JP2019129386A - 伝送路推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動予定経路内の各地点における基地局からアンテナまでの電波の伝送路を移動前に予測する。【解決手段】伝送路推定装置１００は、高精度３次元地図データを用いて、移動体（車両１）の移動予定経路（走行予定経路）内の各地点における、基地局から移動体（車両１）に設けられているアンテナ３１までの電波の伝送路を予測する伝送路予測部４１を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、伝送路推定装置に関する。

従来、移動体に設けられているアンテナを用いて、基地局により送信された電波を受信するシステムが開発されている。例えば、特許文献１には、いわゆる「地上デジタル放送」用の電波を受信するシステムが開示されている。

特開２００７−３１２０５２号公報

移動体に設けられているアンテナを用いて基地局により送信された電波を受信するシステムにおいては、アンテナにより受信された電波に対応する信号（以下「受信信号」という。）を用いることにより、当該電波が受信されたときの移動体の位置に対応する地点における、基地局からアンテナまでの当該電波の伝送路を推定することができる。

しかしながら、この技術は伝送路の推定に受信信号を用いるものであり、移動体が移動する予定の経路（以下「移動予定経路」という。）内の各地点における基地局からアンテナまでの電波の伝送路を移動前に予測することはできないという問題があった。また、推定処理の実行中に移動体が移動することにより、受信信号に対応する電波が受信されたときの移動体の位置と、推定結果を用いた各種制御が実行されるときの移動体の位置との間にズレが生ずる。この結果、移動体の位置変化に対する当該各種制御の応答性が低いという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、移動予定経路内の各地点における基地局からアンテナまでの電波の伝送路を移動前に予測することを目的とする。

本発明の伝送路推定装置は、高精度３次元地図データを用いて、移動体の移動予定経路内の各地点における、基地局から移動体に設けられているアンテナまでの電波の伝送路を予測する伝送路予測部を備えるものである。

本発明によれば、上記のように構成したので、移動予定経路内の各地点における基地局からアンテナまでの電波の伝送路を移動前に予測することができる。

本発明の実施の形態１に係る伝送路推定装置が車両に設けられている状態を示すブロック図である。 図２Ａは、本発明の実施の形態１に係る伝送路推定装置の要部のハードウェア構成を示すブロック図である。図２Ｂは、本発明の実施の形態１に係る伝送路推定装置の要部の他のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る伝送路推定装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る伝送路推定装置の他の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る伝送路推定装置の他の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る伝送路推定装置が車両に設けられている状態を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る伝送路推定装置の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る伝送路推定装置が車両に設けられている状態を示すブロック図である。図１を参照して、実施の形態１の伝送路推定装置１００について、車両１に設けられている例を中心に説明する。

記憶装置１１は、いわゆる「ダイナミックマップ」などの高精度３次元地図データを記憶するものである。高精度３次元地図データは、モービルマッピングシステム（Ｍｏｂｉｌｅ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ，ＭＭＳ）などにより収集された３次元点群データに基づき生成されたベクトルデータを含むものである。これらのベクトルデータは、地形及び建造物などの３次元形状に対応するものである。

これに加えて、記憶装置１１に記憶されている高精度３次元地図データは、地上デジタル放送用の基地局（以下、単に「基地局」という。）である電波塔の位置、当該電波塔の高さ、当該電波塔による電波の送信方向、当該電波塔により送信される電波の指向性、当該電波塔により送信される電波の周波数、及び当該電波塔により送信される電波の電力などを示す情報（以下「基地局情報」という。）を含むものである。

アンテナ１２は、図示しない人工衛星により送信された複数種類のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）信号を受信するものである。具体的には、例えば、アンテナ１２は、民間用のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）信号を受信するのに加えて、準天頂衛星システム（Ｑｕａｓｉ−Ｚｅｎｉｔｈ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ，ＱＺＳＳ）によるＣＬＡＳ（Ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ）信号を受信するものである。

高精度ロケータ１３は、アンテナ１２により受信されたＧＮＳＳ信号を用いて、いわゆる「衛星航法」により車両１の現在位置（以下「自車位置」という。）及び車両１の進行方向を測定するものである。

通常、民間用のＧＰＳ信号のみを用いて自車位置を測定する場合、１０メートル〜１００メートル程度の誤差が発生する。これに対して、民間用のＧＰＳ信号に加えてＣＬＡＳ信号を用いて自車位置を測定することにより、誤差を数センチメートル〜数十センチメートル程度に低減することができる。すなわち、高精度ロケータ１３は、複数種類のＧＮＳＳ信号を用いることにより、１種類のＧＮＳＳ信号のみを用いる従来のロケータに比して高精度に自車位置を測定するものである。

ナビゲーション装置１４は、記憶装置１１に記憶されている高精度３次元地図データなどを用いて、いわゆる「ダイクストラ法」などの公知の方法により、自車位置から目的地までの走行経路を探索するものである。この自車位置は、高精度ロケータ１３により測定されたものである。この目的地は、表示装置１５に設定用の画面が表示された状態にて、操作入力装置１６の操作により設定されたものである。

また、ナビゲーション装置１４は、当該探索された走行経路を案内する制御を実行するものである。具体的には、例えば、ナビゲーション装置１４は、案内用の画像を表示装置１５に表示させたり、又は案内用の音声を音声出力装置１７に出力させたりするものである。

記憶装置１１は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの補助記憶装置により構成されている。ナビゲーション装置１４は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により構成されている。表示装置１５は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイにより構成されている。操作入力装置１６は、例えば、表示装置１５と一体型のタッチパネル、又は表示装置１５に隣設されたハードウェアキーなどにより構成されている。音声出力装置１７は、例えば、１個又は複数個のスピーカーにより構成されている。

記憶装置１１、アンテナ１２、高精度ロケータ１３、ナビゲーション装置１４、表示装置１５、操作入力装置１６及び音声出力装置１７により、ナビゲーションシステム１０の要部が構成されている。

アンテナ３１は、地上デジタル放送用の電波を受信するものである。アンテナ３１は、当該受信された電波に対応するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号をチューナー部２１に出力するものである。

チューナー部２１は、アンテナ３１により出力されたＲＦ信号の信号レベルを調整して、周波数変換を実行するものである。チューナー部２１は、周波数変換後の信号をＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）復調部２２に出力するものである。

ＯＦＤＭ復調部２２は、チューナー部２１による周波数変換後の信号に対するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）及びＯＦＤＭ復調処理を実行するものである。ＯＦＤＭ復調部２２は、ＯＦＤＭ復調処理により復調されたＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）信号をデコード部２３に出力するものである。

デコード部２３は、ＯＦＤＭ復調部２２により出力されたＴＳ信号に対する復号処理を実行するものである。デコード部２３は、復号処理により復号された映像信号及び音声信号を入出力制御装置３５に出力するものである。

チューナー部２１、ＯＦＤＭ復調部２２及びデコード部２３の機能は、例えば、専用の処理回路により実現される。チューナー部２１、ＯＦＤＭ復調部２２及びデコード部２３により、地上デジタル放送受信機２０の要部が構成されている。

ディスクドライブ３２は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）などのディスクメディアに記録されている音声信号を読み出して、当該読み出された音声信号を入出力制御装置３５に出力するものである。また、ディスクドライブ３２は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）又はＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスクなどのディスクメディアに記録されている映像信号及び音声信号を読み出して、当該読み出された映像信号及び音声信号を入出力制御装置３５に出力するものである。

デジタルオーディオプレーヤー３３は、例えば、車両１に持ち込まれたポータブルオーディオプレーヤーにより構成されている。デジタルオーディオプレーヤー３３は、デジタルオーディオプレーヤー３３内のメモリ（不図示）に記録されている音声信号を読み出して、当該読み出された音声信号を入出力制御装置３５に出力するものである。

ラジオチューナー３４は、図示しないアンテナを用いて、ＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ）ラジオ放送用の電波又はＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）ラジオ放送用の電波を選択的に受信するものである。ラジオチューナー３４は、当該受信された電波に対応する音声信号を入出力制御装置３５に出力するものである。

入出力制御装置３５は、地上デジタル放送受信機２０により出力された映像信号又はディスクドライブ３２により出力された映像信号のうちのいずれかの映像信号に対応する映像を表示装置３６に表示させるものである。表示対象となる映像は、表示装置３６に選択用の画面が表示された状態にて、操作入力装置３７の操作により選択自在である。

また、入出力制御装置３５は、地上デジタル放送受信機２０により出力された音声信号、ディスクドライブ３２により出力された音声信号、デジタルオーディオプレーヤー３３により出力された音声信号又はラジオチューナー３４により出力された音声信号のうちのいずれかの音声信号に対応する音声を音声出力装置３８に出力させるものである。出力対象となる音声は、表示装置３６に選択用の画面が表示された状態にて、操作入力装置３７の操作により選択自在である。

入出力制御装置３５は、例えば、ＥＣＵにより構成されている。表示装置３６は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイにより構成されている。操作入力装置３７は、例えば、表示装置３６と一体型のタッチパネル、又は表示装置３６に隣設されたハードウェアキーなどにより構成されている。音声出力装置３８は、例えば、１個又は複数個のスピーカーにより構成されている。

地上デジタル放送受信機２０、アンテナ３１、ディスクドライブ３２、デジタルオーディオプレーヤー３３、ラジオチューナー３４、入出力制御装置３５、表示装置３６、操作入力装置３７及び音声出力装置３８により、エンターテインメントシステム３０の要部が構成されている。

以下、映像信号、音声信号並びに映像信号及び音声信号を総称して「ＡＶ信号」という。また、エンターテインメントシステム３０により再生させる映像、音声並びに映像及び音声を総称して「ＡＶコンテンツ」という。

なお、ナビゲーションシステム１０及びエンターテインメントシステム３０が同一の表示装置１５を共用するものであっても良く、ナビゲーションシステム１０及びエンターテインメントシステム３０が同一の操作入力装置１６を共用するものであっても良く、ナビゲーションシステム１０及びエンターテインメントシステム３０が同一の音声出力装置１７を共用するものであっても良い。この場合、図１に示す表示装置３６、操作入力装置３７及び音声出力装置３８は不要である。

また、ナビゲーション装置１４及び入出力制御装置３５は一体に構成されているものであっても良い。例えば、ナビゲーション装置１４及び入出力制御装置３５が単一のＥＣＵにより構成されているものであっても良い。

伝送路予測部４１には、車両１におけるアンテナ３１の取り付け位置、車両１におけるアンテナ３１の取り付け方向、アンテナ３１の指向性、及びアンテナ３１のゲインなどを示す情報（以下「アンテナ情報」という。）が予め記憶されている。通常、アンテナ３１の取り付け位置、取り付け方向、指向性及びゲインなどは車種毎に異なるものである。したがって、アンテナ情報は車種毎に設定自在にするのが好適である。

伝送路予測部４１は、記憶装置１１に記憶されている高精度３次元地図データ及び予め記憶されているアンテナ情報を用いて、車両１が走行する予定の経路（以下「走行予定経路」という。）内の各地点における、基地局からアンテナ３１までの電波の伝送路を予測するものである。受信状態予測部４２は、伝送路予測部４１による予測結果を用いて、走行予定経路内の各地点における、アンテナ３１による電波の受信状態を予測するものである。

通常、基地局により送信された電波は地形又は建造物などにより反射される。このため、基地局により送信された電波が互いに異なる伝送路を通り、互いに異なる位相にてアンテナ３１に到達する。すなわち、いわゆる「マルチパス」が発生する。

これに対して、高精度３次元地図データは、地形及び建造物などの３次元形状に対応するベクトルデータを含むものである。また、高精度３次元地図データは、基地局である電波塔の位置、当該電波塔の高さ、当該電波塔による電波の送信方向、当該電波塔により送信される電波の指向性、当該電波塔により送信される電波の周波数、及び当該電波塔により送信される電波の電力などを示す基地局情報を含むものである。また、アンテナ情報は、車両１におけるアンテナ３１の取り付け位置、車両１におけるアンテナ３１の取り付け方向、アンテナ３１の指向性、及びアンテナ３１のゲインなどを示すものである。

したがって、高精度３次元地図データを用いることにより、基地局と各地点との間にて発生する、地形又は建造物などによる電波の反射を予測することができる。また、電波の進行方向も予測することができる。これらの予測結果に加えてアンテナ情報を用いることにより、各地点における基地局からアンテナ３１までの電波の伝送路（マルチパスを含む）を予測することができる。伝送路予測部４１は、このような方法により、走行予定経路内の各地点における基地局からアンテナ３１までの電波の伝送路を予測する。

さらに、伝送路予測部４１により予測された伝送路の本数及び伝送路予測部４１により予測された個々の伝送路の電波経路長などに基づき、各地点における電波の受信状態（例えば受信率など）を予測することができる。受信状態予測部４２は、このような方法により、走行予定経路内の各地点におけるアンテナ３１による電波の受信状態を予測する。

なお、車両１の目的地が設定されている場合、伝送路予測部４１及び受信状態予測部４２は、ナビゲーション装置１４により探索された走行経路を走行予定経路に設定する。他方、車両１の目的地が設定されていない場合、伝送路予測部４１及び受信状態予測部４２は、車両１に対する前方の所定範囲内の道路を走行予定経路に設定する。

伝送路予測部４１による予測結果は、例えば、ＯＦＤＭ復調部２２のパラメータ制御に用いられるものである。すなわち、パラメータ制御部４３は、伝送路予測部４１による予測結果を用いてＯＦＤＭ復調部２２のパラメータを制御するものである。

より具体的には、パラメータ制御部４３は、伝送路予測部４１により予測された各地点における伝送路のうち、高精度ロケータ１３により測定された自車位置に対応する地点における伝送路を抽出する。パラメータ制御部４３は、当該抽出された伝送路の本数及び当該抽出された個々の伝送路の電波経路長などに応じて、ＯＦＤＭ復調部２２に含まれるフィルタのフィルタ定数を設定する。フィルタ定数を適切な値に設定することにより、マルチパスなどが発生している状態における地上デジタル放送受信機２０による電波の受信性能を向上させることができる。また、高精度ロケータ１３を用いることにより、高精度３次元地図データを用いた予測結果に対応する位置精度にてパラメータ制御を実行することができる。

受信状態予測部４２による予測結果は、例えば、ナビゲーションシステム１０による経路探索、ナビゲーションシステム１０による経路案内、及びエンターテインメントシステム３０によるソース切替などに用いられるものである。

すなわち、車両１の目的地が設定されたとき、まず、ナビゲーション装置１４が自車位置から目的地までの走行経路（以下「第１走行経路」という。）を探索し、次いで、伝送路予測部４１が第１走行経路内の各地点における電波の伝送路を予測し、次いで、受信状態予測部４２が第１走行経路内の各地点における電波の受信状態を予測する。第１走行経路内に受信状態が悪化する地点（以下「受信状態悪化地点」という。例えば、受信率が所定の閾値未満になる地点である。）が含まれていない場合、ナビゲーション装置１４は第１走行地点を案内対象に設定する。

他方、第１走行経路内に受信状態悪化地点が含まれている場合、ナビゲーション装置１４は、当該地点を回避した走行経路（以下「第２走行経路」という。）を探索する。次いで、伝送路予測部４１が第２走行経路内の各地点における電波の伝送路を予測し、次いで、受信状態予測部４２が第２走行経路内の各地点における電波の受信状態を予測する。第２走行経路内に受信状態悪化地点が含まれていない場合、ナビゲーション装置１４は第２走行地点を案内対象に設定する。

他方、第２走行経路内に受信状態悪化地点が含まれている場合、上記と同様の各処理が再度実行される。このように、ナビゲーション装置１４、伝送路予測部４１及び受信状態予測部４２が連携することにより、受信状態悪化地点を回避した走行経路が探索される。

ただし、自車位置と目的地間にトンネル又は山道などが存在しており、かつ、これらのトンネル又は山道などに対する迂回路が存在しない場合、案内対象の走行経路は回避不可能な受信状態悪化地点を含むものとなる。このような場合、ナビゲーション装置１４は、当該走行経路を案内する制御の実行中に車両１が受信状態悪化地点に接近したとき、その旨を車両１の搭乗者に通知する。

具体的には、例えば、ナビゲーション装置１４は、高精度ロケータ１３により測定された自車位置に基づき、車両１が受信状態悪化地点に接近したことを検出する。ナビゲーション装置１４は、車両１が受信状態悪化地点に接近したとき、エンターテインメントシステム３０における再生中のＡＶコンテンツのソースを示す情報を入出力制御装置３５から取得する。ナビゲーション装置１４は、再生中のＡＶコンテンツのソースが地上デジタル放送受信機２０である場合、車両１が受信状態悪化地点に接近したことを示す画像を表示装置１５に表示させたり、又は車両１が受信状態悪化地点に接近したことを示す音声を音声出力装置１７に出力させたりする。

また、ナビゲーション装置１４は、車両１が受信状態悪化地点に接近したことを入出力制御装置３５に通知する。入出力制御装置３５は、車両１が受信状態悪化地点に接近したとき、エンターテインメントシステム３０における再生中のＡＶコンテンツのソースが地上デジタル放送受信機２０であるか否かを判断する。入出力制御装置３５は、再生中のＡＶコンテンツのソースが地上デジタル放送受信機２０である場合、地上デジタル放送受信機２０により出力されたＡＶ信号に対応するＡＶコンテンツの再生を停止して、他のソース（以下「代替ソース」という。例えば、ディスクドライブ３２、デジタルオーディオプレーヤー３３又はラジオチューナー３４のうちのいずれかである。）により出力されたＡＶ信号に対応するＡＶコンテンツの再生を開始する。

その後、ナビゲーション装置１４は、高精度ロケータ１３により測定された自車位置に基づき、車両１が受信状態悪化地点を脱出したことを検出する。ナビゲーション装置１４は、車両１が受信状態悪化地点を脱出したことを入出力制御装置３５に通知する。入出力制御装置３５は、車両１が受信状態悪化地点を脱出したとき、代替ソースにより出力されたＡＶ信号に対応するＡＶコンテンツの再生を終了して、地上デジタル放送受信機２０により出力されたＡＶ信号に対応するＡＶコンテンツの再生を再開する。

伝送路予測部４１、受信状態予測部４２及びパラメータ制御部４３により、伝送路推定装置１００の要部が構成されている。

次に、図２を参照して、伝送路推定装置１００の要部のハードウェア構成について説明する。

図２Ａに示す如く、伝送路推定装置１００はＥＣＵ５１により構成されており、ＥＣＵ５１はプロセッサ５２及びメモリ５３を有している。メモリ５３には、ＥＣＵ５１を伝送路予測部４１、受信状態予測部４２及びパラメータ制御部４３として機能させるためのプログラムが記憶されている。メモリ５３に記憶されているプログラムをプロセッサ５２が読み出して実行することにより、伝送路予測部４１、受信状態予測部４２及びパラメータ制御部４３の機能が実現される。

プロセッサ５２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを用いたものである。メモリ５３は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリを用いたものである。

または、図２Ｂに示す如く、伝送路予測部４１、受信状態予測部４２及びパラメータ制御部４３の機能が専用の処理回路５４により実現されるものであっても良い。処理回路５４は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）又はシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などを用いたものである。

または、伝送路予測部４１、受信状態予測部４２及びパラメータ制御部４３のうちの一部の機能がプロセッサ５２及びメモリ５３により実現されて、残余の機能が処理回路５４により実現されるものであっても良い。

なお、伝送路推定装置１００は、ナビゲーション装置１４又は入出力制御装置３５のうちの少なくとも一方と一体に構成されているものであっても良い。例えば、伝送路推定装置１００とナビゲーション装置１４又は入出力制御装置３５のうちの少なくとも一方とが単一のＥＣＵ５１により構成されているものであっても良い。

次に、図３Ａのフローチャートを参照して、伝送路予測部４１による予測結果がＯＦＤＭ復調部２２のパラメータ制御に用いられる場合における、伝送路推定装置１００の動作について説明する。

まず、ステップＳＴ１にて、伝送路予測部４１は、高精度３次元地図データ及びアンテナ情報を用いて、走行予定経路内の各地点における、基地局からアンテナ３１までの電波の伝送路を予測する。伝送路予測部４１による予測方法の具体例は既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。

次いで、ステップＳＴ２にて、パラメータ制御部４３は、ステップＳＴ１における予測結果を用いてＯＦＤＭ復調部２２のパラメータを制御する。パラメータ制御部４３による制御方法の具体例は既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。

次に、図３Ｂのフローチャートを参照して、受信状態予測部４２による予測結果がナビゲーションシステム１０による経路探索又は経路案内に用いられる場合における、伝送路推定装置１００及びナビゲーション装置１４の動作について説明する。

まず、ステップＳＴ１１にて、伝送路予測部４１は、高精度３次元地図データ及びアンテナ情報を用いて、走行予定経路内の各地点における、基地局からアンテナ３１までの電波の伝送路を予測する。伝送路予測部４１による予測方法の具体例は既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。

次いで、ステップＳＴ１２にて、受信状態予測部４２は、ステップＳＴ１１における予測結果を用いて、走行予定経路内の各地点における、アンテナ３１による電波の受信状態を予測する。受信状態予測部４２による予測方法の具体例は既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。

次いで、ステップＳＴ１３にて、ナビゲーション装置１４は、ステップＳＴ１２における予測結果を経路探索又は経路案内に用いる。例えば、ナビゲーション装置１４は、受信状態悪化地点を回避した走行経路を探索する。または、例えば、ナビゲーション装置１４は、走行経路を案内する制御の実行中に車両１が受信状態悪化地点に接近したとき、その旨を車両１の搭乗者に通知する。

次に、図３Ｃのフローチャートを参照して、受信状態予測部４２による予測結果がエンターテインメントシステム３０によるソース切替に用いられる場合における、伝送路推定装置１００及び入出力制御装置３５の動作について説明する。

まず、ステップＳＴ２１にて、伝送路予測部４１は、高精度３次元地図データ及びアンテナ情報を用いて、走行予定経路内の各地点における、基地局からアンテナ３１までの電波の伝送路を予測する。伝送路予測部４１による予測方法の具体例は既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。

次いで、ステップＳＴ２２にて、受信状態予測部４２は、ステップＳＴ２１における予測結果を用いて、走行予定経路内の各地点における、アンテナ３１による電波の受信状態を予測する。受信状態予測部４２による予測方法の具体例は既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。

次いで、ステップＳＴ２３にて、入出力制御装置３５は、ステップＳＴ２２における予測結果をソース切替に用いる。例えば、入出力制御装置３５は、車両１が受信状態悪化地点に接近したとき、地上デジタル放送受信機２０により出力されたＡＶ信号に対応するＡＶコンテンツの再生を停止して、代替ソースにより出力されたＡＶ信号に対応するＡＶコンテンツの再生を開始する。その後、車両１が受信状態悪化地点を脱出したとき、入出力制御装置３５は、代替ソースにより出力されたＡＶ信号に対応するＡＶコンテンツの再生を終了して、地上デジタル放送受信機２０により出力されたＡＶ信号に対応するＡＶコンテンツの再生を再開する。

このように、高精度３次元地図データを用いることにより、走行予定経路内の各地点における基地局からアンテナ３１までの電波の伝送路を走行前に予測することができる。また、走行予定経路内の各地点におけるアンテナ３１による電波の受信状態を走行前に予測することができる。これらの予測結果を各種制御に用いることにより、受信信号を用いた推定結果を当該各種制御に用いる従来の技術に比して、車両１の位置変化に対する当該各種制御の応答性を向上することができる。

例えば、ビル群などの影響により走行中の電波の受信状態が急激に変化する道路区間において、従来の技術による推定結果をＯＦＤＭ復調部のパラメータ制御に用いた場合、受信状態の変化に対してフィルタ定数の設定が時間的に追い付かず、電波を正常に受信することができなくなることがあった。これに対して、実施の形態１の伝送路推定装置１００を用いた場合、走行前に予測が完了しているため、受信状態の変化に対してフィルタ定数の設定を間に合わせることができる。この結果、電波を正常に受信可能なエリアを増やすことができる。

なお、伝送路予測部４１による予測結果の用途は、ＯＦＤＭ復調部２２のパラメータ制御に限定されるものではない。伝送路予測部４１による予測結果は、如何なる制御に用いられるものであっても良い。

また、受信状態予測部４２による予測結果の用途は、ナビゲーションシステム１０による経路探索、ナビゲーションシステム１０による経路案内、及びエンターテインメントシステム３０によるソース切替に限定されるものではない。受信状態予測部４２による予測結果は、如何なる制御に用いられるものであっても良い。

例えば、受信状態予測部４２による予測結果は、地上デジタル放送受信機２０による受信モード切替に用いられるものであっても良い。すなわち、地上デジタル放送受信機２０は、いわゆる「ワンセグ」に対応した受信モード（以下「ワンセグ受信モード」という。）と、いわゆる「フルセグ」に対応した受信モード（以下「フルセグ受信モード」という。）とを有している。地上デジタル放送受信機２０は、受信信号を用いて受信状態を推定する手法（すなわち従来の技術と同様の手法）により受信状態の悪化が検出されたとき、受信モードをフルセグ受信モードからワンセグ受信モードに切り替える。その後、受信状態予測部４２による予測結果に基づき車両１が受信状態悪化地点を脱出するとき、地上デジタル放送受信機２０は、受信モードをワンセグ受信モードからフルセグ受信モードに切り替える。これにより、ワンセグ受信モードからフルセグ受信モードに切り替わるタイミングを早くすることができる。

または、例えば、受信状態予測部４２による予測結果は、地上デジタル放送受信機２０による周波数チャンネル切替に用いられるものであっても良い。すなわち、地上デジタル放送受信機２０は、受信中の周波数チャンネルと異なる周波数チャンネルであって、受信中の周波数チャンネルにて放送中の番組と同一の番組を放送中の周波数チャンネル（以下「代替チャンネル」という。）をサーチする機能を有している。地上デジタル放送受信機２０は、車両１が受信状態悪化地点に接近したとき、受信中の周波数チャンネルを代替チャンネルに切り替える。

また、受信状態予測部４２による予測結果がナビゲーションシステム１０による経路案内に用いられるものである場合、ナビゲーション装置１４は、車両１が受信状態悪化地点に進入してから受信状態悪化地点を脱出するまでの間、車両１が受信状態悪化地点を脱出するまでの予測時間を算出して、当該算出された予測時間を車両１の搭乗者に通知するものであっても良い。具体的には、例えば、ナビゲーション装置１４は、当該算出された予測時間を示す画像を表示装置１５に表示させたり、又は当該算出された予測時間を示す音声を音声出力装置１７に出力させたりするものであっても良い。

また、受信状態予測部４２による予測結果がナビゲーションシステム１０による経路案内に用いられるものである場合、ナビゲーション装置１４は、受信状態予測部４２による予測結果を用いて、車両１が走行中の道路に含まれる複数本の車線のうちの電波の受信状態が最も良い車線（例えば受信率の値が最も高い車線）を判定して、当該判定された車線を車両１の搭乗者に通知するものであっても良い。具体的には、例えば、ナビゲーション装置１４は、当該判定された車線を案内する画像を表示装置１５に表示させたり、又は当該判定された車線を案内する音声を音声出力装置１７に出力させたりするものであっても良い。高精度３次元地図データを用いることにより、車線単位よりも細かい単位にて受信状態の予測が可能となるため、このような案内を実現することができる。

また、伝送路推定装置１００による伝送路及び受信状態の予測対象となる電波は、地上デジタル放送用の電波に限定されるものではない。

例えば、伝送路推定装置１００は、いわゆる「３Ｇ」（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）規格、「４Ｇ」（４ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）規格又は「５Ｇ」（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）規格などに基づくデータ通信用の電波の伝送路及び受信状態の予測にも用いることができる。この場合、これらの規格に基づくデータ通信用の電波を送受信する電波塔が基地局となる。

または、例えば、伝送路推定装置１００は、いわゆる「路車間通信」用の電波の伝送路及び受信状態の予測にも用いることができる。この場合、路車間通信用の路側機が基地局となる。

また、伝送路推定装置１００は車両１と異なる移動体に応用されるものであっても良い。伝送路推定装置１００は、自動車、自転車、鉄道車両、航空機、船舶、又は歩行者が所持している携帯情報端末などの如何なる移動体にも応用することができる。

以上のように、実施の形態１の伝送路推定装置１００は、高精度３次元地図データを用いて、移動体（車両１）の移動予定経路（走行予定経路）内の各地点における、基地局から移動体（車両１）に設けられているアンテナ３１までの電波の伝送路を予測する伝送路予測部４１を備える。高精度３次元地図データを用いることにより、移動予定経路内の各地点における基地局からアンテナ３１までの電波の伝送路を移動前に予測することができる。また、この予測結果を各種制御に用いることにより、受信信号を用いた推定結果を各種制御に用いる従来の技術に比して、移動体の位置変化に対する当該各種制御の応答性を向上することができる。

また、アンテナ３１は、地上デジタル放送用の電波を受信するものであり、伝送路推定装置１００は、伝送路予測部４１による予測結果を用いて、地上デジタル放送用の受信機（地上デジタル放送受信機２０）における復調部（ＯＦＤＭ復調部２２）のパラメータを制御するパラメータ制御部４３を備える。これにより、ＯＦＤＭ復調部２２のパラメータ制御の応答性を向上することができる。この結果、地上デジタル放送受信機２０により電波を正常に受信可能なエリアを増やすことができる。

また、伝送路推定装置１００は、伝送路予測部４１による予測結果を用いて、移動体（車両１）の移動予定経路（走行予定経路）内の各地点における、アンテナ３１による電波の受信状態を予測する受信状態予測部４２を備える。伝送路の予測結果を用いることにより、受信率などの受信状態を予測することができる。

また、受信状態予測部４２による予測結果は、移動体（車両１）用のナビゲーションシステム１０による経路探索又は経路案内のうちの少なくとも一方に用いられるものである。これにより、受信状態悪化地点を回避した走行経路を探索したり、又は車両１が受信状態悪化地点に接近したことを車両１の搭乗者に通知したりすることができる。

また、受信状態予測部４２による予測結果は、移動体（車両１）用のエンターテインメントシステム３０によるソース切替に用いられるものである。これにより、例えば、車両１が受信状態悪化地点を通過しているとき、エンターテインメントシステム３０により再生されるＡＶコンテンツが途切れるのを回避することができる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る伝送路推定装置が車両に設けられている状態を示すブロック図である。図４を参照して、実施の形態２の伝送路推定装置１００ａについて、車両１に設けられている例を中心に説明する。なお、図４において、図１に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。

伝送路推定部４４及び受信状態推定部４５は、アンテナ３１により受信された電波に対応する信号、すなわち受信信号を地上デジタル放送受信機２０から取得するものである。伝送路推定部４４は、当該取得された受信信号を用いて、車両１が走行した経路内の各地点における、基地局からアンテナ３１までの電波の伝送路を推定するものである。受信状態推定部４５は、当該取得された受信信号を用いて、車両１が走行した経路内の各地点における、アンテナ３１による電波の受信状態を推定するものである。

例えば、伝送路推定部４４は、受信信号の周波数、位相及び受信強度などに基づき、受信信号に対応する電波が受信された地点における、基地局からアンテナ３１までの伝送路の電波経路長を推定する。また、伝送路推定部４４は、同一の信号に対応する複数の受信信号が取得された場合、これらの受信信号間の位相の差分値及び受信強度の差分値などに基づき、マルチパスが発生している場合における伝送路の本数及び各伝送路の電波経路長などを推定する。受信状態推定部４５は、受信信号の受信強度などに基づき、受信率などの受信状態を推定する。

ここで、伝送路推定部４４及び受信状態推定部４５による推定において、車両１が走行した経路内の各地点の位置は、高精度ロケータ１３により測定されたものである。高精度ロケータ１３を用いることにより、位置に対する推定精度を向上することができる。

学習部４６は、伝送路推定部４４及び受信状態推定部４５による推定結果を学習するものである。学習部４６による学習結果は、例えば、ＯＦＤＭ復調部２２のパラメータ制御に用いられるものである。すなわち、パラメータ制御部４３ａは、伝送路予測部４１による予測結果及び学習部４６による学習結果を用いてＯＦＤＭ復調部２２のパラメータを制御するものである。

より具体的には、パラメータ制御部４３ａは、伝送路予測部４１により予測された各地点における伝送路のうち、高精度ロケータ１３により測定された自車位置に対応する地点における伝送路を抽出する。また、学習部４６による学習結果には伝送路推定部４４による過去の推定結果が含まれているところ、パラメータ制御部４３ａは、伝送路推定部４４により過去に推定された各地点における伝送路のうち、高精度ロケータ１３により測定された自車位置に対応する地点における伝送路を抽出する。パラメータ制御部４３ａは、当該抽出された伝送路の本数及び当該抽出された個々の伝送路の電波経路長などに基づき、ＯＦＤＭ復調部２２に含まれるフィルタのフィルタ定数を設定する。

ここで、学習部４６による学習結果が自車位置に対応する地点における伝送路を示すものである場合（すなわち、伝送路予測部４１による予測結果及び学習部４６による学習結果の各々が自車位置に対応する地点における伝送路を示すものである場合）、パラメータ制御部４３ａは、自車位置に対応する地点について、学習部４６による学習結果を優先的にパラメータ制御に用いるようになっている。これにより、フィルタ定数を更に適切な値に設定することができる。

なお、学習部４６は、車両１に設けられている車外撮像用のカメラ２による撮像画像に対する画像認識処理の結果又は車両１に設けられている障害物検知用のセンサ３による検出値のうちの少なくとも一方を用いて、車両１の周囲に一時的に存在する物体であってアンテナ３１による電波の受信に影響を与える物体（以下「異常物体」という。例えば、車両１の周囲を走行中のトラックなどである。）の有無を判定するものであっても良い。センサ３は、例えば、超音波センサ、レーダーセンサ又はライダーセンサなどにより構成されている。学習部４６は、伝送路推定部４４及び受信状態推定部４５による推定結果のうちの異常物体が存在する状態（以下「異常状態」という。）における推定結果を判定して、当該推定結果が異常状態における推定結果であることを示す情報を学習結果に含めるものであっても良い。または、学習部４６は、異常状態における推定結果を学習対象から除外するものであっても良い。これにより、学習結果を正確にすることができる。

また、学習部４６による学習結果は、車両１に設けられている無線通信装置４によりサーバ装置５に送信されるものであっても良い。無線通信装置４は、例えば、データ通信用の送信機及び受信機により構成されている。サーバ装置５は、車両１を含む複数台の車両により送信された学習結果を蓄積して記憶するものであり、これらの学習結果は、車両１を含む複数台の車両により共用されるものであっても良い。

ただし、実施の形態１にて説明したとおり、アンテナ３１の取り付け位置、取り付け方向、指向性及びゲインなどは車種毎に異なるものである。したがって、サーバ装置５は学習結果を車種毎に蓄積して記憶するのが好適であり、これらの学習結果は車種毎に共用自在にするのが好適である。

伝送路予測部４１、受信状態予測部４２、パラメータ制御部４３ａ、伝送路推定部４４、受信状態推定部４５及び学習部４６により、伝送路推定装置１００ａの要部が構成されている。

伝送路推定装置１００ａの要部のハードウェア構成は、実施の形態１にて図２を参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。すなわち、パラメータ制御部４３ａ、伝送路推定部４４、受信状態推定部４５及び学習部４６の各々の機能は、プロセッサ５２及びメモリ５３により実現されるものであっても良く、又は処理回路５４により実現されるものであっても良い。

次に、図５のフローチャートを参照して、伝送路推定装置１００ａの動作について、伝送路推定部４４、受信状態推定部４５及び学習部４６の動作を中心に説明する。車両１の走行中、伝送路推定装置１００ａは以下のステップＳＴ３１〜ＳＴ３３の処理を所定の時間間隔にて繰り返し実行する。

まず、ステップＳＴ３１にて、伝送路推定部４４は、地上デジタル放送受信機２０から取得した受信信号（より具体的には、前回のステップＳＴ３１の処理の実行後にアンテナ３１により受信された電波に対応する受信信号）を用いて、車両１が走行した経路内の各地点（より具体的には、前回のステップＳＴ３１の処理の実行後に車両１が通過した経路内の各地点）における、基地局からアンテナ３１までの電波の伝送路を推定する。伝送路推定部４４による推定方法の具体例は既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。

次いで、ステップＳＴ３２にて、受信状態推定部４５は、地上デジタル放送受信機２０から取得した受信信号（より具体的には、前回のステップＳＴ３２の処理の実行後にアンテナ３１により受信された電波に対応する受信信号）を用いて、車両１が走行した経路内の各地点（より具体的には、前回のステップＳＴ３２の処理の実行後に車両１が通過した経路内の各地点）における、アンテナ３１による電波の受信状態を推定する。受信状態推定部４５による推定方法の具体例は既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。

次いで、ステップＳＴ３３にて、学習部４６は、ステップＳＴ３１，ＳＴ３２における推定結果を学習する。

なお、伝送路推定装置１００ａは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。例えば、伝送路推定装置１００ａによる伝送路及び受信状態の推定対象となる電波は、地上デジタル放送用の電波に限定されるものではない。また、伝送路推定装置１００ａは車両１と異なる移動体に応用されるものであっても良い。

以上のように、実施の形態２の伝送路推定装置１００ａは、アンテナ３１による受信信号を用いて、移動体（車両１）が移動した経路内の各地点における、基地局からアンテナ３１までの電波の伝送路を推定する伝送路推定部４４と、アンテナ３１による受信信号を用いて、移動体（車両１）が移動した経路内の各地点における、アンテナ３１による電波の受信状態を推定する受信状態推定部４５と、伝送路推定部４４及び受信状態推定部４５による推定結果を学習する学習部４６と、を備える。これにより、高精度３次元地図データを用いた予測結果と受信信号を用いた過去の推定結果との両方を各種制御に用いることが可能となる。

また、アンテナ３１は、地上デジタル放送用の電波を受信するものであり、伝送路推定装置１００ａは、伝送路予測部４１による予測結果及び学習部４６による学習結果を用いて、地上デジタル放送用の受信機（地上デジタル放送受信機２０）における復調部（ＯＦＤＭ復調部２２）のパラメータを制御するパラメータ制御部４３ａを備える。学習部４６による学習結果を用いることにより、ＯＦＤＭ復調部２２に含まれるフィルタのフィルタ定数を更に適切な値に設定することができる。

また、学習部４６は、移動体（車両１）に設けられているカメラ２又はセンサ３のうちの少なくとも一方を用いて、伝送路推定部４４及び受信状態推定部４５による推定結果が異常状態における推定結果であるか否かを判定する。カメラ２又はセンサ３を用いることにより、車両１の周囲に一時的に存在する物体であってアンテナ３１による電波の受信に影響を与える物体、すなわち異常物体の有無を判定することができる。

また、学習部４６は、伝送路推定部４４及び受信状態推定部４５による推定結果のうちの異常状態における推定結果を学習対象から除外する。これにより、異常物体に起因するノイズを学習結果から排除することができる。この結果、学習結果を正確にすることができる。

また、学習部４６による学習結果は、車両１に設けられている無線通信装置４によりサーバ装置５に送信されるものである。これにより、学習部４６による学習結果を車両１を含む複数台の車両にて共用することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 車両、２ カメラ、３ センサ、４ 無線通信装置、５ サーバ装置、１０ ナビゲーションシステム、１１ 記憶装置、１２ アンテナ、１３ 高精度ロケータ、１４ ナビゲーション装置、１５ 表示装置、１６ 操作入力装置、１７ 音声出力装置、２０ 地上デジタル放送受信機、２１ チューナー部、２２ ＯＦＤＭ復調部、２３ デコード部、３０ エンターテインメントシステム、３１ アンテナ、３２ ディスクドライブ、３３ デジタルオーディオプレーヤー、３４ ラジオチューナー、３５ 入出力制御装置、３６ 表示装置、３７ 操作入力装置、３８ 音声出力装置、４１ 伝送路予測部、４２ 受信状態予測部、４３，４３ａ パラメータ制御部、４４ 伝送路推定部、４５ 受信状態推定部、４６ 学習部、５１ ＥＣＵ、５２ プロセッサ、５３ メモリ、５４ 処理回路、１００，１００ａ 伝送路推定装置。

Claims (10)

1. 高精度３次元地図データを用いて、移動体の移動予定経路内の各地点における、基地局から前記移動体に設けられているアンテナまでの電波の伝送路を予測する伝送路予測部を備えることを特徴とする伝送路推定装置。
2. 前記アンテナは、地上デジタル放送用の電波を受信するものであり、
   前記伝送路予測部による予測結果を用いて、地上デジタル放送用の受信機における復調部のパラメータを制御するパラメータ制御部を備える
   ことを特徴とする請求項１記載の伝送路推定装置。
3. 前記伝送路予測部による予測結果を用いて、前記移動体の移動予定経路内の各地点における、前記アンテナによる電波の受信状態を予測する受信状態予測部を備えることを特徴とする請求項１記載の伝送路推定装置。
4. 前記受信状態予測部による予測結果は、前記移動体用のナビゲーションシステムによる経路探索又は経路案内のうちの少なくとも一方に用いられるものであることを特徴とする請求項３記載の伝送路推定装置。
5. 前記受信状態予測部による予測結果は、前記移動体用のエンターテインメントシステムによるソース切替に用いられるものであることを特徴とする請求項３記載の伝送路推定装置。
6. 前記アンテナによる受信信号を用いて、前記移動体が移動した経路内の各地点における、前記基地局から前記アンテナまでの電波の伝送路を推定する伝送路推定部と、
   前記アンテナによる受信信号を用いて、前記移動体が移動した経路内の各地点における、前記アンテナによる電波の受信状態を推定する受信状態推定部と、
   前記伝送路推定部及び前記受信状態推定部による推定結果を学習する学習部と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の伝送路推定装置。
7. 前記アンテナは、地上デジタル放送用の電波を受信するものであり、
   前記伝送路予測部による予測結果及び前記学習部による学習結果を用いて、地上デジタル放送用の受信機における復調部のパラメータを制御するパラメータ制御部を備える
   ことを特徴とする請求項６記載の伝送路推定装置。
8. 前記学習部は、前記移動体に設けられているカメラ又はセンサのうちの少なくとも一方を用いて、前記伝送路推定部及び前記受信状態推定部による推定結果が異常状態における推定結果であるか否かを判定することを特徴とする請求項６記載の伝送路推定装置。
9. 前記学習部は、前記伝送路推定部及び前記受信状態推定部による推定結果のうちの前記異常状態における推定結果を学習対象から除外することを特徴とする請求項８記載の伝送路推定装置。
10. 前記学習部による学習結果は、前記移動体に設けられている無線通信装置によりサーバ装置に送信されるものであることを特徴とする請求項６記載の伝送路推定装置。

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