路車間通信システム、路側通信制御装置及び路側通信制御プログラム
【課題】大規模な設備を設けることなく、反射波や隣接するゲートからの電波を誤検知することを回避しようとするものである。
【解決手段】本発明の路車間通信システムは、車両に設けられたものであって、アンテナ手段からの電波を受波すると、少なくとも車載器識別情報を含む電波を送出する複数の車載器と、アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段とを備える。
【解決手段】本発明の路車間通信システムは、車両に設けられたものであって、アンテナ手段からの電波を受波すると、少なくとも車載器識別情報を含む電波を送出する複数の車載器と、アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路車間通信システム、路側通信制御装置及び路側通信制御プログラムに関するものである。例えば、本発明は、路側アンテナが配設されたゲートを通過する車両を管理する路車間通信システム、路側通信制御装置及び路側通信制御プログラムに適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、セメント工場や採掘所等では、採掘現場で採掘した石灰石等の砕石物を運搬するために、例えばダンプカー等の専用車両が利用されている。砕石物の積み込みや荷下ろしをする現場入口にはゲートがあり、専用車両は、ゲートを通過して、現場に進入したり又は現場から進出したりしている。
【０００３】
近年、積載物の積み込みや荷下ろし等の運搬業務において、例えば、進入車両の特定や、積み込む積載物の品種管理や又は荷下ろしをする積載物の品種管理等を行なうゲート管理システムが求められている。
【０００４】
このような要求に応えるために、例えば、ＩＴＳ（高度道路交通ステム）で適用されている狭帯域通信（ＤＳＲＣ：Dedicated Short Range Communications）技術を利用して、専用車両の車載器がゲート付近に設置したＤＳＲＣアンテナと通信し、ＤＳＲＣ無線機が車両識別情報を特定してゲート管理を行なうことが提案されている。
【０００５】
しかし、例えばゲート設備や車両車体等は金属でできているため、車載器からの電波が反射してＤＳＲＣアンテナが反射波を受信してしまうことがある。また、隣接するゲートがある場合には、隣接するゲートを通過する車両の車載器からの電波が侵入してきてＤＳＲＣアンテナが受信してしまうこともある。
【０００６】
このような場合には、ＤＳＲＣ無線機が車両識別情報の誤検知してしまい、積載物の誤検収や誤納品等の管理ミスにも繋がり、大きな損害を被ることにもなるため、反射波による誤検知は回避されるべきものである。
【０００７】
従来、例えば、高速道路や駐車場等で用いられているＤＳＲＣ技術において、反射波による誤検知を回避する技術として、特許文献１に記載されるものがある。
【０００８】
特許文献１の記載技術は、サービスエリアにループコイルを設置し、ループコイルが事前に車両を検知した場合に、ＤＳＲＣアンテナが電波を放出するというものである。これにより、車両がゲートを通過するときだけ、電波放出が可能となるので、隣接ゲートに反射波が侵入しても、誤検知の発生が低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２７０６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１の記載技術は、サービスエリアにループコイルを設置することが必要となる。すなわち、ループコイルを設置するために、道路上に大規模な工事が必要となる。
【００１１】
民間企業の工場内や敷地内で、このような大規模な工事を行なうことは、既存設備の改修が必要となり又多額の改修コストもかかるため現実的でない。特に、セメント工場や採掘所等では、工事が車両の動線上で行なわるため、積み込みや荷下ろし運搬業務が止まることは必至となってしまい、特許文献１の記載技術をそのまま適用することは困難である。
【００１２】
また、ゲートを通過する車両を検知する別の方法として、ループコイルに代えてセンサー（例えば超音波センサー等）を利用することも考えられる。しかし、採掘所等では粉塵等の影響を受けてセンサー自体が故障することもあり、ＤＳＲＣ無線機に故障等の問題がないときでも、センサー自体が故障した場合、ＤＳＲＣ無線機に対して電波放出の動作契機を通知することができず、本来の役割も実現できなくなる。
【００１３】
さらには、センサーが事前に車両を検知しても、隣接ゲートにおいて、同じタイミングで車両が進入してきた場合には、隣接ゲートとの間で反射波の影響を受ける可能性もある。
【００１４】
そのため、大規模な設備を設けることなく、反射波や隣接するゲートからの電波を誤検知することを回避することができる路車間通信システム、路側通信制御装置及び路側通信制御プログラムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
かかる課題を解決するために、第１の本発明は、（１）アンテナ手段と、（２）車両に設けられたものであって、アンテナ手段からの電波を受波すると、少なくとも車載器識別情報を含む電波を送出する複数の車載器と、（３）アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、（４）受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段とを備えることを特徴とする路車間通信システムである。
【００１６】
第２の本発明は、車両に設けられた複数の車載器からの電波に基づいて反射波を検知する反射波検知装置であって、（１）アンテナ手段と、（２）アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、（３）受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段とを備えることを特徴とする路側通信制御装置である。
【００１７】
第３の本発明は、車両に設けられた複数の車載器からの電波に基づいて反射波を検知する反射波検知プログラムであって、コンピュータを、（１）アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段、（２）受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段として機能させることを特徴とする路側通信制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、大規模な設備を設けることなく、反射波や隣接するゲートからの電波を誤検知することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態の路車間通信システムの全体構成及び各構成要素の内部構成を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態のゲート管理システムの構成イメージを説明する構成図である。
【図３】実施形態の車両に搭載する車載器の設置例を説明する説明図である。
【図４】実施形態のアンテナ部の通信エリアの電波特性を説明する説明図である。
【図５】第１の実施形態の車載器からの電波の受信電波強度の変動パターンを示す図である。
【図６】第１の実施形態の３台の車載器の電波の受信電波強度の変動パターンを示す図である。
【図７】第１の実施形態の反射波の受信電波強度も含む変動パターンを示す図である。
【図８】第１の実施形態の制御装置における通過車両の検知方法を説明するフローチャートである。
【図９】第２の実施形態のゲート管理システムの構成イメージを説明する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明の路車間通信システム、路側通信制御装置及び路側通信制御プログラムの第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
第１の実施形態は、例えばＤＳＲＣ技術を採用するゲート管理システムであって、車載器が放出した電波が車体やゲート等に反射した反射波を誤検知するシステムに、本発明を適用する場合を例示する。
【００２２】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態の路車間通信システムの全体構成及び各構成要素の内部構成を示す構成図である。
【００２３】
図１において、第１の実施形態の路車間通信システム１は、アンテナ部１１、無線機１２、制御装置１３、ネットワークスイッチ１４、車両５１に搭載された複数台（図１では３台）の車載器２１（２１−１〜２１−３）を有する。なお、以下では、車載器の共通構成を説明する場合には、車載器を車載器２１と表記して説明する。
【００２４】
車両５１は、例えば、砕石物を積載することができる車両である。車両５１は、複数の車載器２１−１〜２１−３を搭載するものである。
【００２５】
ここで、車載器２１−１〜２１−３の設置方法について図３を参照しながら説明する。図３は、車両５１における車載器２１−１〜２１−３の設置例を説明する説明図である。
【００２６】
図３に例示するように、複数の車載器２１−１〜２１−３は、車両５１の進行方向に沿って間隔をあけて設置される。すなわち、車載器２１−１〜２１−３のそれぞれが放出する電波をアンテナ部１１が時間差を持って受信できるように間隔をあけて配置される。なお、設置間隔は、特に限定されるものではなく、運用に応じて決定するようにしてもよいし、任意の間隔としてもよい。
【００２７】
車載器２１−１〜２１−３は、ゲート付近に設けられたアンテナ部１１との間で通信を行なうものであり、固有の車載器識別情報を保持するものである。
【００２８】
車載器２１−１〜２１−３は、例えば、既存のＥＴＣ車載器やＤＳＲＣ技術対応の車載器を適用することができ、アンテナ部と車載器本体とを有して構成されるものである。
【００２９】
また、車載器２１−１〜２１−３は、図１に示すように、送受信部２１１、車両情報記憶部２１２を有する。なお、車載器２１−１〜２１−３は、いずれも同じ構成であってもよい。
【００３０】
車両情報記憶部２１２は、例えば、車両識別情報（例えばナンバープレート等）、車両区分（例えば一般車両、専用車両等）を示す車両区分情報等を記憶するものである。なお、車両情報記憶部２１２は、車載器２１に内蔵されているメモリ等であってもよいし、又はいわゆるＥＴＣカードのような車両情報を格納しているＩＣカードであってもよい。
【００３１】
送受信部２１１は、アンテナ部１１が放出する電波を受信すると、固有の車載器識別情報と、車両情報記憶部２１２に記憶される車両識別情報等とを含む電波信号を送出するものである。
【００３２】
アンテナ部１１は、車載器２１との間で通信を行なう路側アンテナ部である。例えば、アンテナ部１１は、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７５ＤＳＲＣシステム標準化規格により規格化技術に基づくアンテナ技術を適用することができる。
【００３３】
アンテナ部１１は、ケーブル１５（例えば同軸ケーブル等）により無線機１２と接続しており、無線機１２の制御を受けて、常時又は所定周期で、電波を放出するものである。
【００３４】
アンテナ部１１は、非常に高い指向性を有しており、車載器１１を検知するために道路に向けて電波を放出するものである。例えば、アンテナ部１１は、数ｍｓ秒間隔で、所定周波数の電波を放出する。アンテナ部１１は、放出電波を受信した車載器２１が送出した電波を受波し、その受波した信号を無線機１２に与える。
【００３５】
また、アンテナ部１１は、ゲートを通過する車両５１を検知するために、ゲート付近に設置されるものである。
【００３６】
図２は、路車間通信システム１の全体的な構成イメージを説明する説明図である。図２の例において、道路５３は、例えばセメント工場等の現場に通じており、車両５１は、道路５３上を走行することで現場に進入することができる。また、現場入口付近において、ゲート５２は道路５３上に設けられている。
【００３７】
図２において、アンテナ部１１は、ゲート５２を通過する車両５１を検知するために、ゲート５２の上方部に設けられており、道路５３に向けて電波を放出できるように設置されている。
【００３８】
なお、アンテナ部１１の設置位置は、車両５１を検知するために、車両５１の車載器２１との間で通信ができる位置であればよく、例えば、ゲート５２の柱部やアンテナ部１１を設置する専用のアームや柱部等に設けられるようにしてもよい。
【００３９】
無線機１２は、ケーブル１５を介してアンテナ部１１を制御するものであり、変復調処理、信号処理等を行なうものである。無線機１２は、例えばＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７５ＤＳＲＣシステム標準化規格により規格化された通信処理を適用することができる。
【００４０】
また、無線機１２は、アンテナ部１１が受波した電波信号に基づいて、車載器識別情報を解析し、その電波の受信電波強度を車載器識別情報毎に測定するものである。また、無線機１２は、各車載器識別情報の受信電波強度の測定値を、ネットワークスイッチ１４を介して制御装置１３に与えるものである。
【００４１】
また、無線機１２は、所定時間間隔当たりに受信した電波受信数を車載器識別情報毎に求めて、その各車載器識別情報の電波受信数を制御装置１３に与えるものである。
【００４２】
図１に示すように、無線機１２は、送受信部１２１、受信強度測定部１２２、情報検知部１２３、検知情報送信部１２４を有する。なお、無線機１２は、既存の無線機と同様に、例えば、通信回路、ＣＰＵ、記憶部（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、入出力インタフェースを有する装置であり、ＣＰＵ１２１が、ＲＯＭに格納されている処理プログラムを実行して無線機１２の各種機能を実現するものである。
【００４３】
送受信部１２１は、車載器２１に送信する送信信号をアンテナ部１１に与えたり、又は車載器２１からの受信信号をアンテナ部１１から受信したりするものである。送受信部１２１による送受信処理は、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７５ＤＳＲＣシステム標準化規格で規格化された処理を行なうものである。
【００４４】
受信強度測定部１２２は、送受信部１２１からの受信信号に含まれている車載器識別情報を検出し、受信した電波の受信電波強度を車載器識別情報毎に測定するものである。
【００４５】
ここで、受信強度測定部１２２は、アンテナ部１１が受波した電波の受信電波強度を測定する。つまり、受信強度測定部１２２は、ゲートを通過する車両５１の車載器２１からの電波の受信電波強度だけでなく、ゲートや車体等に反射して、アンテナ部１１が受波した反射波の受信電波強度も測定することになる。この場合でも、受信強度測定部１２２は、反射波の車載器識別情報を解析して、車載器識別情報毎の受信電波強度の測定値を検知情報として制御装置１３に与えることになる。
【００４６】
情報検知部１２３は、送受信部１２１により受信された受信信号に含まれている車両識別情報を検出し、その検出した車両識別情報を検知情報送信部１２４に与えるものである。
【００４７】
検知情報送信部１２４は、受信強度測定部１２２により測定された車載器識別情報毎の受信電波強度の測定値と、情報検知部１２３により検出された車両識別情報を制御装置１３に与えるものである。
【００４８】
制御装置１３は、例えばパーソナルコンピュータ等の端末装置であり、無線機１２からの検知情報に基づいて、ゲート管理制御を行なうものである。
【００４９】
図１に示すように、制御装置１３は、その主な機能として、検知情報取得部１３１、受信強度変動分析部１３２、車両識別情報特定部１３３、ゲート管理制御部１３４を有する。なお、制御装置１３は、例えば、ＣＰＵ、記憶部（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、入出力インタフェース等を有するものである。制御装置１３の各種機能は、アプリケーションの実行により実現されるものであり、例えば、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納される処理プログラムを実行することにより実現されるものである。
【００５０】
検知情報取得部１３１は、ネットワークスイッチ１４を介して、無線機１２により検知された検知情報を取得するものである。
【００５１】
受信強度変動分析部１３２は、無線機１２から取得した各車載識別情報の受信電波強度の測定値の時間的な変動パターンに基づいて、通過する車両５１の車載器２１のものであるか否かを分析するものである。
【００５２】
ここで、車両５１には、それぞれ距離を置いて複数の車載器２１が配置されている。そのため、車両５１がゲートを通過する際、車両５１の前方部に配置されている車載器２１が他の車載器２１よりも早くアンテナ部１１と通信を開始することになり、その後車両５１の走行により、順次、他の車載器２１がアンテナ部１１と通信を開始することになる。
【００５３】
このとき、受信電波強度は、車載器２１がアンテナ部１１に近づくにつれ徐々に測定値は増大していき、車載器２１がアンテナ部１１に最も接近したときに受信電波強度の測定値が最大となり、車載器２１がアンテナ部１１から離れていくと測定値は減衰するという特性がある。
【００５４】
従って、車両５１がゲートを通過するとき、それぞれの車載器識別情報の受信電波強度の測定値の時間的な変動パターンは、同一又は類似した特性を示すことになる。
【００５５】
しかも、複数の車載器２１が設けられているため、その測定値の変動パターンは、所定時間おきに連続的かつ定量的になされることになる。さらに、車載器２１とアンテナ部１１との間には障害物等がなく、アンテナ部１１は直進波として受波するため、車載器２１からの受信電波強度の測定値の変動パターンは、歪みなどの増減がない。
【００５６】
一方、受信強度変動分析部１３２は、例えば、車両のボンネット等に反射した反射波の受信電波強度の測定値の変動パターンも求める。反射波の受信電波強度の測定値の変動パターンは、外部環境にもよるが、アンテナ部１１に受波されるまでに遅延が生じたり、歪みが生じたりするため、通過する車両５１の車載器２１からのものと異なる。
【００５７】
そこで、受信強度変動分析部１３２は、複数の車載器識別情報の受信電波強度の測定値の連続的かつ定量的に規則性のある変動パターンと、そうでない測定値の変動パターンとを区別することで、通過車両５１の車載器２１のものか否かを判断する。
【００５８】
車両識別情報特定部１３３は、受信強度変動分析部１３２により、通過車両５１の車載器２１の受信電波強度の測定値の変動パターンであると判断されると（すなわち車両５１の通過検知がなされると）、当該受信信号に含まれる車両識別情報を特定するものである。
【００５９】
ゲート管理制御部１３４は、車両識別情報特定部１３３により特定された車両識別情報に基づいて、所定のゲート管理制御を行なうものである。ゲート管理制御部１３４によりなされるゲート管理制御は、特に限定されるものではなく、種々の管理制御を行なうことができる。例えば、ゲート管理制御部１３４は、一般車両と専用車両との区分判断であったり、車両５１の通過に伴うゲートの開閉処理であったり、積載物の品種管理等を行なうことができる。
【００６０】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の路車間通信システム１による反射波の誤検知を回避する処理の動作を、図面を参照しながら説明する。
【００６１】
図２において、複数の車載器２１−１〜２１−３が搭載された車両５１は、道路５３を走行し、現場入口付近に設けられたゲート５２に近づく。
【００６２】
このとき、無線機１２は、通信エリア内に車両５１が進入してきたことを検出するために、常時で電波を送出するように、アンテナ部１１に対して送信信号を与える。
【００６３】
ここで、図４は、アンテナ部１１の通信エリアの電波特性を説明する説明図である。図４では、アンテナ部１１の無線ゾーンと無線ゾーンでの受信レベルとを示している。図４に示すように、アンテナ部１１からの電波は、道路５３に向けて放出されており、アンテナ部１１に向かって接近するにつれてアンテナ部１１が車載器２１からの電波を受信する電波強度が強くなるように設定されている。
【００６４】
車両５１がアンテナ部１１の通信エリア内に入ると、車載器２１−１〜２１−３は、順次、アンテナ部１１からの電波を受波する。車載器２１−１〜２１−３は、アンテナ部１１からの電波を受波すると、車載器識別情報及び車両識別情報等を含む電波を送出する。
【００６５】
このとき、車両５１に搭載されている車載器２１−１〜２１−３は、進行方向に沿って間隔をあけて配置されているので、車両５１の前方に配置されている車載器２１−１が、他の車載器２１−２及び２１−３よりも先に強い強度の電波を受波することになり、電波を送出することになる。
【００６６】
その後、車載器２１−２及び２１−３は、順次、アンテナ部１１からの電波を受波することになり、電波を送出することになる。
【００６７】
なお、無線機１２は、車載器２１−１〜２１−３との間で通信を開始すると、所定のタイミング（例えば数ｍｓ間隔のタイミング）で電波を送出するようにアンテナ部１１を制御する。これにより、車載器２１−１〜２１−３の応答タイミングも一定とすることができる。
【００６８】
アンテナ部１１は、到来した電波を全て受波し、その受波した全ての電波信号を無線機１２に与える。
【００６９】
このとき、アンテナ部１１が受波する電波は、車載器２１−１〜２１−３が放出した電波だけでなく、例えばゲート表面や車両５１の車体に反射し、アンテナ部１１は反射波も受波することになり、その反射波の電波信号も無線機１２に与える。
【００７０】
無線機１２は、アンテナ部１１から受信信号を受信すると、受信信号に含まれている車載器識別情報を解析し、各車載器からの電波の受信電波強度を測定し、車載器識別情報毎の受信電波強度の測定値を制御装置１３に与える。
【００７１】
図８は、制御装置１３における通過車両の検知方法を説明するフローチャートである。
【００７２】
制御装置１３において、無線機１２から各車載器識別情報の受信電波強度の測定値が取得されると（Ｓ１０１）、制御装置１３は、車載器識別情報毎の受信電波強度の測定値を時系列に並べて（Ｓ１０２）、受信電波強度の測定値の変動パターンを車載器識別情報毎に求める（Ｓ１０３）。
【００７３】
そして、制御装置１３は、各車載識別情報の受信電波強度の測定値の変動パターンに基づいて、所定間隔毎に、同程度の受信電波強度が遷移するものを検知した場合には、車両５１がゲートを通過したものと判断し（Ｓ１０４、Ｓ１０５）、そうでない場合には、当該波形は反射波であると判断する（Ｓ１０４、Ｓ１０５）
図５は、ある車載器２１からの電波の受信電波強度の変動パターンを示す図である。図５に示すように、制御装置１３は、受信電波強度の測定値の検出開始時点を通信エリア進入時とし、測定値の検出終了時点を通信エリア退出時とすることができる。
【００７４】
図５において、通信エリア進入後、車載器２１がアンテナ部１１に近づくにつれて、受信電波強度の測定値は増大する。そして、車載器２１がアンテナ部１１に最も近づいたときに受信電波強度の測定値は最大となり、その後、車両５１がアンテナ部１１を通過すると、アンテナ部１１の指向性より受信電波強度の測定値は急峻に減少する。
【００７５】
図６は、３台の車載器２１−１〜２１−３の電波の受信電波強度の変動パターンを示す図である。なお、車載器２１−１〜２１−３は、電波送出強度等の電波送出条件を同じ条件としているものとする。
【００７６】
図６において、制御装置１３は、車両５１の進行方向の最前方に設けられている車載器２１−１から電波の受信電波強度の測定値の検出開始時点を通信エリア車両進入時とし、車両５１の進行方向の最後方に設けられている車載器２１−３からの電波の受信電波強度の測定値の検出終了時点を通信エリア車両退出時とすることができる。
【００７７】
図６に示すように、車載器２１−１〜２１−３からの電波の受信電波強度の測定値の変動パターンは、一定時間の間隔をおいて、それぞれ同じような変動パターンである。
【００７８】
このように、制御装置１３は、車載器２１−１〜２１−３の進行方向の設置順に、同程度の受信電波強度の測定値の変動パターンを確認できた場合、当該電波強度の受信遷移は、車両５１がゲートを通過したものと判定する。
【００７９】
一方、反射波が、アンテナ部１１に捕捉されたときには、図７に例示するように、複数の車載器２１−１〜２１−３の受信電波強度の変動パターンとは異なる変動波形が観測される。
【００８０】
ここで、反射波の受信電波強度の波形は、外部環境によって大きく異なる。そこで、制御装置１３は、変動パターンの受信電波強度、変動パターンの測定時間、同程度の変動パターンの連続性に基づいて、車両の進行方向の電波を車載器２１からの電波であると判定し、それ以外の電波を反射波であると判断する。
【００８１】
例えば、図７において車載器２１−１の反射波（Ａ）は、車載器２１−１の電波の反射波の受信電波強度の波形であるとする。
【００８２】
反射波は、車載器２１からの電波と異なり、直進波としてアンテナ部１１に捕捉されるものではない。反射波は、何らかの反射物に反射してから、アンテナ部１１に受信される。そのため、そのため、距離減衰のために、反射波の受信電波強度の測定値は、車載器２１−１〜２１−３の測定値よりも値が小さく、また、受信電波強度の測定期間も短くなる。
【００８３】
また、電波が反射する反射物（例えば、ゲートの表面、車両のボンネットなど）のように凹凸がある。そのため、反射波の受信電波強度のパターンは、車載器２１の受信電波強度の変動パターンに対して歪み等の波形の乱れが生じる。
【００８４】
そこで、反射波の受信電波強度の波形は、車載器２１の電波の受信電波強度の変動パターンと大きく波形が異なり、制御装置１３は、この大きく異なる波形を反射波と判断する。
【００８５】
また、図７において、車載器２１−３反射波（Ｂ）は、車載器２１−３の反射波である。例えば、隣接ゲートに対向車両が同時に通過した場合に、車載器２１−３が放出した電波が対向車両のボンネット等に反射し、その反射波がアンテナ部１１に捕捉される場合もある。この場合、例えば、図７の車載器２１−３の反射波（Ｂ）に例示するように、突発的な反射波として反射波がアンテナ部１１に捕捉され、その測定期間が大幅に短い受信電波強度として観測される。従って、制御装置１３は、この測定時間が大きく異なる波形を反射波と判断する。
【００８６】
また、制御装置１３は、複数の受信電波強度の変動パターンの連続性も考慮して判断する。
【００８７】
例えば、図７では、車載器２１−２の電波の反射波の受信電波強度が測定されていない場合を例示している。反射波の受信電波強度が測定されない場合としては、例えば、その時点に反射物がなく、電波が反射されなかった場合、反射角度がアンテナ部１１の方でなかった場合、反射したが、受信電波強度が弱かった場合等がある。このような場合には、反射波の受信電波強度の測定値が得られず、本来の複数の車載器２１の受信電波強度の変動パターンのように、一定時間毎に連続的な変動パターンが得られない。制御装置１３は、このように、複数の受信電波強度の変動パターンの連続性も考慮して、反射波を判断する。
【００８８】
以上のように、制御装置１３は、無線機１２からの受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の測定値の変動パターンを求める。そして、同程度の受信電波強度の変動パターンが一定時間間隔で出現するものを、ゲートを通過する車両５１の車載器２１−１〜２１−３のものとして特定する。
【００８９】
一方、制御装置１３は、それ以外の受信電波強度の変動波形を反射波のものと判断する。
【００９０】
その後、制御装置１３は、受信した無線信号に含まれる車両識別情報を取得し、その車両識別情報を用いて所定のゲート管理制御を行なう。
【００９１】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、隣接ゲートの無線機からの電波を受け取る場合は、指向性から外れた反射波になるため、進行方向からの進入を考慮した電波受信方法で検知判定をすることで、反射波による誤検知を無くす事ができる。
【００９２】
また、第１の実施形態によれば、従来の方法とは異なり、別途、ループコイルやセンサー等を設ける必要がなくなるため、運用や精度がセンサーに依存する事もなくなる。
【００９３】
さらには、第１の実施形態によれば、設置工事をする必要がなくなり、構築期間の短縮／構築中の運用にも影響を与えない。例えば、セメント工場や採掘所等では、一般道を走るトラック類と異なりサイズも特大であり、構内の専用車両を利用している事も多い。そのため、車載器を複数台設置するスペースも確保できる上、車載器は非常に安価であるため複数台設置する事の抵抗も少ない。
【００９４】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明の路車間通信システム、路側通信制御装置及び路側通信制御プログラムの第２の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００９５】
第２の実施形態は、本発明を適用する分野が異なり、第１の実施形態と同じ構成及び動作で実現することができる。
【００９６】
図９は、第２の実施形態の路車間通信システムの構成イメージを説明する説明図である。
【００９７】
例えば、大規模製造業の工場は、非常に広大で、構内でも信号機の制御や所在管理等を行なう際に、ＤＳＲＣ技術が利用して、車載器からの情報を取得して行なうことがある。
【００９８】
従来、構内の道路は、一般道路と同程度の広さであり、片側車線に設置したＤＳＲＣ技術の電波の反射波が反対車線に侵入する事もある。また、反射波でなくても、道幅が狭ければ、反対車線の電波が進入してくることもある。この場合、電波強度を小さくすることで、反対車線への電波の侵入が回避できるが、電波強度を小さくしすぎることで、本線の検知率が悪くなってしまうことがある。
【００９９】
これに対して、例えば、反対車線への電波の進入を防止するために、遮蔽板を設置したり、従来技術と同様にセンサーを設けたりすることも考えられるが、その場合の設置コストの増大や運用の影響等が課題になる。
【０１００】
そこで、第２の実施形態は、図８に例示すように、車両の進行方向を考慮して検知と判断するため、反対車線の電波の侵入による誤検知も回避する事も可能である。
【０１０１】
（Ｃ）他の実施形態
上述した第１及び第２の実施形態では、ゲート管理システムに本発明を適用した場合を例示したが、ゲート管理システムに限定されるものではなく、路側通信制御装置が、反射波や他の通信で利用される電波を検知せず、目的電波を検知すること必要があるシステムに広く適用することができる。例えば、駐車場の車両入退場システム、高速道路での車両進入検知システム等にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１…路車間通信システム、１１…アンテナ部、
１２…無線機、
１２１…送受信部、１２２…受信強度測定部、１２３…情報検知部、
１２４…検知情報送信部、
１３…制御装置、
１３１…検知情報取得部、１３２…受信強度変動分析部、
１３３…車両識別情報特定部、１３４…ゲート管理制御部、
５１…車両、２１−１〜２１−３…車載器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路車間通信システム、路側通信制御装置及び路側通信制御プログラムに関するものである。例えば、本発明は、路側アンテナが配設されたゲートを通過する車両を管理する路車間通信システム、路側通信制御装置及び路側通信制御プログラムに適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、セメント工場や採掘所等では、採掘現場で採掘した石灰石等の砕石物を運搬するために、例えばダンプカー等の専用車両が利用されている。砕石物の積み込みや荷下ろしをする現場入口にはゲートがあり、専用車両は、ゲートを通過して、現場に進入したり又は現場から進出したりしている。
【０００３】
近年、積載物の積み込みや荷下ろし等の運搬業務において、例えば、進入車両の特定や、積み込む積載物の品種管理や又は荷下ろしをする積載物の品種管理等を行なうゲート管理システムが求められている。
【０００４】
このような要求に応えるために、例えば、ＩＴＳ（高度道路交通ステム）で適用されている狭帯域通信（ＤＳＲＣ：Dedicated Short Range Communications）技術を利用して、専用車両の車載器がゲート付近に設置したＤＳＲＣアンテナと通信し、ＤＳＲＣ無線機が車両識別情報を特定してゲート管理を行なうことが提案されている。
【０００５】
しかし、例えばゲート設備や車両車体等は金属でできているため、車載器からの電波が反射してＤＳＲＣアンテナが反射波を受信してしまうことがある。また、隣接するゲートがある場合には、隣接するゲートを通過する車両の車載器からの電波が侵入してきてＤＳＲＣアンテナが受信してしまうこともある。
【０００６】
このような場合には、ＤＳＲＣ無線機が車両識別情報の誤検知してしまい、積載物の誤検収や誤納品等の管理ミスにも繋がり、大きな損害を被ることにもなるため、反射波による誤検知は回避されるべきものである。
【０００７】
従来、例えば、高速道路や駐車場等で用いられているＤＳＲＣ技術において、反射波による誤検知を回避する技術として、特許文献１に記載されるものがある。
【０００８】
特許文献１の記載技術は、サービスエリアにループコイルを設置し、ループコイルが事前に車両を検知した場合に、ＤＳＲＣアンテナが電波を放出するというものである。これにより、車両がゲートを通過するときだけ、電波放出が可能となるので、隣接ゲートに反射波が侵入しても、誤検知の発生が低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２７０６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１の記載技術は、サービスエリアにループコイルを設置することが必要となる。すなわち、ループコイルを設置するために、道路上に大規模な工事が必要となる。
【００１１】
民間企業の工場内や敷地内で、このような大規模な工事を行なうことは、既存設備の改修が必要となり又多額の改修コストもかかるため現実的でない。特に、セメント工場や採掘所等では、工事が車両の動線上で行なわるため、積み込みや荷下ろし運搬業務が止まることは必至となってしまい、特許文献１の記載技術をそのまま適用することは困難である。
【００１２】
また、ゲートを通過する車両を検知する別の方法として、ループコイルに代えてセンサー（例えば超音波センサー等）を利用することも考えられる。しかし、採掘所等では粉塵等の影響を受けてセンサー自体が故障することもあり、ＤＳＲＣ無線機に故障等の問題がないときでも、センサー自体が故障した場合、ＤＳＲＣ無線機に対して電波放出の動作契機を通知することができず、本来の役割も実現できなくなる。
【００１３】
さらには、センサーが事前に車両を検知しても、隣接ゲートにおいて、同じタイミングで車両が進入してきた場合には、隣接ゲートとの間で反射波の影響を受ける可能性もある。
【００１４】
そのため、大規模な設備を設けることなく、反射波や隣接するゲートからの電波を誤検知することを回避することができる路車間通信システム、路側通信制御装置及び路側通信制御プログラムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
かかる課題を解決するために、第１の本発明は、（１）アンテナ手段と、（２）車両に設けられたものであって、アンテナ手段からの電波を受波すると、少なくとも車載器識別情報を含む電波を送出する複数の車載器と、（３）アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、（４）受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段とを備えることを特徴とする路車間通信システムである。
【００１６】
第２の本発明は、車両に設けられた複数の車載器からの電波に基づいて反射波を検知する反射波検知装置であって、（１）アンテナ手段と、（２）アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、（３）受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段とを備えることを特徴とする路側通信制御装置である。
【００１７】
第３の本発明は、車両に設けられた複数の車載器からの電波に基づいて反射波を検知する反射波検知プログラムであって、コンピュータを、（１）アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段、（２）受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段として機能させることを特徴とする路側通信制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、大規模な設備を設けることなく、反射波や隣接するゲートからの電波を誤検知することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態の路車間通信システムの全体構成及び各構成要素の内部構成を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態のゲート管理システムの構成イメージを説明する構成図である。
【図３】実施形態の車両に搭載する車載器の設置例を説明する説明図である。
【図４】実施形態のアンテナ部の通信エリアの電波特性を説明する説明図である。
【図５】第１の実施形態の車載器からの電波の受信電波強度の変動パターンを示す図である。
【図６】第１の実施形態の３台の車載器の電波の受信電波強度の変動パターンを示す図である。
【図７】第１の実施形態の反射波の受信電波強度も含む変動パターンを示す図である。
【図８】第１の実施形態の制御装置における通過車両の検知方法を説明するフローチャートである。
【図９】第２の実施形態のゲート管理システムの構成イメージを説明する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明の路車間通信システム、路側通信制御装置及び路側通信制御プログラムの第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
第１の実施形態は、例えばＤＳＲＣ技術を採用するゲート管理システムであって、車載器が放出した電波が車体やゲート等に反射した反射波を誤検知するシステムに、本発明を適用する場合を例示する。
【００２２】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態の路車間通信システムの全体構成及び各構成要素の内部構成を示す構成図である。
【００２３】
図１において、第１の実施形態の路車間通信システム１は、アンテナ部１１、無線機１２、制御装置１３、ネットワークスイッチ１４、車両５１に搭載された複数台（図１では３台）の車載器２１（２１−１〜２１−３）を有する。なお、以下では、車載器の共通構成を説明する場合には、車載器を車載器２１と表記して説明する。
【００２４】
車両５１は、例えば、砕石物を積載することができる車両である。車両５１は、複数の車載器２１−１〜２１−３を搭載するものである。
【００２５】
ここで、車載器２１−１〜２１−３の設置方法について図３を参照しながら説明する。図３は、車両５１における車載器２１−１〜２１−３の設置例を説明する説明図である。
【００２６】
図３に例示するように、複数の車載器２１−１〜２１−３は、車両５１の進行方向に沿って間隔をあけて設置される。すなわち、車載器２１−１〜２１−３のそれぞれが放出する電波をアンテナ部１１が時間差を持って受信できるように間隔をあけて配置される。なお、設置間隔は、特に限定されるものではなく、運用に応じて決定するようにしてもよいし、任意の間隔としてもよい。
【００２７】
車載器２１−１〜２１−３は、ゲート付近に設けられたアンテナ部１１との間で通信を行なうものであり、固有の車載器識別情報を保持するものである。
【００２８】
車載器２１−１〜２１−３は、例えば、既存のＥＴＣ車載器やＤＳＲＣ技術対応の車載器を適用することができ、アンテナ部と車載器本体とを有して構成されるものである。
【００２９】
また、車載器２１−１〜２１−３は、図１に示すように、送受信部２１１、車両情報記憶部２１２を有する。なお、車載器２１−１〜２１−３は、いずれも同じ構成であってもよい。
【００３０】
車両情報記憶部２１２は、例えば、車両識別情報（例えばナンバープレート等）、車両区分（例えば一般車両、専用車両等）を示す車両区分情報等を記憶するものである。なお、車両情報記憶部２１２は、車載器２１に内蔵されているメモリ等であってもよいし、又はいわゆるＥＴＣカードのような車両情報を格納しているＩＣカードであってもよい。
【００３１】
送受信部２１１は、アンテナ部１１が放出する電波を受信すると、固有の車載器識別情報と、車両情報記憶部２１２に記憶される車両識別情報等とを含む電波信号を送出するものである。
【００３２】
アンテナ部１１は、車載器２１との間で通信を行なう路側アンテナ部である。例えば、アンテナ部１１は、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７５ＤＳＲＣシステム標準化規格により規格化技術に基づくアンテナ技術を適用することができる。
【００３３】
アンテナ部１１は、ケーブル１５（例えば同軸ケーブル等）により無線機１２と接続しており、無線機１２の制御を受けて、常時又は所定周期で、電波を放出するものである。
【００３４】
アンテナ部１１は、非常に高い指向性を有しており、車載器１１を検知するために道路に向けて電波を放出するものである。例えば、アンテナ部１１は、数ｍｓ秒間隔で、所定周波数の電波を放出する。アンテナ部１１は、放出電波を受信した車載器２１が送出した電波を受波し、その受波した信号を無線機１２に与える。
【００３５】
また、アンテナ部１１は、ゲートを通過する車両５１を検知するために、ゲート付近に設置されるものである。
【００３６】
図２は、路車間通信システム１の全体的な構成イメージを説明する説明図である。図２の例において、道路５３は、例えばセメント工場等の現場に通じており、車両５１は、道路５３上を走行することで現場に進入することができる。また、現場入口付近において、ゲート５２は道路５３上に設けられている。
【００３７】
図２において、アンテナ部１１は、ゲート５２を通過する車両５１を検知するために、ゲート５２の上方部に設けられており、道路５３に向けて電波を放出できるように設置されている。
【００３８】
なお、アンテナ部１１の設置位置は、車両５１を検知するために、車両５１の車載器２１との間で通信ができる位置であればよく、例えば、ゲート５２の柱部やアンテナ部１１を設置する専用のアームや柱部等に設けられるようにしてもよい。
【００３９】
無線機１２は、ケーブル１５を介してアンテナ部１１を制御するものであり、変復調処理、信号処理等を行なうものである。無線機１２は、例えばＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７５ＤＳＲＣシステム標準化規格により規格化された通信処理を適用することができる。
【００４０】
また、無線機１２は、アンテナ部１１が受波した電波信号に基づいて、車載器識別情報を解析し、その電波の受信電波強度を車載器識別情報毎に測定するものである。また、無線機１２は、各車載器識別情報の受信電波強度の測定値を、ネットワークスイッチ１４を介して制御装置１３に与えるものである。
【００４１】
また、無線機１２は、所定時間間隔当たりに受信した電波受信数を車載器識別情報毎に求めて、その各車載器識別情報の電波受信数を制御装置１３に与えるものである。
【００４２】
図１に示すように、無線機１２は、送受信部１２１、受信強度測定部１２２、情報検知部１２３、検知情報送信部１２４を有する。なお、無線機１２は、既存の無線機と同様に、例えば、通信回路、ＣＰＵ、記憶部（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、入出力インタフェースを有する装置であり、ＣＰＵ１２１が、ＲＯＭに格納されている処理プログラムを実行して無線機１２の各種機能を実現するものである。
【００４３】
送受信部１２１は、車載器２１に送信する送信信号をアンテナ部１１に与えたり、又は車載器２１からの受信信号をアンテナ部１１から受信したりするものである。送受信部１２１による送受信処理は、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７５ＤＳＲＣシステム標準化規格で規格化された処理を行なうものである。
【００４４】
受信強度測定部１２２は、送受信部１２１からの受信信号に含まれている車載器識別情報を検出し、受信した電波の受信電波強度を車載器識別情報毎に測定するものである。
【００４５】
ここで、受信強度測定部１２２は、アンテナ部１１が受波した電波の受信電波強度を測定する。つまり、受信強度測定部１２２は、ゲートを通過する車両５１の車載器２１からの電波の受信電波強度だけでなく、ゲートや車体等に反射して、アンテナ部１１が受波した反射波の受信電波強度も測定することになる。この場合でも、受信強度測定部１２２は、反射波の車載器識別情報を解析して、車載器識別情報毎の受信電波強度の測定値を検知情報として制御装置１３に与えることになる。
【００４６】
情報検知部１２３は、送受信部１２１により受信された受信信号に含まれている車両識別情報を検出し、その検出した車両識別情報を検知情報送信部１２４に与えるものである。
【００４７】
検知情報送信部１２４は、受信強度測定部１２２により測定された車載器識別情報毎の受信電波強度の測定値と、情報検知部１２３により検出された車両識別情報を制御装置１３に与えるものである。
【００４８】
制御装置１３は、例えばパーソナルコンピュータ等の端末装置であり、無線機１２からの検知情報に基づいて、ゲート管理制御を行なうものである。
【００４９】
図１に示すように、制御装置１３は、その主な機能として、検知情報取得部１３１、受信強度変動分析部１３２、車両識別情報特定部１３３、ゲート管理制御部１３４を有する。なお、制御装置１３は、例えば、ＣＰＵ、記憶部（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、入出力インタフェース等を有するものである。制御装置１３の各種機能は、アプリケーションの実行により実現されるものであり、例えば、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納される処理プログラムを実行することにより実現されるものである。
【００５０】
検知情報取得部１３１は、ネットワークスイッチ１４を介して、無線機１２により検知された検知情報を取得するものである。
【００５１】
受信強度変動分析部１３２は、無線機１２から取得した各車載識別情報の受信電波強度の測定値の時間的な変動パターンに基づいて、通過する車両５１の車載器２１のものであるか否かを分析するものである。
【００５２】
ここで、車両５１には、それぞれ距離を置いて複数の車載器２１が配置されている。そのため、車両５１がゲートを通過する際、車両５１の前方部に配置されている車載器２１が他の車載器２１よりも早くアンテナ部１１と通信を開始することになり、その後車両５１の走行により、順次、他の車載器２１がアンテナ部１１と通信を開始することになる。
【００５３】
このとき、受信電波強度は、車載器２１がアンテナ部１１に近づくにつれ徐々に測定値は増大していき、車載器２１がアンテナ部１１に最も接近したときに受信電波強度の測定値が最大となり、車載器２１がアンテナ部１１から離れていくと測定値は減衰するという特性がある。
【００５４】
従って、車両５１がゲートを通過するとき、それぞれの車載器識別情報の受信電波強度の測定値の時間的な変動パターンは、同一又は類似した特性を示すことになる。
【００５５】
しかも、複数の車載器２１が設けられているため、その測定値の変動パターンは、所定時間おきに連続的かつ定量的になされることになる。さらに、車載器２１とアンテナ部１１との間には障害物等がなく、アンテナ部１１は直進波として受波するため、車載器２１からの受信電波強度の測定値の変動パターンは、歪みなどの増減がない。
【００５６】
一方、受信強度変動分析部１３２は、例えば、車両のボンネット等に反射した反射波の受信電波強度の測定値の変動パターンも求める。反射波の受信電波強度の測定値の変動パターンは、外部環境にもよるが、アンテナ部１１に受波されるまでに遅延が生じたり、歪みが生じたりするため、通過する車両５１の車載器２１からのものと異なる。
【００５７】
そこで、受信強度変動分析部１３２は、複数の車載器識別情報の受信電波強度の測定値の連続的かつ定量的に規則性のある変動パターンと、そうでない測定値の変動パターンとを区別することで、通過車両５１の車載器２１のものか否かを判断する。
【００５８】
車両識別情報特定部１３３は、受信強度変動分析部１３２により、通過車両５１の車載器２１の受信電波強度の測定値の変動パターンであると判断されると（すなわち車両５１の通過検知がなされると）、当該受信信号に含まれる車両識別情報を特定するものである。
【００５９】
ゲート管理制御部１３４は、車両識別情報特定部１３３により特定された車両識別情報に基づいて、所定のゲート管理制御を行なうものである。ゲート管理制御部１３４によりなされるゲート管理制御は、特に限定されるものではなく、種々の管理制御を行なうことができる。例えば、ゲート管理制御部１３４は、一般車両と専用車両との区分判断であったり、車両５１の通過に伴うゲートの開閉処理であったり、積載物の品種管理等を行なうことができる。
【００６０】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の路車間通信システム１による反射波の誤検知を回避する処理の動作を、図面を参照しながら説明する。
【００６１】
図２において、複数の車載器２１−１〜２１−３が搭載された車両５１は、道路５３を走行し、現場入口付近に設けられたゲート５２に近づく。
【００６２】
このとき、無線機１２は、通信エリア内に車両５１が進入してきたことを検出するために、常時で電波を送出するように、アンテナ部１１に対して送信信号を与える。
【００６３】
ここで、図４は、アンテナ部１１の通信エリアの電波特性を説明する説明図である。図４では、アンテナ部１１の無線ゾーンと無線ゾーンでの受信レベルとを示している。図４に示すように、アンテナ部１１からの電波は、道路５３に向けて放出されており、アンテナ部１１に向かって接近するにつれてアンテナ部１１が車載器２１からの電波を受信する電波強度が強くなるように設定されている。
【００６４】
車両５１がアンテナ部１１の通信エリア内に入ると、車載器２１−１〜２１−３は、順次、アンテナ部１１からの電波を受波する。車載器２１−１〜２１−３は、アンテナ部１１からの電波を受波すると、車載器識別情報及び車両識別情報等を含む電波を送出する。
【００６５】
このとき、車両５１に搭載されている車載器２１−１〜２１−３は、進行方向に沿って間隔をあけて配置されているので、車両５１の前方に配置されている車載器２１−１が、他の車載器２１−２及び２１−３よりも先に強い強度の電波を受波することになり、電波を送出することになる。
【００６６】
その後、車載器２１−２及び２１−３は、順次、アンテナ部１１からの電波を受波することになり、電波を送出することになる。
【００６７】
なお、無線機１２は、車載器２１−１〜２１−３との間で通信を開始すると、所定のタイミング（例えば数ｍｓ間隔のタイミング）で電波を送出するようにアンテナ部１１を制御する。これにより、車載器２１−１〜２１−３の応答タイミングも一定とすることができる。
【００６８】
アンテナ部１１は、到来した電波を全て受波し、その受波した全ての電波信号を無線機１２に与える。
【００６９】
このとき、アンテナ部１１が受波する電波は、車載器２１−１〜２１−３が放出した電波だけでなく、例えばゲート表面や車両５１の車体に反射し、アンテナ部１１は反射波も受波することになり、その反射波の電波信号も無線機１２に与える。
【００７０】
無線機１２は、アンテナ部１１から受信信号を受信すると、受信信号に含まれている車載器識別情報を解析し、各車載器からの電波の受信電波強度を測定し、車載器識別情報毎の受信電波強度の測定値を制御装置１３に与える。
【００７１】
図８は、制御装置１３における通過車両の検知方法を説明するフローチャートである。
【００７２】
制御装置１３において、無線機１２から各車載器識別情報の受信電波強度の測定値が取得されると（Ｓ１０１）、制御装置１３は、車載器識別情報毎の受信電波強度の測定値を時系列に並べて（Ｓ１０２）、受信電波強度の測定値の変動パターンを車載器識別情報毎に求める（Ｓ１０３）。
【００７３】
そして、制御装置１３は、各車載識別情報の受信電波強度の測定値の変動パターンに基づいて、所定間隔毎に、同程度の受信電波強度が遷移するものを検知した場合には、車両５１がゲートを通過したものと判断し（Ｓ１０４、Ｓ１０５）、そうでない場合には、当該波形は反射波であると判断する（Ｓ１０４、Ｓ１０５）
図５は、ある車載器２１からの電波の受信電波強度の変動パターンを示す図である。図５に示すように、制御装置１３は、受信電波強度の測定値の検出開始時点を通信エリア進入時とし、測定値の検出終了時点を通信エリア退出時とすることができる。
【００７４】
図５において、通信エリア進入後、車載器２１がアンテナ部１１に近づくにつれて、受信電波強度の測定値は増大する。そして、車載器２１がアンテナ部１１に最も近づいたときに受信電波強度の測定値は最大となり、その後、車両５１がアンテナ部１１を通過すると、アンテナ部１１の指向性より受信電波強度の測定値は急峻に減少する。
【００７５】
図６は、３台の車載器２１−１〜２１−３の電波の受信電波強度の変動パターンを示す図である。なお、車載器２１−１〜２１−３は、電波送出強度等の電波送出条件を同じ条件としているものとする。
【００７６】
図６において、制御装置１３は、車両５１の進行方向の最前方に設けられている車載器２１−１から電波の受信電波強度の測定値の検出開始時点を通信エリア車両進入時とし、車両５１の進行方向の最後方に設けられている車載器２１−３からの電波の受信電波強度の測定値の検出終了時点を通信エリア車両退出時とすることができる。
【００７７】
図６に示すように、車載器２１−１〜２１−３からの電波の受信電波強度の測定値の変動パターンは、一定時間の間隔をおいて、それぞれ同じような変動パターンである。
【００７８】
このように、制御装置１３は、車載器２１−１〜２１−３の進行方向の設置順に、同程度の受信電波強度の測定値の変動パターンを確認できた場合、当該電波強度の受信遷移は、車両５１がゲートを通過したものと判定する。
【００７９】
一方、反射波が、アンテナ部１１に捕捉されたときには、図７に例示するように、複数の車載器２１−１〜２１−３の受信電波強度の変動パターンとは異なる変動波形が観測される。
【００８０】
ここで、反射波の受信電波強度の波形は、外部環境によって大きく異なる。そこで、制御装置１３は、変動パターンの受信電波強度、変動パターンの測定時間、同程度の変動パターンの連続性に基づいて、車両の進行方向の電波を車載器２１からの電波であると判定し、それ以外の電波を反射波であると判断する。
【００８１】
例えば、図７において車載器２１−１の反射波（Ａ）は、車載器２１−１の電波の反射波の受信電波強度の波形であるとする。
【００８２】
反射波は、車載器２１からの電波と異なり、直進波としてアンテナ部１１に捕捉されるものではない。反射波は、何らかの反射物に反射してから、アンテナ部１１に受信される。そのため、そのため、距離減衰のために、反射波の受信電波強度の測定値は、車載器２１−１〜２１−３の測定値よりも値が小さく、また、受信電波強度の測定期間も短くなる。
【００８３】
また、電波が反射する反射物（例えば、ゲートの表面、車両のボンネットなど）のように凹凸がある。そのため、反射波の受信電波強度のパターンは、車載器２１の受信電波強度の変動パターンに対して歪み等の波形の乱れが生じる。
【００８４】
そこで、反射波の受信電波強度の波形は、車載器２１の電波の受信電波強度の変動パターンと大きく波形が異なり、制御装置１３は、この大きく異なる波形を反射波と判断する。
【００８５】
また、図７において、車載器２１−３反射波（Ｂ）は、車載器２１−３の反射波である。例えば、隣接ゲートに対向車両が同時に通過した場合に、車載器２１−３が放出した電波が対向車両のボンネット等に反射し、その反射波がアンテナ部１１に捕捉される場合もある。この場合、例えば、図７の車載器２１−３の反射波（Ｂ）に例示するように、突発的な反射波として反射波がアンテナ部１１に捕捉され、その測定期間が大幅に短い受信電波強度として観測される。従って、制御装置１３は、この測定時間が大きく異なる波形を反射波と判断する。
【００８６】
また、制御装置１３は、複数の受信電波強度の変動パターンの連続性も考慮して判断する。
【００８７】
例えば、図７では、車載器２１−２の電波の反射波の受信電波強度が測定されていない場合を例示している。反射波の受信電波強度が測定されない場合としては、例えば、その時点に反射物がなく、電波が反射されなかった場合、反射角度がアンテナ部１１の方でなかった場合、反射したが、受信電波強度が弱かった場合等がある。このような場合には、反射波の受信電波強度の測定値が得られず、本来の複数の車載器２１の受信電波強度の変動パターンのように、一定時間毎に連続的な変動パターンが得られない。制御装置１３は、このように、複数の受信電波強度の変動パターンの連続性も考慮して、反射波を判断する。
【００８８】
以上のように、制御装置１３は、無線機１２からの受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の測定値の変動パターンを求める。そして、同程度の受信電波強度の変動パターンが一定時間間隔で出現するものを、ゲートを通過する車両５１の車載器２１−１〜２１−３のものとして特定する。
【００８９】
一方、制御装置１３は、それ以外の受信電波強度の変動波形を反射波のものと判断する。
【００９０】
その後、制御装置１３は、受信した無線信号に含まれる車両識別情報を取得し、その車両識別情報を用いて所定のゲート管理制御を行なう。
【００９１】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、隣接ゲートの無線機からの電波を受け取る場合は、指向性から外れた反射波になるため、進行方向からの進入を考慮した電波受信方法で検知判定をすることで、反射波による誤検知を無くす事ができる。
【００９２】
また、第１の実施形態によれば、従来の方法とは異なり、別途、ループコイルやセンサー等を設ける必要がなくなるため、運用や精度がセンサーに依存する事もなくなる。
【００９３】
さらには、第１の実施形態によれば、設置工事をする必要がなくなり、構築期間の短縮／構築中の運用にも影響を与えない。例えば、セメント工場や採掘所等では、一般道を走るトラック類と異なりサイズも特大であり、構内の専用車両を利用している事も多い。そのため、車載器を複数台設置するスペースも確保できる上、車載器は非常に安価であるため複数台設置する事の抵抗も少ない。
【００９４】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明の路車間通信システム、路側通信制御装置及び路側通信制御プログラムの第２の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００９５】
第２の実施形態は、本発明を適用する分野が異なり、第１の実施形態と同じ構成及び動作で実現することができる。
【００９６】
図９は、第２の実施形態の路車間通信システムの構成イメージを説明する説明図である。
【００９７】
例えば、大規模製造業の工場は、非常に広大で、構内でも信号機の制御や所在管理等を行なう際に、ＤＳＲＣ技術が利用して、車載器からの情報を取得して行なうことがある。
【００９８】
従来、構内の道路は、一般道路と同程度の広さであり、片側車線に設置したＤＳＲＣ技術の電波の反射波が反対車線に侵入する事もある。また、反射波でなくても、道幅が狭ければ、反対車線の電波が進入してくることもある。この場合、電波強度を小さくすることで、反対車線への電波の侵入が回避できるが、電波強度を小さくしすぎることで、本線の検知率が悪くなってしまうことがある。
【００９９】
これに対して、例えば、反対車線への電波の進入を防止するために、遮蔽板を設置したり、従来技術と同様にセンサーを設けたりすることも考えられるが、その場合の設置コストの増大や運用の影響等が課題になる。
【０１００】
そこで、第２の実施形態は、図８に例示すように、車両の進行方向を考慮して検知と判断するため、反対車線の電波の侵入による誤検知も回避する事も可能である。
【０１０１】
（Ｃ）他の実施形態
上述した第１及び第２の実施形態では、ゲート管理システムに本発明を適用した場合を例示したが、ゲート管理システムに限定されるものではなく、路側通信制御装置が、反射波や他の通信で利用される電波を検知せず、目的電波を検知すること必要があるシステムに広く適用することができる。例えば、駐車場の車両入退場システム、高速道路での車両進入検知システム等にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１…路車間通信システム、１１…アンテナ部、
１２…無線機、
１２１…送受信部、１２２…受信強度測定部、１２３…情報検知部、
１２４…検知情報送信部、
１３…制御装置、
１３１…検知情報取得部、１３２…受信強度変動分析部、
１３３…車両識別情報特定部、１３４…ゲート管理制御部、
５１…車両、２１−１〜２１−３…車載器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ手段と、
車両に設けられたものであって、上記アンテナ手段からの電波を受波すると、少なくとも車載器識別情報を含む電波を送出する複数の車載器と、
上記アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる上記車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、
上記受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段と
を備えることを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
上記複数の車載器が、車両の進行方向に沿って配置されているものであって、
上記電波特定手段が、車両の進行に従って、複数の車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンが、所定の時間差で、同程度の変化を示す場合、車両に搭載された複数の車載器からの電波であると判断し、それ以外の変動パターンを反射波によるものであると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
車両に設けられた複数の車載器からの電波に基づいて目的電波を検出する路側通信制御装置であって、
アンテナ手段と、
上記アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、
上記受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段と
を備えることを特徴とする路側通信制御装置。
【請求項４】
車両に設けられた複数の車載器からの電波に基づいて目的電波を検出する路側通信制御プログラムであって、
コンピュータが、
アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段、
上記受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段
として機能させることを特徴とする路側通信制御プログラム。
【請求項１】
アンテナ手段と、
車両に設けられたものであって、上記アンテナ手段からの電波を受波すると、少なくとも車載器識別情報を含む電波を送出する複数の車載器と、
上記アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる上記車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、
上記受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段と
を備えることを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
上記複数の車載器が、車両の進行方向に沿って配置されているものであって、
上記電波特定手段が、車両の進行に従って、複数の車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンが、所定の時間差で、同程度の変化を示す場合、車両に搭載された複数の車載器からの電波であると判断し、それ以外の変動パターンを反射波によるものであると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
車両に設けられた複数の車載器からの電波に基づいて目的電波を検出する路側通信制御装置であって、
アンテナ手段と、
上記アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、
上記受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段と
を備えることを特徴とする路側通信制御装置。
【請求項４】
車両に設けられた複数の車載器からの電波に基づいて目的電波を検出する路側通信制御プログラムであって、
コンピュータが、
アンテナ手段により捕捉された電波信号に含まれる車載器識別情報を検出して、当該電波の受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段、
上記受信電波強度測定手段により測定された各車載器識別情報の受信電波強度の測定値に基づいて、各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンを求め、その各車載器識別情報の受信電波強度の時間的変動パターンに基づいて、目的電波を特定する電波特定手段
として機能させることを特徴とする路側通信制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−７４４１２（Ｐ２０１３−７４４１２Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１１９７（Ｐ２０１１−２１１１９７）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
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