位置検出装置及びアンテナ装置
【課題】自車両の位置の検出精度を高めることができる位置検出装置及びアンテナ装置を提供する。
【解決手段】位置検出装置１００は、道路Ｒに設けられた路側装置Ａから送信され位置情報を有する円偏波の受信時の方位に基づいて自車両Ｃの位置を検出する位置検出装置であって、ＮＵＬＬ方位から円偏波Ｗ１を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れ、非ＮＵＬＬ方位から円偏波Ｗ２１を受信した場合に受信強度が低下しない第一の指向性を有するＮＵＬＬ指向性検出部４と、ＮＵＬＬ方位及び非ＮＵＬＬ方位から円偏波Ｗ１，Ｗ２１を受信した場合に受信強度が低下しない第二の指向性を有する広角指向性検出部５と、ＮＵＬＬ指向性検出部４により出力された受信強度と、広角指向性検出部５により出力された受信強度との差分値の変化量に基づいて自車両Ｃの位置を検出する位置検出部１２と、を備える。
【解決手段】位置検出装置１００は、道路Ｒに設けられた路側装置Ａから送信され位置情報を有する円偏波の受信時の方位に基づいて自車両Ｃの位置を検出する位置検出装置であって、ＮＵＬＬ方位から円偏波Ｗ１を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れ、非ＮＵＬＬ方位から円偏波Ｗ２１を受信した場合に受信強度が低下しない第一の指向性を有するＮＵＬＬ指向性検出部４と、ＮＵＬＬ方位及び非ＮＵＬＬ方位から円偏波Ｗ１，Ｗ２１を受信した場合に受信強度が低下しない第二の指向性を有する広角指向性検出部５と、ＮＵＬＬ指向性検出部４により出力された受信強度と、広角指向性検出部５により出力された受信強度との差分値の変化量に基づいて自車両Ｃの位置を検出する位置検出部１２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信された電波に基づいて自車両の位置を検出する位置検出装置と、電波を受信するアンテナ装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路に設けられた路側装置から電波を受信し、この電波が有する位置情報に基づいて、自車両の現在位置を検出する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、正面において急激に電界強度が低下する指向性を有する路側アンテナ装置から信号を受信し、受信信号強度の急激な低下点に基づいて車両の位置データを較正する技術が開示されている。
【特許文献１】昭６３−１９２２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、路側アンテナ装置から受信した信号の信号強度の急激な低下点に基づいて車両の位置データを較正している。しかしながら、この低下点を検出する地点に車両が位置していない場合であっても、例えば他車両や鳥等の遮蔽物によって電波信号が遮蔽されることにより誤って低下点を検出したと判定してしまう可能性がある。この結果、自車両の位置の検出精度が悪くなってしまうおそれがある。
【０００４】
そこで本発明は、自車両の位置の検出精度を高めることができる位置検出装置及びアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明に係る位置検出装置は、道路に設けられた路側装置から送信され位置情報を有する電波に基づいて自車両の位置を検出する位置検出装置であって、第一の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れ、第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない第一の指向性を有する第一受信手段と、第一受信手段と同じ位置に設けられ、第一及び第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない第二の指向性を有する第二受信手段と、第一受信手段により出力された受信強度と、第二受信手段により出力された受信強度とに基づいて自車両の位置を検出する検出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
これにより、第一受信手段が、第一の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れるが、第二の方位から電波を受信した場合に受信強度は低下しない。一方、第一受信手段と同じ位置に設けられた第二受信手段が、第一及び第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない。ここで、第一受信手段により出力された受信強度と、第二受信手段により出力された受信強度とに基づいて、検出手段が自車両の位置を検出される。
【０００７】
このため、走行中の自車両が、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している場合、第一受信手段及び第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しない。この状態から、走行中の自車両が、第一の方位からの電波を受信する地点に移動した場合、第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しないが、第一受信手段におけるこの電波の受信強度は低下する状態に変化する。このように状態が変化したときに、走行中の自車両は、第一の方位からの電波を受信する地点に位置していると判定できる。
【０００８】
ここで、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している状態において、遮蔽物によってこの電波が遮蔽された場合、この第二の方位からの電波の受信強度は、第一の方位からの電波を受信する地点に位置している状態と同様に第一受信手段において低下する。しかしながら、第一の方位からの電波を受信する地点に位置している状態と異なり第二受信手段においても低下する。このため、走行中の自車両が、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している場合であっても、遮蔽物によってこの電波が遮蔽されることにより誤って第一の方位からの電波を受信する地点に位置していると判定してしまうことが無い。この結果、自車両の位置の検出精度を高めることができる。
【０００９】
また、位置検出装置は、第一受信手段により出力された受信強度と、第二受信手段により出力された受信強度とを比較する比較手段を更に備え、検出手段は、比較手段により比較された結果に基づいて自車両の位置を検出するのも好ましい。
【００１０】
これにより、第一受信手段により出力された受信強度と、第二受信手段により出力された受信強度とが、比較手段により比較され、検出手段が、比較された結果に基づいて自車両の位置を検出する。ここで、走行中の自車両が、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している場合、第一受信手段及び第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しない。また、第一受信手段及び第二受信手段は同じ位置に設けられているため、第一受信手段における受信強度と、第二受信手段における受信強度との高低差は略無い。
【００１１】
この状態から、走行中の自車両が、第一の方位からの電波を受信する地点に移動した場合、第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しないが、第一受信手段におけるこの電波の受信強度は低下する状態に変化する。このように状態が変化した結果、第一受信手段における受信強度と、第二受信手段における受信強度との高低差は、上記の状態の場合より大きくなるため、この比較結果に基づいて、第一の方位からの電波を受信する地点に自車両が位置したことを検出手段によって検出できるようになる。
【００１２】
本発明に係るアンテナ装置は、第一の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れ、第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない第一の指向性を有する第一受信手段と、第一受信手段と同じ位置に設けられ、第一及び第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない第二の指向性を有する第二受信手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、第一受信手段が、第一の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れるが、第二の方位から電波を受信した場合に受信強度は低下しない。一方、第一受信手段と同じ位置に設けられた第二受信手段が、第一及び第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない。
【００１４】
このため、走行中の自車両が、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している場合、第一受信手段及び第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しない。この状態から、走行中の自車両が、第一の方位からの電波を受信する地点に移動した場合、第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しないが、第一受信手段におけるこの電波の受信強度は低下する状態に変化する。このように状態が変化したときに、走行中の自車両は、第一の方位からの電波を受信する地点に位置していると判定できる。
【００１５】
ここで、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している状態において、遮蔽物によってこの電波が遮蔽された場合、この第二の方位からの電波の受信強度は、第一の方位からの電波を受信する地点に位置している状態と同様に第一受信手段において低下する。しかしながら、第一の方位からの電波を受信する地点に位置している状態と異なり第二受信手段においても低下する。このため、走行中の自車両が、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している場合であっても、遮蔽物によってこの電波が遮蔽されることにより誤って第一の方位からの電波を受信する地点に位置していると判定してしまうことが無い。この結果、自車両の位置の検出精度を高めることができる。
【００１６】
また、アンテナ装置は、円偏波である電波を受信して垂直偏波及び水平偏波を出力する第一及び第二のアンテナ素子を有して構成され、第一受信手段は、第一のアンテナ素子から出力された垂直偏波と、第二のアンテナ素子から出力されて且つ位相が変調された垂直偏波とを合成して出力する構成を有し、第二受信手段は、第一のアンテナ素子から出力された水平偏波と、第二のアンテナ素子から出力された水平偏波とを合成して出力する構成を有するのも好ましい。
【００１７】
これにより、アンテナ装置を構成する第一のアンテナ素子から出力された垂直偏波と、アンテナ装置を構成する第二のアンテナ素子から出力されて且つ位相が変調された垂直偏波とが、第一受信手段において合成されて出力される。また、第一のアンテナ素子から出力された水平偏波と、第二のアンテナ素子から出力された水平偏波とが、第二受信手段において合成されて出力される。このように、円偏波である電波を受信して垂直偏波及び水平偏波を出力する同一のアンテナ素子二つを用いてアンテナ装置を構成することにより、第一の指向性を有する第一受信手段と、第二の指向性を有する第二受信手段とのそれぞれを構成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、自車両の位置の検出精度を高めることができる位置検出装置及びアンテナ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【００２０】
まず、図１を用いて、本発明の実施形態に係る位置検出装置及びアンテナ装置が実際に用いられた様子を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る位置検出装置１００が有する車載アンテナ装置１０が実際に用いられた様子を説明する説明図である。車載アンテナ装置１０を有する位置検出装置１００は、自動車などの車両（以下、自車両Ｃという。）の外部表面（例えばボンネット、トランク、屋根等）に取り付けられて、路側装置Ａから送信され電波信号である円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２の受信時の方位に基づいて、路側装置Ａと正対するときの自車両Ｃの位置を検出する装置である。路側装置Ａは、道路Ｒ上に複数設けられ、道路Ｒ上の所定位置に対して、位置情報データ（路側装置Ａの位置データや、道路Ｒ周辺の交通情報等）を有する円偏波を送信することにより、自車両Ｃとの路車間通信が可能なアンテナ装置である。
【００２１】
ここで、車載アンテナ装置１０は、広角指向性検出部（第二受信手段）と、この広角指向性検出部と同じ位置に設けられたＮＵＬＬ指向性検出部（第一受信手段）を有している。広角指向性検出部は、比較的広い範囲で円偏波の受信検出が可能な感度領域Ｅ１を有している。感度領域Ｅ１は、図１に示すように自車両Ｃの側面から見た場合、自車両Ｃの前方部及び上方部を広く覆うように位置した略扇形の形状を有している。このため、円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２は、広角指向性検出部によって検出可能である。このように、広角指向性検出部は指向性（第二の指向性）を有している。
【００２２】
なお、円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２のうちいずれが検出されるかは、走行中の自車両Ｃの現在位置によって異なる。例えば、自車両Ｃが、路側装置Ａの手前の地点に位置している場合は円偏波Ｗ２１を受信し、路側装置Ａの直下の地点に位置している場合は円偏波Ｗ１を受信し、路側装置Ａを通り過ぎた直後の地点に位置している場合は円偏波Ｗ２２を受信する。
【００２３】
一方、ＮＵＬＬ指向性検出部は、円偏波Ｗ１以外の円偏波Ｗ２１，Ｗ２２の受信検出が可能な二つの感度領域Ｅ２１，Ｅ２２を有している。なお、ＮＵＬＬ指向性検出部は、白矢印で示されたＮＵＬＬ方位（第一の方位）からの円偏波Ｗ１の受信強度が、円偏波Ｗ２１，Ｗ２２の受信強度よりも低下する受信強度低下点（例えば、強度ゼロ点即ちＮＵＬＬ）を有している。このため、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１に関しては、図１に示すように、車載アンテナ装置１０の中心に近いほど受信電界強度が急激に落ち込む。感度領域Ｅ２１は、図１に示すように自車両Ｃの側面から見た場合、自車両Ｃの前方部に位置した略扇形の形状を有している。また、感度領域Ｅ２２は、図１に示すように自車両Ｃの側面から見た場合、ＮＵＬＬ方位が示す空間を挟んで自車両Ｃの上方部に位置した略扇形の形状を有している。
【００２４】
このため、円偏波Ｗ２１，Ｗ２２は、ＮＵＬＬ指向性検出部によって検出され（即ち、受信電界強度の急降下なし）、一方、円偏波Ｗ１は、ＮＵＬＬ指向性検出部によって所定強度より低く検出される（即ち、受信電界強度の急降下あり）。このように、ＮＵＬＬ指向性検出部は指向性（第一の指向性）を有している。
【００２５】
なお、円偏波Ｗ２１，Ｗ２２のうちいずれが検出されるかは、走行中の自車両Ｃの現在位置によって異なる。例えば、自車両Ｃが、路側装置Ａの手前の地点に位置している場合は円偏波Ｗ２１を受信し、路側装置Ａを通り過ぎた直後の地点に位置している場合は円偏波Ｗ２２を受信する。
【００２６】
以上示したように、ＮＵＬＬ指向性検出部において、感度領域Ｅ２１と感度領域Ｅ２２との間に入り込むＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信した場合に、この受信強度が低下する受信強度低下点が現れる。なお、感度領域Ｅ２１で検出可能な非ＮＵＬＬ方位（第二の方位）からの円偏波Ｗ２１を受信した場合には、受信強度は低下しない。同様に、感度領域Ｅ２２で検出可能な非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２２を受信した場合には、受信強度は低下しない。一方、広角指向性検出部は、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１、及び、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１，Ｗ２２を受信した場合に、この受信強度は低下しない。
【００２７】
引き続き、図２を併せて用いて、位置検出装置１００の構成について説明する。図２は、位置検出装置１００の構成概略図である。位置検出装置１００は、車載アンテナ装置１０と、受信電力比較部１１（比較手段）と、位置検出部１２（検出手段）と、路側データ受信処理部１３と、情報提供部１４と、を備えている。なお、受信電力比較部１１と、位置検出部１２と、路側データ受信処理部１３と、情報提供部１４とによる機能は、例えば、自車両Ｃの内部に搭載された電子制御装置であるＥＣＵ（図示せず）により実現される。ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするユニットである。
【００２８】
車載アンテナ装置１０は、上記したように、広角指向性検出部及びＮＵＬＬ指向性検出部を有している。広角指向性検出部における円偏波の受信強度は、広角指向性出力として受信電力比較部１１に対して出力される。一方、ＮＵＬＬ指向性検出部における円偏波の受信強度は、ＮＵＬＬ指向性出力として受信電力比較部１１に対して出力される。ＮＵＬＬ指向性検出部及び広角指向性検出部の物理的な構成に関する詳細については、後述する。
【００２９】
受信電力比較部１１は、広角指向性検出部によって測定された受信強度と、ＮＵＬＬ指向性検出部により測定された受信強度との高低を比較して、比較結果としての高低差（即ち受信レベルの差）に関する情報を位置検出部１２に出力する部分である。走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波（ここでは円偏波Ｗ２１）を受信する地点に位置している場合、円偏波Ｗ２１の受信強度は、広角指向性検出部及びＮＵＬＬ指向性検出部によって測定される。このため、広角指向性検出部及びＮＵＬＬ指向性検出部のそれぞれによって測定された受信強度の高低差は所定の閾値以下であって略無いとみなせるとして、受信電力比較部１１によって出力される。
【００３０】
この状態から、走行中の自車両Ｃが、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に位置した場合、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１の受信強度は広角指向性検出部によって測定されつつ、ＮＵＬＬ指向性検出部によって所定強度より低く測定される状態に変わる。このように状態が変化した結果、ＮＵＬＬ指向性検出部によって測定された受信強度と、広角指向性検出部によって測定された受信強度との高低差は、上記した状態（即ち、円偏波Ｗ２１を受信する地点に位置した状態）に比べて大きくなったとして、受信電力比較部１１によって出力される。
【００３１】
位置検出部１２は、受信電力比較部１１によって比較された結果に基づいて、自車両Ｃの現在位置を検出して、この現在位置に関する自車両位置データを路側データ受信処理部１３に出力する部分である。即ち、位置検出部１２は、広角指向性検出部によって測定された受信強度と、ＮＵＬＬ指向性検出部によって測定された受信強度との比較結果に基づいて、自車両Ｃの現在位置を検出する。例えば、位置検出部１２は、広角指向性検出部によって測定された受信強度が、ＮＵＬＬ指向性検出部によって測定された受信強度よりも大きく、且つ、所定の閾値Ｔより大きい高低差を有しているとする出力結果に基づいて、自車両Ｃは円偏波Ｗ１を受信可能な地点に位置していることを検出する。
【００３２】
路側データ受信処理部１３は、車載アンテナ装置１０が受信した円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２が有する位置情報データや、位置検出部１２から出力された自車両位置データのデータ処理を行って、情報提供部１４に出力する部分である。路側データ受信処理部１３は、上記のＥＣＵのＲＡＭ等に記憶されている自車両Ｃの現在位置を、位置検出部１２から出力された自車両位置データによって示される位置に補正する。
【００３３】
情報提供部１４は、路側データ受信処理部１３によってデータ処理された結果に基づいて、自車両Ｃの運転者に対して自車両Ｃの現在位置に関する情報の提供を行う部分である。情報提供部１４は、この現在位置に関する情報を、例えば自車両Ｃが有するナビゲーションシステムに接続されたディスプレイに表示させることにより、運転者に情報を提供する。
【００３４】
引き続き、図３を併せて用いて、車載アンテナ装置１０の物理構成について説明する。図３は、車載アンテナ装置１０の構成概略図である。車載アンテナ装置１０は、第一アンテナ素子１と、第二アンテナ素子２と、位相を変調させる（即ち逆位相にする）位相器３とを有して構成されている。第一アンテナ素子１及び第二アンテナ素子２のそれぞれは、円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２を受信して垂直偏波及び水平偏波を出力する素子である。第一アンテナ素子１及び第二アンテナ素子２に対しては、垂直偏波及び水平偏波を励振するような給電が行われる。
【００３５】
ここで、第一アンテナ素子１から出力された垂直偏波と、第二アンテナ素子２から出力されて且つ位相器３によって位相が変調された垂直偏波とが、合成されて出力される回路が、上記の第一の指向性を有するＮＵＬＬ指向性検出部４として構成されている。一方、第一アンテナ素子１から出力された水平偏波と、第二アンテナ素子２から出力された水平偏波とが、合成されて出力される回路が、上記の第二の指向性を有する広角指向性検出部５として構成されている。
【００３６】
引き続き、図４を併せて用いて、位置検出装置１００において実行される、自車両Ｃの位置の検出処理の一連の流れを説明する。図４は、自車両Ｃの位置の検出処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。図４のフローチャートに示される処理は、主として、上記したＥＣＵによって行われるものであり、位置検出装置１００の電源がオンされてからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００３７】
まず、受信電力比較部１１が、広角指向性検出部５によって測定された受信強度Ｐ１と、ＮＵＬＬ指向性検出部４により測定された受信強度Ｐ２との高低を比較する処理を開始する（ステップＳ０１）。即ち、このステップにおいて、二種類の指向性出力（即ち受信電力）の比較が行われる。そして、後述のステップＳ０２に移行する。
【００３８】
ステップＳ０２では、位置検出部１２が、広角指向性検出部５によって測定された受信強度Ｐ１から、ＮＵＬＬ指向性検出部４によって測定された受信強度Ｐ２を引くことにより差分値を得て、この差分値が所定の閾値Ｔより大きいか否かを判定する。受信強度Ｐ１から受信強度Ｐ２を引くことにより得られる差分値が所定の閾値Ｔ以下である場合、一連の処理は終了する。例えば、所定の閾値Ｔがゼロであり、走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１を受信する地点に位置している場合、広角指向性検出部５及びＮＵＬＬ指向性検出部４のそれぞれによって測定された受信強度Ｐ１，Ｐ２の高低差は略無いとされることから、上記の差分値はゼロとなるため、一連の処理は終了する。
【００３９】
一方、受信強度Ｐ１から受信強度Ｐ２を引くことにより得られる差分値が所定の閾値Ｔより大きい場合、後述のステップＳ０３に移行する。例えば、所定の閾値Ｔがゼロであり、走行中の自車両Ｃが、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に位置している場合、受信強度Ｐ１が受信強度Ｐ２よりも大きいことから、上記の差分値は正の値となるため、後述のステップＳ０３に移行する。
【００４０】
ステップＳ０３では、位置検出部１２が、受信電力比較部１１によって比較された結果に基づいて、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信可能な地点を自車両Ｃの現在位置として検出して、路側データ受信処理部１３が、この検出結果に基づいて自車両Ｃの現在位置の補正を行う。そして、後述のステップＳ０４に移行する。
【００４１】
ステップＳ０４では、路側データ受信処理部１３が、車載アンテナ装置１０が受信した円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２が有する位置情報データ（インフラ情報データ）のデータ処理を行う。そして、情報提供部１４が、路側データ受信処理部１３によってデータ処理された結果に基づいて、自車両Ｃの運転者に対して現在位置に関する情報の提供を行う。そして、一連の処理は終了する。
【００４２】
引き続き、本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態によれば、図１に示すように、走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波（ここでは円偏波Ｗ２１）を受信する地点に位置している場合、広角指向性検出部５及びＮＵＬＬ指向性検出部４における円偏波Ｗ２１の受信強度は低下しない。この状態から、走行中の自車両Ｃが、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に移動した場合、広角指向性検出部５における円偏波Ｗ１の受信強度Ｐ１は低下しないが、ＮＵＬＬ指向性検出部４における円偏波Ｗ１の受信強度Ｐ２は低下する状態に変化する。このように状態が変化したときに、走行中の自車両Ｃは、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点（例えば、信号機の停止線前数百ｍの地点といったように比較的狭い地点）に位置していると判定して、この地点に位置していることを検出できる。
【００４３】
ここで、走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１を受信する地点に位置している状態において、円偏波Ｗ２１を遮蔽する遮蔽物（例えば他の車両やカラス等の鳥）によって遮蔽されて車載アンテナ装置１０が円偏波Ｗ２１を受信できない場合、この非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１の受信強度Ｐ２は、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に位置している状態と同様にＮＵＬＬ指向性検出部４において低下する。
【００４４】
しかしながら、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に位置している状態と異なり、広角指向性検出部５においても低下する。このため、走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１を受信する地点に位置している場合であっても、遮蔽物によってこの円偏波Ｗ２１が遮蔽されて（又は反射波の影響によって）受信できないことにより誤ってＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に位置していると判定してしまうことが無い。この結果、自車両Ｃの現在位置の検出精度を高めることができる。
【００４５】
また、ＮＵＬＬ指向性検出部４によって出力された受信強度Ｐ２と、広角指向性検出部５によって出力された受信強度Ｐ１とが、受信電力比較部１１によって比較され、位置検出部１２が、比較された結果に基づいて自車両Ｃの現在位置を検出する。ここで、走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１を受信する地点に位置している場合、ＮＵＬＬ指向性検出部４及び広角指向性検出部５におけるこの円偏波Ｗ２１の受信強度は、低下しない。また、ＮＵＬＬ指向性検出部４及び広角指向性検出部５は同じ位置に設けられているため、ＮＵＬＬ指向性検出部４における受信強度Ｐ２と、広角指向性検出部５における受信強度Ｐ１との高低差は略無い。
【００４６】
この状態から、走行中の自車両Ｃが、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に移動した場合、広角指向性検出部５におけるこの円偏波Ｗ１の受信強度Ｐ１は低下しないが、ＮＵＬＬ指向性検出部４におけるこの円偏波Ｗ１の受信強度は低下する状態に変化する。このように状態が変化した結果、ＮＵＬＬ指向性検出部４における受信強度Ｐ２と、広角指向性検出部５における受信強度Ｐ１との高低差は、上記の状態の場合より大きくなるため、この比較結果に基づいて、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に自車両Ｃが位置したことを位置検出部１２によって検出できるようになる。
【００４７】
また、図３に示すように、円偏波である電波を受信して垂直偏波及び水平偏波を出力する同一のアンテナ素子１，２の二つを用いることにより、第一の指向性を有するＮＵＬＬ指向性検出部４と、第二の指向性を有する広角指向性検出部５とのそれぞれを構成することができる。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、広角指向性検出部５及びＮＵＬＬ指向性検出部４が車載アンテナ装置１０において一体化された構成としたが、広角指向性検出部５及びＮＵＬＬ指向性検出部４は互いに同じ位置に設けられるのであれば別個の構成としてもよい。
【００４９】
また、上記の実施形態では、図３に示すように同一のアンテナ素子１，２と位相器３とを用いた構成としたが、この構成の代わりに、上記の第一の指向性を有するアンテナ素子と、上記の第二の指向性を有するアンテナ素子とを用いた構成としてもよい。
【００５０】
また、上記の実施形態では、図３に示すように位相器３を用いた構成としたが、位相器３を用いる構成の代わりに、デジタル信号処理によって位相を変調させるＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）を用いる構成としてもよい。ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ即ち高周波）又はＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ即ち中周波）によって円偏波をサンプリングしてデジタル信号処理をすることにより、位相器３に変わる機能を発揮させることができる。
【００５１】
この場合、図３に示すような垂直偏波及び水平偏波を分けて出力する構成とする必要はなく、受信した円偏波の信号をそのままデジタルサンプリングして上記の第二の指向性出力（即ち同相合成の場合の受信レベル）と、上記の第一の指向性出力（即ち逆相合成の場合の受信レベル）とを同時に計算して比較することにより、上記の位置検出装置１００内で行われる処理の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る位置検出装置が有する車載アンテナ装置が実際に用いられた様子を説明する説明図である。
【図２】位置検出装置の構成概略図である。
【図３】車載アンテナ装置の構成概略図である。
【図４】自車両の位置の検出処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１…第一アンテナ素子、２…第二アンテナ素子、３…位相器、４…ＮＵＬＬ指向性検出部、５…広角指向性検出部、１０…車載アンテナ装置、１１…受信電力比較部、１２…位置検出部、１３…路側データ受信処理部、１４…情報提供部、１００…位置検出装置、Ａ…路側装置、Ｃ…車両、Ｅ１，Ｅ２１，Ｅ２２…感度領域、Ｒ…道路、Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２…円偏波。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信された電波に基づいて自車両の位置を検出する位置検出装置と、電波を受信するアンテナ装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路に設けられた路側装置から電波を受信し、この電波が有する位置情報に基づいて、自車両の現在位置を検出する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、正面において急激に電界強度が低下する指向性を有する路側アンテナ装置から信号を受信し、受信信号強度の急激な低下点に基づいて車両の位置データを較正する技術が開示されている。
【特許文献１】昭６３−１９２２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、路側アンテナ装置から受信した信号の信号強度の急激な低下点に基づいて車両の位置データを較正している。しかしながら、この低下点を検出する地点に車両が位置していない場合であっても、例えば他車両や鳥等の遮蔽物によって電波信号が遮蔽されることにより誤って低下点を検出したと判定してしまう可能性がある。この結果、自車両の位置の検出精度が悪くなってしまうおそれがある。
【０００４】
そこで本発明は、自車両の位置の検出精度を高めることができる位置検出装置及びアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明に係る位置検出装置は、道路に設けられた路側装置から送信され位置情報を有する電波に基づいて自車両の位置を検出する位置検出装置であって、第一の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れ、第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない第一の指向性を有する第一受信手段と、第一受信手段と同じ位置に設けられ、第一及び第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない第二の指向性を有する第二受信手段と、第一受信手段により出力された受信強度と、第二受信手段により出力された受信強度とに基づいて自車両の位置を検出する検出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
これにより、第一受信手段が、第一の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れるが、第二の方位から電波を受信した場合に受信強度は低下しない。一方、第一受信手段と同じ位置に設けられた第二受信手段が、第一及び第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない。ここで、第一受信手段により出力された受信強度と、第二受信手段により出力された受信強度とに基づいて、検出手段が自車両の位置を検出される。
【０００７】
このため、走行中の自車両が、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している場合、第一受信手段及び第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しない。この状態から、走行中の自車両が、第一の方位からの電波を受信する地点に移動した場合、第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しないが、第一受信手段におけるこの電波の受信強度は低下する状態に変化する。このように状態が変化したときに、走行中の自車両は、第一の方位からの電波を受信する地点に位置していると判定できる。
【０００８】
ここで、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している状態において、遮蔽物によってこの電波が遮蔽された場合、この第二の方位からの電波の受信強度は、第一の方位からの電波を受信する地点に位置している状態と同様に第一受信手段において低下する。しかしながら、第一の方位からの電波を受信する地点に位置している状態と異なり第二受信手段においても低下する。このため、走行中の自車両が、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している場合であっても、遮蔽物によってこの電波が遮蔽されることにより誤って第一の方位からの電波を受信する地点に位置していると判定してしまうことが無い。この結果、自車両の位置の検出精度を高めることができる。
【０００９】
また、位置検出装置は、第一受信手段により出力された受信強度と、第二受信手段により出力された受信強度とを比較する比較手段を更に備え、検出手段は、比較手段により比較された結果に基づいて自車両の位置を検出するのも好ましい。
【００１０】
これにより、第一受信手段により出力された受信強度と、第二受信手段により出力された受信強度とが、比較手段により比較され、検出手段が、比較された結果に基づいて自車両の位置を検出する。ここで、走行中の自車両が、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している場合、第一受信手段及び第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しない。また、第一受信手段及び第二受信手段は同じ位置に設けられているため、第一受信手段における受信強度と、第二受信手段における受信強度との高低差は略無い。
【００１１】
この状態から、走行中の自車両が、第一の方位からの電波を受信する地点に移動した場合、第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しないが、第一受信手段におけるこの電波の受信強度は低下する状態に変化する。このように状態が変化した結果、第一受信手段における受信強度と、第二受信手段における受信強度との高低差は、上記の状態の場合より大きくなるため、この比較結果に基づいて、第一の方位からの電波を受信する地点に自車両が位置したことを検出手段によって検出できるようになる。
【００１２】
本発明に係るアンテナ装置は、第一の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れ、第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない第一の指向性を有する第一受信手段と、第一受信手段と同じ位置に設けられ、第一及び第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない第二の指向性を有する第二受信手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、第一受信手段が、第一の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れるが、第二の方位から電波を受信した場合に受信強度は低下しない。一方、第一受信手段と同じ位置に設けられた第二受信手段が、第一及び第二の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下しない。
【００１４】
このため、走行中の自車両が、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している場合、第一受信手段及び第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しない。この状態から、走行中の自車両が、第一の方位からの電波を受信する地点に移動した場合、第二受信手段におけるこの電波の受信強度は低下しないが、第一受信手段におけるこの電波の受信強度は低下する状態に変化する。このように状態が変化したときに、走行中の自車両は、第一の方位からの電波を受信する地点に位置していると判定できる。
【００１５】
ここで、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している状態において、遮蔽物によってこの電波が遮蔽された場合、この第二の方位からの電波の受信強度は、第一の方位からの電波を受信する地点に位置している状態と同様に第一受信手段において低下する。しかしながら、第一の方位からの電波を受信する地点に位置している状態と異なり第二受信手段においても低下する。このため、走行中の自車両が、第二の方位からの電波を受信する地点に位置している場合であっても、遮蔽物によってこの電波が遮蔽されることにより誤って第一の方位からの電波を受信する地点に位置していると判定してしまうことが無い。この結果、自車両の位置の検出精度を高めることができる。
【００１６】
また、アンテナ装置は、円偏波である電波を受信して垂直偏波及び水平偏波を出力する第一及び第二のアンテナ素子を有して構成され、第一受信手段は、第一のアンテナ素子から出力された垂直偏波と、第二のアンテナ素子から出力されて且つ位相が変調された垂直偏波とを合成して出力する構成を有し、第二受信手段は、第一のアンテナ素子から出力された水平偏波と、第二のアンテナ素子から出力された水平偏波とを合成して出力する構成を有するのも好ましい。
【００１７】
これにより、アンテナ装置を構成する第一のアンテナ素子から出力された垂直偏波と、アンテナ装置を構成する第二のアンテナ素子から出力されて且つ位相が変調された垂直偏波とが、第一受信手段において合成されて出力される。また、第一のアンテナ素子から出力された水平偏波と、第二のアンテナ素子から出力された水平偏波とが、第二受信手段において合成されて出力される。このように、円偏波である電波を受信して垂直偏波及び水平偏波を出力する同一のアンテナ素子二つを用いてアンテナ装置を構成することにより、第一の指向性を有する第一受信手段と、第二の指向性を有する第二受信手段とのそれぞれを構成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、自車両の位置の検出精度を高めることができる位置検出装置及びアンテナ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
【００２０】
まず、図１を用いて、本発明の実施形態に係る位置検出装置及びアンテナ装置が実際に用いられた様子を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る位置検出装置１００が有する車載アンテナ装置１０が実際に用いられた様子を説明する説明図である。車載アンテナ装置１０を有する位置検出装置１００は、自動車などの車両（以下、自車両Ｃという。）の外部表面（例えばボンネット、トランク、屋根等）に取り付けられて、路側装置Ａから送信され電波信号である円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２の受信時の方位に基づいて、路側装置Ａと正対するときの自車両Ｃの位置を検出する装置である。路側装置Ａは、道路Ｒ上に複数設けられ、道路Ｒ上の所定位置に対して、位置情報データ（路側装置Ａの位置データや、道路Ｒ周辺の交通情報等）を有する円偏波を送信することにより、自車両Ｃとの路車間通信が可能なアンテナ装置である。
【００２１】
ここで、車載アンテナ装置１０は、広角指向性検出部（第二受信手段）と、この広角指向性検出部と同じ位置に設けられたＮＵＬＬ指向性検出部（第一受信手段）を有している。広角指向性検出部は、比較的広い範囲で円偏波の受信検出が可能な感度領域Ｅ１を有している。感度領域Ｅ１は、図１に示すように自車両Ｃの側面から見た場合、自車両Ｃの前方部及び上方部を広く覆うように位置した略扇形の形状を有している。このため、円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２は、広角指向性検出部によって検出可能である。このように、広角指向性検出部は指向性（第二の指向性）を有している。
【００２２】
なお、円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２のうちいずれが検出されるかは、走行中の自車両Ｃの現在位置によって異なる。例えば、自車両Ｃが、路側装置Ａの手前の地点に位置している場合は円偏波Ｗ２１を受信し、路側装置Ａの直下の地点に位置している場合は円偏波Ｗ１を受信し、路側装置Ａを通り過ぎた直後の地点に位置している場合は円偏波Ｗ２２を受信する。
【００２３】
一方、ＮＵＬＬ指向性検出部は、円偏波Ｗ１以外の円偏波Ｗ２１，Ｗ２２の受信検出が可能な二つの感度領域Ｅ２１，Ｅ２２を有している。なお、ＮＵＬＬ指向性検出部は、白矢印で示されたＮＵＬＬ方位（第一の方位）からの円偏波Ｗ１の受信強度が、円偏波Ｗ２１，Ｗ２２の受信強度よりも低下する受信強度低下点（例えば、強度ゼロ点即ちＮＵＬＬ）を有している。このため、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１に関しては、図１に示すように、車載アンテナ装置１０の中心に近いほど受信電界強度が急激に落ち込む。感度領域Ｅ２１は、図１に示すように自車両Ｃの側面から見た場合、自車両Ｃの前方部に位置した略扇形の形状を有している。また、感度領域Ｅ２２は、図１に示すように自車両Ｃの側面から見た場合、ＮＵＬＬ方位が示す空間を挟んで自車両Ｃの上方部に位置した略扇形の形状を有している。
【００２４】
このため、円偏波Ｗ２１，Ｗ２２は、ＮＵＬＬ指向性検出部によって検出され（即ち、受信電界強度の急降下なし）、一方、円偏波Ｗ１は、ＮＵＬＬ指向性検出部によって所定強度より低く検出される（即ち、受信電界強度の急降下あり）。このように、ＮＵＬＬ指向性検出部は指向性（第一の指向性）を有している。
【００２５】
なお、円偏波Ｗ２１，Ｗ２２のうちいずれが検出されるかは、走行中の自車両Ｃの現在位置によって異なる。例えば、自車両Ｃが、路側装置Ａの手前の地点に位置している場合は円偏波Ｗ２１を受信し、路側装置Ａを通り過ぎた直後の地点に位置している場合は円偏波Ｗ２２を受信する。
【００２６】
以上示したように、ＮＵＬＬ指向性検出部において、感度領域Ｅ２１と感度領域Ｅ２２との間に入り込むＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信した場合に、この受信強度が低下する受信強度低下点が現れる。なお、感度領域Ｅ２１で検出可能な非ＮＵＬＬ方位（第二の方位）からの円偏波Ｗ２１を受信した場合には、受信強度は低下しない。同様に、感度領域Ｅ２２で検出可能な非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２２を受信した場合には、受信強度は低下しない。一方、広角指向性検出部は、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１、及び、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１，Ｗ２２を受信した場合に、この受信強度は低下しない。
【００２７】
引き続き、図２を併せて用いて、位置検出装置１００の構成について説明する。図２は、位置検出装置１００の構成概略図である。位置検出装置１００は、車載アンテナ装置１０と、受信電力比較部１１（比較手段）と、位置検出部１２（検出手段）と、路側データ受信処理部１３と、情報提供部１４と、を備えている。なお、受信電力比較部１１と、位置検出部１２と、路側データ受信処理部１３と、情報提供部１４とによる機能は、例えば、自車両Ｃの内部に搭載された電子制御装置であるＥＣＵ（図示せず）により実現される。ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするユニットである。
【００２８】
車載アンテナ装置１０は、上記したように、広角指向性検出部及びＮＵＬＬ指向性検出部を有している。広角指向性検出部における円偏波の受信強度は、広角指向性出力として受信電力比較部１１に対して出力される。一方、ＮＵＬＬ指向性検出部における円偏波の受信強度は、ＮＵＬＬ指向性出力として受信電力比較部１１に対して出力される。ＮＵＬＬ指向性検出部及び広角指向性検出部の物理的な構成に関する詳細については、後述する。
【００２９】
受信電力比較部１１は、広角指向性検出部によって測定された受信強度と、ＮＵＬＬ指向性検出部により測定された受信強度との高低を比較して、比較結果としての高低差（即ち受信レベルの差）に関する情報を位置検出部１２に出力する部分である。走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波（ここでは円偏波Ｗ２１）を受信する地点に位置している場合、円偏波Ｗ２１の受信強度は、広角指向性検出部及びＮＵＬＬ指向性検出部によって測定される。このため、広角指向性検出部及びＮＵＬＬ指向性検出部のそれぞれによって測定された受信強度の高低差は所定の閾値以下であって略無いとみなせるとして、受信電力比較部１１によって出力される。
【００３０】
この状態から、走行中の自車両Ｃが、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に位置した場合、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１の受信強度は広角指向性検出部によって測定されつつ、ＮＵＬＬ指向性検出部によって所定強度より低く測定される状態に変わる。このように状態が変化した結果、ＮＵＬＬ指向性検出部によって測定された受信強度と、広角指向性検出部によって測定された受信強度との高低差は、上記した状態（即ち、円偏波Ｗ２１を受信する地点に位置した状態）に比べて大きくなったとして、受信電力比較部１１によって出力される。
【００３１】
位置検出部１２は、受信電力比較部１１によって比較された結果に基づいて、自車両Ｃの現在位置を検出して、この現在位置に関する自車両位置データを路側データ受信処理部１３に出力する部分である。即ち、位置検出部１２は、広角指向性検出部によって測定された受信強度と、ＮＵＬＬ指向性検出部によって測定された受信強度との比較結果に基づいて、自車両Ｃの現在位置を検出する。例えば、位置検出部１２は、広角指向性検出部によって測定された受信強度が、ＮＵＬＬ指向性検出部によって測定された受信強度よりも大きく、且つ、所定の閾値Ｔより大きい高低差を有しているとする出力結果に基づいて、自車両Ｃは円偏波Ｗ１を受信可能な地点に位置していることを検出する。
【００３２】
路側データ受信処理部１３は、車載アンテナ装置１０が受信した円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２が有する位置情報データや、位置検出部１２から出力された自車両位置データのデータ処理を行って、情報提供部１４に出力する部分である。路側データ受信処理部１３は、上記のＥＣＵのＲＡＭ等に記憶されている自車両Ｃの現在位置を、位置検出部１２から出力された自車両位置データによって示される位置に補正する。
【００３３】
情報提供部１４は、路側データ受信処理部１３によってデータ処理された結果に基づいて、自車両Ｃの運転者に対して自車両Ｃの現在位置に関する情報の提供を行う部分である。情報提供部１４は、この現在位置に関する情報を、例えば自車両Ｃが有するナビゲーションシステムに接続されたディスプレイに表示させることにより、運転者に情報を提供する。
【００３４】
引き続き、図３を併せて用いて、車載アンテナ装置１０の物理構成について説明する。図３は、車載アンテナ装置１０の構成概略図である。車載アンテナ装置１０は、第一アンテナ素子１と、第二アンテナ素子２と、位相を変調させる（即ち逆位相にする）位相器３とを有して構成されている。第一アンテナ素子１及び第二アンテナ素子２のそれぞれは、円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２を受信して垂直偏波及び水平偏波を出力する素子である。第一アンテナ素子１及び第二アンテナ素子２に対しては、垂直偏波及び水平偏波を励振するような給電が行われる。
【００３５】
ここで、第一アンテナ素子１から出力された垂直偏波と、第二アンテナ素子２から出力されて且つ位相器３によって位相が変調された垂直偏波とが、合成されて出力される回路が、上記の第一の指向性を有するＮＵＬＬ指向性検出部４として構成されている。一方、第一アンテナ素子１から出力された水平偏波と、第二アンテナ素子２から出力された水平偏波とが、合成されて出力される回路が、上記の第二の指向性を有する広角指向性検出部５として構成されている。
【００３６】
引き続き、図４を併せて用いて、位置検出装置１００において実行される、自車両Ｃの位置の検出処理の一連の流れを説明する。図４は、自車両Ｃの位置の検出処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。図４のフローチャートに示される処理は、主として、上記したＥＣＵによって行われるものであり、位置検出装置１００の電源がオンされてからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００３７】
まず、受信電力比較部１１が、広角指向性検出部５によって測定された受信強度Ｐ１と、ＮＵＬＬ指向性検出部４により測定された受信強度Ｐ２との高低を比較する処理を開始する（ステップＳ０１）。即ち、このステップにおいて、二種類の指向性出力（即ち受信電力）の比較が行われる。そして、後述のステップＳ０２に移行する。
【００３８】
ステップＳ０２では、位置検出部１２が、広角指向性検出部５によって測定された受信強度Ｐ１から、ＮＵＬＬ指向性検出部４によって測定された受信強度Ｐ２を引くことにより差分値を得て、この差分値が所定の閾値Ｔより大きいか否かを判定する。受信強度Ｐ１から受信強度Ｐ２を引くことにより得られる差分値が所定の閾値Ｔ以下である場合、一連の処理は終了する。例えば、所定の閾値Ｔがゼロであり、走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１を受信する地点に位置している場合、広角指向性検出部５及びＮＵＬＬ指向性検出部４のそれぞれによって測定された受信強度Ｐ１，Ｐ２の高低差は略無いとされることから、上記の差分値はゼロとなるため、一連の処理は終了する。
【００３９】
一方、受信強度Ｐ１から受信強度Ｐ２を引くことにより得られる差分値が所定の閾値Ｔより大きい場合、後述のステップＳ０３に移行する。例えば、所定の閾値Ｔがゼロであり、走行中の自車両Ｃが、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に位置している場合、受信強度Ｐ１が受信強度Ｐ２よりも大きいことから、上記の差分値は正の値となるため、後述のステップＳ０３に移行する。
【００４０】
ステップＳ０３では、位置検出部１２が、受信電力比較部１１によって比較された結果に基づいて、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信可能な地点を自車両Ｃの現在位置として検出して、路側データ受信処理部１３が、この検出結果に基づいて自車両Ｃの現在位置の補正を行う。そして、後述のステップＳ０４に移行する。
【００４１】
ステップＳ０４では、路側データ受信処理部１３が、車載アンテナ装置１０が受信した円偏波Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２が有する位置情報データ（インフラ情報データ）のデータ処理を行う。そして、情報提供部１４が、路側データ受信処理部１３によってデータ処理された結果に基づいて、自車両Ｃの運転者に対して現在位置に関する情報の提供を行う。そして、一連の処理は終了する。
【００４２】
引き続き、本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態によれば、図１に示すように、走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波（ここでは円偏波Ｗ２１）を受信する地点に位置している場合、広角指向性検出部５及びＮＵＬＬ指向性検出部４における円偏波Ｗ２１の受信強度は低下しない。この状態から、走行中の自車両Ｃが、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に移動した場合、広角指向性検出部５における円偏波Ｗ１の受信強度Ｐ１は低下しないが、ＮＵＬＬ指向性検出部４における円偏波Ｗ１の受信強度Ｐ２は低下する状態に変化する。このように状態が変化したときに、走行中の自車両Ｃは、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点（例えば、信号機の停止線前数百ｍの地点といったように比較的狭い地点）に位置していると判定して、この地点に位置していることを検出できる。
【００４３】
ここで、走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１を受信する地点に位置している状態において、円偏波Ｗ２１を遮蔽する遮蔽物（例えば他の車両やカラス等の鳥）によって遮蔽されて車載アンテナ装置１０が円偏波Ｗ２１を受信できない場合、この非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１の受信強度Ｐ２は、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に位置している状態と同様にＮＵＬＬ指向性検出部４において低下する。
【００４４】
しかしながら、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に位置している状態と異なり、広角指向性検出部５においても低下する。このため、走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１を受信する地点に位置している場合であっても、遮蔽物によってこの円偏波Ｗ２１が遮蔽されて（又は反射波の影響によって）受信できないことにより誤ってＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に位置していると判定してしまうことが無い。この結果、自車両Ｃの現在位置の検出精度を高めることができる。
【００４５】
また、ＮＵＬＬ指向性検出部４によって出力された受信強度Ｐ２と、広角指向性検出部５によって出力された受信強度Ｐ１とが、受信電力比較部１１によって比較され、位置検出部１２が、比較された結果に基づいて自車両Ｃの現在位置を検出する。ここで、走行中の自車両Ｃが、非ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ２１を受信する地点に位置している場合、ＮＵＬＬ指向性検出部４及び広角指向性検出部５におけるこの円偏波Ｗ２１の受信強度は、低下しない。また、ＮＵＬＬ指向性検出部４及び広角指向性検出部５は同じ位置に設けられているため、ＮＵＬＬ指向性検出部４における受信強度Ｐ２と、広角指向性検出部５における受信強度Ｐ１との高低差は略無い。
【００４６】
この状態から、走行中の自車両Ｃが、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に移動した場合、広角指向性検出部５におけるこの円偏波Ｗ１の受信強度Ｐ１は低下しないが、ＮＵＬＬ指向性検出部４におけるこの円偏波Ｗ１の受信強度は低下する状態に変化する。このように状態が変化した結果、ＮＵＬＬ指向性検出部４における受信強度Ｐ２と、広角指向性検出部５における受信強度Ｐ１との高低差は、上記の状態の場合より大きくなるため、この比較結果に基づいて、ＮＵＬＬ方位からの円偏波Ｗ１を受信する地点に自車両Ｃが位置したことを位置検出部１２によって検出できるようになる。
【００４７】
また、図３に示すように、円偏波である電波を受信して垂直偏波及び水平偏波を出力する同一のアンテナ素子１，２の二つを用いることにより、第一の指向性を有するＮＵＬＬ指向性検出部４と、第二の指向性を有する広角指向性検出部５とのそれぞれを構成することができる。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、広角指向性検出部５及びＮＵＬＬ指向性検出部４が車載アンテナ装置１０において一体化された構成としたが、広角指向性検出部５及びＮＵＬＬ指向性検出部４は互いに同じ位置に設けられるのであれば別個の構成としてもよい。
【００４９】
また、上記の実施形態では、図３に示すように同一のアンテナ素子１，２と位相器３とを用いた構成としたが、この構成の代わりに、上記の第一の指向性を有するアンテナ素子と、上記の第二の指向性を有するアンテナ素子とを用いた構成としてもよい。
【００５０】
また、上記の実施形態では、図３に示すように位相器３を用いた構成としたが、位相器３を用いる構成の代わりに、デジタル信号処理によって位相を変調させるＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）を用いる構成としてもよい。ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ即ち高周波）又はＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ即ち中周波）によって円偏波をサンプリングしてデジタル信号処理をすることにより、位相器３に変わる機能を発揮させることができる。
【００５１】
この場合、図３に示すような垂直偏波及び水平偏波を分けて出力する構成とする必要はなく、受信した円偏波の信号をそのままデジタルサンプリングして上記の第二の指向性出力（即ち同相合成の場合の受信レベル）と、上記の第一の指向性出力（即ち逆相合成の場合の受信レベル）とを同時に計算して比較することにより、上記の位置検出装置１００内で行われる処理の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る位置検出装置が有する車載アンテナ装置が実際に用いられた様子を説明する説明図である。
【図２】位置検出装置の構成概略図である。
【図３】車載アンテナ装置の構成概略図である。
【図４】自車両の位置の検出処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１…第一アンテナ素子、２…第二アンテナ素子、３…位相器、４…ＮＵＬＬ指向性検出部、５…広角指向性検出部、１０…車載アンテナ装置、１１…受信電力比較部、１２…位置検出部、１３…路側データ受信処理部、１４…情報提供部、１００…位置検出装置、Ａ…路側装置、Ｃ…車両、Ｅ１，Ｅ２１，Ｅ２２…感度領域、Ｒ…道路、Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２…円偏波。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路に設けられた路側装置から送信され位置情報を有する電波に基づいて自車両の位置を検出する位置検出装置であって、
第一の方位から前記電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れ、第二の方位から前記電波を受信した場合に受信強度が低下しない第一の指向性を有する第一受信手段と、
前記第一受信手段と同じ位置に設けられ、前記第一及び第二の方位から前記電波を受信した場合に受信強度が低下しない第二の指向性を有する第二受信手段と、
前記第一受信手段により出力された受信強度と、前記第二受信手段により出力された受信強度とに基づいて前記自車両の位置を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記第一受信手段により出力された受信強度と、前記第二受信手段により出力された受信強度とを比較する比較手段を更に備え、
前記検出手段は、前記比較手段により比較された結果に基づいて前記自車両の位置を検出すること、
を特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
第一の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れ、第二の方位から前記電波を受信した場合に受信強度が低下しない第一の指向性を有する第一受信手段と、
前記第一受信手段と同じ位置に設けられ、前記第一及び第二の方位から前記電波を受信した場合に受信強度が低下しない第二の指向性を有する第二受信手段と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
円偏波である前記電波を受信して垂直偏波及び水平偏波を出力する第一及び第二のアンテナ素子を有して構成され、
前記第一受信手段は、前記第一のアンテナ素子から出力された前記垂直偏波と、前記第二のアンテナ素子から出力されて且つ位相が変調された前記垂直偏波とを合成して出力する構成を有し、
前記第二受信手段は、前記第一のアンテナ素子から出力された前記水平偏波と、前記第二のアンテナ素子から出力された前記水平偏波とを合成して出力する構成を有すること、
を特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項１】
道路に設けられた路側装置から送信され位置情報を有する電波に基づいて自車両の位置を検出する位置検出装置であって、
第一の方位から前記電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れ、第二の方位から前記電波を受信した場合に受信強度が低下しない第一の指向性を有する第一受信手段と、
前記第一受信手段と同じ位置に設けられ、前記第一及び第二の方位から前記電波を受信した場合に受信強度が低下しない第二の指向性を有する第二受信手段と、
前記第一受信手段により出力された受信強度と、前記第二受信手段により出力された受信強度とに基づいて前記自車両の位置を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記第一受信手段により出力された受信強度と、前記第二受信手段により出力された受信強度とを比較する比較手段を更に備え、
前記検出手段は、前記比較手段により比較された結果に基づいて前記自車両の位置を検出すること、
を特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
第一の方位から電波を受信した場合に受信強度が低下する受信強度低下点が現れ、第二の方位から前記電波を受信した場合に受信強度が低下しない第一の指向性を有する第一受信手段と、
前記第一受信手段と同じ位置に設けられ、前記第一及び第二の方位から前記電波を受信した場合に受信強度が低下しない第二の指向性を有する第二受信手段と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
円偏波である前記電波を受信して垂直偏波及び水平偏波を出力する第一及び第二のアンテナ素子を有して構成され、
前記第一受信手段は、前記第一のアンテナ素子から出力された前記垂直偏波と、前記第二のアンテナ素子から出力されて且つ位相が変調された前記垂直偏波とを合成して出力する構成を有し、
前記第二受信手段は、前記第一のアンテナ素子から出力された前記水平偏波と、前記第二のアンテナ素子から出力された前記水平偏波とを合成して出力する構成を有すること、
を特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−６０３１１（Ｐ２０１０−６０３１１Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２３４８２（Ｐ２００８−２２３４８２）
【出願日】平成２０年９月１日（２００８．９．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１日（２００８．９．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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