JP2017068335A - データ処理装置および車載通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体（歩行者）の数が膨大になっても、第１の通信装置（路側機）と第１の通信端末（車両）との間で行われるブロードキャスト方式の第１の通信（Ｖ２Ｘ通信）が破綻する事態を回避する。【解決手段】第１の通信装置（路側機）と第２の通信装置とデータ処理装置とを備える通信システムであって、以下のように構成される。第１の通信装置は、第１の通信端末（車両）との間でブロードキャスト方式の第１の通信（Ｖ２Ｘ通信）が可能な通信装置である。第２の通信装置は、第１の通信端末以外の複数の移動体（歩行者）との間でユニキャスト方式またはマルチキャスト方式の第２の通信を行い、それらの位置情報を取得することが可能な通信装置である。データ処理装置は、第２の通信装置によって、取得した複数の移動体の位置情報を一括した情報（ＬＤＭ）を第１の通信装置（路側機）から第１の通信端末（車両）に通知させる。【選択図】図１

Description

本発明は、データ処理装置および車載通信装置に関し、特に歩行者情報を扱う路車間・車車間通信を行う通信システムを構成するデータ処理装置及び当該路車間・車車間通信に参加する車両に搭載される車載通信装置に好適に利用できるものである。

自動車における路車間・車車間等のＶ２Ｘ（Vehicle to X）通信システムでは、その利用シーン（Use case）に自動車と歩行者（Ｖ２Ｐ：Vehicle to Pedestrian）の通信が含まれる。日本やアジアの一部の国、米国の一部の都市では、自動車 対 人の死亡事故が約５割を占めるなど、交通事故による死亡者数を削減するためには、歩行者と自動車の通信による衝突防止が課題となってくる。

特許文献１には、自動車と歩行者の直接通信するＶ２Ｐを含むＶ２Ｘ通信システムが開示されている。同文献を始めとする従来の技術では、様々な自動車と歩行者の通信アプリケーションが定義されており、自動車が歩行者の存在を感知した場合の動作が定義されている。

米国特許出願公開第2015/0035685号明細書

特許文献１について本発明者が検討した結果、以下のような新たな課題があることがわかった。

特許文献１に開示されるような、自動車と歩行者が直接通信を行うＶ２Ｘ通信システムにおいては、通信網が破綻する恐れがあることがわかった。Ｖ２Ｘ通信システムの１つの通信端末からの通信可能範囲内に存在し得る自動車の数にはある程度の限りがあるが、同じ通信可能範囲内に存在し得る歩行者の数はその数十倍から数百倍になる。例えば、歩行者が集中する大都市の交差点で、多数の歩行者がＶ２Ｘの通信端末を保持して通信を行うと、通信網が破綻する恐れがある。Ｖ２Ｘ通信システムは、ブロードキャスト方式であるので、１台の自動車からの通信に対して多数の歩行者が応答し、或いは、多数の歩行者から一斉に情報が発信されるために、Ｖ２Ｘ通信システムが許容する通信数を大幅に上回り、いわゆるＤｏＳ（Denial of Service）攻撃と同じ現象になる事が考えられるからである。

なお、同様の課題は、上記Ｖ２Ｘ通信システムに限らず、ブロードキャスト方式もしくはこれに類似する通信方式を採用するあらゆる通信システムに、共通に発生し得る。

このような課題を解決するための手段を以下に説明するが、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態によれば、下記の通りである。

すなわち、第１の通信装置と第２の通信装置とデータ処理装置とを備える通信システムであって、以下のように構成される。第１の通信装置は、第１の通信端末との間でブロードキャスト方式の第１の通信が可能な通信装置である。第２の通信装置は、第１の通信端末以外の複数の移動体との間でユニキャスト方式またはマルチキャスト方式の第２の通信を行い、それらの位置情報を取得することが可能な通信装置である。データ処理装置は、第２の通信装置によって複数の移動体の位置情報を取得させ、取得した複数の位置情報を一括した情報を第１の通信装置から第１の通信端末に通知させることができるように、構成されている。

前記一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。

すなわち、移動体（歩行者）の数が膨大になっても、第１の通信装置（路側機）と第１の通信端末（車両、自動車）との間で行われるブロードキャスト方式の第１の通信（Ｖ２Ｘ通信）が破綻する事態を回避することができる。

図１は、通信システム全体の構成例を示す説明図である。 図２は、本通信システムにおける歩行者との通信の動作例を、模式的に示す説明図である。 図３は、本通信システムにおける車両（自動車）との通信の動作例を、模式的に示す説明図である。 図４は、本通信システムにおけるマップ情報（ＬＤＭ）の作成例を示す説明図である。 図５は、本通信システムにおいて歩行者が携帯する通信端末の構成例を示す説明図である。 図６は、本通信システムにおいて緊急車両が通過する場合の、通信システム全体の動作例を示す説明図である。 図７は、緊急車両が交差点に接近したときの、通信システムの動作例を、模式的に示す説明図である。 図８は、緊急車両が通過していない平常時の、通信システムの動作例を、模式的に示す説明図である。 図９は、歩行者の属性に応じて横断時間が異なることを、模式的に示す説明図である。 図１０は、歩行者の横断開始と終了を検知する実施形態の例を、模式的に示す説明図である。 図１１は、歩行者に関する情報を路側機間で転送する実施形態の例を、模式的に示す説明図である。

実施の形態について詳述する。なお、発明を実施するための形態を説明するための全図において、同一の機能を有する要素には同一の符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。

〔実施形態１〕
図１は、通信システム全体の構成例を示す説明図である。基本的には、信号機や道路標識などの路側機を含むインフラストラクチャ（以下「インフラ」と略記する）１と、車両（自動車）４と歩行者５との間でＶ２Ｘ通信が可能な通信システムである。インフラ１は、データ処理装置３を介してＶ２Ｘ通信とは異なる通信方式の第２の通信装置２と接続されて、歩行者５が携帯する通信端末５０との間で通信を行う。データ処理装置３と第２の通信装置２は、物理的にはインフラ１に内蔵されていても良く、インフラ１に対して付加された装置、あるいはインフラ１に内蔵された機能と位置付けることもできる。一方、第２の通信装置２は、インフラ１の近傍に設置された、既存の通信システムの通信装置であってもよい。例えば、インフラ１は、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport Systems）を構成する路側機の一つである信号機である。このとき、第２の通信装置は例えば無線ＬＡＮ（Wi-Fi；登録商標）やBluetooth（登録商標）の通信装置であり、信号機に内蔵されるWi-FiやBluetoothの通信モジュールであってもよいし、ＩＴＳとは独立する公衆無線ＬＡＮの基地局であってもよい。本明細書及び図面では、理解を助けるために、インフラに含まれる路側機の一例として信号機を図示し、信号機は車両４との間でＶ２Ｘ通信を行う通信装置としての機能に着目して表記し、データ処理装置３と第２の通信装置２は、信号機に通信路３１と３２を介して接続される装置として表記し、信号機とデータ処理装置３と第２の通信装置２とによる全体を通信システム１００として表記する。データ処理装置３と第２の通信装置２とが信号機などの路側機に内蔵される実装形態では、通信システム１００が物理的には１つの「インフラ」となる。なお、符号「１」は、車両４との間でＶ２Ｘ通信を行う通信装置として機能するときに、インフラ、路側機及び信号機に共通に付して使用する。

車両４は、アンテナ４１が接続されたＶ２Ｘ通信装置（V2X box）４０が搭載されており、信号機（路側機）１との間でＶ２Ｘ通信を行う。符号「１１」はＶ２Ｘ通信用のアンテナ、「４２」は上り回線、「４３」は下り回線である。

歩行者５は、通信端末５０を携帯しており、通信端末５０は第２の通信装置２との間で、Ｖ２Ｘ通信とは異なる、ユニキャスト方式またはマルチキャスト方式の通信を行う。ピアトゥピア（peer to peer）であることが望ましいが、１：多であってもよい。例えば、無線ＬＡＮ（Wi-Fi）、Bluetoothである。また、通信端末５０と第２の通信装置２との間での直接の通信である必要は必ずしもなく、何らかの中継機を介した通信、例えば、マルチホッピングであってもよい。図１において、符号「２１」は第２の通信装置２に接続されるアンテナ、「５２」と「５３」は第２の通信装置２との間の通信の上り回線と下り回線である。

図２は、本通信システムにおける歩行者５との通信の動作例を、模式的に示す説明図である。第２の通信装置２は、複数の歩行者５＿１〜５＿３がそれぞれ携帯する通信端末５０＿１〜５０＿３との通信によって、歩行者５＿１〜５＿３の個々の識別子（ＩＤ：Identification）、位置情報、及び、属性を収集する。位置情報は時々刻々変化するので、対応する時刻情報も合わせて収集することが望ましい。一方、属性を利用しないサービス形態では、属性の収集は不要である。第２の通信装置２によって、歩行者５＿１〜５＿３から個別に収集された位置情報は、データ処理装置３において、例えば、ＬＤＭ（Local Dynamic Map）などのマップ情報として一括される。ここで生成されるＬＤＭには、各歩行者５＿１〜５＿３のＩＤと位置情報が含まれればよく、より好ましい実施形態では対応する時刻情報も合わせて含まれる。ＬＤＭに時刻情報が含まれることにより、ＬＤＭを定期的に受信する車両（自動車）４などの通信装置４０において、歩行者が移動する方向と速度を算出することができる。また、別の実施形態では各歩行者５＿１〜５＿３の属性情報も合わせて含まれてもよい。一方、ＬＤＭには、通常含まれる地図情報（破線で図示）は、含まれている必要はない。歩行者情報のような動的なマップ情報に対して、地図情報は静的なマップ情報であるため、信号機１のような固定された路側機から供給されてＬＤＭに追加されるか、受信する車両（自動車）４側で自身のナビゲーションシステム等が持つ地図情報と合成されればよい。

図３は、本通信システムにおける車両（自動車）４との通信の動作例を、模式的に示す説明図である。車両４は、アンテナ４１が接続されたＶ２Ｘ通信装置（V2X box）４０が搭載されており、信号機１との間でＶ２Ｘ通信を行う。信号機１からは、Ｖ２Ｘ通信により、複数の歩行者５＿１〜５＿３の位置情報を含むＬＤＭを受信する。車両４は、受信したＬＤＭに地図情報と自車両の位置を合成して、最終的なＬＤＭを生成する。地図情報は、車両４自身に搭載されるナビゲーションシステム等が持つ静的地図データベースから得られ、または、Ｖ２Ｘ通信を介したサービスにより、信号機１などの路側機を介してＩＴＳ側から提供されてもよい。自車両の位置は、図示は省略されているが、自車両に搭載されるＧＰＳ（Global Positioning System）等によって得られる。

図４は、本通信システムにおけるマップ情報（ＬＤＭ）の作成例を示す説明図である。図２に示したように、通信システム１００が持つ第２の通信装置２は、Ｐ２Ｉ通信によって、複数（ｎ人）の歩行者からそれぞれが携帯する通信端末Ｄｅｖｉｃｅ＿１〜Ｄｅｖｉｃｅ＿ｎ（通信端末５０）を介して歩行者５の個別の情報を収集する。Ｐ２Ｉ通信は、上述のように、ユニキャスト方式またはマルチキャスト方式の通信であり、例えば、無線ＬＡＮ（Wi-Fi）やBluetoothである。即ち、通信端末Ｄｅｖｉｃｅ＿１は１人の歩行者からそのＩＤ＿１と属性＿１と位置＿１と時刻＿１とその他＿１の情報を収集し、通信端末Ｄｅｖｉｃｅ＿２は別の１人の歩行者からそのＩＤ＿２と属性＿２と位置＿２と時刻＿２とその他＿２の情報を収集する。以下同様にｎ人目の歩行者について、通信端末Ｄｅｖｉｃｅ＿ｎがそのＩＤ＿ｎと属性＿ｎと位置＿ｎと時刻＿ｎとその他＿ｎの情報を収集する。通信端末（Ｄｅｖｉｃｅ＿１〜Ｄｅｖｉｃｅ＿ｎ）毎に図示される、ＩＤ、属性、位置、時刻及びその他からなる情報は、それぞれが１つのパケットによって送受信されてもよいし、複数のパケットに分割されて送受信されてもよい。または、１つのパケットに複数の歩行者情報が含まれていてもよい。マルチホッピングなど、歩行者５が持つ通信端末５０が中継機能を持つ場合には、中継する通信端末が末端からの１人または複数人の歩行者の情報に自身の情報を追加して転送することになるので、１つのパケットに複数の歩行者の情報が含まれる場合があり得る。

収集された複数の歩行者の位置情報などの歩行者情報は、データ処理装置３によって、ＬＤＭの動的な情報として一括される。複数の歩行者の情報が一括されたＬＤＭは、Ｖ２Ｘ通信によって車両４に伝送される。即ち、インフラ（データ処理装置３）が作成するＬＤＭには、ｎ人全ての歩行者の情報ＩＤ＿１〜ＩＤ＿ｎ、属性＿１〜属性＿ｎ、位置＿１〜位置＿ｎ、及び、時刻＿１〜時刻＿ｎがすべて含まれる。

インフラから信号機（路側機）１を介して、歩行者情報が一括された上記ＬＤＭを受信した車両４では、ナビゲーションシステムの地図データベースなどから、ＬＤＭを合成するための静的な地図情報を得て、受信したＬＤＭに含まれる複数の歩行者の位置情報等と合成する。自車両の位置も、この時に追加されるとよい。これにより、地図情報に自車両と複数歩行者の情報とが追加的に合成されたＬＤＭが生成される。このときに生成されるＬＤＭは、必ずしも制限されないが、国内機関或いはＥＣ（European Commission）、ＩＳＯ（International Organization for Standardization）その他の国際的な団体によって標準化された形式に、準拠することが望ましい。

Ｐ２Ｉ通信によって、通信端末Ｄｅｖｉｃｅ＿１〜Ｄｅｖｉｃｅ＿ｎ（通信端末５０）からそれぞれ送信される、複数の歩行者の個別の情報量の合計は、インフラが作成するＬＤＭに含まれる、一括された情報量と等しい。通信端末Ｄｅｖｉｃｅ＿１〜Ｄｅｖｉｃｅ＿ｎ（通信端末５０）からそれぞれ送信される、複数の歩行者の個別の情報は、ＩＤ＿１と属性＿１と位置＿１と時刻＿１、ＩＤ＿２と属性＿２と位置＿２と時刻＿２、…ＩＤ＿ｎと属性＿ｎと位置＿ｎと時刻＿ｎである。よって、その合計は、インフラが作成するＬＤＭに含まれる、ＩＤ＿１〜ＩＤ＿ｎ、属性＿１〜属性＿ｎ、位置＿１〜位置＿ｎ、及び、時刻＿１〜時刻＿ｎの情報量と等しい。しかし、通信端末Ｄｅｖｉｃｅ＿１〜Ｄｅｖｉｃｅ＿ｎ（通信端末５０）からはそれぞれ個別に送信されるので、それぞれについて、暗号化鍵情報や署名、証明書などが個別に付与される必要がある。また、複数のパケットで通信されるのでその通信方式に準拠するヘッダが付与される必要がある。一方、Ｖ２Ｘ通信は１つにまとめられたＬＤＭがインフラから車両４に伝送されるだけなので、送信する路側機（信号機）１に固有の単一の暗号化鍵情報や署名、証明書が付加されれば足りる。そのため、Ｖ２Ｘ通信で伝送される通信の情報量は、Ｐ２Ｉ通信で伝送される通信の情報量の合計よりも著しく少なく抑えることができる。さらに、路側機（信号機）１からの通信範囲内に複数の車両が存在する場合にも、単一のＬＤＭをすべての車両にブロードキャストすればよい。個々の車両において、自車両と自車両を中心とする必要な範囲の地図情報に、必要なだけの歩行者の位置情報等をマッピングして合成すればよい。合成したＬＤＭは、運転者に向けて表示し、或いは、危険を予知し事故を未然に防ぐための基礎情報として活用することができる。車両４が自動運転されている場合には、車両制御を行う人工知能ユニット（Cognitive Unit）に送付して、車両そのものの制御に活用することができる。これにより、路車間通信に参加する複数の車両に同じ歩行者情報（ＬＤＭ）をブロードキャストしても、それぞれの車両において自車両の位置に基づく地図情報内に、個々の歩行者の位置がマッピングされ、自車両との相対的に適切な位置関係で認識され、事故の防止などに寄与することができる。

以上のように、Ｐ２Ｉ通信はユニキャスト方式またはマルチキャスト方式とすることにより、複数の歩行者から個別の情報を収集するのに適しており、Ｖ２Ｘ通信は１つのインフラ１から複数の車両に対して、複数の歩行者の位置情報を動的情報として含む単一の地図情報として一斉送信すればよいので、ブロードキャスト方式が適している。

これにより、歩行者５の数が膨大になっても、インフラである路側機（信号機）１と車両４との間で行われるブロードキャスト方式のＶ２Ｘ通信が破綻する事態を回避可能な通信システムを構築することができる。

複数の歩行者から収集される情報には、位置情報に対応して、固有のＩＤと時刻情報が含まれるとよい。ＩＤと時刻は、１つにまとめられたＬＤＭに含められて、車両４に伝送される。車両４では位置と時刻からそれぞれに歩行者について移動の方向と速度を算出することができる。必ずしもＬＤＭ内に含まれる全ての歩行者について移動の方向と速度を計算する必要はなく、例えば必要に応じて自車両の進行方向などに限定しても良い。または、想定外に速く移動する歩行者を優先するなど、歩行者の特徴に応じて変更してもよい。これにより、車両４のＶ２Ｘ通信装置（V2X box）４０における演算量を抑えることができる。また、路側機（信号機）１による歩行者からの位置情報の収集は、周期的に実行される必要があるが、移動速度が自動車よりも著しく遅いので、その周期はＶ２Ｘにおいて標準的な周期よりも長くすることができる。歩行者の位置情報の収集周期を長くすることにより、収集した位置情報を伝送する頻度を低下させることができるのでＰ２Ｉ通信のトラフィックを抑えることができる。さらに、車両４のＶ２Ｘ通信装置（V2X box）４０においても、歩行者の移動方向、移動速度を算出する周期が長くなり、演算量が抑えられる。一方、周期を短くすれば、歩行者の急な方向転換や急な飛び出しに対応するための精度を向上することができる。

複数の歩行者から収集される情報には、さらに歩行者の属性情報が含まれるとよい。歩行者の属性情報には、例えば、身体障がい者、高齢者、幼年者、子供連れの親、妊婦等、交通安全上厚く保護されるべきか否かの評価に資する情報が含まれる。これに基づいて、優先度が判断され、優先度の高い歩行者については、運転者に向けた表示において強調し、或いは何らかの注意喚起を促すなどの、それぞれの属性に応じた適切な措置を講ずることができる。例えば、優先度の高い歩行者については優先的に、移動の方向と速度の算出を行なうこともできる。

図５は、本通信システムにおいて歩行者５が携帯する通信端末５０の構成例を示す説明図である。歩行者５が携帯する通信端末５０は、例えば、スマートフォンや携帯電話など、ユーザインターフェース（ＨＭＩ：Human Machine Interface）を備える通信端末であることが望ましい。通信システム１００側からの下りの通信回線で通知される、各種の情報、例えば、後述する緊急車両の接近や通過に関する情報や、通行の制限や混雑などの交通情報を表示することができるからである。

通信端末５０は、図示は省略されているが、無線ＬＡＮ（Wi-Fi）やBluetoothなどの通信機能を有する。これらの汎用的な通信機器を、Ｖ２Ｘ通信システムの中に有機的に結合することができ、膨大な歩行者情報を効率よく収集することができる。

本通信システムは、歩行者の支援を行うことを目的の１つとしているため、歩行者の携帯する通信端末５０に格納される歩行者自身の属性情報は、その歩行者が健常者である場合であっても、利便性の高い支援サービスを提供するために利用される有益な資産である。ただし、全ての歩行者に等しく平等な支援を行う事は、交通の効果の観点から効率的では無い。このため、属性情報は、安全に守られるべきより重要な資産であると言える。

通信端末５０には、例えば、セキュアマイコン７１などの半導体装置が実装されている。属性情報は、半導体装置内の記憶装置（メモリ）に保管されている。この属性情報は前述の理由により、秘匿される必要があるため、暗号化して保存される事が望ましい。図５のセキュアマイコン７１は、属性情報の秘匿を実現する手段の一例である。セキュアマイコン７１は、例えば、ＣＰＵ７２、Ｉ／Ｏインターフェース７３、ＲＡＭ（Random Access Memory）７４、及び、ＲＯＭ（Read Only Memory）７５が、バス７６を介して互いに接続されて、構成されている。ＲＯＭ７５には、歩行者の属性情報が、暗号化されて格納されている。属性情報が暗号化されているだけでなく、ＲＯＭ７５の一部または全体が外部からアクセスできないように、耐タンパ性を備えて構成されてもよい。秘匿される属性情報は、パスワードによって暗号化される。通信端末５０などのデバイスの起動時に、ユーザがＨＭＩから暗号鍵であるパスワードを入力する事により、ＲＯＭ７５に保管されている属性情報が復号され、有効となる。このような仕組みを設ける事により、属性情報の秘匿性が担保される。

歩行者５が携帯する通信端末５０は、例えばスマートフォンや子供の誘拐防止装置などのように従来からの通信機能及びＨＭＩを有するデバイスであると好適である。しかし、通信端末５０は、必ずしも表示機能のあるＨＭＩを有している必要はなく、下り回線によって受信した情報に基づいて、音声で内容を通知し、または、警告音で注意を喚起するだけでもよい。さらには、ＨＭＩを備えず、歩行者の位置情報や属性情報を通信システムに送信する機能に特化されていてもよい。よって、ここで求められる通信端末は、通信システム１００からの問い合わせに対して、歩行者のＩＤ、位置情報、属性情報、時刻情報の少なくとも一部を応答する機能を有していれば足り、歩行者が常に携行するであろう、杖や乳母車、歩行介助機などに内蔵されていてもよい。重要なことは、歩行者である使用者が常に携帯する事である。一般的に、交通事故被害者の数は、幼年者や高齢者に多いため、これらの世代が常時携帯するデバイスであることが望ましい。

本実施形態１では、Ｖ２Ｘ通信を一例とした実施の形態について説明したが、Ｖ２Ｘ通信システムに限らず、ブロードキャスト方式もしくはこれに類似する通信方式を採用するあらゆる通信システムに、共通に適用することができる。即ち、通信システムは、第１の通信装置（例えば路側機１）と第２の通信装置２と、データ処理装置３とを備えて構成される。

第１の通信装置（例えば路側機１）は、第１の通信端末（例えば車両４）との間でブロードキャスト方式の第１の通信（例えばＶ２Ｘ通信）を行う。第２の通信装置２は、第１の通信端末以外の複数の移動体（例えば歩行者５）との間でユニキャスト方式またはマルチキャスト方式の第２の通信を行い、前記複数の移動体の位置情報を取得する。データ処理装置３は、第２の通信装置２によって取得させた複数の移動体の位置情報を一括した情報（例えばＬＤＭ）を、前記第１の通信装置（例えば路側機１）から前記第１の通信端末（例えば車両４）に通知させる。

これにより、移動体の数が膨大になっても、第１の通信装置と第１の通信端末との間で行われるブロードキャスト方式の第１の通信が破綻する事態を回避することができる。即ち、同様の課題が解決される。

〔実施形態２〕
図６は、本通信システムにおいて緊急車両６が交差点を通過する場合の、通信システム全体の動作例を示す説明図である。図１に示した通信システム全体に、さらに緊急車両６が追加される。緊急車両６も車両４の一種に過ぎないが、本実施形態２では、敢えて別の符号「６」を付して一般車両４と区別する。緊急車両６にも、アンテナ６１が接続されたＶ２Ｘ通信装置（V2X box）６０が搭載されており、信号機（路側機）１との間でＶ２Ｘ通信を行う。符号「６２」は上り回線、「６３」は下り回線である。緊急車両６が通過する時には、緊急車両がＶ２Ｘの上り回線６２を使って路側機（信号機１）に緊急車両の接近を通知し、これに応じて路側機（信号機１）から一般車両４にはＶ２Ｘ通信の下り回線４３によって、緊急車両が通過する旨の注意喚起情報が通知され、歩行者５にも、第２の通信装置２から下り回線５３によって、緊急車両が通過する旨の同様の注意喚起情報が通知される。他の構成と動作は、図１〜５を引用して説明した実施形態１と同様であるので、説明を省略する。

一般に、Ｖ２Ｘ通信システムの利用シーン（Use case）では、車両（自動車、オートバイ、自転車）やインフラ、歩行者の情報を元に、信号を制御して交通の高効率化を目指している。すなわち、信号のある交差点で、信号待ちをしている車両や歩行者がまったく無い場合には、信号を変更する必要が無いため、信号はその時の表示（例えば青信号）を維持する。国や地域の文化や慣習に依存するかも知れないが、歩行者がいる場合には、原則的に歩行者を優先とする場合があるかもしれない。一方で、救急車やパトカーに代表されるような、緊急車両が交差点に接近した場合は、緊急車両の通行を優先する場合もある。通行に際しての優先度は、例えば、緊急車両、交通弱者、一般の歩行者、一般車両の順に規定される。このような優先度は、その国や地域の文化や慣習を参考にしながら、法律や規則によって規定される。ここで、交通弱者とは、例えば、身体障がい者、高齢者、幼年者、子供連れの親、妊婦等、交通安全上厚く保護されるべき歩行者を意味する。

図７は、緊急車両６が交差点に接近したときの、通信システムの動作例を模式的に示す説明図である。緊急車両６が交差点に接近してきているときには、進行方向の信号機１＿１の表示を、通行可を意味する青信号とし、交差する方向の信号機１＿２と歩行者用信号機１＿３の表示は、停止を意味する赤信号とする。これと併せて、歩行者５には、例えば携帯する通信端末５０に「緊急車両接近！」を表示することによって、緊急車両６が接近していることを通知する。通信端末５０が表示機能を備えない場合、或いは表示機能を備えていても、音声、警告音や振動などの代替手段或いは追加的手段によって、歩行者５に警告しても良い。一般車両４に対しては、一般的なＶ２Ｘシステムの仕様に則った表示や通報を行う。この際に、信号が変わるまでの時間を、緊急車両６の位置情報と車速等から算出して、一般車両４に搭載されるＶ２Ｘ通信装置（V2X box）４０他の装置や歩行者５が携帯する通信端末５０に表示してもよい。このような仕組みを用いる事により、緊急車両６の走行を妨げることなく、かつ歩行者５に安全に、緊急車両６の接近を通知する事が可能になる。

一方、図８は、緊急車両６が通過していない平常時の、通信システムの動作例を模式的に示す説明図である。実施形態１で説明したように、路側機（信号機）１は、周囲の歩行者５の位置情報に加えて、属性情報を収集することができる。収集した位置情報、属性情報によりＬＤＭは、実施形態１では、車両４に送信される実施形態について説明したが、本実施形態２では、ＬＤＭを信号機の制御にも利用する。収集した属性情報から、歩行者の優先度を判断して、その優先度に応じた信号の制御を行うことができる。例えば、上で例示した優先順位に倣えば、緊急車両６の次に高い優先度を有する歩行者（交通弱者）の横断が優先される。この場合には、図８に例示されるように、一般車両４に対する信号機の表示を、停止を意味する赤信号とし、歩行者５の進行方向の歩行者用信号機１＿３の表示は、通行可を意味する青信号とする。これと併せて、歩行者５には、例えば携帯する通信端末５０に「横断可」を表示することによって、安全に横断することができることを通知する。また、青信号の点灯時間や残りに時間を表示することも可能である。さらに、歩行者が特に高い優先度を有する交通弱者であった場合には、それに対応する信号制御に変更することもできる。例えば、交通弱者が交差点を横断しようとするときには、交差する方向だけでなく、同じ方向からの右左折を行う車両に対しても、赤信号を表示することにより、事故が発生する確率を低下させることができる。

〔実施形態３〕
図９は、歩行者の属性に応じて横断時間が異なることを模式的に示す説明図である。歩行者が成人、子ども、車いすであるそれぞれの場合に、一定時間内に歩行できる距離を模式的に例示したものである。成人が最も長い距離を歩行することができ、子ども、車いすがそれに続く。このように、歩行者によって一定時間内に歩行できる距離が異なる。横断歩道を横断する場合に、一定時間内に横断しきれない場合には、歩行者は駆け足などで急ぐ必要に迫られ、交通安全上好ましいとは言えない状況が発生する。

本実施形態３では、本通信システムによって、歩行者の安全な横断を支援するための種々の形態について説明する。

図１に示した通信システムにおいて、第２の通信装置２によって収集した歩行者５の属性情報が所定の優先度を超えるとき、その歩行者の位置情報と時刻情報から、その歩行者の移動方向を算出し、移動方向にある別の信号機の表示を制御する。

これにより、所定の優先度を超える属性を持つ歩行者による交差点の横断中の安全が確保されるように、信号機を制御することができる。

その場合の１つの実施形態として、歩行者が横断を開始したことと横断を終了したことを検知する例について説明する。

図１０は、歩行者の横断開始と終了を検知する実施形態の例を模式的に示す説明図である。

歩行者５が横断を開始する側と終了する側のそれぞれに、信号機１＿１と１＿２がある。信号機１＿１及び１＿２は、それぞれに接続されている第２の通信装置２＿１と２＿２（不図示）によって、歩行者５（正確には歩行者５が携帯する通信端末５０）と通信を行う。第２の通信装置２＿１と２＿２と通信端末５０との通信可能距離を、それぞれ適切に設定することにより、歩行者の横断開始と終了を検知することができる。例えば、第２の通信装置２＿１と通信端末５０、及び第２の通信装置２＿２と通信端末５０との通信可能距離を、それぞれ、歩行者が信号待ちをしている時には通信可能である程度に長く、且つ、歩行者が横断する距離よりも十分に短く設定する。これにより、歩行者５が横断を開始した直後に第２の通信装置２＿１と通信端末５０との通信が途切れ、横断を終了すると第２の通信装置２＿２と通信端末５０との通信が接続される。このように、第２の通信装置２＿１は歩行者５の横断の開始を、第２の通信装置２＿２は歩行者５の横断の終了を、それぞれ検知することができる。歩行者５が横断を開始してから終了するまでの間、当該歩行者５に対する青信号を維持することができ、当該歩行者５を安全に横断させることができる。ここで、通信の接続と切断による検知では、誤差が大きくなる恐れがあるが、通信可能距離を考慮して、適切なマージンを加えることにより、誤差をある程度吸収することができる。このとき、歩行者５が、算出された移動方向とは異なる方向に横断した場合には、横断の開始検知した後、横断の終了を検知することができなくなる恐れがあるため、再接続されるまでの時間の上限を設け、その上限を超えた場合には横断開始を無効化して通常の信号動作に戻してもよい。また、通信端末５０に内蔵される加速度センサ等を利用した検知に替え、或いはこれを併用しても良い。さらには、通信端末５０のＨＭＩから歩行者自身に入力させ、第２の通信装置２＿１と２＿２に通知するように構成してもよい。

以上のような実際の横断開始と終了に応じた制御に代えて、統計的制御を採用することもできる。即ち、歩行者５の移動方向にある信号機１＿２によって、当該歩行者５に横断を許可する青信号の表示の時間を、当該歩行者の属性情報に基づいて延長する。これにより、複雑な制御をすることなく、歩行者が求めるであろう適切な横断時間を提供することができる。

この実施形態のさらなる変形として、信号機間で歩行者の属性情報や位置の情報を転送して、歩行者が進むと予想される次の信号の制御を行うことも可能である。

図１１は、歩行者に関する情報を路側機間で転送する実施形態の例を模式的に示す説明図である。信号機１＿１と１＿３は、図１０のように１つの横断歩道の前後にある信号機ではなく、１つの交差点の信号機１＿１と次の交差点の信号機１＿３である。歩行者５と通信を行ってその位置と属性情報を取得した信号機１＿１（正確には信号機１＿１に接続される第２の通信装置２＿１とデータ処理装置３＿１（不図示）を含む、インフラ）は、歩行者５の移動がする方向と速度を算出して、移動方向にある信号機１＿３にその歩行者５の属性情報などを転送する。

これにより、当該歩行者の進行方向にある次の信号機の制御を、現在横断中の信号機の制御と連動させるなど、一連の連携した交通制御を行うことができる。ただし、信号機１＿１と信号機１＿３は、交差点に設置された信号機に限られるわけではなく、さらには、信号機に限られない路側機などであってもよい。

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、各実施形態では、Ｖ２Ｘ通信システムにおける歩行者とインフラ（路側機）との通信を、Ｖ２Ｘ通信から他の通信（Wi-FiやBluetooth）等に代替させる実施の形態について説明したが、歩行者の数が十分に少ない場合には、歩行者とインフラ（路側機）、歩行者と車両（自動車）との間で直接のＶ２Ｘ通信を行なうように構成してもよい。

１ 路側機、信号機、インフラストラクチャ
２ （第２の通信用）通信装置
３ データ処理装置
４ 車両
５ 歩行者
６ 緊急車両
１１、４１、６１ Ｖ２Ｘ通信用アンテナ
２１ 第２の通信用アンテナ
３１、３２ 通信路
４０、６０ Ｖ２Ｘ通信装置（V2X box）
４２、４３、６２、６３ Ｖ２Ｘ通信
５０ 歩行者用通信装置
５２、５３ 第２の通信
７１ セキュアマイコン
７２ ＣＰＵ（Central Processing Unit）
７３ Ｉ／Ｏ
７４ ＲＡＭ（Random Access Memory）
７５ ＲＯＭ（Read Only Memory）
７６ バス
１００ 通信システム（Infrastructure）

Claims (19)

1. 第１の通信端末との間でブロードキャスト方式の第１の通信が可能な第１の通信装置と通信可能であり、
   前記第１の通信端末以外の複数の移動体との間でユニキャスト方式またはマルチキャスト方式の第２の通信を行い、前記複数の移動体の位置情報を取得することが可能な第２の通信装置と通信可能であり、
   前記第２の通信装置によって前記複数の移動体の位置情報を取得させ、取得した複数の前記位置情報を一括した情報を、前記第１の通信装置から前記第１の通信端末に送信させることが可能な、
   データ処理装置。
2. 請求項１において、
   前記第２の通信装置によって、前記複数の移動体のそれぞれの識別情報と、前記位置情報に対応する時刻情報とをさらに取得させ、前記一括した情報に、取得した識別情報と時刻情報とを追加して、前記第１の通信装置から前記第１の通信端末に送信させることが可能な、
   データ処理装置。
3. 請求項２において、
   前記第２の通信装置によって、前記複数の移動体のそれぞれの属性情報をさらに取得させ、前記一括した情報に、取得した属性情報を追加して、前記第１の通信装置から前記第１の通信端末に送信させることが可能な、
   データ処理装置。
4. 請求項１において、
   前記第１の通信端末は前記第１の通信のための通信装置を備えた車両であり、
   前記第１の通信は車車間路車間通信であり、
   前記第１の通信装置は路側機であり、
   前記移動体は前記第２の通信のための通信装置を携帯する歩行者であり、
   前記複数の前記位置情報を一括した情報は、複数の歩行者の位置情報を含むマップである、
   データ処理装置。
5. 請求項４において、
   前記第２の通信は公衆無線ＬＡＮまたはブルートゥースである、
   データ処理装置。
6. 第１の通信端末との間でブロードキャスト方式の第１の通信が可能な第１の通信装置と通信可能であり、
   前記第１の通信端末以外の複数の移動体との間でユニキャスト方式またはマルチキャスト方式の第２の通信を行い、前記複数の移動体の属性情報を取得することが可能な第２の通信装置と通信可能であり、
   前記第２の通信装置によって前記複数の移動体の属性情報を取得させ、
   取得した複数の前記属性情報を一括した情報を、前記第１の通信装置から前記第１の通信端末（に送信させ、
   または、取得した複数の前記属性情報に基づいて前記第１の通信装置に接続される装置を制御することが可能な、
   データ処理装置。
7. 請求項６において、
   前記第１の通信端末は前記第１の通信のための通信装置を備えた車両であり、
   前記第１の通信は車車間路車間通信であり、
   前記第１の通信装置は路側機であり、
   前記移動体は前記第２の通信のための通信装置を携帯する歩行者であり、
   前記第２の通信は公衆無線ＬＡＮまたはブルートゥースである、
   データ処理装置。
8. 請求項７において、
   前記第１の通信端末は一般車両と緊急車両を含み、
   前記第１の通信装置に接続される装置は信号機であり、
   前記第１の通信装置を介して前記緊急車両が接近しつつあることを検知したとき、前記信号機を制御して前記緊急車両の通過を優先する制御を行う、
   データ処理装置。
9. 請求項７において、
   前記第１の通信装置を介して前記緊急車両が接近しつつあることを検知したとき、前記一般車両に対しては前記路側機を介して前記第１の通信によって当該緊急車両の通過に関する情報を通知し、前記歩行者に対しては前記第２の通信装置を介して前記第２の通信によって当該緊急車両の通過に関する情報を通知する、
   データ処理装置。
10. 請求項７において、
    前記第１の通信装置に接続される装置は信号機であり、
    前記第２の通信装置によって取得した歩行者の属性情報が所定の優先度を超えるとき、前記第２の通信装置によってさらに取得された当該歩行者の位置情報と時刻情報から当該歩行者の移動方向を算出し、移動方向にある信号機の表示を制御する、
    データ処理装置。
11. 請求項１０において、当該歩行者の移動方向にある前記信号機によって、当該歩行者に横断を許可する表示の時間を、当該歩行者の属性情報に基づいて延長する、
    データ処理装置。
12. 請求項１０において、前記第２の通信装置のうちの１台は、当該歩行者の移動方向にある横断歩道の手前に設置された第３の通信装置であり、もう１台は前記横断歩道の末端側に設置された第４の通信装置であり、
    当該歩行者が携帯する通信装置と前記第３の通信装置との間の通信に基づいて、当該歩行者が前記横断歩道の横断を開始したことを検知し、当該歩行者が携帯する通信装置と前記第４の通信装置との間の通信に基づいて、当該歩行者が前記横断歩道の横断を終了したことを検知する、
    データ処理装置。
13. 請求項７において、
    前記第２の通信装置によって、前記複数の歩行者のそれぞれの識別情報と、位置情報と、前記位置情報に対応する時刻情報とをさらに取得させ、
    取得した複数の属性情報を一括した前記情報にさらに追加して、前記路側機から前記車両に送信させ、または、前記属性情報と前記識別情報と前記位置情報と前記時刻情報とに基づいて、前記第１の通信装置に接続される前記装置を制御する、
    データ処理装置。
14. 請求項１３において、
    取得した前記識別情報と前記位置情報と前記時刻情報とに基づいて、前記複数の歩行者のうちの少なくとも１人の移動方向と移動速度を算出する、
    データ処理装置。
15. 請求項１３において、前記歩行者の前記移動方向にある次の路側機に、当該歩行者から取得した前記識別情報と前記位置情報と前記時刻情報と前記属性情報とを転送させる、
    データ処理装置。
16. 通信システムに含まれる路側機との間でブロードキャスト方式の路車間通信が可能な車載通信装置であって、
    前記通信システムは、複数の歩行者との間でユニキャスト方式またはマルチキャスト方式の第２の通信を行い、前記複数の移動体の位置情報を取得することが可能な第２の通信装置を備え、
    前記第２の通信装置によって取得した前記複数の歩行者の位置情報を一括した情報を、前記路側機から受信する、
    車載通信装置。
17. 請求項１６において、
    前記車載通信装置は、前記路側機から受信した情報から前記複数の歩行者の位置情報を抽出して、当該車載通信装置が搭載される車両の近傍の地図情報と合成する、
    車載通信装置。
18. 請求項１７において、
    前記通信システムは、前記第２の通信装置によって、前記複数の歩行者のそれぞれの識別情報と、前記位置情報に対応する時刻情報とをさらに取得させ、
    前記車載通信装置が前記路側機から受信する情報には、前記第２の通信装置によって取得された前記識別情報と前記時刻情報とがさらに含まれ、
    前記車載通信装置は、前記路側機から受信した情報から抽出される、複数の歩行者のうちの少なくとも１人の位置情報と時刻情報から、当該歩行者が移動する方向と速度を算出する、
    車載通信装置。
19. 請求項１７において、
    前記通信システムは、前記第２の通信装置によって、前記複数の歩行者のそれぞれの属性情報をさらに取得させ、
    前記車載通信装置が前記路側機から受信する情報には、前記第２の通信装置によって取得された前記属性情報がさらに含まれ、
    前記車載通信装置は、前記路側機から受信した情報から抽出される、複数の歩行者のうちの少なくとも１人の属性情報を、前記地図情報に追加する、
    車載通信装置。

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