JP2002279585A - 路側無線装置、車載装置および無線通信方法 - Google Patents
路側無線装置、車載装置および無線通信方法Info
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Abstract
係わる信頼性を向上させた路側無線装置、車載装置およ
び無線通信方法を提供する。 【解決手段】路側無線装置1において、車載器5から送
出された応答信号を複数回に渡り受信し、その強度をサ
ンプリングして、受信した順に配列に格納する。配列に
格納された強度データをもとに、1次回帰線の分散基本
式を用いて強度グラフの滑らかさr2を算出する。ま
た、上記強度データをもとに、強度グラフの傾きbを算
出する。これらのr2およびbの値から、路側無線装置
1により形成される電波圏の安定領域内に、車載器5が
位置するか否かを判定する。そして、車両4の移動に伴
い、電波圏が安定している領域内に車載器5が進入した
と判定されたのちに、料金決済情報などの比較的重要な
情報を路側無線装置1と車載器5との間で授受するよう
にした。
Description
通情報通信システム)やETC(自動料金収受システ
ム)などに代表される路車間通信システムにおいて使用
される路側無線装置および車載装置と、前記路側無線装
置と車載装置との間で実施される無線通信の方法に関す
る。
ビーコンなどの通信インフラと、自動車に搭載された車
載器との間で行なわれるもので、VICS(道路交通情
報通信システム)やETC(自動料金収受システム)が
代表的である。この種のシステムには、車両に搭載され
る車載器と、車載器と無線電波を介して情報通信を行う
路側無線装置とに加え、料金所の入り口などに設置され
る車両検知器が備えられる。
示す。このシステムでは、路側無線装置1に接続された
アンテナ2から電波が放射されて、比較的狭い範囲に電
波圏が形成される。電波圏の端には、車両検知器3が設
置される。車両検知器3により車両4が検知されると、
その旨が路側無線装置1に通知され、車両4と路側無線
装置1との間での情報通信が開始される。
4の先頭、または車両4の前輪の位置が検知される。す
なわち、車両検知器3は、車両4内に設置された車載器
5の位置を検知できない。このため図8に示すように、
路側無線装置1が通信を開始するタイミングと、車載器
5が電波圏に進入するタイミングとがずれる。したがっ
て、車載器5と路側無線装置1との間の情報通信が、電
波の状態が不安定な、電波圏の端において開始されるこ
とになる。このことから、従来の路車間通信システムに
は、通信エラーを生じる虞があった。
の路車間通信システムにおいては、路側無線装置から放
射される電波が不安定な領域において、通信がなされる
場合が有った。このため通信エラーを生じる虞が有り、
信頼性が不十分であるという不具合があった。特に、E
TCにおいては、料金決済情報など重要な情報が授受さ
れるために、通信の信頼性の向上は急務となっている。
その目的は、通信エラーを抑圧し、これにより情報の授
受に係わる信頼性を向上させた路側無線装置、車載装置
および無線通信方法を提供することにある。
に本発明に係わる路側無線装置は、電波を放射して電波
圏を形成し、この電波圏内に進入する車両に搭載された
車載装置と無線通信を行う路側無線装置にあって、前記
車載装置から受信した無線信号の強度変化をモニタし、
その結果に基づいて前記車載装置が前記電波圏の安定し
た領域内に位置するか否かを判定する判定手段と、この
判定手段で、前記車載装置が前記電波圏の安定した領域
内に位置すると判定された場合に、前記車載装置との情
報通信を開始する通信手段とを具備することを特徴とす
る。
装置は、前記車載装置から受信した無線信号の強度をサ
ンプリングするサンプリング手段と、このサンプリング
手段から出力されるサンプル値に、所定のインデックス
をサンプリング順に対応付けてテーブル化した配列を記
憶する記憶手段とを備え、判定手段は、前記配列におけ
るサンプル値の個数をn、前記インデックスをXi(1
≦i≦n)、このインデックスに対応するサンプル値を
Yi、としたとき、以下に示す式(1)によりr2を算
出し、式(2)によりbを算出し、
合に、前記車載装置が前記電波圏の安定した領域内に位
置すると判定することを特徴とする。
ータにそれぞれ対応付けられる指標を意味し、サンプリ
ング時刻、または車両4の位置、あるいは、サンプル順
を示す通し番号(1,2,3、…)などがある。
装置が電波圏の安定した領域に進入したか否かが、判定
手段により判定される。そして、判定手段により車載装
置が電波圏の安定した領域内に位置すると判定された場
合に、車載装置と路側無線装置との間での情報通信が開
始される。
内に位置する状態においてのみ、例えば料金決済情報な
どの情報が、車載装置と路側無線装置との間で授受され
ることになる。これにより、通信エラーを防止すること
ができるようになり、情報の授受に係わる信頼性を向上
させることが可能になる。
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形
態に係わる路側無線装置1の構成を示すブロック図であ
る。この路側無線装置1は、図7に示される車載器5と
相互に無線通信を行う。図1に示される路側無線装置1
は、アンテナ2、サーキュレータC、送信部11、受信
部12、アナログ/ディジタル(A/D)コンバータ1
3、マイクロプロセッサ14、及び、メモリ15を備え
る。
を介してアンテナ2から無線電波を放射し、電波圏を形
成する。この無線電波に載せられる情報は、マイクロプ
ロセッサ14から与えられる。一方、車載器5から送出
された無線信号は、アンテナ2に到達したのちサーキュ
レータCを介して受信部12で受信される。受信された
無線信号は、受信部12において復調され、マイクロプ
ロセッサ14に与えられる。また、無線信号の強度がA
/Dコンバータ13によりサンプリングされる。無線信
号強度のサンプル値は、A/Dコンバータ13からディ
ジタルデータとして出力される。
の動作プログラムや各種設定情報のほか、図2に示され
る配列が記憶される。この配列は、A/Dコンバータ1
3から出力される無線信号強度のサンプル値に、サンプ
リング順にインデックスを対応付けてテーブル化したも
のである。図2において、X(x1,x2,…)は、車
載器5から到達した無線信号の強度のサンプル値を示
す。Y(y1,y2,…)は、各サンプル値に対応する
インデックスである。インデックスとしては、サンプリ
ング時刻、または車両4の位置、あるいは、サンプル順
を示す通し番号(1,2,3、…)などがある。このう
ち車両4の位置は、サンプリング時刻に車両4の速度を
掛けて算出できる。
5との間で実施される通信の手順を説明する。車両検知
器3により車両4の通過が検知されると、路側無線装置
1から車載器5に向けた呼び出し信号が送出される。車
載器5は、呼び出し信号を受信すると、路側無線装置1
に向け応答信号を返送する。本実施形態においては、応
答信号は、複数の回数に渡り返し返送される。そして、
路側無線装置1において、車両4が電波圏の安定した領
域に進入したと判定された時点で、料金決済情報などの
情報が路側無線装置1と車載器5との間で授受される。
形態におけるマイクロプロセッサ14の処理手順を説明
する。図4のステップS1で、マイクロプロセッサ14
は、車載器5からの応答を待ち受ける。車載器5からの
応答があると、ステップS2において応答信号の強度が
測定される。次いで、処理手順はステップS3、ステッ
プS4、及びステップS2に順次移行し、メモリ15に
おける配列が一杯になるまで、応答信号の強度測定が繰
り返される。ここで、配列における強度測定データの最
大個数nは、最低でも3個(n≧3)とする。またnは
多いほうが望ましいが、マイクロプロセッサ14の処理
能力などを考慮すると、数十程度で必要十分であろう。
と、処理手順はステップS5に移行する。このステップ
では、配列に記憶されたデータxk(k=1,2,3,
…,n)、yk(k=1,2,3,…,n)をもとに、
マイクロプロセッサ14によりr2が算出される。r2
を算出するには、下記の式(1)が用いられる。
る。r2は、xkの分散に起因するykの分散の比率を
意味し、r2の値から、Yの変化に対するXの変化の滑
らかさを評価することができる。
データxk(k=1,2,3,…,n)、yk(k=
1,2,3,…,n)をもとに、マイクロプロセッサ1
4によりbが算出される。bを算出するには、下記の式
(2)が用いられる。
されたグラフの傾きを示す。b≧0であれば傾きは正で
あり、グラフは右上がりとなる。b≦0であれば傾きは
負であり、グラフは右下がりとなる。
は、r2>規定値、かつb>0が成立した場合にのみ、
ステップS9への移行が許され、車載器5と路側無線装
置1との間で決済情報などの授受が開始される。r2の
大きさを判定するための規定値としては、例えば0.8
とし、0.8≦r2≦1の範囲にr2が含まれるかどう
かが判断される。ステップS7またはステップS8にお
ける判定条件のうち一つでも成り立たなければ、処理手
順はステップS10に移る。そうして、メモリ15がリ
セットされて配列の内容が消去されたのち、再びステッ
プS2からの手順が開始される。
信する電波の強度を模式的に示すグラフである。図5
(a)に示されるように、路側無線装置1と車載器5と
の間の情報通信は、アンテナ2が形成する電波圏の内側
で実施される。図5(b)に示されるように、車載器5
から路側無線装置1への応答信号の強度は、場所により
変動する。すなわち、電波圏の端では電波強度は不安定
であり、アンテナ2の直下に近づくほど、電波強度は強
くなる。
り、本実施形態の路側無線装置1においては、図5
(b)のグラフが右上がりで、かつ、比較的滑らかな曲
線を描く領域(点線で囲まれた部分)が検出される。こ
の領域が、すなわち、電波圏の安定した領域に相当す
る。
1において、車載器5から送出された応答信号を複数回
に渡り受信し、その強度をサンプリングして、受信した
順に配列に格納する。配列に格納された強度データをも
とに、1次回帰線の分散基本式を用いて強度グラフの滑
らかさr2を算出する。また、上記強度データをもと
に、強度グラフの傾きbを算出する。これらのr2およ
びbの値から、路側無線装置1により形成される電波圏
の安定領域内に、車載器5が位置するか否かを判定す
る。そして、車両4の移動に伴い、電波圏が安定してい
る領域内に車載器5が進入したと判定されたのちに、料
金決済情報などの比較的重要な情報を路側無線装置1と
車載器5との間で授受するようにしている。
線装置1に向け送出される応答信号の強度が徐々に強く
なり、かつ滑らかに変化する領域、すなわち電波圏が安
定した領域において、料金決済情報などの比較的重要な
情報を授受できるようになる。その結果、通信エラーを
抑圧できるようになり、これにより情報の授受に係わる
信頼性を向上させた路側無線装置、車載装置および無線
通信方法を提供することが可能になる。
開始するか否かを判定するのに、路側無線装置1におけ
る受信強度の絶対値ではなく、受信強度の複数のサンプ
リング値の解析結果を使用している。すなわち、従来で
は電波強度の絶対値をモニタしていたのに対し、本実施
形態では、受信強度の相対的な変化の様子をモニタし、
その結果に基づいて情報の授受を開始するタイミングを
測るようにしている。このようにしたので、次に説明す
る利点が得られる。
されるサンプリング値は、アナログデバイスの特性の変
化や、アンテナ2の劣化などにより、図6に示すよう
に、真の値から変動する場合が有る。このため、受信強
度の絶対値をモニタする方式では、路側無線装置1にお
いて強い電波が受信されたとき、受信強度の変動が大き
い領域に車載器5が有るにも拘わらず情報通信が開始さ
れてしまう虞がある。
線装置1における受信強度の変化をモニタしているの
で、車載器5が電波圏の安定した領域に進入した旨を、
確実に判定することができる。これにより、電波環境
や、アンテナの劣化などによる受信レベルの劣化に対し
て、耐久性の高いシステムを実現することが可能にな
る。
るものではない。本実施形態では、路側無線装置1が、
車載器5から送出される応答信号の強度変化をモニタす
るようにしている。これに代えて、車載器5が、路側無
線装置1から送出される呼び出し信号の強度変化をモニ
タし、その結果に基づき、重要な情報の授受を開始する
ようにしても良い。このように、車載器5と路側無線装
置1とで機能を入れ換えても、全く同様の効果を得るこ
とが可能である。
種々の変形実施を行うことができる。
装置により形成される電波圏が安定した領域内に、車載
装置が位置するか否かを判定し、車載装置が電波圏の安
定した領域内に位置すると判定された場合に、路側無線
装置と車載装置との間での情報通信を開始するようにし
ている。
きるようになり、これにより情報の授受に係わる信頼性
を向上させた路側無線装置、車載装置および無線通信方
法を提供することが可能になる。
の構成を示すブロック図。
を示す模式図。
る通信の手順を示すシーケンス図。
の処理手順を示すフローチャート。
の強度を模式的に示すグラフ。
リング値が、真の値から変動する場合が有ることを示す
模式図。
成図。
圏との位置関係を示す図。
Claims (9)
- 【請求項1】 電波を放射して電波圏を形成し、この電
波圏内に進入する車両に搭載された車載装置と無線通信
を行う路側無線装置において、 前記車載装置から受信した無線信号の強度変化をモニタ
し、その結果に基づいて前記車載装置が前記電波圏の安
定した領域内に位置するか否かを判定する判定手段と、 この判定手段で、前記車載装置が前記電波圏の安定した
領域内に位置すると判定された場合に、前記車載装置と
の情報通信を開始する通信手段とを具備することを特徴
とする路側無線装置。 - 【請求項2】 さらに、前記車載装置から受信した無線
信号の強度をサンプリングするサンプリング手段と、 このサンプリング手段から出力されるサンプル値に、所
定のインデックスをサンプリング順に対応付けてテーブ
ル化した配列を記憶する記憶手段とを備え、 前記判定手段は、前記インデックスに対する前記サンプ
ル値の変化をモニタし、その結果に基づいて前記車載装
置が前記電波圏の安定した領域内に位置するか否かを判
定することを特徴とする請求項1に記載の路側無線装
置。 - 【請求項3】 前記判定手段は、 前記配列におけるサンプル値の個数をn、 前記インデックスをXi(1≦i≦n)、 このインデックスに対応するサンプル値をYi、とした
とき、以下に示す式(1)によりr2を算出し、式
(2)によりbを算出し、 【数1】 0.8≦r2≦1かつb>0が成立した場合に、前記車
載装置が前記電波圏の安定した領域内に位置すると判定
することを特徴とする請求項2に記載の路側無線装置。 - 【請求項4】 路側無線装置により形成される電波圏内
に進入して前記路側無線装置と無線通信を行う車載装置
において、 前記路側無線装置から受信した無線信号の強度変化をモ
ニタし、その結果に基づいて自装置が前記電波圏の安定
した領域内に位置するか否かを判定する判定手段と、 この判定手段で、自装置が前記電波圏の安定した領域内
に位置すると判定された場合に、前記路側無線装置との
情報通信を開始する通信手段とを具備することを特徴と
する車載装置。 - 【請求項5】さらに、前記路側無線装置から受信した無
線信号の強度をサンプリングするサンプリング手段と、 このサンプリング手段から出力されるサンプル値に、所
定のインデックスをサンプリング順に対応付けてテーブ
ル化した配列を記憶する記憶手段とを備え、 前記判定手段は、前記インデックスに対する前記サンプ
ル値の変化をモニタし、その結果に基づいて前記車載装
置が前記電波圏の安定した領域内に位置するか否かを判
定することを特徴とする請求項4に記載の車載装置。 - 【請求項6】 前記判定手段は、 前記配列におけるサンプル値の個数をn、 前記インデックスをXi(1≦i≦n)、 このインデックスに対応するサンプル値をYi、とした
とき、以下に示す式(1)によりr2を算出し、式
(2)によりbを算出し、 【数2】 0.8≦r2≦1、かつb>0が成立した場合に、自装
置が前記電波圏の安定した領域内に位置すると判定する
ことを特徴とする請求項5に記載の車載装置。 - 【請求項7】 電波を放射して電波圏を形成する路側無
線装置と、前記電波圏内に進入する車両に搭載された車
載装置との間で無線通信を行う方法において、 前記車載装置から送出され前記路側無線装置において受
信される無線信号の強度変化、または、前記路側無線装
置から送出され前記車載装置において受信される無線信
号の強度変化の少なくとも一方をモニタし、その結果に
基づいてその結果に基づき、前記車載装置が前記電波圏
の安定した領域内に位置するか否かを判定する第1ステ
ップを備え、 この第1ステップで、前記車載装置が前記電波圏の安定
した領域内に位置すると判定された場合に、前記路側無
線装置と前記車載装置との間での情報通信を開始するこ
とを特徴とする無線通信方法。 - 【請求項8】 さらに、前記無線信号の強度をサンプリ
ングし、そのサンプル値に所定のインデックスをサンプ
リング順に対応付けてテーブル化した配列を生成する第
2ステップを備え、 前記第1ステップは、前記インデックスに対する前記サ
ンプル値の変化をモニタし、その結果に基づいて前記車
載装置が前記電波圏の安定した領域内に位置するか否か
を判定するステップであることを特徴とする請求項7に
記載の無線通信方法。 - 【請求項9】 前記第1ステップは、 前記第2ステップで生成された配列におけるサンプル値
の個数をn、 前記インデックスをXi(1≦i≦n)、 このインデックスに対応するサンプル値をYi、とした
とき、以下に示す式(1)によりr2を算出し、式
(2)によりbを算出し、 【数3】 0.8≦r2≦1、かつb>0が成立した場合に、前記
車載装置が前記電波圏の安定した領域内に位置すると判
定するステップであることを特徴とする請求項8に記載
の無線通信方法。
Priority Applications (1)
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JP2001081813A JP4060542B2 (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | 路側無線装置、車載装置および無線通信方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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