JPH11353579A - 道路上における車両の位置を決定するシステムおよびその方法 - Google Patents
道路上における車両の位置を決定するシステムおよびその方法Info
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- JPH11353579A JPH11353579A JP10252424A JP25242498A JPH11353579A JP H11353579 A JPH11353579 A JP H11353579A JP 10252424 A JP10252424 A JP 10252424A JP 25242498 A JP25242498 A JP 25242498A JP H11353579 A JPH11353579 A JP H11353579A
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
- G01S13/876—Combination of several spaced transponders or reflectors of known location for determining the position of a receiver
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/87—Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves
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- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
- G08G1/017—Detecting movement of traffic to be counted or controlled identifying vehicles
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Traffic Control Systems (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＧＰＳシステムを用いた従来のシステムは、
信号が届かない範囲では使用できず、また磁性釘を用い
るため、道路整備の困難さが伴っていた。 【解決手段】 車両が生成した質問信号を未知の角度で
トランスポンダに送信する工程と、質問信号に対応して
返信される応答信号を受信する工程と、質問信号の送信
時間と、各応答信号の受信時間との時間差を測定する工
程と、時間差に基づき、車両とトランスポンダとの間の
距離を求める工程と、車両とトランスポンダとの間の距
離、および、トランスポンダの位置に基づいて、三角測
量法を用いて道路上における車両の位置を決定する工程
により、車両の位置を決定する。
信号が届かない範囲では使用できず、また磁性釘を用い
るため、道路整備の困難さが伴っていた。 【解決手段】 車両が生成した質問信号を未知の角度で
トランスポンダに送信する工程と、質問信号に対応して
返信される応答信号を受信する工程と、質問信号の送信
時間と、各応答信号の受信時間との時間差を測定する工
程と、時間差に基づき、車両とトランスポンダとの間の
距離を求める工程と、車両とトランスポンダとの間の距
離、および、トランスポンダの位置に基づいて、三角測
量法を用いて道路上における車両の位置を決定する工程
により、車両の位置を決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ハイウェイにお
ける車両の位置を決定するためのシステムおよび方法に
関するものである。この発明に係るシステムおよび方法
は、さらに、いわゆるインテリジェント輸送システムと
車両との間においてコミュニケーションリンクを同時に
提供しながら、ハイウェイ上における車両の位置を決定
するシステムおよび方法に関するものである。
ける車両の位置を決定するためのシステムおよび方法に
関するものである。この発明に係るシステムおよび方法
は、さらに、いわゆるインテリジェント輸送システムと
車両との間においてコミュニケーションリンクを同時に
提供しながら、ハイウェイ上における車両の位置を決定
するシステムおよび方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ハイウェイに関する問題が、渋滞および
安全面の両方の観点から増加していることに対する認識
は、全世界にわたって高まってきている。この問題に対
する１つの解決方法は、ハイウェイ上における渋滞が減
少されるくらいに、ハイウェイの数を大幅に増やすこと
である。しかしながら、新たにハイウェイを建設するた
めにはかなりの支出が必要であり、また、このような新
たなハイウェイは、これらのハイウェイを支えるための
土地の比率の増加を招き、社会的な土地利用効率の悪化
を招く。さらに、密集している地域では、スペースがな
いため、新たにハイウェイを建設する現実的な見込みが
ほとんどない。従って、現在のハイウェイの効率をより
良くする必要がある。
安全面の両方の観点から増加していることに対する認識
は、全世界にわたって高まってきている。この問題に対
する１つの解決方法は、ハイウェイ上における渋滞が減
少されるくらいに、ハイウェイの数を大幅に増やすこと
である。しかしながら、新たにハイウェイを建設するた
めにはかなりの支出が必要であり、また、このような新
たなハイウェイは、これらのハイウェイを支えるための
土地の比率の増加を招き、社会的な土地利用効率の悪化
を招く。さらに、密集している地域では、スペースがな
いため、新たにハイウェイを建設する現実的な見込みが
ほとんどない。従って、現在のハイウェイの効率をより
良くする必要がある。
【０００３】インテリジェントハイウェイシステムを発
展させるために、ハイウェイの高度の安全性と高効率化
を達成するためのいくつもの提案がなされている。この
ようなインテリジェントハイウェイシステムにおける１
つの提案は、ハイウェイに沿って各車両の位置を自動的
に監視し、制御することにより、ハイウェイの安全性を
高めるために、車間距離や制動力を制御することを可能
にすると共に、各運転者が運転する際に必要な車間距離
を縮めている。
展させるために、ハイウェイの高度の安全性と高効率化
を達成するためのいくつもの提案がなされている。この
ようなインテリジェントハイウェイシステムにおける１
つの提案は、ハイウェイに沿って各車両の位置を自動的
に監視し、制御することにより、ハイウェイの安全性を
高めるために、車間距離や制動力を制御することを可能
にすると共に、各運転者が運転する際に必要な車間距離
を縮めている。
【０００４】このような自動ハイウェイシステムにおい
ては、道路および／または各車両が、路上における車両
の道路の進行方向（長さ方向）および横方向（幅方向）
の位置を検出することが望ましい。さらに、このような
システムにおいて、自動化されたレーンの追跡が行われ
る場合もある。このように自動化されたハイウェイシス
テムにおいて、さらに各車両および各運転者に対して、
ハイウェイ独自の様々な情報が提供されることが望まし
い。例えば、各運転者に、渋滞情報や規制情報と共に、
方向案内や駐車情報が提供されることが望ましい。
ては、道路および／または各車両が、路上における車両
の道路の進行方向（長さ方向）および横方向（幅方向）
の位置を検出することが望ましい。さらに、このような
システムにおいて、自動化されたレーンの追跡が行われ
る場合もある。このように自動化されたハイウェイシス
テムにおいて、さらに各車両および各運転者に対して、
ハイウェイ独自の様々な情報が提供されることが望まし
い。例えば、各運転者に、渋滞情報や規制情報と共に、
方向案内や駐車情報が提供されることが望ましい。
【０００５】このようなインテリジェント輸送システム
の付加的な優位点は、ハイウェイによる各車両の相互制
御を通じて、より少ない加速とブレーキ入力で済むよう
になり、交通の流れにおける停止および発進の量を減少
させることができることに加え、燃料消費を減少させて
有害物の削減を図ることができることである。このよう
な自動化されたハイウェイシステムは、例えば、日本の
建設省の政策の下に、日産自動車株式会社によって研究
が行われている。このシステムでは、道路の中央に埋め
込まれた磁性釘を用い、磁性釘に対する車両の相対位置
を決定し、車両が磁性釘上の中央に位置するように車両
の位置を制御するために、車載磁性釘センサによって検
出することにより、道路に沿って、車両の横方向の位置
を決定している。
の付加的な優位点は、ハイウェイによる各車両の相互制
御を通じて、より少ない加速とブレーキ入力で済むよう
になり、交通の流れにおける停止および発進の量を減少
させることができることに加え、燃料消費を減少させて
有害物の削減を図ることができることである。このよう
な自動化されたハイウェイシステムは、例えば、日本の
建設省の政策の下に、日産自動車株式会社によって研究
が行われている。このシステムでは、道路の中央に埋め
込まれた磁性釘を用い、磁性釘に対する車両の相対位置
を決定し、車両が磁性釘上の中央に位置するように車両
の位置を制御するために、車載磁性釘センサによって検
出することにより、道路に沿って、車両の横方向の位置
を決定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】磁性釘を用いた横方向
位置測定システムにおける磁性釘は、どこにでも設置す
ることができるという優位点を持つ。しかしながら、こ
のような磁性釘を検出する能力は、激しく劣化しやす
く、また、天候にも影響され易い。例えば、吹雪の場合
は、横方向位置測定システムは使いものにならない。さ
らに、このような磁性釘を用いることは、道路整備の複
雑さを増大させる。例えば、埋め込まれた磁性釘が存在
するときには、路面を再舗装することは大変困難なもの
となる。
位置測定システムにおける磁性釘は、どこにでも設置す
ることができるという優位点を持つ。しかしながら、こ
のような磁性釘を検出する能力は、激しく劣化しやす
く、また、天候にも影響され易い。例えば、吹雪の場合
は、横方向位置測定システムは使いものにならない。さ
らに、このような磁性釘を用いることは、道路整備の複
雑さを増大させる。例えば、埋め込まれた磁性釘が存在
するときには、路面を再舗装することは大変困難なもの
となる。
【０００７】上述したシステムにおいて、道路に沿った
車両の位置は、グローバルポジショニングサテライトシ
ステム（ＧＰＳ）を用いることによって決定することが
できる。各車両はＧＰＳ信号を受信し、解読することに
より、自車両の位置決めを行う。このようなＧＰＳに記
憶されている位置は、移動中の車両の位置をリアルタイ
ムで演算するために、速度、加速度およびヨーレートを
測定する車載センサによって完全なものとなる。このよ
うな移動ＧＰＳシステムにおいて、道路の進行方向にお
ける車両の正確な位置の求め方は発展したが、ＧＰＳ信
号は、木や橋の下、またはトンネル内では使用すること
ができず、それ故、システムの有効性が制限されてい
た。
車両の位置は、グローバルポジショニングサテライトシ
ステム（ＧＰＳ）を用いることによって決定することが
できる。各車両はＧＰＳ信号を受信し、解読することに
より、自車両の位置決めを行う。このようなＧＰＳに記
憶されている位置は、移動中の車両の位置をリアルタイ
ムで演算するために、速度、加速度およびヨーレートを
測定する車載センサによって完全なものとなる。このよ
うな移動ＧＰＳシステムにおいて、道路の進行方向にお
ける車両の正確な位置の求め方は発展したが、ＧＰＳ信
号は、木や橋の下、またはトンネル内では使用すること
ができず、それ故、システムの有効性が制限されてい
た。
【０００８】上述したシステムは、さらに、路面と車両
との間における通信システムを備えており、このような
システムは、路肩に沿って埋め込まれたリーケッジ同軸
ケーブル(leakage coaxial cable)と通信を行うための
車載アンテナを備えている。しかしながら、この通信シ
ステムは、上述のシステムとは別個に埋め込む必要があ
り、結果的に高価なものとなっていた。
との間における通信システムを備えており、このような
システムは、路肩に沿って埋め込まれたリーケッジ同軸
ケーブル(leakage coaxial cable)と通信を行うための
車載アンテナを備えている。しかしながら、この通信シ
ステムは、上述のシステムとは別個に埋め込む必要があ
り、結果的に高価なものとなっていた。
【０００９】従って、この発明は、上述のような課題を
解決するためになわれたものであり、公知の自動ハイウ
ェイシステムにおける課題を克服することを目的とする
ものである。
解決するためになわれたものであり、公知の自動ハイウ
ェイシステムにおける課題を克服することを目的とする
ものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】車両の位置に関して、こ
の発明に係るシステムは、車載送信機を備えており、こ
の車載送信機は、トランスポンダやデータステーション
に車両の識別信号を定期的に送信する。このようなトラ
ンスポンダやデータステーションは、路面と同じ高さに
設置され、それぞれの位置データを備えている。信号
は、光波、ラジオ波や音波によって送信すればよい。
の発明に係るシステムは、車載送信機を備えており、こ
の車載送信機は、トランスポンダやデータステーション
に車両の識別信号を定期的に送信する。このようなトラ
ンスポンダやデータステーションは、路面と同じ高さに
設置され、それぞれの位置データを備えている。信号
は、光波、ラジオ波や音波によって送信すればよい。
【００１１】好適な一つの実施形態では、トランスポン
ダは、支柱や、道路に沿って設けられている構造物、例
えば、ハイウェイのガードレールやトンネル、ハイウェ
イや建造物の壁面等に設けられていてもよい。トランス
ポンダを設置するために上述のような構造体を用いるこ
とには、いくつもの優位点がある。設置されたトランス
ポンダの表面は、例えば雪、みぞれ、雨等の悪天候によ
る横方向位置測定の劣化を受けにくくなる。降雨は、ト
ランスポンダと車両との間の通信経路を遮るよりも路面
や路面に埋め込まれた磁性釘を被い易い。従って、路面
に埋め込んで設置された磁性センサと比較すると、上述
のように道路脇に設置されたトランスポンダを用いた信
頼性のある正確な位置測定は、天候に影響されにくいも
のである。
ダは、支柱や、道路に沿って設けられている構造物、例
えば、ハイウェイのガードレールやトンネル、ハイウェ
イや建造物の壁面等に設けられていてもよい。トランス
ポンダを設置するために上述のような構造体を用いるこ
とには、いくつもの優位点がある。設置されたトランス
ポンダの表面は、例えば雪、みぞれ、雨等の悪天候によ
る横方向位置測定の劣化を受けにくくなる。降雨は、ト
ランスポンダと車両との間の通信経路を遮るよりも路面
や路面に埋め込まれた磁性釘を被い易い。従って、路面
に埋め込んで設置された磁性センサと比較すると、上述
のように道路脇に設置されたトランスポンダを用いた信
頼性のある正確な位置測定は、天候に影響されにくいも
のである。
【００１２】道路の進行方向に等間隔で設置されたトラ
ンスポンダは、車両が有する質問信号に対して応答可能
であり、車両の位置を示す応答信号または情報信号を生
成する。各トランスポンダは、いかなる角度からも質問
信号を受信することができ、これとは違う角度で車両に
対して応答信号を送り返す。トランスポンダは、遅延回
路を備えていてもよく、遅延回路は、質問信号を受信し
てから、応答信号を返信する間に遅延時間を挿入する。
トランスポンダを用いたこのようなシステムは、公知の
移動ＧＰＳシステムに比べて重大な優位点を備えてい
る。第１に、そのようなシステムは、トンネル内やその
他のＧＰＳ信号の受信がおぼつかない場所において、道
路脇に設置されたトランスポンダを備えている。第２
に、質問信号およびトランスポンダからの応答信号は、
これらの間においてメッセージを用いて行われる通信に
も用いられる。
ンスポンダは、車両が有する質問信号に対して応答可能
であり、車両の位置を示す応答信号または情報信号を生
成する。各トランスポンダは、いかなる角度からも質問
信号を受信することができ、これとは違う角度で車両に
対して応答信号を送り返す。トランスポンダは、遅延回
路を備えていてもよく、遅延回路は、質問信号を受信し
てから、応答信号を返信する間に遅延時間を挿入する。
トランスポンダを用いたこのようなシステムは、公知の
移動ＧＰＳシステムに比べて重大な優位点を備えてい
る。第１に、そのようなシステムは、トンネル内やその
他のＧＰＳ信号の受信がおぼつかない場所において、道
路脇に設置されたトランスポンダを備えている。第２
に、質問信号およびトランスポンダからの応答信号は、
これらの間においてメッセージを用いて行われる通信に
も用いられる。
【００１３】更なる優位点は、スペクトル拡散ＰＲＮ(P
seudo-random noise)コードを含んだ車両から送信され
る質問信号を用いることによって得られるものである。
このようなスペクトル拡散ＰＲＮコードは、実際に独特
のものであり、最初の車両からの送信信号の反射波が２
番目の車両に受信されるリスクを効果的に排除してい
る。複数の信号は、たとえばＡＭ、ＰＭ、ＦＭ信号など
のアナログ信号またはディジタル信号によって変調され
る。ディジタル信号変調の例としては、振幅変位電鍵操
作(ASK : Amplitude Shift Keying)、位相変位電鍵操作
(PSK : Phase Shift Keying)や周波数変位電鍵操作(FSK
: Frequency Shift Keying)がある。
seudo-random noise)コードを含んだ車両から送信され
る質問信号を用いることによって得られるものである。
このようなスペクトル拡散ＰＲＮコードは、実際に独特
のものであり、最初の車両からの送信信号の反射波が２
番目の車両に受信されるリスクを効果的に排除してい
る。複数の信号は、たとえばＡＭ、ＰＭ、ＦＭ信号など
のアナログ信号またはディジタル信号によって変調され
る。ディジタル信号変調の例としては、振幅変位電鍵操
作(ASK : Amplitude Shift Keying)、位相変位電鍵操作
(PSK : Phase Shift Keying)や周波数変位電鍵操作(FSK
: Frequency Shift Keying)がある。
【００１４】また、更なる優位点は、２番目の車両を識
別する信号を同一のトランスポンダあるいは隣接するト
ランスポンダに送信する送信機を用いることにより得ら
れるものである。信号を受信したトランスポンダは、応
答信号を車両に返信する。三角測量法および付加的な信
号から得られる情報によって、正確な車両の位置を決定
できるので、付加的な信号は、一組の質問信号および応
答信号を用いたシステムに対して優位点を提供すること
ができる。上述の通信方法によれば、いかなる既知ある
いは未知の角度における目標トランスポンダまたは車両
に対しても通信可能である。
別する信号を同一のトランスポンダあるいは隣接するト
ランスポンダに送信する送信機を用いることにより得ら
れるものである。信号を受信したトランスポンダは、応
答信号を車両に返信する。三角測量法および付加的な信
号から得られる情報によって、正確な車両の位置を決定
できるので、付加的な信号は、一組の質問信号および応
答信号を用いたシステムに対して優位点を提供すること
ができる。上述の通信方法によれば、いかなる既知ある
いは未知の角度における目標トランスポンダまたは車両
に対しても通信可能である。
【００１５】この発明の車両の位置を決定するシステム
は、道路脇に設置された同一の幹線施設を用いて、車両
および道路システムの利益のために、車両の位置を正確
に決定し、付加的なメッセージの通信を可能とする。従
って、この発明のシステムは、従来の技術に比べて本質
的に改善されている。
は、道路脇に設置された同一の幹線施設を用いて、車両
および道路システムの利益のために、車両の位置を正確
に決定し、付加的なメッセージの通信を可能とする。従
って、この発明のシステムは、従来の技術に比べて本質
的に改善されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】特許請求の範囲に記載した発明の
例示的な実施の形態は、以下に記す好適な実施の形態に
よってよりよく理解できるものである。また、図におい
て、同一あるいは相当する構成要素には同一の番号を付
してある。
例示的な実施の形態は、以下に記す好適な実施の形態に
よってよりよく理解できるものである。また、図におい
て、同一あるいは相当する構成要素には同一の番号を付
してある。
【００１７】実施の形態１．図１は、実施の形態１に係
る車載システムを示す図である。実施の形態１では、こ
の発明のシステムは、車両４に搭載された車載システム
１０（図４参照）を備えており、光信号または電気信号
を未知の角度で送信パスＴに沿ってデータステーション
としてのトランスポンダ４４に送信し、データステーシ
ョンとしてのトランスポンダ４４が応答信号を受信する
と、光信号または電気信号である応答信号を返信パスＲ
に沿って車載システム１０に返信する。送信してから返
信するまでの間の遅延時間を演算することにより、車載
システム１０とトランスポンダの間の距離を簡単に突き
止めることができる。さらに、公知の三角測量法を用い
ることにより、以下で説明するように、道路上の車両の
実際の位置を簡単に突き止めることができる。トランス
ポンダ４４から返信された信号の送信と返信に関するこ
の簡単な原理は、実際の環境下で使用するのは困難であ
る。
る車載システムを示す図である。実施の形態１では、こ
の発明のシステムは、車両４に搭載された車載システム
１０（図４参照）を備えており、光信号または電気信号
を未知の角度で送信パスＴに沿ってデータステーション
としてのトランスポンダ４４に送信し、データステーシ
ョンとしてのトランスポンダ４４が応答信号を受信する
と、光信号または電気信号である応答信号を返信パスＲ
に沿って車載システム１０に返信する。送信してから返
信するまでの間の遅延時間を演算することにより、車載
システム１０とトランスポンダの間の距離を簡単に突き
止めることができる。さらに、公知の三角測量法を用い
ることにより、以下で説明するように、道路上の車両の
実際の位置を簡単に突き止めることができる。トランス
ポンダ４４から返信された信号の送信と返信に関するこ
の簡単な原理は、実際の環境下で使用するのは困難であ
る。
【００１８】例えば、実際の道路において、複数の車両
が同一の道路をひっきりなしに走行している。従って、
車両が安全に道路を走行するためには、各車両に送信さ
れる信号がそれぞれ識別可能なものであることが必要で
ある。この発明が示唆することは、疑似ランダムＰＲ(p
seudo-random)ノイズまたはＰＮコードを用いているこ
とである。このコード形式は、ランダムな配列を有する
ため、ＰＮ信号の位相がコード形式の位相と一致してい
ない場合は相関性を示さないが、位相が一致すると高い
相関性を示す。
が同一の道路をひっきりなしに走行している。従って、
車両が安全に道路を走行するためには、各車両に送信さ
れる信号がそれぞれ識別可能なものであることが必要で
ある。この発明が示唆することは、疑似ランダムＰＲ(p
seudo-random)ノイズまたはＰＮコードを用いているこ
とである。このコード形式は、ランダムな配列を有する
ため、ＰＮ信号の位相がコード形式の位相と一致してい
ない場合は相関性を示さないが、位相が一致すると高い
相関性を示す。
【００１９】これらのコードは、線形帰還(linear feed
back)回路を有するシフトレジスタを用いることによ
り、典型的には公知の形式で生成される。この発明の好
適な一実施の形態において、ＰＮコードは、線形帰還回
路を有する７段シフトレジスタによって生成され、期間
Ｎ（Ｎ＝２７−１）を有するシーケンスが生成される。
車載システム１０は、公知の形式のＰＮ１コード生成器
１６を用いており、システムを搭載した車両に少なくと
も実質的に固有のＰＮコードを生成する。このＰＮコー
ドはデータを変調し、電／光変換器(electrical/optica
l converter)１２によって送信される。
back)回路を有するシフトレジスタを用いることによ
り、典型的には公知の形式で生成される。この発明の好
適な一実施の形態において、ＰＮコードは、線形帰還回
路を有する７段シフトレジスタによって生成され、期間
Ｎ（Ｎ＝２７−１）を有するシーケンスが生成される。
車載システム１０は、公知の形式のＰＮ１コード生成器
１６を用いており、システムを搭載した車両に少なくと
も実質的に固有のＰＮコードを生成する。このＰＮコー
ドはデータを変調し、電／光変換器(electrical/optica
l converter)１２によって送信される。
【００２０】光信号の場合は、この発明において生成さ
れ、送信される光波の強度は、ＰＮコードによって変調
されたデータによって直接的に変調される。例えば、論
理”１”は光を出力させるが、論理”０”は光を出力さ
せない。この発明は、他の波長を有する放射線を用いる
場合にも同様に適用できるものである。例えば、ミリ波
を用いる場合は、送信波はＰＮコードによって変調さ
れ、位相変位電鍵操作（ＰＳＫ : Phase Shift Keyin
g）を行うために、２つの位相、例えば、０°と１８０
°に交換されてもよい。
れ、送信される光波の強度は、ＰＮコードによって変調
されたデータによって直接的に変調される。例えば、論
理”１”は光を出力させるが、論理”０”は光を出力さ
せない。この発明は、他の波長を有する放射線を用いる
場合にも同様に適用できるものである。例えば、ミリ波
を用いる場合は、送信波はＰＮコードによって変調さ
れ、位相変位電鍵操作（ＰＳＫ : Phase Shift Keyin
g）を行うために、２つの位相、例えば、０°と１８０
°に交換されてもよい。
【００２１】図１に示す車載システムをより明確に説明
するために、まず説明の便宜のためだけに、トランスポ
ンダ４４が光／電信号を反射すると仮定する。従って、
送信パス(transmitted path)Ｔを送信された光信号は、
トランスポンダ４４で反射され、返信パス(received pa
th)Ｒを通じて再び車両に向かい、車載システム１０に
返信される。車載システム１０で受信された光信号は、
車載システム１０から送信されたＰＮコードを遅延させ
た形式で、受信装置としての光／電変換器１４に入力さ
れる。同期回路１８および同期ＰＮコード生成器２０
は、送信したＰＮコードと受信したＰＮコードとの位相
遅れを共同して決定する。
するために、まず説明の便宜のためだけに、トランスポ
ンダ４４が光／電信号を反射すると仮定する。従って、
送信パス(transmitted path)Ｔを送信された光信号は、
トランスポンダ４４で反射され、返信パス(received pa
th)Ｒを通じて再び車両に向かい、車載システム１０に
返信される。車載システム１０で受信された光信号は、
車載システム１０から送信されたＰＮコードを遅延させ
た形式で、受信装置としての光／電変換器１４に入力さ
れる。同期回路１８および同期ＰＮコード生成器２０
は、送信したＰＮコードと受信したＰＮコードとの位相
遅れを共同して決定する。
【００２２】同期回路１８は、受信した信号を同期のと
られたＰＮコードと比較する。この同期のとられたＰＮ
コードは、一例として、光信号を変調するために用いら
れるＰＮ１コード生成器１６によって生成されたＰＮコ
ードを選択的に遅延したものである。同期ＰＮ１コード
生成器２０は、同期をとるために、もともとＰＮ１コー
ド生成器１６によって生成されたＰＮコードに対する遅
延時間を、要求されるとおりの形式に削減または付加す
ることができる。例えば、同期ＰＮ１コード生成器２０
は、コード生成器１６によって生成されるＰＮコード
に、このＰＮコードと、返信パスＲを通じて受信したＰ
Ｎ変調信号と最大相関が求められるまで、１パルスまた
は１チップの遅延時間を一度に付加する。また、例えば
前世代のサンプルに基づいてだいたいの相関が分かって
いる場合は、同期ＰＮ１コード生成器２０は、位相相関
を表すＰＮコードの最大相関を検索するために、前世代
のサンプルから決定される位相遅れを選択的に増加また
は減少させる。
られたＰＮコードと比較する。この同期のとられたＰＮ
コードは、一例として、光信号を変調するために用いら
れるＰＮ１コード生成器１６によって生成されたＰＮコ
ードを選択的に遅延したものである。同期ＰＮ１コード
生成器２０は、同期をとるために、もともとＰＮ１コー
ド生成器１６によって生成されたＰＮコードに対する遅
延時間を、要求されるとおりの形式に削減または付加す
ることができる。例えば、同期ＰＮ１コード生成器２０
は、コード生成器１６によって生成されるＰＮコード
に、このＰＮコードと、返信パスＲを通じて受信したＰ
Ｎ変調信号と最大相関が求められるまで、１パルスまた
は１チップの遅延時間を一度に付加する。また、例えば
前世代のサンプルに基づいてだいたいの相関が分かって
いる場合は、同期ＰＮ１コード生成器２０は、位相相関
を表すＰＮコードの最大相関を検索するために、前世代
のサンプルから決定される位相遅れを選択的に増加また
は減少させる。
【００２３】例えば、一実施の形態においては、同期Ｐ
Ｎ１コード生成器２０は、最初の反射信号との相関が得
られるまで、ＰＮ１コード生成器１６によって生成され
たＰＮコードに選択的に遅延時間を付加する。従って、
同期ＰＮ１コード生成器２０によって生成されるＰＮコ
ードの位相は、遅延ロックループ(ＤＬＬ : Delay lock
loop)によって進められ、また、遅らされる。
Ｎ１コード生成器２０は、最初の反射信号との相関が得
られるまで、ＰＮ１コード生成器１６によって生成され
たＰＮコードに選択的に遅延時間を付加する。従って、
同期ＰＮ１コード生成器２０によって生成されるＰＮコ
ードの位相は、遅延ロックループ(ＤＬＬ : Delay lock
loop)によって進められ、また、遅らされる。
【００２４】同期ＰＮ１コード生成器２０の出力は、比
較カウンタ(simple comparison counter)を用いること
により、受信された反射光信号としての反射電磁信号と
比較される。この反射電磁信号は、送信機１２によって
送信された信号を受信機１４が受信したものである。例
えば、同期回路１８は、複数のビットシフトレジスタ(b
it shift register)の段(stage)を比較する比較器を備
える。これらのビットシフトレジスタには、受信した光
信号および同期ＰＮコードが保持されている。従って、
位相の同期がとれた場合、比較器または相関計(correla
tor)の出力は、最大相関を示し、送信されたＰＮコード
と受信されたＰＮコードとの位相遅れが分かるようにな
っている。
較カウンタ(simple comparison counter)を用いること
により、受信された反射光信号としての反射電磁信号と
比較される。この反射電磁信号は、送信機１２によって
送信された信号を受信機１４が受信したものである。例
えば、同期回路１８は、複数のビットシフトレジスタ(b
it shift register)の段(stage)を比較する比較器を備
える。これらのビットシフトレジスタには、受信した光
信号および同期ＰＮコードが保持されている。従って、
位相の同期がとれた場合、比較器または相関計(correla
tor)の出力は、最大相関を示し、送信されたＰＮコード
と受信されたＰＮコードとの位相遅れが分かるようにな
っている。
【００２５】同期ＰＮ１コード生成器２０から出力され
るＰＮコードの位相が分かると、遅延時間の測定および
横方向の距離計算が、遅延測定および距離計算回路２２
において行われ、同期ＰＮ１コード生成器２０から出力
された同期ＰＮコードと、ＰＮ１コード生成器１６によ
って最初に生成されたＰＮコードとの位相遅れが決定さ
れる。システムが実際に使用される際に、送信パスと返
信パスは、実際、実質的に平行であり、光信号としての
電磁信号の伝搬速度は既知の値であるから、光信号とし
ての電磁信号の伝搬距離は計算され得る。この距離の約
半分の距離が車載システム１０と目標トランスポンダ４
４の間の距離となる。従って、この発明のシステムが車
載システム１０を搭載する車両４と目標トランスポンダ
４４との間の距離を即座に計算することができるのは、
遅延測定および横方向距離計算回路２２が、トランスポ
ンダ４４内のＤＬＬと同一の周波数基準に保持されたＤ
ＬＬを有することによるものである。好適な実施の形態
において、目標トランスポンダ４４は、ハイウェイのガ
ードレール、支柱、壁、その他トランスポンダを地上で
保持できるように、正確に配置された構造体に設置され
ることが好ましい。
るＰＮコードの位相が分かると、遅延時間の測定および
横方向の距離計算が、遅延測定および距離計算回路２２
において行われ、同期ＰＮ１コード生成器２０から出力
された同期ＰＮコードと、ＰＮ１コード生成器１６によ
って最初に生成されたＰＮコードとの位相遅れが決定さ
れる。システムが実際に使用される際に、送信パスと返
信パスは、実際、実質的に平行であり、光信号としての
電磁信号の伝搬速度は既知の値であるから、光信号とし
ての電磁信号の伝搬距離は計算され得る。この距離の約
半分の距離が車載システム１０と目標トランスポンダ４
４の間の距離となる。従って、この発明のシステムが車
載システム１０を搭載する車両４と目標トランスポンダ
４４との間の距離を即座に計算することができるのは、
遅延測定および横方向距離計算回路２２が、トランスポ
ンダ４４内のＤＬＬと同一の周波数基準に保持されたＤ
ＬＬを有することによるものである。好適な実施の形態
において、目標トランスポンダ４４は、ハイウェイのガ
ードレール、支柱、壁、その他トランスポンダを地上で
保持できるように、正確に配置された構造体に設置され
ることが好ましい。
【００２６】図２および図３は、図１に示すこの発明の
実施の形態をさらに詳細に示す図であり、道路に等間隔
で設置されたトランスポンダ４４から車載システム１０
にデータを返信することができるように構成されてい
る。図２は、車載システム１０をも示す付加的な詳細図
である。好適な一実施の形態において、図２に示す車載
システム１０は、この発明に係る方法で、トランスポン
ダ４４に向けて光信号を送信するために、この発明によ
る赤外線ＬＥＤを使用している。赤外線ＬＥＤ３２は、
図２に示すクロック３８の制御の下に生成されるＰＮコ
ードを送信する電／光変換器である送信機１２の一部分
である。
実施の形態をさらに詳細に示す図であり、道路に等間隔
で設置されたトランスポンダ４４から車載システム１０
にデータを返信することができるように構成されてい
る。図２は、車載システム１０をも示す付加的な詳細図
である。好適な一実施の形態において、図２に示す車載
システム１０は、この発明に係る方法で、トランスポン
ダ４４に向けて光信号を送信するために、この発明によ
る赤外線ＬＥＤを使用している。赤外線ＬＥＤ３２は、
図２に示すクロック３８の制御の下に生成されるＰＮコ
ードを送信する電／光変換器である送信機１２の一部分
である。
【００２７】ＰＮコードに暗号化された光信号の反射波
は、受信機としての光／電変換器１４の一部である赤外
線光検出器３４に受信される。受信されたＰＮコード
は、図１を用いて既に説明した方式によって同期され、
距離測定は、遅延時間測定および横方向距離測定回路２
２による演算と同様の方法で、距離測定および位置決定
プロセッサ３６によって行われる。この距離測定および
位置決定プロセッサ３６は、遅延時間測定と横方向距離
測定を行うものであり、図１に示す遅延時間測定および
横方向距離測定回路２２と同様のものである。
は、受信機としての光／電変換器１４の一部である赤外
線光検出器３４に受信される。受信されたＰＮコード
は、図１を用いて既に説明した方式によって同期され、
距離測定は、遅延時間測定および横方向距離測定回路２
２による演算と同様の方法で、距離測定および位置決定
プロセッサ３６によって行われる。この距離測定および
位置決定プロセッサ３６は、遅延時間測定と横方向距離
測定を行うものであり、図１に示す遅延時間測定および
横方向距離測定回路２２と同様のものである。
【００２８】測定に際して、プロセッサ３６は、距離測
定およびトランスポンダ４４の既知の位置に基づいて、
三角測量法を用いて車両４の正確な位置を決定する。距
離測定および位置決定プロセッサ３６の出力は、ディス
プレイ４０に表示される。さらに、プロセッサ３６の出
力は、車載システム１０の出力としてステアリングシス
テム５０に供給される。ステアリングシステム５０は、
距離測定および位置決定プロセッサ３６の出力を一定に
保持するように車両のステアリングを調整し、車両４を
選択された車線２ａの中央に維持する。
定およびトランスポンダ４４の既知の位置に基づいて、
三角測量法を用いて車両４の正確な位置を決定する。距
離測定および位置決定プロセッサ３６の出力は、ディス
プレイ４０に表示される。さらに、プロセッサ３６の出
力は、車載システム１０の出力としてステアリングシス
テム５０に供給される。ステアリングシステム５０は、
距離測定および位置決定プロセッサ３６の出力を一定に
保持するように車両のステアリングを調整し、車両４を
選択された車線２ａの中央に維持する。
【００２９】この発明の他の側面としては、受信機とし
ての光／電変換器１４を用いた車両との間において、道
路に基づく情報の通信を行うことがある。図２を用いて
説明したように、複数のトランスポンダ４４は、道路２
に沿って一定間隔で設置されている。これら一定間隔で
設置された各トランスポンダは、電／光変換器１２の送
信機によって送信されたＰＮコードに変調された光信号
を受信することができる。この光信号は、トランスポン
ダの光検出器４８によって検出されたものである。ＰＮ
コードに変調された光信号を車載システムから受信する
と、道路に一定間隔で設置されたトランスポンダは、Ｐ
Ｎコードに変換されると共に、変換されたデータを含む
信号を生成する。ＰＮコード変調は、各データビット毎
に完全に繰り返し行われる。
ての光／電変換器１４を用いた車両との間において、道
路に基づく情報の通信を行うことがある。図２を用いて
説明したように、複数のトランスポンダ４４は、道路２
に沿って一定間隔で設置されている。これら一定間隔で
設置された各トランスポンダは、電／光変換器１２の送
信機によって送信されたＰＮコードに変調された光信号
を受信することができる。この光信号は、トランスポン
ダの光検出器４８によって検出されたものである。ＰＮ
コードに変調された光信号を車載システムから受信する
と、道路に一定間隔で設置されたトランスポンダは、Ｐ
Ｎコードに変換されると共に、変換されたデータを含む
信号を生成する。ＰＮコード変調は、各データビット毎
に完全に繰り返し行われる。
【００３０】トランスポンダから返信される信号は、ト
ランスポンダによって返信されたことを表すＰＮコード
を含んでおり、このＰＮコードは、トランスポンダマル
チプレクサ(multiplexer)によって、トランスポンダデ
ータ入力端５４に供給されたデータとマルチプレクス化
(multiplex：多重化)される。トランスポンダが発生し
た信号は、トランスポンダ赤外線ＬＥＤ４６から出力さ
れ、受信機としての車載システム１０の光／電変換器１
４によって受信される。トランスポンダ４４の出力は、
ＰＮコードＰＮ２および埋設されたデータメッセージを
含んでいる。
ランスポンダによって返信されたことを表すＰＮコード
を含んでおり、このＰＮコードは、トランスポンダマル
チプレクサ(multiplexer)によって、トランスポンダデ
ータ入力端５４に供給されたデータとマルチプレクス化
(multiplex：多重化)される。トランスポンダが発生し
た信号は、トランスポンダ赤外線ＬＥＤ４６から出力さ
れ、受信機としての車載システム１０の光／電変換器１
４によって受信される。トランスポンダ４４の出力は、
ＰＮコードＰＮ２および埋設されたデータメッセージを
含んでいる。
【００３１】好適な実施の形態において、ＰＮコードＰ
Ｎ２は、ＰＮ１コード生成器１６によって生成された何
らかの車両固有の識別コードを含んでいる。それ故、Ｐ
Ｎ２コード生成器５２のＰＮコードＰＮ２は、ＰＮ２シ
ンクロナイザおよびコード復調器４２に認識されてい
る。ＰＮコードＰＮ２が、トランスポンダ／車両毎に異
なっているのは、ＰＮコードＰＮ２は、各車両の固有の
１つの識別コードを含むようになっており、また、１つ
の識別コードは各トランスポンダの固有のものだからで
ある。コード復調器は、図１に示す回路におけるものと
同様に機能するものであり、車載システム１０によって
ＰＮ１を含む質問信号が送信されると、一定間隔で設置
された各トランスポンダ４４から返信されるＰＮ２コー
ドを認識する。
Ｎ２は、ＰＮ１コード生成器１６によって生成された何
らかの車両固有の識別コードを含んでいる。それ故、Ｐ
Ｎ２コード生成器５２のＰＮコードＰＮ２は、ＰＮ２シ
ンクロナイザおよびコード復調器４２に認識されてい
る。ＰＮコードＰＮ２が、トランスポンダ／車両毎に異
なっているのは、ＰＮコードＰＮ２は、各車両の固有の
１つの識別コードを含むようになっており、また、１つ
の識別コードは各トランスポンダの固有のものだからで
ある。コード復調器は、図１に示す回路におけるものと
同様に機能するものであり、車載システム１０によって
ＰＮ１を含む質問信号が送信されると、一定間隔で設置
された各トランスポンダ４４から返信されるＰＮ２コー
ドを認識する。
【００３２】好適な実施の形態におけるトランスポンダ
信号マルチプレクサ５６は、モジュロ２アッダ(modulo
2 adder)であり、高速合成データを生成するために、デ
ータに拡散スペクトルコードを付加する。それ故、トラ
ンスポンダ赤外線ＬＥＤ４６によって出力され、返信さ
れた光波の強度は、拡散スペクトルまたは高速合成デー
タによって直接的に変調される。車載システム１０は、
先に図１を用いて説明したように、ＰＮコードシンクロ
ナイザを用いており、認識されているＰＮ２コードを、
データが付加され、トランスポンダによって返信された
ＰＮ２コードに同期させる。そして、同期ＰＮ２コード
は、要求されるデータを取り戻すために、モジュロ２ア
ッダにおいて、受信した高速合成データに付加される。
信号マルチプレクサ５６は、モジュロ２アッダ(modulo
2 adder)であり、高速合成データを生成するために、デ
ータに拡散スペクトルコードを付加する。それ故、トラ
ンスポンダ赤外線ＬＥＤ４６によって出力され、返信さ
れた光波の強度は、拡散スペクトルまたは高速合成デー
タによって直接的に変調される。車載システム１０は、
先に図１を用いて説明したように、ＰＮコードシンクロ
ナイザを用いており、認識されているＰＮ２コードを、
データが付加され、トランスポンダによって返信された
ＰＮ２コードに同期させる。そして、同期ＰＮ２コード
は、要求されるデータを取り戻すために、モジュロ２ア
ッダにおいて、受信した高速合成データに付加される。
【００３３】さらに、各トランスポンダは固有のＩＤ信
号を備え、また、道路の進行方向におけるトランスポン
ダの位置を表すことが望ましい。この信号から、道路の
進行方向における車両の位置が決定される。例えば、各
トランスポンダをハイウェイの里程標としてもよく、こ
の場合、トランスポンダは里程標２７．１、２７．２等
に設置されることになる。各トランスポンダのＩＤは
（好ましくは送信時間のタイムスタンプとともに）返信
されるようになっているので、車両は、各トランスポン
ダを通過する度に自車両の位置を認識すると共に、それ
らのトランスポンダの間の位置を補間することができ
る。しかしながら、この発明のシステムおよび方法にお
いては、各トランスポンダ４４を通過する度に瞬時に車
両４の位置を決定し、より正確に車両の現在地を決定で
きることが望ましい。
号を備え、また、道路の進行方向におけるトランスポン
ダの位置を表すことが望ましい。この信号から、道路の
進行方向における車両の位置が決定される。例えば、各
トランスポンダをハイウェイの里程標としてもよく、こ
の場合、トランスポンダは里程標２７．１、２７．２等
に設置されることになる。各トランスポンダのＩＤは
（好ましくは送信時間のタイムスタンプとともに）返信
されるようになっているので、車両は、各トランスポン
ダを通過する度に自車両の位置を認識すると共に、それ
らのトランスポンダの間の位置を補間することができ
る。しかしながら、この発明のシステムおよび方法にお
いては、各トランスポンダ４４を通過する度に瞬時に車
両４の位置を決定し、より正確に車両の現在地を決定で
きることが望ましい。
【００３４】図３は、図２に示すこの発明におけるＰＮ
コードシンクロナイザおよびコード復調器４２を詳細に
示す図である。ＰＮコードシンクロナイザおよびコード
復調器４２は、ＰＮコードシンクロナイザ８２、ＰＮコ
ード生成器８４およびデータモジュロ２アッダ８６を備
える。ＰＮ２コードシンクロナイザ８２は、ＰＮ１コー
ドシンクロナイザ２０と同様の動作により、ＰＮ２コー
ド生成器８４によって生成されるＰＮコードにＰＮ２コ
ードを同期させる。また、モジュロ２アッダ８６は、変
調されたデータに同期ＰＮ２コードを付加して、要求さ
れるデータを抽出する。そこから出力されるデータは、
要求されるあらゆる形式に用いられる。例えば、これ
は、ハイウェイ地図データ、交通状況データ、ＧＰＳに
よる一データ、その他トランスポンダ４４から車両４に
返信するために考え得る好ましいあらゆる形式のデータ
であってもよい。
コードシンクロナイザおよびコード復調器４２を詳細に
示す図である。ＰＮコードシンクロナイザおよびコード
復調器４２は、ＰＮコードシンクロナイザ８２、ＰＮコ
ード生成器８４およびデータモジュロ２アッダ８６を備
える。ＰＮ２コードシンクロナイザ８２は、ＰＮ１コー
ドシンクロナイザ２０と同様の動作により、ＰＮ２コー
ド生成器８４によって生成されるＰＮコードにＰＮ２コ
ードを同期させる。また、モジュロ２アッダ８６は、変
調されたデータに同期ＰＮ２コードを付加して、要求さ
れるデータを抽出する。そこから出力されるデータは、
要求されるあらゆる形式に用いられる。例えば、これ
は、ハイウェイ地図データ、交通状況データ、ＧＰＳに
よる一データ、その他トランスポンダ４４から車両４に
返信するために考え得る好ましいあらゆる形式のデータ
であってもよい。
【００３５】図４は、この発明に係るシステムのさらに
他の形態を詳細に示す図である。図１に示す車載システ
ム１０の回路は、車載光送受信部６０および車載信号処
理部７０に分けられる。車載システム１０の光送受信部
６０は、ＬＥＤドライバ６４によって駆動される赤外線
ＬＥＤ３２を備える。車載システムの光送受信部の受信
機としての光／電変換器部は、赤外光検出器３４を備え
る。赤外光検出器３４の出力は、増幅器６６で増幅さ
れ、車載システムの受信比較器６８によって閾値との比
較が行われる。受信比較器６８は、応答信号を閾値と比
較し、検出したディジタルパルスのエッジを方形波成形
する。
他の形態を詳細に示す図である。図１に示す車載システ
ム１０の回路は、車載光送受信部６０および車載信号処
理部７０に分けられる。車載システム１０の光送受信部
６０は、ＬＥＤドライバ６４によって駆動される赤外線
ＬＥＤ３２を備える。車載システムの光送受信部の受信
機としての光／電変換器部は、赤外光検出器３４を備え
る。赤外光検出器３４の出力は、増幅器６６で増幅さ
れ、車載システムの受信比較器６８によって閾値との比
較が行われる。受信比較器６８は、応答信号を閾値と比
較し、検出したディジタルパルスのエッジを方形波成形
する。
【００３６】比較器６８の出力は、車載システム１０の
信号処理部７０に供給される。図４の信号処理部７０
は、図１に示す同期ＰＮコード生成器２０および同期回
路１８をより詳細に示す図である。ローカルＰＮコード
生成器２０は、ＰＮ１コードを生成するものであり、Ｐ
Ｎコード生成器１６と同様のものである。しかし、ロー
カルＰＮコード生成器１６は、固定周波数クロック３８
によってクロックがかけられていなかったが、ローカル
ＰＮコード生成器２０は、電圧制御型発振器７８によっ
てクロックがかけられており、電圧制御型発振器７８
は、遅延ロック選択スイッチ７６の制御下において選択
される速度においてローカルＰＮコード生成器にクロッ
クをかけるものである。
信号処理部７０に供給される。図４の信号処理部７０
は、図１に示す同期ＰＮコード生成器２０および同期回
路１８をより詳細に示す図である。ローカルＰＮコード
生成器２０は、ＰＮ１コードを生成するものであり、Ｐ
Ｎコード生成器１６と同様のものである。しかし、ロー
カルＰＮコード生成器１６は、固定周波数クロック３８
によってクロックがかけられていなかったが、ローカル
ＰＮコード生成器２０は、電圧制御型発振器７８によっ
てクロックがかけられており、電圧制御型発振器７８
は、遅延ロック選択スイッチ７６の制御下において選択
される速度においてローカルＰＮコード生成器にクロッ
クをかけるものである。
【００３７】遅延ロック選択スイッチ７６は、電圧制御
型発振器７８の制御ターミナルをグラウンド(ground)と
遅延ロックループとの間で切り替えるものであり、同期
期間の間はグラウンドと接続するが、ローカルＰＮ２コ
ード生成器１６によって生成されたＰＮ２コードが比較
器６８から出力されたＰＮ１コードにロックされると、
遅延ロックループと接続する。ディジタル整合型フィル
タ(digital matched filter)は、第１レジスタにおいて
比較器６８の出力（トランスポンダから返信された信
号）を受信し、受信した出力と、第２レジスタ内に装填
されたローカルＰＮコード生成器２０によって生成され
たＰＮコード部とを比較する。２つのレジスタの複数の
ビットロケーション(bit locations)のそれぞれの内容
は、比較カウンタで比較され、比較カウンタは、ＰＮ１
コードとの間の相関度を表す出力を生成する。ローカル
ＰＮコード生成器１６の出力の一部を受信するレジスタ
の内容と、比較器の出力の一部を受信するレジスタの内
容とが実質的に一致すると、これら２つのレジスタの内
容を監視している比較カウンタは、ディジタル信号の整
合を表す高い相関値を生成する。
型発振器７８の制御ターミナルをグラウンド(ground)と
遅延ロックループとの間で切り替えるものであり、同期
期間の間はグラウンドと接続するが、ローカルＰＮ２コ
ード生成器１６によって生成されたＰＮ２コードが比較
器６８から出力されたＰＮ１コードにロックされると、
遅延ロックループと接続する。ディジタル整合型フィル
タ(digital matched filter)は、第１レジスタにおいて
比較器６８の出力（トランスポンダから返信された信
号）を受信し、受信した出力と、第２レジスタ内に装填
されたローカルＰＮコード生成器２０によって生成され
たＰＮコード部とを比較する。２つのレジスタの複数の
ビットロケーション(bit locations)のそれぞれの内容
は、比較カウンタで比較され、比較カウンタは、ＰＮ１
コードとの間の相関度を表す出力を生成する。ローカル
ＰＮコード生成器１６の出力の一部を受信するレジスタ
の内容と、比較器の出力の一部を受信するレジスタの内
容とが実質的に一致すると、これら２つのレジスタの内
容を監視している比較カウンタは、ディジタル信号の整
合を表す高い相関値を生成する。
【００３８】ディジタル整合フィルタによってディジタ
ル信号の整合が検出されると、ディジタル整合フィルタ
７２は、スイッチ７６の動作を制御し、遅延ロックルー
プ７４を電圧制御される生成器７８の制御入力端に接続
する。遅延ロックループ７４の動作は、この技術分野に
おける通常の知識を有する者にとって自明のものであ
り、公知の位相ロックループと実質的に同一のものであ
る。遅延ロックループ７４は、ディジタル整合フィルタ
７２のレジスタを通じて、比較器６８の出力を完全に反
復させるために要求される遅延時間を計算する。一度遅
延ロックが成立すると、小さな制御入力が電圧制御型発
振器７８に供給され、ローカルＰＮコードの生成速度を
変化させ、公知のような遅延整合（ある種の位相整合）
が図られる。
ル信号の整合が検出されると、ディジタル整合フィルタ
７２は、スイッチ７６の動作を制御し、遅延ロックルー
プ７４を電圧制御される生成器７８の制御入力端に接続
する。遅延ロックループ７４の動作は、この技術分野に
おける通常の知識を有する者にとって自明のものであ
り、公知の位相ロックループと実質的に同一のものであ
る。遅延ロックループ７４は、ディジタル整合フィルタ
７２のレジスタを通じて、比較器６８の出力を完全に反
復させるために要求される遅延時間を計算する。一度遅
延ロックが成立すると、小さな制御入力が電圧制御型発
振器７８に供給され、ローカルＰＮコードの生成速度を
変化させ、公知のような遅延整合（ある種の位相整合）
が図られる。
【００３９】一度遅延整合が成し遂げられると、ローカ
ルＰＮコード生成器２０によって生成されるローカルＰ
Ｎコード間の位相遅れは、ＰＮコード生成器１６によっ
て生成されるＰＮコードと比較され、２ｄで表される遅
延が達成される。図５は、この発明に係る車載システム
１０を搭載した車両４が道路に沿って移動する状況を示
す図である。図５において、車載システム１０は、送信
機１２および受信機１４を備えており、車両４は、道路
２の第１車線２ａおよび第２車線２ｂのうち、第１車線
２ａを所定距離２Ｌ走行している状況を示している。車
両４の送信機１２および受信機１４は、道路２に沿って
設けられたハイウェイガードレールに設置されたトラン
スポンダ４４と通信を行うものである。トランスポンダ
４４は、道路に沿って設けられたトンネルや道路壁等の
いかなる表面に設置されてもよい。トランスポンダ４４
の設置個所は、正確に認識されているものである。
ルＰＮコード生成器２０によって生成されるローカルＰ
Ｎコード間の位相遅れは、ＰＮコード生成器１６によっ
て生成されるＰＮコードと比較され、２ｄで表される遅
延が達成される。図５は、この発明に係る車載システム
１０を搭載した車両４が道路に沿って移動する状況を示
す図である。図５において、車載システム１０は、送信
機１２および受信機１４を備えており、車両４は、道路
２の第１車線２ａおよび第２車線２ｂのうち、第１車線
２ａを所定距離２Ｌ走行している状況を示している。車
両４の送信機１２および受信機１４は、道路２に沿って
設けられたハイウェイガードレールに設置されたトラン
スポンダ４４と通信を行うものである。トランスポンダ
４４は、道路に沿って設けられたトンネルや道路壁等の
いかなる表面に設置されてもよい。トランスポンダ４４
の設置個所は、正確に認識されているものである。
【００４０】図１に関して説明したように、送信機およ
び受信機は、一定間隔で設置された複数のトランスポン
ダ４４と通信を行うことができるものであり、これらの
トランスポンダは、道路に沿って、要求されるあらゆる
位置に設置されている。一定間隔で設置されたこれらの
トランスポンダ４４は、車両の送信機１２から送信され
た質問信号としての光信号または電気信号を受信し、こ
れに応えるべく、所定の情報を有する応答信号を返信す
る。
び受信機は、一定間隔で設置された複数のトランスポン
ダ４４と通信を行うことができるものであり、これらの
トランスポンダは、道路に沿って、要求されるあらゆる
位置に設置されている。一定間隔で設置されたこれらの
トランスポンダ４４は、車両の送信機１２から送信され
た質問信号としての光信号または電気信号を受信し、こ
れに応えるべく、所定の情報を有する応答信号を返信す
る。
【００４１】車両４は、１つのトランスポンダ４４ｊと
の通信で、２組の光信号および電気信号を送受信する。
即ち、第１車線２ａおよび第２車線２ｂを有する道路２
の第１車線２ａを車両４が所定の方向に２Ｌだけ走行す
る間に、車両４の送信機１２および受信機１４は、質問
信号としての光信号としての電磁信号を送信パスＴ１に
沿ってトランスポンダ４４ｊに送信し、トランスポンダ
４４ｊは応答信号としての光信号としての電磁信号を返
信パスＲ２に沿って受信機１４に返信する。既知の遅延
時間τ経過後、送信機１２は、第２の質問信号としての
光信号としての電磁信号を送信パスＴ２に沿って同一の
トランスポンダ４４ｊに送信し、トランスポンダ４４ｊ
は、応答信号としての光信号としての電磁信号を返信パ
スＲ２に沿って受信機１４に返信する。トランスポンダ
４４ｊから受信機１４に返信される第１および第２の応
答信号は、実質的に同一のものである。
の通信で、２組の光信号および電気信号を送受信する。
即ち、第１車線２ａおよび第２車線２ｂを有する道路２
の第１車線２ａを車両４が所定の方向に２Ｌだけ走行す
る間に、車両４の送信機１２および受信機１４は、質問
信号としての光信号としての電磁信号を送信パスＴ１に
沿ってトランスポンダ４４ｊに送信し、トランスポンダ
４４ｊは応答信号としての光信号としての電磁信号を返
信パスＲ２に沿って受信機１４に返信する。既知の遅延
時間τ経過後、送信機１２は、第２の質問信号としての
光信号としての電磁信号を送信パスＴ２に沿って同一の
トランスポンダ４４ｊに送信し、トランスポンダ４４ｊ
は、応答信号としての光信号としての電磁信号を返信パ
スＲ２に沿って受信機１４に返信する。トランスポンダ
４４ｊから受信機１４に返信される第１および第２の応
答信号は、実質的に同一のものである。
【００４２】システムを実際に現実の世界で使用する際
には、上述のように、送信パスおよび返信パスは実質的
に平行であるため、また、光信号としての電磁信号の伝
搬速度は既知の値であるため、光信号としての電磁信号
の伝搬距離は三角測量法によって求めることができる。
従って、時刻ｔ１における車載システム１０の送信機１
２およびトランスポンダ４４ｊの間の距離Ｌ１と、時刻
ｔ２における車載システム１０の送信機１２およびトラ
ンスポンダ４４ｊの間の距離Ｌ２とは、簡単に求めるこ
とができる。
には、上述のように、送信パスおよび返信パスは実質的
に平行であるため、また、光信号としての電磁信号の伝
搬速度は既知の値であるため、光信号としての電磁信号
の伝搬距離は三角測量法によって求めることができる。
従って、時刻ｔ１における車載システム１０の送信機１
２およびトランスポンダ４４ｊの間の距離Ｌ１と、時刻
ｔ２における車載システム１０の送信機１２およびトラ
ンスポンダ４４ｊの間の距離Ｌ２とは、簡単に求めるこ
とができる。
【００４３】加えて、第１信号および第２信号の送受信
に要する時間τは、既知の値であるため、車両４の速度
Ｖを求めることができ、さらに、車両４が２組の信号を
通信する間に走行する距離Ｌ３は、車速Ｖに時間τを掛
けることによって求めることができる。一度距離Ｌ１、
Ｌ２およびＬ３を計算すれば、トランスポンダ４４ｊの
位置は分かっているので、三角測量法を用いることによ
り、時刻Ｔ１、Ｔ２における車両の位置を決定すること
ができる。従って、道路２に沿って移動する車両４の位
置は、送信機１２および受信機１４とトランスポンダ４
４とのなす角度が分からなくても、この発明に係るシス
テムによって求めることができる。
に要する時間τは、既知の値であるため、車両４の速度
Ｖを求めることができ、さらに、車両４が２組の信号を
通信する間に走行する距離Ｌ３は、車速Ｖに時間τを掛
けることによって求めることができる。一度距離Ｌ１、
Ｌ２およびＬ３を計算すれば、トランスポンダ４４ｊの
位置は分かっているので、三角測量法を用いることによ
り、時刻Ｔ１、Ｔ２における車両の位置を決定すること
ができる。従って、道路２に沿って移動する車両４の位
置は、送信機１２および受信機１４とトランスポンダ４
４とのなす角度が分からなくても、この発明に係るシス
テムによって求めることができる。
【００４４】図６は、トランスポンダ４４が遅延時間τ
０を有する場合において、車両の位置を決定するための
三角測量法の一例を示す図である。遅延時間は、トラン
スポンダが移動中の車両に返信する応答信号を作成する
ために必要な時間と関係している。応答信号は、車両の
ＩＤとトランスポンダのＩＤを含んでいる。
０を有する場合において、車両の位置を決定するための
三角測量法の一例を示す図である。遅延時間は、トラン
スポンダが移動中の車両に返信する応答信号を作成する
ために必要な時間と関係している。応答信号は、車両の
ＩＤとトランスポンダのＩＤを含んでいる。
【００４５】図６において、パスＰに沿って移動中の車
両（図示せず）は、位置ａ１、ａ２において、光信号と
しての電磁信号を送信パスＴ１、Ｔ２に沿って送信す
る。トランスポンダ４４は、遅延時間τ０の後、返信パ
スＲ１、Ｒ２に沿って、応答信号を移動中の車両に向け
て返信する。応答信号は、パスＰに沿って移動中の車両
によって、位置ａ'１、ａ'２において受信される。トラ
ンスポンダ４４の位置と、２組の信号を通信する間に車
両が移動する距離Ｌ３は、既知の値であるため、通信中
の車両の位置を推定することができる。距離Ｌ１、Ｌ２
は、各組の送信信号および応答信号が伝搬する距離の約
半分であると推定できる。トランスポンダの既知の位置
を中心点として用いることにより、それぞれ半径Ｌ１、
Ｌ２の円を描くことができる。従って、パスＰの方向に
距離Ｌ３だけ隔てたそれぞれの円とパスＰとの交点
Ｉ１、Ｉ２は、トランスポンダ４４との通信におけるそ
れぞれの送信および返信の組に相当する。
両（図示せず）は、位置ａ１、ａ２において、光信号と
しての電磁信号を送信パスＴ１、Ｔ２に沿って送信す
る。トランスポンダ４４は、遅延時間τ０の後、返信パ
スＲ１、Ｒ２に沿って、応答信号を移動中の車両に向け
て返信する。応答信号は、パスＰに沿って移動中の車両
によって、位置ａ'１、ａ'２において受信される。トラ
ンスポンダ４４の位置と、２組の信号を通信する間に車
両が移動する距離Ｌ３は、既知の値であるため、通信中
の車両の位置を推定することができる。距離Ｌ１、Ｌ２
は、各組の送信信号および応答信号が伝搬する距離の約
半分であると推定できる。トランスポンダの既知の位置
を中心点として用いることにより、それぞれ半径Ｌ１、
Ｌ２の円を描くことができる。従って、パスＰの方向に
距離Ｌ３だけ隔てたそれぞれの円とパスＰとの交点
Ｉ１、Ｉ２は、トランスポンダ４４との通信におけるそ
れぞれの送信および返信の組に相当する。
【００４６】送信機１２が、質問信号として、１つの光
信号としての電磁信号のみしかトランスポンダ４４ｊに
送信しない場合は、長さ（距離）Ｌ２を決定することが
できる。第２質問信号に応答する代わりに、トランスポ
ンダ４４ｊは、第２応答信号を返信パスＲ１に沿って受
信機１４に返信する。言い換えれば、トランスポンダ４
４ｊは、１つの質問信号に対して２つの応答信号を送信
する。質問信号を受信すると、トランスポンダ４４ｊは
返信パスＲ１に沿って受信機１４に第１応答信号を返信
する。既知の遅延時間τの後、トランスポンダ４４
ｊは、返信パスＲ２に沿って受信機１４に第２応答信号
を返信する。トランスポンダ４４ｊから受信機１４に返
信される第１応答信号および第２応答信号は、実質的に
同一のものであるが、第２応答信号には、遅延時間τが
含まれている。距離Ｌ２は、質問信号を送信してから第
２応答信号を受信するまでの時間から遅延時間を減算し
た時間に、信号の伝搬速度を掛けて求まる距離から、距
離Ｌ１を減算することによって求めることができる。
信号としての電磁信号のみしかトランスポンダ４４ｊに
送信しない場合は、長さ（距離）Ｌ２を決定することが
できる。第２質問信号に応答する代わりに、トランスポ
ンダ４４ｊは、第２応答信号を返信パスＲ１に沿って受
信機１４に返信する。言い換えれば、トランスポンダ４
４ｊは、１つの質問信号に対して２つの応答信号を送信
する。質問信号を受信すると、トランスポンダ４４ｊは
返信パスＲ１に沿って受信機１４に第１応答信号を返信
する。既知の遅延時間τの後、トランスポンダ４４
ｊは、返信パスＲ２に沿って受信機１４に第２応答信号
を返信する。トランスポンダ４４ｊから受信機１４に返
信される第１応答信号および第２応答信号は、実質的に
同一のものであるが、第２応答信号には、遅延時間τが
含まれている。距離Ｌ２は、質問信号を送信してから第
２応答信号を受信するまでの時間から遅延時間を減算し
た時間に、信号の伝搬速度を掛けて求まる距離から、距
離Ｌ１を減算することによって求めることができる。
【００４７】時刻Ｔ１、Ｔ２における車両の位置を決定
するために、遅延時間τと、車両が距離Ｌ３を移動する
のに必要なトータルの時間とが分かっていなければなら
ないので、この方法で車両の位置を決定するためには、
付加的な演算工程を行うことが必要とされる。しかしな
がら、これらは重大な負担になることではなく、特に、
例えば、各トランスポンダが同一の遅延時間τを有する
ように設定されるだけである。上述した方法や、以下に
述べる方法における他の変換方法は、遅延時間τおよび
トータルの時間が分からなくても、行うことができると
いう利益をもたらすものである。
するために、遅延時間τと、車両が距離Ｌ３を移動する
のに必要なトータルの時間とが分かっていなければなら
ないので、この方法で車両の位置を決定するためには、
付加的な演算工程を行うことが必要とされる。しかしな
がら、これらは重大な負担になることではなく、特に、
例えば、各トランスポンダが同一の遅延時間τを有する
ように設定されるだけである。上述した方法や、以下に
述べる方法における他の変換方法は、遅延時間τおよび
トータルの時間が分からなくても、行うことができると
いう利益をもたらすものである。
【００４８】車両４の位置は、複数のトランスポンダか
ら返信される信号を演算することによっても求めること
ができる。図７は、送信機１２および受信機１４を備え
る車載システム１０を搭載した車両４が、道路２の第１
車線２ａを所定の距離２Ｌだけ移動する様子を図２およ
び図５と同様の形式で示す図である。しかしながら、車
両４の送信機１２および受信機１４は、自車両の位置を
正確に求めるために、同時に２つのトランスポンダ４４
ｉ、４４ｊと通信を行う。トランスポンダから返信され
る信号は、各トランスポンダ４４に固有の識別データを
含んでいるので、受信機１４は、トランスポンダ４
４ｉ、４４ｊからそれぞれ返信される信号を識別するこ
とができる。
ら返信される信号を演算することによっても求めること
ができる。図７は、送信機１２および受信機１４を備え
る車載システム１０を搭載した車両４が、道路２の第１
車線２ａを所定の距離２Ｌだけ移動する様子を図２およ
び図５と同様の形式で示す図である。しかしながら、車
両４の送信機１２および受信機１４は、自車両の位置を
正確に求めるために、同時に２つのトランスポンダ４４
ｉ、４４ｊと通信を行う。トランスポンダから返信され
る信号は、各トランスポンダ４４に固有の識別データを
含んでいるので、受信機１４は、トランスポンダ４
４ｉ、４４ｊからそれぞれ返信される信号を識別するこ
とができる。
【００４９】図７において、車載システム１０は、光信
号および電磁信号を送信パスＴ１、Ｔ２に沿って、両方
のトランスポンダ４４ｉ、４４ｊに同時に送信する。ト
ランスポンダ４４ｉ、４４ｊは送信信号（質問信号）を
受信し、応答信号を返信パスＲ１、Ｒ２に沿って受信機
１４に送り返す。トランスポンダ４４ｉ、４４ｊの位置
はあらかじめ分かっている。従って、トランスポンダ４
４ｉおよび４４ｊの間の距離も分かっている。既知の位
置および距離は、応答信号としての情報信号の一部とし
て、トランスポンダ４４から受信機１４に送り返され
る。以上のように、システムが実際に用いられる場合に
は、送信パスと返信パスが実質的に平行となるので、ま
た、光信号としての電磁信号の伝搬速度は公知の値であ
るため、車載システム１０とトランスポンダ４４ｉ、４
４ｊとの間の距離Ｌ１、Ｌ２は、光信号としての電磁信
号の伝搬距離の約半分の距離として計算することができ
る。車両４の位置は、以下で説明する三角測量法によっ
て決定することができる。まず、設置位置の分かってい
るトランスポンダ４４ｉを第１中心点として用い、半径
Ｌ１の円を描く。次に、設置位置の分かっているトラン
スポンダ４４ｊを第２中心点として用い、半径Ｌ２の円
を描く。車両４の位置は、道路と２つの円との交点とし
て求めることができる。従って、この発明に係るシステ
ムによれば、道路２上における車両４の正確な位置を即
座に求めることができる。
号および電磁信号を送信パスＴ１、Ｔ２に沿って、両方
のトランスポンダ４４ｉ、４４ｊに同時に送信する。ト
ランスポンダ４４ｉ、４４ｊは送信信号（質問信号）を
受信し、応答信号を返信パスＲ１、Ｒ２に沿って受信機
１４に送り返す。トランスポンダ４４ｉ、４４ｊの位置
はあらかじめ分かっている。従って、トランスポンダ４
４ｉおよび４４ｊの間の距離も分かっている。既知の位
置および距離は、応答信号としての情報信号の一部とし
て、トランスポンダ４４から受信機１４に送り返され
る。以上のように、システムが実際に用いられる場合に
は、送信パスと返信パスが実質的に平行となるので、ま
た、光信号としての電磁信号の伝搬速度は公知の値であ
るため、車載システム１０とトランスポンダ４４ｉ、４
４ｊとの間の距離Ｌ１、Ｌ２は、光信号としての電磁信
号の伝搬距離の約半分の距離として計算することができ
る。車両４の位置は、以下で説明する三角測量法によっ
て決定することができる。まず、設置位置の分かってい
るトランスポンダ４４ｉを第１中心点として用い、半径
Ｌ１の円を描く。次に、設置位置の分かっているトラン
スポンダ４４ｊを第２中心点として用い、半径Ｌ２の円
を描く。車両４の位置は、道路と２つの円との交点とし
て求めることができる。従って、この発明に係るシステ
ムによれば、道路２上における車両４の正確な位置を即
座に求めることができる。
【００５０】車両の位置は、トランスポンダが信号を送
受信する際の送信時間と受信時間との間に遅延時間が含
まれている場合においても同様にして求めることができ
る。上述したように、遅延時間は、トランスポンダ４４
が移動中の車両に返信するための応答信号を作成するた
めに必要な時間である。図８は、遅延時間τ０が存在す
る場合において、車両の位置を決定するための三角測量
法の一例を示す図である。
受信する際の送信時間と受信時間との間に遅延時間が含
まれている場合においても同様にして求めることができ
る。上述したように、遅延時間は、トランスポンダ４４
が移動中の車両に返信するための応答信号を作成するた
めに必要な時間である。図８は、遅延時間τ０が存在す
る場合において、車両の位置を決定するための三角測量
法の一例を示す図である。
【００５１】図８において、パスＰは車両の移動方向を
示しており、車両は、送信パスＴ１，Ｔ２に沿って２つ
の質問信号を同時に送信する。トランスポンダ４４ｉ、
４４ｊは、それぞれ質問信号を受信すると、a’に位置
する車両４（図示せず）に、それぞれの応答信号を返信
する。トランスポンダ４４ｉ、４４ｊの位置はあらかじ
め分かっている。また、距離Ｌ１，Ｌ２は、上述した図
６に関する方法によって求めることができる。従って、
信号を送受信する間にパスＰに沿って移動する車両は、
それぞれ半径Ｌ１，Ｌ２の円の交点Ｉとして求めること
ができる。
示しており、車両は、送信パスＴ１，Ｔ２に沿って２つ
の質問信号を同時に送信する。トランスポンダ４４ｉ、
４４ｊは、それぞれ質問信号を受信すると、a’に位置
する車両４（図示せず）に、それぞれの応答信号を返信
する。トランスポンダ４４ｉ、４４ｊの位置はあらかじ
め分かっている。また、距離Ｌ１，Ｌ２は、上述した図
６に関する方法によって求めることができる。従って、
信号を送受信する間にパスＰに沿って移動する車両は、
それぞれ半径Ｌ１，Ｌ２の円の交点Ｉとして求めること
ができる。
【００５２】図９は、この発明に係る位置決定システム
の好適な実施の形態における処理工程を表すフローチャ
ートの一例を示す図である。車載システム１０は、ま
ず、トランスポンダとの通信方法を決定する。即ち、シ
ステムが、複数のトランスポンダから返信されるデータ
を用いて三角測量法を行うのか、または、１つのトラン
スポンダから返信されるデータを用いて三角測量法を行
うのかを決定する。車両の位置を連続的に求めるため
に、この決定が必要となるのは、上述したように、シス
テムが異なる通信方法を行う必要があるからである。シ
ステムの状況や、周囲の状況や天候に基づいて通信方法
を切り替えることは、より有益なことである。例えば、
車両が工事中の区間を移動している場合には、工事機械
等に邪魔されるトランスポンダが生じるため、１つのト
ランスポンダを用いて三角測量法を行うことが有効的で
ある。このような状況において、２つのトランスポンダ
を同時に用いて三角測量法を行うことが困難となるの
は、２つのうちの一方が車両と通信できなくなる可能性
があるからである。従って、１つのトランスポンダとの
通信に基づいて三角測量法を行うことは、車両の位置決
めを正確に行うために、連続的に配設されたトランスポ
ンダとの通信が行えなくなる可能性のある場所におい
て、特に有効的である。それ故、この発明に係る車両の
位置を決定するシステムは、最も効果的に車両の位置を
決定することのできる通信方法に切り替えることができ
るようになっている。
の好適な実施の形態における処理工程を表すフローチャ
ートの一例を示す図である。車載システム１０は、ま
ず、トランスポンダとの通信方法を決定する。即ち、シ
ステムが、複数のトランスポンダから返信されるデータ
を用いて三角測量法を行うのか、または、１つのトラン
スポンダから返信されるデータを用いて三角測量法を行
うのかを決定する。車両の位置を連続的に求めるため
に、この決定が必要となるのは、上述したように、シス
テムが異なる通信方法を行う必要があるからである。シ
ステムの状況や、周囲の状況や天候に基づいて通信方法
を切り替えることは、より有益なことである。例えば、
車両が工事中の区間を移動している場合には、工事機械
等に邪魔されるトランスポンダが生じるため、１つのト
ランスポンダを用いて三角測量法を行うことが有効的で
ある。このような状況において、２つのトランスポンダ
を同時に用いて三角測量法を行うことが困難となるの
は、２つのうちの一方が車両と通信できなくなる可能性
があるからである。従って、１つのトランスポンダとの
通信に基づいて三角測量法を行うことは、車両の位置決
めを正確に行うために、連続的に配設されたトランスポ
ンダとの通信が行えなくなる可能性のある場所におい
て、特に有効的である。それ故、この発明に係る車両の
位置を決定するシステムは、最も効果的に車両の位置を
決定することのできる通信方法に切り替えることができ
るようになっている。
【００５３】例えば、図７に示すように、車載システム
１０が車両の次の位置を複数のトランスポンダを用いた
三角測量法によって決定しようとするときは、車載シス
テム１０は、光信号としての電磁信号を送信パスＴに沿
って複数のトランスポンダ４４に送信し、返信パスＲに
沿って複数の応答信号を複数のトランスポンダから受信
する。また、例えば、図５に示すように、車載システム
１０が１つのトランスポンダおよび反射板を用いた通信
によって車両の位置を決定しようとするときは、車載シ
ステム１０は送信パスＴ１に沿って１つの質問信号を送
信し、１つのトランスポンダから返信パスＲ１に沿って
１つの応答信号を受信する。
１０が車両の次の位置を複数のトランスポンダを用いた
三角測量法によって決定しようとするときは、車載シス
テム１０は、光信号としての電磁信号を送信パスＴに沿
って複数のトランスポンダ４４に送信し、返信パスＲに
沿って複数の応答信号を複数のトランスポンダから受信
する。また、例えば、図５に示すように、車載システム
１０が１つのトランスポンダおよび反射板を用いた通信
によって車両の位置を決定しようとするときは、車載シ
ステム１０は送信パスＴ１に沿って１つの質問信号を送
信し、１つのトランスポンダから返信パスＲ１に沿って
１つの応答信号を受信する。
【００５４】例えば、図５に示すように、車載システム
１０が１つのトランスポンダ４４との通信によって車両
の位置を決定しようとする場合は、車載システム１０
は、送信パスＴ１に沿って１つの質問信号をトランスポ
ンダ４４に送信し、返信パスＲ１に沿って１つの応答信
号をトランスポンダ４４から受信する。第２の質問信号
が必要な場合は、図５に示すように、車載システム１０
は、送信パスＴ２に沿って第２の質問信号を送信し、返
信パスＲ２に沿って第２の応答信号を受信する。しかし
ながら、トランスポンダ４４が第２の質問信号を必要と
していない場合は、所定の遅延時間の後に、トランスポ
ンダ４４は、遅延時間を表すデータと共に第１の応答信
号を返信パスＲ２に沿って受信機１４に返信する。この
遅延時間を用いる目的は、返信パスＲ１とＲ２を分離し
て、車載システム１０が第３の位置（受信機１４が再返
信される応答信号を受信する位置）において三角測量法
を行うことができるようにするためである。この場合、
他の２つの点は、トランスポンダ４４の第１応答信号を
受信する車両の位置となる。
１０が１つのトランスポンダ４４との通信によって車両
の位置を決定しようとする場合は、車載システム１０
は、送信パスＴ１に沿って１つの質問信号をトランスポ
ンダ４４に送信し、返信パスＲ１に沿って１つの応答信
号をトランスポンダ４４から受信する。第２の質問信号
が必要な場合は、図５に示すように、車載システム１０
は、送信パスＴ２に沿って第２の質問信号を送信し、返
信パスＲ２に沿って第２の応答信号を受信する。しかし
ながら、トランスポンダ４４が第２の質問信号を必要と
していない場合は、所定の遅延時間の後に、トランスポ
ンダ４４は、遅延時間を表すデータと共に第１の応答信
号を返信パスＲ２に沿って受信機１４に返信する。この
遅延時間を用いる目的は、返信パスＲ１とＲ２を分離し
て、車載システム１０が第３の位置（受信機１４が再返
信される応答信号を受信する位置）において三角測量法
を行うことができるようにするためである。この場合、
他の２つの点は、トランスポンダ４４の第１応答信号を
受信する車両の位置となる。
【００５５】所望の応答信号および／あるいは反射信号
を受信する際には、システムは、それぞれの信号の送信
時間と受信時間との時間差を測定する。そして、車載シ
ステム１０は、通信信号の伝搬距離を測定することによ
って、車両からトランスポンダ４４までの距離を決定す
る。車載システム１０は、車両の位置を決定するために
必要な他のデータ、例えば、トランスポンダ４４の位置
および道路２からの距離、相隣接するトランスポンダ４
４同士の間の距離、および、信号が送信および／あるい
は受信される間に車両が移動する距離等のデータをも獲
得する。このようにして得た位置や距離のデータに基づ
いて、車載システム１０は、道路２上における車両４の
位置を決定するために、三角測量法を用いることができ
る。
を受信する際には、システムは、それぞれの信号の送信
時間と受信時間との時間差を測定する。そして、車載シ
ステム１０は、通信信号の伝搬距離を測定することによ
って、車両からトランスポンダ４４までの距離を決定す
る。車載システム１０は、車両の位置を決定するために
必要な他のデータ、例えば、トランスポンダ４４の位置
および道路２からの距離、相隣接するトランスポンダ４
４同士の間の距離、および、信号が送信および／あるい
は受信される間に車両が移動する距離等のデータをも獲
得する。このようにして得た位置や距離のデータに基づ
いて、車載システム１０は、道路２上における車両４の
位置を決定するために、三角測量法を用いることができ
る。
【００５６】図１０および図１１は、車両およびトラン
スポンダのデータの一例を示す図である。車両データ
は、送信機１２によってトランスポンダ４４に送信さ
れ、トランスポンダのデータは、トランスポンダ４４か
ら受信機１４に返信される。図１０に示す車両のデータ
は、識別コード、車両の登録プレートの番号、車両の速
度、および、車両コードを含んでいる。車両コードは、
車両の機種、車両の進行方向、前輪の舵角、および、送
信機１２と受信機１４の搭載位置を備えることができ
る。図１１に示すトランスポンダのデータは、識別コー
ドおよびトランスポンダコードを含んでおり、トランス
ポンダコードは、処理速度、遅延時間、または、固有の
位置コードを含んでいる。
スポンダのデータの一例を示す図である。車両データ
は、送信機１２によってトランスポンダ４４に送信さ
れ、トランスポンダのデータは、トランスポンダ４４か
ら受信機１４に返信される。図１０に示す車両のデータ
は、識別コード、車両の登録プレートの番号、車両の速
度、および、車両コードを含んでいる。車両コードは、
車両の機種、車両の進行方向、前輪の舵角、および、送
信機１２と受信機１４の搭載位置を備えることができ
る。図１１に示すトランスポンダのデータは、識別コー
ドおよびトランスポンダコードを含んでおり、トランス
ポンダコードは、処理速度、遅延時間、または、固有の
位置コードを含んでいる。
【００５７】なお、上述の詳細な説明および添付の図面
は、本発明の内容をよりよく理解できるように例示した
ものにすぎず、本発明の内容はこれらの内容に限定され
るものではない。以上、この発明の内容について詳細に
記載し図示したが、これらはこの発明の実施形態の一例
にすぎず、この発明の内容は、これらの形態に限定され
るものではなく、この発明の精神および範囲は、特許請
求の範囲に記す発明内容によって定義されるものであ
る。
は、本発明の内容をよりよく理解できるように例示した
ものにすぎず、本発明の内容はこれらの内容に限定され
るものではない。以上、この発明の内容について詳細に
記載し図示したが、これらはこの発明の実施形態の一例
にすぎず、この発明の内容は、これらの形態に限定され
るものではなく、この発明の精神および範囲は、特許請
求の範囲に記す発明内容によって定義されるものであ
る。
【図１】 この発明の一実施の形態を概略的に示す図で
ある。
ある。
【図２】 道路に設置されたトランスポンダと通信を行
うための回路を含む車載システムを概略的に示す図であ
る。
うための回路を含む車載システムを概略的に示す図であ
る。
【図３】 図２に示すＰＮ２コードシンクロナイザおよ
びコード復調器４２の構成を詳細に示す図である。
びコード復調器４２の構成を詳細に示す図である。
【図４】 模範的な車載システムに用いられる赤外線送
信ＬＥＤ、光検出器および付加的な信号処理回路の詳細
を示す図である。
信ＬＥＤ、光検出器および付加的な信号処理回路の詳細
を示す図である。
【図５】 道路２を走行しながら道路トランスポンダ４
４と通信を行っている車両４を、２つの異なる時間につ
いて示す上面図である。
４と通信を行っている車両４を、２つの異なる時間につ
いて示す上面図である。
【図６】 ２つの時間における車両の位置から、車両の
位置を正確に決定するための三角測量法の一例を示す図
である。
位置を正確に決定するための三角測量法の一例を示す図
である。
【図７】 道路２を走行しながら道路トランスポンダ４
４ｉ、４４jと同時に通信を行っている車両４を示す図
である。
４ｉ、４４jと同時に通信を行っている車両４を示す図
である。
【図８】 パスＰに沿って走行しながら道路トランスポ
ンダ４４ｉ、４４jと通信を行っている車両の位置を決
定するための三角測量法を示す図である。
ンダ４４ｉ、４４jと通信を行っている車両の位置を決
定するための三角測量法を示す図である。
【図９】 この発明の好適な実施の形態における処理工
程の一例を示すフローチャートである。
程の一例を示すフローチャートである。
【図１０】 車載システム１０によって送信される車両
のユニークで独創的なデータ信号の一例を示す図であ
る。
のユニークで独創的なデータ信号の一例を示す図であ
る。
【図１１】 トランスポンダ４４によって返信されるト
ランスポンダのユニークで識別性のあるデータ信号の一
例を示す図である。
ランスポンダのユニークで識別性のあるデータ信号の一
例を示す図である。
４ 車両、１０ 車載システム、１２ 送信機、１４
受信機、３６ 距離測定および位置決定プロセッサ、４
４、４４ｉ、４４ｊ トランスポンダ、６８比較器。
受信機、３６ 距離測定および位置決定プロセッサ、４
４、４４ｉ、４４ｊ トランスポンダ、６８比較器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石上 忠富 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 佐藤 博 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内
Claims (28)
- 【請求項１】 道路に沿って間隔をおいて設置されたト
ランスポンダを備える道路システムにおいて、各トラン
スポンダが車両から送信される質問信号に対応して、車
両に応答信号を返信することにより、道路上における車
両の位置を決定する方法であって、 （ａ）車両が生成した質問信号を未知の角度でトランス
ポンダに送信する工程と、 （ｂ）上記質問信号に対応して返信される応答信号を受
信する工程と、 （ｃ）車両の質問信号の送信時間と、これに対応して返
信される各応答信号の受信時間との時間差を測定する工
程と、 （ｄ）測定された時間差に基づき、車両と、応答したト
ランスポンダのうちの少なくとも１つのトランスポンダ
との間の距離を求める工程と、 （ｅ）車両と、応答したトランスポンダのうちの少なく
とも１つのトランスポンダとの間の距離、および、トラ
ンスポンダの位置に基づいて、選択された三角測量法を
用いて道路上における車両の位置を決定する工程とを備
える道路上における車両の位置を決定する方法。 - 【請求項２】 （ｆ）上記第１の質問信号とは異なる第
２の質問信号を車両から送信する工程と、 （ｇ）上記第２の質問信号に応答して少なくとも１つの
応答信号を受信する工程と、 （ｈ）上記第２の質問信号の送信時間と、これに対応し
て返信される応答信号の受信時間との時間差を測定する
工程とをさらに備える請求項１に記載の道路上における
車両の位置を決定する方法。 - 【請求項３】 上記第１の質問信号は、車両の固有的に
識別する車両識別コードを含む請求項１に記載の道路上
における車両の位置を決定する方法。 - 【請求項４】 上記第１の質問信号は、疑似ランダムノ
イズコードを包含する拡散スペクトル信号である請求項
１に記載の道路上における車両の位置を決定する方法。 - 【請求項５】 疑似ランダムノイズコードは車両に固有
のコードである請求項４に記載の道路上における車両の
位置を決定する方法。 - 【請求項６】 道路に沿った車両のいかなる位置におい
ても異なる三角測量法を用いることのできる請求項１に
記載の道路上における車両の位置を決定する方法。 - 【請求項７】 ２つの時点において、車両が生成する質
問信号を車両が送信し、該２つの時点における車両と１
つのトランスポンダとの間の距離を決定する第１の三角
測量法と、 車両が生成した質問信号を、２つの時点のうちの最初の
時点で車両が送信し、該２つの時点における車両と１つ
のトランスポンダとの間の距離を決定する第２の三角測
量法と、 車両が生成した質問信号を２つのトランスポンダの両方
に車両が送信し、１つの時点における車両と２つのトラ
ンスポンダとの間の距離を決定する第３の三角測量法と
のうちの少なくとも１つの方法を、複数の三角測量法の
うちに含む請求項１に記載の道路上における車両の位置
を決定する方法。 - 【請求項８】 道路に沿って間隔をおいて設置されたト
ランスポンダを備える道路システムにおいて、各トラン
スポンダが車両から送信される質問信号に対応して、車
両に応答信号を返信することにより、道路上における車
両の位置を決定するシステムであって、 車両が生成した質問信号を未知の角度でトランスポンダ
に送信する送信手段と、 上記車両が生成した質問信号に対応した少なくとも１つ
の応答信号を受信するための受信手段と、 車両が生成した質問信号の送信時間と、対応して返信さ
れる各応答信号の受信時間との時間差を測定するための
比較手段と、 測定された上記時間差に基づき、応答のあった少なくと
も１つのトランスポンダと車両との間の距離を決定する
ための距離決定手段と、 上記距離決定手段によって決定された距離と、選択され
た三角測量法を用いて、道路に沿った車両の位置を決定
する位置決定手段とを備える道路上における車両の位置
を決定するシステム。 - 【請求項９】 上記発射手段は、上記車両が生成した第
２の質問信号を送信し、上記受信手段は、上記第２の質
問信号に対応した少なくとも１つの応答信号を受信し、
上記比較手段は、上記第２の質問信号の送信時間と、対
応して返信される各応答信号の受信時間との時間差を測
定する請求項８に記載の道路上における車両の位置を決
定するシステム。 - 【請求項１０】 上記各車両が生成する質問信号は、固
有的に車両を識別する車両識別コードを含む請求項８に
記載の道路上における車両の位置を決定するシステム。 - 【請求項１１】 上記車両が生成する質問信号は、疑似
ランダムノイズコードを包含する拡散スペクトル信号で
ある請求項８に記載の道路上における車両の位置を決定
するシステム。 - 【請求項１２】 上記疑似ランダムノイズコードは車両
に固有のコードである請求項１１に記載の道路上におけ
る車両の位置を決定するシステム。 - 【請求項１３】 上記位置決定手段は、道路に沿った車
両のいかなる位置においても異なる三角測量法を用いる
ことのできる請求項８に記載の道路上における車両の位
置を決定するシステム。 - 【請求項１４】 ２つの時点において、車両が生成する
質問信号を車両が送信し、該２つの時点における車両と
１つのトランスポンダとの間の距離を決定する第１の三
角測量法と、 車両が生成した質問信号を、２つの時点のうちの最初の
時点で車両が送信し、該２つの時点における車両と１つ
のトランスポンダとの間の距離を決定する第２の三角測
量法と、 車両が生成した質問信号を２つのトランスポンダの両方
に車両が送信し、１つの時点における車両と２つのトラ
ンスポンダとの間の距離を決定する第３の三角測量法と
のうちの少なくとも１つの方法を、複数の三角測量法の
うちに含む請求項８に記載の道路上における車両の位置
を決定するシステム。 - 【請求項１５】 道路に沿って間隔をおいて設置された
トランスポンダを備える道路システムにおいて、各トラ
ンスポンダが車両から送信される質問信号に対応して、
車両に応答信号を返信することにより、道路上における
車両の位置を決定するシステムであって、 車両が生成した少なくとも１つの質問信号を未知の角度
でトランスポンダに向けて送信する車載送信機と、 上記車両が生成した質問信号に対応して、少なくとも１
つのトランスポンダから返信される応答信号を受信する
車載受信機と、 上記送信機によって送信される上記車両が生成した質問
信号の送信時間と、対応して返信される各応答信号が上
記受信機によって受信される受信時間との時間差を測定
するための比較回路と、 上記車両と少なくとも１つの応答するトランスポンダと
の間の距離を決定し、選択された三角測量法を用いて道
路上における上記車両の位置を決定する距離測定回路と
を備える道路上における車両の位置を決定するシステ
ム。 - 【請求項１６】 上記各車両が生成する質問信号は、固
有的に車両を識別する車両ＩＤコードを含む請求項１５
に記載の道路上における車両の位置を決定するシステ
ム。 - 【請求項１７】 上記車両が生成する質問信号は、疑似
ランダムノイズコードを包含する拡散スペクトル信号で
ある請求項１５に記載の道路上における車両の位置を決
定するシステム。 - 【請求項１８】 上記疑似ランダムノイズコードは、各
車両によって異なるコードである請求項１７に記載の道
路上における車両の位置を決定するシステム。 - 【請求項１９】 上記距離測定回路は、道路に沿った車
両の位置によって、異なる三角測量法を用いる請求項１
５に記載の道路上における車両の位置を決定するシステ
ム。 - 【請求項２０】 ２つの時点において、車両が生成する
質問信号を車両が送信し、該２つの時点における車両と
１つのトランスポンダとの間の距離を決定する第１の三
角測量法と、 車両が生成した質問信号を、２つの時点のうちの最初の
時点で車両が送信し、該２つの時点における車両と１つ
のトランスポンダとの間の距離を決定する第２の三角測
量法と、 車両が生成した質問信号を２つのトランスポンダの両方
に車両が送信し、１つの時点における車両と２つのトラ
ンスポンダとの間の距離を決定する第３の三角測量法と
のうちの少なくとも１つの方法を、複数の三角測量法の
うちに含む請求項１５に記載の道路上における車両の位
置を決定するシステム。 - 【請求項２１】 道路に沿って設置された位置の分かっ
ているデータステーションを備える地上側のシステムと
通信を行うことにより、道路上における車両の位置を決
定するシステムであって、 車両が生成した少なくとも１つの質問信号を上記データ
ステーションに送信する送信機と、 上記上記データステーションから返信される応答信号を
受信する受信機と、 上記送信機によって送信される質問信号の送信時間と、
上記受信機によって受信される応答信号の受信時間との
間の遅延時間を測定する時間測定装置と、 ２つの時点における上記車両と上記データステーション
との間の距離と、データステーションの位置とに基づい
て上記車両の位置を計算する三角測量計算装置とを備え
る道路上における車両の位置を決定するシステム。 - 【請求項２２】 上記各車両から送信される質問信号
は、車両を識別する信号を含む請求項２１に記載の道路
上における車両の位置を決定するシステム。 - 【請求項２３】 上記データステーションから返信され
る信号は、上記車両から送信された上記質問信号の送信
時間と、上記車両に返信される応答信号の受信時間との
間の遅延時間に対応した遅延時間情報を有する請求項２
１に記載の車両の位置を決定するシステム。 - 【請求項２４】 上記時間測定装置は、上記データステ
ーション中におけるＤＬＬとしての同一の周波数基準に
対してロックされたＤＬＬを有する請求項２１に記載の
車両の位置を決定するシステム。 - 【請求項２５】 道路に沿って既知の位置に設置された
データステーションを備える地上側のシステムと通信を
行うことにより、道路上における車両の位置を決定する
システムであって、 １つの質問信号を２つの上記データステーションに送信
する送信機と、 上記２つのデータステーションから返信される応答信号
を受信する受信機と、 上記車両と上記２つのデータステーションとの間の距離
を決定するために、上記送信機によって送信される質問
信号の送信時間と、上記受信機によって受信される応答
信号の受信時間との間の遅延時間を測定する時間測定装
置と、 上記車両と上記２つのデータステーションとの間の距離
と、該２つのデータステーションの位置とに基づいて、
上記車両の位置を計算する三角測量計算装置とを備える
道路上における車両の位置を決定するシステム。 - 【請求項２６】 上記各車両から送信される質問信号
は、車両を識別する信号を含む請求項２５に記載の道路
上における車両の位置を決定するシステム。 - 【請求項２７】 上記データステーションから返信され
る信号は、上記車両から送信された上記質問信号の送信
時間と、上記車両に返信される応答信号の受信時間との
間の遅延時間に対応した遅延時間情報を有する請求項２
５に記載の車両の位置を決定するシステム。 - 【請求項２８】 上記時間測定装置は、上記データステ
ーション中におけるＤＬＬとしての同一の周波数基準に
対してロックされたＤＬＬを有する請求項２１に記載の
車両の位置を決定するシステム。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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