車速度測定システム
【課題】 特別な機器を設置しなくても車速度を測定することが可能なシステムを提供する。
【解決手段】 このシステムは、路上に設置された複数のアクセスポイント１１と、路上を走行する車両１２に搭載された無線端末１３とを備えている。車両１２がアクセスポイント１１の設置点付近を通過する場合、受信信号強度（ＲＳＳＩ）は、車両１２がアクセスポイント１１に近づくにつれて徐々に増加し、アクセスポイント１１に最も近づいた時点でピークに達し、アクセスポイント１１から離れるにつれて徐々に減少する。そして、車両１２の速度ｖ[m/s]が速ければグラフのカーブは急峻となり、速度ｖ[m/s]が遅ければグラフのカーブは緩やかになる。したがって、このようなＲＳＳＩの変化の度合いから車速度を算出することができ、さらには、ＲＳＳＩのパターンの違いから、車両の上り・下りを判断することもできる。
【解決手段】 このシステムは、路上に設置された複数のアクセスポイント１１と、路上を走行する車両１２に搭載された無線端末１３とを備えている。車両１２がアクセスポイント１１の設置点付近を通過する場合、受信信号強度（ＲＳＳＩ）は、車両１２がアクセスポイント１１に近づくにつれて徐々に増加し、アクセスポイント１１に最も近づいた時点でピークに達し、アクセスポイント１１から離れるにつれて徐々に減少する。そして、車両１２の速度ｖ[m/s]が速ければグラフのカーブは急峻となり、速度ｖ[m/s]が遅ければグラフのカーブは緩やかになる。したがって、このようなＲＳＳＩの変化の度合いから車速度を算出することができ、さらには、ＲＳＳＩのパターンの違いから、車両の上り・下りを判断することもできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車速度測定システムに関し、より詳細には、無線ネットワークを利用した車速度測定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車速度を測定する方法としては、たとえば、道路の路面内に２つセンサを所定の距離だけ離して埋め込み、車両が２つのセンサを通過する時間差を計測することによって車速度を算出する方法が知られている。また、超音波のドップラ効果を利用して車速度を計測する超音波ドップラ方式対地速度計も知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−０８０１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の車速度測定システムでは、センサを備えた専用機器を道路の所定の位置に設置しなければならない。しかも、そのような専用機器を道路の上り側と下り側に1台ずつ、合計２台設置しなければならない。複数の地点で車速度測定を一斉に行う場合には、さらに多くの専用機器が必要となる。このように、従来の車速度測定システムでは多くの専用機器の設置が必要であったため、車速度測定に多くの時間とコストがかかるという問題があった。この問題を解消するためには、車速度測定用の特別な機器ではなく、他の用途で利用される汎用機器を用いて車速度測定を実施することが望ましいと考えられる。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、特別な機器を設置しなくても車速度を測定することが可能なシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の前記目的は、路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントと、車両に搭載された無線端末とを備え、前記アクセスポイントは、前記無線端末をインターネットに接続する手段と、前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段とを備えていることを特徴とする車速度測定システムによって達成される。本発明によれば、近い将来、路上に多数設置されるであろうインターネット接続用アクセスポイントを利用して車速度を測定するので、特別な機器を使用しなくても車速度を測定することができる。なお、ここでいう「手段」とは、ハードウェアにより実現されるもの及びソフトウェアにより実現されるもののいずれをも含み、且つ、単一のハードウェアおよび単一のソフトウェアが上記２つの手段により実現される機能を兼ね備えていてもかまわない。
【０００６】
本発明の前記目的はまた、路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントを少なくとも１つ含み、前記アクセスポイントは、車両に搭載された無線端末をインターネットに接続する手段と、前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段とを備えていることを特徴とする車速度測定システムによっても達成される。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態において、前記アクセスポイントは、指向性アンテナを備え、前記車速度を算出する手段は、前記アクセスポイントに近づく前記車両に搭載された前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化の度合いもしくは前記アクセスポイントから遠ざかる前記車両に搭載された車載用無線端末からの信号の受信信号強度の変化の度合いまたはこれらの両方に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する。これによれば、車両の車速度を確実に判断することができるとともに、専用機器を道路の上り側と下り側に1台ずつ、合計２台設置する必要が無く、一台の機器のみで上り・下りを判断することができる。
【０００８】
また、本発明の好ましい実施形態においては、前記アクセスポイントを複数備え、各アクセスポイント間の距離および前記無線端末が各アクセスポイントに接続した時刻に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を判断する。これによれば、車両の車速度および進行方向を確実に判断することができる。
【０００９】
本発明のさらに好ましい実施形態において、前記アクセスポイントは、無線ＬＡＮアクセスポイントである。これによれば、汎用性の高いシステムを利用して車速度測定システムを構築することができる。
【００１０】
本発明の前記目的はまた、路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントと、車両に搭載された無線端末と、前記インターネットを介して前記アクセスポイントに接続されたサーバとを備え、前記アクセスポイントは、前記無線端末をインターネットに接続する手段と、前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化に関する情報を前記サーバへ転送する手段とを備え、前記サーバは、前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段を備えていることを特徴とする車速度測定システムによっても達成される。これによれば、これによれば、アクセスポイントの処理負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、特別な機器を使用しなくても車速度の測定を行うことができる。しかも、上り・下りのいずれの方向に走行する車両であるかの判断を、一台のアクセスポイントを使用して実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 図１は、本発明の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの概要を説明するための模式図である。
【００１３】
本発明に係る車速度測定システムは、インターネット接続用アクセスポイントを利用して車速度を測定するものであり、図１に示すように、調査地点となる路上に設置されたアクセスポイント（ＡＰ）１１と、車両１２に搭載された無線端末１３によって構成されている。
【００１４】
アクセスポイント１１は、車両１２に搭載された無線端末１３から送信される信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）の変化の度合いを測定することにより調査地点を通過する車両の速度を算出するが、同時に、その車両の進行方向、すなわち上り車両かそれとも下り車両かということも判断する。以下、車速度の測定方法について説明する。
【００１５】
まず、アクセスポイント１１は指向性アンテナを備えており、道路の一方向（例えば上り方向）に対してはｆ[dBm]の出力を有し、逆方向（下り方向）にはそれよりも大きいｂ[dBm]の出力を有している。図２は、このような指向性アンテナの水平方向特性の一例を示すグラフである。図２に示すように、この指向性アンテナの利得は０°方向で最大となり、１８０°方向で最小となる。
【００１６】
このような指向性アンテナを備えたアクセスポイント１１に対して、無線端末１３から出力Ａ[dBm]の信号が送信された場合、アクセスポイント１１は無線端末１３からの信号を受信するが、図１のように、車両１２がアクセスポイント１１よりも上り側に位置する場合には、送信信号の受信利得が（Ａ＋ｆ）[dBm]となり、アクセスポイント１１よりも下り側に位置する場合には（Ａ＋ｂ）[dBm]となる。
【００１７】
そして図示のように、車両１２が速度ｖ[m/s]で下り方向に走行して徐々にアクセスポイント１１に近づく場合、アクセスポイント１１から距離Ｌだけ離れた位置における車両１２から送信された信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）は次のように表すことができる。
ＲＳＳＩ∝（Ａ＋ｆ）／（Ｌ−ｖｔ） ・・・（１）
【００１８】
一方、速度ｖ[m/s]で下り方向に走行する車両１２がアクセスポイント１１の設置点を通過して徐々にアクセスポイント１１から遠ざかる場合、アクセスポイント１１から距離Ｌだけ離れた位置における車両１２から送信される信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）は次のように表すことができる。
ＲＳＳＩ∝（Ａ＋ｂ）／（Ｌ−ｖｔ） ・・・（２）
【００１９】
図３および図４は、受信信号強度（ＲＳＳＩ）の変化を示すグラフである。
【００２０】
図１に示したように、速度ｖ[m/s]で走行する車両１２がアクセスポイント１１の設置点付近を通過する場合、受信信号強度（ＲＳＳＩ）は、車両１２がアクセスポイント１１に近づくにつれて徐々に増加し、アクセスポイント１１に最も近づいた時点でピークに達し、アクセスポイント１１から離れるにつれて徐々に減少する。ここで、車両１２が下り方向に進行している場合にはＲＳＳＩの変化が上記式（１）および式（２）に基づいて図３に示すようなグラフとなり、車両１２が上り方向に進行している場合にはＲＳＳＩの変化が図３とは左右対称である図４に示すようなグラフとなる。そして、車両１２の速度ｖ[m/s]が速ければグラフのカーブは急峻となり、速度ｖ[m/s]が遅ければグラフのカーブは緩やかになる。したがって、このようなＲＳＳＩの変化の度合いから車速度を算出することができ、さらには、ＲＳＳＩのパターンの違いから、車両の上り・下りを判断することもできる。
【００２１】
図５は、本発明の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【００２２】
図５に示すように、この車速度測定システム１０は、路上に設置された複数のアクセスポイント１１と、路上を走行する車両１２に搭載された無線端末１３と、インターネット１４を介して各アクセスポイント１１に接続されたサーバ１５とを備えている。
【００２３】
アクセスポイント１１は、無線端末１３をインターネット１４に接続するための中継装置であり、無線ネットワーク上のノードから有線ネットワーク上のノードへ、また有線ネットワーク上のノードから無線ネットワーク上のノードへパケットを中継する。アクセスポイント１１は、同時に複数の無線端末の接続を許可することができ、インターネット接続をローミングサービスとして提供することができるように、道路に沿って所定の間隔ごとに設置されている。アクセスポイント１１としては、たとえばIEEE802.11の規格に基づく無線ＬＡＮアクセスポイントを使用することができるが、他のネットワークデバイスの使用も可能である。IEEE802.11の規格に基づく無線ＬＡＮアクセスポイントを使用した場合には、汎用性の高いシステムをベースとした車速度測定システムを構築することができる。これにより、ユーザは車両１２の走行中に無線端末１３からアクセスポイント１１経由でインターネット１４に接続して、例えばナビゲーションシステムや渋滞情報などのサービスの提供を受けることができる。また、アクセスポイント１１は、上述した接続ノード計数機能を有しており、これにより路上を通過する車両の速度を測定する機能を備えている。
【００２４】
無線端末１３は、アクセスポイント１１経由でインターネット１４に接続するための車載用無線機器であり、ネットワーク接続されるノードである。無線端末１３は、ナビゲーションシステムや渋滞情報提供システムを実現するのに必要なハードウェアを有しており、たとえばアクセスポイント１１に対応するネットワークデバイスを備えたパーソナルコンピュータやＰＤＡを使用することができるが、他のネットワークデバイスの使用も可能である。無線端末１３は路上を走行するすべての車両に搭載されていることが好ましいが、調査対象となる特定の車両にのみ搭載されていてもかまわない。すべての車両に無線端末が搭載されている場合には、完全な車速度測定を実施することができる。
【００２５】
サーバ１５は、各アクセスポイント１１を統括管理し、車速度の集計および管理を行う。サーバ１５は一般的なコンピュータを用いて構成することができ、インターネット１４を介して各アクセスポイント１１と接続している。
【００２６】
図６は、アクセスポイント１１の構成を概略的に示すブロック図である。
【００２７】
図６に示すように、アクセスポイント１１は、無線ネットワークインターフェース部２１と、有線ネットワークインターフェース部２２と、システムコントローラ２３と、メモリ２４とを備えている。無線ネットワークインターフェース部２１は、無線ネットワークに接続するためのインターフェースであり、無線端末１３とのネットワーク接続を実現する。無線ネットワークインターフェース部２１は指向性アンテナ２１Ｘを備えている。有線ネットワークインターフェース部２２は、有線ネットワークに接続するためのインターフェースであり、インターネット接続を実現する。システムコントローラ２３は、無線ネットワークインターフェース部２１および有線ネットワークインターフェース部２２を制御し、パケットの中継処理を制御する。メモリ２４は通常のメモリおよびバッファメモリとしての役割を果たし、ソフトウェアや各種データが記録される。
【００２８】
アクセスポイント１１は、上述したハードウェアとソフトウェアとの協働によって無線端末１３をインターネット１４に接続するためのブリッジ機能を実現するとともに、車速度を測定する機能や接続ノード数を計数する機能を実現しており、以下に詳述するように、受信信号強度（ＲＳＳＩ）の監視・記録、ノード接続処理、ノード数のカウント、カウント値の記録などを行う。
【００２９】
図７は、アクセスポイント１１による車速度の測定手順を示すフローチャートである。
【００３０】
図７に示すように、アクセスポイント１１はビーコンをブロードキャストしており（Ｓ７１）、車両１２がアクセスポイント１１の通信エリア内に進入することによって無線端末１３がビーコンを検知すると（Ｓ７２Ｙ）、無線端末１３からＲＴＳ（Request To Send）信号が送信される（Ｓ７３）。アクセスポイント１１が無線端末１３からのＲＴＳ信号を受信し（Ｓ７４）、これに応答してＣＴＳ（Clear To Send）信号を送信すると（Ｓ７５）、ＣＴＳ信号を受信した無線端末１３からＡＣＫ（Acknowledge）信号が送信される（Ｓ７６Ｙ，Ｓ７７）。そして、アクセスポイント１１がＡＣＫ信号を受信した時点でネットワーク接続が確立し、通信が開始される（Ｓ７８Ｙ，Ｓ７９）。このとき、アクセスポイント１１は通信中のＲＳＳＩを常に監視し、ネットワーク接続開始から終了までのＲＳＳＩをメモリに記録する（Ｓ８０）。
【００３１】
その後、車両１２が通信エリア外に移動してＲＳＳＩが弱くなり、通信が困難となると、アクセスポイント１１は無線端末１３のネットワーク接続を切断し、通信を終了する（Ｓ８１）。そして、アクセスポイント１１は無線端末１３によるネットワーク接続の開始時から終了時までのＲＳＳＩのパターンをメモリから読み出し、ＲＳＳＩの変化の度合いから車速度を算出する（Ｓ８２）。さらに、ＲＳＳＩの変化を上り車両および下り車両のパターンと比較し（Ｓ８３）、上り車両のパターンである場合には上り車両のカウント値をカウントアップし（Ｓ８４）、下り車両のパターンである場合には下り車両のカウント値をカウントアップする（Ｓ８５）。車速度および上り車両および下り車両のカウント値は、サーバ１５からの要求によりまたは定期的に、サーバ１５へ転送される（Ｓ８６）。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態によれば、インターネット接続用アクセスポイントを利用して車速度を測定することができるとともに、指向性アンテナを備えたアクセスポイントを一台のみ用いて上り車両および下り車両の通過を判断することができるので、従来のように上り側と下り側にそれぞれ一台ずつ、合計２台の専用機器を用意する必要もなくなり、少ない設備で車速度測定を実施することができる。
【００３３】
前記実施形態においては、一台のアクセスポイントのみを使用し、アクセスポイントのアンテナとして指向性アンテナを使用することにより上り・下りの判別を行っていたが、二台以上のアクセスポイントを使用して上り・下りの判別を行ってもよい。
【００３４】
図８は、本発明の他の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの概要を説明するための模式図である。
【００３５】
図８に示されるように、このシステムでは、路上に設置された第1のアクセスポイント１１Ｘおよび第２のアクセスポイント１１Ｙからなる２つのアクセスポイントが使用される。アクセスポイント１１Ｘおよび１１Ｙは、互いの通信エリアが重ならないように道路に沿って一定の距離を隔てて配置されている。
【００３６】
そして図示のように、車両１２が下り方向に走行している場合には、車両１２に搭載された無線端末１３がまず第1のアクセスポイント１１Ｘに接続し、次いで第２のアクセスポイント１１Ｙに接続するので、これにより車両１２が下り方向に走行しているものと判断することができ、そのときの車速度は、アクセスポイント１１Ｘ，１１Ｙ間の距離と各アクセスポイント１１Ｘ，１１Ｙに接続した時刻から算出することができる。一方、車両１２が上り方向に走行している場合には、まず第２のアクセスポイント１１Ｙに接続し、次いで第1のアクセスポイント１１Ｘに接続するので、これにより車両が上り方向に走行しているものと判断することができ、そのときの車速度は、アクセスポイント１１Ｘ，１１Ｙ間の距離と各アクセスポイント１１Ｘ，１１Ｙに接続した時刻から算出することができる。このように、無線端末１３の接続状況およびその時刻のデータはアクセスポイント１１Ｘおよび１１Ｙからサーバ１５へ転送され、サーバ１５にて処理されて、アクセスポイント１１Ｘまたはアクセスポイント１１Ｙの設置点における車両の車速度および上り・下りが判断される。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、路上に設置された複数のアクセスポイントに無線端末が接続するタイミングの違いから車両の進行方向を判断するので、車両の進行方向を確実に判断することができ、また前記実施形態のように必ずしも指向性アンテナを採用する必要もない。
【００３８】
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００３９】
たとえば、上記実施形態においては、速度ｖ[m/s]で走行する車両から送信される信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）の変化の度合いから車速度を算出しているが、無線端末がアクセスポイントに接続している時間と、アクセスポイントがカバーする通信エリア内における車両の走行距離を用いて、アクセスポイントを通過する車両の車速度を算出することも可能である。すなわち、路上を走行する車両がアクセスポイントの通信エリア内に進入してネットワーク接続が開始された時刻ｔ１と、さらに走行して通信エリア外に到達してネットワーク接続が切断された時刻ｔ２と、車両が走行する道路のうちアクセスポイントの通信エリアによってカバーされる範囲の全長Ｌｘから、車速度Ｖは、Ｖ＝Ｌｘ／（ｔ２−ｔ１）として求めることができる。
【００４０】
また、上記実施形態においては、アクセスポイントが路上に設置されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、たとえば道路わき（路側）や中央分離帯など、アクセスポイントは路上付近に設置されていればよい。
【００４１】
また、前記実施形態においては、アクセスポイントが車速度を測定する手段や車両の進行方向を判断する手段を備えている場合について説明したが、サーバ側にそのような機能を持たせても構わない。すなわち、アクセスポイントからサーバへ必要な情報を送ることによって、上り車両および下り車両の車速度の算出をサーバに行なわせる。このときアクセスポイントからサーバへ送る情報としては、たとえば、時間経過による受信電界強度（ＲＳＳＩ)データなど、無線端末からの信号の受信信号強度の変化に関する情報を送信する。このようにすれば、車速度測定に関する主な処理をサーバ側で行うので、アクセスポイントは無線端末のインターネット接続に関する処理を主に行えばよく、アクセスポイントの処理の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの概要を説明するための模式図である。
【図２】図２は、このような指向性アンテナの水平方向特性の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、受信信号強度（ＲＳＳＩ）の変化を示すグラフである。
【図４】図４は、受信信号強度（ＲＳＳＩ）の変化を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図６】図６は、アクセスポイント１１の構成を概略的に示すブロック図である。
【図７】図７は、アクセスポイント１１による車両の計数手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の他の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの概要を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 車速度測定システム
１１ アクセスポイント
１１Ｘ アクセスポイント
１１Ｙ アクセスポイント
１２ 車両
１３ 無線端末
１４ インターネット
１５ サーバ
２１ 無線ネットワークインターフェース部
２１Ｘ 指向性アンテナ
２２ 有線ネットワークインターフェース部
２３ システムコントローラ
２４ メモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車速度測定システムに関し、より詳細には、無線ネットワークを利用した車速度測定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車速度を測定する方法としては、たとえば、道路の路面内に２つセンサを所定の距離だけ離して埋め込み、車両が２つのセンサを通過する時間差を計測することによって車速度を算出する方法が知られている。また、超音波のドップラ効果を利用して車速度を計測する超音波ドップラ方式対地速度計も知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−０８０１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の車速度測定システムでは、センサを備えた専用機器を道路の所定の位置に設置しなければならない。しかも、そのような専用機器を道路の上り側と下り側に1台ずつ、合計２台設置しなければならない。複数の地点で車速度測定を一斉に行う場合には、さらに多くの専用機器が必要となる。このように、従来の車速度測定システムでは多くの専用機器の設置が必要であったため、車速度測定に多くの時間とコストがかかるという問題があった。この問題を解消するためには、車速度測定用の特別な機器ではなく、他の用途で利用される汎用機器を用いて車速度測定を実施することが望ましいと考えられる。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、特別な機器を設置しなくても車速度を測定することが可能なシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の前記目的は、路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントと、車両に搭載された無線端末とを備え、前記アクセスポイントは、前記無線端末をインターネットに接続する手段と、前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段とを備えていることを特徴とする車速度測定システムによって達成される。本発明によれば、近い将来、路上に多数設置されるであろうインターネット接続用アクセスポイントを利用して車速度を測定するので、特別な機器を使用しなくても車速度を測定することができる。なお、ここでいう「手段」とは、ハードウェアにより実現されるもの及びソフトウェアにより実現されるもののいずれをも含み、且つ、単一のハードウェアおよび単一のソフトウェアが上記２つの手段により実現される機能を兼ね備えていてもかまわない。
【０００６】
本発明の前記目的はまた、路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントを少なくとも１つ含み、前記アクセスポイントは、車両に搭載された無線端末をインターネットに接続する手段と、前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段とを備えていることを特徴とする車速度測定システムによっても達成される。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態において、前記アクセスポイントは、指向性アンテナを備え、前記車速度を算出する手段は、前記アクセスポイントに近づく前記車両に搭載された前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化の度合いもしくは前記アクセスポイントから遠ざかる前記車両に搭載された車載用無線端末からの信号の受信信号強度の変化の度合いまたはこれらの両方に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する。これによれば、車両の車速度を確実に判断することができるとともに、専用機器を道路の上り側と下り側に1台ずつ、合計２台設置する必要が無く、一台の機器のみで上り・下りを判断することができる。
【０００８】
また、本発明の好ましい実施形態においては、前記アクセスポイントを複数備え、各アクセスポイント間の距離および前記無線端末が各アクセスポイントに接続した時刻に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を判断する。これによれば、車両の車速度および進行方向を確実に判断することができる。
【０００９】
本発明のさらに好ましい実施形態において、前記アクセスポイントは、無線ＬＡＮアクセスポイントである。これによれば、汎用性の高いシステムを利用して車速度測定システムを構築することができる。
【００１０】
本発明の前記目的はまた、路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントと、車両に搭載された無線端末と、前記インターネットを介して前記アクセスポイントに接続されたサーバとを備え、前記アクセスポイントは、前記無線端末をインターネットに接続する手段と、前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化に関する情報を前記サーバへ転送する手段とを備え、前記サーバは、前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段を備えていることを特徴とする車速度測定システムによっても達成される。これによれば、これによれば、アクセスポイントの処理負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、特別な機器を使用しなくても車速度の測定を行うことができる。しかも、上り・下りのいずれの方向に走行する車両であるかの判断を、一台のアクセスポイントを使用して実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 図１は、本発明の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの概要を説明するための模式図である。
【００１３】
本発明に係る車速度測定システムは、インターネット接続用アクセスポイントを利用して車速度を測定するものであり、図１に示すように、調査地点となる路上に設置されたアクセスポイント（ＡＰ）１１と、車両１２に搭載された無線端末１３によって構成されている。
【００１４】
アクセスポイント１１は、車両１２に搭載された無線端末１３から送信される信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）の変化の度合いを測定することにより調査地点を通過する車両の速度を算出するが、同時に、その車両の進行方向、すなわち上り車両かそれとも下り車両かということも判断する。以下、車速度の測定方法について説明する。
【００１５】
まず、アクセスポイント１１は指向性アンテナを備えており、道路の一方向（例えば上り方向）に対してはｆ[dBm]の出力を有し、逆方向（下り方向）にはそれよりも大きいｂ[dBm]の出力を有している。図２は、このような指向性アンテナの水平方向特性の一例を示すグラフである。図２に示すように、この指向性アンテナの利得は０°方向で最大となり、１８０°方向で最小となる。
【００１６】
このような指向性アンテナを備えたアクセスポイント１１に対して、無線端末１３から出力Ａ[dBm]の信号が送信された場合、アクセスポイント１１は無線端末１３からの信号を受信するが、図１のように、車両１２がアクセスポイント１１よりも上り側に位置する場合には、送信信号の受信利得が（Ａ＋ｆ）[dBm]となり、アクセスポイント１１よりも下り側に位置する場合には（Ａ＋ｂ）[dBm]となる。
【００１７】
そして図示のように、車両１２が速度ｖ[m/s]で下り方向に走行して徐々にアクセスポイント１１に近づく場合、アクセスポイント１１から距離Ｌだけ離れた位置における車両１２から送信された信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）は次のように表すことができる。
ＲＳＳＩ∝（Ａ＋ｆ）／（Ｌ−ｖｔ） ・・・（１）
【００１８】
一方、速度ｖ[m/s]で下り方向に走行する車両１２がアクセスポイント１１の設置点を通過して徐々にアクセスポイント１１から遠ざかる場合、アクセスポイント１１から距離Ｌだけ離れた位置における車両１２から送信される信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）は次のように表すことができる。
ＲＳＳＩ∝（Ａ＋ｂ）／（Ｌ−ｖｔ） ・・・（２）
【００１９】
図３および図４は、受信信号強度（ＲＳＳＩ）の変化を示すグラフである。
【００２０】
図１に示したように、速度ｖ[m/s]で走行する車両１２がアクセスポイント１１の設置点付近を通過する場合、受信信号強度（ＲＳＳＩ）は、車両１２がアクセスポイント１１に近づくにつれて徐々に増加し、アクセスポイント１１に最も近づいた時点でピークに達し、アクセスポイント１１から離れるにつれて徐々に減少する。ここで、車両１２が下り方向に進行している場合にはＲＳＳＩの変化が上記式（１）および式（２）に基づいて図３に示すようなグラフとなり、車両１２が上り方向に進行している場合にはＲＳＳＩの変化が図３とは左右対称である図４に示すようなグラフとなる。そして、車両１２の速度ｖ[m/s]が速ければグラフのカーブは急峻となり、速度ｖ[m/s]が遅ければグラフのカーブは緩やかになる。したがって、このようなＲＳＳＩの変化の度合いから車速度を算出することができ、さらには、ＲＳＳＩのパターンの違いから、車両の上り・下りを判断することもできる。
【００２１】
図５は、本発明の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【００２２】
図５に示すように、この車速度測定システム１０は、路上に設置された複数のアクセスポイント１１と、路上を走行する車両１２に搭載された無線端末１３と、インターネット１４を介して各アクセスポイント１１に接続されたサーバ１５とを備えている。
【００２３】
アクセスポイント１１は、無線端末１３をインターネット１４に接続するための中継装置であり、無線ネットワーク上のノードから有線ネットワーク上のノードへ、また有線ネットワーク上のノードから無線ネットワーク上のノードへパケットを中継する。アクセスポイント１１は、同時に複数の無線端末の接続を許可することができ、インターネット接続をローミングサービスとして提供することができるように、道路に沿って所定の間隔ごとに設置されている。アクセスポイント１１としては、たとえばIEEE802.11の規格に基づく無線ＬＡＮアクセスポイントを使用することができるが、他のネットワークデバイスの使用も可能である。IEEE802.11の規格に基づく無線ＬＡＮアクセスポイントを使用した場合には、汎用性の高いシステムをベースとした車速度測定システムを構築することができる。これにより、ユーザは車両１２の走行中に無線端末１３からアクセスポイント１１経由でインターネット１４に接続して、例えばナビゲーションシステムや渋滞情報などのサービスの提供を受けることができる。また、アクセスポイント１１は、上述した接続ノード計数機能を有しており、これにより路上を通過する車両の速度を測定する機能を備えている。
【００２４】
無線端末１３は、アクセスポイント１１経由でインターネット１４に接続するための車載用無線機器であり、ネットワーク接続されるノードである。無線端末１３は、ナビゲーションシステムや渋滞情報提供システムを実現するのに必要なハードウェアを有しており、たとえばアクセスポイント１１に対応するネットワークデバイスを備えたパーソナルコンピュータやＰＤＡを使用することができるが、他のネットワークデバイスの使用も可能である。無線端末１３は路上を走行するすべての車両に搭載されていることが好ましいが、調査対象となる特定の車両にのみ搭載されていてもかまわない。すべての車両に無線端末が搭載されている場合には、完全な車速度測定を実施することができる。
【００２５】
サーバ１５は、各アクセスポイント１１を統括管理し、車速度の集計および管理を行う。サーバ１５は一般的なコンピュータを用いて構成することができ、インターネット１４を介して各アクセスポイント１１と接続している。
【００２６】
図６は、アクセスポイント１１の構成を概略的に示すブロック図である。
【００２７】
図６に示すように、アクセスポイント１１は、無線ネットワークインターフェース部２１と、有線ネットワークインターフェース部２２と、システムコントローラ２３と、メモリ２４とを備えている。無線ネットワークインターフェース部２１は、無線ネットワークに接続するためのインターフェースであり、無線端末１３とのネットワーク接続を実現する。無線ネットワークインターフェース部２１は指向性アンテナ２１Ｘを備えている。有線ネットワークインターフェース部２２は、有線ネットワークに接続するためのインターフェースであり、インターネット接続を実現する。システムコントローラ２３は、無線ネットワークインターフェース部２１および有線ネットワークインターフェース部２２を制御し、パケットの中継処理を制御する。メモリ２４は通常のメモリおよびバッファメモリとしての役割を果たし、ソフトウェアや各種データが記録される。
【００２８】
アクセスポイント１１は、上述したハードウェアとソフトウェアとの協働によって無線端末１３をインターネット１４に接続するためのブリッジ機能を実現するとともに、車速度を測定する機能や接続ノード数を計数する機能を実現しており、以下に詳述するように、受信信号強度（ＲＳＳＩ）の監視・記録、ノード接続処理、ノード数のカウント、カウント値の記録などを行う。
【００２９】
図７は、アクセスポイント１１による車速度の測定手順を示すフローチャートである。
【００３０】
図７に示すように、アクセスポイント１１はビーコンをブロードキャストしており（Ｓ７１）、車両１２がアクセスポイント１１の通信エリア内に進入することによって無線端末１３がビーコンを検知すると（Ｓ７２Ｙ）、無線端末１３からＲＴＳ（Request To Send）信号が送信される（Ｓ７３）。アクセスポイント１１が無線端末１３からのＲＴＳ信号を受信し（Ｓ７４）、これに応答してＣＴＳ（Clear To Send）信号を送信すると（Ｓ７５）、ＣＴＳ信号を受信した無線端末１３からＡＣＫ（Acknowledge）信号が送信される（Ｓ７６Ｙ，Ｓ７７）。そして、アクセスポイント１１がＡＣＫ信号を受信した時点でネットワーク接続が確立し、通信が開始される（Ｓ７８Ｙ，Ｓ７９）。このとき、アクセスポイント１１は通信中のＲＳＳＩを常に監視し、ネットワーク接続開始から終了までのＲＳＳＩをメモリに記録する（Ｓ８０）。
【００３１】
その後、車両１２が通信エリア外に移動してＲＳＳＩが弱くなり、通信が困難となると、アクセスポイント１１は無線端末１３のネットワーク接続を切断し、通信を終了する（Ｓ８１）。そして、アクセスポイント１１は無線端末１３によるネットワーク接続の開始時から終了時までのＲＳＳＩのパターンをメモリから読み出し、ＲＳＳＩの変化の度合いから車速度を算出する（Ｓ８２）。さらに、ＲＳＳＩの変化を上り車両および下り車両のパターンと比較し（Ｓ８３）、上り車両のパターンである場合には上り車両のカウント値をカウントアップし（Ｓ８４）、下り車両のパターンである場合には下り車両のカウント値をカウントアップする（Ｓ８５）。車速度および上り車両および下り車両のカウント値は、サーバ１５からの要求によりまたは定期的に、サーバ１５へ転送される（Ｓ８６）。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態によれば、インターネット接続用アクセスポイントを利用して車速度を測定することができるとともに、指向性アンテナを備えたアクセスポイントを一台のみ用いて上り車両および下り車両の通過を判断することができるので、従来のように上り側と下り側にそれぞれ一台ずつ、合計２台の専用機器を用意する必要もなくなり、少ない設備で車速度測定を実施することができる。
【００３３】
前記実施形態においては、一台のアクセスポイントのみを使用し、アクセスポイントのアンテナとして指向性アンテナを使用することにより上り・下りの判別を行っていたが、二台以上のアクセスポイントを使用して上り・下りの判別を行ってもよい。
【００３４】
図８は、本発明の他の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの概要を説明するための模式図である。
【００３５】
図８に示されるように、このシステムでは、路上に設置された第1のアクセスポイント１１Ｘおよび第２のアクセスポイント１１Ｙからなる２つのアクセスポイントが使用される。アクセスポイント１１Ｘおよび１１Ｙは、互いの通信エリアが重ならないように道路に沿って一定の距離を隔てて配置されている。
【００３６】
そして図示のように、車両１２が下り方向に走行している場合には、車両１２に搭載された無線端末１３がまず第1のアクセスポイント１１Ｘに接続し、次いで第２のアクセスポイント１１Ｙに接続するので、これにより車両１２が下り方向に走行しているものと判断することができ、そのときの車速度は、アクセスポイント１１Ｘ，１１Ｙ間の距離と各アクセスポイント１１Ｘ，１１Ｙに接続した時刻から算出することができる。一方、車両１２が上り方向に走行している場合には、まず第２のアクセスポイント１１Ｙに接続し、次いで第1のアクセスポイント１１Ｘに接続するので、これにより車両が上り方向に走行しているものと判断することができ、そのときの車速度は、アクセスポイント１１Ｘ，１１Ｙ間の距離と各アクセスポイント１１Ｘ，１１Ｙに接続した時刻から算出することができる。このように、無線端末１３の接続状況およびその時刻のデータはアクセスポイント１１Ｘおよび１１Ｙからサーバ１５へ転送され、サーバ１５にて処理されて、アクセスポイント１１Ｘまたはアクセスポイント１１Ｙの設置点における車両の車速度および上り・下りが判断される。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、路上に設置された複数のアクセスポイントに無線端末が接続するタイミングの違いから車両の進行方向を判断するので、車両の進行方向を確実に判断することができ、また前記実施形態のように必ずしも指向性アンテナを採用する必要もない。
【００３８】
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００３９】
たとえば、上記実施形態においては、速度ｖ[m/s]で走行する車両から送信される信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）の変化の度合いから車速度を算出しているが、無線端末がアクセスポイントに接続している時間と、アクセスポイントがカバーする通信エリア内における車両の走行距離を用いて、アクセスポイントを通過する車両の車速度を算出することも可能である。すなわち、路上を走行する車両がアクセスポイントの通信エリア内に進入してネットワーク接続が開始された時刻ｔ１と、さらに走行して通信エリア外に到達してネットワーク接続が切断された時刻ｔ２と、車両が走行する道路のうちアクセスポイントの通信エリアによってカバーされる範囲の全長Ｌｘから、車速度Ｖは、Ｖ＝Ｌｘ／（ｔ２−ｔ１）として求めることができる。
【００４０】
また、上記実施形態においては、アクセスポイントが路上に設置されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、たとえば道路わき（路側）や中央分離帯など、アクセスポイントは路上付近に設置されていればよい。
【００４１】
また、前記実施形態においては、アクセスポイントが車速度を測定する手段や車両の進行方向を判断する手段を備えている場合について説明したが、サーバ側にそのような機能を持たせても構わない。すなわち、アクセスポイントからサーバへ必要な情報を送ることによって、上り車両および下り車両の車速度の算出をサーバに行なわせる。このときアクセスポイントからサーバへ送る情報としては、たとえば、時間経過による受信電界強度（ＲＳＳＩ)データなど、無線端末からの信号の受信信号強度の変化に関する情報を送信する。このようにすれば、車速度測定に関する主な処理をサーバ側で行うので、アクセスポイントは無線端末のインターネット接続に関する処理を主に行えばよく、アクセスポイントの処理の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの概要を説明するための模式図である。
【図２】図２は、このような指向性アンテナの水平方向特性の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、受信信号強度（ＲＳＳＩ）の変化を示すグラフである。
【図４】図４は、受信信号強度（ＲＳＳＩ）の変化を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図６】図６は、アクセスポイント１１の構成を概略的に示すブロック図である。
【図７】図７は、アクセスポイント１１による車両の計数手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の他の好ましい実施形態に係る車速度測定システムの概要を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 車速度測定システム
１１ アクセスポイント
１１Ｘ アクセスポイント
１１Ｙ アクセスポイント
１２ 車両
１３ 無線端末
１４ インターネット
１５ サーバ
２１ 無線ネットワークインターフェース部
２１Ｘ 指向性アンテナ
２２ 有線ネットワークインターフェース部
２３ システムコントローラ
２４ メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントと、
車両に搭載された無線端末とを備え、
前記アクセスポイントは、
前記無線端末をインターネットに接続する手段と、
前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段とを備えていることを特徴とする車速度測定システム。
【請求項２】
路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントを少なくとも１つ含み、
前記アクセスポイントは、
車両に搭載された無線端末をインターネットに接続する手段と、
前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段とを備えていることを特徴とする車速度測定システム。
【請求項３】
前記アクセスポイントは、指向性アンテナを備え、
前記車速度を算出する手段は、
前記アクセスポイントに近づく前記車両に搭載された前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化の度合いもしくは前記アクセスポイントから遠ざかる前記車両に搭載された前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化の度合いまたはこれらの両方に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車速度測定システム。
【請求項４】
前記アクセスポイントを複数備え、各アクセスポイント間の距離および前記無線端末が各アクセスポイントに接続した時刻に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を判断することを特徴とする請求項１または２に記載の車速度測定システム。
【請求項５】
前記アクセスポイントは、無線ＬＡＮアクセスポイントであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の車速度測定システム。
【請求項６】
路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントと、
車両に搭載された無線端末と、
前記インターネットを介して前記アクセスポイントに接続されたサーバとを備え、
前記アクセスポイントは、
前記無線端末をインターネットに接続する手段と、
前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化に関する情報を前記サーバへ転送する手段とを備え、
前記サーバは、
前記受信信号強度の変化に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段を備えていることを特徴とする車速度測定システム。
【請求項１】
路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントと、
車両に搭載された無線端末とを備え、
前記アクセスポイントは、
前記無線端末をインターネットに接続する手段と、
前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段とを備えていることを特徴とする車速度測定システム。
【請求項２】
路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントを少なくとも１つ含み、
前記アクセスポイントは、
車両に搭載された無線端末をインターネットに接続する手段と、
前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段とを備えていることを特徴とする車速度測定システム。
【請求項３】
前記アクセスポイントは、指向性アンテナを備え、
前記車速度を算出する手段は、
前記アクセスポイントに近づく前記車両に搭載された前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化の度合いもしくは前記アクセスポイントから遠ざかる前記車両に搭載された前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化の度合いまたはこれらの両方に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の車速度測定システム。
【請求項４】
前記アクセスポイントを複数備え、各アクセスポイント間の距離および前記無線端末が各アクセスポイントに接続した時刻に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を判断することを特徴とする請求項１または２に記載の車速度測定システム。
【請求項５】
前記アクセスポイントは、無線ＬＡＮアクセスポイントであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の車速度測定システム。
【請求項６】
路上付近に設置されたインターネット接続用のアクセスポイントと、
車両に搭載された無線端末と、
前記インターネットを介して前記アクセスポイントに接続されたサーバとを備え、
前記アクセスポイントは、
前記無線端末をインターネットに接続する手段と、
前記無線端末からの信号の受信信号強度の変化に関する情報を前記サーバへ転送する手段とを備え、
前記サーバは、
前記受信信号強度の変化に基づいて前記路上を通過する前記車両の車速度を算出する手段を備えていることを特徴とする車速度測定システム。
【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２００６−３９７６２（Ｐ２００６−３９７６２Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１６１９６（Ｐ２００４−２１６１９６）
【出願日】平成１６年７月２３日（２００４．７．２３）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２３日（２００４．７．２３）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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