(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信機を搭載した複数の車両が車群を構成して走行し、先頭車両に搭載された無線通信機がビーコン局としてビーコン信号を発生し、ビーコン信号を基準として車群内の車両間で相互に通信を行なう車両間無線通信システムにおいて、
前記複数の車両に搭載された各無線通信機は、車両の進行方向に左右に離して配設した左アンテナ及び右アンテナと、前記左アンテナ又は右アンテナのいずれか一方を使用アンテナとして切換えるアンテナ切換え手段を備え、
前記ビーコン局は、更に、一定時間毎に検出される車両の進行方向の角度の変化から進行方向切れ角を取得する進行方向切れ角取得手段と、前記進行方向切れ角取得手段によって取得された進行方向切れ角が所定の閾値を超えたときに前記進行方向切れ角の方向に車両が向かっていると判定し、前記進行方向切れ角が前記所定の閾値を越えないときは車両が直進していると判定する判定手段と、前記進行方向切れ角の方向に車両が向かっていると判定された場合は、前記左アンテナ又は右アンテナのうち前記進行方向切れ角と逆の方向に配設されたアンテナを選択して車群内の全車両に対し選択したアンテナへの切換指示を行ない、車両が直進していると判定された場合は車群内の全車両に対し一定時間毎に前記左アンテナ又は右アンテナの切換指示を行なうアンテナ切換指示制御手段とを備えたことを特徴とする車両間無線通信システム。
【請求項２】
前記アンテナ切換指示制御手段が行なう進行方向切れ角と逆の方向に配設されたアンテナの選択は、左側に進行方向が変化している際の前記進行方向切れ角の大きさが一定量以上の場合は右アンテナを選択し、右側に進行方向が変化している際の前記進行方向切れ角の大きさが一定量以上の場合は左アンテナを選択する、ことを特徴とする請求項１記載の車両間無線通信システム。
【請求項３】
前記複数の車両は、それぞれ自車両のハンドル切り角を検出するハンドル切り角検出手段を備え、前記ビーコン局の進行方向切れ角取得手段は、前記ハンドル切り角検出手段から取得した自車両のハンドル切り角を基に進行方向切れ角を取得することを特徴とする請求項１記載の車両間無線通信システム。
【請求項４】
前記複数の車両は、それぞれ自車両の位置を取得する位置取得手段を備え、
前記ビーコン局の進行方向切れ角取得手段は、自車両の過去の位置と更に過去の位置から算出した該車両の過去の進行方向と、前記位置取得手段から得る自車両の現在の進行方向との角度差を進行方向切れ角として取得することを特徴とする請求項１記載の車両間無線通信システム。
【請求項５】
前記位置取得手段は、自車両に設けられた磁気ネイルセンサによる磁気ネイルの検出結果を基に自車両の位置を取得する手段を含むことを特徴とする請求項４記載の車両間無線通信システム。
【請求項６】
前記位置取得手段は、自車両に設けられたＧＰＳ受信装置による測位結果を基に自車両の位置を取得する手段を含むことを特徴とする請求項４記載の車両間無線通信システム。
【請求項７】
前記複数の車両は、それぞれ自車両のハンドルの切り角を検出するハンドル切り角検出手段と、自車両の位置を検出する磁気ネイルセンサと、自車両の位置を検出するＧＰＳ受信装置とを備え、
前記ビーコン局の進行方向切れ角取得手段は、前記ハンドル切り角検出手段から取得した自車両のハンドル切り角と、前記磁気ネイルセンサの検出結果を基に取得した自車両の位置と、前記ＧＰＳ受信装置の測位結果を基に取得した自車両の位置とにそれぞれ所定の重み付けを行なって加算した結果を進行方向切れ角として取得することを特徴とする請求項１記載の車両間無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体、例えば、道路交通システムにおける車両間の無線通信状態改善技術に関し、具体的には、コーナーを走行中の車両隊列における車両間の無線通信の確保を改善するアンテナ切換え制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体（車両）間で無線通信を行なう技術が開発されている。この技術は、例えば、道路交通システムや鉄道車両システム等への応用が大変期待されるものである。具体的には、同一進路上の前方車両の速度や位置を後続車へ通報することにより他車両の状態が入手できることは、走行中の車両制御にとって大変貴重な情報となる。このような車両間の通信手段として特開２００１−１１８１９１公報に開示の車両間無線通信システムがある。この車両間無線通信システムでは、無線端末を搭載した複数の車両が車群を構成して走行し、先頭車がビーコン局としてビーコン信号を発生し、ビーコン信号を基準として車群内の車両間で相互に通信を行なう。
また、無線通信システムのアンテナ切換えの従来技術として、ダイバー方式等のアンテナ切換え技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような車両間の無線通信システムでは、複数の車両で構成された車群がリアルタイム且つブロードキャストに通信を行なうことが必須であり、ある時間間隔以上、通信が途絶しないよう構成されなければならない。
【０００４】
しかしながら、図１に示すように、丘陵や障壁１などで囲まれているコーナー２が続く道路では、車両Ａが送信するビーコンフレームなどは車両上のアンテナの位置関係によって車両Ｃで受信されにくい事態が想定できる。
【０００５】
また、上述のようなコーナーが連続する道路では従来技術であるダイバー方式等のアンテナ切換え方式では受信感度の低下を検出してアンテナの切換えを行なうため、上記コーナー等による通信途絶可能性の予測が困難である。
【０００６】
ここで、本願出願人が２００１年８月８日付け出願の発明（特願２００１−２４０９８０）では、ビーコン局（先頭車両）は一定時間毎にアンテナの切換指示をアンテナ番号順に出しながら走行して車群内の全車両のアンテナを任意に切換え、アンテナの故障状態を車群内で共有することによって車両間の無線通信を確保する方法が提案されている。しかしながら、コーナー走行中の車両の相互位置とアンテナの位置関係を有効に利用したアンテナ切換え手段については明確にされていない。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、移動体通信において車群の先頭車両が取得する進行方向情報を基に走行路の状態に応じた無線通信の確保を可能とする手段を備えた車両間無線通信システムの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明の車両間無線通信システムは、無線通信機を搭載した複数の車両が車群を構成して走行し、先頭車両に搭載された無線通信機がビーコン局としてビーコン信号を発生し、ビーコン信号を基準として車群内の車両間で相互に通信を行なう車両間無線通信システムにおいて、前記複数の車両に搭載された各無線通信機は、車両の進行方向に左右に離して配設した左アンテナ及び右アンテナと、前記左アンテナ又は右アンテナのいずれか一方を使用アンテナとして切換えるアンテナ切換え手段を備え、前記ビーコン局は、更に、一定時間毎に検出される車両の進行方向の角度の変化から進行方向切れ角を取得する進行方向切れ角取得手段と、前記進行方向切れ角取得手段によって取得された進行方向切れ角が所定の閾値を超えたときに前記進行方向切れ角の方向に車両が向かっていると判定し、前記進行方向切れ角が前記所定の閾値を越えないときは車両が直進していると判定する判定手段と、前記進行方向切れ角の方向に車両が向かっていると判定された場合は、前記左アンテナ又は右アンテナのうち前記進行方向切れ角と逆の方向に配設されたアンテナを選択して車群内の全車両に対し選択したアンテナへの切換指示を行ない、車両が直進していると判定された場合は車群内の全車両に対し一定時間毎に前記左アンテナ又は右アンテナの切換指示を行なうアンテナ切換指示制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は上記第１の発明の車両間無線通信システムにおいて、アンテナ切換指示制御手段が行なう進行方向切れ角と逆の方向に配設されたアンテナの選択は、左側に進行方向が変化している際の進行方向切れ角の大きさが一定量以上の場合は右アンテナを選択し、右側に進行方向が変化している際の進行方向切れ角の大きさが一定量以上の場合は左アンテナを選択することを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は上記第１の発明の車両間無線通信システムにおいて、複数の車両は、それぞれ自車両のハンドル切り角を検出するハンドル切り角検出手段を備え、ビーコン局の進行方向切れ角取得手段は、ハンドル切り角検出手段から取得した自車両のハンドル切り角を基に進行方向切れ角を取得することを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は上記第１の発明の車両間無線通信システムにおいて、複数の車両は、それぞれ自車両の位置を取得する位置取得手段を備え、ビーコン局の進行方向切れ角取得手段は、自車両の過去の位置と更に過去の位置から算出した自車両の過去の進行方向と、位置取得手段から得る自車両の現在の進行方向との角度差を進行方向切れ角として取得することを特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明は上記第４の発明の車両間無線通信システムにおいて、位置取得手段は、自車両に設けられた磁気ネイルセンサによる磁気ネイルの検出結果を基に自車両の位置を取得する手段を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、第６の発明は上記第４の発明の車両間無線通信システムにおいて、位置取得手段は、自車両に設けられたＧＰＳ受信装置による測位結果を基に自車両の位置を取得する手段を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、第７の発明は上記第１の発明の車両間無線通信システムにおいて、複数の車両は、それぞれ自車両のハンドルの切り角を検出するハンドル切り角検出手段と、自車両の位置を検出する磁気ネイルセンサと、自車両の位置を検出するＧＰＳ受信装置とを備え、ビーコン局の進行方向切れ角取得手段は、ハンドル切り角検出手段から取得した自車両のハンドル切り角と、磁気ネイルセンサの検出結果を基に取得した自車両の位置と、ＧＰＳ受信装置の測位結果を基に取得した自車両の位置とにそれぞれ所定の重み付けを行なって加算した結果を進行方向切れ角として取得することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図２は、多重化アンテナを備えた車載用無線端末を搭載した車両の一実施例を示す図であり、図３は図１の車両に搭載される無線端末の一実施例の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図２で、符号２０は車両、符号ＡＮＴ（Ｌ）、ＡＮＴ（Ｒ）は車両２０に搭載された車載用無線端末１０（図３）のアンテナであり、車両２０の進行方向に対して左右に離して配設されている。また、図３で、車載用無線端末１０はアンテナＡＮＴ（Ｌ）、ＡＮＴ（Ｒ）、アンテナ切換え部１１、無線通信部１２、メモリ１３、使用アンテナ指示制御部１４、制御部１５、進行方向切れ角演算モジュール１６及び車両インターフェイス１７を備えている。なお、符号１８は車両側制御器１８−１及び各種センサ１８−２からなる外部装置を示す。
【００１７】
アンテナＡＮＴ（Ｌ）、ＡＮＴ（Ｒ）は車両２０の左右に設けられており制御部１５からの切換え制御信号に基きアンテナ切換え部１１で切換えられ、無線通信部１２からのデータの送信を行なうと共に他の車両に搭載されている車載用端末からのデータを受信して無線通信部１２に渡す。
【００１８】
アンテナ切換え部１１はスイッチ装置からなり、制御部１５の制御により送受信アンテナをアンテナＡＮＴ（Ｌ）又はアンテナＡＮＴ（Ｒ）のいずれか一方に高速で切換える。なお、アンテナＡＮＴ（Ｌ）、ＡＮＴ（Ｒ）及びアンテナ切換え部１１は多重化されたアンテナ部を構成する。
【００１９】
無線通信部１２は制御部１５の制御下で所定の通信手順により、アンテナＡＮＴ（Ｌ）又はアンテナＡＮＴ（Ｒ）を介してビーコン制御フレームの受信及びデータフレームの送受信を行なう。なお、車載用無線端末１０がビーコン局の場合にはビーコン制御フレームの送受信及びデータフレームの送受信を行なう。
【００２０】
メモリ１３は無線通信部１２を介して受信したビーコン制御フレーム及びデータフレームの記憶や車両インターフェイス１７を介して取得した車両データ（車速、進行方向の方位、現在位置(座標）等）やアンテナフェールマップ（ＡＦＭ）を制御部１５の制御下で記憶する。
【００２１】
使用アンテナ指示制御部１４は、車両インターフェイス１７からのデータ及びメモリ１３に保持されている車両の「進行方向切れ角」を基に図４に示すような手順（ビーコン局の使用アンテナ指示手順）により使用アンテナを決定し、制御部１５に使用アンテナ情報を渡す。
【００２２】
制御部１５はＣＰＵ（又はＭＰＵ）やプログラム格納メモリ、ＲＡＭ及び内部時計等（図示せず）の周辺回路から構成されるコンピュータ構成をなしており、ＣＰＵ（又はＭＰＵ）はプログラム格納メモリに記録された制御プログラムにより装置全体の制御を実行する。また、プログラム格納メモリに記録された通信制御プログラムにより他グループとのビーコン通信手順の実行及びアンテナの自動切換制御手順を含む無線通信手順の実行等を行なう。
【００２３】
ここで、本発明のアンテナの自動切換制御手順は無線端末を搭載した複数の車両が車群を構成して走行し、先頭車に搭載された無線端末がビーコン局としてビーコン信号を発生し、ビーコン信号を基準として車群内の車両間で相互に通信を行なう無線通信システムにおいて、前述した特願２００１−２４０９８０に記載の発明によるアンテナの自動切換制御手順（つまり、ビーコン局は一定時間毎にアンテナの切換指示をアンテナ番号順に出しながら走行して車群内の全車両のアンテナを任意に切換え、アンテナの故障状態を車群内で共有することによって車両間の無線通信を確保するアンテナの自動切換制御手順）に、コーナー等を走行中の車両の相互位置とアンテナの位置関係を有効に利用したアンテナ切換え手段（つまり、図４に示すビーコン局の使用アンテナ指示手順と進行方向切れ角演算手順）を加えたものである。
【００２４】
また、制御部１５のプログラム格納メモリには制御プログラムや上記特願２００１−２４０９８０に記載の発明によるアンテナの自動切換制御手順等を含む通信制御プログラム及びビーコン情報、各種設定値及びその他の処理プログラムが記録されている。また、ＲＡＭはワークメモリとして用いられ、車載用無線端末１０の起動時にプログラム格納メモリに格納されている制御プログラムを常駐させる他、適時、上述した通信制御プログラム、ビーコン情報等、或いはその他の処理プログラムをプログラム格納メモリから読み出して実行に必要な間駐在させる。
【００２５】
進行方向切れ角演算モジュール１６は、図５に示すような手順（進行方向切れ角演算手順）で車両インターフェイス１７からのデータに基き車両の「進行方向切れ角」を演算する。
【００２６】
また、車両インターフェイス１７は、車両２０側のセンサ１８−２によって取得される車速、進行方向の方位、現在位置(座標）等の車両データをデジタルデータに変換して制御部１５の制御下でメモリ１３に送ったり、メモリ１３から読み出したデータを信号変換して車両側に送る（例えば、メモリ１３から駆動系制御データを読み出した場合には、車両に備えられている車両側制御部１８−１に送る）。
【００２７】
ここで、車両２０は車両側センサ１８−２として、タイヤの方向を制御させるモータに備えられているインクリメンタルエンコーダハンドル等のようなハンドルの切り角を検出するハンドル切り角センサ、磁気ネイルセンサ情報とマップマッチング情報から自車位置を検出できる磁気ネイルセンサモジュール、ＧＰＳ受信装置の緯度情報とマップマッチング情報から自車位置を検出できるＧＰＳセンサモジュール等を備えているものとする。
【００２８】
図４は使用アンテナ指示制御部によるビーコン局の使用アンテナ指示手順を示すフローチャートである。以下の説明で、「進行切れ角」とは直進方向を０としたとき左方向の角度を正、右方向の角度を負とした車両２０からの情報であり、図４のフローチャートのステップＳ２、つまり、進行切れ角演算モジュール１６による演算結果（＝図５（ｂ）に示す進行切れ角演算手順による演算結果）として取得する情報である。また、「アンテナ固定カウンタ」は一定時間アンテナが片側に保持されていることを検出するための手段（変数）である。なお、図２の説明で述べたように、車両２０は車両側センサ１８−２として、ハンドルの切り角を検出するハンドル切り角センサを備えており、検出された切り角は車両インターフェイス１７を介して使用アンテナ指示制御部１４に渡される。
【００２９】
図４で、使用アンテナ指示制御部１４は「アンテナ固定カウンタ」をゼロクリアして初期化すると共に、進行方向切れ角演算モジュール１６を呼び出し、図５（ａ）の進行方向切れ角初期化手順を実行させる（ステップＳ１）。
【００３０】
次に、使用アンテナ指示制御部１４は進行方向切れ角演算モジュール１６を呼び出し、図５（ｂ）の進行方向切れ角演算手順を実行させて「進行切れ角」を取得する（ステップＳ２）。
【００３１】
使用アンテナ指示制御部１４は上記ステップＳ２で取得した「進行切れ角」が「正切れ角閾値」を超えているか否かを調べ、「正切れ角閾値」を超えている場合、すなわち車両２０が左方向に向かっているときにはステップＳ４に遷移し、「正切れ角閾値」を超えていない場合はステップＳ５に遷移する（ステップＳ３）。
【００３２】
車両２０が左方向に向かっているときには、使用アンテナ指示制御部１４は現在の使用アンテナを調べ、現在の使用アンテナがＡＮＴ（Ｌ）の場合にはステップＳ９に遷移し、現在の使用アンテナがＡＮＴ（Ｒ）の場合にはステップＳ１０に遷移する（ステップＳ４）。
【００３３】
また、車両２０が左方向に向かっていないときには、使用アンテナ指示制御部１４は上記ステップＳ２で取得した「進行切れ角」が「負切れ角閾値」未満か否かを調べ、「負切れ角閾値」未満の場合、すなわち車両２０が右方向に向かっているときにはステップＳ６に遷移し、「負切れ角閾値」未満でない場合、つまり直進していると判定した場合はステップＳ７に遷移する（ステップＳ５）。
【００３４】
車両２０が右方向に向かっているときには、使用アンテナ指示制御部１４は現在の使用アンテナを調べ、現在の使用アンテナがＡＮＴ（Ｒ）の場合にはステップＳ９に遷移し、現在の使用アンテナがＡＮＴ（Ｌ）の場合にはステップＳ１０に遷移する（ステップＳ６）。
【００３５】
車両２０が直進しているときには、使用アンテナ指示制御部１４は図６のアンテナの自動切換制御手順（＝特願２００１−２４０９８０に記載の発明によるアンテナの自動切換制御手順）によるアンテナの切換えのために制御部１５に制御を渡し（ステップＳ７）、図６のアンテナの自動切換制御手順から遷移があると「アンテナ固定カウンタ」の値を調べ、「アンテナ固定カウンタ」の値が「アンテナ切換え閾値」を超えている場合は所定時間を経過したものとしてステップＳ９に遷移し、「アンテナ切換え閾値」を超えていない場合はステップＳ１０に遷移する（ステップＳ８）。
【００３６】
使用アンテナ指示制御部１４は、制御部１５にアンテナ切換え指示を出すと共に「アンテナ固定カウンタ」をゼロクリアしてステップＳ２に戻る（ステップＳ９）。
【００３７】
使用アンテナ指示制御部１４は、「アンテナ固定カウンタ」の値に所定値を加えて「アンテナ固定カウンタ」をインクリメントし、ステップＳ２に戻る（ステップＳ１０）。
【００３８】
上記図４のフローチャートに示した使用アンテナ指示制御部１４の動作手順により、コーナー走行中にも直線走行中にも隊列走行中の車群の先頭車両（ビーコン局）の制御部（１５）にアンテナの切換指示が出される。従って、ビーコン局は直線走路走行中にもコーナー走行中にも、走行しながら一定時間毎にアンテナの切換指示信号を車郡内の車両にアンテナ番号順に出して車群内の全車両のアンテナを切換えさせることができる。すなわち、図７に示すように車群を構成する全ての車両が走行路に応じたアンテナの切換えを行なうことができることとなる。
【００３９】
なお、上記図１及び図４で、ビーコン局（先頭車両に搭載される無線端末）の使用アンテナ指示制御部１４及び進行切れ角演算モジュール１６を独立した回路として説明したが、回路に限定されない。つまり、図１の使用アンテナ指示制御部１４及び／又は進行切れ角演算モジュール１６をプログラムで構成し、制御部１５のプログラム格納メモリにこれらを格納し、無線端末１がビーコン局の場合に制御部１５の制御下で実行するように構成できる。この際、進行切れ角演算モジュール１６に相当するプログラムは使用アンテナ指示制御部１４に相当するプログラムのサブプログラム（サブルーチン）として構成できる。また、プログラム格納メモリは物理的に１個とは限定されず、用途に応じて別々のプログラム格納メモリに格納することもできる。
【００４０】
図５は進行切れ角演算モジュールによる「進行切れ角」の演算手順等を示すフローチャートであり、図５（ａ）は進行切れ角初期化手順を示し、図５（ｂ）は進行切れ角演算手順を示し、図５（ｃ）はセンサ割込み時の動作例を示す。
【００４１】
なお、図１の説明で述べたように、車両２０は車両側センサ１８−２として、ハンドル切り角を検出する切り角センサ、磁気ネイルセンサ情報とマップマッチング情報から自車位置を検出できる磁気ネイルセンサモジュール、ＧＰＳ受信装置の緯度情報とマップマッチング情報から自車位置を検出できるＧＰＳセンサモジュールを備えており、各センサによって検出された情報は車両インターフェイス１７を介して進行方向演算モジュール１６に渡される。
【００４２】
また、図５の説明で、Ｐｍ、Ｐｍｐ、Ｐｍｐｐ、Ｐｇ、Ｐｇｐ、Ｐｇｐｐは標高方向をｚ方向正として右手系で表現されるＸ、Ｙ位置情報であって、ある基準フレームに対して原点及びＸ軸方向を固定したフレームでの座標位置である。
【００４３】
（進行切れ角初期化手順）
図５（ａ）で、進行切れ角演算モジュール１６は図４のステップＳ１による呼び出しがあるとセンサ進行方向角ベクトルΘ＝［ｔ１、ｔ２、ｔ３］を［０，０，０］として初期化すると共に、センサ重みベクトルＷ＝［ｗ１、ｗ２、ｗ３］を定数定義する（ステップＴ１）。
【００４４】
次に、磁気ネイルセンサ使用時には磁気ネイルセンサモジュールから受け取った現在ネイル位置情報ベクトルＰｍと、一回前の過去１ネイル位置情報ベクトルＰｍｐ、及び過去の更に過去（２回前）の過去２ネイル位置情報ベクトルＰｍｐｐをそれぞれメモリ１３上に保持する。具体的には、磁気ネイルセンサ使用時には、磁気ネイルセンサモジュールは磁気ネイルセンサの出力（ネイル位置番号）とマップマッチングによるメモリ上のマップ情報から現在ネイル位置情報ベクトルＰｍ＝［Ｘｍ、Ｙｍ］を検出し、車両インターフェイス１７を介して進行切れ角演算モジュール１６に渡し、進行切れ角演算モジュール１６は現在ネイル位置情報ベクトルＰｍを受け取るとメモリ１３に保持している過去１ネイル位置情報ベクトルＰｍｐを過去２ネイル位置情報ベクトルＰｍｐｐ＝［Ｘｍｐｐ、Ｙｍｐｐ］とし、メモリ１３に保持している現在ネイル位置情報ベクトルＰｍを過去１ネイル位置情報ベクトルＰｍｐ＝［Ｘｍｐ、Ｙｍｐ］としてから、受け取った現在ネイル位置情報ベクトルＰｍをメモリ１３に保持する。すなわち、現在ネイル位置情報ベクトルＰｍを受け取ると、メモリ１３に保持する現在、過去１、過去２のネイル位置を更新する（但し、磁気ネイルセンサ未使用時にはセンサ重みベクトルＷの要素であるｗ２にゼロ（０）を代入する）（ステップＴ２）。
【００４５】
更に、ＧＰＳ受信装置使用時にはＧＰＳセンサモジュールから受け取った現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇと、一回前の過去１ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐ、及び過去の更に過去（２回前）の過去２ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐｐをそれぞれメモリ１３上に保持する。具体的には、ＧＰＳ受信装置使用時には、ＧＰＳセンサモジュールはＧＰＳ受信装置から取得する位置情報（緯度、経度）とマップマッチングによるメモリ上のマップ情報から現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇ＝［Ｘｇ、Ｙｇ］を検出し、車両インターフェイス１７を介して進行切れ角演算モジュール１６に渡し、進行切れ角演算モジュール１６は現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇを受け取るとメモリ１３に保持している過去１ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐを過去２ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐｐ＝［Ｘｇｐｐ、Ｙｇｐｐ］とし、メモリ１３に保持している現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇを過去１ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐ＝［Ｘｇｐ、Ｙｇｐ］としてから、受け取った現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇをメモリ１３に保持する。すなわち、現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇを受け取ると、メモリ１３に保持する現在、過去１、過去２のＧＰＳ位置を更新し、図４のステップＳ２に遷移する（但し、ＧＰＳセンサ未使用時にはセンサ重みベクトルＷの要素であるｗ３にゼロ（０）を代入する）（ステップＴ３）。
【００４６】
（進行切れ角演算手順）
図５（ｂ）で、図４のステップＳ１からの遷移があると、進行切れ角演算モジュール１６はセンサ重みベクトルＷをＷｃに代入し、Ｗｃ＝［ｗｃ１、ｗｃ２、ｗｃ３］とし（ステップＵ１）、切り角センサから車両インタフェース１７を介して渡されるハンドル切り角検出値をｔ１に代入する（ステップＵ２）。
【００４７】
次に、進行切れ角演算モジュール１６は一定時間（又は所定走行距離）毎に図５（ｃ）に示すようなセンサ割込みを行ない、車両インターフェイス１７を介して車両側センサ１８−２の磁気ネイルセンサモジュール及びＧＰＳセンサモジュールから現在ネイル位置情報ベクトルＰｍ及びＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇを取得すると共に、過去１ネイル位置情報ベクトルＰｍｐ、過去２ネイル位置情報ベクトルＰｍｐｐ、過去１ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐ、過去２ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐｐを更新する（ステップＵ３）。
【００４８】
メモリ１３に保持した現在ネイル位置情報ベクトルＰｍと過去１ネイル位置情報ベクトルＰｍｐの比較と、過去１ネイル位置情報ベクトルＰｍｐと過去２ネイル位置情報ベクトルＰｍｐｐの比較を行ない、Ｐｍ＝ＰｍｐかＰｍｐ＝Ｐｍｐｐの場合は方向切れ角ｔ２が計算不能のためステップＵ６に遷移し、それ以外の場合はステップＵ５に遷移する（ステップＵ４）。
【００４９】
Ｐｍ≠ＰｍｐかつＰｍｐ≠Ｐｍｐｐの場合は、メモリ１３に保持している現在ネイル位置情報ベクトルＰｍ、過去１ネイル位置情報ベクトルＰｍｐ、過去２ネイル位置情報ベクトルＰｍｐｐから方向切れ角ｔ２を計算する。すなわち、ｔ２＝−ａｔａｎ２（Ｙｍｐｐ−Ｙｍｐ，Ｘｍｐｐ−Ｘｍｐ）＋ａｔａｎ２（Ｙｍｐ−Ｙｍ，Ｘｍｐ−Ｘｍ）として演算してｔ２を求め、演算後、−π≦ｔ２≦πとなるように再演算してステップＵ７に遷移する。ここで、ａｔａｎ２（ｙ，ｘ）は、ｘ≠０のとき、ａｔａｎ２（ｘ／ｙ）、ｘ＝０、ｙ＜０のとき、−π／２、ｘ＝０、ｙ＞０のときπ／２を返す逆正接関数である（ステップＵ５）。
【００５０】
方向切れ角ｔ２が計算不能の場合は、センサ重みベクトルＷｃの要素ｗｃ２に０を代入してステップＵ７に遷移する（ステップＵ６）。
【００５１】
メモリ１３に保持している現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇと過去１ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐの比較と、過去１ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐと過去２ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐｐの比較を行ない、Ｐｇ＝ＰｇｐかＰｇｐ＝Ｐｇｐｐの場合は方向切れ角ｔ３が計算不能のためステップＵ９に遷移し、それ以外の場合はステップＵ８に遷移する（ステップＵ７）。
【００５２】
Ｐｇ≠ＰｇｐかつＰｇｐ≠Ｐｇｐｐの場合は、メモリ１３に保持している現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇ、過去１ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐ、過去２ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐｐから方向切れ角ｔ３を計算する。すなわち、ｔ３＝−ａｔａｎ２（Ｙｇｐｐ−Ｙｇｐ，Ｘｇｐｐ−Ｘｇｐ）＋ａｔａｎ２（Ｙｇｐ−Ｙｇ，Ｘｇｐ−Ｘｇ）として演算してｔ３を求め、演算後、−π≦ｔ３≦πとなるように再演算してステップＵ１０に遷移する（ステップＵ８）。
【００５３】
方向切れ角ｔ３が計算不能の場合は、センサ重みベクトルＷｃの要素ｗｃ３に０を代入してステップＵ１０に遷移する（ステップＵ９）。
【００５４】
センサ重みベクトルＷｃとセンサ進行方向ベクトルΘの内積を演算して「進行切れ角」を取得し、図４のステップＳ３に遷移する（ステップＵ１０）。
【００５５】
（センサ割り込み時の動作例）
図５（ｃ）で、磁気ネイルセンサ使用時には、進行切れ角演算モジュール１６は時間カウンタ（又は走行距離カウンタ）により時間（又は走行距離）を調べ、一定時間（又は所定走行距離）になるとステップＵ３−２に遷移して割り込みを行なう。それ以外の場合は時間カウンタ（又は走行距離カウンタ）をカウントアップして図４のステップＳ４に遷移する（ステップＵ３−１）。
【００５６】
進行切れ角演算モジュール１６は磁気ネイルセンサモジュールから現在ネイル位置情報ベクトルＰｍを取得し、受け取った現在ネイル位置情報ベクトルＰｍと、一回前の過去１ネイル位置情報ベクトルＰｍｐ、及び過去の更に過去（２回前）の過去２ネイル位置情報ベクトルＰｍｐｐを検出する。具体的には、磁気ネイルセンサ使用時に進行切れ角演算モジュール１６は磁気ネイルセンサモジュールによる現在ネイル位置情報ベクトルＰｍ［Ｘｍ、Ｙｍ］を車両インターフェイス１７を介して取得し、メモリ１３に保持している過去１ネイル位置情報ベクトルＰｍｐを過去２ネイル位置情報ベクトルＰｍｐｐ＝［Ｘｍｐｐ、Ｙｍｐｐ］として代入し、メモリ１３に保持している現在ネイル位置情報ベクトルＰｍを過去１ネイル位置情報ベクトルＰｍｐ＝［Ｘｍｐ、Ｙｍｐ］として代入する。また、磁気ネイルセンサモジュールから取得した現在ネイル位置情報ベクトルＰｍをメモリ１３に保持する（ステップＵ３−２）。
【００５７】
更に、ＧＰＳ受信装置使用時に進行切れ角演算モジュール１６はＧＰＳ受信装置から現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇを取得し、受け取った現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇと、一回前の過去１ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐ、及び過去の更に過去（２回前）の過去２ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐｐを検出する。具体的には、ＧＰＳ受信装置使用時に進行切れ角演算モジュール１６はＧＰＳセンサモジュールによる現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇ［Ｘｇ、Ｙｇ］を車両インターフェイス１７を介して取得し、メモリ１３に保持している過去１ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐを過去２ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐｐ＝［Ｘｇｐｐ、Ｙｇｐｐ］として代入し、メモリ１３に保持している現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇを過去１ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇｐ＝［Ｘｇｐ、Ｙｇｐ］として代入する。また、ＧＰＳ受信装置から取得した現在ＧＰＳ位置情報ベクトルＰｇをメモリ１３に保持し、時間カウンタ（又は走行距離カウンタ）をゼロクリアして図５（ｂ）のステップＵ４に遷移する（ステップＵ３−３）。
【００５８】
図６は図４のステップＳ４の直線走行時のアンテナ自動切換処理手順を示すフローチャートであり、この手順は前述した特願２００１−２４０９８０に記載の発明によるアンテナの自動切換制御手順と同様の手順である。以下の説明で、各車両の無線端末１０は図８に示すようなアンテナフェールマップ（ＡＦＭ）を持っているものとする。ここで、ＡＦＭは各車両の状態を示す変数である。また、各車両の無線端末１０は変数としてＡＦＭのほかに未受信の期間（又は回数）を示す「切換えカウンタ」を備えている。これらＡＦＭ及び「切換えカウンタ」はメモリ１３に保持される。更に、各車の無線端末１０は、定数として、どのくらいの期間未受信が続けば使用中のアンテナが切換えられて異常となるかを示す「アンテナ切換え閾値」をもっている（メモリ１３に設定され、記憶されている）。  また、制御の基点となる車両（この例では先頭車両）に搭載されている無線端末をビーコン局と呼ぶ。また、車載用無線端末１０の起動時に制御部１５はメモリ１３に保持されているＡＦＭをすべて正常にプリセットして「切換えカウンタ」をクリアする。
【００５９】
なお、下記図６の説明で、ビーコン局の動作は図４のステップＳ６から遷移を受けてステップＶ１〜Ｖ９を経て図４のステップＳ８に至るステップ（＝図４のステップＳ７）であり、ビーコン局以外の局（スレーブ局：先頭車両以外の車両に搭載されている無線端末）の動作は一定時間毎に図６のステップＶ１〜Ｖ９を経てステップＶ９からステップＶ１に戻るステップである。
【００６０】
図６で、制御部１５は他の車両のデータ又はビーコンが正常に受信されたか否かを調べ（ステップＶ１）、正常に受信された場合は「切換えカウンタ」をクリアし、ステップＶ４に遷移する（ステップＶ２）。
【００６１】
また、上記ステップＶ１で他の車両のデータ又はビーコンが正常に受信されなかった場合や受信エラーとなっている場合には、制御部１５は「切換えカウンタ」を定期的に所定値ずつ増分（インクリメント：increment）させ、ステップＶ４に遷移する（ステップＶ３）。
次に、制御部１５は各局（各車両の無線端末）で受信されたビーコンやビーコン局が送信するビーコンがアンテナ切換え制御指示フラグを含んでいるか否かを調べ（ステップＶ４）、切換え制御指示フラグがある場合は更に切換え先のアンテナのＡＦＭの状態を調べ（ステップＶ５）、正常である場合はアンテナ切換え制御フラグをアンテナ切換え部１１に出してアンテナＡＮＴ（Ｌ）をアンテナＡＮＴ（Ｒ）に、或いはアンテナＡＮＴ（Ｒ）をアンテナＡＮＴ（Ｌ）に切換え、「切換えカウンタ」をクリアする（ステップＶ６）。
【００６２】
また、上記ステップＶ４で受信したビーコンにアンテナ切換え制御指示フラグがない場合、上記ステップＶ５で切換え先のアンテナのＡＦＭの状態が正常でない場合、又は上記ステップＶ６でアンテナを切換えた場合は、「切換えカウンタ」の値を調べ（ステップＶ７）、「アンテナ切換え閾値」以上であればステップＶ８に遷移し、「アンテナ切換え閾値」未満であれば、図４のステップＳ８に遷移する（ステップＶ７）。
【００６３】
上記ステップＶ７で「切換えカウンタ」の値が「アンテナ切換え閾値」以上の場合は制御部１５はビーコンが受信されていなかった期間が長かったとして使用中のアンテナが異常であることをＡＦＭにマッピングし（ステップＶ８）、アンテナ切換え処理、つまり、アンテナ切換え制御指示フラグのアンテナ切換え部１１への送出によるアンテナの切換え及び「切換えカウンタ」のクリア、を行なう（ステップＶ９）。
【００６４】
（コーナーを含む走行路でのアンテナ切換え例）
図７はコーナーを含む走行路でのアンテナ切換えの説明図であり、符号７０はＶ字状にカーブする走行路、符号７１で示す矢印は車群の進行方向、符号７２は左コーナーに続くゆるいカーブ、符号７３は左コーナー、符号７４、７６は直線走路、符号７５は右コーナーを意味する。
【００６５】
図７で、今、車両がカーブ７２を進行方向７１で走行しているとしたとき、「進行方向切れ角」の絶対値が「負切れ角閾値」の絶対値より小さい場合は直線走路とみなし、使用アンテナ指示制御部１４は図４のステップＳ５→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９によりアンテナ切換指示を制御部１５に送り、制御部１５はアンテナ切換え部１１に切換え制御指示フラグを送って使用アンテナの左右を切換えさせる。
【００６６】
次に、車両が左コーナー７３を走行中は「進行方向切れ角」が「正切れ角閾値」より大きくなるので、使用アンテナ指示制御部１４は図４のステップＳ３→Ｓ４→Ｓ９により制御部１５はアンテナ切換え部１１に切換え制御指示フラグを送って使用アンテナをＡＮＴ（Ｒ）に切換えさせる。
【００６７】
左コーナー７３を抜けて直線走路７４に入ると「進行方向切れ角」の絶対値が「負切れ角閾値」の絶対値より小さくなるので、使用アンテナ指示制御部１４は図４のステップＳ５→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９によりアンテナ切換指示を制御部１５に送り、制御部１５はアンテナ切換え部１１に切換え制御指示フラグを送って使用アンテナの左右を切換えさせる。
【００６８】
次に、車両が右コーナー７５に入ると「進行方向切れ角」が「負切れ角閾値」未満となるので、使用アンテナ指示制御部１４は図４のステップＳ５→Ｓ６→Ｓ９によりアンテナ切換指示を制御部１５に送り、制御部１５はアンテナ切換え部１１に切換え制御指示フラグを送って使用アンテナをＡＮＴ（Ｌ）に切換えさせる。
【００６９】
車両が再び直線走路７６に入ると使用アンテナ指示制御部１４は図４のステップＳ５→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９によりアンテナ切換指示を制御部１５に送り、制御部１５はアンテナ切換え部１１に切換え制御指示フラグを送って使用アンテナの左右を切換えさせる。
【００７０】
図８はアンテナフェールマップ（ＡＦＭ）の一実施例を示す図であり、ＡＦＭ３０は各車両の無線端末毎に保持されるテーブルであり、メモリ１３に保持される。ＡＦＭ３０にはグループ内の各車両（この例では車両１〜４）の無線端末（１０）のアンテナ（ＡＮＴ（Ｌ）、ＡＮＴ（Ｒ））の状態（正常／異常）がそれぞれ記憶されている。また、図８で○／×で示してあるのは正常又は異常のどちらかの状態を示すマーク（○又は×）が記憶されることを意味する。なお、図示の例では○印を正常、×印を異常を示すマークとしたが実際には所定のフラグ値、例えば、アンテナが正常→０アンテナが異常→１が記憶される。
【００７１】
以上、本発明の一実施例について説明したが本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能であることはいうまでもない。
【００７２】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明によれば、車群内無線通信において、車群内先頭車両が車両の左右に配設されたアンテナのうち進行方向切れ角と逆の方向に配設されたアンテナを選択し、車群内の全車両に対しアンテナ切換指示を行なうことで、走行路に応じた、車群内の車両間のより信頼性の高い無線通信の確保が可能な手段を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コーナーでの隊列車両間の通信状況の説明図である。
【図２】多重化アンテナを備えた車載用無線端末を搭載した車両の一実施例を示す図である。
【図３】車載用無線端末の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図４】使用アンテナ指示制御部によるビーコン局の使用アンテナ指示手順を示すフローチャートである。
【図５】進行切れ角演算モジュールによる「進行切れ角」の演算手順等を示すフローチャートである。
【図６】アンテナの自動切換制御手順を示すフローチャートである。
【図７】コーナーを含む走行路でのアンテナ切換えの説明図である。
【図８】アンテナフェールマップ（ＡＦＭ）の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  先頭車両
２、３、４、２０  車両
１０  車載用無線端末（無線通信機）
１１  アンテナ切換え部（アンテナ切換え手段）
１２  無線通信部
１３  メモリ（記憶手段）
１４  使用アンテナ指示制御部（アンテナ切換指示制御手段）
１５  制御部
１６  進行方向切れ角演算モジュール（進行切れ角取得手段）
１７  車両インターフェイス
１８  外部装置
１８−１  車両側制御機器
１８−２  各種センサ（ハンドル切り角検出手段、磁気ネイルセンサ、ＧＰＳ受信装置）
３０  ＡＦＭ（アンテナフェールマップ（アンテナ状態情報））
【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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