JPH09319904A - 料金収受システム及び料金徴収用車載機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＧＰＳによって通行車両の位置標定を行ない、
これによって、有料道路の自動料金収受を確実に行な
う。 【解決手段】本車載機システムは、カーナビゲーション
システム２１と、料金収受システム２２の第１及び第２
の無線送受信システム３１，３２とが、お互いにインタ
フェース回路２１０，３４で接続されており、お互いに
独立の機能分担をなしている。更に、カーナビゲーショ
ンシステム２１には、走行車両に対して課金すべき条件
を記憶、読出す課金条件記憶作動部２４がインタフェー
ス回路２１０，２４１で接続される。この課金条件記憶
作動部２４は、有料道路の運営者が封印すべき箇所を示
している。また、上記無線通信システム３１，３２に
は、課金情報記憶部３３がインタフェース回路３３１で
接続されており、本部分についても有料道路の運営者が
封印をすべき部分である事を示している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有料道路等におけ
る料金収受システム及びこの料金収受システムに使用さ
れる料金徴収用車載機に関する。

【０００２】

【従来の技術】有料道路の料金収受システムの一方法と
して、現在ＡＦＣ（Automatic Fee Collection）システ
ムが提案されている。このシステムは、車両中に車載機
を搭載して、地上側の料金所には路上機を設置し、車載
機側と路上機側で、料金徴収に必要なデータの授受を行
なうものである。

【０００３】本出願人は、キャッシュレスシステムを上
記ＡＦＣシステムに適用した場合の車載機に関する発明
を、既に特願昭５６−９６８６８号（特公平０２−２３
９０７号公報）、特願昭６１−１８８３２４号（特公平
０６−７０８０４号公報）にて出願している。

【０００４】これらの車載機は、図１９（ａ），（ｂ）
に示すように構成されている。同図において、１は料金
収受用端末機本体で、その表面には表示部２とキーパッ
ド３が設けられている。また、上面にはカード挿入口４
が形成され、裏面内部に送受信アンテナ５が内蔵されて
いる。上記表示部２は、有料道路の出入口あるいはその
途中に設置されている路上機から受信した情報及び上記
路上機へ送信すべき情報を表示するものである。キーパ
ッド３は、０〜９までのテンキー及び各種ファンクショ
ンキーからなり、利用者固有の暗証番号を入力するもの
である。カード挿入口４は、銀行カード、クレジットカ
ードなどのキャッシュレスとして使用されるＩＣカード
が挿入可能となっている。送受信アンテナ５は、路上機
との間で無線通信手段によりデータ伝送を行なうための
ものである。

【０００５】上記車載機は、コンパクトで製作する事が
可能であり、また、全ての車両に対して簡単な操作で取
付ける事が可能で、利用者の利便性を考えた場合、現状
においては最適なものであると判断される。特に、料金
収受システムにＡＦＣシステムを適用するとしても、全
ての車両に対して、ＡＥＣシステムを適用するわけでは
無いから、ＡＦＣシステムに適用する必要車両のみに、
上記の車載機を取付け、現金支払いを希望する車両につ
いては、これらの車載機を取付けなくても良いのである
から、利便性の面からも優れたものであるといえる。ま
た、上記のように、カード挿入口４は、汎用性のあるＩ
Ｃカードを着脱可能に設けられており、本ＩＣカードを
銀行カード、クレジットカード、プリペイドカード等に
利用出来るのは勿論のこと、料金徴収以外のシステムに
適用することが出来るものである。

【０００６】一方、昨今の自動車のエレクトロニクス化
技術を考えた場合、カーナビゲション市場が急拡大して
いる。新製品のラッシュに新規参入メーカが加わり、各
社のシェア獲得競争は、激化の一途をたどっている。こ
れの販売台数は、１９９５年には、５０万台、２０００
年には２００万台に市場規模が拡大する予定であると予
想されている（日刊工業新聞１９９５年（平成７年）５
月２２日号掲載）。２００万台というのは、国内の全車
両の保有台数の２０％である。

【０００７】カーナビゲーションシステムは、現時点に
おいて自動車エレクトロニクスの１つの利用手段として
商品化されているのであるが、これには料金収受システ
ム等に利用可能なＧＰＳ（Global Positioning System
）が導入されている。現在、米国の軍事用にＧＰＳ衛
星が２０数個打上げられているが、これによって、走行
車両の位置測定を行なうものである。

【０００８】本出願人は、いち早く、これに着目してＧ
ＰＳ衛星を利用した料金収受システムに関する発明を既
に特願平０６−２３５２１３号にて出願した。本出願の
主旨は、ＧＰＳによって通行車両の位置標定を行ない、
これによって、どの位置に通行車両が走行したかという
事が判明する為、有料道路の自動料金収受を行なおうと
するものである。

【０００９】以上、料金収受システムと、車両のナビゲ
ーションシステムとの関係について述べたが、今後の車
載機については、車両と一体化した車載機が主流になる
と目され、特にナビゲーションシステムが料金収受シス
テムに取り込んだシステムが最も発展性のあるシステム
であると考えられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以下、ナビゲーション
システムを主としたシステムの可能性について詳述す
る。車両のナビゲーションシステム、及び本システムを
発展させたカーエレクトロニクスのインフラストラクチ
ャーが進み、更に、ＧＰＳ衛星による位置測定システム
についても、一国の軍事用衛星に依存する時代では無く
なる事を見越し、将来の料金収受システム（現在計画さ
れているＡＦＣシステム）をより発展させなければなら
ない。

【００１１】これを実現させるには、図１に示すような
カーナビゲーションシステム２１と、現状の料金収受シ
ステム２２とを結合させる事、更に発展させて、図２に
示すように、カーナビゲーションシステム２１と料金収
受システム２２、更に、無線電話システム２３とを結合
させたシステムを構築する必要がある。ここで、本シス
テムを実現させるには、次の２点が大きな課題としてあ
げられる。

【００１２】１．上記システムは、完全に車両の部品の
一部として組み込まれたものとして考えられなければな
らない。 ２．上記システムの中の一部は、料金収受システムの事
業運営体から提供され、しかも、部品の一部として組込
まれるべきものであるが、利用者が取外し、改ざん等が
出来ない封印されたものでなければならない。

【００１３】次に、我が国の有料道路の状況を考慮すれ
ば、現在の供用区間は、６，０００ｋｍ弱（平成７年
度）であるが、最終的には、図６に示すように、我が国
の高速道路網の最終形態は、延べ延長が１４，０００ｋ
ｍになり、道路間にループを形成する事になる。図６に
おいて、記号６４で示す△印は、道路がループを形成し
ていることを示している。

【００１４】このように全１４，０００ｋｍの走行距離
になれば、道路間にループが生じ、距離に応じた料金徴
収が困難になることが一目瞭然である。現在、我が国に
は、図６に示すように４つのバリヤ、すなわち、与島バ
リヤ、山崎バリヤ、米原バリヤ、泉バリヤが設置され、
また計画されている。ここでは、現在道路間を乗継ぎす
る方式の料金徴収、すなわち、本地点を通過する時点
で、通行カードにスタンプ等を押圧して、通行車両が確
かに本地点を通過ししたという証明を行なったり、ま
た、乗継ぎ通行券を発行して運営する方式がとられてい
る。この方式も、延べ延長距離が１４，０００ｋｍにな
れば、非常に多くの地点で、このような停止地点を設け
なければならず、また、それだけ料金所の設置場所もと
らなければならない。

【００１５】３．そこで、有料道路が図６のようにルー
プ状に形成されても、対距離料金制の料金収受が円滑に
実行しなければならない事を考えた。ＧＰＳ衛星を使用
した位置標定システムにおいては、一般のＧＰＳ衛星を
利用したのでは、測定位置精度に限界があるため、Ｄ−
ＧＰＳ（Differentical ＧＰＳ）を利用する必要があ
る。本方式は、後述するように車両の現在位置を数ｃｍ
の単位まで高精度で計測しようとするものである。

【００１６】４．比較的狭い範囲での料金収受（道路課
金）システムを構築するには、本方式は必須の条件にな
る。また、ひいては、平面駐車場における駐車場管理シ
ステムを構築する事も可能とするものである。 ５．最後に本システムの最も重要な課題である、既存の
料金システムと共存（Compatible）するシステムである
事を可能とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】以上述べた５つの課題を
解決する手段について順次述べる。すなわち、第１の課
題、すなわち下記の問題点を解決する手段について １）車両のナビゲーションシステムと、現行の料金収受
システムとが完全に両立（Compatible）するシステムで
あって、しかも、このシステムが、車両の部品の一部と
して組み込まれており、上記システムの中で、料金収受
システムの事業運営体から提供されるものであって、し
かも、部品の一部として組み込まれ、かつ有料道路の利
用者が絶対に取外し、改ざん等が出来ないものでなけれ
ばならない。

【００１８】この為に、図３に示すような車載機システ
ムを提案する。これはＧＰＳシステムを適用したもので
ある。すなわち、本車載機システムは、カーナビゲーシ
ョンシステム２１と、料金収受システム２２の第１及び
第２の無線送受信システム３１，３２とが、お互いにイ
ンタフェース回路（Ｉ／Ｆ回路）２１０，３４で接続さ
れており、お互いに独立の機能分担をなしている。更
に、カーナビゲーションシステム２１には、走行車両に
対して課金すべき条件を記憶、読出す課金条件記憶作動
部２４がインタフェース回路２１０，２４１で接続され
る。この課金条件記憶作動部２４は、有料道路の運営者
が封印すべき箇所を示している。また、上記無線通信シ
ステム３１，３２には、課金情報記憶部３３がインタフ
ェース回路３３１で接続されており、前述したように、
本部分についても有料道路の運営者が封印をすべき部分
である事を示している。

【００１９】図４は、ＧＰＳ衛星を使用しない場合の車
載機システムの例を示したものであり、図３とは有料道
路の異なることは、有料道路上に、ビーコン、あるいは
地中に埋設したセンサが存在し、これを受信検知する為
の位置情報受信回路を有することが、図３と異なり、ま
た、課金条件記憶作動部が存在しないという事である。

【００２０】図５は、ＧＰＳ衛星を使用するという事で
は、図３と同一なものであるが、一般のＧＰＳ衛星を使
用したのでは、測定位置精度に限界がある為、Ｄ−ＧＰ
Ｓ（Differentical ＧＰＳ）を適用した例を示すもので
ある。これは、ＧＰＳの情報から位置を計算する時に生
じる誤差要因を、位置の分かっている定点観測データか
ら割り出し、その情報によってＧＰＳ情報の補正をし
て、車両の位置情報を算出する方式である。ここで取上
げた理由は、日本全国に行き渡っている高速道路網の料
金収受を行なうのとは別に、都市内の比較的狭い範囲で
の料金徴収（料金徴収というよりは、道路課金という方
が妥当である、というのは、都市内へ車両の進入を規制
したりする為に、使用する制度であるからである。）を
行なう必要からである。

【００２１】なお、本方式の車載機については、後述す
るように、駐車場システム（特に平面駐車場に適してい
る。）にも適用される。以上の例が、図３、図４、図５
で示す車載機システムで実現可能であり、前記の発明が
解決しようとする課題の［１］及び［２］の解決手段を
提供するものである。

【００２２】２）次に、前述したように、有料道路が図
６のようにループを形成しても、正常に料金徴収を行な
うのに、第１に、車載機システム中に課金条件記憶作動
部を設ける事である。ここには有料道路のいかなる地点
で課金を行なうべきかが記憶封印されており、車両が有
料道路を通過時に、自動的に課金を行なうものである。

【００２３】以上の例が、図３、図４、図５で示す車載
機システムで実現可能であり、前記の発明が解決しよう
とする課題の［３］の解決手段を提供するものである。 ３）次に、比較的小規模な地域での道路課金システムを
実現させる方法として、前述したように、Ｄ−ＧＰＳ
（Differentical ＧＰＳ）を使用した車載機システムを
導入することによって、都市部の道路課金システムを実
現させ、更に、駐車場における管理システムを実現させ
るのである。

【００２４】以上の例が、図８に示す都市部の限定され
た地域に道路課金システムを導入した例であり、更に図
１０、図１１に示すように、平面駐車場に駐車場管理シ
ステムを導入した例を示し、前記の発明が解決しようと
する課題の［４］の解決手段を提供するものである。

【００２５】４）最後に、既存の料金システムと共存
（Compatible）するシステムを最も重要な課題と考え、
車載機システムに、既存のＡＦＣシステムによる無線送
受信システムを設けたところにある。

【００２６】以上の例が、車載機においては、図３、図
４、図５に示すものであり、有料道路全体のシステムと
しては、図１５が該当する。 （構成及び作用）以下、本発明の構成と作用について、
下記４点について順次説明する。

【００２７】［１ 料金収受装置］ 「１．１ ＧＰＳ衛星を使用し、位置標定を行なうシス
テム」図３は本発明のＧＰＳを使用した位置標定を行な
うことが可能な車載機システムであり、図１の場合と同
様に、大きく分けて、カーナビゲーションシステム２１
と料金徴収システム２２との２種類に分類される。ま
た、カーナビゲーションシステム２１を利用した課金条
件記憶作動部２４と、料金徴収システム２２中の課金情
報記憶部３３については、図中に示しているように、有
料道路の運営者が、例えば、自動車メーカに供給して封
印すべき部分である事を示している。

【００２８】本車載機システム中の料金徴収システム２
２中には、上記課金情報記憶部３３の他に、第１無線送
受信部３１、第２無線送受信部３２が含まれる。第１無
線送受信部３１は、一般にPassive 型の無線通信システ
ムを適用した車載機に使用されるものであり、後述す
る、既存のＡＦＣ（Automatic Fee Collection）システ
ムにおいて、料金所が存在する場合に、料金所で、料金
徴収データの授受を行なう為のものである。第１無線送
受信部３１は、本通信部の制御を行なうＣＰＵ３１０、
システム及びデータ制御を行なう為のメモリ回路３１
１、課金情報記憶部３３に料金課金情報を書き込んだ
り、読み出したりする為の制御を行なうＲ／Ｗ回路３１
２、料金所からの信号を増幅する増幅器３１３、料金所
の路上機からの信号を復調する復調器３１４、料金徴収
システムからの信号を変調する変調器３１５、無線の送
受信を切換える切換部３１６、後述する第２無線送受信
部３２と現在記述している第１無線送受信システム３１
との切換えを行なう切換部３１７、本料金収受システム
と路上機との無線交信を行なうアンテナ部３１８とで成
立っている。以上述べた第１無線送受信部３１は、後述
する路上機と料金徴収を行なうのに必要なデータが、比
較的少ない場合に使用する為のものである。

【００２９】次に述べる第２無線送受信部３２は、本部
のシステム制御を行なうＣＰＵ３２０、システム、及び
データ制御を行なう為のメモリ回路３２１、課金情報記
憶部３３に、料金課金情報を書き込んだり、読み出した
りする為の制御を行なうＲ／Ｗ回路３２２、料金所から
の信号を増幅する増幅器３２３、料金所の路上機からの
信号を復調する復調器３２４、料金徴収システムからの
信号を変調する変調器３２５、本変調を規定の発信周波
数で発信する発信器３２６、信号を増幅する増幅器３２
７、料金課金情報を課金情報記憶部３３に記憶したり、
本記憶部に記憶された情報を、路上機に送出したりする
為、動作を切換える作用を行なう切換部３２８から構成
される。以上述べた第２無線送受信部３２は、後述する
路上機と料金徴収を行なうのに必要なデータが比較的多
い場合に使用する為のものである。

【００３０】次に課金情報記憶部３３について説明す
る。この課金情報記憶部３３は、有料道路の運営者が封
印した状態で、例えば車両の製作者に提供すべきもので
あって、無線送受信部とデータへの授受を行なうインタ
フェース回路３３１、及び課金情報記憶部３３の制御を
行なうメモリ回路３３２、及びその制御を行なうＣＰＵ
３３３で構成される。

【００３１】次にカーナビゲーションシステム２１につ
いて述べる。カーナビゲーションシステム２１は、上記
料金収受システム３１のインタフェース３４に接続され
るインタフェース回路２１０を備え、このインタフェー
ス２１０に、受信アンテナ２１１を備えたＧＰＳ受信器
２１２、ＣＤ−ＲＯＭドライブ回路２１３、表示部２１
４を備えた描画回路２１５、メモリ回路２１６、ＣＰＵ
２１７、運行状況記録部２１８、アンテナ２２０を備え
た運行状況送受信部２１９が接続される。

【００３２】上記ＣＤ−ＲＯＭドライブ回路２１３に内
蔵されるＣＤ−ＲＯＭには、地図情報が記憶されてい
る。一方、ＧＰＳ受信器２１２は、ＧＰＳ衛星からの時
間信号を受信アンテナ２１１で受信して、当該車両への
通行位置標定を行なうものである。本位置標定された情
報は、インタフェース回路２１０を介して、ＣＰＵ２１
７、メモリ回路２１６の動作によって運行状況記録部２
１８に記録され、当該車両の位置情報が描画回路２１５
によって制御され、表示部２１４に表示される。なお、
当該車両の運行状況については、運行状況送受信部２１
９にデータが送られ、車両外部に、当該車両の運行状況
が送られたり、外部からのデータがアンテナ２２０を介
して、運行状況送受信部２１９及びインタフェース回路
２１０を介して、描画回路２１５の作用により、表示部
２１４に表示される。

【００３３】最後に、課金条件記憶作動部２４について
述べる。この課金条件記憶作動部２４は、前述したよう
に、有料道路の管理運営者が車両の製造者が封印して部
品として提供し得るものであり、インタフェース回路２
４１とＣＤ−ＲＯＭドライブ回路２４２により構成され
ている。ＣＤ−ＲＯＭドライブ回路２４２には、有料道
路の地図情報及び課金すべきポイントが記憶されたＣＤ
−ＲＯＭが収納されている。上記課金条件記憶作動部２
４は、カーナビゲーションシステム２１のインタフェー
ス回路２１０とインタフェース回路２４１が接続されて
おり、ＣＤ−ＲＯＭの記憶情報に基づいて、課金ポイン
トを通過する車両に対して料金の自動課金が行なわれ
る。

【００３４】［１．２ ＧＰＳを使用しない、すなわ
ち、地上にサインポスト、あるいは地下に位置標定セン
サを設置し、車両が、サインポスト、あるいはセンサを
埋設した場所を通過した時点で、場所情報を車載機シス
テムに無線送信するシステム］本システムで使用される
車載機システムを図４に示す。基本的な構成は図３と同
じであるが、これと異なる点を図４に示す。図３と基本
的に異なる点は、図３に示す課金条件記憶作動部２４が
存在しないということと、ＧＰＳ受信器２１２の代わり
に、カーナビゲーションシステム２１中に位置情報受信
回路４１及び受信アンテナ４２を有することである。

【００３５】［２ 料金収受の全体システム］ 「２．１ ＧＰＳ衛星を使用した車載機システム（図
３）によって、全く料金所を設けないで自動料金収受を
行なうシステム」図６は、これを示す図であって、道路
網中に課金ポイント（チェックポイント）６５を設けて
いるが、本地点及び高速道路網の地図情報は、全て課金
条件記憶作動部２４のＣＤ−ＲＯＭ中に記憶されてい
る。なお、図６において、６７は車両、６８は車両６７
に搭載された車載機、６９はＧＰＳアンテナ、７０は課
金データ受信アンテナである。

【００３６】課金ポイント６５が全く架空のものであっ
ても料金徴収が可能である。なお、図１４に示すように
コントロールポイント１５ＣについてはＣＤ−ＲＯＭ中
に記憶されているのであるが、料金所１５Ｇについては
従来通り存在し、そこで、車載機の無線通信手段で料金
徴収を行なおうとすることも考えられる。図１４で、料
金所１５Ｇでは、従来と同様に、入口、出口が存在し、
車両検知センサ１５Ｌ、アンテナ１５Ｈ等で、車載機６
８の情報と、地上側の情報との情報交換を行なうもので
ある。図１４において、コントロールセンタ１５Ａに
は、計算機システムが設けられており、ネットワークシ
ステム１５Ｂを介してコントロールポイント１５Ｃ及び
料金所１５Ｇが接続される。この料金所１５Ｇには、ア
ンテナ１５Ｈ，１５Ｉ、車両検知センサ１５Ｌが設けら
れ、車両６７に搭載されている車載機６８との間の情報
交換により料金収受処理が行なわれる。

【００３７】また、図１５は、料金所が全く存在しない
場合の例について示したものである。 「２．２ ＧＰＳ衛星を使用せず、位置標定センサ等を
地中に埋設し、車両がサインポスト、あるいはセンサを
埋設した場所を通過した時点で、場所情報を車載機シス
テムに無線送信するシステム」これについては、既に述
べたように、図４に示す車載機システムを使用する。

【００３８】また、この場合も、「２．１」で述べたよ
うに、料金所が存在しなくても良いシステムが構成され
る。図１５は、本システムの例であり、コントロールセ
ンタ１５Ａには、計算機システムが設けられており、ネ
ットワークシステム１５Ｂを介してコントロールポイン
ト１５Ｃに接続される。このコントロールポイント１５
Ｃにおける地上側設備としては、例えばコントロールボ
ックス１５Ｄと共に、車両検知センサ１５Ｅ、アンテナ
１５Ｆが設けられ、例えば地中に埋設される。

【００３９】図１６は、料金所１５Ｇについては、従来
通り存在し、そこで車載機の無線通信手段で料金徴収を
行なおうとする事についての例を述べたものである。 ［３ 比較的小規模地域に道路課金システムを適用する
例］ 「３．１ Differential ＧＰＳを利用する場合」Ｄ−
ＧＰＳ（Differential ＧＰＳ）による位置標定の方法
を用いれば、前述したように、車両の現在位置数ｃｍの
単位まで計測可能であり、非常に高い位置計測精度を得
ることができる。

【００４０】本方式を利用する事により、首記に示すよ
うな比較的小規模地域における道路課金システムの構築
が可能となる。図５はＤ−ＧＰＳを使用した場合の車載
機システムの例について述べたものであり、図３とは次
の点で異なる。

【００４１】カーナビゲーションシステム２１に設けら
れる５２はＧＰＳ受信回路であり、複数の衛星からの時
間信号の受信により、当該車両の位置情報を行なうもの
である。５３はＤ−ＧＰＳ（Differential ＧＰＳ）受
信回路で、Ｄ−ＧＰＳの基地局８４（図８に示す）から
の補正された時間信号を受信して、位置補正回路５１に
信号を送出する。位置補正回路５１では、当該車両の位
置情報を数ｃｍの単位まで詳細に標定し得るものであ
る。

【００４２】図８は、Ｄ−ＧＰＳを搭載した車載機８６
によって、都市高速道路に道路課金システムを導入した
例を示したものであり、８４はＤ−ＧＰＳの基地局、８
７は基地局８４のアンテナである。８５はコントロール
ポイントを示しており、本ポイントは、料金課金条件記
憶ＣＤ部に記録されている。

【００４３】「３．２ ＧＰＳを使用せず、地上のサイ
ンポスト、あるいは地下に位置検知センサを設置して、
車両が、本地点を通過した時点で課金するシステム」本
システムに利用される車載機は、図４に示す車載機シス
テムが利用され、図９に示すコントロールポイント９１
には、コントロールボックス９２、車両検知センサ９
３、アンテナ９４が設けられており、車両検知センサ９
３、アンテナ９４は、例えば、サインポスト等に設置さ
れたり、地中に埋設されたりするものである。

【００４４】［４ 駐車場管理システムに本発明の車載
機を利用する場合］ 「４．１ Ｄ−ＧＰＳ（Differential ＧＰＳ）を使用
した駐車場管理システム」図１０はＤ−ＧＰＳシステム
を適用した駐車場管理システム、図１１は同駐車場管理
システムの制御ブロック図を示したものである。

【００４５】図１０及び図１１において、１０Ａ〜１０
ＣはＧＰＳ衛星、１０Ｄは、Ｄ−ＧＰＳの基地局１１Ａ
のアンテナであり、本基地局１１Ａのから補正された位
置信号がアンテナ１０Ｄより車両６７のＧＰＳアンテナ
６９に送出されるものである。また、１０Ｅは駐車位置
表示システム、１１Ｂは車種別課金情報記憶部、１１Ｃ
は料金精算機、１１Ｄは路上機及びアンテナである。

【００４６】「４．２ ＧＰＳによる位置標定を行なわ
ず、それぞれの駐車位置に埋設された位置検知センサで
行なう駐車場管理システム」図１２は、平面駐車場に本
発明の車載機を利用した駐車場管理システム、図１３は
同駐車場管理システムの制御ブロック図を示したもので
ある。

【００４７】この駐車場管理システムは、平面駐車場の
各駐車位置に、検知センサ１２Ａを埋設したものであっ
て、図４に示す車載機システムが適用される。上記検知
センサ１２Ａの車両検知信号は、制御部１３Ａを介して
時間信号発生器を含む課金情報制御部１３Ｂへ送られ、
ここで課金処理されて課金情報記録部１３Ｃに記録され
る。課金情報記録部１３Ｃに記録された課金情報は、駐
車場の出口付近に設けられた料金精算機１３Ｄに送られ
る。現金及びプリペイドカード使用の場合は、この料金
精算機１３Ｄにおいて使用料金が精算される。また、ク
レジットカード使用の場合は、料金精算機１３Ｄに接続
された路上機及びアンテナ１３Ｅを介して使用料金が精
算される。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。なお、車載機の構成、及び作用については既に記述
済みである為、下記４）の車載機の実施の形態を除い
て、１）〜３）の項目について順次説明する。

【００４９】１）有料道路の料金収受システム（実施の
形態４件） ２）道路課金システム（実施の形態２件） ３）駐車場管理システム（実施の形態２件） ４）電話システムと結合した車載機システム（実施の形
態１件） ［１ 有料道路の料金収受システム］本実施の形態で
は、１）ＧＰＳ衛星で位置標定し、料金徴収を行なうも
のに対して、（１）既存の料金所システムを全く無くす
方法、（２）既存の料金所システムと連動して行なう方
法について説明する。

【００５０】「１．１ ＧＰＳ衛星で位置標定し、料金
徴収を行なう方法（料金所なしの場合）（図３、及び図
６、図１５）」図３の車載機システム中の、課金条件記
憶作動部２４には、図６における地図情報と、チェック
ポイント（課金ポイント）６５、あるいは必要に応じ
て、バリヤ情報６６が記憶されている。これらの情報
は、図３においてはＣＤ−ＲＯＭに記憶されている。

【００５１】通行車両が、全国の有料道路を通行すれ
ば、ＣＤ−ＲＯＭに書き込まれている課金ポイントを通
過する時点で、ＧＰＳ受信器２１２及びアンテナ２１１
から受信されたＧＰＳ衛星６１〜６３からの時間情報と
比較され、課金すべき位置であれば、ＣＰＵ２１７の動
作において、カーナビゲーションシステム２１のインタ
フェース回路２１０を経由して、料金徴収システム２２
のインタフェース回路３４を介して、メモリ回路３２１
に記憶されている料金計算情報と、ＣＰＵ３２０の情報
において、Ｒ／Ｗ回路３１２の作用により課金情報記憶
部３３のインタフェース回路３３１を経由し、ＣＰＵ３
３３の作用によって、メモリ回路３３２に当該車両の料
金徴収情報が記憶される。

【００５２】メモリ回路３３２は、種々のものが考えら
れるが、現在普及しているＩＣカードを使用するのが妥
当であると考えられる。このＩＣカードとしては、プリ
ペイドカード方式、あるいはクレジットカード方式の料
金収受方法が可能である。

【００５３】図１５でコントロールポイントは、前述し
たＣＤ−ＲＯＭに記憶されている課金ポイントと一致し
ても良いし、一致しなくても良い。有料道路中にコント
ロールポイント及びコントロールセンタが全く存在しな
くても良い。本システムは、有料道路の通行者の不正
（例えば車載機の改造）を防止する為に存在する為のも
のと考えて良い。

【００５４】図３における第１無線送受信部３１は、本
図には示さない特定地点で、課金情報記憶部の情報を地
上における無線通信設備に送受信する為の無線通信シス
テムである。第２無線送受信部３２は、一般に広帯域で
データ伝送を送受信する為のものであり、例えば課金条
件記憶作動部２４のＣＤ−ＲＯＭ（書換えを可能な場
合）の情報の書換えを行なったりする為のものである。

【００５５】上記図３、図４、図５及び後述する図１７
に示す車載機を車両に搭載した例を図１８に示す。図１
８は車両の運転席部分を示したもので、例えばセンター
コンソール部分に車載機システム７１が配設される。こ
の車載機システム７１には、課金用カード挿入排出部７
２、課金情報表示部７３、カーナビゲーション用ＣＤ−
ＲＯＭ挿入部７４が設けられる。そして、フロントガラ
ス７５の面に例えば液晶表示等によるメッセージ表示部
７６が設けられ、車載機システム７１のメッセージ例え
ばガイドメッセージ、目標物の名称等が表示されるよう
になっている。また、７７はドライバー７８の腕等に装
着される携帯電話機（腕時計型）である。

【００５６】「１．２ ＧＰＳ衛星で位置標定を行なう
場合（料金所有りの場合）（図３、図６、図１４、図１
６）」上記「１．１」と異なるところは、図１６におい
て、料金所１５Ｇが存在することである。課金条件記憶
作動部２４のＣＤ−ＲＯＭに記憶されている課金条件に
ついては、全く同じであるが、既存の有料道路の料金所
の出入口には、車両検知センサ１５Ｌ、及びアンテナ１
５Ｈが存在する。

【００５７】この為、当該車両が度の位置を通過したか
という情報のみがメモリ回路３３２に書き込まれてお
り、料金所の出口で、車載機内の第１無線送受信部３
１、第２無線送受信部３２によって地上側のアンテナ１
５Ｉ、１５Ｈによってデータ伝送、及び料金課金が行な
われるものである。

【００５８】「１．３ ＧＰＳを使用しない料金徴収シ
ステム（料金所無しの場合）（図４、図７、図１５）」
図４は、本システムに利用する車載機システムであり、
図７に示すように、有料道路の要所要所でコントロール
ポイント７が設定されており、本位置には、図１５に示
すように、コントロールボックス１５Ｄ、車両検知セン
サ１５Ｅ、アンテナ１５Ｆが設置されており、通行車両
に対して、図４に示す車載機システムのカーナビゲーシ
ョンシステム２１の位置情報受信回路４１、アンテナ４
２を経由して、当該車両の位置情報がインタフェース回
路２１０を経由し、本インタフェース２１０に接続され
る料金収受システム２２のインタフェース３４に伝送さ
れ、ＣＰＵ３２０とメモリ回路３２１の作用により、Ｒ
／Ｗ回路３２２を経由し、課金情報記憶部３３のインタ
フェース回路３３１を経由し、ＣＰＵ３３３の作用によ
り、メモリ回路３３２に記録される。課金情報記憶部３
３におけるＩＣカードは、プリペイドカード方式、ある
いはクレジットカード方式の料金収受方法を可能とする
ものである。

【００５９】「１．４ ＧＰＳ衛星を使用しない料金収
受システム（料金所有りの場合）（図４、図７、図１
６）」上記「１．３」と異なるところは、図１６におい
て、料金所１５Ｇが存在することである。コントロール
ポイント１５Ｃでは、コントロールボックス１５Ｄ、車
両検知センサ１５Ｅ、アンテナ１５Ｆが存在し、それら
の作用により、コントロールポイント１５Ｃの位置情報
が図４で示すカーナビゲーションシステム２１の位置情
報受信回路４１、アンテナ４２の作用により、本情報
は、インタフェース回路２１０を経由し、インタフェー
ス回路２１０に接続する料金徴収システム２２のインタ
フェース回路３４を経由し、ＣＰＵ３２０及びメモリ回
路３２１の作用により、課金情報記憶部３３のインタフ
ェース回路３３１を経由し、ＣＰＵ３３３の作用によ
り、本車両の通過位置情報がメモリ回路３３２に達す
る。

【００６０】料金所の出口で、車載機内の第１無線送受
信部３１、第２無線送受信部３２によって、地上側のア
ンテナ１５Ｈ、１５Ｉを介してデータの伝送及び料金課
金が行なわれるものである。

【００６１】［２ 道路課金システム］ 「２．１ Differential ＧＰＳシステムを使用する場
合（図５、及び図８）」本システムに使用する車載機シ
ステムは、図５に示すような構成となっており、図３と
異なるところは、ＧＰＳ受信回路５２、Ｄ−ＧＰＳ受信
回路５３及び受信アンテナ５４、５５を含んでいる点で
ある。また、位置補正回路５１によって当該車両の正確
な位置標定を行なうものである。

【００６２】図８においてコントロールポイント８５
は、図５の課金条件記憶作動部２４に記憶されており、
通行車両が本コントロールポイント８５を通過した時点
で、ＧＰＳ衛星８１、８２、８３から送信された信号を
前述したＧＰＳ受信回路５２及び受信アンテナ５５によ
って当該車両の位置が標定される。また、基地局８４か
らのアンテナ１１によって、送信された補正時間信号
は、受信アンテナ５４で受信され、同時にＤ−ＧＰＳ受
信回路５３によって受信され、位置補正回路５１によっ
て、正確な位置が標定され、当該車両が確かに、本位置
を通過したという事が確認される。

【００６３】「２．２ ＧＰＳを使用しない道路課金シ
ステム（図４、図９）」本システムに利用する車載機シ
ステムは、図４に示すようなものであり、カーナビゲー
ションシステム２１には、位置情報受信回路４１、アン
テナ４２が設置されており、図９に示すコントロールポ
イント９１を通過時点で、コントロールボックス９２、
車両検知センサ９３、アンテナ９４の動作により、当該
車両が確かにコントロールポイント９１を通過した時点
で本ポイントの情報が、図４に示すカーナビゲーション
システム２１、位置情報受信回路４１にデータ伝送さ
れ、インタフェース回路２１０を介して、料金徴収シス
テム２２のインタフェース回路３４、ＣＰＵ３２０、メ
モリ回路３２１の作動により、Ｒ／Ｗ回路３２２は、当
該車両の通過したコントロールポイントの情報が、課金
情報記憶部３３のインタフェース回路３３１に達し、Ｃ
ＰＵ３３３の作用により、メモリ回路３３２に格納され
る。

【００６４】［３ 駐車場管理システム］ 「３．１ Differential ＧＰＳシステムを利用する場
合（図５、図１０、図１１）」本システムに利用される
車載機システムは、図５に示すものが使用される。図１
０に示す平面駐車場内の駐車ポイントの情報は、課金条
件記憶作動部２４、ＣＤ−ＲＯＭ内に記憶されている。
図１０に示す駐車場内の一部に車両６７が駐車すれば、
ＧＰＳ衛星１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃからの時間信号を、
車両６７のＧＰＳアンテナ６９で受信する。

【００６５】図５において、ＧＰＳアンテナ５５で受信
された信号は、ＧＰＳ受信回路５２で位置標定がなされ
る。同時に、ＧＰＳ衛星１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃからの
時間信号は、駐車場内の基地局１１Ａで受信され、補正
された時間信号が車両６７のＧＰＳアンテナ６９に受信
される。図５において、受信アンテナ５４で受信された
信号はＤ−ＧＰＳ受信回路５３で受信され、位置補正回
路５１に送られて補正される。この信号はインタフェー
ス回路２１０を経由して、課金条件記憶作動部２４のイ
ンタフェース回路２４１に達し、ＣＤ−ＲＯＭドライブ
回路２４２によって、当該車両６７がどの駐車位置に停
止したかが標定される。本位置情報は、インタフェース
回路２１０を経由して、料金徴収システム２２のインタ
フェース回路３４を経由し、ＣＰＵ３２０、メモリ回路
３２１の動作により、Ｒ／Ｗ回路３２２を経由して、課
金情報記憶部３３のインタフェース回路３３１を介し、
ＣＰＵ３３３の動作により、メモリ回路３３２に、当該
車両の駐車位置情報とメモリ情報とが記録される。

【００６６】次に、本システムの駐車場における精算方
法について記述する。図１１において、基地局１１Ａに
接続される車種別課金情報記録部１１Ｂによって、当該
車両の車種料金が計算され、料金精算機１１Ｃで精算処
理される。本処理は、当該車両が、現金車及びプリペイ
ドカード処理を実施したい場合に行なわれるものであっ
て、本車両が若し、クレジットカード等のように、後処
理を行ないたい場合には、車載機システムの料金徴収シ
ステム２２内の第１無線送受信部３１と路上機及びアン
テナ１１Ｄとのデータ交信によって料金精算処理が行な
われる。

【００６７】「３．２ ＧＰＳを使用しない場合（図
４、図１２、図１３）」本システムに利用される車載機
システムは、図４に示すものが使用される。通行車両
が、図１２に示す平面駐車場の特定位置に駐車すれば、
本位置に埋設されている車両検知センサ１２Ａが車両を
検知し、制御部１３Ａが当該車両の駐車位置を標定す
る。本情報によって、課金情報制御部１３Ｂによって当
該車両の駐車時間と駐車位置情報によって通行料金が課
金され、その課金情報は、課金情報記憶部１３Ｃに一時
記憶されて料金精算機１３Ｄに送られる。

【００６８】一方、図４における車載機システムにおい
ては、車両検知センサ１２Ａに付属する駐車位置に埋設
されているアンテナからの駐車位置信号がカーナビゲー
ションシステム２１の車載アンテナ４２に受信され、位
置情報受信回路４１で受信される本信号は、インタフェ
ース回路２１０に接続される料金徴収システム２２のイ
ンタフェース回路３４に達し、ＣＰＵ３２０、メモリ回
路３２１を介して、Ｒ／Ｗ回路３２２を経由し、課金情
報記憶部３３のインタフェース回路３３１を介し、ＣＰ
Ｕ３３３の動作によりメモリ回路３３２に当該車両の駐
車位置情報とメモリ情報とが記録される。

【００６９】当該車両が、現金車及びプリペイドカード
処理を実施したい場合は、料金精算機１３Ｄで行ない、
本車両が、若し、クレジットカード等のような後処理を
行ないたい場合には、車載機システムの料金徴収システ
ム２２内の第１無線送受信部３１と路上機及びアンテナ
１３Ｅによって料金精算処理が行なわれる。

【００７０】［４ 電話システムと統合した車載機シス
テム（図２及び図１７）］携帯電話の普及により、図２
のように、カーナビゲーションシステム２１、料金徴収
システム２２及び無線電話システム２３を統合した車載
機システムと結合させる事は必要である。

【００７１】図１７の車載機システムが、図３、図４、
図５に示す車載機システムと異なるところは、無線電話
システム２３が料金徴収システム２２に無線結合され
て、料金徴収情報が無線電話システム２３に取り込まれ
るという事である。この無線電話システム２３は、当然
電話会社、あるいは有料道路の運営者が封印すべき箇所
を示すものである。なお、第２無線送受信部３２には、
Ｒ／Ｗ回路３１２，３２２に接続した変復調器３２９が
設けられ、アンテナ３３０を介して無線電話システム２
３との間で情報交換が行なわれる。

【００７２】このシステムを採用する事により、無線電
話システム２３からキー信号を送出して車載機システム
を動作させる事が可能となる。すなわち、本キーに暗証
番号を使用すれば、特定者のみが当該車両の車載機シス
テムを作動させる事が可能となる。更に、料金課金機能
は電話機能と連動させる事が可能であり、既存の電話シ
ステムを利用して料金課金する事も可能となる。

【００７３】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 １．車載機システム 従来の車載機では、車両の特別な部分に、取付け（貼付
け、はさみ込み等）をする為に、車載機特にアンテナの
位置関係が変わったりして料金徴収の信頼性がなくなる
が、本車載機システムでは、車両に固定して取付ける
為、料金収受の信頼性が向上する。また、車両のエレク
トロシステムと料金収受システムとの統合を考えると
き、カーナビゲーションシステムと統合させるのが最も
自然な考えであり、車両の機能設計、デザイン設計を行
なうのに最も適している。更に、車載機システムに携帯
電話システムを結合することは今後の車両エレクトロニ
クスの技術トレンドを先取りしたものであると考えられ
る。

【００７４】２．有料道路の料金収受システム １）ＧＰＳ衛星を使用した車載機システムを使う場合、
及び使わない場合、双方において、本発明の車載機を使
用すれば有料道路が、図６のように伸延してループを形
成した場合においても、対距離制（走行距離に応じた料
金徴収を行なう事）の料金徴収が可能になる。 ２）本発明の車載機システムを使用する事により、有料
道路をノンストップ、かつ既存の料金所が存在しない料
金徴収が可能となる。 ３）本発明の車載機システムを使用する事により、既存
の料金徴収システム（ＡＦＣ：Automatic Fee Collecti
on）と共存させる事も可能である。 ４）図４の車載機システムを使用すれば、前述したよう
に、既存の料金所が存在しない料金徴収も可能であり、
また、上記既存の料金徴収システム（ＡＦＣシステム）
と共存させる事も可能である。 ５）車載機中に課金条件記憶作動部（図３（２４））を
設ける事により、ＧＰＳ衛星を使用した車載機システム
を使用すれば、既存の料金所システムを全廃する事も可
能である。 ６）図３の第２無線送受信部３２は、広域の無線通信を
行なう事が可能であり、本システムと書き換え可能なＣ
Ｄ−ＲＯＭとを使用すれば、基地局からの料金徴収条件
（車種別料金額、料金徴収ポイントの変更等）を自動的
に行なう事が可能である。

【００７５】３．道路課金システム １）都市部の比較的限定された地点で、Differential
ＧＰＳシステムを使用した車載機システムの利用によ
り、地上設備を軽減させる事が可能となる。すなわち、
車載機を持っていない車両だけ、ナンバプレートを撮影
して所定の料金額を徴収すれば良い。 ２）Differential ＧＰＳシステムを使用する事によ
り、正確な位置標定が可能になる。 ４．駐車場システム Differential ＧＰＳシステムを使用した車載機システ
ムの利用により、駐車場内の在庫センサ等の設備が不要
になり、駐車場システムの地上設備が少なくなる。 ５．その他 本発明の車載機システムの適用により、有料道路の料金
収受システム、道路課金システム、駐車場管理システム
全てを統合したシステム構築が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車載機の概念図。

【図２】本発明に係る他の車載機の概念図。

【図３】本発明の「１．１」、「１．２」の実施の形態
に係る車載機システムの構成図。

【図４】本発明の「１．３」、「１．４」、「２．
２」、「３．２」の実施の形態に係る車載機システムの
構成図。

【図５】本発明の「２．１」、「３．１」の実施の形態
に係る車載機システムの構成図。

【図６】本発明の「１．１」、「１．２」の実施の形態
に係る高速道路網の形態に関する説明図。

【図７】本発明の「１．３」の実施の形態に係る高速道
路網の形態に関する説明図。

【図８】本発明の「２．１」の実施の形態に係る都市高
速道路に道路課金システムを適用した例を示す図。

【図９】本発明の「２．２」の実施の形態に係る都市高
速道路に道路課金システムを適用した例を示す図。

【図１０】本発明の「３．１」の実施の形態に係る平面
駐車場と車載機を適用した駐車場管理システムの説明
図。

【図１１】本発明の「３．１」の実施の形態に係る駐車
場管理システムの制御ブロック図。

【図１２】本発明の「３．２」の実施の形態に係る平面
駐車場に本発明の車載機を利用した駐車場管理システム
の説明図。

【図１３】本発明の「３．２」の実施の形態に係る駐車
場管理システムの制御ブロック図。

【図１４】本発明の「１．２」の実施の形態に係る有料
道路の制御ブロック図。

【図１５】本発明の「１．１」の実施の形態に係る有料
道路の制御ブロック図。

【図１６】本発明の「１．２」の実施の形態に係る有料
道路の制御ブロック図。

【図１７】本発明の電話システムと統合した実施形態を
示す車載機システムの構成図。

【図１８】本発明の図３、図４、図５、図１７に係る車
載機が車両に搭載されている状態を示す図。

【図１９】従来タイプの車載機の構成図。

【符号の説明】

１０Ａ〜１０Ｃ ＧＰＳ衛星 １０Ｄ アンテナ １０Ｅ 駐車位置表示システム １１Ａ 基地局 １１Ｂ 車種別課金情報記憶部 １１Ｃ 料金精算機 １１Ｄ 路上機及びアンテナ ２１ カーナビゲーションシステム ２１０ インタフェース回路 ２１１ 受信アンテナ ２１２ ＧＰＳ受信器 ２２ 料金収受システム ２３ 無線電話システム ２４ 課金条件記憶作動部 ２４１ インタフェース回路 ３１ 第１無線送受信部 ３２ 第２無線送受信部 ３３ 課金情報記憶部 ６１〜６３、８１〜８３ ＧＰＳ衛星 ６５ 課金ポイント（チェックポイント） ６７ 車両 ６８ 車載機 ６９ ＧＰＳアンテナ ７０ 課金データ受信アンテナ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＧＰＳ衛星を利用して車両の位置標定を
   行なう機能を備えた車載機において、課金条件が記憶さ
   れている課金条件記憶作動部と、この課金条件記憶作動
   部に記憶されている課金条件と上記車両の位置情報に基
   づいて課金処理を行なう手段とを具備したことを特徴と
   する料金徴収用車載機。
2. 【請求項２】 ＧＰＳ衛星を利用して車両の位置標定を
   行なう機能を備えた車載機において、上記車両の走行位
   置情報、課金条件が記憶されている課金条件記憶作動部
   と、地上の料金収受設備との間で無線通信により情報交
   換を行なう無線通信手段とを具備し、上記課金条件記憶
   作動部の記憶情報と情報を搭載されている無線通信手段
   により地上の料金収受設備と情報を交換して料金徴収処
   理を行なうことを特徴とする料金徴収用車載機。
3. 【請求項３】 課金条件記憶作動部の記憶内容を無線通
   信手段により書換え可能に構成したことを特徴とする請
   求項１記載の料金徴収用車載機。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３記載の料金徴収用
   車載機において、ＧＰＳとして、Differential ＧＰＳ
   システムを導入し、位置標定をより正確に行なうことを
   特徴とする料金徴収用車載機。
5. 【請求項５】 ＧＰＳ衛星を利用して車両の位置標定を
   行なう機能を備えた車載機において、上記車両の課金情
   報を記憶する課金情報記憶部と、地上の料金収受設備と
   の間で無線通信により情報交換を行なう無線通信手段
   と、道路の特定ポイントに設置された情報を受信し、車
   両走行情報あるいは料金徴収情報として上記課金情報記
   憶部に一時記憶する手段とを具備し、上記課金情報記憶
   部の記憶情報と地上の料金収受設備の情報とを上記無線
   通信手段により交換して料金徴収処理を行なうことを特
   徴とする料金徴収用車載機。
6. 【請求項６】 ＧＰＳ衛星を利用して位置標定を行なう
   車載器を車両に搭載して車両走行に伴う料金収受を行な
   う料金収受システムにおいて、車両の課金情報を記憶す
   る課金情報記憶部及び無線通信手段を備え、道路の特定
   ポイントに設置された地上側設備の送信情報を上記無線
   通信手段により受信し、車両走行情報あるいは料金徴収
   情報として上記課金情報記憶部に一時記憶し、この記憶
   情報に基づいて料金収受処理を行なうことを特徴とする
   料金収受システム。
7. 【請求項７】 ＧＰＳ衛星を利用して位置標定を行なう
   車載器を車両に搭載し、該車載機と駐車場の料金精算機
   との間で情報を交換して駐車料金計算及び在車管理を行
   なう駐車場管理システムにおいて、出庫時に上記車載機
   と駐車場の料金精算機との間で無線通信により情報を交
   換し、車載機により標定した駐車位置と、計測した駐車
   時間及び予め記憶している課金情報に基づいて駐車料金
   計算及び在車管理を行なうことを特徴とする駐車場管理
   システム。
8. 【請求項８】 外部からの位置信号を受信して位置標定
   を行なう車載機を車両に搭載し、該車載機と駐車場の料
   金精算機との間で情報を交換して駐車料金計算及び在車
   管理を行なう駐車場管理システムにおいて、各駐車エリ
   アに在車センサを設けて駐車位置を標定し、出庫時に上
   記車載機と駐車場の料金精算機との間で無線通信により
   情報を交換し、上記在車センサにより標定した駐車位置
   と、計測した駐車時間及び予め記憶している課金情報に
   基づいて駐車料金計算及び在車管理を行なうことを特徴
   とする駐車場管理システム。
9. 【請求項９】 請求項１ないし５の何れか記載の料金徴
   収用車載機を使用し、無線電話機より本人特定の暗証番
   号を上記車載機に送信し、この暗証番号をキーとして当
   該車載機を稼動させる事を特徴とする車載機システム。