JP2003023382A - 路側無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地下駐車場等、周りを鉄筋コンクリートの構
造物で囲まれた中で、路側アンテナから電波を放射する
場合、放射された電波が乱反射し、妨害波となる。正常
な通信を行うために、このような乱反射が正常な通信に
影響しないようにしたい。 【解決手段】 路側アンテナを、路側受信アンテナ（１
０６）と、路側送信アンテナ（１０７）に分け、第一の
路側送信アンテナ（１０７）を路側受信アンテナ（１０
６）よりも低い位置で、車両（１０２）に対して平行に
電波を放射するよう配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、路上に設置された
路側機と車両に搭載された車載器との間の無線通信方式
に係り、特に地下駐車場などの屋内での通信方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】安全性の向上、輸送効率の向上、快適性
の向上を目指したサービスを実現するため、道路と車両
を一体のシステムとした高度道路交通システム（ITS:In
telligent Transport Systems）の研究開発が進められ
ている。このシステムでは、路上に設置する路側機と車
両に搭載する車載器との間で行う路車間通信、車載器間
で行う車車間通信により、これらのサービスを実現しよ
うとしている。このような高度道路交通システムにおけ
る通信方式の一例としては、社団法人電波産業会にて定
められた標準規格「有料道路自動料金収受システム標準
規格 ARIB STD-T55」（平成９年１１月２７日策定）が
知られている。上記の標準規格は、通信領域を限定した
スポット通信による路車間通信方式を定めたものであ
る。この通信プロトコルでは、路側機から車載器への下
り通信（以降、ダウンリンクと呼ぶ）と、車載器から路
側機への上り通信（以降、アップリンクと呼ぶ）をスロ
ットという基本単位で情報を交換することにより行う。
複数のスロットによりフレームが構成され、路側機から
車載器へ送信されるフレームの先頭には、FCMS(Frame C
ontrol Message Slot)と呼ばれるスロットが付加され
る。FCMSは、路側機が通信の制御を行うために、フレー
ムの同期をとり、車載器へのスロットの割付情報を提供
するスロットである。

【０００３】例えば１台の車載器がアップリンクデータ
を路側機へ送信する場合は、以下の手順で通信を行う。 1） 車両が通信領域に入り、車載器が通信可能となった
フレームのFCMSで同期をとる。 2） 車載器はFCMSで指定された情報に基づき、通信登録
用IDを路側機に送信する。 3） 路側機は車載器の登録を受け付けると、当該車両が
通信を行うためのスロットを割り当てて、FCMSで車載器
に通知する。 4） FCMSを受信した車載器は指定されたスロットでアッ
プリンクデータを送信する。 5） 路側機は車載器に対し、確認応答を送信する。 上記通信方式は、様々なアプリケーション、例えば、車
中での交通情報収集、インターネット利用、駐車場での
自動料金収受等々様々なシステムに応用可能と考えられ
ており、研究開発が行われている。このようなアプリケ
ーションについては、文献（「ITSインフォメーション
シャワー」（平成１２年１２月、クリエイト・クルーズ
社発刊））にも記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記通信方式を利用す
るアプリケーションのうち、駐車場に関しては、屋外及
び屋内の駐車場への適用が考えられる。しかしながら、
地下駐車場等の屋内の駐車場では、周囲が鉄筋コンクリ
ートの構造物という悪条件となる。そのため、例えば、
路側アンテナや路側機から構成される基地局設備を屋内
駐車場に設置した場合、路側アンテナから放射された電
波が乱反射を起こし、妨害波となるという問題がある。
例えば図９の反射波経路の一具体例を示す図に示すよう
に、放射角度θの指向性を持つアンテナから車載アンテ
ナに向けて電波放射する場合、路面からの反射波がさら
に天井に反射し、遅延した電波が妨害波となり、通信に
悪影響を及ぼす。本発明の目的は、上記問題を解決し、
地下駐車場等の屋内において、車載器と路側機との間の
正常な無線通信を容易に実現可能とすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による路側無線通信装置では、路側受信アン
テナと、路側送信アンテナと、路側通信装置とを備え、
路側送信アンテナが、路側受信アンテナよりも高さの低
い位置から、車載通信装置のアンテナへ向けてデータ送
信するようにしている。これにより正常な無線通信に対
する乱反射の影響を軽減できる。また本発明の路側無線
通信装置では、路側通信装置の路側送信アンテナが、車
両に対して、前方から水平方向に電波を放射するように
している。これにより路側送信アンテナから放射された
電波の反射波が車載通信装置のアンテナへ放射されるこ
とが軽減され、乱反射の影響を受けない正常な無線通信
が可能となる。また本発明の路側無線通信装置では、路
側通信装置の路側送信アンテナを車両に対して前方左右
二箇所に分けて設置し、車載通信装置のアンテナに対し
て、放射角度の異なる２つの路側送信アンテナから時分
割にデータを交互に送信するようにしている。これによ
り一方の路側送信アンテナからのデータ受信に失敗した
場合は、放射角度の異なるもう一方の路側送信アンテナ
からの送信データを受信するというように、データ受信
の機会を増やすことができる。また本発明の路側無線通
信装置は、車両が所定のエリアに侵入したことを検知す
る車両センサーを備え、路側通信装置が車両センサーか
らの車両検知データを受け取ってから路側送信アンテナ
からのデータ送信を開始するように制御している。これ
により適切な車両位置から通信を開始することができ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１、
図８、図９、図１０を用いて説明する。図１は本発明の
路側無線通信装置の構成の一実施例を示す図であり、図
８は本発明の路側無線通信装置を用いた駐車場での車両
の入出場時の路車間通信の一具体例を示すフロー図であ
り、図９は路側送信アンテナからの放射角度θの電波放
射を車両前方且つ上方から行った場合の反射波経路の一
具体例を示す図であり、図１０は路側送信アンテナから
の放射角度θの電波放射を車両前方正面から行った場合
の反射波経路の一具体例を示す図である。

【０００７】先ず、本実施例の路側無線通信装置の構成
について図１を用いて説明する。１００は天井、１０１
は路面、１０２は車載通信装置１０３及び車側アンテナ
１０４を搭載する車両、１０５は路側通信装置、１０６
は路側受信アンテナ、１０７は第一の路側送信アンテナ
である。車載通信装置１０３は車側アンテナ１０４を介
して路側通信装置１０５との間でデータの送受信を行
う。

【０００８】路側通信装置１０５は、路側受信アンテナ
１０６を介して受け取った車載通信装置１０３からのア
ップリンクデータを処理し、第一の路側送信アンテナ１
０７を介して車載通信装置１０３に対してダウンリンク
データを送信する。路側受信アンテナ１０６は、車側ア
ンテナ１０４から送信されるアップリンクデータを受信
するのに容易な位置で且つ屋内に設置され、受信したデ
ータを路側通信装置１０５に渡す。

【０００９】第一の路側送信アンテナ１０７は、路側受
信アンテナ１０６よりも高さが低い位置で且つ車両１０
２に対して、例えば水平に電波を放射するように設置す
る。例えば、図９に示すように、車両１０２の前方且つ
上方から、放射角度θの指向性で、第一の路側送信アン
テナ１０７が車両１０２に対して電波放射すると、天井
１００や路面１０１に電波が乱反射し、通信に悪影響を
及ぼすことが考えられる。これに対し、図１０に示すよ
うに、車両１０２の正面から平行方向に、放射角度θの
指向性で、第一の路側送信アンテナ１０７が車両１０２
に対して電波放射すれば、通信に対する反射波の影響は
軽減できる。

【００１０】本実施例によれば、路側のアンテナを受信
アンテナと送信アンテナの２つに分け、送信アンテナを
受信アンテナよりも低い位置に配置し、車両に対する電
波放射を、例えば車両の前方から平行方向に行うことに
より、通信に対して妨害波となるような反射波の影響を
軽減することができる。これにより、路側通信装置１０
５と車載通信装置１０３との間で正常な通信を行うこと
が可能である。

【００１１】次に、図８を用いて、本発明の路側無線通
信装置を用いた駐車場での車両の入出場時の路車間通信
の一具体例の説明をする。本具体例では、例えば車載通
信装置１０３が、決済用データを持つ記憶媒体の処理機
能を持ち、駐車場利用の決済を路車間通信により行う。
先ず車両１０２の駐車場への入場時の説明をする。ステ
ップＴ１では、車両１０２が通信領域に進入する。ステ
ップＴ２では、車載通信装置１０３が路側通信装置１０
５に対し通信登録用IDを送信する。ステップＴ３では、
路側通信装置１０５は車載通信装置１０３に対し、通信
を行うためのスロットを割り当てて通知する。ステップ
Ｔ４では、車載通信装置１０３は、指定された通信用ス
ロットを用いて、路側通信装置１０５に対して決済用デ
ータを送信する。ステップＴ５では、路側通信装置１０
５は受信した決済用データ及び入場日時を記録する。ス
テップＴ６では、路側通信装置１０５は、入場日時、駐
車場情報を車載通信装置１０３に送信する。ステップＴ
７では、車載通信装置１０３は受信した駐車場情報と入
場日時を記憶媒体に記録する。ステップＴ８では、車両
１０２は駐車場に入場する。

【００１２】次に車両１０２の駐車場からの出場時の説
明をする。ステップＵ１では、車両１０２が通信領域に
進入する。ステップＵ２では、車載通信装置１０３が路
側通信装置１０５に対し通信登録用IDを送信する。ステ
ップＵ３では、路側通信装置１０５は車載通信装置１０
３に対し、通信を行うためのスロットを割り当てて通知
する。ステップＵ４では、車載通信装置１０３は、指定
された通信用スロットを用いて、路側通信装置１０５に
対して決済用データと記憶媒体に記録された入場日時デ
ータを送信する。ステップＵ５では、路側通信装置１０
５は、受け取った決済用データ及び入場日時データを、
車両１０２の入場時に路側で記録しておいた決済用デー
タ及び入場日時データと照合する。ステップＵ６では、
路側通信装置１０５は、車両１０２の入場日時及び出場
日時から駐車料金を算出し、決済用データによる支払い
属性に従い料金清算処理を行う。ステップＵ７では、路
側通信装置１０５は、料金明細データを車載通信装置１
０３に送信する。ステップＵ８では、車載通信装置１０
３は、受信した料金明細データを記憶媒体に記録する。
ステップＵ９では、車両１０２は駐車場を出場する。以
上のことから、本発明の路側無線通信装置を用いた駐車
場においても、路車間通信による決済処理を行うことが
可能である。次に本発明の路側無線通信装置の他の一実
施例を図２、図３、図４を用いて説明する。図２は本発
明の路側無線通信装置の構成の他の一実施例を示す図で
あり、図３は本実施例において、路側アンテナから車側
アンテナへのデータの時分割送信の一具体例を示す図で
あり、図４は本実施例において、路側アンテナから車側
アンテナへのデータの時分割送信時の再送信の一具体例
を示す図である。

【００１３】先ず、本実施例の路側無線通信装置の構成
について図２を用いて説明する。１０２は車載通信装置
１０３及び車側アンテナ１０４を搭載した車両、１０５
は路側通信装置、１０６は路側受信アンテナ、１０８は
第二の路側送信アンテナ、１０９は第三の路側送信アン
テナである。車載通信装置１０３は車両１０２に搭載さ
れ、車側アンテナ１０４を介して路側通信装置１０５と
の間でデータの送受信を行う。

【００１４】路側通信装置１０５は、路側受信アンテナ
１０６を介して受け取った車載通信装置１０３からのア
ップリンクデータを処理し、又、第二の路側送信アンテ
ナ１０８、及び第三の路側送信アンテナ１０９を介して
車側アンテナ１０４に対してダウンリンクデータを送信
する。路側受信アンテナ１０６は、屋内駐車場の入出場
ゲート近くで、車側アンテナ１０４から送信されるアッ
プリンクデータの受信が容易な屋内の位置で、且つ車両
１０２の進行の妨げにならない位置に設置され、受信デ
ータを路側通信装置１０５に渡す。

【００１５】第二の路側送信アンテナ１０８及び第三の
路側送信アンテナ１０９は、車両１０２に対して例えば
水平に電波を放射するように配置され、車両１０２の左
右前方、即ち、屋内駐車場の入出場ゲートの左右両サイ
ドにそれぞれ設置される。路側通信装置１０５からのダ
ウンリンクデータは、図３の一具体例に示すように第二
の路側送信アンテナ１０８と第三の路側送信アンテナ１
０９を用いて交互に時分割で送信する。つまり、一方の
送信アンテナからデータを送信している間は、他方の送
信アンテナからはデータを送信しない。２つの送信アン
テナをそれぞれ別々の角度から電波放射するように設置
するということは、図４の一具体例に示すように、一方
の路側送信アンテナから送信されるデータを受信出来な
い場合等が発生したときに、放射角度の異なるもう一方
の路側送信アンテナから、同じデータを再送信できると
いう利点がある。

【００１６】本実施例によれば、第二の路側送信アンテ
ナ１０８と第三の路側送信アンテナ１０９を車両１０２
の進行方向に対して前方左右の位置に配置することによ
り、車両１０２の進行にアンテナの配置が妨げになるこ
とも無い。また、第二の路側送信アンテナ１０８と第三
の路側送信アンテナ１０９から交互に、時分割で電波放
射することにより、例えば放射角度が原因で車側アンテ
ナ１０４が一方からのダウンリンクデータの受信に失敗
した場合は、放射角度の異なる、もう一方からのダウン
リンクデータを受信するというように、受信の機会を増
やすことができる。更に、路側送信アンテナ１０７を車
両１０２に対し、例えば平行に電波放射するような位置
に配置することにより、反射波による通信への悪影響を
軽減できる。次に本発明の路側無線通信装置のさらに他
の一実施例を図５、図７を用いて説明する。

【００１７】図５は本発明の路側無線通信装置の構成の
さらに他の一実施例を示す図であり、図７は本実施例に
おける路側無線通信装置の動作の一具体例を示すフロー
図である。先ず、本実施例の路側無線通信装置の構成に
ついて図５を用いて説明する。本実施例の路側無線通信
装置の構成は、図１に示す路側無線通信装置の一実施例
の構成に、１１０の車両センサーを加えたものである。
車両センサー１１０は、特定の領域を車両１０２が通過
したことを検知し、路側通信装置１０５に通知する。路
側通信装置１０５は車両センサー１１０からの車両検知
信号を受け取って初めて、第一の路側送信アンテナ１０
７からの電波放射を開始する。

【００１８】続いて、図７のフロー図に示す本実施例に
おける路側無線通信装置の動作の一具体例の説明をす
る。ステップＳ１では、路側通信装置１０５は、電波放
射を停止した状態である。ステップＳ２では、車両セン
サー１１０が車両の通過を検知した場合はステップＳ３
へ進み、検知しない場合は車両センサー１１０は車両の
通過を待つ。ステップＳ３では、路側通信装置１０５
は、電波放射を開始する。ステップＳ４では、路側通信
装置１０５は、車載通信装置１０３との路車間通信を行
う。ステップＳ５では、路車間通信が正常に終了した場
合はステップＳ６へ進み、正常に終了しない場合はステ
ップＳ４の動作を再び行う。ステップＳ６では、路側通
信装置１０５は、電波放射を停止する。全てのステップ
終了後は再びステップＳ１に戻る。

【００１９】本実施例によれば、車両センサー１１０を
設け、車両センサー１１０が車両１０２を検知するまで
は、路側通信装置１０５は第一の路側送信アンテナ１０
７からの電波放射を行わず、車両センサー１１０が車両
１０２を検知してから初めて路側通信装置１０５が第一
の路側送信アンテナ１０７からの電波放射を開始するこ
とにより、入出場ゲートに進入してくる車両１０２は路
側との通信を適切な車両位置から開始することができ
る。更に、第一の路側送信アンテナ１０７を車両１０２
に対し、例えば平行に電波放射するような位置に配置す
ることにより、反射波による通信への悪影響を軽減でき
る。次に本発明の路側無線通信装置のさらに他の一実施
例を図６、図７を用いて説明する。図６は本発明の路側
無線通信装置の構成のさらに他の一実施例を示す図であ
り、図７は本実施例における路側無線通信装置の動作の
一具体例を示すフロー図である。先ず、本実施例の路側
無線通信装置の構成について図６を用いて説明する。本
実施例の路側無線通信装置の構成は、図２に示す路側無
線通信装置の一実施例の構成に、１１０の車両センサー
を加えたものである。車両センサー１１０は、特定の領
域を車両１０２が通過したことを検知し、路側通信装置
１０５に通知する。路側通信装置１０５は車両センサー
１１０からの車両検知信号を受け取って初めて、第二の
路側送信アンテナ１０８或いは第三の路側送信アンテナ
１０９からの電波放射を開始する。

【００２０】また、本実施例の路側無線通信装置の動作
は、図７のフロー図によっても説明できる。本実施例に
おいては、路側通信装置１０５は、第二の路側送信アン
テナ１０８及び第三の路側送信アンテナ１０９を用いて
電波放射する。従って、例えば図７のステップＳ３で
は、路側通信装置１０５は、第二の路側送信アンテナ１
０８又は第三の路側送信アンテナ１０９から電波放射を
開始する。本実施例によれば、車両センサー１１０を設
け、車両センサー１１０が車両１０２を検知するまで
は、路側通信装置１０５は第二の路側送信アンテナ１０
８又は第三の路側送信アンテナ１０９からの電波放射を
行わず、車両センサー１１０が車両１０２を検知してか
ら初めて路側通信装置１０５が第二の路側送信アンテナ
１０８又は第三の路側送信アンテナ１０９からの電波放
射を開始することにより、入出場ゲートに進入してくる
車両１０２は路側との通信を適切な車両位置から開始す
ることができる。更に、第二の路側送信アンテナ１０８
及び第三の路側送信アンテナ１０９を車両１０２に対
し、例えば平行に電波放射するような位置に配置するこ
とにより、反射波による通信への悪影響を軽減できる。
また、第二の路側送信アンテナ１０８と第三の路側送信
アンテナ１０９を車両１０２の進行方向に対して前方左
右の位置に配置にすることにより、車両１０２の進行に
アンテナの配置が妨げになることが無い。また、第二の
路側送信アンテナ１０８と第三の路側送信アンテナ１０
９から交互に、時分割で電波放射することにより、例え
ば放射角度が原因で車側アンテナ１０４が一方からのダ
ウンリンクデータの受信に失敗した場合は、放射角度の
異なる、もう一方からのダウンリンクデータを受信する
というように、受信の機会を増やすことができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、車載器と通信を行う路
側基地局を地下駐車場等の屋内に設置する場合に、路側
に設置する送信アンテナを車両に対して前面から平行に
電波を放射するよう設置することで、通信における反射
波の影響を軽減することができる。

【００２２】さらに本発明によれば、路側器の送信アン
テナを、車両に対し前方左右２箇所に分けて設置するこ
とで、路側送信アンテナが車両の進行の妨げになること
はない。また、車載器アンテナに対し送信データを交互
に時分割で送信することで、車載器アンテナが一方の路
側送信アンテナからの送信データの受信に失敗した場合
に、他方の路側送信アンテナからの送信データの受信を
することができ、受信の機会を増やすことができる。

【００２３】さらに本発明によれば、車両が所定のエリ
アに侵入したことを検知する車両センサーを設置し、車
両センサーが車両を検知してから路側送信アンテナから
の電波放射を開始することで、適切な車両位置から路車
間通信を開始することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の路側無線通信装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。

【図２】 本発明の路側無線通信装置の他の一実施例の
構成を示すブロック図である。

【図３】 本発明の路側無線通信装置の一実施例におい
て、路側アンテナから車側アンテナへのデータの時分割
送信の一具体例を示す図である。

【図４】 本発明の路側無線通信装置の一実施例におい
て、路側アンテナから車側アンテナへのデータの時分割
送信時の再送信の一具体例を示す図である。

【図５】 本発明の路側無線通信装置のさらに他の一実
施例の構成を示すブロック図である。

【図６】 本発明の路側無線通信装置のさらに他の一実
施例の構成を示すブロック図である。

【図７】 本発明の路側無線通信装置の一実施例におい
て、路側無線通信装置の動作の一具体例を示すフロー図
である。

【図８】 本発明の路側無線通信装置を用いた駐車場で
の車両の入出場時の路側無線通信装置の動作の一具体例
を示すフロー図である。

【図９】 路側送信アンテナからの放射角度θの電波放
射を車両前方且つ上方から行った場合の反射波経路の一
具体例を示すである図。

【図１０】 路側送信アンテナからの放射角度θの電波
放射を車両前方正面から行った場合の反射波経路の一具
体例を示す図である。

【符号の説明】

１００…天井 １０１…路面 １０２…車両 １０３…車載通信装置 １０４…車側アンテナ １０５…路側通信装置 １０６…路側受信アンテナ １０７…第一の路側送信アンテナ １０８…第二の路側送信アンテナ １０９…第三の路側送信アンテナ １１０…車両センサー

フロントページの続き (72)発明者 中野 哲夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 (72)発明者 坂本 敏幸 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 Ｆターム(参考） 3E027 EA03 EC07 5J046 AA02 AA04 AA12 MA09 5K067 AA03 BB21 CC04 EE02 EE10 KK03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に搭載された車載通信装置と路側に設
   置された路側通信装置とが無線通信によりデータの送受
   信を行う屋内の通信システムにおいて、 前記車載通信装置のアンテナから送信されるデータを受
   信するために屋内に設置された路側受信アンテナと、 前記車載通信装置のアンテナに向けてデータを送信する
   ための、前記路側受信アンテナよりも高さが低い位置で
   屋内に設置された路側送信アンテナと、 前記路側受信アンテナからの受信データ及び前記路側送
   信アンテナに向けた送信データを制御するための路側通
   信装置と、を備える構成とすることを特徴とする路側無
   線通信装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の路側無線通信装置におい
   て、前記路側送信アンテナを、車両に対して、前方から
   水平方向に電波を放射する構成とすることを特徴とする
   路側無線通信装置。
3. 【請求項３】請求項１または２のいずれかに記載の路側
   無線通信装置において、前記路側送信アンテナを車両に
   対して前方左右二箇所に分けて設置し、前記車載通信装
   置のアンテナに対して、時分割に送信データを交互に送
   信する構成とすることを特徴とする路側無線通信装置。
4. 【請求項４】請求項１、２または３のいずれかに記載の
   路側無線通信装置において、車両が所定のエリアに侵入
   したことを検知する車両センサーを備え、前記路側通信
   装置は前記車両センサーからの車両検知データを受け取
   ってから上記路側送信アンテナからのデータ送信を開始
   するように制御することを特徴とする路側無線通信装
   置。