JPH0439720B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は路側ビーコン方式に関し、さらに詳
細にいえば、出発点の情報を入力した後は、少な
くとも車速データ、および方位データを入力とし
て車両の現在位置を表示するようにしたナビゲー
シヨンシステムにおける車両位置較正を行なうた
めに使用される路側ビーコン方式に関する。

〈従来の技術〉 従来から、車両に小型のコンピユータとデイス
プレイ装置とを搭載し、コンパクトデイスク等か
らなる記憶装置に記憶させられている道路地図デ
ータを読出してデイスプレイ装置に表示させると
ともに、車速センサからの車速データ、および方
位センサからの方位データを入力として、各時点
における車両の位置の算出、および走行方向の判
定を行い、これら算出結果、および判定結果に基
いて、デイスプレイ装置に表示されている道路地
図の該当部分に車両を示す表示を付加するように
した、いわゆるナビゲーシヨンシステムが提供さ
れるようになつてきている。

このようなナビゲーシヨンシステムを使用すれ
ば、車両の現在位置、および走行方向とを視覚に
より簡単に識別することができ、道に迷うことな
く、確実に目的地まで到達することができる。

しかし、上記の構成のナビゲーシヨンシステム
においては、車速センサ、方位センサが必然的に
有している誤差が、走行距離の増加とともに累積
され、走行距離が所定距離以上になると（但し、
この所定距離は各車両における車速センサ、方位
センサの誤差の程度、各センサの配設位置におけ
る雰囲気条件の変動等により定まるものであり、
必ずしも一定の距離ではない）、デイスプレイ装
置における車両表示位置が実際の車両位置から大
幅にずれ、本来の機能を発揮させることができな
くなつて、道に迷つてしまうという状態が発生す
ることになる。

このような問題点を解決する目的で、道路交通
網に、上記累積誤差が所定値以上になる距離より
も短い所定距離毎に路側アンテナを配設し、この
路側アンテナから位置データ、および道路方向デ
ータを含む信号を、比較的狭い範囲にのみ放射す
るとともに、車両に取付けられたアンテナにより
上記信号を受信してコンピユータに取込み、受信
信号に基いて車両の位置、および走行方向を正し
いデータに較正する、いわゆる路側ビーコン方式
の採用が提案されている。

このような路側ビーコン方式を採用すれば、常
に誤差の累積が所定値以下である状態で正確な位
置データ、および方位データに基く表示を行なわ
せることができるので、ナビゲーシヨンシステム
の本来の性能を発揮させることができ、特に、鉄
道線路の近く、踏切等のように方位センサに大き
な誤差を発生させ易い箇所に路側アンテナを設置
することにより、外的要因に起因する誤差の発生
をも効果的に較正することができるという利点を
有している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の構成の路側ビーコン方式においては、か
なり指向性が高い路側アンテナにより常時位置デ
ータ、および道路方向データを含む信号を放射し
ているのであり、車両が上記放射信号によりカバ
ーされている領域を通過する場合にのみ信号を受
信し、受信した信号に基いて必要な較正を行なう
ことができるようにしているのであるから、送信
信号によりカバーされる領域を広くすれば、路側
アンテナに対する信号受信位置のずれが大きくな
り、充分な較正効果を達成することができないと
いう問題点がある。

さらに詳細に説明すると、路側ビーコン方式の
基本機能はあくまで位置データ、および道路方向
データを含む信号をナビゲーシヨンシステムを搭
載した車両に与えることでできるが、以下の如き
機能をも追加することが、路側ビーコン方式の有
効活用の上で要求される。即ち、 路側アンテナが設置されている箇所の周辺に
おける道路の混雑情況、工事、その他の道路使
用状況等の交通情報を追加してナビゲーシヨン
システムに与えることにより、車両のスムーズ
な運行を補助すること、 路側アンテナが設置されている箇所の周辺に
おける住宅配置、個人名をも含む詳細な地図情
報を追加して、最終目的地への到達を容易化す
ること、 路側アンテナが設置されている箇所を含む、
ある程度広い範囲にわたる道路地図情報を追加
してナビゲーシヨンシステムに与えることによ
り、デイスプレイ装置により表示される道路地
図を更新し、遠隔地までの運行をスムーズに行
なわせること 等の追加サービスをも行なわせることが考えられ
ており、このような追加サービスをも行なわせよ
うとすれば、路側アンテナから放射される信号に
よる伝送帯域の拡大、送信信号によりカバーされ
る領域の拡大が必須となる。

そして、以上のように伝送領域の拡大、および
送信信号によりカバーされる領域の拡大が行なわ
れた場合には、路側アンテナの設置位置に対する
信号受信位置のずれが大きくなり、本来の目的で
ある車両位置の較正が、上記ずれの影響を受けて
正確には行なえないことになるという問題が発生
するのである。

また、路側アンテナが設置されている位置の近
傍の建築物等の配置状態、他の車両の走行状態
が、時間とともに、或いは路側アンテナの設置位
置毎に大幅に変化し、路側アンテナから放射され
る信号が、第４図に示すように、直接車載アンテ
ナにより受信される他に、建物、路面、他の車両
等により反射された後、車載アンテナにより受信
されることになり、しかも、上記各経路を通つて
受信された信号は、それぞれ振幅、位相が異なる
のであるから、和動的、或いは差動的に重畳さ
れ、第７図に示すように、路側アンテナからの送
信信号の強度分布とは大幅に異なる強度分布の信
号となる（マルチパスによるフエーデイング現象
が発生する）ので、受信信号に基く車両位置の較
正等を行なう場合に、予期せぬ誤差が発生する、
即ち、上記重畳信号が、路側アンテナから大幅に
離れた箇所においてレベルが高い部分を有するこ
とになり、この部分を検出した時点で車両位置、
および走行方向の較正を行なつてしまうという問
題が発生することになる。

そして、このような問題を解消させるために、
ローパスフイルタを取付けることにより、フエー
デング現象に起因する受信信号の強度分布の影響
を排除することが考えられる。

しかし、フエーデイング現象に起因する強度の
変動周期は通常数10Hzから100Hz程度の範囲であ
るから、ローパスフイルタとしては数Hz程度の遮
断周波数を有するものであることが必要になる。
そして、上記のような低い遮断周波数を有するロ
ーパスフイルタをパツシブ回路で構成しようとす
れば、大きなインダクタンス、キヤパシタンスが
必要になり、車載機器として小形化することが非
常に困難になるという問題がある。また、アクテ
イブフイルタで構成すれば、小形化することは可
能であるが、部品点数が増加するとともに、回路
構成が複雑化し、全体として車載機器が高価なも
のになつてしまうという問題がある。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
であり、路側ビーコン方式における各種機能の拡
大に簡単に対処することができるとともに、本来
の車両位置の較正を高い精度で行なうことができ
る路側ビーコン方式を提供することを目的として
いる。

〈問題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の路側
ビーコン方式は、路側アンテナから送信されるデ
ータを受信する車載アンテナが、接地板に対して
共通の短絡板を介して、接地板と平行に、かつ互
に逆方向に延びる同一形状のアンテナ板を取付
け、短絡板を中心として対称位置においてアンテ
ナ板と接地板との間に給電点を設けてなるもので
あるとともに、両給電点をハイブリツド回路の１
対の共役端子に接続し、他の１対の共役端子のう
ち、同相側端子をデータ伝送系に接続し、かつ逆
相側端子を位置判定系に接続したものである。

但し、上記１対のアンテナ板が一体形成されて
いるものであつてもよい。

また、上記各アンテナ板の形状としては、方形
であつてもよく、或は半円形であつてもよい。

〈作用〉 以上の構成の路側ビーコン方式であれば、送信
データに基いて変調を施した変調波信号を路側ア
ンテナに給電することにより、道路交通網の予め
定められた所定位置に設置された路側アンテナか
ら、電波を車両に放射する。

そして、この電波は車載アンテナを構成する１
対のアンテナ板により受信され、両給電点からハ
イブリツト回路の１対の共役端子に供給される。
上記ハイブリツト回路の他の１対の共役端子のう
ち、同相側端子においては、アンテナ板と平行な
面に近い方向から放射された電波を受信した場合
にかなり広範囲にわたつてハイレベルの受信信号
が得られ、逆に逆相側端子においては、アンテナ
板の法線方向から放射された電波を受信した場合
に非常に狭い範囲においてのみハイレベルの受信
信号が得られる。

したがつて、逆相側端子から得られる受信信号
を位置判定用の信号として位置判定系に供給する
ことにより、路側アンテナにほぼ正対する位置に
おいてのみ位置判定信号を出力することができ、
同相側端子から得られる受信信号をデータ用の信
号としてデータ伝送系に供給することにより、デ
ータ伝送のための変調波信号を広い範囲にわたつ
て受信することができる。そして、上記位置判定
信号が出力されたタイミングでデータ伝送系によ
り取込まれたデータをナビゲータに供給すること
により、ナビゲーシヨンに必要なデータの更新を
行なうことができる。

そして、上記１対のアンテナ板が一体形成され
ているものである場合にも同様の作用を行なわせ
ることができる。

また、上記各アンテナ板の形状が、方形である
場合にも、或は半円形である場合にも、上記と同
様の作用を行なわせることができる。

さらに詳細に説明すれば、本件特許出願人が昭
和61年10月７日付にて特許出願を行なつた空中線
において開示されているように、上記車載アンテ
ナと同一の形状の空中線の両給電点に互に同相の
信号を給電した場合には、アンテナ板と垂直な面
内において、短絡板と直角な方向に近い方向が主
放射方向となり、アンテナ板と平行な面内におい
てほぼ無指向性となる放射指向性を得ることがで
きる。逆に、上記両給電点に互に逆相の信号を給
電した場合には、アンテナ板の法線方向において
ビーム状となる放射指向性を得ることができる。
そして、空中線を送信用として使用する場合と、
受信用として使用する場合とでは同一の指向性を
達成することができるのであるから、上記のよう
に、車載アンテナを構成する１対のアンテナ板の
給電点から受信信号をハイブリツド回路の１対の
共役端子に供給すれば、ハイブリツド回路の他の
１対の共役端子からはそれぞれ上記の指向性を有
する１対のアンテナ板により電波を受信した場合
と同一の受信信号を得ることができるのである。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によつて詳細に説
明する。

第６図はデイスプレイ装置に表示される道路地
図の一例を概略的に示す図であり、矢印Ａにより
車両の現在位置、および走行方向が表示されてい
る。そして、路側アンテナＰ１，Ｐ２，…Pnが
実際の設置位置に対応して表示されている（但
し、この路側アンテナＰ１，Ｐ２，…Pnについ
ては、表示されていなくても特に不都合はない）。
そして、図には表示されていないが、目印となる
建物等が表示されている。

第４図、および第５図は路側ビーコン方式を説
明する概略図であり、予め設定された地点におい
て、道路８に近接させて位置データ、および道路
方向データ等を含む信号を放射する路側アンテナ
９が配置されているとともに、上記道路８を走行
する車両１０の所定位置に、上記信号を受信する
ための車載アンテナ７が搭載され、受信信号を図
示しないナビゲーシヨン装置に給電するようにし
ている。

したがつて、路側アンテナ９から放射される信
号は、直接車載アンテナ７により受信される他、
建物８′、路面、および他の車両１０等により１
回以上反射されて車載アンテナ７により受信さ
れ、受信信号を総合すると、和動的、および差動
的に重畳されて、路側アンテナ９からの送信信号
の強度分布から大幅にずれた強度分布となる（第
７図参照）。

第１図は車載アンテナ７、およびハイブリツド
回路１１の一実施例を示す概略斜視図であり、接
地板１に対して共通の短絡板２を介して、接地板
１と平行に、かつ互に逆方向に延びる同一形状の
アンテナ板３，４を取付け、短絡板２を中心とし
て対称位置においてアンテナ板３，４と接地板１
との間に給電点５，６を設けているとともに、両
給電点５，６を、給電ケーブル１６，１７を介し
てハイブリツド回路１１の１対の共役端子１２，
１３に接続している。そして、ハイブリツド回路
１１の他の１対の共役端子のうち、同相側端子１
４を図示しないデータ伝送系に接続しているとと
もに、逆相側端子１５を図示しない位置判定系に
接続している。

尚、上記各アンテナ板の形状は、一辺がほぼ1/
４波長に等しい正方形であり、しかも、アンテナ
板と接地板１との間隔は、波長に比して小さい値
に設定されている。また、上記ハイブリツド回路
１１は、90゜の位相遅延回路を組合せたものであ
り、１対の共役端子１２，１３にそれぞれ振幅
Ａ，Ｂの信号を供給した場合に、同相側端子１４
から Ａ／√２＋Ｂ／√２ の振幅の信号が出力されるとともに、逆相側端子
１５から Ａ／√２−Ｂ／√２ の振幅の信号が出力されるものである。

第２図は上記の構成の車載アンテナ７により得
られる指向性を示す図であり、ハイブリツド回路
１１の同相側端子１４を受信信号取出し端子とし
た場合においては、上記アンテナを送信用として
使用し、かつ、両給電点５，６に互に同相の信号
を給電した場合と同様に、同図ＡからＣに示すよ
うに、アンテナ板と垂直な面内において、短絡板
２と直角な方向に近い方向が主受信方向となり、
アンテナ板と平行な面内においてほぼ無指向性と
なる受信指向性を得ることができる。また、ハイ
ブリツド回路１１の逆相側端子１５を受信信号取
出し端子とした場合においては、上記アンテナを
送信用として使用し、かつ、両給電点５，６に互
に逆相の信号を給電した場合と同様に、同図Ｄ，
Ｅに示すように、アンテナ板の法線方向において
ビーム状となる受信指向性を得ることができる。

尚、第２図Ａ，Ｅは短絡板２に平行な面（第１
図内Ｙ−Ｙ線参照）内における電界強度分布を示
し、同図Ｂ，Ｄは両給電点５，６を含む面（第１
図内Ｘ−Ｘ線参照）内における電界強度分布を示
し、同図Ｃはアンテナ板と平行な面内における電
界強度分布を示している。また、上記の測定結果
は、自動車の屋根をモデル化した1mφの金属円
板上に設置した状態で測定を行なつたものであ
る。

したがつて、上記の構成の車載アンテナ７、お
よびハイブリツド回路１１を使用した場合におい
て、第１の信号をハイブリツド回路１１の同相側
端子１４を通して取出すとともに、第２の信号を
ハイブリツド回路１１の逆相側端子１５を通して
取出すことにより、第１の信号に対しては、第２
図ＡからＣに示す受信指向性を達成することがで
き、第２の信号に対しては、第２図Ｄ，Ｅに示す
受信指向性を達成することができる。

この結果、上記第１の信号に基く受信指向性を
データ伝送用として使用することにより、データ
伝送領域を広帯域化することができ（受信レベル
が所定の基準レベルを越え、正常なデータ受信を
行なうことができる領域を広帯域化することがで
き）、上記第２の信号に基く受信指向性をポジシ
ヨニング用として使用することにより、高精度の
位置判定を行なうことができる（受信レベルが所
定の基準レベルを越え、受信データに基いてナビ
ゲーシヨンデータを更新すべきであると判定する
位置を路側アンテナにほぼ正対する位置とするこ
とができる）。

尚、上記第１、第２の信号としては、例えば、
一方を振幅変調を施されたものとし、他方を振幅
一定の変調を施されたものとすることが、両信号
同士の干渉を最少限に抑制することができるので
好ましい。

第３図は車載アンテナ７の他の構成を示す斜視
図であり、上記実施例と異なる点は、各アンテナ
板の形状を半円状とし、短絡板２に連結された状
態で両アンテナ板が全体として円形になるように
した点のみである。尚、各アンテナ板の弧状外周
面の長さはほぼ１波長に設定されている。

そして、この実施例の場合にも、ハイブリツド
回路１１の同相側端子１４を受信信号取出し端子
とした場合において、アンテナ板と垂直な面内に
おいて、短絡板２と直角な方向に近い方向が主受
信方向となり、アンテナ板と平行な面内において
ほぼ無指向性となる受信指向性を得ることができ
る。また、ハイブリツド回路１１の逆相側端子１
５を受信信号取出し端子とした場合においては、
アンテナ板の法線方向においてビーム状となる受
信指向性を得ることができる。

次いで、上記の構成の路側ビーコン方式の動作
について説明する。

道路８に近接して設けられた路側アンテナ９か
らは、かなり水平方向に近い向きでデータ伝送用
の第１の信号を放射しているとともに、かなり垂
直方向に近い向きでポジシヨニング用の第２の信
号を放射している。そして、ポジシヨニング用の
第２の信号のうち、一部の信号は、図中Ｃ，Ｄで
示すように、他の車両１０の屋根により反射され
てそのまま車載アンテナ７に導かれ、或は路面に
より反射されてそのまま車載アンテナ７に導か
れ、他の一部の信号は、図中Ｅで示すように、直
接車載アンテナ７に向けて送信され、残余の信号
は、図中Ｆ，Ｇで示すように、建物８′により反
射されてそのまま車載アンテナ７に導かれ、或は
建物８′、および路肩８ａにより順次反射されて
そのまま車載アンテナ７に導かれる。

即ち、上記信号Ｅが上方から車載アンテナ７に
導かれ、上記信号Ｃ，Ｆがほぼ水平に車載アンテ
ナ７に導かれ、上記信号Ｄ，Ｇが下方から車載ア
ンテナ７に導かれる。

以上の説明から明らかなように、車載アンテナ
７は、上記各信号Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇをそれぞれ
受信するのであるが、上記信号Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇに
ついては、車載アンテナ７の両給電点５，６に１
対の共役端子１２，１３が接続されたハイブリツ
ド回路１１の逆相側端子１５を信号取出し端子と
しておくことにより上向きのビーム状の受信指向
性を持たせておき、上記信号Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇの受
信方向に対する感度を大幅に低下させることによ
り、殆ど車載装置（図示せず）に対して供給され
ない状態とすることができる。

したがつて、路側アンテナ９から放射された信
号は上記のように種々の経路を通つて車載アンテ
ナ７により受信されるのであるが、信号取出し端
子をハイブリツド回路１１の逆相側端子１５とし
ておくことにより、信号Ｅのみが高い感度で受信
され、他の信号Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇについては著しく
低い感度でのみ受信されるのであるから、実際に
車載装置に供給されるのは信号Ｅのみとなる。そ
して、この信号Ｅについても、上記ビーム状の指
向性とほぼ一致する方向に放射される場合（車両
１０が路側アンテナ９とほぼ正対する状態）にお
いてのみ高い感度で受信されるのであるから、こ
の受信信号を図示しない位置判定系に供給するこ
とにより、所定の基準レベルとの大小関係を比較
し、上記信号Ｅに対する受信信号レベルが所定の
基準レベルを越えた場合に、路側アンテナ９と正
対する状態であると判定することができる。

また、上記車載アンテナ７の両給電点５，６に
１対の共役端子１２，１３が接続されたハイブリ
ツド回路１１の同相側端子１４を信号取出し端子
としておくことにより、アンテナ板と垂直な面内
において、短絡板と直角な方向に近い方向が主受
信方向となり、アンテナ板と平行な面内において
ほぼ無指向性となる受信指向性を持たせておけば
よく、広い範囲にわたつて路側アンテナ９から放
射されるデータ伝送用の第１の信号を受信するこ
とができる。即ち、路側アンテナ９から放射され
た信号は上記のように種々の経路を通つて車載ア
ンテナ７により受信されるのであるが、信号取出
し端子をハイブリツド回路１１の同相側端子１４
とした場合には、信号Ｅのみが高い感度で受信さ
れ、他の信号Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇについては著しく低
い感度でのみ受信されるのであるから、実際に車
載装置に供給されるのは信号Ｅのみとなる。そし
て、この信号Ｅについては、車載アンテナ７が水
平方向にほぼ無指向性である関係上、車両１０が
路側アンテナ９を中心とする所定範囲内に存在す
る状態において高い感度で受信されるのであるか
ら、上記信号Ｅに対する受信信号レベルが所定の
基準レベルを越えた場合に、路側アンテナ９から
放射される信号を受信して、広い範囲にわたつて
データの受信を行なうことができる。

この結果、車載アンテナ７は、かなり強い強度
で送信される上記信号Ｅのみを高い感度で受信す
ることができ、他の信号は殆ど無視し得るレベル
で受信するのみであるから、マルチパスによるフ
エーデイング現象を効果的に抑制して誤差が発生
する可能性が著しく低い状態でのデータ受信を行
なうことができ、しかも、ハイブリツド回路１１
の逆相側端子１５を信号取出し端子とし、この逆
相側端子１５からの取出し信号強度に基いて正確
な位置判定を行なうことができる。

そして、位置判定が行なわれた時点で、受信信
号に含まれている位置データ、および道路方向デ
ータに基いてナビゲーシヨン装置（図示せず）に
おける車両表示位置、および走行方向の較正を行
なうことができ、以後のナビゲーシヨンを上記較
正されたデータに基いて行なわせることができ
る。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、共通の短絡板により
接地板に接続された１対のアンテナ板の各給電点
に対してハイブリツド回路の１対の共役端子を接
続し、ハイブリツド回路の同相側端子をデータ伝
送用の信号取出し端子としているとともに、逆相
側端子を位置判定用の信号取出し端子としている
のであるから、路側アンテナから放射されるポジ
シヨニング用の信号に対するシヤープな受信指向
性を達成することができるとともに、データ伝送
用の信号に対する広い受信指向性を達成すること
ができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の路側ビーコン方式に使用さ
れる車載アンテナとハイブリツド回路との関係の
一実施例を示す概略斜視図、第２図は受信指向性
を示す図、第３図は他の実施例を示す概略斜視
図、第４図は路側アンテナと車載アンテナとの関
係を示す概略図、第５図は路側ビーコン方式を説
明する概略図、第６図はデイスプレイ装置に表示
される道路地図の一例を概略的に示す図、第７図
は従来例による受信波形を示す図。 １…接地板、２…短絡板、３，４…アンテナ
板、５，６…給電点、１１…ハイブリツド回路、
１４…同相側端子、１５…逆相側端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 道路交通網の予め定められた所定位置に設置
   された路側アンテナから、各種データを車両に送
   信するとともに、路側装置側と車載装置側との間
   におけるデータ授受を行い、かつ、車両側が受信
   信号強度に基いて位置判定を行ない、位置判定結
   果に基いて受信データによりナビゲーシヨンデー
   タを更新するようにした路側ビーコン方式におい
   て、路側アンテナから送信されるデータを受信す
   る車載アンテナが、接地板に対して共通の短絡板
   を介して、接地板と平行に、かつ互に逆方向に延
   びる同一形状のアンテナ板を取付け、短絡板を中
   心として対称位置においてアンテナ板と接地板と
   の間に給電点を設けてなるものであるとともに、
   両給電点をハイブリツド回路の１対の共役端子に
   接続し、他の１対の共役端子のうち、同相側端子
   をデータ伝送系に接続し、かつ逆相側端子を位置
   判定系に接続したことを特徴とする路側ビーコン
   方式。 ２ １対のアンテナ板が一体形成されている上記
   特許請求の範囲第１項記載の路側ビーコン方式。 ３ 各アンテナ板が方形である上記特許請求の範
   囲第１項または第２項の何れかに記載の路側ビー
   コン方式。 ４ 各アンテナが半円形である上記特許請求の範
   囲第１項または第２項の何れかに記載の路側ビー
   コン方式。