WO2016157613A1 - 電波到来角度検出装置、車両検出システム、電波到来角度検出方法及び車両誤検出防止方法 - Google Patents

電波到来角度検出装置、車両検出システム、電波到来角度検出方法及び車両誤検出防止方法 Download PDF

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unit
arrival angle
subcarrier
antenna
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健二 飯塚
冨永　雅敏
一欽 北嶋
策 家氏
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三菱重工業株式会社
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    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems

Definitions

  • the present invention relates to a radio wave arrival angle detection device, a vehicle detection system, a radio wave arrival angle detection method, and a vehicle erroneous detection prevention method.
  • a wireless road toll collection system comprising a vehicle detector provided in a roadside belt that detects a vehicle that currently passes through a road and a roadside antenna that performs wireless communication with an onboard device mounted on the vehicle that has passed the vehicle detector. Is provided.
  • the vehicle detected by the vehicle detector and the vehicle that performed wireless communication are regarded as the same and the vehicle is specified, and the specified vehicle is charged. .
  • the DSRC scheme is a communication using a single carrier wave, while the wave scheme is an OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing) scheme in which a plurality of carriers are multiplexed.
  • Patent Document 1 describes a method of ensuring communication quality by calculating the arrival angle of communication radio waves in the OFDM system and matching the main lobe of the antenna to the angle.
  • the wireless road fee collection system may recognize the vehicle detected by the vehicle detector as the vehicle B and charge the vehicle B by mistake. For this problem, for example, it may be possible to specify a vehicle based on the arrival angle of a radio wave used for wireless communication. However, since a plurality of subcarriers are multiplexed on an OFDM carrier, There was a problem that the arrival angle calculation method could not be used.
  • the present invention provides a radio wave arrival angle detection device, a vehicle detection system, a radio wave arrival angle detection method, and a vehicle false detection prevention method that can solve the above-described problems.
  • the radio wave arrival angle detection device includes a first carrier and a second carrier, which are carriers obtained by multiplexing a plurality of subcarriers having different frequencies, and are received by the first antenna.
  • Each of the first carrier and the second carrier received by the second antenna is extracted from a single unit signal among a plurality of unit signals constituting a signal transmitted by the first carrier and the second carrier.
  • a carrier wave decomposing unit that decomposes a partial signal into sub-carrier groups composed of a plurality of sub-carriers, and a first sub-carrier group selected from the first sub-carrier group obtained by decomposing the first carrier wave by the carrier wave decomposing unit
  • the arrival angle for calculating the arrival angle of the first carrier wave to the first antenna or the arrival angle of the second carrier wave to the second antenna based on the geometric relationship with the arrangement position of the second antenna.
  • the radio wave arrival angle detection device selects a set of the first subcarrier and the second subcarrier having the same frequency for a plurality of frequencies, and each frequency. And a smoothing unit for smoothing the arrival angle obtained by the arrival angle calculation unit.
  • the radio wave arrival angle detection device extracts a unit signal constituting the carrier wave by detecting a redundant signal added to the head of the unit signal
  • the unit signal extraction unit extracts a first unit signal from the first carrier wave and a second unit signal from the second carrier wave
  • the carrier wave decomposition unit extracts the first unit signal from the first carrier wave.
  • the second unit signal is decomposed into the second subcarrier group into one subcarrier group
  • the arrival angle calculation unit is configured to select the first subcarrier and the second subcarrier selected from the first subcarrier group.
  • the arrival angle is determined based on a geometrical relationship between a phase difference of the second subcarrier having the same frequency as the first subcarrier selected from a group and an arrangement position of the first antenna and the second antenna. calculate.
  • the radio wave arrival angle detection device includes an intermediate frequency band conversion unit that converts the frequency of the carrier wave to an intermediate frequency, and a predetermined length from the carrier wave that is converted by the intermediate frequency band conversion unit.
  • a sampling unit that samples three or more partial signals as time elapses, wherein the carrier decomposition unit includes three or more partial signals sampled from the first carrier by the sampling unit Are divided into a first subcarrier group corresponding to each partial signal, and each of three or more partial signals sampled from the second carrier is decomposed into a second subcarrier group corresponding to each partial signal, and the angle of arrival
  • the calculation unit includes the first subcarrier selected from the first subcarrier group in each set for all the sets of the first subcarrier group and the second subcarrier group having the same sampling time.
  • the arrival angle calculation value calculated using the second subcarrier having the same frequency as the first subcarrier selected from the wave and the second subcarrier group is compared, and the difference between the arrival angle calculation values is The arrival angle is calculated based on a plurality of arrival angle calculation values within a predetermined range.
  • the radio wave arrival angle detection device is configured to detect the carrier wave based on signal processing on the amplitude and phase of a subcarrier included in the carrier wave received by a plurality of antenna elements included in the array antenna.
  • the radio wave arrival angle detection device calculates the transmission position of the carrier wave using the reception time or the radio wave intensity of the carrier wave received by each of two or more antennas.
  • the arrival angle calculation unit further calculates the arrival angle using the arrival angle of the carrier wave based on the transmission position indicated by the positional relationship between the transmission position and the first antenna or the second antenna. To do.
  • the radio wave arrival angle detection device calculates the arrival angle based on the magnitude of the phase difference or signal level difference compared between the plurality of subcarriers.
  • An angle calculation execution determination unit that determines whether or not the arrival angle calculation unit calculates the arrival direction only when the angle calculation execution determination unit determines to calculate the arrival direction.
  • the angle calculation execution determination unit is configured such that a phase difference or a signal level difference between the first subcarrier and the second subcarrier having the same frequency is a predetermined threshold value. If it exceeds, it is determined that the arrival angle is not calculated.
  • the angle calculation execution determination unit is configured to determine, for at least one of the first subcarrier group and the second subcarrier group, a plurality of subcarriers included in the subcarrier group. The signal levels are compared, and if the magnitude of the signal level difference exceeds a predetermined threshold, it is determined that the arrival angle is not calculated.
  • a vehicle detection system is a vehicle detection system comprising the radio wave arrival angle detection device according to any one of the above and a false detection prevention device, wherein the false detection is performed.
  • the prevention device includes an erroneous detection determination unit that determines whether the arrival angle calculated by the radio wave arrival angle detection device is included in a predetermined angle range corresponding to a position where the vehicle to be detected exists.
  • the radio wave arrival angle detection method includes a first carrier and a second carrier, which are carriers obtained by multiplexing a plurality of subcarriers having different frequencies, and are received by the first antenna.
  • Each of the first carrier and the second carrier received by the second antenna is extracted from a single unit signal among a plurality of unit signals constituting a signal transmitted by the first carrier and the second carrier.
  • Decomposing a partial signal into a subcarrier group composed of a plurality of subcarriers decomposing a first subcarrier selected from the first subcarrier group obtained by decomposing the first carrier and the second carrier
  • the geometrical relationship between the phase difference of the second subcarrier having the same frequency as that of the first subcarrier selected from the second subcarrier group obtained and the positions of the first antenna and the second antenna Based on the relationship, comprising the step of calculating the angle of arrival of the second carrier to said first carrier wave arrival angle or the second antenna to the first antenna.
  • a vehicle false detection prevention method comprising a first carrier and a second carrier, which are carriers obtained by multiplexing a plurality of subcarriers having different frequencies, and received by the first antenna.
  • Each of the first carrier and the second carrier received by the second antenna is extracted from a single unit signal among a plurality of unit signals constituting a signal transmitted by the first carrier and the second carrier.
  • Decomposing a partial signal into a subcarrier group composed of a plurality of subcarriers decomposing a first subcarrier selected from the first subcarrier group obtained by decomposing the first carrier and the second carrier
  • the geometrical difference between the phase difference of the second subcarrier having the same frequency as the first subcarrier selected from the second subcarrier group obtained in this manner and the arrangement positions of the first antenna and the second antenna A step of calculating an arrival angle of the first carrier wave to the first antenna or an arrival angle of the second carrier wave to the second antenna based on the relationship, and there is a vehicle whose detected arrival angle is to be detected. Determining whether it falls within a range of a predetermined angle corresponding to the position to be moved.
  • radio wave arrival angle detection device vehicle detection system, radio wave arrival angle detection method, and vehicle false detection prevention method, it is possible to detect the arrival angle of a carrier wave in OFDM wireless communication. Thereby, erroneous detection of the vehicle can be prevented.
  • 1 is a first diagram showing an outline of a vehicle detection system in a first embodiment according to the present invention. It is a 2nd figure which shows the outline
  • FIG. 6th embodiment shows the function structure of the electromagnetic wave arrival angle detection apparatus in 6th embodiment which concerns on this invention. It is a 1st figure explaining the execution determination of the angle calculation by the angle calculation execution determination part in 6th embodiment which concerns on this invention. It is a 2nd figure explaining the execution determination of the angle calculation by the angle calculation execution determination part in 6th embodiment which concerns on this invention. It is a 3rd figure explaining the execution determination of the angle calculation by the angle calculation execution determination part in 6th embodiment which concerns on this invention. It is a 1st figure explaining the execution determination of the angle calculation by the angle calculation execution determination part in 7th embodiment which concerns on this invention. It is a 2nd figure explaining the execution determination of the angle calculation by the angle calculation execution determination part in 7th embodiment which concerns on this invention.
  • FIG. 1A is a first diagram showing an overview of a vehicle detection system in a first embodiment according to the present invention.
  • FIG. 1B is a second diagram illustrating an overview of the vehicle detection system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a view of the vehicle detection system 1 as viewed from above.
  • FIG. 1B is a side view of the vehicle detection system 1.
  • the vehicle detection system 1 is provided at the entrance of a toll section of a road.
  • the vehicle detection system 1 detects a vehicle that enters a toll zone by performing wireless communication with a dedicated vehicle-mounted device mounted on the vehicles A1, A2 and the like traveling on the lane L1 using the OFDM method.
  • the vehicle detection system 1 includes a wireless communication device 40, a vehicle detector 30A, and a vehicle detector 30B.
  • the vehicle detector 30A and the vehicle detector 30B are provided on the road side of the lane L1, determine the presence or absence of the vehicle bodies of the vehicles A1 and A2 traveling on the lane L1, and detect the passage of one vehicle A1 and A2.
  • the vehicle detector 30A is provided with a projector
  • the vehicle detector 30B is provided with a light receiving sensor.
  • the light receiving sensor of the vehicle detector 30B detects the passage of the vehicle A when the vehicle A that has entered the lane L1 blocks light emitted from the projector of the vehicle detector 30A, and the detection signal is described later on the roadside billing.
  • Send to system 50 The roadside billing system 50 performs billing processing such as electronic payment.
  • the wireless communication device 40 is provided above the road near the entrance of the toll section, and wireless communication for billing processing with the vehicle A1 (on-vehicle device) that has entered the communicable area Q1 defined in advance on the lane L1. I do.
  • the wireless communication device 40 has at least two antennas (antenna 41A and antenna 41B) arranged so as to be vertically above and below the ground used for wireless communication with the vehicle A1. As will be described later, the antennas 41A and 41B are used to detect the arrival angle of radio waves from the vehicle-mounted device mounted on the vehicle A1.
  • the wireless communication device 40 reads various information (such as identification information of the vehicle-mounted device) necessary for charging the vehicle A1 registered in the vehicle-mounted device of the vehicle A1 through wireless communication with the vehicle A1 that has entered the communicable area Q1. It transmits to the roadside billing system 50.
  • the wireless communicator 40 transmits information necessary for charging such as identification information (tollgate information) of the toll zone entry and the time of communication to the vehicle A1, and registers the information in the vehicle-mounted device of the vehicle A1.
  • identification information tollgate information
  • the roadside charging system 50 receives the detection signal from the vehicle detector 30B, for example, the vehicle corresponding to the information received from the wireless communication device 40 within a predetermined time after the reception of the detection signal is the vehicle to be charged. judge.
  • the roadside billing system 50 performs billing processing for a vehicle to be billed.
  • the wireless communication device 40 provided corresponding to the lane L1 can perform wireless communication with the vehicle A1 that has entered the communicable area Q1 defined on the lane L1. Assumed. However, in the operation of the vehicle detection system 1, unexpected radio wave reflection may occur due to the presence of surrounding buildings, traveling vehicles, and other obstacles. For example, the radio wave transmitted by the vehicle-mounted device of the vehicle A2 that travels immediately behind the vehicle A1 may arrive at the wireless communication device 40 through reflection on an obstacle or the like. Then, the wireless communication device 40 erroneously recognizes that the incoming radio wave is emitted from the vehicle A1.
  • the roadside billing system 50 erroneously associates the information on the vehicle-mounted device included in the vehicle A2 included in the radio wave misrecognized by the wireless communication device 40 with the vehicle A1 detected by the vehicle detector 30B. An error occurs in processing.
  • the vehicle detection system 1 has a function of detecting the arrival angle of the radio wave from the vehicle-mounted device mounted on the vehicle through the antenna 41A and the antenna 41B, and based on the detection value of the arrival angle. Then, it is determined whether or not wireless communication with the vehicle to be charged (vehicle A1) is being performed.
  • the wireless communication device 40 includes a radio wave arrival angle detection device 10 and a false detection prevention device 20, and the radio wave arrival angle detection device 10 calculates the arrival angle of a radio wave from the vehicle-mounted device, thereby detecting a false detection. It is determined whether the prevention device 20 is communicating with a vehicle to be charged. Next, the radio wave arrival angle detection device 10 will be described.
  • the radio wave arrival angle detection apparatus 10 transmits each of the first carrier wave (OFDM carrier wave) received by the first antenna (antenna 41A) and the second carrier wave received by the second antenna (antenna 42A).
  • a partial signal (multi-carrier symbol signal) extracted from a single unit signal is decomposed into sub-carrier groups (sub-carrier component signal groups) for each frequency.
  • the unit signal extraction unit 102 adds the first unit signal constituting the first carrier and the second unit signal constituting the second carrier to the redundant signal (guard) added to the head of the unit signal. It is extracted by detecting (interval).
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the radio wave arrival angle detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • the radio wave arrival angle detection device 10 includes a reception unit 101, a unit signal extraction unit 102, a carrier wave decomposition unit 103, a subcarrier selection unit 104, a phase detection unit 105, and a first arrival angle. And a calculation unit 106.
  • the receiving unit 101 acquires the carrier wave multiplexed by the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method received by the antenna 41A and the antenna 41B.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • multiple subcarriers having different frequencies and orthogonal to each other are transmitted with transmission data, and the plurality of subcarriers are modulated by inverse Fourier transform (IFFT: Inverse Fast Fourier Transform) to generate one carrier wave.
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • the receiving unit 101 includes a low noise amplifier (LNA) and an automatic gain circuit (AGC) that corrects the reception level of the acquired carrier wave.
  • LNA low noise amplifier
  • AGC automatic gain circuit
  • the receiving unit 101 converts a carrier wave adjusted by LNA or AGC into a digital signal (multicarrier signal) and outputs the digital signal to the unit signal extraction unit 102.
  • the receiving unit 101 converts each of the carrier waves received by the antenna 41A and the antenna 41B into a multicarrier signal and outputs the multicarrier signal to the unit signal extracting unit 102.
  • the multicarrier signal of the carrier wave received by the antenna 41A is assumed to be a multicarrier signal A
  • the multicarrier signal of the carrier wave received by the antenna 41B is assumed to be a multicarrier signal B.
  • the unit signal extraction unit 102 is a functional unit that extracts one symbol (unit signal) from the multicarrier signal acquired from the reception unit 101.
  • the unit signal extraction unit 102 has an AFC (Automatic Frequency Control) function and a guard interval detection function.
  • the unit signal extraction unit 102 first performs automatic frequency control (AFC) on the multicarrier signal to correct a frequency error between the transmission side and the reception side.
  • AFC automatic frequency control
  • the unit signal extraction unit 102 detects a guard interval attached to the head of the symbol by a guard interval detection function in order to extract an arbitrary symbol included in the multicarrier signal.
  • a guard interval is a redundant signal added to the head of a symbol in order to prevent intersymbol interference due to a multipath delayed wave.
  • the unit signal extraction unit 102 detects the guard interval by, for example, obtaining a correlation between a part of the multicarrier signal and a part of the multicarrier signal that arrives delayed by one wavelength.
  • the unit signal extraction unit 102 extracts a multicarrier symbol signal by extracting a signal corresponding to a predetermined length of one symbol following the guard interval.
  • Unit signal extraction section 102 performs symbol extraction for each of multicarrier signal A and multicarrier signal B, and outputs the extracted multicarrier symbol signal to carrier wave decomposition section 103.
  • a multicarrier symbol signal extracted from the multicarrier signal A is a multicarrier symbol signal A
  • a multicarrier symbol signal extracted from the multicarrier signal B is a multicarrier symbol signal B.
  • the unit signal extraction unit 102 outputs the symbol start timing to the phase detection unit 105.
  • the single symbol signal is extracted from the multicarrier signal in order to prevent extraction of a signal including a plurality of phases across the symbols. If a plurality of phases are included, the deviation of these phases may affect the arrival angle of the carrier wave calculated in a later step. Therefore, the unit signal extraction unit 102 extracts a signal from one symbol. Note that the length of the signal to be extracted may be equal to or shorter than the symbol length even if it is not equal to the symbol length.
  • the carrier wave decomposition unit 103 performs Fast Fourier Transform (FFT) on the acquired multicarrier symbol signal, and decomposes it into subcarrier component signals.
  • Carrier wave decomposition section 103 outputs subcarrier component signal group A obtained by decomposing multicarrier symbol signal A into frequency components to subcarrier selection section 104.
  • Carrier wave decomposing section 103 outputs subcarrier component signal group B obtained by decomposing multicarrier symbol signal B into frequency components to subcarrier selecting section 104.
  • the carrier wave decomposing unit 103 decomposes the multi-carrier symbol signal into frequency components because a conventional radio wave arrival angle calculation method cannot be used in the state of a carrier wave in which multi-carriers are multiplexed.
  • the subcarrier selection unit 104 selects a component signal having a certain frequency ⁇ for the subcarrier component signal group acquired from the carrier decomposition unit 103.
  • Subcarrier selecting section 104 selects a component signal (subcarrier A ⁇ ) having frequency ⁇ from subcarrier component signal group A, and outputs the selected component signal to phase detecting section 105.
  • Subcarrier selecting section 104 selects a component signal (subcarrier B ⁇ ) having frequency ⁇ from subcarrier component signal group B, and outputs the selected component signal to phase detecting section 105.
  • the phase detection unit 105 determines the phase of the subcarrier A ⁇ and the phase of the subcarrier B ⁇ . Are detected respectively.
  • the phase detection unit 105 outputs the subcarrier A ⁇ , the subcarrier B ⁇ and information on the phases thereof to the first arrival angle calculation unit 106.
  • the first arrival angle calculation unit 106 calculates the arrival angle of the carrier wave (radio wave) using the acquired information. A method of calculating the arrival angle will be described with reference to FIG.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a radio wave arrival angle calculation method according to the first embodiment of the present invention.
  • the antennas 41 ⁇ / b> A and 41 ⁇ / b> B receive a carrier wave E that is a radio wave radiated from the vehicle-mounted device.
  • the carrier E enters the antennas 41A and 41B at a predetermined arrival angle ⁇ .
  • the arrival angle ⁇ is an incident angle of the carrier E with reference to a plane parallel to the ground.
  • the distance between the antenna 41A and the antenna 41B to the distance d 0.
  • a phase difference ⁇ is generated in each carrier E in accordance with the path difference d 1 between the carrier E received by the antenna 41A and the incoming wave E received by the antenna 41B.
  • ⁇ sin ⁇ 1 ⁇ (( ⁇ ⁇ ⁇ ) / (2 ⁇ ⁇ d 0 )) (1)
  • ⁇ is the wavelength of the radio wave used for wireless communication with the wireless communication device 40 and the vehicle-mounted device.
  • radio waves having a frequency of about 5.9 GHz are used for wireless communication performed between the wireless communication device 40 and the vehicle-mounted device.
  • the wavelength ⁇ is about 5 cm.
  • First arrival angle calculation section 106 calculates phase difference ⁇ from the phase information of subcarrier A ⁇ and subcarrier B ⁇ corresponding to antenna 41A and antenna 41B, respectively.
  • the first arrival angle calculation unit 106 calculates the wavelength ⁇ from the frequency of the subcarrier A ⁇ .
  • the first arrival angle calculation unit 106 reads the interval d 0 from a storage unit (not shown) included in the radio wave arrival angle detection device 10.
  • the first arrival angle calculation unit 106 substitutes these pieces of information into Equation (1) to calculate the arrival angle ⁇ .
  • the first arrival angle calculation unit 106 outputs the calculated arrival angle ⁇ to the false detection prevention device 20.
  • FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration of the erroneous detection preventing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the false detection prevention device 20 includes an arrival angle information acquisition unit 201, a false detection determination unit 202, and a determination result transmission unit 203.
  • the arrival angle information acquisition unit 201 acquires information on the arrival angle ⁇ calculated by the first arrival angle calculation unit 106 from the radio wave arrival angle detection device 10.
  • the arrival angle information acquisition unit 201 outputs information on the arrival angle ⁇ to the erroneous detection determination unit 202.
  • the erroneous detection determination unit 202 determines whether or not the vehicle that is the communication partner of the antenna 41A and the antenna 41B is a chargeable object, depending on whether the magnitude of the arrival angle ⁇ is a value within a predetermined range. Specifically, the range of angles formed by the intersection of the straight line connecting the antenna 41A and the antenna 41B with each position included in the communicable area Q1 and the plane parallel to the ground is calculated in advance, and the arrival angle ⁇ is If it is within the range, the erroneous detection determination unit 202 determines that the communication partner vehicle is to be charged. If the arrival angle ⁇ is outside the range, the erroneous detection determination unit 202 determines that the communication partner vehicle is It is determined that the vehicle is erroneously detected. The false detection determination unit 202 outputs the determination result to the determination result transmission unit 203. The determination result transmission unit 203 transmits the determination result by the erroneous detection determination unit 202 to the roadside charging system 50.
  • the roadside billing system 50 information including the determination result is acquired from the false detection prevention device 20, and if the vehicle that has performed wireless communication is a billing target, the billing process is performed on the vehicle that the vehicle detector 30B has detected traffic. I do. For example, if the determination result indicates that the vehicle is erroneously detected, the roadside charging system 50 instructs the wireless communication device 40 to perform wireless communication with the vehicle until wireless communication with the vehicle to be charged is possible. .
  • FIG. 5 is a diagram showing another example of the antenna arrangement in the first embodiment according to the present invention.
  • FIG. 5 shows a vehicle A5 traveling in the lane L2 and a vehicle A6 traveling in the lane L3.
  • the vehicle detection system 1 determines the phase difference between the carrier waves received by the antenna 41C and the antenna 41D and the arrangement positions of the antenna 41C and the antenna 41D.
  • the vehicle detection system 1 Based on, for example, the arrival angle ⁇ T of the radio wave received by the antenna 41C calculated based on the geometrical relationship, it is determined whether the carrier wave is transmitted from the lane L2 or the carrier wave transmitted from the lane L3. can do.
  • the arrival angle ⁇ T is an angle formed by a carrier and a plane perpendicular to the ground and the traveling direction of the lane L2.
  • the antenna 41F is provided in the vertical direction with respect to the antenna 41G and the antenna 41E is provided in the horizontal direction like the antennas 41E, 41F, and 41G at the upper part of the lane L3, the vehicle detection system 1 has the antenna 41G and antenna 41F.
  • the vehicle detection system 1 uses the antenna 41G and the antenna 41E to prevent a vehicle traveling in the lane L2 from being erroneously recognized as a vehicle traveling in the lane L3 based on the arrival angle of the carrier wave received by the antenna 41G, for example. Can do.
  • the radio wave arrival angle detection apparatus 10 extracts a single symbol from a carrier wave to extract a multicarrier signal to be processed in OFDM wireless communication, and further extracts the extracted multicarrier signal.
  • One is selected from the subcarrier component signal group obtained by the fast Fourier transform, and the arrival angle ⁇ is calculated. Since a multicarrier symbol signal is extracted from a single symbol, an arrival angle calculation error due to a phase error between a plurality of symbols does not occur as in the case of extracting a multicarrier signal across symbols. By selecting one subcarrier, the angle of arrival ⁇ can be calculated using the above equation (1).
  • the arrival angle ⁇ of a carrier wave even for a carrier wave obtained by multiplexing a plurality of subcarriers. Since the range of the position where the communication partner vehicle exists can be specified by the arrival angle ⁇ , it is possible to determine whether or not wireless communication is performed with a desired vehicle. As a result, it is possible to prevent the billing process from being performed on the wrong vehicle due to the difference in the vehicles.
  • the reception unit 101, the unit signal extraction unit 102, the carrier wave decomposition unit 103, the subcarrier selection unit 104, and the phase detection unit 105 process both the radio wave received by the antenna 41A and the radio wave received by the antenna 41B. You do not have to.
  • a reception unit 101A that processes radio waves received by the antenna 41A a unit signal extraction unit 102A, a carrier wave decomposition unit 103A, a subcarrier selection unit 104A, a phase detection unit 105A, and a reception unit 101B that processes radio waves received by the antenna 41B.
  • the unit signal extraction unit 102B, the carrier wave decomposition unit 103B, the subcarrier selection unit 104B, and the phase detection unit 105B may be configured as separate hardware. The same applies to the following embodiments.
  • the antenna 41A and the antenna 41B are arranged at intervals of one wavelength or less (for example, 0.6 wavelength) so that the phase difference of the direct wave received by each antenna is within one cycle.
  • the number of antennas to be arranged is not limited to two, and may be three or more. Alternatively, an array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged may be used. When there are three or more antennas, adjacent antennas are selected as the two antennas used for calculating the arrival angle. The same applies to the third embodiment described later.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration of the radio wave arrival angle detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • the radio wave arrival angle detection device 10 includes a reception unit 101, a unit signal extraction unit 102, a carrier wave decomposition unit 103, a subcarrier selection unit 104, a phase detection unit 105, and a first arrival angle.
  • a calculation unit 106 and a smoothing unit 107 are provided. Among these configurations, functional units different from the first embodiment will be described.
  • the subcarrier selection unit 104 selects a plurality (for example, N) of subcarrier sets having the same frequency from the subcarrier component signal group A and the subcarrier component signal group B, and selects the phases. Output to the detection unit 105.
  • the subcarriers selected for the subcarrier component signal group A are subcarriers A 1 to A N
  • Phase detection section 105 detects the phase of each of N sets of subcarriers (subcarriers A 1 to A N and subcarriers B 1 to B N ), and outputs the detected phase to first arrival angle calculation section 106.
  • the first arrival angle calculation unit 106 calculates the phase difference and the wavelength for each of the N subcarrier sets having the same frequency, and the arrival angle ⁇ ( ⁇ 1 to ⁇ N ) for each frequency according to Equation (1). Is calculated.
  • the phase detection unit 105 outputs the calculated N arrival angles ⁇ to the smoothing unit 107.
  • the smoothing unit 107 calculates a value obtained by smoothing the N arrival angles ⁇ 0 to ⁇ N. For example, the smoothing unit 107 calculates an average value of N arrival angles ⁇ 0 to ⁇ N. For example, the smoothing unit 107 calculates an average value of N ⁇ 2 arrival angles excluding the maximum value and the minimum value among the N arrival angles ⁇ 0 to ⁇ N. For example, the smoothing unit 107 first calculates an average value of N arrival angles ⁇ 0 to ⁇ N and selects only arrival angles within a predetermined range from the average value. The smoothing unit 107 calculates the average value of the selected arrival angles. The smoothing unit 107 outputs the arrival angle ⁇ x smoothed by these methods to the erroneous detection preventing apparatus 20.
  • the number of subcarriers selected by the subcarrier selection unit 104 is arbitrary. For example, all subcarriers obtained by FFT may be selected.
  • FIG. 7 is a diagram showing a functional configuration of the radio wave arrival angle detection device according to the third embodiment of the present invention.
  • the radio wave arrival angle detection device 10 includes a reception unit 101, a carrier wave decomposition unit 103, a subcarrier selection unit 104, a phase detection unit 105, and a second arrival angle calculation unit 110.
  • the receiving unit 101 according to the third embodiment includes an intermediate frequency band converting unit 108 and a sampling unit 109.
  • functional units different from the first embodiment will be described.
  • the intermediate frequency band conversion unit 108 and the sampling unit 109 will be described.
  • the intermediate frequency band converter 108 down-converts the received carrier wave to a low frequency (intermediate frequency).
  • Sampling section 109 collects at least three multicarrier partial signals having a predetermined data length from the downconverted carrier wave.
  • FIG. 8 is a diagram showing a part of a specific configuration example of the radio wave arrival angle detection device according to the third embodiment of the present invention.
  • the intermediate frequency band conversion unit 108 includes, for example, a bandpass filter 111, a local transmitter 112, a mixer 113, and a bandpass filter 114.
  • the bandpass filter 111 performs noise removal on each carrier wave received by the antenna 41A and the antenna 41B.
  • the carrier wave from which noise has been removed is frequency-converted to a low frequency by a frequency converter including a local transmitter 112, a mixer 113, and a bandpass filter 114.
  • the reason for converting to a low frequency is to enable the A / D converter 115 to perform processing.
  • the intermediate frequency band conversion unit 108 outputs the down-converted carrier wave to the sampling unit 109.
  • the sampling unit 109 includes an A / D converter 115, for example.
  • the sampling unit 109 samples (samples) the downconverted carrier wave at a predetermined timing (time) by the A / D converter 115, and outputs the sampled multicarrier partial signal to the carrier wave decomposition unit 103.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a sampling method in the third embodiment according to the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing an example of the transition of the signal level (signal strength) with the passage of time of the carrier wave down-converted by the intermediate frequency band conversion unit 108.
  • the carrier wave shown in FIG. 9 includes a symbol SB1, a symbol SB2, and a symbol SB3.
  • the sampling unit 109 samples the section C1, the section C2, and the section C3 along with the passage of time from the carrier wave of FIG.
  • the multicarrier partial signal obtained by sampling the section C1 includes a signal at a portion where the symbol SB1 and the symbol SB2 are switched.
  • the arrival angle calculated using the subcarrier selected from the subcarrier component signal group obtained by performing FFT on the multicarrier partial signal sampled in the section C1 has the phase of the subcarrier of the symbol SB1 and the subcarrier of the symbol SB2
  • the arrival angle calculated by using the subcarrier obtained by performing FFT on the multicarrier partial signal sampled from the sections C2 and C3 has a phase. There is no error caused by the deviation. For example, when sampling three times, the sampling unit 109 performs sampling at a predetermined timing so that sampling can be performed from a single symbol twice out of three times.
  • the sampling unit 109 performs sampling so that the length of the sampling interval is 1/3 or less of the length of one symbol. In this way, two out of three times can always be sampled within a single symbol. Note that the number of times of sampling is not limited to three. If it is 3 times or more, it may be 4 times. In that case, the sampling length is set to be 1 ⁇ 4 or less of one symbol.
  • the sampling unit 109 samples the section C1, the section C2, and the section C3 at a predetermined timing (time), and multicarriers corresponding to the section C1
  • a partial signal AC1, a multicarrier partial signal AC2 corresponding to the section C2, and a multicarrier partial signal AC3 corresponding to the section C3 are generated.
  • Sampling section 109 outputs multicarrier partial signals AC 1, AC 2, AC 3 to carrier wave decomposition section 103.
  • Carrier wave decomposition section 103 performs FFT on multicarrier partial signals AC1, AC2, and AC3, respectively, and decomposes them into subcarriers (subcarrier component signal groups AC1, AC2, and AC3). The same applies to the carrier wave received by the antenna 41B.
  • the sampling section 109 receives the sections C1 and C2 obtained by sampling the carrier wave received by the antenna 41B and down-converted by the intermediate frequency band conversion section 108 at the same timing (time) as the sampling of the carrier wave related to the antenna 41A.
  • the multicarrier partial signals BC1, BC2, and BC3 corresponding to the section C3 are output to the carrier wave decomposing unit 103, respectively.
  • Carrier wave decomposition section 103 performs FFT on multicarrier partial signals BC1, BC2, and BC3, respectively, and decomposes them into subcarrier component signal groups (subcarrier component signal groups BC1, BC2, and BC3).
  • Carrier wave decomposition section 103 outputs subcarrier component signal groups AC1 to AC3 and subcarrier component signal groups BC1 to BC3 to subcarrier selection section 104.
  • Subcarrier selecting section 104 selects a subcarrier (subcarrier AC1 ⁇ ) having a certain frequency ⁇ from subcarrier component signal group AC1 corresponding to section C1.
  • the subcarrier selecting unit 104 selects a subcarrier (subcarrier BC1 ⁇ ) having a certain frequency ⁇ from the subcarrier component signal group BC1 corresponding to the section C1.
  • the subcarrier selection unit 104 outputs them as a set to the phase detection unit 105.
  • the subcarrier selecting unit 104 samples the sections C2 and C3, and performs the same processing on the subcarriers decomposed for each frequency.
  • the subcarrier AC2 ⁇ is the subcarrier of the section C2 corresponding to the antenna 41A selected by the subcarrier selection unit 104
  • the subcarrier BC2 ⁇ is the subcarrier of the section C2 corresponding to the antenna 41B
  • the subcarrier AC3 ⁇ It is assumed that carrier BC3 ⁇ .
  • the phase detection unit 105 detects the phase of the subcarrier AC1 ⁇ and the like acquired from the subcarrier selection unit 104, and receives the information on the phase of each of the subcarriers AC1 ⁇ , AC2 ⁇ , AC3 ⁇ , subcarriers BC1 ⁇ , BC2 ⁇ , BC3 ⁇ . Output to the angle calculator 110. Note that the frequency of the subcarrier to be selected may be different in the sections C1 to C3.
  • Second arrival angle calculating unit 110 uses the subcarrier AC1 ⁇ and subcarrier BC1arufa, their phase difference, calculate the wavelength, using Equation (1), calculates an arrival angle theta C1 respect section C1. Similarly, the second arrival angle calculation unit 110 calculates the arrival angle ⁇ C2 for the section C2 using the subcarrier AC2 ⁇ and the subcarrier BC2 ⁇ . Second arrival angle calculation section 110 calculates arrival angle ⁇ C3 for section C3 using subcarrier AC3 ⁇ and subcarrier BC3 ⁇ . Next, the second arrival angle calculation unit 110 compares the arrival angles ⁇ C1 , ⁇ C2 , and ⁇ C3 .
  • the arrival angle ⁇ C1 calculated based on the subcarrier AC1 ⁇ and the subcarrier BC1 ⁇ may be a value deviating from the arrival angles ⁇ C2 and ⁇ C3 calculated based on a signal sampled from a single symbol.
  • the second arrival angle calculation unit 110 compares
  • the second arrival angle calculation unit 110 selects ⁇ C2 and ⁇ C3 .
  • the second arrival angle calculation unit 110 calculates a final arrival angle based on the selected ⁇ C2 and ⁇ C3 .
  • the second arrival angle calculation unit 110 calculates the average of the selected ⁇ C2 and ⁇ C3 and determines the value as the arrival angle of the carrier wave.
  • the radio wave arrival angle detection device 10 converts each of three or more partial signals (multicarrier partial signals) sampled over time from a carrier wave into subcarrier groups ( All the sets of the first subcarrier group and the second subcarrier group (for example, the set of subcarrier component signal groups AC1 and BC1 and the subcarrier component signal group) that are decomposed into subcarrier component signal groups and have the same sampling time For a set of AC2 and BC2 and a set of subcarrier component signal groups AC3 and BC3), the first subcarrier selected from the first subcarrier group in each set (for example, subcarrier AC1 ⁇ ) and the second subcarrier group are selected.
  • the arrival angle calculated values calculated by the equation (1) using the second subcarrier (for example, subcarrier BC1 ⁇ )
  • the arrival angle is calculated based on a plurality of arrival angle calculation values (for example, ⁇ C2 , ⁇ C3 ) in which the minutes (
  • the sampling unit 109 samples a plurality of multicarrier partial signals within a single symbol. As described in the case of the number of samplings of three, even when one signal including symbol switching is sampled depending on the sampling timing, the remaining two can always be sampled within a single symbol. it can.
  • the radio wave arrival angle calculation values can be calculated based on the radio wave arrival angle calculation value calculated using each of a plurality of signals sampled within a single symbol.
  • this embodiment it is not necessary to provide automatic frequency control, a guard interval detection function, or the like as in the first embodiment, and a multicarrier partial signal can be sampled from within a single symbol by a simpler method. it can.
  • this embodiment can also be combined with 2nd embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing a functional configuration of the radio wave arrival angle detection device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the radio wave arrival angle detection device 10 includes a reception unit 101, a unit signal extraction unit 102, a carrier wave decomposition unit 103, a subcarrier selection unit 104, a phase detection unit 105, and a first arrival angle.
  • a calculation unit 106, a third arrival angle calculation unit 116, and an arrival angle identification unit 117 are provided.
  • an array antenna 42 in which a plurality of antenna elements are arranged is used for receiving a carrier wave.
  • the third arrival angle calculation unit 116 selects the amplitude and phase of the subcarrier selected by the subcarrier selection unit 104 from the subcarrier component signal group obtained by decomposing the carrier waves received by the plurality of antenna elements provided in the array antenna 42. Is calculated based on the signal processing for.
  • the third arrival angle calculation unit 116 performs signal processing based on a beam forming method that is a known method for estimating the arrival angle ⁇ .
  • the beam forming method uses an array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged along a reference line, and scans the main lobe of the array antenna 42 (range angle having the highest radiation characteristic for the array antenna 42) in all directions. This is a method of searching for a direction in which the output power of the array antenna 42 increases.
  • the arrival angle ⁇ calculated by the third arrival angle calculation unit 116 is more accurate than the arrival angle ⁇ calculated in the first to third embodiments.
  • the method used by the third arrival angle calculation unit 116 to calculate the arrival angle is a method having a higher resolution than the CAPON method, MUSIC (MUltiple SIgnal Classification) method, ESPRIT (Estimationtimof Signal Parameters via Rotation Invariance Techniques) method, etc. It may be.
  • Arrival angle specifying unit 117 the arrival angle theta a to first arrival angle calculating unit 106 calculates acquired from the first arrival angle calculator 106, the arrival angle theta b of the third arrival angle calculator 116 calculates third Obtained from the arrival angle calculation unit 116.
  • the arrival angle specifying unit 117 specifies the arrival angle ⁇ of the carrier wave based on the arrival angle ⁇ a and the arrival angle ⁇ b . For example, in normal times, when the arrival angle ⁇ b with high accuracy is specified as the arrival angle ⁇ and an abnormality occurs in the calculation of the arrival angle of the third arrival angle calculation unit 116, the arrival angle ⁇ a is set as the arrival angle. You may specify as (theta).
  • the first angle-of-arrival calculation unit 106 for a set of two antenna elements provided within a predetermined interval among a plurality of antenna elements arranged in the array antenna 42, in can be calculated arrival angle theta a by equation (1) based on the phase difference of the sub-carrier obtained by decomposing the received carrier and the distance between those antenna elements.
  • FIG. 11 is a diagram showing an outline of a vehicle detection system in the fifth embodiment according to the present invention.
  • the vehicle detection system 1 of the present embodiment in addition to the antenna 41A and the antenna 41B, three antennas (antennas 43A to 43C) are provided.
  • the antennas 43A to 43C are installed with a sufficient distance from each other.
  • FIG. 12 is a diagram showing a functional configuration of a radio wave arrival angle detection device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the radio wave arrival angle detection device 10 includes a reception unit 101, a unit signal extraction unit 102, a carrier wave decomposition unit 103, a subcarrier selection unit 104, a phase detection unit 105, and a first arrival angle.
  • a calculation unit 106, a smoothing unit 107, and a fourth arrival angle calculation unit 118 are provided.
  • the receiving unit 101 acquires radio waves received by the antenna 43A, the antenna 43B, and the antenna 43C in addition to the antenna 41A and the antenna 41B.
  • the fourth arrival angle calculation unit 118 acquires the radio waves received by the antennas 43A to 43C from the reception unit 101.
  • the fourth arrival angle calculation unit 118 includes a timepiece that measures time.
  • the fourth arrival angle calculation unit 118 records the time in a storage unit included in the radio wave arrival angle detection device 10.
  • the fourth arrival angle calculation unit 118 records the times when the antennas 43B and 43C receive radio waves.
  • the fourth arrival angle calculation unit 118 calculates the position of the vehicle A3 based on the time when the antennas 43A to 43C receive the radio waves.
  • a TOA (Time Of Arrival) method is used for the calculation of the position.
  • the TOA method is a method of calculating the position of a radio wave transmission source from the time it takes to reach a plurality of antennas from the radio wave transmission source.
  • the fourth arrival angle calculation unit 118 may calculate the position of the vehicle A3 by a time difference of arrival (TDOA) method, a received signal strength indicator (RSSI) method, or the like.
  • TDOA time difference of arrival
  • RSSI received signal strength indicator
  • the TDOA method is a method of calculating the position of a radio wave transmission source from the time difference when the radio wave reaches a plurality of antennas.
  • the RSSI method is a method of calculating the position of a transmission source from the intensity of radio waves that have reached a plurality of antennas and the calculated value of the spatial attenuation of the radio waves.
  • the fourth arrival angle calculation unit 118 calculates the position information of the vehicle A3
  • the fourth arrival angle calculation unit 118 calculates an angle (vehicle position angle) formed by the intersection of the straight line connecting the vehicle A3 and the antenna 41A and a plane parallel to the ground.
  • the fourth arrival angle calculation unit 118 outputs the calculated vehicle position angle to the smoothing unit 107.
  • the fourth arrival angle calculation unit 118 calculates the position information of the vehicle A3 by using two or all of the TOA method, the TDOA method, and the RSSI method, and calculates the vehicle position angle for each method. May be.
  • the first arrival angle calculation unit 106 calculates the arrival angle of radio waves based on the radio waves received by the antennas 41 ⁇ / b> A and 41 ⁇ / b> B and outputs the calculated arrival angle to the smoothing unit 107.
  • the smoothing unit 107 obtains an average of the arrival angle and the one or more vehicle position angles according to the method of the first embodiment, and sets the value as the radio wave arrival angle ⁇ .
  • the smoothing unit 107 outputs the radio wave arrival angle ⁇ to the false detection prevention device 20.
  • the accuracy of calculation of arrival angles can be improved by combining a plurality of arrival angle calculation methods.
  • the angle of arrival by the beamforming method and the angle of arrival calculated by other methods are significantly different.
  • the calculated arrival angle falls within a predetermined range, it may be determined that the value calculated by the beamforming method includes some error, and the arrival angle may be calculated based on another method.
  • FIG. 13 is a diagram showing a functional configuration of a radio wave arrival angle detection device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the radio wave arrival angle detection device 10 includes a reception unit 101, a unit signal extraction unit 102, a carrier wave decomposition unit 103, a subcarrier selection unit 104, a phase detection unit 105, and a first arrival angle.
  • a calculation unit 106 and an angle calculation execution determination unit 119 are provided.
  • the angle calculation execution determination unit 119 calculates the arrival angle of subcarriers included in carrier waves detected by a plurality of antennas based on the magnitude of the difference in phase or amplitude of subcarriers compared between predetermined antennas. Determine whether to do it. Specifically, the angle calculation execution determination unit 119 has a predetermined phase difference or signal level difference between the first subcarrier (subcarrier A ⁇ ) and the second subcarrier (subcarrier B ⁇ ) having the same frequency. If the threshold value is exceeded, it is determined that the arrival angle is not calculated.
  • the first arrival angle calculation unit 106 of the present embodiment calculates the arrival direction of radio waves when the angle calculation execution determination unit 119 determines that the arrival angle is calculated.
  • FIG. 14 is a first diagram for explaining the angle calculation execution determination by the angle calculation execution determination unit in the sixth embodiment of the present invention.
  • the antenna 41A receives the direct wave E1 and the reflected wave F1 of the carrier wave transmitted from the vehicle A4.
  • the antenna 41B receives the direct wave E2 of the carrier wave transmitted from the vehicle A4 and the reflected wave F2.
  • the carrier wave transmitted from the vehicle A4 arrives at the antennas 41A and 41B through various routes.
  • the reflected waves F1 and F2 are examples of the reflected wave, and actually there are a plurality of reflected waves that arrive at the antenna 41A or the like along other various paths.
  • the antenna 41A receives a combined wave such as a direct wave E1 and a plurality of reflected waves F1.
  • so-called fading in which the direct wave E1 and the reflected wave F1 interfere and the signal level fluctuates occurs.
  • the unit signal extraction unit 102 extracts a symbol, and the carrier wave decomposition unit 103 decomposes it into subcarrier component signal groups by FFT.
  • the subcarrier selection unit 104 selects subcarriers having the same frequency from the subcarrier component signal group A related to the antenna 41A and the subcarrier component signal group B related to the antenna 41B, and the phase detection unit 105 determines the phase of each subcarrier. To detect.
  • the angle calculation execution determination unit 119 compares the signal levels of the subcarrier A ⁇ related to the antenna 41A and the subcarrier B ⁇ related to the antenna 41B selected by the subcarrier selection unit 104.
  • the angle calculation execution determination unit 119 compares the phases of the subcarrier A ⁇ and the subcarrier B ⁇ detected by the phase detection unit 105. As a result of the comparison, if the difference value of the signal level does not fall within a predetermined tolerance range for the signal level, or if the difference value of the phase does not fall within a tolerance range predetermined for the phase difference, or both If the condition is satisfied, the angle calculation execution determination unit 119 determines that even if the arrival angle is calculated using the subcarrier A ⁇ and the subcarrier B ⁇ , an accurate arrival angle cannot be calculated due to the influence of fading. It is determined that the calculation is not performed. When the difference value or the phase difference of the signal level falls within a predetermined range, the angle calculation execution determination unit 119 determines to calculate the arrival angle.
  • FIG. 15A is a second diagram illustrating angle calculation execution determination by the angle calculation execution determination unit in the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15B is a third diagram for explaining the angle calculation execution determination by the angle calculation execution determination unit in the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15A is a diagram illustrating an example of signal levels of the subcarrier A ⁇ related to the antenna 41A and the subcarrier B ⁇ related to the antenna 41B when the angle calculation execution determining unit 119 determines to calculate the arrival angle.
  • the signal level 1S is the signal level of the subcarrier A ⁇ related to the antenna 41A.
  • the signal level 2S is the signal level of the subcarrier B ⁇ related to the antenna 41B.
  • the range W1 is an allowable range determined in advance for the signal level. In the case of FIG.
  • FIG. 15A since the difference value between the signal level 1S and the signal level 2S is equal to or smaller than the allowable range W1, the angle calculation execution determination unit 119 determines to calculate the arrival angle.
  • FIG. 15B is a diagram illustrating an example of signal levels of the subcarrier A ⁇ related to the antenna 41A and the subcarrier B ⁇ related to the antenna 41B when the angle calculation execution determining unit 119 determines not to calculate the arrival angle. In the case of FIG. 15B, since the difference between the signal level 1S and the signal level 2S exceeds the allowable range W1, the angle calculation execution determination unit 119 determines not to calculate the arrival angle.
  • the angle calculation execution determination unit 119 may determine whether or not to calculate the arrival angle based on the phase difference between the subcarriers. Whether or not the calculation of the arrival angle can be executed may be determined based on both the signal level and the phase difference.
  • the angle calculation execution determination unit 119 selects a plurality of frequency components for the subcarriers related to the antenna 41A and the antenna 41B, calculates an average value of the signal levels and phase differences of the plurality of subcarriers, and calculates the average value, etc. May be determined to determine whether or not the angle calculation can be executed.
  • an angle detection error due to fading can be reduced in a multipath environment with a reflected wave. Note that this embodiment can be combined with any of the first to fifth embodiments.
  • the angle calculation execution determination unit 119 determines whether or not the angle calculation can be executed based on the signal level and the phase difference between the antennas.
  • the angle calculation execution determination unit 119 compares the signal levels between subcarriers of the same antenna, and determines that the arrival angle is not calculated if the magnitude of the signal level difference exceeds a predetermined threshold. To do.
  • FIG. 16A is a first diagram illustrating execution determination of angle calculation by an angle calculation execution determination unit in the seventh embodiment according to the present invention.
  • FIG. 16B is a second diagram illustrating execution determination of angle calculation by the angle calculation execution determination unit in the seventh embodiment according to the invention.
  • FIG. 16A is a diagram illustrating an example of signal levels of a plurality of subcarriers related to the antenna 41A when the angle calculation execution determination unit 119 determines to calculate the arrival angle.
  • the signal levels of subcarrier 1, subcarrier 2, and subcarrier 3 are shown in order from the left.
  • the range W2 is an allowable range determined in advance for the signal level. In the case of FIG.
  • FIG. 16A since the signal levels of subcarriers 1 to 3 fall within the range of W2, angle calculation execution determination unit 119 determines to calculate the arrival angle.
  • FIG. 16B is a diagram illustrating an example of signal levels of a plurality of subcarriers related to the antenna 41A when the angle calculation execution determination unit 119 determines not to calculate the arrival angle. In the case of FIG. 16B, since the difference value between the signal levels of subcarrier 1 and subcarrier 2 and the difference value between the signal levels of subcarrier 2 and subcarrier 3 exceed the range of W2, angle calculation execution determination unit 119 Determines that the arrival angle is not calculated.
  • the phase of the reflected wave varies greatly even in the same path depending on the frequency.
  • the amplitude of the synthesized wave may fluctuate greatly for one or more frequencies due to fading.
  • the angle calculation execution determination unit 119 determines not to calculate the arrival angle. According to this embodiment, angle detection errors due to fading can be reduced in a multipath environment with reflected waves.
  • the seventh embodiment can be combined with the first to sixth embodiments.
  • Each process in the radio wave arrival angle detection device 10 described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the computer of the radio wave arrival angle detection device 10 reads and executes the program.
  • the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like.
  • the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement
  • the radio wave arrival angle detection device 10 may be configured by a single computer or may be configured by a plurality of computers connected so as to be communicable.
  • the third arrival angle calculation unit 116 is an example of a signal processing unit
  • the fourth arrival angle calculation unit 118 is an example of a position estimation unit.
  • radio wave arrival angle detection device vehicle detection system, radio wave arrival angle detection method, and vehicle false detection prevention method, it is possible to detect the arrival angle of a carrier wave in OFDM wireless communication. Thereby, erroneous detection of the vehicle can be prevented.

Landscapes

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Abstract

　電波到来角度検出装置は、第一アンテナと第二アンテナが受信したＯＦＤＭ方式の搬送波のそれぞれについて、シンボルを抽出し、各周波数成分を有するサブキャリアに分解する。第一アンテナと第二アンテナが受信したＯＦＤＭ方式の搬送波それぞれのサブキャリアの位相差と、第一アンテナ及び第二アンテナの配置との幾何学的関係に基づいて搬送波の到来角度を算出する。

Description

電波到来角度検出装置、車両検出システム、電波到来角度検出方法及び車両誤検出防止方法
　本発明は、電波到来角度検出装置、車両検出システム、電波到来角度検出方法及び車両誤検出防止方法に関する。
　本願は、２０１５年３月３１日に、日本に出願された特願２０１５－０７４４０１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　現在、道路を通過する車両の検出を行う路側帯に設けられた車両検知器と、車両検知器を通過した車両に搭載された車載器と無線通信を行う路側アンテナを備える無線式道路料金収受システムが提供されている。このような無線式道路料金収受システムでは、車両検知器によって検出した車両と無線通信を行った車両とを同一とみなして車両を特定し、特定した車両に対して課金を行う仕組みとなっている。
　現在の無線式道路料金収受システムでは、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）方式でアンテナと車載器間の通信が行われているが、次世代の無線式道路料金収受システムでは、ｗａｖｅ（IEEE802.11p）と呼ばれる無線通信の方式が採用されることが予定されている。ＤＳＲＣ方式は、単一の搬送波による通信であるが、ｗａｖｅ方式は、複数の搬送波を多重化したＯＦＤＭ（orthogonal frequency-division multiplexing）方式である。
　なお、特許文献１には、ＯＦＤＭ方式における通信電波の到来角度を算出し、アンテナのメインローブをその角度に合わせることで通信品質を確保する方法について記載されている。
特開２００５－３４８２７８号公報
　現在の無線式道路料金収受システムでは、車両検知器によって検知された車両Ａが、何らかの原因で路側アンテナと通信できない場合に、車両Ａの近くを走行していた別の車両Ｂが路側アンテナと通信を行ってしまうことがあった。そのような場合、無線式道路料金収受システムは、車両検知器によって検知された車両を車両Ｂと認識して、誤って車両Ｂに課金を行ってしまう可能性があった。この問題に対し、例えば、無線通信に用いる電波の到来角度などから車両を特定することも考えられるが、ＯＦＤＭ方式の搬送波は複数の副搬送波（サブキャリア）が多重化されているため、従来の到来角度算出方法を用いることができないという課題があった。
　本発明は、上述の課題を解決することのできる電波到来角度検出装置、車両検出システム、電波到来角度検出方法及び車両誤検出防止方法を提供する。
　本発明の第１の態様によれば、電波到来角度検出装置は、異なる周波数を有する複数の副搬送波を多重化した搬送波である第一搬送波及び第二搬送波であって、第一アンテナが受信した前記第一搬送波と第二アンテナが受信した前記第二搬送波のそれぞれについて、前記第一搬送波及び前記第二搬送波が伝送する信号を構成する複数の単位信号のうち、単一の単位信号から抽出した部分信号を複数の前記副搬送波から構成される副搬送波群に分解する搬送波分解部と、前記搬送波分解部が前記第一搬送波を分解して得られた第一副搬送波群から選択した第一副搬送波と前記搬送波分解部が前記第二搬送波を分解して得られた第二副搬送波群から選択した前記第一副搬送波と同一の周波数を有する第二副搬送波の位相差と、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの配置位置との幾何学的関係に基づいて、前記第一アンテナへの前記第一搬送波の到来角度または前記第二アンテナへの前記第二搬送波の到来角度を算出する到来角度算出部、を備える。
　本発明の第２の態様によれば、前記電波到来角度検出装置は、前記同一の周波数を有する前記第一副搬送波及び前記第二副搬送波の組を、複数の周波数について選択し、それぞれの周波数ごとに前記到来角度算出部が算出して得られた到来角度を平滑化する平滑化部、をさらに備える。
　本発明の第３の態様によれば、前記電波到来角度検出装置は、前記搬送波を構成する単位信号をその単位信号の先頭に付加された冗長信号を検出することにより抽出する単位信号抽出部、をさらに備え、前記単位信号抽出部は、前記第一搬送波より第一単位信号を、前記第二搬送波より第二単位信号をそれぞれ抽出し、前記搬送波分解部は、前記第一単位信号を前記第一副搬送波群に、前記第二単位信号を前記第二副搬送波群にそれぞれ分解し、前記到来角度算出部は、前記第一副搬送波群から選択した前記第一副搬送波と前記第二副搬送波群から選択した前記第一副搬送波と同一の周波数を有する前記第二副搬送波の位相差と、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの配置位置との幾何学的関係に基づいて前記到来角度を算出する。
　本発明の第４の態様によれば、前記電波到来角度検出装置は、前記搬送波の周波数を中間周波数に変換する中間周波数帯変換部と、前記中間周波数帯変換部が変換した搬送波から所定の長さの部分信号を３つ以上、時間の経過に沿ってサンプリングする標本化部と、をさらに備え、前記搬送波分解部は、前記標本化部が前記第一搬送波からサンプリングした３つ以上の部分信号のそれぞれを各部分信号に対応した第一副搬送波群に、前記第二搬送波からサンプリングした３つ以上の部分信号のそれぞれを各部分信号に対応した第二副搬送波群に分解し、前記到来角度算出部は、サンプリングした時刻を同じくする前記第一副搬送波群と前記第二副搬送波群の全ての組について、各組における前記第一副搬送波群から選択された前記第一副搬送波と前記第二副搬送波群から選択された前記第一副搬送波と同一の周波数を有する前記第二副搬送波を用いて算出された到来角度算出値を比較して、到来角度算出値の差分が所定の範囲内となる複数の到来角度算出値に基づいて前記到来角度を算出する。
　本発明の第５の態様によれば、前記電波到来角度検出装置は、アレイアンテナの備える複数のアンテナ素子で受信する前記搬送波に含まれる副搬送波の振幅及び位相に対する信号処理に基づいて前記搬送波の到来角度を算出する信号処理部、をさらに備える。
　本発明の第６の態様によれば、前記電波到来角度検出装置は、２つ以上のアンテナそれぞれで受信する前記搬送波の受信時刻または電波強度を用いて前記搬送波の発信位置を算出する位置推定部、をさらに備え、前記到来角度算出部は、さらに前記発信位置と前記第一アンテナまたは前記第二アンテナの位置関係が示す前記発信位置に基づく前記搬送波の到来角度を用いて、前記到来角度を算出する。
　本発明の第７の態様によれば、前記電波到来角度検出装置は、複数の前記副搬送波の間で比較した位相差または信号レベルの差の大きさに基づいて、前記到来角度の算出を行うか否かを判定する角度算出実行判定部、をさらに備え、前記到来角度算出部は、前記角度算出実行判定部が到来方向の算出を行うと判定した場合のみ前記到来方向の算出を行う。
　本発明の第８の態様によれば、前記角度算出実行判定部は、同一の周波数を有する前記第一副搬送波と前記第二副搬送波の位相差または信号レベルの差の大きさが所定の閾値を超えると到来角度の算出を行わないと判定する。
　本発明の第９の態様によれば、前記角度算出実行判定部は、前記第一副搬送波群または前記第二副搬送波群のうち少なくとも一方について、当該副搬送波群に含まれる複数の副搬送波の間で信号レベルを比較し、信号レベルの差の大きさが所定の閾値を超えると到来角度の算出を行わないと判定する。
　本発明の第１０の態様によれば、車両検出システムは、上記の何れか１つに記載の電波到来角度検出装置と、誤検知防止装置と、を備える車両検出システムであって、前記誤検知防止装置は、前記電波到来角度検出装置が算出した到来角度が、検出すべき車両が存在する位置に対応する所定の角度の範囲に含まれるか否かを判定する誤検出判定部、を備える。
　本発明の第１１の態様によれば、電波到来角度検出方法は、異なる周波数を有する複数の副搬送波を多重化した搬送波である第一搬送波及び第二搬送波であって、第一アンテナが受信した前記第一搬送波と第二アンテナが受信した前記第二搬送波のそれぞれについて、前記第一搬送波及び前記第二搬送波が伝送する信号を構成する複数の単位信号のうち、単一の単位信号から抽出した部分信号を複数の前記副搬送波から構成される副搬送波群に分解するステップ、前記第一搬送波を分解して得られた第一副搬送波群から選択した第一副搬送波と前記第二搬送波を分解して得られた第二副搬送波群から選択した前記第一副搬送波と同一の周波数を有する第二副搬送波の位相差と、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの配置位置との幾何学的関係に基づいて、前記第一アンテナへの前記第一搬送波の到来角度または前記第二アンテナへの前記第二搬送波の到来角度を算出するステップ、を含む。
　本発明の第１２の態様によれば、車両誤検出防止方法は、異なる周波数を有する複数の副搬送波を多重化した搬送波である第一搬送波及び第二搬送波であって、第一アンテナが受信した前記第一搬送波と第二アンテナが受信した前記第二搬送波のそれぞれについて、前記第一搬送波及び前記第二搬送波が伝送する信号を構成する複数の単位信号のうち、単一の単位信号から抽出した部分信号を複数の前記副搬送波から構成される副搬送波群に分解するステップ、前記第一搬送波を分解して得られた第一副搬送波群から選択した第一副搬送波と前記第二搬送波を分解して得られた第二副搬送波群から選択した前記第一副搬送波と同一の周波数を有する第二副搬送波の位相差と、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの配置位置との幾何学的関係に基づいて、前記第一アンテナへの前記第一搬送波の到来角度または前記第二アンテナへの前記第二搬送波の到来角度を算出するステップ、算出した前記到来角度が、検出すべき車両が存在する位置に対応する所定の角度の範囲に含まれるか否かを判定するステップ、を含む。
　上記した電波到来角度検出装置、車両検出システム、電波到来角度検出方法及び車両誤検出防止方法によれば、ＯＦＤＭ方式の無線通信における搬送波の到来角度を検出することができる。これにより車両の誤検出を防止することができる。
本発明に係る第一実施形態における車両検出システムの概要を示す第一の図である。 本発明に係る第一実施形態における車両検出システムの概要を示す第二の図である。 本発明に係る第一実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。 本発明に係る第一実施形態における電波到来角度算出方法を説明する図である。 本発明に係る第一実施形態における誤検知防止装置の機能構成を示す図である。 本発明に係る第一実施形態におけるアンテナ配置の他の例を示す図である。 本発明に係る第二実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。 本発明に係る第三実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。 本発明に係る第三実施形態における電波到来角度検出装置の具体的な構成例の一部を示す図である。 本発明に係る第三実施形態におけるサンプリングの方法を説明する図である。 本発明に係る第四実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。 本発明に係る第五実施形態における車両検出システムの概要を示す図である。 本発明に係る第五実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。 本発明に係る第六実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。 本発明に係る第六実施形態における角度算出実行判定部による角度算出の実行判定を説明する第一の図である。 本発明に係る第六実施形態における角度算出実行判定部による角度算出の実行判定を説明する第二の図である。 本発明に係る第六実施形態における角度算出実行判定部による角度算出の実行判定を説明する第三の図である。 本発明に係る第七実施形態における角度算出実行判定部による角度算出の実行判定を説明する第一の図である。 本発明に係る第七実施形態における角度算出実行判定部による角度算出の実行判定を説明する第二の図である。
＜第一実施形態＞
　以下、本発明の第一実施形態による車両検出システムを図１Ａ～図５を参照して説明する。
　図１Ａは、本発明に係る第一実施形態における車両検出システムの概要を示す第一の図である。
　図１Ｂは、本発明に係る第一実施形態における車両検出システムの概要を示す第二の図である。
　図１Ａは、車両検出システム１を上から見た図である。図１Ｂは、車両検出システム１を横から見た図である。車両検出システム１は、道路の有料区間の入口などに設けられている。車両検出システム１は、車線Ｌ１を走行する車両Ａ１、Ａ２等に搭載された専用の車載器とＯＦＤＭ方式による無線通信を行い、有料区間に進入する車両を検出する。
　図１Ａ、図１Ｂに示すように、車両検出システム１は、無線通信機４０と、車両検知器３０Ａ、車両検知器３０Ｂと、を備えている。車両検知器３０Ａ、車両検知器３０Ｂは、車線Ｌ１の路側に設けられ、車線Ｌ１を走行する車両Ａ１、Ａ２の車体の存在の有無を判別し、車両Ａ１、Ａ２一台分の通過を検出する。例えば、車両検知器３０Ａには投光器が設けられ、車両検知器３０Ｂには受光センサが設けられている。車両検知器３０Ｂの受光センサは、車線Ｌ１に進入した車両Ａが、車両検知器３０Ａの投光器から投光される光を遮ることで、車両Ａの通過を検出し、検出信号を後述する路側課金システム５０へ送信する。路側課金システム５０は、電子決済などによる課金処理を行う。
　無線通信機４０は、有料区間入口付近の道路の上方に設けられ、車線Ｌ１上において予め規定された通信可能エリアＱ１に進入した車両Ａ１（の車載器）との間で課金処理用の無線通信を行う。無線通信機４０は、車両Ａ１との無線通信に用いる地面に対して垂直方向上下となるように配置された少なくとも２つのアンテナ（アンテナ４１Ａ、アンテナ４１Ｂ）を有している。後述するように、アンテナ４１Ａ、４１Ｂは、車両Ａ１に搭載される車載器からの電波の到来角度を検出するために用いられる。無線通信機４０は、通信可能エリアＱ１に進入した車両Ａ１との無線通信により、車両Ａ１の車載器に登録された車両Ａ１に対する課金に必要な各種情報（車載器の識別情報など）を読み取って路側課金システム５０へ送信する。無線通信機４０は、当該有料区間入口の識別情報（料金所情報）や通信を行った時刻など課金に必要な情報を車両Ａ１に送信し、車両Ａ１の車載器にそれらの情報を登録する。
　路側課金システム５０は、車両検知器３０Ｂから検出信号を受信すると、例えば、検出信号の受信後所定時間内に、無線通信機４０から受信した情報に対応する車両が、課金対象の車両であると判定する。路側課金システム５０は、課金対象の車両について課金処理を行う。
　ここで、図１Ａ、図１Ｂにおいて、車線Ｌ１に対応して設けられた無線通信機４０は、当該車線Ｌ１上に規定された通信可能エリアＱ１に進入した車両Ａ１との無線通信を行うことが想定されている。しかしながら、車両検出システム１の運用において、周囲の建造物や走行車両、その他の障害物の存在に起因して、想定しない電波の反射が起こり得る。例えば、車両Ａ１の直ぐ後ろを走行する車両Ａ２の車載器が発信した電波が、障害物等における反射を経て、無線通信機４０に到来し得る。そうすると、当該無線通信機４０は、到来した電波が車両Ａ１から発せられたと誤認識する。また、路側課金システム５０は、無線通信機４０が誤認識した電波に含まれる車両Ａ２に搭載された車載器の情報と車両検知器３０Ｂが検出した車両Ａ１とを誤って対応付けるため、後の課金処理に誤りが生じる。
　そこで、本実施形態における車両検出システム１は、上述のアンテナ４１Ａ、アンテナ４１Ｂを通じて車両に搭載された車載器からの電波の到来角度を検出する機能を有するとともに、当該到来角度の検出値に基づいて、課金対象とすべき車両（車両Ａ１）との無線通信が行われているか否かを判断する。具体的には、無線通信機４０が、電波到来角度検出装置１０と、誤検知防止装置２０と、を備え、電波到来角度検出装置１０が車載器からの電波の到来角度を算出し、誤検知防止装置２０が課金対象とすべき車両と通信しているかどうかを判定する。次に電波到来角度検出装置１０について説明を行う。
　電波到来角度検出装置１０は、第一アンテナ（アンテナ４１Ａ）が受信した第一搬送波（ＯＦＤＭ方式の搬送波）と第二アンテナ（アンテナ４２Ａ）が受信した第二搬送波のそれぞれについて、それらの搬送波が伝送する信号を構成する複数の単位信号（シンボル）のうち、単一の単位信号から抽出した部分信号（マルチキャリアシンボル信号）を周波数ごとに副搬送波群（サブキャリア成分信号群）に分解し、分解して得られた副搬送波群のうち、第一副搬送波群から選択した第一副搬送波（サブキャリアＡα）と第二副搬送波群から選択した第一副搬送波（サブキャリアＡα）と同一の周波数を有する第二副搬送波（サブキャリアＢα）の位相差と、第一アンテナ及び第二アンテナの配置位置との幾何学的関係に基づいて、第一アンテナへの前記第一搬送波の到来角度または第二アンテナへの第二搬送波の到来角度を算出する装置である。特に本実施形態においては、単位信号抽出部１０２が、第一搬送波を構成する第一単位信号や第二搬送波を構成する第二単位信号を、その単位信号の先頭に付加された冗長信号（ガードインターバル）を検出することにより抽出する。
　図２は、本発明に係る第一実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。
　図２に示すように、電波到来角度検出装置１０は、受信部１０１と、単位信号抽出部１０２と、搬送波分解部１０３と、副搬送波選択部１０４と、位相検出部１０５と、第一到来角度算出部１０６と、を備えている。
　受信部１０１は、アンテナ４１Ａ、アンテナ４１Ｂが受信したＯＦＤＭ（直交周波数分割多重方式）方式で多重化された搬送波を取得する。ＯＦＤＭは、異なる周波数を有し互いに直交する複数の副搬送波のそれぞれに送信データを乗せ、それら複数の副搬送波を逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ:Inverse Fast Fourier Transform）で変調し１つの搬送波を生成する多重化方式である。受信部１０１は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）や取得した搬送波の受信レベルを補正する自動利得回路（ＡＧＣ）を備えている。受信部１０１は、ＬＮＡやＡＧＣにより調整された搬送波をデジタル信号（マルチキャリア信号）に変換して、単位信号抽出部１０２に出力する。具体的には、受信部１０１は、アンテナ４１Ａ、アンテナ４１Ｂによって受信された搬送波のそれぞれをマルチキャリア信号に変換して、単位信号抽出部１０２に出力する。アンテナ４１Ａが受信した搬送波のマルチキャリア信号をマルチキャリア信号Ａ、アンテナ４１Ｂが受信した搬送波のマルチキャリア信号をマルチキャリア信号Ｂとする。
　単位信号抽出部１０２は、受信部１０１から取得したマルチキャリア信号から１シンボル（単位信号）を抽出する機能部である。単位信号抽出部１０２は、ＡＦＣ（Automatic frequency control）機能やガードインターバル検出機能を有している。単位信号抽出部１０２は、まずマルチキャリア信号に自動周波数制御（ＡＦＣ）を行って、送信側と受信側の周波数の誤差を補正する。次に、単位信号抽出部１０２は、マルチキャリア信号に含まれる任意の１シンボルを抽出するために、ガードインターバル検出機能によって、シンボルの先頭に付されたガードインターバルを検出する。ガードインターバルとは、マルチパス遅延波によるシンボル間干渉を防ぐためにシンボルの先頭に付加される冗長信号である。ＯＦＤＭでは、シンボルの後端部分をガードインターバルとして、そのシンボルの先頭にコピーする。単位信号抽出部１０２は、この性質を利用して、例えば、マルチキャリア信号のある部分と、マルチキャリア信号の１波長分遅れて到着した部分の相関を取ることによってガードインターバルを検出する。単位信号抽出部１０２は、ガードインターバルを検出すると、ガードインターバルに続く、予め定められた１シンボルの長さに相当する部分の信号を抽出することによってマルチキャリアシンボル信号を抽出する。単位信号抽出部１０２は、シンボルの抽出を、マルチキャリア信号Ａ、マルチキャリア信号Ｂのそれぞれについて行い、抽出したマルチキャリアシンボル信号を搬送波分解部１０３に出力する。マルチキャリア信号Ａから抽出したマルチキャリアシンボル信号をマルチキャリアシンボル信号Ａ、マルチキャリア信号Ｂから抽出したマルチキャリアシンボル信号をマルチキャリアシンボル信号Ｂとする。単位信号抽出部１０２は、シンボルの始まりのタイミングを位相検出部１０５に出力する。
　ここでマルチキャリア信号から単一シンボルの信号を抽出するのは、シンボルを跨いで複数の位相を含んだ信号を抽出するのを防ぐためである。複数の位相を含むとそれらの位相のずれによって、後の工程で算出する搬送波の到来角度に影響が出る可能性がある。従って、単位信号抽出部１０２は、1つのシンボル内から信号を抽出する。なお、抽出する信号の長さは、シンボル長さと等しくなくても１シンボル長さ以下であればよい。
　搬送波分解部１０３は、取得したマルチキャリアシンボル信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）を行い、サブキャリアの成分信号に分解する。搬送波分解部１０３は、マルチキャリアシンボル信号Ａを各周波数成分に分解したサブキャリア成分信号群Ａを副搬送波選択部１０４に出力する。搬送波分解部１０３は、マルチキャリアシンボル信号Ｂを各周波数成分に分解したサブキャリア成分信号群Ｂを副搬送波選択部１０４に出力する。
　ここで、搬送波分解部１０３がマルチキャリアシンボル信号を周波数成分に分解するのは、マルチキャリアを多重化した搬送波の状態では、従来の電波到来角度算出方法が使用できないからである。現在のＤＳＲＣ方式であれば、単一の搬送波による通信のため電波到来角度を算出するのも容易であるが、次世代のＯＦＤＭ方式による通信では、多重化されていない１つのサブキャリアを抽出する必要があり、さらに、位相のずれを含まないように単一のシンボルに収まる範囲のサブキャリアを抽出する必要がある。
　副搬送波選択部１０４は、搬送波分解部１０３から取得したサブキャリア成分信号群について、ある一つの周波数αを有する成分信号を選択する。副搬送波選択部１０４は、サブキャリア成分信号群Ａから周波数αを有する成分信号（サブキャリアＡα）を選択し、位相検出部１０５に出力する。副搬送波選択部１０４は、サブキャリア成分信号群Ｂから周波数αを有する成分信号（サブキャリアＢα）を選択し位相検出部１０５に出力する。位相検出部１０５は、単位信号抽出部１０２から取得したサブキャリアの始まりのタイミングと、副搬送波選択部１０４から取得したサブキャリアの周波数αに基づいて、サブキャリアＡαの位相、サブキャリアＢαの位相をそれぞれ検出する。位相検出部１０５は、サブキャリアＡα、サブキャリアＢαとそれらの位相の情報を第一到来角度算出部１０６に出力する。
　第一到来角度算出部１０６は、取得した情報を用いて搬送波（電波）の到来角度を算出する。到来角度の算出方法について図３を用いて説明を行う。
　図３は、本発明に係る第一実施形態における電波到来角度算出方法を説明する図である。
　図３に示すように、アンテナ４１Ａ、４１Ｂは、車載器から放射された電波である搬送波Ｅを受信する。この際、搬送波Ｅは各アンテナ４１Ａ、４１Ｂに対し、所定の到来角度θで入射する。ここで、到来角度θは、地面と平行な面を基準とした搬送波Ｅの入射角度である。アンテナ４１Ａとアンテナ４１Ｂの間隔を間隔ｄ０とする。
　そうすると、アンテナ４１Ａが受信する搬送波Ｅとアンテナ４１Ｂが受信する到来波Ｅとの行路差ｄ１に応じて、各搬送波Ｅに位相差φが生じる。到来角度θは、行路差ｄ１と位相差φとの関係式（φ＝（２π／λ）×ｄ１＝（２π／λ）×（ｄ０×ｓｉｎθ））に基づいて、下記の式（１）で算出することができる。
　θ＝ｓｉｎ－１×（（λ×φ）／（２π×ｄ０））　・・・・　（１）
　なお、“λ”は、無線通信機４０及び車載器との無線通信に用いる電波の波長である。なお、本実施形態において、無線通信機４０及び車載器の間で行われる無線通信には、例えば、５．９ＧＨｚ程度の周波数の電波が用いられる。この場合、波長λは、概ね５ｃｍ程度となる。
　このように、アンテナ４１Ａ、アンテナ４１Ｂ間の間隔と、搬送波Ｅの波長λと、到来角度θに応じて定まる位相差φとの幾何学的に関係に基づいて、到来角度θを算出することができる。
　第一到来角度算出部１０６は、アンテナ４１Ａ、アンテナ４１Ｂのそれぞれに対応するサブキャリアＡα、サブキャリアＢαの位相の情報から位相差φを算出する。第一到来角度算出部１０６は、波長λを、サブキャリアＡαの周波数から算出する。第一到来角度算出部１０６は、間隔ｄ０を、電波到来角度検出装置１０が備える図示しない記憶部から読み出す。第一到来角度算出部１０６は、これらの情報を式（１）に代入して、到来角度θを算出する。第一到来角度算出部１０６は、算出した到来角度θを誤検知防止装置２０へ出力する。
　次に、図４を用いて誤検知防止装置２０について説明する。
　図４は、本発明に係る第一実施形態における誤検知防止装置の機能構成を示す図である。
　図４に示す通り、誤検知防止装置２０は、到来角度情報取得部２０１と、誤検出判定部２０２と、判定結果送信部２０３とを備えている。
　到来角度情報取得部２０１は、第一到来角度算出部１０６が算出した到来角度θの情報を、電波到来角度検出装置１０から取得する。到来角度情報取得部２０１は、到来角度θの情報を、誤検出判定部２０２へ出力する。
　誤検出判定部２０２は、到来角度θの大きさが、所定の範囲内の値かどうかによって、アンテナ４１Ａ及びアンテナ４１Ｂの通信相手である車両が課金対象かどうかを判定する。具体的には、アンテナ４１Ａ及びアンテナ４１Ｂと通信可能エリアＱ１に含まれる各位置とを結ぶ直線と、地面に対して平行な面とが交わって出来る角度の範囲を予め算出し、到来角度θがその範囲内であれば、誤検出判定部２０２は、通信相手の車両は課金対象であると判定し、到来角度θがその範囲外であれば、誤検出判定部２０２は、通信相手の車両は誤検出した車両であると判定する。誤検出判定部２０２は、判定結果を判定結果送信部２０３へ出力する。
　判定結果送信部２０３は、誤検出判定部２０２による判定結果を、路側課金システム５０へ送信する。
　路側課金システム５０では、誤検知防止装置２０から判定結果を含んだ情報を取得し、無線通信を行った車両が課金対象であれば、車両検知器３０Ｂが通行を検知した車両に対して課金処理を行う。例えば、判定結果が誤検出した車両であることを示していれば、路側課金システム５０は、課金対象の車両と無線通信ができるまで、車両との無線通信を行うよう無線通信機４０に指示する。
　図５は、本発明に係る第一実施形態におけるアンテナ配置の他の例を示す図である。
　図５には、車線Ｌ２を走行する車両Ａ５、車線Ｌ３を走行する車両Ａ６が示されている。このように複数の車線がある場合、反射波の影響により車線Ｌ３を走行する車両Ａ６を、車線Ｌ２を走行していると誤認識する可能性がある。それに対し、アンテナ４１Ｃ、アンテナ４１Ｄのようにアンテナを水平方向に並べて配置した場合、車両検出システム１は、アンテナ４１Ｃとアンテナ４１Ｄが受信する搬送波の位相差と、アンテナ４１Ｃとアンテナ４１Ｄの配置位置との幾何学的関係に基づいて算出した例えばアンテナ４１Ｃが受信する電波の到来角度θＴに基づいて、車線Ｌ２から発信された搬送波であるか、あるいは車線Ｌ３から発信された搬送波であるかを判断することができる。なお、到来角度θＴは、地面と車線Ｌ２の進行方向とに垂直な面と、搬送波がなす角度である。
　さらに、車線Ｌ３の上部にアンテナ４１Ｅ、４１Ｆ、４１Ｇのように、アンテナ４１Ｇを基準として垂直方向にアンテナ４１Ｆを、水平方向にアンテナ４１Ｅを設ければ、車両検出システム１は、アンテナ４１Ｇ、アンテナ４１Ｆを用いて、例えばアンテナ４１Ｇが受信する搬送波の到達角度に基づいて車線Ｌ３を前後に並んで走行する車両同士の誤認識を防ぐことができる。車両検出システム１は、アンテナ４１Ｇ、アンテナ４１Ｅを用いて、例えばアンテナ４１Ｇが受信する搬送波の到達角度に基づいて車線Ｌ２を走行する車両を、車線Ｌ３を走行する車両と誤認識することを防ぐことができる。
　本実施形態によれば、電波到来角度検出装置１０は、ＯＦＤＭ方式の無線通信において、搬送波から単一のシンボルを抽出して処理対象となるマルチキャリア信号を抽出し、さらに抽出したマルチキャリア信号を高速フーリエ変換して得られたサブキャリア成分信号群から１つを選択して、到来角度θの算出を行う。単一のシンボルからマルチキャリアシンボル信号を抽出するので、シンボルを跨いでマルチキャリア信号を抽出する場合のように、複数シンボル間の位相誤差による到来角度の算出誤差が発生しない。１つのサブキャリアを選択することにより、上記の式（１）を用いて到来角度θを算出することができる。つまり、複数のサブキャリアを多重化してなる搬送波に対しても、搬送波の到来角度θの算出が可能になる。到来角度θによって、通信相手の車両の存在する位置の範囲を特定することが可能なので、所望の車両と無線通信を行っているかどうかを判定することができる。これにより、車両の取り違いによって、誤った車両に対して課金処理を行うことを防止することができる。
　なお、上記の受信部１０１、単位信号抽出部１０２、搬送波分解部１０３、副搬送波選択部１０４、位相検出部１０５は、アンテナ４１Ａが受信した電波とアンテナ４１Ｂが受信した電波の両方を処理する構成としなくてもよい。例えば、アンテナ４１Ａが受信した電波を処理する受信部１０１Ａ、単位信号抽出部１０２Ａ、搬送波分解部１０３Ａ、副搬送波選択部１０４Ａ、位相検出部１０５Ａと、アンテナ４１Ｂが受信した電波を処理する受信部１０１Ｂ、単位信号抽出部１０２Ｂ、搬送波分解部１０３Ｂ、副搬送波選択部１０４Ｂ、位相検出部１０５Ｂとを別々のハードウェアに構成してもよい。以下の実施形態についても同様である。
　アンテナ４１Ａ、アンテナ４１Ｂは、それぞれのアンテナで受信する直接波の位相差が１周期以内となるように１波長以下（例えば０．６波長）の間隔で配置されているとする。配置するアンテナは２つでなくてもよく、３つ以上であってもよい。あるいは、複数のアンテナ素子を配列したアレイアンテナでもよい。３つ以上のアンテナがある場合、到来角度の算出に用いる２つのアンテナは隣接して配置されたアンテナを選択する。これは、後述する第三実施形態においても同様である。
＜第二実施形態＞
　以下、本発明の第二実施形態による車両検出システムを、図６を参照して説明する。
　図６は、本発明に係る第二実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。
　図６に示すように、電波到来角度検出装置１０は、受信部１０１と、単位信号抽出部１０２と、搬送波分解部１０３と、副搬送波選択部１０４と、位相検出部１０５と、第一到来角度算出部１０６と、平滑化部１０７と、を備えている。これらの構成のうち、第一実施形態と異なる機能部について説明する。
　本実施形態において、副搬送波選択部１０４は、サブキャリア成分信号群Ａ、サブキャリア成分信号群Ｂのうち、同じ周波数を有するサブキャリアの組を複数（例えばＮ個）選択して、それらを位相検出部１０５へ出力する。サブキャリア成分信号群Ａについて選択したサブキャリアをサブキャリアＡ１～ＡＮ、サブキャリア成分信号群Ｂについて選択したサブキャリアをサブキャリアＢ１～ＢＮとする。サブキャリアＡｎとサブキャリアＢｎ（ｎ＝１～Ｎ）の周波数は同一であるとする。なお、同一とは、二つの周波数が完全に一致していることを要する意味に限定されず、二つの周波数が予め規定された誤差の許容範囲内に含まれる、との意味を含むとする。
　位相検出部１０５は、Ｎ組のサブキャリア（サブキャリアＡ１～ＡＮ、サブキャリアＢ１～ＢＮ）のそれぞれについて位相を検出し、第一到来角度算出部１０６へ出力する。第一到来角度算出部１０６は、Ｎ個の同じ周波数を有するサブキャリアの組のそれぞれについて位相差、波長を計算し、式（１）により、周波数ごとに到来角度θ（θ１～θＮ）を算出する。位相検出部１０５は、算出したＮ個の到来角度θを平滑化部１０７へ出力する。
　平滑化部１０７は、Ｎ個の到来角度θ０～θＮを平滑化した値を算出する。例えば、平滑化部１０７は、Ｎ個の到来角度θ０～θＮの平均値を計算する。例えば、平滑化部１０７は、Ｎ個の到来角度θ０～θＮのうち最大値と最小値を除いたＮ－２個の到来角度の平均値を計算する。例えば、平滑化部１０７は、まずＮ個の到来角度θ０～θＮの平均値を計算し、その平均値から所定の範囲内にある到来角度だけを選択する。平滑化部１０７は、選択した到来角度の平均値を計算する。平滑化部１０７は、これらの方法で平滑化した到来角度θｘを誤検知防止装置２０へ出力する。
　本実施形態によれば、フェージングなどにより誤差を含んだデータを排除することが可能である。これにより、第一実施形態の効果に加え、より精度の高い電波到来角度を算出することができる。
　なお、本実施形態において、副搬送波選択部１０４が選択するサブキャリアの数は任意である。例えば、ＦＦＴによって得られた全てのサブキャリアを選択してもよい。
＜第三実施形態＞
　以下、本発明の第三実施形態による車両検出システムを、図７～図９を参照して説明する。
　図７は、本発明に係る第三実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。
　図７に示すように、電波到来角度検出装置１０は、受信部１０１と、搬送波分解部１０３と、副搬送波選択部１０４と、位相検出部１０５と、第二到来角度算出部１１０と、を備えている。第三実施形態の受信部１０１は、中間周波数帯変換部１０８と、標本化部１０９と、を備えている。これらの構成のうち、第一実施形態と異なる機能部について説明する。まず、中間周波数帯変換部１０８と標本化部１０９について説明する。
　中間周波数帯変換部１０８は、受信した搬送波を低い周波数（中間周波数）にダウンコンバートする。
　標本化部１０９は、ダウンコンバートした搬送波から所定のデータ長さのマルチキャリア部分信号を少なくとも３つ採取する。
　図８は、本発明に係る第三実施形態における電波到来角度検出装置の具体的な構成例の一部を示す図である。
　中間周波数帯変換部１０８は、例えば、バンドパスフィルタ１１１と、局部発信機１１２と、ミキサ１１３と、バンドパスフィルタ１１４と、を含んで構成される。バンドパスフィルタ１１１は、アンテナ４１Ａ及びアンテナ４１Ｂで受信した各々の搬送波に対してノイズ除去を行う。ノイズ除去された搬送波は、局部発信機１１２とミキサ１１３とバンドパスフィルタ１１４からなる周波数変換器によって低い周波数に周波数変換される。ここで低い周波数に変換するのは、Ａ／Ｄコンバータ１１５で処理できるようにするためである。なお、バンドパスフィルタ１１４の代わりにローパスフィルタを用いてもよい。中間周波数帯変換部１０８は、ダウンコンバートした搬送波を標本化部１０９に出力する。
　標本化部１０９は、例えば、Ａ／Ｄコンバータ１１５を備えている。標本化部１０９は、Ａ／Ｄコンバータ１１５により、ダウンコンバートした搬送波を所定のタイミング（時刻）でサンプリング（標本化）し、サンプリングしたマルチキャリア部分信号を搬送波分解部１０３に出力する。
　図９は、本発明に係る第三実施形態におけるサンプリングの方法を説明する図である。
　図９は、中間周波数帯変換部１０８がダウンコンバートした搬送波の時間経過に伴う信号レベル（信号強度）の推移の一例を示したグラフである。図９に示す搬送波は、シンボルＳＢ１、シンボルＳＢ２、シンボルＳＢ３を含んでいる。ここで、標本化部１０９が、図９の搬送波から時間の経過に沿って区間Ｃ１、区間Ｃ２、区間Ｃ３をサンプリングしたとする。区間Ｃ１をサンプリングしたマルチキャリア部分信号には、シンボルＳＢ１とシンボルＳＢ２が切り替わる部分の信号が含まれる。すると、区間Ｃ１をサンプリングしたマルチキャリア部分信号をＦＦＴして得たサブキャリア成分信号群から選択したサブキャリアを用いて算出した到来角度には、シンボルＳＢ１のサブキャリアとシンボルＳＢ２のサブキャリアの位相のずれに起因する誤差が生じる可能性がある。一方、区間Ｃ２、区間Ｃ３については単一のシンボルＳＢ２内に含まれるので、区間Ｃ２、区間Ｃ３からサンプリングしたマルチキャリア部分信号をＦＦＴして得たサブキャリアを用いて算出した到来角度には位相のずれに起因する誤差が生じない。標本化部１０９は、例えば、３回サンプリングを行う場合、３回のうち２回は単一のシンボルからサンプリングできるように所定のタイミングでサンプリングを行う。具体的には、標本化部１０９は、サンプリング区間の長さが１シンボルの長さの１／３以下となるようにサンプリングを行う。このようにすれば、３回のうちの２回は必ず単一のシンボル内でサンプリングできることになる。なお、サンプリングする回数は３回に限定されない。３回以上であれば４回でもよい。その場合、サンプリング長は、１シンボルの１／４以下となるようにする。
　次に、本実施形態における到来角度算出方法について図９を例に説明する。
　アンテナ４１Ａが受信し、中間周波数帯変換部１０８がダウンコンバートした搬送波について、標本化部１０９が所定のタイミング（時刻）で区間Ｃ１、区間Ｃ２、区間Ｃ３をサンプリングし、区間Ｃ１に対応するマルチキャリア部分信号ＡＣ１、区間Ｃ２に対応するマルチキャリア部分信号ＡＣ２、区間Ｃ３に対応するマルチキャリア部分信号ＡＣ３を生成する。標本化部１０９は、マルチキャリア部分信号ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３を搬送波分解部１０３に出力する。搬送波分解部１０３は、マルチキャリア部分信号ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３に対してそれぞれＦＦＴを行い、サブキャリアに分解（サブキャリア成分信号群ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３）する。アンテナ４１Ｂが受信した搬送波についても同様である。標本化部１０９は、アンテナ４１Ｂが受信し、中間周波数帯変換部１０８がダウンコンバートした搬送波について、アンテナ４１Ａに関する搬送波についてサンプリングしたのと同じタイミング（時刻）でサンプリングして得た区間Ｃ１、区間Ｃ２、区間Ｃ３にそれぞれ対応するマルチキャリア部分信号ＢＣ１、ＢＣ２、ＢＣ３を搬送波分解部１０３に出力する。搬送波分解部１０３は、マルチキャリア部分信号ＢＣ１、ＢＣ２、ＢＣ３に対してそれぞれＦＦＴを行い、サブキャリア成分信号群（サブキャリア成分信号群ＢＣ１、ＢＣ２、ＢＣ３）に分解する。
　搬送波分解部１０３は、サブキャリア成分信号群ＡＣ１～ＡＣ３、サブキャリア成分信号群ＢＣ１～ＢＣ３を副搬送波選択部１０４へ出力する。副搬送波選択部１０４は、区間Ｃ１に対応するサブキャリア成分信号群ＡＣ１の中から、ある周波数αを有するサブキャリア（サブキャリアＡＣ１α）を選択する。副搬送波選択部１０４は、区間Ｃ１に対応するサブキャリア成分信号群ＢＣ１の中から、ある周波数αを有するサブキャリア（サブキャリアＢＣ１α）を選択する。副搬送波選択部１０４は、それらを１つの組として位相検出部１０５へ出力する。副搬送波選択部１０４は、区間Ｃ２、Ｃ３についてサンプリングし、周波数ごとに分解したサブキャリアについても同様の処理を行う。副搬送波選択部１０４が選択したアンテナ４１Ａに対応する区間Ｃ２のサブキャリアをサブキャリアＡＣ２α、アンテナ４１Ｂに対応する区間Ｃ２のサブキャリアをサブキャリアＢＣ２α、同様に区間Ｃ３については、サブキャリアＡＣ３α、サブキャリアＢＣ３αとする。
　位相検出部１０５は、副搬送波選択部１０４から取得したサブキャリアＡＣ１αなどの位相を検出し、サブキャリアＡＣ１α、ＡＣ２α、ＡＣ３α、サブキャリアＢＣ１α、ＢＣ２α、ＢＣ３α、それぞれの位相の情報を、第二到来角度算出部１１０に出力する。なお、選択するサブキャリアの周波数は、区間Ｃ１～Ｃ３で異なっていてもよい。
　第二到来角度算出部１１０は、サブキャリアＡＣ１α及びサブキャリアＢＣ１αを用いて、それらの位相差、波長を計算し、式（１）を用いて、区間Ｃ１に対する到来角度θＣ１を算出する。同様に、第二到来角度算出部１１０は、サブキャリアＡＣ２α及びサブキャリアＢＣ２αを用いて、区間Ｃ２に対する到来角度θＣ２を算出する。第二到来角度算出部１１０は、サブキャリアＡＣ３α及びサブキャリアＢＣ３αを用いて、区間Ｃ３に対する到来角度θＣ３を算出する。次に、第二到来角度算出部１１０は、到来角度θＣ１、θＣ２、θＣ３を比較する。ここで、サブキャリアＡＣ１α及びサブキャリアＢＣ１αが共に複数のシンボル（例えばシンボルＳＢ１、ＳＢ２）を跨いでサンプリングした信号だとすると、サブキャリアＡＣ１α及びサブキャリアＢＣ１αは、シンボルの切り替わりによる位相誤差を含んでいる。従って、サブキャリアＡＣ１α及びサブキャリアＢＣ１αに基づいて計算した到来角度θＣ１は、単一シンボルからサンプリングした信号に基づいて計算した到来角度θＣ２、θＣ３と乖離した値である可能性がある。第二到来角度算出部１１０は、｜θＣ１－θＣ２｜、｜θＣ２－θＣ３｜、｜θＣ３－θＣ１｜を比較してそれらの値が所定の範囲内になる場合の到来角度の組み合わせを選択する。例えば、｜θＣ２－θＣ３｜の値が最も小さく所定の範囲内になる場合、第二到来角度算出部１１０は、θＣ２とθＣ３を選択する。第二到来角度算出部１１０は、選択したθＣ２とθＣ３に基づいて、最終的な到来角度を算出する。例えば、第二到来角度算出部１１０は、選択したθＣ２とθＣ３の平均を算出して、その値を搬送波の到来角度として決定する。
　第一実施形態では、ガードインターバルを目印にして単一シンボル内の部分信号を抽出した。本実施形態では、電波到来角度検出装置１０は、搬送波から時間の経過に沿ってサンプリングした３つ以上の部分信号（マルチキャリア部分信号）のそれぞれを、それぞれの部分信号に対応した副搬送波群（サブキャリア成分信号群）に分解し、サンプリングした時刻を同じくする第一副搬送波群と第二副搬送波群の全ての組（例えば、サブキャリア成分信号群ＡＣ１とＢＣ１の組、サブキャリア成分信号群ＡＣ２とＢＣ２の組、サブキャリア成分信号群ＡＣ３とＢＣ３の組）について、各組における第一副搬送波群から選択された第一副搬送波（例えばサブキャリアＡＣ１α）と第二副搬送波群から選択された第二副搬送波（例えばサブキャリアＢＣ１α）を用いて式（１）により算出された到来角度算出値を比較して、到来角度算出値の差分（｜θＣ２－θＣ３｜など）が所定の範囲内となる複数の到来角度算出値（例えばθＣ２、θＣ３）に基づいて到来角度を算出する。
　本実施形態によれば、第一実施形態における単位信号抽出部１０２によるシンボルの抽出に代えて、標本化部１０９が単一のシンボル内で複数のマルチキャリア部分信号をサンプリングする。サンプリング数が３個の場合で説明したように、サンプリングのタイミングによって、シンボルの切り替えを含む信号を１つサンプリングしてしまう場合でも、残りの２つは必ず単一のシンボル内でサンプリングすることができる。サンプリングしたそれぞれの信号を用いて式（１）によって算出した到来角度算出値を比較することによって、シンボルの切り替えを含む信号に基づく電波到来角度算出値を除外できると考えられる。結果として、本実施形態によれば、単一のシンボル内でサンプリングした複数の信号のそれぞれを用いて算出した電波到来角度算出値に基づいて、電波到来角度を算出することができる。これにより、第一実施形態と同様の効果が得られる。本実施形態によれば、第一実施形態のように自動周波数制御や、ガードインターバルの検出機能などを備える必要がなく、より簡単な方法で単一シンボル内からマルチキャリア部分信号をサンプリングすることができる。
　なお、本実施形態は、第二実施形態と組み合わせることも可能である。
＜第四実施形態＞
　以下、本発明の第四実施形態による車両検出システムを、図１０を参照して説明する。
　図１０は、本発明に係る第四実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。
　図１０に示すように、電波到来角度検出装置１０は、受信部１０１と、単位信号抽出部１０２と、搬送波分解部１０３と、副搬送波選択部１０４と、位相検出部１０５と、第一到来角度算出部１０６と、第三到来角度算出部１１６と、到来角度特定部１１７と、を備えている。第四実施形態では、搬送波の受信に複数のアンテナ素子を配列してなるアレイアンテナ４２を用いる。
　第三到来角度算出部１１６は、アレイアンテナ４２に設けられた複数のアンテナ素子で受信した搬送波を分解して得られるサブキャリア成分信号群から副搬送波選択部１０４が選択したサブキャリアの振幅及び位相に対する信号処理に基づいて搬送波の到来角度θを算出する。第三到来角度算出部１１６は、到来角度θを推定する既知の手法であるビームフォーミング法に基づく信号処理を行う。ビームフォーミング法とは、複数のアンテナ素子が基準線に沿って配列されたアレイアンテナを用いて、アレイアンテナ４２のメインローブ（アレイアンテナ４２につき最も放射特性の高い範囲角度）を全方向にわたって走査し、当該アレイアンテナ４２の出力電力が大きくなる方向を探す方法である。ビームフォーミング法においては、各アンテナ素子で受信した搬送波についてのベクトル演算（振幅値と位相値とを用いた演算）を行う。そのため、第三到来角度算出部１１６が算出した到来角度θは、第一～第三実施形態において算出した到来角度θと比較して、高精度となる。なお、第三到来角度算出部１１６が到来角度の算出に用いる方法は、他にＣＡＰＯＮ法、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）法、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotation Invariance Techniques）法などより分解能の高い方法であってもよい。
　到来角度特定部１１７は、第一到来角度算出部１０６が算出した到来角度θａを第一到来角度算出部１０６から取得し、第三到来角度算出部１１６が算出した到来角度θｂを第三到来角度算出部１１６から取得する。到来角度特定部１１７は、到来角度θａと到来角度θｂとに基づいて、搬送波の到来角度θを特定する。例えば、通常時は、精度の高い到来角度θｂを到来角度θとして特定し、第三到来角度算出部１１６の到来角度の算出に異常が発生した場合などには、到来角度θａを到来角度θとして特定してもよい。
　なお、本実施形態において、第一到来角度算出部１０６は、アレイアンテナ４２に配列された複数のアンテナ素子のうち、所定の間隔内に設けられた２つのアンテナ素子の組について、それらのアンテナ素子で受信した搬送波を分解して得られるサブキャリアの位相差とそれらのアンテナ素子間の距離とに基づいて式（１）によって到来角度θａを算出することができる。第一到来角度算出部１０６は、２つのアンテナ素子の組を複数選択し、それぞれの組について算出した到来角度θａの平均値などを算出するようにしてもよい。
　なお、第一実施形態と組み合わせた場合を例に説明を行ったが、第二～第三実施形態と組み合わせることも可能である。
　本実施形態によれば、より精度の高い電波到来角度の算出が可能である。
＜第五実施形態＞
　以下、本発明の第五実施形態による車両検出システムを、図１１～図１２を参照して説明する。
　図１１は、本発明に係る第五実施形態における車両検出システムの概要を示す図である。
　図１１に示すように、本実施形態の車両検出システム１では、アンテナ４１Ａ、アンテナ４１Ｂの他に、３本のアンテナ（アンテナ４３Ａ～４３Ｃ）が設けられている。アンテナ４３Ａ～４３Ｃは、互いに十分な距離を置いて設置されている。
　図１２は、本発明に係る第五実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。
　図１２に示すように、電波到来角度検出装置１０は、受信部１０１と、単位信号抽出部１０２と、搬送波分解部１０３と、副搬送波選択部１０４と、位相検出部１０５と、第一到来角度算出部１０６と、平滑化部１０７と、第四到来角度算出部１１８と、を備えている。
　受信部１０１は、アンテナ４１Ａ、アンテナ４１Ｂに加え、アンテナ４３Ａ、アンテナ４３Ｂ、アンテナ４３Ｃが受信した電波を取得する。
　第四到来角度算出部１１８は、受信部１０１からアンテナ４３Ａ～４３Ｃが受信した電波を取得する。第四到来角度算出部１１８は、時間を測定する時計を備えている。第四到来角度算出部１１８は、アンテナ４３Ａが車両Ａ３から送信された電波を受信すると、その時刻を電波到来角度検出装置１０が備える記憶部に記録する。同様に、第四到来角度算出部１１８は、アンテナ４３Ｂ、４３Ｃが電波を受信した時刻をそれぞれ記録する。第四到来角度算出部１１８は、アンテナ４３Ａ～４３Ｃが電波を受信した時刻に基づいて車両Ａ３の位置を算出する。位置の算出には、例えばＴＯＡ（Time Of Arrival）方式を用いる。ＴＯＡ方式とは、電波の発信源から複数のアンテナに届くまでの時間から電波の発信源の位置を算出する方法である。第四到来角度算出部１１８は、ＴＤＯＡ（Time Difference of Arrival）方式や、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）方式などにより車両Ａ３の位置を算出してもよい。ＴＤＯＡ方式は、電波が複数のアンテナに届いた時間差から電波の発信源の位置を算出する方式である。ＲＳＳＩ方式は、複数のアンテナに届いた電波の強度と、電波の空間減衰の計算値とから発信源の位置を算出する方式である。
　第四到来角度算出部１１８は、車両Ａ３の位置情報を算出すると、車両Ａ３とアンテナ４１Ａを結ぶ直線と地面に対して平行な面とが交わって出来る角度（車両位置角度）を算出する。第四到来角度算出部１１８は、算出した車両位置角度を平滑化部１０７へ出力する。
　なお、第四到来角度算出部１１８は、ＴＯＡ方式、ＴＤＯＡ方式、ＲＳＳＩ方式のうちの２つまたは３つ全ての方式で車両Ａ３の位置情報を算出し、それぞれの方式ごとに車両位置角度を算出してもよい。
　第一到来角度算出部１０６は、アンテナ４１Ａ、４１Ｂが受信した電波に基づいて、第一実施形態と同様に電波の到来角度を算出し、平滑化部１０７へ出力する。平滑化部１０７は、例えば、第一実施形態の方法による到来角度と１つまたは複数の車両位置角度の平均を求め、その値を電波到来角度θとする。平滑化部１０７は、電波到来角度θを誤検知防止装置２０へ出力する。
　本実施形態によれば、複数の到来角度の算出方式を組み合わせることで、到来角度の算出の精度の向上を図ることができる。
　なお、第一実施形態と組み合わせた場合を例に説明を行ったが、第二～第四実施形態と組み合わせることも可能である。例えば、第四実施形態と組み合わせた場合、ビームフォーミング法による到来角度と、他の方法（第一実施形態、ＴＯＡ方式、ＴＤＯＡ方式、ＲＳＳＩ方式）によって算出した到来角度が大きく異なり、他の方法によって算出した到来角度が所定の範囲内に収まるような場合は、ビームフォーミング法によって算出した値は何らかの誤りを含んでいると判定して、他の方法に基づいて到来角度を算出してもよい。
＜第六実施形態＞
　以下、本発明の第六実施形態による車両検出システムを、図１３～図１５Ｂを参照して説明する。
　図１３は、本発明に係る第六実施形態における電波到来角度検出装置の機能構成を示す図である。
　図１３に示すように、電波到来角度検出装置１０は、受信部１０１と、単位信号抽出部１０２と、搬送波分解部１０３と、副搬送波選択部１０４と、位相検出部１０５と、第一到来角度算出部１０６と、角度算出実行判定部１１９と、を備えている。
　角度算出実行判定部１１９は、複数のアンテナで検出された搬送波に含まれるサブキャリアについて、所定のアンテナ間で比較したサブキャリアの位相または振幅の差異の大きさに基づいて、到来角度の算出を行うか否かを判定する。具体的には、角度算出実行判定部１１９は、同一の周波数を有する第一副搬送波（サブキャリアＡα）と第二副搬送波（サブキャリアＢα）の位相差または信号レベルの差の大きさが所定の閾値を超えると到来角度の算出を行わないと判定する。本実施形態の第一到来角度算出部１０６は、角度算出実行判定部１１９が到来角度の算出を行うと判定した場合に、電波の到来方向の算出を行う。
　図１４は、本発明に係る第六実施形態における角度算出実行判定部による角度算出の実行判定を説明する第一の図である。
　図１４に示すように、アンテナ４１Ａは、車両Ａ４から発信された搬送波の直接波Ｅ１と、反射波Ｆ１を受信する。同様にアンテナ４１Ｂは、車両Ａ４から発信された搬送波の直接波Ｅ２と、反射波Ｆ２を受信する。このように車両Ａ４から発信された搬送波は、様々な経路を通ってアンテナ４１Ａ、４１Ｂに到着する。なお、反射波Ｆ１、Ｆ２は、反射波の一例であって実際には他の様々な経路を辿ってアンテナ４１Ａ等に到着する複数の反射波が存在する。反射波Ｆ１は、直接波Ｅ１と比較して長い経路を辿って到着するため、直接波Ｅ１と反射波Ｆ１の位相にはずれが生じる。アンテナ４１Ａは、直接波Ｅ１と複数の反射波Ｆ１などの合成波を受信する。アンテナ４１Ｂについても同様である。アンテナ４１Ａ及びアンテナ４１Ｂが受信する搬送波には、直接波Ｅ１と反射波Ｆ１が干渉し信号レベルが変動するいわゆるフェージングが生じる。
　本実施形態では、第一実施形態と同様、アンテナ４１Ａ及びアンテナ４１Ｂで受信したそれぞれの搬送波について、単位信号抽出部１０２がシンボルを抽出し、搬送波分解部１０３がＦＦＴによりサブキャリア成分信号群に分解する。副搬送波選択部１０４が、アンテナ４１Ａに関するサブキャリア成分信号群Ａ及びアンテナ４１Ｂに関するサブキャリア成分信号群Ｂのそれぞれから同じ周波数のサブキャリアを選択し、位相検出部１０５がそれぞれのサブキャリアの位相を検出する。角度算出実行判定部１１９は、副搬送波選択部１０４が選択したアンテナ４１Ａに関するサブキャリアＡα及びアンテナ４１Ｂに関するサブキャリアＢαの信号レベルを比較する。あるいは、角度算出実行判定部１１９は、位相検出部１０５が検出したサブキャリアＡα及びサブキャリアＢαの位相を比較する。比較の結果、信号レベルの差分値が信号レベルについて予め定められた許容範囲に収まらない場合、または、位相の差分値が位相差について予め定められた許容範囲に収まらない場合、または、その両方の条件を満たす場合、角度算出実行判定部１１９は、これらのサブキャリアＡα、サブキャリアＢαを用いて到来角度を算出しても、フェージングの影響により正確な到来角度を算出できないと判断し、到来角度の算出を行わないと判定する。信号レベルの差分値や位相差が所定の範囲内に収まる場合、角度算出実行判定部１１９は、到来角度の算出を行うと判定する。
　図１５Ａは、本発明に係る第六実施形態における角度算出実行判定部による角度算出の実行判定を説明する第二の図である。
　図１５Ｂは、本発明に係る第六実施形態における角度算出実行判定部による角度算出の実行判定を説明する第三の図である。
　図１５Ａは、角度算出実行判定部１１９が到来角度の算出を行うと判定する場合のアンテナ４１Ａに関するサブキャリアＡα及びアンテナ４１Ｂに関するサブキャリアＢαの信号レベルの一例を示す図である。信号レベル１Ｓは、アンテナ４１Ａに関するサブキャリアＡαの信号レベルである。信号レベル２Ｓは、アンテナ４１Ｂに関するサブキャリアＢαの信号レベルである。範囲Ｗ１は、信号レベルについて予め定められた許容範囲である。図１５Ａの場合、信号レベル１Ｓと信号レベル２Ｓの差分値は、許容範囲Ｗ１以下なので、角度算出実行判定部１１９は、到来角度の算出を行うと判定する。
　図１５Ｂは、角度算出実行判定部１１９が到来角度の算出を行わないと判定する場合のアンテナ４１Ａに関するサブキャリアＡα及びアンテナ４１Ｂに関するサブキャリアＢαの信号レベルの一例を示す図である。図１５Ｂの場合、信号レベル１Ｓと信号レベル２Ｓの差分は、許容範囲Ｗ１を超えているので、角度算出実行判定部１１９は、到来角度の算出を行わないと判定する。
　図１５Ａ、図１５Ｂは、信号レベルについて判定する場合の図であるが、角度算出実行判定部１１９は、サブキャリア間の位相差に基づいて到来角度の算出の実行可否を判定しても良いし、信号レベルと位相差の両方に基づいて到来角度の算出の実行可否を判定しても良い。
　角度算出実行判定部１１９は、アンテナ４１Ａとアンテナ４１Ｂそれぞれに関するサブキャリアついて、複数の周波数成分を選択し、それら複数のサブキャリアの信号レベルや位相差の平均値などを算出し、それら平均値などを比較して角度算出の実行可否を判定してもよい。
　本実施形態によれば、反射波のあるマルチパス環境で、フェージングによる角度検出誤差を低減することができる。なお、本実施形態は、第一～五実施形態の何れとも組み合わせることが可能である。
＜第七実施形態＞
　以下、本発明の第七実施形態による車両検出システムを、図１６Ａ、図１６Ｂを参照して説明する。
　第六実施形態では、角度算出実行判定部１１９は、アンテナ間の信号レベル、位相差に基づいて角度算出の実行可否を判定した。第七実施形態では、角度算出実行判定部１１９は、同一アンテナのサブキャリア間の信号レベルを比較し、信号レベルの差の大きさが所定の閾値を超えると到来角度の算出を行わないと判定する。
  図１６Ａは、本発明に係る第七実施形態における角度算出実行判定部による角度算出の実行判定を説明する第一の図である。
　図１６Ｂは、本発明に係る第七実施形態における角度算出実行判定部による角度算出の実行判定を説明する第二の図である。
　図１６Ａは、角度算出実行判定部１１９が到来角度の算出を行うと判定する場合のアンテナ４１Ａに関する複数サブキャリアの信号レベルの一例を示す図である。左から順にサブキャリア１、サブキャリア２、サブキャリア３の信号レベルが示されている。範囲Ｗ２は、信号レベルについて予め定められた許容範囲である。図１６Ａの場合、サブキャリア１～３の信号レベルは、Ｗ２の範囲内に収まるので、角度算出実行判定部１１９は、到来角度の算出を行うと判定する。
　図１６Ｂは、角度算出実行判定部１１９が到来角度の算出を行わないと判定する場合のアンテナ４１Ａに関する複数サブキャリアの信号レベルの一例を示す図である。図１６Ｂの場合、サブキャリア１とサブキャリア２の信号レベルの差分値、及び、サブキャリア２とサブキャリア３の信号レベルの差分値はＷ２の範囲を超えているので、角度算出実行判定部１１９は、到来角度の算出を行わないと判定する。
　反射波の位相は、周波数によって同じ経路でも大きく変わる。周波数の異なる複数のサブキャリアについて信号レベルを比較し、その差が大きい場合は、フェージングの影響により一つまたは複数の周波数について合成波の振幅が大きく変動している可能性がある。そのような状況では、ある周波数のサブキャリアに注目して到来角度を算出しても、そのサブキャリアに対するフェージングの影響度が分からず、算出した到来角度の精度についても不明である。従って、そのような状況下では、角度算出実行判定部１１９は、到来角度の算出を行わないと判定する。
　本実施形態によれば、反射波のあるマルチパス環境で、フェージングによる角度検出誤差を低減することができる。なお、第七実施形態は、第一～第六実施形態と組み合わせることができる。
　なお、上述した電波到来角度検出装置１０における各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムを電波到来角度検出装置１０のコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われるようにしてもよい。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
　上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
　電波到来角度検出装置１０は、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。
　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。なお、第三到来角度算出部１１６は、信号処理部の一例であり、第四到来角度算出部１１８は、位置推定部の一例である。
　上記した電波到来角度検出装置、車両検出システム、電波到来角度検出方法及び車両誤検出防止方法によれば、ＯＦＤＭ方式の無線通信における搬送波の到来角度を検出することができる。これにより車両の誤検出を防止することができる。
　１　　　車両検出システム
　１０　　　電波到来角度検出装置
　１０１　　　受信部
　１０２　　　単位信号抽出部
　１０３　　　搬送波分解部
　１０４　　　副搬送波選択部
　１０５　　　位相検出部
　１０６　　　第一到来角度算出部
　１０７　　　平滑化部
　１０８　　　中間周波数帯変換部
　１０９　　　標本化部
　１１０　　　第二到来角度算出部
　１１１　　　バンドパスフィルタ
　１１２　　　局部発信機
　１１３　　　ミキサ
　１１４　　　バンドパスフィルタ
　１１５　　　Ａ／Ｄコンバータ
　１１６　　　第三到来角度算出部
　１１７　　　到来角度特定部
　１１８　　　第四到来角度算出部
　１１９　　　角度算出実行判定部
　２０　　　誤検知防止装置
　２０１　　　到来角度情報取得部
　２０２　　　誤検出判定部
　２０３　　　判定結果送信部
　３０Ａ，３０Ｂ　　　車両検知器
　４０　　　無線通信機
　４１Ａ、４１Ｂ、４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ　　　アンテナ
　４２　　　アレイアンテナ
　５０　　　路側課金システム
　Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３　　　車線
　Ａ１、Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５　　　車両

Claims (12)

  1. 　異なる周波数を有する複数の副搬送波を多重化した搬送波である第一搬送波及び第二搬送波であって、第一アンテナが受信した前記第一搬送波と第二アンテナが受信した前記第二搬送波のそれぞれについて、前記第一搬送波及び前記第二搬送波が伝送する信号を構成する複数の単位信号のうち、単一の単位信号から抽出した部分信号を複数の前記副搬送波から構成される副搬送波群に分解する搬送波分解部と、
    　前記搬送波分解部が前記第一搬送波を分解して得られた第一副搬送波群から選択した第一副搬送波と前記搬送波分解部が前記第二搬送波を分解して得られた第二副搬送波群から選択した前記第一副搬送波と同一の周波数を有する第二副搬送波の位相差と、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの配置位置との幾何学的関係に基づいて、前記第一アンテナへの前記第一搬送波の到来角度または前記第二アンテナへの前記第二搬送波の到来角度を算出する到来角度算出部、
    　を備える電波到来角度検出装置。
  2. 　前記同一の周波数を有する前記第一副搬送波及び前記第二副搬送波の組を、複数の周波数について選択し、それぞれの周波数ごとに前記到来角度算出部が算出して得られた到来角度を平滑化する平滑化部、
    　をさらに備える請求項１に記載の電波到来角度検出装置。
  3. 　前記搬送波を構成する単位信号をその単位信号の先頭に付加された冗長信号を検出することにより抽出する単位信号抽出部、
    　をさらに備え、
    　前記単位信号抽出部は、前記第一搬送波より第一単位信号を、前記第二搬送波より第二単位信号をそれぞれ抽出し、
    　前記搬送波分解部は、前記第一単位信号を前記第一副搬送波群に、前記第二単位信号を前記第二副搬送波群にそれぞれ分解し、
    　前記到来角度算出部は、前記第一副搬送波群から選択した前記第一副搬送波と前記第二副搬送波群から選択した前記第一副搬送波と同一の周波数を有する前記第二副搬送波の位相差と、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの配置位置との幾何学的関係に基づいて前記到来角度を算出する、
    　を備える請求項１または請求項２に記載の電波到来角度検出装置。
  4. 　前記搬送波の周波数を中間周波数に変換する中間周波数帯変換部と、
    　前記中間周波数帯変換部が変換した搬送波から所定の長さの部分信号を３つ以上、時間の経過に沿ってサンプリングする標本化部と、
    　をさらに備え、
    　前記搬送波分解部は、前記標本化部が前記第一搬送波からサンプリングした３つ以上の部分信号のそれぞれを各部分信号に対応した第一副搬送波群に、前記第二搬送波からサンプリングした３つ以上の部分信号のそれぞれを各部分信号に対応した第二副搬送波群に分解し、
    　前記到来角度算出部は、サンプリングした時刻を同じくする前記第一副搬送波群と前記第二副搬送波群の全ての組について、各組における前記第一副搬送波群から選択された前記第一副搬送波と前記第二副搬送波群から選択された前記第一副搬送波と同一の周波数を有する前記第二副搬送波を用いて算出された到来角度算出値を比較して、到来角度算出値の差分が所定の範囲内となる複数の到来角度算出値に基づいて前記到来角度を算出する、
    　を備える請求項１または請求項２に記載の電波到来角度検出装置。
  5. 　アレイアンテナの備える複数のアンテナ素子で受信する前記搬送波に含まれる副搬送波の振幅及び位相に対する信号処理に基づいて前記搬送波の到来角度を算出する信号処理部、
    　をさらに備える請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電波到来角度検出装置。
  6. 　２つ以上のアンテナそれぞれで受信する前記搬送波の受信時刻または電波強度を用いて前記搬送波の発信位置を算出する位置推定部、
    　をさらに備え、
    　前記到来角度算出部は、さらに前記発信位置と前記第一アンテナまたは前記第二アンテナの位置関係が示す前記発信位置に基づく前記搬送波の到来角度を用いて、前記到来角度を算出する、
    　請求項１から請求項５の何れか１項に記載の電波到来角度検出装置。
  7. 　複数の前記副搬送波の間で比較した位相差または信号レベルの差の大きさに基づいて、前記到来角度の算出を行うか否かを判定する角度算出実行判定部、
    　をさらに備え、
    　前記到来角度算出部は、前記角度算出実行判定部が到来方向の算出を行うと判定した場合のみ前記到来方向の算出を行う、
    　請求項１から請求項６の何れか１項に記載の電波到来角度検出装置。
  8. 　前記角度算出実行判定部は、同一の周波数を有する前記第一副搬送波と前記第二副搬送波の位相差または信号レベルの差の大きさが所定の閾値を超えると到来角度の算出を行わないと判定する、
    　請求項７に記載の電波到来角度検出装置。
  9. 　前記角度算出実行判定部は、前記第一副搬送波群または前記第二副搬送波群のうち少なくとも一方について、当該副搬送波群に含まれる複数の副搬送波の間で信号レベルを比較し、信号レベルの差の大きさが所定の閾値を超えると到来角度の算出を行わないと判定する、
    　請求項７または請求項８に記載の電波到来角度検出装置。
  10. 　請求項１から請求項９の何れか１項に記載の電波到来角度検出装置と、誤検知防止装置と、を備える車両検出システムであって、
    　前記誤検知防止装置は、
    　前記電波到来角度検出装置が算出した到来角度が、検出すべき車両が存在する位置に対応する所定の角度の範囲に含まれるか否かを判定する誤検出判定部、
    　を備える、
    　車両検出システム。
  11. 　異なる周波数を有する複数の副搬送波を多重化した搬送波である第一搬送波及び第二搬送波であって、第一アンテナが受信した前記第一搬送波と第二アンテナが受信した前記第二搬送波のそれぞれについて、前記第一搬送波及び前記第二搬送波が伝送する信号を構成する複数の単位信号のうち、単一の単位信号から抽出した部分信号を複数の前記副搬送波から構成される副搬送波群に分解し、
    　前記第一搬送波を分解して得られた第一副搬送波群から選択した第一副搬送波と前記第二搬送波を分解して得られた第二副搬送波群から選択した前記第一副搬送波と同一の周波数を有する第二副搬送波の位相差と、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの配置位置との幾何学的関係に基づいて、前記第一アンテナへの前記第一搬送波の到来角度または前記第二アンテナへの前記第二搬送波の到来角度を算出する、
    　電波到来角度検出方法。
  12. 　異なる周波数を有する複数の副搬送波を多重化した搬送波である第一搬送波及び第二搬送波であって、第一アンテナが受信した前記第一搬送波と第二アンテナが受信した前記第二搬送波のそれぞれについて、前記第一搬送波及び前記第二搬送波が伝送する信号を構成する複数の単位信号のうち、単一の単位信号から抽出した部分信号を複数の前記副搬送波から構成される副搬送波群に分解し、
    　前記第一搬送波を分解して得られた第一副搬送波群から選択した第一副搬送波と前記第二搬送波を分解して得られた第二副搬送波群から選択した前記第一副搬送波と同一の周波数を有する第二副搬送波の位相差と、前記第一アンテナ及び前記第二アンテナの配置位置との幾何学的関係に基づいて、前記第一アンテナへの前記第一搬送波の到来角度または前記第二アンテナへの前記第二搬送波の到来角度を算出し、
    　算出した前記到来角度が、検出すべき車両が存在する位置に対応する所定の角度の範囲に含まれるか否かを判定する、
    　車両誤検出防止方法。
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