電波発射源特定装置、無線通信システム、電波発射源特定方法および無線通信方法
【課題】狭域無線通信において、周辺の構造物等の影響による電波反射によって発生する無線通信エラーを電波吸収体の追加設置等をすることなく解消することができる電波発射源特定装置、無線通信システム、電波発射源特定方法および無線通信方法を提供する。
【解決手段】狭域無線通信（ＤＳＲＣ）を利用したＥＴＣシステムにおいて、無線通信の障害となる周辺の構造物等による複数の電波反射波の到達時間を、通信対象となる車載器からの電波伝達距離から計算し、計算した電波到達時間と受信レベルとから反射波干渉除去回路により反射波成分を除去する。
【解決手段】狭域無線通信（ＤＳＲＣ）を利用したＥＴＣシステムにおいて、無線通信の障害となる周辺の構造物等による複数の電波反射波の到達時間を、通信対象となる車載器からの電波伝達距離から計算し、計算した電波到達時間と受信レベルとから反射波干渉除去回路により反射波成分を除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、狭域無線通信（ＤＳＲＣ）を利用した無線通信システムで、有料道路の料金収受を行なうＥＴＣシステム（有料道路自動料金収受システム）などに適用して好適な無線通信システムにおいて到来電波の発射源を特定する電波発射源特定装置および電波発射源特定方法に関する。
また、本発明は、上記電波発射源特定装置および電波発射源特定方法を用いたＥＴＣシステムなどに適用して好適な無線通信システムおよび無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、狭域無線通信（ＤＳＲＣ）を利用した無線通信システムとしてＥＴＣシステム（有料道路自動料金収受システム）が知られている。ＥＴＣシステムは、周知のように、移動体である車両（自動車）に移動局としての車載器を搭載して、地上（料金所）に設置された基地局としての路側無線装置との間でマイクロ波を用いた無線通信によりデータのやりとりを行なうことにより通行料金の収受処理を行なうものである（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−６７５０４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、従来技術によれば、ＥＴＣシステムの運用において、周辺の構造物や車両等の影響による電波反射による無線通信エラーが発生し、ＥＴＣシステムの安定運用に支障をきたすという問題が発生している。
【０００４】
このような問題に対する対策として、目的とする電波通信エリアやその周辺の電波測定を行なうことで、通信に影響を及ぼすエリアへの電波漏洩を防ぐために電波吸収体等を追加設置するなどして対策しているが、この電波吸収体の設置には高額な費用がかかり、ＥＴＣシステムの運用における大きな負担となっている。
【０００５】
そこで、本発明は、狭域無線通信において、周辺の構造物等の影響による電波反射によって発生する無線通信エラーを電波吸収体の追加設置等をすることなく解消することができる電波発射源特定装置、無線通信システム、電波発射源特定方法および無線通信方法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】
【０００６】
本発明の電波発射源特定装置は、到来電波を受信する到来電波受信手段と、前記到来電波の発射方向の画像を撮像する撮像手段と、前記到来電波受信手段により受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出手段と、この電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置を、このとき前記撮像手段により撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別手段と、前記撮像手段により撮像された画像から前記電波発射対象物識別手段により識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する判定手段とを具備している。
【０００７】
また、本発明の無線通信システムは、移動体が移動する道路の所定位置に対し電波通信エリアを形成するように配置された基地局と、前記移動体に搭載され、前記電波通信エリア内に進入した際、前記基地局との間で電波を用いた通信を行なう移動局とを有して構成される無線通信システムにおいて、前記電波通信エリアからの到来電波を受信する到来電波受信手段と、前記電波通信エリア内の画像を撮像する撮像手段と、前記到来電波受信手段により受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出手段と、この電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置を、このとき前記撮像手段により撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別手段と、前記撮像手段により撮像された画像から前記電波発射対象物識別手段により識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する第１の判定手段と、この第１の判定手段により電波発射対象物であると判定された場合、前記到来電波は前記移動体に搭載された移動局からの直接波であると判定し、電波反射対象物であると判定された場合、前記到来電波は他の物体からの反射波であると判定する第２の判定手段と、この第２の判定手段により前記到来電波は直接波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記到来電波受信手段の位置との距離から直接波の電波到達時間を求め、前記到来電波は反射波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記電波反射対象物の位置との距離と、前記電波反射対象物の位置と前記到来電波受信手段の位置との距離との合計値から反射波の電波到達時間を求める電波到達時間算出手段と、この電波到達時間算出手段により求められた直接波および反射波の各電波到達時間と前記到来電波受信手段で受信した信号の受信レベルとに基づき、前記基地局で受信した信号から反射波成分のみを除去する反射波干渉除去手段とを具備している。
【０００８】
また、本発明の電波発射源特定方法は、到来電波をアンテナで受信する到来電波受信ステップと、前記到来電波の発射方向の画像をカメラで撮像する撮像ステップと、前記到来電波受信ステップにより受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出ステップと、この電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置を、このとき前記撮像ステップにより撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別ステップと、前記撮像ステップにより撮像された画像から前記電波発射対象物識別ステップにより識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する判定ステップとを具備している。
【０００９】
さらに、本発明の無線通信方法は、移動体が移動する道路の所定位置に対し電波通信エリアを形成するように配置された基地局と、前記電波通信エリア内に進入した前記移動体に搭載された移動局との間で電波を用いた通信を行なう無線通信方法において、前記電波通信エリアからの到来電波をアンテナで受信する到来電波受信ステップと、前記電波通信エリア内の画像をカメラで撮像する撮像ステップと、前記到来電波受信ステップにより受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出ステップと、この電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置を、このとき前記撮像ステップにより撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別ステップと、前記撮像ステップにより撮像された画像から前記電波発射対象物識別ステップにより識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する第１の判定ステップと、この第１の判定ステップにより電波発射対象物であると判定された場合、前記到来電波は前記移動体に搭載された移動局からの直接波であると判定し、電波反射対象物であると判定された場合、前記到来電波は他の物体からの反射波であると判定する第２の判定ステップと、この第２の判定ステップにより前記到来電波は直接波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記アンテナの位置との距離から直接波の電波到達時間を求め、前記到来電波は反射波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記電波反射対象物の位置との距離と、前記電波反射対象物の位置と前記アンテナの位置との距離との合計値から反射波の電波到達時間を求める電波到達時間算出ステップと、この電波到達時間算出ステップにより求められた直接波および反射波の各電波到達時間と前記到来電波受信ステップで受信した信号の受信レベルとに基づき、前記基地局で受信した信号から反射波成分のみを除去する反射波干渉除去ステップとを具備している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、狭域無線通信において、周辺の構造物等の影響による電波反射によって発生する無線通信エラーを電波吸収体の追加設置等をすることなく解消することができる電波発射源特定装置、無線通信システム、電波発射源特定方法および無線通信方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムとしてのＥＴＣシステムの構成を概略的に示すものである。図１において、移動体である車両（自動車）１は、移動局としての車載器２を搭載していて、たとえば、有料道路（高速道路）における料金所のゲートに向かう料金収受レーン（道路）３を図示矢印方向に走行するものとする。
【００１２】
料金収受レーン３の所定位置（たとえば、ゲート存在位置）における側部には、基地局としての路側無線装置４が配設されている。路側無線装置４は、車載器２との間で電波による通信を行なうための路側アンテナ５を備えていて、図示するように料金収受レーン３上に対し電波通信エリア６を形成するように配設されており、システム全体を管理統括する上位装置（図示しない）に接続されている。
【００１３】
このような構成において、料金収受レーン３を走行する車両１が電波通信エリア６内に進入すると、当該車両１に搭載された車載器２は、路側無線装置４からの質問電波（ポーリング信号）を受信し、当該質問電波に対する応答電波を路側無線装置４へ送信することで、路側無線装置４との間で通信を開始する。路側無線装置４は、車載器２との無線通信によりデータのやりとりを行なうことにより通行料金の収受処理を行なうようになっている。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態に係る電波発射源特定装置の構成を概略的に示すものである。図２において、到来電波受信手段としての電波発射源検出アンテナ１１は、たとえば、路側アンテナ５の近傍に設置されていて、路側アンテナ５の電波通信エリア６からの到来電波を受信するように電波検出エリア１２が設定されている。
【００１５】
撮像手段としてのビデオカメラ（以降、カメラと略称する）１３も、たとえば、路側アンテナ５の近傍に設置されていて、路側アンテナ５の電波通信エリア６内の画像を撮像するように撮像エリア１４が設定されている。
【００１６】
電波発射源検出アンテナ１１は、当該アンテナ１１の出力信号を処理する電波処理部１５を介して画像処理部１６に接続されている。画像処理部１６には、カメラ１３および記憶手段としての画像データベース１７が接続されている。画像処理部１６は、後で詳細を説明する画像処理などを行なうもので、路側無線装置４に接続されている。
【００１７】
画像データベース１７は、たとえば、車載器が搭載される可能性の高い多種類の車両のフロントガラスのパターン画像をサンプル画像として格納していて、後で詳細を説明する電波発射位置の識別に用いられる。
【００１８】
図３は、路側無線装置４の構成を詳細に示すものである。図３において、受信系は、受信バンドパスフィルタ２１、ローノイズアンプ２２、周波数変換器２３、局部発振器２４、周波数変換後のバンドパスフィルタ２５、ＩＦ帯増幅器２６、復調部２７および制御部２８により構成されている。送信系は、制御部２８、変調回路２９、局部発振器３０、パワーアンプ３１および送信バンドパスフィルタ３２により構成されている。受信バンドパスフィルタ２１および送信バンドパスフィルタ３２と路側アンテナ５との間には、サーキュレータ３３が接続されている。
【００１９】
送信側の動作は、制御部２８からあらかじめ設定された通信フレームのデータが変調回路２９へ送られ、ここで変調され局部発振器３０に設定された無線周波数にアップコンバートされ、パワーアンプ３１にて増幅され、送信バンドパスフィルタ３２にて送信周波数以外の周波数がカットされ、サーキュレータ３３を経由して路側アンテナ５から無線電波として送出され、車載器２へと送信される。
【００２０】
受信側の動作は、車載器２からの応答無線電波が路側アンテナ５で受信され、サーキュレータ３３にて受信バンドパスフィルタ２１へ送られ、ここで所定の周波数以外の周波数がカットされ、ローノイズアンプ２２にて増幅され、周波数変換器２３にて局部発振器２４に設定された周波数に対応した周波数にダウンコンバータされ、バンドパスフィルタ２５にて所定の周波数以外の周波数がカットされ、ＩＦ帯増幅器２６にて増幅され、復調部２７へ送られる。
【００２１】
復調部２７では、受信信号に対し反射波成分の除去（後で詳細を説明する）を行なったのち包絡線検波を行なうことで受信データが復調される。復調された受信データは制御部２８へ送られ、ここで受信データが解読される。
【００２２】
復調部２７は、反射波干渉除去手段としての反射波干渉除去回路２７ａおよび復調回路２７ｂから構成されている。反射波干渉除去回路２７ａは、後述するように、求められた到来電波の直接波と反射波の電波到達時間とそのときの受信レベルとから反射波成分のみを受信信号からキャンセル（除去）するもので、たとえば、図４に示すように、加算器４１、遅延素子４２，４３および乗算器４４，４５により構成されるＦＩＲ（finite inpluse response:有限インパルス応答）フィルタとなっている。
【００２３】
なお、本実施の形態では、反射波干渉除去回路２７ａは、３系統のマルチパスの構成図を示したが、必要に応じて遅延素子と乗算器を追加して構成することで、３系統以上の系統に対しても適用可能である。
【００２４】
次に、このような構成において動作を説明する。
まず、本発明に係るマルチパスの概要について図５を参照して説明する。
【００２５】
道路３上の車両１との通信を行なう所定の場所に設置された路側無線装置４の路側アンテナ５からは、常時、通信フレームデータにより変調された電波が送出されている。路側無線装置４の路側アンテナ５の電波通信エリア６に車両１が進入すると、車両１に搭載された車載器２は路側無線装置４からの通信フレームを受信し、所定の応答を返信する。
【００２６】
この際、図５（ａ）に示すように、路側無線装置４の路側アンテナ５の電波通信エリア６の周辺に通信対象となる車両１以外に別の車両７や道路周辺の建造物８が存在すると、車載器２から発射される電波が隣接する車両７の金属部や、道路周辺の建築物８によって反射し、その一部が路側無線装置４の路側アンテナ５に到達する場合がある。
【００２７】
ここで、通信対象の車載器２から路側無線装置４の路側アンテナ５に直接到達する電波を電波Ａ、通信対象の車載器２からの電波が隣接する車両７によって反射し路側無線装置４の路側アンテナ５に到達した電波を電波Ｂ、通信対象の車載器２からの電波が道路周辺の建造物８によって反射し路側無線装置４の路側アンテナ５に到達した電波を電波Ｃとすると、それぞれの電波Ａ，Ｂ，Ｃは図５（ｂ）に示すように、直接到達する電波Ａに対し、反射して到達する分に相当する遅延時間Ｔ１，Ｔ２後に電波Ｂ、電波Ｃが路側無線装置４の路側アンテナ５に到達する。
【００２８】
このように、３つの電波、すなわち、電波Ａ、電波Ｂ、電波Ｃが同時に路側無線装置４の路側アンテナ５に到達することにより、当該電波Ａ、電波Ｂ、電波Ｃが干渉して波形ひずみが発生し、路側無線装置４は正常に車載器２からの応答を受信することができなくなる。
【００２９】
以下、本発明に係る電波発射源の特定およびその特定結果に基づく反射波（マルチパス）の干渉除去について図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
まず、カメラ１３を、たとえば、路側無線装置４が車載器２と通信を行なう電波通信エリア６全体を撮像するように撮像エリア１４を設定するとともに、電波発射源検出アンテナ１１を、電波通信エリア６からの到来電波を受信するように電波検出エリア１２を設定する。
【００３１】
この状態において、車両１が路側無線装置４の電波通信エリア６に進入し、路側無線装置４からの通信フレームデータを受信した車載器２が応答電波を発生すると（ステップＳ１，Ｓ２）、電波処理部１５は、電波発射源検出アンテナ１１で受信した電波から、そのアンテナ１１の受信エリア１２内において電波の受信レベルをサーチし（ステップＳ３）、受信レベルがあらかじめ設定された閾値を超えているポイント数を判定し（ステップＳ４）、その判定結果を路側無線装置４および画像処理部１６へ送る。
【００３２】
ステップＳ４の判定の結果、閾値を超えているポイント数が１個の場合、路側無線装置４は、反射波がないものと判断して、通常の車載器２との通信処理を行ない（ステップＳ５）、通信処理が終了すると（ステップＳ６）、ステップＳ１に戻って上記同様な動作を繰り返す。
【００３３】
ステップＳ４の判定の結果、閾値を超えているポイント数が例えば２個以上の場合、電波処理部１５は、その検出された各ポイント部分の座標値をそれぞれ計算し（ステップＳ７）、その計算結果を画像処理部１６へ送る。
【００３４】
画像処理部１６は、図７に示すように、カメラ１３が撮像した路側無線装置４が車載器２と通信を行なう電波通信エリア６内の画像に、電波の受信レベルがあらかじめ設定された閾値を超えて検出された各ポイント部分の座標点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３をマッピングさせることで（ステップＳ８）、図７に示すようなマッピング画像を取得する。
【００３５】
次に、画像処理部１６は、取得したマッピング画像から、電波の受信レベルの最も大きいポイント部分の座標周辺の画像を切り出し（ステップＳ９）、画像データベース１７内のサンプル画像と比較し（ステップＳ１０）、一致する（あるいは、類似度があらかじめ設定された閾値を超える）フロントガラスのパターン画像が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００３６】
画像データベース１７には、多種類の車両のフロントガラスのパターン画像がサンプル画像として格納されているので、ステップＳ１１の判定の結果、一致するフロントガラスのパターン画像が存在した場合（あるいは、類似度があらかじめ設定された閾値を超えるフロントガラスのパターン画像が存在した場合）、そのポイント部分の座標点は車載器２が発射する電波の直接波の発射源と判定し、そのポイント部分の座標点を直接波の電波発射源の位置座標値として図示しないメモリに格納する（ステップＳ１２）。この際、電波発射源の位置座標値の格納と同時にそのポイント部分での電波の受信レベルも対応させて格納する。
【００３７】
ステップＳ１１の判定の結果、一致するフロントガラスのパターン画像が存在しない場合（あるいは、類似度があらかじめ設定された閾値を超えるフロントガラスのパターン画像が存在しない場合）、そのポイント部分の座標点は車載器２からの電波が他の物体で反射して到来した反射波の経路と判定し、そのポイント部分の座標点を反射波の電波発射源の位置座標値として図示しないメモリに格納する（ステップＳ１３）。この際、電波発射源の位置座標値の格納と同時にそのポイント部分での電波の受信レベルも対応させて格納する。
【００３８】
次に、画像処理部１６は、図示しないメモリに格納された電波発射源の位置座標値に基づき電波到達時間を算出し、その算出結果を、図示しないメモリに格納した受信レベルとともに路側無線装置４へ送出する（ステップＳ１４，Ｓ１５）。以下、この電波到達時間の算出について図８を参照して説明する。
【００３９】
まず、図８（ａ）に示すように、あらかじめカメラ１３で道路３を含む画像を撮像し、この撮像した画像について格子状に分割し、この分割した部分の各ポイントまでの路側アンテナ５からの距離ａ，ｂ，ｃを測定し（図８（ｂ）参照）、さらに、使用する電波の波長と測定した距離とから算出される電波の到達時間を図示しない電波到達時間算出用テーブルに格納しておく。
【００４０】
そして、上記電波到達時間算出用テーブルの内容を参照することで、図示しないメモリに格納された電波発射源の位置座標値から、その発射源までの電波到達時間を求める。その場合、電波発射源の位置座標値電波の反射経路であった場合は、電波の直接の発射源と反射位置までの距離と、電波反射位置から路側アンテナ５までの距離とを加算することにより電波到達時間を求める。
【００４１】
なお、上記撮像した画像について格子状に分割する格子数は、適用するシステムにおいて要求される精度に応じて変化できるものとする。
【００４２】
次に、路側無線装置４は、画像処理部１６で求められた電波の直接波と反射波の各到達時間から前記遅延時間Ｔ１，Ｔ２（図５（ｂ）参照）を求め、この求めた遅延時間Ｔ１，Ｔ２を復調部２７における反射波干渉除去回路２７ａの遅延素子４２，４３にそれぞれ設定する（ステップＳ１６）。
【００４３】
復調部２７の反射波干渉除去回路２７ａでは、ＩＦ帯増幅器２６から入力された受信信号に対し反射波成分の除去を行ない、反射波成分を除去した受信信号を復調回路２７ｂへ送出する（ステップＳ１７）。
【００４４】
すなわち、入力された受信信号は、加算器４１を通過して遅延素子４２に入力され、設定された遅延時間Ｔ１後に出力される。出力された受信信号は、乗算器４４に入力され、所定の係数「−Ａ１」と乗算される。ここに、係数「−Ａ１」は、直接波(図５の電波Ａ)の受信レベルＲ０と、反射波（図５の電波Ｂ）の受信レベルＲ１との比（Ｒ１／Ｒ０）が設定される。
【００４５】
また、遅延素子４２から出力された受信信号は、遅延素子４３に入力され、設定された遅延時間Ｔ２後に出力される。出力された受信信号は、乗算器４５に入力され、所定の係数「−Ａ２」と乗算される。ここに、係数「−Ａ２」は、直接波(図５の電波Ａ)の受信レベルＲ０と、反射波（図５の電波Ｃ）の受信レベルＲ２との比（Ｒ２／Ｒ０）が設定される。
【００４６】
乗算器４４の出力信号および乗算器４５の出力信号は、それぞれ加算器４１に入力され、入力信号と加算される。その結果、当該反射波干渉除去回路２７ａの出力には、干渉波である反射波（図５の電波Ｂ、電波Ｃ）の成分のみが除去された信号が出力される。
【００４７】
以上説明したように上記実施の形態によれば、無線通信の障害となる周辺の構造物等による複数の電波反射波の到達時間を、通信対象となる車載器からの電波伝達距離から計算し、計算した電波到達時間と受信レベルとから反射波干渉除去回路により反射波成分を除去することにより、狭域無線通信（ＤＳＲＣ）を利用したＥＴＣシステムにおいて、周辺の構造物等の影響による電波反射によって発生する無線通信エラーを電波吸収体の追加設置等をすることなく解消することができ、路側無線装置と車載器との間で常に安定した通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムとしてのＥＴＣシステムの構成を概略的に示す模式図。
【図２】本発明の実施の形態に係る電波発射源特定装置の構成を概略的に示すブロック図。
【図３】路側無線装置の構成を詳細に示すブロック図。
【図４】反射波干渉除去回路の構成を概略的に示す構成図。
【図５】本発明に係るマルチパスの概要について説明する模式図。
【図６】電波発射源の特定およびその特定結果に基づく反射波の干渉除去について説明するフローチャート。
【図７】画像処理部で取得するマッピング画像の一例を示す図。
【図８】電波到達時間の算出について説明する模式図。
【符号の説明】
【００４９】
１…車両（移動体）、２…車載器（移動局）、３…料金収受レーン（道路）、４…路側無線装置（基地局）、５…路側アンテナ、６…電波通信エリア、１１…電波発射源検出アンテナ（到来電波受信手段）、１２…電波検出エリア、１３…ビデオカメラ（撮像手段）、１４…撮像エリア、１５…電波処理部、１６…画像処理部、１７…画像データベース（記憶手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、狭域無線通信（ＤＳＲＣ）を利用した無線通信システムで、有料道路の料金収受を行なうＥＴＣシステム（有料道路自動料金収受システム）などに適用して好適な無線通信システムにおいて到来電波の発射源を特定する電波発射源特定装置および電波発射源特定方法に関する。
また、本発明は、上記電波発射源特定装置および電波発射源特定方法を用いたＥＴＣシステムなどに適用して好適な無線通信システムおよび無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、狭域無線通信（ＤＳＲＣ）を利用した無線通信システムとしてＥＴＣシステム（有料道路自動料金収受システム）が知られている。ＥＴＣシステムは、周知のように、移動体である車両（自動車）に移動局としての車載器を搭載して、地上（料金所）に設置された基地局としての路側無線装置との間でマイクロ波を用いた無線通信によりデータのやりとりを行なうことにより通行料金の収受処理を行なうものである（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−６７５０４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、従来技術によれば、ＥＴＣシステムの運用において、周辺の構造物や車両等の影響による電波反射による無線通信エラーが発生し、ＥＴＣシステムの安定運用に支障をきたすという問題が発生している。
【０００４】
このような問題に対する対策として、目的とする電波通信エリアやその周辺の電波測定を行なうことで、通信に影響を及ぼすエリアへの電波漏洩を防ぐために電波吸収体等を追加設置するなどして対策しているが、この電波吸収体の設置には高額な費用がかかり、ＥＴＣシステムの運用における大きな負担となっている。
【０００５】
そこで、本発明は、狭域無線通信において、周辺の構造物等の影響による電波反射によって発生する無線通信エラーを電波吸収体の追加設置等をすることなく解消することができる電波発射源特定装置、無線通信システム、電波発射源特定方法および無線通信方法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】
【０００６】
本発明の電波発射源特定装置は、到来電波を受信する到来電波受信手段と、前記到来電波の発射方向の画像を撮像する撮像手段と、前記到来電波受信手段により受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出手段と、この電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置を、このとき前記撮像手段により撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別手段と、前記撮像手段により撮像された画像から前記電波発射対象物識別手段により識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する判定手段とを具備している。
【０００７】
また、本発明の無線通信システムは、移動体が移動する道路の所定位置に対し電波通信エリアを形成するように配置された基地局と、前記移動体に搭載され、前記電波通信エリア内に進入した際、前記基地局との間で電波を用いた通信を行なう移動局とを有して構成される無線通信システムにおいて、前記電波通信エリアからの到来電波を受信する到来電波受信手段と、前記電波通信エリア内の画像を撮像する撮像手段と、前記到来電波受信手段により受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出手段と、この電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置を、このとき前記撮像手段により撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別手段と、前記撮像手段により撮像された画像から前記電波発射対象物識別手段により識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する第１の判定手段と、この第１の判定手段により電波発射対象物であると判定された場合、前記到来電波は前記移動体に搭載された移動局からの直接波であると判定し、電波反射対象物であると判定された場合、前記到来電波は他の物体からの反射波であると判定する第２の判定手段と、この第２の判定手段により前記到来電波は直接波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記到来電波受信手段の位置との距離から直接波の電波到達時間を求め、前記到来電波は反射波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記電波反射対象物の位置との距離と、前記電波反射対象物の位置と前記到来電波受信手段の位置との距離との合計値から反射波の電波到達時間を求める電波到達時間算出手段と、この電波到達時間算出手段により求められた直接波および反射波の各電波到達時間と前記到来電波受信手段で受信した信号の受信レベルとに基づき、前記基地局で受信した信号から反射波成分のみを除去する反射波干渉除去手段とを具備している。
【０００８】
また、本発明の電波発射源特定方法は、到来電波をアンテナで受信する到来電波受信ステップと、前記到来電波の発射方向の画像をカメラで撮像する撮像ステップと、前記到来電波受信ステップにより受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出ステップと、この電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置を、このとき前記撮像ステップにより撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別ステップと、前記撮像ステップにより撮像された画像から前記電波発射対象物識別ステップにより識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する判定ステップとを具備している。
【０００９】
さらに、本発明の無線通信方法は、移動体が移動する道路の所定位置に対し電波通信エリアを形成するように配置された基地局と、前記電波通信エリア内に進入した前記移動体に搭載された移動局との間で電波を用いた通信を行なう無線通信方法において、前記電波通信エリアからの到来電波をアンテナで受信する到来電波受信ステップと、前記電波通信エリア内の画像をカメラで撮像する撮像ステップと、前記到来電波受信ステップにより受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出ステップと、この電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置を、このとき前記撮像ステップにより撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別ステップと、前記撮像ステップにより撮像された画像から前記電波発射対象物識別ステップにより識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する第１の判定ステップと、この第１の判定ステップにより電波発射対象物であると判定された場合、前記到来電波は前記移動体に搭載された移動局からの直接波であると判定し、電波反射対象物であると判定された場合、前記到来電波は他の物体からの反射波であると判定する第２の判定ステップと、この第２の判定ステップにより前記到来電波は直接波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記アンテナの位置との距離から直接波の電波到達時間を求め、前記到来電波は反射波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記電波反射対象物の位置との距離と、前記電波反射対象物の位置と前記アンテナの位置との距離との合計値から反射波の電波到達時間を求める電波到達時間算出ステップと、この電波到達時間算出ステップにより求められた直接波および反射波の各電波到達時間と前記到来電波受信ステップで受信した信号の受信レベルとに基づき、前記基地局で受信した信号から反射波成分のみを除去する反射波干渉除去ステップとを具備している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、狭域無線通信において、周辺の構造物等の影響による電波反射によって発生する無線通信エラーを電波吸収体の追加設置等をすることなく解消することができる電波発射源特定装置、無線通信システム、電波発射源特定方法および無線通信方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムとしてのＥＴＣシステムの構成を概略的に示すものである。図１において、移動体である車両（自動車）１は、移動局としての車載器２を搭載していて、たとえば、有料道路（高速道路）における料金所のゲートに向かう料金収受レーン（道路）３を図示矢印方向に走行するものとする。
【００１２】
料金収受レーン３の所定位置（たとえば、ゲート存在位置）における側部には、基地局としての路側無線装置４が配設されている。路側無線装置４は、車載器２との間で電波による通信を行なうための路側アンテナ５を備えていて、図示するように料金収受レーン３上に対し電波通信エリア６を形成するように配設されており、システム全体を管理統括する上位装置（図示しない）に接続されている。
【００１３】
このような構成において、料金収受レーン３を走行する車両１が電波通信エリア６内に進入すると、当該車両１に搭載された車載器２は、路側無線装置４からの質問電波（ポーリング信号）を受信し、当該質問電波に対する応答電波を路側無線装置４へ送信することで、路側無線装置４との間で通信を開始する。路側無線装置４は、車載器２との無線通信によりデータのやりとりを行なうことにより通行料金の収受処理を行なうようになっている。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態に係る電波発射源特定装置の構成を概略的に示すものである。図２において、到来電波受信手段としての電波発射源検出アンテナ１１は、たとえば、路側アンテナ５の近傍に設置されていて、路側アンテナ５の電波通信エリア６からの到来電波を受信するように電波検出エリア１２が設定されている。
【００１５】
撮像手段としてのビデオカメラ（以降、カメラと略称する）１３も、たとえば、路側アンテナ５の近傍に設置されていて、路側アンテナ５の電波通信エリア６内の画像を撮像するように撮像エリア１４が設定されている。
【００１６】
電波発射源検出アンテナ１１は、当該アンテナ１１の出力信号を処理する電波処理部１５を介して画像処理部１６に接続されている。画像処理部１６には、カメラ１３および記憶手段としての画像データベース１７が接続されている。画像処理部１６は、後で詳細を説明する画像処理などを行なうもので、路側無線装置４に接続されている。
【００１７】
画像データベース１７は、たとえば、車載器が搭載される可能性の高い多種類の車両のフロントガラスのパターン画像をサンプル画像として格納していて、後で詳細を説明する電波発射位置の識別に用いられる。
【００１８】
図３は、路側無線装置４の構成を詳細に示すものである。図３において、受信系は、受信バンドパスフィルタ２１、ローノイズアンプ２２、周波数変換器２３、局部発振器２４、周波数変換後のバンドパスフィルタ２５、ＩＦ帯増幅器２６、復調部２７および制御部２８により構成されている。送信系は、制御部２８、変調回路２９、局部発振器３０、パワーアンプ３１および送信バンドパスフィルタ３２により構成されている。受信バンドパスフィルタ２１および送信バンドパスフィルタ３２と路側アンテナ５との間には、サーキュレータ３３が接続されている。
【００１９】
送信側の動作は、制御部２８からあらかじめ設定された通信フレームのデータが変調回路２９へ送られ、ここで変調され局部発振器３０に設定された無線周波数にアップコンバートされ、パワーアンプ３１にて増幅され、送信バンドパスフィルタ３２にて送信周波数以外の周波数がカットされ、サーキュレータ３３を経由して路側アンテナ５から無線電波として送出され、車載器２へと送信される。
【００２０】
受信側の動作は、車載器２からの応答無線電波が路側アンテナ５で受信され、サーキュレータ３３にて受信バンドパスフィルタ２１へ送られ、ここで所定の周波数以外の周波数がカットされ、ローノイズアンプ２２にて増幅され、周波数変換器２３にて局部発振器２４に設定された周波数に対応した周波数にダウンコンバータされ、バンドパスフィルタ２５にて所定の周波数以外の周波数がカットされ、ＩＦ帯増幅器２６にて増幅され、復調部２７へ送られる。
【００２１】
復調部２７では、受信信号に対し反射波成分の除去（後で詳細を説明する）を行なったのち包絡線検波を行なうことで受信データが復調される。復調された受信データは制御部２８へ送られ、ここで受信データが解読される。
【００２２】
復調部２７は、反射波干渉除去手段としての反射波干渉除去回路２７ａおよび復調回路２７ｂから構成されている。反射波干渉除去回路２７ａは、後述するように、求められた到来電波の直接波と反射波の電波到達時間とそのときの受信レベルとから反射波成分のみを受信信号からキャンセル（除去）するもので、たとえば、図４に示すように、加算器４１、遅延素子４２，４３および乗算器４４，４５により構成されるＦＩＲ（finite inpluse response:有限インパルス応答）フィルタとなっている。
【００２３】
なお、本実施の形態では、反射波干渉除去回路２７ａは、３系統のマルチパスの構成図を示したが、必要に応じて遅延素子と乗算器を追加して構成することで、３系統以上の系統に対しても適用可能である。
【００２４】
次に、このような構成において動作を説明する。
まず、本発明に係るマルチパスの概要について図５を参照して説明する。
【００２５】
道路３上の車両１との通信を行なう所定の場所に設置された路側無線装置４の路側アンテナ５からは、常時、通信フレームデータにより変調された電波が送出されている。路側無線装置４の路側アンテナ５の電波通信エリア６に車両１が進入すると、車両１に搭載された車載器２は路側無線装置４からの通信フレームを受信し、所定の応答を返信する。
【００２６】
この際、図５（ａ）に示すように、路側無線装置４の路側アンテナ５の電波通信エリア６の周辺に通信対象となる車両１以外に別の車両７や道路周辺の建造物８が存在すると、車載器２から発射される電波が隣接する車両７の金属部や、道路周辺の建築物８によって反射し、その一部が路側無線装置４の路側アンテナ５に到達する場合がある。
【００２７】
ここで、通信対象の車載器２から路側無線装置４の路側アンテナ５に直接到達する電波を電波Ａ、通信対象の車載器２からの電波が隣接する車両７によって反射し路側無線装置４の路側アンテナ５に到達した電波を電波Ｂ、通信対象の車載器２からの電波が道路周辺の建造物８によって反射し路側無線装置４の路側アンテナ５に到達した電波を電波Ｃとすると、それぞれの電波Ａ，Ｂ，Ｃは図５（ｂ）に示すように、直接到達する電波Ａに対し、反射して到達する分に相当する遅延時間Ｔ１，Ｔ２後に電波Ｂ、電波Ｃが路側無線装置４の路側アンテナ５に到達する。
【００２８】
このように、３つの電波、すなわち、電波Ａ、電波Ｂ、電波Ｃが同時に路側無線装置４の路側アンテナ５に到達することにより、当該電波Ａ、電波Ｂ、電波Ｃが干渉して波形ひずみが発生し、路側無線装置４は正常に車載器２からの応答を受信することができなくなる。
【００２９】
以下、本発明に係る電波発射源の特定およびその特定結果に基づく反射波（マルチパス）の干渉除去について図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
まず、カメラ１３を、たとえば、路側無線装置４が車載器２と通信を行なう電波通信エリア６全体を撮像するように撮像エリア１４を設定するとともに、電波発射源検出アンテナ１１を、電波通信エリア６からの到来電波を受信するように電波検出エリア１２を設定する。
【００３１】
この状態において、車両１が路側無線装置４の電波通信エリア６に進入し、路側無線装置４からの通信フレームデータを受信した車載器２が応答電波を発生すると（ステップＳ１，Ｓ２）、電波処理部１５は、電波発射源検出アンテナ１１で受信した電波から、そのアンテナ１１の受信エリア１２内において電波の受信レベルをサーチし（ステップＳ３）、受信レベルがあらかじめ設定された閾値を超えているポイント数を判定し（ステップＳ４）、その判定結果を路側無線装置４および画像処理部１６へ送る。
【００３２】
ステップＳ４の判定の結果、閾値を超えているポイント数が１個の場合、路側無線装置４は、反射波がないものと判断して、通常の車載器２との通信処理を行ない（ステップＳ５）、通信処理が終了すると（ステップＳ６）、ステップＳ１に戻って上記同様な動作を繰り返す。
【００３３】
ステップＳ４の判定の結果、閾値を超えているポイント数が例えば２個以上の場合、電波処理部１５は、その検出された各ポイント部分の座標値をそれぞれ計算し（ステップＳ７）、その計算結果を画像処理部１６へ送る。
【００３４】
画像処理部１６は、図７に示すように、カメラ１３が撮像した路側無線装置４が車載器２と通信を行なう電波通信エリア６内の画像に、電波の受信レベルがあらかじめ設定された閾値を超えて検出された各ポイント部分の座標点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３をマッピングさせることで（ステップＳ８）、図７に示すようなマッピング画像を取得する。
【００３５】
次に、画像処理部１６は、取得したマッピング画像から、電波の受信レベルの最も大きいポイント部分の座標周辺の画像を切り出し（ステップＳ９）、画像データベース１７内のサンプル画像と比較し（ステップＳ１０）、一致する（あるいは、類似度があらかじめ設定された閾値を超える）フロントガラスのパターン画像が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００３６】
画像データベース１７には、多種類の車両のフロントガラスのパターン画像がサンプル画像として格納されているので、ステップＳ１１の判定の結果、一致するフロントガラスのパターン画像が存在した場合（あるいは、類似度があらかじめ設定された閾値を超えるフロントガラスのパターン画像が存在した場合）、そのポイント部分の座標点は車載器２が発射する電波の直接波の発射源と判定し、そのポイント部分の座標点を直接波の電波発射源の位置座標値として図示しないメモリに格納する（ステップＳ１２）。この際、電波発射源の位置座標値の格納と同時にそのポイント部分での電波の受信レベルも対応させて格納する。
【００３７】
ステップＳ１１の判定の結果、一致するフロントガラスのパターン画像が存在しない場合（あるいは、類似度があらかじめ設定された閾値を超えるフロントガラスのパターン画像が存在しない場合）、そのポイント部分の座標点は車載器２からの電波が他の物体で反射して到来した反射波の経路と判定し、そのポイント部分の座標点を反射波の電波発射源の位置座標値として図示しないメモリに格納する（ステップＳ１３）。この際、電波発射源の位置座標値の格納と同時にそのポイント部分での電波の受信レベルも対応させて格納する。
【００３８】
次に、画像処理部１６は、図示しないメモリに格納された電波発射源の位置座標値に基づき電波到達時間を算出し、その算出結果を、図示しないメモリに格納した受信レベルとともに路側無線装置４へ送出する（ステップＳ１４，Ｓ１５）。以下、この電波到達時間の算出について図８を参照して説明する。
【００３９】
まず、図８（ａ）に示すように、あらかじめカメラ１３で道路３を含む画像を撮像し、この撮像した画像について格子状に分割し、この分割した部分の各ポイントまでの路側アンテナ５からの距離ａ，ｂ，ｃを測定し（図８（ｂ）参照）、さらに、使用する電波の波長と測定した距離とから算出される電波の到達時間を図示しない電波到達時間算出用テーブルに格納しておく。
【００４０】
そして、上記電波到達時間算出用テーブルの内容を参照することで、図示しないメモリに格納された電波発射源の位置座標値から、その発射源までの電波到達時間を求める。その場合、電波発射源の位置座標値電波の反射経路であった場合は、電波の直接の発射源と反射位置までの距離と、電波反射位置から路側アンテナ５までの距離とを加算することにより電波到達時間を求める。
【００４１】
なお、上記撮像した画像について格子状に分割する格子数は、適用するシステムにおいて要求される精度に応じて変化できるものとする。
【００４２】
次に、路側無線装置４は、画像処理部１６で求められた電波の直接波と反射波の各到達時間から前記遅延時間Ｔ１，Ｔ２（図５（ｂ）参照）を求め、この求めた遅延時間Ｔ１，Ｔ２を復調部２７における反射波干渉除去回路２７ａの遅延素子４２，４３にそれぞれ設定する（ステップＳ１６）。
【００４３】
復調部２７の反射波干渉除去回路２７ａでは、ＩＦ帯増幅器２６から入力された受信信号に対し反射波成分の除去を行ない、反射波成分を除去した受信信号を復調回路２７ｂへ送出する（ステップＳ１７）。
【００４４】
すなわち、入力された受信信号は、加算器４１を通過して遅延素子４２に入力され、設定された遅延時間Ｔ１後に出力される。出力された受信信号は、乗算器４４に入力され、所定の係数「−Ａ１」と乗算される。ここに、係数「−Ａ１」は、直接波(図５の電波Ａ)の受信レベルＲ０と、反射波（図５の電波Ｂ）の受信レベルＲ１との比（Ｒ１／Ｒ０）が設定される。
【００４５】
また、遅延素子４２から出力された受信信号は、遅延素子４３に入力され、設定された遅延時間Ｔ２後に出力される。出力された受信信号は、乗算器４５に入力され、所定の係数「−Ａ２」と乗算される。ここに、係数「−Ａ２」は、直接波(図５の電波Ａ)の受信レベルＲ０と、反射波（図５の電波Ｃ）の受信レベルＲ２との比（Ｒ２／Ｒ０）が設定される。
【００４６】
乗算器４４の出力信号および乗算器４５の出力信号は、それぞれ加算器４１に入力され、入力信号と加算される。その結果、当該反射波干渉除去回路２７ａの出力には、干渉波である反射波（図５の電波Ｂ、電波Ｃ）の成分のみが除去された信号が出力される。
【００４７】
以上説明したように上記実施の形態によれば、無線通信の障害となる周辺の構造物等による複数の電波反射波の到達時間を、通信対象となる車載器からの電波伝達距離から計算し、計算した電波到達時間と受信レベルとから反射波干渉除去回路により反射波成分を除去することにより、狭域無線通信（ＤＳＲＣ）を利用したＥＴＣシステムにおいて、周辺の構造物等の影響による電波反射によって発生する無線通信エラーを電波吸収体の追加設置等をすることなく解消することができ、路側無線装置と車載器との間で常に安定した通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムとしてのＥＴＣシステムの構成を概略的に示す模式図。
【図２】本発明の実施の形態に係る電波発射源特定装置の構成を概略的に示すブロック図。
【図３】路側無線装置の構成を詳細に示すブロック図。
【図４】反射波干渉除去回路の構成を概略的に示す構成図。
【図５】本発明に係るマルチパスの概要について説明する模式図。
【図６】電波発射源の特定およびその特定結果に基づく反射波の干渉除去について説明するフローチャート。
【図７】画像処理部で取得するマッピング画像の一例を示す図。
【図８】電波到達時間の算出について説明する模式図。
【符号の説明】
【００４９】
１…車両（移動体）、２…車載器（移動局）、３…料金収受レーン（道路）、４…路側無線装置（基地局）、５…路側アンテナ、６…電波通信エリア、１１…電波発射源検出アンテナ（到来電波受信手段）、１２…電波検出エリア、１３…ビデオカメラ（撮像手段）、１４…撮像エリア、１５…電波処理部、１６…画像処理部、１７…画像データベース（記憶手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
到来電波を受信する到来電波受信手段と、
前記到来電波の発射方向の画像を撮像する撮像手段と、
前記到来電波受信手段により受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出手段と、
この電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置を、このとき前記撮像手段により撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から前記電波発射対象物識別手段により識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する判定手段と、
を具備したことを特徴とする電波発射源特定装置。
【請求項２】
移動体が移動する道路の所定位置に対し電波通信エリアを形成するように配置された基地局と、前記移動体に搭載され、前記電波通信エリア内に進入した際、前記基地局との間で電波を用いた通信を行なう移動局とを有して構成される無線通信システムにおいて、
前記電波通信エリアからの到来電波を受信する到来電波受信手段と、
前記電波通信エリア内の画像を撮像する撮像手段と、
前記到来電波受信手段により受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出手段と、
この電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置を、このとき前記撮像手段により撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から前記電波発射対象物識別手段により識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する第１の判定手段と、
この第１の判定手段により電波発射対象物であると判定された場合、前記到来電波は前記移動体に搭載された移動局からの直接波であると判定し、電波反射対象物であると判定された場合、前記到来電波は他の物体からの反射波であると判定する第２の判定手段と、
この第２の判定手段により前記到来電波は直接波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記到来電波受信手段の位置との距離から直接波の電波到達時間を求め、前記到来電波は反射波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記電波反射対象物の位置との距離と、前記電波反射対象物の位置と前記到来電波受信手段の位置との距離との合計値から反射波の電波到達時間を求める電波到達時間算出手段と、
この電波到達時間算出手段により求められた直接波および反射波の各電波到達時間と前記到来電波受信手段で受信した信号の受信レベルとに基づき、前記基地局で受信した信号から反射波成分のみを除去する反射波干渉除去手段と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
到来電波をアンテナで受信する到来電波受信ステップと、
前記到来電波の発射方向の画像をカメラで撮像する撮像ステップと、
前記到来電波受信ステップにより受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出ステップと、
この電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置を、このとき前記撮像ステップにより撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別ステップと、
前記撮像ステップにより撮像された画像から前記電波発射対象物識別ステップにより識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する判定ステップと、
を具備したことを特徴とする電波発射源特定方法。
【請求項４】
移動体が移動する道路の所定位置に対し電波通信エリアを形成するように配置された基地局と、前記電波通信エリア内に進入した前記移動体に搭載された移動局との間で電波を用いた通信を行なう無線通信方法において、
前記電波通信エリアからの到来電波をアンテナで受信する到来電波受信ステップと、
前記電波通信エリア内の画像をカメラで撮像する撮像ステップと、
前記到来電波受信ステップにより受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出ステップと、
この電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置を、このとき前記撮像ステップにより撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別ステップと、
前記撮像ステップにより撮像された画像から前記電波発射対象物識別ステップにより識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する第１の判定ステップと、
この第１の判定ステップにより電波発射対象物であると判定された場合、前記到来電波は前記移動体に搭載された移動局からの直接波であると判定し、電波反射対象物であると判定された場合、前記到来電波は他の物体からの反射波であると判定する第２の判定ステップと、
この第２の判定ステップにより前記到来電波は直接波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記アンテナの位置との距離から直接波の電波到達時間を求め、前記到来電波は反射波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記電波反射対象物の位置との距離と、前記電波反射対象物の位置と前記アンテナの位置との距離との合計値から反射波の電波到達時間を求める電波到達時間算出ステップと、
この電波到達時間算出ステップにより求められた直接波および反射波の各電波到達時間と前記到来電波受信ステップで受信した信号の受信レベルとに基づき、前記基地局で受信した信号から反射波成分のみを除去する反射波干渉除去ステップと、
を具備したことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１】
到来電波を受信する到来電波受信手段と、
前記到来電波の発射方向の画像を撮像する撮像手段と、
前記到来電波受信手段により受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出手段と、
この電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置を、このとき前記撮像手段により撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から前記電波発射対象物識別手段により識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する判定手段と、
を具備したことを特徴とする電波発射源特定装置。
【請求項２】
移動体が移動する道路の所定位置に対し電波通信エリアを形成するように配置された基地局と、前記移動体に搭載され、前記電波通信エリア内に進入した際、前記基地局との間で電波を用いた通信を行なう移動局とを有して構成される無線通信システムにおいて、
前記電波通信エリアからの到来電波を受信する到来電波受信手段と、
前記電波通信エリア内の画像を撮像する撮像手段と、
前記到来電波受信手段により受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出手段と、
この電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置を、このとき前記撮像手段により撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から前記電波発射対象物識別手段により識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出手段により検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する第１の判定手段と、
この第１の判定手段により電波発射対象物であると判定された場合、前記到来電波は前記移動体に搭載された移動局からの直接波であると判定し、電波反射対象物であると判定された場合、前記到来電波は他の物体からの反射波であると判定する第２の判定手段と、
この第２の判定手段により前記到来電波は直接波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記到来電波受信手段の位置との距離から直接波の電波到達時間を求め、前記到来電波は反射波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記電波反射対象物の位置との距離と、前記電波反射対象物の位置と前記到来電波受信手段の位置との距離との合計値から反射波の電波到達時間を求める電波到達時間算出手段と、
この電波到達時間算出手段により求められた直接波および反射波の各電波到達時間と前記到来電波受信手段で受信した信号の受信レベルとに基づき、前記基地局で受信した信号から反射波成分のみを除去する反射波干渉除去手段と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
到来電波をアンテナで受信する到来電波受信ステップと、
前記到来電波の発射方向の画像をカメラで撮像する撮像ステップと、
前記到来電波受信ステップにより受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出ステップと、
この電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置を、このとき前記撮像ステップにより撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別ステップと、
前記撮像ステップにより撮像された画像から前記電波発射対象物識別ステップにより識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する判定ステップと、
を具備したことを特徴とする電波発射源特定方法。
【請求項４】
移動体が移動する道路の所定位置に対し電波通信エリアを形成するように配置された基地局と、前記電波通信エリア内に進入した前記移動体に搭載された移動局との間で電波を用いた通信を行なう無線通信方法において、
前記電波通信エリアからの到来電波をアンテナで受信する到来電波受信ステップと、
前記電波通信エリア内の画像をカメラで撮像する撮像ステップと、
前記到来電波受信ステップにより受信した信号から到来電波の発射位置を検出する電波発射位置検出ステップと、
この電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置を、このとき前記撮像ステップにより撮像された画像と重ね合わせることにより電波発射対象物を識別する電波発射対象物識別ステップと、
前記撮像ステップにより撮像された画像から前記電波発射対象物識別ステップにより識別された電波発射対象物を含むその周辺の画像を切り出し、あらかじめ登録されたサンプル画像と比較することにより、前記電波発射位置検出ステップにより検出された電波発射位置が電波発射対象物であるか電波反射対象物であるかを判定する第１の判定ステップと、
この第１の判定ステップにより電波発射対象物であると判定された場合、前記到来電波は前記移動体に搭載された移動局からの直接波であると判定し、電波反射対象物であると判定された場合、前記到来電波は他の物体からの反射波であると判定する第２の判定ステップと、
この第２の判定ステップにより前記到来電波は直接波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記アンテナの位置との距離から直接波の電波到達時間を求め、前記到来電波は反射波であると判定された場合、前記電波反射対象物の位置と前記電波反射対象物の位置との距離と、前記電波反射対象物の位置と前記アンテナの位置との距離との合計値から反射波の電波到達時間を求める電波到達時間算出ステップと、
この電波到達時間算出ステップにより求められた直接波および反射波の各電波到達時間と前記到来電波受信ステップで受信した信号の受信レベルとに基づき、前記基地局で受信した信号から反射波成分のみを除去する反射波干渉除去ステップと、
を具備したことを特徴とする無線通信方法。
【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２００９−１１５５６２（Ｐ２００９−１１５５６２Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８７８６８（Ｐ２００７−２８７８６８）
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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