| 【発明の名称】 |
車載ビーコン受信機と車載ナビゲーションシステム |
| 【発明者】 |
【氏名】阿部 幸一
【氏名】佐々木 光秀
【氏名】木村 英史
【氏名】布施 智靖
【氏名】大谷 秀弘
【氏名】海老沢 真
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| 【要約】 |
【課題】ビーコン情報の誤検出を防止し、対向車線にサービスされているビーコン情報を受信表示する逆方向検出対策を狙いとした路車間受信装置の提供にある。
【解決手段】路側に設置されたビーコンから発信される情報信号を受信し、該情報信号中のＡＭ変調成分の位相を所定周期でサンプリングし、サンプリングの結果、ＡＭ変調成分の正相が多い場合、前記情報信号中のＢＭＳＫ変調成分に含まれる情報を車載の表示装置に表示する車載ビーコン受信機において、受信電界レベルが基準電界レベルより高い場合と低い場合とで、ＡＭ変調成分のサンプリング回数を異ならしめることを特徴とする車載ビーコン受信機。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】路側に設置されたビーコンから発信される情報信号を受信し、該情報信号中のＡＭ変調成分の位相を所定周期でサンプリングし、サンプリングの結果、ＡＭ変調成分の正相が多い場合、前記情報信号中のＧＭＳＫ変調成分に含まれる情報を車載の表示装置に表示する車載ビーコン受信機において、受信電界レベルが基準電界レベルより高い場合と、低い場合とで、ＡＭ変調成分のサンプリング回数を異ならしめることを特徴とする車載ビーコン受信機。
【請求項２】受信電界レベルの替わりに受信データのフレーム受信率をもってＡＭ変調成分のサンプリング条件を異ならしめる請求項１または２記載の車載ビーコン受信機。
【請求項３】人工衛星からの信号を受信して車両の現在位置を求め、予め記憶装置に格納された地図情報に現在位置を重ねて表示する車載ナビゲーションシステムにおいて、請求項１〜３のいずれかに記載の車載ビーコン受信機と、該車載ビーコン受信機が検出したビーコン位置で前記現在位置を校正する手段とを備えることを特徴とする車載ナビゲーションシステム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、路側に設置された路側ビーコンから発信される交通情報信号等を受信してこれを車載の表示装置に表示するビーコン受信機に係わり、特に、ビーコン位置を高精度に判定するために好適な車載ビーコン受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】路側に設置されたアンテナ（ビーコン）からそのビーコンの設置位置特有の交通情報等を送信し、走行中の車両がこれを受信してその情報を車載の表示装置に表示し、運転者が容易に渋滞情報を知ることができるビーコンシステムが、全国的に展開されようとしている。
【０００３】従来のビーコン受信機は、特開平2−183182 号公報の様に、ビーコンから送信される電波の電界レベルがあるしきい値以上の電界レベルであり、かつビーコンから送信される情報信号のうちＡＭ変調成分の位相が同相から逆相へ反転する箇所をもって、ビーコン情報の表示装置表示を行っている。
【０００４】ＡＭ変調成分の位相反転検出には、ある基準信号とＡＭ復調信号との位相比較を一周期にわたるサンプリングにより行う。両者が同じ状態になっている回数と、異なる状態になっている回数とを比較して、同じ状態になっている回数が多い場合には、同相と判定し、異なる状態になっている回数が多いと逆相であると判定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本来、対向車線に提供されているビーコン情報は、ＡＭ変調成分の位相反転検出にて位相が逆相から同相に反転すると判定されるため、このとき受信された情報は車載の表示装置には表示されないしくみになっている。ところが、マルチパスやフェージングの影響で電界分布に乱れが生じ、ＡＭ復調信号の位相の変化点にはチャタリングが生じる。路側ビーコンから送信されている逆相から同相へ変化しているＡＭ変調成分を、チャタリングが原因でビーコン車載機は同相から逆相への位相変化していると判定してしまい、車両の進行方向と逆方向のビーコン情報を表示してしまう現象が逆方向検出であり、希に発生することが確認されている。
【０００６】本発明の目的は、依然として多いビーコン情報の誤検出防止にある。特に、対向車線にサービスされているビーコン情報を受信表示する逆方向検出対策を狙いとする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、本発明では車載ビーコン内部で発生させた基準信号と、ビーコン受信信号のＡＭ変調成分との位相比較を一定周期にわたるサンプリングし、両者が同じ状態になっている回数と、異なる状態になっている回数とを比較して、同じ状態になっている回数が多い場合は正相、異なった状態が多い場合は逆相と判定する。このときのサンプリング数はビーコンから送信される電波の電界レベルにより異なり、電界レベルが弱い場合のサンプリング数をＮ、電界レベルが強い場合のサンプリング数をＮ′とするとＮ＞Ｎ′であり、本発明において受信ビーコン情報の表示を行うためには、電界レベルが低い場合ほど、より多くのＡＭ変調成分の正相を受信が必要になる。
【０００８】通常、受信電波の受信レベルが低い場合ほどマルチパスなどの影響を受け易く、ＡＭ変調成分の位相のチャタリングが激しくなるため、位相検出を誤る可能性が大きくなる。本発明でビーコン情報を受信し表示器に表示するためには、電波が弱い場合程、明確な位相反転を要求するため誤検出を防止することができる。一方、ＡＭ変調成分のチャタリングがほとんど無い電界レベルが強い場合は、ＡＭ変調成分のサンプリング数を少なくすることが出来るため、位相反転の判定にかかる時間を短縮することが出来、精度の高いビーコン位置判定が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、実施例に従い本発明を詳細に説明する。
【００１０】図１は本発明の一実施例に係わる車載ビーコン受信機のブロック構成図である。路側のビーコンから送られるビーコン情報は、準マイクロ波帯の搬送波にGMSKおよびＡＭ変調が施されており、車載ビーコンはこのビーコン情報の復調，データ処理を行うものである。路側ビーコンからのビーコン情報はアンテナ１で受信し、ダウンコンバータ２で準マイクロ波の高周波信号がＩＦ信号に変換される。データ復調部３ではＧＭＳＫ復調回路等で構成され、ＩＦ信号からデータを取り出す。このデータは道路の渋滞，旅行時間などのビーコン情報であり、位置検出判定部７で路側ビーコンの直下が検出されると、ナビゲーション装置８にビーコン情報が送信され、ビーコン情報が表示部に表示される。路側ビーコンの手前と向こう側ではＡＭ変調成分の位相が逆になっており、車載ビーコンはこのＡＭ位相の反転を検出することにより、路側ビーコン直下を検出することが出来る。ＡＭ復調部４ではＩＦ信号からＡＭ変調成分を取り出し、位置検出判定部７でＡＭ変調成分の位相反転を検出する。電界レベル検出部５は、路側ビーコンからアンテナ１が受信したビーコン電波の電界レベルを検出する回路であり、電界レベル検出信号が位置検出判定部７に取り込まれる。
【００１１】図２，図３は電界レベル検出部５で検出する、路側ビーコンからの電波の電界レベルを縦軸、路側ビーコンまでの距離を横軸で表す。図２，図３のように路側ビーコン直下付近で電界レベルが高くなり、路側ビーコンから離れるほど電界レベルは低くなる。
【００１２】また、ＡＭ変調成分は路側ビーコン直下を境で位相が逆になっており、路側ビーコンに向かって手前が逆相、向こう側が正相である。図２と図３の違いは、図３は図２に比べ受信電界が低い場合を表しており、同じ路側ビーコンからの電波でも車両が走行する車線により、受信電波のピークレベルは異なる。路側ビーコンの送信アンテナの指向性や微妙な取付角度差、また車載ビーコンのアンテナにも依存するが、電界レベルのピークは路側ビーコンから離れた車線ほど受信電界のピークが一般に低くなる。路側ビーコンの設置位置に車線を第一車線、順に近いほうから第二，第三車線とすると、第一車線の路側ビーコン直下での電界レベルピークが最も高くなり、第二，第三車線では順に低くなる。電波ビーコンシステムでは第四車線までが情報サービス対象であり、一定レベル以上の電界レベルが保証されている。この電界レベルは車線数が少ない道路では対向車線からでも充分受信できるレベルである。
【００１３】対向車線を走行した場合、位相反転が正相から逆相に変わるため通常逆になり位置検出できないはずであるが、マルチパスなどの影響により位相成分に乱れが発生し、対向車線を走行する車両が逆方向のビーコン情報を受信してしまうことがある。
【００１４】また、路側ビーコンが高架橋上に設けられている場合には、その高架橋下を並走する道路への電波漏れこむことがあり、車両は一般道を走行してるのに高速道路上のビーコン情報を受信してしまうことがある。いずれの場合も非常に弱い電波の漏れ込みを誤って受信してしまう場合であり、電界レベルが弱い電波を受信する場合ほどマルチパスなどにより電界の乱れが生じ易く、誤った情報の受信である場合が多いという例である。
【００１５】そこで、誤った情報である可能性がある電界レベルとマルチパスなどに影響されず誤受信である可能性がほとんど無い電界レベル、またＡＭ変調成分は完全に乱れるがデータ受信は可能な電界レベルを実験，計算により算出し、しきい値を設けたのが図２，図３のしきい値Ａ，Ｂ，Ｃである。しきい値Ａからしきい値Ｂの間の電界レベルではデータ受信可能だがＡＭ変調成分がほとんど乱れてしまう電界レベルであり、路側ビーコンがサービスエリア内で保証している電界レベルをここでは満足していない。
【００１６】しきい値Ｂとしきい値Ｃの間の電界レベルではデータもＡＭ変調成分も受信でき、路側ビーコンがサービスエリア内で保証する電界レベルを満足するが、本来受信すべきではない路側ビーコンからの受信（誤受信）である可能性がある電界レベルである。しきい値Ｃ以上の電界レベルは、データもＡＭ変調成分も良好に受信でき、マルチパスやフェージングの影響もない電界レベルである。しきい値Ｃ以上のように安定した電界レベル領域では、ＡＭ位相成分のチャタリングンによる誤検出は希であり、対向車線を走行する車両や高架橋下を走行する車両が受信する電界レベルは図３のように電界レベルのピークが高いレベルまで得られない。
【００１７】本発明では、図２にように電界レベルのピークが高いレベルまで上昇して位置検出する場合と、図３のように不安定な電界レベルで位置検出する場合の位置検出条件を変えることを特長とする。
【００１８】図４は本発明の一実施例に係わるＡＭ変調成分のサンプリング方法の説明図であり、一定周期Ｔでサンプリングを行い、基準信号とＡＭ変調成分の位相関係から、ＡＭ変調成分が正相か逆相かを判断する。
【００１９】サンプリング回数は、車載ビーコンの受信電界レベルがしきい値Ｂより上か下かで異なり、規定回数のサンプリングの結果同相のＡＭ変調成分が多い場合同相，逆相のＡＭ変調成分が多い場合は逆相と判定する。
【００２０】図４でサンプリング回数Ｍ，Ｎの関係はＭ＜Ｎであり、電界検出レベルが弱い場合のサンプリング数を多くすることにより、路側ビーコンの直下位置検出の精度向上を狙うものである。本発明者らの経験では、電界レベルがしきい値Ｂより高い場合のサンプリング回数をＮ回とすると、電界レベルがしきい値Ｂより低い場合は２Ｎ程度に設定することにより、しきい値Ｂ以上の電界レベルでの位置検出時の正確な位置検出，処理時間短縮が可能であり、路側ビーコン直下位置検出の高精度化が可能になる。
【００２１】またしきい値Ｂ以下の電界レベルでの位置検出時は位相反転と判定する成立条件が厳しくなるため、マルチパスなどの瞬時的な電界変動によるＡＭ変調の乱れにより生じた対向車線の位相変化誤検出を防ぐことができる。
【００２２】図５は本発明による車載ビーコンの受信処理の流れを説明するフローチャートである。車両が走行中車載ビーコンは常に電界レベルの監視状態にあり、電界レベルがしきい値Ａ以上であることが検出されると、車両が受信エリア内に入ったことを判断（００１）し、路側ビーコンからデータを受信し始める（００２）。この時点ＡＭ変調成分の位相反転が検出されても位置検出判定は行わない。受信電界レベルがしきい値Ｂ以上であることを検出（００３）後、位置検出判定処理を開始（００４）し、位相反転を検出した場合はビーコン情報をナビゲーション装置の表示器に表示する（００５）。
【００２３】図６は本発明による車載ビーコンの位置検出処理の流れを説明するフローチャートである。位置検出処理は受信電界レベルがしきい値Ｂ以上になった時から開始（００６）され、ＡＭ変調成分のサンプリング回数ＸがＮ回で設定される（００７）。さらに電界レベルがしきい値Ｃを越えた場合はサンプリング回数ＸがＭ回に更新され（００８）、しきい値Ｃ以下のままの場合のサンプリング回数ＸはＮのままである。Ｎ回またはＭ回ＡＭ変調成分のサンプリングを行った（００９）結果により、路側ビーコンの直下を検出したと判定する（０１０）。図７は本発明の一実施例に係わる車載ビーコン受信機のブロック図である。本実施例は、図１に示す一実施例に比べて異なる点は、データ処理部６にて受信データのフレーム受信率を算出し、受信率の値に従い、電界レベルのしきい値を設定することである。この実施例では、電界レベル検出部が必要ないため回路の簡略化が可能である。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、路側ビーコンから送信されるＡＭ変調成分が同相か逆相かを判定する際に、判定の基準を受信電界検出レベルの強弱にあわせ変えるため、弱電界受信時のＡＭ変調成分判定時にマルチパスフェージングによる電界変動による誤検出の回避，安定した中電界受信時の路側ビーコン直下位置の高精度化が可能になるという効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【識別番号】０００２３２９９９
【氏名又は名称】株式会社日立カーエンジニアリング
【識別番号】０００２３３１３６
【氏名又は名称】株式会社日立画像情報システム
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）７月１日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３６８５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１月２９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−１７５５１２ |
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