JP2005157888A

JP2005157888A - 料金収受システムおよび料金収受方法

Info

Publication number: JP2005157888A
Application number: JP2003397800A
Authority: JP
Inventors: Masashi Takei; 賢史竹井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】非接触ＩＣカード用のリーダライタの性能評価を高精度にしかも効率良く行う。
【解決手段】本発明のリーダライタ評価装置は、非接触ＩＣカード１を支持し３次元方向への間欠的あるいは連続的な移動／停止が可能な動作ユニット３と、非接触ＩＣカード１を移動する測定ポイントの位置情報と動作情報が記憶されたメモリ２４と、メモリ２４に記憶された動作情報と位置情報に基づいて非接触ＩＣカード１を測定ポイントへ移動／停止させるよう動作ユニット３を制御し、非接触ＩＣカード１とリーダライタ２との間で実行された各測定ポイント毎の無線通信結果をリーダライタ２より取得する制御ユニット５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば非接触ＩＣカードに対しデータの読み出しおよび書き込みを行うリーダライタの通信性能を評価するリーダライタ評価装置およびリーダライタ評価方法に関する。

近年、主要な有料道路の料金所を中心に導入が開始されているノンストップ自動料金収受システム（ETC:Electronic Toll Collection）は、車両に搭載した車載器に契約情報などが記録されたＩＣカードを挿着し、この車載器と料金所ゲートに設置した路側アンテナとを無線交信させることで、路側アンテナに接続したコンピュータとＩＣカードとの双方に、通行料金などの課金情報を記録するシステムである。

したがって、ＥＴＣシステムは、路側アンテナと車載器との間の通信エリア内では、無線交信のために一定以上の電界強度が確保されている必要がある。そこで、路側アンテナが発する無線電波にて形成される通信エリア内の電界強度を測定するために、例えば所定間隔で複数の測定用（受信用）アンテナが列設配置され、当該通信エリア内を移動させつつ電界強度を測定できる専用の測定装置などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、ＥＴＣシステムは、初期段階ではＥＴＣ用の車載器を車両に設置するシステムとして開発が行われたが、今日では、車載器等を用いない料金収受システムとして、車両に固定されていない非接触ＩＣカードなどの移動体通信用媒体を利用するシステム形態が考えられている。このシステム形態では、入口において車両自体の外観から車種判別処理を実行した後、判別した車種情報を入口情報とともに非接触ＩＣカードなどに記録し、出口では、入口で記録された情報を基に料金収受処理が行われる。
特開２００１−１１１５００号公報

ここで、上述した非接触ＩＣカードを利用する料金収受システムにおいては、路側アンテナとしてのリーダライタと非接触ＩＣカードとの間で通信を行なうことになるが、非接触ＩＣカードおよびリーダライタの個々の特性などにより、処理速度や通信可能範囲（ＩＣカードとリーダライタとの通信可能距離）に性能差が生じることになる。これらの性能を評価する際に、これまでは、画一的な評価手法が確立されていなかったため、位置固定されたリーダライタに対し非接触ＩＣカードを手動で移動させることなどで、通信可能領域や通信不能ポイントの測定が行われていた。しかしながら、このような手法では、非接触ＩＣカードを移動させる際の作業のバラツキなどの要因で詳細な測定が困難であり、測定データの信頼性の面で課題を抱えている。さらに、通信の可否を３次元的に測定するためには極めて多くのポイントでの測定が必要となり、多大な労力を要していた。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたもので、非接触ＩＣカードに対しデータの読み出しおよび書き込みを行うリーダライタの性能評価を高精度にしかも効率良く行えるリーダライタ評価装置およびリーダライタ評価方法の提供を目的とする。

上記した目的を達成するために本発明のリーダライタ評価装置は、非接触ＩＣカードと無線通信してデータの読み書きを行うリーダライタを評価するリーダライタ評価装置において、前記非接触ＩＣカードを支持し３次元方向への間欠的あるいは連続的な移動／停止が可能なカード移動手段と、前記非接触ＩＣカードを移動する測定ポイントの位置情報と動作情報が記憶された記憶手段と、前記記憶手段に記憶された動作情報と位置情報に基づいて前記非接触ＩＣカードを測定ポイントへ移動／停止させるよう前記カード移動手段を制御する制御手段と、前記非接触ＩＣカードと前記リーダライタとの間で実行された各測定ポイント毎の無線通信結果を前記リーダライタより取得する通信結果取得手段とを具備したことを特徴とする。

また、本発明のリーダライタ評価装置は、前記制御手段が、前記記憶手段に記憶された前記動作情報に基づいて、前記測定ポイントを含む範囲で前記カード移動手段を通じて前記非接触ＩＣカードを３次元方向へ間欠的に移動／停止動作させる手段を具備したことを特徴とする。

さらに、本発明のリーダライタ評価装置は、前記制御手段が、前記記憶手段に記憶された前記動作情報に基づいて、前記測定ポイントを含む範囲で前記カード移動手段を通じて前記非接触ＩＣカードを３次元方向へ連続的に往復動作させる手段を具備したことを特徴とする。

また、本発明のリーダライタ評価装置は、前記動作情報が、前記非接触ＩＣカードの移動速度の可変パラメータあるいは前記リーダライタへの前記非接触ＩＣカードの近接角度パラメータであり、前記制御手段が、前記可変パラメータあるいは前記近接角度パラメータに基づいて移動制御を行う手段を具備したことを特徴とする。

すなわち、本発明によれば、リーダライタに対し３次元方向へ間欠的あるいは連続的に非接触ＩＣカードを移動制御することで、ＩＣカードとリーダライタとの通信可能領域の測定や通信安定性等の評価を高い精度でしかも迅速に行うことが可能である。

さらに、本発明のリーダライタ評価方法は、非接触ＩＣカードと無線通信してデータの読み書きを行うリーダライタを評価するリーダライタ評価方法において、前記非接触ＩＣカードを所定の測定ポイントに移動させるための記憶装置に記憶された動作情報と位置情報に基づいて、この非接触ＩＣカードを支持し３次元方向への間欠的あるいは連続的な移動／停止が可能なカード移動機構を制御する制御ステップと、前記制御ステップにて、前記非接触ＩＣカードと前記リーダライタとの間で実行された各測定ポイント毎の無線通信結果を前記リーダライタより取得するステップとを有することを特徴とする。

また、本発明のリーダライタ評価方法は、前記制御ステップでは、前記記憶装置に記憶された前記動作情報に基づいて、前記測定ポイントを含む範囲で前記カード移動機構を３次元方向へ連続的に往復動作させることを特徴とする。
さらに、本発明のリーダライタ評価方法は、前記制御ステップでは、前記記憶装置に記憶された前記動作情報に基づいて、前記測定ポイントを含む範囲で前記カード移動機構を３次元方向へ連続的に往復動作させることを特徴とする。
また、本発明のリーダライタ評価方法は、前記動作情報が、前記非接触ＩＣカードの移動速度の可変パラメータあるいは前記リーダライタへの前記非接触ＩＣカードの近接角度パラメータであり、前記制御ステップでは、前記可変パラメータあるいは前記近接角度パラメータに基づいて移動制御を行うことを特徴とする。

このように本発明によれば、非接触ＩＣカードに対しデータの読み出しおよび書き込みを行うリーダライタの性能評価を高精度にしかも効率良く行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明に係る一つの実施の形態であるリーダライタ評価装置の機器構成を示すブロック図、図２は図１のリーダライタ評価装置が備える動作ユニットの駆動機構を示す斜視図、図３は図２の駆動機構による非接触ＩＣカードの移動を概念的に示す図である。

これらの図に示すように、このリーダライタ評価装置は、非接触ＩＣカード（以下、単に「ＩＣカード」と称す）１に対しデータの読み出しおよび書き込みを行うリーダライタ（Ｒ／Ｗ）２の通信性能を評価するための装置である。すなわち、リーダライタ評価装置は、ＩＣカード１を３次元的に移動させる動作ユニット３と、リーダライタ２の評価結果等を可視的に表示する表示モニタ７と、上記評価結果を印刷するためのプリンタ８と、リーダライタ２の評価に関する設定情報等を作業者が入力するための操作部６と、この評価装置を構成する各機器を統括的に制御する制御ユニット５とから構成される。

動作ユニット３は、図２に示すように、評価対象となるリーダライタ２を固定したかたちで設置することが可能であり、この固定されたリーダライタ２に対してＩＣカード１を、前後方向（Ｘ方向）、左右方向（Ｙ方向）、上下方向（Ｚ方向）へ相対的に移動させるユニットである。つまり、動作ユニット３は、非接触ＩＣカードを支持し３次元方向への間欠的あるいは連続的な移動／停止が可能である。また、動作ユニット３には、同図２に示すように、ＩＣカード１を保持するカード保持部２８や、この保持されたＩＣカード１を３次元的に移動させるＸ軸直動スライダ２５、Ｙ軸直動スライダ２６、およびＺ軸直動スライダ２７からなる３軸の直動スライダがカードアクチュエータとして設けられている。さらに、動作ユニット３には、図１に示すように、上記各スライダを動作させるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸用のドライバ内蔵コントローラ１１、１２、１４と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸用の位置センサ等を有する位置決めユニット１５、１６、１７が内蔵されている。動作ユニット３には、リーダライタ２表面のアンテナ面（リーダライタ２の指向性の強い方向）に対し、ＩＣカード１を斜め方向からタッチ動作（ＩＣカード１表面のアンテナ面をリーダライタ２のアンテナ面に近接）させることが可能となっている（後述する図６参照）。ここで、リーダライタ２のアンテナ面に対し、ＩＣカード１のアンテナ面を傾けた（傾斜させた）かたちで対向させるチルト機構（図示せず）等を上記３軸の直動スライダに搭載するようにしてもよい。これらドライバ内蔵コントローラ１１、１２、１４および位置決めユニット１５、１６、１７は、動作ユニット３に設けられた端子部１８、１９を通じて、デジタル入出力部などを有する制御ユニット５のインタフェース２１、２２に接続されている。

制御ユニット５は、伝送制御部（リーダライタ２通信用）が接続されたインタフェース２０を備えており、インタフェース２０にはリーダライタ２が接続される。このような制御ユニット５、並びに上記操作部６及び表示モニタ７は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの端末装置によって実現されており、動作ユニット３を通じてのＩＣカード１の移動制御は、この端末上で実行されるアプリケーションソフト等によって制御される。つまり、ＩＣカード１の移動ピッチや、移動速度の設定（動作パターンの設定）は、キーボードやマウスなどを介しての入力操作により行われる。ここで、本実施形態のリーダライタ評価装置では、上記３軸の直動スライダの位置決め精度でＩＣカード１を移動制御でき、例えば１ｍｍ以下の精度でＩＣカード１を移動させることが可能である。また、制御ユニット５内には、メモリ２４が設けられている。このメモリ２４は、非接触ＩＣカード１を移動させるための測定ポイントの位置情報及び動作情報を記憶しているとともに、操作部６を通じて入力された上記設定情報なども合わせて記憶する。

制御ユニット５には、制御部２９が設けられている。この制御部２９は、インタフェース２０に接続されたリーダライタ２に対し通信制御を行なうことができるとともに、ＩＣカード１との間でのリーダライタ２の通信結果とＩＣカード１の移動位置情報などとの突合せ処理を行い、この評価結果を表示モニタ７やプリンタ８を通じて出力させる制御を行う。つまり、制御部２９は、上記コンピュータ装置によるコマンドのやり取りでＩＣカード１とリーダライタ２との間での通信の可否（通信ＯＫ／通信ＮＧ）を判定する。詳細には、制御部２９は、ＩＣカード１とリーダライタ２との間で、通信可能なポイント、通信不能となるポイントをｍｍ単位で測定する。また、制御部２９は、リーダライタ２に対し、動作ユニット３を通じてのＩＣカード１の移動速度を適宜設定し、リーダライタ２に上記タッチさせてから戻すという一連の往復動作制御を行う。ここで、ＩＣカード１の移動速度やリーダライタ２にタッチさせる角度を移動中に可変させるように動作ユニット３や制御ユニット５を構成してもよい。

次に、このように構成されたリーダライタ評価装置によるリーダライタ２の評価方法を、図４に示す模式図や図５に示すフローチャートを用いて説明する。ここで、図４は、リーダライタ２のアンテナ面３１からの通信可能領域３２のイメージを示している。また、図５のフローチャートは、主に制御ユニット５の制御部２９の動作を基準としたものである。さらに、ここでのリーダライタ２の評価方法は、測定基準として用意したＩＣカード１との通信可能領域を３次元的に測定するものであって、リーダライタ２に対するＩＣカード１との離間距離に応じた、通信の可否（通信ＯＫ／通信ＮＧ）を判定してゆく評価方法、つまり通信可否の測定中ではＩＣカード１を停止させておく静的評価方法である。

この静的評価方法では、図５に示すように、まず、測定基準となるＩＣカード１を動作ユニット３のカード保持部２８に固定保持させるとともに（Ｓ１）、３軸の直動スライダの近傍の設置位置に評価対象のリーダライタ（Ｒ／Ｗ）２を固定的にセットする（Ｓ２）。
次に、動作ユニット３の電源をＯＮして（Ｓ３）、操作部６を通じて動作モードを設定する（Ｓ４）。設定のパラメータとしては、リーダライタ２に対してのＩＣカード１の３次元方向の移動範囲（測定範囲）、およびＩＣカード１の移動ピッチを設定する。上述したセッテイングの完了後、測定開始の操作が行われると（Ｓ５）、制御部２９によって各測定ポイントへのＩＣカード１の移動が間欠的に（通信ＯＫ／通信ＮＧの測定中はＩＣカード１の移動は停止）に行われる（Ｓ６）。制御部２９は、所定の測定ポイントにおいての通信処理を実行し（Ｓ７）、一回の通信処理を完了させる（Ｓ８）。このようにしてＩＣカード１が、各測定ポイントを順次移動し、この後、全てのポイントの測定が終了すると（Ｓ９のＹＥＳ）、制御部２９は、リーダライタ２のアンテナ面３１上の各測定ポイント（Ｘ，Ｙ）における最大通信可能距離（Ｚmax）を通信可能限界としてデータ化し、メモリ２４に記憶する。その後、測定結果の出力要求を受けると（Ｓ１０）、その評価結果を表示モニタ７に表示出力または適宜プリンタ出力する（Ｓ１１）。

次に、本実施形態のリーダライタ評価装置によるリーダライタ２の動的評価方法を、図６に示す模式図や図７に示すフローチャートを用いて説明する。ここで、図６は、リーダライタ２のアンテナ面３１に対しＩＣカード１をタッチ（当該ＩＣカード１のアンテナ面を近接させる）動作のイメージを示している。また、図７のフローチャートは、主に制御ユニット５の制御部２９の動作を基準としたものである。さらに、ここでのリーダライタ２の評価方法は、ＩＣカード１の同じタッチ動作（反復のタッチ動作）を複数回連続で行った際のリーダライタ２とＩＣカード１との通信の可否（通信ＯＫ／通信ＮＧ）を判定するリーダライタ２の上記動的評価方法である。さらに、ここでの評価方法は、図６に示すように、リーダライタ２のアンテナ面３１に対し、ＩＣカード１を斜め方向からタッチ動作させる通信評価などが含まれる。

この動的評価方法では、図７に示すように、まず、ＩＣカード１を動作ユニット３のカード保持部２８に固定保持させるとともに（Ｓ２１）、３軸の直動スライダの近傍の設置位置に評価対象のリーダライタ（Ｒ／Ｗ）２を固定的にセットする（Ｓ２２）。
次に、動作ユニット３の電源をＯＮして（Ｓ２３）、操作部６を通じて動作モードを設定する（Ｓ２４）。設定のパラメータとしては、動作回数、動作周期、カード移動速度、カード進入角度などがある（図６参照）。上述したセッテイングの完了後、測定開始操作により測定が開始される（Ｓ２５）。制御部２９は、所定の待機位置（例えば予め判っている通信不能位置）へのＩＣカード１の移動後（Ｓ２６）、測定ポイントへＩＣカード１を移動させる（Ｓ２８）。無論、ＩＣカード１の移動過程では、通信の可否（通信ＯＫ／通信ＮＧ）の測定が行われる。つまり、制御部２９は、待機位置から、ある測定ポイントへのＩＣカード１の移動中に通信処理を実行し（Ｓ２８）、一回の通信処理を終了させるとともに（Ｓ２９）、ＩＣカード１を待機位置へ戻す制御を行い（Ｓ２８）、一回の動的評価を終了させる。この後、指定回数のタッチ動作が全て終了すると（Ｓ３１のＹＥＳ）、制御部２９は、リーダライタ２のアンテナ面３１上の各測定ポイント（Ｘ，Ｙ）における最大通信可能距離（Ｚmax）を通信可能限界としてデータ化しメモリ２４に記憶する。その測定結果の出力要求を受けると（Ｓ３２）、メモリ２４に記憶された評価結果を表示モニタ７に表示出力または適宜プリンタ出力する（Ｓ３３）。詳細には、評価結果は、各測定ポイントにおける連続処理実行回数（ＩＣカードのタッチ動作の実行回数）と通信完了回数（通信ＯＫ回数）とが各々関連付けられたかたちで出力される。

このように本実施形態のリーダライタ評価装置によれば、リーダライタ２に対し３次元方向へ間欠的あるいは連続的に非接触ＩＣカード１を移動制御することで、ＩＣカード１とリーダライタ２との通信可能領域の測定や通信安定性等の評価を高い精度でしかも迅速に行うことが可能である。また、本実施形態によれば、このリーダライタ評価装置にて評価されたリーダライタ２をＥＴＣシステムの路側アンテナに適用することで料金収受システムの通信処理に関する信頼性を向上させることができる。

以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施形態のリーダライタ評価装置では、非接触ＩＣカードとリーダライタと間での通信の可否のみを測定するものであったが、これに加え、通信エリアにおける電界強度を測定できるようにリーダライタ評価装置を構成してもよい。また、上記実施形態では、測定基準となる非接触ＩＣカードを用意して、このカードと交信を行うリーダライタの性能評価を行うものであったが、これに代えて、測定基準となるリーダライタを用意して、このリーダライタと交信を行う非接触ＩＣカードの性能評価を行うようにしてもよい。

本発明は、非接触ＩＣカード用のリーダライタの評価装置としてのみならず、データキャリアなどの各種無線タグを含む、あらゆる移動体通信用媒体の評価装置や評価方法に適用することができる。

本発明の実施形態であるリーダライタ評価装置の機器構成を示すブロック図。図１のリーダライタ評価装置が備える動作ユニットの駆動機構を示す斜視図。図２の駆動機構による非接触ＩＣカードの移動を概念的に示す図。（ａ）は図１の評価装置で評価されるリーダライタの通信可能領域を模式的に示す正面図、（ｂ）はその斜視図。図１の評価装置を用いたリーダライタの評価方法を示すフローチャート。図５の方法と異なる他のリーダライタの評価方法を模式的に示す図。図５の方法と異なる他のリーダライタの評価方法を示すフローチャート。

符号の説明

１…非接触ＩＣカード、２…リーダライタ（Ｒ/Ｗ）、３…動作ユニット、５…制御ユニット、６…操作部、７…操作部、８…プリンタ、１５，１６，１７…位置決めユニット、２４…メモリ、２５…Ｘ軸直動スライダ、２６…Ｙ軸直動スライダ、２７…Ｚ軸直動スライダ、２９…制御部、３１…リーダライタのアンテナ面、３２…リーダライタの通信可能領域。

Claims

非接触ＩＣカードと無線通信してデータの読み書きを行うリーダライタを評価するリーダライタ評価装置において、
前記非接触ＩＣカードを支持し３次元方向への間欠的あるいは連続的な移動／停止が可能なカード移動手段と、
前記非接触ＩＣカードを移動する測定ポイントの位置情報と動作情報が記憶された記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された動作情報と位置情報に基づいて前記非接触ＩＣカードを測定ポイントへ移動／停止させるよう前記カード移動手段を制御する制御手段と、
前記非接触ＩＣカードと前記リーダライタとの間で実行された各測定ポイント毎の無線通信結果を前記リーダライタより取得する通信結果取得手段と
を具備したことを特徴とするリーダライタ評価装置。
前記制御手段は、
前記記憶手段に記憶された前記動作情報に基づいて、前記測定ポイントを含む範囲で前記カード移動手段を通じて前記非接触ＩＣカードを３次元方向へ間欠的に移動／停止動作させる手段を具備したことを特徴とする請求項１記載のリーダライタ評価装置。
前記制御手段は、
前記記憶手段に記憶された前記動作情報に基づいて、前記測定ポイントを含む範囲で前記カード移動手段を通じて前記非接触ＩＣカードを３次元方向へ連続的に往復動作させる手段を具備したことを特徴とする請求項１または２記載のリーダライタ評価装置。
前記動作情報は、前記非接触ＩＣカードの移動速度の可変パラメータあるいは前記リーダライタへの前記非接触ＩＣカードの近接角度パラメータであり、前記制御手段は、前記可変パラメータあるいは前記近接角度パラメータに基づいて移動制御を行う手段を具備したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のリーダライタ評価装置。
非接触ＩＣカードと無線通信してデータの読み書きを行うリーダライタを評価するリーダライタ評価方法において、
前記非接触ＩＣカードを所定の測定ポイントに移動させるための記憶装置に記憶された動作情報と位置情報に基づいて、この非接触ＩＣカードを支持し３次元方向への間欠的あるいは連続的な移動／停止が可能なカード移動機構を制御する制御ステップと、
前記制御ステップにて、前記非接触ＩＣカードと前記リーダライタとの間で実行された各測定ポイント毎の無線通信結果を前記リーダライタより取得するステップと
を有することを特徴とするリーダライタ評価方法。
前記制御ステップでは、
前記記憶装置に記憶された前記動作情報に基づいて、前記測定ポイントを含む範囲で前記カード移動機構を３次元方向へ間欠的に移動／停止動作させることを特徴とする請求項５記載のリーダライタ評価方法。
前記制御ステップでは、
前記記憶装置に記憶された前記動作情報に基づいて、前記測定ポイントを含む範囲で前記カード移動機構を３次元方向へ連続的に往復動作させることを特徴とする請求項５または６記載のリーダライタ評価方法。
前記動作情報は、前記非接触ＩＣカードの移動速度の可変パラメータあるいは前記リーダライタへの前記非接触ＩＣカードの近接角度パラメータであり、前記制御ステップでは、前記可変パラメータあるいは前記近接角度パラメータに基づいて移動制御を行うことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載のリーダライタ評価方法。