DE3781534T2

DE3781534T2 - Strassenrandbakensystem.

Info

Publication number: DE3781534T2
Application number: DE8787118402T
Authority: DE
Inventors: Tohru C O Osaka Works Iwai; Yoshizo C O Osaka Work Shibano; Haruo C O Osaka Works Suzuki
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1987-12-11
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2007-12-12
Also published as: EP0271842B1; EP0271842A2; CA1285050C; EP0271842A3; US4823138A; DE3781534D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Straßenrand-Leitbakensystem, wie es in EP-A-0249951 vorgeschlagen ist.
Die grundsätzliche Aufgabe eines Straßenrand-Leitbakensystems besteht darin, Signale, die Positionsdaten und Straßenrichtungsdaten einschließen, an ein Navigationssystem in dem Fahrzeug zu übertragen. Es mag auch von dem Straßenrand-Leitbakensystem gefordert werden, die folgenden Funktionen bei der praktischen Verwendung durchzuführen:
Übertragung von Verkehrsinformationen, wie Verkehrsstau, Baustellen an der Straße, Umleitungen, usw. in dem Bereich um die Straßenrandantenne herum;
(2) Informationen für eine ins einzelne gehende Karte, die die Lage von Gebäuden oder Häusern mit Namen einschließt, in dem Bereich um die Straßenrandantenne herum;
(3) Informationen für eine Straßenkarte eines relativ großen Bereiches, der die Position der Straßenrandantenne einschließt, um die Straßenkarte auf der Anzeigeneinheit zu erneuern; und
(4) Zweiweg-Übertragungen zwischen der Straßenrandantenne und dem Fahrzeug.
Oben genannte Anwendungen können nur mit einem erweiterten Übertragungsbereich erfüllt werden, der von der Straßenrandantenne überdeckt werden, um große Datenübertragungsmengen zu realisieren.
Wenn jedoch der von der Straßenrandantenne überdeckte Übertragungsbereich vergrößert wird, wird die Erfassung der Fahrzeugposition ungenau, die die primäre Zielsetzung des Navigationssystems ist.
Zusätzlich zu der ausgebreiteten Feldverteilung in dem erweiterten Übertragungsbereichssystem gibt es eine solche Menge an Hindernissen für elektromagnetische Wellen, wie sich in der Nähe bewegende Fahrzeuge, Gebäude längs einer Straße usw., die bewirken, daß das von dem Fahrzeug empfangene Signal stark schwankt. Ein Beispiel einer gemessenen Feldverteilungsschwankung, die von dem oben genannten Faktor herrührt, ist in Fig. 10 gezeigt. Die Signalschwankungen sind das Ergebnis davon, daß an solchen Gegenständen gestreute oder von diesen reflektierte Empfangswellen eine voneinander unterschiedliche Amplitude und Phase aufweisen. Mit anderen Worten, es tritt in dem Signal ein Mehrwegschwund auf. Somit mag die Kalibrierung der Fahrzeugposition, bei der das derart empfangene Signal verwendet wird, einen unerwarteten Fehler einschließen. D.h., daß das von der Mobilantenne empfangene Signal einen hohen Pegel an einer Position haben kann, die tatsächlich weiter von der Straßenrandantenne entfernt ist, was große Positionsfehler ergibt.
Bei dem in der EP-A-0249951 vorgeschlagenen Straßenrand- Leitbakensystem werden Antennen mit gespaltener Ausstrahlungscharakteristik für die Straßenrandantenne verwendet, wodurch die elektrische Feldstärke plötzlich unmittelbar vor der Antenne abnimmt. Wenn die plötzliche Abnahme der empfangenen Signalstärke erfaßt worden ist, wird festgestellt, daß das Fahrzeug unmittelbar vor der Straßenrandantenne ist, und die Fahrzeugpositionsdaten und die Bewegungsrichtungsdaten werden gemäß den Empfangsdaten gerade vor der Erfassung des plötzlichen Abnahmepunktes kalibriert. Daher werden die Wirkungen des Mehrwegschwundes an der empfangenen Signalstärkeverteilung ausgeschlossen.
Bei diesem Straßenrand-Leitbakensystem kann eine Vielzahl von Daten zwischen der Straßenrandantenne und dem Fahrzeug über einen weiten Bereich ohne Schwierigkeit übertragen werden, und die Erfassungsgenauigkeit der Fahrzeugposition in Bezug auf die Straßenrandantenne kann beträchtlich verbessert werden.
In dem Fall, daß große Hindernisse, wie Lastwägen und Busse, die beträchtlich größer als das mit einem Navigationssystem ausgerüstete Fahrzeug sind, um die Straßenrandantenne herum vorhanden sind, und sich das Fahrzeug in dem Übertragungsbereich befindet, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, oder in dem Fall, daß die Straßenrandantenne unter der Brückenstruktur, die über die Straße gebaut ist, installiert ist und die Straße von oben her bestrahlt und sich ein großes, versperrendes Fahrzeug oder Fahrzeuge nahe dem mit dem Navigationssystem ausgerüsteten Fahrzeug bewegt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, schirmt das große, versperrende Fahrzeug die Radiowellen ab oder streut sie, was eine Verschlechterung der Positionsgenauigkeit des Fahrzeuges ergibt, wobei Datenübertragungen trotzdem praktisch ausreichend durchgeführt werden können
Dies wird mit den Versuchsergebnissen im einzelnen beschrieben. Bei dem Versuch ist das große, versperrende Fahrzeug, das, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, auf der mittleren Fahrbahnspur fährt, 8,12 m lang, 2,2 in breit und 3,5 m hoch, wobei das Fahrzeug mit Navigationssystem 1,0 m hoch ist, die Straßenrandantenne 5,0 m hoch ist und der Neigungswinkel des Hauptausstrahlungsstrahls der Straßenrandantenne 30º beträgt. In diesem Fall ist die Schwankung des Signalpegels, der von der Mobilantenne empfangen worden ist, so wie es in Fig. 4A gezeigt ist. Wie es aus dem Vergleich mit der Schwankung des Signalpegels (wie es in Fig. 4B gezeigt ist) in dem Fall einer freien Umgebungsbedingung offensichtlich ist, bei der keine wesentlichen elektromagnetischen Hindernisse, wie große Lastwägen, Busse usw. vorhanden sind, zeigt die Signalpegelschwankung (Fig. 4A) die Charakteristika davon, daß eine plötzliche Pegelabnahme, die der Abschirmung der Radiowellen durch die großen Hindernisse zugesprochen wird, und Welligkeitsanteile bis zu 10 dB auf der breiteren und glatten Signalpegelverteilungskurve einander überlagern, die durch die Richtfaktoren der Straßenrandantenne und der Mobilantenne bestimmt ist. Deshalb wird die Erfassungsgenauigkeit der Fahrzeugposition etwas verschlechtert.
Andere Versuchsdaten werden nun betrachtet, wobei gemäß Fig. 3 ein großes Fahrzeug auf einer Mittelfahrbahnspur gerade unter einer Straßenrandantenne fährt, die 6 m hoch ist, und das Fahrzeug, daß das Navigationssystem aufweist, bewegt sich auf einer benachbarten Fahrbahnspur. In diesem Fall ist die Pegelschwankung des von der Mobilantenne empfangenen Signals so, wie es in Fig. 4C gezeigt ist. Wie es aus einem Vergleich der Änderungen des Signalpegels, der in dem Fall empfangen wird, wenn sich kein großes Fahrzeug parallel zu dem Fahrzeug mit dem Navigationssystem (wie es in Fig. 4D gezeigt ist) bewegt, ist die Signalpegelschwankung der Fig. 4C derart, daß die Welligkeitsanteile in der Größenordnung von 3 dB, die dem Mehrwegschwund zugesprochen werden, auf der breiteren und glatteren Signalstärkenverteilungskurve überlagert sind, die durch die Richtfaktoren der Straßenrandantenne und der Mobilantenne bestimmt ist.
Bei beiden der vorgenannten Versuchen ist die Frequenz der Wellen, die die Übertragungsdaten tragen, auf ungefähr 2,5 GHz eingestellt.
So schließt in beiden vorgenannten Fällen das von der Mobilantenne empfangene Signal Welligkeitskomponenten in der Größenordnung 3 bis 10 db ein. Jedoch bewirkt dies keine Schwierigkeit bei der Datenübertragung; d.h., die Daten können weiterhin an die Mobilantenne mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden, weil ausreichend C/N Charakteristika am Boden der Signalschwankungen erhalten sind.
Da das gespaltene Ausstrahlungssignal, das von der Straßenrandantenne ausgestrahlt wird, scharf gerade vor der Straßenrandantenne und an ausreichend weit von der Straßenrandantenne entfernten Positionen abfällt, ist es zum Erfassen der Fahrzeugposition nicht ausreichend, nur den Pegelabfall des empfangenen Signals zu erfassen. D.h., nur der scharfe Abfall des Signalpegels, der auftritt, wenn das Fahrzeug gerade vor der Straßenrandantenne fährt, sollte erfaßt werden.
Um die obige Anforderung zu erfüllen, wurde die in EP-A- 0249951 vorgeschlagene Navigationsvorrichtung in der folgenden Weise ausgelegt: in der Vorrichtung wird das Empfangssignal an ein Tiefpaßfilter gegeben, so daß plötzliche Schwankungen entfernt werden; d.h., das Signal wird in ein Signal umgewandelt, welches eine sanfter gekrümmte Kennlinie aufweist. Das derart erhaltene Signal wird in zwei Signale unterteilt. Von einem der beiden Signale wird erfaßt, daß sich das Fahrzeug der Straßenrandantenne nähert. Wenn erfaßt worden ist, daß das Fahrzeug in dem der Straßenrandantenne benachbarten Bereich angekommen ist, wird das andere Signal über eine Torschaltung an einen Positionserfassungsabschnitt gegeben, so daß der Punkt, wo ein Plötzliches Abfallen des empfangenen Signalpegels auftritt, erfaßt werden kann. Somit kann die Navigationsvorrichtung nur eine schnelle Abnahme des empfangenen Signalpegels erfassen, die der Position unmittelbar vor der Straßenrandantenne entspricht. Jedoch ist die Vorrichtung noch ungenügend in soweit, als daß, da die plötzlichen Schwankungen beim Pegel des empfangenen Signals durch das Tiefpaßfilter entfernt werden, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit gefahren wird, die Senkung in dem Pegel des empfangenen Signals nicht so tief ist, und deshalb der Positionserfassungsabschnitt nicht fähig sein mag, die plötzliche Abnahme beim Pegel des empfangenen Signals zu erfassen.
Die oben beschriebene Schwierigkeit kann durch Entfernen des Tiefpaßfilters ausgeschlossen werden. Jedoch hat aus der obigen Diskussion klar verständlichen Gründen ein derartiges Vorgehen die Schwierigkeit zum Ergebnis, daß der empfangene Signalpegel nicht nur bei dem oben genannten, plötzlichen Abnahmepunkt R (siehe Fig. 4E) abnimmt, wo der Pegel abnehmen sollte, sondern auch an anderen Punkten R&sub1;, R&sub2; und R&sub3;. Deshalb wird die Positionserfassung schlechter.
Ferner ändert sich der Pegel des von der Mobilantenne empfangenen Signals mit der Fahrbahnspur, auf der sich das Fahrzeug bewegt; d.h., er ändert sich mit dem Abstand zwischen der Straßenrandantenne und der Mobilantenne. Ferner hängt der Pegel von den inhärenten Empfindlichkeitsschwankungen der Straßenseitenvorrichtung und auch der mobilen Vorrichtung ab. Deshalb ist es sehr schwierig, den festen Bezugssignalpegel einzustellen, an dem die Positionierung des Fahrzeuges bestimmt werden kann, indem das Abfallen des Signalpegels zu dem Bezugspunkt erfaßt wird.
Dies wird mehr im einzelnen durch Versuchsergebnisse beschrieben. Beispielsweise in dem Fall, bei dem eine Antenne mit gespaltener Ausstrahlungscharakteristik an einer Autobahn mit drei Fahrbahnspuren als eine Straßenrandantenne längs der ersten Fahrbahnspur installiert ist und eine Antenne als Mobilantenne an einem Fahrzeug verwendet wird, deren Hauptstrahlungskeule sich nach oben erstreckt, weist das von der Mobilantenne an dem in der ersten Fahrbahnspur fahrenden Fahrzeuges empfangene Signal den höchsten Pegel (A in Fig. 5 und Fig. 6A) auf, das von der Mobilantenne des in der dritten Fahrbahnspur fahrenden Fahrzeuges den niedrigsten, und das von der Mobilantenne des Fahrzeuges in der zweiten Fahrbahnspur empfangene fällt mit seinem Pegel zwischen jene zwei Signale (B in Fig. 5 und Fig. 6B).
Es wurde beobachtet, daß ungefähr 10 dB Schwankungen beim Empfangssignalpegel gemäß der Fahrbahnspur vorliegt, auf der sich das Fahrzeug bewegt; jedoch kann das scharfe Abfallen des Signalpegels gerade vor der Straßenrandantenne bei jeder Fahrbahnspur gesehen werden.
Dieser Unterschied wurde bei dem Versuch mit nur einem Satz von Straßenrandvorrichtungen und denselben mobilen Vorrichtungen beobachtet. Betrachtet man einen praktischen Fall, bei dem eine große Anzahl von Bakenantennen verwendet wird und eine enorme Anzahl von Fahrzeugen vorkommt, so können die Signalpegelschwankungen tatsächlich größer als 10 dB werden. Deshalb ist es im wesentlichen unmöglich, einen absoluten Bezugspegel zum Erfassen der plötzlichen Abnahme des empfangenen Signals einzustellen.
Im Hinblick auf die vorhergehenden Ausführungen besteht eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung darin, ein Straßenrand-Leitbakensystem zu schaffen, bei dem die erforderlichen Funktionen ohne weiteres hinzugefügt werden können, und die Kalibrierung der Fahrzeugposition, die die Hauptfunktion des Systems ist, mit großer Stabilität durchgeführt werden kann, ohne daß sie von einem Mehrwegschwund und auch einer durch den fahrbaren Unterschied bewirkten Signalpegelschwankung beeinträchtigt wird.
Die Erfindung, wie sie beansprucht ist, löst die obige Zielsetzung. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem derart gebauten Straßenrand-Leitbakensystem werden verschiedene Daten einschließlich Positionsdaten in der Form einer Antenne mit gespaltener Ausstrahlungcharakteristik zu den Fahrzeugen durch die Straßenrandantenne übertragen, die an vorbestimmten Positionen errichtet sind.
Die in jedem Fahrzeug eingebaute Navigationsvorrichtung empfängt als Kalibrierungsdaten vorbestimmte Daten, die in dem durch die Straßenrandantenne übertragenen Signal eingeschlossen sind. Das empfangene Signal wird in zwei Signale, ein erstes und ein zweites Teilungssignal, unterteilt. Das erste von einer Empfangsantenne empfangene Teilungssignal wird der Glättungseinrichtung zugeführt, so daß momentane Pegelschwankungskomponenten ausgeschlossen werden, wodurch somit die geglättete Einhüllende der Signalpegelverteilung geschaffen wird. Das geglättete Signal wird an die Positionserfassungsbereichs-Feststellungseinrichtung geliefert, die, wenn der Pegel des geglätteten Signals den ersten Referenzpegel überschreitet, das Positionserfassungsbereichs- Feststellungssignal abgibt, das anzeigt, daß das Fahrzeug in der Nähe der Straßenrandantenne angekommen ist. Das Positionserfassungsbereichs-Feststellungssignal wird als ein Steuerungseingangssignal an die Positionsfeststellungs-Toreinrichtung angelegt, um letzteres zu öffnen. Das zweite, von der Empfangsantenne erhaltene Teilungssignal wird auch der Positionsfeststellungseinrichtung zugeführt, mit der der plötzliche Abfallpunkt des zweiten Teilungssignalpegels erfaßbar ist. Die Kalibrierungsseinrichtung kalibriert die Positionsdaten in Übereinstimmung mit dem Positionsfeststellungssignal, das von der Positionsfeststellungseinrichtung abgegeben worden ist, und den empfangenen Daten.
Somit wird bei dem Straßenrand-Leitbakensystem nach der Erfindung zur Positionserfassung erhaltene Signal auf zwei Arten verarbeitet, wobei eine von diesen geglättet ist, um augenblickliche Pegelschwankungen auszuschalten und die Einhüllende der Signalpegelverteilung zu geben. Das geglättete Signal wird zum Erfassen der Annäherung des Fahrzeuges zu der Straßenrandantenne verwendet. In Antwort auf eine solche Erfassung wird die Positionsfeststellungs-Toreinrichtung geöffnet, um das andere Signal (das augenblickliche Signal) an die Positionsfeststellungseinrichtung zu liefern. Somit kann die Fahrzeugposition gemäß der plötzlichen Pegelabnahme des empfangenen Signals festgestellt werden, das nicht geglättet ist.
Die gleiche Wirkung kann in dem Fall erzielt werden, bei dem die Glättungseinrichtung mit einem Spitzenerfassungsschaltkreis und einem Zeitkonstantenschaltkreis versehen wird, oder in dem Fall, bei dem ein Tiefpaßfilter verwendet wird.
Ferner, in dem Fall, daß der erste Referenzpegel in der Positionserfassungsbereichs-Feststellungseinrichtung größer als der zweite Referenzpegel in der Positionsfeststellungseinrichtung ist, kann der Positionsfeststellungsbereich auf einen schmalen Bereich begrenzt werden, dessen Mitte genau vor der Straßenrandantenne ist. Demgemäß kann genau erfaßt werden, wenn das Fahrzeug gerade vor der Straßenrandantenne vorbeifährt.
Bei dem Straßenrand-Leitbakensystem nach der Erfindung wird das empfangene Signal in zwei Teilungssignale unterteilt, und eines der zwei Signale wird verwendet, um zu erfassen, daß sich das Fahrzeug nahe der Straßenrandantenne nähert, und das Erfassungsergebnis wird verwendet, die Positionsfeststellungs-Toreinrichtung zu öffnen, so daß das andere Signal ohne Abänderung an die Positionsfeststellungseinrichtung geliefert wird, wobei der zweite Referenzpegel, der zu dem Spitzenwert des ersten Teilungssignals proportional ist, auch an die Positionsfeststellungseinrichtung gegeben wird. Deshalb kann der Pegel des Referenzsignals proportional zu dem Pegel des Spitzenwertes des ersten Teilungssignals geändert werden, und die Positionsbestimmung kann erreicht werden, indem die plötzliche Pegelabnahme des zweiten Teilungssignals verwendet wird, ohne beispielsweise durch die Fahrbahnspur beeinflußt zu sein, auf der das Fahrzeug fährt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Positionserfassungsbereichs-Feststellungseinrichtung eine Glättungseinrichtung aufweisen, um augenblickliche Pegelschwankungsanteile bei der elektrischen Feldstärke desjenigen der beiden Signale auszuschließen, das durch Teilen des empfangenen Signals erhalten wurde, um das geglättete Signal zu liefern, so daß, wenn das geglättete Signal einen höheren Pegel als der erste Referenzpegel besitzt, das Positionserfassungsbereichs-Feststellungssignal ausgegeben wird, um anzuzeigen, daß sich das Fahrzeug im Bereich nahe der Straßenrandantenne befindet. In diesem Fall wird das eine der beiden durch Teilen des empfangenen Signals erhaltene Signal der Glättungseinrichtung zugeführt, um augenblickliche Pegelschwankungen der elektrischen Feldstärke zu entfernen, um das geglättete Signal zu liefern, und, wenn der Pegel des geglätteten Signals den ersten Referenzpegel überschreitet, wird das Positionserfassungsbereichs-Feststellungssignal ausgegeben, um anzuzeigen, daß sich das Fahrzeug nahe der Straßenrandantenne befindet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Mehrweg-Schwundphänomens;
Fig. 2,3 und 8 sind perspektivische Ansichten, die ein Straßenrand-Leitbakensystem darstellen;
Fig. 4A bis 4E sind graphische Darstellungen, die elektrische Feldstärkeverteilungen angeben;
Fig. 5 ist ein Erläuterungsdiagramm, das Beziehungen zwischen der Straßenrandantenne und Fahrbahnspuren zeigt;
Fig. 6A bis 6C sind graphische Darstellungen, die die Wellenformen von Signalen angeben, die von verschiedenen Fahzeugen auf unterschiedlichen Fahrbahnspuren mit einem Spannungsteilungssignal L&sub2; empfangen wurden;
Fig. 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer auf einer Anzeigeeinheit angezeigten Straßenkarte angibt;
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das ein erstes Beispiel eines Straßenrand-Leitbakensystems nach der Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Wellenform eines Signals zur Feststellung eines Positionserfassungsbereiches zeigt;
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel des Straßenrand-Leitbakensystems nach der Erfindung zeigt;
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Straßenrandantenne zeigt;
Fig. 13 und 14 sind Diagramme, die das Richtfaktormuster der Straßenrandantenne zeigen; und
Fig. 14 und 15 sind Blockdiagramme weiterer Ausführungsformen von Straßenrand-Leitbakensystemen nach der Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜPHRUNGSFORMEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig.7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer auf einer Anzeigeeinheit angezeigten Straßenkarte angibt. In Fig. 7 zeigt der Pfeil A die gegenwärtige Position und die gegenwärtige Bewegungsrichtung des Fahrzeuges auf einer Anzeigeeinheit an. Ferner sind Straßenrandantennen P&sub1;, P&sub2;, .. und Pn auf der Straßenkarte an Positionen angegeben, die ihren tatsächlichen Positionen entsprechen (die Anzeige dieser Straßenrandantenne kann weggelassen werden, wodurch keine Schwierigkeit beim Betrieb hervorgerufen wird), und Gebäude oder ähnliches sind als schraffierte Flächen angegeben.
Fig. 1, 2, 3 und 8 sind Diagramme, die ein Straßenrand-Leitbakensystem darstellen. Eine Straßenrandantenne 2 zur Übertragung eines Signals, das Positionsdaten und Straßenrichtungsdaten darstellt, ist längs einer Straße 1 an vorbestimmten Positionen installiert, wohingehend eine Mobilantenne 4 auf einem auf der Straße 1 fahrenden Fahrzeug angebracht ist, um das Signal von der Straßenrandantenne zu empfangen. Das von der Mobilantenne empfangenene Signal wird einer Navigationsvorrichtung (nicht gezeigt) zugeführt.
Die Mobilantenne 4 ist eine Antenne, deren Hauptstrahlungskeule sich nach oben erstreckt.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Straßenrand-Leitbakensystems nach der Erfindung zeigt, und genauer gesagt, eine auf dem Fahrzeug installierte Einrichtung ist, um Signale von den Straßenrandantenne zu empfangen.
Das von der Mobilantenne 4 empfangene Signal (proportional der elektrischen Feldstärkeverteilung, die in Fig. 4A bis 4E gezeigt ist) wird durch einen Verstärker 5 verstärkt und von einem Erfassungsschaltkreis 6 erfaßt. Der Ausgang des Erfassungsschaltkreises 6 wird einem Spitzenerfassungsschaltkreis 7 und einem Torschaltkreis 8 zur Positionserfassung zugeführt. Der Spitzenerfassungsschaltkreis 7 gibt ein Spitzensignal aus, das einem Zeitkonstantenschaltkreis 9 zugeführt wird. Der Schaltkreis 9 liefert ein Stabilisierungssignal, das an einen Pegelentscheidungsschaltkreis 10 zum Herstellen eines Positionserfassungsbereiches gegeben wird. Der Schaltkreis 10 liefert ein Entscheidungssignal, das als ein Steuerungssignal dem Torschaltkreis 8 zugeführt wird. Das durch den Torschaltkreis 8 ausgegebene Signal, wird unmittelbar einem Positionserfassungschaltkreis 11 zugeführt, der ein Positionserfassungssignal ausgibt. Das durch den Verstärker 5 verstärkte Signal wird als Datensignal einem Datenübertragungssystem (nicht gezeigt) zugeführt.
Der Spitzenerfassungsschaltkreis 7 empfängt das Ausgangssignal des Erfassungsschaltkreises 6 und erfaßt den Maximalwert der augenblicklichen Pegelschwankungen und hält diesen Wert, bis er einen größeren Maximalwert zu einem späteren Zeitpunkt feststellt.
Der Zeitkonstantenschaltkreis 9 weist einen Entladeschaltkreis auf, der eine Zeitkonstante besitzt, die größer als die Periode der oben beschriebenen, augenblicklichen Pegelschwankungen ist. Wenn deshalb ein Signal, das dem augenblicklichen Spitzenwert des Signals entspricht, das der Feldstärkeverteilung proportional ist, an den Zeitkonstantenschaltkreis 9 gelegt wird, wird letzterer ein Signal mit dreieckförmiger Wellenform abgeben, dessen Pegel nach und nach zunimmt und dann nach und nach abnimmt, wie es in Fig. 10 gezeigt ist.
Der Pegelentscheidungschaltkreis 10 erhält das Ausgangssignal des Zeitkonstantenschaltkreises 9 und vergleicht es mit einem ersten Referenzsignal (L&sub1; in Fig. 4E) und liefert ein Steuerungssignal an den Torschaltkreis 8 während der Zeitdauer, während der das Ausgangssignal größer als das erste Referenzpegelsignal ist, um dadurch den Torschaltkreis 8 zu öffnen.
Das der Feldstärkeverteilung proportionale Signal wird durch den Torschaltkreis 8 hindurch direkt dem Positionserfassungsschaltkreis 11 zugeführt, wo das Signal mit einem zweiten Referenzpegel (L&sub2; in Fig. 4E) verglichen wird. Als Ergebnis hiervon gibt der Positionserfassungsschaltkreis 11 das Positionserfassungssignal zu der Zeit ab, wenn das Signal kleiner als der zweite Referenzpegel wird.
Die Arbeitsweise der derart aufgebauten mobilen Vorrichtung ist wie folgt:
Das von der Mobilantenne 4 empfangene Signal, wird nach Verstärkung durch den Verstärker 5 dem Datenübertragungssystem (nicht gezeigt) zugeführt. In dem Datenübertragungssystem werden die ursprünglichen Daten, beispielsweise durch Demodulation, erhalten und vorübergehend in einem Speicher gespeichert und dann an andere Steuerungsabschnitte übertragen, wenn dieses erforderlich ist.
Andererseits wird das Ausgangssignal des Vertärkers 5 an den Erfassungsschaltkreis 6 gegeben, dessen Ausgang dem Torschaltkreis 8 zur Positionserfassung und dem Spitzenfeststellschaltkreis 7 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Erfassungsschaltkreises 6 besitzt einen momentan schwankenden Pegel. Jedoch wird das Ausgangssignal durch den Spitzenfeststellschaltkreis 7 und den Zeitkonstantenschaltkreis 9 in ein glattes Signal umgewandelt, das im wesentlichen frei von augenblicklichen Pegelschwankungen ist. Dieses glatte Signal wird dem Pegelentscheidungsschaltkreis 10 zugeführt, in dem es mit dem ersten Referenzpegel L&sub1; (Fig. 4E) verglichen wird. Wenn das Signal größer als der erste Referenzpegel L&sub1; ist, legt der Pegelentscheidungsschaltkreis 10 ein Steuerungssignal an den Torschaltkreis 8, um letzteren zu öffnen, so daß das Erfassungssignal dem Positionserfassungsschaltkreis 11 zugeführt wird. In dem Positionserfassungsschaltkreis 11 wird das von dem Erfassungsschaltkreis 6 erfaßte und augenblickliche Pegelschwankungen einschließende Signal mit dem zweiten Referenzpegel L&sub2; (Fig. 4E) verglichen. Wenn es kleiner als der zweite Referenzpegel L&sub2; ist, wird das Positionserfassungssignal durch den Positionserfassungsschaltkreis 11 ausgegeben.
Beim Erzeugen des Positionsdatensignals werden die Positionsdaten und die Richtungsdaten, die in dem Speicher des Datenübertragungssystems (nicht gezeigt) gespeichert sind, einem Navigator (nicht gezeigt) zur Kalibrierung von Navigationsdaten zugeführt. Daraufhin werden die gegenwärtige Position und die gegenwärtige Bewegungsrichtung des Fahrzeuges gemäß der so kalibrierten Navigationsdaten berechnet und gemeinsam mit der Straßenkarte auf der Anzeigeeinheit angezeigt.
Die Arbeitsweise der Ausführungsform der Fig. 9 wird mehr im einzelnen beschrieben. Es wird der Fall angenommen, bei dem sich das längs der Straße 1 fahrende Fahrzeug 3 der Straßenrandantenne 2 nähert und sie dann verläßt. Zunächst ist das von der Mobilantenne 4 empfangene Signal im wesentlichen bei einem Pegel von Null, und deshalb wird ein Signal, das einen geringeren Pegel als das Referenzsignal L&sub1; aufweist, an den Pegelentscheidungsschaltkreis 10 gelegt, so daß letzterer ein Niedrigpegelsignal ausgibt. Demgemäß wird der Torschaltkreis 8 geschlossen aufrechtgehalten; d.h. es werden keine Daten an den Positionserfassungsschaltkreis 11 (T&sub1; in Fig. 10) übertragen.
Wenn sich das Fahrzeug der Straßenrandantenne nähert, nimmt der Signalpegel proportional der Durchschnittsfeldverteilungsfunktion nach und nach zu. Wenn das dem Pegelentscheidungschaltkreis 10 zugeführte Signal einen größeren Pegel als der erste Referenzpegel L&sub1; annimmt, gibt der Schaltkreis 10 ein Hochpegelsignal ab. Als Ergebnis hiervon wird der Torschaltkreis 8 geöffnet, so daß das von dem Erfassungsschaltkreis 6 erfaßte Signal dem Positionserfassungsschaltkreis 11 (T&sub2; in Fig. 10) zugeführt wird. Der Positionserfassungsschaltkreis 11 vergleicht das von dein Erfassungsschaltkreis 6 erfaßte Signal mit dein zweiten Referenzpegel L&sub2; und gibt das Positionserfassungssignal ab, wenn der Ausgang des Erfassungsschaltkreises kleiner als der zweite Referenzpegel L&sub2; wird. Das Positionserfassungssignal wird dem Navigator (nicht gezeigt) zugeführt, so daß die in dem Speicher gespeicherten vorbestimmten Daten dem Navigator zur Kalibrierung der gegenwärtigen Position, die in der Vorrichtung gespeichert sind, zugeführt werden.
Nachdem das Fahrzeug 3 an der Straßenrandantenne 2 vorbeifährt ist, nimmt der Pegel des dem Pegelentscheidungsschaltkreis 10 zugeführten Signals gemäß der Zeitkonstanten des Zeitkonstantenschaltkreises 9 nach und nach ab. Wenn es unter den ersten Referenzpegel L&sub1; fällt, gibt der Pegelentscheidungsschaltkreis 10 das Niedrigpegelsteuerungssignal ab. Das Niedrigpegelsteuerungssignal wird dem Torschaltkreis 8 zugführt, um letzteren zu schließen, und gleichzeitig wird der Positionserfassungsschaltkreis 11 zurückgesetzt. Somit wird die Vorrichtung für die nächste Kalibrierung bereit (T&sub3; in Fig. 10).
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das ein zweites Beispiel eines Straßenrand-Leitbakensystems nach der Erfindung zeigt. Das Straßenrand-Leitbakensystem der Fig. 11 unterscheidet sich von dem der Fig. 9 nur darin, daß ein Bandpaßfilter 12 zwischen den Verstärker 5 und den Efassungsschaltkreis 6 geschaltet ist.
Das Straßenrand-Leitbakensystem der Fig. 11 wird mehr ins einzelne gehend beschrieben. Diese Ausführungsform ist besonders wirkungsvoll in dem Fall, in dem die Straßenrandantenne 2 eine Datenradiowelle und eine Positionserfassungsradiowelle überträgt, die unter Verwendung unterschiedlicher Modulationssysteme erzeugt worden sind. Das durch den Verstärker 5 verstärkte Signal wird dem Bandpaßfilter zugeführt 12, so daß nur das Signal zur Positionserfassung heraugezogen und dem Erfassungsschaltkreis 6 zugeführt wird. Daraufhin wird das Signal in der gleichen Weise verarbeitet wie bei der ersten Ausführungsform der Fig. 9.
Wie es aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich ist, wird bei dem Straßenrand-Leitbakensystem nach der Erfindung das glatte Signal, das durch Entfernen von augenblicklichen Pegelschwankungskomponenten von dem Erfassungssignal erhalten worden ist, als ein Signal zum Erfassen des Positionserfassungsbereiches verwendet. Deshalb kann das Straßenrand- Leitbakensystem nach der Erfindung genau den Bereich erfassen, wo der Positionserfassungsvorgang durchgeführt werden sollte, ohne durch Mehrwegschwund oder durch das Vorhandensein von großen Fahrzeugen, die neben dem Fahrzeug fahren und von der Straßenrandantenne ausgestrahlte Radiowellen abschirmen oder streuen, beieinträchtigt zu werden, und in dem derart erfaßten Bereich kann der plötzliche Abnahmepunkt, der durch die Antenne mit gespaltener Ausstrahlungscharakteristik erzeugt wird, gemäß dem Erfassungssignal selbst erfaßt werden.
D.h., der Positionserfassungsvorgang wird durchgeführt, indem das Erfassungssignal verwendet wird, das nicht geglättet worden ist. Der plötzliche Abnahmepunkt der Antenne mit gespaltener Ausstrahlungscharakteristik wird aufrechtgehalten, und deshalb kann die Positionserfassung mit großer Genauigkeit durchgeführt werden.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel einer Straßenrandantenne. Die Straßenrandantenne schließt zwei reflektierende Tafeln 21, die einen Winkel von 2θ&sub0; bilden und nach unten um den Winkel Φ geneigt sind, und Dipolantennen 22 ein, die an vorbestimmten Positionen an den reflektierenden Tafeln 21 installiert sind. Die Dipolantennen 22 werden durch Signale erregt, die sich um 180º in der Phase unterscheiden.
Die Aufstellbedingungen der Dipolantennen 22 und deren horizontale und vertikale Richtfaktoren sind wie folgt:2Φ&sub0;=90º. Der Abstand d zwischen jeder der Dipolantennen 22 und der entsprechenden reflektierenden Tafel 21 beträgt 50 mm (d = 50 mm). Der Abstand D zwischen der Verbindungslinie der zwei reflektierenden Tafeln 21 und jeder Dipolantenne 22 beträgt 100 mm (D = 100 mm). Die Länge L jeder Dipolantenne 22 ist 10 mm (L = 10 mm). Wenn die Signalfrequenz f gleich 1,5 GHz (f = 1,5 GHz) ist, ist der horizontale Richtfaktor derart, daß, wie es in der Fig. 13A gezeigt ist, die Feldstärkeverteilung schnell in der Mitte abnimmt; d.h. die Feldstärkeverteilung schließt einen plötzlichen Abnahmepunkt (oder Nullpunkt) ein. Andererseits ist der vertikale Richtfaktor beträchtlich hoch, wie es in Fig. 13B gezeigt ist.
Somit kann mit dem Straßenrand-Leitbakensystem, das die derart ausgelegte Straßenrandantenne und die oben beschriebene mobile Vorrichtung verwendet, die Fahrzeugposition genau ohne Beeinträchtigung durch Mehrwegschwund oder die Gegenwart eines großen Fahrzeuges neben dem Fahrzeug, das das Signal abschirmt oder streut, erfaßt werden.
Diese Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise kann statt des Spitzenerfassungsschaltkreises 7 ein Tiefpaßfilter verwendet werden. In dem Fall, bei dem die Straßenrandantenne eine Positionserfassungsradiowelle und eine Datenübertragungsradiowelle aussendet, kann die Positionserfassungsradiowelle ein amplitudenmoduliertes Signal und die Datenübertragungsradiowelle ein phasenmoduliertes Signal sein. Ferner ist es für den Durchschnittsfachmann offensichtlich, daß verschiedene Abänderungen und Änderungen bei den obigen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei der Erfindung das zur Positionserfassung erhaltene Signal einerseits verarbeitet, um augenblickliche Pegelschwankungskomponenten zu entfernen, um ein glattes Signal zu liefern, das zur Erfassung des Bereiches verwendet wird, wo der Positionserfassungsvorgang durchgeführt werden soll, und andererseits direkt verwendet, uin die plötzliche Pegelabnahme zu erfassen, die der Antenne mit gespaltener Ausstrahlungscharakteristik zugeordnet ? wird. Deshalb können mit dem Straßenrand-Leitbakensystem nach der Erfindung Positionserfassungsvorgänge genau ohne Beeinträchtigung durch Mehrwegschwund oder die Gegenwart eines großen Fahrzeuges neben dem Fahrzeug, das das Signal von der Straßenrandantenne abschirmt oder streut, durchgeführt werden. Daher kann die Menge der Übertragungsdaten erhöht werden.
Somit kann mit dem Straßenrand-Leitbakensystem, das die derart ausgelegte Straßenrandantenne und die oben beschriebene mobile Vorrichtung verwendet, die Fahrzeugposition genau ohne Beeinträchtigung durch Mehrwegschwund oder die Gegenwart eines großen Fahrzeuges neben dem Fahrzeug, das das Signal abschirmt oder streut, erfaßt werden.
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel eines Straßenrand-Leitbakensystem nach dieser Erfindung zeigt.
Das von der Mobilantenne 4 empfangene Signal wird durch einen Verstärker 5 verstärkt und von einem Erfassungsschaltkreis 6 erfaßt und dann einem Spitzenerfassungsschaltkreis 7 und einem Positionserfassungs-Torschaltkreis 8 zugeführt. Der Spitzenerfassungsschaltkreis 7 gibt ein Spitzensignal aus, das einem Zeitkonstantenschaltkreis 9 zugeführt wird. Der Schaltkreis 9 liefert ein Stabilisierungssignal, das an einen Positionserfassungsbereich-Pegelentscheidungsschaltkreis 10 und einen aus zwei Widerständen 23 und 24 zusammengesetzten Spannungsteiler gegeben wird. Der Pegelentscheidungsschaltkreis 10 liefert ein Entscheidungssignal, das als ein Steuerungssignal an den Torschaltkreis 8 und einen Leistungsquellen-Torschaltkreis 25 gelegt wird. Das durch den Torschaltkreis 8 hindurch ausgegebene Erfassungssignal und ein von dem Spannungsteilerschaltkreis abgegebenes Referenzsignal werden einem Positionserfassungschaltkreis, nämlich einem Komparator 21, zugeführt. Letzterer gibt in Übereinstimmung mit dem Erfassungssignal und dem zweiten Referenz-Signal ein Entscheidungssignal aus. Das Entscheidungssignal wird einem Schmitt-Triggerschaltkreis 26 zugeführt, der ein Positionserfassungssignal abgibt, das ein Impulssignal ist.
Andererseits wird das durch den Verstärker 5 verstärkte Signal direkt auf ein Datenübertragungssystem angewandt.
Eine Versorgungsspannung wird durch den Torschaltkreis 25 an den Komparator 21 und den Schmitt-Trigger 26 geliefert.
Die in Fig. 14 gezeigte Vorrichtung wird mehr im einzelnen beschrieben. Der Spitzenerfassungsschaltkreis 7 erhält das Ausgangssignal des Erfassungschaltkreises 6 und erfaßt darin einen Maximalwert bei augenblicklichen Pegelschwankungen und hält diesen Pegel bis ein größerer Maximalwert erfaßt wird.
Der Zeitkonstantenschaltkreis 9 ist aus einem elektrischen Entladeschaltkreis zusammengesetzt, der eine Zeitkonstante besitzt, die größer als die Periode der oben beschriebenen, augenblicklichen Pegelschwankungen ist. Deshalb, da ein Signal, das dem augenblicklichen Spitzenwert des Signals entspricht, der der Feldstärkeverteilung proportional ist, an den Schaltkreis 9 gelegt wird, wird letzterer ein Signal mit nach oben gewölbter Wellenform abgeben, dessen Pegel sanft zunimmt und dann ebenfalls sanft abnimmt, wie es in Fig. 10 gezeigt ist.
In dem Positionserfassungs-Pegelentscheidungsschaltkreis 10 wird der Ausgang des Zeitkonstantenschaltkreises 9 mit einem ersten Referenzpegel (L&sub1; in Fig. 4E) verglichen. Entsprechend der Zeitdauer, die das Ausgangssignal größer als der erste Referenzpegel ist, liefert der Pegelentscheidungschaltkreis 10 das Steuerungssignal an den Positionserfassungs-Torschaltkreis 8 und an den Stromquellen-Torschaltkreis 25, um den Torschaltkreis 8 zu öffnen.
Der oben beschriebene Spannungsteilerschaltkreis wird verwendet, um das Ausgangssignal des Zeitkonstantenschaltkreises 9, d.h. den Spitzenwert des empfangegen Signals, einer Spannungsteilung mit einem vorbestimmten Spannungsteilungsverhältnis zu unterziehen. Das Spannungsteilersignal wird als ein Referenzsignal an den Komparator 21 gelegt.
Das der elektrischen Feldstärkeverteilung proportionale Signal wird als ein Vergleichsignal durch den Torschaltkreis 8 hindurch an einen Komparator 21 gebracht, während das Spannungsteilersignal als ein zweites Referenzsignal an den Komparator 21 gelegt wird, in dem ersteres Signal mit letzterem verglichen wird. Wenn das Vergleichssignal höher als das Referenzsignal ist, gibt der Komparator ein Niedrigpegelsignal aus, und wenn das Vergleichssignal niederer als das zweite Referenzsignal ist, gibt der Komparator 21 ein Hochpegelsignal aus.
Der Schmitt-Triggerschaltkreis 26 erzeugt in Übereinstimmung mit der Pegelschwankung des Ausgangssignals des Komparators 21 ein Impulssignal. Das derart gebildete Signal wird als Positionserfassungssignal ausgegeben.
Die Arbeitsweise der derart ausgestalteten mobilen Vorrichtung ist wie folgt:
Das durch die Mobilantenne 4 empfangene Signal, wird nach Verstärkung durch den Verstärker 5 auf einen vorbestimmten Pegel dem Datenübertragungssystem (nicht gezeigt) zugeführt. In dem Datenübertragungssystem werden die ursprünglichen Daten, beispielsweise durch Demodulation, erhalten und vorübergehend im Speicher gespeichert und dann an andere Steuerungsabschnitte übertragen, wie dieses erforderlich ist.
Andererseits wird das Ausgangssignal des Vertärkers 5 an den Erfassungsschaltkreis 6 gegeben, dessen Ausgang dem Torschaltkreis 8 zur Positionserfassung und dem Spitzenerfassungsschaltkreis 7 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Erfassungsschaltkreises 6 besitzt einen momentan schwankenden Pegel. Jedoch wird das Ausgangssignal durch den Spitzenerfassungsschaltkreis 7 und den Zeitkonstantenschaltkreis 9 in ein glattes Signal umgewandelt, das im wesentlichen frei von augenblicklichen Pegelschwankungen ist. Dieses glatte Signal wird dem Pegelentscheidungsschaltkreis 10 und dem Spannungsteilerschaltkreis zugeführt. In dem Pegelentscheidungsschaltkreis 10 wird das glatte Signal mit dem ersten Referenzpegel L&sub1; (Fig. 10) verglichen. Wenn das glatte Signal größer als der erste Referenzpegel L&sub1; ist, liefert der Pegelentscheidungsschaltkreis 10 das Steuerungssignal an den Torschaltkreis 8, um letzteren zu öffnen. Als Ergebnis hiervon wird das Erfassungssignal zusammen mit dem zweiten Referenzsignal L&sub2; (Fig. 4E), das durch den Spannungsteilerschaltkreis geliefert wird, an den Komparator 21 gelegt. Zur gleichen Zeit wird der Stromquellen-Torschaltkreis 25 geöffnet, so daß eine Versorgungsspannung an den Komparator 21 und den Schmitt-Triggerschaltkreis 26 gelegt wird. In dem Komparator 21 wird das von dem Erfassungsschaltkreis 6 erfaßte und augenblickliche Pegelschwankungen enthaltene Signal mit dem zweiten Bezugspegel L&sub2; verglichen. Wenn das Signal niederer als der zweite Referenzpegel L&sub2; ist, wird das Hochpegelsignal ausgegeben. Das Hochpegelsignal wird an den Schmitt-Triggerschaltkreis 26 gelegt. Deshalb wird in Antwort auf das Hochpegelsignal, das Impulssignal, d.h. das Positionserfassungssignal, durch den Schmitt-Triggerschaltkreis 26 ausgegeben.
Beim Bereitstellen des Positionserfassungssignals werden die Positionsdaten und die Richtungsdaten, die in dem Speicher des Datenübertragungssystems (nicht gezeigt) gespeichert sind, einem Navigator (nicht gezeigt) zur Kalibrierung von Navigationsdaten zugeführt. Daraufhin werden die gegenwärtige Position und die gegenwärtige Bewegungsrichtung des Fahrzeuges gemäß der so kalibrierten Navigationsdaten berechnet, so daß sie gemeinsam mit der Straßenkarte auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden.
Die Arbeitsweise der mobilen Vorrichtung der Fig. 14 wird mehr im einzelnen beschrieben. Es wird der Fall angenommen, bei dem sich das längs der Straße 1 fahrende Fahrzeug 3 der Straßenrandantenne 2 nähert und sie dann verläßt. Zunächst ist das durch die Mobilantenne 4 empfangene Signal im wesentlichen bei einem Pegel von Null, und deshalb wird ein Signal, das einen geringeren Pegel als der erste Referenzpegel L&sub1; aufweist, an den Pegelentscheidungsschaltkreis 10 gelegt, so daß letzterer ein Niedrigpegelsignal ausgibt. Demgemäß werden die Torschaltkreise 8 und 25 geschlossen aufrechtgehalten, und der Komparator 21 wird außer Betrieb gehalten (T&sub1; in Fig. 10).
Wenn sich das Fahrzeug der Straßenrandantenne nähert, nimmt der Signalpegel proportional der Durchschnittsfeldverteilungsfunktion nach und nach zu. Wenn das dem Pegelentscheidungschaltkreis 10 zugeführte Signal einen größeren Pegel als der erste Referenzpegel L&sub1; annimmt, gibt der Pegelentscheidungsschaltkreis 10 ein Hochpegelsignal ab. Als Ergebnis hiervon wird der Torschaltkreis 8 geöffnet, so daß das von dem Erfassungsschaltkreis 6 erfaßte Signal dem Komparator 21 zugeführt wird, während der Torschaltkreis 25 geöffnet wird, so daß die Versorgungsspannung an den Schmitt- Triggerschaltkreis 26 angelegt wird (vgl. T&sub2; in Fig. 10). Der Komparator 21 vergleicht das von dem Erfassungsschaltkreis 6 erfaßte Signal mit dem zweiten Referenzpegel L&sub2;, der von dem Spannungsteilerschaltkreis gebildet wird. Wenn ersteres Signal niederer als das letztere ist, gibt der Komparator 21 ein Hochpegelsignal aus. Das derart ausgegebene Hochpegelsignal wird an den Schmitt-Triggerschaltkreis 26 gegeben, der dann das Impulssignal, nämlich das Positionserfassunsgsignal erzeugt. Das Positionserfassungssignal wird dem Navigator (nicht gezeigt) zugeführt, so daß die in dem Speicher gespeicherten vorbestimmten Daten dem Navigator zur Kalibrierung der gegenwärtigen Position, die in der Vorrichtung gespeichert ist, zugeführt.
Nachdem das Fahrzeug 3 an der Straßenrandantenne 2 vorbeigefahren ist, nimmt der Pegel des dem Pegelentscheidungsschaltkreis 10 zugeführten Signals gemäß der Zeitkonstanten des Zeitkonstantenschaltkreises 9 nach und nach ab. Wenn er niederer als der erste Referenzpegel L&sub1; wird, gibt der Pegelentscheidungsschaltkreis 10 ein Niedrigpegelsteuerungssignal ab. Das Niedrigpegelsteuerungssignal wird dem Torschaltkreis 8 und dem Stromquellen-Torschaltkreis 25 zugeführt. Als Ergebnis hiervon wird der Torschaltkreis 8 geschlossen, und gleichzeitig werden der Komparatorschaltkreis 21 und der Schmitt-Triggerschaltkreis 26 zurückgesetzt. Somit wird die Vorrichtung für die nächste Kalibrierung bereit (T&sub3; in Fig. 10).
Wenn das Fahrzeug an der Straßenrandantenne vorbeifährt, hängt der Pegel des durch die Mobilantenne 4 empfangenen Signals davon ab, auf welcher Fahrbahnspur sich das Fahrzeug befindet. Da sich jedoch der zweite Referenzpegel L&sub2; proportional zu dem Spitzenwert des empfangenen Signals ändert, kann das Erfassen der plötzlichen Pegelabnahme positiv erzielt werden, ohne von der Pegelschwankung des empfangenen Signals beeinträchtigt zu werden.
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Ausführungsform der Fig. 15 unterscheidet sich von der der Fig. 14 nur darin, daß ein Bandpaßfilter 22 und ein Erfassungschaltkreis 27 zwischen den Verstärker 5 und den Positionserfassungsschaltkreis 6 geschaltet sind.
Die Ausführungsform der Fig. 15 wird mehr ins einzelne gehend beschrieben. Diese Ausführungsform ist wirkungsvoll in dem Fall, in dem die Straßenrandantenne 2 eine Datenübertragungsradiowelle und eine Positionserfassungsradiowelle ausstrahlt, die mit unterschiedlichen Modulationssystemen erzeugt worden sind. Das durch den Verstärker 5 verstärkte Signal wird durch den Erfassungsschaltkreis 22 erfaßt. Der Ausgang des Erfassungsschaltkreises 27 wird dem Bandpaßfilter 22 zugeführt, so daß nur das Signal zur Positionserfassung herausgezogen und dein Erfassungsschaltkreis 6 zugeführt wird. Daraufhin wird das Signal in der gleichen Weise verarbeitet wie bei der Ausführungsform der Fig. 14.
Wie es aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich ist, wird bei dem Straßenrand-Leitbakensystem nach der Erfindung das glatte Signal, das durch Entfernen von augenblicklichen Pegelschwankungskomponenten von dem Erfassungssignal erhalten worden ist, als ein Signal zum Erfassen des Positionserfassungsbereiches verwendet. Deshalb kann das Straßenrand- Leitbakensystem nach der Erfindung genau den Bereich erfassen, wo der Positionserfassungsvorgang durchgeführt werden soll, ohne durch Mehrwegschwund oder durch das Vorhandensein von großen Fahrzeugen, die neben dem Fahrzeug fahren und von der Straßenrandantenne ausgestrahlte Radiowellen abschirmen oder streuen, beeinträchtigt zu werden, und es kann in dem derart ausgewählten Bereich den plötzlichen Abnahmepunkt, der durch die Antenne mit gespaltener Ausstrahlungscharakteristik erzeugt wird, gemäß dem Erfassungssignal und gemäß dem Signal erfassen, das dem Spitzenwert des ersten Teilungssignals proportional ist.
D.h., der Positionserfassungsvorgang wird in Antwort auf das Erfassungssignal durchgeführt, das nicht geglättet worden ist. Deshalb wird der plötzliche Abnahmepunkt der gespaltenen Ausstrahlungscharakteristik aufrechtgehalten. Ferner, wenn sich der Pegel der gespaltenen Ausstrahlungscharakteristik ändert, ändert sich der Referenzsignalpegel ebenfalls mit dem Pegel der gespaltenen Ausstrahlungscharakteristik. Somit kann eine Positionserfassung mit hoher Genauigkeit erreicht werden.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei der Erfindung das zur Positionserfassung erhaltene Signal in zwei Teilungssignale unterteilt, und das erste Teilungssignal wird in der Weise verwendet, daß der Bereich erfaßt wird, wo der Positionserfassungsvorgang gemäß dem ersten Referenzpegel durchgeführt wird, während das zweite Teilungssignal in der Weise verwendet wird, daß das zu der Spitze des ersten Teilungssignals proportionale Signal als zweites Referenzsignal für den Pegelvergleichsvorgang verwendet wird. Deshalb kann mit dem Straßenrand-Leitbakensystem nach der Erfindung der Positionserfassungsvorgang genau ohne Beeinträchtigung durch Mehrwegschwund oder die Gegenwart eines großen Fahrzeuges neben dem Fahrzeug, das das Signal von der Straßenrandantenne abschirmt und auch streut, durchgeführt werden. Daher kann die Menge der Übertragungsdaten erhöht werden.

Claims

1. Straßenrand-Leitbakensystem zur Übertragung von Signalen einschließlich Positionsdaten zwischen Straßenrandantennen (2) mit einer gespaltenen Ausstrahlcharakteristik, welche an vorbestimmten Positionen entlang einer Straße installiert sind und einer Navigationseinrichtung, welche von einem Fahrzeug (3) getragen ist, umfassend:

eine Mobilantenne (4), welche auf dem Fahrzeug (3) installiert ist, zum Empfang eines Signals von einer der Antennen (2) mit der gespaltenen Ausstrahlcharakteristik;

eine Einrichtung (10) zur Bestimmung des Positionserfassungsbereichs, die ein Positionserfassungsbereichs-Feststellungssignal erzeugt, wenn das empfangene Signal einen bestimmten ersten Referenzpegelwert (L1) überschreitet, was zeigt, daß sich das genannte Fahrzeug (3) in der Nähe einer der genannten Straßenrandantennen (2) befindet;

einen Positionserfassungsschaltkreis (11), der ein Positionserfassungssignal erzeugt, wenn das genannte empfangene Signal einen zweiten Referenzpegelwert (L2) unterschreitet;

eine Torschaltung (8) zur Erfassung der Position, die sich zwischen der genannten Mobilantenne (4) und dem genannten Schaltkreis (11) für die Positionserfassung befindet und das genannte

Positionserfassungsbereichs-Feststellungssignal als ein Steuersignal empfängt zur direkten Übertragung des genannten empfangenen Signals an den genannten Positionserfassungsschaltkreis (11);

eine Einrichtung zur Kalibrierung der Fahrzeugposition unter Verwendung von Positionsdaten, welche von den Straßenrandantennen (2) in Antwort auf das Positionserfassungssignal, welches von dem genannten Positionserfassungsschaltkreis (11) erzeugt wird, empfangen werden;

eine Einrichtung zur Signalglättung (7, 9), die sich zwischen der genannten Mobilantenne (4) und der genannten Einrichtung (10) befindet und so ausgestaltet ist, daß sie momentane Schwankungen des Pegels der elektrischen Feldstärke in dem empfangenen Signal ausschaltet, um ein geglättetes Signal, welches nur weiche Pegelübergänge besitzt, bereitzustellen.

2. Straßenrand-Leitbakensystem nach Anspruch 1, worin die genannte Glättungseinrichtung einen Schaltkreis (7) zur Erkennung eines Spitzenwertes und einen Schaltkreis (9) mit einer Zeitkonstante aufweist.

3. Straßenrand-Leitbakensystem nach Anspruch 1, worin die genannte Glättungseinrichtung einen Tiefpaßfilter umfaßt.

4. Straßenrand-Leitbakensystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der genannte erste Referenzpegelwert (L1) in der genannten Positionserfassungsbereichs-Feststellungseinrichtung höher als der genannte zweite Referenzpegelwert (L2) in dem genannten Positionserfassungsschaltkreis (11), ist.

5. Straßenrand-Leitbakensystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend:

eine Einrichtung (7, 23, 24) zur Erzeugung eines Referenzsignals zur Erkennung des Spitzenwerts des genannten empfangenen Signals und zur Bereitstellung eines Signals, welches proportional zu dem so erkannten Spitzenwert ist, als zweiten Referenzpegelwert (L2) für den genannten Positionserfassungsschaltkreis (11).