(57)【要約】      （修正有）【課題】車両の周辺の状況の把握を必要とすることなく、より簡単な処理で、車両を中心とした各送信範囲のいずれの範囲に存在する車両に対しても、必要な時に必要な情報を通信する。【解決手段】車車間通信装置１０は、車両の情報を含む信号を送信する送信機２３と、他の車両からの情報を含む信号を受信する受信機２１と、送信機による前記信号を送信するための送信電力を所定の送信周期毎に変更する送信制御部３３を備える。該送信制御部３３は、送信電力で前記信号を送信可能な距離が車両に対して近くなるほど、送信周期を短く設定すると共に、送信電力で前記信号を送信可能な距離が前記車両に対して遠くなるほど、送信周期を長く設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車車間通信装置は、
該車両の情報を含む信号を送信する送信機と、
他の車両からの情報を含む信号を受信する受信機と、
前記送信機が前記信号を送信するための送信電力を所定の送信周期毎に変更する送信制御手段と、を備え、
前記送信制御手段は、前記送信電力で前記信号を送信可能な距離が前記車両に対して近くなるほど、前記送信周期を短く設定すると共に、前記送信電力で前記信号を送信可能な距離が前記車両に対して遠くなるほど、前記送信周期を長く設定する、車車間通信装置。
【請求項２】
前記車両に対して第Ｎの距離についての前記送信周期に対し、前記車両に対して、前記第Ｎの距離よりも遠い第（Ｎ＋１）の距離についての前記送信周期が整数倍となるよう、前記送信周期は設定される、
請求項１に記載の車車間通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車車間通信装置に関し、より具体的には、送信可能距離に対して送信周期および送信電力を変更可能な車車間通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両間で無線通信（車車間通信）を行うシステムが提案されており、さらに、車両からの信号の送信電力、送信範囲、送信周期等を様々に制御することが提案されている。下記の特許文献１には、所定周波数帯域における信号を送信することにより自車両の存在を他車両等に知らせる車両用送信装置において、車両の速度の増加に従って送信出力（送信電力）を高くすることが記載されている。
【０００３】
下記の特許文献２には、車車間通信が成立していないとき、周辺監視センサによって検出された自車両周辺の他の車両の分布に応じて、送信電力および受信感度のいずれかを調整することが記載されている。
【０００４】
また、下記の特許文献３には、受信した通信パケットが示す送信元車両の速度ベクトルに基づき、自車両周囲の車両の中で、相対速度ベクトルの絶対値が最大の車両を危険車両として設定し、該危険車両の相対距離および相対速度ベクトル絶対値に基づき、送信電力を、該相対距離が長いほど大きくなるよう切り換えると共に、送信周期を、相対速度ベクトル絶対値が大きいほど短くするよう切り換える無線通信装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２６０９２７号公報
【特許文献２】特開２００８−１２４５５０号公報
【特許文献３】特開２００９−５９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車両の周囲の状況は時々刻々と変化するため、車両間の無線通信においては、処理負荷を軽減して必要な情報を速やかに送受信できるよう、送信電力、送信周期、送信範囲等を制御することが望まれる。上記のような特許文献２および３のように、このような制御にあたって車両周辺の状況の把握を必要とすると、処理が複雑になるため、処理負荷が増すおそれがある。また、車両の周辺を監視するためのセンサや、車両周辺の特定の車両を見極める処理が必要とされるおそれがある。
【０００７】
さらに、車両からの信号は、該車両の周辺の近傍から遠方にまで存在しうる他の車両に、適切な送信電力等で配信されるのが好ましいが、上記の文献１の手法では、停車している場合や車速が低い場合には通信することができない。また、車速によって送信電力が制限されているときには、情報をさらなる遠方にまで送信することはできず、通信相手が制限されるおそれがある。
【０００８】
したがって、本願発明の一つの目的は、車両の周辺の状況の把握を必要とすることなく、より簡単な処理で、車両を中心とした各送信範囲のいずれの範囲に存在する車両に対しても、必要な時に必要な情報を通信することができる手法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の一つの側面によると、車両に搭載される車車間通信装置は、該車両の情報を含む信号を送信する送信機と、他の車両からの情報を含む信号を受信する受信機と、前記送信機による前記信号を送信するための送信電力を所定の送信周期毎に変更する送信制御手段と、を備え、前記送信制御手段は、前記送信電力で前記信号を送信可能な距離が前記車両に対して近くなるほど、前記送信周期を短く設定すると共に、前記送信電力で前記信号を送信可能な距離が前記車両に対して遠くなるほど、前記送信周期を長く設定する。
【００１０】
この発明によれば、自車両の車両情報を一定間隔（送信周期）で送信するが、各送信電力で信号を送信可能な距離毎に、送信周期を変更することができる。比較的衝突等の危険性の高い近距離では、送信周期が短くなるため、頻繁に情報のやりとりが可能となると共に、比較的衝突等の危険性の低い遠距離では、情報のやりとりの頻度を削減することができる。こうして、車両周辺の状況を把握しなくても、車両に対する各送信範囲に対して、必要な時に必要な情報だけを送信することができるようになり、送信電力および送信する情報量を抑制することができる。
【００１１】
この発明の一実施形態によると、前記車両に対して第Ｎの距離についての前記送信周期に対し、前記車両に対して、前記第Ｎの距離よりも遠い第Ｎ＋１の距離についての前記送信周期が整数倍となるよう、前記送信周期は設定される。
【００１２】
遠距離に情報を送信すると、該遠距離よりも近い距離の場所にも該情報は送信されることとなるため、送信周期の設定によっては、所望の送信タイミングよりも多い頻度で、該近い距離の場所に情報が送信されてしまう。上記のように送信周期を設定することにより、各距離に対し、該距離に対応する所望の送信タイミングでのみ情報を送信することができるので、必要以上の情報を送信することを回避することができ、消費電力を低減することができる。また、前記第Ｎの距離に対して送信している場合には、前記第Ｎの距離よりも遠い距離には送信電波が届かないため、前記第Ｎの距離よりも遠い距離に存在する車両は、前記車両の無線通信と同一の周波数帯で別の車両と通信を行えるという利点がある。
【００１３】
本発明のその他の特徴及び利点については、以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施例に従う、車車間通信装置の構成を示す図。
【図２】この発明の一実施例に従う、送信パケットプロファイル情報を示す図。
【図３】この発明の一実施例に従う、送信範囲（送信距離）に応じた送信周期の設定を説明するための図。
【図４】この発明の一実施例に従う、送信周期の設定例とそれに応じた車両情報の送信タイミングの一例を示す図。
【図５】この発明の一実施例に従う、送信周期の設定例とそれに応じた車両情報の送信タイミングの他の例を示す図。
【図６】この発明の一の実施例に従う、車車間通信装置の制御プロセスのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に従う、車両に搭載される車車間通信装置１０の構成を示す。車車間通信装置１０は、複数の車両間で車両に関する情報を無線通信するのに用いられるものであり、該複数の車両に搭載されることにより車車間通信システムを構成することができる。
【００１６】
車車間通信装置１０は、通信部２０および制御部３０を備える。通信部２０は、自車両に関する情報（車両情報）を含む信号をアンテナ２５を介して外部に送信する送信機２３と、アンテナ２５を介して外部から受信した、他の車両に関する情報（車両情報）を含む信号を受信する受信機２１と、を備える。送信機２３が送信すべき信号は、後述するように制御部３０によって生成される。受信機２１によって受信された信号は制御部３０に渡され、ここで、所定の処理に供されることができる。該信号に含まれる車両情報として、どのような情報を用いるかは任意に決定されることができ、たとえば、該車両の車速等の走行状態に関する情報を含めることができる。この実施形態では、車両情報を含む該信号は、パケットの形態で送受信される。送信機２３による信号の送信のタイミング（送信周期）および送信電力は、制御部３０により制御される。
【００１７】
制御部３０は、中央処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータから構成されることができ、タイマ３１、送信パケット生成部３２、および送信制御部３３を備える。また、制御部３０のメモリ等の記憶装置には、送信パケットプロファイル情報４１を規定したテーブルが記憶されている。
【００１８】
ここで、図２を参照すると、送信パケットプロファイル情報４１が示されている。該プロファイル情報４１は複数のレコードを含み、各レコードには、送信周期Ｔｉ、送信範囲Ｓｉ、送信距離Ｌｉおよび送信電力Ｐｉの対応関係が規定される。なお、送信範囲Ｓｉは、必ずしも規定しなくてもよい。
【００１９】
図１に戻り、タイマ３１は、たとえば車車間通信装置１０の電源がオンにされてからの時間を計時する。送信パケット生成部３２は、図２に示されるようなプロファイル情報４１を参照し、タイマ３１の値Ｃが送信周期Ｔｉの整数倍となるレコードが存在するかどうかを判断する。すなわち、送信パケット生成部３２は、タイマ値Ｃを送信周期Ｔｉで除算した（Ｃ÷Ｔｉ）余りがゼロとなるレコードがあるかどうかを調べ、あるならば、送信パケットの送信タイミングが到来したと判断する。送信パケット生成部３２は、Ｃ÷Ｔｉの余りがゼロとなるレコードが複数あるならば、該複数のレコードの中で、送信距離Ｌｉが最大であるレコードを抽出し、該抽出したレコードの送信電力Ｐｉを読み込む。
【００２０】
送信パケット生成部３２は、自車両に関する車両情報から送信パケットを生成する。たとえば、自車両に搭載された様々なセンサ等を介して検出された情報（たとえば、車速等）を含めるよう送信パケットを生成することができる。送信パケット生成部３２は、該生成した送信パケットを送信機２３に送ると共に、該読み込んだ送信電力Ｐｉの値を、送信制御部３３に送る。
【００２１】
送信制御部３３は、受け取った送信電力Ｐｉの値となるよう送信機２３の送信電力を制御すると共に、送信パケットを送信するよう送信機２３に指示する。これに応じて、送信機２３は、受け取った送信パケットを、該制御された送信電力Ｐｉで、外部に送信する。
【００２２】
こうして、送信パケットプロファイル情報４１に規定された送信周期Ｔｉ毎に、該送信周期Ｔｉに対応する送信電力Ｐｉで、自車両の車両情報が送信される。該プロファイル情報４１の送信範囲Ｓｉ（送信距離Ｌｉ）は、対応する送信電力Ｐｉで信号を送信可能な範囲（距離）として設定されている。したがって、該送信された情報は、その時の送信電力Ｐｉに対応する送信範囲Ｓｉ（送信距離Ｌｉ）にわたって送信されることとなる。
【００２３】
次に、図３を参照して、図２に示す送信パケットプロファイル情報４１の設定について説明する。
【００２４】
図３は、自車両Ｖを中心とした半径Ｌｉの円と、各円によって規定される範囲Ｓｉとを表している（ｉ＝１，２，３，．．．）。各範囲Ｓｉは、ハッチングの種類によって区別されており、たとえば、範囲Ｓ１は、半径Ｌ１の円の内部領域になり、範囲Ｓ２は、半径Ｌ２の円と半径Ｌ１の円との間の領域となる。半径Ｌｉは、車両Ｖからの信号を送信する距離（送信距離）を表しており、範囲Ｓｉは、車両Ｖからの信号を送信する範囲（送信範囲）を表している。
【００２５】
各送信範囲Ｓｉすなわち各距離Ｌｉには、対応する送信周期Ｔｉが割り当てられる。送信周期Ｔｉは、車両Ｖから信号を送信する周期（時間間隔）を表す。送信距離Ｌｉが小さくなるほど、すなわち自車両Ｖに近づくほど、送信周期Ｔｉが短くなるように、また、送信距離Ｌｉが大きくなるほど、すなわち自車両Ｖから遠ざかるほど、送信周期Ｔｉが長くなるように、該割り当ては行われる。
【００２６】
このような送信周期Ｔｉの割り当てを行う理由を述べる。衝突等の危険度の比較的高い近距離では、衝突等の危険性を回避するためにも、自車両Ｖは、近くの車両との間で頻繁に情報を通信しあうのが好ましい。頻繁に通信を行うことにより、たとえば、車両Ｖや近くの車両に搭載されている車両の運転に関して支援するアプリケーション（たとえば、物体との接触を回避するための制御や、運転者による運転を支援するための制御等）は、通信される情報を利用して、より効果的に車両の運転を支援することができる。それに対し、危険度の比較的低い遠距離では、それほど頻繁な通信は必要とされず、たとえば、車車間通信ネットワーク（たとえば、ＶＡＮＥＴのような自動車で構成されたアドホックネットワーク）を構築するためだけに通信することが必要とされるにすぎないことも多い。また、自車両Ｖから遠くの車両Ｑは、自車両Ｖからの車両情報よりも、該車両Ｑにより近い車両Ｐからの車両情報の方が、より頻繁に欲しいため、車両Ｖの送信パケットが不必要に車両Ｑまで送信されてしまうことは望ましくない。以上のようなことから、本願発明では、前述したように、車両Ｖからの距離Ｌｉが近くなるほど、送信周期Ｔｉが短くなるように、また、車両Ｖからの距離Ｌｉが遠くなるほど、送信周期Ｔｉが長くなるように、該送信周期Ｔｉを設定する。
【００２７】
次に、各送信距離Ｌｉに、該送信距離Ｌｉに信号を送信するのに必要な送信電力Ｐｉが割り当てられる。信号を送信する範囲（距離）に基づいて必要な電力は決まるので、割り当てられる送信電力Ｐｉの値は、たとえば所定の数式に基づいて算出された理論値に基づいてもよいし、実験やシミュレーション等を介して得られた値に基づいてもよい。送信距離Ｌｉが大きくなるほど、送信電力Ｐｉは大きくなるよう設定されることとなる。前述したように、送信距離Ｌｉが大きくなるほど送信周期Ｔｉが長くなり、よって、信号の送信頻度が抑制されるため、送信電力も抑制することができる。
【００２８】
こうして、図２に示すように、送信距離Ｌｉ（送信範囲Ｓｉ）、送信周期Ｔｉおよび送信電力Ｐｉの対応関係が規定された送信パケットプロファイル情報４１が作成されて記憶される。
【００２９】
前述したように、送信距離Ｌｉが大きくなるほど送信周期Ｔｉは大きくなるよう設定されるが、各送信周期Ｔｉの具体的な値は、任意に設定可能である。しかしながら、好ましくは、或る距離Ｌｉの送信周期Ｔｉに対して、該距離Ｌｉよりも遠い距離Ｌｉの送信周期Ｔｉが整数倍となるように、各送信周期Ｔｉの値を設定するのがよい。この理由について、以下説明する。
【００３０】
図４の（ａ）は、送信パケットプロファイル情報４１における送信周期Ｔｉの設定の一例を示しており、前述したように、送信距離Ｌｉ（送信範囲Ｓｉ）が大きくなるほど、送信周期Ｔｉは長くなるよう設定されている。図４の（ｂ）は、（ａ）の設定に従った場合に、タイマ３１の値Ｃに対して情報（パケット）が送信されるタイミングとその範囲を示す。（ａ）に示されるように、この例では、送信範囲Ｓ１〜Ｓ４に対して、送信周期１００、１１０、１２０、１３０がそれぞれ設定されている。前述したように、タイマ値Ｃを、プロファイル情報４１に設定された送信周期Ｔｉで除算することにより余りがゼロとなるレコードのうち、送信距離Ｌｉが最も長いレコードを抽出し、該レコードに規定された送信電力Ｐｉで、送信パケットは送信される。したがって、（ｂ）に示すように、タイマ値Ｃが１００（ｍｓ）の時には、送信周期１００ｍｓのレコードが抽出され、送信電力はＰ１に調整され、その結果、白の矢印で示すように、パケットは送信範囲Ｓ１にわたって送信される。
【００３１】
タイマ値Ｃが１１０ｍｓの時には、送信周期１１０ｍｓのレコードが抽出され、送信電力はＰ２に調整され、その結果、白の矢印で示すように、パケットは送信範囲Ｓ２にわたって送信される。ここで、送信範囲Ｓ２の内側には、図３に示すように送信範囲Ｓ１が存在する。したがって、タイマ値Ｃが１１０ｍｓの時に送信されるパケットは、当然ながら、送信範囲Ｓ１にも送信される。しかしながら、（ａ）に示すように、送信範囲Ｓ１には、本来、パケットは１００ｍｓの時間間隔でのみ送信されるべきであり、よって、タイマ値Ｃが１１０ｍｓの時に送信範囲Ｓ１に送信されるのは、余分な送信であり、これが、（ｂ）ではハッチングした棒グラフで表されている。
【００３２】
同様の余分な送信は、他のタイマ値Ｃでも生じている。すなわち、送信範囲Ｓ４には、プロファイル情報の設定通りに、１３０ｍｓ毎にパケットが送信されているが、送信範囲Ｓ３には、１２０ｍｓ秒毎のパケットの他に３つの余分なパケットが送信されている。同様に、送信範囲Ｓ２には、１１０ｍｓ毎のパケットの他に６つの余分なパケットが送信されている。送信範囲Ｓ１には、１００ｍｓ毎のパケットの他に９個の余分なパケットが送信されており、よって、タイマ値Ｃがゼロから４００ｍｓに達する間に、１３個ものパケットが送信されている。該パケットの平均の送信間隔は約３０ｍｓとなり、これは、プロファイル情報に設定した送信周期１００ｍｓとは異なるものとなってしまっている。このような余分な送信により、必要以上の情報が送信されることとなる。
【００３３】
このような余分な送信を回避するため、好ましい一実施形態では、前述したように、或る距離Ｌｉの送信周期Ｔｉを、該距離Ｌｉよりも近い距離の送信周期Ｔｉの整数倍となるように、送信周期を設定する。この設定を、図５の（ａ）に示す。送信範囲Ｓ１に対する送信周期をＴ１とすると、送信範囲Ｓ２に対する送信周期Ｔ２を、ｋ１×Ｔ１とし、送信範囲Ｓ３に対する送信周期Ｔ３を、ｋ２×Ｔ２（すなわち、ｋ１×ｋ２×Ｔ１）とし、送信範囲Ｓ４に対する送信周期Ｔ４を、ｋ３×Ｔ３（すなわち、ｋ１×ｋ２×ｋ３×Ｔ１）としている。ここで、Ｔ１は、任意の適切な値に設定されることができ、ｋ１、ｋ２およびｋ３は、整数である。こうすることにより、外側の円の範囲（図３参照）に送信するタイミングが、内側の円の範囲に送信するタイミングと一致するため、内側の円の範囲への余分なパケット送信を回避することができる。
【００３４】
図５の（ｂ）には、（ａ）のプロファイル設定に従った場合の、タイマ３１の値Ｃがゼロから６００ｍｓの間にあるときの送信タイミングと送信範囲を示す。ここで、Ｔ１は５０ｍｓとし、ｋ１＝２、ｋ２＝２、ｋ３＝２としている。したがって、Ｔ２は１００ｍｓであり、Ｔ３は２００ｍｓであり、Ｔ４は４００ｍｓである。
【００３５】
タイマ値Ｃが５０ｍｓであるとき、前述したように、送信周期５０ｍｓのレコードが抽出され、送信電力はＰ１に調整され、その結果、パケットは送信範囲Ｓ１にわたって送信される。タイマ値Ｃが１００ｍｓであるとき、送信周期１００ｍｓのレコードが抽出され、送信電力はＰ２に設定され、その結果、パケットは、送信範囲Ｓ２にわたって送信される。この時、送信範囲Ｓ２の内側には送信範囲Ｓ１が存在するため、パケットは、結果として送信範囲Ｓ１にも送信されることとなるが、この送信は、送信範囲Ｓ１に対応する送信周期５０ｍｓ毎の送信に適ったものとなり、余分な送信とはならない。
【００３６】
タイマ値Ｃが２００ｍｓであるとき、送信周期２００ｍｓのレコードが抽出され、送信電力はＰ３に設定され、その結果、パケットは送信範囲Ｓ３にわたって送信される。この時、送信範囲Ｓ３の内側には、送信範囲Ｓ１およびＳ２が存在するため、パケットは、結果として送信範囲Ｓ１およびＳ２にも送信されることとなるが、これらの送信は、送信範囲Ｓ１に対応する送信周期５０ｍｓ毎の送信および送信範囲Ｓ２に対応する送信周期１００ｍｓ毎の送信に適ったものとなり、余分な送信とはならない。このように、（ａ）に示すように送信周期Ｔｉを設定することにより、図４を参照して述べたような余分な送信は生じず、よって、必要な時にのみ必要な量の情報を必要な範囲に送信することができる。
【００３７】
図６は、車車間通信装置１０の制御部３０によって実行されるプロセスのフローチャートを示す。このプロセスは、たとえば車車間通信装置１０の電源がオンにされている間にわたって、繰り返し実行される。この場合、タイマ３１は、該電源がオンにされることに応じて計時を開始することができる。
【００３８】
ステップＳ１１において、タイマ３１の値Ｃを調べる。ステップＳ１２において、図２に示すような送信パケットプロファイル情報４１を参照し、タイマ値Ｃが送信周期Ｔｉの整数倍となるレコード（すなわち、タイマ値Ｃを送信周期Ｔｉで除算した（Ｃ÷Ｔｉ）余りがゼロとなるレコード）が、該プロファイル情報４１に存在するかどうかを判断する。存在しなければ、現時点はパケットの送信タイミングではないことを示すので、ステップＳ１１に戻る。存在すれば、現時点はパケットの送信タイミングであることを示すので、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１２で存在すると判断されたレコードの中で、送信距離Ｌｉが最大であるレコードを抽出する。
【００３９】
ステップＳ１４において、該抽出したレコードの送信電力Ｐｉの値を読み込む。ステップＳ１５において、前述したように、たとえば車両に搭載されたセンサ等を介して取得した情報に基づいて、自車両に関する情報を含む送信パケットを生成する。ステップＳ１６において、該生成した送信パケットを送信機２３に送ると共に、該送信機２３の送信電力を、ステップＳ１４で読み込んだ送信電力Ｐｉの値に制御し、送信機２３に、送信パケットを送信するよう指示する。
【００４０】
こうして、送信機２３は、制御された送信電力Ｐｉで、受け取った送信パケットを外部に送信する。結果として、ステップＳ１３で抽出したレコードの送信距離Ｌｉの範囲（送信範囲Ｓｉ）に、該パケットは送信される。
【００４１】
なお、この実施形態では、制御部３０をコンピュータの形態で記述したが、代替的に、該制御部３０を、ハードウェア構成要素からなる回路で実現してもよい。
【００４２】
以上のように、この発明の特定の実施形態について説明したが、本願発明は、これら実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４３】
１０  車車間通信装置
２０  通信部
３０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2012008761.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012008761.tif 000007
【図６】
2012008761.tif 000008