(57)【要約】【課題】ＥＴＣを採用する料金所ゲートの通信エリアにおいて、無線電波の電界強度を高精度にしかも効率良く測定する。【解決手段】料金所ゲートの車線に設置された路側アンテナ１５から無線電波を受信する測定アンテナ２２と、測定アンテナ２２を測定ポイントに移動させるための移動目標位置を入力する操作部２３と、測定アンテナ２２を３次元方向へ移動させる高さ調節機構２５及び道幅方向位置調節機構２６と、測定アンテナ２２が受信した無線電波の電界強度を測定するスペクトラムアナライザ２３と、無線電波の電界強度と測定ポイントである移動目標位置とを関連付けて記憶するメモリとを備えた電界強度測定装置を提供する。これにより、車線方向Ｘ、車線の幅方向Ｙに加え、鉛直方向Ｚについても測定ポイントを設定でき、また一つの測定アンテナ２２で測定装置が実現されるので、アンテナの校正を短時間で行える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路上に設置された路側アンテナから無線電波を受信する測定アンテナと、
前記道路上の測定ポイントに移動させるべき前記測定アンテナの移動目標位置を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された移動目標位置に基づいて前記測定アンテナを３次元方向へ移動して前記測定ポイントに停止させる測定アンテナ移動手段と、
前記測定ポイントにて前記測定アンテナが前記路側アンテナから受信した無線電波の電界強度を測定する電界強度測定手段と、
この電界強度測定手段によって測定された無線電波の電界強度と前記入力手段によって入力された前記移動目標位置とを関連付けて記憶する記憶手段と
を具備することを特徴とする電界強度測定装置。
【請求項２】
前記測定アンテナ移動手段は、
前記道路の車両進行方向と道路の幅方向と鉛直方向に前記測定アンテナを移動する手段を具備したことを特徴とする請求項１記載の電界強度測定装置。
【請求項３】
前記入力手段は、
一度の測定で前記道路の幅方向に所定距離だけ離間した複数の箇所を移動目標位置とし、
前記測定アンテナ移動手段は、
前記移動目標位置に前記測定アンテナを連続的に移動および停止させ、
前記電界強度測定手段は、
前記道路の幅方向の複数の測定ポイントで電界強度を複数回測定し、
前記記憶手段は、
一度の測定結果を前記道路の幅方向毎に記憶することを特徴とする請求項１記載の電界強度測定装置。
【請求項４】
道路上に設置された路側アンテナから無線電波を受信する測定アンテナを、前記道路上の測定ポイントに移動させるべき前記測定アンテナの移動目標位置をコンピュータに入力するステップと、
前記コンピュータに入力された移動目標位置に基づいて測定アンテナ移動手段が前記測定アンテナを３次元方向へ移動して前記測定ポイントに停止させる移動ステップと、
前記測定ポイントにて前記測定アンテナが前記路側アンテナ側から受信した無線電波の電界強度を測定するステップと、
前記路側アンテナが測定した電界強度と前記入力された移動位置とを関連付けて前記コンピュータが記憶するステップと
を有することを特徴とする電界強度測定方法。
【請求項５】
前記移動ステップは、
前記道路の車両進行方向と道路の幅方向と鉛直方向に前記測定アンテナを移動するステップを有することを特徴とする請求項４記載の電界強度測定方法。
【請求項６】
一度の測定では、前記道路の幅方向に所定距離だけ離間した複数の箇所を移動目標位置とし、前記移動目標位置に連続的に前記測定アンテナを移動および停止させた上で、前記道路の幅方向の複数の測定ポイントで電界強度を複数回測定し、一度の測定結果を前記道路の幅方向毎に記憶することを特徴とする請求項４記載の電界強度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、有料道路のノンストップ自動料金収受システム（ＥＴＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）において、料金所ゲートの通信エリア内における電界強度を測定するための電界強度測定装置及び電界強度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
料金所付近の渋滞解消、キャッシュレス化への対応、料金収受コストの低減などを目的として、主要な有料道路の料金所を中心にＥＴＣサービスが開始されている。
【０００３】
ＥＴＣは、車両に搭載した車載器に契約情報などが記録されたＩＣカードを挿着し、この車載器と料金所ゲートに設置した路側アンテナとを無線交信させることで、路側アンテナに接続したコンピュータとＩＣカードとの双方に、通行料金などの課金情報を記録するシステムである。すなわち、ＥＴＣは、料金所ゲートにおいて、通行料金の徴収のために車両を停止させることなく、ノンストップで車両を通過させることができる料金収受システムである。
【０００４】
したがって、ＥＴＣでは、路側アンテナと車載器との間の通信エリア内の電界強度が、ある一定値を上回っている必要がある。そこで、この通信エリア内の電界強度を測定するための専用装置として、例えば、台車に取り付けられた道幅方向に広がる翼状のアームに、所定間隔で複数の測定用（受信用）アンテナを列設配置した電界強度測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、この電界強度測定装置は、料金所ゲートの車線方向に上記台車を走行させながら、路側アンテナから発信される無線電波を複数の測定用アンテナにて選択的に受信することで、通信エリア内における所定の測定ポイント毎の電界強度を測定するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１１１５００号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献に記載されている電界強度測定装置の場合、複数の測定用アンテナを備えるため、測定前の準備段階で一つ一つのアンテナの校正に多くの時間と労力を費やすことになり、全般的な測定効率の面で課題を抱えている。
また、上記電界強度測定装置は、通信エリア内の道路上の高さ方向（鉛直方向）における電界強度の差を実質的に吸収することができず、測定精度の点でも課題を残している。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するためになされたもので、道路に設置される路側アンテナの通信エリアにおける電界強度を高精度にしかも効率良く測定できる電界強度測定装置及び電界強度測定方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために本発明の電界強度測定装置は、道路上に設置された路側アンテナから無線電波を受信する測定アンテナと、前記道路上の測定ポイントに移動させるべき前記測定アンテナの移動目標位置を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された移動目標位置に基づいて前記測定アンテナを３次元方向へ移動して前記測定ポイントに停止させる測定アンテナ移動手段と、前記測定ポイントにて前記測定アンテナが前記路側アンテナから受信した無線電波の電界強度を測定する電界強度測定手段と、この電界強度測定手段によって測定された無線電波の電界強度と前記入力手段によって入力された前記移動目標位置とを関連付けて記憶する記憶手段とを具備することを特徴とする。
なお、上記電界強度測定装置において、測定アンテナ移動手段は、前記道路の車両進行方向と鉛直方向と道路の幅方向に前記測定アンテナを移動する手段を備える。また入力手段は、一度の測定で前記道路の幅方向に所定距離だけ離間した複数の箇所を移動目標位置とし、測定アンテナ移動手段は、移動目標位置に連続的に測定アンテナを移動および停止させ、電界強度測定手段は、道路の幅方向の複数の測定ポイントで電界強度を複数回測定し、記憶手段は、一度の測定結果を道路の幅方向毎に記憶する。
【０００９】
本発明の電界強度測定方法は、道路上に設置された路側アンテナから無線電波を受信する測定アンテナを、前記道路上の測定ポイントに移動させるべき前記測定アンテナの移動目標位置をコンピュータに入力するステップと、前記コンピュータに入力された移動目標位置に基づいて測定アンテナ移動手段が前記測定アンテナを３次元方向へ移動して前記測定ポイントに停止させる移動ステップと、前記測定ポイントにて前記測定アンテナが前記路側アンテナ側から受信した無線電波の電界強度を測定するステップと、前記路側アンテナが測定した電界強度と前記入力された移動位置とを関連付けて前記コンピュータが記憶するステップとを有することを特徴とする。
上記電界強度測定方法において、移動ステップは、道路の車両進行方向と鉛直方向と道路の幅方向に測定アンテナを移動するステップを有する。一度の測定では、道路の幅方向に所定距離だけ離間した複数の箇所を移動目標位置とし、移動目標位置に測定アンテナを連続的に移動および停止させた上で、道路の幅方向の複数の測定ポイントで電界強度を複数回測定し、一度の測定結果を道路の幅方向毎に記憶する。
【００１０】
すなわち、本発明では、測定アンテナの位置を３次元方向へ移動するので、道路に設置された路側アンテナの通信エリアにおいて、車線方向（車両走行方向）、道路の幅方向に加え、鉛直方向（高さ方向）についても測定ポイントを設定でき、電界強度を高精度に測定することができる。また、本発明では、路側アンテナが測定した電界強度と移動位置とを関連付けて記憶することで、高精度に測定された電界強度を測定ポイント毎にそれぞれ記憶および保持しておくことができる。
また、本発明では、上述したように、測定アンテナを３次元方向に移動できるので、一つの測定アンテナで測定ポイントを細かく詳細に設定することができる。従来の複数の測定アンテナを所定間隔で固定していたものに比べて自由度が向上する。また、測定アンテナが一つであることから、複数の測定アンテナを備える従来の測定装置と比較して、初期のセッティング段階でアンテナの校正作業を短時間で行えるので、全般的な測定効率を向上することができる。また、測定アンテナは例えば棒状のアーム等に一つ取り付ければよいため、アームを分解可能な構造にすることで、コンパクト化も実現でき、測定装置の移動作業、セッティング作業も手早く行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電界強度測定装置を示す斜視図、図２はその制御系を機能的に示すブロック図である。
【００１２】
これらの図に示すように、この電界強度測定装置は、例えばＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）を採用した料金所ゲートの通信エリア内の電界強度を測定するためのものであって、料金所ゲートの車線のほぼ中央部に車両進行方向に配置したレールの上をある測定間隔で移動させて用いる装置である。すなわち、この電界強度測定装置は、車線の上方に設置された路側アンテナ１５から無線電波を受信する測定アンテナ２２と、路側アンテナ１５の設置位置に対し、測定アンテナを３次元方向（３次元的）に移動させる高さ調節機構２５、道幅方向位置調節機構２６、及び車線上に測定用に一時的に敷設したレール１９上を転がる車輪１８と、各種駆動機構、測定機器、計器類等を搭載するための台車部１７とを備えている。
【００１３】
さらに、電界強度測定装置の台車部１７には、路側アンテナ１５の設置位置に対する、測定アンテナ２２の３次元的な相対位置を検出する位置センサ２０と、測定者が情報の入力操作を行う操作部２１と、電界強度の測定に関する情報を表示する表示部２８と、電界強度の測定結果を記憶するメモリ２７と、無線電波の電界強度を実質的に測定するスペクトラムアナライザ２３等と、各種機構や機器類を統括して制御する制御部２４等とが搭載されている。ここで、上記操作部２１、表示部２８、メモリ２７、及び上記制御部２４の一部は、例えばノート型ＰＣ等によって実現されている。
【００１４】
上記道幅方向位置調節機構２６は、車線方向（料金所ゲートの車線道路の長手方向）Ｘに対して直交するように水平方向に向かって延びる例えばラックギアを有する測定アンテナ２２の移動支持部としての棒状のアームと、このラックギアに歯合するとともにモータの出力軸等に取り付けられたピ二オンギアとを備えている。すなわち、道幅方向位置調節機構２６は、モータ及びピ二オンギアを通じて駆動力を伝達されるラックギアの水平移動に伴って、車線の道幅方向Ｙへ測定アンテナ２２を移動させる。
【００１５】
また、高さ調節機構２５は、車線の上面に対して垂直に起立する方向に向かって延びる例えばラックギアを備え上記道幅方向位置調節機構２６本体を支持する移動支持部と、このラックギアに歯合するとともにモータの出力軸等に取り付けられたピ二オンギアとを備えている。すなわち、高さ調節機構２５は、このモータ及びピ二オンギアを通じて駆動力を伝達されるラックギアの垂直移動に伴って、台車部１７の高さ方向（料金所ゲートの車線道路表面と直交する鉛直方向）Ｚへ測定アンテナ２２を移動させる。
なお、測定アンテナ２２のＸ方向（車両進行方向）への移動は、台車部１７を人為的に押して行うようにしてもよいし、車輪１８を駆動する駆動機構を台車部１７に搭載するようにしてもよい。
【００１６】
位置センサ２０は、上記道幅方向位置調節機構２６及び高さ調節機構２５がそれぞれ備える上記各モータの回転角等をリファレンス値からカウントして行き、路側アンテナ１５の設置位置に対し、相対的に測定アンテナ２２のＹ方向の位置及びＺ方向の位置を検出する。なお、路側アンテナ１５の設置位置に対する、測定アンテナ２２のＸ方向の位置は、例えば、所定の基準値からの車輪１８の回転数をカウントする位置センサ（図示せず）で検出すること等が例示される。また、上記測定者が人為的に取得した測定アンテナ２２のＸ方向の位置を上記操作部２１を通じて入力するようにしてもよい。
【００１７】
制御部２４は、位置センサ２０又は操作部２１より入力された情報に基づいて、測定アンテナ２２のＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置を取得する。また、制御部２４は、操作部２１を通じて入力された移動目標位置に向けて測定アンテナ２２を移動させるように上記道幅方向位置調節機構２６及び高さ調節機構２５を制御する。さらに、制御部２４は、スペクトラムアナライザ２３によって測定された無線電波の電界強度と、測定アンテナ２２の３次元的な移動目標位置とを関連付けてメモリ２７に記憶する。
ここで、例えばあるレールの位置（Ｘ方向の位置）における一度の測定では、道幅方向（Ｙ方向）に所定距離だけ離間した複数の箇所を移動目標位置（測定ポイント）として、その位置に測定アンテナ２２を連続的に移動および停止させた上で、道幅方向（Ｙ方向）の複数の測定ポイントで電界強度を複数回測定し、一度の測定結果を道路の幅方向毎にメモリ２７に記憶する。
【００１８】
次に、図３に示すフローチャート基づいてこの電界強度測定装置による電界強度測定方法を説明する。ここで、同図３のフローチャートは、上記制御部２４の動作を基準としたものである。
通常、車両が有料道路に進入する際の料金所ゲートに設置される車線（道路）において、道路上に設置した路側アンテナ１５の通信エリアにおける電波状況をチェックするために電界強度の測定を行う必要がある。
この場合、レール１９に台車部１７を載置して、台車部１７をＸ方向に移動させてある測定位置で停止させる。
この位置において、測定者によって操作部２１が操作されて移動目標位置が制御部２４に入力されると（Ｓ１）、制御部２４は、移動目標位置に基づいて高さ調節機構２５及び道幅方向位置調節機構２６を制御し、入力された移動目標位置に向けて測定アンテナ２２をＸ方向及びＺ方向に移動させる（Ｓ２）。
次に、高さ調節機構２５及び道幅方向位置調節機構２６によって移動された測定アンテナ２２が、位置センサ２０により、移動目標位置に到達したことが検出されると（Ｓ３のＹＥＳ）、制御部２４は、高さ調節機構２５及び道幅方向位置調節機構２６の動作を停止させる制御を行う。
そして、測定アンテナ２２が停止したこの測定ポイントにおいて、制御部２４は、スペクトラムアナライザ２３に電界強度の測定を開始させる。これにより、路側アンテナ１５から発信された無線電波が測定アンテナ２２により受信されて、スペクトラムアナライザ２３に入力されて、スペクトラムアナライザ２３によって無線電波の電界強度が測定され、スペクトラムアナライザ２３より電界強度の出力信号が制御部２４へ出力されて電界強度が電圧レベルで取得される（Ｓ４）。
電界強度が電圧レベルで取得されると、制御部２４は、上記操作部２１より入力された移動目標位置と、この測定ポイントでの電界強度の電圧レベルとを関連付けて測定結果としてメモリ２７に記憶する（Ｓ５）。この後、Ｙ方向（道幅方向）に所定距離だけ移動させた測定ポイントで電界強度を測定するため、上記Ｓ１から各処理を繰り返す。そして、このＸ方向の位置における電界強度の測定が終了すると、この位置における複数の測定結果に同じ項目を付加してメモリ２７に記憶し、終了する（Ｓ６のＮＯ）。
【００１９】
このように、本実施形態に係る電界強度測定装置によれば、測定アンテナ２２の位置を３次元方向へ移動できるので、道路に設置された路側アンテナ２２の通信エリアにおいて、車線方向Ｘ、車線の道幅方向Ｙに加え、鉛直方向Ｚについても測定ポイントを設定でき、電界強度を高精度に測定することができる。また、本実施形態の電界強度測定装置によれば、上述したように、測定アンテナ２２を３次元方向に移動できるので、一つの測定アンテナ２２で測定ポイントを細かく詳細に設定することができる。さらに、本実施形態の電界強度測定装置によれば、測定アンテナが一つであることから、複数の測定アンテナを備える測定装置等と比較して、初期のセッティング段階でアンテナの校正作業を短時間で行え、全般的な測定効率を向上させることができる。
【００２０】
以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。つまり、上述した実施形態では、本発明を有料道路の料金所等に適用した場合について説明したが、例えば有料道路の走行経路検出用等に設けられた、いわゆるチェックバリア車線での通信エリアの電界強度測定に本発明を適用してもよい。さらに、サービスエリアやパーキングエリア等に対しての車両の出入りを無線通信で検出するシステムに本発明を適用してもよいし、また、一般道等を含む走行車線の渋滞検出を無線通信で行う渋滞検出システムに本発明を適用してもよい。さらに、本発明は、例えば将来的に導入が予想される、車両の出入りを無線通信で検出する駐車場の課金システム等に適用すること等が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、道路に設置される路側アンテナの通信エリアにおける電界強度を高精度にしかも効率良く測定できる電界強度測定装置及び電界強度測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電界強度測定装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の装置の制御系を機能的に示すブロック図である。
【図３】図１の装置を用いた電界強度の測定方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１５…路側アンテナ、１７…台車部、１８…車輪、１９…レール、２０…位置センサ、２１…操作部、２２…測定アンテナ、２３…スペクトラムアナライザ、２４…制御部、２５…高さ調節機構、２６…道幅方向位置調節機構、２７…メモリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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