JPH09211114A - 移動体位置の測定方法および装置 - Google Patents
移動体位置の測定方法および装置Info
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- JPH09211114A JPH09211114A JP1525796A JP1525796A JPH09211114A JP H09211114 A JPH09211114 A JP H09211114A JP 1525796 A JP1525796 A JP 1525796A JP 1525796 A JP1525796 A JP 1525796A JP H09211114 A JPH09211114 A JP H09211114A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】車載発信機からの受信電波の反射波成分の影響
を回避し、車両の位置測定の精度を向上する。 【解決手段】アンテナアレー５００Ａ，Ｂは各々２つの
アンテナ素子を有している。素子５０１Ａ、５０２Ａに
よる２つの受信電波は位相比較器４０５で位相関連デー
タ（位相差△φAの正弦波関数と余弦波関数）を抽出
し、また、ＡＭ検波器４３１，４３２で振幅（Ａ１，Ａ
２）を求め、計算機に取り込まれる。ＣＰＵ４２１は振
幅比Ａ１／Ａ２が許容範囲であれば、正弦波関数と余弦
波関数から位相差△φAを算出し、△φAからアンテナ５
０１Ａと発信源の方位θ１を算出する。５０１Ｂ、５０
２Ｂの受信電波についても同様の処理を行ない、振幅比
Ｂ１／Ｂ２が許容範囲であれば、アンテナ５０１Ｂと発
信源の方位θ２を算出する。このθ１とθ２から発信
源、即ち、車両の位置を求める。なお、振幅比が許容範
囲外のときは、測定データはキャンセルする。
を回避し、車両の位置測定の精度を向上する。 【解決手段】アンテナアレー５００Ａ，Ｂは各々２つの
アンテナ素子を有している。素子５０１Ａ、５０２Ａに
よる２つの受信電波は位相比較器４０５で位相関連デー
タ（位相差△φAの正弦波関数と余弦波関数）を抽出
し、また、ＡＭ検波器４３１，４３２で振幅（Ａ１，Ａ
２）を求め、計算機に取り込まれる。ＣＰＵ４２１は振
幅比Ａ１／Ａ２が許容範囲であれば、正弦波関数と余弦
波関数から位相差△φAを算出し、△φAからアンテナ５
０１Ａと発信源の方位θ１を算出する。５０１Ｂ、５０
２Ｂの受信電波についても同様の処理を行ない、振幅比
Ｂ１／Ｂ２が許容範囲であれば、アンテナ５０１Ｂと発
信源の方位θ２を算出する。このθ１とθ２から発信
源、即ち、車両の位置を求める。なお、振幅比が許容範
囲外のときは、測定データはキャンセルする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は移動体位置の測定装
置に関し、特に、移動体に搭載した発信機からの電波を
検出して位置測定を行なう方式に関する。
置に関し、特に、移動体に搭載した発信機からの電波を
検出して位置測定を行なう方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】地上または人工衛星などの固定局と、車
両、航空機、船舶などの移動体との間で電波を送受信
し、受信電波の方位情報から移動体位置を測定すること
が行なわれている。例えば、移動体の発信機からの電波
を、位置の異なる２つのアンテナで受信し、同時刻に受
信される電波の位相差より電波の方位を測定する。しか
し、電波を乱反射する建造物や車両などの密集する都市
部においては、発信機から受信機までの電波伝搬経路で
発生するマルチパスの干渉により、方位情報に誤差を生
じてしまうので、移動体の正確な位置測定を困難にして
いた。
両、航空機、船舶などの移動体との間で電波を送受信
し、受信電波の方位情報から移動体位置を測定すること
が行なわれている。例えば、移動体の発信機からの電波
を、位置の異なる２つのアンテナで受信し、同時刻に受
信される電波の位相差より電波の方位を測定する。しか
し、電波を乱反射する建造物や車両などの密集する都市
部においては、発信機から受信機までの電波伝搬経路で
発生するマルチパスの干渉により、方位情報に誤差を生
じてしまうので、移動体の正確な位置測定を困難にして
いた。
【０００３】この対策として、例えば特開平３−６４７
９号公報に記載のように、発信機でチャープ変調を行な
った電波を送信し、受信側でチャープ変調から取り出し
た直接波と反射波によるビート周波数信号を時間平均化
し、その値が０または０近傍になることを利用して、マ
ルチパス干渉による方位誤差を減少する方式が知られて
いる。
９号公報に記載のように、発信機でチャープ変調を行な
った電波を送信し、受信側でチャープ変調から取り出し
た直接波と反射波によるビート周波数信号を時間平均化
し、その値が０または０近傍になることを利用して、マ
ルチパス干渉による方位誤差を減少する方式が知られて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記引用例の方式はチ
ャープ変調のため、発信機に２台の周波数変調器を必要
とし、コスト高となる。本発明が適用を想定している例
えば、有料道路や有料駐車場の料金収受システムなどの
場合、発信機の設置台数が多数となるのでシステムコス
トの上昇を招く。
ャープ変調のため、発信機に２台の周波数変調器を必要
とし、コスト高となる。本発明が適用を想定している例
えば、有料道路や有料駐車場の料金収受システムなどの
場合、発信機の設置台数が多数となるのでシステムコス
トの上昇を招く。
【０００５】本発明の目的は、引用例のような周波数変
調を用いることなく、マルチパス干渉による誤差を低減
する移動体位置の測定法及び装置を提供することにあ
る。
調を用いることなく、マルチパス干渉による誤差を低減
する移動体位置の測定法及び装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した本発明の目的
は、移動体から発信される電波アンテナの複数の素子で
受信し、受信電波間の位相差から発信源の方位を求めて
移動体位置を測定する方法において、受信電波における
反射波の影響の有無を調べ、反射波の影響の無いときの
位相差から算出した各アンテナと移動体の方位から、三
角測量の原理に従って移動体位置を求めることにより達
成される。
は、移動体から発信される電波アンテナの複数の素子で
受信し、受信電波間の位相差から発信源の方位を求めて
移動体位置を測定する方法において、受信電波における
反射波の影響の有無を調べ、反射波の影響の無いときの
位相差から算出した各アンテナと移動体の方位から、三
角測量の原理に従って移動体位置を求めることにより達
成される。
【０００７】前記反射波の影響の有無は、前記アンテナ
の複数の受信素子により同時刻に受信した電波間の振幅
比のばらつきが所定範囲以下となるときに、影響なしと
判定することを特徴とする。
の複数の受信素子により同時刻に受信した電波間の振幅
比のばらつきが所定範囲以下となるときに、影響なしと
判定することを特徴とする。
【０００８】前記アンテナの素子が３以上の場合、基準
となる素子と複数の他の素子とによる複数の位相差を算
出し、その平均値を採用することを特徴とする。
となる素子と複数の他の素子とによる複数の位相差を算
出し、その平均値を採用することを特徴とする。
【０００９】本発明の方法を適用する移動体位置の測定
装置は、アンテナアレーに近接した複数の受信素子を設
け、受信素子間の受信電波の位相差から電波の発信源の
方位を求める場合に、発信源と三角形を構成するように
配置した２つのアンテアレーの各々に、前記複数の受信
素子の基準となる素子に対し他の素子を所定間隔で設
け、前記アンテナレー毎に、基準の素子と他の素子の電
波について、電波間の位相を比較し位相差関連信号を測
定する手段と各電波の振幅を測定する手段と、前記位相
差関連信号と前記振幅から、当該アンテナアレーと発信
源の方位及び各電波間の振幅比を求め、該振幅比が所定
範囲内にあるときに、２つのアンテアレーと発信源の方
位を基に発信源位置を求める移動体位置計算手段を備え
ることを特徴とする。
装置は、アンテナアレーに近接した複数の受信素子を設
け、受信素子間の受信電波の位相差から電波の発信源の
方位を求める場合に、発信源と三角形を構成するように
配置した２つのアンテアレーの各々に、前記複数の受信
素子の基準となる素子に対し他の素子を所定間隔で設
け、前記アンテナレー毎に、基準の素子と他の素子の電
波について、電波間の位相を比較し位相差関連信号を測
定する手段と各電波の振幅を測定する手段と、前記位相
差関連信号と前記振幅から、当該アンテナアレーと発信
源の方位及び各電波間の振幅比を求め、該振幅比が所定
範囲内にあるときに、２つのアンテアレーと発信源の方
位を基に発信源位置を求める移動体位置計算手段を備え
ることを特徴とする。
【００１０】前記所定間隔は、発信源の電波の１／２波
長の奇数倍（１，３，．）の長さとすることを特徴とす
る。
長の奇数倍（１，３，．）の長さとすることを特徴とす
る。
【００１１】以下に、本発明の動作原理を説明する。図
６は、３つのアンテナ受信素子による受信電波のベクト
ル図を示したもので、基準素子と所定間隔（本例では、
２分の一波長（λ／２）及び２分の三波長（３λ／
２））で配置した２つの比較素子を有するアンテナによ
る受信例である。
６は、３つのアンテナ受信素子による受信電波のベクト
ル図を示したもので、基準素子と所定間隔（本例では、
２分の一波長（λ／２）及び２分の三波長（３λ／
２））で配置した２つの比較素子を有するアンテナによ
る受信例である。
【００１２】同図（ａ）は、直接波成分のベクトル図を
示し、ベクトルＡは基準素子による電波の振幅Ａと位相
（＝０）、ベクトルＡｅｘｐ（ｊφA）は第１の比較素
子による振幅Ａと位相（＝φA）、ベクトルＡｅｘｐ
（ｊ３φA）は第２の比較素子による振幅Ａと位相（＝
３φA）を示している。直接波の場合、近接した素子の
同時刻の受信波の振幅はほぼ同等で（＝Ａ）、基準素子
と第１の比較素子間の位相差をφAとすると、基準素子
と第２の比較素子間の位相差は３φAとなる。
示し、ベクトルＡは基準素子による電波の振幅Ａと位相
（＝０）、ベクトルＡｅｘｐ（ｊφA）は第１の比較素
子による振幅Ａと位相（＝φA）、ベクトルＡｅｘｐ
（ｊ３φA）は第２の比較素子による振幅Ａと位相（＝
３φA）を示している。直接波の場合、近接した素子の
同時刻の受信波の振幅はほぼ同等で（＝Ａ）、基準素子
と第１の比較素子間の位相差をφAとすると、基準素子
と第２の比較素子間の位相差は３φAとなる。
【００１３】同図（ｂ）は、マルチパスによる反射波成
分のベクトル図を示し、ベクトルＢは基準素子、ベクト
ルＢｅｘｐ（ｊφB）は第１の比較素子、ベクトルＢｅ
ｘｐ（ｊ３φB）は第２の比較素子による。同図（ｃ）
は、直接波成分と反射波成分の合成による受信波のベク
トル図を示し、基準素子の受信波ベクトルＲ０と２つの
比較素子の受信波ベクトルＲ１，Ｒ２は数１により示さ
れる。
分のベクトル図を示し、ベクトルＢは基準素子、ベクト
ルＢｅｘｐ（ｊφB）は第１の比較素子、ベクトルＢｅ
ｘｐ（ｊ３φB）は第２の比較素子による。同図（ｃ）
は、直接波成分と反射波成分の合成による受信波のベク
トル図を示し、基準素子の受信波ベクトルＲ０と２つの
比較素子の受信波ベクトルＲ１，Ｒ２は数１により示さ
れる。
【００１４】
【数１】 Ｒ０＝Ａ＋Ｂ …（１） Ｒ１＝Ａｅｘｐ（ｊφA）＋Ｂｅｘｐ（ｊφB） …（２） Ｒ３＝Ａｅｘｐ（ｊ３φA）＋Ｂｅｘｐ（ｊ３φB） …（３） このように、受信電波が直接波成分のみの場合は、各素
子の受信電波の振幅は等しく、基準素子とλ／２の奇数
倍の関係に配置した各比較素子の位相差は、奇数倍の関
係に保たれる。一方、受信波に反射波成分が含まれる場
合、各素子の受信電波の振幅がばらつく。また、基準素
子と比較素子の位相差は、直接波の場合の真値から大幅
に変化し、これによる方位の正確な算出が困難になる。
子の受信電波の振幅は等しく、基準素子とλ／２の奇数
倍の関係に配置した各比較素子の位相差は、奇数倍の関
係に保たれる。一方、受信波に反射波成分が含まれる場
合、各素子の受信電波の振幅がばらつく。また、基準素
子と比較素子の位相差は、直接波の場合の真値から大幅
に変化し、これによる方位の正確な算出が困難になる。
【００１５】しかし、本発明によれば、反射波成分が含
まれる場合の振幅のばらつきに着目し、基準素子と比較
素子の振幅のばらつきが許容範囲にあるかを判定し、ば
らつきの大きい場合にはその位相差データを無効化し、
反射波の影響が含まれていない位相差データによる方位
算出を行なうので、精度の高い移動体位置の測定が可能
になる。
まれる場合の振幅のばらつきに着目し、基準素子と比較
素子の振幅のばらつきが許容範囲にあるかを判定し、ば
らつきの大きい場合にはその位相差データを無効化し、
反射波の影響が含まれていない位相差データによる方位
算出を行なうので、精度の高い移動体位置の測定が可能
になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面にしたがって詳細に説明する。
面にしたがって詳細に説明する。
【００１７】図２に、本発明の移動体位置測定方式を適
用する有料道路の料金収受システムの概略を示す。本シ
ステムは、料金所の特定レーンに進入した車両を停止す
ることなく、無線交信によって道路料金料の課金を可能
にする機能を備え、システム利用を登録した車両にはＩ
Ｄ情報を与えている。
用する有料道路の料金収受システムの概略を示す。本シ
ステムは、料金所の特定レーンに進入した車両を停止す
ることなく、無線交信によって道路料金料の課金を可能
にする機能を備え、システム利用を登録した車両にはＩ
Ｄ情報を与えている。
【００１８】料金所ステーション２は、車載送受信機３
００を備えた車両１が料金所の特定レーンに接近ないし
進入してきたとき、路側送受信機１００からＲＦアンテ
ナ２００を通じて送信要求を発行する。車載機３００は
これに応答し、ＩＤ情報や利用入口情報を発信する。路
側送受信機１００はこれらの情報から料金を計算し、車
両１に課金情報を送信する。この際、路側送受信機１０
０は車両位置測定装置４００を起動し、特定レーン上の
車両位置に応じた的確なタイミングで処理を進める。こ
れにより、他の車両と識別して正確に且つ、スムーズに
課金処理が実行できるとともに、未登録の車両による不
正行為への対処が的確に行なえる。
００を備えた車両１が料金所の特定レーンに接近ないし
進入してきたとき、路側送受信機１００からＲＦアンテ
ナ２００を通じて送信要求を発行する。車載機３００は
これに応答し、ＩＤ情報や利用入口情報を発信する。路
側送受信機１００はこれらの情報から料金を計算し、車
両１に課金情報を送信する。この際、路側送受信機１０
０は車両位置測定装置４００を起動し、特定レーン上の
車両位置に応じた的確なタイミングで処理を進める。こ
れにより、他の車両と識別して正確に且つ、スムーズに
課金処理が実行できるとともに、未登録の車両による不
正行為への対処が的確に行なえる。
【００１９】ところで、同図（ｂ）に示すように、車載
機３００から発信された電波に反射波が合成されて、ア
ンテナアレー５００Ａに受信された場合、受信電波の位
相は発信機からの直接波の位相とは大きく相違し、電波
の位相差を利用した発信源の位置測定が困難になる。こ
のため、本例では２つのアンテナ素子５０１Ａ，５０２
Ａで受信した電波の振幅を検出して比較し、両振幅のば
らつき（振幅比）が許容範囲のときの位相差から方位を
算出する。一方、振幅のばらつきが大きいときは、反射
波の影響が大きいとみて測定結果をキャンセルする。
機３００から発信された電波に反射波が合成されて、ア
ンテナアレー５００Ａに受信された場合、受信電波の位
相は発信機からの直接波の位相とは大きく相違し、電波
の位相差を利用した発信源の位置測定が困難になる。こ
のため、本例では２つのアンテナ素子５０１Ａ，５０２
Ａで受信した電波の振幅を検出して比較し、両振幅のば
らつき（振幅比）が許容範囲のときの位相差から方位を
算出する。一方、振幅のばらつきが大きいときは、反射
波の影響が大きいとみて測定結果をキャンセルする。
【００２０】車両位置測定器４００は車載機３００から
の発信電波を、各々が２つのアンテナ素子からなるアン
テナアレー５００Ａ，５００Ｂで受信して、車両位置の
オンライン測定を行なう。図１に、一実施形態による移
動体位置測定装置の構成を示す。
の発信電波を、各々が２つのアンテナ素子からなるアン
テナアレー５００Ａ，５００Ｂで受信して、車両位置の
オンライン測定を行なう。図１に、一実施形態による移
動体位置測定装置の構成を示す。
【００２１】アンテナアレー５００Ａはアンテナ素子５
０１Ａ，５０２Ａ、アンテナアレー５００Ｂはアンテナ
素子５０１Ｂ，５０２Ｂから構成されている。アンテナ
素子５０１Ａ，５０２Ａによる受信電波はアンテナアレ
ー切替器４０１，４０２を介し、リミッタアンプ４０
３，４０４とＡＭ検波器４３１，４３２にそれぞれ取り
込まれる。リミッタアンプ４０３，４０４で両電波の振
幅を等しくし、位相比較器４０５で両電波の位相差（△
φ）を関数とする正弦波／余弦波を含む信号成分を抽出
し、低域通過フィルタ４０６，４０７で高調波成分（２
ω成分）をカットして正弦波信号（ｓｉｎω△φ）と余
弦波信号（ｃｏｓω△φ）の位相差関連データを出力す
る。両信号はＡＤ変換器４０８，４０９でディジタル信
号に変換され、システムバス４２２を通じて計算機４２
１に取り込まれる。
０１Ａ，５０２Ａ、アンテナアレー５００Ｂはアンテナ
素子５０１Ｂ，５０２Ｂから構成されている。アンテナ
素子５０１Ａ，５０２Ａによる受信電波はアンテナアレ
ー切替器４０１，４０２を介し、リミッタアンプ４０
３，４０４とＡＭ検波器４３１，４３２にそれぞれ取り
込まれる。リミッタアンプ４０３，４０４で両電波の振
幅を等しくし、位相比較器４０５で両電波の位相差（△
φ）を関数とする正弦波／余弦波を含む信号成分を抽出
し、低域通過フィルタ４０６，４０７で高調波成分（２
ω成分）をカットして正弦波信号（ｓｉｎω△φ）と余
弦波信号（ｃｏｓω△φ）の位相差関連データを出力す
る。両信号はＡＤ変換器４０８，４０９でディジタル信
号に変換され、システムバス４２２を通じて計算機４２
１に取り込まれる。
【００２２】一方、ＡＭ検波器４３１，４３２による受
信電波の振幅値も、ＡＤ変換器４３３，４３４を介して
計算機４２１に取り込まれる。次に、アンテナアレー切
替器４０１，４０２を切り替え、アンテナアレー５００
Ｂの素子５０１Ｂ，５０２Ｂの受信電波について同様の
取り込みを行なう。
信電波の振幅値も、ＡＤ変換器４３３，４３４を介して
計算機４２１に取り込まれる。次に、アンテナアレー切
替器４０１，４０２を切り替え、アンテナアレー５００
Ｂの素子５０１Ｂ，５０２Ｂの受信電波について同様の
取り込みを行なう。
【００２３】計算機４２１は、ＡＤ変換器４１０，４１
１からの位相差関連データに基づいて、車載機３００か
らアンテナアレイ５００Ａ，Ｂに到来する電波の方位θ
を算出し、Ａ，Ｂの方位から三角測量の原理で発信機３
００、即ち車両の現在位置を算出する。この際、ＡＤ変
換器４３３とＡＤ変換器４３４の出力による両電波の振
幅比が許容範囲内であれば、アンテナの方位算出を行な
う。しかし、振幅比が許容範囲を超えていれば方位算出
をキャンセルする。算出した位置情報は、外部インタフ
ェース４２４を介して出力する。
１からの位相差関連データに基づいて、車載機３００か
らアンテナアレイ５００Ａ，Ｂに到来する電波の方位θ
を算出し、Ａ，Ｂの方位から三角測量の原理で発信機３
００、即ち車両の現在位置を算出する。この際、ＡＤ変
換器４３３とＡＤ変換器４３４の出力による両電波の振
幅比が許容範囲内であれば、アンテナの方位算出を行な
う。しかし、振幅比が許容範囲を超えていれば方位算出
をキャンセルする。算出した位置情報は、外部インタフ
ェース４２４を介して出力する。
【００２４】図３に、２つのアンテナの配置構成と車載
機との位置関係を示す。アンテナアレー５００Ａ，５０
０Ｂは、発信機３００と三角形を形成する位置に配置さ
れる。基準アンテナ素子５０１Ａ，５０１Ｂは、各々の
比較アンテナ素子５０１Ａ，５０１Ｂと二分の一波長
（λ/２）の間隔に設けている。基準アンテナ素子５０
１Ａ，５０１Ｂの法線（点線）と発信機３００との角度
θ１，θ２は、数２により算出される。
機との位置関係を示す。アンテナアレー５００Ａ，５０
０Ｂは、発信機３００と三角形を形成する位置に配置さ
れる。基準アンテナ素子５０１Ａ，５０１Ｂは、各々の
比較アンテナ素子５０１Ａ，５０１Ｂと二分の一波長
（λ/２）の間隔に設けている。基準アンテナ素子５０
１Ａ，５０１Ｂの法線（点線）と発信機３００との角度
θ１，θ２は、数２により算出される。
【００２５】
【数２】 θ１＝ｓｉｎ~1（（λ/２πｄ）△φA ） …（４） θ２＝ｓｉｎ~1（（λ/２πｄ）△φB ） …（５） ここで、λ：電波の波長、ｄ：素子間隔、△φ：２つの
素子の電波の位相差である。角度θ１，θ２はアンテナ
５００Ａ，Ｂにおける受信電波の方位を示している。こ
の角度θ１，θ２から発信機３００の位置、即ち、車両
の現在位置が、三角測量の原理で求められる。なお、ア
ンテナの素子数は２つに限られない。
素子の電波の位相差である。角度θ１，θ２はアンテナ
５００Ａ，Ｂにおける受信電波の方位を示している。こ
の角度θ１，θ２から発信機３００の位置、即ち、車両
の現在位置が、三角測量の原理で求められる。なお、ア
ンテナの素子数は２つに限られない。
【００２６】図４に、３つのアンテナ素子を有するアン
テナアレーの構成及び車載機との位置関係を示す。図示
のように、基準素子５０１Ａと比較素子５０２Ａの間隔
をλ／２、基準素子５０１Ａと比較素子５０３Ａの間隔
を３λ／２とすると、受信電波が反射波の影響を受けて
いない場合、理論的には３λ／２の素子間の電波の位相
差がλ／２素子間の３倍になることが知られている。な
お、３つ以上のアンテナ素子を有するときは、基準素子
と複数の比較素子間による複数の測定結果（方位）の平
均値を取ったり、より正確と推定される方を採用するこ
とにより、車両位置の測定精度を向上できる。
テナアレーの構成及び車載機との位置関係を示す。図示
のように、基準素子５０１Ａと比較素子５０２Ａの間隔
をλ／２、基準素子５０１Ａと比較素子５０３Ａの間隔
を３λ／２とすると、受信電波が反射波の影響を受けて
いない場合、理論的には３λ／２の素子間の電波の位相
差がλ／２素子間の３倍になることが知られている。な
お、３つ以上のアンテナ素子を有するときは、基準素子
と複数の比較素子間による複数の測定結果（方位）の平
均値を取ったり、より正確と推定される方を採用するこ
とにより、車両位置の測定精度を向上できる。
【００２７】図５に、車両位置測定装置における位置算
出の処理フローを示す。本処理は、ＣＰＵ４２１が主メ
モリ４２３のプログラムとデータを用いて行なう。時刻
ｔにおけるアンテナ素子５０１Ａ，５０２Ａの受信波Ａ
１（ｔ）、Ａ２（ｔ）及び、アンテナ素子５０１Ｂ，５
０２Ｂの受信波Ｂ１（ｔ）、Ｂ２（ｔ）について、ＡＤ
変換器４０８、４０９の位相差関連データ（正弦波信
号、余弦波信号データ）及びＡＤ変換器４３３、４３４
の振幅データは上記のように取り込まれ、メモリ４２３
に格納されているとする。
出の処理フローを示す。本処理は、ＣＰＵ４２１が主メ
モリ４２３のプログラムとデータを用いて行なう。時刻
ｔにおけるアンテナ素子５０１Ａ，５０２Ａの受信波Ａ
１（ｔ）、Ａ２（ｔ）及び、アンテナ素子５０１Ｂ，５
０２Ｂの受信波Ｂ１（ｔ）、Ｂ２（ｔ）について、ＡＤ
変換器４０８、４０９の位相差関連データ（正弦波信
号、余弦波信号データ）及びＡＤ変換器４３３、４３４
の振幅データは上記のように取り込まれ、メモリ４２３
に格納されているとする。
【００２８】まず、各受信波の振幅Ａ１、Ａ２及びＢ
１、Ｂ２を読出し（ｓ１０１）、Ａ１とＡ２の比が許容
範囲（ＴＨｍａｘ＞Ａ１／Ａ２＞Ｔｈｍｉｎ）にあるか
判定する（ｓ１０２）。振幅比が許容範囲（例えば、
０．９〜１．１）であれば、受信波Ａ１（ｔ）、Ａ２
（ｔ）の正弦波信号（ｓｉｎω△φA）データと余弦波
信号（ｃｏｓω△φA）データから、位相差から△φAを
求め（ｓ１０３）、さらに、数２から車載機３００と基
準素子５０１Ａの方位θ１を算出する。次に、Ｂ１とＢ
２の振幅比が許容範囲か判定し（ｓ１０５）、そうであ
れば、同様にして車載機３００と基準素子５０１Ｂの方
位θ２を算出する（ｓ１０６、ｓ１０７）。
１、Ｂ２を読出し（ｓ１０１）、Ａ１とＡ２の比が許容
範囲（ＴＨｍａｘ＞Ａ１／Ａ２＞Ｔｈｍｉｎ）にあるか
判定する（ｓ１０２）。振幅比が許容範囲（例えば、
０．９〜１．１）であれば、受信波Ａ１（ｔ）、Ａ２
（ｔ）の正弦波信号（ｓｉｎω△φA）データと余弦波
信号（ｃｏｓω△φA）データから、位相差から△φAを
求め（ｓ１０３）、さらに、数２から車載機３００と基
準素子５０１Ａの方位θ１を算出する。次に、Ｂ１とＢ
２の振幅比が許容範囲か判定し（ｓ１０５）、そうであ
れば、同様にして車載機３００と基準素子５０１Ｂの方
位θ２を算出する（ｓ１０６、ｓ１０７）。
【００２９】一方、ステップｓ１０２、ｓ１０５で、振
幅比が許容範囲を超えていれば、位相差関連データが不
正であることを示す無効データを発行し、ステップｓ１
０８で無効データの発行の有無をチエックする。そし
て、無効データが発行されていなければ、方位θ１、θ
２から車載発信機３００の位置を算出し、出力する（ｓ
１０９）。
幅比が許容範囲を超えていれば、位相差関連データが不
正であることを示す無効データを発行し、ステップｓ１
０８で無効データの発行の有無をチエックする。そし
て、無効データが発行されていなければ、方位θ１、θ
２から車載発信機３００の位置を算出し、出力する（ｓ
１０９）。
【００３０】なお、アンテナの比較素子が複数あるとき
は、各々と基準素子の位相差を算出し、その平均値によ
って方位θを求める。
は、各々と基準素子の位相差を算出し、その平均値によ
って方位θを求める。
【００３１】本実施形態によれば、受信波間の位相差を
用いる従来の方位算出に、ＡＭ検波を追加するのみで、
マルチパスによる不正位相差データが簡単に識別でき、
位置測定の精度を向上できる。また、補正のための複雑
な処理を要しないので、高速処理によるリアルタイム移
動体位置の測定を可能にする。
用いる従来の方位算出に、ＡＭ検波を追加するのみで、
マルチパスによる不正位相差データが簡単に識別でき、
位置測定の精度を向上できる。また、補正のための複雑
な処理を要しないので、高速処理によるリアルタイム移
動体位置の測定を可能にする。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、受信波間の位相差を用
いる方位検出において、受信波間の振幅比から反射波の
影響の有無を判定し、影響の無い場合の測定データのみ
を用いて、移動体位置の測定精度を向上する効果があ
る。また、処理が簡単なため、移動体のリアルタイムな
位置測定を実現する効果がある。
いる方位検出において、受信波間の振幅比から反射波の
影響の有無を判定し、影響の無い場合の測定データのみ
を用いて、移動体位置の測定精度を向上する効果があ
る。また、処理が簡単なため、移動体のリアルタイムな
位置測定を実現する効果がある。
【図１】本発明の一実施形態による車両位置測定装置の
構成図。
構成図。
【図２】本発明を適用する料金収受システムの概略の構
成図。
成図。
【図３】２素子の受信アンテナの配置と車載発信機の位
置関係を示す説明図。
置関係を示す説明図。
【図４】３素子の受信アンテナの配置と車載発信機の位
置関係を示す説明図。
置関係を示す説明図。
【図５】本発明の一実施形態による移動体位置測定方法
を示すフローチャート。
を示すフローチャート。
【図６】本発明の原理を説明するための受信電波のベク
トル図。
トル図。
１…車両（移動体）、２…料金所ステーション、１００
…路側送受信機、２００…ＲＦアンテナ、３００…車載
送受信機（発信機）、４００…車両位置測定器、４０
１，４０２…アンテナアレー切替器、４０３，４０４…
リミッタアンプ、４０５…位相比較器、４０６，４０７
…低域通過フィルタ、４０８，４０９…ＡＤ変換器、４
２１…計算機、４２２…システムバス、４２３…メモ
リ、４２４…外部インタフェース、４３１，４３２…Ａ
Ｍ検波器、４３３，４３４…ＡＤ変換器、５００Ａ，Ｂ
…アンテナアレー、５０１Ａ，Ｂ…基準素子、５０２
Ａ，Ｂ…（第１）比較素子、５０３Ａ，Ｂ…（第２）比
較素子。
…路側送受信機、２００…ＲＦアンテナ、３００…車載
送受信機（発信機）、４００…車両位置測定器、４０
１，４０２…アンテナアレー切替器、４０３，４０４…
リミッタアンプ、４０５…位相比較器、４０６，４０７
…低域通過フィルタ、４０８，４０９…ＡＤ変換器、４
２１…計算機、４２２…システムバス、４２３…メモ
リ、４２４…外部インタフェース、４３１，４３２…Ａ
Ｍ検波器、４３３，４３４…ＡＤ変換器、５００Ａ，Ｂ
…アンテナアレー、５０１Ａ，Ｂ…基準素子、５０２
Ａ，Ｂ…（第１）比較素子、５０３Ａ，Ｂ…（第２）比
較素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 彰二 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内
Claims (6)
- 【請求項１】 移動体から発信される電波アンテナの複
数の素子で受信し、受信電波間の位相差から発信源の方
位を求めて移動体位置を測定する方法において、 受信電波における反射波の影響の有無を調べ、反射波の
影響の無いときの位相差から算出した各アンテナと移動
体の方位から、三角測量の原理に従って移動体位置を求
めることを特徴とする移動体位置の測定方法。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記反射波の影響の有無は、前記アンテナの複数の受信
素子により同時刻に受信した電波間の振幅比のばらつき
が所定範囲以下となるときに、影響なしと判定すること
を特徴とする移動体位置の測定方法。 - 【請求項３】 複数の素子より構成されるアンテナを少
なくとも２つ配置し、各アンテナの基準となる素子と他
の素子が受信した電波の位相差から、各アンテナに対す
る電波の発信源の方位を測定し、少なくとも２つの方位
から三角測量の原理に従って、発信源を搭載する移動体
位置の測定方法において、 前記アンテナの各素子により同時刻に受信した電波間の
位相差と振幅比を求め、前記振幅比が所定範囲のときに
前記方位を算出し、前記所定範囲外のときは前記方位の
算出を行なわないことを特徴とする移動体位置の測定方
法。 - 【請求項４】 請求項１または２または３において、 前記アンテナの素子が３以上の場合、基準となる素子と
複数の他の素子とによる複数の位相差を算出し、その平
均値を採用することを特徴とする移動体位置の測定方
法。 - 【請求項５】 アンテナアレーに近接した複数の受信素
子を設け、受信素子間の受信電波の位相差から電波の発
信源の方位を求める移動体位置の測定装置において、 発信源と三角形を構成するように配置した２つのアンテ
アレーの各々に、前記複数の受信素子の基準となる素子
に対し他の素子を所定間隔で設け、 前記アンテナレー毎に、基準の素子と他の素子の電波に
ついて、電波間の位相を比較し位相差関連信号を測定す
る手段と各電波の振幅を測定する手段と、 前記位相差関連信号と前記振幅から、当該アンテナアレ
ーと発信源の方位及び各電波間の振幅比を求め、該振幅
比が所定範囲内にあるときに、２つのアンテアレーと発
信源の方位を基に発信源位置を求める移動体位置計算手
段を備えることを特徴とする移動体位置の測定装置。 - 【請求項６】 請求項５において、 前記所定間隔は、発信源の電波の１／２波長の奇数倍
（１，３，．）の長さとすることを特徴とする移動体位
置の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1525796A JPH09211114A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 移動体位置の測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1525796A JPH09211114A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 移動体位置の測定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09211114A true JPH09211114A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11883811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1525796A Pending JPH09211114A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 移動体位置の測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09211114A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001022987A (ja) * | 1999-07-07 | 2001-01-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 道路料金収受装置及び自動料金収受システム |
| US6516238B1 (en) | 1999-05-20 | 2003-02-04 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Semiconductor factory automation system and method for transporting semiconductor wafers |
| JP2009145300A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-02 | Omron Corp | 距離測定方法、距離測定装置、非接触ｉｃ媒体、距離測定システム、および距離測定プログラム |
| JP2014207749A (ja) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | トヨタ自動車株式会社 | 受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システム |
| JP2015137925A (ja) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社デンソー | 位置推定システム |
| WO2016031386A1 (ja) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 古野電気株式会社 | 到来方向推定装置 |
| CN107003388A (zh) * | 2014-11-26 | 2017-08-01 | 法雷奥雷达系统有限公司 | 用于增加汽车雷达系统中的角分辨率的方法和设备 |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP1525796A patent/JPH09211114A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6516238B1 (en) | 1999-05-20 | 2003-02-04 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Semiconductor factory automation system and method for transporting semiconductor wafers |
| JP2001022987A (ja) * | 1999-07-07 | 2001-01-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 道路料金収受装置及び自動料金収受システム |
| JP2009145300A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-02 | Omron Corp | 距離測定方法、距離測定装置、非接触ｉｃ媒体、距離測定システム、および距離測定プログラム |
| JP2014207749A (ja) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | トヨタ自動車株式会社 | 受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システム |
| JP2015137925A (ja) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社デンソー | 位置推定システム |
| WO2016031386A1 (ja) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 古野電気株式会社 | 到来方向推定装置 |
| CN107003388A (zh) * | 2014-11-26 | 2017-08-01 | 法雷奥雷达系统有限公司 | 用于增加汽车雷达系统中的角分辨率的方法和设备 |
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