JP2000113256A - 自動料金収受システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 料金所で車両を停止させずに自動的に料金を
収受する自動料金収受システムにおいて、送受信周波数
の選定精度が向上した小型の車載機を有する自動料金収
受システムの実現を目的とする。 【解決手段】 車載機は予め知り得ている路側機が使用
できる２種類の送受信周波数のうち、第１の送受信周波
数に応じてローカル信号発生器２７の周波数を設定した
時に取得したＡＧＣ制御電圧発生部２８の出力値と、第
２の送受信周波数に応じてローカル信号発生器２７の周
波数を設定した時に取得したＡＧＣ制御電圧発生部２８
の出力値を、車載機ＣＰＵ部１４で比較する事で、結果
としてこれから進入しようとする通行レーン上の路側機
が使用している送受信周波数を選定する事が可能とな
り、新たに路側機からの受信電力レベルを検出する回路
構成を車載機に追加することなく、小型な車載機が実現
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速道路あるいは
有料道路または駐車場、あるいはガソリンスタンドなど
車両の通行や駐車などにより料金が発生する既存または
新規の場所において、料金収受を行う例えば料金所を通
過するあるいは停止する際に、走行する車両を停止させ
る事なくあるいは硬貨や紙幣を運転者と収受員との間で
交わさずに自動的に収受する自動料金収受システムに関
わるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動料金収受システムは、特開平
８−２８７３０８号に記載された電波を使ったものが知
られている。

【０００３】図１５に従来の自動料金収受システムを有
料道路の料金所に適用した場合の、自動料金収受システ
ムの概要を示す。図１５において、６０は料金所車線上
に設置された路側機、６１は料金所を通過する車両、６
２は車両６１に搭載された無線装置である車載機、６３
は路側機６０に接続された中央演算装置である。料金所
の各車線上に設置された複数の路側機６０間の干渉など
による混信を低減させるため、各車線の路側機６０が用
いる電波の送受信周波数は、隣接する車線において交互
に異なった複数の周波数、例えば２種類の周波数が設定
されている。従って、路側機６０の使用する周波数は事
前に設定されているため、路側機６０と車載機６２との
通信では、料金所の通行レーンに進入する車載機６２が
当該車線の路側機６０が使用する周波数を瞬時に選定し
無線による通信を行なっている。

【０００４】以上のような構成で、以下従来技術の動作
を説明する。料金所に進入してきた車両６１に搭載され
た車載機６２は、路側機６０が継続して送信する応答要
求信号を復号し、応答要求信号内に書き込まれている当
該路側機６０が使用している周波数チャンネルデータを
得る。車載機６２はこのデータを使う事によりこれから
進入しようとする通行レーン上の路側機６０が使用する
送受信周波数を判断し、路側機との間で無線による双方
向通信を行い通行料金の収受を自動的に行なう。

【０００５】具体的には、車載機６２から運転者保有の
銀行口座等の情報を路側機６０を介して取得し、通行料
金を当該口座から引き落としたり、あるいは予め決めら
れた形式のＩＣカードに金銭情報を保持しておき、車載
機６２にこのＩＣカードの情報を読み書きできる機能を
付加させる事で、路側機６０から車載機６２に送られて
きた料金情報に応じ、ＩＣカードから所定の金額を減額
する電子的な支払い手続きにより可能となる。

【０００６】なお、走行距離依存型有料道路の場合、入
口側料金所にて、路側機６０は車載機６２に入口情報を
送り記憶させ、出口側料金所の路側機６０は車載機６２
からこの入口情報を受け取ることで走行距離や経路を判
断し、通行料金を電子的に決済する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】路側機と車載機との無
線通信法の特徴は、限定された空間的範囲内を移動する
車載機とだけ路側機は無線通信を行なう事にある。自動
料金収受システムの場合、概ね３×４ｍの範囲を通信領
域とし、道路面から４〜５ｍ上方に設置された路側機ア
ンテナの送受信ビームを所望の形状に成形する事で実現
している。また、別な特徴としては、基地局は一定の時
間間隔、例えば数ミリ秒〜数十ミリ秒間隔で繰り返し応
答要求信号を送信し続け、車両に搭載された車載機は通
信領域内に進入してきた時、この応答要求信号を受信し
路側機に所定の応答信号を送信することで、一連の双方
向通信が開始されるものである。また、路側機は送受信
周波数の異なる複数の周波数チャンネルを有している。

【０００８】しかしながら、路側機アンテナの設置状況
や別な大型車両の通行などにより、別な路側機からの送
信電波が一時的に車載機の受信感度を上回る場合があ
り、別な路側機からの応答要求信号を復調して異なった
周波数チャンネルデータを得、結果として車載機が進入
しようとする料金所の路側機が使用している送受信周波
数と異なった周波数を選定してしまい正常な通信ができ
なくなる場合がある。これを防ぐため、別な回路構成を
付加し受信レベルを検知する事が考えられるが、車載機
は車両に搭載する無線機であるため小型軽量化が要求さ
れ、この路側機の送受信周波数を選定する回路構成も可
能な限り小型にする必要がある。

【０００９】本発明は、路側機アンテナが生成する限定
された通信領域に進入した後、短時間に路側機が送信す
る応答要求信号を受信復調し周波数チャンネルデータを
得ると共に、車載機の受信復調部に搭載したＡＧＣアン
プの制御電圧を検出する回路構成を設け、新たに路側機
からの応答要求信号の受信電力レベルを検出する回路構
成を新たに追加することなく受信電力レベルを併せて検
出することで送受信周波数の選定精度を向上させた小型
な車載機とそれを用いた自動料金収受システムを実現す
る事を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、車載機の受信ダイナミックレンジを確保す
るための必須回路構成であるＡＧＣ（オートゲインコン
トロール）アンプの制御電圧が、車載機での受信電力レ
ベルに依存する事に着目し、車載機の受信復調部がアン
テナ手段に接続されたＬＮＡと、ＬＮＡに接続された第
１のＢＰＦと、第１のＢＰＦに接続されたミキサと、ミ
キサに接続された第２のＢＰＦと、第２のＢＰＦに接続
されたＡＧＣアンプと、ＡＧＣアンプに接続された検波
回路と、検波回路と車載機ＣＰＵ部に接続された復調部
と、検波回路に接続されその出力をＡＧＣアンプに接続
されたＡＧＣ制御電圧発生部と、ＡＧＣ制御電圧発生部
の出力をデジタル変換し車載機ＣＰＵ部に出力するＡＤ
変換器と、ミキサに接続されたローカル信号発生器を設
けた構成にする事で受信復調部から受信電力レベルを推
定できるようにしたものである。

【００１１】これにより、車載機は予め知り得ている路
側機が使用できる複数の送受信周波数、例えば２種類の
送受信周波数の内、第１の送受信周波数に応じてローカ
ル信号発生器の周波数を設定した時のＡＧＣ制御電圧発
生部の出力値と、第２の送受信周波数に応じてローカル
信号発生器の周波数を設定した時のＡＧＣ制御電圧発生
部の出力値を取得し、車載機ＣＰＵ部はこの２つのデジ
タル値を比較する事で受信電力レベルの高い方を判断で
き、復調信号より得た路側機の周波数チャンネルデータ
を併せて、これから進入しようとする通行レーン上の路
側機が使用している送受信周波数を高精度に選定する事
を可能となる。即ち、新たに路側機からの応答要求信号
の受信電力レベルを検出する回路構成を車載機に追加す
ることなく小型な車載機が実現できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、車両の通行あるいは駐車などにより料金が発生する
場所の入口料金所と出口料金所の両方または片方の料金
所の複数の通行レーン毎に設置された路側機と、前記路
側機と無線により必要情報を双方向に通信する車両に搭
載された車載機とを用いて料金を自動的に収受する自動
料金収受システムにおいて、前記車載機が、前記路側機
と無線信号を送受信するアンテナ手段と、前記アンテナ
手段に送信信号を送出する送信変調部と、前記アンテナ
手段からの受信信号を復調する受信復調部と、前記送信
変調部と前記受信復調部に接続された車載機ＣＰＵ部
と、前記車載機ＣＰＵ部に接続され料金収受を電子的に
行うための情報を入出力する情報入出力部とを備え、前
記受信復調部が、前記アンテナ手段に接続されたＬＮＡ
（ローノイズアンプ）と、前記ＬＮＡに接続された第１
のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）と、前記第１のＢＰＦ
に接続されたミキサと、前記ミキサに接続された第２の
ＢＰＦと、前記第２のＢＰＦに接続されたＡＧＣ（オー
トゲインコントロール）アンプと、前記ＡＧＣアンプに
接続された検波回路と、前記検波回路に接続され復調信
号を前記車載機ＣＰＵ部に出力する復調部と、前記検波
回路に接続されその出力を前記ＡＧＣアンプに接続され
たＡＧＣ制御電圧発生部と、前記ＡＧＣ制御電圧発生部
の出力をデジタル変換するＡＤ変換器と、前記ミキサに
接続されたローカル信号発生器とを備え、前記車載機Ｃ
ＰＵ部に、前記ＡＤ変換器の出力であるデジタルデータ
を比較する出力データ比較手段と、送受信周波数を選定
する周波数選定手段とを設けた自動料金収受システムで
あり、ローカル信号発生器の周波数に応じたＡＧＣアン
プのゲインを制御するＡＧＣ制御電圧値をデジタル変換
し、その電圧レベルを比較することで路側機の送受信周
波数の選定精度を高めることができ、新たな回路構成を
追加することなく受信レベル検出と共に周波数選定精度
を高めた小型な車載機が実現できるという作用を有す
る。

【００１３】請求項２に記載の発明は、受信復調部が、
アンテナ手段に接続されたＬＮＡと、前記ＬＮＡに接続
された第１のＢＰＦと、前記第１のＢＰＦに接続された
ミキサと、前記ミキサに接続された第２のＢＰＦと、前
記第２のＢＰＦに接続されたＡＧＣアンプと、前記ＡＧ
Ｃアンプに接続された検波回路と、前記検波回路に接続
され復調信号を前記車載機ＣＰＵ部に出力する復調部
と、前記検波回路に接続されその出力を前記ＡＧＣアン
プに接続されたＡＧＣ制御電圧発生部と、前記ＡＧＣ制
御電圧発生部の出力をデジタル変換するＡＤ変換器と、
前記検波回路に接続され検波回路の出力をデジタル変換
する第２のＡＤ変換器と、前記ミキサに接続されたロー
カル信号発生器とを設け、前記車載機ＣＰＵ部に、前記
ＡＤ変換器の出力を上位ビット群に、前記第２のＡＤ変
換器の出力を下位ビット群に割り当てた複数のデジタル
データを比較する出力データ比較手段と、送受信周波数
を選定する周波数選定手段とを設けた請求項１記載の自
動料金収受システムであり、ＡＧＣ制御電圧値の差が検
出できない場合でも、検波回路の出力を比較する事で路
側機の送受信周波数を選定する事を可能となり、また、
２つのＡＤ変換器の出力を出力データ比較手段に接続す
る時、各々デジタル値を上位ビット群及び下位ビット群
に割り当てる事で一度のオペレーションで両ＡＤ変換器
のデータを比較する事が可能となり、車載機ＣＰＵ部は
短いステップ数で両データの比較が可能となり、短時間
に送受信周波数を高精度に選定する小型な車載機が実現
できるという作用を有する。

【００１４】請求項３に記載の発明は、車両の通行ある
いは駐車などにより料金が発生する場所の入口料金所と
出口料金所の両方または片方の料金所の複数の通行レー
ン毎に設置された路側機と、前記路側機と無線により必
要情報を双方向に通信する車両に搭載された車載機とを
用いて料金を自動的に収受する自動料金収受システムに
おいて、前記車載機が、前記路側機と無線信号を送受信
するアンテナ手段と、前記アンテナ手段に送信信号を送
出する送信変調部と、前記アンテナ手段からの受信信号
を復調する受信復調部と、前記送信変調部と前記受信復
調部に接続された車載機ＣＰＵ部と、前記車載機ＣＰＵ
部に接続され料金収受を電子的に行うための情報を入出
力する情報入出力部とを備え、受信復調部が、前記アン
テナ手段に接続されたＬＮＡと、前記ＬＮＡに接続され
た第１のＢＰＦと、前記第１のＢＰＦに接続されたミキ
サと、前記ミキサに接続された第２のＢＰＦと、前記第
２のＢＰＦに接続されたＡＧＣアンプと、前記ＡＧＣア
ンプに接続された検波回路と、前記検波回路に接続され
復調信号を前記車載機ＣＰＵ部に出力する復調部と、前
記検波回路に接続されその出力を前記ＡＧＣアンプに接
続されたＡＧＣ制御電圧発生部と、前記ＡＧＣ制御電圧
発生部の出力と前記検波回路の出力とを前記車載器ＣＰ
Ｕ部の制御により切り替えるスイッチと、前記スイッチ
に接続されスイッチの出力をデジタル変換するＡＤ変換
器と、前記ＡＤ変換器に接続され前記車載器ＣＰＵ部の
信号によりデータを保持されるラッチと、前記ミキサに
接続されたローカル信号発生器とを備え、前記ラッチ
が、前記ＡＤ変換器の出力データを入力する下位バイト
ラッチと、前記下位バイトラッチの出力データを入力す
る上位バイトラッチとを備え、前記車載機ＣＰＵ部に、
前記下位バイトラッチと上位バイトラッチの出力データ
を比較する出力データ比較手段と、送受信周波数を選定
する周波数選定手段とを設けた自動料金収受システムで
あり、ＡＧＣ制御電圧値の差が検出できない時でも検波
回路の出力を比較する事を１つのＡＤ変換器で実現で
き、また、ラッチによりＡＧＣ制御電圧と検波回路の出
力値を上位ビット群と下位ビット群に揃えて車載機ＣＰ
Ｕ部に出力する事が可能となり、車載機ＣＰＵ部は一度
のオペレーションで両ＡＤ変換器のデータを比較する事
が可能となり、短時間に送受信周波数を高精度に選定す
る小型な車載機が実現できるという作用を有する。

【００１５】請求項４に記載の発明は、車両の通行ある
いは駐車などにより料金が発生する場所の入口料金所と
出口料金所の両方または片方の料金所の複数の通行レー
ン毎に設置された路側機と、前記路側機と無線により必
要情報を双方向に通信する車両に搭載された車載機とを
用いて料金を自動的に収受する自動料金収受システムに
おいて、前記車載機が、前記路側機と無線信号を送受信
するアンテナ手段と、前記アンテナ手段に送信信号を送
出する送信変調部と、前記アンテナ手段からの受信信号
を復調する受信復調部と、前記送信変調部と前記受信復
調部に接続された車載機ＣＰＵ部とを備え、前記受信復
調部が、前記アンテナ手段に接続されたＬＮＡと、前記
ＬＮＡに接続された第１のＢＰＦと、前記第１のＢＰＦ
に接続されたミキサと、前記ミキサに接続された第２の
ＢＰＦと、前記第２のＢＰＦに接続されたＡＧＣアンプ
と、前記ＡＧＣアンプに接続された検波回路と、前記検
波回路に接続され復調信号を前記車載機ＣＰＵ部に出力
する復調部と、前記検波回路に接続されその出力を前記
ＡＧＣアンプに接続されたＡＧＣ制御電圧発生部と、前
記ＡＧＣ制御電圧発生部の出力をデジタル変換するＡＤ
変換器と、前記ＡＤ変換器の出力値をアドレスに入力し
予め設定してあるデータに変換するＲＯＭと、前記ミキ
サに接続されたローカル信号発生器とを備え、前記車載
機ＣＰＵ部に、前記ＲＯＭの出力データを比較する出力
データ比較手段と、送受信周波数を選定する周波数選定
手段とを設けた自動料金収受システムであり、ＡＧＣ制
御電圧発生部が出力する電圧とＡＧＣアンプのゲインと
の関係に非線形特性を有する場合でも、この非線型特性
を加味したデータを予め書き込んだＲＯＭのアドレス入
力にＡＤ変換器の出力を用いる事で、車載機ＣＰＵ部の
出力データ比較手段はＡＧＣアンプのゲインに依存する
値、即ち受信電力レベルと線形的な関係にある値を取り
込む事が可能となり、新たな回路構成を追加することな
く、路側機の送受信周波数を高精度に選定する事を可能
となり、小型な車載機が実現できるという作用を有す
る。

【００１６】請求項５に記載の発明は、ＲＯＭが、車載
機ＣＰＵ部により出力を制御されるバスドライバで構成
され、前記バスドライバ入力の上位ビット群に接続され
たデータ設定部を設け、前記バスドライバ入力の下位ビ
ット群にＡＤ変換器の出力を接続した請求項４記載の自
動料金収受システムであり、データ設定部で予め設定さ
れた固定データを上位ビット群に持つＡＤ変換機の出力
を、車載機ＣＰＵ部の出力データ比較手段は一度に取り
込む事ができ、車載機ＣＰＵ内で前記ＡＤ変換器出力デ
ータを所望のデータに変換する際のデータ変換テーブル
のアドレス値として直接用いる事が可能になり、短いス
テップ数でのソフト処理を可能とし、小型な車載機でか
つ高速な周波数選定動作が実現できるという作用を有す
る。

【００１７】請求項６に記載の発明は、アンテナ手段
が、路側機と無線信号を送受信する車載機アンテナと、
前記車載機アンテナに接続された信号分離器とを有し、
送信変調部は前記信号分離器を介して前記車載機アンテ
ナに送信信号を送出し、受信復調部は前記信号分離器を
介して前記車載機アンテナからの受信信号を復調する請
求項１から５のいずれかに記載の自動料金収受システム
であり、簡易な構成で通信の信頼性を高めた車載機を実
現できるという作用を有する。

【００１８】請求項７に記載の発明は、アンテナ手段
が、路側機に無線信号を送信する車載機送信アンテナ
と、路側機からの無線信号を受信する車載機受信アンテ
ナとを有し、送信変調部は前記車載機送信アンテナに接
続されて送信信号を送出し、受信復調部は前記車載機受
信アンテナに接続されて受信信号を復調する請求項１か
ら５のいずれかに記載の自動料金収受システムであり、
車載機アンテナで送受信のアイソレーションを確保でき
通信の信頼性を高めた車載機を実現できるという作用を
有する。

【００１９】請求項８に記載の発明は、車両の通行ある
いは駐車などにより料金が発生する場所の入口料金所と
出口料金所の両方または片方の料金所の複数の通行レー
ン毎に設置された路側機と、前記路側機と無線により必
要情報を双方向に通信する車両に搭載された車載機とを
用いて料金を自動的に収受する自動料金収受システムに
おいて、路側機の受信復調部が、請求項１から７のいず
れかに記載の車載機の受信復調部と同じ構成である自動
料金収受システムであり、小型な構成で路側機が通信領
域を移動する車載機が使用している送受信周波数を検出
する事ができるという作用を有する。

【００２０】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図１４を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は自動料金収受システムを有料道
路の料金所に適用した場合の、料金所近傍を上から見た
場合の模式図である。図１において１は路側機で、例え
ば車幅方向３ｍ及び進行方向４ｍ程度の通信領域２を移
動する車両３に搭載された車載機４との間で、通行料金
収受手続きに関わる情報のやり取りを、双方向に無線を
使い行なうものであり、各通行レーン上数ｍの高さに、
例えばガントリ５を使い設置してある。６は路側機１に
接続され、車載機４との双方向通信に得られた情報から
車両３の走行に伴う料金収受の手続きを行なう中央演算
装置である。７は予告アンテナ装置で、予告アンテナ通
信領域８内を移動する車載機４との双方向通信を行なう
ものである。

【００２１】図２は、車載機４の概略構成図である。図
２において、１０は車載機アンテナ、１１は車載機アン
テナに接続されたスイッチやサーキュレータで構成され
た信号分離器、１２は車載機アンテナ１０に送信信号を
送出する送信変調部である。１３は車載機アンテナ１０
で受波した路側機１からの受信信号を復調する受信復調
部で、１４は送信変調部１２と受信復調部１３に接続さ
れた車載機ＣＰＵ部、１４１は車載機ＣＰＵ部１４内に
あり受信復調部１３の出力である受信レベルに関わるデ
ジタルデータを比較する出力データ比較手段、１４２は
出力データ比較手段の結果と受信復調部１３の出力であ
る復調信号から路側機の送受信周波数を選定する周波数
選定手段であり、出力データ比較手段１４１と周波数選
定手段１４２は車載機ＣＰＵ部１４でのソフトウェア処
理で実現される。１５はＩＣカードリーダライタで、Ｉ
Ｃカード１６を抜き差し可能な構造になっており、ＩＣ
カード１６挿入時に、車載機ＣＰＵ部１４とＩＣカード
１６とを電気的に接続する共に、車載機ＣＰＵ部１４の
指示により、ＩＣカード１６内の情報を読み込んだり、
書き換えたりするものである。

【００２２】図３は、受信復調部１３の構成を詳細に示
した構成図である。図３において２０は信号分離器１１
に接続されたＬＮＡで車載機アンテナ１０で受波した信
号を所定のレベルに増幅するものである。２１は第１の
ＢＰＦ部で所定の周波数帯域外の信号を除去するバンド
パスフィルタで構成されており、少なくとも路側機１の
第１の送受信周波数と第２の送受信周波数帯は通過させ
る。２２はミキサでローカル信号発生器２７の信号に応
じＬＮＡ２０出力である受信信号の周波数帯を所定の周
波数帯にダウンコンバートさせるものである。

【００２３】２３は第２のＢＰＦで所定の周波数帯域外
の信号を除去し、２４はＡＧＣアンプでＡＧＣ電圧発生
部２８の出力であるＡＧＣ制御電圧に応じゲインを変化
させるいわゆるオートゲインコントロールアンプであ
る。２５は検波回路で、２６は検波回路の出力を路側機
１の送信信号に使用した変調方式で復調する復調部であ
る。２９はＡＧＣ制御電圧発生部２８の出力であるＡＧ
Ｃ制御電圧をデジタル変換するＡＤ変換器である。ＡＤ
変換器２９の出力は車載機ＣＰＵ部１４内の出力データ
比較手段１４１に入力され、また復調部２６の出力は周
波数選定手段１４２に入力される。なお、路側機１も、
車載機４と同じように送信変調部、受信復調部を有する
無線装置で、概ね図２や図３に示した構成である。但
し、路側機１は、電子的に通行料金を支払うための電子
財布として用いるＩＣカードやクレジットカードとの情
報をやり取りするカードリーダライタ部は設けてない。

【００２４】以上のような構成で、以下その実施の一形
態を説明する。予告アンテナ通信領域８に進入してきた
車両３は、まず予告アンテナ装置７と車両３に搭載して
いる車載機４との間で双方向の通信を行なう。即ち、車
載機４は車載機アンテナ１０、信号分離器１１、受信復
調部１３、車載機ＣＰＵ部１４を介して予告アンテナ装
置７からの送信データを取得し、逆に車載機ＣＰＵ部１
４、送信変調部１２、信号分離器１１、車載機アンテナ
１０を介し車載機４からの情報を予告アンテナ装置７に
送信する。

【００２５】車載機４と無線通信を行なう予告アンテナ
装置７の主な機能は、予告アンテナ装置７の応答要求信
号による、車載機４の動作開始と、車載機４の適正な応
答による車載機４の異常診断と、車載機４に接続された
ディスプレイまたはスピーカを通じた画像またはテキス
ト表示あるいは音声による車両３の運転者への自動料金
収受が可能な事の通知である。

【００２６】一般的に料金所は複数の通行レーンからな
るが、車両３を運転する運転者は予告アンテナ装置７か
らの指示により、自動料金収受が可能な事を知らされ、
車両３を所定の通行レーン、図１の場合、通行レーンＡ
から通行レーンＤのいずれかを走行させる必要がある。

【００２７】次に、図１に示した通行レーンＡから通行
レーンＤまでのいずれかを車両３が走行する間に、車載
機４は通信領域２内で路側機１と無線による双方向通信
を行なう。通信領域２は、路側機１の送受信アンテナの
ビーム形状を成形する事により、概ね車幅方向３ｍ及び
進行方向４ｍ程度の領域に、車載機４が受信可能なレベ
ル以上の受信電力を満足する強さの電波を照射する。

【００２８】限定された通信領域２内を移動する車載機
４と通信できるように路側機１のアンテナによる送受信
ビーム形状を成形するためには、高性能なアンテナが必
要になりアンテナの形状が大型化する。また、周囲の壁
や屋根などの固定的な障害物の影響以外に、隣接レーン
を走行する大型車両などの動的な障害物により路側機１
の送受信ビームは複雑に干渉し、通信領域２内での路側
機１と車載機４との通信を他の路側機１の送信ビームが
阻害するなどの要因が存在する。従って、自動料金収受
システムの路側機１では、予め設定された２種類の周波
数を送受信周波数として使用している。例えば、図１の
通行レーンＡと通行レーンＣが第１の周波数ｆ１を、通
行レーンＢと通行レーンＤが第２の周波数ｆ２を使用す
る。

【００２９】図４に路側機１と車載機４とが自動的に料
金を収受するために使用する、無線通信法の信号形態の
模式図を示す。図４において、３０はスロットで、１ス
ロット当たり数百ビットのシリアルなデジタルデータ列
から構成されている。路側機１と車載機４との通信は、
複数のスロット３０でフレーム３４を構成し、このフレ
ーム３４を繰り返し送受信することで所定の情報のやり
取りを行なう。

【００３０】最初のスロットは、路側機１から送信する
応答要求信号を含むＦＣＭ（フレームコントロールメッ
セージ）スロット３１で、最後のスロットは車載機４か
ら送信する応答信号を含むＡＣＫ（アック）スロット３
３であり、残りの複数のスロットは路側機１と車載機４
との双方向通信データを含むＭＤＣ（メッセージデータ
チャネル）スロット３２である。なお、ＦＣＭスロット
３１内には路側機１が使用している送受信周波数の情報
である数ビットから構成された周波数チャンネルデータ
を含んでいる。また、ＡＣＫスロット３３は、状況に応
じＭＤＣスロット３２に変更される場合もある。

【００３１】例えば、各スロットが８００ビットから構
成され、フレーム３４が４つのスロット３０から構成さ
れ、１ビットの伝送速度を１Ｍｂｐｓとすれば、フレー
ム３４は約３．２ミリ秒の時間構成になる。各フレーム
３４の間隔が０秒の場合、応答要求信号は、３．２ミリ
秒間隔で通信領域２に照射される。なお、予告アンテナ
装置７と車載機４との通信もフレーム３４を構成するス
ロット３０の数や各スロット３０を構成するビット構成
が意味する内容が異なるだけで、通信法はほぼ同じであ
る。

【００３２】出口側料金所での路側機１と車載機４との
通信内容は、まず、車載機４から車両３が有料道路に進
入した料金所を示す入口情報を路側機１に送信する。路
側機１は取得した入口情報から、車両３の走行距離と走
行金額を算出し車載機４に送信する。走行料金情報を受
けた車載機４は、ＩＣカード１６からこの走行料金に応
じた金額を車載機ＣＰＵ部１４とＩＣカードリーダライ
タ１５により引き落とし処理する事で、通行料金の収受
手続きが終了する。なお、入口情報は、入口側の料金所
を車載機４が移動する時に路側機１から取得し記憶して
いる。なお、均一料金形態の有料道路では、入口側また
は出口側の１ヶ所で所定の通行料金の収受をするだけで
良い。

【００３３】前記のように路側機１は干渉による混信な
どを低減させるために複数の送受信周波数、例えば２種
類の送受信周波数を使用している。通信領域２を移動す
る車載機４は、この通信領域２を形成する路側機１が使
用する送受信周波数を予め知り得ていない。従って、車
載機４は、通信領域２に進入した時、当該路側機１の使
用している送受信周波数を短時間に判断する必要があ
る。

【００３４】路側機１が使用している２種類の送受信周
波数をｆ１とｆ２とする。最初に、車載機４は路側機１
の送受信周波数ｆ１に対応した設定を行う。例えばミキ
サ２２出力である中間周波数をｆ３とするならば、ロー
カル信号発生器２７を（ｆ１−ｆ３）の周波数かまたは
（ｆ１＋ｆ３）の周波数になるような設定を行なう。路
側機１はフレーム３４の周期で、応答要求信号であるＦ
ＣＭスロット３１を継続して送信している。車載機アン
テナ１０で受信した応答要求信号は信号分離器１１を通
りＬＮＡ２０で所定の電圧に増幅された後、ミキサ２２
で中間周波数ｆ３帯の信号にダウンコンバートされ、ｆ
３にダウンコンバートされた信号は、第２のＢＰＦ２３
を介し、ＡＧＣアンプ２４で増幅された後、検波回路２
５で検波される。路側機１の送受信周波数がｆ１の場合
は、検波回路２５の出力である受信信号は復調部２６で
復調され車載機ＣＰＵ部１４に出力される。車載機ＣＰ
Ｕ部１４は、ＦＣＭスロット３１の復調信号から路側機
１の周波数チャンネルデータを得る。なお、ｆ１とｆ２
との周波数差をΔｆとするならば、第２のＢＰＦ部２３
は通過周波数帯域の中心周波数をｆ３とし、ｆ３に対し
±Δｆの周波数帯を通過させない特性を有するものとす
る事で、隣接チャンネルの周波数帯の通過を制限する事
ができる。従って、路側機１の送受信周波数がｆ２の場
合は、復調部２６で復調できず、周波数チャンネルデー
タを得ることはできない。

【００３５】検波回路２５で検波された信号の大きさに
応じ、ＡＧＣ制御電圧発生部２８はＡＧＣ制御電圧をＡ
ＧＣアンプ２４に出力する。これにより、復調部２６で
十分に精度良く復調できるような信号レベルの受信信号
を検波回路２５や復調部２６に入力させる事が可能とな
る。即ち、車載機アンテナ１０で受信した受信信号レベ
ルが低い時はＡＧＣアンプ２４のゲインが高くなるよう
に、逆に、車載機アンテナ１０で受信した受信信号レベ
ルが高い時はＡＧＣアンプ２４のゲインが低くような制
御電圧を出力する事で、結果として受信回路のダイナミ
ックレンジを拡大する事ができ、高精度な受信系を構成
できる。

【００３６】車載機ＣＰＵ部１４はＦＣＭスロット３１
を検出したらＡＤ変換器２９にデジタル変換させるため
のＡＤ変換タイミング信号を出力し、デジタル変換した
ＡＧＣ制御電圧発生部２８の出力でＡＧＣ制御電圧値を
取得し出力データ比較手段１４１に記憶する。即ち、当
該路側機１の送受信周波数がｆ１であるならば、ＡＧＣ
アンプ２４は受信電力レベルに応じたゲインが設定さ
れ、またその時のＡＧＣ制御電圧値を車載機ＣＰＵ部１
４は取得する。当該路側機１の送受信周波数がｆ１でな
い場合は、第２のＢＰＦ部２の特性により受信信号はＡ
ＧＣアンプ２４に入力されず、例えばＡＧＣアンプ２４
は最大ゲインが設定されその時のＡＧＣ制御電圧値を車
載機ＣＰＵ部１４は取得することになる。

【００３７】ある時間が経過した後、車載機ＣＰＵ部１
４は、路側機１の送受信周波数ｆ２に応じた設定をロー
カル信号発生器２７に行なう。前記時間の設定により、
車載機４は、即ち、ローカル信号発生器２７を（ｆ２−
ｆ３）の周波数かまたは（ｆ２＋ｆ３）の周波数になる
ような設定を行なう。そして、車載機ＣＰＵ部１４は、
前記と同じような処理により、ＦＣＭスロット３１より
路側機１の使用している周波数チャンネルデータとＡＧ
Ｃ制御電圧値を取得する。なお、ある時間とはＦＣＭス
ロット３１が少なくとも１回受信できる期間で、最小
で、フレーム３４＋１スロット３０の期間が必要とな
る。

【００３８】次に、車載機ＣＰＵ部１４での送受信周波
数選定動作について説明する。車載機ＣＰＵ部１４の周
波数選定手段１４２は、記憶したＦＣＭスロット３１か
ら得た周波数チャンネルデータから路側機１の送受信周
波数を選定する。通信領域２内では車載機４は、路側機
１の路側機アンテナの指向特性より隣接路側機１からの
送信電波は車載機４の受信感度より低く、復調する事が
できない。従って、記憶されている周波数チャンネルデ
ータはｆ１またはｆ２のどちらか一つであり、この記憶
されている周波数チャンネルデータに応じ周波数選定手
段１４２は送受信周波数を選定する。

【００３９】しかしながら、周囲の壁や屋根などの固定
的な障害物の影響以外に、隣接レーンを走行する大型車
両などの動的な障害物により複数の路側機１の送受信ビ
ームは複雑に干渉し、一時的に、ｆ１とｆ２の周波数チ
ャンネルデータが得られる場合がある。この場合、周波
数選定手段１４２は、出力データ比較手段１４１によ
り、取得した２つのＡＧＣ制御電圧値を比較すること
で、送受信周波数の選定をする。具体的には、ＡＧＣア
ンプ２４の設定ゲインが低い時のローカル信号発生器２
７の設定周波数を検出する事で、路側機１が使用してい
る送受信周波数を推定する事ができる。路側機１の送受
信周波数を選定したら、車載機ＣＰＵ部１４は、この周
波数に応じたローカル信号発生器２７の設定を行い、路
側機１と車載機４との間で通行料金手続きに必要な情報
の双方向通信を行なう。

【００４０】以上より、ＡＧＣアンプ２４のゲインを制
御するＡＧＣ制御電圧発生部２８の出力をデジタル変換
し車載機ＣＰＵ部１４に取り込む事ができ、受信レベル
を検出するための回路構成を復調回路とは別に新たに設
ける事なく受信レベル検出と共に周波数選定精度を高め
た小型な車載機及びそれを用いた自動料金収受システム
が実現できる。また、中間周波数帯にダウンコンバート
するミキサ２２が１つの構成を示したが、複数のミキサ
２２によりダウンコンバートする受信方式でも構わな
い。また、ＡＧＣ制御ループ内にミキサ２２が含まれて
いる構成でも構わない。また、通信領域２内に車載機４
が進入したかどうかの判断は、図示していないが、一般
的なキャリアセンス回路を車載機４に設けることで可能
となる。

【００４１】また、図３の受信復調部１３はデジタル振
幅変復調を想定して記載したが、変復調方式に応じて図
５に示すような構成でも構わない。

【００４２】（実施の形態２）図６は本実施の形態での
車載機４の受信復調部１３の概略構成図である。図６に
おいて４０は検波回路２５に接続された第２のＡＤ変換
器である。ＡＤ変換器２９と第２のＡＤ変換器４０の出
力を車載機ＣＰＵ部１４のデータバスに接続する時、Ａ
Ｄ変換器２９の出力を車載機ＣＰＵ部１４のバスの上位
ビット群に、第２のＡＤ変換器４０の出力を下位ビット
群に接続させた構成である。その他の構成と機能は図３
に示した受信復調部１３と同じである。

【００４３】また、自動料金収受システムと車載機の構
成は、それぞれ図１、図２と同様である。

【００４４】以上の構成で、以下、本実施の形態を説明
する。車載機４を搭載した車両３が通信領域２に移動し
て来た時、（実施の形態１）で説明した方法で車載機Ｃ
ＰＵ部１４は、２種類のＡＧＣ制御電圧発生部２８の出
力であるＡＧＣ制御電圧値を取得するが、その時合わせ
て検波回路２５の出力レベルも取得し記憶する。

【００４５】通信領域２に車両３が進入してきた時、即
ち路側機１から離れた通信領域２端での車載機４での受
信信号レベルは極めて小さい事が予想される。従って、
ローカル信号発生器２７を切り替えて取得した２つのＡ
ＧＣ制御電圧値が共にＡＧＣアンプ２４を最大ゲインで
動作させる電圧値である場合もあり、ＡＧＣ制御電圧値
はほぼ同じになる。

【００４６】車載機ＣＰＵ部１４の出力データ比較手段
１４１は、ＡＤ変換器２９の２つの出力に差が無い時、
第２のＡＤ変換器４０の出力を比較する。この値、即ち
受信レベルが大きい方を路側機１が使用している送受信
周波数と推定する。そして、車載機ＣＰＵ部１４は、こ
の周波数に応じたローカル信号発生器２７の設定を行
い、路側機１と車載機４との間で通行料金手続きに必要
な情報の双方向通信を行なう。

【００４７】なお、路側機１と車載機４は、極めて限ら
れた領域である通信領域２内と車両３が走行する間に、
必要な情報を双方向通信する必要があり、車載機ＣＰＵ
部１４でのソフトウェア処理は可能な限り高速に行なう
必要がある。ＡＤ変換器２９と第２のＡＤ変換器４０と
車載機ＣＰＵ部１４のデータバスとの接続は、ＡＤ変換
器２９の出力を車載機ＣＰＵ部１４のバスの上位ビット
群に、第２のＡＤ変換器４０の出力を下位ビット群に接
続しているため、車載機ＣＰＵ部１４の出力データ比較
手段１４１は、一度の入力操作で１つのレジスタまたは
メモリにＡＤ変換器２９と第２のＡＤ変換器４０の出力
を格納する事ができる。

【００４８】例えば、ＡＤ変換器２９と第２のＡＤ変換
器４０の量子化精度を８ビットとし、また車載機ＣＰＵ
部１４のデータバスを１６ビット構成とすれば、ＡＤ変
換器２９の出力を上位バイトに第２のＡＤ変換器４０の
出力を下位バイトに接続する事で、ＡＤ変換器２９と第
２のＡＤ変換器４０の出力を１６ビット構成に合成した
データとして車載機ＣＰＵ部１４は取り込みまた取り扱
う事ができる。データの比較では、単純にこの１６ビッ
ト構成のデータを減算するだけで良く、車載機ＣＰＵ部
１４の出力データ比較手段１４１は、短いステップ数で
両データの比較が可能となる。通行料金収受の手続きや
周波数選定手段１４２での処理法に関しては、（実施の
形態１）で詳細に説明した方式で実施する。

【００４９】以上のように、車載機ＣＰＵ部１４の出力
データ比較手段１４１は、短いステップ数で両データの
比較が可能となり、受信レベルを検出するための回路構
成を復調回路とは別に新たな回路構成を設ける事なく受
信レベル検出を可能とする共に周波数選定精度を高めた
小型な車載機及びそれを用いた自動料金収受システムが
実現できる。

【００５０】（実施の形態３）図７は本実施の形態での
車載機４の受信復調部１３の概略構成図である。図７に
おいて４１はＡＧＣ制御電圧発生部２８と検波回路２５
に接続され各々の出力を車載機ＣＰＵ部１４の指示によ
り切り替えてＡＤ変換器２９に出力するスイッチ、４２
はＡＤ変換器２９に接続されたラッチである。その他の
構成と機能は図３に示した受信復調部１３と同じであ
る。

【００５１】また、自動料金収受システムと車載機の構
成は、それぞれ図１、図２と同様である。

【００５２】図８は、スイッチ４１とＡＤ変換器２９と
ラッチ４２の接続構成をより詳しく示した図で、その一
実施の形態としてＡＤ変換器２９の量子化精度を８ビッ
ト、車載機ＣＰＵ部１４のバスを１６ビット構成で示し
ている。ラッチ４２は、上位バイトラッチ４３と下位バ
イトラッチ４４に分離されており、ＡＤ変換器２９の８
ビットの出力は下位バイトラッチ４４の入力に接続さ
れ、下位バイトラッチ４４の出力は上位バイトラッチ４
３の入力と車載機ＣＰＵ部１４のバスの下位バイトに接
続されている。また、上位バイトラッチ４３の出力は、
車載機ＣＰＵ部１４のバスの上位バイトに接続されてい
る。

【００５３】以上の構成で、以下、本実施の形態を説明
する。車載機４を搭載した車両３が通信領域２に移動し
て来た時、（実施の形態２）で説明した方法と同じよう
に、車載機ＣＰＵ部１４は、路側機１の送受信周波数を
推定し、路側機１と車載機４との間で通行料金手続きに
必要な情報の双方向通信を行なう。

【００５４】通信領域２に車載機４が移動したら、車載
機ＣＰＵ部１４は、ローカル信号発生器２７を路側機１
の送受信周波数ｆ１に応じた設定を行なう。次に、車載
機ＣＰＵ部１４はラッチ４２のラッチイネーブル信号を
制御しラッチ機能が動作するようにする。具体的にはラ
ッチ４２の特性に応じて、例えばデジタル信号の「Ｈｉ
ｇｈ」レベルか「Ｌｏｗ」レベルを出力する。

【００５５】次にスイッチ４１がＡＧＣ制御電圧発生部
２８の出力であるＡＧＣ制御電圧を出力するようにスイ
ッチ制御信号を出力する。具体的にはスイッチ４１の特
性に応じて、例えばデジタル信号の「Ｈｉｇｈ」レベル
か「Ｌｏｗ」レベルを出力する。

【００５６】次に車載機ＣＰＵ部１４は、ＡＤ変換器２
９に入力データをデジタル変換させるためのＡＤ変換タ
イミング信号を出力する。具体的にはＡＤ変換器２９の
特性に応じた信号であるが、例えば、パルス信号を出力
する。ＡＤ変換器２９は、例えば、パルス信号の立ち下
がりで変換を開始し、規定の変換時間の後デジタル変換
が終了する。この変換時間より後にパルスの立ち上げ
る。このＡＤ変換タイミング信号は、ラッチ４２の上位
バイトラッチ４３と下位バイトラッチ４４のラッチクロ
ックに入力され、例えば、立ち上がりで入力をラッチす
る。従って、下位バイトラッチ４４は、この立ち上がり
に同期してＡＤ変換器２９の出力であるＡＧＣ制御電圧
データを出力にラッチする。

【００５７】次に車載機ＣＰＵ部１４は、スイッチ制御
信号を切り替えて検波回路２５の出力がＡＤ変換器２９
に入力されるようにし、再びＡＤ変換タイミング信号を
出力し検波回路出力をデジタル変換する。この２回目の
ラッチの立ち下がりに同期して、上位バイトラッチ４３
は下位バイトラッチ４４の出力であったＡＧＣ制御電圧
データが、また下位バイトラッチ４４はＡＤ変換器２９
の出力である検波回路出力データが保持されている。

【００５８】次に車載機ＣＰＵ部１４は、ラッチ４２の
出力を読み込みレジスタまたはメモリに格納し、ラッチ
イネーブル信号を制御する。例えば、ラッチ出力をハイ
インピーダンス状態にする事で、車載機ＣＰＵ部１４の
バスからラッチ４２を電気的に外す。車載機ＣＰＵ部１
４での出力データ比較手段１４１の処理は、ＡＤ変換器
２９と検波回路２５の出力を１６ビット構成に合成した
データとして一度に取り込みまた取り扱う事ができるた
め、単純にこの１６ビット構成のデータを減算するだけ
で良い。すなわち車載機ＣＰＵ部１４は短いステップ数
で両データの比較が可能となる。通行料金収受の手続き
や周波数選定手段１４２での処理法に関しては、（実施
の形態１）で詳細に説明した方式で実施する。

【００５９】以上のように、車載機ＣＰＵ部１４は短い
ステップ数で両データの比較が可能となり、受信レベル
を検出するための回路構成を復調回路とは別に新たな回
路構成を設ける事なく受信レベル検出を可能とする共に
周波数選定精度を高めた小型な車載機及びそれを用いた
自動料金収受システムが実現できる。

【００６０】（実施の形態４）図９は本実施の形態での
車載機４の受信復調部１３の概略構成図である。図９に
おいて４５はＡＤ変換器２９と車載機ＣＰＵ部１４に接
続されたリードオンリメモリで構成されたＲＯＭで、Ｒ
ＯＭ４５のアドレスはＡＤ変換器２９の出力に接続さ
れ、ＲＯＭ４５のデータ出力は車載機ＣＰＵ部１４に接
続されている。その他の構成と機能は図３に示した受信
復調部１３の構成と同じである。

【００６１】また、自動料金収受用路側システムの一応
用例として、有料道路の料金所に適用した場合の料金所
近傍を上から見た場合の模式図は、図１と同様であり、
それに用いる車載機の構成は、図２と同様である。

【００６２】以上の構成で、以下、本実施の形態を説明
する。ＡＧＣアンプ２４での入力を一定にした場合のＡ
ＧＣ制御電圧発生部２８が出力するＡＧＣ制御電圧と出
力レベルとの関係は、一般的に非線形性を示す。例え
ば、図１０に示すようにＡＧＣ制御電圧が高くなるに対
しＡＧＣアンプ２４の出力レベルも大きくなるものの、
その増幅率は小さくなり、例えば図１０に示すようにＡ
ＧＣ制御電圧が３Ｖに近づくにつれＡＧＣアンプの出力
レベルは飽和傾向を示す。即ち、ＡＧＣ制御電圧値と出
力レベルとの関係は線形な関係にない。

【００６３】車載機４が通信領域２に進入した後の路側
機１との双方向通信や路側機１の送受信周波数選定方法
については、例えば（実施の形態１）で説明した方法で
実施する。ＡＤ変換器２９の入出力の関係は一般的に線
形であり、ＡＤ変換器２９にてＡＧＣ制御電圧発生部２
８の出力は線形にデジタル変換される。このデジタル化
されたＡＧＣ制御電圧発生部２８の出力はＲＯＭ４５の
アドレスに入力される。ＲＯＭ４５は予め記憶されてい
るデータをこのアドレス値に応じて出力する。

【００６４】ＲＯＭ４５には上記ＡＧＣ制御電圧とＡＧ
Ｃアンプ２４の非線形な関係を補完するデータを予め記
憶させる。例えば、図１１に示すようにＡＧＣアンプ２
４の出力レベルを一定間隔のΔＶで分割し、この値に応
じた範囲であるＡＧＣ制御電圧をアドレス値として、新
たなデータを対応させる。例えば、図１１に示したよう
に出力レベルを８分割する場合、ＡＧＣ制御電圧の範囲
がＡではＡＧＣ制御電圧のデジタル値、即ちＲＯＭ４５
のアドレス入力値に対し「０００」と言う２進数で３ビ
ット構成のデータを割り当てる。同様にＡＧＣ制御電圧
の範囲がＢでは「００１」を、 ＡＧＣ制御電圧の範囲
がＣでは「０１０」を順次割り当て、ＡＧＣ制御電圧の
範囲がＨでは「１１１」を割り当てることで、ＡＤ変換
器２９の出力であるＡＧＣ制御電圧のデジタル値は、Ｒ
ＯＭ４５にてＡＧＣアンプ２４の出力レベルと線形な関
係のデータに変換され車載機ＣＰＵ部１４に出力され
る。

【００６５】このデータを取得した車載機ＣＰＵ部１４
の出力データ比較手段１４１の処理では、非線形特性を
有するＡＧＣアンプ２４の出力をＲＯＭ４５で変換する
事で、受信電力レベルに線形な値を得る事ができ、より
高度な比較処理が可能となる。通行料金収受の手続きや
周波数選定手段１４２での処理法に関しては、（実施の
形態１）で詳細に説明した方式で実施する。

【００６６】以上のように、車載機ＣＰＵ部１４は高精
度に両データの比較が可能となり、受信レベルを検出す
るための回路構成を復調回路とは別に新たな回路構成を
設ける事なく受信レベル検出を可能とする共に周波数選
定精度を高めた小型な車載機及びそれを用いた自動料金
収受システムが実現できる。

【００６７】（実施の形態５）図１２は本実施の形態で
の車載機４の受信復調部１３の概略構成図である。図１
２において４７はＡＤ変換器２９とデータ設定部４６に
接続されたバスドライバであり、バスドライバ４７の下
位ビット群がＡＤ変換器２８の出力にまた上位ビット群
がデータ設定部４６に接続されている。その他の構成と
機能は図９に示した受信復調部１３と同じである。

【００６８】また、自動料金収受システムと車載機の構
成は、それぞれ図１、図２と同様である。

【００６９】ＡＤ変換器２９の出力であるＡＧＣ制御電
圧発生部２８の出力であるデジタルデータは、（実施の
形態４）で詳細に説明したように、ＡＧＣアンプ２４の
非線形特性を反映したものである。出力データ比較手段
１４１は、取得した前記ＡＧＣ制御電圧発生部２８の出
力値を使い、非線形特性に基づきソフト的にデータを変
換する。具体的には、図１１に示した入出力特性の関係
をデータテーブルとして予め保有し、ＡＧＣ制御電圧発
生部２８の出力値に応じ、このテーブルを参照する事で
換算する。

【００７０】図１３は、ＡＤ変換器２９とデータ設定部
４６とバスドライバ４７の接続構成をより詳しく示した
図で、その一実施の形態としてＡＤ変換器２９の量子化
精度を８ビット、車載機ＣＰＵ部１４のデータバスを１
６ビット構成で示している。バスドライバ４７は、上位
バイトバスドライバ４８と下位バイトバスドライバ４９
に分離されており、ＡＤ変換器２９の８ビットの出力は
下位バイトバスドライバ４９の入力に接続され、またデ
ータ設定部４６の出力は上位バイトバスドライバ４８に
接続されている。また、データ設定部４６は各ビットの
デジタル的な状態を個別に「Ｈｉｇｈ」または「Ｌｏ
ｗ」に設定可能な、例えば、８個のスイッチから構成さ
れている。

【００７１】以上の構成で、以下、本実施の形態を説明
する。車載機ＣＰＵ部１４でのＡＧＣ制御電圧値の取り
込みは、まず、通信領域２に車載機４が移動したら、車
載機ＣＰＵ部１４は、バスドライバ４７のバスドライバ
イネーブル信号を出力しバスドライバ４７の出力と車載
機ＣＰＵ部１４のバスを電気的に接続させる。具体的に
はバスドライバ４７の特性に応じて、例えばデジタル信
号の「Ｈｉｇｈ」レベルか「Ｌｏｗ」レベルを出力す
る。

【００７２】次に車載機ＣＰＵ部１４は、ＡＤ変換器２
９に入力データをデジタル変換させるためのＡＤ変換タ
イミング信号を出力し、デジタル変換されたデータをバ
スドライバ４７を介し読み込む。次に、車載機ＣＰＵ部
１４は、このデータに基づき予めメモリ上に格納してい
るデータテーブルを参照する事でデータの換算を行う。
データテーブルの容量は、ＡＤ変換器２９の量子化精度
に依存し、例えば８ビットの場合最大２５６種の換算デ
ータを予め保有すれば良い。

【００７３】このデータ換算用テーブルを、ＡＤ変換器
２９の出力データに合わせ「００００００００」から
「１１１１１１１１」まで順次メモリ空間に並べる。こ
のメモリ空間の上位バイトアドレス値をデータ設定部４
６で設定しておくことで、車載機ＣＰＵ部１４の出力デ
ータ比較手段１４１での処理では、バスドライバ４７か
ら取得した１６ビットデータをそのままデータテーブル
参照用のメモリ空間指定アドレスとして使用する事が可
能となる。例えば、前記データテーブルを１６進数で、
「０ｘＡ０００Ｈ」から「０ｘＡ０ＦＦＨ」まで配置
し、データ設定部４６のスイッチを、図１３に示すよう
に各ビットをデジタル的な「Ｈｉｇｈ」を示す電源電圧
とデジタル的な「Ｌｏｗ」を示すグランドに接地させる
事で、バスドライバ４７の出力値の上位バイトは１６進
数で「０ｘ０ＡＨ」に固定される。通行料金収受の手続
きや周波数選定手段１４２での処理法に関しては、（実
施の形態１）で詳細に説明した方式で実施する。

【００７４】以上のように車載機ＣＰＵ部１４は、バス
ドライバ４７の出力を用い非常に短いステップ数でデー
タの換算が可能となり、受信レベルを検出するための回
路構成を復調回路とは別に新たな回路構成を設ける事な
く受信レベル検出を可能とする共に周波数選定精度を高
めた小型な車載機及びそれを用いた自動料金収受システ
ムが実現できる。

【００７５】（実施の形態６）図１４は本実施の形態で
の車載機４の概略構成図である。図１４において、３５
は車載機受信アンテナ、３６は車載機送信アンテナ、１
２は車載機送信アンテナ３６に送信信号を送出する送信
変調部、１３は車載機受信アンテナ３５で受波した路側
機１からの受信信号を復調する受信復調部で、１４は送
信変調部１２と受信復調部１３に接続された車載機ＣＰ
Ｕ部、１４１は車載機ＣＰＵ部１４内にあり受信復調部
１３の出力である受信レベルに関わるデジタルデータを
比較する出力データ比較手段、１４２は出力データ比較
手段の結果と受信復調部１３の出力である復調信号から
路側機の送受信周波数を選定する周波数選定手段であ
り、出力データ比較手段１４１と周波数選定手段１４２
は車載機ＣＰＵ部１４でのソフトウェア処理で実現され
る。１５はＩＣカードリーダライタで、ＩＣカード１６
を抜き差し可能な構造になっており、ＩＣカード１６挿
入時に、車載機ＣＰＵ部１４とＩＣカード１６とを電気
的に接続する共に、車載機ＣＰＵ部１４の指示により、
ＩＣカード１６内の情報を読み込んだり、書き換えたり
するものである。

【００７６】以上のような構成で、以下、本実施の形態
を説明する。車載機アンテナを車載機受信アンテナ３
５、車載機送信アンテナ３６に分離することで、送受信
のアイソレーションを確保すると共に、送信ビーム形状
と受信ビーム形状を個別に成形することが可能となり、
車載機４と路側機１との通信信頼性を高める事ができ
る。通行料金収受の手続きや周波数選定手段１４２での
処理法に関しては、（実施の形態１）で詳細に説明した
方式で実施する。

【００７７】以上のように車載機４と路側機１との通信
信頼性を高める事ができ、受信レベルを検出するための
回路構成を復調回路とは別に新たな回路構成を設ける事
なく受信レベル検出を可能とする共に周波数選定精度を
高めた小型な車載機及びそれを用いた自動料金収受シス
テムが実現できる。

【００７８】（実施の形態７）前記、（実施の形態１）
から（実施の形態６）まで説明した受信復調部１３の構
成を、路側機１の受信復調部に用いる事で、車載機４の
送信周波数を選定する構成を持つ小型でかつ高速な周波
数選定動作が可能な路側機１を実現できる。

【００７９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、路側機が
使用できる第１の送受信周波数にローカル信号発生器の
周波数を設定した時のＡＧＣ制御電圧発生部の出力値と
第２の送受信周波数にローカル信号発生器の周波数を設
定した時のＡＧＣ制御電圧発生部の出力値を車載機ＣＰ
Ｕ部は取得し、この２つのデジタル値を比較する事でこ
れから進入しようとする通行レーン上の路側機が使用し
ている送受信周波数の選定を、新たに路側機からの応答
要求信号の受信電力レベルを検出する回路構成を追加す
ることなく受信レベル検出を可能とする共に周波数選定
精度を高めた小型な車載機が実現できるという有利な効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による料金所近傍の自動
料金収受システムを上から見た場合の模式図

【図２】本発明の一実施の形態による車載機の概略構成
図

【図３】本発明の一実施の形態による車載機の受信復調
部の概略構成図

【図４】本発明の一実施の形態による路側機と車載機と
の通信フォーマットを示す図

【図５】本発明の一実施の形態による車載機の受信復調
部の概略構成図

【図６】本発明の一実施の形態による車載機の受信復調
部の概略構成図

【図７】本発明の一実施の形態による車載機の受信復調
部の概略構成図

【図８】本発明の一実施の形態によるスイッチとＡＤ変
換器とラッチの接続状態を示した図

【図９】本発明の一実施の形態による車載機の受信復調
部の概略構成図

【図１０】本発明の一実施の形態によるＡＧＣアンプの
特性を示す模式図

【図１１】本発明の一実施の形態によるＡＧＣアンプの
特性と予め記憶させるＲＯＭデータとの関係を示す模式
図

【図１２】本発明の一実施の形態による車載機の受信復
調部の概略構成図

【図１３】本発明の一実施の形態によるＡＤ変換器とデ
ータ設定部とバスドライバの接続構成を示した図

【図１４】本発明の一実施の形態による車載機の概略構
成図

【図１５】従来の自動料金収受システムの模式図

【符号の説明】

１ 路側機 ２ 通信領域 ３ 車両 ４ 車載機 ５ ガントリ ６ 中央演算装置 ７ 予告アンテナ装置 ８ 予告アンテナ通信領域 １０ 車載機アンテナ １１ 信号分離器 １２ 送信変調部 １３ 受信復調部 １４ 車載機ＣＰＵ部 １５ ＩＣカードリーダライタ １６ ＩＣカード ２０ ＬＮＡ ２１ 第１のＢＰＦ部 ２２ ミキサ ２３ 第２のＢＰＦ ２４ ＡＧＣアンプ ２５ 検波回路 ２６ 復調部 ２７ ローカル信号発生器２７ ２８ ＡＧＣ電圧発生部 ２９ ＡＤ変換器 ３０ スロット ３１ ＦＣＭスロット ３２ ＭＤＣスロット ３３ ＡＣＫスロット ３４ フレーム ３５ 車載機受信アンテナ ３６ 車載機送信アンテナ ４０ 第２のＡＤ変換器 ４１ スイッチ ４２ ラッチ ４３ 上位バイトラッチ ４４ 下位バイトラッチ ４５ ＲＯＭ ４６ データ設定部 ４７ バスドライバ ４８ 上位バイトバスドライバ ４９ 下位バイトバスドライバ ６０ 路側機 ６１ 車両 ６２ 車載機 １４１ 出力データ比較手段 １４２ 周波数選定手段

フロントページの続き (72)発明者 長谷川 誠 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 Ｆターム(参考） 3E027 EA01 EA03 EB02 EC07 EC08 EC10 5B058 KA40 YA20 5H180 AA01 BB04 CC12 DD02 EE10

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の通行あるいは駐車などにより料金
   が発生する場所の入口料金所と出口料金所の両方または
   片方の料金所の複数の通行レーン毎に設置された路側機
   と、前記路側機と無線により必要情報を双方向に通信す
   る車両に搭載された車載機とを用いて料金を自動的に収
   受する自動料金収受システムにおいて、前記車載機が、
   前記路側機と無線信号を送受信するアンテナ手段と、前
   記アンテナ手段に送信信号を送出する送信変調部と、前
   記アンテナ手段からの受信信号を復調する受信復調部
   と、前記送信変調部と前記受信復調部に接続された車載
   機ＣＰＵ部と、前記車載機ＣＰＵ部に接続され料金収受
   を電子的に行うための情報を入出力する情報入出力部と
   を備え、前記受信復調部が、前記アンテナ手段に接続さ
   れたＬＮＡ（ローノイズアンプ）と、前記ＬＮＡに接続
   された第１のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）と、前記第
   １のＢＰＦに接続されたミキサと、前記ミキサに接続さ
   れた第２のＢＰＦと、前記第２のＢＰＦに接続されたＡ
   ＧＣ（オートゲインコントロール）アンプと、前記ＡＧ
   Ｃアンプに接続された検波回路と、前記検波回路に接続
   され復調信号を前記車載機ＣＰＵ部に出力する復調部
   と、前記検波回路に接続されその出力を前記ＡＧＣアン
   プに接続されたＡＧＣ制御電圧発生部と、前記ＡＧＣ制
   御電圧発生部の出力をデジタル変換するＡＤ変換器と、
   前記ミキサに接続されたローカル信号発生器とを備え、
   前記車載機ＣＰＵ部に、前記ＡＤ変換器の出力であるデ
   ジタルデータを比較する出力データ比較手段と、送受信
   周波数を選定する周波数選定手段とを設けた自動料金収
   受システム。
2. 【請求項２】 受信復調部が、アンテナ手段に接続され
   たＬＮＡと、前記ＬＮＡに接続された第１のＢＰＦと、
   前記第１のＢＰＦに接続されたミキサと、前記ミキサに
   接続された第２のＢＰＦと、前記第２のＢＰＦに接続さ
   れたＡＧＣアンプと、前記ＡＧＣアンプに接続された検
   波回路と、前記検波回路に接続され復調信号を前記車載
   機ＣＰＵ部に出力する復調部と、前記検波回路に接続さ
   れその出力を前記ＡＧＣアンプに接続されたＡＧＣ制御
   電圧発生部と、前記ＡＧＣ制御電圧発生部の出力をデジ
   タル変換するＡＤ変換器と、前記検波回路に接続され検
   波回路の出力をデジタル変換する第２のＡＤ変換器と、
   前記ミキサに接続されたローカル信号発生器とを設け、
   前記車載機ＣＰＵ部に、前記ＡＤ変換器の出力を上位ビ
   ット群に、前記第２のＡＤ変換器の出力を下位ビット群
   に割り当てた複数のデジタルデータを比較する出力デー
   タ比較手段と、送受信周波数を選定する周波数選定手段
   とを設けた請求項１記載の自動料金収受システム。
3. 【請求項３】 車両の通行あるいは駐車などにより料金
   が発生する場所の入口料金所と出口料金所の両方または
   片方の料金所の複数の通行レーン毎に設置された路側機
   と、前記路側機と無線により必要情報を双方向に通信す
   る車両に搭載された車載機とを用いて料金を自動的に収
   受する自動料金収受システムにおいて、前記車載機が、
   前記路側機と無線信号を送受信するアンテナ手段と、前
   記アンテナ手段に送信信号を送出する送信変調部と、前
   記アンテナ手段からの受信信号を復調する受信復調部
   と、前記送信変調部と前記受信復調部に接続された車載
   機ＣＰＵ部と、前記車載機ＣＰＵ部に接続され料金収受
   を電子的に行うための情報を入出力する情報入出力部と
   を備え、受信復調部が、前記アンテナ手段に接続された
   ＬＮＡと、前記ＬＮＡに接続された第１のＢＰＦと、前
   記第１のＢＰＦに接続されたミキサと、前記ミキサに接
   続された第２のＢＰＦと、前記第２のＢＰＦに接続され
   たＡＧＣアンプと、前記ＡＧＣアンプに接続された検波
   回路と、前記検波回路に接続され復調信号を前記車載機
   ＣＰＵ部に出力する復調部と、前記検波回路に接続され
   その出力を前記ＡＧＣアンプに接続されたＡＧＣ制御電
   圧発生部と、前記ＡＧＣ制御電圧発生部の出力と前記検
   波回路の出力とを前記車載器ＣＰＵ部の制御により切り
   替えるスイッチと、前記スイッチに接続されスイッチの
   出力をデジタル変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器
   に接続され前記車載器ＣＰＵ部の信号によりデータを保
   持されるラッチと、前記ミキサに接続されたローカル信
   号発生器とを備え、前記ラッチが、前記ＡＤ変換器の出
   力データを入力する下位バイトラッチと、前記下位バイ
   トラッチの出力データを入力する上位バイトラッチとを
   備え、前記車載機ＣＰＵ部に、前記下位バイトラッチと
   上位バイトラッチの出力データを比較する出力データ比
   較手段と、送受信周波数を選定する周波数選定手段とを
   設けた自動料金収受システム。
4. 【請求項４】 車両の通行あるいは駐車などにより料金
   が発生する場所の入口料金所と出口料金所の両方または
   片方の料金所の複数の通行レーン毎に設置された路側機
   と、前記路側機と無線により必要情報を双方向に通信す
   る車両に搭載された車載機とを用いて料金を自動的に収
   受する自動料金収受システムにおいて、前記車載機が、
   前記路側機と無線信号を送受信するアンテナ手段と、前
   記アンテナ手段に送信信号を送出する送信変調部と、前
   記アンテナ手段からの受信信号を復調する受信復調部
   と、前記送信変調部と前記受信復調部に接続された車載
   機ＣＰＵ部とを備え、前記受信復調部が、前記アンテナ
   手段に接続されたＬＮＡと、前記ＬＮＡに接続された第
   １のＢＰＦと、前記第１のＢＰＦに接続されたミキサ
   と、前記ミキサに接続された第２のＢＰＦと、前記第２
   のＢＰＦに接続されたＡＧＣアンプと、前記ＡＧＣアン
   プに接続された検波回路と、前記検波回路に接続され復
   調信号を前記車載機ＣＰＵ部に出力する復調部と、前記
   検波回路に接続されその出力を前記ＡＧＣアンプに接続
   されたＡＧＣ制御電圧発生部と、前記ＡＧＣ制御電圧発
   生部の出力をデジタル変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ
   変換器の出力値をアドレスに入力し予め設定してあるデ
   ータに変換するＲＯＭと、前記ミキサに接続されたロー
   カル信号発生器とを備え、前記車載機ＣＰＵ部に、前記
   ＲＯＭの出力データを比較する出力データ比較手段と、
   送受信周波数を選定する周波数選定手段とを設けた自動
   料金収受システム。
5. 【請求項５】 ＲＯＭが、車載機ＣＰＵ部により出力を
   制御されるバスドライバで構成され、前記バスドライバ
   入力の上位ビット群に接続されたデータ設定部を設け、
   前記バスドライバ入力の下位ビット群にＡＤ変換器の出
   力を接続した請求項４記載の自動料金収受システム。
6. 【請求項６】 アンテナ手段が、路側機と無線信号を送
   受信する車載機アンテナと、前記車載機アンテナに接続
   された信号分離器とを有し、送信変調部は前記信号分離
   器を介して前記車載機アンテナに送信信号を送出し、受
   信復調部は前記信号分離器を介して前記車載機アンテナ
   からの受信信号を復調する請求項１から５のいずれかに
   記載の自動料金収受システム。
7. 【請求項７】 アンテナ手段が、路側機に無線信号を送
   信する車載機送信アンテナと、路側機からの無線信号を
   受信する車載機受信アンテナとを有し、送信変調部は前
   記車載機送信アンテナに接続されて送信信号を送出し、
   受信復調部は前記車載機受信アンテナに接続されて受信
   信号を復調する請求項１から５のいずれかに記載の自動
   料金収受システム。
8. 【請求項８】 車両の通行あるいは駐車などにより料金
   が発生する場所の入口料金所と出口料金所の両方または
   片方の料金所の複数の通行レーン毎に設置された路側機
   と、前記路側機と無線により必要情報を双方向に通信す
   る車両に搭載された車載機とを用いて料金を自動的に収
   受する自動料金収受システムにおいて、路側機の受信復
   調部が、請求項１から７のいずれかに記載の車載機の受
   信復調部と同じ構成である自動料金収受システム。