JP2000348287A - ビーコン情報送信装置及びビーコン情報送信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゾーン情報を時間的に切り換える手段を設けな
くても、停止中の移動体に対してビーコン情報を送信出
来、且つ電波放射効率を良くする。 【解決手段】共通の送信情報にゾーン情報を重畳した信
号を互いに異なる主放射方向にする少なくとも一対のア
ンテナ１、２を、水平面に沿って回転させる回転手段４
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両などの移動
体に対してビーコン情報を送信するビーコン情報送信装
置及びそのシステムに関し、特に、駐停車している車両
に対して、電波を介して交通情報やその他の有用なビー
コン情報を送信する路車間のビーコン情報送信装置及び
そのシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の道路交通情報通信を行う無線設備
（ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication
System）用路車間ビーコン情報送信装置）にあっては、
図１に示すように 、主放射方向の異なる２つのアンテ
ナを有し、双方に共通の送信情報（装置が送信する目的
の情報）とゾーン情報（方向識別信号とも呼ばれる）と
で所定の方式にて変調した搬送波をそれぞれのアンテナ
に給電している。前記共通の送信情報はＧＭＳＫ変調方
式によって搬送波を変調し、ゾーン情報は１ｋＨｚの方
形波でおよそ１０％の振幅変調を搬送波にかける。ゾー
ン情報はそれぞれのアンテナによってその位相が異な
り、送信情報のデータの先頭のタイミングにて立ち上が
る位相（以下、この情報を含む電波をＡとする）と、当
該タイミングで立ち下がる位相（以下、この情報を含む
電波をＢとする）とをそれぞれのアンテナに供給する。
車両に搭載されている車載機は、通常、ナビゲーション
端末に組み込まれており、アンテナと受信器と表示装置
とを備え、ゾーン情報の位相が変化した場合に送信情報
を表示する仕組みとなっている。また、車載機は電波Ａ
→電波Ｂの順に受信した場合は「正方向」に走行中であ
ると認識し、電波Ｂ→電波Ａの順に受信した場合は「逆
方向」に走行中であると認識する。

【０００３】前記送信情報には交通情報などの情報や当
該情報が正方向に走行中の車両に対するものか、逆方向
の車両に対するものか、または両方向の車両に対するも
のかを示す情報が含まれており、車載機はゾーン情報に
よって位相が変化したことを検出した後に、認識した走
行方向に対する情報を選択して表示を行う構成になって
いる。

【０００４】一方、昨今、走行本線上の情報提供のみな
らず、サービスエリアやパーキングエリア（以下、まと
めてＳＡＰＡという）にて、停車中の車両に対して情報
提供したいという要望がある。このような要望は、運転
者が、ＳＡＰＡで休憩した後、停車中の車両に戻り、出
発前に交通情報を受信して、走行計画を立てたいという
ことが多いことに基づいている。ところが、現在のナビ
ゲーション端末では、エンジンを停止して端末の電源が
切れると、交通情報が消えてしまい、再びエンジンを起
動し端末の電源が入っても、走行して無線機の設置地点
を通過するまでは交通情報を見ることができなかった。
また、図１に示すようなＶＩＣＳ用ビーコン情報送信装
置をＳＡＰＡに設置しても、停車中の車両ではゾーン情
報の位相が変化しないために受信されず、このため上記
の要望に答えられないという問題があった。

【０００５】この問題を解決する公知の方法として、特
開平１０−２８１７７４号公報に記載された方法があ
る。すなわち、２つのアンテナに供給する信号に含まれ
るゾーン情報を互いに所定の時間毎に切り換えるという
方法である。この方法は、送信情報を時間的に切り換え
る方法であり、停車中の車両に対しても上記電波Ａと電
波Ｂを順次送信できるようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１０−
２８１７７４号公報に示される装置では、ゾーン情報を
時間的に変化させる手段が必要であり図１に示す装置の
制御部をそのまま使用できないという不都合がある。ま
た、通信エリアに死角が生じないようにするために、放
射ビームの形状を効率の悪い円形にしたり、且つ、通信
エリアの大きさの割には比較的大きな送信出力を必要と
していた。

【０００７】この発明の目的は、ゾーン情報を時間的に
切り換える手段を設けなくても、停止中の移動体に対し
てビーコン情報を送信出来、且つ電波放射効率の良いビ
ーコン情報送信装置及びビーコン情報送信システムを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するために以下のように構成される。

【０００９】（１）送信情報にゾーン情報を重畳した信
号を互いに異なる主放射方向を有する少なくとも一対の
アンテナのそれぞれに給電するビーコン情報送信装置に
おいて、一対のアンテナを回転させる回転手段を設け
た。

【００１０】この発明のビーコン情報送信装置は、前述
のように、図１に示す路車間ビーコン情報送信装置での
電波送信方法をそのまま使用するものである。すなわ
ち、主放射方向の異なる２つのアンテナ１、アンテナ２
を有し、双方のアンテナに対し共通の送信情報とゾーン
情報とを所定の方式にて変調した搬送波を給電する。共
通の送信情報はＧＭＳＫ変調方式によって搬送波を変調
し、ゾーン情報は１ｋＨｚの方形波でおよそ１０％の振
幅変調を搬送波にかける。ゾーン情報はそれぞれのアン
テナによってその位相が異なり、送信情報のデータの先
頭のタイミングにおいて立ち上がる位相と（電波Ａ）、
当該タイミングで立ち下がる位相（電波Ｂ）とをそれぞ
れのアンテナ１、２に供給する。車載機は、アンテナと
受信器と表示装置とを備えており、ゾーン情報の位相が
変化した時に情報を表示する仕組みとなっている。

【００１１】なお、この車載機には、ＧＰＳ受信器と液
晶表示器とを組み合わせた、従来のナビゲーション端末
装置を使用することができ、この装置に、路車間ビーコ
ン情報送信装置から送られてくる情報を表示する機能を
設ける。

【００１２】各送信情報には、その情報が「正方向」の
情報なのか、「逆方向」の情報なのかを識別する属性情
報が含まれており、車載機が電波Ａ→電波Ｂの順に受信
した場合には「正方向」に走行中であると認識して、送
信電波中から「正方向」の属性のある情報を選択して表
示器に表示する。電波Ｂ→電波Ａの順に受信した場合に
は「逆方向」に走行中であると認識して、送信電波中か
ら「逆方向」の属性のある情報を選択して表示器に表示
する。

【００１３】図１に示す路車間ビーコン情報送信システ
ムでは、上記のようにして、道路上を通過する車両は、
２つのゾーン間を通過する時にそれぞれの移動方向に応
じた情報を取得して車載機の表示器上に所定の情報を表
示することができる。

【００１４】この発明では、このようなビーコン情報送
信装置において、アンテナ１、アンテナ２の一対のアン
テナを水平面に沿って連続的に回転させる回転手段を設
けたものであるために、これをＳＡＰＡ等のエリアに設
置することによって、ゾーン情報を変化させる手段を制
御部に設けなくても、停止中の移動体は送信情報を受信
して表示することができる。なお、図１に示す装置に対
して、この発明では一つのアンテナを機械的に回転させ
るための手段を必要とするが、例えば、回転角度を限定
し、所定の範囲で往復回転させることは比較的容易に実
現可能である。

【００１５】また、各アンテナからの放射ビームが回転
するわけであるから、回転しない場合に比べて送信領域
を広く取ることができる。

【００１６】（２）各アンテナからの放射ビームを細長
状に絞った。

【００１７】一般に、アンテナからの放射特性は、その
放射ビームの指向が鋭いほど利得が大きくなるから、こ
の放射ビームを細長状に絞ることによって指向を鋭く
し、これにより送信領域をさらに広くすることができ
る。

【００１８】（３）回転手段は、一対のアンテナを一定
の回転角を正回転および動作させる。一対のアンテナは
そのアンテナを支持する支柱を中心に３６０°回転させ
るものであってもよいが、一定の回転角を正回転および
逆回転動作、つまり、ワイパー動作状に往復回転動作さ
せるものであってもよい。この場合、二つのアンテナか
らのそれぞれの放射ビームを接近させてワイパー動作状
に往復回転動作させること可能である。

【００１９】（４）前記一対のアンテナを異なった回転
面に沿って往復回転させる第２の回転手段を設けた。一
平面（例えば水平面）に沿うアンテナ回転に対し、その
取付状態によっては電波の届かない領域が出てくる可能
性がある。そこで、一つのアンテナを前記一平面とは異
なる平面面に沿って連続的にまたは間欠的に回転させる
手段を設けることによりこのような問題をなくすことが
できる。

【００２０】（５）アンテナを機械的に回転させる代わ
りに、一対のアンテナからの放射ビームを水平面に沿っ
て回転させる手段を設けた。

【００２１】フェーズドアレイ方式のアンテナを用いる
ことにより、位相合成によりアンテナからの電波の放射
ビームを回転させることが出来る。

【００２２】（６）上記のビーコン情報送信装置を複数
個備え、各ビーコン情報送信装置を時間的に切り替えて
交互に駆動する制御部を設けた。

【００２３】アンテナからの電波の電波伝搬状態または
駐車エリア等の地形によってはビーコン情報送信装置を
複数個設ける必要がある。この場合には、それぞれのビ
ーコン情報送信装置からの送信電波が干渉しないよう、
それらの装置を時間的に切り換えて交互に駆動する制御
部を設ける。

【００２４】（７）上記のビーコン情報送信装置を複数
個備え、各ビーコン情報送信装置の一対のアンテナの回
転周期を異ならせる制御部を設けた。

【００２５】複数のビーコン情報送信装置のそれぞれの
一つのアンテナの回転周期を異ならせることによって
も、電波の干渉による問題を実質的に回避することがで
きる。すなわち、ある瞬間で干渉が生じても、ある時間
後には正しく電波を受信できて送信情報の受信が可能に
なる。このようにすれば、各ビーコン情報送信装置を時
間的に切り換えて交互に駆動するための手段が不要とな
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】図２は、この発明の実施形態であ
るビーコン情報送信装置の設置図を示している。この装
置は、アンテナ１、２及び無線装置３を備え、アンテナ
１、２は回転手段４によって正回転および逆回転するよ
うになっている。アンテナ１、２は、車両の駐車場内ま
たは駐車場端の地上高数ｍ〜十数ｍに設置されている。
無線装置３及びアンテナ１、２の構成については、図１
に示すものと同じである。

【００２７】アンテナ１、２は所定の俯角をもって設置
され、駐車場内の一部の領域に前述の電波Ａを、異なる
一部の領域に電波Ｂを放射するようになっている。この
アンテナ１、２を水平面内で回転手段４によって回転さ
せることにより、停車中の車両に情報提供が可能とな
る。この理由を、図３及び図４を参照して説明する。

【００２８】図３は、アンテナ１、２から放射された電
波が車載機で受信される電力の分布を簡略表示したもの
であり、駐車場内の電波Ａ領域（ゾーンＡ）と電波Ｂ領
域（ゾーンＢ）が時間的に変化する様子を示している。
すなわち、ある時間Ｔａには図３（Ａ）に示すように電
波Ａと電波Ｂの領域にある車載機がそれぞれの電波を受
信できる。ここで、図３の点ａの位置に停車中の車両が
受信する電波を考える。アンテナが回転することで、電
波を受信できる領域は図３（Ａ）→図３（Ｂ）→図３
（Ｃ）→図３（Ａ）と繰り返すことになる。点ａの位置
をこの順に見てみると、電波Ａ→電波Ｂ→受信しない→
電波Ａという順に電波を受信することになる。したがっ
て、この位置の車載機では、電波Ａ→電波Ｂの順に受信
した時にゾーン情報の変化を検出することになるから、
送信情報として正方向の情報か両方向の情報として送信
することにより、車載機は受信した情報を表示すること
ができるようになる。これにより、停車中の車両に対し
ても情報提供が可能である。

【００２９】なお、ビーコン情報送信装置は、図４示す
構成を備えている。無線装置３は、ＶＩＣＳセンタや交
通管制センタなどの情報配信機関１０に接続されてお
り、ここから、通信モデム３０を介して制御部３１に道
路交通情報などを受け取る。メモリ３２には、車載機に
対して送信する最新の情報が記憶されている。ＧＭＳＫ
変調回路３３は、上記メモリ３２に記憶されている送信
情報によって搬送波３４をＧＭＳＫ変調し、１０％振幅
変調回路３５、３６は、１ｋＨｚ方形波のゾーン信号
（方向識別信号）によって、上記ＧＭＳＫ変調回路３３
の出力信号を振幅変調（ＡＭ変調）する。これらの変調
回路で変調された信号は、アンテナ１、２から電波Ａ、
電波Ｂとして放射される。

【００３０】また、車載機は、図５に示すように、アン
テナ４０からの受信信号を受信、復調する受信機４１、
受信データを処理する処理部４２、揮発性メモリ４４及
び表示器４３で構成されている。表示器４３はグラフィ
ック表示を行うことのできるＬＣＤ表示器から構成さ
れ、これを、車両用のナビゲーション端末の表示器で兼
用することが可能である。この場合は、車両用のナビゲ
ーション端末に、アンテナ４０、受信機４１、処理部４
２、揮発性メモリ４４が組み込まれることになる。

【００３１】この車載機の動作は、車両のエンジンキー
と連動しており、エンジンがスタートすることによって
バッテリから電源供給され動作を開始する。エンジンが
停止した時には電源断の状態となるためにその時点で動
作が停止する。

【００３２】図６に上記車載機の動作フローを示す。電
波を受信すると、ＳＴ１→ＳＴ２と進み、ＳＴ２〜ＳＴ
４において、受信した情報が、正方向の情報か逆方向の
情報か、両方向の情報かを判定する。方向性の判定は、
上述したとおりである。そして、それらの情報をＳＴ５
〜ＳＴ７においてバッファに記憶してＳＴ１に戻る。バ
ッファに記憶した情報については電波を受信していない
時にＳＴ８以下で処理する。すなわち、例えば、電波Ａ
→電波Ｂと変化し、その後に所定時間以上受信断の状態
が続いた場合には、正方向の情報または両方向の情報が
有効な情報となるから、ＳＴ１１でこの情報をバッファ
からメモリに格納してＳＴ１４でその内容を表示する。
また、電波Ｂ→電波Ａと変化し、その後に所定時間以上
受信断状態が続いた場合には、逆方向の情報または両方
向の情報が有効な情報となるから、ＳＴ９→ＳＴ１２と
進んで、その情報をバッファからメモリへ格納してＳＴ
１５で表示する。なお、電波Ａまたは電波Ｂのみ受信し
た後一定時間以上受信断状態であれば、位相の変化を検
出していないためにＳＴ１０→ＳＴ１３と進んでバッフ
ァをクリアする。

【００３３】なお、車載機に提供される情報の例を図７
に示す。この表示例では、簡易図形情報と文字情報が組
み合わされており、所要時間情報や道路情報等のＶＩＣ
Ｓ情報に加えて、表示部下方に広告情報が表示されてい
る。

【００３４】以上のように、一つのアンテナを一つの回
転面、例えば水平面に沿って連続的に往復回転させるこ
とによって、ゾーン情報を所定の時間毎に切り換えなく
ても、停車中の車両に対して情報提供が可能になる。

【００３５】上記路車間ビーコン情報送信装置では、一
対のアンテナを回転させているために、通信領域を広く
することもできる。すなわち、アンテナを回転させない
とすると、車載機は図３（Ａ）の実線の領域でしか受信
できないが、アンテナを回転させることで同図の破線の
領域での受信が可能となり、受信できる領域を広くする
ことができる。また、一般的にも、アンテナの放射はそ
の指向性が鋭いほど利得を大きくできるが、回転しない
アンテナの場合には指向性を鋭くして利得を大きく取る
と放射されない方向が発生して結局通信領域を広げるこ
とが困難だが、アンテナを回転させるようにすれば放射
ビームを細長状に絞って趣向性を鋭くすることができ、
これにより高い利得と均一な放射パターンの両方を実現
できる。

【００３６】図８はアンテナの回転手段の構成例であ
る。モータ５０の回転をギア５１を介してポール５２に
伝え、アンテナ１、２を取り付けたアーム５３を水平面
に沿って回転する構造とする。図２以下に示す実施形態
では、アンテナ１、２を往復回転させているためにケー
ブルのねじれの問題がないが、一方向に連続して回転さ
せる場合にはロータリジョイントと呼ばれる接続器具を
使用する。ロータリジョイントはケーブルのねじれを防
ぐための部品で、ロータリジョイントより上のケーブル
が回転（ケーブルの軸を中心に）しても当該ねじれが下
部に伝わらないように両方向への回転が可能であって、
しかもケーブルの特性インピーダンスをできるだけ損な
わない構造を具備する。このようなロータリジョイント
については船舶等に用いられているレーダ装置等に使用
される公知のものを使用することができる。

【００３７】この発明のシステムを構築する場合、アン
テナを水平面にのみで回転させるとアンテナ直下付近で
は電波Ａと電波Ｂの領域が不安定に変動したり、例え
ば、図９に示すように領域が偏った場合には電波Ａのみ
が受信されゾーン情報の位相が変化しないという場合も
想定される。したがって、この場合には１軸のみの回転
ではなく、図１０に示すように２軸で回転させれば、確
実にゾーン情報の変化を車載機に検出させることができ
る。図１０では、アンテナ１、２を水平面に沿って回転
させるための回転手段６０に加えて、垂直面に沿って回
転させる回転手段６１を設けたものである。この回転手
段６１は、連続的に往復回転させてもよいし、間欠的に
往復回転させてもよい。

【００３８】図１１は、この発明の他の実施形態を示
す。この例では、２つの路車間ビーコン情報送信装置Ｂ
１、Ｂ２でＳＡＰＡの全エリアをカバーするようにして
いる。但し、これの２つの路車間ビーコン情報送信装置
Ｂ１、Ｂ２は、それぞれ独立しているために図１１の領
域Ｐにおいてはビートが生じて正しく受信することがで
きなくなる可能性がある。そこで、図１２に示すよう
に、２つの路車間ビーコン情報送信装置Ｂ１、Ｂ２間に
時分割切替器ＥＸを設け、これにより２つの装置を時分
割駆動する。

【００３９】上記時分割切替器ＥＸを設けずに、２つの
装置Ｂ１とＢ２のアンテナの回転周期を異ならせるよう
にしてもよい。このようにすると、あるタイミングで領
域Ｐで２つの電波が重なっても、その後にいずれか一方
の装置Ｂ１またはＢ２の電波を受信できる状態となるた
めに、その受信時間が十分確保される限り特に問題はな
い。

【００４０】図１３は、ビーコン情報送信装置のアンテ
ナ放射ビームを細長状に絞って指向性を鋭くした場合の
例を示している。２つの放射ビームｂ１とｂ２は互いに
接近しており、この２つのビームｂ１、ｂ２が１８０°
の範囲内でワイパー動作状に往復回転動作する。このよ
うに、ビームの形状が細長状に形成される場合、通常ア
ンテナ利得を大きくすることができるから、１つのアン
テナで広い範囲をカバーすることができる。また、路車
間ビーコン情報送信装置ＢをＳＡＰＡの端部に設置し、
ワイパー動作する往復回転範囲を１８０°以下に設定す
ることによって、余分な範囲への電波の送信をなくすこ
とができるから、情報伝達が効率的なものとなる。

【００４１】なお、アンテナにフェイズドアレイ方式の
ものを用いて、放射ビームｂ１、ｂ２を位相合成によっ
て回転させるようにすることも可能である。また、車両
に限らず、船舶などの移動体にもこの発明を適用するこ
とができる。また、アンテナは一対に限らず、３個以上
で構成し、各アンテナに対して交互に切り替わるゾーン
情報を重畳してもよい。

【００４２】

【発明の効果】この発明によれば、ゾーン情報を時間的
に変化させる手段を設けなくても、送信情報を受信する
ことができると共に、アンテナを回転させることによっ
て広い通信エリアを確保できる。このため、例えば、高
速道路のサービスエリアなどのような広い駐車場にこの
発明を適用した場合でも、設置台数を減らせる利点があ
る。

【００４３】また、アンテナからの放射ビームを細長状
に絞ることによって、アンテナ利得を大きくすることが
でき通信領域をさらに広くすることができる。

【００４４】また、アンテナの回転範囲をワイパー動作
状に往復回転動作させることで、無駄な電力放射をなく
すことができ情報伝送の効率化を図ることができる。

【００４５】ビーコン情報送信装置を複数台設置する場
合には、この装置の時間的な切り換えを行う制御部を設
けることによって、ビート発生に起因する受信不可の領
域をなくすことができ、さらに、各装置のアンテナの回
転周期を異ならせることにより上記制御部をなくすこと
も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】路車間ビーコン情報送信システムの動作説明図

【図２】ビーコン情報送信装置の設置図

【図３】駐車場内に設置した場合の通信領域の時間的変
化を示す図

【図４】ビーコン情報送信装置のブロック図

【図５】車載機の一部構成図

【図６】車載機の動作を示すフローチャート

【図７】提供情報の例を示す。

【図８】回転手段の構成例

【図９】領域が偏った場合の不具合を示す図

【図１０】複数の回転手段を設けた場合の構成例

【図１１】２つのビーコン情報送信装置の設置図

【図１２】上記２つの装置を用いた場合の構成図

【図１３】アンテナをワイパー動作させる時のビーコン
情報送信装置の設置図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信情報にゾーン情報を重畳した信号を
   互いに異なる主放射方向を有する少なくとも一対のアン
   テナのそれぞれに給電するビーコン情報送信装置におい
   て、 一対のアンテナを回転させる回転手段を設けたことを特
   徴とするビーコン情報送信装置。
2. 【請求項２】 各アンテナからの放射ビームを細長状に
   絞った請求項１記載のビーコン情報送信装置。
3. 【請求項３】 回転手段は、一対のアンテナを一定の回
   転角の範囲を正回転および逆回転動作させる、請求項１
   又は２記載のビーコン情報送信装置。
4. 【請求項４】 前記一対のアンテナを前記回転手段によ
   る回転面とは異なった回転面に沿って回転させる第２の
   回転手段を設けた請求項１〜３のいずれかに記載のビー
   コン情報送信装置。
5. 【請求項５】 送信情報にゾーン情報を重畳した信号を
   互いに異なる主放射方向を有する少なくとも一対のアン
   テナのそれぞれに給電するビーコン情報送信装置におい
   て、 一対のアンテナからの放射ビームを回転させる手段を設
   けたことを特徴とするビーコン情報送信装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載のビーコ
   ン情報送信装置を複数個備え、各ビーコン情報送信装置
   を時間的に切り替えて交互に駆動する制御部を設けた、
   ビーコン情報送信システム。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれかに記載のビーコ
   ン情報送信装置を複数個備え、各ビーコン情報送信装置
   の一対のアンテナの回転周期を異ならせる制御部を設け
   た、ビーコン情報送信システム。