(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め登録された電子料金収受システム車載器を搭載した車両を識別して入口のゲートの開閉を行うと共に、前記電子料金収受システム車載器から発信される電波を駐車場内の少なくとも３箇所の異なる場所に設置された受信局により受信し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位する車庫システムであって、
前記各受信局は、
前記電子料金収受システム車載器から測位に供する２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信し、受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定する位相差測定手段を備え、
前記車庫システム内の車庫制御装置には、
予め契約した許可車両の電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤをデータベースに登録する車載器ＩＤ登録手段と、
前記ゲートに接近した車両に搭載された電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤを読み取る入口側車載器ＩＤ読取手段と、
前記入口側車載器ＩＤ読取手段により読み取った車載器ＩＤが前記データベースに登録された許可車両の車載器ＩＤであるかどうかを判定する入口側車載器ＩＤ判定手段と、
前記入口側車載器ＩＤ判定手段により許可車両の車載器ＩＤであると判定された場合に、前記入口のゲートを開放するゲート開放手段と、
前記ゲートを通過し測位対象となる車両の車載器ＩＤに対して測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）を割り当て、該測位管理番号Ｎを当該車両の電子料金収受システム車載器に送信する測位管理番号送信手段と、
前記電子料金収受システム車載器から送信される電波に含まれる２つの周波数スペクトル成分の周波数から前記測位管理番号を検出し、該測位管理番号を基に当該車両の車載器ＩＤを判定する測位対象ＩＤ判定手段と、
前記各受信局の位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位する位置演算手段と、
前記位置演算手段により測位された車両の位置が所定の時間継続して変化しない場合に、当該車両が駐車したと判定する車両駐車判定手段と、を備え、
前記電子料金収受システム車載器は、
前記測位管理番号送信手段から送信された測位管理番号Ｎを基に、該測位管理番号Ｎに対応させた複数の周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、・・・・、（ｆ２ｎ−１、ｆ２ｎ）のうちの何れか一つの周波数対を前記測位に供する２つの周波数スペクトル成分として含むように電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調し、測位に供する２つの周波数スペクトルを含む信号を生成して電波により送信する測位信号送信手段と、を備える
ことを特徴とする車庫システム。
【請求項２】
前記車庫制御装置は、
前記車両駐車判定手段において車両が駐車したと判定した後に、当該車両の車載器ＩＤと当該ＩＤに対して割り当てた測位管理番号Ｎとの対応関係を記憶する測位管理テーブルにおける、当該測位管理番号Ｎに対応する車載器ＩＤの記録状態を測位対象なしを示す空き状態の情報へと更新する手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の車庫システム。
【請求項３】
前記測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）に対応する周波数対は、前記キャリア波の周波数をｆｃとし、前記キャリア波を振幅変調する振幅信号の基準となる周波数をΔｆとした場合に、
前記周波数対の周波数の高い側の周波数が、
ｆｃ＋Ｎ×Δｆ、となり、
前記周波数対の周波数の低い側の周波数が、
ｆｃ−Ｎ×Δｆ、となる、
ように構成され、
前記電子料金収受システム車載器は、
前記振幅信号の基準となる周波数をΔｆを、前記測位管理番号Ｎで指定された値に応じて逓倍（Ｎ×Δｆ）する逓倍手段を備え、
前記逓倍手段により逓倍された周波数（Ｎ×Δｆ）の振幅信号により前記キャリア波を振幅変調するように構成されたこと、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の車庫システム。
【請求項４】
前記２つの周波数スペクトル成分の差の周波数成分の波長の長さが、前記受信局における前記電子料金収受システム車載器の位置検出範囲に略相当するか、または前記位置検出範囲以上であるように構成されたこと、
を特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車庫システム。
【請求項５】
前記電子料金収受システム車載器は、
前記電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調するための振幅信号であって、前記測位に供する２つの周波数スペクトルの成分を含む変調波を生成するための振幅信号を生成する振幅信号生成手段と、
前記キャリア波を前記振幅信号により振幅変調し、前記２つの周波数スペクトルを含む変調信号を生成する振幅変調手段と、
前記振幅変調手段により生成された変調波を増幅して無線により送信する送信回路手段と、
を備え、
前記各受信局は、
前記電子料金収受システム車載器から前記２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信する受信手段と、
前記受信手段により電子料金収受システム車載器から受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定する位相差測定手段と、
を備え、
前記位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位すること、
を特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の車庫システム。
【請求項６】
前記各受信局の位相差測定手段に対し、位相基準を固定するための１つの基準位相を発振器により提供し、前記各受信局の位相差測定手段においては前記基準位相を基に前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定するように構成されたこと、
を特徴とする請求項５に記載の車庫システム。
【請求項７】
予め登録された電子料金収受システム車載器を搭載した車両を識別して入口のゲートの開閉を行うと共に、前記電子料金収受システム車載器から発信される電波を駐車場内の少なくとも３箇所の異なる場所に設置された受信局により受信し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位する車庫システムの車両測位方法であって、
前記車庫システム内の車庫制御装置の車載器ＩＤ登録手段が、予め契約した許可車両の電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤをデータベースに登録し、
前記車庫制御装置の入口側車載器ＩＤ読取手段が、前記ゲートに接近した車両に搭載された電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤを読み取り、
前記車庫制御装置の入口側車載器ＩＤ判定手段が、前記入口側車載器ＩＤ読取手段により読み取った車載器ＩＤが前記データベースに登録された許可車両の車載器ＩＤであるかどうかを判定し、
前記車庫制御装置のゲート開放手段が、前記入口側車載器ＩＤ判定手段により許可車両の車載器ＩＤであると判定された場合に、前記入口のゲートを開放し、
前記車庫制御装置の測位管理番号送信手段が、前記ゲートを通過し測位対象となる車両の車載器ＩＤに対して測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）を割り当て、該測位管理番号Ｎを当該車両の電子料金収受システム車載器に送信し、
前記車庫制御装置の測位対象ＩＤ判定手段が、前記電子料金収受システム車載器から送信される電波に含まれる２つの周波数スペクトル成分の周波数から前記測位管理番号を検出し、該測位管理番号を基に当該車両の車載器ＩＤを判定し、
前記電子料金収受システム車載器の測位信号送信手段が、前記測位管理番号送信手段から送信された測位管理番号Ｎを基に、該測位管理番号Ｎに対応させた複数の周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、・・・・、（ｆ２ｎ−１、ｆ２ｎ）のうちの何れか一つの周波数対を前記測位に供する２つの周波数スペクトル成分として含むように電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調し、測位に供する２つの周波数スペクトルを含む信号を生成して電波により送信し、
前記各受信局の位相差測定手段が、前記電子料金収受システム車載器から測位に供する２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信し、受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定し、
前記車庫制御装置の位置演算手段が、前記各受信局の位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位し、
前記車庫制御装置の車両駐車判定手段が、前記位置演算手段により測位された車両の位置が所定の時間継続して変化しない場合に、当該車両が駐車したと判定する
ことを特徴とする車両測位方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection system、すなわち電子料金収受システム）（登録商標）車載器を利用した車庫システム、および車両測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、高速有料道路においてＥＴＣシステムを利用した自動料金収受サービスが積極的に導入されている。このＥＴＣシステムでは、車両にＥＴＣ車載器を搭載し、このＥＴＣ車載器と有料道路の料金所出口ブースに設置された車線制御装置との間で双方向無線通信を行い、自動で料金決済を行う。このため、車両が料金所ゲートをそのまま通過することができ、料金所出口ブースおける渋滞を緩和することができる。また、ＥＴＣ車載器と車線制御装置との間の双方向無線通信は、専用狭域無線通信であるＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）により行われる。
【０００３】
このＤＳＲＣ（狭域通信）は、マイクロ波帯の電波を使用し、路上の限られた範囲のみにて通信を行う通信システムである。路上に設置され路上局と移動する車輌側に設けられたＥＴＣ車載器との間で無線通信を行い、各種のデータ授受を行うことによって、料金収受や道路情報提供などのサービスを行い、運転者、および道路や駐車場などの管理者に利益をもたらす。
【０００４】
また、ＥＴＣ車載器の利用車番号（車載器ＩＤ）が民間に開放されることになり、今後は、民間駐車場でのサービスや工場での車両入出門管理など、ＥＴＣ車載器を応用したサービスの増加が見込まれている。
【０００５】
このようなＥＴＣ車載器を応用したサービスの例として、例えば、車両に搭載されたＥＴＣ車載器を利用してゲートを開放するサービスの提供が望まれている。また、駐車場内に入場した車両を追跡し、車両が駐車場内のどこの位置（駐車枡）に駐車したかを管理できる車両の測位システムなど、ＥＴＣ車載器を積極的に活用した、さらに高度なサービスの提供が望まれている。
【０００６】
ところで、電波の発信源の位置を特定する測位システムを実現しようとする場合には、発信源に対して３つの受信位置を設けて、その発信源の位置を特定する、双曲線航法による位置算出方法が従来から知られている。
【０００７】
図１４は、双曲線航法による位置算出方法を説明するための図である。図１４において、×印の点が電波の発信位置、黒丸「●」が電波の受信位置として、受信位置Ａおよび受信位置Ｂへの電波の到達時間の差（または位相差）が同じとなる位置は、その軌跡が、受信位置Ａおよび受信位置Ｂを焦点とする双曲線上に居ることになる。更に受信位置Ａおよび受信位置Ｃに対し同様に得られた到達時間の差（または位相差）で軌跡線を描くことができる。これらで得られた２本の線上に居ると軌跡線の交点Ｐが電波の発射位置であるということになる。これら原理は、双曲線航法と呼ばれ。×が電波の発射位置の場合、あるいは×が受信位置の場合（この時は図の●印の３点は電波の発信位置）において、いずれの場合も同様に成立する。
【０００８】
従って、この双曲線航法による位置算出方法を、ＥＴＣ車載器を搭載した車両の車両測位システムにも当然に適用できることになる。この場合、発信源となるＥＴＣ車載器に対して、３つの受信アンテナを設け、ＥＴＣ車載器から発信されるマイクロ波の電波を３つのアンテナで受信し、ＥＴＣ車載器から受信した電波の位相差を求める。これにより、ＥＴＣ車載器と各アンテナ間の距離を求めることができ、ＥＴＣ車載器を搭載した車両の位置を特定できることになる。
【０００９】
しかしながら、ＥＴＣ車載器から出力される電波の周波数は、通常５．８ＧＨｚ帯のマイクロ波であるため、以下に説明するような問題が生じる。
【００１０】
例えば、図１５に示すように、電波の発信源での位相をゼロ（基準）とおくと、伝播パス長さＬ（ｍ）隔てた受信位置における受信電波の位相は、
「（Ｌ／λ）×３６０度」となる。
λは、使用電波の波長であり、受信位置では発信源の基準位相からの位相遅れを計測することで発信源から受信位置までの距離計測ができる。しかし、計測対象の最大距離が使用周波数の波長に比べて大きい場合には、受信位置における位相遅れが３６０度を越えるため、位相回転（３６０度の通過回数）の計数が必要となり、受信側での処理がこの分複雑となり、かつ、位相回転の計数欠落は永久的な距離誤差となるため、安定した信号の連続した受信が必須となる。例えば、５．８ＧＨｚを使用周波数とした場合、波長は５ｃｍであるから、発信源が移動体だとすると、５ｃｍの移動で受信位置において３６０度到達位相が変化する。このため、相回転の1回を見逃すだけで５ｃｍの恒久誤差となる。
【００１１】
したがって、５．８ＧＨｚ帯を使用周波数としたＥＴＣ車載器を発信源とした車両測位システムを実現するに際しては、位相回転の計数により受信側での処理が複雑となり、かつ、位相回転の計数欠落は永久的な距離誤差となるため、安定した信号の連続した受信が必須となるという問題があった。
【００１２】
なお、従来技術の陸上交通援助方法及び装置がある（特許文献１を参照）。しかしながら、特許文献１の従来技術においては、車両にレーダシステムを搭載すると共に、他の車両に応答器を設備し（または歩行者等に応答器を所持させ）、応答器の信号を基に、相手の位置を検出することを目的としている。したがって、上述したようなＥＴＣ車載器を使用して車両の位置を測位しようとするものではなく、ギガ周波数帯を使用するＥＴＣ車載器に対して、そのまま応用することができない。
【特許文献１】特開平３−１７８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、ＥＴＣ車載器を利用した車両の測位システムが望まれていたが、５．８ＧＨｚ帯を使用周波数とするＥＴＣ車載器を発信源とした車両測位システムを実現するに場合に、使用周波数が高いため、電波の位相回転の計数により受信側での処理が複雑となり、かつ、位相回転の計数欠落は永久的な距離誤差となるため、安定した信号の連続した受信が必須となるという問題があった。
【００１４】
本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の第１の目的は、車両の位置を測位する際に、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用できるともに、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の駐車位置を測位できる、車両測位システム、および車両測位方法を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第２の目的は、駐車場の入口において、ＥＴＣ車載器によりゲートを自動で開くことができ、さらに、駐車場所において車両の駐車位置を測位する際に、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用できるともに、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の駐車位置を測位できる、車庫システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の車庫システムは、予め登録された電子料金収受システム車載器を搭載した車両を識別して入口のゲートの開閉を行うと共に、前記電子料金収受システム車載器から発信される電波を駐車場内の少なくとも３箇所の異なる場所に設置された受信局により受信し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位する車庫システムであって、前記各受信局は、前記電子料金収受システム車載器から測位に供する２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信し、受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定する位相差測定手段を備え、前記車庫システム内の車庫制御装置には、予め契約した許可車両の電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤをデータベースに登録する車載器ＩＤ登録手段と、前記ゲートに接近した車両に搭載された電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤを読み取る入口側車載器ＩＤ読取手段と、前記入口側車載器ＩＤ読取手段により読み取った車載器ＩＤが前記データベースに登録された許可車両の車載器ＩＤであるかどうかを判定する入口側車載器ＩＤ判定手段と、前記入口側車載器ＩＤ判定手段により許可車両の車載器ＩＤであると判定された場合に、前記入口のゲートを開放するゲート開放手段と、前記ゲートを通過し測位対象となる車両の車載器ＩＤに対して測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）を割り当て、該測位管理番号Ｎを当該車両の電子料金収受システム車載器に送信する測位管理番号送信手段と、前記電子料金収受システム車載器から送信される電波に含まれる２つの周波数スペクトル成分の周波数から前記測位管理番号を検出し、該測位管理番号を基に当該車両の車載器ＩＤを判定する測位対象ＩＤ判定手段と、前記各受信局の位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位する位置演算手段と、前記位置演算手段により測位された車両の位置が所定の時間継続して変化しない場合に、当該車両が駐車したと判定する車両駐車判定手段と、を備え、前記電子料金収受システム車載器は、前記測位管理番号送信手段から送信された測位管理番号Ｎを基に、該測位管理番号Ｎに対応させた複数の周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、・・・・、（ｆ２ｎ−１、ｆ２ｎ）のうちの何れか一つの周波数対を前記測位に供する２つの周波数スペクトル成分として含むように電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調し、測位に供する２つの周波数スペクトルを含む信号を生成して電波により送信する測位信号送信手段と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の車庫システムでは、駐車場の入口において車両に搭載されたＥＴＣ車載器の車載器ＩＤを読み取り、この車載器ＩＤがデータベースに登録された車載器ＩＤであるかどうかを判定する。車載器ＩＤがデータベースに登録され車載器ＩＤであると判定された場合は、入口のゲートを開放する。また、車両の駐車場所において、３箇所の異なる場所に設置された受信局により、車両に搭載されたＥＴＣ車載器から発信される電波を受信して車両の位置を測位する。この場合に、ＥＴＣ車載器では、通信周波数帯のキャリア波（例えば、５８００ＭＨｚ）を変調し、測位に供する２つの周波数スペクトル（例えば、５７９９ＭＨｚと５８０１ＭＨｚ）を含む信号を生成して無線により送信する。各受信局は、ＥＴＣ車載器から電波を受信し、受信した電波の信号から２つの周波数スペクトルの差の周波数成分（例えば、２ＭＨｚ）の位相差を測定する。そして、各受信局で測定された位相差の信号を基に、ＥＴＣ車載器と各受信局との間の距離を算出し、ＥＴＣ車載器を搭載した車両の位置を測位する。これにより、駐車場の入口において、ＥＴＣ車載器によりゲートを自動で開くことができる。さらに、駐車場所において車両の駐車位置を測位する際に、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用できるともに、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の駐車位置を測位できる。また、ＥＴＣ車載器からの信号を定期的に受信して、測位を行うことができる。
また上記構成からなる本発明の車庫システムでは、測位に供する２つの周波数スペクトル成分として、測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）に対応させた複数の周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、・・・・、（ｆ２ｎ−１、ｆ２ｎ）を用意する。そして車庫制御装置は、測位対象となる車両の車載器ＩＤに対して測位管理番号Ｎを割り当て、該測位管理番号ＮをＥＴＣ車載器に送信する。ＥＴＣ車載器は、受信した測位管理番号Ｎを基に、複数の周波数対から指定された周波数対を選択し、この周波数対を周波数スペクトル成分として含む電波を受信局に向けて送信する。車庫制御装置では、ＥＴＣ車載器から受信した電波に含まれる周波数スペクトル成分の周波数を基に測位管理番号を検出し、この測位管理番号を基に当該ＥＴＣ車載器の車載器ＩＤを判定する。
これにより、ＥＴＣ車載器では、割り当てられた測位管理番号Ｎに対応した２つの周波数スペクトル成分を含む電波を放射することができる。このため、複数の車両のＥＴＣ車載器に異なる測位管理番号Ｎを付与し、複数の車両の位置を同時に測位することができる。
また、本発明の車庫システムは、前記車庫制御装置は、前記車両駐車判定手段において車両が駐車したと判定した後に、当該車両の車載器ＩＤと当該ＩＤに対して割り当てた測位管理番号Ｎとの対応関係を記憶する測位管理テーブルにおける、当該測位管理番号Ｎに対応する車載器ＩＤの記録状態を測位対象なしを示す空き状態の情報へと更新する手段と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の車庫システムは、前記測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）に対応する周波数対は、前記キャリア波の周波数をｆｃとし、前記キャリア波を振幅変調する振幅信号の基準となる周波数をΔｆとした場合に、前記周波数対の周波数の高い側の周波数が、ｆｃ＋Ｎ×Δｆ、となり、前記周波数対の周波数の低い側の周波数が、ｆｃ−Ｎ×Δｆ、となる、ように構成され、前記電子料金収受システム車載器は、前記振幅信号の基準となる周波数をΔｆを、前記測位管理番号Ｎで指定された値に応じて逓倍（Ｎ×Δｆ）する逓倍手段を備え、前記逓倍手段により逓倍された周波数（Ｎ×Δｆ）の振幅信号により前記キャリア波を振幅変調するように構成されたこと、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の車庫システムでは、測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）に対応する周波数対は、キャリア波の周波数をｆｃとし、振幅信号の周波数をΔｆとした場合に、（ｆｃ＋Ｎ×Δｆ、ｆｃ−Ｎ×Δｆ）にする。そして、ＥＴＣ車載器では、測位管理番号Ｎを基に、基準となる振幅信号の周波数Δｆを逓倍（Ｎ×Δｆ）し、逓倍された周波数（Ｎ×Δｆ）の振幅信号によりキャリア波を振幅変調する。
これにより、ＥＴＣ車載器では、測位管理番号Ｎに対応した２つの周波数スペクトル成分（ｆｃ＋Ｎ×Δｆ、ｆｃ−Ｎ×Δｆ）を含む電波を放射することができる。このため、複数の車両のＥＴＣ車載器に異なる測位管理番号Ｎを付与し、複数の車両の位置を同時に測位することができる。
【００２２】
また、本発明の車庫システムは、前記２つの周波数スペクトル成分の差の周波数成分の波長の長さが、前記受信局における前記電子料金収受システム車載器の位置検出範囲に略相当するか、または前記位置検出範囲以上であるように構成されたこと、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の車庫システムでは、測位に供する２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の波長の長さが、受信局におけるＥＴＣ車載器の位置検出範囲に略相当するか、または、それ以上であるようにする。
これにより、車両の位置検出範囲（例えば、１００ｍなど）に合わせて２つの周波数スペクトルを選定することができると共に、周波数が高い電波の位相回転を計数することなく、低い周波数の信号（２つの周波数スペクトルの差の周波数の信号）により安定して車両の位置を測位できる。
【００２３】
また、本発明の車庫システムにおいて、前記電子料金収受システム車載器は、前記電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調するための振幅信号であって、前記測位に供する２つの周波数スペクトルの成分を含む変調波を生成するための振幅信号を生成する振幅信号生成手段と、前記キャリア波を前記振幅信号により振幅変調し、前記２つの周波数スペクトルを含む変調信号を生成する振幅変調手段と、前記振幅変調手段により生成された変調波を増幅して無線により送信する送信回路手段と、を備え、前記各受信局は、前記電子料金収受システム車載器から前記２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信する受信手段と、前記受信手段により電子料金収受システム車載器から受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定する位相差測定手段と、を備え、前記位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位すること、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の車庫システムでは、ＥＴＣ車載器において、キャリア波（例えば、５８００ＭＨｚ）を振幅信号（例えば、１ＭＨｚ）により振幅変調し、測位に供する２つの周波数スペクトル（例えば、５７９９ＭＨｚおよび５８０１ＭＨｚ）を含む変調信号を生成し、この変調波を増幅して無線により受信局に送信する。各受信局では、ＥＴＣ車載器から２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信し、受信した電波の信号から２つの周波数スペクトルの差の周波数成分（例えば、２ＭＨｚ）の位相差を測定する。そして、この位相差の信号を基に、ＥＴＣ車載器と各受信局との間の距離を算出し、ＥＴＣ車載器を搭載した車両の位置を測位する。
これにより、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用して車両の測位を行うことができるともに、周波数が高い電波の位相回転を計数することなく、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の位置を測位できる。
【００２５】
また、本発明の車庫システムは、前記各受信局の位相差測定手段に対し、位相基準を固定するための１つの基準位相を発振器により提供し、前記各受信局の位相差測定手段においては前記基準位相を基に前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定するように構成されたこと、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の車庫システムでは、各受信局の位相差測定手段に対して１つの基準位相を提供し、位相差測定手段では、この基準位相を基に２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定する。
これにより、各受信局の位相差測定手段に共通の基準位相を与えることができる。このため、各受信局により測定される位相差の信号に整合性を持たせることができる。
【００２６】
また、本発明の車両測位方法は、予め登録された電子料金収受システム車載器を搭載した車両を識別して入口のゲートの開閉を行うと共に、前記電子料金収受システム車載器から発信される電波を駐車場内の少なくとも３箇所の異なる場所に設置された受信局により受信し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位する車庫システムの車両測位方法であって、前記車庫システム内の車庫制御装置の車載器ＩＤ登録手段が、予め契約した許可車両の電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤをデータベースに登録し、前記車庫制御装置の入口側車載器ＩＤ読取手段が、前記ゲートに接近した車両に搭載された電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤを読み取り、前記車庫制御装置の入口側車載器ＩＤ判定手段が、前記入口側車載器ＩＤ読取手段により読み取った車載器ＩＤが前記データベースに登録された許可車両の車載器ＩＤであるかどうかを判定し、前記車庫制御装置のゲート開放手段が、前記入口側車載器ＩＤ判定手段により許可車両の車載器ＩＤであると判定された場合に、前記入口のゲートを開放し、前記車庫制御装置の測位管理番号送信手段が、前記ゲートを通過し測位対象となる車両の車載器ＩＤに対して測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）を割り当て、該測位管理番号Ｎを当該車両の電子料金収受システム車載器に送信し、前記車庫制御装置の測位対象ＩＤ判定手段が、前記電子料金収受システム車載器から送信される電波に含まれる２つの周波数スペクトル成分の周波数から前記測位管理番号を検出し、該測位管理番号を基に当該車両の車載器ＩＤを判定し、前記電子料金収受システム車載器の測位信号送信手段が、前記測位管理番号送信手段から送信された測位管理番号Ｎを基に、該測位管理番号Ｎに対応させた複数の周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、・・・・、（ｆ２ｎ−１、ｆ２ｎ）のうちの何れか一つの周波数対を前記測位に供する２つの周波数スペクトル成分として含むように電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調し、測位に供する２つの周波数スペクトルを含む信号を生成して電波により送信し、前記各受信局の位相差測定手段が、前記電子料金収受システム車載器から測位に供する２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信し、受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定し、前記車庫制御装置の位置演算手段が、前記各受信局の位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位し、前記車庫制御装置の車両駐車判定手段が、前記位置演算手段により測位された車両の位置が所定の時間継続して変化しない場合に、当該車両が駐車したと判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の車両測位システムによれば、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用して車両の測位を行なうことができるともに、周波数が高い電波の位相回転を計数することなく、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の位置を測位できる。
【００２８】
また、本発明の車庫システムによれば、駐車場の入口において、ＥＴＣ車載器によりゲートを自動で開くことができ、さらに、駐車場所において車両の駐車位置を測位する際に、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を使用できるともに、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の駐車位置を測位できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３０】
［第１の実施の形態］
最初に、本発明の車両測位システムにおける基本概念について、図１を参照して説明する。
図１（Ａ）は、図１５を再度示した図であり、先に説明したように、電波の発信源での位相をゼロ（基準）とおくと、伝播パス長さＬ（ｍ）隔てた受信位置における受信電波の位相は、
「（Ｌ／λ）×３６０度」となる。
λは、使用電波の波長であり、受信位置では発信源の基準位相からの位相遅れを計測することで発信源から受信位置までの距離計測ができる。しかし、計測対象の最大距離が使用周波数の波長に比べて大きい場合には、受信位置における位相遅れが３６０度を越えるため、位相回転（３６０度の通過回数）の計数が必要となり、受信側での処理がこの分複雑となり、かつ、位相回転の計数欠落は永久的な距離誤差となるため、安定した信号の連続した受信が必須となる。例えば、５．８ＧＨｚを使用周波数とした場合、波長は５ｃｍであるから、発信源が移動体だとすると、５ｃｍの移動で受信位置において３６０度到達位相が変化し、相回転の1回の変化を見逃すだけで５ｃｍの恒久誤差となる。
【００３１】
したがって、５．８ＧＨｚ帯を使用周波数としたＥＴＣ車載器を発信源とした車両測位システムを実現するに際しては、位相回転の計数により受信側での処理が複雑となり、かつ、位相回転の計数欠落は永久的な距離誤差となるため、安定した信号の連続した受信が必須となるという問題があった。
【００３２】
そこで、本発明では、図１（Ｂ）に示すように、ｆ１、ｆ２の如く周波数差を持つ２つの周波数スペクトル成分を含む電波を発信源として持たせ、受信位置ではｆ１、ｆ２の位相差を計測対象にする。これにより、あたかも図１（Ｃ）に示すような、「ｆ２−ｆ１」の周波数を計測に用いたのと等価な動作を得ることで出来る。このような任意の周波数差を持つ２つのスペクトルは、例えば、ｆｃなる搬送波を（ｆ２−ｆ１）／２の周波数を持つ信号波で振幅変調することで側帯波として得られる。
【００３３】
例えば、図１（Ｂ）において、ｆｃ＝５８００ＭＨｚの搬送波を１ＭＨｚの信号波で振幅変調すれば、ｆ１＝５７９９ＭＨｚとｆ２＝５８０１ＭＨｚの２つの周波数スペクトル成分が得られる。受信側では、ｆ１とｆ２の２つの信号の位相差を計測することにより、２ＭＨｚ（ｆ２−ｆ１）の電波を用いた位相による距離計測と等価になり、２ＭＨｚの波長相当のＬ＝＝１５０ｍまで位相は３６０度を超えず計測が可能となる。
【００３４】
このように本発明の車両測位システムによれば、所望の計測対象距離に適合した２つの周波数スペクトルの差の周波数成分（ｆ２−ｆ１）を、使用電波の周波数ｆｃによらず任意に選ぶことが可能となる。
【００３５】
また、図２は、本発明の車両測位システムにおける、アンテナとＥＴＣ車載器との位置関係の例を示す図である。図２に示す例は、３つのアンテナ（１）１１、アンテナ（２）１２、およびアンテナ（３）１３により車両２のＥＴＣ車載器３からの電波を受信し、車両２の測位を行なう例である。
【００３６】
この場合、ＥＴＣ車載器３を搭載した車両２の位置を測位できる範囲は、ＥＴＣ車載器３から発信される電波を３つのアンテナ（１）、（２）、（３）で同時に受信できる範囲Ａになる。車両２がこの範囲Ａ内にある場合に車両２の位置を追跡して測位することができる。
【００３７】
また、図３は、本発明の第１の実施の形態に係わる車両測位システム１の構成を示す図であり、ＥＴＣ車載器と受信局の構成例を示している。なお、ＥＴＣ車載器３の構成は、本発明に直接関係する無線系部分のみを示しており、ＥＴＣカードのリーダ等は省略して示している。
【００３８】
ＥＴＣ車載器３には、５８００ＭＨｚ（５．８ＧＨｚ）のキャリア波を発生するキャリア波発信源３１と、振幅信号生成部３４とが信号発生源として設けられている。この振幅信号生成部３４から周波数Δｆの振幅信号が生成される。振幅変調部３２では、キャリア波発信源３１から出力されるキャリア波を、振幅信号生成部３４から出力される振幅信号により振幅変調する。例えば、振幅信号の周波数Δｆを１ＭＨｚとすれば、側帯波として、ｆ１（５７９９ＭＨｚ）とｆ２（５８０１）ＭＨｚの信号を含む変調波が得られる。この変調波を送受信回路部３３により増幅して、ＥＴＣアンテナ３５から電波として放射する。
【００３９】
ＥＴＣアンテナ３５から放射された電波は、受信局のアンテナ（１）１１、アンテナ（２）１２、およびアンテナ（３）１３により受信される。受信局（１）１０１は、アンテナ（１）１１で受信した電波から、２つの周波数スペクトルｆ１、ｆ２の差の周波数成分（ｆ１−ｆ２）の位相差を検出し、測位信号（１）を位置演算部５１に向けて出力する。受信局（２）１０２は、アンテナ（２）１２で受信した電波から、２つの周波数スペクトルｆ１、ｆ２の差の周波数成分（ｆ１−ｆ２）の位相差を検出し、測位信号（２）を位置演算部５１に向けて出力する。また、受信局（３）１０３は、アンテナ（３）１３で受信した電波から、２つの周波数スペクトルｆ１、ｆ２の差の周波数成分（ｆ１−ｆ２）の位相差を検出し、測位信号（３）を位置演算部５１に向けて出力する。
【００４０】
なお、受信局（１）１０１、受信局（２）１０２、および受信局（３）１０３に対して、位相基準を固定するため１つの基準位相の信号が共通キャリア源（発信器）１０４から提供される。各受信局（１）、（２）、（３）は、この基準位相を基にして、測位信号を生成する。
【００４１】
位置演算部５１では、各受信局（１）、（２）、（３）から受信した測位信号（１）、（２）、（３）を基に、ＥＴＣ車載器３の位置（車両の位置）を測位するとともに、その位置を追跡する。なお、測位には、前述した双曲線航法が使用できる。
【００４２】
また、図４は、受信局の詳細な構成を示す図である。
図４に示す受信局１０１は、ＥＴＣ車載器３の使用周波数を５８００ＭＨｚとし、側波帯周波数を５７９９ＭＨｚおよび５８０１ＭＨｚとした例を示しており、受信局内部の周波数もこれに合わせた例として示している。
【００４３】
図４に示す受信局１０１において、復調部は周知の３段のヘテロダイン変換（周波数変換）を持つトリプルスーパ受信機で構成されたている。ただし、位相基準を固定するため、混合器へのローカル発振の注入成分を１つの共通キャリア（復調用キャリア源）から逓倍または分周して生成する点に特徴がある。
【００４４】
以下、図４を参照してその構成と、動作について説明する。
アンテナ（１）１１で受信した信号は、第１混合器１１１に入力される。第１混合器１１１の他方の入力には、逓倍器１１２から出力される５６３２ＭＨｚの中間周波数が入力される。なお、逓倍器１１２では、復調用キャリア源１２２から出力される基準キャリア波（６４ＭＨｚ）を、８８倍して５６３２ＭＨｚの中間周波数の信号を生成する。
【００４５】
第１混合器１１１から出力された中間周波数の信号は、第１中間周波数増幅器１１３により増幅され、第２混合器１１４に出力される。第２混合器１１４の他方の入力には、逓倍器１１５から出力される１９２ＭＨｚの中間周波数が入力される。なお、逓倍器１１５では、復調用キャリア源１２２から出力される基準キャリア波（６４ＭＨｚ）を、３倍して１９２ＭＨｚの中間周波数の信号を生成する。
【００４６】
第２混合器１１４から出力された中間周波数の信号は、第２中間周波数増幅器１１６により増幅され、第３混合器１１７に出力される。第３混合器１１７の他方の入力には、分周器１１８から出力される１６ＭＨｚの中間周波数が入力される。なお、分周器１１８では、復調用キャリア源１２２から出力される基準キャリア波（６４ＭＨｚ）を、４分周して１６ＭＨｚの中間周波数の信号を生成する。
【００４７】
第３混合器１１７から出力された信号は、中心周波数９ＭＨｚのバンドパスフィルタ１１９と、中心周波数７ＭＨｚのバンドパスフィルタ１２０と、に入力される。これにより、中心周波数９ＭＨｚのバンドパスフィルタ１１９により上側帯波が検出され、中心周波数７ＭＨｚのバンドパスフィルタ１２０により下側帯波が検出される。それぞれのバンドパスフィルタ１１９、１２０により検出された側帯波の信号は位相差電圧変換回路１２１に入力される。
【００４８】
位相差電圧変換回路１２１が、バンドパスフィルタ１１９、１２０から入力される側帯波の信号から、その位相を検出し測位信号を出力する。
【００４９】
上記構成により、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用して車両の測位を行なうことができるともに、周波数が高い電波の位相回転を計数することなく、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の位置を測位できる。また、ＥＴＣ車載器からの信号を定期的に受信して、測位を行なうことができる。
【００５０】
なお、前述の測位信号送信手段は、ＥＴＣ車載器３内のキャリア波発信源３１、振幅変調部３２、送受信回路部３３、および振幅信号生成部３４が相当する。また、前述の位相差測定手段は、図４に示す受信局１０１内の各処理部が相当する。また、前述の受信局の受信部と位相差測定部は、図４に示す受信局１０１内の各処理部が相当する。
【００５１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態として、本発明の車両測位システムを駐車場の車庫システムに応用した例について説明する。なお、以下の説明で使用される用語において、「駐車場所」とは、駐車場内において車両（道路を走行する自動車）が安全に駐車することができる駐車領域を意味する。また、「駐車」とは車両が継続的に停止すること、または、運転者が、車両を離れてすぐには運転できない状態にあることを意味する。
【００５２】
図５に示すように、本発明の車庫システムは、車庫制御装置４０を中心にして、入口２０１側に設備された機器と、駐車場所２０２に設備された機器とで構成される。
【００５３】
入口２０１側には、車両２に搭載されたＥＴＣ車載器３ＡとＤＳＲＣ通信（狭域通信）を行うためのゲート側アンテナ８１が設備される。このゲート側アンテナ８１は入口の照明ポール等に設備される。
【００５４】
車両２はゲート４の前で一旦停止し、ゲート側アンテナ８１を使用した狭域通信により、ＥＴＣ車載器３Ａと車庫制御装置４０との間で通信が行なわれる。この狭域通信により、車庫制御装置４０はＥＴＣ車載器３Ａから車載器ＩＤを読み取る。
【００５５】
また、入口２０１側には、ゲート４を開閉するための門駆動メカ８２が設備されている。この門駆動メカ８２は、アクチュエータ（モータや油圧機構等）と、このアクチュエータにより駆動されるゲート開閉機構とで構成されている。
【００５６】
駐車場所２０２には、車両２のＥＴＣ車載器３ＡとＤＳＲＣ通信を行い、ＥＴＣ車載器３Ａの位置を計測するためのアンテナ（１）１１と、アンテナ（２）１２と、アンテナ（３）１３とが設備される。これらの、アンテナ（１）、（２）、（３）は照明ポール等に設備される。
【００５７】
そして、アンテナ（１）１１に受信局（１）１０１が接続され、受信局（１）１０１で測定された測位信号は、車庫制御装置４０に向けて出力される。また、アンテナ（２）１２には受信局（２）１０２が接続され、受信局（２）１０２で測定された測位信号は、車庫制御装置４０に向けて出力される。また、アンテナ（３）１３には受信局（３）１０３が接続され、受信局（３）１０３で測定された測位信号は、車庫制御装置４０に向けて出力される。
【００５８】
なお、アンテナ（１）１１、アンテナ（２）１２、アンテナ（３）１３、受信局（１）１０１、受信局（２）１０２、および受信局（３）１０３は、図１乃至図４で説明した第１の実施の形態におけるものと同様であり、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５９】
上記構成により、入口２０１およびその近辺においては、車両２に搭載されたＥＴＣ車載器３Ａと車庫制御装置４０とが、ゲート側アンテナ８１を使用した狭域通信を行なう。この狭域通信により、車庫制御装置４０はＥＴＣ車載器３Ａから車載器ＩＤを読み取る。そして、読み取った車載器ＩＤが、ＩＤテーブル（図８のＩＤテーブルを参照）に登録された車載器ＩＤである場合に、ゲート４の開放を行なう。
【００６０】
また、駐車場所２０２においては、アンテナ（１）１１、アンテナ（２）１２、およびアンテナ（３）１３により、ＥＴＣ車載器３Ａから発信される電波を受信し、受信局（１）１０１、受信局（２）１０２、および受信局（３）１０３により計測した測位信号を車庫制御装置４０に送信する。
【００６１】
車庫制御装置４０では、受信局（１）１０１、受信局（２）１０２、受信局（３）１０３により計測された測位信号を基に、当該ＥＴＣ車載器３Ａを搭載した車両２の位置を測位する。車庫制御装置４０では、車両２の位置を測位すると共に、車両２が駐車したと判定した場合には、その位置を車載器ＩＤを指標としてＩＤテーブルに登録する。
【００６２】
なお、図５に示す例では、入口のゲート側アンテナ８１を設けると共に、駐車場所２０２にアンテナ（１）、（２）、（３）を設ける例を示しているが、駐車場所の面積の広狭に応じて、例えば、アンテナ（１）１１を入口のゲート側アンテナ８１と共用することもできる。また、駐車場所２０２にはアンテナ（１）、（２）、（３）の３つだけでなく、４つ以上のアンテナを設備することもできる。
【００６３】
また、図６は、本発明の第２の実施の形態におけるＥＴＣ車載器３Ａの構成例を示す図である。なお、ＥＴＣ車載器３Ａの構成は、本発明に直接関係する部分のみを示しており、ＥＴＣカードのリーダ等は省略して示している。
【００６４】
図６に示すＥＴＣ車載器３Ａが、図３に示すＥＴＣ車載器３と構成上異なるのは、図６に示すＥＴＣ車載器３Ａに、図６に示す車載器ＩＤ送信部３６と、逓倍部３７と、測位管理番号受信部３８を新たに追加した点であり、他の構成は図３に示すＥＴＣ車載器３と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６５】
この、ＥＴＣ車載器３Ａ内の車載器ＩＤ送信部３６は、車両２がゲート４の前に到着した際に、車庫制御装置４０側から呼びかけに応じて、当該車両２の車載器ＩＤを車庫制御装置４０側に送信するための処理部である。
【００６６】
測位管理番号受信部３８は、車両２がゲート４を通過する際に、車庫制御装置４０側から測位管理番号を受信するための処理部である。この測位管理番号は、図９に示す測位管理テーブル７３に登録された番号であり、空いている測位管理番号（現在、測位に使用されていない周波数対に対応する番号）が、ゲート４を通過する車両２のＥＴＣ車載器３Ａに送信される。なお、測位管理テーブル７３の詳細については後述する。
【００６７】
逓倍部３７では、測位管理番号受信部３８により受信された測位管理番号を基に、振幅信号生成部３４で生成された振幅信号の周波数を逓倍する。例えば、測位管理番号が‘２’であれば、周波数が２逓倍された振幅信号（２×Δｆ）の信号が生成され、振幅変調部３２に向けて出力される。
【００６８】
このように、測位対象となる車両２のＥＴＣ車載器３Ａに対し、空いている測位管理番号を割り当てられ、ＥＴＣ車載器３Ａにおいては、測位管理番号に応じて逓倍された周波数の振幅信号が生成される。これにより、ＥＴＣ車載器３Ａからは、測位管理番号に対応して、異なる周波数スペクトル成分を持つ電波が発信されるようになり、複数の車両の測位を同時に行なうことができる。
【００６９】
図７は、本発明の車庫システム１Ａにおける車庫制御装置４０の構成例を示す図であり、本発明の直接関係する部分を示したものである。
【００７０】
図７において、車庫制御装置４０内の制御部４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されるコンピュータシステムにより構成されており、車庫制御装置４０内の各処理部を統括して制御することにより、車庫システムの機能を実現するための処理部である。
【００７１】
車載器ＩＤ登録部４２は、この車庫システムを利用する車両である許可車両を識別するための車載器ＩＤを、データベース７１のＩＤテーブル７２に登録するための処理部である。
【００７２】
このＩＤテーブル７２は、図８（Ａ）に示すように車載器ＩＤを登録したテーブルである。このＩＤテーブル７２には、この車庫システムと契約した車両、すなわち許可車両の車載器ＩＤが登録されている。また、許可車両が駐車している場合は、その駐車位置が、図８（Ｂ）に示す駐車場所の駐車枡番号により記録されている。なお、図８（Ａ）のＩＤテーブル中に例示した車載器ＩＤは、一例として示したものであり、実際の車載器ＩＤは、英数字を含むより多桁の車載器ＩＤで構成されることがある。
【００７３】
入口側車載器ＩＤ読取部４３は、ゲート側アンテナ８１を介して、車両２のＥＴＣ車載器３Ａと狭域通信を行い、ＥＴＣ車載器３Ａから車載器ＩＤを読み取るための処理部である。
【００７４】
入口側車載器ＩＤ判定部４４は、データベース７１中のＩＤテーブル７２を参照し、入口側車載器ＩＤ読取部４３により読み取った車両２の車載器ＩＤがＩＤテーブル７２に登録された車載器ＩＤであるかどうかを判定するための処理部である。この入口側車載器ＩＤ判定部４４により、車両２の車載器ＩＤがＩＤテーブル７２に登録された車載器ＩＤと判定された場合に、当該車両２に対してゲート４が開放される。
【００７５】
測位管理番号管理部４５は、データベース７１中の測位管理テーブル７３の管理を行なうために処理部である。この測位管理番号管理部４５は、新たな測位対象の車両が生じた場合に、測位管理テーブル７３中の空き測位管理番号へ、当該車両の車載器ＩＤを割り当てる。また、車両が駐車し測位管理番号が使用されなくなった場合に、当該測位管理番号の開放の処理を行なう。
【００７６】
この測位管理テーブルの例を図９に示す。図９に示す測位管理テーブル７３では、４つの「測位管理番号」が用意され、各測位管理番号に一意に対応して、「測定に使用する周波数」がｆ１、ｆ２などと周波数対で登録されている。また、測位管理番号に対応して、「現在実行のステータス」と、「測位対象車載器ＩＤ」が登録されている。このように、４つの測位管理番号を使用することにより、最大４台までの車両２の位置を追跡できることになる。なお、測位管理番号は、５以上であってもよい。
【００７７】
また、「測位実行ステータス」として、‘Ｎ’または‘Ａ’が登録される。
‘Ｎ’は、測位対象なしを示す、この周波数対は空きであり利用可能であることを示している。また、‘Ａ’は、測位に使用中を示し、この周波数対は車載器ＩＤ＊＊＊＊＊＊のＥＴＣ車載器３Ａに使用していることを示している。なお、測位対象なしの場合の車載器ＩＤの番号は、「ＩＤ＝００００００」となる。
【００７８】
図７に戻り、測位管理番号送信部４６は、ゲート４を通過し新たに測位対象となる車両２のＥＴＣ車載器３Ａに対し、測位管理番号管理部４５により割り当てられた測位管理番号を送信する処理を行なう。
【００７９】
車両駐車判定部４７は、ＥＴＣ車載器３Ａを搭載した車両の位置が所定の時間継続して変化しない場合に、車両２が駐車したと判定するための処理部である。この場合に、車両駐車判定部４７は、車両２の移動軌跡を検出し、駐車場所２０２内のどの駐車枡に駐車したかを判定するようにもできる。また、車両駐車判定部４７により車両２が駐車したと判定された場合は、駐車位置登録部４８により、車両２の駐車した駐車枡位置の番号をデータベース７１中のＩＤテーブル７２に登録する。
【００８０】
なお、ＥＴＣ車載器３Ａが車両のエンジン停止、または車両のキーオフにより通信を停止するように構成されている場合は、車両２の位置が所定の時間継続して変化せず、かつ、ＥＴＣ車載器３Ａが所定の時間継続して無応答になったときに、当該車両のエンジン停止、またはキーオフが行なわれたと判定し、駐車したと判定するようにもできる。また、これに応じて、入口のゲート４を閉じるようにすることもできる。
【００８１】
また、測位制御部５０中の位置演算部５１は、受信局（１）１０１、受信局（２）１０２、および受信局（３）１０３で測定された２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差の信号を基に、ＥＴＣ車載器３Ａと各受信局（１）、（２）、（３）との間の距離を算出し、ＥＴＣ車載器３Ａを搭載した車両２の位置を測位する処理を行なう。
【００８２】
測位対象ＩＤ判定部５２は、ＥＴＣ車載器３Ａから送信される２つの周波数スペクトル成分の周波数を基に、当該車両の車載器ＩＤを判定する処理を行なう。
【００８３】
門駆動機構制御部６１は、入口側車載器ＩＤ判定部４４において車載器ＩＤがデータベース７１のＩＤテーブル７２に登録された車載器ＩＤであると判定された場合に、門駆動メカ８２にゲート開放の指令信号を送信し、ゲート４を開放するための制御部である。
【００８４】
なお、門駆動機構制御部６１は、車両駐車判定部４７において車両２が駐車したと判定された場合に、門駆動メカ８２にゲート閉鎖の指令信号を送信し、ゲート４を閉鎖するように構成することもできる。
【００８５】
上記構成により、ＥＴＣ車載器３Ａを利用して駐車場のゲート４の開放を行なうことができると共に、車両２が駐車場所に移動して駐車した場合に、その位置を測位し、データベース７１に登録することができる。これにより、車両２の駐車位置を測位して管理することができる。
【００８６】
なお、前述の車載器ＩＤ登録手段は、車載器ＩＤ登録部４２が相当し、前述の入口側車載器ＩＤ読取手段は、入口側車載器ＩＤ読取部４３およびゲート側アンテナ８１が相当する。また、入口側車載器ＩＤ判定手段は入口側車載器ＩＤ判定部４４が相当し、前述のゲート開放手段は、門駆動機構制御部６１および門駆動メカ８２が相当する。
【００８７】
また、図１０は、複数の測位対象のＥＴＣ車載器が発する電波のスペクトルを示す図である。すなわち、図９に示す測位管理テーブル７３中の測位管理番号に対応して、４つの周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、（ｆ５、ｆ６）、（ｆ７、ｆ８）が使用される。この場合に、キャリア波の周波数ｆｃに対して、周波数対（ｆ１、ｆ２）は、ｆｃに対してΔｆの周波数差を持つ信号である。周波数対（ｆ３、ｆ４）は、ｆｃに対して２×Δｆの周波数差を持つ信号であり、周波数対（ｆ５、ｆ６）は、ｆｃに対して３×Δｆの周波数差を持つ信号である。同様にして、周波数対（ｆ７、ｆ８）は、ｆｃに対して４×Δｆの周波数差を持つ信号である。
【００８８】
また、図１１は、測位管理番号に対応する周波数関係を示す図である。図１１（Ａ）に示す、測位管理番号（Ｎ＝０１、０２、０３、０４）に対応して、それぞれの測位管理番号で使用される周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、（ｆ５、ｆ６）、（ｆ７、ｆ８）が設定されている。この場合、図１１（Ｂ）に示すように、測位管理番号（Ｎ＝０１、０２、０３、０４）に対応する周波数スペクトルが発生し、受信側では測位管理番号に対し、対象とするスペクトルについて、各アンテナにおける位相差を計測する。
【００８９】
また、図１２は、測位対象におけるスペクトルの生成過程を示す図である。図１２（A）に示すように、逓倍部３７では、測位管理番号に対応する逓倍数により、振幅信号の周波数Δｆを逓倍し、振幅変調部３２によりキャリア波ｆｃを振幅変調して出力する。
【００９０】
例えば、図１２（Ｂ）に示すように、測位管理番号が‘０１’の場合は、キャリア波が周波数Δｆ（１×Δｆ）の信号により変調された側帯波ｆ１、ｆ２を有する周波数スペクトルとなる。
【００９１】
また、図１３は、本発明の車庫システムにおける処理の流れを示すフローチャートであり、前述した車庫システムにおける処理をフローチャートで示したものである。
【００９２】
図１３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１からステップＳ３までの処理は、駐車場の入口における測位対象の捕獲と測位開始までの処理の流れを示している。また、ステップＳ４からステップＳ７までの処理は、車両２の位置の追跡と駐車位置の判定の処理の流れを示している。
【００９３】
最初に、車庫制御装置４０は、入口２０１に設置されたゲート側アンテナ８１により、車両２に搭載されたＥＴＣ車載器３Ａとの通信を行うべくＤＳＲＣによる通信を常時試行している。
【００９４】
そして、ＥＴＣ車載器３Ａを搭載した車両２が入口２０１に接近し、当該車両２との通信が開始されると、ＥＴＣ車載器３Ａから車載器ＩＤを受信する。そして、この車載器ＩＤがデータベース７１のＩＤテーブル７２に登録された車両、すなわち許可車両であるかどうかを判定する。許可車両である場合は、門駆動機構制御部２１により、門駆動メカ８２に対して門開駆動の制御指令を出力し、ゲート４を開く（ステップＳ１）。
【００９５】
また、この際に、データベース７１中の測位管理テーブル７３を参照して、空いている測位管理番号を、当該車両に対する測位管理番号として指示する（ステップＳ２）。ＥＴＣ車載器３Ａは、指示された測位管理番号に応じた周波数（測位管理番号×Δｆ）の信号により、キャリア波ｆｃを振幅変調し、測位用の２つの周波数スペクトルを含む電波の発信を開始する（ステップＳ３）。
【００９６】
車両２はゲート４を追加すると、駐車場所内の測位用のアンテナ（１）、（２）、（３）によりＥＴＣ車載器３Ａからの電波を一定周期で受信し、車両２の位置を追跡する（ステップＳ４）。
【００９７】
そして、ＥＴＣ車載器３Ａからの信号により、当該車両２の位置の移動停止か、または、車両２の位置移動停止後のＥＴＣ車載器３Ａからの応答信号が所定時間、継続してなくなったこと（車両２のエンジンストップやキーオフによりＥＴＣ車載器が停止したこと）を検出する。すなわち、車両２の位置移動停止か、または、位置移動停止後のＥＴＣ車載器３Ａからの停波を検出する（ステップＳ５）。
【００９８】
そして、車両２の移動停止位置である最終位置により、当該車両２が駐車している駐車枡を判定する（ステップＳ６）。なお、車両２の移動の軌跡を参照して移動停止位置を判定するようにしてもよい。これにより、駐車枡の判定を確実にすることができる。
【００９９】
その後、当該車両２に付与していた測位管理番号を空きとして、測位管理テーブル７３に登録する（ステップＳ７）。
【０１００】
上記処理手順により、予め登録された車両に対してＥＴＣ車載器を利用してゲートを開くことができ、さらに、ＥＴＣ車載器を利用して、車両が駐車場所のどの駐車枡に駐車したかを検出でき、駐車場所の管理が行なえる。
【０１０１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の車両測位システム、および車庫システムは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の車両測位システムにおける基本概念について説明するための図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる車両測位システムについて説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わるＥＴＣ車載器と受信局の構成例を示す図である。
【図４】受信局の詳細な構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる車庫システムの全体構成を示す図である。
【図６】第２の実施の形態におけるＥＴＣ車載器の構成例を示す図である。
【図７】本発明の車庫システムにおける車庫制御装置の構成例を示す図である。
【図８】データベース中のＩＤテーブルの例を示す図である。
【図９】測位管理テーブルの例を示す図である。
【図１０】複数の測位対象のＥＴＣ車載器が発する電波のスペクトルを示す図である。
【図１１】測位管理番号に対応する周波数関係を示す図である。
【図１２】測位対象におけるスペクトルの生成過程を示す図である。
【図１３】車庫システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】双曲線航法による位置算出方法を説明するための図である。
【図１５】ＥＴＣ車載器を使用する場合の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・車両測位システム、１Ａ・・・車庫システム、２・・・車両、３、３Ａ・・・ＥＴＣ車載器、４・・・ゲート、１１・・・アンテナ（１）、１２・・・アンテナ（２）、１３・・・アンテナ（３）、３１・・・キャリア波発信源、３２・・・振幅変調部、３３・・・送受信回路部、３４・・・振幅信号生成部、３５・・・ＥＴＣアンテナ、３６・・・車載器ＩＤ送信部、３７・・・逓倍部、３８・・・測位管理番号受信部、４０・・・車庫制御装置、４１・・・制御部、４２・・・車載器ＩＤ登録部、４３・・・入口側車載器ＩＤ読取部、４４・・・入口側車載器ＩＤ判定部、４５・・・測位管理番号管理部、４６・・・測位管理番号送信部、４７・・・車両駐車判定部、４８・・・駐車位置登録部、５０・・・測位制御部、５１・・・位置演算部、５２・・・測位対象ＩＤ判定部、６１・・・門駆動機構制御部、７１・・・データベース、７２・・・ＩＤテーブル、７３・・・測位管理テーブル、８１・・・ゲート側アンテナ、８２・・・門駆動メカ、１０１・・・受信局（１）、１０２・・・受信局（２）、１０３・・・受信局（３）、１０４・・・共通キャリア源、１１１・・・第１混合器、１１２、１１５・・・逓倍器、１１３・・・第１中間周波数増幅器、１１４・・・第２混合器、１１６・・・第２中間周波数増幅器、１１７・・・第３混合器、１１８・・・分周器、１１９、１２０・・・バンドパスフィルタ、１２１・・・位相差電圧変換回路、１２２・・・復調用キャリア源、２０１・・・入口、２０２・・・駐車場所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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