JPH0582637B2 - - 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
ことが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れば、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
おける道路の混雑情況、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とによ
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８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６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、路側アンテナから大幅に
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
テ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の、この発明の路側
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、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、上記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振幅変調する
変調手段と、上記変調手段により振幅変調が施さ
れた信号、および上記データ用のアンテナにより
受信された信号を入力とする受信器と、受信器か
ら出力される信号を２分し、一方を振幅検波して
位置判定を行なう位置判定手段と、位置判定手段
からの位置判定信号、および他方の信号に基いて
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、上記取込みデータの伝送経路が振幅変動
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＞ 以上のこ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
波を受信するとともに、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
波を受信する。次いで、上記ポジシヨニング用の
アンテナにより受信した信号に対して変調手段に
より振幅変調を施して得た信号とデータ用のアン
テナにより受信された信号とを合成した状態で受
信器に供給することにより増幅等を行ない、受信
器からの信号を２分して、一方の信号を位置判定
手段に供給することにより振幅検波して位置判定
を行なう。また、他方の信号、および上記位置判
定手段からの位置判定信号を構成手段に供給する
ことにより、少なくとも位置データを較正するこ
とができる。

これにより、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
の指向性と路側アンテナの指向性との積に相当す
る特性となり、ポジ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９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７図、および第８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６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
部方向に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
受信信号を振幅変調回路４３に供給することによ
り、周波数f_oで振幅変調を施し、上記データ用の
アンテナ４２からの受信信号と合成した状態で受
信器４４に供給している。さらに、上記受信器４
４からの出力信号を２分して、一方を振幅検波器
４５に供給し、さらに中心周波数f_oのバンドパス
フイルタ４６を通すことにより、変調周波数f_oの
成分のみを抽出して位置判定回路４７に供給する
ことにより、例えば所定の基準レベルと比較し
て、位置判定信号を出力する。また、上記受信器
４４からの出力信号の他方をそのままデータ伝送
系４８（データ較正回路、較正用データ以外のデ
ータを処理する処理回路等から構成されるもの）
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。但し、較正回路においては、位置判定デー
タのみがこのタイミングで取込まれ、他のデータ
はデータ伝送領域内において適宜取込まれる。

第４図は、この発明のビーコン方式における路
側装置の一実施例を示すブロツク図である。路側
アンテナは、搬送波発振器２１から出力される発
振信号（周波数fc）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
号として前記位相偏移変調回路２２に供給して、
一定の振幅を有する位相偏移変調出力信号を得て
いる。変調出力信号は分波器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２４からの発振信号（周
波数fm）を変調信号として前記振幅変調回路２
３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分してい
る。２分された信号は、互いに逆相または同相と
なるように合波器２７に供給され、移相変移変調
のみを受けた信号に重畳され、路側アンテナ２の
中央の２つのアンテナ２ｂに給電される。

路側アンテナ２の構成例を第５図に示す。第５
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２ａ，２ｂで構成されてい
る。第５図ｂは平面図であつて、２ａ，２ｂはダ
イポール、３２は反射板である。

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か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Ｌ２
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。

そして、上記何れの場合においても、両アンテ
ナ４１，４２からの受信信号をそれぞれ受信器に
供給するのではなく、両受信信号を合成した状態
で１個の受信器４４に供給しているのであるか
ら、車載装置全体として小形化を達成することが
できるのみならず、低周波回路部と比較して高価
な受信器の数を半減させることにより大巾なコス
トダウンを達成することができる。

＜発明の効果＞ 以上のようにこの発明は、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、かつそれによる受信波のレベル
を路側アンテナの近辺に局在させて正確な位置判
定を行なうことができるとともに、伝送データ量
を増加させることができ、しかも両アンテナによ
る受信信号を１個の受信器に供給するようにして
いるので、車載装置全体としての小形化、および
コストダウンを達成す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
実施例を示す図｛ａは見取図、ｂは平面図｝、第
６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７図は路側ビーコン方式を概略的に
示す斜視図、第８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９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、４３…振幅変調
回路、４４…受信器。

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振幅
   変調する変調手段と、上記変調手段により振幅変
   調が施された信号、および上記データ用のアンテ
   ナにより受信された信号を入力とする受信器と、
   受信器から出力される信号を２分し、一方を振幅
   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、および他の信号に基
   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 上記ナビゲータ装置は、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１項記載の路側ビー
   コン方式。