JPH0582638B2 - - 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載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
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
おける道路の混雑情況、工事、その他の道路使
用状態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１３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１０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決させるために、
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。

このような問題点を解消させるために、本件発
明者は、送信データに基いて変調が施された変調
波信号をスプリツトビームとして放射することに
より、データ伝送のためにカバーされる（電界強
度が所定レベル以上である）領域を拡大するとと
もに、路側アンテナの正面において電界強度を急
激に低下させ、電界強度が所定レベル以上である
領域において必要なデータの伝送を行なわせると
ともに、電界強度が急激に低下した状態を検出す
ることにより位置判定を行なわせるようにした路
側ビーコン方式を発明した。

しかし、この路側ビーコン方式においては、デ
ータ伝送のためにカバーされる領域を拡大するこ
とができるのであるが、路側アンテナの正面にお
いて電界強度が急激に低下するので、位置判定を
行なうことができる状態においてデータの伝送を
全く行なうことができなくなつてしまうという問
題が発生する。

＜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、データ伝送の中断を伴なうことなく、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、上記楼側アンテ
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
より受信された第１の変調波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
方を振幅検波し路側アンテナによる振幅変調と車
載ポジシヨニングアンテナによる受信信号の振幅
変調の変調積成分を取り出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。

但し、所定周波数の搬送波信号を２分し、一方
に対して送信データに基いて振幅一定の変調を施
して路側アンテナから放射し、他方に対して所定
の周波数で振幅変調を施して路側アンテナから放
射するものであつてもよく、或は、所定周波数の
搬送波信号に対して送信データに基いて振幅一定
の変調を施し、この変調波信号を２分し、一方を
そのまま放射するとともに、他方に対して所定の
周波数で振幅変調を施して放射するものであつて
もよく、上記何れの場合においても、両変調波信
号をそれぞれ別のアンテナから放射するものであ
つてもよく、或は、共通のアンテナから放射する
ものであつてもよい。そして、これらの場合にお
いて、振幅変調を施した変調波信号が指向性がス
ピリツトビームの状態で路側アンテナから放射さ
れるものであつてもよい。

また振幅変調を施した変調波信号が、振幅一定
の変調を施した変調波信号よりも弱い電界強度を
有する状態路側アンテナから放射されるものであ
ることが好ましい。

さらに、上記第１の変調波信号としては、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の変調波信号としては、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
し、かつ、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。この場合、振幅変調
を施した変調波信号が指向性がシヤープな状態で
路側アンテナから放射されているので、この変調
波信号を復調し、所定レベルを越えた状態を検出
することにより高精度で位置判定を行なうことが
できる。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。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
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、所定周波数の搬送波信号を２分し、一方
に対して送信データに基いて振幅一定の変調を施
して路側アンテナから放射し、他方に対して所定
の周波数で振幅変調を施して路側アンテナから放
射するものである場合にも、或は、所定周波数の
搬送波信号に対して送信データに基いて振幅一定
の変調を施し、この変調波信号を２分し、一方を
そのまま放射するとともに、他方に対して所定の
周波数で振幅変調を施して放射するものである場
合にも、振幅変調が施されていない変調波信号に
基いてデータ伝送を行なうことができ、振幅変調
が施された変調波信号に基いて位置判定を行なう
ことができる。

そして、両変調波信号をそれぞれ別のアンテナ
から放射するものである場合にも、或は、共通の
アンテナから放射するものである場合にも上記と
同様にデータの伝送、および位置判定を行なうこ
とができる。

さらに、振幅変調を施した変調波信号がスプリ
ツトビームの状態で路側アンテナから放射される
ものである場合には、振幅変調を施した変調波信
号を復調し、レベルが急激に低下した状態を検出
することにより高精度で位置判定を行なうことが
できる。

さらには、振幅変調を施した変調波信号が、振
幅一定の変調を施した変調波信号よりも弱い電界
強度を有する状態で路側アンテナから放射される
ものである場合には、振幅変調を施した変調波信
号が変調波信号によつて影響される割合を少なく
することができ、データ伝送を正確に行なうこと
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。

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１４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１２図、および第１３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による受信される
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
１０図参照）。

第１図、および第２図はこの発明の路側ビーコ
ン方式の一実施例を示すブロツク図であり、第１
図は送信側、即ち、路側装置を、第２図は受信
側、即ち、車載装置をそれぞれ示している。

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２分して、一方を振幅
一定の変調（PSK変調、FSK変調等）を施す第
１の変調回路２２に供給するとともに、他方を振
幅変調を施す第２の変調回路２３に供給してい
る。そして、上記第１の変調回路２２には伝送す
べきデータ信号を変調信号として供給しており、
上記第２の変調回路２３には変調波発振器２４か
らの発振信号（周波数f_n）を変調信号として供給
している。さらに、上記各変調回路から出力され
る変調波信号をそれぞれデータ用のアンテナ２
ｆ、ポジシヨニング用のアンテナ２ｇに供給して
いる。上記アンテナ２ｆはかなり広い範囲にわた
つて所定レベル以上の電界強度で電波を放射する
ことができる指向性を有しているものであり、上
記アンテナ２ｇは非常に狭い範囲にのみ所定レベ
ル以上の電界強度で電波を放射することができる
指向性を有している。

したがつて、上記アンテナ２ｆからは、第３図
中Ａで示すように、かなり広い範囲にわたつて電
界強度が強い電波を放射し、上記アンテナ２ｇか
らは、第３図中Ｂで示すように、非常に狭い範囲
にのみ電界強度が強い電波を放射することができ
る。即ち、路側アンテナの直前におけるデータ瞬
断を確実に防止することができるとともに、位置
判定を高精度で行なわせるための電波をも放射す
ることができる。また、上記アンテナ２ｆから放
射される電波は、振幅一定の変調が施されたもの
であるから、アンテナ２ｇから放射される電波の
レベルを余り高くない状態にすることにより（例
えば、15dB程度レベルを低くすることにより）、
伝送データに誤差が発生することを防止すること
ができる。また、位置判定用の電波は路側アンテ
ナの前面のみに局在しているのであるからマルチ
パスに起因するフエーデイングの影響を確実に防
止することができる。

上記車載装置は、第２図に示すように、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４
４に供給している。さらに、上記受信器４４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ａ×f_o＋ｂ×f_n（但し、
ａ、ｂは０以外の任意の整数）のバンドパスフイ
ルタ４６を通すことにより、変調積の周波数ａ×
f_o＋ｂ×f_nの成分を得ることができる。したがつ
て、これらの変調積の１つの成分を抽出すれば、
ポジシヨニング用のアンテナ２ｇから放射された
電波をポジシヨニング用のアンテナ４１で受信し
た電波に比例した出力が得られれ、両ポジシヨニ
ング用のアンテナ２ｇ，４１の相乗効果による特
性が得られる。即ち、ポジシヨニング用のアンテ
ナ４１による道路に沿つた電波の受信レベル分布
は、路側アンテナの極く近辺に集中したものとな
り、位置検出精度が高くなり、かつマルチパスフ
エーデイングの影響が殆どない安定した位置判定
を行なうことができる。具体的には、上記１つの
成分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。

第４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４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からな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４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
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４
１による受信レベルは鋭い山型特性を示すもので
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５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。

第６図は他の実施例を示す路側装置のブロツク
図であり、搬送発振器２１から出力される発振信
号を第１の変調回路２２に供給することにより伝
送すべきデータに基いて振幅一定の変調が施され
た出力信号を得、この信号を２分して、一方をそ
のままアンテナ２ｆに供給し、他方を第２の変調
回路２３に供給することにより振幅変調が施され
た出力信号を得、アンテナ２ｇに供給している。

したがつて、この実施例の場合にも第３図に示
す電界強度の電波を放射することができ、この電
波を受信した車載装置において上記実施例と同様
の較正動作を行なうことができる。

第７図は他の実施例の電界強度分布を示す図で
あり、第３図の実施例と異なる点は、振幅変調が
施された電波をスプリツトビームとして放射して
いる点のみである。

したがつて、この実施例の場合には、振幅変調
が施された電波の電界強度の急激な低下に基いて
高精度の位置判定を行なうことができる。

第８図は上記第６図の実施例をより具体化した
ブロツク図であり、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、一定の振幅の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にそれぞれ所定の位相で給電され
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、ピーコン波の搬
送周波数f_Oを1.5GHz、即ち波長λ_O＝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であると見傲せるのであるから、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
を受けた信号に重畳され、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λ_O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λ_O／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＝λ_O／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／λ_O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調指数、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。

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。

上記の構成の路側ビーコン方式の動作は次のと
おりである。

路側アンテナ２から放射される信号は、周波数
f_Oの搬送波に伝送データに基いて位相偏移変調、
または周波数偏移変調を施した信号と、その信号
にさらにマルチパスフエーデイング現象に起因す
る振幅変動の周波数より十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（第９図参照）。

したがつて、車載アンテナ４により受信された
信号（第１０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
振幅変調が施されたのと等価な状態である。

そして、上記受信信号のうち、ポジシヨニング
用のアンテナ４１により受信された信号は振幅変
調回路４３により振幅変調が施され、その後、デ
ータ用のアンテナ４２による受信信号と合成され
た状態で、１個の受信器４４に供給される。この
受信器４４により増幅された信号、即ち、フエー
デイング除去が行なわれていない信号は２分さ
れ、一方が振幅検波器４５、およびバンドパスフ
イルタ４６により振幅変調波信号電界分布関数に
比例する信号に変換された状態（第１１図参照）
で、位置判定回路４７に供給される。また、他方
はそのままデータ伝送系４８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雰レベルであ
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、データ伝送系４８に
よりデータが読み出せる状態になるとメモリ（図
示せず）に伝送データが記憶される。この状態で
はメモリを通してナビゲータ（図示せず）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、および方位センサからの車速データ、
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、ポジシヨニング用と
してスプリツトビームが放射されている場合に
は、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、位置判定回路４７への
供給信号レベルが基準レベルＬを越えるので、位
置判定回路４７から出力される位置判定信号がナ
ビゲータに供給され、上記メモリに記憶させられ
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に記憶
させられていた位置データがナビゲータに取り込
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。

逆に、ポジシヨニング用として単に高い指向性
で放射されている場合には、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、路側アンテナ２のほぼ正面に位置する状態
で、位置判定回路４７への供給信号レベルが基準
レベルＬを越えるので、この瞬間に上記メモリに
記憶させられていた位置データがナビゲータに取
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９図から第１１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。

＜発明の効果＞ 以上のようにこの発明は、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
信号を振幅変調し、データ用のアンテナによる受
信信号と合成した状態で１個の受信器により増幅
し、２分して、一方に基いて位置判定を行ない、
他方に基い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て、
より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
給することにより、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
れる路側装置の一実施例を示すブロツク図、第２
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３図は道
路に沿つた位置での信号の電界強度を示す図、第
４図は車載アンテナ４による受信レベルの変化を
示す図、第５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における受信レ
ベルの変化を示す図、第６図は他の実施例を示す
路側装置のブロツク図、第７図は他の実施例の電
界強度分布を示す図、第８図は上記第６図の実施
例をより具体化したブロツク図、第９図は道路に
沿つた位置での信号の電界強度を示す図、第１０
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１１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１２図は路側ビーコン方式を概略
的に示す斜視図、第１３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１４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、２ｆ…データ用
のアンテナ、２ｇ…ポジシヨニング用のアンテ
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第１の変調波信号を
   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、一方を振幅検波し路側アンテナによる
   振幅変調と車載ポジシヨニングアンテナによる受
   信信号の振幅変調の変調積成分を取り出して位置
   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 所定周波数の搬送波信号を２分し、一方に対
   して送信データに基づいて振幅一定の変調を施し
   て路側アンテナから放射し、他方に対して所定の
   周波数で振幅変調を施して路側アンテナから放射
   する上記特許請求の範囲第１項記載の路側ビーコ
   ン方式。 ３ 所定周波数の搬送波信号に対して送信データ
   に基づいて振幅一定の変調を施し、この変調波信
   号を２分し、一方をそのまま放射するとともに、
   他方に対して所定の周波数で振幅変調を施して放
   射する上記特許請求の範囲第１項記載の路側ビー
   コン方式。 ４ 両変調波信号をそれぞれ別のアンテナから放
   射する上記特許請求の範囲第１項から第３項のい
   ずれかに記載の路側ビーコン方式。 ５ 両変調波信号を共通のアンテナから放射する
   上記特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか
   に記載の路側ビーコン方式。 ６ 振幅変調を施した変調波信号がスプリツトビ
   ームの状態で路側アンテナから放射される上記特
   許請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載
   の路側ビーコン方式。 ７ 振幅変調を施した変調波信号が、振幅一定の
   変調を施した変調波信号よりも弱い電界強度を有
   する状態で路側アンテナから放射される上記特許
   請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載の
   路側ビーコン方式。 ８ 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１項記載の路側ビ
   ーコン方式。 ９ 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１項または第８項のいずれかに記載の路側
   ビーコン方式。 １０ 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１項または第８項のいずれかに記載の路側ビ
   ーコン方式。 １１ 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９項また
   は第１０項のいずれかに記載の路側ビーコン方
   式。 １２ 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９項から第１１項のいずれかに記載の路
   側ビーコン方式。 １３ 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１項または第８項のい
   ずれかに記載の路側ビーコン方式。 １４ 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１項記載
   の路側ビーコン方式。