JP2014207628A - Optical beacon - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行中の車両の車載機との間で光通信を行う光ビーコンに関する。 The present invention relates to an optical beacon that performs optical communication with an in-vehicle device of a traveling vehicle.
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はFM多重放送を用いたいわゆるVICS(Vehicle Information and Communication System:(財)道路交通情報通信システムセンターの登録商標)が既に展開されている。
このうち、光ビーコンは、近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向通信が可能である。具体的には、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含むアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信される。
As a traffic information service using a road-to-vehicle communication system, so-called VICS (Vehicle Information and Communication System: registered trademark of Road Traffic Information Communication System Center) using optical beacons, radio beacons or FM multiplex broadcasting has already been developed. ing.
Among these, the optical beacon employs optical communication using near infrared rays as a communication medium, and is capable of bidirectional communication with the in-vehicle device. Specifically, uplink information including travel time information between beacons held by the vehicle is transmitted from the in-vehicle device to the infrastructure-side optical beacon.
逆に、光ビーコンからは、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が車載機に送信される。
このため、光ビーコンは、車載機との間で光信号を投受光する投受光器(「ビーコンヘッド」ともいう。)を備えており、この投受光器の筐体内には、ダウンリンク光を道路に向けて送出する発光素子と、車載機が送出したアップリンク光を受信する受光素子とを有する光通信用の送受信ユニットが搭載されている(特許文献1参照)。
Conversely, downlink information including traffic jam information, section travel time information, event regulation information, lane notification information, and the like is transmitted from the optical beacon to the in-vehicle device.
For this reason, the optical beacon includes a light projecting / receiving device (also referred to as a “beacon head”) that projects and receives an optical signal with the vehicle-mounted device. A transmission / reception unit for optical communication having a light-emitting element that is transmitted toward a road and a light-receiving element that receives uplink light transmitted from an in-vehicle device is mounted (see Patent Document 1).
上記従来の光ビーコンでは、光通信対応の車載機にダウンリンク領域に入ったことを察知させるために、ダウンリンク光の送出を常に継続している。
しかし、ダウンリンク光の送出を継続すると、経年劣化によって発光素子の寿命が低下し易いという問題がある。特に、複数の受光素子を密集させて縦横に配列した発光ユニットを採用する場合には、複数の発光素子がすべて発光することで発光ユニットが温度上昇し易く、発光素子の経年劣化が早まるおそれがある。
In the above-described conventional optical beacon, in order to make an in-vehicle device compatible with optical communication sense that it has entered the downlink region, transmission of downlink light is always continued.
However, if the transmission of the downlink light is continued, there is a problem that the lifetime of the light emitting element tends to be reduced due to aging. In particular, when a light-emitting unit in which a plurality of light-receiving elements are closely arranged and arranged vertically and horizontally is employed, the light-emitting unit easily rises in temperature because all the light-emitting elements emit light, and the aging of the light-emitting elements may be accelerated. is there.
そこで、光ビーコンの長寿命化を図る方策の1つとして、車載機が受信できる最小限の発光量となるように、すべての発光素子の駆動電流を調整しておくことが考えられる。しかし、この方策では、車載機がダウンリンク領域を通過する間に必要なダウンリンク信号を取り逃がす可能性が増大するので、余り適切な方策とは言い難い。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、光ビーコンの長寿命化とダウンリンク方向の通信の確保とを両立させることを目的とする。
Thus, as one of the measures for extending the life of the optical beacon, it is conceivable to adjust the drive currents of all the light emitting elements so that the minimum light emission amount that can be received by the vehicle-mounted device is obtained. However, this measure increases the possibility that the on-vehicle device will miss the necessary downlink signal while passing through the downlink region, and is therefore not a very appropriate measure.
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object thereof is to achieve both the extension of the lifetime of an optical beacon and the securing of communication in the downlink direction.
(1) 本発明の光ビーコンは、走行中の車両の車載機との間で光通信を行う光ビーコンであって、ダウンリンク方向の通信のためのダウンリンク光を送出する発光ユニットと、下記の第1期間における前記発光ユニットの発光量を、下記の第2期間における前記発光ユニットの発光量よりも増加させる制御部と、を備えている。
第1期間:アップリンク信号の受信を契機として開始する所定時間長の期間
第2期間:第1期間以外の期間
(1) An optical beacon of the present invention is an optical beacon that performs optical communication with an in-vehicle device of a traveling vehicle, and a light emitting unit that transmits downlink light for communication in a downlink direction, A control unit that increases the light emission amount of the light-emitting unit in the first period of time than the light emission amount of the light-emitting unit in the following second period.
First period: a period of a predetermined time length that starts when the uplink signal is received Second period: a period other than the first period
なお、この解決手段の欄では、下記に定義する用語も使用する。
第1発光量:第1期間における発光ユニットの発光量
第2発光量:第2期間における発光ユニットの発光量
第1素子:第1期間に発光量を増大させる発光素子
第2素子:第2期間に既に発光しており、第1期間に発光量を増加させない発光素子(すなわち、発光量が一定の発光素子)
Note that the terms defined below are also used in this solution section.
First light emission amount: light emission amount of the light emitting unit in the first period Second light emission amount: light emission amount of the light emitting unit in the second period First element: light emitting element that increases the light emission amount in the first period Second element: second period The light emitting element that has already emitted light and does not increase the light emission amount in the first period (that is, a light emitting element having a constant light emission amount)
また、光ビーコンの直近のインタフェース規格によれば、光ビーコンから車載機へのダウンリンク到達光量は、尖頭値で4.5μW/cm2 以上(減衰率に影響するものは、除くものとする。:以下、「規格光量」という。)が必要とされている。
従って、第1発光量と第2発光量は、いずれも、少なくとも上記の規格光量を満たしている必要がある。
In addition, according to the latest interface standard for optical beacons, the amount of light reaching the downlink from the optical beacon to the vehicle-mounted device is a peak value of 4.5 μW / cm 2 or more (excluding those that affect the attenuation rate) (Hereinafter referred to as “standard light quantity”).
Therefore, both the first light emission amount and the second light emission amount need to satisfy at least the above-mentioned standard light amount.
本発明の光ビーコンによれば、制御部が、第1発光量を第2発光量よりも増加させるので、アップリンク信号の受信後の第1期間では高めの第1発光量でダウンリンク光が車載機に提供され、それ以外の第2期間では発光ユニットが低めの第2発光量に抑えられる。
従って、第2発光量を車載機が受信可能な最低限に設定することで、発光素子の経年劣化を抑えつつ、増加させた第1発光量にて車載機にダウンリンク光を確実に伝送でき、光ビーコンの長寿命化とダウンリンク方向の通信の確保とを両立させることができる。
According to the optical beacon of the present invention, since the control unit increases the first light emission amount more than the second light emission amount, the downlink light is emitted at a higher first light emission amount in the first period after receiving the uplink signal. Provided to the vehicle-mounted device, the light emitting unit is suppressed to a lower second light emission amount in the other second period.
Therefore, by setting the second light emission amount to the minimum that can be received by the in-vehicle device, it is possible to reliably transmit the downlink light to the in-vehicle device with the increased first light emission amount while suppressing the deterioration of the light emitting element over time. Thus, it is possible to achieve both the extension of the lifetime of the optical beacon and the securing of communication in the downlink direction.
(2) 本発明の光ビーコンにおいて、前記第1期間の開始時点は、アップリンク信号の受信の検出と同時であってもよいが、遅くとも、車両IDを格納した車線通知情報を含む下りフレーム(折り返しフレーム)を、ダウンリンク切り替え後に最初に連送する前の時点に設定すればよい。
その理由は、上記連送の前に第1発光量に増加すれば、折り返しフレームを車載機が受信できる可能性が増し、光ビーコンとの通信確立を車載機が察知し易くなるからである。
(2) In the optical beacon of the present invention, the start time of the first period may be simultaneously with the detection of reception of the uplink signal, but at the latest, the downlink frame including the lane notification information storing the vehicle ID ( The return frame may be set to a time point before the first continuous transmission after downlink switching.
The reason is that if the first light emission amount is increased before the continuous transmission, the possibility that the in-vehicle device can receive the return frame increases, and the in-vehicle device can easily detect the establishment of communication with the optical beacon.
(3) また、本発明の光ビーコンにおいて、前記第1期間の開始時点は、ダウンリンク切り替え後に最初に連送される、車両IDを格納した車線通知情報を含む下りフレーム(折り返しフレーム)の次の下りフレームを送信する前の時点に設定してもよい。
その理由は、通常、上記折り返しフレームの次の下りフレームにも、車両IDを格納した車線通知情報を含まれているので、当該下りフレームの送信前に第1発光量に増加することにしても、車線通知情報を含む下りフレームを車載機が受信できる可能性が増し、光ビーコンとの通信確立を車載機が察知し易くなるからである。
(3) Moreover, in the optical beacon of the present invention, the start time of the first period is the next to the downlink frame (turnback frame) including the lane notification information storing the vehicle ID, which is transmitted first after downlink switching. May be set to a point in time before transmitting the downstream frame.
The reason is that the lane notification information storing the vehicle ID is usually included in the downstream frame next to the folded frame, so that the first emission amount is increased before transmission of the downstream frame. This is because the possibility that the in-vehicle device can receive the down frame including the lane notification information is increased, and the in-vehicle device can easily detect the establishment of communication with the optical beacon.
(4) 本発明の光ビーコンにおいて、前記第1期間の終了時点は、例えば、アップリンク信号の受信から350m秒が経過した時点に設定すればよい。
その理由は、光ビーコンの通信規約では、アップリンク信号の受信から350m秒だけダウンリンク切り替え後の下りフレームの送信を継続することになっているので、第1期間の終了時点を350m秒後に設定すれば、アップリンク信号を送信した車載機に対して、少なくとも規約上必要とされる所定時間長にて高めの第1発光量のダウンリンク光を提供できるからである。
(4) In the optical beacon of the present invention, the end point of the first period may be set, for example, at a time point when 350 milliseconds have elapsed since reception of the uplink signal.
The reason for this is that in the optical beacon communication protocol, transmission of the downlink frame after downlink switching is continued for 350 milliseconds after reception of the uplink signal, so the end point of the first period is set to 350 milliseconds This is because it is possible to provide a higher first light emission amount of downlink light to the in-vehicle device that has transmitted the uplink signal at least for a predetermined time length required by the regulations.
(5) 本発明の光ビーコンは、ダウンリンク領域の下流側に入射光を送出して反射光を検出することにより、前記車両を感知するセンサユニットを更に備えていてもよい。
この場合、前記第1期間の終了時点は、前記センサユニットがアップリンク信号の受信から所定時間(例えば、1秒)以内に前記車両を感知した時点に設定することにしてもよい。
(5) The optical beacon of the present invention may further include a sensor unit that senses the vehicle by transmitting incident light to the downstream side of the downlink region and detecting reflected light.
In this case, the end time of the first period may be set to a time when the sensor unit senses the vehicle within a predetermined time (for example, 1 second) from reception of an uplink signal.
その理由は、センサユニットがアップリンク受信から所定時間以内に車両を感知した場合には、アップリンク信号を送信した車載機がダウンリンク領域を通り抜けたと推定できるので、第1期間の終了時点を車両感知時点に設定すれば、アップリンク信号を送信した車載機がダウンリンク領域を通過している間は、高めの第1発光量のダウンリンク光を確実に当該車載機に提供できるからである。 The reason is that when the sensor unit detects the vehicle within a predetermined time from the uplink reception, it can be estimated that the in-vehicle device that has transmitted the uplink signal has passed through the downlink region. This is because, if the detection time is set, while the in-vehicle device that has transmitted the uplink signal passes through the downlink region, it is possible to reliably provide a higher first light emission amount of downlink light to the in-vehicle device.
(6) 本発明の光ビーコンにおいて、前記発光ユニットが、前記第1素子と前記第2素子とを個別に有する場合には、前記第2期間に前記第1素子を消灯し、前記第1期間に前記第1素子を発光させることにより、前記発光ユニットの発光量を増加させることにすればよい。 (6) In the optical beacon of the present invention, when the light-emitting unit has the first element and the second element individually, the first element is turned off during the second period, and the first period The light emission amount of the light emitting unit may be increased by causing the first element to emit light.
この場合、第2期間に第1素子が消灯するので、発光時間が減少する分だけ第1素子の経年劣化の進行を抑制できる。また、第1及び第2素子が常に発光する場合に比べて、温度上昇し難くなるので、第2素子の温度上昇に伴う経年劣化の進行を抑制できる。 In this case, since the first element is turned off during the second period, the progress of the aging deterioration of the first element can be suppressed by the reduction of the light emission time. Moreover, since it becomes difficult to raise temperature compared with the case where a 1st and 2nd element always light-emits, progress of aged deterioration accompanying the temperature rise of a 2nd element can be suppressed.
(7) また、前記発光ユニットが、前記第1素子と前記第2素子とを個別に有する場合には、前記制御部は、前記第2期間に前記第1素子に流す電流値よりも、前記第1期間に前記第1素子に流す電流値を増やすことにより、前記発光ユニットの発光量を増加させることにしてもよい。 (7) In the case where the light emitting unit has the first element and the second element individually, the control unit may determine the current value to flow through the first element during the second period. The light emission amount of the light emitting unit may be increased by increasing the value of the current flowing through the first element during the first period.
この場合、第2期間に第1素子の電流値が低めに設定されるので、電流値が減少する分だけ第1素子の経年劣化の進行を抑制できる。
また、第1及び第2素子が常に高めの電流値で発光する場合に比べて、発光ユニット全体の消費電力が減少して発熱量も小さくなり、温度上昇し難くなるので、第2素子の温度上昇に伴う経年劣化の進行を抑制できる。
In this case, since the current value of the first element is set lower in the second period, the progress of the aging deterioration of the first element can be suppressed by the decrease of the current value.
In addition, compared to the case where the first and second elements always emit light at a higher current value, the power consumption of the entire light emitting unit is reduced, the amount of heat generation is reduced, and the temperature is less likely to rise. It is possible to suppress the progress of aging deterioration accompanying the increase.
(8) 本発明の光ビーコンにおいて、前記発光ユニットが、複数の前記第1素子を所定パターンで配列した第1素子群と、複数の前記第2素子を所定パターンで配列した第2素子群とを有する場合には、前記第2素子群の発光方向が前記第1素子群の発光方向よりも上流側を指向していることが好ましい。 (8) In the optical beacon of the present invention, the light emitting unit includes a first element group in which a plurality of the first elements are arranged in a predetermined pattern, and a second element group in which the plurality of the second elements are arranged in a predetermined pattern. It is preferable that the light emission direction of the second element group is directed upstream from the light emission direction of the first element group.
その理由は、次の通りである。すなわち、限られた通信領域での路車間通信をより確実に行うためには、できるだけダウンリンク領域の上流側で車載機がダウンリンク信号を検出することが望ましい。
この場合、第2期間に消灯又は発光量が低下する第1素子群の発光方向を上流側に設定すると、ダウンリンク領域の上流端を所定位置に確定できないのに対して、期間を通じて発光量が一定の第2素子群の発光方向を上流側に設定すれば、ダウンリンク領域の上流端を所定位置に確定できるからである。
The reason is as follows. That is, in order to more reliably perform road-vehicle communication in a limited communication area, it is desirable that the in-vehicle device detects a downlink signal as upstream as possible in the downlink area.
In this case, if the light emission direction of the first element group that is turned off or the light emission amount decreases in the second period is set to the upstream side, the upstream end of the downlink region cannot be determined at a predetermined position, whereas the light emission amount is throughout the period. This is because the upstream end of the downlink region can be determined at a predetermined position by setting the light emitting direction of the constant second element group to the upstream side.
(9) 本発明の光ビーコンにおいて、前記発光ユニットが、複数の前記第1素子を所定パターンで配列した第1素子群と、複数の前記第2素子を所定パターンで配列した第2素子群とを有する場合には、前記第1素子群と前記第2素子群が、いずれもダウンリンク領域のほぼ全体にダウンリンク光を送出可能となるように、同じ回路基板面に混在状態で交互に配列されていてもよい。 (9) In the optical beacon of the present invention, the light emitting unit includes a first element group in which a plurality of the first elements are arranged in a predetermined pattern, and a second element group in which the plurality of the second elements are arranged in a predetermined pattern. The first element group and the second element group are alternately arranged in a mixed state on the same circuit board surface so that the downlink light can be transmitted to almost the entire downlink region. May be.
この場合、第1素子群と第2素子群が、いずれもダウンリンク領域のほぼ全体にダウンリンク光を送出可能であるから、発光ユニットの発光量は、第2期間に小さくかつ第1期間に大きくなるように、ダウンリンク領域のほぼ全範囲が調光されることになる。 In this case, since both the first element group and the second element group can transmit downlink light to almost the entire downlink region, the light emission amount of the light emitting unit is small in the second period and in the first period. In order to be large, almost the entire range of the downlink area will be dimmed.
以上の通り、本発明によれば、走行中の車両の車載機との間で光通信を行う光ビーコンにおいて、当該光ビーコンの長寿命化とダウンリンク方向の通信の確保とを両立させることができる。 As described above, according to the present invention, in an optical beacon that performs optical communication with an in-vehicle device of a traveling vehicle, it is possible to achieve both a long life of the optical beacon and ensuring communication in the downlink direction. it can.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔システムの全体構成〕
図1は、本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。図2は、本実施形態の光ビーコン4の設置部分を上から見た道路Rの平面図である。
図1に示すように、本実施形態の路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム1と、道路Rを走行する車両20(図3参照)に搭載された車載機2とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Overall system configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a road-vehicle communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the road R when the installation portion of the
As shown in FIG. 1, the road-to-vehicle communication system of this embodiment includes an infrastructure-side traffic control system 1 and an in-
交通管制システム1は、交通管制室等に設けられた中央装置3と、道路Rの各所に多数設置された光ビーコン(光学式車両感知器)4とを備え、光ビーコン4は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機2との間で無線通信を行うことができる。
光ビーコン4は、通信制御などを行うビーコン制御機7と、このビーコン制御機7のセンサ用インタフェースに接続された複数(図1の例では、4つ)のビーコンヘッド(投受光器)8とを有している。
The traffic control system 1 includes a
The
ビーコン制御機7は、インフラ側の通信部6に接続されており、通信部6は、電話回線等の通信回線5によって中央装置3と接続されている。
通信部6は、例えば、信号灯器の灯色を制御する交通信号制御機や、インフラ側における交通情報の中継処理を行う情報中継装置等より構成することができる。
The
The communication unit 6 can be configured by, for example, a traffic signal controller that controls the color of a signal lamp, an information relay device that performs a relay process of traffic information on the infrastructure side, and the like.
本実施形態の光ビーコン4は、全二重通信方式を採用している。すなわち、後述のビーコン制御機7は、光通信用の発光ユニット13に対するダウンリンク方向の送信制御と、通信用の受光ユニット14に対するアップリンク方向の受信制御を同時に行う。
これに対して、本実施形態の車載機2は、半二重通信方式を採用している。すなわち、後述の車載制御機21は、光送信部23に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部24に対するダウンリンク方向の受信制御とを同時には行わない。
The
On the other hand, the in-
〔光ビーコンの全体構成〕
光ビーコン4のビーコンヘッド8は、光通信用の送受信ユニット11と、車両感知用のセンサユニット12とを筐体31の内部に備えている(図3参照)。
このように、本実施形態では、1つビーコンヘッド8の筐体31に、光通信と車両感知のための各ユニット11,12をそれぞれ組み込むことにより、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコン4が構成されている。
[Overall configuration of optical beacon]
The
As described above, in this embodiment, each
送受信ユニット11は、車載機2との間で光信号を無線で送受信する光トランシーバである。
図1に示すように、送受信ユニット11は、ダウンリンク光DOを送出する光通信用の発光ユニット13と、アップリンク光UOを受光して電気信号に変換する光通信用の受光ユニット14とを有する。
The transmission /
As shown in FIG. 1, the transmission /
光通信用の発光ユニット13(以下、「通信用発光ユニット13」ともいう。)は、ビーコン制御機7から送出される下りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をダウンリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)からなる発光素子とを有する。
通信用発光ユニット13の発光素子は、近赤外線の光信号であるダウンリンク光DO(図3参照)を上流側に向かって斜め下方に送出する。
A
The light emitting element of the communication
また、光通信用の受光ユニット14(以下、「通信用受光ユニット14」ともいう。)は、フォトダイオード(PD:Photo Diode)等からなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタル信号を生成する受信回路とを有する。
通信用受光ユニット14の受光素子は、車載機2が送出した近赤外線の光信号であるアップリンク光UO(図3参照)を受光し、通信用受光ユニット14の受信回路は、受光したアップリンク光UOを電気信号に変換してビーコン制御機7に送る。
The
The light receiving element of the communication
センサユニット12は、ビーコンヘッド8のほぼ直下を通過する車両20の存在を非接触で感知するための光感知センサである。
図1に示すように、センサユニット12は、入射光IOを送出する車両感知用の発光ユニット15と、反射光ROを受光して電気信号に変換する車両感知用の受光ユニット16とを有する。
The
As shown in FIG. 1, the
車両感知用の発光ユニット15(以下、「感知用発光ユニット15」ともいう。)は、所定周期の光パルス信号である入射光IO(図3参照)を下方向に送出する。
また、車両感知用の受光ユニット16(以下、「感知用受光ユニット16」ともいう。)は、上記入射光IOの道路Rや車両20に対する反射光RO(図3参照)を受光し、受光した反射光ROを電気信号に変換してビーコン制御機7に送る。
The vehicle-sensing light-emitting unit 15 (hereinafter also referred to as “sensing light-emitting
The vehicle sensing light receiving unit 16 (hereinafter also referred to as the “sensing sensing
ビーコン制御機7は、信号処理部、CPU及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、中央装置3との通信や所定の通信インタフェース規格に従って車載機2と路車間通信を行う通信制御部としての機能と、車両20の感知制御部としての機能とを有する。
また、ビーコン制御機7は、通信制御や感知制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをCPUが読み出して実行することにより、当該CPUが上記通信制御部及び感知制御部として機能する。
The
The
例えば、ビーコン制御機7は、車両IDなしの車線通信情報を含むダウンリンク信号を通信用発光ユニット13に所定周期で送出させており、ダウンリンク信号の受信を契機として車載機2が送信する車両IDを含むアップリンク信号を待つ。
ビーコン制御機7は、通信用受光ユニット14にてアップリンク信号を受信すると、そのアップリンク信号から抽出した車両IDを格納した車線通知情報と、当該車両ID向けの提供情報とを含めた別のダウンリンク信号を生成してダウンリンクの切り替えを行い、生成したダウンリンク信号を通信用発光ユニット13に所定周期で送出させる。
For example, the
When the
また、ビーコン制御機7は、プローブ情報などの交通信号制御に有用な情報がアップリンク信号に含まれておれば、その情報を中央装置3に転送する。
更に、ビーコン制御機7は、所定波長の入射光IOを感知用発光ユニット15に一定の強度及びパルス周期で送出させ、感知用受光ユニット16が受光する反射光ROの受光強度が閾値以上か否かにより、車両20の存在を感知する。なお、この閾値は固定値とは限らず、例えば、反射光ROの受光強度に応じた追従処理によって変動することもある。
Further, if information useful for traffic signal control such as probe information is included in the uplink signal, the
Further, the
すなわち、ビーコン制御機7は、感知用受光ユニット16において閾値以上の反射光ROの受光強度が検出された場合に、車両20の感知信号を生成し、その感知信号を中央装置3に送信する。
なお、感知用発光ユニット15が送出する入射光IOの波長は、通信用発光ユニット13が送出するダウンリンク光DOの波長と同じか、或いは、そのダウンリンク光DOと干渉が生じ得る程度に近接した波長(例えば、850nm)である。
That is, the
The wavelength of the incident light IO transmitted from the sensing
〔光ビーコンの設置状態〕
図2に示すように、本実施形態の光ビーコン4は、同じ方向の複数(図例では4つ)の車線R1〜R4を有する道路Rに設置されている。
光ビーコン4は、その車線R1〜R4にそれぞれ対応して設けられた複数の前記ビーコンヘッド8と、これらのビーコンヘッド8を一括制御する制御部である1台の前記ビーコン制御機7とを備えている。
[Optical beacon installation status]
As shown in FIG. 2, the
The
ビーコン制御機7は、道路脇に立設した支柱17に設置されている。また、各ビーコンヘッド8は、支柱17から道路R側に水平に架設した架設バー(梁部材)18に取り付けられ、道路Rの各車線R1〜R4の直上に配置されている。
各ビーコンヘッド8の通信用発光ユニット13は、自機の直下よりも車両進行方向の上流側に向けてダウンリンク光DOを発光しており、これにより、車載機2との間で路車間通信を行うための通信領域Aが当該ビーコンヘッド8の上流側に設定されている。
The
The communication
また、各ビーコンヘッド8の感知用発光ユニット15は、自機の直下に向けて入射光IOを発光しており、これにより、道路Rの所定の車線R1〜R4を通行する車両20の感知エリアである入射領域Bが当該ビーコンヘッド8のほぼ直下に設定されている。
Further, the sensing
〔光ビーコンの通信領域と入射領域〕
図3は、光ビーコン4の通信領域Aと入射領域Bを示す道路Rの側面図である。
図3に示すように、送受信ユニット11の通信領域Aは、車載機2によるダウンリンク光DOの受光可能範囲であるダウンリンク領域DA(実線のハッチング部分)と、ビーコンヘッド8によるアップリンク光UOの受光可能範囲であるアップリンク領域UA(破線のハッチング部分)とからなる。
[Communication area and incident area of optical beacons]
FIG. 3 is a side view of the road R showing the communication area A and the incident area B of the
As shown in FIG. 3, the communication area A of the transmission /
光ビーコン(光学式車両感知器)の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、双方の領域DA,UAの上流端c0は互いに一致することとされている。
また、上記規格における各領域DA,UAの上下流端位置の規格値(一般道路の場合)を例示すると、次の通りである。ただし、この規格値は、道路面からの高さHが1.0mでかつ投受光器8の直下位置(原点O)から上流方向を正の数とした場合の値である。
According to the “near-infrared interface standard” of an optical beacon (optical vehicle sensor), the upstream ends c0 of both areas DA and UA coincide with each other.
Further, the standard values (in the case of ordinary roads) of the upstream and downstream end positions of the areas DA and UA in the above standard are exemplified as follows. However, this standard value is a value when the height H from the road surface is 1.0 m and the upstream direction from the position immediately below the light emitter / receiver 8 (origin O) is a positive number.
ダウンリンク領域DAの下流端位置a0:+1.3m
アップリンク領域UAの下流端位置b0:a0+2.1m(=3.4m)
双方領域DA,UAの上流端位置c0 :b0+1.6m(=5.0m)
Downstream area DA downstream end position a0: +1.3 m
Downstream end position b0 of the uplink area UA: a0 + 2.1 m (= 3.4 m)
Upstream end position c0 of both areas DA and UA: b0 + 1.6 m (= 5.0 m)
センサユニット12の入射領域Bは、感知用発光ユニット15が道路Rに向けて入射する入射光IOの照射範囲である。
ここで、入射光IOの発光方向E1を厳密に真下(鉛直方向の下方)に設定すると、例えば降雨時に路面に水溜まりができた場合などに、路面からの反射光ROの強度が増加し、誤検出が多くなって適切な車両感知ができない可能性が高くなる。そこで、通常は、入射光IOの発光方向E1を、鉛直方向に対して所定角度α(例えば、4.5°)だけ上流側(プラス側)に指向させている。
The incident area B of the
Here, if the light emission direction E1 of the incident light IO is set strictly below (downward in the vertical direction), for example, when a puddle is formed on the road surface when it rains, the intensity of the reflected light RO from the road surface increases. There is a high possibility that detection will increase and proper vehicle sensing will not be possible. Therefore, normally, the emission direction E1 of the incident light IO is directed upstream (plus side) by a predetermined angle α (for example, 4.5 °) with respect to the vertical direction.
なお、発光方向E1を上記のように指向させた場合における、路面高さH=1.0mにおける入射領域Bの上下流端位置x0,y0の設定値を例示すると、次の通りである。
入射領域Bの下流端位置x0:−0.15m
入射領域Bの上流端位置y0:+0.93m
The set values of the upstream and downstream end positions x0 and y0 of the incident area B at the road surface height H = 1.0 m when the light emission direction E1 is oriented as described above are as follows.
Downstream end position x0 of incident area B: -0.15 m
Upstream end position y0 of incident area B: +0.93 m
なお、入射光IOの発光方向E1は、上記とは逆に、鉛直方向に対して所定角度(例えば、4.5°)だけ下流側(マイナス側)に指向させることにしてもよい。
このようにすれば、発光方向V1が鉛直方向に対して上流側を指向する上記の場合に比べて、入射光IOがダウンリンク光DOと干渉するのを更に軽減できる。
また、発光方向E1を下流側に指向させれば、ダウンリンク領域DAの下流端位置a0をより下流側に設定でき、ダウンリンク領域DAの車両進行方向長さを拡張することができる。このため、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコン4において、ダウンリンク通信容量を拡大できるという利点もある。
The light emission direction E1 of the incident light IO may be directed downstream (minus side) by a predetermined angle (for example, 4.5 °) with respect to the vertical direction, contrary to the above.
In this way, it is possible to further reduce the interference of the incident light IO with the downlink light DO, compared to the case where the light emission direction V1 is directed upstream with respect to the vertical direction.
If the light emission direction E1 is directed downstream, the downstream end position a0 of the downlink area DA can be set further downstream, and the length of the downlink area DA in the vehicle traveling direction can be extended. For this reason, there is an advantage that the downlink communication capacity can be expanded in the
〔車載機の構成〕
図3に示すように、本実施形態の車載機2は、車載制御機21と車載ヘッド22とを備えている。車載ヘッド22の内部には、光送信部23と光受信部24が収容されている。
このうち、光送信部23は、近赤外線よりなるアップリンク光UO(アップリンク方向の光信号)を発光する発光素子を有し、光受信部24は、ダウンリンク領域DAに送出された近赤外線よりなるダウンリンク光UO(ダウンリンク方向の光信号)を受光する受光素子を有する。
[Configuration of in-vehicle device]
As shown in FIG. 3, the in-
Among these, the
光送信部23は、車載制御機21から出力される上りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をアップリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子とを有する。
現行の前記規格によれば、車載機2の光送信部23が送信するアップリンク光UOの伝送速度は、64kbpsである。
The
According to the current standard, the transmission speed of the uplink optical UO transmitted by the
光受信部24は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とから構成されている。
現行の前記規格によれば、光受信部24が受信するダウンリンク光DOの伝送速度は、1024kbpsである。
The
According to the current standard, the transmission speed of the downlink optical DO received by the
車載制御機21は、信号処理部、CPU及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、光ビーコン4との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、車載制御機21は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをCPUが読み出して実行することにより、当該CPUが上記通信制御部として機能する。
The in-
The in-
更に、車載制御機21は、アップリンクデータとして、自車両の走行データ(例えば、通過位置と通過時刻を時系列に並べた走行軌跡データであるプローブ情報など)を生成して、光送信部23にアップリンク送信させる機能も有する。
この場合、例えばアップリンク速度を高速化することにすれば、より多くのプローブ情報(走行軌跡を記録する道路区間を長くしたり、同一道路区間における通過位置と通過時刻の記録密度を高くしたりした情報)を送信することが可能になる。
Furthermore, the in-
In this case, for example, if the uplink speed is increased, more probe information (such as a longer road section that records the travel locus, or a higher recording density of the passage position and passage time in the same road section) Information) can be transmitted.
なお、本実施形態の車載制御機21は、上記CPUを含む本体制御部とは別に、ASIC(Application Specific Integrated Circuit )等を含む簡易制御部を設けた回路構成であってもよい。
この簡易制御部は、例えば、光受信部24が何らかの下りフレームを受信した場合に、自車両の車両IDを含む上りフレーム(従来の伝送速度64kbpsの上りフレーム)を1つだけ、光送信部23にアップリンク送信させる機能を有する。
In addition, the vehicle-mounted
For example, when the optical receiving
〔光ビーコンの回路構成〕
図4は、光ビーコン4の回路構成の一例を示す機能ブロック図である。
図4に示すように、ビーコンヘッド8は、光通信用の発光ユニット13及び受光ユニット14と、車両感知用の発光ユニット15及び受光ユニット16とを備える。
また、ビーコン制御機7は、通信制御用の通信IC69と、感知制御用の感知処理部71と、デジタル信号処理を行うメインCPU70及び感知CPU72とを有する。
[Circuit configuration of optical beacon]
FIG. 4 is a functional block diagram showing an example of the circuit configuration of the
As shown in FIG. 4, the
The
光通信用の発光ユニット13は、光通信用の発光部材42及び駆動回路61を含み、光通信用の受光ユニット14は、光通信用の受光部材43、増幅器62、フィルタ回路63及びコンパレータ64を含む。
通信IC69は、メインCPU70から取得した下りデータを所定の符号化方式(例えば、マンチェスター符号)にて変換して、所定周期のシリアルな電気信号よりなるパルス信号P1を生成し、このパルス信号P1を駆動回路61に出力する。
The
The
駆動回路61は、通信IC69から入力されたパルス信号P1をベースとして、発光素子の駆動電圧を発生するスイッチング素子を含み、発生した駆動電圧を発光部材42に出力してその発光素子を駆動する。
The
増幅器62は、受光部材43の受光素子にて光電変換された電気信号を増幅し、増幅後の電気信号をフィルタ回路63に出力する。フィルタ回路63は、少なくともアップリンク方向の伝送速度(本実施形態では、64kbps)の高速信号成分を抽出し、抽出した高速信号をコンパレータ64に出力する。
コンパレータ64は、入力された高速信号を閾値と比較し、この比較によって抽出したデジタルの受信信号(ビットデータ)を通信IC69に出力する。
The
The
通信IC69は、先頭5バイトのアイドルパターンを用いて受信信号の伝送速度を判定および受信クロックを生成し、生成したクロックにてビットデータをサンプリングし、上りフレームに含まれる上りデータを再生する。そして、通信IC69は、再生した上りデータをメインCPU70に送る。
The
車両感知用の発光ユニット15は、車両感知用の発光部材45及び駆動回路65を含み、車両感知用の受光ユニット16は、車両感知用の受光部材46、増幅器66、フィルタ回路67及びピークホールド回路68を含む。
感知処理部71は、所定周期のパルス信号P2を自律的に生成し、このパルス信号P2を駆動回路65に出力する。
The vehicle sensing
The
駆動回路65は、感知処理部71から入力されたパルス信号P2をベースとして、発光素子の駆動電圧を発生するスイッチング素子を含み、発生した駆動電圧を発光部材45に出力してその発光素子を駆動する。
増幅器66は、受光部材46の受光素子にて光電変換された電気信号を増幅し、増幅後の電気信号をフィルタ回路67に出力する。フィルタ回路67は、少なくとも入射光IOと同じ周波数成分の信号を抽出し、抽出した信号をピークホールド回路68に出力する。
The driving
The
ピークホールド回路68は、入力された電気信号の包絡線を検波し、検波信号を感知処理部71に出力する。
感知処理部71は、入力された検波信号が所定の閾値以上であるか否かを判定し、検波信号が閾値以上となる期間のパルス信号を感知データとして、感知CPU72に出力する。そして、感知CPU72は、感知処理部71から取得した感知データをメインCPU70に出力する。
The
The
〔路車間通信の内容と入射光の送出タイミング〕
図5は、通信領域Aで行われる路車間通信の通信手順を示すシーケンス図である。
ここで、図5において、白丸を付したフレームは、車両IDを含まないフレーム(車両IDなしの「車線通知情報」を有するフレーム)であることを示し、黒丸を付したフレームは、車両IDを含むフレーム(車両IDありの「車線通知情報」を有するフレーム)であることを示している。
[Contents of road-to-vehicle communication and incident light transmission timing]
FIG. 5 is a sequence diagram illustrating a communication procedure of road-to-vehicle communication performed in the communication area A.
Here, in FIG. 5, a frame with a white circle indicates that the frame does not include a vehicle ID (a frame having “lane notification information” without a vehicle ID), and a frame with a black circle indicates a vehicle ID. This indicates that the frame includes the frame (the frame having the “lane notification information” with the vehicle ID).
また、以下の路車間通信の説明では、動作主体が光ビーコン4と車載機2であるとして説明するが、実際の通信制御は、光ビーコン4のビーコン制御機(通信制御部)7と、車載機2の車載制御機(通信制御部)21が実行する。
In the following description of road-to-vehicle communication, it is assumed that the operation subject is the
図5に示すように、光ビーコン4は、車線R1〜R4ごとに設けられたビーコンヘッド8から、下りフレームDL1を所定の送信周期で送信し続けている。この段階では、車線通知情報に車両IDが格納されていない。
車両20がダウンリンク領域DAに入ると、車載機2が車線通知情報(車両ID無し)を含む下りフレームDL1或いはその他の下りフレームDL1を受信し、車両20が光ビーコン4の通信領域A内に入ったことを察知する。
As shown in FIG. 5, the
When the
この際、車載機2は、車線通知情報に車両IDを格納した上りフレームUL1(以下、「ID格納フレームU1」ともいう。)を生成し、この上りフレームUL1をアップリンク送信する。
なお、旅行時間情報などの光ビーコン4に提供すべき情報がある場合には、ID格納フレームU1の実データ部にその情報が格納される。
At this time, the in-
When there is information to be provided to the
受信フレームのCRCチェック等を経てID格納フレームU1が光ビーコン4において正規に受信されると、光ビーコン4は、遅くとも10m秒以内でダウンリンク切り替えを行ったあと、下りフレームDL2の繰り返し送信を開始する。
繰り返して下り送信される複数の下りフレームDL2には、先頭部分で連送される車線通知情報に車両IDを含めた下りフレーム(黒丸付きの下りフレームDL2:以下、「折り返しフレーム」ともいう。)と、その後に繰り返し送信される所定の提供情報を含む通常の下りフレームDL2とからなる。
When the ID storage frame U1 is properly received by the
In a plurality of downlink frames DL2 repeatedly transmitted in downlink, a downlink frame including a vehicle ID in lane notification information continuously transmitted at the head portion (downlink DL2 with a black circle: hereinafter also referred to as “turn-back frame”). And a normal downlink frame DL2 including predetermined provision information repeatedly transmitted thereafter.
すなわち、光ビーコン4は、ID格納フレームU1を車載機2から受信すると、取得した車両IDの値を車線通知情報に含めた折り返しフレームを生成し、生成した折り返しフレームを、ダウンリンク切り替え後に繰り返し送信する複数の下りフレームDL2に織り交ぜることにより、車載機2が通知してきた車両IDを自身が察知したことを、相手方の車載機2に通知するようになっている。
That is, when receiving the ID storage frame U1 from the vehicle-mounted
なお、ダウンリンク切り替え後に繰り返し送信する下りフレームDL2には、例えば、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、信号情報(交通信号機の灯色時間等)及び充電ステーションの位置情報などの、上りフレームUL1のヘッダ情報やデータ内容に応じて提供すべきと判定された所定の情報が含まれる。 The downlink frame DL2 that is repeatedly transmitted after downlink switching includes, for example, uplink information such as traffic jam information, section travel time information, event regulation information, signal information (lighting time of traffic lights, etc.), and charging station position information. Predetermined information determined to be provided according to the header information and data contents of the frame UL1 is included.
上記の下りフレームDL2の繰り返し送信は、前記した所定時間内において可能な限り繰り返される。
また、図5に示すように、折り返しフレーム(黒丸付きの下りフレームDL2)は、提供情報の送信期間中においてダウンリンク情報を構成する一連の複数の下りフレームDL2(例えば5個の下りフレームDL2)の1つとしても送信され、一連の複数の下りフレームDL2の先頭にのみ含まれて繰り返し(図5の例では5フレームごと)送信される。
The repeated transmission of the downlink frame DL2 is repeated as much as possible within the predetermined time.
Further, as shown in FIG. 5, the return frame (the downlink frame DL2 with a black circle) is a series of a plurality of downlink frames DL2 (for example, five downlink frames DL2) constituting the downlink information during the transmission period of the provided information. And is repeatedly transmitted (every 5 frames in the example of FIG. 5) included only at the beginning of a series of downlink frames DL2.
なお、ダウンリンク情報を構成する一連の下りフレームDL2は最大で80個まで格納できるため、ID格納フレーム(黒丸付きの下りフレームDL2)は、最も少ない頻度の場合には80フレームに1つの割合で格納されることとなる。
車載機2は、光ビーコン4から複数の下りフレームDL2を受信し、その複数の下りフレームDL2の中で、自車両の車両IDが記された車線通知情報を含むものがあるか否かを判定する。
Since a series of downlink frames DL2 constituting the downlink information can be stored up to 80, ID storage frames (downlink frames DL2 with black circles) have a ratio of one in 80 frames in the case of the least frequency. Will be stored.
The in-
車載機2は、その判定結果が肯定的である場合に、自車両の車両IDのループバックが成功したことを確認し、この時点で自機の通信を送信から受信に切り替える。
逆に、車載機2は、その判定結果が否定的である間は、自車両の車両IDのループバックが成功していないと判断し、自機の通信を送信のままにする。この場合、車載機2は、例えば、先に送信した上りフレームU1の送信後所定時間(例えば30ms)後に、再び上フレームUL1を送信する。車載機2は、この再送の動作を車両IDのループバックが成功するまで繰り返す。
When the determination result is affirmative, the in-
On the contrary, while the determination result is negative, the in-
なお、図5において、「光ビーコン(車両感知)」から右側に延びる時間軸は、車両感知機能を有する本実施形態の光ビーコン4による、感知用発光ユニット15が送出する入射光IOの送出タイミングを示している。
この送出タイミングに示すように、車両感知のために道路Rに送出される入射光IOは、光通信のために道路Rに送出されるダウンリンク光DOとは別個に、所定の送信周期で常に道路Rに送出される。
In FIG. 5, the time axis extending to the right from “optical beacon (vehicle detection)” indicates the transmission timing of the incident light IO transmitted by the sensing
As shown in this transmission timing, the incident light IO transmitted to the road R for vehicle detection is always at a predetermined transmission period, separately from the downlink light DO transmitted to the road R for optical communication. Sent to road R.
また、図5において、下りフレームDL1が細線矢印で示され、下りフレームDL2が太線矢印で示されているのは、後述の「調光制御」(図9)により、第1期間T1に送出する下りフレームDL2の方が、第2期間T2に送出する下りフレームDL1よりも通信用発光ユニット13の発光量が増加することを意味している。
なお、第1期間T1及び第2期間T2の具体的内容や、この期間T1,T2ごとに発光量を切り替える調光制御の詳細については、後述する。
Further, in FIG. 5, the downlink frame DL1 is indicated by a thin line arrow, and the downlink frame DL2 is indicated by a thick line arrow, which is transmitted in the first period T1 by “light control” (FIG. 9) described later. The downstream frame DL2 means that the light emission amount of the communication
The specific contents of the first period T1 and the second period T2 and the details of the dimming control for switching the light emission amount for each of the periods T1 and T2 will be described later.
〔ビーコンヘッドの外観構成〕
図6は、ビーコンヘッド8の設置状態における外観構成を示す。すなわち、図6(a)は、設置状態のビーコンヘッド8を斜め下方から見た場合の斜視図であり、図6(b)は、設置状態のビーコンヘッド8の側面図である。
[Beacon head exterior configuration]
FIG. 6 shows an external configuration in the installed state of the
図6に示すように、ビーコンヘッド8は、底部に傾斜面36が形成された筐体31と、この筐体31の左右両側面を支持する門型のブラケット32とを有する。このブラケット32の左右方向中央部は、クランプ33を介して梁部材18に固定されており、これにより、筐体31が梁部材18の下方に吊り下げ状態で取り付けられている。
As shown in FIG. 6, the
筐体31は、上方が開口した平面視ほぼ長方形状のケーシング34と、このケーシング34の上方開口部のフランジ部分に接合する天井プレート35とから構成されている。
ケーシング34の底部には、上流側に位置する第1底面部36と、下流側に位置する第2底面部37が形成されている。第1底面部36は、第2底面部37の上流縁から更に上流側に向かうに従って上方に傾斜した傾斜面となっており、第2底面部37は、図6の設置状態においてほぼ水平にセットされている。
The
A first
第1底面部36には、左右一対の長方形状の透過窓部36L,36Rが間隔をおいて左右方向に並設されている。
これらの透過窓部36L,36Rは、第1底面部36に形成した左右一対の開口部を、車載機2との光通信に用いる所定波長(光ビーコンの「近赤外線式インタフェース規格」に準拠する波長帯)の光を主として透過させる光透過シートで閉塞することによって構成されている。
On the first
These
2つの透過窓部36L,36Rのうち、左側窓部36Lは、アップリンク光UOの受光窓であり、光通信用の受光部材43(図7参照)に対応する。従って、車載機2が送出したアップリンク光UOは、左側窓部36Lを透過して当該受光部材43に到達する。
これに対して、右側窓部36Rは、ダウンリンク光DOの投光窓であり、光通信用の発光部材42(図7参照)に対応する。従って、当該発光部材42が送出するダウンリンク光DOは、右側窓部36Rを透過して筐体31の外部に照射される。
Of the two
On the other hand, the
第2底面部37にも、左右一対の長方形状の透過窓部37L,37Rが間隔をおいて左右方向に並設されている。
これらの透過窓部37L,37Rは、第2底面部37に形成した左右一対の開口部を、車両感知に用いる所定波長の光を主として透過させる光透過シートで閉塞することによって構成されている。
Also on the second
These
2つの透過窓部37L,37Rのうち、左側窓部37Lは、入射光IOの投光窓であり、車載感知用の発光部材45(図7参照)に対応する。従って、当該発光部材45が送出する入射光IOは、左側窓部37Lを透過して筐体31の外部に照射される。
これに対して、右側窓部37Rは、反射光ROの受光窓であり、車両感知用の受光部材46(図7参照)に対応する。従って、道路Rや車両20などに当たって反射した入射光IOの反射光ROは、右側窓部37Rを透過して当該受光部材46に到達する。
Of the two
On the other hand, the
〔ビーコンヘッドの内部構成〕
図7は、ビーコンヘッド8の内部構造を示す斜視図である。
具体的には、図7は、図6(a)に示す筐体31を上下反転させ、その反転状態の筐体31からケーシング34を取り外した場合の内部構造を示す斜視図である。
なお、図6(a)と図7を対比すれば明らかな通り、図7における上流側/下流側と左側/右側の方向定義は、図6(a)に示す設置状態の場合に倣っている。
[Internal configuration of beacon head]
FIG. 7 is a perspective view showing the internal structure of the
Specifically, FIG. 7 is a perspective view showing the internal structure when the
6A and FIG. 7, the upstream / downstream side and left / right direction definitions in FIG. 7 follow the case of the installation state shown in FIG. 6A. .
図7に示すように、送受信ユニット11は、平板状の回路基板41と、この回路基板41の右側に配置された光通信用の発光部材42と、その回路基板41の左側に配置された光通信用の受光部材43とを有する。
光通信用の発光部材42は、例えばDIP(Dual Inline Package)型の近赤外線LEDよりなる多数の発光素子42Aよりなる発光素子群を有し、これらの発光素子42Aを回路基板41の右側部分の所定範囲に縦横に配列することによって構成されている。
As shown in FIG. 7, the transmission /
The light-emitting
発光部材42の発光素子群は、回路基板41の右側部分に形成されたマウント部40に配置されている。マウント部40は、車両進行方向(図7の上流側/下流側方向)の中央部で山形に折れ曲がった回路実装面を有し、その折れ曲がり線を境として、下流側の第1部分40Aと上流側の第2部分40Bとに区分されている。
下流側の第1部分40Aの回路実装面は、回路基板41よりも勾配がやや小さく、上流側の第2部分40Bの回路実装面は、回路基板41よりも勾配がやや大きくなっている。
The light emitting element group of the
The circuit mounting surface of the downstream
発光部材42の発光素子群は、マウント部40の第1部分40Aに配列された第1素子群G1と、第2部分40Bに配列された第2素子群G2とから構成されている。
すなわち、第1素子群G1は、第1部分40Aの回路実装面に対して、車両進行方向(図7の上流側/下流側方向)の縦列と道路幅方向(図7の左側/右側方向)の横列に2次元配列された複数の発光素子42Aを含む。
The light emitting element group of the
That is, the first element group G1 has a column in the vehicle traveling direction (upstream / downstream direction in FIG. 7) and a road width direction (left / right direction in FIG. 7) with respect to the circuit mounting surface of the
また、第2素子群G1は、第2部分40Bの回路実装面に対して、車両進行方向(図7の上流側/下流側方向)の縦列と道路幅方向(図7の左側/右側方向)の横列に2次元配列された複数の発光素子42Aを含む。
なお、図7の例では、第1及び第2素子群G1,G2が、縦5列×横10列に配列された合計50個の発光素子42Aを含むが、発光素子42Aの配列パターンはこれに限定されるものではなく、例えば、複数の発光素子42Aをいわゆる千鳥状に配列することにしてもよい。
In addition, the second element group G1 has columns in the vehicle traveling direction (upstream / downstream direction in FIG. 7) and road width direction (left / right direction in FIG. 7) with respect to the circuit mounting surface of the
In the example of FIG. 7, the first and second element groups G1 and G2 include a total of 50
光通信用の受光部材43は、回路基板41の左側部分に取り付けられた例えばPDよりなる受光素子43Aと、この受光素子43Aの受光面にアップリンク光UOを集光するレンズ43Bとから構成されている。
送受信ユニット11の回路基板41は、ケーシング34の第1底面部36と同様に、設置状態において上流側ほど上位となるように傾斜している。
The
Similarly to the first
図7に示す天井プレート35の外周縁部にケーシング34のフランジ部分を接合して、筐体31を組み立てると、光通信用の発光部材42を構成するすべての発光素子42Aが、第1底面部36の右側窓部36R(図6参照)の光透過シートに近接し、右側窓部36Rの枠内に収まるように配置される。
また、この場合、光通信用の受光部材43のレンズ43Bが、第1底面部36の左側窓部36L(図6参照)の光透過シートに近接し、左側窓部36Lの枠内に収まるように配置される。
When the
Further, in this case, the
一方、センサユニット12は、左右一対の平板状の回路基板44L,44Rと、左側の回路基板44Lに設けられた車両感知用の発光部材45と、右側の回路基板44Rに設けられた車両感知用の受光部材46とを有する。
車両感知用の発光部材45は、例えばDIP型の近赤外線LEDよりなる多数の発光素子45Aを備え、これらの発光素子45Aを回路基板44Lの所定範囲に縦横に配列することによって構成されている。
On the other hand, the
The vehicle-sensing light-emitting
より具体的には、車両感知用の発光部材45は、回路基板44Lに対して、車両進行方向(図7の上流側/下流側方向)の縦列と、道路幅方向(図7の左側/右側方向)の横列とに、発光素子45Aを2次元配列することによって構成されている。
なお、図7の例では、合計20個の発光素子45Aが、縦4列×横5列に配列されているが、発光素子45Aの配列パターンはこれに限定されるものではなく、例えば、複数の発光素子45Aをいわゆる千鳥状に配列することにしてもよい。
More specifically, the vehicle-sensing
In the example of FIG. 7, a total of 20
車両感知用の受光部材46は、回路基板44Rに取り付けられた例えばPDよりなる受光素子46Aと、この受光素子46Aの受光面に反射光ROを集光するレンズ46Bとから構成されている。
なお、図7の例では、センサユニット12の回路基板44L,44Rが発光用と受光用に分離されているが、それらの用途別に基板を分離せず、発光部材45と受光部材46を一体物の回路基板に実装することにしてもよい。
The vehicle sensing
In the example of FIG. 7, the
図7に示す天井プレート35の外周縁部にケーシング34のフランジ部分を接合して、筐体31を組み立てると、車両感知用の発光部材45を構成するすべての発光素子45Aが、第2底面部37の左側窓部37L(図6参照)の光透過シートのほぼ真上に位置し、左側窓部37Lの枠内に収まるように配置される。
また、この場合、車両感知用の受光部材46のレンズ46Bが、第2底面部37の右側窓部37R(図6参照)の光透過シートのほぼ直上に近接し、右側窓部37Rの枠内に収まるように配置される。
When the
Further, in this case, the
図6及び図7において、「V1」は第1素子群G1によるダウンリンク光DOの「発光方向」を示し、「V2」は第2素子群G2によるダウンリンク光DOの「発光方向」を示している。
ここで、「発光方向」とは、所定パターンで配列された複数の発光素子42Aを、1つの光源とみなした場合に、その1つの光源から送出されるダウンリンクDOの光軸方向のことをいう。
6 and 7, “V1” indicates the “light emission direction” of the downlink light DO by the first element group G1, and “V2” indicates the “light emission direction” of the downlink light DO by the second element group G2. ing.
Here, the “light emitting direction” refers to the optical axis direction of the downlink DO transmitted from one light source when the plurality of
従って、第1素子群G1の発光方向V1は、第1部分40Aにおける第1素子群G1の実装エリアの中心を通過し、かつ、その第1部分40Aの回路実装面を垂直に貫通する中心線の方向とほぼ一致する。
また、第2素子群G2の発光方向V2は、第2部分40Bにおける第2素子群G2の実装エリアの中心を通過し、かつ、その第2部分40Bの回路実装面を垂直に貫通する中心線の方向とほぼ一致する。
Accordingly, the light emitting direction V1 of the first element group G1 passes through the center of the mounting area of the first element group G1 in the
The light emitting direction V2 of the second element group G2 passes through the center of the mounting area of the second element group G2 in the
〔第1素子群と第2素子群の照射範囲〕
図8は、第1素子群G1と第2素子群G2によるダウンリンク光DOの照射範囲DA1,DA2を示す道路の側面図である。
図8に示すように、第1素子群G1の発光方向V1は、ダウンリンク領域DAの下流側よりを指向しており、第2素子群G2の発光方向V2は、ダウンリンク領域DAの上流側よりを指向している。
[Irradiation range of first element group and second element group]
FIG. 8 is a side view of the road showing the irradiation ranges DA1 and DA2 of the downlink light DO by the first element group G1 and the second element group G2.
As shown in FIG. 8, the light emitting direction V1 of the first element group G1 is directed from the downstream side of the downlink area DA, and the light emitting direction V2 of the second element group G2 is upstream of the downlink area DA. More oriented.
従って、第1素子群G1によるダウンリンク光DOの照射範囲DA1は、ダウンリンク領域DAの下流側部分を構成しており、第2素子群G2によるダウンリンク光DOの照射範囲DA2は、ダウンリンク領域DAの上流側部分を構成している。
なお、図8中のハッチングを施した領域は、下流側の照射範囲DA1と上流側の照射範囲DA2が重複する領域を示している。
Accordingly, the irradiation range DA1 of the downlink light DO by the first element group G1 constitutes the downstream portion of the downlink area DA, and the irradiation range DA2 of the downlink light DO by the second element group G2 is the downlink. This constitutes the upstream portion of the area DA.
The hatched area in FIG. 8 represents an area where the downstream irradiation range DA1 and the upstream irradiation range DA2 overlap.
また、本実施形態では、H=1.0m高さでの照射領域DA1の下流端位置a0及び上流端位置c1と、その高さでの照射領域DA2の上流端位置c2が、それぞれ次の値となるように、第1及び第2素子群G1,G2の発光方向V1,V2が調整されている。
照射範囲DA1の下流端位置a0:+1.3m
照射範囲DA1の上流端位置c1:+4.0m
照射範囲DA2の上流端位置c2:+6.0m
In the present embodiment, the downstream end position a0 and the upstream end position c1 of the irradiation area DA1 at the height of H = 1.0 m and the upstream end position c2 of the irradiation area DA2 at the height are respectively the following values. The light emitting directions V1 and V2 of the first and second element groups G1 and G2 are adjusted so that
Downstream end position a0 of irradiation range DA1: +1.3 m
Upstream end position c1: +4.0 m of irradiation range DA1
Upstream end position c2 of irradiation range DA2: +6.0 m
〔全発光素子を常に一律に発光させる場合の問題点〕
前述の通り、光ビーコン4と車載機2の間の路車間通信では、車載機2が通信領域Aを通過する間に、図5に示すように、下りフレームDL1の受信成功→上りフレームUL1の受信成功→ダウンリンク切り替え→下りフレームDL2の受信成功の順序でフレームのやり取りが進行し、下りフレームDL1がその通信開始の端緒となる。
[Problem when all light emitting elements always emit light uniformly]
As described above, in the road-to-vehicle communication between the
従って、光ビーコン4は、特定の車両20のための、ダウンリンク切り替え後の下りフレームDL2の送信が終了した後も、後続の車両20との光通信に備えて、下りフレームDL1の送信を継続する必要がある。
すなわち、光ビーコン4は、光通信対応の車載機2が下りフレームDL1を受信することにより、ダウンリンク領域DAに入ったことを察知できるように、所定の発光量のダウンリンク光DOの送出を常に継続せねばならない。
Therefore, the
That is, the
しかし、この場合、従来の光ビーコンでは、通信用の発光部材42を構成するすべての発光素子42Aを一律に発光させているので、経年劣化によって発光素子42Aの寿命が低下し易いという問題があった。
特に、通信用発光ユニット13の発光部材42は、通常、複数の発光素子42Aを密集させて所定パターンで回路基板に配列した構造(図7参照)であるから、すべての発光素子42Aを発光させると、発光ユニット13全体の温度が上昇し易い。
However, in this case, in the conventional optical beacon, since all the
In particular, the light-emitting
このため、すべての発光素子42Aを発光させる運用では、温度上昇によって発光素子42Aの劣化がより早まる可能性も懸念される。
そこで、本実施形態では、光ビーコン4のビーコン制御機7が、アップリンク信号を受信した後の所定の第1期間T1(図5参照)は大きめの発光量で発光部材42を発光させるが、それ以外の第2期間T2(図5参照)では小さめの発光量で発光部材42を発光させる「調光制御」を行い、これにより、発光部材42を構成する発光素子42Aの経年劣化を抑制し、上述の問題点を解決するようにしている。
For this reason, in the operation in which all the
Therefore, in this embodiment, the
〔調光制御の内容〕
図9は、ビーコン制御機7が行う調光制御の一例を示すフローチャートである。以下、図9を参照しつつ、調光制御の内容を説明する。
図9に示すように、ビーコン制御機7は、車載機2からのアップリンク信号の受信があるか否かを常時判定しており(ステップST1)、その受信がない場合には、第2素子群G2のみを発光させる(ステップST4)。
[Contents of dimming control]
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of dimming control performed by the
As shown in FIG. 9, the
図4を参照して、上記の処理を具体的に説明すると、メインCPU70は、受信フレームのCRCチェック等によって「ID格納フレームU1」(図5参照)の受信を検出していない場合は、発光部材42を構成する発光素子42Aのうちの、第2素子群G2に対応する駆動回路61のスイッチング素子にパルス信号P1を出力する。
Referring to FIG. 4, the above processing will be described in detail. When the
これにより、第2素子群G2を構成する発光素子42Aだけから、車線通知情報(車両IDなし)を格納したダウンリンク切り替え前の下りフレームDL1(図5参照)が、ダウンリンク光DOとして外部に送出される。
また、本実施形態の光ビーコン4では、第2素子群G2がダウンリンク領域DAの上流側部分の照射範囲DA2(図8参照)に対応しているので、上記下りフレームDL1のダウンリンク光DOは、当該照射範囲DA2だけに送出される。
As a result, the downlink frame DL1 (see FIG. 5) before downlink switching storing lane notification information (no vehicle ID) from only the
Further, in the
一方、ビーコン制御機7は、車載機2からのアップリンク信号の受信があった場合(ステップST2でYes)には、第1素子群G1と第2素子群G2の双方を発光させる(ステップST2)。
具体的には、メインCPU70は、受信フレームのCRCチェック等によって「ID格納フレームU1」(図5参照)の受信を検出すると、ダウンリンク切り替えを行うとともに、第2素子群G2だけでなく、第1素子群G1に対応する駆動回路61のスイッチング素子にもパルス信号P1を出力する。
On the other hand, when receiving an uplink signal from the vehicle-mounted device 2 (Yes in step ST2), the
Specifically, when the
これにより、第1素子群G1及び第2素子群G2を構成するすべての発光素子42Aから、車線通知情報(車両IDあり)を格納したダウンリンク切り替え後の下りフレームDL2(図5参照)が、ダウンリンク光DOとして外部に送出される。
また、本実施形態の光ビーコン4では、第1素子群G1がダウンリンク領域DAの下流側部分の照射範囲DA1(図8参照)に対応し、第2素子群G2がダウンリンク領域DAの上流側部分の照射範囲DA2(図8参照)に対応しているので、上記下りフレームDL2のダウンリンク光DOは、ダウンリンク領域DAの全体範囲に送出される。
Thereby, from all the
In the
次に、ビーコン制御機7は、所定の第1期間T1が経過したか否かを判定し(ステップST3)、経過した場合には、第2素子群G2のみによる発光に切り替える(ステップST4)。
具体的には、メインCPU70は、ID格納フレームU1の受信時点からのタイマー値が予め設定された第1期間T1を経過した場合に、パルス信号P1の出力を、第2素子群G2に対応する駆動回路61のスイッチング素子のみに切り替える。
Next, the
Specifically, the
従って、ID格納フレームU1の受信から所定の第1期間T1が経過するまでの間は、第1及び第2素子群G1,G2の双方が発光し、それ以外の第2期間T2では、第2素子群G2のみが発光する。
なお、上記の調光制御において、アップリンク信号の受信検出、駆動回路61に対するスイッチング制御及び第1期間T1の経過の判定は、メインCPU70が単独で行う場合に限らず、通信IC69が単独で行ってもよいし、両者が分担して行ってもよい。
Accordingly, both the first and second element groups G1 and G2 emit light until the predetermined first period T1 elapses after reception of the ID storage frame U1, and in the other second period T2, the second period T2 Only the element group G2 emits light.
In the dimming control described above, the reception detection of the uplink signal, the switching control for the
また、本実施形態では、第1素子群G1が下流側の照射範囲DA1に送出するダウンリンク光DOの到達光量と、第2素子群G2が上流側の照射範囲DA2に送出するダウンリンク光DOの到達光量が、いずれも、少なくとも前述の規格光量(尖頭値で4.5μW/cm2 )以上となるように、駆動回路61が発光素子42Aに出力する電流値が調整されている。
In the present embodiment, the amount of light reaching the downlink light DO transmitted from the first element group G1 to the downstream irradiation range DA1, and the downlink light DO transmitted from the second element group G2 to the irradiation range DA2 on the upstream side. The current value output from the
〔第1期間の開始時点と終了時点〕
上述の調光制御では、第1期間T1の開始時点を、アップリンク信号の受信時点(ID格納フレームU1の受信を検出した時点:図5参照)に設定しているので、車両IDを格納した車線通知情報を含む下りフレームDL2(折り返しフレーム)が、第1及び第2素子群G1,G2から送出される。このため、車載機2が折り返しフレームを受信する可能性が高まり、路車間通信を確実に行える。
[Start time and end time of the first period]
In the dimming control described above, the vehicle ID is stored because the start time of the first period T1 is set to the reception time of the uplink signal (time when reception of the ID storage frame U1 is detected: see FIG. 5). A downlink frame DL2 (turned frame) including lane notification information is transmitted from the first and second element groups G1, G2. For this reason, possibility that the
もっとも、ダウンリンク切り替え後に最初に連送する折り返しフレームの伝送を確実にするという趣旨からすると、第1期間T1の開始時点は、必ずしもアップリンク信号の受信時点と同時である必要はなく、遅くとも、その連送を開始する前の時点であればよい。
すなわち、例えば、アップリンク信号の受信検出時点tkから折り返しフレームの連送までの処理に3m秒程度かかる場合には、その検出時点tkから3m秒以内に、第1期間T1を開始して第1素子群G1を発光させればよい。
However, from the viewpoint of ensuring the transmission of the first return frame after downlink switching, the start time of the first period T1 does not necessarily have to be the same as the reception time of the uplink signal. Any time before starting the continuous transmission may be used.
That is, for example, if it takes about 3 milliseconds from the time of detection of uplink signal reception tk to the continuous transmission of the return frame, the first period T1 is started within 3 milliseconds from the time of detection tk and the first period T1 is started. The element group G1 may be made to emit light.
また、通常は、ダウンリンク切り替え後に連送される折り返しフレームの次の下りフレーム(1フレームのみ)にも、車両IDを格納した車線通知情報が含まれている。従って、第1期間T1の開始時点を、折り返しフレームの次の下りフレームの送信を開始する前の時点に設定してもよい。
この場合、折り返しフレームの連送を開始するのに3m秒程度かかり、その連送に7m秒かかるとすれば、アップリンク信号の受信検出時点tkから10m秒以内に、第1期間T1を開始して第1素子群G1を発光させればよい。
Usually, the lane notification information storing the vehicle ID is also included in the downlink frame (only one frame) following the return frame continuously transmitted after downlink switching. Therefore, the start time of the first period T1 may be set to a time before starting transmission of the downstream frame next to the return frame.
In this case, if it takes about 3 milliseconds to start the continuous transmission of the return frame and 7 milliseconds for the continuous transmission, the first period T1 is started within 10 milliseconds from the uplink signal reception detection time tk. The first element group G1 may be made to emit light.
一方、光ビーコンの通信規約では、アップリンク信号の受信から350m秒だけ下りフレームDl2の送信を継続する必要がある。
そこで、上述の調光制御において、第1期間T1の終了時点は、アップリンク信号の受信時点(ID格納フレームU1の受信を検出した時点:図5参照)から350m秒経過した時点に設定することが好ましい。
On the other hand, according to the optical beacon communication protocol, it is necessary to continue the transmission of the downlink frame D12 for 350 milliseconds from the reception of the uplink signal.
Therefore, in the above-described dimming control, the end point of the first period T1 is set to a point when 350 msec has elapsed from the reception point of the uplink signal (when the reception of the ID storage frame U1 is detected: see FIG. 5). Is preferred.
このようにすれば、少なくとも規約上必要とされる所定時間長においては、第2素子群G2だけでなく第1素子群G1をも発光させて、双方の照射領域DA1,DA2に対してダウンリンク光DOを送出できるので、上りフレームUL1を送信した車載機2に対して、確実にダウンリンク情報を提供できるようになる。
In this way, at least for the predetermined time length required by the regulations, not only the second element group G2 but also the first element group G1 is caused to emit light and downlink to both irradiation areas DA1 and DA2. Since the optical DO can be transmitted, downlink information can be reliably provided to the in-
また、本実施形態の光ビーコン4のように、車両感知用のセンサユニット12を有する車両感知機能付きの光ビーコンの場合には、センサユニット12によってアップリンク信号の受信から所定時間以内に車両20を感知した場合には、上りフレームUL1を送信した車載機2がダウンリンク領域DAを通り抜けたと推定できる。
そこで、第1期間T1の終了時点を、センサユニット12にて所定時間(例えば、1秒)以内に車両20を感知した時点に設定してもよい。
Further, in the case of an optical beacon having a vehicle sensing function having the vehicle
Therefore, the end time of the first period T1 may be set to a time when the
このようにすれば、上りフレームUL1を送信した車載機2がダウンリンク領域DAを通過している間は、双方の照射領域DA1,DA2に対してダウンリンク光DOを送出できるので、上りフレームUL1を送信した車載機2に対して、確実にダウンリンク情報を提供できるようになる。
In this way, while the in-
〔光ビーコンの効果〕
以上の通り、本実施形態の光ビーコン4によれば、ビーコン制御機7が、アップリンク信号を受信した後の所定の第1期間T1に、第1及び第2素子群G1,G2の双方を発光させるので(図9のステップST1〜ST3)、ダウンリンク切り替え後の下りフレームDL2については、車載機2にダウンリンク光DOを確実に伝送できる。
また、ビーコン制御機7が、第1期間T1以外の第2期間T2においては、第2素子群G2のみを発光させる(図2のステップST1,ST4)。
[Effect of light beacon]
As described above, according to the
Further, the
このため、第1素子群G1の発光素子42A(以下、「第1素子」ともいう。)については、発光時間が減少して長寿命化できるし、すべての発光素子42Aを発光する従来例に比べて、発光ユニット13が温度上昇し難くなるので、第2素子群G2の発光素子42A(以下、「第2素子」ともいう。)についても、経年劣化を抑制することができる。
このように、本実施形態の光ビーコン4によれば、発光素子42Aの経年劣化を有効に抑えつつ、車載機2にダウンリンク光DOを確実に伝送でき、光ビーコン4の長寿命化とダウンリンク方向の通信の確保とを両立させることができる。
For this reason, the
As described above, according to the
また、本実施形態の光ビーコン4によれば、図8に示す通り、第1及び第2期間T1,T2を通じて発光量が一定の第2素子群G2の発光方向V2が、第1期間T1にのみ発光し第2期間T2に消灯する第1素子群G1の発光方向V1よりも上流側を指向することにより、ダウンリンク領域DAの上流側部分(照射領域DA2)には、第2素子群G2がダウンリンク光DOを送出する。
このため、ダウンリンク領域DAの上流端c2を、発光量が一定の第2素子群G2の照射領域DA2によって所定位置に確定できるという利点がある。
Further, according to the
Therefore, there is an advantage that the upstream end c2 of the downlink area DA can be determined at a predetermined position by the irradiation area DA2 of the second element group G2 having a constant light emission amount.
〔第1の変形例〕
上述の実施形態では、第1素子群G1の発光素子42A(第1素子)を第2期間T2において消灯させているが、第2期間T2においても、第1素子を比較的暗めに発光させることにしてもよい。
すなわち、第2期間T2に第1素子に流す電流値よりも、第1期間T1に第1素子に流す電流値を増やすことにより、発光部材42(発光ユニット13)全体の発光量を増加させることにしてもよい。
[First Modification]
In the above-described embodiment, the
That is, the light emission amount of the entire light emitting member 42 (light emitting unit 13) is increased by increasing the current value flowing through the first element during the first period T1 rather than the current value flowing through the first element during the second period T2. It may be.
図4を参照して、上記の処理を具体的に説明すると、第2期間T2においては、駆動回路61が発光部材42の第1素子群G1に供給する電流値が低くなり、かつ、第1期間T1においては、駆動回路61が発光部材42の第1素子群G1に供給する電流値が高くなるように、メインCPU70又は通信ICが、駆動回路61を制御すればよい。
Referring to FIG. 4, the above process will be specifically described. In the second period T2, the current value that the
第1の変形例によれば、第2期間T2に第1素子群G1の発光素子42A(第1素子)の電流値が低めに設定されるので、電流値が減少する分だけ第1素子にかかる負荷が低減し、第1素子の経年劣化の進行を抑制できる。
また、全発光素子42Aが常に高めの電流値で発光する場合に比べて、発光ユニット13全体の消費電力が減少して発熱量も小さくなり、発光ユニット13が全体的に温度上昇し難くなる。このため、第2素子群G2の発光素子42A(第2素子)についても、温度上昇に伴う経年劣化の進行を抑制することができる。
According to the first modification, the current value of the
Further, as compared with the case where all the
〔第2の変形例〕
上述の実施形態では、第1素子群G1の照射領域DA1と第2素子群G2の照射領域DA2を明確に区分し、両者がウンリンク領域DAの下流側部分と上流側部分に分担してダウンリンク光DOを送出するように、両素子群G1,G2の発光方向V1,V2を設定しているが、各素子群G1,G2のそれぞれが、ダウンリンク領域DAのほぼ全体にダウンリンク光DOを送出可能となるように、発光素子42Aを配列することにしてもよい。
[Second Modification]
In the above-described embodiment, the irradiation area DA1 of the first element group G1 and the irradiation area DA2 of the second element group G2 are clearly divided, and both are divided into a downstream part and an upstream part of the unlink area DA and are down. The light emitting directions V1 and V2 of both the element groups G1 and G2 are set so as to transmit the link light DO. However, each of the element groups G1 and G2 has the downlink light DO over almost the entire downlink area DA. The
なお、この場合の「ダウンリンク領域DAのほぼ全体」とは、第1素子群G1がダウンリンク光DOを送出する照射領域DA1と、第2素子群G2がダウンリンク光DOを送出する照射領域DA2とが、いずれも所望のダウンリンク領域DAと概ね一致しており、それらの領域DA1,DA2の車両進行方向のずれ量の測定値が、許容される所定の誤差(例えば15cm)の範囲内であることを意味する。 In this case, “substantially the entire downlink area DA” means an irradiation area DA1 in which the first element group G1 transmits the downlink light DO and an irradiation area in which the second element group G2 transmits the downlink light DO. DA2 is generally coincident with the desired downlink area DA, and the measured values of the deviation amounts in the vehicle traveling direction of these areas DA1 and DA2 are within a predetermined allowable error (for example, 15 cm). It means that.
図10は、照射領域DA1,DA2をほぼ一致させる場合の、第1素子群G1と第2素子群G2の配列パターンの一例を示す説明図であり、図11は、その場合の第1素子群G1と第2素子群G2の配列パターンの他例を示す説明図である。
なお、図10及び図11では、格子で区切られた各ボックスが発光素子42Aを示し、ハッチングなしのボックスが第1素子群G1の発光素子42A、ハッチングありのボックスが第2素子群の発光素子42Aを示している。また、図10及び図11における上流側/下流側と左側/右側の方向定義は、図6(a)に示す設置状態の場合に倣っている。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of an arrangement pattern of the first element group G1 and the second element group G2 when the irradiation areas DA1 and DA2 are substantially matched, and FIG. 11 shows the first element group in that case. It is explanatory drawing which shows the other example of the arrangement pattern of G1 and 2nd element group G2.
10 and 11, each box separated by a lattice indicates the
図10(a)の例では、第1素子群G1の発光素子42Aが下流側よりに配列され、第2素子群G2の発光素子42Aが上流側よりに配列されている。もっとも、上流側と下流側の順序を入れ替えてもよい。
また、図10(b)の例では、第1素子群G1の発光素子42Aと第2素子群G2の発光素子42Aが、車両進行方向に交互に配列されている。この場合も、上流側と下流側の順序を入れ替えてもよい。
In the example of FIG. 10A, the
In the example of FIG. 10B, the
図11(a)の例では、第1素子群G1の発光素子42Aと第2素子群G2の発光素子42Aが、車両進行方向と左右方向の双方に交互に配列されている(いわゆる千鳥状)。
また、図11(b)の例では、第1素子群G1の発光素子42Aと第2素子群G2の発光素子42Aが、配列領域の中心から周囲に向かって交互に配列されている。
これらの例に示すように、第1素子群G1と第2素子群G2を、同じ回路基板面に混在状態で交互に配列することにより、各素子群G1,G2の照射領域DA1,DA2をほぼ一致させることができる。
In the example of FIG. 11A, the
In the example of FIG. 11B, the
As shown in these examples, the first element group G1 and the second element group G2 are alternately arranged in a mixed state on the same circuit board surface, so that the irradiation areas DA1 and DA2 of the element groups G1 and G2 are substantially arranged. Can be matched.
第2の変形例によれば、第1素子群G1と第2素子群G2がダウンリンク領域DAのほぼ全体にダウンリンク光DOを送出するので、発光ユニット13の発光量が、第2期間T2では小さくかつ第1期間T1では大きくなるように、ダウンリンク領域DAのほぼ全範囲が調光されることになる。
なお、第2の変形例においても、第1素子群G1は、第2期間T2において消灯してもよいし、第2期間T2において暗めに発光させることにしてもよい。
According to the second modification, since the first element group G1 and the second element group G2 send the downlink light DO to almost the entire downlink area DA, the light emission amount of the
Also in the second modification, the first element group G1 may be turned off in the second period T2, or may be caused to emit light darker in the second period T2.
また、第2の変形例において、第1期間T1における発光ユニット13の発光量(第1発光量:両素子群G1,G2が発光する場合の発光量)と、第2期間T2における発光ユニット13の発光量(第2発光量:第2素子群G2だけが発光する場合の発光量)は、いずれも、前述の規格光量(尖頭値で4.5μW/cm2 )以上とする必要がある。
この場合、例えば、第2発光量については、規格光量よりも僅かに大きい光量(マージンなしの光量)に抑え、第1発光量については、規格光量に所定のマージンを加えた光量とすることにより、両者の発光量に差を付けるようにすればよい。
Further, in the second modification, the light emission amount of the
In this case, for example, the second light emission amount is suppressed to a light amount slightly larger than the standard light amount (light amount without margin), and the first light emission amount is set to a light amount obtained by adding a predetermined margin to the standard light amount. What is necessary is just to make a difference in the amount of light emission of both.
〔その他の変形例〕
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成及びその均等の範囲内のすべての変更が含まれる。
例えば、上述の実施形態では、車両感知機能を併有する光ビーコン4を例示したが、その機能を有しない光ビーコンにも本発明を適用できる。
[Other variations]
The embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims for patent, and includes all modifications within the scope of the claims and their equivalents.
For example, in the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、発光ユニット13を構成する複数の発光素子42Aを、調光する第1素子群G1と発光量が一定の第2素子群G2とに区分しているが、すべての発光素子42Aについて、第1期間T1に発光量が増加するように調光することにしてもよい。
なお、この場合、第2期間T2で消灯させる調光は不可能となり、第2期間T2での発光量を、車載機2がダウンリンク信号を受信可能な程度に落とす調光制御となる。
In the above-described embodiment, the plurality of
In this case, dimming that is turned off in the second period T2 is impossible, and dimming control is performed to reduce the light emission amount in the second period T2 to such an extent that the in-
上述の実施形態では、発光素子42Aとして、DIP型の近赤外線LEDを採用しているが、これに代えて、SMD(Surface Mount Device)型の近赤外線LEDを採用することにしてもよい。
かかるSMD型を採用すれば、回路基板の表面側で配線作業が完了するので、DIP型の場合に必要となる、回路基板のスルーホールにリード線を貫通させて半田付けする面倒な作業が不要になり、DIP型に比べて簡便に実装できる利点がある。
In the above-described embodiment, the DIP type near infrared LED is employed as the
If this SMD type is adopted, wiring work is completed on the surface side of the circuit board, so that the troublesome work of penetrating the lead wire into the through hole of the circuit board and soldering, which is necessary for the DIP type, is unnecessary. Therefore, there is an advantage that it can be mounted easily compared to the DIP type.
2 車載機
4 光ビーコン
7 ビーコン制御機(制御部)
8 ビーコンヘッド(投受光器)
11 送受信ユニット
12 センサユニット
13 発光ユニット(通信用)
14 受光ユニット(通信用)
42 発光部材
42A 発光素子
43 受光部材
G1 第1素子群
G2 第2素子群
T1 第1期間
T2 第2期間
2 In-
8 Beacon head (emitter / receiver)
11 Transmission /
14 Light receiving unit (for communication)
42
Claims (9)
ダウンリンク方向の通信のためのダウンリンク光を送出する発光ユニットと、
下記の第1期間における前記発光ユニットの発光量を、下記の第2期間における前記発光ユニットの発光量よりも増加させる制御部と、を備えている光ビーコン。
第1期間:アップリンク信号の受信を契機として開始する所定時間長の期間
第2期間:第1期間以外の期間 An optical beacon that performs optical communication with an in-vehicle device of a running vehicle,
A light emitting unit for transmitting downlink light for communication in the downlink direction;
The optical beacon provided with the control part which makes the light emission amount of the said light emission unit in the following 1st period increase rather than the light emission amount of the said light emission unit in the following 2nd period.
First period: a period of a predetermined time length that starts when the uplink signal is received Second period: a period other than the first period
前記第1期間の終了時点は、前記センサユニットがアップリンク信号の受信から所定時間以内に前記車両を感知した時点である請求項1〜3のいずれか1項に記載の光ビーコン。 It further comprises a sensor unit that senses the vehicle by transmitting incident light downstream of the downlink region and detecting reflected light.
The optical beacon according to any one of claims 1 to 3, wherein the end time of the first period is a time when the sensor unit senses the vehicle within a predetermined time from reception of an uplink signal.
前記制御部は、前記第2期間に前記第1素子を消灯し、前記第1期間に前記第1素子を発光させることにより、前記発光ユニットの発光量を増加させる請求項1〜5のいずれか1項に記載の光ビーコン。
第1素子:第1期間に発光量を増加させる発光素子
第2素子:第2期間に既に発光しており、第1期間に発光量を増加させない発光素子 The light emitting unit has the following first element and second element individually,
6. The control unit according to claim 1, wherein the controller turns off the first element during the second period and causes the first element to emit light during the first period, thereby increasing the light emission amount of the light emitting unit. The optical beacon according to item 1.
First element: a light emitting element that increases the amount of light emission in the first period Second element: a light emitting element that has already emitted light in the second period and does not increase the amount of light emission in the first period
前記制御部は、前記第2期間に前記第1素子に流す電流値よりも、前記第1期間に前記第1素子に流す電流値を増やすことにより、前記発光ユニットの発光量を増加させる請求項1〜5のいずれか1項に記載の光ビーコン。
第1素子:第1期間に発光量を増加させる発光素子
第2素子:第2期間に既に発光しており、第1期間に発光量を増加させない発光素子 The light emitting unit has the following first element and second element individually,
The said control part increases the light emission amount of the said light emission unit by increasing the electric current value sent through the said 1st element in the said 1st period rather than the electric current value passed through the said 1st element in the said 2nd period. The optical beacon according to any one of 1 to 5.
First element: a light emitting element that increases the amount of light emission in the first period Second element: a light emitting element that has already emitted light in the second period and does not increase the amount of light emission in the first period
前記第2素子群の発光方向が前記第1素子群の発光方向よりも上流側を指向している請求項6又は7に記載の光ビーコン。 The light emitting unit includes a first element group in which a plurality of the first elements are arranged in a predetermined pattern, and a second element group in which the plurality of the second elements are arranged in a predetermined pattern,
The optical beacon according to claim 6 or 7, wherein a light emission direction of the second element group is directed upstream of a light emission direction of the first element group.
前記第1素子群と前記第2素子群が、いずれもダウンリンク領域のほぼ全体にダウンリンク光を送出可能となるように、同じ回路基板面に混在状態で交互に配列されている請求項6又は7に記載の光ビーコン。 The light emitting unit includes a first element group in which a plurality of the first elements are arranged in a predetermined pattern, and a second element group in which the plurality of the second elements are arranged in a predetermined pattern,
7. The first element group and the second element group are alternately arranged in a mixed state on the same circuit board surface so that downlink light can be transmitted almost over the entire downlink region. Or 7. The optical beacon according to 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013085410A JP2014207628A (en) | 2013-04-16 | 2013-04-16 | Optical beacon |
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JP2013085410A Pending JP2014207628A (en) | 2013-04-16 | 2013-04-16 | Optical beacon |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2014207628A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015170273A (en) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 株式会社京三製作所 | Optical beacon device |
JP2015210573A (en) * | 2014-04-24 | 2015-11-24 | 株式会社デンソー | Road-vehicle communication system |
JP2017092891A (en) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 住友電工システムソリューション株式会社 | Optical beacon |
JP2019144852A (en) * | 2018-02-21 | 2019-08-29 | コイト電工株式会社 | Optical beacon |
-
2013
- 2013-04-16 JP JP2013085410A patent/JP2014207628A/en active Pending
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