CN1072373C - 道路与车辆通信的车载装置和道路与车辆通信的系统 - Google Patents

Abstract

一种道路与车辆的通信系统，能减小车载装置体积，在车载和路上装置间传输信息时容易在路上装置确定车载装置的数据内容。除了通信时根据写状态判断是否应将通信数据写入IC卡中，当车辆当前状态与一写状态一致时，将车载装置的数据与路上装置的当前时间一起写入IC卡中，因而，能将车载装置数据与表示数据已被写入IC卡时的时间一起传给路上装置。路上装置读IC卡的数据和上述时间信息，能确定是否已由车载装置将IC卡的数据准确写入。

Description

道路与车辆通信的车载装置 和道路与车辆通信的系统

本发明涉及一种能适合用于道路与车辆通信的车载装置，尤其是涉及一种道路与车辆通信的车载装置，用于与装在道路上的在收费道路(例如公路等)上自动收费的每一装置通信，以及涉及一种包括道路与车辆通信的路上装置和车载装置的道路与车辆的通信系统。

近几年来，已出现了一种自动收费系统，它利用预交费式卡或后交费式卡用作收费设备，例如，在收费道路上接收交付的交通费。在自动收费系统中，将具有天线的路上装置设置在路边，每一车载装置都用作查询车辆信息的询问机以便在收费道路的入口和出口自动收费，每一具有天线的道路与车辆通信的车载装置(以后称为车载装置)都安装在车辆上，用作应答查询信息的应答机，从而通过无线通信在车载装置和路上装置之间传输信息。

然而，由于路上装置运转的中断、车载电池的缺电、天线操作的失效等会出现下面的情况：路上装置不能接收在车载装置中存储的信息并且车载装置不能接收从路上装置发出的信息。进一步地，也可能出现下面的情况：既然当车载装置在收费道路内误操作时路上装置不能接收表示车辆已经通过的路程的路程信息，因而不能处理这种麻烦。

在一种公知的已有技术中，当不能这样接收在车载装置中存储的信息时，将每一路上装置的连接器直接与车载装置的连接器相连接，从而读出信息(参见日本专利申请公开出版物No.5(1993)-100018)。

但是，该已有技术存在一个问题：由于在车载装置中必须设置用于发送和接收信息的连接器，因而增加了车载装置的体积。另外，已有技术包括不方便的操作：当通过无线电难以在车载装置和路上装置之间传送信息时将与路上装置通信的路边连接器与车载装置的连接器相连接以便在车载装置或路上装置一方之间传送信息。从而，把过大的负担强加给车辆里的人和路上装置边的操作者。

针对上述的问题，本发明的一个目的是提供一种道路与车辆通信的车载装置，它能避免车载装置的体积的增加并且在路上装置一方能容易确定车载装置中存储的数据的内容，以及提供一种包括路上装置和道路与车辆通信的车载装置的道路与车辆通信的系统。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，如图15所示，在用于道路与车辆通信的车载装置中，判断部件做出关于是否在预定写状态中包括车辆的当前状态的决定，所述预定写状态表示请求将数据写入具有至少存储所述数据的存储区的信息记录卡中。当发现在所述的写状态中包括所述的当前状态时，处理装置执行如下处理：读出存储在所述的存储部件中的数据并将该数据写入所述信息记录卡的存储区中，读出由所述的时钟部件计数的当前时间并将该时间当作时间信息写入所述信息记录卡的存储区内。

因而，在路上装置一方通过读出记录在信息记录卡中的数据能容易地确定存储在车载装置中的数据的内容。进一步地，通过读出记录在信息记录卡中的时间信息能容易地确定在其中已经记录数据的定时关系。

由于将数据和时间信息两者都记录在信息记录卡中，所以在车载装置和路上装置之间没有直接相连的情况下就能简单地在车载装置和路上装置之间传输数据。此外，根据时间信息能提高数据的可靠性。

在根据本发明的第二方面的道路与车辆通信的系统中，如图15所示，通过读出部件从其中记录了数据和时间信息的信息记录卡中读出数据和时间信息。比较部件将读出的时间信息与由计时部件计数的当前时间比较。当表示比较部件的比较结果的时间差落在预定范围内时，控制部件根据读出的数据执行收费处理。

由于以这样的方式由读出部件从信息记录卡中读出数据和时间信息两者，所以在车载装置和路上装置彼此之间没有直接相连的情况下能简单地在车载装置和路上装置之间传送数据。此外，由于将在路上装置一方计数的当前时间与数据已经记录在信息记录卡中的时间相比较并且当时间差落在预定值范围内时执行收费处理，因而能根据最新数据来执行收费处理。

根据本发明的第三方面，在道路与车辆通信的车载装置中，能设置时间信息校正部件，用于将时钟部件的当前时间校正成与已通过无线电通信读出的路上装置的当前时间一致。这样，能控制或抑制路上装置和车载装置间的两个当前时间之间的差，能改善由读出的时间信息做出数据定时关系判定的可靠性

通过下面的描述和所附的权利要求书并结合附图将使本发明的上述和其它目的、特征以及优点变得明显，其中通过所示的例子表示了本发明的最佳实施例。

下面将参考附图描述本发明，其中：

图1是一个方框图，表示可应用于本发明的车载装置；

图2是一个方框图，表示可应用于本发明的自动收费系统；

图3是一个示意立体图，描述图2所示的自动收费系统的入口；

图4是一个示意立体图，描述在图2所示的自动收费系统的测量路线中设置的路程；

图5是一个示意立体图，表示图2所示的自动收费系统的出口；

图6是一个方框图，描述一个路上装置的一个实例；

图7是描述车载装置的一个处理程序的流程图；

图8是说明图7中的步骤402的细节的流程图；

图9是描述有关IC卡读/写器件(例如无人操作的门等)的一个处理程序的流程图；

图10是描述路上装置的一个处理程序的流程图；

图11是一个流程图，描述与根据本发明的路上装置的一个IC卡读/写器件有关的一部分处理程序；

图12是描述一个保险处理程序的流程图；

图13是描述一个校正处理程序的流程图；

图14是描述一个换档校正处理程序的流程图；

图15是表示本发明的原理结构的图。

下面参照附图详细描述本发明的最佳实施例。本实施例表示将本发明应用于自动收费系统的一个例子，该自动收费系统用于从在收费道路等上运行的每一车辆自动收费。在自动收费系统中，通过无线电通信在安装在车辆上的装置和设置在地面部分(例如入口和出口等)的具有平面天线的路上装置之间传送信息，由此确定车辆已行驶的行程(路程)和车辆的类型并且在不使车辆在入口和出口停运的情况下自动收取交通费等。

如图2所示，将IC卡62可从其中取下的IC卡读/写器件设置于装在车辆90上的装置30上。

用IC卡作通用的预交费卡和后交费卡。将卡的编号、余额信息、有关应用细节(入口号、出口号、通行费、申请的日期等)信息、关于将信息存储在预交费卡上的时间的信息、以及关于卡的类型的信息存储在预交费卡上。另一方面，将卡的编号、有关应用细节信息、将信息存储在预交费卡上的时间的信息、以及关于卡的类型的信息存储在后交费卡上。使卡与车载装置联系起来的认证的密码已存储在这种通用卡中。

除了上面提到的通用卡外，还可以把存储卡(例如LSI卡或类似的卡)之类的卡、磁卡、能在其中光记录信息并由其再现信息的全息图卡、或磁光卡或能在其中磁光记录信息并且由其能再现信息的类似卡用作IC卡。

另一方面，道路上的装置具有将各种信息发送到车载装置30并从车载装置30接收各种信息的平面天线。在收费道路的每一入口100、设在收费道路中的通道或通路(检验界线)200、以及出口300放置路上装置。

将包括平面天线的入口天线117设置在入口100处并将天线控制器132与入口天线117电连接。入口天线控制器132通过入口天线117将关于收费道路的入口信息发送给车载装置30。将发给交通票据的器件123设置在入口100处，以方便地提供给人工交费的不能自动收费的车辆。尽管后面将详细描述交通票据发给器件123，交通票据发给器件123也可作为一个恢复入口224，用于当出现通信错误时将关于表示入口的进入信息等的数据写入IC卡并将存储在车载装置中的数据读出。交通票据发给器件123配有IC卡读/写器件61A，IC卡可拆卸地与交通票据发给器件123连接。IC卡读/写器件61A与中心计算机400电连接。进一步地，例如，将入口天线控制器132与中心计算机400电连接，以全面控制和管理进入收费道路的每一车辆。

将包括平面天线的通路识别天线217设置在中间通路200中。将一个通路识别天线控制器232与通路识别天线217电连接。通路识别天线控制器232通过通路识别天线217将表示车辆已在收费道路上行驶的路程的通过通路信息传送给车载装置30。进一步地，例如，通路识别天线控制器232可与中心计算机400电连接以全面控制和管理正行驶在收费道路上的车辆的状态。提供一个恢复口，用于当例如无线电通信中断之类的通信错误出现在中间通路200中时将表示中间通路的通路信息用IC卡62写入车载装置。将IC卡读/写器61B设置在恢复口224处，IC卡62可从IC卡读/写器61B中取下。IC卡读/写器61B与中心计算机400电连接。可以将恢复口224设在停车埸或服务区等地。

可以用事先分别分配给收费道路的位置的编码(例如数字等)作为上面提到的入口信息和通路信息。

将预通知天线317和收费口天线341都设置在出口300处以增加通过无线电发送和接收信息的可靠性。预通知天线控制器331与预通知天线317电连接并且收费口天线控制器332与收费口天线341电连接。进一步地，预通知天线控制器331和收费口天线控制器332都与可连接到中心计算机400上的局部控制380器电连接。局部控制器380包括一个微机并且在其中存储控制预通知天线控制器331和收费口天线控制器332等的处理程序。尽管预通知天线317、收费口天线341、预通知天线控制器331和收费口天线控制器332起着根据本发明的路上装置的作用，但也可省去预通知天线317和预通知天线控制器331。

此外，在出口300处设置了通过图象处理等探测车辆类型的系统360、非法交通车辆拍摄系统350、以及为不能自动收费的车辆提供的人工交费系统323，非法交通车辆拍摄系统350对例如以没有交费的状态通过出口300的车辆之类的非法交通车辆拍照或拍摄。通过与局部控制器380共同控制这些系统，采取处理不可能收费等的步骤并自动收取与车辆运行的路段(路程)或车辆类型对应的交通费。此外，将中心计算机400与局部控制器380连接能平稳和快速地发送和接收关于收费表变化的信息以及关于非法交通车辆的信息。

下面更详细地描述入口、中间通路和出口的各示意结构的例子。

如图3所示，收费道路的入口100有三个车道102、104、106。在地段108和分隔区110之间形成车道102，在分隔区110和分隔区112之间形成车道104，在分隔区112和地段114之间形成车道106。弓形结构116从地段108跨过这些车道到达地段114。在弓形116上设置有入口天线118、120、122(每一都与图2所示的入口天线117对应)。因而入口天线118用于将无线电波发送给沿车道102行驶的车辆并接收来自车辆的无线电波，并且入口天线118位于车道102的上方。类似地，入口天线120用于将无线电波发送给沿车道104行驶的车辆并接收来自车辆的无线电波，并且入口天线120位于车道104的上方。此外，入口天线122用于将无线电波发送给沿车道106行驶的车辆并接收来自车辆的无线电波，并且入口天线122位于车道106的上方。

将具有入口天线控制器132的入口控制中心130设置在地段114中。入口天线118、120、122与入天线控制器132电连接。

三个入口天线118、120、122用作图3所示的入口天线。而对于一个或两个车道可用一个或两个入口天线。另外，可进一步地使用大量的入口天线。

将交通票椐发给器124、126、128(每一个都与图2所示的交通票据发给器123相对应)设置在入口100，交通票据发给器124、126、128给过去常用的人工交费发给交通票据，以给不能自动收费的车辆提供方便。交通票据发给器124与车道102相对应并且将交通票据发给器124设置在沿车辆行驶方向所看到的分隔区110的出口的地方和在分隔区110的车道102旁边。交通票据发给器126与车道104相对应并且将交通票据发给器126设置在沿车辆行驶方向所看到的分隔区112的出口的地方和在分隔区112的车道104旁边。进一步地，交通票据发给器128与车道106相对应并且将交通票据发给器128设置在沿车辆行驶方向所看到到的地段114的出口的地方和在地段114的车道102旁边。这些交通票据发给器124、126和128与入口控制中心130相连接。

将交通信号134、136和138放在沿车辆行驶方向看为弓形结构116的出口的地方，以便与各个车道相对应，交通信号124、136和138用于分别提供关于车辆是否可进入车道的指令。这些交通信号134、136和138与入口控制中心130相连接。每一交通信号134、136和138都提供允许车辆进入每一车道的指令(例如，兰色信号)或不允许车辆进入每一车道的指令(例如，红色信号)。

入口控制中心130与中心计算机400相连接(参照图2)。顺便说说，可将入口控制中心130用作一个不与中心计算机400相连接而仅使用入口的独立控制系统。

如图4所示，将两个车道202、204彼此相邻地设置在紧接在收费道路之前或之后的中间通路中。在地段208和地段214之间形成相邻车道202和204。设置一个弓形结构216，从地段208跨过车道202和204到达地段214。在弓形结构216上设置有通路识别天线218、220、222(每一个都与图2所示的通路识别天线217对应)。因而通路识别天线218用于将无线电波发送给沿车道202行驶的车辆并接收来自该车辆的无线电波，并且通路识别天线218位于车道202的上方。通路识别天线222用于将无线电波发送给沿车道204行驶的车辆并接收来自该车辆的无线电波，并且通路识别天线222位于车道204的上方。通路识别天线220用于将无线电波发送给通过车道202和206行驶的车辆，将通路识别天线220设置在通路识别天线218和222之间的中间部分的附近并位于指示两条车道202和204的边界的中心线206的上方。

将具有通路识别天线控制器232的通路控制中心230设置在地段214中。通路识别天线218、220、222与通路识别天线控制器232相连接。

如图5所示，收费道路的出口300有三个车道302、304、306。在地段308和分隔区310之间形成车道302，在分隔区31O和分隔区312之间形成车道304，在分隔区312和地段314之间形成车道306。

弓形结构316从地段308跨过这些车道到达地段314。在弓形结构316上设置有预先通知天线318、320、322(每一个都与图2所示的预先通知天线317相对应)。从而预先通知天线318用于将无线电波发送给沿车道302行驶的车辆并接收来自该车辆的无线电波，并且预先通知天线318位于车道302的上方。预先通知天线320用于将无线电波发送给沿车道304行驶的车辆并接收来自该车辆的无线电波，并且预先通知天线120位于车道304的上方。类似地，预先通知天线322用于将无线电波发送给沿车道306行驶的车辆并接收来自该车辆的无线电波，并且预先通知天线322位于车道306的上方。

将出口控制中心330设置在地段314。将后面要详细描述的预通知天线控制器314和收费口天线控制器322都设置在出口控制中心330内。预通知天线318、320和322都与预通知天线控制器331电连接。

将各对车辆类型探测器362、364和366(每一对都与图2所示的车辆类型探测系统相对应)设在弓形结构316的附近，每一个车辆类型探测器都由CCD行扫描器构成。用车辆类型探测器362识别在车道302上行驶的车辆的类型并且将车辆类型探测器362分别设在地段308和与车道302相对应的分隔区310内。类似地，用车辆类型探测器364识别在车道304上行驶的车辆的类型并且将车辆类型探测器364分别设靠近弓形结构的分隔区310和与车道304相对应的分隔区312内。用车辆类型探测器366识别在车道306上行驶的车辆的类型并且将车辆类型探测器366分别设在分隔区312和与车道306相对应的地段314内。由这些车辆类型探测器构成的车辆类型探测系统360与局部控制器380电连接，以便根据由CCD行扫描器获得的图象通过图象处理来确定通过车辆的轮廓，从而对车辆的类型作出判断。此后车辆类型探则系统360将关于车辆类型的信息传送给局部控制器380。

将弓形结构340布置从沿车辆行方向驶看为弓形结构316的出口的地方，从地段308跨过车道到达地段314。在弓形结构340上设置有收费口天线342、344和346(每一个都与图2所示的收费口天线341相对应)。收费口天线342用于将表示关于沿车道302行驶的车辆应交的费用的信息的无线电波发送给该车辆并接收来自该车辆的无线电波，并且收费口天线342位于车道302的上方。收费口天线344用于将无线电波发送给沿车道304行驶的车辆并接收来自该车辆的无线电波，并且收费口天线344位于车道304的上方。类似地，收费口天线346用于将无线电波发送给沿车道306行驶的车辆并接收来自该车辆的无线电波，并且收费口天线346位于车道306的上方。这些收费口天线342、344和346都与收费口天线控制器332电连接。

将交费箱324、326和328(每一个都与图2所示的交费系统323相对应)设在出口300，以处理不能自动交费的人工交费的车辆。交费箱324与车道302相对应，并且将交费箱324设置在沿车辆行驶方向所看到的分隔区310的出口的地方并且位于分隔区310的车道边。进一步地，交费箱326与车道304相对应，并且将交费箱326设置在沿车辆行驶方向所看到的分隔区312的出口的地方并且位于分隔区312的车道304边。交费箱328与车道306相对应，并且将交费箱324设置在沿车辆行驶方向所看到的地段314的出口的地方并且位于地段314的车道306边。给交费箱324、326和328分别提供图中没有示出的微机交费箱324、326和328构成人工交费系统以总控制各微机，从而管理人工交费的收费信息。人工交费系统323与局部控制器380相连接(参见图2)。

尽管后面将详细描述交费系统323，交费系统323也可用作恢复口，用于当通信错误出现时在通过使用IC卡完成接收数据之后收费。给每一交费箱324、326和328配有IC卡读/写器61C(见图2)，IC卡读/写器61C使用一个IC卡62可从中取下的读装置。IC卡读/写器61C与中心计算机400电连接。

顺便说说，将由限制开关或光遮断器等组成的用于探测IC卡的插入的插入探测器连接在每一个IC卡读/写器61A、61B和61C上。

进一步地，将摄象机352、354和356分别设在沿车辆行驶方向为交费箱的出口的地方，与车道302、304和306相对应，摄象机352、354和356与用于对非法交通车辆拍照和摄象的非法交通车辆摄象系统350(参见图2)的成象器件相对应。非法交通车辆摄象系统350与局部控制器380电连接。

将交通信号334、336和338放在沿车辆行驶方向所看到的弓形结构340的出口的地方，以便与各个车道相对应，交通信号334、336和338用于分别提供关于车辆是否可进入该车道的指令。这些交通信号334、336和338与入口控制中心330相连接。每一交通信号334、336和338都提供允许车辆进入每一车道的指令(例如，兰色信号)或不允许车辆进入每一车道的指令(例如，红色信号)。

出口控制中心330与中心计算机400相连接(参照图2)。顺便说说，可将出口控制中心330做成一个不与中心计算机400相连接而仅使用出口的独立控制系统。

下面描述车载装置30和与车载装置通信的路上装置。顺便提一句，将设在入口100处的路上装置作为一个示例来描述。为了简便起见，用入口天线118和入口天线控制器132来说明路上装置，入口天线118用于给沿车道102行驶的车辆发送无线电波并接收来自该车辆的无线电波。

如图1所示，车载装置30具有一个用于接收从路上装置发出的数据信号接收天线32。接收天线32与用于探测由接收天线32接收的已调制的波的检波器电路34相连接，从而获得数据信号。检波器电路34也与发射电路50电连接，以致能获得由路上装置发出的无线电波的载波。检波器电路34通过数据信号接收电路44与微机连接在内构成的信号处理电路46电连接。将处理程序和写条件等都存储在信号处理电路46的微机中。

用作存储单元的存储电路48与信号处理电路46电连接。当将车载装置安装在车辆上时，存储电路48将车号(与车牌上记录的编号相同)以ID码存储在其中，并且存储电路48也在其中存储关于安装了车载装置的车辆的车型的信息。当将IC卡62插入车载装置30中时，将关于IC卡支付差额的信息(例如，关于所剩余的金额和在车辆行驶的过程中车辆停止在服务区内使用IC卡时更新支付余额的结果的信息)存储在记忆电路中进一步地，当车辆已通过入口时，将在入口处探测的车型码和入口信息(入口编号、车辆通过的日期等)存储在存储电路48中。当车辆已通过了中间通路(检验关卡)时，将与车辆通过的检验关卡相对应的检验关卡信息存储在存储电路48中。当出现通信错误时，将通信错误信息(错误类型、产生错误的位置(口的类型、口的编号和天线的编号等)、错误出现的日期、错误出现的次数等)存储在存储电路48中。

发射电路50与信号处理电路46电连接，发射电路50发射包括ID码的数据信号或类似信号作为响应信号。发射电路50也与发射天线52电连接。车载装置30根据信号处理电路46发出的数据信号调制由探测在接收天线中接收的已调制波而得到的载波并通过发射天线52再将已调制了的载波发出。顺便提一下，使用发射天线52作为发射/接收天线。进一步地，发射天线52接收路上装置发出的没有调制的载波。然后，由发射电路50根据信号处理电路46发出的数据信号调制该没有调制的载波，以便通过发射天线52再发出调制了的信号。

IC卡读/写器60与车载装置30电连接，IC卡读/写器60从插入其中的IC卡62中读出数据和将数据写入IC卡62中。在IC卡读/写器60内设有机械地探测IC卡的插入的限制开关58。使用一个由发射单元和接收单元以相对着的关系设置而组成的光遮断器，可以通过确定是否由插入的IC卡遮挡光线来光探测IC卡62是否已插入IC卡读/写器60中。

将信号输入给显示器54的十个按键56，显示器54与信号处理电路46电连接，由LCD或CRT构成的显示器54显示IC卡是否插入、在IC卡上的支付差额等。

测量时间间隔的记时器45和内装的用作通知预定时间的时钟装置的时钟与信号处理电路46相连接。顺便说一下，记时器45可以使用通过对内装的时钟计数而得到的值。

图中没有示出的电源补偿电路与车载装置30的信号处理电路46和内装时钟47电连接，图中没有示出的车载电池通过点火开关连接车载装置30的信号处理电路46和内装时钟47上。当电池提供的功率小于预定值并预计车载装置难以由无线电波正常通信时，电源补偿电路给信号处理电路46输出信号。

如图6所示，与运行在车道102上的车辆相对应的路上装置由入口天线118和入口天线控制器132构成。入口天线118包括一个发射天线22和接收天线26。入口天线空制器132有一个微机连接在内构成的信号处理电路12。已将后面将要描述的处理程序存储在微机中。信号处理电路12能与中心计算机400电连接。信号处理电路12与产生包括指令的数据信号(通信请求信号)的发射电路14电连接。发射电路14通过混频器18与发射天线22电连接。一个产生预定频率的载波的电路20与混频器18电连接，混频器18将由发射天线14输入到其中的信号与由载波发生电路20输入到其中的载波混频，以便根据发射电路14输入的信号调制以发生电路20输入的载波。进一步地，通过发射天线22以无线电波形式发射已调制波。

接收电路24与载波发生电路20电连接，接收电路24从接收天线26接收的已由图1所示的车载装置调制的已调制波中提取数据信号并由接收天线26中再发出信号。接收电路24与信号处理电路12电连接。此外，接收电路24还与载波发生电路20电连接，从而给接收电路24提供一个与在车载装置发回的信号中包括的载波相比较的发射载波。

参考时钟16与信号处理电路12电连接，参考时钟16用作在路上装置一侧通知预定时间的定时装置。在路上装置一边可以输入由中心计算机计数的时间作为预定时间。

由于入口100处的其它天线在结构上与上面提到的天线相同，因而省略对它们的描述。此外，由于在中间通路200处和在出口300处的各天线和控制器在结构上都与上面提到的基本上相同，所以也省略对它们的描述。

在车载装置和路上装置中，使用彼此分开的两个发射和接收天线。但是，可使用一个发射/接收整体型的天线，即平面天线。

下面将描述根据本实施例的车载装置和路上装置和处理程序。图7表示车载装置的操作或处理程序。在步骤400，判断车载装置是否在通信状态下。如果在步骤400中得到的答案是Yes，则程序继续进行到步骤402，执行例如发射和接收入口信息之类的通信处理、收费处理等。

在步骤404，读出写条件。用写条件去判断是否应将信息写入IC卡62。列出下列定条件。【写条件】(1)当通过使用者的键盘操作按下写请求开关时：(2)当车辆停止时：(3)当车速度达到一个低速度(预定车速度或更低速度)时：(4)当插入IC卡时：(5)当输入具有导航系统的车辆到达出口附近时产生触发信号时：(6)当接收到路上装置发出的信息写请求时：(7)当将表示入口的信息写通知装置(例如磁信息或条码信息)设在路边并紧接在出口之前、将阅读信息写通知装置的阅读器连接到车载装置上、以及车载装置读磁信息或条码信息时：(8)是否安装能自动将IC卡插入车载装置并从车载装置取出IC卡的自动插入/取出器(装卸器)。写条件随有或没有装卸器而不同。即，当装卸器存在时，IC卡处于紧接已被插入车载装置之后的状态或紧接在使IC卡成为能从车载装置中取下的状态之前的状态。当装卸器不存在时，由于IC卡总处在可由使用者取下的状态，因而写状态为当探测插入IC卡时：(9)当已经经过预定时间时：

可以仅使用上面提到的任一写状态。或者，读出多个写状态并且可以依次使用这些写状态来做出判断。

由于当车辆正行驶时偶尔执行在路上装置和车载装置之间的通信处理，因而两者之间通信所需要的时间变短。所以，当通信过程的时间变成与将信息写入IC卡62的过程的时间一致时，出现通信错误。例如，当根据写条件(9)对每一预定的时间间隔采用写过程时，在当车载装置运动时与路上装置通信期间内可能偶尔执行该过程。因而，例如，最好是在没有路上装置和车载装置之间执行的通信过程的情况下将完成通信后要执行的过程加到写条件中。

在下一步骤406中，判断是否在读写状态内包括车辆的目前状态(包含车载装置的状态)。例如，根据上述写条件的例子，通过判断是否由使用者(例如司机等)的键盘操作(人工操作)按下了写请求开关来确定是否已做出写请求。从而能判断是否车辆状态与写条件(1)一致。由于考虑到当车辆停止或以低速度行驶时车辆接近通路口或正沿口行驶，通过探测车辆速度来判断车辆是停止还是以低速度运行。从而能判断车辆状态是否与写状态(2)或(3)一致。根据关于限制开关是否已从断开状态变为接通状态所做出的判定来判断是否已从没有IC卡的状态变为有IC状态，即已插入IC卡。因而能判断车辆状态是否与写状态(4)一致。

由于其上安装有导航系统的车辆能识别它已到达出口的附近，所以，能根据关于是否已从导航系统输入表示出口的附近的触发信号所做出的判定来判断车辆状态是否与写状态(5)一致。

如果从路上装置向车载装置发射表示把信息写入IC卡的请求的信号，则根据关于是否已接收到从路上装置发射的信息写请求信号所做出的判定来判断车辆状态是否与写状态(6)一致。如果将表示出口的磁信息或条码信息等设在紧接在出口之前的路边，则能根据关于是否读出磁信息或条码信息所做出的判定来判断车辆状态是否与写状态(7)一致。

按照车载装置的类型，就可以知道已将IC卡的装卸器装入。这样，当装卸器存在时，由装卸器输入紧接在IC卡插入之后的状态或紧接在使IC卡成为可取下的状态之前的状态作为触发信号。从而判断是否已由装卸器输入触发信号。当没有设置装卸器时，通过判断是否已插入IC卡能确定车状态是与否现写状态(8)一致，如写状态(4)所述。

通过计时器测量预定时间并监测该计时器来判断是否已经过预定时间。从而能根据判断结果来判断车辆的状态是否与写状态(9)一致。

上面提到的步骤404和406与本发明的确定装置所作出的判定对应。

如果在步骤406判定车辆的当前状态与写状态一致，则程序进行到由内装时钟47读当前时间的步骤408。在下一步骤410，读出已存储在存储电路48中的信息。进一步地，在下一步412，将当前时间作为时间信息写入IC卡并且将这样读出的信息写入IC卡中。上面提到的步骤408至412与本发明的处理装置所执行的处理对应。

结果是，由于将写操作时的当前时间作为时间信息写入IC卡并同时将存储在与路上装置通信的车载装置中的数据写入IC卡，所以通过在路上装置读出写入IC卡中的时间信息和数据能确定车载装置中的数据。还能用于写入从IC卡中读出的和有关车载装置通信的数据的时间。此外，由于在路上装置一方能确定在车载装置上写数据的时间，所以在使用者没有将数据写入IC卡的情况下在有人操作的门口能防止从由手传递给操作员等的IC卡中误收费，由此执行可靠的处理。由于在路上装置一方能确定在车载装置一方写数据的时间，从而路上装置可容易地发现在使用按照时间为旧的或过去的数据的使用者方的非法内容。由于操作员位于有人操作的门口或控制局，还能实现防止出现不正确的现象。

除了在出口处使用IC卡外，还能将IC卡插入入口100或中间通路200中安装的路上装置的恢复口的IC卡读/写器中，以在其中写入原始的所需数据。

图8详细地描述图7所示的车载装置的处理程序的步骤402中的通信过程如果在步骤500判定已接收来自路上装置的询问信号，则程序进行到步骤502，将使收到的询问信号当作载波并且将用与表示他或她自己的车辆的识别码相对应的ID码调制该载波而产生的波作为应答信号发射。

如果在步骤504中判定已接收到路上装置发出的信号，那么在步骤508就确定在接收的信号中是否包括入口的编号。由此能判断车辆是否正通过入口。如果在步骤506中的答案是No，那么程序进入到步骤508。如果在步骤506中的答案是Yes，那么程序进行到执行入口处理的步骤510。在步骤510执行入口处理的过程中，将关于在步骤504中接收的信号中包括的入口编号的入口信息存储在车载装置30的存储电路48中。

当完成入口处理时，在步骤516判断接收的信号中是否包括参考时间信息。参考时间信息表示在路上装置一方用作标准时间的时间。如果在步骤516的答案是No，则就结束程序。另一方面，当在步骤516的答案是Yes时，程序进入执行内装时钟校正处理的步骤518。内装时钟校正处理是一种使车载装置中的内装时钟47的当前时间与路上装置的参考时间一致的处理，参考时间被包括在接收到的信号中。

因而，能使车载装置中的内装时钟的时间与路上装置发出的参考时间同步。从而，解决车载装置中内装时钟的时滞，能避免每一车载装置当前时间的变化。

在步骤508，根据在步骤506关于是否在接收的信号中包括中间通路码(检验关卡信息)所作出的判定来判断车辆是否已经通过中间通路200。如果在步骤508中判定车辆已经通过中间通路200，那么程序进行到执行中间通路处理的步骤512。如果在步骤508中判定车辆没有通过中间通路200，那么确定车辆正通过出口并在步骤514执行出口处理。在步骤512执行中间通路处理的过程中，将其于在步骤504的信号中包括的中间通路码的中间通路信息存储在车载装置30的存储电路48中。

在完成中间通路处理之后，程序进入步骤516和518，当在接收的信号中包括路上装置一方的参考时间信息时，使车载装置中内装时钟47的当前时间与路上装置方的参考时间一致，如前面所述。上面提到的步骤516和518与本发明第三方面中使用的时间信息校正装置的处理对应。

从而，由于在中间通路中能校正内装时钟，所以能抑制或控制因车辆行驶距离(运行时间)而产生的在内装时钟中出现的时间误差累积并避免在每一车载装置产生的时间变化。

在步骤514执行出口处理的过程中，执行一个计算要交的费用和自动接收交付的费用的程序，在从口到出口其间引入中间通路的路程中根据在车载装置存储的基于车型信息的现存余额、安装在车载装置中的通用卡上存储的余额信息、以及事先在车载装置上记录的收费表来计算要交付的费用。在已经正常收费之后，清除入口信息。

上面所述的实施例已经描述了下列情况：把车载装置中的内装时钟的时间校正成在出口和中间通路上的路上装置中的参考时钟的参考时间。然而，也可在车辆运行路途中的任何位置设置补偿内装时钟的口和关卡。

在设在入口的路上装置中，在步骤500发射由连续波组成的询问信号直到路上装置接收到来自车载装置的应答信号为止，如图10所示。如果在步骤602判定路上装置已收到来自车载装置的应答信号，那么程序进行到步骤604，发射表示从参考时钟16中读出的当前时间的参考时间信息和包括入口编号的信号等。

设在中间通路200中的路上装置执行与设在入口处的路上装置执行的操作基本上相同的操作。但发射的是包括表示中间通路等的中间通路码的信号而不是在步骤604中包括入口等的信号。

在出口300处设置由预通知天线317和预通知天线控制器331构成的路上装置DA和由收费口天线341和收费口天线控制器332构成的路上装置DB。路上装置DA执行与上面的操作基本上相同的操作并在步骤604从其中发射包括表示出口300等出口码的信号。另外，路上装置DB在步骤604发射包括表示出口300的出口码的信号并通过无线电通信执行收费操作。

当至少在车载装置和路上装置之一中出现通信错误时，就可能出现在车载装置和路上装置之间错误传输信息的情形。因而当出现通信错误时，使用者去有人操作的通口，例如交费箱或其中安装有IC卡读/写器的恢复口，或控制室等。出口处的有人操作口或控制室口头询问为什么使用者来有人操作口或控制室。当使用者由于粗心来到有人操作口或控制室时，有人操作口或控制室告诉使用者正确的通道。当使用者是因出现通信错误等而来时，有人操作口或控制室在视觉上判断是否在车辆上安装了车载装置。如果发现没有安装车载装置，那么使用者通过收费箱进行正常的人工交费操作。另一方面，当车辆上安装了车载装置时，有人操作口或控制室就要求使用者提交也/她的IC卡并用提交的IC卡进行收费操作。

图9表示对于IC卡读/写器(例如其中已装有IC卡读/写器的交费箱或恢复口)的操作的流程图。如果在步骤610判定已将IC卡插入IC卡读/写器，那么在下一步骤612读出记录在IC卡上的时间信息。在下一步骤614，读出在路上装置一方的当前时间(参考时间)。在下一步骤616，将读出的参考时间与数据已写入车载装置中的IC卡上时的时间(用时间信息表示)相比较。在下一步骤618，判断比较的结果(即参考时间和车载装置上的时间之间的差)是否落在预定的时间(例如，15分钟)内。

当时间差落在预定的时间内时，在步骤620判断IC卡中记录的数据是否是最新的并且执行恢复操作。用恢复操作在出口处进行收费操作。用记录在IC卡中的数据执行收费操作。

与通过通信进行处理的结果类似，在入口入执行写表示从参考时钟16中读出的当前时间的参考时间信息和例如入口编号等之类的信息的过程。进一步地，在中间通路200执行与入口处操作类似的操作。然而，在此情况下，执行的写操作是写表示中间通路的中间通路码等而不是写包括入口编号等的信号。当在入口或中间通路中不依靠通信手段将各种信息写入IC卡时，可另外设有将IC卡插入车载装置以装入存储电路并根据存储的参考时间信息校正内装时钟的操作。

另一方面，当时间差超过预定的时间时，判断IC卡中记录的数据可能是以前用过的或不是最新的。在步骤622，要求使用者再将数据写入IC卡和将IC卡取出以返还给使用者。使用者将数据和时间信息写入返回的IC卡中并然后再将IC卡传递给有人操作口操作员。以后再从步骤610开始执行程序。

上述的步骤612与由本发明第二方面使用的读装置所执行的操作对应。步骤614和616与比较装置执行的操作对应，步骤620与控制装置执行的操作对应。

从而，当预定差值在路上装置一方读出的当前时间和数据已写入IC卡时的时间之间时，能判定数据是旧的，即是不起作用的或无效的数据。因而可要求使用者执行再写操作以便将新的数据写入IC卡中。

顺便说一下，本系统可以用于没有入口的简单的收费型道路或停车埸。换句话说，由于简单的收费型道路等没有入口，因而不需要读关于车载装置的信息。所以能通过简单地将使用者的IC卡传递给操作员来执行用使用者的IC卡收费的操作。因此，能容易地将按照本实施例的系统用于道路或停车埸。

按照本实施例，正如上面所描述的，车载装置的内装时钟代表与路上装置的参考时钟的时间同步的时间。因此，对收费道路内的每一车辆的时间控制在路上装置一方就变得没有必要，从而，强加在该系统上的负荷就减轻。

由于将数据和时间信息都写入IC卡中，所以能提高数据的可靠性。另外，由于依据简单操作(例如通过键盘的开关操作)和简单的处理的写条件来判断其中数据的写入，因而能抑制误操作等和改善可靠性。鉴于以简单操作或简单处理为目的，可简化路上装置一方的IC卡读/写器的结构和在车载装置一方仅仅简单地改变处理过程(例如处理程序的增加)。

此外，由于仅使用IC卡就能在车载装置和路上装置之间传输信息，所以，需进一步地制作管理信息的管理或控制卡并由此降低使用多个卡时的复杂性。另外，例如防备非法使用管理卡和不正确的卡等的检验的特定处理也变得没有必要，从而，能减少该系统一方的处理负荷。

在上述的实施例中，当路上装置一方上的参考时间和车载装置上的IC卡中记录的时间信息之间的差值超过预定时间(例如，15分钟)时，判定IC卡中记录的数据是无效数据。然而，可能会有在路上装置一方上的参考时钟出现错误(例如，出现时钟的大延时和中断等)和在车载装置的内装时钟中出现错误的情形。在此情况下，判定IC卡中记录的时间信息是无效的，而判定例如入口信息等之类的数据是起作用的或有效的。

下面参考图11至14作为另一实施例描述下面的一个处理过程：当判定IC卡中记录的时间信息是无效数据时，将作为有效的而不是无效的可采取的所有数据用作有效数据。由于本实施例在结构上与上面所述的实施例相同，所以用相同的参考数标记与这些实施例相同的结构单元并略去对它们的详细描述。在本实施例中，能从IC卡中读出表示时间信息故障的故障标记或将所述的故障标记写入IC卡中。

在本实施例中，执行图11中所示的处理程序代替图9所示的步骤622。也就是说，当判定在参考时间和车载装置一方上的时间之间的差值超过预定时间(例如，15分钟)时(见图9的步骤618)，在图11所示的步骤630判断是否已给IC卡设置了后面将描述的故障标记。根据判断的结果进一步判断是否应该在已经再递交了返回给使用者的IC卡之后执行处理。当在步骤630判断还没有给IC卡设置故障标记时，执行初始处理。所以，在下一步骤632给IC卡设定故障标记。在下一步骤634，将车载装置的数据(例如记录在IC卡上的入口信息等)暂存在存储器中。考虑到车载装置不能擦除已写入IC卡中的数据，最好是在已将车载装置中的数据存入存储器之后擦除已写入IC卡中的数据。

顺便说一下，车载装置也能通过上面提到的给IC卡设定的故障标记来识别故障。

当按上面所述的方式设定故障标记和时间差值超过预定时间时，程序进行到执行解除(relief)处理(见图11)的步骤636。在图12所示的步骤640，读出在已给IC卡设定故障标记后写入IC卡中的数据，和读出暂存在存储器中的数据。在步骤642判断这些数据彼此是否一致。当这些数据彼此不一致时，判定所读出的数据的可靠性低并且装入车载装置中的时钟误操作。因而在步骤654执行NG处理。例如，NG处理通过显示器等将NG通知有人操作口的操作员。有人操作口的操作员可催促车辆使用者考虑必须修理不正确的车载装置并能进行人工收费。

当在步骤642这些数据彼此一致和得到肯定的答案时，程序进入判断是否已设定校正值的步骤644。当判定在此口中的参考时钟延时了预定时间时，用校正值校正参考时钟(后面将详细描述校正值)。当没有设定校正值时，在步骤648执行校正处理。在步骤650判断能否进行校正。如果在步骤650的答案是Yes，那么程序进入步骤652，根据已校正的值进行收费处理。如果在步骤650的答案是NO，那么程序进入步骤654。

当校正值已经存在时，在步骤644判断的答案是肯定的。从而在步骤646判断根据校正值校准的时间差是否落在预定的时间内。如果在步骤646判定时间差落在预定时间内，那么就能校正时间。换句话说，在步骤650判定答案是肯定的，从而在步骤652执行收费处理。另一方面，当校正时间差超过预定时间时，程序再进入步骤648以获得新的校正值

下面详细描述图12所示的步骤648。在图13所示的步骤660中，用ta表示与路上装置的参考时间相对应的当前时间，用tb表示时间差(图9中的步骤616)，用tc表示车辆通过一个被当作故障目标的口时的时间(口通过时间)，用G表示该口的编号。而且将对每一个口存储ta、tb、tc和G。由于车载装置的内装时钟的时间与路上装置的参考时间同步，被当作故障目标的口表示车辆最终由此通过的口。将在通过该口时从该口发射的参考时间作为口通过时间tc存储在IC卡中。然后在步骤662判断所探测到的被当作故障目标的口已发生故障的次数是否大于或等于预定的次数(本实施为10)。如果在步骤662判断的答案是No，那么程序进入步骤672，确定口通过时间和当前时间的差与时间差之间的差值td(即，td=(ta-tc)-tb)。此差值td与车载装置中的内装时钟的时间周期对应，自通过该口后对其进行计数。因此，当差值td落在预定时间范围(在本实施中为+15分钟)内，程序进入判定车载装置的内装时钟为无效的步骤680。在下一步骤682，执行用显示器等将内装时钟的NG通知有人操作口的操作员的相应处理。因而，有人操作口的操作员能催促车辆使用者考虑必须修理不正确的内装时钟。当差值td超过预定时间范围时，能判定车载装置正在误操作。因此，将车载装置的NG的可能性通过显示器等通知有人操作口的操作员的操作作为在步骤684的其它操作。

当所探测到的已将该口当作故障目标的次数大于或等于预定的次数(步骤662)时，在步骤664判断针对该口存储的时间差的最大值和最小值之间的差是否小于预定值(在本实施例为15分钟)(即，MAX(tb)-MIN(tb)＜15)。如果在步骤664的答案是Yes，那么能认为将时间信息已写入已通过该口的车辆中，其中用作参考的时间移动预定时间。进一步地，能推定根据移动的时间校正内装时钟。因此在步骤668判断该口的参考时钟是否移动了预定时间。在下一步骤670，执行移动时间校正处理。以下述的方式执行时间移动校正处理。即，在图14所示的步骤690确定时间移动的平均值。在下一步骤692，将所得到的平均值作为校正值来存储。当从IC卡中读出针对该口存储的并与存储的校正值对应的时间差值时，将校正值加到读出的时间差值中，由此能根据已完成的该口的时间移动的时间来判断是否收费。

当在步骤664的答案为否定并发现该口的参考时钟没有移动预定时间时，程序进行到步骤666，判断针对该口存储的口通过时间的最大值和最小值之差是否小于预定值(在本实施例中为15分钟)(即，MAX(tc)-MIN(tc)＜15)。如果在步骤666判定此差值小于预定值，那么该口的时间变化太小。因此，在步骤674判定该口的参考时钟已经无效。在下一步骤676，执行与停止参考时钟相对应的的处理。例如，在步骤674的处理是通过显示器等将口的编号G和口G的的参考时钟的NG通知有人操作口的操作员。因而，在该有人操作中的操作员通知车辆使用者：路上装置的时钟误操作，使用者须用手交费。另外，由于告诉操作员该口的参考时钟是NG，所以能迅速地修理路上装置一方的时钟。

从而，即使当路上装置一方的参考时间和车载装置的IC卡中记录的时间信息之间的差值超过预定时间并且判定在IC卡中记录的数据无效时，也能通过在IC卡中记录的故障标记和根据有或没有故障标记将以前的数据与再写的数据进行比较来确定写入IC卡中的数据的有效性，由此能适合处理内装时钟和参考时钟运行不良的情形。

即使由路上装置一方的参考时钟移动了时间，也能由上面所述的统计处理校正这种时间移动。因此，能不相互同步地处理所有路上装置的参考时钟。进一步地，由于在较早阶段能发现无效的路上装置，例如，具有已移动了预定时间的时钟的口，具有无效时钟的口，等等，所以能迅速地修理这些时钟。

按照上面已经描述的能适合用于道路与车辆通信的车载装置，由于数据和时间信息一起都记录在信息记录卡中，因而带来下列有利的效果：在车载装置和路上装置彼此不直接相连的情况下能容易地实现车载装置与路上装置之间的数据传输，能根据时间信息改善数据的可靠性。

进一步地，本发明的道路与车辆通信系统，由于通过读装置从信息记录卡中读出数据和时间信息，因而带来下列有利的效果：在车载装置和路上装置彼此不直接相连的情况下能容易地实现车载装置与路上装置之间的数据传输，并且由于执行将在路上装置一方计数的当前时间与记录数据时的时间进行比较和当它们两者之间的时间差落在预定值内时收费的处理，所以能根据最新的数据执行收费处理而不是根据就时间而论为以前的数据收费。

此外，在用于道路与车辆通信的车载装置中，如果使车载装置的时钟部件的当前时间校正成与通过无线电通信方式已经读出的路上装置的当前时间一致，能带来下列有利效果：能控制路上装置一方的当前时间与车载装置一方的当前时间之间的差并改善从读出的时间信息中判断数据的定时关系的可靠性。

尽管在此所公开的本发明的实施例选定最佳的形式，当然也可以采用其它形式。

Claims (3)

1．一种适合用于道路与车辆通信的车载装置，包括：

用于计数当前时间的时钟部件；和

存储部件，用于将关于在所述车载装置和安装在道路上的装置之间进行通信的数据存储在所述存储部件中；

其特征在于，该车载装置还包括：

判断装置，用于判断是否在预定写状态中包含车辆的当前状态，所述预定写状态表示请求将数据写入具有至少存储所述数据的存储区的信息记录卡中；和

处理部件，当在所述写状态中包含所述当前状态时，读出存储在所述存储部件中的数据并将该数据写入所述信息记录卡的存储区中，读出由所述时钟部件计数的当前时间并将该时间当作时间信息写入所述信息记录卡的存储区。

2．根据权利要求1所述的适合用于道路与车辆通信的车载装置，其特征在于还包括时间信息校正部件，用于通过无线电通信读所述安装在道路上的装置的当前时间和将所述时钟部件的当前时间校正成与所述安装在道路上的装置的当前时间一致。

3．一种道路与车辆通信的系统，用于通过无线电通信在每一安装于道路上的装置和车载装置之间传输信息，

所述车载装置包括：

用于计数当前时间的时钟部件；和

存储部件，用于将关于在所述车载装置和安装在道路上的装置之间进行通信的数据存储在所述存储部件中；

所述每一安装于道路上的装置包括：

用于计数当前时间的计时部件；和

用于读出已经写入信息记录卡中的数据和时间信息的部件；

其特征在于，

所述车载装置还包括：

判断装置，用于判断是否在预定写状态中包含车辆的当前状态，所述预定写状态表示请求将数据写入具有至少存储所述数据的存储区的信息记录卡中；和

处理部件，当在所述写状态中包含所述当前状态时，读出存储在所述存储部件中的数据并将该数据写入所述信息记录卡的存储区中，读出由所述时钟部件计数的当前时间并将该时间当作时间信息写入所述信息记录卡的存储区；

所述每一安装于道路上的装置还包括：

用于将读出的时间信息与由所述计时部件计数的当前时间比较的部件；和

控制部件，当与所述比较部件的比较结果对应的时间差落在预定范围内时根据读出的数据执行收费处理。

Images