JP5129635B2 - Garage system and vehicle positioning method - Google Patents
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Description
本発明は、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection system、すなわち電子料金収受システム）（登録商標）車載器を利用した車庫システム、および車両測位方法に関する。 The present invention, ETC (Electronic Toll Collection system, i.e. an electronic toll collection system) (registered trademark) drive chamber system using the vehicle-mounted device, and a vehicle positioning method.
近時、高速有料道路においてＥＴＣシステムを利用した自動料金収受サービスが積極的に導入されている。このＥＴＣシステムでは、車両にＥＴＣ車載器を搭載し、このＥＴＣ車載器と有料道路の料金所出口ブースに設置された車線制御装置との間で双方向無線通信を行い、自動で料金決済を行う。このため、車両が料金所ゲートをそのまま通過することができ、料金所出口ブースおける渋滞を緩和することができる。また、ＥＴＣ車載器と車線制御装置との間の双方向無線通信は、専用狭域無線通信であるＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）により行われる。 Recently, automatic toll collection services using the ETC system have been actively introduced on highway toll roads. In this ETC system, ETC on-board equipment is installed in the vehicle, and two-way wireless communication is performed between this ETC on-board equipment and the lane control device installed at the toll booth exit on the toll road, and automatic payment is made. . For this reason, the vehicle can pass through the toll gate as it is, and the traffic jam at the toll booth can be alleviated. Moreover, the bidirectional | two-way radio | wireless communication between an ETC onboard equipment and a lane control apparatus is performed by DSRC (Dedicated Short Range Communication) which is a dedicated narrow area | region radio | wireless communication.
このＤＳＲＣ（狭域通信）は、マイクロ波帯の電波を使用し、路上の限られた範囲のみにて通信を行う通信システムである。路上に設置され路上局と移動する車輌側に設けられたＥＴＣ車載器との間で無線通信を行い、各種のデータ授受を行うことによって、料金収受や道路情報提供などのサービスを行い、運転者、および道路や駐車場などの管理者に利益をもたらす。 This DSRC (narrow band communication) is a communication system that uses microwave waves and performs communication only within a limited range on the road. The driver is installed on the road and communicates with the ETC on-board unit installed on the moving vehicle side, and provides various services such as toll collection and road information by exchanging various data. And benefit the managers such as roads and parking.
また、ＥＴＣ車載器の利用車番号（車載器ＩＤ）が民間に開放されることになり、今後は、民間駐車場でのサービスや工場での車両入出門管理など、ＥＴＣ車載器を応用したサービスの増加が見込まれている。 In addition, the vehicle number (vehicle equipment ID) of ETC on-board equipment will be opened to the private sector, and in the future, services that apply ETC on-board equipment, such as services at private parking lots and vehicle entry / exit management at factories. Is expected to increase.
このようなＥＴＣ車載器を応用したサービスの例として、例えば、車両に搭載されたＥＴＣ車載器を利用してゲートを開放するサービスの提供が望まれている。また、駐車場内に入場した車両を追跡し、車両が駐車場内のどこの位置（駐車枡）に駐車したかを管理できる車両の測位システムなど、ＥＴＣ車載器を積極的に活用した、さらに高度なサービスの提供が望まれている。 As an example of a service using such an ETC on-vehicle device, for example, it is desired to provide a service that opens a gate using an ETC on-vehicle device mounted on a vehicle. In addition, the ETC on-board equipment has been actively used, such as a vehicle positioning system that can track where the vehicle has entered the parking lot and manage where the vehicle is parked (parking fence). The provision of services is desired.
ところで、電波の発信源の位置を特定する測位システムを実現しようとする場合には、発信源に対して３つの受信位置を設けて、その発信源の位置を特定する、双曲線航法による位置算出方法が従来から知られている。 By the way, when it is going to implement | achieve the positioning system which pinpoints the position of the transmission source of an electromagnetic wave, the position calculation method by hyperbolic navigation which provides three receiving positions with respect to a transmission source, and specifies the position of the transmission source Is conventionally known.
図１４は、双曲線航法による位置算出方法を説明するための図である。図１４において、×印の点が電波の発信位置、黒丸「●」が電波の受信位置として、受信位置Ａおよび受信位置Ｂへの電波の到達時間の差（または位相差）が同じとなる位置は、その軌跡が、受信位置Ａおよび受信位置Ｂを焦点とする双曲線上に居ることになる。更に受信位置Ａおよび受信位置Ｃに対し同様に得られた到達時間の差（または位相差）で軌跡線を描くことができる。これらで得られた２本の線上に居ると軌跡線の交点Ｐが電波の発射位置であるということになる。これら原理は、双曲線航法と呼ばれ。×が電波の発射位置の場合、あるいは×が受信位置の場合（この時は図の●印の３点は電波の発信位置）において、いずれの場合も同様に成立する。 FIG. 14 is a diagram for explaining a position calculation method by hyperbolic navigation. In FIG. 14, a point marked with X is a radio wave transmission position, and a black circle “●” is a radio wave reception position, where the difference in the arrival time (or phase difference) of radio waves to the reception position A and the reception position B is the same. Is on a hyperbola with the reception position A and the reception position B as the focal point. Furthermore, a locus line can be drawn with the difference (or phase difference) of the arrival times similarly obtained for the reception position A and the reception position C. If they are on these two lines, the intersection P of the trajectory line is the emission position of the radio wave. These principles are called hyperbolic navigation. In either case, the same holds true when X is a radio wave emission position or when X is a reception position (in this case, the three points marked with ● in the figure are radio wave transmission positions).
従って、この双曲線航法による位置算出方法を、ＥＴＣ車載器を搭載した車両の車両測位システムにも当然に適用できることになる。この場合、発信源となるＥＴＣ車載器に対して、３つの受信アンテナを設け、ＥＴＣ車載器から発信されるマイクロ波の電波を３つのアンテナで受信し、ＥＴＣ車載器から受信した電波の位相差を求める。これにより、ＥＴＣ車載器と各アンテナ間の距離を求めることができ、ＥＴＣ車載器を搭載した車両の位置を特定できることになる。 Therefore, the position calculation method based on this hyperbolic navigation can naturally be applied to a vehicle positioning system for a vehicle equipped with an ETC vehicle-mounted device. In this case, three receiving antennas are provided for the ETC on-board device serving as a transmission source, the microwave radio waves transmitted from the ETC on-board device are received by the three antennas, and the phase difference of the radio waves received from the ETC on-board device is received. Ask for. Thereby, the distance between the ETC on-board unit and each antenna can be obtained, and the position of the vehicle on which the ETC on-board unit is mounted can be specified.
しかしながら、ＥＴＣ車載器から出力される電波の周波数は、通常５．８ＧＨｚ帯のマイクロ波であるため、以下に説明するような問題が生じる。 However, since the frequency of the radio wave output from the ETC on-board unit is usually a microwave of 5.8 GHz band, the following problems arise.
例えば、図１５に示すように、電波の発信源での位相をゼロ（基準）とおくと、伝播パス長さＬ（ｍ）隔てた受信位置における受信電波の位相は、
「（Ｌ／λ）×３６０度」となる。
λは、使用電波の波長であり、受信位置では発信源の基準位相からの位相遅れを計測することで発信源から受信位置までの距離計測ができる。しかし、計測対象の最大距離が使用周波数の波長に比べて大きい場合には、受信位置における位相遅れが３６０度を越えるため、位相回転（３６０度の通過回数）の計数が必要となり、受信側での処理がこの分複雑となり、かつ、位相回転の計数欠落は永久的な距離誤差となるため、安定した信号の連続した受信が必須となる。例えば、５．８ＧＨｚを使用周波数とした場合、波長は５ｃｍであるから、発信源が移動体だとすると、５ｃｍの移動で受信位置において３６０度到達位相が変化する。このため、相回転の1回を見逃すだけで５ｃｍの恒久誤差となる。
For example, as shown in FIG. 15, when the phase at the radio wave transmission source is set to zero (reference), the phase of the received radio wave at the reception position separated by the propagation path length L (m) is
“(L / λ) × 360 degrees”.
λ is the wavelength of the radio wave used, and the distance from the transmission source to the reception position can be measured by measuring the phase delay from the reference phase of the transmission source at the reception position. However, when the maximum distance to be measured is larger than the wavelength of the operating frequency, the phase delay at the receiving position exceeds 360 degrees, so it is necessary to count the phase rotation (number of passes of 360 degrees). This process is complicated by this amount, and lack of counting of phase rotation results in a permanent distance error. Therefore, it is essential to continuously receive a stable signal. For example, when the frequency used is 5.8 GHz, the wavelength is 5 cm. Therefore, if the transmission source is a mobile body, the arrival phase changes 360 degrees at the reception position by the movement of 5 cm. For this reason, just overlooking one phase rotation results in a permanent error of 5 cm.
したがって、５．８ＧＨｚ帯を使用周波数としたＥＴＣ車載器を発信源とした車両測位システムを実現するに際しては、位相回転の計数により受信側での処理が複雑となり、かつ、位相回転の計数欠落は永久的な距離誤差となるため、安定した信号の連続した受信が必須となるという問題があった。 Therefore, when realizing a vehicle positioning system using an ETC vehicle-mounted device with a frequency of use of the 5.8 GHz band as a transmission source, processing on the receiving side becomes complicated due to counting of phase rotation, and missing count of phase rotation is Since this is a permanent distance error, there is a problem that continuous reception of a stable signal is essential.
なお、従来技術の陸上交通援助方法及び装置がある（特許文献１を参照）。しかしながら、特許文献１の従来技術においては、車両にレーダシステムを搭載すると共に、他の車両に応答器を設備し（または歩行者等に応答器を所持させ）、応答器の信号を基に、相手の位置を検出することを目的としている。したがって、上述したようなＥＴＣ車載器を使用して車両の位置を測位しようとするものではなく、ギガ周波数帯を使用するＥＴＣ車載器に対して、そのまま応用することができない。
上述したように、ＥＴＣ車載器を利用した車両の測位システムが望まれていたが、５．８ＧＨｚ帯を使用周波数とするＥＴＣ車載器を発信源とした車両測位システムを実現するに場合に、使用周波数が高いため、電波の位相回転の計数により受信側での処理が複雑となり、かつ、位相回転の計数欠落は永久的な距離誤差となるため、安定した信号の連続した受信が必須となるという問題があった。 As described above, a vehicle positioning system using an ETC vehicle-mounted device has been desired, but it is used to realize a vehicle positioning system using an ETC vehicle-mounted device having a frequency of use in the 5.8 GHz band as a transmission source. Since the frequency is high, the processing on the receiving side becomes complicated due to the counting of the phase rotation of the radio wave, and the lack of counting of the phase rotation becomes a permanent distance error, so that continuous reception of stable signals is essential. There was a problem.
本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の第１の目的は、車両の位置を測位する際に、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用できるともに、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の駐車位置を測位できる、車両測位システム、および車両測位方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a first object of the present invention is to provide an on-board ETC device that operates at a high operating frequency (for example, 5.8 GHz band) when positioning the position of a vehicle. Is to provide a vehicle positioning system and a vehicle positioning method capable of stably positioning a parking position of a vehicle at a low frequency (for example, 2 MHz).
また、本発明の第２の目的は、駐車場の入口において、ＥＴＣ車載器によりゲートを自動で開くことができ、さらに、駐車場所において車両の駐車位置を測位する際に、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用できるともに、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の駐車位置を測位できる、車庫システムを提供することにある。 Further, the second object of the present invention is that the gate can be automatically opened by the ETC vehicle-mounted device at the entrance of the parking lot, and further, when positioning the parking position of the vehicle at the parking place, a high use frequency (for example, Another object of the present invention is to provide a garage system that can use an ETC vehicle-mounted device that operates in a 5.8 GHz band and that can stably determine the parking position of a vehicle at a low frequency (for example, 2 MHz).
本発明の車庫システムは、予め登録された電子料金収受システム車載器を搭載した車両を識別して入口のゲートの開閉を行うと共に、前記電子料金収受システム車載器から発信される電波を駐車場内の少なくとも３箇所の異なる場所に設置された受信局により受信し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位する車庫システムであって、前記各受信局は、前記電子料金収受システム車載器から測位に供する２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信し、受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定する位相差測定手段を備え、前記車庫システム内の車庫制御装置には、予め契約した許可車両の電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤをデータベースに登録する車載器ＩＤ登録手段と、前記ゲートに接近した車両に搭載された電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤを読み取る入口側車載器ＩＤ読取手段と、前記入口側車載器ＩＤ読取手段により読み取った車載器ＩＤが前記データベースに登録された許可車両の車載器ＩＤであるかどうかを判定する入口側車載器ＩＤ判定手段と、前記入口側車載器ＩＤ判定手段により許可車両の車載器ＩＤであると判定された場合に、前記入口のゲートを開放するゲート開放手段と、前記ゲートを通過し測位対象となる車両の車載器ＩＤに対して測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）を割り当て、該測位管理番号Ｎを当該車両の電子料金収受システム車載器に送信する測位管理番号送信手段と、前記電子料金収受システム車載器から送信される電波に含まれる２つの周波数スペクトル成分の周波数から前記測位管理番号を検出し、該測位管理番号を基に当該車両の車載器ＩＤを判定する測位対象ＩＤ判定手段と、前記各受信局の位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位する位置演算手段と、前記位置演算手段により測位された車両の位置が所定の時間継続して変化しない場合に、当該車両が駐車したと判定する車両駐車判定手段と、を備え、前記電子料金収受システム車載器は、前記測位管理番号送信手段から送信された測位管理番号Ｎを基に、該測位管理番号Ｎに対応させた複数の周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、・・・・、（ｆ２ｎ−１、ｆ２ｎ）のうちの何れか一つの周波数対を前記測位に供する２つの周波数スペクトル成分として含むように電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調し、測位に供する２つの周波数スペクトルを含む信号を生成して電波により送信する測位信号送信手段と、を備えることを特徴とする。
上記構成からなる本発明の車庫システムでは、駐車場の入口において車両に搭載されたＥＴＣ車載器の車載器ＩＤを読み取り、この車載器ＩＤがデータベースに登録された車載器ＩＤであるかどうかを判定する。車載器ＩＤがデータベースに登録され車載器ＩＤであると判定された場合は、入口のゲートを開放する。また、車両の駐車場所において、３箇所の異なる場所に設置された受信局により、車両に搭載されたＥＴＣ車載器から発信される電波を受信して車両の位置を測位する。この場合に、ＥＴＣ車載器では、通信周波数帯のキャリア波（例えば、５８００ＭＨｚ）を変調し、測位に供する２つの周波数スペクトル（例えば、５７９９ＭＨｚと５８０１ＭＨｚ）を含む信号を生成して無線により送信する。各受信局は、ＥＴＣ車載器から電波を受信し、受信した電波の信号から２つの周波数スペクトルの差の周波数成分（例えば、２ＭＨｚ）の位相差を測定する。そして、各受信局で測定された位相差の信号を基に、ＥＴＣ車載器と各受信局との間の距離を算出し、ＥＴＣ車載器を搭載した車両の位置を測位する。これにより、駐車場の入口において、ＥＴＣ車載器によりゲートを自動で開くことができる。さらに、駐車場所において車両の駐車位置を測位する際に、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用できるともに、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の駐車位置を測位できる。また、ＥＴＣ車載器からの信号を定期的に受信して、測位を行うことができる。
また上記構成からなる本発明の車庫システムでは、測位に供する２つの周波数スペクトル成分として、測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）に対応させた複数の周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、・・・・、（ｆ２ｎ−１、ｆ２ｎ）を用意する。そして車庫制御装置は、測位対象となる車両の車載器ＩＤに対して測位管理番号Ｎを割り当て、該測位管理番号ＮをＥＴＣ車載器に送信する。ＥＴＣ車載器は、受信した測位管理番号Ｎを基に、複数の周波数対から指定された周波数対を選択し、この周波数対を周波数スペクトル成分として含む電波を受信局に向けて送信する。車庫制御装置では、ＥＴＣ車載器から受信した電波に含まれる周波数スペクトル成分の周波数を基に測位管理番号を検出し、この測位管理番号を基に当該ＥＴＣ車載器の車載器ＩＤを判定する。
これにより、ＥＴＣ車載器では、割り当てられた測位管理番号Ｎに対応した２つの周波数スペクトル成分を含む電波を放射することができる。このため、複数の車両のＥＴＣ車載器に異なる測位管理番号Ｎを付与し、複数の車両の位置を同時に測位することができる。
また、本発明の車庫システムは、前記車庫制御装置は、前記車両駐車判定手段において車両が駐車したと判定した後に、当該車両の車載器ＩＤと当該ＩＤに対して割り当てた測位管理番号Ｎとの対応関係を記憶する測位管理テーブルにおける、当該測位管理番号Ｎに対応する車載器ＩＤの記録状態を測位対象なしを示す空き状態の情報へと更新する手段と、を備えることを特徴とする。
Garage system of the present invention, together with intends line the opening and closing of the inlet gate to identify the vehicle equipped with the pre-registered electronic toll collection system vehicle-mounted device, parking lot radio waves transmitted from the electronic toll collection system OBE A garage system that receives a position of a vehicle equipped with the electronic toll collection system vehicle-mounted device, and receives each of the receiving stations installed at at least three different locations, wherein each receiving station has the electronic toll collection system receives radio waves from the vehicle-mounted device including a signal of two frequency spectrum to be subjected to positioning, a phase difference measuring means for measuring the phase difference between the frequency components of difference between the two frequency spectra from radio signals received, the garage the garage controller in the system, to register the vehicle-mounted device ID of the electronic toll collection system mounted device authorized vehicle in advance contract database OBE I A registration unit, and the inlet-side vehicle-mounted device ID reading means for reading vehicle-mounted device ID of the electronic toll collection system vehicle-mounted device mounted on a vehicle in proximity to the gate, the vehicle-mounted device ID read by the inlet-side vehicle-mounted device ID reading means When it is determined by the entrance-side vehicle-mounted device ID determination means that determines whether the vehicle-mounted device ID of the permitted vehicle registered in the database is the vehicle-mounted device ID of the permitted vehicle by the entrance-side vehicle-mounted device ID determination unit , And a positioning management number N (1, 2,..., N) assigned to the vehicle-mounted device ID of the vehicle that passes through the gate and is a positioning target. Positioning management number transmission means for transmitting the management number N to the electronic toll collection system on-board unit of the vehicle, and two frequencies included in the radio wave transmitted from the on-board unit of the electronic toll collection system Detecting said positioning management number from the frequency of the spectral components, and a positioning target ID determining means for determining the vehicle-mounted device ID of the vehicle based on said measured position management number, the measured by the phase difference measurement means of each receiving station position Based on the phase difference signal, the distance between the electronic toll collection system on- board unit and each receiving station is calculated, and the position calculating means for positioning the position of the vehicle on which the on-board electronic toll collection system is mounted, and Vehicle positioning determination means for determining that the vehicle is parked when the position of the vehicle measured by the position calculation means does not continuously change for a predetermined time, and the electronic toll collection system vehicle-mounted device includes the positioning Based on the positioning management number N transmitted from the management number transmitting means, a plurality of frequency pairs (f1, f2), (f3, f4),..., (F2n−1) corresponding to the positioning management number N , F2n) A carrier wave in the communication frequency band of the electronic toll collection system on-board unit is amplitude-modulated so as to include any one of the frequency pairs as two frequency spectrum components used for the positioning, and includes two frequency spectra used for positioning Positioning signal transmission means for generating a signal and transmitting it by radio waves .
In the garage system of the present invention having the above-described configuration, the vehicle-mounted device ID of the ETC vehicle-mounted device mounted on the vehicle is read at the entrance of the parking lot, and it is determined whether this vehicle-mounted device ID is the vehicle-mounted device ID registered in the database. To do. When the vehicle-mounted device ID is registered in the database and is determined to be the vehicle-mounted device ID, the entrance gate is opened. Further, in the parking place of the vehicle, the receiving station installed at three different places receives radio waves transmitted from the ETC on-board unit mounted on the vehicle, and measures the position of the vehicle. In this case, the ETC in-vehicle device modulates a carrier wave (for example, 5800 MHz) in the communication frequency band, generates a signal including two frequency spectra (for example, 5799 MHz and 5801 MHz) for positioning, and transmits the signal wirelessly. Each receiving station receives a radio wave from the ETC on-vehicle device, and measures a phase difference of a frequency component (for example, 2 MHz) of a difference between two frequency spectra from the received radio wave signal. And based on the signal of the phase difference measured by each receiving station, the distance between ETC onboard equipment and each receiving station is calculated, and the position of the vehicle carrying an ETC onboard equipment is measured. Thereby, a gate can be automatically opened by the ETC onboard equipment in the entrance of a parking lot. Furthermore, when positioning the parking position of the vehicle at the parking place, an ETC on-board device that operates at a high use frequency (for example, 5.8 GHz band) can be used, and the vehicle can be stably operated at a low frequency (for example, 2 MHz). The parking position can be measured. Also, periodically receives a signal from the ETC car-mounted equipment, the positioning can intends row.
In the garage system of the present invention having the above-described configuration, a plurality of frequency pairs (f1, f2) corresponding to the positioning management number N (1, 2,... N) are used as two frequency spectrum components used for positioning. (F3, f4), ..., (f2n-1, f2n) are prepared. The garage controller assigns a positioning management number N to the vehicle-mounted device ID of the vehicle to be positioned, and transmits the positioning management number N to the ETC vehicle-mounted device. The ETC vehicle-mounted device selects a frequency pair designated from a plurality of frequency pairs based on the received positioning management number N, and transmits a radio wave including the frequency pairs as frequency spectrum components to the receiving station. In the garage controller, the positioning management number is detected based on the frequency of the frequency spectrum component included in the radio wave received from the ETC on-board unit, and the on-board unit ID of the ETC on-board unit is determined based on the positioning management number.
As a result, the ETC on-vehicle device can radiate radio waves including two frequency spectrum components corresponding to the assigned positioning management number N. For this reason, different positioning management numbers N can be assigned to the ETC in-vehicle devices of a plurality of vehicles, and the positions of the plurality of vehicles can be measured simultaneously.
In the garage system of the present invention, the garage control device determines that the vehicle parking determination means determines that the vehicle is parked, and then sets the vehicle-mounted device ID of the vehicle and the positioning management number N assigned to the ID. Means for updating the recording state of the vehicle-mounted device ID corresponding to the positioning management number N in the positioning management table storing the correspondence relationship to information of a free state indicating that there is no positioning target.
また、本発明の車庫システムは、前記測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）に対応する周波数対は、前記キャリア波の周波数をｆｃとし、前記キャリア波を振幅変調する振幅信号の基準となる周波数をΔｆとした場合に、前記周波数対の周波数の高い側の周波数が、ｆｃ＋Ｎ×Δｆ、となり、前記周波数対の周波数の低い側の周波数が、ｆｃ−Ｎ×Δｆ、となる、ように構成され、前記電子料金収受システム車載器は、前記振幅信号の基準となる周波数をΔｆを、前記測位管理番号Ｎで指定された値に応じて逓倍（Ｎ×Δｆ）する逓倍手段を備え、前記逓倍手段により逓倍された周波数（Ｎ×Δｆ）の振幅信号により前記キャリア波を振幅変調するように構成されたこと、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の車庫システムでは、測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）に対応する周波数対は、キャリア波の周波数をｆｃとし、振幅信号の周波数をΔｆとした場合に、（ｆｃ＋Ｎ×Δｆ、ｆｃ−Ｎ×Δｆ）にする。そして、ＥＴＣ車載器では、測位管理番号Ｎを基に、基準となる振幅信号の周波数Δｆを逓倍（Ｎ×Δｆ）し、逓倍された周波数（Ｎ×Δｆ）の振幅信号によりキャリア波を振幅変調する。
これにより、ＥＴＣ車載器では、測位管理番号Ｎに対応した２つの周波数スペクトル成分（ｆｃ＋Ｎ×Δｆ、ｆｃ−Ｎ×Δｆ）を含む電波を放射することができる。このため、複数の車両のＥＴＣ車載器に異なる測位管理番号Ｎを付与し、複数の車両の位置を同時に測位することができる。
Further, in the garage system of the present invention, the frequency pair corresponding to the positioning management number N (1, 2,... N) is an amplitude signal for amplitude-modulating the carrier wave with the frequency of the carrier wave as fc. When the reference frequency is Δf, the higher frequency of the frequency pair is fc + N × Δf, and the lower frequency of the frequency pair is fc−N × Δf. The electronic toll collection system vehicle-mounted device includes a multiplying unit that multiplies Δf by a value designated by the positioning management number N (N × Δf), as a reference frequency of the amplitude signal. The carrier wave is amplitude-modulated by an amplitude signal having a frequency (N × Δf) multiplied by the multiplication means.
In the garage system of the present invention configured as described above, the frequency pair corresponding to the positioning control number N (1, 2,... N) is obtained when the carrier wave frequency is fc and the amplitude signal frequency is Δf. , (Fc + N × Δf, fc−N × Δf). In the ETC on-board unit, the frequency Δf of the reference amplitude signal is multiplied (N × Δf) based on the positioning control number N, and the carrier wave is amplitude-modulated by the multiplied amplitude signal (N × Δf). To do.
As a result, the ETC vehicle-mounted device can radiate radio waves including two frequency spectrum components (fc + N × Δf, fc−N × Δf) corresponding to the positioning management number N. For this reason, different positioning management numbers N can be assigned to the ETC in-vehicle devices of a plurality of vehicles, and the positions of the plurality of vehicles can be measured simultaneously.
また、本発明の車庫システムは、前記２つの周波数スペクトル成分の差の周波数成分の波長の長さが、前記受信局における前記電子料金収受システム車載器の位置検出範囲に略相当するか、または前記位置検出範囲以上であるように構成されたこと、を特徴とする。In the garage system of the present invention, the wavelength length of the frequency component of the difference between the two frequency spectrum components substantially corresponds to the position detection range of the electronic toll collection system onboard unit at the receiving station, or It is characterized by being configured to be at least the position detection range.
上記構成からなる本発明の車庫システムでは、測位に供する２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の波長の長さが、受信局におけるＥＴＣ車載器の位置検出範囲に略相当するか、または、それ以上であるようにする。In the garage system of the present invention having the above configuration, the wavelength length of the frequency component of the difference between the two frequency spectrums used for positioning is approximately equivalent to or more than the position detection range of the ETC on-vehicle device at the receiving station. To be.
これにより、車両の位置検出範囲（例えば、１００ｍなど）に合わせて２つの周波数スペクトルを選定することができると共に、周波数が高い電波の位相回転を計数することなく、低い周波数の信号（２つの周波数スペクトルの差の周波数の信号）により安定して車両の位置を測位できる。As a result, two frequency spectra can be selected according to the vehicle position detection range (for example, 100 m), and a low frequency signal (two frequencies) can be selected without counting the phase rotation of a radio wave having a high frequency. The position of the vehicle can be measured stably by the signal of the frequency of the spectrum difference).
また、本発明の車庫システムにおいて、前記電子料金収受システム車載器は、前記電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調するための振幅信号であって、前記測位に供する２つの周波数スペクトルの成分を含む変調波を生成するための振幅信号を生成する振幅信号生成手段と、前記キャリア波を前記振幅信号により振幅変調し、前記２つの周波数スペクトルを含む変調信号を生成する振幅変調手段と、前記振幅変調手段により生成された変調波を増幅して無線により送信する送信回路手段と、を備え、前記各受信局は、前記電子料金収受システム車載器から前記２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信する受信手段と、前記受信手段により電子料金収受システム車載器から受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定する位相差測定手段と、を備え、前記位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位すること、を特徴とする。
上記構成からなる本発明の車庫システムでは、ＥＴＣ車載器において、キャリア波（例えば、５８００ＭＨｚ）を振幅信号（例えば、１ＭＨｚ）により振幅変調し、測位に供する２つの周波数スペクトル（例えば、５７９９ＭＨｚおよび５８０１ＭＨｚ）を含む変調信号を生成し、この変調波を増幅して無線により受信局に送信する。各受信局では、ＥＴＣ車載器から２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信し、受信した電波の信号から２つの周波数スペクトルの差の周波数成分（例えば、２ＭＨｚ）の位相差を測定する。そして、この位相差の信号を基に、ＥＴＣ車載器と各受信局との間の距離を算出し、ＥＴＣ車載器を搭載した車両の位置を測位する。
これにより、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用して車両の測位を行うことができるともに、周波数が高い電波の位相回転を計数することなく、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の位置を測位できる。
In the garage system of the present invention, the electronic toll collection system on- board unit is an amplitude signal for amplitude-modulating a carrier wave in a communication frequency band of the electronic toll collection system on- board unit, and is used for the positioning. Amplitude signal generating means for generating an amplitude signal for generating a modulated wave including a component of a frequency spectrum, and amplitude modulation for modulating the carrier wave with the amplitude signal to generate a modulated signal including the two frequency spectra means and, and a transmitting circuit means for transmitting wirelessly to amplify the modulated wave generated by the amplitude modulating means, wherein each receiving station, the two frequency spectrum of the signal from the electronic toll collection system OBE receiving means for receiving a radio wave containing, from said radio wave signal received from the electronic toll collection system vehicle-mounted device by the receiving means 2 And a phase difference measuring means for measuring the phase difference of the frequency components of the difference between the frequency spectrum, based on the signal of the measured phase difference by the phase difference measuring means, the said electronic toll collection system OBE each The distance to the receiving station is calculated, and the position of the vehicle on which the electronic toll collection system on- board unit is mounted is measured.
In the garage system of the present invention configured as described above, in the ETC vehicle-mounted device, the carrier wave (for example, 5800 MHz) is amplitude-modulated by the amplitude signal (for example, 1 MHz), and two frequency spectra (for example, 5799 MHz and 5801 MHz) for positioning are used. Is generated, and the modulated wave is amplified and transmitted to the receiving station by radio. Each receiving station receives a radio wave including two frequency spectrum signals from the ETC on-vehicle device, and measures a phase difference of a frequency component (for example, 2 MHz) of a difference between the two frequency spectra from the received radio wave signal. Then, based on this phase difference signal, the distance between the ETC on-board unit and each receiving station is calculated, and the position of the vehicle on which the ETC on-board unit is mounted is determined.
As a result, the vehicle can be positioned using an ETC vehicle-mounted device that operates at a high use frequency (for example, 5.8 GHz band), and a low frequency ( For example, the position of the vehicle can be measured stably by 2 MHz).
また、本発明の車庫システムは、前記各受信局の位相差測定手段に対し、位相基準を固定するための１つの基準位相を発振器により提供し、前記各受信局の位相差測定手段においては前記基準位相を基に前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定するように構成されたこと、を特徴とする。The garage system of the present invention provides an oscillator with one reference phase for fixing a phase reference to the phase difference measuring means of each receiving station, and the phase difference measuring means of each receiving station It is configured to measure a phase difference of a frequency component of a difference between the two frequency spectra based on a reference phase.
上記構成からなる本発明の車庫システムでは、各受信局の位相差測定手段に対して１つの基準位相を提供し、位相差測定手段では、この基準位相を基に２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定する。In the garage system of the present invention having the above configuration, one reference phase is provided to the phase difference measuring means of each receiving station, and the phase difference measuring means uses the frequency of the difference between the two frequency spectra based on this reference phase. Measure the phase difference of the components.
これにより、各受信局の位相差測定手段に共通の基準位相を与えることができる。このため、各受信局により測定される位相差の信号に整合性を持たせることができる。Thereby, a common reference phase can be given to the phase difference measuring means of each receiving station. For this reason, it is possible to provide consistency to the phase difference signal measured by each receiving station.
また、本発明の車両測位方法は、予め登録された電子料金収受システム車載器を搭載した車両を識別して入口のゲートの開閉を行うと共に、前記電子料金収受システム車載器から発信される電波を駐車場内の少なくとも３箇所の異なる場所に設置された受信局により受信し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位する車庫システムの車両測位方法であって、前記車庫システム内の車庫制御装置の車載器ＩＤ登録手段が、予め契約した許可車両の電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤをデータベースに登録し、前記車庫制御装置の入口側車載器ＩＤ読取手段が、前記ゲートに接近した車両に搭載された電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤを読み取り、前記車庫制御装置の入口側車載器ＩＤ判定手段が、前記入口側車載器ＩＤ読取手段により読み取った車載器ＩＤが前記データベースに登録された許可車両の車載器ＩＤであるかどうかを判定し、前記車庫制御装置のゲート開放手段が、前記入口側車載器ＩＤ判定手段により許可車両の車載器ＩＤであると判定された場合に、前記入口のゲートを開放し、前記車庫制御装置の測位管理番号送信手段が、前記ゲートを通過し測位対象となる車両の車載器ＩＤに対して測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）を割り当て、該測位管理番号Ｎを当該車両の電子料金収受システム車載器に送信し、前記車庫制御装置の測位対象ＩＤ判定手段が、前記電子料金収受システム車載器から送信される電波に含まれる２つの周波数スペクトル成分の周波数から前記測位管理番号を検出し、該測位管理番号を基に当該車両の車載器ＩＤを判定し、前記電子料金収受システム車載器の測位信号送信手段が、前記測位管理番号送信手段から送信された測位管理番号Ｎを基に、該測位管理番号Ｎに対応させた複数の周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、・・・・、（ｆ２ｎ−１、ｆ２ｎ）のうちの何れか一つの周波数対を前記測位に供する２つの周波数スペクトル成分として含むように電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調し、測位に供する２つの周波数スペクトルを含む信号を生成して電波により送信し、前記各受信局の位相差測定手段が、前記電子料金収受システム車載器から測位に供する２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信し、受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定し、前記車庫制御装置の位置演算手段が、前記各受信局の位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位し、前記車庫制御装置の車両駐車判定手段が、前記位置演算手段により測位された車両の位置が所定の時間継続して変化しない場合に、当該車両が駐車したと判定することを特徴とする。 In addition, the vehicle positioning method of the present invention identifies a vehicle equipped with a pre-registered electronic toll collection system vehicle-mounted device, opens and closes an entrance gate, and transmits radio waves transmitted from the electronic toll collection system vehicle-mounted device. A vehicle positioning method for a garage system that receives signals from at least three receiving stations installed in a parking lot and measures the position of a vehicle equipped with the electronic toll collection system vehicle-mounted device. The vehicle-mounted device ID registration means of the garage control device registers the vehicle-mounted device ID of the electronic toll collection system vehicle-mounted device of the permitted vehicle contracted in advance in the database, and the entrance-side vehicle-mounted device ID reading means of the garage control device is connected to the gate. The on-board unit ID of the on-board unit of the electronic toll collection system mounted on the approaching vehicle is read, and the on-board unit ID determination unit of the garage controller is configured to input the It is determined whether the vehicle-mounted device ID read by the side vehicle-mounted device ID reading unit is the vehicle-mounted device ID of the permitted vehicle registered in the database, and the gate opening unit of the garage control device determines the entrance-side vehicle-mounted device ID determination When it is determined by the means that the vehicle-mounted device ID is the permitted vehicle, the gate at the entrance is opened, and the positioning management number transmission unit of the garage control device passes through the gate and is mounted on the vehicle to be positioned. A positioning management number N (1, 2,... N) is assigned to the ID, the positioning management number N is transmitted to the on-board unit of the vehicle's electronic toll collection system, and positioning target ID determining means of the garage control device Detects the positioning management number from the frequencies of two frequency spectrum components included in the radio wave transmitted from the electronic toll collection system on-board unit, and based on the positioning management number, A positioning signal transmission unit of the electronic toll collection system on-board unit determines a mounting ID, and the positioning management number N transmitted from the positioning management number transmission unit corresponds to a plurality of positioning management numbers N. Electrons so as to include any one frequency pair of frequency pairs (f1, f2), (f3, f4),..., (F2n-1, f2n) as two frequency spectrum components used for the positioning. Toll collection system A carrier wave in the communication frequency band of the vehicle-mounted device is amplitude-modulated, a signal including two frequency spectra for positioning is generated and transmitted by radio waves, and the phase difference measuring means of each receiving station includes the electronic fee Receive radio waves including two frequency spectrum signals to be used for positioning from the receiving system, and measure the phase difference of the frequency component of the difference between the two frequency spectra from the received radio signal. The position calculation means of the garage control device is based on the phase difference signal measured by the phase difference measuring means of each receiving station, and the distance between the on-board unit for the electronic toll collection system and each receiving station. And the vehicle parking determination means of the garage control device continues the position of the vehicle measured by the position calculation means for a predetermined time. When the vehicle does not change, it is determined that the vehicle is parked.
本発明の車両測位システムによれば、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用して車両の測位を行なうことができるともに、周波数が高い電波の位相回転を計数することなく、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の位置を測位できる。 According to the vehicle positioning system of the present invention, it is possible to perform vehicle positioning using an ETC vehicle-mounted device that operates at a high operating frequency (for example, 5.8 GHz band), and count the phase rotation of radio waves having a high frequency. Therefore, the position of the vehicle can be measured stably with a low frequency (for example, 2 MHz).
また、本発明の車庫システムによれば、駐車場の入口において、ＥＴＣ車載器によりゲートを自動で開くことができ、さらに、駐車場所において車両の駐車位置を測位する際に、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を使用できるともに、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の駐車位置を測位できる。 Further, according to the garage system of the present invention, the gate can be automatically opened by the ETC vehicle-mounted device at the entrance of the parking lot, and further, when positioning the parking position of the vehicle at the parking place, a high use frequency (for example, The ETC vehicle-mounted device that operates in the 5.8 GHz band can be used, and the parking position of the vehicle can be measured stably at a low frequency (for example, 2 MHz).
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
［第１の実施の形態］
最初に、本発明の車両測位システムにおける基本概念について、図１を参照して説明する。
図１（Ａ）は、図１５を再度示した図であり、先に説明したように、電波の発信源での位相をゼロ（基準）とおくと、伝播パス長さＬ（ｍ）隔てた受信位置における受信電波の位相は、
「（Ｌ／λ）×３６０度」となる。
λは、使用電波の波長であり、受信位置では発信源の基準位相からの位相遅れを計測することで発信源から受信位置までの距離計測ができる。しかし、計測対象の最大距離が使用周波数の波長に比べて大きい場合には、受信位置における位相遅れが３６０度を越えるため、位相回転（３６０度の通過回数）の計数が必要となり、受信側での処理がこの分複雑となり、かつ、位相回転の計数欠落は永久的な距離誤差となるため、安定した信号の連続した受信が必須となる。例えば、５．８ＧＨｚを使用周波数とした場合、波長は５ｃｍであるから、発信源が移動体だとすると、５ｃｍの移動で受信位置において３６０度到達位相が変化し、相回転の1回の変化を見逃すだけで５ｃｍの恒久誤差となる。
[First Embodiment]
Initially, the basic concept in the vehicle positioning system of this invention is demonstrated with reference to FIG.
FIG. 1A is a diagram showing FIG. 15 again. As described above, when the phase at the radio wave transmission source is set to zero (reference), the propagation path length L (m) is separated. The phase of the received radio wave at the receiving position is
“(L / λ) × 360 degrees”.
λ is the wavelength of the radio wave used, and the distance from the transmission source to the reception position can be measured by measuring the phase delay from the reference phase of the transmission source at the reception position. However, when the maximum distance to be measured is larger than the wavelength of the operating frequency, the phase delay at the receiving position exceeds 360 degrees, so it is necessary to count the phase rotation (number of passes of 360 degrees). This process is complicated by this amount, and lack of counting of phase rotation results in a permanent distance error. Therefore, it is essential to continuously receive a stable signal. For example, when the frequency used is 5.8 GHz, the wavelength is 5 cm. Therefore, if the transmission source is a moving body, the arrival phase changes 360 degrees at the receiving position by moving 5 cm, and a single change in phase rotation is overlooked. Just a permanent error of 5 cm.
したがって、５．８ＧＨｚ帯を使用周波数としたＥＴＣ車載器を発信源とした車両測位システムを実現するに際しては、位相回転の計数により受信側での処理が複雑となり、かつ、位相回転の計数欠落は永久的な距離誤差となるため、安定した信号の連続した受信が必須となるという問題があった。 Therefore, when realizing a vehicle positioning system using an ETC vehicle-mounted device with a frequency of use of the 5.8 GHz band as a transmission source, processing on the receiving side becomes complicated due to counting of phase rotation, and missing count of phase rotation is Since this is a permanent distance error, there is a problem that continuous reception of a stable signal is essential.
そこで、本発明では、図１（Ｂ）に示すように、ｆ１、ｆ２の如く周波数差を持つ２つの周波数スペクトル成分を含む電波を発信源として持たせ、受信位置ではｆ１、ｆ２の位相差を計測対象にする。これにより、あたかも図１（Ｃ）に示すような、「ｆ２−ｆ１」の周波数を計測に用いたのと等価な動作を得ることで出来る。このような任意の周波数差を持つ２つのスペクトルは、例えば、ｆｃなる搬送波を（ｆ２−ｆ１）／２の周波数を持つ信号波で振幅変調することで側帯波として得られる。 Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1B, a radio wave including two frequency spectrum components having a frequency difference such as f1 and f2 is provided as a transmission source, and the phase difference between f1 and f2 is set at the reception position. Make it a measurement target. As a result, an operation equivalent to using the frequency “f2-f1” as shown in FIG. 1C can be obtained. Two spectra having such an arbitrary frequency difference are obtained as sideband waves by, for example, amplitude-modulating a carrier wave of fc with a signal wave having a frequency of (f2-f1) / 2.
例えば、図１（Ｂ）において、ｆｃ＝５８００ＭＨｚの搬送波を１ＭＨｚの信号波で振幅変調すれば、ｆ１＝５７９９ＭＨｚとｆ２＝５８０１ＭＨｚの２つの周波数スペクトル成分が得られる。受信側では、ｆ１とｆ２の２つの信号の位相差を計測することにより、２ＭＨｚ（ｆ２−ｆ１）の電波を用いた位相による距離計測と等価になり、２ＭＨｚの波長相当のＬ＝＝１５０ｍまで位相は３６０度を超えず計測が可能となる。 For example, in FIG. 1B, if the carrier wave of fc = 5800 MHz is amplitude-modulated with a signal wave of 1 MHz, two frequency spectrum components of f1 = 5799 MHz and f2 = 5801 MHz are obtained. On the receiving side, measuring the phase difference between the two signals f1 and f2 is equivalent to distance measurement by phase using a radio wave of 2 MHz (f2-f1), and L == 150 m corresponding to a wavelength of 2 MHz. The phase can be measured without exceeding 360 degrees.
このように本発明の車両測位システムによれば、所望の計測対象距離に適合した２つの周波数スペクトルの差の周波数成分（ｆ２−ｆ１）を、使用電波の周波数ｆｃによらず任意に選ぶことが可能となる。 As described above, according to the vehicle positioning system of the present invention, the frequency component (f2−f1) of the difference between the two frequency spectra suitable for the desired measurement target distance can be arbitrarily selected regardless of the frequency fc of the used radio wave. It becomes possible.
また、図２は、本発明の車両測位システムにおける、アンテナとＥＴＣ車載器との位置関係の例を示す図である。図２に示す例は、３つのアンテナ（１）１１、アンテナ（２）１２、およびアンテナ（３）１３により車両２のＥＴＣ車載器３からの電波を受信し、車両２の測位を行なう例である。
Moreover, FIG. 2 is a figure which shows the example of the positional relationship of an antenna and an ETC onboard equipment in the vehicle positioning system of this invention. The example shown in FIG. 2 is an example in which the radio wave is received from the ETC vehicle-mounted
この場合、ＥＴＣ車載器３を搭載した車両２の位置を測位できる範囲は、ＥＴＣ車載器３から発信される電波を３つのアンテナ（１）、（２）、（３）で同時に受信できる範囲Ａになる。車両２がこの範囲Ａ内にある場合に車両２の位置を追跡して測位することができる。
In this case, the range in which the position of the
また、図３は、本発明の第１の実施の形態に係わる車両測位システム１の構成を示す図であり、ＥＴＣ車載器と受信局の構成例を示している。なお、ＥＴＣ車載器３の構成は、本発明に直接関係する無線系部分のみを示しており、ＥＴＣカードのリーダ等は省略して示している。
Moreover, FIG. 3 is a figure which shows the structure of the
ＥＴＣ車載器３には、５８００ＭＨｚ（５．８ＧＨｚ）のキャリア波を発生するキャリア波発信源３１と、振幅信号生成部３４とが信号発生源として設けられている。この振幅信号生成部３４から周波数Δｆの振幅信号が生成される。振幅変調部３２では、キャリア波発信源３１から出力されるキャリア波を、振幅信号生成部３４から出力される振幅信号により振幅変調する。例えば、振幅信号の周波数Δｆを１ＭＨｚとすれば、側帯波として、ｆ１（５７９９ＭＨｚ）とｆ２（５８０１）ＭＨｚの信号を含む変調波が得られる。この変調波を送受信回路部３３により増幅して、ＥＴＣアンテナ３５から電波として放射する。
The ETC vehicle-mounted
ＥＴＣアンテナ３５から放射された電波は、受信局のアンテナ（１）１１、アンテナ（２）１２、およびアンテナ（３）１３により受信される。受信局（１）１０１は、アンテナ（１）１１で受信した電波から、２つの周波数スペクトルｆ１、ｆ２の差の周波数成分（ｆ１−ｆ２）の位相差を検出し、測位信号（１）を位置演算部５１に向けて出力する。受信局（２）１０２は、アンテナ（２）１２で受信した電波から、２つの周波数スペクトルｆ１、ｆ２の差の周波数成分（ｆ１−ｆ２）の位相差を検出し、測位信号（２）を位置演算部５１に向けて出力する。また、受信局（３）１０３は、アンテナ（３）１３で受信した電波から、２つの周波数スペクトルｆ１、ｆ２の差の周波数成分（ｆ１−ｆ２）の位相差を検出し、測位信号（３）を位置演算部５１に向けて出力する。
The radio wave radiated from the
なお、受信局（１）１０１、受信局（２）１０２、および受信局（３）１０３に対して、位相基準を固定するため１つの基準位相の信号が共通キャリア源（発信器）１０４から提供される。各受信局（１）、（２）、（３）は、この基準位相を基にして、測位信号を生成する。 For the receiving station (1) 101, receiving station (2) 102, and receiving station (3) 103, a signal of one reference phase is provided from the common carrier source (transmitter) 104 in order to fix the phase reference. Is done. Each receiving station (1), (2), (3) generates a positioning signal based on this reference phase.
位置演算部５１では、各受信局（１）、（２）、（３）から受信した測位信号（１）、（２）、（３）を基に、ＥＴＣ車載器３の位置（車両の位置）を測位するとともに、その位置を追跡する。なお、測位には、前述した双曲線航法が使用できる。
In the
また、図４は、受信局の詳細な構成を示す図である。
図４に示す受信局１０１は、ＥＴＣ車載器３の使用周波数を５８００ＭＨｚとし、側波帯周波数を５７９９ＭＨｚおよび５８０１ＭＨｚとした例を示しており、受信局内部の周波数もこれに合わせた例として示している。
FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of the receiving station.
The receiving
図４に示す受信局１０１において、復調部は周知の３段のヘテロダイン変換（周波数変換）を持つトリプルスーパ受信機で構成されたている。ただし、位相基準を固定するため、混合器へのローカル発振の注入成分を１つの共通キャリア（復調用キャリア源）から逓倍または分周して生成する点に特徴がある。
In the receiving
以下、図４を参照してその構成と、動作について説明する。
アンテナ（１）１１で受信した信号は、第１混合器１１１に入力される。第１混合器１１１の他方の入力には、逓倍器１１２から出力される５６３２ＭＨｚの中間周波数が入力される。なお、逓倍器１１２では、復調用キャリア源１２２から出力される基準キャリア波（６４ＭＨｚ）を、８８倍して５６３２ＭＨｚの中間周波数の信号を生成する。
The configuration and operation will be described below with reference to FIG.
A signal received by the antenna (1) 11 is input to the
第１混合器１１１から出力された中間周波数の信号は、第１中間周波数増幅器１１３により増幅され、第２混合器１１４に出力される。第２混合器１１４の他方の入力には、逓倍器１１５から出力される１９２ＭＨｚの中間周波数が入力される。なお、逓倍器１１５では、復調用キャリア源１２２から出力される基準キャリア波（６４ＭＨｚ）を、３倍して１９２ＭＨｚの中間周波数の信号を生成する。
The intermediate frequency signal output from the
第２混合器１１４から出力された中間周波数の信号は、第２中間周波数増幅器１１６により増幅され、第３混合器１１７に出力される。第３混合器１１７の他方の入力には、分周器１１８から出力される１６ＭＨｚの中間周波数が入力される。なお、分周器１１８では、復調用キャリア源１２２から出力される基準キャリア波（６４ＭＨｚ）を、４分周して１６ＭＨｚの中間周波数の信号を生成する。
The intermediate frequency signal output from the
第３混合器１１７から出力された信号は、中心周波数９ＭＨｚのバンドパスフィルタ１１９と、中心周波数７ＭＨｚのバンドパスフィルタ１２０と、に入力される。これにより、中心周波数９ＭＨｚのバンドパスフィルタ１１９により上側帯波が検出され、中心周波数７ＭＨｚのバンドパスフィルタ１２０により下側帯波が検出される。それぞれのバンドパスフィルタ１１９、１２０により検出された側帯波の信号は位相差電圧変換回路１２１に入力される。
The signal output from the
位相差電圧変換回路１２１が、バンドパスフィルタ１１９、１２０から入力される側帯波の信号から、その位相を検出し測位信号を出力する。
The phase difference
上記構成により、高い使用周波数（例えば、５．８ＧＨｚ帯）で動作するＥＴＣ車載器を利用して車両の測位を行なうことができるともに、周波数が高い電波の位相回転を計数することなく、低い周波数（例えば、２ＭＨｚ）により安定して車両の位置を測位できる。また、ＥＴＣ車載器からの信号を定期的に受信して、測位を行なうことができる。 With the above configuration, the vehicle can be positioned using an ETC on-vehicle device that operates at a high use frequency (for example, 5.8 GHz band), and a low frequency can be obtained without counting the phase rotation of a high frequency radio wave. The position of the vehicle can be measured stably by (for example, 2 MHz). In addition, positioning can be performed by periodically receiving a signal from the ETC on-board unit.
なお、前述の測位信号送信手段は、ＥＴＣ車載器３内のキャリア波発信源３１、振幅変調部３２、送受信回路部３３、および振幅信号生成部３４が相当する。また、前述の位相差測定手段は、図４に示す受信局１０１内の各処理部が相当する。また、前述の受信局の受信部と位相差測定部は、図４に示す受信局１０１内の各処理部が相当する。
The positioning signal transmission means described above corresponds to the carrier
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態として、本発明の車両測位システムを駐車場の車庫システムに応用した例について説明する。なお、以下の説明で使用される用語において、「駐車場所」とは、駐車場内において車両（道路を走行する自動車）が安全に駐車することができる駐車領域を意味する。また、「駐車」とは車両が継続的に停止すること、または、運転者が、車両を離れてすぐには運転できない状態にあることを意味する。
[Second Embodiment]
Next, as a second embodiment of the present invention, an example in which the vehicle positioning system of the present invention is applied to a parking garage system will be described. In the terminology used in the following description, “parking place” means a parking area where a vehicle (a car traveling on a road) can safely park in the parking lot. In addition, “parking” means that the vehicle is continuously stopped or that the driver cannot drive immediately after leaving the vehicle.
図５に示すように、本発明の車庫システムは、車庫制御装置４０を中心にして、入口２０１側に設備された機器と、駐車場所２０２に設備された機器とで構成される。
As shown in FIG. 5, the garage system of the present invention is composed of equipment installed on the
入口２０１側には、車両２に搭載されたＥＴＣ車載器３ＡとＤＳＲＣ通信（狭域通信）を行うためのゲート側アンテナ８１が設備される。このゲート側アンテナ８１は入口の照明ポール等に設備される。
On the
車両２はゲート４の前で一旦停止し、ゲート側アンテナ８１を使用した狭域通信により、ＥＴＣ車載器３Ａと車庫制御装置４０との間で通信が行なわれる。この狭域通信により、車庫制御装置４０はＥＴＣ車載器３Ａから車載器ＩＤを読み取る。
The
また、入口２０１側には、ゲート４を開閉するための門駆動メカ８２が設備されている。この門駆動メカ８２は、アクチュエータ（モータや油圧機構等）と、このアクチュエータにより駆動されるゲート開閉機構とで構成されている。
A
駐車場所２０２には、車両２のＥＴＣ車載器３ＡとＤＳＲＣ通信を行い、ＥＴＣ車載器３Ａの位置を計測するためのアンテナ（１）１１と、アンテナ（２）１２と、アンテナ（３）１３とが設備される。これらの、アンテナ（１）、（２）、（３）は照明ポール等に設備される。
In the
そして、アンテナ（１）１１に受信局（１）１０１が接続され、受信局（１）１０１で測定された測位信号は、車庫制御装置４０に向けて出力される。また、アンテナ（２）１２には受信局（２）１０２が接続され、受信局（２）１０２で測定された測位信号は、車庫制御装置４０に向けて出力される。また、アンテナ（３）１３には受信局（３）１０３が接続され、受信局（３）１０３で測定された測位信号は、車庫制御装置４０に向けて出力される。
The receiving station (1) 101 is connected to the antenna (1) 11, and the positioning signal measured by the receiving station (1) 101 is output toward the
なお、アンテナ（１）１１、アンテナ（２）１２、アンテナ（３）１３、受信局（１）１０１、受信局（２）１０２、および受信局（３）１０３は、図１乃至図４で説明した第１の実施の形態におけるものと同様であり、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 The antenna (1) 11, the antenna (2) 12, the antenna (3) 13, the receiving station (1) 101, the receiving station (2) 102, and the receiving station (3) 103 are described with reference to FIGS. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
上記構成により、入口２０１およびその近辺においては、車両２に搭載されたＥＴＣ車載器３Ａと車庫制御装置４０とが、ゲート側アンテナ８１を使用した狭域通信を行なう。この狭域通信により、車庫制御装置４０はＥＴＣ車載器３Ａから車載器ＩＤを読み取る。そして、読み取った車載器ＩＤが、ＩＤテーブル（図８のＩＤテーブルを参照）に登録された車載器ＩＤである場合に、ゲート４の開放を行なう。
With the above configuration, at the
また、駐車場所２０２においては、アンテナ（１）１１、アンテナ（２）１２、およびアンテナ（３）１３により、ＥＴＣ車載器３Ａから発信される電波を受信し、受信局（１）１０１、受信局（２）１０２、および受信局（３）１０３により計測した測位信号を車庫制御装置４０に送信する。
In the
車庫制御装置４０では、受信局（１）１０１、受信局（２）１０２、受信局（３）１０３により計測された測位信号を基に、当該ＥＴＣ車載器３Ａを搭載した車両２の位置を測位する。車庫制御装置４０では、車両２の位置を測位すると共に、車両２が駐車したと判定した場合には、その位置を車載器ＩＤを指標としてＩＤテーブルに登録する。
In the
なお、図５に示す例では、入口のゲート側アンテナ８１を設けると共に、駐車場所２０２にアンテナ（１）、（２）、（３）を設ける例を示しているが、駐車場所の面積の広狭に応じて、例えば、アンテナ（１）１１を入口のゲート側アンテナ８１と共用することもできる。また、駐車場所２０２にはアンテナ（１）、（２）、（３）の３つだけでなく、４つ以上のアンテナを設備することもできる。
The example shown in FIG. 5 shows an example in which the gate-
また、図６は、本発明の第２の実施の形態におけるＥＴＣ車載器３Ａの構成例を示す図である。なお、ＥＴＣ車載器３Ａの構成は、本発明に直接関係する部分のみを示しており、ＥＴＣカードのリーダ等は省略して示している。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the ETC vehicle-mounted
図６に示すＥＴＣ車載器３Ａが、図３に示すＥＴＣ車載器３と構成上異なるのは、図６に示すＥＴＣ車載器３Ａに、図６に示す車載器ＩＤ送信部３６と、逓倍部３７と、測位管理番号受信部３８を新たに追加した点であり、他の構成は図３に示すＥＴＣ車載器３と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
The ETC on-
この、ＥＴＣ車載器３Ａ内の車載器ＩＤ送信部３６は、車両２がゲート４の前に到着した際に、車庫制御装置４０側から呼びかけに応じて、当該車両２の車載器ＩＤを車庫制御装置４０側に送信するための処理部である。
When the
測位管理番号受信部３８は、車両２がゲート４を通過する際に、車庫制御装置４０側から測位管理番号を受信するための処理部である。この測位管理番号は、図９に示す測位管理テーブル７３に登録された番号であり、空いている測位管理番号（現在、測位に使用されていない周波数対に対応する番号）が、ゲート４を通過する車両２のＥＴＣ車載器３Ａに送信される。なお、測位管理テーブル７３の詳細については後述する。
The positioning management
逓倍部３７では、測位管理番号受信部３８により受信された測位管理番号を基に、振幅信号生成部３４で生成された振幅信号の周波数を逓倍する。例えば、測位管理番号が‘２’であれば、周波数が２逓倍された振幅信号（２×Δｆ）の信号が生成され、振幅変調部３２に向けて出力される。
The multiplying
このように、測位対象となる車両２のＥＴＣ車載器３Ａに対し、空いている測位管理番号を割り当てられ、ＥＴＣ車載器３Ａにおいては、測位管理番号に応じて逓倍された周波数の振幅信号が生成される。これにより、ＥＴＣ車載器３Ａからは、測位管理番号に対応して、異なる周波数スペクトル成分を持つ電波が発信されるようになり、複数の車両の測位を同時に行なうことができる。
Thus, a free positioning management number is assigned to the ETC on-
図７は、本発明の車庫システム１Ａにおける車庫制御装置４０の構成例を示す図であり、本発明の直接関係する部分を示したものである。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of the
図７において、車庫制御装置４０内の制御部４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されるコンピュータシステムにより構成されており、車庫制御装置４０内の各処理部を統括して制御することにより、車庫システムの機能を実現するための処理部である。
In FIG. 7, the
車載器ＩＤ登録部４２は、この車庫システムを利用する車両である許可車両を識別するための車載器ＩＤを、データベース７１のＩＤテーブル７２に登録するための処理部である。
The vehicle-mounted device
このＩＤテーブル７２は、図８（Ａ）に示すように車載器ＩＤを登録したテーブルである。このＩＤテーブル７２には、この車庫システムと契約した車両、すなわち許可車両の車載器ＩＤが登録されている。また、許可車両が駐車している場合は、その駐車位置が、図８（Ｂ）に示す駐車場所の駐車枡番号により記録されている。なお、図８（Ａ）のＩＤテーブル中に例示した車載器ＩＤは、一例として示したものであり、実際の車載器ＩＤは、英数字を含むより多桁の車載器ＩＤで構成されることがある。 This ID table 72 is a table in which the vehicle-mounted device ID is registered as shown in FIG. In this ID table 72, vehicle-mounted device IDs of vehicles that have contracted with the garage system, that is, permitted vehicles are registered. Moreover, when the permission vehicle has parked, the parking position is recorded by the parking lot number of the parking place shown to FIG. 8 (B). In addition, the onboard equipment ID illustrated in the ID table of FIG. 8 (A) is shown as an example, and the actual onboard equipment ID is composed of a multi-digit onboard equipment ID including alphanumeric characters. There is.
入口側車載器ＩＤ読取部４３は、ゲート側アンテナ８１を介して、車両２のＥＴＣ車載器３Ａと狭域通信を行い、ＥＴＣ車載器３Ａから車載器ＩＤを読み取るための処理部である。
The entrance-side vehicle-mounted device ID reading unit 43 is a processing unit for performing narrow-area communication with the ETC vehicle-mounted
入口側車載器ＩＤ判定部４４は、データベース７１中のＩＤテーブル７２を参照し、入口側車載器ＩＤ読取部４３により読み取った車両２の車載器ＩＤがＩＤテーブル７２に登録された車載器ＩＤであるかどうかを判定するための処理部である。この入口側車載器ＩＤ判定部４４により、車両２の車載器ＩＤがＩＤテーブル７２に登録された車載器ＩＤと判定された場合に、当該車両２に対してゲート４が開放される。
The entrance-side vehicle-mounted device ID determination unit 44 refers to the ID table 72 in the database 71, and the vehicle-mounted device ID of the
測位管理番号管理部４５は、データベース７１中の測位管理テーブル７３の管理を行なうために処理部である。この測位管理番号管理部４５は、新たな測位対象の車両が生じた場合に、測位管理テーブル７３中の空き測位管理番号へ、当該車両の車載器ＩＤを割り当てる。また、車両が駐車し測位管理番号が使用されなくなった場合に、当該測位管理番号の開放の処理を行なう。 The positioning management number management unit 45 is a processing unit for managing the positioning management table 73 in the database 71. The positioning management number management unit 45 assigns the vehicle-mounted device ID of the vehicle to the available positioning management number in the positioning management table 73 when a new positioning target vehicle is generated. Further, when the vehicle is parked and the positioning management number is not used, the positioning management number is released.
この測位管理テーブルの例を図９に示す。図９に示す測位管理テーブル７３では、４つの「測位管理番号」が用意され、各測位管理番号に一意に対応して、「測定に使用する周波数」がｆ１、ｆ２などと周波数対で登録されている。また、測位管理番号に対応して、「現在実行のステータス」と、「測位対象車載器ＩＤ」が登録されている。このように、４つの測位管理番号を使用することにより、最大４台までの車両２の位置を追跡できることになる。なお、測位管理番号は、５以上であってもよい。
An example of this positioning management table is shown in FIG. In the positioning management table 73 shown in FIG. 9, four “positioning management numbers” are prepared, and “frequency used for measurement” is registered as a frequency pair with f1, f2, etc. uniquely corresponding to each positioning management number. ing. Further, “current execution status” and “positioning target vehicle-mounted device ID” are registered corresponding to the positioning management number. In this way, by using the four positioning management numbers, the positions of up to four
また、「測位実行ステータス」として、‘Ｎ’または‘Ａ’が登録される。
‘Ｎ’は、測位対象なしを示す、この周波数対は空きであり利用可能であることを示している。また、‘Ａ’は、測位に使用中を示し、この周波数対は車載器ＩＤ＊＊＊＊＊＊のＥＴＣ車載器３Ａに使用していることを示している。なお、測位対象なしの場合の車載器ＩＤの番号は、「ＩＤ＝００００００」となる。
In addition, “N” or “A” is registered as the “positioning execution status”.
'N' indicates that there is no positioning target, and this frequency pair is free and available. Further, “A” indicates that it is in use for positioning, and this frequency pair indicates that it is used for the ETC on-
図７に戻り、測位管理番号送信部４６は、ゲート４を通過し新たに測位対象となる車両２のＥＴＣ車載器３Ａに対し、測位管理番号管理部４５により割り当てられた測位管理番号を送信する処理を行なう。
Returning to FIG. 7, the positioning management
車両駐車判定部４７は、ＥＴＣ車載器３Ａを搭載した車両の位置が所定の時間継続して変化しない場合に、車両２が駐車したと判定するための処理部である。この場合に、車両駐車判定部４７は、車両２の移動軌跡を検出し、駐車場所２０２内のどの駐車枡に駐車したかを判定するようにもできる。また、車両駐車判定部４７により車両２が駐車したと判定された場合は、駐車位置登録部４８により、車両２の駐車した駐車枡位置の番号をデータベース７１中のＩＤテーブル７２に登録する。
The vehicle
なお、ＥＴＣ車載器３Ａが車両のエンジン停止、または車両のキーオフにより通信を停止するように構成されている場合は、車両２の位置が所定の時間継続して変化せず、かつ、ＥＴＣ車載器３Ａが所定の時間継続して無応答になったときに、当該車両のエンジン停止、またはキーオフが行なわれたと判定し、駐車したと判定するようにもできる。また、これに応じて、入口のゲート４を閉じるようにすることもできる。
When the ETC on-
また、測位制御部５０中の位置演算部５１は、受信局（１）１０１、受信局（２）１０２、および受信局（３）１０３で測定された２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差の信号を基に、ＥＴＣ車載器３Ａと各受信局（１）、（２）、（３）との間の距離を算出し、ＥＴＣ車載器３Ａを搭載した車両２の位置を測位する処理を行なう。
In addition, the
測位対象ＩＤ判定部５２は、ＥＴＣ車載器３Ａから送信される２つの周波数スペクトル成分の周波数を基に、当該車両の車載器ＩＤを判定する処理を行なう。
The positioning target
門駆動機構制御部６１は、入口側車載器ＩＤ判定部４４において車載器ＩＤがデータベース７１のＩＤテーブル７２に登録された車載器ＩＤであると判定された場合に、門駆動メカ８２にゲート開放の指令信号を送信し、ゲート４を開放するための制御部である。
The gate drive
なお、門駆動機構制御部６１は、車両駐車判定部４７において車両２が駐車したと判定された場合に、門駆動メカ８２にゲート閉鎖の指令信号を送信し、ゲート４を閉鎖するように構成することもできる。
The gate drive
上記構成により、ＥＴＣ車載器３Ａを利用して駐車場のゲート４の開放を行なうことができると共に、車両２が駐車場所に移動して駐車した場合に、その位置を測位し、データベース７１に登録することができる。これにより、車両２の駐車位置を測位して管理することができる。
With the above configuration, the
なお、前述の車載器ＩＤ登録手段は、車載器ＩＤ登録部４２が相当し、前述の入口側車載器ＩＤ読取手段は、入口側車載器ＩＤ読取部４３およびゲート側アンテナ８１が相当する。また、入口側車載器ＩＤ判定手段は入口側車載器ＩＤ判定部４４が相当し、前述のゲート開放手段は、門駆動機構制御部６１および門駆動メカ８２が相当する。
The on-board unit
また、図１０は、複数の測位対象のＥＴＣ車載器が発する電波のスペクトルを示す図である。すなわち、図９に示す測位管理テーブル７３中の測位管理番号に対応して、４つの周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、（ｆ５、ｆ６）、（ｆ７、ｆ８）が使用される。この場合に、キャリア波の周波数ｆｃに対して、周波数対（ｆ１、ｆ２）は、ｆｃに対してΔｆの周波数差を持つ信号である。周波数対（ｆ３、ｆ４）は、ｆｃに対して２×Δｆの周波数差を持つ信号であり、周波数対（ｆ５、ｆ６）は、ｆｃに対して３×Δｆの周波数差を持つ信号である。同様にして、周波数対（ｆ７、ｆ８）は、ｆｃに対して４×Δｆの周波数差を持つ信号である。 Moreover, FIG. 10 is a figure which shows the spectrum of the electromagnetic wave which the ETC onboard equipment of a several positioning object emits. That is, four frequency pairs (f1, f2), (f3, f4), (f5, f6), (f7, f8) are used corresponding to the positioning management number in the positioning management table 73 shown in FIG. The In this case, the frequency pair (f1, f2) is a signal having a frequency difference of Δf with respect to fc with respect to the frequency fc of the carrier wave. The frequency pair (f3, f4) is a signal having a frequency difference of 2 × Δf with respect to fc, and the frequency pair (f5, f6) is a signal having a frequency difference of 3 × Δf with respect to fc. Similarly, the frequency pair (f7, f8) is a signal having a frequency difference of 4 × Δf with respect to fc.
また、図１１は、測位管理番号に対応する周波数関係を示す図である。図１１（Ａ）に示す、測位管理番号（Ｎ＝０１、０２、０３、０４）に対応して、それぞれの測位管理番号で使用される周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、（ｆ５、ｆ６）、（ｆ７、ｆ８）が設定されている。この場合、図１１（Ｂ）に示すように、測位管理番号（Ｎ＝０１、０２、０３、０４）に対応する周波数スペクトルが発生し、受信側では測位管理番号に対し、対象とするスペクトルについて、各アンテナにおける位相差を計測する。 FIG. 11 is a diagram showing a frequency relationship corresponding to the positioning management number. Corresponding to the positioning management number (N = 01, 02, 03, 04) shown in FIG. 11 (A), the frequency pairs (f1, f2), (f3, f4) used in each positioning management number, (F5, f6), (f7, f8) are set. In this case, as shown in FIG. 11B, a frequency spectrum corresponding to the positioning management number (N = 01, 02, 03, 04) is generated. The phase difference at each antenna is measured.
また、図１２は、測位対象におけるスペクトルの生成過程を示す図である。図１２（A）に示すように、逓倍部３７では、測位管理番号に対応する逓倍数により、振幅信号の周波数Δｆを逓倍し、振幅変調部３２によりキャリア波ｆｃを振幅変調して出力する。
FIG. 12 is a diagram illustrating a spectrum generation process in a positioning target. As shown in FIG. 12A, the
例えば、図１２（Ｂ）に示すように、測位管理番号が‘０１’の場合は、キャリア波が周波数Δｆ（１×Δｆ）の信号により変調された側帯波ｆ１、ｆ２を有する周波数スペクトルとなる。 For example, as shown in FIG. 12B, when the positioning management number is “01”, the carrier wave has a frequency spectrum having sideband waves f1 and f2 modulated by a signal of frequency Δf (1 × Δf). .
また、図１３は、本発明の車庫システムにおける処理の流れを示すフローチャートであり、前述した車庫システムにおける処理をフローチャートで示したものである。 FIG. 13 is a flowchart showing the flow of processing in the garage system of the present invention, and shows the processing in the garage system described above in a flowchart.
図１３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１からステップＳ３までの処理は、駐車場の入口における測位対象の捕獲と測位開始までの処理の流れを示している。また、ステップＳ４からステップＳ７までの処理は、車両２の位置の追跡と駐車位置の判定の処理の流れを示している。
In the flowchart shown in FIG. 13, the processing from step S1 to step S3 shows the flow of processing from the capture of the positioning target at the entrance of the parking lot to the start of positioning. The processing from step S4 to step S7 shows the flow of processing for tracking the position of the
最初に、車庫制御装置４０は、入口２０１に設置されたゲート側アンテナ８１により、車両２に搭載されたＥＴＣ車載器３Ａとの通信を行うべくＤＳＲＣによる通信を常時試行している。
First, the
そして、ＥＴＣ車載器３Ａを搭載した車両２が入口２０１に接近し、当該車両２との通信が開始されると、ＥＴＣ車載器３Ａから車載器ＩＤを受信する。そして、この車載器ＩＤがデータベース７１のＩＤテーブル７２に登録された車両、すなわち許可車両であるかどうかを判定する。許可車両である場合は、門駆動機構制御部２１により、門駆動メカ８２に対して門開駆動の制御指令を出力し、ゲート４を開く（ステップＳ１）。
When the
また、この際に、データベース７１中の測位管理テーブル７３を参照して、空いている測位管理番号を、当該車両に対する測位管理番号として指示する（ステップＳ２）。ＥＴＣ車載器３Ａは、指示された測位管理番号に応じた周波数（測位管理番号×Δｆ）の信号により、キャリア波ｆｃを振幅変調し、測位用の２つの周波数スペクトルを含む電波の発信を開始する（ステップＳ３）。
At this time, the positioning management table 73 in the database 71 is referred to, and an available positioning management number is designated as the positioning management number for the vehicle (step S2). The ETC on-
車両２はゲート４を追加すると、駐車場所内の測位用のアンテナ（１）、（２）、（３）によりＥＴＣ車載器３Ａからの電波を一定周期で受信し、車両２の位置を追跡する（ステップＳ４）。
When the
そして、ＥＴＣ車載器３Ａからの信号により、当該車両２の位置の移動停止か、または、車両２の位置移動停止後のＥＴＣ車載器３Ａからの応答信号が所定時間、継続してなくなったこと（車両２のエンジンストップやキーオフによりＥＴＣ車載器が停止したこと）を検出する。すなわち、車両２の位置移動停止か、または、位置移動停止後のＥＴＣ車載器３Ａからの停波を検出する（ステップＳ５）。
Then, due to the signal from the ETC on-
そして、車両２の移動停止位置である最終位置により、当該車両２が駐車している駐車枡を判定する（ステップＳ６）。なお、車両２の移動の軌跡を参照して移動停止位置を判定するようにしてもよい。これにより、駐車枡の判定を確実にすることができる。
And the parking trough where the said
その後、当該車両２に付与していた測位管理番号を空きとして、測位管理テーブル７３に登録する（ステップＳ７）。
Thereafter, the positioning management number assigned to the
上記処理手順により、予め登録された車両に対してＥＴＣ車載器を利用してゲートを開くことができ、さらに、ＥＴＣ車載器を利用して、車両が駐車場所のどの駐車枡に駐車したかを検出でき、駐車場所の管理が行なえる。 With the above processing procedure, it is possible to open a gate using a vehicle-mounted ETC device for a pre-registered vehicle, and further use the ETC vehicle-mounted device to determine in which parking lot the vehicle is parked. It can be detected and the parking location can be managed.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の車両測位システム、および車庫システムは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the vehicle positioning system of this invention and a garage system are not limited only to the above-mentioned illustration example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it changes variously. Of course, can be added.
１・・・車両測位システム、１Ａ・・・車庫システム、２・・・車両、３、３Ａ・・・ＥＴＣ車載器、４・・・ゲート、１１・・・アンテナ（１）、１２・・・アンテナ（２）、１３・・・アンテナ（３）、３１・・・キャリア波発信源、３２・・・振幅変調部、３３・・・送受信回路部、３４・・・振幅信号生成部、３５・・・ＥＴＣアンテナ、３６・・・車載器ＩＤ送信部、３７・・・逓倍部、３８・・・測位管理番号受信部、４０・・・車庫制御装置、４１・・・制御部、４２・・・車載器ＩＤ登録部、４３・・・入口側車載器ＩＤ読取部、４４・・・入口側車載器ＩＤ判定部、４５・・・測位管理番号管理部、４６・・・測位管理番号送信部、４７・・・車両駐車判定部、４８・・・駐車位置登録部、５０・・・測位制御部、５１・・・位置演算部、５２・・・測位対象ＩＤ判定部、６１・・・門駆動機構制御部、７１・・・データベース、７２・・・ＩＤテーブル、７３・・・測位管理テーブル、８１・・・ゲート側アンテナ、８２・・・門駆動メカ、１０１・・・受信局（１）、１０２・・・受信局（２）、１０３・・・受信局（３）、１０４・・・共通キャリア源、１１１・・・第１混合器、１１２、１１５・・・逓倍器、１１３・・・第１中間周波数増幅器、１１４・・・第２混合器、１１６・・・第２中間周波数増幅器、１１７・・・第３混合器、１１８・・・分周器、１１９、１２０・・・バンドパスフィルタ、１２１・・・位相差電圧変換回路、１２２・・・復調用キャリア源、２０１・・・入口、２０２・・・駐車場所
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記各受信局は、
前記電子料金収受システム車載器から測位に供する２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信し、受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定する位相差測定手段を備え、
前記車庫システム内の車庫制御装置には、
予め契約した許可車両の電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤをデータベースに登録する車載器ＩＤ登録手段と、
前記ゲートに接近した車両に搭載された電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤを読み取る入口側車載器ＩＤ読取手段と、
前記入口側車載器ＩＤ読取手段により読み取った車載器ＩＤが前記データベースに登録された許可車両の車載器ＩＤであるかどうかを判定する入口側車載器ＩＤ判定手段と、
前記入口側車載器ＩＤ判定手段により許可車両の車載器ＩＤであると判定された場合に、前記入口のゲートを開放するゲート開放手段と、
前記ゲートを通過し測位対象となる車両の車載器ＩＤに対して測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）を割り当て、該測位管理番号Ｎを当該車両の電子料金収受システム車載器に送信する測位管理番号送信手段と、
前記電子料金収受システム車載器から送信される電波に含まれる２つの周波数スペクトル成分の周波数から前記測位管理番号を検出し、該測位管理番号を基に当該車両の車載器ＩＤを判定する測位対象ＩＤ判定手段と、
前記各受信局の位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位する位置演算手段と、
前記位置演算手段により測位された車両の位置が所定の時間継続して変化しない場合に、当該車両が駐車したと判定する車両駐車判定手段と、を備え、
前記電子料金収受システム車載器は、
前記測位管理番号送信手段から送信された測位管理番号Ｎを基に、該測位管理番号Ｎに対応させた複数の周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、・・・・、（ｆ２ｎ−１、ｆ２ｎ）のうちの何れか一つの周波数対を前記測位に供する２つの周波数スペクトル成分として含むように電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調し、測位に供する２つの周波数スペクトルを含む信号を生成して電波により送信する測位信号送信手段と、を備える
ことを特徴とする車庫システム。 Advance to identify the registered vehicle equipped with the electronic toll collection system mounted device and the opening and closing of the entrance of the gate with intends row, different at least three places of the parking lot radio waves transmitted from the electronic toll collection system mounted device location A garage system for measuring the position of a vehicle that is received by a receiving station installed in the vehicle and equipped with the electronic toll collection system vehicle-mounted device,
Each receiving station is
Phase difference measuring means for receiving a radio wave including two frequency spectrum signals to be used for positioning from the electronic toll collection system vehicle-mounted device and measuring a phase difference of a frequency component of a difference between the two frequency spectra from the received radio wave signal equipped with a,
In the garage control device in the garage system,
On-vehicle device ID registration means for registering the on-vehicle device ID of the on-vehicle device of the electronic fee collection system on- vehicle device of the permitted vehicle contracted in advance in the database;
An entrance-side vehicle-mounted device ID reading means for reading the vehicle-mounted device ID of the vehicle-mounted electronic fee collection system mounted on the vehicle approaching the gate;
An entrance-side vehicle-mounted device ID determination unit that determines whether the vehicle-mounted device ID read by the entrance-side vehicle-mounted device ID reading unit is the vehicle-mounted device ID of the permitted vehicle registered in the database;
A gate opening means for opening the gate of the entrance when it is determined by the entrance-side vehicle-mounted device ID determining means that the vehicle-mounted device ID is a permitted vehicle;
A positioning management number N (1, 2,... N) is assigned to the vehicle-mounted device ID of the vehicle that passes through the gate and is to be positioned, and the positioning management number N is assigned to the vehicle's electronic toll collection system vehicle-mounted device. A positioning control number transmitting means for transmitting;
Positioning target ID for detecting the positioning management number from the frequencies of the two frequency spectrum components included in the radio wave transmitted from the electronic toll collection system onboard device and determining the onboard device ID of the vehicle based on the positioning management number A determination means;
Based on the phase difference signal measured by the phase difference measuring means of each receiving station, the distance between the electronic toll collection system on- board unit and each receiving station is calculated, and the electronic toll collection system on- board unit is Position calculation means for measuring the position of the mounted vehicle;
Vehicle parking determination means for determining that the vehicle is parked when the position of the vehicle measured by the position calculation means does not continuously change for a predetermined time ; and
The electronic toll collection system vehicle-mounted device is
Based on the positioning management number N transmitted from the positioning management number transmitting means, a plurality of frequency pairs (f1, f2), (f3, f4),..., (F2n) corresponding to the positioning management number N −1, f2n), amplitude modulation is performed on the carrier wave in the communication frequency band of the electronic toll collection system vehicle-mounted device so as to include two frequency spectrum components to be used for positioning as described above. And a positioning signal transmitting means for generating a signal including one frequency spectrum and transmitting it by radio waves .
前記車両駐車判定手段において車両が駐車したと判定した後に、当該車両の車載器ＩＤと当該ＩＤに対して割り当てた測位管理番号Ｎとの対応関係を記憶する測位管理テーブルにおける、当該測位管理番号Ｎに対応する車載器ＩＤの記録状態を測位対象なしを示す空き状態の情報へと更新する手段と、 After the vehicle parking determination means determines that the vehicle is parked, the positioning management number N in the positioning management table that stores the correspondence between the vehicle-mounted device ID of the vehicle and the positioning management number N assigned to the ID. Means for updating the recording state of the vehicle-mounted device ID corresponding to the vacant state information indicating that there is no positioning target;
を備えることを特徴とする請求項１に記載の車庫システム。 The garage system according to claim 1, further comprising:
前記周波数対の周波数の高い側の周波数が、
ｆｃ＋Ｎ×Δｆ、となり、
前記周波数対の周波数の低い側の周波数が、
ｆｃ−Ｎ×Δｆ、となる、
ように構成され、
前記電子料金収受システム車載器は、
前記振幅信号の基準となる周波数をΔｆを、前記測位管理番号Ｎで指定された値に応じて逓倍（Ｎ×Δｆ）する逓倍手段を備え、
前記逓倍手段により逓倍された周波数（Ｎ×Δｆ）の振幅信号により前記キャリア波を振幅変調するように構成されたこと、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の車庫システム。 In the frequency pair corresponding to the positioning management number N (1, 2,... N), the frequency of the carrier wave is fc, and the reference frequency of the amplitude signal for amplitude-modulating the carrier wave is Δf. In addition,
The higher frequency of the frequency pair is
fc + N × Δf,
The lower frequency of the frequency pair is
fc−N × Δf,
Configured as
The electronic toll collection system vehicle-mounted device is
A frequency multiplication unit that multiplies Δf by a value designated by the positioning management number N (N × Δf) as a reference frequency of the amplitude signal;
The carrier wave is amplitude-modulated by an amplitude signal having a frequency (N × Δf) multiplied by the multiplication means ;
The garage system according to claim 1 or 2 , characterized by the above.
を特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車庫システム。 The length of the wavelength of the frequency component of the difference between the two frequency spectrum components is substantially equivalent to the position detection range of the electronic toll collection system in- vehicle device at the receiving station, or configured to be greater than or equal to the position detection range Has been done,
The garage system according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調するための振幅信号であって、前記測位に供する２つの周波数スペクトルの成分を含む変調波を生成するための振幅信号を生成する振幅信号生成手段と、
前記キャリア波を前記振幅信号により振幅変調し、前記２つの周波数スペクトルを含む変調信号を生成する振幅変調手段と、
前記振幅変調手段により生成された変調波を増幅して無線により送信する送信回路手段と、
を備え、
前記各受信局は、
前記電子料金収受システム車載器から前記２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信する受信手段と、
前記受信手段により電子料金収受システム車載器から受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定する位相差測定手段と、
を備え、
前記位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位すること、
を特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の車庫システム。 The electronic toll collection system vehicle-mounted device is
An amplitude signal for amplitude-modulating a carrier wave in a communication frequency band of the electronic toll collection system on- board unit, and generating an amplitude signal for generating a modulated wave including two frequency spectrum components used for positioning An amplitude signal generating means ;
Amplitude modulation means for modulating the carrier wave with the amplitude signal and generating a modulation signal including the two frequency spectra;
A transmitting circuit means for transmitting wirelessly to amplify the modulated wave generated by the amplitude modulating means,
With
Each receiving station is
Receiving means for receiving radio waves including signals of the two frequency spectra from the electronic toll collection system vehicle-mounted device;
A phase difference measuring means for measuring a phase difference of a frequency component of a difference between the two frequency spectra from a radio wave signal received from the electronic toll collection system on- board unit by the receiving means ;
With
Based on the signal of the phase difference measured by the phase difference measuring means, the distance between the electronic toll collection system on- board unit and each receiving station is calculated, and the vehicle equipped with the electronic toll collection system on- board unit is calculated. Positioning,
The garage system according to any one of claims 1 to 4, wherein:
を特徴とする請求項５に記載の車庫システム。 The relative phase difference measurement means of each receiving station, providing the oscillator one reference phase for fixing the phase reference, the said two frequencies on the basis of the reference phase in the phase difference measurement means of each receiving station Configured to measure the phase difference of the frequency component of the spectral difference,
The garage system according to claim 5 .
前記車庫システム内の車庫制御装置の車載器ＩＤ登録手段が、予め契約した許可車両の電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤをデータベースに登録し、The in-vehicle device ID registration means of the garage control device in the garage system registers the in-vehicle device ID of the on-vehicle device of the electronic fee collection system of the permitted vehicle that has been contracted in advance,
前記車庫制御装置の入口側車載器ＩＤ読取手段が、前記ゲートに接近した車両に搭載された電子料金収受システム車載器の車載器ＩＤを読み取り、The entrance-side vehicle-mounted device ID reading means of the garage controller reads the vehicle-mounted device ID of the electronic toll collection system vehicle-mounted device mounted on the vehicle approaching the gate,
前記車庫制御装置の入口側車載器ＩＤ判定手段が、前記入口側車載器ＩＤ読取手段により読み取った車載器ＩＤが前記データベースに登録された許可車両の車載器ＩＤであるかどうかを判定し、The entrance-side vehicle-mounted device ID determining means of the garage controller determines whether the vehicle-mounted device ID read by the entrance-side vehicle-mounted device ID reading device is the vehicle-mounted device ID of the permitted vehicle registered in the database;
前記車庫制御装置のゲート開放手段が、前記入口側車載器ＩＤ判定手段により許可車両の車載器ＩＤであると判定された場合に、前記入口のゲートを開放し、When the gate opening means of the garage control device is determined to be the vehicle-mounted device ID of the permitted vehicle by the entrance-side vehicle-mounted device ID determination unit, the gate of the entrance is opened,
前記車庫制御装置の測位管理番号送信手段が、前記ゲートを通過し測位対象となる車両の車載器ＩＤに対して測位管理番号Ｎ（１、２、・・・ｎ）を割り当て、該測位管理番号Ｎを当該車両の電子料金収受システム車載器に送信し、The positioning management number transmitting means of the garage control device assigns a positioning management number N (1, 2,... N) to the vehicle-mounted device ID of the vehicle that passes through the gate and is a positioning target, and the positioning management number N to the vehicle's electronic toll collection system on-board unit,
前記車庫制御装置の測位対象ＩＤ判定手段が、前記電子料金収受システム車載器から送信される電波に含まれる２つの周波数スペクトル成分の周波数から前記測位管理番号を検出し、該測位管理番号を基に当該車両の車載器ＩＤを判定し、The positioning object ID determining means of the garage control device detects the positioning management number from the frequencies of two frequency spectrum components included in the radio wave transmitted from the electronic toll collection system onboard unit, and based on the positioning management number Determine the vehicle-mounted device ID of the vehicle,
前記電子料金収受システム車載器の測位信号送信手段が、前記測位管理番号送信手段から送信された測位管理番号Ｎを基に、該測位管理番号Ｎに対応させた複数の周波数対（ｆ１、ｆ２）、（ｆ３、ｆ４）、・・・・、（ｆ２ｎ−１、ｆ２ｎ）のうちの何れか一つの周波数対を前記測位に供する２つの周波数スペクトル成分として含むように電子料金収受システム車載器の通信周波数帯のキャリア波を振幅変調し、測位に供する２つの周波数スペクトルを含む信号を生成して電波により送信し、The positioning signal transmitting means of the on-board electronic toll collection system has a plurality of frequency pairs (f1, f2) corresponding to the positioning management number N based on the positioning management number N transmitted from the positioning management number transmitting means. , (F3, f4),..., (F2n-1, f2n), the communication of the electronic toll collection system vehicle-mounted device so as to include two frequency spectrum components used for the positioning. Amplify the frequency of the carrier wave in the frequency band, generate a signal containing two frequency spectra for positioning, and transmit it via radio waves.
前記各受信局の位相差測定手段が、前記電子料金収受システム車載器から測位に供する２つの周波数スペクトルの信号を含む電波を受信し、受信した電波の信号から前記２つの周波数スペクトルの差の周波数成分の位相差を測定し、The phase difference measuring means of each receiving station receives a radio wave including two frequency spectrum signals to be used for positioning from the electronic toll collection system vehicle-mounted device, and the frequency of the difference between the two frequency spectra from the received radio wave signal Measure the phase difference of the components,
前記車庫制御装置の位置演算手段が、前記各受信局の位相差測定手段により測定された位相差の信号を基に、前記電子料金収受システム車載器と前記各受信局との間の距離を算出し、前記電子料金収受システム車載器を搭載した車両の位置を測位し、The position calculation means of the garage controller calculates the distance between the on-board unit of the electronic toll collection system and each receiving station based on the phase difference signal measured by the phase difference measuring means of each receiving station. Then, the position of the vehicle equipped with the electronic toll collection system vehicle-mounted device is measured,
前記車庫制御装置の車両駐車判定手段が、前記位置演算手段により測位された車両の位置が所定の時間継続して変化しない場合に、当該車両が駐車したと判定するThe vehicle parking determination means of the garage control device determines that the vehicle is parked when the position of the vehicle measured by the position calculation means does not continuously change for a predetermined time.
ことを特徴とする車両測位方法。The vehicle positioning method characterized by the above-mentioned.
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