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技術 車両用無線通信装置

出願人 三菱電機株式会社
発明者 竹原崇成平田明守田圭佑
出願日 2017年9月19日 (3年2ヶ月経過) 出願番号 2019-542829
公開日 2020年8月13日 (3ヶ月経過) 公開番号 WO2019-058410
状態 未査定
技術分野 移動無線通信システム 交通制御システム
主要キーワード 移動体車両 判断要素 輻輳検知 広域無線通信 推測位置 挙動情報 GNSS受信機 中断状態
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年8月13日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題・解決手段

本発明は、路上機と自車両との距離による無線通信の状況の変化による通信中断を防止するため、車両用無線通信装置において、通信部と、通信部における受信を制御する制御部と、路上機の位置を検出する位置検出部と、自車両の走行方向を検出する走行方向検出部とを備え、前記位置検出部で検出された路上機の位置と前記走行方向検出部で検出された自車両の走行方向とに基づいて、通信を行っている路上機の次に直近の路上機からの情報を通信部によって受信するようにしたものである。

概要

背景

車両用無線通信システムとして、WAVE(Wireless Access in Vehicle Environment)が知られている。
WAVEでは、コントロールチャネル(Control channel 以下、CCHという)とサービスチャネル(Service channel 以下、SCHという)の2種類のチャネルを用いて、車両用無線通信装置路上機通信を行うように定められている。

なお、SCHは、サービスを実行するための情報(以下、サービス実行情報という)の送受信に用いられるチャネルである。サービスは複数種類あり、また、SCHも、互いに周波数が異なる複数のチャネルがあって、各サービスは、複数のSCHのいずれかと対応付けられている。CCHは、路上機が、車両用無線通信装置とSCHを用いた通信を行うために通知する必要がある種々の情報(以下、サービス通知情報という)を送信するために用いられるチャネルである。

SCHを用いた通信を開始するためには、車両用無線通信装置が受信に用いるチャネル(以下、受信チャネルという)をいずれかのSCHに設定する必要がある。そのため、サービス通知情報には、受信チャネルに設定するSCHが定まる情報(以下、チャネル情報という)が含まれている。

このCCHとSCHの2種類のチャネルの設定が設定できるように、特許文献1においては、CCHを受信チャネルとする通信部と、SCHを受信チャネルとする通信部に分けて、チャネルを複数持つことができる仕組みとなっている。

概要

本発明は、路上機と自車両との距離による無線通信の状況の変化による通信の中断を防止するため、車両用無線通信装置において、通信部と、通信部における受信を制御する制御部と、路上機の位置を検出する位置検出部と、自車両の走行方向を検出する走行方向検出部とを備え、前記位置検出部で検出された路上機の位置と前記走行方向検出部で検出された自車両の走行方向とに基づいて、通信を行っている路上機の次に直近の路上機からの情報を通信部によって受信するようにしたものである。

目的

本発明はこのような問題に着眼し、自車両と路上機との通信が中断状態になるのを防止できる車両用無線通信装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

通信部と、前記通信部における受信を制御する制御部と、路上機の位置を検出する位置検出部と、自車両の走行方向を検出する走行方向検出部とを備え、前記位置検出部で検出された路上機の位置と前記走行方向検出部で検出された前記自車両の走行方向とに基づいて、通信を行っている路上機の次に直近の路上機からの情報を前記通信部によって受信するように制御するようにしたことを特徴とする車両用無線通信装置

請求項2

互いに異なる周波数チャネルに設定された複数のサービスチャネルおよびコントロールチャネルで情報を路上機から受信する車両用無線通信装置であって、前記サービスチャネルを受信チャネルに設定してサービス実行情報を受信する第1無線通信部と、前記コントロールチャネルを受信チャネルに設定して、前記サービスチャネルが定まるチャネル情報を含むサービス通知情報を受信する第2無線通信部と、前記第2無線通信部が受信した前記サービス通知情報に含まれている前記チャネル情報に基づいて、前記第1無線通信部の前記受信チャネルを設定する制御部と、前記路上機の位置を検出する位置検出部と、自車両の走行方向を検出する走行方向検出部とを備え、前記制御部は、前記位置検出部で検出された路上機の位置と前記走行方向検出部で検出された自車両の走行方向とに基づいて、自車両に対して直近の前記路上機からの情報を前記第1無線通信部に受信させるようにしたことを特徴とする車両用無線通信装置。

請求項3

複数の前記路上機における通信の輻輳を検知する輻輳検知部を備え、前記制御部は、前記輻輳検知部の輻輳の検知結果にもとづいて、直近の前記路上機の内、特定の路上機からの情報を前記第1無線通信部に受信させるようにしたことを特徴とする請求項2に記載の車両用無線通信装置。

請求項4

前記位置検出部で検出した路上機の位置を、自車両に搭載されたナビゲーション装置が保有する情報によって、進行方向にある路上機との通信を予め準備することを特徴とする請求項2に記載の車両用無線通信装置。

請求項5

前記位置検出部で検出した路上機の位置を、自車両に搭載されたナビゲーション装置が保有する情報によって、遠ざかる方向にある路上機との通信を切断する候補とするようにしたことを特徴とする請求項2に記載の車両用無線通信装置。

請求項6

広域無線通信部を備え、広域無線通信により前記サービス通知情報を受信するようにしたことを特徴とする請求項2に記載の車両用無線通信装置。

技術分野

0001

本発明は、車両用無線通信システムにおいて使用される車両用無線通信装置に関するものである。

背景技術

0002

車両用無線通信システムとして、WAVE(Wireless Access in Vehicle Environment)が知られている。
WAVEでは、コントロールチャネル(Control channel 以下、CCHという)とサービスチャネル(Service channel 以下、SCHという)の2種類のチャネルを用いて、車両用無線通信装置と路上機通信を行うように定められている。

0003

なお、SCHは、サービスを実行するための情報(以下、サービス実行情報という)の送受信に用いられるチャネルである。サービスは複数種類あり、また、SCHも、互いに周波数が異なる複数のチャネルがあって、各サービスは、複数のSCHのいずれかと対応付けられている。CCHは、路上機が、車両用無線通信装置とSCHを用いた通信を行うために通知する必要がある種々の情報(以下、サービス通知情報という)を送信するために用いられるチャネルである。

0004

SCHを用いた通信を開始するためには、車両用無線通信装置が受信に用いるチャネル(以下、受信チャネルという)をいずれかのSCHに設定する必要がある。そのため、サービス通知情報には、受信チャネルに設定するSCHが定まる情報(以下、チャネル情報という)が含まれている。

0005

このCCHとSCHの2種類のチャネルの設定が設定できるように、特許文献1においては、CCHを受信チャネルとする通信部と、SCHを受信チャネルとする通信部に分けて、チャネルを複数持つことができる仕組みとなっている。

先行技術

0006

特開2017−22561号公報

発明が解決しようとする課題

0007

従来の車両用無線通信装置においては、前記サービス通知情報を受信することにより、前記受信チャネルを、サービス通知情報に含まれているチャネル情報により特定されるSCHに設定することができる。しかし、例えば、走行中の自車両が、所定の路上機との間で設定されたSCHで通信する場合、自車両と所定の路上機との間の距離は、自車両の走行時間の経過に応じて、いったん近づくこともあるが、最終的には前記距離は離れていくことになる。この自車両と所定の路上機との間の距離が自車両の走行時間に応じて離れることによって、自車両と路上機との間の通信が切断されという問題が生じる。そして、サービスが行われている途中で通信が切断されることになれば、サービスを満足に受けられなくなる。

0008

本発明はこのような問題に着眼し、自車両と路上機との通信が中断状態になるのを防止できる車両用無線通信装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明の車両用無線通信装置は、通信部と、通信部における受信を制御する制御部と、路上機の位置を検出する位置検出部と、自車両の走行方向を検出する走行方向検出部とを備え、前記位置検出部で検出された路上機の位置と前記走行方向検出部で検出された自車両の走行方向とに基づいて、通信を行っている路上機の次に直近の路上機からの情報を通信部によって受信するように制御するようにしたことを特徴とするものである。

発明の効果

0010

本発明によれば、走行中の自車両と路上機との間での通信が中断状態の発生を防止することができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施の形態1に係る車両用無線通信システムの構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態1の制御部の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態1に係る車両用無線通信装置の動作を示すフローチャートである。
本発明の実施の形態2に係る車両用無線通信システムの構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態2に係る車両用無線通信装置の動作を示すフローチャートである。
本発明の実施の形態3に係る車両用無線通信システムの構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態4に係る車両用無線通信システムの構成を示すブロック図である。

実施例

0012

実施の形態1.
WAVEの規格準拠している車両用無線通信装置においては、1つのCCHと、複数のSCHを通信チャネルとして設定している。CCHおよび複数のSCHは、互いに異なる予め定められた周波数チャネルに設定されている。

0013

以下、本発明の実施の形態1について、図面を用いて説明する。図1は、車両用無線通信システム100の構成を示すブロック図である。車両用無線通信システム100は、車両用無線通信装置10と路上機用無線通信装置20によって構成されており、車両用無線通信装置10が搭載された自動車等の移動体車両(以下、自車両という)と所定の路上機用無線通信装置20が搭載された交差点等に設置された機器(以下、路上機という)との間での通信を行うように構成されている。

0014

図1に示すように、車両用無線通信装置10は、第1無線通信部11と、第2無線通信部12と、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機13と、加速度センサ14と、ジャイロセンサ15と、制御部16と、位置検出部17と、走行方向検出部18を備えている。なお、第1無線通信部11と第2無線通信部12は、第1無線通信部11と第2無線通信部12から所定距離の範囲内に存在する路上機との無線通信等の通信を行うものである。以下、同一符号は、各々同一または相当部分を示すものである。

0015

また、図に示すように、路上機用無線通信装置20は、路上無線通信部21を備えている。路上機用無線通信装置20は、WSA(Wave Service Announcement)を、CCHを使って発信し、通知を行うように仕組まれている。このWSAは、サービス通知情報に相当しており、サービスを実行するための情報であるサービス実行情報を送信する周波数チャネルであるSCHの情報、すなわち、チャネル情報や、路上機の位置情報として緯度経度などを含んでいる。また、路上機用無線通信装置20は、WSAで通知したSCHでサービス実行情報を送信する。

0016

車両用無線通信装置10の第1無線通信部11は、複数の周波数チャネルを切り替えて、1つの周波数チャネルを通信チャネルに設定できるように構成されている。なお、通信チャネルは、受信および送信を行うチャネルである。

0017

第2無線通信部12は、2つの通信チャネルを設定でき、1つは固定のCCHであり、もう一つは、複数の周波数チャネルを切り替えて、1つの周波数チャネルを通信チャネルに設定できる。

0018

GNSS受信機13は、GNSSで用いられる衛星からの電波を受けることで、GNSS受信機13の現在位置を示すデータを取得する。GNSS受信機13が取得した現在位置情報は、たとえば緯度と経度で表される。GNSS受信機13が取得した現在位置情報は逐次(たとえば100ミリ秒毎に)、制御部16に提供される。

0019

加速度センサ14は、自車両の前後方向に作用する加速度を検出する。なお、車両用無線通信装置10は、加速度センサ14による加速度の検出方向が自車両の前後方向と一致するように、予め定められた姿勢で自車両に取り付けられている。なお、加速度センサ14は、自車両の前後方向、左右方向、および上下方向の、互いに直交する3つの軸方向に作用する加速度を検出する3軸加速度センサであってもよい。

0020

ジャイロセンサ15は、車両用無線通信装置が予め定められた姿勢で取り付けられている状態において、自車両の鉛直軸回りの回転角速度を検出する。加速度センサ14、ジャイロセンサ15は、車両用無線通信装置10の推測位置の決定に用いられる。

0021

制御部16は、図2に示すように、通常のコンピュータとして構成されており、周知のプロセッサ50、ROMやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、RAMなどの揮発性メモリによって構成されるメモリ51、入出力デバイス52およびこれらの構成部品を接続するバスライン53によって構成されている。

0022

制御部16は、第1無線通信部11と第2無線通信部12の動作を制御する。詳しくは、第1無線通信部11をSCHに設定し、第2無線通信部12の通信チャネルをCCHおよびSCHに設定する。

0023

位置検出部17は、WSAに含まれた路上機の位置情報を検出する。
走行方向検出部18は、GNSS受信機13と加速度センサ14とジャイロセンサ15から自車両の位置情報と加速度と自車両の鉛直軸回りの回転角速度から、自車両の走行方向を検出する。

0024

この図1に示した車両用無線通信システム100の車両用無線通信装置10の動作について、図3に従って説明する。

0025

まず、第2無線通信部12のCCHで、第1無線通信部11のSCHに設定可能なチャネルの情報を含むWSAを複数受信する(ステップS1)。

0026

次に、第2無線通信部2のCCHで、同様に、第2無線通信部2のSCHに設定可能なチャネルの情報を含むWSAを複数受信する(ステップS2)。これらのWSAの情報には、路上機の位置情報として緯度、経度を含んでいる。

0027

次に、走行方向検出部18が、GNSS受信機13および加速度センサ14、ジャイロセンサ15から車両の位置、加速度、進む方位の情報を取得し、自車両の走行方向を検出する(ステップS3)。すなわち、挙動情報の取得である。

0028

次に、位置検出部17が、WSAから路上機の位置情報を取得する。

0029

次に、制御部16が、自車両の走行方向と、WSAの路上機の位置情報を比較して、第1無線通信部11と第2無線通信部12のそれぞれについて、進行方向の直近の路上機を選択する(ステップS4)。

0030

次に、選択した路上機のSCHに、第1無線通信部11と第2無線通信部12のSCHを設定する(ステップS5)。

0031

以上のように、この実施の形態1によれば、設定可能な複数のSCHから、自車両の進行方向の直近の路上機と通信するSCHに設定することにより、自車両と所定の路上機との間での通信中断状態を防止することができる。

0032

なお、第1無線通信部11と第2無線通信部12の機能は入れ替えてもよく、第1無線通信部11をCCHとSCHに設定し、第2無線通信部12をSCHに設定しても良い。

0033

実施の形態2.
本発明の実施の形態2について図面を用いて説明する。図4は、車両用無線通信システムの構成を示すブロック図である。図5は、車両用無線通信装置の処理フローチャートである

0034

車両用無線通信装置10は、WAVEの規格に準拠しており、通信チャネルは実施の形態1と同様である。

0035

まず、本実施の形態である車両用無線通信システム100の構成について、図4を用いて説明する。図4は、車両用無線通信システム100の構成の概略を説明するための構成概略図である。車両用無線通信システム100は、車両用無線通信装置10と路上機用無線通信装置20を備えて構成されており、車両用無線通信装置10が搭載された自車両と所定の路上機用無線通信装置21が搭載された交差点等に設置された機器(以下、路上機という)との間での通信が中断しないようにしたシステムである。

0036

路上機用無線通信装置20は、WSAを、CCHで通知する。このWSAは、サービス通知情報に相当しており、サービスを実行するための情報であるサービス実行情報を送信する周波数チャネルであるSCHの情報、すなわち、チャネル情報や、路上機の位置情報として緯度、経度、および路上機が通信中である車両数などを含む。また、路上機用無線通信装置20は、WSAで通知したSCHでサービス実行情報を送信する。

0037

輻輳検知部19は、路上機が通信する車両数の情報を管理している。その他の図4を構成する装置は、図1と同一または相当するものであるため、説明を省略する。

0038

この図4に示した構成の車両用無線通信システム100の車両用無線数伸装置10の動作について、図5に従って説明する。
まず、第2無線通信部12のCCHで、第1無線通信部11のSCHに設定可能なチャネルの情報を含むWSAを複数受信する(ステップS1)。

0039

次に、第2無線通信部12のCCHで、同様に、第2無線通信部12のSCHに設定可能なチャネルの情報を含むWSAを複数受信する(ステップS2)。これらのWSAの情報には、路上機の位置情報として緯度、経度、そして路上機と通信する車両の数を含む。

0040

次に、走行方向検出部18が、GNSS受信機13および加速度センサ14、ジャイロセンサ15から車両の位置、加速度、進む方位の情報を取得し、自車両の走行方向を検出する(ステップS3)。

0041

次に、位置検出部17が、WSAから路上機の位置情報を取得する。

0042

次に、制御部16が、これらの情報と、WSAの路上機の位置情報を比較して、第1無線通信部11と第2無線通信部12のそれぞれについて、進行方向の直近の路上機を選択する(ステップS4)。

0043

次に、輻輳検知部19が、直近の路上機の中から、通信している車両の数が少ない路上機を選択する(ステップS6)。

0044

次に、選択した路上機のSCHに、第1無線通信部11と第2無線通信部12のSCHを設定する(ステップS5)。

0045

以上のように、この実施の形態2によれば、設定可能な複数のSCHから、自車両の進行方向の直近の路上機の中から、通信する車両数の少ない路上機を選択し、SCHに設定することにより、自車両と所定の路上機との間での通信中断状態を防止することができる。

0046

なお、第1無線通信部11と第2無線通信部12の機能は入れ替えてもよく、第1無線通信部11をCCHとSCHに設定し、第2無線通信部12をSCHに設定しても良い。

0047

本発明は、輻輳している路上機を避けて、自車両と所定の路上機との間での通信を設定することによって、通信が分断されることを回避することができる車両用無線通信装置に適している。

0048

実施の形態3.
本発明における実施の形態3について図6を用いて、説明する。
実施の形態3の構成では、実施の形態1に加え、自車両の目的地を設定することで運転者ドライバ)に対して周辺地図、走行する経路及び、道路周辺情報を提供するナビゲーション装置30と、ナビゲーション装置30が参照する道路情報及び道路の周辺情報を保存する地図データベース31を用い、データベースに含まれる路上機用無線通信装置20の位置を、制御部16がナビゲーション装置30から取得することで、車両用無線通信装置10と路上機用無線通信装置20が通信できない状態でも、互いの位置関係を取得することが出来、通過した路上機と今後接近する路上機の存在を予め把握し、SCHの廃棄、選択の判断要素として使用することが出来る。

0049

実施の形態3に係る車両用無線通信装置10の処理手順としては、実施の形態1及び実施の形態2と同様で、図3および図5の内容に沿って説明することができる。すなわち、図3および図5に示したステップS4において自車両から直近の路上機を選択する際に、ナビゲーション装置30から取得した、自車両の進行方向に存在する路上機の位置情報を用いて、路上機を選択するという処理に適用することが出来る。

0050

また、ナビゲーション装置30が持つ経路情報から、通過した路上機が遠ざかる方向に移動することが早期に把握することが出来るようになり、通過する路上機とのSCHの破棄を、GNSSを用いた位置関係で判断する場合よりも効率的に行うことが出来る。

0051

実施の形態4.
図7は、実施の形態4の車両用無線通信システム100の構成図である。
実施の形態4の構成では、実施の形態1の構成に加え、広域無線通信部40を備えている。広域無線通信部40は、携帯電話網などを利用して、SCHのWSAに相当する情報を受信する。

0052

実施の形態4における処理手順は、実施の形態1の処理手順を示した図3と同様になる。図3に示したステップS1およびステップS2において、広域無線通信部40は、第1無線通信部11及び第2無線通信部12に設定可能なチャネルの情報を含むWSAを複数受信する。これらのWSAには、路上機の位置情報として緯度、経度を含む。ステップS3以降は実施の形態1と同様である。

0053

前述の構成によれば、広域無線通信部40による通信によって、路上機の近傍を通過するとき以外のタイミングでもチャネル情報を受信できるので、接近しつつある、または遠ざかりつつある路上機のチャネルを把握できる機会が増加するので、自車両と路上機との対応に余裕を持つことができることによって、通信が中断することが生じた場合の対応策の設定を多く持つことができる。

0054

以上、この発明の実施の形態を記述したが、この発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能であり、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。また、実施の形態として記載した内容を組み合わせて、実施することも可能である。

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