電波伝搬解析装置
【課題】電波伝搬解析を、解析精度に影響を与えず、効率的に行うための技術を提供する。
【解決手段】地図データ記憶部１１には、道路情報及び障害物の位置などの情報が、地図データとして記憶されている。解析エリア決定部１２は、地図データの一部であって、且つ、電波伝搬解析の解析対象とする解析エリアを、地図データ記憶部１１に記憶されている道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて決定する。そして、電波伝搬解析部１３が、解析エリア決定部１３で決定された解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮し、それ以外の障害物を考慮せずに電波伝搬解析を行う。
【解決手段】地図データ記憶部１１には、道路情報及び障害物の位置などの情報が、地図データとして記憶されている。解析エリア決定部１２は、地図データの一部であって、且つ、電波伝搬解析の解析対象とする解析エリアを、地図データ記憶部１１に記憶されている道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて決定する。そして、電波伝搬解析部１３が、解析エリア決定部１３で決定された解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮し、それ以外の障害物を考慮せずに電波伝搬解析を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波送信車両と電波受信車両との間の電波伝搬解析を行う電波伝搬解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両相互情報通信、携帯電話、無線ＬＡＮなどの無線ネットワーク技術は、その有用性により、利用分野が広がってきている。
【０００３】
一般に、送信アンテナなどの電波の送信点から放たれた電波は、送信点を中心に放射線状に直進する。しかし、その先に障害物（建物、車両など）がある場合には、電波は障害物に反射、透過、回折し、様々な方向へ広がり、減衰していく。
【０００４】
上述したような電波伝搬特性（反射、透過、回折など）は、無線ネットワークシステムのデータ通信性能に大きく影響を与える。そのため、車両相互情報通信、携帯電話、無線ＬＡＮなどの無線ネットワーク技術を含む製品を、製造・販売する際には、その製造・販売の前段階として、電波が対象空間内でどのように伝搬するか、どこまで電波が行き届き得るのかなどを調べておく必要がある。
【０００５】
そのような電波伝搬特性は、実験装置や試作機を用いて測定すると、大規模な装置が必要であったり、多大な労力・コストが必要になったりするため、現在ではコンピュータシミュレーションにより解析（電波伝搬解析）する手法が数多く利用されている。
【０００６】
そのような解析手法として、電磁界解析手法や幾何光学的手法がある。
【０００７】
電磁界解析手法は、Ｍａｘｗｅｌｌの電磁界方程式を例えばＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ）法を用いて解き、その結果により電界強度分布を推定するというものである。しかし、この手法は解析対象モデルの寸法に比べて波長が短くなるＵＨＦ帯以上の周波数帯では演算量が膨大になってしまうというものである。
【０００８】
幾何光学的手法（レイトレーシング法）は、電波を幾何光学的な光線と仮定し、送信点から送信され受信点に到達する光線の軌跡情報から電界強度を計算するものである。軌跡の導出方法は、鏡像点法（イメージング法）とレイラウンチング法の２つに大別できる。
【０００９】
鏡像点法は、送信点、受信点及び全ての反射面の組み合わせから反射点を導出し、光線の軌跡を求めるものであり、光線の軌跡を厳密に求めることができる。しかし、演算量は反射面数の反射回数のべき乗に比例するため解析構造物の形状が複雑である場合には膨大となる。
【００１０】
レイラウンチング法は、送信点から送信角度間隔ごとに離散的に光線を発射して、その軌跡を逐次追跡して、受信点の回りに定義された受信空間に到達した光線の各々に対して、距離損失、偏波による損失、反射損失などの伝搬損失から複素受信レベルを導出し、各々の光線を位相合成することで受信レベルを導出するものである。よって、計算処理量は反射面数に比例するため、解析構造物の形状が複雑である場合でも鏡像点法と比較して小さい。しかし、受信点を受信空間で定義するため、厳密に光線の軌跡を導出できる鏡像点法と比較して精度は悪い。
【００１１】
上記電波伝搬解析の従来技術として、特許文献１では、道路を直線のサブエレメントに分解し、複数の建物のデータから道路幅を算出し、サブエレメントを中心として相互に道路幅だけ離れた位置に反射面（１つのサブエレメントに対して２つの反射面）を置き、該反射面のみを用いてレイトレースする電界強度計算装置が開示されている。
【００１２】
特許文献２では、送信源から障害物及び受信源が存在する範囲にのみ擬似光線を放射し、電波伝搬解析を行う電波伝搬解析装置が開示されている。
【００１３】
特許文献３では、予め受信電界強度が急激に変化するブレークポイントを識別し、基地局及び移動局のアンテナ高が等価路面高より十分大きい場合には、ブレークポイントを基準として異なる減衰係数を用い計算し、それ以外の場合には１種類の減衰係数を用いて計算する電波伝搬推定方法が開示されている。
【００１４】
特許文献４では、障害物の種類に基づいて乱数を発生させ、該乱数に基づいて電波の減推量及び電波のベクトル方位の変化量の演算を行うか否かを決定する電波伝搬路推定方法が開示されている。
【００１５】
この種の解析手法は、障害物の増加に伴い演算量が増加してしまうという問題がある。しかし、建物や道路などの地図データを簡略化してしまうと、演算量は減少するものの、解析精度が低下してしまう。そのため、解析の精度に影響を与えることなく、効率的に電波伝搬解析を行えることが望まれている。
【特許文献１】特開平９−１１９９５５号公報
【特許文献２】特開２００６−１０３４９号公報
【特許文献３】特開２００２−２７１２７５号公報
【特許文献４】特開２００６−８７０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電波伝搬解析を、解析精度に影響を与えず、効率的に行うための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。
【００１８】
本発明に係る電波伝搬解析装置は、電波送信車両と電波受信車両の間の電波伝搬解析を行う電波伝搬解析装置であって、道路情報及び障害物の情報を含む地図データを予め記憶する地図データ記憶手段と、前記道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、地図データの一部であって、且つ、前記電波送信車両と前記電波受信車両を含む領域を解析エリアとして決定する解析エリア決定手段と、前記解析エリア内の障害物及び前記解析エリアに隣接する障害物の情報に基づいて電波伝搬解析を行う電波伝搬解析手段と、を備える。
【００１９】
本発明に係る電波伝搬解析装置では、道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、解析対象とする解析エリア（地図データの一部のエリア）を決定し、該解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮した電波伝搬解析を行う。これにより、例えば、電波伝搬解析に大きく影響する領域を解析エリアとすれば、地図データの全体を解析対象として電波伝搬解析を行うのに比べ、解析精度に影響を与えることなく、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００２０】
また、本発明に係る電波伝搬解析装置は、前記電波送信車両から前記電波受信車両まで
の複数の経路を、前記道路情報、前記電波送信車両の位置、及び、前記電波受信車両の位置に基づいて探索する経路探索手段を更に備え、前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路を解析エリアとして決定することが好ましい。電波は主に道路に沿って伝搬するため、電波送信車両から電波受信車両までの経路のみを電波の通り道とすることにより、全ての道路を電波の通り道とするのに比べ、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。更に、電波送信車両から電波受信車両までの経路以外に進む電波は、解析に影響を与えないため、解析精度は下がらない。
【００２１】
前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路のうち、前記電波送信車両から前記電波受信車両までの右左折回数及び／又は経路距離が所定の閾値以下の経路のみを解析エリアとして決定することが好ましい。複雑な経路（右左折回数の多い経路）や電波送信車両から電波受信車両までの距離が長い経路では、電波の反射、透過、回折回数が多いため、電波受信車両に届かなかったり、電波受信車両に届くころには電界強度が弱くなってしまっていたりする。そのような電波は、解析に大きな影響を与えないため、考慮しなくてもよい。そのような電波を考慮することは、演算量の増加につながるため、右左折回数の少ない経路や電波送信車両から電波受信車両までの距離が短い経路のみを解析エリアとすることにより、解析精度を下げず且つ効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００２２】
前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路のうち、経路の一部に前記電波受信車両から遠ざかる箇所を含む経路を解析エリアとしないことが好ましい。遠回りするような経路は右左折回数の増加や、電波送信車両から電波受信車両までの距離の増加につながる。そこで、そのような経路（遠回りするような経路）を解析エリアとしないことにより、精度を下げることなく、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００２３】
前記解析エリア決定手段は、前記電波送信車両が走行する道路、及び、前記電波受信車両が走行する道路を解析エリアとして決定することが好ましい。電波送信車両及び電波受信車両の走行している道路のみを電波の通り道として電波伝搬解析を行うことにより、全ての道路を電波の通り道とするのに比べ、はるかに効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００２４】
前記解析エリア決定手段は、前記電波送信車両と前記電波受信車両の位置を頂点とする多角形に囲まれる領域を解析エリアとして決定することが好ましい。これにより、解析エリアを容易に決定することができる。更に、電波送信車両と電波受信車両の位置を頂点とする多角形に囲まれる領域内の障害物及び該多角形に隣接する障害物のみが電波伝搬解析に考慮されるため、全エリア内に存在する障害物を全て考慮するのに比べ、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００２５】
また、本発明は、上記手段の少なくとも一部を有する電波伝搬解析装置として捉えてもよいし、上記処理の少なくとも一部を含む電波伝搬解析方法、または、かかる方法を実現するための電波伝搬解析プログラムやそのプログラムを記憶した記憶媒体として捉えることもできる。なお、上記手段及び処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る電波伝搬解析装置では、道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、解析対象とする解析エリア（地図データの一部のエリア）を決定し、該解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮した電波伝搬解析を行う。これにより、例えば、電波伝搬解析に大きく影響する領域を解析エリアとすれば、地図データの全体を解析対象として電波伝搬解析を行うのに比べ、解析精度に影響を与える
ことなく、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００２８】
＜装置構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る電波伝搬解析装置の機能構成を示すブロック図である。この電波伝搬解析装置は、電波送信車両と電波受信車両の間の電波伝搬解析（電波伝搬のシミュレーション）を行う装置であり、例えば、車両相互情報通信機能を搭載した車両を製品化するために、その機能が正常に動作するかどうかをシミュレートする（電波伝搬特性を調べる）ためなどに用いられる。なお、この電波伝搬解析装置は、車両間における電波伝搬特性に限らず、通信端末を所持する人間と通信機能を搭載した車両との間など、様々な電波送信源と電波受信源の間の電波伝搬特性を調べるために用いることができる。
【００２９】
電波伝搬解析装置は、図１に示す複数の機能要素、すなわち、地図データ記憶部１１、解析エリア決定部１２、電波伝搬解析部１３、結果記憶部１４、表示部１５を備えている。本実施形態では、これらの機能要素は、コンピュータの演算処理装置がソフトウエア（プログラム）を実行し、必要に応じてハードディスク、メモリ、ディスプレイなどのハードウエア資源を制御することで実現される。ただし、これらの機能要素を専用のチップで構成しても構わない。
【００３０】
地図データ記憶部１１は、地図データを記憶する記憶装置である。この記憶装置としては、不揮発性メモリやハードディスクなど、どのような具体的技術が適用されてもよい。地図データには、道路情報（道路の位置、形状（直線、曲線など）、幅など）及び障害物（建物、車両など）の情報が含まれている。なお、障害物は、電波伝搬の障害（反射、透過、回折など）を引き起こすものであればどのようなものであってもよい。本実施形態では、障害物の情報として車両及び建物の位置、大きさ、及び、速度を考える。なお、地図データに記憶されている車両には電波送信車両及び電波受信車両も含まれる。
【００３１】
解析エリア決定部１２は、電波伝搬解析の解析対象とする解析エリアを決定する機能である。具体的には、解析エリアは、地図データ記憶部１１に記憶されている道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて決定される。なお、解析エリアは、地図データの一部であって、且つ、前記電波送信車両と前記電波受信車両を含む領域である。
【００３２】
電波伝搬解析部１３は、電波伝搬解析を行う機能である。具体的には、電波伝搬解析は、解析エリア決定部１２で決定された解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物の情報に基づいて行う。電波伝搬解析部１３による電波伝搬解析は、電磁界解析手法、幾何光学的解析手法、統計式を利用した手法（奥村−秦カーブ、坂上式、池上式などを用いた手法）など、既存の電波伝搬解析のどのような技術が適用されてもよい。
【００３３】
結果記憶部１４は、電波伝搬解析部１３から出力された結果を記憶する記憶装置である。この記憶装置としては、不揮発性メモリやハードディスクなど、どのような具体的技術が適用されてもよい。なお、電波伝搬解析の結果は、電波の受信電界強度、電波経路、電波の遅延情報などである。
【００３４】
表示部１５としては、液晶ディスプレイなど、どのような具体的技術が適用されてもよい。
【００３５】
＜電波伝搬解析機能＞
図２のフローチャートに沿って、電波伝搬解析装置の機能及び処理の流れを説明する。
【００３６】
電波伝搬解析処理が起動すると、解析エリア決定部１２が、地図データ記憶部１１から地図データを取得する（ステップＳ１１）。本実施形態における地図データの一例を図３に示す。図３の地図データは、７本の道路３１、８０戸の建物３２、３０台の車両３３、電波送信車両３４、及び、電波受信車両３５の情報を含む。なお、必要に応じて、ユーザは、該地図データを表示部１５で確認することができる。
【００３７】
次に、解析エリア決定部１２が、道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて解析エリアを決定する（ステップＳ１２）。
【００３８】
そして、電波伝搬解析部１３が、ステップＳ１２で決定された解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮した電波伝搬解析を行う（ステップＳ１３）。
【００３９】
次に、ステップＳ１３の結果が、結果記憶部１４に格納される（ステップＳ１４）。ユーザは、格納された結果を表示部１５で確認することができる。
【００４０】
以上述べたように、本実施形態では、解析エリア決定部１２によって決定された解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮した電波伝搬解析を行う。これにより、電波伝搬解析にあまり影響しない領域に存在する障害物は考慮されないため、全エリア内の障害物を全て考慮した電波伝搬解析を行うのに比べ、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。更に、電波伝搬解析に大きく影響する領域を解析エリアとすることにより、解析精度の低下を招くことなく、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００４１】
＜解析エリア決定処理＞
電波は主に道路に沿って伝搬するため、電波送信車両から電波受信車両までの経路が電波の通り道になると考えられる。更に、電波は、電波受信車両と電波送信車両の間に存在する障害物に反射などをして伝わることも考えられる。そこで、解析エリア決定処理（ステップＳ１２）では、電波送信車両及び電波受信車両が存在する道路（解析エリア決定処理１）、電波送信車両と電波受信車両の位置を頂点とする多角形に囲まれる領域（解析エリア決定処理２）、電波送信車両から電波受信車両までの経路（解析エリア決定処理３）、のいずれかを解析エリアとする。換言すれば、電波伝搬解析にはそのような解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮すれば十分なのである。
【００４２】
図４〜６のフローチャートに沿って、上記解析エリア決定処理１〜３の具体例について説明する。なお、ステップＳ１２には解析エリア決定処理１〜３のどの手法を用いてもよく、電波伝搬解析装置が解析エリア決定処理の手法を自動で選択してもよいし、ユーザが目的に応じて選択してもよい。
【００４３】
＜解析エリア決定処理１＞
図４のフローチャートは、解析エリア決定処理１の一具体例を示したものである。なお、この処理の手法は、電波送信車両３４が走行する道路及び電波受信車両３５が走行する道路が同一である場合や、電波送信車両３４が走行する道路及び電波受信車両３５が走行する道路が交差する場合などに有効である。
【００４４】
まず、解析エリア決定部１２が、電波送信車両が走行する道路及び電波受信車両が走行する道路を検出する（ステップＳ２１）。本実施形態では、図７に示す道路７１及び道路７２が検出される。なお、電波送信車両３４は道路７１を走行しており、電波受信車両３５は道路７２を走行している。
【００４５】
次に、ステップＳ２１で検出された道路が、同一か否かを判定する（ステップＳ２２）。同一である場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、ステップＳ２４へ進む。同一で無い場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、ステップＳ２３へ進む。
【００４６】
ステップＳ２３では、検出された道路が、交差するか否かを判定する。交差する場合（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、ステップＳ２４へ進む。交差しない場合（ステップＳ２３；ＮＯ）、全エリアを解析エリアとする（ステップＳ２５）。
【００４７】
ステップＳ２４では、解析エリア決定部１２が、ステップＳ２１で検出された道路を解析エリアとする。本実施形態では、道路７１及び道路７２が解析エリアとされる（なお、ステップＳ２２で同一と判定された場合、１つの道路が解析エリアとされる）。なお、解析エリアは、道路７１及び道路７２のように、地図データに含まれるその道路全てを解析エリアとしてもよいし、図８に示す道路８１及び道路８２のように道路７１及び道路７２の一部分に限定してもよい。
【００４８】
従って、本実施形態における電波伝搬解析は、解析エリア決定処理１の手法により、障害物を道路７１及び道路７２を走行している車両、及び、道路７１及び道路７２に隣接する建物及び車両のみに限定して行われる（例えば、図７の実線７３に囲まれる障害物のみを考慮した電波伝搬解析）。なお、解析エリアを道路８１及び道路８２とした場合は、点線８３に囲まれる障害物のみを考慮した電波伝搬解析が行われる。
【００４９】
＜解析エリア決定処理２＞
図５のフローチャートは、解析エリア決定処理２の一具体例を示したものである。
【００５０】
まず、解析エリア決定部１２が、電波送信車両の位置及び電波受信車両の位置を頂点とする多角形を形成する（ステップＳ３１）。本実施形態では、電波送信車両３４の位置及び電波受信車両３５の位置を対角の位置とする四角形９１が形成される（図９）。
【００５１】
次に、解析エリア決定部１２が、ステップＳ３１で形成された多角形に囲まれる領域を解析エリアとする（ステップＳ３２）。本実施形態では、四角形９１に囲まれる領域が解析エリアとされる。なお、解析エリアは、四角形９１のような長方形でなくても、三角形、平行四辺形、台形、五角形、などのように、多角形であればどのようなものでもよい。
【００５２】
従って、解析エリア決定処理２の手法により、解析エリアを容易に決定することができ、電波伝搬解析は、障害物を四角形９１囲まれる領域内に存在する建物及び車両、及び、四角形９１に隣接する建物及び車両のみに限定して行われる（例えば、図９の実線９２に囲まれる障害物のみを考慮した電波伝搬解析）。
【００５３】
＜解析エリア決定処理３＞
解析エリア決定処理３は、電波伝搬解析装置が経路探索部１６を更に備えている場合に実施可能である。図１０は、経路探索部１６を備えた電波伝搬解析装置の機能構成を示すブロック図である。
【００５４】
経路探索部１６は、道路情報に基づいて車両間の経路を探索する機能である。経路探索処理は、ダイクストラ法を用いた経路探索処理のような、既存の経路探索処理のどのような技術が適用されてもよい。なお、本実施形態における経路探索部１６は、電波送信車両から電波受信車両までの複数の経路を、道路情報、電波送信車両の位置、及び、電波受信車両の位置に基づいて探索する。
【００５５】
図６のフローチャートは、解析エリア決定処理３の一具体例を示したものである。
【００５６】
まず、経路探索部１６が、電波送信車両から電波受信車両までの複数の経路を探索する（ステップＳ４１）。本実施形態では、図１１の経路１１１〜１１３が探索されたとする。
【００５７】
次に、解析エリア決定部１２が、ステップＳ４１で探索された経路を解析エリアとする（ステップＳ４２）。本実施形態では、経路１１１〜１１３が解析エリアとされる。
【００５８】
従って、本実施形態における電波伝搬解析は、解析エリア決定処理３の手法により、障害物を、経路１１１〜１１３を走行する車両、及び、経路１１１〜１１３に隣接する建物及び車両のみに限定して行われる（例えば、図１１の実線１１４に囲まれる障害物のみを考慮した電波伝搬解析）。
【００５９】
なお、解析エリア決定処理３では、探索された経路全てを解析エリアとしているが、電波送信車両から電波受信車両までの右左折回数若しくは経路距離、又は、右左折回数と経路距離の両方が所定の閾値以下の経路のみを解析エリアとしてもよい（右左折回数の多い経路及び経路距離の長い経路は、障害物との反射回数の増加を招く。そのような経路を通る電波は、電波受信車両に届かなかったり、届くころには微弱な電波になってしまったりするため、考慮しなくてもよい）。なお、閾値は、ユーザが予め設定しておくものとする。
【００６０】
図１２は、経路探索結果の一例である（簡単のため、図１２には、電波送信車両１２１及び電波受信車両１２２を記載し、それ以外の障害物は記載しない）。なお、経路１２３ａの右左折回数及び経路距離は、「１回，１．３ｋｍ」であり、経路１２３ｂの右左折回数及び経路距離は、「２回，０．８ｋｍ」であり、経路１２３ｃの右左折回数及び経路距離は、「４回，１ｋｍ」であり、経路１２３ｄの右左折回数及び経路距離は、「５回，１．５ｋｍ」である。閾値を設定しない場合は、経路１２３ａ〜１２３ｄの４つが解析エリアとされる。右左折回数の閾値を「２回」と設定することにより、経路１２３ａ及び経路１２３ｂのみが解析エリアとされる。経路距離の閾値を「１ｋｍ」と設定することにより、経路１２３ｂ及び経路１２３ｃのみが解析エリアとされ、右左折回数及び経路距離の閾値を「２回，１ｋｍ」と設定することにより、経路１２３ｂのみが解析エリアとされる。
【００６１】
このように、右左折回数と経路距離の閾値を設定することにより、電波の通り道としてふさわしい経路のみを解析エリアとすることができるため、精度を下げず且つ効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００６２】
なお、解析エリア決定処理は、経路の一部に電波受信車両から遠ざかる箇所を含む経路を解析エリアとしなくてもよい（なお、電波受信車両から遠ざかる箇所を含む経路しか存在しない場合には、他の手法により求めてもよい）。経路の一部に電波受信車両から遠ざかる箇所を含む経路は、右左折回数や経路距離の増加につながるため、そのような経路を解析エリアとしないことにより、精度を下げず且つ効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００６３】
以上述べたように、本実施形態の解析エリア決定処理は、解析エリア決定処理１〜３の３つの手法があり、どの手法を用いても解析対象とする障害物の数を減らすことができる。そのため、全エリア内の障害物を全て考慮した電波伝搬解析を行うのに比べ、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。なお、解析エリア決定処理は、上記３つの手法に限らず、全エリアの一部であって、且つ、電波送信車両と電波受信車両を含んでいるエリアを決定する手法であれば、どのような手法を用いてもよい。
【００６４】
なお、本実施形態では、道路情報について詳しく述べていないが、道路情報は、２次元の道路の情報であってもよいし、３次元の形状を含んだ道路の情報であってもよい。本実施形態に係る電波伝搬解析装置は、道路情報の種類によらず、電波伝搬解析を効率的に行うことができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、地図データ記憶部１１に道路情報及び障害物（電波送信車両及び電波受信車両を含む）の情報が記憶されているが、地図データ記憶部１１には道路情報のみが記憶されていてもよい。その場合、建物、車両などの情報は、ユーザが入力してもよいし、別の記憶装置に記憶されていてもよい。この場合、地図データ記憶部１１と別の記憶装置が、本発明の地図データ記憶手段に相当する。
【００６６】
なお、本実施形態では、地図データの形式について述べていないが、地図データは、道路情報や障害物の情報が取得できる形式であれば画像データ、文字データ、及び、数値データなど、どのような形式であってもよい。なお、ユーザは、地図データを表示部１５で確認しながら該地図データの内容を変更することができる。
【００６７】
なお、本実施形態の解析エリア決定処理１では、電波送信車両が走行する道路と電波受信車両が走行する道路とが、同一でなく、且つ、交差していない場合に、全エリアを解析エリアとしているが、この場合には、他の解析エリア決定手法を用いてもよいし、通信不可能と判定して、その後の処理を中止してもよい。それによって、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、電波伝搬解析装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、電波伝搬解析装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、地図データの一例を示す図である。
【図４】図４は、解析エリア決定処理１の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は、解析エリア決定処理２の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、解析エリア決定処理３の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、解析エリア決定処理１における解析エリアの一例を示す図である。
【図８】図８は、解析エリア決定処理１における解析エリアの一例を示す図である。
【図９】図９は、解析エリア決定処理２における解析エリアの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、経路探索部１６を備えた電波伝搬解析装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、解析エリア決定処理３における解析エリアの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、経路探索処理結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１１ 地図データ記憶部
１２ 解析エリア決定部
１３ 電波伝搬解析部
１４ 結果記憶部
１５ 表示部
１６ 経路探索部
３１ 道路
３２ 建物
３３ 車両
３４ 電波送信車両
３５ 電波受信車両
７１，７２ 道路
８１，８２ 道路
１１１，１１２，１１３ 経路
１２１ 電波送信車両
１２２ 電波受信車両
１２３ａ〜１２３ｄ 経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波送信車両と電波受信車両との間の電波伝搬解析を行う電波伝搬解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両相互情報通信、携帯電話、無線ＬＡＮなどの無線ネットワーク技術は、その有用性により、利用分野が広がってきている。
【０００３】
一般に、送信アンテナなどの電波の送信点から放たれた電波は、送信点を中心に放射線状に直進する。しかし、その先に障害物（建物、車両など）がある場合には、電波は障害物に反射、透過、回折し、様々な方向へ広がり、減衰していく。
【０００４】
上述したような電波伝搬特性（反射、透過、回折など）は、無線ネットワークシステムのデータ通信性能に大きく影響を与える。そのため、車両相互情報通信、携帯電話、無線ＬＡＮなどの無線ネットワーク技術を含む製品を、製造・販売する際には、その製造・販売の前段階として、電波が対象空間内でどのように伝搬するか、どこまで電波が行き届き得るのかなどを調べておく必要がある。
【０００５】
そのような電波伝搬特性は、実験装置や試作機を用いて測定すると、大規模な装置が必要であったり、多大な労力・コストが必要になったりするため、現在ではコンピュータシミュレーションにより解析（電波伝搬解析）する手法が数多く利用されている。
【０００６】
そのような解析手法として、電磁界解析手法や幾何光学的手法がある。
【０００７】
電磁界解析手法は、Ｍａｘｗｅｌｌの電磁界方程式を例えばＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ）法を用いて解き、その結果により電界強度分布を推定するというものである。しかし、この手法は解析対象モデルの寸法に比べて波長が短くなるＵＨＦ帯以上の周波数帯では演算量が膨大になってしまうというものである。
【０００８】
幾何光学的手法（レイトレーシング法）は、電波を幾何光学的な光線と仮定し、送信点から送信され受信点に到達する光線の軌跡情報から電界強度を計算するものである。軌跡の導出方法は、鏡像点法（イメージング法）とレイラウンチング法の２つに大別できる。
【０００９】
鏡像点法は、送信点、受信点及び全ての反射面の組み合わせから反射点を導出し、光線の軌跡を求めるものであり、光線の軌跡を厳密に求めることができる。しかし、演算量は反射面数の反射回数のべき乗に比例するため解析構造物の形状が複雑である場合には膨大となる。
【００１０】
レイラウンチング法は、送信点から送信角度間隔ごとに離散的に光線を発射して、その軌跡を逐次追跡して、受信点の回りに定義された受信空間に到達した光線の各々に対して、距離損失、偏波による損失、反射損失などの伝搬損失から複素受信レベルを導出し、各々の光線を位相合成することで受信レベルを導出するものである。よって、計算処理量は反射面数に比例するため、解析構造物の形状が複雑である場合でも鏡像点法と比較して小さい。しかし、受信点を受信空間で定義するため、厳密に光線の軌跡を導出できる鏡像点法と比較して精度は悪い。
【００１１】
上記電波伝搬解析の従来技術として、特許文献１では、道路を直線のサブエレメントに分解し、複数の建物のデータから道路幅を算出し、サブエレメントを中心として相互に道路幅だけ離れた位置に反射面（１つのサブエレメントに対して２つの反射面）を置き、該反射面のみを用いてレイトレースする電界強度計算装置が開示されている。
【００１２】
特許文献２では、送信源から障害物及び受信源が存在する範囲にのみ擬似光線を放射し、電波伝搬解析を行う電波伝搬解析装置が開示されている。
【００１３】
特許文献３では、予め受信電界強度が急激に変化するブレークポイントを識別し、基地局及び移動局のアンテナ高が等価路面高より十分大きい場合には、ブレークポイントを基準として異なる減衰係数を用い計算し、それ以外の場合には１種類の減衰係数を用いて計算する電波伝搬推定方法が開示されている。
【００１４】
特許文献４では、障害物の種類に基づいて乱数を発生させ、該乱数に基づいて電波の減推量及び電波のベクトル方位の変化量の演算を行うか否かを決定する電波伝搬路推定方法が開示されている。
【００１５】
この種の解析手法は、障害物の増加に伴い演算量が増加してしまうという問題がある。しかし、建物や道路などの地図データを簡略化してしまうと、演算量は減少するものの、解析精度が低下してしまう。そのため、解析の精度に影響を与えることなく、効率的に電波伝搬解析を行えることが望まれている。
【特許文献１】特開平９−１１９９５５号公報
【特許文献２】特開２００６−１０３４９号公報
【特許文献３】特開２００２−２７１２７５号公報
【特許文献４】特開２００６−８７０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電波伝搬解析を、解析精度に影響を与えず、効率的に行うための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。
【００１８】
本発明に係る電波伝搬解析装置は、電波送信車両と電波受信車両の間の電波伝搬解析を行う電波伝搬解析装置であって、道路情報及び障害物の情報を含む地図データを予め記憶する地図データ記憶手段と、前記道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、地図データの一部であって、且つ、前記電波送信車両と前記電波受信車両を含む領域を解析エリアとして決定する解析エリア決定手段と、前記解析エリア内の障害物及び前記解析エリアに隣接する障害物の情報に基づいて電波伝搬解析を行う電波伝搬解析手段と、を備える。
【００１９】
本発明に係る電波伝搬解析装置では、道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、解析対象とする解析エリア（地図データの一部のエリア）を決定し、該解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮した電波伝搬解析を行う。これにより、例えば、電波伝搬解析に大きく影響する領域を解析エリアとすれば、地図データの全体を解析対象として電波伝搬解析を行うのに比べ、解析精度に影響を与えることなく、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００２０】
また、本発明に係る電波伝搬解析装置は、前記電波送信車両から前記電波受信車両まで
の複数の経路を、前記道路情報、前記電波送信車両の位置、及び、前記電波受信車両の位置に基づいて探索する経路探索手段を更に備え、前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路を解析エリアとして決定することが好ましい。電波は主に道路に沿って伝搬するため、電波送信車両から電波受信車両までの経路のみを電波の通り道とすることにより、全ての道路を電波の通り道とするのに比べ、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。更に、電波送信車両から電波受信車両までの経路以外に進む電波は、解析に影響を与えないため、解析精度は下がらない。
【００２１】
前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路のうち、前記電波送信車両から前記電波受信車両までの右左折回数及び／又は経路距離が所定の閾値以下の経路のみを解析エリアとして決定することが好ましい。複雑な経路（右左折回数の多い経路）や電波送信車両から電波受信車両までの距離が長い経路では、電波の反射、透過、回折回数が多いため、電波受信車両に届かなかったり、電波受信車両に届くころには電界強度が弱くなってしまっていたりする。そのような電波は、解析に大きな影響を与えないため、考慮しなくてもよい。そのような電波を考慮することは、演算量の増加につながるため、右左折回数の少ない経路や電波送信車両から電波受信車両までの距離が短い経路のみを解析エリアとすることにより、解析精度を下げず且つ効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００２２】
前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路のうち、経路の一部に前記電波受信車両から遠ざかる箇所を含む経路を解析エリアとしないことが好ましい。遠回りするような経路は右左折回数の増加や、電波送信車両から電波受信車両までの距離の増加につながる。そこで、そのような経路（遠回りするような経路）を解析エリアとしないことにより、精度を下げることなく、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００２３】
前記解析エリア決定手段は、前記電波送信車両が走行する道路、及び、前記電波受信車両が走行する道路を解析エリアとして決定することが好ましい。電波送信車両及び電波受信車両の走行している道路のみを電波の通り道として電波伝搬解析を行うことにより、全ての道路を電波の通り道とするのに比べ、はるかに効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００２４】
前記解析エリア決定手段は、前記電波送信車両と前記電波受信車両の位置を頂点とする多角形に囲まれる領域を解析エリアとして決定することが好ましい。これにより、解析エリアを容易に決定することができる。更に、電波送信車両と電波受信車両の位置を頂点とする多角形に囲まれる領域内の障害物及び該多角形に隣接する障害物のみが電波伝搬解析に考慮されるため、全エリア内に存在する障害物を全て考慮するのに比べ、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００２５】
また、本発明は、上記手段の少なくとも一部を有する電波伝搬解析装置として捉えてもよいし、上記処理の少なくとも一部を含む電波伝搬解析方法、または、かかる方法を実現するための電波伝搬解析プログラムやそのプログラムを記憶した記憶媒体として捉えることもできる。なお、上記手段及び処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る電波伝搬解析装置では、道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、解析対象とする解析エリア（地図データの一部のエリア）を決定し、該解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮した電波伝搬解析を行う。これにより、例えば、電波伝搬解析に大きく影響する領域を解析エリアとすれば、地図データの全体を解析対象として電波伝搬解析を行うのに比べ、解析精度に影響を与える
ことなく、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００２８】
＜装置構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る電波伝搬解析装置の機能構成を示すブロック図である。この電波伝搬解析装置は、電波送信車両と電波受信車両の間の電波伝搬解析（電波伝搬のシミュレーション）を行う装置であり、例えば、車両相互情報通信機能を搭載した車両を製品化するために、その機能が正常に動作するかどうかをシミュレートする（電波伝搬特性を調べる）ためなどに用いられる。なお、この電波伝搬解析装置は、車両間における電波伝搬特性に限らず、通信端末を所持する人間と通信機能を搭載した車両との間など、様々な電波送信源と電波受信源の間の電波伝搬特性を調べるために用いることができる。
【００２９】
電波伝搬解析装置は、図１に示す複数の機能要素、すなわち、地図データ記憶部１１、解析エリア決定部１２、電波伝搬解析部１３、結果記憶部１４、表示部１５を備えている。本実施形態では、これらの機能要素は、コンピュータの演算処理装置がソフトウエア（プログラム）を実行し、必要に応じてハードディスク、メモリ、ディスプレイなどのハードウエア資源を制御することで実現される。ただし、これらの機能要素を専用のチップで構成しても構わない。
【００３０】
地図データ記憶部１１は、地図データを記憶する記憶装置である。この記憶装置としては、不揮発性メモリやハードディスクなど、どのような具体的技術が適用されてもよい。地図データには、道路情報（道路の位置、形状（直線、曲線など）、幅など）及び障害物（建物、車両など）の情報が含まれている。なお、障害物は、電波伝搬の障害（反射、透過、回折など）を引き起こすものであればどのようなものであってもよい。本実施形態では、障害物の情報として車両及び建物の位置、大きさ、及び、速度を考える。なお、地図データに記憶されている車両には電波送信車両及び電波受信車両も含まれる。
【００３１】
解析エリア決定部１２は、電波伝搬解析の解析対象とする解析エリアを決定する機能である。具体的には、解析エリアは、地図データ記憶部１１に記憶されている道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて決定される。なお、解析エリアは、地図データの一部であって、且つ、前記電波送信車両と前記電波受信車両を含む領域である。
【００３２】
電波伝搬解析部１３は、電波伝搬解析を行う機能である。具体的には、電波伝搬解析は、解析エリア決定部１２で決定された解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物の情報に基づいて行う。電波伝搬解析部１３による電波伝搬解析は、電磁界解析手法、幾何光学的解析手法、統計式を利用した手法（奥村−秦カーブ、坂上式、池上式などを用いた手法）など、既存の電波伝搬解析のどのような技術が適用されてもよい。
【００３３】
結果記憶部１４は、電波伝搬解析部１３から出力された結果を記憶する記憶装置である。この記憶装置としては、不揮発性メモリやハードディスクなど、どのような具体的技術が適用されてもよい。なお、電波伝搬解析の結果は、電波の受信電界強度、電波経路、電波の遅延情報などである。
【００３４】
表示部１５としては、液晶ディスプレイなど、どのような具体的技術が適用されてもよい。
【００３５】
＜電波伝搬解析機能＞
図２のフローチャートに沿って、電波伝搬解析装置の機能及び処理の流れを説明する。
【００３６】
電波伝搬解析処理が起動すると、解析エリア決定部１２が、地図データ記憶部１１から地図データを取得する（ステップＳ１１）。本実施形態における地図データの一例を図３に示す。図３の地図データは、７本の道路３１、８０戸の建物３２、３０台の車両３３、電波送信車両３４、及び、電波受信車両３５の情報を含む。なお、必要に応じて、ユーザは、該地図データを表示部１５で確認することができる。
【００３７】
次に、解析エリア決定部１２が、道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて解析エリアを決定する（ステップＳ１２）。
【００３８】
そして、電波伝搬解析部１３が、ステップＳ１２で決定された解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮した電波伝搬解析を行う（ステップＳ１３）。
【００３９】
次に、ステップＳ１３の結果が、結果記憶部１４に格納される（ステップＳ１４）。ユーザは、格納された結果を表示部１５で確認することができる。
【００４０】
以上述べたように、本実施形態では、解析エリア決定部１２によって決定された解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮した電波伝搬解析を行う。これにより、電波伝搬解析にあまり影響しない領域に存在する障害物は考慮されないため、全エリア内の障害物を全て考慮した電波伝搬解析を行うのに比べ、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。更に、電波伝搬解析に大きく影響する領域を解析エリアとすることにより、解析精度の低下を招くことなく、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００４１】
＜解析エリア決定処理＞
電波は主に道路に沿って伝搬するため、電波送信車両から電波受信車両までの経路が電波の通り道になると考えられる。更に、電波は、電波受信車両と電波送信車両の間に存在する障害物に反射などをして伝わることも考えられる。そこで、解析エリア決定処理（ステップＳ１２）では、電波送信車両及び電波受信車両が存在する道路（解析エリア決定処理１）、電波送信車両と電波受信車両の位置を頂点とする多角形に囲まれる領域（解析エリア決定処理２）、電波送信車両から電波受信車両までの経路（解析エリア決定処理３）、のいずれかを解析エリアとする。換言すれば、電波伝搬解析にはそのような解析エリア内の障害物及び該解析エリアに隣接する障害物のみを考慮すれば十分なのである。
【００４２】
図４〜６のフローチャートに沿って、上記解析エリア決定処理１〜３の具体例について説明する。なお、ステップＳ１２には解析エリア決定処理１〜３のどの手法を用いてもよく、電波伝搬解析装置が解析エリア決定処理の手法を自動で選択してもよいし、ユーザが目的に応じて選択してもよい。
【００４３】
＜解析エリア決定処理１＞
図４のフローチャートは、解析エリア決定処理１の一具体例を示したものである。なお、この処理の手法は、電波送信車両３４が走行する道路及び電波受信車両３５が走行する道路が同一である場合や、電波送信車両３４が走行する道路及び電波受信車両３５が走行する道路が交差する場合などに有効である。
【００４４】
まず、解析エリア決定部１２が、電波送信車両が走行する道路及び電波受信車両が走行する道路を検出する（ステップＳ２１）。本実施形態では、図７に示す道路７１及び道路７２が検出される。なお、電波送信車両３４は道路７１を走行しており、電波受信車両３５は道路７２を走行している。
【００４５】
次に、ステップＳ２１で検出された道路が、同一か否かを判定する（ステップＳ２２）。同一である場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、ステップＳ２４へ進む。同一で無い場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、ステップＳ２３へ進む。
【００４６】
ステップＳ２３では、検出された道路が、交差するか否かを判定する。交差する場合（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、ステップＳ２４へ進む。交差しない場合（ステップＳ２３；ＮＯ）、全エリアを解析エリアとする（ステップＳ２５）。
【００４７】
ステップＳ２４では、解析エリア決定部１２が、ステップＳ２１で検出された道路を解析エリアとする。本実施形態では、道路７１及び道路７２が解析エリアとされる（なお、ステップＳ２２で同一と判定された場合、１つの道路が解析エリアとされる）。なお、解析エリアは、道路７１及び道路７２のように、地図データに含まれるその道路全てを解析エリアとしてもよいし、図８に示す道路８１及び道路８２のように道路７１及び道路７２の一部分に限定してもよい。
【００４８】
従って、本実施形態における電波伝搬解析は、解析エリア決定処理１の手法により、障害物を道路７１及び道路７２を走行している車両、及び、道路７１及び道路７２に隣接する建物及び車両のみに限定して行われる（例えば、図７の実線７３に囲まれる障害物のみを考慮した電波伝搬解析）。なお、解析エリアを道路８１及び道路８２とした場合は、点線８３に囲まれる障害物のみを考慮した電波伝搬解析が行われる。
【００４９】
＜解析エリア決定処理２＞
図５のフローチャートは、解析エリア決定処理２の一具体例を示したものである。
【００５０】
まず、解析エリア決定部１２が、電波送信車両の位置及び電波受信車両の位置を頂点とする多角形を形成する（ステップＳ３１）。本実施形態では、電波送信車両３４の位置及び電波受信車両３５の位置を対角の位置とする四角形９１が形成される（図９）。
【００５１】
次に、解析エリア決定部１２が、ステップＳ３１で形成された多角形に囲まれる領域を解析エリアとする（ステップＳ３２）。本実施形態では、四角形９１に囲まれる領域が解析エリアとされる。なお、解析エリアは、四角形９１のような長方形でなくても、三角形、平行四辺形、台形、五角形、などのように、多角形であればどのようなものでもよい。
【００５２】
従って、解析エリア決定処理２の手法により、解析エリアを容易に決定することができ、電波伝搬解析は、障害物を四角形９１囲まれる領域内に存在する建物及び車両、及び、四角形９１に隣接する建物及び車両のみに限定して行われる（例えば、図９の実線９２に囲まれる障害物のみを考慮した電波伝搬解析）。
【００５３】
＜解析エリア決定処理３＞
解析エリア決定処理３は、電波伝搬解析装置が経路探索部１６を更に備えている場合に実施可能である。図１０は、経路探索部１６を備えた電波伝搬解析装置の機能構成を示すブロック図である。
【００５４】
経路探索部１６は、道路情報に基づいて車両間の経路を探索する機能である。経路探索処理は、ダイクストラ法を用いた経路探索処理のような、既存の経路探索処理のどのような技術が適用されてもよい。なお、本実施形態における経路探索部１６は、電波送信車両から電波受信車両までの複数の経路を、道路情報、電波送信車両の位置、及び、電波受信車両の位置に基づいて探索する。
【００５５】
図６のフローチャートは、解析エリア決定処理３の一具体例を示したものである。
【００５６】
まず、経路探索部１６が、電波送信車両から電波受信車両までの複数の経路を探索する（ステップＳ４１）。本実施形態では、図１１の経路１１１〜１１３が探索されたとする。
【００５７】
次に、解析エリア決定部１２が、ステップＳ４１で探索された経路を解析エリアとする（ステップＳ４２）。本実施形態では、経路１１１〜１１３が解析エリアとされる。
【００５８】
従って、本実施形態における電波伝搬解析は、解析エリア決定処理３の手法により、障害物を、経路１１１〜１１３を走行する車両、及び、経路１１１〜１１３に隣接する建物及び車両のみに限定して行われる（例えば、図１１の実線１１４に囲まれる障害物のみを考慮した電波伝搬解析）。
【００５９】
なお、解析エリア決定処理３では、探索された経路全てを解析エリアとしているが、電波送信車両から電波受信車両までの右左折回数若しくは経路距離、又は、右左折回数と経路距離の両方が所定の閾値以下の経路のみを解析エリアとしてもよい（右左折回数の多い経路及び経路距離の長い経路は、障害物との反射回数の増加を招く。そのような経路を通る電波は、電波受信車両に届かなかったり、届くころには微弱な電波になってしまったりするため、考慮しなくてもよい）。なお、閾値は、ユーザが予め設定しておくものとする。
【００６０】
図１２は、経路探索結果の一例である（簡単のため、図１２には、電波送信車両１２１及び電波受信車両１２２を記載し、それ以外の障害物は記載しない）。なお、経路１２３ａの右左折回数及び経路距離は、「１回，１．３ｋｍ」であり、経路１２３ｂの右左折回数及び経路距離は、「２回，０．８ｋｍ」であり、経路１２３ｃの右左折回数及び経路距離は、「４回，１ｋｍ」であり、経路１２３ｄの右左折回数及び経路距離は、「５回，１．５ｋｍ」である。閾値を設定しない場合は、経路１２３ａ〜１２３ｄの４つが解析エリアとされる。右左折回数の閾値を「２回」と設定することにより、経路１２３ａ及び経路１２３ｂのみが解析エリアとされる。経路距離の閾値を「１ｋｍ」と設定することにより、経路１２３ｂ及び経路１２３ｃのみが解析エリアとされ、右左折回数及び経路距離の閾値を「２回，１ｋｍ」と設定することにより、経路１２３ｂのみが解析エリアとされる。
【００６１】
このように、右左折回数と経路距離の閾値を設定することにより、電波の通り道としてふさわしい経路のみを解析エリアとすることができるため、精度を下げず且つ効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００６２】
なお、解析エリア決定処理は、経路の一部に電波受信車両から遠ざかる箇所を含む経路を解析エリアとしなくてもよい（なお、電波受信車両から遠ざかる箇所を含む経路しか存在しない場合には、他の手法により求めてもよい）。経路の一部に電波受信車両から遠ざかる箇所を含む経路は、右左折回数や経路距離の増加につながるため、そのような経路を解析エリアとしないことにより、精度を下げず且つ効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【００６３】
以上述べたように、本実施形態の解析エリア決定処理は、解析エリア決定処理１〜３の３つの手法があり、どの手法を用いても解析対象とする障害物の数を減らすことができる。そのため、全エリア内の障害物を全て考慮した電波伝搬解析を行うのに比べ、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。なお、解析エリア決定処理は、上記３つの手法に限らず、全エリアの一部であって、且つ、電波送信車両と電波受信車両を含んでいるエリアを決定する手法であれば、どのような手法を用いてもよい。
【００６４】
なお、本実施形態では、道路情報について詳しく述べていないが、道路情報は、２次元の道路の情報であってもよいし、３次元の形状を含んだ道路の情報であってもよい。本実施形態に係る電波伝搬解析装置は、道路情報の種類によらず、電波伝搬解析を効率的に行うことができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、地図データ記憶部１１に道路情報及び障害物（電波送信車両及び電波受信車両を含む）の情報が記憶されているが、地図データ記憶部１１には道路情報のみが記憶されていてもよい。その場合、建物、車両などの情報は、ユーザが入力してもよいし、別の記憶装置に記憶されていてもよい。この場合、地図データ記憶部１１と別の記憶装置が、本発明の地図データ記憶手段に相当する。
【００６６】
なお、本実施形態では、地図データの形式について述べていないが、地図データは、道路情報や障害物の情報が取得できる形式であれば画像データ、文字データ、及び、数値データなど、どのような形式であってもよい。なお、ユーザは、地図データを表示部１５で確認しながら該地図データの内容を変更することができる。
【００６７】
なお、本実施形態の解析エリア決定処理１では、電波送信車両が走行する道路と電波受信車両が走行する道路とが、同一でなく、且つ、交差していない場合に、全エリアを解析エリアとしているが、この場合には、他の解析エリア決定手法を用いてもよいし、通信不可能と判定して、その後の処理を中止してもよい。それによって、効率的な電波伝搬解析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、電波伝搬解析装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、電波伝搬解析装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、地図データの一例を示す図である。
【図４】図４は、解析エリア決定処理１の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は、解析エリア決定処理２の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、解析エリア決定処理３の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、解析エリア決定処理１における解析エリアの一例を示す図である。
【図８】図８は、解析エリア決定処理１における解析エリアの一例を示す図である。
【図９】図９は、解析エリア決定処理２における解析エリアの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、経路探索部１６を備えた電波伝搬解析装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、解析エリア決定処理３における解析エリアの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、経路探索処理結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１１ 地図データ記憶部
１２ 解析エリア決定部
１３ 電波伝搬解析部
１４ 結果記憶部
１５ 表示部
１６ 経路探索部
３１ 道路
３２ 建物
３３ 車両
３４ 電波送信車両
３５ 電波受信車両
７１，７２ 道路
８１，８２ 道路
１１１，１１２，１１３ 経路
１２１ 電波送信車両
１２２ 電波受信車両
１２３ａ〜１２３ｄ 経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波送信車両と電波受信車両の間の電波伝搬解析を行う電波伝搬解析装置であって、
道路情報及び障害物の情報を含む地図データを予め記憶する地図データ記憶手段と、
前記道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、地図データの一部であって、且つ、前記電波送信車両と前記電波受信車両を含む領域を解析エリアとして決定する解析エリア決定手段と、
前記解析エリア内の障害物及び前記解析エリアに隣接する障害物の情報に基づいて電波伝搬解析を行う電波伝搬解析手段と、
を備える電波伝搬解析装置。
【請求項２】
前記電波送信車両から前記電波受信車両までの複数の経路を、前記道路情報、前記電波送信車両の位置、及び、前記電波受信車両の位置に基づいて探索する経路探索手段を更に備え、
前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路を解析エリアとして決定する
請求項１に記載の電波伝搬解析装置。
【請求項３】
前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路のうち、前記電波送信車両から前記電波受信車両までの右左折回数及び／又は経路距離が所定の閾値以下の経路のみを解析エリアとして決定する
請求項２に記載の電波伝搬解析装置。
【請求項４】
前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路のうち、経路の一部に前記電波受信車両から遠ざかる箇所を含む経路を解析エリアとしない
請求項２〜請求項３のいずれかに記載の電波伝搬解析装置。
【請求項５】
前記解析エリア決定手段は、前記電波送信車両が走行する道路、及び、前記電波受信車両が走行する道路を解析エリアとして決定する
請求項１に記載の電波伝搬解析装置。
【請求項６】
前記解析エリア決定手段は、前記電波送信車両と前記電波受信車両の位置を頂点とする多角形に囲まれる領域を解析エリアとして決定する
請求項１に記載の電波伝搬解析装置。
【請求項７】
コンピュータが、
道路情報及び障害物の情報を含む地図データを記憶手段に予め記憶し、
前記道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、地図データの一部であって、且つ、前記電波送信車両と前記電波受信車両を含む領域を解析エリアとして決定し、
前記解析エリア内の障害物及び前記解析エリアに隣接する障害物の情報に基づいて電波伝搬解析を行う
電波伝搬解析方法。
【請求項８】
コンピュータに、
道路情報及び障害物の情報を含む地図データを記憶手段に予め記憶するステップと、
前記道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、地図データの一部であって、且つ、前記電波送信車両と前記電波受信車両を含む領域を解析エリアとして決定するステップと、
前記解析エリア内の障害物及び前記解析エリアに隣接する障害物の情報に基づいて電波
伝搬解析を行うステップと、
を実行させるための電波伝搬解析プログラム。
【請求項１】
電波送信車両と電波受信車両の間の電波伝搬解析を行う電波伝搬解析装置であって、
道路情報及び障害物の情報を含む地図データを予め記憶する地図データ記憶手段と、
前記道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、地図データの一部であって、且つ、前記電波送信車両と前記電波受信車両を含む領域を解析エリアとして決定する解析エリア決定手段と、
前記解析エリア内の障害物及び前記解析エリアに隣接する障害物の情報に基づいて電波伝搬解析を行う電波伝搬解析手段と、
を備える電波伝搬解析装置。
【請求項２】
前記電波送信車両から前記電波受信車両までの複数の経路を、前記道路情報、前記電波送信車両の位置、及び、前記電波受信車両の位置に基づいて探索する経路探索手段を更に備え、
前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路を解析エリアとして決定する
請求項１に記載の電波伝搬解析装置。
【請求項３】
前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路のうち、前記電波送信車両から前記電波受信車両までの右左折回数及び／又は経路距離が所定の閾値以下の経路のみを解析エリアとして決定する
請求項２に記載の電波伝搬解析装置。
【請求項４】
前記解析エリア決定手段は、前記経路探索手段で探索された経路のうち、経路の一部に前記電波受信車両から遠ざかる箇所を含む経路を解析エリアとしない
請求項２〜請求項３のいずれかに記載の電波伝搬解析装置。
【請求項５】
前記解析エリア決定手段は、前記電波送信車両が走行する道路、及び、前記電波受信車両が走行する道路を解析エリアとして決定する
請求項１に記載の電波伝搬解析装置。
【請求項６】
前記解析エリア決定手段は、前記電波送信車両と前記電波受信車両の位置を頂点とする多角形に囲まれる領域を解析エリアとして決定する
請求項１に記載の電波伝搬解析装置。
【請求項７】
コンピュータが、
道路情報及び障害物の情報を含む地図データを記憶手段に予め記憶し、
前記道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、地図データの一部であって、且つ、前記電波送信車両と前記電波受信車両を含む領域を解析エリアとして決定し、
前記解析エリア内の障害物及び前記解析エリアに隣接する障害物の情報に基づいて電波伝搬解析を行う
電波伝搬解析方法。
【請求項８】
コンピュータに、
道路情報及び障害物の情報を含む地図データを記憶手段に予め記憶するステップと、
前記道路情報と、電波送信車両と電波受信車両の位置とに基づいて、地図データの一部であって、且つ、前記電波送信車両と前記電波受信車両を含む領域を解析エリアとして決定するステップと、
前記解析エリア内の障害物及び前記解析エリアに隣接する障害物の情報に基づいて電波
伝搬解析を行うステップと、
を実行させるための電波伝搬解析プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−３１１８６０（Ｐ２００８−３１１８６０Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５６５５９（Ｐ２００７−１５６５５９）
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（５０２０８７４６０）株式会社トヨタＩＴ開発センター (232)
【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２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（５０２０８７４６０）株式会社トヨタＩＴ開発センター (232)
【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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