JPH0443498A - 多車線対応型車両感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、マイクロ波の電波を用いて多車線を走行す
る各車両に特定の情報を送るとともに、各車線毎に車両
の有無を感知する多車線対応型車両感知器に関する。

（ロ）従来の技術 従来、多車線を走行する車両を感知する多車線対応感知
器として、多車線を有する道路上に多車線の全ての車線
をカバーする指向特性を持つ送信アンテナと、１車線分
のみをカバーする指向特性をもち、かつその指向特性が
１車線毎に時分割で切り換えられるフェイズドアレ一方
式の受信アンテナを備え、さらにこれら送受信アンテナ
の送受信信号を処理する信号処理手段として、車両に対
して地図上の通過地点などを示す特定の情報を伝送する
ための変調信号を出力する送信処理部と、この送信処理
部からの変調信号で搬送信号を変調して送信信号として
送信アンテナに出力する変調部と、前記受信アンテナに
対して指向方向を１車線毎に時分割で切り換える位相制
御信号を出力する制御信号処理部と、前記受信アンテナ
で受信された各車線毎の受信信号に基づいて各車線の車
両の有無の感知データを出力する車両有無信号処理部と
を備えたものがすでに従案されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 各車線毎に走行する車両の速度を正確に測定するために
は、各々の車線毎に一定時間に亘り、ドツプラ信号を監
視する必要がある。例えば時速５ｋｍ／ｈのとき、ドツ
プラ周波数は数十上となり、１サイクルの周期もばらつ
くため、周波数を正確に測定するには、各車線毎の監視
時間を長くする必要がある。しかし、監視時間が長くな
ると、受信アンテナの指向特性を時分割で切り換えてゆ
く上記先願の如き多車線対応型車両感知器では、スキャ
ンの周期が長くなって、他の車線の車両の速度計測がで
きなくなるというおそれがあった。また、逆にスキャン
の周期を短くすると、各車線のドツプラ信号が混在して
それぞれの車線のドツプラ周波数が判別できなくなると
いう問題があった。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、混在するドツプラ信号を車線毎に分離して再生する
機能を持たせることにより、スキャン速度を速くでき、
多車線対応であるにもかかわらず、−車線タイプと同等
の精度で速度計測ができる多車線対応型車両感知器を提
供することを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明の多
車線対応型車両感知器は、多車線を有する道路上に設け
られてマイクロ波の信号を送受信する送信アンテナおよ
び受信アンテナを備えるとともに、前記アンテナの送受
信信号を処理する信号処理手段を有し、前記送信アンテ
ナは、多車線の全ての車線をカバーする指向特性を持つ
指向ビームを送信するものであり、前記受信アンテナは
１車線分のみをカバーする指向特性をもち、かつその指
向方向がＩ車線毎に時分割で切り換えられるフェイズド
アレ一方式のものであり、前記信号処理手段は、車両に
対して地図上の通過地点などを示す特定の情報を伝送す
るための変調信号を出力する送信処理部と、この送信処
理部からの変調信号で搬送信号を変調して送信信号とし
て送信アンテナに出力する変調部と、前記受信アンテナ
に対して指向方向を１車線毎に時分割で切り換える位相
制御信号を出力する制御信号処理部と、前記車線毎に対
応して設けられ、最大ドツプラ周波数が再往可能な周期
以上で動作して、かつ各々が前記位相制御信号に動作す
る複数のサンプリングホールド部と、このサンプリング
ホールド部の出力に応答してそれぞれ車線毎のドツプラ
信号を再生する再生処理部と、この再生処理部よりのド
ツプラ信号により車両速度を演算する車両速度演算部と
を特徴的に備えている。

この多車線対応型車両感知器において、位相制御信号に
よる受信アンテナの指向特性の切り替えが速く、各車線
毎のドツプラ信号が混在する場合でも、サンプリングホ
ールド部の動作が最大レンプラ周波数の再往可能な周波
数以上で動作し、しかも各車線に対応して設けられるサ
ンプリングホールド部が位相制御信号に同期して選択動
作されるので、各車線毎のドツプラ信号に分離したサン
プリング信号が得られ、かつホールドされる。

そしてこの信号出力がフィルタ等の再生処理部でドツプ
ラ信号に再生される。そして、この車線毎のドツプラ信
号により車両速度が演算される。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、この発明の一実施例を示す多車線対応型車両
感知器の構成を示すブロック図である。

同図において、多車線対応型車両感知器１は、マイクロ
波の電波を送信する送信アンテナ２と、車両速度感知用
の第１受信アンテナ３と、車両有無感知用の第２の受信
アンテナ４と、送信アンテナ２、第１、第２受信アンテ
ナの送受信信号を処理する信号処理部５とから構成され
ている。

アンテナ２．３．４は、本例では第２図に示すように、
３車線Ｌ＋　、Ｌｘ　、Ｌ３を有する道路りの路側に立
設された柱Ｐに取り付けられている。

このように各アンテナ２．３．４を路側に設置するのは
、設置作業性および美観上の点から有利であるが、中央
の車線Ｌ！の直上に設置することも可能である。上記の
送信アンテナ２は、各車線り、　、Ｌ、　、Ｌ、の全て
をカバーする指向角度範囲の指向ビームＤを送信するよ
うに構成されている。また、第１、第２受信アンテナ３
．４は、共に１車線分のみをカバーする指向特性をもち
、かつ、この指向方向が図中、符号Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’
、ｃ、ｃ’　で示すように１車線毎に時分割で切り換え
られるフェイズドアレ一方式のものである。すなわち、
この第１、第２受信アンテナ３．４は、平面アンテナ型
のもので、第３図に示すように、マイクロストリップラ
イン等で構成される多数のアンテナエレメント６．６、
・・・を備え各アンテナエレメント６．６、・・・には
受信信号に対してそれぞれ所定の位相を遅らせる位相器
７．７、・・・が接続されてなるものである。

信号処理部５は、車両に対して地図上の通過地点などを
示す特定の情報を伝送するための変調信号を出力する送
信処理部１１、一定の発振周波数をもつ高周波の搬送信
号を出力する発振器１２、送信処理部１１からの変調信
号で発振器１２からの搬送信号を変調して送信信号とし
て送信アンテナ２に出力する変調部１３、発振器１２か
らの搬送信号を変調部１３と後述する混合回路１５に分
配する分配器１４、第１受信アンテナ３で受信された信
号を分配器１４からの搬送信号と混合する混合回路１５
、混合回路１５の信号出力から３車線の各車線毎のドツ
プラ信号に分離する信号分離部１６、信号分離部１６に
よって得られた各車線毎のカウンタ値に基づいて車両速
度データを出力する車両速度演算部１７、第２受信アン
テナ４で受信された信号のレベルを検出して車両の有無
を知らせる受信レベル信号を出力するレベル検出部１８
、受信レベル信号に基づいて車両の有無を感知する車両
有無感知部１９、第１、第２受信アンテナ３．４及び位
相分離部１６に対して指向ビームの方向を１車線毎に時
分割で切り換える位相制御信号を出力する制御信号処理
部２０を備えている。

信号分離部１６は、第４図に示すように、ローパスフィ
ルタ２１、各車線に対応して設けられるサンプリングホ
ールド回路２２−３．２２−２．２２−８、ローパスフ
ィルタ２３−１．２３−１゜２３−１、カウンタ２４−
１．２４−２．２４−３から構成されており、サンプリ
ングホールド回路２２−１％２２１．２２−３は、制御
信号を受け、フェイズドアレイアンテナの指向性を制御
する制御信号に対応して所定の指向性が選択されている
ときのみ、その信号を通過させ、それ以外では選択時の
最終値を保持する。また、制御信号はシャノンのサンプ
リング定理の条件を満たすように最高ドツプラ周波数の
２倍以上とする。

次に、上記実施例多車線対応型車両感知器１の動作につ
いて説明する。

この多車線対応型車両感知器１において、発振器１２か
らの高周波の搬送信号は、分配器１４で変調部１３と混
合回路１５とに分配される。これに並行して、送信処理
部１１からは、車両Ｍに対して地図上の通過地点などを
示す特定の情報を伝送するための変調信号が出力される
。変調部１３では上記の搬送信号を変調信号によって変
調して送信信号として送信アンテナ２に出力する。これ
により、送信アンテナ２からは、各車線Ｌ＋　、Ｌ２、
Ｌ３の全てをカバーする指向特性をもつマイクロ波の指
向ビームＤが送信され、各車線Ｌｔ、Ｌｘ、Ｌ３を走行
する車両Ｍに対して上記の特定の情報が送られる。した
がって、この電波を受信できる専用のレシーバを備えた
車両Ｍがこの感知器１上を通過する際には、特定情報を
受信することができる。

一方、第１、第２受信アンテナ３．４を構成する各位相
器７．７、・・・に対しては、制御信号処理部２０から
位相制御信号が与えられて位相整合用の所定の遅延時間
が設定されるので、その結果、再受信アンテナ３．４は
、互いに同期してその指向方向が図中、符号Ａ、Ａ”、
Ｂ、Ｂ’、Ｃ，Ｃ″、で示すように１車線ごとに時分割
で切り換えられる。これにより、各車線り、、Ｌ、、Ｌ
３を走行する車両Ｍあるいは路面から反射された電波は
、第１、第２受信アンテナ３．４によって各車線１、＋
　、Ｌｘ　、Ｌｓごとに受信される。

第１受信アンテナ３で受信された受信信号は、混合回路
１５で搬送信号と混合されて、両信号の周波数差の信号
が取り出され、この信号出力が信号分離回路１６によっ
て各車線ごとの車両の速度に比例したドツプラ周波数と
して出力される。そして、車両速度演算部１７で各車線
毎のドツプラ周波数に基づいて車両速度が算出されてそ
のデータが出力される。また、第２受信アンテナ４で受
信された受信信号は、レベル検出部１８で検波されてそ
の受信信号のレベルに応じた電圧値をもつ受信レベル信
号が出力される。車両有無感知部１９は、この受信レベ
ル信号に基づいて車両の有無の感知データを出力する。

次に、この発明の要部回路である信号分離部１６の動作
について説明する。第５図は信号分離部１６の各部にお
ける信号波形を示している。混合回路１５よりの出力信
号はローパスフィルタ２１によって高周波成分が除去さ
れ３車線のドツプラ信号が混在した信号ａが得られる。

各サンプリングホールド回路２２−１．２２４．２２−
８は、フェイズアレーアンテナ３の指向性を切替制御す
る制御信号に応じて、時間順次に所定の特定性が選択さ
れるときに、その信号を通過させ、それ以外の対応する
指向性が選択されない時点では、選択時の最終値を保持
する。したがって、各サンプリングホールド回路２２−
１．２２−２．２２−３の出力信号す、ｃ、ｄは、第５
図に示すようになる。これらの出力信号す、ｃ、ｄは、
ローパスフィルタ２３−１２３−２．２３−３を通過す
ることによって本来のドツプラ信号ｅ、ｆ、ｇ　（第５
図参照）に再生される。これらの信号ｅＳ　ｆ、ｇはさ
らにカウンタ２４−１．２４−７．２４−３によって周
波数がカウントされる。これらのドツプラ周波数のカウ
ント値が車両速度演算部１７に入力されて車両速度が算
出される。このように時分割で指向性を車線毎に切替動
作させながら、常時１つの車線を監視しているのと同じ
精度で速度を計測できる。

（へ）発明の効果 この発明によれば、各車線毎に対応してサンプリングホ
ールド部とドツプラ信号再生部からなる信号分離部を設
け、アンテナの指向性を最高ドツプラ周波数の２倍以上
の制御信号で制御し、この制御信号に同期して各車線毎
のドツプラ信号をサンプリングホールド部でホールドし
、フィルタ等の再生回路で再生するものであるから、各
車線毎のドツプラ信号を正確に再生することができ、ま
たスキャンスピードも速くできるので、多車線対応型で
あるにもかかわらず、−車線タイプと同等の精度で速度
計測を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す多車線対応型車両
感知器のブロック図、第２図は、同条車線対応型車両感
知器の送信アンテナと受信アンテナとを道路−トに設置
した状態を示す斜視図、第３図は、受信アンテナのエレ
メントの指向ビームの切替動作の説明図、第４図は、上
記実施例多車線対応型車両感知器の信号分離部の具体構
成を示すブロック図、第５図は、同信号分離部の各部の
信号波形図である。 １：多車線対応型感知器、２：送信アンテナ、３：第１
受信アンテナ、４：第２受信アンテナ、５：信号処理部
、　　　　１１：送信処理部、１３：変調部、　　　　
１６：信号分離部、１７：車両速度演算部、 ２２−Ｉ・２２−！・２２４ ：サンプリングホールド回路、 ２２−１・２２４・２２−３：ローバスフィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多車線を有する道路上に設けられてマイクロ波の
   信号を送受信する送信アンテナおよび受信アンテナを備
   えるとともに、前記アンテナの送受信信号を処理する信
   号処理手段を有し、 前記送信アンテナは、多車線の全ての車線をカバーする
   指向特性を持つ指向ビームを送信するものであり、 前記受信アンテナは、１車線分のみをカバーする指向特
   性をもち、かつその指向方向が１車線毎に時分割で切り
   換えられるフェイズドアレー方式のものであり、 前記信号処理手段は、 車両に対して地図上の通過地点などを示す特定の情報を
   伝送するための変調信号を出力する送信処理部と、 この送信処理部からの変調信号で搬送信号を変調して送
   信信号として送信アンテナに出力する変調部と、 前記受信アンテナに対して指向方向を１車線毎に時分割
   で切り換える位相制御信号を出力する制御信号処理部と
   、 前記車線毎に対応して設けられ、最大ドップラ周波数が
   再生可能な周期以上で動作して、かつ各々が前記位相制
   御信号に同期して動作する複数のサンプリングホールド
   部と、 このサンプリングホールド部の出力に応答してそれぞれ
   車線毎のドップラ信号を再生する再生処理部と、 この再生処理部よりのドップラ信号により車両速度を演
   算する車両速度演算部と、 を備えることを特徴とする多車線対応型車両感知器。