(57)【要約】【課題】送信相手に受光部の受光範囲を適切に指向させることが可能とする車載通信装置の提供。【解決手段】本発明による車載通信装置は、他車又は路側設備の第１の光源から送信される第１の指向性を持つ第１の光信号を受信する第１受光部と、他車又は路側設備の第２の光源から送信される第２の光信号であって、第１の指向性よりも高い第２の指向性を持つ第２の光信号を受信する第２受光部と、第２受光部で受信した第２の光信号を復調して、第２の光信号に含まれる情報を出力する情報出力部と、第２受光部の受光範囲を制御する制御部とを備え、制御部は、前記第１受光部で受信した第１の光信号に基づいて前記第１の光源の方向を検出し、該検出した前記第１の光源の方向に、前記第２受光部の受光範囲を向けることを特徴とする。【選択図】図１
2009237944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源及び第２の光源を有する他車又は路側設備からの情報を光通信により取得する車載通信装置であって、
前記第１の光源から送信される第１の指向性を持つ第１の光信号を受信する第１受光部と、
前記第２の光源から送信される第２の光信号であって、第１の指向性よりも高い第２の指向性を持つ第２の光信号を受信する第２受光部と、
前記第２受光部で受信した第２の光信号を復調して、第２の光信号に含まれる情報を出力する情報出力部と、
前記第２受光部の受光範囲を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１受光部で受信した第１の光信号に基づいて前記第１の光源の方向を検出し、該検出した前記第１の光源の方向に、前記第２受光部の受光範囲を向けることを特徴とする、車載通信装置。
【請求項２】
前記第２受光部は、受光範囲の少なくとも一部が互いに異なる複数の受光部からなり、
前記制御部は、前記複数の受光部のうちの特定の光受光部を動作させることにより、前記第２受光部の受光範囲を制御する、請求項１に記載の車載通信装置。
【請求項３】
前記第２受光部は、アクチュエータを動力源として受光方向が可変される機構を備え、
前記制御部は、前記アクチュエータを駆動して前記第２受光部の受光範囲を制御する、請求項１に記載の車載通信装置。
【請求項４】
前記第２受光部は、前記第１受光部が第１の光信号を受信した場合に、受信処理を開始する、請求項１に記載の車載通信装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１受光部が第１の光信号を受信した場合に、前記第２受光部の受光範囲の制御を開始する、請求項１に記載の車載通信装置。
【請求項６】
前記第１の光源は、他車のヘッドライト又は路側設備に組み込まれた拡散光源であり、
前記第２の光源は、他車のヘッドライト又は路側設備に組み込まれた指向性光源である、請求項１に記載の車載通信装置。
【請求項７】
前記第２の光源は、ＬＥＤである、請求項６に記載の車載通信装置。
【請求項８】
前記第２の光信号に含まれる情報は、前記他車の運転者からのメッセージを含む、請求項１に記載の車載通信装置。
【請求項９】
前記第２の光信号に含まれる情報は、路側設備で生成される交通情報を含む、請求項１に記載の車載通信装置。
【請求項１０】
前記第１の光源は、他車のヘッドライトであり、
前記第１の光信号は、他車のヘッドライトの向きを上下に交互に切り替えるパッシング動作により生成される、請求項１に記載の車載通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の光源及び第２の光源を有する他車又は路側設備からの情報を光通信により取得する車載通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に設置された光受信器により、前方車から送信された光データを受信することで、車車間での光通信を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−８１８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、単一の光受信器では、ある特定の範囲からの光しか受信できないので、上記特許文献１に記載される構成のように、特定の方向に存在する他車（前方車）との間でしか通信を行えない。これに対して、車両の全方位をカバーすべく光受信器を複数個設置することも可能ではあるが、常時全ての光受信器を作動させておくことは、処理負荷やエネルギの観点からも非効率である。他方、単一の光受信器を用いて、車両の全方位をカバーすべく光受信器の受光範囲を可変制御することも可能ではあるが、送信相手に光受信器の受光範囲を適切に指向させることは容易でない。
【０００４】
そこで、本発明は、送信相手に受光部の受光範囲を適切に指向させることが可能とする車載通信装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明は、第１の光源及び第２の光源を有する他車又は路側設備からの情報を光通信により取得する車載通信装置であって、
前記第１の光源から送信される第１の指向性を持つ第１の光信号を受信する第１受光部と、
前記第２の光源から送信される第２の光信号であって、第１の指向性よりも高い第２の指向性を持つ第２の光信号を受信する第２受光部と、
前記第２受光部で受信した第２の光信号を復調して、第２の光信号に含まれる情報を出力する情報出力部と、
前記第２受光部の受光範囲を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１受光部で受信した第１の光信号に基づいて前記第１の光源の方向を検出し、該検出した前記第１の光源の方向に、前記第２受光部の受光範囲を向けることを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る車載通信装置において、
前記第２受光部は、受光範囲の少なくとも一部が互いに異なる複数の受光部からなり、
前記制御部は、前記複数の受光部のうちの特定の光受光部を動作させることにより、前記第２受光部の受光範囲を制御することを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第１の発明に係る車載通信装置において、
前記第２受光部は、アクチュエータを動力源として受光方向が可変される機構を備え、
前記制御部は、前記アクチュエータを駆動して前記第２受光部の受光範囲を制御することを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は、第１の発明に係る車載通信装置において、
前記第２受光部は、前記第１受光部が第１の光信号を受信した場合に、受信処理を開始することを特徴とする。
【０００９】
第５の発明は、第１の発明に係る車載通信装置において、
前記制御部は、前記第１受光部が第１の光信号を受信した場合に、前記第２受光部の受光範囲の制御を開始することを特徴とする。
【００１０】
第６の発明は、第１の発明に係る車載通信装置において、
前記第１の光源は、他車のヘッドライト又は路側設備に組み込まれた拡散光源であり、
前記第２の光源は、他車のヘッドライト又は路側設備に組み込まれた指向性光源であることを特徴とする。
【００１１】
第７の発明は、第６の発明に係る車載通信装置において、
前記第２の光源は、ＬＥＤであることを特徴とする。
【００１２】
第８の発明は、第１の発明に係る車載通信装置において、
前記第２の光信号に含まれる情報は、前記他車の運転者からのメッセージを含むことを特徴とする。
【００１３】
第９の発明は、第１の発明に係る車載通信装置において、
前記第２の光信号に含まれる情報は、路側設備で生成される交通情報を含むことを特徴とする。
【００１４】
第１０の発明は、第１の発明に係る車載通信装置において、
前記第１の光源は、他車のヘッドライトであり、
前記第１の光信号は、他車のヘッドライトの向きを上下に交互に切り替えるパッシング動作により生成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、送信相手に受光部の受光範囲を適切に指向させることが可能とする車載通信装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１７】
図１は、本発明による車載通信装置１の一実施例の要部を示す構成図である。車載通信装置１は、車両に搭載される。以下では、車載通信装置１が搭載される車両のうち説明の中心となる車両を、「自車」とも称する。
【００１８】
車載通信装置１は、制御装置１０を中心として構成される。制御装置１０は、マイクロコンピューターで構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、通信回路等を備えている。尚、制御装置１０は、ナビゲーション装置のナビゲーションＥＣＵのような他の既存のＥＣＵにより具現化されてもよいし、別の新たな専用ＥＣＵとして具現化されてもよいし、２つ以上のＥＣＵにより協動して実現されてもよい。
【００１９】
制御装置１０は、主なる機能部として、送信データ入力部１１、送信内容生成部１２、送信部１３、連続受信部１４、カメラ切り替え部１５、録画処理部１６、データ解析部１７及び受信データ出力部１８を備える。これらの各部１１乃至１８は、ＣＰＵがＲＯＭ内のプログラムを実行することによりソフトウェア的に実現されてもよい。
【００２０】
制御装置１０には、ヘッドライト２０及びＬＥＤ２２が接続される。ヘッドライト２０は、通常的なヘッドライトであってよく、規定の範囲を照明できる拡散光源を備える。ＬＥＤ２２は、ヘッドライト２０の近傍に搭載され、ヘッドライト２０の内部に組み込まれてもよい。ここでは、説明の複雑化を防止するために、ヘッドライト２０は、ＬＥＤ２２を内部に含まないこととして、説明を続ける。ＬＥＤ２２は、ヘッドライト２０よりも高い指向性を有する指向性光源の一例であり、その他、レーザー光源等が用いられてもよい。
【００２１】
制御装置１０には、他車のヘッドライト２０からの光を検出するヘッドライトセンサ３０、及び、カメラ３２を備える。
【００２２】
ヘッドライトセンサ３０は、光センサ等により構成されてよい。ヘッドライトセンサ３０は、好ましくは、車両（自車）と他車の位置関係に依存して車両の全方位から照射されうる他車のヘッドライト２０からの光を広範囲で検出できるように、車両の複数の部位に設けられる。即ち、ヘッドライトセンサ３０は、車両前方及び左右両側方から照射されうる他車のヘッドライト２０からの光を検出できるように、車両前部及び左右両側部に設けられてよく、更に、車両後方から照射されうる他車のヘッドライト２０からの光を検出できるように、車両後部に設けられてもよい。以下では、一例として、ヘッドライトセンサ３０は、車両前方、左右両側方及び車両後方から照射されうる他車のヘッドライト２０からの光を検出できるように、車両前部、左右両側部及び車両後部にそれぞれ設けられているものとする。
【００２３】
カメラ３２は、他車のＬＥＤ２２からの光（後述の送信信号）を受ける受光部を構成し、レンズとＣＣＤ（charge-coupled  device）やＣＭＯＳ（complementary  metal  oxide  semiconductor）等の撮像素子により、車両の外部環境を撮像する。カメラ３２は、好ましくは、車両の全方位から照射されうる他車のヘッドライト２０からの光を広範囲で検出できるように、光軸の向きが可変とされてもよい。この場合、カメラ３２は、電気モータのようなアクチュエータ（図示せず）を動力源として受光方向が可変される機構を備える。カメラ３２の回転自由度は、水平面内で向き調整が可能となるように、略鉛直方向の１軸まわりの回転であってもよい。或いは、カメラ３２は、好ましくは、車両の全方位から照射されうる他車のＬＥＤ２２からの光を広範囲で検出できるように、受光範囲の少なくとも一部が互いに異なる態様で、車両の複数の箇所に設けられる。即ち、カメラ３２は、車両前方及び左右両側方から照射されうる他車のＬＥＤ２２からの光を検出できるように、車両前部及び左右両側部に設けられてよく、更に、車両後方から照射されうる他車のＬＥＤ２２からの光を検出できるように、車両後部に設けられてもよい。以下では、一例として、カメラ３２は、車両前方、左右両側方及び車両後方から照射されうる他車のＬＥＤ２２からの光を検出できるように、車両前部、左右両側部及び車両後部にそれぞれ設けられているものとする。
【００２４】
制御装置１０には、マイク４０、ディスプレイ４２及びスピーカー４４が接続される。マイク４０、ディスプレイ４２及びスピーカー４４は、車室内に設けられる。ディスプレイ４２は、他の装置（例えばナビゲーション装置）で用いるディスプレイと共用であってもよく、或いは、専用のディスプレイであってよい。ディスプレイ４２は、タッチスイッチのようなユーザインターフェースを有してもよい。
【００２５】
次に、制御装置１０により実現される他車への情報送信処理について説明する。
【００２６】
図２は、制御装置１０により実現される他車への情報送信処理の一例を示すフローチャートである。
【００２７】
ステップ１００では、送信データ入力部１１にユーザ（典型的には、運転者）からの送信データが入力される。送信データは、例えばマイク４０から入力される音声データであってもよいし、或いは、ディスプレイ４２を介して入力されるデータであってもよい。送信データは、車両の運転者が、他車の運転者に何かメッセージを伝えたいときに入力される。例えば、交差点にて車両の運転者が、右折待ちの他車の運転者に、「曲がっていいですよ」というメッセージを伝えたいとき、マイク４０に向けて「曲がっていいですよ」と発話することで、送信データを入力し、又は、ディスプレイ４２を介して、「曲がっていいですよ」というメッセージを入力又は選択して、送信データを入力する。尚、送信データの内容や入力の仕方は、多種多様であり、任意の形態が採用されてもよい。
【００２８】
ステップ１０２では、送信内容生成部１２において、送信データ入力部１１に入力された送信データに応じて、今回の可視光通信を行う際の送信信号が生成される。
【００２９】
ステップ１０４では、送信部１３において、先ず、送信信号の送信に先立って、ヘッドライト２０による通信開始信号の送信処理が実行される。具体的には、ヘッドライト２０の向きを上下に短い周期で交互に切り替えるパッシング動作を行うことで、ヘッドライト２０による通信開始信号の送信処理が実行される。尚、通信開始信号は、ヘッドライト２０を用いて生成される信号であればよく、パッシング動作以外の他の動作により生成されてもよい。
【００３０】
ステップ１０６では、送信部１３において、上記ステップ１０４のヘッドライト２０による通信開始信号の送信処理に後続して、ＬＥＤ２２による送信信号の送信処理（可視光線通信処理）が実行される。ＬＥＤ２２による送信信号の送信は、上記ステップ１０４のヘッドライト２０による通信開始信号の連続的な送信処理が所定時間（例えば１〜２秒）実行された後に実行されてもよい。ＬＥＤ２２による送信信号の送信は、ＬＥＤ２２から発生される光の周波数や振幅等を送信信号により変調することで実現される。この可視光線通信の態様は任意であり、例えば特開２００７−２０７１７５に記載されるように、ＬＥＤ２２から発生される光の明滅或いは光量を制御して送信信号を送信することとしてもよい。
【００３１】
次に、制御装置１０により実現される他車からの情報受信処理について説明する。
【００３２】
図３は、制御装置１０により実現される他車からの情報受信処理の一例を示すフローチャートである。
【００３３】
ステップ２００では、連続受信部１４において、他車から送信される通信開始信号（ステップ１０４参照）の受信処理が実行される。他車から送信される通信開始信号は、ヘッドライトセンサ３０により受信（検出）される。この受信処理は、連続的に実行される。これは、他車から通信開始信号が送信されてくるタイミングは自車側では予測できないためである。
【００３４】
ステップ２０２では、連続受信部１４において、受信した通信開始信号の発信元方向（即ち受信した通信開始信号を送信した他車の存在する方向）の特定処理が実行される。発信元方向は、最も簡易的には、複数のヘッドライトセンサ３０のうちのどのヘッドライトセンサ３０が通信開始信号を受信したかを特定し、当該通信開始信号を受信したヘッドライトセンサ３０の搭載位置に基づいて特定されてもよい。例えば、車両前部のヘッドライトセンサ３０が通信開始信号を受信した場合には、発信元方向が車両前方であると判断してよい。当然ながらヘッドライトセンサ３０の構成や性能に依存して、車両前方や車両側方といった概略的な方向に代えて、よりきめ細かい方向を特定してもよい。
【００３５】
ステップ２０４では、カメラ切り替え部１５において、カメラ３２の受光範囲の切り替え処理が実行される。これにより、カメラ３２の受光範囲は、他車のＬＥＤ２２からの送信信号が受信可能な受光範囲に変更される。具体的には、上記ステップ２０２で特定された発信元方向に、カメラ３２の受光範囲が切り替えられる。例えば、車両前部のヘッドライトセンサ３０が通信開始信号を受信した場合には、発信元方向が車両前方であるので、複数のカメラ３２のうち、車両前部に搭載されたカメラ３２が作動状態とされ、他のカメラ３２は非作動状態に維持される。尚、カメラ３２の向きが可変される構成の場合には、通信開始信号が受信されるとカメラ３２が作動状態とされ、次いで、上記ステップ２０２で特定された発信元方向に光軸が向くようにカメラ３２の向きが調整される。
【００３６】
ステップ２０６では、録画処理部１６において、受光範囲が制御されたカメラ３２により撮像された画像の録画処理が実行される。これにより、他車のＬＥＤ２２からの送信信号の受信データが蓄積・記憶される。
【００３７】
ステップ２０８では、データ解析部１７において、録画された画像のデータが解析され、他車のＬＥＤ２２から送信された送信信号が復調される。尚、他車のＬＥＤ２２からの送信信号は、録画処理を受けず、復調回路を用いてリアルタイムに復調されてもよい。
【００３８】
ステップ２１０では、受信データ出力部１８において、上記ステップ２０８の解析結果の運転者への通知処理が実行される。具体的には、他車のＬＥＤ２２からの送信信号の復調・解読結果に基づいて、他車のユーザ（典型的には、運転者）の送信データが取り出され、当該送信データが、ディスプレイ４２やスピーカー４４を介して出力される。例えば上述の例では、「曲がっていいですよ」というメッセージがディスプレイ４２やスピーカー４４を介して出力されることになる。
【００３９】
このように本実施例によれば、ヘッドライトセンサ３０により通信開始信号が受信された場合に、カメラ３２の録画処理（又は復調処理）が開始されるので、常時カメラ３２を作動させる構成（連続的に録画をし続ける構成）に比べて、消費電力や処理負荷を低減することができる。
【００４０】
また、本実施例によれば、ヘッドライトセンサ３０により通信開始信号が受信された場合に、通信開始信号の発信元方向を特定することで、発信元方向にカメラ３２の受光範囲を指向させることができる。これにより、他車から送信される送信信号を確実に受信することができ、また、例えば全方向に対してカメラ３２の連続録画を行う構成に比べて、消費電力や処理負荷を低減することができる。
【００４１】
次に、路車間における可視光通信について説明する。
【００４２】
図４は、本実施例の車載通信装置１に対して可視光通信により情報提供する路側設備７０の一例を示す。路側設備７０は、路上や路肩等に設置されてもよいし、信号機等のように、道路上又は道路周辺の高い位置に設置されてもよい。
【００４３】
図４に示す例では、路側設備７０は、拡散光源としての回転ランプ７２と、ＬＥＤ表示器７４と、表示制御装置７６とを含む。ＬＥＤ表示器７４は、指向性光源として複数のＬＥＤを含み、点灯するＬＥＤの組み合わせにより交通情報を出力する。図４に示す例では、「この先、２００ｍ先工事中です」という文字となるように所定のＬＥＤが点灯されている。表示制御装置７６は、ＬＥＤ表示器７４上の表示を制御すると共に、ＬＥＤ表示器７４内のＬＥＤを用いて、車載通信装置１に対して送信信号を送信する。送信信号は、ＬＥＤ表示器７４上の表示よりも詳しい内容を表す交通情報を含み、例えば上述の例では、「この先、２００ｍ先、左側の走行車線が工事中です」という詳細な交通情報を含んでよい。また、ＬＥＤ表示器７４上の表示が「この先、２ｋｍ先、３ｋｍ渋滞です」である場合に、送信信号は、「この先、２ｋｍ先、交通事故があり、左側の走行車線が通行止めとなっており、３ｋｍ渋滞です」という詳細な交通情報を含んでよい。ＬＥＤ表示器７４のＬＥＤによる送信信号の送信は、ＬＥＤ２２による送信信号の送信と同様、ＬＥＤ表示器７４のＬＥＤから発生される光の周波数や振幅等を送信信号により変調することで実現される。この可視光線通信の態様は任意であり、例えば特開２００７−２０７１７５に記載されるように、ＬＥＤ表示器７４のＬＥＤから発生される光の明滅或いは光量を制御して送信信号を送信することとしてもよい。
【００４４】
表示制御装置７６は、ＬＥＤ表示器７４上に何らかの交通情報を表示する際、回転ランプ７２を回転点灯させると共に、ＬＥＤ表示器７４のＬＥＤを用いて、ＬＥＤ表示器７４上の表示よりも詳しい交通情報を含む送信信号を、定期的に送信（ブロードキャスト）する。このとき、回転点灯される回転ランプ７２からの光は、通信開始信号として機能し、車両のヘッドライトセンサ３０により受信される。以下同様に、車両側では、図３のステップ２０２からの処理が実行され、路側設備７０からの送信信号が復調され、路側設備７０からの交通情報（詳細な交通情報）がディスプレイ４２やスピーカー４４を介して出力されることになる。
【００４５】
このように、路車間における可視光通信においても、本実施例によれば、ヘッドライトセンサ３０により通信開始信号が受信された場合に、カメラ３２の録画処理（又は復調処理）が開始されるので、常時カメラ３２を作動させる構成（連続的に録画をし続ける構成）に比べて、消費電力や処理負荷を低減することができる。
【００４６】
また、路車間における可視光通信においても、ヘッドライトセンサ３０により通信開始信号が受信された場合に、通信開始信号の発信元方向を特定することで、発信元方向にカメラ３２の受光範囲を指向させることができる。これにより、路側設備７０から送信される送信信号を確実に受信することができ、また、例えば全方向に対してカメラ３２の連続録画を行う構成に比べて、消費電力や処理負荷を低減することができる。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４８】
例えば、上述した実施例では、ヘッドランプ２０とその周辺のＬＥＤ２２を用いて通信を行っているが、本発明はこれに限られない。例えば、ブレーキランプとその周辺又は内蔵のＬＥＤを用いて通信を行うことも可能である。この場合、ブレーキランプを点灯又は点滅させることにより通信開始信号を後方の他車に送信し、その後、ブレーキランプの周辺又は内蔵のＬＥＤにより送信信号を後方の他車に送信してもよい。
【００４９】
また、上述した実施例では、カメラ３２が受光部として機能しているが、カメラ３２のようなレンズを有しない受光部を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による車載通信装置１の一実施例の要部を示す構成図である。
【図２】制御装置１０により実現される他車への情報送信処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】制御装置１０により実現される他車からの情報受信処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】本実施例の車載通信装置１に対して可視光通信により情報提供する路側設備７０の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    車載通信装置
１０    制御装置
１１    送信データ入力部
１２    送信内容生成部
１３    送信部
１４    連続受信部
１５    カメラ切り替え部
１６    録画処理部
１７    データ解析部
１８    受信データ出力部
２０    ヘッドライト
３０    ヘッドライトセンサ
３２    カメラ
４０    マイク
４２    ディスプレイ
４４    スピーカー
７０    路側設備
７２    回転ランプ
７４    ＬＥＤ表示器
７６    表示制御装置
【図１】
2009237944.tif 000003
【図２】
2009237944.tif 000004
【図３】
2009237944.tif 000005
【図４】
2009237944.tif 000006