(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路に沿って所定間隔をおいて複数設置され、車両と情報通信を行うための通信ゾーンを形成する路車間通信用基地局と、前記通信ゾーン個々の近傍であって車両走行方向後方に配置された複数個の電波式レーンマーカとを備えた路車間通信システムであって、
隣り合った通信ゾーンは、車両走行方向に沿った一部が重複するようになっており、且つ、互いに異なった通信周波数を用いて車両との情報通信が行われるようになっており、
前記電波式レーンマーカは、車両からの送信電磁波の位相を変換又は無変換した反射電磁波を車両に送信する送信アンテナを備えており、
前記車両は、前記路車間通信用基地局と情報通信を行う車載器を備えており、前記通信ゾーンを走行するとき、前記複数個の電波式レーンマーカから送信された反射電磁波の位相の組み合わせに基づいて、前記車載器の通信周波数を切り替えることを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
前記電波式レーンマーカは、前記送信電磁波の周波数を整数倍に変換する周波数変換部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
電波式レーンマーカは、周波数変換部で変換する周波数を２逓倍としている請求項２に記載の路車間通信システム。
【請求項４】
前記電波式レーンマーカは、送信電磁波の位相を０°、９０°、１８０°又は２７０°の何れかの角度だけ変換することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の路車間通信システム。
【請求項５】
路車間通信は、高度道路交通システム用である５．８ＧＨｚ専用狭域通信である請求項１〜４の何れか１項に記載の路車間通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送受信で周波数および位相の異なる電波式レーンマーカを複数道路に設置し、位相の組み合わせにより、路車間通信基地局の周波数情報を車両の搭載する車載器に提供する路車間通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来車両が自車の位置情報を検出する手段として、白線検出、ＧＰＳなどが開発されている。しかし、これらは天候や周囲環境状況により使用が制限されるとともに、車両走行支援システムのための基点位置情報を満足する位置検出精度向上も難しい。また、磁気ネイルにより位置情報を得ることが試みられているが、磁気ネイルはＳ極、Ｎ極の２値しか構成できないため道路に敷設して位置情報以外の情報を提供することが難しい。
【０００３】
また、車両との情報通信を行うＩＴＳ専用狭域通信（ＤＳＲＣ）システムでは、周辺への影響等の関係で通信ゾーンを制限するとともに各通信ゾーンごとに異なった周波数を割り当てて隣接干渉を防止する。このため高速で走行する車両の車載器に、通信ゾーンの周波数情報を提供するとともに、車両走行支援システムのための基点位置情報を提供する必要があり、そのために専用の基点路車間通信装置を設ける等のシステムがあるが、設置コストが高く、環境等による無線の電波伝搬状況が変動することにより高い通信品質を保証できない等の問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、前記のような従来の問題点を解決し、設置コストが安く、信頼性良く簡易に周波数情報を提供できる路車間通信システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の路車間通信システムは別々な反射位相を持った電波式レーンマーカを道路に複数敷設して、路車間通信装置の周波数情報を車両に搭載した車載器に提供することを可能とするものである。すなわち、請求項１に記載の発明は、道路に沿って所定間隔をおいて複数設置され、車両と情報通信を行うための通信ゾーンを形成する路車間通信用基地局と、前記通信ゾーン個々の近傍であって車両走行方向後方に配置された複数個の電波式レーンマーカとを備えた路車間通信システムであって、隣り合った通信ゾーンは、車両走行方向に沿った一部が重複するようになっており、且つ、互いに異なった通信周波数を用いて車両との情報通信が行われるようになっており、前記電波式レーンマーカは、車両からの送信電磁波の位相を変換又は無変換した反射電磁波を車両に送信する送信アンテナを備えており、前記車両は、前記路車間通信用基地局と情報通信を行う車載器を備えており、前記通信ゾーンを走行するとき、前記複数個の電波式レーンマーカから送信された反射電磁波の位相の組み合わせに基づいて、前記車載器の通信周波数を切り替えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記電波式レーンマーカは、前記送信電磁波の周波数を整数倍に変換する周波数変換部を備えていることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項２において、電波式レーンマーカは、周波数変換部で変換する周波数を２逓倍としていることを特徴とする。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記電波式レーンマーカは、送信電磁波の位相を０°、９０°、１８０°又は２７０°の何れかの角度だけ変換することを特徴とする。請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、路車間通信は、高度道路交通システム用である５．８ＧＨｚ専用狭域通信であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。路車間通信システムは、高速道路をはじめとする主要道路を走行する車両に走行支援のための情報等を提供する路車間通信においては、通信ゾーンを制限し、電波漏洩による他システムへの影響を低減しているため、高速で走行している車両に対して情報通信を行うために通信を確立するための手続きを簡素化する必要がある。その１つとして周波数の選局時間を低減するため、前もって車載器に通信ゾーンの周波数情報を信頼性良く確実に提供する簡易で手段が望ましい。
【０００９】
図１は本実施の形態に係る第１の路車間通信システムを示す構成例で、この路車間通信システムは４つの路車間通信基地局で構成されている。すなわち、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは路車間通信基地局であり、送受信アンテナ、無線部、制御部で構成されている。２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは基地局が形成する通信ゾーンであり、車線幅×数十ｍの範囲である。３，４は逓倍反射型電波レーンマーカであり、該レーンマーカ３と４は反射電磁波の位相が異なっている。５はレーンマーカを敷設する道路である。
【００１０】
図２は本実施の形態に係る第２の路車間通信システムを示す構成例で、この路車間通信システムは１０つの路車間通信基地局で構成されている。１ａ〜１Ｊは路車間通信基地局であり、送受信アンテナ、無線部、制御部で構成されている。２ａ〜２Ｊは基地局が形成する通信ゾーンであり、車線幅×数十ｍの範囲である。３，４は逓倍反射型電波レーンマーカであり、該レーンマーカ３と４は反射電磁波の位相が異なっている。５はレーンマーカを敷設する道路である。
【００１１】
図３は逓倍反射型電波式レーンマーカシステムの概略構成図である。３，４は電波式レーンマーカであり、受信アンテナ７、送信アンテナ８、受信部９、周波数変換／位相変換部１０を具えている。１１は車両側のレーンマーカ検出センサであり、受信アンテナ１２、送信アンテナ１３、送信部１４、受信部１５、位置検出、位相検出処理用のＭＰＵ１６を具えている。
【００１２】
図４は電波式レーンマーカ６の構成部の周波数変換／位相変換部１０の動作説明図である。１７は車両側のレーンマーカ検出センサ１１からの送信電磁波の波形で、周波数はたとえば２４０ＫＨzであり、１８はその送信電磁波を周波数変換し、位相を送信電磁波と同一とした電波式レーンマーカ３，４の送信電磁波信号であり、１９は位相を送信電磁波と比較して９０°遅延した電波式レーンマーカ３，４の送信電磁波信号、２０は位相を送信電磁波と比較して１８０°遅延した電波式レーンマーカ３，４の送信電磁波信号であり、２１は位相を送信電磁波と比較して２７０°遅延した電波式レーンマーカ３，４の送信電磁波信号である。
【００１３】
図１に示す路車間通信基地局４局での路車間通信システムを以下に説明する。路車間通信基地局１ａ〜１ｄにより構成する通信ゾーン２ａ〜２ｄは各々隣り合った通信ゾーンが図に示すごとくわずかに重なり合う構成とし、各通信ゾーンには干渉を防止するため別々な周波数を割り当てる。たとえば、１ａにはｆ１の周波数を、１ｂにはｆ２を、１ｃにはｆ３を、１ｄにはｆ４を割当て車載器との間で情報通信を行う。車載器が通信ゾーン内に入るとまず通信可能な周波数を選ぶ処理を行い、その後に同期確立を行い路車間通信基地局とで通信接続処理手続きを行った後情報を受信、送信を行う。
【００１４】
このとき、各通信ゾーンでの通信を可能とする周波数を選ぶ処理時間を短縮しないと数十ｍの通信ゾーンでは必要な情報を受けることが出来なくなる。たとえば、通信ゾーン１３ｍを１００ｋｍ／hの速度で走行する車両では、１秒間に約２８ｍ移動する。周波数を選ぶ処理時間がたとえば５０ｍsecとすると移動距離は約１．４ｍとなり約１割情報伝送量が少なくなる。この周波数選曲処理時間を少なくする手段として、道路上に反射位相の異なる逓倍反射型電波式レーンマーカ３，４を各通信ゾーンの手前に敷設し、その組合せ方に周波数情報を持たせ各通信ゾーン進入前に車載器に周波数情報を提供することにより周波数選曲処理が不要で、周波数の切替のみの処理で周波数の確定、通信接続処理が達成できる。
【００１５】
この処理により周波数の確定時間は約数ｍsec以下が可能となり、情報伝送量への影響が少なくなる。反射位相の異なる逓倍反射型電波式レーンマーカ３，４の組み合せとしては、電波式レーンマーカ３(○印)は、レーンマーカ検出センサ１１からの送信電磁波１７に対して１８０°位相遅延した電磁波を反射するタイプで、図４の２０とし、電波式レーンマーカ４(●印)は、レーンマーカ検出部からの送信電磁波に対し２７０°位相遅延した電磁波を反射するタイプで、図４の２１とする。通信ゾーン２ａの手前には電波式レーンマーカ３を車両走行方向に約１ｍの間隔で２個敷設して周波数情報ｆ１とするとともに走行支援システムの基点位置情報を約１ｍの精度で提供する。
【００１６】
通信ゾーン２ｂの手前には車両走行方向に電波式レーンマーカ４を１個と電波式レーンマーカ３を１個、順次約１ｍの間隔で敷設し周波数情報ｆ２とする。通信ゾーン２ｃの手前には車両走行方向に電波式レーンマーカ３を１個と電波式レーンマーカ４を１個、順次約１ｍの間隔で敷設し周波数情報ｆ３とする。通信ゾーン２ｄの手前には車両走行方向に電波式レーンマーカ４を２個を約１ｍの間隔で順次敷設し周波数情報ｆ４とする。レーンマーカ検出センサ１１を搭載した車両が本レーンマーカ上を走行することにより各通信ゾーンの周波数情報を取得でき、車載器の受信電磁波電力が所定の電力以下になった時点で次ゾーンの周波数に切り替え処理を行い、周波数の確定処理時間を短縮が可能となる。
【００１７】
図２は１０局構成の路車間通信システムであり、各通信ゾーン４ａ〜４ｊの周波数割当ては周波数の有効利用の観点で最初の通信ゾーンのみｆ１とし、それ以降の通信ゾーンはｆ２とｆ３を交互に割り当てた構成例である。
【００１８】
図４の電波式レーンマーカ検出センサ１１からの送信電磁波１７に対して１８０°位相遅延した電磁波２０を反射する電波式レーンマーカと２７０°位相遅延した電磁波２１を反射する電波式レーンマーカにより通信ゾーンの周波数情報を提供することにより、同位相の電磁波１８を反射する電波式レーンマーカと９０°位相遅延した電磁波１９を反射する電波式レーンマーカは、たとえば、高度道路交通システム（ＩＴＳ）の車線逸脱防止サービス、車線保持サービス等のために走行車両の車線上の位置情報を提供するレーンマーカシステムとして使用することが可能となる。
【００１９】
図３は逓倍反射型電波式レーンマーカシステムの概略構成図であり、レーンマーカ検出センサ１１からの送信電磁波１７に対して位相遅延した反射電磁波を生成する周波数変換／位相変換部１０では、コンデンサの容量値を所定な値に各々設定するのみで各反射位相を持った電波式レーンマーカ３，４が簡易に実現出来る。また、電波式レーンマーカ３，４からの反射電磁波はレーンマーカ検出センサ１１の位置検出、位相検出処理用ＭＰＵ１６で位相検出し、位相組合せを識別車載器に周波数情報を提供する。
【００２０】
なお、本実施の形態で説明した路車間通信基地局数、通信ゾーンへの周波数割当て、個々の反射位相を持った電波式レーンマーカの組合せ数については制限されるものでなく、構築する路車間通信システムに最適な条件に設定すればよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の路車間通信システムは、路車間通信基地局が構成する通信ゾーンに割り当てられた周波数情報を複数の反射位相を持った逓倍反射型電波式レーンマーカを組み合わせて道路上に敷設し、その組み合せをレーンマーカ検出センサが検出し車載器に提供することにより、車載器の周波数確定処理時間が大幅に短縮でき、情報伝送量の劣化を防止できる。また、敷設コストの低減、高信頼性も併せ可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、実施の形態に係る第１の路車間通信システムを示す構成例である。
【図２】実施の形態に係る第２の路車間通信システムを示す構成例である。
【図３】逓倍反射型電波式レーンマーカシステムの概略を示す構成図である。
【図４】電波式レーンマーカの反射電磁波位相の説明図である。
【符号の説明】
１a〜１j  路車間通信基地局
２a〜２j  通信ゾーン
３，４  逓倍反射型電波式レーンマーカ
５  レーンマーカを敷設する道路
６  電波式レーンマーカ
７  受信アンテナ
８  送信アンテナ
９  受信部
１０  周波数変換／位相変換部
１１  レーンマーカ検出センサ
１２  受信アンテナ
１３  送信アンテナ
１４  送信部
１５  受信部
１６  位置検出、位相検出処理用ＭＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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