カーナビゲーション装置及びカーナビゲーション装置に用いられるダウンコンバータＩＣ
【課題】従来のＧＰＳとＶＩＣＳを統合して回路規模は縮小可能であるが、カーナビゲーション装置全体として省電力化に関しては、十分改善されておらず、回路を統合しても省電力化が困難であった。
【解決手段】カーナビゲーション装置は、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合アンテナ１に接続されたダウンコンバータＩＣ５０と、光アンテナ２に接続された光送受信部１７と、制御部２０と、カーナビゲーション制御部３０を含んでいる。さらにダウンコンバータＩＣ５０はＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器６を有し、カーナビゲーション制御部３０が渋滞を検知すると制御部２０により信号を切替え、同時使用を避けると共に状況に応じて同時停止とすることで消費電力を低減させる。
【解決手段】カーナビゲーション装置は、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合アンテナ１に接続されたダウンコンバータＩＣ５０と、光アンテナ２に接続された光送受信部１７と、制御部２０と、カーナビゲーション制御部３０を含んでいる。さらにダウンコンバータＩＣ５０はＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器６を有し、カーナビゲーション制御部３０が渋滞を検知すると制御部２０により信号を切替え、同時使用を避けると共に状況に応じて同時停止とすることで消費電力を低減させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電波信号を受信して自己位置情報と、道路情報を送受信する情報通信装置に係り、特にＶＩＣＳ情報をユーザに提供するカーナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人工衛星測位システム（Global Positioning System以下ＧＰＳという）が知られており、カーナビゲーション装置等に用いられている。ＧＰＳは、複数の人工衛星が送信した送信電波を同時に受信して走行中の車両の現在位置及び進行方向などの測位情報を得ているものであり、得られた測位情報をカーナビゲーション装置に供給し、カーナビゲーション装置の表示部にその情報を表示することにより、車両の現在位置やその進行方向などの情報をユーザに伝えるものである。
【０００３】
近年、自動車の普及がさらに進み、道路交通状況の悪化が社会問題として取り上げられ、解決策の一つとしてＶＩＣＳ(Vehicle Information & Communication System：道路交通情報通信システム)と呼ばれる路車間情報通信システムが実用化されている。
【０００４】
このシステムは、複数の通信メディア、すなわち、光ビーコン、電波ビーコン、ＦＭ多重からなっており、一般幹線道路では光ビーコンからの情報を、高速道路では電波ビーコンからの情報を、また、ＦＭ放送が受信可能な地域においてはＦＭ多重放送からの情報が得られる。さらに、受信されたこれらの情報をカーナビゲーション装置に供給し、カーナビゲーション装置の表示部に追加情報として表示する。
【０００５】
ユーザは、自動車にＶＩＣＳ等の情報端末装置を搭載し、それぞれの交通情報を得て活用することで、ユーザ自身でルート選択を行うことが可能となり、渋滞を避けて運転することができる。これによって交通流の集中化を防止でき、安全かつ円滑に目的地に到達することが可能となる。
【０００６】
この他に、高速道路料金自動支払いシステム（Electronic Toll Collection以下ＥＴＣという）を利用して料金所渋滞を低減する装置も実用化されており、特許文献１には、このようなＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＥＴＣを複合ユニットとして情報端末装置を単一ユニットにする技術が公開されている。
【０００７】
また、特許文献２にはＶＩＣＳ及びＥＴＣ等の複合種類の情報信号が受信可能な情報端末装置に関する技術が公開されている。情報化が進むことにより各種の装置を組み合わせる必要があるため、配線及び回路規模が拡大するが、車両の限られたスペースに搭載するために小型化が望まれている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１―３３７３４８号公報
【特許文献２】特開平１１−１７５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、複数機能の追加により増大する回路規模や配線を含む装置規模を縮小させる様々な技術が開発されている。例えば特許文献１は、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＥＴＣに使用する各機器を搭載する際、車内の搭載スペース確保の為にＧＰＳ及びＶＩＣＳの各受信部とＥＴＣの送受信部とを一体的に構成した単一ユニットにして、カーナビゲーション装置に内蔵させている。
【００１０】
この場合、ＧＰＳは人工衛星からの送信電波として１．５ＧＨｚの周波数帯が用いられ、ＶＩＣＳは、ＶＩＣＳセンターからの送信電波として２．５ＧＨｚの周波数帯が用いられ、さらにＥＴＣは、料金徴収所と車両との間では５．８ＧＨｚの周波数帯の電波が用いられている。このため、特許文献１では、単一ユニットにそれぞれにアンテナと増幅部を備える構造となり、装置規模は縮小可能であるが、アンテナ配線及び受信部の回路規模が縮小できないという第１の問題があった。
【００１１】
図８は、ＶＩＣＳとＥＴＣを１つの発振制御部２０４と共通発振回路２０３により共用して回路規模を縮小した既存の自動車関連情報装置のブロック図である。このような構成とすることで、２．５ＧＨｚ帯のＶＩＣＳと５．８ＧＨｚ帯のＥＴＣの信号が受信可能な情報端末が構成でき、ＶＩＣＳとＥＴＣのそれぞれの受信部に対する共通の発信回路を設けることにより回路規模を縮小している。
【００１２】
しかし、この技術も回路規模は縮小可能であるが、車載機機器として要求される消費電力の低減に関しては、なんら改善されておらず、回路を統合しても消費電力を低減させることができず、渋滞中の省電力化もおこなわれないという第２の問題であった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上のような問題を解決するために、本発明に係るカーナビゲーション装置は、衛星の測位信号を受信し、測位信号により自己位置を測定する測位手段と、道路に設置された路上機から道路情報信号を受信する道路情報受信手段と、取得した自己位置と道路情報を表示する表示手段と、を有するカーナビゲーション装置において、複数の信号を受信する統合受信部と、統合受信部で受信した測位信号と道路情報信号とを切替える受信切替手段と、測位手段により車両が走行する走行路を識別する走行路識別手段と、走行路識別手段の識別結果に基づき路上機の有無を判定する路上機判定手段と、道路情報受信手段から道路情報を受信して車両の走行状態を識別する状態識別手段と、を備え、受信切替手段及び状態識別手段に応じて統合受信部を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るカーナビゲーション装置において、路上機判定手段は、走行路識別手段により高速道路を走行していると識別した場合は道路情報受信手段を測位手段より多く使用するように受信切替手段を制御し、状態識別手段は、道路情報受信手段による渋滞情報に応じて測位手段及び道路情報受信手段を所定時間停止することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るカーナビゲーション装置のダウンコンバータＩＣは、衛星の測位信号を受信し、測位信号により自己位置を測定する測位手段と、道路に設置された路上機から道路情報信号を受信する道路情報受信手段と、取得した自己位置と道路情報を表示する表示手段と、を有するカーナビゲーション装置に用いられるダウンコンバータＩＣにおいて、複数の信号を受信する統合受信部と、統合受信部で受信した測位信号と道路情報信号とを切替える受信切替手段と、を含み、カーナビゲーション装置は、測位手段により車両が走行する走行路を識別する走行路識別手段と、走行路識別手段の識別結果に基づき路上機の有無を判定する路上機判定手段と、道路情報受信手段から道路情報を受信して車両の走行状態を識別する状態識別手段と、を含み、受信切替手段の切替えと状態識別手段に応じて統合受信部の電源が投入されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るカーナビゲーション装置のダウンコンバータＩＣにおいて、カーナビゲーション装置の路上機判定手段は、走行路識別手段により高速道路を走行していると識別した場合は道路情報受信手段を測位手段より多く使用するように受信切替手段を制御し、状態識別手段は、道路情報受信手段による渋滞情報に応じて測位手段及び道路情報受信手段を所定時間停止されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＧＰＳとＶＩＣＳの受信部を一体化することにより、複数種類の信号を受信可能とすることでアンテナ配線及び回路規模を縮小し、かつ、同時使用を避け、状況に応じて同時停止により消費電力の低減が可能なカーナビゲーション装置を提供できる。
【００１８】
また、ＧＰＳとＶＩＣＳを統合し、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器を有するダウンコンバータＩＣにより省電力が実現できるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る実施形態において、ＧＰＳとＶＩＣＳを統合したＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合モジュールとカーナビゲーション制御部を含むカーナビゲーション装置６０の構成を示す構成図である。本実施形態に係るカーナビゲーション装置６０は、カーナビゲーション制御部３０と、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合アンテナ１に接続されたダウンコンバータＩＣ（５０）と、光アンテナ２に接続された光送受信部１７と、制御部２０を備えている。
【００２１】
さらに、制御部２０は、ＶＩＣＳ路上機６２及び光ＶＩＣＳ路上機６５の座標情報が予め記憶された座標情報メモリ２１を備え、ダウンコンバータＩＣ５０と、カーナビゲーション制御部３０に接続されている。カーナビゲーション制御部３０は、マップメモリ３３と、ジャイロセンサ３１及び車速センサ３２を備えている。
【００２２】
次に、カーナビゲーション装置６０の電波受信部（ダウンコンバータＩＣ５０）について説明する。ＧＰＳ信号とＶＩＣＳ信号はＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合アンテナ１で受信される。受信された１．５ＧＨｚのＧＰＳ信号と、２．５ＧＨｚの電波ビーコンによるＶＩＣＳ信号は低雑音増幅器３（ＬＮＡ）で増幅される。なお、本実施形態で使用した低雑音増幅器とミキサは、１．５ＧＨｚから２．５ＧＨｚまでの広帯域をカバーするものである。
【００２３】
一方、基準クロック発振器１３により基準クロックが生成され、位相検出器１０（ＰＤ：Phase Detector）に入力される。位相検出器１０（ＰＤ）は、基準クロックと電圧制御発振器９（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）の比較周波数信号との位相差を比較し、チャージポンプ１１（ＣＰ：Charge Pump）により位相差に従い位相を進める又は、遅らせる信号を出力する。
【００２４】
次に、チャージポンプ１１（ＣＰ）から出力された位相検出器１０の信号をループフィルタ１２（ＬＯＯＰ：Loop Filter）で積分してスムージング（平均化）して電圧制御発振器９（ＶＣＯ）に加え、フェーズロックされた信号が出力される。この信号をミキサ４にてＩＦ周波数に変換するためにミキシングを行い、ＧＰＳ信号とＶＩＣＳ信号から不要な信号を除くためにバンドパス・フィルタ５を通過させる。
【００２５】
バンドパス・フィルタ５はＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器６に接続されている。ＧＰＳ信号を取出す場合は、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器６とバンドパス・フィルタ７が接続され、ＩＦ周波数帯のＧＰＳ信号はバンドパス・フィルタ７を通過し、リミットアンプ８を介して制御部２０へ出力する。
【００２６】
また、ＶＩＣＳ信号を取出す場合には、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器６が増幅アンプ１４と接続され、さらに増幅アンプ１４はミキサ１６と接続される。ミキサ１６には、電圧制御発振器９（ＶＣＯ）の図示しない分周器の後段から分周された信号が、ＶＩＣＳ信号のＩＦ周波数の変換用に供給されている。さらに、ミキサ１６の出力は、リミットアンプ８に接続され、同様にＩＦ周波数帯のＶＩＣＳ信号が制御部２０に出力される。
【００２７】
さらに、ＶＩＣＳ路上機６２の通過を検知するために、ＩＦ周波数に変換されたＶＩＣＳ信号の電波強度を検出する電波強度検出器１５（ＲＳＳＩ：Receiving Signal Strength Indicator）が設けられ、ＡＭ信号として制御部２０へ出力される。
【００２８】
さらに、光ビーコンのＶＩＣＳ信号を検出するために、光アンテナ２は光送受信部１７を介して制御部２０と接続されており、光アンテナ２で受信した光ビーコンのＶＩＣＳ信号を光送受信部１７で変換し、制御部２０へ出力する。なお、光送受信部１７はＯＮ／ＯＦＦ信号を受信すると省電力モードとなる機能を備えている。
【００２９】
制御部２０は、電波ビーコンのＶＩＣＳ信号を発信するＶＩＣＳ路上機６２と光ビーコンのＶＩＣＳ信号を発信する光ＶＩＣＳ路上機６５の座標情報が格納されている座標情報メモリ２１が接続されている。
【００３０】
制御部２０は、カーナビゲーション制御部３０が判定した現在位置などをシリアル回線で受信可能である。制御部２０はＧＰＳの測位情報から自己位置を検出し、カーナビゲーション制御部３０で判定した現在位置と路上機の座標情報に基づき、接近したＶＩＣＳ路上機６２からのＶＩＣＳ信号を受信するためにＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器６を制御し、ＧＰＳの測位情報とＶＩＣＳ信号により得られた道路交通情報をシリアル通信回線によりカーナビゲーション制御部３０に送信する。
【００３１】
さらに制御部２０は、自己位置と座標情報メモリ２１によりＶＩＣＳの位置情報とを比較してＶＩＣＳとＧＰＳを切替る機能を有している。なお、制御部２０とカーナビゲーション制御部３０とのシリアル回線は、ＲＳ２３２Ｃ，ＲＳ４２２，デジタル信号などを用いた通信回線である。
【００３２】
カーナビゲーション制御部３０は、マップが記憶されているマップメモリ３３と車両の進行方向や速度を検出するジャイロセンサ３１と車速センサ３２と接続されており、制御部２０からのＧＰＳ測位情報に基づきマップマッチング又は慣性航法などの処理を行うことが可能である。
【００３３】
なお、ダウンコンバータＩＣ５０は、ＩＦ周波数帯域を数ｋＨｚから数十ＭＨｚまで増幅可能なリミットアンプで構成し、デジタルＡＳＩＣで構成される制御部２０への信号線を１つに統合し、省電力化を図るため、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器に同期してＧＰＳとＶＩＣＳのいずれか１つの受信時おいて、一部の回路の電源を落すことが可能である。
【００３４】
図２は、本発明に係る実施形態において、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合モジュールを含むカーナビゲーション装置６０を搭載した車両６１が（ａ）一般道及び（ｂ）高速道路を走行している場合の作動モードを説明する説明図である。図３は、本発明に係る実施形態において、一般道と高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを制御する制御部２０とカーナビゲーション制御部３０の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。図２と図３を用いて一般道から高速道路へ入る時の処理の流れを説明する。
【００３５】
図２の（ａ）は、車両６１が一般道を走行している状態を示しており、図３に示す制御部の初期設定（ステップＳ１００、以下ステップを省略する）で設定されるＧＰＳを“ＯＮ”（Ｓ１０２）、ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１０４）及び光ＶＩＣＳを“ＯＮ”（Ｓ１０６）とする。電波ビーコンを用いたＶＩＣＳは、高速道路上にしか設置されていないため、一般道ではＧＰＳと光ＶＩＣＳを“ＯＮ”にする。
【００３６】
制御部２０は、ＧＰＳで測定された測位情報と、光ＶＩＣＳで受信した交通情報を取得しカーナビゲーション制御部３０へ情報を送信する（Ｓ１０８）。カーナビゲーション制御部３０は、受信した測位情報と交通情報及び、車速センサ３２とジャイロセンサ３１からの信号により走行路は“一般道”であることを判定し（Ｓ１１０）、制御部２０へ送信する。一般道を走行中なので制御部２０は、現在の動作を保持（Ｓ１１２）し、各モードは、ＧＰＳを“ＯＮ”（Ｓ１１４）、ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１１６）及び光ＶＩＣＳを“ＯＮ”（Ｓ１１８）とする。なお、図３において太線はＯＮ状態を示す。
【００３７】
次に、図２の（ｂ）のような高速道路料金所入口６４から高速道路に入る場合を説明する。図３のステップＳ１２０においてカーナビゲーション制御部３０に測位情報と交通情報を送信すると、カーナビゲーション制御部３０はＧＰＳの測位情報とマップの情報に基づいて“一般道”から“高速道路”へ入ったことを判定する（Ｓ１２２）。走行路が高速道路の場合、切替を行う（Ｓ１２４）。各モードは、ＧＰＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１２６）、ＶＩＣＳを“ＯＮ”（Ｓ１２８）及び光ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１３０）に設定して電波ビーコンによるＶＩＣＳ情報を受信可能とする。
【００３８】
次に、高速道路を走行中の処理について説明する。図４は、本発明に係る実施形態において、車両が高速道路を法定速度で走行している場合と、渋滞による停止又はノロノロ走行中の作動モードを説明する説明図である。さらに、図５は、本発明に係る実施形態において、高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを制御する制御部２０とカーナビゲーション制御部３０の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。図４と図５を用いて高速道路と高速道路から一般道へ出る場合の処理の流れを説明する。
【００３９】
図４の（ｃ）は、高速道路を車両６１が法定速度で走行している場合を示す。図５において、車速、ジャイロ等の各種センサによるナビゲーションにより“高速道路”を走行中であると判断する（Ｓ１２２）と、モード切替を行い（Ｓ１２４）、ＧＰＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１２６）、ＶＩＣＳを“ＯＮ”（Ｓ１２８）、光ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１３０）に設定して、ＶＩＣＳ路上機６２から交通情報を受信する（Ｓ１３２）。制御部２０が受信した交通情報により、渋滞しているかを判定（Ｓ１３２）し、渋滞していない場合はカーナビゲーション制御部３０へ交通情報を送信（Ｓ１３４）するが、ＧＰＳの測位情報が無いため、ナビゲーション制御部３０は、マップ３３の情報、車速センサ３２及びジャイロセンサ３１から現在位置を検知して表示する（Ｓ１３６）。
【００４０】
制御部２０は、ＶＩＣＳ路上機６２の通過をダウンコンバータＩＣ５０のＡＭ信号で検知し、ＧＰＳを起動させる切戻し（Ｓ１３８）を実行し、各モードは、ＧＰＳを“ＯＮ”（Ｓ１４０）、ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１４２）、光ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１４４）に設定し、ＧＰＳを一定時間（例えば、数十秒又は車速に応じて変化させても良い）“ＯＮ”とする。ＧＰＳで測定された測位情報はカーナビゲーション制御部３０に送信され（Ｓ１４６）、間欠送信の為にＧＰＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１４８）、ＶＩＣＳを“ＯＮ”（Ｓ１５０）、光ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１５２）に設定する。
【００４１】
さらに、図４の（ｄ）は、高速道路において渋滞により停止又はノロノロ走行時の処理を示している。図６は、本発明に係る実施形態において、高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを省電力となるように制御する制御部２０とカーナビゲーション制御部３０の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。以下、図４と図６を用いて説明する。
【００４２】
高速道路を走行中は、図６に示すようにＧＰＳとＶＩＣＳを切替え処理（Ｓ１５６〜Ｓ１６２）を行う。さらに、車速センサ３２とジャイロセンサ３１で位置の検知する処理を行い（Ｓ１５４）、ＧＰＳを一定間隔で間欠切替を行い、測位情報をナビゲーション制御部３０に送信する（Ｓ１６４〜Ｓ１７０）。ナビゲーション制御部３０は測位情報、交通情報とマップ３３の情報から“高速道路上で渋滞”と判断した場合（Ｓ１７２）は、省電力切替え処理（Ｓ１７４）を実行し通常モードから、ＧＰＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１７６）、ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１７８）、光ＶＩＣＳ“ＯＦＦ”（Ｓ１８０）の省電力モードに設定する。
【００４３】
さらに、カーナビゲーション制御部３０は、ＧＰＳと光ＶＩＣＳにより得られた測位情報と交通情報から位置情報を更新し（Ｓ１８２）、制御部２０は、渋滞情報から予め決められた時間経過後に省電力モードから通常モードに切替える（Ｓ１８４〜Ｓ１９０）。
【００４４】
次に、制御部２０は測位情報をＧＰＳから受信し、渋滞が解消しているか判断し、測位情報をカーナビゲーション制御部３０へ送信すると共に、ＶＩＣＳを起動させる一連の処理を行う（Ｓ１９２〜Ｓ１９８）。
【００４５】
図６には図示していないが、もし、ここで引続き渋滞していると判断した場合には、再度省電力モードに移る。以下、同様な処理を行う（Ｓ２００）。
【００４６】
（表１）はカーナビゲーション装置６０の応答と制御部２０の処理を示した表である。制御部２０からカーナビゲーション制御部３０への情報転送に対し、カーナビゲーション制御部３０からＡＣＫ，ＮＡＫ，ＲＮＲ等の応答が返信され、この返信により情報が再度送信される。ＧＰＳのデータは１秒毎に更新されるので、ＮＡＫ，ＲＮＲが発生してもＧＰＳのデータは更新され、再送は行われない。また、転送速度はカーナビゲーション制御部３０の処理速度により異なるが、９６００ｂｐｓから３８４００ｂｐｓで送信される。特にビーコンデータは最大で１５ｋバイトになるので、転送に数秒かかることもある。
【００４７】
【表１】
【００４８】
図７は、本発明に係る実施形態において、制御部２０からカーナビゲーション制御部３０へ送信されるデータフレームを示した模式図である。制御部２０がカーナビゲーション制御部３０に約１秒毎にＧＰＳとＶＩＣＳの情報を送信する。送信される情報は、ＧＰＳ情報４１、電波ビーコンによるＶＩＣＳ電波情報４２及び光ビーコンによるＶＩＣＳ光情報４３である。
【００４９】
時速８０ｋｍ／ｈで電波ビーコンを通過する場合では、数秒程度となり、この時間だけＶＩＣＳの情報を送信することになる。さらに、測定されないＧＰＳデータは空のデータであり、ＶＩＣＳのデータ長は可変長となり、これらのデータと共にカーナビゲーション制御部３０に送信される。
【００５０】
以上説明したように、本発明によると１．５ＧＨｚのＧＰＳ信号と、２．５ＧＨｚの電波ビーコンによるＶＩＣＳ信号の周波数帯で共用できる基本周波数発振器を使用することで、ＧＰＳと電波ビーコンによるＶＩＣＳの受信回路規模の縮小と、ＧＰＳの受信回路規模の縮小が実現出来る。
【００５１】
また、ＧＰＳとＶＩＣＳを統合し、切替器６を有するダウンコンバータＩＣ５０によりＧＰＳとＶＩＣＳの同時作動の禁止と、ＧＰＳとＶＩＣＳの同時停止により消費電力の低減が実現できるという効果もある。さらに、ＧＰＳとＶＩＣＳのアンテナを統合することで１つのアンテナとし、さらに制御部２０からカーナビゲーション制御部３０へ接続するシリアル回線を１つに統合できる効果もある。
【００５２】
本実施形態において、ＧＰＳとＶＩＣＳの統合化について実施したが、この他に、さらにＥＴＣを組み込むことにより、高速道路の料金所に入る毎に車両の位置補正が行われ、位置補正の頻度を上げることができ、ＧＰＳの測位性能を向上することが可能となることはいうまでもない。
【００５３】
さらに、本実施形態のようなＧＰＳとＶＩＣＳの切替えを座標情報に基づいて制御する方法の他に、座標情報を持たずに所定の時間間隔毎に切替える方法及び、本実施形態との組み合わせで、座標情報と所定の時間間隔（例えば、数秒間隔）又は車速で切替える処理及びＦＭのＶＩＣＳの広域交通情報と組み合わせて行うことが可能であることもいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る実施形態において、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合モジュールとカーナビゲーション装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明に係る実施形態において、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合モジュールとカーナビゲーション装置を搭載した車両が（ａ）一般道及び（ｂ）高速道路を走行している場合の作動モードを説明する説明図である。
【図３】本発明に係る実施形態において、一般道と高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを制御する制御部とカーナビゲーション装置の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。
【図４】本発明に係る実施形態において、車両が高速道路を法定速度で走行している場合と、渋滞による停止又はノロノロ走行中の作動モードを説明する説明図である。
【図５】本発明に係る実施形態において、高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを制御する制御部とカーナビゲーション装置の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。
【図６】本発明に係る実施形態において、高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを省電力となるように制御する制御部とカーナビゲーション装置の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。
【図７】本発明に係る実施形態において、カーナビゲーション装置からカーナビゲーション装置へ送信されるデータフレームを示した模式図である。
【図８】ＶＩＣＳとＥＴＣを１つの共通発振器により共用して回路規模を縮小した既存の自動車関連情報装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 統合アンテナ、２ 光アンテナ、３ 低雑音増幅器、４ ミキサ、５ バンドパス・フィルタ、６ ＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器、７ バンドパス・フィルタ、８ リミットアンプ、９ 電圧制御発振器、１０ 位相検出器、１１ チャージポンプ、１２ ループフィルタ、１３ 基準クロック発振器、１４ 増幅アンプ、１５ 電波強度検出器、１６ ミキサ、１７ 光送受信部、２０ 制御部、２１ 座標情報メモリ、３０ カーナビゲーション制御部、３１ ジャイロセンサ、３２ 車速センサ、３３ マップメモリ、４１ ＧＰＳ情報、４２ ＶＩＣＳ電波情報、４３ ＶＩＣＳ光情報、５０ ダウンコンバータＩＣ、６０ カーナビゲーション装置、６１ 車両、６２ ＶＩＣＳ路上機、６３ ＧＰＳ衛星、６４ 料金所、６５ 光ＶＩＣＳ路上機、２０１，２０２ 電波受信部、２０３ 発振回路、２０４ 発振制御部、２０５，２０６ 信号処理部、２０７ 画像処理、２０８ 音声処理、２０９ 表示・入出力、２１０ マイコン、２１１ 位置信号。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電波信号を受信して自己位置情報と、道路情報を送受信する情報通信装置に係り、特にＶＩＣＳ情報をユーザに提供するカーナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人工衛星測位システム（Global Positioning System以下ＧＰＳという）が知られており、カーナビゲーション装置等に用いられている。ＧＰＳは、複数の人工衛星が送信した送信電波を同時に受信して走行中の車両の現在位置及び進行方向などの測位情報を得ているものであり、得られた測位情報をカーナビゲーション装置に供給し、カーナビゲーション装置の表示部にその情報を表示することにより、車両の現在位置やその進行方向などの情報をユーザに伝えるものである。
【０００３】
近年、自動車の普及がさらに進み、道路交通状況の悪化が社会問題として取り上げられ、解決策の一つとしてＶＩＣＳ(Vehicle Information & Communication System：道路交通情報通信システム)と呼ばれる路車間情報通信システムが実用化されている。
【０００４】
このシステムは、複数の通信メディア、すなわち、光ビーコン、電波ビーコン、ＦＭ多重からなっており、一般幹線道路では光ビーコンからの情報を、高速道路では電波ビーコンからの情報を、また、ＦＭ放送が受信可能な地域においてはＦＭ多重放送からの情報が得られる。さらに、受信されたこれらの情報をカーナビゲーション装置に供給し、カーナビゲーション装置の表示部に追加情報として表示する。
【０００５】
ユーザは、自動車にＶＩＣＳ等の情報端末装置を搭載し、それぞれの交通情報を得て活用することで、ユーザ自身でルート選択を行うことが可能となり、渋滞を避けて運転することができる。これによって交通流の集中化を防止でき、安全かつ円滑に目的地に到達することが可能となる。
【０００６】
この他に、高速道路料金自動支払いシステム（Electronic Toll Collection以下ＥＴＣという）を利用して料金所渋滞を低減する装置も実用化されており、特許文献１には、このようなＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＥＴＣを複合ユニットとして情報端末装置を単一ユニットにする技術が公開されている。
【０００７】
また、特許文献２にはＶＩＣＳ及びＥＴＣ等の複合種類の情報信号が受信可能な情報端末装置に関する技術が公開されている。情報化が進むことにより各種の装置を組み合わせる必要があるため、配線及び回路規模が拡大するが、車両の限られたスペースに搭載するために小型化が望まれている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１―３３７３４８号公報
【特許文献２】特開平１１−１７５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、複数機能の追加により増大する回路規模や配線を含む装置規模を縮小させる様々な技術が開発されている。例えば特許文献１は、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＥＴＣに使用する各機器を搭載する際、車内の搭載スペース確保の為にＧＰＳ及びＶＩＣＳの各受信部とＥＴＣの送受信部とを一体的に構成した単一ユニットにして、カーナビゲーション装置に内蔵させている。
【００１０】
この場合、ＧＰＳは人工衛星からの送信電波として１．５ＧＨｚの周波数帯が用いられ、ＶＩＣＳは、ＶＩＣＳセンターからの送信電波として２．５ＧＨｚの周波数帯が用いられ、さらにＥＴＣは、料金徴収所と車両との間では５．８ＧＨｚの周波数帯の電波が用いられている。このため、特許文献１では、単一ユニットにそれぞれにアンテナと増幅部を備える構造となり、装置規模は縮小可能であるが、アンテナ配線及び受信部の回路規模が縮小できないという第１の問題があった。
【００１１】
図８は、ＶＩＣＳとＥＴＣを１つの発振制御部２０４と共通発振回路２０３により共用して回路規模を縮小した既存の自動車関連情報装置のブロック図である。このような構成とすることで、２．５ＧＨｚ帯のＶＩＣＳと５．８ＧＨｚ帯のＥＴＣの信号が受信可能な情報端末が構成でき、ＶＩＣＳとＥＴＣのそれぞれの受信部に対する共通の発信回路を設けることにより回路規模を縮小している。
【００１２】
しかし、この技術も回路規模は縮小可能であるが、車載機機器として要求される消費電力の低減に関しては、なんら改善されておらず、回路を統合しても消費電力を低減させることができず、渋滞中の省電力化もおこなわれないという第２の問題であった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上のような問題を解決するために、本発明に係るカーナビゲーション装置は、衛星の測位信号を受信し、測位信号により自己位置を測定する測位手段と、道路に設置された路上機から道路情報信号を受信する道路情報受信手段と、取得した自己位置と道路情報を表示する表示手段と、を有するカーナビゲーション装置において、複数の信号を受信する統合受信部と、統合受信部で受信した測位信号と道路情報信号とを切替える受信切替手段と、測位手段により車両が走行する走行路を識別する走行路識別手段と、走行路識別手段の識別結果に基づき路上機の有無を判定する路上機判定手段と、道路情報受信手段から道路情報を受信して車両の走行状態を識別する状態識別手段と、を備え、受信切替手段及び状態識別手段に応じて統合受信部を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るカーナビゲーション装置において、路上機判定手段は、走行路識別手段により高速道路を走行していると識別した場合は道路情報受信手段を測位手段より多く使用するように受信切替手段を制御し、状態識別手段は、道路情報受信手段による渋滞情報に応じて測位手段及び道路情報受信手段を所定時間停止することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るカーナビゲーション装置のダウンコンバータＩＣは、衛星の測位信号を受信し、測位信号により自己位置を測定する測位手段と、道路に設置された路上機から道路情報信号を受信する道路情報受信手段と、取得した自己位置と道路情報を表示する表示手段と、を有するカーナビゲーション装置に用いられるダウンコンバータＩＣにおいて、複数の信号を受信する統合受信部と、統合受信部で受信した測位信号と道路情報信号とを切替える受信切替手段と、を含み、カーナビゲーション装置は、測位手段により車両が走行する走行路を識別する走行路識別手段と、走行路識別手段の識別結果に基づき路上機の有無を判定する路上機判定手段と、道路情報受信手段から道路情報を受信して車両の走行状態を識別する状態識別手段と、を含み、受信切替手段の切替えと状態識別手段に応じて統合受信部の電源が投入されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るカーナビゲーション装置のダウンコンバータＩＣにおいて、カーナビゲーション装置の路上機判定手段は、走行路識別手段により高速道路を走行していると識別した場合は道路情報受信手段を測位手段より多く使用するように受信切替手段を制御し、状態識別手段は、道路情報受信手段による渋滞情報に応じて測位手段及び道路情報受信手段を所定時間停止されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＧＰＳとＶＩＣＳの受信部を一体化することにより、複数種類の信号を受信可能とすることでアンテナ配線及び回路規模を縮小し、かつ、同時使用を避け、状況に応じて同時停止により消費電力の低減が可能なカーナビゲーション装置を提供できる。
【００１８】
また、ＧＰＳとＶＩＣＳを統合し、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器を有するダウンコンバータＩＣにより省電力が実現できるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る実施形態において、ＧＰＳとＶＩＣＳを統合したＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合モジュールとカーナビゲーション制御部を含むカーナビゲーション装置６０の構成を示す構成図である。本実施形態に係るカーナビゲーション装置６０は、カーナビゲーション制御部３０と、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合アンテナ１に接続されたダウンコンバータＩＣ（５０）と、光アンテナ２に接続された光送受信部１７と、制御部２０を備えている。
【００２１】
さらに、制御部２０は、ＶＩＣＳ路上機６２及び光ＶＩＣＳ路上機６５の座標情報が予め記憶された座標情報メモリ２１を備え、ダウンコンバータＩＣ５０と、カーナビゲーション制御部３０に接続されている。カーナビゲーション制御部３０は、マップメモリ３３と、ジャイロセンサ３１及び車速センサ３２を備えている。
【００２２】
次に、カーナビゲーション装置６０の電波受信部（ダウンコンバータＩＣ５０）について説明する。ＧＰＳ信号とＶＩＣＳ信号はＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合アンテナ１で受信される。受信された１．５ＧＨｚのＧＰＳ信号と、２．５ＧＨｚの電波ビーコンによるＶＩＣＳ信号は低雑音増幅器３（ＬＮＡ）で増幅される。なお、本実施形態で使用した低雑音増幅器とミキサは、１．５ＧＨｚから２．５ＧＨｚまでの広帯域をカバーするものである。
【００２３】
一方、基準クロック発振器１３により基準クロックが生成され、位相検出器１０（ＰＤ：Phase Detector）に入力される。位相検出器１０（ＰＤ）は、基準クロックと電圧制御発振器９（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）の比較周波数信号との位相差を比較し、チャージポンプ１１（ＣＰ：Charge Pump）により位相差に従い位相を進める又は、遅らせる信号を出力する。
【００２４】
次に、チャージポンプ１１（ＣＰ）から出力された位相検出器１０の信号をループフィルタ１２（ＬＯＯＰ：Loop Filter）で積分してスムージング（平均化）して電圧制御発振器９（ＶＣＯ）に加え、フェーズロックされた信号が出力される。この信号をミキサ４にてＩＦ周波数に変換するためにミキシングを行い、ＧＰＳ信号とＶＩＣＳ信号から不要な信号を除くためにバンドパス・フィルタ５を通過させる。
【００２５】
バンドパス・フィルタ５はＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器６に接続されている。ＧＰＳ信号を取出す場合は、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器６とバンドパス・フィルタ７が接続され、ＩＦ周波数帯のＧＰＳ信号はバンドパス・フィルタ７を通過し、リミットアンプ８を介して制御部２０へ出力する。
【００２６】
また、ＶＩＣＳ信号を取出す場合には、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器６が増幅アンプ１４と接続され、さらに増幅アンプ１４はミキサ１６と接続される。ミキサ１６には、電圧制御発振器９（ＶＣＯ）の図示しない分周器の後段から分周された信号が、ＶＩＣＳ信号のＩＦ周波数の変換用に供給されている。さらに、ミキサ１６の出力は、リミットアンプ８に接続され、同様にＩＦ周波数帯のＶＩＣＳ信号が制御部２０に出力される。
【００２７】
さらに、ＶＩＣＳ路上機６２の通過を検知するために、ＩＦ周波数に変換されたＶＩＣＳ信号の電波強度を検出する電波強度検出器１５（ＲＳＳＩ：Receiving Signal Strength Indicator）が設けられ、ＡＭ信号として制御部２０へ出力される。
【００２８】
さらに、光ビーコンのＶＩＣＳ信号を検出するために、光アンテナ２は光送受信部１７を介して制御部２０と接続されており、光アンテナ２で受信した光ビーコンのＶＩＣＳ信号を光送受信部１７で変換し、制御部２０へ出力する。なお、光送受信部１７はＯＮ／ＯＦＦ信号を受信すると省電力モードとなる機能を備えている。
【００２９】
制御部２０は、電波ビーコンのＶＩＣＳ信号を発信するＶＩＣＳ路上機６２と光ビーコンのＶＩＣＳ信号を発信する光ＶＩＣＳ路上機６５の座標情報が格納されている座標情報メモリ２１が接続されている。
【００３０】
制御部２０は、カーナビゲーション制御部３０が判定した現在位置などをシリアル回線で受信可能である。制御部２０はＧＰＳの測位情報から自己位置を検出し、カーナビゲーション制御部３０で判定した現在位置と路上機の座標情報に基づき、接近したＶＩＣＳ路上機６２からのＶＩＣＳ信号を受信するためにＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器６を制御し、ＧＰＳの測位情報とＶＩＣＳ信号により得られた道路交通情報をシリアル通信回線によりカーナビゲーション制御部３０に送信する。
【００３１】
さらに制御部２０は、自己位置と座標情報メモリ２１によりＶＩＣＳの位置情報とを比較してＶＩＣＳとＧＰＳを切替る機能を有している。なお、制御部２０とカーナビゲーション制御部３０とのシリアル回線は、ＲＳ２３２Ｃ，ＲＳ４２２，デジタル信号などを用いた通信回線である。
【００３２】
カーナビゲーション制御部３０は、マップが記憶されているマップメモリ３３と車両の進行方向や速度を検出するジャイロセンサ３１と車速センサ３２と接続されており、制御部２０からのＧＰＳ測位情報に基づきマップマッチング又は慣性航法などの処理を行うことが可能である。
【００３３】
なお、ダウンコンバータＩＣ５０は、ＩＦ周波数帯域を数ｋＨｚから数十ＭＨｚまで増幅可能なリミットアンプで構成し、デジタルＡＳＩＣで構成される制御部２０への信号線を１つに統合し、省電力化を図るため、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器に同期してＧＰＳとＶＩＣＳのいずれか１つの受信時おいて、一部の回路の電源を落すことが可能である。
【００３４】
図２は、本発明に係る実施形態において、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合モジュールを含むカーナビゲーション装置６０を搭載した車両６１が（ａ）一般道及び（ｂ）高速道路を走行している場合の作動モードを説明する説明図である。図３は、本発明に係る実施形態において、一般道と高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを制御する制御部２０とカーナビゲーション制御部３０の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。図２と図３を用いて一般道から高速道路へ入る時の処理の流れを説明する。
【００３５】
図２の（ａ）は、車両６１が一般道を走行している状態を示しており、図３に示す制御部の初期設定（ステップＳ１００、以下ステップを省略する）で設定されるＧＰＳを“ＯＮ”（Ｓ１０２）、ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１０４）及び光ＶＩＣＳを“ＯＮ”（Ｓ１０６）とする。電波ビーコンを用いたＶＩＣＳは、高速道路上にしか設置されていないため、一般道ではＧＰＳと光ＶＩＣＳを“ＯＮ”にする。
【００３６】
制御部２０は、ＧＰＳで測定された測位情報と、光ＶＩＣＳで受信した交通情報を取得しカーナビゲーション制御部３０へ情報を送信する（Ｓ１０８）。カーナビゲーション制御部３０は、受信した測位情報と交通情報及び、車速センサ３２とジャイロセンサ３１からの信号により走行路は“一般道”であることを判定し（Ｓ１１０）、制御部２０へ送信する。一般道を走行中なので制御部２０は、現在の動作を保持（Ｓ１１２）し、各モードは、ＧＰＳを“ＯＮ”（Ｓ１１４）、ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１１６）及び光ＶＩＣＳを“ＯＮ”（Ｓ１１８）とする。なお、図３において太線はＯＮ状態を示す。
【００３７】
次に、図２の（ｂ）のような高速道路料金所入口６４から高速道路に入る場合を説明する。図３のステップＳ１２０においてカーナビゲーション制御部３０に測位情報と交通情報を送信すると、カーナビゲーション制御部３０はＧＰＳの測位情報とマップの情報に基づいて“一般道”から“高速道路”へ入ったことを判定する（Ｓ１２２）。走行路が高速道路の場合、切替を行う（Ｓ１２４）。各モードは、ＧＰＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１２６）、ＶＩＣＳを“ＯＮ”（Ｓ１２８）及び光ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１３０）に設定して電波ビーコンによるＶＩＣＳ情報を受信可能とする。
【００３８】
次に、高速道路を走行中の処理について説明する。図４は、本発明に係る実施形態において、車両が高速道路を法定速度で走行している場合と、渋滞による停止又はノロノロ走行中の作動モードを説明する説明図である。さらに、図５は、本発明に係る実施形態において、高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを制御する制御部２０とカーナビゲーション制御部３０の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。図４と図５を用いて高速道路と高速道路から一般道へ出る場合の処理の流れを説明する。
【００３９】
図４の（ｃ）は、高速道路を車両６１が法定速度で走行している場合を示す。図５において、車速、ジャイロ等の各種センサによるナビゲーションにより“高速道路”を走行中であると判断する（Ｓ１２２）と、モード切替を行い（Ｓ１２４）、ＧＰＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１２６）、ＶＩＣＳを“ＯＮ”（Ｓ１２８）、光ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１３０）に設定して、ＶＩＣＳ路上機６２から交通情報を受信する（Ｓ１３２）。制御部２０が受信した交通情報により、渋滞しているかを判定（Ｓ１３２）し、渋滞していない場合はカーナビゲーション制御部３０へ交通情報を送信（Ｓ１３４）するが、ＧＰＳの測位情報が無いため、ナビゲーション制御部３０は、マップ３３の情報、車速センサ３２及びジャイロセンサ３１から現在位置を検知して表示する（Ｓ１３６）。
【００４０】
制御部２０は、ＶＩＣＳ路上機６２の通過をダウンコンバータＩＣ５０のＡＭ信号で検知し、ＧＰＳを起動させる切戻し（Ｓ１３８）を実行し、各モードは、ＧＰＳを“ＯＮ”（Ｓ１４０）、ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１４２）、光ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１４４）に設定し、ＧＰＳを一定時間（例えば、数十秒又は車速に応じて変化させても良い）“ＯＮ”とする。ＧＰＳで測定された測位情報はカーナビゲーション制御部３０に送信され（Ｓ１４６）、間欠送信の為にＧＰＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１４８）、ＶＩＣＳを“ＯＮ”（Ｓ１５０）、光ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１５２）に設定する。
【００４１】
さらに、図４の（ｄ）は、高速道路において渋滞により停止又はノロノロ走行時の処理を示している。図６は、本発明に係る実施形態において、高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを省電力となるように制御する制御部２０とカーナビゲーション制御部３０の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。以下、図４と図６を用いて説明する。
【００４２】
高速道路を走行中は、図６に示すようにＧＰＳとＶＩＣＳを切替え処理（Ｓ１５６〜Ｓ１６２）を行う。さらに、車速センサ３２とジャイロセンサ３１で位置の検知する処理を行い（Ｓ１５４）、ＧＰＳを一定間隔で間欠切替を行い、測位情報をナビゲーション制御部３０に送信する（Ｓ１６４〜Ｓ１７０）。ナビゲーション制御部３０は測位情報、交通情報とマップ３３の情報から“高速道路上で渋滞”と判断した場合（Ｓ１７２）は、省電力切替え処理（Ｓ１７４）を実行し通常モードから、ＧＰＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１７６）、ＶＩＣＳを“ＯＦＦ”（Ｓ１７８）、光ＶＩＣＳ“ＯＦＦ”（Ｓ１８０）の省電力モードに設定する。
【００４３】
さらに、カーナビゲーション制御部３０は、ＧＰＳと光ＶＩＣＳにより得られた測位情報と交通情報から位置情報を更新し（Ｓ１８２）、制御部２０は、渋滞情報から予め決められた時間経過後に省電力モードから通常モードに切替える（Ｓ１８４〜Ｓ１９０）。
【００４４】
次に、制御部２０は測位情報をＧＰＳから受信し、渋滞が解消しているか判断し、測位情報をカーナビゲーション制御部３０へ送信すると共に、ＶＩＣＳを起動させる一連の処理を行う（Ｓ１９２〜Ｓ１９８）。
【００４５】
図６には図示していないが、もし、ここで引続き渋滞していると判断した場合には、再度省電力モードに移る。以下、同様な処理を行う（Ｓ２００）。
【００４６】
（表１）はカーナビゲーション装置６０の応答と制御部２０の処理を示した表である。制御部２０からカーナビゲーション制御部３０への情報転送に対し、カーナビゲーション制御部３０からＡＣＫ，ＮＡＫ，ＲＮＲ等の応答が返信され、この返信により情報が再度送信される。ＧＰＳのデータは１秒毎に更新されるので、ＮＡＫ，ＲＮＲが発生してもＧＰＳのデータは更新され、再送は行われない。また、転送速度はカーナビゲーション制御部３０の処理速度により異なるが、９６００ｂｐｓから３８４００ｂｐｓで送信される。特にビーコンデータは最大で１５ｋバイトになるので、転送に数秒かかることもある。
【００４７】
【表１】
【００４８】
図７は、本発明に係る実施形態において、制御部２０からカーナビゲーション制御部３０へ送信されるデータフレームを示した模式図である。制御部２０がカーナビゲーション制御部３０に約１秒毎にＧＰＳとＶＩＣＳの情報を送信する。送信される情報は、ＧＰＳ情報４１、電波ビーコンによるＶＩＣＳ電波情報４２及び光ビーコンによるＶＩＣＳ光情報４３である。
【００４９】
時速８０ｋｍ／ｈで電波ビーコンを通過する場合では、数秒程度となり、この時間だけＶＩＣＳの情報を送信することになる。さらに、測定されないＧＰＳデータは空のデータであり、ＶＩＣＳのデータ長は可変長となり、これらのデータと共にカーナビゲーション制御部３０に送信される。
【００５０】
以上説明したように、本発明によると１．５ＧＨｚのＧＰＳ信号と、２．５ＧＨｚの電波ビーコンによるＶＩＣＳ信号の周波数帯で共用できる基本周波数発振器を使用することで、ＧＰＳと電波ビーコンによるＶＩＣＳの受信回路規模の縮小と、ＧＰＳの受信回路規模の縮小が実現出来る。
【００５１】
また、ＧＰＳとＶＩＣＳを統合し、切替器６を有するダウンコンバータＩＣ５０によりＧＰＳとＶＩＣＳの同時作動の禁止と、ＧＰＳとＶＩＣＳの同時停止により消費電力の低減が実現できるという効果もある。さらに、ＧＰＳとＶＩＣＳのアンテナを統合することで１つのアンテナとし、さらに制御部２０からカーナビゲーション制御部３０へ接続するシリアル回線を１つに統合できる効果もある。
【００５２】
本実施形態において、ＧＰＳとＶＩＣＳの統合化について実施したが、この他に、さらにＥＴＣを組み込むことにより、高速道路の料金所に入る毎に車両の位置補正が行われ、位置補正の頻度を上げることができ、ＧＰＳの測位性能を向上することが可能となることはいうまでもない。
【００５３】
さらに、本実施形態のようなＧＰＳとＶＩＣＳの切替えを座標情報に基づいて制御する方法の他に、座標情報を持たずに所定の時間間隔毎に切替える方法及び、本実施形態との組み合わせで、座標情報と所定の時間間隔（例えば、数秒間隔）又は車速で切替える処理及びＦＭのＶＩＣＳの広域交通情報と組み合わせて行うことが可能であることもいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る実施形態において、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合モジュールとカーナビゲーション装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明に係る実施形態において、ＧＰＳ／ＶＩＣＳ統合モジュールとカーナビゲーション装置を搭載した車両が（ａ）一般道及び（ｂ）高速道路を走行している場合の作動モードを説明する説明図である。
【図３】本発明に係る実施形態において、一般道と高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを制御する制御部とカーナビゲーション装置の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。
【図４】本発明に係る実施形態において、車両が高速道路を法定速度で走行している場合と、渋滞による停止又はノロノロ走行中の作動モードを説明する説明図である。
【図５】本発明に係る実施形態において、高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを制御する制御部とカーナビゲーション装置の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。
【図６】本発明に係る実施形態において、高速道路走行時のＧＰＳ、ＶＩＣＳ及び光ＶＩＣＳを省電力となるように制御する制御部とカーナビゲーション装置の作動シーケンス及びデータの流れを示す作動シーケンス図である。
【図７】本発明に係る実施形態において、カーナビゲーション装置からカーナビゲーション装置へ送信されるデータフレームを示した模式図である。
【図８】ＶＩＣＳとＥＴＣを１つの共通発振器により共用して回路規模を縮小した既存の自動車関連情報装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 統合アンテナ、２ 光アンテナ、３ 低雑音増幅器、４ ミキサ、５ バンドパス・フィルタ、６ ＧＰＳ／ＶＩＣＳ切替器、７ バンドパス・フィルタ、８ リミットアンプ、９ 電圧制御発振器、１０ 位相検出器、１１ チャージポンプ、１２ ループフィルタ、１３ 基準クロック発振器、１４ 増幅アンプ、１５ 電波強度検出器、１６ ミキサ、１７ 光送受信部、２０ 制御部、２１ 座標情報メモリ、３０ カーナビゲーション制御部、３１ ジャイロセンサ、３２ 車速センサ、３３ マップメモリ、４１ ＧＰＳ情報、４２ ＶＩＣＳ電波情報、４３ ＶＩＣＳ光情報、５０ ダウンコンバータＩＣ、６０ カーナビゲーション装置、６１ 車両、６２ ＶＩＣＳ路上機、６３ ＧＰＳ衛星、６４ 料金所、６５ 光ＶＩＣＳ路上機、２０１，２０２ 電波受信部、２０３ 発振回路、２０４ 発振制御部、２０５，２０６ 信号処理部、２０７ 画像処理、２０８ 音声処理、２０９ 表示・入出力、２１０ マイコン、２１１ 位置信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星の測位信号を受信し、測位信号により自己位置を測定する測位手段と、道路に設置された路上機から道路情報信号を受信する道路情報受信手段と、取得した自己位置と道路情報を表示する表示手段と、を有するカーナビゲーション装置において、
複数の信号を受信する統合受信部と、
統合受信部で受信した測位信号と道路情報信号とを切替える受信切替手段と、
測位手段からの自己位置と予め記憶された地図情報により車両が走行する走行路を識別する走行路識別手段と、
走行路識別手段の識別結果に基づき路上機の有無を判定する路上機判定手段と、
道路情報受信手段から道路情報を受信して車両の走行状態を識別する状態識別手段と、
を備え、
受信切替手段及び状態識別手段に応じて統合受信部を制御することを特徴とするカーナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカーナビゲーション装置において、
路上機判定手段は、
走行路識別手段により高速道路を走行していると識別した場合は道路情報受信手段を測位手段より多く使用するように受信切替手段を制御し、
状態識別手段は、
道路情報受信手段による渋滞情報に応じて測位手段及び道路情報受信手段を所定時間停止することを特徴とするカーナビゲーション装置。
【請求項３】
衛星の測位信号を受信し、測位信号により自己位置を測定する測位手段と、道路に設置された路上機から道路情報信号を受信する道路情報受信手段と、取得した自己位置と道路情報を表示する表示手段と、を有するカーナビゲーション装置に用いられるダウンコンバータＩＣにおいて、
複数の信号を受信する統合受信部と、
統合受信部で受信した測位信号と道路情報信号とを切替える受信切替手段と、
を含み、
カーナビゲーション装置は、
測位手段からの自己位置と予め記憶された地図情報により車両が走行する走行路を識別する走行路識別手段と、
走行路識別手段の識別結果に基づき路上機の有無を判定する路上機判定手段と、
道路情報受信手段から道路情報を受信して車両の走行状態を識別する状態識別手段と、
を含み、
受信切替手段の切替えと状態識別手段に応じて統合受信部の電源が投入されることを特徴とするカーナビゲーション装置のダウンコンバータＩＣ。
【請求項４】
請求項３に記載のカーナビゲーション装置のダウンコンバータＩＣにおいて、
カーナビゲーション装置の路上機判定手段は、
走行路識別手段により高速道路を走行していると識別した場合は道路情報受信手段を測位手段より多く使用するように受信切替手段を制御し、
状態識別手段は、
道路情報受信手段による渋滞情報に応じて測位手段及び道路情報受信手段を所定時間停止されることを特徴とするカーナビゲーション装置のダウンコンバータＩＣ。
【請求項１】
衛星の測位信号を受信し、測位信号により自己位置を測定する測位手段と、道路に設置された路上機から道路情報信号を受信する道路情報受信手段と、取得した自己位置と道路情報を表示する表示手段と、を有するカーナビゲーション装置において、
複数の信号を受信する統合受信部と、
統合受信部で受信した測位信号と道路情報信号とを切替える受信切替手段と、
測位手段からの自己位置と予め記憶された地図情報により車両が走行する走行路を識別する走行路識別手段と、
走行路識別手段の識別結果に基づき路上機の有無を判定する路上機判定手段と、
道路情報受信手段から道路情報を受信して車両の走行状態を識別する状態識別手段と、
を備え、
受信切替手段及び状態識別手段に応じて統合受信部を制御することを特徴とするカーナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカーナビゲーション装置において、
路上機判定手段は、
走行路識別手段により高速道路を走行していると識別した場合は道路情報受信手段を測位手段より多く使用するように受信切替手段を制御し、
状態識別手段は、
道路情報受信手段による渋滞情報に応じて測位手段及び道路情報受信手段を所定時間停止することを特徴とするカーナビゲーション装置。
【請求項３】
衛星の測位信号を受信し、測位信号により自己位置を測定する測位手段と、道路に設置された路上機から道路情報信号を受信する道路情報受信手段と、取得した自己位置と道路情報を表示する表示手段と、を有するカーナビゲーション装置に用いられるダウンコンバータＩＣにおいて、
複数の信号を受信する統合受信部と、
統合受信部で受信した測位信号と道路情報信号とを切替える受信切替手段と、
を含み、
カーナビゲーション装置は、
測位手段からの自己位置と予め記憶された地図情報により車両が走行する走行路を識別する走行路識別手段と、
走行路識別手段の識別結果に基づき路上機の有無を判定する路上機判定手段と、
道路情報受信手段から道路情報を受信して車両の走行状態を識別する状態識別手段と、
を含み、
受信切替手段の切替えと状態識別手段に応じて統合受信部の電源が投入されることを特徴とするカーナビゲーション装置のダウンコンバータＩＣ。
【請求項４】
請求項３に記載のカーナビゲーション装置のダウンコンバータＩＣにおいて、
カーナビゲーション装置の路上機判定手段は、
走行路識別手段により高速道路を走行していると識別した場合は道路情報受信手段を測位手段より多く使用するように受信切替手段を制御し、
状態識別手段は、
道路情報受信手段による渋滞情報に応じて測位手段及び道路情報受信手段を所定時間停止されることを特徴とするカーナビゲーション装置のダウンコンバータＩＣ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−５８１３０（Ｐ２００６−５８１３０Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４００３０（Ｐ２００４−２４００３０）
【出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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