JPH1123685A - 車載ビーコン受信機と車載ナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ビーコン情報の誤検出を防止し、対向車線にサ
ービスされているビーコン情報を受信表示する逆方向検
出対策を狙いとした路車間受信装置の提供にある。 【解決手段】路側に設置されたビーコンから発信される
情報信号を受信し、該情報信号中のＡＭ変調成分の位相
を所定周期でサンプリングし、サンプリングの結果、Ａ
Ｍ変調成分の正相が多い場合、前記情報信号中のＢＭＳ
Ｋ変調成分に含まれる情報を車載の表示装置に表示する
車載ビーコン受信機において、受信電界レベルが基準電
界レベルより高い場合と低い場合とで、ＡＭ変調成分の
サンプリング回数を異ならしめることを特徴とする車載
ビーコン受信機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、路側に設置された
路側ビーコンから発信される交通情報信号等を受信して
これを車載の表示装置に表示するビーコン受信機に係わ
り、特に、ビーコン位置を高精度に判定するために好適
な車載ビーコン受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】路側に設置されたアンテナ（ビーコン）
からそのビーコンの設置位置特有の交通情報等を送信
し、走行中の車両がこれを受信してその情報を車載の表
示装置に表示し、運転者が容易に渋滞情報を知ることが
できるビーコンシステムが、全国的に展開されようとし
ている。

【０００３】従来のビーコン受信機は、特開平2−18318
2 号公報の様に、ビーコンから送信される電波の電界レ
ベルがあるしきい値以上の電界レベルであり、かつビー
コンから送信される情報信号のうちＡＭ変調成分の位相
が同相から逆相へ反転する箇所をもって、ビーコン情報
の表示装置表示を行っている。

【０００４】ＡＭ変調成分の位相反転検出には、ある基
準信号とＡＭ復調信号との位相比較を一周期にわたるサ
ンプリングにより行う。両者が同じ状態になっている回
数と、異なる状態になっている回数とを比較して、同じ
状態になっている回数が多い場合には、同相と判定し、
異なる状態になっている回数が多いと逆相であると判定
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本来、対向車線に提供
されているビーコン情報は、ＡＭ変調成分の位相反転検
出にて位相が逆相から同相に反転すると判定されるた
め、このとき受信された情報は車載の表示装置には表示
されないしくみになっている。ところが、マルチパスや
フェージングの影響で電界分布に乱れが生じ、ＡＭ復調
信号の位相の変化点にはチャタリングが生じる。路側ビ
ーコンから送信されている逆相から同相へ変化している
ＡＭ変調成分を、チャタリングが原因でビーコン車載機
は同相から逆相への位相変化していると判定してしま
い、車両の進行方向と逆方向のビーコン情報を表示して
しまう現象が逆方向検出であり、希に発生することが確
認されている。

【０００６】本発明の目的は、依然として多いビーコン
情報の誤検出防止にある。特に、対向車線にサービスさ
れているビーコン情報を受信表示する逆方向検出対策を
狙いとする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では車載ビーコン内部で発生させた基準信
号と、ビーコン受信信号のＡＭ変調成分との位相比較を
一定周期にわたるサンプリングし、両者が同じ状態にな
っている回数と、異なる状態になっている回数とを比較
して、同じ状態になっている回数が多い場合は正相、異
なった状態が多い場合は逆相と判定する。このときのサ
ンプリング数はビーコンから送信される電波の電界レベ
ルにより異なり、電界レベルが弱い場合のサンプリング
数をＮ、電界レベルが強い場合のサンプリング数をＮ′
とするとＮ＞Ｎ′であり、本発明において受信ビーコン
情報の表示を行うためには、電界レベルが低い場合ほ
ど、より多くのＡＭ変調成分の正相を受信が必要にな
る。

【０００８】通常、受信電波の受信レベルが低い場合ほ
どマルチパスなどの影響を受け易く、ＡＭ変調成分の位
相のチャタリングが激しくなるため、位相検出を誤る可
能性が大きくなる。本発明でビーコン情報を受信し表示
器に表示するためには、電波が弱い場合程、明確な位相
反転を要求するため誤検出を防止することができる。一
方、ＡＭ変調成分のチャタリングがほとんど無い電界レ
ベルが強い場合は、ＡＭ変調成分のサンプリング数を少
なくすることが出来るため、位相反転の判定にかかる時
間を短縮することが出来、精度の高いビーコン位置判定
が可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、実施例に従い本発明を詳細
に説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例に係わる車載ビー
コン受信機のブロック構成図である。路側のビーコンか
ら送られるビーコン情報は、準マイクロ波帯の搬送波に
GMSKおよびＡＭ変調が施されており、車載ビーコンはこ
のビーコン情報の復調，データ処理を行うものである。
路側ビーコンからのビーコン情報はアンテナ１で受信
し、ダウンコンバータ２で準マイクロ波の高周波信号が
ＩＦ信号に変換される。データ復調部３ではＧＭＳＫ復
調回路等で構成され、ＩＦ信号からデータを取り出す。
このデータは道路の渋滞，旅行時間などのビーコン情報
であり、位置検出判定部７で路側ビーコンの直下が検出
されると、ナビゲーション装置８にビーコン情報が送信
され、ビーコン情報が表示部に表示される。路側ビーコ
ンの手前と向こう側ではＡＭ変調成分の位相が逆になっ
ており、車載ビーコンはこのＡＭ位相の反転を検出する
ことにより、路側ビーコン直下を検出することが出来
る。ＡＭ復調部４ではＩＦ信号からＡＭ変調成分を取り
出し、位置検出判定部７でＡＭ変調成分の位相反転を検
出する。電界レベル検出部５は、路側ビーコンからアン
テナ１が受信したビーコン電波の電界レベルを検出する
回路であり、電界レベル検出信号が位置検出判定部７に
取り込まれる。

【００１１】図２，図３は電界レベル検出部５で検出す
る、路側ビーコンからの電波の電界レベルを縦軸、路側
ビーコンまでの距離を横軸で表す。図２，図３のように
路側ビーコン直下付近で電界レベルが高くなり、路側ビ
ーコンから離れるほど電界レベルは低くなる。

【００１２】また、ＡＭ変調成分は路側ビーコン直下を
境で位相が逆になっており、路側ビーコンに向かって手
前が逆相、向こう側が正相である。図２と図３の違い
は、図３は図２に比べ受信電界が低い場合を表してお
り、同じ路側ビーコンからの電波でも車両が走行する車
線により、受信電波のピークレベルは異なる。路側ビー
コンの送信アンテナの指向性や微妙な取付角度差、また
車載ビーコンのアンテナにも依存するが、電界レベルの
ピークは路側ビーコンから離れた車線ほど受信電界のピ
ークが一般に低くなる。路側ビーコンの設置位置に車線
を第一車線、順に近いほうから第二，第三車線とする
と、第一車線の路側ビーコン直下での電界レベルピーク
が最も高くなり、第二，第三車線では順に低くなる。電
波ビーコンシステムでは第四車線までが情報サービス対
象であり、一定レベル以上の電界レベルが保証されてい
る。この電界レベルは車線数が少ない道路では対向車線
からでも充分受信できるレベルである。

【００１３】対向車線を走行した場合、位相反転が正相
から逆相に変わるため通常逆になり位置検出できないは
ずであるが、マルチパスなどの影響により位相成分に乱
れが発生し、対向車線を走行する車両が逆方向のビーコ
ン情報を受信してしまうことがある。

【００１４】また、路側ビーコンが高架橋上に設けられ
ている場合には、その高架橋下を並走する道路への電波
漏れこむことがあり、車両は一般道を走行してるのに高
速道路上のビーコン情報を受信してしまうことがある。
いずれの場合も非常に弱い電波の漏れ込みを誤って受信
してしまう場合であり、電界レベルが弱い電波を受信す
る場合ほどマルチパスなどにより電界の乱れが生じ易
く、誤った情報の受信である場合が多いという例であ
る。

【００１５】そこで、誤った情報である可能性がある電
界レベルとマルチパスなどに影響されず誤受信である可
能性がほとんど無い電界レベル、またＡＭ変調成分は完
全に乱れるがデータ受信は可能な電界レベルを実験，計
算により算出し、しきい値を設けたのが図２，図３のし
きい値Ａ，Ｂ，Ｃである。しきい値Ａからしきい値Ｂの
間の電界レベルではデータ受信可能だがＡＭ変調成分が
ほとんど乱れてしまう電界レベルであり、路側ビーコン
がサービスエリア内で保証している電界レベルをここで
は満足していない。

【００１６】しきい値Ｂとしきい値Ｃの間の電界レベル
ではデータもＡＭ変調成分も受信でき、路側ビーコンが
サービスエリア内で保証する電界レベルを満足するが、
本来受信すべきではない路側ビーコンからの受信（誤受
信）である可能性がある電界レベルである。しきい値Ｃ
以上の電界レベルは、データもＡＭ変調成分も良好に受
信でき、マルチパスやフェージングの影響もない電界レ
ベルである。しきい値Ｃ以上のように安定した電界レベ
ル領域では、ＡＭ位相成分のチャタリングンによる誤検
出は希であり、対向車線を走行する車両や高架橋下を走
行する車両が受信する電界レベルは図３のように電界レ
ベルのピークが高いレベルまで得られない。

【００１７】本発明では、図２にように電界レベルのピ
ークが高いレベルまで上昇して位置検出する場合と、図
３のように不安定な電界レベルで位置検出する場合の位
置検出条件を変えることを特長とする。

【００１８】図４は本発明の一実施例に係わるＡＭ変調
成分のサンプリング方法の説明図であり、一定周期Ｔで
サンプリングを行い、基準信号とＡＭ変調成分の位相関
係から、ＡＭ変調成分が正相か逆相かを判断する。

【００１９】サンプリング回数は、車載ビーコンの受信
電界レベルがしきい値Ｂより上か下かで異なり、規定回
数のサンプリングの結果同相のＡＭ変調成分が多い場合
同相，逆相のＡＭ変調成分が多い場合は逆相と判定す
る。

【００２０】図４でサンプリング回数Ｍ，Ｎの関係はＭ
＜Ｎであり、電界検出レベルが弱い場合のサンプリング
数を多くすることにより、路側ビーコンの直下位置検出
の精度向上を狙うものである。本発明者らの経験では、
電界レベルがしきい値Ｂより高い場合のサンプリング回
数をＮ回とすると、電界レベルがしきい値Ｂより低い場
合は２Ｎ程度に設定することにより、しきい値Ｂ以上の
電界レベルでの位置検出時の正確な位置検出，処理時間
短縮が可能であり、路側ビーコン直下位置検出の高精度
化が可能になる。

【００２１】またしきい値Ｂ以下の電界レベルでの位置
検出時は位相反転と判定する成立条件が厳しくなるた
め、マルチパスなどの瞬時的な電界変動によるＡＭ変調
の乱れにより生じた対向車線の位相変化誤検出を防ぐこ
とができる。

【００２２】図５は本発明による車載ビーコンの受信処
理の流れを説明するフローチャートである。車両が走行
中車載ビーコンは常に電界レベルの監視状態にあり、電
界レベルがしきい値Ａ以上であることが検出されると、
車両が受信エリア内に入ったことを判断（００１）し、
路側ビーコンからデータを受信し始める（００２）。こ
の時点ＡＭ変調成分の位相反転が検出されても位置検出
判定は行わない。受信電界レベルがしきい値Ｂ以上であ
ることを検出（００３）後、位置検出判定処理を開始
（００４）し、位相反転を検出した場合はビーコン情報
をナビゲーション装置の表示器に表示する（００５）。

【００２３】図６は本発明による車載ビーコンの位置検
出処理の流れを説明するフローチャートである。位置検
出処理は受信電界レベルがしきい値Ｂ以上になった時か
ら開始（００６）され、ＡＭ変調成分のサンプリング回
数ＸがＮ回で設定される（００７）。さらに電界レベル
がしきい値Ｃを越えた場合はサンプリング回数ＸがＭ回
に更新され（００８）、しきい値Ｃ以下のままの場合の
サンプリング回数ＸはＮのままである。Ｎ回またはＭ回
ＡＭ変調成分のサンプリングを行った（００９）結果に
より、路側ビーコンの直下を検出したと判定する（０１
０）。図７は本発明の一実施例に係わる車載ビーコン受
信機のブロック図である。本実施例は、図１に示す一実
施例に比べて異なる点は、データ処理部６にて受信デー
タのフレーム受信率を算出し、受信率の値に従い、電界
レベルのしきい値を設定することである。この実施例で
は、電界レベル検出部が必要ないため回路の簡略化が可
能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、路側ビーコンから送信
されるＡＭ変調成分が同相か逆相かを判定する際に、判
定の基準を受信電界検出レベルの強弱にあわせ変えるた
め、弱電界受信時のＡＭ変調成分判定時にマルチパスフ
ェージングによる電界変動による誤検出の回避，安定し
た中電界受信時の路側ビーコン直下位置の高精度化が可
能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係わる車載ビーコン受信
機のブロック構成図である。

【図２】電界検出レベルのしきい値の設定の説明図であ
る。

【図３】電界検出レベルが弱い時のしきい値の設定の説
明図である。

【図４】位相反転検出を行うサンプリングの説明図であ
る。

【図５】受信，位相反転検出の処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図６】電界検出レベルにより位相反転検出の処理を変
える手順を示すフローチャートである。

【図７】本発明の第二実施例に係わる車載ビーコン受信
機のブロック構成図である。

【符号の説明】

１…アンテナ、２…ダウンコンバータ、３…データ復調
部、４…ＡＭ復調部、５…電界レベル検出部、６…デー
タ処理部、７…位置検出判定部、８…ナビゲーション装
置、９…車載ビーコン受信機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 光秀 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 木村 英史 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 布施 智靖 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 大谷 秀弘 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 海老沢 真 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】路側に設置されたビーコンから発信される
   情報信号を受信し、該情報信号中のＡＭ変調成分の位相
   を所定周期でサンプリングし、サンプリングの結果、Ａ
   Ｍ変調成分の正相が多い場合、前記情報信号中のＧＭＳ
   Ｋ変調成分に含まれる情報を車載の表示装置に表示する
   車載ビーコン受信機において、受信電界レベルが基準電
   界レベルより高い場合と、低い場合とで、ＡＭ変調成分
   のサンプリング回数を異ならしめることを特徴とする車
   載ビーコン受信機。
2. 【請求項２】受信電界レベルの替わりに受信データのフ
   レーム受信率をもってＡＭ変調成分のサンプリング条件
   を異ならしめる請求項１または２記載の車載ビーコン受
   信機。
3. 【請求項３】人工衛星からの信号を受信して車両の現在
   位置を求め、予め記憶装置に格納された地図情報に現在
   位置を重ねて表示する車載ナビゲーションシステムにお
   いて、請求項１〜３のいずれかに記載の車載ビーコン受
   信機と、該車載ビーコン受信機が検出したビーコン位置
   で前記現在位置を校正する手段とを備えることを特徴と
   する車載ナビゲーションシステム。