JP2002190041A - 車載器位置検出装置 - Google Patents
車載器位置検出装置Info
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- JP2002190041A JP2002190041A JP2000390371A JP2000390371A JP2002190041A JP 2002190041 A JP2002190041 A JP 2002190041A JP 2000390371 A JP2000390371 A JP 2000390371A JP 2000390371 A JP2000390371 A JP 2000390371A JP 2002190041 A JP2002190041 A JP 2002190041A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両に搭載された車載器との間で
利用料金の収受に関する情報の授受を行う自動料金収受
システムにおける、料金所へ進入する車両に搭載された
車載器から送信される電波の到来角度を検出する電波方
位検出器において、車載器からの電波の到来方向は検出
できるが、車載器の正確な位置を特定することは不可能
であったため、精度の高い車載器位置検出が必要であっ
た。 【解決手段】 車載器の方位を検出する電波方位
検出器を２つと、前記両電波方位検出器によって検出さ
れた車載器の方位から車載器の設置高さおよび車載器ま
での距離を算出する処理部とを備えた。
利用料金の収受に関する情報の授受を行う自動料金収受
システムにおける、料金所へ進入する車両に搭載された
車載器から送信される電波の到来角度を検出する電波方
位検出器において、車載器からの電波の到来方向は検出
できるが、車載器の正確な位置を特定することは不可能
であったため、精度の高い車載器位置検出が必要であっ
た。 【解決手段】 車載器の方位を検出する電波方位
検出器を２つと、前記両電波方位検出器によって検出さ
れた車載器の方位から車載器の設置高さおよび車載器ま
での距離を算出する処理部とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動料金収受シ
ステムにおいて、車両に搭載された車載器の位置計測に
関するものである。
ステムにおいて、車両に搭載された車載器の位置計測に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動料金収受システムにおいて、料金所
内に複数の車両が同時に進入してきた場合、どの車両か
ら料金を収受するかを決定するため、どの車両の車載器
と通信しているのかを把握する必要がある。また、隣接
車線に車載器を搭載した車両が進入した場合、電波状況
によっては、隣接車線の車載器と通信を行ってしまう可
能性も否定できないため、電波の到来方向を特定する必
要がある。
内に複数の車両が同時に進入してきた場合、どの車両か
ら料金を収受するかを決定するため、どの車両の車載器
と通信しているのかを把握する必要がある。また、隣接
車線に車載器を搭載した車両が進入した場合、電波状況
によっては、隣接車線の車載器と通信を行ってしまう可
能性も否定できないため、電波の到来方向を特定する必
要がある。
【０００３】この問題の解決案として、複数のアンテ
ナ、複数の受信機、位相差検出部、および方向算出部か
ら成る電波方位検出器を用い、複数の受信チャンネルの
位相差を検出することにより、車載器が送信している電
波の到来方位を求め、料金収受対象の車両を判別する方
式が提案されている。
ナ、複数の受信機、位相差検出部、および方向算出部か
ら成る電波方位検出器を用い、複数の受信チャンネルの
位相差を検出することにより、車載器が送信している電
波の到来方位を求め、料金収受対象の車両を判別する方
式が提案されている。
【０００４】この料金収受対象の車両を判別する方式に
ついては、例えば、ＮＥＣ技報VOL.50 NO.7／1997 P1
47〜155「電波到来角計測の手法と通信車両判別システ
ム」に記載されている。また、自動料金収受システムの
料金収受に関する方法については、概略例えば、三菱重
工業技報VOL.32 NO.4(1995-7)P264〜267「高速道路の
交通管理システムにおけるニーズと技術開発」、あるい
は公表特許公報平５−５０８４９２「電気的車両料金徴
収装置および方法」などに記載されている。
ついては、例えば、ＮＥＣ技報VOL.50 NO.7／1997 P1
47〜155「電波到来角計測の手法と通信車両判別システ
ム」に記載されている。また、自動料金収受システムの
料金収受に関する方法については、概略例えば、三菱重
工業技報VOL.32 NO.4(1995-7)P264〜267「高速道路の
交通管理システムにおけるニーズと技術開発」、あるい
は公表特許公報平５−５０８４９２「電気的車両料金徴
収装置および方法」などに記載されている。
【０００５】図１０は、従来装置における料金所周辺を
示す外観図である。図において、１は料金所、２は車載
器、３は車載器２を搭載した車両、４は車両３を検知す
るための車両検知器、５は無線装置、６は電波方位検出
器である。さて、料金所１へ進入してきた車両３が車両
検知器４によって検知されたならば、利用料金決済のた
め無線装置５から予め決められたプロトコルに従って車
載器２との通信が開始される。この時、料金所１内に複
数の車両が存在した場合、どの車両と通信を行っている
かを知るために、支持体上に設置された電波方位検出器
６は車載器２からの電波を受信してその方向を検出す
る。なお、料金所１は上記設備以外にも各種の設備を備
えるが、ここでは車載器位置検出に係わる設備のみを記
載する。
示す外観図である。図において、１は料金所、２は車載
器、３は車載器２を搭載した車両、４は車両３を検知す
るための車両検知器、５は無線装置、６は電波方位検出
器である。さて、料金所１へ進入してきた車両３が車両
検知器４によって検知されたならば、利用料金決済のた
め無線装置５から予め決められたプロトコルに従って車
載器２との通信が開始される。この時、料金所１内に複
数の車両が存在した場合、どの車両と通信を行っている
かを知るために、支持体上に設置された電波方位検出器
６は車載器２からの電波を受信してその方向を検出す
る。なお、料金所１は上記設備以外にも各種の設備を備
えるが、ここでは車載器位置検出に係わる設備のみを記
載する。
【０００６】次に、電波方位検出器６の動作を説明す
る。図１１は、従来装置の構成を示す構成図である。図
において、７はアンテナ、８は受信部、９は位相差検出
部、１０は方向算出部である。さて、車両３が料金所１
へ進入した場合、ここでは図示しないが料金所１に設置
される無線装置５との交信により料金の精算を行う。こ
の際に、電波方位検出器６にて車載器２から送信される
電波の到来方位を検出する。
る。図１１は、従来装置の構成を示す構成図である。図
において、７はアンテナ、８は受信部、９は位相差検出
部、１０は方向算出部である。さて、車両３が料金所１
へ進入した場合、ここでは図示しないが料金所１に設置
される無線装置５との交信により料金の精算を行う。こ
の際に、電波方位検出器６にて車載器２から送信される
電波の到来方位を検出する。
【０００７】まず、鉛直方向について考える。車載器２
からの電波をアンテナ７ａ、７ｂが受信し、受信部８
ａ、８ｂにて増幅し、Ａ／Ｄ変換等の処理を施された
後、位相差検出部９ａにおいて各々の受信信号の位相差
が検出され、その位相差から方向算出部１０ａにて電波
方位検出器６からみた電波発信源、すなわち車載器２の
鉛直方向の角度が算出される。
からの電波をアンテナ７ａ、７ｂが受信し、受信部８
ａ、８ｂにて増幅し、Ａ／Ｄ変換等の処理を施された
後、位相差検出部９ａにおいて各々の受信信号の位相差
が検出され、その位相差から方向算出部１０ａにて電波
方位検出器６からみた電波発信源、すなわち車載器２の
鉛直方向の角度が算出される。
【０００８】図１２は、電波方位検出器６の原理を説明
するための説明図である。ここでの車載器２の方向と
は、図１２に示す角度θであり、数１にて求められる。
するための説明図である。ここでの車載器２の方向と
は、図１２に示す角度θであり、数１にて求められる。
【０００９】
【数1】 λ：車載無線装置送信信号の波長 Ｌ：第１のアンテナと第２のアンテナとの距離
【００１０】一方、水平方向についても、車載器２から
送信される電波の到来方位を電波方位検出器６にて検出
する。すなわち、車載器２からの電波をアンテナ７ａ、
７ｃが受信し、受信部８ａ、８ｃにて増幅し、Ａ／Ｄ変
換等の処理を施された後、位相差検出部９ｂにおいて各
々の受信信号の位相差が検出され、その位相差から方向
算出部１０ｂにて電波方位検出器６からみた電波発信
源、すなわち車載器２の水平方向の角度が算出される。
送信される電波の到来方位を電波方位検出器６にて検出
する。すなわち、車載器２からの電波をアンテナ７ａ、
７ｃが受信し、受信部８ａ、８ｃにて増幅し、Ａ／Ｄ変
換等の処理を施された後、位相差検出部９ｂにおいて各
々の受信信号の位相差が検出され、その位相差から方向
算出部１０ｂにて電波方位検出器６からみた電波発信
源、すなわち車載器２の水平方向の角度が算出される。
【００１１】図１３は、車載器位置検出装置のアンテナ
配置図である。ここで、電波方位検出器６において、ア
ンテナ７ａ、７ｂ、７ｃは、図１３のように配置され
る。アンテナ７ａ、７ｂを鉛直方向に並べて配置するこ
とによって、電波到来角度の鉛直方向の成分（エレベー
ション成分）を検出することができる。また、アンテナ
７ａ、７ｃを水平方向に並べて配置することによって、
電波到来角度の水平方向の成分（アジマス成分）を検出
することができる。
配置図である。ここで、電波方位検出器６において、ア
ンテナ７ａ、７ｂ、７ｃは、図１３のように配置され
る。アンテナ７ａ、７ｂを鉛直方向に並べて配置するこ
とによって、電波到来角度の鉛直方向の成分（エレベー
ション成分）を検出することができる。また、アンテナ
７ａ、７ｃを水平方向に並べて配置することによって、
電波到来角度の水平方向の成分（アジマス成分）を検出
することができる。
【００１２】上記のようにして得られた車載器２のエレ
ベーション成分情報は、ここでは記載しないが上位処理
装置へ送られ、上位処理装置において、予め定数として
設定された車載器２の搭載位置高さから車載器２の位置
を算出する。
ベーション成分情報は、ここでは記載しないが上位処理
装置へ送られ、上位処理装置において、予め定数として
設定された車載器２の搭載位置高さから車載器２の位置
を算出する。
【００１３】図１４は、従来装置の活用例を示す説明図
である。例えば、図１４のように、車載器２を搭載しな
い車両１１が車両検知器４によって検知される位置にあ
り、かつ、その直後に車載器２を搭載した車両３が存在
した場合、車載器２と無線装置５との間で通信が成立す
ることがあり得る。
である。例えば、図１４のように、車載器２を搭載しな
い車両１１が車両検知器４によって検知される位置にあ
り、かつ、その直後に車載器２を搭載した車両３が存在
した場合、車載器２と無線装置５との間で通信が成立す
ることがあり得る。
【００１４】この場合、電波方位検出器６によって得ら
れた車載器２の位置と、車両検知器４が検知する車両位
置とを比較することにより、現在通信を行っている車両
３と車両検知器４が検知している車両１１が、別々の車
両であることを識別することができる。
れた車載器２の位置と、車両検知器４が検知する車両位
置とを比較することにより、現在通信を行っている車両
３と車両検知器４が検知している車両１１が、別々の車
両であることを識別することができる。
【００１５】一方、車載器２のアジマス成分情報は、こ
こでは記載しないが上位処理装置に送られ、この上位処
理装置において、予め定数として設定された角度以内で
あるかが判断される。該当レーン内に車両が存在する場
合の角度範囲を設定しておくことにより、該当レーンに
隣接するレーンからの電波を受信した場合でも、これを
該当レーン外からの電波であることを判別できる。
こでは記載しないが上位処理装置に送られ、この上位処
理装置において、予め定数として設定された角度以内で
あるかが判断される。該当レーン内に車両が存在する場
合の角度範囲を設定しておくことにより、該当レーンに
隣接するレーンからの電波を受信した場合でも、これを
該当レーン外からの電波であることを判別できる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】図１５は、従来装置の
問題点の例を示す説明図である。従来の装置では、車載
器搭載高さを予め設定しているため、この図に示すよう
に、例えば、車載器２を搭載した車両３が牽引部を取り
外した大型トレーラ車のような車高の高く車長の短い車
両であった場合、車載器２が車両３の直後の小型車１２
に搭載されていると誤検出される恐れがあった。
問題点の例を示す説明図である。従来の装置では、車載
器搭載高さを予め設定しているため、この図に示すよう
に、例えば、車載器２を搭載した車両３が牽引部を取り
外した大型トレーラ車のような車高の高く車長の短い車
両であった場合、車載器２が車両３の直後の小型車１２
に搭載されていると誤検出される恐れがあった。
【００１７】また、このような事態を回避するために、
予め設定する車載器搭載高さを大型車と小型車の平均値
とした場合、検出位置精度に著しい誤差を生じる恐れが
あった。
予め設定する車載器搭載高さを大型車と小型車の平均値
とした場合、検出位置精度に著しい誤差を生じる恐れが
あった。
【００１８】また、図１６は、従来装置の問題点の例を
示す別の説明図である。従来の装置では、この図に示す
ように、アンテナ前面方向の１次元的な角度情報しか得
られないため、将来的に自動料金収受システムにおいて
実施されると考えられるが、複数の車両が停止すること
無く、かつ、同時に並走して同一レーンを通過する、い
わゆる“フリーフロー料金所”に対応することが不可能
であった。
示す別の説明図である。従来の装置では、この図に示す
ように、アンテナ前面方向の１次元的な角度情報しか得
られないため、将来的に自動料金収受システムにおいて
実施されると考えられるが、複数の車両が停止すること
無く、かつ、同時に並走して同一レーンを通過する、い
わゆる“フリーフロー料金所”に対応することが不可能
であった。
【００１９】この発明に係わる車載器位置検出装置は、
上記のような問題を解決するためになされたものであ
り、精度の高い車載器位置検出を可能とする装置を提供
するものである。
上記のような問題を解決するためになされたものであ
り、精度の高い車載器位置検出を可能とする装置を提供
するものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】第１の発明の車載器位置
検出装置は、方位を検出するための複数のアンテナを直
交方向に配列し、アンテナの設置場所から見た車載器の
方位を検出する電波方位検出器と、電波方位検出器のア
ンテナと同一平面上で、かつアンテナの上下方向に複数
のアンテナを配列し、車載器の方位の内、エレベーショ
ン成分を検出する電波方位エレベーション成分検出器
と、電波方位検出器、および電波方位エレベーション成
分検出器によって検出する車載器の方位情報により、車
載器の設置高さ、および電波方位検出器から車載器まで
の距離を算出する電波源位置算出部とを備えるようにし
たものである。
検出装置は、方位を検出するための複数のアンテナを直
交方向に配列し、アンテナの設置場所から見た車載器の
方位を検出する電波方位検出器と、電波方位検出器のア
ンテナと同一平面上で、かつアンテナの上下方向に複数
のアンテナを配列し、車載器の方位の内、エレベーショ
ン成分を検出する電波方位エレベーション成分検出器
と、電波方位検出器、および電波方位エレベーション成
分検出器によって検出する車載器の方位情報により、車
載器の設置高さ、および電波方位検出器から車載器まで
の距離を算出する電波源位置算出部とを備えるようにし
たものである。
【００２１】第２の発明の車載器位置検出装置は、方位
を検出するための複数のアンテナを直交方向に配列し、
アンテナの設置場所から見た車載器の方位を検出する電
波方位検出器と、電波方位検出器のアンテナと同一平面
上で、かつアンテナの水平方向に複数のアンテナを配列
し、車載器の方位の内、アジマス成分を検出する電波方
位アジマス成分検出器と、電波方位検出器、および電波
方位アジマス成分検出器によって検出する車載器の方位
情報により、車載器の方位、および電波方位検出器から
車載器までの距離を算出する電波源位置算出部とを備え
るようにしたものである。
を検出するための複数のアンテナを直交方向に配列し、
アンテナの設置場所から見た車載器の方位を検出する電
波方位検出器と、電波方位検出器のアンテナと同一平面
上で、かつアンテナの水平方向に複数のアンテナを配列
し、車載器の方位の内、アジマス成分を検出する電波方
位アジマス成分検出器と、電波方位検出器、および電波
方位アジマス成分検出器によって検出する車載器の方位
情報により、車載器の方位、および電波方位検出器から
車載器までの距離を算出する電波源位置算出部とを備え
るようにしたものである。
【００２２】第３の発明の車載器位置検出装置は、方位
を検出するための複数のアンテナを直交方向に配列し、
アンテナの設置場所から見た車載器の方位を検出する電
波方位検出器と、電波方位検出器のアンテナと同一平面
上で、かつアンテナの上下方向に複数のアンテナを配列
し、車載器の方位の内、エレベーション成分を検出する
電波方位エレベーション成分検出器と、電波方位検出器
のアンテナと同一平面上で、かつアンテナの水平方向に
複数のアンテナを配列し、車載器の方位の内、アジマス
成分を検出する電波方位アジマス成分検出器と、電波方
位検出器、および電波方位エレベーション成分検出器、
並びに電波方位アジマス成分検出器によって検出する前
記車載器の方位情報により、車載器の空間上の位置を計
算する、電波源位置算出部とを備えるようにしたもので
ある。
を検出するための複数のアンテナを直交方向に配列し、
アンテナの設置場所から見た車載器の方位を検出する電
波方位検出器と、電波方位検出器のアンテナと同一平面
上で、かつアンテナの上下方向に複数のアンテナを配列
し、車載器の方位の内、エレベーション成分を検出する
電波方位エレベーション成分検出器と、電波方位検出器
のアンテナと同一平面上で、かつアンテナの水平方向に
複数のアンテナを配列し、車載器の方位の内、アジマス
成分を検出する電波方位アジマス成分検出器と、電波方
位検出器、および電波方位エレベーション成分検出器、
並びに電波方位アジマス成分検出器によって検出する前
記車載器の方位情報により、車載器の空間上の位置を計
算する、電波源位置算出部とを備えるようにしたもので
ある。
【００２３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、車載器位
置検出装置の構成を表す構成図である。図において、２
は車載器、６は電波方位検出器、７はアンテナ、８は受
信部、９は位相差検出部、１０は方向算出部、１２ａは
車載器２の位置を検出する車載器位置検出装置、１３は
電波方位のエレベーション成分を検出する電波方位エレ
ベーション成分検出器、１４は車載器２からの電波発生
源の位置を検出する電波源位置検出部である。また、図
２は、車載器位置検出装置１２ａのアンテナ配置図であ
り、図３は、車載器の位置検出の原理を説明するための
説明図である。また、図４は、実施の形態１における料
金所周辺を示す外観図である。図において、１は料金
所、３は車載器２を搭載した車両、４は車両３を検知す
るための車両検知器、５は無線装置である。
置検出装置の構成を表す構成図である。図において、２
は車載器、６は電波方位検出器、７はアンテナ、８は受
信部、９は位相差検出部、１０は方向算出部、１２ａは
車載器２の位置を検出する車載器位置検出装置、１３は
電波方位のエレベーション成分を検出する電波方位エレ
ベーション成分検出器、１４は車載器２からの電波発生
源の位置を検出する電波源位置検出部である。また、図
２は、車載器位置検出装置１２ａのアンテナ配置図であ
り、図３は、車載器の位置検出の原理を説明するための
説明図である。また、図４は、実施の形態１における料
金所周辺を示す外観図である。図において、１は料金
所、３は車載器２を搭載した車両、４は車両３を検知す
るための車両検知器、５は無線装置である。
【００２４】さて、図４において、料金所１へ進入して
きた、車載器２を搭載した車両３が車両検知器４によっ
て検知されたならば、無線装置５から予め決められたプ
ロトコルに従って、車載器２との通信が開始される。こ
の時、料金所１内に複数の車両が存在した場合、どの車
両と通信を行っているかを知るために、支持体上に設置
された車載器位置検出装置１２は、車載器２からの電波
を受信してその方向を検出し、かつ、その車載器２の搭
載高さ、および車載器位置検出装置１２ａから車載器２
までの距離を算出する。
きた、車載器２を搭載した車両３が車両検知器４によっ
て検知されたならば、無線装置５から予め決められたプ
ロトコルに従って、車載器２との通信が開始される。こ
の時、料金所１内に複数の車両が存在した場合、どの車
両と通信を行っているかを知るために、支持体上に設置
された車載器位置検出装置１２は、車載器２からの電波
を受信してその方向を検出し、かつ、その車載器２の搭
載高さ、および車載器位置検出装置１２ａから車載器２
までの距離を算出する。
【００２５】以下に、この一連の算出過程を示すための
説明をする。まず、車載器位置検出装置１２ａの動作に
ついて、図１〜図４を用いて説明する。始めに、電波方
位検出器６の動作を説明する。車両３が料金所１へ進入
した場合、ここでは図示しないが、料金所１に設置され
る無線装置５との交信により料金の精算を行う。この
際、車載器２から送信される電波の到来方位を電波方位
検出器６にて検出する。
説明をする。まず、車載器位置検出装置１２ａの動作に
ついて、図１〜図４を用いて説明する。始めに、電波方
位検出器６の動作を説明する。車両３が料金所１へ進入
した場合、ここでは図示しないが、料金所１に設置され
る無線装置５との交信により料金の精算を行う。この
際、車載器２から送信される電波の到来方位を電波方位
検出器６にて検出する。
【００２６】ここで、鉛直方向について考える。車載器
２からの電波をアンテナ７ａ、７ｂが受信し、受信部８
ａ、８ｂにて増幅し、Ａ／Ｄ変換等の処理を施された
後、位相差検出部９ａにおいて各々の受信信号の位相差
が検出され、その位相差から方向算出部１０ａにて電波
方位検出器６からみた電波発信源、すなわち車載器２の
鉛直方向の角度が算出される。
２からの電波をアンテナ７ａ、７ｂが受信し、受信部８
ａ、８ｂにて増幅し、Ａ／Ｄ変換等の処理を施された
後、位相差検出部９ａにおいて各々の受信信号の位相差
が検出され、その位相差から方向算出部１０ａにて電波
方位検出器６からみた電波発信源、すなわち車載器２の
鉛直方向の角度が算出される。
【００２７】図１２は、電波方位検出器６の原理を説明
するための説明図である。ここでの車載器２の方向と
は、図１２に示す角度θであり、数１にて求められる。
するための説明図である。ここでの車載器２の方向と
は、図１２に示す角度θであり、数１にて求められる。
【００２８】また、水平方向についても、車載器２から
送信される電波の到来方位を電波方位検出器６にて検出
する。すなわち、車載器２からの電波をアンテナ７ａ、
７ｃが受信し、受信部８ａ、８ｃにて増幅し、Ａ／Ｄ変
換等の処理を施された後、位相差検出部９ｂにおいて各
々の受信信号の位相差が検出され、その位相差から方向
算出部１０ｂにて車載器位置検出装置１２ａからみた電
波発信源、すなわち車載器２の水平方向の角度が算出さ
れる。
送信される電波の到来方位を電波方位検出器６にて検出
する。すなわち、車載器２からの電波をアンテナ７ａ、
７ｃが受信し、受信部８ａ、８ｃにて増幅し、Ａ／Ｄ変
換等の処理を施された後、位相差検出部９ｂにおいて各
々の受信信号の位相差が検出され、その位相差から方向
算出部１０ｂにて車載器位置検出装置１２ａからみた電
波発信源、すなわち車載器２の水平方向の角度が算出さ
れる。
【００２９】次に、電波方位エレベーション成分検出器
１３の動作については、電波方位検出器６と動作原理は
同様であり、電波発信源、すなわち車載器２のエレベー
ション成分が検出される。従って、電波方位検出器６、
および電波方位エレベーション成分検出器１３の検出結
果を基に、電波源位置算出部１４において、電波発信
源、すなわち車載器２の設置高さｈ、および車載器位置
検出装置１２ａから車載器２までの距離ｄが算出され
る。
１３の動作については、電波方位検出器６と動作原理は
同様であり、電波発信源、すなわち車載器２のエレベー
ション成分が検出される。従って、電波方位検出器６、
および電波方位エレベーション成分検出器１３の検出結
果を基に、電波源位置算出部１４において、電波発信
源、すなわち車載器２の設置高さｈ、および車載器位置
検出装置１２ａから車載器２までの距離ｄが算出され
る。
【００３０】ここで、車載器位置検出装置１２ａにおけ
る電波方位検出器６のアンテナ７ａ、７ｂ、７ｃ、およ
び電波方位エレベーション成分検出器１３のアンテナ７
ｄ、７ｅは、図２のように配置される。すなわち、電波
方位検出器６、および電波方位エレベーション成分検出
器１３は、鉛直方向に並べて配置される。アンテナ７
ａ、７ｂを鉛直方向に並べて配置した電波方位検出器６
とアンテナ７ｄ、７ｅを鉛直方向に並べて配置した電波
方位エレベーション成分検出器１３は、各々電波到来方
向のエレベーション成分を検出することができる。な
お、図２において、電波方位エレベーション成分検出器
１３は、電波方位検出器６の上方に配置されているが、
電波方位検出器６の下方に配置した場合においても同様
の動作が可能である。
る電波方位検出器６のアンテナ７ａ、７ｂ、７ｃ、およ
び電波方位エレベーション成分検出器１３のアンテナ７
ｄ、７ｅは、図２のように配置される。すなわち、電波
方位検出器６、および電波方位エレベーション成分検出
器１３は、鉛直方向に並べて配置される。アンテナ７
ａ、７ｂを鉛直方向に並べて配置した電波方位検出器６
とアンテナ７ｄ、７ｅを鉛直方向に並べて配置した電波
方位エレベーション成分検出器１３は、各々電波到来方
向のエレベーション成分を検出することができる。な
お、図２において、電波方位エレベーション成分検出器
１３は、電波方位検出器６の上方に配置されているが、
電波方位検出器６の下方に配置した場合においても同様
の動作が可能である。
【００３１】さらに、電波源位置算出部１４における処
理について、図３を用いて説明する。ここで、Ｈａは電
波方位エレベーション成分検出器１３の設置高さ、 Ｈ
ｂは電波方位検出器６の設置高さ、Ｄは電波方位検出器
６と電波方位エレベーション成分検出器１３の取付け部
の水平方向成分の間隔、φは車載器位置検出装置１２ａ
の取付け角度であり、これらの値は既知である。
理について、図３を用いて説明する。ここで、Ｈａは電
波方位エレベーション成分検出器１３の設置高さ、 Ｈ
ｂは電波方位検出器６の設置高さ、Ｄは電波方位検出器
６と電波方位エレベーション成分検出器１３の取付け部
の水平方向成分の間隔、φは車載器位置検出装置１２ａ
の取付け角度であり、これらの値は既知である。
【００３２】高さｈの位置に設置された車載器２が、車
載器位置検出装置１２ａから距離ｄだけ離れた位置にあ
る時に、電波方位エレベーション成分検出器１３、およ
び電波方位検出器６にて受信された電波の到来角度にお
いて、エレベーション成分の角度をそれぞれα、βとす
る。ここで、α、βは電波方位エレベーション成分検出
器１３、および電波方位検出器６にて算出される。この
場合のｈ、ｄは、それぞれ数２、数３によって求められ
る。
載器位置検出装置１２ａから距離ｄだけ離れた位置にあ
る時に、電波方位エレベーション成分検出器１３、およ
び電波方位検出器６にて受信された電波の到来角度にお
いて、エレベーション成分の角度をそれぞれα、βとす
る。ここで、α、βは電波方位エレベーション成分検出
器１３、および電波方位検出器６にて算出される。この
場合のｈ、ｄは、それぞれ数２、数３によって求められ
る。
【００３３】
【数２】
【００３４】
【数３】
【００３５】なお、図３および図４において、車載器位
置検出装置１２ａが車載器を搭載した車両３の走行方向
に対して、対向する状態で前傾してあるが、直立した状
態においても同様の機能を発揮することは論を待たな
い。
置検出装置１２ａが車載器を搭載した車両３の走行方向
に対して、対向する状態で前傾してあるが、直立した状
態においても同様の機能を発揮することは論を待たな
い。
【００３６】すなわち、上記のような実施の形態によれ
ば、車載器の設置高さ、および車載器位置検出装置前方
方向における車載器の位置を精度よく算出できる効果が
あり、正確な位置計測および車種判別等の用途に使用す
ることができる。さらに、車載器の搭載高さを限定せず
に、高い位置検出精度を得ることができる。
ば、車載器の設置高さ、および車載器位置検出装置前方
方向における車載器の位置を精度よく算出できる効果が
あり、正確な位置計測および車種判別等の用途に使用す
ることができる。さらに、車載器の搭載高さを限定せず
に、高い位置検出精度を得ることができる。
【００３７】実施の形態２．図５は、車載器位置検出装
置の構成を表す構成図であり、１５は電波方位アジマス
成分検出器、１６は車載器位置検出装置である。また、
図６は、車載器位置検出装置のアンテナ配置図であり、
図７は、車載器の位置検出の原理を説明するための説明
図である。また、図８は、実施の形態２における料金所
周辺を示す外観図である。図において、実施の形態１と
同一または相当部分には同一符号を付してあるので説明
は省略する。
置の構成を表す構成図であり、１５は電波方位アジマス
成分検出器、１６は車載器位置検出装置である。また、
図６は、車載器位置検出装置のアンテナ配置図であり、
図７は、車載器の位置検出の原理を説明するための説明
図である。また、図８は、実施の形態２における料金所
周辺を示す外観図である。図において、実施の形態１と
同一または相当部分には同一符号を付してあるので説明
は省略する。
【００３８】さて、図８において、料金所１へ進入して
きた、車載器２を搭載した車両３が車両検知器４によっ
て検知されたならば、無線装置５から予め決められたプ
ロトコルに従って、車載器２との通信が開始される。こ
の時、料金所１内に複数の車両が存在した場合、どの車
両と通信を行っているかを知るために、支持体上に設置
された車載器位置検出装置１６は車載器２からの電波を
受信してその方向を検出し、かつ、その車載器２の搭載
高さ、および車載器位置検出装置１６から車載器２まで
の距離、および車載器２の車載器位置検出装置１６の中
心軸からのずれ量を算出する。
きた、車載器２を搭載した車両３が車両検知器４によっ
て検知されたならば、無線装置５から予め決められたプ
ロトコルに従って、車載器２との通信が開始される。こ
の時、料金所１内に複数の車両が存在した場合、どの車
両と通信を行っているかを知るために、支持体上に設置
された車載器位置検出装置１６は車載器２からの電波を
受信してその方向を検出し、かつ、その車載器２の搭載
高さ、および車載器位置検出装置１６から車載器２まで
の距離、および車載器２の車載器位置検出装置１６の中
心軸からのずれ量を算出する。
【００３９】以下に、この一連の算出過程を示すための
説明をする。まず、車載器位置検出装置１６の動作につ
いて、図５〜図８を用いて説明する。始めに、電波方位
検出器６の動作は、実施の形態１における電波方位検出
器と同様であり、車載器位置検出装置１６からみた電波
発信源、すなわち車載器２の鉛直方向の角度、および水
平方向の角度が算出される。
説明をする。まず、車載器位置検出装置１６の動作につ
いて、図５〜図８を用いて説明する。始めに、電波方位
検出器６の動作は、実施の形態１における電波方位検出
器と同様であり、車載器位置検出装置１６からみた電波
発信源、すなわち車載器２の鉛直方向の角度、および水
平方向の角度が算出される。
【００４０】次に、電波方位エレベーション成分検出器
１３の動作については、電波方位検出装置６と動作原理
は同様であり、電波発信源、すなわち車載器２のエレベ
ーション成分が検出される。
１３の動作については、電波方位検出装置６と動作原理
は同様であり、電波発信源、すなわち車載器２のエレベ
ーション成分が検出される。
【００４１】同様に、電波方位アジマス成分検出器１５
の動作についても、電波方位検出器６と動作原理は同様
であり、電波発信源、すなわち車載器２のアジマス成分
が検出される。
の動作についても、電波方位検出器６と動作原理は同様
であり、電波発信源、すなわち車載器２のアジマス成分
が検出される。
【００４２】従って、電波方位検出器６、電波方位エレ
ベーション成分検出器１３、電波方位アジマス成分検出
器１５からの車載器方位情報により、電波源位置算出部
１４において、電波発信源すなわち車載器２の空間上の
位置情報が算出される。
ベーション成分検出器１３、電波方位アジマス成分検出
器１５からの車載器方位情報により、電波源位置算出部
１４において、電波発信源すなわち車載器２の空間上の
位置情報が算出される。
【００４３】ここで、車載器位置検出装置１６における
電波方位検出器６のアンテナ７ａ、７ｂ、７ｃ、および
電波方位エレベーション成分検出器１３のアンテナ７
ｄ、７ｅ、および電波方位アジマス成分検出器１５のア
ンテナ７ｆ、７ｇは、図６のように配置される。すなわ
ち、電波方位検出器６、および電波方位エレベーション
成分検出器１３は、鉛直方向に並べて配置される。ま
た、電波方位検出器６、および電波方位アジマス成分検
出器１５は、水平方向に並べて配置される。電波方位検
出器６は、鉛直方向に並べて配置されたアンテナ７ａ、
７ｂによって電波到来方向エレベーション成分を、水平
方向に並べて配置されたアンテナ７ａ、７ｃによって、
アジマス成分を検出することができる。なお、図６にお
いて、電波方位アジマス成分検出器１５は、電波方位検
出器６の右側に配置されているが、電波方位検出装置６
の左側に配置した場合においても同様の動作が可能であ
る。
電波方位検出器６のアンテナ７ａ、７ｂ、７ｃ、および
電波方位エレベーション成分検出器１３のアンテナ７
ｄ、７ｅ、および電波方位アジマス成分検出器１５のア
ンテナ７ｆ、７ｇは、図６のように配置される。すなわ
ち、電波方位検出器６、および電波方位エレベーション
成分検出器１３は、鉛直方向に並べて配置される。ま
た、電波方位検出器６、および電波方位アジマス成分検
出器１５は、水平方向に並べて配置される。電波方位検
出器６は、鉛直方向に並べて配置されたアンテナ７ａ、
７ｂによって電波到来方向エレベーション成分を、水平
方向に並べて配置されたアンテナ７ａ、７ｃによって、
アジマス成分を検出することができる。なお、図６にお
いて、電波方位アジマス成分検出器１５は、電波方位検
出器６の右側に配置されているが、電波方位検出装置６
の左側に配置した場合においても同様の動作が可能であ
る。
【００４４】また、電波方位エレベーション成分検出器
１３は、アンテナ７ｄ、７ｅを鉛直方向に並べて配置す
ることにより、電波到来方向のエレベーション成分を検
出することができる。一方、電波方位アジマス成分検出
器１５は、アンテナ７ｆ、７ｇを水平方向に並べて配置
することにより、電波到来方向のアジマス成分を検出す
ることができる。
１３は、アンテナ７ｄ、７ｅを鉛直方向に並べて配置す
ることにより、電波到来方向のエレベーション成分を検
出することができる。一方、電波方位アジマス成分検出
器１５は、アンテナ７ｆ、７ｇを水平方向に並べて配置
することにより、電波到来方向のアジマス成分を検出す
ることができる。
【００４５】次に、車載器位置算出部１４における処理
について、図７を用いて説明する。ここで、Ｗは、電波
方位検出器６と電波方位アジマス成分検出器１５との取
り付け間隔距離であり、この値は既知である。電波方位
検出器６、および電波方位アジマス成分検出器１５にて
受信された電波の到来角度において、アジマス成分の角
度をそれぞれγ、δとする。ここで、γ、δは電波方位
検出器６、および電波方位アジマス成分検出器１５にて
算出される。この場合、電波方位検出器６の中心軸か
ら、車載器を搭載した車両３の走行方向に車載器２の中
心を延長したラインまでのずれ量ｗは、数４によって求
められる。
について、図７を用いて説明する。ここで、Ｗは、電波
方位検出器６と電波方位アジマス成分検出器１５との取
り付け間隔距離であり、この値は既知である。電波方位
検出器６、および電波方位アジマス成分検出器１５にて
受信された電波の到来角度において、アジマス成分の角
度をそれぞれγ、δとする。ここで、γ、δは電波方位
検出器６、および電波方位アジマス成分検出器１５にて
算出される。この場合、電波方位検出器６の中心軸か
ら、車載器を搭載した車両３の走行方向に車載器２の中
心を延長したラインまでのずれ量ｗは、数４によって求
められる。
【００４６】
【数４】
【００４７】なお、図７および図８において、車載器位
置検出装置１６が車載器を搭載した車両３の走行方向に
対して、対向する状態で前傾してあるが、直立した状態
においても同様の機能を発揮することは論を待たない。
置検出装置１６が車載器を搭載した車両３の走行方向に
対して、対向する状態で前傾してあるが、直立した状態
においても同様の機能を発揮することは論を待たない。
【００４８】すなわち、上記のような実施の形態によれ
ば、車載器の空間位置を精度よく算出できる効果があ
り、フリーフロー料金所において、複数の車載器を識別
する等の用途に使用することができる。さらに、車載器
の搭載高さを限定せずに、高い位置検出精度を得ること
ができる。
ば、車載器の空間位置を精度よく算出できる効果があ
り、フリーフロー料金所において、複数の車載器を識別
する等の用途に使用することができる。さらに、車載器
の搭載高さを限定せずに、高い位置検出精度を得ること
ができる。
【００４９】実施の形態３．図９は、車載器位置検出装
置のまた別のアンテナ配置図であり、１２ｂは車載器の
方位を検出する車載器位置検出装置である。この実施の
形態３は、実施の形態２の装置のアンテナ配置図（図
６）に対して、電波方位検出器６、および電波方位アジ
マス成分検出器１５で構成されたものである。図におい
て、実施の形態２と同一または相当部分には同一符号を
付してあるので説明は省略する。また、個々の動作は、
実施の形態１および２において説明した内容と同様であ
るので、ここでは省略する。
置のまた別のアンテナ配置図であり、１２ｂは車載器の
方位を検出する車載器位置検出装置である。この実施の
形態３は、実施の形態２の装置のアンテナ配置図（図
６）に対して、電波方位検出器６、および電波方位アジ
マス成分検出器１５で構成されたものである。図におい
て、実施の形態２と同一または相当部分には同一符号を
付してあるので説明は省略する。また、個々の動作は、
実施の形態１および２において説明した内容と同様であ
るので、ここでは省略する。
【００５０】すなわち、上記のような実施の形態によれ
ば、車載器位置検出装置１６から見た電波発信源、すな
わち車載器２の水平方向の角度が算出されるため、車載
器の方位および車載器位置検出装置前方方向における車
載器の位置を精度よく算出できる効果があり、正確な位
置計測および車種判別等の用途に使用することができ
る。
ば、車載器位置検出装置１６から見た電波発信源、すな
わち車載器２の水平方向の角度が算出されるため、車載
器の方位および車載器位置検出装置前方方向における車
載器の位置を精度よく算出できる効果があり、正確な位
置計測および車種判別等の用途に使用することができ
る。
【００５１】
【発明の効果】第１の発明によれば、車載器の設置高さ
および車載器位置検出装置前方方向における車載器の位
置を精度よく算出できる効果があり、正確な位置計測お
よび車種判別等の用途に使用することができる。
および車載器位置検出装置前方方向における車載器の位
置を精度よく算出できる効果があり、正確な位置計測お
よび車種判別等の用途に使用することができる。
【００５２】第２の発明によれば、車載器の方位および
車載器位置検出装置前方方向における車載器の位置を精
度よく算出できる効果があり、正確な位置計測および車
種判別等の用途に使用することができる。
車載器位置検出装置前方方向における車載器の位置を精
度よく算出できる効果があり、正確な位置計測および車
種判別等の用途に使用することができる。
【００５３】第３の発明によれば、車載器の空間位置を
精度よく算出できる効果があり、フリーフロー料金所に
おいて複数の車載器を識別する等の用途に使用すること
ができる。
精度よく算出できる効果があり、フリーフロー料金所に
おいて複数の車載器を識別する等の用途に使用すること
ができる。
【００５４】第１〜第３の発明によれば、車載器の搭載
高さを限定せずに、高い位置検出精度を得ることができ
る。
高さを限定せずに、高い位置検出精度を得ることができ
る。
【図１】 この発明による実施の形態１の装置構成を表
す構成図である。
す構成図である。
【図２】 この発明による実施の形態１の装置における
アンテナ配置図である。
アンテナ配置図である。
【図３】 この発明による実施の形態１の装置における
車載器の位置検出の原理を説明するための説明図であ
る。
車載器の位置検出の原理を説明するための説明図であ
る。
【図４】 この発明による実施の形態１の装置における
料金所を示す外観図である。
料金所を示す外観図である。
【図５】 この発明による実施の形態２の装置構成を表
す構成図である。
す構成図である。
【図６】 この発明による実施の形態２の装置における
アンテナ配置図である。
アンテナ配置図である。
【図７】 この発明による実施の形態２の装置における
車載器の位置検出の原理を説明するための説明図であ
る。
車載器の位置検出の原理を説明するための説明図であ
る。
【図８】 この発明による実施の形態２の装置における
料金所を示す外観図である。
料金所を示す外観図である。
【図９】 この発明による実施の形態３の装置における
アンテナ配置図である。
アンテナ配置図である。
【図１０】 従来装置における料金所を示す外観図であ
る。
る。
【図１１】 従来装置の構成を表す構成図である。
【図１２】 電波方位検出装置の原理を説明するための
説明図である。
説明図である。
【図１３】 従来装置のアンテナ配置図である。
【図１４】 従来装置の活用例を表す説明図である。
【図１５】 従来装置の問題点の例を表す説明図であ
る。
る。
【図１６】 従来装置の問題点の例を表す説明図であ
る。
る。
１ 料金所、２ 車載器、３ 車載器を搭載した車両、４
車両検知器、５ 無線装置、６ 電波方位検出器、７
アンテナ、８ 受信部、９ 位相検出部、１０方向算出
部、１１ 車載器を搭載しない車両、１２ａ、１２ｂ 車
載器位置検出装置、１３ 電波方位エレベーション成分
検出器、１４ 電波源位置算出部、１５電波方位アジマ
ス成分検出器、１６ 車載器位置検出装置
車両検知器、５ 無線装置、６ 電波方位検出器、７
アンテナ、８ 受信部、９ 位相検出部、１０方向算出
部、１１ 車載器を搭載しない車両、１２ａ、１２ｂ 車
載器位置検出装置、１３ 電波方位エレベーション成分
検出器、１４ 電波源位置算出部、１５電波方位アジマ
ス成分検出器、１６ 車載器位置検出装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｑ 3/30 Ｈ０１Ｑ 3/30 // Ｇ０８Ｇ 1/09 Ｇ０８Ｇ 1/09 Ｆ Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB04 CC12 EE10 FF13 5J021 AA05 AA06 CA06 FA00 FA05 FA13 FA26 HA05 HA10 JA10 5J062 AA06 BB01 CC14
Claims (3)
- 【請求項１】 車両に搭載された車載器との間で利用料
金の収受に関する情報の授受を行う自動料金収受システ
ムに用いられるものであって、 方位を検出するための複数のアンテナを直交方向に配列
し、前記アンテナの設置場所から見た前記車載器の方位
を検出する電波方位検出器と、 前記電波方位検出器のアンテナと同一平面上で、かつ前
記アンテナの上下方向に複数のアンテナを配列し、前記
車載器の方位の内、エレベーション成分を検出する電波
方位エレベーション成分検出器と、 前記電波方位検出器、および前記電波方位エレベーショ
ン成分検出器によって検出する前記車載器の方位情報に
より、前記車載器の設置高さ、および前記電波方位検出
器から前記車載器までの距離を算出する電波源位置算出
部と、 を備えたことを特徴とする車載器位置検出装置。 - 【請求項２】 車両に搭載された車載器との間で利用料
金の収受に関する情報の授受を行う自動料金収受システ
ムに用いられるものであって、 方位を検出するための複数のアンテナを直交方向に配列
し、前記アンテナの設置場所から見た前記車載器の方位
を検出する電波方位検出器と、 前記電波方位検出器のアンテナと同一平面上で、かつ前
記アンテナの水平方向に複数のアンテナを配列し、前記
車載器の方位の内、アジマス成分を検出する電波方位ア
ジマス成分検出器と、 前記電波方位検出器、および前記電波方位アジマス成分
検出器によって検出する前記車載器の方位情報により、
前記車載器の方位、および前記電波方位検出器から前記
車載器までの距離を算出する電波源位置算出部と、 を備えたことを特徴とする車載器位置検出装置。 - 【請求項３】 車両に搭載された車載器との間で利用料
金の収受に関する情報の授受を行う自動料金収受システ
ムに用いられるものであって、 方位を検出するための複数のアンテナを直交方向に配列
し、前記アンテナの設置場所から見た前記車載器の方位
を検出する電波方位検出器と、 前記電波方位検出器のアンテナと同一平面上で、かつ前
記アンテナの上下方向に複数のアンテナを配列し、前記
車載器の方位の内、エレベーション成分を検出する電波
方位エレベーション成分検出器と、 前記電波方位検出器のアンテナと同一平面上で、かつ前
記アンテナの水平方向に複数のアンテナを配列し、前記
車載器の方位の内、アジマス成分を検出する電波方位ア
ジマス成分検出器と、 前記電波方位検出器、および前記電波方位エレベーショ
ン成分検出器、並びに前記電波方位アジマス成分検出器
によって検出する前記車載器の方位情報により、前記車
載器の空間上の位置を計算する、電波源位置算出部と、 を備えたことを特徴とする車載器位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000390371A JP4810730B2 (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | 車載器位置検出装置 |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002190041A true JP2002190041A (ja) | 2002-07-05 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000390371A Expired - Fee Related JP4810730B2 (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | 車載器位置検出装置 |
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| JP2008071113A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Omron Corp | ゲート装置 |
| CN102306404A (zh) * | 2011-04-20 | 2012-01-04 | 铁道部运输局 | 安全区内的检票方法及装置 |
| JP2012009004A (ja) * | 2010-05-24 | 2012-01-12 | Toshiba Corp | 電波発射源検出センサ、自動料金収受システム及び路側器 |
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