(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路側機からの狭帯域電波を受信して電界強度を検出し、
前記電波の定常受信時に、受信した電波の電界強度が、受信器の受信限界感度点よりも高い所定の電界強度であるしきい値より低下したことを検出したとき、
路側機からの距離に応じて低下する電波伝播減衰特性によって、受信している電波が受信器の受信限界感度点に低下する距離を算出し、
前記算出した距離に至ったことを検出したとき、受信器の受信作動を切断することを特徴とする狭域通信方法。
【請求項２】
前記算出した距離に至った検出は、現在の車速により、前記受信器の受信限界感度点に低下する距離を走行するために必要な時間を算出し、
前記時間が経過したとき前記算出した距離に至ったものとし、受信器の受信作動を切断することを特徴とする請求項１記載の狭域通信方法。
【請求項３】
路側機からの狭帯域電波を受信して電界強度を検出する電界強度検出手段と、
車両に搭載した受信器の受信限界感度点よりも高い所定の電界強度であるしきい値を設定する電界強度しきい値設定手段と、
前記路側機からの電波を受信しているとき、前記電界強度しきい値より低下したことを検出する受信電界強度急激減衰ポイント検出手段と、
前記受信電界強度急激減衰ポイント検出手段で電界強度しきい値より低下したことを検出したとき、路側機からの距離に応じて低下する電波伝播減衰特性により、受信している電波が受信器の受信限界感度点に低下する距離を算出する受信限界感度点距離算出手段と、
前記算出した受信限界感度点距離に至ったことを検出したとき、受信器の受信作動を切断する受信器受信作動切断手段とを備えたことを特徴とする狭域通信装置。
【請求項４】
車速を検出して、前記受信限界感度点距離算出手段で算出した距離に至る時間を算出する受信限界感度点迄到達時間算出手段と、
前記受信器受信作動切断手段は、前記受信限界感度点迄到達時間算出手段で算出した時間が経過したことを検出したとき前記受信限界感度点に到達したものとして、受信器の受信作動を切断することを特徴とする請求項３記載の狭域通信装置。
【請求項５】
前記電界強度検出手段は、車速が大きい程小さいサンプリング間隔で電界強度を検出することを特徴とする請求項３記載の狭域通信装置。
【請求項６】
前記電界強度しきい値は、定常受信時の電界強度により変更することを特徴とする請求項３記載の狭帯域通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の路側に設置した路側機から、その路側機設置位置の道路を走行する車両に対して、ＶＩＣＳ情報やＩＴＳ情報を提供する狭帯域通信システムににおいて、特に路側機の受信限界地点を超えたときに直ちに受信を切断することにより、次の路側機の受信に影響を与えないようにした狂気通信方法及びその方法を実施する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報通信技術とナビゲーション装置の普及により、走行中の車両に対して渋滞情報等の交通情報を提供するＶＩＣＳシステムが普及し、その情報をナビゲーション装置に取り込んで渋滞時には直ちに迂回路を演算して提示する等、有効に用いられている。そのようなＶＩＣＳシステムでは、ＦＭ多重放送による比較的広域の交通情報の提供のほか、一般道路や高速道路の路側に設置したビーコン電波送信機から、その送信機近傍を走行する車両に対して、比較的狭域の交通情報を提供することも行われている。
【０００３】
また、路側に設置したビーコン電波送信機から各種の有用な情報を提供し、車両が安全に且つ快適に走行可能とするＩＴＳ（高度道路交通システム：Intelligent Transport Systems)の技術が研究され、各種試行により次第に実用化されようとしてている。特に首都高速道路は道路幅が狭くしかもカーブが多く、更に交通量が多いため交通事故が多発している。そのため特にこのような道路を走行する車両に対して、走行している車両が見ることのできない前方の交通状況を運転者等に知らせるため、路側機としてのビーコン電波送信機を設置するとともに、車両には受信機を搭載して車両で情報を受信するシステムが開発されようとしている。
【０００４】
このような情報の提供に際しては、見通しの悪いカーブの先の停止車両や渋滞を路側センサーで検出し、カーブに進入してくるドライバーに画像や音声で注意喚起することが考えられている。また、道路上の主要箇所の路側に設けた固定カメラにより前方を撮影し、その撮影箇所に近接する車両に対して現在の道路状況の画像を提供することも考えられている。更に現在走行している道路及び分岐方向の道路について交通渋滞の情報を、その手前側を走行している車両に対して音声等で提供し、また、前方に合流車両が存在することの情報を画像や音声で提供することも考えられている。
【０００５】
車両においてはこのような情報の取り込みを、ナビゲーション装置の機能の一つとして行い、そのようなナビゲーション装置を備えていない車両に対してはＩＴＳ専用の受信機を搭載し、音声により前記のような各種の情報を提供することが考えられている。したがってナビゲーション装置や車両のメーカーは、それらの提供される情報を有効に利用するための研究開発が進められている。
【０００６】
このような狭帯域通信において、現在路側機の電波を受信しているとき、その後受信していた路側機の電波が届く通信エリアから出るとき、車両に搭載した受信器は、その後の路側機からの電波を受信するために待機することとなるが、次の路側機が遠方にあることも考えられ、受信作動をそのまま長時間継続することは受信器に負担がかかる等のため、受信器における受信作動を一旦切断し、その後次の路側機からの電波の受信が可能となったとき、受信作動を再開するようにしている。
【０００７】
なお、狭帯域通信において、通信車載器が通信エリアに進入した際の通信チャンネル判別時間を短くする技術は特開２００５−１１７１４７号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１１７１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記のような狭帯域通信を行うとき、路側機の電波を正常に受信している状態から路側機から離れていくと、受信している電波の電界強度は次第に低下し、受信器が受信可能な受信器に固有の電界強度以下になると受信不能となる。実際の路側機からの電波を受信すると、例えば図５に示すグラフのような電界強度曲線が得られる。
【０００９】
即ち、路側機設置位置の僅かに手前から電波を受信することができるが、特に受信電波の電界強度が低いときはその電波の半波毎の大きな波を形成しており、不安定な電波となっている。その後路側機の設置位置に近づき、特に路側機の電波放射の中心に近づく程電界強度が大きくなるため、受信する電波は安定する。
【００１０】
また、その後更に路側機から遠ざかり、受信電波の電界強度が低下すると、再び電波の受信開始状態と同様に、大きな波を形成し、最後には図示する受信器の受信限界感度点である破線よりも低下し、受信器はこの電波を受信することができなくなる。
【００１１】
したがって従来の受信器では、この受信器の受信限界感度点を過ぎることにより通信の不成立を検出し、図示する白抜き矢印の通信不成立検出可能位置から、例えば１０秒等の所定の時間が経過しても通信が成立しなかったときに、初めて切断と判定する作動を行っている。
【００１２】
このような従来の受信器においては、例えば図６に示すように路側機がＡ、Ｂ、Ｃと比較的近接して設置されている場所では、路側機Ａの通信エリアから離れる車両に搭載した受信器は、前記図５のように受信していた電波の電界強度が受信器の受信限界感度点より低下した時から１０秒経過するまで待つため、高速道路を時速８０ｋｍ／ｈで走行している車両は１０秒間に２２０ｍ走行し、その時には次の路側機Ｂを通り過ぎることがある。その後路側機Ｂの電波を受信する受信器は、本来受信できる位置よりも通り過ぎた位置から受信することとなり、受信時間が短くなってしまう。
【００１３】
同様に、路側機Ｂの電波を受信している状態からこの通信エリアを前記のように出たとき、その後１０秒経過するまで待つと、このときの車速が１００ｋｍ／ｈであった場合には、車両は１０秒間に２８０ｍ走行するため、同様に次の路側機Ｃをはるかに通り過ぎてしまい、路側機Ｃで送信している電波を受信する時間が極めて少なくなり、確実な受信ができなくなる場合もある。特に首都高速道路に将来ＩＴＳによる案内を行う路側機を設置する際には、首都高速道路は屈曲した道路が多く前方が見にくいため、前方の案内を行う路側機が連続して設置されることが考えられ、上記のような点が大きな問題となることが考えられる。
【００１４】
本発明は従来の狭帯域通信で用いる受信器のこのような問題点を解決するためになされたものであり、したがって本発明は路側機から受信する電波を受信する受信器において、電波を受信できなくなる位置からできる限り早く電波を受信できない状態であることを検出して受信を切断し、その後に受信する路側機からの電波を最初から確実に受信できるようにすると共に、車速が変化しても確実にその作動を行うことができるようにした、狭域通信方法及びその方法を実施する装置を提供することを主たる目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る狭帯域通信方法は、上記課題を解決するため、路側機からの狭帯域電波を受信して電界強度を検出し、前記電波の定常受信時に、受信した電波の電界強度が、受信器の受信限界感度点よりも高い所定の電界強度であるしきい値より低下したことを検出したとき、路側機からの距離に応じて低下する電波伝播減衰特性によって、受信している電波が受信器の受信限界感度点に低下する距離を算出し、前記算出した距離に至ったことを検出したとき、受信器の受信作動を切断することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る他の狭帯域通信方法は、前記狭帯域通信方法において、前記算出した距離に至った検出が、現在の車速により、前記受信器の受信限界感度点に低下する距離を走行するために必要な時間を算出し、前記時間が経過したとき前記算出した距離に至ったものとし、受信器の受信作動を切断することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る狭帯域通信装置は、上記課題を解決するため、路側機からの狭帯域電波を受信して電界強度を検出する電界強度検出手段と、車両に搭載した受信器の受信限界感度点よりも高い所定の電界強度であるしきい値を設定する電界強度しきい値設定手段と、前記路側機からの電波を受信しているとき、前記電界強度しきい値より低下したことを検出する受信電界強度急激減衰ポイント検出手段と、前記受信電界強度急激減衰ポイント検出手段で電界強度しきい値より低下したことを検出したとき、路側機からの距離に応じて低下する電波伝播減衰特性により、受信している電波が受信器の受信限界感度点に低下する距離を算出する受信限界感度点距離算出手段と、前記算出した受信限界感度点距離に至ったことを検出したとき、受信器の受信作動を切断する受信器受信作動切断手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る他の狭帯域通信装置は、前記狭帯域通信装置において、車速を検出して、前記受信限界感度点距離算出手段で算出した距離に至る時間を算出する受信限界感度点迄到達時間算出手段と、前記受信器受信作動切断手段は、前記受信限界感度点迄到達時間算出手段で算出した時間が経過したことを検出したとき前記受信限界感度点に到達したものとして、受信器の受信作動を切断することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る他の狭帯域通信装置は、前記狭帯域通信装置において、前記電界強度検出手段は、車速が大きい程小さいサンプリング間隔で電界強度を検出することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る他の狭帯域通信装置は、前記狭帯域通信装置において、前記電界強度しきい値は、定常受信時の電界強度により変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記のように構成したので、路側機から受信する狭帯域電波を受信する受信器において、電波を受信できなくなる位置からできる限り早く電波を受信できない状態であることを検出して受信を切断し、その後に受信する路側機からの電波を最初から確実に受信できるようになる。また、車速が変化しても確実にその作動を行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、路側機から受信する狭帯域電波を受信する受信器において、電波を受信できなくなる位置からできる限り早く電波を受信できない状態であることを検出して受信を切断し、その後に受信する路側機からの電波を最初から確実に受信できるようにするという目的を、路側機からの狭帯域電波を受信して電界強度を検出し、前記電波の定常受信時に、受信した電波の電界強度が、受信器の受信限界感度点よりも高い所定の電界強度であるしきい値より低下したことを検出したとき、路側機からの距離に応じて低下する電波伝播減衰特性によって、受信している電波が受信器の受信限界感度点に低下する距離を算出し、前記算出した距離に至ったことを検出したとき、受信器の受信作動を切断することにより実現した。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施例を図面に沿って説明する。図１は本発明の機能ブロック図であり、特に受信器において実際に受信作動を行う受信作動部について、その作動を開始させ、また受信作動を切断する作用を行うための機能ブロックを中心に示しており、更に受信器の受信作動を適切に切断する機能部分を主として示している。
【００２４】
図１の例においては、受信器受信作動部の制御を行うため電界強度検出部１を備えており、前記図５に示すような路側機から送信される電波の電界強度を検出している。サンプリング間隔制御部２では、電界強度検出部１での電界強度検出時のサンプリング間隔を任意に設定制御するものであり、車速検出部３で検出した車速を入力し、車速が大きいときにはサンプリング間隔を小さくし、車速が小さいときには大きくする設定を行う。それにより車速が大きいときでも後述する制御を素早く行うことができ、また低車速の時には過度な演算処理を行うことなく、ＣＰＵに負担のかけない作動を行うことができるようになる。
【００２５】
受信電界強度急激減衰ポイント検出部４においては、図５の説明で述べたように、路側機から離れるにつれて受信電波の電界強度が低下していく際、所定の電界強度から急激に波状の波形となり、それにより一時的に急激な電界強度の減衰と、更に電波強度は距離の二乗に反比例するため、全体としても急激な電界強度の減衰が生じる。従って受信電界強度急激減衰ポイント検出部４においては、このような減衰ポイントを、電界強度判定用しきい値設定部５で設定した値と、電界強度検出部１で検出している定常受信後の電界強度とを比較し、閾値よりも低くなったことを検出したときには、それを受信電界強度急激減衰ポイントとする。
【００２６】
受信限界感度点距離算出部６では、後述するような電波伝播減衰式を利用し、受信電界強度急激減衰ポイント検出部４で検出したポイントから、利用している受信器の特性に応じて、予め受信限界感度点設定部７で設定している受信限界感度点に至るまでの距離を算出する。
【００２７】
受信限界感度点算出距離走行検出部８では、ステップＳ６で算出した受信限界感度点の距離に車両が走行したことを検出するものであり、図１には到達時間によって走行したことを検出する手法と、実際に走行したことを検出する手法の両方を示している。
【００２８】
受信限界感度点迄到達時間算出部９では、受信限界感度点距離算出部６で算出した距離を、車速検出部３で検出した現在の車速ではどのくらいの時間がかかるかを算出する。算出到達時間経過検出部１０では、前記のように算出した到達時間になったか否かを検出する。また、受信限界感度点算出距離実走行検出部１１では、実際に走行した距離を距離計により検出する。本発明では、両検出部のいずれかを用いて実施する。
【００２９】
受信器受信作動切断指示部１２は、算出到達時間経過検出部１０で算出した到達時間に至ったことを検出したときの出力により、受信器受信作動部１５に対して、現在受信作動している受信の作動を切断する指示を行う。
【００３０】
安定受信状態検出部１３では、車両が路側機に近づいて通信エリアに入っていくとき、最初は図５に示すような波状の電界強度であることから、電界強度検出部１で検出した電界強度を監視し、安定した受信状態になったか否かを検出する。ここで安定した受信状態になったことを検出したときには、受信器受信作動開始指示部１４によって受信器受信作動部１５の受信作動を開始させる。なお、受信器の受信作動開始制御については、前記特許文献１に記載しているような、種々の技術を用いることができる。
【００３１】
図１に示すような機能ブロックからなる本発明においては、例えば図２に示す作動フローに従って順に作動させることにより実施することができる。以降にはこの作動フローを図１の機能ブロック図及び図３、図４の作動例を参考に説明する。図２に示す受信器受信作動処理の例においては、最初にこの受信器で受信作動を行うために、受信電波電界強度上昇検出による受信器の受信作動開始処理を行っている（ステップＳ１）。この処理は本発明は主として受信器の受信作動を切断する処理に関する技術であるので、その処理の前提となる定常状態にするための処理として示している。
【００３２】
その後受信器により路側機の電波を受信し（ステップＳ２）、次いで車速に応じたサンプリング周期で受信電界強度を測定する。この作動は図１の電界強度検出部１１において、路側機からの電波の電界強度を検出し、車速検出部３で検出した車速に応じてサンプリング間隔を設定する、サンプリング間隔制御部２によるサンプリング間隔で電界強度を検出することにより行われる。なお、このときのサンプリング間隔は前記のように、車速が大きいときにはサンプリング間隔を小さくし、車速が小さいときには大きく設定し、それにより車速が大きいときでも後述する制御を素早く行うことができ、また低車速の時には過度な演算処理を行うことなく、ＣＰＵに負担のかけない作動を行う。
【００３３】
次いで受信電界強度が電界強度しきい値から急激に減衰したか否かを判別する（ステップＳ４）。この作動は図１の受信電界強度急激減衰ポイント検出部４が電界強度検出部１で検出した電界強度が、電界強度判定様式位置設定部５で設定したしきい値よりも低下したとき、その点が受信電界強度急激減衰ポイントとして検出することができる。このときのしきい値は、予め設定しておくこともできるが、受信器での定常受信時に全体の受信電界強度を測定し、その測定値に応じて設定することにより、路側機の特性に応じて変更することもできる。
【００３４】
但し実際には例えば図３に示すように、車両が路側に設けた路側機からの電波が図示するように変化するとき、前記電界強度判定用しきい値設定部５で設定した、図中破線で示す電界強度しきい値ｅ１よりも低下する位置である位置ｄ１をそのまま検出することはできず、その後のサンプリングによる電界強度の変動検出によって、図中では位置ｄ２において急激な減衰が生じていたことを検出している。
【００３５】
ステップＳ４ではこのようにして受信電界強度が急激減衰したか否かを検出し、未だ前記のような急激な減衰がなされていないことを検出しているときには、ステップＳ３に戻って車速に応じたサンプリング周期で受信電界強度の測定を継続する。ステップＳ４で受信電界強度が急激に減衰したと判別したときには、受信器の設定受信感度になる地点までの距離を電波伝播減衰式から演算する（ステップＳ５）。
【００３６】
即ち、自由空間における伝送利得Ｇは、送信電力Ｐｔと受信電力Ｐｒの比として、
Ｇ＝Ｐｔ／Ｐｒ＝（λ／４πｄ）２ＧｔＧｒ
と表される。
但し、ｄは送受信機アンテナ間距離、Ｇｔは送信アンテナ電力利得、Ｇｒは受信アンテナ電力利得、λは波長である。
ここでＧｔ＝Ｇｒ＝１の場合のＧは自由空間伝搬利得であり、その逆数は自由空間伝搬損失である。
そのときには、    Ｌ＝（４πｄ／λ）２        となり、
Ｌ(dB)＝２０ｌｏｇ(４π)＋２０ｌｏｇ(ｄ／λ)＝２２.０＋２０ｌｏｇ(ｄ／λ)
となり、自由空間伝搬損失は距離の２乗に比例することがわかる。
なお、このことから周波数１ＧＨｚ、距離１ｍにおける自由空間伝搬損失は、３２.４ｄＢであり、また、距離を２倍すると、減衰は６ｄＢ増加することがわかる。
このような特性により、
Ｌ(dB)＝（図３の電界強度しきい値）−（図３の受信器限界感度点）としたとき、
距離ｄを求めることができ、前記ステップＳ５ではこれにより距離を演算している。
【００３７】
次いで受信感度点に到達する到達時間を演算する（ステップＳ６）。この演算は図１の受信限界感度点迄到達時間算出部９により、受信限界感度点距離算出部６の前記算出結果と、車速検出部３の現在の車速により、到達時間を算出している。その後の計時により受信感度点に到達する時間になったか否かを判別し、未だ到達時間になっていないときには、電界強度が再び電界強度しきい値より大きくなったか否かを判別し（ステップＳ９）、大きくなっていないと判別したときにはそのままステップＳ７の作動を繰り返して時間経過を待つ。またステップＳ９で再び電界強度しきい値より大きくなったと判別したときには、路側機からの電波受信開始時のような、ステップＳ４で判別した減衰は一時的なものであったとして、再びステップＳ３に戻り、前記作動をやり直す。ステップＳ７で受信感度点に到達する時間になったと判別したときには受信器の受信作動を切断する（ステップＳ８）。その後ステップＳ１に戻って、次の路側機からの電波受信に備える。
【００３８】
このような作動を行う結果、図３の地点ｄ２で受信電界強度急激減衰ポイントが検出された後、前記距離の二乗に反比例する減衰特性曲線Ｇが演算されることにより、予め設定した受信器の受信限界感度点の電界強度ｅ２になる位置ｄ３迄の距離Ｌを算出することができる。それによりこの距離Ｌを走行するために要する時間が車速により算出され、その時間になったときには受信器の受信限界感度点になっていることが推定され、ここで受信器の受信作動を切断する指示を行うことができる。なお、図３の例においては、減衰特性曲線Ｇによって受信器の受信限界感度点に至る位置は、実際の位置ｄ３’よりも遠い位置になるように設定し、安全な受信作動切断処理を行うようにしている。
【００３９】
図３に示す前記作動態様によって、図４に示す道路走行時の一連の作動がなされる。即ち図４に示す例においては、道路の上部には前記図６と同じ従来例の作動態様を示し、下部に本発明の作動態様を示している。同図の本発明の作動態様においては、路側機Ａの通信エリアから位置ｄ１１で出るとき、前記のような演算によってタイムアウト点である位置ｄ１２迄の距離Ｌ１を演算し、その位置迄の時間を算出して、その時間になったときに受信器の受信作動を切断する。それにより時速８０ｋｍ／ｈで走行しているとき８秒で受信作動を切断することができ、それにより従来例のように次の路側機Ｂの受信エリアに入り込んでようやく切断するようなことが無くなる。
【００４０】
また、路側機Ｂの受信時においても、通信エリアから出る位置ｄ１３を前記のようにして検出したとき、そこから距離Ｌ２を演算し、その位置までの時間を算出して、その時間になったときに受信器の受信作動を切断する。ここでは車速１００ｋｍ／ｈで走行しているとき、タイムアウト点迄の時間は車速の増加により短く算出され、図示の例では６秒と演算される。そのため、次の路側機に至る前に確実に受信作動を切断することができる。従って従来のように、更に次の路側機Ｃの通信エリアに大きく入り込んでから受信の切断を行い、そこから受信を再開するとき、充分な受信時間がとれないことにより不適切な受信作動がなされる問題を解決することができる。  
【００４１】
本発明は特に電界強度の受信サンプリング時間間隔を車速により変化させ、車速が大きいときは間隔を小さくしているので、受信電界強度急激減衰ポイントの検出作動を素早く行うことができ、タイムアウト点をより近づけることができ、逆に低車速の時には間隔を大きくすることにより、ＣＰＵの処理負担を低下させることができる。また、車速によって図４に示すようにタイムアウト時間を８秒、６秒というように変化させることができ、従来の単に１０秒という固定時間の設定による前記問題点を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例の機能ブロック図である。
【図２】同実施例の作動フロー図である。
【図３】本発明の作動態様を示す図である。
【図４】同本発明の作動態様を従来例とともに示す図である。
【図５】従来例の作動態様図である。
【図６】従来例の問題点を示す作動態様図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  電界強度検出部    
２  サンプリング間隔制御部
３  車速検出部
４  受信電界強度急激減衰ポイント検出部
５  電界強度判定用しきい値設定部
６  受信限界感度点距離算出部
７  受信限界感度点設定部
８  受信限界感度点算出距離走行検出部
９  受信限界感度点迄到達時間算出部
１０  算出到達時間経過検出部
１１  受信限界感度点算出距離実走行検出部
１２  受信器受信作動切断指示部
１３  安定受信状態検出部
１４  受信器受信作動開始指示部
１５  受信器受信作動部
【図１】
0005191276.tif 000002
【図２】
0005191276.tif 000003
【図３】
0005191276.tif 000004
【図４】
0005191276.tif 000005
【図５】
0005191276.tif 000006
【図６】
0005191276.tif 000007