JP4053573B2 - 車載装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される車載装置に関し、特に複数のメディアを受信する車載装置に関する。

路側に設置されたビーコンからそのビーコンの設置位置特有の交通情報等を送信し、走行中の車両がこれを受信してその情報を車載の表示装置に表示し、運転者が容易に渋滞情報を知ることができるビーコンシステムが、全国的に展開されつつある。路側に設置されるビーコンには、電波を利用して交通情報を提供する電波ビーコンと、赤外線を利用して交通情報を提供する光ビーコンに分けられ、電波ビーコンは高速道路などの有料道路に、光ビーコンは一般道に配置されているのが通常である。

一方、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波を利用して自車の位置を測位する技術が普及している。ＧＰＳにより得られた車両の現在位置を車載の表示装置に表示することで、運転者は容易に自車位置を把握することができる。

また、有料道路の料金所に送受信装置を設け、料金所を通過する車両とのＤＳＲＣ通信により料金収受を行うＥＴＣＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）が実用段階に入っている。

光ビーコン、電波ビーコン、ＧＰＳおよびＥＴＣＳを利用するためには、それぞれ専用の受信装置が必要である。狭い車室内にこれらを配置するためには、できるだけハードウェアを整理、共用して、全体として小型化することが好ましい。従って、光ビーコン、電波ビーコン、ＧＰＳおよびＥＴＣＳの受信装置のうちのいくつかを一つの筐体に収納した車載装置がある。

特に、光ビーコン以外の電波ビーコン、ＧＰＳおよびＥＴＣＳの受信装置を一体に構成したときは、それぞれが備える準マイクロ波帯の高周波を発振させる高周波発振回路を共有すれば、装置全体の小型化に貢献する。

しかし、各受信装置は、それぞれが動作する周波数帯が異なるため、高周波発振回路を共有すると、これを共有した各受信装置が同時に動作することはできない。

そこで、本発明は、複数の受信装置が高周波発振回路を共有した車載装置で、高周波発振信号の提供先を切り替える技術を提供することを目的とする。

本発明の一つの態様に従う、車両に搭載するための車載装置は、有料道路の料金所に設けられたＥＴＣ路側機と通信するＥＴＣ送受信部と、路側に設置された電波ビーコンから送信される信号を受信する電波ビーコン受信部と、高周波発振信号を発生させる高周波発振部と、前記高周波発振部が発生させた発振信号を前記ＥＴＣ送受信部または前記電波ビーコン受信部のいずれか一方へ供給するための切り替えを行うスイッチと、前記スイッチが前記切り替えを行うか否かを判定する判定部とを備える。

本発明によれば、複数の受信装置が高周波発振回路を共有した車載装置で、高周波発振信号の提供先を切り替えて動作させることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る車載装置のブロック構成図である。本実施形態に係る車載装置は、ナビゲーション装置１６と、前方車両との距離を検出する車間レーダ１４と、車速センサ１５と、車両の前方を撮影するためのカメラ２１と、カメラが撮影した画像を処理する画像処理装置２２と、ナビゲーション装置１６が出力した、運転者等に提供するための情報などを表示する表示装置１７とを備える。ナビゲーション装置１６は、ＥＴＣ送受信装置と、電波ビーコン受信装置と、ＧＰＳ受信装置とを一体とし、例えば、一つの筐体に収納して実現される。

ナビゲーション装置１６は、ＥＴＣ路側機と情報を送受信するＥＴＣアンテナ１と、ＥＴＣ信号の送信／受信回路から構成されるＥＴＣ送受信部２と、送受信用の信号を発振および処理するＥＴＣ信号処理部３と、ビーコン信号の受信アンテナ４と、受信したビーコン信号を受信するビーコン受信部５と、ビーコン信号の処理を行うビーコン信号処理部６と、局部発振回路部の出力を切替える高周波スイッチ７と、局部発振信号を発振する高周波発振部８と、局部発振信号の周波数制御を行うＰＬＬ制御部９と、ビーコン／ＥＴＣ選択制御を行う切替制御部１０と、料金所が所定の範囲内であることを検出する料金所検出部１１と、ＧＰＳアンテナ１２と、ナビゲーションシステムで使用する地図情報１３と、ＧＰＳにより車両の現在位置を検出する現在位置検出部１８とを備える。

地図情報１３、現在位置検出部１８、車間レーダ１４、車速センサ１５、カメラ２１および画像処理部装置２２は、必要がない場合は省略することができる。

ＥＴＣ送受信部２は、ＥＴＣアンテナ１を介して有料道路の料金所ゲートに配置されたＥＴＣ路側機と情報の送受信を行う。このとき、ＥＴＣ送受信部２とＥＴＣ路側機との送受信は、５ＧＨｚ帯の搬送波を用いる。

ＥＴＣ信号処理部３は、この送受データのセキュリティ処理など信号処理を行う。

ビーコン受信部５は、路側の電波ビーコンから送られるビーコン情報を、ビーコンアンテナ４を介して受信する。このとき、ビーコン情報は、準マイクロ波帯の搬送波にＧＭＳＫおよび変調信号１ｋＨｚのＡＭ変調が施されている。

電波ビーコン信号処理部６は、このビーコン情報の復調、データ処理を行う。例えば、同期信号の再生、スクランブル解除などの信号処理を行う。

高周波発振部８は、ＰＬＬ制御部９から指示された周波数帯の高周波発振信号を生成する。高周波発振部８は、例えば、ＥＴＣ送受信部２およびビーコン受信部５が動作する周波数帯の局部発振信号を生成する。そして、ＥＴＣ送受信部２およびビーコン受信部５のいずれか一方に、それぞれに適した周波数帯の局部発振信号を供給する。従って、ＥＴＣ送受信部２およびビーコン受信部５は、局部発振信号が供給されている間、その供給を受けている方が動作し、局部発振信号の供給を受けていない方は動作しない。

高周波スイッチ７は、高周波発振部８が生成した局部発振信号をＥＴＣ送受信部２およびビーコン受信部５のいずれか一方へ出力するための切り替えを行う。この切り替えは、料金所の近くで、切替制御部１０の制御下で行われる。料金所検出は、地図情報１３、車間レーダ１４、車速センサ１５または画像処理装置２２の出力等に基づいて、料金所検出部１１が行う。

料金所検出部１１は、上記のような種々の情報に基づいて自車が料金所の近辺へやってきたことを検出する。料金所の近辺であることを検出する条件は、後述する。

切替制御部１０は、ＥＴＣ送受信部２またはビーコン受信部５のいずれか一方を選択し、選択した方に適した局部発振信号を生成させて、供給するよう指示する。

例えば、通常走行時はビーコン受信部５が選択され、ＰＬＬ制御部９および高周波スイッチ７にその旨が通知される。ＰＬＬ制御部９は、周波数をビーコン受信部５の局部発振信号（一般には２ＧＨｚ帯）に設定する。高周波スイッチ７は、局部発振信号をビーコン受信部５へ出力するようにセットする。これにより、ビーコン受信部５は動作し、ビーコン路側機からの受信待機状態になる（ビーコンモード）。このとき、車両が通常走行時にビーコン情報を受信すれば、いつでも表示部１７にその情報を表示できる状態にある。

料金所検出部１１が、車両が料金所に近づいたことを検出すると、切替制御部１０がＥＴＣ送受信部２を選択し、ＰＬＬ制御部９および高周波スイッチ７にその旨が通知される。ＰＬＬ制御部９は、周波数をＥＴＣ送受信部２の受信用局部発振信号（一般には５ＧＨｚ帯）にチューニングする。高周波スイッチ７は、局部発振信号をＥＴＣ送受信部２へ出力するようにセットする。これにより、ＥＴＣ送受信部２は、ＥＴＣ信号が送受信可能な状態になる（ＥＴＣモード）。このとき、ＥＴＣ路側機からの料金所情報を受信すると、一連の送受信動作に合わせてＰＬＬ制御部９は局部発振信号の送受信切替えを行い、車両は料金所を通過することができる。車両が料金所を通過すると、切替制御部１０は、ＥＴＣモードからビーコンモードへ再び切り替えを行う。

車間レーダ１４は、前方を走行する車両または路側の固定物との車間を計測する。前方に車両がある場合は車間距離を、前方に車両が無い場合は路側の固定物との距離を料金所検出部１１へ通知する。

車速センサ１５は、自車の速度を検出し、料金検出部１１へ通知する。

画像処理装置２１は、カメラ２２が撮影した画像を解析する。例えば、画像処理装置２１は、路上に引いてある白線、あるいは、標識等の特定のシンボルマークを画像処理により認識する。画像処理装置２１は、白線あるいはシンボルマークの有無に関する情報を料金検出部１１へ通知する。

次に、本実施形態に係る車載装置でのビーコンモードとＥＴＣモードの切り替え手順について、図２を用いて説明する。

本車載装置に電源を投入すると、ビーコン受信部５に局部発振信号が供給されて、本車載装置はビーコンモードで動作を開始する。このとき、ビーコン受信部５は、ビーコン路側機からの信号を受信待ち状態となり（Ｓ１１）、ビーコン信号を受信すると、所定の処理を実行する（Ｓ２１）。料金所検出部１１は、受信待ち状態のとき、自車が料金所の近辺へきたかどうかをチェックする（Ｓ１２）。料金所近辺かどうかの具体的な判断基準は、後述する。

自車が料金所の近辺であると判定されたとき（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、切替制御部１０は、ＰＬＬ制御部９および高周波スイッチ７を制御して、ＥＴＣモードへ切り替える（Ｓ１３）。そして、ＥＴＣ送受信部２が、ＥＴＣ路側機と所定の情報を送受信する（Ｓ１４）。それが完了すると、切替制御部１０は、再びビーコンモードへ切り替えてステップＳ１１以降の処理を繰り返す（Ｓ１５）。

次に、自車が料金所の近辺であるかどうかを判定するステップＳ１２における判定基準の具体例を、図３から図６を用いて説明する。

第１の判断基準について、図３を用いて説明する。ここでは、地図情報１３にＥＴＣゲートがある料金所の位置情報が含まれているものとする。

まず、料金所検出部１１は、車速センサ１５から通知を受けた自車の車速が、所定の速度以下であるかどうかを判定する（Ｓ３１）。自車の速度が所定値以下の場合、現在位置および地図情報に基づいて、自車が料金所から所定の距離内であるかどうかを判定する（Ｓ３２）。自車が料金所から所定の距離内にある場合、自車が料金所近辺であると判定する（Ｓ３３）。

なお、ステップＳ３１の速度判定は省略することができる。すなわち、自車の現在位置と地図情報とから自車と料金所との距離が所定の距離以下であるか否かを判定し、所定の距離以下であるときは、ビーコンモードからＥＴＣモードへ切り替えを行う。

第２の判断基準について、図４を用いて説明する。ここでは、料金所近くのビーコン路側機から送信されるビーコン情報には、料金所近辺であることを示す情報（例えば、料金所までの距離）が含まれているものとする。

料金所検出部１１は、車速センサ１５から通知を受けた自車の車速が、所定の速度以下であるかどうかを判定する（Ｓ４１）。自車の速度が所定値以下の場合、ビーコン情報に料金所情報が含まれていたかどうかを判定する（Ｓ４２）。ビーコン情報に料金所情報が含まれていたとき、自車が料金所近辺であると判定する（Ｓ４３）。

なお、ステップＳ４１の速度判定は省略することができる。すなわち、自車の現在位置とビーコン情報に含まれている料金所の位置を示す情報とから自車と料金所との距離が所定の距離以下であるか否かを判定し、所定の距離以下であるときは、ビーコンモードからＥＴＣモードへ切り替えを行う。

第３の判断基準について、図５を用いて説明する。ここでは、料金所近くのでは斜線を区分するための白線がないことに着目した。

料金所検出部１１は、車速センサ１５から通知を受けた自車の車速が、所定の速度以下であるかどうかを判定する（Ｓ５１）。自車の速度が所定値以下の場合、画像処理装置２１から通知された白線の有無に関する情報が、路上に白線がないことを示す場合、自車が料金所近辺であると判定する（Ｓ５３）。

なお、ステップＳ５１の速度判定は省略することができる。すなわち、料金所検出部１１が、カメラ２２が撮影した画像に写っている、自車の前方の路上に白線がないことを示す情報を画像処理装置２１から受信したときは、自車と料金所との距離が所定の距離以下であると判定し、ビーコンモードからＥＴＣモードへ切り替えを行う。

第４の判断基準について、図６を用いて説明する。ここでは、料金所近くに所定のシンボルマークの標識が立ててあるものとする。

料金所検出部１１は、車速センサ１５から通知を受けた自車の車速が、所定の速度以下であるかどうかを判定する（Ｓ６１）。自車の速度が所定値以下の場合、画像処理装置２１から通知されたシンボルマークの有無に関する情報が、シンボルマークを検出したことを示す場合、自車が料金所近辺であると判定する（Ｓ６３）。

なお、ステップＳ６１の速度判定は省略することができる。すなわち、料金所検出部１１が、カメラ２２が撮影した画像に有料道路の料金所を示すシンボルマークが含まれていたことを示す情報を、画像処理装置２１から受信したときは、自車と料金所との距離が所定の距離以下であると判定し、ビーコンモードからＥＴＣモードへ切り替えを行う。

第５の判断基準について、図７を用いて説明する。

料金所検出部１１は、車間レーダ１４から路側の固定物との距離が、所定の距離以下であるかどうかを判定する（Ｓ７１）。自車と路側の物との距離が所定値以下の場合、現在位置および地図情報に基づいて、自車が料金所から所定の距離内であるかどうかを判定する（Ｓ７２）。この場合、自車が料金所から所定の距離内にある場合、路側の固定物は料金所のゲートである可能性が高く、自車が料金所近辺であると判定する（Ｓ７３）。

ＧＰＳにより測位された位置情報と地図情報とから料金所位置を判断すると、高架橋上と高架橋下を走行している場合が区別できない場合が多い。そこで、本実施形態では、現在位置情報及び地図情報を用いた場合は、他の情報も組み合わせて用いているので、高架橋の上下を容易に区別することができるようになる。

切替制御部１０がＥＴＣモードへ切り替えた後、ＥＴＣ送受信部２がＥＴＣ情報の送受信を完了したときは、ビーコンモードへ戻す。また、切替制御部１０がＥＴＣモードへ切り替えたが、実は料金所の近辺ではなかった場合や、車両がＥＴＣゲートを通過しなかったような場合は、ＥＴＣ送受信部２がＥＴＣ情報の送受信を行わない。このときは、切替制御部１０がＥＴＣモードへ切り替えた後、所定時間経過後にビーコンモードへ戻す。

なお、上記の各判定基準において用いたそれぞれの条件は、任意に組み合わせて行うことができる。また、上記の各判定基準では、いずれも車速度のチェックを最初に行っているが（Ｓ３１、Ｓ４１、Ｓ５１、Ｓ６１）、これを他のチェック（Ｓ３２、Ｓ４２、Ｓ５２、Ｓ６２）の後に行ってもよい。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、ＧＰＳ受信部とＥＴＣ送受信部とが、切替制御部の制御下で高周波発振部を共有する。本実施形態の車載装置の構成図を図８に示す。

本実施形態では、衛星からのＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ受信部１９を備える。ＧＰＳ受信部１９が受信したＧＰＳ信号が現在位置検出部１８へ通知される。現在位置検出部１８は、ＧＰＳ信号を解析して、現在位置情報を取り出す。第１の実施形態と同様に、切替制御部１０が、高周波発振部８が生成する局部発振信号をＥＴＣ送受信部２とＧＰＳ受信部１９のいずれへ供給するかを決定する。

本実施形態では、ビーコン受信部用に図示しない高周波発振部を備えてもよい。料金所の直前に路側ビーコンが配置されている場合でも、ビーコン情報を受信できる。

以上説明したように、上記実施形態では一つの高周波発振部を複数メディアの受信機で共用するため、回路の簡素化・小型化・低コスト化が可能になる。

上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

本発明を適用した第一実施形態に係る車載装置の構成図である。 ビーコンモードとＥＴＣモードの切り替え手順を示すフローチャートである。 料金所近辺であるかを判定する第１の判定基準を示すフローチャートである。 料金所近辺であるかを判定する第２の判定基準を示すフローチャートである。 料金所近辺であるかを判定する第３の判定基準を示すフローチャートである。 料金所近辺であるかを判定する第４の判定基準を示すフローチャートである。 料金所近辺であるかを判定する第５の判定基準を示すフローチャートである。 本発明を適用した第二実施形態に係る車載装置の構成図である。

符号の説明

１…ＥＴＣアンテナ、２…ＥＴＣ送受信部、３…ＥＴＣ信号処理部、４…ビーコンアンテナ、５…ビーコン受信部、６…ビーコン信号処理部、７…高周波スイッチ、８…高周波発振部、９…ＰＬＬ制御部、１０…切替制御部、１１…料金所検出部、１２…ＧＰＳアンテナ、１３…地図情報部、１４…車間レーダ、１５…車速センサ、１６…ナビゲーション装置、１７…表示部、１８…現在位置検出部、１９…ＧＰＳ受信部、２１…画像処理部、２２…カメラ。

Claims (2)

1. 車両に搭載するための車載装置であって、
   有料道路の料金所に設けられたＥＴＣ路側機と通信するＥＴＣ送受信部と、
   路側に設置された電波ビーコンから送信される信号を受信する電波ビーコン受信部と、
   高周波発振信号を発生させる高周波発振部と、
   前記高周波発振部が発生させた発振信号を前記ＥＴＣ送受信部または前記電波ビーコン受信部のいずれか一方へ供給するための切り替えを行うスイッチと、
   前記スイッチが前記切り替えを行うか否かを判定する判定部とを備え、
   前記判定部は、前記車両と路側の物体との距離を測定する距離センサから入力された当該距離が所定以下の場合、前記車両の現在位置と有料道路の料金所の位置を含む地図情報とに基づいて、前記車両と前記料金所との距離が所定の距離以下であるか否かを判定し、
   前記スイッチは、前記車両と前記料金所との距離が所定の距離以下であるときは、前記発振信号を前記ＥＴＣ送受信部へ供給するように切り替えること
   を特徴とする車載装置。
2. 請求項１に記載の車載装置であって、
   前記スイッチは、前記発振信号を前記ＥＴＣ送受信部へ供給するように切り替えた後、所定時間経過した場合に、前記ＥＴＣ送受信部に供給している前記発振信号を前記電波ビーコン受信部へ供給するように切り替えること
   を特徴とする車載装置。

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