JP2003289216A - 車両間無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両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。 【解決手段】 丘陵や障壁１などで囲まれているコーナ
ー２がある道路では、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
受信されにくいので、左右２本のアンテナを備えた車両
からなる車群で、先頭車両（ビーコン局）はセンサによ
って検出されるハンドル切り角を基に「進行方向切れ
角」を演算して左コーナーを判定する「正切れ角閾値」
又は右コーナを判定する「負切れ角閾値」と比較し、走
行路にあるコーナーが左コーナーか右コーナーかを判定
して、左コーナーの場合は使用アンテナを右側のアンテ
ナに切換え、右コーナーの場合は使用アンテナを左側の
アンテナに切換える。

Description

【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２
００１−１１８１９１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、複数の車両に搭載される各無線通信機は、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、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、
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、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場合
は左アンテナ又は右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、進行方
向切れ角が所定の閾値を超えない場合は車群内の全車両
に対し一定時間毎に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）、ＡＮ
Ｔ（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）、Ａ
ＮＴ（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、Ｒ
ＡＭはワークメモリとして用いられ、車載用無線端末１
０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Ｓ
３）。

【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１
５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２
０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、Ｐｍ
ｐｐ、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、ｗ
３］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１
３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、Ｙｍ
ｐ］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Ｐ
ｇｐ、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＝［Ｘ
ｇ、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Ｐ
ｇｐｐ＝［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１Ｇ
ＰＳ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Ｕ
７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Ｐｇ
ｐ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ｔ
３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Ｕ
１０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Ｓ
４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Ｐ
ｍを取得し、受け取った現在ネイル位置情報ベクトルＰ
ｍ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、Ｙ
ｍｐ］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：in
crement）させ、ステップＶ４に遷移する（ステップＶ
３）。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ＡＮ
Ｔ（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Ｖ
７）、「アンテナ切換え閾値」以上であればステップＶ
８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Ｓ
３→Ｓ４→Ｓ９により制御部１５はアンテナ切換え部１
１に切換え制御指示フラグを送って使用アンテナをＡＮ
Ｔ（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１
４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））

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 健樹 東京都文京区白山５丁目35番２号 クラリ オン株式会社内 (72)発明者 加藤 晃一 東京都文京区白山５丁目35番２号 クラリ オン株式会社内 (72)発明者 佐々木 健史 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB04 CC12 CC19 FF05 FF13 5J021 AA02 AA11 DB05 EA03 FA13 FA30 FA31 HA05 HA06 HA10 5K067 AA33 BB36 HH21 HH22 JJ52 JJ56 KK03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【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、前記進行方向切れ角が所定の閾値を超えない
   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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。