JPH08274703A - 路車間通信方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 情報の欠落が生じることなく、車載用通信装
置と路上機との間で確実に情報の授受をする。 【構成】 車載機からの取付位置情報を含む信号を路上
機のプレアンテナで受信して車載機の取付位置を求める
（４００〜４０４）。求めた取付位置に基づいて車載機
より車両の到着を検知する車両の部位（前輪下端接触部
位）までの距離と、最も近い相対距離となる路上機の位
置センサを複数配設された位置センサの中から選択する
（４０６）。路上機は、選択した位置センサがオンして
から、車載機との交信を開始する（４０８、４１０）。
従って、車載機の取付位置の違いによる車両の到着検知
のばらつきを抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、路車間通信方法及び装
置にかかり、特に、車両側に設置された車載用通信装置
と路側に設置された路上機との間で電波通信により情報
を授受する路車間通信方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有料施設では利用料金の収受があり、例
えば、有料道路を走行する車両は、その車種及び有料道
路における走行距離に応じて課金される。この有料施設
の利用料金の収受を自動的に行うものとして、有料道路
の入口ゲートや出口ゲートで料金を徴収することを自動
的に行うため、該当車両に対して情報を問い合わせるた
めの質問器として道路側に電波を送受信（交信）するた
めの通信エリアが設定されたアンテナを有する通信装置
（以下、路上機という。）を配設し、この通信エリア内
で問い合わせのあった情報に対する返答をするための応
答器としてアンテナを有する通信装置（以下、車載機と
いう。）を車両に設置して、車載機と路上機との間で電
波通信により情報を授受する路車間通信方法が知られて
いる。

【０００３】ところで、一般的に道路は隣り合う複数の
レーンを有している。このような複数のレーンを走行す
る車両の各々に対しても、それぞれに対応する路上機と
確実な情報の授受が必要とされる。このため、交信を必
要とする車載機と路上機との対応関係以外の車載機また
は路上機との情報の授受を制限するように、１つの通信
エリアは、隣り合うレーンを走行する車両からの電波の
受信が少なくなるように交信電波の電波強度を小さくし
たり、１つのレーンに属する通信エリアを小さくしたり
する必要がある。

【０００４】しかしながら、電波強度を小さくしたり、
通信エリアを小さくしたりすると、限られた通信エリア
内で小さな電波強度による電波によって交信するため、
電波強度不足による情報の欠落や車両が交信途中に通信
エリア外へ移動して交信が中断することがある。これに
よって、情報の授受の確実性が低下する。

【０００５】この問題を解決するため、特開平６−２５
８４２５号公報には、路上機として道路両側にアンテナ
を配設し、車載機を備えた車両を追跡する技術が開示さ
れている。この技術では、道路の両側に当該道路が通信
エリアとなるようにアンテナを配設し、走行する車両の
車載機から送信される電波を道路両側のアンテナの各々
において逐次受信し、受信した各電波信号の位相差から
車載機の位置を検出している。また、この技術では、検
出ラインに車両が進入したことを検出するセンサ装置を
有し、車両の進入を検出したときの逐次受信した電波信
号の有無により、車載機の有無を検出している。このよ
うに、検出ラインに進入し検出された位置の車載機を備
えた車両と路上機との間で路車間通信を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような路車間通信装置では、逐次受信した受信電波の位
相差から車載機の位置を求めているため、車載機は常時
電波を送信する必要があり、路上機では車載機から送信
した複数の電波信号を時系列的に受信する時間を必要と
する。また、車種や車両内における車載機のアンテナの
取付位置によって、電波信号により特定される車載機の
アンテナの位置と、センサ装置によって検出される物理
的な車両の位置とを対応させることはできない。

【０００７】従って、従来のように、逐次受信した受信
電波の位相差から車載機の位置を求めて、車両が検出ラ
インに進入したときに、路車間通信を開始すると、例え
ば車両の先端付近にアンテナが取付けられた場合には交
信するのに要する通信エリアの領域が少なくなり、充分
な交信時間を得ることができない。このため、短時間か
つ迅速に交信しなければならない走行中の車両にあって
は、複数回の交信に時間を要することによって、交信途
中に通信エリア外へ車両が移動し、交信が中断される虞
がある。

【０００８】本発明は、上記事実を考慮して、情報の欠
落が生じることなく、車載用通信装置と路上機との間で
確実に情報の授受をすることができる路車間通信方法及
び装置を得ることが目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、電波通信をするための車載
アンテナを備えた車載用通信装置と、前記車載用通信装
置と電波通信をするための路上アンテナを備えた路上機
との間で情報を授受する路車間通信方法であって、前記
車載アンテナの車両上の取付位置を表す取付位置情報が
記憶された前記車載用通信装置から送信される当該取付
位置情報を予め受信し、受信した取付位置情報に基づい
て前記情報を授受可能な前記路上アンテナと前記車載ア
ンテナとの相対位置関係を演算し、前記路上アンテナと
前記車載アンテナとの相対位置を検出し、検出された相
対位置が前記相対位置関係のときに前記路上アンテナか
らの送信を開始する。

【００１０】請求項２に記載の発明は、車載アンテナの
車両上の取付位置を表す取付位置情報が記憶されると共
に、当該取付位置情報を送信するための車載用通信装置
と、前記取付位置情報を受信するためのプレアンテナ
と、前記車載用通信装置へ電波を送信するための路上ア
ンテナと、予め定めた検知位置に前記車両が到着したこ
とを検知する到着検知手段と、受信された前記取付位置
情報に基づいて前記到着検知手段の予め定めた検知位置
を変更する位置変更制御手段と、前記到着検知手段で車
両が到着したことを検知して予め定めた所定時間を経過
した後に前記車載用通信装置に対して電波送信を制御す
る送信制御手段と、を備えている。

【００１１】請求項３に記載の発明は、車載アンテナの
車両上の取付位置を表す取付位置情報が記憶されると共
に、当該取付位置情報を送信するための車載用通信装置
と、前記取付位置情報を受信するためのプレアンテナ
と、前記車載用通信装置へ電波を送信するための路上ア
ンテナと、予め定めた検知位置に前記車両が到着したこ
とを検知すると共に、当該到着検知時点の車速を検出す
る到着検知手段と、受信された前記取付位置情報及び検
出された車速に基づいて前記車載用通信装置に対して電
波を送信するまでの時間を決定する決定手段と、前記到
着検知手段で車両が到着したことを検知して前記決定さ
れた送信するまでの時間を経過した後に前記車載用通信
装置に対して電波送信を制御する送信制御手段と、を備
えている。

【００１２】請求項４に記載の発明は、車載アンテナの
車両上の取付位置及び車載アンテナの当該車両からの指
向性を表す取付情報が記憶されると共に、当該取付位置
情報を送信するための車載用通信装置と、前記取付位置
情報を受信するためのプレアンテナと、前記車載用通信
装置へ電波を送信するための少なくとも指向性が変更可
能な路上アンテナと、受信された前記取付情報に含まれ
る指向性に基づいて前記路上アンテナの指向性を変更す
る指向性変更手段と、予め定めた検知位置に前記車両が
到着したことを検知する到着検知手段と、前記到着検知
手段で車両が到着したことを検知して予め定めた所定時
間を経過した後に前記車載用通信装置に対して電波送信
を制御する送信制御手段と、を備えている。

【００１３】

【作用】本発明の路車間通信方法では、車載用通信装置
から送信される取付位置情報を予め受信する。この取付
位置情報は、車載アンテナの車両上の取付位置を表し、
車載用通信装置に予め記憶されている。この取付位置情
報には、車両の所定部位と車載アンテナとの間の距離や
高さを含む変位量があり、この所定部位と車載アンテナ
との方位を含むことができる。このように、予め取付位
置情報を受信することにより、情報を授受する対象とな
る車両に取り付けられた車載アンテナの取付位置を認知
することができる。この受信した取付位置情報に基づい
て情報を授受可能な路上アンテナと車載アンテナとの相
対位置関係を演算する。この相対位置関係は、前記取付
位置に対応する路上機の路上アンテナの車両に対する情
報の授受を行うに最適な位置関係であり、この場合、前
記変位量や方位から車両上の取付位置が認知できるの
で、相対位置関係を求めることができる。従って、路上
アンテナと車載アンテナとの相対位置を検出し、検出さ
れた相対位置が相対位置関係のときに路上アンテナから
の送信を開始すれば、車載アンテナと、路上アンテナと
は情報の授受を行うに最適な位置関係になり、車載用通
信装置と路上機との間で確実に情報を授受することがで
きる。

【００１４】上記の路車間通信方法は、以下の路車間通
信装置によって実現が可能である。請求項２に記載の路
車間通信装置では、プレアンテナによって前記取付位置
情報を受信し、この取付位置情報に基づいて、位置変更
制御手段では予め定めた検知位置に車両が到着したこと
を検知するための到着検知手段の検知位置を変更する。
車両の到着が到着検知手段によって検知されると、送信
制御手段では予め定めた所定時間を経過した後に車載用
通信装置に対して路上アンテナからの電波送信を制御す
る。このように、到着検知手段の検知位置を変更するの
で、到着検知手段と路上アンテナを車両に対して情報の
授受を行うに最適な位置関係に設定できる。従って、充
分な交信時間を得ることができる。

【００１５】請求項３に記載の路車間通信装置では、到
着検知手段によって、予め定めた検知位置に車両が到着
したことを検知すると共に、当該到着検知時点の車速を
検出する。プレアンテナでは前記取付位置情報を受信
し、決定手段では、この取付位置情報及び検出された車
速に基づいて前記車載用通信装置に対して電波を送信す
るまでの時間を決定する。送信制御手段では、到着検知
手段で車両が到着したことを検知して前記決定された送
信するまでの時間を経過した後に車載用通信装置に対し
て電波送信を制御する。このように、到着時点の車速を
検出し、この検出した車速と取付位置情報から車載用通
信装置に対して電波を送信するまでの時間を決定してい
る。従って、車速が異なる車両が到着した場合であって
も、その車速に対応した時間で車載用通信装置に対して
電波を送信することができる。このため、高速で到着し
た車両であっても、充分な交信時間を得ることができ
る。

【００１６】請求項４に記載の路車間通信装置では、車
載用通信装置に車載アンテナの車両上の取付位置及び車
載アンテナの当該車両からの指向性を表す取付情報が記
憶されている。この取付情報をプレアンテナで受信す
る。路上アンテナは少なくとも指向性が変更可能であ
り、指向性変更手段では受信された取付情報に含まれる
指向性に基づいて路上アンテナの指向性を変更する。車
両の到着が到着検知手段によって検知されると、送信制
御手段では予め定めた所定時間を経過した後に車載用通
信装置に対して路上アンテナからの電波送信を制御す
る。このように、路上アンテナの指向性を変更するの
で、到着検知手段と路上アンテナを車両に対して情報の
授受を行うに最適な指向性関係に設定できる。従って、
指向性が異なることによって通信エリアが減少すること
なく、充分な交信時間を得ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。第１実施例は、有料道路を走行する車両
に対して自動的に課金処理を行う自動課金システムに本
発明を適用したものである。なお、本実施例の自動課金
システムは、車両に搭載された車載機（詳細は後述）
と、ゲートやと途中経路の地上側に設置されたフラット
アンテナを有する路上機との間で電波通信をすることに
よって、車両が停止することなく通行料金等を決済する
ためのシステムである。

【００１８】図５に示すように、車両９０のインパネ上
に搭載される車載機３０は、料金残額情報等が格納され
たＩＣカード６２が着脱可能なＩＣカードリードライト
装置６０を備えている。この車載機３０は、車両ナンバ
ー等からなるＩＤコード及び車種情報等の固定データを
記憶した記憶回路を備えると共に、ＩＣカードリードラ
イト装置６０によって装着されたＩＣカード６２の料金
残高情報を参照したり、ＩＣカード６２に料金残額情報
の書き込みを行う。

【００１９】一方、地上側設備としては、有料道路の入
口ゲート１００、図示を省略した分岐点の直前又は直後
等の途中経路、サービスエリア内、及び出口ゲートの各
々に車載機３０と各種の情報を授受するための路上機が
設置されている。

【００２０】図２に示すように、路上機を構成する入口
ゲート１００には、フラットアンテナからなるプレアン
テナを備えたアーチ１１５と、フラットアンテナからな
る入口アンテナを備えたアーチ１１６と、プレアンテナ
及び入口アンテナと接続された入口アンテナ制御装置１
３２とからなる路上機が設置されている。この入口アン
テナ制御装置１３２によりプレアンテナ及び入口アンテ
ナを介して、有料道路の入口ゲート情報を車両に搭載さ
れた車載機３０送信し、また車載機３０からの信号を受
信することができる。

【００２１】なお、各ゲートや途中経路及びサービスエ
リア内に設置された路上機は、図示を省略した中央コン
ピュータに接続可能であり、有料道路への進入車両に関
する情報を統括的に管理することができるようになって
いる。

【００２２】本実施例の有料道路の入口ゲート１００
は、３つのレーン１０２、１０４、１０６を有してい
る。レーン１０２は敷地１０８と分離帯１１０との間に
形成され、レーン１０４は分離帯１１０と分離帯１１２
との間に形成され、レーン１０６は分離帯１１２と敷地
１１４との間に形成されている。

【００２３】これらの複数のレーンを跨ぐように、敷地
１０８から敷地１１４にかけてアーチ１１５が配設され
ており、アーチ１１５上には、各レーンの直上に位置す
るように、入口アンテナ１１７、１１９、１２１が取り
付けられている。入口アンテナ１１７は、詳細は後述す
るが、レーン１０２を走行する車両から取付位置情報の
授受を行い、入口アンテナ１１９は、レーン１０４を走
行する車両に対して取付位置情報の授受を行い、また、
入口アンテナ１２１は、レーン１０６を走行する車両に
対して取付位置情報の授受を行う。

【００２４】アーチ１１５の車両進行方向の下流側に
は、アーチ１１５と同様に複数のレーンを跨ぐように、
敷地１０８から敷地１１４にかけてアーチ１１６が配設
されており、アーチ１１６上には、各レーンの直上に位
置するように、入口アンテナ１１８、１２０、１２２が
取り付けられている。入口アンテナ１１８は、レーン１
０２を走行する車両に対して情報の授受を行い、入口ア
ンテナ１２０は、レーン１０４を走行する車両に対して
情報の授受を行い、また、入口アンテナ１２２は、レー
ン１０６を走行する車両に対して情報の授受を行う。

【００２５】敷地１１４には、入口アンテナ制御装置１
３２を備えた入口ゲート制御センタ１３０が配設されて
おり、この入口アンテナ制御装置１３２にはプレアンテ
ナ１１７、１１９、１２１及び入口アンテナ１１８、１
２０、１２２が接続されている。なお、図２では各レー
ンに対応して入口アンテナ１１８、１２０、１２２を用
いたが、１レーンに２つ以上の入口アンテナを用いるよ
うにしてもよい。

【００２６】なお、入口ゲート１００には、各々のレー
ンに対応するように手払いによって通行料を払うための
従来と同様の通行券を発行する通行券発行装置１２４、
１２６、１２８が設置されている。通行券発行装置１２
４は、レーン１０２に対応し、通行券発行装置１２６
は、レーン１０４に対応し、通行券発行装置１２８はレ
ーン１０６に対応するように設置されている。これらの
通行券発行装置１２４、１２６、１２８は入口ゲート制
御センター１３０に接続されている。

【００２７】また、アーチ１１６の車両進行方向の下流
側には、各レーンへの進入の可否を指示するための信号
機１３４、１３６、１３８が各々のレーンに対応して配
設されている。これら信号機１３４、１３６、１３８
は、入口ゲート制御センタ１３０に接続されており、各
レーンへ車両が進入可能なときの表示（例えば、青信
号）または進入が不可能なときの表示（例えば、赤信
号）の何れかを表示する。

【００２８】次に、車両に積載される車載機３０の構成
を説明する。図５に示すように車載機３０は、後述する
路上機から送信された信号を受信する受信アンテナ３２
を備えている。受信アンテナ３２は、受信アンテナ３２
で受信された変調波を検波し、データ信号を得る検波回
路３４に接続されている。検波回路３４は、データ信号
受信回路４４を介してマイクロコンピュータを含んで構
成された信号処理回路４６に接続されている。

【００２９】信号処理回路４６には、後述する取付位置
情報、ＩＤコードや車種情報等のデータを記憶する記憶
回路４８及びＩＤコードを含むデータ信号等を応答信号
として送信する送信回路５０が接続されており、この送
信回路５０は送受信アンテナ５２に受信された無変調の
搬送波である問合せ信号を信号処理回路４６からのデー
タ信号で変調して送受信アンテナ５２を介して返送す
る。また、信号処理回路４６には、ＩＣカード６２が着
脱可能なＩＣカードリードライト装置６０が接続されて
いる。

【００３０】上記の取付位置情報として、図４に示すよ
うに、車載機３０が車両９０上に取り付けられた位置か
ら車両９０の前輪下端接触部位までの距離Ｌａまたは車
載機３０が車両９０上に取り付けられた位置から車両９
０のバンパーやボンネット等の先端部位までの距離Ｌｂ
がある。また、路面からの高さｈや車載機のアンテナの
指向性の向きを表す角度θを含むこともできる。本実施
例では、車両９０の前輪下端接触部位までの距離Ｌａを
用いる。なお、この取付位置情報は、車両に車載機を設
置するときに、予め登録するものとする。

【００３１】なお、車載機３０の搭載位置（取付位置）
は、車両のインパネ上に限定されるものではなく、後部
座席等の車内でもよく、車載機本体とアンテナとからな
る別個の構成としてもよい。この場合には、取付位置情
報は、アンテナが取付けられた位置について登録される
ものとする。

【００３２】また、車載機にはイグニッションオン時に
車載バッテリーから常時電源が供給されている。

【００３３】次に、車載機３０と通信を行う入口ゲート
１００の路上機を説明する。なお、説明を簡単にするた
め、レーン１０２を走行する車両に対する電波の授受を
担当する地上側の装置を用いて説明する。なお、レーン
１０２には、図４に示すように、入口アンテナ１１８付
近に所定間隔を隔てて位置センサ１４２，１４４，１４
６，１４８が埋設されている。これら位置センサ１４２
〜１４８の各々は各位置センサ上を車両の前輪が押圧す
ることにより信号を出力する踏み板センサ、赤外線セン
サ、圧電センサ等を用いることができる。なお、この位
置センサの数は４つに限定されるものではなく、２つま
たは３つ、及び５つ以上でもよい。

【００３４】図３に示すように、レーン１０２を走行す
る車両に対する地上側の装置は、プレアンテナ１１７、
入口アンテナ１１８、位置センサ１４２，１４４，１４
６，１４８及び入口アンテナ制御装置１３２から構成さ
れている。入口アンテナ制御装置１３２は、ＣＰＵ１７
２，ＲＡＭ１７４，ＲＯＭ１７６及び入出力ポート（Ｉ
／Ｏ）１７８からなるマイクロコンピュータで構成さ
れ、各々はコマンドやデータの授受が可能なようにバス
１８０によって接続されている。なお、ＲＯＭ１７６に
は、後述する処理ルーチンが記憶されている。入出力ポ
ート１７８には、後述する送受信制御装置１５２を介し
てプレアンテナ１１７が接続されると共に、送受信制御
装置１５４を介して入口アンテナ１１８が接続されてい
る。また、入出力ポート１７８には、検出信号を増幅し
デジタル信号に変換するためのドライバー１６２を介し
て位置センサ１４２が接続され、ドライバー１６４を介
して位置センサ１４４が接続され、ドライバー１６６を
介して位置センサ１４６が接続され、ドライバー１６８
を介して位置センサ１４８が接続されている。

【００３５】次に、プレアンテナ１１７及び入口アンテ
ナ１１８について送受信処理を行う送受信制御装置１５
２、１５４を説明する。なお、説明を簡単にするため、
入口アンテナ１１８に接続された送受信制御装置１５４
を例にして説明する。

【００３６】図６に示すように、入口アンテナ１１８
は、送信アンテナ２２及び送受信アンテナ２６から構成
されている。送受信制御装置１５４は、詳細を後述する
入出力ポート１７８から入出力されるデータやコマンド
に応じて信号を処理する信号処理回路１２を備えてい
る。信号処理回路１２は、命令を含むデータ信号（通信
要求信号）を送信する送信回路１４に接続されている。
送信回路１４はミキサー１８を介して送信アンテナ２２
に接続されている。ミキサー１８には所定周波数の搬送
波を発生する搬送波発生回路２０が接続されており、ミ
キサー１８は送信回路１４から入力される信号と搬送波
発生回路２０から入力される搬送波とをミックスし、送
信回路１４から入力された信号で搬送波発生回路２０か
ら入力された搬送波を変調する。また、送信アンテナ２
２からはこの変調波が電波として送信される。搬送波発
生回路２０には、車載機３０から変調されて返送され送
受信アンテナ２６で受信された変調波からデータ信号を
取り出す送受信回路２４が接続されている。この送受信
回路２４は信号処理回路１２に接続されている。

【００３７】なお、入口ゲート１００におけるプレアン
テナ及び他の入口アンテナの構成は、上記と同様の構成
であるため説明を省略する。また、途中経路や出口ゲー
トにおける各々のアンテナ及びアンテナ制御装置の構成
も、上記と略同様の構成である。

【００３８】次に、本実施例の処理ルーチンを説明す
る。本実施例は、予め取付位置情報を受信し、この取付
位置情報から車載機と路上機とが交信するに最適な車両
の到着を検知する位置センサを選択するようにしたもの
である。

【００３９】車両に取り付けられた車載機では、図８に
示すように、ステップ４２０で路上機からの問合せ信号
を受信するまで、このステップ４２０の判断を繰り返
し、受信したと判断されると、次のステップ４２２で受
信した問合せ信号を搬送波として自車を特定する識別コ
ードであるＩＤコード及び車載機３０の取付位置情報
（Ｌａ）で搬送波を変調した変調波を応答信号として送
信する。この送信が終了すると、次に路上機からの信号
を受信するまで、ステップ４２４の信号受信をしたか否
かの判断を繰り返し、受信したと判断されると、次のス
テップ４２６で路上機との交信を開始する。

【００４０】入口ゲートに設置された路上機では、図１
に示すように車載機からの応答信号を受信するまで（ス
テップ４０２）、ステップ４００において連続波からな
る問合わせ信号をプレアンテナ１１５によって送信し、
ステップ４０２で車載機からの応答信号を受信したと判
断されると、ステップ４０４において応答信号に含まれ
る取付位置情報から車載機３０のアンテナの取付位置を
求める。この場合、距離Ｌａが得られる。なお、車種情
報が読み取り可能である場合に、該当する車種から得る
ことができない距離の取付位置情報が得られたときに、
得られる取付位置情報を無効にする判断を付加するよう
にしてもよい。

【００４１】次のステップ４０６では、得られた距離Ｌ
ａから車両９０に対する位置センサを選択する。すなわ
ち、受信した応答信号に含まれる取付位置情報は、車載
機３０が車両９０上に取り付けられた位置から車両９０
の前輪下端接触部位までの距離Ｌａである。路上機にお
ける通信エリアの車両側境界Ｂｄ（図７）は、設置時に
予め定められているので、車両側境界Ｂｄと位置センサ
１４２〜１４８の各々の相対距離も予め求めることがで
きる。従って、ステップ４０６では、得られた距離Ｌａ
と最も近い相対距離となる位置センサを選択する。図７
の場合、位置センサ１４４が選択される。これにより、
通信エリアの車両側境界Ｂｄに進入してから最短時間で
車両が検出できる。

【００４２】なお、ステップ４０６で位置センサの選択
が終了すると、車両９０に対する交信をするためのアン
テナを入口アンテナ１１８に切り換える。

【００４３】次に、ステップ４０８で選択した位置セン
サがオンするまで、路上機は待機し、選択した位置セン
サがオンしたときに、次のステップ４１０において、車
載機との交信を開始する。

【００４４】なお、上記取付位置情報が、車両９０上に
取り付けられた車載機３０の位置から車両９０のバンパ
ーやボンネット等の先端部位までの距離Ｌｂの場合に
は、その距離Ｌｂに対応して予め定めた標準的な距離Ｌ
ａを求めればよい。また、位置センサを車両の先端部位
を検出する光センサ等に変更し、距離Ｌｂに基づいて車
載機３０の位置を求めてもよい。

【００４５】以上説明したように本実施例では、予め取
付位置情報を受信し、この取付位置情報から車載機を取
り付けた位置を特定し、その取付位置に対応して位置セ
ンサを選択し、車両の到着を検知するようにしている。
従って、車載機の取付位置の違いによる車両の到着検知
のばらつきを抑制することができるので、通信エリアに
進入してから最短時間で車載機と路上機との交信を開始
することができ、交信時間の不足が生じることや交信が
中断されることがない。

【００４６】なお、上記実施例では、取付位置情報を検
出するために、プレアンテナを設置する場合を説明した
が、プレアンテナを設置することなく、入口アンテナの
みによって、行ってもよい。この場合、入口アンテナの
通信エリアは車両の進行方向に沿って上記説明した処理
を充分に行える大きさにする必要がある。

【００４７】次に、第２実施例を説明する。本実施例
は、予め取付位置情報を受信し、この取付位置情報から
入口アンテナの位置センサを移動するようにしたもので
ある。なお、本実施例は、上記実施例と同様の構成のた
め、同一部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略す
る。

【００４８】図９に示すように、レーン１０２を走行す
る車両に対する地上側の装置は、プレアンテナ１１７、
入口アンテナ１１８、アンテナ移動装置１１８Ａ、位置
センサ１４２及び入口アンテナ制御装置１３２から構成
されている。入口アンテナ制御装置１３２の入出力ポー
ト１７８には、移動制御装置１５６を介してアンテナ移
動装置１１８Ａが接続されている。このアンテナ移動装
置１１８Ａは、車両進行方向に沿う方向に入口アンテナ
１１８を移動設置させるための装置である（図１０参
照）。

【００４９】次に、本実施例の処理ルーチンを説明す
る。本実施例の車載機における処理ルーチンは上記実施
例と同様のため、説明を省略する。

【００５０】入口ゲートに設置された路上機では、車載
機からの応答信号を受信し、車載機３０のアンテナの取
付位置（距離Ｌａ）が導出されると、図１１のステップ
４０７において、得られた距離Ｌａに相当する距離だ
け、入口アンテナ１１８を移動する。すなわち、得られ
た距離Ｌａから入口アンテナ１１８の移動量を求め、こ
の移動量の値を移動制御装置１５６へ出力する。移動制
御装置１５６では、入力された値に応じてアンテナ移動
装置を制御することによって、入口アンテナ１１８が移
動する。なお、ステップ４０７でアンテナの移動が終了
すると、車両９０に対する交信をするためのアンテナを
プレアンテナから入口アンテナ１１８に切り換える。次
に、ステップ４０９で位置センサ１４２がオンしたとき
に、次のステップ４１０において、移動した入口アンテ
ナ１１８によって車載機との交信を開始する。

【００５１】これによって、車載機３０と路上機の相対
位置関係は、取付位置情報に応じた交信するに最適な位
置関係となり、通信エリアに進入してから最短時間で車
載機と路上機との交信を開始することができ、交信時間
の不足が生じることや交信が中断されることがない。

【００５２】また、本実施例では、入口アンテナを移動
させているので、１つの位置センサの１回の車両到着の
検知で最適な交信開始時期を設定することができる。

【００５３】次に、第３実施例を説明する。路上機のア
ンテナ付近を通過する車両は様々な車速で走行すること
がある。従って、取付位置情報を得て、車両の到着を電
波以外で検知しても通信エリアへの到着時間が異なるの
で、車速によっては、通信エリアに到達していないのに
交信を開始したり、通信エリア内に移動しても交信を開
始しなかったりすることがある。そこで、本実施例は、
車速を検出し、取付位置情報及び車速から車載機と路上
機とが交信するに最適な車両の到着位置で交信を開始す
るようにしたものである。なお、本実施例は、上記実施
例と同様の構成のため、同一部分には同一符号を付し、
詳細な説明を省略する。

【００５４】図１２に示すように、レーン１０２を走行
する車両に対する地上側の装置は、プレアンテナ１１
７、入口アンテナ１１８、位置センサ１４２、入口アン
テナ１１８の車両進行方向の上流側に設置された車速セ
ンサ１５０（図１４参照）及び入口アンテナ制御装置１
３２から構成されている。本実施例の入出力ポート１７
８には、ドライバ１７０を介して車速センサ１５０が接
続されている。このドライバ１７０は、車速センサ１５
０で検出された車速をデジタル値に変換して出力するた
めの装置である。

【００５５】次に、本実施例の処理ルーチンを説明す
る。本実施例の車載機における処理ルーチンは上記実施
例と同様のため、説明を省略する。

【００５６】入口ゲートに設置された路上機では、車載
機からの応答信号を受信し、車載機３０のアンテナの取
付位置（距離Ｌａ）が導出され、図１３のステップ４０
４で距離Ｌａを用いて車載機３０が通信エリアまでの基
準距離Ｌ（図１４）を求める。次に、位置センサ１４２
がオンすると、図１３のステップ４０９で肯定判断さ
れ、ステップ４１２へ進む。ステップ４１２では、車速
センサ１５０によって車両９０の車速Ｖを検出する。こ
の検出された車速Ｖを用いて、次のステップ４１４で次
の式（１）を参照し、補正時間Ｔを演算する。

【００５７】Ｔ＝Ｌ／Ｖ ・・・（１） この補正時間Ｔは、車載機３０が通信エリアまでに車速
Ｖの車両９０が移動する時間に相当し、補正時間Ｔを経
過した後には車載機３０と路上機との交信が可能とな
る。従って、次のステップ４１６では、ステップ４１４
で求めた補正時間Ｔだけ待機し（タイマ遅延）、補正時
間Ｔを経過すると、次のステップ４１０において、入口
アンテナ１１８によって車載機との交信を開始する。

【００５８】このように、取付位置情報及び車速に基づ
いて車両が到着した時点の車速に応じて車載機が通信エ
リアまで到達するまでの間の交信を待機しているので、
車載機３０と路上機の相対位置関係は、車両が通信エリ
ア内に移動して初めて交信するに最適な位置関係とな
り、通信エリアに進入してから最短時間で車載機と路上
機との交信を開始することができ、交信時間の不足が生
じることや交信が中断されることがない。

【００５９】次に、第４実施例を説明する。車載機３０
は、インパネ上部への取付けが想起されるが、そのイン
パネの形状や指向性が可変のアンテナを備えた車載機等
により、外部へ向けられる車載機３０の方向が変化す
る。従って、車載機３０のアンテナが指向性を有する場
合には、路上機のアンテナ、例えば、入口アンテナの指
向性と異なる場合がある。このように、車載機のアンテ
ナの指向性と路上機のアンテナの指向性が異なるとき
は、見かけ上の通信エリアが減少し、充分な交信時間を
出ることができないことがある。そこで、本実施例は、
車載機から送信される電波の指向性を含む取付位置情報
を受信し、この取付位置情報から入口アンテナの指向性
を変更するようにしたものである。なお、本実施例は、
上記実施例と同様の構成のため、同一部分には同一符号
を付し、詳細な説明を省略する。

【００６０】図１５に示すように、レーン１０２を走行
する車両に対する地上側の装置は、プレアンテナ１１
７、入口アンテナ１１８、位置センサ１４２、アンテナ
移動装置１１８Ａ、アンテナ指向性変更装置１１８Ｂ、
位置センサ１４２及び入口アンテナ制御装置１３２から
構成されている。入口アンテナ制御装置１３２の入出力
ポート１７８には、角度制御装置１５７を介してアンテ
ナ指向性変更装置１１８Ｂが接続されている。このアン
テナ指向性変更装置１１８Ｂは、入口アンテナ１１８の
指向性（角度）を変更するための装置である（図１７参
照）。

【００６１】次に、本実施例の処理ルーチンを説明す
る。本実施例の車載機における処理ルーチンは上記実施
例と同様のため、説明を省略する。

【００６２】入口ゲートに設置された路上機では、車載
機からの応答信号を受信し、車載機３０のアンテナの取
付位置（距離Ｌａ）が導出されると、図１６のステップ
４０７Ａにおいて取付位置情報に含まれる取付角度θを
導出する。次のステップ４０７Ｂでは、得られた距離Ｌ
ａと取付角度θから入口アンテナ１１８を設定する。す
なわち、得られた距離Ｌａに相当する距離だけ、入口ア
ンテナ１１８を移動すると共に、得られた取付角度θに
相当する指向性を網羅するように、入口アンテナ１１８
を回転させる。この入口アンテナ１１８の移動は、得ら
れた距離Ｌａから入口アンテナ１１８の移動量を求め、
この移動量の値を移動制御装置１５６へ出力する。移動
制御装置１５６では、入力された値に応じてアンテナ移
動装置を制御することによって、入口アンテナ１１８が
移動する。また、入口アンテナ１１８の回転は、得られ
た角度θから入口アンテナ１１８の回転量を求め、この
回転量の値を角度制御装置１５７へ出力する。角度制御
装置１５７では、入力された値に応じてアンテナ指向性
変更装置を制御することによって、入口アンテナ１１８
が回転される。なお、ステップ４０７でアンテナの移動
が終了すると、車両９０に対する交信をするためのアン
テナをプレアンテナから入口アンテナ１１８に切り換え
る。

【００６３】これによって、車載機３０と路上機の相対
位置関係は、取付位置情報に応じた交信するに最適な指
向性による位置関係となり、通信エリアに進入してから
最短時間で車載機と路上機との交信を開始することがで
き、交信時間の不足が生じることや交信が中断されるこ
とがない。

【００６４】なお、本実施例では、車載機から送信され
る電波の指向性に応じて入口アンテナの指向性及び位置
を変更するようにしたが、少なくとも車載機のアンテナ
と路上機側のアンテナとの指向性が一致すればよく、車
両の到着検知は、上記実施例の何れでも適用が可能であ
る。

【００６５】次に、第５実施例を説明する。本実施例
は、車載機を搭載した車両と車載機を搭載していない車
両とが混在するゲートにおいて最適な車両の到着位置で
発券または交信の開始をするようにしたものである。な
お、本実施例は、上記実施例と同様の構成のため、同一
部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

【００６６】図１８に示すように、レーン１０２を走行
する車両に対する地上側の装置は、プレアンテナ１１
７、入口アンテナ１１８、位置センサ１４２、車速セン
サ１５０、通行券発行装置１２４、信号機１８２（図２
０）及び入口アンテナ制御装置１３２から構成されてい
る。本実施例の入出力ポート１７８には、ドライバ１２
４Ａを介して通行券発行装置１２４が接続されると共
に、ドライバ１８２Ａを介して信号機１８２が接続され
ている。

【００６７】次に、本実施例の処理ルーチンを説明す
る。本実施例の車載機における処理ルーチンは上記実施
例と同様のため、説明を省略する。

【００６８】入口ゲートに設置された路上機では、図１
９に示すように車載機からの応答信号を受信するまで
（ステップ４０２）、ステップ４００において連続波か
らなる問合わせ信号をプレアンテナ１１５によって送信
するが、車載機３０からの応答信号受信がない場合には
（ステップ４０２で否定判断）、ステップ４３２におい
て車速センサ１５０が車速Ｖを検出したか否かを判断す
る。車載機３０からの応答信号受信がなく、車速センサ
１５０によって車速Ｖが検出された場合は、ステップ４
３２で肯定判断され、次のステップ４３４で車載機３０
の故障または車両９０が車載機３０を搭載していないと
判定し、次のステップ４３６において、通行券等のカー
ドを発行する。カードを発行した後は、次のステップ４
３８でカードの有か否かを判断することによって乗員が
カードを受け取ったか否かを判定し、カードが無くなる
と、次のステップ４４０で信号１８２（図２０）を青に
することによって、車両９０の追加を許可する。車両９
０が通過すると、ステップ４４２で否定判断され、次の
ステップ４４４で信号１８２を赤にする。

【００６９】一方、車載機からの応答信号を受信した場
合には、上記実施例と同様にして補正時間Ｔを演算し、
補正時間Ｔを経過後に開始した交信が終了すると、次の
ステップ４４０で信号１８２を青にすることによって、
車両９０の追加を許可する。車両９０が通過すると、ス
テップ４４２で否定判断され、次のステップ４４４で信
号１８２を赤にする。このように、取付位置情報及び車
速に基づいて車両が到着した時点の車速に応じて車載機
が通信エリアまで到達するまでの間の交信を待機してい
るので、車載機３０と路上機の相対位置関係は、車両が
通信エリア内に移動して初めて交信するに最適な位置関
係となり、通信エリアに進入してから最短時間で車載機
と路上機との交信を開始することができ、交信時間の不
足が生じることや交信が中断されることがない。

【００７０】また、赤信号の点灯により、通行券発行装
置付近で車両を停止または減速させているので、より交
信の確実性が増加する。

【００７１】なお、本実施例では、通行券等のカードを
発行する際の停止及び進行許可を示す信号１８２を独立
した構成としたが、各レーンへの進入の可否を指示する
ための信号機を作動させるようにしてもよい。

【００７２】なお、上記実施例では、有料道路に本発明
を適用した場合を説明したが、本発明は有料道路に限定
されるものではなく、駐車料金を自動的に決済するため
の駐車場システム等の自動課金システムへの適用が可能
である。また、自動的に課金処理を行うシステムに限定
されるものでもなく、少なくともアンテナを有する地上
側設備と、車載機を備えた車両との間で情報を授受する
システムへの適用が可能である。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、予め取付位置情報を受信することにより車
両に取り付けられた車載アンテナの取付位置を認知して
得た路上アンテナと車載アンテナとの相対位置関係で路
上アンテナからの送信を開始するので、車載アンテナと
路上アンテナとは情報の授受を行うに最適な位置関係で
交信することができ、車載用通信装置と路上機との間で
確実に情報を授受することができる、という効果があ
る。

【００７４】請求項２に記載した発明によれば、取付位
置情報に基づいて到着検知手段の検知位置を変更するの
で、到着検知手段と路上アンテナを車両に対して情報の
授受を行うに最適な位置関係に設定でき、充分な交信時
間を得ることができる、という効果がある。

【００７５】請求項３に記載した発明によれば、車両の
到着時点で車速を検出し、車速と取付位置情報から車載
用通信装置に対して電波を送信するまでの時間を決定し
ているので、車速が異なる車両が到着した場合であって
も、その車速に対応した時間で車載用通信装置に対して
電波を送信することができ、充分な交信時間を得ること
ができる、という効果がある。

【００７６】請求項４に記載した発明によれば、取付け
情報に基づいて路上アンテナの指向性を変更するので、
到着検知手段と路上アンテナを車両に対して情報の授受
を行うに最適な指向性関係に設定でき、車載アンテナと
路上アンテナとの指向性を合致させて交信することがで
き、充分な交信時間を得ることができる、という効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能な自動課金システムにおける
路上機側の処理ルーチンを示す流れ図である。

【図２】本実施例の自動課金システムにおける入口ゲー
トを示す概略斜視図である。

【図３】第１実施例の地上側設備の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図４】第１実施例の車載機と路上機との関係を示すイ
メージ図である。

【図５】本実施例の車載機を示すブロック図である。

【図６】次に、路上機のプレアンテナ及び入口アンテナ
で送受信処理する送受信制御装置の一例を示すブロック
図である。

【図７】車載機と路上機の位置センサとの関係を示すイ
メージ図である。

【図８】第１実施例の車載機側の処理ルーチンを示す流
れ図である。

【図９】第２実施例の地上側設備の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図１０】第２実施例の車載機と路上機との関係を示す
イメージ図である。

【図１１】第２実施例の路上機側の処理ルーチンを示す
流れ図である。

【図１２】第３実施例の地上側設備の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図１３】第３実施例の路上機側の処理ルーチンを示す
流れ図である。

【図１４】第３実施例の車載機と入口アンテナ周辺との
関係を示すイメージ図である。

【図１５】第４実施例の地上側設備の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図１６】第４実施例の路上機側の処理ルーチンを示す
流れ図である。

【図１７】第４実施例の車載機と入口アンテナ周辺との
関係を示すイメージ図である。

【図１８】第５実施例の地上側設備の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図１９】第５実施例の路上機側の処理ルーチンを示す
流れ図である。

【図２０】第５実施例の車載機と入口アンテナ周辺との
関係を示すイメージ図である。

【符号の説明】

１００ 入口ゲート １１７ プレアンテナ １１８ 入口アンテナ １３２ 入口アンテナ制御装置 １４２ 位置センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電波通信をするための車載アンテナを備
   えた車載用通信装置と、前記車載用通信装置と電波通信
   をするための路上アンテナを備えた路上機との間で情報
   を授受する路車間通信方法であって、 前記車載アンテナの車両上の取付位置を表す取付位置情
   報が記憶された前記車載用通信装置から送信される当該
   取付位置情報を予め受信し、 受信した取付位置情報に基づいて前記情報を授受可能な
   前記路上アンテナと前記車載アンテナとの相対位置関係
   を演算し、 前記路上アンテナと前記車載アンテナとの相対位置を検
   出し、 検出された相対位置が前記相対位置関係のときに前記路
   上アンテナからの送信を開始する、 ことを特徴とする路車間通信方法。
2. 【請求項２】 車載アンテナの車両上の取付位置を表す
   取付位置情報が記憶されると共に、当該取付位置情報を
   送信するための車載用通信装置と、 前記取付位置情報を受信するためのプレアンテナと、 前記車載用通信装置へ電波を送信するための路上アンテ
   ナと、 予め定めた検知位置に前記車両が到着したことを検知す
   る到着検知手段と、 受信された前記取付位置情報に基づいて前記到着検知手
   段の予め定めた検知位置を変更する位置変更制御手段
   と、 前記到着検知手段で車両が到着したことを検知して予め
   定めた所定時間を経過した後に前記車載用通信装置に対
   して電波送信を制御する送信制御手段と、 を備えた路車間通信装置。
3. 【請求項３】 車載アンテナの車両上の取付位置を表す
   取付位置情報が記憶されると共に、当該取付位置情報を
   送信するための車載用通信装置と、 前記取付位置情報を受信するためのプレアンテナと、 前記車載用通信装置へ電波を送信するための路上アンテ
   ナと、 予め定めた検知位置に前記車両が到着したことを検知す
   ると共に、当該到着検知時点の車速を検出する到着検知
   手段と、 受信された前記取付位置情報及び検出された車速に基づ
   いて前記車載用通信装置に対して電波を送信するまでの
   時間を決定する決定手段と、 前記到着検知手段で車両が到着したことを検知して前記
   決定された送信するまでの時間を経過した後に前記車載
   用通信装置に対して電波送信を制御する送信制御手段
   と、 を備えた路車間通信装置。
4. 【請求項４】 車載アンテナの車両上の取付位置及び車
   載アンテナの当該車両からの指向性を表す取付情報が記
   憶されると共に、当該取付位置情報を送信するための車
   載用通信装置と、 前記取付位置情報を受信するためのプレアンテナと、 前記車載用通信装置へ電波を送信するための少なくとも
   指向性が変更可能な路上アンテナと、 受信された前記取付情報に含まれる指向性に基づいて前
   記路上アンテナの指向性を変更する指向性変更手段と、 予め定めた検知位置に前記車両が到着したことを検知す
   る到着検知手段と、 前記到着検知手段で車両が到着したことを検知して予め
   定めた所定時間を経過した後に前記車載用通信装置に対
   して電波送信を制御する送信制御手段と、 を備えた路車間通信装置。