(57)【要約】【課題】位置取得器を備えることなく、受信機が、送信機が用いられている車両に対する注意度を算出することが可能な無線通信システムを提供する。【解決手段】送信機１００は、自転車１が備える車輪の回転を検出する回転検出部と、回転検出部が、車輪が一定角度回転したことを検出したことを条件とし、車輪の周長を算出可能な値である車輪周長対応値を含む通知信号を送信する送信部とを備え、自動車２で用いられる受信機２００は、通知信号を受信し、通知信号の受信信号強度を計測する受信部と、受信部から、通知信号と受信信号強度とを取得し、通知信号の時間間隔と、車輪周長対応値と、通知信号の受信信号強度とを用いて、自転車１と自動車２の距離が短いほど高く、自転車１の速度が高いほど高い注意度を求める演算部とを備える。【選択図】図１
2017076157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両で用いられ、信号を無線送信する送信機（１００、１１００）と、
移動体が保持し、電波を受信する受信機（２００）とが無線通信を行う無線通信システムであって、
前記送信機は、
アンテナ（１１、１３０）と、
前記車両が備える車輪が一定角度回転したことを検出する回転検出部（１１０、１４０）と、
前記回転検出部が、前記車輪が一定角度回転したことを検出したことを条件とし、前記車輪の周長を算出可能な値である車輪周長対応値を含む通知信号を前記アンテナから送信する送信部（１２０、１５０）とを備え、
前記受信機は、
前記通知信号を受信し、前記通知信号の受信信号強度を計測する受信部（２２０）と、
前記受信部から前記通知信号と前記受信信号強度とを逐次取得し、前記受信部が前記通知信号を受信した時間間隔と、前記車輪周長対応値と、前記通知信号の受信信号強度とを用いて、前記車両と前記移動体の距離が短いほど高く、前記車両の速度が高いほど高くなる、前記車両に対して注意すべき程度を表す注意度を求める演算部（２３０）とを備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記送信部は、前記通知信号の送信元を識別するための送信機ＩＤを前記通知信号に含ませて送信し、
前記演算部は、前記送信機ＩＤが同じ前記通知信号同士で前記時間間隔を算出することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記送信部は、前記通知信号の送信ごとに１増加する送信通番を前記通知信号に含ませて送信し、
前記演算部は、前記注意度を求める際に、前記送信通番を比較し、前記送信通番同士の差を前記車輪周長対応値から算出した前記車輪の周長に乗じることで、前記通知信号を前回受信してから前記通知信号を今回受信するまでの時間間隔の間に、前記車両が走行した距離を算出し、前記距離と前記時間間隔とから定まる前記車両の速度を用いて、前記注意度を求めることを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記送信部は、前記通知信号を送信する際の送信電力の大きさを表す出力値を前記通知信号に含ませて送信し、
前記演算部は、取得した前記通知信号に含まれている前記出力値と前記受信信号強度とを用いて、前記車両までの距離を算出し、算出した前記距離に基づいて前記注意度を求めることを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記アンテナ（１１）は、前記車輪と連動して回転するようになっており、前記車輪の回転に伴って、利得が最大となる方向が変化し、前記送信部が前記通知信号を送信する際、利得が最大となる方向が前記車両の前方を向いていることを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
前記車両が自転車（１）であって、前記送信機は前記自転車に搭載され、
前記送信機の前記回転検出部および前記送信部が、前記自転車のハブ内部に固定されていることを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、
前記回転検出部として、前記車輪の接線方向の加速度を検出可能な加速度センサ（１４０）を備え、
前記送信部は、前記加速度センサが検出した前記接線方向の加速度が、あらかじめ定めた一定以上の加速または減速と判断する範囲の値となった場合、前記車両が加減速したことを示す加減速信号を送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項において、
前記回転検出部として、前記車輪の径方向の加速度を検出可能な加速度センサ（１４０）を備え、
前記送信部は、前記加速度の極大値および極小値から、一定以上の加速または減速と判断する加速度の範囲である加減速範囲を決定し、前記加速度センサの検出した前記径方向の加速度が前記加減速範囲となった場合、前記車両が加減速したことを示す加減速信号を送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
車両で用いられ、信号を無線送信する送信機であって、
アンテナ（１１、１３０）と、
前記車両が備える車輪が一定角度回転したことを検出する回転検出部（１１０、１４０）と、
前記回転検出部が、前記車輪が一定角度回転したことを検出したことを条件とし、前記車輪の周長を算出可能な値である車輪周長対応値を含む通知信号を前記アンテナから送信する送信部（１２０、１５０）とを備えることを特徴とする送信機。
【請求項１０】
移動体が保持し、電波を受信する受信機であって、
車両が、前記車両が備える車輪の回転周期に比例した周期で送信する、前記車輪の周長を算出可能な値である車輪周長対応値を備えた通知信号を逐次受信し、前記通知信号の受信信号強度を計測する受信部（２２０）と、
前記受信部から、前記通知信号と前記受信信号強度とを取得し、前記受信部が前記通知信号を受信した時間間隔と、前記車輪周長対応値と、前記通知信号の受信信号強度とを用いて、前記車両と前記移動体の距離が短いほど高く、前記車両の速度が高いほど高くなる、前記車両に対して注意すべき程度を表す注意度を求める演算部（２３０）とを備えることを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両と移動体でそれぞれ用いられる送信機と受信機が通信する無線通信システム、および、無線通信システムが備える送信機、受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両で用いられる無線通信装置と、自転車や歩行者が保持する無線通信装置が、それぞれＧＰＳ受信機を用いて形成したＧＰＳ情報を無線通信によって相互に送信するシステムが開示されている。ＧＰＳ情報を受信した無線通信装置は、受信したＧＰＳ情報から危険度を算出し、その危険度に基づいて注意、警報を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３２１０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、ある無線通信装置がＧＰＳ情報を送信し、そのＧＰＳ情報を受信した無線通信装置が、自装置の位置も取得し、相互の位置から、注意、警報の判断をする技術では、各無線通信装置が位置を取得する必要がある。そのため、ＧＰＳ受信機などの位置検出器のコストがかかるという問題が生じる。
【０００５】
特許文献１では、車両に搭載されている無線通信装置が注意、警報の対象とする移動体は歩行者であるが、本明細書では、注意、警報の対象とする移動体を、自転車などの車両とする。また、注意、警報を行う受信機は、車両で用いられる場合に限らず、広く移動体で用いられる場合を考える。
【０００６】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、位置検出器を備えることなく、受信機が、送信機が用いられている車両に対する注意度を算出することが可能な無線通信システム、および、送信機、受信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
上記目的を達成するための無線通信システムに係る発明は、車両で用いられ、信号を無線送信する送信機（１００、１１００）と、移動体が保持し、電波を受信する受信機（２００）とが無線通信を行う無線通信システムであって、送信機は、アンテナ（１１、１３０）と、車両が備える車輪が一定角度回転したことを検出する回転検出部（１１０）と、
回転検出部が、車輪が一定角度回転したことを検出したことを条件とし、車輪の周長を算出可能な値である車輪周長対応値を含む通知信号をアンテナから送信する送信部（１２０、１５０）とを備え、受信機は、通知信号を受信し、通知信号の受信信号強度を計測する受信部（２２０）と、受信部から通知信号と受信信号強度とを逐次取得し、受信部が通知信号を受信した時間間隔と、車輪周長対応値と、通知信号の受信信号強度とを用いて、車両と移動体の距離が短いほど高く、車両の速度が高いほど高くなる、車両に対して注意すべき程度を表す注意度を求める演算部（２３０）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、回転検出部が、車輪が一定角度回転したことを検出するたびに、送信機は、受信機に対して通知信号を送信する。この通知信号は、車輪の周長を算出することが可能な車輪周長対応値を含んでいる。そのため、通知信号の時間間隔から得られる車輪の回転速度と合わせて、車両の速度を算出することが可能となる。
【００１０】
受信機は、通知信号を受信すると、通知信号に含まれている車輪周長対応値と、通知信号の時間間隔とを用いて車両の速度を算出することが可能である。また、通知信号の受信信号強度を用いて、車両と移動体の間の距離を算出することが可能である。したがって、車両と移動体との双方が位置検出器を用いることなく、車両の速度と、車両と移動体との距離とにより定まる注意度を算出することが可能となる。
【００１１】
また、上記目的を達成するための送信機に係る発明は、本発明の無線通信システムが備える送信機である。すなわち、上記目的を達成するための送信機に係る発明は、車両で用いられ、信号を無線送信する送信機であって、アンテナ（１１、１３０）と、車両が備える車輪が一定角度回転したことを検出する回転検出部（１１０）と、回転検出部が、車輪が一定角度回転したことを検出したことを条件とし、車輪の周長を算出可能な値である車輪周長対応値を含む通知信号をアンテナから送信する送信部（１２０、１５０）とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、上記目的を達成するための受信機に係る発明は、本発明の無線通信システムが備える受信機である。すなわち、上記目的を達成するための受信機に係る発明は、移動体が保持し、電波を受信する受信機であって、車両が、車両が備える車輪の回転周期に比例した周期で送信する、車輪の周長を算出可能な値である車輪周長対応値を備えた通知信号を逐次受信し、通知信号の受信信号強度を計測する受信部（２２０）と、受信部から、通知信号と受信信号強度とを取得し、受信部が通知信号を受信した時間間隔と、車輪周長対応値と、通知信号の受信信号強度とを用いて、車両と移動体の距離が短いほど高く、車両の速度が高いほど高くなる、車両に対して注意すべき程度を表す注意度を求める演算部（２３０）とを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの利用状況を表す図である。
【図２】第１実施形態に係る無線通信システムが備える送信機１００の構成図である。
【図３】第１実施形態に係る無線通信システムが備える受信機２００の構成図である。
【図４】第１実施形態に係る受信機２００の作動を表すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る受信機２００が受信した通知信号ＳＣの受信信号強度の時間変化を例示した図である。
【図６】第２実施形態に係る無線通信システムが備える送信機１１００の構成図である。
【図７】第３実施形態に係る加速度センサ１４０の検出軸に加わる加速度を表す図である。
【図８】第３実施形態に係る加速度センサ１４０が検出する加速度を例示したグラフである。
【図９】第４実施形態に係る加速度センサ１４０の検出軸に加わる加速度を表す図である。
【図１０】第４実施形態に係る加速度センサ１４０が検出する加速度を例示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態としての無線通信システムが備える構成を図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態としての無線通信システムの利用状況を表す図である。図１には、送信機１００ａ、１００ｂが示されている。これらは、自転車１ａ、１ｂにそれぞれ搭載されている。これ以降、自転車１ａと自転車１ｂに共通する説明の際は自転車１と総称し、送信機１００ａと送信機１００ｂに共通する説明の際は送信機１００と総称する。自転車１は請求項の車両に相当する。自転車１の走行中、自転車１の車輪が一定角度回転したことを検知した送信機１００が、周期的に通知信号ＳＣを送信している。
【００１５】
自動車２は、受信機２００を搭載しており、請求項の移動体に相当する。ブロック塀３が障害物となって、自動車２から自転車１ａを視認することはできない。しかし、自動車２から自転車１ａが視認できない状況でも、自転車１ａに搭載された送信機１００ａが送信する通知信号ＳＣを受信機２００は受信可能である。
【００１６】
受信機２００は、送信機１００が送信する通知信号ＳＣを受信すると、通知信号ＳＣを送信した送信機１００が搭載された自転車１に対して、自動車２が注意すべき程度を表す注意度を求める。この注意度は、自転車１の速度が高いほど高く、自転車１と自動車２の距離が短いほど高くなる。
【００１７】
図２は、図１で示した送信機１００の構成を示した図である。送信機１００は、１つのリードスイッチ１１０と、送信部１２０と、アンテナ１３０とを備えて構成される。
【００１８】
リードスイッチ１１０は、請求項の回転検出器に相当し、例えば自転車１の車輪のフォーク部に固定されている。また、リードスイッチ１１０は、送信部１２０と電気的に接続されている。リードスイッチ１１０を作動させるための磁石は、車輪の回転に合わせて磁石が回転移動すると、磁石がスイッチと対向する位置を通過するように、スポークに固定されている。これにより、車輪が１回転するごとにリードスイッチ１１０は１回通電することとなるため、車輪が１回転したことを検出することができる。
【００１９】
送信部１２０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されており、また、リードスイッチ１１０と送信部１２０を接続する信号線の電位は、リードスイッチ１１０のオンオフにより電位が変化する。送信部１２０は、リードスイッチ１１０が閉じたことを検知するたびに通知信号ＳＣを生成し、生成した通知信号ＳＣを変調および増幅してアンテナ１３０から送信する。アンテナ１３０から送信される電波は、たとえばＲＦ帯であり、具体的には、３１５ＭＨｚ帯、７００ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５．８〜５．９ＧＨｚ帯などである。なお、送信部１２０が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。
【００２０】
リードスイッチ１１０は、車輪が１回転するごと１回、オンになるので、送信部１２０は、車輪が１回転するごとに１回通知信号ＳＣを送信する。通知信号ＳＣは、車輪周長対応値と、送信通番と、送信機ＩＤと、出力値とを含んでいる。
【００２１】
車輪周長対応値は、車輪周長を求めることが可能となる値であり、本実施形態では車輪径である。車輪径から車輪周長を算出し、車輪の回転数に乗算することで、車両の速度を算出することが可能となる。なお、本実施形態とは異なり、車輪周長対応値は車輪周長そのものであってもよい。
【００２２】
送信通番は、通知信号ＳＣが何回目の送信であるかを識別可能とするための値であり、直前に送信した通知信号ＳＣの送信通番に１を加えた値である。
【００２３】
送信機ＩＤは、通知信号ＳＣを、他の自転車１に搭載された送信機１００が送信した通知信号ＳＣと識別可能とするためのものであり、送信機１００ごとに異なる値をとる。出力値は、送信機１００が通知信号ＳＣを送信する際の送信電力を示す値である。
【００２４】
アンテナ１３０は、送信部１２０が生成した通知信号ＳＣを電波として放射する。送信機１００の自転車１に対する取り付けは、例えばリードスイッチ１１０と、送信部１２０と、アンテナ１３０とを一つのハウジングに収納してフォーク部に固定すればよい。
【００２５】
図３は、第１実施形態の無線通信システムのうち、自動車２で用いられている受信機２００の構成を示した図である。受信機２００は、アンテナ２１０と、受信部２２０と、演算部２３０と、報知装置２４０とを備えて構成される。
【００２６】
アンテナ２１０は、送信機１００が送信した通知信号ＳＣを受信するアンテナである。受信部２２０は、受信信号強度測定機能を有し、送信機１００から送信されてアンテナ２１０が受信した通知信号ＳＣを取得するとともに、取得した通知信号ＳＣの受信信号強度を測定する。
【００２７】
演算部２３０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成される。この演算部２３０は、受信部２２０から通知信号ＳＣと、通知信号ＳＣの受信電波強度を取得し、受信した通知信号ＳＣと、通知信号ＳＣを受信した時刻と、通知信号ＳＣの受信信号強度を用いて、注意度の算出を行う。注意度の算出の手順は図４で説明する。なお、演算部２３０が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。
【００２８】
報知装置２４０は、周囲に、注意すべき物体が存在することを報知する装置であり、自動車２に搭載されたスピーカや画面などを用いて、自動車２の運転者に報知を行ってもよい。また、本実施形態では受信機２００を自動車２で用いているため、ホーンや前照灯を用いて自転車１に報知するものとしてもよい。
【００２９】
なお、報知装置２４０による報知に代えて、あるいは、その報知に加えて、自動ブレーキなどの運転支援を行ってもよい。また、自転車１と自動車２の双方が、送受信ともに可能な無線機を備えているならば、自転車１に返送信号を送ってもよい。
【００３０】
図４は、演算部２３０の作動を表したフローチャートである。受信機２００の電源が入ると、演算部２３０はフローチャートのステップＳ１（以下、ステップを省略）から各ステップの処理を実行する。
【００３１】
Ｓ１では、受信部２２０から、受信部２２０が受信した信号（以下、受信信号）と、その受信信号の受信信号強度を取得する。
【００３２】
Ｓ２では、Ｓ１で取得した受信信号が通知信号ＳＣであるか否かを判断する。受信信号強度が一定値以下のノイズレベルの受信信号である場合や、受信信号強度が一定値以上であっても、通知信号ＳＣであることを示すデータが含まれていない場合には通知信号ＳＣを取得していないと判断する。受信信号強度が一定値以上であり、通知信号ＳＣであることを示すデータが含まれていれば、通知信号ＳＣである判断する。通知信号ＳＣでないと判断した場合にはＳ１へ戻り、通知信号ＳＣであると判断した場合はＳ３へ進む。
【００３３】
Ｓ３では、今回のＳ２で取得したと判断した通知信号ＳＣ（以下、最新信号）と、その通知信号ＳＣを受信した受信時刻を演算部２３０が備える記憶部に記憶する。
【００３４】
Ｓ４では、最新信号に含まれている送信機ＩＤと同一のＩＤを有する通知信号ＳＣが、最新信号以外に記憶部に記憶されているか否かを判断する。記憶されていなかった場合は、再びＳ１に戻る。記憶されていた場合はＳ４に進む。
【００３５】
Ｓ５では、記憶部に記憶されている、同一ＩＤかつ最新信号に次いで新しい通知信号ＳＣ（以下、前回信号）と、その前回信号の受信時刻を読み込む。
【００３６】
Ｓ６では、自転車１の速度を算出する。具体的には、まず最新信号の受信時刻と前回信号の受信時刻との時間差を求める。次に、最新信号の送信通番と前回信号の送信通番の差を求める。この送信通番の差が、前回信号を受信してから最新信号を受信するまでに自転車１の車輪が回転した回転数である。送信通番の差を算出することにより、最新信号と前回信号の間に、受信し損ねた通知信号ＳＣが存在する場合であっても、車輪の回転数を求めることが可能となる。この回転数に、車輪径から求めた車輪周長を乗算して、前回信号を受信してから最新信号を受信するまでに自転車１が進んだ距離を算出する。この距離を上述した時間差で割ることにより、自転車１の速度を算出する。
【００３７】
Ｓ７では、最新信号が有する出力値と、受信部から取得した受信信号強度とを比較して信号強度の減衰率を求める。そして、減衰率と通信距離との予め定められた関係と、求めた減衰率とを用いて自転車１と自動車２の間の距離を決定する。
【００３８】
Ｓ８では、演算部２３０が、Ｓ６で求めた自転車１の速度と、Ｓ７で求めた自転車１と自動車２の間の距離とを用いて、注意度を決定する。注意度は、自転車１の速度が高いほど高く、また自転車１と自動車２の距離が短いほど高くなる値であり、関数を用いて求めてもよいし、速度と距離から注意度を導くことができる対応表を用いて求めてもよい。
【００３９】
Ｓ９では、Ｓ７で求めた注意度が、あらかじめ定めた一定の値を超えているか否かを判断する。超えている場合はＳ１０に進み、超えていない場合には再びＳ１に戻る。
【００４０】
Ｓ１０では、報知装置２４０を作動させ、自動車２のドライバーまたは自転車１を運転している者に対して、注意すべき物体が周囲に存在することを報知する。
【００４１】
図５は、受信機２００が受信した通知信号ＳＣの受信信号強度の時間変化を例示した図である。図１の利用状況と、図４のフローチャートの各ステップと照らし合わせて説明する。
【００４２】
図５の例では、送信機１００ａが送信した通知信号ＳＣａ１および通知信号ＳＣａ２と、送信機１００ｂが送信した通知信号ＳＣｂ１および通知信号ＳＣｂ２を受信している。通知信号ＳＣａ１は、送信機１００ａを表す送信機ＩＤであるＩＤ１と、送信通番ｎと、車輪径と、出力値とを含んでいる。通知信号ＳＣａ２は、ＩＤ１と、送信通番ｎ＋２と、車輪径と、出力値とを含んでいる。
【００４３】
通知信号ＳＣｂ１は、送信機１００ｂを表す送信機ＩＤであるＩＤ２と、送信通番ｍと、車輪径と、出力値とを含んでいる。通知信号ＳＣｂ２は、ＩＤ２と、送信通番ｍ＋１と、車輪径と、出力値とを含んでいる。
【００４４】
ｔ１に受信機２００は通知信号ＳＣａ１を受信する。これにより、演算部２３０はＳ２の判断がＹｅｓになるので、Ｓ３で、通知信号ＳＣａ１の内容と受信時刻ｔ１を記憶部に記憶する。
【００４５】
演算部２３０は、続けてＳ４の判断を行う。記憶部に通知信号ＳＣａ１以前の通知信号は記憶されていないとする。よってＳ４の判断はＮＯとなり、再びＳ１に戻る。
【００４６】
ｔ２に、受信機２００は通知信号ＳＣｂ１を受信する。演算部２３０はＳ１、Ｓ２を実行して、受信信号が通知信号ＳＣｂ１であると判断し、Ｓ３を実行して、通知信号ＳＣｂ１の内容と受信時刻ｔ２を記憶部に記憶する。
【００４７】
演算部２３０は、続けてＳ４の判断を行う。記憶部には通知信号ＳＣａ１のみが記憶されており、通知信号ＳＣｂ２が含んでいるＩＤ２を含んだ通知信号ＳＣは記憶されていない。よってＳ４の判断はＮＯとなり、再びＳ１に戻る。
【００４８】
ｔ３に、受信機２００は通知信号ＳＣｂ２を受信する。演算部２３０は通知信号ＳＣａ１、通知信号ＳＣｂ１を受信したときと同様にＳ１〜Ｓ３を実行し、さらにＳ４の判断を行う。記憶部には通知信号ＳＣａ１と通知信号ＳＣｂ１が記憶されている。通知信号ＳＣｂ２の送信機ＩＤはＩＤ２であり、通知信号ＳＣｂ１の通知信号ＳＣと同一である。よって、Ｓ４の判断はＹｅｓとなりＳ５に進む。Ｓ５では、記憶部に記録されていた通知信号ＳＣｂ１と、その受信時刻ｔ２を取得する。
【００４９】
Ｓ６では、通知信号ＳＣｂ２の送信元である自転車１ｂの速度を算出する。具体的には、まず、通知信号ＳＣｂ１と通知信号ＳＣｂ２の時間差ｔ３−ｔ２を算出する。次に、送信通番の差を算出する。この送信連番の差に、車輪径から定まる車輪周長を乗じて、自転車１ｂが進んだ距離を算出する。この距離を時間差で割って自転車１ｂの速度を算出する。
【００５０】
Ｓ７では、演算部２３０が通知信号ＳＣｂ２の送信元である自転車１ｂと自動車２との距離を決定する。通知信号ＳＣｂ２が有する出力値と、通知信号ＳＣｂ２を受信した際の受信信号強度とを用いて、自転車１ｂと自動車２との距離を算出する。
【００５１】
Ｓ８では、Ｓ６で求めた自転車１ｂの速度と、Ｓ７で求めた自転車１ｂと自動車２との距離を用いて、自転車１ｂに対する注意度を決定する。Ｓ９では、Ｓ８で求めた注意度が一定の値を超えているか否かを判断する。ここでの説明では、求めた注意度が一定の値を以下だったとする。つまり、Ｓ９の判断はＮＯとなり、再びＳ１に戻る。
【００５２】
ｔ４に、受信機２００は通知信号ＳＣａ２を受信する。演算部２３０は通知信号ＳＣａ１、ＳＣｂ１、ＳＣｂ２を受信したときと同様にＳ１〜Ｓ３を実行し、さらにＳ４の判断を行う。記憶部には通知信号ＳＣａ１と通知信号ＳＣｂ１と通知信号ＳＣｂ２とが記憶されている。通知信号ＳＣａ２はＩＤ１を含んでおり、通知信号ＳＣａ１の送信ＩＤと同一である。よって、Ｓ４の判断はＹｅｓとなり、Ｓ５に進む。
【００５３】
Ｓ５では、演算部２３０が、記録されていた通知信号ＳＣａ１と、その受信時刻ｔ１を取得する。
【００５４】
Ｓ６では、演算部２３０が通知信号ＳＣａ２の送信元である自転車１ａの速度を算出する。まず、通知信号ＳＣａ１と通知信号ＳＣａ２の時間差ｔ４−ｔ１を算出する。次に、送信通番の差を算出する。送信通番の差である２に車輪周長を乗じて、自転車１ａが進んだ距離を算出する。この距離を時間差で割って、自転車１ａの速度を算出する。
【００５５】
Ｓ７では、通知信号ＳＣａ２が有する出力値と、通知信号ＳＣａ２を受信した際の受信信号強度とを用いて、通知信号ＳＣａ２の送信元である自転車１ａと自動車２との距離を算出する。
【００５６】
Ｓ８では、Ｓ６で求めた自転車１ａの速度と、Ｓ７で求めた自転車１ａと自動車２との距離を用いて、自転車１ａに対する注意度を決定する。Ｓ９では、Ｓ８で決定した注意度が一定の値を超えているか否かを判断する。今度は、注意度が一定の値を超えているとする。つまり、Ｓ９の判断はＹｅｓとなり、Ｓ１０に進む。これにより、報知装置２４０が作動する。
【００５７】
以上、説明した第１実施形態によれば、リードスイッチ１１０が通電することによって、車輪が１回転したことを検出するたびに、送信部１２０は、受信機２００に対して通知信号ＳＣを送信する。この通知信号ＳＣは車輪径を含んでいる。
【００５８】
受信機２００が通知信号ＳＣを受信すると、通知信号ＳＣが有する車輪径と、通知信号ＳＣの時間間隔とを用いて自転車１の速度を算出することが可能である。また、通知信号ＳＣの受信信号強度を用いて、自転車１と自動車２の間の距離を算出することが可能である。したがって、自転車１と自動車２との双方が位置検出器を用いることなく、自転車１の速度と、自転車１と自動車２との距離とにより定まる注意度を算出することが可能となる。
【００５９】
また、通知信号ＳＣが送信通番を有していることにより、受信機２００が通知信号ＳＣを受信し損ねて欠落が発生しても、送信通番を比較することで、正確に自転車１の速度を算出可能となる。
【００６０】
通知信号ＳＣが送信機ＩＤを有していることにより、受信機２００が受信する通知信号ＳＣに、複数の送信機１００が送信した通知信号ＳＣが混在していても、正しく時間間隔を算出し、自転車１の速度を算出可能となる。
【００６１】
通知信号ＳＣが出力値を有していることにより、出力値をすべての送信機１００で統一する必要がなくなり、また受信機２００が、統一された出力値をあらかじめ保持している必要がなくなる。
【００６２】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
【００６３】
第１実施形態の送信機１００は、フォーク部に固定されていたが、第２実施形態の送信機１１００は、図６の断面図に示すように、自転車１のハブ１０と一体になっている。また、ハブ１０は、周知のように車軸２０に接続されている。なお、図６では、ハブ１０の内部の発電機など、送信機１１００の構成に含まれない構造については省略している。
【００６４】
加速度センサ１４０は、車輪の回転に伴う加速度の変化を検出することで、請求項の回転検出部として作動する。加速度センサ１４０は、車輪の径方向または接線方向の加速度が検出可能な方向に検出軸を向けてハブ１０のケース１１の内側面に固定されている。加速度センサ１４０の検出軸が車輪の径方向になっている場合には、加速度センサ１４０の位置が最も高くなったとき、および、加速度センサ１４０の位置が最も低くなったときには、重力の向きが検出軸の向きに平行になる。したがって、加速度センサ１４０の検出値は重力の影響を受けた値になる。一方、その位置から加速度センサ１４０の位置が９０度回転した位置では、重力が検出軸に直交する向きに働くので、重力は加速度センサ１４０の検出値には反映されない。このように、加速度センサ１４０の検出軸が車輪の径方向になっていると、車輪の回転により加速度センサ１４０の検出値が変化する。よって、加速度センサ１４０の検出軸が車輪の径方向になっていると、加速度センサ１４０の検出値から車輪が一定角度回転したことを判断できる。
【００６５】
また、加速度センサ１４０の検出軸が車輪の接線方向になっている場合には、加速度センサ１４０の位置が最も高くなったとき、および、加速度センサ１４０の位置が最も低くなったときには、重力の向きが検出軸の向きと直交する。したがって、加速度センサ１４０の検出値は重力の影響を受けない。一方、その位置から加速度センサ１４０の位置が９０度回転した位置では、重力が検出軸に沿った向きに働くので、加速度センサ１４０の検出値は重力の影響を受けた値になる。このように、加速度センサ１４０の検出軸が車輪の接線方向になっていても、車輪の回転により加速度センサ１４０の検出値が変化する。よって、加速度センサ１４０の検出軸が車輪の接線方向になっていても、加速度センサ１４０の検出値から車輪が一定角度回転したことを判断できる。
【００６６】
送信部１５０は、加速度センサ１４０が検出した加速度の変化から、加速度センサ１４０が特定の回転角度となったことを判断し、通知信号ＳＣを送信する。この送信部１５０も、ハブ１０のケース１１の内側面に固定されている。
【００６７】
スリット１６０はケース１１に設けられたスリットであり、スリット１６０が形成されていることにより、ケース１１はスロットアンテナとして機能する。スリット１６０は、加速度センサ１４０が、送信機１１００が送信を行う特定の角度にある場合に、スロットアンテナの利得が最大となる方向が自転車１の前方を向くように設けられている。
【００６８】
車輪の回転により、ケース１１に設けられたスリット１６０も回転するため、スロットアンテナとしての利得が最大となる方向が変化することとなる。しかし、加速度センサ１４０が特定の角度にある場合に送信を行い、加速度センサ１４０が特定の角度にある場合にスロットアンテナの利得が最大となる方向が、自転車１の前方を向くようスリット１６０が設けられている。そのため、送信を行う際は、スロットアンテナの利得が最大となる方向は自転車１の前方に向いている。この構成により、通知信号ＳＣの送信時にスロットアンテナの利得が最大となる方向が自転車１の後方を向いている場合よりも、通知信号ＳＣを自転車１の前方に、遠くまで送信することができる。
【００６９】
以上、説明した第２実施形態によれば、ハブ１０のケース１１にスリット１６０を設けることでスロットアンテナとし、加速度センサ１４０と送信部１５０をケース１１の内側面に固定している。そのため、フォーク部に送信機１００が固定されている第１実施形態と比較して、自転車１から送信機１１００を取り外す手順が複雑となるので、送信機１１００が盗難されにくくなる。
【００７０】
また、通知信号ＳＣが送信されるときに、スロットアンテナの利得が最大となる方向が前方を向いているので、自転車１に対して注意する必要性が高い自転車１の前方に存在する自動車２に搭載された受信機２００が、通知信号ＳＣを受信できる可能性が高まる。
【００７１】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態を説明する。第３実施形態では、第２実施形態と同様、回転検出部として加速度センサ１４０を用いる。第３実施形態の加速度センサ１４０は、検出軸の方向を車輪の接線方向とし、加速度の変化を検出することで車輪の回転を検出するとともに、自転車１の一定以上の加速を検出したときに加速信号を送信し、一定以上の減速を検出したときに減速信号を送信する。これら加速信号および減速信号を受信することで、受信機２００は、通知信号ＳＣから速度を算出する場合よりも、自転車１の一定以上の加速や減速を早期に知ることができる。なお、加速信号および減速信号は請求項の加減速信号に相当する。
【００７２】
図７は、車輪の回転に伴う加速度センサ１４０の位置および検出軸方向の変化と、加速度センサ１４０に作用する重力を表した図である。加速度センサ１４０の検出軸の方向を二点鎖線矢印で表し、重力の方向を実線矢印で表している。この図７の例では、車輪は等速回転しているとする。したがって、加速度センサ１４０に作用する加速度は重力加速度のみである。
【００７３】
加速度センサ１４０がθ１の位置において、重力は加速度センサ１４０の検出軸方向の成分を持たない。そのため、加速度センサ１４０が検出する加速度の値は０となる。
【００７４】
加速度センサ１４０がθ２の位置において、重力は加速度センサ１４０の検出軸の正方向と一致する。そのため、加速度センサ１４０が検出する加速度の値は重力に等しい値であり、最大値となる。
【００７５】
加速度センサ１４０がθ３の位置において、重力は加速度センサ１４０の検出軸方向の成分を持たない。そのため、加速度センサ１４０が検出する加速度の値は０となる。
【００７６】
加速度センサ１４０のθ４の位置において、重力は加速度センサ１４０の検出軸の負方向と一致する。そのため、加速度センサ１４０が検出する加速度の値は絶対値が重力に等しい負の値であり、最小値となる。
【００７７】
図８は、一定速度で走行していた自転車１が減速して停止する際の、加速度センサ１４０によって検出される接線方向の加速度の変化を例示したグラフである。図７における加速度センサ１４０の位置と照らし合わせて説明する。
【００７８】
縦軸に示される加速度の値について説明する。自転車１が停止または一定の速度で走行している場合、加速度センサ１４０によって検出される加速度の最大値は、加速度センサ１４０がθ２の位置で検出する重力に等しい値Ｇである。最小値は、加速度センサ１４０がθ４の位置で検出する、絶対値が重力に等しい負の値−Ｇである。
【００７９】
ＴＨａ１は、Ｇにあらかじめ定めた一定の値ａ１を加算した値であり、−ＴＨａ１は絶対値がＴＨａ１に等しい負の値である。
【００８０】
送信部１５０の機能について説明する。送信部１５０は、加速度センサ１４０がθ２の位置を通過し、検出された加速度が極大となった際に通知信号ＳＣを送信することで、車輪が１回転するごとに１回通知信号ＳＣを送信する。
【００８１】
また、検出された加速度がＴＨａ１以上となると、ａ１以上の加速度で加速していると判断できるため、自転車１が一定以上の加速度で加速したことを示す加速信号を送信する。同様に、検出された加速度が−ＴＨａ１以下となると、ａ１以上の加速度で減速していると判断できるため、自転車１が一定以上の減速度で減速したことを示す減速信号を送信する。
【００８２】
横軸に示される時刻Ｔに沿って送信部１５０の作動を説明する。自転車１が一定速度で走行することで、加速度センサ１４０の位置変化により検出される加速度も、一定周期で変化している。送信部１５０は、検知される加速度が極大となるＴ１、Ｔ２に通知信号ＳＣを送信する。
【００８３】
Ｔ３に自転車１が減速を開始する。減速によって生じる負の方向の加速度により、加速度センサ１４０が検出する加速度は、位置変化による重力の変化を表す二点鎖線の曲線よりも小さい値となる。
【００８４】
Ｔ４で検出される加速度は、−ＴＨａ１となっている。そのため、一定以上の減速度で減速していると判断し、減速信号を送信する。Ｔ２の次に検出される加速度が極大となる時刻、すなわち通知信号ＳＣを送信する時刻はＴ５である。そのため、Ｔ４の時点で減速信号を送信することによって、一定以上の減速を早期に通知することが可能となる。減速信号を受信した受信機２００は、減速信号を受信した自転車１に対する注意度を下げる、ほかの自転車１の処理を優先するといった対応をとることが可能となる。また、自転車１が停止したことによって通知信号ＳＣが途切れた場合に、故障や受信失敗ではないと判断することも可能となる。
【００８５】
自転車１が一定以上の加速度で加速した場合も同様に、ＴＨａ１以上の加速度が検出されると、自転車１が一定以上の加速度で加速していると判断し、加速信号を送信する。これにより、早期に一定以上の加速度で加速したことを通知することが可能となる。加速信号を受けた受信機２００は、加速信号を送信した自転車１に対する注意度を上げる、優先的に加速信号を送信した自転車１に対する処理を行うといった対応が可能となる。
【００８６】
以上、説明した第３実施形態によれば、単一の加速度センサ１４０で、車輪の回転検出と自転車１の加減速検出を行うことが可能となる。よって、部品点数を増加させることなく自転車１の加減速検出を行い、自転車１の加減速を早期に受信機２００に通知することができ、受信機２００は、加減速に対応した処理を早期に行うことが可能となる。
【００８７】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態を説明する。第４実施形態でも、回転検出部として加速度センサ１４０を用いる。ただし、第４実施形態の加速度センサ１４０は検出軸の方向を車輪の径方向とする。送信部１５０は、第３実施形態と同様に、車輪の径方向の加速度の変化を検出することで車輪の回転を検出するとともに、自転車１の一定以上の加速を検出したときに加速信号を送信すること、および、一定以上の減速を検出したときに減速信号を送信する。
【００８８】
図９は、車輪の回転に伴う加速度センサ１４０の位置および検出方向の変化と、加速度センサ１４０に作用する重力と遠心力を表した図である。加速度センサ１４０の検出方向を二点鎖線矢印で表し、重力および遠心力の方向を実線矢印で表している。ただし、車輪は一定の速度で回転し、加速度センサ１４０の検出方向に一定の遠心力を生じているものとしている。
【００８９】
加速度センサ１４０がθ１の位置において、重力は加速度センサ１４０の検出軸の負の方向と一致し、遠心力と逆方向である。そのため、加速度センサ１４０が検出する加速度の値は、遠心力から重力を差し引いた値となる。
【００９０】
加速度センサ１４０がθ２の位置において、重力は加速度センサ１４０の検出軸方向の成分を持たない。そのため、加速度センサ１４０が検出する加速度の値は、遠心力の値に等しい。
【００９１】
加速度センサ１４０がθ３の位置において、重力は加速度センサ１４０の検出軸の正方向と一致し、遠心力と同方向である。そのため、加速度センサ１４０が検出する加速度の値は、遠心力に重力を加算した値となる。
【００９２】
加速度センサ１４０がθ４の位置において、重力は加速度センサ１４０の検出軸方向の成分を持たない。そのため、加速度センサ１４０が検出する加速度の値は、遠心力の値に等しい。
【００９３】
図１０は、一定速度で走行していた自転車１が減速して停止する際に加速度センサ１４０によって検出される径方向の加速度の変化を例示したグラフである。図９における加速度センサ１４０の位置と照らし合わせて説明する。
【００９４】
縦軸に現れる加速度の値について説明する。自転車１が一定の速度で走行している場合、加速度センサ１４０によって検出される加速度の最大値は、加速度センサ１４０がθ３の位置で検出される遠心力と重力の和Ａ＋Ｇである。最小値は、加速度センサ１４０がθ１の位置で検出される遠心力から重力を差し引いた値Ａ−Ｇである。つまり、自転車１が一定の速度で走行している場合、加速度センサ１４０の検出値は、Ｇから−Ｇの間の周期的な変化に、遠心力Ａを加算した値となる。また、図１０において、閾値ＴＨａ２はＡ−Ｇから一定の値ａ２を差し引いた値であり、閾値ＴＨａ３はＡ＋Ｇに一定の値ａ２を加算した値である。閾値ＴＨａ２以上の範囲および閾値ＴＨａ３以下の範囲が請求項の加減速範囲に相当する。
【００９５】
送信部１５０の機能について説明する。送信部１５０は、加速度センサ１４０がθ３の位置を通過し、検知される加速度が極大となるＴ１、Ｔ２に通知信号ＳＣを送信することで、車輪が１回転するごとに１回通知信号ＳＣを送信する。
【００９６】
また、最新の極大値Ａ＋Ｇおよび最新の極小値Ａ−Ｇを保持し、最新の極大値Ａ＋Ｇよりもａ２以上大きな加速度を検出すると加速信号を送信し、最新の極小値Ａ−Ｇよりもａ２以上小さな加速度を検出すると減速信号を送信する。
【００９７】
Ｔ３に自転車１が減速を開始し、減速によって遠心力Ａが減少する。Ｔ４に検出される加速度は、閾値ＴＨａ２となり、直前の極小値Ａ−Ｇよりａ２減少している。すなわち、遠心力がａ２以上減少するような減速を行っていると判断できるため、減速信号を送信する。Ｔ２の次に加速度センサ１４０がθ３の位置を通過する時刻、すなわち通知信号ＳＣを送信する時刻はＴ５である。そのため、Ｔ４の時点で減速信号を送信することによって、早期に減速を通知することが可能となる。
【００９８】
自転車１が加速した場合も同様に、閾値ＴＨａ３以上の加速度が検出されると、自転車１が、遠心力がａ２以上増大するような加速を行っていると判断することができる。よって、早期に加速を通知することが可能となる。
【００９９】
以上、説明した第４実施形態によれば、第３実施形態と同様に、部品点数を増加させることなく自転車１の加減速検出を行い、自転車１の加減速を早期に受信機２００に通知することで、加減速に応じた処理を早期に行うことが可能となる。
【０１００】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【０１０１】
＜変形例１＞
第２実施形態では、ハブ１０のケース１１をスロットアンテナとして利用しているので、車輪の回転に伴い、アンテナの利得が最大となる方向が変化する。そのため、通知信号ＳＣを送信する際にアンテナの利得が最大となる方向が車両の前方を向くように指向性を設定している。これとは異なり、車輪が回転してもアンテナが回転しない場合には、アンテナの利得が最大となる方向を車両の前方を向くようにアンテナを設ければよい。
【０１０２】
＜変形例２＞
第４実施形態において、直前の極大値、極小値を用いて閾値ＴＨａ３、ＴＨａ２を求めるとしているが、最新のものから過去数回分の極大値、極小値の平均値を用いて閾値ＴＨａ３、ＴＨａ２を求めてもよい。
【０１０３】
＜変形例３＞
加速度センサ１４０の取り付け位置はハブ１０の内部に限られず、車輪のスポーク部、リブ部でもよい。さらに、ペダルなど、車輪と連動して回転する回転部に加速度センサ１４０を取り付けてもよい。
【０１０４】
＜変形例４＞
前述の実施形態では、通知信号ＳＣに、車輪周長対応値に加えて、送信通番と送信機ＩＤと出力値とを含ませていた。しかし、送信機１００によらず、予め出力を一定にしておき、その出力を受信機２００が記憶しておけば、通知信号ＳＣに出力値を含ませる必要はない。また、送信通番および送信機ＩＤが通知信号ＳＣに含まれていなくてもよい。
【０１０５】
＜変形例５＞
前述の実施形態では、送信機１００が用いられる車両の例として自転車１を示したが、送信機１００は、車輪がある移動体、すなわち、車両であれば、自転車１とは異なる車両、たとえば、自動車２で用いられてもよい。
【０１０６】
＜変形例６＞
前述の実施形態では、受信機２００が用いられる移動体の例として自動車２を示したが、受信機２００を保持する移動体は自動車２に限定されない。たとえば、受信機２００は、歩行者、自転車１に保持されていてもよい。
【０１０７】
＜変形例７＞
前述の実施形態では、送信機１００は通知信号ＳＣを車輪が１回転するごとに１回送信していたが、これに限られない。通知信号ＳＣは、車輪が１／２回転するごとに１回送信するなど、１回転よりも少ない回転角度を検出して送信してもよい。あるいは、複数回転するごとに通知信号ＳＣを１回送信するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１：自転車  ２：自動車  ３：ブロック塀  １０：ハブ  １１：ケース  ２０：車軸  １００：送信機  １１０：リードスイッチ  １２０：送信部  １３０：アンテナ  １４０：加速度センサ  １５０：送信部  １６０：スリット  ２００：受信機  ２１０：アンテナ  ２２０：受信部  ２３０：演算部  ２４０：報知装置  １１００：送信機
【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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