JP2007074286A - 車両用受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自車両の天頂方向に遮蔽物が存在する状況下での受信品質を向上させた車両用受信装置を提供すること。
【解決手段】 車両に搭載され、テレビ／ラジオ放送波や音声／データ通信波などの電磁波を受信する車両用受信装置が、自車両の天頂方向に遮蔽物の存在を所定時間連続して検出すると、自車両前後方向に指向性を有するように受信アンテナを制御する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、概して、車両に搭載され、電磁波を受信する車両用受信装置に係り、特に、自車両の天頂方向に遮蔽物が存在する状況下での受信品質を向上させた車両用受信装置に関する。

従来、車両に搭載され、電磁波を受信する車両用受信装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、ナビゲーションシステムから自車両位置、放送局位置、建物位置などのデータを取得し、これらデータに基づいてマルチパスノイズを検出する装置が開示されている。
特開２００５−１３６８０９号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来装置によれば、立体駐車場やトンネルなどの自車両の天頂方向に遮蔽物が存在し、多重波（マルチパス）が数多く存在する状況下では、多重波のみを特定することが困難となり、受信品質の劣化を招く可能性がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、自車両の天頂方向に遮蔽物が存在する状況下での受信品質を向上させた車両用受信装置を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第一の態様は、車両に搭載され、テレビ／ラジオ放送波や音声／データ通信波などの電磁波を受信する車両用受信装置であって、複数の受信アンテナと、自車両の天頂方向における遮蔽物の存在を検出する検出手段と、所定の規則に従って受信アンテナを切り替えるアンテナ切替手段とを有し、該アンテナ切替手段は、上記検出手段によって自車両の天頂方向に遮蔽物の存在が検出されたとき、上記所定の規則に従わずに、所定の受信アンテナへ切り替える、車両用受信装置である。

この第一の態様において、上記検出手段は、ａ）例えばコンライトセンサなどを用いて検出した自車両周囲の明るさの変化から自車両天頂方向の遮蔽物の存在を検出してもよく、或いは、ｂ）例えばＧＰＳなどの衛星通信電波の受信状態から自車両天頂方向の遮蔽物の存在を検出してもよく、或いは、ｃ）これらの手法を適宜組み合わせて自車両天頂方向の遮蔽物の存在を検出してもよい。

また、この第一の態様において、上記所定の規則とは、例えば、電界強度が最も高い受信アンテナへ切り替える、という規則である。

また、この第一の態様において、自車両の天頂方向に遮蔽物が存在する状況とは、例えば、自車両が立体駐車場やトンネルの中などに位置する場合である。

さらに、この第一の態様において、上記所定の受信アンテナは、所定の方向に指向性を有する指向性アンテナである。ここで、上記所定の方向とは、自車両の天頂方向に存在する遮蔽物を避けて上記電磁波を受信できるように決定される。したがって、上記所定の方向とは、例えば、自車両前後方向の少なくとも一方向である。

この第一の態様によれば、自車両の天頂方向に遮蔽物が存在するか否かに応じて、アンテナ指向性を制御することができるため、自車両の天頂方向に遮蔽物が存在する状況下での受信品質の向上を図ることができる。

なお、この第一の態様において、上記所定の受信アンテナは、上記アンテナ切替手段が上記所定の規則に従って作動しているときには使用されない専用のアンテナとして設けられることが好ましい。

また、この第一の態様において、上記アンテナ切替手段は、歩道橋や信号機・標識等を支えるガントリー（弧線橋）など走行中の車両にとって天頂方向に存在するのが非常に短時間である遮蔽物に対しては逐一反応しない方が好ましいとの観点から、上記検出手段によって自車両の天頂方向に遮蔽物の存在が所定時間（例えば１秒間）連続して検出されたときに、上記所定の受信アンテナへ切り替える、ことが好ましい。

上記目的を達成するための本発明の第二の態様は、車両に搭載され、テレビ／ラジオ放送波や音声／データ通信波などの電磁波を受信する車両用受信装置であって、指向性を制御可能な受信アンテナ（例えば、アレーアンテナなど）と、自車両の天頂方向における遮蔽物の存在を検出する検出手段と、上記検出手段によって自車両の天頂方向に遮蔽物の存在が検出されたとき、上記受信アンテナの指向性を変更する指向性変更手段とを有する車両用受信装置である。

この第二の態様において、上記検出手段は、ａ）例えばコンライトセンサなどを用いて検出した自車両周囲の明るさの変化から自車両天頂方向の遮蔽物の存在を検出してもよく、或いは、ｂ）例えばＧＰＳなどの衛星通信電波の受信状態から自車両天頂方向の遮蔽物の存在を検出してもよく、或いは、ｃ）これらの手法を適宜組み合わせて自車両天頂方向の遮蔽物の存在を検出してもよい。

また、この第二の態様において、上記指向性変更手段は、上記検出手段によって自車両の天頂方向に遮蔽物の存在が検出されたとき、自車両の天頂方向に存在する遮蔽物を避けて上記電磁波を受信できるように、上記受信アンテナの自車両前後方向の少なくとも一方向に対する指向性を増大させる。

この第二の態様によれば、自車両の天頂方向に遮蔽物が存在するか否かに応じて、アンテナ指向性を制御することができるため、自車両の天頂方向に遮蔽物が存在する状況下での受信品質の向上を図ることができる。

なお、この第二の態様において、上記アンテナ切替手段は、歩道橋や信号機・標識等を支えるガントリー（弧線橋）など走行中の車両にとって天頂方向に存在するのが非常に短時間である遮蔽物に対しては逐一反応しない方が好ましいとの観点から、上記検出手段によって自車両の天頂方向に遮蔽物の存在が所定時間（例えば１秒間）連続して検出されたときに、上記受信アンテナの指向性を変更する、ことが好ましい。

本発明によれば、自車両の天頂方向に遮蔽物が存在する状況下での受信品質を向上させた車両用受信装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両に搭載され、テレビ／ラジオ放送波や音声／データ通信波などの電磁波を受信する車両用受信装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

以下、図１〜６を用いて、本発明の一実施例に係る車両用受信装置ついて説明する。

既述のように、立体駐車場内やトンネル内などの自車両天頂方向が遮蔽された空間では反射や散乱によるマルチパスが発生し得るため、そのような空間において自車両周囲３６０度に略一様な指向性のアンテナで到来電磁波を受信しようとすると、音の歪み、映像におけるゴーストノイズの発生、同期外れ、などが発生し、受信品質が劣化する可能性が高い。

このような天頂方向が遮蔽された空間でも、およそ車両が通行する場所であれば、車両の進行を妨げないように車両進行方向（すなわち、車両の前後方向）については比較的空間が開けており、遮蔽物（例えば、壁・柱などの構造物や駐車車両など）が存在する確率が比較的低いと考えられる。

そこで、本実施例に係る車両用受信装置は、自車両天頂方向に遮蔽物が検出されたときには、主として自車両前後方向から電磁波が受信されるように受信アンテナを制御するものである。

図１は、本実施例に係る車両用受信装置１００の概略構成図である。車両用受信装置１００は、自車両の天頂方向における遮蔽物の存在を検出する天頂方向遮蔽物検出部１０１と、受信アンテナを制御するアンテナ制御部１０２とを有する。

本実施例において、天頂方向遮蔽物検出部１０１は、例えば、自車両周囲の明るさや、衛星通信電波の受信状態などに応じて、自車両の天頂方向に遮蔽物が存在するか否かを判断する。

例えば、自車両周囲の明るさを利用する場合、例えばコンライトセンサ（可視領域に感度を有し、明るさすなわち照度に応じた信号を出力する受光センサ）などを用いて自車両周囲の明るさの変化を検出し、自車両周囲の明るさが急激に低下した場合に自車両が天頂方向が開放した空間から天頂方向に遮蔽物が存在する空間内へ進入したと判断し、明るさが急激に上昇した場合に自車両が天頂方向に遮蔽物が存在する空間から天頂方向が開放した空間へ抜け出たと判断することができる。

また、例えば、衛星通信電波の受信状態を利用する場合、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位システム）などの衛星通信電波の受信レベルを監視し、受信レベルが急激に低下した又は通信が途絶した場合に自車両が天頂方向が開放した空間から天頂方向に遮蔽物が存在する空間内に進入したと判断し、受信レベルが急激に上昇した又は通信が回復した場合に自車両が天頂方向に遮蔽物が存在する空間から天頂方向が開放した空間へ抜け出たと判断することができる。

当業者には明らかなように、天頂方向遮蔽物検出部１０１は、これら自車両周囲の明るさに基づく手法と衛星通信電波の受信状態に基づく手法とを適宜組み合わせて、自車両天頂方向の遮蔽物の存在を検出することも当然可能である。

アンテナ制御部１０２は、天頂方向遮蔽物検出部１０１による検出結果に基づいて、自車両天頂方向に遮蔽物が存在するときに、主として自車両前後方向から電磁波が受信されるように受信アンテナを制御する。自車両天頂方向に遮蔽物が存在しない通常時には、特別な制御は行わず、従来通りの受信処理が行われる。

自車両天頂方向に遮蔽物が存在するときにアンテナ制御部１０２によって実現されるアンテナ指向性の一例を図２に示す。図２（ａ）は車両側面から見た場合、図２（ｂ）は車両上面から見た場合である。

図示したような車両前後方向は、すなわち車両の進行方向と略同一であり、立体駐車場内であろうとトンネル内であろうと、およそ車両が通行するところであれば、車両が通行するための空間が確保されているはずであり、壁・柱などの構造物や駐車車両などの遮蔽物が天頂方向や側面方向などの他の方向に比べて大幅に少ない可能性が高い。したがって、天頂方向が遮蔽されたマルチパス空間においても、このような車両前後方向からは比較的受信レベルの高いパスが到来する可能性が高い。

よって、受信アンテナの指向性を制御して、車両前後方向からの到来電磁波のみを受信し、他の方向にはヌルを設定してマルチパスの影響を受けないようにすることによって、天頂方向が遮蔽された空間においても比較的良好な受信品質を確保することができる。

次いで、図３のフローチャートを用いて、車両用受信装置１００の処理の流れをより詳細に説明する。

イグニッションスイッチＯＮやユーザＯＮ操作により受信装置１００に電源が入ると（Ｓ３０１の「ＹＥＳ」）、デフォルトの制御として、通常のアンテナ制御が実施される（Ｓ３０２）。

ここで、通常のアンテナ制御とは、例えば、１）２本又は４本のダイバーシチアンテナを切り替えるにあたり、各アンテナの受信電界強度を監視して、電界強度が最も強いアンテナを選択する、或いは、２）アレーアンテナなどの可変指向性アンテナの指向性を受信電界強度が最大となるように制御する、などの制御を指す。

このように通常のアンテナ制御が実施されている状態において、イグニッションスイッチＯＦＦやユーザＯＦＦ操作により受信装置１００の電源が切られると（Ｓ３０３の「ＹＥＳ」）、本処理の１ルーチンを終了する。

通常時のアンテナ制御が継続されている場合（Ｓ３０３の「ＮＯ」）、天頂方向遮蔽物検出部１０１は、天頂方向に遮蔽物が存在するか否かを監視する（Ｓ３０４）。検出されない間は、通常のアンテナ制御が継続される（Ｓ３０４の「ＮＯ」でＳ３０２へ戻る）。

他方、天頂方向に遮蔽物が検出された場合（Ｓ３０４の「ＹＥＳ」）、天頂方向遮蔽物検出部１０１は、最初に遮蔽物が検出されてからの時間経過を計数し、天頂方向遮蔽物が所定時間（例えば１秒間）連続して検出されたか否かを判定する（Ｓ３０５）。

このＳ３０５における判定処理は、制御の複雑化や処理負荷増大を防止するために、例えば歩道橋や信号機・標識等を支えるガントリー（弧線橋）など走行中の車両にとって天頂方向に存在するのが非常に短時間である遮蔽物に対しては本実施例に係る制御が逐一反応しない方が好ましいとの観点から、天頂方向遮蔽物が所定時間連続して検出された場合のみ、図２に示したようなアンテナ指向性の制御を実施するために設けられる処理である。

したがって、天頂方向遮蔽物が所定時間連続して検出されなかったときには（Ｓ３０５の「ＮＯ」）、Ｓ３０２へ戻って通常のアンテナ制御が継続される。

他方、天頂方向遮蔽物が所定時間連続して検出された場合（Ｓ３０５の「ＹＥＳ」）、天頂方向遮蔽物検出部１０１は、自車両が天頂方向が開放した空間から天頂方向に遮蔽物が存在する空間内に進入したと判断し、アンテナ制御部１０２にその旨伝達する。そして、この伝達を受けたアンテナ制御部１０２は、図２に示したようなアンテナ指向性を実現し、主として自車両前後方向から電磁波が受信されるように、受信アンテナを制御する（Ｓ３０６）。

このようにアンテナ制御部１０２によってアンテナ指向性の制御が行われている間も、天頂方向遮蔽物検出部１０１は天頂方向遮蔽物の存在の検出を続ける。そして、天頂方向遮蔽物が検出されなくなったとき（Ｓ３０７の「ＹＥＳ」）、天頂方向遮蔽物検出部１０１は、自車両が天頂方向に遮蔽物が存在する空間から天頂方向が開放した空間へ抜け出たと判断し、アンテナ制御部１０２にその旨伝達する。そして、この伝達を受けたアンテナ制御部１０２は、図２に示したようなアンテナ指向性を実現するためのアンテナ制御を停止し、通常のアンテナ制御へ戻す（Ｓ３０２へ戻る）。

他方、天頂方向遮蔽物が依然として検出されている場合（Ｓ３０７の「ＮＯ」）、アンテナ指向性制御が継続される。この状態において、イグニッションスイッチＯＦＦやユーザＯＦＦ操作により受信装置１００の電源が切られると（Ｓ３０８の「ＹＥＳ」）、本処理の１ルーチンを終了する。電源ＯＦＦにされなければ（Ｓ３０８の「ＮＯ」）、Ｓ３０６に戻って天頂方向遮蔽物が検出されなくなるまでアンテナ指向性制御が継続される。

なお、当業者には明らかなように、Ｓ３０６における判定においても、Ｓ３０５と同様に、所定時間連続して非検出であったことを要件としてもよい。

次いで、図４〜６を参照して、本実施例に係るアンテナ制御部１０２の構成及び処理について具体例を３つ挙げて更に詳細に説明する。図４〜６は、受信アンテナを切り替える場合、アンテナ切替方法を変更する場合、及び、可変指向性アンテナの指向性を変更する場合をそれぞれ示している。

図４は、車両用受信装置１００が、通常時に用いる無指向性アンテナを２本（４本でもよい）と、本実施例に係る制御を実現するための専用の有指向性アンテナを１本（複数本でもよい）備えている場合のアンテナ制御部１０２の概略構成図である。

この一具体例において、アンテナ制御部１０２は、天頂方向遮蔽物検出部１０１からの検出結果に応じて天頂遮蔽時用有指向性アンテナと通常時用無指向性アンテナとを切り替える切替スイッチ４０１と、通常のアンテナ制御時に各種無線機（例えば、ＡＭラジオ、ＦＭラジオ、テレビ、携帯電話、など）からの切替信号に応じて受信アンテナを切り替える切替スイッチ４０２とを有する。

ここで、有指向性アンテナは、自車両前後方向の少なくとも一方に指向性を持つように設計・設定される。

このような構成のアンテナ制御部１０２は、通常時、すなわち天頂方向に遮蔽物が存在しない状況下では、切替スイッチ４０１により無指向性アンテナのみが用いられるようにされ、無指向性アンテナのうち例えば電界強度が最大のものが受信アンテナとして選択される。

他方、天頂方向に遮蔽物が存在する状況下では、切替スイッチ４０１により専用の有指向性アンテナのみが用いられるようにされ、自車両前後方向からの到来電磁波のみを受信するようにする。

図５は、車両用受信装置１００が、通常時にも天頂方向遮蔽物が存在する状況においても複数のアンテナを切り替えて用いる場合のアンテナ制御部１０２の概略構成図である。

この一具体例において、アンテナ制御部１０２は、複数のアンテナを切り替える切替スイッチ５０１と、天頂方向遮蔽物が存在する状況下で通常時のアンテナ切替制御とは異なる規則又はアルゴリズムで受信アンテナを切り替えるアンテナ切替部５０２とを有する。

このような構成のアンテナ制御部１０２は、通常時、すなわち天頂方向に遮蔽物が存在しない状況下では、切替スイッチ５０１は無線機（例えば、ＡＭラジオ、ＦＭラジオ、テレビ、携帯電話、など）からの切替信号によって制御され、既述のように例えば受信電界強度が最大となるアンテナが選択される。

他方、天頂方向に遮蔽物が存在する状況下では、切替スイッチ５０１はアンテナ切替部５０２からの切替信号によって制御され、例えば受信電界強度の大小にかかわらず、自車両前後方向からのゲインが最大となるように受信アンテナが選択されるようにする。

このような処理は、より具体的には、例えば、アンテナ切替部５０２が天頂方向遮蔽物検出部１０１から天頂方向遮蔽物が存在する旨の伝達を受けてから非検出となった旨の伝達を受けるまでの間だけアンテナ切替信号を切替スイッチ５０１へ出力するようにし、切替スイッチ５０１は、アンテナ切替部５０２からの切替信号は常に無線機からの切替信号よりも優先させるものとすることによって実現される。

なお、図５に示した一具体例において、受信アンテナは、有指向性アンテナであっても、無指向性アンテナであってもよい。

図６は、車両用受信装置１００が、通常時にも天頂方向遮蔽物が存在する状況においても可変指向性アンテナの指向性を切り替える場合のアンテナ制御部１０２の概略構成図である。

この一具体例において、アンテナ制御部１０２は、可変指向性アンテナの一例としてアレーアンテナ６０１と、アレーアンテナ６０１の指向性を制御する指向性制御部６０２とを有する。

このような構成のアンテナ制御部１０２は、通常時、すなわち天頂方向に遮蔽物が存在しない状況下では、指向性制御部６０２は、無線機（例えば、ＡＭラジオ、ＦＭラジオ、テレビ、携帯電話、など）からの制御信号に基づいて、例えば受信電界強度が最大となるように、アレーアンテナ６０１の指向性を制御する。

他方、指向性制御部６０２は、天頂方向遮蔽物検出部１０１から天頂方向遮蔽物が存在する旨の伝達を受けてから非検出となった旨の伝達を受けるまでの間、図２に示したようなアンテナ指向性が実現されるようにアレーアンテナ６０１の指向性を制御し、自車両前後方向からの到来電磁波のみが受信されるようにする。

このように、本実施例によれば、自車両の天頂方向に遮蔽物が存在する状況下では、自車両の前後方向からの到来電磁波のみを受信し、他の方向からの電磁波は受信しないようにすることができるため、マルチパスの影響を回避して受信品質の向上を図ることができる。

なお、上記一実施例においては、例えば図２などに記載したように、天頂方向遮蔽時に自車両前後方向からのみ電磁波を受信するように受信アンテナを制御するものとしたが、当然、自車両前後方向のいずれか一方向のみであってもよい。

本発明は、車両に搭載され、テレビ／ラジオ放送波や音声／データ通信波などの電磁波を受信する車両用受信装置に利用できる。受信用途は問わない。また、搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等も問わない。

本発明の一実施例に係る車両用受信装置の概略構成図である。 本発明の一実施例に係る車両用受信装置により天頂遮蔽時に実現されるアンテナ指向性の一例を示す概略図である。 本発明の一実施例に係る車両用受信装置の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る車両用受信装置のアンテナ制御部の一構成例を示す概略構成図である。 本発明の一実施例に係る車両用受信装置のアンテナ制御部の別の一構成例を示す概略構成図である。 本発明の一実施例に係る車両用受信装置のアンテナ制御部の更に別の一構成例を示す概略構成図である。

符号の説明

１００ 車両用受信装置
１０１ 天頂方向遮蔽物検出部
１０２ アンテナ制御部
４０１、４０２、５０１ 切替スイッチ
５０２ アンテナ切替部
６０１ アレーアンテナ
６０２ 指向性制御部

Claims (8)

1. 車両に搭載され、電磁波を受信する車両用受信装置であって、
   複数の受信アンテナと、
   自車両の天頂方向における遮蔽物の存在を検出する検出手段と、
   所定の規則に従って受信アンテナを切り替えるアンテナ切替手段とを有し、
   前記アンテナ切替手段は、前記検出手段によって自車両の天頂方向に遮蔽物の存在が検出されたとき、前記所定の規則に従わずに、所定の受信アンテナへ切り替える、ことを特徴とする車両用受信装置。
2. 請求項１記載の車両用受信装置であって、
   前記所定の受信アンテナは、所定の方向に指向性を有する指向性アンテナである、ことを特徴とする車両用受信装置。
3. 請求項２記載の車両用受信装置であって、
   前記所定の受信アンテナは、自車両前後方向の少なくとも一方向に指向性を有する指向性アンテナである、ことを特徴とする車両用受信装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項記載の車両用受信装置であって、
   前記所定の受信アンテナは、前記アンテナ切替手段が前記所定の規則に従って作動しているときには使用されない、ことを特徴とする車両用受信装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項記載の車両用受信装置であって、
   前記アンテナ切替手段は、前記検出手段によって自車両の天頂方向に遮蔽物の存在が所定時間連続して検出されたときに、前記所定の受信アンテナへ切り替える、ことを特徴とする車両用受信装置。
6. 車両に搭載され、電磁波を受信する車両用受信装置であって、
   指向性を制御可能な受信アンテナと、
   自車両の天頂方向における遮蔽物の存在を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって自車両の天頂方向に遮蔽物の存在が検出されたとき、前記受信アンテナの指向性を変更する指向性変更手段と、を有することを特徴とする車両用受信装置。
7. 請求項６記載の車両用受信装置であって、
   前記指向性変更手段は、前記検出手段によって自車両の天頂方向に遮蔽物の存在が検出されたとき、前記受信アンテナの自車両前後方向の少なくとも一方向に対する指向性を増大させる、ことを特徴とする車両用受信装置。
8. 請求項７又は８記載の車両用受信装置であって、
   前記アンテナ切替手段は、前記検出手段によって自車両の天頂方向に遮蔽物の存在が所定時間連続して検出されたときに、前記受信アンテナの指向性を変更する、ことを特徴とする車両用受信装置。

Images