所定位置までの距離を認識する距離認識部を備えている請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
道路を走行する車両の車載機との間で通信を行う通信領域を道路の所定範囲に設定する投受光器を有し、前記通信領域が、前記投受光器から前記車載機に対してダウンリンク情報を送信する領域であるダウンリンク領域と、前記車載機が前記ダウンリンク情報を受信することで送信するアップリンク情報を前記投受光器が受信する領域であるアップリンク領域とからなる光ビーコンであって、
前記投受光器は、前記アップリンク領域の上流端を、前記ダウンリンク領域の上流端よりも上流側に設定していることを特徴とする光ビーコン。
【請求項４】
前記アップリンク情報の受信に応じて、前記通信領域からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を、前記ダウンリンク情報に格納し、前記距離情報に基づいて前記所定位置までの距離を認識する前記車載機に、当該ダウンリンク情報を送信する制御部を備えている請求項３に記載の光ビーコン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビーコンと車載機との通信によって進行方向前方の所定位置までの距離を求めるための路車間通信システム及びこれに用いる光ビーコンに関するものである。
【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）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（例えば、特許文献１参照）。
【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）を含む第一の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一の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を含む第二のダウンリンク情報の送信を開始し、この第二の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、当該第二の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、当該第二の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、当該第二の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、第二の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】
上記光ビーコンの投受光器では、例えば図６に示すように、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）４の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、車載機２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。
【０００６】
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。また、上記規格によれば、一般道向けの光ビーコン４の場合で、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａは、投受光器８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離は２．１ｍと規定され、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡ（ダウンリンク領域ＤＡ）の上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、この場合、通信領域Ａの車両進行方向の全長は３．７ｍとなる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、例えば、通信領域Ａからその下流側の所定位置（例えば、停止線）までの距離情報を第二のダウンリンク情報に含ませておき、この距離情報を受信した車載機２により、当該距離情報を利用して、停止線の手前で強制停止するように車両を制動させたり、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、本出願人が提案した特願２００６−１２１６９２号及び特願２００６−１２１７００号）。
【０００９】
通常、光ビーコン４は、アップリンク領域ＵＡ内に位置する車載機２から送信されるアップリンク情報を、概ね９０％以上の確率で受信できる。このため、ダウンリンク領域ＤＡの上流端とアップリンク領域ＵＡの上流端とが規格通り一致していれば、車載機２がアップリンク情報の送信を開始しかつ第二のダウンリンク情報を受信する位置は、車載機２が通信領域Ａに進入して第一のダウンリンク情報を受信する通信領域Ａの上流端近傍付近となる。ここで、ダウンリンク情報に格納される距離情報を、例えばアップリンク領域ＵＡの上流端から前記所定位置までの距離とすれば、車載機は、ダウンリンク情報を受信した地点から所定位置までの実際の距離とほぼ一致した距離情報を得ることができる。
【００１０】
一方、従来から光ビーコンを用いた路車間通信システムにおける主な目的は、ＶＩＣＳ等の交通情報を車載機に対して確実に送信することであり、実際に運用されている光ビーコンでは、路車間通信領域においてデータの送受信が確実に行われるように、ダウンリンク領域ＤＡを前記規格で定められた領域長よりも広く設定するケースが大半である。
さらに、光ビーコン４の投受光器８から発せられる光信号は、遠方になるにしたがって拡散するため、ダウンリンク領域ＤＡの上流端の位置を規格通りに設定しようとしても、設定した位置よりもさらに上流側にまで投受光器からの光信号が到達してしまうことがある。
【００１１】
上記理由によって、図６に示すように、実際のダウンリンク領域ＤＡの上流端ｃ´が、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃよりも上流側に位置するケースが生じる。このような場合、通信領域Ａにおいて、ダウンリンク領域のみで構成される領域が、アップリンク領域ＵＡ下流端ｂの下流側だけでなく、同領域の上流端ｃよりも上流側（図６中、一点鎖線で示す領域）にも存在することとなる。
道路を走行している車両Ｃの車載機２が通信領域Ａに進入すると、まず、アップリンク領域ＵＡの上流側に存在するダウンリンク領域ＤＡのみで構成される領域に進入する（図６中、実線で示した車両Ｃ）。すると、車載機２は第一のダウンリンク情報を受信し、アップリンク情報を送信する。しかし、この段階では、図６のように、車載機２は未だアップリンク領域ＵＡに到達していないので、当該車載機２の送信したアップリンク情報は光ビーコン４の投受光器８によって受信されず、車両ＩＤを含んだ第二のダウンリンク情報が光ビーコン４から送信されることはない。
車載機２は、所定の送信周期でアップリンク情報の送信を行うので、最初にアップリンク情報を送信した位置から前記送信周期の時間の間に前進した位置（図６中、破線で示した車両Ｃ）で、再度アップリンク情報の送信を行う。この２回目の送信時に車載機２がアップリンク領域ＵＡに進入していれば、再度送信されたアップリンク情報は、投受光器８によって受信される。その後、車載機２は、アップリンク情報を受信した光ビーコン４から送信される車両ＩＤや各種情報を含んだ第二のダウンリンク情報を受信する。
【００１２】
上記の場合、２回目の送信時の破線で示した車両Ｃの位置は、最初の送信時の実線で示した車両Ｃの位置よりも、アップリンク情報の送信周期に相当する時間の間に車両Ｃが前進する距離Ｘだけ、下流側の所定位置に近づくこととなる。ここで、ダウンリンク情報に含められる距離情報が、前記規格通りに通信領域Ａが設定されているものとして、アップリンク領域ＵＡ上流端から前記所定位置までの距離として設定されていると、車載機２が前記距離情報を受信した現状の位置から前記所定位置までの距離と、前記距離情報による距離との間には、最大で上記距離Ｘ分の誤差が生じることとなる。
【００１３】
上記のように、光ビーコンが最初に受信するアップリンク情報が、アップリンク領域ＵＡの上流端に位置する車載機２から送信されたものであったり、アップリンク領域ＵＡの上流端よりもよりさらに下流側から送信されたものであったり、といったように、光ビーコン４によって最初に受信されるアップリンク情報が送信されたときの車載機２の位置がまちまちになると、その後に車載機２に送信される第二のダウンリンク情報に含まれる距離情報に誤差が生じてしまうことがあり、このような場合、当該車載機は所定位置までの距離を正確に認識できず、ドライバに対して適切な安全運転支援を行えない事態が生じる。
【００１４】
以上のように、路車間通信システムを交通情報の送信のみではなく、安全運転支援にも用いる場合においては、光ビーコンは、常に安定した位置で第二のダウンリンク情報を車載機に受信させることが好ましく、換言すると、光ビーコンによって最初に受信されるアップリンク情報の送信時の車載機の位置が、常に安定していることが好ましい。
【００１５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、光ビーコンによって最初に受信されるアップリンク情報の送信時における車載機の位置を一定の位置で安定させることができるとともに、車両進行方向前方の所定位置までの距離を高い精度で認識することができる路車間通信システム、及びこれに用いる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】
【００１６】
本発明の路車間通信システムは、道路を走行する車両の車載機と、前記道路上の所定範囲に通信領域を設定する投受光器を有する光ビーコンとを備え、前記通信領域が、前記光ビーコンから前記車載機に対してダウンリンク情報を送信する領域であるダウンリンク領域と、前記車載機が前記ダウンリンク情報を受信することで送信するアップリンク情報を前記投受光器が受信する領域であるアップリンク領域とから構成されており、前記投受光器は、前記アップリンク領域の上流端を、前記ダウンリンク領域の上流端よりも上流側に設定していることを特徴としている。
【００１７】
上記のように構成された路車間通信システムによれば、アップリンク領域の上流端が、ダウンリンク領域の上流端よりも上流側に設定されているので、車載機がダウンリンク領域に進入したときには、確実にアップリンク領域に進入していることとなる。すなわち、車載機がダウンリンク情報の受信後、最初にアップリンク情報を送信する際には、当該車載機はアップリンク領域に位置することとなる。このため、光ビーコンは、車載機がダウンリンク領域に進入した直後の位置において最初に送信するアップリンク情報を確実に受信できる。
つまり、光ビーコンは、車載機がダウンリンク領域に進入した直後の位置において最初に送信するアップリンク情報を確実に受信するので、光ビーコンが最初に受信するアップリンク情報が送信されたときの車載機の位置を、ダウンリンク領域に進入した直後の位置で安定させることができる。
【００１８】
また、上記路車間通信システムにおいて、前記光ビーコンは、前記アップリンク情報の受信に応じて、前記通信領域からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を、前記ダウンリンク情報に格納して送信する制御部を備え、前記車載機は、前記距離情報に基づいて、前記所定位置までの距離を認識する距離認識部を備えるものであってもよい。
【００１９】
この場合、車載機は、受信したアップリンク情報に応じて光ビーコンから送信されるダウンリンク情報を、ダウンリンク領域に進入した直後の位置で安定的に受信することができるので、ダウンリンク情報に含まれる距離情報に誤差が生じるのを防止でき、車両進行方向前方の所定位置までの距離を高い精度で認識することができる。
【００２０】
また、本発明の光ビーコンは、道路を走行する車両の車載機との間で通信を行う通信領域を道路の所定範囲に設定する投受光器を有し、前記通信領域が、前記投受光器から前記車載機に対してダウンリンク情報を送信する領域であるダウンリンク領域と、前記車載機が前記ダウンリンク情報を受信することで送信するアップリンク情報を前記投受光器が受信する領域であるアップリンク領域とからなるものであって、前記投受光器は、前記アップリンク領域の上流端を、前記ダウンリンク領域の上流端よりも上流側に設定していることを特徴としている。
【００２１】
上記のように構成された光ビーコンによれば、上述のように、車載機がダウンリンク領域に進入した直後の位置において最初に送信するアップリンク情報を確実に受信する。従って、光ビーコンによって最初に受信されるアップリンク情報の送信時の車載機の位置を、ダウンリンク領域に進入した直後の位置で安定させることができる。
【００２２】
また、上記光ビーコンにおいて、前記アップリンク情報の受信に応じて、前記通信領域からその下流側の所定位置までの距離に関する距離情報を、前記ダウンリンク情報に格納し、前記距離情報に基づいて前記所定位置までの距離を認識する前記車載機に、当該ダウンリンク情報を送信する制御部を備えている場合には、上述のように、ダウンリンク情報に格納される距離情報に誤差が生じるのを防止でき、車載機に、車両進行方向前方の所定位置までの距離を高い精度で認識させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、光ビーコンによって最初に受信されるアップリンク情報の送信時における車載機の位置を一定の位置で安定させることができるとともに、車両進行方向前方の所定位置までの距離を高い精度で認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
〔システムの全体構成〕
図１は、光ビーコンを含む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とから構成されている。
【００２５】
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。
【００２６】
〔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、この制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数の投受光器８とを備えている。
各投受光器８は、筐体９の内部に発光ダイオード（ＬＥＤ）１０、フォトセンサ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。
【００２７】
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投受光器８と、これら投受光器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）を有するマイコンにより構成されており、通信部６による中央装置３との双方向通信と、投受光器８による車載機２との路車間通信を行う制御部として機能する。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。
【００２８】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１２に設置されており、各投受光器８は、支柱１３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。
各投受光器８のＬＥＤ１０は、各車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも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が当該投受光器８の上流側（図２の右側）に設定されている。
【００２９】
〔通信領域〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図であり、車両Ｃは、図中矢印の方向に進行する。図３において、投受光器８によって設定される通信領域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の投受光器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。
【００３０】
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。
【００３１】
上記規格に対して、本実施形態のアップリンク領域ＵＡの上流端を示す点ｕ２は、ダウンリンク領域ＤＡの上流端を示す点ｄ２よりも上流側（図３中の右側）とされており、通信領域Ａ全体としての上流端が点ｕ２、下流端がダウンリンク領域ＤＡの下流端を示す点ｄ１となるように設定されている。
このため、アップリンク領域ＵＡの下流部分と、ダウンリンク領域ＤＡの上流部分とは、アップリンク領域ＵＡの下流端を示す点ｕ１と、点ｄ２との間で重複している。この両領域が重複している重複部分（点ｕ１と点ｄ２との間）の上流端（点ｄ２）の上流側には、アップリンク領域ＵＡのみで構成される領域が存在している。
従って、道路Ｒ上を走行する車両Ｃの車載機２が、ダウンリンク領域ＤＡに進入したとき、当該車載機２は、確実にアップリンク領域ＵＡに進入していることとなる。
なお、アップリンク領域ＵＡの上流端である点ｕ２は、ダウンリンク領域ＤＡの上流端が誤差等によって設定しようとしている地点よりもさらに上流端側寄りに設定されてしまったとしても、確実に点ｄ２よりも上流側となる位置に設定される。
【００３２】
〔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２６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。
【００３３】
車載機２は、車載コンピュータ１９と、この車載コンピュータ１９のセンサ用インタフェースに接続された車載ヘッド２０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２１及びスピーカ装置２２とを備えている。
上記車載ヘッド２０は、光ビーコンの投受光器８と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ）とフォトセンサを備えている（図示せず）。このうち、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。
【００３４】
車載コンピュータ１９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１９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距離認識部２３、及び支援制御部２４を備えている。
【００３５】
車載コンピュータ１９の距離認識部２３は、後述する路車間通信において、光ビーコン４から送信されたアップリンク情報に格納された距離情報に基づいて、光ビーコン４の下流側の所定位置（例えば、車両走行方向の前方の交差点手前に設けられている停止線）までの距離を算出し、認識する。
車載コンピュータ１９の支援制御部２４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。この安全運転支援は後にも説明するが、例えば、信号機情報や距離情報等の支援情報に基づく車両Ｃの減速制御やドライバへの報知制御が含まれる。この信号機情報は、光ビーコン４の下流側にある信号機の灯色が変わるタイミング情報等であり、距離情報は、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までの距離に関する情報である。
【００３６】
これらの信号機情報及び距離情報がダウンリング情報に含まれていることにより、支援制御部２４は、前方の信号機が赤に変わった後に車両Ｃが交差点内に進入していないように、ＥＣＵ１６にブレーキ装置１８を作動させて車両Ｃを減速したり、信号機が赤に変わることを前記ディスプレイ２１やスピーカ装置２２によってドライバに報知する。
【００３７】
ディスプレイ２１は、ナビゲーション装置やテレビジョン装置の画像表示部を構成する車載ディスプレイや、車体１５のフロントガラス面に図形を架空表示するヘッドアップディスプレイ等よりなる。また、スピーカ装置２２は、搭乗席の車体１５のフロントパネルやドア等に設けられたスピーカよりなる。これらのディスプレイ２１及びスピーカ装置２２は、上述のように安全運転支援に関する情報をドライバに報知する出力部として機能する。
【００３８】
〔路車間通信〕
図５は、通信領域Ａにおいて光ビーコン４の投受光器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、この路車間通信の内容を説明する。
まず、光ビーコン４のビーコン制御機７は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する各投受光器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一のダウンリンク情報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。
【００３９】
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）を含む第一のダウンリンク情報２８を受信する。この際、車載機２の車載コンピュータ１９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１９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の投受光器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１９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１９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。
【００４０】
一方、光ビーコン４の投受光器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二のダウンリンク情報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１９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。
【００４１】
ビーコン制御機７は、第二のダウンリンク情報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。
【００４２】
図５に示すように、第二のダウンリンク情報３０は、単一又は複数の最小フレーム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、この最小フレーム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。
【００４３】
なお、前記規格によれば、第二のダウンリンク情報３０は、１〜８０個の最小フレーム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最小フレーム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。
最小フレーム３１の送信周期は約１ｍｓである。従って、例えば、三つの最小フレーム３１で一つのダウンリンク情報３０を構成する場合には、ダウンリンク情報３０の送信周期は約３ｍｓになるので、当該ダウンリンク情報３０は所定の送信可能時間（２５０ｍ）の間に約８０回繰り返して送信されることになる。
【００４４】
車載機２の車載コンピュータ１９は、第二のダウンリンク情報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。
このように、車載機２の車載コンピュータ１９は、支援情報を含むダウンリンク情報３０を受け、この支援情報に基づいて、前記所定位置までの距離の認識、及び安全運転支援の制御を開始する（図５のＦ８）。
以下、この安全運転支援について詳述する。
【００４５】
〔安全運転支援〕
上記安全運転支援は、光ビーコン４の投受光器８よりも車両走行方向の下流側にある所定位置において、車両Ｃを所定の速度に自動的に減速させたり、車両Ｃを自動的に停止させたりすることができる操作である。
図３を参照して、以下の説明では、本実施形態のシステムが、道路Ｒ上において、走行する車両Ｃの前方に位置する信号機３５の灯色に応じて車両を自動的に減速させ、信号機３５の手前に設けられている車両進行方向前方の所定位置としての停止線Ｐに従って車両Ｃを自動的に停止させる場合について説明する。
【００４６】
図３において、車両Ｃが信号機３５に向かって前進すると、車両Ｃは、通信領域Ａに進入する。ここで、この通信領域Ａは、上述したように、アップリンク領域ＵＡの上流端である点ｕ２が、ダウンリンク領域ＤＡの上流端である点ｄ２よりも上流側に設定されており、両領域ＵＡ，ＤＡが重複している重複部分の上流端（点ｄ２）の上流側であって、点ｄ２と点ｕ２との間には、アップリンク領域ＵＡのみで構成される領域が存在している。このため、車両Ｃは、まず、アップリンク領域ＵＡのみで構成される領域に進入する（図中、位置ｃ１）。このとき、車両Ｃの車載機２は、アップリンク領域ＵＡに進入している状態であるが、未だ、ダウンリンク領域ＤＡに進入していないので、光ビーコン４の投受光器８から送信される第一のダウンリンク情報２８を受信することはない。このため、この位置ｃ１では、車載機２は、アップリンク情報２９を送信しない。
その後、車両Ｃがさらに前進し、車載機２が前記重複領域に進入すると（図中、位置ｃ２）、当該車載機２は、ダウンリンク領域ＤＡに進入することとなるので、投受光器８から送信される第一のダウンリンク情報２８を受信し、これに応じてアップリンク情報２９の送信を開始する。
【００４７】
ここで、光ビーコン４の投受光器８は、ダウンリンク領域ＤＡ内で第一のダウンリンク情報２８を常に送信し続けているので、車載機２は、ダウンリンク領域ＤＡに進入すると、進入直後の位置である位置ｃ２において、第一のダウンリンク情報２８を受信する。その後、アップリンク情報２９を所定の送信周期で送信を開始する。
通常、光ビーコン４の投受光器８は、アップリンク領域ＵＡに位置する車載機２から送信されるアップリンク情報２９を、概ね９０％以上の確率で受信できることが把握されている。このため、光ビーコン４は、車両Ｃの車載機２がダウンリンク領域ＤＡに進入した直後の位置ｃ２において、所定の周期で送信されるアップリンク情報２９の内、最初に送信されるアップリンク情報２９をほぼ確実に受信することができる。
【００４８】
光ビーコン４は、アップリンク情報２９を受信すると、上述のように、ダウンリンクの切り替えを行い、第二のダウンリンク情報３０の送信を開始する。
光ビーコン４のビーコン制御機７は、上述のように、第二のダウンリンク情報３０に、車線通知情報の他、支援情報等を格納して送信する。
この支援情報としては、前方の信号機３５の灯色の情報及びその灯色の表示継続期間に関する情報を含む信号機情報、及び、ダウンリンク領域ＤＡから前方の停止線Ｐまでの長さ情報である距離情報を少なくとも含んでいる。なお、この距離情報は、例えばダウンリンク領域ＤＡの上流端である点ｄ２から停止線Ｐまでの距離Ｄ１とすることができる。この距離情報は光ビーコン４を設置する際に測定したものであり、ビーコン制御機７に記憶させてある。
【００４９】
光ビーコン４は、車載機２から最初に送信されるアップリンク情報２９を受信し、これに対して第二のダウンリンク情報３０の送信を開始するので、車載機２は、アップリンク情報２９の送信開始後、即座に光ビーコン４からの第二のダウンリンク情報３０を受信する。すなわち、車載機２は、ダウンリンク領域ＤＡに進入した直後の位置である位置ｃ２において、アップリンク情報２９の送信を開始するとともに、第二のダウンリンク情報３０を受信する。車載機２が位置ｃ２において第二のダウンリンク情報３０を受信すると、車載機２の車載コンピュータ１９は、当該第二のダウンリンク情報３０に格納された各情報を取得する。
【００５０】
車載機２の車載コンピュータ１９の距離認識部２３は、第二のダウンリンク情報３０に格納された支援情報の内、距離情報である距離Ｄ１に基づいて、車両Ｃが現状の位置ｃ２から停止線Ｐに従って停止したときの位置までの距離を算出し認識する。
距離認識部２３が算出、認識する距離としては、現状の位置ｃ２から位置ｃ３までの距離Ｄ２とすることができる。すなわち、図３において、車載機２の車載ヘッド２０は、通常、車両Ｃのダッシュボード上等に設置されるため、道路Ｒの路面に対する所定の設置高さＨの位置に設置され、かつ当該車載ヘッド２０と車両Ｃの前方先端部との間には幅寸法Ｄ３を有している。このため、距離情報としての距離Ｄ１と、車両Ｃにおける距離Ｄ２との間には、寸法差Ｄ４が生じる。
車載コンピュータ１９は、車両Ｃ固有の値である設置高さＨ及び幅寸法Ｄ３を予め記憶しており、距離認識部２３は、距離Ｄ１に加えて、この記憶された各値を参照することで、車両Ｃにおける距離Ｄ２を取得する。
【００５１】
以上のようにして、車載機２の車載コンピュータ１９は距離Ｄ２を取得し、この距離Ｄ２に基づいて安全運転支援を行う。具体的には、車載コンピュータ１９の支援制御部２４は、前記距離Ｄ２、及び信号機情報に加えて、速度検出器２６により検出される現状の車両速度に基づいて、車両Ｃを停止線Ｐで停止させるか否かの判断を行う。車両Ｃを停止させると判断した場合には、支援制御部２４は、ディスプレイ２１やスピーカ装置２２によってドライバに対して停止の判断をした旨を報知するとともに、ＥＣＵ１６と連携してエンジン１７及びブレーキ装置１８を制御し、車両Ｃを停止線Ｐに従って停止させる。
【００５２】
上記のように構成された本実施形態の路車間通信システムによれば、アップリンク領域ＵＡの上流端である点ｕ２が、ダウンリンク領域ＤＡの上流端である点ｄ２よりも上流側に設定されているので、車載機２がダウンリンク領域ＤＡに進入したとき、当該車載機２は、確実にアップリンク領域ＵＡに進入していることとなる。すなわち、車載機２が第一のダウンリンク情報２８の受信後、最初にアップリンク情報２９を送信する際には、車載機２はアップリンク領域ＵＡに位置することとなる。このため、光ビーコン４は、車載機２がダウンリンク領域ＤＡに進入した直後の位置ｃ２において最初に送信するアップリンク情報２９を確実に受信できる。
つまり、光ビーコン４は、車載機２がダウンリンク領域ＤＡに進入した直後の位置ｃ２において最初に送信するアップリンク情報２９を確実に受信するので、光ビーコン４が最初に受信するアップリンク情報２９が送信されたときの車載機２の位置を、ダウンリンク領域ＤＡに進入した直後の位置ｃ２で安定させることができる。
【００５３】
このため、車載機２は、受信したアップリンク情報２９に応じて光ビーコン４の投受光器８から送信される第二のダウンリンク情報３０を、ダウンリンク領域ＤＡに進入した直後の位置ｃ２付近で安定的に受信することができる。このため、例えば、上記従来例で述べたように、光ビーコン４によって最初に受信されるアップリンク情報２９が送信されたときの車載機２の位置がまちまちになる場合と比較して、車載機２が受信する第二のダウンリンク情報３０に含まれる距離情報に誤差が生じるのを防止でき、停止線Ｐまでの距離を高い精度で認識することができる。
【００５４】
また、上記実施形態において、ダウンリンク領域ＤＡに進入した直後の位置ｃ２に位置する車両Ｃの車載機２が、光ビーコン４からの第一のダウンリンク情報２８を受信してから、第二のダウンリンク情報３０を受信するまでに僅かではあるが通信時間を要する。このため、車両Ｃは、前記通信時間の間に僅かではあるが前進することとなり、距離認識部２３が取得する距離情報に上記通信時間に起因する誤差が生じる場合がある。このような場合には、距離認識部２３が、距離Ｄ２を算出する際に、予め上記通信時間及びそのときの車両Ｃの走行速度を考慮して補正を行うように構成することができる。
【００５５】
また、上記実施形態において、第二のダウンリンク情報３０の最小フレーム３１中に、アップリンク情報２９を受信した後の最初のダウンリンク情報の送信時を基準とした経過情報をさらに含ませてもよい。
この場合、光ビーコン４が送信する最初の第二のダウンリンク情報３０を車載機２が受信できず、車両Ｃがある距離だけ進行した後に第二のダウンリンク情報３０を受信することで、距離情報に誤差が生じてしまったとしても、距離認識部２３は、距離情報に加えて、前記経過情報及び現在の走行速度の情報等を用いて、前記誤差を補正した距離Ｄ２を求めるようにすることもできる。
【００５６】
また、上記実施形態では、第二のダウンリンク情報３０に格納される距離情報は、ダウンリンク領域ＤＡの上流端である点ｄ２から停止線Ｐまでの距離Ｄ１としたが、この距離Ｄ１を他の形式によって示した情報としてもよい。
例えば、点ｄ２からから停止線Ｐまでに、複数の中間点を設定し、点ｄ２からその直近の中間点までの距離、各中間点の間の距離、及び停止線Ｐに直近の中間点から停止線Ｐまでの距離をそれぞれ格納し、全体として距離Ｄ１を示した情報とすることができる。
【００５７】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、車両Ｃを停止線Ｐに従って停止させる場合について説明したが、大きく減速しなければならないシチュエーション、例えば、見通しの悪い急カーブの手前を所定位置に設定し、前記急カーブまでの距離を正確に認識させて安全運転支援を行うといった態様とすることもできるし、必ず一時停止をしなければならない地点（例えば、踏切の手前等）に所定位置を設定することもできる。
また、上記実施形態では、距離情報は、ダウンリンク領域ＤＡの上流端である点ｄ２から停止線Ｐまでの距離Ｄ１としたが、光ビーコン４の投受光器８の設置地点から停止線Ｐまでの距離とすることもできる。この場合、車載機２の車載コンピュータ１９には、予め定められたダウンリンク領域ＤＡの上流端から前記設置地点までの距離を記憶させておき、距離認識部２３は、この記憶しておいた距離に、距離情報から得られる距離を加算することで、車両Ｃにおける停止線Ｐまでの距離を算出し、認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】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】光ビーコンの設置の態様、及びその通信領域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】通信領域で行われる路車間通信の手順とデータ内容を示す概念図である。
【図６】従来の路車間通信システムにおける光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１      交通管制システム
２      車載機
４      光ビーコン
６      通信部
７      ビーコン制御機（制御部）
８      投受光器
１９    車載コンピュータ
２０    車載ヘッド
２３    距離認識部
２８    第一のダウンリンク情報
２９    アップリンク情報
３０    第二のダウンリンク情報
Ｃ      車両
Ｒ      道路
ＤＡ    ダウンリンク領域
ｄ２    点（ダウンリンク領域の上流端）
ＵＡ    アップリンク領域
ｕ２    点（アップリンク領域の上流端）
【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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