JPH06230113A - 車両位置検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】車両１に装着された電波送信器２からＩＤコー
ドを含む電波が送信されると、この電波はＬＣＸ４で受
信される。次いで、ＬＣＸ４内を両端に向かって伝送し
ていき、ＬＣＸ４内の伝送距離に対応した時間差を有し
て変換器５ａ，５ｂに供給される。この変換器５で電波
は電気信号に変換され、その後波形整形部８ａ，８ｂで
波形が整形される。そして、整形後の電気信号に含まれ
ているＩＤコードがＩＤコード識別部９ａ，９ｂで識別
されて、上記時間差が時間差演算部１２で求められる。
そして、この時間差に基づいて、電波の受信位置が推定
され、この推定された受信位置が車両１の位置として検
出される。 【効果】天候の良否によらず、長距離にわたって個々の
車両の位置を良好に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、道路における車両の位
置を電波によって検出する車両位置検出システムに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、路上に設置したテレビカメラ
で車両を光学的にとらえ、画像処理によって車両の存在
やその速度、プレートナンバーなどを検出することがで
きるＩＴＶ装置が知られている（特開平3 −276069号公
報参照）。このＩＴＶ装置における車両の存在などの検
出は、道路を斜めから見下ろすように設置されたカメラ
によって路上の所定領域（周囲約１００ｍ）を常時撮影
し、得られた画像をリアルタイムで解析することにより
行われる。このＩＴＶ装置では、車両の存在やその速
度、プレートナンバーなどを検出しているので、所定範
囲内における個々の車両の識別や車両の流れ、道路の混
雑度などを得ることができる。

【０００３】また、強誘電体を用いた電歪素子または強
磁性体を用いた磁歪素子によって構成された送受兼用の
超音波素子から路面に向かって超音波パルスを送出し、
反射波を検出するまでの時間を測定することによって、
車両の有無を感知する車両感知器が従来から知られてい
る（特公昭59−790 号公報参照）。この車両感知器は、
路上の構造物、たとえば柱に装着された交通信号機や陸
橋の下部に取付けられ、超音波素子から比較的狭い範囲
に超音波を照射し、車両からの反射波が受信されるタイ
ミングに反射波が受信されたことに基づいて、車両の流
れや道路の混雑度などを得ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ＩＴＶ
装置では、車両の存在を検出するのに光を利用している
ので、たとえば雨や雪、霧などの天候の場合は、光が雨
などの粒子に散乱または吸収されてしまう。このため、
上記のような天候時には、車両の存在、すなわち車両の
位置を良好に検出することができないという欠点があ
る。また、天候が良好なときでも、路上の所定領域だけ
を視野範囲としているので、この所定領域内に存在する
車両しか検出することができない。このため、道路に沿
った長い範囲にわたって車両の位置を検出することがで
きないという欠点がある。一方、長い範囲にわたって車
両の位置を検出しようとすると、相当数のＩＴＶ装置が
必要となるので、大幅なコストアップに繋がり、メンテ
ナンスも簡単にはできない。さらに、画像処理を行うた
めの処理装置が必要なので、構成が複雑になるという欠
点もあった。

【０００５】また、車両感知器においても、道路の比較
的狭い範囲にしか超音波が照射されないので、長い範囲
にわたって車両の位置を検出することができないという
欠点がある。長い範囲にわたって車両の位置を検出しよ
うとすると、車両感知器の設置作業が非常に大変であ
り、大幅なコストアップにも繋がる。また、超音波の反
射波を利用するものであるため、車両を個々に識別する
ことができない。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、画像処理を行う処理装置が不必要であっ
て、しかも、天候状態にかかわらず、個々の車両を識別
でき、その車両の位置を道路に沿った長い範囲にわたっ
て良好に検出することができる車両位置検出システムを
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するための請求項１記載の車両位置検出システムは、
道路における車両の位置を検出する車両位置検出システ
ムであって、上記車両に搭載され、所定の時間間隔ごと
に電波を送信する送信機と、道路に沿って設けられ、上
記送信機から送信された電波を受信し、当該受信された
電波を伝送させる開放型線路と、上記開放型線路の両端
にそれぞれ設けられ、上記開放型線路を伝送してきた電
波を電気信号に変換する変換器と、上記変換器で変換さ
れた各電気信号の状態の相違に基づいて車両の位置を検
出する位置検出手段とを含むことを特徴とする。

【０００８】この構成によれば、車両に搭載された送信
機から電波が送信されると、その電波は上記道路に沿っ
て設けられた開放型線路で受信され、その開放型線路を
両方向に伝送する。この開放型線路を伝送してきた電波
は、各両端に設けられている変換器で電気信号に変換さ
れ、位置検出手段に供給される。そして、変換器で変換
された各電気信号の状態の相違に基づいて、車両の位置
が位置検出手段で検出される。

【０００９】また、請求項２記載の車両位置検出システ
ムは、上記送信機から送信される電波が、車両あるいは
送信機を識別する固有の識別符号を含むことを特徴とす
るものである。この構成によれば、送信機から送信され
る電波には車両あるいは送信機を識別する固有の識別符
号が含まれている。このため、多数の車両に送信機が搭
載され、各送信機から電波が送信されるような場合で
も、各電波の送信元である車両を正確に識別することが
できる。

【００１０】また、請求項３記載の車両位置検出システ
ムは、上記位置検出手段が、上記変換器で変換された各
電気信号の受信レベルの差を検出するレベル検出手段を
含むことを特徴とするものである。この構成によれば、
開放型線路の両端に設けられた各変換器で変換された電
気信号の受信レベルの差がレベル検出手段で検出され
る。たとえば、電波が開放型線路から各変換器まで伝送
する距離が異なっていれば、その距離に対応した分だけ
受信レベルが異なる。すなわち、距離が長ければ受信レ
ベルは小さくなり、距離が短ければ受信レベルは大きく
なる。したがって、この受信レベルの差をレベル検出手
段で検出すれば、開放型線路のいずれの位置から電波が
伝送し始めたかがわかる。

【００１１】また、請求項４記載の車両位置検出システ
ムは、上記位置検出手段が、上記変換器で変換された各
電気信号の位相の差を検出する位相差検出手段を含むこ
とを特徴とするものである。この構成によれば、開放型
線路の両端に設けられた各変換器で変換された電気信号
の位相の差が位相差検出手段で検出される。たとえば、
電波が開放型線路から各変換器まで伝送する距離が異な
っていれば、その距離に対応した分だけ位相が進むこと
になる。したがって、この位相差を位相差検出手段で検
出すれば、開放型線路のいずれの位置から電波が伝送し
始めたかがわかる。

【００１２】また、請求項５記載の車両位置検出システ
ムは、上記位置検出手段が、電波が上記開放型線路の両
端に設けられた各変換器に到達するまでに要した時間の
差を検出する時間差検出手段とを含むことを特徴とする
ものである。この構成によれば、電波が各変換器に到達
するまでに要した時間の差が時間差検出手段で検出され
る。たとえば、電波が開放型線路から各変換器まで伝送
する距離が異なっていれば、その距離に対応した分だけ
要する時間も違ってくる。すなわち、距離が長ければ要
する時間は長くなり、距離が短ければ要する時間は短く
なる。したがって、この時間差を時間差検出手段で検出
すれば、開放型線路のいずれの位置から電波が伝送し始
めたかがわかる。

【００１３】

【実施例】以下では、本発明の実施例を、添付図面を参
照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施例の車両
位置検出システムの構成を簡略化して示す概略図であ
る。この車両位置検出システムは、予め車両１に搭載さ
れた電波送信器２から送信される固有の識別符号である
ＩＤコードを含む電波を道路３に沿って直列に敷設され
た開放型線路である漏洩同軸ケーブル（Leaky-Coaxial-
Cable ）（以下、「ＬＣＸ」という。）４で受信し、Ｌ
ＣＸ４の各端に伝送される電波はそれぞれ各端に設けら
れた変換器５ａ，５ｂ（以下、総称するときは「変換器
５」という。）まで伝送し、これら各変換器５ａ，５ｂ
からの出力信号に基づいて、車両１の位置を位置検出手
段である位置検出器６で検出するものである。

【００１４】電波送信器２は予め車両１に装着され、Ｉ
Ｄコードを含む微弱な電波を所定の時間間隔ごとにパル
ス列として送信するものである。ＩＤコードは、電波の
送信元である車両１を識別するためのものである。ま
た、信号送信のデューティ比は、車両１に装着された電
波送信器２から送信される電波と混信しないように充分
小さく設定される。また、電波送信器２にはアンテナ７
が接続されており、そのアンテナ７の指向性は車両１の
走行方向に対して左側に設定されている。また、ＬＣＸ
４のスロット部（図示せず。）も道路側に指向性を持た
せることにより、たとえば高速道路などの路側に設けら
れている防音壁などで電波送信器２から送信される電波
が反射した場合、その反射波がＬＣＸ４に再び到達して
も充分減衰していると考えられる。なお、電波送信器２
から送信される電波は、たとえば移動体通信用の周波数
（数GHz 以上）を有するものである。

【００１５】ＬＣＸ４は、たとえば道路３の路側に設置
されている防音壁上に長距離にわたって直列に敷設さ
れ、電波送信器２から送信される電波を受信し、この受
信された電波を変換器５に伝送するものである。このＬ
ＣＸ４の個々の長さは、無中継伝送距離以下であればよ
い。なお、ＬＣＸ４を設けるのは防音壁上に限らず、た
とえば路側にポールを立てて架設してもよい。また、中
央分離帯に敷設または架設してもよい。この場合、上記
アンテナ７の指向性は、右側に設定する必要がある。さ
らに、２車線以上の道路において、トラックやバスなど
の大型車によって電波送信器２から送信される電波がＬ
ＣＸ４に届かないことを防ぐために、道路および中央分
離帯の両方に敷設または架設してもよい。この場合、上
記アンテナ７の指向性は、左側だけでなく左右両方に設
定する必要がある。

【００１６】変換器５は、ＬＣＸ４を伝送してきた電波
の電気信号への変換、およびその電気信号の増幅等の処
理を施した後、位置検出器６に出力するものである。位
置検出器６は、波形整形部８ａ，８ｂ、ＩＤコード識別
部９ａ，９ｂ（以下、総称するときは「ＩＤコード識別
部９」という。）、クロック１０、メモリ１１、時間差
演算部１２および車両位置検出部１３を有している。波
形整形部８ａ，８ｂは、変換器５ａ，５ｂからそれぞれ
出力された電気信号の波形を適当な閾値レベルでスライ
スして２値化するものである。

【００１７】ＩＤコード識別部９は、波形整形部８ａ，
８ｂでそれぞれ整形された２値化済信号に含まれている
ＩＤコードを識別するとともに、各２値化済信号がＩＤ
コード識別部９ａ，９ｂに入力してきたときのそれぞれ
の時刻をクロック１０から読出し、これらの時刻および
ＩＤコードをメモリ１１に供給するものである。なお、
以下の説明では、変換器５ａから電気信号が入力してき
たときの時刻を「第１の時刻」、変換器５ｂから電気信
号が入力してきたときの時刻を「第２の時刻」という。

【００１８】メモリ１１は、図２に示すようなテーブル
を有しており、上記ＩＤコード識別部９から供給された
ＩＤコードおよび第１，第２の時刻をこのテーブルに一
時的に記憶しておくものである。ただし、このテーブル
に記憶される内容は、同じＩＤコードを含む電気信号が
新たに入力されるたびに更新される。時間差検出手段で
ある時間差演算部１２は、第１の時刻と第２の時刻との
時間差を演算するものである。また、車両位置検出部１
３は、時間差演算部１２で演算された時間差に基づい
て、電波送信器２から送信された電波がＬＣＸ４のいず
れの位置で受信されたかを推定し、その推定された位置
を車両１の位置として検出するものである。

【００１９】以下では、以上の構成における動作につい
て説明する。車両１に装着された電波送信器２に接続さ
れているアンテナ７から電波が送信されると、この電波
はＬＣＸ４で受信される。ＬＣＸ４で受信された電波
は、ＬＣＸ４の両端に向かって伝送していき、それぞれ
変換器５ａ，５ｂに到達する。そして、その電波は、電
気信号に変換された後、それぞれ波形整形部８ａ，８ｂ
で波形が整形され、ＩＤコード識別部９ａ，９ｂに入力
される。

【００２０】電気信号が供給されたＩＤコード識別部９
ａ，９ｂでは、電気信号に含まれているＩＤコードが識
別される。ここで、たとえばこれらのＩＤコードが両方
とも図２に示す「１」であれば、第１および第２の時刻
がクロック１０から読出され、その後メモリ１１に供給
されて、第１および第２の時刻はＩＤコード「１」の領
域に一時的に記憶される。一方、波形整形部８ａからＩ
Ｄコード「１」の電気信号が供給され、波形整形部８ｂ
からＩＤコード「２」の電気信号が供給された場合は、
以下のようになる。すなわち、ＩＤコード「１」の方は
第１の時刻が読出されて、ＩＤコード「１」の領域に記
憶される。ＩＤコード「２」の方は第２の時刻が読出さ
れて、ＩＤコード「２」の領域に記憶される。

【００２１】ＩＤコードの第１および第２の時刻を記憶
する領域にそれぞれの時刻が記憶された後、所定のタイ
ミングでその第１および第２の時刻に関するデータが時
間差演算部１２に供給される。時刻データが供給された
時間差演算部１２では、これらの時間差が演算され、こ
の演算終了後、以下の方法によって車両１とＬＣＸ４と
の間の距離が最も短い位置、すなわち受信位置ＲＰが推
定される。

【００２２】すなわち、図３に示すように、ＬＣＸ４の
長さをＬ、このＬＣＸ４の右端Ｒｅから位置ＲＰまでの
距離をＬ１、左端Ｌｅから位置ＲＰまでの距離をＬ２と
すると、 Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２， Ｌ２−Ｌ１＝Δｔ・ｃ という関係が成り立つ。ただし、Δｔは時間差演算部１
２で演算された時間差、ｃはＬＣＸ４内の伝搬定数を表
している。これらの関係から、以下の関係式が得られ
る。

【００２３】Ｌ１＝（Ｌ−Δｔ・ｃ）／２， Ｌ２＝（Ｌ＋Δｔ・ｃ）／２ この関係式において、ＬＣＸ４の長さＬおよびＬＣＸ４
の伝搬定数ｃは既知であるので、演算された時間差Δｔ
を代入することで、各距離Ｌ１，Ｌ２が求められること
になる。これによって、電波の受信位置ＲＰが推定され
る。

【００２４】そして、以上の方法によって推定された受
信位置ＲＰが車両１の位置として検出される。図４は、
以上の動作の具体例を示す図である。図４においては、
道路３を片側三車線とし、ＬＣＸ４の長さＬを３００ｍ
とする。また、渋滞時における車両１の先端とそのすぐ
後続の車両１の先端との間隔を１０ｍとし、１つのＬＣ
Ｘ４が電波を受信できる範囲内には、３００／１０×３
＝９０より、最大９０台の車両が入るものとする。

【００２５】さらに、パルスの幅を１００μ秒とする。
このようにした場合、９０台の車両１から混信しないよ
うに電波を送信するためには、１００μ秒×９０＝９ｍ
秒から、各車両１からは最低約９ｍ（≒１０ｍ）秒を１
周期として電波を送信すればよい計算になるが、通常電
波はランダムに送信されるので、本実施例では、１０倍
の余裕、すなわちデューティ比１０００：１となるよう
に、０．１秒を１周期として各車両１から電波を送信す
るようにしている。

【００２６】以上のような場合において、ＬＣＸ４が電
波を受信できる範囲内に複数台の車両があるとすると、
たとえば車両１ａからある時刻に電波が送信された場
合、その電波はＬＣＸ４で受信され、変換器５に伝送さ
れて、位置検出器６に供給される。そして、位置検出器
６が有しているＩＤコード識別部９（図１参照）による
ＩＤコード識別処理によって、電波を送信した車両は車
両１ａであると判断され、その車両１ａの位置が検出さ
れる。また、他のほぼすべての車両の位置検出は、車両
１ａから電波が送信されてから次に車両１ａから電波が
送信されるまでの間に終了している。

【００２７】このような位置検出動作が複数回行われた
後に、すべての車両の位置が以前に検出された位置とほ
とんど変わらなければ、この道路は現在渋滞中であると
判断される。また、たとえば車両１ａの位置だけが以前
に検出された位置と変わらず、他の各車両の位置は時間
とともに変化していれば、車両１ａは事故あるいは故障
によって停止していると判断される。なお、上記の位置
検出動作を道路に敷設されているすべてのＬＣＸ４で行
えば、渋滞している長さや、渋滞の最後尾を判断するこ
とができる。また、車両がある位置からある位置まで移
動するのに要した時間に基づけば、車両の平均のスピー
ドを得ることができる。

【００２８】以上のように本実施例の車両位置検出シス
テムによれば、道路に沿って直列にＬＣＸが敷設されて
おり、車両に装着された電波送信器からの電波をこれら
のＬＣＸ４で受信して車両の位置を検出しているので、
ＬＣＸを敷設した道路において、車両の位置をリアルタ
イムで検出することができる。このため、ある地点から
ある地点までの所要時間あるいは道路の混雑度、渋滞
長、渋滞末などの交通流を容易に把握することができ
る。特に、高速道路などにおける事故車の位置をリアル
タイムで検出することができるので、２次災害としての
追突防止などを未然に防ぐことができる。

【００２９】また、車両の位置を検出するのに電波を利
用しているので、雨や雪などの視界が悪くなるような天
候であっても、位置検出を良好に行うことができる。さ
らに、電波送信器から送信された電波を信号処理するだ
けで車両の位置検出が行えるので、システム全体として
の構成を簡単にすることができる。また、電波を送信す
る電波送信器と電波を受信するＬＣＸとの間の通信距離
が短いので、送信出力を小さく抑えることができる。

【００３０】図５は、本発明の第２実施例の車両位置検
出システムの構成を簡略化して示す概略図である。この
図において、上記第１実施例と同じ構成のものは同じ符
号を付して示す。この車両位置検出システムにおける特
徴は、電波の受信位置を推定するのに変換器５までの電
波の到達時間差を基にしていた上記の第１実施例と異な
り、ＬＣＸ４の両端に設けられた変換器５から出力され
た各電気信号の受信レベルの差を基に受信位置の推定を
行っている点である。すなわち、ＬＣＸ４で電波が受信
されるとその電波はＬＣＸ４内を伝送するが、その距離
が異なっていると、その距離に応じて受信レベルの減少
の度合いが異なる。本実施例では、これらの受信レベル
をそれぞれレベル検出部２０ａ，２０ｂで検出し、この
検出された受信レベルをレベル差検出手段であるレベル
差検出部２１で得ることによって受信位置を推定してい
る。この構成によっても、上記第１実施例と同じ効果を
得ることができる。

【００３１】図６は、本発明の第３実施例の車両位置検
出システムの構成を簡略化して示す概略図である。この
図においても、上記第１実施例と同じ構成のものは同じ
符号を付して示す。この車両位置検出システムにおける
特徴は、ＬＣＸ４の両端に設けられた変換器５から出力
された各電気信号の位相の差を基に受信位置の推定を行
っている点である。すなわち、電波が変換器５に到達す
るまでの距離が異なることによって、変換器５から出力
される電気信号に位相の差が生じる。本実施例では、こ
の電気信号の位相差を位相差検出手段である位相差検出
部２２で得ることによって受信位置を推定している。こ
の構成によっても、上記第１実施例と同じ効果を得るこ
とができる。

【００３２】本発明の実施例の説明は以上のとおりであ
るが、本発明は以上の実施例に限定されるものではな
い。たとえば、上述の実施例では、電波送信器を予め車
両に装着している場合について説明したが、電波送信器
を車両に後から搭載できるようにしてもよい。すなわ
ち、たとえば電波送信器を高速道路などに設置されてい
る料金所などで貸し出し、その後車両の中に持込み、車
両が高速道路を下りるときにその電波送信器を料金所で
回収する。このようにすれば、すべての車両について位
置検出を行うことができるとともに、個々の電波送信器
のメンテナンスを容易にすることができる。

【００３３】また、上述の実施例では、開放型線路とし
てＬＣＸを例にとって説明したが、たとえば開放型線路
として誘導線路や導波管などを用いてもよい。その他、
本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施す
ことは可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上のように請求項１から５のいずれに
記載の車両位置検出システムであっても、開放型線路を
用いて車両の位置検出を行っているので、その開放型線
路が設けられている長い距離にわたって車両の位置を検
出することができる。このため、渋滞長や渋滞末、混雑
度やある地点からある地点までの所要時間などの交通の
流れを容易に把握することができる。

【００３５】また、車両の位置を検出するのに電波を利
用しているので、雨や雪などのような視界が悪くなる天
候であっても、車両の位置を良好に検出することができ
る。さらに、従来のように、画像処理を行う装置を用い
ていないので、装置本体の構成を簡単にすることができ
る。特に、請求項２記載の車両位置検出システムによれ
ば、多数の車両に送信機が装着されてあって、この多数
の送信機から電波が送信される場合でも、各電波の送信
元である車両を識別符号により正確に識別することがで
きるので、車両の位置を誤りなく検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の車両位置検出システムの
構成を示す概略図である。

【図２】メモリに記憶されているテーブルを示す図であ
る。

【図３】ＬＣＸについての関係を説明するための図であ
る。

【図４】上記車両位置検出システムの具体的な動作を説
明するための図である。

【図５】本発明の第２実施例の車両位置検出システムの
構成を示す概略図である。

【図６】本発明の第３実施例の車両位置検出システムの
構成を示す概略図である。

【符号の説明】

２ 電波送信器 ４ ＬＣＸ ５，５ａ，５ｂ 変換器 ６ 位置検出器 １１ 時間差演算部 ２１ レベル差検出部 ２２ 位相差検出部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】道路における車両の位置を検出する車両位
   置検出システムにおいて、 上記車両に搭載され、所定の時間間隔ごとに電波を送信
   する送信機と、 道路に沿って設けられ、上記送信機から送信された電波
   を受信し、当該受信された電波を伝送させる開放型線路
   と、 上記開放型線路の両端にそれぞれ接続され、上記開放型
   線路を伝送してきた電波を電気信号に変換する変換器
   と、 上記変換器で変換された各電気信号の状態の相違に基づ
   いて車両の位置を検出する位置検出手段とを含むことを
   特徴とする車両位置検出システム。
2. 【請求項２】上記送信機から送信される電波は、車両あ
   るいは送信機を識別する固有の識別符号を含むことを特
   徴とする請求項１記載の車両位置検出システム。
3. 【請求項３】上記位置検出手段は、上記変換器で変換さ
   れた各電気信号の受信レベルの差を検出するレベル検出
   手段を含むことを特徴とする請求項１記載の車両位置検
   出システム。
4. 【請求項４】上記位置検出手段は、上記変換機で変換さ
   れた各電気信号の位相の差を検出する位相差検出手段を
   含むことを特徴とする請求項１記載の車両位置検出シス
   テム。
5. 【請求項５】上記位置検出手段は、電波が上記開放型線
   路の両端に設けられた各変換機に到達するまでに要する
   時間の差を検出する時間差検出手段とを含むことを特徴
   とする請求項１記載の車両位置検出システム。