JP2005151146A - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者に負担をかけることなく精度よくアンテナの取付け角度調整が可能な無線通信装置を提供すること。
【解決手段】無線通信装置は、電波を受信するアンテナ（１）と、前記アンテナの角度を変更するアンテナ角度変更手段（２）と、レーザー光を照射するものであって、前記アンテナに対して一体に設けられ、前記アンテナの角度変更に連動しレーザー光の照射角が変更されるレーザー光照射手段（３）と、前記レーザー光照射手段により照射されるレーザー光を受光するレーザー光受光手段（４）と、前記レーザー光受光手段によるレーザー光の受光状態に基づき、必要に応じて前記角度変更手段により前記アンテナの角度を調整するアンテナ角度調整手段（５）とを備えている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば有料道路のノンストップ自動料金収受システム（ETC : Electronic Toll Collection）に適用可能な無線通信装置及び無線通信方法に関する。

近年、有料道路のノンストップ自動料金収受システムの普及が目覚しい。このノンストップ自動料金収受システムは路側無線通信装置を備えており、この路側無線通信装置と車載器との間の無線通信により料金の収受が行なわれる。

路側無線通信装置はアンテナを備えており、このアンテナにより所定の通信領域を確保するために（このアンテナにより車載器と良好な通信状態を得るために）、このアンテナの取付け角度を慎重に調整する必要がある。アンテナは例えば地上高５ｍの高さに設置されており、作業者がアンテナ筐体上に載せた角度計を見ながら人力によってアンテナの角度を調整しボルトで固定している。

しかし、アンテナの取付け角度は、上記したように、アンテナ筐体に角度計を載せ調整しているので、作業者によって測定誤差が生じて、所定の通信領域を外れることがあり、再度、角度調整が必要になることがあった。しかも、地上高５ｍという高所にアンテナが設置されるので、高所作業車の作業台で作業を行わなければならず、作業性が悪く危険が伴うという問題もあった。このため、作業には多くの時間と労力を必要とし、調整中は料金所の車線を閉鎖する必要があるので、保守業務の点検においても容易に実施することができなかった。

本発明の目的は、このような従来の問題を解消するためになされたもので、作業者に負担をかけることなく精度よくアンテナの取付け角度調整が可能な無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。

この発明の無線通信装置及び無線通信方法は、以下のように構成されている。

（１）この発明の無線通信装置は、電波を受信するアンテナと、前記アンテナの角度を変更するアンテナ角度変更手段と、レーザー光を照射するものであって、前記アンテナに対して一体に設けられ、前記アンテナの角度変更に連動しレーザー光の照射角が変更されるレーザー光照射手段と、前記レーザー光照射手段により照射されるレーザー光を受光するレーザー光受光手段と、前記レーザー光受光手段によるレーザー光の受光状態に基づき、必要に応じて前記角度変更手段により前記アンテナの角度を調整するアンテナ角度調整手段とを備えている。

（２）この発明の無線通信方法は、アンテナによる無線通信端末からの電波の受信状態に基づき、所定のタイミングで前記アンテナに対して一体に設けられアンテナの角度変更に連動しレーザー光の照射角が変更するレーザー光照射手段によりレーザー光を照射させ、レーザー光受光手段によるレーザー光の受光状態に基づき、必要に応じて前記アンテナの角度を変更する前記角度変更手段により前記アンテナの角度を調整する。

本発明によれば、作業者に負担をかけることなく精度よくアンテナの取付け角度調整が可能な無線通信装置及び無線通信方法を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について図面に従って説明する。

図１は、この発明の一例の無線通信装置を構成するアンテナ、及びこのアンテナの取付け角度を変更する回転駆動機構を示す正面図であり、図２は、同様にこの発明の一例の無線通信装置を構成するアンテナ、及びこのアンテナの取付け角度を変更する回転駆動機構を示す側面図である。図１及び図２に示すように、アンテナ１の方位角及び仰角は、角度変更手段として機能する回転駆動機構２の駆動により変更可能となっている。

図３は、この発明の一例の無線通信装置を構成するアンテナ及びレーザー発光器を示す図である。図３に示すように、レーザー光照射手段として機能するレーザー発光器３は、アンテナ１に対して一体に設けられており、回転駆動機構２の駆動によるアンテナ１の角度変更（方位角及び仰角、夫々の角度変更）に連動しレーザー光の照射角も変更するようになっている。

図４は、この発明の一例の無線通信装置の概略構成を示す側面図であり、図５は、同様にこの発明の一例の無線通信装置の概略構成を示す上面図である。図４及び図５に示すように、無線通信装置は、アンテナ１、回転駆動機構２、レーザー発光器３、レーザー受光器４、調整制御部５を備えている。

レーザー光受光手段として機能するレーザー受光器４は、格子状に配置された複数の受光センサーＳを備えており、これら複数の受光センサーＳによりレーザー発光器３から照射されるレーザー光を受光する。ここでは、一例として、受光センサーＳ１、Ｓ２、…、Ｓ２４、Ｓ２５の２５個のセンサーによりレーザー受光器４が構成されているものとする。また、格子状に配置された複数の受光センサーＳのうちの中央に位置するセンサーを、受光センサーＳ１３と定義する。

レーザー受光器４を構成する各受光センサーＳからの出力は、アンテナ角度調整手段として機能する調整制御部５に入力される。これにより、調整制御部５は、レーザー受光器４によるレーザー光の受光状態、即ち各受光センサーＳによるレーザー光の受光状態を知ることができ、この受光状態に基づき必要に応じて回転駆動機構２を制御し、アンテナ１の角度（方位角及び仰角）を調整する。なお、調整制御部５と回転駆動機構２とはイーサーネットやＲＳ２３２Ｃなどの通信制御手段を介して接続されており、これによりアンテナ１から離れた遠隔地からアンテナの角度調整等の制御が可能となる。

次に、図６に示すフローチャートを参照して、図４及び図５に示す無線通信装置によるアンテナ角度調整の流れを説明する。

まず、初期設定が行なわれる（ＳＴ１）。初期設定では、アンテナ１を予め想定した取付け角度で設置し、アンテナ１からの電波を受信する無線通信端末により所定の通信領域が確保されていることを確認する。所定の通信領域が確保されていない場合、つまり通信領域が外れている場合は、調整制御部５に接続されているパーソナルコンピュータ等を介して、回転駆動機構５によりアンテナ１の取付け角度を調整し、所定の通信領域が確保されるようにする。続いて、レーザー受光器４を設置する。レーザー受光器４は、例えば道路の脇に並行するアイランド上に設置される。アンテナ１の一端に取り付けられたレーザー発光器３から発光されるレーザー光が、レーザー受光器４を構成する格子状に配置された複数の受光センサーＳのうちの中央に配置された受光センサーＳ１３で受光されるように、レーザー受光器４を設置する。

上記した初期設定、即ちアンテナ１を予め想定した取付け角度での設置、及びレーザー受光器４の設置が完了すれば、アンテナ角自動調整モードの実行が可能となる。調整制御部５に接続されているパーソナルコンピュータ等を介して、アンテナ角自動調整モードが実行されると（ＳＴ２、ＹＥＳ）、まず、調整制御部５は、アンテナ１による無線通信端末（例えば車両に設置される車載器）からの電波の受信状態をチェックする（ＳＴ３）。つまり、車両等の進入の有無をチェックする。調整制御部５は、アンテナ１による無線通信端末からの電波の受信を検知することにより（ＳＴ４、ＹＥＳ）、車両等が進入しているものと判断し、レーザー発光器３によるレーザー光の照射を禁止する（ＳＴ５）。これにより、車両等が進入しているにもかかわらず、車両のドライバーに向けてレーザー光が照射されてしまう事態を防止することができる。

調整制御部５は、アンテナ１による無線通信端末からの電波の受信を検知していないことにより（ＳＴ４、ＮＯ）、車両等が進入していないものと判断し、所定のタイミングで（例えば一定の時間間隔で）（ＳＴ６、ＹＥＳ）、レーザー発光器３によりレーザー光を照射させる（ＳＴ７）。このときも常に調整制御部５は、アンテナ１による無線通信端末からの電波の受信状態をチェックし、アンテナ１による無線通信端末からの電波の受信を検知した場合には（ＳＴ８、ＹＥＳ）、つまり車両が進入してきた場合は、レーザー発光器３によるレーザー光の照射を停止させる（ＳＴ９）。これにより、レーザー光照射中に車両等が進入してきても、車両のドライバーに向けてレーザー光が照射されてしまう事態を防止することができる。

調整制御部５は、アンテナ１による無線通信端末からの電波の受信を検知していないことを常に確認し（ＳＴ８、ＮＯ）、つまり車両等が進入してこないことを常に確認し、レーザー受光器４を構成する各受光センサーＳによるレーザー光の検知状態に基づき、アンテナ１の取付け角度のずれを検知する。調整制御部５は、格子状に配置された複数の受光センサーＳのうちの中央の受光センサーＳ１３の受光レベルより、他の位置の受光センサーＳ１、Ｓ２、…、Ｓ１２、Ｓ１４、…、Ｓ２５のレベルが高くなった場合、アンテナ１の取付け角度にずれが生じたと判断する。調整制御部５が、アンテナ１の取付け角度のずれを検知すると（ＳＴ１０、ＹＥＳ）、各受光センサーＳによる受光レベル（ずれ量）に基づき回転駆動機構２を駆動させ、アンテナ１の取付け角度のずれを調整（補正）する（ＳＴ１１）。即ち、レーザー発光器３から照射されるレーザー光がレーザ受光器４の中央（受光センサーＳ１３に対応する位置）に照射されるように、回転駆動機構２を駆動させる。特に、調整制御部５が、アンテナ１の取付け角度のずれを検知しなければ（ＳＴ１０、ＮＯ）、アンテナ１の取付け角度は調整（補正）されない。アンテナ角自動調整モードが停止されるまで（ＳＴ１２、ＹＥＳ）、上記処理は継続する。

このようにして、アンテナ１の取付け角度がずれた場合は、自動で調整することができる。また、車両の進入を監視することにより、車両進入時はレーザー発光器３によるレーザー光の発光を禁止又は停止することにより、ドライバーへのレーザー光の照射を防ぐことができる。

以上のように、本発明の無線通信装置によれば、アンテナ１の取付け角度がずれていた場合、作業員がわざわざ高所作業車に乗らなくても、自動で取付け角度を調整することが可能となる。また、人による調整ではなく、レーザ光による自動調整のため、作業員による調整誤差もなく、保守業務において確認作業も不要となる。

なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

この発明の一例の無線通信装置を構成するアンテナ、及びこのアンテナの取付け角度を変更する回転駆動機構を示す正面図である。 この発明の一例の無線通信装置を構成するアンテナ、及びこのアンテナの取付け角度を変更する回転駆動機構を示す側面図である。 この発明の一例の無線通信装置を構成するアンテナ及びレーザー発光器を示す図である。 この発明の一例の無線通信装置の概略構成を示す側面図である。 この発明の一例の無線通信装置の概略構成を示す上面図である。 無線通信装置によるアンテナ角度調整の流れを説明するフローチャートである。

符号の説明

１…アンテナ、２…回転駆動機構、３…レーザー発光器、４…レーザー受光器、５…調整制御部

Claims (5)

1. 電波を受信するアンテナと、
   前記アンテナの角度を変更するアンテナ角度変更手段と、
   レーザー光を照射するものであって、前記アンテナに対して一体に設けられ、前記アンテナの角度変更に連動しレーザー光の照射角が変更されるレーザー光照射手段と、
   前記レーザー光照射手段により照射されるレーザー光を受光するレーザー光受光手段と、
   前記レーザー光受光手段によるレーザー光の受光状態に基づき、必要に応じて前記角度変更手段により前記アンテナの角度を調整するアンテナ角度調整手段と、
   を備えたことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記レーザー光受光手段は、前記レーザー光照射手段により照射されるレーザー光を検知する複数の受光センサーを備え、
   前記角度調整手段は、各受光センサーによるレーザー光の検知結果に基づき、必要に応じて前記角度変更手段により前記アンテナの角度を調整する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 無線通信端末からの電波を受信するアンテナと、
   前記アンテナの角度を変更するアンテナ角度変更手段と、
   レーザー光を照射するものであって、前記アンテナに対して一体に設けられ、前記アンテナの角度変更に連動しレーザー光の照射角が変更されるレーザー光照射手段と、
   前記レーザー光照射手段により照射されるレーザー光を受光するレーザー光受光手段と、
   前記アンテナによる無線通信端末からの電波の受信状態に基づき、所定のタイミングで前記レーザー光照射手段によりレーザー光を照射させ、前記レーザー光受光手段によるレーザー光の受光状態に基づき、必要に応じて前記角度変更手段により前記アンテナの角度を調整するアンテナ角度調整手段と、
   を備えたことを特徴とする無線通信装置。
4. 前記アンテナ角度調整手段は、前記アンテナにより無線通信端末から電波を受信している間は前記レーザー光照射手段によるレーザー光の照射を禁止し、前記レーザー光照射手段によるレーザー光の照射中に前記アンテナにより無線通信端末から電波を受信した場合は前記レーザー光照射手段によるレーザー光の照射を停止することを特徴とする無線通信装置。
5. アンテナによる無線通信端末からの電波の受信状態に基づき、所定のタイミングで前記アンテナに対して一体に設けられアンテナの角度変更に連動しレーザー光の照射角が変更するレーザー光照射手段によりレーザー光を照射させ、
   レーザー光受光手段によるレーザー光の受光状態に基づき、必要に応じて前記アンテナの角度を変更する前記角度変更手段により前記アンテナの角度を調整する、
   ことを特徴とする無線通信方法。

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