JPH0580720B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は路側ビーコン方式に関し、さらに詳
細にいえば、出発点の情報を入力した後は、少な
くとも車速データ、および方位データを入力とし
て車両の現在位置を表示するようにしたナビゲー
シヨンシステムにおける車両位置較正を行なうた
めに使用される新規な路側ビーコン方式に関す
る。

＜従来の技術＞ 従来から、車両に小型のコンピユータとデイス
プレイ装置とを搭載し、コンパクトデイスク等か
らなる記憶装置に記憶させられている道路地図デ
ータを読出してデイスプレイ装置に表示させると
ともに、車速センサからの車速データ、および方
位センサからの方位データを入力として、各時点
における車両の位置の算出、および走行方向の判
定を行い、これら算出結果、および判定結果に基
いて、デイスプレイ装置に表示されている道路地
図の該当部分に車両を示す表示を付加するように
した、いわゆるナビゲーシヨンシステムが提供さ
れるようになつてきている。

このようなナビゲーシヨンシステムを使用すれ
ば、車両の現在位置、および走行方向とを視覚に
より簡単に識別することができ、道に迷うことな
く、確実に目的地まで到達することができる。

しかし、上記の構成のナビゲーシヨンシステム
においては、車速センサ、方位センサが必然的に
有している誤差が、走行距離の増加とともに累積
され、走行距離が所定距離以上になると（但し、
この所定距離は各車両における車速センサ、方位
センサの誤差の程度、各センサの配設位置におけ
る雰囲気条件の変動等により定まるものであり、
必ずしも一定の距離ではない）、デイスプレイ装
置における車両表示位置が実際の車両位置から大
幅にずれ、本来の機能を発揮させることができな
くなつて、道に迷つてしまうという状態が発生す
ることになる。

このような問題点を解決する目的で、道路交通
網に、上記累積誤差が所定値以上になる距離より
も短い所定距離毎に路側アンテナを配設し、この
路側アンテナから位置データ、および道路方向デ
ータを含む信号を、比較的狭い範囲にのみ放射す
るとともに、車両に取付けられたアンテナにより
上記信号を受信してコンピユータに取込み、受信
信号に基いて車両の位置、および走行方向を正し
いデータに較正する、いわゆる路側ビーコン方式
の採用が提案されている。

このような路側ビーコン方式を採用すれば、常
に誤差の累積が所定値以下である状態で正確な位
置データ、および方位データに基く表示を行なわ
せることができるので、ナビゲーシヨンシステム
の本来の性能を発揮させることができ、特に、鉄
道線路の近く、踏切等のように方位センサに大き
な誤差を発生させ易い箇所に路側アンテナを設置
することにより、外的要因に起因する誤差の発生
をも効果的に較正することができるという利点を
有している。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記の構成の路側ビーコン方式においては、か
なり指向性が高い路側アンテナにより常時位置デ
ータ、および道路方向データを含む信号を放射し
ているのであり、車両が上記放射信号によりカバ
ーされている領域を通過する場合にのみ信号を受
信し、受信した信号に基いて必要な較正を行なう
ことごできるようにしているのであるから、送信
信号によりカバーされる領域を広くすれば、路側
アンテナに対する信号受信位置のずれが大きくな
り、充分な較正効果を達成することができないと
いう問題点がある。

さらに詳細に説明すると、路側ビーコン方式の
基本機能はあくまで位置データ、および道路方向
データを含む信号をナビゲーシヨンシステムを搭
載した車両に与えることであるが、以下の如き機
能をも追加することが、路側ビーコン方式の有効
活用の上で要求される。即ち、 路側アンテナが設置されている箇所の周辺に
おける道路の混雑状況、工事、その他の道路使
用状況等の交通情報を追加してナビゲーシヨン
システムに与えることにより、車両のスムーズ
な運行を補助すること、 路側アンテナが設置されている箇所の周辺に
おける住宅配置、個人名をも含む詳細な地図情
報を追加して、最終目的地への到達を容易化す
ること、 路側アンテナが設置されている箇所を含む、
ある程度広い範囲にわたる道路地図情報を追加
してナビゲーシヨンシステムに与えるこによ
り、デイスプレイ装置により表示される道路地
図を更新し、遠隔地までの運行をスムーズに行
なわせること 等の追加サービスをも行なわせることが考えられ
ており、このような追加サービスをも行なわせよ
うとすれば、路側アンテナから放射される信号に
よる伝送帯域の拡大、送信信号によりカバーされ
る領域の拡大が必須となる。

そして、以上のように伝送領域の拡大、および
送信信号によりカバーされる領域の拡大が行なわ
れた場合には、路側アンテナの設置位置に対する
信号受信位置のずれが大きくなり、本来の目的で
ある車両位置の較正が、上記ずれの影響を受けて
正確には行なえないことになるという問題が発生
するのである。

また、路側アンテナが設置されている位置の近
傍の建築物等の配置状態、他の車両の走行状態
が、時間とともに、或いは路側アンテナの設置位
置毎に大幅に変化し、路側アンテナから放射され
る信号が、第１７図に示すように、直接車載アン
テナにより受信される他に、建物、路面、他の車
両等により反射された後、車載アンテナにより受
信されることになり、しかも、上記各経路を通つ
て受信された信号は、それぞれ振幅、位相が異な
るのであるから、和動的、或いは差動的に重畳さ
れ、第９図に示すように、路側アンテナからの送
信信号の強度分布とは大幅に異なる強度分布の信
号となる（マルチパスによるフエーデイング現象
が発生する）ので、受信信号に基く車両位置の較
正等を行なう場合に、予期せぬ誤差が発生する、
即ち、上記重畳信号が、路側アンネナから大幅に
離れた箇所においてレベルが高い部分を有するこ
とになり、この部分を検出した時点で車両位置、
および走行方向の較正を行なつてしまうという問
題が発生することになる。

そして、このような問題を解消させるために、
ローパスフイルタを取付けることにより、フエー
デイング現象に起因する受信信号の強度分布の影
響を排除することが考えられる。

しかし、フエーデイング現象に起因する強度の
変動周期は通常数10Hzから100Hz程度の範囲であ
るから、ローパスフイルタとしては数Hz程度の遮
断周波数を有するものであることが必要になる。
そして、上記のような低い遮断周波数を有するロ
ーパスフイルタをパツシブ回路で構成しようとす
れば、大きなインダクタンス、キヤパシタンスが
必要になり、車載機器として小形化することが非
常に困難になるという問題がある。また、アクテ
イブフイルタで構成すれば、小形化することは可
能であるが、部品点数が増加するとともに、回路
構成が複雑化し、全体として車載機器が高価なも
のになつてしまうという問題がある。

＜発明の目的＞ この発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
であり、路側ビーコン方式における各種機能の拡
大に簡単に対処することができるとともに、本来
の車両位置の較正を高い精度で行なうことができ
る路側ビーコン方式を提供することを目的として
いる。

＜問題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するため、第１の発明の路側
ビーコン方式は、路側アンテナが、伝送データに
基いて振幅一定の変調を施された変調波を道路の
所定範囲にわたつて放射するものであり、車両に
搭載されており、上記路側アンテナからの送信信
号を受信し、車両位置データを較正して表示する
ナビゲータ装置が、上部方向に主放射方向を有す
るとともに、水平に近い方向の感度を低く設定し
たポジシヨニング用のアンテナ、および水平方向
に主感度方向を有する指向性のデータ用のアンテ
ナから構成される車載アンテナと、ポジシヨニン
グ用のアンテナにより受信された電波を検波して
位置判定を行う位置判定手段と、位置判定手段か
らの位置判定信号、およびデータ用のアンテナに
より受信された電波を取込んで得たデータに基い
て少なくとも位置データの較正する較正手段とを
具備しているものである。

また、第２の発明の路側ビーコン方式は路側装
置が、送信データに基づいて振幅一定の変調を施
した第１の変調波信号を路側アンテナから放射す
るとともに、所定の周波数の振幅変調を施した第
２の変調波信号を路側アンテナから放射するもの
であり、上記路側アンテナが複数個のアンテナを
水平方向に配置したものからなり、送信データに
基づいて振幅一定の変調を施した第１の変調波信
号が、路側アンテナ全体としての指向性がブロー
ドになるように上記複数個のアンテナの全部また
は一部に給電されているとともに、所定の周波数
の振幅変調を施した第２の変調波信号が、路側ア
ンテナ全体としての指向性がシヤープになるよう
に上記複数個のアンテナの全部または一部に給電
されており、車両に搭載されて、上記路側アンテ
ナからの送信信号を受信し、車両位置データを較
正して表示するナビゲータ装置が、上部方向に主
放射方向を有するとともに、水平に近い方向の感
度を低く設定したポジシヨニング用のアンテナ、
および水平方向に主感度方向を有する指向性のデ
ータ用のアンテナから構成される車載アンテナ
と、ポジシヨニング用のアンテナにより受信され
た第２の変調波を検波して位置判定を行う位置判
定手段と、位置判定手段からの位置判定信号、お
よびデータ用のアンテナにより受信された第１の
変調波を取込んで得たデータに基づいて少なくと
も位置データを較正する較正手段とを具備してい
るものである。

但し、上記第１の変調波信号としては、位相変
移変調を施すことにより得られるものであり、し
かも、上記第２の変調波信号としては、フエーデ
イングによる振幅変調周波数より十分高い周波数
で振幅変調を施すことにより得られるものである
ことが好ましい。

また、上記路側アンテナとしては、４個のアン
テナから構成されているものであり、しかも、第
１の変調波信号を全てのアンテナに対してそれぞ
れほぼ同相で給電しているとともに、第２の変調
波信号を中央の２個のアンテナに対して互にほぼ
逆相で給電しているものであつてもよく、或は、
第１の変調波信号を全てのアンテナに対してそれ
ぞれほぼ同相で給電しているとともに、第２の変
調波信号を中央の２個のアンテナに対してほぼ同
相で給電しているものであつてもよい。そして、
上記の場合において、路側アンテナが道路の延び
る方向とほぼ平行に配列された中央の２個のアン
テナと、上記２個のアンテナよりも道路から離れ
た位置に配列された両端の２個のアンテナとから
構成されているものであつてもよく、この場合に
おいて、第１の変調波信号の、中央の２個のアン
テナに対する給電レベルのみが他のアンテナに対
する給電レベルよりも低く設定されていることが
好ましい。

さらに、上記路側アンテナとしては、２個のア
ンテナから構成されているものであり、しかも、
第１の変調波信号を両アンテナに対してほぼ同相
で給電しているとともに、第２の変調波信号を両
アンテナに対して互にほぼ逆相で給電しているも
のであつてもよい。

さらには、上記ナビゲータ装置が振幅変動成分
を除去するリミツタ手段を有していることが好ま
しい。

＜作用＞ 以上の第１の発明の路側ビーコン方式であれ
ば、送信データに基いて振幅一定の変調を施した
変調波信号を路側アンテナに給電することによ
り、道路交通網の予め定められた所定位置に設置
された路側アンテナから、電波を車両に放射す
る。

そして、車両に搭載されて、路側アンテナから
の送信信号のうち所要データを較正データとして
受信し、車両位置データを較正して表示するナビ
ゲータ装置においては、上部方向に主放射方向を
有するとともに、水平に近い方向の感度を低く設
定したポジシヨニング用のアンテナにより上記電
波を受信し、位置判定手段により検波して位置判
定を行なう。このため、ポジシヨニング用のアン
テナの受信レベル分布は路側アンテナ近辺に集中
した特性となり、精度の高い位置判定を行なうこ
とができる。

また、水平方向に主感度方向を有する指向性の
データ用のアンテナにより上記電波を受信し、上
記位置判定手段からの位置判定信号、およびデー
タ用のアンテナにより受信された電波を取込んで
得たデータに基いて、較正手段により少なくとも
位置データを較正することができる。また、広い
範囲でデータ伝送を行なうことができる。

以上の第２の発明の路側ビーコン方式であれ
ば、送信データに基いて振幅一定の変調を施した
第１の変調波信号を、路側アンテナ全体としての
指向性がブロードとなるように各アンテナに給電
するとともに、所定の周波数の振幅変調を施した
第２の変調波信号を、路側アンテナ全体としての
指向性がシヤープになるように各アンテナに給電
することにより、道路交通網の予め定められた所
定位置に設置された路側アンテナから、上記２種
類の変調波信号を車両に放射する。

そして、車両に搭載されて、路側アンテナから
の送信信号のうち所要データを較正データとして
受信し、車両位置データを較正して表示するナビ
ゲータ装置においては、上部方向に主放射方向を
有するとともに、水平に近い方向の感度を低く設
定したポジシヨニング用のアンテナにより上記第
２の変調波信号に基く電波を受信し、位置判定手
段により検波して位置判定を行なう。また、水平
方向に主感度方向を有する指向性のデータ用のア
ンテナにより上記第１の変調信号に基く電波を受
信し、上記位置判定手段からの位置判定信号、お
よびデータ用のアンテナにより受信された電波を
取込んで得たデータに基いて、較正手段により少
なくとも位置データを較正することができる。即
ち、上記ポジシヨニング用のアンテナによる受信
特性は、ポジシヨニング用のアンテナの指向性と
第２の変調波信号に対応する路側アンテナの指向
性との積に相当する特性となり、ポシシヨニング
用のアンテナによる道路に沿つた受信レベル分布
は路側アンテナの存在部近辺に、より集中した特
性を示し、位置検出精度をさらに向上させること
ができるのみならず、マルチパスフエーデイング
に対する安定度をもさらに向上させることができ
る。

また、上記第１の変調波信号が、位相偏移変調
を施すことにより得られるものであり、しかも、
上記第２の変調波信号が、フエーデイングによる
振幅変動周波数より十分高い周波数で振幅変調を
施すことにより得られるものである場合には、マ
ルチパスフエーデイング等の影響を余り受けない
状態で変調波信号をナビゲーシヨン装置に放射す
ることができる。

そして、上記路側アンテナが４個のアンテナか
ら構成されているものであり、しかも、第１の変
調波信号を全てのアンテナに対してそれぞれほぼ
同相で給電しているとともに、第２の変調波信号
を中央の２個のアンテナに対して互にほぼ逆相で
給電しているものである場合には、第１の変調信
号を広い範囲にわたつて所定値以上の電界強度を
有する状態で放射することができるとともに、第
２の変調波信号を２方向にシヤープな指向性で放
射し、中央部において第２の変調波信号の電界強
度が急激に低下する部分を発生させることができ
る。

逆に、第１の変調波信号を全てのアンテナに対
してそれぞれほぼ同相で給電しているとともに、
第２の変調波信号を中央の２個のアンテナに対し
てほぼ同相で給電しているものである場合には、
第１の変調波信号を広い範囲にわたつて所定値以
上の電界強度を有する状態で放射することができ
るとともに、第２の変調波信号を１方向にシヤー
プな指向性で放射することができる。

そして、路側アンテナが道路の延びる方向とほ
ぼ平行に配列された中央の２個のアンテナと、上
記２個のアンテナよりも道路から離れた位置に配
列された両端の２個のアンテナとから構成されて
いるものである場合には、上記の指向性を簡単に
達成することができ、特に、第１の変調波信号
の、中央の２個のアンテナに対する給電レベルの
みが他のアンテナに対する給電レベルよりも低く
設定されている場合には、給電レベルの種類を少
なくして上記の指向性を簡単に達成することがで
きる。

さらに、上記路側アンテナが、２個のアンテナ
から構成されているものであり、しかも、第１の
変調波信号を両アンテナに対してほぼ同相で給電
しているとともに、第２の変調波信号を両アンテ
ナに対して互にほぼ逆相で給電しているものであ
る場合には、第１の変調波信号を広い範囲にわた
つて所定値以上の電界強度を有する状態で放射す
ることができるとともに、第２の変調波信号を２
方向にシヤープな指向性で放射し、中央部におい
て第２の変調波信号の電界強度が急激に低下する
部分を発生させることができる。

さらには、上記ナビゲータ装置が振幅変動成分
を除去するリミツタ手段を有している場合には、
フエーデイング現象に起因する振幅変動成分をも
含めて振幅変動成分を除去して、一定の振幅の変
調波を再現することができ、その後、正確な復調
を行なわせることができる。

＜実施例＞ 以下、実施例を示す添付図面によつて詳細に説
明する。

第１８図はデイスプレイ装置に表示される道路
地図の一例を概略的に示す図であり、矢印Ａによ
り車両の現在位置、および走行方向が表示されて
いる。そして、路側アンテナＰ１，Ｐ２，…Pn
が実際の設置位置に対応して表示されている（但
し、この路側アンテナＰ１，Ｐ２，…Pnについ
ては、表示されていなくても特に不都合はない）。
そして、図には表示されていないが、目印となる
建物等が表示されている。

第１６図、および第１７図は路側ビーコン方式
を説明する概略図であり、予め設定された地点に
おいて、道路１に近接させて位置データ、および
道路方向データ等を含む信号を放射する路側アン
テナ２が配置されているとともに、上記道路１を
走行する車両３の所定位置に、上記信号を受信す
るための車載アンテナ４が搭載され、受信信号を
図示しないナビゲーシヨン装置に給電するように
している。

したがつて、路側アンテナ２から放射される信
号は、直接車載アンテナ４により受信される他、
建物１′、路面、および他の車両３等により１回
以上反射されて車載アンテナ４により受信され、
受信信号を総合すると、和動的、および差動的に
重畳されて、路側アンテナ２からの送信信号の強
度分布から大幅にずれた強度分布となる（第９図
参照）。

第１図はこの発明の路側ビーコン方式における
車載装置の一実施例を示すブロツク図であり、上
部方向の指向性を有するとともに、水平に近い方
向においては殆ど感度を有していないポジシヨニ
ング用のアンテナ４１、および水平に近い方向に
主感度方向を有するデータ用のアンテナ４２から
構成される車載アンテナ４を有している。そし
て、上記ポジシヨニング用のアンテナ４１からの
受信信号を増幅器４３により増幅した後、位置判
定回路４４に供給して、例えば所定の基準レベル
と比較することにより、位置判定信号を出力す
る。また、上記データ用のアンテナ４２からの受
信信号を増幅器４５により増幅した後、データ伝
送領域判定回路４６に供給して、例えば所定の基
準レベルと比較することによりデータ伝送領域判
定信号を生成し、データ伝送領域判定信号により
開閉されるゲート回路４７を通して、上記増幅器
４５からの出力信号を、図示しない車両位置デー
タ等を構成する較正回路に供給している。尚、上
記較正回路へのデータ伝送は、上記位置判定信号
に基いて制御され、車両が路側アンテナ４に正対
する状態になつた時点で較正回路へのデータ伝送
を行なわせるようにしている。

第２図は車載アンテナ４による受信レベルの変
化を示す図であり、車両３が路側アンテナ４の正
面を通過する状態に対応させている。

第２図中Ａの曲線から明らかなように、データ
用のアンテナ４２による受信レベルは、路側アン
テナ２がらかなり離れた位置において所定の基準
レベルＬ１を越えるので、データ伝送領域を広く
確保することができる。また、第２図中Ｂの曲線
から明らかなように、ポジシヨニング用のアンテ
ナ４１による受信レベルは、路側アンテナ２にほ
ぼ正対する位置においてのみ所定の基準レベルＬ
２を越えるので、位置判定精度を高くすることが
できる。即ち、ポジシヨニング用のアンテナ４１
による受信レベルは鋭い山型特性を示すのである
から、基準レベルを余り高く設定しなくても十分
な位置判定精度を確保することができる。

第３図は路側アンテナ２としてスプリツトビー
ムアンテナを使用した場合の両アンテナ４１，４
２による受信レベルの変化を示す図であり、この
場合には、両アンテナ４１，４２による受信レベ
ルが路側アンテナ２に正対する位置において急激
に低下することになる。したがつて、ポジシヨニ
ング用のアンテナ４１による受信レベルの急激な
低下を検出することにより、安定、かつ正確な位
置判定を行なうことができる。

第４図、および第５図はそれぞれ第２の発明の
路側ビーコン方式における路側装置、車載装置の
一実施例を示すブロツク図である。

上記路側装置は、搬送発振器２１から出力され
る発振信号（周波数f_c）を位相偏移変調回路２２
に供給するとともに、伝送すべきデータ信号を変
調信号として上記位相偏移変調回路２２に供給し
て、一定の振幅を有する変調出力信号を得、分波
器２５により分波されて路側アンテナ２の各アン
テナ２ａ，２ｂに同相で給電される。また、位相
偏移変調回路２２からの出力信号の一部を振幅変
調回路２３に供給するとともに、変調波発振器２
４からの発振信号（周波数がf_nであり、フエーデ
イング現象により発生する振幅変動の周波数f_Fよ
りも充分に高い周波数、例えば、車両３の最高速
度を200Km／ｈ、ビーコン波の搬送周波数f₀を
1.5GHz、即ち波長λ₀＝200mmに設定している場合
には、f_F＝278Hzとなり、フエーデイング現象に
起因する振幅変動の最大周波数が数100Hzである
と見做せるのであるから、上記周波数f_nとして
は、数ＫHzから数100KHzの範囲に設定されてい
ることが好ましい）を変調信号として上記振幅変
調回路２３に供給して振幅変調が施された変調出
力信号を得、この変調出力信号を分波器２６で２
分し、合波器２７で位相偏移変調のみを受けた信
号を重畳され、路側アンテナ２の中央の２つのア
ンテナ２ｂのみに給電される。なお振幅変調を受
けた信号は、２つのアンテナ２ｂに対しては互い
に逆相となるように給電される。この点について
さらに詳細に説明すると、伝送データにより変調
が施される搬送波の波長をλ₀とすれば、道路に沿
つた電界分布はフエーデイング現象により最悪の
状態でλ₀／２の周期で変動する可能性がある。し
たがつて、車両の速度をＶとすれば、車載アンテ
ナによる受信波は、Ｔ＝λ₀／2Vの周期で変動す
る可能性があり、この場合には、f_F＝１／Ｔ＝
2V／λ₀の周波数で振幅変調を受ける可能性があ
る。したがつて、振幅変調を施す周波数として
は、上記周波数f_Fと比べて充分に高い周波数に設
定すればよいことになる。

そして、このような条件設定を行なつた状態に
おいては、車載アンテナにより受信される信号
は、 Ｖ＝Ａ｛ｘ(t)｝｛１＋Ｍ(x)cos（2πf_nｔ） ＋m_Fcos（2πf_Fｔ）｝×cos（2πf_cｔ＋θs(t)） （但し、ｘは道路に沿つた距離、Ａ(x)は道路に沿
つた電界分布に比例する関数、ｍ(x)は周波数f_nに
よる振幅変調指数であり、m_Fはフエーデイング
現象による振幅変小指数、θs(t)は伝送信号を現わ
す位相関数、f_cは搬送波の周波数）で表わされる
のであるから、振幅検波して振幅成分のみを抽出
すれば、 Ｖ＝Ａ｛ｘ(t)｝｛１＋Ｍ(x)cos（2πf_nｔ） ＋m_Fcos（2πf_Fｔ）｝ となり、依然としてフエーデイング現象に起因す
る成分を含んでいる。しかし、この振幅検波信号
を中心周波数f_nのバンドパルスフイルタを通して
周波数f_n成分を抽出すれば、Ａ｛ｘ(t)｝、ｍ｛ｘ(t)｝
の時間的変化がゆつくりしている関係上、 V_n＝ｍ｛ｘ(t)｝Ａ｛ｘ(t)｝cos（2πf_nｔ） という信号が抽出される。したがつて、この信号
をさらに振幅検波することにより、 V_n＝ｍ｛ｘ(t)｝Ａ｛ｘ(t)｝ の信号、即ち、周波数f_nで振幅変調された成分の
電界分布に比例する信号が得られることになるの
である。

さらに、情報に主指向性を有し、水平方向の感
度を低くしたポジシヨニング用のアンテナによる
受信レベルは、V_nよりもさらに路側アンテナ近
辺に集中し、位置判定に適したものとなる。

また、振幅変調を受けた信号の電界強度の振幅
変調を受けない信号の電界強度の比ａが ａ＜１／（１＋ｍ） （但し、ｍは第２の変調手段による変調指数） を満足すればデータ取り込みのための正確な復調
が可能になる。

尚、上記位相偏移変調回路２２に代えて周波数
偏移変調回路を使用することも可能であり、要
は、一定の振幅を有する変調出力信号が得られる
ものであればよい。

路側アンテナ２の構成図を第６図に示す。

第６図ａは見取図であつて、４つのアンテナは
反射板付ダイポールアンテナで構成されている。
第６図ｂは平面図であつて、３１ａ，３１ｂはダ
イポール、３２は反射板である。図中の各寸法が
以下の値（長さは放射電波の波長で正規化してあ
る） l₁＝１ l₂＝２ d₁＝１ d₂＝1/2 d₃＝1/4 α＝120° におけるこの路側アンテナ２の水平指向性パター
ンの計算値を第７図に示す。同図ａは、ダイポー
ル３１ａより10dB低いレベルでダイポール３１
ｂに給電した場合の指向性パターンであつて、位
相偏移変調回路２２によつて振幅一定の変調を受
けた信号の放射パターンに対応する。また、同図
ｂはダイポール３１ｂのみに逆相で給電した場合
の指向性パターンであつて、振幅変調回路２３か
らの出力信号の放射パターンに対応する。また、
第８図に上記２つの信号の路上に沿つた位置での
電界強度分布を示す。

車載装置の構成は次のとおりである。

上方に主指向性を有し、水平方向の感度を低く
した車載アンテナ４′により受信された信号（第
５図参照）は増幅器５′により増幅され、第１の
振幅検波回路６に導かれる。一方、水平に近い方
向に主指向性を有する車載アンテナ４により受信
された信号は増幅器５により増幅され、リミツタ
回路１５に供給される。そして、上記第１の振幅
検波回路６から出力された検波出力信号は、中心
周波数をf_nとするバンドパスフイルタ７に導かれ
て、周波数f_nの成分のみが出力され、次いで第２
の振幅検波回路１４に供給されることにより、フ
エーデイング現象に起因する振幅変動が排除され
た振幅変調波信号（第８図参照）が得られる。

上記第２の振幅検波回路１４から出力される検
波出力信号は、レベル判定回路８に供給される。

上記車載アンテナ４により受信され、増幅器５
により増幅された信号（第５図参照）は、振幅変
動成分を除去するリミツタ回路１５に供給される
ことにより、一定の振幅の変調信号が得られ、復
調回路１６により復調することにより、当初の伝
送データが得られる。そして、得られた伝送デー
タがメモリ１１に一時的に記憶させられ、その後
通信データターミナル１３に接続された装置（図
示せず）により所要の通信データが取り出され
る。一方、道路方向データ、地図データ等ナビゲ
ーシヨンに必要なデータは、ナビゲータ１２に取
り込まれる。現在位置データについては、上記レ
ベル判定回路８から位置判定信号（タイミングパ
ルス信号）が出力されることによりナビゲータ１
２に取り込まれ、現在位置の較正が行なわれるよ
うにしている。

上記の構成の路側ビーコン方式の動作を、第５
図、および第８〜１０図を参照しながら詳細に説
明する。

路側アンテナ２から放射される信号は、周波数
f₀の搬送波に伝送データに基いて位相偏移変調、
たは周波数偏移変調を施した信号と、その信号に
さらにフエーデイング現象に起因する振幅変動の
周波数より充分に高い周波数で振幅変調を施すこ
とにより得られた信号の重畳信号である。

したがつて、車載アンテナ４により受信された
信号（第５図参照）は、送信信号に対して、フエ
ーデイング現象に起因する比較的低い周波数の振
幅変調がが施されたのと等価な状態である。

そして、上記受信信号は、増幅器５、および増
幅器５′により増幅されたままの状態、即ち、フ
エーデイング除去が行なわれていない状態で第１
の振幅検波回路６、およびリミツタ回路１５に給
電され、第１の振幅検波回路６、バンドパスフイ
ルタ７、および第２の振幅検波回路１４により振
幅変調波信号電界分布関数と、上方に主指向性を
有し、かつ水平方向の感度を低くした車載アンテ
ナ４′の指向性との積に比例する信号に変換され
た状態（第１０図参照）で、レベル判定回路８に
供給される。

車両３が道路１を走行して路側アンテナ２に接
近し、次いで遠ざかる場合には、当初車載アンテ
ナ４における信号受信レベルがほぼ零レベルであ
る。そして、路側アンテナ２に接近するにつれて
信号レベルが徐々に増加し、復調回路１６よりデ
ータが読み出せる状態になるとメモリ１１に伝送
データが記憶される。この状態ではメモリ１１を
通してナビゲータ１２に対してデータが伝送され
ることはなく、図示しない車速センサ、および方
位センサの車速データ、および走行方向データに
基いてナビゲータ１２により、現在位置、および
走行方向を算出、判定して、図示しないデイスプ
レイ装置に、道路地図とともに、車両の現在位
置、および走行方向を表示することができる。

車両３がさらに走行して路側アンテナ２にほぼ
正対する位置に到達すれば、振幅変調波信号電界
分布関数に比例する信号のレベルがさらに増大
し、レベル判定回路８への供給信号レベルが基準
レベルＬを越えるので、レベル判定回路８から出
力される位置判定信号がナビゲータ１２に供給さ
れ、上記メモリ１１に記載させられた位置データ
の転送の準備を行なう。車両３がさらに走行して
路側アンテナ２に正対する位置に到達すれば、振
幅変調波信号電界分布関数に比例する信号レベル
が急に零に落ち、直ちに直前のレベルにまで復帰
する。その瞬間に上記メモリ１１に記憶させられ
ていた位置データがナビゲータ１２に取り込まれ
て、装置本体内の現在位置の較正が行なわれる。
これにより、位置データ、および走行方向データ
等を較正し、デイスプレイ装置上に、正確な現在
位置、および走行方向を表示することができる。

その後は、較正された位置、および走行方向を
基準として、車速センサ、および方位センサから
の車速データ、走行方向データに基いて、各時点
における車両３の位置、および走行方向を矢印Ａ
として道路地図とともにデイスプレイ装置に表示
することができる。

尚、第８〜１０図は、車両３が一定の速度で走
行している状態における受信信号レベルの変化を
示しているが、車両３の速度が変化した場合に
は、上記位置データ転送準備期間が広狭変化する
のみであり、特に不都合はない。

第１１図は路側アンテナ２の他の実施例を示す
概略図であり、上記第６図の実施例と異なる点
は、 d₁＝1/2 α＝90° とした点、および振幅一定の変調波信号を分波器
３３ａにより２分し、一方を分波器３３ｂにより
さらに２分してダイポール３１ａに給電し、他方
をハイブリツド回路３３ｃの一方の入力端子に給
電するとともに、振幅変調が施された変調波をハ
イブリツド回路３３ｃの他方の入力端子に給電
し、ハイブリツド回路３３ｃの出力端子から出力
される合成波をそれぞれダイポール３１ｂに給電
している点のみである。但し、上記振幅変調が施
された変調波は、図示しないアツテネータを通し
てハイブリツド回路３３ｃの他方の入力端子に給
電されている。尚、上記ハイブリツド回路３３ｃ
は、90°の位相遅延回路を組合せたものであり、
第１２図に示すように、上記一方の入力端子に振
幅Ａの信号を供給し、他方の入力端子に振幅Ｂの
信号を供給した場合に、一方の出力端子から Ａ／√２＋Ｂ／√２ の振幅の信号が出力されるとともに、他方の出力
端子から Ａ／√２−Ｂ／√２ の振幅の信号が出力されるものである。

第１３図は上記の構成の路側アンテナの水平指
向性の計算例を示す図である。

同図ａは、全てのダイポール３１ａ，３１ｂに
同相の信号を給電するとともに、ダイポール３１
ｂへの給電レベルを10dBだけ低下させた状態を
示しており、広い範囲にわたつてほぼフラツトな
指向性を達成している。

同図ｂはダイポール３１ｂのみに同一レベルで
逆相の信号を給電した状態を示しており、かなり
近接した２方向にシヤープな指向性を達成してお
り、中央部において電界強度が急激に低下してい
る。

同図ｃは、ダイポール３１ｂのみに同一レベル
で同相の信号を給電した状態を示しており、３方
向にシヤープは指向性を達成している。但し、道
路を走行する車両に対しては、中央部のみが特に
シヤープな指向性を示すことになる。

したがつて、上記第１３図ａに示す指向性で振
幅一定の変調波信号を放射し、同図ｂ、またはｃ
に示す指向性で振幅変調が施された変調波信号を
放射することにより、多量のデータをナビゲーシ
ヨン装置に取込ませることができるとともに、デ
ータ伝送を中断させることなく高精度の位置判定
を行なうことができる。

第１４図は路側アンテナのさらに他の実施例を
示す概略図であり、上記実施例と異なる点は、ダ
イポールを２個のみとし、上記第１１図の構成の
路側アンテナの右半分のみを水平方向に45°回動
させた状態で配置されている点、および振幅一定
の変調波信号、振幅変調が施された変調波信号を
ハイブリツド回路を通して両ダイポールに給電し
ている点のみである。

したがつて、同一レベルで同相の信号が給電さ
れた場合には、第１５図ａに示すように、一方向
にかなり幅広の指向性を有するとともに、この指
向性部分を挾んである程度の電界強度を有する部
分を有する指向性を達成することができる。

逆に、同一レベルで逆相の信号が給電された場
合には、同図ｂに示すように、かなり近接した２
方向にシヤープな指向性を達成しており、中央部
において電界強度が急激に低下している。

したがつて、上記第１５図ａに示す指向性で振
幅一定の変調波信号を放射し、同図ｂに示す指向
性で振幅変調が施された変調波信号を放射するこ
とにより、多量のデータをナビゲーシヨン装置に
取込ませることができるとともに、データ伝送を
中断させることなく高精度の位置判定を行なうこ
とができる。

＜発明の効果＞ 以上のように第１の発明は、路側アンテナから
放射される電波を、上部方向に主放射方向を有す
るとともに、水平方向に近い方向の感度を低くし
たポジシヨニング用のアンテナにより受信して位
置判定を行ない、水平に近い方向に主感度方向を
有するデータ用のアンテナにより受信してデータ
伝送を行なわせるので、マルチパスフエーデイン
グの影響を抑制して正確な位置判定を行なうこと
ができるとともに、広い範囲で伝送データを得る
ことができるという特有の効果を奏する。

また、第２の発明は、路側アンテナから送信さ
れる信号を、一定の振幅を有する変調を施した信
号と、所定の周波数で振幅変調した信号との重畳
信号としており、しかも一定振幅を有する変調波
信号は路側アンテナからある程度離れた位置まで
到達するように放射され、振幅変調波信号は路側
アンテナの近傍のみに、しかも路側アンテナに正
対する位置では鋭くなるように放射されるように
し、また車載装置側では、上部方向に主放射方向
を有するとともに、水平方向に近い方向の感度を
低くしたポジシヨニング用のアンテナにより受信
した位置判定を行ない、水平に近い方向に主感度
方向を有するデータ用のアンテナにより受信して
データ伝送を行なわせるので、マルチパスフエー
デイングの影響をさらに抑制し、かつそれによる
受信波のレベルの路側アンテナの近辺に局在させ
て、より正確な位置判定を行なうことができると
ともに、広い範囲で伝送データを得ることができ
るという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の路側ビーコン方式に使用
される車載装置の一実施例を示すブロツク図、第
２図、および第３図はそれぞれ車載アンテナによ
る受信レベルの変化を示す図、第４図はこの発明
の路側ビーコン方式に使用される路側装置の一実
施例を示すブロツク図、第５図この発明の路側ビ
ーコン方式に使用される車載装置の一実施例を示
すブロツク図、第６図ａ，ｂはこの発明の路側ビ
ーコン方式に使用される路側アンテナの一実施例
を示す｛ａは見取図、ｂは平面図｝、第７図ａ，
ｂは、第６図ａ，ｂに示すアンテナの放射指向性
パターンの計算値を示す図、第８図は道路に沿つ
た位置での信号の電界強度を示す図、第９図は車
載アンテナによる信号受信レベルの変化を示す
図、第１０図はフエーデイング除去処理が施され
た振幅変調波信号レベルと閾値レベルとの関係を
示す図、第１１図は路側アンテナの他の実施例を
示す概略図、第１２図はハイブリツド回路を説明
する図、第１３図は第１１図に示す路側アンテナ
の放射指向性パターンの計算値を示す図、第１４
図は路側アンテナのさらに他の実施例を示す概略
図、第１５図は第１４図に示す路側アンテナの放
射指向性パターンの計算値を示す図、第１６図は
路側ビーコン方式を概略的に示す斜視図、第１７
図はマルチパスによるフエーデイング現象を説明
する概略図、第１８図はデイスプレイ装置に表示
される道路地図の一例を概略的に示す図。 １……道路、２……路側アンテナ、３……車
両、４……車載アンテナ、２２……位相偏移変調
回路、２３……振幅変調回路、４１……ポジシヨ
ニング用のアンテナ、４２……データ用のアンテ
ナ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 道路交通網の予め定められた所定位置に設置
   された路側アンテナから、各種データを車両に送
   信し、路側装置側と車載装置側との間におけるデ
   ータの授受を行うようにした路側ビーコン方式に
   おいて、 路側アンテナが、伝送データに基づいて振幅一
   定の変調を施された変調波を道路の所定範囲にわ
   たつて放射するものであり、車両に搭載されて、
   上記路側アンテナからの送信信号を受信し、車両
   位置データを較正して表示するナビゲータ装置
   が、上部方向に主放射方向を有するとともに、水
   平に近い方向の感度を低く設定したポジシヨニン
   グ用のアンテナ、および水平方向に主感度方向を
   有する指向性のデータ用のアンテナから構成され
   る車載アンテナと、ポジシヨニング用のアンテナ
   により受信された電波を検波して位置判定を行う
   位置判定手段と、位置判定手段からの位置判定信
   号、およびデータ用のアンテナにより受信された
   電波を取込んで得たデータに基づいて少なくとも
   位置データを較正する較正手段とを具備している
   ものであることを特徴とする路側ビーコン方式。 ２ 道路交通網の予め定められた所定位置に設置
   された路側アンテナから、各種データを車両に送
   信し、路側装置側と車載装置側との間におけるデ
   ータの授受を行うようにした路側ビーコン方式に
   おいて、 路側装置が、送信データに基づいて振幅一定の
   変調を施した第１の変調波信号を路側アンテナか
   ら放射するとともに、所定の周波数の振幅変調を
   施した第２の変調波信号を路側アンテナから放射
   するものであり、 上記路側アンテナが複数個のアンテナを水平方
   向に配置したものからなり、送信データに基づい
   て振幅一定の変調を施した第１の変調波信号が、
   路側アンテナ全体としての指向性がブロードにな
   るように上記複数個のアンテナの全部または一部
   に給電されているとともに、所定の周波数の振幅
   変調を施した第２の変調波信号が、路側アンテナ
   全体としての指向性がシヤープになるように上記
   複数個のアンテナの全部または一部に給電されて
   おり、 車両に搭載されて、上記路側アンテナからの送
   信信号を受信し、車両位置データを較正して表示
   するナビゲータ装置が、上部方向に主放射方向を
   有するとともに、水平に近い方向の感度を低く設
   定したポジシヨニング用のアンテナ、および水平
   方向に主感度方向を有する指向性のデータ用のア
   ンテナから構成される車載アンテナと、ポジシヨ
   ニング用のアンテナにより受信された第２の変調
   波を検波して位置判定を行う位置判定手段と、位
   置判定手段からの位置判定信号、およびデータ用
   のアンテナにより受信された第１の変調波を取込
   んで得たデータに基づいて少なくとも位置データ
   を較正する較正手段とを具備しているものである
   ことを特徴とする路側ビーコン方式。 ３ 第１の変調波信号が位相偏移変調を施すこと
   により得られるものであり、第２の変調波信号が
   フエーデイングによる振幅変動周波数より十分高
   い周波数で振幅変調を施すことにより得られるも
   のである上記特許請求の範囲第２項記載の路側ビ
   ーコン方式。 ４ 路側アンテナが４個のアンテナから構成され
   ているとともに、第１の変調波信号を全てのアン
   テナに対してほぼ同相で給電しているとともに、
   第２の変調波信号を中央の２個のアンテナに対し
   て互いにほぼ逆相で給電している上記特許請求の
   範囲第２項または第３項のいずれかに記載の路側
   ビーコン方式。 ５ 路側アンテナが４個のアンテナから構成され
   ているとともに、第１の変調波信号を全てのアン
   テナに対してほぼ同相で給電しているとともに、
   第２の変調波信号を中央の２個のアンテナに対し
   てほぼ同相で給電している上記特許請求の範囲第
   ２項または第３項のいずれかに記載の路側ビーコ
   ン方式。 ６ 中央の２個のアンテナを道路の延びる方向と
   ほぼ平行に配列し、両端の２個のアンテナを上記
   中央の２個のアンテナよりも道路から離れた位置
   に配列している上記特許請求の範囲第４項または
   第５項のいずれかに記載の路側ビーコン方式。 ７ 第１の変調波信号の、中央の２個のアンテナ
   に対する給電レベルが他のアンテナに対する給電
   レベルよりも低く設定されている上記特許請求の
   範囲第４項から第６項のいずれかに記載の路側ビ
   ーコン方式。 ８ 路側アンテナが２個のアンテナから構成さ
   れ、第１の変調波信号を両アンテナに対してほぼ
   同相で給電しているとともに、第２の変調波信号
   を両アンテナに対して互いにほぼ逆相で給電して
   いる上記特許請求の範囲第２項または第３項のい
   ずれかに記載の路側ビーコン方式。 ９ 上記ナビゲータ装置は、第１の変調波の振幅
   変動成分を除去するリミツタ手段を有しており、
   このリミツタ手段を通して得られた信号を復調す
   るものである上記特許請求の範囲第２項記載の路
   側ビーコン方式。