JP3861836B2

JP3861836B2 - 車両案内用タグを用いた車両案内システム

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Publication number: JP3861836B2
Application number: JP2003098510A
Authority: JP
Inventors: 一郎吉田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JP2003331382A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば道路や駐車場において、車両を所定方向に案内することができる車両案内用タグを用いた車両案内システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、知的輸送システム（ＩＴＳ：ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍ）の分野において、全自動運転システム（ＡＨＳ：ＡｕｔｏｍａｔｅｄＨｉｇｈｗａｙＳｙｓｔｅｍ）が研究されている。このＡＨＳでは、道路の情報インフラと自動車に搭載した通信機との間で通信を行う路車間通信と、車同士で通信を行う車車間通信が用いられる。
【０００３】
前記ＡＨＳでは、図１８に示す様に、車両の走行を制御するために、走行目標ラインを設定し、それに沿って磁気ネイルと呼ばれる磁性体が、道路に一定間隔で設置される（特開平７−３３４７８９号公報参照）。この磁気ネイルは、情報を送信せず、単に磁場を道路上に形成するだけである。
【０００４】
そして、前記磁気ネイルを用いる場合には、車両の前後に、磁気ネイルが発生する磁場を検知する磁気センサを複数備え、車両が磁気ネイルから離脱しない様に、車両の走行を自動的に制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記磁気ネイルが、車両を案内するために十分な磁場を発生するためには、ある程度の大きさが必要であるので、磁気ネイルの大きさをあまり小さくできなかった。
【０００６】
その結果、大きな寸法の磁気ネイルを敷設するために、道路を深く掘る作業が必要となるので、作業能率が悪く、また、敷設費用が高くなってしまう。この対策として、磁気ネイルを小さくするためには、保磁力の高い磁性体材料を使用する必要があるが、保磁力の高い材料は一般に高価であるため、材料費用が高くなるという別な問題が生ずる。
【０００７】
また、磁場を検出するだけのために、車両に複数の磁気センサを設けることは、車両のコストアップにもつながり、必ずしも好ましくない。一方、上述した磁気ネイルを用いる技術とは別に、路車間通信においては、路上ビーコンと呼ばれるデータ送信機を設置し、道路情報を車両に伝達する技術がある。
【０００８】
この路上ビーコンは、数１００ｍ程度の通信エリアを持ち、比較的広い範囲に道路情報（広域情報）を送ることができるが、車両を正確に案内可能な様に、道路の数ｍ範囲の状況を車両に伝達するシステムは開発されていないのが現状である。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で、車両を好適に案内することができる車両案内用タグを用いた車両案内システムを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、通信により車両を案内するために、地面に配置される車両案内用タグを用いた車両案内システムであって、
走行目標ラインに沿って配列された前記車両案内用タグを備えるとともに、
前記車両側には、
前記車両案内用タグとの間で情報の送受信可能な通信手段と、
該通信手段により、前記車両案内用タグに対して、前記情報を前記車両に送信させるための命令を送信する命令手段と、
該命令に応じて、前記車両案内用タグから前記車両に送信された前記情報に基づいて、前記車両の走行制御を行なう走行制御手段と、
を備え、
更に、前記通信手段は、中央及びその両側に第１〜第３アンテナを有し、隣接するアンテナにより形成される通信エリア同士が重複するように設定し、かつ前記第１〜第３アンテナの送信信号は１つの周波数を用い、前記両側の第１及び第３アンテナは同一タイミングで送信信号を出力し、前記中央の第２アンテナは、前記第１及び第３アンテナが送信信号を出力しないタイミングで送信信号を出力すると共に、
前記走行制御手段は、前記第２アンテナのみで前記車両案内用タグからの送信信号を受信した場合には、現走行制御を維持し、前記第１アンテナのみ又は第３アンテナのみで前記車両案内用タグからの送信信号を受信した場合には、前記車両をそれぞれ大きく左又は右に向ける制御を行なうと共に、
前記第１及び第２アンテナのみ又は第２及び第３アンテナのみで前記車両案内用タグからの送信信号を受信した場合には、前記第１アンテナのみ又は第３アンテナのみで前記車両案内用タグからの送信信号を受信した場合に対して前記車両をそれぞれ小さく左又は右に向ける制御を行なうことを特徴とする車両案内用タグを用いた車両案内システムを要旨とする。
【００１１】
本発明では、車両側の通信手段により、車両案内用タグとの間で情報の送受信が可能である。そして、命令手段によって、車両案内用タグに対して情報を出力させるための命令を送信すると、その命令に応じて車両案内用タグから情報が送信されるので、その情報に基づいて、走行手段によって車両の走行制御を行なうことができる。
【００１２】
また、本発明では中央及びその両側の第１〜第３アンテナを有するとともに、両側の第１及び第２アンテナは同一タイミングで送信信号を出力し、中央の第２アンテナは、第１及び第３アンテナが送信信号を出力しないタイミングで送信信号を出力するので、１つの周波数で電波干渉なしに、複数のアンテナを用いて１つの車両案内用タグに対する通信を行うことができる。
【００１３】
更には、隣接するアンテナにより形成される通信エリア同士が重複する様に設定し、中央の第２アンテナのみで車両案内用タグからの送信信号を受信した場合には、現走行制御を維持し、第１アンテナのみ又は第３アンテナのみで車両案内用タグからの送信信号を受信した場合には、車両が大きくずれているので車両をそれぞれ大きく左又は右に向ける制御を行い、第１及び第２アンテナのみ又は第２及び第３アンテナのみで車両案内用タグからの送信信号を受信した場合には、車両が僅かにずれているので車両をそれぞれ小さく左又は右に向ける制御を行うので、車両を所定の方向に正確に案内することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両案内用タグを用いた車両案内システムの実施の形態の例（実施例）を説明する。
【００１５】
［実施例１］
本発明の一実施例として、車両案内用タグ（以下単にタグ（Ｔａｇ）とも記す）、該タグの使用方法、及び該タグを用いた車両案内システムについて説明する。
【００１６】
ａ）まず、本実施例の車両案内システムを説明する。図２に示す様に、本実施例の車両案内システムでは、道路側の構成として、道路上に走行目標ラインが設定され、その走行目標ラインに沿って、所定間隔（例えば１０ｍ）毎に、タグ１が埋め込まれている。このタグ１とは、後に詳述する様に、車両を走行目標ラインに沿って案内するために、車両に対して案内情報を送信する固定機である。
【００１７】
一方、車両側には、前記タグ１との通信を行なうため及び車両を案内する制御を行なうために、車両の前後に複数のアンテナが設けられている。つまり、車両の前方に、３つのアンテナからなる前方車載アンテナ３、車両の後方に、同様な３つのアンテナからなる後方車載アンテナ５が設けられている。
【００１８】
この前後の車載アンテナ３，５は、車両側にて通信を行なう路車間通信機（車載通信機）８に接続され、車載通信機８は、走行目標ラインに沿って車両を走行させる制御を行なうために、マイクロコンピュターを備えた走行制御装置７に接続されている。
【００１９】
ｂ）次に、タグ１について説明する。図３（ａ）に示す様に、タグ１は、回路基板（プリント基板）１１が、スペーサ１３を介して２枚の強化ガラス板１５ａ，１５ｂ（１５と総称する）に挟まれ、シール剤１７にて封着された基本構造を有しており、この基本構造体２０が、保護部材であるマウンティングガード１９内に収容されている。
【００２０】
前記回路基板１１は、ガラスエポキシ材、ＢＴレジン材等の高周波特性に優れた材料から構成されている。そのため、損失が少なく、利得を稼ぐことができる。尚、前記シール剤１７と強化ガラス板１５のガラス材とは、耐水性、強度等を考えて最初に選定し、シール剤１７とガラス材の誘電率と損失を加味して、高周波回路設計を行なう（通常、シール剤１７やガラス材を用いると誘電率は大きい方にすれ、通信周波数は低い方にずれる）。
【００２１】
この回路基板１１は、図３（ａ）の上方（道路表面側）より、平面アンテナであるパッチアンテナ２１が設けられた上側層２３と、中間の接地層２５と、デジタル回路２７が設けられた下側層２９とから構成され、各層２３，２５，２７を貫いてスルーホール３０が形成されている。
【００２２】
図４に示す様に、上側層２３の表面（上側面）のパッチアンテナ２１は、回路基板１１をエッチングしてパッチアンテナ形状としたものであり、このパッチアンテナ２１の表面は、錆を防ぐために、ニッケル等でメッキされている。中間の接地層２５は、銅薄膜が上側層２３の下面（又は下側層２９の上面）全体に形成され、それが、下側層２９（又は上側層２３）に挟まれた構造である。
【００２３】
下側層２９の表面（下側面）のデジタル回路２７は、厚さ数ｍｍ以下の平板形電池３１と、制御部である制御素子３３と、通信部である通信素子３５、及びその他周辺回路３７から構成されている。また、前記マウンティングガード１９は、図３（ｂ）に示す様に、上方が大きく開口した箱状のものであり、上述した基本構造体２０を収容した状態において、上側には車両と通信するための空間４１を有する。尚、空間４１の四方には、水が溜らない様に、水抜き穴４３が設けてある。
【００２４】
このマウンティングガード１９の側方には、前記基本構造体２０を入れるための開口部４５が設けてあり、この開口部４５からマウンティングガード１９の内部に基本構造体２０を挿入することにより、タグ１１が完成する。前記マウンティングガード１９は、その上を車両が走行しても破損しない様に、頑丈な金属材料（例えばステンレス材）から構成されている。また、材質を金属にすることにより、図５に示す様に、通信エリアが広がり過ぎない様することができ、これにより、隣接するタグ１１との混信を防止することができる。
【００２５】
ｂ）次に、本実施例のタグ１の製造方法について説明する。図６（ａ）に示す様に、（道路に設置した際に上方となる）一方の強化ガラス板１５ａの周囲に、強化ガラス材からなる四角枠形状のスペーサ１３を接着する。
【００２６】
次に、図６（ｂ）に示す様に、パッチアンテナ２１等の各部品を実装した回路基板１１を、パッチアンテナ２１側を下にして、強化ガラス板１５ａ上に載置する。次に、図６（ｃ）に示す様に、他方の強化ガラス板１５ｂを回路基板１１の上からかぶせて、スペーサ１３に接着する。このとき、パッチアンテナ２１の表面（アンテナ面）は、その全面にて強化ガラス１５ａに密着させるようにする。これは、アンテナ面の周囲がなるべくガラスに密着する方が、高周波特性が安定するからである。
【００２７】
次に、図６（ｄ）に示す様に、樹脂注入口（図示せず）からシリコーン材からなるシール剤１７を注入し、その後、シール剤１７から泡をとるための脱気処理を行なう。次に、図６（ｅ）に示す様に、シール剤１７を硬化させ、直方体形状の基本構造体２０を形成する。この場合、シール剤１７の硬化法は、熱硬化でも光硬化でもよいが、ガラスは光硬化がやり易いので、光硬化の方が好適である。
【００２８】
次に、図６（ｆ）に示す様に、マウンティングガード１９に、その側方の開口部４５から、アンテナ面を上にして基本構造体２０を挿入し、タグ１１を完成する。
【００２９】
ｃ）次に、本実施例のタグ１１の使用方法、即ち、車両案内システムにおいて、タグ１１を用いて車両を案内する方法について説明する。
【００３０】
▲１▼まず、車両案内システムの基本的な構成及び動作を説明する。車載通信機８は、車載アンテナ３，５を用いて、路上に設置されたタグ１との通信を行なう。尚、前後の車載アンテナ３，５は同様な機能を有するので、以下では、主として前方の車載アンテナ３で説明する。
【００３１】
例えば前方の車載アンテナ３においては、図７に示す様に、そのアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３により形成される通信エリア（送受信エリア）は、隣接するアンテナにより形成されるエリア同士が相互に重複する様に設定する。アンテナＡ１〜Ａ３からは、図８に示すタイミングで、問い合わせ信号（送信信号）を定期的に出力する。この問い合わせ信号は、送信命令と搬送波から構成されている。具体的には、アンテナＡ１，Ａ３は、同一タイミングで送信信号を出力し、隣接するアンテナＡ２は、アンテナＡ１，Ａ３が信号を出していないタイミングで、交替で送信信号を出力する。
【００３２】
この様なタイミングで切り替えを行なうことで、１つの周波数で電波干渉なしに、複数のアンテナを用いて１つのタグ１に対する通信を行なうことができる。一方、タグ１は、車両より送信された搬送波を、反射変調して、応答信号を車両に返送する。
【００３３】
タグ１により反射変調された信号は、車載アンテナ３，５で受信される。車両には、前後各々３つのアンテナＡ１〜Ａ３が設けられているので、例えば図７に示す様な場合には、タグ１の真上の受信アンテナ（例えば中央のアンテナＡ２）が最も強い応答信号を受信する。
【００３４】
走行制御装置７は、例えば車載アンテナ３の受信強度を、車載通信機８を介してモニターし、車両の走行位置と、進行方向（道路に対する角度）を検出する。そして、例えば直進走行においては、走行制御装置７は、車両の中央のアンテナＡ２の領域Ｅ１でタグ１の信号を受信するように、各種アクチュエータ（例えばステアリングを駆動するステアリング駆動モータやスロットルバルブを駆動するスロットル駆動モータ）に制御信号を出力して、車両の制御（例えばステアリング角の制御、スロットル開度の制御）を行ない、直進走行を実現する。
【００３５】
▲２▼次に、直進走行時の制御を、図９のフローチャートに基づいて説明する。尚、以下の説明では、車両側における受信の有無で説明しているが、それを受信強度の大小に置き換えてもよい。図９のステップ１００では、アンテナＡ１がタグ１からの送信信号を受信している否かを判定し、ここで肯定判断されるとステップ１１０に進み、一方否定判断されるとステップ１８０に進む。
【００３６】
ステップ１１０では、アンテナＡ２が受信している否かを判定し、ここで否定判断されるとステップ１２０に進み、一方肯定判断されるとステップ１５０に進む。ステップ１２０では、アンテナＡ３が受信している否かを判定し、ここで肯定判断されると、両側のアンテナＡ１，Ａ３で受信しているが、中央のアンテナＡ２で受信していないので、異常であるとして、一旦本処理を終了する。尚、異常の場合には、異常の報知等、異常に対応した処理を行う。
【００３７】
一方、ここで否定判断されると、ステップ１３０にて、アンテナＡ１のみが受信しているので、タグ１は領域Ｅ４（以下、領域は図７（ｂ）参照）にあると判断し、対応するフラグをセットする。続くステップ１４０では、図７（ｂ）の場合を考えると、タグ１が領域Ｅ４にある場合には、車両が大きく右にずれているので、車両を左に戻す様に、ステアリング制御を行なって、一旦本処理を終了する。
【００３８】
また、前記ステップ１１０で肯定判断されて進むステップ１５０では、アンテナＡ３が受信しているか否かを判定する。ここで、肯定判断されると、全てのアンテナＡ１〜Ａ３で受信していることになるので、異常であると判断して、一旦本処理を終了する。
【００３９】
一方、ここで否定判断されると、ステップ１６０にて、アンテナＡ１及びアンテナＡ２のみ受信しているので、タグ１は領域Ｅ２にあると判断する。続くステップ１６０では、この場合、車両が僅かに右にずれているので、車両を左に戻す様に、ステアリング制御を行なって、一旦本処理を終了する。
【００４０】
更に、前記ステップ１００で否定判断されて進むステップ１８０では、アンテナＡ２が受信しているか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１９０に進み、一方否定判断されるとステップ２４０に進む。ステップ１９０では、アンテナＡ３で受信しているか否かを判定し、ここで肯定判断されるとステップ２２０に進み、一方否定判断されるとステップ２００に進む。
【００４１】
ステップ２００では、アンテナＡ２のみ受信しているので、タグ１は領域Ｅ１にあると判断する。続くステップ２１０では、この場合、車両が車線中央を走行しているので、現在の走行制御状態を維持し、一旦本処理を終了する。
【００４２】
一方、前記ステップ２２０では、アンテナＡ２及びアンテナＡ３のみ受信しているので、タグ１は領域Ｅ３にあると判断する。続く２３０では、この場合、車両が僅かに左にずれているので、車両を右に戻す様に、ステアリング制御を行なって、一旦本処理を終了する。
【００４３】
また、前記ステップ１８０で否定判断されて進むステップ２４０では、アンテナＡ３が受信しているか否かを判定する。ここで、否定判断されると、全てのアンテナＡ１〜Ａ３が受信していないので、異常と判断して、一旦本処理を終了する。
【００４４】
一方、ここで肯定判断されるとステップ２５０に進み、アンテナＡ３のみが受信しているので、タグ１は領域Ｅ５にあると判断する。続くステップ２６０では、この場合、車両が大きく左にずれているので、車両を右に戻す様に、ステアリング制御を行なって、一旦本処理を終了する。
【００４５】
そして、上述した様に車線に追従して走行する場合は、車線中央（即ち走行目標ラインに沿って）を走行することを目標に、ステアリング角度を調節するフィードバック制御を行なう。この様に、本実施例では、例えば道路や駐車場にて、その走行目標ラインに沿って、タグ１が配置されているので、車両は、このタグ１と信号の送受信することにより、走行制御に必要な情報を得ることができる。よって、この情報に基づいて、車両を所定の方向に正確に案内することができる。
【００４６】
特に本実施例の場合は、強化ガラス板１５ａ，１５ｂ間に回路基板１１を挟み、パッチアンテナ２１にて送受信する構成であるので、従来の磁気ネイルに比較して、詳細な情報を車両に送信することができる。また、アンテナとしてパッチアンテナ２１を用い、しかも電池３１を内蔵しているので、磁気ネイルに比べて寸法を小さくできる。そのため、道路を深く掘る必要ななく、作業能率が良く、また、敷設費用を低減できる。
【００４７】
更に、従来の路上ビーコンと比べて、狭い範囲に確実に情報を送信できるので、車両を所定方向に精度良く案内するためには好適である。
【００４８】
［実施例２］
次に、実施例２として、タグを用いた車線変更管理システムについて説明する。尚、前記実施例１と同様な部分は、省略又は簡略化する。
【００４９】
この車線変更管理システムとは、車両が車線を変更する場合に、車線変更管理アンテナの通信エリア内にて、車両の車線変更を案内するシステムである。
【００５０】
ａ）まず、本実施例の基本構成について説明する。図１０に示す様に、本実施例の車線変更管理システムでは、３本の道路の車線に沿った走行目標ラインに通常の車両案内用タグ（以下直進用タグと記す）５１が設けられるとともに、その直進用タグ５１以外に、車線変更用の走行目標ラインに沿って、車線変更用タグ５３が配置されている。
【００５１】
ここでは、図１１の上方より、第１レーンには、Ｎｏ．１１〜１９、１Ａ，１Ｂ，１Ｃの直進用タグ５１が配置され、第２レーンには、Ｎｏ．２１〜２９、２Ａ，２Ｂ，２Ｃの直進用タグ５１が配置され、第３レーンには、Ｎｏ．３１〜３９、３Ａ，３Ｂ，３Ｃの直進用タグ５１が配置されている。また、第１レーンから第２レーンへの車線変更用の２つの経路には、Ｎｏ．１２１〜１２６の車線変更用タグ５３と、Ｎｏ．１３１〜１３６の車線変更用タグ５３とが、各々配置されている。尚、第２レーンから第３レーンへも、車線変更用の２つの経路が設定され、同様に車線変更用タグ５３が配置されている。
【００５２】
また、車線変更を行う場所には、道路側に、車線変更管理アンテナ５５が配置されており、この車線変更管理アンテナ５５には道路側通信機５６が接続され、道路側通信機５６には、車線変更を管理する車線変更管理装置５７が接続されている。
【００５３】
前記車線変更管理アンテナ５５の通信エリアは、車線変更を行う場所をカバーしている。
【００５４】
ｂ）次に、車線変更を行う場合の手順について説明する。ここでは、例えば図１１に示す様に、第１レーンを走行する車両Ａが、第２レーンへの車線変更を希望し、第２レーンを走行中の車両Ｂは、そのまま第２レーンを走行する場合を例に挙げる。尚、車載通信機８は、各タグ５１，５３との通信以外に、車線変更管理アンテナ５５を介して道路側通信機５６との通信が可能である。
【００５５】
図１２では、タグ５１，５３と、車載通信機８と、運転者側のインターフェースと、走行制御装置７との関係を示すとともに、車載通信機７と（道路側通信機５に接続された）車線変更管理装置５７との関係を示す。この図１２に示す様に、まず、車両Ａの運転者が、車線を変更したい場合には、例えばスイッチ操作により、その車線変更依頼を自身の走行制御装置７に伝える。このとき、車両Ａは、車線変更管理アンテナ５５の通信エリア外であるので、車両Ａは、第１レーンにおいて、直線走行制御を継続する。
【００５６】
次に、車両Ａの車載通信機８が、車線変更管理アンテナ５５からの送信を受信することにより、車両Ａ（即ち走行制御装置７）は、自身が通信エリアに入ったことを検知する。すると、車両Ａの走行制御装置７は、車載通信機８により、車線変更依頼を道路側通信機５６に送信する。それとともに、走行制御装置７は、運転者に対して、例えばランプや音声等により、車線変更制御の開始予告を行う。
【００５７】
一方、道路側通信機５６では、前記車線変更依頼を受信すると、車線変更管理装置５７のデータや他の車両Ｂからの送信データ等に基づいて、周辺車両動向を検索する。このとき、車両Ａは、車線変更可能領域にあるので、走行しながら直進用タグ５１と交信し、その情報を読み取るとともに、該情報を道路側通信機５６に送信する。これにより、道路側の車線変更管理装置５７は、車線変更を依頼している車両Ａが、どの位置を走行しているかを検知することができる。
【００５８】
また、車線変更管理装置５７は、車線変更を依頼している車両Ａを基準に、隣接車線を走行する車両Ｂの走行位置を、車両Ａと車両Ｂの移動位置を計算して予測する。即ち、後方を走行している車両Ｂがどの時点で車両Ａを追い抜き、車両Ａがいつ車線変更すると安全かを予測する。
【００５９】
そして、車線変更管理装置５７は、前記予測結果から、車線変更を依頼した車両Ａが、車線変更可能か否かを判断する。例えば図１１においては、車両ＡがＮｏ．１３の直進用タグ５１を通過するときに車線変更を開始すれば、車両Ｂは十分な間隔を有して車両Ａより前方を走行できると判断する。
【００６０】
車線変更管理装置５７は、車両Ａが車線変更可能であると判断すると、車線変更を依頼した車両Ａが安全に車線変更できるタイミンングを計算し、車両Ａに対して、車線変更位置（車線変更開始のタグ）、速度、タイミングを送信する。具体的には、車両Ａに対し、Ｎｏ．１３の直進用タグ５１から車線変更を開始し、Ｎｏ．１２１からＮｏ．１２６の車線変更用タグ５３の経路を使用して、速度ｖにて車線変更可能であることを送信する。
【００６１】
車両Ａは、車載通信機７により、そのデータを受信すると、走行制御装置７により、どの位置でどの様にステアリング、アクセル等を動かすかを決定する。また、運転者に対して、車線変更制御開始の報知を行う。同時に、走行制御装置７は、車両Ａの位置を、各タグ５１，５３から読み取って確認する。尚、車両Ａが、車線変更用タグ５３から読み取ったデータは、道路側通信機５６にも送信するので、車線変更管理装置５７は、車線変更中の車両Ａが、どの位置を走行中かを把握することができる。
【００６２】
走行制御装置７は、車線変更に際して決定した動作を行うために、各アクチュエータを作動させ、前記実施例１と同様に、車線変更用タグ５３に追従する様に、車両の走行を制御して、車線変更動作を行なう。具体的には、図１１において、車両Ａが、Ｎｏ．１３の直進用タグ５１を通過すると、走行制御装置７は、初期角度分ステアリングを右（第２レーン方向）にきる。これにより、車両ＡはＮｏ．１２１の車線変更用タグ５３上を通過する。このとき、前方車載アンテナ３のどのアンテナＡ１〜Ａ３が、Ｎｏ．１２１の車線変更用タグ５３の情報を受信したかをモニタし、次のＮｏ．１２２の車線変更用タグ５３の情報が、前記図７で示す様に、車両の中央のアンテナＡ２で受信できる様に、ステアリングの角度を決定する。
【００６３】
尚、ここで、急激なステアリングの変化は、搭乗者に不安を与える恐れがあるため、ステアリング変化量の最大値が、車両の速度に応じて設定されている。つまり、車両Ａを右に車線変更する場合は、車線変更用タグ５３の信号は、前方車載アンテナ３の３つのアンテナＡ１〜Ａ３により、その領域Ｅ５から受信が開始されることになる。従って、車線変更用タグ５３の信号を受信した場合には、ステアリング制御により、領域Ｅ５，Ｅ３，Ｅ１の順に受信するように、車両の方向を制御し、最終的には、領域Ｅ１からのみ信号を受信できる様に走行を制御する。これによって、自動的に車線変更を行なうことができる。
【００６４】
前記車両の走行制御は、各タグ５１，５３の通過予測位置と、実際の通過予測位置とを比較し、予測位置のずれができるだけ小さくなる様に、精密なフィードバック制御を行う。上述した制御により、車両Ａが、Ｎｏ．１２１〜１２６の車線変更用タグ５３を経由して、第２レーンに車線変更を完了すると、車両Ａは、第２レーンのＮｏ．２９の直進用タグ５１（車線変更完了のタグ）の情報を受信する。
【００６５】
車載通信機７がその情報を受信すると、車線変更が完了したことを、運転者に報知する。それとともに、走行制御装置８は、第２レーンにおける直進走行制御を開始し、その旨を運転者に報知する。同時に、車線変更の完了を、道路側通信機５６に送信する。
【００６６】
車線変更管理装置５７は、その情報を得ると、車線変更依頼を解除する。これにより、簡単に且つ安全に車線変更を行なうことができる。
【００６７】
ｃ）次に、道路側通信機５６と車両側通信機８と通信に使用する通信フレームについて説明する。
【００６８】
ここでは、複数の車両との通信を行うために、図１３に示す様に、半二重通信の通信フレームを用いる。つまり、道路側通信機５６と車載通信機８との通信に用いられる通信フレームは、フレームコントロールメッセージスロット（ＦＣＭＳ）と、メッセージデータスロット（ＭＤＳ）と、アクティベーションスロット（ＡＣＴＳ）と、識別符号スロット（ＷＣＮＳ；図示せず）の４種類で構成されている。
【００６９】
ＦＣＭＳは、車線変更管理アンテナ５５から、フレーム制御情報を、複数の車両に送信するために用いられるスロット（ＦＣＭＣ）を備え、１フレームに１つあり、フレームの先頭に位置する。ＭＤＳは、データの送受信に使用されるスロット（ＭＤＣ）とアタックチャンネル（ＡＣＫＣ）で構成される。ＭＤＳの個数は、通信エリアの大きさや通信速度に応じ、適宜（複数個）設けられる。広い通信エリアになるほど多くの車両が通信エリア内に存在するようになるため、ＭＤＳの個数は増える。
【００７０】
ＡＣＴＳは、車線変更管理アンテナ５５が車載通信機８をリンク（車載通信機８との通信結合を確保）するために用いるスイットで、複数のチャンネルが設定され、このチャンネルに車載通信機８のＩＤが含まれる信号が送られる。車線変更管理アンテナ５５と通信を行いたい車載通信機８は、車線変更管理アンテナ５５の通信エリアに入ると、このチャンネルに車載通信機８のＩＤを送り、車線変更管理アンテナ５５に車載通信機８の存在を伝える。
【００７１】
つまり、上述した構成を用いることで、道路側通信機５６は、車線変更管理アンテナ５５を介して、複数の車両との通信ができる。この様に、本実施例では、車線変更を行う場所には、車線変更を行う走行目標ラインに沿って車線変更用タグ５３を配置するとともに、車線変更を管理する道路側のシステムとして、車線変更管理アンテナ５５，道路側通信機５６、車線管理制御装置５７を備えている。
【００７２】
従って、車両が車線変更を希望する場合には、車線変更管理アンテナ５５の通信エリア内にて、車載通信機８と道路側通信機５６との間にて走行位置等の必要な情報を送受信し、車線変更管理装置５７から適切な指令を受けることにより、車両は安全に且つ確実に車線変更を行うことができる。
【００７３】
尚、前記方法以外に、車線変更管理アンテナ５５の管理下にある例えば直進用タグ５１が、車両の送信要求に対して、車線変更管理アンテナ５５の通信エリア内であること、即ち、車線変更が可能な場所であることを送信してもよい。
【００７４】
［実施例３］
次に、実施例３として、タグを道路に設置する際に使用するタグの設置部品、及びタグの設置部品を用いたタグの設置装置について説明する。尚、前記実施例１と同様な部分は、省略又は簡略化する。ａ）まず、タグ設置部品について説明する。
【００７５】
図１４に示す様に、タグ６１を道路に設置するためのタグ設置部品６３は、メタルフィルムベース（又は樹脂ベース）６５に、タグ６１が多数配列されて、ローラ６７に巻かれている。このタグ設置部品６３は、図１５に示す様に、その幅方向の両側に、タグ設置部品６３をローラ６７から引き出す際の案内用として、ガイド穴７１が各々一列に設けられている。また、タグ設置部品６３の中央には、タグ６１が、細径の複数の支持部７３を介して、メタルフィルムベース６５に分離可能に接続されている。
【００７６】
従って、タグ６１の設置時には、タグ６１をメタルフィルムベース６５の垂直方向から押圧することにより、タグ６１をメタルフィルムベース６５から分離することができる。
【００７７】
ｂ）次に、タグ設置装置について説明する。
【００７８】
図１６に示す様に、このタグ設置装置７１は、トラック等の車両７３に搭載されている。具体的には、車両７３の前方より、道路にタグ設置用のくぼみ７５を開けるくぼみ形成機７７と、形成されたくぼみ７５にタグ６１を固定するために、ＣＣＤカメラ７９による位置合わせ機構を有する、シール剤８０を注入充填するシール剤充填機８１と、前記タグ設置部品６３を巻き付けたローラ６７と、くぼみ７５に置かれたタグ６１を押圧する押圧ローラ８３を備えている。
【００７９】
このタグ設置装置７１では、車両がゆっくり走行するにつれて、くぼみ形成機７７にてくぼみ７５を形成し、そのくぼみ７５にシール剤充填機８１によりシール剤８０を充填する。次に、シール剤８０を充填したくぼみ７５に、繰り出し機７６により、タグ設置部品６３をローラ６７から繰り出しながら、タグ６１をくぼみ７５内に配置し、押圧ローラ８３により、くぼみ７５内のタグ６１を押圧して、高さを揃える。その後、シール剤８０が硬化したら、メタルフィルムベース６５を剥し、タグ６１の設置を完了する。
【００８０】
ｃ）次に、タグ６１に対するデータの書き込み等の作業を説明する。図１７に示す様に、車両の前方に、書き込み用のアンテナ９１を設ける。書き込み用のアンテナ９１は、車両を走行させながら、道路に設置されたタグ６１に、順次情報を書き込む。尚、タグ６１に、例えば座標情報を書き込む場合には、車両に搭載されたＧＰＳ装置９３を用いることができる。
【００８１】
車両の後方には、タグ６１に書き込まれた座標情報が正確かどうかを確認するために、プログラミング確認用のアンテナ９５を設ける。ここでは、書き込み用のアンテナ９１によって書き込まれたデータが、プログラミング確認用のアンテナ９５によって読み出されたデータと同じかどうかを、電子制御装置９７により確認する。もし、誤りがあれば、再度書き込みを行う。
【００８２】
この構成により、前記直進用タグ５１や車線変更用タグ５３が、正常に機能するか否かを確認することができる。尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【００８３】
例えばＡＨＳの様に、高速道路や自動車専用道路に限定するものではない。例えば、一般家庭の駐車場（車庫）に車両を誘導する場合（車庫入れ）には、タグを道路から車庫まで敷設し、車両がタグ位置を検出することにより、正確に車庫入れすることができる。
【００８４】
また、一般の駐車場において、空きスペースまでの案内（自動誘導）も、空きスペースまでの経路に配置したタグを利用して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両案内用タグの構成を例示するブロック図である。
【図２】実施例１の車両案内システムを示す説明図である。
【図３】実施例１の車両案内タグを示し、（ａ）は車両案内用タグの（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は車両案内用タグの斜視図である。
【図４】実施例１の回路基板を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面の断面図、（ｃ）は下面図である。
【図５】実施例１の車両案内用タグの通信エリアを示す説明図である。
【図６】実施例１の車両案内用タグの製造手順を示す説明図である。
【図７】実施例１の車載アンテナを示し、（ａ）は３つのアンテナの配置を示す説明図、（ｂ）は３つのアンテナの通信エリアを示す説明図である。
【図８】実施例１の車載アンテナから送信される送信信号を示す説明図である。
【図９】実施例１の車両案内システムによる車両案内の制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施例２の車線変更管理システムの構成を示す説明図である。
【図１１】実施例２の車線変更管理システムにより管理される車線変更の様子を示す説明図である。
【図１２】実施例２の車線変更管理システムにより管理される車線変更の手順を示す説明図である。
【図１３】実施例２の車線変更管理システムに用いられる通信フレームを示す説明図である。
【図１４】実施例３のタグ設置部品の巻いた状態を示す説明図である。
【図１５】実施例３のタグ設置部品を示す平面図である。
【図１６】実施例３のタグ設置装置を示す説明図である。
【図１７】実施例３のタグに対するデータの書き込み等の作業を示す説明図である。
【図１８】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１，６１…車両案内用タグ
３…前方車載アンテナ
５…後方車載アンテナ
７…走行制御装置
８…車載通信機
１１…回路基板（プリント基板）
１３…スペーサ
１５，１５ａ，１５ｂ…強化ガラス板
１７，８０…シール剤
１９…マウンティングケース
２０…基本構造体
２１…パッチアンテナ
２７…デジタル回路
３１…電池
３３…制御素子
３５…通信素子
５１…直進用タグ
５３…車線変更用タグ
５５…車線変更管理アンテナ
５６…道路側通信機
５７…車線変更管理装置
６３…タグ設置部品
７１…タグ設置装置

Claims

通信により車両を案内するために、地面に配置される車両案内用タグを用いた車両案内システムであって、
走行目標ラインに沿って配列された前記車両案内用タグを備えるとともに、
前記車両側には、
前記車両案内用タグとの間で情報の送受信可能な通信手段と、
該通信手段により、前記車両案内用タグに対して、前記情報を前記車両に送信させるための命令を送信する命令手段と、
該命令に応じて、前記車両案内用タグから前記車両に送信された前記情報に基づいて、前記車両の走行制御を行う走行制御手段と、
を備え、
更に、前記通信手段は、中央及びその両側に第１〜第３アンテナを有し、隣接するアンテナにより形成される通信エリア同士が重複するように設定し、かつ前記第１〜第３アンテナの送信信号は１つの周波数を用い、前記両側の第１及び第３アンテナは同一タイミングで送信信号を出力し、前記中央の第２アンテナは、前記第１及び第３アンテナが送信信号を出力しないタイミングで送信信号を出力すると共に、
前記走行制御手段は、前記第２アンテナのみで前記車両案内用タグからの送信信号を受信した場合には、現走行制御を維持し、前記第１アンテナのみ又は第３アンテナのみで前記車両案内用タグからの送信信号を受信した場合には、前記車両をそれぞれ大きく左又は右に向ける制御を行うと共に、
前記第１及び第２アンテナのみ又は第２及び第３アンテナのみで前記車両案内用タグからの送信信号を受信した場合には、前記第１アンテナのみ又は第３アンテナのみで前記車両案内用タグからの送信信号を受信した場合に対して前記車両をそれぞれ小さく左又は右に向ける制御を行うことを特徴とする車両案内用タグを用いた車両案内システム。