特許 6791645 光通信装置、光通信システム、および光通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6791645

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】光通信装置、光通信システム、および光通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/114 20130101AFI20201116BHJP

【ＦＩ】

   H04B10/114

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-65571(P2016-65571)

(22)【出願日】2016年3月29日

(65)【公開番号】特開2017-183889(P2017-183889A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2018年11月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100194087

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(72)【発明者】

【氏名】青山 千秋

(72)【発明者】

【氏名】佐畑 智幸

【審査官】 対馬 英明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０４３３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２８２４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３８２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４７３０４４４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１６−００３８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２３０４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００−１４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の情報を含む光信号を送信する送信装置から送信された光信号を受信する受信部と、
受信した前記光信号の中に同一の光情報を有する複数の画像を検出した場合、前記光信号の輝度、前記受信部で受信したときの前記光信号に対応する画像の大きさ、および前記光信号の伝搬距離の少なくとも一つに基づいて反射波による前記光信号を認識し、前記反射波による前記光信号を除去するマルチパス除去部と、
前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去した前記光信号に基づいて情報の取得を行う制御部と、
を備える光通信装置。

【請求項2】

前記光信号は、
同じ識別子を有する複数の光源による光源群の前記光源それぞれから送信され、
前記同じ識別子を有する複数の光源による光源群の前記光源それぞれから送信される前記光信号は、
複数の光源要素から構成され、光源群位置情報と複数の光源要素位置を備える、請求項１に記載の光通信装置。

【請求項3】

前記送信装置が光源によって前記光信号を送信し、
前記所定の情報は、
複数の前記光源による光源群を識別する光源群ＩＤ、前記光源群の位置を示す光源群位置および前記光源群を構成する光源要素位置であり且つ階層化されており、
前記マルチパス除去部は、
前記受信部が受信可能になった階層毎に、前記反射波による前記光信号の検出を行う、請求項１または請求項２に記載の光通信装置。

【請求項4】

前記マルチパス除去部は、
前記光源群ＩＤが異なる複数の前記光源群の位置関係に基づいて、前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去する、請求項３に記載の光通信装置。

【請求項5】

前記マルチパス除去部は、
複数の前記光源群の伝搬距離に基づいて、前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去する、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の光通信装置。

【請求項6】

前記マルチパス除去部は、
複数の前記光源群を撮像した画像の面積に基づいて、前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去する、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の光通信装置。

【請求項7】

前記マルチパス除去部は、
複数の前記光源群の輝度に基づいて、前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去する、請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の光通信装置。

【請求項8】

送信装置と光通信装置を有する光通信システムであって、
前記送信装置は、
複数の光源による光源群を識別する光源群ＩＤ、前記光源群の位置を示す光源群位置および前記光源群を構成する光源要素位置であり且つ階層化された、所定の情報を含む光信号を前記光源によって送信し、
前記光通信装置は、
前記所定の情報を含む光信号を送信する送信装置から送信された光信号を受信する受信部と、
受信した前記光信号の中に同一の光情報を有する複数の画像を検出した場合、前記光信号の輝度、前記受信部で受信したときの前記光信号に対応する画像の大きさ、および前記光信号の伝搬距離の少なくとも一つに基づいて反射波による前記光信号を認識し、前記反射波による前記光信号を除去するマルチパス除去部と、
前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去した前記光信号に基づいて情報の取得を行う制御部と、を備える、
光通信システム。

【請求項9】

受信部が、所定の情報を含む光信号を送信する送信装置から送信された光信号を受信する受信手順と、
マルチパス除去部が、受信手順によって受信された前記光信号の中に同一の光情報を有する複数の画像を検出した場合、前記光信号の輝度、前記受信部で受信したときの前記光信号に対応する画像の大きさ、および前記光信号の伝搬距離の少なくとも一つに基づいて反射波による前記光信号を認識し、前記反射波による前記光信号を除去するマルチパス除去手順と、
制御部が、前記受信手順によって受信された前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去した前記光信号に基づいて情報の取得を行う制御手順と、
を含む光通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光通信装置、光通信システム、および光通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光や電波を用いた通信システムが提案されている。このような通信システムを、例えばＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；自動料金収受）システムで用いる場合、路面、他の車両等によって、送信される信号に反射が生じることがある。反射が生じた場合、受信側では、反射波を受信することで誤通信となる。

【0003】

このような通信システムでは、車両のナンバープレートからナンバーを読み取り、通信アンテナを介して他の車両から送信される特定情報を受信し、受信した特定情報とデータベースを比較して、読み取ったナンバーをデータベースと比較ことによって、多重反射による影響を低減することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４７３０４４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、無線通信を用いてマルチパスの影響を低減することができるが、車両間、路車間等においてＬＥＤ等による光通信を用いた場合には、上記技術を適用することができない。

【0006】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、光通信におけるマルチパスの影響を低減することができる光通信装置、光通信システム、および光通信方法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】

【0007】

（１）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光通信装置は、所定の情報を含む光信号を送信する送信装置から送信された光信号を受信する受信部と、受信した前記光信号の中に同一の光情報を有する複数の画像を検出した場合、前記光信号の輝度、前記受信部で受信したときの前記光信号に対応する画像の大きさ、および前記光信号の伝搬距離の少なくとも一つに基づいて反射波による前記光信号を認識し、前記反射波による前記光信号を除去するマルチパス除去部と、前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去した前記光信号に基づいて情報の取得を行う制御部と、を備える。

【0008】

（３）また、本発明の一態様に係る光通信装置において、前記送信装置が光源によって前記光信号を送信し、前記所定の情報は、複数の前記光源による光源群を識別する光源群ＩＤ、前記光源群の位置を示す光源群位置および前記光源群を構成する光源要素位置であり且つ階層化されており、前記マルチパス除去部は、前記受信部が受信可能になった階層毎に、前記反射波による前記光信号の検出を行うようにしてもよい。

【0009】

（２）また、本発明の一態様に係る光通信装置において、前記光信号は、同じ識別子を有する複数の光源による光源群の前記光源それぞれから送信され、前記同じ識別子を有する複数の光源による光源群の前記光源それぞれから送信される前記光信号は、複数の光源要素から構成され、光源群位置情報と複数の光源要素位置を備えるようにしてもよい。

【0010】

（４）また、本発明の一態様に係る光通信装置において、前記マルチパス除去部は、前記光源群ＩＤが異なる複数の前記光源群の位置関係に基づいて、前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去するようにしてもよい。

【0011】

（５）また、本発明の一態様に係る光通信装置において、前記マルチパス除去部は、複数の前記光源群の伝搬距離に基づいて、前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去するようにしてもよい。

【0012】

（６）また、本発明の一態様に係る光通信装置において、前記マルチパス除去部は、複数の前記光源群を撮像した画像の面積に基づいて、前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去するようにしてもよい。

【0013】

（７）また、本発明の一態様に係る光通信装置において、前記マルチパス除去部は、複数の前記光源群の輝度に基づいて、前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去するようにしてもよい。

【0014】

（８）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光通信システムは、送信装置と光通信装置を有する光通信システムであって、前記送信装置は、複数の光源による光源群を識別する光源群ＩＤ、前記光源群の位置を示す光源群位置および前記光源群を構成する光源要素位置であり且つ階層化された、所定の情報を含む光信号を前記光源によって送信し、前記光通信装置は、前記所定の情報を含む光信号を送信する送信装置から送信された光信号を受信する受信部と、受信した前記光信号の中に同一の光情報を有する複数の画像を検出した場合、前記光信号の輝度、前記受信部で受信したときの前記光信号に対応する画像の大きさ、および前記光信号の伝搬距離の少なくとも一つに基づいて反射波による前記光信号を認識し、前記反射波による前記光信号を除去するマルチパス除去部と、前記受信部が受信した前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去した前記光信号に基づいて情報の取得を行う制御部と、を備える。

【0015】

（９）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光通信方法は、受信部が、所定の情報を含む光信号を送信する送信装置から送信された光信号を受信する受信手順と、マルチパス除去部が、受信手順によって受信された前記光信号の中に同一の光情報を有する複数の画像を検出した場合、前記光信号の輝度、前記受信部で受信したときの前記光信号に対応する画像の大きさ、および前記光信号の伝搬距離の少なくとも一つに基づいて反射波による前記光信号を認識し、前記反射波による前記光信号を除去するマルチパス除去手順と、制御部が、前記受信手順によって受信された前記光信号から、前記マルチパス除去部が前記反射波による前記光信号を除去した前記光信号に基づいて情報の取得を行う制御手順と、を含む。

【発明の効果】

【0016】

上述した（１）、（８）、または（９）の構成によれば、光通信において、反射波を除去することができるので、マルチパスの影響を低減することができるという効果を奏する。
また、上述した（３）の構成によれば、受信可能になった階層に応じて反射波の区別ができる。

【0017】

また、上述した（２）の構成によれば、例えば、車両が光通信装置を搭載している場合、前方の車両が近い場合、光源群ＩＤ、光源群位置および光源要素を認識することができる。また、上述した（２）の構成によれば、送信装置を搭載している前方の車両との距離が中間距離である場合、光源群ＩＤおよび光源位置を認識することができる。また、上述した（２）の構成によれば、前方の車両との距離が遠い場合、光源群ＩＤのみを認識することができ、受信部が認識できる階層毎で反射画像の検出を適切に行うことができるという効果を奏する。

【0018】

また、上述した（４）の構成によれば、光源群の位置関係に基づいて、反射波を除去することができるので、マルチパスの影響を低減することができる。
また、上述した（５）の構成によれば、光源群の伝搬距離に基づいて、反射波を除去することができるので、マルチパスの影響を低減することができる。

【0019】

また、上述した（６）の構成によれば、光源群を撮像した画像の面積に基づいて、反射波を除去することができるので、マルチパスの影響を低減することができる。
また、上述した（７ ）の構成によれば、光源群の輝度に基づいて、反射波を除去することができるので、マルチパスの影響を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施形態に係る光通信システムの構成を表すシステム構成図である。

【図2】本実施形態に係る受光部の構成の概略を表す概略図である。

【図3】本実施形態に係る送信信号の構成例を示す図である。

【図4】本実施形態に係る送信信号に含まれる信号の種類の一例を示す図である。

【図5】本実施形態に係る光源群と光源要素の例を示す図である。

【図6】本実施形態に係る受光部が撮像する画像の例と検出可能な信号の階層を示す図である。

【図7】本実施形態に係る路面に反射した光源群を撮像した場合に撮像される画像の一例を示す図である。

【図8】本実施形態に係る壁面に反射した光源群を撮像した場合に撮像される画像の一例を示す図である。

【図9】本実施形態に係る車両間の相互通信と距離の計測方法を示す図である。

【図10】本実施形態に係る車両間の反射波と距離と遅れ時間の関係を示す図である。

【図11】本実施形態に係る車両間の反射波と距離と遅れ時間の関係を示す図である。

【図12】本実施形態に係る送信信号に基づく画像の大きさと輝度の例を示す図である。

【図13】本実施形態に係る光通信装置が行う処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る光通信システム１の構成を表すシステム構成図である。図１に示すように、光通信システム１は、光通信装置１０および第１の送信装置２０−１、第２の送信装置２０−２、第３の送信装置２０−３、・・・を備えている。以下の例では、車両が光通信装置１０を搭載しているとして説明する。また、以下の説明では、第１の送信装置２０−１、第２の送信装置２０−２、第３の送信装置２０−３、・・・のうちの１つを特定しない場合、単に送信装置２０という。

【0022】

図１に示すように、光通信装置１０は、レンズ１０１、受光部１０２、ＧＮＳＳ１０３、発振器１０４、復調器１０５、復号器１０６、制御部１０７、符号器１０８、変調器１０９、投光器１１０、記憶部１１１、およびマルチパス除去部１１２を備える。なお、レンズ１０１、受光部１０２、投光器１１０それぞれは、車両の進行方向に対して前後に搭載されていている。

【0023】

また、送信装置２０は、レンズ２０１、受光部２０２、ＧＮＳＳ２０３、発振器２０４、復調器２０５、復号器２０６、制御部２０７、符号器２０８、変調器２０９、投光器２１０、および記憶部２１１を備える。なお、送信装置２０は、光通信装置１０と同じ構成であってもよい。また、送信装置２０が車両に搭載されている場合、レンズ２０１、受光部２０２、投光器２１０それぞれは、車両の進行方向に対して前後に搭載されている。

【0024】

送信装置２０は、例えば、信号機、ガードレール、陸橋、歩道橋、他の車両に取り付けられている。以下の説明では、送信装置２０は、他の車両に取り付けられているとして説明する。送信装置２０は、自装置を識別する識別子（ＩＤ）とタイムコードと同期クラスと情報を含む信号を符号化し、符号化した送信信号である光ビーコンを予め定められているときに互いに送信する。なお、同期クラスとは、光通信装置１０の発振器１０４または送信装置２０の発振器２０４の周波数精度を示す情報である。本実施形態では、例えば、ＧＮＳＳ１０３に同期しているレベルの周波数精度を０、１０^−１０以下の周波数精度を１、１０^−１０より大きく１０^−９以下の周波数精度を２、１０^−６以上の周波数精度を３とする。

【0025】

光通信装置１０は、送信装置２０が送信した送信信号を光通信によって受信する。光通信装置１０は、受信した送信信号から情報を抽出する。光通信装置１０は、受信した送信信号に基づいて、送信装置２０と光通信装置１０を搭載する車両との間の距離を算出する。なお、送信信号に含まれる信号については、後述する。

【0026】

まず、送信装置２０について説明する。
レンズ２０１は、光通信装置１０が発光した送信信号である位相変調光および環境光を含む光束を通過し、通過した光束を受光部２０２に結像する。なお、送信装置２０は、レンズ２０１と受光部２０２との間や、投光器の前に、光学的なフィルタを備えるようにしてもよい。フィルタを、円偏光を含む偏光フィルタとすることで奇数回の反射が抑圧できる。また、バンドパスフィルタとすることで、外乱光の影響を低減したり、赤く見える現象を低減できる。
受光部２０２は、複数の画素が二次元に配列された構造を有する。受光部２０２は、画素によって受光した光に応じた電荷を発生させて蓄積し、制御部２０７の制御に応じて所定のタイミングで蓄積した電荷を受信信号として復調器２０５へ出力する。

【0027】

ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ（ｓ）；全地球航法衛星システムまたは汎地球航法衛星システム）２０３は、衛星（不図示）を用いた測位システムである。ＧＮＳＳ２０３は、衛星から受信した信号から基準信号を抽出し、抽出した基準信号を発振器２０４に出力する。
発振器２０４は、ＧＮＳＳ２０３から入力された基準信号に応じて、生成した同期信号を補正し、補正した同期信号を復調器２０５と制御部２０７と変調器２０９に出力する。または、発振器２０４は、ＧＮＳＳ２０３が出力した基準信号を用いて同期信号を生成し、生成した同期信号を復調器２０５と制御部２０７と変調器２０９に出力する。

【0028】

復調器２０５は、受光部２０２が出力する受信信号に対して、変調器２０９が用いる変調方式に応じた復調を行い、復調した受信信号を復号器２０６に出力する。変調器２０９で行う変調方式は、例えば、２π／３−ＤＢＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等の方式である。なお、画素の制御は、復調器２０５が行うようにしてもよい。
復号器２０６は、復調器２０５が復調した受信信号を、符号器２０８が用いる符号化に応じて復号し、復号した受信信号を制御部２０７に出力する。

【0029】

記憶部２１１は、送信装置２０を識別する識別子（ＩＤ）と、変調や符号化に用いる情報等を記憶する。
制御部２０７は、受光部２０２が有する画素を制御する。また、制御部２０７は、投光器２１０を制御する。制御部２０７は、記憶部２１１が記憶する情報を用いて送信情報を生成し、生成した送信情報を符号器２０８に出力する。制御部２０７は、復号器２０６が出力する光通信装置１０からの送信情報を受信し、受信した送信情報から、ＩＤ、および搬送波の位相情報を抽出する。制御部２０７は、復号器２０６が出力する光通信装置１０のＩＤと遅れ時間を取得する。制御部２０７は、光通信装置１０のＩＤとタイムコードと同期クラスと遅れ時間を符号器２０８へ出力する。

【0030】

符号器２０８は、制御部２０７が出力する送信情報を符号化してビット列を生成する。符号器２０８は、生成したビット列を変調器２０９に出力する。
変調器２０９は、符号器２０８が出力するビット列を、例えばＤＢＰＳＫ方式に従って、発振器２０４が出力する同期信号を用いて変調して搬送波を生成する。変調器２０９は、生成した搬送波を投光器２１０に出力する。なお、変調器２０９で行う変調方式は、例えば、２π／３−ＤＢＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等の方式である。なお、変調器２０９が行う変調方式は、２π／３−ＤＢＰＳＫ変調方式に限られない。

【0031】

投光器２１０は、変調器２０９が生成した搬送波に基づいて位相変調し、位相変調した送信信号である位相変調光を制御部２０７の制御に応じて光通信装置１０へ送信する。投光器２１０は、例えば高レート（繰り返し周波数）の例えば可視光パルスを送信することのできる発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）またはレーザダイオードを備える。また、投光器２１０は、高レートの赤外線パルスを送信する発光ダイオードまたはレーザダイオードを備えていてもよい。他の車両が送信装置２０を備える場合、投光器２１０は、例えば、送信装置２０を搭載する車両の左右のテールランプの近傍それぞれの位置と、及びブレーキランプの近傍の位置等に取り付けられている。

【0032】

次に、光通信装置１０について説明する。
レンズ１０１は、送信装置２０が発光した送信信号である位相変調光および環境光を含む光束を通過し、通過した光束を受光部１０２に結像する。なお、光通信装置１０は、レンズ１０１と受光部１０２との間に、光学的なフィルタを備えるようにしてもよい。フィルタを、円偏光を含む偏光フィルタとすることで奇数回の反射が抑圧できる。また、バンドパスフィルタとすることで、外乱光の影響を低減したり、赤く見える現象を低減できる。

【0033】

受光部１０２は、複数の画素が二次元に配列された構造を有する。受光部１０２は、画素によって受光した光に応じた電荷を発生させて、制御部１０７の制御に応じた所定のタイミングで蓄積する。受光部１０２は、露光時間に複数の画素によって撮像した画像を復調器１０５に出力する。また、受光部１０２は、受信した信号（以下、受信信号という）を復調器１０５へ出力する。

【0034】

ＧＮＳＳ１０３は、衛星から受信した信号から基準信号を抽出し、抽出した基準信号を発振器１０４に出力する。
発振器１０４は、ＧＮＳＳ１０３から入力された基準信号に応じて、生成した同期信号を補正し、補正した同期信号を復調器１０５と制御部１０７と符号器１０８に出力する。または、発振器１０４は、ＧＮＳＳ１０３が出力した基準信号を用いて同期信号を生成し、生成した同期信号を復調器１０５と制御部１０７と符号器１０８に出力する。

【0035】

復調器１０５は、受光部１０２が出力する受信信号に対して、送信装置２０の変調器２０９が用いる変調方式に応じた復調を行い、復調した受信信号と、受光部１０２が出力する画像を復号器１０６に出力する。なお、画素の制御は、復調器１０５が行うようにしてもよい。
復号器１０６は、復調器１０５が復調した受信信号を送信装置２０の符号器２０８が用いる符号化に応じて復号する。復号器１０６は、受信信号の振幅、位相を求める。復号器１０６は、復調器１０５が出力する画像と、求めた振幅、位相と、復号後の受信信号をマルチパス除去部１１２に出力する。

【0036】

マルチパス除去部１１２は、復号器１０６が出力する画像と位相と振幅に基づいて、復号後の受信信号から反射波に基づく信号（マルチパスともいう）を削除（除去）し、反射波を除去した受信信号を制御部１０７に出力する。マルチパス除去部１１２は、後述するように、受信信号が有する属性（光源群の識別子、光源群の位置）や、受信信号の伝搬距離、受信信号を受光部１０２が撮像した画像の大きさ等に基づいて、反射波に基づく信号を除去する。なお、光源群、除去方法については、後述する。

【0037】

制御部１０７は、受光部１０２が有する画素を制御する。制御部１０７は、投光器１１０を制御して送信信号を送信するように制御する。制御部１０７は、マルチパス除去部１１２が出力する受信信号を取得し、取得した受信信号から、ＩＤ、情報、および搬送波の位相情報を抽出する。また、制御部１０７は、２次元の面である受光部の位置情報を角度情報に変換してから距離情報も利用して３次元の位置情報に変換して、車両間の３次元の相対位置情報を求める。

【0038】

次に、受光部１０２の構成について説明する。なお、受光部１０２と受光部２０２の構造は、同じであってもよく、異なっていてもよい。以下の説明では、受光部１０２と受光部２０２の構造が同じ例を説明する。

【0039】

図２は、本実施形態に係る受光部１０２の構成の概略を表す概略図である。
受光部１０２は、複数の画素１２１、垂直走査回路１２２、水平走査回路１２３、読み出し回路１２４を備える。画素１２１は、二次元マトリックス状に配置され、レンズ１０１を通過した光を受光して電荷を生成し蓄積する。読み出し回路１２４は、各画素１２１が蓄積した電荷に応じた電圧レベルを、垂直走査回路１２２および水平走査回路１２３による制御に応じて読み出す。読み出された電圧レベルは、読み出し回路１２４から復調器１０５（図１）へ出力する。なお、画素１２１の総数は、例えば１０２４×７６８画素である。
なお、本実施形態では、信号の受信時、露光を行った後に信号の読み出しを制御部１０７の制御に応じて行う。

【0040】

次に、送信装置２０が送信する送信信号の例を説明する。
図３は、本実施形態に係る送信信号の構成例を示す図である。図３において、横軸は時刻、縦軸は各信号のＨレベルとＬレベルとを表している。
図３に示すように、送信信号ｇ１の１つのシーケンスは、２個のリーダ信号ブロックと、８０個（ｎ＝０〜７９）の信号ブロックと、２個の無信号ブロックとで構成されている。また、送信信号ｇ２００の１つのシーケンスの１周期Ｔ_ｓは、４８．３８４［ｍｓｅｃ］（＝５７６［μｓｅｃ］×（２＋８０＋２））である。なお、１秒当たりのシーケンス数を整数とするためや信号周期を区切りよくするためにシーケンスの前後に無信号期間を２μｓｅｃの整数倍で設けてもよい。

【0041】

リーダ信号ブロックは、信号ブロックの始まりを示す信号のブロックである。
信号ブロックＳＢは、送信情報が符号化及び変調された信号のブロックである。
無信号ブロックは、信号ブロックの終了を示すブロックであり、無信号状態である。

【0042】

波形ｇ２は、１つの信号ブロックＳＢを拡大した波形である。１つの信号ブロックＳＢは、１２個の信号パルスと４個の無信号とで構成される。１２個の信号パルスは、３ ｔｉｃｋに対応する。なお、１ ｔｉｃｋは、４個の信号パルスに相当する。

【0043】

無信号の期間（無信号期間とも言う）は、信号パルス４個分の期間である。１つの信号パルスは３６［μｓｅｃ］である。また、無信号期間は、４個の信号パルス分の期間であるため、１ ｔｉｃｋに相当する。このため、信号ブロックの１周期Ｔ_ｂは、５７６［μｓｅｃ］（＝３６［μｓｅｃ］×（１２＋４））である。なお、ｇ２では無信号期間がＬレベルとなっているがＨレベルでもよい。

【0044】

波形ｇ３は、１つの信号パルスＳＰを拡大した波形である。１つの信号パルスＳＰは、位相を示す期間Ｔ_ｗと、９個のＴＯＦブロックと、残りの期間Ｔ_ｗ’とで構成される。ＴＯＦブロックＴＢの期間は、ディーティが５０％であるため、１８［μｓｅｃ］（＝２［μｓｅｃ］×９）である。ＴＯＦブロックの１周期Ｔ_ｒは、（ＴＰ×５）（＝１［μｓｅｃ］）×２の期間であり、すなわち、２［μｓｅｃ］である。また、位相を示す期間Ｔ_ｗは、位相が０度の場合に０であり、位相が１２０度の場合にＴ_ｐ×１／３であり、位相が２４０度の場合にＴ_ｐ×２／３である。すなわち、位相を示す期間Ｔ_ｗの長さによって、ビット値が決定する。

【0045】

波形ｇ４は、ＴＯＦブロックＴＢを拡大した波形である。１つのＴＯＦブロックＴＢは、遅延期間Ｔ_ｄと、５個のＴＯＦパルスと、残りの期間Ｔ_ｄ’とで構成される。ここで、遅延期間Ｔ_ｄは、所定の時間である。

【0046】

波形ｇ５は、ＴＯＦパルスＴＰを拡大した波形である。ＴＯＦパルスＴＰの１周期は、２００［ｎｓｅｃ］であり、Ｌレベルの期間Ｔ_ｌｏｗとＨレベルの期間Ｔ_ｈｉｇｈそれぞれは、１００［ｎｓｅｃ］である。

【0047】

図３に示したシーケンスの１周期Ｔ_ｓ、信号ブロックＳＢの１周期Ｔ_ｂ、信号パルスＳＰの１周期Ｔ_ｐ、位相を示す期間Ｔ_ｗ、残りの期間Ｔ_ｗ’、ＴＯＦブロックＴＢの１周期Ｔ_ｒ、遅延期間Ｔ_ｄと、ＴＯＦパルスＴＰのＨレベルの期間Ｔ_ｈｉｇｈ及びＬレベルの期間Ｔ_ｌｏｗと、残りの期間Ｔ_ｄ’との関係は、次式（１）のように表される。式（１）の関係は、直交条件に基づいて決定されたものである。

【0048】

【数1】

【0049】

次に、送信信号に含まれる信号の種類の一例を説明する。
図４は、本実施形態に係る送信信号に含まれる信号の種類の一例を示す図である。
図４に示すように、送信信号は、例えば、データ、データＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｄｅ；誤り訂正符号）、光源群位置、光源群位置ＥＣＣ、光源要素位置、および光源要素位置ＥＣＣを備える。データ、データＥＣＣ、光源群位置、光源群位置ＥＣＣ、光源要素位置、および光源要素位置ＥＣＣのビット数の合計は、図３に示した例では８０ビットである。

【0050】

データは、光通信装置１０のＩＤ、同期クラス、遅れ時間、光源の位置等を含む。データＥＣＣは、データに対する誤り訂正符号である。光源群位置は、光源群の位置を示す情報である。光源群位置ＥＣＣは、光源群位置に対する誤り訂正符号である。光源要素位置は、光源の要素の位置を示す情報である。光源要素位置ＥＣＣは、光源要素位置を示す情報に対する誤り訂正符号である。

【0051】

次に、光源群と光源要素について説明する。
図５は、本実施形態に係る光源群と光源要素の例を示す図である。図５に示す例において、光通信装置１０を搭載する車両の前方を、送信装置２０を搭載する他の車両が走行している。また、投光器２１０は、他の車両の左右のテールランプの近傍それぞれに取り付けられている。また、図５に示す例は、光通信装置１０を搭載する車両が、送信装置２０が送信した光信号を受光部１０２によって撮像した画像ｇ１００である。

【0052】

画像ｇ１０１は、光通信装置１０を搭載する車両から見て、他の車両の左側のテールランプ近傍に取り付けられている投光器２１０が送信した送信信号を撮像した画像である。
画像ｇ１０２は、光通信装置１０を搭載する車両から見て、他の車両の右側のテールランプ近傍に取り付けられている投光器２１０が送信した送信信号を撮像した画像である。

【0053】

画像ｇ１０１は、画像ｇ１０２〜画像ｇ１０５を含む。画像ｇ１０２は、ＩＤが１−１の送信信号を受光した画像である。画像ｇ１０３は、ＩＤが１−２の送信信号を受光した画像である。画像ｇ１０４は、ＩＤが１−３の送信信号を受光した画像である。画像ｇ１０５は、ＩＤが１−４の送信信号を受光した画像である。ここで、ＩＤがＭ−Ｎとは、Ｍが光源群を表し、Ｎが光源要素を表している。すなわち、画像ｇ１０１は、光源群が１で、光源要素が１〜４の４つの送信信号を受光した画像を含んでいる。このように、本実施形態では、光源要素は、光源群の下位の階層を表している。

【0054】

画像ｇ１１１は、画像ｇ１１２〜画像ｇ１１５を含む。画像ｇ１１２は、ＩＤが２−１の送信信号を受光した画像である。画像ｇ１１３は、ＩＤが２−２の送信信号を受光した画像である。画像ｇ１１４は、ＩＤが２−３の送信信号を受光した画像である。画像ｇ１１５は、ＩＤが２−４を受光した画像の送信信号である。すなわち、画像ｇ１１１は、光源群が２で、光源要素が１〜４の４つの送信信号を受光した画像を含んでいる。
図４を用いて説明したように、このような光源群（例えばＩＤ＝１，２等）と光源要素（例えばＩＤが１−１〜１−４）を示す情報が送信信号に含まれている。

【0055】

次に、光通信装置１０を搭載する車両１２（図９参照）と、送信装置２０を搭載する車両１１（図９参照）との距離によって、受光部１０２が撮像する画像の例と検出可能な信号の階層を説明する。
図６は、本実施形態に係る受光部１０２が撮像する画像の例と検出可能な信号の階層を示す図である。なお、図６に示す例は、図２に示した受光部１０２の全画素のうちの一部の６×６画素を抜き出した図である。また、図６において、各画素の座標を（ｘ、ｙ）で表す。なお、車両１１は、左右のテールランプ近傍と、ブレーキランプの近傍それぞれから複数の送信信号を送信しているとする。また、車両１１の左側のテールランプの光源群のＩＤを１、右側のテールランプの光源群のＩＤを２、ブレーキランプの光源群のＩＤを３とする。

【0056】

画像ｇ２０１は、複数の光源（車両１１からの送信信号）の光源群が、座標（４，４）の１画素に撮像される例である。この場合、制御部１０７は、データとデータＥＣＣのみを検出することができる。

【0057】

画像ｇ２１１は、複数の光源の光源群が別画素に撮像され、且つ複数の光源要素が座標（１，４）や座標（６，４）のように１画素に撮像される例である。画素（１，４）には、符号ｇ２１２に示すように、例えば図５に示したＩＤが１−１〜１−４の光源からの送信信号が撮像され、画素（６，４）には、符号ｇ２１３に示すように、例えば図５に示したＩＤが２−１〜２−４の光源からの送信信号が撮像される。この場合、制御部１０７は、データ、データＥＣＣ、光源群位置と光源群位置ＥＣＣを検出することができる。

【0058】

画像ｇ２２１は、１つの光源群の光源要素が別画素に撮像される例である。符号２２２は、光源要素（ＩＤ＝１−１〜１−４）の画像である。この場合、４つの光源要素それぞれが別の画素に撮像されるため、制御部１０７は、データ、データＥＣＣ、光源群位置、光源群位置ＥＣＣ、光源要素位置と光源要素位置ＥＣＣを検出することができる。

【0059】

次に、反射した光源群を撮像した場合に撮像される画像の一例を説明する。
図７は、本実施形態に係る路面に反射した光源群を撮像した場合に撮像される画像の一例を示す図である。図８は、本実施形態に係る壁面に反射した光源群を撮像した場合に撮像される画像の一例を示す図である。
なお、図７および図８の符号ｇ３００が示す領域の画像は、車両１１の光源を示す。また、車両１１の左側のテールランプの光源群のＩＤを１、右側のテールランプの光源群のＩＤを２、ブレーキランプの光源群のＩＤを３とする。また、符号ｇ３０１が示す領域のようにＩＤが１の光源群は、１〜７の光源要素を備え、符号ｇ３０２が示す領域のようにＩＤが２の光源群は、１〜７の光源要素を備え、符号ｇ３０３が示す領域のようにＩＤが３の光源群は、１〜４の光源要素を備えている。

【0060】

図７および図８において、車両１２から見たとき、符号ｇ３０１が示すようにＩＤが１の光源群が左側に位置し、符号ｇ３０２が示すようにＩＤが２の光源がＩＤ１の光源群に対して右側に位置し、符号ｇ３０３が示すようにＩＤが３の光源群がＩＤ１および２の光源群に対して上側に位置している。受光部１０２が反射してない光源群の画像を撮像した場合、受光部１０２には、符号ｇ３００に示す画像の配置が撮像される。

【0061】

まず、路面等によって反射した場合を、図７を用いて説明する。図７の符号ｇ３１０が示す領域の画像は、受光部１０２が撮像した路面等による反射波による画像の例を示す。
路面等によって反射した光源群を受光部１０２によって撮像した場合、符号ｇ３１１が示すようにＩＤが１の光源群が左側に位置し、符号ｇ３１２が示すようにＩＤが２の光源がＩＤ１の光源群に対して右側に位置し、符号ｇ３１３が示すようにＩＤが３の光源群がＩＤ１および２の光源群に対して下側に位置している。すなわち、ＩＤ＝１またはＩＤ＝２の光源群と、ＩＤ＝３の光源群との上下の位置関係が逆転している。また、符号ｇ３００とｇ３１０の領域に示す画像のように、例えばＩＤが１−１と１−３の光源群の上下の位置関係は、反射していない画像においてＩＤ＝１−１の方がＩＤ＝１−３より上に位置し、反射している画像においてＩＤ＝１−３の方がＩＤ＝１−１より上に位置している。なお、このような光源群の位置関係は、光源群位置に記述されている。

【0062】

このように、マルチパス除去部１１２は、送信信号に含まれる光源群位置に基づいて、上下が反転している画像を反射波による画像であると判別して、路面等の反射光による送信信号を除去する。なお、マルチパス除去部１１２は、送信信号に含まれる光源群要素の位置に基づいて、上下が反転している画像を反射波による画像であると判別して、路面等の反射光による送信信号を除去するようにしてもよい。

【0063】

次に、壁面等によって反射した場合を、図８を用いて説明する。図８の符号ｇ３２０が示す領域の画像は、受光部１０２が撮像した壁面等による反射波による画像の例を示す。
壁面等によって反射した光源群を受光部１０２によって撮像した場合、符号ｇ３２１が示すようにＩＤが１の光源群が右側に位置し、符号ｇ３２２が示すようにＩＤが２の光源がＩＤ１の光源群に対して左側に位置し、符号ｇ３２３が示すようにＩＤが３の光源群がＩＤ１および２の光源群に対して上側に位置している。すなわち、ＩＤ＝１とＩＤ＝２の光源群の左右の位置関係が逆転している。また、符号ｇ３００（図７）とｇ３２０の領域に示す画像のように、例えばＩＤが１−１と１−４の光源群の左右の位置関係は、反射していない画像においてＩＤ＝１−１の方がＩＤ＝１−４より左に位置し、反射している画像においてＩＤ＝１−１の方がＩＤ＝１−４より右に位置している。また、ＩＤ＝３の光源要素の左右方向の並びも逆になっている。

【0064】

このように、マルチパス除去部１１２は、送信信号に含まれる光源群位置に基づいて、左右が反転している画像を反射波による画像であると判別して、壁面等の反射光による送信信号を除去する。なお、マルチパス除去部１１２は、送信信号に含まれる光源群要素の位置に基づいて、左右が反転している画像を反射波による画像であると判別して、壁面等の反射光による送信信号を除去するようにしてもよい。

【0065】

なお、図７および図８に示した光源群の個数、光源要素の個数等は一例であり、各個数はこれに限られない。

【0066】

次に、光通信装置１０を搭載する車両１２と、送信装置２０を搭載する車両１１との距離の計測方法について説明する。
図９は、本実施形態に係る車両間の相互通信と距離の計測方法を示す図である。図９において、縦軸は信号がＨ（ハイ）レベルであるかＬ（ロー）レベルであるかを表し、横軸は時刻を表す。また、図９に示す例は、車両１２の進行方向に対して車両１２の前方を、車両１１が走行しているとする。
波形ｇ４０１は、車両１１が発光した送信信号を表す。波形ｇ４０２は、車両１１が発光した送信信号を、車両１２が受信した受信信号を表す。波形ｇ４０３は、車両１２が発光した送信信号を表す。波形ｇ４０４は、車両１２が発光した送信信号を、車両１１が受信した受信信号を表す。

【0067】

時刻ｔ_１は、車両１１が光を発光したタイミングを表す。時刻ｔ_２は、車両１１が発光した光を、車両１２が受光したタイミングを表す。時刻ｔ_３は、車両１２が光を発光したタイミングを表す。時刻ｔ_２は、車両１２が発光した光を、車両１１が受光したタイミングを表す。
また、ｔは、真の遅れ時間を表す。ｂは、車両１２の基準時刻を用いて測定した遅れ時間を表す。ｄは、同期誤差を表す。なお、本実施形態では、同期誤差を位相誤差ともいう。ａは、車両１１の基準時刻を用いて測定した遅れ時間を表す。なお、本実施形態では、ａとｂを見かけの遅れ時間ともいう。
図９に示すように、真の遅れ時間ｔは、次式（２）、次式（３）のように表される。

【0068】

ｂ＋ｄ＝ｔ …（２）

【0069】

ａ−ｄ＝ｔ …（３）

【0070】

式（２）、式（３）より、ａ＋ｂ＝２ｔとなり、真の遅れ時間ｔは、次式（４）のように表される。また、同期誤差ｄは、式（２）、式（３）より、次式（５）のように表される。

【0071】

ｔ＝（ａ＋ｂ）／２ …（４）

【0072】

ｄ＝（ａ−ｂ）／２ …（５）

【0073】

なお、送信信号は光信号であるため、車両１１と車両１２との車間距離Ｌは、次式（６）を用いて、変換することができる。なお、式（６）において、ｃは光速（２９９，７９２，４５８［ｍ／ｓ］）である。

【0074】

Ｌ＝ｔ・ｃ …（６）

【0075】

このように、車両間で、見かけの遅れ時間（ａ、ｂ）を互いに送信することで、車両１１および車両１２は、車両１１と車両１２の車間距離を算出することができる。そして、送信装置２０および光通信装置１０は、算出した同期誤差ｄと、光通信毎に求めた見かけの遅れ時間とを用いて、式（２）または式（３）によって、真の遅れ時間ｔを算出することができる。なお、送信装置２０および光通信装置１０は、見かけの遅れ時間を光通信で送受信する。

【0076】

次に、車両間の距離に基づいて反射波を判別する方法について、図１０と図１１を用いて説明する。
図１０および図１１は、本実施形態に係る車両間の反射波と距離と遅れ時間の関係を示す図である。また、図１０および図１１に示す例は、図９と同様に、車両１２の進行方向に対して車両１２の前方を、車両１１が走行しているとする。

【0077】

図１０において、符号３１は、壁面を表し、符号ｇ４１１は、車両１１からの直接波を表し、符号ｇ４１２は車両１１から壁面３１を反射した反射波を表す。直接波の伝搬距離をＬ_１とし、反射波の伝搬距離をＬ_２とする。反射波であるため伝搬距離Ｌ_２は、伝搬距離Ｌ_１より長い。

【0078】

次に、同期誤差と遅れ時間と距離との関係を説明する。
図１１の符号ｇ５０１が示す領域の図は、（ｄ＋Ｌ_２／ｃ）が２μ秒未満の場合を示す図である。図１１の符号ｇ５０２が示す領域の図は、（ｄ＋Ｌ_２／ｃ）が２μ秒以上の場合を示す図である。なお、図１１において、横軸は時刻である。また、ｄは車両１１に対する車両１２の同期誤差、ｂ_１は反射が内場合の遅れ時間、ｂ_２は反射がある場合の遅延時間、ｃは光速である。なお、２μ秒とは、図３を用いて説明したＴＯＦブロックの期間であり、車間距離が例えば６００ｍに相当する。

【0079】

なお、マルチパス（反射）が発生する状況では、同等の輝度である直接波と反射波の時間差が１μ秒以上の差にならない。この理由は、１μ秒以上の差が出る場合、撮像した画像において、距離差が大きく反射波の輝度が著しく低下するからである。マルチパス除去部１１２は、検出される輝度に基づいて、１μ秒以上の差が発生するような車間距離であるか否かを識別できる。これにより、マルチパス除去部１１２は、検出した遅れ時間を相互に通信することなく遅れ時間の関係からだけでも反射波を検出できる。

【0080】

（ｄ＋Ｌ_２／ｃ）が２μ秒未満の場合は、符号ｇ５０１が示す領域の図のように、遅れ時間の関係は、ｂ_１＜ｂ_２の関係になる。
（ｄ＋Ｌ_２／ｃ）が２μ秒以上の場合は、符号ｇ５０２が示す領域の図のように、遅れ時間の関係は、ｂ_２が２μ秒を越える、すなわち折り返すためｂ_２＜ｂ_１の関係になる。

【0081】

よって、｜ｂ_１−ｂ_２｜が１μ秒未満の場合は、遅れ時間ｂ_１とｂ_２のうち、値が大きい方が遠い、すなわち反射波である。
また、｜ｂ_１−ｂ_２｜が１μ秒以上の場合は、遅れ時間ｂ_１とｂ_２のうち、値が小さい方が遠い、すなわち反射波である。
マルチパス除去部１１２は、このような関係に基づいて、反射波であるか否かを判別することもできる。

【0082】

次に、送信信号に基づく画像の大きさと輝度に基づいて、反射波を判別する方法について説明する。
図１２は、本実施形態に係る送信信号に基づく画像の大きさと輝度の例を示す図である。図１２において、画像ｇ６０１は、受光部１０２が撮像した画像である。画像ｇ６１１は、送信信号を撮像した第１の画像である。画像ｇ６１２は、送信信号を撮像した第２の画像である。画像ｇ６１３は、送信信号を撮像した第３の画像である。なお、図１２において、画像ｇ６１１、ｇ６１２、ｇ６１３は、全て同じＩＤの送信信号である。また、図１２に示す例では、画像ｇ６１１の輝度が最も高く、画像ｇ６１２の輝度が画像ｇ６１１より低くかつ画像ｇ６１３の輝度より高く、画像ｇ６１３の輝度が最も低い。

【0083】

マルチパス除去部１１２は、撮像した画像ｇ６０１から、画像ｇ６１１、ｇ６１２、ｇ６１３を検出する。続けて、マルチパス除去部１１２は、画像ｇ６１１、ｇ６１２、ｇ６１３それぞれに対応する送信信号から、ＩＤを読み出す。続けて、マルチパス除去部１１２は、画像ｇ６１１、ｇ６１２、ｇ６１３それぞれの輝度と面積を検出する。なお、マルチパス除去部１１２は、例えば以下のように面積を算出する。マルチパス除去部１１２は、復号器１０６が求めた振幅に基づきクラスタリングを行い、クラスタ毎の面積を算出する。

【0084】

マルチパス除去部１１２は、画像ｇ６１１、ｇ６１２、ｇ６１３それぞれの輝度を比較し、画像ｇ６１１、ｇ６１２、ｇ６１３それぞれの面積を比較する。マルチパス除去部１１２は、同じＩＤを有する画像の中で、領域の面積が最も大きく輝度が最も低い領域を、反射波による画像であると判別する。図１２において、画像ｇ６１１の面積が最も小さく輝度が最も高いため、マルチパス除去部１１２は、画像ｇ６１１を直接波（直接光）による画像であると判別し、画像ｇ６１１より面積が大きく輝度が低い画像ｇ６１２と画像ｇ６２３を反射波（マルチパス）による画像であると判別する。
なお、マルチパス除去部１１２は、面積と輝度のうち少なくとも１つに基づいて反射波による画像であると判別するようにしてもよい。

【0085】

次に、光通信装置１０が行う処理手順の一例を説明する。
図１３は、本実施形態に係る光通信装置１０が行う処理のフローチャートである。なお、以下の処理は、光通信装置１０が、送信装置２０からの送信信号を受信しているとする。

【0086】

（ステップＳ１）制御部１０７は、露光を行い送信信号による画像を撮像するように受光部１０２を制御する。
（ステップＳ２）復号器１０６は、露光された送信信号に対して解読を行う。

【0087】

（ステップＳ３）マルチパス除去部１１２は、復号器１０６が解読した結果に基づいて、各領域の信号から光源群のＩＤ、光源群位置、光源要素それぞれを示す情報を検出する。続けて、マルチパス除去部１１２は、検出した光源群のＩＤと光源群位置と光源要素を用いて、例えばｋ−平均アルゴリズムを用いてクラスタリングを行う。

【0088】

（ステップＳ４）マルチパス除去部１１２は、同じ光源要素が異なるクラスタに分類され、離れて存在するか否かを判別する。マルチパス除去部１１２は、同じ光源要素が離れて存在すると判別した場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、ステップＳ５の処理に進め、同じ光源要素が離れて存在しないと判別した場合（ステップＳ４；ＮＯ）、ステップＳ６の処理に進める。

【0089】

（ステップＳ５）マルチパス除去部１１２は、同じ光源要素それぞれの輝度を比較し、同じ光源要素それぞれの面積を比較し、同じ光源要素それぞれの距離を比較する。続けて、マルチパス除去部１１２は、面積が最も小さく、輝度が最も高い領域を直接波であると判別する。続けて、マルチパス除去部１１２は、直接波（直接光）より面積が大きく輝度が低い（暗い）光源要素、または距離が遠い光源要素を反射波（マルチパス）であると判別して削除（除去）する。

【0090】

（ステップＳ６）マルチパス除去部１１２は、光源要素間の位置関係（上下、左右）が正しいか否かを判別する。光源要素間の位置関係とは、例えば図７および図８を用いて説明した位置関係である。マルチパス除去部１１２は、光源要素間の位置関係が正しいと判別した場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）、ステップＳ８に処理を進め、光源要素間の位置関係が正しくないと判別した場合（ステップＳ６；ＮＯ）、ステップＳ７に処理を進める。

【0091】

（ステップＳ７）マルチパス除去部１１２は、光源要素間の位置関係が正しくない光源要素を有する光源群を反射光源であると判別して削除する。マルチパス除去部１１２は、ステップＳ８に処理を進める。

【0092】

（ステップＳ８）マルチパス除去部１１２は、検出した光源群のＩＤと光源群位置を用いて、例えばｋ−平均アルゴリズムを用いてクラスタリングを行う。

【0093】

（ステップＳ９）マルチパス除去部１１２は、同じ位置の光源群が異なるクラスタに分類され、離れて存在するか否かを判別する。マルチパス除去部１１２は、同じ位置の光源群が離れて存在すると判別した場合（ステップＳ９；ＹＥＳ）、ステップＳ１０の処理に進め、同じ位置の光源群が離れて存在しないと判別した場合（ステップＳ９；ＮＯ）、ステップＳ１１の処理に進める。なお、同じ位置の光源群とは、例えば、受光部１０２が撮像した画像に画像ｇ３００（図７）の画像ｇ３０１〜ｇ３０３と、画像ｇ３１０（図７）の画像ｇ３１１〜ｇ３１３が含まれる場合、画像ｇ３０１と画像ｇ３１１が有する同じ位置の光源群であるＩＤ＝１−１である。

【0094】

（ステップＳ１０）マルチパス除去部１１２は、同じ位置の光源群それぞれの輝度を比較し、同じ位置の光源群それぞれの面積を比較し、同じ位置の光源群それぞれの距離を比較する。続けて、マルチパス除去部１１２は、面積が最も小さく、輝度が最も高い領域を直接波であると判別する。続けて、マルチパス除去部１１２は、直接波（直接光）より面積が大きく輝度が低い光源、または距離が遠い光源を反射波（マルチパス）であると判別して削除（除去）する。

【0095】

（ステップＳ１１）マルチパス除去部１１２は、光源群間の位置関係（上下、左右）が正しいか否かを判別する。マルチパス除去部１１２は、光源群間の位置関係が正しいと判別した場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、ステップＳ１３に処理を進め、光源群間の位置関係が正しくないと判別した場合（ステップＳ１１；ＮＯ）、ステップＳ１２に処理を進める。

【0096】

（ステップＳ１２）マルチパス除去部１１２は、光源群間の位置関係が正しくない光源群を反射光源であると判別して削除する。マルチパス除去部１１２は、ステップＳ１３に処理を進める。

【0097】

（ステップＳ１３）マルチパス除去部１１２は、検出した光源群のＩＤを用いて、例えばｋ−平均アルゴリズムを用いてクラスタリングを行う。

【0098】

（ステップＳ１４）マルチパス除去部１１２は、同じＩＤの光源群が異なるクラスタに分類され、離れて存在するか否かを判別する。マルチパス除去部１１２は、同じＩＤの光源群が離れて存在すると判別した場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、ステップＳ１５の処理に進め、同じＩＤの光源群が離れて存在しないと判別した場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、処理を終了する。

【0099】

（ステップＳ１５）マルチパス除去部１１２は、同じＩＤの光源群それぞれの輝度を比較し、同じ位置の光源群それぞれの面積を比較し、同じＩＤの光源群それぞれの距離を比較する。続けて、マルチパス除去部１１２は、面積が最も小さく、輝度が最も高い領域を直接波であると判別する。続けて、マルチパス除去部１１２は、直接波（直接光）より面積が大きく輝度が低い光源、または距離が遠い光源を反射波（マルチパス）であると判別して削除（除去）する。マルチパス除去部１１２は、削除後、処理を終了する。

【0100】

図１３のように、光源群の階層毎に処理を行う理由は、図６を用いて説明したように、光源群のＩＤ、光源群位置、光源要素のうち検出可能なものが、車間距離に応じて１画素に含まれる情報が異なるためである。

【0101】

なお、光通信装置１０は、上述したステップＳ１からＳ１５の処理を、例えば全ての画素１２１を露光した周期毎に行ってもよく、制御部１０７またはマルチパス除去部１１２が設定する所定の画素数の領域の画素１２１を露光した周期毎に行ってもよい。

【0102】

なお、上述した例では、光通信を行う場合を例に説明したが、これに限られない。送信信号が電波である場合、本実施形態と同様に、送信側が複数の送信信号を群として送信し、送信信号が図４に示したような群位置、群要素の情報等を備えるようにしてもよい。そして、受信側で、これらの情報を用いて、直接波と反射波とを判別して、反射波を除去するようにしてもよい。

【0103】

以上のように、本実施形態では、光通信において、受光部１０２によって撮像した画像から、輝度と面積、光源群の位置関係（左右、上下）、距離のうち少なくとも１つを用いて反射光を検出して削除するようにした。これにより、本実施形態によれば、光通信において、反射波を除去することができるので、マルチパスの影響を低減することができるという効果を奏する。
また、本実施形態によれば、受光部１０２が受信可能になった階層に応じて反射画像の区別ができる。

【0104】

また、本実施形態によれば、例えば、車両が光通信装置１０を搭載している場合、前方の車両が近い場合、光源群ＩＤ、光源位置および光源要素を認識することができる。また、本実施形態によれば、前方の車両との距離が中間距離である場合、光源群ＩＤおよび光源位置を認識することができる。また、本実施形態によれば、前方の車両との距離が遠い場合、光源群ＩＤのみを認識することができ、受光部１０２が認識できる階層毎で反射画像の検出を適切に行うことができるという効果を奏する。

【0105】

また、本実施形態によれば、光源群の位置関係に基づいて、反射波を除去することができるので、マルチパスの影響を低減することができる。
また、本実施形態によれば、光源群の伝搬距離に基づいて、反射波を除去することができるので、マルチパスの影響を低減することができる。

【0106】

また、本実施形態によれば、光源群を撮像した画像の面積に基づいて、反射波を除去することができるので、マルチパスの影響を低減することができる。
また、本実施形態によれば、光源群の輝度に基づいて、反射波を除去することができるので、マルチパスの影響を低減することができる。

【0107】

なお、本発明における光通信装置１０または送信装置２０が備える機能のうち少なくとも１つを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

【0108】

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【符号の説明】

【0109】

１…光通信システム、１０…光通信装置、２０、２０−１〜２０−３…送信装置、１０１…レンズ、１０２…受光部、１０３…ＧＮＳＳ、１０４…発振器、１０５…復調器、１０６…復号器、１０７…制御部、１０８…符号器、１０９…変調器、１１０…投光器、１１１…記憶部、１１２…マルチパス除去部、２０１…レンズ、２０２…受光部、２０３…ＧＮＳＳ、２０４…発振器、２０５…復調器、２０６…復号器、２０７…制御部、２０８…符号器、２０９…変調器、２１０…投光器、２１１…記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】