JPH04133525A - 移動通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、路上に沿って設置された路上局と車両との間
にて相互に通信を行う路車間通信システムに用いられる
車両位置検出方式およびその移動局における車載装置に
関する。

（従来の技術） 自動車等の車両に用いられる移動体通信システムとして
、特願昭６３−３８４０７号に開示された移動体通信シ
ステムが提案されている。

この移動体通信システムは、たとえば、路上に沿って所
定の間隔をおいて路上局が配設されて間欠的な通信エリ
アを形成し、その通信エリアを通過する車両に路上局と
交信するための車＃ｉ、装置が搭載されて、この車両が
それぞれの路上局の通信エリアを通過する際に、共通の
周波数を用いて路上局と通信を行うように構成されてい
る。

このような路車間通信システムの利用形態の一つに、経
路誘導サービス等のナビゲーションサービスが考えられ
ている。このナビゲーションサービスは、路上局を統括
する上位局等において、各路上局にて検出した車両の流
れおよび各道路の規制等の交通情報を収集して、さらに
は　各地点の詳細な地図データを用意して、それらの清
報をそれぞれの路上局を介して車両に送信して、車両を
目的地まで的確に誘導するサービスであり、将来的に自
動航行システムとしても期待がかけられている。

この場合、車両ｆｌ！Ｉ＋では、路上局から送信される
道路情報をＣＲＴ等のデイスプレィに表示して、その地
図上に自車位置を示して周辺状況を把握する構成である
。この位置検出方式としては、自車位置を外部から入力
する方法と、自軍位置を自刃にて計測しなから走行する
自立航法とに大別される。

自軍位置を外部から入力する方法として、前記路上局と
は別に路上に沿って配置された位置ビーコンから指向性
のある電波を送信して、この標定電波を車両の位置検出
装置にて受信して、位置ビーコンに対する車両位置を測
定する方法があった。

（発明が解決しようとする課題） −かしなから、従来の路車間通信システムにおける車両
位置検出方式では、路上に１位置標定用のビーコンと通
信用の路上局とを設けなければならず、それらの設置に
手間がかかるという問題があった。さらに、車両には１
通信用の車載装置と位置検出用の受信機とを搭載しなけ
ればならず、それら相互間の情報交換の整合をとらなけ
ればならないなど、システム全体の統一が面倒であった
。また、コスト的にも、２重の装備を必要とすることに
より、高コストとなる問題があった。

さらに、実際の道路上では、高速走行を行う車両によっ
て電波を受信するため、受信する電波に、マルチパスフ
ェージングによる電界の急激な落ち込みや、反射、回折
波による異常伝搬が生しる。このため、位置ビーコンに
対する車両の位置を判定するための信号に、その判定の
ための変調と同様の雑音が複数発生するのが実情であっ
た。

そのために、車両の位置検出に誤動作が生じるおそれが
あった。

本発明は、このような従来技術の欠点を解消しで、路車
間通信システムの路上局から通信データを受信するとと
もに、この受信に際して位置検出を行うことができ、さ
らにこの場合、マルチパスフェージング等による雑音を
伴う不安定な受信電界の中でも正確に位置検出を行うこ
とができる車両位置検出方式およびその移動局における
車載装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の課題を解決するために、路上に沿って配
設された路上局と、その通信エリアを通過する移動局と
の間にて相互に通信を行う路車間通信システムにおける
車両値１検出方式において、路上局は、その通信エリア
に進入した移動局に、少なくとも移動局が自局の最近点
付近を通過する際に、その前後にわたって連続的に通信
波を送信して、この通信波を受信する移動局は、その通
信波の電界強度を測定して、その最大点を検出すること
により、それぞれの路上局に対する自局の位置を求める
ことを特徴とする。

また、この車両位置検出方式において、移動局は、路上
局から送信される通信波の電界強度を測定して、その測
定波形を、所定の時定数を用いて波形Ｎ刑することによ
り、その波形から雑音成分を除去して、この雑音成分を
除去した波形より、電界強度の最大点を求めて、路上局
に対する位置を検出するとよい。

さらに、この車両位置検出方式において、移動局は、路
上局から送信された通信波の電界強度を所定の時定数に
て波形整形した信号から、所定のレベル以上の値を抽出
して、その最大値を検出することにより、路上局に対す
る位置を検出すればよい。

また、この車両位置検出方式において、移動局は、路上
局から送信される通信波を受信する際に、その通信エリ
アに進入した地点からの累積距離を測定して、その範囲
における受信波の電界強度を測定して、その電界強度の
波形から雑音成分を除去した波形の最大値を求めること
により、路上局に対する最近点位置を検出するとよい。

一方、この発明は、路上に沿って設置された路上局と、
その通信エリアにて相互に通信を行う移動局における車
載装置において、この車載装置に、路上局から送信され
る通信波の電界強度を検出する電界強度検出手段と、こ
の電界強度検出手段の検出結果を、所定の時定数により
その包絡線波形を検出する時定数回路と、この時定数回
路の包絡線波形より受信波の電界強度の最大値を検出し
て車両の位置を求める信号処理手段とを具備してなるこ
とを特徴とする。

また、この発明の車載袋！は１時定数回路の出力波形が
所定のレベル以上か否かを検出する比較回路を有する。

さらに、この発明の車載装置は、自局が路上局の通信エ
リアに進入してからの累積距離を測定するための累積距
離測定手段を有する。

また、この発明の車載装置は、前記時定数回路の出力波
形を、自局の速度を受信波の波長にて除算した値より高
い周波数にてサンプリングするサンプリング回路を有す
る。

（作　用） 本発明の路車間通信システムにおける車両位置検出方式
およびその移動局における車載装置によれば、移動局は
、路上局から送信される通信波を受信して通信データを
得るとともに、その通信波の電界強度を測定して、その
電界強度の最大値を検出することにより、路上局に対す
る自軍位置を同時に検出し得る。

この場合、所定の時定数にて、ｉｌ＋定した通信波の電
界強度波形を整形することにより、マルチパスフェージ
ングによる細かい凹凸のパルスを除去して、真の電界強
度の最大値を的確に求め得る。

（実施例） 次に添付図面を参照して本発明による路車間通信システ
ムにおける車両位１検出方式およびその移動局の車載装
置の実施例を説明する。

この路車間通信システムにおいては、第２図に示すよう
に、道路に沿って所定の間隔、たとえば道路に許容され
る車速に応して数百メートルないし数キロメートルの間
隔にて路上局ＩＯが配設されているにれら路上局ＩＯは
、路上を通過する車両１２と無線にて通信を行う基地局
として機能する固定局である。これら路上局ｌＯは、そ
れぞれ路上局相互間の距離に比べてはるかに小さい通信
エリアＥ、たとえば５０〜１００メ一トル程度の通信エ
リアＥを有しでおり、これら通信エリアＥにで道路を走
行する車両Ｊ２と数秒間にわたって相互に高速の通信を
行う。車両１２には、路上局ｌＯと相互に通信を行うた
めの車載装置２０（第１図繋昭）が搭載されている。

この路車間通信システムでは、車両１２を道路の混雑状
況や気象条件に応じて適切なルートに誘導するためのナ
ビゲーションサービスを行うにのナビゲーションサービ
スは、路上局ＩＯを統括する上位局、正確には上位局に
接続された情報センタにおいて、路上局ＩＯにて計測さ
れる交通流および各道路の規制情報や気象情報等の道路
情報を入手して、さらには各地区の詳細な地図データ等
を用、意して、これら道路情報を路上局】０を介して車
両Ｉ２に送信して、車両Ｉ２を目的地まで的確に誘導す
るサービスである。

このサービスを受ける車両１２は、路上局ｌＯから送信
される上記地図データ等の道路情報を表示するためのＣ
ＲＴ等のデイスプレィを備えている。車両１２は、この
デイスプレィの地図上に自車位置を表示しで周辺道路状
況を杷握する。

この実施例では、車両１２の位置検出方式として、車両
１２が、路上局ｌＯから送信される通信波を受信して、
その受信電界強度を測定することにより、路上局１０に
対する位置を検出して自車位置を求める。

路上局１０は１通信データを、たとえば、ＢＰＳＫｆ８
ｉｐｏｌａｒ　Ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ
）変調等の変調波にて変調して、この信号を、たとえば
２ＧＨｚ帯の準マイクロ波の搬送波に載せて送信する。

この電波は、路上局１０に備えられた空中線１４のほぼ
直下位置Ｐを中心に半径５０〜１００メートル範囲に向
って放射される。

車両１２は、この電波を受信することにより、その受信
電界強度が最大となる空中線１４の直下位置Ｐを検出し
て、自重位置を求める。この車両１２の車載装置２０を
第１図を哲昭して、さらに詳細に説明する。なお、この
図において、たとえば送信部等の本発明に直接関係のな
い部分は、説明の都合上省略されている。

この図において、空中線２２は、無指向性の空中線であ
り、路上局ｌＯから送信される準マイクロ波の電波をい
ずれの方向からも均等に受信する。

高周波部２４は、空中線２２にて受信した準マイクロ波
の信号に同調してその信号を増幅する。中間周波部２６
は、高周波部２４にて増幅された準マイクロ波の信号か
ら搬送波を取り除き中間層ａ数に変換して増幅する６ 変調波検波部２８は、中間周波部２６にて中間周波数に
変換された信号からＢＰＳに変調波を検波する回路であ
る。この検波部２８にて変調波から通信データが抽出さ
れる。

信号処理部３０は、変調波検波部２８にて抽出された通
信データをデイスプレィに表示するための処理を行う。

この信号処理部３０は、後述する位置検出処理を行う。

Ｒ５５Ｉ　を受信電界強度）レベル発生回路３２は、路
上局ｌ口から送信された電波の受信電界強度に比例した
値を出力する回路であり、中間周波部２６の信号を利用
して、その電界強度レベルを検出する。

時定数回路３４は、所定の時定数を有する回路であり、
Ｒ３５Ｉレベル発生回路２８の出力波形において急激な
レベル変化が生じた場合等に、その変化を吸収して、そ
の波形整形を行う回路である。具体的には、Ｒ５Ｓ　Ｉ
レベル発生回路３２から第３図に示すようなマルチパス
フェージングによる落ち込みを含む波形が検出された場
合、そのフェージングによる落ち込みＦｐのパルス幅を
吸収する時定数を、後述する車速距離測定回路４０から
送出される選択信号ＳＳに基づいて選択して、落ち込み
Ｆｐを除去し、第４図に示すようにその包絡線波形を出
力する。たとえば、この時定数回路３４は、選択信号Ｓ
Ｓを入力したときに、抵抗値を変化させてその時定数を
変える。

比ｔ２回路３６は、時定数回路３４にて得られた受信電
界強度の包絡線波形を人力して、その波形に所定値以上
のレベル値が検出されているか否かを検出する回路であ
り、所定値以上のレベル値が検出されているときに信号
処理部３０に有意信号ＳＹを送出する。

サンプリング回路３８は、時定数回路３４の出力をサン
プリングする回路である。このサンプリング回路３８は
、車両１２の速度に基づいて発生されるサンプリングパ
ルスＳＰに応動してサンプリングを行う。このサンプリ
ングパルスＳＰは、車速距離測定部４０にて生成される
。

車速距離測定部４０は、センサ部４２と、車速パルス発
生部４４と、距離パルス発生部４６と、車速距離制御部
４８とから構成されている。センサ部４２は、たとえば
、車輪の回転を検出するセンサであり、その検出結果を
車速パルス発生部４４ｉ３よび距離パルス発生器４６へ
送出する。このセンサ部４２のセンサとしては、対地速
度を検出する対地センサでもよい。車速パルス発生部４
４は、センサ４２の検出結果から速度パルスを発生する
。たとえば毎秒ごとにおける車輪の回転数に応じたパル
スを送出する。距離パルス発生部４６は、センサ部４２
の検出結果を計数することにより距離パルスを発生する
。

たとえば、１ｍの走行ごとに１個のパルスを送出する。

車速距離制御部４８は、車速パルス発生部４２から発生
される速度パルスに基づいて車両１２の速度を演算し、
あらかじめ設定されている受信波の波長にて速度を除算
した値よりも高い周波数にてサンプリングパルスＳＰを
発生する。この周波数に応じた選択信号ＳＳを時定数回
路３４へ送出する。また、この車速距離制御部４４は、
距離パルス発生部４４から送出される距離パルスを計数
して、その累積距離情報ＳＲを信号処理部４８へ送出す
る。

信号処理部３０は、比較回路３６から送出される有意信
号ＳＹを取り込んでいる期間に、サンプリング回路３８
の出力と車速距離制御部４６の累積距離情報ＳＲとを入
力して、受信電界強度の最大点を検出して車両位置を求
め、デイスプレィにその位置を表示する処理を行う。

次に、この実施例における位置検出方法を上記各部の動
作とともに説明する。

車両１２が路上局ｌＯの通信エリアＥに進入すると、路
上局ＩＯは車両１２に対してプリアンプル、同期信号、
自局の識別符号等を含む導入信号を送信する。車両１２
の車載装置２０では、この導入信号のプリアンプルおよ
び同期信号を受信することにより、後に送信される通信
波の受信同期を正確に取ることができ、識別符号を受信
することにより。

いずれの位置の路上局１０かを識別することができる。

これらの信号の受信に対して車両１２は、路上局ＩＯへ
自局の識別信号を送信する。これら路上局ｌＯからの導
入信号の送信および車両１２からの識別信号の送信は、
はぼ瞬間的に行われ、車両１２は。

路上局ｌＯの通信エリアに進入して２〜３メートル以内
にてその送受信が行われる。

これに続いて、車両１２と路上局ｌＯとの間にて双方向
の通信が行われる。このとき、路上局ＩＯは、ナビゲー
ションサービス等の通信データの送信を行う、この信号
が数秒間送信されている期間に、車両１２は、路上局ｌ
Ｏの直下位置Ｐを通過し、その位置を検出する。

この電波を受信している車両１２の車載装置２０におい
ては、受信した信号を高周波部２４、中間周波部２６に
て所望のレベルの信号に増幅する。中間周波部２６にて
中間周波数に変換された信号は、変調波検波部２８にて
検波される。変調波検波部２８にて検波された変調波は
、その通信データが信号処理部３０において復元処理さ
れてデイスプレィに送信され、その通信データが映像ま
たは文字として表示される。この場合、音声等の通信デ
ータの処理も行われ、スピーカ等から音声として出力さ
れる。

一方、Ｒ５Ｓ　Ｉレベル発生回路３２は、中間周波部２
６の出力信号の受信電界強度を検出する。その出力波形
は、第３図に示すように、路上局１０の空中線１４の直
下位置Ｐに近づくにつれてレベル値が大きくなり、Ｐ点
を過ぎると、再びそのレベル値が低下する波形変化を生
じる。しかしなから、その出力には、マルチパスフェー
ジングによる落ち込みパルスＦｐが複２々現れており、
このまま（：号処理部３０に入力すると　そのパルスｐ
ｐの的後を検出じで位置検出に誤差が生しるおそれかあ
る。

そこで、この実施例においでは、パルスＦｐによる落ち
込みを時定数回路３４て吸収して、信号処理部３０にお
ける誤認を防止している。一般：こ、車両の走行により
生しるマルチパスフェーシングの周波数ＦＤは、車速を
Ｖｍ／ｓ、受信波の波長をλｍとすると、ＦＤ＝Ｖ／λ
どなる。その周期Ｔは、ｌ／ＦＤであるから、少なくと
もこの周期Ｔを越えるパルス幅を有する落ち込みは生し
ない。

したがって、車速距離測定部３８にて車速を検出して、
その周期ｒｆｃ演算して選択信号ＳＳを時定数回路３４
に送出する６具体的には、車速距離測定部３８のセンサ
部４０が車輪の回転等を検出して、その検出結果に応動
して車速パルス発生部４２から車速パルスが発生されて
いる。この車速パルスを入力した車速距離制御部４６は
、そのパルスを計数して車両１２の速度を演算する。車
速距離制御部４６は、あらかじめ設定されている受信波
長を求めた車速て除算して、その結果を選択信号ＳＳと
して時定数回路３４に送出する。時定数回路３４は、そ
の周期Ｔに応した時定数を選択して、第４図に示すよう
に、パルスＦｐを吸収する包絡線波形を出力する。

この出力は、サンプリング回路３８にてサンプリングさ
れて信号処理部３０に供給される。サンプリング回路３
８には、選択信号ＳＳと同様に車速距離測定部４０にて
車速に基づいて演算されたマルチパスフェージングの周
波数ＦＤより高い周波数のサンプリングパルスＳＰが供
給されている。

また、車速距離制御部４０においては、センサ部４２の
検出結果より距離パルス発生部４６から距離パルスを発
生して、その累積距離を車速距離制御部４８にて演算し
て信号処理部３０に供給している。

さらに、信号処理部３８には、比較回路３６から時定数
回路３４の検波出力が所定のレベル以上か否かを示す有
意信号ＳＹ（第５図）が供給されている。

この結果、信号処理部３０は、有意信号ＳＹが「Ｉ」の
ときに、サンプリングデータＳＤと、累積距離ＳＲを入
力して、受信電界強度の最大点を検出して路上局ｌＯの
直下点Ｐを検出する。つまり、有意信号ＳＹを入力して
、路上局ｌＯの直下位置付近Ｐに達したことを検出して
、その帰還におけるサンプリングデータＳＤの最大点を
検出して、その声が通信エリアＥに車両１２が進入して
いずれの位置付近にて現れたかを検出して位置決定を行
うことができる。信号処理部３０は、このようにして検
出した車両位置を上記地図データととも（二デイスプレ
ィに表示する。

以下、各路上局１０を通過する際に、車両Ｉ２に最新の
道路情報が提供されるとともに、その位置が正確に更新
されて、−車両１２が的確な進路へ誘導される。

なお、上記実施例においては、変調波をＢＰＳＫ変調と
して、搬送波を２ＧＨｚ帯の準マイクロ波としたが、こ
の発明においては、それら変調方式および周波数帯にと
られれることなく、路車間通信に適した変調方式および
周波数帯であればいずれでもよい。また、上記実施例に
おいては、車両位置検出地点を路上局１０の空中線の直
下位置としだがその空中線の持り、二より　最大受信電
界強度がλカ圭良く求められる地点であれば、いずれの
位置でもよい。その場合、あらかじめ車載装置にそのデ
ータを設定しでおけばよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の路車間通信システムにお
ける車両位置検出方式およびその移動局の車載装置によ
れば、次の各効果を奏することかできる。

ｌ移動局は、路上局から送信される通信波を受信して通
信データを得るとともに、その通信波の電界強度を測定
して、その電界強度の最大値を検出することにより、路
上局に対する自車位置を同時に検出ことかできる。した
がって、位置検出用のビーコンを設置する手間を省くこ
とができるとともに、車両にも位置標定用の受信機を備
える手間を省くことができ、さらに路車間通信における
道路情報と位置情報との整合を容易に行うことができる
。この結果、システム全体の統一を簡単に行うことがで
きる優れた効果を奏する。

２路二局：ま、（正来と同様↓こｍに通信波を送信する
のみであり、位置検出のための特別の電波を送信する必
要がないので１位置検出用のビーコンを設置しない分た
けシステムを安価に構成することができる。

３通信波の受信電界強度を検出した際に、その測定波形
を所定の時定数にて、波形を整形することにより、マル
チパスフェーシングによる細かい凹凸のパルスを除去し
て、真の電界強度の最大値を的確に求めることができる
。したがって５位置検出を正確に行うことができ、将来
的に計画されている自動航行システムにおける精度をさ
らに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による路車間通信システムにおける車
両位置検出方式の実施例における亜載装置を示す機能ブ
ロック図、 第２図は、本発明が適用される路車間通信システムの概
略構成を示す概念図、 第３図は同実施例の移動局における受信電界強度を示す
波形図、 第４図は同実施例における受信電界強度の包絡線波形を
示す波形図、 第５図は、同実施例における有意信号を示す波形図であ
る。 ４０、車速距離測定部 ４２、　　センサ部 ４４、車速パルス発生部 ４６０．距離パルス発生部 ４８、　、　、車速・距離制御部 主要。　の符−の説明 路上局 、車両 空中線 車載装置 空中線 高周波部 。中間周波部 １．変調波検波部 信号処理部 Ｒ５ＩＩレベル発生回路 、時定数回路 比較回路 ３．サンプリング回路 特許出願人　沖電気工業株式会社 代　理　人　番数　孝雄 千両仏１矛？氷ガ式ｐく盪痢才わ貢シゼ明ｊ起１３シズ
テス瑯　７− タ４Ｚ壷Ｘｆ−強７楔の１９悴 瑯−３ｍｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、路上に沿って配設された路上局と、その通信エリア
   を通過する移動局との間にて相互に通信を行う路車間通
   信システムにおける車両位置検出方式において、 前記路上局は、その通信エリアに進入した移動局に、少
   なくとも移動局が自局の最近点付近を通過する際に、そ
   の前後にわたって連続的に通信波を送信して、 この通信波を受信する移動局は、その通信波の電界強度
   を測定して、その最大点を検出することにより、それぞ
   れの路上局に対する自局の位置を求めることを特徴とす
   る路車間通信システムにおける車両位置検出方式。 ２、請求項１に記載の路車間通信システムにおける車両
   位置検出方式において、 前記移動局は、前記路上局から送信される通信波の電界
   強度を測定して、 その測定波形を、所定の時定数を用いて波形整形するこ
   とにより、その波形から雑音成分を除去して、 この雑音成分を除去した波形から電界強度の最大点を求
   めて、路上局に対する位置を検出することを特徴とする
   路車間通信システムにおける車両位置検出方式。 ３、請求項２に記載の路車間通信システムにおける車両
   位置検出方式において、 前記移動局は、路上局から送信された通信波の電界強度
   を所定の時定数にて波形整形した信号から、所定のレベ
   ル以上の値を抽出して、その最大値を検出することによ
   り、路上局に対する位置を検出することを特徴とする路
   車間通信システムにおける車両位置検出方式。 ４、請求項２に記載の路車間通信システムにおける車両
   位置検出方式において、 前記移動局は、路上局から送信される通信波を受信する
   際に、その通信エリアに進入した地点からの累積距離を
   測定して、 その範囲における受信波の電界強度を測定して、その電
   界強度から雑音成分を除去した波形の最大値を求めるこ
   とにより、路上局に対する位置を検出することを特徴と
   する路車間通信システムにおける車両位置検出方式。 ５、路上に沿って設置された路上局と、その通信エリア
   にて相互に通信を行う移動局における車載装置において
   、 この車載装置は、路上局から送信される通信波の電界強
   度を検出する電界強度検出手段と、該電界強度検出手段
   の検出結果を、所定の時定数によりその包絡線波形を検
   出する時定数回路と、 該時定数回路の包絡線波形より受信波の電界強度の最大
   値を検出して車両の位置を求める信号処理手段とを具備
   してなることを特徴とする移動局における車載装置。 ６、請求項５に記載の移動局における車載装置において
   、 この車載装置は、前記時定数回路の出力波形が所定のレ
   ベル以上か否かを検出する比較回路を有することを特徴
   とする移動局の車載装置。 ７、請求項５に記載の移動局における車載装置において
   、 この車載装置は、自局が路上局の通信エリアに進入して
   からの累積距離を測定するための累積距離測定手段を有
   することを特徴とする移動局における車載装置。 ８、請求項５に記載の移動局における車載装置において
   、 この車載装置は、前記時定数回路の出力波形を、自局の
   速度を受信波の波長にて除算した値より高い周波数にて
   サンプリングするサンプリング回路を有することを特徴
   とする移動局における車載装置。