(57)【要約】【課題】自身の周辺の自動車だけ、高速に通信可能なシステムを可能とする。【解決手段】実施形態の通信装置は、発光制御部と、可視光データ送信制御部と、情報取得部と、ヘディング作成部と、通信部と、を備える。前記発光制御部は、発光部による可視光の発光を制御する。前記可視光データ送信制御部は、自装置の識別情報を、前記発光部により発光される可視光の点滅を制御する可視光通信用信号に変換する。前記情報取得部は、前記識別情報とは異なる送信用情報を取得する。前記ヘディング作成部は、前記取得した送信用情報に、前記識別情報をヘッダ情報として含めるヘディング作成部と、前記通信部は、前記識別情報が含まれた送信用情報を無線通信により送信する。前記発光制御部は、前記変換された可視光通信用信号に従って、前記発光部から発光される可視光を点滅させる。【選択図】図３
2013131065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部による可視光の発光を制御する発光制御部と、
自装置の識別情報を、前記発光部により発光される可視光の点滅を制御する可視光通信用信号に変換する可視光データ送信制御部と、
前記識別情報とは異なる送信用情報を取得する情報取得部と、
前記取得した送信用情報に、前記識別情報をヘッダ情報として含めるヘディング作成部と、
前記識別情報が含まれた送信用情報を無線通信により送信する通信部と、を備え、
前記発光制御部は、前記変換された可視光通信用信号に従って、前記発光部から発光される可視光を点滅させる通信装置。
【請求項２】
前記識別情報が含まれた送信用情報を当該識別情報により暗号化する暗号化部をさらに備え、
前記通信部は、前記暗号化された送信用情報を無線通信により送信する請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
動画像を取得する画像取得部と、
前記取得した動画像に記録された発光部の発光する可視光の点滅を検出する画像処理部と、
前記点滅から、可視光通信用信号を復調する可視光データ受信制御部と、
前記復調した可視光通信用信号から、識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記識別情報がヘッダ情報として含まれた送信用情報を無線通信により受信する通信部と、
前記取得した識別情報と前記受信した送信用情報にヘッダ情報として含まれる識別情報とが一致した場合に、前記受信した送信用情報を受信結果として出力する出力部と、
を備えた通信装置。
【請求項４】
前記受信した送信用情報を、前記取得した識別情報により復号化する復号化部をさらに備え、
前記出力部は、前記取得した識別情報と前記復号化した送信用情報にヘッダ情報として含まれる識別情報とが一致した場合に、前記復号化した送信用情報を受信結果として出力する請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
隊列走行の際に当該隊列走行を構成する車両で捕捉可能な可視光を発光するように設けられた発光部と、
前記発光部による可視光の発光を制御する発光制御部と、
自車両の識別情報を、前記発光部により発光される可視光の点滅を制御する可視光通信用信号に変換する可視光データ送信制御部と、
前記識別情報とは異なる送信用情報を作成する送信用情報作成部と、
前記作成した送信用情報に、前記識別情報をヘッダ情報として含めるヘディング作成部と、
前記識別情報が含まれた送信用情報を無線通信により送信する通信部と、を備え、
前記発光制御部は、前記変換された可視光通信用信号に従って、前記発光部から発光される可視光を点滅させる車両。
【請求項６】
前記識別情報が含まれた送信用情報を当該識別情報により暗号化する暗号化部をさらに備え、
前記通信部は、前記暗号化された送信用情報を無線通信により送信する請求項５に記載の車両。
【請求項７】
隊列走行の際に当該隊列走行を構成する車両が有する発光部を撮像するように設けられ、前記発光部を含む動画像を取得する撮像部と、
前記取得した動画像に記録された前記発光部の発光される可視光の点滅を検出する画像処理部と、
前記点滅から、可視光通信用信号を復調する可視光データ受信制御部と、
前記復調した可視光通信用信号から、識別情報を取得する取得部と、
前記識別情報がヘッダ情報として含まれた送信用情報を無線通信により受信する通信部と、
前記取得した識別情報と前記受信した送信用情報にヘッダ情報として含まれる識別情報とが一致した場合に、前記受信した送信用情報に応じた処理を実行する実行部と、
を備えた車両。
【請求項８】
前記受信した送信用情報を、前記取得した識別情報により復号化する復号化部をさらに備え、
前記出力部は、前記取得した識別情報と前記復号化した送信用情報にヘッダ情報として含まれる識別情報とが一致した場合に、前記復号化した送信用情報に応じた処理を実行する請求項７に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、通信装置および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の自動運転（隊列走行）は、道路上に設置された位置マークを、自動車に搭載された車載カメラにより追尾する方法により実現することができる。しかしながら、道路上に設置された位置マークを車載カメラにより追尾する方法は、道路上に位置マークを設置しなければならず、道路工事に係わる課題が大きい。
【０００３】
そこで、７００ＭＨｚ帯等の電波を用いて車両（自動車）間で情報をやりとりする車車間通信により自動運転を実現する方法が提案されている。また、可視光などの光を用いた車車間通信により自動運転を実現する方法が提案されている。光を用いた車車間通信は、車のテールランプが高速応答性に優れたＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）で構成されている場合に、ＬＥＤの高速点滅を変調することによって各種情報を発信し、後続車両に搭載されたフォトダイオードやイメージセンサによって光を受光し、受光した光を復調することによって各種情報を受信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８２２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電波を用いた車車間通信は、車両から発信される電波の指向性が低いため、受信した電波が、前の車両から発信された電波なのか、若しくは並走している車両から発信された電波なのかを特定することができない、という課題がある。
【０００６】
また、光を用いた車車間通信は、車のテールランプに用いられたＬＥＤからの光を受光するセンサとしてフォトダイオードを用いると通信距離が短くなり、車のテールランプに用いられたＬＥＤからの光を受光するセンサとしてイメージセンサを用いると通信距離は長くなるものの通信速度が遅くなる、という課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の通信装置は、発光制御部と、可視光データ送信制御部と、情報取得部と、ヘディング作成部と、通信部と、を備える。前記発光制御部は、発光部による可視光の発光を制御する。前記可視光データ送信制御部は、自装置の識別情報を、前記発光部により発光される可視光の点滅を制御する可視光通信用信号に変換する。前記情報取得部は、前記識別情報とは異なる送信用情報を取得する。前記ヘディング作成部は、前記取得した送信用情報に、前記識別情報をヘッダ情報として含めるヘディング作成部と、前記通信部は、前記識別情報が含まれた送信用情報を無線通信により送信する。前記発光制御部は、前記変換された可視光通信用信号に従って、前記発光部から発光される可視光を点滅させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態にかかる車車間通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、車車間通信を行う自動車が備える情報処理装置と当該情報処理装置以外の機器との関係を示す図である。
【図３】図３は、自動車に搭載された情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、自動車の通信部から送信される送信用情報のデータ構造を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態にかかる車車間通信システムにおける車車間通信処理の流れを示すシーケンス図である。
【図６】図６は、道路上に設置された位置マークを追尾することにより自動車の自動運転を実現する方法を説明するための図である。
【図７】図７は、無線通信による車車間通信を説明するための図である。
【図８】図８は、可視光を用いた車車間通信を説明するための図である。
【図９】図９は、自動車に搭載された情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、本実施形態にかかる車車間通信システムにおける車車間通信処理の流れを示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施形態にかかる車車間通信システムの構成を示すブロック図である。本実施形態にかかる車車間通信システム１は、道路を走行しながら、７００ＭＨｚ帯の無線や無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）等の無線通信、および可視光を発光するテールランプ２２をビデオカメラ（画像センサ２０Ａ）により撮像することよって行われる可視光通信を用いて、複数の自動車２（車両）間において情報をやりとりするシステムである。本実施形態では、隊列走行の際に当該隊列走行を構成する自動車２（つまり、同一の車線を走行する前後の自動車２）間において車車間通信を行う車車間通信システム１について説明するが、自動車２間において車車間通信を行うものであれば、これに限定するものではない。例えば、車車間通信システム１は、異なる車線を並行して走行する自動車２間等においても実現することができる。
【００１０】
図２は、車車間通信を行う自動車が備える情報処理装置と当該情報処理装置以外の機器との関係を示す図である。図２に示すように、本実施形態にかかる車車間通信システム１における自動車２は、車載器の一種としての情報処理装置２０（通信装置）を備えている。情報処理装置２０は、隊列走行の際に当該隊列走行を構成する自動車２（車両）が備え、可視光を発光する発光部として機能するテールランプ２２およびフロントランプ２１などを撮像した動画像を取得する画像センサ２０Ａ，２０Ｂと接続されている。ここで、画像センサ２０Ａ，２０Ｂは、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）、ＣＣＤ（Charged  Coupled  Device）、ピンフォトダイオードアレイなどの素子が２次元配列されたイメージセンサである。なお、本実施形態では、通信距離は数１００ｍあるが、通信速度が約１０００ｂｐｓのイメージセンサを画像センサ２０Ａ，２０Ｂとして用いているが、これに限定するものではなく、例えば、イメージセンサよりも通信速度が速いフォトディテクタ（通信速度が約１００Ｍｂｐｓ）を用いても良い。ただし、フォトディテクタは、通信距離が数１０ｍとしかないため、広範囲の自動車２との間で可視光通信を行う場合には、イメージセンサを用いた方が良い。
【００１１】
さらに、情報処理装置２０には、隊列走行の際に当該隊列走行を構成する自動車２（前方の自動車２）で捕捉可能な可視光を発光するように設けられた発光部として機能するものであり、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）等の発光素子により構成されるフロントランプ２１が接続されている。フロントランプ２１は、２個のヘッドライト２１Ａ、２個の車幅灯２１Ｂ、２個の方向指示ランプ２１Ｃ、および２個のフォグランプ２１Ｄを備えている。また、情報処理装置２０には、隊列走行の際に当該隊列走行を構成する自動車２（後方の自動車２）で捕捉可能な可視光を発光するように設けられた発光部として機能するものであり、ＬＥＤ等の発光素子により構成されるテールランプ２２が接続されている。テールランプ２２は、２個の方向指示ランプ（ウィンカーおよびハザードランプ）２２Ａ、２個のブレーキランプ（ポジショニングランプを兼用）２２Ｂ、および２個のバックランプ２２Ｃを備えている。さらに、情報処理装置２０には、自動車２の周囲に電波を発信して、無線通信を行う無線通信エリアを形成するアンテナ２３が接続されている。
【００１２】
図３は、自動車に搭載された情報処理装置の構成を示すブロック図である。情報処理装置２０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ：Central  Processing  Unit）３１、メモリ３２、画像メモリ３３、可視光データ送信制御部３４、可視光データ受信制御部３５、通信部３６、インターフェース３７,３９、およびＬＥＤ発光制御回路３８を有する。
【００１３】
ＣＰＵ３１は、メモリ３２に格納されているプログラムに基づいて、車車間通信の制御処理や車車間通信に関連する情報処理等を実行する情報処理部である。メモリ３２は、ＣＰＵ３１が実行するプログラム以外に、画像処理用のソフトウェアおよび情報処理に得られる各種情報を格納する。ＣＰＵ３１は、メモリ３２に格納された画像処理用のソフトウェアを実行することにより画像処理部として機能する。具体的には、ＣＰＵ３１は、後述する画像メモリ４３に記憶された動画像データをフレーム毎に画像処理することにより、自車両の前方または後方に存在する障害物などの情報を検出する。また、ＣＰＵ３１は、画像メモリ４３に記憶された動画像データをフレーム毎に画像処理することにより、前方または後方の自動車２が備えるフロントランプ２１またはテールランプ２２を抽出するとともに、当該抽出したフロントランプ２１またはテールランプ２２から発光される可視光の点滅を検出するものである。つまり、ＣＰＵ３１は、後述する画像メモリ４３に記憶された動画像データに記録されたフロントランプ２１またはテールランプ２２の発光する可視光の点滅を検出する。
【００１４】
画像メモリ３３は、インターフェース３７を介して画像センサ２０Ａ，２０Ｂから入力される時系列の動画像データを記憶する。インターフェース３７は、画像センサ２０Ａ，２０Ｂから入力される画像信号（動画像）を取得する画像取得部として機能する。さらに、インターフェース３７は、取得した画像信号を、時系列の動画像データに変換し、画像メモリ３３に順次記憶させる。
【００１５】
可視光データ受信制御部３５は、ＣＰＵ３１により検出された点滅から、可視光通信用信号を復調するものである。ここで、可視光通信用信号は、前方または後方の自動車２の識別情報（例えば、自動車２を識別するＩＤやナンバー情報など）を変換した信号であって、前方または後方の自動車２のフロントランプ２１またはテールランプ２２から発光される可視光の点滅を制御する信号である。
【００１６】
なお、本実施形態では、識別情報として自動車２の情報を用いているが、これに限定するものではなく、例えば、前方または後方の自動車２が備える情報処理装置２０、つまり自動車２自身が備える情報処理装置２０（自装置）の識別情報を用いても良い。
【００１７】
可視光データ送信制御部３４は、自動車２の識別情報を、フロントランプ２１またはテールランプ２２から発光される可視光の点滅を制御する可視光通信用信号に変換する変換処理を実行する。なお、本実施形態では、識別情報として自動車２の識別情報を用いているが、これに限定するものではなく、例えば、自動車２自身が備える情報処理装置２０の識別情報を用いても良い。
【００１８】
ＬＥＤ発光制御回路３８は、自動車２に搭載されたフロントランプ２１またはテールランプ２２による可視光の発光を制御する発光制御部である。また、ＬＥＤ発光制御回路３８は、可視光データ送信制御部３４により変換された可視光通信用信号に従って、自動車２に搭載されたフロントランプ２１またはテールランプ２２から発光される可視光を点滅させる。
【００１９】
通信部３６は、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた自動車２の通信部３６に対して、ＣＰＵ３１により作成された送信用情報を無線通信により送信する。また、通信部３６は、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた自動車２の通信部３６から送信された送信用情報を無線通信により受信する。ここで、送信用情報は、自動車２の識別情報（若しくは、自動車２が備える情報処理装置２０の識別情報）とは異なる情報である。より具体的には、送信用情報には、送信用情報を送信した自動車２（若しくは、当該自動車２が備える情報処理装置２０）の識別情報がヘッダ情報としてヘッダ部４０１（図４参照）に含められる。
【００２０】
図４は、自動車の通信部において送受信される送信用情報のデータ構造を示す図である。自動車２の通信部３６から送受信される送信用情報４００は、ヘッダ部４０１と、属性情報４０２と、データ本体４０３と、エンド部４０４と、を含んでいる。ヘッダ部４０１には、自動車２（または当該自動車２が備える情報処理装置２０）を識別する識別情報が書き込まれている。属性情報４０２は、送信用情報の種類を示す情報であり、例えば、車両の進路、方向変更、速度、ブレーキ操作、車両の位置などの種類を示す情報である。データ本体４０３は、属性情報４０２が示す情報の内容であり、属性情報４０２が示す種類が速度である場合、速度値データである。
【００２１】
図３に戻り、インターフェース３９は、通信部３６により受信した送信用情報をＣＰＵ３１に出力したり、ＣＰＵ３１により作成された送信用情報を表示装置４１に出力したりする。表示装置４１は、運転席に設けられたディスプレイや音声出力機器などが一体化されたＨＭＩ（Human  Machine  Interface）を構成する機器である。なお、表示装置４１は、例えば、カーナビゲーション装置と一体化された機器でも良い。運転者は、表示装置４１のディスプレイ上に表示される情報を視覚的に確認することができる。
【００２２】
また、インターフェース３９は、自動車２の運転者により操作されるランプ制御信号出力装置４０から、フロントランプ２１やテールランプ２２の点灯と消灯を指示する指示信号を入力する。ＬＥＤ発光制御回路３８は、可視光データ送信制御部３４を介してランプ制御信号出力装置４０から入力される指示信号に応じてフロントランプ２１やテールランプ２２から可視光を発光させる。
【００２３】
次に、図５を用いて、本実施形態にかかる車車間通信システム１における車車間通信処理を具体的に説明する。図５は、本実施形態にかかる車車間通信システムにおける車車間通信処理の流れを示すシーケンス図である。
【００２４】
まず、前方を走行中の自動車２における処理について説明する。ＣＰＵ３１は、自動車２が走行を開始すると、当該自動車２の識別情報（例えば、ＩＤやナンバー情報など）を可視光データ送信制御部３４に出力する（ステップＳ５０１）。可視光データ送信制御部３４は、ＣＰＵ３１から出力された識別情報を受け取ると、受け取った識別情報をテールランプ２２から発光される可視光の点滅を制御する可視光通信用信号に変換する変換処理を実行する（ステップＳ５０２）。例えば、可視光データ送信制御部３４は、自動車２の識別情報を、フロントランプ２１またはテールランプ２２から発光される可視光の点滅間隔（周波数）を制御する可視光通信用信号に変換する変換処理を実行する。次いで、ＬＥＤ発光制御回路３８は、可視光データ送信制御部３４により変換された可視光通信用信号に従って、テールランプ２２から発光される可視光を点滅させるＬＥＤ発光制御処理を実行する（ステップＳ５０３）。具体的には、ＬＥＤ発光制御回路３８は、可視光データ送信制御部３４により変換された可視光通信用信号が表す点滅間隔（周波数）に従って、フロントランプ２１またはテールランプ２２から発光される可視光を点滅させる。これにより、可視光データ送信制御部３４およびＬＥＤ発光制御回路３８は、自動車２自身の識別情報を可視光通信により隊列走行を構成する自動車２に対して送信する。
【００２５】
なお、ＬＥＤ発光制御回路３８は、自動車２の運転者により操作されるランプ制御信号出力装置４０からの指示信号に応じてテールランプ２２が発光状態になった際に、可視光データ送信制御部３４により変換された可視光通信用信号に従って、テールランプ２２から発光される可視光を点滅させることにより、自動車２の識別情報を送信するものとする。したがって、自動車２の運転者の運転操作が優先されており、可視光を点滅させることにより運転に影響を与えることはない。
【００２６】
ＣＰＵ３１は、自動車２が走行を開始しかつＬＥＤ発光制御回路３８によって可視光の点滅制御が開始されると、メモリ３２に格納された情報等を参照して、送信用情報を作成（取得）する作成処理を実行する（ステップＳ５０４）。具体的には、ＣＰＵ３１は、自動車２の進路や方向変更、減速などが発生した場合に、自車両の状態を示す情報を記録した送信用情報を作成する。なお、本実施形態では、ＣＰＵ３１（情報取得部）は、通信部３６により前方の自動車２から受信した送信用情報を、送信用情報として取得しても良いし、画像メモリ４３に記憶された動画像データに画像処理することにより検出した障害物などの情報を送信用情報として取得しても良い。
【００２７】
次いで、ＣＰＵ３１（ヘディング作成部）は、作成した送信用情報のヘッダ部に、自動車２自身の識別情報をヘッダ情報として含めるヘディング作成処理を実行して、識別情報をヘッダ情報として含めた送信用情報を通信部３６に出力する（ステップＳ５０５）。通信部３６は、ＣＰＵ３１から送信用情報を受け取ると、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた自動車２の通信部３６に対して、ＣＰＵ３１により識別情報がヘッダ情報として含められた送信用情報を無線通信により送信する（ステップＳ５０６）。
【００２８】
次に、後方を走行中の自動車２における処理について説明する。インターフェース３７は、後方を走行中の自動車２の画像センサ２０Ａから入力される動画像を取得し、当該取得した動画像を変換した動画像データを、時系列に画像メモリ３３に順次記憶させる。ＣＰＵ３１は、画像メモリ３３に記憶された動画像データをフレーム毎に画像処理し、前方を走行中の自動車２が備えるテールランプ２２を抽出する（ステップＳ５０７）。さらに、ＣＰＵ３１は、動画像データに対する画像処理によるテールランプ２２の抽出結果に基づいて、当該テールランプ２２から発光される可視光の点滅を検出する。具体的には、ＣＰＵ３１は、テールランプ２２からの可視光の点滅パターンが特定のパターンである場合に、可視光通信用信号が出力されていると判断する。なお、ＣＰＵ３１は、テールランプ２２から発光される可視光の点滅パターンが特定のパターンでない通常の発光である場合には、テールランプ２２の発光を無視する。
【００２９】
次に、可視光データ受信制御部３５は、ＣＰＵ３１により検出された点滅から、可視光通信用信号を復調する復調処理を実行する（ステップＳ５０８）。具体的には、可視光データ受信制御部３５は、ＣＰＵ３１により検出した点滅の点滅間隔等を計測することにより、可視光通信用信号を復調する。そして、可視光データ受信制御部３５（識別情報取得部）は、復調した可視光通信用信号から、当該可視光通信用信号に変換された識別情報を取得する。可視光データ受信制御部３５は、画像メモリ３３に動画像データが記憶される毎に、前方を走行する自動車２のテールランプ２２が発光する可視光の点滅からの可視光通信用信号の復調処理を継続するものとする。そして、可視光から可視光通信用信号が復調できなくなった場合、可視光データ受信制御部３５は、可視光通信用信号が復調できなくなったことを、ＣＰＵ３１に通知する。また、可視光の点滅から前回復調した可視光通信用信号とは異なる可視光通信用信号が復調された場合、可視光データ受信制御部３５は、復調した可視光通信用信号を新たな可視光通信用信号としてＣＰＵ３１に通知する。
【００３０】
次いで、可視光データ受信制御部３５により可視光通信用信号が復調されると、ＣＰＵ３１は、復調された可視光通信用信号から、前方を走行する自動車２の識別情報を取得する（ステップＳ５０９）。
【００３１】
通信部３６は、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた自動車２の通信部３６から、無線通信によって、当該自動車２の識別情報がヘッダ情報として含まれた送信用情報を受信する（ステップ５１０）。そして、通信部３６は、受信した送信用情報をＣＰＵ３１に出力する。
【００３２】
通信部３６から送信用情報を受け取ると、ＣＰＵ３１は、受け取った送信用情報のヘッダ部４０１にヘッダ情報として含まれる識別情報と、可視光データ受信制御部３５により復調された可視光通信用信号から取得した識別情報と、が一致するか否かを判断する（ステップＳ５１１）。そして、通信部３６から受け取った送信用情報のヘッダ部４０１に含まれる識別情報と可視光データ受信制御部３５により復調された可視光通信用信号から取得した識別情報とが一致した場合（ステップＳ５１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１（実行部）は、通信部３６から受け取った送信用情報を解読し、当該送信用情報に含まれるデータ本体に記録された情報の内容に応じた情報処理または制御処理を実行する（ステップＳ５１２）。なお、本実施形態では、ＣＰＵ３１は、通信部３６により受信した送信用情報のヘッダ部４０１に含まれる識別情報と可視光データ受信制御部３５により復調された可視光通信用信号から取得した識別情報とが一致した場合、通信部３６により受信した送信用情報に応じた処理を実行しているが、これに限定するものではなく、例えば、ＣＰＵ３１（出力部）は、通信部３６により受信した送信用情報を表示装置４１に出力して、当該送信用情報を表示装置４１に表示させても良い。
【００３３】
図６は、道路上に設置された位置マークを追尾することにより自動車の自動運転を実現する方法を説明するための図である。図６に示すように、位置マーク６０１をビデオカメラ６０２により撮像して、撮像した位置マーク６０１を追尾することにより自動車２の自動運転を実現する方法は、道路工事によって位置マーク６０１を道路上に形成しなければならず、道路工事に係る課題が大きい。
【００３４】
図７は、無線通信による車車間通信を説明するための図である。図７に示すように、例えば７００ＭＨｚ帯を用いた無線通信による車車間通信は、自動車２に搭載されたアンテナの無線通信エリア７０１に進入してきた自動車２との間で、送信用情報をやりとりすることができるので、広範囲の自動車２と送信用情報をやり取りすることができ、かつ通信速度を比較的に高速にすることができる。
【００３５】
しかしながら、無線通信による車車間通信は、自動車２のアンテナから発信される電波の指向性が低く、無線通信エリア７０１に進入した全ての自動車２に対して無線通信により送信用情報が送信され、特定の相手（例えば、同一の車線を走行する前後の自動車２、異なる車線を並行して走行する自動車２など）にのみ送信用情報を送信することはできない。また、送信用情報を受信した自動車２も、当該送信用情報を送信した自動車２が、同一車線を走行する前後の自動車２なのか、異なる車線を並行して走行する横の自動車２なのか、対向車なのかを特定することができない。
【００３６】
図８は、可視光を用いた車車間通信を説明するための図である。図８に示すように、可視光を用いた車車間通信は、指向性が高いため、特定の相手（例えば、前後の自動車２または並走する自動車２）とのみ送信用情報をやりとりすることができる。しかしながら、可視光を用いた車車間通信は、受信側にフォトダイオードを用いると通信速度は速くなるものの通信距離が短くなる。一方、可視光を用いた車車間通信では、受信側にイメージセンサを用いると通信距離は長くなるものの通信速度が遅くなってしまう。
【００３７】
そこで、本実施形態にかかる車車間通信システム１では、隊列走行の際に当該隊列走行を構成する後方の自動車２で捕捉可能な可視光を発光するように設けられたテールランプ２２と、当該テールランプ２２による可視光の発光を制御するＬＥＤ発光制御回路３８と、自動車２の識別情報を、テールランプ２２により発光される可視光の点滅を制御する可視光通信用信号に変換する可視光データ送信制御部３４と、当該自動車２の識別情報とは異なる送信用情報を作成する送信用情報作成部（ＣＰＵ３１）と、作成した送信用情報に自動車２の識別情報をヘッダ情報として含めるヘディング作成部（ＣＰＵ３１）と、識別情報が含まれた送信用情報を無線通信により送信する通信部３６と、を備え、ＬＥＤ発光制御回路３８が、可視光データ送信制御部３４により変換された可視光通信用信号に従って、テールランプ２２から発光される可視光を点滅させる。また、本実施形態にかかる車車間通信システム１では、隊列走行の際に当該隊列走行を構成する自動車２が有するテールランプ２２を撮像するように設けられ、当該テールランプ２２を含む動画像を取得する画像センサ２０Ａと、取得された動画像に記録されたテールランプ２２の発光する可視光の点滅を検出する画像処理部（ＣＰＵ３１）と、検出された点滅から、可視光通信用信号を復調する可視光データ受信制御部３５と、復調した可視光通信用信号から、識別情報を取得する取得部（ＣＰＵ３１）と、識別情報がヘッダ情報として含まれた送信用情報を無線通信により受信する通信部３６と、通信部３６により受信した送信用情報にヘッダ情報として含まれた識別情報と取得した識別情報とが一致した場合に、通信部３６により受信した送信用情報に応じた処理を実行する実行部（ＣＰＵ３１）と、を備える。これにより、例えば、隊列走行を行う自動車２が相互に通信しながら、ドライビングしたり、前後車両でデータをやりとりするシチュエーションにおいて、データをやりとりする相手を特定でき、広範囲の自動車２と高速に通信したりすることができるので、自身の周辺の自動車２とだけ、高速に通信可能なシステムが可能となる。
【００３８】
なお、本実施形態では、同一車線を走行する前後の自動車２間において車車間通信を行う車車間通信システム１について説明したが、これに限定するものではなく、異なる車線を並走する左右の自動車２間において車車間通信を行うことも可能である。
【００３９】
具体的には、一方の自動車２のＬＥＤ発光制御回路３８は、可視光データ送信制御部３４により変換された可視光通信用信号に従って、自動車２の側部に設置されたランプ（例えば、ウィンカーおよびハザードランプなど）から発光される可視光を点滅させる。また、当該一方の自動車２の通信部３６は、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた他方の自動車２の通信部３６に対して、当該一方の自動車２の識別情報がヘッダ情報として含まれた送信用情報を送信する。
【００４０】
他方の自動車２のＣＰＵ３１（画像処理部）は、自動車２の側部に設置された画像センサにより取得された動画像に記録されたランプの発光する可視光の点滅を検出する。他方の自動車２の可視光データ受信制御部３５は、検出した可視光の点滅から、可視光通信用信号を復調する。さらに、他方の自動車２のＣＰＵ３１は、復調した可視光通信用信号から、識別情報を取得する。また、当該他方の自動車２の通信部３６は、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた当該一方の通信部３６から、識別情報がヘッダ情報として含まれた送信用情報を無線通信により受信する。そして、当該他方の自動車２のＣＰＵ３１は、通信部３６から受け取った送信用情報のヘッダ部４０１に含まれる識別情報と取得した識別情報とが一致した場合に、当該通信部３６から受け取った送信用情報に含まれるデータ本体に記録された情報に応じた情報処理または制御処理を実行する。
【００４１】
さらに、本実施形態にかかる車車間通信システム１によれば、異なる方向から交差点に向かって走行する自動車２間において車車間通信を行うことも可能である。
【００４２】
具体的には、一方の自動車２のＬＥＤ発光制御回路３８は、可視光データ送信制御部３４により変換された可視光通信用信号に従って、フロントランプ２１から発光される可視光を点滅させる。また、当該一方の自動車２の通信部３６は、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた他方の自動車２の通信部３６に対して、当該一方の自動車２の識別情報がヘッダ情報として含まれた送信用情報を送信する。
【００４３】
当該一方の自動車２および当該他方の自動車２が向かう交差点には、当該一方の自動車２から発光された可視光を当該他方の自動車２に向かって反射させるミラーが設置されている。なお、本実施形態では、交差点に設置されたミラーにより、当該一方の自動車２から発光された可視光を、当該他方の自動車２が走行している道路に向かって反射させているが、これに限定するものではない。例えば、当該一方の自動車２から発光された可視光を受光する受光センサと、当該受光センサにより受光した可視光を当該他方の自動車２が走行する道路に向かって発光する発光素子を設定しても良い。
【００４４】
当該他方の自動車２のＣＰＵ３１（画像処理部）は、自動車２の前方の設定された画像センサ２０Ａにより取得された動画像に記録されたミラーにより反射された可視光の点滅を検出する。他方の自動車２の可視光データ受信制御部３５は、検出した点滅から、可視光通信用信号を復調する。さらに、他方の自動車２のＣＰＵ３１は、復調した可視光通信用信号から、識別情報を取得する。また、当該他方の自動車２の通信部３６は、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた当該一方の通信部３６から、識別情報がヘッダ情報として含まれた送信用情報を無線通信により受信する。そして、当該他方の自動車２のＣＰＵ３１は、通信部３６から受け取った送信用情報のヘッダ部４０１に含まれる識別情報と取得した識別情報とが一致した場合に、当該通信部３６から受け取った送信用情報に含まれるデータ本体に記録された情報に応じた情報処理または制御処理を実行する。
【００４５】
（第２の実施形態）
本実施形態は、無線通信により送信する送信用情報を当該送信用情報に含まれる識別情報により暗号化して、車車間通信を行う自動車に対して送信するものである。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同様の箇所については説明を省略し、第１の実施形態と異なる箇所について説明する。
【００４６】
図９は、自動車に搭載された情報処理装置の構成を示すブロック図である。本実施形態にかかる情報処理装置９００は、ＣＰＵ９０１、メモリ３２、画像メモリ３３、可視光データ送信制御部３４、可視光データ受信制御部３５、通信部９０２、インターフェース３７，３９、およびＬＥＤ発光制御回路３８を有する。
【００４７】
ＣＰＵ９０１（暗号化部）は、識別情報がヘッダ情報としてヘッダ部４０１に含まれた送信用情報を当該識別情報により暗号化して通信部９０２に出力する。また、ＣＰＵ９０１（復号化部）は、通信部９０２により受信した送信用情報を、可視光データ受信制御部３５により復調した可視光通信用信号から取得した識別情報により復号化する。つまり、本実施形態では、送信用情報の暗号化および復号化に共通の鍵（つまり、識別情報）を用いる共通鍵暗号化方式により送信用情報の暗号化を行うものとする。なお、本実施形態では、共通鍵暗号化方式により送信用情報の暗号化および復号化を行っているが、これに限定するものではなく、例えば、ワンタイムパスワードを用いて送信用情報の暗号化および復号化を行っても良い。
【００４８】
また、ＣＰＵ９０１は、可視光データ受信制御部３５により復調した可視光通信用信号から取得した識別情報と復号化した送信用情報のヘッダ部４０１に含まれる識別情報とが一致した場合に、復号化した送信用情報を解読し、当該送信用情報に含まれるデータ本体に記録された情報の内容に応じた情報処理または制御処理を実行する。若しくは、ＣＰＵ９０１は、可視光データ受信制御部３５により復調した可視光通信用信号から取得した識別情報と復号化した送信用情報のヘッダ部４０１に含まれる識別情報とが一致した場合、復号化した送信用情報を表示装置４１に出力して、当該送信用情報を表示装置４１に表示させても良い。
【００４９】
通信部９０２は、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた自動車２の通信部９０２に対して、ＣＰＵ９０１により暗号化された送信用情報を無線通信により送信する。また、通信部９０２は、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた自動車２の通信部９０２から送信された、暗号化された送信用情報を無線通信により受信する。
【００５０】
次に、図１０を用いて、本実施形態にかかる車車間通信システム１における車車間通信処理を具体的に説明する。図１０は、本実施形態にかかる車車間通信システムにおける車車間通信処理の流れを示すシーケンス図である。なお、ステップＳ５０１〜ステップＳ５０５、およびステップＳ５０７〜ステップＳ５０９については、第１の実施形態の図５に示す処理と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５１】
まず、前方を走行中の自動車２における処理について説明する。ＣＰＵ９０１は、ヘッダ部４０１に識別情報が含めた送信用情報を作成すると、当該作成した送信用情報を識別情報を用いて暗号化し、暗号化した送信用情報を通信部９０２に出力する（ステップＳ１００１）。通信部９０２は、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた自動車２の通信部９０２に対して、ＣＰＵ９０１から出力された送信用情報を無線通信により送信する（ステップＳ１００２）。
【００５２】
次に、後方を走行中の自動車２における処理について説明する。通信部９０２は、アンテナ２３により形成された無線通信エリアに進入してきた自動車２の通信部９０２から、暗号化された送信用情報を無線通信により受信する（ステップＳ１００３）。そして、通信部９０２は、受信した送信用情報をＣＰＵ９０１に出力する。
【００５３】
通信部９０２から送信用情報を受け取ると、ＣＰＵ９０１は、受け取った送信用情報を、可視光データ受信制御部３５により復調した可視光通信用信号から取得した識別情報により復号化する（ステップＳ１００４）。復号化した送信用情報のヘッダ部４０１に含まれる識別情報と、可視光データ受信制御部３５から取得した識別情報と、が一致するか否かを判断する（ステップＳ１００５）。そして、復号化した送信用情報のヘッダ部４０１に含まれる識別情報と可視光データ受信制御部３５により復調した可視光通信用信号から取得した識別情報とが一致した場合（ステップＳ１００５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ９０１は、復号化した送信用情報を解読し、当該送信用情報に含まれるデータ本体に記録された情報の内容に応じた情報処理または制御処理を実行する（ステップＳ１００６）。
【００５４】
このように本実施形態にかかる車車間通信システム１によれば、無線通信により送信する送信用情報を当該送信用情報にヘッダ情報として含まれる識別情報により暗号化して、車車間通信を行う自動車に対して無線通信により送信することにより、送信用情報を暗号化できる自動車２を、可視光通信により識別情報を受信した自動車２に限定することができるので、自分の周辺車両とのみ高速かつ安全に通信を行うことができる。
【００５５】
以上説明したとおり、第１および第２の実施形態によれば、自身の周辺の自動車２とだけ、高速に通信可能なシステムが可能となる。
【００５６】
なお、本実施形態の情報処理装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等に予め組み込まれて提供される。
【００５７】
また、本実施形態の情報処理装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００５８】
さらに、本実施形態の情報処理装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の情報処理装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１  車車間通信システム
２  自動車
２０，９００  情報処理装置
２０Ａ，２０Ｂ  画像センサ
２１  フロントランプ
２２  テールランプ
３１，９０１  ＣＰＵ
３２  メモリ
３３  画像メモリ
３４  可視光データ送信制御部
３５  可視光データ受信制御部
３６，９０２  通信部
３７，３９  インターフェース
３８  ＬＥＤ発光制御回路
【図１】
2013131065.tif 000003
【図２】
2013131065.tif 000004
【図３】
2013131065.tif 000005
【図４】
2013131065.tif 000006
【図５】
2013131065.tif 000007
【図６】
2013131065.tif 000008
【図７】
2013131065.tif 000009
【図８】
2013131065.tif 000010
【図９】
2013131065.tif 000011
【図１０】
2013131065.tif 000012