車載アレーアンテナによる歩行者方向推定に関する基礎的考察

摘要

近年，高度道路交通システム（ITS）の一環として自動車の歩行者に対する事故を未然に防ぐ技術が注目されている．筆者らは歩行者の持つ電子タグから発信される電波を車載アンテナにより検出し，ドライバーに歩行者位置を知らせることで事故を防止することを目的に研究を進めている．本稿では，歩行者の方位方向を推定する方式の検討を行っている．直接波の到来方向が歩行者の方向ではあるが，多重波によるフェージングのため，その方向を推定する際に誤差が生ずる．ここでは，車の移動によって得られる異なったフェージングを受けた共通のデータについてアレーアンテナによるビームフォーミングを行い，その平均電力が最大となる方位方向を推定する方式を提案し，シミュレーションを用いてその特性の評価を行った．その結果，アンテナ素子数3，素子間隔を1．5 波長の直線アレー を用いることにより，ほぼ良好な推定が可能であることが分かった．%Some techniques using intelligent transport systems have been studied to prevent traffic accidents whose victims are a pedestrian. We have studied a scheme that informs a driver of a pedestrian's position using an electromagnetic wave radiated from the pedestrian's RFID tag. Although the direction-of-arrival (DOA) of a direct wave indicates the direction of the pedestrian, it is, however, difficult to estimate the DOA under multipath fading environments. This paper proposes a simple technique for DOA estimation. Using multiple antennas, we receive signals that experience different fading due to vehicle motion. If we beamform towards the direction of the direct wave, we can expect to compute the maximum average power because its signal is the largest and the multipath components are reduced by the array. Using the received data, we then beamform towards multiple directions, and the direction that gives the maximum average power indicates the direction of the pedestrian. Conducting computer simulations, we show the performance of the proposed scheme.