JP2003030781A - 車両位置検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両の走行通路幅の範囲を十分にカバーでき、
かつ、位置検知精度の大幅な向上を可能にする車両位置
検知装置を提供する。 【解決手段】車両１の走行通路２に沿った要所に光ビー
コン送信機３が設置され、一方、車両１には、光ビーコ
ン送信機３から送信される光信号Ｌを受信する光ビーコ
ン受信機４が搭載されている。光ビーコン送信機３は、
それ自身の位置情報を含む光信号Ｌを走行通路２上へ一
定周期で繰り返し照射しており、走行通路２上には、シ
ャープなエッジを有する所定形状の受信エリアＡが形成
される。この受信エリアＡを車両１が通過する際、光ビ
ーコン受信機４による光信号Ｌの受信回数（データシー
ケンスの何サイクル分を受信したか）をカウントし、そ
のカウント値に基づき、車両１の走行位置に関連する詳
細情報（例えば、車両の進行方向のより正確な位置、車
両の車幅方向の位置、車両の走行向き等）を取得する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビーコンを使用し
て車両の位置を検知する車両位置検知装置に係り、更に
詳しくは、車両の位置検知精度を向上するための改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場等のような構内で荷役・運搬
用の車両の走行位置を検知するための方法としては、例
えば特公平７−２０８３９号公報等に記載されているよ
うに、車両の走行通路の床面上に磁気テープを設置し、
その磁気を車両側で検知することで、その車両の走行位
置を比較的正確に把握しようとしたものが知られてい
る。

【０００３】一方、一般道路等における自動車のナビゲ
ーションシステムに利用される位置検知方法としては、
例えば特許第２５０５９３４号公報等に記載されている
ように、道路の要所に電波ビーコン送信機を設置し、そ
こから一定時間間隔で送信される信号（設置位置情報）
を自動車側で受信することで、その自動車の走行位置を
より正確に把握しようとしたものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した前者の検知方
法（磁気テープを用いる方法）では、固定された軌道に
沿って車両が走行する場合には、その軌道上に磁気テー
プを設置できるので、比較的高い位置検知精度が得られ
る。しかし、車両が無軌道で走行する場合は、その走行
通路の横幅が相当に広く設定されているため、その広い
範囲を磁気テープでカバーするのが難しいという問題が
あった。

【０００５】一方、上述した後者の検知方法（電波ビー
コンを用いる方法）では、車両の走行通路上に比較的広
い受信エリア（受信エリアとは、ビーコン送信機から送
信された信号をビーコン受信機で受信可能な領域のこと
をいう）を形成できるので、車両が無軌道で走行する場
合であっても、走行通路幅のほとんどの範囲をカバーす
ることができる。しかしながら、電波ビーコンでは、そ
こから送信される電波の性質やアンテナの指向性等か
ら、どうしても、その受信エリアのエッジ（境界線、輪
郭）をシャープに形成することができないため、位置検
知の精度はせいぜい１ｍ程度くらいにしかならず、それ
以上の精度を出すことが困難であった。

【０００６】本発明の課題は、上記従来の問題点に鑑
み、車両の走行通路幅の範囲を十分にカバーでき、か
つ、位置検知精度の大幅な向上を可能にする車両位置検
知装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下のように構成する。すなわち、本発明
は、車両の走行通路の要所に設置され、自己の位置情報
を含む信号を一定周期で繰り返し送信する光ビーコン送
信機と、車両に搭載されて上記光ビーコン送信機から送
信される信号を受信する光ビーコン受信機とを有し、こ
の光ビーコン受信機での受信情報に基づき車両の走行位
置を検知する車両位置検知装置に適用されるものであ
り、以下のような特徴を有している。

【０００８】すなわち、上記光ビーコン送信機から送信
された信号の受信エリアを車両が通過する際における、
上記光ビーコン受信機による上記信号の受信回数を計数
する計数手段を備えると共に、この計数手段で計数され
た受信回数に基づき、車両の走行位置に関連する詳細情
報を取得する詳細情報取得手段を備えることを特徴とす
るものである。

【０００９】ここで、車両の走行位置に関連する詳細情
報とは、車両の位置検知を補助しうる、より詳細な情報
であって、その位置検知精度の一層の向上を可能にする
各種情報であり、例えば、車両の進行方向のより正確な
位置、車両の車幅方向の位置、車両の走行向き（走行通
路上をどちらの方向に走行しているのか）等である。上
記詳細情報取得手段は、これらの情報のうち１つだけを
取得しうるものであってもよく、複数の情報を取得しう
るものであってもよい。

【００１０】光ビーコン送信機は、車両の走行通路上に
比較的広い受信エリアを形成できるので、走行通路幅の
ほとんどの範囲をカバーすることが可能である。しか
も、電波ビーコン送信機と異なり、その受信エリアのエ
ッジを極めてシャープに出すことも可能である。

【００１１】しかも、光ビーコン送信機からは、自己の
位置情報（光ビーコン送信機自身の設置位置を示すＩＤ
情報）を含む信号が一定周期で繰り返し送信されるの
で、本発明では、上記のように計数手段と詳細情報取得
手段とを更に備えることで、受信エリアを車両が通過す
る際における光ビーコン受信機での信号受信回数に基づ
き、上記の「詳細情報」を取得しうるようにしている。

【００１２】すなわち、信号が一定時間周期で送信され
ており、かつ、車両が受信エリアを一気に通過する場合
その通過時の速度はほぼ一定とみなすことができるの
で、その通過時に計数された信号受信回数は、受信エリ
アにおける車両の通過した箇所での車両進行方向の長さ
に対応することになる。すなわち、受信エリアが車両進
行方向に長いほど、信号の受信回数も多くなり、逆に、
受信エリアが車両進行方向に短いほど、信号の受信回数
も少なくなる。よって、受信エリアのエッジが極めてシ
ャープであることとも相まって、信号受信回数に基づき
車両進行方向の一層正確な位置を算出したり、或いは、
以下のように受信エリアの形状を適宜工夫することで、
車両の車幅方向の位置や車両の走行向き等をも知ること
が可能となる。

【００１３】１つの例として、受信エリアを、その車両
進行方向の長さが車幅方向の位置で異なるように（例え
ば台形状に）設定しておく。このようにすれば、受信エ
リアにおける車幅方向のどの位置を車両が通過したかで
信号受信回数が異なってくるので、その受信回数に基づ
き車両の車幅方向の位置を取得することが可能である。

【００１４】もう１つの例として、受信エリアを、その
車両進行方向に複数（例えば２つ）の領域に分割し、こ
れら複数の領域の車両進行方向の長さが互いに異なるよ
うに設定しておく。このようにすれば、車両は上記複数
の領域を順次通過することになるので、例えば２つの領
域に分割されている場合に、車両進行方向に長い方の領
域から短い方の領域へ向けて車両が走行したとすると、
長い方の領域で計数される受信回数の方が短い方の領域
で計数される受信回数よりも多くなることから、車両が
受信エリアをどちらの向きに走行したか（すなわち車両
の走行向き）を取得することが可能である。

【００１５】その他の例として、上記の２つの例を組み
合わせることも可能である。すなわち、受信エリアを、
その車両進行方向に複数の領域に分割すると共に、これ
ら複数の領域の車両進行方向の長さを互いに異ならせ、
かつ、これら複数の領域のそれぞれにおける車両進行方
向の長さが車幅方向の位置で異なるように設定してお
く。このようにすることで、車両の走行向きと車幅方向
位置の両方を取得することが可能となる。

【００１６】勿論、信号受信回数を計数することで、車
両の車幅方向位置や走行向きだけでなく、車両進行方向
の一層正確な位置を取得するようにすることも可能であ
る。なお、光ビーコン送信機による信号の送信周期は、
車両の速度と、必要な位置検知精度とに基づき設定する
ことが望ましい。例えば、必要な位置検知精度を車両速
度で除算して得られる値よりも小さな値（例えば二分の
一程度）を送信周期として設定することが考えられる。
ここで、除算値よりも小さな値としたのは、受信信号の
処理タイミングの遅れを考慮したものである。

【００１７】以上のように、本発明では、エッジの極め
てシャープな受信エリアによって車両の走行通路幅の範
囲を十分にカバーした位置検知が可能になるだけでな
く、車両の走行位置に関連する詳細情報をも取得しうる
ようにしたことで、位置検知精度の大幅な向上が可能に
なる。

【００１８】なお、本発明は、光ビーコンを利用した車
両位置検知装置に適用されるものであるが、その位置検
知の対象となる車両自体は、構内で使用される荷役・運
搬用の車両であってもよく、一般道路を走行する通常の
自動車であってもよい。そのような車両位置検知装置
は、検知対象が構内車両の場合は、有人車両の運行経路
を管理するためのシステムや、無人車両の自動走行（自
動運転）システム等において利用され得るものであり、
また、検知対象が一般車両の場合は、道路交通網上での
自動車用ナビゲーションシステム等において利用され得
るものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。 ＜本発明の第１の実施の形態＞図１は本発明の第１の実
施の形態に係る車両位置検知装置を説明する図であり、
同図（ａ）及び（ｂ）は光ビーコン送信機の設置された
車両走行通路の側面図及び平面図である。なお、この実
施の形態は、構内を走行する荷役・運搬用の車両の走行
位置を検知する装置に適用された例である。

【００２０】図１に示すように、車両１の走行通路２に
沿った要所（例えば１００ｍ毎）に、光ビーコン送信機
３が設置されている。その設置場所は、工場や倉庫等に
おける高所（例えば天井、梁等）であってもよく、或い
は、走行通路２の側方に立設された柱等であってもよ
い。

【００２１】一方、車両１には、光ビーコン送信機３か
ら送信される光信号Ｌを受信する光ビーコン受信機４が
搭載されている。その搭載箇所は、例えば車両１の前方
上部等、光信号Ｌを効率良く受信可能な箇所が望まし
い。光ビーコン送信機３は、それ自身の位置情報（ＩＤ
情報）を含む面状の光信号（例えば赤外光や可視光の信
号）Ｌを走行通路２上へ一定周期で繰り返し照射してお
り、走行通路２上には、図１（ｂ）に示すように所定形
状の受信エリアＡが形成される。この受信エリアＡを車
両１が通過する際、光ビーコン受信機４が光ビーコン送
信機３からの光信号Ｌを受信する。光ビーコン送信機３
によって形成される受信エリアＡは、車両の走行通路幅
の範囲を十分にカバーしうるものであり、また、電波ビ
ーコンによるものと比べて、そのエッジを極めてシャー
プに形成することができる。

【００２２】ここで、光ビーコン送信機３について、図
２及び図３を用いて、より詳細に説明する。なお、図２
は光ビーコン送信機３の概略構成を示す図であり、図３
は光ビーコン送信機３の回路部分を示す図である。光ビ
ーコン送信機３は、図２（ａ）に示すように、遮光され
たケース１１内に、光信号Ｌを外部へ向けて照射するた
めの複数のＬＥＤ（発光ダイオード）１２を備えてお
り、これら複数のＬＥＤ１２が基板１３上に適宜配列さ
れた状態で搭載されている。

【００２３】この基板１３に搭載された回路部分につい
てより詳しく説明すれば、図３に示すように、ＬＥＤ１
２と電流制限抵抗１４とを直列接続してなる回路が複数
組（例えば８組）並列接続されており、これらが、送信
機ＩＣ１５から出力される送信信号によりオン・オフ駆
動されるスイッチング素子１６と直流電源１７との間に
接続されることで、上記複数のＬＥＤ１２からは光信号
Ｌが上記送信信号に従って出力される。ここで、光信号
Ｌは、例えば図４（ａ）に示すように、信号の同期をと
るためのヘッダ部Ｌ１ 、光ビーコン送信機３のＩＤ情
報等を含むデータ部Ｌ２ 、次に続く信号までの間を一
定期間あけるためのアイドリング部Ｌ３等からなる一連
のコードを１サイクルとするデータシーケンスで構成さ
れ、この１サイクル分のコードが一定周期で繰り返し出
力される。なお、光信号Ｌの波形は、送信機ＩＣ１５か
ら出力される上記送信信号と実質的に同一波形であり、
図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、キャリアをデジタ
ルデータ（ＩＤ情報等）に従って振幅変調して得られる
信号である。

【００２４】このように並列接続された複数のＬＥＤ１
２を光源として使用することで、光信号Ｌの光量が増
し、その結果、受信エリアＡをそのエッジをシャープに
維持したままで十分広く確保することが可能となる。な
お、図２（ａ）中には示されていないが、上記の電流制
限抵抗１４、送信機ＩＣ１５、スイッチング素子１６等
も、基板１３上に搭載されている。

【００２５】ケース１１には、ＬＥＤ１２からの光信号
Ｌの照射端側に、光信号Ｌを所定方向に向けてその領域
を絞りながら出射するためのホーン１８が設けられてい
る。ケース１１の内部とホーン１８の内部はいずれも黒
く塗られており、これによりケース１１やホーン１８の
内部での光信号Ｌの乱反射を防止して、受信エリアＡの
エッジの一層のシャープ化を図っている。なお、予め各
ＬＥＤ１２の位置に対応して個々に穿設された穴を有す
るアルミニウム製ブロックを基板１３上に搭載し、上記
個々の穴に上記複数のＬＥＤ１２をそれぞれ挿入配置し
て、各ＬＥＤ１２の光軸を揃えることで、受信エリアＡ
のエッジを更にシャープにすることも可能である。

【００２６】ホーン１８の出射端には、面状の光信号Ｌ
の断面形状を所定形状に規制するための遮光板１９が設
けられている。この遮光板１９は、図２（ｂ）に示すよ
うに、光信号Ｌを遮断可能な遮光部１９ａの中に、光信
号Ｌの透過可能な所定形状の透明窓１９ｂを配置した構
成である。この透明窓１９ｂの形状は、受信エリアＡに
要求される形状に基づいて設定されており、受信エリア
Ａは透明窓１９ｂとほぼ相似な形状に形成される。な
お、互いに異なる形状の透明窓１９ｂを有する様々な遮
光板１９を用意しておき、受信エリアＡの形状を変更し
たい場合に、その形状に対応する形状の透明窓１９ｂを
有する遮光板１９を取り付けるようにすることも可能で
ある。また、受信エリアＡの形状が固定的に使用される
場合は、ホーン１８の出射端の形状を受信エリアＡの形
状に等しく形成することで、遮光板１９を省略すること
も可能である。

【００２７】続いて、光ビーコン受信機４について、図
５及び図６を用いて、より詳細に説明する。なお、図５
は光ビーコン受信機４の概略構成を示す図であり、図６
は光ビーコン受信機４の回路部分を示す図である。光ビ
ーコン受信機４は、図５に示すように、遮光されたケー
ス２１内に、光信号Ｌを受光可能なフォトダイオード２
２を備えており、このフォトダイオード２２が基板２３
上に搭載されている。

【００２８】この基板２３に搭載された回路部分につい
てより詳しく説明すれば、図６に示すように、光ビーコ
ン送信機３からの光信号Ｌをフォトダイオード２２で受
光して得られた電気信号がプリアンプＩＣ２４でゲイン
調整されて出力され、それが受信機ＩＣ２５に送られ
る。この受信機ＩＣ２５は、典型的にはマイコン等で構
成されており、受信信号に含まれるＩＤ情報を読み出す
処理や、後にフローチャートを用いて詳しく説明する
が、信号受信回数（図４（ａ）に示したデータシーケン
スにおける何サイクル分を受信したか）に基づき車両１
の車幅方向の位置を検出する処理等を実行する。なお、
図５中には示されていないが、上記のプリアンプＩＣ２
４や受信機ＩＣ２５も、基板２３上に搭載されている。

【００２９】光ビーコン受信機４は、一般に真上を向い
ているので、太陽光や外乱光の影響を受けやすく、よっ
て、これらを低減するための工夫が施されている。ま
ず、図５に示すように、フォトダイオード２２からケー
ス２１の光入射窓にかけて筒状の遮光スリーブ２６を取
り付けることで、横方向や斜め方向からフォトダイオー
ド２２へ入射しようとする外乱光を遮断するようにして
いる。また、ケース２１の光入射窓に、光信号Ｌのみを
主に透過させる光透過フィルタ２７を取り付けること
で、太陽光や照明光の影響を低減するようにしている。

【００３０】次に、図６に示した受信機ＩＣ２５により
行われる処理について、図７〜図９を用いて詳細に説明
する。なお、図７は各用途に応じた受信エリアＡの各種
形状を示す図であり、図８は車両の位置検知処理を示す
主フローチャートであり、図９は図８の位置検知処理へ
のタイマ割込処理を示すフローチャートである。

【００３１】この第１の実施の形態では、図７（ａ）に
示す形状の受信エリアＡが採用されている。すなわち、
この受信エリアＡは、その車両進行方向の長さが車幅方
向位置で異なるように、もっと具体的には、右方向へ行
くほど車両進行方向の長さが短くなるような略台形状に
設定されている。なお、図７に示した各受信エリアＡに
は、車両進行方向に一定間隔で横線が描いてあるが、こ
れら横線の間隔Ｄは、車両１が或る一定速度で受信エリ
アＡを通過する際における、データシーケンスの１サイ
クル分の時間（データ周期）で進行する距離に相当す
る。

【００３２】上述のような形状の受信エリアＡを車両１
が通過する際の、光ビーコン受信機４による光信号Ｌの
受信回数（データシーケンスの何サイクル分を受信した
か）に基づき、車両１の車幅方向位置を検出する処理を
実行する。この処理について、図８を用いて以下に具体
的に説明する。

【００３３】まず、光ビーコン受信機４の受信信号中に
含まれるヘッダ（図４（ａ）のヘッダ部Ｌ１ ）の検出
を常に行っており（ステップａ１）、車両１が受信エリ
アＡ内に進入することでヘッダが検出された場合は、そ
のヘッダに続いて受信されるデータ（図４（ａ）のデー
タ部Ｌ２ ）を読み取る（ステップａ２）。

【００３４】そして、上記の読み取られたデータが正常
か否かを判断し（ステップａ３）、正常である場合は、
同一データが連続しているか否かを判断することで（ス
テップａ４）、車両１が確実に受信エリアＡ内を進行中
であるかどうかを認識する。更に、受信回数（データシ
ーケンスの何サイクル分を受信したか）をカウントする
カウンタ機能を備えており、上記ステップａ４で同一デ
ータの連続受信が確認された場合は、カウンタを１つカ
ウントアップする（ステップａ５）。よって、例えば図
７（ａ）において、車両１が受信エリアＡ内の横線を１
つ横切る毎に、カウンタに１が加算されていくことにな
る。なお、上記のステップａ３でデータに異常があると
判断された場合や、ステップａ４で同一データの連続受
信が確認されない場合（すなわち、車両１が受信エリア
Ａの外へ抜け出た場合）は、カウンタをゼロにリセット
する（ステップａ６、ａ７）。

【００３５】また、ここではカウンタ機能の他にタイマ
機能も備えており、上記ステップａ５におけるカウンタ
のカウントアップ処理に続いて、タイマを起動させて
（ステップａ８）、以下に示すタイマ割込処理（図９）
に移行する。ここで、タイマの起動から停止までの時間
であるタイマ時間は、データ周期（データシーケンスに
おける１サイクル分の時間）よりも少し長い時間に設定
されている。例えば、データ周期が１００ｍｓｅｃだと
すれば、タイマ時間は１１０〜１２０ｍｓｅｃ程度に設
定される。ステップａ５のカウントアップ処理は、次の
データが受信される毎に（すなわちデータ周期で）行わ
れ、それに続いてステップａ８でタイマが再起動される
ので、車両１が受信エリアＡ内を進行している間は、タ
イマ時間が完全に終了する前にタイマが再起動されるこ
とになり、よって、その間はタイマ割込処理が無効にな
る。一方、車両１が受信エリアＡの外へ抜け出た場合
は、ステップａ１でＮｏとなるため、ステップａ８でタ
イマが再起動されず、よって、タイマ割込処理が有効に
なる。この場合、カウンタには、最終的なカウンタ値
（すなわち、車両１が受信エリアＡの外へ抜け出る直前
のカウンタ値）が記憶されている。

【００３６】そこで次は、図９を用いて、タイマ割込処
理について説明する。まず、上述した最終的なカウンタ
値を車幅方向位置に対応付ける処理を行う（ステップｂ
１）。例えば図７（ａ）を見れば明らかなように、車両
１が受信エリアＡにおけるどの車幅方向位置を走行する
かで、横切る横線の数が異なり、この数は上記最終的な
カウンタ値に相当する。よって、最終的なカウンタ値が
わかれば、車両１が受信エリアＡにおける車幅方向のど
の位置を走行したのかがわかり、すなわち、カウンタ値
を車幅方向位置に１対１に対応付けることが可能であ
る。

【００３７】続いて、図８のステップａ２で読み取られ
たデータ（特にはＩＤ情報）と、上記ステップｂ１で得
られた車幅方向位置とを、外部のコントローラ等に出力
する（ステップｂ２）。上記ＩＤ情報に基づき車両１の
ほぼ正確な走行位置（すなわち、車両１がどの光ビーコ
ン送信機の下を通過中か）を知ることができ、それに加
えて、車両１の車幅方向位置をもほぼ正確に知ることが
できる。

【００３８】その後、カウンタをゼロにリセットする
（ステップｂ３）。そして、所定のタイマ時間が経過し
た時点でタイマが停止し（ステップｂ４）、タイマ処理
が終了する。以上に述べたように、本発明の第１の実施
の形態によれば、単に光ビーコン送信機３から送信され
るＩＤ情報に基づいて車両１の走行位置を検知するだけ
でなく、信号受信回数（カウンタ値）に基づき車両１の
車幅方向位置をも知ることができるので、位置検知精度
を大幅に向上させることができる。 ＜本発明の第２の実施の形態＞次に、本発明の第２の実
施の形態に係る車両位置検知装置について説明する。こ
の第２の実施の形態では、図７（ｂ）に示す形状の受信
エリアＡを採用することで、車両１の走行向き（走行通
路をどちらの向きに走行しているのか）をも検知できる
ようにしたものである。光ビーコンの構成・配置位置や
光信号Ｌのフォーマット等は第１の実施の形態と同じで
あるので、ここではその説明を省略する。

【００３９】図７（ｂ）に示す受信エリアＡは、その車
両進行方向に２つの領域Ａ１ 、Ａ２ に分割され、こ
れら２つの領域Ａ１ 、Ａ２の車両進行方向の長さが互
いに異なるように、もっと具体的には、領域Ａ１ の方
が領域Ａ２ よりも長くなるように設定されている。ま
た、２つの領域Ａ１ 、Ａ２は、いずれも長方形状であ
る。このような形状の受信エリアＡを形成するには、例
えば、図２（ｂ）に示した遮光板１９の透明窓１９ｂと
して、台形状のものの代わりに、図７（ｂ）に示した形
状とほぼ相似な形状のものを採用すればよい。この場
合、２つの領域Ａ１ 、Ａ２で受信されるデータは同一
のものとなる。

【００４０】このような２つの領域Ａ１ 、Ａ２ から
なる受信エリアＡを車両１が順次通過する際の、光ビー
コン受信機４による光信号Ｌのそれぞれの受信回数（デ
ータシーケンスの何サイクル分を受信したか）に基づ
き、車両１の走行向きを検出する処理を実行する。この
処理について、図１０を用いて以下に具体的に説明す
る。

【００４１】この第２の実施の形態においても、まず図
８のフローチャートと同一の処理を実行し、カウンタが
最終的にカウントアップされた後に、図１０に示すタイ
マ割込処理へと移行する。この場合、受信エリアＡが２
つの領域Ａ１ 、Ａ２ に分割されていることから、車
両１が各領域を通過し終わる毎に、それぞれの最終的な
カウンタ値が得られる。

【００４２】このタイマ割込処理においては、まず、前
回のデータと今回のデータとが同じものかどうかを判断
する（ステップｃ１）。同じであれば、車両１が２つの
領域Ａ１ 、Ａ２ を連続して通過した直後であると判
断できるので、前回の最終的なカウンタ値と今回の最終
的なカウンタ値とから車両１の走行向きを判断する（ス
テップｃ２）。すなわち、もし車両１が領域Ａ２ を通
過後に領域Ａ１ を通過したのであれば、前回のカウン
タ値よりも今回のカウンタ値の方が大きく、一方、車両
１が領域Ａ１ を通過後に領域Ａ２ を通過したのであ
れば、前回のカウンタ値よりも今回のカウンタ値の方が
小さくなるので、それらカウンタ値の大小関係から車両
１の走行向きを判断することができる。

【００４３】続いて、図８のステップａ２で読み取られ
たデータ（特にはＩＤ情報）と、上記ステップｃ２で得
られた走行向きとを出力する（ステップｃ３）。上記Ｉ
Ｄ情報に基づき車両１のほぼ正確な走行位置を知ること
ができ、それに加えて、車両１の走行向きをも正確に知
ることができる。

【００４４】その後、カウンタをゼロにリセットする
（ステップｃ４）。そして、所定のタイマ時間が経過し
た時点でタイマが停止し（ステップｃ５）、タイマ処理
が終了する。なお、上記ステップｃ１において、前回の
データと今回のデータとが異なると判断された場合は、
今回受信した信号が前回とは異なる光ビーコン送信機か
らのものであると判断できる。よって、今回と次回のデ
ータ及びカウンタ値に基づく走行向きの判断処理に備え
て、今回のデータを前回のデータとして記憶し、かつ、
今回のカウンタ値を前回のカウンタ値として記憶してか
ら（ステップｃ６）、タイマ処理を終了する。

【００４５】以上に述べたように、本発明の第２の実施
の形態によれば、単に光ビーコン送信機３から送信され
るＩＤ情報に基づいて車両１の走行位置を検知するだけ
でなく、信号受信回数（カウンタ値）に基づき車両１の
走行向きをも知ることができるので、位置検知精度を大
幅に向上させることができる。 ＜本発明の第３の実施の形態＞次に、本発明の第３の実
施の形態に係る車両位置検知装置について説明する。こ
の第３の実施の形態では、図７（ｃ）に示す形状の受信
エリアＡを採用することで、車両１の車幅方向位置と走
行向きの両方を検知できるようにしたものである。光ビ
ーコンの構成・配置位置や光信号Ｌのフォーマット等は
第１の実施の形態と同じであるので、ここではその説明
を省略する。

【００４６】図７（ｃ）に示す受信エリアＡは、その車
両進行方向に２つの領域Ａ１ 、Ａ２ に分割され、こ
れら２つの領域Ａ１ 、Ａ２の車両進行方向の長さが互
いに異なるように、もっと具体的には、領域Ａ１ の方
が領域Ａ２ よりも長くなるように設定されている。し
かも、２つの領域Ａ１ 、Ａ２は、いずれも、その車両
進行方向の長さが車幅方向位置で異なるように、もっと
具体的には、右方向へ行くほど車両進行方向の長さが短
くなるような略台形状に設定されている。このような形
状の受信エリアＡを形成するには、例えば、図２（ｂ）
に示した遮光板１９の透明窓１９ｂとして、図７（ｃ）
に示した形状とほぼ相似な形状のものを採用すればよ
い。この場合、２つの領域Ａ１ 、Ａ２で受信されるデ
ータは同一のものとなる。

【００４７】このような２つの領域Ａ１ 、Ａ２ から
なる受信エリアＡを車両１が順次通過する際の、光ビー
コン受信機４による光信号Ｌのそれぞれの受信回数（デ
ータシーケンスの何サイクル分を受信したか）に基づ
き、車両１の車幅方向位置と走行向きとを検出する処理
を実行する。この処理について、図１１を用いて以下に
具体的に説明する。

【００４８】この第２の実施の形態においても、まず図
８のフローチャートと同一の処理を実行し、カウンタが
最終的にカウントアップされた後に、図１１に示すタイ
マ割込処理へと移行する。この場合、受信エリアＡが２
つの領域Ａ１ 、Ａ２ に分割されていることから、車
両１が各領域を通過し終わる毎に、それぞれの最終的な
カウンタ値が得られる。

【００４９】このタイマ割込処理においては、まず、前
回のデータと今回のデータとが同じものかどうかを判断
する（ステップｄ１）。同じであれば、車両１が２つの
領域Ａ１ 、Ａ２ を連続して通過した直後であると判
断できるので、前回の最終的なカウンタ値と今回の最終
的なカウンタ値とから車両１の走行向きを判断する（ス
テップｄ２）。この処理は、図１０のステップｃ２の処
理と同じである。

【００５０】続いて、前回の最終的なカウンタ値と今回
の最終的なカウンタ値とを、それぞれ車幅方向位置に対
応付ける処理を行う（ステップｄ３）。そのそれぞれの
対応付けの処理は、図９のステップｂ１の処理と同じで
ある。そして、図８のステップａ２で読み取られたデー
タ（特にはＩＤ情報）と、上記ステップｄ２で得られた
走行向きと、上記ステップｄ３で得られた車幅方向位置
とを出力する（ステップｄ４）。上記ＩＤ情報に基づき
車両１のほぼ正確な走行位置を知ることができ、それに
加えて、車両１の走行向きと車幅方向位置をも正確に知
ることができる。

【００５１】その後、カウンタをゼロにリセットする
（ステップｄ５）。そして、所定のタイマ時間が経過し
た時点でタイマが停止し（ステップｄ６）、タイマ処理
が終了する。なお、上記ステップｄ１において、前回の
データと今回のデータとが異なると判断された場合は、
今回受信した信号が前回とは異なる光ビーコン送信機か
らのものであると判断できる。よってこの場合は、今回
のデータを前回のデータとして記憶し、かつ、今回のカ
ウンタ値を前回のカウンタ値として記憶してから（ステ
ップｄ７）、タイマ処理を終了する。

【００５２】以上に述べたように、本発明の第３の実施
の形態によれば、単に光ビーコン送信機３から送信され
るＩＤ情報に基づいて車両１の走行位置を検知するだけ
でなく、信号受信回数（カウンタ値）に基づき車両１の
走行向き及び車幅方向位置をも知ることができるので、
位置検知精度を一層大幅に向上させることができる。 ＜その他の実施の形態＞本発明は、上記実施の形態に限
定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内にお
いて、種々の構成を採用可能である。例えば、以下のよ
うな構成変更も可能である。

【００５３】（１）以上に述べた実施の形態では、車両
の走行位置に関連する詳細情報として、車両の車幅方向
位置や走行向きを取得するようにしたが、その他にも、
例えば車両の進行方向のより正確な位置を取得するよう
にすることもできる。その場合は、例えば図７（ｄ）に
示すような単純な長方形状の受信エリアＡを使用するだ
けでよく、上記の実施の形態と同様、車両１が受信エリ
アＡを通過する際の信号受信回数をカウンタでカウント
すれば、そのカウンタ値は受信エリアＡ上における車両
１の進行方向位置に対応することになる。よって、受信
エリアＡのエッジが非常にシャープであることとも相ま
って、受信エリアＡ上における車両１の進行方向のより
正確な位置を知ることができる。具体的には、以下のよ
うな手法を採用可能である。

【００５４】通常、光信号Ｌに含まれるＩＤ情報は、受
信エリアＡ内の特定位置の座標を示している。このこと
から、例えばＩＤ情報が受信エリアＡの車両進行方向の
中央位置Ｐを示しているような場合は、最終的なカウン
タ値が得られた時点（すなわち、車両１（光ビーコン受
信機４）が受信エリアＡの進行方向のエッジに位置する
時点）で、このカウンタ値の半分の値に相当する距離ｄ
を上記中央位置Ｐの座標に加えたものが、車両１の現在
の進行方向位置（上記エッジの位置）に相当することに
なる。よって、このようにすれば、単にＩＤ情報に基づ
いて位置検知を行う場合と比べ、車両１の進行方向位置
を極めて正確に検出することができる。このような進行
方向位置の検知は、車幅方向位置の検知や走行向きの検
知と組み合わせることも可能である。

【００５５】また、図７（ｄ）のような長方形状の受信
エリアＡの場合、その車両進行方向の長さが車幅方向の
どの位置でも同じであるので、或る車速における最終的
なカウンタ値も常に同じであり、これを予め知ることが
できる。よって、例えばＩＤ情報が受信エリアＡの車両
進行方向の中央位置Ｐを示しているような場合は、カウ
ンタが最終的なカウンタ値の半分の値をカウントした時
点での車両１の進行方向位置が、ＩＤ情報で示された位
置（受信エリアＡの車両進行方向の中央位置Ｐ）に相当
する。このようにして、車両１が受信エリアＡの中央位
置に到達したことを正確に検知することも可能である。

【００５６】なお、車両１の進行方向位置の検知に所望
の精度を持たせたい場合は、光ビーコン送信機３による
信号の送信周期（データ周期）を、車両１の速度と、所
望の位置検知精度とに基づき設定するようにする。例え
ば、所望の位置検知精度を車両速度で除算して得られる
値よりも小さな値（例えば二分の一程度）を送信周期と
して設定することが考えられる。具体例をあげれば、車
両速度が３ｍ／ｓｅｃで、所望の位置検知精度が０．１
ｍ（＝１０ｃｍ）である場合の送信周期は、例えば以下
の計算式から、１５ｍｓｅｃ程度に設定すればよい。す
なわち、１サイクルが１５ｍｓｅｃ程度のデータシーケ
ンスとすればよい。

【００５７】｛０．１ｍ／（３ｍ／ｓｅｃ）｝×１／２
≒１５ｍｓｅｃ ここで、所望の位置検知精度を車両速度で除算して得ら
れる値をそのまま送信周期とせずに、それよりも小さい
値を使用するのは、一般に光ビーコン送信機３と光ビー
コン受信機４とが完全に同期しておらず、光ビーコン送
信機３から出力された光信号Ｌのヘッダ部が光ビーコン
受信機４で受信された時点で初めて位置検知の処理が開
始されるため（図８を参照）である。このような設定を
行うことで、受光エリアＡのエッジがシャープであるこ
ととも相まって、例えば１０〜３０ｃｍ程度の高い位置
検知精度を実現できる。

【００５８】（２）図７（ａ）〜（ｄ）に示した各受信
エリアＡの形状はほんの一例であり、本発明はこれに限
定されるものではない。例えば、同図（ａ）の受信エリ
アＡは車幅方向位置を検知するためのものであるが、そ
の位置検知精度が或る程度おおまか（例えば段階的）で
あってもよいのであれば、例えば図７（ｅ）に示すよう
に、エッジを滑らかなスロープ状ではなく階段状に設定
してもよい。

【００５９】また、同図（ｂ）、（ｃ）の受信エリアＡ
は２つの領域Ａ１ 、Ａ２ に分割されているが、３つ
以上に分割されていてもよい。更に、同図（ｃ）の受信
エリアＡを構成する２つの領域Ａ１ 、Ａ２ はどちら
も台形状であるが、例えば同図（ｆ）に示すように２つ
の領域Ａ１ 、Ａ２のうちのどちらかを長方形状にして
も、同様な作用が得られる。ただし、その場合、車幅方
向のどの位置においても、一方の領域における車両進行
方向の長さが他方の領域のものよりも長くなるように設
定する。

【００６０】（３）図２に示した光ビーコン送信機３の
構成や、図５に示した光ビーコン受信機４の構成は、い
ずれも望ましい一例ではあるが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、光ビーコンを利用する
ことで、エッジの極めてシャープな受信エリアによって
車両の走行通路幅の範囲を十分にカバーした位置検知が
可能になるだけでなく、ビーコン信号の受信回数に基づ
いて車両の走行位置に関連する詳細情報（例えば、車両
の進行方向のより正確な位置、車両の車幅方向の位置、
車両の走行向き等）をも取得しうるようにしたことで、
位置検知精度を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両位置検知
装置を説明する図であり、（ａ）は光ビーコン送信機の
設置された車両走行通路の側面図、（ｂ）はその平面図
である。

【図２】光ビーコン送信機３の概略構成を示す図であ
る。

【図３】光ビーコン送信機３の回路部分を示す図であ
る。

【図４】光信号Ｌの説明図であり、（ａ）は光信号Ｌの
フォーマットの一例を示す図、（ｂ）はデジタルデータ
波形を示す図、（ｃ）はキャリア波形を示す図である。

【図５】光ビーコン受信機４の概略構成を示す図であ
る。

【図６】光ビーコン受信機４の回路部分を示す図であ
る。

【図７】各用途に応じた受信エリアＡの各種形状を示す
図である。

【図８】車両の位置検知処理を示す主フローチャートで
ある。

【図９】本発明の第１の実施の形態におけるタイマ割込
処理を示すフローチャートである。

【図10】本発明の第２の実施の形態におけるタイマ割込
処理を示すフローチャートである。

【図11】本発明の第３の実施の形態におけるタイマ割込
処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 車両 ２ 走行通路 ３ 光ビーコン送信機 ４ 光ビーコン受信機 １１ ケース １２ ＬＥＤ １３ 基板 １４ 電流制限抵抗 １５ 送信機ＩＣ １６ スイッチング素子 １８ ホーン １９ 遮光板 ２１ ケース ２２ フォトダイオード ２３ 基板 ２４ プリアンプＩＣ ２５ 送信機ＩＣ ２６ スリーブ ２７ 光透過フィルタ Ｌ 光信号 Ａ 受信エリア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 比嘉 孝治 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 山上 智弘 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB02 BB04 FF07 FF13

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の走行通路の要所に設置され、自己
   の位置情報を含む信号を一定周期で繰り返し送信する光
   ビーコン送信機と、車両に搭載されて前記光ビーコン送
   信機から送信される信号を受信する光ビーコン受信機と
   を有し、該光ビーコン受信機での受信情報に基づき前記
   車両の走行位置を検知する車両位置検知装置において、 前記光ビーコン送信機から送信された信号の受信エリア
   を前記車両が通過する際の、前記光ビーコン受信機によ
   る前記信号の受信回数を計数する計数手段と、 該計数手段で計数された受信回数に基づき、前記車両の
   走行位置に関連する詳細情報を取得する詳細情報取得手
   段と、 を備えることを特徴とする車両位置検知装置。
2. 【請求項２】 前記詳細情報取得手段は前記受信回数に
   基づき前記車両の進行方向のより正確な位置を前記詳細
   情報として取得することを特徴とする請求項１記載の車
   両位置検知装置。
3. 【請求項３】 前記受信エリアはその車両進行方向の長
   さが車幅方向の位置で異なるように設定されており、前
   記詳細情報取得手段は前記受信回数に基づき前記車両の
   車幅方向の位置を前記詳細情報として取得することを特
   徴とする請求項１記載の車両位置検知装置。
4. 【請求項４】 前記受信エリアはその車両進行方向に複
   数の領域に分割され、該複数の領域の車両進行方向の長
   さが互いに異なるように設定されており、前記詳細情報
   取得手段は前記受信回数に基づき前記車両の走行向きを
   前記詳細情報として取得することを特徴とする請求項１
   記載の車両位置検知装置。
5. 【請求項５】 前記受信エリアはその車両進行方向に複
   数の領域に分割され、該複数の領域の車両進行方向の長
   さが互いに異なり、かつ、該複数の領域のそれぞれにお
   ける車両進行方向の長さが車幅方向の位置で異なるよう
   に設定されており、前記詳細情報取得手段は前記受信回
   数に基づき前記車両の走行向き及び車幅方向位置を前記
   詳細情報として取得することを特徴とする請求項１記載
   の車両位置検知装置。
6. 【請求項６】 前記光ビーコン送信機による信号の送信
   周期が、車両の速度と、必要な位置検知精度とに基づき
   設定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
   １項に記載の車両位置検知装置。