JP6961004B2

JP6961004B2 - 車両用無線通信装置

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Publication number: JP6961004B2
Application number: JP2019542829A
Authority: JP
Inventors: 崇成竹原; 明平田; 圭佑守田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2037-09-19
Also published as: DE112017008058T5; JPWO2019058410A1; WO2019058410A1; US20200242928A1; CN111066331A; US11403944B2

Description

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。

車両用無線通信システムとして、ＷＡＶＥ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＡｃｃｅｓｓｉｎＶｅｈｉｃｌｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）が知られている。
ＷＡＶＥでは、コントロールチャネル（Ｃｏｎｔｒｏｌｃｈａｎｎｅｌ以下、ＣＣＨという）とサービスチャネル（Ｓｅｒｖｉｃｅｃｈａｎｎｅｌ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が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。

特開２０１７−２２５６１号公報

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。

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。

本発明の車両用無線通信装置は、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、広域無線通信部とを備え、前記広域無線通信部は、広域無線通信により前記サービス通知情報を受信し、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ものである。

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。

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。

実施の形態１．
ＷＡＶＥの規格に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。

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。

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（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）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。

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（ＷａｖｅＳｅｒｖｉｃｅＡｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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）。

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）。

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）。

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。

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。

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、道路の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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims

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、広域無線通信部とを備え、前記広域無線通信部は、広域無線通信により前記サービス通知情報を受信し、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。