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発明の名称 ビーコン受信方法及び車載用ビーコン通信機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−307292(P2001−307292A)
公開日 平成13年11月2日(2001.11.2)
出願番号 特願2000−124232(P2000−124232)
出願日 平成12年4月25日(2000.4.25)
代理人 【識別番号】100091672
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 啓三
【テーマコード(参考)】
5H180
5K002
5K047
5K067
【Fターム(参考)】
5H180 AA01 BB02 BB04 FF12 FF13 FF27 
5K002 AA05 BA14 DA05 FA03 GA05
5K047 AA03 BB02 HH01 HH57 KK04 LL05 MM11 MM27 MM56
5K067 AA33 BB37 DD25 EE02 EE10 EE37 GG11 HH22 HH23 HH26
発明者 鈴木 康方
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 アイドル状態でビットデータ内に同期符号を検出すると1フレーム分のビットデータのエラーチェックを行い、エラー無しの判定に伴って出力される信号によりフレーム同期状態に遷移し、フレーム同期状態では前記ビットデータをシリアル/パラレル変換して記憶部に記憶するとともに、フレーム毎のエラーチェックを行って、エラー有りの判定に伴って出力される信号が一定数連続したときに前記アイドル状態に遷移することを特徴とするビーコン受信方法。
【請求項2】 アイドル状態でビットデータ内に同期符号を検出すると1フレーム分のビットデータのエラーチェックを行い、エラー無しの判定に伴って出力される信号によりフレーム同期状態に遷移し、フレーム同期状態では前記ビットデータをシリアル/パラレル変換して記憶部に記憶するとともに、フレーム毎のエラーチェックを行って、エラー無しの判定に伴う信号が一定の時間内に出力されないときに前記アイドル状態に遷移することを特徴とするビーコン受信方法。
【請求項3】 ビーコンを受信するビーコン受信部と、前記ビーコン受信部の出力からビットデータを抽出するビットデータ抽出部と、前記ビットデータのエラーチェックを行ってフレーム同期を検出するフレーム同期検出部と、前記フレーム同期検出部からエラー無しの判定に伴って出力される信号によりリセットされ、エラー有りの判定に伴って出力される信号をカウントするカウンタと、所定の値が設定されるレジスタと、前記カウンタの値と前記レジスタの値とを比較し、前記カウンタの値が前記レジスタの値よりも小さいときにアクティブとなり、前記カウンタの値が前記レジスタの値以上のときに非アクティブとなる信号を出力する比較部と、前記比較部の出力がアクティブのときに前記ビットデータを通過させ、非アクティブのときに前記ビットデータを遮断するセレクタと、前記セレクタを介して入力されたビットデータをシリアル/パラレル変換するシリアル/パラレル変換部と、前記シリアル/パラレル変換部から出力されたデータを記憶する記憶部とを有することを特徴とする車載用ビーコン通信機。
【請求項4】 ビーコンを受信するビーコン受信部と、前記ビーコン受信部の出力からビットデータを抽出するビットデータ抽出部と、前記ビットデータのエラーチェックを行ってフレーム同期を検出するフレーム同期検出部と、前記フレーム同期検出部からエラー無しの判定に伴って出力される信号によりリセットされるタイマーと、所定の値が設定されるレジスタと、前記タイマーの値と前記レジスタの値とを比較し、前記タイマーの値が前記レジスタの値よりも小さいときにアクティブとなり、前記タイマーの値が前記レジスタの値以上のときに非アクティブとなる信号を出力する比較部と、前記比較部の出力がアクティブのときに前記ビットデータを通過させ、非アクティブのときに前記ビットデータを遮断するセレクタと、前記セレクタを介して入力されたビットデータをシリアル/パラレル変換するシリアル/パラレル変換部と、前記シリアル/パラレル変換部から出力されたデータを記憶する記憶部とを有することを特徴とする車載用ビーコン通信機。
【請求項5】 前記レジスタの値は変更可能であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の車載用ビーコン通信機。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両外部から光ビーコン又は電波ビーコンに重畳して送られてくる情報を受信するビーコン受信方法及び車載用ビーコン通信機に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光ビーコン又は電波ビーコンを使用して、道路走行中の車両に、事故情報、渋滞情報及び駐車場空き情報等の交通情報を提供するシステムが実用化されている。このようなシステムを利用するには、例えば車両にビーコン通信機(車載用ビーコン通信機)とナビゲーション装置とを搭載し、道路上に設置されたビーコン通信機(路上ビーコン通信機)との間で通信を行う。
【0003】車載用ビーコン通信機を搭載した車両が路上ビーコン通信機の設置位置に近づくと、車載用ビーコン通信機に光ビーコン又は電波ビーコンが受信される。車載用ビーコン通信機は、光ビーコン又は電波ビーコンから交通情報を抽出してナビゲーション装置に送る。ナビゲーション装置は、車載用ビーコン通信機から送られてきた交通情報をディスプレイ装置に表示する。例えば、ナビゲーション装置は、渋滞情報を受信すると、ディスプレイ装置に表示した地図上に、対応する道路に沿って渋滞を示す赤色の矢印を表示する。
【0004】ところで、路上ビーコン通信機から送られる情報には、ビーコン通信機が設置されている地点の位置情報など、設置位置毎に異なる情報を含むので、ある路上ビーコン通信機の通信エリア内に車両が入ったか否か、通信エリアから車両が出たか否かを判定することが重要である。従来は、一般的に、受信強度がある一定の値よりも強くなったときに通信エリア内に入ったと判定し、受信強度が弱くなったときに通信エリアから出たと判定している。
【0005】光ビーコンでは、ワイパーの動作や路側に植えられた木の枝などで光ビーコンが一時的に遮られることがある。また、光ビーコンでは双方向通信を行うが、アップリンク(車両から路上ビーコン通信機へのデータの送信)とダウンリンク(路上ビーコン通信機から車両へのデータ送信)とを同時に行うことはできない。このように、一時的にダウンリンクが受信できない場合であっても、通信エリアを外れたと判定してしまうと、それ以降のビーコンに含まれる情報を受信できなくなったり、再度同期を確立するまでに時間がかかって、情報を十分に収集できず、表示情報の著しい減少を起こすことがある。
【0006】このような欠点を解消するために、特開平9−288156号公報には、最初に光ビーコンを受信してから第1の距離だけ走行した地点以降に光ビーコンが受信されなくなる地点を検出し、その地点から第2の距離だけ走行した地点で通信エリアを通過した判断し、更に第3の距離だけ走行するまでは次の受信判定を行わないようにすることが提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】特開平9−288156号公報に開示された方法では、車両の走行距離に基づいて通信エリアを判定している。しかし、車両の走行距離の検出は誤差が大きいので、通信エリアの正確な判定が難しい。以上から本発明の目的は、通信エリアの判定をより正確に行うことができ、路上ビーコン通信機から送られてくる情報をより確実に受信することができるビーコン受信方法及び車載用ビーコン通信機を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、アイドル状態でビットデータ内に同期符号を検出すると1フレーム分のビットデータのエラーチェックを行い、エラー無しの判定に伴って出力される信号によりフレーム同期状態に遷移し、フレーム同期状態では前記ビットデータをシリアル/パラレル変換して記憶部に記憶するとともに、フレーム毎のエラーチェックを行って、エラー有りの判定に伴って出力される信号が一定数連続したときに前記アイドル状態に遷移することを特徴とするビーコン受信方法により解決する。
【0009】なお、フレーム同期状態でエラー無しの判定に伴う信号が一定の時間内に出力されないときに、アイドル状態に遷移するようにしてもよい。例えば、ワイパーや路側に植えられた木の枝等によりビーコンが一時的に遮られた場合は、エラーチェックでエラー有りと判定されるが、路上ビーコンの通信エリア内であれば、その後すぐにエラーのない受信が可能になる。
【0010】従って、本発明では、フレーム同期状態でエラー有りと判定しても、即座にアイドル状態に遷移するのではなく、一定の期間、フレーム同期状態を保持しておく。これにより、通信エリア内で受信したフレームのうちエラーが生じたフレーム以外のフレームから情報を得ることができて、情報の取りこぼしを最小限に抑えることができる。
【0011】また、本発明においては、エラー有りの判定に伴って出力される信号が一定数連続したときにフレーム同期状態を解除し、アイドル状態に遷移する。フレーム同期状態にあるときは、車両が路上ビーコン通信機の通信エリア内にいると判断することができる。このように、本発明においては受信データのエラーの有無に基づいて通信エリアを判定するので、走行距離を基に通信エリアを判定する方法に比べ、通信エリアをより正確に判定することができる。
【0012】上記した課題は、ビーコンを受信するビーコン受信部と、前記ビーコン受信部の出力からビットデータを抽出するビットデータ抽出部と、前記ビットデータのエラーチェックを行ってフレーム同期を検出するフレーム同期検出部と、前記フレーム同期検出部からエラー無しの判定に伴って出力される信号によりリセットされ、エラー有りの判定に伴って出力される信号をカウントするカウンタと、所定の値が設定されるレジスタと、前記カウンタの値と前記レジスタの値とを比較し、前記カウンタの値が前記レジスタの値よりも小さいときにアクティブとなり、前記カウンタの値が前記レジスタの値以上のときに非アクティブとなる信号を出力する比較部と、前記比較部の出力がアクティブのときに前記ビットデータを通過させ、非アクティブのときに前記ビットデータを遮断するセレクタと、前記セレクタを介して入力されたビットデータをシリアル/パラレル変換するシリアル/パラレル変換部と、前記シリアル/パラレル変換部から出力されたデータを記憶する記憶部とを有することを特徴とする車載用ビーコン通信機により解決する。
【0013】本発明の車載用ビーコン通信機は、カウンタ及びレジスタを有している。カウンタは、フレーム同期検出部からエラー無しの判定に伴って出力される信号によりリセットされ、エラー有りの判定に伴って出力される信号をカウントする。そして、カウンタの値がレジスタに設定された値よりも小さいときは、フレーム同期状態を保持する。これにより、ワイパーや路側に植えられた木の枝等によって光ビーコンが一時的に遮られても、次のフレームの情報を得ることができて、情報の取りこぼしを最小限に抑えることができる。
【0014】また、車両が通信エリアを外れた場合は、エラー有りの判定に伴って出力される信号が連続し、カウンタの値がレジスタの値と同じ又はそれよりも大きくなって、フレーム同期状態からアイドル状態に遷移する。このようにして、本実施の形態の車載用ビーコン通信機では、受信データのエラーの有無に基づいて通信エリアを判定するので、走行距離を基に通信エリアを判定する方法に比べて、通信エリアをより正確に判定することができる。
【0015】光ビーコンでは、車載用ビーコン通信機から路上ビーコン通信機にデータを送信(アップリンク)しているときには、路上ビーコン通信機から車載用ビーコン受信機にデータを送信(ダウンリンク)することができない。アップリンク時のデータ長は可変であるので、データ長に合わせてレジスタの値を変化させることにより、フレーム同期を解除するまでの時間を最適化することができる。従って、レジスタの値は、アップリンク時のデータ長に応じて適宜設定することが好ましい。
【0016】なお、カウンタに替えて、フレーム同期検出部からエラー無しの判定に伴って出力される信号によりリセットされるタイマーを用いても、上記と同様の効果が得られる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)図1は本発明の第1の実施の形態の車載用ビーコン通信機の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態は、本発明を車載用光ビーコン通信機に適用した例を示す。
【0018】本実施の形態の車載用光ビーコン通信機10は、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)11、PD(Photodiode:ホトダイオード)12、光/アナログ変換部13、PLL部14、同期符号検出部15、フレーム同期検出部16、シリアル/パラレル(S/P)変換部17、バッファメモリ18及びアップリンク制御部19により構成され、車載用ナビゲーション装置40に接続される。
【0019】LED11及びPD12は、路上に設置された光ビーコン通信機との間で通信を行う光送信部及び光受信部である。光/アナログ変換部13は、PD12から入力した信号を復調し、その結果得られたビットデータをPLL部14に出力する。PLL部14は、光/アナログ変換部13から出力されたビットデータからクロックを抽出する。同期符号検出部15は、PLL部14からビットデータ及びクロックを入力し、光ビーコンのフレーム構成に基づいて同期符号を検出し、同期符号の検出タイミングに合わせた同期信号を出力する。
【0020】フレーム同期検出部16は、図2に示すように、フレーム同期検出シーケンサ31、カウンタ32、レジスタ33、比較部34及びセレクタ35により構成されている。フレーム同期検出シーケンサ31は、同期符号検出部15から同期信号、クロック及びビットデータを入力して、1フレーム毎にCRCチェック(Cyclic Redundancy Check )を行い、エラーの有無を検出する。そして、エラー有りと判定したときは、カウンタ32にカウントアップ信号を出力し、エラー無しと判定したとき(すなわち、フレーム同期を検出したとき)は、カウンタ32にリセット信号を出力する。
【0021】レジスタ33は、初期状態では一定の値が書き込まれるが、ナビゲーション装置40からの信号によりレジスタ33の値が書き換えられるようになっている。比較部34は、カウンタ32の値とレジスタ33の値とを比較し、カウンタ32の値がレジスタ33の値と同じ又はそれ以上となったときに、出力信号をアクティブにする。セレクタ35は、比較部34の出力がアクティブのときに、ビットデータを次段のシリアル/パラレル変換部17に伝達する。
【0022】シリアル/パラレル変換部17は、入力されたシリアルのビットデータを16ビットのパラレルデータに変換し、バッファメモリ18に格納する。このバッファメモリ18に格納されたデータは、所定のタイミングでナビゲーション装置40に転送される。光ビーコンでは、車両から路上ビーコン通信機に情報を送信する(アップリンク)ことができる。この場合、ナビゲーション装置40から出力されたデータはアップリンク制御部19で符号化され、光/アナログ変換部13でLED駆動信号に変換されて、LED11に供給される。LED11は、光/アナログ変換部13から出力された信号により発光し、路上ビーコン通信機に光ビーコンが送信される。路上ビーコン通信機で受信したデータは、情報センタに送られる。
【0023】図3は光ビーコンのダウンリンク時のフレーム構成を示す図である。この図3に示すように、光ビーコンのダウンリンク時の1フレームは、1バイトの同期符号、5バイトのヘッダ部、123バイトの実データ部、1バイトのアイドル、2バイトのCRC符号及び1バイトの同期符号により構成される。同期符号は、フレームの始まり及び終わりを示す一定の符号である。ヘッダ部は、フレームの内容を表すデータである。実データ部には、交通情報等のデータが挿入される。アイドルはある特定の符号であり、CRCはヘッダ部からアイドルまでの誤り検定符号である。ダウンリンク通信は、1〜80フレームで構成される。ビーコン通信機では、受信したダウンリンクのヘッダ部を調べ、複数フレームにまたがる情報の場合には、それを連結して使用する。また、ダウンリンク時のデータ伝送速度は1024kbpsである。
【0024】図4は光ビーコンのアップリンク時のフレーム構成を示す図である。この図4に示すように、光ビーコンのアップリンクの1フレームは、1バイトの同期符号、10バイトのヘッダ部、可変長(最大59バイト)の実データ部、1バイトのアイドル、2バイトのCRC符号及び1バイトの同期符号により構成される。アップリンク時のデータ伝送速度は64kbpsである。
【0025】以下、本実施の形態の車載用光ビーコン通信機のビーコン受信時の動作について、図5,図6に示すフローチャートを参照して説明する。本実施の形態の光ビーコン通信機は、アイドル状態とフレーム同期状態との間を遷移する。フレーム同期状態にあるとき、車両は路上ビーコン通信機の通信エリア内にいると判断される。
【0026】まず、電源がオンになると、光ビーコン通信機はアイドル状態になり、ステップS11において、同期符号検出部15は、PLL部14から出力されるビットデータ内に同期符号があるか否かを監視している。そして、同期符号が検出されると、ステップS12に移行し、フレーム同期シーケンサ31により1フレーム分のビットデータのCRCチェックが行われる。その結果エラー有りと判定したときは、ステップS13からステップS11に戻り、同期符号の有無の監視を継続する。一方、CRCチェックの結果、エラー無しと判定したときはフレーム同期状態に遷移する。すなわち、フレーム同期検出シーケンサ31からリセット信号が出力され、カウンタ32がリセットされる。これにより、比較部34の出力がアクティブになり、ビットデータがセレクタ35を介してシリアル/パラレル変換部17に伝達されるようになる。
【0027】フレーム同期状態では、ステップS21において、1フレーム分のビットデータのCRCチェックを行う。その結果、エラー無しと判定したときは、ステップS22からステップS23に移行し、フレーム同期検出シーケンサ31からリセット信号が出力され、カウンタ32がリセットされる。そして、ステップS24において、シリアル/パラレル変換部17により、シリアルのビットデータがパラレルのデータに変換され、バッファメモリ18に格納された後、ステップS21に戻る。
【0028】一方、CRCチェックの結果、エラー有りと判定したときは、ステップS22からステップS25に移行し、フレーム同期検出シーケンサ31からカウントアップ信号が出力され、カウンタ32の値がアップ(インクリメント)する。そして、ステップS26に移行し、比較部34により、カウンタ32の値とレジスタ33の値とが比較される。その結果、カウンタ32の値がレジスタ33の値よりも小さいときは、ステップS21に戻り、次のフレームのCRCチェックを行う。
【0029】一方、カウンタ32の値がレジスタ33の値と同じ又はそれよりも大きいときは、ステップS26からアイドル状態に遷移する。すなわち、比較部34の出力が非アクティブになり、セレクタ35がビットデータを遮断する。本実施の形態のビーコン受信機の動作を、図7のタイミングチャートを参照して説明する。但し、この例では、レジスタ33の初期値として4が設定されているものとする。
【0030】路上ビーコン通信機と車両との間が十分に離れていて、車載用ビーコン通信機に光ビーコンが届かない場合は、車載用ビーコン受信機はアイドル状態となっている。車両が路上ビーコン通信機に近づき、車載用ビーコン受信機に光ビーコンが受信されると、同期符号検出部15から同期信号が出力され、フレーム同期検出シーケンサ31は1フレーム分のビットデータのCRCチェックを行う。その結果、エラー無し(OK)と判定した場合は、アイドル状態からフレーム同期状態に遷移する。すなわち、カウンタ32の値がリセットされ、比較部34の出力がアクティブになって、ビットデータがセレクタ35を介してシリアル/パラレル変換部17に伝達される。ここでは、t4のタイミングでフレーム同期状態に遷移したものとする。
【0031】一旦、フレーム同期状態になると、エラー有り(NG)の判定が4回以上続かなければフレーム同期状態を解除しない。例えば、t6のタイミングでエラーを検出しても、フレーム同期状態を保持する。この場合、カウンタ32の値は1になるが、レジスタ33の値よりも小さいので、比較部34の出力はアクティブのままである。その後、カウンタ32の値が4になる前にエラー無しの判定が出されると、カウンタ32はリセットされる。図7の例では、t7のタイミングでエラー無し(OK)の判定が出され、カウンタ32がリセットされる。
【0032】CRCチェックの結果が4回続けてエラー有り(NG)になると、比較部34の出力が非アクティブになり、アイドル状態に遷移する。これにより、セレクタ35はビットデータを遮断する。図7では、t12のタイミングでアイドル状態に遷移している。本実施の形態においては、レジスタ33の値をナビゲーション装置40から変更することができる。前述したように、アップリング時はダウンリンクデータを受信することができないため、フレーム同期検出はエラーになる。アップリング時の実データ部のバイト数によりフレーム同期検出がエラーとなる時間が変化するので、ナビゲーション装置40は、アップリンクのバイト数が多い場合はレジスタ33の値を大きくし、アップリンクのバイト数が少ないときはレジスタ33の値を小さくする。
【0033】例えば、実データ部が5バイトであるとすると、アップリンク時は4.125msec の間だけ確実にダウンリンクを受信できない状態となるので、少なくとも約5msec 間はフレーム同期を保持するようにする。このように、レジスタの値をアップリンクのデータ数に応じて適宜変更することにより、フレーム同期状態を必要十分な時間だけ保持することができ、通信エリアの検出をより正確に行うことができる。
【0034】本実施の形態の車載用ビーコン受信機は、車速信号を利用せず、受信データのエラー検出に基づいて通信エリアを判定するので、通信エリアを正確に判定することができる。また、アップリンク時やワイパーなどによる一時的なデータ受信エラーと、エリアアウトによる受信エラーとの判定が可能になる。
(第2の実施の形態)図8は本発明の第2の実施の形態の車載用ビーコン通信機のフレーム同期検出部の構成を示すブロック図である。なお、図8において、図2と同一物には同一符号を付している。また、本実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、カウンタに替えてタイマーが設けられていることにあり、その他の構成は第1の実施の形態と基本的に同じであるので、重複する部分の説明を省略する。
【0035】フレーム同期検出シーケンサ31は、1フレーム分のCRCチェックを行い、その結果エラーが検出されないときはリセット信号を出力する。タイマー36は、リセット信号によりリセットされた後に計時を開始する。比較部34は、タイマー36の値とレジスタ33の値とを比較する。そして、比較部34は、タイマー36の値がレジスタ33の値よりも小さいときはアクティブとなり、タイマー36の値がレジスタ33の値と同じ又はそれよりも大きいときに非アクティブとなる信号を出力する。
【0036】本実施の形態においては、レジスタ33にアップリンク時の実データ長に応じた時間が設定される。例えば、レジスタ33に5msec が設定されると、フレーム同期検出シーケンサ31でフレーム同期を検出した後、5msec 以内にフレーム同期を再び検出した場合はフレーム同期状態を維持するが、5msec 以内にフレーム同期を検出できないときは、タイマー36の値がレジスタ33の値よりも大きくなり、比較部34の出力が非アクティブとなって、アイドル状態に遷移する。本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0037】なお、上述した第1及び第2の実施の形態は、いずれも本発明を光ビーコン通信機に本発明を適用した場合の例について説明したが、これにより本発明が光ビーコン通信機に限定されるものではない。本発明は、電波ビーコン受信機に適用することもできる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、路上ビーコン通信機の通信エリアをより正確に判定することができる。また、本発明によれば、路上ビーコン通信機から送られてくる情報をより確実に受信することができる。




 

 


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