(57)【要約】【課題】車道において可視光通信を提供する。【解決手段】可視光通信エミッタは、非可視スペクトル内の第一の目標周波数で変調される閃光を出射するように構成される第一の発光装置と、専用の非可視スペクトル内の第二の目標周波数で変調される閃光を出射するように構成される第二の発光装置と、を備える。第一の目標周波数と第二の目標周波数の差は予め定められる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の状態を通信するように構成される可視光通信エミッタであって、
専用の非可視スペクトル内の第一の目標周波数で変調される閃光を出射するように構成される第一の発光装置と、
前記専用の非可視スペクトル内の第二の目標周波数で変調される閃光を出射するように構成される第二の発光装置と、を備え、  
前記車両の状態を認証するために、第一の目標周波数と第二の目標周波数の差は予め定められる、
可視光通信エミッタ。
【請求項２】
前記第一の目標周波数と前記第二の目標周波数は１ｋＨｚと１ＭＨｚの間である、
請求項１に記載の可視光通信エミッタ。
【請求項３】
第一の目標周波数と第二の目標周波数の前記差は、０．０１ｋＨｚから１ｋＨｚの範囲、好ましくは０．１ｋＨｚから０．５ｋＨｚの範囲から選択される、
請求項１または２に記載の可視光通信エミッタ。
【請求項４】
前記第二の発光装置は、互いに所定の距離だけ離間され、所定の寸法の三角形状ランプを形成する３つの発光部を備え、
前記可視光通信エミッタは、閃光を出射することによって、前記所定の寸法の三角形状ランプと通信するように構成される、
請求項１から３のいずれか一つに記載の可視光通信エミッタ。
【請求項５】
前記第一の発光装置は、車両に設置される場合、赤色の停止光を出射するように構成され、
前記第二の発光装置は、車両に設置される場合、赤色のポジション光を出射するように構成される、
請求項１から４のいずれか一つに記載の可視光通信エミッタ。
【請求項６】
前記専用の非可視スペクトル内の、前記第一の目標周波数および前記第二の目標周波数とは異なる第三の目標周波数で変調される閃光を出射するように構成される第三の発光装置、をさらに備え、
前記第三の発光装置は、少なくとも部分的に三角形状ランプ内に配置される、
請求項４または５に記載の可視光通信エミッタ。
【請求項７】
前記可視光通信エミッタは、閃光を出射することによって、データを通信するように構成され、該データは前記可視光通信エミッタの固有の識別子、前記車両の速度、前記車両の移動方向、または前記車両の位置を含む、
請求項１から６のいずれか一つに記載の可視光通信エミッタ。
【請求項８】
汚れセンサまたは近接センサをさらに備える、
請求項１から７のいずれか一つに記載の可視光通信エミッタ。
【請求項９】
ワイパをさらに備える、
請求項１から８のいずれか一つに記載の可視光通信エミッタ。
【請求項１０】
閃光を検出するように構成されるイベントカメラ、と
専用の非可視スペクトル内の第一の目標周波数と前記専用の非可視スペクトル内の第二の目標周波数間の所定の差を認識するように構成される制御部を備える、
可視光通信レシーバ。
【請求項１１】
請求項４から９のいずれか一つに記載の可視光通信エミッタの三角形状ランプを検出し、
前記三角形状ランプの前記所定の寸法に基づいて、前記可視光通信レシーバと前記可視光通信エミッタ間の距離を算出するように構成される、検出モジュールを備える、
請求項１０に記載の可視光通信レシーバ。
【請求項１２】
請求項１から９のいずれか一つに記載の可視光通信エミッタまたは請求項１０または１１に記載の可視光通信レシーバ、と
車両制御部と、
を備える、車両。
【請求項１３】
少なくとも２つの請求項８に記載の可視光通信エミッタを備え、
前記車両制御部は、汚れまたは近接が検出された場合、一方の可視光通信エミッタから他方の可視光通信エミッタへ通信を切り替えるように構成される、
請求項１２に記載の車両。
【請求項１４】
大型の三角形状ランプを形成するように配置される、少なくとも３つの請求項１から９の内いずれか一つに記載の可視光通信エミッタと、
請求項１０または１１に記載の可視光通信レシーバと、をさらに備え、
前記車両制御部は、車両の走行路で１つの可視光通信エミッタが障害物によって覆われているか否かを検出する、および
覆われた可視光通信エミッタから別の可視光通信エミッタに通信を切り替えるように構成される、
請求項１２または１３に記載の車両。
【請求項１５】
車両の走行路に固定される情報装置であって、
請求項１から９の内いずれか一つに記載の可視光通信エミッタを備え、
前記車両の走行路の交通データ、緊急データ、位置、特定の場所までの最適な軌跡またはルートを含むデータを通信するように構成される、
情報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光通信分野に関し、特に、車と車の間または車等の移動装置と車道の設置物などの固定装置の間の通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
可視光通信（ＶＬＣ：Ｖｉｓｕａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）装置は、ここ数年非常に注目されている。可視光通信は無線周波数（ＲＦ）通信の代替として考えられている。
【０００３】
可視光通信は、固定された、または移動するエミッタとレシーバ間で行うことができる。一般に、エミッタは一つのＬＥＤまたはＬＥＤアレイを備えることができる。
【０００４】
従来、複数の通信装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１９／００５０５１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１２／０２３０７０３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１４／００９３２３４  Ａ１号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｓａｙｆ  ＡＬＢＡＹＡＴＩ，  ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｉｎｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，  Ｖｏｌ．８Ｉｓｓｕｅ  ６，  Ｊｕｎｅ−  ２０１９，  ｐｇ．  ５１−５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、特許文献１は、高速のカメラセンサを用いるカメラ通信システムに関する。
【０００８】
また、特許文献２は、可視光通信レシーバ  、可視光通信システム、および可視光通信方法に関する。
【０００９】
特許文献３は、変調光の多相サンプリングを行う方法及び装置に関する。
【００１０】
非特許文献１は、可視光通信システムの概要に関する。
【００１１】
しかしながら、上述の文献には以下の問題点がある。
【００１２】
通信媒体が光のため、可視光通信が行われる環境には、光メッセージと干渉し、メッセージ伝達の信頼性を損なう光ノイズが含まれる可能性がある。光ノイズは、散乱光、複数回の反射、または通りの店のネオン光、車両のウィンカー、警察車両のサイレンランプ、太陽光等の周辺光などの様々な理由で発生する。
【００１３】
また、一般に光フィルタが光ノイズの軽減に用いられるが、光フィルタは通信を行うための光源の種類を制限する。例えば、可視光通信の環境に青色光が含まれる場合、従来は、別の色の発光帯域を選択する、または発光装置の青色成分をフィルタで除去することが推奨される。さもなければ、通信の信頼性が失われる可能性がある。光フィルタは、ある特定の光波長だけが確実に通信されることを保証する。
【００１４】
自動車の分野では、可視光通信は規制によっても制限される。例えば、目の安全のための規則または、車両はヘッドランプ、テールランプ、ウィンカー、ブレーキ灯や後退灯などの搭載された装置以外から可視光を発光してはならないという規則がある。自動車分野において、特に移動する装置は、規格化された光以外の発光を認められていない。
【００１５】
見通し線要件や周辺ノイズによって通信範囲は制限を受け、通信範囲が長くなるほど、メッセージデータを区別することは難しくなる。通信範囲は、運転条件において現在３０メートル未満に制限されている。
【００１６】
エミッタまたはレシーバ（または双方）が移動中の場合、エミッタとレシーバ間の距離を把握することが重要になることがある。例えば、信号が赤に変わるというときに、距離情報は、車を制御して、減速させ、所定の距離（ｘメートル）で停止させるために用いられる。各固定エミッタは自らのＧＰＳ座標を送信可能（ジオローカライゼーション）であるが、移動するレシーバがそのＧＰＳ座標を、エミッタとレシーバ間の距離を正確に（数センチの誤差）算出できるほど正確に取得できるとは限らない。ＧＰＳ情報は、例えば、車両が高層ビルの立ち並ぶ都市を移動中には、検知されないまたは不正確になる可能性がある。従来の可視光通信装置は両者の間の距離を算出できない。カメラや３Ｄセンサは距離算出が可能である。但し、これらの装置は、夜間または低明度（例えば、薄明）、高明度（まぶしい光）、物体が細すぎて検出不能の場合などに、性能が低くなる。
【００１７】
可視光通信装置間の光干渉もまた可視光通信の信頼性を低減させる可能性がある。メッセージ送信は異なるメッセージの発信元を区別する必要性によって制限を受ける。
【００１８】
本発明の目的は、上述の文献の問題点を解消すること、および、信頼性の高い、高性能、より簡素化され、安全性を高めることができる可視光通信エミッタおよび可視光通信レシーバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第一の態様は、車両の状態を通信するように構成される車両用可視光通信エミッタに関する。該エミッタは、専用の非可視スペクトル内の第一の目標周波数で変調される閃光を出射するように構成される第一の発光装置、と専用の非可視スペクトル内の第二の目標周波数で変調される閃光を出射するように構成される第二の発光装置とを備える。車両の状態を認証するために、第一の目標周波数と第二の目標周波数の差は予め定められる。
【００２０】
本発明の可視光通信エミッタは、特に短距離において非常に高速のデータ速度（１０から１００Ｍｂｉｔ／秒）で情報を転送することができる。また、ノイズが含まれる領域で長距離においても高速のデータ速度（〜１Ｍｂｉｔ／秒）を実現できる。さらに、このような高帯域は非常に低いレテンシの通信を可能にし、車両間通信および車線変更の警告、緊急時のブレーキ等の重要な安全性関連の用途に適している。可視光通信は、無線周波数通信と異なり電磁波ノイズの影響を受けない。可視光通信は、無線周波数通信の利用が不可能な場所（例えば、トンネル内、山間部、高層ビル群の間）または許可されない場所（例えば、病院）での通信も可能にする。可視光通信は、無線周波数通信と異なり、人の健康に害を及ぼさない。また、光通信は非常に高速（傍受が困難）で、直接見通し線上にない限り傍受されないため、無線周波数通信と異なり、データ送信におけるセキュリティの問題（ハッキング）の影響を受けにくい。さらに、ノイズと一つの信号が同じ帯域にあって、その周波数差が同一であることはあり得ないため、本発明の可視光通信エミッタは、識別および認証目的にも利用可能である。これにより、このような車両用可視光通信エミッタを備える車両から送信される信号を認識することが可能になる。
【００２１】
さらに、本発明の可視光通信エミッタは既存のランプ、車両のテールランプまたは停止灯にも適用でき、容易に実施可能である。
【００２２】
本発明の可視光通信エミッタは、可視光通信の通信距離を延ばすことができる。
【００２３】
第一の目標周波数および第二の目標周波数は、１ｋＨｚから１ＭＨｚの間であるため有利である。
【００２４】
これにより、上記の周波数域には自然事象は起こらないため、可視光の信頼性を高めることができる。
【００２５】
第一の目標周波数および第二の目標周波数は、長電波スペクトル内にあるため有利である。
【００２６】
これにより、上記範囲（３０ｋＨｚから３００ｋＨｚまで、または低無線周波数）の利用はわずかであるため、信頼性を高めることができる。
【００２７】
第一の目標周波数および第二の目標周波数の差は、０．０１ｋＨｚから１ｋＨｚの範囲、好ましくは０．１ｋＨｚから０．５ｋＨｚの範囲から選択されるため有利である。
【００２８】
これにより、上記範囲には、目標周波数に上記差のある自然事象はないため、可視光通信の信頼性を高めることができる。
【００２９】
または、目標周波数は人の音波スペクトル（人の場合、＜  約１５ｋＨｚ）内にある。
【００３０】
または、目標周波数は動物の音波スペクトル内（＜  ３０ｋＨｚ）にある。  
【００３１】
または、目標周波数は中間無線周波数スペクトル内（３００ｋＨｚから３ＭＨｚまで）にある。
【００３２】
または、目標周波数は高無線周波数スペクトル内（３ＭＨｚから３０ＭＨｚまで）にある。
【００３３】
または、目標周波数は非常に高い無線周波数スペクトル内（３０ＭＨｚから３００ＭＨｚまで）にある。
【００３４】
または、目標周波数は１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲、好ましくは１ｋＨｚから３ｋＨｚの範囲から選択される。
【００３５】
または、目標周波数は１０ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲、好ましくは１０ｋＨｚから２０ｋＨｚの範囲から選択される。
【００３６】
または、目標周波数は１００ｋＨｚから１，０００ｋＨｚの範囲、好ましくは１００ｋＨｚから２００ｋＨｚの範囲から選択される。
【００３７】
または、目標周波数は１，０００ｋＨｚから１０，０００ｋＨｚの範囲、好ましくは１，０００ｋＨｚから２，０００ｋＨｚの範囲から選択される。
【００３８】
または、目標周波数は１０，０００ｋＨｚから１００，０００ｋＨｚの範囲、好ましくは１０，０００ｋＨｚから２０，０００ｋＨｚの範囲から選択される。
【００３９】
これにより、予め選択された帯域が混雑または飽和状態にある、または質を落としたモードで動作する等の場合、環境条件に基づいて適切な目標周波数帯域に切り替えおよび選択することができる。
【００４０】
可視光通信エミッタは第三の発光装置を備えて有利である。第三の発光装置は、非可視スペクトル内の、第一の目標周波および第二の目標周波数とは異なる第三の目標周波数で変調される閃光を出射するように構成される。
【００４１】
これにより、安全性を高めながら、可視光通信の信頼性と性能を高めることができる。
【００４２】
第二の発光装置は、互いに所定の距離だけ離間され、所定の寸法の三角形状ランプを形成する３つの発光部を備え、可視光通信エミッタは、閃光を出射することによって、所定の寸法の三角形状ランプと通信するように構成されるため有利である。
【００４３】
第一の発光装置は閃光を出射し、可視光通信が搭載された装置の特性を通信するように構成されるため、有利である。第二の発光装置は、閃光を出射し、三角形状ランプの寸法を通信するように構成される。第三の発光装置は閃光を出射し、データを通信するように構成される。
【００４４】
第三の発光装置は、少なくとも部分的に三角形状ランプ内に配置されるため有利である。
【００４５】
第三の発光装置は、閃光を出射し、データを通信するように構成され、該データは可視光通信エミッタの固有の識別子、車両の速度、車両の移動方向、または車両の位置を含むため有利である。
【００４６】
これにより、可視光通信エミッタの信頼性を高めることができる。
【００４７】
第一の発光装置は、車両に設置される場合、赤色の停止光を出射するように構成され、
第二の発光装置は、車両に設置される場合、赤色のポジション光を出射するように構成されるため、有利である。
【００４８】
これにより、可視光通信エミッタを、テールランプ等の車両ランプに、種類やモデルに拘わらず適用することができる。
【００４９】
可視光通信エミッタは、専用の非可視スペクトル内の、第一の目標周波数および第二の目標周波数とは異なる第三の目標周波数で変調される閃光を出射するように構成される第三の発光装置、をさらに備え、第三の発光装置は、少なくとも部分的に三角形状ランプ内に配置されるため、有利である。
【００５０】
可視光通信エミッタは、汚れセンサまたは近接センサをさらに備えて有利である。
【００５１】
これにより、可視光通信が汚れによるものか、装置の外表面が汚れているか、または可視光通信エミッタの前に障害物があるか否かを確認することができる。また、可視光通信エミッタを別の可視光通信エミッタに切り替え可能になる。
【００５２】
可視光通信エミッタは、さらにワイパを備えて有利である。
【００５３】
これにより、例えば、可視光通信エミッタが汚れている場合または可視光通信エミッタが正確に送信していないことが検出された場合、例えば、他の車両からのフィードバック・ループにより通信が正確に検出できないことが伝えられた場合などに、可視光通信エミッタの汚れを落とすことが可能になる。
【００５４】
第二の態様は、閃光を検出するように構成されるイベントカメラと、第一の目標周波数と第二の目標周波数間の所定の差を認識するように構成される制御部とを備える可視光通信レシーバに関する。
【００５５】
制御部は、目標周波数間の差を検出するように構成されるため有利である。
【００５６】
これにより、第一の態様の可視光通信エミッタと協働可能なレシーバを提案し、信頼性の高い通信装置を提案することができる。
【００５７】
可視光通信レシーバは、第一の態様の可視光通信エミッタの三角形状ランプを検出し、三角形状ランプの所定の寸法に基づいて、可視光通信レシーバと可視光通信エミッタ間の距離を算出するように構成される、検出モジュールを備えるため有利である。
【００５８】
これにより、特に安全性の観点から、距離を算出してユーザに伝えることができる。
【００５９】
第三の態様は、第一の態様の可視光通信エミッタおよび／または第二の態様の可視光通信レシーバと車両制御部を備える車両に関する。
【００６０】
これにより、安全性向上のため、信頼性の高い可視光通信装置を備える車両を提案することができる。
【００６１】
上記車両は、第二の態様の可視光通信レシーバと、車両のユーザまたは車両のオートパイロット装置と通信するように構成されるインターフェースを備えて有利である。
【００６２】
これにより、ユーザまたはオートパイロットと通信するインターフェースを含む車両を提案することができる。
【００６３】
車両は、少なくとも２つの第一の態様の可視光通信エミッタをさらに備え、車両制御部は汚れまたは近接が検出された場合、一方の可視光通信エミッタから他方の可視光通信エミッタへ通信を切り替えるように構成されるため、有利である。
【００６４】
これにより、車両の走行路の実際の状況において、他の車両と可視光通信エミッタ間の通信品質の向上を図ることができる。
【００６５】
車両は、大型の三角形状ランプを形成するように配置される、少なくとも３つの第一の態様の可視光通信エミッタと、第二の態様の可視光通信レシーバとをさらに備えるため有利である。車両制御部は、車両の走行路で１つの可視光通信エミッタが障害物によって覆われているか否かを検出する、および覆われた可視光通信エミッタから別の可視光通信エミッタに通信を切り替えるように構成される。
【００６６】
これにより、車両の走行路の実際の状況において、他の車両との間の通信品質の向上を図ることができる。
【００６７】
第四の態様は、第一の態様の可視光通信エミッタを備え、車両の走行路に固定される情報装置に関する。
【００６８】
上記情報装置は、車両の走行路の交通データ、緊急データ、位置、特定の場所までの最適な軌跡またはルートを含むデータを通信するように構成される。該情報装置は、信号機であってもよい。また、動かないように、しっかりと設置または固定される。
【００６９】
これにより、固定または移動可能な、信頼性の高い可視光通信を有する装置を提案することができる。
【００７０】
これにより、多くの種類の情報および／またはデータの通信が可能になる。
【００７１】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面に示される、以下の本発明の具体的かつ非限定的な実施例の説明によってさらに明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１は従来の可視光通信エミッタとレシーバを示す図である。
【図２】図２は本発明の可視光通信エミッタを示す図である。
【図３】図３は、メッセージ生成装置および光変調モジュールを有する本発明の可視光通信エミッタを示す図である。
【図４】図４は本発明の可視光通信レシーバを示す図である。
【図５】図５は、本発明の可視光通信エミッタと可視光通信レシーバを備える車両を示す図である。
【図６】図６は、本発明の可視光通信エミッタおよび可視光通信レシーバを備える車両の後部ウィンドウを示す図である。
【図７】図７は、本発明の可視光通信エミッタおよび可視光通信レシーバを備える信号機が設置された車道における本発明の車両を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
図１に従来の可視光通信エミッタとレシーバを示す。従来の可視光通信（ＶＬＣ）エミッタは、メッセージ生成装置、光変調モジュール、発光装置、および光フィルタを備える。メッセージ生成装置は光変調モジュールに情報を送信可能である。光変調モジュールは発光装置に信号を送信し、発光装置は、４００ＴＨｚから７７０ＴＨｚ（すなわち、４００から７００  １０＾１２Ｈｚ）の可視スペクトル内の所定の色に対応する所定の波長で光を出射する。光フィルタは発光装置の波長を変化させて、発光色を変更する。
【００７４】
従来の可視光通信レシーバは、光センサとともに光フィルタを備えて、従来の可視光通信エミッタから出射された光を検出する。可視光通信レシーバは、さらに復調モジュールおよびメッセージ復号器を備えて、可視光通信エミッタのメッセージ生成装置が最初に生成したメッセージを転写する。
【００７５】
図２は、本発明の可視光通信エミッタ１０を示す。
【００７６】
可視光通信エミッタ１０は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）群を有する第一の発光装置１１〜１３を備える。このＬＥＤ群は、１２個・４列のＬＥＤから成る第一のＬＥＤ群１１、同数のＬＥＤから成る第二のＬＥＤ群１２、同数のＬＥＤから成る第三のＬＥＤ群１３を備える。各群のＬＥＤの個数は、一例にすぎず、他のサイズの可視光通信エミッタ１０にも適応可能であることは言うまでもない。第一の発光装置１１〜１３は所定の波長で出射する。所定の波長は、好ましくは可視スペクトル内（例えば、白、赤、青、赤または黄色、またはそれらの組み合わせ）および／または近赤外線領域内である。また、第一の発光装置１１〜１３の光は変調され、第一の発光装置は非可視スペクトル内の第一の目標周波数ｆ１で閃光を出射する。すなわち、第一の発光装置１１〜１３の光は、オン・オフが連続する状態（つまり、閃光または点滅）である第一の目標周波数ｆ１で変調され、第一の発光装置１１〜１３は第一の目標周波数ｆ１で閃光を出射する。第一の目標周波数ｆ１は１秒間のオン状態の回数に合わせて再設定可能である。
【００７７】
ＬＥＤは、超高速で光のオン・オフ状態（閃光）を切り替え可能であって、メッセージの暗号化を可能にする。
【００７８】
同じまたは異なるグループ内のアレイまたは複数のＬＥＤの場合、すべてのＬＥＤが同じメッセージを送信してもよいし（高い信頼性を確保する）、それぞれのＬＥＤが、並列送信によってメッセージの一部を送信することで、より高速のデータ送信速度を実現してもよい。
【００７９】
第一の目標周波数ｆ１は、好ましくは１ｋＨｚから１ＭＨｚ、より好ましくは１ｋＨｚから０．９ＭＨｚ、より好ましくは１ｋＨｚから５００ｋＨｚの範囲から選択される。
【００８０】
上記の帯域では、自然現象（自然の光源）に起因する自然事象は全く（または、ごくわずかしか）観察されていない。これによって、可視光通信、検出器（特にイベントカメラ検出器）を備える可視光通信レシーバを用いる検出は非常に正確であって、ノイズの影響を受けない。
【００８１】
つまり、光ノイズに起因する干渉を回避するため、発光装置は一般の使用条件には存在しない周波数で閃光する。走行中にイベントカメラによって記録される事象が１ｋＨｚの周波数を超えないことが実験によって確認されている。すなわち、走行中に１ｋＨｚから１ＭＨｚ（イベントカメラの時間分解能の上限）までの周波数で発光する光源（自然および／または建物、店舗、信号などの人工物）は存在しない。イベントカメラは１秒間に１，０００，０００件までの事象をサンプリングすることが可能である。
【００８２】
従って、可視光通信閃光周波数を１ｋＨｚより上１ＭＨｚ未満に設定することが好ましい。この閃光／目標周波数で、光ノイズの様々な発生源が大幅に減少すると考えられる。
【００８３】
可視光通信エミッタ１０は、さらに複数のＬＥＤ（発光ダイオード）群を有する第二の発光装置２１〜２３を備える。該ＬＥＤ群は、６個・４列のＬＥＤから成る第一のＬＥＤ群２１、同数のＬＥＤから成る第二のＬＥＤ群２２、同数のＬＥＤから成る第三のＬＥＤ群２３を備える。各群のＬＥＤの個数は、一例にすぎず、他のサイズの可視光通信エミッタ１０に適応可能であることは言うまでもない。第二の発光装置２１〜２３は所定の波長で出射する。所定の波長は、好ましくは可視スペクトル内（例えば、白、赤、青、赤または黄色、またはそれらの組み合わせ）および／または近赤外線領域内である。また、第二の発光装置２１〜２３の光は変調され、第二の発光装置は非可視スペクトル内の第二の目標周波数ｆ２で閃光を出射する。すなわち、第二の発光装置２１〜２３の光は、オン・オフが連続する状態（つまり、閃光または点滅）である第二の目標周波数ｆ２で変調され、第二の発光装置２１〜２３は第一の目標周波数ｆ２で閃光を出射する。第二の目標周波数ｆ２は、１秒間のオン状態の回数に合わせて再設定可能である。
【００８４】
第一の目標周波数ｆ１と第二の目標周波数ｆ２の差は予め定められている。この差は、好ましくは０．３ｋＨｚまたは０．５ｋＨｚに設定される。この差は、０．０１ｋＨｚから１ｋＨｚの範囲、好ましくは０．１ｋＨｚから０．５ｋＨｚの範囲から選択されてもよい。また、この差は１ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲から選択されても良い。これによって、可視光通信エミッタおよび可視光通信レシーバを備える可視光通信システムの信頼性を高めることができる。上記の通り、第一の発光装置１１〜１３および第二の発光装置２１〜２３からの閃光の上記選択範囲内には自然現象は存在しない。また、上記の選択された周波数範囲内の所定の差を有する自然現象も存在しない。
【００８５】
第二の発光装置２１〜２３の第一のＬＥＤ群２１は、例えば、左上の角に配置され、第二の発光装置２１〜２３の第二のＬＥＤ群２２は、右上の角に配置され、第二の発光装置  ２１〜２３の第三のＬＥＤ群２３は底部中央に配置される。すなわち、第二の発光装置  ２１〜２３は、３つの発光部、すなわち３つのＬＥＤ群２１〜２３を備える。３つの発光部は互いに所定の間隔に離間され、所定の寸法の三角形状ランプ１０ｔを形成する。三角形状ランプ１０ｔの寸法は、第一のＬＥＤ群２１と第二のＬＥＤ群２２間の距離２１ａ、第二のＬＥＤ群２２と第三のＬＥＤ群２３間の距離２２ｂ、および第三のＬＥＤ群２３と第一のＬＥＤ群２１間の距離２３ｃによって規定される。三角形状ランプ１０ｔは、コーナー間の距離が同一の正三角形でも、いかなる三角形でもよい。
【００８６】
なお、人間の目は、網膜の残像（視覚の残像）に起因して、周波数１００Ｈｚを超える、連続するオン・オフ状態のように変化する光を区別できない。このため、安全性特に運転の安全性の観点から自動車の必要条件を遵守する必要がある。
【００８７】
可視光通信エミッタ１０は、第三の発光装置３０をさらに備える。上述と同様な方法で、第三の発光装置３０は、非可視スペクトル内の第三の目標周波数ｆ３で閃光を出射する。
【００８８】
第三の目標周波数ｆ３は、好ましくは１ｋＨｚから１ＭＨｚの範囲、より好ましくは１ｋＨｚから０．９ＭＨｚの範囲、より好ましくは１ｋＨｚから５００ｋＨｚの範囲から選択される。好適な実施例において、第一の目標周波数ｆ１と第二の目標周波数ｆ２との区別を容易にし、上述の通り、通信の信頼性を向上させるため、第三の目標周波数ｆ３は、５または６ｋＨｚに設定される。選択された第三の目標周波数の範囲内に自然の光源による事象は存在しない。
【００８９】
三角形状ランプ１０ｔの位置確認を容易にするため、第三の発光装置３０は、好ましくは、少なくとも部分的に三角形状ランプ１０ｔ内に配置される。
【００９０】
三角形状ランプ１０ｔの位置確認を容易にするため、第一の発光装置１１〜１３のＬＥＤ群は、好ましくは、三角形状ランプ１０ｔの各辺上に配置される。
【００９１】
好適な実施形態において、第一の発光装置１１〜１３は、自らが搭載される設備（例えば、オートバイ、車、トラック、路面電車、自転車等の車両、または車道に設置される信号機、またはエミッタが一般に搭載されるスマートフォンや自転車・バイク用のヘルメット等の様々な種類の装置）と通信する。第二の発光装置２１〜２３は、可視光通信レシーバ２００が明瞭に検出できるように、三角形状ランプ１０ｔと通信し、三角形状ランプ１０ｔを点灯させる。第三の発光装置３０は、三角形状ランプ１０ｔの大きさ等のメッセージを通信し、それによって、可視光通信レシーバ２００は、観察された三角形状ランプ１０ｔの大きさから可視光通信レシーバ２００と可視光通信エミッタ１０間の実際のまたは計測された距離を推測できる。メッセージは、例えば、「この経度・緯度に位置する自車の左フロントドアは１秒後に開きます」、エミッタに固有のＩＤ、上記３点を区分する各部分の寸法等であってもよい。
【００９２】
好適な実施形態において、上記距離は、いわゆるＰ点透視法（Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ−ｎ−Ｐｏｉｎｔ）に従って算出され、ｎ個の三次元の点とそれに対応する画像内の二次元の投影点に基づいて、較正されたカメラの姿勢の推測に用いられる。カメラの姿勢は６つの自由度からなる。すなわち、３つの回転（ロール、ピッチ、ヨー）と３つの平行移動である。当業者にとっていわゆるＰｎＰ問題、例えばｎ＝３、ｎ＝２の適用は公知である。この例として、「Ｐ３Ｐ  ａｎｄ  Ｐ２Ｐ  Ｐｒｏｂｌｅｍｓ  ｗｉｔｈ  ｋｎｏｗｎ  ｃａｍｅｒａ  ａｎｄ  ｏｂｊｅｃｔ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ”  ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｂｙ  Ｌｕｉｇｉ  Ｄ’Ａｌｆｏｎｓｏ，  Ｅｍａｎｕｅｌｅ  Ｇａｒｏｎｅ，  Ｐｉｅｔｒｏ  Ｍｕｒａｃａ，  Ｐａｏｌｏ  Ｐｕｇｌｉｅｓｅ  ａｎｄ  ｇｐｒｉｘ．ｉｔ．」が掲げられる。また、このＰｎＰ方法論は、ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ−ｎ−Ｐｏｉｎｔおよびｈｔｔｐ：／／ｕｓｅｒｓ．ｕｍｉａｃｓ．ｕｍｄ．ｅｄｕ／￣ｒａｍａｎｉ／ｃｍｓｃ４２６／Ｌｅｃｔｕｒｅ２３＿３Ｄｐｏｓｅ．ｐｄｆのサイトから公知である。
【００９３】
この距離は、カメラ内部のパラメータが既知の場合は、三点法を用いて推定可能である。
【００９４】
図３は、メッセージ生成装置および光変調モジュールを備える本発明の可視光通信エミッタを示す。
【００９５】
可視光通信エミッタ１０は、メッセージを生成するメッセージ生成装置と、発光装置すなわち図２に示される可視光通信エミッタによって出射される閃光を変調する光変調モジュールをさらに備える。
【００９６】
図４は、本発明の可視光通信レシーバを示す。
【００９７】
可視光通信レシーバ２００は、光を検出する光センサ、変調された光を復調する光復調モジュール、メッセージを再構築するメッセージ再構築部、および情報を表示する情報表示部３００を備える。
【００９８】
光センサは好ましくはイベントカメラであって、検出された画像の画素上の変化（例えば、遷移検出の回数）を検出する。
【００９９】
最適な光センサには、広い視野で発光を感知し、１つ以上のＶＬＣエミッタからのメッセージを検知可能なカメラが含まれる。イベントカメラ等のニューロモーフィック・カメラは、高速の可視光通信用途に特に適している。この種のセンサは、各画素の輝度に変化を検出すると、スパイク（イベント）を生成する。従来のカメラのフレームとは異なり、この機構は、１Ｍｆｒａｍｅ／秒、高ダイナミックレンジ（＞１２０ｄＢ）、高い空間分解能（１，２８０×７２０）を実現する高い時間分解能等の多くの長所を、イベントカメラにもたらす。この機構は、どんな光学レンズでも適合可能であり、高い指向性と、とりわけ、可視光通信信号の復号アルゴリズムの低電力消費と直接関連する、冗長性のないデータを実現する。このように、イベントカメラは、高速で変調されるＬＥＤ光によって発生する光の変化を感知するのに最適である。これによって、信号を到着し次第（素早い応答）処理し、時系列に区別する（高精度な信号認識）ことが可能になる。一時的なスパイク信号の処理も可能になる。
【０１００】
イベントカメラは少なくとも可視光スペクトルおよび近赤外線スペクトルの光を検出可能であり、可視光通信エミッタの目標周波数等の変化も検出可能である。
【０１０１】
イベントカメラは、以下の手順で進行することができる。
【０１０２】
例えば、出射する光の予想閃光周波数（目標周波数）の周期の例えば２倍より長い周期においてイベント（作動＝肯定  対  動作停止＝否定）を感知するために、画素を蓄積する。信頼性の高い通信には、割り当て時間の蓄積として、好ましくは５から１０回の発光周期の蓄積が必要である。
【０１０３】
イベントカメラの蓄積された各画素について、出現するイベント（オン）に基づく画素の作動を特定する。また、消失するイベント（オフ）に基づく同じ画素の動作停止を特定する。
【０１０４】
各イベントにはタイムスタンプが押されるため、同一の画素（すなわち、１つの閃光）のオンとオフ（またはオフとオン）の時間差を算出することができる。この差の逆数は、画素の状態変化の頻度に相当する。
【０１０５】
次に、点滅するイベントの各周波数の出現回数（周波数のヒストグラム）を算出する。異なる目標周波数に対応する周波数には当然ピークが存在する。このピークを特定することによって、許可された発光装置とその関連する目標周波数の予め保存されたマップを参照して、発光装置を特定することが可能となる。
【０１０６】
次に、座標（ｘ，ｙ）の各画素について、二次元マップ（画像）上の位置を判断する。画像領域は、各目標周波数を表す。これによって、各発光装置の方向を把握することができる。このように、発光領域の画像を再構築することが可能である。
【０１０７】
検出された発光装置のそれぞれについて、装置毎の所定の周波数で発光する再構築された発光領域の近傍／内部にある各画素を周波数ヒストグラムから探すことができる。可視光通信メッセージ方法を用いて、目標周波数での閃光があった時間枠内に送信された、および／またはメッセージ領域に位置するメッセージだけを復号することができる。
【０１０８】
上記メッセージは、エミッタ固有のＩＤ、エミッタの速度、エミッタのＧＰＳ座標、移動方向、三角形状ランプ１０ｔ、または３つの発光部または３つの可視光通信エミッタで形成される大型の三角形状ランプ１００ｔの各部分の長さ等の複数の情報を含んでもよい。後者の情報はエミッタとレシーバ間の距離の算出に用いられる。メッセージの残りの部分は、以下の再構築に用いられる。
【０１０９】
周波数ヒストグラムから、目標周波数に対応するピークおよび目標周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）間の所定の差を求めることができる。これらは、二次元画像上で三角形状ランプ１０ｔまたは大型の三角形状ランプ１００ｔの位置確認に用いられる。目標周波数および所定の周波数差で出射された各画素の（ｘ，ｙ）座標を知ることができる。
【０１１０】
これによって、三角形状ランプ１０ｔ、１００ｔの各部分の上記長さを用いて、二次元画像上の位置を特定することが可能になる。上記距離の算出には３点透視法を用いることができる。
【０１１１】
距離が分かれば、受信したメッセージの再構築が可能になる。これによって、メッセージの復号化手順が終了する。
【０１１２】
このメッセージは表示部に送信され、表示部は可視光通信受信装置の所有者に潜在的な危険を警告し、取るべき行動を提案する。
【０１１３】
図５は、本発明の可視光通信エミッタ１０と可視光通信レシーバ２００を備える車両１００を示す。
【０１１４】
車両１００は、好ましくはイベントカメラを有する可視光通信レシーバ２００を備えて、他の車両のまたは可視光通信エミッタ（または可視光通信搭載のその他の装置）を備える信号機の可視光通信エミッタ１０を検出する。
【０１１５】
好適な実施形態において、車両１００は上述の三角形状ランプ１０ｔとともに、少なくとも１つの可視光通信エミッタ１０をさらに備える。
【０１１６】
別の好適な実施形態において、車両１００は上述の通り３つの可視光通信エミッタ１０をさらに備える。３つの可視光通信エミッタ１０は、大型の三角形状ランプ１００ｔを形成するように配置される。その内２つの可視光通信エミッタ１０は車両１００のテールランプ側（通常、左側に１つ、右側に１つ）に配置され、もう１つの可視光通信エミッタは、停止灯側の後部ウィンドウ１０１上に配置される。大型の三角形状ランプ１００ｔによって、例えば、可視光通信エミッタ１０と他の車両の可視光通信レシーバ間の距離が検出可能になり、距離検出の信頼性を高められる。各可視光通信エミッタ１０の三角形状ランプ１０ｔの距離検出および／または大型の三角形状ランプ１００ｔの距離検出の協働によって、距離検出を向上させることができる。
【０１１７】
好適な実施形態において、大型の三角形状ランプ１００ｔの寸法は、目標周波数ｆ３で発光する第三のＬＥＤ群によって送信されてもよい。
【０１１８】
車両１００は触覚性の画面（可視光通信レシーバ２００の情報表示部や別のユニットと同一でもよい）等のヒューマン・マシン・インターフェースをさらに備える。ヒューマン・マシン・インターフェースは、車両のユーザが（または車両の製造・修理プロセスにおいて）、第一の目標周波数ｆ１、第二の目標周波数ｆ２、第三の目標周波数ｆ３の設定、三角形状ランプ１０ｔの寸法、大型の三角形状ランプ１００ｔの寸法、車種、可視光通信レシーバ２００またはいずれかの可視光通信エミッタ１０のその他の検出に関わる設定、またはその他のデータなどの、システム動作の補正に必要な情報を記録することを可能にする。
【０１１９】
さらに、車両１００は、ヒューマン・マシン・インターフェース３００、可視光通信レシーバ２００、および可視光通信エミッタ１０を制御する制御部４１０と、車両１００の駆動部４００を備える。駆動部４００は、自動運転車両（無人車両等）または運転支援機能を有する半自動運転車両の可視光通信レシーバ２００によって受信された情報に応じて、車両１００を走行させるように構成される。例えば、２台の車両が非常に接近しているなどの緊急の状況を検出した場合、駆動部４００は車両１００を減速または停止させる。また、可視光通信エミッタを搭載する警察車両から方向変更（横に逸れる）や停止の指示を受けた場合、駆動部４００は警察の指示に従う。
【０１２０】
図６は、可視光通信エミッタ１０を備える車両１００の後部ウィンドウ１０１を示す。
【０１２１】
上述の通り、車両１００は、大型の三角形状ランプ１００ｔを形成するように配置された３つの可視光通信エミッタを備える。また、可視光通信エミッタ１０はそれぞれ三角形状ランプ１０ｔを備える。これは、可視光通信エミッタ１０と他の車両の可視光通信レシーバ２００間の距離の検出に役立つ。大型の三角形状ランプ１００ｔは可視光通信エミッタ１０によって形成される。大型の三角形状ランプ１００ｔの寸法は、左テールランプに設置される左側可視光通信エミッタ１０と後部ウィンドウ１０１上の停止灯に設置される可視光通信エミッタ１０間の距離４２、右テールランプに設置される右側可視光通信エミッタ１０と後部ウィンドウ１０１上の停止灯に設置される可視光通信エミッタ１０間の距離４０、および右テールランプに設置される右側可視光通信エミッタ１０と左テールランプに設置される左側可視光通信エミッタ１０間の距離４１によって規定される。大型の三角形状ランプ１００ｔは正三角形でも、二等辺三角形等の他の三角形でもよい。
【０１２２】
好適な実施形態において、可視光通信エミッタ１０の寸法は、３０ｃｍ×３０ｃｍである。可視光通信レシーバ２００のイベントカメラは分解能（例えば１，２８０×７２０）と、イベントカメラが感知する上述のＬＥＤの閃光パターンに十分な（ＦＯＶ：２５度）光学レンズを有する。可視光通信範囲は１００メートル程度でもよい。
【０１２３】
ＬＥＤの二次元アレイの大きさと上記パターンは画像に特別なパターンを出現させる。このパターンは、離れたところから検出および認識するのに十分な画素サイズを有する。
【０１２４】
視界から離れることに起因する通信範囲の限界の問題は、移動装置から移動装置へメッセージを転送することによって対処可能である。
【０１２５】
図７は、本発明の可視光通信エミッタおよび可視光通信レシーバを備える信号機が設置された車道における、本発明の車両を示す。
【０１２６】
図７は車道を巡回する車両１００および１０２を示す。車両は上記の通り可視光通信エミッタ１０を搭載する。
【０１２７】
好適な実施形態において、双方の車両は、対向車と通信できるように、前側に可視光通信エミッタ１０を備える。また、後方の車両とも（または対向車に代えて）通信可能である。
【０１２８】
さらに、車道に設置される信号機１０００は、可視光通信エミッタ１０を備えて、車両および／または可視光通信レシーバ２００と情報を通信してもよい。具体的には、情報は交通情報、一般情報（天気、ニュース、金融情報、広告等）、および方向や場所の案内（例えば病院等への緊急時の案内）に関する。
【０１２９】
また、各種のエミッタ（例えば、１ｋＨｚから１．５ｋＨｚの信号機、２ｋＨｚから２．５ｋＨｚの緊急車両のライト、３ｋＨｚから３．５ｋＨｚの停止する車のライト、４ｋＨｚから４．５２５  ｋＨｚのバスのライトまたはバス用可変メッセージサイン、５ｋＨｚから５．５ｋＨｚの自転車のライト、５ｋＨｚから５．５  ｋＨｚの店舗のネオンライトなど）に対して特定の閃光周波数を選択することができる。これによって、光の色（波長）にかかわらず、発光装置を区別することが可能になる。閃光／目標周波数と光源の種類のマッピングは、受信されたデータから目標発光周波数を探すために用いられる。また、エミッタを特定する、および特定の動作を引き起こすのに用いられてもよい。
【０１３０】
このように、種類の異なる光と一つのレシーバ間で信頼性の高い通信を確実に行うことができる。さらに、光源の許容閃光周波数を分解することによって、発光装置を容易に特定することが可能になり、運転の安全性と移動するレシーバの快適性を高めることにつながる。
【０１３１】
光干渉の問題は、以下を組み合わせることによって軽減される。すなわち、異なる角度からの光源が画像の同一の画素に重なることのない、イベントカメラ等の二次元撮像装置を含む可視光通信レシーバ２００、と装置毎に異なる目標周波数の利用の組み合わせである。これによって、２つの同様な装置から発せられた光がイベントカメラの撮像部の同一の画素上に結像されることは起こりにくくなり、メッセージ伝達に効果的な領域となる。
【０１３２】
以下に、運転条件の２つの想定される状況を一例として説明して、利点や機能性をさらに示す。
【０１３３】
まず、車両／車１００にオートバイが後続し、車両／車１００は駐車を終え、運転者はドアを開けるようとしている。オートバイもイベントカメラを有する可視光通信レシーバを搭載する。
【０１３４】
走行中、車両１００は通常、車というカテゴリを第一の目標周波数ｆ１で、３点の位置を第二の目標周波数ｆ２で、三角形状ランプ１０ｔの寸法や直進等の走行方向（例えば、直進、左、右、停止中、停止後、後進）を第三の目標周波数ｆ３で送信する。
【０１３５】
運転者が駐車を決め、右の方向指示器を点滅させると、方向の情報が送信され、方向は右に設定される。
【０１３６】
駐車動作を終える直前に、車は閃光を発し、停止方向を向き、メッセージには左側のドアの開く可能性が含まれるが、運転者は、オートバイの存在を通知され、オートバイが通過するまでドアを開けるのを待つ。
【０１３７】
第一の状況において、車両は、光変調用に変更された複数の光を組み合わせて発光する。変更された光とは、３点を構成し、目標周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３で通信を可能にするテールランプとブレーキ灯である。
【０１３８】
駐車した車両に後続するオートバイは、ドアが急に開くかもしれない危険性について、通知を受けてもよいが、車はオートバイの通過を待つので安全は確保される。情報表示部は、オートバイの運転者に危険性や危険までの距離とその方向について音や表示メッセージによって通知する。
【０１３９】
一般に、この問題は死角を監視し、運転者にオートバイの接近を通知し、ドアを開けないように勧めることによって対処される。この方法は有効ではあるが、オートバイを検出する死角モニタの能力に依存している。センサには限界があるため、オートバイを検出できない場合もある。オートバイの所有者に自身が検出されたこと、および車の運転者がオートバイの通過を安全に待つことを伝えることは、オートバイの運転者に自らの安全性をより効率的に管理させるための機能である。
【０１４０】
各移動装置の少なくとも後部に可視光通信エミッタが、前部に可視光通信レシーバが備えられている場合、移動装置から移動装置へ情報の送信が可能になり、接近するオートバイの可視光通信レシーバは、車（ドアを開けようとしている）の可視光通信エミッタと直接視線が一致しなくても、ドアが開くことについて警告情報を受信することができる。
【０１４１】
または、各車両にそれぞれ前方、後方を向く可視光通信レシーバとエミッタが備えられ、車両１００の内１台（ドアを開けようとしている車以外）がオートバイを検出した場合、この情報を、ドアを開けようとしている車に送信することができる。そのメッセージはオートバイの存在を認識し、安全に通過するまでドアを開けるのを待つように変更される。
【０１４２】
第二の状況を以下に説明する。この状況は可視光通信レシーバ２００を搭載する車１００の反対方向から向かってくる救急車に関する。このような場合、ジャイロスコープ・ランプが１Ｈｚの周波数で回転する。ジャイロスコープ・ランプは、可視側に目標周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３（３つの発光点）で発光する３つの異なる領域を有するように改良される。また、ジャイロスコープ・ランプの非発光側を近赤外線領域のＬＥＤと同じ情報（青色の光等）を発するＬＥＤによって改良する。救急車は、その運転方向と速度を第三の目標周波数ｆ３で示すことができ、レシーバまでの距離は上記レシーバによって算出され、救急車に道を譲るメッセージは、救急車の速度、距離、方向に基づいて、可視光通信レシーバのメッセージ情報表示部によって算出される。
【０１４３】
これにより、例えば、信号機がトラックの後ろに隠れ、そのトラックが後方の車両に信号機の状態などの情報を通信するような場合に、車両から車両への通信を可能にする。また、マルチユーザ通信が実現される。
【０１４４】
可視光通信エミッタは、車両のヘッドライト、テールランプ、ウィンカー、ブレーキ灯および後退灯に適応可能である。また、前方のランプに白色また黄色を用いて、発光装置を照明用ランプと周波数変調を伴う可視光通信用ランプの双方として動作させることも可能である。
【０１４５】
車両に車の後方を向くイベントカメラを搭載し、後方の車両から送信される情報を取得することもできる。
【０１４６】
また、可視光通信エミッタに汚れセンサまたは近接センサを搭載し、汚れや近接が検出された場合（およびメッセージが正確に送信不能な場合）、あるエミッタから別のエミッタに通信を切り替えることもできる。また、汚れが検出される、または他の車両からメッセージの送信が明瞭でないと通知された場合、可視光通信エミッタのワイパを作動させることができる。
【０１４７】
また、警察の取り締まり中、保険番号等の認証データを自車両の周囲、前方または後方に位置する車両に送信することもできる。具体的には、可視光通信エミッタがウィンカーの場合、車の前方および後方だけでなく、車の周囲とも通信が可能になる。
【０１４８】
なお、当業者によって実施される自明の改良および／または変更も、付属の請求項によって規定される本発明の範囲に含まれると理解される。
【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】
2022003756.tif 000009
【外国語明細書】
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