JP5858897B2

JP5858897B2 - 位置検出システム及び位置検出方法

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Publication number: JP5858897B2
Application number: JP2012224054A
Authority: JP
Inventors: 克宜中島
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2032-10-09
Also published as: JP2014076687A

Description

本発明は、ＬＲＴ(Light Rail Transit)や路線バス等の交通機関において、車両が走行する位置を検出する位置検出システム及び位置検出方法に関する。

車両の位置を測位するＧＰＳ受信機と、ＧＰＳ受信機で測位した測位位置を中央管理装置に向けて送信する車上無線伝送部とを備えた車上装置を車両に搭載し、中央管理装置において車両が位置する検知区間を把握する位置検知システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２３７５８２号公報

しかしながら、従来技術においては、車上装置から中央管理装置に向けて測位位置を直接無線送信する必要があると共に、新たな検知区間への車両の進入を検知するためには、車両に搭載した車上装置から常に測位位置を送信しなければならないため、免許を必要とする通信可能距離が長く高速で大規模な無線網を採用しなければならず、位置検出システムの構築が高価で煩雑なものになってしまうという問題点があった。

本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特定小電力無線を用いた安価で簡便な位置検出システム及び位置検出方法を提供する点にある。

本発明に係る位置検出システムは、走行路線を走行する車両の位置を検出する位置検出システムであって、ＧＰＳ信号に基づいて位置を測位して現在位置を出力するＧＰＳ受信機と、前記走行路線に沿って設定された複数の区間ブロックの領域を表す座標を路線データとして記憶する路線データ記憶手段と、前記現在位置と前記路線データとに基づいて前記車両が位置する前記区間ブロックを特定する走行位置特定手段と、前記車両を特定する車両情報を記憶する車両情報記憶手段と、前記車両が新たな前記区間ブロックに進入したと判断した場合に、前記走行位置特定手段によって特定された前記区間ブロックと前記車両情報とを含む無線フレームを生成する無線フレーム生成手段と、前記無線フレーム生成手段によって生成された前記無線フレームを特定小電力無線の帯域を用いて送信する車載無線機と、前記走行路線に配置された複数の無線機の内、前記現在位置から最も近い前記無線機を特定し、特定した前記無線機に割り当てられたチャンネルを用いて、前記車載無線機によって前記無線フレームを送信させる無線フレーム送信手段とを前記車両に具備し、前記車両の前記車載無線機から送信される前記無線フレームを受信する複数の前記無線機が前記走行路線に配置され、前記区間ブロックは、前記走行路線に沿って連続的に配置された複数の余長ブロックで構成されていると共に、前記無線機は、上り用無線機と下り用無線機とで構成され、前記走行位置特定手段は、前記現在位置と前記路線データとに基づいて前記車両が位置する前記余長ブロックを特定することで、前記区間ブロックを特定し、前記無線フレーム送信手段は、前記走行位置特定手段によって特定された前記余長ブロックの履歴である走行履歴によって前記車両の走行方向を特定し、特定した走行方向に該当する前記上り用無線機もしくは前記下り用無線機に割り当てられた第１のチャンネルを用いて、前記車載無線機によって前記無線フレームを送信させ、第１のチャンネルを用いた送信を複数回行っても前記無線フレームを送信できない場合に、特定した走行方向と反対方向に該当する前記下り用無線機もしくは前記上り用無線機に割り当てられた第２のチャンネルを用いて、前記車載無線機によって前記無線フレームを送信させることを特徴とする。
さらに、本発明に係る位置検出システムにおいては、前記無線フレーム送信手段は、前記現在位置と最も近い前記無線機との距離に応じた送信出力を特定し、特定した送信出力で前記車載無線機によって前記無線フレームを送信させることを特徴とする。
また、本発明に係る位置検出方法は、走行路線を走行する車両の位置を検出する位置検出方法であって、前記車両において、ＧＰＳ受信機によって、ＧＰＳ信号に基づいて現在位置を測位して現在位置を出力し、路線データ記憶手段に前記走行路線に沿って設定された複数の区間ブロックの領域を表す座標を路線データとして記憶しておき、走行位置特定手段によって、前記現在位置と前記路線データとに基づいて前記車両が位置する前記区間ブロックを特定し、車両情報記憶手段に前記車両を特定する車両情報を記憶しておき、無線フレーム生成手段によって、前記車両が新たな前記区間ブロックに進入したと判断した場合に、前記走行位置特定手段によって特定した前記区間ブロックと前記車両情報とを含む無線フレームを生成し、前記無線フレーム送信手段によって、前記走行路線に配置された複数の無線機の内、前記現在位置から最も近い前記無線機を特定し、特定した前記無線機に割り当てられたチャンネルを用い、前記無線フレーム生成手段によって生成した前記無線フレームを、車載無線機によって特定小電力無線の帯域を用いて送信し、前記車両の前記車載無線機から送信される前記無線フレームを前記走行路線に配置された複数の無線機によって受信し、前記区間ブロックは、前記走行路線に沿って連続的に配置された複数の余長ブロックで構成されていると共に、前記無線機は、上り用無線機と下り用無線機とで構成され、前記走行位置特定手段は、前記現在位置と前記路線データとに基づいて前記車両が位置する前記余長ブロックを特定することで、前記区間ブロックを特定し、前記無線フレーム送信手段は、前記走行位置特定手段によって特定された前記余長ブロックの履歴である走行履歴によって前記車両の走行方向を特定し、特定した走行方向に該当する前記上り用無線機もしくは前記下り用無線機に割り当てられた第１のチャンネルを用いて、前記車載無線機によって前記無線フレームを送信し、第１のチャンネルを用いた送信を複数回行っても前記無線フレームを送信できない場合に、特定した走行方向と反対方向に該当する前記下り用無線機もしくは前記上り用無線機に割り当てられた第２のチャンネルを用いて、前記車載無線機によって前記無線フレームを送信することを特徴とする。

本発明の位置検出システム及び位置検出方法では、車両側で区間ブロックを特定しているので、車両から常に現在位置を送信する必要がなく、車両の新たな区間ブロックへの進入時のみに無線フレームを送信すれば良いため、通信トラフィックを軽減させることができ、通信可能距離が短く低速な特定小電力無線を用い、安価で簡便な位置検出システムを構築することができるという効果を奏する。また、現在位置に最も近い無線機との距離に応じて送信出力を特定して無線フレームを送信するので、無線フレームを送信する際の混信を防止できる。

本発明に係る位置検出システムの実施の形態のシステム構成図である。図１に示す車載装置の構成を示すブロック図である。図１に示す車両が走行する走行路線に配置された余長ブロック例を示す図である。図２に示す路線データ記憶部に記憶されている路線データ例を示す図である。図１に示す車載無線機、上り用無線機及び下り用無線機で用いられるチャンネル例を示す図である。図２に示す無線情報記憶部に無線情報として記憶されているチャンネル情報例を示す図である。図２に示す無線情報記憶部に無線情報として記憶されている送信出力情報例を示す図である。図２に示す走行履歴記憶部に記憶される走行履歴例を示す図である。図２に示す走行位置特定部による余長ブロック特定動作について説明するための説明図である。図２に示す走行位置特定部による余長ブロック特定動作について説明するための説明図である。図２に示す無線フレーム生成部による無線フレーム生成動作について説明するためのフローチャートである。図２に示す無線フレーム送信部による無線フレーム送信動作について説明するためのフローチャートである。図２に示す無線フレーム送信部による無線フレーム送信動作について説明するための説明図である。

以下に、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

本実施の形態の位置検出システムは、決められた走行路線を走行するＬＲＴ(Light Rail Transit)や路線バス等の交通機関において、走行中の車両の位置を検出するシステムであり、図１を参照すると、走行中の車両１０に設置されたＧＰＳ受信機２０、車載装置３０及び車載無線機６０と、車両１０が停止する駅７０にそれぞれ設置された上り用無線機７１及び下り用無線機７２と、車両１０の運行を管理する管理室８０に設置されている中央管理装置８１とから構成されている。また、上り用無線機７１及び下り用無線機７２と、中央管理装置８１とは、光回線９０とのインターフェースである光Ｉ／Ｆ９１を介して光回線９０で接続されている。

ＧＰＳ受信機２０は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を、車両１０の屋根等に設置されたＧＰＳアンテナ２１を介して受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいて現在位置（緯度、経度）を測位する機能を有し、測位した現在位置（緯度、経度）を測位位置として出力する。ＧＰＳ受信機２０は、所定時間毎に測位を実行して測位位置を出力するように構成されている。なお、ＧＰＳ受信機２０が測位を実行して測位位置を出力するタイミングは、予め設定しておいても良く、ユーザによって設定可能に構成しても良い。

車載装置３０は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置であり、制御部４０に、記憶部５０と、ＧＰＳ受信機２０とのインターフェースであるＧＰＳＩ／Ｆ３１と、車載無線機６０とのインターフェースである無線Ｉ／Ｆ３２と、マウスやキーボード等からなる入力部３３とを備えている。

制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピューター等の情報処理部である。ＲＯＭや記憶部５０には車載装置３０の動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。制御部４０のＣＰＵは、ＲＯＭや記憶部５０に記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで、図２に示す測位位置受信部４１と、走行位置特定部４２と、無線フレーム生成部４３と、無線フレーム送信部４４としてそれぞれ機能する。

記憶部５０は、半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段であり、図２に示す路線データを記憶する路線データ記憶部５１と、車両情報を記憶する車両情報記憶部５２と、無線情報を記憶する無線情報記憶部５３と、走行履歴を記憶する走行履歴記憶部５４として機能する。

測位位置受信部４１は、ＧＰＳＩ／Ｆ３１を介してＧＰＳ受信機２０からの測位位置を受信し、走行位置特定部４２に出力する。

路線データ記憶部５１には、走行路線をブロック化した路線データが記憶されている。車両１０が走行する走行路線には、図３（ａ）に点線で示す複数のブロック（以下、余長ブロックと称す）が設定され、各余長ブロックには、それぞれ異なるブロック名が付与されている。駅７０に設定された余長ブロックには、駅７０を表す「Ｔ○○○」が、駅７０間の路線に設定された余長ブロックには、路線を表す「Ｒ○○○」がそれぞれ付与されている。余長ブロックは、矩形状の領域であり、隣り合う余長ブロックの１辺が共通化され、走行路線に沿って連続的に配置されている。また、図３（ｂ）を参照すると、駅７０間の路線に設定された余長ブロックをグループ化した区間ブロックが設定されている。なお、区間ブロックは、ユーザによって設定可能なブロックであり、車両１０の位置を細かく検出したい場合には、少ない数の余長ブロックをグループ化すれば良く、車両１０の位置の検出が大まかで良い場合には、多い数の余長ブロックをグループ化すれば良い。路線データは、余長ブロックと、余長ブロックをグループ化した区間ブロックとを表すデータであり、図４を参照すると、「余長ブロック名」と、「区間ブロック名」と、余長ブロックのａ点〜ｄ点の４つの頂点座標（緯度／経度）とからなる。なお、図４において、
「Ｔ○○○」及び「Ｒ○○○」は、「余長ブロック名」を、「Ｙ○○○」は、「区間ブロック名」を、「ａ○○○」、「ｂ○○○」、「ｃ○○○」及び「ｄ○○○」は、余長ブロック「Ｔ○○○」及び「Ｒ○○○」における４つの頂点ａ、ｂ、ｃ、ｄのそれぞれの座標（緯度／経度）を表している。なお、本実施の形態では、図４に示すように、隣り合う余長ブロックのａ点とｃ点、さらにｂ点とｄ点とは共通の頂点座標（緯度／経度）になっている。従って、路線テータにおいて、ａ及びｂ点、もしくはｃ及びｄ点のいずれかを省略することもできる。さらに、各余長ブロックの形状は、図３（ａ）に示すように同一である必要はなく、ＧＰＳ測位の誤差等を反映させ、幅や長さを調整することができる。

走行位置特定部４２は、測位位置受信部４１から入力された測位位置と、路線データ記憶部５１に記憶されている路線データとを比較することで、車両１０が位置する余長ブロックを特定すると共に、特定した余長ブロックが属する区間ブロックを特定する。走行位置特定部４２による余長ブロック特定動作については、後述する。走行位置特定部４２は、特定した区間ブロックの「区間ブロック名」を無線フレーム生成部４３に出力すると共に、特定した余長ブロックの「余長ブロック名」を走行履歴記憶部５４に走行履歴として記憶させる。

車両情報記憶部５２には、車両情報として、車両１０を特定する車両ＩＤと、乗務員を特定する乗務員ＩＤとが記憶されている。車両ＩＤ及び乗務員ＩＤは、ユーザが入力部３３から入力するようにしても良く、入力部３３としてＩＣカード等の外部記憶媒体の接続ポートを設け、車両ＩＤ及び乗務員ＩＤが記憶された外部記憶媒体を接続ポートに接続して入力するようにしても良い。なお、外部記憶媒体の接続ポートを設ける場合には、外部記憶媒体自体を車両情報記憶部５２として機能させることができる。

無線フレーム生成部４３は、車両１０が新たな区間ブロックに進入したか否かを判断し、車両１０が新たな区間ブロックに進入したと判断した場合は、中央管理装置８１に送信する無線フレームを生成する。無線フレーム生成部４３によって生成する無線フレームには、車両１０を特定する車両情報として車両情報記憶部５２に記憶されている車両ＩＤ及び乗務員ＩＤと、車両１０が位置する区間ブロックを特定する位置情報として走行位置特定部４２から入力された「区間ブロック名」とが含まれている。なお、無線フレームには、車両情報及び位置情報以外に、ユーザが所望する各種データを付加することができる。無線フレーム生成部４３による無線フレーム生成動作については、後述する。

車載無線機６０、上り用無線機７１及び下り用無線機７２は、総務省で定める一定の条件を満たした無線設備であれば無線従事者資格も無線局免許も不要である特定小電力無線の帯域、例えば４２９ＭＨｚ帯を用いて無線フレームを送信する小電力無線であり、複数のチャンネルが設けられている。本実施の形態では、図５に示すように７つのチャンネルが設けられており、車載無線機６０は、７つのチャンネルのいずれかで無線フレームを送信する機能を有している。また、上り用無線機７１及び下り用無線機７２には、図６に示すように、駅７０毎に特定のチャンネルが割り当てられている。図６には、チャンネル数の１／２よりも多い１０個の駅７０が走行路線に存在する例が示されており、従って同一のチャンネルが異なる駅７０の上り用無線機７１及び下り用無線機７２で用いられている。なお、特定小電力無線の帯域、例えば４２９ＭＨｚ帯を用いた小電力無線機の通信可能距離が最大でも２ｋｍ程度あるため、この通信可能距離よりも十分に離れている駅７０では同一のチャンネルを使用しても問題が生じない。

無線情報記憶部５３には、無線フレームを送信するチャンネルを示すチャンネル情報と、無線フレームを送信する送信出力を示す送信出力情報とが無線情報として記憶されている。チャンネル情報としては、図６に示すような、走行路線に存在する各駅７０に設置された上り用無線機７１及び下り用無線機７２にそれぞれ割れ当てられているチャンネルが設定されている。また、送信出力情報としては、図７に示すように、車両１０と無線フレームを送信する駅７０との距離に応じた送信出力が設定されている。

走行履歴記憶部５４は、図８に示すように、走行位置特定部４２から入力された「ブロック名」と、入力された時刻とを走行履歴として順次記憶する。余長ブロックの「ブロック名」を走行履歴として記憶する期間は、任意であるが、少なくとも複数の余長ブロックの「ブロック名」が記憶されている必要がある。図８に示す走行履歴では、０．５秒ごとに車両１０が位置する余長ブロックが特定されていることが分かり、また、１３ｈ２０ｍ１７ｓ００では、車両１０が位置する余長ブロックが特定されなかったことが分かる。

無線フレーム送信部４４は、無線フレーム生成部４３によって無線フレームが生成されると、走行履歴記憶部５４に記憶されている走行履歴と、無線情報記憶部５３に記憶されている無線情報と、路線データ記憶部５１に記憶されている路線データとに基づいて無線フレームを送信するチャンネルと送信出力とを特定し、無線フレーム生成部４３によって生成された無線フレームと共に、特定したチャンネルと送信出力とを無線Ｉ／Ｆ経由で車載無線機６０に出力し、車載無線機６０によって特定したチャンネルを用い、特定した送信出力で無線フレームを送信させる。無線フレーム送信部４４による無線フレーム送信動作については、後述する。

車両１０の車載無線機６０によって送信された無線フレームは、アンテナ７１１を介して上り用無線機７１もしくはアンテナ７２１を介して下り用無線機７２によって受信され、上り用無線機７１及び下り用無線機７２は、受信した無線フレームを光回線９０経由で中央管理装置８１に送信する。これにより、中央管理装置８１には、走行路線を走行する全ての車両１０の位置情報（車両１０が位置する区間ブロック）が集約されることになる。

中央管理装置８１は、プログラム制御によって動作する情報処理装置であり、走行路線を走行する全ての車両１０からの無線フレームを受信することで、車両１０の運行情報を生成し、生成した運行情報を管理室８０や駅７０に設置された図示しないモニタに出力したり、図示しないインターネット回線経由でウェブ上に公開したりする。また、図示しない電子連動装置や案内装置に出力することもできる。

次に、走行位置特定部４２による余長ブロック特定動作について図９及び図１０を参照して詳細に説明する。
走行位置特定部４２は、測位位置受信部４１から測位位置が入力されると、経度をＸ軸、緯度をＹ軸とし、路線データ記憶部５１に路線データとして記憶されている各余長ブロックのＸ座標の最大値及び最小値とＹ座標を最大値及び最小値とを算出し、Ｘ座標の最大値及び最小値とＹ座標を最大値及び最小値とで設定される外枠内に入力された測位位置が含まれるか否かを判定し、外枠内に入力された測位位置が含まれる余長ブロックを候補ブロックとして抽出する。例えば、図９に示す余長ブロック「Ｒ０３３」の場合には、頂点ｂの経度がＸ座標の最大値に、頂点ｃの経度がＸ座標の最小値に、頂点ａの緯度がＹ座標の最大値に、頂点ｄの緯度がＹ座標の最大値にそれぞれ算出され、図９に一点鎖線で示す外枠が設定され、入力された測位位置が点Ａや、点Ｂや、点Ｃの場合には、余長ブロック「Ｒ０３３」が候補ブロックとしてとして抽出される。なお、候補ブロックは、１個に限られることなく、例えば、入力された測位位置が点Ｃの場合には、余長ブロック「Ｔ９０３」も候補ブロックとして抽出されることになる。また、全ての余長ブロックについて上述の候補ブロックの判定を行うように構成しても良いが、走行履歴記憶部５４に記憶されている走行履歴に基づいて、先に特定された余長ブロックと、当該余長ブロックの周辺に配置されている余長ブロックのみについて上述の判定を行うようにすると処理量を軽減することができる。さらに、走行履歴記憶部５４に記憶されている走行履歴に基づいて、車両１０の走行方向を判断し、先に特定された余長ブロックと、当該余長ブロックの車両１０の走行方向側に配置されている余長ブロックのみについて上述の判定を行うようにしても処理量を軽減することができる。

図９に示す余長ブロック「Ｒ０３３」の場合には、入力された測位位置が余長ブロック内に含まれない点Ｂであっても、候補ブロックとして抽出される。従って、走行位置特定部４２は、候補ブロックとして抽出したそれぞれ余長ブロック内に入力された測位位置が含まれるか否かをそれぞれ判定し、入力された測位位置が含まれる余長ブロックを、車両１０が位置する余長ブロックとして特定する。走行位置特定部４２は、まず、図１０に示すように、入力された測位位置のＸ座標と、余長ブロックの４つの辺とが交わるポイントＺを算出し、算出したポイントＺの内のＹ座標が小さい方の２点を結ぶ線分上に入力された測位位置が位置する場合に、入力された測位位置が余長ブロック内に含まれていると判定する。図１０に示すように、入力された測位位置が点Ａ（Ｘａ、Ｙａ）の場合には、ポイントＺ１（Ｘａ、Ｙ１）とポイントＺ２（Ｘａ、Ｙ２）とが算出され、Ｙ１＜Ｙａ＜Ｙ２であるため、ポイントＺ１（Ｘａ、Ｙ１）とポイントＺ２（Ｘａ、Ｙ２）とを結ぶ線分上に点Ａ（Ｘａ、Ｙａ）が位置する。従って、余長ブロック「Ｒ０３３」内に入力された測位位置が含まれると判定されることになり、走行位置特定部４２は、車両１０が位置する余長ブロック「Ｒ０３３」を特定すると共に、特定した余長ブロックが属する区間ブロック「Ｙ００６」を特定し、区間ブロック名「Ｙ００６」を無線フレーム生成部４３に出力する。一方、入力された測位位置が点Ｂ（Ｘｂ、Ｙｂ）の場合には、ポイントＺ３（Ｘｂ、Ｙ３）とポイントＺ４（Ｘｂ、Ｙ４）とが算出され、Ｙｂ＜Ｙ３＜Ｙ４であるため、ポイントＺ３（Ｘｂ、Ｙ３）とポイントＺ４（Ｘｂ、Ｙ４）とを結ぶ線分上に点Ｂ（Ｘｂ、Ｙｂ）が位置していない。従って、余長ブロック「Ｒ０３３」内に入力された測位位置が含まれないと判定されることになり、走行位置特定部４２は、車両１０が位置する余長ブロックを特定することなく、特定動作を終了させる。なお、本実施の形態では、入力された測位位置のＸ座標を基準にして、余長ブロック内に入力された測位位置が含まれるか否かを判定するように構成したが、入力された測位位置のＹ座標を基準にして、余長ブロック内に入力された測位位置が含まれるか否かを判定するように構成しても良い。

また、本実施の形態で使用する路線データは、隣り合う余長ブロックの１辺が共通化されているため、測位位置が余長ブロックの辺の上に位置する場合には、２つの余長ブロックが特定される場合がある。この場合には、特定された２つの余長ブロックの内のいずれかを選択したり、先に特定された余長ブロックを選択したりすれば良い。

次に、無線フレーム生成部４３による無線フレーム生成動作について図１１を参照して詳細に説明する。
図１１を参照すると、無線フレーム生成部４３は、走行位置特定部４２からの「区間ブロック名」の入力を監視している（ステップＡ１）。ステップＡ１で走行位置特定部４２から「区間ブロック名」が入力されると、無線フレーム生成部４３は、新たな「区間ブロック名」か否かを判断し（ステップＡ２）、新たな「区間ブロック名」でない場合、すなわち前回入力された「区間ブロック名」と同一の場合には、ステップＡ１に戻る。

ステップＡ２で新たな「区間ブロック名」である場合、すなわち前回入力された「区間ブロック名」とは異なる場合には、無線フレーム生成部４３は、走行位置特定部４２からの次の「区間ブロック名」の入力を監視する（ステップＡ３）。ステップＡ３で走行位置特定部４２から「区間ブロック名」が入力されると、無線フレーム生成部４３は、前回と同じ「区間ブロック名」か否かを判断し（ステップＡ４）、前回と同じ「区間ブロック名」でない場合、すなわち前回入力された「区間ブロック名」とは異なる場合には、ステップＡ１に戻る。

ステップＡ４で前回と同じ「区間ブロック名」である場合、すなわち前回入力された「区間ブロック名」と同一の場合には、すなわちステップＡ１で入力された新たな「区間ブロック名」が再び走行位置特定部４２によって特定されて入力された場合には、無線フレーム生成部４３は、車両１０が新たな区間ブロックに進入したと判断し、車両情報記憶部５２に記憶されている車両ＩＤ及び乗務員ＩＤと、走行位置特定部４２から入力された「区間ブロック名」とが含まれる無線フレームを生成する。このように、本実施の形態では、新たな「区間ブロック名」が入力され、その「区間ブロック名」が連続して入力されると、車両１０が新たな区間ブロックに進入したと判断する用に構成しされている。なお、連続回数は２回に限ることなく、３回以上であっても良い。

次に、無線フレーム送信部４４による無線フレーム送信動作について図１２及び図１３を参照して詳細に説明する。
図１２を参照すると、無線フレーム送信部４４は、無線フレーム生成部４３による無線フレームの生成を監視している（ステップＢ１）。ステップＢ１で無線フレーム生成部４３によって無線フレームが生成されると、無線フレーム送信部４４は、走行履歴記憶部５４に記憶されている走行履歴と、路線データ記憶部５１に記憶されている路線データとに基づいて、最も近い駅７０を特定すると共に（ステップＢ２）、車両１０の走行方向を特定する（ステップＢ３）。

図８に示すような走行履歴の場合には、車両１０が余長ブロック「Ｒ０４１」に位置することが分かり、無線フレーム送信部４４は、Ｃ駅までのブロック数と、Ｄ駅までのブロック数とを比較することで、ブロック数が少ない駅７０を最も近い駅７０として特定する。図１３に上段に示すように余長ブロックが配置され、下段に示すように区間ブロックが設定され、車両１０が余長ブロック「Ｒ０４１」に位置している場合には、Ｃ駅までのブロック数が、９ブロックであり、Ｄ駅までのブロック数が、７ブロックである。従って、無線フレーム送信部４４は、Ｃ駅を最も近い駅７０として特定する。なお、ブロック数で比較することなく、測位位置から駅７０までの距離を演算して、最も距離が短い駅７０を特定するようにしても良い。

また、図８に示すような走行履歴の場合には、車両１０が余長ブロック「Ｒ０４０」から余長ブロック「Ｒ０４１」に移動していることが分かり、無線フレーム送信部４４は、車両１０の走行方向が図１３に示す「上り」であることが分かる。

次に、無線フレーム送信部４４は、無線情報記憶部５３に記憶されているチャンネル情報に基づいて、ステップＢ２で特定した駅７０に設置された上り用無線機７１と下り用無線機７２との内、ステップＢ３で特定とした走行方向に該当するものを、無線フレームを送信する第１のチャンネルを特定すると共に（ステップＢ４）、無線情報記憶部５３に記憶されている送信出力情報に基づいて、ステップＢ２で特定した駅７０までの距離に応じた無線フレームを送信する送信出力を特定する（ステップＢ５）。

ステップＢ２でＣ駅が特定され、ステップＢ３で走行方向が「上り」と特定され、図６に示すようなチャンネル情報が無線情報記憶部５３に無線情報として記憶されている場合には、無線フレーム送信部４４は、無線フレームを送信する第１のチャンネルとして「ＣＨ３」を特定する。また、ステップＢ２で特定されたＣ駅までのブロック数（距離）が図１３に示すように９ブロックであり、図６に示すような送信出力情報が無線情報記憶部５３に無線情報として記憶されている場合には、無線フレーム送信部４４は、無線フレームを送信する送信出力として７ｍＷを特定する。

次に、無線フレーム送信部４４は、ステップＢ４で特定した第１のチャンネルと、ステップＢ５で特定した送信出力とを無線Ｉ／Ｆ経由で車載無線機６０に出力し、車載無線機６０によって特定した第１のチャンネルを用いて、特定した送信出力で無線フレームを送信させる（ステップＢ６）。これにより、無線フレームは、車両１０から最も近い駅７０に設置され、車両１０の走行方向に該当する上り用無線機７１と下り用無線機７２とのいずれかに対し、車両１０と最も近い駅７０との距離に応じた送信出力で送信されることになる。

次に、無線フレーム送信部４４は、確認応答の受信を監視し（ステップＢ７）、所定時間以内に確認応答を受信すると、無線フレーム送信動作を終了する。ステップＢ７で所定時間以内に確認応答が受信されない場合には、無線フレーム送信部４４は、今回の無線フレーム送信動作において、無線フレームの送信を予め設定されたＮ回目か否かを判断し（ステップＢ８）、Ｎ回目でない場合には、ステップＢ６に戻って再び第１のチャンネルを用いて無線フレームを送信させる。これにより、確認応答が受信できない場合には、第１のチャンネルを用いた無線フレームの送信がＮ回行われることになる。

ステップＢ８でＮ回目である場合には、無線フレーム送信部４４は、無線情報記憶部５３に記憶されているチャンネル情報に基づいて、ステップＢ２で特定した駅７０に設置された上り用無線機７１と下り用無線機７２との内、ステップＢ３で特定とした走行方向の反対方向に該当するものを、無線フレームを送信する第２のチャンネルを特定する（ステップＢ９）。そして、無線フレーム送信部４４は、ステップＢ９で特定した２のチャンネルと、ステップＢ５で特定した送信出力とを無線Ｉ／Ｆ経由で車載無線機６０に出力し、車載無線機６０によって特定した第２のチャンネルを用いて、特定した送信出力で無線フレームを送信させる（ステップＢ１０）。これにより、無線フレームは、車両１０から最も近い駅７０に設置され、車両１０の走行方向に該当する上り用無線機７１と下り用無線機７２とのいずれかに対し、車両１０と最も近い駅７０との距離に応じた送信出力で送信されることになる。

次に、無線フレーム送信部４４は、確認応答の受信を監視し（ステップＢ１１）、所定時間以内に確認応答を受信すると、無線フレーム送信動作を終了する。ステップＢ１１で所定時間以内に確認応答が受信されない場合には、無線フレーム送信部４４は、無線フレームが送信できなかったことを示す送信エラーを無線フレーム生成部４３に出力する（ステップＢ１２）。

無線フレーム送信部４４から送信エラーが入力された無線フレーム生成部４３は、上述の無線フレーム動作に拘わらず、予め設定された設定時間が経過した後に、走行位置特定部４２から「区間ブロック名」が入力されると、無線フレームを生成する。すなわち、送信エラーで車両１０から本来送信されるはずの無線フレームが送信されなかったため、無線フレーム生成部４３は、車両１０が新たな区間ブロックに進入したと判断しなくても、無線フレームを生成し、無線フレーム送信部４４によって送信が再びトライされる。

なお、上り用無線機７１及び下り用無線機７２は、必ずしも駅７０に設置する必要はなく、駅７０以外の任意の位置に設置することができ、この場合には、無線フレーム送信部４４は、最も近い上り用無線機７１及び下り用無線機７２を特定することになる。

以上、説明したように本実施の形態は、ＧＰＳ信号に基づいて位置を測位して現在位置を出力するＧＰＳ受信機２０と、走行路線に沿って設定された複数の区間ブロックの座標を路線データとして記憶する路線データ記憶部５１と、現在位置と路線データとに基づいて車両が位置する区間ブロックを特定する走行位置特定部４２と、車両１０を特定する車両情報を記憶する車両情報記憶部５２と、車両１０が新たな前記区間ブロックに進入したと判断した場合に、走行位置特定部４２によって特定された区間ブロックと車両情報とを含む無線フレームを生成する無線フレーム生成部４３と、無線フレーム生成部４３によって生成された無線フレームを特定小電力無線の帯域を用いて送信する車載無線機６０とを車両１０に具備し、車載無線機６０からの無線フレームを受信する上り用無線機７１及び下り用無線機７２が走行路線の各駅７０にそれぞれ設置されている。この構成により、
車両１０側で区間ブロックを特定しているので、車両１０から常に現在位置を送信する必要がなく、車両１０の新たな区間ブロックへの進入時のみに無線フレームを送信すれば良いため、通信トラフィックを軽減させることができ、通信可能距離が短く低速な特定小電力無線を用い、安価で簡便な位置検出システムを構築することができるという効果を奏する。

また、本実施の形態によれば、各駅７０にそれぞれ設置されている上り用無線機７１及び下り用無線機７２の内、現在位置から最も近い上り用無線機７１及び下り用無線機７２を特定し、特定した上り用無線機７１及び下り用無線機７２に割り当てられたチャンネルを用いて、車載無線機６０によって無線フレームを送信させる無線フレーム送信部４４を具備している。この構成により、通信可能距離内にある上り用無線機７１及び下り用無線機７２に対して確実に無線フレームを送信することができる。

また、本実施の形態によれば、無線フレーム送信部４４は、現在位置と最も近い上り用無線機７１及び下り用無線機７２との距離に応じた送信出力を特定し、特定した送信出力で車載無線機６０によって無線フレームを送信させるように構成されている。この構成により、無線フレームを送信する際の混信を防止することができる。

また、本実施の形態によれば、無線フレーム送信部４４は、現在位置に基づく走行履歴によって車両１０の走行方向を特定し、特定した走行方向に該当する上り用無線機７１もしくは下り用無線機７２に割り当てられた第１のチャンネルを用いて、車載無線機６０によって無線フレームを送信させ、第１のチャンネルを用いた送信を複数回行っても無線フレームを送信できない場合に、特定した走行方向と反対方向に該当する下り用無線機７２もしくは上り用無線機７１に割り当てられた第２のチャンネルを用いて、車載無線機６０によって無線フレームを送信させるように構成されている。これにより、上り及び下りの車両１０からの無線フレームを受信する優先順位を上り用無線機７１及び下り用無線機７２に設定することができ、車両１０からの無線フレームを確実に受信することができる。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

１０車両
２０ＧＰＳ受信機
２１ＧＰＳアンテナ
３０車載装置
３１ＧＰＳＩ／Ｆ
３２無線Ｉ／Ｆ
３３入力部
４０制御部
４１測位位置受信部
４２走行位置特定部
４３無線フレーム生成部
４４無線フレーム送信部
５０記憶部
５１路線データ記憶部
５２車両情報記憶部
５３無線情報記憶部
５４走行履歴記憶部
６０車載無線機
７０駅
７１上り用無線機
７２下り用無線機
８０管理室
８１中央管理装置
９０光回線
９１光Ｉ／Ｆ

Claims

走行路線を走行する車両の位置を検出する位置検出システムであって、
ＧＰＳ信号に基づいて位置を測位して現在位置を出力するＧＰＳ受信機と、
前記走行路線に沿って設定された複数の区間ブロックの領域を表す座標を路線データとして記憶する路線データ記憶手段と、
前記現在位置と前記路線データとに基づいて前記車両が位置する前記区間ブロックを特定する走行位置特定手段と、
前記車両を特定する車両情報を記憶する車両情報記憶手段と、
前記車両が新たな前記区間ブロックに進入したと判断した場合に、前記走行位置特定手段によって特定された前記区間ブロックと前記車両情報とを含む無線フレームを生成する無線フレーム生成手段と、
前記無線フレーム生成手段によって生成された前記無線フレームを特定小電力無線の帯域を用いて送信する車載無線機と、
前記走行路線に配置された複数の無線機の内、前記現在位置から最も近い前記無線機を特定し、特定した前記無線機に割り当てられたチャンネルを用いて、前記車載無線機によって前記無線フレームを送信させる無線フレーム送信手段とを前記車両に具備し、
前記車両の前記車載無線機から送信される前記無線フレームを受信する複数の前記無線機が前記走行路線に配置され、
前記区間ブロックは、前記走行路線に沿って連続的に配置された複数の余長ブロックで構成されていると共に、
前記無線機は、上り用無線機と下り用無線機とで構成され、
前記走行位置特定手段は、前記現在位置と前記路線データとに基づいて前記車両が位置する前記余長ブロックを特定することで、前記区間ブロックを特定し、
前記無線フレーム送信手段は、前記走行位置特定手段によって特定された前記余長ブロックの履歴である走行履歴によって前記車両の走行方向を特定し、特定した走行方向に該当する前記上り用無線機もしくは前記下り用無線機に割り当てられた第１のチャンネルを用いて、前記車載無線機によって前記無線フレームを送信させ、第１のチャンネルを用いた送信を複数回行っても前記無線フレームを送信できない場合に、特定した走行方向と反対方向に該当する前記下り用無線機もしくは前記上り用無線機に割り当てられた第２のチャンネルを用いて、前記車載無線機によって前記無線フレームを送信させることを特徴とする位置検出システム。
前記無線フレーム送信手段は、前記現在位置と最も近い前記無線機との距離に応じた送信出力を特定し、特定した送信出力で前記車載無線機によって前記無線フレームを送信させることを特徴とする請求項１記載の位置検出システム。
走行路線を走行する車両の位置を検出する位置検出方法であって、
前記車両において、
ＧＰＳ受信機によって、ＧＰＳ信号に基づいて現在位置を測位して現在位置を出力し、
路線データ記憶手段に前記走行路線に沿って設定された複数の区間ブロックの領域を表す座標を路線データとして記憶しておき、
走行位置特定手段によって、前記現在位置と前記路線データとに基づいて前記車両が位置する前記区間ブロックを特定し、
車両情報記憶手段に前記車両を特定する車両情報を記憶しておき、
無線フレーム生成手段によって、前記車両が新たな前記区間ブロックに進入したと判断した場合に、前記走行位置特定手段によって特定した前記区間ブロックと前記車両情報とを含む無線フレームを生成し、
前記無線フレーム送信手段によって、前記走行路線に配置された複数の無線機の内、前記現在位置から最も近い前記無線機を特定し、特定した前記無線機に割り当てられたチャンネルを用い、前記無線フレーム生成手段によって生成した前記無線フレームを、車載無線機によって特定小電力無線の帯域を用いて送信し、
前記車両の前記車載無線機から送信される前記無線フレームを前記走行路線に配置された複数の無線機によって受信し、
前記区間ブロックは、前記走行路線に沿って連続的に配置された複数の余長ブロックで構成されていると共に、
前記無線機は、上り用無線機と下り用無線機とで構成され、
前記走行位置特定手段は、前記現在位置と前記路線データとに基づいて前記車両が位置する前記余長ブロックを特定することで、前記区間ブロックを特定し、
前記無線フレーム送信手段は、前記走行位置特定手段によって特定された前記余長ブロックの履歴である走行履歴によって前記車両の走行方向を特定し、特定した走行方向に該当する前記上り用無線機もしくは前記下り用無線機に割り当てられた第１のチャンネルを用いて、前記車載無線機によって前記無線フレームを送信し、第１のチャンネルを用いた送信を複数回行っても前記無線フレームを送信できない場合に、特定した走行方向と反対方向に該当する前記下り用無線機もしくは前記上り用無線機に割り当てられた第２のチャンネルを用いて、前記車載無線機によって前記無線フレームを送信することを特徴とする位置検出方法。