Robust vehicle-to-vehicle communication system for collision avoidance using multiple communication media and sharing sensing data

• Project/Area Number: 15H02689
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Information network
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: Ishihara Susumu 静岡大学, 工学部, 教授 (10313925)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 祐一 静岡大学, 工学部, 准教授 (60373304) ; 高井 峰生 大阪大学, 情報科学研究科, 招へい准教授 (90277773)
• Research Collaborator: Gerla Mario ; Furukawa Kaito ; Kato Arata ; Yamada Akihiro ; Ito Ryosuke ; Matsumoto Katsuya ; Ueta Yusuke ; Iwase Ryo ; Mashiko Takashi
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2018: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2017: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2016: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2015: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
• Keywords: 車々間通信 / 高度交通システム / Collective Perception / 協調センシング / 可視光通信 / 通信妨害攻撃 / 無線LANエミュレーション / 自動隊列走行 / 安全運転支援 / 自動運転 / Corrective Perception / 車載センサ / 協調走行 / ミリ波通信 / 無線LAN / 衝突事故防止 / 協調型認知 / 隊列走行 / センサ情報共有 / 送信頻度制御 / 車車間通信 / センシング情報共有 / 手動・自動運転車両共存環境 / ジャミング攻撃 / 高度道路交通システム / 自動隊列制御 / 事故防止

Outline of Final Research Achievements

We developed an on-board sensor data transmission rate control technique for vehicle-to-vehicle wireless communication to enable the reliability of sensor data transmission and the accuracy of neighboring environment recognition in road environment recognition system for collision avoidance with driver assist function or auto pilot function that works even in condition where the penetration ratio of vehicle-to-vehicle communication function is less than 100%. We also designed a microwave radio and visible light communication hybrid control command transmission scheme for autonomous platooning systems that reliably deliver control commands from the leader vehicle even under radio jamming attack. We developed a virtual wireless LAN device software for enabling wireless LAN emulation that can be used for developing dynamic wireless systems including vehicle-to-vehicle communication systems.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

車々間通信における車両情報の送信制御に関しては、車両の密度や通信品質に応じて動的に送信頻度や送信電力を制御する方式が提案されてきたが、車載センサ情報の共有による周辺状況把握（Cooperative Perception, CP）を対象として、センシングを行う車両の相対位置や道路構造に基づいて送信頻度を制御する方式は提案されておらず、提案方式は、CPの品質に着目した送信制御を新たに導入した点で意義をもつ。
自律隊列走行において可視光通信と電波通信と併用した方式を設計し、意図的な通信妨害がある場合における通信の信頼性、並びに車両挙動までを含んだ評価を行った例はこれまでになく、学術的意義が高い。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of California, Los Angeles(米国)
• [Int'l Joint Research] University of California, Los Angeles(米国)
• [Int'l Joint Research] University of California, Los Angeles(米国)
• [Journal Article] 無線ネットワークTAPデバイスを用いた無線LANエミュレーションフレームワークの開発 (2019)
  • Author(s): 加藤新良太, 高井峰生, 石原進
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 60 Pages: 27-37
  • NAID: 120007144376
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Data exchange strategies for aggregating geographical distribution of demands for location-dependent information using soft-state sketches in VANETs (2017)
  • Author(s): Akihiro Yamada, Susumu Ishihara
  • Journal Title: Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal, Volume: 2 Issue: 6 Pages: 175-185
  • DOI: 10.25046/aj020622
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 車載カメラ撮影映像提供システムにおける位置指定要求に対する映像選択方法 (2017)
  • Author(s): 伊藤亮輔, 石原進
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 58 Pages: 79-88
  • NAID: 120007166737
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 車車間通信による近接車両間協調動作とセルラネットワークを用いた低サーバ負荷車載カメラ画像提供手法 (2015)
  • Author(s): 松本克也, 伊藤亮輔, 石原進
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: Vol.56 Pages: 2106-2116
  • NAID: 120007166736
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] A System Design of Tight Physical Integration for Large-scale Vehicular Network Emulation (2019)
  • Author(s): Arata Kato, Mineo Takai, and Susumu Ishihara
  • Organizer: First International Workshop on Pervasive Computing for Vehicular systems
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Controlling Sensor Data Dissemination Method for Collective Perception in VANET (2019)
  • Author(s): Kaito Furukawa, Mineo Takai, and Susumu Ishihara
  • Organizer: First International Workshop on Pervasive Computing for Vehicular systems
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 車車間通信を用いた車両制御則の混在環境下での検証 (2019)
  • Author(s): 岩瀬諒, 小林 祐一, 石原進, 益子岳史
  • Organizer: 計測自動制御学会第46回知能システムシンポジウム
• [Presentation] 車両の相対的な位置関係に応じた分散型センサ情報配信制御手法の評価 (2019)
  • Author(s): 古川魁斗, 高井峰生, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会高度交通システムとスマートコミュニティ研究会
• [Presentation] モデル予測型CACCにおける手動運転車モデルの予測精度と通信障害の影響調査 (2019)
  • Author(s): 阪井燿, 加藤新良太, 陳ヒョンテ, 奥田裕之, 鈴木達也, 石原進
  • Organizer: 第81回情報処理学会全国大会
• [Presentation] Effectiveness of autonomous speed control using inter-vehicle communication on crossing roads (2018)
  • Author(s): Ryo Iwase, Yuichi Kobayashi, Takashi Mashiko, Susumu Ishihara
  • Organizer: 15th Joint Symposium between Sister Universities (JSSUME2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Controlling Sensing Information Dissemination for Collective Perception in VANET (2018)
  • Author(s): Kaito Furukawa, Mineo Takai, Susumu Ishihara
  • Organizer: The 16th Intelligent Transport Systems Asia-Pacific Forum (ITS AP Forum 2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 協調交通状況認識のための車両の位置関係と道路構造に基づく位置情報の送信制御 (2018)
  • Author(s): 古川魁斗, 高井峰生, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会高度交通システム(ITS)研究フォーラム2018
• [Presentation] 無線ネットワークTAPデバイスとネットワークシミュレータを連携した無線LANエミュレータの実現 (2018)
  • Author(s): 加藤新良太, 高井峰生, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会高度交通システム(ITS)研究フォーラム2018
• [Presentation] 車車間通信を用いた自律車両制御即の交差点環境下での検証 (2018)
  • Author(s): 岩瀬諒, 小林祐一, 石原進, 益子岳史
  • Organizer: 創発システム・シンポジウム2018
• [Presentation] VANETにおける車両位置関係の分散把握と道路構造に応じた車両のセンサ情報配信制御手法の設計 (2018)
  • Author(s): 古川魁斗, 高井峰生, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会高度交通システムとスマートコミュニティ研究会
• [Presentation] 無線ネットワークTAPデバイスとネットワークシミュレータを連携した無線LAN エミュレータの実現 (2018)
  • Author(s): 加藤新良太, 高井峰生, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会マルチメディア, 分散, 協調とモバイル(DICOMO2018)シンポジウム
• [Presentation] 車車間通信を用いた自律車両制御則の交差点環境下での検証 (2018)
  • Author(s): 岩瀬諒, 小林祐一, 益子岳史, 石原進
  • Organizer: 第45回知能システムシンポジウム
• [Presentation] Data Exchange Strategies for Aggregating Geographical Distribution of Demands for Location-Dependent Information Using Soft-State Sketches in VANETs, (2017)
  • Author(s): Akihiro Yamada, Susumu Ishihara
  • Organizer: 2017 IEEE 31st International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA2017)
  • Place of Presentation: Taipei, Taiwan
  • Year and Date: 2017-03-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 自律車両・通常車両混在環境下での車両速度制御における交通流量と安全率の評価 (2017)
  • Author(s): 馬浩越, 小林祐一, 石原進, 金天海
  • Organizer: 第44回知能システムシンポジウム
  • Place of Presentation: 東海大学高輪キャンパス, 東京都港区
  • Year and Date: 2017-03-13
• [Presentation] VANETにおけるsoft-state sketchesを用いた位置依存情報に対する 要求分布集約における精度向上方式 (2017)
  • Author(s): 山田 暁裕, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会第170回マルチメディア通信と分散処理・第76回コンピュータセキュリティ合同研究発表会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学, 神奈川県厚木市
  • Year and Date: 2017-03-02
• [Presentation] Linux向け無線ネットワークTAPデバイスによるIEEE 802.11無線LANエミュレーション環境の実装 (2017)
  • Author(s): 加藤新良太, 高井峰生, 石原進
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告,知的環境とセンサネットワーク研究会
  • Place of Presentation: 別府花菱ホテル, 大分県別府市
  • Year and Date: 2017-01-19
• [Presentation] Design and Implementation of a Wireless Network Tap Device for IEEE 802.11 Wireless Network Emulation (2017)
  • Author(s): Arata Kato, Mineo Takai, Susumu Ishihara
  • Organizer: The tenth international conference on mobile computing and ubiquitous networking (ICMU2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] VANETにおける要求の地理的分布情報に基づいた位置依存情報配信手法 (2017)
  • Author(s): 山田暁裕, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会第72回高度交通システムとスマートコミュニティ研究会研究発表会,
• [Presentation] VANETにおける位置依存情報に対する要求の地理的分布情報に基づいた位置依存情報配信手法に関する検討 (2017)
  • Author(s): 山田暁裕, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会第71回高度交通システムとスマートコミュニティ研究会研究発表会
• [Presentation] 無線ネットワークTAPデバイスを用いた無線 LAN エミュレータの設計 (2017)
  • Author(s): 加藤 新良太, 高井峰生, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会マルチメディア, 分散, 協調とモバイル(DICOMO2017)シンポジウム
• [Presentation] 車車間通信を用いた周辺状況の協調認識における車両の位置関係に応じた車両情報送信制御のための一検討 (2017)
  • Author(s): 古川魁斗, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会第69回高度交通システムとスマートコミュニティ研究会研究発表会
• [Presentation] On the Effect of RF Jamming Attack on Autonomous Platooning Systems with Radio and VLC Hybrid Communication (2016)
  • Author(s): Susumu Ishihara, Yusuke Ueta, Mario Gerla
  • Organizer: 2016 IEEE Vehicular Networking Conference (VNC)
  • Place of Presentation: Columbus, Ohio, USA
  • Year and Date: 2016-12-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 電波・可視光併用型の無線通信を用いる自動走行隊列への電波妨害攻撃の影響評価 (2016)
  • Author(s): 植田雄介, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会モバイルコンピューティングとパーベイシブシステム研究会
  • Place of Presentation: 石川県政記念しいのき迎賓館, 石川県金沢市
  • Year and Date: 2016-12-08
• [Presentation] On the performance of a method for efficient aggregation of demands distribution for location-dependent information using soft-state sketch in VANET (2016)
  • Author(s): Akihiro Yamada, Susumu Ishihara
  • Organizer: The 9th international conference on mobile computing and ubiquitous networking (ICMU2016)
  • Place of Presentation: Kaiserslautern, Germany
  • Year and Date: 2016-10-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] VANETにおけるsoft-state sketchを用いた位置依存情報の要求分布の効率的集約方法 (2016)
  • Author(s): 山田暁裕, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会マルチメディア, 分散, 協調とモバイル(DICOMO2016)シンポジウム
  • Place of Presentation: 鳥羽シーサイドホテル, 三重県鳥羽市
  • Year and Date: 2016-07-06
• [Presentation] 可視光・電波併用型制御通信を行う隊列走行への妨害電波攻撃の影響評価 (2016)
  • Author(s): 植田雄介, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会モバイルコンピューティングとパーベイシブシステム研究会
  • Place of Presentation: 沖縄産業支援センター, 沖縄県那覇市
  • Year and Date: 2016-05-26
• [Presentation] 複数の通信メディアを利用した車車間センシングデータ共有システムにおける妨害攻撃の影響の評価 (2016)
  • Author(s): 植田雄介, Mario Gerla, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会全国大会, 2S-05
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市, 慶応技術大学
  • Year and Date: 2016-03-10
• [Presentation] VANETにおけるsoft-state sketchを用いた位置依存情報の要求分布の集約性能 (2016)
  • Author(s): 山田暁裕, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会全国大会, 1S-04
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市, 慶応義塾大学
  • Year and Date: 2016-03-10
• [Presentation] 車載カメラ撮影映像提供システムにおける位置指定要求に対する映像選択方法 (2016)
  • Author(s): 伊藤亮輔, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会高度交通システムとスマートコミュニティ研究会
  • Place of Presentation: 石川県金沢市, 金沢学生のまち市民交流館
  • Year and Date: 2016-03-07
• [Presentation] Improving Reliability of Platooning Control Messages Using Radio and Visible Light Hybrid Communication (2015)
  • Author(s): Susumu Ishiahra, Reuben Vincent Rabsatt, Mario Gerla
  • Organizer: IEEE 2015 Vehicular Network Conference (VNC)
  • Place of Presentation: 京都府京都市、京都ハイアットリージェンシーホテル
  • Year and Date: 2015-12-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ドライバの曖昧な撮影位置要求に対するコンテキスト情報に基づく車載カメラ画像の撮影位置決定方法 (2015)
  • Author(s): 伊藤亮輔, 石原進
  • Organizer: 情報処理学会マルチメディア, 分散, 協調とモバイル(DICOMO2015)シンポジウム
  • Place of Presentation: 岩手県八幡平市, ホテル安比グランド
  • Year and Date: 2015-07-08
• [Book] Sensing Information Dissemination Strategy for Collective Perception in VANET based on the Relative Position of Vehicles and the Road Structure (Book chapter of "Intelligent Transport Systems for Everyone's Mobility") (2019)
  • Author(s): Kaito Furukawa, Mineo Takai, Susumu Ishihara
  • Publisher: Springer
• [Remarks] 静岡大学石原研究室研究テーマ
  • URL: https://wwp.shizuoka.ac.jp/ishilab/research/
• [Remarks] 石原研究室
  • URL: http://www.ishilab.net/