(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに逆方向に、且つ異なった位相のフレームデータを含む電波を送信するビーコン送信機の電波を受信するビーコン受信手段と、
受信した電波の電界強度を検出する電界強度検出手段と、
前記ビーコン送信機の直下を通過したことを検出するビーコン直下通過検出手段と、
前記電界強度検出手段とビーコン直下通過検出手段の検出出力により、受信した電波に含まれる交通情報を出力するか否かを判別する受信情報出力可否判別手段とを備え、
前記電界強度検出手段には電界強度のピークを検出する電界強度ピーク検出部を有し、
前記受信情報出力可否判別手段には、前記電界強度ピーク検出手段によるピーク検出地点と、前記ビーコン直下通過検出手段によるビーコン直下通過検出地点との距離に対応した値を計数する計数手段と、前記計数手段の出力と予め設定した設定値と比較する比較部と、比較結果に基づいて受信情報出力の可否を判別する判別部とを有することを特徴とする車両用ビーコン受信機。
【請求項２】
受信したフレームデータ毎の位相の判定結果に応じてカウントを行うアップダウンカウンタを備え、前記計数手段は、前記電界強度ピーク検出部による電界強度ピーク検出時から、ビーコン直下通過検出手段によるビーコン直下通過検出時までのアップダウンカウンタの値を計数することを特徴とする請求項１記載の車両用ビーコン受信機。
【請求項３】
前記計数手段は、前記電界強度ピーク検出部による電界強度ピーク検出時から、ビーコン直下通過検出手段によるビーコン直下通過検出時までの時間を計数することを特徴とする請求項１記載の車両用ビーコン受信機。
【請求項４】
前記計数手段は、前記電界強度ピーク検出部による電界強度ピーク検出時から、ビーコン直下通過検出手段によるビーコン直下通過検出時までの距離を計数することを特徴とする請求項１記載の車両用ビーコン受信機。
【請求項５】
前記電界強度ピーク検出部の検出出力は、ビーコン直下通過検出手段にも出力することを特徴とする請求項１記載の車両用ビーコン受信機。
【請求項６】
前記アップダウンカウンタの出力は、ビーコン直下通過検出手段にも出力することを特徴とする請求項２記載の車両用ビーコン受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路周辺に設置した電波ビーコン送信機から送信される車両の走行に関する種々の案内情報を受信することができる車両用ビーコン受信機に関し、特に高速道路用の交通情報を送信している電波ビーコンの電波を、高架式高速道路の下の一般道路上を走行している車両が受信し、高速道路用の交通情報を表示することにより運転者等が混乱を起こすことがないようにした車両用ビーコン受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されるナビゲーション装置は、地図を描画するための地図データ及び施設等を検索するための施設情報データを記録したＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の地図・情報記憶媒体と、この地図・情報記憶媒体のデータを読取る再生装置と、地図等を表示するディスプレイ装置と、距離センサやジャイロ等の自立航法装置及びＧＰＳ受信機等により車両の現在位置及び進行方向の方位を検出する車両位置検出装置を有し、車両の現在位置を含む地図データを地図・情報記憶媒体から読出し、この地図データに基づいて車両位置の周囲の地図画像をディスプレイ装置の画面に描画すると共に、車両位置マークをディスプレイ画面に重ね合わせて表示し、車両の移動に応じて地図画像をスクロール表示したり、地図画像を画面に固定し車両位置マークを移動させたりして、車両が現在どこを走行しているのかを一目でわかるようにしている。
【０００３】
このようなナビゲーション装置においては、ユーザが所望の目的地に向けて道路を間違うことなく容易に走行できるようにするための経路誘導機能を備えている。この経路誘導機能によれば、地図情報を用いて出発地から目的地まで、また必要に応じて経由地を指定すると、これらの地点を結ぶ経路の内、時間、距離、料金等の条件を加味して最も適切な経路を自動探索し、その探索した経路を誘導経路として記憶しておき、走行中、地図画像上に誘導経路を他の経路とは色を変えて太く描画して画面表示したり、車両が誘導経路上の進路を変更すべき交差点に一定距離以内に近づいたときに、交差点を拡大表示し、進路を変更すべき方向を示す矢印等を描画して画面表示したり、音声で右左折の誘導を行うことで、ユーザを目的地まで案内することができるようにしている。
【０００４】
しかしながら、実際に走行する道路は、渋滞が発生してその後解消し、あるいは交通規制が行われ、またそれが解除されるといくように、道路の交通状態が時々刻々変化し、予め設定した誘導経路を走行することが必ずしも適切ではないことがある。そのため、自車位置の近傍や走行方向における渋滞情報や交通規制情報等をセンターから運転者等に種々の手段によって知らせるＶＩＣＳ（登録商標（以下同様））システムが広く用いられている。
【０００５】
ＶＩＣＳによる交通情報等の提供は、広域にはＦＭ多重放送により、高速道路に対しては主として電波ビーコンにより、一般道路に対しては主として光ビーコンにより行っており、利用者はこれら受信機を搭載しナビゲーション装置に接続して情報を取り込み、利用することができる。その際、受信するレベルに対応して、ＶＩＣＳレベル１の文字表示、レベル２の簡易図形表示、レベル３の地図情報表示の３段階のいずれかの情報を利用し、モニターにそのレベルに合わせた情報を表示する。
【０００６】
上記のような各種のＶＩＣＳシステムによる交通情報提供手段のうち、電波ビーコンは前記のように主として高速道路を走行する車両に対して情報を提供し、光ビーコンは主として一般道路を走行する車両に対して情報を提供するものの、高速道路はその施設管理がほぼ一元化されているため、ほとんどが電波ビーコンを用いているのに対して、一般道路は国道から市町村道までその管理部門が異なることもあり、例えば主要国道、或いは主要交差点には電波ビーコンが用いられることがある等、必ずしも光ビーコンのみではなく電波ビーコンが用いられることがある。
【０００７】
したがって、車両が一般道路を走行しているときには、光ビーコンのほか電波ビーコンも常に受信できるようにしておく必要がある。また、高速道路においても一般道路と接続するインターチェンジ近傍では、一般道路用の交通情報を提供している光ビーコンを受信する必要があり、高速道路を走行する車両も常に光ビーコンと電波ビーコンを受信できる状態にしておくことが好ましい。そのため、車両に搭載しているＶＩＣＳ受信機においては、車両の走行中は電波ビーコンと光ビーコンを常に受信できる状態としている。
【０００８】
一方、例えば図１０に示すように、高速道路５１に施設される電波ビーコン５２としては種々の形式があるものの、多くのものはこの電波ビーコン５２から、上り車線５４と下り車線５５に対して各々電波を放射している。その際、上り車線５４を走行する車両５６は原則として電波ビーコン５２の手前側でその電波を受けることができるように電波の放射方向が定められ、また下り車線５５を走行する車両５７も同様に、原則として電波ビーコン５２の手前側でその電波を受けることができるようにその電波の放射方向が定められている。
【０００９】
その結果、図１２に示すように、電波ビーコンの電波の放射方向は上り車線５４に対してはその中心線Ａが図中右側に向けられ、下り車線５５に対してはその中心線Ｂが図中左側に向けられ、互いに逆方向に向けられることとなる。また、高速道路５１上において各電波が通常の車両のＶＩＣＳ受信機でほぼ適正に受信できる範囲は図中一点鎖線の略楕円形で示すような領域となり、上り車線及び下り車線を走行する車両はほぼこの範囲で自車両に向けられている電波を受信することとなる。
【００１０】
このとき放射される電波で送信される交通情報は、上り車線と下り車線に対して同一のデータを送信しており、それに対してこれを受信する車両においてはその中から、例えば上り車線５４を走行している車両５６は、その車が走行する方向の約２００ｋｍ程度前方迄の高速道路の交通情報と全体に共通の交通情報のみを取り込み、下り車線５５を走行している車両５７は同様に、その車が走行する方向の約２００ｋｍ程度前方迄の高速道路の交通情報と全体に共通の交通情報のみを取り込むようにしている。
【００１１】
このような送受信を行わせるため、後に本発明の説明部分において詳細に述べるように、上り車線用の電波と下り車線用の電波とは逆位相の電波を出力している。即ち、電波ビーコンでは１パケットを１２８バイトとし、このデータをＧＭＳＫ（Gaussian Filtered minimum shift keying)変調し、更に１ｋＨｚでＡＭ変調している。この信号におけるヘッダ部にはそのデータが主方向用データであるか、従方向用データであるかを識別するためのコードが含まれている。また、電波ビーコン受信機においてこのようなデータを含む電波を受信し、これを復調してその後ＡＭ検波する。
【００１２】
上記のようなデータを含む信号において、１フレーム分のデータパケットの先頭ビット受信に同期してＡＭ復調信号が立ち上がっている場合を同相、立ち下がっている場合を逆相としている。この電波を受信する受信機側では、最初に同相の信号を受信したと判別されるときには車両が上り車線を走行していることがわかり、逆に最初に逆相の信号を受信したと判別されるときには車両が下り車線を走行していることがわかり、ビーコン送信機の直下を通過するとき正相から逆相に、或いは逆相から正相に変わることを確認して正確な走行方向を判別し、その判別結果に基づいてその車の走行方向に対応した前記のような交通情報を出力するようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、都心部において施設されている高速道路５１の多くは例えば図１１に示すように高架式であり、この高速道路５１の多くは一般道路５３上に、或いは一般道路５３に隣接して建設されることが多い。この高速道路５１に図示するような電波ビーコン５３が設置され、本来は高速道路を走行する車両に対して情報を提供するために電波を放射している。しかしながら、この電波の一部はその下に沿って延びている一般道路５３の上にも一部漏れて到達することとなる。
【００１４】
この時一般道路５３上に到達するビーコン電波は高速道路５１上で受信することができる本来の強さの電波よりかなり弱いものとなっている。しかしながら、電波ビーコンにおいてはその電波放射出力が必ずしも一定ではなく、高出力のものもあれば比較的低出力のものも存在する。そのため車両に設ける受信機においては低出力の電波ビーコンでも確実に受信することができる性能を有し、上記のような比較的低出力の電波ビーコンが用いられている場合にも、送信されるデータを確実に取り込むことができるようにしている。
【００１５】
即ち、例えば図１３（ｂ）に示すように、高速道路５１に設置された電波ビーコン５２から、前記のように中心線Ａ方向と中心線Ｂ方向に電波を放射しているとき、この電波ビーコンの出力が大きい高出力ビーコンの場合には、同図（ａ）の実線で示すグラフのように受信する電界強度は大きいため、高速道路５１上でこの電波を受信する車両Ｃ１においては、受信電界強度がＨ２の時にこれを受信するように設定しておいても充分作動することができる。この時には高速道路５１を走行する車両Ｃ１はこの電界強度の領域Ｊに到達する地点Ｅにおいてこれを受信することとなる。また対向車線を走行する車両は地点Ｅ’においてこれを受信する。
【００１６】
しかしながら、前記のように出力が低い電波ビーコンも存在するため、このような電波ビーコンの電波を受信するときには、同図（ａ）の二点差線で示すグラフのように、受信する電界強度は低いものとならざるを得ない。したがって車両側の受信機は前記と同様に地点Ｅにおいてこれも受信することができるように、例えば電界強度Ｈ１において確実にこの電波を受信することができる性能が要求される。なお、このような受信機を搭載している車両は、高出力の電波ビーコンの電波を受けるときには、同図に示すように高速道路５１上の地点Ｆにおいて電界強度Ｈ１となる領域Ｋに入るため、ここからビーコン電波を受信することとなり、対向車線側の車両は地点Ｆ’においてこれ受信することとなる。
【００１７】
一方、前記のように電波ビーコンの出力が大きい場合、高架式の高速道路５１の下に並行に延びている一般道路５３においては、その電波の一部が漏れてこの一般道路５３上にも到達することがある。即ち、図１３の電波ビーコン５２からの電波が強いとき、前記低出力の電波ビーコンでも受信できる受信機を搭載している車両Ｃ２がこの一般道路５３を走行するとき、前記電界強度の領域Ｋに入る地点Ｇにおいてビーコン電波を受信することとなる。また、対向車線側の車両は地点Ｇ’においてこれを受信する。そのとき受信する電界強度の変化は、図１３（ｃ）に実線で示すグラフのようなものとなる。なお、同図の一点鎖線のグラフは、放射されるＡ、Ｂ方向の電波の指向性が強く、ビーコン直下における電界強度が特に低下する場合の電界強度特性グラフを示している。
【００１８】
上記のように、高架式の高速道路５１を走行する車両Ｃ１が受信してその情報を利用するために放射した電波が、その下を並行して走行する車両Ｃ２もこれを受信してしまうことがあり、そのときには一般道路を走行している車両が高速道路の交通情報のための、例えば「この先の１０ｋｍ先から渋滞が始まります。」のような情報を受けることとなる。しかしながらこの情報は高速道路の交通状態を示すものであって、一般道路についての情報ではないため、この情報を受けた運転者は別の道路に迂回する等、誤った行動をとる等、誤判断を行うことがあり、また混乱してしまうこともある。
【００１９】
したがって本発明は、高速道路に設置された電波ビーコンの電波を、この高速道路の下の一般道路を走行する車両が受信し、高速道路の情報を取り入れて運転者が混乱を生じることがないようにした車両用ビーコン受信機を提供することを主たる目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両用ビーコン受信機は、上記課題を解決するため、互いに逆方向に、且つ異なった位相のフレームデータを含む電波を送信するビーコン送信機の電波を受信するビーコン受信手段と、受信した電波の電界強度を検出する電界強度検出手段と、前記ビーコン送信機の直下を通過したことを検出するビーコン直下通過検出手段と、前記電界強度検出手段とビーコン直下通過検出手段の検出出力により、受信した電波に含まれる交通情報を出力するか否かを判別する受信情報出力可否判別手段とを備え、前記電界強度検出手段には電界強度のピークを検出する電界強度ピーク検出部を有し、前記受信情報出力可否判別手段には、前記電界強度ピーク検出手段によるピーク検出地点と、前記ビーコン直下通過検出手段によるビーコン直下通過検出地点との距離に対応した値を計数する計数手段と、前記計数手段の出力と予め設定した設定値と比較する比較部と、比較結果に基づいて受信情報出力の可否を判別する判別部とを有することを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明に係る他の車両用ビーコン受信機は、受信したフレームデータ毎の位相の判定結果に応じてカウントを行うアップダウンカウンタを備え、前記計数手段は、前記電界強度ピーク検出部による電界強度ピーク検出時から、ビーコン直下通過検出手段によるビーコン直下通過検出時までのアップダウンカウンタの値を計数するものである。
【００２２】
また、本発明に係る他の車両用ビーコン受信機は、前記計数手段が、前記電界強度ピーク検出部による電界強度ピーク検出時から、ビーコン直下通過検出手段によるビーコン直下通過検出時までの時間を計数するものである。
【００２３】
また、本発明に係る他の車両用ビーコン受信機は、前記計数手段が、前記電界強度ピーク検出部による電界強度ピーク検出時から、ビーコン直下通過検出手段によるビーコン直下通過検出時までの距離を計数するものである。
【００２４】
また、本発明に係る他の車両用ビーコン受信機は、前記電界強度ピーク検出部の検出出力が、ビーコン直下通過検出手段にも出力されるものである。
【００２５】
また、本発明に係る他の車両用ビーコン受信機は、前記アップダウンカウンタの出力が、ビーコン直下通過検出手段にも出力されるものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。前記のように高速道路を走行する車両に対して交通情報を提供するため設置される電波ビーコンは、図４（ａ）に示すように、１フレーム内に４バイトの同期符号（ＳＹＮＣ）、１２２バイトのデータ部、２バイトのＣＲＣ符号により構成される合計１２８バイトのパケットからなり、データ部は更に１９バイトのヘッダ部と１０３バイトの実データ部とにより構成され、この１フレームの信号は１６ｍｓの長さを有する。また、同図（ｂ）に示すように、このフレームが各々間に２ｍｓのアイドル信号を介在させた状態で第１フレームから第Ｎフレームまで集まり、１まとまりのデータとしての１サイクルのデータを構成している。ヘッダ部には、そのデータが主方向用データか、従方向用データか、或いは主従両方向用データかを識別するためのコードが含まれており、これを受信した受信機において後述するように走行方向が判別されたとき、その車両の走行方向に応じた交通情報を出力することができるようになっている。
【００２８】
上下車線方向に向いている２面合成アンテナからなる電波ビーコンにおいてはこれをＧＭＳＫ変調し、更に１ｋＨｚでＡＭ変調し、図４（ｃ）に示すようにこの１サイクルの信号をＡ及びＢの方向に６４ｋｂｐｓの速度で連続的に送信している。その際、各々の方向に放射する電波は互いに位相が異なるＡＭ信号を放射するようにしている。即ち、図４（ｃ）において図中中心線Ｄから左側に放射している電波Ａは、同図（ｄ）に示すような各フレームの先頭における同期部（ＳＹＮＣ）の先頭において、同図（ｅ）の左側に示すように立ち上がる１ｋＨｚのＡＭ信号を発生して放射する。それに対して中心線から図中右側に放射している電波は、この先頭部分で立ち下がる同図（ｅ）の右側に示すようなＡＭ信号を発生して放射する。
【００２９】
図１に示すように、例えば高速道路に設置した電波ビーコン送信機１から放射される上記のような電波は、ＶＩＣＳ受信機のアンテナ２で受信され、これをＲＦ復調部３において入力された高周波信号を増幅し、周波数変換部４で前記高周波入力信号を局部発信器５からの局部発信周波数と混合し、ＩＦ周波数に変換する。なお、ビーコン受信機におけるこれらのフロントエンド部分を、本発明においてビーコン受信手段と総称する。局部発信器５は周波数変換を行うための発信器で、ＩＦ周波数だけ離れた周波数を発生させる。周波数変換部４の信号はＩＦ増幅部６でＩＦ周波数の増幅を行い、データ復調部７でＩＦ変調されたＧＭＳＫ変調波を復調して６４Ｋｂｐｓのデータ信号を得る。また、このＩＦ増幅部６の信号は１ｋＨｚでＡＭ復調を行うＡＭ復調部８、及びＩＦ周波数を検波し受信レベルを検出する電界強度レベル検出部９に各々出力する。
【００３０】
同期検出部１０は、データ復調部７の信号の同期検出を行い、基準１ｋＨｚ作成部１１ではこれに同期して１ｋＨｚの基準信号を作成し位相判定部１２に出力する。位相判定部１２においては、その他前記１ｋＨｚＡＭ復調部８の信号を入力している。この位相判定部１２における判定手段としては従来から提案されている種々の手段を採用することができるが、例えば本願出願人が既に提案している図５に示すような判定手段を用いることもできる。即ちこの位相判定手段は、基準信号生成部３０、サンプリングクロック生成部３１、ＥＸＯＲゲート（イクスクルーシブＯＲゲート）３２、サンプリング部３３、アップダウンカウンタ３４、及び位相判定部３５から構成されている。基準信号生成部３０は、同期信号に同期したタイミングで周波数が１ｋＨｚの基準信号Ａ０を生成して出力する。サンプリングクロック生成部３１は、同期信号に同期したタイミングで周波数が例えば２ｋＨｚのサンプリングクロックを生成して出力する。
【００３１】
ＥＸＯＲゲート３２は、ＡＭ復調部８から出力されたＡＭ復調信号Ａ１と、前記基準信号生成部３０から出力された基準信号Ａ０とを入力し、図６（ａ）に示すように、ＡＭ復調信号Ａ１及び基準信号Ａ０の論理値が一致しているときは「Ｌ」レベルの信号を出力し、また図６（ｂ）に示すように、ＡＭ復調信号Ａ１及び基準信号Ａ０の論理値が相互に異なるときは「Ｈ」レベルの信号を出力する。図６（ａ）、（ｂ）には、同相及び逆相共に全ての信号が一致し、同相は「Ｌ」レベルを、また逆相は「Ｈ」レベルを維持している状態を示しているが、ＡＭ復調信号Ａ１の位相が種々の外的状態により変化するときには、「Ｌ」及び「Ｈ」の出力レベルはそれに伴って変化する。
【００３２】
サンプリング部３３は、サンプリングクロック生成部３１から出力された例えば２ｋＨｚのサンプリングクロックの周波数でＥＸＯＲゲート３２の出力をサンプリングする。アップダウンカウンタ３４は、同期信号により初期化され、サンプリング部３３の出力が「Ｈ」レベル信号の時はカウンタの値に１を加算し、「Ｌ」レベル信号の時はカウンタの値から１を減算する。図６（ａ）及び（ｂ）にはいずれも、アップダウンカウンタが＋１或いは−１が出力されている状態を示している。しかしながら実際の作動に際しては、ＡＭ復調信号Ａ１にはノイズやフィルタの影響等により、特に信号の立上り部及び立下がり部にはジッタが発生しており、また、ビーコン送信機の直下では両電波の間にあって電界強度が比較的低く、また同相成分と逆相成分との混在や、マルチパス等の影響によりＡＭ復調信号の位相が乱れているため不安定になっており、これを考慮した位相の判別を行わなければならない。
【００３３】
そのため、位相判別部３５においては、例えば図７に示すようなフローによって位相の判別を行う。即ち、位相判別処理に際して、ステップＳ２１において図１の同期検出部１０で同期符号が検出し、それに対応して同期信号を出力する（ステップＳ２２）。次いで、図４のアップダウンカウンタ３４を初期化し（ステップＳ２３）、アップダウンカウンタ３４の初期値を例えば３２等の所定の値にリセットする。また、前記同期信号に同期したタイミングで図５における基準信号生成部３０において周波数が１ｋＨｚの基準信号Ａ０を生成すると共に、サンプリングクロック生成部３１において２ｋＨｚのサンプリングクロックを生成する（ステップＳ２４）。
【００３４】
次いで図５のＥＸＯＲゲート３２において基準信号Ａ０とＡＭ復調信号Ａ１とを比較して出力を行い（ステップＳ２５）、サンプリング部３３ではサンプリングクロックに同期したタイミングでＥＸＯＲゲート２３の前記出力をサンプリングする。その後、アップダウンカウンタ３４においてサンプリング部３３から出力された信号が「Ｌ」の時はカウント値ａに１を加算し、「Ｈ」の時にはカウント値ａから１を減算するカウント作動を行う（ステップＳ２６）。このカウント値ａは、同期信号に同期したタイミングで位相判定部３５に出力される。
【００３５】
図４の位相判別部３５ではカウント値を調べて設定値との対比を行い（ステップＳ２７）、例えば初期値が３２の時にはそれよりも５少ない２７等の第１設定値以下の時（ａ≦第１設定値）には「逆相」と判別し（ステップＳ２８）、逆に５多い３７等の第２の設定値以上の時（ａ≧第２設定値）には「同相」と判別し（ステップＳ３０）、カウント値が第１設定値と第２設定値の間の時（第１設定値＜ａ＜第２設定値）には、同相とも逆相とも判別することができない「不定」と判別して（ステップＳ２９）、その結果を図１のデータ処理部１５に出力する。なお、この処理において使用される図５に示されるアップダウンカウンタ３４は、後述する図１のビーコン直下通過検出処理のためのピーク検出部１６のデータとして、また受信情報出力可否判別部１８の作動に際して受信フレーム数に関連するデータとしても用いられる。
【００３６】
ビーコン直下通過検出手段としての図１におけるビーコン直下通過検出処理部１７では、各種の手段によって車両がビーコン直下を通過したことを検出することができるが、図１に示す実施例においては、本願出願人が先に提案している方式により検出を行っている。即ち、位相判定部に備えているアップダウンカウンタ１３の出力を用い、このピーク値をピーク値検出部１６で検出して入力し、また、電界強度ピーク検出部１４の値を入力しこのデータを元に処理を行っている。
【００３７】
この実施例においては、基本的にはフレーム毎の位相判定を前記と同様に行い、同位相のときには位相カウント値をカウントアップし、逆位相の時にはカウントダウンする作動を行い、ピーク検出部１６において位相カウント値がピークであることを検出したときには原則としてビーコン直下を通過したと検出するものである。しかしながら、マルチパスやフェージング、トラックとの併走による位相乱れの影響を受けるとその地点で減少して再び増加することがあり、単にカウント値が減少したことを検出するのみでは誤作動を生じることがある。
【００３８】
その対策として、ビーコン直下に近い地点では電界強度が高い特性を利用し、ビーコン直下通過検出処理部１７では電界強度ピーク検出部１４の信号を入力して、電界強度が所定値より高い状態の時に電界強度のピークが設定値以上低下したときにビーコン直下を通過したと検出する処理を行う。このようにして得られたビーコン直下通過検出処理部１７の検出結果はデータ処理部１５に入力され、データ処理部１５では位相判定部１２において得られた受信フレームの位相が正相から逆相に、あるいは逆相から正相に変化したことを検出し、且つ上記のようにビーコン直下通過検出処理部１７からビーコン直下を通過したことを検出した信号を入力したときに、車両がビーコン直下を通過したものと判別するようにしている。データ処理部１５ではこの時点で先に取り込んでいた交通情報のデータのうちその車両が受け取るべきデータを選択し、外部Ｉ／Ｆを介してナビゲーション装置等のデータ表示部２４に出力する。
【００３９】
一方、図１に示す前記電界強度レベル検出部９においては、ＩＦ増幅器６からのＩＦ周波数を検波し、受信した電界強度を検出して、例えば図３（ａ）の高速道路での受信における（ｉ）受信電界強度に示すような、また同図（ｂ）の高速道路下の一般道路での受信における（ｉ）受信電界強度に示すようなデータを各々得る。同図（ａ）の高速道路上での受信のデータにおいては、高速道路下の一般道路において高速道路に設置した高出力の電波ビーコンを受信するときとの比較を明確にするため、高速道路上で低出力ビーコンを受信したときの状態を実線で示し、以下そのときの特性等を示している。また、高出力ビーコンを受信したときの受信電界強度の状態を参考のため破線で示している。なお、この電界強度のグラフは前記図１３に示す電界強度のグラフと同様のものを採用している。
【００４０】
この図から明らかなように、高速道路上で受信した電波の電界強度は、受信地点が電波ビーコンに近接しているため、ピークをなす地点が電波ビーコンの設置位置Ｄに比較的近接し距離Ｌ１の位置であるＩ及びＩ’の地点に存在するのに対して、高速道路下の一般道路で受信した電波の電界強度は、受信地点が電波ビーコンから離れた位置にあるため、ピークをなす上り車線及び下り車線各地点が、電波ビーコンの設置地点Ｄから離れた距離Ｌ２の位置であるＭ及びＭ’の地点に存在する。
【００４１】
また、同様の現象により、一般道路を走行する車両が一般道路上に設置された電波ビーコンを受信するときには、前記高速道路上での受信と同じく、電界強度のピークをなす地点は電波ビーコンから比較的近接した距離Ｌ１の位置に存在することとなる。このような受信電界強度のピークがビーコン設置位置に近接した位置に存在するか離れた位置に存在するかの状態は、電波ビーコンが高出力のものであっても、また低出力のものであっても同様の傾向を示す。このような電界強度のピークを、図１においては電界強度ピーク検出部１４で検出している。なお、図１の電界強度レベル検出部及び前記電界強度ピーク検出部が本発明における電界強度検出手段に対応する。
【００４２】
したがって本発明の第１の実施例はこの現象に着目して、高架式の高速道路に並行して延びている一般道路上を走行する車両が、高速道路上に設置した電波ビーコンを受信しているか否かを識別するものであり、これを識別するためには種々の手段が考えられる。その一例を図１〜図３に示しており、この実施例においては位相判定部１２において位相の判定に用いる前記アップダウンカウンタ３４を利用する例を示している。
【００４３】
即ち、図１に示すように、受信情報出力可否判別手段としての受信情報出力可否判別部１８における、計数手段としてののカウント値読取部１９は、前記位相判定部１２における前記アップダウンカウンタ３４に対応するアップダウンカウンタ１３のデータを入力すると共に、電界強度ピーク検出部１４の信号を入力している。また、この実施例においてカウント値読取部１９は、前記ビーコン直下通過検出処理部１７において前記のようにして得られる検出結果を入力している。それにより、電界強度ピーク検出部１４でピークを検出したときにカウントを開始し、ビーコン直下通過検出処理部１７でビーコン直下を通過したと検出したときにそのカウントを停止し、その結果得られたカウント値をカウント値比較部２１に出力する。
【００４４】
この値は図３において（ａ）の高速道路上での受信では、(iii)に電界強度ピーク値からの受信フレームカウント値として示しており、（ｉ）の受信電界強度のグラフにおける電界強度がＨ３を記録した地点Ｉからカウントを開始し、ビーコン直下通過検出処理部１７でビーコンの直下を通過したことを検出したときに、それまでのピークのカウント値Ｓ１の値でカウントを終了し、そのとき迄のカウント値Ｓ２がカウント値読取部１８における読取値となる。
【００４５】
また同図（ｂ）の高速道路下の一般道路での受信では、(iii)に電界強度ピーク値からの受信フレームカウント値として示しており、（ｉ）の受信電界強度における電界強度がＨ４を記録した地点Ｍの値からカウントを開始し、ビーコン直下通過検出処理部１７でビーコンの直下を通過したことを検出したときに、それまでのピークのカウント値Ｓ３の値でカウントを終了し、そのとき迄のカウント値Ｓ４がカウント値読取部１８における読取値となる。
【００４６】
なお、受信フレームの正相・逆相をカウントした値は電波を受けてから徐々に増加することが原則ではあるが、電界強度が低いときはノイズの影響等によりカウントが乱れる傾向があるため、例えば図３（ａ）の高速道路上での受信においては（ii）に示すように受信の開始時近傍、及び終了時近傍にはカウントのアップ・ダウンが生じて乱れる。また特に同図（ｂ）の高速道路下の一般道路での受信においては更にノイズが多く、受信の開始時近傍及び終了時近傍のほかに、電波ビーコンが設置している地点Ｄの近くにおいても電界強度が低いため乱れる傾向が強い。
【００４７】
しかしながら、高速道路下の一般道路での受信においては、前記のようにノイズが存在しても受信可能範囲が広いため、カウント値が長い間積算されることとなるため、図３（ｂ）（iii）に示すようにそのカウント値Ｓ４は、同図（ａ）（iii）に示すような高速道路上での受信のカウント値Ｓ２に比較して際だって多くなる。このことは高速道路に高出力の電波ビーコンが設置されている場合も全く同様である。したがってこの値を図１におけるカウント値比較部２１において予め設定されている設定値２０と比較し、判別部２２では設定値２０よりもカウント値が多いときには、高速道路下の一般道路上で高速道路の電波ビーコンの電波を受信しているものと判別し、データ処理部１５に出力する。データ処理部１５では、この信号が入力したときには既に取り込んでいた交通情報のデータの出力を停止する。
【００４８】
図１に示すブロック構成からなる本実施例の作動に際しては、例えば図２に示す作動フローにより処理することができる。即ち、受信情報出力可否判別処理に際しては、走行している車両がビーコン電波を受信したか否かが判別され（ステップＳ１）、受信しないときには受信するまでこれを繰り返して待機する。受信した際には図１の位相判定部１２において位相の判定を行う（ステップＳ２）。その処理は前記のように図５〜図７に示す本願出願人が先に提案した、サンプリングしたデータをアップダウンカウンタによりカウントする手法によって正確に行うことができる。更に、このアップダウンカウンタ３４のカウント値を加減算して積算することにより、受信フレーム数に対応するデータを得る（ステップＳ３）。
【００４９】
このとき同時に電界強度レベルの検出を行い（ステップＳ４）、電界強度がピーク値となったか否かを判別する（ステップＳ５）。この判別に際しては、図１の電界強度ピーク検出部１４において行われる。この判別において未だピーク値となっていないと判別されたときには、ステップＳ４に戻って電界強度レベルの検出を継続し、ピークになったと判別したときには、第１のアップダウンカウンタ値を読みとる（ステップＳ６）。次いで、図１のピーク検出部１６においてアップダウンカウンタ１３のピークの検出を行い（ステップＳ７）、ピークを検出したときにはこのデータに基づいて車両がビーコンの直下を通過したことを検出する（ステップＳ８）。このときアップダウンカウンタの第２の値を読み取り（ステップＳ９）、前記第１カウント値と第２カウント値の差を計算する（ステップＳ１０）。
【００５０】
その計算結果と設定値とを比較し（ステップＳ１１）、計算値が設定値より大か否かを判別する（ステップＳ１２）。設定値より大であると判別されたときには電界強度のピーク地点とビーコン直下との距離が大きいことを意味するので、本来受けるべきではない電波を受けていると判別し、データの出力を停止する（ステップＳ１３）。また、設定値より大ではないと判別されたときには電界強度のピーク地点とビーコン直下との距離が近いことを意味するので、その車両が受けるべき電波であると判別して、先に取り込んでいるデータの出力を行い、ナビゲーション装置のモニタ等に表示し（ステップＳ１４）、この処理を終了する（ステップＳ１５）。
【００５１】
上記実施例において、電界強度がピークとなる地点からビーコン直下との距離を検出する手段として、位相判別、あるいはビーコン直下通過検出処理を正確に行うための受信フレームに対応した値であるアップダウンカウンタを利用した例を示したが、そのほか種々の手段を採用することができ、例えば図８及び図９に示すように時間をカウントするタイマを用いることもでき、その際には例えば図９に示すブロック図に示す装置によって作動する。この図９において図１と同一構成の受信手段等の部分については図示を省略し、また図示されている部分についても図１と同様の機能を行うブロックについては同一番号を付している。
【００５２】
図９において、受信情報出力可否判別部３６にはタイマ等により時間をカウントする時間カウント部３７を備え、電界強度ピーク検出部１４及びビーコン直下通過検出処理部１７のデータを入力しており、例えば図８（ａ）の高速道路上での受信における（ｉi）の情報取込可否判別用時間カウント値のグラフに示されるように、同図（ａ）における（ｉ）の電界強度のグラフにおける電界強度が最初にＨ３のピークに達したＩの地点からカウントを開始し、ビーコン直下通過検出処理部１７でビーコンの直下を車両が通過したことを検出したときにそのカウントを停止する。なお、この時のタイマとしては例えば前記図５に示すようなサンプリングクロック生成部３１で生成されたクロック信号を用いる等、種々の回路で用いられているクロックを使用することができる。
【００５３】
そのカウント結果はカウント値比較部３９に出力され、予め設定された設定値３８と比較し、判別部４０においてその時間が設定値より短いと判別されたときには、データ処理部１５において受信したデータは出力すべきデータであるとしてそのデータの出力を行う。これは図８（ａ）（ii）において、カウント値Ｔ１が設定値Ｔ０より小さい状態として示されている。
【００５４】
また、図８（ｂ）に示すように高速道路下の一般道路での受信のため、電界強度がピークとなる地点Ｍからビーコン設置地点Ｄ迄の距離Ｌ２が長いときには、その車両が一般道路を走行していて速度が比較的遅いこともあり多くの時間がかかるため、同図（ii）に示すようにそのカウント時間は設定値Ｔ０よりも大きいＴ２となる。これを図９の判別部４０が判別し、データ処理部１５においては受信したデータは出力すべきデータではないとしてその出力を停止する。
【００５５】
上記実施例において位相判定部１２にアップダウンカウンタ１３を用い、正確な位相判定、及び正確なビーコン直下通過検出処理を行い、また、電界強度ピーク検出部１４を備えてビーコン直下通過検出処理をより正確に行う手段を備えた例に基づいて説明したが、従来から用いられている位相判定処理及びビーコン直下通過検出処理を行う装置においても同様に用いることができ、その際には例えば図１０に示すブロック構成によって実施することができる。この図においても図１と同一構成部分については一部図示を省略し、また図示されている部分についても同様の機能を行うブロックについては図１と同一番号を付与している。
【００５６】
図１０において位相判定部１２にはアップダウンカウンタを用いておらず、またビーコン直下通過検出処理部１７はデータ処理部１５の１機能部として包含されている例を示している。このブロック構成において、受信情報出力可否判別部３６は前記図９と同様の構成を採用しており、時間カウント部３７において電界強度ピーク検出部１４でピークを検出したときカウントを開始し、ビーコン直下通過検出処理部１７でビーコンの直下を通過したことを検出したときにはその出力によってカウントを停止し、カウント比較部３９において設定値３８と比較し、判別部４０で前記と同様の判別を行い、データ処理部にその判別結果を出力するようにしている。なお、上記のような位相判定部１２及びビーコン直下通過検出部１７の構成は、前記図１の実施例においても同様に変形して適用することができる。
【００５７】
受信した電波ビーコンが本来受信すべきものであるか否かの判別を、電界強度が最初にピークになった地点からビーコンの直下を通過した地点までの距離に関連した値を得るに際して、上記の例の他、ナビゲーション装置に車両の走行距離データが取り込まれている場合にはこのデータを直接利用することができ、その際には電界強度が最初にピークになった地点の距離データを取り込み、ビーコンの直下を通過したことを検出したときにカウントを終了することによりその間の距離データを得ることができ、その距離が予め設定した値以上か否かを判別することにより前記と同様の処理を行うことができる。
【００５８】
前記実施例はいずれも、高速道路上に設置した電波ビーコンを受信した際、電界強度が最初にピークになった地点からビーコンの直下を通過した地点までの距離に関連した値を検出することにより、データを取り込むべきか否かを判別する例を示したが、例えば前記図１３における高速道路設置ビーコン受信の状態を示す図において、（ｃ）に示している高速道路下の一般道路での電界強度のグラフに示されるように、例えば高速道路上で低出力ビーコンを受信したときのピーク電圧値Ｈ３と同じ電界強度の電波を受信した場合でも、上記一般道路での受信の際には特にビーコン設置地点での電界強度が低下する傾向が強く、同図の一点差線で示すグラフのようにこの地点で電界強度が大きく落ち込むことが多い。
【００５９】
図１３のこの特性は図１１の（ａ）及び（ｂ）にまとめて示している。図示の例においては高速道路上で低出力ビーコンを受信しているときにはビーコン設置地点Ｄにおいて受信適正レベルＨ１より低下することはないが、高速道路下の一般道路で高出力ビーコンの漏れ電波を受信した場合には、ビーコン設置地点において受信適正レベルＨ１より低下してしまうことがある。この特性を利用して、高速道路に設置した電波ビーコンの電波を高速道路下の一般道路で受信することによる不適切な案内出力の防止を行うこともできる。
【００６０】
その際には、例えば図１１（ｃ）に示すような機能ブロック構成により判別を行うことができる。この図に示す実施例においては前記図１０と同様の機能ブロック構成を採用しているが、ここでは前記各実施例で用いている電界強度ピーク検出部１４を使用しない例を示しており、ビーコン直下通過検出処理部１７での処理に際しては、例えば位相判定部１２による判定の結果、正相から逆相に、或いは逆相から正相に所定期間変化し、且つ電界強度レベルが所定値以上の時にビーコンの直下を通過したものとする等の処理を行う。
【００６１】
図１１に示す実施例における受信情報出力可否判別部４１においては、上記のような処理によりビーコン直下通過検出処理部１７からビーコン直下を通過したことを検出した出力が得られたとき、ビーコン直下近傍電界強度検出部４２において電界強度レベル検出部９の検出値を取り込む。この値を受信電界強度比較部４４において予め定められた例えば図１１（ａ）（ｂ）に示される電界強度Ｈ１のような設定値４３と比較し、判別部４５による判別結果をデータ処理部１５に出力する。データ処理部１５では、その判別結果が高速道路下の一般道路での受信であると判別されたときには、受信した交通情報の出力を停止する。なお、設置されている電波ビーコンによっては、ビーコン設置地点において正相側と逆相側の電波の混合を防止する等のため、両方の電界強度が大きく低下するように設定されていることもあるが、その際でもビーコン直下だけではなく、その近傍の電界強度も含めて検出することにより本発明は実施可能となる。
【００６２】
本発明は以上のように種々の手段により、高速道路上に設置された電波ビーコンの電波を、高速道路下の一般道路において受信した場合に、その受信結果を出力しないようにすることができるものであるが、上記のような高速道路上とその下の一般道路上の受信電界強度の特性を利用することにより、更に各種の手段によって本発明を実施することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成したので、高速道路に設置された電波ビーコンの電波を、高速道路上で受信しているか、或いは高速道路の下の一般道路で受信しているかを確実に判別することができ、高速道路の下の一般道路を走行する車両が高速道路の交通情報を取り入れて運転者が誤った判断の行う等の混乱を生じることを防止することができる。
【００６４】
また、受信したフレームデータ毎の位相の判定結果に応じてカウントを行うアップダウンカウンタを備え、前記計数手段は、前記電界強度ピーク検出手段による電界強度ピーク検出時から、ビーコン直下通過検出部によるビーコン直下通過検出時までのアップダウンカウンタの値を計数する前記車両用ビーコン受信機としたものにおいては、電界強度がピークとなる地点からビーコン直下の地点までの走行時間に応じて変化する受信フレーム数に関連するデータをカウントすることができるので、容易に、且つ確実に前記判別を行うことができる。
【００６５】
また、前記計数手段が、前記電界強度ピーク検出部による電界強度ピーク検出時から、ビーコン直下通過検出手段によるビーコン直下通過検出時までの時間を計数する前記車両用ビーコン受信機としたものにおいては、電界強度がピークとなる地点からビーコン直下の地点までの距離に対応した値を容易に検出することができ、それにより前記判別を確実に行うことができる。その際特に、一般道路を走行する車両は比較的走行速度が遅いので、その判別は更に確実なものとなる。また、時間を計数する手段としてはこの装置内に用いられている種々のクロックを使用することができ、その際には安価な装置で上記判別を行うことができる。
【００６６】
また、前記計数手段が、前記電界強度ピーク検出部による電界強度ピーク検出時から、ビーコン直下通過検出手段によるビーコン直下通過検出時までの距離を計数する前記車両用ビーコン受信機としたものにおいては、電界強度がピークとなる地点からビーコン直下の地点までの距離を確実に検出することができ、特に車両には距離計を備えナビゲーション装置にも通常そのデータが使用されているので、このデータを用いることにより容易に、且つ確実に前記判別を行うことができる。
【００６７】
また、前記電界強度ピーク検出部の検出出力が、ビーコン直下通過検出手段にも出力する前記車両用ビーコン受信機としたものにおいては、ビーコン直下を通過したことを正確に検出するために使用する電界強度ピーク検出部の検出出力を、そのまま本発明に利用することができ、安価な手段によって前記判別を確実に行うことができる。
【００６８】
また、前記アップダウンカウンタの出力が、ビーコン直下通過検出手段にも出力する前記車両用ビーコン受信機としたものにおいては、ビーコン直下を通過したことを正確に検出するために使用するアップダウンカウンタの機能を本発明に利用することができ、安価な手段によって前記判別を確実に行うことができる。
【００６９】
また、互いに逆方向に、且つ異なった位相のフレームデータを含む電波を送信するビーコン送信機の電波を受信するビーコン受信手段と、受信した電波の電界強度を検出する電界強度検出手段と、前記ビーコン送信機の直下を通過したことを検出するビーコン直下通過検出手段と、前記電界強度検出手段とビーコン直下通過検出手段の検出出力により、受信した電波に含まれる交通情報を出力するか否かを判別する受信情報出力可否判別手段とを備え、前記受信情報出力可否判別手段には、ビーコン直下通過検出手段によるビーコン直下通過出力時近傍の前記電界強度検出手段の出力を取込むビーコン直下近傍電界強度検出手段と、前記ビーコン直下近傍電界強度検出手段の出力と予め設定した設定値と比較する比較部と、比較結果に基づいて受信情報出力の可否を判別する判別部とを有することを特徴とする車両用ビーコン受信機としたものにおいては、従来から電波ビーコン受信時に走行方向に対応した情報を取り入れるために使用されているビーコン直下通過検出手段、及び電界強度検出手段を用いるのみで、安価な手段によって前記判別を行うことができる。その際、ビーコン直下部分において特に電界強度が低下する特性の電波ビーコンであっても、その前後部分を含めたその地点近傍の電界強度を検出することにより確実に前記判別を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【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】同実施例の受信電界強度と受信フレームのカウントの関係、及び本発明による受信情報出力可否判別のためのカウント作動を示す図である。
【図４】本発明のビーコン受信機で受信するビーコンからのデータフレーム構成、及び２面合成アンテナから送信される電波の位相の関係を示す図である。
【図５】上記実施例で用いられる位相判定部の機能ブロック図である。
【図６】上記位相判定部で行われる位相判定手法を示すタイムチャートである。
【図７】上記位相判定部における作動フロー図である。
【図８】本発明の他の実施例における、受信電界強度、及び受信情報出力可否判別のための時間カウント値の関係を示す図である。
【図９】同実施例の主要機能ブロック構成図である。
【図１０】同実施例の他の主要機能ブロック構成図である。
【図１１】本発明の他の実施態様を示す図であり、（ａ）は高速道路上での受信電界強度の特性を示す図であり、（ｂ）は高速道路下の一般道路での受信電界強度の特性を示す図であり、（ｃ）はこれらの特性を利用して本発明の作動を行うための主要機能ブロック図である。
【図１２】本発明が適用される道路と電波ビーコンの関係を示す斜視図である。
【図１３】上記道路と電波ビーコンの関係により生じる、高速道路と高速道路下の一般道路での電波の受信特性を示す図である。
【符号の説明】
１  高速道路設置電波ビーコン送信機
９  電界強度レベル検出部
１２  位相判定部
１３  アップダウンカウンタ
１４  電界強度ピーク検出部
１５  データ処理部
１６  ピーク検出部
１７  ビーコン直下通過検出処理部
１８  受信情報出力可否判別部
１９  カウント値読取部
２０  設定値
２１  カウント値比較部
２２  判定部
【図１】
0004025009.tif 000002
【図２】
0004025009.tif 000003
【図３】
0004025009.tif 000004
【図４】
0004025009.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004025009.tif 000007
【図７】
0004025009.tif 000008
【図８】
0004025009.tif 000009
【図９】
0004025009.tif 000010
【図１０】
0004025009.tif 000011
【図１１】
0004025009.tif 000012
【図１２】
0004025009.tif 000013
【図１３】
0004025009.tif 000014